[发明专利]具有电容器的半导体器件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造方法，更具体涉及制造具有圆柱型电容器的动态随机存取存储器(DRAM)的最终金属接触的方法。

背景技术

因为动态随机存取存储器(DRAM)具有高电容并且可以自由输入输出数据，因此DRAM器件得到广泛使用。每一个DRAM器件包括存取晶体管和累积电容器。通过最终金属接触从电容器的顶电极和位线接受来自外部电路的数据信号。

图1是说明包括最终金属接触的典型DRAM器件的截面图的扫描电子显微镜(SEM)显微图。

覆盖位线(BL)的第一层间绝缘层ILD1形成在完成了位线形成过程的衬底上。之后，在第一层间绝缘层ILD1上形成氮化物基蚀刻停止层SN STOP NITRIDE和第二层间绝缘层ILD2。接着，选择性蚀刻第二层间绝缘层ILD2和氮化物基蚀刻停止层SN STOP NITRIDE的预定部分，形成多个接触孔(未示出)。此后，只在接触孔(未示出)的内部形成电容器的多个底电极(即存储节点SN)。选择性移除底电极之间的第二层间绝缘层ILD2和氮化物基蚀刻停止层SN STOP NITRIDE。因此，在将要形成电容器的区域中形成相互电绝缘的多个圆柱型存储节点SN。

在第二层间绝缘层ILD2和存储节点SN的高度差上形成介电层(未示出)。在介电层上形成作为电容器顶电极的平板电极PLATE，从而填充存储节点SN之间的多个空隙。这样就完成了DRAM单元电容器。之后，在作为钝化层的平板电极PLATE上形成蚀刻选择性与平板电极PLATE不同的无定形硅(a-Si)层(或多晶硅层)，以保护平板电极PLATE。

选择性蚀刻无定形硅(a-Si)层、平板电极PLATE和介电层；随后在所形成的结构上形成第三层间绝缘层。

采用掩模实施蚀刻过程，形成多个金属接触M1C，以暴露平板电极PLATE和位线BL的预定上部。

但是，在通过掩模、利用相同的所用蚀刻气体(例如C₄F₆、Ar和O₂的混合气体)实施暴露位线BL上部的蚀刻过程时，可能发生在平板电极PLATE中形成孔洞的穿透现象“P”。由于从第三层间绝缘层ILD3到位线BL上部的深度大于从第三层间绝缘层ILD3到平板电极PLATE的深度，因而形成暴露位线BL上部的金属接触M1C的蚀刻过程甚至在暴露平板电极PLATE上部的金属接触M1C形成之后还继续进行。本文中，附图标记M1表示最终金属互连线。

图2A和2B是说明通常发生在形成电容器顶电极(即平板电极)的氮化钛(TiN)层中的穿透现象的SEM显微图。图2A示出电容器顶电极的暴露部分，图2B示出位线的暴露部分。

如上所述，如果在平板电极中产生穿透现象“P”，那么最终金属互联线(随后将形成)和平板电极之间的接触面积被减少。因而，最终金属互联线和平板电极之间的接触电阻可能增加。

发明内容

本发明涉及半导体器件的制造方法，该方法能够减少电容器的金属接触和顶电极之间的接触电阻。这是通过在形成电连接至电容器顶电极和位线的金属接触的过程中防止在电容器顶电极中产生孔洞的穿透现象而实现的。

根据本发明的一个实施方案，提供一种制造半导体器件的方法，包括：提供衬底结构，该衬底结构包括以不同程度相互分离形成的位线和电容器；在位线上形成第一、第二和第三绝缘层，第二绝缘层为第一蚀刻停止层；在电容器顶电极上形成第二蚀刻停止层；在第三绝缘层和第二蚀刻停止层上形成第四绝缘层；和实施多个蚀刻步骤来暴露位线上表面和电容器上表面。

根据本发明的另一实施方案，提供一种制造半导体器件的方法，包括：提供衬底结构，该衬底结构包括以不同程度相互分离形成的位线和电容器，其中在位线上形成第一、第二和第三绝缘层，第二绝缘层为第一蚀刻停止层；在电容器顶电极上形成第二蚀刻停止层；在第三绝缘层和第二蚀刻停止层上形成第四绝缘层；蚀刻第四绝缘层以暴露部分第二蚀刻停止层和部分第三绝缘层；蚀刻第三绝缘层直至暴露第一蚀刻停止层；使用对第二蚀刻停止层具有高选择性的蚀刻气体来蚀刻第一蚀刻停止层和第一绝缘层，直至暴露位线上表面；和使用对顶电极具有高选择性的蚀刻气体来蚀刻第二蚀刻停止层，直至暴露顶电极。

附图说明

根据结合附图对以下实施方案的说明，将更好地理解本发明，其中：

图1是说明包括最终金属接触的典型DRAM器件的截面图的扫描电子显微镜SEM显微图；