半导体结构及其制造方法技术

技术编号:34176679 阅读:17 留言:0更新日期:2022-07-17 12:05
本发明专利技术公开了一种半导体结构,包括第一底电极和第二底电极设置在衬底上。第一底电极包括第一侧壁和第二侧壁,第二底电极包括第三侧壁和第四侧壁,且第二侧壁面向第三侧壁。上部支撑层位于第一底电极和第二底电极之间并且接触第二侧壁和第三侧壁。上部支撑层与衬底之间包括空腔。电容介质层,位于所述第一底电极和所述第二底电极上。导电材料,位于所述电容介质层上并填满空腔。第一侧壁的上部包括一斜坡轮廓,且斜坡轮廓的一下端不低于上部支撑层的下表面。斜坡轮廓可改善电容介质层的均匀性并帮助导电材料填满空腔。并帮助导电材料填满空腔。并帮助导电材料填满空腔。

Semiconductor structure and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种半导体结构及其制造方法,特别涉及一种包括堆叠式电容(stacked capacitor)的半导体结构及其制造方法。

技术介绍

[0002]动态随机存取存储器(dynamic random access memory,DRAM)属于一种挥发性存储器,包含由多个存储单元(memory cell)构成的阵列区(array area)以及由控制电路构成的周边区(peripheral area)。各个存储单元是由一个晶体管(transistor)以及与所述晶体管电连接的一个电容(capacitor)构成,由所述晶体管控制所述电容中的电荷的存储或释放,来达到存储资料的目的。控制电路通过横跨阵列区并且与各个存储单元电连接的字线(word line,WL)与位线(bit line,BL),可定址至各个存储单元来控制各个存储单元的资料的存取。
[0003]为了缩小存储单元的尺寸而制作出具备更高集密度的芯片,存储单元的结构已朝向三维(three

dimensional)发展,例如采用埋入式字线连接(buried wordline)以及堆叠式电容(stacked capacitor)。堆叠式电容垂直设置在衬底上方,藉此可节省电容所占据的衬底面积,还可方便地通过增加电容的电极板的高度来获得更大的电容量。随着存储单元密度增加,堆叠式电容的排列也越来越紧密,提高了制造的困难度,也影响到电容的可靠度品质。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的之一在于提供一种包括堆叠式电容(stacked capacitor)的半导体结构及其制造方法。
[0005]本专利技术一实施例所提供的半导体结构,包括一衬底,一第一底电极和一第二底电极设置在所述衬底上,其中所述第一底电极包括一第一侧壁和一第二侧壁,所述第二底电极包括一第三侧壁和一第四侧壁,所述第二侧壁面向所述第三侧壁,所述第一侧壁的上部包括一斜坡轮廓(slop)。一上部支撑层,位于所述第一底电极和所述第二底电极之间并且接触所述第二侧壁和所述第三侧壁,其中所述上部支撑层包括一上表面和一下表面,所述斜坡轮廓的一下端不低于所述上部支撑层的所述下表面。一空腔,位于所述衬底和所述上部支撑层之间。一电容介质层,位于所述第一底电极和所述第二底电极上。一导电材料,位于所述电容介质层上并填满空腔。
[0006]本专利技术另一实施例所提供的半导体结构的制造方法,包括以下步骤。首先,提供一衬底,该衬底上设有一上部牺牲层、一上部支撑层以及一硬掩膜层。接着,形成多个底电极,贯穿所述上部牺牲层、所述上部支撑层和所述硬掩膜层。然后,于所述多个底电极之间形成至少一开口,贯穿所述硬掩膜层和所述上部支撑层,以显露出所述上部牺牲层,其中所述多个底电极自所述开口显露出来的部分包括一斜坡轮廓(slop),所述斜坡轮廓的一下端不低于所述上部支撑层的一下表面。接着,自所述开口移除所述上部牺牲层,以于所述上部支撑
层和所述衬底之间形成一空腔。然后,形成一电容介质层以及一导电材料填满所述空腔。
[0007]本专利技术特征在于开口周围的底电极的顶部具有斜坡轮廓,可帮助电容介质层及顶电极的导电材料填入空腔并改善电容介质层的均匀度,提高电容的可靠度。另外,本专利技术将斜坡轮廓的下端控制在不低于上部支撑层的下表面,可减少开口周围的底电极(具有斜坡轮廓)与非开口周围的底电极(不具有斜坡轮廓)之间的电性差异,使形成的电容可具有较一致的电性表现。
附图说明
[0008]所附图示提供对于此实施例更深入的了解,并纳入此说明书成为其中一部分。这些图示与描述,用来说明一些实施例的原理。须注意的是所有图示均为示意图,以说明和制图方便为目的,相对尺寸及比例都经过调整。相同的符号在不同的实施例中代表相对应或类似的特征。
[0009]图1至图6为本专利技术一实施例之半导体结构的制造方法的步骤示意图,其中图1和图3为平面图,图2、图4、图5和图6为沿着图1或图3所示AA

切线的剖面图。
[0010]图7为本专利技术另一实施例之半导体结构的剖面示意图。
[0011]图8为本专利技术又另一实施例之半导体结构的平面示意图。图9为图8之半导体结构的一种实施态样沿着AA

切线的剖面示意图。图10为图8之半导体结构的另一种实施态样沿着AA

切线的剖面示意图。
[0012]其中,附图标记说明如下:
[0013]AA'
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切线
[0014]10
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衬底
[0015]12
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层间介质层
[0016]14
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存储节点接触垫
[0017]16
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蚀刻停止层
[0018]18
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下部牺牲层
[0019]20
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下部支撑层
[0020]22
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上部牺牲层
[0021]24
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上部支撑层
[0022]26
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硬掩膜层
[0023]29
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空腔
[0024]30
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底电极
[0025]32
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斜坡轮廓
[0026]34
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斜坡轮廓
[0027]42
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电容介质层
[0028]44
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导电材料
[0029]24a
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上表面
[0030]24b
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下表面
[0031]30A
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一底电极
[0032]30B
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第二底电极
[0033]30C
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第三底电极
[0034]30D
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第四底电极
[0035]OP
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开口
[0036]P1
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下端
[0037]P2
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下端
[0038]P3
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上端
[0039]P4
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上端
[0040]S1
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第一侧壁
[0041]S2
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第二侧壁
[0042]S3
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第三侧壁
[0043]S4<本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构,其特征在于,包括:一衬底;一第一底电极和一第二底电极设置在所述衬底上,其中所述第一底电极包括一第一侧壁和一第二侧壁,所述第二底电极包括一第三侧壁和一第四侧壁,所述第二侧壁面向所述第三侧壁,所述第一侧壁的上部包括一斜坡轮廓;一上部支撑层,位于所述第一底电极和所述第二底电极之间并且接触所述第二侧壁和所述第三侧壁,其中所述上部支撑层包括一上表面和一下表面,所述斜坡轮廓的一下端不低于所述上部支撑层的所述下表面;一空腔,位于所述衬底和所述上部支撑层之间;一电容介质层,位于所述第一底电极和所述第二底电极上;以及一导电材料,位于所述电容介质层上并填满空腔。2.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述斜坡轮廓的所述下端介于所述上部支撑层的所述上表面和所述下表面之间。3.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述斜坡轮廓的所述下端高于所述上部支撑层的所述上表面。4.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述第二侧壁和所述第三侧壁的上部分别包括一笔直轮廓,垂直于所述上部支撑层的所述上表面。5.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,还包括:一第三底电极设置在所述衬底上,包括一第五侧壁面向所述第一底电极的所述第一侧壁,其中第五侧壁面和所述第一侧壁之间不包括所述上部支撑层,所述第五侧壁的上部包括另一斜坡轮廓,所述另一斜坡轮廓的下端与所述斜坡轮廓的下端齐平。6.如权利要求5所述的半导体结构,其特征在于,所述另一斜坡轮廓的上端与所述斜坡轮廓的上端不齐平。7.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,还包括:一第四底电极设置在所述衬底上,包括一第六侧壁面向所述第二底电极的所述第四侧壁,其中所述上部支撑层还位于所述第二底电极和所述第四底电极之间并且接触所述第四侧壁和所述第六侧壁,所述第六侧壁的上部包括另一笔直轮廓,垂直于所述上部支撑层的所述上表面。8.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述第一底电极和所述第二底电极包括圆柱状结构。9.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述第一底电极和所述第二底电极包括中空圆柱状结构。10.如权利要求1所述的半导体结构,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:童宇诚张钦福
申请(专利权)人:福建省晋华集成电路有限公司
类型:发明
国别省市:

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