支撑叠层、电容、及电容的制备方法技术

本发明专利技术提供一种支撑叠层、电容、及电容的制备方法。所述电容包括下电极以及支撑下电极的支撑叠层，所述支撑叠层包括：异质叠层，所述异质叠层包含交叠设置的第一材料层和第二材料层，所述第一材料层和所述第二材料层的材质不同；通孔，所述通孔位于所述异质叠层中，所述通孔的侧壁具有因所述侧壁的位置交错而形成的凹陷结构，所述侧壁的位置交错与所述第一材料层和所述第二材料层的交叠设置对应。本发明专利技术通过交错设置的具有凹陷结构的支撑叠层，以及与所述支撑叠层凹陷形状相配合的、具有凸起的形状下电极，解决了支撑层和电极易分离的问题，有效防止了电极的松动，提高了电容结构的稳定性。稳定性。稳定性。

【技术实现步骤摘要】
支撑叠层、电容、及电容的制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种支撑叠层、电容、及电容的制备方法。

技术介绍

[0002]电容作为现有技术中最常用的电子元件之一，广泛应用于各种半导体设备中。电容的基本工作原理就是充电放电，在具体应用中可以起到存储、耦合、滤波、退耦、高频消振、谐振、旁路、中和、定时、积分、微分、补偿、自举、分频、以及负载电容等作用，是半导体产品中不可或缺的基本元件。最简单的电容器是由两端的极板和中间的绝缘电介质构成的。通电后，极板带电，形成电势差，在不超过电容器的击穿电压的前提条件下，由于中间存在的绝缘物质，整个电容器是不导电的。
[0003]在半导体工业中，柱状电容由于其制备方法与晶圆具有良好的适配性，方便批量制造、制作与工艺较为简单，因此得到了广泛的应用。然而，柱状电容也存在一定的缺点。现有技术中，电容的制备过程中很容易出现柱状电极的分离的问题。在刻蚀电容开口的过程中，电容开口处的支撑层的表面会被氧化，形成氧化物，同时表面还会附着刻蚀的副产物，这些氧化物和刻蚀副产物在去除牺牲层的过程中会被一并去除掉，从而导致支撑层和电容的电极产生分离。由此导致的柱状电极在使用中易脱离，电容结构不稳定的问题亟待解决。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是解决支撑层和电极易分离的问题，提高电容结构的稳定性，提供一种支撑叠层、电容、及电容的制备方法。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种支撑叠层，包括：异质叠层，所述异质叠层包含交叠设置的第一材料层和第二材料层，所述第一材料层和所述第二材料层的材质不同；通孔，所述通孔位于所述异质叠层中，所述通孔的侧壁具有因所述侧壁的位置交错而形成的凹陷结构，所述侧壁的位置交错与所述第一材料层和所述第二材料层的交叠设置对应。
[0006]可选的，所述第一材料层为含氮材料层，所述第二材料层为金属氧化物层。
[0007]可选的，所述含氮材料层选自氮化硅、氮氧化硅、以及碳氮化硅材料中的一种或多种。
[0008]可选的，所述金属氧化物层选自氧化铪、氧化铝、以及氧化钽材料中的一种或多种。
[0009]可选的，所述第一材料层和所述第二材料层的交叠设置包括所述第二材料层至少位于两层所述第一材料层之间。
[0010]本专利技术提供了一种电容，包括下电极以及支撑下电极的支撑叠层，所述支撑叠层包括：异质叠层，所述异质叠层包含交叠设置的第一材料层和第二材料层，所述第一材料层和所述第二材料层的材质不同；通孔，所述通孔位于所述异质叠层中，所述下电极贯穿所述通孔，所述通孔的侧壁具有因所述侧壁的位置交错而形成的凹陷结构，所述侧壁的位置交
错与所述第一材料层和所述第二材料层的交叠设置对应。
[0011]可选的，所述的电容还包括：底部支撑层，所述底部支撑层环绕设置于所述下电极的底部；顶部支撑层，所述顶部支撑层环绕设置于所述下电极的顶部；电容介电层，所述电容介电层覆盖所述下电极的表面；以及上电极，所述上电极覆盖所述电容介电层的表面，并填充所述电容介电层之间的间隙。
[0012]可选的，所述电容还包括第一介质层和第二介质层，所述第一介质层和所述第二介质层的内部能够设置一个或多个支撑层或支撑叠层。
[0013]可选的，所述底部支撑层和所述顶部支撑层为含氮材料层，各自独立的选自氮化硅、氮氧化硅、以及碳氮化硅材料中的一种或多种。
[0014]本专利技术还提供了一种电容的制备方法，包括：提供衬底；在所述衬底表面形成支撑叠层，所述支撑叠层为异质叠层，所述异质叠层包含交叠设置的第一材料层和第二材料层，所述第一材料层和所述第二材料层的材质不同；采用刻蚀工艺在所述支撑叠层中形成用于容纳下电极的通孔，所述刻蚀工艺包括采用对所述异质叠层具有刻蚀选择比的步骤，以使所述通孔的侧壁形成因所述侧壁的位置交错而形成的凹陷结构，所述侧壁的位置交错与所述第一材料层和所述第二材料层的交叠设置对应；采用沉积工艺制作下电极，所述下电极贯穿所述通孔，所述沉积工艺能够填充所述通孔侧壁的凹陷结构，从而在与所述通孔接触的外侧面形成有面向所述通孔侧壁的凸起，所述凸起的形状与所述通孔侧壁的凹陷形状相配合。
[0015]可选的，所述第一材料层为含氮材料层，所述第二材料层为金属氧化物层，所述含氮材料层选自氮化硅、氮氧化硅、以及碳氮化硅材料中的一种或多种；所述金属氧化物层选自氧化铪、氧化铝、以及氧化钽材料中的一种或多种。
[0016]可选的，所述刻蚀工艺选自于干法和湿法中的任意一种或其组合，所述干法刻蚀以含氟气体作为刻蚀气体，所述湿法刻蚀以盐酸或氢氟酸作为腐蚀液。
[0017]可选的，在所述衬底表面形成支撑叠层进一步包括：在所述衬底表面从下向上依次形成底部支撑层、第一牺牲层、支撑叠层、第二牺牲层、以及顶部支撑层。
[0018]可选的，采用刻蚀工艺在所述支撑叠层中形成通孔、制作下电极，进一步是：在所述顶部支撑层表面形成图形化的光刻胶层；刻蚀所述顶部支撑层、所述第二牺牲层、所述支撑叠层、所述第一牺牲层、以及所述底部支撑层，形成盲孔，所述盲孔底部暴露出所述衬底；去除所述光刻胶层；在所述盲孔内壁沉积下电极。
[0019]可选的，在形成所述下电极后，进一步包括：去除所述第一牺牲层和所述第二牺牲层；填充第一介质层和第二介质层；在所述下电极表面形成电容介电层；在所述电容介电层表面形成上电极，并填充所述电容介电层之间的间隙。
[0020]可选的，所述第一牺牲层和所述第二牺牲层采用氧化硅材料。
[0021]本专利技术通过交错设置的具有凹陷结构的支撑叠层，以及与支撑叠层凹陷形状相配合的、具有凸起的形状下电极，解决了支撑层和电极易分离的问题，有效防止了电极的松动，提高了电容结构的稳定性。
附图说明
[0022]附图1所示为本专利技术一具体实施方式所述电容的制备方法的步骤示意图。
[0023]附图2A
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2D所示为附图1中步骤S10
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S13的工艺示意图。
[0024]附图3所示为本专利技术一具体实施方式所述电容的制备方法中采用刻蚀工艺在所述支撑叠层中形成通孔、制作下电极的步骤示意图。
[0025]附图4A
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4D所示为附图3中步骤S31
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S34的工艺示意图。
[0026]附图5所示为本专利技术一具体实施方式所述电容的制备方法中形成所述下电极后的步骤示意图。
[0027]附图6A
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6D所示为附图3中步骤S51
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S54的工艺示意图。
[0028]附图7所示为本专利技术一具体实施方式所述支撑叠层的结构示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本专利技术提供的支撑叠层、电容、及电容的制备方法的具体实施方式做详细说明。
[0030]附图1所示为本专利技术一具体实施方式所述电容的制备方法的步骤示意图，包括：步骤S10，提供衬底，所述衬底表面包括支撑叠层，所述支撑叠层为异本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种支撑叠层，其特征在于，包括：异质叠层，所述异质叠层包含交叠设置的第一材料层和第二材料层，所述第一材料层和所述第二材料层的材质不同；通孔，所述通孔位于所述异质叠层中，所述通孔的侧壁具有因所述侧壁的位置交错而形成的凹陷结构，所述侧壁的位置交错与所述第一材料层和所述第二材料层的交叠设置对应。2.根据权利要求1所述的支撑叠层，其特征在于，所述第一材料层为含氮材料层，所述第二材料层为金属氧化物层。3.根据权利要求2所述的支撑叠层，其特征在于，所述含氮材料层选自氮化硅、氮氧化硅、以及碳氮化硅材料中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的支撑叠层，其特征在于，所述金属氧化物层选自氧化铪、氧化铝、以及氧化钽材料中的一种或多种。5.根据权利要求2所述的支撑叠层，其特征在于，所述第一材料层和所述第二材料层的交叠设置包括所述第二材料层至少位于两层所述第一材料层之间。6.一种电容，其特征在于，包括下电极以及支撑下电极的支撑叠层，所述支撑叠层包括：异质叠层，所述异质叠层包含交叠设置的第一材料层和第二材料层，所述第一材料层和所述第二材料层的材质不同；通孔，所述通孔位于所述异质叠层中，所述下电极贯穿所述通孔，所述通孔的侧壁具有因所述侧壁的位置交错而形成的凹陷结构，所述侧壁的位置交错与所述第一材料层和所述第二材料层的交叠设置对应。7.根据权利要求6所述的电容，其特征在于，还包括：底部支撑层，所述底部支撑层环绕设置于所述下电极的底部；顶部支撑层，所述顶部支撑层环绕设置于所述下电极的顶部；电容介电层，所述电容介电层覆盖所述下电极的表面；以及上电极，所述上电极覆盖所述电容介电层的表面，并填充所述电容介电层之间的间隙。8.根据权利要求7所述的电容，其特征在于，所述电容还包括第一介质层和第二介质层，所述第一介质层和所述第二介质层的内部能够设置一个或多个支撑层或支撑叠层。9.根据权利要求7所述的电容，其特征在于，所述底部支撑层和所述顶部支撑层为含氮材料层，各自独立的选自氮化硅、氮氧化硅、以及碳氮化硅材料中的一种或多种。10.一种电容的制备方法，其特征在于，包括：提供衬底；在所述衬底表面形成支撑叠层，所述支撑叠层为异质叠层，所述异质叠层包...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓玲，洪海涵，张民慧，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：