导体结构、电容器阵列结构及制备方法与流程

技术特征：

1.一种基于多晶硅制程的导体结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)提供一基底，于所述基底中形成凹穴结构；以及

2)于所述凹穴结构内形成导体填充结构，且形成所述导体填充结构的材料源至少包含硅源及锗源，其中，所述锗源中的锗原子作为所述硅源中硅原子聚集生长的晶核，以增大形成的所述导体填充结构中硅结晶粒度。

2.根据权利要求1所述的基于多晶硅制程的导体结构的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述导体填充结构包括填孔导电层及间隙仓，其中，所述间隙仓由所述填孔导电层的多晶硅之间的间隙构成，且所述填孔导电层包覆所述间隙仓。

3.根据权利要求2所述的基于多晶硅制程的导体结构的制备方法，其特征在于，所述填孔导电层填充于所述凹穴结构内并还延伸覆盖所述凹穴结构周围的所述基底的上表面，所述间隙仓位于由所述凹穴结构所限定的所述填孔导电层内。

4.根据权利要求3所述的基于多晶硅制程的导体结构的制备方法，其特征在于，所述填孔导电层位于所述基底上表面部分的厚度介于120～800埃之间。

5.根据权利要求2所述的基于多晶硅制程的导体结构的制备方法，其特征在于，所述填孔导电层对应于所述间隙仓顶端的上表面具有由多晶硅堆积形成的高点与低点，且所述高点高出所述低点80～300埃。

6.根据权利要求1所述的基于多晶硅制程的导体结构的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述导体填充结构中硅结晶粒度介于50～1500埃之间。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的基于多晶硅制程的导体结构的制备方法，其特征在于，所述导体填充结构中锗的重量百分比介于10％～80％之间。

8.根据权利要求7所述的基于多晶硅制程的导体结构的制备方法，其特征在于，形成所述导体填充结构的温度介于350～450℃之间，形成所述导体填充结构的压力介于250～900毫托之间。

9.一种电容器结构阵列的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)提供一半导体衬底，所述半导体衬底包含若干个位于内存数组结构中的电容接触节点，并于所述半导体衬底上形成交替叠置的牺牲层及支撑层；

2)于步骤1)得到的结构上形成具有阵列排布的窗口的图形化掩膜层，并基于所述图形化掩膜层刻蚀所述牺牲层及所述支撑层，以形成与所述窗口对应的电容孔，所述电容孔显露所述电容接触节点；

3)于所述电容孔的底部及侧壁形成下电极层，并去除所述牺牲层，以显露所述下电极层的外表面；

4)于所述下电极层的内表面以及显露的外表面形成电容介质层，并于所述电容介质层的表面形成上电极层；

5)于所述上电极层的表面形成导体填充结构，所述导体填充结构填充于所述下电极层的内壁之间及相邻所述下电极层的外表面之间的间隙并延伸覆盖所述上电极层，其中，形成所述导体填充结构的材料源至少包含硅源及锗源，所述锗源中的锗原子作为所述硅源中硅原子聚集生长的晶核，以增大形成的所述导体填充结构中硅结晶粒度；以及

6)于所述导体填充结构表面形成上电极覆盖层。

10.根据权利要求9所述的电容器结构阵列的制备方法，其特征在于，步骤5)中，所述导体填充结构包括填孔导电层及间隙仓，其中，所述间隙仓由所述电容孔所限定部分的所述填孔导电层的多晶硅之间的间隙构成，且所述填孔导电层包覆所述间隙仓。

11.根据权利要求10所述的电容器结构阵列的制备方法，其特征在于，所述填孔导电层的上表面相较于所述下电极层顶部上方的所述上电极层的上表面高出120～800埃。

12.根据权利要求10所述的电容器结构阵列的制备方法，其特征在于，所述填孔导电层对应于所述间隙仓顶端的上表面以及所述填孔导电层的上表面二者中的至少一者具有由多晶硅堆积形成的高点与低点，且所述高点高出所述低点80～300埃。

13.根据权利要求9所述的电容器结构阵列的制备方法，其特征在于，步骤5)中，所述导体填充结构中锗的重量百分比介于10％～80％之间。

14.根据权利要求9所述的电容器结构阵列的制备方法，其特征在于，步骤5)中，所述导体填充结构中硅结晶粒度介于50～1500埃之间；形成所述导体填充结构的温度介于350～450℃之间，形成所述导体填充结构的压力介于250～900毫托之间。

15.根据权利要求9所述的电容器结构阵列的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述支撑层的数量为三层，包括顶层支撑层、中间支撑层及底层支撑层，所述牺牲层的数量为两层，包括位于所述顶层支撑层与所述中间支撑层之间第一牺牲层以及位于所述底层支撑层与所述中间支撑层之间的第二牺牲层；步骤3)中，去除所述牺牲层的步骤包括：

3-1)于所述顶层支撑层内形成第一开口，以暴露出位于其下表面的所述第一牺牲层；

3-2)基于所述第一开口，采用湿法刻蚀工艺去除所述第一牺牲层；

3-3)于所述中间支撑层内形成第二开口，以暴露出位于其下表面的所述第二牺牲层；

3-4)基于所述第二开口，采用湿法刻蚀工艺去除所述第二牺牲层。

16.根据权利要求15所述的电容器结构阵列的制备方法，其特征在于，步骤3-1)中，一个所述第一开口仅与一个所述电容孔交叠，或者一个所述第一开口同时与多个所述电容孔交叠；步骤3-3)中，一个所述第二开口仅与一个所述电容孔交叠，或者一个所述第二开口同时与多个所述电容孔交叠。

17.根据权利要求9所述的电容器结构阵列的制备方法，其特征在于，步骤5)中，还包括对所述导体填充结构进行掺杂的步骤，掺杂元素选自于硼、磷及砷中的任意一种；步骤6)之后，还包括于所述上电极覆盖层表面形成氧化层的步骤。

18.根据权利要求9～17中任意一项所述的电容器结构阵列的制备方法，其特征在于，步骤5)与步骤6)之间还包括步骤：于所述导体填充结构表面形成一保护层，所述保护层用于防止所述导体填充结构中的锗对后续制程的影响，其中，所述保护层的材料包含硼掺杂的多晶硅。

19.根据权利要求18所述的电容器结构阵列的制备方法，其特征在于，所述导体填充结构与所述保护层在同一反应室中制备；形成所述导体填充结构的锗源气体包括GeH4及Ge2H6中的至少一种，形成所述导体填充结构的硅源气体包括SiH4、Si2H6及SiH6Cl中的至少一种；形成所述保护层的硅源气体包括SiH4、Si2H6及SiH6Cl中的至少一种，形成所述保护层的硼源气体包括BCl3及B2H6中的至少一种；其中，形成所述保护层的温度介于300～500℃之间，压力介于200～900毫托之间，形成的所述保护层的厚度介于400～1500埃之间。

20.一种基于多晶硅制程的导体结构，其特征在于，包括：

基底，所述基底中形成有凹穴结构；以及

导体填充结构，位于所述凹穴结构内，且形成所述导体填充结构的材料源至少包含硅源及锗源，其中，所述锗源中的锗原子作为所述硅源中硅原子聚集生长的晶核，以增大所述导体填充结构中硅结晶粒度。

21.根据权利要求20所述的基于多晶硅制程的导体结构，其特征在于，所述导体填充结构包括填孔导电层及间隙仓，其中，所述间隙仓由所述填孔导电层的多晶硅之间的间隙构成，且所述填孔导电层包覆所述间隙仓。

22.根据权利要求20所述的基于多晶硅制程的导体结构，其特征在于，所述填孔导电层填充于所述凹穴结构内并还延伸覆盖所述凹穴结构周围的所述基底的上表面，所述间隙仓位于由所述凹穴结构所限定的所述填孔导电层内；所述填孔导电层位于所述基底上表面部分的厚度介于120～800埃之间。

23.根据权利要求20所述的基于多晶硅制程的导体结构，其特征在于，所述导体填充结构中还具有掺杂元素，所述掺杂元素选自硼、磷及砷中的任意一种形成。

24.根据权利要求20～23中任意一项所述的基于多晶硅制程的导体结构，其特征在于，所述导体填充结构中的锗的重量百分比介于10％～80％之间；所述填孔导电层对应于所述间隙仓顶端的上表面具有由多晶硅堆积形成的高点与低点，所述高点高出所述低点80～300埃；所述导体填充结构中硅结晶粒度介于50～1500埃之间。

25.一种电容器阵列结构，其特征在于，包括：

半导体衬底，所述半导体衬底包含若干个位于内存数组结构中的电容接触节点；

下电极层，接合于所述电容接触节点上，且所述下电极层的截面形状包括U型；

电容介质层，覆盖于所述下电极层的内表面及外表面；

上电极层，覆盖于所述电容介质层的表面；

导体填充结构，填充于所述下电极层的内壁之间及相邻所述下电极层的外表面之间的间隙并延伸覆盖所述上电极层，其中，形成所述导体填充结构的材料源至少包含硅源及锗源，所述锗源中的锗原子用于作为所述硅源中硅原子聚集生长的晶核，以增大所述导体填充结构中硅结晶粒度；以及

上电极覆盖层，覆盖于所述导体填充结构的表面。

26.根据权利要求25所述的电容器阵列结构，其特征在于，所述导体填充结构包括填孔导电层及间隙仓，其中，所述间隙仓由所述电容孔所限定部分的所述填孔导电层的多晶硅之间的间隙构成，且所述填孔导电层包覆所述间隙仓。

27.根据权利要求25所述的电容器阵列结构，其特征在于，所述填孔导电层的上表面相较于所述下电极层顶部上方的所述上电极层的上表面高出120～800埃；所述填孔导电层对应于所述间隙仓顶端的上表面以及所述填孔导电层的上表面二者中的至少一者具有由多晶硅堆积形成的高点与低点，且所述高点高出所述低点80～300埃。

28.根据权利要求25所述的电容器阵列结构，其特征在于，所述导体填充结构中的锗的重量百分比介于10％～80％之间；所述导体填充结构的硅结晶粒度介于50～1500埃之间。

29.根据权利要求25所述的电容器阵列结构，其特征在于，所述导体填充结构中还具有掺杂元素，所述掺杂元素选自硼、磷及砷中的任意一种；所述上电极覆盖层表面还形成有氧化层。

30.根据权利要求25～29中任意一项所述的电容器阵列结构，其特征在于，所述导体填充结构与所述上电极覆盖层之间还形成有保护层，所述保护层用于防止所述导体填充结构中的锗对后续制程的影响，其中，所述保护层的材料包含硼掺杂的多晶硅。