[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

本發明提供一種溝槽式電容器件的制備方法，通過位于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,所述第一溝槽貫穿第一介質層且終止于第一金屬互連層；貫穿所述第一介質層且終止于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，位于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。本發明不需要額外的BARC填充和反刻，也不需要對下電極層進行單獨的光刻和刻蝕，具有顯著的意義。

技術領域

本發明涉及半導體無源器件制造領域，更具體地，涉及一種溝槽式電容器件及制備方法。

背景技術

電容是一種用于能量存儲的無源器件，被廣泛應用于耦合、濾波、諧振、積分和補償等半導體電路中。現有技術的溝槽式電容器件光刻層數多于平板式電容，造成了制造工藝成本的上升，圖1為現有技術的溝槽式電容器件的工藝流程，包括電容溝槽光刻、下極板光刻、電容介質層/上極板光刻、電容通孔光刻和互連金屬光刻共5次光刻。而且在下極板光刻之前，需要在電容溝槽內進行底部抗反射層(BARC)的涂布和反刻，即完成平坦化后才能進行下電極層的光刻。

圖2所示為現有技術的溝槽式電容器件完成下電極層光刻后的截面圖，通常采用干法或濕法去膠工藝去除溝槽內填充的BARC和光刻膠，在采用干法工藝的過程中，等離子體容易造成下電極層的等離子體損傷。另外，為增加單位面積的電容，在增加溝槽式電容器件的深度的同時縮小溝槽開口，由此造成溝槽內的BARC和光刻膠的去除困難，極易形成溝槽內BARC殘留和光刻膠殘留，最終影響溝槽式電容器件的可靠性和成品率。

因此需要找到一種光刻層數較少、不需要BARC填充和去除的溝槽式電容器件的制備方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷，本發明第一方面提供一種溝槽式電容器件，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。

優選地，所述開口貫穿所述第二介質層且延伸至所述上電極層內。

優選地，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。

優選地，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。