专利名称：电容器的制造方法
技术领域：
本发明关于一种电容器的制造方法，特别有关于半导体元件的双壁电容器的制造方法。
背景技术：
近年来，在半导体存储器元件上的发展包含了各种增加叠层度的技术。有鉴于元件的尺寸会随着叠层度的增加而微缩，较佳的存储单元应具有一晶体管和一电容器。在具有一晶体管与一电容器的存储单元中，电荷被储存于与晶体管相连的电容器的储存节点上。
在半导体存储器中，可藉由增加存储单元电容器的电容来改善存储单元的运作。存储单元的电容与储存电极的表面积成正比。因此，为了增加存储单元晶体管的电容及其效能，应该增加其储存节点的表面积，亦即必须增加电极与介电质的表面积。也因为此种因素，具有双壁的电容器由于含较大的接触面积而能获得较高的电容值而被广泛使用。
为了达到增加表面积的目的，已知技术的双壁电容器的形成方法，如图1a-h所示，首先，在含有储存节点20的基底10上覆盖一屏蔽层30，再于屏蔽层30上沉积一基材40(图1a)。蚀刻去除部分的基材40和屏蔽层30至接触半导体基底10处(图1b)。在前述步骤所形成的构造表面粗糙化后，沉积一多晶硅材料50至所形成的粗糙构造表面上，以形成下电极(图1c)。而后使该下电极表面粗糙化(图1d)。抛光去除基材40上方的多晶硅材料以露出基材40(图1e)。再蚀刻以去除基材40，以形成如图1f所示的构造。而后，以介电质70完全覆盖所示构造(图1g)。再于该构造顶表面上再沉积多晶硅材料80当成上电极。藉此，可形成具有较大接触面积的电容器。
在上述已知技术中，在完全蚀刻去除多晶硅材料50旁的基材40后(图1f)后，最好使当成下电极的多晶硅材料50能完全曝露，以使所形成的电容器具有最大的接触面积。
一般而言，该基材为BPSG(硼磷硅酸盐玻璃)，而使用以蚀刻的物质为稀释HF(氢氟酸)或浓缩HF。但是，无论是稀释HF或浓缩HF，当使用以蚀刻BPSG时，都会遭遇残余颗粒的问题，和由于曝露的疏水表面而致的在深沟构造中易于形成水痕的问题。这些问题会造成如电容构造的失效。
发明内容
有鉴于上述已知技术的问题，本发明乃提供一种电容器的制造方法，其中使用高选择性蒸气氢氟酸当成蚀刻气体以蚀刻去除在下电极粗糙面旁的基材，藉此，不但没有残留颗粒的问题，且亦不会形成水痕。
依照本发明的第一观点，本发明揭示一种电容器的制造方法，其中该电容器包含上电极，下电极，和介于其间的介电层，该方法包含以高选择性蒸气氢氟酸蚀刻去除在下电极粗糙面旁的基材。
在本发明的第一观点中，较佳的，该高选择性蒸气氢氟酸为35-40％重量百分比。
在本发明的第一观点中，较佳的，该蒸气氢氟酸以60至80℃之热板进行加热。
依照本发明的第二观点，本发明揭示一种电容器的制造方法，包含的步骤为(a)在一半导体基底上依序提供一屏蔽层和一基材；(b)蚀刻去除部分的基材和屏蔽层至接触半导体基底处以形成第一构造，并使该构造表面粗糙化；(c)沉积一多晶硅材料至第一构造表面上，以形成下电极；(d)使该下电极表面粗糙化；(e)抛光去除基材上方的多晶硅材料以露出基材；(f)再蚀刻以去除基材，以形成第二构造；(g)以介电质完全覆盖第二构造；和(h)在第二构造顶表面上再沉积多晶硅材料当成上电极，其中在步骤(f)中以高选择性蒸气氢氟酸蚀刻去除基材。
在本发明的第二观点中，较佳的，步骤(f)的高选择性蒸气氢氟酸为35-40％重量百分比。
在本发明的第二观点中，较佳的，在步骤(f)中以60至80℃的热板进行加热。
在本发明的第二观点中，较佳的，在步骤(d)中的粗糙化为半球状晶粒(HSG)的沉积。
在本发明的第二观点中，较佳的，在步骤(g)中的介电质为氮化硅。
由下述的说明伴随附图的解说，其中本发明的较佳实施例以说明例显示，可更加明了本发明的上述和其它目的、特征、和优点。
图1a至1h为一已知技术的双壁电容器的制造方法的各个步骤的剖面图；和图2a至2h为依照本发明的双壁电容器的制造方法的各个步骤的剖面图。
具体实施例方式
以下参考图2a至2g详细说明本发明的电容器，特别是，双壁电容器的形成方法。
和已知技术相同的，首先，在含有储存节点2的半导体基底1上依序沉积一屏蔽层3和一基材4。屏蔽层3可以如Si3N4制成。而基材一般使用BPSG(硼磷硅酸盐玻璃)。(图2a)而后，以如湿蚀刻法，以氢氟酸(HF)溶液蚀刻基材4和屏蔽层3直到接触半导体基底1的表面，并使该表面粗糙化。(图2b)沉积一多晶硅材料5至图2b所形成的构造，该多晶硅材料5即当成电容器的下电极。(图2c)使该下电极，亦即该多晶硅材料5之表面粗糙化(图2d)。于此，可藉由形成多晶硅材料的半球状晶粒(HSG)的沉积使多晶硅表面粗糙化。
而后，藉由抛光以去除基材4上方的多晶硅材料5以露出基材4。(图2e)再以氢氟酸(HF)蚀刻多晶硅材料5两旁的基材4。由于此时的多晶硅材料5已经粗糙化，如果仅藉由一般已知的氢氟酸溶液难以完全去除存在于粗糙面内的残余基材。因此，本发明于此使用蒸气氢氟酸以蚀刻去除基材4。亦即，氢氟酸预先在处理室中以60-80℃的加热板加热以形成39.6wt/％的蒸气状态。由于蒸气氢氟酸对于材料具有高选择性，因此它可于相当短的时间内(蒸气氢氟酸在60℃和80℃对BPSG的蚀刻速率分别为每分钟6200和4800)蚀刻去除在粗糙多晶硅材料5旁的BPSG，且不会破坏粗糙多晶硅表面。(图2f)而后，在图2f所形成的构造上，完全覆盖以介电质7，较佳的，该介电质7为氮化硅。(图2g)
最后，于介电质7上再沉积多晶硅材料8当成上电极。(图2h)藉由本发明上述所揭示的方法，可完全防止残余颗粒的存在于双壁电容器的下电极外壁粗糙面，防止颗粒的吸收水气，使粗糙面更粗糙，和使蚀刻膜(如BPSG)的速率更快，因此，可形成具有良好效能的双壁电容器，其不但没有残留颗粒的问题，且亦不会形成水痕。
本发明并不限于上述的实施例，且于此仍可达成各种改变和修饰，但其仍属本发明的精神和范畴。因此，本发明的精神和范畴应由下述权利要求书范围来界定。
权利要求
1.一种电容器的制造方法，其中该电容器包含上电极，下电极，和介于其间的介电层，该方法包含以高选择性蒸气氢氟酸蚀刻去除在下电极粗糙面旁的基材。
2.如权利要求1所述的电容器的制造方法，其特征在于，该高选择性蒸气氢氟酸为35-40％重量百分比。
3.如权利要求1所述的电容器的制造方法，其特征在于，该蒸气氢氟酸以60至80℃的热板进行加热。
4.一种电容器的制造方法，包含下列步骤(a)在一半导体基底上依序提供一屏蔽层和一基材；(b)蚀刻去除部分的基材和屏蔽层至接触半导体基底处以形成第一构造，并使第一构造表面粗糙化；(c)沉积一多晶硅材料至第一构造表面上，以形成下电极；(d)使该下电极表面粗糙化；(e)抛光去除基材上方的多晶硅材料以露出基材；(f)再蚀刻以去除基材，以形成第二构造；(g)以介电质完全覆盖第二构造；和(h)在第二构造顶表面上再沉积多晶硅材料当成上电极，其中在步骤(f)中以高选择性蒸气氢氟酸蚀刻去除基材。
5.如权利要求4所述的电容器的制造方法，其特征在于，步骤(f)的高选择性蒸气氢氟酸为35-40％重量百分比。
6.如权利要求4所述的电容器的制造方法，其特征在于，在步骤(f)中以60至80℃的热板进行加热。
7.如权利要求4所述的电容器的制造方法，其特征在于，在步骤(d)中的粗糙化为半球状晶粒(HSG)的沉积。
8.如权利要求4所述的电容器的制造方法，其特征在于，在步骤(g)中的介电质为氮化硅。
全文摘要
本发明关于一种电容器的制造方法，其中该电容器包含上电极、下电极和介于其间的介电层，该方法包含以高选择性蒸气氢氟酸蚀刻去除在下电极粗糙面旁的基材。
文档编号H01L21/3213GK1581461SQ0314213
公开日2005年2月16日 申请日期2003年8月8日 优先权日2003年8月8日
发明者罗仕洲, 谢永明, 傅焕松 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司