[發明專利]金屬層或金屬硅化物層結構化法以及用該法制造的電容器

無效

• 申請號: 00806830.5
• 申請日: 2000-04-20
• 公開（公告）號: CN1349658A
• 公開（公告）日: 2002-05-15
• 發明（設計）人: V·魏因里希;G·欣德勒;C·馬祖雷－埃斯佩約
• 申請（專利權）人: 因芬尼昂技術股份公司
• 主分類號: H01L21/8242
• 分類號: H01L21/8242;H01L21/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 馬鐵良,張志醒

本發明涉及金屬層或金屬硅化物層結構化的方法以及在集成半導體電路內高ε介質或鐵電電容器。

傳統的微電子存儲元件(DRAM)包含一只電容器，其內以電荷形式存放應儲存的信息。大多具有介電常數最高約為8的氧化硅層或氮化硅層作為電容器材料。為了縮小存儲電容器以及為了制造非易失存儲器(FeRAM)需要具有顯著較高的介電常數的“新型的”電容器材料(介電體或鐵電體)。

在W.Bnlein所寫論文“Neue?Dieleektrika?für?Gbit-Speicherchips(千兆位存儲器芯片用的電介質)Phys.B1.55(1999)，51-53頁，描述了一些這里適用的電容器材料：Pb(Zr，Ti)O₃[PZT]，SrBi₂Ta₂O₉[SBT]，SrTiO₃[ST]和(Ba，Sr)TiO₃(BST)。

在應用這種新型的高ε介電體/鐵電體時出現困難，使得傳統的電極材料Si不再可以使用，因為它與在介電體/鐵電體淀積或退火時所需的氧化氣氛不兼容。

首先作為電極材料可以考慮足夠惰性的金屬和金屬硅化物。然而這種層的結構化迄今為止仍是遠未解決的問題，因為眼下還沒有適用于清除這種層的腐蝕氣體。

在S.Mantl的論文“Silicid-Mikrostrukturen?durch?lokaleOxidation(通過局部氧化產生的硅化物-微結構)Phys.B1.51(1995)951-953頁，提出為了由金屬硅化物制造隱埋的印制導線和臺面結構，通過層的局部氧化產生硅化物層的結構化。反之，例如從US?5,401,677獲悉硅化鉑的形成方法。

在US?5,561,307描述了一種在集成電路內的鐵電電容器，其基極通過RIE(反應離子蝕刻)工藝形成。然而RIE工藝顯示對掩模材料和鉑底層不滿意的選擇性，并且不允許制造具有良好確定邊緣輪廓的基極。

本發明的任務是提供一種金屬層或金屬硅化物層結構化的方法，該方法以技術上簡單的方式，例如使在集成電路內制造具有金屬或金屬硅化物電極的高ε介電體或鐵電體電容器成為可能。此外，本發明的目的在于，制造具有包含良好確定邊緣輪廓的金屬電極或金屬硅化物電極的高ε介電體或鐵電體電容器。

本任務通過權利要求1，7和14的特征解決。

總體上本發明基于，未結構化金屬層或金屬硅化物層-由這種層例如應形成電容器的基極-不希望要的區域被隱埋在氧化物層下，來代替如迄今為止常用的通過物理或化學工藝去除。

為此目的，根據本發明首先產生具有應形成的結構化金屬層的圖案(預結構化基層區)的結構化層。因為由通常的技術上容易處理的層材料(Si，尤其在隱埋層區的多晶硅；例如在基層區的SiO₂)組成的結構化層是可實現的，所以用通常的平面型技術方法(層淀積法；通過光刻和蝕刻技術的層結構化)該層的產生毫無問題是可能的。

最好預結構化的基層區具有對應結構化的金屬層(金屬區)相同結構。即：基層區用作應形成的金屬區域的掩模，該金屬區域應通過金屬層結構化建立。

根據本發明的第一觀點，在結構化層之上沉積一個金屬層。不希望要的、側向處在基層區之外的金屬層區被形成硅化物，并且隨后通過在結構化層內氧化“隱埋”。

按此方式，可以形成結構化的金屬層，該金屬層遍及整個平面由金屬形成并用作電極、金屬化或印制引線。

尤其是結構化的金屬層包含結構化的金屬區域，該金屬區域對基極層區基本上是結構上相同的，即：基極層區的外輪廓與結構化金屬區域的輪廓適配。這時所建立的金屬區域與處于側向并隱埋的金屬硅化物段不同，其位置不變，然而，卻也可以局部地或完全地硅化。

但是在淀積金屬層時也存在建立局部或整個面積地由金屬硅化物形成的結構化金屬區域的可能性。在這種情況下即使在基層區之上的區域(例如在基極輪廓內)也硅化，其中，仍然需要注意這些硅化區域未被氧化，并因此也“隱埋”。

應制作的結構化金屬區域的電接觸主要通過在基層區內提供的、由硅、特別是多晶硅形成的導電引線結構。在這種情況下，在引線結構和金屬層之間，合適地淀積導電壁壘層，用于防止通過引線結構產生的金屬層硅化以及防止引線結構的氧化。即使在預先考慮Si引線結構情況下，這可以例如以基極形式產生整個平面由金屬形成的金屬區域。此外，結構化的金屬區域也可以事后通過例如在復蓋金屬區域的絕緣層內引進的接觸結構進行接觸。