本发明涉及一种下电极的制作方法，特别是涉及一种具有多个丘陵轮廓的下电极的制作方法。
背景技术：
随着科技的进步，半导体元件的应用越来越广，举例来说，像是动态随机存取存储器(dynamicrandomaccessmemory，dram)元件或是静态随机存取存储器(staticrandomaccessmemory,sram)元件等半导体存储元件一般是包含有电容与晶体管，用以存储与读取数据或信息。由于电脑所需存储空间成长速度遽增，因而所需的电容数量、各电容的电容量也随之增加。因此，半导体制作工艺技术为了满足这样的需求，必须在制作工艺技术上有所改变。
电容主要用以存储代表数据的电荷，必须具备高电容量才可确保数据不易漏失。增加电容的电荷存储能力的方法除了增加介电材料的介电系数以及减少介电材料的厚度外，还可以利用增加电容的表面积来达成。然而，随着半导体技术持续朝向次微米及深次微米推进时，传统的电容制作工艺已经不符使用，因此研究人员开发具有高介电系数的介电材料以及增加电容的表面积，以增加电容的电容值。但是传统上平面式电容增加表面积的方式，会使动态随机存取存储器的集成度下降，故并不适合应用于高度的集成化。高度集成化的动态随机存取存储器需要利用三度空间的电容来实现，存储器元件在进入更高度的集成化时，单纯的三度空间电容结构已不敷使用，因此需要发展在小面积范围内增加电容表面积的方法。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供一种增加电容表面积的下电极制作方法。
根据本发明的一较佳实施例，本发明的一种下电极制作方法包含，首先提供一介电层，然后进行一原子层沉积制作工艺以形成一下电极材料层于介电层上，之后进行一氧化制作工艺，部分氧化下电极材料层，被氧化的下电极材料层转化成一氧化层，未被氧化的下电极材料层成为一下电极，下电极的一上表面包含多个丘陵状轮廓，最后移除氧化层。
根据本发明的一较佳实施例，在形成下电极之后，依续形成电容介电层和上电极覆盖下电极。
为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。然而如下的较佳实施方式与附图仅供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。
附图说明
图1至图9为根据本发明的一较佳实施例所绘示的一种制作电容下电极的方法，其中：
图2为图1中的区域a的放大示意图
图3为接续图1的制作工艺示意图；
图4为图3中的区域b的放大示意图；
图5为接续图3的制作工艺示意图；
图6为图5中的区域c的放大示意图；
图7为接续图5的制作工艺示意图；
图8为接续图7的制作工艺示意图；
图9为接续图8的制作工艺示意图。
主要元件符号说明
10介电层12沟槽
14下电极材料层16氧化层
18下电极20上表面
22最低点24最高点
26底面28电容介电层
30上电极32基底
34晶体管36电容插塞
38源极/漏极掺杂区100电容
110上表面114晶界
120丘陵轮廓
具体实施方式
本发明提供一种制作电容下电极的方法，本发明的方法可以用来制作任何形态的电容的下电极，例如使用在制作平面式、堆叠式或深沟槽型式的电容，以下用堆叠式电容来举例说明。
图1至图8为根据本发明的一较佳实施例所绘示的一种制作电容下电极的方法。如图1所示，首先提供一介电层10，介电层10可以为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅等，介电层10中设置有一沟槽12，接着形成一下电极材料层14顺应地覆盖沟槽12和介电层10的上表面，下电极材料层14可以包含氮化钛、铝、铜、铂、氧化钌、钨或是其它适合的电极材料，本发明的下电极材料层14较佳为氮化钛。下电极材料层14可以利用沉积方式形成，例如化学气相沉积制作工艺、物理气相沉积制作工艺或原子层沉积制作工艺等，请同时参阅图2，图2为图1中的区域a的放大示意图，根据本发明的较佳实施例，下电极材料层14必须利用原子层沉积制作工艺形成，原子层沉积制作工艺是利用制作工艺气体与材料表面进行化学吸附反应，因此种反应具有「自我局限」(self-limited)特性，使得每一次进气循环的过程，仅形成厚度为一层原子的薄膜，在多次进气循环后，薄膜中的厚子会呈现重复且规律的排列，由于原子层沉积制作工艺的此项特性，利用原子层沉积制作工艺所形成的下电极材料层14，会有清楚并且规律重复的晶界114，晶界114为两个相邻的晶粒(grain)的分界。值得注意的是在此阶段下电极材料层14的表面是平坦的。
请同时参阅图1和图3，进行一氧化制作工艺，部分氧化下电极材料层14，被氧化的下电极材料层14转化成一氧化层16，未被氧化的下电极材料层14成为一下电极18，下电极18的一上表面20包含多个丘陵状轮廓120，每个丘陵状轮廓120各自由一个晶粒(grain)所构成，若是下电极材料层14为氮化钛，则氧化层16则是氧化钛。氧化制作工艺可以利用化学氧化制作工艺或热氧化制作工艺等氧化方式，详细来说，在氧化制作工艺中，氧气先氧化下电极材料层14的表面，接着氧气沿着下电极材料层14的晶界114扩散并且继续氧化下电极材料层14，被氧化的下电极材料层14转化成氧化层16，未被氧化的下电极材料层14则定义为下电极18，当氧气沿着下电极材料层14的晶界114扩散，进而氧化下电极材料层14时，就会在剩余的下电极材料层14的上表面形成多个丘陵状轮廓120，也就是在下电极18的上表面20形成多个丘陵状轮廓120，图4为图3中的区域b的放大图，如图4所示，下电极18的上表面20的各个丘陵状轮廓120彼此相连。
如图5所示，移除氧化层16使得下电极18曝露出来，移除氧化层16的方式包含湿蚀刻、干蚀刻、反应性离子蚀刻或反应离子蚀刻等方式，此时本发明的下电极18业已完成，图6为图5中的区域c的放大图，如图6所示，根据本发明的较佳实施例，下电极18的各个丘陵轮廓120大小相同，但不限于此，在改变制作工艺参数后，各个丘陵轮廓120的大小也可以不同，在各个丘陵轮廓120大小相同的情况下，相邻的各个丘陵轮廓120之间设置有一最低点22，详细来说最低点22在晶界114的顶点，各个丘陵轮廓120各自包含一最高点24，最低点22至最高点24之间在垂直方向y的距离为一第一距离d1，下电极18具有一底面26和介电层10接触，而底面26至各个丘陵轮廓120的最高点24在垂直方向y的距离为一第二距离d2，第一距离d1除以第二距离d2的数值较佳介于0.05至0.9之间。前述的垂直方向y定义为和介电层10的上表面垂直的方向。此外，如前文所述，下电极材料层14可以包含氮化钛、铝、铜、铂、氧化钌、钨或是其它适合的电极材料，因此由下电极材料层14构成的下电极18，其材料也是氮化钛、铝、铜、铂、氧化钌、钨或是其它适合的电极材料，下电极18较佳是氮化钛。值得注意的是本发明的下电极材料层14在初始形成时其表面是平坦的，在氧化制作工艺完成后才形成多个丘陵轮廓120，换句话说，本发明的多个丘陵轮廓120是经过氧化制作工艺后才形成的。
如图7所示，形成一电容介电层28顺应地覆盖下电极18，电容介电层28可以为高介电常数材料，例如氧化铝、氧化锆、钛酸锶钡(bariumstrontiumtitanate,bst)、锆钛酸铅(leadzirconatetitanate,pzt)、硅酸锆(zrsio4)、氧化硅铪(hfsio2)、氮氧化硅铪(hfsion)、氧化钽或上述材料的组合。如图8所示，形成一上电极30覆盖电容介电层28。如图9所示，回蚀刻上电极30、电容介电层28和下电极18，移除超出介电层10的上表面110的上电极30、电容介电层28和下电极18，此时一电容100业已完成。根据本发明的一较佳实施例，在介电层10下方可另外设置一基底32，基底32可以为一硅(silicon)基底、一锗(germanium)基底、一砷化镓(galliumarsenide)基底、一硅锗(silicongermanium)基底、一磷化铟(indiumphosphide)基底、一氮化镓(galliumnitride)基底或一碳化硅(siliconcarbide)基底等，基底32上可以设置有一晶体管34，电容100可以电连接晶体管34以构成一动态随机存取存储器单元，电容100的下电极14可以电连结一电容插塞36，电容插塞36电连晶体管的源极/漏极掺杂区38。
电容值的大小取决于电容表面积和上下电极的距离，本发明利用氧化方式使下电极具有多个丘陵轮廓，造成下电极的表面积增加，因此提升电容表面积，进而增加电容值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。