【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，特别涉及一种半导体存储器、pip电容器及其制备方法。
技术介绍
1、pip(poly-insulator-poly，多晶硅-绝缘层-多晶硅，即m-poly/hv oxide/gt-poly)电容器是一种广泛用于防止模拟电路发射噪音和频率调制的器件。pip电容常用于具有多层多晶硅的嵌入式闪存工艺，因其单位面积电容较大，可以有效降低芯片面积。
2、m-poly/hvoxide/gt-poly的pip电容是一种上下结构，浅槽隔离结构sti上是一层m-poly(memory poly，存储器存储管多晶硅)作为pip电容的下极板，m-poly上为高压氧化层(hv oxide)作为电容极板之间的绝缘介质层，上极板为沟槽栅多晶硅(gt-poly，gatepoly)构成，形成pip结构。上下极板通过接触孔引出。
3、图1为现有的pip电容器的结构的截面示意图，其中10为pip电容器的下极板、11为绝缘介质层、12为上极板、sti为沟槽隔离结构。显然，现有技术中的pip电容器是一种形成在沟槽隔离结构上的堆叠平面型结构。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于：在不增加额外光刻工艺流程的情况下，提出一种高密度、大电容值的pip电容器以及形成该pip电容器的新制备方法。
2、第一方面，为解决上述技术问题，本专利技术提供一种pip电容器的制备方法，具体的，该制备方法至少可以包括如下步骤：
3、提供一衬底，所述衬底包括存储区和电容区，
4、在所述衬底内形成多个浅沟槽隔离，其中所述浅沟槽隔离的顶面与所述氮化硅掩膜层的顶面齐平；
5、刻蚀所述存储区、电容区中的浅沟槽隔离，以在所述电容区中的浅沟槽隔离中形成至少一电容沟渠；
6、至少在所述电容沟渠内形成层叠设置的第一多晶硅层、绝缘介质层和第二多晶硅层，其中所述第二多晶硅层、第一多晶硅层分别作为所述pip电容器的上极板、下极板。
7、在其中一些可选示例中，刻蚀所述存储区、电容区中的浅沟槽隔离的步骤，可以包括：
8、在所述氮化硅掩膜层上形成光刻胶层；
9、利用浅沟槽隔离光罩，图案化所述光刻胶层，以暴露出所述电容区中浅沟槽隔离的顶面；以及
10、刻蚀该暴露出的浅沟槽隔离，以在每一所述浅沟槽隔离内形成沿垂直方向上延伸的至少一所述电容沟渠。
11、在其中一些可选示例中，所述形成电容沟渠的刻蚀过程中，所述浅沟槽隔离光罩还可以同步暴露出所述存储区中部分浅沟槽隔离的顶面，且在刻蚀暴露出的浅沟槽隔离的过程中还同步沿所述垂直方向刻蚀去除所述存储区中部分浅沟槽隔离的部分区域。
12、在其中一些可选示例中，所述电容沟渠在沿所述垂直方向上的截面形状具体可以为正四边形、多边形、椭圆形或圆形中的至少一种。
13、在其中一些可选示例中，在所述电容沟渠内形成层叠设置的第一多晶硅层之前，所述制备方法还可以包括：去除所述氮化硅掩膜层的步骤。
14、在其中一些可选示例中，所述第一多晶硅层、绝缘介质层和第二多晶硅层的层叠结构还可以依次延伸覆盖在所述电容沟渠之外的所述电容区中的浅沟槽隔离的剩余区域、埋氧层之上。
15、在其中一些可选示例中，在所述衬底内形成多个浅沟槽隔离之后，所述制备方法还可以包括对所述衬底进行化学机械研磨工艺，直至暴露出掩埋在所述氮化硅掩膜层、浮栅层、埋氧层内的浅沟槽隔离的顶面为止。
16、第二方面，基于相同的专利技术构思，本专利技术还提供了一种pip电容器，其具体可以包括：
17、衬底，所述衬底包括存储区和电容区，所述衬底内形成有多个浅沟槽隔离，所述浅沟槽隔离的顶面高于所述衬底的顶面；
18、至少一电容沟渠，位于所述电容区中的所述浅沟槽隔离内；
19、第一多晶硅层，位于所述电容沟渠的内壁上，并延伸覆盖在所述电容沟渠之外的所述电容区中的浅沟槽隔离的剩余区域、埋氧层之上，作为所述pip电容器的下极板；
20、绝缘介质层，位于所述第一多晶硅层上；
21、第二多晶硅层，位于所述绝缘介质层上，作为所述pip电容器的上极板。
22、在其中一些可选示例中，所述电容沟渠在沿所述垂直方向上的截面形状为正四边形、多边形、椭圆形或圆形中的至少一种。
23、第二方面，基于相同的专利技术构思，本专利技术还提供了一种半导体集成器件，其具体可以包括如上所述的pip电容器。
24、与现有技术相比，本专利技术技术方案至少具有如下有益效果之一：
25、在本专利技术提供的一种pip电容器的制备方法中，其通过利用半导体存储器中存储区所采用的浅沟槽隔离光罩(gsti光罩)去除存储区中部分浅沟槽隔离的部分厚度的光刻-刻蚀这一制程工艺，同步在用于形成pip电容器的电容区中的浅沟槽隔离的内部形成至少一电容沟渠，进而通过后续沉积的存储器存储管多晶硅(第一多晶硅层)、高压氧化物(绝缘介质层)、沟槽栅多晶硅(第二多晶硅层)在所述电容区中形成具有位于电容沟渠的向下延伸后的pip电容器。
26、因此，本专利技术的制备方法是通过现有的利用gsti光罩的光刻-刻蚀-沉积工艺，同步形成浮栅、控制栅器件结构和具有向下延伸后的pip电容器，即不需要增加额外的工艺条件及步骤即可以形成密度高、增大电容值的pip电容，满足芯片对于电容的需要，提高芯片对于设计面积的利用率。
27、进一步的，本专利技术中的pip电容器不仅均有位于浅沟槽隔离上的部分，还具有沿垂直方向向下延伸到浅沟槽隔离内部的部分，即本专利技术是提出了一种垂直型和平面型相结合的pip电容器，而由于其向下延伸到浅沟槽隔离内部的上极板、下极板和绝缘介质层的接触面积增大了，因此本专利技术还实现了增大pip电容器的容量、更易于集成以及提高形成密度的目的。
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1.一种PIP电容器的制备方法，其特征在于，至少包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的PIP电容器的制备方法，其特征在于，刻蚀所述存储区、电容区中的浅沟槽隔离的步骤，包括：
3.如权利要求2所述的PIP电容器的制备方法，其特征在于，所述形成电容沟渠的刻蚀过程中，所述浅沟槽隔离光罩还同步暴露出所述存储区中部分浅沟槽隔离的顶面，且在刻蚀暴露出的浅沟槽隔离的过程中还同步沿所述垂直方向刻蚀去除所述存储区中部分浅沟槽隔离的部分区域。
4.如权利要求1或3所述的PIP电容器的制备方法，其特征在于，所述电容沟渠在沿所述垂直方向上的截面形状为正四边形、多边形、椭圆形或圆形中的至少一种。
5.如权利要求1所述的PIP电容器的制备方法，其特征在于，在所述电容沟渠内形成层叠设置的第一多晶硅层之前，所述制备方法还包括：去除所述氮化硅掩膜层。
6.如权利要求5所述的PIP电容器的制备方法，其特征在于，所述第一多晶硅层、绝缘介质层和第二多晶硅层的层叠结构还依次延伸覆盖在所述电容沟渠之外的所述电容区中的浅沟槽隔离的剩余区域、埋氧层之上。
8.一种PIP电容器，其特征在于，包括：
9.如权利要求8所述的PIP电容器，其特征在于，所述电容沟渠在沿所述垂直方向上的截面形状为正四边形、多边形、椭圆形或圆形中的至少一种。
10.一种半导体存储器，其特征在于，包括权利要求8～9中任一项所述的PIP电容器。
...【技术特征摘要】
1.一种pip电容器的制备方法，其特征在于，至少包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的pip电容器的制备方法，其特征在于，刻蚀所述存储区、电容区中的浅沟槽隔离的步骤，包括：
3.如权利要求2所述的pip电容器的制备方法，其特征在于，所述形成电容沟渠的刻蚀过程中，所述浅沟槽隔离光罩还同步暴露出所述存储区中部分浅沟槽隔离的顶面，且在刻蚀暴露出的浅沟槽隔离的过程中还同步沿所述垂直方向刻蚀去除所述存储区中部分浅沟槽隔离的部分区域。
4.如权利要求1或3所述的pip电容器的制备方法，其特征在于，所述电容沟渠在沿所述垂直方向上的截面形状为正四边形、多边形、椭圆形或圆形中的至少一种。
5.如权利要求1所述的pip电容器的制备方法，其特征在于，在所述电容沟渠内形成层叠设置的第一多晶硅层之前，所述制备方法还包括：去除...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹子贵，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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