[發明專利]形成存儲節點的方法及使用其形成電容器的方法

有效

• 申請號: 201210132585.3
• 申請日: 2012-02-15
• 公開（公告）號: CN102646640A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 宋翰相;樸鐘國
• 申請（專利權）人: 海力士半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/8242
• 分類號: H01L21/8242;H01L21/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邱軍

技術領域

本發明的示例性實施例涉及半導體器件的制造方法，并且尤其涉及在半導體器件中制造存儲節點的方法和采用該方法制造電容器的方法。

背景技術

隨著半導體器件越來越高度集成化，半導體器件的單位單元的平面面積減小。因此，當高度集成的半導體器件是包括單元電容器的動態隨機存取存儲器(DRAM)時，可能難以獲得使DRAM器件可靠工作所需的足夠單元電容。從而，為了在有限的平面面積內增加單元電容，已經開發出各種技術來減小單元電容器的介電層厚度和/或實現三維存儲節點。例如，對于三維存儲節點，已經提出凹陷存儲節點或圓柱形存儲節點。

發明內容

各示例性實施例提供了在半導體器件中制造存儲節點的方法和采用該方法形成電容器的方法。

根據本發明的一些實施例，一種制造存儲節點的方法包括：在襯底上形成層間絕緣層；在該層間絕緣層上依次形成蝕刻停止層和第一犧牲層；將該第一犧牲層和該蝕刻停止層圖案化，以形成限定存儲節點接觸孔的第一犧牲層圖案和蝕刻停止層圖案；形成凹進的第一存儲節點導電圖案，該凹進的第一存儲節點導電圖案保形地覆蓋該存儲節點接觸孔的下部側壁和底表面；形成第二存儲節點導電圖案，該第二存儲節點導電圖案包括被該凹進的第一存儲節點導電圖案圍繞的第一部分和保形地覆蓋該存儲節點接觸孔的上部側壁的第二部分；以及去除該第一犧牲層圖案。該凹進的第一存儲節點導電圖案和該第二存儲節點導電圖案構成存儲節點。

存儲節點接觸孔可形成為具有至少18000埃的深度。

凹進的第一存儲節點導電圖案可由氮化鈦(TiN)層形成。例如，可采用原子層沉積(ALD)工藝或化學氣相沉積(CVD)工藝，該氮化鈦(TiN)層可形成為具有約50埃至約150埃的厚度。

凹進的第一存儲節點導電圖案可形成為具有約3000到約7000埃的高度。

凹進的第一存儲節點導電圖案可形成為具有圓柱形狀。形成凹進的第一存儲節點導電圖案可包括：在包括存儲節點接觸孔的襯底表面上形成第一存儲節點導電層，在第一存儲節點導電層上形成第二犧牲層，平坦化第二犧牲層和第一存儲節點導電層以形成存儲節點接觸孔中的第一存儲節點導電圖案和被第一存儲節點導電圖案圍繞的第二犧牲層圖案，使第一存儲節點導電圖案凹進，以及去除第二犧牲層圖案以暴露凹進的第一存儲節點導電圖案的內表面。第二犧牲層可由相對于第一存儲節點導電層具有蝕刻選擇性的材料形成。第一存儲節點導電層可由氮化鈦層形成、并且第二犧牲層可由多晶硅層形成。可采用清洗工藝使第一存儲節點導電圖案凹進，該清洗工藝利用硫酸(H₂SO₄)溶液作為清洗溶液。可采用濕法蝕刻工藝去除第二犧牲層圖案，該濕法蝕刻工藝利用氫氧化銨(NH₄OH)溶液作為濕法蝕刻劑。可通過按照約1∶5至約1∶30的體積比混合去離子水(H₂O)和氨(NH₃)，形成氫氧化銨(NH₄OH)溶液。

凹進的第一存儲節點導電圖案和第二存儲節點導電圖案可由相同類型的材料形成。

第二存儲節點導電圖案可形成為具有約至約的厚度。

可采用全浸出工藝去除第一犧牲層圖案。

根據本發明的進一步實施例，一種制造存儲節點的方法包括：在襯底上形成層間絕緣層；在該層間絕緣層上依次形成蝕刻停止層和犧牲層；將該犧牲層和該蝕刻停止層圖案化，以形成限定存儲節點接觸孔的犧牲層圖案和蝕刻停止層圖案；形成存儲節點導電圖案，該存儲節點導電圖案保形地覆蓋該存儲節點接觸孔的側壁和底表面；形成凹進的導電圖案，該凹進的導電圖案填充被該存儲節點導電圖案圍繞的該存儲節點接觸孔的下部；在該凹進的導電圖案的頂表面上形成金屬層；以及去除該犧牲層圖案。金屬層、凹進的導電圖案和存儲節點導電圖案構成存儲節點。

存儲節點接觸孔可形成為具有至少18000埃的深度。

存儲節點導電圖案可由氮化鈦(TiN)層形成。可采用原子層沉積(ALD)工藝或化學氣相沉積(CVD)工藝，該氮化鈦(TiN)層形成為具有約50埃至約150埃的厚度。