[发明专利]存储装置的电容器及其形成方法

权利要求书

1、一种形成具有晶体管的存储装置的电容器的方法，所述方法包括：

在半导体衬底上形成模具层，所述模具层在其中形成有孔；

紧邻每个孔的底部边界形成催化金属层；

在所述催化金属层上生长碳纳米管；

在所述碳纳米管上沉积介电层；以及

在所述介电层上沉积上电极以形成电容器。

2、根据权利要求1的方法，其中所述碳纳米管基本正交于所述催化金属层生长。

3、根据权利要求1的方法，还包括：

在每个孔的底部边界和侧壁上、直接在所述催化金属层上和所述碳纳米管上形成导电下电极。

4、根据权利要求3的方法，还包括：

在所述半导体衬底上方形成绝缘层以覆盖所述晶体管；以及

形成在所述绝缘层之下延伸的连接接触以将所述半导体衬底电连接到所述下电极层。

5、根据权利要求1的方法，其中所述催化金属层包括镍层、铁层或二者。

6、根据权利要求1的方法，其中所述催化金属层包括铁-镍二元系合金层、铁-镍-钴三元系合金层、铁-镍-钴-钛四元系合金层或铁-镍-钛三元系合金层、或它们的组合。

7、根据权利要求1的方法，其中所述碳纳米管通过反应气体与所述催化金属层的催化反应生长，其中所述反应气体包括包含乙烯气体、甲烷气体或二者的碳氢化合物气体。

8、根据权利要求1的方法，其中所述碳纳米管通过反应气体与所述催化金属层的催化反应生长，其中所述反应气体包括氨气。

9、根据权利要求7的方法，其中所述反应气体包括作为载气的惰性气体。

10、根据权利要求1的方法，其中所述介电层包括通过原子层沉积工艺沉积的氧化铝层、氧化铪层、氧化锆层、或它们的组合。

11、根据权利要求1的方法，其中所述沉积所述介电层包括：

通过原子层沉积在相同的处理腔中于第一温度沉积氧化锆层、氧化铝层和氧化锆层以形成复合层；以及

在高于所述第一温度的第二温度对所述复合层进行热处理以增强所述复合层的结晶。

12、一种具有晶体管的存储装置的电容器，包括：

形成在半导体衬底上的催化金属层；

生长在所述催化金属层上的多个碳纳米管，其中所述碳纳米管基本正交于所述催化金属层；

形成在所述碳纳米管上的介电层；以及

形成在所述介电层上的上电极。

13、根据权利要求12的电容器，其中所述碳纳米管直接生长在所述催化金属层上，所述电容器还包括：

在半导体衬底上形成的模具层，所述模具层界定至少一个孔；以及

紧邻每个孔的底部边界和侧壁并且在所述碳纳米管上形成的下电极层。

14、根据权利要求12的电容器，还包括：

形成围绕所述碳纳米管的周边的柱形侧壁并覆盖所述碳纳米管和所述催化金属层的下电极层。

15、根据权利要求12的电容器，还包括：

形成在所述半导体衬底上以覆盖所述晶体管的绝缘层；以及

穿透所述绝缘层以将所述半导体衬底电连接到所述下电极层的连接接触。

16、根据权利要求12的电容器，其中所述催化金属层包括镍层、铁层或二者。

17、根据权利要求12的电容器，其中所述催化金属层包括铁-镍二元系合金层、铁-镍-钴三元系合金层、铁-镍-钴-钛四元系合金层或铁-镍-钛三元系合金层、或它们的组合。

18、根据权利要求12的电容器，其中所述介电层包括通过原子层沉积工艺沉积的氧化铝层、氧化铪层、氧化锆层或它们的组合。

19、根据权利要求12的电容器，其中所述介电层包括复合层，所述复合层包括通过原子层沉积工艺沉积的氧化锆层、氧化铝层和氧化锆层。