[发明专利]电容结构的制备方法、电容结构及存储器

说明书

本发明属于半导体工艺技术领域，具体涉及一种电容结构的制备方法、电容结构及存储器，用于解决电容结构漏电流较大的技术问题。该电容结构的制备方法包括：在第一电极上形成介电层；其中，介电层包括堆叠设置的第一无定形层和高介电常数层，第一无定形层退火后保持无定形结构，高介电常数层由初始介电常数层退火后结晶形成；在介电层上形成第二电极。由于第一无定形层退火后仍为无定形结构，可以抑制电子传输，从而降低了电容结构的漏电流。

技术领域

本发明实施例涉及半导体工艺技术领域，尤其涉及一种电容结构的制备方法、电容结构及存储器。

背景技术

动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，简称DRAM)因具有较高的密度以及较快的读写速度广泛地应用在各种电子设备中。动态随机存取存储器一般由多个存储单元组成，每个存储单元通常包括晶体管和电容结构。电容结构中存储数据信息，晶体管控制电容结构中的数据信息的读写。

电容结构一般包括相对设置的两个电极，以及位于两个电极之间的介电层。介电层的材质通常为氧化铪(HfO₂)、氧化锆(ZrO₂)或者钙钛矿结构材质，例如钛酸钙(CaTiO₃)或者钛酸钡(BaTiO₃)。上述材质通常具有较高的介电常数，使得介电层可以具有较好的绝缘性能。然而，上述材质与金属电极接触时会产生较大的漏电流。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种电容结构的制备方法、电容结构及存储器，以解决电容结构的漏电流较大的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种电容结构的制备方法，包括：在第一电极上形成介电层；其中，所述介电层包括堆叠设置的第一无定形层和高介电常数层，所述第一无定形层退火后保持无定形结构，所述高介电常数层由初始介电常数层退火后结晶形成；在所述介电层上形成第二电极。

本发明实施例提供的电容结构的制备方法具有如下优点：

本发明实施例提供的电容结构的制备方法中，先在第一电极上形成介电层；其中，介电层包括堆叠设置的第一无定形层和高介电常数层，第一无定形层退火后保持无定形结构，高介电常数层由初始介电常数层退火后结晶形成；然后在介电层上形成第二电极。由于第一无定形层退火后仍为无定形结构，无定形结构中不易发生电子迁移，从而使得第一无定形层可以抑制电子传输，减小电容结构的漏电流，提高电容结构的性能。

如上所述的电容结构的制备方法中，在第一电极上形成介电层的步骤包括：在第一电极上形成第一无定形层；在所述第一无定形层上形成初始介电常数层；对所述第一无定形层和所述初始介电常数层进行退火处理；其中，所述第一无定形层退火后保持无定形结构，所述初始介电常数层退火后形成高介电常数层；在所述高介电常数层上形成第二无定形层。

如上所述的电容结构的制备方法中，所述第二无定形层的材质包括氧化硅、氧化铝、硅的质量浓度为10％-50％的硅酸铪或者铝的质量浓度为10％-50％的钛酸铝，所述第二无定形层的厚度为0.5nm-5nm。

本发明实施例提供的电容结构的制备方法中，先在第一电极上依次形成第一无定形层和初始介电常数层，对第一无定形层和初始介电常数层进行退火处理，第一无定形层退火后保持无定形结构，可以减小电容结构的漏电流，初始介电常数层退火后形成高介电常数层，即初始介电常数材料的晶相发生变化，由低介电常数的晶相(例如单斜，斜方晶系等)向高介电常数的晶相(例如四方，立方晶系等)转变，提高了电容结构的介电常数。其次，在高介电常数层上形成第二无定形层，进一步抑制漏电流的产生。