專利名稱：電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件的制作方法，特別是涉及一種能夠增加電 容器的下電極的表面積而可增加電容值，另外還可同時(shí)擴(kuò)大溝渠上部及底 部的寬度使電容器的電容值增加，并可避免相鄰電容器之間短路情形發(fā)生 的電容器的制作方法。
背景技術(shù)：
動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存(dynamic random access memory, DRAM, 即動(dòng)態(tài)
即為記憶胞，以下均稱為,記:fc單元)內(nèi)電容器的帶電荷狀態(tài)來一儲(chǔ)存數(shù)位訊
號。電容器的電荷儲(chǔ)存是仰賴電容器的電容值來決定，而電容值是依據(jù)電極 的面積、電容器上電極與下電極之間的電容介電層的厚度以及電容介電層 的介電常數(shù)而定。
隨著半導(dǎo)體元件積集度增加，元件的尺寸逐漸縮小，相對的使作為電 容器的空間愈來愈小，電容器的電容值也因此而降低。在集成電路的設(shè)計(jì) 中，提高電容器的電容值較為有效的方法之一即為增加電容器中的電極表 面積。 一般而言，要在由未經(jīng)摻雜介電層以及經(jīng)摻雜介電層所組成的雙層 氧化層(dual mold oxide, DM0)中形成電容器，會(huì)先藉由孩i影工藝以及蝕 刻工藝在雙層氧化層中形成溝渠，之后再在溝渠中依序形成電容器的下電 極、電容介電層以及上電極。
在形成上述溝渠的過程中，位于溝渠底部的寬度往往過窄，而不利于 進(jìn)行后續(xù)的工藝。因此通常會(huì)在溝渠形成之后，利用經(jīng)摻雜介電層的濕式 蝕刻速率大于未經(jīng)摻雜介電層的濕式蝕刻速率的特性，先進(jìn)行濕式蝕刻工 藝，移除一部分位于溝渠底部的經(jīng)摻雜介電層，以擴(kuò)大溝渠底部的寬度，然 后再進(jìn)行電容器的制作。由于在進(jìn)行濕式蝕刻工藝之后增加了溝渠底部的 寬度，使得下電極的表面積也隨之增加，同時(shí)改善了電容器的電容值。
然而，在進(jìn)行上述濕式蝕刻工藝時(shí)，容易因?yàn)闈袷轿g刻進(jìn)行的時(shí)間過 長,造成過度蝕刻底部的經(jīng)摻雜介電層，而使位于相鄰兩溝渠之間底部的經(jīng) 摻雜介電層厚度過小，導(dǎo)致在形成電容器之后會(huì)造成相鄰兩電容器之間的 下電極在底部的經(jīng)摻雜介電層中或是在未經(jīng)摻雜介電層與經(jīng)摻雜介電層之 間的交接面發(fā)生短路的情形。
由此可見，上述現(xiàn)有的電容器的制作方法在方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問題,相關(guān)廠 商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展
完成，而一般方法又沒有適切的制作方法能夠解決上述問題，此顯然是相 關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此，當(dāng)工藝技術(shù)愈來愈精進(jìn)后，如何解決上述 現(xiàn)有技術(shù)中遭遇的種種問題，并提升電容器的電容值及品質(zhì)，而創(chuàng)設(shè)一種新 的電容器的制作方法，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為目前業(yè)界積極發(fā) 展改進(jìn)的目標(biāo)。
有鑒于上述現(xiàn)有的電容器的制作方法存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事 此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積 極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的電容器的制作方法，能夠改進(jìn)一般現(xiàn) 有的電容器的制作方法，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng) 反復(fù)試作及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的電容器的制作方法存在的缺陷，而提供 一種新的電容器的制作方法，所要解決的技術(shù)問題是使其能夠增加電容器 的下電極表面積，而可以增加電容值，非常適于實(shí)用。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種新的電容器的制作方法，所要解決 的技術(shù)問題是使其可以同時(shí)擴(kuò)大溝渠上部以及底部的寬度，使電容器的電 容值增加，并可以避免相鄰電容器之間短路的情形發(fā)生，從而更加適于實(shí) 用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是釆用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)
本發(fā)明提出的一種電容器的制作方法，其包括以下步驟提供一基底；在該 基底上依序形成經(jīng)摻雜的一第一介電層以及未經(jīng)摻雜的一第二介電層；在 該第一介電層以及該第二介電層中形成多個(gè)溝渠；對相鄰兩該些溝渠之間 的最大間隔處進(jìn)行一 離子注入(即離子植入，以下均稱為離子注入)工藝，以 在位于該些溝渠的上部的部分該第二介電層中形成一注入(即植入，以下均 稱為注入)區(qū)域；進(jìn)4亍一濕式蝕刻工藝，以移除位于該注入?yún)^(qū)域的部分該第 二介電層以及位于該些溝渠底部的部分該第一介電層；在該些溝渠的表面 依序形成一第一導(dǎo)體層以及一電容介電層；以及在該些溝渠中形成一第二 導(dǎo)體層。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。 前述的電容器的制作方法，其中所述的離子注入工藝所注入的離子包 括硼或磷。
前述的電容器的制作方法，其中所述的離子注入工藝所注入的離子濃 度介于1012至1016 atom/cm2之間。前述的電容器的制作方法，其中所述的離子注入工藝的注入角度為
tanlD/L),其中L為該注入?yún)^(qū)域位于該些溝渠中的深度，D為該些溝渠的 上部的寬度。
前述的電容器的制作方法，其中所述的離子注入工藝的離子注入能量 介于10至2000KeV之間。
前述的電容器的制作方法，其中所述的第一介電層的材料包括磷硅玻璃。
前述的電容器的制作方法，其中所述的第二介電層的材料包括等離子 體(等離子體即電漿，以下均稱為等離子體)增強(qiáng)型四乙氧基硅烷。
前述的電容器的制作方法，其中所述的第 一導(dǎo)體層的材料包括多晶硅 或是金屬。
前述的電容器的制作方法，其中所述電容介電層的材料包括氧化硅、氮 化硅或是氧化硅/氮化硅/氧化硅。
前述的電容器的制作方法，其中所述的第二導(dǎo)體層的材料包括多晶硅 或是金屬。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本 發(fā)明提出的一種電容器的制作方法，其包括以下步驟提供一基底；在該 基底上依序形成經(jīng)摻雜的一第一介電層以及未經(jīng)摻雜的一第二介電層；在 該第一介電層以及該第二介電層中形成多個(gè)溝渠；在該些溝渠內(nèi)形成一掩 膜(即罩幕層，以下均稱為掩膜)，該掩膜暴露出位于該些溝渠的上部的部分 該第二介電層；進(jìn)行一全面性摻雜工藝；移除該掩膜；進(jìn)行一濕式蝕刻工 藝，以移除部分經(jīng)摻雜的該第二介電層以及位于該些溝渠底部的部分該第 一介電層；在該些溝渠表面依序形成一第一導(dǎo)體層以及一電容介電層；以及 在該些溝渠中形成一第二導(dǎo)體層。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。 前述的電容器的制作方法，其中所述的全面性摻雜工藝所使用的摻質(zhì) 包括硼或磷。
前述的電容器的制作方法，其中所述的全面性摻雜工藝所使用的摻質(zhì) 濃度介于1012至10"atom/cm2之間。
前述的電容器的制作方法，其中所述的第 一介電層的材料包括磷硅玻璃。
前述的電容器的制作方法，其中所述的第二介電層的材料包括等離子 體增強(qiáng)型四乙氧基硅烷。
前述的電容器的制作方法，其中所述的第 一導(dǎo)體層的材料包括多晶硅 或是金屬。
前述的電容器的制作方法，其中所述電容介電層的材料包括氧化硅、氮化硅或是氧化硅/氮化硅/氧化硅。
前述的電容器的制作方法，其中所述的第二導(dǎo)體層的材料包括多晶硅 或是金屬。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案
可知，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種電容器的制作方法，首先是先 提供基底。然后，在基底上依序形成經(jīng)摻雜的第一介電層以及未經(jīng)摻雜的第 二介電層。之后，在第一介電層以及第二介電層中形成多個(gè)溝渠。接著，對 相鄰兩溝渠之間的最大間隔處進(jìn)行離子注入工藝，以在位于溝渠的上部的 部分第二介電層中形成注入?yún)^(qū)域。然后，進(jìn)行濕式蝕刻工藝，以移除位于
注入?yún)^(qū)域的部分第二介電層以及位于溝渠底部的部分第一介電層。接著，在 溝渠表面依序形成第一導(dǎo)體層以及電容介電層。之后，在溝渠中形成第二導(dǎo) 體層。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的離子注入工藝所注入的離子例如是硼 或磷。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的離子注入工藝所注入的離子濃度例如 是介于1012至10" atom/cm2之間。
在本發(fā)明的 一 實(shí)施例中，上述的離子注入工藝的注入角度例如是 tan—1 (D/L)，其中L為注入?yún)^(qū)域位于溝渠中的深度,D為溝渠的上部的寬度。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的離子注入工藝的離子注入能量例如是 介于10至2000 KeV之間。
在本發(fā)明的 一 實(shí)施例中，上述的第 一介電層的材料例如是磷硅玻璃 (phosphosi1icate glass, PSG)。
在本發(fā)明的 一 實(shí)施例中，上述的第二介電層的材料例如是等離子體增 強(qiáng)型四乙氧基珪烷(plasma enhanced tetraethylorthosilicate， PE TE0S)。
在本發(fā)明的 一 實(shí)施例中，上述的第 一導(dǎo)體層的材料例如是多晶硅或是 金屬。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的電容介電層的材料例如是氧化硅、氮化 硅或是氧化硅/氮化珪/氧化硅(oxide/nitride/oxide， 0N0)。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第二導(dǎo)體層的材料例如是多晶硅或是 金屬。
另外，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明另還提供了一種電容器的制作方法，其 首先是先提供基底。然后，在基底上依序形成經(jīng)摻雜的第一介電層以及未 經(jīng)摻雜的第二介電層。之后，在第一介電層以及第二介電層中形成多個(gè)溝 渠。接著，在溝渠內(nèi)形成掩膜，其中掩膜暴露出位于溝渠的上部的部分第二 介電層。然后，進(jìn)行全面性摻雜工藝。接著，移除掩膜。之后，進(jìn)行濕式蝕刻工藝，以移除部分經(jīng)摻雜的第二介電層以及位于溝渠底部的部分第一介 電層。接下來，在溝渠表面依序形成第一導(dǎo)體層以及電容介電層。隨之，在 溝渠中形成第二導(dǎo)體層。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的全面性摻雜工藝所使用的摻質(zhì)例如是 硼或磷。
在本發(fā)明的 一 實(shí)施例中，上述的全面性摻雜工藝所使用的摻質(zhì)濃度例
如是介于1012 atom/en^ 10" atom/cm2之間。
在本發(fā)明的 一 實(shí)施例中，上述的第 一介電層的材料例如是磷硅玻璃。 在本發(fā)明的 一 實(shí)施例中，上述的第二介電層的材料例如是等離子體增
強(qiáng)型四乙氧基硅烷。
在本發(fā)明的 一 實(shí)施例中，上述的第 一導(dǎo)體層的材料例如是多晶硅或是金屬。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的電容介電層的材料例如是氧化硅、氮化 硅或是氧化硅/氮化硅/氧化硅。
在本發(fā)明的 一 實(shí)施例中，上述的第二導(dǎo)體層的材料例如是多晶硅或是金屬。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明電容器的制作方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有 益效果
1、 本發(fā)明藉由對位于溝渠的上部的部分第二介電層進(jìn)行離子注入工藝 或是全面性摻雜工藝，使其具有較未經(jīng)摻雜的第二介電層大的濕式蝕刻速 率，因此在進(jìn)行濕式蝕刻工藝之后，可以同時(shí)移除位于溝渠的上部的部分第 二介電層以及位于溝渠底部的部分第 一介電層，可以同時(shí)擴(kuò)大溝渠的上部 以及底部的寬度，使得后續(xù)工藝所形成的電容器的下電極可以具有較大的 表面積，進(jìn)而能夠提升電容器的電容值，并可以提升元件效能，非常適于實(shí) 用。
2、 另一方面，由于本發(fā)明藉由同時(shí)擴(kuò)大溝渠的上部以及底部的寬度來 達(dá)到改善電容值的功效，因此能夠改善為了要進(jìn)一步增加溝渠底部的寬度 而過度蝕刻第 一介電層的情況，可以避免相鄰電容器之間短路的發(fā)生。
綜上所述，本發(fā)明電容器的制作方法能夠增加電容器的下電極的表面 積，而可以增加電容值。另外本發(fā)明還可以同時(shí)擴(kuò)大溝渠上部以及底部的寬 度使電容器的電容值增加，并可避免相鄰電容器之間短路的情形發(fā)生。本 發(fā)明具有上述諸多優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，其不論在方法或功能上皆有較大的改 進(jìn)，在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的電容 器的制作方法具有增進(jìn)的突出功效，從而更加適于實(shí)用，并具有產(chǎn)業(yè)的廣 泛利用價(jià)值，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手^a，而可以依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和 其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附 圖，詳細(xì)i兌明如下。
圖1A至圖1F是依照本發(fā)明一實(shí)施例的一種電容器的制作流程及結(jié)構(gòu) 剖面圖。
圖2是依照本發(fā)明一實(shí)施例的溝渠排列的上視圖。
圖3A至圖3D是依照本發(fā)明另一實(shí)施例的一種電容器的制作流程及結(jié)
構(gòu)剖面圖。
100基底102:介電層
104介電層106:圖案化硬掩膜
108溝渠110:最大間隔處
112注入?yún)^(qū)域114:導(dǎo)體層
116電容介電層118:導(dǎo)體層
120電容器300:掩膜
302摻雜區(qū)域Dl:寬度
D2: 6 :寬度 角度深度
具體實(shí)施例方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功 效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的電容器的制作方法其具體實(shí)施方式
、制作方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
請參閱圖1A至圖1F所示，是依照本發(fā)明一實(shí)施例的一種電容器的制 作流程及結(jié)構(gòu)剖面圖。本發(fā)明較佳實(shí)施例的 一種電容器的制作方法，其包括 以下步驟
請參閱圖1A所示，首先，提供基底100，該基底100中例如已形成有 導(dǎo)電區(qū)(圖中未繪示)或一般熟知的半導(dǎo)體元件(圖中未繪示)。然后，在基底 100上形成經(jīng)摻雜的介電層102。該介電層102的材料，例如是磷硅玻璃或 其他合適的經(jīng)摻雜的介電材料。該介電層102的形成方法，例如是進(jìn)行化 學(xué)氣相沉積工藝。
接著，在介電層102上形成未經(jīng)摻雜的介電層104。該介電層104的材 料例如是等離子體增強(qiáng)型四乙氧基硅烷或其他合適的未經(jīng)摻雜的介電材 料。該介電層104的形成方法，例如是進(jìn)行等離子體增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積 工藝。然后，請繼續(xù)參閱圖1A所示，在介電層104上形成設(shè)有圖案化硬掩膜 106。該圖案化硬掩膜106的材料例如是多晶硅。該圖案化硬掩膜106的形 成方法，例如是在介電層104上依序形成硬掩膜(圖中未繪示)以及圖案化 光阻層(圖中未繪示)，然后以此圖案化光刻膠層為掩膜(即罩幕)，移除暴 露出的硬掩膜，再移除圖案化光阻層。
接著，請參閱圖1B所示，以圖案化硬掩膜106為掩膜(即罩幕)，進(jìn)行蝕 刻工藝，以在介電層102以及介電層104中形成溝渠108。請?jiān)賲㈤唸D2所 示，是依照本發(fā)明一實(shí)施例的溝渠排列的上視圖。在本實(shí)施例中，該溝渠108 例如是呈交錯(cuò)狀排列。當(dāng)然，本發(fā)明形成的溝渠108并不局限于實(shí)施例中 所述的排列方式，在此技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識(shí)的技術(shù)人員可視工藝的需求 進(jìn)行調(diào)整。此外，在一般的工藝中，由于所形成的溝渠108的深度較深或 是基于其他工藝上的因素，溝渠108的上部的寬度D1通常會(huì)大于溝渠108 的底部的寬度D2。
之后，請同時(shí)參閱圖1C與圖2所示，對相鄰兩溝渠108之間的最大間 隔處110進(jìn)行離子注入工藝，以在位于溝渠108的上部的部分介電層104 中形成注入?yún)^(qū)域112。在本實(shí)施例中，由于溝渠108的排列方式是呈為交錯(cuò) 狀，因此相鄰兩溝渠108之間的最大間隔處IIO例如是位于X方向的間隔處 110a或是位于Y方向的間隔處110b。
承上所述，離子注入工藝所注入的離子例如是硼或磷。所注入的離子 濃度例如是介于1012至10"atom/ci^之間。此外，離子注入工藝的注入角度 6例如是tarfi(Dl/L)，其中L為注入?yún)^(qū)域112位于溝渠108中的深度，D1 為溝渠108的上部的寬度。離子注入工藝所使用的離子注入能量例如是介 于10至2000 KeV之間。特別需要一提的是，在本實(shí)施例中，由于介電層 102的材料例如是磷硅玻璃，因此在進(jìn)行離子注入工藝時(shí)所注入的離子則例 如是磷。也就是說，離子注入工藝所注入的離子種類較佳的是與介電層102 中的摻質(zhì)相同。
接下來，請參閱圖1D所示，進(jìn)行回獨(dú)刻(etching back)工藝，將圖案 化硬掩膜106移除。在移除圖案化硬掩膜106之后，更可以選擇性地進(jìn)行清 洗工藝，以去除進(jìn)行回蝕刻工藝后所殘留的雜質(zhì)，避免后續(xù)工藝受影響。該 清洗工藝所使用的溶劑，例如是四氫呋喃(Tetrahydrofuran,THF)。 一般而 言，由于經(jīng)摻雜的介電材料的濕式蝕刻速率會(huì)高于未經(jīng)摻雜的介電材料的 濕式蝕刻速率，因此介電層102以及位于注入?yún)^(qū)域112的部分介電層104 在進(jìn)行清洗工藝時(shí)也會(huì)產(chǎn)生輕微的損耗。
然后，請參閱圖1E所示，進(jìn)行濕式獨(dú)刻工藝。該濕式蝕刻工藝，例如 是使用由氫氟酸(HF)與氟化氨(NH4F)組成的混合液來進(jìn)行的緩沖氧化物蝕 刻(buffer oxide etch, BOE)工藝，其進(jìn)行時(shí)間約為40sec。相較于注入?yún)^(qū)域112以外的未經(jīng)摻雜的介電層104，介電層102以及注入?yún)^(qū)域112中的介 電層104具有較高的濕式蝕刻速率，因此在進(jìn)行濕式蝕刻工藝時(shí)，可以同 時(shí)移除位于注入?yún)^(qū)域112的部分介電層104以及位于溝渠108底部的部分 介電層102。也就是說，在進(jìn)行上述濕式蝕刻工藝之后，溝渠108的上部的 寬度D1以及溝渠108的底部的寬度D2會(huì)因此而擴(kuò)大。因此，在后續(xù)在溝 渠108中形成的電容器，其下電極的表面積可因此而增加，進(jìn)而使得電容 器的電容值能夠獲得改善。
值得注意的是，在形成注入?yún)^(qū)域112時(shí)，可以藉由調(diào)控離子種類及濃
度、注入能量及角度e等各項(xiàng)因素，使得在經(jīng)過濕式蝕刻工藝后能夠增加
溝渠108上部的寬度，但是位于相鄰溝渠108上部之間的介電層104的寬 度仍然能夠大于位于相鄰溝渠108底部之間的介電層102的寬度，而可以 避免后續(xù)形成的相鄰兩電容器的下電極之間發(fā)生短路現(xiàn)象。
接著，請參閱圖1F所示，在溝渠108的表面形成導(dǎo)體層114,以作為 電容器120的下電極。該導(dǎo)體層114的材料例如是多晶硅或是金屬，其形成 方法例如是進(jìn)行化學(xué)氣相沉積工藝或物理氣相沉積工藝。隨之，在導(dǎo)體層 114上形成電容介電層116，以隔離電容器120的上電極與后續(xù)工藝所形成 的下電極。電容介電層116的材料例如是氧化硅、氮化硅或是一般常見的 氧化硅/氮化硅/氧化硅(ONO)。當(dāng)電容介電層116的材料為氧化硅或氮化 硅時(shí)，其形成方法例如是進(jìn)行化學(xué)氣相沉積工藝。當(dāng)電容介電層116的材 料為氧化硅/氮化硅/氧化硅時(shí)，其形成方法例如是先進(jìn)行熱氧化工藝以形 成第一層氧化硅層，然后再依序在第一層氧化硅層上以化學(xué)氣相沉積工藝 形成氮化硅層與第二層氧化硅層。然后，在溝渠108中形成導(dǎo)體層118,以 作為電容器120的上電極。該導(dǎo)體層118的材料例如是多晶硅或是金屬，其 形成方法例如是先進(jìn)行化學(xué)氣相沉積工藝或物理氣相沉積工藝，以在基底 100上形成導(dǎo)體材料層(圖中未繪示)。之后，將位于溝渠108以外的導(dǎo)體材 料層移除。
特別要說明的是，由于溝渠108的上部的寬度D1以及溝渠108的底部 的寬度D2會(huì)藉由濕式蝕刻工藝同時(shí)被擴(kuò)大，亦即形成于溝渠108表面的下 電極表面積會(huì)增加，因此可以有效地提升電容器120的電容值，并能夠避 免相鄰電容器120的下電極之間發(fā)生短路。
除了上述實(shí)施例之外，本發(fā)明另提出一種電容器的制作方法。請參閱 圖3A至圖3D所示，是依照本發(fā)明另一實(shí)施例的一種電容器的制作流程及 結(jié)構(gòu)剖面圖。圖3A是接續(xù)上述實(shí)施例的圖1B以進(jìn)行，并且在圖3A至圖3D 中，與圖1A至圖1F相同的構(gòu)件使用相同的標(biāo)號并省略其說明。
首先請參閱圖3A所示，進(jìn)行回蝕刻工藝，將圖案化硬掩膜106移除。接 著，在溝渠108內(nèi)形成掩膜300。該掩膜300的材料例如是多晶硅。掩膜300暴露出位于溝渠108的上部的部分介電層104。
然后，請?jiān)賲㈤唸D3B所示，進(jìn)行全面性摻雜工藝，使得位于溝渠108 上部的未被掩膜300所覆蓋的部分介電層104形成摻雜區(qū)域302。該全面性 摻雜工藝所使用的摻質(zhì)例如是硼或磷。而摻質(zhì)濃度例如是介于1012至10" atom/cm2之間。在本實(shí)施例中，由于介電層102的材料例如是磷硅玻璃，因 此在全面性摻雜工藝中所使用的摻質(zhì)例如是磷，也就是說，全面性摻雜工 藝中所使用的摻質(zhì)種類較佳的是與介電層102中所加入的摻質(zhì)相同。
接著，請繼續(xù)參閱圖3B所示，移除掩膜300。之后，還可選擇性地進(jìn) 行清洗工藝，以去除移除掩膜300后所殘留的雜質(zhì)。該清洗工藝所使用的 溶劑例如是四氫呋喃。由于介電層102以及位于摻雜區(qū)域302的部分介電 層104的濕式蝕刻速率會(huì)高于未經(jīng)摻雜的介電層104的濕式蝕刻速率，因此 在進(jìn)行清洗工藝時(shí)，介電層102以及位于摻雜區(qū)域302的部分介電層104 也會(huì)產(chǎn)生輕微的損耗。
之后，請參閱圖3C所示，進(jìn)行濕式蝕刻工藝。該濕式蝕刻工藝?yán)缡?使用由氫氟酸與氟化氨組成的緩沖氧化物蝕刻液來進(jìn)行，其進(jìn)行時(shí)間約為 40sec。在進(jìn)行濕式蝕刻工藝期間，由于經(jīng)摻雜的介電層102以及摻雜區(qū)域 302中的部分介電層104具有較未經(jīng)摻雜的部分介電層104高的濕式蝕刻速 率，因此位于摻雜區(qū)域302的部分介電層104以及位于溝渠108底部的部分 介電層102會(huì)同時(shí)被移除。亦即，在進(jìn)行上述濕式蝕刻工藝之后，溝渠108 的上部的寬度Dl以及溝渠108的底部的寬度D2會(huì)擴(kuò)大，進(jìn)而使得后續(xù)工 藝所形成的電容器的下電極表面積增加，因而可以提升電容器的電容值。
同樣地在本實(shí)施例中也可以在進(jìn)行全面性摻雜工藝時(shí)，調(diào)控?fù)诫s區(qū)域 302中的摻質(zhì)種類以及濃度，使得進(jìn)行濕式蝕刻工藝后的相鄰兩溝渠108上 部之間的介電層104的寬度大于相鄰兩溝渠108底部之間的介電層102的 寬度，可以避免后續(xù)工藝形成于溝渠108中相鄰兩電容器的下電極之間發(fā) 生短路。
然后，請參閱圖3D所示，繼續(xù)在溝渠108中形成電容器120。該電容 器12Q的基本構(gòu)造，例如是由導(dǎo)體層114、電容介電層116以及導(dǎo)體層118 所組成。該導(dǎo)體層114例如是作為電容器120的下電才及。該導(dǎo)體層118例 如是作為電容器120的上電極。該電容介電層116用以隔離電容器120的 上電極與下電極。形成電容器120的方法已敘述于前，故在此不再贅述。
綜上所述，本發(fā)明利用對位于溝渠的上部的未經(jīng)摻雜的介電層進(jìn)行離 子注入工藝或是全面性摻雜工藝，使得注入?yún)^(qū)域或是摻雜區(qū)域中的部分介 電層的濕式蝕刻速率高于未經(jīng)摻雜的介電層的濕式蝕刻速率。因此，在經(jīng)過 濕式蝕刻工藝之后，會(huì)將經(jīng)摻雜的部分介電層移除，也就是將位于溝渠的 上部的部分介電層以及位于溝渠底部的部分介電層同時(shí)移除。因此，本發(fā)明可以同時(shí)擴(kuò)大溝渠的上部以及底部的寬度，進(jìn)一步使后續(xù)工藝形成的電容 器的下電極表面積增加，而可以提升電容器的電容值，并改善元件效能。
此外，由于本發(fā)明是利用同時(shí)擴(kuò)大溝渠的上部以及底部的寬度，使得下 電極的表面積增加，來達(dá)到提升電容值的效果，因此能夠防止位于溝渠底 部的介電層被過度蝕刻，有效地避免了相鄰電容器的下電極之間發(fā)生短路 的情形。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式 上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā) 明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利 用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但 凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所 作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、 一種電容器的制作方法，其特征在于其包括以下步驟提供一基底；在該基底上依序形成經(jīng)摻雜的一第一介電層以及未經(jīng)摻雜的一第二介電層；在該第一介電層以及該第二介電層中形成多個(gè)溝渠；對相鄰兩該些溝渠之間的最大間隔處進(jìn)行一離子注入工藝，以在位于該些溝渠的上部的部分該第二介電層中形成一注入?yún)^(qū)域；進(jìn)行一濕式蝕刻工藝，以移除位于該注入?yún)^(qū)域的部分該第二介電層以及位于該些溝渠底部的部分該第一介電層；在該些溝渠表面依序形成一第一導(dǎo)體層以及一電容介電層；以及在該些溝渠中形成一第二導(dǎo)體層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器的制作方法，其特征在于其中所述的 離子注入工藝所注入的離子包括硼或磷。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器的制作方法，其特征在于其中所述的 離子注入工藝所注入的離子濃度介于1012至10" atom/ci^之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器的制作方法，其特征在于其中所述的 離子注入工藝的注入角度為tan—、D/L),其中L為該注入?yún)^(qū)域位于該些溝渠 中的深度，D為該些溝渠的上部的寬度。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器的制作方法，其特征在于其中所述的 離子注入工藝的離子注入能量介于10至2000KeV之間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器的制作方法，其特征在于其中所述的 第 一介電層的材料包括磷硅玻璃。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器的制作方法，其特征在于其中所述的 第二介電層的材料包括等離子體增強(qiáng)型四乙氧基硅烷。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器的制作方法，其特征在于其中所述的 第一導(dǎo)體層的材料包括多晶硅或是金屬。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器的制作方法，其特征在于其中所述的 電容介電層的材料包括氧化硅、氮化硅或是氧化硅/氮化硅/氧化硅。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器的制作方法，其特征在于其中所述的 第二導(dǎo)體層的材料包括多晶硅或是金屬。
11、 一種電容器的制作方法，其特征在于其包括以下步驟 提供一基底；在該基底上依序形成經(jīng)摻雜的一第一介電層以及未經(jīng)摻雜的一第二介 電層；在該第一介電層以及該第二介電層中形成多個(gè)溝渠；在該些溝渠內(nèi)形成一掩膜，該掩膜暴露出位于該些溝渠的上部的部分該第二介電層；進(jìn)行一全面性摻雜工藝； 移除該掩膜；進(jìn)行一濕式蝕刻工藝，以移除部分經(jīng)摻雜的該第二介電層以及位于該 些溝渠底部的部分該第 一介電層；在該些溝渠表面依序形成一第一導(dǎo)體層以及一電容介電層；以及 在該些溝渠中形成一第二導(dǎo)體層。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電容器的制作方法，其特征在于其中所述 的全面性摻雜工藝所使用的摻質(zhì)包括硼或磷。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電容器的制作方法，其特征在于其中所述 的全面性摻雜工藝所使用的摻質(zhì)濃度介于1012至1016 atom/cm2之間。
14、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電容器的制作方法，其特征在于其中所述 的第 一介電層的材料包括磷硅玻璃。
15、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電容器的制作方法，其特征在于其中所述 的第二介電層的材料包括等離子體增強(qiáng)型四乙氧基硅烷。
16、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電容器的制作方法，其特征在于其中所述 的第一導(dǎo)體層的材料包括多晶硅或是金屬。
17、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電容器的制作方法，其特征在于其中所述 的電容介電層的材料包括氧化硅、氮化硅或是氧化硅/氮化硅/氧化硅。
18、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電容器的制作方法，其特征在于其中所述 的第二導(dǎo)體層的材料包括多晶硅或是金屬。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)一種電容器的制作方法，該方法是先提供基底。然后，在基底上依序形成經(jīng)摻雜的第一介電層以及未經(jīng)摻雜的第二介電層。之后，在第一介電層以及第二介電層中形成設(shè)有多個(gè)溝渠。接著，對相鄰兩溝渠之間的最大間隔處進(jìn)行離子注入工藝，以在溝渠的上部的部分第二介電層中形成注入?yún)^(qū)域。然后，進(jìn)行濕式蝕刻工藝，以移除位于注入?yún)^(qū)域的部分第二介電層以及位于溝渠底部的部分第一介電層。接著，在溝渠的表面依序形成設(shè)有第一導(dǎo)體層以及電容介電層。之后，在溝渠中形成第二導(dǎo)體層。本發(fā)明能增加電容器的下電極的表面積，而可增加電容值。另外本發(fā)明可同時(shí)擴(kuò)大溝渠上部以及底部的寬度使電容器的電容值增加，并可避免相鄰電容器之間短路的情形發(fā)生，非常適于實(shí)用。
文檔編號H01L21/8242GK101286447SQ200710090479
公開日2008年10月15日 申請日期2007年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月12日
發(fā)明者葉星吾, 莊慧伶, 李政哲 申請人:茂德科技股份有限公司