[发明专利]动态随机存取存储器的电容器下电极的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种存储器元件的制造方法，且特别是涉及一种动态随机存取存储器的电容器下电极的制造方法。

背景技术

电容器是动态随机存取存储器(dynamic random access memory，DRAM)中用来储存数据的部分，每一个存储单元(memory cell)的数据值即是由其电容器所带的电荷来判读。动态随机存取存储器(DRAM)电容器的结构主要分成两种，其为堆叠式电容器(Stack Capacitor)，另一则为深沟槽式电容器(Deep Trench Capacitor)。不论是堆叠式电容器或是深沟槽式电容器，在半导体元件尺寸缩减的要求下，其制造的技术上均遭遇到越来越多的困难。

冠状电容器为目前业界常用的堆叠式电容器结构。一般形成冠状电容器的方法为在氧化硅模板层中形成开孔，然后沉积共形的导电层于开孔中以及氧化硅模板层(template layer)之上。再来将上层的导电层去除掉，以隔绝不同电容器。最后将氧化硅模板层分别去除，形成冠状电容器的下电极。

然而，随着最近动态随机存取存储器集成度的增加，动态随机存取存储器存储单元电容器所具有的存储单元尺寸与面积也相对地减小。因此，在氧化硅模板层中的用于形成冠状电容器的下电极的开孔也随之减小，并且使得该开孔的高宽比变大。由于氧化硅较不易蚀刻，在形成有开孔时，在开孔顶部侧壁同时会产生侧向蚀刻。而随着开孔的高宽比的变大，蚀刻工艺所需的时间也增长，开孔顶部侧壁的侧向蚀刻会更为严重。当氧化硅模板层中开孔110顶部侧壁的侧向蚀刻程度过大时，两相邻开孔即会在其侧壁的侧向蚀刻处相连，使得后续形成的对应的两相邻下电极短路。因此，两相邻开孔的间距难以缩减，使得各电容器所占的横向面积(lateral area)难以增大，或者是DRAM的集成度难以增大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种动态随机存取存储器的电容器下电极的制造方法，可以制造出外型轮廓良好(侧向蚀刻少)的开孔，因此可以缩小元件尺寸。

本发明提出一种动态随机存取存储器的电容器下电极的制造方法包括下列步骤。提供具有存储单元区的基底。于基底的存储单元区上形成多晶硅模板层。于多晶硅模板层上形成支撑层。形成穿过支撑层、多晶硅模板层的多个开孔。至少于开孔所暴露的多晶硅模板层上形成衬层(liner layer)。移除开孔底部的部分衬层。于基底上形成实质上共形的导电层。移除支撑层上的导电层，而形成多个电容器下电极。

在一实施例中，上述动态随机存取存储器的电容器下电极的制造方法还包括下列步骤。于基底上方形成封闭层，以封闭开孔。除去部分封闭层与部分支撑层，以暴露出衬层与多晶硅模板层。除去剩余的封闭层、衬层与多晶硅模板层。

在一实施例中，上述基底还具有周边电路区，在基底的存储单元区上形成多晶硅模板层的方法包括下列步骤。于基底上形成多晶硅层。移除周边电路区上的多晶硅层。于基底的周边电路区上形成绝缘层。

在一实施例中，上述基底还具有周边电路区，在基底的存储单元区上形成多晶硅模板层的方法包括下列步骤。于基底上形成绝缘层。移除存储单元区上的绝缘层。于基底的存储单元区上形成多晶硅层。

在一实施例中，上述衬层的形成方法包括热氧化法或化学气相沉积法。

在一实施例中，上述形成穿过该支撑层、该多晶硅模板层的多个开孔的步骤之后，还包括移除部分该多晶硅模板层，以增大该些开孔的宽度。上述移除部分多晶硅模板层，以增大开孔的宽度的方法包括湿蚀刻。上述衬层的形成方法包括热氧化法或化学气相沉积法。

在一实施例中，上述于基底的存储单元区上形成多晶硅模板层的步骤前，还包括于基底上形成垫层(pad layer)。

在一实施例中，上述于基底上形成实质上共形的导电层的步骤前，还包括移除开孔所暴露的垫层。

在一实施例中，上述除去剩余的封闭层、衬层与多晶硅模板层的方法包括湿蚀刻。

在一实施例中，上述多晶硅模板层的形成方法包括化学气相沉积法。

在一实施例中，上述支撑层的材料包括氮化硅或氧化硅。

在一实施例中，上述导电层包括氮化钛与钛构成的复合层。

在本发明的动态随机存取存储器的电容器下电极的制造方法中，利用多晶硅模板层可以制造出外型轮廓良好(侧向蚀刻少)的开孔。而且，以衬层覆盖开孔所暴露的多晶硅模板层，可以避免后续形成的导体层与多晶硅模板层产生反应而形成金属硅化物。