[發明專利]溝槽電容器和形成該溝槽電容器的方法

有效

• 申請號: 201310056713.5
• 申請日: 2013-02-22
• 公開（公告）號: CN103296000B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: R.貝格爾;S.龐普爾;T.波普
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522;H01L21/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王岳;王洪斌

技術領域

本發明總體涉及電容器，并且更具體地，涉及溝槽電容器和形成該溝槽電容器的方法。

背景技術

具有電容器的半導體器件常用在許多應用中。每個電容器具有由絕緣層分離的兩個電極。這種電容器可以是堆疊電容器、金屬絕緣體金屬（MIM）電容器、溝槽電容器和垂直平行板（VPP）電容器。

溝槽電容器用于增大每單位面積的電容。然而，包括電容器的半導體器件的品質因數必須隨每一代半導體技術而增大。一種用于改進電容器的方式是：通過進一步增大每單位面積的電容，使得可以制造深規模的器件。可以通過增大溝槽深度來增大每單位面積的電容，但是出于技術原因而限制最大溝槽深度。因此，為了在不違背其他需求的情況下增大電容，新電容器結構和制造方法是必要的。

發明內容

通過本發明的示意性實施例，總體上解決或避免了這些和其他問題，并且總體上實現了技術優勢。

根據本發明的實施例，一種半導體器件包括：襯底，具有帶有第一側壁的開口；以及中央柱，布置在所述開口的中央區中。所述中央柱包括第一電極材料。第一介電層布置在所述中央柱周圍。第二電極材料布置在所述第一介電層周圍。所述第二電極材料接觸所述第一側壁的第一部分。外圍柱布置在所述開口的外圍區中。所述外圍柱耦合至所述中央柱。第二介電層布置在所述外圍柱周圍。所述第二介電層接觸所述第一側壁的第二部分。

根據本發明的實施例，一種形成半導體器件的方法包括：在襯底中形成開口；以及在所述開口中形成第一外延層。所述第一外延層是在所述開口的側壁處與所述襯底的材料不同的材料。在所述開口中形成第二外延層。所述第二外延層是在所述開口的側壁處與所述襯底相同的材料。移除所述第一外延層。使所述第二外延層內襯有介電層。在所述介電層上面形成導電材料。所述導電材料、所述第二外延層和所述介電層形成溝槽電容器的部分。

根據本發明的實施例，一種形成半導體器件的方法包括：在襯底中形成具有側壁的開口；以及在所述開口中形成第一外延層。所述第一外延層是在所述側壁的第一部分中形成的，而不是在所述側壁的第二部分中形成。在形成所述第一外延層之后，在所述開口中形成第二外延層。所述第二外延層是在所述側壁的第二部分中以及在所述第一外延層之上形成的。在形成所述第二外延層之后，移除所述第一外延層。

以上相當寬地概述了本發明的實施例的特征，以便可以更好地理解本發明的以下詳細描述。以下將描述本發明的實施例的附加特征和優勢，這些附加特征和優勢形成本發明的權利要求的主題。本領域技術人員應當意識到，可以容易地將所公開的概念和具體實施例用作修改或設計用于實現本發明的相同目的的其他結構或工藝的基礎。本領域技術人員還應當認識到，這些等同構造并不脫離如所附權利要求中闡述的本發明的精神和范圍。

附圖說明

為了更全面地理解本發明及其優勢，現在參照結合附圖而進行的以下描述，在附圖中：

圖1，包括圖1A-1C，示意了根據本發明的實施例的電容器，其中，圖1A示意了俯視截面圖，以及其中，圖1B和1C示意了橫截面視圖；

圖2，包括圖2A-2C，示意了根據本發明的實施例的在針對電容器形成開口之后的半導體結構，其中，圖2A示意了俯視圖，圖2B示意了橫截面視圖，以及圖2C示意了投影視圖；

圖3，包括圖3A-3D，示意了根據本發明的實施例的在形成外延層之后的制造期間的半導體器件，其中，圖3A示意了俯視圖，其中，圖3B和3C示意了橫截面視圖，以及圖3D示意了投影視圖；

圖4，包括圖4A-4E，示意了本發明的各個實施例中的在形成電容器的第一電極之后的制造期間的半導體器件，其中，圖4A示意了俯視圖，其中，圖4B和4C示意了橫截面視圖，以及圖4D示意了投影視圖，以及其中，圖4E示意了根據可替換實施例的俯視圖；

圖5，包括圖5A-5D，示意了本發明的各個實施例中的在移除外延層之后的制造期間的半導體器件，其中，圖5A示意了俯視圖，其中，圖5B和5C示意了橫截面視圖，以及圖5D示意了投影視圖；

圖6，包括圖6A-6C，示意了本發明的各個實施例中的在形成電容器介電層之后的制造期間的半導體器件，其中，圖6A示意了俯視圖，其中，圖6B和6C示意了橫截面視圖；

圖7，包括圖7A-7C，示意了本發明的各個實施例中的在電容器介電層上面形成第二電極之后的制造期間的半導體器件，其中，圖7A示意了與襯底的表面平行的處于覆蓋第二電極之下的橫截面，其中，圖7B和7C示意了橫截面視圖；