[发明专利]一种存储器件的制造方法及其电容器

权利要求书

1.一种存储器件的制造方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括铁电存储单元区，所述铁电存储单元区具有源区、漏区、栅极区、隔离区以及各个功能区上方的电极及互连金属线；

形成第一互连结构，所述第一互连结构包括电容器导电柱、位线导电柱以及导电柱之间的第一介质层；

形成第一位线导电插塞，所述第一位线导电插塞包括与所述位线导电柱电连接的金属导电柱以及金属导电柱之间的第二介质层；

依次形成第三介质层和硬掩模层；

通过光刻和刻蚀工艺使硬掩模层图案化，并以图案化后的硬掩模层作为掩模进行刻蚀，在第二介质层和第三介质层中形成深孔，然后去除硬掩模层，所述深孔的底部暴露出所述电容器导电柱；

形成第一电极层；

形成高K铁电氧化物层和第二电极层；

形成金属互连及板线和位线，

其中所述方法还包括：在形成深孔并去除硬掩模层之后，对深孔顶部进行扩孔，形成扩孔结构，所述扩孔结构处于深孔的顶部且截面面积大于深孔的截面面积，

其中形成第一电极层包括：沉积第一电极层；去除第三介质层顶面、扩孔结构侧壁和底部的第一电极层，仅保留扩孔结构下方的深孔底部和侧面的第一电极层；形成高K铁电氧化物层和第二电极层，使所述第二电极层完全填充深孔和扩孔；通过化学机械研磨的方式去除第三介质层顶面的高K铁电氧化物层和第二电极层。

2.如权利要求1所述的存储器件的制造方法，其特征在于，还包括：在形成高K铁电氧化物层和第二电极层之后，沉积钨金属，然后通过化学器械研磨去除第三介质层顶面的钨金属、高K铁电氧化物层和第二电极层，仅保留深孔中的钨金属、高K铁电氧化物层和第二电极层。

3.如权利要求1所述的存储器件的制造方法，其特征在于，形成金属互连及板线和位线包括：在第三介质层的顶面形成第四介质层；在第四介质层上钻孔并形成导电结构，所述导电结构分别与第二电极层和第一位线导电插塞电连接；在所述导电结构上方形成板线，所述板线与第二电极层电连接；在板线上方形成位线及外接焊盘，所述位线与第一位线导电插塞电连接。

4.如权利要求1所述的存储器件的制造方法，其特征在于，第二介质层和第三介质层单独或它们的组合由至少两种不同的绝缘材料层叠形成，

所述方法还包括在形成深孔并去除硬掩模层之后，通过湿法刻蚀对深孔的侧壁进行处理，所述湿法刻蚀对至少两种不同的绝缘材料的刻蚀速率不同，从而在深孔侧壁上形成一个或多个凸起。

5.一种存储器件的电容器，包括：

半导体衬底，所述半导体衬底包括铁电存储单元区，所述铁电存储单元区具有源区、漏区、栅极区、隔离区以及各个功能区上方的电极及互连金属线，

设置在半导体衬底上方的第一互连结构，所述第一互连结构包括电容器导电柱、位线导电柱以及导电柱之间的第一介质层；

第一位线导电插塞，所述第一位线导电插塞包括与所述位线导电柱电连接的金属导电柱以及金属导电柱之间的第二介质层；

层叠在第二介质层上的第三介质层；

形成在第二介质层和第三介质层中的深孔，所述深孔暴露出所述电容器导电柱；

依次沉积在深孔的侧壁和底部的第一电极层、高K铁电氧化物层和第二电极层；

板线和位线，所述板线通过金属互连连接到所述第二电极层，所述位线通过金属互连连接到第一位线导电插塞，

还包括通过对深孔顶部进行刻蚀形成的扩孔结构，所述扩孔结构处于深孔的顶部且截面面积大于深孔结构的截面面积，所述第一电极层仅设置在扩孔结构下方的深孔底部和侧面，所述高K铁电氧化物层和第二电极层形成在深孔和扩孔结构的侧壁和底部。

6.如权利要求5所述的存储器件的电容器，其特征在于，所述第二介质层和第三介质层单独或它们的组合由至少两种不同的绝缘材料层叠形成，所述深孔的侧壁具有一个或多个凸起。