电容器结构及其制造方法

摘要

电容器结构，包括基底、接合导体层、第二介电层、多个开口、下电极层、电容介电层、上电极层及第二金属内连线层。基底包括电容区与非电容区，且基底上已形成有第一介电层及位于非电容区的第一介电层中的第一金属内连线层。接合导体层配置于电容区的第一介电层上方。第二介电层配置于第一介电层上方并覆盖接合导体层。开口穿过第二介电层，包括第一开口及第二开口。第一开口暴露出部分接合导体层，第二开口暴露出第一金属内连线层。下电极层、电容介电层与上电极层依序共形地(conformally)堆叠于第一开口的内表面及底表面上。第二金属内连线层配置于上电极层上且填满开口。

主权项

一种电容器结构，包括：一基底，包括一电容区与一非电容区，且该基底上已形成有一第一介电层及一第一金属内连线层，而该第一金属内连线层位于该非电容区的该第一介电层中；一接合导体层，配置于该电容区的该第一介电层上方；一第二介电层，配置于该第一介电层上方并覆盖该接合导体层；多个开口，穿过该第二介电层，包括：一第一开口，位于该电容区中而暴露出该接合导体层的一部分；一第二开口，位于该非电容区中而暴露出该第一金属内连线层的一部分；以及一第三开口，暴露出该接合导体层的另一部分；一下电极层，沿着该第一开口的轮廓配置于该第一开口的内壁及底表面上；一电容介电层，共形地配置于该第一开口中的该下电极层上；一上电极层，共形地配置于该第一开口中的该电容介电层上；以及一第二金属内连线层，配置于该些开口中且填满该些开口，其中位在该第三开口中的该第二金属内连线层与该接合导体层之间不具有介电层。如申请专利范围第1项所述之电容器结构，其中该些开口更包括一第三开口，位于该电容区中而暴露出该接合导体层的另一部分。如申请专利范围第2项所述之电容器结构，更包括于该第二开口及该第三开口的内壁及底表面上由下而上依序配置的该下电极层及该上电极层。如申请专利范围第1项所述之电容器结构，更包括一保护层，配置于该第一介电层与该第二介电层之间以及该第一介电层与该接合导体层之间。如申请专利范围第1项所述之电容器结构，其中该接合导体层的材料包括金属。如申请专利范围第1项所述之电容器结构，其中该些第一开口的上视图案包括圆孔状或长条状。如申请专利范围第1项所述之电容器结构，其中该第一开口之下部的形状包括波浪状。如申请专利范围第1项所述之电容器结构，其中该下电极层的材料包括选自钛、氮化钛、钽、氮化钽、氮化钨、碳化钽及碳化钨所组成的族群的其中之一或二种以上。如申请专利范围第1项所述之电容器结构，其中该电容介电层包括氧化矽/氮化矽/氧化矽复合层、氧化铪层、氧化铝层或氧化铪/氧化铝复合层。如申请专利范围第1项所述之电容器结构，其中该上电极层的材料包括选自钛、氮化钛、钽、氮化钽、氮化钨、碳化钽及碳化钨所组成的族群的其中之一或二种以上。一种电容器结构的制造方法，包括：提供一基底，包括一电容区与一非电容区，且该基底上已形成有一第一介电层及一第一金属内连线层，而该第一金属内连线层位于该非电容区的该第一介电层中；于该电容区的该第一介电层上方形成一接合导体层；于该第一介电层上方形成一第二介电层并覆盖该接合导体层；形成穿过该第二介电层的多个开口，该些开口包括：一第一开口，暴露出该接合导体层的一部分；一第二开口，暴露出该第一金属内连线层的一部分；以及一第三开口，暴露出该接合导体层的另一部分；于该基底上方形成共形的一下电极层；于该下电极层上形成共形的一电容介电层；选择性地移除该电容介电层以仅留下该第一开口中的该电容介电层；于该基底上方形成共形的一上电极层；以及于该基底上方形成填满该些开口的一第二金属内连线层，其中位在该第三开口中的该第二金属内连线层与该接合导体层之间不具有介电层。如申请专利范围第11项所述之电容器结构的制造方法，其中该些开口更包括一第三开口，暴露出该接合导体层的另一部分。如申请专利范围第11项所述之电容器结构的制造方法，其更包括在形成该接合导体层之前，于该第一介电层上形成一保护层。如申请专利范围第11项所述之电容器结构的制造方法，其更包括施行一或多道化学机械研磨制程以选择性地移除该基底之表面上的该第二金属内连线层、该上电极层及该下电极层，而仅留下该些开口中的该第二金属内连线层、该上电极层及该下电极层。如申请专利范围第11项所述之电容器结构的制造方法，其中该接合导体层的形成方法包括物理气相沈积法。如申请专利范围第11项所述之电容器结构的制造方法，其中该第二介电层的形成方法包括化学气相沈积法。如申请专利范围第11项所述之电容器结构的制造方法，其中该下电极层的形成方法包括物理气相沈积法、化学气相沈积法或原子层沈积法。如申请专利范围第11项所述之电容器结构的制造方法，其中该电容介电层的形成方法包括化学气相沈积法或原子层沈积法。如申请专利范围第11项所述之电容器结构的制造方法，其中该上电极层的形成方法包括物理气相沈积法、化学气相沈积法或原子层沈积法。如申请专利范围第11项所述之电容器结构的制造方法，其中该第二金属内连线层的形成方法包括电镀法。