DE10058782A1 - Kondensatoranordnung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Abstract

Um bei einer Speichereinrichtung (1) eine besonders platzsparende Kondensatoranordnung (10) zu schaffen, wird vorgeschlagen, auf einem ersten Elektrodenbereich (32) auf von einem Dielektrikum (34) abgedeckten Bereichen davon eine Mehrzahl nicht in direktem elektrischem Kontakt stehende zweite Elektrodenbereiche (36) auszubilden, so dass im Betrieb der erste Elektrodenbereich (32) durch entsprechende Bereiche (32-1, 32-2) Bottomelektroden (BE-1, BE-2) bildet und durch einen Verbindungsbereich (32f) verbindet, so dass eine zusätzliche Verbindungseinrichtung der Bottomelektroden (BE-1, BE-2) obsolet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Kondensatoranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Kondensatoranordnung, insbesondere nach dem Her­ stellungsverfahren, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11.

Bei hochintegrierten Speichereinrichtungen werden die Infor­ mationsinhalte der Speicherzellen zum Beispiel durch entspre­ chende Kondensatoren aufgenommen und bereitgestellt. Diese Kondensatoren werden bei der Herstellung der Speichereinrich­ tungen oder der Speicherzellen auf einem Halbleitersubstrat aufstrukturiert und entsprechend verschaltet. Bei hochinte­ grierten Schaltkreisen ist der Platzbedarf der einzelnen Bau­ teile, insbesondere also auch der Speicherkondensatoren, ein wesentlicher Faktor.

Es wurde daher vorgeschlagen, mehrere voneinander im wesent­ lichen unabhängige Speicherkondensatoren in bezug auf jeweils eine Elektrode, zum Beispiel die untere oder Bottomelektrode, miteinander elektrisch verbunden auszubilden, so dass die so verbundenen Kondensatoren räumlich besonders eng benachbart ausgebildet werden können, weil bestimmte Kontakte oder Lei­ tungen gemeinsam benutzt werden können und nicht in einer Mehrzahl ausgebildet werden müssen. Dabei ist jeder Kondensa­ tor mit seiner unteren oder Bottomelektrode auf einem Träger angeordnet, worauf dann zumindest zum Teil eine Dielektri­ kumsschicht vorgesehen wird, woran sich dann zumindest zum Teil die separat vorgesehenen oberen oder Topelektroden an­ schließen. Zur Ausbildung des Konzepts der Kondensatorkette muss eine entsprechende elektrische Verbindung zum Beispiel in bezug auf die unteren oder Bottomelektroden vorgesehen sein.

Bei bekannten Kondensatoranordnungen mit Kondensatorketten, insbesondere bei sogenannten Chain FeRAMs oder CFRAMs ist problematisch, dass eine bestimmte Mindestgröße der Speicher­ kondensatoren aufgrund der zu fordernden Funktionszuverläs­ sigkeit nicht unterschritten werden kann, und zwar selbst dann, wenn statt einer zweidimensionalen, planaren Kondensa­ toranordnung unter Verwendung entsprechender Seitenwände dreidimensionaler Strukturen dreidimensionale Kondensato­ ranordnungen genutzt werden.

Auch beim Einhalten sämtlicher Designregeln ist es derzeit nicht möglich, die notwendigen theoretischen Zellflächen oder Kondensatorflächen zu erreichen. Aufgrund des Herstellungs­ verfahrens sind nämlich die entsprechenden Kondensatoren grö­ ßer ausgebildet als es unbedingt erforderlich wäre.

Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Kondensatoranordnung sowie eine entsprechen­ de Kondensatoranordnung anzugeben, bei welchen die Kondensa­ toren der Kondensatoranordnung besonders platzsparend auf ei­ nem Träger ausgebildet werden bzw. sind.

Die Aufgabe wird verfahrensmäßig bei einem gattungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Kondensatoranordnung erfin­ dungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorrichtungsmäßig wird die Aufgabe durch eine gat­ tungsgemäße Kondensatoranordnung erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhaf­ te Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Ge­ genstand der abhängigen Unteransprüche.

Beim gattungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Kondensa­ toranordnung, insbesondere einer Speichereinrichtung oder dergleichen mit einer Mehrzahl von Kondensatoren auf einem Träger, insbesondere auf einem Halbleitersubstrat oder dergleichen, mit einem gemeinsamen Kontaktbereich wird minde­ stens ein erster Elektrodenbereich auf einem Oberflächenbe­ reich des Trägers ausgebildet. Ferner wird mindestens ein Dielektrikumsbereich zumindest zum Teil auf dem ersten Elek­ trodenbereich ausgebildet. Des Weiteren wird mindestens ein zweiter Elektrodenbereich zumindest zum Teil auf dem Dielek­ trikumsbereich ausgebildet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Kondensa­ toranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass auf dem ersten Elektrodenbereich auf vom Dielektrikumsbereich abgedeckten Bereichen davon eine Mehrzahl im wesentlichen zumindest nicht in direktem elektrischem Kontakt stehende zweite Elektroden­ bereiche ausgebildet werden.

Es ist somit eine grundlegende Idee des erfindungsgemäßen Verfahrens, auf einem mit einem Dielektrikum abgedeckten ge­ meinsamen ersten Elektrodenbereich eine Mehrzahl räumlich se­ parater und/oder unabhängiger zweiter Elektrodenbereiche aus­ zubilden. Durch dieses Vorgehen wird eine entsprechende Mehr­ zahl zueinander dicht benachbarter Kondensatoren ausgebildet, wobei der erste gemeinsame Elektrodenbereich von sämtlichen Kondensatoren gemeinsam als eine Elektrode genutzt wird, z. B. als Bottomelektrode. Die den ersten Elektrodenbereich, wel­ cher zum Beispiel als Bottomelektrode ausgebildet ist, gegen­ überstehenden zweiten Elektrodenbereiche stehen zumindest nicht in direktem elektrischen Kontakt miteinander und bilden somit jeweils die entsprechende Gegenelektrode für jeden Kon­ densator der Mehrzahl von Kondensatoren. Der Vorteil dieser Vorgehensweise besteht gegenüber dem Stand der Technik darin, dass für jeden einzelnen Kondensator der Kondensatoranordnung nicht mehr ein separater erster Elektrodenbereich auf dem Träger ausgebildet werden muss. Die Trennung der Kondensato­ ren erfolgt somit durch die räumliche Trennung der zweiten Elektrodenbereiche im Hinblick auf ihren räumlichen Abstand und im Hinblick auf ihre elektrische Isolation. Diese Kondensatoranordnung oder Kondensatorkette nutzt somit eine Elek­ trode im wesentlichen gemeinsam, so dass eine im Stand der Technik zusätzliche notwendige Verbindungseinrichtung in Form eines Verbindungsbereichs oder dergleichen nicht notwendig ist. Neben einer möglichen weiteren Miniaturisierung und hö­ heren Integration der Kondensatoranordnung ist somit auch ih­ re Herstellung vereinfacht, weil eben das Aufbringen oder Strukturieren der zusätzlichen Verbindungsbereiche für die verbundenen ersten Elektroden oder Bottomelektroden entfallen können. Dadurch wird ein entsprechender Lithographieschritt oder dergleichen obsolet.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform eines er­ findungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass zumindest ein Teil der Mehrzahl zweiter Elektrodenbereiche durch direk­ tes Aufbringen eines entsprechenden Elektrodenmaterials auf dem jeweiligen Dielektrikumsbereich ausgebildet wird. Bei dieser Maßnahme wird somit die Anordnung der zweiten Elektro­ denbereiche direkt durch den Prozess des Aufbringens des ent­ sprechenden Materials bewerkstelligt.

Andererseits ist es von Vorteil, dass zumindest ein Teil der Mehrzahl zweiter Elektrodenbereiche durch Aufbringen eines gemeinsamen und im wesentlichen zusammenhängenden zweiten Elektrodenbereichs auf dem Dielektrikumsbereich und dann durch anschließendes Strukturieren ausgebildet wird. Im Ge­ gensatz zu der vorgenannten Vorgehensweise wird also hier zu­ nächst ein bestimmter Bereich des Dielektrikumsbereichs oder auch der gesamte Dielektrikumsbereich mit dem Material für die zweiten Elektrodenbereiche im Wesentlichen zusammenhän­ gend beschichtet. Die Strukturierung der einzelnen separaten zweiten Elektrodenbereiche erfolgt dann durch entsprechendes anschließendes Strukturieren, zum Beispiel im Rahmen eines Masken-/Ätzprozesses.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens wird auf den ersten Elektrodenbereich eine Mehrzahl im wesentlichen zumindest nicht in direktem Kontakt stehender Dielektrikumsbereiche ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass bereits durch das Vorsehen einer Mehrzahl separater und somit räumlich getrennter Dielektrikumsbereiche eine Vorstrukturie­ rung auf dem ersten Elektrodenbereich im Hinblick auf die auszubildenden zweiten Elektrodenbereiche erfolgt.

Das Ausbilden der Mehrzahl von Dielektrikumsbereichen ge­ schieht vorteilhafterweise durch direktes Aufbringen eines entsprechenden Dielektrikumsmaterials auf dem jeweiligen er­ sten Elektrodenbereich. Dadurch wird also die Anordnung und Auswahl der Dielektrikumsbereiche jeweils bereits beim Auf­ bringen des entsprechenden Dielektrikums gegeben.

Andererseits ist es von Vorteil, dass zumindest ein Teil der Mehrzahl von Dielektrikumsbereichen durch Aufbringen eines gemeinsamen und im wesentlichen zusammenhängenden Dielektri­ kumsbereichs auf dem jeweiligen ersten Elektrodenbereich und durch anschließendes Strukturieren ausgebildet wird. Bei die­ ser Alternative oder zusätzlichen Maßnahme wird somit zu­ nächst ein zusammenhängender Bereich mit dem Dielektrikum be­ schichtet und die geometrische Ausgestaltung und Ausbildung der separaten Dielektrikumsbereiche nachfolgend durch ein entsprechendes Strukturieren, zum Beispiel im Rahmen eines Masken-/Ätzprozesses realisiert.

Besonders bevorzugt wird, dass zumindest ein Teil der Mehr­ zahl zweiter Elektrodenbereiche durch zumindest im Bereich der ersten Elektrodenbereiche ausgebildete Dielektrikumsbe­ reiche im wesentlichen bündig und/oder abdeckendes Aufbringen eines entsprechenden Elektrodenmaterials ausgebildet wird. Dies geschieht insbesondere durch gemeinsames und/oder gleichzeitiges Strukturieren auf dem ersten Elektrodenbereich sukzessive ausgebildeter zusammenhängender Dielektrikumsbereiche und zweiter Elektrodenbereiche. Durch diese Maßnahme wird also erreicht, dass alternativ zum Vorgehen, bei welchem auf einem zusammenhängenden Dielektrikumsbereich mehrere von­ einander separierte zweite Elektrodenbereiche ausgebildet werden, die zweiten Elektrodenbereiche im wesentlichen bündig und deckungsgleich mit den entsprechend ausgebildeten Dielek­ trikumsbereichen realisiert werden. Dies kann zum Beispiel auch dadurch geschehen, dass zunächst der erste Elektrodenbe­ reich zumindest zum Teil mit einem Dielektrikumsbereich abge­ deckt und dann nachfolgend mit dem Material für die zweiten Elektrodenbereiche überzogen wird. Das Ausbilden der Mehrzahl zweiter separater Elektrodenbereiche kann dann durch entspre­ chendes simultanes Strukturieren der zweiten Elektrodenberei­ che und der Dielektrikumsbereiche, gegebenenfalls bis zur Oberfläche der ersten Elektrodenbereiche, erfolgen.

Dabei ist es ferner auch von Vorteil, wenn der erste Elektro­ denbereich gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens in einem Zwischenbereich zwischen be­ nachbarten zweiten Elektrodenbereichen und/oder Dielektri­ kumsbereichen, insbesondere von einer dem Träger abgewandten Seite her, durch Strukturieren bis auf dadurch geschaffene erste Elektrodenbereiche im wesentlichen verbindende Verbin­ dungsbereiche abgetragen wird. Dies bedeutet, dass die Mehr­ zahl von Kondensatoren dadurch realisiert wird, dass in eine zusammenhängende Schichtstruktur, bestehend aus dem ersten Elektrodenbereich und dem darüber angeordneten Dielektrikums­ bereich und zweiten Elektrodenbereich ein entsprechendes Mu­ ster eingeschnitten wird, so dass unabhängige und voneinander räumlich separierte zweite Elektrodenbereiche, zum Beispiel als Topelektroden oder dergleichen, ausgebildet werden, wobei der Zusammenhang des ersten Elektrodenbereichs, welcher auf dem Träger angeordnet ist, und der entsprechende elektrische Kontakt erhalten bleiben.

Vorteilhafterweise wird der erste Elektrodenbereich als ge­ meinsame Bottomelektrode für die Mehrzahl von Kondensatoren der Kondensatoreinrichtung verwendet. Alternativ oder zusätz­ lich ist es vorgesehen, dass die zweiten Elektrodenbereiche als getrennte Topelektroden für die Mehrzahl von Kondensato­ ren der Kondensatoranordnung verwendet werden.

Insbesondere eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Kondensatoranordnung für eine Speicherein­ richtung mit FeRAM-Zellen oder dergleichen, insbesondere nach dem Prinzip der Kettenkondensatoren, Chain FeRAM oder CFRAM- Zellen.

Die erfindungsgemäße Kondensatoranordnung, insbesondere gemäß dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren und insbesondere für eine Speichereinrichtung oder dergleichen, mit einer Mehrzahl von Kondensatoren auf einem Träger, insbesondere ei­ nem Halbleitersubstrat oder dergleichen, wobei jeder Konden­ sator eine auf den Träger angeordnete Bottomelektrode, ein zumindest zum Teil darauf vorgesehene Dielektrikumsschicht sowie eine zumindest zum Teil darauf vorgesehen separate Topelektrode aufweist und wobei die Kondensatoren in bezug auf die Bottomelektrode eine gemeinsame elektrische Verbin­ dung aufweisen, ist dadurch gekennzeichnet, dass die gemein­ same elektrische Verbindung als im Wesentlichen integraler Bestandteil eines die Bottomelektroden bildenden und diese im wesentlichen elektrisch verbindenden gemeinsamen ersten Elek­ trodenbereichs ausgebildet ist.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass die Mehrzahl von Kondensatoren der Kondensatoranordnung miteinander elektrisch verbundene Bottomelektroden aufweisen, welche durch den er­ sten Elektrodenbereich gebildet werden. Eine zusätzlich vor­ zusehende elektrische Verbindung und vor allem deren Struktu­ rierung im Rahmen des Herstellungsverfahrens entfallen.

Die erfindungsgemäßen Aspekte sowie weitere Eigenschaften und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfin­ dungsgemäßen Kondensatoranordnung ergeben sich zusammenfas­ send aus der nachfolgenden Darstellung:
Besonders platzsparende Anordnungen von Speicherzellen, ins­ besondere für ferroelektrische Speicher, wurde im Rahmen des sogenannten Chain-FeRAM-Konzepts oder CFRAM-Konzepts vorge­ schlagen. Ein Vorteil dieses Konzepts ist, dass durch die ge­ meinsame Nutzung von Kontakten, Leitungen und/oder Elektroden durch nebeneinander auf dem Substrat angeordnete Zellen die Zellfläche pro gespeicherter Informationseinheit (pro Bit) stark reduziert werden kann. Es wird dabei eine theoretische Grenze von 4F² pro Bit angegeben. Diese theoretische Unter­ grenze kann jedoch aufgrund herstellungstechnischer Notwen­ digkeiten in der Regel nicht erreicht werden. F stellt dabei die sogenannte minimale Strukturgröße der jeweilig verwende­ ten Technologie dar. Diese wird auch als feature size be­ zeichnet. Diese Strukturgröße F wird zum Vergleich von Zel­ lengrößen bei unterschiedlich eingesetzten Technologien ver­ wendet.

Ähnlich wie bei DRAMs ist auch bei CFRAMs eine bestimmte Min­ destgröße der Speicherkondensatoren für eine, zuverlässige Funktion der Speicherzellenanordnung notwendig. Aus dieser Mindestgröße der Speicherkondensatoren ergibt sich eine ge­ wisse Mindestfläche für die Kondensatorelektroden. Bei be­ stimmten Technologiegenerationen kann diese Mindestfläche nicht mehr in einer planaren, also zweidimensionalen Struktu­ rierung der Speicherzelle untergebracht werden. Um diese Min­ destfläche für diese Kondensatoren erreichen zu können, ist der Übergang zu einer dreidimensionalen Struktur notwendig, bei der nicht nur die Grundfläche, sondern auch Seitenwände und Seitenflächen der aufgebrachten Strukturen eingesetzt und genutzt werden. Beim Anordnen solcher dreidimensionaler Kon­ densatoren nach den gängigen Designregeln in einem regelmäßigen Array oder einer regelmäßigen Zellenanordnung ist es dann nicht mehr möglich, die theoretische Zellfläche von 4F² zu erreichen, insbesondere bei einem CFRAM.

Durch das vorgestellte erfindungsgemäße Vorgehen wird ein Verfahren geschaffen, mit welchem die Zellfläche pro Bit bei gleichzeitig technologischer Vereinfachung des Herstellungs­ vorgangs deutlich verringert werden kann.

Bei CFRAMs sind immer mindestens zwei benachbarte Speicher­ kondensatoren mit einer gemeinsamen Elektrode verbunden, vor­ zugsweise mit der unteren Elektrode oder Bottomelektrode. Der herkömmliche Ansatz besteht darin, zwei einzelne Kondensato­ ren nebeneinander auf dem Träger herzustellen und auszubil­ den, wobei auch für eine entsprechende elektrische Verbindung der zunächst separierten Elektroden gesorgt werden muss.

Gegenstand des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens sind, wie oben bereits beschrieben wurde, verschiedene Vorgehens­ weisen, bei denen zum Beispiel zunächst ein ausgedehnterer, insbesondere länglicher, Kondensator hergestellt wird. Aus diesem werden dann, wie oben bereits beschrieben wurde, zum Beispiel die zwei benötigten Kondensatoren durch Abtragen entsprechender Materialschichten erzeugt. Der Abstand zwi­ schen den benachbarten Kondensatoren kann somit in Bezug auf einander im Vergleich zum Stand der Technik reduziert werden, womit sich auch eine Reduzierung der Zellgröße ergibt. Ferner entfällt der Herstellungsprozess für die konventionellerweise notwendige elektrische Verbindung der Bottomelektroden. Es entfällt eine weitere Lithographieebene.

Insgesamt gesehen wird durch den beschriebenen erfindungsge­ mäßen Herstellungsprozess der Abstand zwischen benachbarten Kondensatoren der Kondensatoranordnung reduziert und damit die Zellfläche pro Bit verringert, wobei zusätzlich eine Li­ thographieebene eingespart werden kann.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung auf der Grundlage bevorzugter Ausführungsformen nä­ her erläutert.

Fig. 1 zeigt in schematischer Form eine grundlegende Schaltungsanordnung für eine Speichereinrichtung unter Verwendung einer Ausführungsform einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten er­ findungsgemäßen Kondensatoranordnung.

Fig. 2 zeigt eine Vorstufe einer Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Kondensatoranordnung unter Ver­ wendung einer Ausführungsform des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kondensatoranordnung.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Kondensatoranordnung.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kondensatoranordnung unter mehrfacher Verwendung der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform.

Fig. 6 zeigt die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kondensatoranordnung in seitli­ cher Querschnittsansicht entlang der in Fig. 5 gezeigten Schnittlinie X-X.

Fig. 7 zeigt eine Kondensatoranordnung aus dem Stand der Technik.

Fig. 8 zeigt eine herkömmliche Kondensatoranordnung un­ ter vielfacher Anwendung der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform in Draufsicht.

Fig. 9 zeigt die in Fig. 8 gezeigte herkömmliche Konden­ satoranordnung in geschnittener Seitenansicht entlang der Linie Y-Y.

In Fig. 1 ist in schematischer Form die grundlegende Schal­ tungsanordnung für eine Speichereinrichtung 1 mit vier Spei­ cherzellen S0 bis S3 dargestellt, und zwar in der Form eines Chain-FeRAMs oder CFRAMS.

Jede der Speicherzellen S0 bis S3 weist einen ferroelektri­ schen Kondensator 100-0 bis 100-3 auf, die somit eine erfin­ dungsgemäße Kondensatoranordnung 10 bilden. Jeder der Konden­ satoren 100-0, . . ., 100-3 ist mit seinen Anschlüssen a0, b0 bis a3, b3 mit den Sourcebereichen bzw. Drainbereichen ent­ sprechender Auswahltransistoren T0 bis T3 verbunden, deren Gatebereiche mit entsprechenden Wortleitungen WL0 bis WLB kontaktiert sind.

Fig. 1 zeigt somit eine CFRAM-Kette mit vier Speicherzellen S0 bis S3. Diese Kette ist eingangsseitig über einen zwi­ schengeschalteten Kettenauswahltransistor oder Block Select Transistor BS mit der Bitleitungseinrichtung BL und ausgangs­ seitig mit einer Plateleitungseinrichtung PL verbunden. Durch den Kettenauswahltransistor oder Block Select Transistor BS wird die jeweilige Kette, hier bestehend aus den Speicherzel­ len S0 bis S3, ausgewählt. Innerhalb der Kette werden die einzelnen Speicherzellen S0 bis S3 über die Wortleitungsein­ richtungen WL0 bis WL3 und die entsprechenden Zellenauswahl­ transistoren T0 bis T3 angesprochen.

Die Speicherzellenkondensatoren 100-0 bis 100-3 sind jeweils benachbart über Kontaktbereiche K1 bis K3 miteinander elektrisch leitend verbunden. Das heißt, der Anschluss b0 des er­ sten Speicherkondensators 100-0 ist über den Anschlussbereich oder Kontaktbereich K1 mit dem Anschluss a1 des zweiten Spei­ cherkondensators 100-1 verbunden usw.

In Fig. 2 ist in einer schematischen und teilweise geschnit­ tenen Seitenansicht eine Vorstufe der erfindungsgemäßen Kon­ densatoranordnung 10 dargestellt, welche mit Hilfe einer Aus­ führungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens er­ zeugt wurde.

Auf einem Träger 20, insbesondere einem Halbleitersubstrat oder dergleichen, ist in einem Bereich der Oberfläche 20a da­ von ein erster Elektrodenbereich 32 ausgebildet. Dieser erste Elektrodenbereich 32 liegt mit einer Unterfläche 32d auf der Oberfläche 20a des Trägers 20 auf. In einem zweiten Verfah­ rensschritt wurde dann nachfolgend ein Dielektrikumsbereich 34 derart aufgebracht, dass die Oberseite 32a, die Seitenbe­ reiche 32c und auch Bereiche der freigebliebenen Oberfläche 20a des Trägers 20 bedeckt sind. Der Dielektrikumsbereich 34 ist bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah­ rens als zusammenhängende Schicht ausgebildet. Auf diese zu­ sammenhängende Dielektrikumsschicht 34 wurde dann nachfolgend ein zweiter Elektrodenbereich 36 aufgebracht, welcher den Dielektrikumsbereich 34 im wesentlichen zusammenhängend ab­ deckt.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäß ge­ wonnenen Kondensatoranordnung 10 ebenfalls in geschnittener Seitenansicht.

Die in der Figur gezeigten Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Kondensatoranordnung weist zwei Kondensatoren 100-1 und 100-2 auf. Die beiden Kondensatoren 100-1 und 100-2 sind auf der Oberfläche 20a des Trägers 20 aufgebracht und besitzen eine elektrisch verbundene untere oder Bottomelektroden BE-1 und BE-2, welche durch den gemeinsamen ersten Elektrodenbe­ reich 32 gebildet werden. Die beiden Kondensatoren 100-1 und 100-2 weisen auch einen gemeinsamen Dielektrikumsbereich 34 auf, welcher die Bereiche der Oberfläche 32a und 32b sowie die Seitenflächen 32c des ersten Elektrodenbereichs 32 und auch Teile der Oberfläche 20a des Trägers 20 abdeckt. Im Ge­ gensatz zur in Fig. 2 gezeigten Vorstufe ist bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform für die erfindungsgemäße Konden­ satoranordnung 10 ein Bereich 36e des zweiten Elektrodenbe­ reichs 36 oberhalb des zentralen Oberflächenbereiches 32e des ersten Elektrodenbereichs 32 abgetragen oder entfernt worden, so dass zwei zweite Elektrodenbereiche 36-1 und 36-2 ausge­ bildet sind, die die oberen Elektroden oder Topelektroden TE- 1 und TE-2 der beiden Kondensatoren 100-1 und 100-2 formen, wobei die Topelektroden TE-1 und TE-2 keinen direkten elek­ trischen Kontakt miteinander aufweisen und somit voneinander separiert sind.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform für eine erfin­ dungsgemäße Kondensatoranordnung 10 mit einem ersten Konden­ sator 100-1 und einem zweiten Kondensator 100-2 ist im Gegen­ satz zur Ausführungsform der Fig. 3 nicht nur ein zentraler Bereich 36e des ursprünglich geschlossen ausgebildeten zwei­ ten Elektrodenbereichs 36 entfernt worden, sondern vielmehr auch ein entsprechend darunterliegender zentraler Bereich 34e des Dielektrikumsbereichs 34 sowie auch der zentrale Bereich 32e des ersten Elektrodenbereichs 32.

Durch die Ausnehmung des Bereiches 32e des ersten Elektroden­ bereichs 32 werden somit zwei im wesentlichen räumlich ge­ trennte erste Elektrodenbereiche 32-1 und 32-2 gebildet, wel­ che die unteren Elektroden oder Bottomelektroden BE-1 und BE-2 des ersten und des zweiten Kondensators 100-1 bzw. 100-2 bilden, wobei aber diese beiden Bottomelektroden BE-1 und BE-2 über einen zentralen Verbindungsbereich 32f des ersten Elektrodenbereichs 32 miteinander elektrisch verbunden sind.

Bei der Ausführungsform der Fig. 6, welche ebenfalls eine er­ findungsgemäße Kondensatoranordnung 10 in geschnittener Sei­ tenansicht zeigt, sind drei Paare Kondensatoren 100-1, 100-2 ausgebildet, die entlang einer Reihe auf der Oberfläche 20a des Trägers 20 vorgesehen sind. Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform sind der ursprünglich durchgehende Dielektri­ kumsbereich 34 und der zweite Elektrodenbereich 36 jeweils in einem Bereich 32e des ersten Elektrodenbereichs 32 durch Aus­ nehmung der darüber angeordneten zentralen Abschnitte 34e und 36e unterbrochen und ausgenommen, wobei aber der jeweilige erste Elektrodenbereich 32 nicht angetastet wurde und somit in seiner ursprünglichen Form vorliegt.

Die Kondensatoren 100-1 und 100-2 der Kondensatorpaare weisen jeweils einen gemeinsamen ersten Elektrodenbereich 32 auf, durch welchen die jeweiligen Bottomelektroden BE-1 und BE-2 geformt werden. Die ersten Elektrodenbereiche 32 bzw. die entsprechenden Bottomelektroden BE-1, BE-2 sind mittels eines Plugbereiches PB mit dem Substrat oder Träger 20 verbunden.

Zusätzlich sind die sich gegenüberstehenden Kondensatoren 100-2, 100-1 benachbarter Paare von Kondensatoren zusätzlich über einen zusammenhängend und gemeinsam ausgebildeten zwei­ ten Elektrodenbereich 36 miteinander elektrisch leitend ver­ bunden. Zusätzlich ist ein Plugbereich PT vorgesehen, durch welchen die Topelektroden TE-2 und TE-2 der Kondensatoren 100-2 und 100-1 benachbarter Paare mit dem Substrat oder Trä­ ger 20 elektrisch leitend verbunden sind.

Somit ergibt sich insgesamt gesehen ein Layout für die in Fig. 1 gezeigte Kondensatoranordnung 10, wobei die Kontaktbe­ reiche K1 bis K3 durch die ersten Elektrodenbereiche 32 in Verbindung mit dem jeweiligen Plugbereich PB bzw. durch die zweiten Elektrodenbereiche 36 benachbarter Kondensatorpaare und den jeweiligen Plugbereich PT gebildet werden.

Entsprechend sind auch die Wortleitungen WL in schematischer Form in Fig. 6 angedeutet.

Die Ausführungsform der Fig. 6 ist in Fig. 5 in Draufsicht auf das Layout noch einmal dargestellt, um die Flächenver­ hältnisse gegenüber dem Stand der Technik besser zu verdeut­ lichen, wobei die Kondensatoranordnung 10 in lateraler Rich­ tung zeilenartig fortgeschrieben wird und wobei die Darstel­ lung der Fig. 6 sich aus der Fig. 5 durch Anbringung des Schnittes entlang der Schnittlinie X-X ergibt.

In der Fig. 5 ist die kleinste strukturell darstellbare Ein­ heit (feature size) mit F bezeichnet.

Der lineare Abstand zwischen dem Zentrum des Plugs PB für die Bottomelektroden BE-1 und BE-2 und dem Zentrum des Plugs PT für die Topelektroden TE-1 und TE-2 benachbarter Kondensator­ paare beträgt 3F. Die Ausnehmungen 34e, 36e im Bereich 32e des ersten Elektrodenbereichs 32 haben eine lineare Ausdeh­ nung von 1F. Die Breiten der Bottomelektroden BE-1 und BE-2 betragen ebenfalls 1F. Für die Seitenbereiche der Kondensato­ ren 100-1 und 100-2 vom Seitenbereich 32c der Bottomelektro­ den BE-1 und BE-2 zum Seitenbereich des jeweils nachfolgenden zweiten Elektrodenbereichs 34-1 bzw. 34-2 hin wird mit 0,5F veranschlagt. Die laterale Breite der Kondensatoranordnung 10 beträgt 2F und der Abstand benachbarter linearer Kondensato­ ranordnungen 10 beträgt 1F. Da ein Überlapp der oberen Elek­ troden oder Topelektroden TE-1 und TE-2 im Hinblick auf die unteren oder Bottomelektroden BE-1 bzw. BE-2 hin entfällt, beträgt die Grundfläche eines Kondensators 100-1 bzw. 100-2 2F × 1,5F = 3F².

Dies ist gegenüber dem konventionellen Ansatz eine Einsparung um 25%, wie sich im Vergleich der Fig. 5 und 6 mit den Fig. 8 und 9 ergibt.

In Gegenüberstellung zu den Fig. 2 bis 4 ist in Fig. 7 ein konventioneller Aufbau einer Kondensatoranordnung 70 mit her­ kömmlichen Kondensatoren 71-1, 71-2 dargestellt. Bei dieser konventionellen Anordnung ist auf der Oberfläche 20a des Trä­ gers 20 zunächst ein Verbindungsbereich 72 explizit aufge­ bracht. Auf diesem Verbindungsbereich 72 sind dann getrennte Bottomelektroden BE-1 und BE-2 vorgesehen, wobei der Verbin­ dungsbereich 72 elektrisch leitfähig ausgebildet ist, um die beiden Bottomelektroden BE-1 und BE-2 miteinander elektrisch leitend zu verbinden. Nachfolgend ist dann ein gemeinsamer Dielektrikumsbereich 34 ausgebildet, der beide Bottomelektro­ den BE-1 und BE-2 überdeckt. Nachfolgend werden dann im Be­ reich der Bottomelektroden BE-1 und BE-2, diese aber nicht berührend oder kontaktierend, getrennte oder separat vonein­ ander ausgebildete Topelektroden TE-1 und TE-2 als zweite und getrennte Elektrodenbereiche 36-1 und 36-2 ausgebildet.

Die Fig. 8 und 9 zeigen nun in zu den Fig. 5 und 6 analoger Art und Weise die konventionelle Kondensatoranordnung 70 in Draufsicht des Layouts bzw. in geschnittener Seitenansicht des Layouts in bezug auf die Schnittlinie Y-Y aus Fig. 8.

Bemerkenswert ist, dass aus einem Vergleich der Fig. 8 mit der Ausführungsform der Fig. 5 folgt, dass die lineare Aus­ dehnung eines einzelnen Kondensators bei der konventionellen Ausführungsform der Fig. 8 3,5F beträgt, während sie, wie oben bereits beschrieben wurde, bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß Fig. 5 3F beträgt, so dass im Flächen­ vergleich ein Kondensator der erfindungsgemäßen Kondensato­ ranordnung 9F² pro Bit beansprucht, während dies bei der kon­ ventionellen Vorgehensweise einen Platzbedarf von 3F × 3,5F = 10,5F² entspricht.

Dies entspricht einer erfindungsgemäßen Flächeneinsparung von etwa 14%. Dabei kommt noch hinzu, dass bei der konventionellen Vorgehensweise die Verbindungsbereiche 72 oder die soge­ nannten Straps explizit vorgesehen werden müssen, was bei der konventionellen Vorgehensweise eine weitere Lithographieebene notwendig macht.

Bezugszeichenliste

1

Speichereinrichtung

10

Kondensatoranordnung

20

Träger

20

a Trägeroberfläche

32

erster Elektrodenbereich

32-1

erster Elektrodenbereich

32-2

erster Elektrodenbereich
32a, b Oberseitenbereiche

32

c Seitenbereich

32

d Unterseite

32

e Zentralbereich

32

f Verbindungsbereich

34

Dielektrikumsbereich

34-1

Dielektrikumsbereich

34-2

Dielektrikumsbereich

36

zweiter Elektrodenbereich

36-1

zweiter Elektrodenbereich

36-2

zweiter Elektrodenbereich

70

herkömmliche Kondensatoranordnung

71-1

herkömmlicher Kondensator

71-2

herkömmlicher Kondensator

72

Verbindungsbereich/Strap

100-0

, . . .,

100-3

erfindungsgemäßer Kondensator
a0-a3 Anschluss, Leitungseinrichtung
b0-b3 Anschluss, Leitungseinrichtung
BL Bitleitung
BE-1, BE-2 Bottomelektrode
BS Block-Select-Transistor
K1-K3 Kontaktbereich
PB Plugbereich Bottomelektrode
PL Plateleitung
PT Plugbereich Topelektrode
S0-S3 Speicherzelle
T0-T3 Zellenauswahltransistor
TE-1, TE-2 Topelektrode
WL Wortleitung

Claims (11)

1. Verfahren zum Herstellen einer Kondensatoranordnung, ins­ besondere für eine Speichereinrichtung oder dergleichen, mit einer Mehrzahl von Kondensatoren auf einem Träger, insbeson­ dere einem Halbleitersubstrat oder dergleichen, mit einem ge­ meinsamen Kontaktbereich, mit den Schritten:

• - Ausbilden mindestens eines ersten Elektrodenbereichs (32) auf einem Oberflächenbereich (20a) des Trägers (20),
• - Ausbilden mindestens eines Dielektrikumsbereichs (34, 34-1, 34-2) zumindest zum Teil auf dem ersten Elektrodenbereich (32) und
• - Ausbilden mindestens eines zweiten Elektrodenbereichs (36, 36-1, 36-2) zumindest zum Teil auf dem Dielektrikumsbereich (34, 34-1, 34-2),

dadurch gekennzeichnet,
dass auf den ersten Elektrodenbereich (32) jeweils auf vom Dielektrikumsbereich (34) abgedeckten Bereichen (32a, 32b) davon eine Mehrzahl im wesentlichen zumindest nicht in direk­ tem elektrischen Kontakt stehende zweite Elektrodenbereiche (36-1, 36-2) ausgebildet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Mehrzahl zweiter Elektrodenberei­ che (36-1, 36-2) durch direktes Aufbringen eines entsprechen­ den Elektrodenmaterials auf den jeweiligen Dielektrikumsbe­ reichen (34, 34-1, 34-2) ausgebildet wird.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Mehrzahl zweiter Elektrodenberei­ che (36-1, 36-2) durch Aufbringen eines gemeinsamen und im wesentlichen zusammenhängenden zweiten Elektrodenbereichs (36) auf dem jeweiligen Dielektrikumsbereich (34, 34-1, 34-2) und durch anschließendes Strukturieren ausgebildet wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem ersten Elektrodenbereich (32) jeweils eine Mehr­ zahl im wesentlichen zumindest nicht in direktem Kontakt ste­ hende Dielektrikumsbereiche (34-1, 34-2) ausgebildet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Mehrzahl von Dielektrikumsberei­ chen (34-1, 34-2) durch direktes Aufbringen eines entspre­ chenden Dielektrikums auf dem jeweiligen ersten Elektrodenbe­ reich (32) ausgebildet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Mehrzahl von Dielektrikumsberei­ chen (34-1, 34-2) durch Aufbringen eines gemeinsamen und im wesentlichen zusammenhängenden Dielektrikumsbereichs (34) auf dem ersten Elektrodenbereich (32) und durch anschließendes Strukturieren ausgebildet wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein Teil der Mehrzahl zweiter Elektrodenberei­ che (36-1, 36-2) durch zumindest im Bereich der ersten Elek­ trodenbereiche (32) ausgebildete Dielektrikumsbereiche (34, 34-1, 34-2) im wesentlichen bündiges und/oder abdeckendes Aufbringen eines ansprechenden Elektrodenmaterials ausgebil­ det wird,
insbesondere durch gemeinsames und/oder gleichzeitiges Struk­ turieren eines auf dem ersten Elektrodenbereich (32) sukzes­ sive ausgebildeten zusammenhängenden Dielektrikumsbereichs (34) und zweiten Elektrodenbereichen (36).

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Elektrodenbereich (32) in einem Zwischenbe­ reich (32e) zwischen benachbarten zweiten Elektrodenbereichen (36-1, 36-2) und/oder Dielektrikumsbereichen (34-1, 34-2), insbesondere von einer dem Träger (20) abgewandten Seite her, durch Strukturieren bis auf dadurch geschaffene erste Elek­ trodenbereiche (32-1, 32-2) im wesentlichen elektrisch ver­ bindende Verbindungsbereiche (32f) abgetragen wird.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Elektrodenbereich (32) als gemeinsame Bottom­ elektrode (BE) für die Kondensatoranordnung (10) verwendet wird und/oder
dass die zweiten Elektrodenbereiche (36-1, 36-2) als getrenn­ te Topelektroden (TE1, TE2) für die Kondensatoranordnung (10) verwendet werden.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kondensatoranordnung (10) für eine Speichereinrich­ tung (1) mit FeRAM-Zellen (S0, . . ., S3) oder dergleichen her­ gestellt wird.

11. Kondensatoranordnung, insbesondere gemäß dem Herstel­ lungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und insbe­ sondere für eine Speichereinrichtung (1), vorzugsweise mit einer Mehrzahl von FeRAM-Zellen (S0, . . ., S3), oder derglei­ chen, mit einer Mehrzahl von Kondensatoren (100-1, . . ., 100-3) auf einen Träger (20) insbesondere auf einem Halblei­ tersubstrat oder dergleichen,
wobei jeder Kondensator (100-1, 100-2) eine auf dem Träger (20) angeordnete Bottomelektrode (BE-1, BE-2) eine zum Teil darauf vorgesehene Dielektrikumsschicht (34-1, 34-2) sowie eine zumindest zum Teil darauf vorgesehene Topelektrode (TE-1, TE-2) aufweist und
wobei die Kondensatoren (100-0, . . ., 100-3) in bezug auf die Bottomelektroden (BE-1, BE-2) eine gemeinsame elektri­ sche Verbindung (110) aufweisen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die gemeinsame elektrische Verbindung (110) als im We­ sentlichen integraler Bestandteil (32f) eines die Bottomelek­ troden (BE-1, BE-2) bildenden und diese im Wesentlichen elek­ trisch verbindenden gemeinsamen ersten Elektrodenbereichs (32) ausgebildet ist.