[发明专利]包括用于电极的支撑件的半导体器件及其形成方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年8月29日提交至韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2012-0095090的优先权，在此通过引用方式将该公开整体并入本文。

技术领域

本公开涉及半导体器件和形成半导体器件的方法。

背景技术

随着半导体器件变得更为高度集成化，会需要在有限面积内具有足够电容的电容器。电容器的电容与电极的表面积和电介质膜的介电常数成正比，并与电介质膜的等效氧化物厚度成反比。在有限面积内增大电容器的电容的尝试可以包括通过形成三维结构的电容器来增大电极的表面积、减小电介质膜的等效氧化物厚度、以及使用具有高介电常数的电介质膜。

增大电极的表面积可以增大下电极（或储存电极）的高度。此外，可以扩大使用半球状颗粒（hemi-spherical grain，HSG）的下电极的有效表面积，并且可以利用使用了单柱面储存（one cylinder storage，OCS）电极的柱面的内侧面积和外侧面积。具有高介电常数的电介质膜可以是诸如二氧化钛（TiO₂）和五氧化二钽（Ta₂O₅）之类的金属氧化膜或者钙钛矿结构的铁电膜（例如，锆钛酸铅(PZT)(PbZrTiO₃)或钛酸锶钡(BST)(BaSrTiO₃)）。

发明内容

本发明构思的各种实施例提供了一种半导体器件。所述半导体器件可以包括衬底。此外，所述半导体器件可以包括多个电容器。所述多个电容器可以包括在所述衬底上的各自独立的多个下电极、在所述多个下电极的表面上的电介质膜以及在所述电介质膜上的上电极。所述半导体器件可以包括：第一支撑图案，其连接到所述多个下电极各自的下部侧壁，并且包括第一开口；以及第二支撑图案，其连接到所述多个下电极各自的上部侧壁，并且包括第二开口。所述第一支撑图案与所述第二支撑图案之间的第一距离可以比所述第一支撑图案与所述多个下电极各自的和所述衬底相邻的底部之间的第二距离更长。例如，所述第一距离和所述第二距离可以分别是第一垂直距离和第二垂直距离，并且所述第一垂直距离与所述第二垂直距离之比可以在从大约1:1到大约9:1的范围内。

在各种实施例中，所述第一支撑图案可以具有第一厚度，所述第一厚度实质上等于或者薄于所述第二支撑图案的第二厚度。在一些实施例中，所述第二开口在平面图中可以至少与所述第一开口的一部分重叠，并且所述第一开口可以具有第一宽度，所述第一宽度比所述第二开口的第二宽度更宽。作为替代，所述第二开口可以与所述第一开口偏离，使得所述第一开口与所述第二开口在平面图中不重叠。

根据各种实施例，一种半导体器件可以包括衬底和多个电容器。所述多个电容器可以包括在所述衬底上的各自独立的多个下电极、在所述多个下电极的表面上的电介质膜以及在所述电介质膜上的上电极。所述半导体器件可以包括第一支撑图案，所述第一支撑图案连接到所述多个下电极的下部侧壁并且包括第一开口。此外，所述半导体器件可以包括第二支撑图案，所述第二支撑图案连接到所述多个下电极的上部侧壁并且包括第二开口。所述第二开口在平面图中可以至少与所述第一开口的一部分重叠，并且所述第一开口可以具有第一宽度，所述第一宽度比所述第二开口的第二宽度更宽。

在各种实施例中，所述第一支撑图案可以具有第一厚度，所述第一厚度实质上等于或者薄于所述第二支撑图案的第二厚度。在一些实施例中，所述第一支撑图案与所述第二支撑图案之间的第一垂直距离可以比所述第一支撑图案与所述多个下电极各自的和所述衬底相邻的底部之间的第二垂直距离更长。例如，所述第一垂直距离与所述第二垂直距离之比可以在从大约1:1到大约9:1的范围内。此外，在一些实施例中，所述多个下电极各自的顶表面可以实质上共面。

根据各种实施例，一种形成半导体器件的方法可以包括在下部结构上形成可去除层。所述可去除层包括半导体材料或者氧化物材料。所述方法可以包括在所述可去除层的顶表面上形成相对于所述可去除层具有蚀刻选择性的缓冲层。所述方法可以包括在所述缓冲层上形成支撑层，以定义暴露所述缓冲层的开口。所述方法可以包括将所述可去除层、所述缓冲层和所述支撑层图案化，以形成暴露所述下部结构的多个孔。所述方法可以包括分别在所述多个孔中形成多个下电极。所述方法可以包括去除所述可去除层和所述缓冲层。此外，所述方法可以包括在所述多个下电极的表面上顺序地形成电介质膜和上电极。