Bei der Herstellung von Halbleiterspeichern, die z. B. eine mikroelektronische Struktur darstellen, werden in zunehmendem MaBe Materialien mit einer hohen Dielektrizitätskonstante bzw. mit ferroelektrischen Eigenschaften als Kondensatordie- lektrikum eingesetzt. Im allgemeinen weisen derartige Halb- leiterspeicher eine Vielzahl von Speicherzellen auf, die zu- mindest einen Auswahltransistor und einen Speicherkondensator umfassen. Der Speicherkondensator besteht dabei aus dem Kon- densatordielektrikum, welches sich zwischen zwei Elektroden befindet. Ein geeignetes Kondensatordielektrikum mit ausrei- chend hoher Dielektrizitätskonstante ist beispielsweise Bari- um-Strontium-Titanat (BST). Dieses Material erfordert jedoch bei seiner Abscheidung oder einer notwendigen Nachbehandlung eine oxidierende Atmosphäre, die zu einem Angreifen der Elek- troden führen kann. Im ungünstigsten Fall werden die Elektro- den oxidiert und damit unbrauchbar. Daher wurden oxidations- resistente Materialien, z. B. Platin, als Elektrodenmateriali- en vorgeschlagen. Platin neigt jedoch bei hohen Temperaturen bei unmittelbaren Kontakt mit Silizium zu einer Silizierung, durch die die elektrische Leitfähigkeit der Elektroden ver- schlechtert wird. Daher wird üblicherweise zwischen der Pla- tinelektrode und einem mit Silizium gefüllten Kontaktloch ei- ne Diffusionsbarriere angeordnet, durch die eine Platin-bzw.

Siliziumdiffusion verhindert werden soll.

Darüber hinaus kann Sauerstoff relativ leicht durch Platin hindurch diffundieren und dabei unter der Platinschicht ange- ordnete Schichten, beispielsweise die Platin-bzw. Silizium-

diffusionsbarriere, oxidieren. Daher bedarf es einer weiteren Diffusionsbarriere, die insbesondere eine Sauerstoffdiffusion verhindert.

Häufig verwendete Barrierensysteme bestehen aus einer Schichtkombination aus einer Titan-und einer Titannitrid- schicht bzw. aus einer Tantal-und Tantalnitridschicht. Auf dieses Barrierensystem wird nachfolgend die Platinschicht aufgetragen und gemeinsam mit dem Barrierensystem geätzt. Da- durch entsteht ein in der Regel planarer Schichtstapel mit freiliegenden Barriereschichten an den Rändern des Schichten- stapels. Insbesondere diese Randgebiete sind bei der nachfol- genden Abscheidung des Kondensatordielektrikums der sauer- stoffhaltigen Atmosphäre ausgesetzt und können zumindest teilweise oxidieren. Darüber hinaus hat es sich gezeigt, daß bei der Abscheidung des Kondensatordielektrikums mittels ei- nes CVD-Prozesses (Chemical Vapor Deposition) die Schichtdik- ke des abgeschiedenen Kondensatordielektrikums von der jewei- ligen Unterlage (Platin bzw. Barriere) abhängen kann. Eine unterschiedlich hohe Schichtdicke des Kondensatordielektri- kums führt jedoch bei Anlegen einer Spannung an die beiden Elektroden des Speicherkondensators zu unterschiedlich hohen Feldstärken, durch die es zu Frühausfällen des Kondensator- dielektrikums kommen kann. Weiterhin kann es durch die lokale Aufoxidation der Barrierenschicht in den Randbereichen des Schichtenstapels zu einer Volumenvergrößerung und damit zu hohen mechanischen Spannungen oder zu einer Verschlechterung des elektrischen Kontakts zum darunter befindlichen Substrat kommen.

Zum Schutz der Barrierenschicht insbesondere in den Randbe- reichen des Schichtstapels werden gemäß EP 0 739 030 A2 ent- weder seitliche Passivierungsrandstege aus einem isolierenden Material verwendet, oder die Barrierenschicht wird vollstän- dig mit einer leitfähigen sauerstoffresistenten Schicht be- legt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Barrieren-

schicht zu vergraben. Der dazu notwendige Polierschritt ist jedoch relativ aufwendig.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfah- ren zu benennen, bei dem die Randbereiche der Barrieren- schicht vor einer Oxidation weitestgehend geschttzt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Verfahren zum Herstellen einer mikroelektronischen Struktur, mit folgenden Schritten : -eine auf einem Substrat angeordnete Schichtstruktur, die das Substrat teilweise bedeckt und zumindest eine bis zu einer Seitenwand der Schichtstruktur reichende erste leit- fähige Schicht aufweist, wird bereitgestellt ; auf die Schichtstruktur und das Substrat wird eine zweite leitfähige Schicht aufgebracht ; und -die zweite leitfähige Schicht wird nachfolgend unter Ver- wendung eines Atzverfahrens mit physikalischem Abtrag zu- mindest teilweise vom Substrat abgetragen, so daß sich ab- getragenes Material zumindest teilweise an der Seitenwand der Schichtstruktur ablagert.

Erfindungsgemäß wird auf die das Substrat teilweise bedecken- de Schichtstruktur und auf das Substrat selbst eine zweite leitfähige Schicht aufgebracht. Dabei ist es nicht notwendig, daß die zweite leitfähige Schicht die Schichtstruktur und das Substrat konform belegen. Hingegen sollte die zweite leitfä- hige Schicht zumindest das freiliegende Substrat ausreichend mit einer gewissen Schichtdicke belegen. Die zu schützende Seitenwand der Schichtstruktur und insbesondere die bis zur Seitenwand reichende erste leitfähige Schicht werden nachfol- gend durch einen geeignet gewählten Abtragungs-und Ablage- rungsprozeß mit Material aus der zweiten leitfähigen Schicht belegt. Dies erfolgt insbesondere durch Verwendung eines Atz- verfahrens mit physikalischem Abtrag, wodurch das Material von der zweiten leitfähigen Schicht abgetragen wird, das sich nachfolgend wieder auf der Oberfläche der Schichtstruktur und

des Substrats ablagern kann. Derartige Umlagerungsprozesse werden beispielsweise durch Argonsputtern erreicht.

Bei dieser Umlagerung von Material schlägt sich auch abgelö- stes Material an der Seitenwand der Schichtstruktur nieder und bedeckt diese. Die Höhe des Niederschlags hängt unter an- derem von der Neigung der Seitenwand, der Energiedosis der auftreffenden Argonionen sowie der Winkelverteilung der her- ausgeschlagenen Atome ab.

Durch das Abtragen der zweiten leitfähigen Schicht wird diese weitestgehend von der Oberseite der Schichtstruktur und dem freiliegenden Substrat entfernt. Aufgrund der geometrischen Verhältnisse erfolgt der Abtrag von Material von den Seiten- wänden der Schichtstruktur deutlich langsamer als von der Oberseite der Schichtstruktur und dem freiliegenden Substrat.

Andererseits kann sich abgetragenes Material auf der gesamten Oberfläche der Schichtstruktur und des Substrats wieder abla- gern, wobei dies jedoch mit einer cosinusförmigen Winkelver- teilung bezüglich der auftreffenden Sputteratome erfolgt. Die gleichzeitig stattfindenden Abtragungs-und Ablagungsprozesse führen zusammen jedoch zu einem Nettoabtrag der zweiten leit- fähigen Schicht von insbesondere der Oberseite der Schicht- struktur und dem freiliegenden Substrat und zu einem Netto- auftrag von abgetragenem Material insbesondere auf die Sei- tenwände der Schichtstruktur. Es kann daher auch von einer Umlagerung von Material von im wesentlichen horizontalen Flä- chen auf im wesentlichen vertikale Flächen gesprochen werden, wobei die im wesentlichen vertikalen Flächen etwa parallel bzw. in einem spitzen Winkel zu den auftreffenden Sputterato- men liegen. Die Sputteratome werden dabei von den im Ätzver- fahren verwendeten Atzsubstanzen, z. B. Argon, gebildet.

Bevorzugt sollte die zweite leitfähige Schicht eine ausrei- chende Dicke aufweisen, damit eine ausreichende Materialmenge zur Redeponierung an den Seitenwänden bzw. der Seitenwand der

Schichtstruktur vorliegt. Es wird angestrebt, zumindest die erste leitfähige Schicht vollständig mit wieder abgelagertem Material aus der zweiten leitfähigen Schicht zu bedecken.

Bevorzugt wird mittels des Atzverfahrens zumindest die zweite leitfähige Schicht vollständig vom Substrat entfernt. Dabei ist es unerheblich, ob die zweite leitfähige Schicht eben- falls vollständig von der Oberseite des Schichtstapels ent- fernt wird, oder teilweise auf dieser verbleibt.

Die erste leitfähige Schicht stellt im allgemeinen eine Bar- riere und/oder Haftschicht dar. Auf dieser Barrieren- und/oder Haftschicht kann sich eine dritte leitfähige Schicht befinden, die insbesondere bei Halbleiterspeichern als Elek- trodenmaterial Verwendung findet. Dies kann entweder eine leitfähige Metallschicht oder eine leitfähige Metalloxid- schicht sein. Die Metallschicht kann insbesondere aus Platin, Ruthenium, Iridium, Osmium, Rhodium, Rhenium oder Palladium und die Metalloxidschicht insbesondere aus Rutheniumoxid, Iridiumoxid, Rheniumoxid, Osmiumoxid, Strontium-Rutheniumoxid oder Rhodiumoxid bestehen. Bevorzugt besteht die Schicht- struktur aus der unten sitzenden ersten leitfähigen Schicht und aus der auf der Oberseite der ersten leitfähigen Schicht angeordneten dritten leitfähigen Schicht.

Auf diese Schichtstruktur wird die zweite leitfähige Schicht, die bevorzugt aus Platin besteht, aufgebracht und mit dem Atzverfahren mit physikalischem Abtrag auf der Oberfläche des Substrats bzw. der Schichtstruktur verteilt, so daß sich ins- besondere an der Seitenwand der Schichtstruktur eine zusam- menhängende Platinschicht herausbildet. Diese soll insbeson- dere die Randbereiche der ersten leitfahigen Schicht bedecken und diese insbesondere vor einem Sauerstoffangriff bei nach- folgenden Prozeßschritten schützen.

Sofern die zweite und dritte leitfähige Schicht aus demselben Material bestehen, weist die Schichtstruktur nach dem Rückät-

zen der zweiten leitfähigen Schicht eine vollständig aus ei- nem Material bestehende Oberfläche auf. Dies wirkt sich vor- teilhaft auf Schichteigenschaften von nachfolgend auf die Schichtstruktur aufzubringende Schichten aus. Bevorzugt be- stehen die zweite und dritte leitfähige Schicht aus einem Edelmetall, insbesondere aus Platin.

Durch das Atzverfahren soll weiterhin die zweite leitfähige Schicht möglichst vollständig von dem Substrat entfernt wer- den, damit benachbarte Schichtstrukturen elektrisch nicht durch die zweite leitfähige Schicht verbunden werden.

Nach Herstellung der Seitenwandschutzschicht wird eine die- lektrische metalloxidhaltige Schicht möglichst konform abge- schieden. Für die dielektrische metalloxidhaltige Schicht, die insbesondere bei einem Halbleiterspeicher das Hoch-s- Dielektrikum bzw. das ferroelektrische Kondensatordielektri- kum darstellt, werden insbesondere Metalloxide der allgemei- nen ABOX oder DOx verwendet, wobei A insbesondere für wenig- stens ein Metall aus der Gruppe Strontium (Sr), Wismut (Bi), Niob (Nb), Blei (Pb), Zirkon (Zr), Lanthan (La), Lithium (Li), Kalium (K), Kalzium (Ca) und Barium (Ba), B insbesonde- re für wenigstens eine Metall aus der Gruppe Titan (Ti), Niob (Nb), Ruthenium (Ru), Magnesium (Mg), Mangan (Mn), Zirkon (Zr) oder Tantal (Ta), D für Titan (Ti) oder Tantal (Ta) und O für Sauerstoff steht. X kann zwischen 2 und 12 liegen. Die- se Metalloxide weisen je nach Zusammensetzung dielektrische oder ferroelektrische Eigenschaften auf, wobei die angestreb- ten Hochdielektrikaeigenschaften (s>20) bzw. die hohe rema- nente Polarisation bei Ferroelektrika gegebenenfalls erst nach einem Hochtemperaturschritt zur Kristallisation der Me- talloxide erreicht werden. Unter Umständen liegen diese Mate- rialien in polykristalliner Form vor, wobei häufig perowskit- ähnliche Kristallstrukturen, Mischkristalle, schichtförmige Kristallstrukturen oder Supergitter beobachtet werden können. Grundsätzlich eignen sich alle perowskitähnlichen Metalloxide der allgemeinen Form ABOX zum Bilden der dielektrischen me-

talloxidhaltigen Schicht. Dielektrische Materialien mit hohem e (c > 50) bzw. Materialien mit ferroelektrischen Eigenschaf- ten sind beispielsweise Barium-Strontium-Titanat (BST, Bal-xSrxTio3) niobiumdotiertes Strontium-Wismut-Tantalat (SBTN, SrxBiy (TazNbl-z) 03, Strontium-Titanat (STO, SrTiO3), Strontium-Wismut-Tantalat (SBT, SrxBiyTa209), Wismut-Titanat (BTO, Bi4Ti3Ol2), Blei-Zirkonat-Titanat (PZT, Pb (ZrxTil-x) O3), Strontium-Niobat (SNO, Sr2Nb2O.), Kalium-Titanat-Niobat (KTN) sowie Blei-Lanthan-Titanat (PLTO, (Pb, La) Ti03). Als Hoch-s -Dielektrikum kommt darüber hinaus auch Tantaloxid (Ta-, 05) zur Anwendung. Im folgenden soll unter dielektrisch sowohl eine dielektrische, paraelektrische oder ferroelektrische Schicht verstanden werden, so daß die dielektrische metal- loxidhaltige Schicht dielektrische, paraelektrische oder fer- roelektrische Eigenschaften aufweisen kann.

Neben dem Schutz der Seitenbereiche der ersten leitfähigen Schicht weist die durch das erfindungsgemäße Verfahren herge- stellte mikroelektronische Struktur darüber hinaus auch eine gleichmäßige Unterlage für die Abscheidung der dielektrischen metalloxidhaltigen Schicht auf. Dies wird insbesondere da- durch erreicht, daß sowohl die dritte leitfähige Schicht als auch die zweite leitfähige Schicht aus Platin bestehen, und dadurch sowohl die Oberseite der Schichtstruktur als auch de- ren Seitenwände mit einer Platinschicht belegt sind. Die aus dem gleichen Material bestehende Oberfläche der Schichtstruk- tur ermöglicht eine relativ gleichmäßige Kantenbedeckung der Schichtstruktur mit der dielektrischen metalloxidhaltigen Schicht, wodurch insbesondere lokal hohe elektrische Feld- stärken vermieden werden können. Darüber hinaus schützt die an der Seitenwand der Schichtstruktur gebildete Schutzschicht aus Platin die erste leitfähige Schicht weitestgehend vor ei- ner Oxidation.

Im weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei- spiels beschrieben und in Figuren skizzenhaft dargestellt. Es zeigen :

Fig. 1 bis 5 verschiedene Verfahrensschritte bei der Her- stellung einer mikroelektronischen Struktur.

In Figur 1 ist ein Substrat 5 dargestellt, auf dessen Ober- fläche 10 eine Titanschicht 15, eine Titannitridschicht 20 und eine Platinschicht 25 in Form eines Schichtenstapels sit- zen. Optional kann die Titanschicht 15 auch aus Tantal und die Titannitridschicht 20 aus Tantalnitrid bestehen. Nachfol- gend werden die drei Schichten 15,20 und 25 gemeinsam ge- ätzt, wobei voneinander getrennte Schichtstrukturen 30 auf der Oberfläche 10 des Grundsubstrats verbleiben. Diese Schichtstrukturen 30 umfassen jeweils die im unteren Bereich angeordnete Titanschicht 15 und Titannitridschicht 20 und die im oberen Bereich befindliche Platinschicht 25. Bei diesem Ausführungsbeispiel stellt die Platinschicht 25 die dritte leitfähige Schicht dar, hingegen bilden die Titanschicht 15 und die Titannitridschicht 20 gemeinsam die erste leitfähige Schicht. Optional kann sich zwischen der Platinschicht 25 und der Titannitridschicht 20 noch eine weitere Schicht, insbe- sondere eine Sauerstoffdiffusionsbarriere, befinden, die ebenfalls zur ersten leitfähigen Schicht gerechnet werden kann.

Die Schichtstrukturen 30 weisen jeweils zumindest eine Sei- tenwand 35 auf, die im vorliegenden Fall nahezu senkrecht zur Oberfläche 10 des Substrats 5 ausgerichtet sind. Die Seiten- wand 35 kann jedoch auch geneigt sein. Die Neigung hängt ins- besondere von dem verwendeten Atzprozeß zum Strukturieren der Platinschicht 25, der Titanschicht 15 und der Titannitrid- schicht 20 ab. Andeutungsweise ist dies durch abgerundete Ek- ken 40 der Platinschicht 25 dargestellt. Sofern die Schicht- struktur 30 zylinderförmig ausgebildet ist, weist diese eine einzige, die Schichtstruktur vollständig umlaufende Seiten- wand 35 auf. Unterhalb jeder Schichtstruktur 30 befindet sich weiterhin ein mit Polysilizium gefullte Kontaktloch 42, wel- ches das Substrat 5 durchsetzt und beispielsweise bis zu ei- nem hier nicht näher dargestellten Auswahltransistor führt.

Nachfolgend wird eine weitere Platinschicht 45, die hier die zweite leitfähige Schicht darstellt, auf das Substrat 5 und auf die Schichtstruktur 30 aufgebracht. Dabei ist es nicht notwendig, daß die Seitenwand 35 der Schichtstruktur 30 mit der weiteren Platinschicht 45 bedeckt wird. Dadurch können zum Auftragen der Platinschicht 45 auch nichtkonforme Verfah- ren, z. B. Sputtern oder Aufdampfen, verwendet werden. An- schließend wird die weitere Platinschicht 45 durch einen Sputterätzprozeß zurückgeätzt. Bei diesem Atzverfahren werden in der Regel Gasgemische aus Argon und weiteren Zusätzen, z. B. Chlor und Sauerstoff, eingesetzt. Die Zusätze bewirken insbesondere ein gleichmäßiges Zurückätzen der Platinschicht 45, wodurch sich relativ glatte Oberflächen erzeugen lassen.

Der eigentliche Abtrag der weiteren Platinschicht 45 erfolgt während des Sputterätzprozesses durch Beschuß der weiteren Platinschicht 45 mittels gerichteter Argonionen, d. h. die Ar- gonionen werden mittels eines elektrischen Feldes beschleu- nigt und treffen mit relativ hoher Geschwindigkeit auf die weitere Platinschicht 45 auf. Der Winkel, unter denen die Ar- gonionen auf die weitere Platinschicht 45 auftreffen, kann frei gewahlt werden, sollte jedoch so eingestellt sein, daB die zwischen zwei Schichtstrukturen 30 befindliche weitere Platinschicht 45 von der Oberfläche 10 des Substrats 5 mög- lichst vollständig entfernt werden kann. Dies ist einerseits für die vollständige elektrische Isolation benachbarter Schichtstrukturen 30 und andererseits für eine möglichst vollständige Bedeckung der Seitenwand 35 jeder Schichtstruk- tur 30 nötig. Die auftreffenden Argonionen sind mit Pfeilen 50 dargestellt.

Im Gegensatz zu den gerichteten Argonionen 50 weisen die aus der weiteren Platinschicht 45 herausgeschlagenen Platinatome eine Winkelverteilung auf, die im wesentlichen einer Cosinus- verteilung entspricht. Dadurch gelangen abgetragene

Platinatome an die Seitenwand bzw. Seitenwände 35 der Schichtstrukturen 30 und können sich dort ablagern. Die her- ausgelösten Platinatome sind mit Pfeilen 55 gekennzeichnet.

Durch das Zurückätzen der weiteren Platinschicht 45 bilden sich metallische Schutzschichten 60 in Form von seitlichen Randstegen an der Seitenwand 35 der Schichtstruktur 30 her- aus. Diese bestehen nahezu vollständig aus abgetragenem Mate- rial aus der weiteren Platinschicht 45, die ihrerseits von der Oberfläche 10 des Substrats 5 nahezu vollständig entfern- te wurde. Wichtig dabei ist, daß die Schichtstrukturen 30 nunmehr nicht mehr durch die Platinschicht 45 elektrisch mit- einander verbunden sind. Durch die aus Platin bestehende me- tallische Schutzschicht 60, die die Seitenwand 35 vollständig bedeckt und bis zur Platinschicht 25 reicht, ist die Schicht- struktur 30 vollständig von einer Platinschicht überzogen.

Dadurch wird eine aus einem einzigen Material bestehende Oberfläche fUr die nachfolgende Abscheidung der dielektri- schen metalloxidhaltigen Schicht bereitgestellt. Außerdem schützt die metallische Schutzschicht 60 die Titanschicht 15 und die Titanschicht 20 in ihren Randbereichen 65, d. h. im Bereich der Seitenwand 35 der Schichtstruktur 30. Ein weitere Vorteil der mit diesem Verfahren hergestellten mikroelektro- nischen Struktur besteht darin, daß die aufgebrachte metalli- sche Schutzschicht 60 eventuell vorhandene scharfe Kanten der Schichtstruktur überdeckt und leicht ausgleicht. Dadurch wer- den schwer zu bedeckende Topologien entschärft, wodurch ste- tige bzw. kontinuierlich verlaufende Höhenübergänge geschaf- fen werden, auf denen die nachfolgend aufzubringende dielek- trische metalloxidhaltige Schicht gleichmäßig und streßfrei aufwachsen kann. Außerdem weist die metallische Schutzschicht 60 eine leichte Neigung auf, die ebenfalls zu einer verbes- serten Abscheidung der dielektrischen metalloxidhaltigen Schicht beiträgt. Die beschriebene Struktur ist in Figur 4 dargestellt.

Abschließend wird gemäß Figur 5 auf die Schichtstruktur 30 und das Substrat 5 eine dielektrische metalloxidhaltige Schicht 70, z. B. eine BST-Schicht, ganzflächig und konform aufgetragen. Dies folgt bevorzugt mittels eines CVD-Prozesses wobei die Schichtdicke zumindest im Bereich der metallischen Schutzschicht 60 und der Platinschicht 25 aufgrund des glei- chen Materials nahezu konstant ist. Auf die dielektrische me- talloxidhaltige Schicht 70 wird abschließend ganzflächig und weitestgehend konform eine obere Elektrodenschicht 75 aus Platin aufgetragen. Ggf. muß die dielektrische metalloxidhal- tige Schicht 70 noch durch einen Hochtemperaturschritt in An- wesenheit von Sauerstoff einem Kristallisationsprozeß unter- worfen werden, durch den die angestrebten dielektrischen Ei- genschaften, d. h. entweder eine hohe relative Dielektrizi- tätskonstante oder remanente Polarisation, verbessert werden sollen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere bei der Her- stellung von Halbleiterspeichern eingesetzt, bei denen sich auf einem isolierenden Substrat 5 eine Vielzahl von Speicher- kondensatoren befindet, die bevorzugt in Form eines Stapels aufgebaut sind. Dabei stellen die erste, zweite und dritte leitfähige Schicht die untere Elektrode einschließlich not- wendiger Barrieren dar, die von einem Kondensatordielektrikum (dielektrische metalloxidhaltige Schicht) und einer weiteren oberen Elektrodenschicht bedeckt sind.