蝕刻停止層和電容器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了集成電路設(shè)備的電容器結(jié)構(gòu)。電容器包括緊鄰的致密或高度致密蝕刻停止層。致密或高度致密蝕刻停止層是例如高k材料。電容器是例如金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器，且在DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)和eDRAM(嵌入式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)結(jié)構(gòu)中是有用的。
【專利說明】蝕刻停止層和電容器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例通常涉及集成電路設(shè)備、半導(dǎo)體設(shè)備、金屬互連、電容器和蝕刻停止(etchstop)層。
[0002]背景信息
[0003]朝著越來越小的、更高度集成的電路(IC)和其它半導(dǎo)體設(shè)備的推動(dòng)對(duì)用于構(gòu)造設(shè)備的技術(shù)和材料寄予極大的要求。通常，集成電路芯片也被稱為微芯片、硅芯片或芯片。IC芯片存在于各種常見設(shè)備，例如計(jì)算機(jī)、汽車、電視機(jī)、CD播放器和蜂窩電話中的微處理器中。多個(gè)IC芯片一般構(gòu)造在硅晶片(具有例如300nm的直徑的薄硅圓盤)上，并在處理之后該晶片被切割開以產(chǎn)生單獨(dú)的芯片。具有在大約90nm左右的特征尺寸的Icm2IC芯片可包括數(shù)億個(gè)部件。當(dāng)前的技術(shù)正推動(dòng)甚至小于32nm的特征尺寸。IC芯片的部件包括例如晶體管，例如CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)設(shè)備、電容結(jié)構(gòu)(電容器)、電阻結(jié)構(gòu)以及提供部件和外部設(shè)備之間的電連接的金屬線。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0004] 圖1A-B是示出作為集成電路芯片的部分的電容器和附近結(jié)構(gòu)的截面視圖的示意圖。
[0005]圖2A-B是示出作為集成電路芯片的部分的附加電容器結(jié)構(gòu)和附近結(jié)構(gòu)的截面視圖的不意圖。
[0006]圖3示出用于制造作為IC設(shè)備的部分的電容器的方法。
[0007]圖4描述用于制造作為IC設(shè)備的部分的電容器的另一方法。
[0008]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式構(gòu)造的計(jì)算設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】
[0009]提供了作為具有緊鄰的含金屬和或高k蝕刻停止層的集成電路設(shè)備的部分的電容器和制造這些電容器的方法。在本發(fā)明的實(shí)施例中，緊鄰的含金屬和/或高k蝕刻停止層是致密或高度致密的介電層。在本發(fā)明的實(shí)施例中，緊鄰的致密或超致密蝕刻停止層在電容器制造期間覆蓋與電容器緊鄰的金屬線，并在制造之后保留在IC設(shè)備中。
[0010]圖1A示出作為集成電路芯片的一部分的電容器結(jié)構(gòu)。電容器是例如MM(金屬-絕緣體-金屬)電容器。圖1A所示的部件代表一般IC設(shè)備的非常小的部分。在圖1A中，襯底105安置絕緣層110-112，絕緣層110-112包括填充金屬的溝槽115-117。絕緣層110-112包括絕緣材料，例如二氧化硅、氮化硅、摻碳氧化物(⑶O)、氧氮化硅、有機(jī)聚合物(例如八氟環(huán)丁烷或聚四氟乙烯)、氟硅酸鹽玻璃(FSG)、以及有機(jī)硅酸鹽(例如硅倍半氧燒、硅氧烷)、和/或有機(jī)娃酸鹽玻璃。金屬溝槽115-117 —般是使形成IC芯片的設(shè)備互連的導(dǎo)電線。填充金屬的溝槽115-116是包括電容器120的IC設(shè)備的可選部分，且其它數(shù)量和配置的金屬溝槽是可行的。在本發(fā)明的實(shí)施例中，至少一個(gè)填充金屬的溝槽116緊鄰電容器120的端部。在本發(fā)明的實(shí)施例中，金屬線117將電容器120電連接到單塊IC設(shè)備的其它部件。對(duì)于金屬線117而言，其它配置也是可行的，例如耦合到電容器的第一端的電互連可以是過孔(未示出)，其延伸到襯底105內(nèi)從而使電容器120與其它IC元件或設(shè)備(未示出)電連接。金屬線115-117由例如銅、鋁、銀、金、鉬、或其它導(dǎo)電元素、或其合金組成。在本發(fā)明的實(shí)施例中，金屬線115-117由銅組成。電容器120形成在穿過絕緣層111-112而形成的阱中。電容器120包括外部導(dǎo)電層125、絕緣層130和內(nèi)部導(dǎo)電區(qū)135。絕緣層130設(shè)置在外部導(dǎo)電層125和內(nèi)部導(dǎo)電區(qū)135之間。外部金屬層125和內(nèi)部導(dǎo)電區(qū)135包括例如以下金屬，例如鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦、鎢、或其它導(dǎo)電材料、和/或其合金。在本發(fā)明的實(shí)施例中，內(nèi)部導(dǎo)電區(qū)130可包括一層或多層導(dǎo)電材料(未示出)，例如緊鄰介電層130的一層鉭和由填充導(dǎo)電區(qū)135的剩余區(qū)域的銅組成的金屬填料。絕緣層130在本發(fā)明的實(shí)施例中由高k材料組成。高k材料例如包括以下材料:例如氮氧化硅、氧化鉿、氧化鋯、硅酸鉿、氮氧化鉿、氧化鑭、和或類似的高介電常數(shù)材料。絕緣層130也可由SiO2組成。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，導(dǎo)電區(qū)135是在導(dǎo)電溝槽內(nèi)的一層導(dǎo)電材料(作為導(dǎo)電材料的填料的可選物)，其由導(dǎo)電區(qū)135內(nèi)的虛線示出。在這個(gè)可選的實(shí)施例中，絕緣區(qū)137存在并包括介電材料。這個(gè)可選物在圖1A中示出，而未在圖1B中示出。
[0011]絕緣層110-112具有在至少一側(cè)上的介電蝕刻停止層140-142。蝕刻停止層140-142例如包括絕緣體，例如氮化硅、碳化硅和硅-碳-氮化物介電膜。在本發(fā)明的實(shí)施例中，絕緣層110-112和蝕刻停止層140-142是由介電材料組成的膜，該介電材料包括至少90%的硅、氮、氧、和或碳。絕緣層110-112和蝕刻停止層140-142的其它配置是可行的，例如由層111和112組成而沒有中間蝕刻停止層141的單個(gè)絕緣層。致密或超致密蝕刻停止層145設(shè)置成緊鄰電容器120的端部。在本發(fā)明的實(shí)施例中，致密或超致密蝕刻停止層145在電容器120的制造期間被設(shè)置在蝕刻停止層142的頂部。在電容器120的制造期間，致密或超致密蝕刻停止層145可保護(hù)緊鄰的下層金屬線116免受損壞。在制造完成之后，致密或超致密蝕刻停止層145保留在設(shè)備中。在本發(fā)明的實(shí)施例中，致密或超致密蝕刻停止層145比緊鄰的蝕刻停止層143致密，蝕刻停止層143是由硅、氮、氧和或碳組成的膜。在本發(fā)明另外的實(shí)施例中，致密或超致密蝕刻停止層145的密度大于蝕刻停止層142的密度，并大于3g/cm3、大于 4g/cm3、或大于 5g/cm3、或在 3 到 10g/cm3、4 到 10g/cm3、或 5 到 10g/cm3 的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，蝕刻停止層143是較低密度蝕刻停止層，并具有例如2到3g/cm3的密度。與較弱接合、較低k的蝕刻停止層相比，致密或超致密蝕刻停止層145具有最小懸掛(dangling)/斷鍵。在本發(fā)明另外的實(shí)施例中，致密或超致密蝕刻停止層145由高k介電材料組成。有用的高k介電材料包括過渡金屬氧化物，例如ZnO、HfO2, Al2O3和TiOx (其中X大于零且小于2)。在本發(fā)明另外的實(shí)施例中，致密或超致密蝕刻停止層145是由過渡金屬組成的介電材料。致密或超致密蝕刻停止層145可以是金屬或過渡金屬氧化物。可例如使用原子氣相沉積工藝來創(chuàng)建致密或超致密蝕刻停止層145。在本發(fā)明的實(shí)施例中，致密或超致密蝕刻停止層145是2-8nm厚。
[0012] 額外的制造工藝提供包括溝槽或過孔150的層，溝槽或過孔150將在電容器120的一端上的導(dǎo)電區(qū)135電連接到IC芯片的其它部件。為了描述的清楚，未示出圍繞過孔150的材料(例如絕緣層)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，電容器120是DRAM (動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)設(shè)備和eDRAM(集成在與ASIC (專用集成電路)或處理器相同的IC芯片上的嵌入式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)的部分，且電容器120 —般通過導(dǎo)電線117耦合到晶體管(未示出)。因?yàn)閑DRAM單元被周期性地刷新，存儲(chǔ)器控制器一般包括在IC芯片中。
[0013]圖1B是沿著圖1A的設(shè)備的1-1的視圖，且此外包括電容器的陣列(而圖1A只示出一個(gè)電容器)。雖然示出電容器120的4x4陣列，其它數(shù)量和布置也是可能的，且如在圖1A中的，為了清楚只示出完整IC設(shè)備的一小部分。在圖1B中，電容器120包括外部導(dǎo)電層125、絕緣層130和內(nèi)部導(dǎo)電區(qū)135。絕緣層130設(shè)置在外部導(dǎo)電層125和內(nèi)部導(dǎo)電區(qū)135之間。金屬溝槽116在這個(gè)視圖中設(shè)置在致密或超致密蝕刻停止層145后面，并用虛線表示。
[0014]圖2A不出另外的電容器結(jié)構(gòu)。電容器是例如MIM (金屬-絕緣體-金屬)電容器。在圖2A中示出的電容器和其它部件是集成電路芯片的部分。圖2A所示的部件代表一般IC設(shè)備的非常小的部分。在圖2A中，襯底205安置絕緣層210-212，絕緣層210-212包括金屬溝槽215-217。絕緣層210-212包括例如絕緣材料，例如二氧化硅、摻碳氧化物(⑶O)、氧氮化硅、有機(jī)聚合物(例如八氟環(huán)丁烷或聚四氟乙烯)、氟硅酸鹽玻璃(FSG)、以及有機(jī)硅酸鹽(例如硅倍半氧烷、硅氧烷)、和或有機(jī)硅酸鹽玻璃。填充金屬的溝槽215-217—般是使形成IC芯片的設(shè)備互連的導(dǎo)電線。填充金屬的溝槽215-216是包括電容器220的IC設(shè)備的可選部分，且其它數(shù)量和配置的金屬溝槽是可行的。在本發(fā)明的實(shí)施例中，至少一個(gè)填充金屬的溝槽216緊鄰電容器220。在本發(fā)明的實(shí)施例中，金屬線217將電容器120電連接到單塊IC設(shè)備的其它部件。對(duì)于金屬線217而言，其它配置也是可行的，例如耦合到電容器220的第一端的電互連可以是過孔(未示出)，其延伸到襯底205內(nèi)從而使電容器220與其它IC元件或設(shè)備電連接。金屬線215-217由例如銅、鋁、銀、金、鉬、或其它導(dǎo)電元素、或其合金組成。在本發(fā)明的實(shí)施例中，金屬線215-217由銅組成。電容器220形成在穿過絕緣層211-212而形成的阱中。電容器220包括外部導(dǎo)電層225、絕緣層230和內(nèi)部導(dǎo)電區(qū)235。絕緣層230設(shè)置在外部導(dǎo)電層225和內(nèi)部導(dǎo)電區(qū)235之間。外部金屬層225相對(duì)于內(nèi)部導(dǎo)電層235在講內(nèi)凹進(jìn)。外部金屬層225和內(nèi)部導(dǎo)電區(qū)235包括例如以下金屬，例如鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦、鎢、或其它導(dǎo)電材料、和或其合金或混合物。在本發(fā)明的實(shí)施例中，內(nèi)部導(dǎo)電區(qū)235可包括一層或多層導(dǎo)電材料(未不出)，例如緊鄰介電層230的一層鉭和由填充導(dǎo)電區(qū)235的剩余區(qū)域的銅組成的金屬填料。絕緣層230在本發(fā)明的實(shí)施例中由高k材料組成。高k材料例如包括以下材料，例如氮氧化硅、氧化鉿、氧化鋯、硅酸鉿、氮氧化鉿、氧化鑭、和或類似的高介電常數(shù)材料。絕緣層230也可由SiO2組成。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，導(dǎo)電區(qū)235是在導(dǎo)電溝槽內(nèi)的一層導(dǎo)電材料(作為導(dǎo)電材料的填料的可選物)，其由導(dǎo)電區(qū)235內(nèi)的虛線示出。在這些可選的實(shí)施例中，絕緣區(qū)237存在并包括介電材料。該可選物在圖2A中示出，但為了說明的清楚已從圖2B中省略。
[0015]絕緣層210-212具有在至少一側(cè)上的介電蝕刻停止層240-242。蝕刻停止層240-242例如包括絕緣體，例如氮化硅、碳化硅、以及硅-碳-氮化物介電膜。在本發(fā)明的實(shí)施例中，絕緣層210-212和蝕刻停止層240-242是由介電材料組成的膜，該介電材料包括至少90%的硅、氮、氧、和/或碳。絕緣層210-212和蝕刻停止層240-242的其它配置是可行的，例如由層211和212組成而沒有中間蝕刻停止層241的單個(gè)絕緣層。致密或超致密蝕刻停止層245設(shè)置成緊鄰電容器220的端部。在本發(fā)明的實(shí)施例中，致密或超致密蝕刻停止層245在電容器220的制造期間被設(shè)置在蝕刻停止層242的頂部。在電容器220的制造期間，致密或超致密蝕刻停止層245可保護(hù)緊鄰的下層金屬線216免受損壞。致密或超致密蝕刻停止層245緊鄰包括外部導(dǎo)電層225的凹進(jìn)區(qū)域的電容器220的端部。在制造完成之后，致密或超致密蝕刻停止層245保留在設(shè)備中。在本發(fā)明的實(shí)施例中，致密或超致密蝕刻停止層245比緊鄰的蝕刻停止層243致密，蝕刻停止層243是由硅、氮、氧和/或碳組成的膜。在本發(fā)明另外的實(shí)施例中，致密或超致密蝕刻停止層245的密度大于蝕刻停止層142的密度，并大于3g/cm3、大于4g/cm3、或大于5g/cm3、或在3到10g/cm3、4到10g/cm3或5到10g/cm3的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，蝕刻停止層143是較低密度蝕刻停止層，并具有例如2到3g/cm3的密度。與較弱接合、較低k的蝕刻停止層相比，致密或超致密蝕刻停止層145具有最小懸掛/斷鍵。在本發(fā)明另外的實(shí)施例中，致密或超致密蝕刻停止層245由高k介電材料組成。有用的高k介電材料包括過渡金屬氧化物，例如Zn0、Hf02、Al203和TiOx (其中X大于零且小于2)。在本發(fā)明另外的實(shí)施例中，致密或超致密蝕刻停止層245是由過渡金屬組成的介電材料。致密或超致密蝕刻停止層245可以是金屬或過渡金屬氧化物。可例如使用原子氣相沉積工藝來產(chǎn)生致密或超致密蝕刻停止層245。在本發(fā)明的實(shí)施例中，致密或超致密蝕刻停止層245為2-8nm厚。
[0016]在圖2A的結(jié)構(gòu)的制造期間，在金屬線216被圖案化和填充之后，蝕刻停止層242和致密或超致密蝕刻停止層245被沉積，電容器溝槽穿過這些膜而產(chǎn)生并著陸在下層金屬線217(或215或其它層)上。隨后導(dǎo)電底電極225被沉積，且結(jié)構(gòu)的表面被拋光以移除多余的底電極材料。犧牲材料沉積在電容器溝槽，例如SLAM材料(犧牲吸光材料)中，并使用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)從結(jié)構(gòu)表面中移除以在底電極225上停止，且隨后執(zhí)行干蝕刻以使底電極225凹進(jìn)。通常，SLAM可由具有聚合主鏈的材料組成。例如，SLAM可包括聚(降冰片烯)主鏈，其可包括可被修改以允許調(diào)節(jié)SLAM蝕刻速率的側(cè)基。側(cè)基可以是用于降低蝕刻速率的芳香族或外殼(cage)部分(例如金剛烷)，或用于增加蝕刻速率的含氟部分(例如-CR3或-C2F5)。SLAM也可由例如含硅氧烷聚合物材料組成。
[0017]額外的制造工藝提供包括溝槽或過孔250的層，溝槽或過孔250將在電容器220的一端上的導(dǎo)電區(qū) 235電連接到IC芯片的其它部件。為了描述的清楚，沒有示出圍繞過孔250的材料(例如絕緣層)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，電容器220是DRAM (動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)設(shè)備和eDRAM(集成在與ASIC (專用集成電路)或處理器相同的IC芯片上的嵌入式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)的部分，且電容器220 —般通過導(dǎo)電線217耦合到晶體管(未示出)。因?yàn)閑DRAM單元被周期性地刷新，存儲(chǔ)器控制器一般包括在安置eDRAM單元的IC芯片中。
[0018]圖2B是沿著圖2A的設(shè)備的2-2的視圖，且此外包括電容器的陣列(而圖2A示出一個(gè)電容器)。雖然示出電容器220的4x4陣列，其它數(shù)量和布置也是可行的，且如在圖2A中的，為了清楚只示出完整IC設(shè)備的小部分。在圖2B中，電容器220包括外部導(dǎo)電層225 (由點(diǎn)化線表示)、絕緣層230和內(nèi)部導(dǎo)電區(qū)235。絕緣層230覆蓋外部導(dǎo)電層225 (其由虛線表示)。金屬溝槽216在該視圖中設(shè)置在致密或超致密蝕刻停止層245后面，并用虛線表示出。
[0019]圖3描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于構(gòu)造IC芯片中的電容器的過程。在圖3中，提供具有至少一層絕緣材料和至少一個(gè)填充金屬的溝槽或過孔的襯底。在本發(fā)明的實(shí)施例中，具有緊鄰絕緣材料的表面的另外的填充金屬的構(gòu)槽或過孔?？蛇x地，還有在絕緣材料的表面上的蝕刻停止層。如本文所述的致密或超致密蝕刻停止層沉積在絕緣材料或蝕刻停止層上。在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過原子氣相沉積來沉積致密或超致密蝕刻停止層。阱隨后穿過致密或超致密蝕刻停止層和絕緣材料中的可選的常規(guī)蝕刻停止層而形成。該阱與至少一個(gè)填充金屬的溝槽或過孔接觸。導(dǎo)電材料、絕緣材料和導(dǎo)電材料的層隨后被連續(xù)沉積。最后的導(dǎo)電材料以填充阱的厚度來沉積。襯底的表面隨后被向下平面化到致密或超致密蝕刻停止層，從而將致密或超致密蝕刻停止層留在襯底的表面上。襯底表面還包括已形成的電容器結(jié)構(gòu)的出口側(cè)。電容器的出口側(cè)包括電容器所形成的內(nèi)部導(dǎo)電區(qū)的表面，該電容器能夠與另外的導(dǎo)電區(qū)(例如溝槽或過孔)電接觸，該另外的導(dǎo)電區(qū)隨后形成在包括致密或超致密蝕刻停止層的襯底表面上。襯底經(jīng)歷另外的處理，以在襯底表面上形成另外的結(jié)構(gòu)。
[0020]圖4描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于構(gòu)造IC芯片中的電容器的過程。在圖4中，提供具有至少一層絕緣材料和至少一個(gè)填充金屬的溝槽或過孔的襯底。在本發(fā)明的實(shí)施例中，具有緊鄰絕緣材料的表面的另外的填充金屬的構(gòu)槽或過孔?？蛇x地，還有在絕緣材料的表面上的蝕刻停止層。如本文所述的致密或超致密蝕刻停止層沉積在絕緣材料或蝕刻停止層上。在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過原子氣相沉積來沉積致密或超致密蝕刻停止層。阱隨后穿過致密或超致密蝕刻停止層和絕緣材料中的可選的常規(guī)蝕刻停止層而形成。該阱與至少一個(gè)填充金屬的溝槽或過孔接觸。導(dǎo)電材料層沉積在襯底及阱的側(cè)面和底部上。犧牲材料(例如SLAM)隨后沉積在阱內(nèi)，從而填充該阱，且襯底表面被平面化，從而從襯底表面但并不從阱中移除導(dǎo)電材料和犧牲材料。犧牲材料和導(dǎo)電層隨后被部分地蝕刻，從而使?fàn)奚牧虾蛯?dǎo)電層凹進(jìn)在阱內(nèi)。已發(fā)現(xiàn)致密或超致密蝕刻停止層能夠在蝕刻犧牲材料和導(dǎo)電層以使它們凹進(jìn)到阱內(nèi)期間保護(hù)在最上面的絕緣層中的緊鄰的填充金屬的溝槽。隨后從阱中移除犧牲材料。層絕緣材料和隨后導(dǎo)電材料被沉積。最后的導(dǎo)電材料以填充阱的厚度來沉積。襯底的表面隨后向下被平面化到致密或超致密蝕刻停止層，從而將致密或超致密蝕刻停止層留在表面上。已形成的電容器結(jié)構(gòu)的出口側(cè)也在襯底的表面上。電容器的出口側(cè)包括電容器所形成的內(nèi)部導(dǎo)電區(qū)的表面，該電容器能夠與另外的導(dǎo)電區(qū)(例如溝槽或過孔)電接觸，該另外的導(dǎo)電區(qū)隨后形成在包括致密或超致密蝕刻停止層的襯底表面上。襯底經(jīng)歷另外的處理以在襯底表面上形成另外的結(jié)構(gòu)。
[0021]通常，高k材料是具有比二氧化硅的介電常數(shù)大的介電常數(shù)的材料。二氧化硅的介電常數(shù)是3.9。
[0022]本文所示的設(shè)備的部件可包括附加層，例如使包括不同的材料的層(例如金屬層)與絕緣層分隔的襯墊層和粘合層，且為了簡化起見被示為一層的部件可包括相同或不同材料的多個(gè)層，這取決于例如在構(gòu)造設(shè)備中使用的制造工藝和設(shè)備的期望特性。
[0023] 本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式安置在襯底(例如半導(dǎo)體襯底)上。襯底基座(其上構(gòu)建半導(dǎo)體設(shè)備)一般是被切割開以產(chǎn)生單獨(dú)的IC芯片的半導(dǎo)體晶片?；r底(其上構(gòu)建IC芯片)一般是硅晶片，雖然本發(fā)明的實(shí)施例并不取決于所使用的襯底的類型。襯底也可由鍺、銻化銦、碲化鉛、砷化銦、磷化銦、砷化鎵、銻化鎵、和或單獨(dú)地或與硅或二氧化硅或其它絕緣材料組合的其它II1-V族材料。層和包括設(shè)備的層也可被描述為襯底或襯底的部分，在該襯底上安置或制造本發(fā)明的實(shí)施例。
[0024]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的計(jì)算系統(tǒng)1000。計(jì)算設(shè)備1000容納母板1002。母板1002可包括多個(gè)部件，包括但不限于處理器1004和至少一個(gè)通信芯片1006。處理器1004物理和電氣地耦合到母板1002。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，至少一個(gè)通信芯片1006也物理和電氣地耦合到母板1002。[0025]根據(jù)其應(yīng)用，計(jì)算設(shè)備1000可包括可以或可以不物理和電氣地耦合到母板1002的其它部件。這些其它部件可包括但不限于易失性存儲(chǔ)器(例如DRAM)、非易失性存儲(chǔ)器(例如ROM)、圖形處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、密碼處理器、芯片組、天線、顯示器、觸摸屏顯示器、觸摸屏控制器、電池、音頻編碼解碼器、視頻編碼解碼器、功率放大器、全球定位系統(tǒng)(GPS)設(shè)備、羅盤、加速度計(jì)、陀螺儀、揚(yáng)聲器、相機(jī)和大容量存儲(chǔ)設(shè)備(例如硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤(⑶)、數(shù)字通用盤(DVD)等)。
[0026]通信芯片1006實(shí)現(xiàn)用于數(shù)據(jù)至和從計(jì)算設(shè)備1000的傳輸?shù)臒o線通信。術(shù)語“無線”及其派生詞可用于描述可通過使用經(jīng)由非固體介質(zhì)的經(jīng)調(diào)制電磁輻射來通信數(shù)據(jù)的電路、設(shè)備、系統(tǒng)、方法、技術(shù)、通信信道等。該術(shù)語并不暗示相關(guān)的設(shè)備不包含任何電線，雖然在一些實(shí)施例中它們可以不包含電線。通信芯片1006可實(shí)現(xiàn)多種無線標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議中的任一個(gè)，包括但不限于 W1-Fi (IEEE802.11 系列)、WiMAX (IEEE802.16 系列)、IEEE802.20、長期演進(jìn)(LTE)、Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA, DECT、藍(lán)牙、其派生物、以及被指定為3G、4G、5G和更高代的任何其它無線協(xié)議。計(jì)算設(shè)備1000可包括多個(gè)通信芯片1006。例如，第一通信芯片1006可專用于較短范圍無線通信，例如W1-Fi和藍(lán)牙，而第二通信芯片1006可專用于較長范圍無線通信，例如GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev-DO 等。
[0027]計(jì)算設(shè)備1000的處理器1004包括封裝在處理器1004內(nèi)的集成電路。在本發(fā)明的一些實(shí)現(xiàn)方式中，處理器的集成電路管芯包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式而形成的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備，例如電容器。術(shù)語“處理器”可以指處理例如來自寄存器和/或存儲(chǔ)器的電子數(shù)據(jù)，以將該電子數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可存儲(chǔ)在寄存器和/或存儲(chǔ)器中的其它電子數(shù)據(jù)的任何設(shè)備或設(shè)備的部分。 [0028]通信芯片1006還可包括封裝在通信芯片1006內(nèi)的集成電路管芯。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)現(xiàn)方式，通信芯片的集成電路管芯包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式而形成的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備，例如電容器、DRAM或eDRAM。
[0029]在另外的實(shí)現(xiàn)方式中，容納在計(jì)算設(shè)備1000內(nèi)的另一部件可包含根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式而形成的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備，例如電容器、DRAM或eDRAM。
[0030]在各種實(shí)現(xiàn)方式中，計(jì)算設(shè)備1000可以是膝上型計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本、筆記本計(jì)算機(jī)、智能電話、平板計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、超移動(dòng)PC、移動(dòng)電話、桌上型計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、打印機(jī)、掃描儀、監(jiān)視器、機(jī)頂盒、娛樂控制單元、數(shù)碼相機(jī)、便攜式音樂播放器、或數(shù)字視頻記錄器。在另外的實(shí)現(xiàn)方式中，計(jì)算設(shè)備1000可以是處理數(shù)據(jù)的任何其它電子設(shè)備。
[0031]在前面的描述中，闡述了很多特定的細(xì)節(jié)，例如電容器陣列和材料狀態(tài)，以便提供對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的徹底理解。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將明顯，本發(fā)明的實(shí)施例可在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況下被實(shí)施。在其它實(shí)例中，沒有詳細(xì)描述公知的特征例如集成電路設(shè)計(jì)布局，以便不必要地使本發(fā)明的實(shí)施例不清楚。此外，應(yīng)理解，在附圖中所示的各種實(shí)施例是例證性表示且不一定按比例繪制。
[0032]相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，在整個(gè)本公開中修改和變化是可能的，所示和所描述的各種部件的替換也是可能的。在整個(gè)說明書中對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”的提及意味著結(jié)合該實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)、材料或特性包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中，但不一定表示它們存在于每個(gè)實(shí)施例中。此外，在這些實(shí)施例中公開的特定特征、結(jié)構(gòu)、材料或特性在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中可以用任何適當(dāng)?shù)姆绞浇M合。各種附加層和/或結(jié)構(gòu)可被包括，和或 所述特征在其它實(shí)施例中可被省略。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體設(shè)備，包括: 襯底，其具有設(shè)置在襯底表面上的至少一個(gè)介電層， 所述介電層，其具有第一介電蝕刻停止層和設(shè)置在所述第一介電蝕刻停止層上的第二蝕刻停止層，其中所述第二蝕刻停止層的密度大于所述第一蝕刻停止層的密度，且大于3g/cm3， 阱，其穿過所述第一蝕刻停止層和所述第二蝕刻停止層并在所述至少一個(gè)介電層中形成，其中所述阱包括側(cè)壁和底部，且第一導(dǎo)電材料層設(shè)置在所述阱的所述側(cè)壁和所述底部上，絕緣層設(shè)置在所述第一導(dǎo)電材料層上，并且第二導(dǎo)電材料層設(shè)置在所述第一導(dǎo)電材料層上。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第二蝕刻停止層的密度在4到10g/cm3的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一導(dǎo)電材料層相對(duì)于所述阱的所述側(cè)壁凹進(jìn)。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述襯底包括至少兩個(gè)介電層，所述介電層由蝕刻停止層分隔，且所述第二介電層包括與所述第一導(dǎo)電材料層電接觸的填充金屬的溝槽或過孔。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述填充金屬的溝槽或過孔與晶體管結(jié)構(gòu)電接觸。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一介電蝕刻停止層由介電材料組成，所述介電材料由至少95%的娃、碳、氮、氧、或其組合組成。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第二蝕刻停止層由過渡金屬氧化物組成。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第二蝕刻停止層由選自于由Zn0、Hf02、Al203和TiOx所構(gòu)成的組中的材料組成。
9.一種半導(dǎo)體設(shè)備，包括: 襯底，其具有在襯底表面上的至少一個(gè)介電層， 所述介電層，其具有第一介電蝕刻停止層和設(shè)置在所述第一介電蝕刻停止層上的第二蝕刻停止層，其中所述第二蝕刻停止層由高k材料組成，以及 阱，其穿過所述第一蝕刻停止層和所述第二蝕刻停止層并在所述至少一個(gè)介電層中形成，其中所述阱包括側(cè)壁和底部，且第一導(dǎo)電材料層設(shè)置在所述阱的所述側(cè)壁和所述底部上，絕緣層設(shè)置在所述第一導(dǎo)電材料層上，并且第二導(dǎo)電材料層設(shè)置在所述第一導(dǎo)電材料層上。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述第一導(dǎo)電材料層相對(duì)于所述阱的所述側(cè)壁凹進(jìn)。
11.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述襯底包括至少兩個(gè)介電層，所述介電層由蝕刻停止層分隔，且所述第二介電層包括與所述第一導(dǎo)電材料層電接觸的填充金屬的溝槽或過孔。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述填充金屬的溝槽或過孔與晶體管結(jié)構(gòu)電接觸。
13.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述第二蝕刻停止層的厚度在2和Snm之間。
14.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述第一介電蝕刻停止層由介電材料組成，所述介電材料由至少95%的娃、碳、氮、氧、或其組合組成。
15.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述第二蝕刻停止層由過渡金屬氧化物組成。
16.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述第二蝕刻停止層由選自于由Zn0、Hf02、Al203和TiOx所構(gòu)成的組中的材料組成。
17.一種計(jì)算設(shè)備，包括: 母板； 通信芯片，其安裝在所述母板上；以及 處理器，其安裝在所述母板上，所述處理器包括: 襯底，其具有設(shè)置在襯底表面上的至少一個(gè)介電層， 所述介電層，其具有第一介電蝕刻停止層和設(shè)置在所述第一介電蝕刻停止層上的第二蝕刻停止層，其中所述第二蝕刻停止層的密度大于所述第一蝕刻停止層的密度，且大于3g/cm3， 阱，其穿過所述第一蝕刻停止層和所述第二蝕刻停止層并在所述至少一個(gè)介電層中形成，其中所述阱包括側(cè)壁和底部，且第一導(dǎo)電材料層設(shè)置在所述阱的所述側(cè)壁和所述底部上，絕緣層設(shè)置在所述第一導(dǎo)電材料層上，并且第二導(dǎo)電材料層設(shè)置在所述第一導(dǎo)電材料層上。
18.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述第二蝕刻停止層的密度在4到lOg/cm3的范圍內(nèi)。
19.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述第一導(dǎo)電材料層相對(duì)于所述阱的所述側(cè)壁凹進(jìn)。
20.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述襯底包括至少兩個(gè)介電層，所述介電層由蝕刻停止層分隔，且所述第二介電層包括與所述第一導(dǎo)電材料層電接觸的填充金屬的溝槽或過孔。
21.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述填充金屬的溝槽或過孔與晶體管結(jié)構(gòu)電接觸。
22.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述第一介電蝕刻停止層由介電材料組成，所述介電材料由至少95%的娃、碳、氮、氧、或其組合組成。
23.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述第二蝕刻停止層由過渡金屬氧化物組成。
24.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述第二蝕刻停止層由選自于由ZnO、HfO2,Al2O3和TiOx所構(gòu)成的組中的材料組成。
【文檔編號(hào)】H01L21/768GK103907177SQ201180074601
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月3日
【發(fā)明者】R·A·布雷恩 申請(qǐng)人:英特爾公司