專利名稱：電容器結構、粗糙的含硅表面與形成粗糙的含硅表面的方法
技術領域：
本發明涉及形成粗糙的含硅表面的方法并涉及表面本身。在特定方面，本發明涉及包含粗糙的含硅表面的結構，如電容器結構。
背景技術：
粗糙的含硅表面被用于眾多的半導體結構中。例如，粗糙的含硅表面通常被用作電容器結構的存儲節點。粗糙表面可增加存儲節點的表面面積，并且相對于非粗糙表面可因此增加存儲節點每單位面積的電容量。粗糙硅的示范形式是半球狀晶粒(HSG)硅。
在控制粗糙的含硅表面的粗糙度的過程中遇到了很多困難。圖1-5描述了形成粗糙的含硅表面的示范的現有技術過程，并且還描述了在控制粗糙表面粗糙度的過程中潛在的困難來源。
首先參見圖1，提供的曲線10表示用于形成粗糙的硅表面的典型的溫度控制。在初始溫度T1時，在襯底上形成非晶硅層。這樣的初始溫度通常為約480℃至520℃。非晶硅的形成對應于圖1曲線中的梯級12。
非晶硅隨后被加熱達到第二溫度T2，這個溫度通常為約560℃至620℃并且可以是約580℃至620℃。襯底的加熱由圖1曲線中的斜坡14來說明。
襯底達到溫度T2之后，將其暴露在硅烷下以形成籽晶，并且隨后被退火以形成粗糙的含硅表面。硅烷暴露和退火通常都發生在溫度T2時，并且將在圖1的梯級16期間發生。
參見圖2，半導體晶片結構20在圖1曲線的處理階段12處被說明。特別是，結構20包含襯底22以及在這樣的襯底上的非晶硅層24。襯底22可包含比如單晶硅。為了幫助解釋后面的權利要求，術語“半導體的襯底”和“半導體襯底”被限定為指包含半導體材料的任何結構，包括但不限于，大決半導體材料比如半導體晶片(單獨的或其上包含其它材料的組合)和半導體材料層(單獨的或是包含其它材料的組合)。術語“襯底”指任何支撐結構，包括但不限于，上述的半導體襯底。
圖3示出的是依照圖1的處理階段14的、溫度已經被斜升后的結構20。值得注意的是，溫度變化已經引起非晶硅層24的一些流動，并且因此在層24的區域上已經形成凸起26。
圖4和5說明了圖1的處理階段16的結構20。特別是，圖4說明的是把層24暴露在硅烷下形成的籽晶28，以及圖5示出的是經過適當的退火之后以此將籽晶結合進粗糙表面之后的層24。值得注意的是，經過退火后，峰26是整個層24表面最明顯的特征。
在圖5中設置的虛線32大致說明了層24的粗糙表面的底部。與粗糙表面關聯的特征表現為這樣的特征的一半高度處的寬度。相對于底部32來測量高度。因此，特征26的其中之一被表示為具有高度34。處于一半高度處的這樣的特征的寬度用箭頭36表示。特征26的一半高度處的寬度一般都非常大，通常大于1000，并且常常甚至超過3000。相反，對特征40的主要影響來自籽晶(圖4所示28)而不是在層24的溫度斜升期間所生成的峰，特征40通常具有500的一半高度處的寬度或更小。
圖5的粗糙表面的特征尺寸的較大變化在控制這樣的表面粗糙度的均勻性的過程中可產生問題。因此，期望開發出用于形成粗糙的含硅表面的新方法，相對于發生在現有技術處理過程中的變化，其可減少特征尺寸的變化。
發明內容
一方面，本發明包含一種用于形成粗糙的含硅表面的方法。包含非晶硅的層在第一溫度時被裝入反應室內。當該層處于室內時，該層的溫度被增高到第二溫度，第二溫度比第一溫度高出至少約40℃(有時比第一溫度高出至少約60℃)，同時使至少一種氫同位素流入該室內。氫同位素可選自由H、D和T組成的組。隨后，該層被暴露在硅烷下以此在層上播種籽晶。接著，已播種的層被退火以此形成粗糙的含硅表面。
一方面，本發明包含一種方法，其中包含非晶硅的層首先處于小于或等于約520℃的溫度下。該層被暴露在X-Y下，同時將溫度增高到至少約560℃。成分X和Y為氫的同位素，并且可以彼此相同或不同。在該層的溫度達到560℃之后，在層上播種籽晶。接著，已播種的層被退火以此形成粗糙的含硅表面。
一方面，本發明包含粗糙的含硅表面，該粗糙的含硅表面包含底部和從底部向上延伸的特征。所述表面的所有特征具有的一半高度處的寬度小于1000，并且優選地小于或等于500。可將粗糙的含硅表面加入電容器結構中。這樣的電容器結構可以是DRAM單元的一部分，并且可將DRAM單元加入電子系統中。
參考下列附圖對本發明的優選實施例進行描述。
圖1示出的是形成粗糙的含硅表面的現有技術過程的溫度對時間的曲線圖。
圖2是在形成粗糙的含硅表面的現有技術過程的預備階段示出的半導體晶片片段的概略的剖面圖。
圖3是在圖2之后的現有技術處理階段示出的圖2晶片片段的視圖。
圖4是在圖3之后的現有技術處理階段示出的圖2晶片片段的視圖。
圖5是在圖4之后的現有技術處理階段示出的圖2晶片片段的視圖。
圖6是依照本發明的示范方面的預備處理階段示出的半導體晶片片段的概略的剖面圖。
圖7是在圖6之后的處理階段示出的圖6晶片片段的視圖。
圖8是在圖7之后的處理階段示出的圖6晶片片段的視圖。
圖9是在圖8之后的處理階段示出的圖6晶片片段的視圖。
圖10示出的是比較依照本發明的方法形成的粗糙的含硅表面(實線)和依照現有技術方法形成的表面(虛線)的“特征數目”對“一半高度處寬度”的曲線圖。圖10所示的曲線的相對大小和形狀僅僅是出于示意性的目的，并且未表示數量精度，除非曲線正確地說明利用本發明的處理過程形成的表面不具有一半高度處的寬度大于500的特征，而依照現有技術處理過程形成的表面具有一半高度處的寬度大于1000的某些特征。
圖11是說明依照本發明一個方面形成的示范的DRAM單元的半導體晶片片段的概略的剖面圖。
圖12是說明本發明的示范應用的計算機的示意圖。
圖13示出的是圖12計算機主板的特定特征的框圖。
圖14是按照本發明一個示范方面的電子系統的高級框圖。
圖15是按照本發明一個方面的示范電子系統的簡化框圖。
具體實施例方式
本發明的一個特定方面涉及可用來形成粗糙的含硅表面(如包含半球狀晶粒多晶硅的表面)的過程，粗糙的含硅表面在其整個表面上具有均勻的小晶粒。依照這方面形成的結構可與0.1微米及其以下的DRAM處理過程一起使用。本發明的方法論包含在粗糙硅的形成期間將非晶硅暴露在氫同位素(通常由氫或氘氣體提供)下。接下來，參考圖6-9對本發明的一個示范方面進行描述。
參見圖6，所說明的是在本發明方法的預備處理階段的結構50。結構50包含襯底52，其上設有層54。襯底52可以和上面參考圖2所描述的襯底22相同，以及層54可以和上面參考圖2所描述的層24相同。在特定的方面，層54可包含、基本上包括或包括非晶硅。在圖6的處理階段，層54可用導電性增強的摻雜劑來進行摻雜，或者可不被摻雜。如果層54被摻雜，則該層可包含、基本上包括或包括摻雜的非晶硅。圖6的處理階段可對應于圖1過程的階段12。因此，層54可處于圖1的第一溫度(T1)處，如上所述，第一溫度可以是約480℃至約520℃的溫度。在圖6的處理階段，片段50通常被設置在反應室內。
參見圖7，示出的是層54的溫度已經斜升至圖1的第二溫度(T2)之后的片段50。因此，層54的溫度相對于圖6處理階段的溫度已經被升高了至少40℃(在某些例子中，該溫度相對于圖6處理階段已經被升高了至少60℃)，在圖7的處理階段，層54的溫度(即溫度T2)通常是約560℃至約620℃，并且有時會是約580℃至約620℃。
本發明的處理和現有技術的處理(在該公開內容的“背景技術”部分描述的)之間的差異是，當依照本發明的一個方面使層54的溫度從T1增至T2時，使層54暴露在至少一種氫同位素下，然而現有技術方法在溫度增高期間不將非晶硅層暴露在氫同位素下。溫度增高通常在反應室內發生，并且當溫度被增高時，可使至少一種氫同位素流入反應室。氫同位素可選自由H(氫)、D(氘)和T(氚)組成的組；并且通常將包含H和/或D。可將作為H2、H-D和D2的一種或多種的氫同位素流入反應室。換句話說，當層54的溫度增高時，可將該層暴露在X-Y下，其中X和Y是氫的同位素并且可彼此相同或不同。在特定方面，在反應室內，X-Y將主要包含H2，并且在其他方面，X-Y將主要包含D2(術語“主要包含”表示反應室內一半以上的X-Y為標識的成分)。
如果通過使氣體內H2、H-D和D2的一種或多種流入反應室而將含氫同位素裝入反應室，則該氣體可包含、基本上包括、或包括H2、H-D和D2的一種或多種。如果該氣體基本上包括、或包括H2、H-D和D2的一種或多種，則氣體流入反應室的流率可以是每分鐘約10個標準立方厘米(sccm)至每分鐘約一個標準公升(slm)，反應室內的壓力通常大約為10mTor至1Tor。
在硅層54的溫度從T1至T2的斜升(圖1)期間，反應室內的氫同位素可減輕整個硅層54表面上峰的形成。因此，在圖7中示出的結構50不同于圖3中現有技術的結構20，因為結構50缺少與非晶硅層關聯的峰(圖3的26)，即使示出的結構50所在的圖7的處理階段與圖3的現有技術的結構20所在的處理階段相同。
在溫度增高期間氫同位素可減輕整個含非晶硅層表面上峰的形成的可能機制是，通過減輕施加在層表面的應力。特別是，氫同位素可附著于與層表面關聯的硅懸空鍵上，并因此在表面加熱期間釋放表面上缺陷位置的應力。另外，氫同位素可與硅基(如SiH3、SiH2、SiH和Si基)結合，在反應室內部加熱期間，硅基可從反應室側壁除去氣體，這個脫氣過程發生在反應室內溫度升高期間。在這里，提供了可能的機制以此幫助讀者理解本發明而不是限制本發明。因此，本發明不應當被理解為受限于這里所提供的任何特定機制，除非達到了在后附的權利要求中具體描述了這樣的機制的程度。
參見圖8，形成含硅籽晶56。通過使層54暴露在硅烷下可形成這種含硅籽晶56，同時該層保持在大約560℃至大約620℃的溫度下。在形成籽晶56期間，可維持反應室內的氫同位素流。另外，在播種啟動之前，還可減少氫同位素的流，并且在特定方面，停止氫同位素的流(即減至0sccm)。
在籽晶56形成期間氫同位素流是持續的，在此方面，通過相對于其他材料(硅烷氣體)調節反應室內氫同位素的量、并且還通過調節反應室內的壓力，可利用氫同位素修改該籽晶的形狀和密度。因此，氫同位素流可提供能用來處理粗糙的含硅表面的表面特性的參數。
參見圖9，在形成籽晶56(圖8)之后，結構50經歷了退火以此形成粗糙的表面58。退火在比如大約560℃至大約620℃的溫度下進行，或者換句話說，當層54的溫度被維持在T2時(圖1)進行退火。
在退火之前可停止氫同位素的流，或者在退火期間維持氫同位素的流。例如，如果在圖8的播種之前停止氫同位素的流，則在退火期間，這樣的流將通常保持停止。如果在圖8的播種期間已經維持了氫同位素的流，則在退火期間，可繼續維持流。另外，還可在退火之前減少流，并且在特定方面，在退火之前，可停止流，以使退火在缺少氫同位素時發生。
與圖5所示的現有技術的結構20的粗糙表面30相比，粗糙表面58在特征尺寸上更均勻。特別是，如果表面58的底部被限定為沿著特征所在的大約最低區域的位置延伸(在圖9中底部用虛線60示意性說明)，則可用特征的一半高度處的寬度來描述特征的尺寸。一個示范的特征被標為62。特征的高度(如從底部60測量的)用64表示，在一半高度處的特征的寬度用66表示。本發明的方法論可形成表面，其中表面的所有特征具有的一半高度處的寬度小于1000，并且在特定方面，本發明的方法論可形成表面，其中表面的所有特征具有的一半高度處的寬度小于或等于500。因此，與依照本發明形成的表面相關聯的特征基本上比利用現有技術的處理過程形成的表面相關聯的特征更均勻。
圖10的曲線圖80提供了依照本發明方法論形成的表面和依照現有技術方法論形成的表面的比較。具體地，曲線圖80比較了與表面關聯的特征數目與表面的這種特征的一半處高度的寬度，該表面是依照本發明的一個方面形成的表面(用實線表示的曲線82)和依照現有技術方法論形成的表面(用虛線表示的曲線84)。依照本發明方法論形成的表面具有相對緊密的特征尺寸分布并且不具有一半高度處的寬度大于約500的特征。相反，依照現有技術方法論形成的表面具有大量一半高度處的寬度大于1000的特征，并且甚至通常甚至具有一半高度處的寬度大于3000的特征(圖10的曲線圖上未示出)。因此，相對于利用現有技術方法論形成的表面，本發明的方法論已經明顯改善了粗糙的含硅表面的均勻性。
依照本發明的方法論形成的粗糙的含硅表面可用于眾多的結構中，例如電容器結構。圖11說明了包含電容器結構102的結構100，電容器結構102具有帶粗糙的含硅表面106的電極104。可依照本發明的方法論形成這樣的表面。電極104作為存儲節點電極被示出。電容器102還包含電介質材料108和通過電介質材料108而與存儲節點104隔開的第二電容器電極110。
存儲節點104可包含、基本上包括或包括導電摻雜硅。存儲節點104的摻雜可發生在粗糙表面106形成之前或之后。具體地，可在參考上面圖9所述的退火之后將摻雜劑植入粗糙表面，和/或在粗糙表面106形成之前將摻雜劑提供給材料54。同樣地，圖9的襯底52可包含導電摻雜硅，并且可通過將導電性增強摻雜劑從層52向外擴散進層54而對層54進行摻雜。在本發明的特定方面，層52將包含導電摻雜多晶硅，層54將包含非摻雜的非晶硅，并且通過圖9的退火后將導電性增強摻雜劑植入層54而對該層進行摻雜。
示出的電容器結構102被加入了DRAM單元。具體地，組件100包含晶體管112，晶體管112包括柵極114和源/漏區116和118。盡管示出的柵極114全部由導體材料形成，但是應當理解，柵極114可以由多層形成，并且這樣的層可包括絕緣材料帽(圖中未示出)。
源/漏區作為在半導體襯底120內形成的擴散區而被示出。襯底120可包含比如單晶硅。導電基座122從源/漏區116延伸到存儲節點104以此將存儲節點和源/漏區連接起來。導電基座可包含比如金屬和/或導電摻雜硅。通過適當的連接，源/漏區118被連至位線124。
示出的晶體管112包含將柵極114與襯底120隔開的柵極氧化物113，并且還包含沿著柵極的側壁邊緣的側壁隔離物115。側壁隔離物115可包含比如二氧化硅和/或氮化硅，并且柵極氧化物113可包含比如二氧化硅。
絕緣材料126在晶體管112上方和周圍延伸。絕緣材料126可包含比如硼磷硅酸鹽玻璃。
相對于現有技術的含硅表面，在DRAM單元中依照本發明方法論形成的粗糙硅表面的使用可有利地改進粗糙的含硅表面的均勻性。這樣可以更好地控制DRAM單元的電容器的電容特征，這可改進整個DRAM單元陣列的運行特征。
包含依照本發明方法論形成的粗糙的半導體材料的電路裝置(如上述的DRAM單元)可用于眾多的組件中，包括比如計算機系統和其他電子系統。
圖12通常通過舉例的方式而不是通過限制的方式說明了按照本發明的一個方面的計算機系統400的實施例。計算機系統400包括監視器401或其他通信輸出裝置、鍵盤402或其他通信輸入裝置、以及主板404。主板404可攜帶微處理器406或其它數據處理單元、以及至少一個存儲裝置408。存儲裝置408可包含上述本發明的各個方面，包括比如參考上面圖11描述的DRAM單元。存儲裝置408可包含存儲單元陣列，并且這樣的陣列可與用于訪問陣列中單個存儲單元的尋址電路耦合。另外，存儲單元陣列可耦合至用于從存儲單元中讀取數據的讀出電路。尋址和讀出電路可用于在存儲裝置408和處理器406之間傳遞信息。這一點在圖13所示的主板404的框圖中被說明。在這樣的框圖中，尋址電路被表示為410而讀出電路被表示為412。
在本發明的特定方面，存儲裝置408可對應于存儲模塊。例如單列直插式內存組件(SIMM)和雙列直插式內存組件(DIMM)可用于利用本發明的教導的實際應用中。可將存儲裝置加入多種設計中的任何一種，該設計提供從裝置的存儲單元讀取以及向裝置的存儲單元寫入的不同方法。一種這樣的方法是頁模式操作。DRAM中的頁模式操作由訪問存儲單元陣列的行以及隨機訪問陣列的不同列的方法來限定。當訪問某列時，存儲在行或列交叉點上的數據可被讀/寫。
可替換類型的裝置是擴充數據輸出(EDO)存儲器，在尋址列關閉之后，該存儲器使存儲在存儲器陣列地址上的數據可用作輸出。通過不減少在存儲總線上可得到存儲器輸出數據的時間的情況下允許較短的訪問信號，該存儲器可增加某些通信速度。其他可選用類型的存儲器包括SDRAM、DDR SDRAM、SLDRAM、VRAM和直接RDRAM，以及其他比如SRAM或閃存。
圖14說明的是本發明示范的電子系統700的各種實施例的高級組織的簡化框圖。系統700可對應于比如計算機系統、處理控制系統、或使用處理器和相關存儲器的任何其他系統。電子系統700具有功能元件，包括處理器或算術/邏輯單元(ALU)702、控制單元704、存儲裝置單元706和輸入/輸出(I/O)裝置708。一般地，電子系統700具有一組本機的、用來指定通過處理器702對數據實施的操作以及處理器702、存儲裝置單元706和I/O裝置之間的其它相互作用的指令。通過連續不斷地循環一組從存儲裝置706中取回指令并執行指令的操作，控制單元704協調處理器702、存儲裝置706和I/O裝置708的所有操作。在各種實施例中，存儲裝置706包括但不限于隨機存取存儲器(RAM)裝置、只讀存儲器(ROM)裝置、以及外圍裝置(如軟盤驅動器和光盤CD-ROM驅動器)。本領域普通的技術人員之一將會了解，當閱讀并理解了該公開內容時，任何所說明的電學部件都能夠被制成包括依照本發明的各個方面的DRAM單元。
圖15是示范的電子系統800的各種實施例的高級組織的簡化框圖。系統800包括存儲裝置802，存儲裝置802具有存儲單元陣列804、地址解碼器806、行存取電路808、列存取電路810、用于控制操作的讀/寫控制電路812、以及輸入/輸出電路814。存儲裝置802還包括電源電路816和傳感器820，比如用于確定存儲單元是處于低閾值導電狀態還是處于高閾值非導電狀態的電流傳感器。所示的電源電路816包括電源供電電路880、用于提供基準電壓的電路882、用于提供帶脈沖的第一字線的電路884、用于提供帶脈沖的第二字線的電路886和用于提供帶脈沖的位線的電路888。系統800還包括處理器822或用于存儲訪問的存儲器控制器。
存儲裝置802通過連線或金屬線接收來自處理器822的控制信號824。存儲裝置802被用來存儲通過I/O線被存取的數據。本領域的技術人員將會了解，可提供額外的電路和控制信號，并且存儲裝置802已經被簡化以此有助于集中在本發明。至少一個處理器822或存儲裝置802可包括該公開內容中的前述類型的DRAM單元。
該公開內容所示的各種系統是為了提供對本發明電路和結構的各種應用的一個全面的了解，并不打算作為是對使用依照本發明各方面的存儲單元的電子系統的所有元件和特征的完全描述。本領域普通的技術人員將會理解，可將各種電子系統組合進單一封裝的處理單元中、乃至單個半導體芯片上，以便減少處理器和存儲裝置之間的通信時間。
存儲單元的應用可包括用于存儲模塊、裝置驅動器、電源模塊、通信調制解調器、處理器模塊、以及特定應用模塊的電子系統，并且可包括多層的、多片的模塊。這樣的電路還可以是多種電子系統(如時鐘、電視、移動電話、個人電腦、汽車、工業控制系統、飛船及其他)的子部件。
權利要求書(按照條約第19條的修改)[國際局于2005年1月27日接收(27.01.2005)；原權利要求1、31和35被修改；原權利要求14、32和36被刪去；其余的權利要求不變(4頁)]
1.一種形成粗糙的含硅表面的方法，包含將包含非晶硅的層供給反應室，所述層處在第一溫度下；當所述層位于所述室內時，使所述層的溫度增高至第二溫度，所述第二溫度比所述第一溫度至少高出約40℃，同時將至少一種氫同位素流入所述室；流入所述室的至少一種氫同位素是H2、H-D和D2中的一種或多種；在所述層的溫度達到所述第二溫度后，在所述層上播種籽晶；以及對所述已播種的層進行退火以形成粗糙的含硅表面。
2.如權利要求1所述的方法，其中從所述第一溫度到所述第二溫度的溫度增加至少是約60℃，同時將所述至少一種氫同位素流入所述室。
3.如權利要求1所述的方法，其中在所述播種之前，所述至少一種氫同位素的流被減少。
4.如權利要求1所述的方法，其中在所述播種之前，所述至少一種氫同位素的流被減至0sccm。
5.如權利要求1所述的方法，其中在所述退火之前，所述至少一種氫同位素的流被減少。
6.如權利要求1所述的方法，其中在所述退火之前，所述至少一種氫同位素的流被減至0sccm。
7.如權利要求1所述的方法，其中所述層被單晶硅襯底支撐。
8.如權利要求1所述的方法，其中所述第一溫度為約480℃至約520℃。
9.如權利要求1所述的方法，其中所述第二溫度為約560℃至約620℃。
10.如權利要求9所述的方法，其中所述退火在約為560℃至約620℃的溫度下進行。
11.如權利要求1所述的方法，其中所述第一溫度為約480℃至約520℃，并且其中所述第二溫度為約560℃至約620℃。
12.如權利要求1所述的方法，其中所述層基本上由非晶硅或摻雜非晶硅組成。
13.如權利要求1所述的方法，其中所述層由非晶硅或摻雜非晶硅組成。
14.刪去。
15.如權利要求1所述的方法，其中所述至少一種氫同位素的大部分是H。
16.如權利要求15所述的方法，其中所述至少一種氫同位素的大部分是作為H2被流入所述室的。
17.如權利要求1所述的方法，其中在所述溫度增高期間，所述至少一種氫同位素流入所述室的流率是約10sccm至約1slm。
18.如權利要求1所述的方法，其中所述粗糙的含硅表面具有底部和從所述底部向上延伸的特征，并且其中所述表面的所有特征具有的一半高度處的寬度小于1000。
19.如權利要求1所述的方法，其中所述粗糙的含硅表面具有底部和從所述底部向上延伸的特征，并且其中所述表面的所有特征具有的一半高度處的寬度小于或等于約500。
20.一種形成粗糙的含硅表面的方法，包含提供包含非晶硅的層，所述層處在小于或等于約520℃的溫度下；當將所述層的溫度增高到至少約560℃時，將所述層暴露在X-Y下，其中X和Y是氫的同位素并且可以彼此相同或不同；在所述層的溫度達到560℃后，在所述層上播種籽晶；以及對所述已播種的層進行退火以形成粗糙的含硅表面。
21.如權利要求20所述的方法，包含在所述播種之前，停止將所述層暴露在X-Y下。
22.如權利要求20所述的方法，包含在所述退火之前，停止將所述層暴露在X-Y下。
23.如權利要求20所述的方法，其中所述暴露在X-Y下發生在反應室內，并且包含所述X-Y流入所述室內的流率為約10sccm至1slm，此時的壓力為約10mTor至1Tor。
24.如權利要求20所述的方法，其中所述層基本上由非晶硅或摻雜非晶硅組成。
25.如權利要求20所述的方法，其中所述層由非晶硅或摻雜非晶硅組成。
26.如權利要求20所述的方法，其中所述X-Y包含H2、H-D和D2中的一種或多種。
27.如權利要求20所述的方法，其中所述X-Y主要是H2。
28.如權利要求20所述的方法，其中所述X-Y主要是D2。
29.如權利要求20所述的方法，其中所述粗糙的含硅表面具有底部和從所述底部向上延伸的特征，并且其中所述表面的所有特征具有的一半高度處的寬度小于1000。
30.如權利要求20所述的方法，其中所述粗糙的含硅表面具有底部和從所述底部向上延伸的特征，并且其中所述表面的所有特征具有的一半高度處的寬度小于或等于約500。
31.一種粗糙的含硅表面包含底部和從所述底部向上延伸的特征，所述表面的所有特征具有的一半高度處的寬度小于或等于約500。
32.刪去。
33.如權利要求31所述的表面，基本上由硅或摻雜硅組成。
34.如權利要求31所述的表面，由硅或摻雜硅組成。
35.一種電容器，包含第一電極，所述第一電極包含粗糙的含硅表面，所述粗糙的含硅表面具有底部和從所述底部向上延伸的特征，所述表面的所有特征具有的一半高度處的寬度小于或等于約500；電介質材料，位于所述粗糙的含硅表面上；以及第二電極，至少通過所述電介質材料與所述第一電極隔開。
36.刪去。
37.如權利要求35所述的電容器，其中所述表面基本上由硅或摻雜硅組成。
38.如權利要求35所述的電容器，其中所述表面由硅或摻雜硅組成。
39.如權利要求35所述的電容器，其中所述電介質材料與所述表面物理接觸。
40.如權利要求35所述的電容器，其中所述第一電極由所述電容器的存儲節點組成。
41.一種DRAM單元包含如權利要求35所述的電容器。
42.一種電子系統包含如權利要求41所述的DRAM單元。
權利要求
1.一種形成粗糙的含硅表面的方法，包含將包含非晶硅的層供給反應室，所述層處在第一溫度下；當所述層位于所述室內時，使所述層的溫度增高至第二溫度，所述第二溫度比所述第一溫度至少高出約40℃，同時將至少一種氫同位素流入所述室；在所述層的溫度達到所述第二溫度后，在所述層上播種籽晶；以及對所述已播種的層進行退火以形成粗糙的含硅表面。
2.如權利要求1所述的方法，其中從所述第一溫度到所述第二溫度的溫度增加至少是約60℃，同時將所述至少一種氫同位素流入所述室。
3.如權利要求1所述的方法，其中在所述播種之前，所述至少一種氫同位素的流被減少。
4.如權利要求1所述的方法，其中在所述播種之前，所述至少一種氫同位素的流被減至0sccm。
5.如權利要求1所述的方法，其中在所述退火之前，所述至少一種氫同位素的流被減少。
6.如權利要求1所述的方法，其中在所述退火之前，所述至少一種氫同位素的流被減至0sccm。
7.如權利要求1所述的方法，其中所述層被單晶硅襯底支撐。
8.如權利要求1所述的方法，其中所述第一溫度為約480℃至約520℃。
9.如權利要求1所述的方法，其中所述第二溫度為約560℃至約620℃。
10.如權利要求9所述的方法，其中所述退火在約為560℃至約620℃的溫度下進行。
11.如權利要求1所述的方法，其中所述第一溫度為約480℃至約520℃，并且其中所述第二溫度為約560℃至約620℃。
12.如權利要求1所述的方法，其中所述層基本上由非晶硅或摻雜非晶硅組成。
13.如權利要求1所述的方法，其中所述層由非晶硅或摻雜非晶硅組成。
14.如權利要求1所述的方法，其中所述至少一種氫同位素是作為H2、H-D和D2中的一種或多種被流入所述室的。
15.如權利要求1所述的方法，其中所述至少一種氫同位素的大部分是H。
16.如權利要求15所述的方法，其中所述至少一種氫同位素的大部分是作為H2被流入所述室的。
17.如權利要求1所述的方法，其中在所述溫度增高期間，所述至少一種氫同位素流入所述室的流率是約10sccm至約1slm。
18.如權利要求1所述的方法，其中所述粗糙的含硅表面具有底部和從所述底部向上延伸的特征，并且其中所述表面的所有特征具有的一半高度處的寬度小于1000。
19.如權利要求1所述的方法，其中所述粗糙的含硅表面具有底部和從所述底部向上延伸的特征，并且其中所述表面的所有特征具有的一半高度處的寬度小于或等于約500。
20.一種形成粗糙的含硅表面的方法，包含提供包含非晶硅的層，所述層處在小于或等于約520℃的溫度下；當將所述層的溫度增高到至少約560℃時，將所述層暴露在X-Y下，其中X和Y是氫的同位素并且可以彼此相同或不同；在所述層的溫度達到560℃后，在所述層上播種籽晶；以及對所述已播種的層進行退火以形成粗糙的含硅表面。
21.如權利要求20所述的方法，包含在所述播種之前，停止將所述層暴露在X-Y下。
22.如權利要求20所述的方法，包含在所述退火之前，停止將所述層暴露在X-Y下。
23.如權利要求20所述的方法，其中所述暴露在X-Y下發生在反應室內，并且包含所述X-Y流入所述室內的流率為約10sccm至1slm，此時的壓力為約10mTor至1Tor。
24.如權利要求20所述的方法，其中所述層基本上由非晶硅或摻雜非晶硅組成。
25.如權利要求20所述的方法，其中所述層由非晶硅或摻雜非晶硅組成。
26.如權利要求20所述的方法，其中所述X-Y包含H2、H-D和D2中的一種或多種。
27.如權利要求20所述的方法，其中所述X-Y主要是H2。
28.如權利要求20所述的方法，其中所述X-Y主要是D2。
29.如權利要求20所述的方法，其中所述粗糙的含硅表面具有底部和從所述底部向上延伸的特征，并且其中所述表面的所有特征具有的一半高度處的寬度小于1000。
30.如權利要求20所述的方法，其中所述粗糙的含硅表面具有底部和從所述底部向上延伸的特征，并且其中所述表面的所有特征具有的一半高度處的寬度小于或等于約500。
31.一種粗糙的含硅表面包含底部和從所述底部向上延伸的特征，所述表面的所有特征具有的一半高度處的寬度小于1000。
32.如權利要求31所述的表面，其中所有所述特征具有的一半高度處的寬度小于或等于約500。
33.如權利要求31所述的表面，基本上由硅或摻雜硅組成。
34.如權利要求31所述的表面，由硅或摻雜硅組成。
35.一種電容器，包含第一電極，所述第一電極包含粗糙的含硅表面，所述粗糙的含硅表面具有底部和從所述底部向上延伸的特征，所述表面的所有特征具有的一半高度處的寬度小于1000；電介質材料，位于所述粗糙的含硅表面上；以及第二電極，至少通過所述電介質材料與所述第一電極隔開。
36.如權利要求35所述的電容器，其中所有所述特征具有的一半高度處的寬度小于或等于約500。
37.如權利要求35所述的電容器，其中所述表面基本上由硅或摻雜硅組成。
38.如權利要求35所述的電容器，其中所述表面由硅或摻雜硅組成。
39.如權利要求35所述的電容器，其中所述電介質材料與所述表面物理接觸。
40.如權利要求35所述的電容器，其中所述第一電極由所述電容器的存儲節點組成。
41.一種DRAM單元包含如權利要求35所述的電容器。
42.一種電子系統包含如權利要求41所述的DRAM單元。
全文摘要
本發明包含一種用于形成粗糙的含硅表面的方法。包含非晶硅的層在第一溫度時被供給反應室內。溫度被增加到第二溫度，第二溫度比第一溫度高出至少約40℃，同時使至少一種氫同位素流入室內。在溫度達到第二溫度后，在所述層上播種籽晶。接著，已播種的層被退火以形成粗糙的含硅表面。可將粗糙的含硅表面加入電容器結構中。可將電容器結構加入DRAM單元中，并且可將DRAM單元用于電子系統中。
文檔編號H01L21/8242GK1875458SQ200480032073
公開日2006年12月6日 申請日期2004年8月26日 優先權日2003年9月5日
發明者G·T·布拉洛克, L·D·布賴納, E·-X·平, S·陳 申請人:微米技術有限公司