半导体器件及其制造方法技术

本申请的实施例提供了一种半导体器件及其制造方法。该半导体器件包括电容器，该电容器具有第一导体板、第二导体板和插入在其间的介电层的部分。半导体器件包括与第一导体板电接触的多个第一接触结构。半导体器件包括与第二导体板电接触的多个第二接触结构。多个第一接触结构和多个第二接触结构以棋盘图案横向布置，从而使得多个第一接触结构中的每个由多个第二接触结构中的相应四个第二接触结构围绕。绕。绕。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其制造方法


[0001]本申请的实施例涉及半导体器件及其制造方法。

技术介绍

[0002]半导体集成电路产业在过去几十年经历了快速增长。半导体材料和设计的技术进步已经产生了越来越小和越来越复杂的电路。随着与加工和制造相关的技术也经历了技术进步，这些材料和设计的进步已经成为可能。在半导体发展过程中，随着可以可靠创建的最小组件尺寸的减小，增加了每单位面积互连器件的数量。

技术实现思路

[0003]根据本申请的实施例的一个方面，提供了一种半导体器件，包括：电容器，具有第一导体板、第二导体板和插入在其间的介电层的部分；多个第一接触结构，与第一导体板电接触；以及多个第二接触结构，与第二导体板电接触；其中，多个第一接触结构和多个第二接触结构以棋盘图案横向布置，从而使得多个第一接触结构中的每个由多个第二接触结构中的相应四个第二接触结构围绕。
[0004]根据本申请的实施例的另一个方面，提供了一种半导体器件，包括：多个晶体管，沿着衬底的主表面形成；多个金属化层，设置在多个晶体管上方；电容器，设置在多个金属化层中的第一金属化层和多个金属化层中的第二金属化层之间，其中电容器具有第一导体板、第二导体板和插入在其间的介电层；多个第一接触结构，从第一金属化层延伸到第二金属化层并且与第一导体板电接触；多个第二接触结构，从第一金属化层延伸到第二金属化层并且与第二导体板电接触；多个第一导体结构，设置在第一金属化层中；以及多个第二导体结构，设置在第二金属化层中；其中，多个第一接触结构中的每个与多个第一接触结构中的下一个相邻第一接触结构以多个第二接触结构中的对应一个沿着第一横向方向或第二横向方向中的至少一个方向间隔开；其中，多个第一接触结构和多个第二接触结构沿着第一横向方向和第二横向方向二者交替布置。
[0005]根据本申请的实施例的又一个方面，提供了一种制造半导体器件的方法，包括：形成包括多个第一导体结构的第一金属化层；在第一金属化层上方形成第一导体板；在第一导体板上方形成第二导体板；形成与第一导体板电接触的多个第一接触结构；形成与第二导体板电接触的多个第二接触结构，其中，多个第一接触结构中的每个与多个第一接触结构中的四个相邻第一接触结构以多个第二接触结构中的对应四个第二接触结构间隔开；以及在第二金属化层上方形成包括多个第二导体结构的第二金属化层。
附图说明
[0006]当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本专利技术的各个方面。应该强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制并且仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。
[0007]图1图示了根据一些实施例的包括MIM电容器的半导体器件的截面图。
[0008]图2图示了根据一些实施例的图1的MIM电容器的等效电路。
[0009]图3、图4和图5各自图示了根据一些实施例的图1的MIM电容器的第一接触结构和第二接触结构的示例布局。
[0010]图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16和图17各自图示了根据一些实施例的图1的MIM电容器的第一导体结构和第二导体结构的示例布局。
[0011]图18和图19各自图示了根据一些实施例的插入了所公开的MIM电容器的示例IC布局。
[0012]图20、图21和图22各自图示了根据一些实施例的包括图1的MIM电容器的半导体器件的部分的截面图。
[0013]图23示出了根据一些实施例的用于制造半导体器件的示例方法的流程图。
具体实施方式
[0014]以下公开内容提供了许多用于实现本专利技术的不同特征不同的实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实施例或实例以简化本专利技术。当然，这些仅是实例而不旨在限制。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可以在各个示例中重复参考数字和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
[0015]此外，为了便于描述，本文中可以使用诸如“在
…
下方”、“在
…
下面”、“下部”、“在
…
上面”、“上部”等的间隔关系术语，以描述如图中所示的一个元件或部件与另一元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，间隔关系术语旨在包括器件在使用或操作工艺中的不同方位。装置可以以其它方式定位(旋转90度或在其它方位)，并且在本文中使用的间隔关系描述符可以同样地作相应地解释。
[0016]集成电路(IC)上的许多应用(包括用于信号/功率调节)中使用金属
‑
绝缘体
‑
金属(MIM)电容器。在某些电路的操作期间，电源供电线(有时称为电源轨)可以供应具有相对高强度的瞬态电流。这些情况会导致在电源供电线上出现噪声。具体地，当瞬态电流的过渡时间特别短或者线路的寄生电感或寄生电阻较大时，电源供电线上的电压可能会波动。为了改善这种情况，可以使用滤波或去耦电容器(以MIM电容器的形式)作为临时电荷储存器，以防止供电电压的瞬时波动。
[0017]通常，MIM电容器被集成在不同层级的多层级互连结构中。例如，MIM电容器的顶板/电极和底板/电极在两个不同的金属化层级/层处电耦合到相应的互连结构组。多个第一接触件(例如通孔结构)和多个第二接触件(例如通孔结构)可用于将顶板和底板电耦合到它们相应的互连结构组，互连结构组可以例如承载电源或要调节的信号。
[0018]现有的为MIM电容器形成的接触件可能带来许多问题。例如，现有MIM电容器的电容密度和电容带宽可能受到现有接触件的布置的限制。通常连接到第一极性的第一接触件各自由通常连接到第二极性的至多两个第二接触件包围。这样，MIM电容器的板电阻的等效串联电阻(ESR)值可能非常大，这能够提高MIM电容器的RC常数。因此，MIM电容器的操作速
度被不利地拖累。因此，现有的为MIM电容器形成的接触件在许多方面都不能完全令人满意。
[0019]本公开提供了为MIM电容器形成的接触结构的各个实施例。例如，接触结构布置成使得连接到第一极性的第一组接触结构各自由连接到第二极性的第二组接触结构中的四个包围。换言之，在与第一组接触结构中的每个接触结构的最短距离内(例如沿着水平/垂直方向)，接下来相邻的接触结构都属于第二组接触结构。结果，第一组接触结构和第二组接触结构可以形成棋盘图案。以此方式，可以显著降低对应的MIM电容的板电阻的ESR，例如可以使对应的MIM电容的电容密度和电容带宽分别增加约1.2倍和约1.6倍。此外，利用第一组和第二组接触结构的这种棋盘式布置，可以以各种图案形成对应耦合的互连结构。例如，互连结构可以各自形成为远离水平/垂直方向倾斜。在另一示例中，互连结构可以各自形成为具有沿着水平/垂直方向延伸的第一部分并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，包括：电容器，具有第一导体板、第二导体板和插入在其间的介电层的部分；多个第一接触结构，与所述第一导体板电接触；以及多个第二接触结构，与所述第二导体板电接触；其中，所述多个第一接触结构和所述多个第二接触结构以棋盘图案横向布置，从而使得所述多个第一接触结构中的每个由所述多个第二接触结构中的相应四个第二接触结构围绕。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述四个第二接触结构中的两个与对应的所述第一接触结构沿着第一横向方向间隔开第一距离，并且所述四个第二接触结构中的另外两个与对应的所述第一接触结构沿着垂直于所述第一横向方向的第二横向方向间隔开所述第一距离。3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述多个第一接触结构中的每个与所述多个第一接触结构中的紧邻的一个第一接触结构间隔开第二距离，所述第二距离大于所述第一距离。4.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，所述第二距离等于所述第一距离的两倍的平方根。5.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：多个第一导体结构，通过所述多个第一接触结构电连接到所述第一导体板；和多个第二导体结构，通过所述多个第二接触结构电连接到所述第二导体板。6.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，所述第一导体板和所述第二导体板插入在所述多个第一导体结构和所述多个第二导体结构之间。7.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，所述多个第一导体结构设置在第一金属化层中，并且所述多个第二导体结构设置在第二金属化层中，所述第二金属化层设置在所述第一金属化层之上，并且其中，所述介电层插入在所述第一金属化层和所述第二金属化层之间。8.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨忠杰，彭永州，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：