[發(fā)明專利]弛豫鐵電電容器及其制造方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011477095.8
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN113451261A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S-C·常;C-C·林;N·哈拉蒂普;T·戈薩維;I-C·鄧;S·H·宋;I·揚;J·卡瓦列羅斯;U·阿維奇;A·V·佩努馬季哈
• 申請（專利權(quán)）人: 英特爾公司
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522;H01L49/02
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 劉瑜

電容器器件包括：具有第一金屬合金或金屬氧化物的第一電極；與第一電極相鄰的弛豫鐵電層，其中鐵電層包括鉛、鋇、錳、鋯、鈦、鐵、鉍、鍶、釹、鉀或鈮中的兩種或更多種、以及氧；以及與弛豫鐵電層耦合的第二電極，其中第二電極包括第二金屬合金或第二金屬氧化物。

背景技術(shù)

通常，鐵電材料在現(xiàn)代電子工業(yè)中具有各種應(yīng)用。鐵電材料的一些應(yīng)用的示例包括在電容器和晶體管中的使用。集成電路中的電容器可以用于創(chuàng)建存儲器件或用于電路去耦。在這些應(yīng)用中，鐵電材料可以用于增加電容或用于減小泄漏電流密度。因此，存在對通過利用實現(xiàn)更高的介電強(qiáng)度同時使泄漏電流最小化的材料來改善電容的持續(xù)需要。

附圖說明

在附圖中，通過示例性方式而非限制性方式示出本文所述的材料。為了說明的簡單和清楚，附圖中所示的元件不一定按比例繪制。例如，為了清楚，一些元件的尺寸可能相對于其他元件被放大。而且，為了討論的清楚，可以以他們的簡化“理想”形式和幾何形狀來表示各種物理特征，但是盡管如此，應(yīng)當(dāng)理解，實際的實施方式可以僅近似于所示的理想形式。例如，可以不考慮通過納米制造技術(shù)形成的結(jié)構(gòu)的有限的粗糙度、拐角圓化、和不完美的有角度的相交特性而繪制光滑的表面和直角相交。此外，在認(rèn)為適當(dāng)?shù)那闆r下，在附圖中已經(jīng)重復(fù)了附圖標(biāo)記以指示對應(yīng)或類似的元件。

圖1A示出了根據(jù)本公開的實施例的包括弛豫鐵電層的電容器的截面圖。

圖1B示出了根據(jù)本公開的實施例的包括弛豫鐵電層以及包括三層不同的材料的電極的電容器的截面圖。

圖1C示出了根據(jù)本公開的實施例的包括第一弛豫鐵電層和第二鐵電層的電容器的截面圖。

圖1D示出了根據(jù)本公開的實施例的包括具有雙層堆疊體的多層堆疊體的電容器的截面圖，其中該雙層堆疊體包括第一弛豫鐵電層和被第二弛豫鐵電層覆蓋的鐵電層。

圖1E示出了根據(jù)本公開的實施例的包括具有多個雙層堆疊體的多層堆疊體的電容器的截面圖，其中雙層堆疊體中的每個包括第一弛豫鐵電層和鐵電層，并且其中多個雙層堆疊體被第二弛豫鐵電層覆蓋。

圖2A示出了弛豫鐵電材料和非弛豫鐵電材料的電極化與電壓特性相比的曲線圖。

圖2B示出了連接到一對電壓端子的MIM電容器測試結(jié)構(gòu)。

圖3示出了根據(jù)本公開的實施例的包括弛豫鐵電層和鐵電層的溝槽電容器的截面圖。

圖4A示出了根據(jù)本公開的實施例的一對溝槽電容器的截面圖，其中每個電容器包括弛豫鐵電層和與弛豫鐵電層相鄰的鐵電層。

圖4B示出了沿圖4A中的線A-A’的溝槽電容器402和404的平面圖。

圖4C示出了根據(jù)本公開的實施例的一對溝槽電容器的截面圖，其中每個電容器包括弛豫鐵電層和與弛豫鐵電層相鄰的鐵電層。

圖5示出了用于制造電容器的方法的流程圖。

圖6A示出了形成在襯底上方的第一導(dǎo)電互連層。

圖6B示出了根據(jù)本公開的實施例的在第一導(dǎo)電互連層上形成虛設(shè)結(jié)構(gòu)之后的圖6A的結(jié)構(gòu)。

圖6C示出了在第一導(dǎo)電互連層上并且與虛設(shè)結(jié)構(gòu)相鄰地形成第二導(dǎo)電互連層之后的圖6B的結(jié)構(gòu)。

圖6D示出了在去除虛設(shè)結(jié)構(gòu)以在第二導(dǎo)電互連層中形成第一開口和第二開口之后的圖6C的結(jié)構(gòu)。

圖6E示出了根據(jù)本公開的實施例的在第一開口中形成第一溝槽電容器并且在第二開口中形成第二溝槽電容器之后的圖6D的結(jié)構(gòu)。

圖6F示出了在第二導(dǎo)電互連層上并且在第一和第二溝槽電容器上形成電介質(zhì)層之后的圖6E的結(jié)構(gòu)，隨后在電介質(zhì)材料中形成多個開口。

圖6G示出了在電介質(zhì)材料中的多個開口中的每個中形成過孔電極之后的圖6F的結(jié)構(gòu)。