[发明专利]电容器结构及其制造方法

说明书

本发明提供一种电容器结构，包括：衬底、杯状下电极、顶支撑层、电容介电层以及上电极。杯状下电极位于衬底上。顶支撑层环绕所述杯状下电极的上部。所述顶支撑层的材料为高介电常数材料。电容介电层覆盖所述杯状下电极的表面与所述顶支撑层的表面。上电极覆盖所述电容介电层的表面。本发明另提供该电容器结构的制造方法。

技术领域

本发明涉及一种半导体结构及其制造方法，尤其涉及一种电容器结构及其制造方法。

背景技术

动态随机存取存储器(DRAM)属于一种易失性存储器，其是由多个存储单元所构成。详细地说，每一个存储单元主要是由一个晶体管与一个由晶体管所操控的电容器所构成。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。

随着科技的进步，各类电子产品皆朝向高速、高效能、且轻薄短小的趋势发展，而在这趋势之下，对于更高容量的动态随机存取存储器的需求也随之增加。因此，动态随机存取存储器的设计也已朝向高积集度及高密度的方向发展。然而，高积集度的动态随机存取存储器上的存储单元的排列通常非常靠近，因此几乎无法在横向上增加电容器面积，而需从垂直方向上增加电容器的高度，以提升电容器面积及电容值。

发明内容

本发明提供一种以高介电常数材料当作顶支撑层的电容器结构，其可提升电容器结构的机械强度，同时增加电容器面积与电容值。

本发明提供一种电容器结构的制造方法，其不需要光掩膜即可进行脱模步骤。因此，本发明的电容器结构的制造方法可简化处理并降低制造成本。

本发明提供一种电容器结构，包括：衬底、杯状下电极、顶支撑层、电容介电层以及上电极。杯状下电极位于衬底上。顶支撑层环绕所述杯状下电极的上部。所述顶支撑层的材料为高介电常数材料。电容介电层覆盖所述杯状下电极的表面与所述顶支撑层的表面。上电极，覆盖所述电容介电层的表面。

本发明提供一种电容器结构的制造方法，其步骤如下。于衬底上依序形成底支撑层与模板层。于所述底支撑层与所述模板层中形成杯状下电极。所述模板层的顶面低于所述杯状下电极的顶面，以于所述模板层上形成凹陷。于所述衬底上共形形成顶支撑层。于所述顶支撑层上形成介电图案，以暴露出位于所述模板层上的所述顶支撑层的部分表面。以所述介电图案为掩膜，于所述顶支撑层与所述模板层中形成开口。进行脱模步骤，以暴露出所述杯状下电极的内表面与外表面。于所述杯状下电极的所述内表面与所述外表面以及所述顶支撑层的表面上形成电容介电层。于所述电容介电层的表面上形成上电极。

基于上述，本发明通过底支撑层与顶支撑层所构成的强化结构来增加电容器结构的机械强度，以避免电容器结构变形甚至倾倒的现象。而且，本发明的顶支撑层具有高介电常数材料，其可当作电容器介电层的一部分。因此，本发明还可增加电容器面积与电容值。另外，本发明亦提供一种电容器结构的制造方法，其不需要光掩膜即可进行脱模步骤。因此，可简化本发明的电容器结构的制造方法并降低制造成本。

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，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A至图1G为依照本发明的一实施例所显示的电容器结构的制造流程的上视示意图；

图2A至图2G分别为沿图1A至图1G的A-A线的剖面示意图；

图3A至图3G分别为沿图1A至图1G的B-B线的剖面示意图；

图4为图2G的部分电容器结构的放大示意图。

附图标号说明：

100：衬底

101：电容器接触窗

102：底支撑层

104、104a、104b：模板层

104T：厚度