[发明专利]电容支撑结构、电容器结构及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及动态随机存储器(以下简称DRAM)存储电容的制作领域，尤其涉及DRAM沟槽式存储电容-圆柱形电容的制作领域。

背景技术

随着集成电路的发展，动态随机存储器的存储密度不断增大而尺寸不断缩小，亦即降低存储器单元的整体面积。DRAM存储单元(Memory cell)主要是由一金属氧化物半导体(Metal oxide semiconductor，MOS)晶体管串联一电容器(capacitor)所构成。存储单元通过晶体管实现电容器的充电和放电达到数据输入或输出的目的。

目前DRAM存储单元的电容器包括堆叠电容(Stack capacitor)和沟槽电容(deep trench capacitor)两种。随着DRAM的发展，沟槽电容在DRAM存储单元中应用得越来越广泛。通常，这种沟槽电容也称作为圆柱形电容器。传统的DRAM圆柱形电容极板的制作结构请参阅图1至图2所示横截面示意图。

参阅图1，半导体基底1内已制作好DRAM存储单元的MOS器件，半导体基底1上形成有层间绝缘层2。层间绝缘层2覆盖与半导体基底1内器件导电性连接的位线21；层间绝缘层2内开有贯通整个层间绝缘层2的接触孔3；接触孔3内填充有电容导电塞31以实现后续制作的电容极板与半导体基底1内器件的导电性连接。在制作好电容导电塞31的层间绝缘层2的表面形成阻挡层4，在所述阻挡层4的表面形成模具介质层5，贯通模具介质层5及阻挡层4开有电容槽51。该电容槽51的尺寸大于接触孔3的尺寸，且对准接触孔3，使接触孔3内电容导电塞31表面刚好曝露出来。在所述电容槽51侧壁及底部形成圆柱形电容极板6。目前电容极板层6常用材料为多晶硅，该多晶硅上还采用半球型晶粒(Hemispherical grained：HSG)工艺在多晶硅表面生长半球型多晶硅颗粒，以增大圆柱形电容极板6的表面积。图1所示的电容极板6为圆柱形电容器下极板，圆柱形电容器还包括制作在电容槽51中的上极板和上极板与下极板之间的介质层。为较简单描述传统制作圆柱形电容器存在的问题，因此并没在图中示意出圆柱形电容器的上极板及上极板与下极板之间的介质层。当电容槽51中圆柱形电容器制作完毕，需去除剩余的模具介质层5，请参阅图2。

为增大DRAM单位面积存储量，单位面积内制作的电容器越多越好。然而单位面积制作的越多就会导致圆柱形电容器的底面积越小。为降低圆柱形底面积减小带来圆柱形电容器容量的减小，可通过增高圆柱形电容器高度来提高圆柱形电容器容量。从图2中可看出，当去除模具介质层5之后，制作的圆柱形电容器极板伫立于层间绝缘层2的表面，类似于底面积较小且较高的圆柱筒放在地面上的情况，这样制作出的圆柱形电容极板容易出现倒塌的问题。请参阅图3拍摄的圆柱形电容器扫描电子显微镜(SEM)照片图，如图3这张圆柱形电容器俯视图中所示，D1的位置应该有制作好的圆柱形电容器，由于倒塌因此本应有制作的圆柱形电容器的位置却没有。还有可能出现倾斜的圆柱形电容器，该圆柱形电容器并未倒塌，但是其倾斜使得制作的圆柱形电容器发生错位的缺陷，如图3中D2所示。

DRAM中圆柱形电容器的倒塌或错位，使得制作的存储单元中存储电容器失效。随着DRAM存储单元面积的进一步缩小，电容器容量进一步提高，为增大电容器的极板面积，圆柱形电容极板会做得越高。若按如图2所示的传统圆柱形电容器的制作结构，高的圆柱形电容极板倒塌的问题会更加严重，从而导致高的圆柱形电容极板的制作难以实现，成为阻碍DRAM发展的瓶颈。

综上所述，传统DRAM中电容器的结构存在的电容极板易坍塌的问题严重降低了制作的DRAM存储单元的良率，甚至会导致DRAM失效。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供电容支撑结构、电容器结构及其制作方法用于解决传统DRAM存储单元中去除模具介质层后，电容易倒塌的问题。

为解决上述技术问题，本发明的电容支撑结构，电容支撑结构位于DRAM的层间绝缘层上；电容支撑结构包括依次位于层间绝缘层上的第一阻挡层，中间介质层和第二阻挡层；贯通所述第二阻挡层，中间介质层和第一阻挡层的电容沟槽，所述电容沟槽内用于形成电容器极板。

本发明的电容支撑结构通过第一阻挡层、中间介质层及第二阻挡层握住电容沟槽内的电容器电容极板，有效解决传统DRAM中制作的电容极板在去掉模具层后易倒塌的问题。