[发明专利]一种支柱型深沟槽电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种支柱型深沟槽电容器，其特征在于，在电容器衬底结构中心区域形成有多个支柱结构，所述支柱结构之间、支柱结构与衬底侧壁之间形成深沟槽，在所述电容器深沟槽表面和支柱结构上表面上依次设有底电极层、介质层、顶电极层。

2.根据权利要求1所述的支柱型深沟槽电容器，其特征在于，所述电容器衬底支柱结构的横截面从上向下依次增大。

3.根据权利要求1所述的支柱型深沟槽电容器，其特征在于，所述衬底侧壁与部分支柱结构相连。

4.根据权利要求1所述的支柱型深沟槽电容器，其特征在于，所述底电极层为掺杂导电层，所述顶电极层为多晶硅层。

5.根据权利要求1所述的支柱型深沟槽电容器，其特征在于，还设有硅化层、隔离层、绝缘层。

6.根据权利要求5所述的支柱型深沟槽电容器，其特征在于，绝缘层至少包含TEOS,BPSG 和PSG中的一种。

7.根据权利要求6所述的支柱型深沟槽电容器，其特征在于，绝缘层开设有多个填充导电材料的接触通孔，导电材料为钨。

8.根据权利要求5所述的深沟槽电容器，其特征在于，所述硅化层包括位于支柱与深沟槽结构上方的第一硅化层和位于衬底周侧的第二硅化层，所述第一硅化层与所述第二硅化层之间通过隔离层绝缘。

9.根据权利要求8所述的深沟槽电容器，其特征在于，所述隔离层为氮化物。

10.一种制备支柱型深沟槽电容器衬底结构的方法，其特征在于，包括如下步骤：

设置辅助层，从下到上在硅衬底上依次设置硬掩模层、抗反射层、光刻胶层，在光刻胶层形成用于刻蚀深沟槽的第一凹槽；

第一次刻蚀，在抗反射层和硬掩模层形成与上述凹槽相通的第二凹槽；

第二次刻蚀，去除光刻胶层和抗反射层，以硬掩模层形成的第二凹槽为模板，对硅衬底进行刻蚀形成支柱型深沟槽衬底结构。

11.一种权利要求1所述的支柱型深沟槽电容器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在硅基衬底上依次形成硬掩模层、抗反射层和光刻胶层；

S2、在光刻胶层形成多个第一凹槽以裸露抗反射层，通过光刻或其他工艺在抗反射层和硬掩模层形成第二凹槽，第二凹槽使得硅基衬底裸露；

S3、去除光刻胶层和抗反射层，保留硬掩模层，通过刻蚀或其他工艺在硅基衬底上形成支柱型深沟槽；

S4、在深沟槽表面和支柱结构上表面上依次沉积掺杂导电层、介质层和多晶硅层；其中多晶硅层，作为顶电极，填充支柱型深沟槽；掺杂导电层作为底电极；

S5、在多晶硅层和衬底表面沉积氮化硅层形成覆盖的隔离层；

S6、去除多晶硅上表面的隔离层以使多晶硅裸层上表面裸露，保留多晶硅侧边的隔离层；

S7、去除衬底表面的隔离层和介质层，使得底电极层裸露；

S8、在裸露的多晶硅层和底电极层进行硅化处理形成硅化层；

S9、在硅化层表面沉积绝缘层，绝缘层由至少一种下列材料组成：TEOS, BPSG, PSG；

S10、在绝缘层内形成多个接触通孔，位于多晶硅层上方和底电极层上方；

S11、在接触通孔中填充导电材料如金属，对金属层进行化学机械研磨，获得基于硅衬底支柱结构提高电容量的深沟槽电容器。