DE102018107387B4 - Metall-isolator-metall-kondensatorstruktur mit hoher kapazität und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

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Abstract

Halbleiterstruktur, umfassend:ein Substrat (110);eine über dem Substrat (110) ausgebildete erste Metallschicht (120);eine über der ersten Metallschicht (120) ausgebildete erste dielektrische Schicht (130);eine über der ersten dielektrischen Schicht (130) ausgebildete zweite Metallschicht (140), wobei ein Oberflächenbereich der zweiten Metallschicht (140) kleiner als ein Oberflächenbereich der ersten Metallschicht (120) ist;eine über der zweiten Metallschicht (140) ausgebildete zweite dielektrische Schicht (150);eine über der zweiten dielektrischen Schicht (150) ausgebildete dritte Metallschicht (160), wobei ein Oberflächenbereich der dritten Metallschicht (160) kleiner als der Oberflächenbereich der zweiten Metallschicht (140) ist; undeine oder mehrere mit der ersten (120) und der dritten Metallschicht (160) elektrisch verbundene Verbindungsstrukturen (505, 507, 509),wobei die zweite Metallschicht (140), die dritte Metallschicht (160), die erste dielektrische Schicht (130) und die zweite dielektrische Schicht (150) Seitenwände aufweisen, die Neigungsprofile aufweisen, welche nicht senkrecht zu einer waagrechten Oberfläche des Substrats (110) verlaufen.

Description

  • HINTERGRUND
  • Die Industrie für integrierte Halbleiterschaltkreise (IS) hat exponentielles Wachstum erfahren. Die technischen Fortschritte bei den Materialien und der Konzeption von IS haben Generationen von IS hervorgebracht, bei denen jede Generation kleinere und komplexere Schaltkreise als die Vorgängergeneration aufweist. Im Lauf der IS-Entwicklung hat sich die Funktionsdichte (z.B. die Anzahl von miteinander verbundenen Bauelementen pro Chipbereich) im Allgemeinen erhöht, während die geometrische Größe (z.B. die kleinste Komponente oder Leitung, die mittels eines Herstellungsprozesses gebildet werden kann) kleiner wurde.
  • Stand der Technik zum Gegenstand der Erfindung ist beispielsweise zu finden in DE 102 60 352 A1 .
  • Die Erfindung sieht eine Halbleiterstruktur gemäß Anspruch 1, eine Halbleiterstruktur gemäß Anspruch 9 und ein Verfahren gemäß Anspruch 15 vor. Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Figurenliste
  • Aspekte der vorliegenden Offenbarung sind am besten anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung in Zusammenschau mit den beiliegenden Zeichnungen zu verstehen. Es wird festgehalten, dass entsprechend der branchenüblichen Praxis verschiedene Merkmale nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind. Vielmehr können der Klarheit der Veranschaulichung und Erörterung halber die Abmessungen der verschiedenen Merkmale beliebig vergrößert oder verkleinert sein.
    • 1 ist eine Querschnittsansicht einer beispielhaften doppelten MIM-Kondensator-Struktur gemäß einigen Ausführungsformen.
    • 2 ist eine Querschnittsansicht einer teilgefertigten beispielhaften doppelten MIM-Kondensator-Struktur gemäß einigen Ausführungsformen.
    • 3A-3B sind eine Querschnittsansicht bzw. eine Ansicht von oben nach unten einer teilgefertigten beispielhaften doppelten MIM-Kondensator-Struktur nach einem ersten Entfernungsprozess, gemäß einigen Ausführungsformen.
    • 4A-4F sind Querschnittsansichten bzw. Ansichten von oben nach unten einer teilgefertigten beispielhaften doppelten MIM-Kondensator-Struktur nach einem zweiten Entfernungsprozess, gemäß einigen Ausführungsformen.
    • 5 ist eine Querschnittsansicht einer teilgefertigten beispielhaften doppelten MIM-Kondensator-Struktur nach dem Ausbilden von Kontakten, gemäß einigen Ausführungsformen.
    • 6 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Ausbilden einer beispielhaften doppelten MIM-Kondensator-Struktur, gemäß einigen Ausführungsformen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die nachstehende Offenbarung stellt viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zum Implementieren verschiedener Merkmale des vorgesehenen Erfindungsgegenstands bereit. Nachstehend werden, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen, konkrete Beispiele für Komponenten und Anordnungen beschrieben. Zum Beispiel kann in der nachstehenden Beschreibung die Ausbildung eines ersten Merkmals über einem zweiten Merkmal Ausführungsformen umfassen, bei denen das erste und das zweite Merkmal in direktem Kontakt ausgebildet werden, und kann auch Ausführungsformen umfassen, bei denen zwischen dem ersten und dem zweiten Merkmal zusätzliche Merkmale angeordnet werden, so dass das erste und das zweite Merkmal nicht in direktem Kontakt sind. Darüber hinaus können in der vorliegenden Offenbarung Bezugszahlen und/oder -buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholt werden. Diese Wiederholung schreibt an sich keine Beziehung zwischen den verschiedenen besprochenen Ausführungsformen und/oder Ausgestaltungen vor.
  • Ferner können in diesem Dokument räumlich relative Begriffe, beispielsweise „unter“, „darunter“, „unterer“, „über“, „oberer“ und dergleichen, zur Erleichterung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals mit einem anderen Element(en) oder Merkmal(en), wie sie in den Figuren dargestellt ist, zu beschreiben. Die räumlich relativen Begriffe sind dahingehend zu verstehen, dass sie zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Ausrichtung verschiedene Ausrichtungen der Vorrichtung beim Gebrauch oder Betrieb umfassen. Die Vorrichtung kann anders (um 90 Grad gedreht oder in anderen Ausrichtungen) ausgerichtet sein, und die in diesem Dokument verwendeten räumlich relativen Bezeichnungen können gleichermaßen entsprechend ausgelegt werden.
  • In diesem Dokument bezeichnet der Begriff „nominal“ einen Soll- oder Zielwert einer Eigenschaft oder eines Parameters für eine Komponente oder einen Prozessvorgang, der während der Konzeptionsphase eines Produkts oder Prozesses festgelegt wird, zusammen mit einem Wertebereich über und/oder unter dem Sollwert. Der Wertebereich kann auf leichte Variationen bei Herstellungsprozessen oder Toleranzen zurückzuführen sein.
  • In diesem Dokument bezeichnet der Begriff „im Wesentlichen“, dass der Wert einer bestimmten Größe um ±5% des Werts variiert.
  • In diesem Dokument bezeichnet der Begriff „etwa“ den Wert einer bestimmten Größe, der basierend auf einem bestimmten Technologieknoten, welcher der gegenständlichen Halbleitervorrichtung zugeordnet ist, variieren kann. Basierend auf dem bestimmten Technologieknoten kann der Begriff „etwa“ einen Wert einer bestimmten Größe angeben, der im Bereich von beispielsweise 10-30% des Werts (z.B. ±10%, ±20% oder ±30% des Werts) variiert.
  • Kondensatoren sind Elemente, die in Halbleitervorrichtungen zum Speichern einer elektrischen Ladung verwendet werden. Kondensatoren werden beispielsweise verwendet in Filtern, Analog-Digital-Wandlern, Speichervorrichtungen, Steuerungsanwendungen und vielen anderen Arten von Halbleitervorrichtungen. Eine Art von Kondensator ist ein Metall-Isolator-Metall(MIM)-Kondensator. Der MIM-Kondensator kann aus zwei parallelen leitfähigen Platten und einer sandwichartig dazwischen angeordneten dielektrischen Schicht gebildet sein.
  • Im Zuge des technischen Fortschritts ist zu beobachten, dass bei integrierten Schaltkreisen gegenüber Vorrichtungen von Vorgängergenerationen immer kleinere Abmessungen gefordert werden. Auch die Abmessungen von Kondensatoren werden kleiner, was reduzierte Kapazitäten zur Folge haben kann. Allerdings erfordern manche Anwendungen eine höhere Kapazität, um die elektrische Leistung der Vorrichtung aufrechtzuerhalten und zu verbessern.
  • Die Kapazität kann durch eine Anzahl von Faktoren beeinflusst werden, beispielsweise durch die dielektrische Konstante des dielektrischen Materials, die Abmessungen der Kondensatorplatten und den Abstand, der die Kondensatorplatten voneinander trennt. Insbesondere ist die Kapazität proportional zu der dielektrischen Konstante und dem effektiven Oberflächenbereich der Kondensatorplatten, während sie umgekehrt proportional zu der Trennung zwischen den Kondensatorplatten ist. Beispielsweise vermag eine größere dielektrische Konstante oder Kondensatorplattenabmessung die Kapazität zu erhöhen, während eine größere Trennung zwischen den Kondensatorplatten die Kapazität zu reduzieren vermag.
  • Ferner kann das Einstellen dieser Faktoren, um die Kapazität zu erhöhen, eine Anzahl von Problemen nach sich ziehen. Beispielsweise vermag das Erhöhen des effektiven Oberflächenbereichs der Kondensatorplatten auf den Halbleitervorrichtungen die Kapazität pro Flächeneinheit eventuell nicht zu verbessern und erfordert mehr an dem Kondensator zugewiesenen Platz auf der Vorrichtung, was durch die geforderte Reduktion der Vorrichtungsgröße möglicherweise verhindert wird. Eine dielektrische Schicht mit einer hohen dielektrischen Konstante kann kostspielig und umweltschädlich sein. Ferner kann ein Kondensator mit einer unzureichenden Trennung zwischen den parallelen Kondensatorplatten zu einer niedrigeren Durchbruchspannung für den Kondensator führen.
  • Verschiedene Ausführungsformen gemäß dieser Offenbarung stellen Mechanismen zum Ausbilden einer MIM-Doppelkondensatorstruktur bereit, um die Kapazität pro Flächeneinheit in einer Halbleiterstruktur zu erhöhen. Ohne Verwendung zusätzlicher Maskenschichten kann gemäß einigen Ausführungsformen ein zweiter Parallelplattenkondensator über einem ersten Parallelplattenkondensator ausgebildet werden, und beide Kondensatoren können sich eine gemeinsame Kondensatorplatte teilen. Die zwei Parallelplattenkondensatoren können parallel geschaltet werden, um die Kapazität pro Flächeneinheit zu erhöhen. Gemäß einigen Ausführungsformen dieser Offenbarung weist die MIM-Doppelkondensatorstruktur folgende Vorteile auf: (i) eine höhere Kapazität pro Flächeneinheit; (ii) Kompatibilität mit aktuellem Layoutdesign und Prozessfluss ohne Bedarf an zusätzlichen Masken; und (iii) verbesserter Kapazitätsbereich in Chipdesigns.
  • 1 ist eine Querschnittsansicht einer MIM-Doppelkondensatorstruktur 100 gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Die MIM-Doppelkondensatorstruktur 100 kann ein Substrat 110, eine erste Kondensatorelektrode 120, eine erste dielektrische Schicht 130, eine zweite Kondensatorelektrode 140, eine zweite dielektrische Schicht 150, eine dritte Kondensatorelektrode 160, eine Deckschicht 170, einen ersten Kontakt 501, eine erste Verbindung 503, einen zweiten Kontakt 505, einen dritten Kontakt 507, eine zweite Verbindung 509, eine intermetallische dielektrische Schicht 510, eine dielektrische Schicht 512 umfassen.
  • Wie in 1 dargestellt ist, umfasst die MIM-Doppelkondensatorstruktur 100 eine erste Kondensatorstruktur 300 und eine zweite Kondensatorstruktur 400, die durch einen ersten Kontakt 501, eine erste Verbindung 503, einen zweiten Kontakt 505, einen dritten Kontakt 507 und eine zweite Verbindung 509 elektrisch parallel geschaltet sind. Die Gesamtkapazität der MIM-Doppelkondensatorstruktur 100 ist die Summe aus den jeweiligen Kapazitätswerten der ersten und der zweiten Kondensatorstruktur 300 bzw. 400. Daher kann durch Einstellen der Kapazitätswerte jeder Kondensatorstruktur eine Nominalgesamtkapazität erreicht werden. Die Kapazität für jede Kondensatorstruktur wird durch eine Anzahl von Parametern, beispielsweise durch die dielektrische Konstante des dielektrischen Materials, die Kondensatorplattenabmessungen und die Kondensatorplattentrennung, bestimmt.
  • Das Substrat 110 kann gemäß einigen Ausführungsformen ein Siliziumsubstrat sein. Bei manchen Ausführungsformen kann das Substrat 110 sein: (i) ein anderer Halbleiter, beispielsweise Germanium; (ii) ein Verbindungshalbleiter; (iii) ein Legierungshalbleiter, der Siliziumgermanium (SiGe) umfasst; oder (iv) Kombinationen daraus. Bei manchen Ausführungsformen kann das Substrat 110 ein Halbleiter auf Isolator (SOI) sein. Bei manchen Ausführungsformen kann das Substrat 110 ein epitaktisches Material sein.
  • Die erste Kondensatorelektrode 120 ist auf dem Substrat 110 angeordnet. Bei manchen Ausführungsformen ist die erste Kondensatorelektrode 120 aus einer Aluminium-Kupfer-Legierung ausgebildet. Bei manchen Ausführungsformen kann die erste Kondensatorelektrode 120 aus anderen leitfähigen Materialien ausgebildet werden, beispielsweise aus Tantalnitrid, Aluminium, Kupfer, Wolfram, Metallsiliciden, anderen geeigneten Metallen oder Metalllegierungen und/oder Kombinationen daraus. Bei manchen Ausführungsformen kann die erste Kondensatorelektrode 120 mehr als eine Schicht umfassen. Bei manchen Ausführungsformen kann die waagrechte Abmessung der ersten Kondensatorelektrode 120 in der x- oder y-Richtung in einem Bereich von etwa 1 µm bis etwa 500 µm (z.B. 1 µm bis 500 µm) liegen. Bei manchen Ausführungsformen kann die Dicke der ersten Kondensatorelektrode 120 in einem Bereich von etwa 100 nm bis etwa 200 nm (z.B. 100 nm bis 200 nm) liegen. Wie in 1 dargestellt ist, ist die y-Richtung als eine Richtung dargestellt, die in die Seite hinein gerichtet ist.
  • Die erste dielektrische Schicht 130 ist auf der ersten Kondensatorelektrode 120 angeordnet. Die erste dielektrische Schicht 130 kann aus einem dielektrischen Material mit hohem k (z.B. einem Material mit einer dielektrischen Konstante größer als 3,9) hergestellt werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die erste dielektrische Schicht 130 aus einem beliebigen geeigneten dielektrischen Material, beispielsweise aus Siliziumnitrid (SiNx), ausgebildet werden. Andere geeignete dielektrische Materialien können verwendet werden, beispielsweise Siliziumoxid (SiOx), Hafniumoxid (HfO2), andere geeignete dielektrische Materialien und/oder Kombinationen daraus. Bei manchen Ausführungsformen kann die erste dielektrische Schicht 130 eine oder mehrere Schichten umfassen. Kapazitäten paralleler Plattenkondensatoren sind umgekehrt proportional zu der Dicke der dielektrischen Schicht, wodurch die Dicke der ersten dielektrischen Schicht 130 gewählt werden kann, um eine Nominalkapazität zu erreichen. Bei manchen Ausführungsformen kann die Dicke der ersten dielektrischen Schicht 130 in einem Bereich von etwa 10 nm bis etwa 50 nm (z.B. 20 nm bis 50 nm oder 10 nm bis 40 nm) liegen.
  • Die zweite Kondensatorelektrode 140 ist über der ersten dielektrischen Schicht 130 angeordnet. Bei manchen Ausführungsformen kann die zweite Kondensatorelektrode 140 durch Verwendung desselben Materials wie jenem der ersten Kondensatorelektrode 120 ausgebildet werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die zweite Kondensatorelektrode 140 durch Verwendung eines anderen Materials ausgebildet werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die waagrechte Abmessung der zweiten Kondensatorelektrode 140 in der x- oder y-Richtung in einem Bereich von etwa 0,5 µm bis etwa 200 µm (z.B. 0,5 µm bis 200 µm) liegen. Bei manchen Ausführungsformen kann die Dicke der zweiten Kondensatorelektrode 140 in einem Bereich von etwa 20 nm bis etwa 200 nm (z.B. 20 nm bis 200 nm) liegen.
  • Die zweite dielektrische Schicht 150 ist über der zweiten Kondensatorelektrode 140 angeordnet. Bei manchen Ausführungsformen kann die zweite dielektrische Schicht 150 durch Verwendung desselben Materials wie jenem der ersten dielektrischen Schicht 130 ausgebildet werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die zweite dielektrische Schicht 150 durch Verwendung eines anderen Materials ausgebildet werden. Die Dicke der zweiten dielektrischen Schicht 150 kann gewählt werden, um eine Nominalkapazität zu erreichen. Bei manchen Ausführungsformen kann die Dicke der zweiten dielektrischen Schicht 150 in einem Bereich von etwa 10 nm bis etwa 50 nm (z.B. 20 nm bis 50 nm oder 10 nm bis 40 nm) liegen.
  • Die dritte Kondensatorelektrode 160 ist über der zweiten dielektrischen Schicht 150 angeordnet. Bei manchen Ausführungsformen kann die dritte Kondensatorelektrode 160 durch Verwendung desselben Materials wie jenem der ersten Kondensatorelektrode 120 und der zweiten Kondensatorelektrode 140 ausgebildet werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die dritte Kondensatorelektrode 160 durch Verwendung eines anderen Materials ausgebildet werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die waagrechte Abmessung der dritten Kondensatorelektrode 160 in einem Bereich von etwa 0,5 µm bis etwa 200 µm (z.B. 0,5 µm bis 200 µm) liegen. Bei manchen Ausführungsformen kann die Dicke der dritten Kondensatorelektrode 160 in einem Bereich von etwa 20 nm bis etwa 200 nm (z.B. 20 nm bis 200 nm) liegen.
  • Die Deckschicht 170 ist über einer oberen Oberfläche der dritten Kondensatorelektrode 160 angeordnet und bedeckt diese. Bei manchen Ausführungsformen kann die Deckschicht 170 eine Hartmaskenschicht sein. Beispielsweise kann die Deckschicht 170 eine Hartmaskenschicht sein, die aus Siliziumnitrid, Siliziumoxid, anderen geeigneten Materialien und/oder Kombinationen daraus ausgebildet wird.
  • Die intermetallische dielektrische Schicht 510 kann eine Isolierschicht sein, die verwendet wird, um elektrische Isolation zwischen Verbindungsleitungen in der MIM-Doppelkondensatorstruktur 100 bereitzustellen. Die intermetallische dielektrische Schicht 510 kann auf den freiliegenden Oberflächen der ersten Kondensatorelektrode 120, der ersten dielektrischen Schicht 130, der zweiten Kondensatorelektrode 140, der zweiten dielektrischen Schicht 150, der dritten Kondensatorelektrode 160 und der Deckschicht 170 ausgebildet werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die intermetallische dielektrische Schicht 510 aus Siliziumoxid, undotiertem Quarzglas, fluoriertem Quarzglas, anderen geeigneten Materialien und/oder Kombinationen daraus ausgebildet werden. Bei manchen Ausführungsformen wird die intermetallische dielektrische Schicht 510 durch Verwendung eines dielektrischen Materials mit niedrigem k (z.B. eines Materials mit einer dielektrischen Konstante kleiner als 3,9) ausgebildet.
  • Ähnlich der intermetallischen dielektrischen Schicht 510 kann die dielektrische Schicht 512 eine Isolierschicht sein, die verwendet wird, um elektrische Isolierung zwischen Verbindungsleitungen und anderen Schichten der MIM-Doppelkondensatorstruktur 100 bereitzustellen. Bei manchen Ausführungsformen können in der dielektrischen Schicht 512 Gräben derart ausgebildet werden, dass Verbindungsstrukturen ausgebildet werden können, um für elektrische Verbindung zu sorgen. Bei manchen Ausführungsformen kann die dielektrische Schicht 512 mit einem ähnlichen Material wie die intermetallische dielektrische Schicht 510, beispielsweise mit Siliziumoxid, undotiertem Quarzglas, fluoriertem Quarzglas, anderen geeigneten Materialien und/oder Kombinationen daraus, ausgebildet werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die dielektrische Schicht 512 durch Verwendung eines anderen Materials als für die intermetallische dielektrische Schicht 510 ausgebildet werden. Bei manchen Ausführungsformen wird die dielektrische Schicht 512 durch Verwendung eines dielektrischen Materials mit niedrigem k ausgebildet.
  • Der erste Kontakt 501 kann verwendet werden, um eine elektrische Verbindung mit der zweiten Kondensatorelektrode 140 bereitzustellen. Der erste Kontakt 501 kann in der intermetallischen dielektrischen Schicht 510 und in Kontakt mit der zweiten Kondensatorelektrode 140 ausgebildet werden. Bei manchen Ausführungsformen kann sich der erste Kontakt 501 in die zweite Kondensatorelektrode 140 hineinerstrecken, um einen zuverlässigen niederohmigen elektrischen Kontakt zu gewährleisten. Bei manchen Ausführungsformen kann die Erstreckung größer als etwa 0,2 µm sein. Bei manchen Ausführungsformen wird der erste Kontakt 501 durch Verwendung von Kupfer, Wolfram, Aluminium, anderer geeigneter Metalle und/oder Kombinationen daraus ausgebildet.
  • Die erste Verbindung 503 kann verwendet werden, um eine elektrische Verbindung mit dem ersten Kontakt 501 bereitzustellen, und kann auch als metallische Verbindung zum elektrischen Verbinden der MIM-Doppelkondensatorstruktur 100 mit externen Vorrichtungen oder peripheren Schaltungen verwendet werden. Beispielsweise kann die erste Verbindung 503 ein metallischer Pad sein, der über dem ersten Kontakt 501 ausgebildet ist und zum Drahtbonden verwendet wird. Bei manchen Ausführungsformen wird die erste Verbindung 503 durch Verwendung von Kupfer, Wolfram, Aluminium, anderer geeigneter Metalle und/oder Kombinationen daraus ausgebildet.
  • Der zweite Kontakt 505 kann verwendet werden, um eine elektrische Verbindung mit der dritten Kondensatorelektrode 160 bereitzustellen. Der zweite Kontakt 505 kann in der intermetallischen dielektrischen Schicht 510 und in Kontakt mit der dritten Kondensatorelektrode 160 ausgebildet werden. Der zweite Kontakt 505 erstreckt sich durch die Deckschicht 170 und ist mit der dritten Kondensatorelektrode 160 elektrisch verbunden. Bei manchen Ausführungsformen erstreckt sich der zweite Kontakt 505 in die dritte Kondensatorelektrode 160 hinein, um einen zuverlässigen niederohmigen elektrischen Kontakt zu gewährleisten. Bei manchen Ausführungsformen kann die Erstreckung größer als etwa 0,2 µm sein. Bei manchen Ausführungsformen wird der zweite Kontakt 505 durch Verwendung eines Materials, das dem ersten Kontakt 501 ähnelt, ausgebildet.
  • Der dritte Kontakt 507 kann verwendet werden, um eine elektrische Verbindung mit der ersten Kondensatorelektrode 120 bereitzustellen. Der dritte Kontakt 507 kann in der intermetallischen dielektrischen Schicht 510 und in Kontakt mit der ersten Kondensatorelektrode 120 ausgebildet werden. Bei manchen Ausführungsformen kann der dritte Kontakt 507 mit einer oberen Oberfläche der ersten Kondensatorelektrode 120 in Kontakt sein. Bei manchen Ausführungsformen kann sich der dritte Kontakt 507 in die erste Kondensatorelektrode 120 hinein erstrecken, um einen zuverlässigen niederohmigen elektrischen Kontakt zu gewährleisten. Bei manchen Ausführungsformen wird der dritte Kontakt 507 durch Verwendung eines Materials, das dem zweiten Kontakt 505 ähnelt, ausgebildet.
  • Die zweite Verbindung 509 ist eine metallische Verbindung, die verwendet werden kann, um eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Kontakt 505 und dem dritten Kontakt 507 herzustellen. Die zweite Verbindung 509 kann als metallische Verbindung zum elektrischen Verbinden der MIM-Doppelkondensatorstruktur 100 mit externen Vorrichtungen und peripheren Schaltungen verwendet werden. Beispielsweise kann die zweite Verbindung 509 ein metallischer Pad sein, der zum Drahtbonden verwendet wird. Bei manchen Ausführungsformen kann die zweite Verbindung 509 ein leitfähiger Draht sein, der in die dielektrische Schicht 512 eingebettet ist. Bei manchen Ausführungsformen kann die zweite Verbindung 509 durch Verwendung eines Materials, das der ersten Verbindung 503 ähnlich ist, ausgebildet werden.
  • 2-5 zeigen verschiedene Phasen der Herstellung der MIM-Doppelkondensatorstruktur 100 gemäß einem in 6 bereitgestellten Flussdiagramm. 6 beschreibt ein beispielhaftes Verfahren 600 zum Herstellen einer MIM-Doppelkondensatorstruktur. In dem Verfahren 600 können andere Vorgänge durchgeführt werden, und die Vorgänge des Verfahrens 600 können in einer anderen Reihenfolge durchgeführt und/oder variieren. Der in diesem Dokument beschriebene Herstellungsprozess wird verwendet, um gemäß einigen Ausführungsformen ohne Verwendung zusätzlicher Maskenschichten während der Herstellung eine MIM-Doppelkondensatorstruktur herzustellen, die erhöhte Kapazität pro Flächeneinheit bereitstellt.
  • Auf 1 Bezug nehmend umfasst der MIM-Doppelkondensator 100 den ersten Parallelplattenkondensator 300, der unter dem zweiten Parallelplattenkondensator 400 ausgebildet ist, wobei sich beide Kondensatoren eine gemeinsame Kondensatorelektrodenplatte teilen. Die zwei Kondensatoren sind parallel geschaltet, um die Gesamtkapazität der Kondensatorstruktur zu erhöhen. Die MIM-Doppelkondensatorstruktur ist mit dem aktuellen Layoutdesign und Prozessfluss ohne Bedarf an zusätzlichen Masken kompatibel, da sich die zweite Kondensatorstruktur 400 eines Layoutverschiebungsdesigns bedienen kann, das in dieselbe Maske, welche für die erste Kondensatorstruktur 300 verwendet wird, eingebunden ist. Die Gesamtkapazität der MIM-Doppelkondensatorstruktur kann mindestens durch Variieren der Überlappungsoberflächenbereiche des ersten und des zweiten Kondensators eingestellt werden, wodurch der Kapazitätsbereich in Chipdesigns verbessert wird. Die in diesem Dokument bereitgestellten Herstellungsprozesse sind beispielhaft, und alternative Prozesse gemäß dieser Offenbarung, die nicht in diesen Figuren dargestellt sind, können durchgeführt werden.
  • Auf 6 Bezug nehmend beginnt das Verfahren 600 bei Vorgang 602 mit dem Ausbilden einer Anzahl von Schichten auf einem Substrat gemäß einigen Ausführungsformen. 2 ist eine Querschnittsansicht einer beispielhaften teilgefertigen MIM-Doppelkondensatorstruktur, welche eine Anzahl von Schichten umfasst, die auf dem Substrat 110 ausgebildet sind.
  • Die erste Kondensatorelektrode 120 ist auf dem Substrat 110 angeordnet. Bei manchen Ausführungsformen umfasst die erste Kondensatorelektrode 120 Unterschichten. Beispielsweise kann die erste Kondensatorelektrode 120 eine erste Unterschicht 121, eine zweite Unterschicht 122 und eine dritte Unterschicht 123 umfassen. Die erste Unterschicht 121 ist über dem Substrat 110 ausgebildet und kann aus Tantalnitrid (TaN) hergestellt sein. Bei manchen Ausführungsformen kann die erste Unterschicht 121 aus Aluminiumkupferlegierung (AlCu), Aluminium, Kupfer, anderen geeigneten Materialien und/oder Kombinationen daraus ausgebildet sein. Die Abscheidung der ersten Unterschicht 121 kann beispielsweise durch physikalische Dampfabscheidung (PVD) erfolgen. Bei manchen Ausführungsformen können jedwede geeigneten Prozesse verwendet werden, um die erste Unterschicht 121 auszubilden, beispielsweise Atomlagenabscheidung (ALD), Molekularstrahlepitaxie (MBE), CVD mit Plasma hoher Dichte (HDPCVD), metallorganische CVD (MOCVD), Fernplasma-CVD (RPCVD), plasmaunterstützte CVD (PECVD), Plattieren, andere geeignete Verfahren und/oder Kombinationen daraus. Der Abscheidungsprozess kann in einer Abscheidungskammer, beispielsweise einer PVD-Kammer, auf einem Druck unter etwa 2,67 Pa und auf einer Temperatur von etwa 100 °C durchgeführt werden. Der in dem Abscheidungsprozess verwendete Leistungspegel kann in einem Bereich von etwa 1000 W bis etwa 6000 W liegen. Bei manchen Ausführungsformen kann die Dicke der ersten Unterschicht 121 in einem Bereich von etwa 10 nm bis etwa 30 nm (z.B. 10 nm bis 30 nm) liegen. Beispielsweise kann die erste Unterschicht 121 eine TaN-Schicht sein, die eine Dicke von etwa 20 nm aufweist.
  • Die zweite Unterschicht 122 ist über der ersten Unterschicht 121 ausgebildet und kann aus AlCu hergestellt werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die zweite Unterschicht 122 durch Verwendung geeigneter Materialien ausgebildet werden, die der ersten Unterschicht 121 ähnlich oder davon verschieden sind. Beispielsweise kann die zweite Unterschicht 122 aus TaN, Aluminium, Kupfer, anderen geeigneten Materialien und/oder Kombinationen daraus ausgebildet werden. Die Abscheidung der Schicht der zweiten Unterschicht 122 kann durch einen Abscheidungsprozess ähnlich dem Abscheidungsprozess für die erste Unterschicht 121 erfolgen, beispielsweise durch einen PVD-Prozess. Bei manchen Ausführungsformen kann die Abscheidung ein anderer Abscheidungsprozess sein. Beispielsweise kann der Abscheidungsprozess der zweiten Unterschicht 122 in einer PVD-Kammer bei einer Temperatur von etwa 170 °C und einem Leistungspegel in einem Bereich von etwa 500 W bis etwa 20000 W durchgeführt werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die Dicke der zweiten Unterschicht 122 in einem Bereich von etwa 110 nm bis etwa 130 nm (z.B. 110 nm bis 130 nm) liegen. Beispielsweise kann die zweite Unterschicht 122 eine AlCu-Schicht sein, die eine Dicke von etwa 120 nm aufweist.
  • Die dritte Unterschicht 123 wird über der zweiten Unterschicht 122 ausgebildet und kann aus TaN hergestellt werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die dritte Unterschicht 123 durch Verwendung geeigneter Materialien ausgebildet werden, die der ersten Unterschicht 121 ähnlich oder davon verschieden sind. Beispielsweise kann die dritte Unterschicht 123 aus AlCu, Aluminium, Kupfer, anderen geeigneten Materialien und/oder Kombinationen daraus ausgebildet werden. Die Abscheidung der Schicht der dritten Unterschicht 123 kann durch einen Abscheidungsprozess ähnlich dem Abscheidungsprozess für die erste Unterschicht 121 erfolgen, beispielsweise durch einen PVD-Prozess. Bei manchen Ausführungsformen kann die Abscheidung ein anderer Abscheidungsprozess sein. Beispielsweise kann der Abscheidungsprozess der dritten Unterschicht 123 in einer PVD-Kammer bei einer Temperatur von etwa 100 °C und einem Leistungspegel in einem Bereich von etwa 1000 W bis etwa 6000 W durchgeführt werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die Dicke der dritten Unterschicht 123 in einem Bereich von etwa 50 nm bis etwa 70 nm (z.B. 50 nm bis 70 nm) liegen. Beispielsweise kann die dritte Unterschicht 123 eine TaN-Schicht sein, die eine Dicke von etwa 60 nm aufweist.
  • Ein erstes dielektrisches Material 130' ist auf der oberen Oberfläche der ersten Kondensatorelektrode 120 ausgebildet. Das erste dielektrische Material 130' kann aus einem dielektrischen Material mit hohem k hergestellt werden. Bei manchen Ausführungsformen kann das erste dielektrische Material 130' aus jedwedem geeigneten dielektrischen Material, beispielsweise aus Siliziumnitrid (SiNx), ausgebildet werden. Andere geeignete dielektrische Materialien können verwendet werden, beispielsweise Siliziumoxid (SiOx), Hafniumoxid (HfO2), Siliziumoxynitrid, andere geeignete dielektrische Materialien und/oder Kombinationen daraus. Das erste dielektrische Material 130' oder die erste dielektrische Schicht 130 weist eine relative dielektrische Konstante auf, die als εA bezeichnet wird. Bei manchen Ausführungsformen kann das erste dielektrische Material 130' eine oder mehrere Schichten umfassen. Das erste dielektrische Material 130' wird verwendet, um die erste dielektrische Schicht 130 (der ersten Kondensatorstruktur 300 in 1) auszubilden, und seine Dicke kann basierend auf einer gewünschten Kapazität gewählt werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die Dicke dA des ersten dielektrischen Materials 130' in einem Bereich von etwa 10 nm bis etwa 50 nm (z.B. 20 nm bis 50 nm oder 10 nm bis 40 nm) liegen. Beispielsweise kann die erste dielektrische Schicht 130' eine SiOx-Schicht mit einer Dicke in einem Bereich von etwa 10 nm bis etwa 40 nm sein. Bei manchen Ausführungsformen kann das erste dielektrische Material 130' eine SiNx-Schicht mit einer Dicke in einem Bereich von etwa 20 nm bis etwa 50 nm sein. Das erste dielektrische Material 130' kann durch Verwendung jedweder geeigneten Prozesse, beispielsweise PVD, ALD, MBE, HDPCVD, MOCVD, RPCVD, PECVD, Plattieren, andere geeignete Verfahren und/oder Kombinationen daraus, abgeschieden werden.
  • Über dem ersten dielektrischen Material 130' wird eine zweite Elektrodenschicht 140' angeordnet. Bei manchen Ausführungsformen kann die zweite Elektrodenschicht 140' durch Verwendung desselben Materials wie bei der ersten Kondensatorelektrode 120 ausgebildet werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die zweite Elektrodenschicht 140' durch Verwendung eines anderen Materials ausgebildet werden. Beispielsweise kann die zweite Elektrodenschicht 140' durch Verwendung von TaN ausgebildet werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die zweite Elektrodenschicht 140' aus AlCu, Aluminium, Kupfer, anderen geeigneten Materialien und/oder Kombinationen daraus ausgebildet werden. Die Abscheidung der zweiten Elektrodenschicht 140' kann durch jedweden geeigneten Prozess erfolgen, beispielsweise durch PVD, ALD, MBE, HDPCVD, MOCVD, RPCVD, PECVD, Plattieren, andere geeignete Verfahren und/oder Kombinationen daraus. Beispielsweise kann die zweite Elektrodenschicht 140' eine TaN-Schicht sein, die eine Dicke von etwa 80 nm aufweist. Bei manchen Ausführungsformen kann die Dicke der zweiten Elektrodenschicht 140' in einem Bereich von etwa 20 nm bis etwa 200 nm (z.B. 20 nm bis 200 nm) liegen.
  • Ein zweites dielektrisches Material 150' wird auf einer oberen Oberfläche der zweiten Elektrodenschicht 140' ausgebildet. Das zweite dielektrische Material 150' kann aus einem dielektrischen Material mit hohem k hergestellt werden. Bei manchen Ausführungsformen kann das zweite dielektrische Material 150' durch Verwendung eines Prozesses oder Materials ausgebildet werden, der/das ähnlich oder verschieden von dem Abscheidungsprozess oder -material des ersten dielektrischen Materials 130' ist. Das zweite dielektrische Material 150' oder die zweite dielektrische Schicht 150 weist eine relative dielektrische Konstante auf, die als εB bezeichnet wird. Das zweite dielektrische Material 150' kann aus jedwedem geeigneten dielektrischen Material ausgebildet werden, beispielsweise aus SiNx. Bei manchen Ausführungsformen können andere geeignete dielektrische Materialien verwendet werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die Dicke dB des zweiten dielektrischen Materials 150' in einem Bereich von etwa 10 nm bis etwa 50 nm (z.B. 20 nm bis 50 nm oder 10 nm bis 40 nm) liegen. Beispielsweise kann die zweite dielektrische Schicht 130' eine SiOx-Schicht mit einer Dicke in einem Bereich von etwa 10 nm bis etwa 40 nm sein. Bei manchen Ausführungsformen kann die erste dielektrische Schicht 130' eine SiNx-Schicht mit einer Dicke in einem Bereich von etwa 20 nm bis etwa 50 nm sein. Das erste dielektrische Material 130' kann durch Verwendung jedweder geeigneten Prozesse abgeschieden werden und kann ähnlich dem Abscheidungsprozess sein, der verwendet wird, um das erste dielektrische Material 130' auszubilden.
  • Über dem zweiten dielektrischen Material 150' wird eine dritte Elektrodenschicht 160' angeordnet. Bei manchen Ausführungsformen kann die dritte Elektrodenschicht 160' durch Verwendung desselben Materials wie bei der ersten Kondensatorelektrode 120 oder der zweiten Elektrodenschicht 140' ausgebildet werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die dritte Elektrodenschicht 160' durch Verwendung eines anderen Materials ausgebildet werden. Beispielsweise kann die zweite Elektrodenschicht 160' durch Verwendung von TaN ausgebildet werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die zweite Elektrodenschicht 140' aus AlCu, Aluminium, Kupfer, anderen geeigneten Materialien und/oder Kombinationen daraus ausgebildet werden. Die Abscheidung der zweiten Elektrodenschicht 141' kann durch jedwede geeigneten Prozesse erfolgen, die Abscheidungsprozessen ähnlich sind, welche dazu verwendet wurden, die erste Kondensatorelektrode 120 und die zweite Elektrodenschicht 140' abzuscheiden. Beispielsweise kann die dritte Elektrodenschicht 160' eine TaN-Schicht sein, die eine Dicke von etwa 80 nm aufweist. Bei manchen Ausführungsformen kann die Dicke der dritten Elektrodenschicht 160' in einem Bereich von etwa 20 nm bis etwa 200 nm (z.B. 20 nm bis 200 nm) liegen.
  • Über einer oberen Oberfläche der dritten Elektrodenschicht 160' wird ein Deckmaterial 170' angeordnet und bedeckt diese. Das Deckmaterial 170' kann verwendet werden, um die darunter liegenden Schichten vor nachfolgenden Herstellungsprozessen zu schützen. Bei manchen Ausführungsformen kann das Deckmaterial 170' eine Hartmaskenschicht sein. Beispielsweise kann die Deckschicht 170 eine Hartmaskenschicht sein, die aus Siliziumnitrid, Siliziumoxid, Siliziumoxynitrid, anderen geeigneten Materialien und/oder Kombinationen daraus ausgebildet wird. Bei manchen Ausführungsformen wird das Deckmaterial 170' durch Verwendung einer einzigen Schicht ausgebildet. Bei manchen Ausführungsformen wird das Deckmaterial 170' durch Verwendung von zwei oder mehreren Schichten ausgebildet. Beispielsweise kann das Deckmaterial 170' ein erstes Deckunterschichtmaterial 171' und ein zweites Deckunterschichtmaterial 172' umfassen. Bei manchen Ausführungsformen kann das erste Deckunterschichtmaterial 171' eine Siliziumoxynitridschicht sein, die eine Dicke von etwa 30 nm aufweist. Bei manchen Ausführungsformen kann das zweite Deckunterschichtmaterial 172' eine Siliziumnitridschicht sein, die eine Dicke von etwa 50 nm aufweist. Die Abscheidung des Deckmaterials 170' kann durch jedwede geeigneten Prozesse erfolgen, beispielsweise durch PVD, ALD, MBE, HDPCVD, MOCVD, RPCVD, PECVD, Plattieren, andere geeignete Verfahren und/oder Kombinationen daraus.
  • Auf 6 Bezug nehmend wird das Verfahren 600 gemäß einigen Ausführungsformen mit Vorgang 604, einem ersten Entfernungsprozess zum Entfernen von Abschnitten des ersten dielektrischen Materials 130', des zweiten Elektrodenmaterials 140', des zweiten dielektrischen Materials 150', des dritten Elektrodenmaterials und des Deckmaterials 170', fortgesetzt. 3A und 3B sind eine Querschnittsansicht bzw. eine Ansicht von oben nach unten einer beispielhaften teilgefertigten MIM-Doppelkondensatorstruktur nach einem ersten Entfernungsprozess, der eine erste Kondensatorstruktur ausbildet.
  • Die erste Kondensatorstruktur 300 der MIM-Doppelkondensatorstruktur 100 ist nach einem ersten Entfernungsprozess ausgebildet. Der erste Entfernungsprozess entfernt Abschnitte der Schichten und Strukturen, die oben mit Bezugnahme auf 2 beschrieben wurden, und bildet die erste Kondensatorstruktur 300 mit der ersten Kondensatorelektrode 120, der ersten dielektrischen Schicht 130 und der zweiten Kondensatorelektrode 140 aus. Beispielsweise kann, wie in 3A dargestellt ist, der erste Entfernungsprozess Strukturierungs- und Ätzprozesse umfassen, welche Abschnitte des Deckmaterials 170', des dritten Elektrodenmaterials 160', des zweiten dielektrischen Materials 150', des zweiten Elektrodenmaterials 140' und des ersten dielektrischen Materials 130' entfernen.
  • Der erste Entfernungsprozess kann mit dem Strukturieren und Ätzen von Deckmaterial 170' beginnen. Eine Maskierungsschicht kann über dem Deckmaterial 170' ausgebildet und strukturiert werden, um Bereiche des Deckmaterials 170' während des Ätzprozesses zu schützen. Die Maskierungsschicht kann derart strukturiert werden, dass Nominalabmessungen, beispielsweise die Breite und/oder Längen, der ersten Kondensatorstruktur 300 durch die Strukturierungs- und Ätzprozesse des ersten Entfernungsprozesses erreicht werden können. Abmessungen, beispielsweise Breite und Länge, von geschützten Bereichen des Deckmaterials 170' können durch die Nominalabmessungen der ersten dielektrischen Schicht 130 und der zweiten Kondensatorelektrode 140 bestimmt werden. Die Zusammensetzung der Maskierungsschicht kann einen Fotoresist, eine Hartmaske und/oder andere geeignete Materialien umfassen. Beispiele für die Hartmaske können Siliziumnitrid, Siliziumoxid und/oder andere geeignete Materialien umfassen. Der Strukturierungsprozess kann Ausbilden der Maskierungsschicht über dem Deckmaterial 170', Belichten des Resists zu einer Struktur, Durchführen von Einbrennprozessen nach dem Belichten und Entwickeln des Resists, um ein Maskierelement auszubilden, das aus dem Fotoresist besteht, umfassen. Das Maskierelement kann dann verwendet werden, um Bereiche des Deckmaterials 170' zu schützen, während ein oder mehrere Ätzprozesse nacheinander freiliegendes darunter liegendes Deckmaterial 170', drittes Elektrodenmaterial 160', zweites dielektrisches Material 150', zweites Elektrodenmaterial 140' und erstes dielektrisches Material 130' entfernen. Bei manchen Ausführungsformen können die bedeckten Bereiche von Deckmaterial 170' auch als Maskierelement während des Ätzprozesses verwendet werden.
  • Die Ätzprozesse können durch Verwendung von Trockenätzprozessen, beispielsweise von reaktivem Ionenätzen (RIE) und/oder anderen geeigneten Prozessen, durchgeführt werden. Bei manchen Ausführungsformen können die Ätzprozesse durch Verwendung eines nasschemischen Ätzprozesses realisiert werden. Da mehrere Materialschichten entfernt werden müssen, können ein oder mehrere Ätzprozesse nötig sein, wobei jeder Prozess zum Ätzen einer spezifischen Art von Material gewählt werden kann. Beispielsweise können das dritte und das zweite Elektrodenmaterial 160' bzw. 150' durch Verwendung des RIE-Prozesses entfernt werden, um Metalle, beispielsweise AlCu, Aluminium, Kupfer, zu entfernen. Der RIE-Prozess kann einen oder mehrere Schritte oder Zyklen umfassen, beispielsweise Stabilisierung, Hauptätzen, Überätzen, Ätzpause, andere geeignete Prozesse und/oder Kombinationen daraus. Der RIE-Prozess kann bei einem Druck unter etwa 2,67 Pa durchgeführt werden. Der oberste Hochfrequenz(HF)-Leistungspegel, der bei dem Ätzprozess verwendet wird, kann in einem Bereich von etwa 400 W bis etwa 700 W liegen, und die Vorspannungs-HF-Leistung kann in einem Bereich von 0 bis etwa 250 W liegen. Jedwede für den RIE-Prozess geeigneten Gase können verwendet werden, beispielsweise Chlor, Bortrichlorid, Stickstoff, Helium, Argon, andere geeignete Gase und/oder Kombinationen daraus. Bei manchen Ausführungsformen dauert der Entfernungsprozess an, bis die darunter liegende erste Kondensatorelektrode 120 freigelegt ist. Bei manchen Ausführungsformen dauert der Entfernungsprozess an, bis ein Abschnitt des ersten dielektrischen Materials 130' entfernt wurde und die erste Kondensatorelektrode 120 nicht freiliegt. Nach dem ersten Entfernungsprozess bilden zurückbleibende Abschnitte des ersten dielektrischen Materials 130' die erste dielektrische Schicht 130, und zurückbleibende Abschnitte des zweiten Elektrodenmaterials 140' bilden die zweite Kondensatorelektrode 140. Gleicherweise bilden das Deckmaterial 170', das dritte Elektrodenmaterial 160' und das zweite dielektrische Material 150' das zurückbleibende Deckmaterial 170'', das zurückbleibende dritte Elektrodenmaterial 160'' bzw. das zurückbleibende zweite dielektrische Material 150''. Die Maskierungsschicht kann entfernt werden, nachdem der erste Entfernungsprozess abgeschlossen wurde.
  • Wie in der Ansicht von oben nach unten in 3B dargestellt ist, können Nominalabmessungen, beispielsweise Breite WA und/oder Länge LA, der ersten dielektrischen Schicht 130 und der zweiten Kondensatorelektrode 140 der ersten Kondensatorstruktur 300 durch den ersten Entfernungsprozess erreicht werden. Zu Veranschaulichungszwecken ist die z-Richtung in 3B als aus der Seite gerichtete Richtung dargestellt. Der Oberflächenbereich AA der ersten dielektrischen Schicht 130 und der zweiten Kondensatorelektrode 140 (wie in 3B von oben nach unten gesehen) wird durch Verwendung von AA=WA*LA berechnet und kann nach Vorrichtungserfordernissen oder Anordnungseinschränkungen bestimmt werden. Die Kapazität CA der ersten Kondensatorstruktur 300 kann durch Verwendung von CA=εo*εA*AA/dA berechnet werden, wobei εο die absolute dielektrische Konstante von Vakuum ist, εA die relative dielektrische Konstante für die erste dielektrische Schicht 130 ist, AA der Oberflächenbereich der zweiten Kondensatorelektrode 140 ist und dA die Dicke der ersten dielektrischen Schicht 130 ist. Wenngleich der Oberflächenbereich der ersten Kondensatorelektrode 120 größer als der Oberflächenbereich der zweiten Kondensatorelektrode 140 ist, wird die effektive Fläche der ersten Kondensatorstruktur 300, welche deren Kapazitätswert bestimmt, durch Verwendung des überlappenden Oberflächenbereichs ihrer ersten und zweiten Kondensatorelektrode berechnet. Wie oben beschrieben wurde, wird der Oberflächenbereich AA der ersten Kondensatorstruktur 300 durch Multiplizieren der Breite WA mit der Länge LA bestimmt. Bei manchen Ausführungsformen kann die Breite WA zwischen etwa 0,5 µm bis etwa 200 µm betragen. Die Breite WA kann jedweder geeignete Wert, beispielsweise in einem Bereich von etwa 2 µm bis etwa 100 µm (z.B. 2 µm bis 100 µm) sein. Bei manchen Ausführungsformen kann die Breite WA je nach Vorrichtungserfordernissen oder Anordnungseinschränkungen kleiner als 2 µm oder größer als 100 µm sein. Gleicherweise kann die Länge LA zwischen etwa 0,5 µm bis etwa 200 µm betragen und jedweder geeignete Wert sein, beispielsweise in einem Bereich von etwa 2 µm bis etwa 100 µm (z.B. 2 µm bis 100 µm). Bei manchen Ausführungsformen kann die Breite WA oder die Länge LA dieselbe sein wie die Breite oder die Länge der darunter liegenden ersten Kondensatorelektrode 120. Beispielsweise sind, wie in 3B dargestellt ist, die Länge LA der ersten dielektrischen Schicht 130 und der zweiten Kondensatorelektrode 140 dieselben wie die Länge der ersten Kondensatorelektrode 120. Bei manchen Ausführungsformen kann die Breite WA je nach Vorrichtungserfordernissen oder Anordnungseinschränkungen kleiner als 2 µm oder größer als 100 µm sein. Beispielsweise können die erste dielektrische Schicht 130 und die zweite Kondensatorelektrode 140 einen quadratischen Oberflächenbereich AA aufweisen, der 2 µm mal 2 µm, 5 µm mal 5 µm, 100 µm mal 100 µm, 200 µm mal 200 µm misst oder jedwede geeigneten Abmessungen aufweist. Bei manchen Ausführungsformen können die erste dielektrische Schicht 130 und die zweite Kondensatorelektrode 140 andere Gestalten aufweisen, beispielweise die eines Rechtecks, Kreises, einer Ellipse, oder jedwede anderen geeigneten Gestalten.
  • Mit Bezug auf 6 wird gemäß einigen Ausführungsformen das Verfahren 600 mit Vorgang 606, einem zweiten Entfernungsprozess zum Entfernen von Abschnitten des zurückbleibenden zweiten dielektrischen Materials 150'', des zurückbleibenden dritten Elektrodenmaterials 160'' und des zurückbleibenden Deckmaterials 170'', fortgesetzt, welche die zweite dielektrische Schicht 150, die dritte Kondensatorelektrode 160 bzw. die Deckschicht 170 ausbilden. Die Deckschicht 170 kann eine erste und eine zweite Deckunterschicht 171 bzw. 172 umfassen. 4A-4D sind Querschnittsansichten von oben nach unten einer beispielhaften teilgefertigen MIM-Doppelkondensatorstruktur nach einem zweiten Entfernungsprozess, der eine zweite Kondensatorstruktur ausbildet.
  • Eine zweite Kondensatorstruktur 400 der MIM-Doppelkondensatorstruktur 100 ist nach einem zweiten Entfernungsprozess ausgebildet. Der zweite Entfernungsprozess entfernt Abschnitte der Schichten und Strukturen, die oben mit Bezugnahme auf 3A beschrieben wurden, und bildet eine zweite Kondensatorstruktur 400 mit einer zweiten Kondensatorelektrode 140, einer zweiten dielektrischen Schicht 150 und einer dritten Kondensatorelektrode 160 aus. Der zweite Entfernungsprozess kann ein Entfernungsprozess sein, der dem ersten Entfernungsprozess ähnlich ist, und kann Strukturierungs- und Ätzprozesse umfassen, die Abschnitte von zurückbleibendem Deckmaterial 170", zurückbleibendem dritten Elektrodenmaterial 160'' und zurückbleibendem zweiten dielektrischen Material 150'' entfernen. Ähnlich dem ersten Entfernungsprozess können die Entfernungsprozesse, die in dem zweiten Entfernungsprozess verwendet werden, basierend auf dem zu ätzenden Material gewählt werden.
  • Der Strukturierungsprozess, der verwendet wird, um die zweite Kondensatorstruktur 400 zu definieren, bedient sich eines Layoutverschiebungsdesigns, das in dieselbe Maske eingebunden werden kann, die für die erste Kondensatorstruktur 300 verwendet wird. Daher ist das MIM-Doppelkondensatorstrukturdesign mit aktuellen Prozessflüssen ohne Bedarf an zusätzlichen Masken kompatibel. Bei manchen Ausführungsformen kann die erste Layoutstruktur, die in dem ersten Entfernungsprozess verwendet wird, modifiziert und auf dieselbe Maske eingebunden werden, um die zweite Kondensatorstruktur 400 zu definieren. Bei manchen Ausführungsformen kann während der Konzeptionsphase der zweiten Layoutstruktur die erste Layoutstruktur in die x- und/oder y-Richtung verschoben werden und derselben Maske als neue Layoutstruktur hinzugefügt werden. Die erste Layoutstruktur kann gemäß einigen Ausführungsformen auch durch Ändern ihrer Strukturabmessungen modifiziert und derselben Maske als neue Layoutstruktur hinzugefügt werden. Bei manchen Ausführungsformen kann der zweite Entfernungsprozess die Maske, welche die erste Layoutstruktur umfasst, vor dem Belichten in der Lithografieeinrichtung in die x- und/oder y-Richtung verschieben, derart, dass die strukturierte Maskierungsschicht in dem zweiten Entfernungsprozess mindestens einen Abschnitt von zurückbleibendem Deckmaterial 170'' freilegt, während sie die anderen Strukturen während des nachfolgenden Ätzprozesses schützt. Die zweite Layoutstruktur wird durch die Ätzprozesse auf das zurückbleibende Deckmaterial 170'' und andere darunterliegende Schichten übertragen. Insbesondere werden die waagrechten Abmessungen der zweiten Kondensatorstruktur 400, beispielsweise deren Breite oder Länge, durch die zweite Layoutstruktur bestimmt, welche durch Verschieben der ersten Layoutstruktur in die x- und/oder y-Richtung ausgebildet werden kann.
  • Nominalabmessungen, beispielsweise Breite und/oder Längen, der zweiten Kondensatorstruktur 400 können durch den Strukturierungs- und Ätzprozess des zweiten Entfernungsprozesses erreicht werden. 4B-4F stellen verschiedene Ausführungsformen von teilgefertigten MIM-Doppelkondensatorstrukturen dar, wobei die zweite Kondensatorstruktur mit verschiedenen zweiten Layoutstrukturen ausgebildet wird.
  • Bei manchen Ausführungsformen bedient sich der Strukturierungsprozess, der verwendet wird, um die zweite Kondensatorstruktur 400 zu definieren, eines Layoutverschiebungsdesigns in der x-Richtung unter Verwendung derselben Maske wie in dem ersten Entfernungsprozess. Wie in 4B von oben nach unten betrachtet wird, sind nach dem Strukturierungs- und Ätzprozess die Breiten des zurückbleibenden Deckmaterials 170'' und der darunter liegenden Schichten in der x-Richtung reduziert, während ihre Längen in der y-Richtung dieselben bleiben. Wie oben besprochen wurde, kann dies durch Verschieben der ersten Layoutstruktur, die in dem ersten Entfernungsprozess verwendet wurde, und Einbinden der verschobenen Layoutstruktur auf dieselbe Maske erreicht werden. Beispielsweise kann die erste Layoutstruktur in die x-Richtung verschoben werden und als neue Layoutstruktur hinzugefügt werden, wobei die neue Layoutstruktur in dem zweiten Entfernungsprozess verwendet wird. Bei manchen Ausführungsformen wird vor dem Belichtungsprozess des zweiten Entfernungsprozesses die Maske, welche die erste Layoutstruktur umfasst, in der Lithografieeinrichtung derart in die x-Richtung verschoben, dass die strukturierte Maskierungsschicht in dem zweiten Entfernungsprozess mindestens einen Abschnitt des zurückbleibenden Deckmaterials 170'' freilegt, während sie die anderen Strukturen während des nachfolgenden Ätzprozesses schützt. Die zweite Layoutstruktur wird dann durch die Ätzprozesse auf das zurückbleibende Deckmaterial 170'' und andere darunter liegende Schichten übertragen. Konkret werden die waagrechten Abmessungen der zweiten Kondensatorstruktur 400, beispielsweise deren Breite oder Länge, durch die zweite Layoutstruktur bestimmt, die durch Verschieben der ersten Layoutstruktur in die x- und/oder y-Richtung ausgebildet werden kann.
  • Der zweite Entfernungsprozess bildet die dritte Kondensatorelektrode 160 und die zweite dielektrische Schicht 150 aus, welche beide die Breite WB und die Länge LB aufweisen. Die erste und die zweite Deckunterschicht 171 und 172 können ähnliche waagrechte Abmessungen wie die dritte Kondensatorelektrode 160 und die zweite dielektrische Schicht 150 gemein haben. Mindestens eine Abmessung der zweiten Kondensatorstruktur 400 ist kleiner als die entsprechende Abmessung der ersten Kondensatorstruktur 300. Beispielsweise kann die Breite WB um etwa 1 µm bis etwa 200 µm (z.B. 1 µm bis 200 µm) kleiner als die Breite WA sein. Bei manchen Ausführungsformen kann die Breite WB in einem Bereich von etwa 1 µm bis etwa 200 µm (z.B. 1 µm bis 200 µm) liegen. Ähnlich der ersten Kondensatorstruktur 300 wird der Oberflächenbereich AB der zweiten dielektrischen Schicht 150 und der dritten Kondensatorelektrode 160 (wie in 4B von oben nach unten betrachtet) durch Verwendung von AB=WB*LB berechnet und kann nach Vorrichtungserfordernissen oder Anordnungseinschränkungen bestimmt werden. Die Kapazität CB der zweiten Kondensatorstruktur 300 kann durch Verwendung von CB=εo*εB*AB/dB berechnet werden, wobei εο die absolute dielektrische Konstante von Vakuum ist, εB die relative dielektrische Konstante für die erste dielektrische Schicht 130 ist, AB der Oberflächenbereich der zweiten Kondensatorelektrode 140 ist und dB die Dicke der zweiten dielektrischen Schicht 150 ist.
  • Bei manchen Ausführungsformen bedient sich der Strukturierungsprozess, der verwendet wird, um die zweite Kondensatorstruktur 400 zu definieren, eines Layoutverschiebungsdesigns in der y-Richtung unter Verwendung derselben Maske wie in dem ersten Entfernungsprozess. Wie in 4C von oben nach unten betrachtet wird, sind nach dem Strukturierungs- und Ätzprozess die Längen des zurückbleibenden Deckmaterials 170'' und der darunter liegenden Schichten in der y-Richtung reduziert, während ihre Breiten in der x-Richtung dieselben bleiben. Ähnlich den oben mit Bezugnahme auf 4B beschriebenen Prozessen kann dies durch Verschieben der ersten Layoutstruktur, die in dem ersten Entfernungsprozess verwendet wurde, und Einbinden der verschobenen Layoutstruktur auf dieselbe Maske erreicht werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die Länge LB um etwa 1 µm bis etwa 200 µm (z.B. 1 µm bis 200 µm) kleiner als die Länge LA sein. Bei manchen Ausführungsformen kann die Länge LB in einem Bereich von etwa 1 µm bis etwa 200 µm (z.B. 1 µm bis 200 µm) liegen.
  • Bei manchen Ausführungsformen bedient sich der Strukturierungsprozess, der verwendet wird, um die zweite Kondensatorstruktur 400 zu definieren, eines Layoutverschiebungsdesigns in sowohl der x- als auch der y-Richtung unter Verwendung derselben Maske wie in dem ersten Entfernungsprozess. Wie in 4D von oben nach unten betrachtet wird, sind sowohl die Breiten als auch die Längen des zurückbleibenden Deckmaterials 170'' und der darunter liegenden Schichten reduziert. Ähnlich den oben mit Bezugnahme auf 4C beschriebenen Prozessen können Nominalabmessungen für die zweite Kondensatorstruktur 400 durch Verschieben der ersten Layoutstruktur, die in dem ersten Entfernungsprozess verwendet wurde, und Einbinden der verschobenen Layoutstruktur auf dieselbe Maske erreicht werden. Bei manchen Ausführungsformen kann sich, ähnlich den oben mit Bezugnahme auf 4B beschriebenen Prozessen, der Strukturierungsprozess in den zweiten Entfernungsprozessen einer verschobenen Maske in dem Lithografieprozess bedienen. Beispielsweise kann die Breite WB um etwa 1 µm bis etwa 200 µm (z.B. 1 µm bis 200 µm) kleiner als die Breite WA sein. Bei manchen Ausführungsformen kann die Breite WB in einem Bereich von etwa 1 µm bis etwa 200 µm (z.B. 1 µm bis 200 µm) liegen. Bei manchen Ausführungsformen kann die Länge LB um etwa 1 µm bis etwa 200 µm (z.B. 1 µm bis 200 µm) kleiner als die Länge LA sein. Bei manchen Ausführungsformen kann die Länge LB in einem Bereich von etwa 1 µm bis etwa 200 µm (z.B. 1 µm bis 200 µm) liegen. Die Maskierungsschicht kann auch entfernt werden, nachdem der zweite Entfernungsprozess abgeschlossen wurde. Die Entfernungsprozesse können jedwede geeigneten Entfernungsprozesse sein, beispielsweise ein Plasmaätzprozess, ein nasschemischer Ätzprozess, andere geeignete Entfernungsprozesse und/oder Kombinationen daraus.
  • Bei manchen Ausführungsformen bedient sich der Strukturierungsprozess, der verwendet wird, um die zweite Kondensatorstruktur 400 zu definieren, eines Layoutverschiebungsdesigns in sowohl der x- als auch der y-Richtung unter Verwendung derselben Maske wie in dem ersten Entfernungsprozess. Wie in 4E von oben nach unten betrachtet wird, werden die erste Deckunterschicht 171 und darunter liegende Schichten durch Reduzieren von sowohl den Breiten als auch den Längen des zurückbleibenden Deckmaterials 170'' und der darunter liegenden Schichten aus 3A und 3B ausgebildet. Allerdings kann anders als in 4D oben die Reduktion nicht über die gesamte Strecke in der jeweiligen im rechten Winkel verlaufenden Richtung erfolgen. Beispielsweise entfernt eine Reduktion der Breite WB (in der x-Richtung) einen Abschnitt des Materials entlang der Länge LB (in der y-Richtung) oder umgekehrt. Daher können Nominalabmessungen für die zweite Kondensatorstruktur 400 durch Verschieben der ersten Layoutstruktur, die in dem ersten Entfernungsprozess verwendet wird, und Einbinden der verschobenen Layoutstruktur auf dieselbe Maske erreicht werden. Bei manchen Ausführungsformen kann sich ähnlich den mit Bezugnahme auf 4B beschriebenen Prozessen der Strukturierungsprozess in den zweiten Entfernungsprozessen einer verschobenen Maske in dem Lithografieprozess bedienen. Der Strukturierungsprozess, um die resultierende Stapelstruktur in 4E auszubilden, kann Ausbilden einer Maskierungsschicht aus negativer Fotoresistschicht über dem Deckmaterial 170", das in 3A und 3B dargestellt ist, Belichten des negativen Fotoresists zu einer Struktur, Durchführen von Nachbelichtungs-Einbrennprozessen und Entwickeln des Resists, um ein Maskierungselement auszubilden, das aus dem Fotoresist besteht. Die belichteten Abschnitte des negativen Fotoresists bleiben nach einem Fotoresistentwicklungsprozess auf dem Substrat, während die unbelichteten Abschnitte entfernt werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die Breite WB um etwa 1 µm bis etwa 200 µm (z.B. 1 µm bis 200 µm) kleiner als die Breite WA sein. Bei manchen Ausführungsformen kann die Breite WB in einem Bereich von etwa 1 µm bis etwa 200 µm (z.B. 1 µm bis 200 µm) liegen. Bei manchen Ausführungsformen kann die Länge LB um etwa 1 µm bis etwa 200 µm (z.B. 1 µm bis 200 µm) kleiner als die Länge LA sein. Bei manchen Ausführungsformen kann die Länge LB in einem Bereich von etwa 1 µm bis etwa 200 µm (z.B. 1 µm bis 200 µm) liegen. Die Fotoresistschicht kann entfernt werden, nachdem der zweite Entfernungsprozess abgeschlossen wurde.
  • Nach dem zweiten Entfernungsprozess weisen die zweite dielektrische Schicht 150 und die dritte Kondensatorelektrode 160 einen Oberflächenbereich AB auf. Die Breiten und Längen der zweiten dielektrischen Schicht 150 und der dritten Kondensatorelektrode 160 können jedwede geeigneten Abmessungen sein, um eine Nominalkapazität zu erreichen. Beispielsweise können die Breiten und Längen 1 µm, 2 µm, 100 µm, 200 µm oder jedwede geeigneten Abmessungen sein. Bei der oben in 4B beschriebenen Struktur weisen die zweite dielektrische Schicht 150 und die dritte Kondensatorelektrode 160 einen quadratischen Oberflächenbereich AB auf, der als AB=WB*LA gemessen wird. Bei der oben in 4C beschriebenen Struktur wird der quadratische Oberflächenbereich AB als AB=WA*LB gemessen. Bei der oben in 4D beschriebenen Struktur wird der quadratische Oberflächenbereich AB als AB=WB*LB gemessen. Bei der oben in 4E beschriebenen Struktur wird der quadratische Oberflächenbereich AB als AB=WA*LA-WB*LB gemessen. Bei manchen Ausführungsformen können die Verarbeitungsparameter des ersten und des zweiten Entfernungsprozesses derart eingestellt werden, dass die verschiedenen leitfähigen und dielektrischen Schichten der ersten und der zweiten Kondensatorstruktur Seitenwände aufweisen können, die Neigungsprofile aufweisen, welche nicht senkrecht zu der waagrechten Substratoberfläche oder den oberen Oberflächen von leitfähigen und dielektrischen Schichten verlaufen, wie in der Querschnittsansicht der teilgefertigen Kondensatorstruktur in 4F zu sehen ist. Beispielsweise können in einem Plasmaätzprozess ein oder mehrere Verarbeitungsparameter, beispielsweise zeitliche Prozessabstimmung, Kammerdruck, Gasgemische, Verarbeitungstemperaturen, Hochfrequenz(HF)-Leistungspegel und/oder andere geeignete Verarbeitungsparameter eingestellt werden, um ein Nominalseitenwandneigungsprofil zu erhalten. Wie in 4F dargestellt ist, kann der Winkel α zwischen den Seitenwänden und der waagrechten Substratoberfläche in einem Bereich von etwa 70 Grad und 89 Grad sein und durch Einstellen eines oder mehrerer Verarbeitungsparameter der Entfernungsprozesse erhalten werden.
  • Auf 6 Bezug nehmend wird gemäß einigen Ausführungsformen das Verfahren 600 mit Vorgang 608 durch Ausbilden einer intermetallischen dielektrischen Schicht und von Kondensatorverbindungsstrukturen, beispielsweise von Verbindungen und Kontakten, fortgesetzt. 5 ist eine Querschnittsansicht einer beispielhaften teilgefertigten MIM-Doppelkondensatorstruktur, nachdem eine erste Verbindung 503, ein zweiter Kontakt 505, ein dritter Kontakt 507, eine zweite Verbindung 509, eine intermetallische dielektrische Schicht 510, die dielektrische Schicht 512 ausgebildet wurden.
  • Wie in 5 dargestellt ist, wird die intermetallische dielektrische Schicht 510 über den oben mit Bezugnahme auf 4A-4F beschriebenen Strukturen ausgebildet. Die intermetallische dielektrische Schicht 510 kann durch Verwendung von undotiertem Quarzglas (USB), fluoriertem Quarzglas (FSG), einem Material mit niedrigem k, einem Dielektrikum mit extrem niedrigem k, anderen geeigneten Materialien und/oder Kombinationen daraus ausgebildet werden. Jedweder geeignete Abscheidungsprozess kann verwendet werden, um die intermetallische dielektrische Schicht 510 auszubilden, beispielsweise PVD, ALD, MBE, HDPCVD, MOCVD, RPCVD, PECVD, Plattieren, andere geeignete Verfahren und/oder Kombinationen daraus. Die Dicke der intermetallischen dielektrischen Schicht 510 kann in einem Bereich von etwa 500 nm bis etwa 1000 nm liegen. Öffnungen sind in der intermetallischen dielektrischen Schicht 510 ausgebildet und mit leitfähigem Material gefüllt, um elektrische Verbindungen auszubilden, welche erste und zweite Kondensatorstrukturen miteinander parallel schalten. Bei manchen Ausführungsformen kann die Breite der Öffnungen in einem Bereich von etwa 0,1 µm bis etwa 0,6 µm (z.B. 0,1 µm bis 0,6 µm) liegen. Bei manchen Ausführungsformen kann die Breite der Öffnung in einem Bereich von etwa 0,3 µm bis etwa 0,4 µm (z.B. 0,3 µm bis 0,4 µm) liegen. Bei manchen Ausführungsformen kann die dielektrische Schicht 512 durch Verwendung desselben Materials wie für die intermetallische dielektrische Schicht 510 ausgebildet werden. Bei manchen Ausführungsformen können die Materialien der intermetallischen dielektrischen Schicht 510 und der dielektrischen Schicht 512 voneinander verschieden sein.
  • Wie oben mit Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde, können Verbindungsstrukturen, die einen ersten Kontakt 501 umfassen, verwendet werden, um eine elektrische Verbindung zu der zweiten Kondensatorelektrode 140 bereitzustellen. Eine erste Verbindung 503 kann verwendet werden, um eine elektrische Verbindung zu dem ersten Kontakt 501 bereitzustellen, und kann auch als metallische Verbindung zum elektrischen Verbinden der MIM-Doppelkondensatorstruktur 100 mit externen Vorrichtungen oder peripheren Schaltungen verwendet werden. Der zweite und der dritte Kontakt 505 und 507 können verwendet werden, um eine elektrische Verbindung mit der dritten bzw. der ersten Kondensatorelektrode 160 bzw. 120 bereitzustellen. Eine zweite Verbindung 509 kann verwendet werden, um den zweiten und den dritten Kontakt 505 und 507 elektrisch zu verbinden. Die zweite Kondensatorstruktur 400 ist über der ersten Kondensatorstruktur 300 ausgebildet, und beide Kondensatorstrukturen teilen sich eine gemeinsame Kondensatorplatte, und zwar die zweite Kondensatorelektrode 140.
  • Verschiedene Ausführungsformen gemäß dieser Offenbarung stellen Mechanismen zum Ausbilden doppelter MIM-Kondensatorstrukturen bereit, um die Kapazität pro Flächeneinheit in einer Halbleiterstruktur zu erhöhen. Die zwei MIM-Parallelplattenkondensatorstrukturen können durch Verwendung der oben beschriebenen Verbindungsstrukturen parallel geschaltet werden, um die Kapazität pro Flächeneinheit zu erhöhen. Die Gesamtkapazität der MIM-Doppelkondensatorstruktur ist gleich der Summe aus den Kapazitäten CA und CB der jeweiligen Kondensatorstrukturen. Daher stellt verglichen mit einer Einfachkondensatorstruktur, welche denselben Oberflächenbereich in der Halbleiterstruktur belegt, die MIM-Doppelkondensatorstruktur eine höhere Kapazität pro Flächeneinheit aufgrund einer zweiten Kondensatorstruktur, die über der ersten Kondensatorstruktur und innerhalb desselben Oberflächenbereichs der Halbleitervorrichtung ausgebildet ist, bereit. Die MIM-Doppelkondensatorstruktur ist mit dem aktuellen Layoutdesign und den aktuellen Prozessflüssen ohne Bedarf an zusätzlichen Masken kompatibel, da die Layoutstruktur für die zweite Kondensatorstruktur in die Maske, die zum Ausbilden der ersten Kondensatorstruktur verwendet wird, eingebunden werden kann. Dieses Einbinden kann Designflexibilität ermöglichen und kann durch verschiedene Verfahren bewerkstelligt werden, beispielsweise (i) kann die erste Layoutstruktur, die beim Ausbilden der ersten Kondensatorstruktur verwendet wird, in die x- und/oder y-Richtung verschoben und auf dieselbe Maske eingebunden werden, um die zweite Kondensatorstruktur zu definieren; (ii) die erste Layoutstruktur kann auch durch Ändern ihrer Strukturabmessungen modifiziert und als neue Layoutstruktur derselben Maske hinzugefügt werden; und (iii) der Strukturierungsprozess zum Ausbilden der zweiten Kondensatorstruktur kann die Maske verwenden, welche die erste Layoutstruktur umfasst, und diese zur Verwendung in dem Belichtungsprozess in die x- und/oder y-Richtung verschieben.

Claims (17)

  1. Halbleiterstruktur, umfassend: ein Substrat (110); eine über dem Substrat (110) ausgebildete erste Metallschicht (120); eine über der ersten Metallschicht (120) ausgebildete erste dielektrische Schicht (130); eine über der ersten dielektrischen Schicht (130) ausgebildete zweite Metallschicht (140), wobei ein Oberflächenbereich der zweiten Metallschicht (140) kleiner als ein Oberflächenbereich der ersten Metallschicht (120) ist; eine über der zweiten Metallschicht (140) ausgebildete zweite dielektrische Schicht (150); eine über der zweiten dielektrischen Schicht (150) ausgebildete dritte Metallschicht (160), wobei ein Oberflächenbereich der dritten Metallschicht (160) kleiner als der Oberflächenbereich der zweiten Metallschicht (140) ist; und eine oder mehrere mit der ersten (120) und der dritten Metallschicht (160) elektrisch verbundene Verbindungsstrukturen (505, 507, 509), wobei die zweite Metallschicht (140), die dritte Metallschicht (160), die erste dielektrische Schicht (130) und die zweite dielektrische Schicht (150) Seitenwände aufweisen, die Neigungsprofile aufweisen, welche nicht senkrecht zu einer waagrechten Oberfläche des Substrats (110) verlaufen.
  2. Halbleiterstruktur nach Anspruch 1, wobei die erste Metallschicht (120) eine oder mehrere Unterschichten (121, 122, 123) umfasst.
  3. Halbleiterstruktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Metallschicht (120) eine Aluminiumkupferlegierung umfasst.
  4. Halbleiterstruktur nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Metallschicht (120) Tantalnitrid umfasst.
  5. Halbleiterstruktur nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Oberflächenbereich der zweiten Metallschicht (140) eine Breite in einem Bereich von 1 Mikrometer (µm) bis 200 µm und eine Länge in einem Bereich von 1 µm bis 200 µm aufweist.
  6. Halbleiterstruktur nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Oberflächenbereich der dritten Metallschicht (160) eine Breite in einem Bereich von 1 µm bis 200 µm und eine Länge in einem Bereich von 1 µm bis 200 µm aufweist.
  7. Halbleiterstruktur nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste dielektrische Schicht (130) oder die zweite dielektrische Schicht (150) ein dielektrisches Material mit hohem k umfasst.
  8. Halbleiterstruktur nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine intermetallische dielektrische Schicht (510), und wobei die Verbindungsstrukturen (505, 507, 509) in der intermetallischen dielektrischen Schicht (510) ausgebildet sind.
  9. Halbleiterstruktur, umfassend: eine erste Kondensatorstruktur (300), die über einem Substrat (110) ausgebildet ist und eine erste Kondensatorelektrode (120), eine erste dielektrische Schicht (130) und eine zweite Kondensatorelektrode (140) umfasst; eine zweite Kondensatorstruktur (400), die die zweite Kondensatorelektrode (140), eine zweite dielektrische Schicht (150) und eine dritte Kondensatorelektrode (160) umfasst; eine intermetallische dielektrische Schicht (510), die über der ersten (300) und der zweiten Kondensatorstruktur (400) ausgebildet ist; einen ersten Kontakt (507), der in der intermetallischen dielektrischen Schicht (510) ausgebildet und mit der ersten Kondensatorelektrode (120) elektrisch gekoppelt ist; einen zweiten Kontakt (501), der in der intermetallischen dielektrischen Schicht (510) ausgebildet und mit der zweiten Kondensatorelektrode (140) elektrisch gekoppelt ist; und einen dritten Kontakt (505), der in der intermetallischen dielektrischen Schicht (510) ausgebildet und mit der dritten Kondensatorelektrode (160) elektrisch gekoppelt ist, wobei der erste (507) und der dritte Kontakt (505) miteinander elektrisch gekoppelt sind, wobei die zweite Kondensatorelektrode (140), die dritte Kondensatorelektrode (160), die erste dielektrische Schicht (130) und die zweite dielektrische Schicht (150) Seitenwände aufweisen, die Neigungsprofile aufweisen, welche nicht senkrecht zu einer waagrechten Oberfläche des Substrats (110) verlaufen.
  10. Halbleiterstruktur nach Anspruch 9, wobei die erste Kondensatorelektrode (120) eine Tantalnitridschicht (121, 123) und eine Aluminiumkupferlegierungsschicht (122) umfasst.
  11. Halbleiterstruktur nach Anspruch 9 oder 10, wobei die erste (130) und die zweite dielektrische Schicht (150) dielektrisches Material mit hohem k umfassen.
  12. Halbleiterstruktur nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11, wobei die intermetallische dielektrische Schicht (510) dielektrisches Material mit niedrigem k umfasst.
  13. Halbleiterstruktur nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 12, wobei ein Oberflächenbereich der zweiten Kondensatorelektrode (140) eine Breite in einem Bereich von 1 µm bis 200 µm und eine Länge in einem Bereich von 1 µm bis 200 µm aufweist.
  14. Halbleiterstruktur nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 13, wobei ein Oberflächenbereich der dritten Kondensatorelektrode (160) eine Breite in einem Bereich von 1 µm bis 200 µm und eine Länge in einem Bereich von 1 µm bis 200 µm aufweist.
  15. Verfahren zum Herstellen einer Halbleiterstruktur, wobei das Verfahren umfasst: Abscheiden einer ersten Metallschicht (120) über einem Substrat (110); Abscheiden einer ersten dielektrischen Schicht (130) über der ersten Metallschicht (120); Abscheiden einer zweiten Metallschicht (140) über der ersten dielektrischen Schicht (130), wobei ein Durchführen eines ersten Entfernungsprozesses vorsieht, dass ein Oberflächenbereich der zweiten Metallschicht (140) kleiner als ein Oberflächenbereich der ersten Metallschicht (120) ist; Abscheiden einer zweiten dielektrischen Schicht (150) über der zweiten Metallschicht (140); Abscheiden einer dritten Metallschicht (160) über der zweiten dielektrischen Schicht (150), wobei ein Durchführen eines zweiten Entfernungsprozesses vorsieht, dass ein Oberflächenbereich der dritten Metallschicht (160) kleiner als der Oberflächenbereich der zweiten Metallschicht (140) ist; und elektrisches Verbinden der ersten (120) und der dritten Metallschicht (160) durch eine oder mehrere Verbindungsstrukturen (505, 507, 509), wobei Abscheiden der ersten (130) und der zweiten dielektrischen Schichten (150) Ätzen der ersten (130) und der zweiten dielektrischen Schicht (150) umfasst, wobei das Ätzen Seitenwände der ersten (130) und der zweiten dielektrischen Schicht (150) ausbildet, wobei die Seitenwände der ersten (130) und der zweiten dielektrischen Schicht (150) Neigungsprofile aufweisen, die nicht senkrecht zu einer waagrechten Oberfläche des Substrats (110) verlaufen.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei Abscheiden der ersten Metallschicht (120) Abscheiden einer ersten Tantalnitridschicht (121) auf dem Substrat (110), Abscheiden einer Aluminiumkupferlegierungsschicht (122) über der Tantalnitridschicht (121) und Abscheiden einer zweiten Tantalnitridschicht (123) über der Aluminiumkupferlegierungsschicht (122) umfasst.
  17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, ferner umfassend Ausbilden eines Kontakts (501), der mit der zweiten Metallschicht (140) elektrisch verbunden ist.
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