[发明专利]半导体存储器件及其电容器的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件及其制造方法，更具体地，涉及被提供以圆柱形存储电极的半导体存储器件和所述半导体存储器件的电容器的形成方法。

背景技术

由于高集成度和半导体器件的设计准则的相应下降，难于在有限的面积内实现存储器件。例如，在分别包括一晶体管和一电容器的单位存储单元构成的DRAM器件的情形，变得更为难于在有限的面积内实现具有足够电容的电容器。为了在有限面积内获得足够电容，可以希望增加存储电极的有效表面面积。在一解决方案中，可以优选增加存储电极的高度。具体地，在圆柱存储电极的情形，电极高度增加以便增加有效表面面积同时减小电极直径。因而，大幅度增加了圆柱存储电极的纵横比。

结果，电容器的电介质层的阶梯覆盖特性恶化并且电容下降，因此导致产率的减小。

图1至3是示出形成设置有圆柱存储电极的电容器的传统方法的截面图。

参考图1，第一和第二存储节点接触110和130形成于在半导体衬底(未示出)上形成的层间电介质层100和120中。第二存储节点接触130通过蚀刻层间电介质层120形成接触孔而形成，使得第一存储节点接触110被暴露，掺杂以杂质的多晶硅层被填充在接触孔中，并且随后掺杂的多晶硅层被回蚀刻。止蚀层140和牺牲层150顺序形成于用第二存储节点接触130形成的结果上。用于暴露第二存储节点接触130的开口通过顺序地各向异性蚀刻牺牲层150和止蚀层140而形成。

参考图2，用于降低存储电极和第二存储节点接触130之间的电阻的阻挡层160通过在开口的底部上形成硅化钛(TiSi₂)而形成。此后，在用阻挡层160形成的所得的整个表面上，例如，氮化钛(TiN)以预定厚度沉积并且随后经历例如回蚀刻工艺或化学机械抛光(CMP)工艺，由此形成以单位单元为基隔离的存储电极170。

参考图3，存储电极170通过使用氧化物层蚀刻剂汲取(dip out)牺牲层(图2中的150)而以单位单元为基分离。电介质层180通过在该结果上沉积电介质材料而形成并且随后通过在电介质层180的整个表面上方沉积导电层而形成板电极190。

同时，在其中由于高集成度和半导体器件的设计准则的减小从而圆柱之间的间距变窄并且圆柱的高度变高的情形，存储电极的氮化钛(TiN)的厚度降低改善了电介质层的阶梯覆盖并且增加了圆柱的内部面积，导致单元电容的增加。

但是，存储电极的导电层的厚度的减小可以引起在使用湿蚀刻剂去除牺牲层的全汲取工艺期间，湿蚀刻剂穿透进入存储电极的导电层170的问题，并且因而存储节点漏斗缺陷(bunker defect)产生或放置在存储电极和第二存储节点接触之间的阻挡层160丧失。该现象根据蚀刻剂对于存储电极的导电层的穿透度而不同地产生。当穿透度低时，归因于阻挡层160丧失的单个位失效产生。相反，当穿透度高时，不仅归因于阻挡层160丧失而且归因于存储漏斗的多位失效产生，它对于器件具有不利影响。

存储漏斗随着蚀刻剂穿透进入存储电极的导电层而产生并且因而蚀刻层间电介质层140，并且通过导电材料在后续的工艺期间穿透进入漏斗而引起金属布线层和存储节点接触之间的断路。此外，在用于形成金属布线层的光刻工艺期间引起错误的图案，这可以引起产率的下降。此外，在传统圆柱中，存储电极相互接触并且因而产生桥接，导致多位失效。

发明内容

本发明提供了能够避免存储节点漏斗缺陷或归因于阻挡层丧失的缺陷的半导体器件及其电容器的形成方法。

在一实施例中，本发明提供了一种半导体存储器件，包括：各自具有底部并且形成于半导体衬底上的层间电介质层中的多个接触孔；形成于各接触孔的底部上的阻挡层；各自包括填充接触孔的导电层的多个第一存储节点接触；形成于第一存储节点接触上方，连接至第一存储节点接触，并且与第一存储节点接触移位预定距离的多个第二存储节点接触；形成于第二存储节点接触之间的绝缘层；连接到第二存储节点接触并且以单位单元为基隔离的存储电极；和覆盖存储电极的电介质层和板电极。