Abstract
In this paper, a new HSG-Si formation technology, "seeding method', which employs Si$_2$H$_{6}$-molecule irradiation and annealing, was applied for realizing 64Mbit DRAMs. By using this technique, grain size controlled HSG-Si can be fabricated on in-situ phosphorous-doped amorphous-Si electrode. The new HSG-Si fabrication technology achieves twice the storage capacitance with high reliability for the stacked capacitors. In this technique, optimum process conditions of the phosphorous concentration, storage polysilicon deposition temperature and thickness of hemispherical grain silicon are in the range of 3.0-4.0E19atoms/㎤, 53$0^{\circ}C$ and 400$\AA$, respectively. In the 64M bit DRAM capacitor using optimum process conditions, limit thickness of dielectric nitride is about 65$\AA$.
본 논문에서는 HSG형성을 위한 Si$_2$H$_{6}$의 조사와 어닐링을 통한 seeding method를 64Mbit DRAM에 적용하였다. 이 기술을 사용함으로서 인이 도우핑된 Amorphous 실리콘의 전극에 HSG grain 크기를 조절할 수 있었고, 이 새로운 HSG형성조건은 기존의 stack 캐패시터보다 약 2배의 정전용량을 확보할 수 있었다. 이와같은 방법을 이용한 HSG형성에서 인농도, 저장폴리 증착온도 및 HSG의 두께에 대한 공정 최적 조건으로는 각각 3.0-4.OE19atoms/㎤ , 53$0^{\circ}C$ 및 400$\AA$이었다. 이들 최적화된 공정조건으로 64M bit DRAM 캐패시터에 적용시 질화막의 두께 한계는 65$\AA$으로 확인되었다.