[发明专利]用于高密度沟槽电容器的薄膜方案

说明书

本发明实施例涉及用于高密度沟槽电容器的薄膜方案。本申请案的各种实施例涉及一种具有高电容密度的沟槽电容器及其形成方法。在一些实施例中，所述沟槽电容器上覆于衬底且填充通过所述衬底界定的沟槽。所述沟槽电容器包括下电容器电极、电容器介电质层和上电容器电极。所述电容器介电质层上覆于所述下电容器电极且加衬里于所述沟槽。所述上电容器电极上覆于所述电容器介电质层且在所述电容器介电质层上方加衬里于所述沟槽。所述电容器介电质层包括高介电系数材料。通过针对所述介电质层使用高介电系数材料，所述沟槽电容器可具有适用于配合高性能移动装置使用的高电容密度。

技术领域

本发明实施例是有关用于高密度沟槽电容器的薄膜方案。

背景技术

移动电话和其它移动装置通常依赖于离散安装到移动装置的印刷电路板(printed circuit board，PCB)且通过PCB电耦合到移动装置的集成电路(integratedcircuit，IC)的陶瓷电容器和其它被动装置。然而，此使用PCB上的大量表面积且因此限制移动装置大小和/或移动装置功能性。此外，离散安装且电耦合被动装置增加制造成本。因此，移动装置愈加转向集成式被动装置(integrated passive device，IPD)以降低大小、降低成本且增加功能性。IPD嵌入单个单片装置中且封装为集成电路(IC)的一或多个被动装置的集合。

发明内容

本发明的实施例涉及一种半导体结构，其包括：衬底，其界定沟槽；和沟槽电容器，其上覆于所述衬底且填充所述沟槽，其中所述沟槽电容器包括：下电容器电极；基底电容器介电质层，其上覆于所述下电容器电极且加衬里于所述沟槽；高κ电容器介电质层，其上覆于所述基底电容器介电质层且在所述基底电容器介电质层上方加衬里于所述沟槽，其中所述高κ电容器介电质层具有大于所述基底电容器介电质层的介电常量的介电常量κ；和上电容器电极，其上覆于所述高κ电容器介电质层且在所述高κ电容器介电质层上方加衬里于所述沟槽。

本发明的实施例涉及一种形成沟槽电容器的方法，所述方法包括：对衬底执行蚀刻以形成沟槽；沿着所述沟槽的侧壁形成下电容器电极；形成上覆于所述衬底和所述下电容器电极且进一步在所述下电容器电极上方加衬里于所述沟槽的介电质层，其中所述介电质层包含高介电系数材料；形成上覆于所述介电质层且在所述介电质层上方加衬里于所述沟槽的电极层；和图案化所述电极层和所述介电质层以分别形成堆栈于所述下电容器电极上的上电容器电极和电容器介电质层。

本发明的实施例涉及一种半导体结构，其包括：衬底；和沟槽电容器，其上覆于所述衬底，其中所述沟槽电容器包括衬底电极、多个沟槽电极和多个电容器介电质层，其中所述衬底电极通过所述衬底的掺杂区界定，其中所述沟槽电极和所述电容器介电质层交替堆栈于所述衬底电极上方且界定突出到所述衬底中的多个沟槽区段，其中所述沟槽电极和所述电容器介电质层在所述沟槽区段处凹入所述衬底中，且其中所述电容器介电质层包括高介电系数材料。

附图说明

当结合附图阅读时从下列实施方式最优选地理解本发明实施例的方面。应注意，根据行业中的标准实践，各种构件不按比例绘制。实际上，为清晰论述，各种构件的尺寸可任意增大或减小。

图1绘示包括具有高电容密度的沟槽电容器的半导体结构的一些实施例的剖面图。

图2A绘示其中省略在沟槽区段处的闭合间隙的图1的半导体结构的一些替代性实施例的剖面图。

图2B绘示其中使用敞开间隙替换在沟槽区段处的闭合间隙的图1的半导体结构的一些替代性实施例的剖面图。

图3绘示其中沟槽电容器具有三个或三个以上沟槽区段的图1的半导体结构的一些替代性实施例的剖面图。

图4绘示其中沟槽电容器具有三个沟槽区段且通过后段工艺(back end of line，BEOL)互连结构覆盖的图3的半导体结构的一些更详细实施例的剖面图。