[发明专利]电容器结构

说明书

技术领域

本发明构思的实施例涉及电容器结构。

背景技术

电容器存储电荷并供应半导体器件的操作所需要的电荷。当前的半导体电容器构造包括MIM电容器、VNCAP电容器、MOS电容器、变容二极管等。随着半导体器件变得日益集成，单位单元继续在尺寸上变得减小，而半导体器件的正常操作所需要的总电容继续增加。同时，由于用于半导体电容器的电介质膜的电介质材料具有某些限制并且由于单位单元的截面面积随半导体器件的增加的集成而减小，所以变得越来越难以增加电容器的每单位面积的电容。

发明内容

本发明构思的方面提供能够增加每单位面积的电容的电容器结构。

本发明构思的方面还提供参数化的电容器结构以增加所得的电容器结构的模型精确性。

本发明构思的额外的优点、目的和特征将在随后的描述中被部分地阐述，并在考虑以下内容时将部分地对于本领域普通技术人员而变得明显，或者可以通过实践本发明构思而掌握。

在本发明构思的一个方面中，一种电容器结构包括在水平延伸方向上延伸的基板。第一栅极绝缘膜在基板上，第一栅极图案在第一栅极绝缘膜上。第一指形电极在第一栅极图案上，第二指形电极在第一栅极图案上并与第一电极交替地设置以在水平方向上与第一电极间隔开。第一电极连接到第一栅极图案，第二电极和第一栅极图案彼此绝缘。

在一些实施例中，第一电极和第二电极还包括两个或更多层叠的布线层以及连接布线层的通路。

在一些实施例中，电容器结构还包括在基板中位于第一栅极图案两侧的第一导电类型的第一杂质区域，其中第二电极连接到第一杂质区域。

在一些实施例中，电容器结构还包括在基板中的第一导电类型的阱以及在阱中位于第一栅极图案两侧的第一导电类型的第一杂质区域，其中第二电极连接到第一杂质区域。

在一些实施例中，第一栅极绝缘膜包括SiON、钽氧化物、钛氧化物、铪氧化物、镧氧化物和铝氧化物中的至少一种。

在一些实施例中，电容器结构还包括在基板上的第二栅极绝缘膜以及在第二栅极绝缘膜和第一栅极绝缘膜之间的第二栅极图案。

在一些实施例中，第二电极连接到第二栅极图案。

在一些实施例中，第一栅极绝缘膜包括ONO（氧化物-氮化物-氧化物）绝缘膜，第二栅极绝缘膜包括SiON、钽氧化物、钛氧化物、铪氧化物、镧氧化物和铝氧化物中的至少一种。

在一些实施例中，第一电压被施加到第一电极，第二电压被施加到第二电极。

在另一个方面中，一种电容器结构包括：基板，在水平延伸方向上延伸；第一栅极绝缘膜，在基板上；第一栅极图案，在第一栅极绝缘膜上；层间绝缘层，覆盖基板、第一栅极绝缘膜和第一栅极图案；指形的第一电极，在层间绝缘层上；指形的第二电极，在层间绝缘层上并与第一电极交替地设置以在水平方向上与第一电极间隔开；以及第一接触，穿过层间绝缘层并将第一电极和第一栅极图案彼此连接。

在一些实施例中，第一电极和第二电极还包括两个或更多层叠的布线层以及连接布线层的通路。

在一些实施例中，电容器结构还包括在基板中位于第一栅极图案两侧的第一导电类型的第一杂质区域，其中第二电极连接到第一杂质区域。

在一些实施例中，电容器结构还包括在基板中的第一导电类型的阱以及在阱中位于第一栅极图案两侧的第一导电类型的第一杂质区域，其中第二电极连接到第一杂质区域。

在一些实施例中，电容器结构还包括在基板上的第二栅极绝缘膜以及在第二栅极绝缘膜和第一栅极绝缘膜之间的第二栅极图案，其中层间绝缘层覆盖基板、第一栅极绝缘膜、第一栅极图案、第二栅极绝缘膜和第二栅极图案。

在一些实施例中，电容器结构还包括第二接触，第二接触穿过层间绝缘层并将第二电极和第二栅极图案彼此连接。

在本发明构思的另一个方面中，一种电容器结构包括：第一电容器，包括第一电极、电介质和第二电极，第二电极在电介质上并且电介质在第一电极上；和第二电容器，在第一电容器上，第二电容器包括垂直自然电容器。

在一些实施例中，第一电容器的第一电极包括基板，第二电容器包括包含多个第一指的第一电极和包含多个第二指的第二电极，第一指和第二指在基板延伸的水平方向上彼此分离并且第一指和第二指彼此啮合，第一指和第二指位于第一电容器上的图案化的导电层处，绝缘层在第一指和第二指的至少部分与第一电容器的第二电极之间。