电容器阵列及半导体器件制造技术

本实用新型专利技术提供了一种电容器阵列及半导体器件，在基底器件区上形成下电极、支撑层及上电极后，通过在上电极上形成一氧化层，以在器件区边缘形成一平坦的电容阵列边界，并在电容阵列边界增加保护层，有效规避了后续沉积填充材料时由于电容阵列边界不平整而形成裂缝进而造成的短路问题，提高电容器件的可靠性。

Capacitor Array and Semiconductor Devices

【技术实现步骤摘要】
电容器阵列及半导体器件
本技术涉及半导体
，特别涉及一种电容器阵列及一种半导体器件。
技术介绍
随着半导体技术的不断发展，对半导体集成电路中电容器的性能要求也越来越高，例如，希望在有限的面积内所形成的电容器可以具备更大的电容。一种解决方案为，通过增加电容器中的下电极的高度，以增大下电极和电容介质层之间的接触面积，从而使所形成的电容器具有较大的电容。然而，随着下电极高度的增加，使得下电极的高宽比也相应的增大，进而极易导致下电极弯曲变形或倒塌的问题，对阵列区域可靠性造成影响。目前通过添加电极的横向连续支撑层来增加稳定性，但这样的连续支撑层会形成不平整的电容阵列边界，后续沉积填充材料时容易在电容阵列边界处形成裂缝，造成插塞与电容阵列边界短路。因此，对电容阵列边界进行保护实属必要。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种电容器阵列及半导体器件，避免在沉积填充材料时电容阵列边界处形成裂缝而造成的短路问题，进而提高电容器的可靠性。为解决上述技术问题，本技术提供一种电容器阵列，包括：一基底，所述基底上具有一用于形成电容器的器件区；一下电极，设置在所述基底器件区上，且所述下电极具有多个筒状结构；一支撑层，所述支撑层连接所述下电极筒状结构的外壁并沿着平行于基底表面的方向延伸；一电容介质层，所述电容介质层设置于所述下电极的内外表面以及所述支撑层的表面；一上电极，所述上电极设置于所述电容介质层的内外表面，其中在器件区边缘位置上，所述上电极对应所述支撑层的部分以远离所述下电极的方向凸出，使器件区边缘位置上的电容器的外侧面具有凹凸侧面结构；一氧化层，设置于所述上电极的外表面，所述氧化层填充所述电容器的所述凹凸侧面结构中的空隙，所述氧化层的侧面、所述上电极的截面及所述电容介质层的截面在一平面内，在所述器件区边缘位置构成一平坦的电容阵列边界；以及，一保护层，所述保护层设置于所述电容阵列边界。优选的，所述保护层还覆盖所述氧化层的上表面及未被所述氧化层覆盖的所述基底。优选的，所述基底上还具有位于所述器件区外围的外围区，所述保护层位于所述器件区中。优选的，所述支撑层包括一顶层支撑层和至少一中间支撑层，其中，所述顶层支撑层设置于所述下电极的开口外围，所述中间支撑层设置于所述下电极的中间部位。优选的，所述上电极与所述氧化层之间还设置有上电极填充层和上电极连接层，所述上电极填充层覆盖所述上电极的外表面并填充所述上电极之间的间隙；所述上电极连接层覆盖所述上电极填充层的外表面，所述氧化层覆盖所述上电极连接层的外表面；其中，所述上电极填充层和所述上电极连接层均具有凹凸侧面结构，所述凹凸侧面结构对应于所述下电极筒状结构筒外部的所述支撑层。优选的，设置于所述氧化层侧面的所述保护层与所述上电极连接层在平行于所述基底方向上的最短距离为180-300nm。优选的，所述电容器阵列还包括多个节点接触，位于所述基底内，所述下电极在所述筒状结构的底部与所述节点接触相连接。优选的，所述支撑层的材质包括氮化硅。进一步的，本技术还提供一种半导体器件，包括上述的电容器阵列。优选的，所述半导体器件应用于动态随机存储器。综上所述，本技术提供了一种电容器阵列在基底器件区上形成下电极、支撑层及上电极后，通过在上电极上形成一氧化层，以在器件区边缘形成一平坦的电容阵列边界，并在电容阵列边界增加保护层，有效规避了后续沉积填充材料时由于电容阵列边界不平整而形成裂缝进而造成的短路问题，提高电容器件的可靠性。附图说明图1为现有技术中一电容器在其制备过程中的剖面示意图；图2为本技术实施例一所提供的电容器阵列的形成方法的流程示意图；图3a为本技术实施例一所提供的电容器阵列的形成方法在其执行步骤S01过程中形成交替叠置的牺牲层和支撑材料层后的俯视图；图3b为图3a所示的本技术实施例一所提供的电容器阵列的形成方法在其执行步骤S01过程中形成交替叠置的牺牲层和支撑材料层后沿AA’方向上的剖面示意图；图4a为本技术实施例一所提供的电容器阵列的形成方法在其执行步骤S02过程中形成通孔后的俯视图；图4b为图4a所示的本技术实施例一所提供的电容器阵列的形成方法在其执行步骤S02过程中形成通孔后沿AA’方向上的剖面示意图；图5为本技术实施例一所提供的电容器阵列的形成方法在其执行步骤S03过程中形成下电极后的剖面示意图；图6为本技术实施例一所提供的电容器阵列的形成方法在其执行步骤S04过程中形成支撑层后的剖面示意图；图7为本技术实施例一所提供的电容器阵列的形成方法在其执行步骤S05过程中形成电容介质层后的剖面示意图；图8为本技术实施例一所提供的电容器阵列的形成方法在其执行步骤S05过程中形成上电极后的剖面示意图；图9为本技术实施例一所提供的电容器阵列的形成方法在其执行步骤S05过程中形成上电极填充层后的剖面示意图；图10为本技术实施例一所提供的电容器阵列的形成方法在其执行步骤S05过程中形成上电极连接层后的剖面示意图；图11为本技术实施例一所提供的电容器阵列的形成方法在执行步骤S06过程中形成氧化材料层后的剖面示意图；图12为本技术实施例一所提供的电容器阵列的形成方法在执行步骤S06过程中形成氧化层后的俯视图；图13a为本技术实施例一所提供的电容器阵列的形成方法在执行步骤S07过程中形成保护层后的俯视图；图13b为图13a所示的本技术实施例一中的电容器阵列的形成方法在执行步骤S07过程中形成保护层后沿AA'方向上的剖面示意图；图14a为本技术实施例二所提供的电容器阵列的形成方法在执行步骤S07过程中形成保护层后的俯视图；图14b为图14a所示的本技术实施例二中的电容器阵列的形成方法在执行步骤S07过程中形成保护层后沿AA'方向上的剖面示意图。其中，附图标记如下：10/100-基底；10A/100A-器件区；10B/100B-外围区；11-裂缝；12-插塞；101-接点接触；111-隔离层；112'-第一支撑材料层；113'-第二支撑材料层；121-第一牺牲层；122-第二牺牲层；110-通孔；120-下电极；130-电容介质层；112-中间支撑材料层；113-顶层支撑材料层；140-上电极；150-上电极填充层；160-上电极连接层；170'-氧化材料层；170-氧化层；180-保护层。具体实施方式图1为现有技术中一电容器在其制备过程中的剖面示意图，如图1所示，现有的电容器形成过程中，在完成器件区(Arrayarea)10A电容器件的工艺之后沉积填充材料层,由于位于器件区10A的电容阵列边界不平整，所以在不平整的地方(圆圈所示)容易发生裂缝11(Crack)，在后续的形成插塞12(CT)工艺中，插塞孔的干法刻蚀和湿法清洗都会加剧裂缝的缝隙，之后填充金属时，金属也会钻进缝隙中，使得插塞和电容阵列边界或者插塞和插塞直接发生短路，对电容器件的可靠性造成影响。本技术的核心思想在于，提供一种电容器阵列及半导体器件，在基底器件区上形成下电极、支撑层及上电极后，通过在上电极上形成一氧化层，以在器件区边缘形成一平坦的电容阵列边界，并在电容阵列边界增加保护层，避免后续沉积填充材料时由于电容阵列边界处不平整而形成裂缝，进而避本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电容器阵列，其特征在于，包括：一基底，所述基底上具有一用于形成电容器的器件区；一下电极，设置在所述基底的器件区上，且所述下电极具有多个筒状结构；一支撑层，所述支撑层连接所述下电极筒状结构的外壁并沿着平行于基底表面的方向延伸；一电容介质层，所述电容介质层设置于所述下电极的内外表面以及所述支撑层的表面；一上电极，所述上电极设置于所述电容介质层的内外表面，其中在器件区边缘位置上，所述上电极对应所述支撑层的部分以远离所述下电极的方向凸出，使器件区边缘位置上的电容器的外侧面具有凹凸侧面结构；一氧化层，设置于所述上电极的外表面，所述氧化层填充所述电容器的所述凹凸侧面结构中的空隙，所述氧化层的侧面、所述上电极的截面及所述电容介质层的截面在一平面内，在所述器件区边缘位置构成一平坦的电容阵列边界；以及，一保护层，所述保护层设置于所述电容阵列边界。

【技术特征摘要】
1.一种电容器阵列，其特征在于，包括：一基底，所述基底上具有一用于形成电容器的器件区；一下电极，设置在所述基底的器件区上，且所述下电极具有多个筒状结构；一支撑层，所述支撑层连接所述下电极筒状结构的外壁并沿着平行于基底表面的方向延伸；一电容介质层，所述电容介质层设置于所述下电极的内外表面以及所述支撑层的表面；一上电极，所述上电极设置于所述电容介质层的内外表面，其中在器件区边缘位置上，所述上电极对应所述支撑层的部分以远离所述下电极的方向凸出，使器件区边缘位置上的电容器的外侧面具有凹凸侧面结构；一氧化层，设置于所述上电极的外表面，所述氧化层填充所述电容器的所述凹凸侧面结构中的空隙，所述氧化层的侧面、所述上电极的截面及所述电容介质层的截面在一平面内，在所述器件区边缘位置构成一平坦的电容阵列边界；以及，一保护层，所述保护层设置于所述电容阵列边界。2.如权利要求1所述的电容器阵列，其特征在于，所述保护层还覆盖于所述氧化层的上表面及未被所述氧化层覆盖的所述基底。3.如权利要求1所述的电容器阵列，其特征在于，所述基底上还具有位于所述器件区外围的外围区，所述保护层位于所述器件区中。4.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴双双，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34