[发明专利]双面电容器结构及其制备方法

权利要求书

1.一种双面电容器结构的制备方法，其特征在于，所述双面电容器结构的制备方法至少包括如下步骤：

1)提供一半导体衬底，于所述半导体衬底上形成叠层结构，所述叠层结构包括交替层叠的支撑层及牺牲层；

2)于所述叠层结构上形成图形化掩膜层，基于所述图形化掩膜层于所述叠层结构中刻蚀出多个电容孔；

3)于所述电容孔的底部及侧壁形成下电极层，所述支撑层连接所述下电极层；

4)于步骤3)得到的结构上形成掩膜层，基于所述掩膜层于所述叠层结构上形成掩膜开口，其中，所述掩膜开口暴露出所述电容孔的20％～60％内孔径面积；并且基于所述掩膜开口，去除所述牺牲层及所述掩膜开口内且交替层叠在所述牺牲层上的所述支撑层，其中位于底层的所述支撑层保留在所述半导体衬底上；

5)于所述下电极层的内表面及外表面形成电容介质层，其中，所述电容介质层覆盖所述下电极层，并于所述电容介质层的外表面形成上电极层，其中所述上电极层覆盖所述电容介质层及所述支撑层。

2.根据权利要求1所述的双面电容器结构的制备方法，其特征在于：所述叠层结构包括依次往上层叠的底层支撑层、第一牺牲层、中间支撑层、第二牺牲层以及顶层支撑层，所述第一牺牲层的材料包含硼磷掺杂的氧化硅，其中，所述第一牺牲层包含上层子牺牲层和下层子牺牲层，且下层子牺牲层的磷离子掺杂浓度大于上层子牺牲层的磷离子掺杂浓度，以提高步骤2)的刻蚀对所述第一牺牲层的刻蚀能力，步骤2)的刻蚀对所述下层子牺牲层的刻蚀效率高于对所述上层子牺牲层的刻蚀效率。

3.根据权利要求2所述的双面电容器结构的制备方法，其特征在于：所述下层子牺牲层的磷离子含量的重量百分比介于3％～5％之间，硼离子含量的重量百分比介于2％～7％之间；所述上层子牺牲层的磷离子含量的重量百分比介于3％～5％之间，硼离子含量的重量百分比介于5％～10％之间。

4.根据权利要求2所述的双面电容器结构的制备方法，其特征在于：步骤4)包括如下步骤：

4-1)于步骤3)得到的结构上依次形成氮化物掩膜层、氧化物掩膜层、抗反射层及光刻胶层；

4-2)基于所述光刻胶层依次刻蚀所述抗反射层、所述氧化物掩膜层及所述氮化物掩膜层，以于所述叠层结构上形成所述掩膜开口；

4-3)基于所述掩膜开口，于所述顶层支撑层内形成第一支撑开口，以暴露所述第二牺牲层；

4-4)基于所述第一支撑开口，采用湿法刻蚀工艺去除所述第二牺牲层；

4-5)于所述中间支撑层内形成第二支撑开口，以暴露所述第一牺牲层；

4-6)基于所述第二支撑开口，采用湿法刻蚀工艺去除所述第一牺牲层。

5.根据权利要求4所述的双面电容器结构的制备方法，其特征在于：步骤4-2)中，一个所述掩膜开口同时与多个所述电容孔部分交叠；步骤4-3)中，一个所述第一支撑开口同时与多个所述电容孔部分交叠；步骤4-5)中，一个所述第二支撑开口同时与多个所述电容孔部分交叠。

6.根据权利要求5所述的双面电容器结构的制备方法，其特征在于：一个所述掩膜开口同时与三个所述电容孔部分交叠，一个所述第一支撑开口同时与三个所述电容孔部分交叠，一个所述第二支撑开口同时与三个所述电容孔部分交叠。

7.根据权利要求6所述的双面电容器结构的制备方法，其特征在于：所述掩膜开口的直径介于50nm～90nm之间。

8.根据权利要求4所述的双面电容器结构的制备方法，其特征在于：步骤4-3)中，采用干法刻蚀所述顶层支撑层以形成所述第一支撑开口，刻蚀气体源包括氯气、氧气及氩气，同时，所述下电极层在所述第一支撑开口内和在所述第一支撑开口外的高度相差100nm～150nm。

9.根据权利要求8所述的双面电容器结构的制备方法，其特征在于：步骤4-5)中，采用干法刻蚀所述中间支撑层以形成所述第二支撑开口，刻蚀气体源包括氯气、氧气及氩气，同时，所述下电极层在所述第二支撑开口内和在所述第二支撑开口外的高度相差110nm～180nm。