双面电容器制造技术

本实用新型专利技术提供一种双面电容器，所述双面电容器包括：半导体衬底，形成有多个内存数组结构中焊盘；双面电容器阵列，形成于所述第一焊盘上，所述双面电容器包括双U型的第一导电层及第二导电层、电容介质以及第三导电层。本实用新型专利技术以多重图案方法以及边界工艺强化的支撑架结构，制造出六方阵列排布的双U型下电极的双面电容器，具有较大的高度与宽度比，可有效提高单位面积下的电容值。 1

【技术实现步骤摘要】
双面电容器
本技术属于半导体器件及制造领域，特别是涉及一种双面电容器。
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。每个存储单元通常包括电容器10和晶体管11；晶体管11的栅极与字线13相连、漏极与位线12相连、源极与电容器10相连；字线13上的电压信号能够控制晶体管11的打开或关闭，进而通过位线12读取存储在电容器10中的数据信息，或者通过位线12将数据信息写入到电容器10中进行存储，如图1所示。现有的动态随机存储器中的电容器多为单面电容器结构，严重限制了单位面积内电容值的提高。另外，现有的电容阵列对边际的处理通常采用矩形窗口22的掩蔽层20，如图2所示，这种矩形窗口的掩蔽层通常会从位于边际的若干电容器21的位置穿过，从而导致这些位于边际的若干电容器的部分缺失，大大降低了电容器阵列的整体性能，并且影响了后续电容器与其它芯片进行金属连接及封装应用的稳定性。鉴于以上所述，提供一种具有良好的机械稳定结构、并可有效提高单位面积电容值的双面电容器及其制造方法实属必要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种双面电容器及其制造方法，以实现一种双U形下电极具有良好的机械稳定结构、并可有效提高电容器与其它芯片进行金属连接及封装应用的稳定性的双面电容器及其制造方法。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种双面电容器的制造方法，包括：1)提供一半导体衬底，所述衬底上形成有多个在内存数组结构中的焊盘；2)于所述衬底上形成交替层叠的介质层及支撑层；3)于所述介质层上形成第一掩膜，基于所述第一掩膜于所述介质层中刻蚀出电容孔，其深度直至所述焊盘；4)于所述电容孔内形成第一导电层，并于所述第一导电层表面形成牺牲间隔层；5)将所述牺牲间隔层回蚀至所述电容孔以内，以显露所述第一导电层的上缘，并于所述牺牲间隔层表面形成第二导电层，连接于所述第一导电层的上缘，所述第二导电层与所述第一导电层形成闭合结构；6)形成多个开口，所述开口暴露部分所述介质层及部分所述牺牲间隔层，藉由所述开口进行湿法腐蚀去除所述介质层及所述牺牲间隔层；及7)形成覆盖所述第一导电层及第二导电层两者内表面及外表面的电容介质，并形成覆盖所述电容介质外表面的第三导电层，由所述电容孔位置制备出双面电容器。优选地，步骤3)包括：3-1)于所述介质层上依次形成多晶硅层、第一介电膜层、第一有机材料层以及第一子掩膜层；3-2)于所述第一子掩膜层上依次形成第二有机材料层、第二介电薄膜以及第二子掩膜层，其中，所述第一子掩膜层的第一窗口与第二子掩膜层的第二窗口交迭排列以形成电容孔窗口，且所述第一窗口与第二窗口之间的夹角为55°～65°和115°～125°其中之一，所述多晶硅层、第一介电膜层、第一有机材料层、第一子掩膜层、第二有机材料层、第二介电薄膜以及第二子掩膜层共同组成所述第一掩膜；及3-3)基于所述第一掩膜于所述介质层中刻蚀出直至所述焊盘的电容孔。优选地，所述电容孔的深宽比均为5～20，所述双面电容器的高度范围为0.5～5μm。优选地，步骤6)中，一个所述开口仅与一个所述电容孔交叠，或者一个所述开口同时与多个所述电容孔交叠。优选地，所述第一导电层的截面形状为第一U型结构，所述第二导电层的主要截面形状为第二U型结构，所述第二U型结构位于所述第一U型结构内侧，且所述第二U型结构与所述第一U型结构之间具有间隔，所述第二导电层另具有由所述第二U型结构的顶端延伸的连接部，以与所述第一U型结构相连形成闭合结构。优选地，在步骤6)中，用以提供所述开口的介电薄膜覆盖所述第二导电层的所述连接部。本技术还提供一种双面电容器，包括：半导体衬底，所述衬底上形成有多个在内存数组结构中的焊盘；双面电容器阵列，形成于所述焊盘上，所述双面电容器包括：第一导电层及第二导电层，所述第一导电层与所述焊盘接触，所述第一导电层的截面形状为第一U型结构，所述第二导电层的主要截面形状为第二U型结构，所述第二U型结构位于所述第一U型结构内侧且与所述第一U型结构之间具有间隔，所述第一U型结构与所述第二U型结构的顶端相连形成闭合结构，所述闭合结构中具有缺口；电容介质，覆盖于所述第一导电层及第二导电层内表面及外表面；以及第三导电层，覆盖于所述电容介质外表面。优选地，所述双面电容器阵列呈六方阵列排布。优选地，所述双面电容器的高度与宽度的比为5～20，所述双面电容器的高度范围为0.5～5μm。优选地，所述第一导电层、所述第二导电层及所述第三导电层的材料包括金属氮化物及金属硅化物中的一种或两种所形成的化合物；所述电容介质包括ZrOx、HfOx、ZrTiOx、RuOx、SbOx、AlOx中的一种或上述材料所组成群组中的两种以上所形成的叠层。优选地，所述第二导电层另具有由所述第二U型结构的顶端延伸的连接部，以与所述第一U型结构相连形成闭合结构。优选地，用以提供所述缺口的介电薄膜覆盖所述第二导电层的所述连接部。如上所述，本技术的双面电容器及其制造方法，具有以下有益效果：1)本技术以多重图案方法制造六方阵列排布的双面电容器，所述电容器具有较大的高度与宽度比，可有效提高单位面积下的电容值，提高半导体存储器的存储能力；2)本技术的双面电容器具有双U型截面结构的第一导电层及第二导电层作为下极板，可以大大增加单位面积下的电容值；3)本技术通过边界工艺强化的支撑架结构，并于边际区域形成无电性功能的支架筒，使得电容器架构具有较高的机械强度，不易于电容酸槽工艺与等离子蚀刻工艺中产生缺陷，可制作出低缺陷及具有稳定结构电容器，并且使其在后续的化学机械研磨时有较强的边际结构；4)本技术通过设计边际区域的掩膜图形，可以获得形貌良好的边际电容器结构，提高电容器阵列的整体性能。附图说明图1显示为动态随机存储器的结构示意图。图2显示为现有技术中的电容阵列对边际的处理采用的矩形窗口的掩蔽层结构示意图。图3a～图23显示为本技术的双面电容器的制造方法各步骤所呈现的结构示意图。元件标号说明10电容器11晶体管12位线13字线20掩蔽层21电容器22矩形窗口30双面电容器101半导体衬底102间隔层103第一焊盘104第二焊盘105第一介质层106第一支撑层107第二介质层108第二支撑层109多晶硅层110第一介电膜层111第一有机材料层112第一子掩膜层113第二有机材料层114第二介电薄膜114’第二子掩膜层115第二掩膜116电容孔窗口117电容孔117’虚置孔118第一导电层119第三介电薄膜120第三有机材料层121第四介电薄膜121’光刻掩膜122开口123电容介质124第三导电层125上电极126牺牲间隔层127第二导电层128气囊室129连接部具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图3a～图23。需要说明的是，本实施例中所提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双面电容器，其特征在于，包括：

【技术特征摘要】
1.一种双面电容器，其特征在于，包括：半导体衬底，所述衬底上形成有多个在内存数组结构中的焊盘；双面电容器阵列，形成于所述焊盘上，所述双面电容器包括：第一导电层及第二导电层，所述第一导电层与所述焊盘接触，所述第一导电层的截面形状为第一U型结构，所述第二导电层的主要截面形状为第二U型结构，所述第二U型结构位于所述第一U型结构内侧且与所述第一U型结构之间具有间隔，所述第一U型结构与所述第二U型结构的顶端相连形成闭合结构，所述闭合结构中具有缺口；电容介质，覆盖于所述第一导电层及第二导电层内表面及外表面；以及第三...

【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：新型
国别省市：安徽,34