[发明专利]金属-绝缘体-金属（MIM）电容器结构及其形成方法

权利要求书

1.一种金属-绝缘体-金属（MIM）电容器结构，包括：

衬底；以及

金属-绝缘体-金属（MIM）电容器，形成在所述衬底上，

其中，所述金属-绝缘体-金属电容器包括：

电容器顶部金属(CTM)层；

电容器底部金属(CBM)层；和

绝缘体，形成在所述电容器顶部金属层和所述电容器底部金属层之间，

其中，所述绝缘体包括绝缘层和第一高k介电层，并且其中，所述绝缘层包括氮化物层和氧化物层，并且所述氮化物层形成在所述第一高k介电层和所述氧化物层之间，

其中，所述第一高k介电层的相对介电常数大于所述绝缘层的相对介电常数。

2.根据权利要求1所述的金属-绝缘体-金属(MIM)电容器结构，所述绝缘体还包括第二高k介电层。

3.根据权利要求2所述的金属-绝缘体-金属(MIM)电容器结构，其中，所述第一高k介电层和所述第二高k介电层形成在所述绝缘层的相对两侧上。

4.根据权利要求1所述的金属-绝缘体-金属(MIM)电容器结构，所述第一高k介电层的相对介电常数在从4至400的范围内。

5.根据权利要求1所述的金属-绝缘体-金属(MIM)电容器结构，其中，所述第一高k介电层包括氧化钛(Ti_xO_y，x是实数，并且y是实数)、氧化钽(Ta_xO_y，x是实数，并且y是实数)、氮氧化钛(Ti_xO_yN_z，x是实数，y是实数，并且z是实数)或氮氧化钽(Ta_xO_yN_z，x是实数，y是实数，并且z是实数)。

6.根据权利要求1所述的金属-绝缘体-金属(MIM)电容器结构，其中，所述第一高k介电层的厚度在从5埃至50埃的范围内。

7.根据权利要求6所述的金属-绝缘体-金属(MIM)电容器结构，其中，所述电容器底部金属层包括底部阻挡层、主要金属层和顶部阻挡层，并且其中，所述底部阻挡层和所述顶部阻挡层形成在所述主要金属层的相对两侧上。

8.根据权利要求7所述的金属-绝缘体-金属(MIM)电容器结构，其中，所述第一高k介电层形成在所述电容器底部金属层的所述顶部阻挡层和所述绝缘层之间。

9.根据权利要求7所述的金属-绝缘体-金属(MIM)电容器结构，其中，所述底部阻挡层和所述顶部阻挡层独立地包括钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钽(Ta)或氮化钽(TaN)。

10.根据权利要求7所述的金属-绝缘体-金属(MIM)电容器结构，其中，所述主要金属层包括铜(Cu)、铜合金、铝(Al)、铝(Al)合金、铜铝合金(AlCu)、钨(W)或钨(W)合金。

11.根据权利要求1所述的金属-绝缘体-金属(MIM)电容器结构，其中，所述绝缘层包括氮化硅层和氧化硅层。

12.一种金属-绝缘体-金属(MIM)电容器结构，包括：

电容器底部金属层，形成在衬底上，其中，所述电容器底部金属层包括底部阻挡层、主要金属层和顶部阻挡层；

第一高k介电层，形成在所述电容器底部金属层上；

绝缘层，形成在所述第一高k介电层上，其中，所述绝缘层包括第一氮化物层、第二氮化物层、第一氧化物层和第二氧化物层，并且所述第一氧化物层形成在所述第一氮化物层和所述第二氮化物层之间；以及

电容器顶部金属层，形成在所述绝缘层上，其中，所述电容器顶部金属层包括底部阻挡层、主要金属层和顶部阻挡层，

其中，所述第一高k介电层的相对介电常数大于所述绝缘层的相对介电常数。