[发明专利]金属-绝缘体-金属电容器结构

说明书

一种金属‑绝缘体‑金属电容器结构包含半导体基板和位于半导体基板上方的底部导电层，底部导电层相对于半导体基板的顶表面具有倾斜侧壁。金属‑绝缘体‑金属电容器结构还包括位于底部导电层上方的顶部导电层，顶部导电层相对于半导体基板的顶表面具有垂直侧壁。金属‑绝缘体‑金属电容器结构还包括介于底部导电层和顶部导电层之间的绝缘层，绝缘层覆盖底部导电层的倾斜侧壁。

技术领域

本公开实施例涉及半导体装置及其制造方法，且特别涉及金属-绝缘体-金属电容器结构及其制造方法。

背景技术

半导体集成电路(integrated circuit，IC)产业已历经快速成长。集成电路的材料和设计上的技术进展已经产生了数个世代的集成电路，每一世代皆较前一世代具有更小且更复杂的电路。在集成电路演进的历程中，当几何尺寸(亦即使用生产工艺可以产生的最小元件(或线))缩减时，功能密度(亦即单位晶片面积的内连接装置数量)通常也增加。这种尺寸微缩的工艺通常通过提高生产效率及降低相关成本而提供一些效益。

半导体许多技术上的进步发生在存储器装置领域，其中一些关于电容器结构。电容器结构是许多数据处理和数据储存应用的元件。这种电容器结构包含位于介电质或其他绝缘层两侧上的两个导电电极，可基于用于形成电极的材料来对它们进行分类。举例来说，在金属-绝缘体-金属(metal-insulator-metal；MIM)电容器中，电极大致上为金属。金属-绝缘体-金属电容器提供的优点是在施加于其上的电压范围相对宽时仍具有相对恒定的电容值。金属-绝缘体-金属电容器也表现出相对小的寄生电阻。金属-绝缘体-金属电容器相容于互补式金属氧化物半导体场效晶体管(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor；CMOS)工艺。目前的制造方法和结构虽然在许多方面是合适的，但仍难以满足所需的效能和可靠性标准，例如频率响应(frequency response)和击穿电压曳尾(breakdown voltagetailing)。因此，在此领域需要进一步改良。

发明内容

根据本公开的一实施例，提供一种金属-绝缘体-金属电容器结构，包含：半导体基板；底部导电层，位于半导体基板上方，其中底部导电层相对于半导体基板的顶表面具有倾斜侧壁；顶部导电层，位于底部导电层上方，其中顶部导电层相对于半导体基板的顶表面具有垂直侧壁；以及绝缘层，介于底部导电层和顶部导电层之间，其中绝缘层覆盖底部导电层的倾斜侧壁。

根据本公开的另一实施例，提供一种半导体装置，包含：底电极，设置于半导体基板之上；介电层，设置于底电极之上；顶电极，设置于介电层之上；以及具有侧壁的导孔部件，侧壁的中间部分与底电极和介电层直接相接，侧壁的中间部分相对于侧壁的顶部渐缩。

又根据本公开的另一实施例，提供一种半导体装置的制造方法，包含：提供半导体基板；形成金属-绝缘体-金属电容于半导体基板之上；沉积介电层于金属-绝缘体-金属电容之上；形成开口于介电层中，其中开口具有第一侧壁与介电层直接相接，第一侧壁相对于半导体基板的顶表面形成第一角度；以及向下延伸开口，其中开口具有第二侧壁与金属-绝缘体-金属直接相接，第二侧壁相对于半导体基板的顶表面形成第二角度，第二角度小于第一角度。

附图说明

通过以下的详细描述配合所附附图，可以更加理解本公开实施例的内容。需强调的是，根据产业上的标准惯例，许多部件(feature)并未按照比例绘制。事实上，为了能清楚地讨论，各种部件的尺寸可能被任意地增加或减少。

图1根据一些实施例绘示包含金属-绝缘层-金属结构的半导体装置的剖面侧视图。

图2根据本公开实施例的一些面向绘示形成金属-绝缘层-金属结构的方法流程图。

图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12根据一些实施例绘示根据图2方法的工艺期间金属-绝缘层-金属结构的剖面侧视图。