[發明專利]一種溝槽式電容器件及制備方法

在審

• 申請號: 202011504842.2
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112614833A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 顧學強
• 申請（專利權）人: 上海微阱電子科技有限公司
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06;H01L21/822
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 陶金龍;吳世華

1.一種溝槽式電容器件，其特征在于，包括：

襯底，所述襯底分設有第一電路區和第二電路區；

位于所述襯底表面的隔離介質結構以及位于所述隔離介質結構內的金屬互連層，所述金屬互連層包括第一金屬互連層和第二金屬互連層，所述第一金屬互連層與所述第一電路區電連接，所述第二金屬互連層與所述第二電路區電連接；

位于所述隔離介質結構表面的第一介質層；

位于所述第一金屬互連層上的溝槽電容區，包括若干第一溝槽以及位于所述第一介質層上且填充所述第一溝槽的電容結構,所述第一溝槽貫穿所述第一介質層且終止于所述第一金屬互連層；

貫穿所述第一介質層且終止于所述第二金屬互連層的第二溝槽；

位于所述電容結構上的電極互連層；其中，

所述電容結構具有開口，所述電容結構包括位于所述第一介質層表面且覆蓋所述第一溝槽的底部和側壁的下電極層、位于所述下電極層表面的電容介質層以及位于所述電容介質層表面的上電極層，所述上電極層填充所述第一溝槽，所述下電極層電連接所述第一金屬互連層；位于所述上電極層上的第二介質層，所述開口貫穿所述第二介質層且終止于所述上電極層；所述電極互連層位于所述第二介質層上且填充所述開口和所述第二溝槽，電連接所述上電極層和所述第二金屬互連層。

2.如權利要求1所述的溝槽式電容器件，其特征在于，所述開口貫穿所述第二介質層且延伸至所述上電極層內。

3.如權利要求1所述的溝槽式電容器件，其特征在于，還包括，位于所述第二介質層表面的保護層，所述保護層還延伸覆蓋位于所述第一介質層上的所述電容結構的側壁表面，所述開口貫穿所述保護層，所述電極互連層覆蓋部分所述保護層的表面。

4.如權利要求1所述的溝槽式電容器件，其特征在于，所述第一電路區包括位于第一晶體管，所述第二電路區包括第二晶體管，所述第一金屬互連層通過位于所述隔離介質結構內的第一通孔與所述第一電路區電連接，所述第二金屬互連層通過位于所述隔離介質結構內的第二通孔與所述第二電路區電連接。

5.一種溝槽式電容器件的制備方法，其特征在于，包括：

采用前道制造工藝，在襯底上形成第一電路區和第二電路區，然后采用后道制造工藝，在所述襯底表面形成隔離介質結構以及位于所述隔離介質結構內的金屬互連層，所述金屬互連層包括與第一電路區電連接的第一金屬互連層和與第二電路區電連接的第二金屬互連層；

在所述隔離介質結構表面形成第一介質層；

形成貫穿所述第一介質層的第一溝槽；

在所述第一介質層上和所述第一溝槽的側壁和表面依次沉積下電極層、電容介質層和上電極層，所述上電極層填充所述第一溝槽；

在所述上電極層上沉積第二介質層；

在所述第二介質層上涂布光刻膠，通過光刻工藝定義電容圖形；

以所述電容圖形為掩模，刻蝕所述第二介質層、上電極層、電容介質層和下電極層；

去除所述第二介質層上的光刻膠，在所述第一電路區上形成初始電容結構；

在所述第一介質層和所述初始電容結構上形成保護層；

在所述保護層上涂布光刻膠，通過光刻工藝定義開口圖形和第二溝槽圖形；

以所述開口圖形和第二溝槽圖形為掩模，刻蝕所述保護層和第一介質層，形成具有開口的電容結構和第二溝槽；

去除所述保護層上的光刻膠；

在所述保護層上形成填充所述開口和所述第二溝槽的電極互連層。

6.如權利要求5所述的溝槽式電容器件的制備方法，其特征在于，所述第二介質層的材料包括氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、含氮碳化硅中的一種或多種組合；所述下電極層和上電極層的材料包括金屬化合物和金屬材料，所述金屬化合物包括氮化鈦、氮化鉭中的一種或兩種組合；所述金屬材料包括鋁、鎢、銅中的一種或多種組合；所述電容介質層的材料包括二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化鉿、氧化鋁中的一種或多種組合；所述保護層的材料包括二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅中的一種或多種組合。

7.如權利要求5所述的溝槽式電容器件的制備方法，其特征在于，所述第一介質層和所述第二介質層的之間的厚度比等于刻蝕速率比。