[发明专利]半导体器件、金属-绝缘体-金属电容器结构及形成方法

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

金属-绝缘体-金属(MIM)电容器结构，设置在衬底上方，其中，所述金属-绝缘体-金属电容器结构包括：

第一导体层、第二导体层和第三导体层，其中，所述第二导体层位于所述第一导体层和所述第三导体层之间，以及

第一绝缘体层和第二绝缘体层，其中，所述第一绝缘体层位于所述第一导体层和所述第二导体层之间，并且所述第二绝缘体层位于所述第二导体层和所述第三导体层之间；

第一通孔，垂直地延伸穿过所述第二绝缘体层、所述第二导体层和所述第一绝缘体层；

第二通孔，垂直地延伸穿过所述第三导体层、所述第二绝缘体层、所述第一绝缘体层和所述第一导体层，其中，所述第二通孔沿着第一方向与所述第一通孔横向间隔开；以及

第三通孔，垂直地延伸穿过第所述三导体层、所述第二绝缘体层、所述第一绝缘体层和所述第一导体层，其中，所述第三通孔沿着不同于所述第一方向的第二方向与所述第二通孔横向隔开，并且所述第三导体层沿着所述第二方向从所述第三通孔延伸到所述第二通孔。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第二绝缘体层沿着所述第二方向从所述第三通孔延伸到所述第二通孔，并且所述第三导体层覆盖位于所述第三通孔和所述第二通孔之间的所述第二绝缘体层。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中：

所述金属-绝缘体-金属电容器结构还包括第四导体层和第三绝缘体层，其中，所述第四导体层位于所述第三导体层和所述第二导体层之间，所述第三绝缘体层位于所述第三导体层和所述第四导体层之间，并且所述第二绝缘体层位于所述第四导体层和所述第二导体层之间；以及

所述第二通孔和所述第三通孔垂直地延伸穿过所述第四导体层和所述第三绝缘体层。

4.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，所述第四导体层沿着所述第二方向从所述第三通孔延伸到所述第二通孔。

5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中：

所述第二绝缘体层沿着所述第二方向从所述第三通孔延伸到所述第二通孔，并且所述第四导体层覆盖位于所述第三通孔和所述第二通孔之间的所述第二绝缘体层；以及

所述第三绝缘体层沿着所述第二方向从所述第三通孔延伸到所述第二通孔，并且所述第三导体层覆盖位于所述第三通孔和所述第二通孔之间的所述第三绝缘体层。

6.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，所述第四导体层具有由所述第二通孔延伸穿过的第一部分和由所述第三通孔延伸穿过的第二部分，所述第一部分沿着所述第二方向不连接到所述第二部分，并且所述第三绝缘体层位于所述第三导体层和所述第一部分的侧壁之间以及所述第三导体层和所述第二部分的侧壁之间。

7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，从俯视图看，所述第三导体层围绕所述第二通孔和所述第三通孔，并且所述第二绝缘体层围绕所述第三导体层。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括第一通孔阵列和第二通孔阵列，所述第一通孔阵列包括所述第一通孔，所述第二通孔阵列包括所述第二通孔和所述第三通孔。

9.一种金属-绝缘体-金属(MIM)电容器结构，包括：

电容器底部金属层；

第一介电层，位于所述电容器底部金属层上方；

电容器中部金属层，位于所述第一介电层上方；

第二介电层，位于所述电容器中部金属层上方；

电容器顶部金属层，位于所述第二介电层上方；以及

金属通孔阵列，连接到所述电容器顶部金属层和所述电容器底部金属层，其中，所述金属通孔阵列具有第一金属通孔和第二金属通孔，并且所述电容器顶部金属层的部分覆盖从所述第一金属通孔延伸到所述第二金属通孔的所述第二介电层的区域。

10.一种形成金属-绝缘体-金属(MIM)电容器结构的方法，所述方法包括：

沉积并图案化第一金属层，其中，所述图案化的第一金属层的部分位于用于第一通孔的第一通孔区和用于第二通孔的第二通孔区中；

在所述图案化的第一金属层上方沉积第一绝缘体层，其中，所述第一绝缘体层的部分位于所述第一通孔区和所述第二通孔区中；

沉积并图案化第二金属层，其中，所述图案化的第二金属层位于所述第一绝缘体层上方；

在所述图案化的第二金属层上方沉积第二绝缘体层，其中，所述第二绝缘体层的部分位于所述第一通孔区和所述第二通孔区中；

沉积并图案化第三金属层，其中，所述图案化的第三金属层位于所述第二绝缘体层上方，所述图案化的第三金属层的部分位于所述第一通孔区和所述第二通孔区中，并且所述图案化的第三金属层的所述部分覆盖位于所述第一通孔区和所述第二通孔区之间的所述第二绝缘体层的区域；以及

在所述第一通孔区中形成第一通孔并且在所述第二通孔区中形成第二通孔，其中，所述第一通孔和所述第二通孔延伸穿过所述图案化的第三金属层的所述部分、所述第二绝缘体层的所述部分、所述第一绝缘体层的所述部分以及所述图案化的第一金属层的所述部分。