电容器阵列结构及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种电容器阵列结构及其制造方法，包括：1）提供一半导体衬底；2）于半导体衬底的上表面形成交替叠置的牺牲层及支撑层；3）于所述交替叠置的牺牲层及支撑层的上表面形成图形化掩膜层，图形化掩膜层具有多个开孔；4）在支撑层及牺牲层内形成电容孔；5）于电容孔内形成下电极层；6）去除牺牲层，支撑层保留在半导体衬底上；7）于下电极层的内表面及外表面形成电容介质层；8）于电容介质层的外表面形成上电极层；9）于上电极层的外表面形成上电极填充层，所述上电极填充层的材质包括硼掺杂锗硅。本发明专利技术可以降低形成工艺温度，从而降低热预算对电容介质层的影响；同时可以提高载流子移动速率，从而可以降低填充层的电阻值。

【技术实现步骤摘要】
电容器阵列结构及其制造方法
本专利技术属于半导体器件及制造领域，特别是涉及一种电容器阵列结构及其制造方法。
技术介绍
动态随机存储器(DynamicRandomAccessMemory，简称：DRAM)是计算机中常用的半导体存储器件，由许多重复的存储单元组成。在20nm一下的DRAM制程中，DRAM均采用堆栈式的电容构造，其电容器(Capacitor)是垂直的高深宽比的圆柱体形状以增加表面积，因此，必须在包括下电极层、电容介质层及上电极层的电容器空隙中填入填充层以稳固电容器结构。由于电容器的电容介质层受到热预算(thermalbudget)影响大，若填充层使用高温制程会导致电容介质层过于结晶化使其导电性增加而造成漏电流产生。又填充层要作为电容器与后段制程形成的金属导线层的连接层，降低填充层的电阻值也是非常重要的考虑因素。现有的一种方法为使用硼掺杂多晶硅作为填充层以降低填充层的电阻值。然而，为了使得填充层的电阻值降至所需数值，需要提高硼掺杂浓度，而提高硼掺杂浓度将会使其沉积速度过快而使得所述上电极填充层提早封口，使其内部形成有气泡，从而影响其性能。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容器阵列结构的制造方法，其特征在于，所述电容器阵列结构的制造方法包括如下步骤：1)提供一半导体衬底；2)于所述半导体衬底的上表面形成交替叠置的牺牲层及支撑层；3)于所述交替叠置的牺牲层及支撑层的上表面形成图形化掩膜层，所述图形化掩膜层具有多个开孔，用于定义电容孔的位置及形状；4)依据所述图形化掩膜层刻蚀所述支撑层及所述牺牲层，以在所述支撑层及所述牺牲层内形成电容孔；5)于所述电容孔内形成下电极层，所述支撑层连接所述下电极层；6)去除所述牺牲层，其中，所述支撑层保留在所述半导体衬底上；7)于所述下电极层的内表面及外表面形成电容介质层，其中，所述电容介质层覆盖所述下电极层；8)于所述电容介质...

【技术特征摘要】
1.一种电容器阵列结构的制造方法，其特征在于，所述电容器阵列结构的制造方法包括如下步骤：1)提供一半导体衬底；2)于所述半导体衬底的上表面形成交替叠置的牺牲层及支撑层；3)于所述交替叠置的牺牲层及支撑层的上表面形成图形化掩膜层，所述图形化掩膜层具有多个开孔，用于定义电容孔的位置及形状；4)依据所述图形化掩膜层刻蚀所述支撑层及所述牺牲层，以在所述支撑层及所述牺牲层内形成电容孔；5)于所述电容孔内形成下电极层，所述支撑层连接所述下电极层；6)去除所述牺牲层，其中，所述支撑层保留在所述半导体衬底上；7)于所述下电极层的内表面及外表面形成电容介质层，其中，所述电容介质层覆盖所述下电极层；8)于所述电容介质层的外表面形成上电极层，其中所述上电极层覆盖所述电容介质层；及，9)于所述上电极层的外表面形成上电极填充层，其中，所述上电极填充层覆盖所述上电极层并填满所述上电极层之间的间隙，且所述上电极填充层的材质包含硼掺杂锗硅(B-dopedSiGe)。2.根据权利要求1所述的电容器阵列结构的制造方法，其特征在于：步骤1)中，所述半导体衬底上形成有多个在内存数组结构中的焊盘；步骤4)中，形成的所述电容孔暴露出所述焊盘；步骤2)中形成的所述支撑层包括顶层支撑层、中间支撑层及底层支撑层，所述顶层支撑层、所述中间支撑层及所述底层支撑层均位于所述牺牲层内，且上下相隔有间距。3.根据权利要求2所述的电容器阵列结构的制造方法，其特征在于：步骤6)包括如下步骤：6-1)于所述顶层支撑层内形成第一开口，所述第一开口暴露出所述牺牲层位于所述顶层支撑层与所述中间支撑层之间的第一部分；6-2)依据所述第一开口，采用湿法刻蚀工艺去除所述牺牲层位于所述顶层支撑层与所述中间支撑层之间的第一部分；6-3)于所述中间支撑层内形成第二开口，所述第二开口暴露出所述牺牲层位于所述中间支撑层与所述半导体衬底之间的第二部分；及，6-4)依据所述第二开口，采用湿法刻蚀工艺去除所述牺牲层位于所述中间支撑层与所述半导体衬底之间的第二部分及所述底层支撑层与所述第二开口相对应部分，以在所述底层支撑层内形成第三开口。4.根据权利要求3所述的电容器阵列结构的制造方法，其特征在于：步骤6-2)中，一个所述第一开口仅与一个所述电容孔交叠，或者一个所述第一开口同时与多个所述电容孔交叠；步骤6-4)中，一个所述第二开口仅与一个所述电容孔交叠，或者一个所述第一开口同时与多个所述电容孔交叠。5.根据权利要求1所述的电容器阵列结构的制造方法，其特征在于：步骤9)包括如下步骤：9-1)将步骤8)得到的结构置于低压化学气相沉积炉管内；9-2)向所述低压化学气相沉积炉管内同时通入锗源气体、硼源气体及硅源气体进行反应，以在所述上电极层的外表面形成所述上电极填充层。6.根据权利要求5所述的电容器阵列结构的制造方法，其特征在于：步骤9-2)中，所述锗源气体包括GeH4或Ge2H6，所述硼源气体包括BCl3或B2H6，所述硅源气体包括SiH4或Si2H6；进行反应的温度为300℃～500℃，进行反应的压力为200mT～500mT，所述硼源气体的流量占反应气体总流量的0.1％～30％。7.根据权利要求1所述的电容器阵列结构的制造方法，其特征在于：步骤9)中，形成的所述上电极填充层的上表面相较于位于所述下电极层顶部上方的所述上电极层的上表面高出10nm～100nm，所述上电极填充层填满所述下电极层的孔中心。8.根据权利要求1所述的电容器阵列结构的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：睿力集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34