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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制造,尤其涉及一种电容器结构及其形成方法。
技术介绍
1、在半导体集成电路中,与晶体管电路制作在同一芯片上的集成电容被广泛地应用。其形式主要有金属-绝缘体-金属(metal-insulator-metal,mim)电容和金属-氧化物-金属(metal-oxide-metal,mom)电容两种。其中,mim电容使用上下层金属作为电容极板,制作mim电容一般需要新增光刻层次,同时电容介质层击穿电压与电容大小是无法调和的矛盾量,而且平板电容一般都需要较大的面积,不利于器件的集成。而mom电容采用指状结构和叠层相结合的方法可以在相对较小的面积上制作容量更大的电容。此外,在制作mom电容时,无需额外的光刻胶层和掩模,从而制作工艺相对于mim电容也更简单,成本更低。
2、然而,现有技术的mom电容仍存在诸多问题。
技术实现思路
1、本专利技术解决的问题是提供一种电容器结构及其形成方法,以提升电容器结构的存储密度。
2、为解决上述问题,本专利技术提供一种电容器结构,包括:衬底;位于所述衬底上的第一介质层;位于所述第一介质层内的第一电极部,所述第一电极部包括若干第一指状极板,若干所述第一指状极板沿第一方向平行排布;位于所述第一介质层内的第二电极部,所述第二电极部包括第二电极端和与所述第二电极端连接的若干第二指状极板,所述第二电极端沿第一方向延伸,若干所述第二指状极板沿着所述第一方向排布,且各所述第二指状极板位于相邻两根所述第一指状极板之间。
4、可选的,还包括:与若干所述第一指状极板重叠设置的第二互连层;各所述第一指状极板分别通过第二导电插塞结构与所述第二互连层连接。
5、可选的,所述第一互连层与所述第二互连层位于同层或者不同层。
6、可选的,所述第一导电插塞结构为插塞条时所述第一导电插塞结构沿所述第一方向延伸,所述第一导电插塞结构在所述第一方向上的长度范围大于20nm;所述第一导电插塞结构在第二方向的宽度范围大于10nm,所述第二方向垂直与所述第一方向。
7、可选的,所述第一导电插塞结构为若干个第一导电插塞单元时,若干所述第一导电插塞单元沿第一方向排列,相邻所述第一导电插塞单元在所述第一方向上的间距大于100nm。
8、可选的,相邻所述第一指状极板与所述第二指状极板之间的间距范围为10nm至30nm;所述第一指状极板与所述第二电极端之间的间距范围为10nm至30nm。
9、可选的,所述衬底表面具有第二介质层,所述第一互连层和所述第二互连层位于所述第二介质层内。
10、可选的,还包括:位于所述衬底和所述第一介质层之间的第三介质层,所述第三介质层位于所述第二介质层的表面,所述第一导电插塞结构和所述第二导电插塞结构位于所述第三介质层内。
11、相应的,本专利技术还提供一种电容器结构的形成方法,包括:提供衬底;在所述衬底上形成第一介质层;在所述第一介质层内形成第一电极部,所述第一电极部包括若干第一指状极板,若干所述第一指状极板沿第一方向平行排布;位于所述第一介质层内的第二电极部,所述第二电极部包括第二电极端和与所述第二电极端连接的若干第二指状极板,所述第二电极端沿第一方向延伸,若干所述第二指状极板沿着所述第一方向排布,且各所述第二指状极板位于相邻两根所述第一指状极板之间。
12、可选的,在所述第一介质层内形成第一电极部和第二电极部之前,还包括:在所述第一介质层上形成掩膜结构;在所述掩膜结构上形成牺牲层。
13、可选的,在形成所述牺牲层之后,还包括:在所述牺牲层内形成若干沿所述第一方向平行排布的第一指状极板凹槽;在所述第一指状极板凹槽的侧壁表面形成侧墙;以所述侧墙为掩膜刻蚀所述牺牲层,在所述牺牲层内形成第二电极端凹槽、以及分别与所述第二电极端凹槽的侧壁连通的若干第二指状极板凹槽,若干所述第一指状极板凹槽端部与所述第二电极端凹槽的一侧壁对应。
14、可选的,在所述第一介质层内形成第一电极部和第二电极部的方法包括:在以所述侧墙为掩膜刻蚀所述牺牲层之后,以所述牺牲层为掩膜刻蚀所述掩膜结构和所述第一介质层,在所述第一介质层内形成若干第一指状极板目标槽、第二电极端目标槽、若干第二指状极板目标槽;去除所述牺牲层和所述掩膜结构;在若干所述第一指状极板目标槽内形成所述第一电极部,在所述第二电极端目标槽、若干第二指状极板目标槽内形成所述第二电极部。
15、可选的,在所述衬底上形成所述第一介质层之前,还包括在所述衬底上形成第二介质层,在所述第二介质层内形成第一互连层和第二互连层。
16、可选的,形成所述第一互连层和所述第二互连层之后,在形成所述第一介质层之前,还包括在所述第二介质层的表面、所述第一互连层的表面和所述第二互连层的表面形成第三介质层,在所述第三介质层内形成第一导电插塞结构和第二导电插塞结构,所述第一互连层与所述第二电极端重叠,所述第一导电插塞结构位于所述第二电极端和所述第一互连层之间。
17、可选的,所述第二互连层与若干所述第一指状极板重叠设置,各所述第一指状极板分别通过所述第二导电插塞结构与所述第二互连层连接。
18、可选的,相邻所述第一指状极板与所述第二指状极板之间的间距范围为10nm至30nm,所述第一指状极板与所述第二电极端之间的间距范围为10nm至30nm。
19、与现有技术相比,本专利技术的技术方案具有以下优点:
20、本专利技术方法的技术方案中,所述电容器结构除了所述第一指状极板与所述第二指状极板之间能够构成电容之外,所述第一指状极板与所述第二电极端之间也能够构成电容,因此电容器结构的电容密度提高,进而提高电容器结构的品质因数。
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1.一种电容器结构,其特征在于,包括:
2.权利要求1所述的电容器结构,其特征在于,还包括:与所述第二电极端重叠的第一互连层;位于所述第二电极端和所述第一互连层之间的第一导电插塞结构。
3.权利要求2所述的电容器结构,其特征在于,还包括:与若干所述第一指状极板重叠设置的第二互连层;各所述第一指状极板分别通过第二导电插塞结构与所述第二互连层连接。
4.权利要求3所述的电容器结构,其特征在于,所述第一互连层与所述第二互连层位于同层或者不同层。
5.权利要求2所述的电容器结构,其特征在于,所述第一导电插塞结构为插塞条时所述第一导电插塞结构沿所述第一方向延伸,所述第一导电插塞结构在所述第一方向上的长度范围大于20nm所述第一导电插塞结构在第二方向的宽度范围大于10nm,所述第二方向垂直与所述第一方向。
6.权利要求2所述的电容器结构,其特征在于,所述第一导电插塞结构为若干个第一导电插塞单元时,若干所述第一导电插塞单元沿第一方向排列,相邻所述第一导电插塞单元在所述第一方向上的间距大于100nm。
7.权利要求1所述的电
8.如权利要求3所述的电容器结构,其特征在于,所述衬底表面具有第二介质层,所述第一互连层和所述第二互连层位于所述第二介质层内。
9.如权利要求8所述的电容器结构,其特征在于,还包括:位于所述衬底和所述第一介质层之间的第三介质层,所述第三介质层位于所述第二介质层的表面,所述第一导电插塞结构和所述第二导电插塞结构位于所述第三介质层内。
10.一种电容器结构的形成方法,其特征在于,包括:
11.如权利要求10所述的电容器结构的形成方法,其特征在于,在所述第一介质层内形成第一电极部和第二电极部之前,还包括:在所述第一介质层上形成掩膜结构;在所述掩膜结构上形成牺牲层。
12.如权利要求11所述的电容器结构的形成方法,其特征在于,在形成所述牺牲层之后,还包括:在所述牺牲层内形成若干沿所述第一方向平行排布的第一指状极板凹槽;在所述第一指状极板凹槽的侧壁表面形成侧墙;以所述侧墙为掩膜刻蚀所述牺牲层,在所述牺牲层内形成第二电极端凹槽、以及分别与所述第二电极端凹槽的侧壁连通的若干第二指状极板凹槽,若干所述第一指状极板凹槽端部与所述第二电极端凹槽的一侧壁对应。
13.如权利要求12所述的电容器结构的形成方法,其特征在于,在所述第一介质层内形成第一电极部和第二电极部的方法包括:在以所述侧墙为掩膜刻蚀所述牺牲层之后,以所述牺牲层为掩膜刻蚀所述掩膜结构和所述第一介质层,在所述第一介质层内形成若干第一指状极板目标槽、第二电极端目标槽、若干第二指状极板目标槽;去除所述牺牲层和所述掩膜结构;在若干所述第一指状极板目标槽内形成所述第一电极部,在所述第二电极端目标槽、若干第二指状极板目标槽内形成所述第二电极部。
14.如权利要求10所述的电容器结构的形成方法,其特征在于,在所述衬底上形成所述第一介质层之前,还包括在所述衬底上形成第二介质层,在所述第二介质层内形成第一互连层和第二互连层。
15.如权利要求14所述的电容器结构的形成方法,其特征在于,形成所述第一互连层和所述第二互连层之后,在形成所述第一介质层之前,还包括在所述第二介质层的表面、所述第一互连层的表面和所述第二互连层的表面形成第三介质层,在所述第三介质层内形成第一导电插塞结构和第二导电插塞结构,所述第一互连层与所述第二电极端重叠,所述第一导电插塞结构位于所述第二电极端和所述第一互连层之间。
16.如权利要求15所述的电容器结构的形成方法,其特征在于,所述第二互连层与若干所述第一指状极板重叠设置,各所述第一指状极板分别通过所述第二导电插塞结构与所述第二互连层连接。
17.如权利要求10所述的电容器结构的形成方法,其特征在于,相邻所述第一指状极板与所述第二指状极板之间的间距范围为10nm至30nm,所述第一指状极板与所述第二电极端之间的间距范围为10nm至30nm。
...【技术特征摘要】
1.一种电容器结构,其特征在于,包括:
2.权利要求1所述的电容器结构,其特征在于,还包括:与所述第二电极端重叠的第一互连层;位于所述第二电极端和所述第一互连层之间的第一导电插塞结构。
3.权利要求2所述的电容器结构,其特征在于,还包括:与若干所述第一指状极板重叠设置的第二互连层;各所述第一指状极板分别通过第二导电插塞结构与所述第二互连层连接。
4.权利要求3所述的电容器结构,其特征在于,所述第一互连层与所述第二互连层位于同层或者不同层。
5.权利要求2所述的电容器结构,其特征在于,所述第一导电插塞结构为插塞条时所述第一导电插塞结构沿所述第一方向延伸,所述第一导电插塞结构在所述第一方向上的长度范围大于20nm所述第一导电插塞结构在第二方向的宽度范围大于10nm,所述第二方向垂直与所述第一方向。
6.权利要求2所述的电容器结构,其特征在于,所述第一导电插塞结构为若干个第一导电插塞单元时,若干所述第一导电插塞单元沿第一方向排列,相邻所述第一导电插塞单元在所述第一方向上的间距大于100nm。
7.权利要求1所述的电容器结构,其特征在于,相邻所述第一指状极板与所述第二指状极板之间的间距范围为10nm至30nm;所述第一指状极板与所述第二电极端之间的间距范围为10nm至30nm。
8.如权利要求3所述的电容器结构,其特征在于,所述衬底表面具有第二介质层,所述第一互连层和所述第二互连层位于所述第二介质层内。
9.如权利要求8所述的电容器结构,其特征在于,还包括:位于所述衬底和所述第一介质层之间的第三介质层,所述第三介质层位于所述第二介质层的表面,所述第一导电插塞结构和所述第二导电插塞结构位于所述第三介质层内。
10.一种电容器结构的形成方法,其特征在于,包括:
11.如权利要求10所述的电容器结构的形成方法,其特征在于,在所述第一介质层内形成第一电极部和第二电极部之前,还包括:在所述第一介质层上形成掩膜结构;在所述掩膜结构上形成牺牲层。
12.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴轶超,
申请(专利权)人:中芯国际集成电路制造上海有限公司,
类型:发明
国别省市:
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