[發明專利]動態隨機存取存儲器及其電容器的制造方法

有效

• 申請號: 200910200000.5
• 申請日: 2009-12-04
• 公開（公告）號: CN102087959A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: 廖國彰;宋衛軍;廖端泉
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/8242
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李麗

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及動態隨機存取存儲器及其電容器的制造方法。

背景技術

動態隨機存取存儲器(DRAM)是一種可增加集成電路密度的電路結構，其在電子工業中作為存取存儲器使用。動態隨機存取存儲器的存儲單元包括一個場效應晶體管(Field?Effect?Transistor，FET)和一個電容器(Capacitor)。電容器連接在場效應晶體管的柵極，用來存儲數據。電容器充滿電后代表1(二進制)，未充電的代表0。電容器的結構和性能是影響動態隨機存取存儲器性能的因素，比如：在動態隨機存取存儲器芯片上的晶體管數量增加的前提下，晶體管的尺寸會相應減小，而這將導致在電容內存儲電荷時很難保持在可接受的信號噪音比范圍內而影響動態隨機存取存儲器的性能；又比如：DRAM存儲單元是依靠電容器來存儲信息的，電容器存儲的電荷越少，讀出放大器在讀取資料時候受雜質的影響所產生的軟錯誤(Soft?errors)將大大增加。

為了解決上述問題，中國專利申請第“98105559.1”公開了一種動態隨機存取存儲器的電容器的制造方法。該方法包括如下步驟：在硅襯底上依序形成一第一氧化層、一氮化硅層、一第二氧化層與一第一多晶硅層；在該第一多晶硅層表面形成一光刻膠層，用以限定該電容器外框；蝕刻該第一多晶硅層與該第二氧化層，蝕刻停止在該氮化硅層，形成一第一開口；除去該光刻膠層；在該硅襯底表面上方淀積一第三氧化層，覆蓋該第一開口；蝕刻該第三氧化層，蝕刻停止于該氮化硅層；以蝕刻余留的該第三氧化層與該第一多晶硅層為掩膜，蝕刻該氮化硅層；蝕刻該第一氧化層，形成一第二開口，暴露出該硅襯底；在該硅襯底表面上方形成一第二多晶硅層，覆蓋該第二開口、該第一開口與該第一多晶硅層；在該第二多晶硅層表面形成一第四氧化層；以化學機械研磨法研磨該第四氧化層、該第二多晶硅層與該第一多晶硅層，在去除該第一多晶硅層后停止；濕蝕刻去除剩余的該第四氧化層與該第二氧化層，并以該氮化硅層為蝕刻終點的阻隔層；在該硅襯底表面上方形成一絕緣層；以及在該絕緣層表面形成一第三多晶硅層

上述制造過程中，需要經過多次蝕刻，因此，制造成本高，生產效率低。

為了對上述制造方法進行改進，現有技術提供了另外一種動態隨機存取存儲器的制造方法。該動態隨機存取存儲器的電容器的制造方法包括如下步驟：提供半導體襯底，在該襯底上依次形成墊氧化層、氮化硅層、層間絕緣層以及掩膜層，所述襯底為硅襯底，所述掩膜層為多晶硅；在掩膜層上形成光致抗蝕劑層后以光致抗蝕劑層為掩膜在所述掩膜層形成開口；移除所述余留的光致抗蝕劑層；以掩膜層為掩膜蝕刻所述層間絕緣層和墊氧化層直至露出襯底而形成貫穿層間絕緣層的第一溝槽和貫穿氮化硅層和墊氧化層的第二溝槽；移除所述掩膜層；以層間絕緣層為掩膜蝕刻所述襯底而形成第三溝槽；在第三溝槽的表面形成下極板；在所述下極板上形成介電層；在所述介電層上形成上極板。

上述方法中，在移除掩膜層時，襯底的暴露區域處于暴露狀態，而且由于襯底為硅，所述掩膜層為多晶硅，因此，移除掩膜層的步驟會損傷襯底。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種動態隨機存取存儲器的電容器的制造方法，該方法能保護半導體襯底而使得襯底在制造過程中不被損傷。

為解決上述問題，本發明的技術方案是：

一種動態隨機存取存儲器的電容器的制造方法包括：提供襯底，在所述襯底上先后形成墊氧化層、氮化硅層、層間絕緣層和掩膜層；圖形化掩膜層，在掩膜層中形成開口；以所述掩膜層為掩膜，蝕刻所述層間絕緣層、氮化硅層和墊氧化層直至露出所述襯底時停止蝕刻，形成貫穿層間絕緣層的第一溝槽、貫穿氮化硅層和墊氧化層的第二溝槽；在所述襯底的露出區域上形成保護層；移除所述掩膜層；以層間絕緣層為掩膜，蝕刻所述保護層和襯底露出區域而在襯底上形成第三溝槽。

優選地，所述保護層還覆蓋在第一溝槽和第二溝槽的側面。

優選地，所述保護層為氧化層。

優選地，所述氧化層的厚度大于25埃而小于35埃。

優選地，所述電容器的制造方法還包括在第三溝槽的表面形成下極板；在所述下極板上形成介電層；在所述介電層上形成上極板步驟。

優選地，所述下極板、介電層和上極板通過如下步驟形成：在所述第一溝槽、第二溝槽、第三溝槽和層間絕緣層的表面均形成摻雜砷的第一多晶硅層；移除部分第一多晶硅層，進行退火處理使得砷擴散，在第三溝槽表面形成下極板；在所述下極板上形成介電層；回刻介電層后在介電層上形成第二多晶硅層而成為上極板。

優選地，所述下極板還覆蓋在第二溝槽和第一溝槽的側面。