[发明专利]嵌入有纳米晶体的电容器

说明书

技术领域

本发明实施例涉及半导体结构及其形成方法，具体地涉及嵌入有纳米晶体的电容器及其形成方法

背景技术

作为无源器件的电容器在集成电路(IC)中是重要的器件并且广泛用于诸如随机存取存储器(RAM)、非易失性存储器件或RC电路的不同的目的。当IC向着具有较小部件尺寸的先进技术节点发展时，由于电容器的特性，因此电容器几乎是不可收缩的(non-shrinkable)以及不能按比例减小至小尺寸。电容器占用重要电路面积损失。此外，现有的制作电容器的方法将缺陷引入电容器并且通过电容器引起的不期望的漏电流。因此，期望提供没有上述缺点的集成有其它电路器件的电容器结构及其制造方法。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供了一种半导体结构，包括：互连结构，形成在半导体衬底上；以及电容器，设置在所述互连结构中，其中，所述互连结构包括顶部电极、底部电极、夹在所述电极顶部和所述底部电极之间的介电材料层以及嵌入所述介电材料层中的纳米晶体层。

根据本发明的另一实施例，还提供了一种半导体结构，包括：半导体衬底；互连结构，所述互连结构具有位于所述半导体衬底上的第一金属层和位于所述第一金属层上并且临近所述第一金属层的第二金属层；以及电容器，设置在所述第一金属层和所述第二金属层之间，其中，所述电容器包括介电材料层和分散在所述介电材料层中的多个半导体多晶颗粒。

根据本发明的又一实施例，还提供了一种形成半导体结构的方法，包括：在衬底上形成底部电极；在所述底部电极上形成第一介电膜；在所述第一介电膜上形成半导体膜；在所述半导体膜上形成第二介电膜；对所述半导体膜实施热工艺，从而在所述第一介电膜和所述第二介电膜之间形成纳米晶体层；以及在所述第二介电膜上形成顶部电极。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应该强调的是，根据工业中的标准实践，对各种部件没有按比例绘制并且仅仅用于说明的目的。事实上，为了清楚讨论，各个部件的尺寸可以任意增大或减小。

图1是在一些实施例中根据本发明的各个方面构建的具有电容器的半导体结构的截面图。

图2是根据一些实施例构建的图1中的电容器的介电层的截面图。

图3是在一些实施例中根据本发明的各个方面构建的制作具有电容器的半导体结构的方法的流程图。

图4、图5、图6和图7是根据一些实施例构建的在各个制造阶段的半导体结构的截面图。

图8是根据一些实施例构建的具有电容器的半导体结构的截面图。

图9是根据一些实施例构建的具有电容器的半导体结构的截面图。

图10是根据一些实施例构建的具有电容器的半导体结构的截面图。

图11是在一个或多个实施例中根据本发明的各个方面构建的制作具有电容器的半导体结构的方法的流程图。

具体实施方式

应当理解，以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面将描述元件和布置的特定实例以简化本发明。当然这些仅仅是实例并不旨在限定本发明。而且，本发明在各个实例中可重复参考数字和/或字母。这种重复仅是为了简明和清楚，其自身并不表示所论述的各个实施例和/或配置之间的关系。

此外，为便于描述，在此可以使用诸如“在...之下”、“在...下方”、“下部”、“在...之上”、“上部”等的空间相对术语，以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。空间相对术语旨在包括除了附图中所示的方位之外，在使用中或操作中的器件的不同方位。例如，如果将附图中的器件翻过来，则描述为在其他元件或部件“下部”或“之下”的元件将被定位于在其他元件或部件“上方”。因此，示例性术语“在...下方”可包括在...上方和在...下方的方位。装置可以以其它方式定位(旋转90度或在其他方位)，并且通过在本文中使用的空间关系描述符可同样地作相应地解释。

图1示出了包括与在衬底12上的其他器件集成的电容器的半导体结构10的截面图。在本发明进一步的实施例中，衬底12是硅衬底。在一些实施例中，衬底210可包括：诸如晶体结构的锗的元素半导体，诸如硅锗、碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟和/或锑化铟的化合物半导体或它们的组合。在进一步的实施例中，可以在硅衬底上外延生长这些半导体材料。