[发明专利]形成半导体器件电荷存贮电极的方法

说明书

本发明涉及一种形成半导体器件电荷存贮电极的方法，特别涉及采用简单而能获得增大的电极表面面积并能达到提高生产率和工作可靠性的工艺步骤来形成半导体器件电荷存贮电极的方法。

近年来，半导体器件的高集成化的趋势不可避免地包含单元尺寸的减小。然而，这种单元尺寸的减小造成了形成足够容量的电容的困难。为了在包括一个金属氧化物半导体(MOS)晶体管和一个电容器的动态随机存取存贮器(DRAM)中得到增大的容量，曾提出用介电常数高的介质材料制成的介质膜，形成薄的介质层以及形成增大其表面面积的电容器。

但是，所有这些方法各有各的问题。虽然曾提出诸如Ta₂O₅、TiO₂、或SrTiO₃等各种材料作为介电常数高的介质材料，但其可靠性及薄膜的特性尚未被证实。因此，难以将这些材料实用于半导体器件。另一方面，介质层厚度的减薄导致介质层的损伤，严重地影响电容器的可靠性。

为了增加电容的表面面积，也曾提出各种电容结构。这些结构包括翅片结构、带有一圆筒或方形框架的迷宫结构以及在其存贮电极表面带有半圆的硅晶粒的结构。然而，在这些电容器的结构中，由于形成所需的图形，造成单元区和外围电路区之间的拓扑结构的增加，因而会在外围电路的周边部位形成残积物。这种残积物会造成工作可靠性及生产率的下降。

所以，本发明之目的在于解决上述现有技术所包含的问题，并提供采用简单的且能得到增大的表面面积并达到提高生产率及工作可靠性的工艺步骤来形成半导体器件电荷存贮电极的方法，该方法包括以下各步骤：使用电荷存贮电极掩模对填充在电荷存贮电极接触孔的多晶硅层刻图；在位于刻成图形的多晶硅层之下的层间绝缘膜的裸露部位上选择生长氧化膜；去掉电荷存贮电极掩模，形成另一多晶硅膜，使其环绕选择生长的氧化膜；以及实施后续的工艺步骤。

根据本发明，提供一种形成半导体器件电荷存贮电极的方法达到此目的，包括以下各步骤：在一半导体衬底上形成层间绝缘膜；去掉该层间绝缘膜位于部分半导体衬底之上的部位，各限定一电荷存贮电极接触，因而形成电荷存贮电极接触孔；在电荷存贮电极接触孔形成之后所得到结构上形成第一多晶硅层，使第一多晶硅层通过电荷存贮电极接触孔与半导体衬底接触；在所述第一多晶硅层上形成第一光刻胶膜图形，作为电荷存贮电极掩模，以保护第一多晶硅层各个填入电荷存储电极接触孔的部位；去掉第一多晶硅层未被电荷存贮电极掩模覆盖的部位，因而部分地露出了层间绝缘膜；在该层间绝缘膜的各裸露部位上选择生长氧化膜，使选择生长的氧化膜向上突出超过电荷存贮电极掩模的上表面；去掉第一光刻胶膜图形；在所得结构上形成第二多晶硅层；在所述第二多晶硅层上形成第二光刻胶膜图形；腐蚀第二多晶硅层，使第二多晶硅层具有相互分离的各部位，因而形成由第一多晶硅层图形和带有弯曲部位的第二多晶硅层图形构成的电荷存贮电极。

通过下面参照附图对实施方案的说明，会使本发明的其它目的和方面变得更加明了。

图1A～1I是分别说明根据本发明形成半导体器件电荷存贮电极的各工艺步骤。

图1A～1I表明根据本发明形成半导体器件电荷存贮电极的方法。

根据本发明，制备一半导体衬底，然后在该半导体衬底上形成一定的结构，如图1A所示。虽未表示，该结构可以包括隔离单元的绝缘膜、栅氧化膜以及一系列字线和扩散区域。在该结构上，涂镀第一层间绝缘膜2，以为该结构提供一个平坦的上表面。然后，在第一层间绝缘膜2上形成一系列比特线3。

然后在所得结构的整个上表面上形成第二层间绝缘膜4，如图1B所示。第二层间绝缘膜4是起着绝缘作用和平坦化作用的层，它由含氧化硅的玻璃材料，如硼磷硅玻璃(BPSG)制成。

此后，采用各向异性腐蚀法，依次去掉第二层间绝缘膜4和第一层间绝缘膜2的位于部分半导体衬底1上的部位，其每一个限定一个电荷存贮电极接触，因而形成电荷存贮电极接触孔10，如图1C所示。然后在所得结构上，形成第一多晶硅层5，通过该电荷存贮电极接触孔10使它与半导体衬底1接触。随后，在第一多晶硅层5上形成第一光刻胶膜图形6，作为保护第一多晶硅层5分别填入电荷存贮电极接触孔10的部位的电荷存贮电极掩模，如图1D所示。