基于栅极材料的电容器和电阻器结构及其形成方法技术

本发明专利技术公开了一种电容器或电阻器结构，其中的至少一者可通过将栅极介电层图案化成栅极电介质并且图案化成第一节点电介质或第一电阻器隔离电介质，并且通过将半导体层图案化成栅极电极并且图案化成电容器或电阻器条带的第二电极而与场效应晶体管的形成同时形成。然后将触点形成到该电容器或电阻器结构。在图案化该电容器或电阻器触点之前，可在该栅极电极上形成侧壁间隔物以减小对该下面电容器或电阻器层的损坏。电阻器层的损坏。电阻器层的损坏。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于栅极材料的电容器和电阻器结构及其形成方法
[0001]相关申请
[0002]本申请要求2020年8月28日提交的美国非临时申请号17/006,228以及2020年8月28日提交的美国非临时申请号17/006,265的优先权权益，这些申请的全部内容以引用方式并入本文。


[0003]本公开整体涉及半导体器件领域，并且具体地讲，涉及基于栅极材料的电容器和电阻器结构及其制造方法。

技术介绍

[0004]无源器件(诸如电容器和电阻器结构)可与晶体管结合使用以提供各种电路。电容器和电阻器结构的制造需要许多处理步骤，这些处理步骤可促进半导体管芯的制造的过程复杂性和总成本。

技术实现思路

[0005]根据本公开的一个方面，提供了一种半导体结构，其包括位于包括衬底半导体层的半导体衬底上的电容器结构。该电容器结构包括：第一电极，该第一电极包括该衬底半导体层的第一衬底半导体部分；第一节点电介质，该第一节点电介质位于该衬底半导体层的该第一衬底半导体部分的顶表面上；第二电极，该第二电极包括第一半导体板并且位于该第一节点电介质的顶表面上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体结构，所述半导体结构包括位于包括衬底半导体层的半导体衬底上的电容器结构，其中所述电容器结构包括：第一电极，所述第一电极包括所述衬底半导体层的第一衬底半导体部分；第一节点电介质，所述第一节点电介质位于所述衬底半导体层的所述第一衬底半导体部分的顶表面上；第二电极，所述第二电极包括位于所述第一节点电介质的顶表面上的第一半导体板；第二节点电介质，所述第二节点电介质位于所述第一半导体板的顶表面上；第三电极，所述第三电极包括主半导体板和主金属板的堆叠；壕沟沟槽，所述壕沟沟槽横向围绕所述第三电极；外围堆叠，所述外围堆叠横向围绕所述第三电极，其中所述外围堆叠包括外围半导体板和外围金属板，并且其中所述外围半导体板接触所述第二节点电介质的顶表面的外围部分，包括与所述主半导体板相同的材料，并且与所述主半导体板横向间隔开；和至少一个接触级介电层，所述至少一个接触级介电层在所述第三电极和所述外围堆叠上方横向延伸。2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中所述至少一个接触级介电层包括向下突出部分，所述向下突出部分填充所述壕沟沟槽并且接触暴露在所述壕沟沟槽中的所述第二节点电介质。3.根据权利要求2所述的半导体结构，其中所述至少一个接触级介电层的所述向下突出部分通过所述第二节点电介质与所述第二电极竖直间隔开。4.根据权利要求2所述的半导体结构，其中所述外围堆叠的每个外侧壁与所述第二电极的相应侧壁竖直重合。5.根据权利要求4所述的半导体结构，还包括介电电容器间隔物，所述介电电容器间隔物横向围绕并接触所述第二电极和所述外围堆叠，并且接触所述第一节点电介质的所述顶表面的外围部分。6.根据权利要求5所述的半导体结构，其中所述第一节点电介质的侧壁的顶部边缘与所述介电电容器间隔物的外侧壁的底部周边重合。7.根据权利要求1所述的半导体结构，其中：所述外围金属板包括与所述主金属板相同的金属材料；并且所述外围堆叠包括接触所述外围金属板的顶表面的外围介电帽盖。8.根据权利要求1所述的半导体结构，还包括横向围绕所述第一衬底半导体部分的浅沟槽隔离结构，其中所述第一节点电介质的整个底部周边与所述衬底半导体部分的所述顶表面接触，并且从横向围绕所述第一衬底半导体部分的所述浅沟槽隔离结构的一部分的内周边向内横向偏移。9.根据权利要求1所述的半导体结构，还包括横向围绕所述第一衬底半导体部分的浅沟槽隔离结构，其中所述第二节点电介质的一部分和所述外围堆叠的一部分上覆并接触所述浅沟槽隔离结构的顶表面。10.根据权利要求1所述的半导体结构，还包括场效应晶体管，所述场效应晶体管位于所述衬底半导体层的第二衬底半导体部分上并且包括栅极电介质，所述栅极电介质包括与所述第一节点电介质相同的材料并且具有与所述第一节点电介质相同的厚度。
11.根据权利要求10所述的半导体结构，其中所述场效应晶体管包括：半导体栅极电极，所述半导体栅极电极包括与所述第一半导体板相同的材料并且具有与所述第一半导体板相同的厚度；以及金属栅极电极，所述金属栅极电极包括与所述主金属板和所述外围金属板中的每一者相同的材料并且具有与其相同的厚度。12.根据权利要求1所述的半导体结构，还包括：第一接触通孔结构，所述第一接触通孔结构延伸穿过所述至少一个接触级介电层并且接触所述第一电极；第二接触通孔结构，所述第二接触通孔结构延伸穿过所述至少一个接触级介电层并且通过所述外围金属板电接触所述第二电极；和第三接触通孔结构，所述第三接触通孔结构延伸穿过所述至少一个接触级介电层并且接触所述第三电极。13.根据权利要求12所述的半导体结构，其中：所述第一电极、所述第一节点电介质和所述第二电极形成第一电容器；并且所述第二电极、所述第二节点电介质和所述第三电极形成第二电容器。14.一种形成半导体结构的方法，所述半导体结构包括处于包括衬底半导体层的半导体衬底上的电容器结构，所述方法包括：在所述衬底半导体层的所述第一衬底半导体部分的顶表面上形成包括第一节点电介质和第一半导体板的第一堆叠；在所述第一堆叠上方形成包括第二节点电介质和半导体片材的第二堆叠；在所述第二堆叠上方以及在所述第一半导体板的顶表面的外围部分上方形成金属片材；将所述金属片材和所述半导体片材分成由壕沟沟槽和围绕所述壕沟沟槽的外围堆叠围绕的内部层堆叠，其中所述内部层堆叠的侧壁和所述外围堆叠的侧壁物理地暴露在所述壕沟沟槽中；直接在所述内部层堆叠的所述侧壁和所述外围堆叠的所述侧壁上形成至少一个接触级介电层；以及在所述内部层堆叠上并且在所述外围堆叠上形成通过所述至少一个接触级介电层的接触通孔结构，其中：所述内部层堆叠包括主半导体板和主金属板；所述外围堆叠包括外围半导体板和外围金属板；所述主半导体板和所述外围半导体板是所述半导体片材的图案化部分；并且所述主金属板和所述外围金属板是所述金属片材的图案化部分。15.根据权利要求14所述的方法，其中所述壕沟沟槽横向围绕第三电极，所述第三电极包括所述主半导体板和所述主金属板。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述至少一个接触级介电层包括填充所述壕沟沟槽的向下突出部分。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述至少一个接触级介电层的所述向下突出部分直接形成在所述第二节点电介质的表面上。
18.根据权利要求14所述的方法，还包括：使金属材料层沉积在所述半导体板上方；将所述金属材料层图案化成所述金属片材；以及在所述金属片材的侧壁上形成横向围绕所述金属片材的介电电容器间隔物，其中在形成所述介电电容器间隔物之后，所述金属片材和所述半导体片材被分成所述内部层堆叠和所述外围堆叠。19.根据权利要求14所述的方法，还包括：在所述衬底半导体层的所述第一衬底半导体部分和第二衬底半导体部分上方形成隔离介电层；在所述隔离介电层上方形成第一半导体材料层；图案化所述隔离介电层和所述第一半导体材料层，其中所述隔离介电层的图案化部分包括所述第一节点电介质和形成在所述第二衬底半导体部分上的栅极电介质，并且所述第一半导体材料层的图案化部分包括所述第一半导体板和栅极半导体材料部分；以及在所述第二衬底半导体部分上方形成场效应晶体管，所述场效应晶体管包括所述栅极电介质和所述栅极半导体材料部分的图案化部分。20.根据权利要求19所述的方法，还包括：使金属材料层沉积在所述栅极半导体材料部分上方以及在所述半导体板上方；以及通过执行蚀刻过程对所述金属材料层、所述栅极半导体材料部分和所述第一半导体板进行图案化，其中：所述金属材料层的图案化部分包括金属栅极电极和所述金属片材；所述栅极半导体材料部分的图案化部分包括半导体栅极电极；并且所述第一半导体板的外围部分通过所述蚀刻过程来移除。21.一种半导体结构，所述半导体结构包括位于包括衬底半导体层的半导体衬底上的电阻器结构，其中所述电阻器结构包括：第一电阻器隔离电介质，所述第一电阻器隔离电介质位于所述衬底半导体层的第一衬底半导体部分的顶表面上；半导体材料条带，所述半导体材料条带位于所述第一电阻器隔离电介质的顶表面上；第一电阻器接触组件，所述第一电阻器接触组件包...

【专利技术属性】
技术研发人员：神馆北斗，小川裕之，岩田大，藤乡光弘，
申请(专利权)人：桑迪士克科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：