电容器的制作方法、电容器以及存储器技术

技术编号:33716495 阅读:20 留言:0更新日期:2022-06-06 09:01
本公开提供了一种电容器的制作方法、电容器以及存储器,涉及半导体技术领域。该电容器的制作方法包括:提供基底;于基底上形成第一电极,第一电极沿平行于基底的第一方向延伸,第一电极在第一方向上的尺寸大于第一电极在第二方向上,以及在第三方向上的尺寸,第一方向、第二方向以及第三方向之间两两相互垂直;形成包覆第一电极的介电层;形成包覆介电层的第二电极。本公开中第一电极沿平行于基底的第一方向延伸,且第一电极的横向尺寸大于其竖向尺寸,使得第一电极、介电层和第二电极形成一种水平设置的电容器,从而可以在立体空间内布置更多的电容器,提高了存储器的存储容量。提高了存储器的存储容量。提高了存储器的存储容量。

【技术实现步骤摘要】
电容器的制作方法、电容器以及存储器


[0001]本公开涉及半导体
,尤其涉及一种电容器的制作方法及电容器、存储器。

技术介绍

[0002]动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)是计算机中常用的半导体存储器件,由许多重复的存储单元组成。每个存储单元通常包括电容器和晶体管。随着半导体技术的发展,半导体器件的尺寸越来越小,对半导体制造技术的要求也在不断提高。
[0003]而现有的存储器的存储密度在横向扩展已经遇到瓶颈,因此,如何提高存储器的存储密度和性能是亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]以下是对本公开详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
[0005]本公开提供了一种电容器的制作方法、电容器以及存储器。
[0006]本公开的第一方面提供了一种电容器的制作方法,所述电容器的制作方法包括:提供基底;于所述基底上形成第一电极,所述第一电极沿平行于所述基底的第一方向延伸,所述第一电极在所述第一方向上的尺寸大于所述第一电极在第二方向上,以及在第三方向上的尺寸,所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向之间两两相互垂直;形成包覆所述第一电极的介电层;形成包覆所述介电层的第二电极。
[0007]其中,所述电容器的制作方法还包括:形成沿所述第二方向和/或沿所述第三方向间隔排列的多个第一电极,相邻所述第一电极之间具有立体空间;所述介电层包覆在多个所述第一电极的表面以及位于所述立体空间内,形成共用的介电层;所述第二电极包覆在所述介电层的表面以及位于所述立体空间内,形成共用的第二电极。
[0008]其中,于所述基底上形成第一电极,包括:于所述基底上形成至少一层外延层,所述外延层包括交叠布置的单晶硅层和含硅材料层,所述单晶硅层在所述第一方向尺寸均大于在第二方向上和在第三方向上的尺寸;于所述外延层上定义出图形区和接触区,其中,所述接触区处的所述单晶硅层形成晶体管的源或漏区;在所述图形区处,选择性地向下刻蚀所述外延层,至暴露所述基底,所述图形区处剩余的所述外延层定义出所述第一电极的位置,并沿横向延伸,其中,剩余的所述单晶硅层
为所述第一电极预留间隙;在所述图形区处,去除剩余的所述外延层中所述单晶硅层,形成所述间隙;在所述间隙中形成所述第一电极。
[0009]其中,于外延层形成图案化的第一掩膜层,并以所述图案化的第一掩膜层为掩膜向下刻蚀所述外延层,至暴露所述基底,以同步定义出所述图形区、所述接触区,以及所述第一电极的位置。
[0010]其中,在所述间隙中形成所述第一电极,包括:于所述图形区内沉积第一电极材料,所述第一电极材料填充满所述图形区的凹槽和所述间隙,所述第一电极材料延伸至所述图形区外并覆盖所述接触区的顶面;利用无掩膜刻蚀去除所述凹槽内和所述接触区顶面的所述第一电极材料,于所述间隙中被保留下来的所述第一电极材料形成所述第一电极。
[0011]其中,使用原子层沉积工艺和化学气相沉积工艺共同形成所述第一电极材料。
[0012]其中,在所述间隙中形成第一电极之后,所述电容器的制作方法还包括:于所述第一电极的侧壁形成支撑结构;于所述第一电极的侧壁形成所述支撑结构,包括:于所述图形区内沉积支撑材料,所述支撑材料延伸至所述图形区外并覆盖所述接触区的顶面;于所述支撑材料表面形成图案化的第二掩膜层,所述图案化的第二掩膜层覆盖所述接触区的表面,且图案化的第二掩膜层还在所述图形区上形成阵列排布;于所述图案化的所述第二掩膜层为掩膜向下刻蚀所述支撑材料,至暴露所述外延层,以在所述图形区上形成阵列开口;沿所述阵列开口,继续向下刻蚀所述支撑材料,直至暴露所述基底;去除顶面高度的支撑材料,以使所述支撑材料位于所述第一电极的侧壁和所述接触区的侧壁,形成所述支撑结构。
[0013]其中,在形成多个第一下电极时,还包括:在所述图形区处,采用湿法刻蚀工艺或蒸汽刻蚀工艺去除剩余的所述外延层中所述含硅材料层,以形成所述立体空间。
[0014]其中,形成包覆所述第一电极的介电层,包括:利用原子层沉积工艺形成介电层,所述介电层连续包覆在所述第一电极的外表面。
[0015]其中,形成包覆所述介电层的第二电极层,包括:利用原子层沉积工艺形成所述第二电极层,所述第二电极层连续包覆所述介电层的外表面。
[0016]其中,所述第一电极在第一方向和在所述第三方向之间具有横纵比,所述横纵比大于等于35。
[0017]其中,所述电容器用于连接环绕式栅极型晶体管,其中,所述晶体管的栅极连接字线,漏极和源极之一连接位线,所述漏极和所述源极之另一连接所述电容器的所述第一电极,所述第一电极沿第一方向延伸,所述字线沿所述第二方向延伸,所述位线沿第三方向延伸。
[0018]本公开的第二方面提供了一种电容器,包括:
基底;第一电极,位于所述基底上,所述第一电极沿平行于基底的第一方向延伸,所述第一电极在所述第一方向上的尺寸大于所述第一电极在第二方向上,以及在第三方向上的尺寸,所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向之间两两相互垂直;介电层,包覆在所述第一电极的表面;第二电极,包覆在所述介电层的表面。
[0019]其中,其包括:沿第二方向和/或沿第三方向间隔排列的多个第一电极,相邻所述第一电极之间具有立体空间;所述介电层包覆在多个所述第一电极的表面以及位于所述立体空间内,形成共用的介电层;所述第二电极包覆在所述介电层的表面以及位于所述立体空间内,形成共用的第二电极。
[0020]本公开的第三方面提供了一种存储器,包括:上述第二方面的电容器;环绕式栅极型晶体管,所述晶体管的栅极连接字线,漏极和源极之一连接位线,所述漏极和所述源极之另一连接所述电容器,其中,所述电容器沿第一方向延伸,所述字线沿所述第二方向延伸,所述位线沿第三方向延伸。
[0021]本公开的电容器的制作方法、电容器以及存储器中,通过将第一电极沿平行于基底的第一方向设置,并且第一电极沿横向方向的尺寸大于其沿纵向方向的尺寸,使得第一电极、介电层和第二电极形成一种水平设置的电容器,从而可以在立体空间内布置更多的电容器,进而提高存储器的存储容量。此外,本公开提供的电容器结构可以适应环绕式栅极型晶体管,极大地拓展了存储器的集成空间。
[0022]在阅读并理解了附图和详细描述后,可以明白其他方面。
附图说明
[0023]并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例,并且与描述一起用于解释本公开实施例的原理。在这些附图中,类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本公开的一些实施例,而不是全部实施例。对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是根据一示例性实施例示出的电容器的制作方法的流程图。
[0025]图2是根据一示例性实施例示出的单层电容器水平放置的示意图。
[0026]图3是根据一示例性实施例示出的本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电容器的制作方法,其特征在于,包括:提供基底;于所述基底上形成第一电极,所述第一电极沿平行于所述基底的第一方向延伸,所述第一电极在所述第一方向上的尺寸大于所述第一电极在第二方向上,以及在第三方向上的尺寸,所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向之间两两相互垂直;形成包覆所述第一电极的介电层;形成包覆所述介电层的第二电极。2.根据权利要求1所述的电容器的制作方法,其特征在于,所述电容器的制作方法还包括:形成沿所述第二方向和/或沿所述第三方向间隔排列的多个第一电极,相邻所述第一电极之间具有立体空间;所述介电层包覆在多个所述第一电极的表面以及位于所述立体空间内,形成共用的介电层;所述第二电极包覆在所述介电层的表面以及位于所述立体空间内,形成共用的第二电极。3.根据权利要求1或2所述的电容器的制作方法,其特征在于,于所述基底上形成第一电极,包括:于所述基底上形成至少一层外延层,所述外延层包括交叠布置的单晶硅层和含硅材料层,所述单晶硅层在所述第一方向尺寸均大于在第二方向上和在第三方向上的尺寸;于所述外延层上定义出图形区和接触区,其中,所述接触区处的所述单晶硅层形成晶体管的源或漏区;在所述图形区处,选择性地向下刻蚀所述外延层,至暴露所述基底,所述图形区处剩余的所述外延层定义出所述第一电极的位置,并沿横向延伸,其中,剩余的所述单晶硅层为所述第一电极预留间隙;在所述图形区处,去除剩余的所述外延层中所述单晶硅层,形成所述间隙;在所述间隙中形成所述第一电极。4.根据权利要求3所述的电容器的制作方法,其特征在于,于外延层形成图案化的第一掩膜层,并以所述图案化的第一掩膜层为掩膜向下刻蚀所述外延层,至暴露所述基底,以同步定义出所述图形区、所述接触区,以及所述第一电极的位置。5.根据权利要求3所述的电容器的制作方法,其特征在于,在所述间隙中形成所述第一电极,包括:于所述图形区内沉积第一电极材料,所述第一电极材料填充满所述图形区的凹槽和所述间隙,所述第一电极材料延伸至所述图形区外并覆盖所述接触区的顶面;利用无掩膜刻蚀去除所述凹槽内和所述接触区顶面的所述第一电极材料,于所述间隙中被保留下来的所述第一电极材料形成所述第一电极。6.根据权利要求5所述的电容器的制作方法,其特征在于,使用原子层沉积工艺和化学气相沉积工艺共同形成所述第一电极材料。7.根据权利要求3所述的电容器的制作方法,其特征在于,在所述间隙中形成第一电极之后,所述电容器的制作方法还包括:于所述第一电极的侧壁形成支撑结构;于所述第一电
极的侧壁形成所述支撑结构,包括:于所述图形区内沉积支撑材料,所述支撑材料延伸至所述图形区外并覆盖所述接触区的顶面;于所述支撑材料...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨蒙蒙肖德元
申请(专利权)人:长鑫集电北京存储技术有限公司
类型:发明
国别省市:

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