[發明專利]包括用于電極的支撐件的半導體器件及其形成方法

在審

• 申請號: 201310384950.4
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103681676A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 尹準皓;閔庚珍;樸宰弘;張用玧;韓濟愚
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L27/105
• 分類號: H01L27/105;H01L21/8239;H01L21/02
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 陳源;張帆

相關申請的交叉引用

本申請要求2012年8月29日提交至韓國知識產權局的韓國專利申請No.10-2012-0095090的優先權，在此通過引用方式將該公開整體并入本文。

技術領域

本公開涉及半導體器件和形成半導體器件的方法。

背景技術

隨著半導體器件變得更為高度集成化，會需要在有限面積內具有足夠電容的電容器。電容器的電容與電極的表面積和電介質膜的介電常數成正比，并與電介質膜的等效氧化物厚度成反比。在有限面積內增大電容器的電容的嘗試可以包括通過形成三維結構的電容器來增大電極的表面積、減小電介質膜的等效氧化物厚度、以及使用具有高介電常數的電介質膜。

增大電極的表面積可以增大下電極（或儲存電極）的高度。此外，可以擴大使用半球狀顆粒（hemi-spherical?grain，HSG）的下電極的有效表面積，并且可以利用使用了單柱面儲存（one?cylinder?storage，OCS）電極的柱面的內側面積和外側面積。具有高介電常數的電介質膜可以是諸如二氧化鈦（TiO₂）和五氧化二鉭（Ta₂O₅）之類的金屬氧化膜或者鈣鈦礦結構的鐵電膜（例如，鋯鈦酸鉛(PZT)(PbZrTiO₃)或鈦酸鍶鋇(BST)(BaSrTiO₃)）。

發明內容

本發明構思的各種實施例提供了一種半導體器件。所述半導體器件可以包括襯底。此外，所述半導體器件可以包括多個電容器。所述多個電容器可以包括在所述襯底上的各自獨立的多個下電極、在所述多個下電極的表面上的電介質膜以及在所述電介質膜上的上電極。所述半導體器件可以包括：第一支撐圖案，其連接到所述多個下電極各自的下部側壁，并且包括第一開口；以及第二支撐圖案，其連接到所述多個下電極各自的上部側壁，并且包括第二開口。所述第一支撐圖案與所述第二支撐圖案之間的第一距離可以比所述第一支撐圖案與所述多個下電極各自的和所述襯底相鄰的底部之間的第二距離更長。例如，所述第一距離和所述第二距離可以分別是第一垂直距離和第二垂直距離，并且所述第一垂直距離與所述第二垂直距離之比可以在從大約1:1到大約9:1的范圍內。

在各種實施例中，所述第一支撐圖案可以具有第一厚度，所述第一厚度實質上等于或者薄于所述第二支撐圖案的第二厚度。在一些實施例中，所述第二開口在平面圖中可以至少與所述第一開口的一部分重疊，并且所述第一開口可以具有第一寬度，所述第一寬度比所述第二開口的第二寬度更寬。作為替代，所述第二開口可以與所述第一開口偏離，使得所述第一開口與所述第二開口在平面圖中不重疊。

根據各種實施例，一種半導體器件可以包括襯底和多個電容器。所述多個電容器可以包括在所述襯底上的各自獨立的多個下電極、在所述多個下電極的表面上的電介質膜以及在所述電介質膜上的上電極。所述半導體器件可以包括第一支撐圖案，所述第一支撐圖案連接到所述多個下電極的下部側壁并且包括第一開口。此外，所述半導體器件可以包括第二支撐圖案，所述第二支撐圖案連接到所述多個下電極的上部側壁并且包括第二開口。所述第二開口在平面圖中可以至少與所述第一開口的一部分重疊，并且所述第一開口可以具有第一寬度，所述第一寬度比所述第二開口的第二寬度更寬。

在各種實施例中，所述第一支撐圖案可以具有第一厚度，所述第一厚度實質上等于或者薄于所述第二支撐圖案的第二厚度。在一些實施例中，所述第一支撐圖案與所述第二支撐圖案之間的第一垂直距離可以比所述第一支撐圖案與所述多個下電極各自的和所述襯底相鄰的底部之間的第二垂直距離更長。例如，所述第一垂直距離與所述第二垂直距離之比可以在從大約1:1到大約9:1的范圍內。此外，在一些實施例中，所述多個下電極各自的頂表面可以實質上共面。

根據各種實施例，一種形成半導體器件的方法可以包括在下部結構上形成可去除層。所述可去除層包括半導體材料或者氧化物材料。所述方法可以包括在所述可去除層的頂表面上形成相對于所述可去除層具有蝕刻選擇性的緩沖層。所述方法可以包括在所述緩沖層上形成支撐層，以定義暴露所述緩沖層的開口。所述方法可以包括將所述可去除層、所述緩沖層和所述支撐層圖案化，以形成暴露所述下部結構的多個孔。所述方法可以包括分別在所述多個孔中形成多個下電極。所述方法可以包括去除所述可去除層和所述緩沖層。此外，所述方法可以包括在所述多個下電極的表面上順序地形成電介質膜和上電極。