专利名称：电容器及其利记博彩app
技术领域：
本发明涉及电容器及其利记博彩app。
背景技术：
在超大规模集成电路中，电容器是常用的无源元件之一。电容器经常整
合在双极(Bipolar)晶体管或互补式金属氧化物半导体(CMOS, Complementary Metal Oxide Semiconductor)晶体管等有源元件之中。例如在随机存储器单元 中，电容器是用来储存电荷以提供电子信息的，应具有足够大的电容量，方 可避免数据的流失并减低充电更新的频率。
随着集成电路制作工艺中半导体器件的集成度不断增加，随机存储器存 储单元的密度也越来越高，电容器在随机存储器存储单元所能利用的面积就 越小。为了在电容器的面积减小的同时，仍能维持可靠的性能，因此在电容 器所占的面积缩小的同时，仍能维持每个电容器的电容量是很重要的。为了 提高电容器的电容量，理论上可从以下几个方向着手(l)增加储存电极的表 面积，(2)提高介电层的介电常数，(3)减小介电层的厚度。近来，还发展出三 维空间的电容器结构用以增加存储单元电容量，例如双叠式结构，鳍状结 构，分散堆叠式结构或皇冠型结构等。此外，在使用多晶硅存储节点时，借 助于在此多晶硅层之上形成半球形颗粒的多晶硅层(HSG),也可以增加电 容量。
现有在随机存储器单元中形成电容器的制作工艺，如图1所示，在半导 体村底21上依次形成隔离沟槽22、栅介质层23、栅极结构24、栅极结构24 的侧壁25、位于半导体衬底21中的栅极结构24两侧的源极26a和漏极26b 构成的MOS晶体管；在整个半导体衬底21上及MOS晶体管上形成第一层间介电层27,用于半导体器件的纵向隔离。
如图2所示，在第一层间介电层27和栅介质层23中对着MOS晶体管的源极 26a或者漏极26b位置形成通孔27a;在第一层间介电层27上形成导电层28，且 导电层28填充满通孔27a;对导电层28进行平坦化至露出第一层间介电层27。
如图3所示，在第一层间介电层27上形成第二层间介电层29,在对着第 一层间介电层27中的通孔27a位置形成第一开口 29a，所述第一开口 29a暴 露出第一层间介电层27的通孔27a及通孔27a中填充的导电层28。
参照图4，在第一开口 29a内侧形成半球形颗粒多晶硅层30b和多晶硅层 30a，作为电容器的第一电极。所述多晶硅层30a通过通孔27a中填充的导电 层28与MOS晶体管的源极26a相电连接。形成所述半球形颗粒多晶硅层30b 的目的为增大电容器的第一电极与后续形成的介质层之间的接触面积，增大 电容器的电容。
参照图5，用化学气相沉积法在第二层间介电层29和半球形颗粒多晶硅 层30b上沉积绝缘介质层31，用于电容器电极间的隔离；用化学气相沉积法 或原子层沉积法在绝缘介质层31上沉积第二金属层32，作为电容器的第二电极。
在如下中国专利申请02160883还可以发现更多与上述技术方案相关的信 息，在此多晶硅层之上形成半球形颗粒的多晶硅层，也可以增加电容量。
然而，由于半球形颗粒的大小及密度不好控制，就可能导致通过相同工 艺形成的电容器的电容量有较大的差异，降低了电容器的精度。
发明内容
本发明提供一种电容器及其利记博彩app，解决现有技术所形成的电容器的 电容量有较大差异，电容器精度不高的问题。为解决上述问题，本发明提供一种制作电容器利记博彩app，包括下列步骤 提供具有场氧化层的半导体衬底；
蚀刻所述场氧化层及衬底，在所述衬底中形成至少两个深孔； 在所述深孔内壁以及场氧化层表面形成隔离层；
在所述深孔及所述隔离层表面形成多晶硅层，所述多晶硅层填满所述深 孔，所述多晶硅层作为第一电极；
在所述多晶硅层上形成第一电极金属连接；
在所述半导体衬底背面形成第二电极及第二电极金属连接。
相应地，本发明还提供一种电容器，包括
具有场氧化层的半导体衬底，所述场氧化层具有至少两个深孔，所述深 孔内壁及场氧化层表面具有隔离层，所述深孔内和所述隔离层表面具有多晶 硅层；所述多晶硅层和所述半导体衬底背面分别作为第一电极和第二电极， 所述第一电极上具有第一电极金属连接，所述第二电极上具有第二电极金属 连接。
与现有技术相比，上述所公开的电容器及其利记博彩app具有以下优点上 述所公开的电容器及其利记博彩app通过在场氧化层及衬底中形成的深孔中填充 多晶硅来存储电子，作为电容器的单位电容，因而所形成的电容器的电容量 是根据填充有多晶硅的深孔的数量，即单位电容的数量来决定的，因而所形 成的电容器的电容量偏差较小，精度较高。
图1至图5是现有技术电容器制作示意图6A是本发明电容器利记博彩app的一种实施方式流程6图6B是图6A所示电容器利记博彩app中第一电极金属连接的利记博彩app流程
图6C是图6A所示电容器利记博彩app中第二电极及第二电极金属连接的制 作方法流程图7A至图7G是本发明电容器利记博彩app的一种实施例示意图； 图8是本发明电容器的一种实施例结构的俯视图。
具体实施例方式
本发明所公开的电容器及其利记博彩app通过在场氧化层及衬底中形成的深 孔中填充多晶硅来存储电子，因而所形成的电容器的电容量是以根据填充有 多晶硅的深孔的数量来决定的。
参照图6A所示，本发明电容器利记博彩app包括下列步骤
步骤sl，提供半导体衬底；
步骤s2，在所述半导体衬底上形成场氧化层；
步骤s3,蚀刻所述场氧化层及衬底，在所述衬底中形成至少两个深孔；
步骤s4,在所述深孔内壁以及场氧化层表面形成隔离层；
步骤s5，在所述深孔及所述隔离层表面形成多晶硅层，所述多晶硅层填 满所述深孔，所述多晶硅层作为第一电极；
步骤s6,在所述多晶硅层上形成第一电极金属连接；
步骤s7,在所述半导体衬底背面形成第二电极及第二电才及金属连接。
参照图6B所示，所述在多晶硅层上形成第一电极金属连接可以包括
步骤s61，在所述多晶硅层上形成第一金属层；
步骤s62,蚀刻所述第一金属层形成第一电极金属连接。参照图6C所示，在所述半导体衬底背面形成第二电极及第二电极金属连
才妻可以包括
步骤s81,研磨所述半导体衬底背面，将所述半导体衬底背面作为第二电
极；
步骤s82，在所述半导体衬底背面形成第二金属层作为第二电极金属连接。
下面对上述的电容器利记博彩app作进一步说明，以使得所述的电容器结构 及其利记博彩app更加清楚。
结合图6A和图7A所示，首先提供半导体衬底IO。所述衬底一般为低电 阻硅村底，可以采用例如对硅衬底进行重掺杂来获得低电阻硅衬底。
结合图6A和图7B所示，在所述半导体衬底上形成场氧化层11。所述场 氧化层11用于之后所形成的电容器的两个金属电极之间的电隔离，即起绝缘 作用。所述场氧化层11的材料可以是二氧化硅、氮化硅中的任意一种或组合。 所述场氧化层11可以通过热氧化或化学气相沉积的方法形成。所述场氧化层 11的厚度可以为1000至20000埃，例如1000埃、2000埃、3000埃、4000 埃、5000埃、10000埃、12000埃、14000埃、18000埃、20000埃等。当所 述场氧化层11的厚度在10000埃左右时，例如10000 ± 1000埃时，其作为深 孔蚀刻的硬掩膜，对后续深孔蚀刻更有益。因而，所述场氧化层ll的厚度是 根据后续深孔蚀刻需要的深度而定的。
结合图6A和图7C所示，蚀刻所述场氧化层11及衬底10,至少在所述 衬底10中形成两个深孔(图未标)。所述深孔可以使用例如深层反应离子蚀 刻的方法形成的高深宽比孔，即孔深与孔径的比值大于5的深孔。所述深层 反应离子蚀刻采用的是高密度等离子体，目前诱导式电感耦合等离子(ICP， Inductively Coupled Plasma)蚀刻系统因为可提供高密度等离子及操作上的稳
8定性，已经成为了深层反应离子蚀刻的较佳选择。所述深孔用于填充多晶硅 材料作为之后所形成的电容器的单位电容。通过控制填充多晶硅的深孔的数 量，即单位电容的数量就能对于电容器的电容量作精确控制。所述深孔的深
度可以为1微米至50微米，例如1微米、5微米、10微米、15微米、20微 米、30微米、40微米、50微米等。
结合图6A和图7D所示，在所述深孔内壁以及场氧化层11表面形成隔 离层12。所述隔离层12用于作为电容器的隔离绝缘介质。所述隔离层12可 以是例如Si02、 SiON、 Si3N4、 A1203、 Hf02及Zr05中的任何一种或其组合。 所述隔离层12的厚度可以为20至1000埃，例如20埃、100埃、200埃、400 埃、600埃、800埃、1000埃等。当所述隔离层12的厚度在100埃左右时， 例如100±10埃时，对于电容器的电容密度以及电容器的质量均有更好的保 证。因为，从电容密度考虑，所述隔离层12越薄，电容密度越高，但是若所 述隔离层12太薄，也容易产生缺陷，所以需要隔离层具有一定的厚度，以保 证电容器的质量。形成所述隔离层12的方法可以采用热氧化或化学气相淀积， 以热氧化为例，所述反应温度可以在800至1200°C，例如800 。C、 900 。C、 1000 。C、 U00。C、 120(TC等。
结合图6A和图7E所示，在所述深孔及所述隔离层12表面形成多晶硅层 13，所述多晶硅层13填满所述深孔，所述多晶硅层13作为第一电极。形成 所述多晶硅层13可以采用例如化学气相淀积的方法。所述反应温度可以为600 至800。C,例如600。C、 650°C、 700°C、 750。C、 80(TC等。
结合图6A和图7F所示，在所述多晶硅层13上形成第一电极金属连接 14。结合图6B所示，所述在多晶硅层13上形成第一电极金属连接14包括
步骤s61，在所述多晶硅层13上形成第一金属层(图未标)。所述第一金 属层的材料可以是铝、铜、铝铜合金中的任意一种或其组合。形成所述第一
9金属层的方法可以釆用溅射或电镀的方法。所述第一金属层的厚度可以为0.5 微米至10微米，例如0.5微米、l微米、2微米、3微米、5微米、7微米、9 微米、IO微米等。
步骤s62，蚀刻所述第一金属层形成第一电极金属连接14。在形成所述第 一金属层后，在所述第一金属层上涂覆光刻胶，经曝光显影后，形成光刻胶 图形作为蚀刻第一金属层的掩模层。然后，以所述光刻胶图形为掩模，蚀刻 所述第一金属层形成第一电极金属连接14。所述蚀刻的方法可以采用例如反 应离子蚀刻的方法。
结合图6A、图6C和图7G所示，在所述半导体衬底10背面形成第二电 极及第二电极金属连接15可以包括
步骤s81，研磨所述半导体衬底IO背面，将所述半导体衬底背面作为第 二电极。研磨所述半导体衬底10的背面是为了减薄衬底10的厚度，降低村 底10的电阻。所述研磨可以采用例如化学机械研磨的方法。所述研磨通过控 制研磨后的衬底厚度来实施，例如控制研磨后的衬底厚度为100至500微米， 例如100微米、200微米、300微米、400微米、500微米等。
步骤s82,在所述半导体衬底10背面形成第二金属层作为第二电极金属 连接15,包括在所述半导体衬底10背面形成第二金属层作为第二电才及金属 连接15(图未标)。所述第二金属层的材料可以是铝、铜、铝铜合金中的任意 一种或其组合。形成所述第二金属层的方法可以采用溅射或电镀的方法。所 述第二金属层的厚度可以为0.5微米至10微米，例如0.5微米、1微米、2微 米、3微米、5微米、7微米、9微米、IO微米等。
继续参照图7G所示，通过上述的方法形成本发明电容器的一种实施例结 构，包括
具有场氧化层11的半导体衬底10,所述场氧化层11至少具有4个深孔(图未标)，所述深孔内壁及场氧化层11表面具有隔离层12，所述深孔内和
所述隔离层12表面具有多晶硅层13,所述多晶硅层13和所述半导体衬底10 背面分别作为第一电极和第二电极。所述第一电极上具有第一电极金属连接 14，所述第二电极上具有第二电极金属连接15。
图8所示为所述电容器的俯视图。从图中可以看到，所述电容器包括作 为绝缘隔离的场氧化层110以及由场氧化层隔离的多个填充有多晶硅的深孔 100。由于单个填充有多晶硅的深孔100的电容量是确定的，当需要获得具有 某个电容量的电容时，只需计算所述深孔100的数量即可，然后划分具有所 计算深孔数量的那一部分电容结构即可。因此，电容器的电容控制精度提高。 并且，在实际应用中，可以将包含一定数量深孔100的电容结构作为电容单 元，然后在封装时就可以根据实际的电容量的要求，或者仅切割一块电容单 元进行封装，或者将几块电容单元作为一个整体进行封装，从而增加了电容 4空制的自由度。
综上所述，上述所公开的电容器及其利记博彩app具有以下优点上述所公 开的电容器及其利记博彩app通过在场氧化层及衬底中形成的深孔中填充多晶硅 来存储电子，因而所形成的电容器的电容量是以根据填充有多晶硅的深孔的 数量来决定的，因而所形成的电容器的电容量偏差较小，精度较高。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本 领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改， 因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
权利要求
1.一种电容器利记博彩app，其特征在于，包括下列步骤提供具有场氧化层的半导体衬底；蚀刻所述场氧化层及衬底，在所述衬底中形成至少两个深孔；在所述深孔内壁以及场氧化层表面形成隔离层；在所述深孔及所述隔离层表面形成多晶硅层，所述多晶硅层填满所述深孔，所述多晶硅层作为第一电极；在所述多晶硅层上形成第一电极金属连接；在所述半导体衬底背面形成第二电极及第二电极金属连接。
2. 如权利要求1所述的电容器利记博彩app，其特征在于，所述深孔采用深层反 应离子蚀刻的方法形成。
3. 如权利要求2所述的电容器利记博彩app，其特征在于，所述深孔的深度为1 微米至50微米。
4. 如权利要求1所述的电容器利记博彩app，其特征在于，所述隔离层为Si02、 SiON、 Si3N4、 A1203、 Hf02及Zr05中的任意一种或其组合。
5. 如权利要求4所述的电容器利记博彩app，其特征在于，所述隔离层的厚度为 20- 1000埃。
6. 如权利要求1所述的电容器利记博彩app，其特征在于，所述衬底为重掺杂的 半导体衬底。
7. 如权利要求1所述的电容器利记博彩app，其特征在于，所述场氧化层为二氧 化硅、氮化硅中的任意一种或组合。
8. 如权利要求1所述的电容器利记博彩app，其特征在于，所述在多晶硅层上形 成第一电极金属连接包括在所述多晶硅层上形成第一金属层；蚀刻所述第 一金属层形成第 一 电极金属连接。
9. 如权利要求8所述的电容器利记博彩app，其特征在于，所述第一金属层为铝、 铜、铝铜合金中的任意一种或其组合。
10. 如权利要求1所述的电容器利记博彩app，其特征在于，在所述半导体衬底背 面形成第二电极及第二电极金属连接包括研磨所述半导体衬底背面，以所述半导体衬底背面作为第二电极；在所述半导体衬底背面形成第二金属层作为第二电极金属连接。
11. 如权利要求10所述的电容器利记博彩app，其特征在于，所述第二金属层为 铝、铜、铝铜合金中的任意一种或其组合。
12. —种电容器，其特征在于，包括具有场氧化层的半导体衬底，所述场氧 化层具有至少两个深孔，所述深孔内壁及场氧化层表面具有隔离层，所述深 孔内和所述隔离层表面具有多晶硅层；所述多晶硅层和所述半导体衬底背面 分别作为第一电极和第二电极，所述第一电极上具有第一电极金属连接，所 述第二电极上具有第二电极金属连接。
13. 如权利要求12所述电容器，其特征在于，所述隔离层为Si02、 SiON、 Si3N4、 A1203、 Hf02及Zr05中的任意一种或其组合。
14. 如权利要求13所述电容器，其特征在于，所述隔离层的厚度为20- 1000 埃。
15. 如权利要求12所述电容器，其特征在于，所述衬底为重掺杂的半导体衬 底。
16. 如权利要求12所述电容器，其特征在于，所述场氧化层为二氧化硅、氮 化硅中的任意一种或组合。
全文摘要
一种电容器及其利记博彩app。所述电容器的利记博彩app包括提供具有场氧化层的半导体衬底；蚀刻所述场氧化层及衬底，至少在所述衬底中形成两个深孔；在所述深孔内壁以及场氧化层表面形成隔离层；在所述深孔及所述隔离层表面形成多晶硅层，所述多晶硅层填满所述深孔，所述多晶硅层作为第一电极；在所述多晶硅层上形成第一电极金属连接；在所述半导体衬底背面形成第二电极及第二电极金属连接。所述电容器的电容量偏差较小，精度较高。
文档编号H01L21/02GK101587832SQ200810112510
公开日2009年11月25日 申请日期2008年5月23日 优先权日2008年5月23日
发明者毛剑宏, 河 黄 申请人:中芯国际集成电路制造(北京)有限公司