CN1628369A - 介电层电容器的制造方法 - Google Patents

Abstract

在一种于一第一介电层(20)中制造一电容器(92)的方法中，一凹陷(40)系被形成在该第一介电层(20)的一表面(22)中，而于该第一介电层(20)之该表面(22)上以及该凹陷(40)中，系形成有一第一导电层(60)，接着，于该第一导电层(60)上，一第二介电层(70)系加以形成，而且在该凹陷(40)中该第一导电层(60)之一厚度与该第二介电层(70)之一厚度的总和系小于该凹陷(40)的一深度，而一第二导电层(80)则是被形成于该第二介电层(70)上，最后，该电容器(92)系藉由平面化所形成之层结构而加以获得。

Description

介电层电容器的制造方法

本发明系相关于一种制造一电容器之方法，特别是相关于一种制造适合于整合在两个接线平面间之一中间介电质中之一电容器的方法。

为了在集成电路中产生电容器，系已知有大量的技术，一个电容器之电容量系藉由其电极的表面、这些电极彼此所在位置的距离、以及电容率，亦即，在该等电极间之一介电层的相关介电常数ε_r所加以决定，而为了要以电极面积尽可能小为基础以达成一所需的高电容率，则除了一高相关介电常数ε_r之外，该等电极间的最小可能距离以及该等电极间之该介电层的最小可能厚度系分别为特别需要的。

在已知的方法中，其系通常需要于制造该电容器期间，侧向地建构该等电极以及在该等电极间的该介电层，而如此的侧向建构系受到，例如，一正光阻屏蔽以及一蚀刻步骤、或是受到于该分别层之前所施加之一负光阻屏蔽以及一举离步骤(lift-off step)的影响。在任何种类之侧向层建构的例子中，将被建构之该层系必须满足较大或较少的化学以及机械坚实程度需求，这是由于在该建构期间，此层将会至少被曝露至用于光阻屏蔽的溶剂，甚至是在不被移除的区域。若是一正光阻屏蔽被用作为一蚀刻屏蔽时，则该将被建构的层系会额外地受到与该光阻以及一曝光屏蔽的机械接触，而对于将被建构之该等层之坚实程度之取决于组合、制造技术的需求，系承担了与所考虑材质的选择一样多的限制，并使得该等层的最小厚度成为必须。

而在一介电层的例子中，由于使用一较薄的介电层，这些需求乃对该电容器之该电容量的增加设定了不需要的限制，而同样的也对该电容器之该电极面积的降低设定了限制。

另一个显见的问题是，在上部电容器平板之下的一侧向突出介电层系将会降低位于其下之一抗反射涂层(ARC；ARC＝Anti ReflexCoating)的吸光特质，而此在一接续的曝光步骤期间系为不利。

一电容器之该已知制造的另一个显见缺点是，其乃需要分开的光刻以及蚀刻步骤，以用于建构该上部电容器平面。

因此，本发明之目的系在于创造一种获得改进之在一介电层中制造一电容器的方法。

此目的系藉由根据权利要求第一项之方法而加以达成。

根据本发明，一种在一第一介电层中制造一电容器的方法系包括下列步骤：

在该第一介电层的一表面中形成一凹陷；

于该第一介电层之该表面之上以及该凹陷之中产生一第一导电层；

于该第一导电层之上产生一第二介电层，其中该第一导电层之一厚度与在该凹陷中之该第二介电层之一厚度的总和系小于该凹陷的一深度；

于该第二介电层之上产生一第二导电层；以及

平面化所形成之层结构，以获得该电容器。

本发明系以，在特殊情况下，其系有可能在一第一介电层中之一凹陷中制造一电容器，并且系藉由在此凹陷中产生包括两导电层以及一中间介电层的一层顺序以及藉由向下执行一平面化步骤至该第一介电层的该表面的发现作为基础，此系具有该层顺序乃是侧向地进行建构的效果，藉此，该电容器系加以形成。必须了解的是，此制造方法系于该深度，亦即该凹陷之垂直尺寸，大于将沉积于其上之该第一导电层之厚度的时候，以及于该凹陷之该侧向尺寸大于该第一导电层之厚度的时候，尤其可以加以执行。

本发明系额外地以用来填满通孔的钨(T)标准沉积系可以被用于产生通孔接触，以产生该第一导电层的发现作为基础，而在此状况下，该凹陷的该侧向以及垂直尺寸系必须加以定义，以使得该凹陷不会被施加来填满该等通孔的该钨层所完全填满。

本发明的一个可见优点是，该第二介电层尤其不需要在将该第二导电层产生在该第二介电层之顶部之上之前，先分开地进行建构，并且因此，其既不需要将此第二介电层暴露至一光阻、或暴露至此光阻的一溶剂，也不需要与一曝光屏蔽进行接触，相反的，该第二介电层以及该第二导电层系可以在一个产生之后随即接着产生，而此系具有该第二介电层于处理期间，以一类似三明治的方式进行封装并且被保护而抵抗程序所带来的影响的效果，此将尤其可以避免对该第二介电层直接或间接的蚀刻攻击，并且，其甚至有可能避免该第二介电层与一大气之间的任何接触，而因此，该第二介电层的厚度系可以简单地被降低至一几乎任意的范围，以及，在极端的例子中，此第二介电层亦可具有仅为一个或数个原子层的厚度，因为该介电层不需要满足任何在机械或化学坚实程度上的需求。

该第二介电层系被产生于该第一介电层之上，较佳地是覆盖其整个面积。有关于在一介电层中的侧向实施例，依照本发明所产生的一电容器系亦称作为GOLCAP(GOLCAP＝G1Obal Layered CAPacity，整体层迭容量)。

本发明的另一优点系为，藉由平面化该层结构，该第二导电层以及，此外，可选择地该第二介电层以及该第一导电层系可以在一单一方法步骤中侧向地进行建构，因此，即不再需要任何更进一步的步骤以用于自该第二介电层侧向地建构该等层，尤其是上部电容器平板，  藉此，用于装置中的投资以及产生该电容器所必须的制程科技系将被降低。

一个更进一步的优点在于，根据本发明的方法系可以与产生通孔导体的制程进行整合，因此，举例而言，其系有可能在一单一步骤中产生该第一介电层中的一通孔以及该第一导电层，再者，该平面化该层结构的步骤系较佳地可以在相同的步骤中加以实行，而在此步骤中该通孔的填满系会被平面化，此将会最小化产生该电容器的花费。

本发明的另一个可见优点是，相较于一介电层的纯平面结构设计，该第二介电层所产生的良好形状以及因此该电容器平板以及电极的侧向以及垂直结构尺寸系会分别地导致电极面积的增加，以及因此有效电容量的增加。

在另一个优点是，该两个电容器平板系皆与相同的金属平面，亦即，相同的导体层，相接触，再者，额外的停止层系可以在本发明的例子中被省略，而如此之停止层系照惯例会于该电容器平板被接触时加以使用。

另外，对于照惯例会由平坦T电极所承担之该第一介电层之该(CMP)平面化的高度需求系会藉由本发明而被消除，而已知对于建构下部电容器平板之光刻的高度需求系亦不必须要被满足。

根据一较佳实施例，该第二介电层系不是以一平面的形式、而是以一线性结构的型式，被呈现于藉由平面化所产生的表面之上，这表示，该第二介电层系仅存在于该T电极之电活性区域之上，但在该等电极之外。而在接续的光阻曝光期间，由于会被介电层改变的吸光特质所造成的问题，在此方法中系可以加以避免。

更多的较佳更进一步发展系定义于附属权利要求之中。

接下来，较佳实施例将以所附之附图做为参考而由更详尽的解释，其中：

第1图至第11图：其系显示用于解释根据本发明之一第一实施例之方法的剖面示意图；

第12图：其系显示藉由根据本发明之一另一实施例的方法所制造之一电容器的剖面示意图；

第13图：其系显示第12图之该电容器的上视示意图；

第14图至第19图：其系显示用于解释根据本发明之一再一实施例之方法的剖面示意图；

第20图至第22图：其系显示用于解释根据本发明之一再一实施例之方法的剖面示意图；

第23图至第25图：其系显示藉由根据本发明之方法所制造之再一电容器的剖面示意图；以及

第26图至第30图：其系显示用于解释根据本发明之一再一实施例之方法的剖面示意图。

请参阅第1图至第10图，根据本发明之方法的一第一实施例将进行详细的解释。在此第一实施例的例子中，一电容器，部分地会与一穿孔连接(through-connection)一起，系被制造于两个接线平面间的一中间介电质之中。

第1图系显示一起始结构，其中，一导体12系被形成于一支撑层10之上，而该支撑层10系可以包括，例如，一介电质、或一半导体材质，该导体12系包括一导电材质，例如，铝或铜，以及，系被提供作为配置于该支撑层10之上之一接线平面的部分，并且，系被用于连接在该支撑层之中的构件(未显示)，其中，该接线平面系被配置于一构件层(未显示)的顶部。

该第一介电层20系藉由于该支撑层10上施加一硼磷硅化玻璃(boron-phosphorus silicate glass，BPSG)或是一氧化物而加以产生，而其系会填满在该导体12以及额外之导体(未显示)间的空间，并且会覆盖该等导体，此系会导致一波浪状表面，不过，该波浪状表面系接着会藉由化学机械研磨(CMP)而被平面化，也藉此，该第一介电层20之初始平面表面22会被产生。该第一介电层20系可以是在一半导体结构，例如，一储存组件、或是一微处理器，之一构件层顶部上的两接线平面间的一介电层。

自显示于第1图中之结构开始，用于形成一通孔导体的一通孔系被以惯用的方式加以产生，例如，藉由一光刻步骤、或是一蚀刻步骤，而所得之结构则显示于第2图中，该通孔30系自该第一介电层20的表面向下延伸至该导体12。

正如第3图所示，藉由一更进一步的光刻步骤以及一更进一步的蚀刻步骤，一凹陷40系接着被形成于该第一介电层20的该表面22之中，而相对于具有一小的剖面积以及大的深度的该通孔30，相较于该凹陷40的侧向尺寸，其系具有一小的深度。

该表面22以及该通孔30以及该凹陷40的该等表面系被施加一更薄的衬层、或是一薄的中间层50，其系显示于第4图中。该中间层50系包括Ti或TiN或作为一扩散阻障层的其它衬层顺序，并且，系较佳地具有大约50nm的厚度。

在接下来的步骤中，一第一T层60(T＝tungsten，钨)系被产生于该中间层50之上，而正如可从第5图所见，该T层60系完全地填满该狭窄且深的通孔30。该中间层50系避免了该第一T层60之钨与该第一介电层20之材质间的一化学反应，及/或调整了该T层60以及在该通孔30中之该导体12间的接触电阻。

该凹陷40的深度系较佳地大于该第一T层60在该凹陷中的厚度，并且，该凹陷40的侧向尺寸系较佳地大于该第一T层60之厚度的两倍。在这些先决条件之下，该凹陷40，除了该通孔30，系不会被该第一T层60所完全填满，但是，该第一T层60在该凹陷40的范围内、以及在该凹陷40与在该通孔30之外系实质上具有相同的厚度。

包括，例如，一氮化物、氧化物、氧化钽、或氧化铝的一薄第二介电层70，系会被产生于该第一T层60之上，并覆盖整个面积。该第二介电层70系可以具有介于，例如，30nm至50nm之间的厚度，然而，较佳地是，其具有一非常小的、少于10个原子层或是更少的厚度，根据一特殊的较佳实施例，其仅具有一个、两个、或三的原子层的厚度，并且，其系藉由化学气相沉积(CVD)、自气相沉积个别原子层(ALD；ALD＝atomiclayer deposition原子层沉积)、或是藉由一些适合沉积如此薄之层的其它方法而加以产生。

较佳地是，紧接着产生该第二介电层70之后，一第二T层80系被产生于该第二介电层70之顶部之上，藉此，可以获得在第7图中所显示的状况。

该第二介电层70以及该第二T层80一个接着一个地立即沉积所代表的意思是，在该第二T层80产生之前，该第二介电层70既不会被涂覆以一光阻屏蔽，也不会与一曝光屏蔽有机械接触，也不会曝露至任何溶剂或是蚀刻液，也不会遭受曝光。当该第二介电层70以及该第二T层80被产生于相同装置的范围内、或是相同(真空)容器的范围内时，该第二介电层70系将不会受到空气或一保护大气的任何影响，而在该第二介电层上之光线的影响亦可以简单地被避免。再者，在产生该第二介电层70以及产生该第二T层80之间的期间系可以尽可能如所需的简短，因此，该第二介电层70系不需要满足任何有关于化学或是机械坚实程度、光电阻、或是老化电阻的需求，到这种程度，  没有任何阻抗的存在与受到考虑之该第二介电层70之材质选择一样，相反的，一个不受限的理想状况系会有关于一最小厚度、一最大相关介电常数ε_r、其所需的一频率依存性(frequency dependence)、一高介电强度、或一高溃散电场强度、或其它对分别使用状况为重要的参数而成为可能。

在一更进一步的方法步骤中，显示于第7图中、包括该第一T层60、该第二介电层70、以及该第二T层80的该层结构，系藉由研磨，较佳地是藉由化学机械研磨，而加以平面化，在此研磨步骤中，在该通孔30以及在该凹陷40之外的该第一中间层50、该第一T层60、该第二介电层70、以及该第二T层80系实质上被向下移除至由该第一介电层20之该原始表面22所定义的一平面，正如可由第8图所见，而该等T层60、80所剩余的面积在垂直的方向系可以稍微地突出超过该第一介电层20，如在第8图中所表示。

该第一T层60的厚度以及该第二T层80的厚度系一起较该凹陷40的厚度为小，因此，在该平面化步骤之后，不仅该第一T层60，该中间层50以及该第二T层80系亦会部分地剩余在该凹陷40之中。而该第一T层60的该剩余部分系会形成一电容器92的一第一电极90，该第二T层80的该剩余部分则会形成一电容器92的一第二电极94，其中，该电容器92的该第一电极90以及该第二电极94系于空间上被分开，并且，系藉由该第二介电层70之一剩余部分96而彼此电隔离。该等电极90、94的侧向尺寸以及因此其面积与该电容器92的电容量乃系藉由该第二介电层70之该部分96的面积而加以决定，也因此，实质上，其系藉由该凹陷40之侧向尺寸而加以决定。特别的是，该第一电极90之一边缘100实质上系对应于该凹陷40的一边缘102，而该第二电极94的一边缘104则是位于距离实质上藉由该第一T层60之厚度、该凹陷40之深度、以及该凹陷40之侧壁之斜面所决定的该凹陷40的该边缘102一段距离的位置。

剩余在该通孔30中的该第一T层60的部分系形成一通孔导体110。藉由该平面化步骤，尤其是于该通孔30以及该凹陷40之间之区域的该中间层50以及该第一T层60系被加以移除，因此，起初，在该通孔导体110以及该电容器92之该第一电极90之间并没有导电连接，而为了确保此一状况，该第一介电层20的部分亦较佳地在该平面化步骤期间被移除，因此，在该平面化步骤之后，该第一介电层20的该表面22系可以位于一下部层之上，亦即，接近该支撑层10。

该电容器92之形成至此完成。在接续的方法步骤中，接触垫以及导体系为了接线而加以产生。

在第9图中，其系显示在该通孔导体110之上的一导体120以及在该电容器92之该第二电极94之上的一导体122。相反的，正如于图中所示，该导体120系可以比该通孔导体110为宽，并因此可以在该通孔导体110的周围覆盖该介电层20的该表面22，其中，该导体122系专门地被提供于该电容器92之该第二电极94之上。

在第10图中，该电容器92之该第一电极90系额外地接触到一另一导体124，而此另一导体124系可以与该等导体120、122同时被产生，或是在分开的方法步骤中被产生。

再者，在第11图中，该电容器92之该第一电极90系额外地与一另一导体126显示在一起。而该等导体120、122、124、126乃是产生自一导电材质，较佳地是Al或Cu，并且，系可以一起或是分开产生。

第12图系显示一电容器92之剖面示意图，其中该电容器92系藉由根据本发明之方法的另一实施例而加以产生，并且，第13图系显示此电容器92的一上视示意图。此实施例系不同于以第1图至第11图作为基础所显示的实施例，而在此范围内，该电容器92之该第一电极90以及一通孔导体110’系直接经由一T桥接(T-bridge)而加以互连，而为了此目的，该凹陷40系被提供以一突出部分130，其中，该突出部分130系于其中被提供以一通孔30’，该凹陷40之该突出部分130的宽度以及深度则被选择为非常的小，以致于当该第一T层60的产生以第5图所显示作为基础而加以举行时，该突出部分130，相似于该通孔30，将会被此第一T层60所完全填满。而在执行完以第1图至第9图之叙述做为参考的方法步骤之后，紧接着的是该电容器92之该第一电极90系经由一T桥接而被组合地连接至该通孔导体110’。此外，亦接触该电容器92之该第一电极的该导体120系被提供于该通孔导体110’的顶部之上，而由于该突出部分130，于该介电层20之该表面22上、用于接触该第一电极90的更多空间系加以提供。因此，显示于附图中之具有该突出部分130的该凹陷40的几何学系有利于藉由在该支撑层10之上的该导体12而接触该第一电极90，同时有利于藉由在该介电层20之该表面22之上的该导体120而接触该第一电极90。然而，脱离在第12图中的附图，该第一电极90系亦可能可以仅被该两个导体12、120的其中之一接触，在此例子中，该通孔导体110’系可能可以被省略。

第14图至第19图系显示依照根据本发明之一另一实施例的制造方法之各个阶段的剖面示意图，此方法不同于该第一实施例的是，当在该支撑层10之上的该等导体12、12a产生之后，该第一介电层20系不会在一步骤中被同质产生，但是在该等导体12、12a之间的空间140、142系会首先被一保角的HDP氧化物(HDP＝High Density Plasma silaneoxide，高密度电浆硅烷氧化物)所填满，亦即，系沉积实质上刚刚好够多来填满该等导体12、12a之间的该等空间140、142、144的HDP氧化物量。而该HDP氧化物的特征在于，其系成长于具有相同厚度的所有边缘之上，亦即，其平面化效果仅视为小的，因此，HDP氧化物系特别适合于现在所呈现的例子，这是因为在该等导体12、12a之间的该等空间140、142、144系将首先地会被填满，相反地，并不需要一平面化效应。在此程序期间，氧化帽盖150、152系会形成于该等导体12、12a的顶部之之上，所获得之状况系显示于第14图中。

接续地，一停止层160系被施加于该等氧化帽盖层150、152，以及在该等空间140、142、144中的该氧化物，如第15图所示，该停止层160系作为在一接续方法步骤中的一蚀刻停止。

在该停止层160之上，系被沉积一厚的硅烷层(silane layer)170，以产生显示于第16图中的状况，相对于已经被用于填满该等空间140、142、144的该HDP氧化物，该硅烷层170系具有一较强的平面化效应。

正如在该第一实施例的状况中一样，该硅烷层系接着藉由CMP加以平面化，以获得相对应于该第一实施例之该第一介电层22的该表面的一平坦表面，而在此方法所产生的结构系显示于第17图中，该等氧化帽盖150、152、该停止层160、以及该硅烷层170系一起相对应于该第一实施例的该第一介电层20。

再次如在第一实施例中的例子一样，一通孔30系接着进行蚀刻，以便获得显示于第18图中的结构，该通孔30系自该表面22向下延伸通过该硅烷层170、该停止层160、以及该氧化凸起160，而到达该导体12。

在一更进一步的蚀刻步骤中，一凹陷40系利用有关于该停止层160而具有选择性的一蚀刻液而进行蚀刻，以获得在第19图中所显示的状况，而因为该停止层160系在此做为一蚀刻停止，因此，该凹陷40系自该表面22仅向下延伸至该停止层160，所有接下来的方法步骤系相对应于该第一实施例的接续步骤，因此，重复的叙述系在此省略。

取代在该第一介电层20中使用一停止层，正如以在第14图至第19图中所表示之实施例作为基础所显示的一样，其系亦可以使用一金属平面，例如，该导体12a，以作为一停止层，此系为在以第20图以及第22图作为基础所显示的一另一实施例中的例子，该支撑层10、该等导体12、一另一导体12a、以及该第一介电层20系以与该第一实施例相同的方法而被产生，该导体12a的该侧向尺寸系较佳地至少与随后产生于上的该凹陷40之尺寸一样大，而在该表面22产生之后藉由平面化该第一介电层20所获得之状况系显示于第20图中。

接着，一通孔30以及一凹陷40系被产生于该第一介电层20之中，以藉此相继地产生分别显示于第21图以及第22图中的结构，由于在此实施例中该通孔30以及该凹陷40两者系皆自该第一介电层20之该表面22向下分别延伸至该导体12以及该导体12a，因此，在此实施例中，该通孔30以及该凹陷40的光刻及/或蚀刻系可以在一共同步骤中加以实行，而当此步骤加以实行时，该导体12以及该导体12a系分别做为一蚀刻停止。

第23图系为依照本发明之一另一实施例所产生之两个电容器92、92a的剖面示意图。脱离先前的实施例，该等凹陷40、40a系被同时或连续地形成，而在这些凹陷中，包括第一电极90、90a以及第二电极94、94a的该等电容器92、92a则被依照在前实施例的方法步骤而加以形成，且其中，该等第一电极90、90a以及该等第二电极94、94a系于空间上分开、并藉由一第一介电层的分别部分96、96a而电隔离。该等第二电极系被导体122、122a所接触，而该等第一电极90、90a则是藉由一单一导体124而共同接触。

因此，该两个电容器92、92a系被耦接，并且，举例而言，系可以被并联连接，以形成一总电容量，而其系亦有可能将复数个如此的电容器并联连接，而在此状况下，个别电容器系可以，举例而言，藉由激光熔合或电熔合而加以分开，以精细地调整该总电容量。

正如第23图所示，当一凹陷40、40a系具有较该等第一电极90、90a的厚度大上许多的深度时，该等第二介电层96、96a系会具有垂直部分、或是具有一垂直构件的部分，而相较于在第1图至第22图的实施例中存在之型态的实质平坦结构设计，此系具有该等电极之该活性区域以及该等电容器92、92a的该等电容量系会被增加的效果。

在先前实施例的例子中，在藉由CMP而平面化的期间，其系存在着一T桥接可能会被形成为横跨该电容器92之该等电极90、94间的该第二介电层70之该部分96的边缘的危险，而如此的一T桥接系会于该等电极90、94之间产生一短路，并且，在此方法中破坏该电容器92的实用性。碟形化的风险，亦即，一钨桥接的形成系可以藉由，举例而言，于建构该等接线导体120、122、124期间选择性的过蚀刻而加以降低，正如以依照本发明之一另一实施例所产生之第24图作为基础所显示的电容器的例子一样。显示在此附图中的该电容器92系实质上相对应于依照显示于第10图中之该第一实施例的例子中的该电容器。然而，除了该第一实施例的例子，当该等接线导体120、122、124系藉由一光阻屏蔽以及一蚀刻液而自一整面积导电层被建构出来时，该电容器92之该第一电极90的部分以及该第二电极94的部分系被加以移除，以暴露出该第一电极90以及该第二电极94之间的该第二介电层70之该部分96的一边缘180，而此一动作的完成，系藉由使用一个对该等电极90、94之钨移除率高于该第二介电层70之材质之移除率的蚀刻媒介，而所得出的结构系为在第24图中所显示的结构，而此例子中，该第二介电层70之该部分96的该边缘180系进行暴露，亦即，相关于该第一电极90以及该第二电极94而突出，此则会保证该等电极90、94不会因为一T桥接而被短路。

第25图系为在一介电层20中之一电容器92的一垂直剖面的示意图，其中该电容器系依照本发明之一另一实施例而加以产生，此实施例不同于先前者系在于，取代一单一同质薄第二介电层70的介电层系统190系被形成于该第一T层60以及该第二T层80之间，一更进一步的不同则可见于，完全地将该第二电极94包覆起来的一深沟渠192系以其内部侧壁194会限制该介电层系统190的方式而被蚀刻进入该第一电极90、该介电层系统190以及该第二电极94。由于该沟渠192的形成，在该等电极90、94之间、可能已经于该平面化步骤期间产生的一T桥接，以及在该等电极之间所造成的短路系会确实地被移除。再者，决定该电容器92之该电容量的该第二电极94的面积系藉由该沟渠192，在无关于生产过程中之变动的情形下，精确地且广泛地加以定义。此外，该沟渠192系可以藉由一介电质而加以填满，举例而言，一氧化物或是氮化物，以保护该介电层系统190暴露于该沟渠192之内壁194的位置，而抵抗化学以及物理环境影响。

第26至第31图系显示根据本发明之一另一实施例的垂直剖面示意图。一直到包括该第一T层60的产生的初始方法步骤系相同于该第一实施例。

所呈现的此实施例不同于该第一实施例之处在于，一额外的第一平面化步骤系接续于显示于第5图中的该第一T层60的产生之后而加以实行，以获得显示于第26图中的结构，而藉由此额外的平面化步骤，在该通孔30以及该凹陷40之外的该第一T层60系于其被产生之后立即被移除，亦即，实质上位在藉由该介电层20之该原先表面22所定义的一平面之上，在此操作中，研磨系加以实行使得该中间层50在该通孔30以及该凹陷40之外的所有区域皆被移除的范围。在该通孔30中以及该凹陷40中的该等T区块(block)系稍微地较该第一介电层为高，正如第26图所示，而跟随在其后的是，该通孔导体110以及该第一电极90系实质上存在为其最终的形状，空间上分开并且彼此电隔离，而由于该第一电极90的厚度系小于该凹陷40之深度，该第一电极90系被提供以已经容纳该第二介电层以及随后在其上之该第二电极的一凹陷200。

正如在先前实施例中的例子一样，一第二介电层70系皆着被施加于该介电层20之该表面22，该第一电极90以及该通孔导体110，而覆盖这些构件的整个面积，以获得显示于第27图中的结构。

于该第二介电层70之上系被沉积一第二T层80，再次的覆盖整个面积，以获得显示于第28图中的结构。

在一实质上相对应于先前实施利之该平面化步骤的接续步骤中，平面化系向下实行至该第二介电层70，以获得显示于第29图中的结构，在此程序期间，该第二电极94系产生自仅剩余在该第一电极90之范围内的该凹陷200的该第二T层80，接着，该介电层70系在此实施例中作为该第二平面化步骤的一停止层。

藉由已经定义的过研磨(overpolishing)或是一额外的湿蚀刻步骤，该第二介电层770系除了该等电极90、94之间的一部份96之外，皆被移除，而这则造成了显示于第30图中的结构，并且，在其表面，该通孔导体110、该第一电极90以及该第二电极94系会被暴露，接着，正如在先前实施例的例子中一样，该通孔导体110以及该电容器92的该等电极90、94系可以藉由接线导体进行接触。

根据本发明之方法的第七个实施例，以第26图至第30图所显示为基础者，其所具有的优点是，其系兼容于在一研磨或平面化步骤中分别无法轻易被移除以及避免的一非常硬的第二介电层70，但另一方面，该第二介电层70系于此例子中表示该第二平面化步骤的一可靠停止层。

在所有的实施例中，该第一介电层20系可以为直接设置边界于一半导体结构之一构件层上的一第一层，而其中，该支撑层10系代表该构件层，并且该通孔30系较佳地直接向下到达在该构件层10中的一构件，亦即，向下到达该构件的一接触，以取代向下到达该导体12。然而，本发明系亦可以被用于在与一半导体结构之一构件层空间相隔的一介电层20中产生一电容器，而该第一介电层20则可以位于该两个任意接线平面之间，或是其亦可以为最上部的介电层。

该材质T用于该等实施例中以作为该通孔导体110以及该等电极90、94的一特殊优点是，其系极佳地适合于研磨。若提供一通孔30的话，则该等电极90、94使用T系具有优势，因为该第一电极90系可以在一步骤中与该通孔导体110一起被形成。然而，根据本发明之制造方法系亦可加以适应，以被用于其它材质的电极90、94，并加以提供这些材质使得平面化可以具有足够的精确度以及可靠度。再者，不同的导体材质系可以被用于该第一电极90以及该第二电极94。

特别是该凹陷40的深度若被选择为较该第一导体层60的厚度大上许多时，系会获得具有点状之电极90、94的一电容器92，以及在该等电极90、94之间的该第二介电层70的一点状部分96，正如已经显示于第23图一样，在此例子中该第二介电层70的该部分96系不仅包括平行于该第一介电层20之该表面22的一表面，其系包括一额外的垂直表面积，而相较于在一浅凹陷40中的一实质平坦电容器、同时相较一已知的电容器，此系具有决定该电容器之该电容量的该第二介电层70之该部分96之面积被放大的效果。这表示，可利用之空间系可以更有效地被利用。

根据本发明之方法系允许以一较具优势的方式，在相同的介电层中制造一个或复数个电容器、或是一个或复数个通孔导体，且该通孔导体系直接或见机地连接至该等电容器、或与其电隔离。然而，在不同时进行一通孔导体之制造的例子中，根据本发明之方法系亦可以被使用并且亦具有优势。再者，其系亦有可能同时地制造复数个并联连接的电容器，举例而言，以用于形成一总电容量，而为了精细地调整该总电容量，这些电容器的每一个系可以藉由激光熔合(laserfusing)而加以分开。

符号列表

10支撑层

12导体

20第一介电层

22第一介电层的表面

30通孔

40凹陷

50中间层

60第一T层

70第二介电层

80第T-layer

90电容器92之第一电极

92电容器

94电容器92之第二电极

96第二介电层的部分

100第一电极90之边缘

102凹陷40之边缘

104第二电极94之边缘

110，110’通孔导体

120，122，124，126导体

130凹陷40之突出部分

140，142，144导通20，20a之间的空间

150，152氧化帽盖

160停止层

170硅烷层

180部分96之边缘

190介电层系统

192沟渠

194沟渠192之内壁

200凹陷

Claims (14)

1.一种在一第一介电层(20)中制造一电容器(92)的方法，该方法系包括下列步骤：

在该第一介电层(20)的一表面(22)中形成一凹陷(40)；

于该第一介电层(20)之该表面(22)上以及该凹陷(40)中产生一第一导电层(60)；

于该第一导电层(60)上产生一第二介电层(70)，而在该凹陷(40)中该第一导电层(60)之一厚度以及该第二介电层(70)之一厚度的总和系小于该凹陷(40)的一深度；

于该第二介电层(70)上产生一第二导电层(80)；以及

平面化所形成之层结构，以获得该电容器(92)。

2.根据权利要求第1项所述之方法，其中该产生该第一导电层(60)的步骤及/或该产生该第二导电层(80)的步骤系包括产生一金属层的步骤。

3.根据权利要求第2项所述之方法，其中该产生一金属层的步骤系包括产生一T(钨)层的步骤。

4.根据权利要求第1至第3项其中之一所述之方法，其中该产生该第二介电层(70)的步骤系包括自一气相沉积一原子层的步骤。

5.根据权利要求第1至第4项其中之一所述之方法，其中该产生该第二介电层(70)的步骤系包括产生具有40nm或更少厚度之该第二介电层(70)的步骤。

6.根据权利要求第4项所述之方法，其中该产生该第二介电层(70)的步骤系包括产生具有10个原子层或更少厚度之该第二介电层(70)的步骤。

7.根据权利要求第1至第6项其中之一所述之方法，其中该平面化步骤系包括向下移除在该凹陷(40)之外的该第一以及该第二导电层(60、80)以及该第二介电层(70)至由该第一介电层(20)之该表面(22)所定义的一平面。

8.根据权利要求第1至第6项其中之一所述之方法，其更包括于该第二介电层(70)产生之前，平面化该第一导电层(60)的步骤，而该平面化该层结构的步骤系包括向下移除在该凹陷(40)之外的该第二导电层(80)至由该凹陷(40)之外的该第二介电层(70)之该表面所定义的一平面。

9.根据权利要求第1至第8项其中之一所述之方法，其更包括形成一通孔(30、30’)的步骤，而该通孔系于该产生该第一导电层(60)的步骤期间被完全地填满，以便形成一通孔导体(110、110’)。

10.根据权利要求第1至第9项其中之一所述之方法，其更包括在该凹陷(40)形成之前，于该第一介电层(20)之中产生一停止层(160)的步骤，而该停止层(160)的配置系于该形成该凹陷(40)的步骤期间，决定该凹陷(40)之该深度。

11.根据权利要求第1至第10项其中之一所述之方法，其更包括在该平面化该已经形成之层结构的步骤之后的蚀刻步骤，而该第一导电层(60)的材质以及该第二导电层(80)的材质系于此蚀刻期间特别地加以移除，以便暴露该第二介电层(70)的边缘(180、190)。

12.根据权利要求第1至第11项其中之一所述之方法，其更包括将该第一导电层(60)以及该第二导电层(80)之每一个接触至一导体(122、124、126)或一通孔导体(110、110’)的步骤。

13.根据权利要求第1至第12项其中之一所述之方法，其中该第二介电层(70)系不进行在产生该第二导电层(80)之前之任何更进一步的方法步骤。

14.根据权利要求第1至第13项其中之一所述之方法，其中该第一介电层系为一配置于两接线平面之间的中间介电层。

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