存储器的制作方法

文档序号:24866614发布日期:2021-04-30 09:35阅读:103来源:国知局
存储器的制作方法

本实用新型涉及半导体制造技术领域,尤其涉及一种存储器。



背景技术:

动态随机存取存储器(dynamicrandomaccessmemory,以下简称为dram)为一种挥发性(volatile)存储器,是许多电子产品中不可或缺的关键元件。dram是由数目庞大的存储单元(memorycell)聚集形成的一阵列区,用来存储数据,而每一存储单元可由一金属氧化半导体(metaloxidesemiconductor,mos)晶体管与一电容(capacitor)结构串联组成。

应产品需求,阵列区中的存储单元密度需持续提升,造成相关制作工艺与设计上的困难度与复杂度不断增加。举例来说,当存储单元密度增加时,存储单元中的电容结构可占面积会相对缩小,而在电容量需维持在一定程度的要求下,电容结构需要向上延伸来增加电容结构中电极的面积。然而,在电容结构的高度增加的状况下,要制作出高宽比极大的电极层困难度很高,需要有支撑层支撑电极层,但是现有的支撑层容易漏电,导致dram的性能无法提升。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种存储器,以解决现有的支撑层容易漏电,导致dram的性能受限的问题。

为了达到上述目的,本实用新型提供了一种存储器,包括:

衬底;

第一电极,设置于所述衬底上并向上延伸;

第一支撑层,横向支撑所述第一电极的侧壁的顶部,所述第一支撑层的顶部的横向宽度小于其底部的横向宽度,且所述第一支撑层包括掺碳的第一绝缘层及不掺碳的第二绝缘层,所述第一绝缘层位于所述第二绝缘层上;

金属氧化物层,位于所述第一电极上并顺形的覆盖所述第一电极及所述第一支撑层的表面;以及,

第二电极,位于至少部分所述金属氧化物层上。

可选的,所述第一电极的顶部低于所述第一绝缘层的顶部。

可选的,所述第一电极的顶部高于所述第二绝缘层的顶部。

可选的,所述第一绝缘层的顶部的横向宽度小于其底部的横向宽度。

可选的,所述第一绝缘层的侧壁具有台阶,且所述第一绝缘层及所述第一支撑层均呈凸字形。

可选的,所述第二绝缘层的顶部的横向宽度小于其底部的横向宽度。

可选的,所述第一绝缘层的横向宽度与所述第二绝缘层的顶部的横向宽度相等。

可选的,所述第二绝缘层的侧壁具有台阶,且所述第二绝缘层及所述第一支撑层均呈凸字形。

可选的,所述第一电极与所述第二绝缘层的侧壁之间具有间隙,所述金属氧化物层覆盖所述间隙的侧壁或填充所述间隙。

可选的,所述第一绝缘层的横向宽度从底部到顶部的方向逐渐收缩。

可选的,所述第一绝缘层的材料为掺碳氮化硅或掺碳氧化硅。

可选的,所述第二绝缘层的材料为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅中的任一种。

可选的,还包括:

若干第二支撑层,横向支撑所述第一电极的侧壁,且均位于所述第一支撑层与所述衬底之间,所述金属氧化物层还顺形的覆盖所述第二支撑层的表面。

在本实用新型提供的存储器具有如下有益效果:

第一支撑层横向支撑第一电极的侧壁的顶部,且所述第一支撑层包括掺碳的第一绝缘层及不掺碳的第二绝缘层,所述第一绝缘层位于所述第二绝缘层上,掺碳的第一绝缘层具有较好的抗刻蚀能力,能够降低制备存储器时所述第一支撑层被其他刻蚀工艺破坏的程度,也即只有所述第一支撑层顶部被破坏,而所述第一支撑层的底部是完好的,可以保证所述第一支撑层的支撑效果;并且,虽然所述第一绝缘层掺碳会造成漏电,但是只有所述第一绝缘层掺碳,所述第二绝缘层是不掺碳的,相对现有技术可降低漏电情况,进而提高存储器的性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的存储器的形成方法的流程图;

图2a~图2k为本实用新型实施例一提供的存储器的形成方法的相应步骤的结构示意图,其中,为本实用新型实施例一提供的存储器的结构示意图;

图3为本实用新型实施例二提供的存储器的结构示意图;

图4为本实用新型实施例三提供的存储器的分结构示意图;

图5为本实用新型实施例四提供的存储器的分结构示意图;

其中,附图标记为:

100-衬底;sti-沟槽隔离结构;200-位线结构;200a-节点接触窗;300-导电材料层;300a-凹槽;300b-节点接触结构;400-隔离结构;500-堆叠材料层;500a-第二牺牲材料层;500b-第二支撑材料层;500c-第一牺牲材料层;500d-第一支撑材料层;501d-第一绝缘材料层;511d-第一绝缘层;502d-第二绝缘材料层;512d-第二绝缘层;500e-第一开口;500f-第二开口;510a-第一支撑结构;510b-第二支撑结构;600a-第一电极;600b-金属氧化物层;600c-第二电极;600-电容结构;

x1-第一绝缘层的顶部的宽度尺寸;

x2-第一绝缘层的底部的宽度尺寸;

x3-第二绝缘层的顶部的横向宽度;

x4-第二绝缘层的底部的横向宽度。

具体实施方式

下面将结合示意图对本实用新型的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述,本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

实施例一

图2k为本实施例中的存储器的部分结构示意图。如图2k所示,所述存储器例如是一随机动态处理存储器(dynamicrandomaccessmemory,dram)元件等存储器装置,但不以此为限。详细来说,所述存储器首先包含一衬底100,所述衬底100例如为硅基底(siliconsubstrate)、含硅基底(siliconcontainingsubstrate)、外延硅基底(epitaxialsiliconsubstrate)、硅覆绝缘基底(silicon-on-insulatorsubstrate)等。所述衬底100内还定义有一存储区域(memorycellregion)以及周边区域(peripheryregion),本实施例的附图中仅示意性的展示出存储区域。

所述衬底100上形成有至少一浅沟槽隔离sti,以在所述衬底100中定义出有源区(未图示)。所述浅沟槽隔离sti的制作工艺例如是先利用刻蚀方式而于衬底100中形成至少一沟槽,再在该沟槽中填入绝缘材料(如氧化硅或氮氧化硅等)而形成,但并不以此为限。此外,所述衬底100的有源区内还可形成有多个埋藏式栅极(未图示),所述埋藏式栅极是相互平行地沿着同一方向延伸,并横跨有源区,而作为所述存储器的埋藏式字符线(未图示)。

进一步的,所述有源区例如用于构成存储晶体管,在所述有源区中还可形成有源/漏区,所述源/漏区包括第一源/漏区和第二源/漏区,所述第一源/漏区和所述第二源/漏区分别位于所述埋藏式栅极的两侧,以共同构成所述存储晶体管。可以理解的是,所述第一源/漏区和第二源/漏区的底部更低于所述埋藏式栅极的顶部,使得所述第一源/漏区和第二源/漏区与所述埋藏式栅极之间具有交叠的区域。

进一步,所述衬底100上则可形成有多个位线结构200,其是相互平行地沿着垂直于所述埋藏式栅极的另一方向延伸,以同时横跨所述有源区与所述衬底100内的埋藏式栅极。所述位线结构200中包括从下至上依次堆叠设置的第一位线导电层、第二位线导电层和第三位线导电层。其中,第一位线导电层的材质例如包括掺杂的多晶硅,所述第二位线导电层的材质例如包括氮化钛,所述第三位线导电层的材质例如包括钨。进一步的,所述位线结构200还可包括位线遮蔽层和隔离侧墙。其中,所述位线遮蔽层形成在依次堆叠的位线导电层的上方,以及所述隔离侧墙至少覆盖所述依次堆叠的位线导电层的侧壁和所述位线遮蔽层的侧壁。

所述位线结构200可以界定出节点接触窗200a,所述节点接触窗200a用于容纳节点接触结构300b。其中,至少部分所述节点接触窗200a的底部还可以进一步延伸至衬底100中。界定出的多个节点接触窗200a在位线结构200和埋藏式栅极延伸的方向上均对齐排布,所述多个节点接触窗200a例如呈阵列式排布以构成节点接触窗200a阵列。此时,即可以认为,多个节点接触窗200a在位线结构200和埋藏式栅极延伸的方向上均呈多排排布。

继续参考图2k所示,所述节点接触结构300b填充所述节点接触窗200a并相应的呈多排排布,以及所述节点接触结构300b即与相应的有源区电性连接。

本实施例中,所述节点接触结构300b填充所述节点接触窗200a,各个节点接触结构300b的顶部位置还进一步高出于所述节点接触窗200a的顶部位置。进一步,本实施例中,所述节点接触结构300b位于所述衬底100上,作为可选实施例,所述节点接触结构300b也可以延伸至所述衬底100的有源区中并与所述有源区电性连接。

作为可选实施例,所述节点接触结构300b包括导电接触层,所述导电接触层填充所述节点接触窗200a,以和所述有源区电性连接。进一步的,所述节点接触结构300b还包括电性传导层,所述电性传导层即填充所述节点接触窗200a,并形成在所述导电接触层上,以和所述导电接触层电性连接。

继续参考图2k所示,所述节点接触结构300b通过隔离结构400隔开。本实施例中,所述隔离结构400是从与所述节点接触结构300b的顶部齐平的位置延伸至所述位线结构200中(并切除了位线结构200顶部的部分位线遮蔽层),这样一来,相邻的所述节点接触结构300b即可实现电性绝缘。

继续参考图2k所示,本实施例中,所述隔离结构400位于所述位线结构200上,但是在垂直于高度方向上,所述位线结构200的位置并未与所述隔离结构400的位置正对,而是相对于所述位线结构200往右偏移一定的距离,从而可以节省面积,缩小器件尺寸。当然,在其他实施例中,在垂直于高度方向上,所述位线结构200的位置也可以与所述隔离结构400的位置正对,本实用新型不作限制。

本实施例中,所述节点接触结构300b包括上节点接触部和下节点接触部,所述上节点接触部位于所述隔离结构400底部的高度位置的上方,所述下节点接触部位于所述隔离结构400的底部的高度位置的下方。也可以理解为,以所述隔离结构400的底部的高度位置为界限将所述节点接触结构300b分为上节点接触部和下节点接触部,在垂直于高度方向上,所述上节点接触部的最大宽度尺寸大于所述下节点接触部的最大宽度尺寸,所述上节点接触部的宽度尺寸较大,所以可以降低所述节点接触结构300b的制造难度。

继续参考图2k所示,本实施例中所述隔离结构400的材料为氮化物,例如氮化硅等,作为可选实施例,所述隔离结构400还可以是掺杂碳的氮化物(例如掺杂碳的氮化硅)、碳化物(例如碳化硅)或氧化物(例如氧化钽、氧化钛)等,本实用新型不作限制。

参考图2k所示,所述节点接触结构300b上形成有第一电极600a,所述第一电极600a的底部与所述节点接触结构300b接触并电性连接,且所述第一电极600a向上延伸以形成桶状结构,本实施例中,所述第一电极600a的每个或至少一个具有闭合底部的圆柱形状。

所述第一电极600a的侧壁上具有第一支撑层510d和第二支撑层510b,所述第一支撑层510d用于横向支撑所述第一电极600a的顶部的侧壁,所述第二支撑结构510b用于横向支撑所述第一电极600a的中部的侧壁,从而防止所述第一电极600a产生倾斜。所述第一支撑层510d和所述第二支撑层510b均为图形化的膜层,或者也可以理解为,若干第一开口500e顺次贯穿所述第一支撑层510d和第二支撑层510b之后向下延伸,一个所述第一开口500e位于一个所述节点接触结构300b的上方,并且,所述第一开口500e至少露出所述节点接触结构300b的部分顶部,所述第一电极600a位于所述第一开口500e中,所述第一支撑层510d和第二支撑层510b分别横向支撑所述第一电极600a的侧壁。

继续参考图2k所示,部分所述第一电极600a的一个侧壁上也可以没有所述第一支撑层510d和第二支撑层510b的支撑。本实施例中,两个相邻的第一电极600a的侧壁上没有所述第一支撑层510d和第二支撑层510b的支撑,相当于两个相邻的第一电极600a完全通过一第二开口500f隔开。

应理解,本实施例中,所述第二支撑层510b可以增强支撑效果,在其他实施例中,所述第二支撑层510b也可以省略,或者,还可以增加支撑层,从而进一步提高支撑效果,此处不再一一举例说明。

本实施例中,所述第一支撑层510d的顶部的横向宽度小于其底部的横向宽度。具体而言,所述第一支撑层510d包括第一绝缘层511d及第二绝缘层512d,所述第一绝缘层511d位于所述第二绝缘层512d上,且所述第一绝缘层511d顶部的横向宽度x1小于其底部的横向宽度x2,所述第一绝缘层511d的底部的横向宽度x2与所述第二绝缘层512d的横向宽度相等,使得所述第一支撑层510d整体呈上窄下宽的结构。

进一步地,所述第一绝缘层511d的侧壁具有台阶,使得所述第一绝缘层511d整体呈凸字形,由于所述第一绝缘层511d的底部的横向宽度x2与所述第二绝缘层512d的横向宽度相等,所述第一支撑层510d整体也呈凸字形。

本实施例中,所述第二绝缘层512d的材料为不掺碳材料,例如氧化硅、氮化硅或氮氧化硅中的任一种,不掺碳材料的介电系数较大,绝缘效果好,不容易导致所述第一电极600a漏电,但是不掺碳材料的抗刻蚀性差,所述存储器在制备过程中的刻蚀步骤容易损坏所述第二绝缘层512d,从而导致所述第二绝缘层512d的支撑性下降。基于此,本实施例中,所述第一绝缘层511d的材料为掺碳材料,例如掺碳氮化硅或掺碳氧化硅等,由于所述第一绝缘层511d掺碳,可以提高所述第一绝缘层511d的抗刻蚀性,从而在所述存储器的制备过程中保护所述第二绝缘层512d不被过度损坏,保证了所述第一支撑层510d的支撑效果,虽然掺碳材料容易导致漏电,但是所述第一支撑层510d与所述第一电极600a的侧壁的接触面积小,相较于所述第一支撑层510d全部用掺碳材料而言,本实施例可降低漏电情况,进而提高存储器的性能。

进一步地,本实施例中,所述第一电极600a的顶部高于所述第二支撑层510b的顶部并低于所述第一支撑层510d的顶部,从而进一步降低与所述第一绝缘层511d的接触面积,可以降低漏电。

进一步地,一金属氧化物层600b顺形地覆盖所述第一电极600a的表面,同时,所述金属氧化物层600b还可以共形的覆盖所述第一绝缘层511d、所述第二绝缘层512d以及所述第二支撑层510b裸露的表面(同时也覆盖所述第二开口500f的内壁)。

继续参考图2k所示,所述金属氧化物层600b上还形成有第二电极600c,所述第二电极600c覆盖至少部分所述金属氧化物层600b,使得所述第二电极600c至少部分面对所述第一电极600a。如此一来,所述金属氧化物层600b夹在所述第一电极600a及所述第二电极600c之间。所述第二电极600c还延伸覆盖所述第一绝缘层511d的顶部以及填充所述第一开口500e和第二开口500f,所述第一电极600a、金属氧化物层600b以及第二电极600c共同构成电容结构600,第一电极600a及所述第二电极600c分别作为所述电容结构600的下电极和上电极,所述金属氧化物层600b作为所述电容结构600的介电层。

下面结合附图1和图2a~图2k对本实施例中形成如上所述的存储器的方法进行详细说明。其中,图1为本实施例中的存储器的形成方法的流程示意图,图2a~图2k为本实施例中的存储器的形成方法的相应步骤的结构示意图。

如图1所示,所述存储器的形成方法包括:

步骤s100:提供衬底;

步骤s200:形成第一电极于所述衬底上,所述第一电极向上延伸;

步骤s300:形成第一支撑层于所述第一电极的侧壁,横向支撑所述第一电极的侧壁的顶部,所述第一支撑层的顶部的横向宽度小于其底部的横向宽度,且所述第一支撑层包括掺碳的第一绝缘层及不掺碳的第二绝缘层,所述第一绝缘层位于所述第二绝缘层上;

步骤s400:形成金属氧化物层于所述第一电极上,所述金属氧化物层顺形的覆盖所述第一电极及所述第一支撑层的表面;以及,

步骤s500:形成第二电极于至少部分所述金属氧化物层上。

具体的,首先参考图2a所示,执行步骤s100,提供一衬底100,所述衬底100中形成有沟槽隔离结构sti,并由所述沟槽隔离结构sit界定出多个有源区。所述有源区中还形成有多条埋藏式栅极作为字线符,但并不以此为限。在一些实施例中,也可视需要形成其他型式的字符线结构。此外,埋藏式栅极的电极的材质可包括铝(al)、钨(w)、铜(cu)、钛铝合金(tial)或其他适合的导电材料,而遮盖埋藏式栅极的电极的介质可包括氮化硅、氮氧化硅、氮碳化硅或其他适合的绝缘材料。

进一步,所述衬底100的有源区中还形成有源漏区,所述源/漏区的侧缘边界延伸至所述埋藏式栅极靠近顶部开口的侧壁,并且所述源/漏区的底部边界低于所述埋藏式栅极的顶部位置,以使所述源/漏区和所述埋藏式栅极之间具有相互正对的交叠区域。具体的,所述源/漏区包括第一源/漏区和第二源/漏区,所述第一源/漏区和所述第二源/漏区分别位于所述埋藏式栅极的两侧。本实施例中,所述第一源/漏区的侧缘边界还延伸至所述沟槽隔离结构sti的侧壁。

需要说明的是,可以在形成所述埋藏式栅极之后,再制备所述源漏区,也可以优先形成所述源漏区,接着再制备埋藏式栅极,此处不做限制。

所述衬底100上还形成有位线结构200,所述位线结构200包括依次堆叠设置的三层导电材料层。基于此,即可使所形成的位线结构200包括第一位线导电层、第二位线导电层和第三位线导电层。进一步的,所述位线结构200还包括位线遮蔽层,所述位线遮蔽层可以为图形化的膜层并形成在所述三层导电材料层的上方。可选的方案中,例如是利用所述图形化的位线遮蔽层对其下方的导电材料层依次进行图形化过程。本实施例中,所述位线结构200的形成方法还包括:形成隔离侧墙在所述第一位线导电层、第二位线导电层、第三位线导电层和位线遮蔽层的侧壁上。

如图2a所示,所述位线结构200中,一部分位于所述衬底100上,一部分从所述衬底100上延伸至所述衬底100的有源区中。所述位线结构200限定出多个位于衬底100上的节点接触窗200a。

请参阅图2b,在所述衬底100上形成导电材料层300,所述导电材料层300覆盖填充所述节点接触窗200a并延伸覆盖所述位线结构200的顶部。所述导电材料层300用于形成节点接触结构,其材质可包括含硅的导电材料例如非晶硅、多晶硅及其他诸如金属导电材料的导电材料。举例来说,所述导电材料层300的下部可为含硅的导电材料,而所述导电材料层300的上部可为电阻率较低的金属导电材料例如钨等,但并不以此为限。此外,所述导电材料层300的下部与上部之间可视需要形成一金属硅化物层,用以降低含硅的导电材料与金属导电材料之间的接触阻抗,但并不以此为限。

请参阅如图2b和图2c,刻蚀所述导电材料层300以及所述位线结构200的至少部分高度以形成多个凹槽300a,所述凹槽300a与所述位线结构200一一对应。如图3所示,所述凹槽300a将剩余的所述导电材料层300间隔开,剩余的所述导电材料层300可以构成多个所述节点接触结构300b,每个所述节点接触结构300b之间电性隔离。

本实施例中,所述节点接触窗200a位于所述衬底100上,使得形成的所述节点接触结构300b也位于所述衬底100上。作为可选实施例,在形成所述导电材料层300之前,还可以刻蚀所述节点接触窗200a的底部,使得所述节点接触窗200a延伸至所述衬底100的有源区中,这样一来,所述节点接触结构300b可以从所述衬底100上延伸至所述有源区中并与所述有源区电性连接。

请继续参阅图2c,本实施例中,在垂直于高度方向上(也即衬底100的厚度方向),所述位线结构200与所述凹槽300a的位置具有偏移(向右偏移),从而使得所述凹槽300a的工艺窗口拓宽,且有利于节省面积。当然,作为可选实施例,所述位线结构200与所述凹槽300a的位置也可以正对,本实用新型不作限制。

请继续参阅图2c,以所述凹槽300a的底部的高度位置为界限将所述节点接触结构300b分为上节点接触部和下节点接触部,在垂直于高度方向上,所述上节点接触部的最大宽度尺寸可以大于所述下节点接触部的最大宽度尺寸,通过增加所述节点接触结构300b靠近所述凹槽300a顶部的宽度尺寸,可以降低所述节点接触结构300b的制造难度。

请参阅图2d,形成隔离结构400于所述凹槽300a中,所述隔离结构400填充所述凹槽300a以隔离相邻的节点接触结构300b。

本实施例中,所述隔离结构400的材料是氮化硅,作为可选实施例,所述隔离结构400的材质也可以是掺杂碳的氮化物(例如掺杂碳的氮化硅)或碳化物(例如碳化硅)等,但并不以此为限。

请参阅图2e,执行步骤s200及步骤s300,在所述隔离结构400及所述节点接触结构300b上从下到上依序形成一第二牺牲材料层500a、第二支撑材料层500b、第一牺牲材料层500c及第一支撑材料层500d,所述第二牺牲材料层500a、第二支撑材料层500b、第一牺牲材料层500c及第一支撑材料层500d堆叠形成堆叠材料层500,所述第一牺牲材料层500c及所述第二牺牲材料层500a构成牺牲材料层。较佳的,第一支撑材料层500d的厚度大于第二支撑材料层500b的厚度,由此避免过厚的第二支撑材料层500b影响到可形成电容结构的区域大小,而较厚的第一支撑材料层500d则可确保其支撑效果。

请继续参阅图2e,所述第一支撑材料层500d包括第一绝缘材料层501d及第二绝缘材料层502d,所述第一绝缘材料层501d位于所述第二绝缘材料层502d上。所述第一绝缘材料层501d的材料为掺碳的绝缘材料,例如掺碳的氮化硅(sicn)及掺碳的氧化硅(sioc),所述第二绝缘材料层502d为不掺碳的绝缘材料,例如氮化硅、氧化硅或氮氧化硅等。此外,第二牺牲材料层500a与第一牺牲材料层500c可分别包括单层或多层的氧化物材料,例如氧化硅、硅酸四乙酯(tetraethylorthosilicate,teos)或硼磷硅玻璃(boro-phospho-silicate-glass,bpsg),而第二支撑材料层500b可包括单层或多层的材料,例如氮化物(例如氮化硅)、氧化物(例如氧化硅)等,但并不以此为限。

在一些实施例中,也可视需要仅形成第一牺牲材料层500c与第一支撑材料层500d而未形成第二牺牲材料层500b和第二支撑材料层500b。

请参阅图2f,可利用一图案化掩模层(未示出)进行刻蚀工艺,用以对所述堆叠材料层500进行图案化。具体的,利用图案化掩模层作为掩模,顺次刻蚀第一支撑材料层500d、第一牺牲材料层500c、第二支撑材料层500b及第二牺牲材料层500a,形成多个第一开口500e。一个所述第一开口500e的位置与一个所述节点接触结构300b的位置匹配,所述第一开口500e使得所述节点接触结构300b的至少部分顶部暴露出来。

请继续参阅图2f,本实施例中,在垂直于高度方向上,所述第一开口500e的宽度尺寸小于所述上节点接触部的最大宽度尺寸,使得所述第一开口500e只能暴露出所述节点接触结构300b的部分顶部。作为可选实施例,所述第一开口500e的宽度尺寸也可以大于或等于所述上节点接触部的最大宽度尺寸。

进一步,所述存储器的形成方法还可以包括如下步骤:

请参阅图2f~图2g,在形成所述第一开口500e之后,将图案化掩模层移除,并于所述第一开口500e中形成第一电极600a,而所述第一电极600a覆盖所述第一开口500e内壁并与对应的节点接触结构300b电性连接。如图2h所示,所述第一支撑材料层500d、第一牺牲材料层500c、第二支撑材料层500b及第二牺牲材料层500a均位于第一电极600a的侧壁上。本实施例中,在形成所述第一电极600a时,可以进行过刻蚀或过研磨,使得所述第一电极600a的顶部会低于所述第一绝缘材料层501d的顶部,但是并不会低太多,所以所述第一电极600a的顶部会高于所述第二绝缘材料层502d的顶部。

请参阅图2h,利用图案化的掩模层对所述第一支撑材料层500d进行图形化,以在所述第一支撑材料层500d中形成若干第二开口500f(图中仅示意性的展示出一个第二开口500f)。所述第二开口500f的平面形状可以是三角形或菱形等,此第二开口500f定义出后续将移除的第一支撑材料层500d和第二支撑材料层500b的范围。值得注意的是,不同第二开口500f形状或不同的第二开口500f的排列方式,将会影响到第二支撑材料层500b和第一支撑材料层500d支撑第一电极600a的强度及移除第二牺牲材料层500a和第一牺牲材料层500c的效率。因此,通过调整所述第二开口500f的形状与所述第二开口500f的排列方式,可以达到更强的支撑第一电极600a的效果及牺牲材料层的移除效率。

接着请参阅图2h~图2i,刻蚀所述第二开口500f底部的第一牺牲材料层500c,如此所述第二开口500f向下延伸,并显露出部分第二支撑材料层500b。此步骤中使用到的刻蚀工艺较佳可为各向同性(isotropic)刻蚀制作工艺例如湿式刻蚀制作工艺,从而可以完全去除所述第一牺牲材料层500c(被第一支撑材料层500d遮盖住的第一牺牲材料层500c也可以去除),但并不以此为限。

请继续参阅图2h~图2i,随后,利用刻蚀工艺去除所述第二开口500f底部的第二支撑材料层500b,使得所述第二支撑材料层500b图形化,所述第二开口500f进一步向下延伸,显露出第二牺牲材料层500a。此步骤中的刻蚀工艺较佳为一各向异性(anisotropic)刻蚀制作工艺例如干式刻蚀制作工艺,这样可以只去除所述第二开口500f底部的部分第二支撑材料层500b,而被所述第一支撑材料层500d遮盖住的第二支撑材料层500b保留。应理解,由于各向异性刻蚀制作工艺的横向刻蚀较不明显,因此会在第一电极600a的侧壁上留下类似腰带的突出结构。

最后再次利用刻蚀工艺完全去除第二开口500f下方的第二牺牲材料层500a,使得所述第二开口500f延伸至所述隔离结构400上,且所述第二开口500f的侧壁显露出第一电极600a的侧壁。此步骤中使用到的刻蚀工艺较佳可为各向同性(isotropic)刻蚀制作工艺例如湿式刻蚀制作工艺,从而可以完全去除所述第二牺牲材料层500a(被第一支撑材料层500d和第二支撑材料层500b遮盖住的第一牺牲材料层500c也可以去除),但并不以此为限。

在一些实施例中,可通过单一刻蚀步骤连续对第二支撑材料层500b、第二牺牲材料层500a、第一支撑材料层500d及第一牺牲材料层500c进行刻蚀,或者也可视需要包括多个不同制作工艺条件的刻蚀步骤分别对第二支撑材料层500b、第二牺牲材料层500a、第一支撑材料层500d及第一牺牲材料层500c进行刻蚀。举例来说,当第二支撑材料层500b及第一支撑材料层500d为氮化物层时,可以采用一等离子体刻蚀(plasmaetching)对第二支撑材料层500b及第一支撑材料层500d进行刻蚀,且此等离子体刻蚀所使用的反应气体可包括氧气、氮气、氢气、三氟化氮(nf3)、四氟化碳(cf4)、六氟化硫(sf6)或/及甲烷(ch4),但并不以此为限。通过调整上述的反应气体中的成分比例可控制等离子体刻蚀对不同材料的刻蚀选择比,例如在一些实施例中,等离子体刻蚀对第二支撑材料层500b以及第一支撑材料层500d的刻蚀率可大于对第二牺牲材料层500a以及第一牺牲材料层500c的刻蚀率,但并不以此为限。此外,对第二牺牲材料层500a与第一牺牲材料层500c进行的刻蚀步骤也可对第二支撑材料层500b与第一支撑材料层500d具有较高的刻蚀选择比,由此提升刻蚀工艺对于所形成的刻蚀图案的控制状况。

请继续参阅图2h~图2i,由于所述第一绝缘材料层501d处于最顶面,在对所述第二牺牲材料层500a及第一牺牲材料层500c进行刻蚀时,会将所述第一绝缘材料层501d也刻蚀一部分,特别所述第一电极600a的顶部低于所述第一绝缘材料层501d的顶部,所述第一绝缘材料层501d侧壁未被所述第一电极600a覆盖的地方会产生横向刻蚀,使得所述第一绝缘材料层501d的顶部的宽度尺寸小于其底部的宽度尺寸。刻蚀完成之后,剩余的第二支撑材料层500b构成第二支撑层510b,剩余的第一绝缘材料层501d构成第一绝缘层511d,剩余的第二绝缘材料层502d构成第二绝缘层512d,所述第一绝缘层511d及所述第二绝缘层512d构成所述第一支撑层510d。所述第一支撑层510d和所述第二支撑层510b分别用于支撑所述第一电极600a的顶部区域和中部区域,在所述第一电极600a的高度较大时,可以起到支撑所述第一电极600a且防止所述第一电极600a倾斜的作用。

请参阅图2j,执行步骤s400,在所述衬底100上全面沉积一金属氧化物层600b,所述金属氧化物层600b顺形的覆盖所述第一电极600a露出的表面以及所述第一支撑层510d、第二支撑层510b露出的表面。

请参阅图2k,执行步骤s500,在所述金属氧化物层600b上形成第二电极600c,所述第二电极600c覆盖部分所述金属氧化物层600b的上表面并填充所述第一开口500e和第二开口500f,但并不以此为限。至少部分的金属氧化物层600b位于所述第一电极600a与第二电极600c之间而构成电容结构600,且部分的电容结构600可位于所述节点接触结构300b上,但并不以此为限。在一些实施例中,所述第一电极600a与第二电极600c可分别被视为上述电容结构600中的下电极与第二电极600c,但并不以此为限。

可以理解的是,所述第一电极600a的材质可包括杂质掺杂的硅、金属诸如钨或铜、和/或导电的金属化合物诸如钛氮化物,所述第二电极600c的材质可包括掺杂的硅、ru、ruo、pt、pto、ir、iro、sro(srruo)、bsro((ba,sr)ruo)、cro(caruo)、baruo、la(sr,co)o、ti、tin、w、wn、ta、tan、tialn、tisin、taaln、tasin或其组合,但并不以此为限。所述金属氧化物层600b可以是任何合适的高介电常数金属氧化物层,例如tao、taalo、taon、alo、alsio、hfo、hfsio、zro、zrsio、tio、tialo、bst((ba,sr)tio)、sto(srtio)、bto(batio)、pzt(pb(zr,ti)o)、(pb,la)(zr,ti)o、ba(zr,ti)o、sr(zr,ti)o或其组合。

实施例二

图3为本实施例提供的存储器的结构示意图。如图3所示,与实施例一不同的是,本实施例中,所述第一支撑层510d包括第一绝缘层511d及第二绝缘层512d,所述第一绝缘层511d位于所述第二绝缘层512d上,且所述第一绝缘层511d的横向宽度与所述第二绝缘层512d的顶部的横向宽度x3相等,而所述第二绝缘层512d的顶部的横向宽度小于其底部的横向宽度x4,使得所述第一支撑层510d整体呈上窄下宽的结构。

进一步地,所述第二绝缘层512d的侧壁具有台阶,使得所述第二绝缘层512d整体呈凸字形,由于所述第一绝缘层511d的横向宽度与所述第二绝缘层512d的顶部的横向宽度x3相等,所述第一支撑层510d整体也呈凸字形。

由于所述第一支撑层510d整体呈凸字形,所述第一支撑层510d的侧壁与所述第一电极600a的侧壁具有间隙,所述金属氧化物层600b还覆盖所述间隙的内壁。

形成本实施例中的存储器的方法可以与实施例一中形成所述存储器的方法相同,区别仅在于,在刻蚀去除牺牲材料层时,所述第一绝缘材料层被去除的部分更大,从而使得所述第一绝缘材料层底部的第二绝缘材料层也被刻蚀了部分,如此一来,所述第一支撑层510d的支撑性下降,但可增大所述第一电极600a与所述第二电极600c的正对面积,进而增大电容结构600的容量。

实施例三

图4为本实施例提供的存储器的结构示意图。如图4所示,与实施例二不同的是,本实施例中,所述第一支撑层510d的侧壁与所述第一电极600a的侧壁具有间隙,所述金属氧化物层600b填充所述间隙。

形成本实施例中的存储器的方法可以与实施例二中形成所述存储器的方法相同,区别仅在于,在形成所述金属氧化物层600b时,采用填沟槽能够较好的薄膜制备工艺,从而使得所述金属氧化物层600b可以较好的填充所述间隙,如此一来,所述金属氧化物层600b也可以支撑所述第一电极600a,进一步防止所述第一电极600a倾斜。

实施例四

图5为本实施例提供的存储器的结构示意图。如图5所示,与实施例一不同的是,本实施例中,所述第一绝缘层511d的横向宽度尺寸从底部到顶部的方向逐渐收缩,使得所述第一绝缘层511d整体呈梯形的结构,而所述第一支撑层510d仍然保持上窄下宽的结构。

当然,所述第一绝缘层511d不限于呈梯形,还可以是其他不规则的形状,例如,所述第一绝缘层511d的侧壁也可以是弧形或锯齿形等。

形成本实施例中的存储器的方法可以与实施例一中形成所述存储器的方法相同,区别仅在于,在刻蚀去除牺牲材料层时,所述第一绝缘层511d被刻蚀成从底部到顶部的方向逐渐收缩的形状。

综上,在本实用新型提供的存储器中,第一支撑层横向支撑第一电极的侧壁的顶部,且所述第一支撑层包括掺碳的第一绝缘层及不掺碳的第二绝缘层,所述第一绝缘层位于所述第二绝缘层上,掺碳的第一绝缘层具有较好的抗刻蚀能力,能够降低制备存储器时所述第一支撑层被其他刻蚀工艺破坏的程度,也即只有所述第一支撑层顶部被破坏,而所述第一支撑层的底部是完好的,可以保证所述第一支撑层的支撑效果;并且,虽然所述第一绝缘层掺碳会造成漏电,但是只有所述第一绝缘层掺碳,所述第二绝缘层是不掺碳的,相对现有技术可降低漏电情况,进而提高存储器的性能。

需要说明的是,本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是,虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上,然而上述实施例并非用以限定本实用新型。对于任何熟悉本领域的技术人员而言,在不脱离本实用新型技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本实用新型技术方案的内容,依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本实用新型技术方案保护的范围。

还应当理解的是,除非特别说明或者指出,否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等,而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

此外还应该认识到,此处描述的术语仅仅用来描述特定实施例,而不是用来限制本实用新型的范围。必须注意的是,此处的以及所附权利要求中使用的单数形式“一个”和“一种”包括复数基准,除非上下文明确表示相反意思。例如,对“一个步骤”或“一个装置”的引述意味着对一个或多个步骤或装置的引述,并且可能包括次级步骤以及次级装置。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。以及,词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义,而不是逻辑“异或”的定义,除非上下文明确表示相反意思。此外,本实用新型实施例中的方法和/或设备的实现可包括手动、自动或组合地执行所选任务。

上述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员,在不脱离本实用新型的技术方案的范围内,对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动,均属未脱离本实用新型的技术方案的内容,仍属于本实用新型的保护范围之内。

上述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员,在不脱离本实用新型的技术方案的范围内,对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动,均属未脱离本实用新型的技术方案的内容,仍属于本实用新型的保护范围之内。

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