半导体结构及其形成方法与流程

本申请的实施例涉及半导体结构及其形成方法。

背景技术：

1、半导体集成电路(ic)工业经历了快速增长。ic材料和设计中的技术进步已经产生了多代ic，其中每一代都具有比上一代更小且更复杂的电路。然而，这些进步增加了处理和制造ic的复杂性，并且为了实现这些进步，需要ic处理和制造中的类似发展。在ic发展的过程中，功能密度(即，每芯片区的互连器件的数量)普遍增大，而几何尺寸(即，可以使用制造工艺创建的最小组件)已经减小。

2、随着ic器件几何尺寸降低，需要大表面区的无源器件转移至后段制程(beol)结构。金属-绝缘体-金属(mim)电容器是这样的无源器件的实例之一。典型的mim电容器包括通过多个绝缘层彼此绝缘的多个导体板。虽然现有的mim电容器及其制造工艺通常足以满足其预期目的，但是它们并不是在每个方面都完全令人满意。

技术实现思路

1、本申请的一些实施例提供了一种形成半导体结构的方法，包括：在衬底上方形成第一金属-绝缘体-金属电容器，其中，形成所述第一金属-绝缘体-金属电容器包括：在所述衬底上方沉积第一导电材料层，所述第一导电材料层包括第一金属元素；图案化所述第一导电材料层以在所述衬底上方形成第一导体板；在所述衬底上方和所述第一导体板上共形沉积第一介电层，所述第一介电层包括所述第一金属元素；在所述第一介电层上形成第一高k介电层；在所述衬底上方和所述第一高k介电层上共形沉积第二介电层，所述第二介电层包括第二金属元素；以及在所述第二介电层上方形成第二导体板，所述第二导体板包括所述第二金属元素；以及在所述第一金属-绝缘体-金属电容器上方形成第二金属-绝缘体-金属电容器。

2、本申请的另一些实施例提供了一种形成半导体结构的方法，包括：在衬底上方形成第一导电层；实施第一原子层沉积工艺以直接在所述第一导电层上形成第一绝缘层；在所述第一绝缘层上共形形成高k介电层；实施第二原子层沉积工艺以在所述高k介电层上方形成第二绝缘层；以及直接在所述第二绝缘层上形成第二导电层，其中，所述第一导电层包括铝，并且所述第一绝缘层包括al2o3。

3、本申请的又一些实施例提供了一种半导体结构，包括：第一金属-绝缘体-金属电容器，位于衬底上方，所述第一金属-绝缘体-金属电容器包括：第一导体板；共形第一金属氧化物绝缘层，位于所述衬底上方和所述第一导体板上；共形第二金属氧化物绝缘层，位于所述共形第一金属氧化物绝缘层上方；以及第二导体板，位于所述共形第二金属氧化物绝缘层上方并且与所述共形第二金属氧化物绝缘层直接接触，并且与所述第一导体板垂直重叠，其中，所述第一导体板包括铝，并且所述第一金属氧化物绝缘层包括al2o3。

技术特征：

1.一种形成半导体结构的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一金属元素包括铝，并且所述第一介电层包括al2o3。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二金属元素包括钛，并且所述第一介电层包括tio2。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一高k介电层包括氧化铪锆(hzo)。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二金属元素与所述第一金属元素不同。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述第二金属-绝缘体-金属电容器包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第二高k介电层的所述氧与所述第三导体板的所述第三金属元素反应，并且形成设置在所述第二高k介电层和所述第三导体板之间的非化学计量金属氧化物层。

8.根据权利要求6所述的方法，还包括：

9.一种形成半导体结构的方法，包括：

10.一种半导体结构，包括：

技术总结
提供了半导体结构及其形成方法。示例性方法包括：在衬底上方形成第一金属‑绝缘体‑金属(MIM)电容器；以及在第一MIM电容器上方形成第二MIM电容器。形成第一MIM电容器包括：在衬底上方形成第一导体板，第一导体板包括第一金属元素；在第一导体板上共形沉积第一介电层，第一介电层包括第一金属元素；在第一介电层上形成第一高K介电层；在第一高K介电层上共形沉积第二介电层，第二介电层包括第二金属元素；以及在第二介电层上方形成第二导体板，第二导体板包括第二金属元素。

技术研发人员：周家玥,沈香谷,黄镇球,陈殿豪,侯承浩,李昆育,林民和,唐宇,江淳修
受保护的技术使用者：台湾积体电路制造股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/24