[發(fā)明專利]電容器及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010588880.4
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111900149A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔基雄;項金娟;劉金彪;李亭亭
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所;真芯（北京）半導(dǎo)體有限責任公司
• 主分類號: H01L23/64
• 分類號: H01L23/64;H01L49/02
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 佟林松

本申請涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電容器及其制備方法，包括：下電極；HfO₂層，位于所述下電極上；上電極，位于所述HfO₂層上；所述HfO₂層的材質(zhì)選自四方晶相的HfO₂。通過對HfO₂執(zhí)行激光退火處理，使得HfO₂從介電常數(shù)為19?24的單斜晶相(Monoclinic)變成介電常數(shù)為24?57的四方晶相(Tetragonal)，大大提高了介電層的介電常數(shù)，進而提高了電容器的電容值。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電容器及其制備方法。

背景技術(shù)

最近半導(dǎo)體裝置(Device)的電容器(Capacitor)是具有非常高的深寬比(AspectRatio)的柱形(Cylinder)，深寬比(Aspect Ratio)之所以變?nèi)绱烁呤菫榱嗽黾与娙萜?Capacitor)的表面積。電容器(Capacitor)的表面積變大，介電質(zhì)的厚度(Thickness)變小，電容值(Capacity)就會變大，因此電容器結(jié)構(gòu)(Capacitor Structure)的深寬比(Aspect Ratio)已高于40:1，介電質(zhì)的厚度(Thickness)也持續(xù)下降，目前通用的介電質(zhì)的厚度(Thickness)已經(jīng)到了不能再降低的極限。因此,目前正在積極開展研究，以改變目前可使用的介電質(zhì)結(jié)晶結(jié)構(gòu)，提高介電常數(shù)。

半導(dǎo)體器件的電容器(Capacitor)由正極板和高K(High-K)介電質(zhì)組成。隨著半導(dǎo)體裝置(Device)的器件集成度不斷增加，需要介電常數(shù)更高的電容器(Capacitor)介電質(zhì)創(chuàng)造更高的電容值(Capacity)。但是,使用介電常數(shù)較高的高K(High-K)介電質(zhì)會使金屬(Metal)陽電極板及電容器結(jié)構(gòu)(Capacitor Structure)發(fā)生改變,進而產(chǎn)生很大變化,并產(chǎn)生相應(yīng)的費用問題。目前廣泛用作半導(dǎo)體高K(High-K)介電質(zhì)的ZrO₂、HfO₂具有單斜晶相(Monoclinic),立方四方晶相(Cubic)和四方晶相(Tetragonal)三種晶體結(jié)構(gòu)。但是單斜晶相(Monoclinic)的晶體結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)略低，導(dǎo)致電容值(Capacity)不能提高。

發(fā)明內(nèi)容

本申請至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的上述技術(shù)問題。為此，本申請?zhí)岢鲆环N電容器及其制備方法，以提高現(xiàn)有電容器的電容值。

為了實現(xiàn)上述目的，本申請第一方面提供了一種電容器，包括：

下電極；

HfO₂層，位于所述下電極上；

上電極，位于所述HfO₂層上；

所述HfO₂層的材質(zhì)選自四方晶相的HfO₂。

本申請第二方面提供了一種電容器的制備方法，包括以下步驟：

形成下電極；

于所述下電極上形成介電層，所述介電層中包含HfO₂；

對所述介電層進行激光退火處理；

于所述介電層上形成上電極。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認為是對本申請的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1示出了本申請一些實施例的電容器的剖面示意圖；

圖2示出了圖1下電極、HfO₂層、上電極層疊后的局部放大圖；