[发明专利]填充间隙的填料、其制备方法及制造半导体电容器的方法

说明书

相关申请的引用 

本申请要求于2011年7月15日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2011-0070672的优先权和权益，通过参考将其全部内容并入本文中。 

技术领域

本发明涉及用于填充间隙（gap）的填料（filler），其制备方法以及使用其制造半导体电容器的方法。 

背景技术

随着半导体技术的日益发展，对形成具有提高的性能且集成更小的半导体芯片的高度集成且更快速的半导体存储单元进行连续不断的研究。特别地，可以使用这些半导体存储单元，例如动态随机存储器(DRAM)。DRAM能够自由地输入和输出信息且可以实现大容量。 

DRAM可以包括例如多个包含一个MOS晶体管(MOS晶体管)和一个电容器的单位单元（unit cells）。所述电容器可以包括两个电极和设置在其间的介电层。电容器的容量可取决于介电常数、介电层的厚度、电极的面积等。 

随着半导体芯片的尺寸下降，其中的电容器的尺寸也会下降。然而，较小的电容器需要足够的存储容量。所述电容器可以通过例如增大垂直区域而不是减少水平区域以提高总体活性区域来实现更大的容量。 

当以这种方式形成电容器时，可以将填料用于填充在模型（mold）中形成的间隙并有效地形成与小的水平区域相比相对高的电极。 

发明内容

示例性实施方式提供了能够在到二氧化硅层的转化期间降低收缩率的用于填充间隙的填料。 

另一个实施方式提供了制备用于填充间隙的填料的方法。 

还另一个实施方式提供了使用所述用于填充间隙的填料来制造半导体电容器的方法。 

根据一个实施方式，提供了包含由下列化学式1表示的化合物的用于填充间隙的填料。 

[化学式1] 

Si_aN_bO_cH_d

在上述化学式1中， 

1.96＜a＜2.68， 

1.78＜b＜3.21， 

0≤c＜0.19，且 

4＜d＜10。 

由上述化学式1表示的化合物可以具有1,000至30,000的重均分子量。 

由上述化学式1表示的化合物可以以0.7至0.95的摩尔比(N/Si)包含氮原子和硅原子。 

基于氢原子的总数，由上述化学式1表示的化合物可以以0.35至0.85的比率在分子中包含全部-SiH_e(其中，e是1至3的整数)的-SiH₃。 

根据另一个实施方式，提供了制备用于填充间隙的填料的方法，所述方法包括使选自由氢化的聚硅氮烷、氢化的聚硅氧氮烷和它们的组合组成的组的化合物与三甲硅烷基胺((SiH₃)₃N)发生反应。 

根据又一个实施方式，提供了一种制造半导体电容器的方法，所述方法包括：在半导体基板（衬底）上形成具有间隙的模型（mold）；在所述半导体基板和所述模型上形成导电层；在所述间隙中和所述导电层上施加填料以形成填料层；对所述填料层进行热处理以形成二氧化硅层；对填充在所述间隙中的所述填料层的一部分进行显影以形成填料图案；除去所述导电层的一部分以形成多个第一电极；除去所述模型和所述填料图案；在所述第一电极上形成介电层；以及在所述介电层上形成第二电极，其中所述填料包含由下列化学式1表示的化合物。 

[化学式1] 

Si_aN_bO_cH_d

在化学式1中， 

1.96＜a＜2.68， 

1.78＜b＜3.21， 

0≤c＜0.19，且 

4＜d＜10。 

由上述化学式1表示的化合物可以具有1,000至30,000的重均分子量。 

由上述化学式1表示的化合物可以以0.7至0.95的摩尔比(N/Si)包含氮原子和硅原子。 

基于氢原子的总数，由上述化学式1表示的化合物可以以0.35至0.85的比率在分子中包含全部-SiH_e(其中，e是1至3的整数)的-SiH₃。