梳形电容器及其制造方法与流程

本发明涉及半导体器件及其制备，特别涉及一种梳形电容器及其制造方法。

背景技术：

1、业界的电容器制作中，为了提高电容器的容量，有一种设计将电容器的电极设计成带有梳齿的梳形，形成梳形电容器。如申请号为201910156374.5的专利文献公开的半导体电容器结构及其制备方法，梳形电容器由于梳齿的存在增加了电容器的电极面积，从而提高了电容器的容量。

2、但是，现有的梳形电容器，要不采用梳子背(即骨架)靠着衬底将梳齿立起来，要不采用梳子背(即骨架)和梳齿都靠着衬底，这些形式的梳形电容器占据的衬底面积较大，集成度不高。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种梳形电容器，包括上极板、下极板和绝缘层；

2、所述下极板截面呈梳形，包括第一骨架和多个第一梳齿，所述第一骨架垂直固定在衬底上，所述第一梳齿呈不同高度间隔排列并以端头固定在第一骨架的同一侧，且第一梳齿与第一骨架垂直；

3、所述上极板包括第二骨架和多个第二梳齿，所述第二骨架包裹在下极板的上面，所述第二梳齿间隔设置在第一梳齿的间隙且端头固定在第二骨架与第一梳齿相对的内侧壁；

4、所述绝缘层填充在上极板和下极板之间将两者绝缘隔离。

5、可选的，所述下极板为掺杂浓度不小于1020个/cm3的多晶硅材质。

6、可选的，所述上极板为氮化钛材质。

7、可选的，所述第二骨架呈n形包裹在下极板的上面。

8、本发明还提供了一种梳形电容器的制造方法，包括以下步骤：

9、s10在衬底上交替层叠设置多个高掺杂多晶硅层和低掺杂多晶硅层；

10、s20根据梳形电容器图像布局设计，在多晶硅层上端设置掩膜，进行第一次刻蚀，形成多晶硅柱；

11、s30对多晶硅柱的一侧进行掺杂处理，将低掺杂多晶硅层的该侧掺杂浓度提高，与高掺杂多晶硅层在该侧形成高掺杂浓度的立面整体，即为第一骨架；

12、s40根据高掺杂多晶硅层和低掺杂多晶硅层的掺杂浓度确定选择比，进行第二次刻蚀，由多晶硅柱的另一侧去除未提高掺杂浓度的低掺杂多晶硅层的多晶硅，留存的高掺杂多晶硅层形成第一梳齿，使得梳形的下极板成型；

13、s50采用沉积工艺形成绝缘层；

14、s60采用沉积工艺在绝缘层外形成带有第二梳齿和第二骨架的上极板，第二骨架包裹在下极板的上面。

15、可选的，在s10步骤中，高掺杂多晶硅层的掺杂浓度不小于1020个/cm3。

16、可选的，在s10步骤中，低掺杂多晶硅层的掺杂浓度为0-1016个/cm3。

17、可选的，在s10步骤中，所述低掺杂多晶硅层的厚度等于第二梳齿的厚度与绝缘层的两倍厚度之和。

18、可选的，s10步骤中，所述高掺杂多晶硅层的厚度等于第一梳齿的厚度。

19、可选的，在s60步骤中，在绝缘层外的上极板采用氮化钛沉积工艺形成。

20、本发明的梳形电容器及其制造方法，制造时，通过在衬底上交替层叠设置多个高掺杂多晶硅层和低掺杂多晶硅层，即在设置一层高掺杂多晶硅层后，再设置一层低掺杂多晶硅层，又设置一层高掺杂多晶硅层，如此交替，形成多个间隔的低掺杂多晶硅层和高掺杂多晶硅层；根据梳形电容器图像布局设计，在多晶硅层上端设置掩膜，进行第一次刻蚀，形成多晶硅柱；对多晶硅柱的一侧进行掺杂处理，对掺杂植入导电离子，将该侧的低掺杂浓度的多晶硅变成高掺杂浓度的多晶硅，与多晶硅柱保留的高掺杂多晶硅层结合为一体形成第一骨架；然后，根据高掺杂多晶硅层和低掺杂多晶硅层的掺杂浓度确定选择比，进行第二次刻蚀，去除多晶硅柱上的低掺杂浓度的多晶硅，留存的高掺杂多晶硅层形成第一梳齿，使得梳形的下极板成型；进行两次沉积工艺分别形成绝缘层和绝缘层外带有第二梳齿和呈n形第二骨架并包裹下极板的上极板。采用上述方法制造得到的梳形电容器的骨架垂直竖立在衬底上，梳齿以不同标高与衬底平行间隔设置，呈竖立梳形，减小了占据衬底面积，提高了集成度。

21、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

22、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种梳形电容器，其特征在于，包括上极板、下极板和绝缘层；

2.根据权利要求1所述的梳形电容器，其特征在于，所述下极板为掺杂浓度不小于1020个/cm3的多晶硅材质。

3.根据权利要求1所述的梳形电容器，其特征在于，所述上极板为氮化钛材质。

4.根据权利要求1所述的梳形电容器，其特征在于，所述第二骨架呈n形包裹在下极板的上面。

5.一种梳形电容器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的梳形电容器的制造方法，其特征在于，在s10步骤中，高掺杂多晶硅层的掺杂浓度不小于1020个/cm3。

7.根据权利要求5所述的梳形电容器的制造方法，其特征在于，在s10步骤中，低掺杂多晶硅层的掺杂浓度为0-1016个/cm3。

8.根据权利要求5所述的梳形电容器的制造方法，其特征在于，在s10步骤中，所述低掺杂多晶硅层的厚度等于第二梳齿的厚度与绝缘层的两倍厚度之和。

9.根据权利要求5所述的梳形电容器的制造方法，其特征在于，s10步骤中，所述高掺杂多晶硅层的厚度等于第一梳齿的厚度。

10.根据权利要求1所述的梳形电容器的制造方法，其特征在于，在s60步骤中，在绝缘层外的上极板采用氮化钛沉积工艺形成。

技术总结
本发明提供了一种梳形电容器及其制造方法，方法包括：在衬底上交替层叠设置多个高掺杂多晶硅层和低掺杂多晶硅层；根据梳形电容器图像布局设计，在多晶硅层上端设置掩膜，进行第一次刻蚀，形成多晶硅柱；对多晶硅柱的一侧进行掺杂处理，将低掺杂多晶硅层的该侧掺杂浓度提高，与高掺杂多晶硅层在该侧形成高掺杂浓度的立面整体的第一骨架；根据各层掺杂浓度确定选择比，进行第二次刻蚀，去除未提高掺杂浓度的多晶硅，留存的高掺杂多晶硅层形成第一梳齿，使得梳形的下极板成型；采用沉积工艺形成绝缘层；采用沉积工艺在绝缘层外形成带有第二梳齿和第二骨架的上极板。采用该方法得到的梳形电容器，骨架垂直于衬底，梳齿以不同标高与衬底平行间隔设置。

技术研发人员：罗杰
受保护的技术使用者：北京超弦存储器研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13