半导体器件及其形成方法技术

技术编号:10076098 阅读:155 留言:0更新日期:2014-05-24 07:59
一种半导体器件及其形成方法,其中半导体器件的形成方法包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底包括存储区、逻辑区和电容区;在所述电容区半导体衬底表面形成掩膜层;刻蚀所述掩膜层,直至暴露出半导体衬底表面,使得刻蚀后的掩膜层与半导体衬底形成第一凹槽;在所述第一凹槽底部和侧壁、以及掩膜层表面形成侧墙膜;回刻蚀去除位于掩膜层表面的侧墙膜,直至暴露出掩膜层表面和半导体衬底表面,形成紧挨掩膜层侧壁的侧墙,所述侧墙与半导体衬底形成第二凹槽;在所述掩膜层表面、以及第二凹槽底部和侧壁形成第一介质层。本发明专利技术提供一种新的半导体器件的形成方法,在半导体器件中形成半导体电容器,无需额外增加工艺步骤,节省工艺成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域技术,特别涉及半导体器件及其形成方法
技术介绍
半导体器件中的半导体电容器包括PIP电容器和PPS电容器,其中,PIP电容器为多晶硅-绝缘体-多晶硅(Poly-Insulator-Poly)电容器,PPS电容器为多晶硅-多晶硅-衬底(Poly-Poly-Substrate)电容器。PIP电容器和PPS电容器在存储器件中被广泛应用于防止噪音和模拟器件的频率解调。随着半导体器件的飞速发展,不断缩小管芯面积成为延长产品生命力的主要方法之一。而在数模混合电路中,半导体电容器面积在芯片中所占的比例时相当可观的,因此,制作高性能、高电容值的半导体电容器是半导体器件发展的必然趋势。然而,随着半导体器件的形成工艺不断发展,难以在不增加工艺成本的情况下,在半导体器件中形成半导体电容器,以提高半导体器件的性能。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种半导体器件及其形成方法,在不增加额外工艺成本的条件下,在半导体器件中形成半导体电容器。为解决上述问题,本专利技术提供一种半导体器件的形成方法,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底包括存储区、逻辑区和电容区;在所述电容区半导体衬底表面形成掩膜层;刻蚀所述掩膜层,直至暴露出半导体衬底表面,使得刻蚀后的掩膜层与半导体衬底形成第一凹槽;在所述第一凹槽底部和侧壁、以及掩膜层表面形成侧墙膜;回刻蚀去除位于掩膜层表面和半导体衬底表面的侧墙膜,保留形成紧挨掩膜层侧壁的侧墙,所述侧墙与半导体衬底形成第二凹槽;在所述掩膜层表面、以及第二凹槽底部和侧壁形成第一介质层;在所述存储区半导体衬底表面形成字线多晶硅层的同时,形成覆盖于所述第一介质层的第一多晶硅膜;去除位于掩膜层表面的第一多晶硅膜和第一介质层,形成第一多晶硅层;去除所述掩膜层,暴露出电容区半导体衬底表面;在所述第一多晶硅层表面形成第二介质层;在所述逻辑区形成栅极的同时,在所述第二介质层表面和电容区半导体衬底表面形成第二多晶硅膜,并对所述第二多晶硅膜进行刻蚀,暴露出侧墙一侧的半导体衬底表面和部分第一多晶硅层表面,形成覆盖剩余第二介质层的第二多晶硅层,且所述第二多晶硅层还覆盖侧墙的侧壁。可选的,还包括:在所述电容区半导体衬底内形成浅槽隔离结构;在所述浅槽隔离结构表面形成侧墙;在所述第二介质层表面和浅槽隔离结构表面形成多晶硅膜,并对所述多晶硅膜进行刻蚀;所述第一多晶硅层、第二介质层和第二多晶硅层构成PIP电容器。可选的,还包括:在所述电容区半导体衬底内形成掺杂阱,所述掺杂阱由浅槽隔离结构与半导体衬底的其他区域隔离;在所述掺杂阱表面形成侧墙;在所述第二介质层表面和掺杂阱表面形成多晶硅膜,并对所述多晶硅膜进行刻蚀;所述掺杂阱、第一介质层和第一多晶硅层构成MOS电容器,第一多晶硅层、第二介质层和第二多晶硅层构成PIP电容器。可选的,在所述第一多晶硅层表面形成第一导电插塞,所述第一导电插塞与所述第一多晶硅层电连接;在所述第二多晶硅层表面形成第二导电插塞,所述第二导电插塞与第二多晶硅层电连接。可选的,在所述掺杂阱表面形成阱导电插塞,所述阱导电插塞与掺杂阱电连接。本专利技术还提供一种半导体器件,包括:具有电容区的半导体衬底;位于电容区半导体衬底表面的侧墙,所述侧墙之间的半导体衬底与侧墙构成凹槽;位于所述凹槽底部和侧壁的第一介质层;位于所述第一介质层表面的第一多晶硅层;位于所述第一多晶硅层表面的第二介质层,且所述第二介质层暴露出部分第一多晶硅层表面;位于所述第二介质层表面的第二多晶硅层,且所述第二多晶硅层还覆盖侧墙的侧壁。可选的,所述电容区的半导体衬底还包括浅槽隔离结构;位于浅槽隔离结构表面的侧墙,所述侧墙之间的浅槽隔离结构和侧墙形成凹槽;所述第一多晶硅层、第二介质层、第二多晶硅层成PIP电容器。可选的,所述电容区的半导体衬底还包括掺杂阱,所述掺杂阱由浅槽隔离结构与半导体衬底的其他区域隔离;所述掺杂阱表面具有侧墙,所述侧墙之间的掺杂阱和侧墙形成凹槽;所述掺杂阱、第一介质层和第一多晶硅层构成MOS电容器,第一多晶硅层、第二介质层和第二多晶硅层构成PIP电容器。可选的,还包括:所述暴露出的第一多晶硅层表面具有第一导电插塞,所述第一导电插塞与第一多晶硅层电连接;与所述第二多晶硅层电连接的第二导电插塞。可选的,与所述掺杂阱电连接的阱导电插塞。与现有技术相比,本专利技术提供的技术方案具有以下优点:本专利技术实施例中,在存储区形成字线多晶硅层的同时,在第一介质层表面形成第一多晶硅层;在逻辑区形成栅介质层的同时,在所述第一多晶硅层表面形成第二介质层;在逻辑区形成栅导电层的同时,在所述第二介质层表面形成第二多晶硅层;本实施例电容区所形成的半导体电容器利用已有的半导体器件的工艺步骤形成,减少工艺步骤,从而能够节省工艺成本,节约工艺时间,提高生产效率。进一步,当在具有电容区的半导体衬底内形成浅槽隔离结构时,在所述浅槽隔离结构表面形成侧墙,在所述浅槽隔离结构表面形成第一介质层,则形成的半导体电容器为PIP电容器。进一步,当在具有电容区的半导体衬底内形成掺杂阱时,在所述掺杂阱表面形成侧墙,在所述掺杂阱表面形成第一介质层,则形成的半导体电容器为MOS电容器和PIP电容器并联组成的PPS电容器,使得形成的半导体电容器的电容量较大,提高单位面积的电容量,有利于改善半导体器件的电学性能,满足器件小型化的发展趋势。附图说明图1为一实施例的PIP电容器的结构示意图;图2为另一实施例的PPS电容器的结构示意图;图3至图15为本专利技术第一实施例形成半导体器件过程的剖面结构示意图;图16至图18为本专利技术第二实施例形成的半导体器件的剖面结构示意图。具体实施方式由
技术介绍
可知,随着半导体器件的形成工艺的不断发展,难以在不增加工艺成本的条件下,在半导体工艺中形成高密度半导体电容器。图1为一实施例形成的PIP电容器的结构示意图,包括:半导体衬底100,所述半导体衬底100内形成有浅沟槽隔离结构101,且所述浅沟槽隔离结构101表面与半导体衬底100表面齐平;位于所述浅沟槽隔离结构101表面的第一多晶硅层102,且所述第一多晶硅层102掺杂有N型离子;位于所述第一多晶硅层102表面的介质层103,暴露出第一多晶硅层102一端的部分表面,所述第一多晶硅层102暴露的表面具有与第一多晶硅层102电连接的第一导电插塞105,且所述介质层103覆盖第一多晶硅层本文档来自技高网
...
半导体器件及其形成方法

【技术保护点】
一种半导体器件的形成方法,其特征在于,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底包括存储区、逻辑区和电容区;在所述电容区半导体衬底表面形成掩膜层;刻蚀所述掩膜层,直至暴露出半导体衬底表面,使得刻蚀后的掩膜层与半导体衬底形成第一凹槽;在所述第一凹槽底部和侧壁、以及掩膜层表面形成侧墙膜;回刻蚀去除位于掩膜层表面和半导体衬底表面的侧墙膜,保留形成紧挨掩膜层侧壁的侧墙,所述侧墙与半导体衬底形成第二凹槽;在所述掩膜层表面、以及第二凹槽底部和侧壁形成第一介质层;在所述存储区半导体衬底表面形成字线多晶硅层的同时,形成覆盖于所述第一介质层的第一多晶硅膜;去除位于掩膜层表面的第一多晶硅膜和第一介质层,形成第一多晶硅层;去除所述掩膜层,暴露出电容区半导体衬底表面;在所述第一多晶硅层表面形成第二介质层;在所述逻辑区形成栅极的同时,在所述第二介质层表面和电容区半导体衬底表面形成第二多晶硅膜,并对所述第二多晶硅膜进行刻蚀,暴露出侧墙一侧的半导体衬底表面和部分第一多晶硅层表面,形成覆盖剩余第二介质层的第二多晶硅层,且所述第二多晶硅层还覆盖侧墙的侧壁。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的形成方法,其特征在于,包括:
提供半导体衬底,所述半导体衬底包括存储区、逻辑区和电容区;
在所述电容区半导体衬底表面形成掩膜层;
刻蚀所述掩膜层,直至暴露出半导体衬底表面,使得刻蚀后的掩膜层与
半导体衬底形成第一凹槽;
在所述第一凹槽底部和侧壁、以及掩膜层表面形成侧墙膜;
回刻蚀去除位于掩膜层表面和半导体衬底表面的侧墙膜,保留形成紧挨
掩膜层侧壁的侧墙,所述侧墙与半导体衬底形成第二凹槽;
在所述掩膜层表面、以及第二凹槽底部和侧壁形成第一介质层;
在所述存储区半导体衬底表面形成字线多晶硅层的同时,形成覆盖于所
述第一介质层的第一多晶硅膜;
去除位于掩膜层表面的第一多晶硅膜和第一介质层,形成第一多晶硅层;
去除所述掩膜层,暴露出电容区半导体衬底表面;
在所述第一多晶硅层表面形成第二介质层;
在所述逻辑区形成栅极的同时,在所述第二介质层表面和电容区半导体
衬底表面形成第二多晶硅膜,并对所述第二多晶硅膜进行刻蚀,暴露出侧墙
一侧的半导体衬底表面和部分第一多晶硅层表面,形成覆盖剩余第二介质层
的第二多晶硅层,且所述第二多晶硅层还覆盖侧墙的侧壁。
2.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,还包括:在
所述电容区半导体衬底内形成浅槽隔离结构;在所述浅槽隔离结构表面形
成侧墙;在所述第二介质层表面和浅槽隔离结构表面形成多晶硅膜,并对
所述多晶硅膜进行刻蚀;所述第一多晶硅层、第二介质层和第二多晶硅层
构成PIP电容器。
3.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,还包括:在
所述电容区半导体衬底内形成掺杂阱,所述掺杂阱由浅槽隔离结构与半导
体衬底的其他区域隔离;在所述掺杂阱表面形成侧墙;在所述第二介质层

\t表面和掺杂阱表面形成多晶硅膜,并对所述多晶硅膜进行刻蚀;所述掺杂
阱、第一介质层和第一多晶硅层构成MOS电容器,第一多晶硅层、第二
介质层和第二多晶硅...

【专利技术属性】
技术研发人员:高超江红王哲献
申请(专利权)人:上海华虹宏力半导体制造有限公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1