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技术领域

本申请涉及半导体技术领域,涉及但不限于一种电容器的形成方法及半导体器件。

背景技术

动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)是计算机常用的半导体存储器件,由许多重复的存储单元组成。每个存储单元包含晶体管和电容器,晶体管的栅极与字线相连、漏极与位线相连、源极与电容器相连。

随着DRAM器件的制程尺寸不断缩小,DRAM中电容器的高度在朝着高深宽比的方向发展的同时,还需要保证电容器的单位面积上有足够的电容存储容量,导致电容器中电容孔的刻蚀难度加大。因此,如何提供一种能够保证电容孔垂直度的电容器形成方法是迫切需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此,本申请实施例提供一种电容器的形成方法及半导体器件。

第一方面,本申请实施例提供一种电容器的形成方法,所述方法包括:

提供基底;

在所述基底上依次形成第一支撑层和第一牺牲层;

形成贯穿所述第一支撑层和所述第一牺牲层的第一通孔,以显露所述基底;

填充所述第一通孔,形成第一填充结构;

形成覆盖剩余的所述第一牺牲层和所述第一填充结构的第二支撑层;

形成贯穿所述第二支撑层的第二通孔,以显露所述第一填充结构;其中,沿平行于所述第一通孔的径向方向,所述第一通孔的截面面积小于所述第二通孔的截面面积;

形成覆盖剩余的所述第二支撑层和所述第二通孔的第二牺牲层;

形成覆盖所述第二牺牲层的第三支撑层;

形成贯穿所述第三支撑层和所述第二牺牲层的第三通孔,以显露所述第一填充结构;

去除所述第一填充结构,以连通所述第三通孔和所述第一通孔;

依次形成覆盖所述第一通孔和所述第三通孔的第一电极层、介质层和第二电极层,以形成所述电容器。

在一些实施例中,所述第二牺牲层包括填充子层和牺牲子层;

所述形成覆盖剩余的所述第二支撑层和所述第二通孔的第二牺牲层,包括:

形成覆盖所述第二通孔的填充子层;其中,所述填充子层相对远离所述基底的表面,与所述第二支撑层相对远离所述基底的表面平齐;

形成覆盖剩余的所述第二支撑层和所述填充子层的牺牲子层。

在一些实施例中,在所述形成贯穿所述第三支撑层和所述第二牺牲层的第三通孔,包括:

通过刻蚀剂去除部分所述第三支撑层、部分所述牺牲子层和部分所述填充子层,直至显露所述第一填充结构,形成第三通孔;其中,沿平行于所述第三通孔的径向方向,所述第三通孔的截面面积小于所述第二通孔的截面面积;所述刻蚀剂对所述填充子层的刻蚀速率大于所述刻蚀剂对所述第二支撑层的刻蚀速率。

在一些实施例中,所述依次形成覆盖所述第一通孔和所述第三通孔的第一电极层、介质层和第二电极层,包括:

形成覆盖所述第一通孔内壁和所述第三通孔内壁的第一电极层;

沿所述第一通孔和所述第三通孔的径向,依次形成覆盖所述第一电极层的所述介质层和覆盖所述介质层的所述第二电极层。

在一些实施例中,在形成所述第一电极层之后,所述方法还包括:

去除部分所述第三支撑层,形成第一开口;其中,所述第一开口显露所述牺牲子层;

通过所述第一开口去除剩余的所述牺牲子层;

去除部分所述第二支撑层,形成第二开口;

通过所述第二开口,去除剩余的所述第一牺牲层,显露所述第一支撑层,形成空隙。

在一些实施例中,所述依次形成覆盖所述第一电极层的所述介质层和覆盖所述介质层的所述第二电极层,包括:

在所述空隙中形成覆盖所述第一电极层、剩余的所述第一支撑层、剩余的所述第二支撑层和剩余的所述第三支撑层的介质层;

形成覆盖所述介质层的所述第二电极层。

在一些实施例中,在形成所述第三支撑层之后,所述方法还包括:

形成贯穿所述第三支撑层的第四通孔;

填充所述第四通孔,形成第二填充结构;

所述形成贯穿所述第三支撑层和所述第二牺牲层的第三通孔,包括:

去除部分所述第二填充结构和部分所述第二牺牲层,形成第三通孔;其中,沿平行于所述第三通孔的径向方向,所述第三通孔的截面面积小于所述第四通孔的截面面积。

在一些实施例中,在连通所述第三通孔和所述第一通孔之后,所述方法还包括:

通过清洗剂对所述第三通孔的表面和所述第一通孔的表面进行清洗;

对清洗后的所述第三通孔的表面和所述第一通孔的表面通入干燥气体,以使得所述第三通孔的表面和所述第一通孔的表面干燥。

在一些实施例中,所述第一填充结构的材料包括以下至少之一:旋涂玻璃或旋涂碳。

在一些实施例中,所述第一牺牲层或所述第二牺牲层的材料包括以下至少之一:磷硅玻璃;硼磷硅玻璃;氟硅玻璃;氧化硅;氧化铪;氧化钽。

第二方面,本申请实施例提供一种半导体器件,所述半导体器件至少包括:基底和电容器;所述电容器包括:

依次平行于所述基底设置的第一支撑层、第二支撑层和第三支撑层;

第一电极层,垂直于所述基底设置,且贯穿所述第一支撑层、第二支撑层和第三支撑层;其中,所述第二支撑层与所述第一电极层之间设置有填充子层;

介质层,覆盖所述第一电极层、所述第一支撑层、所述第二支撑层和所述第三支撑层的表面;

第二电极层,覆盖所述介质层的表面。

在一些实施例中,所所述半导体器件还包括:导电结构,位于所述基底中;所述导电结构与所述第一电极层连接。

在一些实施例中,所述第一支撑层、所述第二支撑层和所述第三支撑层的材料包括以下至少之一:氧化硅;氮化硅;氮碳化硅;氮氧化硅。

在一些实施例中,所述第一电极层和所述第二电极层的材料包括:金属氮化物和/或金属硅化物。

在一些实施例中,所述介质层的材料包括以下至少之一:氧化锆;氧化铪;氧化钛锆;氧化钌;氧化锑;氧化铝。

本申请实施例提供的电容器的形成方法及半导体器件,通过形成第一支撑层和第一牺牲层之后,形成第一通孔并填充,再形成第二支撑层,在第二支撑层上刻蚀形成截面面积大于第一通孔的第二通孔,依次形成第二牺牲层和第三支撑层,形成第三通孔并去除第一填充结构,在第一通孔和第三通孔的表面依次形成第一电极层、介质层和第二电极层,形成所述电容器。如此,相比于一次刻蚀出电容器中的整个通孔,本申请实施例通过分步刻蚀电容器中的通孔,降低了每次需要刻蚀的通孔高度和难度,进而降低了电容器的电容孔在刻蚀过程中出现电容孔底部刻蚀偏斜问题的几率,提高了电容孔的垂直度和质量,有利于增强电容器的稳定性。

附图说明

在附图(其不一定是按比例绘制的)中,相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同示例。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。

图1是本申请实施例提供的电容器的形成方法的流程示意图;

图2A至2J是本申请实施例提供的电容器的形成方法对应的局部结构示意图;

图3是本申请实施例提供的电容器的形成方法的流程图;

图4是本申请实施例提供的电容器的形成方法的流程图;

图5A至5E是本申请实施例提供的电容器的形成方法的局部结构示意图;

图6A至6D是本申请实施例提供的电容器的形成方法对应的局部结构示意图;

图7是本申请实施例提供的半导体器件的局部结构示意图;

图8是本申请实施例提供的半导体器件的局部结构示意图;

附图标记说明:

201/701-基底;202/702-第一支撑层;203-第一牺牲层;204-第一通孔;205-第一填充结构;206/703-第二支撑层;207-第二通孔;208-第二牺牲层;2081/706-填充子层;2082-牺牲子层;209/704-第三支撑层;210-第三通孔;211/501/705-第一电极层;212/504/707-介质层;213/505/708-第二电极层;502-第一开口;503-第二开口;601-第四通孔;602-第二填充结构;603-第三通孔;70-半导体器件;801-导电结构。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本公开的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请,但不用来限制本申请的范围。

在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本申请发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述;即,这里不描述实际实施例的全部特征,不详细描述公知的功能和结构。

在附图中,为了清楚,层、区、元件的尺寸以及其相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白,当元件或层被称为“在……上”、“与……相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时,其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层,或者可以存在居间的元件或层。相反,当元件被称为“直接在……上”、“与……直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时,则不存在居间的元件或层。应当明白,尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分,这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此,在不脱离本申请教导之下,下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。而当讨论的第二元件、部件、区、层或部分时,并不表明本申请必然存在第一元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在……下”、“在……下面”、“下面的”、“在……之下”、“在……之上”、“上面的”等,在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白,除了图中所示的取向以外,空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如,如果附图中的器件翻转,然后,描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此,示例性术语“在……下面”和“在……下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本申请的限制。在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

相关技术中在对电容器进行电容孔刻蚀时,通常是经过一次刻蚀就形成电容孔,但是这种刻蚀电容孔的方法在形成高深宽比的电容孔时,容易在刻蚀电容孔的下部时发生刻蚀偏斜的问题,也就是说,通过一次刻蚀形成的高深宽比电容孔的下部会出现刻蚀不直的现象,会降低电容器的电性和电容结构的稳定性。

基于相关技术中存在的问题,本申请实施例提供一种电容器的形成方法,请参照图1,图1是本申请实施例提供的电容器的形成方法的流程示意图,本申请实施例提供的电容器可以通过以下步骤形成:

步骤S101、提供基底。

步骤S102、在基底上依次形成第一支撑层和第一牺牲层。

步骤S103、形成贯穿第一支撑层和第一牺牲层的第一通孔,以显露基底。

步骤S104、填充第一通孔,形成第一填充结构。

步骤S105、形成覆盖剩余的第一牺牲层和第一填充结构的第二支撑层。

步骤S106、形成贯穿第二支撑层的第二通孔,以显露第一填充结构;其中,沿平行于第一通孔的径向方向,第一通孔的截面面积小于第二通孔的截面面积。

步骤S107、形成覆盖剩余的第二支撑层和第二通孔的第二牺牲层。

步骤S108、形成覆盖第二牺牲层的第三支撑层。

步骤S109、形成贯穿第三支撑层和第二牺牲层的第三通孔,以显露第一填充结构。

步骤S110、去除第一填充结构,以连通第三通孔和第一通孔。

步骤S111、依次形成覆盖第一通孔和第三通孔的第一电极层、介质层和第二电极层,以形成电容器。

下面请参照图2A至2J,对本申请实施例提供的电容器的形成方法进行详细说明。

如图2A所示,执行步骤S101和步骤S102,提供基底201,在基底201上依次形成第一支撑层202和第一牺牲层203。

在一些实施例中,基底201可以由半导体材料制成,例如硅、锗、硅锗化合物以及硅碳化合物中的一种或者多种。

在本申请实施例中,可以通过物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)或者原子层沉积工艺的方式,在基底201上依次形成第一支撑层202和第一牺牲层203。

这里,为了便于对第一牺牲层203进行蚀刻,第一牺牲层203的组成材料可以是磷硅玻璃(Phosphoro Silicate Glass,PSG)、硼磷硅玻璃(Boro-phospho-silicate Glass,BPSG)或氟硅玻璃(Fluoro Silicate Glass,FSG)等材质偏软的材料。第一支撑层202的组成材料可以是氮化物,例如氮化硅、碳氮化硅、氮氧化硅或氮硼化硅等。

接下来请参照图2B,执行步骤S103,形成贯穿第一支撑层202和第一牺牲层203的第一通孔204,以显露基底201。

在一些实施例中,在形成第一通孔204之前,可以沉积覆盖第一牺牲层203的图形化的掩膜层(图中未示出),硬掩膜的材料可以是多晶硅。

在一些实施例中,基于图形化的掩膜层,采用干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺来形成第一通孔204,在形成第一通孔204之后,去除掩膜层。干法刻蚀可以通过含氟的气体作为刻蚀剂来对第一支撑层202和第一牺牲层203进行刻蚀,例如,可以采用三氟化氮(NF

在一些实施例中,第一支撑层202的厚度范围可以在于50纳米至150纳米之间,第一牺牲层203的厚度范围可以在于150纳米至300纳米之间。

接下来请参照图2C,执行步骤S104,填充第一通孔204,形成第一填充结构205。这里,可以通过物理气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积工艺或者旋转涂布的方式形成第一填充结构205,第一填充结构205的材料可以是含碳材料、旋涂玻璃、旋涂碳或者光刻胶等容易去除的材料,方便后续形成电容孔时去除第一填充结构205。第一填充结构205的顶表面可与剩余的第一牺牲层203的顶表面平齐,以形成一平坦表面,如此,为后续形成第二支撑层206提供平坦的支撑面。

接下来请参照图2D,执行步骤S105,形成覆盖剩余的第一牺牲层203和第一填充结构205的第二支撑层206。

这里,可以通过物理气相沉积、化学气相沉积或者原子层沉积工艺的方式形成第二支撑层206。第二支撑层206的材料可以与第一支撑层202的材料相同或不同,这里,第二支撑层206的组成材料可以是氮化物,例如氮化硅、碳氮化硅、氮氧化硅或氮硼化硅等。

接下来请参照图2E,执行步骤S106,形成贯穿第二支撑层206的第二通孔207,以显露第一填充结构205。其中,沿平行于第一通孔204的径向方向,第一通孔204的截面面积小于第二通孔207的截面面积。

本申请实施例通过在第二支撑层上形成截面面积大于第一通孔的第二通孔,使得在分步刻蚀电容孔的过程中,即使第二通孔上下的电容孔位置之间出现偏差,也可以通过截面面积更大的第二通孔实现分步刻蚀的电容孔之间的连接,使得电容的每一层通孔(如第一通孔和第三通孔)都是垂直的通孔,不会发生电容孔偏斜导致电容孔坍塌的问题,使得电容孔的垂直度得到保证,提高了电容器的性能。

接下来请参照图2F,执行步骤S107,形成覆盖剩余的第二支撑层206和第二通孔207的第二牺牲层208。

在一些实施例中,第二支撑层206的厚度范围可以与第一支撑层202的厚度范围相同或不同,第二牺牲层208的厚度范围可以与第一牺牲层203的厚度范围相同或不同,本申请实施例对此不做限制。

在一些实施例中,第二牺牲层208可以包括填充子层2081和牺牲子层2082,其中,填充子层2081用于填充第二通孔207。

在一些实施例中,在形成第二通孔207后,可以通过物理气相沉积、化学气相沉积或者原子层沉积工艺的方式形成覆盖第二通孔207的填充子层2081,其中,填充子层2081相对远离基底201的表面,与第二支撑层206相对远离基底201的表面平齐。在形成填充子层2081后,形成覆盖剩余的第二支撑层206和填充子层2081的牺牲子层2082。

这里,填充子层2081的材料与牺牲子层2082的材料可以相同或不同。

在一些实施例中,当填充子层2081的材料与牺牲子层2082的材料不同时,填充子层2081材料的硬度大于牺牲子层2082材料的硬度。例如,牺牲子层2082的材料可以是磷硅玻璃、硼磷硅玻璃或氟硅玻璃等材质偏软的材料,而填充子层2081的材料可以是氧化硅、氮化硅、氮碳化硅或氮氧化硅等相对于牺牲子层2082来说材质更硬的材料。

在本申请实施例中,由于第二通孔207的截面面积大于第一通孔204的截面面积,因此填充第二通孔207的填充子层2081的截面面积也会大于填充第一通孔204的第一填充结构205的截面面积,且本申请实施例中填充子层2081采用材质较硬的材料,能够使得后续在形成第三通孔并在第三通孔表面形成第一电极层之后,未被刻蚀的填充子层2081能够填充第一电极层与支撑层之间形成空隙以支撑第一电极层,减少由于支撑层与第一电极层之间存在空隙导致第一电极层坍塌的发生几率。

接下来请参照图2G至图2I,执行步骤S108至步骤S110,形成覆盖第二牺牲层208的第三支撑层209,形成贯穿第三支撑层209和第二牺牲层208的第三通孔210,以显露第一填充结构205。去除第一填充结构205,以连通第三通孔210和第一通孔204。

在一些实施例中,第三支撑层209的厚度可以远大于第一支撑层202和第二支撑层206的厚度,这样可以使得电容器中第一电极层的顶部得到更强的支撑性,使得后续在制作第一电极层时,第一电极层不易坍塌,提高了电容器的良率和性能。

在一些实施例中,在形成第三通孔210时,可以通过干法刻蚀或湿法刻蚀对应的刻蚀剂去除部分第三支撑层209、部分牺牲子层2082和部分填充子层2081,直至显露第一填充结构205,形成第三通孔210。第三通孔210和第一通孔204连通以形成电容器的电容孔。

在一些实施例中,干法刻蚀可以通过含氟的气体作为刻蚀剂来去除部分第三支撑层209、部分牺牲子层2082和部分填充子层2081,例如,可以采用三氟化氮(NF

在一些实施例中,沿平行于第三通孔210的径向方向,第三通孔210的截面面积小于第二通孔207的截面面积,且刻蚀剂对填充子层2081的刻蚀速率大于刻蚀剂对第二支撑层206的刻蚀速率,使得刻蚀剂在刻蚀填充子层2081时,不会对第二支撑层206进行刻蚀,导致破坏电容器的支撑性。

接下来请参照图2J,执行步骤S111,依次形成覆盖第一通孔204和第三通孔210的第一电极层211、介质层212和第二电极层213,以形成电容器。

本申请实施例提供的电容器的形成方法及半导体器件,通过形成第一支撑层和第一牺牲层之后,形成第一通孔并填充,再形成第二支撑层,在第二支撑层上刻蚀形成截面面积大于第一通孔的第二通孔,依次形成第二牺牲层和第三支撑层,形成第三通孔并去除第一填充结构,在第一通孔和第三通孔的表面依次形成第一电极层、介质层和第二电极层,形成电容器。如此,相比于一次刻蚀出电容器中的整个通孔,本申请实施例通过分步刻蚀电容器中的通孔,降低了每次需要刻蚀的通孔高度和难度,进而降低了电容器的电容孔在刻蚀过程中出现电容孔底部刻蚀偏斜问题的几率,提高了电容孔的垂直度和质量,有利于增强电容器的稳定性。

在一些实施例中,图3是本申请实施例提供的电容器的形成方法的流程示意图,如图3所示,步骤S111还可以通过以下步骤来实现:

步骤S301、形成覆盖第一通孔内壁和第三通孔内壁的第一电极层。

步骤S302、沿第一通孔和第三通孔的径向,依次形成覆盖第一电极层的介质层和覆盖介质层的第二电极层。

在一些实施例中,如图4所示,在步骤S301之后,本申请实施例还可以具有以下步骤:

步骤S401、去除部分第三支撑层,形成第一开口;其中,第一开口显露牺牲子层。

步骤S402、通过第一开口去除剩余的牺牲子层。

步骤S403、去除部分第二支撑层,形成第二开口。

步骤S404、通过第二开口,去除剩余的第一牺牲层,显露第一支撑层,形成空隙。

基于前述实施例,下面请参照图5A至5E,对图4所示的电容器的形成方法进行详细说明。

请参照图5A,执行步骤S301,形成覆盖第一通孔204内壁和第三通孔210内壁的第一电极层501。

本申请实施例可以通过物理气相沉积、化学气相沉积或者原子层沉积工艺形成第一电极层501,第一电极层的厚度可以在10纳米至80纳米之间。第一电极层501的材料可以是金属氮化物或金属硅化物,例如,氮化钛或硅化钛。这里,第一电极层501的顶部与第三支撑层209的顶部齐平,这样可以增大第一电极层501的表面积,从而总体提升电容的容量,提高电容器的性能。

接下来请参照图5B,执行步骤S401和步骤S402,去除部分第三支撑层209,形成第一开口502,其中,第一开口502显露牺牲子层2082。通过第一开口502去除剩余的牺牲子层2082。

在一些实施例中,在形成第一开口502之前,可以先形成覆盖第三支撑层209的掩膜层(图中未示出),硬掩膜的材料可以是多晶硅,掩膜层可以具有图形,根据掩膜层的图形来形成第一开口502,在形成第一开口502后,去除掩膜层。

在本申请实施例中,在垂直于基底201的方向上,可以是在每相邻的三个第一电极层501之间形成一个第一开口502,也可以是每相邻的四个第一电极层501之间形成一个第一开口502,也可以只在第三支撑层209上形成一个第一开口502,本申请实施例对第一开口502的位置和数量不作限制,图5B仅示例性的给出一种开口方式的截面图。

在一些实施例中,可以通过湿法刻蚀来去除牺牲子层2082,刻蚀剂可以是氢氟酸或磷酸等溶液。这样,即使第三支撑层209只有一个第一开口502,也可以采用氢氟酸等刻蚀剂通过第一开口502去除剩余的全部牺牲子层2082。

接下来请参照图5C,执行步骤S403,去除部分第二支撑层206,形成第二开口503。这里,在垂直于基底201的方向上,第二开口503的投影位置与第一开口502的投影位置可以相同也可以不同,本申请实施例以第二开口503的投影位置与第一开口502的投影位置相同为例,来详细描述本申请实施例提出的电容器的形成方法。

接下来请参照图5D,执行步骤S404,通过第二开口503,去除剩余的第一牺牲层203,显露第一支撑层202,形成空隙。这里,空隙由依次贯通的第一开口502、原牺牲子层2082的位置、第二开口503和原剩余的第一牺牲层203的位置组成。去除剩余的第一牺牲层203的方式与去除牺牲子层2082的方式相同,可以采用湿法刻蚀来去除剩余的第一牺牲层203。

在形成空隙之后,执行步骤S302,沿第一通孔204和第三通孔210的径向,依次形成覆盖第一电极层501的介质层504和覆盖介质层504的所述第二电极层505。

在一些实施例中,如图5E所示,可以在空隙中形成覆盖第一电极层501、剩余的第一支撑层202、剩余的第二支撑层203和剩余的第三支撑层209的介质层504,然后形成覆盖介质层504的第二电极层505。

在一些实施例中,可以通过物理气相沉积、化学气相沉积或者原子层沉积工艺的方式形成介质层504和第二电极层505。

在一些实施例中,介质层504的材料可以包括以下至少之一:氧化锆、氧化铪、氧化钛锆、氧化钌、氧化锑和氧化铝。第二电极层505的材料可以包括以下至少之一:金属氮化物或金属硅化物,例如,氮化钛或硅化钛。

基于前述实施例,在一些实施例中,在形成第三支撑层209之后,还可以形成贯穿第三支撑层209的第四通孔601,如图6A至6C所示。然后,填充第四通孔601,形成第二填充结构602,最后去除部分第二填充结构602和部分第二牺牲层208,形成第三通孔603;其中,沿平行于第三通孔603的径向方向,第三通孔603的截面面积小于第四通孔601的截面面积。

在一些实施例中,第二填充结构602的材料可以与填充子层2081的材料相同,也可以不同。

本申请实施例通过在第三支撑层形成相比与电容孔(例如第一通孔和第三通孔)截面面积更大的通孔,使得本申请实施例提供的电容形成方法能够适用于大于两层的电容器的通孔刻蚀对准问题。

在一些实施例中,在形成第三通孔603之后,通过干法刻蚀或湿法刻蚀去除第一填充结构205,显露第一通孔204,使得第三通孔603和第一通孔204连通之后,本申请实施例还可以通过清洗剂对第三通孔603的表面和第一通孔204的表面进行清洗,例如,可以通过稀释后的氢氟酸进行清洗。然后可以对清洗后的第三通孔603的表面和第一通孔204的表面通入干燥气体,以使得第三通孔603的表面和第一通孔204的表面干燥。这里,干燥气体可以是氢气或氮气。

本申请实施例在形成电容器的电容孔后,对电容孔表面的残留物进行清洗,使得电容器不会因为残留物导致电容器失效,提高了电容器的使用寿命和性能。

基于上述电容器的形成方法,本申请实施例提供一种半导体器件70,如图7所示,半导体器件70至少包括:电容器700和基底701,其中,电容器700包括:依次平行于基底701设置的第一支撑层702、第二支撑层703和第三支撑层704;第一电极层705,垂直于基底701设置,且贯穿第一支撑层702、第二支撑层703和第三支撑层704;其中,第二支撑层703与第一电极层705之间设置有填充子层706;介质层707,覆盖第一电极层705、第一支撑层702、第二支撑层703和第三支撑层704的表面;第二电极层708,覆盖介质层707的表面。

本申请实施例提供的半导体器件中的电容器,在第二支撑层与第一电极层之间设置有填充子层,填充子层与第一电极层接触,使得填充子层能够对第一电极层形成支撑,避免电容器由于支撑性不足导致第一电极层坍塌,使得电容器失效的问题,提高了电容器的性能。

在一些实施例中,如图8所示,半导体器70还包括:导电结构801,位于基底701中,导电结构801与第一电极层705连接。这里,导电结构801用于连接本申请实施例提供的电容器与下层电路,在动态随机存储器中,导电结构801用于连接电容器与下方晶体管的源极或漏极。

在一些实施例中,第一支撑层702、第二支撑层703和第三支撑层704的材料包括以下至少之一:氧化硅、氮化硅、碳氮化硅和氮氧化硅;第一电极层705和第二电极层708的材料包括:金属氮化物和/或金属硅化物;介质层707的材料包括以下至少之一:氧化锆、氧化铪、氧化钛锆、氧化钌、氧化锑和氧化铝。

在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的设备和方法,可以通过非目标的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,如:多个单元或组件可以结合,或可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,也可以分布到多个网络单元上;可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

本申请所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征,在不冲突的情况下可以任意组合,得到新的方法实施例或设备实施例。

以上所述,仅为本公开的一些实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

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06120115891533