本公開涉及半導(dǎo)體，涉及但不限于一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(dynamic?random?access?memory，dram)是電子設(shè)備中常用的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其包含多個存儲單元，每個存儲單元包含晶體管和電容器。隨著dram特征尺寸不斷微縮，通常通過增加電容柱的高度來增加電容器的電容，以提升存儲密度。在特征尺寸減小至一定數(shù)值以下時，形成高深寬比的電容柱時，會面臨較多工藝上的挑戰(zhàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本公開實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法。

2、第一方面，本公開實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，包括：

3、提供基底；在所述基底厚度方向上形成由多個初始支撐層和多個初始犧牲層交替的疊層結(jié)構(gòu)；

4、形成呈陣列排布的多個初始下電極；所述多個初始下電極穿過所述疊層結(jié)構(gòu)、且與所述基底接觸；其中，所述疊層結(jié)構(gòu)中頂層的初始頂層支撐層位于所述多個初始下電極之間還位于所述多個初始下電極之上；

5、在所述初始頂層支撐層的上方形成掩膜層，所述掩膜層和所述初始下電極中包含相同的材料；

6、基于所述掩膜層圖形化所述初始頂層支撐層，以在所述初始頂層支撐層中形成多個開口，并沿所述多個開口繼續(xù)刻蝕包含所述初始下電極的疊層結(jié)構(gòu)，以去除所述多個初始犧牲層；剩余的所述初始下電極構(gòu)成下電極，剩余的所述掩膜層形成強(qiáng)化層，剩余的所述初始支撐層構(gòu)成支撐層，所述支撐層中的頂層支撐層位于所述多個下電極之間并突出于所述多個下電極。

7、在一些實(shí)施例中，在基于所述掩膜層圖形化所述初始頂層支撐層的步驟中，所述初始頂層支撐層和所述掩膜層之間的刻蝕選擇比大于或者等于15。

8、在一些實(shí)施例中，形成所述疊層結(jié)構(gòu)，以及形成呈陣列排布的所述多個初始下電極，包括：

9、在所述基底的厚度方向上，交疊沉積形成第一初始支撐層、第一初始犧牲層、第二初始支撐層、第二初始犧牲層、第三初始支撐層、第三初始犧牲層以及第四初始支撐層，以形成所述疊層結(jié)構(gòu)；

10、選擇性刻蝕所述疊層結(jié)構(gòu)，以形成貫穿多個初始支撐層和多個初始犧牲層的多個電容孔，所述多個電容孔呈陣列排布；

11、在所述多個電容孔內(nèi)分別形成所述多個初始下電極；

12、在所述多個所述初始下電極和所述第四初始支撐層的表面上形成第五初始支撐層，其中，所述第五初始支撐層和所述第四初始支撐層共同構(gòu)成所述疊層結(jié)構(gòu)中頂層的初始頂層支撐層。

13、在一些實(shí)施例中，所述第五初始支撐層在所述基底的厚度方向上的尺寸小于或者等于所述第四初始支撐層在所述基底的厚度方向上的尺寸，且所述第五初始支撐層在所述基底的厚度方向上的尺寸小于或者等于50nm。

14、在一些實(shí)施例中，所述掩膜層為多層，在所述初始頂層支撐層上方形成所述掩膜層包括：

15、在所述初始頂層支撐層上依次形成第一初始掩膜層和第二初始掩膜層；所述第一初始掩膜層與所述初始下電極的材料相同，所述第二初始掩膜層與所述初始犧牲層的材料相同；

16、在所述第二初始掩膜層上形成圖案化的光刻膠層，并通過所述圖案化的光刻膠層依次刻蝕所述第二初始掩膜層和所述第一初始掩膜層，以構(gòu)成所述掩膜層。

17、在一些實(shí)施例中，在去除所述初始犧牲層的步驟中，

18、所述第一初始掩膜層和所述第二初始掩膜層之間的刻蝕選擇比大于或者等于20。

19、在一些實(shí)施例中，所述第一初始掩膜層的厚度小于或者等于20nm。

20、在一些實(shí)施例中，沿所述多個開口繼續(xù)刻蝕包含所述初始下電極的疊層結(jié)構(gòu)，以去除所述多個初始犧牲層的步驟中，

21、采用氟化氫銨、氟化銨及水的混合液濕法去除所述多個初始犧牲層。

22、在一些實(shí)施例中，在采用氟化氫銨、氟化銨及水的混合液濕法去除所述多個初始犧牲層的步驟中，還包括

23、采用氨水、雙氧水以及水的混合液。

24、在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法還包括：

25、沿所述多個開口，在所述下電極、所述支撐層，以及所述強(qiáng)化層的表面形成介電層；

26、在所述介電層的表面形成上電極；以及，

27、在所述上電極之間的間隙中填充填充層。

28、第二方面，本公開實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：

29、基底和沿所述基底厚度方向間隔排布的多個支撐層；

30、呈陣列排布的多個下電極，所述多個下電極穿過所述多個支撐層、且與所述基底接觸，其中，所述多個支撐層中的頂層支撐層位于所述多個下電極之間并突出于所述多個下電極；

31、強(qiáng)化層，位于所述頂層支撐層上，所述強(qiáng)化層和所述下電極中包含相同的材料。

32、在一些實(shí)施例中，所述下電極為筒狀電極或者柱狀電極。

33、在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括：

34、介電層，連續(xù)地位于所述多個下電極、所述多個支撐層，以及所述強(qiáng)化層的表面；

35、上電極，連續(xù)地位于所述介電層的表面；以及，

36、填充層，填充于所述上電極之間的間隙。

37、在一些實(shí)施例中，在所述頂層支撐層中，突出于所述下電極的第一部分的厚度小于或者等于位于所述下電極之間的第二部分的厚度，且所述第一部分的厚度小于或者等于50nm。

38、在一些實(shí)施例中，所述強(qiáng)化層的厚度小于或者等于20nm。

39、本公開實(shí)施例提供了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法，本公開實(shí)施例中，掩膜層和下電極中包含相同的材料，不僅可以改善頂層支撐層帶來的碗狀缺陷問題，而且利用頂層支撐層和下電極之間的高刻蝕選擇比，可以在隨著電容尺寸不斷減少，電容密度或高度以及頂層支撐層的厚度不斷增加的情況下，保證頂層支撐層和掩膜層之間的高刻蝕選擇比，從而可以同時實(shí)現(xiàn)支撐層的開口尺寸(即關(guān)鍵尺寸)和犧牲層殘留之間的平衡，提高最終形成的電容結(jié)構(gòu)的可靠性。另外，由于掩膜層和下電極中包含相同的材料，而下電極的材料通常為應(yīng)力較大的金屬材料，因此掩膜層的應(yīng)力也較大，抵抗形變能力較強(qiáng)，如此，掩膜層形成了強(qiáng)化層，增加了支撐層的高度和強(qiáng)度，進(jìn)而提高對電容結(jié)構(gòu)的支撐作用，也即，位于多個下電極之間并突出于多個下電極的頂層支撐層、以及位于頂層支撐層上的強(qiáng)化層可以對下電極產(chǎn)生更好的支撐作用，使得形成的電容結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性增強(qiáng)。此外，掩膜層和下電極中包含相同的材料，還可以避免在基于掩膜層圖形化初始頂層支撐層的過程中，對疊層結(jié)構(gòu)中的下電極造成污染。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在基于所述掩膜層圖形化所述初始頂層支撐層的步驟中，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，形成所述疊層結(jié)構(gòu)，以及形成呈陣列排布的所述多個初始下電極，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述第五初始支撐層在所述基底的厚度方向上的尺寸小于或者等于所述第四初始支撐層在所述基底的厚度方向上的尺寸，且所述第五初始支撐層在所述基底的厚度方向上的尺寸小于或者等于50nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述掩膜層為多層，在所述初始頂層支撐層上方形成所述掩膜層包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，在去除所述初始犧牲層的步驟中，

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述第一初始掩膜層的厚度小于或者等于20nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，沿所述多個開口繼續(xù)刻蝕包含所述初始下電極的疊層結(jié)構(gòu)，以去除所述多個初始犧牲層的步驟中，

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，在采用氟化氫銨、氟化銨及水的混合液濕法去除所述多個初始犧牲層的步驟中，還包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，還包括：

11.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述下電極為筒狀電極或者柱狀電極。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括：

14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述頂層支撐層中，突出于所述下電極的第一部分的厚度小于或者等于位于所述下電極之間的第二部分的厚度，且所述第一部分的厚度小于或者等于50nm。

15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述強(qiáng)化層的厚度小于或者等于20nm。

技術(shù)總結(jié)
本公開實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法，其中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法包括：提供基底；在其厚度方向上形成由多個初始支撐層和多個初始犧牲層交替的疊層結(jié)構(gòu)；形成穿過疊層結(jié)構(gòu)且與基底接觸的多個初始下電極；疊層結(jié)構(gòu)中頂層的初始頂層支撐層位于多個初始下電極之間還位于其之上；在初始頂層支撐層上方形成掩膜層，掩膜層和初始下電極中包含相同的材料；基于掩膜層圖形化初始頂層支撐層，以在初始頂層支撐層中形成多個開口，沿多個開口繼續(xù)刻蝕包含初始下電極的疊層結(jié)構(gòu)，去除多個初始犧牲層；剩余的初始下電極構(gòu)成下電極，剩余的掩膜層形成強(qiáng)化層，剩余的初始支撐層構(gòu)成支撐層，支撐層中的頂層支撐層位于多個下電極之間并突出于多個下電極。

技術(shù)研發(fā)人員：張言旭
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長鑫存儲技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9