CN116601729A - 具有嵌入多孔介质中的通孔的电容器结构 - Google Patents
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Abstract
公开了一种电容器结构。该电容器结构包括：基板(102)；在基板(102)上方的导电层(104)；以及在导电层(104)上方的多孔层，该多孔层具有从多孔层的顶部表面向导电层(104)垂直延伸的孔。多孔层包括第一区域(110)和第二区域(120)，第一区域(110)的孔中设置有导电线，并且第二区域(120)的孔中设置有金属‑绝缘体‑金属(MIM)结构。第一区域(110)可以用作用于接触电容器结构的底部电极的通孔。
Description
技术领域
本发明涉及集成领域，更具体地，涉及电子产品、相关半导体产品及其制造方法。
背景技术
硅无源集成技术如今可用于工业设计。例如，由村田集成无源解决方案(MurataIntegrated Passive Solutions)开发的PICS技术允许将高密度电容部件集成到硅基板中。根据该技术，可以将数十或甚至数百个无源部件有效地集成到硅管芯中。
例如，在P.Banerjee等人的题为“Nanotubular metal-insulator-metalcapacitor arrays for energy storage(用于能量存储的纳米管金属-绝缘体-金属电容器阵列)”(2009年5月发表于Natural technology)的著作中，描述了在多孔阳极材料例如多孔阳极氧化铝(PAA)中形成的金属-绝缘体-金属(metal-insulator-metal，MIM)结构。金属、绝缘体以及然后金属的连续层遵循多孔材料的轮廓，致使MIM结构被嵌入在多孔材料的孔的内部。然而，由于可以通过原子层沉积(ALD)沉积的PAA厚度，Banerjee的PAA嵌入结构受到高的等效串联电阻(ESR)和有限的电容密度的影响。
在国际申请公开WO 2015/063420 A1中描述了F.Voiron等人的改进了Banerjee的ESR和电容的结构。Voiron的结构产生了可以用于各种应用的高度集成的电容。在该结构中，孔的底部被打开，并且MIM结构的下部金属层与位于多孔区域下方的导电层接触，从而提供电接触并降低ESR。
通常，如上所述的PAA嵌入结构由将结构(例如，MIM电容堆叠)嵌入在基板例如硅晶片上方的多孔区域内部而产生。通常，多孔区域由对沉积在基板上方的金属例如铝的层进行阳极氧化而产生。阳极氧化将铝层转换成多孔阳极氧化铝。通常，多孔区域形成为任何形状(当从顶部观看)，并且在垂直于晶片表面的方向上延伸穿过氧化铝层。
图1以截面图示出了用于将电容器结构嵌入多孔区域中的常规布局100。下层结构可以包括基板102、在基板104上方的导电层104和在导电层104上方的金属层106。
根据常规布局100，金属层106在限定的区域106b中被阳极氧化，从而留下区域106a未被阳极氧化。通常，这是通过在金属层106的顶部施加硬掩模层(未示出)来掩蔽与区域106a对应的区域来实现的。掩模保护这些区域不与阳极氧化电解质接触。因此，在硬掩模层开口的区域106b中形成多孔区域。然后，根据需要将电容结构嵌入一个或更多个区域106b中。
然而，事实上，产生图1的常规布局的有效结构是不同的。事实上，如图2所示，并且更详细地如图3所示，区域106b的每一个实际上由区域106c和两个横向区域106d组成。
区域106c对应于孔形成良好(即，孔基本上是均匀的，并且一直向下延伸至导电层104)的区域。事实上，可能需要在底部蚀刻区域106c的一些孔以确保它们完全开口，但是通常这些孔足以将MIM堆叠沉积在其中。
相比之下，区域106d对应于孔极有可能变形并且因此不足以接纳MIM堆叠的区域。
区域106d中的孔变形是由于这些区域与每个区域106与其周围区域106a之间的界面相邻。实际上，如上面提及的，在阳极氧化期间，在限定的区域106a上形成硬掩模，以保护这些区域不被阳极氧化。区域106d到该硬掩模的接近导致这些区域中逐渐减小的阳极氧化电场。越靠近硬掩模边缘，阳极氧化电场越弱，并且孔形成越少。
这种现象的效果是区域106d中的孔停止在残留的铝凸缘302中，而不是一直向下延伸至导电层104。区域106d中的孔终止于凸缘302的事实是这些孔不足以接纳MIM堆叠的另一原因。事实上，MIM沉积并且特别地导电M层的沉积是使用热原子层沉积(ALD)完成的。用于这样的导电层沉积(例如，用于像TiN、MoN、WN等的导电材料)的前体是氯基的，并且会引起铝的腐蚀。
事实上，区域106d的宽度与被阳极氧化的金属层106的厚度相关(金属层越厚，区域106d越宽)。大约，区域106d的宽度是金属层106的厚度的3倍。
可以通过对阳极氧化过程的附加控制来减小凸缘302(和区域106d)的宽度。例如，可以允许该过程持续更长的时间。然而，这带来了削弱层104与106之间的界面从而导致层106的部分的分层的风险。具体地，当阳极氧化过程被允许运行更长的时间时，难以控制层104的氧化，并且特别地难以限制层104在孔之间的水平方向上的氧化。当孔随后(在打开孔的底部的步骤期间)被蚀刻时，层104与106之间的界面变弱从而，导致层106分层。
在实现方式中，可以在结构100中设置一些区域106a，以形成用于从顶部接触被嵌入到区域106b中的电容结构的底部电极的电通孔。另外，可以在晶片的接近切割通道的边缘(晶片的未构建电容结构的区域处)设置一些区域106a。
通常期望通过设置若干通孔来接触给定的底部电极来提供接触冗余。另外，在一些情况下，可能需要增加电通孔来提高电性能。例如，期望减小电容器结构的等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)。增加电通孔可以有助于减小ESR和ESL二者。这对于较小尺寸的电容器(例如，小于1/4mm2)尤其如此，其中，电容并行化低于较大尺寸的电容器结构。
然而，当电容器结构中需要大量电通孔时，凸缘302(和区域106d)的存在是有问题的。事实上，如图4所示，每当两个多孔区域106b之间存在有效宽度d1的区域106a时，由于区域106d的损失，需要比d1大得多的宽度d2。事实上，本发明的发明人已经观察到，实现15微米的有效宽度d1的电通孔可能需要高达100微米的横向覆盖区，因为区域106d可能均高达30微米(并且其中工艺叠加规则需要进一步的间隔)。
图5是示出由图1的常规结构100产生的有效电容区域的俯视图500。具体地，区域502对应于构建有电容结构的晶片区域。区域502可以对应于上述区域106c。相反地，区域504是不用于电容结构的晶片区域。区域504可以对应于上述区域106a和106d。区域506对应于晶片的切割区域。
如图5所示，有效电容区域远低于根据常规结构100的晶片的总区域。这在图6中进一步示出，图6示出了根据示例实现方式的作为电容器表面区域的函数的有效电容区域与总区域的比率。示例实现方式假设，有效通孔宽度(d1)为15微米，并且针对区域106d的每一个的宽度为30微米。
如所示的，对于小于0.25mm2的电容器，有效区域/总区域的比率低于80％。对于在0.1mm2以下的电容器，比率降至低于70％，并且对于在0.04mm2以下的电容器，比率降至低于50％。
本发明是鉴于上述问题而做出的。
发明内容
本发明提供了一种电容器结构，包括：
基板；
在基板上方的导电层；以及
在导电层上方的多孔层，该多孔层具有从多孔层的顶部表面向导电层垂直延伸的孔，
其中，多孔层包括第一区域和第二区域，第一区域的孔中设置有导电线，并且第二区域的孔中设置有金属-绝缘体-金属(MIM)结构。
导电线形成穿过电容器结构的通孔。因此，电容器结构在多孔层中包括用于形成电容的区域和用于设置穿过电容器结构的通孔的区域二者。
通孔可以用于接触导电层，导电层可以用作电容器结构的电极的底部。
MIM结构和通孔二者都设置在同一多孔层中的事实减少了电容器结构内的通孔的横向覆盖区。因此，增加了多孔层的有效利用以及电容器结构内的有效电容区域。
另外，随着电容器结构内从多孔区域到无孔区域(例如，非阳极氧化金属)的过渡减少，具有残留的下层金属的多孔区域减少。由于这样的多孔区域可能易于腐蚀，因此它们的减少提高了电容器结构的可靠性。
在实施方式中，多孔层包括孔是空的第三区域，第三区域将第一区域和第二区域分开。第三区域可以有助于保持MIM结构与导电线的电隔离。具有其空的孔的第三区域还可以降低电容器结构内的机械应力。
第三区域可以与第一区域紧密相邻，并且与第二区域紧密相邻。因此，第三区域可以有助于满足叠加制造规则。
在实施方式中，多孔层的孔的底端在导电层上开口。这允许嵌入至孔中的部件与多孔层下层的导电层之间的接触。
在实施方式中，设置在第二区域的孔中的MIM结构包括被共形地设置在第二区域中的第一金属层、被共形地设置在第一金属层上的绝缘体层、以及被共形地设置在绝缘体层上的第二金属层。第一金属层在第二区域的每个孔的底部处接触导电层。
在实施方式中，导电线的底端在第一区域的孔的底部处接触导电层。导电层可以形成电容器结构的底部电极。因此，导电线形成穿过电容器结构的通孔，以用于接触电容器结构的底部电极。
在实施方式中，导电层包括第一层和第二层，第二层设置在第一层与多孔层之间。
在实施方式中，第一层由铝制成，但是可以使用其他金属。
在实施方式中，第二层由钨或钛制成。在实施方式中，第二层用作蚀刻阻挡层，以用于在通过多孔层的阳极氧化形成期间保护第一层。这确保第一层不被阳极氧化，从而确保其保持高导电性。
在实施方式中，第二层是不连续的，并且在多孔层的第一区域和/或第二区域下方开口。可以执行在第一区域和/或第二区域下方的第二层的开口，以确保MIM结构的第一金属层与导电层之间以及/或者导电线与导电层之间的直接接触。
在实施方式中，多孔层由阳极氧化铝(AAO)制成。
在实施方式中，基板可以由硅、玻璃或聚合物制成。
在另一实施方式中，基板可以由硅制成，并且在其自身与导电层之间可以具有场氧化物层。导电层可以是铝或铜层以及阻挡层(如钛或钨)的复合层。
在实施方式中，电容器结构包括金属层，该金属层在导电层上，从侧面围绕多孔层。金属层可以是初始金属层的被阳极氧化以形成多孔层的残留部分。金属层可以围绕多孔层的边缘。
在另一实施方式中，金属层还可以包括多孔层内部的岛。金属岛的数目和位置可以在阳极氧化以形成多孔层之前通过设计来选择。具体地，选择金属岛以确保尽可能均匀的阳极氧化。
在实施方式中，该电容器结构包括：
与MIM结构接触的第一导电层；以及
第二导电层，其与第一导电层隔离，与导电线的顶端接触。
第一导电层可以用作电容器结构的顶部电极。第二导电层可以用作到电容器结构的底部电极的接触件。
在另一方面，本发明还提供了一种制造电容器结构的方法，包括：
在导电层上方形成多孔层，该多孔层具有从多孔层的顶部表面向导电层垂直延伸的孔；
在多孔层的第一区域的孔中形成导电线，导电线的底端在第一区域的孔的底部处接触导电层；
在多孔层的第二区域的孔中形成金属-绝缘体-金属(MIM)结构。
在实施方式中，在第一区域的孔中形成导电线包括：
在多孔层上沉积第一硬掩模，该第一硬掩模在第一区域上开口；
通过电化学沉积(ECD)在第一区域的孔中增长导电线。
在实施方式中，导电线可以由镍或铜制成。
在实施方式中，在第二区域的孔中形成MIM结构包括：
移除第一硬掩模；
沉积第二硬掩模，该第二硬掩模覆盖多孔层的第一区域和相邻的第三区域(130)；以及
将MIM结构沉积到多孔层和第二硬掩模中。
在实施方式中，该方法还包括：
在MIM结构上形成第一导电层；
在第一区域的至少一部分上蚀刻MIM结构和第二硬掩模，以使至少一些导电线的顶端露出；
在第一导电层上形成绝缘层，绝缘体层完全覆盖第一导电层；以及
在顶端露出的导电线和绝缘层的至少一部分上形成第二导电层，第二导电层与所述至少一些导电线的顶端接触。
附图说明
参照附图，本发明的另外的特征和优点将根据以下对本发明的仅通过说明而非限制的方式给出的某些实施方式的描述变得明显，在附图中：
图1以截面图示出了用于将电容器结构嵌入多孔模板中的常规布局；
图2以截面图示出了由图1的常规结构产生的有效结构；
图3示出了图2的有效结构的一部分的放大图；
图4以截面图示出了在图2的有效结构中形成的通孔；
图5是示出由图1的常规结构产生的有效电容区域的俯视图；
图6示出了对于图1的常规结构，作为电容器表面区域的函数的有效电容区域与总区域的比率；
图7A至图7C以截面图示出了根据实施方式的用于将电容器结构嵌入多孔模板中的建议的布局；
图8示出了根据环境由建议的布局产生的有效电容区域；
图9示出了建议的布局对净电容与原始电容的比率的影响；
图10A至图10K示出了根据实施方式的用于根据建议的布局来生产电容器结构的过程；
图11示出了根据环境的示例电容器结构。
具体实施方式
图7A以截面图示出了根据实施方式的用于将电容器结构嵌入多孔区域中的建议的布局700。如上所述，假设下层结构包括基板102、在基板102上方的导电层104和在导电层104上方的金属层106。
如图7A所示，金属层106可以被阳极氧化以形成连续的多孔层702，而不是在金属层106内限定交错的阳极氧化区域和非阳极氧化区域。
在实施方式中，连续的多孔层702可以被设计成在整个晶片表面上延伸。例如，在一个实现方式中，可以使用晶片级阳极氧化来获得多孔层702。在可以确保晶片上均匀的阳极氧化的情况下，这样的实施方式可能是合适的。这可以通过选择层104使得其能够在晶片上实现均匀的电荷分布来完成。在示例实验中，使用300nm的钨层作为层104，获得了晶片上的均匀的电荷分布。
在另一实施方式中，如图7A所示，金属层106的某些区域106a可以不被阳极氧化。区域106a可以位于管芯的边缘处和/或切割道中(超出管芯的边缘或在晶片的边缘处)。
在另一环境中，金属层106可以在多孔层702内的少许岛中不被阳极氧化。非阳极氧化的金属岛可以是多孔层702内的稀疏金属网格的形式。在管芯与晶片背部隔离(例如通过场氧化物)的情况下，这样的实施方式可能是合适的。非阳极氧化的金属岛有助于确保在晶片上以均匀的方式提供阳极电压。
如图7B所示，多孔层702然后在被设计成用于接纳电容结构的区域702a与被设计成用于用作电容器结构中的电通孔的区域702b之间进行划分。在区域702a中，可以在孔中沉积MIM堆叠。在区域702b中，可以在孔中形成导电线以提供竖直地穿过该结构的电通孔。在实施方式中，可以使用电化学沉积(ECD)在区域702b的孔的内增长导电线。
通过使用布局700，晶片区域的有效利用显著增加。事实上，由于不再需要多孔到无孔的过渡来实现电通孔，因此现在可以将通孔放置得更靠近相邻的功能MIM结构。因此，可以显著减小通孔的横向覆盖区。
事实上，例如由于工艺叠加规则，在区域702a与702b之间可能需要一些隔离。在实施方式中，如图7C所示，当区域702a与将要在其中构建有通孔的区域702b相邻时，区域702a的一小部分702c(例如，5至10微米)可以被指定为隔离区域。在隔离区域中，既不构建MIM结构也不构建导电线。在实施方式中，区域702c的孔可以是空的。
然而，通孔的横向覆盖区仍然非常小。在实验中，发明人已经观察到具有15微米的有效宽度的电通孔可能仅需要27微米的横向覆盖区。这可以通过更好的光刻对准来进一步减小。
如上面提及的，在电容器结构中可能需要大量的电通孔，以提供接触冗余和/或用于ESR/ESL控制。通过显著减小通孔的横向覆盖区，建议的布局因此可以对由该结构产生的有效电容具有显著影响。
图8是示出根据实施方式的由建议的布局产生的有效电容区域的俯视图800。具体地，区域802对应于构建有电容结构的晶片区域。区域802可以对应于上面图7B所示的区域702a。相反地，区域804是构建有通孔的晶片区域。区域804可以对应于上面图7B所示的区域702b。在另一实施方式中，区域804可以对应于上面图7C所示的区域702b和702c。区域808对应于晶片的切割区域。
可选地，可以提供与非阳极氧化的金属的区域对应的区域806。如上面提及的，可以提供这些区域，以用于增强晶片上的阳极氧化过程的目的。可替选地，与区域804类似，区域806可以对应于构建有通孔的晶片区域。
如图8所示，与图5所示的常规布局相比，有效电容区域相对于晶片的总区域显著增加。这在图9中进一步示出，图9示出了根据示例实现方式的作为电容器表面区域的函数的有效电容区域与总晶片区域的比率。具体地，在图9中，线902对应于使用本发明的布局的性能，而线904对应于使用常规布局的性能。如所示的，对于所有电容器值，利用率均显著增加。对于较小的结构，增加可以高达100％，从而电容密度加倍。在具有高接触冗余的结构中也可以观察到这种改进。
图10A至图10K示出了根据实施方式的用于根据建议的布局来生产电容器结构的示例过程。提供该示例过程仅用于说明的目的，而不限制本发明的实施方式。
如图10A所示，该过程开始于形成包括基板102、在基板上方的导电层104和在导电层106上方的金属层106的堆叠。
在实施方式中，导电层104包括第一层和第二层，其中，第二层设置在第一层与金属层106之间。在实施方式中，第一层由铝制成，第二层由钨制成。金属层106可以由铝制成。
接下来，如图10B所示，该过程包括阳极氧化金属层106中的一些或全部，以在导电层104上方形成多孔层108。多孔层108具有从多孔层108的顶部表面向导电层104垂直延伸的孔。当金属层106由铝制成时，多孔层108由阳极氧化铝(AAO)制成。
在图10B中，示出了金属层106被整体阳极氧化。虽然该实施方式是可能的，但是事实上，金属层106中的一小部分可以在管芯的边缘处和/或切割道中不被阳极氧化。
由于建议的布局，因此可以在晶片上获得均匀的阳极氧化。因此，多孔层108具有良好形成的孔，即，这些孔基本上是均匀的，并且一直向下、基本上垂直地延伸至导电层104。事实上，可以使用额外的蚀刻步骤以确保孔在导电层104上完全开口。
接下来，如图10C所示，在多孔层108上施加第一硬掩模层132。第一硬掩模层132被图案化，以在多孔层108的限定的第一区域110上具有开口。
优选地，用于第一硬掩模层132的材料可以被选择为高度非共形的，以避免其进入多孔层108的孔中。
随后，如图10D所示，在第一区域110的孔中形成导电线。在实施方式中，导电线通过电化学沉积(ECD)增长。例如，导电线可以由镍或铜制成。在实施方式中，导电线的底端在第一区域110的孔的底部处接触导电层104。
然后移除第一硬掩模层132，并且施加第二硬掩模层112，并将其图案化，如图10E所示。具体地，第二硬掩模层110被图案化以覆盖多孔层的第一区域110以及多孔区域的相邻的第三区域130。如下面进一步描述的，根据该实施方式，第三区域130将用作隔离区域。
接下来，如图10F所示，在多孔层108的第二区域120的孔中设置MIM结构。根据该实施方式，第二区域120对应于多孔层108的未被第二硬掩模110覆盖的区域，即，第一区域110和第三区域130之外的区域。
在实施方式中，这包括将MIM结构沉积到多孔层108中和第二硬掩模112上。在实施方式中，可以在第一区域110和第三区域130上蚀刻MIM结构的顶部金属层，如图10F所示。
MIM结构在第二区域120的孔中的沉积是高度共形的。在实施方式中，MIM结构包括共形地设置在第二区域(120)中的第一金属层(114)、共形地设置在第一金属层(114)上的绝缘体层(116)、以及共形地设置在绝缘体层(116)上的第二金属层(118)。在实施方式中，第一金属层在第二区域120的每个孔的底部处接触导电层104。
接下来，如图10G所示，可以在MIM结构上形成第一导电层122。可以在第一区域110和第三区域130上蚀刻第一导电层122，如图10G所示。在实施方式中，第一导电层122可以用作电容器结构的顶部电极。
随后，如图10H所示，在多孔层的第一区域110的至少一部分上蚀刻MIM结构(第一金属层114和绝缘体116)和第二硬掩模112。这使构建在多孔层的第一区域110中的至少一些导电线的顶端露出。
接下来，如图10I所示，在第一导电层122上形成绝缘层124。绝缘层124完全覆盖(封装)第一导电层122。
然后，如图10J所示，形成第二导电层126。第二导电层126覆盖第一区域110的露出部分和绝缘层124的至少一部分。第二导电层126与至少一些导电线的露出的顶端接触。在实施方式中，第二导电层可以用作到电容器结构的底部电极的接触件。
最后，如图10K所示，可以在该结构上形成钝化层128。
图11示出了根据实施方式的示例电容器结构1100。提供示例结构1100以用于说明的目的，而不限制实施方式。可以使用上述过程获得电容器结构1100。
如所示的，电容器结构1100包括多孔层，该多孔层包括第一区域110、第二区域120和第三区域130。
在第一区域110中，在多孔层的孔中设置有导电线，从而提供穿过该结构的竖直的电通孔。导电线的底端在第一区域110的孔的底部处接触导电层104。
在第二区域120中，在多孔层的孔中形成有MIM结构，从而在该结构中提供电容器。
第三区域130将第一区域110和第二区域120分开。在实施方式中，第三区域130隔离第一区域110和第二区域120。在实施方式中，第三区域130的孔是空的。
在实施方式中，导电层104包括第一层和第二层，第二层设置在第一层与多孔层之间。在实施方式中，第二层是不连续的，并且在多孔层的第一区域110和/或第二区域120下方开口。
另外的变型
尽管上面已经参照某些具体实施方式描述了本发明，但是应当理解，本发明不受具体实施方式的特殊性的限制。在所附权利要求的范围内，可以对上述实施方式进行许多变化、修改和发展。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种电容器结构(1100)，包括：
基板(102)；
在所述基板(102)上方的第一导电层(104)；以及
由阳极氧化铝(AAO)制成的多孔层，所述多孔层在所述第一导电层(104)上方，所述多孔层具有从所述多孔层的顶部表面向所述第一导电层(104)垂直延伸的孔，
其特征在于，所述多孔层包括第一区域(110)，所述第一区域(110)的孔中设置有导电线，所述导电线的底端在所述第一区域(110)的孔的底部处接触所述第一导电层(104)，并且所述导电线的顶端在所述第一区域(110)中在所述多孔层的顶部表面上接触第二导电层(126)，由此所述导电线构成穿过所述多孔层的导电通孔，所述导电通孔互连所述第一导电层(124)和所述第二导电层(126)，并且所述多孔层包括第二区域(120)，所述第二区域(120)的孔中设置有金属-绝缘体-金属(MIM)结构。
2.根据权利要求1所述的电容器结构(1100)，其中，所述多孔层包括孔是空的第三区域(130)，所述第三区域(130)将所述第一区域(110)和所述第二区域(120)分开。
3.根据权利要求1所述的电容器结构(1100)，其中，所述第三区域(130)与所述第一区域(110)紧密相邻并且与所述第二区域(120)紧密相邻。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电容器结构(1100)，其中，设置在所述第二区域(120)的孔中的MIM结构包括共形地设置在所述第二区域(120)中的第一金属层、共形地设置在所述第一金属层上的绝缘体层、以及共形地设置在所述绝缘体层上的第二金属层，并且其中，所述第一金属层在所述第二区域(120)的每个孔的底部处接触所述导电层(104)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电容器结构(1100)，其中，所述第一导电层(104)包括第一层和第二层，所述第二层设置在所述第一层与所述多孔层之间。
6.根据权利要求5所述的电容器结构(1100)，其中，所述第一层由铝制成，所述第二层由钨制成。
7.根据权利要求5所述的电容器结构(100)，其中，所述第二层是不连续的，并且在所述多孔层的第一区域(110)和/或第二区域(120)下方开口。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电容器结构(100)，包括：
金属层(106a)，其在所述导电层(104)上方，从侧面围绕所述多孔层。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电容器结构(100)，包括：
附加导电层(122)，其与所述MIM结构接触；
其中，所述第二导电层(126)与所述第一导电层(122)隔离。
10.一种制造电容器结构的方法，包括：
在第一导电层(104)上方形成由阳极氧化铝(AAO)制成的多孔层(108)，所述多孔层(108)具有从所述多孔层(108)的顶部表面向所述导电层(104)垂直延伸的孔；
在所述多孔层的第一区域(110)的孔中形成导电线，所述导电线的底端在所述第一区域(110)的孔的底部处接触所述第一导电层(104)，所述导电线延伸至所述多孔层的顶部；
在所述第一区域(110)中在所述多孔层的顶部表面上形成第二导电层(126)，所述导电线的顶端接触所述第二导电层(126)，由此所述导电线构成穿过所述多孔层的导电通孔，所述导电通孔互连所述第一导电层(124)和所述第二导电层(126)；以及
在所述多孔层的第二区域(120)的孔中形成金属-绝缘体-金属(MIM)结构。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述第一区域(110)的孔中形成所述导电线包括：
在所述多孔层(108)上沉积第一硬掩模(132)，所述第一硬掩模(132)在所述第一区域(110)上开口；
通过电化学沉积(ECD)在所述第一区域(110)的孔中增长所述导电线。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，在所述第二区域(120)的孔中形成所述MIM结构包括：
移除所述第一硬掩模(132)；
沉积第二硬掩模(112)，所述第二硬掩模(112)覆盖所述多孔层(108)的第一区域(110)和相邻的第三区域(130)；以及
将所述MIM结构沉积到所述多孔层(108)中和所述第二硬掩模(112)上。
13.根据权利要求12所述的方法，包括：
在所述MIM结构上形成附加第一导电层(122)；
在所述第一区域(110)的一部分上蚀刻所述MIM结构和所述第二硬掩模(112)，以使所述第一区域(110)在所述部分中露出；
在所述附加导电层(122)上形成绝缘层(124)，所述绝缘体层(124)完全覆盖所述附加导电层(122)；以及
在所述第一区域(110)的所露出的部分和所述绝缘层(124)的至少一部分上形成第二导电层(126)，所述第二导电层(126)与所述至少一些导电线的顶端接触。
Claims (15)
1.一种电容器结构(1100)，包括：
基板(102)；
在所述基板(102)上方的导电层(104)；以及
在所述导电层(104)上方的多孔层，所述多孔层具有从所述多孔层的顶部表面向所述导电层(104)垂直延伸的孔，
其特征在于，所述多孔层包括第一区域(110)和第二区域(120)，所述第一区域(110)的孔中设置有导电线，并且所述第二区域(120)的孔中设置有金属-绝缘体-金属(MIM)结构。
2.根据权利要求1所述的电容器结构(1100)，其中，所述多孔层包括孔是空的第三区域(130)，所述第三区域(130)将所述第一区域(110)和所述第二区域(120)分开。
3.根据权利要求1所述的电容器结构(1100)，其中，所述第三区域(130)与所述第一区域(110)紧密相邻并且与所述第二区域(120)紧密相邻。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电容器结构(1100)，其中，设置在所述第二区域(120)的孔中的MIM结构包括：共形地设置在所述第二区域(120)中的第一金属层、共形地设置在所述第一金属层上的绝缘体层、以及共形地设置在所述绝缘体层上的第二金属层，并且其中，所述第一金属层在所述第二区域(120)的每个孔的底部处接触所述导电层(104)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电容器结构(1100)，其中，所述导电线的底端在所述第一区域(110)的孔的底部处接触所述导电层(104)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电容器结构(1100)，其中，所述导电层(104)包括第一层和第二层，所述第二层设置在所述第一层与所述多孔层之间。
7.根据权利要求6所述的电容器结构(1100)，其中，所述第一层由铝制成，所述第二层由钨制成。
8.根据权利要求6所述的电容器结构(100)，其中，所述第二层是不连续的，并且在所述多孔层的第一区域(110)和/或第二区域(120)下方开口。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电容器结构(100)，其中，所述多孔层由阳极氧化铝(AAO)制成。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电容器结构(100)，包括：
金属层(106a)，其在所述导电层(104)上方，从侧面围绕所述多孔层。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电容器结构(100)，包括：
第一导电层(122)，其与所述MIM结构接触；以及
第二导电层(124)，其与所述第一导电层(122)隔离，与所述导电线的顶端接触。
12.一种制造电容器结构的方法，包括：
在导电层(104)上方形成多孔层(108)，所述多孔层(108)具有从所述多孔层(108)的顶部表面向所述导电层(104)垂直延伸的孔；
在所述多孔层的第一区域(110)的孔中形成导电线，所述导电线的底端在所述第一区域(110)的孔的底部处接触所述导电层(104)；
在所述多孔层的第二区域(120)的孔中形成金属-绝缘体-金属(MIM)结构；
13.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述第一区域(110)的孔中形成所述导电线包括：
在所述多孔层(108)上沉积第一硬掩模(132)，所述第一硬掩模(132)在所述第一区域(110)上开口；
通过电化学沉积(ECD)在所述第一区域(110)的孔中增长所述导电线。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，在所述第二区域(120)的孔中形成所述MIM结构包括：
移除所述第一硬掩模(132)；
沉积第二硬掩模(112)，所述第二硬掩模(112)覆盖所述多孔层(108)的第一区域(110)和相邻的第三区域(130)；以及
将所述MIM结构沉积到所述多孔层(108)中和所述第二硬掩模(112)上。
15.根据权利要求14所述的方法，包括：
在所述MIM结构上形成第一导电层(122)；
在所述第一区域(110)的一部分上蚀刻所述MIM结构和所述第二硬掩模(112)，以使所述第一区域(110)在所述部分中露出；
在所述第一导电层(122)上形成绝缘层(124)，所述绝缘体层(124)完全覆盖所述第一导电层(122)；以及
在所述第一区域(110)的所露出的部分和所述绝缘层(124)的至少一部分上形成第二导电层(126)，所述第二导电层(126)与所述至少一些导电线的顶端接触。
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