半导体结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种半导体结构及其制造方法。半导体结构包括结构的基板，具有单元区域与周边区域。膜具层形成在该结构的基板上，覆盖该单元区域与该周边区域。在该单元区域内，多个柱状电极层形成在该膜具层中。在该周边区域内，多个虚设柱状电极层形成在该膜具层中。保护圈形成在该膜具层中，围绕该单元区域。

Semiconductor Structure and Its Manufacturing Method

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其制造方法
本专利技术涉及一种半导体结构制造技术，且特别是关于存储装置的存储电容器的制造技术。
技术介绍
存储装置，例如动态随机存储(DRAM)装置的存储单元是利用电容器来达成。电容器的电容值较高就能够保证随存储的数据不会遗失，造成数据错误。要提高电容器的电容值的方法，较直接的方式是增加电容器的面积。然而由于晶片上可以制作元件的面积是有其限制的。因此电容器的面积无法横向延伸而过度占用制作元件的面积。因此，增加电容器的面积会以垂直方向沿伸。如此，电容器的结构一般会是长细的柱状结构。如此导致含有柱状电容器阵列的单元区域的高度会必周围的高度高很多。为了能够有较平坦的整体制造平面，以利于后续例如形成上电极层等结构，在单元区域的周边区域会填入牺牲材料层，但是在沉积牺牲材料层后，在通过研磨方式而得到平坦的工作平面时，由于周边区域的高度落差仍相当大，因此周边区域一般会产生凹陷，无法有效得到较平坦的工作平面。上述问题，在垂直式电容器的制造上，是需要考虑如何避免，以期能得到较佳品质的电容式存储装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种半导体结构及其制造方法，其可以维持周边区域的元件密度，而有效防止周边区域的凹陷。依据一实施例，本专利技术提供一种半导体结构，包括结构基板，具有单元区域与周边区域。膜具层形成在该结构的基板上，覆盖该单元区域与该周边区域。在该单元区域内，多个柱状电极层形成在该膜具层中。在该周边区域内，多个虚设柱状电极层形成在该膜具层中。保护圈形成在该膜具层中，围绕该单元区域。依据一实施例，对于所述半导体结构，其还包括支撑层在该膜具层的顶部，以支撑该多个柱状电极层。依据一实施例，对于所述半导体结构，该结构的基板包括内连接结构以分别连接该多个柱状电极层，其中该多个柱状电极层当作多个存储单元的多个下电极层。依据一实施例，对于所述半导体结构，其还包括上电极层分别在该多个柱状电极层上方，以及电容介电层在该多个柱状电极层与该上电极层之间。依据一实施例，对于所述半导体结构，该保护圈包含至少内圈与外圈的两圈。依据一实施例，对于所述半导体结构，该虚设柱状电极层是柱状凹洞结构。依据一实施例，对于所述半导体结构，该虚设柱状电极层的该柱状凹洞结构被介电材料填满。依据一实施例，对于所述半导体结构，该虚设柱状电极层该柱状凹洞结构维持开放空间。依据一实施例，对于所述半导体结构，该多个柱状电极层、该虚设柱状电极层及该保护圈是由相同的导电层在该膜具层中分别形成。依据一实施例，对于所述半导体结构，该膜具层包括多个第一柱状开口于该膜具层中，以在该多个第一柱状开口的表面形成该多个柱状电极层。多个第二柱状开口于该膜具层中，以在该多个第二柱状开口的表面形成该多个虚设柱状电极层。保护圈开口于该膜具层中，以在该保护圈开口的表面形成该保护圈。依据一实施例，本专利技术提供一种制造半导体结构的方法，包括提供结构基板有单元区域与周边区域。形成膜具层在该结构基板上，覆盖该单元区域与该周边区域。在该单元区域内形成多个柱状电极层在该膜具层中。在该周边区域内，形成多个虚设柱状电极层在该膜具层中。形成保护圈在该膜具层中，围绕该单元区域。依据一实施例，对于所述的制造半导体结构的方法，还包括形成支撑层在该膜具层的顶部，以支撑该多个柱状电极层。依据一实施例，对于所述的制造半导体结构的方法，提供该结构的基板的步骤包括形成内连接结构以分别连接该多个柱状电极层，其中该多个柱状电极层当作多个存储单元的多个下电极层。依据一实施例，对于所述的制造半导体结构的方法，还形成上电极层分别在该多个柱状电极层上方，以及电容介电层在该多个柱状电极层与该上电极层之间。依据一实施例，对于所述的制造半导体结构的方法，形成该保护圈包括形成至少内圈与外圈的两圈。依据一实施例，对于所述的制造半导体结构的方法，该虚设柱状电极层是柱状凹洞结构。依据一实施例，对于所述的制造半导体结构的方法，该虚设柱状电极层的该柱状凹洞结构被介电材料填满。依据一实施例，对于所述的制造半导体结构的方法，该虚设柱状电极层该柱状凹洞结构维持开放空间。依据一实施例，对于所述的制造半导体结构的方法，使用相同的导电层，以分别形成该多个柱状电极层、该虚设柱状电极层及该保护圈在该膜具层中。依据一实施例，对于所述的制造半导体结构的方法，形成该膜具层包括形成多个第一柱状开口于该膜具层中，以在该多个第一柱状开口的表面形成该多个柱状电极层。形成多个第二柱状开口于该膜具层中，以在该多个第二柱状开口的表面形成该多个虚设柱状电极层。形成保护圈开口于该膜具层中，以在该保护圈开口的表面形成该保护圈。附图说明包含附图以便进一步理解本专利技术，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本专利技术的实施例，并与描述一起用于解释本专利技术的原理。图1为本专利技术所考虑的半导体结构所存在可能缺陷的剖面结构示意图；图2为本专利技术所考虑的半导体结构所存在可能缺陷的剖面结构示意图；图3为本专利技术所考虑的半导体剖面结构示意图；图4为本专利技术所考虑的半导体剖面结构示意图；图5为本专利技术所考虑的半导体上视结构示意图；以及图6为本专利技术所考虑的制造半导体结构的方法的流程示意图。附图标号说明50:单元区域200:电容器阵列60:周边区域202、202a:支撑层100:晶片204:膜具层102:元件层208:下电极层104:内连线层210:虚设下电极层106:插塞212:上电极层108:基板214:电容介电层110、110a:支撑层220:保护圈112:下电极层230、232、246:牺牲层114、114a、114b:牺牲层120:电容器阵列300:电容器302:虚设电容器304:保护圈具体实施方式现将详细地参考本专利技术的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。对于传统结构，电容式的存储单元是在基板结构上所预定的单元区域内先形成膜具层(moldlayer)。接着在膜具层形成凹洞阵列以及在其凹洞表面形成下电极。而膜具层没有延伸到周围区域，因此周围区域维持在基底结构。由于一般会利用高度来形成柱状电容器，以增加电容值，因此下电极的高度相当大，因此造成单元区域与周边区域之间很大的高度落差。为了利于后续制作工艺的进行，虽然传统会利用牺牲层来全面覆盖单元区域与周边区域，而再利用研磨达到较接近平坦面的条件，但是除了需要很厚的牺牲层，而在研磨中也无可避免会在周边区域造成凹陷，而无法确实达到平坦面。在解决上述问题时，可以在单元区域要形成模具层以及所需要的其它叠层时，此模具层以及其它叠层也会在周边区域形成。对于此基础结构，在单元区域与周边区域是较为平坦结构，但是在湿蚀刻过程中，周边区域仍会被溢出的蚀刻剂造成蚀刻。于是单元区域要形成下电极的凹洞时，另外在单元区域的外围形成环绕单元区域的开口圈，当下电极层形成在凹洞的侧壁时，也同时在开口圈的侧壁形成保护圈，可以防止蚀刻剂溢出到周边区域。也就是，保护圈可以防止在单元区域要形成柱状电容器的过程中，例如蚀刻制作工艺而造成周边区域的破坏。本案更提出凹洞阵列会涵盖单元区域与周边区域，而在单元区域与周边区域之间也形成保护圈，以围绕单元区域。在周边区域的凹洞是虚设(dummy)凹洞。因此，在单元区域要形成柱状电容器的制作工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：结构基板，具有单元区域与周边区域；膜具层形成在该结构的基板上，覆盖该单元区域与该周边区域；在该单元区域内,多个柱状电极层形成在该膜具层中；在该周边区域内，多个虚设柱状电极层形成在该膜具层中；以及保护圈形成在该膜具层中，围绕该单元区域。

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：结构基板，具有单元区域与周边区域；膜具层形成在该结构的基板上，覆盖该单元区域与该周边区域；在该单元区域内,多个柱状电极层形成在该膜具层中；在该周边区域内，多个虚设柱状电极层形成在该膜具层中；以及保护圈形成在该膜具层中，围绕该单元区域。2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括支撑层在该膜具层的顶部，以支撑该多个柱状电极层。3.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，该结构的基板包括内连接结构以分别连接该多个柱状电极层，其中该多个柱状电极层当作多个存储单元的多个下电极层。4.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括上电极层分别在该多个柱状电极层上方，以及电容介电层在该多个柱状电极层与该上电极层之间。5.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，该保护圈包含至少内圈与外圈的两圈。6.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，该虚设柱状电极层是柱状凹洞结构。7.根据权利要求6所述的半导体结构，其特征在于，该虚设柱状电极层的该柱状凹洞结构被介电材料填满。8.根据权利要求6所述的半导体结构，其特征在于，该虚设柱状电极层该柱状凹洞结构维持开放空间。9.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，该多个柱状电极层、该虚设柱状电极层及该保护圈是由相同的导电层在该膜具层中分别形成。10.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，该膜具层包括:多个第一柱状开口于该膜具层中，以在该多个第一柱状开口的表面形成该多个柱状电极层；多个第二柱状开口于该膜具层中，以在该多个第二柱状开口的表面形成该多个虚设柱状电极层；以及保护圈开口于该膜具层中，以在该保护圈开口的表面形成该保护圈。11.一种制造半导体结构的方法，其特征在于，包括：提供结构基板，有单元区域与周边区域；形成膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：童宇诚，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71