一种电容器形成方法、电容器阵列结构及半导体器件与流程

本发明涉及半导体制造，具体而言，涉及一种电容器形成方法、电容器阵列结构及半导体器件。

背景技术：

1、电容器是集成电路中的重要组成单元，广泛运用于各种芯片。随着半导体集成电路制造技术的不断进步，半导体器件的性能也不断提升。集成电路集成度提升过程中如何控制电容器的电容以精准地控制模拟电路成为一个重要的课题。

2、现有技术中，半导体装置内的电容器一般包括一底部电极、一电介质层、一顶部电极。底部电极通常通过沉积工艺沉积在半导体基底上，在底部电极上再通过沉积工艺形成电介质层，在电介质层上通过沉积工艺形成顶部电极。顶部电极一般采用金属导电材料，在顶部电极的最终成形过程中，由于顶部电极内原子之间的相互作用，顶部电极本身会产生一定的应变，由于顶部电极与电介质层黏合时产生的相互作用力，在顶部电极本身产生一定的应变时会对电介质层造成拉扯。特别在电容器阵列结构的形成过程中，由于电极规模较大，顶部电极尤其容易对电介质层以及底部电极造成破坏，导致电介质层或底部电极弯曲或断裂。故现有的电容器形成工艺中，对于顶部电极的厚度控制具有较高的要求，即顶部电极的厚度需要被制作的更薄。但是，将顶部电极的厚度控制得较薄时，其本身更容易形变，一般为收缩变化，这将导致整个电容阵列结构的边缘余裕降低，使得后续的刻蚀工艺难度升高。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是如何减小电容器阵列结构中顶部电极的形变量，目的在于提供一种电容器形成方法、电容器阵列结构及半导体器件。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一方面，本发明提供一种电容器形成方法，包括以下步骤：

4、提供基底；

5、在所述基底上形成若干第一电极，所述若干第一电极间隔排布；

6、在所述基底以及所有的第一电极上形成电介质层，相邻两个第一电极之间的电介质层形成填充间隙；

7、在所述电介质层上形成第二电极，其中，所述填充间隙中第二电极的填充度不小于91％；

8、采用刻蚀工艺去除所述填充间隙中的部分第二电极以形成连续等厚的第二电极。

9、在一些可能的实施例中，连续等厚的第二电极的厚度为120a～200a。

10、在一些可能的实施例中，连续等厚的第二电极的厚度不大于120a。

11、在一些可能的实施例中，在刻蚀工艺中，采用厚度为500～1000a的sige层作为刻蚀掩模以形成厚度不大于120a的连续等厚的第二电极。

12、在一些可能的实施例中，在刻蚀工艺中，采用通过化学气相沉积工艺获得的厚度为300a～500a的w层作为刻蚀掩模以形成厚度不大于120a的连续等厚的第二电极。

13、在一些可能的实施例中，在刻蚀工艺中，采用通过化学气相沉积工艺获得的厚度为300a～500a的wn层作为刻蚀掩模以形成厚度不大于120a的连续等厚的第二电极。

14、在一些可能的实施例中，所述第二电极的材质为tin。

15、在一些可能的实施例中，所述第二电极通过原子层沉积工艺获得。

16、另一方面，本发明提供一种电容器阵列结构，包括：

17、第一电极，所述第一电极具有若干间隔排布的第一凸柱，相邻两个第一凸柱之间形成第一孔道；

18、电介质层，所述电介质层全包覆于第一电极上具有第一凸柱的一侧以形成若干电介质凸柱，相邻的电介质凸柱之间形成电介质孔道；

19、第二电极，所述第二电极具有若干间隔排布的第二凸柱，相邻两个第二凸柱之间形成第二孔道；

20、所述电介质凸柱位于所述第二孔道内，所述第二凸柱位于电介质孔道内，其中，所述第二凸柱与所述电介质孔道的内壁完全贴合，所述第二凸柱的体积不小于所述电介质孔道的体积的91％。

21、再一方面，本发明提供一种半导体器件，包括供电源和上述的电容器阵列结构，所述供电源的两个电源输出侧分别与第一电极、第二电极相连。

22、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

23、本发明提供的电容器形成方法、电容器阵列结构及半导体器件，将第二电极在第一电极之间的间隙内形成填充结构，且第二电极的填充率不小于91％时，两个第一电极之间的第二电极在最终成形时可收缩空间较小，第二电极的整体变形量较小，从而第二电极以及电介质层所受的拉扯力较小，第二电极以及电介质层不容易被破坏，同时由于第二电极的整体形变较小，电容器阵列结构的边缘余裕量较大，能够便于后续的刻蚀工艺，降低刻蚀难度。

技术特征：

1.一种电容器形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的电容器形成方法，其特征在于，连续等厚的第二电极(2)的厚度为120a～200a。

3.根据权利要求1所述的电容器形成方法，其特征在于，连续等厚的第二电极(2)的厚度不大于120a。

4.根据权利要求3所述的电容器形成方法，其特征在于，在刻蚀工艺中，采用厚度为500～1000a的sige层作为刻蚀掩模以形成厚度不大于120a的连续等厚的第二电极(2)。

5.根据权利要求3所述的电容器形成方法，其特征在于，在刻蚀工艺中，采用通过化学气相沉积工艺获得的厚度为300a～500a的w层作为刻蚀掩模以形成厚度不大于120a的连续等厚的第二电极(2)。

6.根据权利要求3所述的电容器形成方法，其特征在于，在刻蚀工艺中，采用通过化学气相沉积工艺获得的厚度为300a～500a的wn层作为刻蚀掩模以形成厚度不大于120a的连续等厚的第二电极(2)。

7.根据权利要求1所述的电容器形成方法，其特征在于，所述第二电极(2)的材质为tin。

8.根据权利要求1所述的电容器形成方法，其特征在于，所述第二电极(2)通过原子层沉积工艺获得。

9.一种电容器阵列结构，其特征在于，包括：

10.一种半导体器件，其特征在于，包括供电源和如权利要求9所述的电容器阵列结构，所述供电源的两个电源输出侧分别与第一电极(1)、第二电极(2)相连。

技术总结
本发明公开了一种电容器形成方法、电容器阵列结构及半导体器件，以解决现有的电容阵列结构中的顶部电极在成形过程中形变较大的问题。其中，电容器形成方法包括以下步骤：提供基底；在基底上形成若干第一电极，若干第一电极间隔排布；在基底以及所有的第一电极上形成电介质层，相邻两个第一电极之间的电介质层形成填充间隙；在电介质层上形成第二电极，其中，填充间隙中第二电极的填充度不小于91％；采用刻蚀工艺去除填充间隙中的部分第二电极以形成连续等厚的第二电极。采用本发明提供的电容器形成方法时，第二电极在成形过程中形变量较小，从而使得电容器整体边缘的余裕量较大，便于后续刻蚀工艺的进行。

技术研发人员：金学云,金玄永,郭挑远
受保护的技术使用者：成都高真科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16