[發明專利]雙面電容器及其制造方法

有效

• 申請號: 201710612407.3
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107393909B
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 長鑫存儲技術有限公司
• 主分類號: H01L23/64
• 分類號: H01L23/64;H01L27/108
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 羅泳文

本發明提供一種雙面電容器及其制造方法，所述雙面電容器包括：半導體襯底，形成有多個內存數組結構中焊盤；雙面電容器陣列，形成于所述第一焊盤上，所述雙面電容器包括雙U型的第一導電層及第二導電層、電容介質以及第三導電層。本發明以多重圖案方法以及邊界工藝強化的支撐架結構，制造出六方陣列排布的雙U型下電極的雙面電容器，具有較大的高度與寬度比，可有效提高單位面積下的電容值。

技術領域

本發明屬于半導體器件及制造領域，特別是涉及一種雙面電容器及其制造方法。

背景技術

動態隨機存儲器(Dynamic Random Access Memory，簡稱：DRAM)是計算機中常用的半導體存儲器件，由許多重復的存儲單元組成。每個存儲單元通常包括電容器10和晶體管11；晶體管11的柵極與字線13相連、漏極與位線12相連、源極與電容器10相連；字線13上的電壓信號能夠控制晶體管11的打開或關閉，進而通過位線12讀取存儲在電容器10中的數據信息，或者通過位線12將數據信息寫入到電容器10中進行存儲，如圖1所示。

現有的動態隨機存儲器中的電容器多為單面電容器結構，嚴重限制了單位面積內電容值的提高。

另外，現有的電容陣列對邊際的處理通常采用矩形窗口22的掩蔽層20，如圖2所示，這種矩形窗口的掩蔽層通常會從位于邊際的若干電容器21的位置穿過，從而導致這些位于邊際的若干電容器的部分缺失，大大降低了電容器陣列的整體性能，并且影響了后續電容器與其它芯片進行金屬連接及封裝應用的穩定性。

鑒于以上所述，提供一種具有良好的機械穩定結構、并可有效提高單位面積電容值的雙面電容器及其制造方法實屬必要。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種雙面電容器及其制造方法，以實現一種雙U形下電極具有良好的機械穩定結構、并可有效提高電容器與其它芯片進行金屬連接及封裝應用的穩定性的雙面電容器及其制造方法。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種雙面電容器的制造方法，包括：1)提供一半導體襯底，所述襯底上形成有多個在內存數組結構中的焊盤；2)于所述襯底上形成交替層疊的介質層及支撐層；3)于所述介質層上形成第一掩膜，基于所述第一掩膜于所述介質層中刻蝕出電容孔，其深度直至所述焊盤；4)于所述電容孔內形成第一導電層，并于所述第一導電層表面形成犧牲間隔層；5)將所述犧牲間隔層回蝕至所述電容孔以內，以顯露所述第一導電層的上緣，并于所述犧牲間隔層表面形成第二導電層，連接于所述第一導電層的上緣，所述第二導電層與所述第一導電層形成閉合結構；6)形成多個開口，所述開口暴露部分所述介質層及部分所述犧牲間隔層，藉由所述開口進行濕法腐蝕去除所述介質層及所述犧牲間隔層；及7)形成覆蓋所述第一導電層及第二導電層兩者內表面及外表面的電容介質，并形成覆蓋所述電容介質外表面的第三導電層，由所述電容孔位置制備出雙面電容器。

優選地，步驟3)包括：3-1)于所述介質層上依次形成多晶硅層、第一介電膜層、第一有機材料層以及第一子掩膜層；3-2)于所述第一子掩膜層上依次形成第二有機材料層、第二介電薄膜以及第二子掩膜層，其中，所述第一子掩膜層的第一窗口與第二子掩膜層的第二窗口交迭排列以形成電容孔窗口，且所述第一窗口與第二窗口之間的夾角為55°～65°和115°～125°其中之一，所述多晶硅層、第一介電膜層、第一有機材料層、第一子掩膜層、第二有機材料層、第二介電薄膜以及第二子掩膜層共同組成所述第一掩膜；及3-3)基于所述第一掩膜于所述介質層中刻蝕出直至所述焊盤的電容孔。

優選地，所述電容孔的深寬比均為5～20，所述雙面電容器的高度范圍為0.5～5μm。

優選地，步驟6)中，一個所述開口僅與一個所述電容孔交疊，或者一個所述開口同時與多個所述電容孔交疊。