[发明专利]包含垂直退耦电容器的半导体器件

权利要求书

1.一种半导体器件(200、300、400、500)，包含：

形成算术单元的多个晶体管组件(250、350)；及

具有非平面式配置的退耦电容器(240、340、440、540)，所述退耦电容器(240、340、440、540)连接至所述算术单元。

2.如权利要求1所述的半导体器件(200、300、400、500)，其中所述退耦电容器(240、340、440、540)包含被非平面式介质层(242、342、442、563)分隔的第一电极(241、341、441)及第二电极(243、343、443)，所述第一及第二电极延伸进入半导体层(201、301、401、501、510)中，在所述半导体层之中或之上形成有至少一个晶体管组件。

3.如权利要求1所述的半导体器件(200、300、400、500)，其中所述退耦电容器(240、340、440、540)包含两个或多个电容器组件(240A-D、340A-C、402、440A-B)，各所述电容器组件包含非平面式介质层部分。

4.如权利要求1所述的半导体器件(200、300、400、500)，其中所述至少一个晶体管组件(250、350)包含栅极绝缘层(352、352A)，所述栅极绝缘层的厚度及材料组成的至少其中之一与形成于所述非平面式退耦电容器(240、340、440、540)中的非平面式介质层(242、342、442、563)不同。

5.如权利要求1所述的半导体器件(200、300、400、500)，还包含沟槽隔离结构(402)，所述沟槽隔离结构包含所述退耦电容器(440)的至少一部分。

6.如权利要求2所述的半导体器件(200、300、400、500)，还包含分隔所述半导体层(510)与基片(501)的埋入式绝缘层(503)，其中所述退耦电容器(500)的非平面式介质层(563)延伸通过所述埋入式绝缘层并且进入所述基片(501)。

7.一种方法，包含：

在半导体层(201、301、401、510)之中及之上形成多个晶体管组件(250、350)，所述多个晶体管组件(250、350)定义算术单元；

在所述半导体层(201、301、401、510)中形成凹部(345A-C)；及

在所述凹部(345A-C)中形成电容器(240、340、440、540)。

8.如权利要求7所述的方法，其中形成所述电容器(240、340、440、540)包含在所述凹部(345A-C)中形成介质层(242、342、442、563)及在所述介质层(242、342、442、563)上沉积导电性材料(241、341、441)。

9.如权利要求7所述的方法，还包含通过蚀刻沟槽及用包含至少一层绝缘材料(463、442)的材料填充所述沟槽而形成沟槽隔离结构(402)，其中所述凹部(345A-C)与所述沟槽于共同蚀刻工艺中形成。

10.如权利要求7所述的方法，还包含：

在形成所述凹部(345A-C)之前先形成用于所述多个晶体管组件(250、350)的栅极绝缘层(352)的第一部分(352A)；

以及，

在所述第一部分(352A)上及所述凹部(345A-C)的暴露表面上形成所述栅极绝缘层(352)的第二部分(342)，所述凹部(345A-C)内的所述栅极绝缘层(352)的所述第二部分(342)代表所述电容器(240、340、440、540)的介质层(342)。

11.如权利要求10所述的方法，还包含：

沉积栅极电极材料(351)以便填充所述凹部(345A-C)；

使表面形貌平坦化而形成栅极电极材料层(351)；

由所述栅极电极材料层(351)形成所述多个晶体管组件的栅极电极(351)；以及，

由所述栅极电极材料层(351)形成用于所述电容器(340)的内部电极(341)的电极部分(341)。

12.如权利要求7所述的方法，其中形成所述凹部(345A-C)包含蚀刻穿过所述半导体层(510)及分隔所述半导体层(510)与基片(501)的埋入式绝缘层(503)。