本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其是涉及一種電容器件及其形成方法。

背景技術(shù)：

1、在半導(dǎo)體集成電路中，與晶體管電路制作在同一芯片上的集成電容被廣泛地應(yīng)用。其形式主要有金屬-絕緣體-金屬(metal-insulator-metal，mim)電容和金屬-氧化物-金屬(metal-oxide-metal，mom)電容兩種。

2、其中，mim電容使用上下層金屬作為電容極板。對傳統(tǒng)的mim電容，電容極板之間只有單層介質(zhì)層，其等效電容密度由介質(zhì)層的厚度和介質(zhì)層的介電常數(shù)所限制。為此，引入了多層極板電容結(jié)構(gòu)，以獲得更高的等效電容密度。

3、然而，多層極板電容結(jié)構(gòu)的性能仍有待進一步提高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種電容器件及其形成方法，以改善半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)性能。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種電容器件，包括：襯底，襯底包括沿第一方向排布的第一區(qū)、第二區(qū)和第三區(qū)，第二區(qū)位于第一區(qū)和第三區(qū)之間；位于襯底上的金屬層結(jié)構(gòu)，金屬層結(jié)構(gòu)包括層疊設(shè)置的若干第一電極層、位于相鄰兩層第一電極層之間的第二電極層、以及位于相鄰的第一電極層和第二電極層之間的第一介質(zhì)層，各第一電極層位于第二區(qū)上且延伸至第一區(qū)，各第二電極層位于第二區(qū)上且延伸至第三區(qū)；位于第一區(qū)上的第一導(dǎo)電插塞，第一導(dǎo)電插塞包括第一部和位于第一部上的第二部，第一部沿襯底表面法線方向貫穿各第一電極層，且連接各第一電極層，第一部側(cè)壁與襯底表面法線方向具有第一夾角，第二部側(cè)壁與襯底表面法線方向具有第二夾角，第一夾角大于第二夾角；位于第三區(qū)上的第二導(dǎo)電插塞，第二導(dǎo)電插塞包括第三部和位于第三部上的第四部，第三部沿襯底表面法線方向貫穿各第二電極層，且連接各第二電極層，第三部側(cè)壁與襯底表面法線方向具有第三夾角，第四部側(cè)壁與襯底表面法線方向具有第四夾角，第三夾角大于第四夾角。

3、可選的，第一夾角的范圍為10度至40度；第三夾角的范圍為10度至40度。

4、可選的，襯底內(nèi)還具有位于第一區(qū)內(nèi)的第一下金屬層和位于第三區(qū)內(nèi)的第二下金屬層；第一導(dǎo)電插塞還包括第五部，第五部位于第一下金屬層表面和第一部之間，第五部側(cè)壁與襯底表面法線方向具有第五夾角，第一夾角大于第五夾角；第二導(dǎo)電插塞還包括第六部，第六部位于第二下金屬層表面和第三部之間，第六部側(cè)壁與襯底表面法線方向具有第六夾角，第三夾角大于第六夾角。

5、可選的，還包括：位于金屬層結(jié)構(gòu)上的第二介質(zhì)層，第二部和第四部位于第二介質(zhì)層內(nèi)；位于第二介質(zhì)層上的相互分立的第一上金屬層和第二上金屬層，第一導(dǎo)電插塞還連接第一上金屬層，第二導(dǎo)電插塞還連接第二上金屬層。

6、可選的，包括：各上層的第一電極層位于其下層的第二電極層側(cè)壁和部分頂部表面；各上層的第二電極層位于其下層的第一電極層側(cè)壁和部分頂部表面。

7、可選的，金屬層結(jié)構(gòu)的層數(shù)為單數(shù)，且位于最下層的為第一電極層，電容器件還包括：位于第三區(qū)上的最上層的第二電極層上的虛設(shè)電極層，虛設(shè)電極層與第一電極層相互分立；金屬層結(jié)構(gòu)的層數(shù)為單數(shù)，且位于最下層的為第二電極層，電容器件還包括：位于第一區(qū)上最上層的第一電極層上的虛設(shè)電極層，虛設(shè)電極層與第二電極層相互分立。

8、可選的，第一電極層的材料包括tin、tan、ta、w、tio、ti、pt和ni中的一者或多者的結(jié)合；第二電極層的材料包括tin、tan、ta、w、tio、ti、pt和ni中的一者或多者的結(jié)合。

9、可選的，第一介質(zhì)層的材料包括hfo、alo、zro和lao中的一者或多者的結(jié)合。

10、可選的，第一電極層的厚度范圍為300埃至800埃；第二電極層的厚度范圍為300埃至800埃。

11、相應(yīng)的，本發(fā)明的技術(shù)方案還提供一種電容器件的形成方法，包括：提供襯底，襯底包括沿第一方向排布的第一區(qū)、第二區(qū)和第三區(qū)，第二區(qū)位于第一區(qū)和第三區(qū)之間；在襯底上形成金屬層結(jié)構(gòu)，金屬層結(jié)構(gòu)包括層疊設(shè)置的若干第一電極層、位于相鄰兩層第一電極層之間的第二電極層、以及位于相鄰的第一電極層和第二電極層之間的第一介質(zhì)層，各第一電極層位于第二區(qū)上且延伸至第一區(qū)，各第二電極層位于第二區(qū)上且延伸至第三區(qū)；在第一區(qū)上形成第一導(dǎo)電插塞，第一導(dǎo)電插塞包括第一部和位于第一部上的第二部，第一部沿襯底表面法線方向貫穿各第一電極層，且連接各第一電極層，第一部側(cè)壁與襯底表面法線方向具有第一夾角，第二部側(cè)壁與襯底表面法線方向具有第二夾角，第一夾角大于第二夾角；在第三區(qū)上形成第二導(dǎo)電插塞，第二導(dǎo)電插塞包括第三部和位于第三部上的第四部，第三部沿襯底表面法線方向貫穿各第二電極層，且連接各第二電極層，第三部側(cè)壁與襯底表面法線方向具有第三夾角，第四部側(cè)壁與襯底表面法線方向具有第四夾角，第三夾角大于第四夾角。

12、可選的，第一夾角的范圍為10度至40度；第三夾角的范圍為10度至40度。

13、可選的，在形成第一導(dǎo)電插塞和第二導(dǎo)電插塞之前，在金屬層結(jié)構(gòu)上形成第二介質(zhì)層，第一導(dǎo)電插塞的第二部和第二導(dǎo)電插塞的第四部位于第二介質(zhì)層內(nèi)；第一導(dǎo)電插塞和第二導(dǎo)電插塞的形成方法包括：采用第一刻蝕工藝刻蝕位于第一區(qū)和第三區(qū)上的部分第二介質(zhì)層，直到暴露出金屬層結(jié)構(gòu)表面；采用第二刻蝕工藝刻蝕暴露出的金屬層結(jié)構(gòu)，直到暴露出襯底，以在第一區(qū)上形成第一接觸孔，在第三區(qū)上形成第二接觸孔，金屬層結(jié)構(gòu)內(nèi)的第一接觸孔側(cè)壁與襯底表面法線方向具有第一夾角，第二介質(zhì)層內(nèi)的第一接觸孔側(cè)壁與襯底表面法線方向具有第二夾角，金屬層結(jié)構(gòu)內(nèi)的第二接觸孔側(cè)壁與襯底表面法線方向具有第三夾角，第二介質(zhì)層內(nèi)的第二接觸孔側(cè)壁與襯底表面法線方向具有第四夾角；在第一接觸孔內(nèi)形成第一導(dǎo)電插塞；在第二接觸孔內(nèi)形成第二導(dǎo)電插塞。

14、可選的，襯底內(nèi)具有位于第一區(qū)內(nèi)的第一下金屬層和位于第三區(qū)內(nèi)的第二下金屬層；第一導(dǎo)電插塞還包括第五部，第五部位于第一下金屬層表面和第一部之間，第五部側(cè)壁與襯底表面法線方向具有第五夾角，第一夾角大于第五夾角；第二導(dǎo)電插塞還包括第六部，第六部位于第二下金屬層表面和第三部之間，第六部側(cè)壁與襯底表面法線方向具有第六夾角，第三夾角大于第六夾角；第一接觸孔還位于襯底內(nèi)，且第一接觸孔底部暴露出第一下金屬層；第二接觸孔還位于襯底內(nèi)，且第二接觸孔底部暴露出第二下金屬層。

15、可選的，第一接觸孔和第二接觸孔的形成方法還包括：在第二刻蝕工藝之后，采用第三刻蝕工藝?yán)^續(xù)刻蝕暴露出的襯底，直到暴露出第一下金屬層和第二下金屬層頂部表面。

16、可選的，在形成第二介質(zhì)層之后，還形成相互分立的第一上金屬層和第二上金屬層，第一導(dǎo)電插塞還連接第一上金屬層，第二導(dǎo)電插塞還連接第二上金屬層；第一導(dǎo)電插塞、第二導(dǎo)電插塞、第一上金屬層和第二上金屬層的形成方法還包括：在形成第一接觸孔和第二接觸孔之后，在第二介質(zhì)層表面、第一接觸孔和第二接觸孔內(nèi)形成導(dǎo)電材料層；平坦化導(dǎo)電材料層；在平坦化工藝之后，刻蝕導(dǎo)電材料層，直到暴露出第二介質(zhì)層表面，形成第一導(dǎo)電插塞和位于第一導(dǎo)電插塞上的第一上金屬層，形成第二導(dǎo)電插塞和位于第二導(dǎo)電插塞上的第二上金屬層。

17、可選的，金屬層結(jié)構(gòu)的層數(shù)為單數(shù)，且位于最下層的為第一電極層，方法還包括：在形成最上層的第一電極層時，還在第三區(qū)上最上層的第二電極層上形成虛設(shè)電極層，虛設(shè)電極層與第一電極層相互分立；金屬層結(jié)構(gòu)的層數(shù)為單數(shù)，且位于最下層的為第二電極層，方法還包括：在形成最上層的第二電極層時，還在第一區(qū)上最上層的第一電極層上形成虛設(shè)電極層，虛設(shè)電極層與第二電極層相互分立。

18、可選的，相鄰的第一電極層和第二電極層的形成方法包括：在襯底上形成第一電極材料層，或者在上層第二電極層上形成第一介質(zhì)層和位于第一介質(zhì)層上的第一電極材料層；圖形化第一電極材料層，形成第一電極層；在第一電極層上形成第一介質(zhì)層和位于第一介質(zhì)層上的第二電極材料層；圖形化第二電極材料層，以形成第二電極層。

19、可選的，各上層的第一電極層位于其下層的第二電極層側(cè)壁和部分頂部表面；各上層的第二電極層位于其下層的第一電極層側(cè)壁和部分頂部表面。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例的技術(shù)方案具有以下有益效果：

21、本發(fā)明技術(shù)方案提供的電容器件中，位于第一區(qū)上的第一導(dǎo)電插塞，第一導(dǎo)電插塞包括第一部和位于第一部上的第二部，第一部沿襯底表面法線方向貫穿各第一電極層，且連接各第一電極層，第一部側(cè)壁與襯底表面法線方向具有第一夾角，第二部側(cè)壁與襯底表面法線方向具有第二夾角，第一夾角大于第二夾角，使第一導(dǎo)電插塞和各第一電極層的接觸面傾斜度較大，增大了第一導(dǎo)電插塞和各第一電極層的接觸面積，利于降低第一導(dǎo)電插塞和各第一電極層之間的接觸電阻，利于提高電容器件的性能；同理，第二導(dǎo)電插塞和各第二電極層之間的接觸面增大，利于提高電容器件的性能。

22、本發(fā)明技術(shù)方案提供的電容器件的形成方法中，在第一區(qū)上形成第一導(dǎo)電插塞，第一導(dǎo)電插塞包括第一部和位于第一部上的第二部，第一部沿襯底表面法線方向貫穿各第一電極層，且連接各第一電極層，第一部側(cè)壁與襯底表面法線方向具有第一夾角，第二部側(cè)壁與襯底表面法線方向具有第二夾角，第一夾角大于第二夾角，使第一導(dǎo)電插塞和各第一電極層的接觸面傾斜度較大，增大了第一導(dǎo)電插塞和各第一電極層的接觸面積，利于降低第一導(dǎo)電插塞和各第一電極層之間的接觸電阻，利于提高電容器件的性能；同理，第二導(dǎo)電插塞和各第二電極層之間的接觸面增大，利于提高電容器件的性能。