电容器阵列和用于形成电容器阵列的方法技术

本公开涉及一种电容器阵列以及用于形成电容器阵列的方法。所述方法包括形成竖直拉长的第一电容器电极的阵列，所述第一电容器电极相对于外表面竖直地突出。围绕所述第一电容器电极的个别竖直突出部分周向形成绝缘环。围绕紧邻的所述第一电容器电极的所述绝缘环在第一直线方向上横向地彼此直接抵靠。围绕紧邻的所述第一电容器电极的所述绝缘环在相对于所述第一直线方向成角度的第二直线方向上彼此横向间隔开。电容器绝缘体形成在所述第一电容器电极的侧壁上方。至少一个第二电容器电极形成在所述电容器绝缘体上方。公开了额外方法，包含独立于方法的结构。包含独立于方法的结构。包含独立于方法的结构。

【技术实现步骤摘要】
电容器阵列和用于形成电容器阵列的方法


[0001]本文所公开的实施例涉及电容器阵列和用于形成电容器阵列的方法。

技术介绍

[0002]存储器是一种类型的集成电路系统且在计算机系统中用于存储数据。可在个别存储器单元的一或多个阵列中制造存储器。可使用数字线(也可被称作位线、数据线或感测线)和存取线(也可被称作字线或栅极线(gateline/gate line))对存储器单元进行写入或读取。数字线可使存储器单元沿着阵列的列以导电方式互连，且存取线可使存储器单元沿着阵列的行以导电方式互连。可通过数字线和存取线的组合对每个存储器单元进行唯一地寻址。
[0003]存储器单元可为易失性的、半易失性的或非易失性的。非易失性存储器单元可在不通电的情况下将数据存储很长一段时间。非易失性存储器通常被指定为具有至少约10年的保留时间的存储器。易失性存储器会耗散，且因此经刷新/重写以维持数据存储。易失性存储器可具有数毫秒或更短的保留时间。无论如何，存储器单元被配置成以至少两个不同可选状态保留或存储存储器。在二进制系统中，所述状态被视作“0”或“1”。在其它系统中，至少一些个别存储器单元可被配置成存储多于两个位或状态的信息。
[0004]电容器是可用于存储器单元中的一种类型的电子组件。电容器具有由电绝缘材料分离的两个电导体。能量如电场可以静电方式存储在此类材料内。取决于绝缘体材料的组成，所述存储的场将为易失性的或非易失性的。例如，仅包含SiO2的电容器绝缘体材料将为易失性的。一种类型的非易失性电容器是铁电电容器，所述铁电电容器具有铁电材料作为绝缘材料的至少部分。铁电材料的特征在于具有两个稳定极化状态且由此可包括电容器和/或存储器单元的可编程材料。铁电材料的极化状态可通过施加合适的编程电压来改变，且在去除编程电压之后保持(至少持续一定时间)。每个极化状态具有彼此不同的电荷存储电容，且所述电荷存储电容理想地可用于写入(即，存储)和读取存储器状态，而不逆转极化状态直到期望进行此逆转为止。不太合意地，在具有铁电电容器的某一存储器中，读取存储器状态的行为可能会逆转极化。因此，在确定极化状态后，对存储器单元进行重新写入以紧接在确定极化状态之后将存储器单元置于预读取状态中。无论如何，由于形成电容器的部分的铁电材料的双稳态特性，因此并入有铁电电容器的存储器单元理想地为非易失性的。其它可编程材料可被用作电容器绝缘体以使电容器为非易失性的。
[0005]场效应晶体管是可用于存储器单元的另一类型的电子组件。这些晶体管包括一对导电源极/漏极区，所述一对导电源极/漏极区在其间具有半导电沟道区。导电栅极邻近于沟道区且通过薄的栅极绝缘体与沟道区分离。向栅极施加合适的电压允许电流通过沟道区从源极/漏极区中的一者流动到另一者。当从栅极去除电压时，大大地防止了电流流动通过沟道区。场效应晶体管还可包含额外结构，例如，作为栅极绝缘体与导电栅极之间的栅极构造的部分的可逆可编程电荷存储区。无论如何，栅极绝缘体都可为可编程的，例如为铁电的。
[0006]当然电容器和晶体管可以在除存储器电路系统之外的集成电路系统中使用。

技术实现思路

[0007]本公开的一方面涉及一种用于形成电容器阵列的方法，其包括：形成竖直拉长的第一电容器电极的阵列，所述第一电容器电极相对于外表面竖直地突出；围绕所述第一电容器电极的个别竖直突出部分周向形成绝缘环，围绕紧邻的所述第一电容器电极的所述绝缘环在第一直线方向上横向地彼此直接抵靠，围绕紧邻的所述第一电容器电极的所述绝缘环在相对于所述第一直线方向成角度的第二直线方向上彼此横向间隔开；在所述第一电容器电极的侧壁上方形成电容器绝缘体；以及在所述电容器绝缘体上方形成至少一个第二电容器电极。
[0008]本公开的另一方面涉及一种用于形成电容器阵列的方法，其包括：形成穿过牺牲材料的竖直拉长的第一电容器电极的阵列，所述第一电容器电极相对于所述牺牲材料竖直地突出；抵靠着所述第一电容器电极的竖直突出部分的顶部和侧壁且抵靠着横向位于所述第一电容器电极之中的所述牺牲材料的顶部形成绝缘材料，所述绝缘材料在空隙空间内是水平连续的并且不足以填充所述空隙空间，所述空隙空间横向位于所述第一电容器电极的所述竖直突出部分之中；蚀刻所述绝缘材料以使其不再在所述空隙空间内水平连续，以围绕所述第一电容器电极的个别所述竖直突出部分周向形成绝缘环，围绕紧邻的所述第一电容器电极的所述绝缘环在第一直线方向上横向地彼此直接抵靠，围绕紧邻的所述第一电容器电极的所述绝缘环在相对于所述第一直线方向成角度的第二直线方向上通过穿过所述绝缘材料的开口而彼此横向间隔开；穿过所述开口蚀刻所述牺牲材料，所述开口沿所述第二直线方向分别横向位于所述紧邻的第一电容器电极之间；在所述第一电容器电极的侧壁上方形成电容器绝缘体；以及在所述电容器绝缘体上方形成至少一个第二电容器电极。
[0009]本公开的另一方面涉及一种用于形成电容器阵列的方法，其包括：形成竖直拉长的第一电容器电极的阵列，所述第一电容器电极在阵列区域内相对于外表面竖直地突出；在所述第一电容器电极的竖直突出部分的侧壁上方形成绝缘材料，空隙空间在所述阵列区域内竖直地位于牺牲材料的顶部与所述绝缘材料的底部之间，所述绝缘材料包括周向围绕所述第一电容器电极的所述个别竖直突出部分的绝缘环，围绕紧邻的所述第一电容器电极的所述绝缘环在第一直线方向上横向地彼此直接抵靠，围绕紧邻的所述第一电容器电极的所述绝缘环在相对于所述第一直线方向成角度的第二直线方向上彼此横向间隔开；在所述第一电容器电极的侧壁上方形成电容器绝缘体；以及在所述电容器绝缘体上方形成至少一个第二电容器电极。
[0010]本公开的又一方面涉及一种电容器阵列，其包括：竖直拉长的第一电容器电极的二维(2D)阵列；绝缘支撑材料层，其抵靠着所述第一电容器电极的侧面并且支撑所述第一电容器电极，所述绝缘支撑材料层包括周向围绕个别所述第一电容器电极的绝缘环，围绕紧邻的所述第一电容器电极的所述绝缘环在第一直线方向上横向地彼此直接抵靠，围绕紧邻的所述第一电容器电极的所述绝缘环在相对于所述第一直线方向成角度的第二直线方向上彼此横向间隔开；电容器绝缘体，其位于所述竖直拉长的第一电容器电极上方；以及至少一个第二电容器电极，其位于所述电容器绝缘体上方。
附图说明
[0011]图1是根据本专利技术的实施例在处理中的衬底的部分的图解横截面视图。
[0012]图2至6是与图1构造相关的横截面视图。
[0013]图7至33是根据本专利技术的一些实施例的处于处理中的图1至6的构造或其部分的图解依序横截面、展开、放大和/或部分视图。
[0014]图34至53展示本专利技术的替代实例方法和/或结构实施例。
具体实施方式
[0015]本专利技术的实施例包含用于形成电容器阵列的方法以及独立于制造方法的电容器阵列。首先参考图1至33描述实例方法实施例。
[0016]参考图1至6，这展示衬底构造10的部分，所述衬底构造包括阵列区域19，在所述阵列区域中，将制造电容器阵列(例如，阵列区域19为其中将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于形成电容器阵列的方法，其包括：形成竖直拉长的第一电容器电极的阵列，所述第一电容器电极相对于外表面竖直地突出；围绕所述第一电容器电极的个别竖直突出部分周向形成绝缘环，围绕紧邻的所述第一电容器电极的所述绝缘环在第一直线方向上横向地彼此直接抵靠，围绕紧邻的所述第一电容器电极的所述绝缘环在相对于所述第一直线方向成角度的第二直线方向上彼此横向间隔开；在所述第一电容器电极的侧壁上方形成电容器绝缘体；以及在所述电容器绝缘体上方形成至少一个第二电容器电极。2.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述竖直拉长的第一电容器电极包括：在下部材料正上方形成掩蔽材料，所述外表面包括所述下部材料；在所述掩蔽材料中形成掩蔽材料开口，所述开口对应于个别所述竖直拉长的第一电容器电极将所处的位置；使用所述掩蔽材料作为掩模，通过所述掩蔽材料开口将下部材料开口蚀刻到所述下部材料中；在个别竖直对准的所述掩蔽材料开口以及所述下部材料开口中个别地形成所述竖直拉长的第一电容器电极；以及从所述下部材料的顶上去除所述掩蔽材料，以使得所述竖直拉长的第一电容器电极竖直突出到位于所述下部材料的所述外表面正上方的空隙空间中。3.根据权利要求1所述的方法，其包括在所有所述绝缘环的顶部和底部的上方形成所述电容器绝缘体。4.根据权利要求1所述的方法，其包括在所有所述绝缘环的顶部和底部的上方形成所述至少一个第二电容器电极。5.根据权利要求1所述的方法，其包括：在所有所述绝缘环的顶部和底部的上方形成所述电容器绝缘体；以及在所有所述绝缘环的所述顶部和所述底部的上方形成所述至少一个第二电容器电极。6.根据权利要求1所述的方法，其包括在形成所述绝缘环之前减小所述个别竖直突出部分的直径。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述减小包括对所述竖直突出部分的导电材料进行各向同性蚀刻。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述外表面为堆叠的牺牲材料的外表面，所述堆叠包括在所述牺牲材料正下方的绝缘材料，所述方法进一步包括：使用所述绝缘环和所述竖直拉长的第一电容器电极作为掩模，同时通过穿过横向空间的所述绝缘材料对绝缘材料开口进行蚀刻，所述横向空间沿所述第二直线方向分别横向位于紧邻的所述第一电容器电极之间，以围绕个别所述第一电容器电极周向形成绝缘环，围绕所述紧邻的第一电容器电极的所述绝缘环在所述第一直线方向上横向地彼此直接抵靠，围绕所述紧邻的第一电容器电极的所述绝缘环在所述第二直线方向上彼此横向间隔开；以及去除竖直位于所述绝缘环与所述绝缘材料之间的所述牺牲材料。
9.根据权利要求8所述的方法，其包括在所述绝缘材料正下方的更多所述牺牲材料，且所述方法进一步包括通过经由横向空间的各向同性蚀刻而从所述绝缘环下方去除所述更多牺牲材料，所述横向空间在所述第二直线方向上分别位于紧邻的所述第一电容器电极之间。10.根据权利要求1所述的方法，其包括将所述电容器阵列形成为存储器单元阵列的至少部分，个别所述电容器包括所述存储器单元阵列的个别存储器单元的至少部分。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述存储器单元阵列包括DRAM集成电路系统。12.一种用于形成电容器阵列的方法，其包括：形成穿过牺牲材料的竖直拉长的第一电容器电极的阵列，所述第一电容器电极相对于所述牺牲材料竖直地突出；抵靠着所述第一电容器电极的竖直突出部分的顶部和侧壁且抵靠着横向位于所述第一电容器电极之中的所述牺牲材料的顶部形成绝缘材料，所述绝缘材料在空隙空间内是水平连续的并且不足以填充所述空隙空间，所述空隙空间横向位于所述第一电容器电极的所述竖直突出部分之中；蚀刻所述绝缘材料以使其不再在所述空隙空间内水平连续，以围绕所述第一电容器电极的个别所述竖直突出部分周向形成绝缘环，围绕紧邻的所述第一电容器电极的所述绝缘环在第一直线方向上横向地彼此直接抵靠，围绕紧邻的所述第一电容器电极的所述绝缘环在相对于所述第一直线方向成角度的第二直线方向上通过穿过所述绝缘材料的开口而彼此横向间隔开；穿过所述开口蚀刻所述牺牲材料，所述开口沿所述第二直线方向分别横向位于所述紧邻的第一电容器电极之间；在所述第一电容器电极的侧壁上方形成电容器绝缘体；以及在所述电容器绝缘体上方形成至少一个第二电容器电极。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一直线方向和所述第二直线方向彼此成45
°
角。14.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一直线方向和所述第二直线方向彼此成90
°
角。15.根据权利要求12所述的方法，其中所述竖直拉长的第一电容器电极排列成具有平行四边形单位单元的二维2D晶格，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：横山雄一，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：