[發明專利]一種電容器孔制造方法及DRAM制造方法

在審

• 申請號: 202011219639.0
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN114446888A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 具德滋;周娜;李俊杰;李琳;王佳
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所;真芯(北京)半導體有限責任公司
• 主分類號: H01L21/8242
• 分類號: H01L21/8242;H01L27/108
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 牛洪瑜

本發明涉及一種電容器孔制造方法及DRAM制造方法，屬于半導體技術領域，解決溝槽側壁彎曲和頂部掩模腐蝕造成的頂部關鍵尺寸增加的問題。該方法包括：提供半導體襯底；在半導體襯底上方順序形成刻蝕停止層和待刻蝕層；刻蝕第三支撐層并過刻蝕第二模制層，以形成第一溝槽；通過沉積工藝在第一溝槽上方形成側墻材料層；對第一溝槽的底面處的側墻材料進行開口刻蝕，其中，通過剩余的側墻材料限定電容器孔的尺寸；以頂部覆蓋的側墻材料層為掩模，對第一溝槽的底部的第二支撐層、第一模制層和第一支撐層進行刻蝕，直到刻蝕停止層停止。通過側墻材料防止側壁彎曲和頂部掩模腐蝕，從而避免頂部關鍵尺寸增加。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種電容器孔制造方法及DRAM制造方法。

背景技術

存儲器是數字系統中用以存儲大量信息的設備或部件，是計算機和數字設備中的重要組成部分。存儲器可分為隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)兩大類。RAM包括DRAM、PRAM、MRAM等，電容器是制造這些RAM的關鍵部件之一。DRAM器件中的每個存儲單元由1T1C(即1個晶體管和1個電容器)組成。

隨著器件的高集積化，如圖1所示，在現有的電容器孔制造方法中，刻蝕步驟會導致以下問題：未開口余量102、彎曲溝槽104、傾斜溝槽側壁106等問題。彎曲和頂部掩模腐蝕造成的頂部關鍵尺寸CD(critical dimension)增加的問題持續發生。目前，參考圖2，在電容器工藝中的很多階段通過刻蝕工藝控制彎曲，通常以提高刻蝕工具性能的方式來減少彎曲(參考圖2中的電容器孔202)。然而以上措施很難解決這種彎曲和頂部掩模腐蝕造成的頂部關鍵尺寸增加的技術問題。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明實施例旨在提供一種電容器孔制造方法及DRAM制造方法，用以解決現有技術很難解決彎曲和頂部掩模腐蝕造成的頂部關鍵尺寸增加的問題。

一方面，本發明實施例提供了一種電容器孔制造方法，包括：提供半導體襯底；在半導體襯底上方順序形成刻蝕停止層和待刻蝕層，其中，所述待刻蝕層自下而上順序包括第一支撐層、第一模制層、第二支撐層、第二模制層和第三支撐層；刻蝕所述第三支撐層并過刻蝕所述第二模制層，以形成第一溝槽；通過沉積工藝在所述第一溝槽上方形成側墻材料層；對所述第一溝槽的底面處的側墻材料進行開口刻蝕，其中，通過剩余的側墻材料限定所述電容器孔的尺寸；以頂部覆蓋的側墻材料層為掩模，對所述第一溝槽的底部的所述第二支撐層、所述第一模制層和所述第一支撐層進行刻蝕，直到所述刻蝕停止層停止。

上述技術方案的有益效果如下：通過以頂部覆蓋的側墻材料層為掩模，使得在對第一溝槽的底部的第二支撐層、第一模制層和第一支撐層進行刻蝕的過程中，能夠防止第一溝槽的側壁的整體關鍵尺寸增加，同時避免彎曲。

基于上述方法的進一步改進，通過沉積工藝在所述第一溝槽上方形成側墻材料層包括：通過沉積工藝在所述第一溝槽的所述第三支撐層的頂面和側壁、所述第二模制層的側壁以及部分第二支撐層的側壁和底部上形成側墻材料層。

基于上述方法的進一步改進，對所述第一溝槽的底面處的側墻材料進行開口刻蝕包括：利用氯基氣體對所述第一溝槽的底面處的側墻材料進行自對準的各向異性刻蝕而保持所述第三支撐層的頂面和所述第一溝槽的側壁上的側墻材料不被完全刻蝕，其中，所述氯基氣體包括Cl₂和BCl₃，以及所述第一溝槽穿過所述第三支撐層、所述第二模制層和部分第二支撐層。