电容介质层表面处理方法及电容器技术

本发明专利技术提供了一种电容介质层表面处理方法和电容器，所述方法包括：提供一形成于基底上的电极支撑结构，电极支撑结构具有多个电容成型孔，电容成型孔的侧壁以及底面由下电极层构成；在下电极层的表面形成电容介质层，且电容介质层还覆盖电极支撑结构；对电容介质层进行氨气退火处理，以形成介质表面修复层在电容介质层的表面层，介质表面修复层的表面具有纳米微晶结构；在介质表面修复层的表面形成上电极层，且上电极层还覆盖在电极支撑结构上的介质表面修复层；上电极填充物填充在电容成型孔中，并且上电极填充物覆盖在电极支撑结构上的上电极层。改善电容介质层表面性质，降低电容器的漏电流，减少上电极板的阻值，改善电容器可靠性寿命。

Surface treatment method of capacitor dielectric layer and capacitor

【技术实现步骤摘要】
电容介质层表面处理方法及电容器
本专利技术涉及半导体集成电路制造
，具体涉及一种电容介质层表面处理方法，还涉及一种电容器。
技术介绍
随着半导体集成电路制造技术的发展，DRAM组件尺寸逐渐微缩，高介电常数材料取代传统的二氧化硅介质层的栅绝缘层工艺，可以在保持相同等效氧化层厚度(equivalentoxidethickness,EOT)的情况下增加介质层的实际物理厚度，减小栅绝缘层中的电场和缺陷密度，可以维持足够的驱动电流，有效抑制量子隧穿效应，降低漏电流。然而，随着制程工艺的复杂度以及困难度的提升，大大的影响了电容介质层的整体电性以及表面性质，进而导致漏电流较大，影响电容器的寿命。
技术实现思路
本专利技术提供一种电容介质层表面处理方法以及一种电容器，以克服或缓解
技术介绍
中存在的一个或者更多个问题，至少提供一种有益的选择。作为本专利技术的一个方面，提供了一种电容介质层表面处理方法，包括：提供一形成于基底上的电极支撑结构，所述电极支撑结构具有多个电容成型孔，所述电容成型孔的侧壁以及底面由下电极层构成；在所述下电极层的表面形成电容介质层，且所述电容介质层还覆盖所述电极支撑结构；对所述电容介质层表面进行氨气(NH3)退火处理，以形成介质表面修复层在所述电容介质层的表面层，其中，所述介质表面修复层的表面具有纳米微晶结构；在所述介质表面修复层的表面形成上电极层，且所述上电极层还覆盖在所述电极支撑结构上的所述介质表面修复层；以及上电极填充物填充在所述电容成型孔中，并且所述上电极填充物覆盖在所述电极支撑结构上的所述上电极层。优选的，在上述电容介质层表面处理方法中，所述电容介质层的材料包括氧化锆。优选的，在上述电容介质层表面处理方法中，在所述氨气退火处理中，所述电容介质层形成多晶结构。优选的，在上述电容介质层表面处理方法中，所述电容介质层的多晶结构包括四方晶相、立方晶相以及正交晶相的其中一种。优选的，在上述电容介质层表面处理方法中，所述纳米微晶结构的材料包括氮氧化锆。优选的，在上述电容介质层表面处理方法中，所述氮氧化锆的晶粒尺寸范围介于2.5nm～3.0nm之间。优选的，在上述电容介质层表面处理方法中，利用所述氨气退火处理的方法实施于低压化学气相沉积(LPCVD)、顺序流沉积(SFD)、先进顺序流沉积(ASFD)以及原子层沉积(ALD)所构成群组的其中之一制程。优选的，在上述电容介质层表面处理方法中，所述氨气退火处理的退火温度范围介于330～550℃之间。优选的，在上述电容介质层表面处理方法中，所述氨气退火处理的退火时间范围介于30s～100s之间。优选的，在上述电容介质层表面处理方法中，所述电容介质层的厚度与所述介质表面修复层的厚度的比值范围介于10～20之间。优选的，在上述电容介质层表面处理方法中，形成所述上电极填充物的步骤包括：材料包含硼掺杂锗化硅的第一多晶层形成于所述上电极层的表面，所述第一多晶层填充所述电容成型孔并覆盖所述电极支撑结构；材料包含硼掺杂硅的第二多晶层形成于所述第一多晶层的表面。优选的，在上述电容介质层表面处理方法中，所述上电极填充物填充所述电容成型孔之后的步骤，还包括：在所述上电极填充物的表面形成金属导电层；在所述金属导电层表面形成氧化物绝缘层。另一方面，还包括一种电容器，包括：基底；电极支撑结构，形成于所述基底上，所述电极支撑结构具有多个电容成型孔；下电极层，构成于所述电容成型孔的侧壁以及底面；电容介质层，形成于所述下电极层的表面；介质表面修复层，位于所述电容介质层的表面层，其中，所述介质表面修复层的表面具有纳米微晶结构；以及上电极，包括上电极层和上电极填充物，所述上电极层形成于在所述下电极层上的所述介质表面修复层的表面，所述上电极填充物填充所述电容成型孔，且所述上电极层和所述上电极填充物均覆盖所述电极支撑结构。优选的，在上述电容器中，所述电容介质层包括氧化锆层。优选的，在上述电容器中，所述电容介质层包括在所述氨气退火处理中形成的多晶结构。优选的，在上述电容器中，所述电容介质层的多晶结构还包括四方晶相、立方晶相以及正交晶相的其中一种。优选的，在上述电容器中，所述纳米微晶结构包括氮氧化锆层。优选的，在上述电容器中，所述介质表面修复层的晶粒尺寸范围介于2.5nm～3.0nm之间。优选的，在上述电容器中，所述电容介质层的表面进行所述氨气退火处理的退火温度范围介于330～550℃之间。优选的，在上述电容器中，所述电容介质层的表面进行所述氨气退火处理的退火时间范围包括介于30s～100s之间。优选的，在上述电容器中，所述电容介质层的厚度与所述介质表面修复层的厚度的比值范围包括介于10～20之间。优选的，在上述电容器中，所述上电极填充物包括第一多晶层及第二多晶层，所述第一多晶层形成于所述上电极层的表面，所述第一多晶层填充所述电容成型孔并覆盖所述电极支撑结构，所述第二多晶层形成于所述第一多晶层的表面。优选的，在上述电容器中，所述第一多晶层包括硼掺杂锗化硅层，所述第二多晶层包括硼掺杂硅层。优选的，在上述电容器中，还包括：形成于所述上电极填充物表面的金属导电层以及形成于所述金属导电层表面的氧化物绝缘层。本专利技术采用上述技术方案，具有如下优点：在电容介质层表面进行氨气退火处理，形成具有纳米微晶结构的介质表面修复层在电容介质层的表面层，使得电容介质层表面的晶粒尺寸减小，进而改善电容介质层表面性质，降低电容器的漏电流，并可减少上电极板的阻值，大幅改善电容器的可靠性寿命。上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本专利技术进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。附图说明在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本专利技术公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本专利技术范围的限制。图1绘示本专利技术实施例提供的电容介质层表面处理方法流程图。图2绘示本专利技术实施例提供的电容成型孔中形成有下电极层的电极支撑结构的侧视图。图3绘示本专利技术实施例提供的电容成型孔中形成有下电极层的电极支撑结构的俯视图。图4绘示本专利技术实施例提供的下电极层的内表面及外表面形成电容介质层的电极支撑结构侧视图。图5绘示本专利技术实施例提供的下电极层的内表面及外表面形成电容介质层的电极支撑结构俯视图。图6绘示本专利技术实施例提供的电容介质层表面形成有混合物介质层的电极支撑结构侧视图。图7绘示本专利技术实施例提供的电容介质层表面形成有混合物介质层的电极支撑结构俯视图。图8绘示本专利技术实施例提供的在混合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电容介质层表面处理方法，其特征在于，包括：/n提供一形成于基底上的电极支撑结构，所述电极支撑结构具有多个电容成型孔，所述电容成型孔的侧壁以及底面由下电极层构成；/n在所述下电极层的表面形成电容介质层，且所述电容介质层还覆盖所述电极支撑结构；/n对所述电容介质层进行氨气(NH

【技术特征摘要】
1.一种电容介质层表面处理方法，其特征在于，包括：
提供一形成于基底上的电极支撑结构，所述电极支撑结构具有多个电容成型孔，所述电容成型孔的侧壁以及底面由下电极层构成；
在所述下电极层的表面形成电容介质层，且所述电容介质层还覆盖所述电极支撑结构；
对所述电容介质层进行氨气(NH3)退火处理，以形成介质表面修复层在所述电容介质层的表面层，其中，所述介质表面修复层的表面具有纳米微晶结构；
在所述介质表面修复层的表面形成上电极层，且所述上电极层还覆盖在所述电极支撑结构上的所述介质表面修复层；以及
上电极填充物填充在所述电容成型孔中，并且所述上电极填充物覆盖在所述电极支撑结构上的所述上电极层。


2.如权利要求1所述的电容介质层表面处理方法，其特征在于，所述电容介质层的材料包括氧化锆。


3.如权利要求1所述的电容介质层表面处理方法，其特征在于，在所述氨气退火处理中，所述电容介质层形成多晶结构。


4.如权利要求3所述的电容介质层表面处理方法，其特征在于，所述电容介质层的多晶结构包括四方晶相、立方晶相以及正交晶相的其中一种。


5.如权利要求1所述的电容介质层表面处理方法，其特征在于，所述纳米微晶结构的材料包括氮氧化锆。


6.如权利要求1所述的电容介质层表面处理方法，其特征在于，所述介质表面修复层的晶粒尺寸范围介于2.5nm～3.0nm之间。


7.如权利要求1所述的电容介质层表面处理方法，其特征在于，利用所述氨气退火处理的方法实施于低压化学气相沉积(LPCVD)、顺序流沉积(SFD)、先进顺序流沉积(ASFD)以及原子层沉积(ALD)所构成群组的其中之一制程。


8.如权利要求1所述的电容介质层表面处理方法，其特征在于，所述氨气退火处理的退火温度范围介于330～550℃之间。


9.如权利要求8所述的电容介质层表面处理方法，其特征在于，所述氨气退火处理的退火时间范围介于30s～100s之间。


10.如权利要求1所述的电容介质层表面处理方法，其特征在于，所述电容介质层的厚度与所述介质表面修复层的厚度的比值范围介于10～20之间。


11.如权利要求1所述的电容介质层表面处理方法，其特征在于，形成所述上电极填充物的步骤包括：
材料包含硼掺杂锗化硅的第一多晶层形成于所述上电极层的表面，所述第一多晶层填充所述电容成型孔并覆盖所述电极支撑结构；
材料包含硼掺杂硅的第二多晶层形成于所述第一多晶层的表面。


12.如权利要求1-11任一所述的电容介质层表...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34