[发明专利]堆叠式电容器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种半导体结构及其制造方法，且特别是有关于一种具有强化结构的堆叠式电容器及其制造方法。

背景技术

DRAM的记忆单元是由彼此电连接的MOS晶体管及电容器构成。电容器主要用以存储代表数据的电荷，必须具备高电容量才可确保数据不易漏失。

增加电容器的电荷存储能力的方法除了增加介电材料的介电常数以及减少介电材料的厚度外，还可以利用增加电容器的表面积来达成。然而，随着半导体技术持续朝向次微米及深次微米推进时，传统的电容器工艺已经不敷使用，因此研究人员开发具有高介电常数的介电材料以及增加电容器的表面积，以增加电容器的电容值。

一般而言，增加表面积最直接的方式就是增加电容高度，而此一方式将直接牵涉到电容器本身的机械强度不足的问题。当电容器的机械强度不足时，容易发现电容结构变形甚至倾倒的现象。有鉴于此，如何形成具有强化结构的堆叠式电容器，已得到业界的高度注意。

发明内容

本发明的目的在于提供一种堆叠式电容器及其制造方法，该堆叠式电容器可以较现有的堆叠式电容器具有更高的高度以及更大的电容器表面积，且其强化结构可以避免电容结构变形甚至倾倒的现象。

本发明提供一种堆叠式电容器的制造方法。于基底上依次形成第一支撑层、第一绝缘层、第二支撑层、第二绝缘层、第三支撑层及硬掩模层。于第二支撑层、第二绝缘层、第三支撑层及硬掩模层中形成至少一第一开口。于第一开口的侧壁上形成间隙壁。以间隙壁为掩模，于第一支撑层及第一绝缘层中形成第二开口。进行一回吃(pull back)工艺，以加大第二开口于第一绝缘层中的宽度。移除间隙壁。于第二开口及第一开口中依次形成下电极、介电层及上电极。

本发明另提供一种堆叠式电容器，包括基底、第一支撑层、第一绝缘层、第二支撑层、第二绝缘层、第三支撑层、下电极、介电层及上电极。第一支撑层、第一绝缘层、第二支撑层、第二绝缘层及第三支撑层依次配置在基底上。第二支撑层、第二绝缘层及第三支撑层中具有第一开口，且第一支撑层及第一绝缘层中具有第二开口，且第二开口于第一绝缘层中的宽度大于第一开口的宽度。下电极、介电层及上电极依次配置在第二开口及第一开口中。

本发明又提供一种堆叠式电容器，包括基底、第一支撑层、第一绝缘层、第二支撑层、第三支撑层、下电极、介电层及上电极。第一支撑层、第二支撑层及第三支撑层依次配置在基底上，第一支撑层、第二支撑层及第三支撑层彼此分开，其中第二支撑层及第三支撑层中具有第一开口，第一支撑层中具有第二开口，且第一开口与第二开口相通。下电极配置在第二开口的内侧及底部上及第一开口的内侧上。介电层配置在第二开口中的下电极的内侧及底部上以及配置在第一开口中的下电极的内侧与外侧上。上电极配置在第二开口中的下电极的内侧及底部的介电层上以及配置在第一开口中的下电极的内侧与外侧的介电层上。

基于上述，本发明利用第一支撑层(底支撑层)、第二支撑层(中支撑层)及第三支撑层(上支撑层)组成的强化结构来增加堆叠式电容器的机械强度，以避免电容结构变形甚至倾倒的现象。此外，通过第二支撑层(中支撑层)的设置，本发明的堆叠式电容器可以较现有的堆叠式电容器具有更高的高度(亦即，更大的电容值)，且可通过第一绝缘层及第二绝缘层的高度来控制所要的电容值。另外，通过本发明的回吃工艺及脱模步骤可以大幅增加电容器的表面积，进而增加电容量。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1A至1F为依据本发明一实施例的堆叠式电容器的制造方法的剖面示意图。

图2为依据本发明一实施例的进行脱模步骤的上视示意图。

其中，附图标记说明如下：

100：基底

102：第一支撑层

104：第一绝缘层

106：第二支撑层

108：第二绝缘层

110：第三支撑层

112：硬掩模层

112a：氮化硅掩模层

112b：碳掩模层

114：第一开口

116：间隙壁

118：第二开口

120：下电极

122：第三开口

124：介电层

126：上电极

W1、W2、W3：宽度

H1、H2：高度

具体实施方式