半导体装置及其形成方法与流程

本公开涉及半导体装置和形成所述半导体装置的方法。

背景技术：

1、例如，在例如动态随机存取存储器(下文称为dram)的半导体装置中，通过在内部提供的电容器中累积电荷来保持数据。最近，为了增加dram的数据存储容量，减少了包含电容器的元件的尺寸。

2、然而，因为电容器采用导体-绝缘体-导体堆叠结构，所以减小电容器的大小会减小电容器的电容，并且会使数据保持特性变差。电容器的电容取决于电容器结构的表面积。近年来，为了增加电容器的表面积，已经提出了一种竖直电容器结构，其中在竖直方向上在以高纵横比形成的孔内形成导体，并且将导体用作下部电极。

3、然而，对于竖直电容器结构，由于孔在竖直方向上具有高纵横比，所以当孔的顶部直径增大时，孔的底部直径减小。如果通过将导体埋入孔中而形成电容器的下部电极，那么当下部电极的顶部直径增大时，下部电极的底部直径减小。出于此原因，在下部电极的顶部处，相对于邻近下部电极的间隔变窄，并且在一些情况下，无法形成电容绝缘膜和上部电极。并且，如果尝试减小下部电极的顶部直径，那么底部直径会变小，并且在一些情况下，可能无法在下部电极的底面中形成开口。

技术实现思路

1、在一方面，本公开涉及一种半导体装置，其包括：衬底；设置在所述衬底上方的下部电极；电容绝缘膜；以及设置在所述下部电极上方的上部电极，其中所述下部电极具有上部部分和下部部分，并且在所述上部部分与所述下部部分之间的边界处，所述上部部分的直径小于所述下部部分的直径。

2、在另一方面，本公开涉及一种制造半导体装置的方法，其包括：形成绝缘膜；在所述绝缘膜中形成孔；通过在所述孔中填充导电材料而形成具有上部部分和下部部分的下部电极；通过移除所述绝缘膜的一部分而暴露所述下部电极的所述上部部分；以及减小所述下部电极的所述上部部分的直径。

3、在其它方面，本公开涉及一种制造半导体装置的方法，其包括：形成第一绝缘膜；形成第二绝缘膜；形成具有开口的第三绝缘膜；形成第四绝缘膜；形成第五绝缘膜；形成从所述第五绝缘膜的表面到达所述第一绝缘膜的底表面的多个孔；通过在所述孔中填充导体而形成具有上部部分和下部部分的下部电极；在所述第五绝缘膜与所述第四绝缘膜之间的相邻孔之间形成开口；通过移除所述第四绝缘膜以及所述第二绝缘膜的一部分而暴露所述下部电极的上部部分；以及减小所述下部电极的所述上部部分的直径。

技术特征：

1.一种半导体装置，其包括：

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其还包括一个或多个电容器，其中所述一个或多个电容器包括：

3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述电容绝缘膜包括具有高介电常数的高k材料。

4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述阶状物由所述上部部分和所述下部部分的直径之间的差形成。

5.根据权利要求4所述的半导体装置，其中所述上部部分的所述直径小于所述下部部分的所述直径。

6.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述一个或多个第一梁中的每一个和所述一个或多个第二梁中的每一个包括氮化硅膜。

7.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述下部电极和所述上部电极包含钛。

8.根据权利要求1所述的半导体装置，其还包括设置在所述下部部分之间的一个或多个第三梁。

9.一种电容器，其包括：

10.根据权利要求9所述的电容器，其还包括在所述上部部分和所述下部部分之间的边界处的阶状物。

11.根据权利要求10所述的电容器，其中所述一个或多个第一绝缘膜和所述一个或多个第二绝缘膜位于所述阶状物上方。

12.根据权利要求9所述的电容器，其中所述上部部分的直径不同于所述下部部分的直径。

13.根据权利要求12所述的电容器，其中所述上部部分的所述直径小于所述下部部分的所述直径。

14.根据权利要求9所述的电容器，其中所述一个或多个下部电极具有垂直延伸的柱形状。

15.根据权利要求9所述的电容器，其中所述电容绝缘膜包括具有高介电常数的高k材料。

16.根据权利要求9所述的电容器，其中所述下部电极和所述上部电极包含钛。

17.一种半导体装置，其包括：

18.根据权利要求17所述的半导体装置，其中所述上部部分的直径不同于所述下部部分的直径。

19.根据权利要求18所述的半导体装置，其中所述上部部分的所述直径小于所述下部部分的所述直径。

20.根据权利要求19所述的半导体装置，其中所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜位于所述阶状物上方。

技术总结
本公开涉及半导体装置和形成所述半导体装置的方法。所述半导体装置包含衬底、设置在所述衬底上方的下部电极、电容绝缘膜以及设置在所述下部电极上方的上部电极，其中所述下部电极具有上部部分和下部部分，并且在所述上部部分与所述下部部分之间的边界处，所述上部部分的直径小于所述下部部分的直径。

技术研发人员：金子暁
受保护的技术使用者：美光科技公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1