[发明专利]形成存储电容器的方法

说明书

本发明涉及一种形成存储电容器的方法，更具体地涉及形成用于半导体存储器件如动态随机存取存储器中的存储电容器的形成方法。

在象动态随机存取存储器这样的半导体存储器件中，使用桩式(staked)电容器来确保大的电容，并实现半导体存储器件的高密度化。下面的说明将集中在常规的存储电容器及其常规的形成方法上。

图1是表示设置在半导体存储器件中的常规存储电容器片段的剖视正面图。该半导体存储器件形成在半导体衬底101(诸如硅衬底)上。在半导体衬底101的表面有选择地形成场氧化物膜103，以便场氧化物膜103限定有源区或器件区。在半导体衬底101的有源区或器件区上设置图中未示出的栅绝缘膜。在栅绝缘膜上形成栅电极102。设置第一层间绝缘膜104，其在场氧化物膜103以及半导体衬底101的有源区或器件区的上方延伸。在第一层间绝缘膜104的上方形成第二层间绝缘膜105。第一层互连层106延伸穿过第二层间绝缘膜105。在第二层间绝缘膜105上设置氮化硅层107。设置穿透氮化硅层107、第二层间绝缘膜105和第一层间绝缘膜104到达半导体衬底101表面的接触孔。在接触孔110内设置第一导电膜111，其中第一导电膜111的底部与半导体衬底101的表面接触。在氮化硅层107上形成第二导电膜115，以使第二导电膜115与接触孔110内的第一导电膜111的顶部接触。第一导电膜111和第二导电膜115形成下电极117。设置一电容绝缘膜118在第二导电膜115上延伸。下电极117、电容绝缘膜118和上电极119形成一存储电容器。

图2A到图2L是按照形成该半导体存储器件的常规方法中各顺序步骤画出的具有存储电容器的半导体存储器件的片断剖视正面图。

参考图2A，在半导体衬底101的表面有选择地形成场氧化物膜103，以便场氧化物膜103限定有源区或器件区。在半导体衬底101的有源区或器件区上设置图中未示出的栅绝缘膜。在栅绝缘膜上形成栅电极102。形成第一层间绝缘膜104，其在场氧化物膜103以及半导体衬底101的有源区或器件区的上方延伸。在第一层间绝缘膜104上形成第二层间绝缘膜105。第一层互连层106延伸穿过第二层间绝缘膜105。在第二层间绝缘膜105上设置氮化硅层107。

在整个氮化硅层107上施加光刻胶膜。用光刻工艺对该光刻胶膜进行构图，以在氮化硅层107上形成第一光刻胶图形108，其中第一光刻胶图形108在预定位置处具有开口109。第一和第二层间绝缘膜104和105可以由磷硅酸盐玻璃或硼磷硅酸盐玻璃制成。第一层互连层106可由硅化钨制成。

参考图2B，第一光刻胶图形108用于进行第一各向异性腐蚀工艺(如干腐蚀工艺)以形成接触孔110，其穿透氮化硅层107、第二层间绝缘膜105和第一层间绝缘膜104，到达半导体衬底101的表面。

参考图2C，去除使用过的第一光刻胶图形108。

参考图2D，在接触孔110内形成第一导电膜111，其中第一导电膜111的底部与半导体衬底101的表面接触。该第一导电膜111由多晶硅构成。

参考图2E，在氮化硅层107上和接触孔110内的第一导电膜111的顶部形成第一绝缘膜113。在整个第一绝缘膜113上设置光刻胶膜。用光刻工艺对该光刻胶膜进行构图，以在第一绝缘膜113上形成第二光刻胶图形112。

参考图2F，第二光刻胶图形112用于进行第一各向异性腐蚀工艺(如干腐蚀工艺)，以有选择地去除第一绝缘膜113，从而在氮化硅层107上形成掩模图形114。

参考图2G，在氮化硅层107上、掩模图形114上和接触孔110内的第一导电膜111顶部形成第二导电膜115，从而第二导电膜115与接触孔110内的第一导电膜111的顶部接触。

参考图2H，在第二导电膜115上形成第二绝缘膜116。

参考图2I，对第二绝缘膜116进行深腐蚀，直到在掩模图形114上的第二导电膜115被腐蚀之后并露出掩模图形114的顶部为止。

参考图2J，利用氮化硅层107作为腐蚀停止层，通过腐蚀工艺来去除掩模图形114和第二绝缘膜116。结果形成多个下电极117。各下电极包括第二导电膜115和第一导电膜111。

参考图2K，形成电容性绝缘膜118，其在第二导电膜115和氮化硅层107上延伸。

参考图2L，形成上电极119，其伸出到电容性绝缘膜118之上。结果就形成了多个存储电容器，它们各包括下电极117、电容绝缘膜118和上电极119。

上述常规的存储电容器及其常规的制造方法具有以下缺陷：