[发明专利]电容结构及其形成方法

权利要求书

1.一种电容结构的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底中形成沟槽，所述沟槽中具有由部分半导体衬底构成的若干分立的柱状结构，所述若干柱状结构呈阵列式分布；

在所述半导体衬底的顶部表面、所述沟槽的侧壁表面和底部表面、以及所述柱状结构的侧壁表面和顶部表面形成第一电极层；

在所述第一电极层表面形成介电层；

在所述介电层表面形成第二电极层，所述第二电极层填满柱状结构周围的所述沟槽。

2.如权利要求1所述电容结构的形成方法，其特征在于，所述柱状结构的形状包括圆柱体。

3.如权利要求1所述电容结构的形成方法，其特征在于，在呈阵列式分布的所述若干柱状结构中，相邻两排的柱状结构交错排列。

4.如权利要求1所述电容结构的形成方法，其特征在于，所述第一电极层位于所述半导体衬底的顶部表面、所述沟槽侧壁和底部的部分半导体衬底中、以及柱状结构中的侧壁区域和顶部区域，或者，所述第一电极层位于所述半导体衬底的顶部表面、所述沟槽侧壁和底部的部分半导体衬底中、以及柱状结构中的整个区域。

5.如权利要求4所述电容结构的形成方法，其特征在于，采用固态源扩散工艺形成所述第一电极层。

6.如权利要求5所述电容结构的形成方法，其特征在于，采用固态源扩散工艺形成所述第一电极层的方法包括：

在所述半导体衬底表面、所述沟槽表面以及所述若干柱状结构表面形成掺杂源层，所述掺杂源层中具有扩散离子；

在所述掺杂源层的表面形成覆盖层；

形成所述覆盖层之后，进行热驱动处理，使所述掺杂源层中的扩散离子扩散至所述半导体衬底的顶部表面、所述沟槽侧壁和底部的部分半导体衬底中、以及柱状结构中，形成第一电极层；

进行所述热驱动处理之后，去除所述覆盖层以及所述掺杂源层。

7.如权利要求6所述电容结构的形成方法，其特征在于，所述掺杂源层的材料包括掺杂磷的氧化硅，所述扩散离子包括磷。

8.如权利要求6所述电容结构的形成方法，其特征在于，所述掺杂源层的厚度为60纳米至100纳米；在进行所述热驱动处理之前，所述掺杂源层中具有扩散离子的浓度为15％至25％。

9.如权利要求6所述电容结构的形成方法，其特征在于，所述覆盖层的材料包括氧化硅；所述覆盖层的厚度为150纳米至250纳米。

10.如权利要求4所述电容结构的形成方法，其特征在于，形成所述第一电极层的方法包括：对所述半导体衬底的顶部表面、所述沟槽侧壁和底部的部分半导体衬底中、以及柱状结构中的侧壁区域和顶部区域进行离子注入；进行离子注入之后，进行退火处理。

11.如权利要求1所述电容结构的形成方法，其特征在于，形成所述第一电极层的工艺包括沉积工艺；所述第一电极层位于半导体衬底之外且位于柱状结构之外。

12.如权利要求1所述电容结构的形成方法，其特征在于，在所述第一电极层表面形成介电层的方法包括原子层沉积工艺。

13.如权利要求1所述电容结构的形成方法，其特征在于，所述介电层为单层结构，所述介电层的材料包括氧化硅或者氮化硅；或者，所述介电层为多层堆栈结构；所述介电层包括第一介电子层和位于第一介电子层上的第二介电子层；所述第一介电子层的材料包括氧化硅，第二介电子层的材料包括氮化硅。