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    • 专利摘要:
    Es werden ein Kondensator für ein Halbleiterbauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines Kondensators für ein Halbleiterbauelement, der einen radialen Stromfluß verwendet, offenbart. Der Kondensator umfaßt ein Halbleitersubstrat, das eine Mehrzahl von Isolierungsinseln umfaßt. Über dem Halbleitersubstrat ist eine Isolierungsschicht gebildet. Auf der Isolierungsschicht sind Gateelektroden gebildet. Ein Array aus CD-Kontaktanschlußflächen, die eine Mehrzahl von CD-Kontakten umfassen, ist an einer ersten vorbestimmten Anzahl von Positionen mit dem Halbleitersubstrat verbunden. Ein Array aus CG-Kontaktanschlußflächen, die zumindest einen CG-Kontakt umfassen, ist mit den Gateelektroden derart verbunden, daß jeder CG-Kontakt an einer zweiten vorbestimmten Anzahl von Positionen mit einer jeweiligen Gateelektrode über einer jeweiligen Isolierungsinsel verbunden ist.
    公开号:DE102004009626A1
    申请号:DE200410009626
    申请日:2004-02-27
    公开日:2004-11-25
    发明作者:Steven M. Baker；Jon S. Berry Ii；Brain Cousineau；Günter Gerstmeier；Malati Hedge；Jinhwan Lee；Michael Maldei；Wenchao Zhang
    申请人:Infineon Technologies AG；
    IPC主号:H01L21-02
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf integrierte Schaltungsvorrichtungensowie deren Herstellung, und insbesondere auf einen optimiertenmikroelektronischen Kondensator, der in der Lage ist, einen radialenStromfluß zuliefern, um den Kondensator zu laden und zu entladen.
    [0002] HerkömmlicheMetalloxidsilizium-Kondensatoren („MOS"-Kondensatoren)umfassen elektrische Kontakte, die zu einem Metallgate der Kondensatorstrukturhergestellt werden, und einen Rückkontakt, derzu dem Halbleiter der Kondensatorstruktur hergestellt wird. Einelementarer MOS-Kondensator arbeitet unter Verwendung von Ladungsverteilungenin der Kondensatorstruktur. Die drei allgemeinen Arten einer Ladungsverteilung,die vorkommen, umfassen Akkumulierungs-, Verarmungs- und Inversionsbedingungen.Eine Akkumulierung ergibt sich üblicherweisedaraus, daß einenegative Spannung an das Gate der Kondensatorstruktur angelegt wird,und eine Verarmung ergibt sich daraus, daß eine positive Spannung andas Gate angelegt wird. Eine Inversion tritt allgemein bei positivenSpannungen auf, die größer alseine Schwellenspannung sind.
    [0003] EinBeispiel eines repräsentativenLayouts bzw. Entwurfs eines mikroelektronischen Kondensators 100 istin 1 veranschaulicht,bei der der Kondensator 100 allgemein aus zwei leitfähigen Platten besteht,die durch eine dielektrische Schicht getrennt sind. Die dielektrischeSchicht kann Siliziumoxid sein und befindet sich zwischen den Kondensatorplatten, dievorzugsweise unter Verwendung von dotiertem kristallinem Siliziumund einem Gateleiter hergestellt werden. Ein Kontakt mit der Gateleiterplattewird unter Verwendung einer Doppelreihe von Kontakt-mit-Gate-Kontakten („CG"-Kontakten, CG =contact to gate) 102 hergestellt, die sich in der Mitteder rechteckigen Kondensatorstruktur befinden. Während des Betriebs liefertdie Doppelreihe von CG-Kontakten einen rechteckigen Stromfluß.
    [0004] DieCG-Kontakte 102 verbinden eine erste Metallisierungsschichtmit dem leitfähigenGatematerial. Unmittelbar unter den CG-Kontakten 102 befindetsich kein kristallines Silizium. Statt dessen befindet sich unterden CG-Kontakten 102 eine Insel aus Siliziumoxid. Ein Kontaktmit der Platte aus kristallinem Silizium wird unter Verwendung einerMehrzahl von Kontakt-mit-Diffusion-Kontakten („CD"-Kontakten, CD = contact to diffusion) 104 hergestellt.Die CD-Kontakte 104 verbinden die erste Metallisierungsschichtmit der Oberflächeoder dem Substrat aus kristallinem Silizium. Die CD-Kontakte 104 befindensich an dem Umfang des rechteckig geformten Kondensators.
    [0005] DieLadungs- und Entladungsgeschwindigkeit des Kondensators hängt vonder Kapazitätdes Parallelplattenkondensators und ferner von dem inneren Gesamtwiderstanddes Kondensators ab. Je höherder innere Gesamtwiderstand, desto langsamer kann der Kondensatorgeladen oder entladen werden. Der innere Gesamtwiderstand für einenmikroelektronischen Kondensator besteht aus dem Widerstand der CD-Kontakte,dem Widerstand des dotierten kristallinen Siliziums, dem Widerstanddes Gateleiters und dem Widerstand der CG-Kontakte. Als solcheskann der innere Gesamtwiderstand des Kondensators wie folgt berechnetwerden: RKondensator,innen = RCD -Kontakte + Rkristall.Si +RGateleiter + RCG-Kontakte.
    [0006] Aufder Basis der oben angeführtenGleichung kann bestimmt werden, daß für das in 1 dargelegte Layout des mikroelektronischenKondensators die Komponentenwiderstände einen Beitrag zu dem innerenGesamtwiderstand des Kondensators in Höhe der folgenden prozentualenAnteile leisten: RCD -Kontakte =1,1 %; Rkristall.Si = 95,2 %; RGateleiter = 3,6%; RCG- Kontakte = 0,1 %. Man kann deutlich sehen, daß das kristalli neSilizium den größten Beitragzu dem inneren Gesamtwiderstand des Kondensators leistet. Kondensatorgrößen bewegensich zwischen einigen wenigen um2 und mehrerenTausend um2 und können sogar noch größer sein,je nach der spezifischen Anwendung, und die Gesamtfläche desKondensators, die fürdie CD-Kontakte benötigtwird, beträgtetwa 7,4 %, und fürdie CG-Kontakte 6,2 %.
    [0007] EinProblem bei der derzeitigen Technik des Entwurfs von mikroelektronischenKondensatoren besteht darin, daß dieInnenwiderständenicht optimiert sind. Der innere Gesamtwiderstand ist ebenfallszu hoch, was zu unnötigenVerzögerungenbei der Ladungs- und Entladungsgeschwindigkeit von Kondensatorenin Schaltungen führt.Um das Layout eines mikroelektronischen Kondensators zu optimieren,ist es nicht empfehlenswert, einfach die Anzahl von CG- und CD-Kontakten zu erhöhen. Einederartige Erhöhungwürde nichtnur die Gesamtflächedes Kondensators erhöhen,sondern würdeauch nur zu einem minimalen Vorteil bezüglich des inneren Gesamtwiderstandsdes Kondensators führen.Alternativ dazu könnteder Bereich aus kristallinem Silizium im Rahmen eines Versuchs,den aktuellen Pfad durch das kristalline Silizium zu minimieren,aufgeteilt werden. Dies würdejedoch zu einem beträchtlichen Anstiegder Gesamtflächedes Kondensators führen.
    [0008] Alssolches wird ein Layout eines mikroelektronischen Kondensators benötigt, dasden inneren Gesamtwiderstand des Kondensators und die zum Herstellendes Kondensators auf dem Siliziumsubstrat benötigte Fläche verringert.
    [0009] DieAufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Kondensatorenund Verfahren mit verbesserten Charakteristika zu liefern.
    [0010] DieseAufgabe wird durch Kondensatoren gemäß Anspruch 1 oder 37 sowiedurch Verfahren gemäß Anspruch20 oder 43 gelöst.
    [0011] Einbevorzugtes Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung offenbart einen mikroelektronischen Kondensatorund ein Verfahren zum Herstellen eines mikroelektronischen Kondensators,der eine erhöhteGeschwindigkeit aufweist, bei der der Kondensator geladen und entladenwerden kann. Die vorliegende Erfindung offenbart ferner ein Layouteines mikroelektronischen Kondensators und ein Herstellungsverfahren,das die Gesamtfläche,die für denmikroelektronischen Kondensator benötigt wird, verringert. DerKondensator kann bei DRAM-Schaltungen verwendet werden, kann jedochauch bei allen anderen Arten von mikroelektronischen Schaltungen(eingebetteter DRAM oder eingebettete Logik) dort verwendet werden,wo Kondensatoren bei der Herstellung von integrierten Schaltungenoder Verriegelungsschaltungen verwendet werden.
    [0012] DerKondensator umfaßtein Halbleitersubstrat, das eine Mehrzahl von Isolierungsinselnumfaßt, diean einer ersten vorbestimmten Anzahl von Positionen des Halbleitersubstratsgebildet sind. Eine dünneIsolierungsschicht ist auf dem Halbleitersubstrat gebildet und kannauch überden Isolierungsinseln gebildet sein. Eine Mehrzahl von Gateelektrodenist an einer zweiten vorbestimmten Anzahl von Positionen auf derIsolierungsschicht gebildet. Es ist ein Array aus CD-Kontaktflächen vorgesehen,die eine Mehrzahl von CD-Kontaktenumfassen, die mit dem Halbleitersubstrat verbunden sind. Fernerist ein Array aus CG-Kontaktflächenvorgesehen, die eine Mehrzahl von CG-Kontakten umfassen, die mitden Gateelektroden an einer dritten vorbestimmten Anzahl von Positionenverbunden sind, derart, daß jeder CG-Kontaktmit den Gateelektroden übereiner jeweiligen Isolierungsinsel des Halbleitersubstrats verbundenist.
    [0013] DieGateelektroden des Kondensators umfassen vorzugsweise eine erste,leitfähigeSchicht, eine zweite, leitfähigeSchicht und eine dritte, nichtleitende Schicht. Die erste, leitfähige Schichtumfaßt Polysilizium,die zweite, leitfä higeSchicht umfaßt Wolframsilicidund die dritte, nichtleitende Schicht umfaßt Siliziumnitrid. Bei dembevorzugten Ausführungsbeispielsind die CG-Kontakte mit der zweiten, leitfähigen Schicht jeweiliger Gateelektrodenverbunden.
    [0014] Zwischenden CD-Kontakten und den CG-Kontakten ist eine zweite Isolierungsschichtangeordnet oder gebildet. Die zweite Isolierungsschicht wird vorzugsweiseunter Verwendung von Borphosphorsilicatglas („BPSG") gebildet. Es kann eine Metallisierungsschichtangeordnet sein, die die CD-Kontakteverbindet, um eine erste Elektrode des Kondensators zu bilden. Fernerkann die Metallisierungsschicht angeordnet sein, die die CG-Kontaktemiteinander verbindet, um eine zweite Elektrode des Kondensatorszu bilden. Diese Metallisierungsschichten können zum Herstellen der Verbindungenmit den CD- und den CG-Kontakten separat angeordnet sein (z. B.eine erste und eine zweite Metallisierungsschicht). Die CD-Kontaktebestehen aus einer Mehrzahl von Durchgangslöchern, die mit dem Halbleitersubstratverbunden sind. Die CG-Kontakte bestehen aus einer Mehrzahl vonDurchgangslöchern,die mit der Gateelektrode des Kondensators verbunden sind.
    [0015] DasArray aus CD-Kontaktflächenist vorzugsweise bezüglichdes Arrays aus CG-Kontaktflächenpositioniert, um einen optimalen radialen Stromfluß durchdie CD-Kontakte und die CG-Kontakte zu erzeugen. Die CD- und dieCG-Kontakte könnenin einem vorbestimmten geometrischen Muster angeordnet sein. DieCD- und die CG-Kontaktflächensind bezüglichdes Halbleitersubstrats derart positioniert, daß eine radiale Stromverteilungerzeugt wird und daß dieCD- und die CG-Kontaktflächen nichtgegenseitig ihren jeweiligen Stromfluß blockieren.
    [0016] BevorzugteAusführungsbeispielewerden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen,in denen die Komponenten nicht unbedingt maßstabsgetreu sind, wobei das Hauptaugenmerkauf die Veranschaulichung der Prinzipien der Erfindung gelegt wird,näher veranschaulicht.Es zeigen:
    [0017] 1 ein bekanntes Layout für CD-Kontakte undCG-Kontakte in einemHalbleiterkondensator;
    [0018] 2 eine Draufsicht einesLayouts für CD-Kontakteund CG-Kontakte in einem Halbleiterkondensator;
    [0019] 3 einen radialen Stromfluß bei CD-Kontaktenund CG-Kontaktenin dem Halbleiterkondensator;
    [0020] 4 eine Querschnittsansichteines repräsentativenCD-Kontakts des in 2 veranschaulichtenKondensators; und
    [0021] 5 eine Querschnittsansichteines repräsentativenCG-Kontakts des in 2 veranschaulichtenKondensators.
    [0022] Imfolgenden wird im einzelnen auf die bevorzugten Ausführungsbeispieleder vorliegenden Erfindung Bezug genommen, von denen Beispiele in denbeiliegenden Zeichnungen veranschaulicht sind. Die vorliegende Erfindungoffenbart einen Kondensator fürein Halbleiterbauelement, der schnellere Lade- und Entladezeitenliefert, währender gleichzeitig eine kleinere Gesamtfläche oder eine kleinere Nutzfläche desHalbleiterchips einnimmt. Die vorliegende Erfindung bewerkstelligtdies, indem sie den grundlegenden Stromfluß in dem Kondensator ändert. Statt einSystem eines rechteckigen Stromflusses zu liefern, liefert die vorliegendeErfindung ein System eines radialen Stromflusses. Die vorliegendeErfindung verringert die Fläche,die fürein Layout eines mikroelektronischen Kondensators notwendig ist,was in der Branche der Mikroelektronik extrem wichtig ist. Fernererhöhtdie vorliegende Erfindung füreine gegebene Kondensatorflächedie Geschwindigkeit, bei der der Kondensator geladen und entladenwerden kann.
    [0023] 2 ist eine Draufsicht einesLayouts eines mikroelektronischen Kondensators 200, derein Array oder Netzwerk aus CG-Kontaktflächen oder Positionen 202 undein Array oder Netzwerk aus CD-Kontaktflächen oder Positionen 204 umfaßt. DasArray aus CG-Kontaktflächen 202 umfaßt einevorbestimmte Anzahl von CG-Kontakten 206, die in einem vorbestimmtengeometrischen Muster angeordnet sind. Die CD-Kontaktflächen 204 können ebenfalls einevorbestimmte Anzahl von CD-Kontakten 208 umfassen, dieebenfalls in einem vorbestimmten geometrischen Muster angeordnetsein können.In 2 sind lediglichdie CG- und CG-Kontakte 206, 208 gezeigt, während diePlatte aus kristallinem Silizium und die Leiterplatte der Deutlichkeithalber weggelassen wurden.
    [0024] Lediglichzu Veranschaulichungszwecken ist das Array aus CG-Kontaktflächen 202 undCD-Kontaktflächen 204 in 2 vorteilhafterweise ineinem abwechselnden rechteckigen Muster angeordnet. Die CG-Kontakte 206 unddie CD-Kontakte 208 in den CG- und CD-Kontaktflächen 202, 204 können auchin einem rechteckigen Muster oder jeglichem anderen geometrischenMuster angeordnet sein. Andere Anordnungen oder Layouts der CG-und CD-Kontaktflächen 202, 204 undder CG- und CD-Kontakte 206, 208 werdendurch die vorliegende Erfindung in Betracht gezogen. Das Layoutder CG- und CD-Kontaktflächen 202, 204 undder CG- und der CD-Kontakte 206, 208 ist derart,daß dieKontaktflächen 202, 204 unddie Kontakte 206, 208 in der Lage sind, während desBetriebs einen optimalen radialen Stromfluß zu liefern.
    [0025] UnterBezugnahme auf 3 ermöglicht die Plazierungder CG- und der CD-Kontakte 206, 208, daß ein Stromauf eine radiale Weise in jeweilige Kondensatorplatten eintritt,die den CG- und den CD-Kontakten 206, 208 zugeordnetsein können. Wienachstehend ausführlichererläutertwird, ist eine Insel aus Siliziumoxid unter jedem CG-Kontakt 206 plaziert,und ein Gateleiter, der eine BPSG-Insel aufweist, kann überall dortplaziert sein, wo sich die CD-Kontakte 208 befinden. DieAnordnung der CG-Kontaktflächen 202 undder CD-Kontaktflächen 204 verringertdie Anzahl von Kontakten, die bei dem Kondensator 200 verwendetwerden müssen,wodurch die Fläche,die durch den Kondensator 200 eingenommen wird, und derWiderstand des Kondensators 200 verringert werden. DasNetzwerk aus CG-Kontaktflächen 202 istvon den CD-Kontaktflächen 204 versetzt,so daß derradiale Stromfluß nicht durcheine Insel aus Siliziumoxid oder BPSG blockiert wird.
    [0026] Für die Zweckeder vorliegenden Erfindung sind die Komponentenwiderstände nachstehenddargelegt, wobei die Widerständedes kristallinen Siliziums und der Gateleiterplatte gemäß RPlatte = (RQuadrat/2·Pi)·1n (Radiusaus/Radius ein) berechnet wurden. Als solches kann der innere Gesamtwiderstand desKondensators wie folgt berechnet werden: RKondensa tor,innen = RCD-Kontakte +Rkristall.Si Platte + RGateleiterplatte + RCG- Kontakte. Es wurde bestimmt, daß dieserinnere Gesamtwiderstand etwa 62 % geringer ist als der Gesamtwiderstandim Stand der Technik, was eine schnellere Ladungs- und Entladungsgeschwindigkeit liefert.Auch die Anzahl von CD-Kontaktenkann erhöhtsein, was den Innenradius der Platte aus kristallinem Silizium effektivvergrößert, umden Widerstand der Platte aus kristallinem Silizium noch weiterzu verringern.
    [0027] Beidem bevorzugten Ausführungsbeispiel dervorliegenden Erfindung tragen die Komponentenwiderstände folgendenprozentualen Anteil an dem Gesamtwiderstand: RCD-Kontakte =5,3 % (im Vergleich zu 1,1 % im Stand der Technik); Rkri stall.Si = 89,0 % (im Vergleich zu 95,2 %im Stand der Technik); RGateleiter = 3,6% (im Vergleich zu 4,1 % im Stand der Technik); und RCG-Kontakte =1,6 % (im Vergleich zu 0,1 % im Stand der Technik). Auf der Basisder Verringerung des inneren Gesamtwiderstands des Kondensators kannaußerdemberechnet werden, daß diezum Laden und Entladen des Kon densators auf 95 % ((3 × τ) = 3 × R × C) benötigte Zeitum etwa 62 % verringert ist.
    [0028] Beieiner Gesamtflächedes Kondensators von 175 um2 für die vorliegendeErfindung wird der Flächenbeitragfür dieKontakte beispielsweise folgender: FLÄCHE CD = 4,4 % (im Vergleichzu 7,4 % im Stand der Technik); und FLÄCHE CG = 2,2 % (im Vergleichzu 6,2 % im Stand der Technik). Folglich beträgt die eingesparte Gesamtfläche desKondensators: (7,4 % – 4,4%) + (6,2 % – 2,2%) = 7,0 %. Der bevorzugte Kondensator 200 verwendet einSystem einer radialen Stromverteilung, im Gegensatz zu einem Systemeiner rechteckigen Stromverteilung, wie es im Stand der Technikverwendet wird. Der Kondensator 200 liefert ferner eineVerringerung der Ladungs- und Entladungszeit, während er die Gesamtfläche desKondensators verringert.
    [0029] 4 zeigt eine Querschnittsansichtdes bevorzugten Kondensators 200, bei dem veranschaulichendeCD-Kontakte 208 gezeigt sind, die als Teil des Kondensators 200 hergestelltwurden. Der Kondensator 200 umfaßt ein Halbleitersubstrat 402,das vorzugsweise unter Verwendung von kristallinem Silizium, dotiertemkristallinem Silizium oder jeglicher Substanz oder Verbindung, diezu demselben äquivalentist, hergestellt wurde. Wie nachstehend ausführlicher dargelegt wird, umfaßt ein Abschnittdes Substrats 402 eine Isolierungsinsel 404, diein dem Substrat 402 gebildet wurde. Die Isolierungsinsel 404 istein Dielektrikum und kann unter Verwendung von Siliziumoxid gebildetwerden. Wie in 4 fernerveranschaulicht ist, kann auf dem Substrat 402 auch einedünne Isolierungsschicht 406 gebildetsein, die ebenfalls aus Siliziumoxid gebildet sein kann.
    [0030] DieCD-Kontaktanschlußflächen 204 umfasseneine Mehrzahl von Durchgangslöchern 408,die vorzugsweise geformt sind, um mit dem Substrat 402 verbundenzu sein. Die Durchgangslöcher 408 sind mitMetall gefüllt,bei dem bevorzugten AusführungsbeispielWolfram, um die Verbindung des Sub strats 402 mit einerersten Metallisierungsschicht 410 zu vervollständigen.Die Kombination der Durchgangslöcher 408 unddes Substrats 402 erzeugt eine untere Elektrode oder unterePlatte 415 des Kondensators 200. Zwischen denDurchgangslöchern 408 der CD-Kontaktanschlußflächen 204 isteine zweite Isolierungsschicht 412 angeordnet. Bei dembevorzugten Ausführungsbeispielumfaßtdie zweite Isolierungsschicht 412 BPSG oder eine andere äquivalenteVerbindung, die in der Lage ist, als hohes Dielektrikum zu fungieren.
    [0031] EineMehrzahl von Gateelektroden oder oberen Platten 416 istzwischen den Durchgangslöchern 408 derCD-Kontaktanschlußflächen 204 gebildet undist durch die zweite Isolierungsschicht 412 von den Durchgangslöchern 408 getrennt.Wie in 4 veranschaulichtist, kann die Gateelektrode 416 des Kondensators 200 mitdrei Materialschichten gebildet sein, die eine erste, leitfähige Gateschicht 418,eine zweite, leitfähigeGateschicht 420 und eine dritte, nichtleitende Gateschicht 422 umfassen.Ein Abschnitt der ersten Gateschicht 418 ist auf dem Substrat 402 angeordnet,es ist jedoch wichtig, zu beachten, daß die CG-Kontakte 206 aufden Isolierungsinseln 404 angeordnet sind. Ferner ist zwischender ersten, leitfähigenSchicht 418 und dem Substrat 402 eine Gateoxidschicht 406 angeordnet.
    [0032] Beidem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die erste,leitfähigeGateschicht 418 eine Schicht aus Polysilizium. Wie in derTechnik bekannt ist, ist Polysilizium ein Silizium mit einer polykristallinenKornstruktur, das als Elektrizitätsleiterfungiert. Es wird oft als das Gate bei MOS-Transistoren sowie für kurzeVerbindungen zwischen denselben verwendet. Die bevorzugte zweite,leitfähigeGateschicht 420 wird unter Verwendung von Wolframsilicidhergestellt, was ein besserer Leiter ist als Polysilizium und verwendetwird, um die Gesamtleitfähigkeitdes Gates zu verbessern. Die bevorzugte dritte, nichtleitende Gateschicht 422 wirddurch Bilden einer Schicht aus Siliziumni trid hergestellt, das eineSiliziumverbindung ist, die verwendet wird, um das leitfähige Gatematerialwährendeiner speziellen Kontaktätzunganderswo in der Schaltungsanordnung zu „schützen".
    [0033] UnterBezugnahme auf 5, beider sich mit gleichen Zahlen bezeichnete Elemente auf dieselben,in allen Figuren veranschaulichten Elemente beziehen, ist ein Querschnittdes Kondensators 200 veranschaulicht, der zeigt, wie einjeweiliger CG-Kontakt 206 mit der Gateelektrode 416 inKontakt tritt. Wie veranschaulicht ist, befindet sich ein Abschnittder Gateelektrode 416 auf der Isolierungsinsel 404.Der CG-Kontakt 206 umfaßt ein Durchgangsloch 502,das eine zweite Metallisierungsschicht 504 mit der Gateelektrode 416 verbindet.Die Durchgangslöcher 502 derCD-Kontakte 206 sind nur in Bereichen, in denen die Gateelektroden 416 auf denIsolierungsinseln 404 positioniert sind, mit den Gateelektroden 416 verbunden.
    [0034] Wieoben dargelegt wurde, umfaßtdie Gateelektrode 416 drei Materialschichten, die die erste, leitfähige Gateschicht 418,die zweite, leitfähige Gateschicht 420 undeine dritte, nichtleitende Gateschicht 422 umfassen. Wieveranschaulicht ist, ist das Durchgangsloch 502 gebildet,um Kontakt mit der zweiten, leitfähigen Gateschicht 420 derGateelektrode 416 herzustellen. Die zweite, leitfähige Gateschicht 420 wirdunter Verwendung von Wolframsilicid hergestellt, was ein gutes Gateleitermaterialist, das in der Siliziumtechnologie verwendet wird. Das Durchgangsloch 502 unddie Gateelektrode 416 sind von der zweiten Isolierungsschicht 412 umgeben.Wie oben dargelegt wurde, umfaßtdie zweite Isolierungsschicht 412 BPSG oder eine andere, äquivalenteVerbindung, die in der Lage ist, als hohes Dielektrikum zu fungieren.
    权利要求:
    Claims (49)
    [1] Kondensator (200) für ein Halbleiterbauelement,der folgende Merkmale aufweist: ein Halbleitersubstrat (402),das eine Mehrzahl von Isolierungsinseln (404) umfaßt; eine über demHalbleitersubstrat (402) gebildete Isolierungsschicht (406); eineMehrzahl von Gateelektroden (416), die auf der Isolierungsschicht(406) gebildet sind; ein Array aus CD-Kontaktanschlußflächen (204),die eine Mehrzahl von CD-Kontakten (208) umfassen, diean einer ersten vorbestimmten Anzahl von Positionen mit dem Halbleitersubstratverbunden sind; und ein Array aus CG-Kontaktanschlußflächen (202),die zumindest einen CG-Kontakt (206) umfassen, der derartmit den Gateelektroden (416) verbunden ist, daß jederCG-Kontakt an einer zweiten vorbestimmten Anzahl von Positionenmit einer jeweiligen Gateelektrode (416) über einerjeweiligen Isolierungsinsel (404) verbunden ist.
    [2] Kondensator (200) gemäß Anspruch 1, bei dem die Isolierungsinseln(404) aus Siliziumoxid gebildet sind.
    [3] Kondensator (200) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei demdie Isolierungsschicht (406) eine dünne Schicht aus Siliziumoxidumfaßt.
    [4] Kondensator (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis3, bei dem die Gateelektroden (416) eine erste, leitfähige Schicht(418), eine zweite, leitfähige Schicht (420)und eine dritte, nichtleitende Schicht (422) umfassen.
    [5] Kondensator (200) gemäß Anspruch 4, bei dem die erste,leitfähigeSchicht (418) Polysilizium umfaßt.
    [6] Kondensator (200) gemäß Anspruch 4 oder 5, bei demdie zweite, leitfähigeSchicht (420) Wolframsilicid umfaßt.
    [7] Kondensator (200) gemäß einem der Ansprüche 4 bis6, bei dem die dritte, nichtleitende Schicht (422) Siliziumnitridumfaßt.
    [8] Kondensator (200) gemäß einem der Ansprüche 4 bis7, bei dem die CG-Kontakte (206) mit der zweiten, leitfähigen Schicht(420) der Gateelektrode (416) verbunden sind.
    [9] Kondensator (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis8, der ferner eine zwischen den CD-Kontakten (208) undden CG-Kontakten (206) angeordnete zweite Isolierungsschicht(412) umfaßt.
    [10] Kondensator (200) gemäß Anspruch 9, bei dem die zweiteIsolierungsschicht (412) BPSG umfaßt.
    [11] Kondensator (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis10, der ferner eine erste Metallisierungsschicht (410)umfaßt,die die CD-Kontakte (208) verbindet, um eine erste Elektrodedes Kondensators (200) zu bilden.
    [12] Kondensator (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis11, der ferner eine zweite Metallisierungsschicht (504)umfaßt,die die CG-Kontakte (206) verbindet, um eine zweite Elektrodedes Kondensators zu bilden.
    [13] Kondensator (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis12, bei dem die CD-Kontakte eine Mehrzahl von Durchgangslöchern (408)umfassen, die mit dem Halbleitersubstrat (402) verbundensind.
    [14] Kondensator (200) gemäß Anspruch 13, bei dem dieDurchgangslöcher(408) mit Wolfram gebildet sind.
    [15] Kondensator (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis14, bei dem die CG-Kontakte (206) eine Mehrzahl von Durchgangslöchern (408)umfassen, die mit der Gateelektrode (416) verbunden sind.
    [16] Kondensator (200) gemäß Anspruch 15, bei dem dieDurchgangslöcher(408) mit Wolfram gebildet sind.
    [17] Kondensator (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis16, bei dem das Array aus CD-Kontaktanschlußflächen (204) bezüglich desArrays aus CG-Kontaktanschlußflächen (202)positioniert ist, um einen optimalen radialen Stromfluß zu erzeugen.
    [18] Kondensator (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis17, bei dem die CD-Kontakte (208) in einem vorbestimmtengeometrischen Muster angeordnet sind.
    [19] Kondensator (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis18, bei dem die CG-Kontakte (206) in einem vorbestimmtengeometrischen Muster angeordnet sind.
    [20] Verfahren zum Herstellen eines Kondensators (200)auf einem Halbleitersubstrat (402), das folgende Schritteumfaßt: Bildeneiner Mehrzahl von Isolierungsinseln (404) in dem Halbleitersubstrat; Bildeneiner Isolierungsschicht überdem Halbleitersubstrat und den Isolierungsinseln; Bilden einerMehrzahl von Gateelektroden (416) an einer vorbestimmtenAnzahl von Positionen auf dem Halbleitersubstrat und den Isolierungsinseln; Erzeugeneines Arrays aus CD-Kontaktanschlußflächen (204), die zumindesteinen Kontakt umfassen, der mit dem Halbleitersubstrat verbundenist; und Bilden eines Arrays aus CG-Kontaktanschlußflächen, diezumindest einen Kontakt umfassen, der an vorbestimmten Positionen über denIsolierungsinseln mit der Gateelektrode verbunden ist.
    [21] Verfahren gemäß Anspruch20, bei dem die Isolierungsinseln (404) aus Siliziumoxidgebildet sind.
    [22] Verfahren gemäß Anspruch20 oder 21, bei dem die Isolierungsschicht (406) eine dünne Schicht ausSiliziumoxid umfaßt.
    [23] Verfahren gemäß einemder Ansprüche20 bis 22, bei dem die Gateelektroden (416) eine erste, leitfähige Schicht(418), eine zweite, leitfähige Schicht (420)und eine dritte, nichtleitende Schicht (422) umfassen.
    [24] Verfahren gemäß Anspruch23, bei dem die erste, leitfähigeSchicht (418) Polysilizium umfaßt.
    [25] Verfahren gemäß Anspruch23 oder 24, bei dem die zweite, leitfähige Schicht (420)Wolframsilicid umfaßt.
    [26] Verfahren gemäß einemder Ansprüche23 bis 25, bei dem die dritte, nichtleitende Schicht (422) Siliziumnitridumfaßt.
    [27] Verfahren gemäß einemder Ansprüche23 bis 26, bei dem die CG-Kontakte (206) mit der zweitenSchicht der Gateelektrode (416) verbunden sind.
    [28] Verfahren gemäß einemder Ansprüche20 bis 27, das ferner den Schritt des Bildens einer zweiten Isolierungsschicht(412) zwischen den CD-Kontakten (208) und denCG-Kontakten (206) umfaßt.
    [29] Verfahren gemäß Anspruch28, bei dem die zweite Isolierungsschicht (412) BPSG umfaßt.
    [30] Verfahren gemäß einemder Ansprüche20 bis 29, das ferner den Schritt des Bildens einer ersten Metallisierungsschicht(410), die die CD-Kontakte (208) miteinander verbindet,um eine erste Elektrode des Kondensators (200) zu bilden,umfaßt.
    [31] Verfahren gemäß einemder Ansprüche20 bis 30, das ferner den Schritt des Bildens einer zweiten Metallisierungsschicht,die die CG-Kontakte (206) miteinander verbindet, um einezweite Elektrode des Kondensators (200) zu bilden, umfaßt.
    [32] Verfahren gemäß einemder Ansprüche20 bis 31, bei dem die CD-Kontakte (208) eine Mehrzahl vonDurchgangslöchern(408) umfassen, die mit dem Halbleitersubstrat (402)verbunden sind.
    [33] Verfahren gemäß einemder Ansprüche20 bis 32, bei dem die CG-Kontakte (206) eine Mehrzahl vonDurchgangslöchern(408) umfassen, die mit der Gateelektrode (416)verbunden sind.
    [34] Verfahren gemäß einemder Ansprüche20 bis 33, bei dem das Array aus CD-Kontaktanschlußflächen (204)bezüglichdes Arrays aus CG-Kontaktanschlußflächen (202) positioniertist, um einen optimalen Stromfluß zu erzeugen.
    [35] Verfahren gemäß einemder Ansprüche20 bis 34, bei dem die CD-Kontakte (208) in einem vorbestimmtengeometrischen Muster angeordnet sind.
    [36] Verfahren gemäß einemder Ansprüche20 bis 35, bei dem die CG-Kontakte (206) in einem vorbestimmtengeometrischen Muster angeordnet sind.
    [37] Kondensator (200) für ein Halbleiterbauelement,der folgende Merkmale aufweist: ein Halbleitersubstrat (402),das eine Mehrzahl von Isolierungsinseln (404) umfaßt; eine über demHalbleitersubstrat (402) gebildete Isolierungsschicht (406); eineMehrzahl von Gateelektroden, die auf der Isolierungsschicht (406)gebildet sind; ein Array aus CD-Kontaktanschlußflächen (204),die eine Mehrzahl von CD-Kontakten (208) umfassen, diein einem vorbestimmten geometrischen Muster angeordnet und mit demHalbleitersubstrat verbunden sind; ein Array aus CG-Kontaktanschlußflächen, dieeine Mehrzahl von CG-Kontakten (206) umfassen, die in einemvorbestimmten geometrischen Muster angeordnet und derart mit denGateelektroden verbunden sind, daß jeder CG-Kontakt (206)mit einer jeweiligen Gateelektrode über einer jeweiligen Isolierungsinsel (404)verbunden ist; und wobei das Array aus CD-Kontaktanschlußflächen (204)bezüglichder CG-Kontaktanschlußflächen positioniert ist,um in dem Kondensator (200) einen optimalen radialen Stromfluß zu erzeugen.
    [38] Kondensator (200) gemäß Anspruch 37, bei dem dieGateelektroden (416) eine erste, leitfähige Schicht (418),eine zweite, leitfähigeSchicht (420) und eine dritte, nichtleitende Schicht (422)umfassen.
    [39] Kondensator (200) gemäß Anspruch 38, bei dem dieCG-Kontakte (206)mit der zweiten, leitfähigenSchicht (420) der Gateelektrode (416) verbundensind.
    [40] Kondensator (200) gemäß einem der Ansprüche 37 bis39, der ferner eine zweite Isolierungsschicht (412) aufweist,die zwischen den CD-Kontakten (208) und den CG-Kontakten (206)gebildet ist.
    [41] Kondensator (200) gemäß einem der Ansprüche 37 bis40, der ferner eine erste Metallisierungsschicht (410)aufweist, die die CD-Kontakte (208) miteinander verbindet,um eine jeweilige Elektrode des Kondensators zu bilden.
    [42] Kondensator (200) gemäß einem der Ansprüche 37 bis41, der ferner eine zweite Metallisierungsschicht aufweist, diedie CG-Kontakte (206) miteinander verbindet, um eine jeweiligeElektrode des Kondensators zu bilden.
    [43] Verfahren zum Herstellen eines Kondensators aufeinem Halbleitersubstrat, das folgende Schritte umfaßt: Bildeneiner Mehrzahl von Isolierungsinseln in dem Halbleitersubstrat; Bildeneiner Isolierungsschicht überdem Halbleitersubstrat und den Isolierungsinseln; Bilden einerMehrzahl von Gateelektroden (416) an einer vorbestimmtenAnzahl von Positionen auf dem Halbleitersubstrat und den Isolierungsinseln; Bildeneines Arrays aus CD-Kontaktflächen,die eine Mehrzahl von CD-Kontakten (206) umfassen, diein einem vorbestimmten geometrischen Muster angeordnet sind undmit dem Halbleitersubstrat (402) verbunden sind; und Bildeneines Arrays aus CG-Flächen,die eine Mehrzahl von CG-Kontakten (208) umfassen, diein einem zweiten vorbestimmten geometrischen Muster angeordnet sindund an vorbestimmten Positionen über denIsolierungsinseln mit der Gateelektrode verbunden sind.
    [44] Verfahren gemäß Anspruch43, bei dem das Array aus CD-Kontaktflächen bezüglich desArrays aus CG-Kontaktpositionen(208) angeordnet ist, um einen optimalen Stromfluß zu erzeugen.
    [45] Verfahren gemäß Anspruch43 oder 44, bei dem die Gateelektroden eine erste, leitfähige Schicht (418),eine zweite, leitfähigeSchicht (420) und eine dritte, nichtleitende Schicht (422)umfassen.
    [46] Verfahren gemäß Anspruch45, bei dem die CG-Kontakte (206) mit der zweiten, leitfähigen Schichtder Gateelektrode verbunden sind.
    [47] Verfahren gemäß einemder Ansprüche43 bis 46, das ferner den Schritt des Bildens einer zweiten Isolierungsschichtzwischen den CD-Kontakten und den CG-Kontakten umfaßt.
    [48] Verfahren gemäß einemder Ansprüche43 bis 47, das ferner den Schritt des Bildens einer Metallisierungsschichtumfaßt,die die CD-Kontakte miteinander verbindet, um eine Elektrode desKondensators zu bilden.
    [49] Verfahren gemäß einemder Ansprüche43 bis 48, das ferner den Schritt des Bildens einer Metallisierungsschichtumfaßt,die die CG-Kontakte miteinander verbindet, um eine Elektrode desKondensators zu bilden.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US20040173868A1|2004-09-09|
    US6847092B2|2005-01-25|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2004-11-25| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
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