[发明专利]具有扩展电介质层的沟槽电容器

说明书

公开了一种改进的沟槽电容器结构，其允许形成较窄的电容器。示例性电容器结构包括在穿过电介质层的厚度的开口的侧壁上的第一导电层、在第一导电层上的电容器电介质层、在电容器电介质层上的第二导电层、以及在第二导电层上的导电填充材料。电容器电介质层在开口上方并沿着电介质层的顶表面横向延伸，并且导电填充材料填充开口的剩余部分。

背景技术

随着电子器件继续变得越来越小和越来越复杂，提供更小和更鲁棒的能量存储部件的需求也同样增长。沟槽电容器由于其相对较小的覆盖面积以及与标准CMOS处理的集成相对容易而被广泛使用。由电介质层分隔开的导电层在沟槽内被图案化以形成电容器板或电极。当制造这样的器件以保持高电容且同时避免电容器板之间的短路时，尤其是随着不断缩小，存在许多挑战。

附图说明

随着以下详细描述的进行并参考附图，所要求保护的主题的实施例的特征和优点将变得显而易见，在附图中：

图1示出了根据本公开的一些实施例的包括沟槽电容器的集成电路结构的截面图。

图2示出了根据本公开的一些实施例的包含一个或多个半导体管芯的芯片封装的截面图。

图3-12示出了根据本公开的一些实施例的用于包括图1的沟槽电容器的集成电路结构的制造过程中的不同阶段的截面图。

图13是根据本公开的实施例的用于沟槽电容器的制造过程的流程图。

图14示出了可以包括本公开的一个或多个实施例的示例性电子设备

尽管下面的详细描述将参考说明性实施例进行，但是根据本公开，其许多替代，修改和变化将是显而易见的。如将进一步理解的，附图不一定按比例绘制或意图将本公开限制为所示的特定配置。例如，虽然一些图一般性地示出了完美的直线，直角和光滑的表面，但是集成电路结构的实际实施方式可能具有不太完美的直线、直角，并且鉴于所使用的处理设备和技术的实际限制，一些特征可能具有表面拓扑结构或其他的不平滑。

具体实施方式

公开了一种沟槽电容器设计。该设计特别适合于形成宽度非常窄的沟槽电容器，该沟槽电容器使小衬底覆盖面积上的电容最大化。示例性实施例包括电容器电介质层，该电容器电介质层延伸出沟槽以外并且沿着包括沟槽电容器的层间电介质(ILD)层的顶表面延伸或以其他方式在层间电介质(ILD)层的顶表面上方延伸。电容器电介质层甚至在沿着该电介质层的表面和/或在沟槽的上角(upper corner)处也充当两个电容器板或电极之间的绝缘阻挡层。在一些这样的情况下，下电容器电极完全在沟槽内并且在ILD层的上表面下方，并且电容器电介质层以及可能的上电容器电极在ILD层的上表面上方延伸。在任何这样的情况下，电容器电介质层的在ILD层的表面上方延伸的部分有效地提供了允许具有更宽宽度的顶部接触部的益处，这是因为电容器电介质层保护底部电极免于接触顶部接触部并使电容器短路。因此，电容器设计不再受被制造成接触每个电容器板或电极的接触部的尺寸(例如，宽度)的限制。许多配置和实施例将是显而易见的。

使用诸如电子显微镜等工具可以检测本文提供的技术和结构的用途，工具包括扫描/透射电子显微镜(SEM/TEM)、扫描透射电子显微镜(STEM)、纳米束电子衍射(NBD或NBED)和反射电子显微镜(REM)；组成映射；x射线晶体学或衍射(XRD)；能量色散x射线光谱(EDX)；二次离子质谱(SIMS)；飞行时间SIMS(ToF-SIMS)；原子探针成像或层析成像；局部电极原子探针(LEAP)技术；三维层析成像；或高分辨率的物理或化学分析，这仅举了几个合适的示例性分析工具。特别地，在一些示例性实施例中，这些工具可以指示电容器电介质层的存在，其中该电容器电介质层如本文中以各种方式描述的那样延伸出沟槽以外并且沿着包括沟槽电容器的层间电介质(ILD)层的顶表面延伸或以其他方式在层间电介质(ILD)层的顶表面上方延伸。根据本公开，许多配置和变化将是显而易见的。

概述