[实用新型]一种柱状电容结构

说明书

本实用新型提供一种柱状电容结构，该柱状电容结构包括基底、分立设置的多个接触垫、分立设置的多个电容下电极板、电容介电层、电容上电极板，其中，电容下电极板包括一柱状主体，并可进一步包括连接于柱状主体侧壁的至少一层环形侧翼，以构成伞柱状电容下电极板。本实用新型提供的电容结构简单，可节省一些复杂的工艺步骤，例如不需增加额外的制程将电容下电极板之间彼此隔开，从而可以降低工艺难度，节约制造成本。电容下极板可形成凹凸不平的表面，其有效面积得到增大，因而能提高电容的存储电荷能力。

技术领域

本实用新型属于半导体集成电路领域，涉及一种柱状电容结构。

背景技术

电容器是一种以静电场形式储存能量的无源电子元件。在最简单的形式，电容器包括两个导电极板，且两个导电板之间通过称之为电介质的绝缘材料隔离。电容器的电容与极板的表面面积成正比，与极板间的距离成反比。电容器的电容还取决于分离极板的物质的介电常数。

电容的标准单位是法(farad，简称为F)，这是一个大单位，更常见的单位是微法(microfarad，简称μF)和皮法(picofarac，简称PF)，其中，1μF＝10^-6F，1pF＝10^-12F。

电容器可以制造于集成电路(IC)芯片上。在动态随机存取存储器(dynamicrandom access memory，简称DRAM)中，电容通常用于与晶体管连接。电容器有助于保持存储器的内容。由于其微小的物理尺寸，这些组件具有低电容。他们必须以每秒数千次的频率再充电，否则，DRAM将丢失数据。

现有的DRAM存储阵列区电容制作包括以下步骤：

(1)在阵列区域以间距倍增(Pitch doubling)方法在两个方向上形成菱形图案，在蚀刻转移图案过程中菱形会逐渐变成圆形图案，成为圆柱形的深洞；

(2)在深洞中底部和侧壁上沉积下电极材料，再以每三个深洞为基本单元，在其中心上方开孔将连接的下电极隔开，形成以氮化硅(SiN)为支撑层的试管架结构；

(3)在深洞内沉积高k电介质材料及上电极材料。

随着工艺技术节点的降低，该项电容制作方案在工艺上难以实现。业界之研究需要简化结构以应用于17nm工艺节点及以下，所以柱状(pillar)电容制作为未来发展方向。

柱状电容之缺点为电极板面积较低，需要将其结构改善以增大其电容量。现有的制作电容的技术方法的缺点是电容尺寸的缩小会带来技术上的困难以及其存储电荷能力的降低。现有的制作电容的技术方法中电容的电容下电极板连接在一起，需要增加一道光刻制程开孔以及蚀刻制程将电容下电极板之间彼此隔开，形成以SiN层作为电容的支撑层的结构。

因此，如何提供一种新的柱状电容结构，以缩小电容尺寸，同时获得较大的电荷存储能力，并降低工艺难度，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种柱状电容结构，用于解决现有技术中电容尺寸的缩小会带来技术上的困难以及存储电荷能力的降低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种柱状电容结构，所述柱状电容结构包括：

基底；

分立设置的多个接触垫，阵列排布于所述基底中；

分立设置的多个电容下电极板，所述电容下电极板包括一柱状主体，且每个所述柱状主体分别与一个所述接触垫连接；

电容介电层，被覆于多个所述电容下电极板表面；

电容上电极板，被覆于所述电容介电层表面。

可选地，所述柱状主体的宽度范围是35～100nm。