TW201803133A

TW201803133A - 電容器結構及其製造方法

Info

Publication number: TW201803133A
Application number: TW105121265A
Authority: TW
Inventors: 車行遠; 姜文萍; 侯映君
Original assignee: 力晶科技股份有限公司 30078 新竹科學工業園區力行一路12號
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2016-07-05
Publication date: 2018-01-16
Also published as: CN107579037A; CN107579037B; TWI593120B

Abstract

一種電容器結構的製造方法，包括以下步驟。於第一導體層上形成堆疊結構，其中堆疊結構從第一導體層起依序包括第一介電層、蝕刻終止層與第二介電層。於堆疊結構中形成介層窗，其中介層窗包括阻障層與導電插塞，且介層窗與第一導體層電性連接。於第二介電層中形成第一開口，其中第一開口環繞介層窗。移除導電插塞，以形成第二開口。於第一開口與第二開口中形成電容結構，其中電容結構包括下電極、電容介電層以及上電極，且下電極與第一導體層電性連接。

Description

電容器結構及其製造方法

本發明是有關於一種半導體元件及其製造方法，且特別是有關於一種電容器結構及其製造方法。

一般應用於金屬氧化物半導體(CMOS)的精密電容可為金屬-絕緣-金屬(MIM)電容或是多晶矽-絕緣-多晶矽(PIP)電容。然而，由於多晶矽-絕緣-多晶矽(PIP)電容是形成於金屬氧化物半導體之前，因此在形成金屬氧化物半導體時所使用的加熱及氧化製程將會降低多晶矽-絕緣-多晶矽(PIP)電容的效能。據此，現今半導體產業中，較常選用形成於金屬氧化物半導體之後的金屬-絕緣-金屬(MIM)電容做為金屬氧化物半導體(CMOS)的精密電容。

然而，隨著半導體元件微縮，電容器可使用面積下降，導致電容密度下降，因而影響半導體元件功能。因此，如何在有限的面積中建構一個具有高電容值的電容結構已然成為重要的研究課題。

本發明提供一種電容器結構及其製造方法，其可提升電容器結構的電容值，並改善其製程的穩定性。

本發明提出一種電容器結構的製造方法，包括以下步驟。於第一導體層上形成堆疊結構，其中堆疊結構從第一導體層起依序包括第一介電層、蝕刻終止層與第二介電層。於堆疊結構中形成介層窗，其中介層窗包括阻障層與導電插塞，且介層窗與第一導體層電性連接。於第二介電層中形成第一開口，其中第一開口環繞介層窗。移除導電插塞，以形成第二開口。於第一開口與第二開口中形成電容結構，其中電容結構包括下電極、電容介電層以及上電極，且下電極與第一導體層電性連接。

依照本發明的一實施例所述，在上述之電容器結構的製造方法中，第一開口暴露部分蝕刻終止層。

依照本發明的一實施例所述，在上述之電容器結構的製造方法中，介層窗的形成方法包括以下步驟。於堆疊結構中形成介層窗開口，其中介層窗開口暴露部分第一導體層。於介層窗開口的表面形成阻障層。於介層窗開口中填入導電插塞。

依照本發明的一實施例所述，在上述之電容器結構的製造方法中，電容結構的形成方法包括以下步驟。於第一開口與第二開口的表面形成下電極。於下電極上形成電容介電層。於第一開口與第二開口中填入上電極。

依照本發明的一實施例所述，在上述之電容器結構的製造方法中，在形成電容結構之後，更包括以下步驟。於第二介電層上形成絕緣層並覆蓋下電極，且暴露部分上電極。於絕緣層上形成第二導體層，其中第二導體層與上電極電性連接。

本發明提出一種電容器結構的製造方法，包括以下步驟。於第一導體層上依序形成第一介電層與第二介電層。於第一介電層與第二介電層中形成介層窗，其中介層窗包括阻障層與導電插塞，且介層窗與第一導體層電性連接。於第二介電層中形成第一開口，其中第一開口環繞介層窗。移除導電插塞，以形成第二開口。於第一開口與第二開口中形成電容結構，其中電容結構包括下電極、電容介電層以及上電極，且下電極與第一導體層電性連接。

依照本發明的一實施例所述，在上述之電容器結構的製造方法中，在形成第二介電層之前，更包括於第一介電層上形成蝕刻終止層。

依照本發明的一實施例所述，在上述之電容器結構的製造方法中，介層窗的形成方法包括以下步驟。於第一介電層與第二介電層中形成介層窗開口，其中介層窗開口暴露部分第一導體層。於介層窗開口的表面形成阻障層。於介層窗開口中填入導電插塞。

本發明提出一種電容器結構，包括：第一導體層、第一介電層、第二介電層、第一電容結構以及第二電容結構。第一介電層位於第一導體層上。第二介電層位於第一介電層上。第一電容結構位於第一介電層與第二介電層中，其中第一電容結構包括第一下電極、第一電容介電層以及第一上電極，且第一下電極與第一導體層電性連接。第二電容結構位於第二介電層中，且環繞第一電容結構，其中第二電容結構包括第二下電極、第二電容介電層以及第二上電極，而第二下電極與第一下電極電性連接。

依照本發明的一實施例所述，在上述之電容器結構中，更包括蝕刻終止層位於第一介電層與第二介電層之間。

依照本發明的一實施例所述，在上述之電容器結構中，更包括：絕緣層，位於第二介電層上，並覆蓋第一下電極與第二下電極，且暴露部分第一上電極與第二上電極。蝕刻終止層位於第一介電層與第二介電層之間。第二導體層，位於絕緣層上，且與第一上電極與第二上電極電性連接。

基於上述，在本發明的電容結構的製造方法中，於第一開口中的電容結構環繞於第二開口中的電容結構而形成具有同心圖案的電容結構。以上視的角度來看，此同心圖案的電容結構具有三層電容介電層，因此，可提供額外的電容面積，以提升同心圖案電容結構的電容值。另外，由於第一介電層與第二介電層之間存在蝕刻終止層，因此，在移除介層窗中的導電插塞以形成第二開口時，可避免阻障層倒塌。如此一來，可防止後續形成於第一開口與第二開口中的電容結構倒塌，以提升電容結構的製程穩定性。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1A至圖1G是依照本發明的第一實施例的電容器結構的製造方法的示意圖。

首先，請參照圖1A，提供基底10，基底10中可包括多個電晶體(未繪示)。此基底10可分為電容陣列區R1與週邊區域R2。在此基底10上形成第一導體層100。第一導體層100的形成方法例如是化學氣相沉積法(CVD)、物理氣相沉積法(PVD)或其組合。第一導體層100的材料例如是鎢(W)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、銅(Cu)、鋁(Al)等金屬或其合金或者其金屬氮化物。

接著，於第一導體層100上形成堆疊結構108。堆疊結構108從第一導體層100起依序包括第一介電層102、蝕刻終止層104與第二介電層106。

第一介電層102、蝕刻終止層104與第二介電層106的形成方法例如是化學氣相沉積法。

第一介電層102與第二介電層106的材料例如是以四乙氧基矽烷（TEOS）為反應氣體進行化學氣相沈積法所形成的氧化矽或選自硼磷矽玻璃（BPSG）、磷摻雜矽玻璃(PSG)、低介電常數(low k)材料等。在一實施例中，第二介電層106與第一介電層102的材料可以相同亦或不同。

蝕刻終止層104的材料例如是蝕刻選擇性不同於第二介電層106的材料。舉例而言，當第二介電層106的材料為氧化矽時，蝕刻終止層104的材料可為金屬(諸如Al、Au、Ag、Ta、W、Ti)或其金屬氮化物、氮化矽、氮氧化矽、富含矽氧化物（Silicon Rich Oxide）等。在本實施例中，第一介電層102與第二介電層106的材料例如是以四乙氧基矽烷（TEOS）為反應氣體進行化學氣相沈積法所形成的氧化矽，而蝕刻終止層104的材料例如是氮化矽，但本發明不以此為限。

接著，請參照圖1B，於堆疊結構108中形成介層窗114。介層窗114包括阻障層110與導電插塞112，且介層窗114與第一導體層100電性連接。形成介層窗114的步驟如下：先進行微影及蝕刻製程，而於堆疊結構108中形成介層窗開口108a，此介層窗開口108a暴露部分第一導體層100。接著，於介層窗開口108a的表面與第二介電層106上形成阻障層110。之後，於阻障層110上形成導電材料層(未繪示)並填滿介層窗開口108a。然後，移除位於第二介電層106上的阻障層110與導電材料層而形成具有阻障層110與導電插塞112的介層窗114。移除部分阻障層110與導電材料層的方法包括進行平坦化製程，例如進行化學機械研磨(CMP)製程，但本發明不限於此。在本實施例中，介層窗114可以與在週邊區域R2形成的導電插塞(conductive via)於相同製程中一起形成。

阻障層110的材料例如是鈦/氮化鈦(Ti/TiN)、氮化鎢(WN)、鈦鎢合金(TiW)、氮化釕(RuN)、氮化銥(IrN)、氮化鋯(ZrN)、氮化鉿(HfN)、氮化鉭(TaN)或其組合。導電插塞112的材料例如是鎢(W)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)或其組合。在本實施例中，阻障層110的材料例如是氮化鈦，而導電插塞112的材料則例如是鎢，但本發明不以此為限。

然後，請參照圖1C，於第二介電層106上形成圖案化光阻層116。此圖案化光阻層116例如藉由旋塗的方式形成一層光阻層，然後進行曝光、顯影而於光阻層中形成開口116a。此開口116a暴露介層窗114與介層窗114周圍部份第二介電層106，但本發明不以此為限。舉例來說，圖案化光阻層116也可覆蓋於介層窗114上，而開口116a只暴露介層窗114周圍的部份第二介電層106。

之後，請參照圖1D，以圖案化光阻層116為罩幕，移除部分第二介電層106而形成環繞介層窗114的第一開口118。移除部分第二介電層106的方法例如是進行蝕刻製程。藉此，於基底10的電容陣列區R1上的第二介電層106中形成第一開口118，其中第一開口118環繞介層窗114。在本實施例中，第一開口118可貫穿第二介電層106，以暴露部分蝕刻終止層104。

在本實施例中，在進行蝕刻製程時，由於蝕刻終止層104具有不同於第二介電層106的蝕刻選擇性，因此第一開口118可精準地形成於第二介電層106中且環繞於介層窗114。之後，移除圖案化光阻層116。移除圖案化光阻層116的方法例如是進行濕式去光阻、灰化等製程。

接著，請參照圖1E，移除介層窗114中的導電插塞112，以形成第二開口120。移除導電插塞112的方法例如是濕蝕刻、乾蝕刻等。在本實施例中，選用對阻障層110與導電插塞112具有高蝕刻選擇比的蝕刻液，以濕蝕刻的方式將導電插塞112移除，而形成第二開口120。舉例來說，在阻障層110的材料為氮化鈦，而導電插塞112的材料為鎢的情況下，蝕刻液的成分可例如是稀釋的硫酸加雙氧水，但本發明並不以此為限。

在一實施例中，介層窗114也可以與在週邊區域R2形成的導電插塞於不同製程中形成；舉例來說，介層窗114也可以是由非導電的犧牲材料層(未繪示)與阻障層110所構成，而犧牲材料層的材料可選自蝕刻速率不同於阻障層110的材料，因此，可以乾蝕刻、濕蝕刻等方式將介層窗114中的犧牲材料層移除，以形成第二開口120，但本發明不以此為限。

另外，在本實施例中，由於第一介電層102與第二介電層106之間存在蝕刻終止層104。在移除介層窗114中的導電插塞112以形成第二開口120時，此蝕刻終止層104可避免阻障層110倒塌。

然後，請參照圖1F，於第一開口118與第二開口120中形成電容結構132。形成電容結構132的步驟例如是於第一開口118與第二開口120的表面以及第二介電層106上依序形成下電極122、電容介電層124以及阻障層126。

形成下電極122與阻障層126的方法例如是化學氣相沉積法(CVD)、物理氣相沉積法(PVD)或其組合。形成電容介電層124的方法例如是化學氣相沉積法(CVD)。下電極122的材料例如是鈦/氮化鈦、氮化鎢、鈦鎢合金、氮化釕、氮化銥、氮化鋯、氮化鉿、氮化鉭或其組合。電容介電層124的材料例如是氧化矽、氮化矽、氧化矽/氮化矽/氧化矽(Oxide-Nitride-Oxide, ONO)、高介電常數(high-k)材料或其組合，其中高介電常數材料例如是氧化鉭(Ta₂ O₅ )、氧化鋁(Al₂ O₃ )、氧化鉿(HfO₂ )、氧化鈦(TiO₂ )等。阻障層126的材料例如是鈦/氮化鈦、氮化鎢、鈦鎢合金、氮化釕、氮化銥、氮化鋯、氮化鉿、氮化鉭或其組合。在本實施例中，下電極122的材料例如是氮化鈦；電容介電層124的材料例如是高介電常數材料；而阻障層126的材料則例如是氮化鈦，但本發明不以此為限。

接著，於阻障層126上形成導電材料層128，此導電材料層128填滿第一開口118與第二開口120。

形成導電材料層128的方法例如是化學氣相沉積法(CVD)、物理氣相沉積法(PVD)或其組合。導電材料層128的材料例如是鎢、銅、鈦、鉭、氮化鈦、氮化鉭或其組合。在本實施例中，阻障層126的材料例如是氮化鈦，而導電材料層128的材料例則如是鎢，但本發明不以此為限。

之後，移除第二介電層106上的下電極122、電容介電層124、阻障層126以及導電材料層128以形成包括下電極122、電容介電層124以及上電極130(由阻障層126與導電材料層128所構成)的電容結構132。移除第二介電層106上的下電極122、電容介電層124、阻障層126以及導電材料層128的方法包括進行平坦化製程，例如是進行化學機械研磨(CMP)製程。

接著，請參照圖1G，移除部份下電極122，使得下電極122的頂面低於上電極130的頂面。

移除部份下電極122的方法例如是濕蝕刻、乾蝕刻等。在本實施例中，選用對下電極122與導電材料層128具有高蝕刻選擇比的蝕刻液，以濕蝕刻的方式移除部分下電極122；舉例來說，在下電極122的材料為氮化鈦，而導電材料層128的材料為鎢的情況下，蝕刻液的成分則可例如是稀釋的硫酸加雙氧水，但本發明並不以此為限。

接著，請繼續參照圖1G，在移除部份下電極122之後，移除相鄰兩個電容結構132之間的部份第二介電層106，使得第二介電層106的頂面低於下電極122的頂面。移除部份第二介電層106的方法例如是濕蝕刻、乾蝕刻等。

然後，請參照圖1H，於第二介電層106上形成覆蓋下電極122並暴露出部分上電極130的絕緣層134。

形成絕緣層134的方法例如是先藉由化學氣相沉積法形成覆蓋於第二介電層106與電容結構132的絕緣材料層(未繪示)。接著，移除導電材料層128頂面上的絕緣材料層，以形成覆蓋下電極122並暴露出導電材料層128頂面的絕緣層134。移除絕緣材料層的方法包括進行平坦化製程，例如是進行化學機械研磨(CMP)製程。絕緣層134的材料例如是氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其組合。

如此一來，絕緣層134可良好的隔絕電容結構132中的下電極122與上電極130，避免下電極122與上電極130因電性連接而產生短路的問題，以提升電容結構的穩定性。

接著，請繼續參照圖1H，於絕緣層134上形成第二導體層136，其中第二導體層136與上電極130電性連接。在本實施例中，第二導體層136直接接觸於上電極130的導電材料層128，但本發明並不以此為限。

形成第二導體層136的方法例如是物理氣相沉積法。第二導體層136的材料例如是鎢、鈦、鉭、銅、鋁等金屬或其合金或者其金屬氮化物。在一實施例中，第二導體層136的材料可與第一導體層100相同亦或不同。

如此一來，第一開口118中的電容結構132環繞於第二開口120中的電容結構132而形成具有同心圖案的電容結構132。以上視的角度來看，電容介電層124分別位於第一開口118與第二開口120的表面而形成具有三層同心圖案的電容介電層124，其在第二開口120與第一開口118之間的阻障層110表面上提供額外的電容面積，以提升同心圖案電容結構132的電容值。另外，在本實施例中，由於第一介電層102與第二介電層106之間存在蝕刻終止層104，此蝕刻終止層104可防止形成於第一開口118與第二開口120中的電容結構132倒塌，以提升電容結構的製程穩定性。

圖2A至圖2D是依照本發明的第二實施例的電容器結構的製造方法的示意圖，其中本發明第二實施例與第一實施例的相同構件以相同標號表示，且相同構件的材料及其製程已於前文中進行詳盡地描述，故於下文中不再重複贅述。

首先，請參照圖2A，提供基底10，基底10中可包括多個電晶體(未繪示)。此基底10可分為電容陣列區R1與週邊區域R2。在此基底10上形成第一導體層100。

於第一導體層100上形成第一介電層102。然後，於週邊區域R2上的第一介電層102中形成金屬內連線104a。形成金屬內連線104a的步驟如下：先進行微影及蝕刻製程，而於第一介電層102中形成開口102a，此開口暴露部分地一導體層100。接著，於第一介電層102上與開口102a中形成導體材料層(未繪示)並填滿開口102a。然後，移除位於第一介電層102上的導體材料層而形成金屬內連線104a。移除部份導體材料層的方法包括進行平坦化製程，例如進行化學機械研磨(CMP)製程，但本發明不限於此。

金屬內連線104a的材料例如是鋁(Al)、金(Au)、銅(Cu)、銀(Ag)、鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)等金屬或其金屬氮化物。

然後，於第一介電層102上形成圖案化金屬層104’，其中圖案化金屬層104’暴露部分第一介電層102。圖案化金屬層104’的形成方法例如是先以物理氣相沉積法將金屬層(未繪示)形成於第一介電層102上，再對其進行微影及蝕刻製程而形成，但本發明不限於此。在一實施例中，圖案化金屬層104’可以與在週邊區域R2形成的金屬內連線104a於相同製程中一起形成。

圖案化金屬層104’的材料例如是鋁(Al)、金(Au)、銅(Cu)、銀(Ag)、鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)等金屬或其金屬氮化物。在一實施例中，圖案化金屬層104’的材料可與金屬內連線104a相同亦或不同。

接著，於第一介電層102上形成覆蓋圖案化金屬層104’的第二介電層106。

之後，請參照圖2B，於第二介電層106上形成圖案化光阻層202，其中圖案化光阻層202暴露部分第二介電層106。圖案化光阻層202的形成方法例如是藉由旋塗的方式形成一層光阻層，然後進行曝光、顯影而於光阻層中形成暴露部分第二介電層106的開口202a。此開口202a在電容陣列區R1中位於相鄰的兩個圖案化金屬層104’之間，且開口202a的寬度可小於或等於相鄰的兩個圖案化金屬層104’之間的寬度，但本發明並不以此為限。在本實施例中，開口202a在電容陣列區R1中的寬度等於相鄰的兩個圖案化金屬層104’之間的寬度。

之後，請參照圖2C，以圖案化光阻層202為罩幕，在基底10的電容陣列區R1中移除部分第一介電層102與部分第二介電層106而於相鄰的兩個圖案化金屬層104’之間形成暴露部分第一導體層100的介層窗開口108’；而在基底10的週邊區域R2則是移除部分第二介電層106而於第二介電層106中形成暴露部分圖案化金屬層104’的介層窗開口108’。移除部分第一介電層102與部分第二介電層106的方法例如是乾蝕刻、濕蝕刻等。移除圖案化光阻層202。移除圖案化光阻層202的方法例如是進行濕式去光阻、灰化等製程。

然後，請參照圖2D，於介層窗開口108’的表面形成阻障層110並填入導電插塞112以形成介層窗114，其中介層窗114與第一導體層100電性連接。

另外，在本實施例中，基底10的電容陣列區R1上的介層窗114形成於相鄰的兩個圖案化金屬層104’之間，且與圖案化金屬層104’電性連接，但本發明不限於此。舉例來說，基底10的電容陣列區R1上的介層窗114與圖案化金屬層104’之間也可包括第二介電層106，以隔絕介層窗114與圖案化金屬層104’。

之後，進行如同圖1C至圖1H的製程步驟，據此，本發明的第二實施例與第一實施例的差異僅在於第一介電層102與第二介電層106之間的蝕刻終止層104變為圖案化金屬層104’，故其餘各構件的連接關係、材料與形成方法已於前文中進行詳盡地描述，故於下文中不再重複贅述。

如此一來，第一開口118中的電容結構132環繞於第二開口120中的電容結構132而形成具有同心圖案的電容結構132。以上視的角度來看，電容介電層124分別位於第一開口118與第二開口120的表面而形成具有三層同心圖案的電容介電層124，其在第二開口120與第一開口118之間的阻障層110表面上提供額外的電容面積，以提升同心圖案電容結構132的電容值。另外，在本實施例中，由於第一介電層102與第二介電層106之間存在圖案化金屬層104’，此圖案化金屬層104’可防止形成於第一開口118與第二開口120中的電容結構132倒塌，以提升電容結構的製程穩定性。此外，可藉由設計圖案化金屬層104’的圖案，使得溝渠(未繪示)可以與介層窗開口108’於相同製程中一起形成。

請同時參照圖3A及圖3B，本發明提供一種電容器結構，包括：第一導體層100、第一介電層102、第二介電層106、第一電容結構132a以及第二電容結構132b。第一介電層102位於第一導體層100上。第二介電層106位於第一介電層102上。第一電容結構132a位於第一介電層102與第二介電層106中，其中第一電容結構132a包括下電極122a、電容介電層124a以及上電極130a，且下電極122a與第一導體層100電性連接。第二電容結構132b位於第二介電層106中，且環繞第一電容結構132a，其中第二電容結構132b包括下電極122b、電容介電層124b以及上電極130b，而第一電容結構132a以及第二電容結構132b共用下電極，亦即第一電容結構132a的下電極122a以及第二電容結構132b的下電極122b彼此電性連接。如此一來，第二電容結構132b環繞於第一電容結構132a而於基底10的電容陣列區R1中形成具有同心圖案的電容結構。

在一實施例中，於第一介電層102與第二介電層106之間更設置有蝕刻終止層104。

在一實施例中，電容器結構更包括絕緣層134與第二導體層136。絕緣層134位於第二介電層106上，並覆蓋下電極 122a與下電極122b，且暴露部分上電極130a與上電極130b。第二導體層136，位於絕緣層134上，且電性連接上電極130a與上電極130b。如此一來，第一電容結構132a的上電極130a以及第二電容結構132b的上電極130b彼此電性連接，亦即第一電容結構132a以及第二電容結構132b共用上電極。

綜上所述，在本發明的電容結構的製造方法中，於第一開口中的電容結構環繞於第二開口中的電容結構而形成具有同心圖案的電容結構。以上視的角度來看，電容介電層分別位於第一開口與第二開口的表面而形成具有三層同心圖案的電容介電層，其在第二開口與第一開口之間的阻障層表面上提供額外的電容面積，以提升同心圖案電容結構的電容值。另外，由於第一介電層與第二介電層之間存在蝕刻終止層或圖案化金屬層，因此，在移除介層窗中的導電插塞以形成第二開口時，可避免阻障層倒塌。如此一來，可防止後續形成於第一開口與第二開口中的電容結構倒塌，以提升電容結構的製程穩定性。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧基底
100‧‧‧第一導體層
102‧‧‧第一介電層
104‧‧‧蝕刻終止層
104’‧‧‧圖案化金屬層
104a‧‧‧金屬內連線
106‧‧‧第二介電層
108‧‧‧堆疊結構
108a、108’‧‧‧介層窗開口
110、126‧‧‧阻障層
112‧‧‧導電插塞
114‧‧‧介層窗
116、202‧‧‧圖案化光阻層
116a、208a、102a、202a‧‧‧開口
118‧‧‧第一開口
120‧‧‧第二開口
122‧‧‧下電極
124‧‧‧電容介電層
128‧‧‧導電材料層
130‧‧‧上電極
132、132a、132b‧‧‧電容結構
134‧‧‧絕緣層
136‧‧‧第二導體層
R1‧‧‧電容陣列區
R2‧‧‧週邊區域

圖1A至圖1H是依照本發明的第一實施例的電容器結構的製造方法的示意圖。圖2A至圖2D是依照本發明的第二實施例的電容器結構的製造方法的示意圖。圖3A為第一實施例的電容器結構的剖面示意圖。圖3B為第一與第二實施例的電容器結構的上視圖。

10‧‧‧基底

100‧‧‧第一導體層

102‧‧‧第一介電層

104‧‧‧蝕刻終止層

106‧‧‧第二介電層

108‧‧‧堆疊結構

110、126‧‧‧阻障層

122‧‧‧下電極

124‧‧‧電容介電層

128‧‧‧導電材料層

130‧‧‧上電極

132‧‧‧電容結構

134‧‧‧絕緣層

136‧‧‧第二導體層

R1‧‧‧電容陣列區

R2‧‧‧週邊區域

Claims

一種電容器結構的製造方法，包括：於第一導體層上形成堆疊結構，其中所述堆疊結構從所述第一導體層起依序包括第一介電層、蝕刻終止層與第二介電層；於所述堆疊結構中形成介層窗，其中所述介層窗包括阻障層與導電插塞，且所述介層窗與所述第一導體層電性連接；於所述第二介電層中形成第一開口，其中所述第一開口環繞所述介層窗；移除所述導電插塞，以形成第二開口；以及於所述第一開口與所述第二開口中形成電容結構，其中所述電容結構包括下電極、電容介電層以及上電極，且所述下電極與所述第一導體層電性連接。
如申請專利範圍第1項所述的電容器結構的製造方法，其中所述第一開口暴露部分所述蝕刻終止層。
如申請專利範圍第1項所述的電容器結構的製造方法，其中形成所述介層窗的步驟包括：於所述堆疊結構中形成介層窗開口，其中所述介層窗開口暴露部分所述第一導體層；於所述介層窗開口的表面形成所述阻障層；以及於所述介層窗開口中填入所述導電插塞。
如申請專利範圍第1項所述的電容器結構的製造方法，其中形成所述電容結構的步驟包括：於所述第一開口與所述第二開口的表面形成所述下電極；於所述下電極上形成所述電容介電層；以及於所述第一開口與所述第二開口中填入所述上電極。
如申請專利範圍第1項所述的電容器結構的製造方法，其中在形成所述電容結構之後，更包括：於所述第二介電層上形成絕緣層並覆蓋所述下電極，且暴露部分所述上電極；以及於所述絕緣層上形成第二導體層，其中所述第二導體層與所述上電極電性連接。
一種電容器結構的製造方法，包括：於第一導體層上依序形成第一介電層與第二介電層；於所述第一介電層與所述第二介電層中形成介層窗，其中所述介層窗包括阻障層與導電插塞，且所述介層窗與所述第一導體層電性連接；於所述第二介電層中形成第一開口，其中所述第一開口環繞所述介層窗；移除所述導電插塞，以形成第二開口；以及於所述第一開口與所述第二開口中形成電容結構，其中所述電容結構包括下電極、電容介電層以及上電極，且所述下電極與所述第一導體層電性連接。
如申請專利範圍第6項所述的電容器結構的製造方法，其中在形成所述第二介電層之前，更包括於所述第一介電層上形成蝕刻終止層。
如申請專利範圍第7項所述的電容器結構的製造方法，其中所述第一開口暴露部分所述蝕刻終止層。
如申請專利範圍第6項所述的電容器結構的製造方法，其中形成所述介層窗的步驟包括：於所述第一介電層與所述第二介電層中形成介層窗開口，其中所述介層窗開口暴露部分所述第一導體層；於所述介層窗開口的表面形成所述阻障層；以及於所述介層窗開口中填入所述導電插塞。
如申請專利範圍第6項所述的電容器結構的製造方法，其中形成所述電容結構的步驟包括：於所述第一開口與所述第二開口的表面形成所述下電極；於所述下電極上形成所述電容介電層；以及於所述第一開口與所述第二開口中填入所述上電極。
如申請專利範圍第6項所述的電容器結構的製造方法，其中在形成所述電容結構之後，更包括：於所述第二介電層上形成絕緣層並覆蓋所述下電極，且暴露部分所述上電極；以及於所述絕緣層上形成第二導體層，其中所述第二導體層與所述上電極電性連接。
一種電容器結構，包括：第一導體層；第一介電層，位於所述第一導體層上；第二介電層，位於所述第一介電層上；第一電容結構，位於所述第一介電層與所述第二介電層中，其中所述第一電容結構包括第一下電極、第一電容介電層以及第一上電極，且所述第一下電極與所述第一導體層電性連接；以及第二電容結構，位於所述第二介電層中，且環繞所述第一電容結構，其中所述第二電容結構包括第二下電極、第二電容介電層以及第二上電極，而所述第二下電極與所述第一下電極電性連接。
如申請專利範圍第12項所述的電容器結構，更包括蝕刻終止層位於所述第一介電層與所述第二介電層之間。
如申請專利範圍第12項所述的電容器結構，更包括：絕緣層，位於所述第二介電層上，並覆蓋所述第一下電極與所述第二下電極，且暴露部分所述第一上電極與所述第二上電極；以及第二導體層，位於所述絕緣層上，且與所述第一上電極與所述第二上電極電性連接。