[發明專利]包含金屬?絕緣層?金屬電容器的半導體結構的形成方法

有效

• 申請號: 201410082124.9
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN104051231B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: M·利埃博;R·普菲茨納
• 申請（專利權）人: 格羅方德半導體公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司11314
• 代理人: 程偉,王錦陽

1.一種形成半導體結構的方法，包括：

形成第一電性絕緣材料層在半導體結構上；

形成凹口在該第一電性絕緣材料層中；

沉積電容層堆棧在該第一電性絕緣材料層上，該電容層堆棧包含一層或多層底部電極層、介電層、以及頂部電極層，其中，該電容層堆棧的第一部分是設置在該凹口中，且該電容層堆棧的第二部分是設置在該第一電性絕緣材料層鄰近該凹口的部分上；

實行化學機械研磨制程，該化學機械研磨制程移除該電容層堆棧的該第二部分，其中，該電容層堆棧的該第一部分的至少相當部分未被移除；以及

在該化學機械研磨制程之后，從該電容層堆棧的該第一部分形成電容器，該電容器包含電容區域以及鄰接該電容區域的底部電極接觸區域，形成該電容器包含移除該頂部電極層在該底部電極接觸區域中的一部分以及該介電層在該底部電極接觸區域中的一部分，使得該一層或多層底部電極層中的一者曝露在該底部電極接觸區域中，其中，該頂部電極層以及該介電層在該電容區域中的部分未被移除。

2.如權利要求1所述的方法，其中，一層的該底部電極層或多于一層的該底部電極層中的至少一者包含金屬以及金屬化合物中的至少一者，且該頂部電極層包含金屬以及金屬化合物中的至少一者。

3.如權利要求1所述的方法，其中，形成該電容器包含：

形成覆蓋該電容區域以及該第一電性絕緣材料層鄰接該凹口的至少該部分的掩膜，其中，該掩膜未覆蓋該底部電極接觸區域；以及

實行蝕刻制程，該蝕刻制程移除該頂部電極層在該底部電極接觸區域中的該部分以及該介電層在該底部電極接觸區域中的該部分。

4.如權利要求1所述的方法，還包含形成第二電性絕緣材料層在該半導體結構上，該第二電性絕緣材料層覆蓋該電容器。

5.如權利要求4所述的方法，還包含形成底部電極接觸通孔和頂部電極接觸通孔在該第二電性絕緣材料層中，該底部電極接觸通孔設置在該底部電極接觸區域上，該頂部電極接觸通孔設置在該電容區域上。

6.如權利要求5所述的方法，還包含在形成該底部電極接觸通孔和該頂部電極接觸通孔之前，平坦化該第二電性絕緣材料層。

7.如權利要求6所述的方法，其中，該平坦化包含實行化學機械研磨制程。

8.如權利要求6所述的方法，其中，該平坦化包含實行旋涂制程以沉積濕式填隙材料在該第一電性絕緣材料層上。

9.如權利要求5所述的方法，還包含以導電材料填充該頂部電極接觸通孔和該底部電極接觸通孔。

10.如權利要求9所述的方法，其中，該半導體結構包括含有金屬的導電特征。

11.如權利要求10所述的方法，還包含形成金屬接觸通孔在該第一電性絕緣材料層和該第二電性絕緣材料層中，該金屬接觸通孔位在該導電特征上。

12.如權利要求10所述的方法，其中，在該第一電性絕緣材料層中的該凹口是形成在該導電特征上。

13.如權利要求12所述的方法，其中，該導電特征包含導電線。

14.如權利要求1所述的方法，其中，多于一層的該底部電極層包括含有鋁的第一底部電極層和含有氮化鈦的第二底部電極層。

15.如權利要求14所述的方法，其中，該介電層包含五氧化二鉭。

16.如權利要求15所述的方法，其中，該頂部電極層包含氮化鈦。

17.如權利要求1所述的方法，其中，該電容層堆棧的厚度和該凹口的深度相等。

18.如權利要求1所述的方法，其中，形成該凹口包含形成在該第一電性絕緣材料層上的掩膜，并實行蝕刻制程，以部分地移除該電性絕緣材料層未被該掩膜覆蓋的部分。

19.一種形成半導體結構的方法，包括：

形成電性絕緣材料層在半導體結構上，該半導體結構包含含有金屬的導電線；

形成凹口在該電性絕緣材料層中；

沉積電容層堆棧在該電性絕緣材料層上，該電容層堆棧包含含有金屬和金屬化合物中的至少一者的一層或多層底部電極層、介電層、以及含有金屬和金屬化合物中的至少一者的頂部電極層，其中，該電容層堆棧具有對應于該凹口的深度的厚度；

實行化學機械研磨制程，該化學機械研磨制程移除該電容層堆棧的第一部分，該第一部分在該電性絕緣材料層鄰接該凹口的一部分上，其中，該電容層堆棧在該凹口中的第二部分的至少相當部分未被移除；以及

在該化學機械研磨制程之后，實行光刻制程，該光刻制程圖案化該電容層堆棧的該第二部分，從該電容層堆棧的該第二部分形成電容器，該電容器包含電容區域以及鄰接該電容區域的底部電極接觸區域，該電容層堆棧的該第二部分的該圖案化包含移除該頂部電極層在該底部電極接觸區域中的一部分以及該介電層在該底部電極接觸區域中的一部分，使得該一層或多層底部電極層中的一者曝露在該底部電極接觸區域中，其中，該頂部電極層以及該介電層在該電容區域中的部分未被移除。