[发明专利]沟槽电容器和形成该沟槽电容器的方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及电容器，并且更具体地，涉及沟槽电容器和形成该沟槽电容器的方法。

背景技术

具有电容器的半导体器件常用在许多应用中。每个电容器具有由绝缘层分离的两个电极。这种电容器可以是堆叠电容器、金属绝缘体金属（MIM）电容器、沟槽电容器和垂直平行板（VPP）电容器。

沟槽电容器用于增大每单位面积的电容。然而，包括电容器的半导体器件的品质因数必须随每一代半导体技术而增大。一种用于改进电容器的方式是：通过进一步增大每单位面积的电容，使得可以制造深规模的器件。可以通过增大沟槽深度来增大每单位面积的电容，但是出于技术原因而限制最大沟槽深度。因此，为了在不违背其他需求的情况下增大电容，新电容器结构和制造方法是必要的。

发明内容

通过本发明的示意性实施例，总体上解决或避免了这些和其他问题，并且总体上实现了技术优势。

根据本发明的实施例，一种半导体器件包括：衬底，具有带有第一侧壁的开口；以及中央柱，布置在所述开口的中央区中。所述中央柱包括第一电极材料。第一介电层布置在所述中央柱周围。第二电极材料布置在所述第一介电层周围。所述第二电极材料接触所述第一侧壁的第一部分。外围柱布置在所述开口的外围区中。所述外围柱耦合至所述中央柱。第二介电层布置在所述外围柱周围。所述第二介电层接触所述第一侧壁的第二部分。

根据本发明的实施例，一种形成半导体器件的方法包括：在衬底中形成开口；以及在所述开口中形成第一外延层。所述第一外延层是在所述开口的侧壁处与所述衬底的材料不同的材料。在所述开口中形成第二外延层。所述第二外延层是在所述开口的侧壁处与所述衬底相同的材料。移除所述第一外延层。使所述第二外延层内衬有介电层。在所述介电层上面形成导电材料。所述导电材料、所述第二外延层和所述介电层形成沟槽电容器的部分。

根据本发明的实施例，一种形成半导体器件的方法包括：在衬底中形成具有侧壁的开口；以及在所述开口中形成第一外延层。所述第一外延层是在所述侧壁的第一部分中形成的，而不是在所述侧壁的第二部分中形成。在形成所述第一外延层之后，在所述开口中形成第二外延层。所述第二外延层是在所述侧壁的第二部分中以及在所述第一外延层之上形成的。在形成所述第二外延层之后，移除所述第一外延层。

以上相当宽地概述了本发明的实施例的特征，以便可以更好地理解本发明的以下详细描述。以下将描述本发明的实施例的附加特征和优势，这些附加特征和优势形成本发明的权利要求的主题。本领域技术人员应当意识到，可以容易地将所公开的概念和具体实施例用作修改或设计用于实现本发明的相同目的的其他结构或工艺的基础。本领域技术人员还应当认识到，这些等同构造并不脱离如所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围。

附图说明

为了更全面地理解本发明及其优势，现在参照结合附图而进行的以下描述，在附图中：

图1，包括图1A-1C，示意了根据本发明的实施例的电容器，其中，图1A示意了俯视截面图，以及其中，图1B和1C示意了横截面视图；

图2，包括图2A-2C，示意了根据本发明的实施例的在针对电容器形成开口之后的半导体结构，其中，图2A示意了俯视图，图2B示意了横截面视图，以及图2C示意了投影视图；

图3，包括图3A-3D，示意了根据本发明的实施例的在形成外延层之后的制造期间的半导体器件，其中，图3A示意了俯视图，其中，图3B和3C示意了横截面视图，以及图3D示意了投影视图；

图4，包括图4A-4E，示意了本发明的各个实施例中的在形成电容器的第一电极之后的制造期间的半导体器件，其中，图4A示意了俯视图，其中，图4B和4C示意了横截面视图，以及图4D示意了投影视图，以及其中，图4E示意了根据可替换实施例的俯视图；

图5，包括图5A-5D，示意了本发明的各个实施例中的在移除外延层之后的制造期间的半导体器件，其中，图5A示意了俯视图，其中，图5B和5C示意了横截面视图，以及图5D示意了投影视图；

图6，包括图6A-6C，示意了本发明的各个实施例中的在形成电容器介电层之后的制造期间的半导体器件，其中，图6A示意了俯视图，其中，图6B和6C示意了横截面视图；

图7，包括图7A-7C，示意了本发明的各个实施例中的在电容器介电层上面形成第二电极之后的制造期间的半导体器件，其中，图7A示意了与衬底的表面平行的处于覆盖第二电极之下的横截面，其中，图7B和7C示意了横截面视图；