[發明專利]金屬-絕緣體-金屬電容器結構

在審

• 申請號: 201910481900.5
• 申請日: 2019-06-04
• 公開（公告）號: CN110783320A
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 黃致凡;高弘昭;蕭遠洋;蕭琮介;沈香谷;陳蕙祺;陳殿豪;陳燕銘
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L23/64
• 分類號: H01L23/64
• 代理公司: 72003 隆天知識產權代理有限公司
• 代理人: 張福根;付文川

一種金屬?絕緣體?金屬電容器結構包含半導體基板和位于半導體基板上方的底部導電層，底部導電層相對于半導體基板的頂表面具有傾斜側壁。金屬?絕緣體?金屬電容器結構還包括位于底部導電層上方的頂部導電層，頂部導電層相對于半導體基板的頂表面具有垂直側壁。金屬?絕緣體?金屬電容器結構還包括介于底部導電層和頂部導電層之間的絕緣層，絕緣層覆蓋底部導電層的傾斜側壁。

技術領域

本公開實施例涉及半導體裝置及其制造方法，且特別涉及金屬-絕緣體-金屬電容器結構及其制造方法。

背景技術

半導體集成電路(integrated circuit，IC)產業已歷經快速成長。集成電路的材料和設計上的技術進展已經產生了數個世代的集成電路，每一世代皆較前一世代具有更小且更復雜的電路。在集成電路演進的歷程中，當幾何尺寸(亦即使用生產工藝可以產生的最小元件(或線))縮減時，功能密度(亦即單位晶片面積的內連接裝置數量)通常也增加。這種尺寸微縮的工藝通常通過提高生產效率及降低相關成本而提供一些效益。

半導體許多技術上的進步發生在存儲器裝置領域，其中一些關于電容器結構。電容器結構是許多數據處理和數據儲存應用的元件。這種電容器結構包含位于介電質或其他絕緣層兩側上的兩個導電電極，可基于用于形成電極的材料來對它們進行分類。舉例來說，在金屬-絕緣體-金屬(metal-insulator-metal；MIM)電容器中，電極大致上為金屬。金屬-絕緣體-金屬電容器提供的優點是在施加于其上的電壓范圍相對寬時仍具有相對恒定的電容值。金屬-絕緣體-金屬電容器也表現出相對小的寄生電阻。金屬-絕緣體-金屬電容器相容于互補式金屬氧化物半導體場效晶體管(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor；CMOS)工藝。目前的制造方法和結構雖然在許多方面是合適的，但仍難以滿足所需的效能和可靠性標準，例如頻率響應(frequency response)和擊穿電壓曳尾(breakdown voltagetailing)。因此，在此領域需要進一步改良。

發明內容

根據本公開的一實施例，提供一種金屬-絕緣體-金屬電容器結構，包含：半導體基板；底部導電層，位于半導體基板上方，其中底部導電層相對于半導體基板的頂表面具有傾斜側壁；頂部導電層，位于底部導電層上方，其中頂部導電層相對于半導體基板的頂表面具有垂直側壁；以及絕緣層，介于底部導電層和頂部導電層之間，其中絕緣層覆蓋底部導電層的傾斜側壁。

根據本公開的另一實施例，提供一種半導體裝置，包含：底電極，設置于半導體基板之上；介電層，設置于底電極之上；頂電極，設置于介電層之上；以及具有側壁的導孔部件，側壁的中間部分與底電極和介電層直接相接，側壁的中間部分相對于側壁的頂部漸縮。

又根據本公開的另一實施例，提供一種半導體裝置的制造方法，包含：提供半導體基板；形成金屬-絕緣體-金屬電容于半導體基板之上；沉積介電層于金屬-絕緣體-金屬電容之上；形成開口于介電層中，其中開口具有第一側壁與介電層直接相接，第一側壁相對于半導體基板的頂表面形成第一角度；以及向下延伸開口，其中開口具有第二側壁與金屬-絕緣體-金屬直接相接，第二側壁相對于半導體基板的頂表面形成第二角度，第二角度小于第一角度。

附圖說明

通過以下的詳細描述配合所附附圖，可以更加理解本公開實施例的內容。需強調的是，根據產業上的標準慣例，許多部件(feature)并未按照比例繪制。事實上，為了能清楚地討論，各種部件的尺寸可能被任意地增加或減少。

圖1根據一些實施例繪示包含金屬-絕緣層-金屬結構的半導體裝置的剖面側視圖。

圖2根據本公開實施例的一些面向繪示形成金屬-絕緣層-金屬結構的方法流程圖。

圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12根據一些實施例繪示根據圖2方法的工藝期間金屬-絕緣層-金屬結構的剖面側視圖。