[發明專利]用于提高電容器容量和兼容性的方法和裝置

有效

• 申請號: 201110208233.7
• 申請日: 2011-07-22
• 公開（公告）號: CN102456750A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 涂國基
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L29/92
• 分類號: H01L29/92;H01L29/06;H01L21/762;H01L21/3205
• 代理公司: 北京德恒律師事務所 11306
• 代理人: 陸鑫;高雪琴

技術領域

本發明總的來說涉及半導體器件的制造，更具體地，涉及金屬-絕緣體-金屬(MIM)結構、制造該結構的方法以及結合有該結構的半導體器件。

背景技術

電容器是用于許多數據處理和數據存儲應用的重要部件。通常，電容器在電介質或其他絕緣層的相對側上包括兩個導電電極，并且它們可以基于所采用的形成電極的材料來進行分類。例如，在金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器中，電極基本上為金屬。MIM電容器提供了在施加給其的相對較寬范圍的電壓上具有相對恒定的電容值的優點。MIM電容器還顯示出相對較小的寄生電阻。

通常，期望使MIM電容器的電容值最大。在這點上，用于單個電容器的電容值通常隨著電容器電極表面積的增加而增加。然而，當在單個半導體襯底上將多個MIM電容器用于多重應用時，難以同時使電容最大且以兼容方式制造電容器。例如，MIM電容器可以被用于動態隨機存取存儲器(DRAM)應用中的數據保持以及混合信號和微處理器應用中的退耦。在這種情況下，芯片設計者努力打破每個應用中的電容最大化與要求同時制造電容器的處理步驟數的最小化之間的平衡。盡管多應用MIM電容器設計通常已經令人滿意，但它們不能在所有方面都令人滿意。

發明內容

根據本發明的一個一般形式，半導體器件包括半導體襯底、設置在半導體襯底中的隔離結構、設置在隔離結構上方的導電層、設置在隔離結構上方的電容器，該電容器包括頂部電極、底部電極以及設置在頂部電極和底部電極之間的電介質，半導體器件還包括使導電層和底部電極電連接的第一接觸件，底部電極在至少兩個面上基本上與第一接觸件結合。

根據本發明的另一一般形式，半導體器件包括具有第一區域和第二區域的半導體襯底、形成在第一區域中的隔離結構、設置在隔離結構上方的偽柵電極、在第一區域中在隔離結構上方形成的第一金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器(第一MIM電容器包括第一頂部電極、第一底部電極和設置在它們之間的第一電介質)、將偽柵電極與第一底部電極電連接的第一接觸件以及形成在第二區域上方的第二MIM電容器，其中第一底部電極在至少兩個面上與第一接觸件結合，第二MIM電容器包括第二頂部電極、第二底部電極以及設置在它們之間的第二電介質，第二MIM電容器在結構上與第一MIM電容器等效。

根據本發明的又一個一般形式，提供了一種制造半導體器件的方法，半導體器件包括半導體襯底，半導體襯底包括第一區域和第二區域，第一區域包括隔離結構和設置在隔離結構上方的偽柵電極，第二區域包括摻雜區域和柵電極，該方法包括：在偽柵電極和摻雜區域上形成硅化物層；在第一區域的偽柵電極的上方以及第二區域的柵電極和摻雜區域的上方形成第一層間電介質(ILD)層；在第一ILD層內形成第一和第二接觸件，第一和第二接觸件分別與偽柵電極和摻雜部件上的硅化物層結合；在第一ILD層的上方形成蝕刻停止層；在第一ILD的上方形成第二ILD層；通過第二ILD層延伸第一接觸件；在第二ILD層中形成第一溝槽以在至少兩面上露出第一接觸件，其中，形成第一溝槽包括去除第二ILD層的一部分和蝕刻停止層的一部分；在第二ILD層中形成第二溝槽，以露出第二接觸件的頂部部分，其中，形成第二溝槽包括去除第二ILD層的一部分和蝕刻停止層的一部分；沉積第一金屬層以部分地填充第一和第二溝槽，第一金屬層與第一接觸件的露出面和第二溝槽的露出部分結合；在第一和第二溝槽中的第一金屬層上方沉積電介質材料；以及在第一和第二溝槽中的電介質材料上方沉積第二金屬層。

附圖說明

當讀取附圖時，根據以下詳細描述更好地理解本發明的各個方面。應該強調的是，根據工業的標準實踐，各個部件不按比例繪制。事實上，各個部件的尺寸可以為了討論的清晰而任意增加或減小。

圖1是半導體器件的示意性截面圖。

圖2至圖8是圖1的半導體器件的一部分在制造的各個連續階段期間的示意性截面側視圖。

圖9是示出結合圖2至圖8描述的處理的高級流程圖。

圖10是不同于圖1的半導體器件的半導體器件的示意性截面側視圖。

圖11至圖13是圖10的半導體器件的一部分在制造的各個連續階段期間的示意性截面側視圖。

圖14是示出結合圖11至圖13描述的處理的高級流程圖。

具體實施方式