DE19521489A1 - Verfahren zur Herstellung eines Kondensators - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Kondensators

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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/31DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Halbleiter­ schaltungs-Speichervorrichtungen und im spezielleren auf dreidimensionale Stapelkondensatorgebilde sowie auf Verfahren zur Herstellung solcher Gebilde, die bei solchen Speichervorrichtungen als dynamische RAM-Speicher (DRAMs) mit hoher Dichte verwendbar sind.
Bei dynamischen Halbleiter-Speichervorrichtungen ist es wesentlich, daß die Zellenplatten der Speicherkno­ tenkondensatoren trotz parasitärer Kapazitäten und trotz Rauschens, die während des Betriebs der Schal­ tung auftreten können, groß genug sind, um eine ange­ messene Ladung oder Kapazität beizubehalten. Wie es bei den meisten integrierten Halbleiterschaltungen der Fall ist, nimmt die Speicherdichte mit einer ziemlich konstanten Rate weiter zu. Der Gesichtspunkt der Auf­ rechterhaltung der Speicherknotenkapazität ist von besonderer Bedeutung, wenn die Dichte von RAM-Anord­ nungen für zukünftige Generationen von Speichervor­ richtungen weiter erhöht wird.
Die Fähigkeit, Speicherzellen dicht zu packen und da­ bei die erforderlichen Kapazitätsniveaus aufrechtzuer­ halten, ist eine Hauptanforderung an die Halbleiter­ herstellungstechnologien, wenn zukünftige Generationen erweiterter Speicheranordnungsvorrichtungen erfolg­ reich hergestellt werden sollen.
Ein Verfahren zum Aufrechterhalten sowie zum Erhöhen der Speicherknotengröße bei dicht gepackten Speicher­ vorrichtungen besteht in der Verwendung des "Stapel­ speicherzellen"-Aufbaus. Bei dieser Technologie werden zwei oder mehr Schichten aus einem leitfähigen Mate­ rial, wie zum Beispiel polykristallines Silizium (im folgenden kurz Polysilizium genannt), über einer Zu­ griffsvorrichtung auf einem Siliziumwafer aufgebracht, wobei dielektrische Schichten sandwichartig zwischen den Polysiliziumschichten angeordnet werden. Eine auf diese Art und Weise ausgebildete Zelle ist als Sta­ pelkondensatorzelle (STC) bekannt. Eine derartige Zelle nutzt den Raum über der Zugriffsvorrichtung für Kondensatorplatten, weist eine geringe Soft Error Rate (SER) auf und kann in Verbindung mit zwischen den Platten vorgesehenen isolierenden Schichten hoher Di­ elektrizitätskonstante eingesetzt werden.
Es ist jedoch schwierig, mit einem herkömmlichen STC-Kondensator eine ausreichende Speicherkapazität zu erhalten, da der Speicherelektrodenbereich auf die Grenzen seines eigenen Zellenbereichs eingeschränkt ist. Auch wird das Aufrechterhalten guter dielektri­ scher Durchschlagfestigkeitseigenschaften zwischen Polysiliziumschichten in dem STC-Kondensator zu einem großen Problem, sobald die Dicke des Isolators ange­ messen dimensioniert ist.
Das US-Patent Nr. 5 162 248 der vorliegenden Anmelde­ rin befaßt sich mit einem Verfahren zur Bildung einer behälterartigen Zelle. Alle in der vorliegenden Anmel­ dung genannten Veröffentlichungen werden hiermit durch Bezugnahme in dieser aufgenommen.
Gemäß einer allgemeinen Ausführungsform schafft die vorliegende Erfindung einen Speicherkondensator, der folgendes aufweist:
Ein Bodenplattengebilde mit einer Oberfläche aus Sili­ zium mit halbkugelförmiger Körnung;
eine Titannitridschicht angrenzend an und er­ streckungsgleich mit dem Silizium mit halbkugelför­ miger Körnung;
eine Isolierschicht angrenzend an und erstreckungs­ gleich mit der Titannitridschicht; und
ein oberes Plattengebilde mit einer leitfähig dotier­ ten Polysiliziumschicht oben auf und erstreckungs­ gleich mit der Isolierschicht.
Der Kondensator wird durch ein Verfahren zum Herstel­ len eines Kondensators auf einem Trägersubstrat durch folgende Schritte weiterentwickelt:
Bilden einer unteren Kondensatorplatte aus Silizium mit halbkugelförmiger Körnung;
Bilden einer Titannitridschicht angrenzend an und er­ streckungsgleich mit dem Silizium mit halbkugelför­ miger Körnung;
Bilden einer Isolierschicht angrenzend an und er­ streckungsgleich mit der Titannitridschicht; und
Bilden einer leitfähigen Schicht oben auf und er­ streckungsgleich mit der Isolierschicht.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entwickelt ein Verfahren zum Herstellen ei­ nes leitfähigen Behältergebildes auf einem Trägersub­ strat durch folgende Schritte weiter:
Bilden einer planar ausgebildeten Isolierschicht; Bilden einer Öffnung in der planar ausgebildeten Iso­ lierschicht;
Bilden mehrerer Siliziumschichten in der Öffnung, wo­ bei die erste und die letzte gebildete Schicht amor­ phes Silizium aufweisen;
Bilden mehrerer Silizium-Grenzflächenschichten an den Silizium-Korngrenzen zwischen jeder Schicht;
Trennen der mehreren Siliziumschichten in einzelne Behältergebilde mit einer inneren und einer äußeren Oberfläche sowie dadurch erfolgende Freilegung der planar ausgebildeten Isolierschicht;
teilweises Entfernen der planar ausgebildeten Isolier­ schicht zur dadurch erfolgenden Freilegung der Außenfläche der Behältergebilde;
Umwandeln der freiliegenden inneren und äußeren Ober­ flächen aus amorphem Silizium in Silizium mit halb­ kugelförmiger Körnung durch Unterziehung der inneren und äußeren Oberflächen einer Hochvakuum-Wärmebehand­ lung, wobei das Silizium mit halbkugelförmiger Körnung als leitfähige untere Kondensatorplatte dient;
Bilden einer Titannitridschicht angrenzend an und er­ streckungsgleich mit dem Silizium mit halbkugelför­ miger Körnung;
Bilden einer Isolierschicht angrenzend an und er­ streckungsgleich mit der Titannitridschicht; und
Bilden einer oberen leitfähigen Kondensatorplatte oben auf und erstreckungsgleich mit der Isolier­ schicht.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen mehrerer Ausführungsbeispiele der Erfindung noch näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines im Herstel­ lungsprozeß befindlichen Waferbereichs unter Darstel­ lung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Er­ findung;
Fig. 2 eine zusammengesetzte Querschnittsansicht des im Herstellungsprozeß befindlichen Waferbereichs unter Darstellung der Anfangsschritte eines Ausfüh­ rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wobei ein Polysilizium-Stopfen zwischen zwei Wortleitungen ge­ bildet ist, worauf eine planar ausgebildete Schicht aus Tetraethylorthosilikat-(TEOS-)Oxid sowie die Auf­ bringung einer Nitridschicht und einer planar ausge­ bildeten Schicht aus Borophosphosilikatglas (BPSG) folgen;
Fig. 3A eine Querschnittsansicht des im Herstel­ lungsprozeß befindlichen Waferbereichs der Fig. 2 nach der Freilegung des Polysilizium-Stopfens durch eine Kontaktöffnung;
Fig. 3B eine der Fig. 2 ähnliche Querschnittsan­ sicht des im Herstellungsprozeß befindlichen Waferbe­ reichs, nachdem eine Kontaktöffnung das darunterlie­ gende Siliziumsubstrat freilegt (kein Polysilizium-Stopfen vorhanden);
Fig. 4 eine Querschnittsansicht des im Herstel­ lungsprozeß befindlichen Waferbereichs der Fig. 3A nach der Aufbringung einer ersten Schicht aus amorphem Silizium, worauf eine kontrollierte Sauerstoffaus­ setzung erfolgt;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht des im Herstel­ lungsprozeß befindlichen Waferbereichs der Fig. 4 nach der Aufbringung einer zweiten Schicht aus amor­ phem Silizium, worauf eine kontrollierte Sauerstoff­ aussetzung erfolgt;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht des im Herstel­ lungsprozeß befindlichen Waferbereichs der Fig. 5 nach der Aufbringung einer dritten Schicht aus amor­ phem Silizium, worauf eine kontrollierte Sauerstoff­ aussetzung erfolgt;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht des im Herstel­ lungsprozeß befindlichen Waferbereichs der Fig. 6 nach der Ausführung eines chemisch-mechanischen Po­ liervorgangs zur Bildung einzelner Speicherknoten, worauf ein Ätzvorgang zum Entfernen des BPSG erfolgt;
Fig. 8A eine Querschnittsansicht des im Herstel­ lungsprozeß befindlichen Waferbereichs der Fig. 7 nach der Bildung von Silizium mit halbkugelförmiger Körnung, das aus einer Hochvakuum-Wärmebehandlung re­ sultiert;
Fig. 8B eine der Fig. 7 ähnliche Querschnittsan­ sicht einer alternativen Ausführungsform des im Her­ stellungsprozeß befindlichen Waferbereichs nach der Bildung von Silizium mit halbkugelförmiger Körnung, das aus einer Hochvakuum-Wärmebehandlung resultiert; und
Fig. 9 eine Querschnittsansicht des im Herstel­ lungsprozeß befindlichen Waferbereichs der Fig. 8A nach der Bildung von konformem Zellendielektrikum bzw. Polysilizium.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, den Speicherzellen-Oberflächenbereich in einem Herstel­ lungsverfahren zum Herstellen von hochdichten/groß­ volumigen DRAMs durch Schaffung gleichmäßiger Spei­ cherzellenstrukturen über einem gegebenen Trägersub­ strat zu maximieren. Die im folgenden beschriebenen Verfahrensschritte dienen als Beispiel sowie als be­ vorzugte Verfahrensweise zur Ausführung der vorliegen­ den Erfindung. Dieses Beispiel soll jedoch den breiten Umfang der Erfindung nicht einschränken.
Fig. 1 ist mit Fig. 9 identisch, die ein Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, das in der nachfolgenden Beschreibung erläutert wird.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird ein Trägersubstrat, wie zum Beispiel ein Siliziumwafer, unter Verwendung herkömmlicher Verfahrensschritte vorbereitet, um einen leitfähig dotierten Polysilizium-Stopfen 13 zu bilden, der sich zwischen benachbarten Wortleitungen 12 befin­ det und mit einem Diffusionsbereich 11 des Substrats 10 in Kontakt steht. Planar ausgebildetes Oxid 14 isoliert die Wortleitungen 12 und den Polysilizium-Stopfen 13. Oben auf dem planar ausgebildeten Oxid 14 ist eine dünne Schicht aus Nitrid 15 gebildet. Dieses Nitrid 15 ist wahlweise vorgesehen, wie dies im fol­ genden noch erläutert wird. Auf dieses Nitrid 15 wird vollflächig eine weitere planar ausgebildete Oxid­ schicht 16 aufgebracht. Der Wafer ist nun bis zu dem Punkt der Bearbeitung einer Anordnung von Speicherzel­ lenkondensatoren bearbeitet worden. Es folgt nun die Kondensatorzellenherstellung.
Der Speicherknoten jeder Speicherzelle steht mit dem darunterliegenden Difussionsbereich 11 über den Poly­ silizium-Stopfen 13 in Kontakt. Jeder darunterliegende Diffusionsbereich 11 besitzt zwei Speicherknotenan­ schlüsse, die von einem einzelnen Ziffernleitungskon­ takt durch Zugriffstransistoren getrennt sind, die durch den aktiven Bereich kreuzende Polysilizium-Wort­ leitungen 12 gebildet sind. Normalerweise sind die Diffusionsbereiche 11 innerhalb der Anordnung jeweils durch ein dickes Feldoxid voneinander getrennt. Die Diffusionsbereiche 11 und die Polysilizium-Wortleitun­ gen 12 (Steuergates) bilden aktive Feldeffekttran­ sistoren (Feldeffekttransistoren, die als Zugriffs­ transistoren zu jedem einzelnen Kondensator dienen), die abhängig von ihrer erwünschten Verwendung als NMOS- oder PMOS-Typ-Feldeffekttransistoren dotiert werden können.
Wie unter Bezugnahme auf Fig. 3A zu sehen ist, ist die Dicke der planar ausgebildeten Oxidschicht 16 von der Höhe abhängig, die für die noch zu bildende Poly­ silizium-Behälterstruktur erwünscht ist. Die Höhe der resultierenden Polysiliziumstruktur ist einer der Fak­ toren bei der Bestimmung des erwünschten, resultieren­ den Kondensatorplatten-Oberflächenbereichs. Eine Kon­ taktöffnung 21 wird in das Oxid 16, das Nitrid 15 und das Oxid 14 geätzt, wodurch ein Zugang zu dem darun­ terliegenden Polysilizium-Stopfen 13 ermöglicht ist. Die Kontaktöffnung 21 erlaubt nicht nur einen Zugang zu der darunterliegenden Topographie, sondern sie schafft bei der Kontaktöffnung 21 auch eine Form für eine anschließend plazierte Schicht aus leitfähig do­ tiertem dünnen Polysilizium. (Alternativ hierzu kann die Kontaktöffnung bis hinab zu dem Diffusionsbereich 11 geätzt werden, da ein Polysilizium-Stopfen nicht vorhanden sein muß, wie dies in Fig. 3B gezeigt ist).
Wie unter Bezugnahme auf Fig. 4 gezeigt ist, wird eine dünne amorphe Siliziumschicht 31 mit einer Dicke von ca. 40 nm (ca. 400 Å) gebildet bzw. aufgebracht, und zwar entweder undotiert oder an Ort und Stelle dotiert mittels eines p-leitenden oder n-leitenden Dotierstoffs, wie zum Beispiel Arsen, Phosphor oder Bor. Am Ende dieses Schrittes werden die Korngrenzen an der Grenzfläche "eingefroren" oder "verriegelt", und zwar entweder durch Einbringung eines Dotier­ bzw. Fremdstoffs, wie zum Beispiel Sauerstoff, Kohlen­ stoff oder N₂O usw. oder durch Aussetzen der Silizium­ schicht gegenüber einer oxidbildenden Umgebung (O₂ oder H₂O) oder einer nitridbildenden Umgebung (N₂ oder NH₃). Wenn die Siliziumkörner an dieser Grenzfläche durch eine sehr geringfügige Oxidation "verriegelt" werden, ist es von kritischer Bedeutung, daß diese durch Auf­ wachsen oder Aufbringen gebildete Oxidschicht nicht zu dick ist und ein Leiten und Ausdifundieren von Dotier­ stoffen nicht vollständig blockiert, wenn die erste Schicht undotiert ist (eine Dicke von 0,3 bis 1,2 nm (3-12 Å) aus SiO₂ ist bevorzugt). Weiterhin ist be­ vorzugt, daß die Siliziumschichten an Ort und Stelle in einem System auf der Basis einer raschen thermischen chemischen Abscheidung aus der Dampfphase (RTCVD) aufgebracht werden, jedoch besteht ein alternatives Herstellungsverfahren in der Aufbringung der anfänglichen amorphen Siliziumschicht in einem mit niedrigem Druck arbeitenden chemischen Dampfphasenab­ scheidungs-(LPCVD-)Reaktor entweder mit Einleitung von verdünntem O₂ oder Entfernung der Wafer, um dadurch das Silizium der Atmosphäre auszusetzen und die Wafer ent­ weder direkt wieder einzusetzen oder die Wafer einer Naßbearbeitung unter Verwendung eines verdünnten HF-Tauchbads vor dem Wiedereinsetzen der Wafer zu unterziehen. Durch diese Schritte würde ein Eigenoxid auf der Oberfläche der ersten aufgebrachten Silizium­ schicht gebildet. Wie als nächstes in Fig. 5 zu sehen ist, wird eine an Ort und Stelle dotierte Silizium­ schicht 41 aufgebracht (es ist darauf hinzuweisen, daß es sich bei dieser zweiten oder zentralen Schicht um die einzige Dotierstoffquelle handeln kann, - wenn die erste und die dritte Schicht undotiert aufgebracht werden). Als nächstes wird O₂ eingeleitet, oder es werden die anderen vorstehend beschriebenen Ver­ fahrensweisen zur Bildung der Grenzflächenschicht 42 verwendet, worauf die dritte Siliziumschicht 51 aufge­ bracht wird, wie dies in Fig. 6 zu sehen ist. Bei der dritten Siliziumschicht könnte es sich um Silizium mit halbkugelförmiger Körnung handeln, das durch den Fach­ leuten bekannte Verfahrensweisen aufgebracht wird, wie zum Beispiel durch die Verfahrensweise, die in einem Artikel mit dem Titel "A New Cylindrical Capacitor Using Hemispherical Grained Si (HSG-Si) for 256Mb DRAMs" von Watanabe et al., 1992 IEDM, Seiten 259-262, beschrieben ist, der durch Bezugnahme zu einem Be­ standteil der vorliegenden Beschreibung gemacht wird.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, resultiert eine Stapelkon­ struktion 61 aus amorphem Silizium aus einer Planari­ sierung (Planarisierung durch chemisch-mechanisches Polieren oder Resist-Beschichtung, O₂-Plasma und Poly­ silizium-Ätzung), bis das Oxid 16 freiliegt, wodurch außerdem die jeweiligen benachbarten Speicherknoten­ platten über die Halbleiterscheibe hinweg voneinander getrennt werden. Als nächstes erfolgt ein Naßoxid-Rückätzvorgang zum Entfernen des in Fig. 6 gezeigten Oxids 16, wobei dieser Ätzvorgang auf der Nitrid­ schicht 15 stoppt. Wie vorstehend erwähnt wurde, ist die Nitridschicht 15 wahlweise vorgesehen, jedoch ist sie auch bevorzugt, da sie ein definitives Ätz-Stopp­ ziel für den Naßoxid-Ätzvorgang schafft. Die Nitrid­ schicht 15 muß jedoch überhaupt nicht verwendet wer­ den, da man sich der verschiedenen Ätzraten zwischen den Schichten 16 und 14 bedienen kann, wenn unter­ schiedliche Materialien verwendet werden. Bei dem be­ vorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich zum Bei­ spiel bei der Schicht 14 um TEOS und bei der Schicht 16 um Borophosphosilikatglas (BPSG). Da BPSG im Ver­ gleich zu TEOS eine viel höhere Ätzrate besitzt, kann das BPSG sicher vollständig entfernt werden, während immer noch eine ausreichende verbleibende Dicke des TEOS gewährleistet wird, die eine angemessene Isolie­ rung zu den darunterliegenden Wortleitungen 12 schafft.
Unter Bezugnahme auf Fig. 8A wird die durch Planarisierung gebildete amorphe Konstruktion 61 einer Hochvakuum-Wärmebehandlung unterzogen, um Silizium mit halbkugelförmiger Körnung (HSG-Silizium) sowohl an der Innenseite als auch an der Außenseite des Gebildes 61 zu bilden. Bei der Hochvakuum-Wärmebehandlung kann eine durch rasche Wärmebehandlung (RTP) unterstützte Erwärmung verwendet werden, um die HSG-Bildung weiter zu fördern. Daraus ergibt sich das HSG-Siliziumgebilde 71, das bei dieser Anwendung eine behälterartige Speicherknotenplatte 71 bildet. Das amorphe Silizium wird dadurch in Silizium mit halbkugelförmiger Körnung umgewandelt, daß man das Gebilde einer raschen Wärme­ behandlung oder einer Hochvakuum-Wärmebehandlung un­ terzieht, wodurch die Siliziumatome aus der ersten und der letzten Siliziumschicht aufgezehrt werden, während die Siliziumatome jeglicher inneren Siliziumschicht intakt bleiben und nicht in die Silizium-Grenzflächen­ schichten eindringen. Die behälterförmige Kondensator-Speicherknotenplatte 71 wird dadurch verbessert, daß eine Schicht aus Titannitrid 72 über dem gesamten freiliegenden Silizium mit halbkugelförmiger Körnung gebildet wird (dabei ist bevorzugt, daß die Titan­ nitridschicht 72 durch chemische Dampfphasenabschei­ dung gebildet wird). Das Vorhandensein von Titannitrid 72 eliminiert die Entstehung eines jeglichen Ver­ armungsbereichs, der sich tendentiell unter dem an­ schließend gebildeten Zellendielektrikum bildet, wenn Silizium mit halbkugelförmiger Körnung vorhanden ist.
Alternativ hierzu zeigt Fig. 8B eine fertiggestellte, behälterartige Kondensator-Speicherknotenplatte 71, die sich in direktem Kontakt mit dem Diffusionsbereich 11 befindet und somit keine Polysilizium-Stopfen-Zwi­ schenverbindung verwendet. Wie in Fig. 8A dargestellt ist, wird die behälterartige Kondensator-Speicherkno­ tenplatte 71 durch Bilden einer Schicht aus Titan­ nitrid 72 über dem gesamten freiliegenden Silizium mit halbkugelförmiger Körnung verbessert.
Wie in Fig. 9 gezeigt ist, wird das Behältergebilde 71 mit einem Kondensatorzellendielektrikum 81 überzo­ gen. Schließlich wird eine dotierte, konforme Poly­ siliziumschicht 82 vollflächig auf das Zellen­ dielektrikum 81 aufgebracht, wobei die Schicht 82 als gemeinsame Kondensatorzellenplatte für eine gesamte Anordnung von Behältergebilden 71 dient. Ab diesem Punkt wird der Wafer unter Verwendung herkömmlicher Herstellungsschritte fertiggestellt.
Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung be­ steht in der Verwendung von Titannitrid zur Beschich­ tung von Silizium mit halbkugelförmiger Körnung, die zusammen eine Speicherknotenzellenplatte bilden. Die­ ses Merkmal kann bei jedem Kondensator-Herstellungvor­ gang verwendet werden und ist nicht auf den vorstehend beschriebenen Kondensator-Herstellungsvorgang begrenzt.

Claims (26)

1. Verfahren zum Herstellen eines Kondensators auf einem Trägersubstrat (10), gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Bilden einer unteren leitfähigen Kondensatorplatte (71) mit einer Innenfläche und einer Außenfläche aus Polysilizium mit halbkugelförmiger Körnung; Bilden einer Titannitridschicht (72) angrenzend an und erstreckungsgleich mit dem Polysilizium mit halbkugelförmiger Körnung;
Bilden einer Isolierschicht (81) angrenzend an und erstreckungsgleich mit der Titannitridschicht (72); und
Bilden einer oberen leitfähigen Kondensatorplatte (82) oben auf und erstreckungsgleich mit der Isolierschicht (81).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägersubstrat (10) ein Siliziumsubstrat verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Bildung der unteren leitfähigen Kondensatorplatte (71) ein leitfähiger Stopfen (13) zwischen einem Paar be­ nachbarter, paralleler leitfähiger Leitungen (12) gebildet wird, wobei der leitfähige Stopfen (13) eine Verbindung zwischen der unteren leitfähigen Kondensatorplatte (71) und dem Trägersubstrat (10) herstellt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den leitfähigen Stopfen (13) leitfähig dotiertes Polysilizium ver­ wendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Isolierschicht (81) Nitrid verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zur Her­ stellung von DRAM-Vorrichtungen verwendbar ist.
7. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung des Sili­ ziums mit halbkugelförmiger Körnung weiterhin fol­ gende Schritte umfaßt:
Bilden einer Öffnung in einer planar ausgebildeten Schicht (14), die oben auf dem Trägersubstrat (10) ausgebildet ist;
Bilden mehrerer Siliziumschichten (31, 41, 51) in der Öffnung, wobei die erste (31) und die letzte (51) gebildete Schicht amorphes Silizium aufwei­ sen;
Bilden mehrerer Silizium-Grenzflächenschichten (32, 42) an den Silizium-Korngrenzen zwischen jeder Schicht;
Trennen der mehreren Siliziumschichten (31, 41, 51) in einzelne Behältergebilde (61) mit einer freiliegenden inneren und einer freiliegenden äußeren Oberfläche; und
Umwandeln der freiliegenden inneren und äußeren Oberflächen aus amorphem Silizium in Silizium mit halbkugelförmiger Körnung, wobei das Silizium mit halbkugelförmiger Körnung als untere leitfähige Kondensatorplatte (71) dient.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der planar ausgebildeten Isolierschicht (14) um eine Schicht handelt, die aus wenigstens einem Element der Gruppe bestehend aus Tetraethylorthosilikat (TEOS), Borophosphosilikatglas (BPSG) sowie Ni­ trid oder jeglicher Kombination daraus gebildet ist.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die planar ausgebilde­ te Isolierschicht (14) durch chemisch-mechanisches Polieren planar ausgebildet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung des amorphen Siliziums in Silizium mit halbkugelförm­ iger Körnung weiterhin beinhaltet, daß das Gebilde einer raschen Wärmebehandlung unterzogen wird, durch die Siliziumatome aus der ersten (31) und der letzten (51) Siliziumschicht aufgezehrt wer­ den, während die Siliziumatome einer inneren Sili­ ziumschicht intakt bleiben und nicht in die Sili­ zium-Grenzschichten (32, 42) eindringen.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung des amorphen Siliziums in Silizium mit halbkugelför­ miger Körnung weiterhin beinhaltet, daß das Gebil­ de einer Hochvakuum-Wärmebehandlung unterzogen wird, wodurch Siliziumatome aus der ersten (31) und der letzten (51) Siliziumschicht aufgezehrt werden, während die Siliziumatome einer inneren Siliziumschicht intakt bleiben und nicht in die Silizium-Grenzflächenschichten (32, 42) eindrin­ gen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Schichten (31, 41, 51) eine erste (31), eine zweite (41) und eine dritte (51) Schicht umfassen.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß für die zweite Schicht (41) leitfähig dotiertes amorphes Silizium verwen­ det wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß für die zweite Schicht (41) leitfähig dotiertes Polysilizium verwendet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (31) und die dritte (51) Siliziumschicht zuerst undotiert auf­ gebracht werden und später durch ein Ausdifundie­ ren von Dotier-Fremdstoffen dotiert werden, die in der leitfähig dotierten zweiten Siliziumschicht vorhanden sind.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der ersten (31) und der dritten (51) Schicht um Silizium­ schichten handelt, die von Anfang an als dotierte Schichten aufgebracht werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (31) am Anfang als undotiere Siliziumschicht aufge­ bracht wird und die dritte Schicht (51) am Anfang als dotierte Siliziumschicht aufgebracht wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (31) am Anfang als dotierte Schicht aufgebracht wird und die dritte Schicht (51) am Anfang als undo­ tierte Schicht aufgebracht wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung mehrerer Silizium-Grenzflächenschichten (32, 42) an den Silizium-Korngrenzen die Einbringung eines Fremd­ stoffs an den Korngrenzen umfaßt, wobei der Fremd­ stoff aus der Gruppe bestehend aus Sauerstoff, Kohlenstoff und N₂O ausgewählt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung der mehre­ ren Silizium-Grenzflächenschichten (32, 42) an den Silizium-Korngrenzen umfaßt, daß jede Silizium­ schicht einem oxidbildenden Umgebungsmaterial aus­ gesetzt wird, das aus der Gruppe bestehend aus einem oxidbildenden Umgebungsmaterial und einem nitridbildenden Umgebungsmaterial ausgewählt wird.
21. Halbleitervorrichtung mit einem Speicherkonden­ sator, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkondensa­ tor folgendes aufweist:
ein Bodenplattengebilde (71) mit einer Oberfläche aus Silizium mit halbkugelförmiger Körnung;
eine Titannitridschicht (72) angrenzend an und erstreckungsgleich mit der Oberfläche aus Silizium mit halbkugelförmiger Körnung;
eine Isolierschicht (81) angrenzend an und er­ streckungsgleich mit der Titannitridschicht (72); und
ein oberes Plattengebilde (82) mit einer leitfähig dotierten Polysiliziumschicht oben auf sowie er­ streckungsgleich mit der Isolierschicht (81).
22. Speicherkondensator in einer Halbleitervorrich­ tung, gekennzeichnet durch
ein Bodenplattengebilde (71) mit einer Oberfläche aus Silizium mit halbkugelförmiger Körnung;
eine Titannitridschicht (72) angrenzend an und erstreckungsgleich mit der Oberfläche aus Silizium mit halbkugelförmiger Körnung;
eine Isolierschicht (81) angrenzend an und er­ streckungsgleich mit der Titannitridschicht (72); und
ein oberes Plattengebilde (82) mit einer leitfähig dotierten Polysiliziumschicht oben auf sowie er­ streckungsgleich mit der Isolierschicht (81).
23. Kondensatorplatte (71) in einer Halbleitervorrich­ tung, gekennzeichnet durch
eine Oberfläche aus Silizium mit halbkugelförmiger Körnung, und durch
eine Titannitridschicht (72) angrenzend an und erstreckungsgleich mit der Oberfläche aus Silizium mit halbkugelförmiger Körnung.
24. Kondensatorplatte (71) nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch
eine Isolierschicht (81) angrenzend an und er­ streckungsgleich mit der Titannitridschicht (72); und durch
ein Kondensatorplattengebilde (82) mit einer leit­ fähig dotierten Polysiliziumschicht oben auf und erstreckungsgleich mit der Isolierschicht (81).
25. Halbleitervorrichtung wie in Anspruch 21, 22 und 23 erwähnt, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Halb­ leitervorrichtung um eine DRAM-Vorrichtung handelt.
26. Titannitridschicht (72) wie in Anspruch 1, 21, 22 und 23 erwähnt, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Titan­ nitridschicht (72) um Titannitrid handelt, das durch chemische Abscheidung aus der Dampfphase aufgebracht ist.
DE19521489A 1994-06-14 1995-06-13 Kondensatorplatte und Kondensator, je in einer Halbleitervorrichtung gebildet, die Verwendung eines solchen Kondensators als Speicherkondensator einer Halbleitervorrichtung, Verfahren zur Herstellung eines Kondensators und Verwendung eines solchen Verfahrens zur Herstellung von DRAM-Vorrichtungen Expired - Lifetime DE19521489B4 (de)

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