專利名稱：制造半導體器件電容的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制造半導體器件電容的方法，特別涉及制造為增大高集成半導體器件中的電容量而提供的具有圓筒形存貯電極結構的電容器的方法。
近來，半導體器件的高集成趨勢不可避免地包括單元尺寸的減小。然而，這種單元尺寸的減小給形成具有足夠容量的電容帶來了困難。這是因為，容量正比于電容器的表面面積。在由一個金屬氧化物半導體晶體管和一個電容構成一個動態(tài)隨機存取存貯器(DRAM)器件的情況下，極為重要的是，為DRAM器件的高集成化，即要減小尺寸，并仍能獲得大容量的電容。為增加容量，已進行了各種研究。例如，公知的技術有，采用由呈現(xiàn)高介電常數(shù)的介質形成的介質膜，形成薄的介質層以及形成具有增大表面面積的電容器。
然而，所有這些方法，各有各的問題。雖已提出多種材料，如Ta2O5、TiO2或SrTiO3作為呈現(xiàn)高介電常數(shù)的介質材料，但其可靠性和薄膜特性尚未得到證實。因此，很難將這類材料實用于半導體器件。介質層厚度的減薄導致介質層的損傷，嚴重影響電容器的可靠性。
為了增加電容的表面面積，還提出多種電容結構。這包括一種翅形結構、一種帶有圓筒形成長方形的迷宮式結構、以及一種在存貯電極上具有半球形硅晶粒的結構。然而在這些電容結構中，容量仍不夠大，因為電容器表面面積因DRAM高集成化引起的減小，而一直是小的。
現(xiàn)在，結合

圖1A～1D介紹具有常規(guī)圓筒形結構的一種電容器。
圖1A～1D表示制造半導體器件的一種常規(guī)方法。
按此方法，先制備一塊半導體襯底25，然后在該半導體襯底25上形成底絕緣層27，如圖1A所示。然后采用接觸掩模(未圖示)去掉該底絕緣層27的預定部位，于是形成一接觸孔30，通過該孔部分露出半導體襯底25。在所得結構上，淀積一層第一導電層29，使之與半導體襯底25接觸。然后，在第一導電層29上涂覆一層犧牲膜31。在該犧牲膜31上，形成一存貯電極掩模33。在底絕緣層27和襯底25之間，形成元件隔離氧化膜、位線和字線。底絕緣層27由平面化的比如由流動性良好的原硅酸四乙酯(TEOS)或硼磷硅(酸鹽)玻璃(BPSG)制成的硅基氧化膜構成。犧牲膜31由氧化膜構成，而第一導電層29由多晶硅構成。
使用存貯電極掩模33，刻蝕犧牲膜31，于是形成犧牲圖形31，如圖1B所示。之后，去掉存貯電極掩模33。在所得結構上，淀積預期厚度的第二導電層35。該第二導電層35由多晶硅制成。采用氧等離子完成存貯電極掩模的去除。
此后，各向異性地過腐蝕第二導電層35，于是形成分別在犧牲圖形31’側壁上形成的間隔層37，如圖1C所示。同時，將第一導電層29刻成圖形，于是形成第一導電層圖形29’。完成此步后，露出犧牲膜圖形31’的上表面。
然后，采用濕式腐蝕法去掉裸露的犧牲膜圖形31’。其結果，形成圓筒形結構的存貯電極39，如圖1D所示。在所得結構上，最后形成介質膜和板極。如此就獲得了一個電容。在此情況下，采用緩沖的氧化腐蝕劑(BOE)或氫氟酸(HF)溶液實施濕式腐蝕。
雖然，按上述方法制得的電容量在拓撲結構上比空腔型電容器有所改進，但此法含有確保高集成半導體器件有足夠大容量方面的困難。
所以，本發(fā)明的一個目的在于解決上述問題并提供使用選擇生長技術，濕式腐蝕法和導電層，在其具有豎槽的每一側壁設置圓筒形存貯電極結構，制造能形成具有增大表面面積的存貯電極的半導體器件電容器的方法。
根據(jù)本發(fā)明，此目的是通過提供一種制造半導體器件電容的方法達到的，該法包括以下各工藝步驟在半導體襯底上形成底絕緣膜，在該底絕緣膜上淀積一層第一絕緣膜；并在形成第一絕緣膜之后，采用接觸掩模，在所獲得的結構上形成接觸孔，以便通過該孔部分地露出半導體襯底；在形成接觸孔之后在所得到的結構上形成第一導電層，以便通過接觸孔使第一導電層與半導體襯底接觸；在第一導電層上形成第二絕緣膜，并在第二絕緣膜上形成第一存貯電極掩模；選擇生長第二絕緣膜，于是選擇生長延伸至預定高度的氧化膜；在第一存貯電極掩模和選擇生長的氧化膜上形成第二存貯電極掩模，以使第二存貯電極掩模在其每一側橫向伸展超出第一存貯電極掩模一預定寬度；隨后采用第二存貯電極掩模，依次刻蝕選擇生長的氧化膜、第二絕緣膜和第一導電層的預定部位，于是形成選擇生長的氧化膜圖形；去掉第二存貯電極掩模和第一存貯電極掩模，并在去除掩模后在所得到的結構上形成預定厚度的第二導電層；各向異性腐蝕第二導電層，于是形成第二導電層間隔層；使用第二導電層間隔層作掩?？涛g第二絕緣膜，并在刻蝕第二絕緣膜后在所得到的結構上形成預定厚度的第三導電層；各向異性腐蝕第三導電層和第一導電層，于是形成第三導電層間隔層和第一導電層圖形；以及用濕式腐蝕法去掉選擇生長的氧化膜圖形、第一絕緣膜和第二絕緣膜圖形，因而形成具有增大的表面面積的圓筒形存貯電極。
從下面的參照附圖對實施方案的說明，將使本發(fā)明的其它目的和方面變得更加明了。
圖1A～1D是表示常規(guī)的制造半導體器件電容的方法的剖面圖；以及圖2A～2F是表示根據(jù)本發(fā)明制造半導體器件電容的方法的各個剖面圖。
圖2A～2F表示根據(jù)本發(fā)明的實施方案制造半導體器件電容的方法。
按照本發(fā)明的方法，制備一塊半導體襯底1，然后在該半導體襯底1上形成底絕緣層3，如圖2A所示。然后在底絕緣膜3上淀積第一絕緣膜5。此后，使用接觸掩模形成接觸孔10。通過該接觸孔10，露出半導體襯底1的預定部位。在所得結構上淀積第一導電層7，使之與半導體襯底1的裸露部位接觸。然后在第一導電層7上淀積一層所需厚度的第二絕緣膜9。隨后，在第二絕緣膜9上形成第下存貯電極掩模11。在底絕緣層3和襯底1之間雖然形成了元件隔離氧化膜、位線和字線，但在圖中未畫出。該底絕緣層3包括平面化的由比如流動性良好的TEOS(四乙基原硅酸鹽)或BPSG(硼磷硅玻璃)制成的硅基氧化膜。第一和第二氧化膜5和9由氧化膜構成，而第一層電層7由多晶硅制成。
采用第一存貯電極掩模11作為生長阻擋層，然后使第二絕緣膜9選擇生長到第一電極掩模11的上表面，于是形成選擇生長的氧化膜13，如圖2B所示。此后，在所得結構上形成第二存貯電極掩模15。使第二存貯電極掩模15在其各側伸展超出第一存貯電極掩模11一預定寬度。
然后采用第二存貯電極掩模15依次腐蝕所有的選擇生長的氧化膜13、第二絕緣膜9和第一導電層7，于是形成選擇生長的氧化膜圖形13’，如2C所示。此時，使第一導電層7腐蝕至所預所需要的深度，使其留下的厚度能在后序腐蝕第二絕緣膜9的步驟中足以保護第一絕緣膜5。此后，去掉第二存貯電極掩模15和第一存貯電極掩模11。然后在所得結構上，淀積所需要厚度的第二導電層17。使用氧等離子完成存貯電極掩模11和15的去除。
隨后各向異性地腐蝕第二導電層17，于是形成分別在選擇生長的氧化膜圖形13’的側壁上形成的間隔層18，如圖2D所示。然后采用第二導電層間隔層18作掩模，刻蝕第二絕緣膜9，于是形成第二絕緣膜圖形9’。在所得結構上，淀積所需要厚度的第三導電層19。采用第一導電層87作腐蝕阻擋層完成第二絕緣膜9的腐蝕。在腐蝕過程中，由具有預定厚度的第一層電層7保護著第一絕緣膜5。
然后各向異性地腐蝕第三導電層19和第一導電層7，形成第三導電層間隔層20和第一導電層圖形7’，如圖2E所示。在各向異性腐蝕后，露出選擇生長的氧化膜圖形13’和第一絕緣膜5。再用濕式腐蝕法完全去掉它們。在去掉圖形13’之后，露出第二絕緣膜圖形9’。其結果，獲得在其各側壁具有豎槽24的圓筒形存貯電極22。采用BOE或HF溶液進行濕式腐蝕。
在所得結構上，最后形成介質膜21和板極23，如圖2F所示。這樣就得到了一電容器。介質膜21由一種絕緣膜構成，而板極23由一種導電材料構成。
由以上說明可見，按照本發(fā)明制造的電容器具有設置在豎槽每個側壁的圓筒形存貯電極，增加了存貯電極的表面面積。所以，可提供具有足夠大電容量的半導體器件。
雖然，為了說明的目的，公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，本領域的技術人員應理解到可以做出各種的改型、添加和替換，而不會脫離如權利要求書所公開的本發(fā)明的構思與范疇。
權利要求
1.一種制造半導體器件電容器的方法，該方法包括以下各步驟在一塊半導體襯底上形成底絕緣膜，并在該底絕緣膜上淀積第一絕緣膜；在第一絕緣膜形成后，采用接觸掩模，在所得到的結構中形成接觸孔，以便通過該接觸孔部分地露出半導體襯底；在接觸孔形成后所得到的結構上形成第一導電層，通過接觸孔使第一導電層與半導體襯底接觸；在第一導電層上形成第二絕緣膜，并在第二絕緣膜上形成第一存儲電極掩模；選擇地生長第二絕緣膜，因而形成一層延伸到預定高度的選擇生長的氧化膜在第一存貯電極掩模和選擇生長的氧化膜上形成第二存貯電極掩模，使第二存貯電極橫向伸展在其每一側超出第一存貯電極掩模一預定的寬度；采用第二存貯電極掩模，依次刻蝕選擇生長的氧化膜、第二絕緣膜及第一導電層的預定部位，于是形成選擇生長的氧化膜圖形；去掉第二存貯電極掩模和第一存貯電極掩模，并在掩模去除后所得到的結構上形成預定厚度的第二導電層；各向異性地腐蝕第二導電層，于是形成第二導電層間隔層；采用第二導電層間隔層作掩?？涛g第二絕緣膜，并在第二絕緣膜刻蝕后所得到的結構上形成預定厚度的第三導電層；各向異性地腐蝕第三導電層和第一導電層，于是形成第三導電層間隔層和第一導電層圖形；以及采用濕式腐蝕法去掉選擇生長的氧化膜圖形、第一絕緣膜和第二絕緣膜圖形，因而形成具有增大表面面積的圓筒形存貯電極。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中選擇生長的氧化膜是采用第一存貯電極掩模作生長阻擋層而形成的。
3.根據(jù)權利要求1的方法，其中的選擇生長的氧化膜具有這樣的一種高度，即使其上表面與和一存貯電極掩模的上表面平齊。
4.根據(jù)權利要求1的方法，其中的第二絕緣膜圖形是采用第二導電層間隔層作掩模，并采用第一導電層作腐蝕阻擋層而形成的。
5.根據(jù)權利要求1的方法，其中濕式腐蝕法是采用緩沖的氧化腐蝕劑或氫氟酸溶液進行的。
6.根據(jù)權利要求1的方法，其中的各向異性腐蝕是采用第二存貯電極掩模進行的，使第一導電層留下預定的厚度，在后序的腐蝕第二絕緣膜的步驟中足以保護第一絕緣膜
全文摘要
制造半導體器件電容器的方法，包括在襯底和接觸孔結構上淀積第一導電層，依次形成第一絕緣膜、第一導電層和第二絕緣膜，選擇生長第二絕緣膜，以形成選擇生長的氧化膜，再腐蝕該氧化膜、第二絕緣膜和第一導電層的預定部位，形成選擇生長的氧化膜圖形，形成第二導電層間隔層、第三導電層間隔層及第一導電層圖形，以及去掉選擇生長的氧化膜圖形、第一絕緣膜和第二絕緣膜圖形，形成具有增大表面面積的圓筒形存貯電極。
文檔編號H01L27/108GK1122956SQ9510963
公開日1996年5月22日 申請日期1995年8月3日 優(yōu)先權日1994年8月3日
發(fā)明者金錫銖 申請人:現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)株式會社