CN110970402B 电容器阵列结构、半导体器件及其制备方法 （长鑫存储技术有限公司）

够将在导电接触插塞制作工艺中由于电容阵列结构边界不平整产生的裂缝与电容阵列结构边2下电极层，设置在所述衬底的器件区上，且所述下上电极填充层；覆盖在所述上电极层的表面上并填满所述上电边界保护层，所述边界保护层至少覆盖在所述上电极填充层的所上电极覆盖层，所述上电极覆盖层覆盖在所述上电极填充所述横向支撑层位于所述器件区的衬底上并横向连接所述下电极层的多个所述筒状结构，7.如权利要求1至4中任一项所述的电容器阵列8.一种半导体器件，其特征在于，包括如权3去除所述牺牲层并保留所述支撑层，所述支撑层连接所述依次形成电容介质层和上电极层于所述下电极层形成上电极填充层于所述上电极层的表面上，所述上电极填充层填满形成边界保护层于所述上电极填充层上，所述边界保护层至少覆盖在在形成所述边界保护层之前，先形成上电极覆盖层于所述上述上电极覆盖层具有与所述具有与所述上电极填充层的所述外侧壁对应的不平整外侧壁，所述边界保护层至少覆盖所述上电极覆盖层的所述不平整刻蚀去除位于所述外围区上的边界保护层以及位于所述器件区内且覆盖在所述上电刻蚀去除所述外围区上的所述上电极覆盖层刻蚀去除所述外围区上的所述上电极覆盖层形成层间介质层于具有所述边界保护层的器件区上，所述层间介质层形成导电接触插塞于所述器件区和所述外围区上的所述层间介质层中45中的电容器能够提高或维持足够高的电容值，通常会增加电容器中的下电极(bottom构造成不良影响，进而影响DRAM的可靠性。例如在后续的形成导电接触插塞102(CT)工艺中，会在电容器阵列结构的上方及其外围沉积层间介质层以用于制作容纳导电接触插塞器阵列结构的上方及其外围的导电接触插塞102之间的距离也变得很小，这使得电容器阵列结构的不平整边界中凸向电容器阵列结构外围的接触孔的部分与接触孔侧壁之间的层容器阵列结构的不平整边界外围的层间介质层受力不均，容易使得接触孔侧壁产生裂缝6所述外侧壁的凹凸不平形貌对应于所述下电极的筒状结构外部的所述横孔依次贯穿所述支撑层及所述牺牲层以暴露7[0032]刻蚀去除位于所述外围区上的边界保护层以及位于所述器件区内且覆盖在所述8[0047]图3a为本发明一实施例在执行图2所示的制备方法中的步骤S1后的俯视结构示意[0051]图5为本发明一实施例在执行图2所示的制备方法中的步骤S3后的剖面结构示意[0052]图6为本发明一实施例在执行图2所示的制备方法中的步骤S4后的剖面结构示意[0053]图7为本发明一实施例在执行图2所示的制备方法中的步骤S5后的剖面结构示意[0054]图8为本发明一实施例在执行图2所示的制备方法中的步骤S6后的剖面结构示意[0055]图9为本发明一实施例在执行图2所示的制备方法中的步骤S7中沉积边界保护层[0056]图10a为本发明一实施例在执行图2所示的制备方法中的步骤S7中刻蚀边界保护[0057]图10b为本发明一实施例在执行图2所示的制备方法中的步骤S7中刻蚀边界保护[0058]图11a为本发明一实施例在执行图2所示的制备方法中的步骤S7中刻蚀上电极覆[0059]图11b为本发明一实施例在执行图2所示的制备方法中的步骤S7中刻蚀上电极覆[0060]图12为本发明一实施例在执行图2所示的制备方法中的步骤S8后的剖面结构示意[0061]图13a为本发明另一实施例在执行图2所示的制备方法中的步骤S7中刻蚀边界保[0062]图13b为本发明另一实施例在执行图2所示的制备方法中的步骤S7后的剖面结构[0063]图14为本发明另一实施例在执行图2所示的制备方法中的步骤S8后的剖面结构示[0064]图15为本发明又一实施例在执行图2所示的制备方法中的步骤S6后的剖面结构示9[0065]图16a为本发明又一实施例在执行图2所示的制备方法中的步骤S7后的俯视结构[0066]图16b为本发明又一实施例在执行图2所示的制备方法中的步骤S7后的剖面结构[0067]图17为本发明又一实施例在执行图2所示的制备方法中的步骤S8后的剖面结构示[0091]请参考图2，本发明一实施例提供一种电容器阵列结构的制备方法，包括以下步[0095]S4,去除所述牺牲层并保留所述支撑层[0097]S6,形成上电极填充层于所述上电极层的[0098]S7,形成边界保护层于所述上电极填充[0099]S8,形成层间介质层于具有所述边界保护层的衬底上，并形成导电接触插塞于所与后续所形成的电容器的下电极层电性连接；在外围区100B的衬底100中还形成有导电结需形成的中间支撑层112的高度位置进行调整。在所述第一牺牲层121与中间支撑层112的厚度确定的情况下，所述第二牺牲层122的厚度界定出后续所形成的顶层支撑层113的高及底层支撑层111进行刻蚀，以去除所述外围区100B及器件区100A边缘区域上的所述支撑100B上还保留有所述底层支撑层111，以用于在后续电容器形成工艺中保护外围区100B的[0103]可以理解的是，由于需要在所述交替层叠的支撑层和牺牲层中形成所述电容孔110，进而在后续可在所述电容孔110的底璧和侧壁上形成具有一筒状结构的下电极(即下化保护层(未图示)将外围区100B保护起来，并暴露出器件区130的多个筒状结构的中间部位，底层支撑层111位于所述下电极层130的多个筒状结构的第一开口同时与多个所述电容孔110交叠；一个所述第二开口仅与一个所述电容孔110交形成一电容介质层131于所述下电极层130的内外表面以及各个所述支撑层暴露出的表面；131覆盖所述下电极层130的筒状结构110a的内表面和外表面，以充分利用下电极层130的述凹凸不平形貌的侧壁结构对应于在所述下电极层130的筒状结构筒外部的所述中间支撑质层131和所述上电极层132还依次延伸覆盖在所述外围区100B上保留的底层支撑层111的相沉积等工艺在所述上电极填充层133上形成上电极覆盖层140，所述上电极覆盖层160优貌的侧壁结构对应于所述中间支撑层112和顶层支撑层113。由此完成了电容器阵列的制[0110]首先，请参考图9，通过化学气相沉积等工艺沉积绝缘材料于所述上电极覆盖层140的表面上，以形成具有绝缘性的边界保护层150于所述上电极覆盖层140的侧壁和顶表保护层150在所述器件区100A的边缘区域上的部分也具有对应所述横向支撑层的不平整侧介质层131均从器件区100A连续延伸到外围区100B的覆盖层140上表面上的边界保护层150，剩余的边界保护层150仅覆盖在电容器阵列区的不平整边界(即所述器件区100A内的所述上电极覆盖层1[0113]这种方法形成的边界保护层150仅仅是一种侧墙结构，在保护电容器阵列边界的150暴露出的器件区100A的边缘区域以及外围区100B上形成层间介质层160以及位于层间积工艺并结合进一步地顶部平坦化工艺，来形成层间介质层160于所述外围区100B的底部支撑层111以及器件区100A的边界保护层150和边界保护层150暴露出的上电极覆盖层140的表面上，且层间介质层160足够厚，能够将边界保护层150以及上电极覆盖层140掩埋在区100A中的接触孔暴露出上电极填充层133的顶表面，外围区100B中的接触孔暴露出外围并进一步通过化学机械平坦化工艺去除多余的金属导电材料，从而形成导电接触插塞170于所述器件区100A和所述外围区100B上的所述层间介质层160中，所述器件区100A中的导100B中的导电接触插塞170与所述外围区100B的衬底10[0116]首先，请参考图9，通过化学气相沉积等工艺沉积绝缘材料于所述上电极覆盖层140的表面上，以形成具有绝缘性的边界保护层150于所述上电极覆盖层140的侧壁和顶表保护层150在所述器件区100A的边缘区域上的部分也具有对应所述横向支撑层的不平整侧介质层131均从器件区100A连续延伸到外围区100B[0118]这种方法可以通过一道刻蚀工艺来形成边界保护层150和器件区100A的边界，工[0119]之后可以继续执行步骤S8，以在具有边界保护层150的电容器阵列以及外围区间介质层160于所述外围区100B的底部支撑层111以及器件区100A的边界保护层150的表面孔刻蚀器件区100A和外围区100B的层间介质层160，以形成分别位于器件区100A和外围区围区100B中的接触孔暴露出外围区100B的衬底100中的导电结构(例如是晶体管等)的上表料，从而形成导电接触插塞170于所述器件区100A和所述外围区100B上的所述层间介质层160中，所述器件区100A中的导电接触插塞170与所述器件区100A中的所述上电极填充层133的上表面电接触，所述外围区100B中的导电接触插塞170与所述外围区100B的衬底100盖层140和所述外围区100B的底部支撑层111表面上，以形成具有绝缘性的边界保护层150器件区100A连续延伸到外围区100B且形成的边界保护层150不仅可以保护器件区100A中的电容器阵列，还能够对外围区100B[0124]之后可以继续执行步骤S8，以在具有边界保护层150的电容器阵列以及外围区间介质层160于所述边界保护层150的表面(即不平整侧壁和顶面)上，且层间介质层160足刻蚀器件区100A和外围区100B的层间介质层160，以形成分别位于器件区100A和外围区围区100B中的接触孔暴露出外围区100B的衬底100中的导电结构(例如是晶体管等)的上表料，从而形成导电接触插塞170于所述器件区100A和所述外围区100B上的所述层间介质层160中，所述器件区100A中的导电接触插塞170与所述器件区100A中的所述上电极填充层133的上表面电接触，所述外围区100B中的导电接触插塞170与所述外围区100B的衬底100插塞工艺中在向接触孔中填充金属导电材料时由于电容器阵列的不平整边界而形成裂缝所述器件区100A与所述外围区100B可以通过浅沟槽隔离结构(未图示)隔离开。所述衬底域技术人员已知的其他材料。在所述器件区100A的衬底100中还形成有多个呈阵列排布的电容接触节点101，所述电容接触节点101与下电极层130电性连接；在外围区100B的衬底[0130]所述下电极层130设置在所述器件区100A的衬底100上，且所述下电极层130具有的阵列相对应，使得各个筒状结构的底部与所述器件区100A中的电容接触节点101电性连[0131]所述横向支撑层连接所述下电极层130的多个筒状结构的外壁并沿着平行于衬底100表面的方向延伸，包括一底层支撑层111、至少一层中间支撑层112以及一顶层支撑层间支撑层112位于所述下电极层130的多个筒状结构的中间部位，底层支撑层111位于所述下电极层130的多个筒状结构的底部外围。所述横向支撑层中的各个所述支撑层的材质可[0132]所述电容介质层131设置于所述下电极层130的内外表面以及所述横向支撑层的覆盖在整个器件区100A的表面上，所述电容介质层131在位于下电极层的边界处具有对应[0133]所述上电极层132设置于所述电容介质层131的内外表面，所述上电极层132在对应所述筒状结构的内部和所述筒状结构的外部均能够与所述电容介质层131以及所述下电器件区100A边缘区域(即电容孔阵列的边界区域)上，由于横向支撑层(即中间支撑层112、平形貌的外侧壁结构对应于在所述下电极层130的筒状结构筒外部的所述中间支撑层112、顶层支撑层113，由此使得所述上电极层132在所述器件区100A边缘区域(即电容孔阵列的131和所述上电极层132还依次延伸覆盖在所述外围区100B上保留的底层支撑层111的表面[0134]所述上电极填充层133覆盖所述上电极层132的表面上，并填充所述上电极层132电极填充层132表面的导电金属层(其材质包含但不限于钨)以及用于避免导电金属层氧化140均具有凹凸不平形貌的外侧壁结构(即不平整外侧壁)，所述不平整外侧壁的凹凸不平形貌对应于所述中间支撑层112和顶层支撑在器件区100A的边界E2处层叠的侧壁可以与所述下电极层130的筒状结构在竖直方向平行[0136]所述边界保护层150覆盖在所述器件区100A内的所述上电极覆盖层140的不平整[0137]所述层间介质层160不仅覆盖在具有所述边界保护层150的器100A中的导电接触插塞170以及位于所述外围区100B中的导电接触插塞170，所述器件区区100B中的导电接触插塞170与所述外围区100B中的导电结构(未图示)电接触。所述层间[0138]本实施例的电容器阵列结构，实质上是在层间介质层160和电容器阵列的不平整边界之间添加一边界保护侧墙(即仅覆盖在电容器阵列的不平整边界上的边界保护层150)，用于将层间介质层160中有可能存在的所述裂缝与所述电容器阵列的不平整边界隔开，以避免裂缝中填充的导电金属材料造成的导电接触插塞170和电容器阵列边界之间的盖在器件区100A中的上电极覆盖层140对应横向支撑层而形成的不平整