一种半导体结构及其制备方法技术

本公开实施例提供了一种半导体结构及其制备方法，其中，所述制备方法包括：提供衬底；在所述衬底上方形成绝缘层以及贯穿所述绝缘层的多个接触插塞；在所述绝缘层的上方形成隔离层，所述隔离层中具有多个填充牺牲层的电容孔，所述电容孔在衬底平面上的正投影与所述接触插塞在衬底平面上的正投影交叠；去除位于所述电容孔内的部分所述牺牲层，形成第一牺牲层，所述第一牺牲层暴露出部分所述接触插塞的上表面；在所述第一牺牲层的侧壁形成间隔件；去除所述第一牺牲层，所述间隔件将所述电容孔分隔为至少两个子电容孔；在所述子电容孔内形成电容结构。成电容结构。成电容结构。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体结构及其制备方法


[0001]本公开涉及半导体
，尤其涉及一种半导体结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着制程工艺持续演进，器件集成度不断提高，元件尺寸不断地微缩，这加大了电容的制备难度。目前的制程工艺制得的电容器结构往往存在漏电流大、储存电荷容量低、电容器结构较高等问题。
[0003]因此，如何优化电容的制程技术为现阶段亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本公开实施例提供了一种半导体结构的制备方法，包括：提供衬底；在所述衬底上方形成绝缘层以及贯穿所述绝缘层的多个接触插塞；在所述绝缘层的上方形成隔离层，所述隔离层中具有多个填充牺牲层的电容孔，所述电容孔在衬底平面上的正投影与所述接触插塞在衬底平面上的正投影交叠；去除位于所述电容孔内的部分所述牺牲层，形成第一牺牲层，所述第一牺牲层暴露出部分所述接触插塞的上表面；在所述第一牺牲层的侧壁形成间隔件；去除所述第一牺牲层，所述间隔件将所述电容孔分隔为至少两个子电容孔；在所述子电容孔内形成电容结构。
[0005]在一些实施例中，在所述绝缘层的上方形成隔离层，所述隔离层中具有多个填充牺牲层的电容孔，包括：在所述绝缘层的表面沉积第一隔离层；沿第一方向刻蚀所述第一隔离层，形成沿第一方向延伸的多个第一隔离栅栏，所述第一隔离栅栏暴露出所述接触插塞的上表面；沉积牺牲层，所述牺牲层覆盖所述第一隔离栅栏并填充相邻第一隔离栅栏的间隙；沿与所述第一方向相交的第二方向刻蚀所述牺牲层和部分所述第一隔离栅栏，形成沿第二方向延伸的多个墙状结构，所述多个墙状结构暴露出所述绝缘层的上表面；沉积第二隔离层，所述第二隔离层填充相邻墙状结构之间的间隙以形成多个沿第二方向延伸的第二隔离栅栏；所述第一隔离栅栏和所述第二隔离栅栏相互交叉限定出多个电容孔。
[0006]在一些实施例中，去除位于电容孔内的部分所述牺牲层，形成第一牺牲层，包括：在所述牺牲层和所述隔离层的上方沉积掩膜层；图案化所述掩膜层形成第一掩膜层，所述第一掩膜层暴露出位于所述电容孔内的所述牺牲层的部分上表面；以第一掩膜层为掩膜刻蚀所述牺牲层。
[0007]在一些实施例中，在所述绝缘层的上方形成隔离层，所述隔离层中具有多个填充牺牲层的电容孔，包括：在所述绝缘层的表面沉积隔离层；图案化所述隔离层形成电容孔，所述电容孔暴露出所述接触插塞的上表面；在所述电容孔内填充牺牲层。
[0008]在一些实施例中，所述第一牺牲层在衬底平面上的正投影面积占所述电容孔在衬底平面上的正投影面积的一半。
[0009]在一些实施例中，在所述第一牺牲层的侧壁形成间隔件，包括：采用等离子溅射工艺形成所述间隔件，所述间隔件包括氮化物，所述等离子前驱体包括N2或NH3。
[0010]在一些实施例中，在所述子电容孔内形成电容结构，所述电容结构与所述接触插塞电连接，包括：沉积下电极层，所述下电极层覆盖在所述电容孔的侧壁和所述间隔件的侧壁以及所述接触插塞的上表面；沉积电容介质层，所述电容介质层覆盖在所述下电极的表面和所述隔离层的上表面以及所述间隔件的上表面；沉积上电极层，所述上电极层覆盖在所述电容介质层的表面且填充所述电容孔。
[0011]在一些实施例中，沉积下电极层，所述下电极层覆盖在所述电容孔的侧壁和所述间隔件的侧壁以及所述接触插塞的上表面，包括：在所述衬底的上方沉积下电极层，所述下电极层覆盖所述隔离层、所述间隔件和所述接触插塞；去除位于所述隔离层上表面和所述间隔件上表面的下电极层。
[0012]本公开实施例还提供了一种半导体结构，包括：衬底；位于所述衬底上方的绝缘层以及多个贯穿所述绝缘层的接触插塞；位于所述绝缘层上方的隔离层，所述隔离层中具有多个电容孔，所述电容孔暴露出所述接触插塞的上表面；位于所述电容孔内的至少一个间隔件，所述间隔件将所述电容孔分割为至少两个子电容孔；填充所述子电容孔的电容结构，所述电容结构与所述接触插塞电连接。
[0013]在一些实施例中，所述电容孔在衬底平面上的正投影为轴对称图形，所述间隔件在衬底平面上的正投影位于所述电容孔在衬底平面上的正投影的对称轴上。
[0014]在一些实施例中，所述电容结构包括下电极层、电容介质层和上电极层，其中，所述下电极层覆盖在所述电容孔的侧壁和所述间隔件的侧壁以及所述接触插塞的上表面；所述电容介质层覆盖在所述下电极的表面和所述隔离层的上表面以及所述间隔件的上表面；所述上电极层覆盖在所述电容介质层的表面且填充所述电容孔。
[0015]在一些实施例中，所述子电容孔在所述衬底平面上的正投影包括三角形。
[0016]在一些实施例中，所述间隔件的材料包括氮化物。
[0017]在一些实施例中，所述隔离层的材料包括低介电常数材料，所述低介电常数材料包括碳掺杂氧化物或氮化物；所述电容介质层的材料包括高介电常数材料，所述高介电常数材料包括氧化锆、氧化铝、氧化铪、氧化硅、氧化铌、氮化硅所组成群组中的一种或两种以上。
[0018]在一些实施例中，所述电容孔的深宽比小于30：1。
[0019]在一些实施例中，所述接触插塞包括位于绝缘层中并贯穿至衬底的接触孔，所述接触孔包括第一通孔段和第二通孔段，所述第二通孔段位于所述第一通孔段的上方；所述接触插塞包括第一导电材料层、第二导电材料层和第三导电材料层；其中，所述第一导电材料层填充所述第一通孔段内，所述第二导电材料层覆盖所述第二通孔段的侧壁和所述第一导电材料层的上表面，所述第三导电材料层覆盖所述第二导电材料层并填充所述第二通孔段。
[0020]在一些实施例中，所述衬底包括晶体管，所述晶体管包括埋入式栅极字线和位于栅极字线两侧的源区和漏区；所述绝缘层还包括位线插塞；所述接触插塞与所述晶体管的源区电连接，所述位线插塞与所述晶体管的漏区电连接。
[0021]本公开实施例通过在接触插塞上方的电容孔内先形成间隔件，后续沉积的电容介质层可覆盖间隔件的表面，从而增加了电容上下电极的表面积，再形成并联的电容堆叠结构，提高了电容单元空间密度，从而在电容能量不变的情况下，降低了电容的高度，减少了
刻蚀以及镀膜的难度。
[0022]本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本公开实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本公开实施例提供的半导体结构的制备方法的流程框图；
[0025]图2a
‑
图2w为本公开实施例提供的一种半导体结构在制备过程中的结构示意图，其中所有的I图为俯视示意图，所有的II图为沿着I图中的线AA'截取的剖面示意图；
[0026]图3a
‑
图3c为本公开实施例提供的另一种半导体结构在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，包括：提供衬底；在所述衬底上方形成绝缘层以及贯穿所述绝缘层的多个接触插塞；在所述绝缘层的上方形成隔离层，所述隔离层中具有多个填充牺牲层的电容孔，所述电容孔在衬底平面上的正投影与所述接触插塞在衬底平面上的正投影交叠；去除位于所述电容孔内的部分所述牺牲层，形成第一牺牲层，所述第一牺牲层暴露出部分所述接触插塞的上表面；在所述第一牺牲层的侧壁形成间隔件；去除所述第一牺牲层，所述间隔件将所述电容孔分隔为至少两个子电容孔；在所述子电容孔内形成电容结构。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述绝缘层的上方形成隔离层，所述隔离层中具有多个填充牺牲层的电容孔，包括：在所述绝缘层的表面沉积第一隔离层；沿第一方向刻蚀所述第一隔离层，形成沿第一方向延伸的多个第一隔离栅栏，所述第一隔离栅栏暴露出所述接触插塞的上表面；沉积牺牲层，所述牺牲层覆盖所述第一隔离栅栏并填充相邻第一隔离栅栏的间隙；沿与所述第一方向相交的第二方向刻蚀所述牺牲层和部分所述第一隔离栅栏，形成沿第二方向延伸的多个墙状结构，所述多个墙状结构暴露出所述绝缘层的上表面；沉积第二隔离层，所述第二隔离层填充相邻墙状结构之间的间隙以形成多个沿第二方向延伸的第二隔离栅栏；所述第一隔离栅栏和所述第二隔离栅栏相互交叉限定出多个电容孔。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，去除位于电容孔内的部分所述牺牲层，形成第一牺牲层，包括：在所述牺牲层和所述隔离层的上方沉积掩膜层；图案化所述掩膜层形成第一掩膜层，所述第一掩膜层暴露出位于所述电容孔内的所述牺牲层的部分上表面；以第一掩膜层为掩膜刻蚀所述牺牲层。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述绝缘层的上方形成隔离层，所述隔离层中具有多个填充牺牲层的电容孔，包括：在所述绝缘层的表面沉积隔离层；图案化所述隔离层形成电容孔，所述电容孔暴露出所述接触插塞的上表面；在所述电容孔内填充牺牲层。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一牺牲层在衬底平面上的正投影面积占所述电容孔在衬底平面上的正投影面积的一半。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述第一牺牲层的侧壁形成间隔件，包括：采用等离子溅射工艺形成所述间隔件，所述间隔件包括氮化物，所述等离子前驱体包括N2或NH3。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述子电容孔内形成电容结构，所
述电容结构与所述接触插塞电连接，包括：沉积下电极层，所述下电极层覆盖在所述电容孔的侧壁和所述间隔件的侧壁以及所述接触插塞的上表面；沉积电容介质层，所述电容介质层覆盖在所述下电极的表面和所述隔离层的上表面以及所述间隔件的上表面；沉积上电极层，所述上电极层覆盖在所述电容介质层的表面且填充所...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢经文，朱柄宇，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：