本發(fā)明的實施例涉及mim電容器及其形成方法。

背景技術(shù)：

集成芯片包括數(shù)百萬或數(shù)十億的晶體管器件，其配置為充當(dāng)開關(guān)和/或以產(chǎn)生功率增益，以確保用于集成芯片的邏輯功能(例如，形成配置為實施邏輯功能的處理器)。集成芯片通常還包括諸如電容器、電阻器、電感器、變?nèi)荻O管等的無源器件。無源器件廣泛地用于控制集成芯片特性(例如，增益、時間常數(shù)等)并提供具有寬范圍的不同功能的集成芯片(例如，在同一管芯上制造模擬和數(shù)字電路)。mim(金屬-絕緣體-金屬)電容器是一種特定類型的電容器，其具有被絕緣材料分隔開的頂金屬板和底金屬板，其通常集成到集成電路的后段制程金屬互連層中。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供了一種形成金屬-絕緣體-金屬(mim)電容器的方法，包括：在半導(dǎo)體襯底上方形成第一金屬板；在所述第一金屬板上形成具有第一介電常數(shù)的第一介電層；在所述第一介電層上形成具有第二介電常數(shù)的第二介電層；在所述第二介電層上形成具有第三介電常數(shù)的第三介電層；在所述第三介電層上形成第二金屬板；其中，所述第二介電常數(shù)不同于所述第一介電常數(shù)和所述第三介電常數(shù)。

本發(fā)明的另一實施例提供了一種形成電容器件的方法，包括：形成第一金屬板；在所述第一金屬板上形成多個介電層；以及在所述多個介電層上形成第二金屬板，其中，所述多個介電層包括至少一個摻雜鉭(ta)的介電層。

本發(fā)明的又一實施例提供了一種電容器件，包括：第一金屬板；第一介電層，設(shè)置在所述第一金屬板上；第二介電層，設(shè)置在所述第一介電層上；第三介電層，設(shè)置在所述第二介電層上；以及第二金屬板，設(shè)置在所述第三介電層上；其中，所述第一介電層具有第一介電常數(shù)，所述第二介電層具有第二介電常數(shù)以及所述第三介電層具有第三介電常數(shù)，并且所述第二介電常數(shù)不同于所述第一介電常數(shù)和所述第三介電常數(shù)。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時，從以下詳細(xì)描述可最佳地理解本發(fā)明的各個方面。應(yīng)該注意，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實踐，各個部件未按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增大或減小。

圖1是根據(jù)一些實施例示出mim電容器的截面圖的圖。

圖2是根據(jù)一些實施例示出形成mim電容器的方法的流程圖。

圖3至圖11是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的在各個階段處制造mim電容器的截面圖。

具體實施方式

以下公開內(nèi)容提供了許多用于實現(xiàn)所提供主題的不同特征的不同實施例或?qū)嵗?。下面描述了組件和布置的具體實例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅僅是實例，而不旨在限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件以直接接觸的方式形成的實施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實施例。此外，本發(fā)明可在各個實例中重復(fù)參考標(biāo)號和/或字符。該重復(fù)是為了簡單和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個實施例和/或配置之間的關(guān)系。

下面詳細(xì)地討論了本發(fā)明的實施例。然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明提供了許多可以在各種具體環(huán)境中實現(xiàn)的可應(yīng)用的發(fā)明構(gòu)思。所討論的特定實施例僅僅是說明性的，且并不用于限制本發(fā)明的范圍。

而且，為了便于描述，在此可以使用諸如“在…下方”、“在…下面”、“下”、“在…之上”、“上”等空間相對術(shù)語以描述如圖所示的一個元件或部件與另一個(或另一些)元件或部件的關(guān)系。除了圖中所示的方位外，空間相對術(shù)語旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上)，并且在此使用的空間相對描述符可以同樣地作出相應(yīng)的解釋。

盡管描述本發(fā)明的寬范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)是近似值，在特定實例中的描述的數(shù)值設(shè)盡可能精確地報告。任何數(shù)值，然而，固有地包含在各自的測試測量結(jié)果中發(fā)現(xiàn)的由標(biāo)準(zhǔn)偏差產(chǎn)生的某些必然誤差。同樣，正如此處使用的術(shù)語“約”一般指在給定值或范圍的10％、5％、1％或0.5％內(nèi)?；蛘?，術(shù)語“約”意思是在本領(lǐng)域普通的技術(shù)人員可以考慮到的可接受的平均標(biāo)準(zhǔn)誤差內(nèi)。除了在操作/工作的實例中，或除非另有明確規(guī)定，所有的數(shù)值范圍、總額、值和百分比，例如用于材料數(shù)量、持續(xù)時間、溫度、操作條件、數(shù)額以及本發(fā)明此處公開的其他型似物，應(yīng)該被理解為在所有情況下被術(shù)語“約”修改。因此，除非有相反規(guī)定，本發(fā)明和所附權(quán)利要求所描述的數(shù)值參數(shù)是可以根據(jù)要求改變的近似值。至少，每個數(shù)值參數(shù)應(yīng)該至少被解釋為根據(jù)被報告的有效數(shù)字的數(shù)目，并應(yīng)用普通的四舍五入技術(shù)。此處范圍可以表示為從一個端點(diǎn)到另一個端點(diǎn)或在兩個端點(diǎn)之間。此處公開的所有范圍包括端點(diǎn)，除非另有說明。

mim(金屬-絕緣體-金屬)電容器是一種特定類型的電容器，其具有被電容器介電層分隔開的頂金屬板和底金屬板，其通常在集成電路的后段制程(beol)金屬互連層中實現(xiàn)。隨著在先進(jìn)的半導(dǎo)體制造技術(shù)中按比例縮小mim電容器，電容器介電層的可靠性成為mim電容器的一個主要問題。例如，當(dāng)mim電容器的尺寸按比例縮小到約10nm時，電容器介電層中使用的高k(高介電常數(shù))材料(例如，氧化鉿(hfo2))可以很容易地在高溫處結(jié)晶。結(jié)晶的介電層可引起頂金屬板和底金屬板之間的泄漏電流。其結(jié)果是，mim電容器的時間依賴的電介質(zhì)擊穿(tddb)可能無法滿足10年/125℃的目標(biāo)，即使hfo2具有在約28-30ff/μm²范圍內(nèi)的相對較高的電容密度。

因此，本發(fā)明提供了一種具有高結(jié)晶溫度和高介電常數(shù)的新型介電結(jié)構(gòu)以用于提高電容器件的tddb的電容器件。此外，本發(fā)明提供了形成電容器件的相關(guān)方法。電容器件可以是mim(金屬-絕緣體-金屬)電容器或mim去耦電容器。圖1是根據(jù)一些實施例示出mim電容器100的截面圖的圖。mim電容器100設(shè)置在集成電路10的金屬層結(jié)構(gòu)或后段制程(beol)中的兩個金屬層之間。用于說明性的目的，第一金屬層是金屬層結(jié)構(gòu)中的第七金屬層m7(即，頂金屬層)，以及第二金屬層是金屬層結(jié)構(gòu)中的第六金屬層m6(即，第二高金屬層)。本發(fā)明不限于此。mim電容器100包括第一金屬板102、多個介電層104和第二金屬板106。多個介電層104設(shè)置在第一金屬板102和第二金屬板106之間。根據(jù)一些實施例，多個介電層104設(shè)置在第一金屬板102的表面1022上方。多個介電層104包括至少一個摻雜鉭(ta)的介電層。根據(jù)一些實施例，多個介電層104包括第一介電層1042、第二介電層1044和第三介電層1046。第二介電層1044夾在第一介電層1042和第三介電層1046之間。在第三介電層1046的表面1046a上方設(shè)置第二金屬板106。

根據(jù)一些實施例，第一金屬通孔結(jié)構(gòu)108布置為將第一金屬板102連接至第一頂金屬線110。第二金屬通孔結(jié)構(gòu)112布置為將第二金屬板106連接至第二頂金屬線114。第一金屬通孔結(jié)構(gòu)108連接至第一金屬板102的表面1022。第二金屬通孔結(jié)構(gòu)112連接至第二金屬板106的表面1062。根據(jù)一些實施例，第一金屬板102是mim電容器100的底金屬板，并且第二金屬板106是mim電容器100的頂金屬板。此外，層間介電(ild)層116設(shè)置在第六金屬層m6和第七金屬層m7之間。因此，mim電容器100、第一金屬通孔結(jié)構(gòu)108和第二金屬通孔結(jié)構(gòu)112設(shè)置在ild層116中。ild層116可以是氧化物層、低κ介電層或超低κ介電層。例如，ild層166的介電常數(shù)低于多個介電層104的介電常數(shù)。蝕刻停止層118設(shè)置在第七金屬層m7和ild層116之間。界面層120設(shè)置在ild層116和第六金屬層m6之間。

此外，根據(jù)一些實施例，掩模層122設(shè)置在第二金屬板106上方。覆蓋層124設(shè)置在掩模層122和第三介電層1046上方。在覆蓋層124上方設(shè)置蝕刻停止層126。第一金屬通孔結(jié)構(gòu)108布置為穿過蝕刻停止層126、覆蓋層124和介電層1046、1044、1042以連接第一金屬板102。第二金屬通孔結(jié)構(gòu)122布置為穿過蝕刻停止層126、覆蓋層124和掩模層122以連接第二金屬板106。此外，在圖1中也示出頂金屬線m7_1，兩條第二高金屬線m6_1、m6_2和通孔結(jié)構(gòu)v6，其中，通孔結(jié)構(gòu)v6電連接至頂金屬線m7_1和第二高金屬線m6_1。

根據(jù)一些實施例，第一介電層1042的厚度t1大致等于第三介電層1046的厚度t3，以及第二介電層1044的厚度t2小于第一介電層1042的厚度t1并且小于第三介電層1046的厚度t3。此外，第二介電層1044的面積不小于第一介電層1042的面積或第三介電層1046的面積。例如，第二介電層1044的面積大于第一介電層1042的面積并且大于第三介電層的1046的面積，從而使得第一介電層1042和第三介電層1046被第二介電層1044分隔開。換言之，第一介電層1042不物理地接觸第三介電層1046。

多個介電層104包括高k(高介電常數(shù))材料。多個介電層104可以由ta摻雜的氧化鉿(hfo2)的材料構(gòu)成。根據(jù)一些實施例，第一介電層1042、第二介電層1044和第三介電層1046分別由具有第一介電常數(shù)k1、第二介電常數(shù)k2及第三介電常數(shù)k3的高k介電材料形成。第二介電常數(shù)k2不同于第一介電常數(shù)k1和第三介電常數(shù)k3。根據(jù)一些實施例，第一介電常數(shù)k1大致等于第三介電常數(shù)k3，以及第二介電常數(shù)k2不同于但接近于第一介電常數(shù)k1和第三介電常數(shù)k3。第二介電常數(shù)k2可以小于或大于第一介電常數(shù)k1和第三介電常數(shù)k3。例如，第二介電常數(shù)k2可以在第一介電常數(shù)k1(或第三介電常數(shù)k3)的30％的變化范圍內(nèi)。根據(jù)一些實施例，第一介電層1042的材料類似于第三介電層1046的材料，以及第二介電層1044的材料不同于第一介電層1042的材料和第三介電層1046的材料。根據(jù)一些實施例，第一介電層1042和第三介電層1046包括選自由氧化鉿(hfo2)、氧化鋯(zro2)、氧化鑭(la2o3)和氧化鈦(tio2)構(gòu)成的組中的材料，并且第二介電層1044包括五氧化二鉭(ta2o5)。例如，當(dāng)?shù)谝唤殡妼?042和第三介電層1046的材料是hfo2并且第二介電層1044的材料是ta2o5時，多個介電層104可以看作ta摻雜的hfo2層，其中hfo2的介電常數(shù)是約25，并且ta2o5的介電常數(shù)是約24。

此外，第一介電層1042具有第一結(jié)晶溫度ta，第二介電層1044具有第二結(jié)晶溫度tb，并且第三介電層1046具有第三結(jié)晶溫度tc。根據(jù)一些實施例，第二結(jié)晶溫度tb高于第一結(jié)晶溫度ta并且高于第三結(jié)晶溫度tc。例如，當(dāng)?shù)谝唤殡妼?042的材料和第三介電層1046的材料是hfo2并且第二介電層1044的材料是ta2o5時，第二介電層1044的結(jié)晶溫度tb為約700℃，并且第一介電層1042(或第三介電層1046)的結(jié)晶溫度ta(或tc)為約250℃。介電層的結(jié)晶溫度可以是介電層從非結(jié)晶狀態(tài)轉(zhuǎn)變到結(jié)晶狀態(tài)的閾值溫度。當(dāng)溫度高于結(jié)晶溫度時，介電層從非晶狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶狀態(tài)。介電層中的結(jié)晶會使介電層導(dǎo)電。也就是說，當(dāng)介電材料結(jié)晶化時，介電材料從絕緣材料轉(zhuǎn)變成導(dǎo)電材料。因此，當(dāng)?shù)诙Y(jié)晶溫度tb高于第一結(jié)晶溫度ta并且高于第三結(jié)晶溫度tc時，在例如400℃的高溫環(huán)境中，在第一介電層1042和第三介電層1046中比第二介電層1044中更容易發(fā)生結(jié)晶效應(yīng)。結(jié)果，當(dāng)?shù)谝唤殡妼?042和第三介電層1046在高溫環(huán)境中結(jié)晶時，第二介電層1044保持在無定形狀態(tài)。當(dāng)?shù)诙殡妼?044保持在無定形狀態(tài)時，多個介電層104仍然可以是位于第一金屬板102和第二金屬板106之間的絕緣層，即使第一介電層1042和第三介電層1046是結(jié)晶的。因此，mim電容器100的tddb在熱預(yù)算評估期間能滿足例如10年/125℃的目標(biāo)。

此外，第一介電層1042具有第一帶隙能量ga，第二介電層1044具有第二帶隙能量gb并且第三介電層1046具有第三帶隙能量gc。第二帶隙能量gb可以是在第一帶隙能量ga(或第三帶隙能量gc)的30％的變化范圍內(nèi)。例如，當(dāng)?shù)谝唤殡妼?042的材料和第三介電層1046的材料是hfo2并且第二介電層1044的材料是ta2o5時，第一帶隙能量ga和第三帶隙能量gc是約5.6ev，并且第二帶隙能量gb是約4ev。介電層的帶隙能量可以是電子跨躍介電層的閾值能量。在mim電容器中，當(dāng)電子的能量高于頂金屬板和底金屬板之間的介電層的帶隙能量時，電子跨躍介電層以從頂金屬板到達(dá)底金屬板，或反之亦然。結(jié)果，在頂金屬板和底金屬板之間形成導(dǎo)電路徑，并且mim電容器可能會因此故障。在多個具有不同帶隙能量的介電層104之間，具有最高帶隙的介電層可以主導(dǎo)多個介電層104的帶隙能量。根據(jù)一些實施例，第一帶隙能量ga和第三帶隙能量gc高于第二帶隙能量gb，因此第一帶隙能量ga和第三帶隙能量gc是電子跨躍多個介電層104的主導(dǎo)帶隙能量。因此，mim電容器100的擊穿電壓(例如，高于4.1ⅴ)與僅使用具有純hfo2的介電層的mim電容器相比是增加的。由于多個介電層104的良好的絕緣性能，mim電容器100的泄漏電流(例如，低于10^-12a/μm²)減小。

因此，當(dāng)多個介電層104是ta摻雜的hfo2層時，由于hfo2具有相對較高的帶隙能量(例如，5.6ev)并且ta2o5具有相對較高的抗結(jié)晶性，mim電容器100的電容密度(例如，約28.4ff/μm²)是增加的，而不是在泄漏和可靠性性能上的折衷。

圖2是根據(jù)一些實施例示出形成電容器件的方法200的流程圖。電容器件可以是諸如mim電容器100的mim電容器。圖3至圖11是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的在各個階段處制造mim電容器的截面圖。雖然下面將所公開的方法200示出和描述為一系列的操作或事件，但是應(yīng)當(dāng)理解，所示出的這些操作或事件的順序不應(yīng)解釋為限制意義。例如，一些操作可以以不同的順序發(fā)生和/或與除了本文描述和示出之外的其他操作或事件同時發(fā)生。另外，并不要求所有示出的步驟都用來實施本文所描述的一個或多個方面或?qū)嵤├?。此外，本文描述的一個或多個操作可以在一個或多個單獨(dú)的操作和/或階段中實施。

在操作202和圖3中，在半導(dǎo)體襯底(未示出)上方形成第一金屬板302。第一金屬板302形成在半導(dǎo)體襯底上的金屬層結(jié)構(gòu)或beol的第一金屬層和第二金屬層之間的ild層304上。根據(jù)一些實施例，第一金屬板302形成在半導(dǎo)體襯底上方的頂金屬層(例如，第七金屬層m7)和第二高金屬層(例如，第六金屬層m6)之間。為了簡潔，圖3僅僅示出第一金屬板302和ild層304?？梢酝ㄟ^物理汽相沉積(pvd)或化學(xué)汽相沉積(cvd)的工藝形成第一金屬板302。第一金屬板302可以包括氮化鈦(tin)或氮化鉭(tan)。第一金屬板302的厚度可以為約第一金屬板302用作mim電容器的電容器底金屬。

在操作204和圖4中，在第一金屬板302的表面404上形成具有第一介電常數(shù)k1的第一介電層402?？梢酝ㄟ^原子層沉積(ald)的工藝形成第一介電層402。第一介電層402可以包括選自由氧化鉿(hfo2)、氧化鋯(zro2)、氧化鑭(la2o3)和氧化鈦(tio2)構(gòu)成的組中的材料。第一介電層402的厚度可以為約25第一介電層402的結(jié)晶溫度是第一結(jié)晶溫度ta。第一介電層402具有第一帶隙能量ga。

在操作206和圖5中，在第一介電層402的表面504上形成具有第二介電常數(shù)k2的第二介電層502?？梢酝ㄟ^原子層沉積(ald)的工藝形成第二介電層502。第二介電層502可以包括五氧化二鉭(ta2o5)。第二介電層502的厚度可以為約第二介電層502的結(jié)晶溫度是第二結(jié)晶溫度tb。第二介電層502具有第二帶隙能量gb。

在操作208和圖6中，在第二介電層502的表面604上形成具有第三介電常數(shù)k3的第三介電層602?？梢酝ㄟ^原子層沉積(ald)的工藝形成第三介電層602。第三介電層602可以包括選自由氧化鉿(hfo2)、氧化鋯(zro2)、氧化鑭(la2o3)和氧化鈦(tio2)構(gòu)成的組中的材料。第三介電層602的厚度可以為約第三介電層602的結(jié)晶溫度是第三結(jié)晶溫度tc。第三介電層602具有第三帶隙能量gc。

第二介電層502夾在第一介電層402和第三介電層602之間。根據(jù)一些實施例，第一介電層402和第三介電層602是hfo2，并且第二介電層502是ta2o5。因此，第一介電常數(shù)k1大致等于第三介電常數(shù)k3(例如，約25)，以及第二介電常數(shù)k2(例如，約25)不同于但接近于第一介電常數(shù)k1和第三介電常數(shù)k3。此外，第一結(jié)晶溫度ta大致等于第三結(jié)晶溫度tc(例如，約250℃)。第二結(jié)晶溫度tb(例如，約700℃)高于第一結(jié)晶溫度ta和第三結(jié)晶溫度tc。第一帶隙能量ga大致等于第三帶隙能量gc(例如，約5.6ev)。第二帶隙能量gb(例如，約4ev)不同于但接近于第一帶隙能量ga和第三帶隙能量gc。

在操作210和圖7中，在第三介電層602的表面704上形成第二金屬板702?？梢酝ㄟ^物理汽相沉積(pvd)或化學(xué)汽相沉積(cvd)的工藝形成第二金屬板702。第二金屬板702可以包括氮化鈦(tin)或氮化鉭(tan)。第二金屬板702比第一金屬板302更厚。例如，第二金屬板702的厚度可以為約第二金屬板702用作mim電容器的電容器頂金屬。

在操作212和圖8中，在例如第一刻蝕工藝中通過去除部分第二金屬板702形成圖案化的導(dǎo)電層806。圖案化的導(dǎo)電層806用作mim電容器的第一金屬板。因此，形成mim電容器的頂金屬板806。在第一蝕刻工藝期間，在部分第二金屬板702上方形成掩模層802以限定mim電容器的頂電極。根據(jù)一些實施例，掩模層802可以包括硬掩模材料。例如，掩模層802可以包括通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積技術(shù)沉積的保護(hù)性氮氧化硅(pe-sion)層。

隨后通過將第二金屬板702的未被掩模層802覆蓋的區(qū)域選擇性地暴露于蝕刻劑804實施第一蝕刻工藝。蝕刻劑804通過去除第二金屬板702的未掩模的區(qū)域來限定頂電極。在一些實施例中，蝕刻劑804可以包括干蝕刻劑(如，等離子體蝕刻劑、rie蝕刻劑等)。

在操作214和圖9中，覆蓋層902沉積在掩模層802和第三介電層602上。根據(jù)一些實施例，例如，覆蓋層902可以包括例如氧化物。此外，在覆蓋層902上沉積蝕刻停止層904。根據(jù)一些實施例，例如，蝕刻停止層904可以包括例如氮化硅(sin)。在一些實施例中，可以通過汽相沉積工藝(例如，物理汽相沉積、化學(xué)汽相沉積等)來沉積覆蓋層902和蝕刻停止層904。

在操作216和圖10中，實施第二蝕刻工藝。第二蝕刻工藝布置為蝕刻部分蝕刻停止層904、部分覆蓋層902、部分第三介電層602、部分第二介電層502和部分第三介電層402以形成第一溝槽1002用于暴露部分第一金屬板302。第一金屬板302是mim電容器的上述第一金屬板102。此外，第二蝕刻工藝也布置為蝕刻蝕刻停止層904、覆蓋層902和掩模層802的另一部分，以形成第二溝槽1004用于暴露部分頂金屬板806。通過將蝕刻停止層904、覆蓋層902、第三介電層602、第二介電層502和第三介電層402選擇性地暴露于蝕刻劑1006來實施第二蝕刻工藝。在一些實施例中，蝕刻劑1006可以包括干蝕刻劑(如，等離子體蝕刻劑、rie蝕刻劑等)。

在操作218和圖11中，形成第一金屬通孔結(jié)構(gòu)1102和第二金屬通孔結(jié)構(gòu)1104以分別電連接第一金屬板302和頂金屬板806。第一金屬通孔結(jié)構(gòu)1102和第二金屬通孔結(jié)構(gòu)1104分別電連接至第一頂金屬線1106和第二頂金屬線1108。ild層1110可以設(shè)置在蝕刻停止層904上方以圍繞第一金屬通孔結(jié)構(gòu)1102、第二金屬通孔結(jié)構(gòu)1104、第一頂金屬線1106和第二頂金屬線1108。

因此，形成具有多個堆疊的高k介電層402、502、602的mim電容器。第一介電層402和第三介電層602是hfo2。第二介電層502是ta2o5。第二介電層502夾在第一介電層402和第三介電層602之間。第二介電層502的第二結(jié)晶溫度tb高于第一介電層402的第一結(jié)晶溫度ta和第三介電層602的第三結(jié)晶溫度tc。當(dāng)?shù)谝唤殡妼?02和第三介電層602在高溫環(huán)境中結(jié)晶時，第二介電層502保持在無定形狀態(tài)。因此，頂金屬板806與mim電容器的底金屬板302絕緣，即使當(dāng)?shù)谝唤殡妼?02和第三介電層602在高溫(例如，400℃)環(huán)境中結(jié)晶時。因此，mim電容器不僅具有高電容密度的性能，而且mim電容器的tddb也滿足了10年/125℃的目標(biāo)。

本發(fā)明的一些實施例提供了一種形成mim(金屬-絕緣體-金屬)電容器的方法。該方法包括：在半導(dǎo)體襯底上方形成第一金屬板；在第一金屬板的表面上方形成具有第一介電常數(shù)的第一介電層；在第一介電層的表面上方形成具有第二介電常數(shù)的第二介電層；在第二介電層的表面上方形成具有第三介電常數(shù)的第三介電層；以及在第三介電層的表面上方形成第二金屬板。第二介電常數(shù)不同于第一介電常數(shù)和第三介電常數(shù)。

在上述方法中，還包括：實施第一蝕刻工藝以去除部分所述第二金屬板；實施第二蝕刻工藝以去除部分所述第一介電層、部分所述第二介電層和部分所述第三介電層，從而暴露部分所述第一金屬板；形成接觸所述第一金屬板的第一通孔；以及形成接觸所述第二金屬板的第二通孔；其中，所述第一通孔和所述第二通孔分別連接至第一導(dǎo)電線和第二導(dǎo)電線，并且所述第一導(dǎo)電線和所述第二導(dǎo)電線位于相同的層上。

在上述方法中，其中，所述第一介電層和所述第三介電層包括選自由氧化鉿(hfo2)、氧化鋯(zro2)、氧化鑭(la2o3)和氧化鈦(tio2)構(gòu)成的組中的材料，并且所述第二介電層包括五氧化二鉭(ta2o5)。

在上述方法中，其中，所述第一介電常數(shù)等于所述第三介電常數(shù)，并且所述第二介電常數(shù)小于所述第一介電常數(shù)并且小于所述第三介電常數(shù)。

在上述方法中，其中，所述第一介電層具有第一結(jié)晶溫度，所述第二介電層具有第二結(jié)晶溫度，并且所述第三介電層具有第三結(jié)晶溫度，以及所述第二結(jié)晶溫度高于所述第一結(jié)晶溫度并且高于所述第三結(jié)晶溫度。

在上述方法中，其中，所述第一介電層具有第一帶隙能量，所述第二介電層具有第二帶隙能量，并且所述第三介電層具有第三帶隙能量，以及所述第二帶隙能量不同于所述第一帶隙能量并且不同于所述第三帶隙能量。

在上述方法中，其中，所述第一介電層的厚度等于所述第三介電層的厚度，以及所述第二介電層的厚度小于所述第一介電層的厚度并且小于所述第三介電層的厚度。

在上述方法中，其中，所述第二介電層的表面面積不小于所述第一介電層的表面面積并且不小于所述第三介電層的表面面積。

在上述方法中，其中，所述第一介電層不與所述第三介電層直接接觸。

本發(fā)明的一些實施例提供了一種形成電容器件的方法。該方法包括：形成第一金屬板；在第一金屬板上方形成多個介電層；以及在多個介電層上方形成第二金屬板。多個介電層包括至少一個摻雜鉭(ta)的介電層。

在上述方法中，其中，所述多個介電層包括第一介電層、第二介電層和第三介電層，所述第二介電層夾在所述第一介電層和所述第三介電層之間，所述第一介電層和所述第三介電層包括選自由氧化鉿(hfo2)、氧化鋯(zro2)、氧化鑭(la2o3)和氧化鈦(tio2)構(gòu)成的組中的材料，并且所述第二介電層是五氧化二鉭(ta2o5)。

在上述方法中，其中，所述多個介電層包括第一介電層、第二介電層和第三介電層，所述第二介電層夾在所述第一介電層和所述第三介電層之間，所述第一介電層和所述第三介電層包括選自由氧化鉿(hfo2)、氧化鋯(zro2)、氧化鑭(la2o3)和氧化鈦(tio2)構(gòu)成的組中的材料，并且所述第二介電層是五氧化二鉭(ta2o5)，所述第一介電層具有第一結(jié)晶溫度，所述第二介電層具有第二結(jié)晶溫度，并且所述第三介電層具有第三結(jié)晶溫度，以及所述第一結(jié)晶溫度高于所述第二結(jié)晶溫度并且高于所述第三結(jié)晶溫度。

在上述方法中，其中，所述多個介電層包括第一介電層、第二介電層和第三介電層，所述第二介電層夾在所述第一介電層和所述第三介電層之間，所述第一介電層和所述第三介電層包括選自由氧化鉿(hfo2)、氧化鋯(zro2)、氧化鑭(la2o3)和氧化鈦(tio2)構(gòu)成的組中的材料，并且所述第二介電層是五氧化二鉭(ta2o5)，所述第一介電層不與所述第三介電層直接接觸。

本發(fā)明的一些實施例提供了電容器件。該電容器件包括第一金屬板、第一介電層、第二介電層、第三介電層和第二金屬板。第一介電層設(shè)置在第一金屬板上方。第二介電層設(shè)置在第一介電層上方。第三介電層設(shè)置在第二介電層上方。第二金屬板設(shè)置在第三介電層上方。第一介電層具有第一介電常數(shù)，第二介電層具有第二介電常數(shù)以及第三介電層具有第三介電常數(shù)，第二介電常數(shù)不同于第一介電常數(shù)和第三介電常數(shù)。

在上述電容器件中，其中，所述第一介電層和所述第三介電層包括選自由氧化鉿(hfo2)、氧化鋯(zro2)、氧化鑭(la2o3)和氧化鈦(tio2)構(gòu)成的組中的材料，并且所述第二介電層包括五氧化二鉭(ta2o5)。

在上述電容器件中，其中，所述第一介電常數(shù)等于所述第三介電常數(shù)，并且所述第二介電常數(shù)不同于所述第一介電常數(shù)并且不同于所述第三介電常數(shù)。

在上述電容器件中，其中，所述第一介電層具有第一結(jié)晶溫度，所述第二介電層具有第二結(jié)晶溫度，并且所述第三介電層具有第三結(jié)晶溫度，以及所述第二結(jié)晶溫度高于所述第一結(jié)晶溫度并且高于所述第三結(jié)晶溫度。

在上述電容器件中，其中，所述第一介電層具有第一帶隙能量，所述第二介電層具有第二帶隙能量，并且所述第三介電層具有第三帶隙能量，以及所述第二帶隙能量不同于所述第一帶隙能量并且不同于所述第三帶隙能量。

在上述電容器件中，其中，所述第一介電層的厚度等于所述第三介電層的厚度，以及所述第二介電層的厚度小于所述第一介電層的厚度并且小于所述第三介電層的厚度。

在上述電容器件中，其中，所述第一介電層不與所述第三介電層直接接觸。

上面概述了若干實施例的特征，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的各方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計或修改用于實施與在此所介紹實施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)勢的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識到，這種等同構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，在此他們可以做出多種變化、替換以及改變。