半导体器件及其形成方法技术

本公开提供了半导体器件及其形成方法。一种方法包括：形成第一电容器电极；在所述第一电容器电极上形成第一阻氧层；在所述第一阻氧层上形成电容器绝缘体层；在所述电容器绝缘体层上形成第二阻氧层；在所述第二阻氧层上形成第二电容器电极；以及形成电耦合到所述第一电容器电极的第一接触插塞和电耦合到所述第二电容器电极的第二接触插塞。电容器电极的第二接触插塞。电容器电极的第二接触插塞。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其形成方法


[0001]本公开总体涉及半导体
，更具体地涉及半导体器件及其形成方法。

技术介绍

[0002]金属
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绝缘体
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金属(MIM)电容器已广泛用于功能电路中，例如混合信号电路、模拟电路、射频(RF)电路、动态随机存取存储器(DRAM)、嵌入式DRAM及逻辑操作电路。在片上系统应用中，用于不同功能电路的不同电容器必须集成在同一芯片上以用于不同目的。例如，在混合信号电路中，电容器被用作去耦电容器和高频噪声滤波器。对于DRAM和嵌入式DRAM电路，电容器被用于存储器存储，而对于RF电路，电容器被用在振荡器和相移网络中用于耦合和/或旁路目的。对于微处理器，电容器用于去耦。
[0003]去耦电容器用于将电网的一些部分与其它部分去耦。由某些电路元件引起的噪声通过去耦电容器分流，因此降低了噪声产生电路元件对相邻电路的影响。此外，在电源中还使用去耦电容器，使得电源可以适应电流汲取的变化，并且可以抑制电源电压中的噪声(变化)。

技术实现思路

[0004]根据本公开的一方面，提供一种方法，包括：形成第一电容器电极；在第一电容器电极上形成第一阻氧层；在第一阻氧层上形成电容器绝缘体层；在电容器绝缘体层上形成第二阻氧层；在第二阻氧层上形成第二电容器电极；以及形成电耦合到第一电容器电极的第一接触插塞和电耦合到第二电容器电极的第二接触插塞。
[0005]根据本公开的另一方面，提供一种方法，包括：在电介质层上方沉积第一导电材料；图案化第一导电材料以形成第一电极；在第一电极上方沉积第一阻挡层作为覆盖层，其中阻挡层包括第一金属氧化物；在第一阻挡层上方沉积第一绝缘体层作为覆盖层，其中第一绝缘体层包括第二金属氧化物，该第二金属氧化物不同于第一金属氧化物；在第一绝缘体层上方沉积第二阻挡层作为覆盖层，其中第二阻挡层包括第一金属氧化物；在第二阻挡层上沉积第二导电材料；以及图案化第二导电材料以形成第二电极。
[0006]根据本公开的又一方面，提供一种器件，包括：第一导电特征上的第一通孔；第二导电特征上的第二通孔；以及电容堆叠，包括：电极层，电极层包括第一电极层和第二电极层，其中第一电极层与第二电极层交替布置，其中第一电极层电耦合到第一通孔，并且第二电极层电耦合到第二通孔；绝缘体层，其中每个绝缘体层在相应第一电极层和相应第二电极层之间；第一阻挡层，其中每个第一阻挡层在相应绝缘体层的底表面和相应电极层的顶表面之间；以及第二阻挡层，其中每个第二阻挡层在相应绝缘体层的顶表面和相应电极层的底表面之间。
附图说明
[0007]当结合附图阅读下面的具体描述时，得以从下面的具体描述中最佳地理解本公开
的各方面。要注意的是，根据行业的标准做法，各种特征不是按比例绘制的。事实上，为了讨论的清楚起见，各种特征的尺寸可能被任意增大或减小。
[0008]图1示出了根据一些实施例的包括一个或多个金属
‑
绝缘体
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金属(MIM)电容器的封装组件的截面图。
[0009]图2至图18示出了根据一些实施例的电容器的形成中的中间阶段的截面图。
[0010]图19至图25示出了根据一些实施例的电容器的形成中的中间阶段的截面图。
[0011]图26示出了根据一些实施例的包括多个电容器的器件的平面图。
[0012]图27A和图27B示出了根据一些实施例的处于正向偏置和反向偏置下的包括一个阻挡层的电容器的截面图。
[0013]图28A和图28B示出了根据一些实施例的处于正向偏置和反向偏置下的包括两个阻挡层的电容器的截面图。
具体实施方式
[0014]下面的公开内容提供了用于实现本专利技术的不同特征的许多不同的实施例或示例。下面描述了元件和布置的具体示例以简化本公开。当然，这些仅仅是示例而不意图是限制性的。例如，在随后的描述中，在第二特征上方或之上形成第一特征可以包括以直接接触的方式形成第一特征和第二特征的实施例，并且还可以包括可在第一特征和第二特征之间形成附加特征，使得第一特征和第二特征可以不直接接触的实施例。此外，本公开可以在各个示例中重复参考标号和/或字母。这种重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身并不规定所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，本文中可能使用了空间相关术语(例如，“下方”、“之下”、“低于”、“以上”、“上部”等)，以描述图中示出的一个要素或特征相对于另外(一个或多个)要素或(一个或多个)特征的关系。这些空间相关术语意图涵盖器件在使用或操作中除了图中所示朝向之外的不同朝向。装置可能以其它方式定向(旋转90度或处于其它朝向)，并且本文中所使用的空间相关描述符同样可被相应地解释。
[0016]提供了一种电容器及其形成方法。根据一些实施例，金属
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绝缘体
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金属(MIM)电容器的形成包括在绝缘体层和下方电极之间沉积底部阻挡层，以及在绝缘体层和上方电极之间沉积顶部阻挡层。形成顶部阻挡层和底部阻挡层两者允许电容器在正向偏置和反向偏置中具有更一致的行为。具体地，在正向偏置和反向偏置两者中可以减小穿过绝缘体层的电场，这可以提高电容器的可靠性和寿命。另外，形成具有两个阻挡层的电容器可导致正向偏置的电容和反向偏置的电容更相似。
[0017]本文所论述的实施例用于提供示例以使得能够制作或使用本公开的主题，并且本领域技术人员将容易了解在保持在不同实施例的预期范围内的同时可进行的修改。在各个视图和说明性实施例中，相同的附图标记用于表示相同的元件。尽管方法实施例可以被讨论为以特定顺序执行，但是其它方法实施例可以以任何逻辑顺序执行。
[0018]图1示出了根据一些实施例的其中包括一个或多个电容器146的封装组件100的截面图。在一些实施例中，电容器146可以是金属
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绝缘体
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金属(MIM)电容器。封装组件100可以是例如器件晶圆、内插器晶圆、封装(例如，集成扇出(InFo)封装等)等。在随后示出的实施例中，器件晶圆用作封装组件100的示例结构，但是电容器146可以形成在器件晶圆的其
它结构或其它区域中，例如形成在器件晶圆的后端再分布结构中。因此，本领域技术人员应理解，本文中所描述的电容器146的形成不限于本公开中所示出和描述的示例。图1示出了三个示例电容器146A、146B和146C，并且为了简单起见，本文使用的“电容器146”可以指任何或所有电容器146A
‑
146C，或者指图1中未明确示出的其它电容器146。
[0019]参考图1，根据一些实施例，封装组件100包括衬底110。衬底110可以是半导体衬底，例如体半导体、绝缘体上半导体(SOI)衬底等，其可以是掺杂的(例如，具有p型或n型掺杂剂)或未掺杂的。衬底110可以是晶圆，例如硅晶圆。通常，SOI衬底是形成在绝缘体层上的半导体材料层。绝缘体层可以是例如掩埋氧化物(BOX)层、氧化硅层等。绝缘体层设置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种形成半导体器件的方法，包括：形成第一电容器电极；在所述第一电容器电极上形成第一阻氧层；在所述第一阻氧层上形成电容器绝缘体层；在所述电容器绝缘体层上形成第二阻氧层；在所述第二阻氧层上形成第二电容器电极；以及形成电耦合到所述第一电容器电极的第一接触插塞和电耦合到所述第二电容器电极的第二接触插塞。2.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述第一接触插塞包括：蚀刻开口，所述开口暴露所述第一电容器电极、所述第一阻氧层、所述电容器绝缘体层和所述第二阻氧层的侧壁；以及在所述开口中沉积导电材料，其中所述导电材料实体地接触所述第一电容器电极、所述第一阻氧层、所述电容器绝缘体层和所述第二阻氧层的暴露侧壁。3.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述第一阻氧层包括在所述第一电容器电极上执行氧化工艺。4.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述第一阻氧层包括执行原子层沉积(ALD)工艺。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一阻氧层是与所述第二阻氧层不同的材料。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一阻氧层包含氧氮化钛。7.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述电容器绝缘体层包括：使用ALD工艺沉积铪锆氧化物层。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二阻氧层的厚度在至的范围内。9...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯承浩，蔡欣宏，李达元，徐志安，
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：