电容器及其形成方法、半导体器件及其形成方法技术

本发明专利技术提供了一种电容器及其形成方法、半导体器件及其形成方法，衬底上的介质层中形成有对应所述衬底的源极接触区的接触窗，所述接触窗的侧壁具有至少一个凹陷部，以使所述接触窗的侧壁呈方波状，然后将电容结构形成在所述接触窗中，所述电容结构的缓冲层、底部电极层及电介质层依次覆盖所述接触窗的内壁及所述凹陷部的内壁，且所述电介质层还延伸覆盖所述介质层，所述电容结构的顶部电极层填充所述接触窗及所述凹陷部并延伸覆盖所述电介质层位于所述衬底上的部分，所述凹陷部及所述缓冲层增加所述底部电极层与所述顶部电极层的表面积，从而提高了所述电容结构存储电荷量，从而实现所述半导体器件存储能力和稳定性的提升。

Capacitor and its forming method, semiconductor device and its forming method

【技术实现步骤摘要】
电容器及其形成方法、半导体器件及其形成方法
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种电容器及其形成方法、半导体器件及其形成方法。
技术介绍
随着半导体技术的不断发展，动态随机存储器(DRAM)产品对电容器性能的要求越来越高。随着动态随机存储器的尺寸越来越小，如何制作出电容足够大且可靠性高的电容器，成为深亚微米集成电路工艺的重要研究方向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种半导体器件及其形成方法，在不增大半导体器件的尺寸的基础上通过增加极板表面积而提升电容器的存储电荷量。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种电容器，包括：介质层，所述介质层中形成有接触窗，所述接触窗的侧壁具有至少一个凹陷部，以使所述接触窗的侧壁呈方波状；以及，电容结构，包括缓冲层、底部电极层、电介质层及顶部电极层，所述缓冲层、底部电极层及所述电介质层依次层叠并覆盖所述接触窗的内壁及所述凹陷部的内壁，且所述电介质层还延伸覆盖所述介质层，所述顶部电极层填充所述接触窗及所述凹陷部并延伸覆盖所述电介质层位于所述介质层上的部分，其中，所述缓冲层与所述底部电极层接触的表面凹凸不平，使所述底部电极层与所述电介质层具有波浪形的轮廓。可选的，所述底部电极层的厚度介于3nm-10nm，所述电介质层的厚度介于5nm-20nm。可选的，所述凹陷部的侧壁垂直于所述接触窗的侧壁。可选的，所述缓冲层的材料为导电材料，所述电容器还包括位于所述接触窗底部的导电层，所述导电层与所述缓冲层电连接。本专利技术还提供了一种电容器的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底上形成有介质层，所述介质层中形成有接触窗，并且所述介质层包括若干交替堆叠的第一介质层及第二介质层，所述接触窗依次贯穿所述第一介质层与所述第二介质层；通过所述接触窗沿着垂直于深度的方向横向刻蚀所述第一介质层或所述第二介质层，以在所述接触窗的侧壁上形成至少一个凹陷部，并使所述接触窗的侧壁呈方波状；以及，形成电容结构于所述接触窗中，所述电容包括缓冲层、底部电极层、电介质层及顶部电极层，所述缓冲层、底部电极层及所述电介质层依次层叠并覆盖所述接触窗的内壁及所述凹陷部的内壁，且所述电介质层还延伸覆盖所述介质层，所述顶部电极层填充所述接触窗及所述凹陷部并延伸覆盖所述电介质层位于所述介质层上的部分，其中，所述缓冲层与所述底部电极层接触的表面凹凸不平，使所述底部电极层与所述电介质层具有波浪形的轮廓。可选的，所述缓冲层的材料为粗糙多晶硅，通过控制所述缓冲层中粗糙多晶硅的晶粒尺寸以使所述缓冲层的表面凹凸不平。可选的，采用湿法刻蚀工艺横向刻蚀所述第一介质层或所述第二介质层，所述湿法刻蚀工艺对所述第一介质层和所述第二介质层的刻蚀选择比大于100。本专利技术还提供了一种半导体器件，包括：衬底，所述衬底包括若干源极接触区；介质层，形成于所述衬底上，所述介质层中形成有对应所述源极接触区的接触窗，所述接触窗的侧壁具有至少一个凹陷部，以使所述接触窗的侧壁呈方波状；以及，电容结构，包括缓冲层、底部电极层、电介质层及顶部电极层，所述缓冲层、底部电极层及所述电介质层依次层叠并覆盖所述接触窗的内壁及所述凹陷部的内壁，且所述电介质层还延伸覆盖所述介质层，所述顶部电极层填充所述接触窗及所述凹陷部并延伸覆盖所述电介质层位于所述介质层上的部分，其中，所述缓冲层与所述底部电极层接触的表面凹凸不平，使所述底部电极层与所述电介质层具有波浪形的轮廓，以增加所述底部电极层与所述顶部电极层的层叠面积。可选的，所述衬底中形成有若干晶体管，每个所述晶体管包括栅极结构及位于所述栅极结构两侧的源区和漏区，所述源极接触区与所述源区对应。可选的，所述衬底上还形成有氧化硅层，所述氧化硅层中形成有对应所述源极接触区的导电层，所述接触窗的底部露出所述导电层，以使所述底部电极层与所述源极接触区通过所述导电层电连接，所述导电层用于形成所述晶体管的存储节点接触。本专利技术还提供了一种半导体器件的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括若干源极接触区；形成介质层于所述衬底上，所述介质层中形成有接触窗，并且所述介质层包括若干交替堆叠的第一介质层及第二介质层，所述接触窗依次贯穿所述第一介质层与所述第二介质层；通过所述接触窗沿着垂直于深度的方向横向刻蚀所述第一介质层或所述第二介质层，以在所述接触窗的侧壁上形成至少一个凹陷部，并使所述接触窗的侧壁呈方波状；以及，形成电容结构于所述接触窗中，所述电容包括缓冲层、底部电极层、电介质层及顶部电极层，所述缓冲层、底部电极层及所述电介质层依次层叠并覆盖所述接触窗的内壁及所述凹陷部的内壁，且所述电介质层还延伸覆盖所述介质层，所述顶部电极层填充所述接触窗及所述凹陷部并延伸覆盖所述电介质层位于所述介质层上的部分，其中，所述缓冲层与所述底部电极层接触的表面凹凸不平，使所述底部电极层与所述电介质层具有波浪形的轮廓。可选的，形成介质层于所述衬底上之前，所述半导体器件的形成方法还包括：形成氧化硅层于所述衬底上，刻蚀所述氧化硅层以形成对应所述源极接触区的开口；形成导电层于每个所述开口中。在本专利技术提供的电容器及其形成方法、半导体器件及其形成方法中，衬底上形成有介质层，所述介质层中形成有对应所述衬底的源极接触区的接触窗，所述接触窗的侧壁具有至少一个凹陷部，以使所述接触窗的侧壁呈方波状，然后将电容结构形成在所述接触窗中，所述电容结构的缓冲层、底部电极层及电介质层依次覆盖所述接触窗的内壁及所述凹陷部的内壁，且所述电介质层还延伸覆盖所述介质层，所述电容结构的顶部电极层填充所述接触窗及所述凹陷部并延伸覆盖所述电介质层位于所述衬底上的部分，所述凹陷部增加了所述底部电极层与顶部电极层的表面积，进一步，所述缓冲层与所述底部电极层接触的表面凹凸不平，使所述底部电极层与所述电介质层具有波浪形的轮廓，以进一步增加所述底部电极层与所述顶部电极层的表面积，从而提高了所述电容结构存储电荷量，从而实现所述半导体器件存储能力和稳定性的提升。附图说明图1为本专利技术实施例提供的电容器的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的半导体器件的形成方法的流程图；图3-图8为本专利技术实施例提供的采用半导体器件的形成方法形成的半导体结构的剖面示意图；图9为本专利技术实施例提供的图8中A区域的局部放大图；图中，附图标记为：1-衬底；11-源区；12-漏区；2-栅极结构；3-导电层；31-氧化硅层；4-介质层；41-第一介质层；42-第二介质层；5-接触窗；51-凹陷部；6-电容结构；61-底部电极层；62-电介质层；63-顶部电极层，64-缓冲层。具体实施方式下面将结合示意图对本专利技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电容器，其特征在于，包括：/n介质层，所述介质层中形成有接触窗，所述接触窗的侧壁具有至少一个凹陷部，以使所述接触窗的侧壁呈方波状；以及，/n电容结构，包括缓冲层、底部电极层、电介质层及顶部电极层，所述缓冲层、底部电极层及所述电介质层依次层叠并覆盖所述接触窗的内壁及所述凹陷部的内壁，且所述电介质层还延伸覆盖所述介质层，所述顶部电极层填充所述接触窗及所述凹陷部并延伸覆盖所述电介质层位于所述介质层上的部分，其中，所述缓冲层与所述底部电极层接触的表面凹凸不平，使所述底部电极层与所述电介质层具有波浪形的轮廓。/n

【技术特征摘要】
1.一种电容器，其特征在于，包括：
介质层，所述介质层中形成有接触窗，所述接触窗的侧壁具有至少一个凹陷部，以使所述接触窗的侧壁呈方波状；以及，
电容结构，包括缓冲层、底部电极层、电介质层及顶部电极层，所述缓冲层、底部电极层及所述电介质层依次层叠并覆盖所述接触窗的内壁及所述凹陷部的内壁，且所述电介质层还延伸覆盖所述介质层，所述顶部电极层填充所述接触窗及所述凹陷部并延伸覆盖所述电介质层位于所述介质层上的部分，其中，所述缓冲层与所述底部电极层接触的表面凹凸不平，使所述底部电极层与所述电介质层具有波浪形的轮廓。


2.如权利要求1所述的电容器，其特征在于，所述底部电极层的厚度介于3nm-10nm，所述电介质层的厚度介于5nm-20nm。


3.如权利要求1所述的电容器，其特征在于，所述凹陷部的侧壁垂直于所述接触窗的侧壁。


4.如权利要求1所述的电容器，其特征在于，所述缓冲层的材料为导电材料，所述电容器还包括位于所述接触窗底部的导电层，所述导电层与所述缓冲层电连接。


5.一种电容器的形成方法，其特征在于，包括：
提供衬底，所述衬底上形成有介质层，所述介质层中形成有接触窗，并且所述介质层包括若干交替堆叠的第一介质层及第二介质层，所述接触窗依次贯穿所述第一介质层与所述第二介质层；
通过所述接触窗沿着垂直于深度的方向横向刻蚀所述第一介质层或所述第二介质层，以在所述接触窗的侧壁上形成至少一个凹陷部，并使所述接触窗的侧壁呈方波状；以及，
形成电容结构于所述接触窗中，所述电容包括缓冲层、底部电极层、电介质层及顶部电极层，所述缓冲层、底部电极层及所述电介质层依次层叠并覆盖所述接触窗的内壁及所述凹陷部的内壁，且所述电介质层还延伸覆盖所述介质层，所述顶部电极层填充所述接触窗及所述凹陷部并延伸覆盖所述电介质层位于所述介质层上的部分，其中，所述缓冲层与所述底部电极层接触的表面凹凸不平，使所述底部电极层与所述电介质层具有波浪形的轮廓。


6.如权利要求5所述的电容器的形成方法，其特征在于，所述缓冲层的材料为粗糙多晶硅，通过控制所述缓冲层中粗糙多晶硅的晶粒尺寸以使所述缓冲层的表面凹凸不平。


7.如权利要求5所述的电容器的形成方法，其特征在于，采用湿法刻蚀工艺横向刻蚀所述第一介质层或所述第二介质层，所述湿法刻蚀工艺对所述第一介质层和所述第二介质层的刻蚀选择比大于100。


8.一种半导体器件，其特征在于，包括：<...

【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