制造電容器、動態隨機存取存儲器陣列及電子系統的方法

專利名稱：制造電容器、動態隨機存取存儲器陣列及電子系統的方法
技術領域：
本發明涉及制造電容器、動態隨機存取存儲器(DRAM)陣列及電子系統的方法。
背景技術：
支撐材料可形成于半導體材料上且用于集成電路組件的制造。典型支撐材料為二氧化硅。二氧化硅可為無摻雜的，或可摻雜有磷、硼及氟中的一 者或一者以上(舉例來說，二氧化硅可呈硼磷硅玻璃的形式)。一種利用支撐材料的方法是形成用于動態隨機存取存儲器(DRAM)的電容器。可 在所述支撐材料中形成開口，且接著可通過在所述開口內沉積材料來制造一個或一個以上 結構。舉例來說，可通過沉積氮化鈦層以部分地填充支撐材料中的開口，來形成容器型電容 器(container-shaped capacitor)存儲節點。隨后，可移除所述支撐材料，且接著電容器電 介質及電容器極板材料可沉積于所述存儲節點內及所述存儲節點周圍以形成電容器構造。作為支撐材料，二氧化硅可能具有若干缺點。舉例來說，二氧化硅的圖案化可能會 因二氧化硅的干式蝕刻具有較大物理分量而變復雜(即，與例如化學蝕刻相比，其更類似 于物理濺鍍)。因為所述蝕刻可能呈現會導致錐形輪廓的橫向分量，所以濺鍍性質可能難以 獲得筆直的輪廓。需要開發出利用支撐材料來制造微電子結構的新方法。


圖1-6為在一實施例的各個處理階段中半導體構造的一部分的圖解橫截面圖。圖7為計算機實施例的圖解視圖。圖8為展示圖7的計算機實施例的母板的特定特征的框圖。圖9為電子系統實施例的高級框圖。圖10為存儲器裝置實施例的簡化框圖。
具體實施例方式隨著整合程度在集成電路中不斷增大，形成尺寸日益減小的電子組件。集成電路 中所利用的一種類型的組件為電容器。電容器可適用于眾多任務，其中常見任務為用作 DRAM的電荷存儲裝置。在嘗試減少個別電容器的占據面積的過程中，電容器變得越來越高且薄，且借此 節省半導體的面積。當前電容器的尺寸越來越接近由常規處理方法可達到的極限，且需要 開發新處理方法以使得可將電容器按比例調至越來越薄的尺寸。在一些實施例中，本文中所描述的本發明涉及用于形成電容器的新處理方法，其 中螺栓型電容器在含碳支撐材料內圖案化。所述含碳支撐材料可提供優于含二氧化硅的支 撐材料的優點。舉例來說，將在含碳支撐材料內適當對準的開口圖案化比將含二氧化硅的 材料中的所述開口圖案化更為實用。在一些實施例中，通過利用含碳支撐材料可緩和或甚至防止一些現有技術的問題。可得到緩和或防止的現有技術問題是此項技術中稱作扭轉 (twisting)的問題，以及與獲得沿蝕刻開口的側壁的筆直輪廓相關聯的問題。含碳支撐材料已在有關用于制造容器型電容器的第11/971，138號美國專利申請 案中描述。在利用含碳支撐材料時可運用的容器型電容器與螺栓型電容器的制造之間存在 一些明顯差異，且本文中所描述的一些實施例涉及所述優點的利用。舉例來說，螺栓型電容 器的存儲節點材料可自含碳支撐材料中的開口內暴露的電節點生長，而非沉積于所述支撐 材料上。因此，不需要從支撐材料上移除存儲節點材料，此可允許省略蝕刻及/或平坦化步 驟。蝕刻及/或平坦化的避免使加工步驟消除，這可改善制造過程的產量，減少所述工藝中 錯誤的機會，且最終減少與所述工藝相關聯的成本。參考圖1至圖6描述在制造螺栓型電容器期間利用含碳支撐材料的實例實施例過程。圖1展示半導體構造10的一部分。所述半導體構造包括支撐多個電節點14、16及 18的襯底12。襯底12可包含例如經本底ρ型摻雜劑輕摻雜的單晶硅；基本上由例如經本 底P型摻雜劑輕摻雜的單晶硅組成；或由例如經本底P型摻雜劑輕摻雜的單晶硅組成。術 語“半導電襯底”及“半導體襯底”意味著包含半導電材料的任何構造，所述半導電材料包括 (但不限于)例如半導電芯片等塊體半導電材料(單獨所述材料或為其上包含其它材料的 組合件)及半導電材料層(單獨所述材料層或包含其它材料的組合件)。術語“襯底”指包 括(但不限于)以上所描述的半導電襯底的任何支撐結構。所述襯底可為均質的，或可包 含與集成電路制造相關聯的各種層及材料。電節點14、16及18可包含任何適當材料。舉例來說，所述節點可對應于單晶襯底 的導電性摻雜區。在所述實施例中，所述導電性摻雜區可主要為η型或ρ型摻雜的。在其 它實施例中，節點14、16及18中的一者或一者以上可包含金屬，且可對應于由襯底12支撐 的含金屬的臺座。所述金屬可呈任何適當形式；且可例如包含單質金屬(elemental metal) (例如鈦、鎢、鉬等)、金屬氮化物(例如氮化鈦)及金屬硅化物(例如硅化鈦)中的一者或 一者以上。在一些實施例中，電節點14、16及18可對應于其它半導體裝置之間的多晶硅觸 點(未圖示)。舉例來說，節點14、16及18可為多晶硅柱的頂部，且所述多晶硅柱中的至少 一些可由數字線(未圖示)彼此隔開。支撐材料20在襯底12上，且在電節點14、16及18上。所述支撐材料可為含碳材 料。支撐材料20可包含單一均質層(如所示)、單一均質材料的多個層，或具有不同組成及 /或物理性質的多個層。支撐材料20可包含一種或一種以上電絕緣材料及/或導電材料； 基本上由一種或一種以上電絕緣材料及/或導電材料組成；或由一種或一種以上電絕緣材 料及/或導電材料組成。特定來說，支撐材料觀可含有至少百分之二十原子百分比(at% ) 的碳。雖然20at %的碳可適于絕緣材料或導電材料，但視具體材料而定，較高碳含量可有助 于導電性的增大。因此，在導電材料的情況下，支撐材料20可含有至少25at%的碳。特定 來說，在導電材料的情況下，支撐材料20可含有至少50at%的碳。碳可主要呈導電碳主鏈聚合物或含烴的硅酸鹽主鏈聚合物的形式。盡管所述硅酸 鹽主鏈聚合物可為導電或電絕緣的，但通常所述聚合物為電絕緣的。已知硅酸鹽主鏈聚合 物含有多達36at%的碳，但其為絕緣的。在支撐材料20導電的情況下，可減少特征充電(feature charging)。因此，可減少垂直電位梯度及/或橫向電位梯度，解決了縱橫比依賴性蝕刻及扭轉的問題。由此，特征 充電的減少對于高縱橫比特征變得尤其重要。在支撐材料20為電絕緣的情況下，即使不必 減少特征充電，所述支撐材料也可提供本文中所描述的其它益處。支撐材料20可進一步包括鈦及/或硅。硅可主要呈含烴的硅酸鹽主鏈聚合物的 形式。或者，硅可呈另一形式。鈦及/或硅可呈絕緣的氧化物的形式，或呈可絕緣或導電的 其它形式。可提供鈦及/或硅以使支撐材料20的剛度增大且超過在無鈦及硅的情況下另 外所呈現的剛度。較硬的支撐材料20可改善后續處理期間的穩定性。可選擇鈦及/或硅 的量以產生所要效果。在支撐材料20不包括鈦的情況下，硅可不超過^at %。在支撐材料20不包括硅 的情況下，鈦可不超過12at%。在支撐材料20包括鈦及硅的情況下，鈦可不超過7. 7at% 且硅可不超過12. 5at%。支撐材料20可為非晶材料。舉例來說，支撐材料20可由無定形碳、中碳、透明碳 或其組合組成。在本發明的上下文中，“無定形”碳指不為結晶的碳。即，無定形碳包括“透 明”碳，其因sp3雜化鍵結(每個碳具有四個單鍵)的普遍性增加而具有某種結構規則性。 然而，透明碳不展現眾所周知為結晶碳(例如，金剛石、石墨等)的特性的高結構規則度。相 比來說，完全無定形碳因sp2雜化鍵結(每個碳具有一個雙鍵及兩個單鍵)的普遍性增加 而不具有結構規則性，且完全“缺乏確定的形式”，即，其為無定形的。完全無定形碳因此包 括較多芳族烴及/或不飽和烴。可理解，關于無定形碳的結構規則性，其還包括位于完全無 定形碳與結晶碳之間的“中”碳。透明碳因此在中碳的范圍內，且為中碳的一種類型。透明碳的一個實例含有約55at%的碳及約40at%的氫，其中剩余部分為氮及/或 氧。完全無定形碳的一個實例包括約70at%的碳及約25at%的氫，其中剩余部分為氮及/ 或氧。因此，支撐材料20可由約55at%到約70at%的碳、約5at%或低于5at%的氮、氧、 硫、金屬及半金屬(可缺少其中任一者)及剩余部分氫組成。“半金屬”通常至少指硼、硅、 砷、硒及碲。形成支撐材料20可包括將液體混合物涂覆至襯底12上，且接著使所述液體混合 物固化成為固體。所述液體混合物的涂覆可通過已知旋涂技術實現。形成支撐材料20可 使用例如化學氣相沉積(CVD)等其它技術實現。用于沉積透明碳的已知CVD技術包括等離 子增強CVD及熱蒸鍍CVD。透明碳的等離子增強CVD經常在約375°C下發生。所述液體混合物可為聚合物固體與載體以及視情況選用的交聯劑及/或催化劑 的混合物。可能適當的液體混合物包括抗反射涂層(ARC)材料混合物及/或硬式掩模(HM) 材料混合物。可主要根據制造商的說明書(包括一系列熱烘焙及/或固化階段)處理已知 用于形成抗反射涂層及/或硬式掩模的液體混合物。所述處理可使載體及其它組份蒸發， 同時使聚合物固體交聯及/或催化聚合物固體反應(例如，聚合)，留下符合本文中的實施 例的支撐材料。對已知液體混合物及/或制造商所建議的處理的變更可用于最有效地獲得所要 支撐材料。除了所述液體混合物的組成外，還可考慮固化溫度及固化時間的選擇，因為其會 潛在地影響所得支撐材料的組成。舉例來說，固化條件可影響支撐材料中鍵結及/或交聯 的類型。又，對于旋涂式涂覆來說，可考慮粘度、旋涂速率(每分鐘的轉數)及分配量的選 擇，因為其會影響所得支撐材料的厚度。
硬式掩模材料混合物的實例包括可購自密蘇里大學羅拉分校布魯爾科技有限公 司(Brewer Science, Inc. of Rolla,Missouri)的專有組合物BSI. M05068B及BSI. S07051。 前者產生含有約36at%碳的有機硅酸鹽硬式掩模材料，而后者產生含有約22at%碳的有 機鈦酸鹽-硅酸鹽硬式掩模材料，且兩者均為絕緣的。ARC材料混合物的實例包括也可購 自布魯爾科技有限公司的專有組合物BSI. M06089A。所述混合物產生含有約44at%碳的有 機(無鈦或硅)ARC材料，且所述涂料導電。已知的導電聚合物類別的實例包括聚(乙炔) 類、聚(吡咯)類、聚(噻吩)類、聚(苯胺)類、聚(弗)類、聚(3-烷基噻吩)類、聚四硫 富瓦烯類、聚萘類、聚(對苯硫醚)類及聚(對伸苯基-伸乙烯基)類。支撐材料20可在襯底12上具有例如大于約1微米(μ m)的厚度。在一些實施例 中，所述厚度可能小于約3 μ m,或為約1. 5 μ m到約2 μ m。經圖案化的掩模材料22在支撐材料20上。所述經圖案化的掩模材料可包含任何 適當組合物或組合物的組合。所述經圖案化的掩模材料可例如包含硬式掩模(例如，多晶 硅、二氧化硅及氮化硅中的一者或一者以上)；基本上由所述硬式掩模塊成；或由所述硬式 掩模塊成。所述經圖案化的掩模材料具有多個延伸穿過其的開口 24、沈及觀。可通過以下 步驟將所述掩模材料22圖案化在材料22上形成光刻光致抗蝕劑掩模(未圖示)；通過適 當蝕刻將圖案從所述光致抗蝕劑掩模轉印至材料22 ；且接著移除所述光致抗蝕劑掩模以 存留呈圖1中所展示的圖案的掩模材料22。參看圖2，開口 24、沈及觀通過適當蝕刻而延伸穿過支撐材料20。所述開口可具 有高縱橫比，且在一些實施例中可具有至少約20 1、至少約30 1或至少約40 1的 縱橫比。所述開口可具有約1 μ m至約3 μ m的高度，及約60納米(nm)或小于60納米的寬 度。所述開口可具有任何適當的外周邊形狀，且在一些實施例中可具有圓形或橢圓形外周 邊形狀。如以下更詳細地論述，所述開口最終用于形成螺栓型電容器結構的螺栓形存儲節 點ο所述開口可形成于襯底12的存儲器陣列區上，且可用以形成DRAM陣列的電容器， 如以下更詳細地論述。支撐材料20中開口的蝕刻可包含多種技術中的任一種，包括各向異性地蝕刻支 撐材料20。所述蝕刻可使用由氣體組合物產生的等離子，所述氣體組合物含有O2連同S02、 SiCl4J2或隊/(；!1/2，其中x、y及ζ為整數，0彡χ彡6，0彡y彡4且0彡ζ彡8。CxHyFz的 實例包括CH2F2、C4F8、C4F6、C6F6(芳族)、C5F8等。一組可能的各向異性蝕刻條件包括以約50 標準立方厘米/分鐘(sccm)至約300SCCm的總流動速率及約1 2至約2 1的O2比 的流動速率比，將A及供應到感應耦合等離子反應器。另一組可能的各向異性蝕刻條 件包括以約500SCCm至約300SCCm的總流動速率及約5 1的O2比SiCl4的流動速率比， 將&及SiCl4供應到感應耦合等離子反應器。在任一組中，反應器溫度均可為約20°C至約 IOO0C,且在一些實施例中，其可為約50 V至約70 V。反應器壓力可為約5毫托(mi 1 IiTorr) 至約100毫托，且在一些實施例中，其可為約20毫托至約40毫托。供應至頂板的功率可為 約500瓦特(W)至約1200瓦特，且在一些實施例中其可為近似850瓦特。反應器偏壓可 為約20伏特(volt)至約200伏特，且在一些實施例中其可為近似110伏特。感應耦合等 離子反應器的一個實例包括可購自加利福尼亞州弗里蒙特的拉姆研究公司(Lam Research Corporation in Fremont，California)的 Lam 2300Kiyo 系統。
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另一組可能的各向異性蝕刻條件包括以約lOOsccm至約500sCCm的總流動速率及 約1 2至約2 1的O2比隊的流動速率比，將02及隊供應到電容耦合等離子反應器。 又一組可能的各向異性蝕刻條件包括將CHxFy (其中χ及y為0至4的整數且χ與y的和等 于4)添加至02/N2氣體混合物中以提供10%至50%的總流量。在任一組中，反應器溫度可 為約20°C至約100°C，且在一些實施例中，其可為約50°C至約70°C。反應器壓力可為約5 毫托至約100毫托，且在一些實施例中，其可為約20毫托至約40毫托。所述反應器可在雙 頻功率下操作，所述雙頻功率具有在約27兆赫(MHz)至約160兆赫下供應的約200W至約 IOOOff的高頻功率，及在約2MHz至約13. 6MHz下供應的約20W至約1000W的低頻功率。電 容耦合等離子反應器的一個實例包括可購自加利福尼亞州弗里蒙特的拉姆研究公司的Lam 2300Exelan 系統。以上所論述的支撐材料20 (特定來說，其中碳主要呈導電碳主鏈聚合物的形式) 的性質可使得形成縱橫比比在二氧化硅中可實現的縱橫比高得多的良好質量的開口。與濺 鍍組份相對，在支撐材料20的各向異性蝕刻中的化學組份比二氧化硅的化學組份大。對于 碳主鏈聚合物來說，所述差異甚至更明顯。因此，可比二氧化硅支撐材料的常規蝕刻更有效 地各向異性蝕刻支撐材料20，以形成高縱橫比的開口。開口 24 J6及28延伸穿過支撐材料20達節點14、16及18的上表面。如果所述 節點對應于導電性摻雜的擴散區，則所述上表面將包含半導體材料(例如，硅及/或鍺)。 如果所述節點對應于含金屬的材料，則所述節點的上表面將包含金屬。參看圖3，在所說明的實例實施例中，掩模材料22(圖2)展示為移除的。所述移除 可通過相對于下伏支撐材料20對掩模材料具選擇性的蝕刻來實現。在其它實施例中，所述 掩模材料可留在支撐材料20上，且可接著在后續處理階段中移除。參看圖4，導電材料30在開口 24、沈及觀內生長以形成臺座32、34及36。材料 30可包含任何適當的組合物或組合物的組合。在一些實施例中，材料30包含在節點14、16 及18的含金屬表面上生長的金屬。所述生長可包含電解電鍍及/或無電處理。如果利用 無電處理，那么可通過活化組合物來處理節點14、16及18的上表面(如果所述上表面不另 外適于無電處理)，且/或可通過適當沉積過程(例如，物理氣相沉積)在節點14、16及18 的上表面上形成晶種材料。所述無電及/或電解電鍍處理可包含常規操作條件，且可利用 常規材料(例如，在利用無電電鍍及電解電鍍中的一者或兩者形成材料30的應用中，材料 30可包含釕、鈦、鉬、鎳、鈷及氮化鈦中的一者或一者以上)。所述無電及/或電解電鍍處理 可在相對較低的溫度下進行，例如低于約200°C的溫度。所述低溫對于一些在較高操作溫度 下將分解的含碳材料20可為有利的。在節點14、16及18包含含半導體的上表面的實施例中，可用于在開口 24 J6及28 內生長材料30的另一方法為外延生長。外延生長可用以形成半導體材料(例如，硅及/或 鍺)，所述半導體材料在外延生長期間在原位經導電性摻雜或者在外延生長之后通過植入 而導電性摻雜。外延生長可包含常規操作條件，且可利用常規材料。如果選擇在相對較高 溫度(例如，在約200°C與約1000°C之間的溫度)下穩定的含碳材料，那么外延生長可在所 述溫度下進行。可對相對較高的溫度穩定的含碳材料為含有硅及/或硅酸鹽并入其中的材 料。材料30展示為僅部分地填充開口 24 J6及觀，且因此在材料30上留下所述開口的未填充區38。有利的是，材料30未過量填充所述開口以致可除去移除將原本沉積于支撐 材料20上的過量的材料30的步驟(例如，如果過量的材料30形成于支撐材料20上，那么 干式蝕刻或化學機械拋光步驟將為可利用的額外移除步驟)。為了確保避免開口的過量填 充，可需要使所述開口填充不足。在其它實施例中，可完全填充所述開口。又，盡管可能需 要不將材料30形成于支撐材料20上，但也存在可容易地從材料20上移除材料30且因此 開口的過量填充不構成問題的實施例。在所展示的實施例中，材料30僅在開口 24 J6及28內生長。換句話說，材料30 的生長僅在節點14、16及18上起始，且材料30不從支撐材料20的暴露表面生長。臺座32、34及36具有最上部(即，頂部)表面31及側壁表面33。所述側壁表面 與材料20相抵。最終，臺座32、34及36用作螺栓型電容器的存儲節點，且因此需要暴露所 述側壁表面以用于電容器的制造。圖5展示在已移除支撐材料20(圖4)暴露出臺座32、34及36的側壁表面33之 后的構造10。支撐材料20的移除可通過干式剝離及包括皮拉納(piranha)蝕刻的其它可 能的干式技術或濕式技術來實現。干式剝離可包括形成等離子及將支撐材料20暴露于由 所述等離子產生的氧自由基。所述等離子的形成可使用含有A以及隊/吐及NH3*的一者 或兩者的氣體，其中NH3及/或N2/H2有助于減少暴露于所述干式剝離的金屬的氧化。所述 N2/H2可為包含10% H2且剩余部分為N2的“形成氣體(forming gas) ”。存在已知的干式剝離系統且可稱為“微波剝離器(microwave stripper)”。等 離子與經干式剝離的襯底之間的多孔格柵狀結構防止等離子與所述襯底接觸且損害所述 襯底，但允許氧自由基穿過所述格柵以進行各向同性蝕刻。已知的干式剝離系統可購自 加利福尼亞州弗里蒙特的馬特森技術有限公司(Mattson Technology, Inc. in Fremont, California)及馬薩諸塞州貝弗利的亞舍利技術公司(Axcelis Technologies in Beverly，Massachusetts)。干式剝離系統通常用作移除例如光致抗蝕劑及不良處理殘余物 的含碳聚合物以在后續處理之前清潔襯底的簡單而有效的技術。支撐材料20可類似于均 含有碳的光致抗蝕劑或殘余物，但其中差異為支撐材料20在用于形成高縱橫比的結構時 可展現大得多的厚度。處理次數或其它參數的適當修改可調整已知干式剝離過程，從而使 其適用于支撐材料20的移除。雖然將鈦及/或硅用于支撐材料20可增加剛度，但所述添加劑可使支撐材料20 不太易于干式剝離。以氧化物形式存在的鈦及/或硅可使支撐材料甚至更不易于干式剝 離。盡管存在所述潛在缺點，但對于給定結構性質及各向異性蝕刻性質的一些應用來說，鈦 及/硅的使用仍可為需要的。類似地，與使用碳主鏈聚合物相比較，使用硅酸鹽主鏈聚合物 可降低干式剝離的容易程度。盡管在所展示的實施例中移除全部支撐材料20 (圖4)，但在其它實施例中可僅移 除一部分支撐材料以使得僅暴露側壁33的若干部分。參看圖6，電介質材料52及電容器極板材料M形成于臺座32、34及36上及其周 圍。可認為臺座32、34及36是第一電容器電極，且可認為電容器極板材料34是第二電容 器電極，其電容耦合到所述第一電容器電極。因此，臺座32、34及36分別并入電容器60、62 及64中。所說明的電容器為螺栓型電容器，且其可為同時形成于襯底12上的大的螺栓型 電容器陣列的一部分。可通過利用與字線相關聯的晶體管柵極70、72及74以將所述電容器耦合到位線76來將所述電容器并入DRAM中。所述電容器說明為耦合到共同位線，這是 在所述電容器全部在存儲器陣列的一共同行中時的情況。或者，如果所述電容器全部在存 儲器陣列的一共同列中，那么所述電容器可耦合到共同字線。所述存儲器陣列將包含眾多 用以單一地定址存儲器陣列的個別存儲器單元的字線及位線。所述晶體管柵極及位線示意 性地說明于圖6中，且其可包含利用任何適當方法形成的任何適當結構。因此，所述晶體管 柵極及位線可包含利用常規方法形成的常規結構。盡管在圖5中將臺座32、34及36展示為獨立的，但在一些實施例中可利用支撐材 料的柵格(未圖示)以在傾斜、傾倒或鄰近臺座之間的靜摩擦另外構成問題時提供對所述 臺座的額外支撐。圖6的DRAM陣列可并入各種電子系統中。以下參考圖7至圖10描述一些實例電 子系統。圖7說明計算機系統400的實施例。計算機系統400包括監視器401或其它通信 輸出裝置、鍵盤402或其它通信輸入裝置，及母板404。母板404可承載微處理器406或其 它數據處理單元，及至少一個存儲器裝置408。存儲器裝置408可包含存儲器單元的陣列， 且所述陣列可與定址電路耦合以存取陣列中的個別存儲器單元。另外，可將存儲器單元陣 列耦合到讀取電路以從所述存儲器單元讀取數據。定址電路及讀取電路可用于在存儲器裝 置408與處理器406之間傳送信息。此情形在圖8中所展示的母板404的框圖中說明。在 所述框圖中，以410來說明定址電路且以412來說明讀取電路。處理器裝置406可對應于處理器模塊，且與所述模塊一起利用的相關聯存儲器可 包含展示于圖6中的結構。存儲器裝置408可對應于存儲器模塊，且可包含圖6中所展示的結構。圖9說明電子系統700的高級組織的簡化框圖。系統700可對應于例如計算機系 統、過程控制系統，或使用處理器及相關聯存儲器的任何其它系統。電子系統700具有功能 元件，包括處理器702、控制單元704、存儲器裝置單元706及輸入/輸出(I/O)裝置708(應 理解，在各種實施例中，所述系統可具有多個處理器、控制單元、存儲器裝置單元及/或I/ 0裝置)。通常，電子系統700將具有本機指令集，其指定處理器702將對數據執行的操作 以及處理器702、存儲器裝置單元706與I/O裝置708之間的其它交互作用。控制單元704 通過連續地在致使從存儲器裝置706提取指令且執行指令的操作集內循環來協調處理器 702、存儲器裝置706及I/O裝置708的所有操作。存儲器裝置706可包括圖6中所展示的 結構。圖10為電子系統800的簡化框圖。系統800包括存儲器裝置802，所述存儲器裝 置802具有存儲器單元陣列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，及輸入/輸出電路814。存儲器裝置802進一步包括功率電 路816及傳感器820 (例如，用于確定存儲器單元處于低閾值傳導狀態還是處于高閾值非傳 導狀態的電流傳感器)。所說明的功率電路816包括電源電路880、用于提供參考電壓的電 路882、用于向第一互連線提供脈沖的電路884、用于向第二互連線提供脈沖的電路886，及 用于向第三互連線提供脈沖的電路888。系統800還包括處理器822或用于存儲器存取的 存儲器控制器。存儲器裝置802經由布線或金屬化線從處理器822接收控制信號。存儲器裝置802用以存儲經由I/O線存取的數據。處理器822或存儲器裝置802中的至少一者可包括 圖6中所展示的結構。可將各種電子系統制造于單一封裝處理單元中，或甚至制造于單一半導體芯片 上，以便減少處理器與存儲器裝置之間的通信時間。電子系統可用于存儲器模塊、裝置驅動器、功率模塊、通信調制解調器、處理器模 塊及專用模塊中，且可包括多層多芯片模塊。電子系統可為寬廣范圍的系統(例如，時鐘、電視、手機、個人計算機、汽車、工業 控制系統、飛機等)中的任一者。
權利要求
1.一種制造電容器的方法，其包含在電節點上形成支撐材料，所述支撐材料包含至少20at%的碳； 形成穿過所述支撐材料達所述節點的開口；從所述節點生長導電材料以至少部分地填充所述開口 ；所述導電材料實質上完全在 所述開口內生長且對應于第一電容器電極，所述第一電容器電極具有沿所述支撐材料的側 壁；移除所述支撐材料的至少一些以暴露所述第一電容器電極側壁的至少一部分； 在移除所述支撐材料的所述至少一些之后，在所述第一電容器電極上形成電容器電介 質材料；及在所述電容器電介質材料上形成第二電容器電極。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述導電材料僅在所述開口內生長。
3.根據權利要求1所述的方法，其中在不將所述支撐材料暴露于超過200°C的溫度的 情況下進行所述生長所述導電材料。
4.根據權利要求1所述的方法，其中所述電節點為含金屬區的表面。
5.根據權利要求4所述的方法，其中所述生長所述導電材料包含在所述表面上的電鍍 及無電沉積中的一者或兩者。
6.根據權利要求1所述的方法，其中所述電節點為導電性摻雜的半導體區的表面。
7.根據權利要求6所述的方法，其中所述生長所述導電材料包含從所述表面外延生長。
8.根據權利要求1所述的方法，其中所述支撐材料含有至少50at%的碳。
9.一種形成電容器的方法，其包含在電節點上形成支撐材料，所述支撐材料含有至少50at%的碳； 各向異性地蝕刻穿過所述支撐材料達所述節點的開口 ；通過利用電解電鍍、無電沉積及外延生長中的一者或一者以上在所述節點上生長第一 電容器電極材料，在所述開口中形成第一電容器電極；在形成所述第一電容器電極之后，移除全部所述支撐材料以暴露所述第一電容器電極 的側壁表面；在所述第一電容器電極上且沿所述經暴露側壁表面形成電介質材料；及 在所述電介質材料上形成第二電容器電極。
10.根據權利要求9所述的方法，其中所述支撐材料包含鈦及硅中的一者或兩者。
11.根據權利要求9所述的方法，其中在所述開口中生長所述第一電容器電極材料達 到僅部分地填充所述開口的水平。
12.根據權利要求9所述的方法，其中所述開口具有至少30 1的縱橫比。
13.根據權利要求9所述的方法，其中所述開口具有至少40 1的縱橫比。
14.一種形成電容器的方法，其包含在襯底上形成支撐材料，所述支撐材料含有至少20at%的碳； 形成穿過所述支撐材料達所述襯底的開口，所述支撐材料具有一厚度且所述開口具有 在所述支撐材料的所述厚度內的20 1或大于20 1的縱橫比； 在所述開口內生長螺栓型電容器的螺栓型電極；移除所述支撐材料；在移除所述支撐材料之后，在所述螺栓型電極上形成電容器電介質材料；及 在所述電容器電介質材料上形成第二電容器電極。
15.根據權利要求14所述的方法，其中所述支撐材料為電絕緣的。
16.根據權利要求14所述的方法，其中所述碳為含烴的硅酸鹽主鏈聚合物的一部分。
17.根據權利要求14所述的方法，其中所述支撐材料為非晶的。
18.根據權利要求14所述的方法，其中所述支撐材料進一步包含鈦及硅中的一者或兩者ο
19.根據權利要求18所述的方法，其中硅不超過且所述支撐材料不包含鈦。
20.根據權利要求18所述的方法，其中鈦不超過12at%且所述支撐材料不包含硅。
21.根據權利要求18所述的方法，其中所述支撐材料包含鈦及硅，所述鈦不超過 7. 7at%，且所述硅不超過12. 5at%0
22.根據權利要求14所述的方法，其中所述縱橫比為至少30 1。
23.根據權利要求14所述的方法，其中所述縱橫比為至少40 1。
24.根據權利要求14所述的方法，其中所述厚度大于或等于約1μ m。
25. 一種制造動態隨機存取存儲器陣列的方法，其包含在多個電節點上形成支撐材料，所述支撐材料包含至少20at%的碳； 形成多個穿過所述支撐材料達所述節點的開口；從所述節點生長導電材料以至少部分地填充所述開口 ；所述導電材料僅在所述開口內 生長且對應于第一電容器電極，所述第一電容器電極具有沿所述支撐材料的側壁； 移除所述支撐材料的至少一些以暴露所述第一電容器電極側壁的至少若干部分； 在移除所述支撐材料的所述至少一些之后，在所述第一電容器電極上形成電容器電介 質材料；在所述電容器電介質材料上形成電容器極板材料，所述電容器極板材料、電介質材料 及電容器電極一起并入到多個電容器中；及形成晶體管，所述晶體管具有包含字線的柵極，且所述晶體管將所述電容器電耦合到 位線。
26. —種制造電子系統的方法，其包含形成用于存取存儲器陣列的字線及位線的電路；及 形成所述存儲器陣列，所述形成所述存儲器陣列包含 在多個電節點上形成支撐材料，所述支撐材料包含至少20at%的碳； 形成多個穿過所述支撐材料達所述節點的開口；從所述節點生長導電材料以至少部分地填充所述開口 ；所述導電材料僅在所述開口內 生長且對應于第一電容器電極，所述第一電容器電極具有沿所述支撐材料的側壁； 移除所述支撐材料以暴露所述第一電容器電極側壁； 在移除所述支撐材料之后，在所述第一電容器電極上形成電容器電介質材料； 在所述電容器電介質材料上形成電容器極板材料，所述電容器極板材料、電介質材料 及電容器電極一起并入到多個電容器中；及形成晶體管，所述晶體管具有電耦合到所述字線的柵極，且所述晶體管將所述電容器電耦合到所述位線。
全文摘要
一些實施例包括利用含碳支撐材料來制造螺栓型電容器的方法。開口可經形成而穿過所述含碳支撐材料達電節點，且隨后導電材料可在所述開口內生長。接著可移除所述含碳支撐材料，且將所述導電材料用作螺栓型電容器的螺栓型存儲節點。所述螺栓型電容器可并入到動態隨機存取存儲器(DRAM)中，且所述DRAM可用于電子系統中。
文檔編號H01L21/8242GK102119441SQ200980131348
公開日2011年7月6日 申請日期2009年7月16日 優先權日2008年8月13日
發明者凱文·R·謝伊, 馬克·基爾鮑赫 申請人:美光科技公司