深沟槽电容及其制作方法技术

本申请实施例提供一种深沟槽电容及其制作方法。深沟槽电容包括基底、深沟槽电容结构层、第一导电插塞和第二导电插塞，以及分别贯穿沟槽外围的深沟槽电容结构层的各层的第一通孔和第二通孔，第一导电插塞设置在第一通孔，第一导电插塞与第一通孔侧壁的各层第一导体层分别电连接，并与第一通孔侧壁的各层第二导体层绝缘，第二导电插塞设置在第二通孔，第二导电插塞与第二通孔侧壁的各层第二导体层分别电连接，并与第二通孔侧壁的各层第一导体层绝缘，以通过设置的第一导电插塞将所有第一导体层引出，通过第二导电插塞将所有第二导体层引出，避免各导体层通过不同的电连接线引出而占用深沟槽电容的空间，进而提高深沟槽电容的面积利用率。的面积利用率。的面积利用率。

【技术实现步骤摘要】
深沟槽电容及其制作方法


[0001]本申请涉及半导体制造
，特别是涉及一种深沟槽电容及其制作方法。

技术介绍

[0002]随着半导体技术的不断发展，半导体器件在越来越多的领域得到了广泛应用。半导体器件中设置的平面平板电容结构已经不能满足供电需求。
[0003]目前，通过在半导体器件中设置深沟槽电容(Deep Trench Capacitor，DTC)结构以提高电容密度。在深沟槽电容结构中增设极板层，进一步提高电容密度。由于深沟槽电容中的各极板层是分别通过不同的极板电连接线引出到深沟槽电容结构的裸露面，造成极板电连接线占用深沟槽电容结构的大量面积，且深沟槽电容结构中设置的极板层的数量也受到了限制。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供的深沟槽电容及其制作方法，旨在解决现有的深沟槽电容面积利用率比较低的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种深沟槽电容，包括：
[0006]基底，基底的第一表面上开设有至少一个沟槽；
[0007]深沟槽电容结构层，包括依次随形堆叠在沟槽表面和沟槽外围的基底第一表面上的第一导体层和第二导体层，以及位于第一导体层和第二导体层之间并绝缘第一导体层和第二导体层的绝缘层；
[0008]第一通孔和第二通孔，第一通孔和第二通孔分别贯穿沟槽外围的深沟槽电容结构层的各层；
[0009]第一导电插塞，设置在第一通孔中，其中，第一导电插塞与第一通孔侧壁的各层第一导体层分别电连接，并与第一通孔侧壁的各层第二导体层绝缘；
[0010]第二导电插塞，设置在第二通孔中，其中，第二导电插塞与第二通孔侧壁的各层第二导体层分别电连接，并与第二通孔侧壁的各层第一导体层绝缘。
[0011]其中，第一导电插塞通过n层第一绝缘层分别与第一通孔侧壁的各层第二导体层绝缘；和/或，第二导电插塞通过m层第二绝缘层分别与第二通孔侧壁的各层第一导体层绝缘，其中，n≥1，m≥1，且n、m为整数。
[0012]其中，在垂直于第一表面方向上n层第一绝缘层间隔排布于第一通孔内侧壁和/或外侧壁上且第i层第一绝缘层厚度至少大于第i层第二导体层的厚度，在平行于第一表面方向上第i层第一绝缘层从第一通孔侧壁朝向和/或背离第一通孔中轴线方向具有第一预定宽度；和/或，在垂直于第一表面方向上m层第二绝缘层排布于第二通孔内侧壁和/或外侧壁上且第k层第二绝缘层厚度至少大于第k层第一导体层的厚度，在平行于第一表面方向上第k层第二绝缘层从第二通孔侧壁朝向和/或背离第二通孔中轴线方向具有第二预定宽度；
[0013]其中，1≤i≤n，1≤k≤m，且i、k为整数。
[0014]其中，还包括保护层，保护层设置于深沟槽电容结构层远离基底的一侧，保护层至少覆盖第一导电插塞和第二导电插塞。
[0015]为解决上述技术问题，本申请采用的二个技术方案是：提供一种深沟槽电容的制作方法，包括：
[0016]在基底的第一表面上开设至少一个沟槽；
[0017]在沟槽外围的基底第一表面和沟槽表面依次随形堆叠第一导体层和第二导体层、以及在第一导体层和第二导体层之间形成绝缘第一导体层和第二导体层的绝缘层以形成深沟槽电容结构层；
[0018]开设第一通孔和第二通孔，第一通孔和第二通孔分别贯穿沟槽外围的深沟槽电容结构层的各层；
[0019]在第一通孔和第二通孔中分别填充导电材质形成第一导电插塞和第二导电插塞，其中，第一导电插塞与第一通孔侧壁的各层第一导体层分别电连接，并与第一通孔侧壁的各层第二导体层绝缘；第二导电插塞与第二通孔侧壁的各层第二导体层分别电连接，并与第二通孔侧壁的各层第一导体层绝缘。
[0020]其中，还包括：形成n层第一绝缘层和/或m层第二绝缘层，第一导电插塞通过n层第一绝缘层分别与第一通孔侧壁的各层第二导体层绝缘；和/或，第二导电插塞通过m层第二绝缘层分别与第二通孔侧壁的各层第一导体层绝缘，其中，n≥1，m≥1，且n、m为整数。
[0021]其中，在第一通孔侧壁形成n层第一凹陷部并在n层第一凹陷部填满第一介质层以在n层第一凹陷部形成n层第一绝缘层；和/或，在第二通孔侧壁形成m层第二凹陷部并在m层第二凹陷部填满第二介质层以在m层第二凹陷部形成m层第二绝缘层。
[0022]其中，在垂直于第一表面方向上n层第一凹陷部间隔排布于第一通孔外侧壁上且第i层第一凹陷部厚度至少大于第i层第二导体层的厚度，在平行于第一表面方向上第i层第一凹陷部从第一通孔侧壁背离第一通孔中轴线方向具有第一预定宽度；和/或，
[0023]在垂直于第一表面方向上m层第二凹陷部间隔排布于第二通孔外侧壁上且第k层第二凹陷部厚度至少大于第k层第一导体层的厚度，在平行于第一表面方向上第k层第二凹陷部从第二通孔侧壁背离第二通孔中轴线方向具有第二预定宽度；
[0024]其中，1≤i≤n，1≤k≤m，且i、k为整数。
[0025]其中，形成n层第一凹陷部和/或m层第二凹陷部的步骤包括，
[0026]采用湿法刻蚀在第一通孔侧壁形成第一凹陷部；和/或，采用湿法刻蚀在第二通孔侧壁形成第二凹陷部；
[0027]其中，湿法刻蚀对第一导体层、第二导体层、绝缘层具有不同的刻蚀选择比。
[0028]其中，在第一通孔侧壁形成n层第一凹陷部，在n层第一凹陷部填满第一介质层；
[0029]在深沟槽电容结构层远离基板的一侧表面覆盖第一掩膜层以第一掩膜层为掩膜开设第二通孔；
[0030]在第二通孔侧壁形成m层第二凹陷部，在m层第二凹陷部部填满第二介质层；
[0031]在第二介质层和/或第一介质层表面覆盖第二掩膜层，第二掩膜层具有与第一通孔和第二通孔对应的开口；
[0032]以第二掩膜层为掩膜去除第一凹陷部以外的第一通孔侧壁的第二介质层和/或第
一介质层以及去除第二凹陷部以外的第二通孔侧壁的第二介质层和/或第一介质层。
[0033]其中，形成n层第一绝缘层的步骤包括，
[0034]步骤21：在第一通孔填充第i层第一牺牲层，第i层第一牺牲层远离第一通孔底部的一侧位于第i层第二导体层和第i层第一导体层之间的绝缘层的上表面和下表面之间；
[0035]步骤22：在第i层第一牺牲层表面覆盖第i层第一介质层，第i层第一介质层远离第i层第一牺牲层的一侧位于第i层第二导体层和第i+1层第一导体层之间的绝缘层的上表面和下表面之间；
[0036]步骤23：图案化去除部分第i层第一介质层形成第i层第一绝缘层；
[0037]步骤24：去除第一牺牲层；
[0038]其中，1≤i≤n，且i为整数。
[0039]其中，m层第二绝缘层的步骤包括，
[0040]步骤31：在第二通孔填充第k层第二介质层，第k层第二介质层远离第二通孔底部的一侧位于第k层第一导体层与第k层第二导体层之间的绝缘层的上表面和下表面之间；
[0041]步骤32：图案化去除部分第k层第二介质层形成第k本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深沟槽电容，其特征在于，包括：基底，所述基底的第一表面上开设有至少一个沟槽；深沟槽电容结构层，包括依次随形堆叠在所述沟槽表面和所述沟槽外围的所述基底第一表面上的第一导体层和第二导体层，以及位于所述第一导体层和所述第二导体层之间并绝缘所述第一导体层和所述第二导体层的绝缘层；第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔分别贯穿所述沟槽外围的所述深沟槽电容结构层的各层；第一导电插塞，设置在所述第一通孔中，其中，所述第一导电插塞与所述第一通孔侧壁的各层所述第一导体层分别电连接，并与所述第一通孔侧壁的各层所述第二导体层绝缘；第二导电插塞，设置在所述第二通孔中，其中，所述第二导电插塞与所述第二通孔侧壁的各层所述第二导体层分别电连接，并与所述第二通孔侧壁的各层所述第一导体层绝缘。2.根据权利要求1所述的深沟槽电容，其特征在于，所述第一导电插塞通过n层第一绝缘层分别与所述第一通孔侧壁的各层所述第二导体层绝缘；和/或，所述第二导电插塞通过m层第二绝缘层分别与所述第二通孔侧壁的各层所述第一导体层绝缘，其中，n≥1，m≥1，且n、m为整数。3.根据权利要求2所述的深沟槽电容，其特征在于，在垂直于所述第一表面方向上所述n层第一绝缘层间隔排布于所述第一通孔内侧壁和/或外侧壁上且第i层第一绝缘层厚度至少大于第i层所述第二导体层的厚度，在平行于所述第一表面方向上所述第i层第一绝缘层从所述第一通孔侧壁朝向和/或背离所述第一通孔中轴线方向具有第一预定宽度；和/或，在垂直于所述第一表面方向上所述m层第二绝缘层排布于所述第二通孔内侧壁和/或外侧壁上且第k层第二绝缘层厚度至少大于第k层所述第一导体层的厚度，在平行于所述第一表面方向上所述第k层第二绝缘层从所述第二通孔侧壁朝向和/或背离所述第二通孔中轴线方向具有第二预定宽度；其中，1≤i≤n，1≤k≤m，且i、k为整数。4.根据权利要求1所述的深沟槽电容，其特征在于，还包括保护层，所述保护层设置于所述深沟槽电容结构层远离所述基底的一侧，所述保护层至少覆盖所述第一导电插塞和所述第二导电插塞。5.一种深沟槽电容的制作方法，其特征在于，包括：在基底的第一表面上开设至少一个沟槽；在所述沟槽外围的所述基底第一表面和所述沟槽表面依次随形堆叠第一导体层和第二导体层、以及在所述第一导体层和所述第二导体层之间形成绝缘所述第一导体层和所述第二导体层的绝缘层以形成深沟槽电容结构层；开设第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔分别贯穿所述沟槽外围的所述深沟槽电容结构层的各层；在所述第一通孔和所述第二通孔中分别填充导电材质形成第一导电插塞和第二导电插塞，其中，所述第一导电插塞与所述第一通孔侧壁的各层所述第一导体层分别电连接，并与所述第一通孔侧壁的各层所述第二导体层绝缘；所述第二导电插塞与所述第二通孔侧壁的各层所述第二导体层分别电连接，并与所述第二通孔侧壁的各层所述第一导体层绝缘。6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，还包括：形成n层第一绝缘层和/或m层
第二绝缘层，所述第一导电插塞通过所述n层第一绝缘层分别与所述第一通孔侧壁的各层所述第二导体层绝缘；和/或，所述第二导电插塞通过所述m层第二绝缘层分别与所述第二通孔侧壁的各层所述第一导体层绝缘，其中，n≥1，m≥1，且n、m为整数。7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在所述第一通孔侧壁形成n层...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵常宝，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：