[发明专利]电容结构的制备方法及电容器

说明书

本发明提供一种电容结构的制备方法及电容器。该方法包括：提供半导体基底；在半导体基底上形成具有多个均匀分布的第一圆孔图案的第一掩膜层；基于第一圆孔图案，在半导体基底上蚀刻第一开口，每个第一开口在半导体基底上具有第一圆形投影；在第一开口的远离半导体基底的一侧形成第二掩膜层，并在第二掩膜层上形成多个第二圆孔图案；基于第二圆孔图案，在半导体基底上蚀刻出第二开口，每个第二开口在半导体基底上具有第二圆形投影；其中，第二圆形投影的轮廓线与三个第一圆形投影的轮廓线分别相交；蚀刻第一开口和第二开口形成电容孔，在电容孔内沉积下电极层、电介质层和上电极层，形成电容结构。本发明的方法制备的电容结构提高了支撑稳定性。

技术领域

本发明涉及半导体器件制备技术领域，尤其涉及一种电容结构的制备方法及电容器。

背景技术

在动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory)形成电容孔工艺中，通常由氮化硅层和两层二氧化硅层在硬掩膜的作用下形成电容孔结构，目前通常形成的双面电容器大都采用单根圆柱支撑结构。例如，在基底的底部导线上直接形成支撑层，作为电容器的底部介质层，然后依序形成两层牺牲层，通过蚀刻工艺形成孔洞结构，该孔洞结构延伸至基底中的导线结构，之后在该孔洞结构上形成下电极层、电介质层和上电极层，由此形成单根圆柱支撑结构。

随着DRAM器件尺寸不断微缩，电容器的尺寸需要不断减小，而电容器的高度需要不断的增加，以提高电容值，但是这样势必会造成单根圆柱形的支撑结构不稳定，容易断裂、错位而脱落，影响电容器的稳定性。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的一个主要目在于提供一种电容结构的制备方法，能够在增加电容结构的高度的同时，有效避免支撑结构的脱落。

本发明的另一目的在于提供一种电容器，具有稳定的支撑结构，能够满足半导体器件不断微缩的需求。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种电容结构的制备方法，包括：提供半导体基底；在所述半导体基底上形成第一掩膜层，并在所述第一掩膜层上形成多个均匀分布的第一圆孔图案；基于所述第一圆孔图案，在所述半导体基底上蚀刻出均匀分布的第一开口，每个所述第一开口在所述半导体基底上具有第一圆形投影；在所述第一开口的远离所述半导体基底的一侧形成第二掩膜层，并在所述第二掩膜层上形成多个第二圆孔图案；基于所述第二圆孔图案，在所述半导体基底上蚀刻出均匀分布的第二开口，同时继续蚀刻所述第一开口，使所述第一开口与所述第二开口具有相同的深度，每个所述第二开口在所述半导体基底上具有第二圆形投影；其中，所述第二圆形投影的轮廓线与三个所述第一圆形投影的轮廓线分别相交；刻蚀所述第一开口和所述第二开口形成电容孔；在所述电容孔内沉积下电极层、电介质层和上电极层，形成所述电容结构。

根据本发明的一示例性实施方式，所述第一开口的半径为R1，所述第二开口的半径为R2，以三个所述第一圆形投影的圆心为顶点的三角形的外接圆半径为R3，则R3-R1＜R2＜R3+R1。

根据本发明的一示例性实施方式，所述半导体基底包括：衬底；焊盘，设于所述衬底上；多层交替层叠设置的支撑层和牺牲层，覆盖于所述焊盘，其中，所述牺牲层设于所述支撑层之间；基础掩膜层，设于距离所述衬底最远的所述支撑层上。

根据本发明的一示例性实施方式，所述第一掩膜层包括：第一硬掩膜层，在所述第一硬掩膜层上沿第一方向形成多条平行的第一线条；第二硬掩膜层，设于所述第一硬掩膜层上，在所述第二硬掩膜层上沿第二方向形成多条平行的第二线条；其中，所述第一方向和所述第二方向相交，所述第一线条和所述第二线条具有多个交点，在所述交点处蚀刻形成所述第一圆孔图案。

根据本发明的一示例性实施方式，相邻的所述第一线条之间间隔相同，且为第一间隔，相邻的所述第二线条之间间隔相同，且为第二间隔，所述第一间隔等于所述第二间隔。