[發明專利]半導體器件及其形成方法

在審

• 申請號: 202110536115.2
• 申請日: 2021-05-17
• 公開（公告）號: CN115377053A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 王丹;侯永田;彭小毛;王艷霞;甘桃
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522;H01L49/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 徐文欣

1.一種半導體器件，其特征在于，包括：

第一襯底；

位于所述第一襯底上的第一器件；

位于所述第一器件上的第一介質層和第一導電插塞；

位于所述第一介質層和所述第一導電插塞上的第一金屬層；

位于所述第一金屬層表面上的第一介電層；

位于所述第一介電層表面上的第一鐵電絕緣層；

位于所述第一鐵電絕緣層表面上的第二金屬層。

2.如權利要求1所述半導體器件，其特征在于，還包括：第三金屬層，所述第三金屬層位于所述第一介電層與所述第一鐵電絕緣層之間。

3.如權利要求1所述半導體器件，其特征在于，所述第一鐵電絕緣層的厚度與所述第一介電層的厚度和為5納米至30納米。

4.如權利要求1所述半導體器件，其特征在于，所述第一鐵電絕緣層的材料為HfO₂或HfZrO。

5.一種半導體器件，其特征在于，包括：

第二襯底；

位于所述第二襯底上的第二器件；

位于所述第二器件上的第二介質層和第二導電插塞；

位于所述第二介質層和第二導電插塞上的第四金屬層；

位于所述第四金屬層表面上的第二介電層和所述第二鐵電絕緣層，所述第二介電層和所述第二鐵電絕緣層位于所述第四金屬層的同一表面且非相接；

位于所述第二介電層的表面上的第五金屬層；

位于所述第二鐵電絕緣層的表面上的第六金屬層。

6.如權利要求5所述半導體器件，其特征在于，所述第二鐵電絕緣層的材料為HfO₂或HfZrO。

7.如權利要求5所述半導體器件，其特征在于，所述第二鐵電絕緣層的厚度與所述第二介電層的厚度和為5納米至30納米。

8.一種半導體器件的形成方法，其特征在于，包括

提供初始第一金屬層；

在所述初始第一金屬層上形成初始第一介電層；

在所述初始第一介電層上形成初始第一鐵電絕緣層；

在所述初始第一鐵電絕緣層上形成初始第二金屬層；

在所述初始第二金屬層上形成第一圖形化層；

以所述第一圖形化層為掩膜，依次刻蝕所述初始第二金屬層、所述初始第一鐵電絕緣層以及所述初始第一介電層，在所述初始第一金屬層的表面上依次形成第一介電層、第一鐵電絕緣層以及第二金屬層；

在形成所述第一介電層、所述第一鐵電絕緣層以及所述第二金屬層之后，形成第二圖形化層；

以所述第二圖形化層為掩膜，刻蝕所述初始第一金屬層，形成第一金屬層。

9.如權利要求8所述半導體器件的形成方法，其特征在于，在形成所述初始第一鐵電絕緣層之后，在形成所述初始第二金屬層之前，還包括：進行熱處理。

10.如權利要求9所述半導體器件的形成方法，其特征在于，在形成所述初始第二金屬層之后，在形成所述第一圖形化層之前，還包括，在所述初始第二金屬層上形成第一保護層。

11.如權利要求10所述半導體器件的形成方法，其特征在于，在形成所述第一介電層、第一鐵電絕緣層以及第二金屬層之后，在形成第二圖形化層之前，還包括，在所述第一保護層上、第二金屬層的側壁、第一鐵電絕緣層側壁以及第一介電層側壁上形成第二保護層。

12.如權利要求8所述半導體器件的形成方法，其特征在于，在所述初始第一金屬層上形成初始第一介電層之后，在形成所述初始第一鐵電絕緣層之前，還包括：在所述初始第一介電層上形成初始第三金屬層，以所述第一圖形化層為掩膜，依次刻蝕所述初始第二金屬層、所述初始第一鐵電絕緣層、所述初始第三金屬層以及所述初始第一介電層，在所述初始第一金屬層的表面上依次形成第一介電層、第一鐵電絕緣層、第三金屬層以及第二金屬層。