电容器结构及其形成方法与流程

本发明涉及半导体制造领域，尤其是涉及一种电容器结构及其形成方法。

背景技术：

1、在半导体集成电路中，与晶体管电路制作在同一芯片上的集成电容被广泛地应用。其形式主要有金属-绝缘体-金属(metal-insulator-metal，mim)电容和金属-氧化物-金属(metal-oxide-metal，mom)电容两种。其中，mim电容使用上下层金属作为电容极板，制作mim电容一般需要新增光刻层次，同时电容介质层击穿电压与电容大小是无法调和的矛盾量，而且平板电容一般都需要较大的面积，不利于器件的集成。而mom电容采用指状结构和叠层相结合的方法可以在相对较小的面积上制作容量更大的电容。此外，在制作mom电容时，无需额外的光刻胶层和掩模，从而制作工艺相对于mim电容也更简单，成本更低。

2、然而，现有技术的mom电容仍存在诸多问题。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是提供一种电容器结构及其形成方法，以提升电容器结构的存储密度。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案提供一种电容器结构，包括：衬底；位于所述衬底上的介质层；位于所述介质层内的第一电极部和第二电极部，其中，所述第一电极部包括：第一电极端，所述第一电极端包括相对的第一侧壁和第二侧壁；分别与所述第一侧壁连接的若干第一指状极板，若干所述第一指状极板沿第一方向平行排布；以及分别与所述第二侧壁连接的若干第二指状极板，若干所述第二指状极板沿所述第一方向平行排布；所述第二电极部包括：第二电极端，所述第二电极端包围若干所述第一指状极板和若干所述第二指状极板，所述第二电极端包括相对的第三侧壁和第四侧壁；分别与所述第三侧壁连接的若干第三指状极板，若干所述第三指状极板沿所述第一方向平行排布，且若干所述第三指状极板和若干所述第一指状极板交叉排布；以及分别与所述第四侧壁连接的若干第四指状极板，若干所述第四指状极板沿所述第一方向平行排布，且若干所述第四指状极板和若干所述第二指状极板交叉排布。

3、可选的，所述介质层的材料包括：低k介电材料；所述低k介电材料包括：氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。

4、可选的，所述第一电极部的材料包括：铜。

5、可选的，所述第二电极部的材料包括：铜。

6、相应的，本发明技术方案中还提供一种电容器结构的形成方法，包括：提供衬底；在所述衬底上形成介质层；在所述介质层内形成第一电极部和第二电极部，其中，所述第一电极部包括：第一电极端，所述第一电极端包括相对的第一侧壁和第二侧壁；分别与所述第一侧壁连接的若干第一指状极板，若干所述第一指状极板沿第一方向平行排布；以及分别与所述第二侧壁连接的若干第二指状极板，若干所述第二指状极板沿所述第一方向平行排布；所述第二电极部包括：第二电极端，所述第二电极端包围若干所述第一指状极板和若干所述第二指状极板，所述第二电极端包括相对的第三侧壁和第四侧壁；分别与所述第三侧壁连接的若干第三指状极板，若干所述第三指状极板沿所述第一方向平行排布，且若干所述第三指状极板和若干所述第一指状极板交叉排布；以及分别与所述第四侧壁连接的若干第四指状极板，若干所述第四指状极板沿所述第一方向平行排布，且若干所述第四指状极板和若干所述第二指状极板交叉排布。

7、可选的，在所述介质层内形成第一电极部和第二电极部之前，还包括：在所述介质层上形成掩膜结构；在所述掩膜结构上形成牺牲层。

8、可选的，在形成所述牺牲层之后，还包括：在所述牺牲层内形成若干沿所述第一方向平行排布的初始指状极板凹槽；在所述牺牲层内形成第一电极端凹槽，所述第一电极端凹槽沿所述第一方向贯穿若干所述初始指状极板凹槽，使得若干所述初始指状极板凹槽形成若干第一指状极板凹槽和若干第二指状极板凹槽，若干所述第一指状极板凹槽和若干所述第二指状极板凹槽分别位于所述第一电极端凹槽的两侧；在所述第一电极端凹槽的侧壁表面、所述第一指状极板凹槽的侧壁表面、以及所述第二指状极板凹槽的侧壁表面形成侧墙；以所述侧墙为掩膜刻蚀所述牺牲层，在所述牺牲层内形成第二电极端凹槽、以及分别与所述第二电极端凹槽连通的若干第三指状极板凹槽和若干第四指状极板凹槽。

9、可选的，所述侧墙的形成方法包括：在所述第一电极端凹槽的侧壁和底部表面、所述第一指状极板凹槽的侧壁和底部表面、所述第二指状极板凹槽的侧壁和底部表面、以及所述牺牲层的顶部表面形成侧墙材料层；回刻蚀所述侧墙材料层，直至暴露出所述牺牲层的顶部表面、以及第一电极端凹槽底部表面、所述第一指状极板凹槽底部表面、所述第二指状极板凹槽底部表面为止，形成所述侧墙。

10、可选的，所述侧墙材料层的形成工艺包括：原子层沉积工艺、化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺。

11、可选的，所述侧墙的材料与所述牺牲层的材料不同。

12、可选的，所述侧墙的材料包括：非晶硅、氧化硅和氮化硅中的一种或多种。

13、可选的，所述牺牲层的材料包括：氧化钛和氮化钛中的一种或多种。

14、可选的，在所述介质层内形成第一电极部和第二电极部的方法包括：在以所述侧墙为掩膜刻蚀所述牺牲层之后，以所述牺牲层为掩膜刻蚀所述掩膜结构和所述介质层，在所述介质层内形成第一电极端目标槽、第二电极端目标槽、若干第一指状极板目标槽、若干第二指状极板目标槽、若干第三指状极板目标槽、以及若干第四指状极板目标槽；去除所述牺牲层和所述掩膜结构；在所述第一电极端目标槽、若干第一指状极板目标槽以及若干第二指状极板目标槽内形成所述第一电极部，在所述第二电极端目标槽、若干第三指状极板目标槽以及若干第四指状极板目标槽内形成所述第二电极部。

15、可选的，所述介质层的材料包括：低k介电材料；所述低k介电材料包括：氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。

16、可选的，所述第一电极部的材料包括：铜。

17、可选的，所述第二电极部的材料包括：铜。

18、与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

19、本发明技术方案提供的电容器结构中，所述第二电极部包括：第二电极端，所述第二电极端包围若干所述第一指状极板和若干所述第二指状极板，所述第二电极端包括相对的第三侧壁和第四侧壁；分别与所述第三侧壁连接的若干第三指状极板，若干所述第三指状极板沿所述第一方向平行排布，且若干所述第三指状极板和若干所述第一指状极板交叉排布；以及分别与所述第四侧壁连接的若干第四指状极板，若干所述第四指状极板沿所述第一方向平行排布，且若干所述第四指状极板和若干所述第二指状极板交叉排布。所述电容结构的存储密度不但可以源自于：相邻的所述第一指状极板和所述第三指状极板之间、相邻的所述第二指状极板和所述第四指状极板之间、所述第一指状极板的端头部与所述第二电极端之间、所述第二指状极板的端头部与所述第二电极端之间、所述第三指状极板的端头部与所述第一电极端之间、所述第四指状极板的端头部与所述第一电极端之间，还可以源自于：位于所述最外侧的所述第一指状极板与所述第二电极端之间、以及位于最外侧的所述第二指状极板与所述第二电极端之间，以此提升所述电容结构的存储密度。

20、本发明技术方案提供的电容器结构的形成方法中，所述第二电极部包括：第二电极端，所述第二电极端包围若干所述第一指状极板和若干所述第二指状极板，所述第二电极端包括相对的第三侧壁和第四侧壁；分别与所述第三侧壁连接的若干第三指状极板，若干所述第三指状极板沿所述第一方向平行排布，且若干所述第三指状极板和若干所述第一指状极板交叉排布；以及分别与所述第四侧壁连接的若干第四指状极板，若干所述第四指状极板沿所述第一方向平行排布，且若干所述第四指状极板和若干所述第二指状极板交叉排布。所述电容结构的存储密度不但可以源自于：相邻的所述第一指状极板和所述第三指状极板之间、相邻的所述第二指状极板和所述第四指状极板之间、所述第一指状极板的端头部与所述第二电极端之间、所述第二指状极板的端头部与所述第二电极端之间、所述第三指状极板的端头部与所述第一电极端之间、所述第四指状极板的端头部与所述第一电极端之间，还可以源自于：位于所述最外侧的所述第一指状极板与所述第二电极端之间、以及位于最外侧的所述第二指状极板与所述第二电极端之间，以此提升所述电容结构的存储密度。