[发明专利]具有延伸电介质层的电容器结构和形成电容器结构的方法

说明书

本发明公开了一种电容器结构，所述电容器结构可包括下导电层(例如，多晶硅1层)和上导电层(例如，上覆多晶硅2层)以及位于所述上导电层和所述下导电层之间的电介质层(例如，ONO层堆叠)，所述导电层限定阳极和阴极，其中所述电介质层的一部分(例如，至少为所述ONO层堆叠的氮化物层)延伸超出所述上导电层的侧向边缘。形成此类电容器结构的方法可利用邻近所述上导电层的所述侧向边缘并且在所述电介质层的所述第一部分上方的间隔物，执行蚀刻以移除所述电介质层的第一部分但保护位于所述间隔物下方并横向延伸超出所述上导电层的边缘的第二部分。

相关专利申请

本申请要求2017年2月9日提交的共同拥有的美国临时专利申请No.62/456,764的优先权；该临时专利申请据此以引用方式并入本文以用于所有目的。

技术领域

本公开涉及用于电子器件制造的工艺，并且更具体地讲，涉及一种电容器结构，其具有延伸超出电容器上覆导电板的侧向边缘(例如，具体体现为多晶硅层)的电介质层或其组件(例如，ONO电介质的氮化硅层)。

背景技术

各种电子设备包括集成电路(IC)部件，包括其中形成的任何数量的电容器。一些IC电容器利用阳极和阴极电容板之间的多层电介质材料，例如，在一对氧化物层之间包括氮化硅层的氧化物-氮化物-氧化物(ONO)多层电介质。氮化硅具有高介电常数，因此可用于増加电容器的击穿电压，同时保持电容相同。某些常规IC电容器，包括使用ONO电介质的某些IC电容器，可能包括导致电容器中泄漏电流的失效的缺陷或特性，这可能导致电容器和/或包含电容器的最终产品中的错误或失效。这种缺陷包括电容器结构的一个或多个边缘处的缺陷，例如，由于此类边缘区域处的集中电场。此外，由于这种缺陷导致的失效的发生率可能随着更高电压的应用而增加。

图1A至图1B和图2A至图2B示出了由常规工艺和系统实现的两个示例电容器，并且可能存在上述缺陷。图1A至图1B和图2A至图2B中所示的每个电容器包括一对导体板(例如，正极板和负极板，或阳极和阴极)，其具体体现为由氧化物-氮化物-氧化物(ONO)层隔开的一对导电多晶硅层(多晶硅2层覆于多晶硅1层上方)。缺陷可能发生在多晶硅2层的侧向边缘和下面的ONO层附近。该区域在图1A至图1B和图2A至图2B的每一个中圈出。应当理解，在另选的实施方案中，电容器板可由除多晶硅层之外任何适合的结构或材料具体体现。

图1A和图1B示出了可示出失效迹象的第一常规电容器结构100的横截面的显微镜图像(例如，使用隧道电子显微镜拍摄)，并且还举例说明上述不期望的特性，例如由于在多晶硅2层的侧向边缘附近的场效应引起的错误。

示例电容器100包括基础多晶硅层110、ONO结构(层堆叠)103以及顶部多晶硅层102、该ONO结构(层堆叠)包括氧化物层108、氮化硅(本文中也简称为氮化物)层106、另一氧化物层104。如图1B所示，氧化物层108和104可在顶部多晶硅层102的侧向边缘或侧壁处保持分离，并且氮化物层106可延伸到该侧向边缘或侧壁。因此，电容器100可能尚未发生失效，但可能经历不希望的场效应。例如，增加电容器边缘处的电线可将场集中在点112处，其在图1B中表示为更亮的点。由于在不同平面中加热，点112可包括氧化物中的空隙。这种增加的电场可能随后导致错误或失效。

图2A和图2B示出了第二常规电容器结构200的横截面的显微镜图像(例如，使用扫描电镜拍摄)，其进一步展示由于氮化硅层中正常工艺变化而出现的所描述弱点，导致电容器边缘处的窄电介质。