一种双拼电容及其制造方法技术

本申请公开了一种双拼电容，在重掺杂硅衬底上具有第一氧化硅，在第一氧化硅上具有氮化硅，在部分的氮化硅上具有第二氧化硅。第一部分的金属在氮化硅之上。第二部分的金属在第二氧化硅之上。由重掺杂硅衬底作为电容下极板，由第一部分的金属作为电容上极板，由第一氧化硅和氮化硅的总和作为两极板间介质，便构成了第一电容器区域。由重掺杂硅衬底作为电容下极板，由第二部分的金属作为电容上极板，由第一氧化硅和氮化硅和第二氧化硅的总和作为两极板间介质，便构成了第二电容器区域。本申请还公开了其制造方法。本申请的双拼电容有利于电容品质因数的提升，并且可以缩小器件面积。其制造工艺得以简化、且成本降低。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种半导体器件，特别是涉及一种双拼电容。
技术介绍
双拼电容是指一种具有两个电容器区域的半导体器件，并且这两个电容器区域具有不同的电容密度。电容密度(capacitance density)是指单位面积的电容值。双拼电容可以用于射频LDMOS (横向扩散MOS晶体管)器件封装的内匹配，利用多级匹配提升射频LDMOS器件的输出阻抗。 请参阅图1，这是一种现有的双拼电容的器件结构。在重掺杂硅衬底I上具有一层第一介质2，在第一介质2上具有一层第二介质3。在第二介质3中具有第一金属4，其底部与第一介质2的上表面相接触。在第二介质3中、且在第一金属4之上具有接触孔电极 5,其底部与第一金属4的上表面相接触。在第二介质3上具有两部分相互独立的第二金属 6。其中第一部分的第二金属6在第一金属4的正上方，其底面同时与第二介质3的顶面、接触孔电极5的顶面相接触。第二部分的第二金属6的下方只有第二介质3、第一介质2和重掺杂衬底I，其底面仅与第二介质3的顶面相接触。 图1所不的现有的双拼电容中，在垂直方向上具有第一金属4的区域称为第一电容器区域。在垂直方向上具有第二部分的第二金属6 (即未与第一金属4电性连接的那部分的第二金属6)的区域称为第二电容器区域。第一电容器区域由重掺杂娃衬底I作为电容下极板，由第一金属4作为电容上极板，由第一介质2作为两极板间介质而构成了一个平板电容器。第二电容器区域由重掺杂娃衬底I作为电容下极板，由第二金属6作为电容上极板，由第一介质2和第二介质3的总和作为两极板间介质而构成了一个平板电容器。由于两个平板电容器的两极板间介质的厚度必然不同，材料也可能不同，而使得第一电容器区域和第二电容器区域具有不同的电容密度。 现有的双拼电容的制造方法包括如下步骤: 第I步，请参阅图2a，在重掺杂硅衬底I上淀积一层第一介质2，例如为氧化硅。 第2步,请参阅图2b,在第一介质2上先淀积一层第一金属4,再通过光刻和刻蚀工艺将部分的第一金属4去除掉。 第3步，请参阅图2c，在第一介质2和第一金属4之上淀积第二介质3，例如为氧化硅。 第4步，请参阅图2d，采用光刻和刻蚀工艺在第一金属4之上形成一个或多个通孔，这些通孔的底部为第一金属4的上表面。然后在这些通孔中形成金属材料的接触孔电极5，例如采用钨塞工艺。 第5步，请参阅图1，先淀积一层第二金属6，然后采用光刻和刻蚀工艺将部分的第二金属6去除掉,剩余的第二金属6为相互独立的两部分。其中第一部分的第二金属6在第一金属4的正上方，且两者通过接触孔电极5电性连接，这是第一电容器区域。第二部分的第二金属6仅在第二介质3、第一介质2和重掺杂衬底I的正上方,这是第二电容器区域。 现有的双拼电容中，第一介质2和第二介质3通常均采用氧化硅，这使得两个电容器区域的层间介质均为氧化硅。氧化硅的介电常数较大，以其作为平板电容的两极板间介质，将使得平板电容的面积较大，能量损耗也较大，这不利于电容品质因数(qualityfactor)的提升。现有的双拼电容采用了两层金属，并且有三个光刻步骤(因而需要三张光刻掩膜版)，这使得其制造工艺较为复杂、且成本较高。
技术实现思路
本申请所要解决的技术问题是提供一种新型结构的双拼电容，其结构较为简单。为此，本申请还要提供这种双拼电容的制造方法。 为解决上述技术问题，本申请双拼电容是在重掺杂硅衬底上具有一层第一氧化硅，在第一氧化硅上具有一层氮化硅，在部分的氮化硅上具有第二氧化硅；第一部分的金属在氮化硅之上，其底面仅与氮化硅的顶面相接触；第二部分的金属在第二氧化硅之上，其底面仅与第二氧化硅的顶面相接触； 由重掺杂硅衬底作为电容下极板，由第一部分的金属作为电容上极板，由第一氧化硅和氮化硅的总和作为两极板间介质，便构成了第一电容器区域； 由重掺杂硅衬底作为电容下极板，由第二部分的金属作为电容上极板，由第一氧化硅和氮化硅和第二氧化硅的总和作为两极板间介质，便构成了第二电容器区域。 本申请双拼电容的制造方法包括如下步骤: 第I步，在重掺杂硅衬底上淀积第一氧化硅； 第2步，在第一氧化硅之上淀积一层氮化硅； 第3步，在氮化硅层之上淀积一层第二氧化硅； 第4步，采用光刻和刻蚀工艺将部分的第二氧化硅去除掉； 第5步，先淀积一层金属，然后采用光刻和刻蚀工艺将部分的金属去除掉，而仅保留相互独立的两部分金属；第一部分的金属直接接触着氮化硅的上表面，这是第一电容器区域；第二部分的金属直接接触着第二氧化硅的上表面，这是第二电容器区域。 本申请的双拼电容有利于电容品质因数的提升，并且可以缩小器件面积。其制造工艺得以简化、且成本降低。 【附图说明】 图1是现有的双拼电容的结构示意图； 图2a?图2d是现有的双拼电容的制造方法的各步骤示意图； 图3是本申请的双拼电容的结构示意图； 图4a?图4d是本申请的双拼电容的制造方法的各步骤示意图。 图中附图标记说明: I为重掺杂娃衬底；2为第一介质；3为第二介质；4为第一金属；5为接触孔电极；6为第二金属；71为第一氧化娃；72为氮化娃；73为第二氧化娃；8为金属。 【具体实施方式】 请参阅图3，本申请的双拼电容的器件结构为:在重掺杂硅衬底I上具有一层第一氧化娃71,在第一氧化娃71上具有一层氮化娃72。在部分的氮化娃72上具有第二氧化硅73。第一氧化硅71、氮化硅72、第二氧化硅73在垂直方向上构成了 ONO (氧化物-氮化物-氧化物)层。第一部分的金属8在氮化硅72之上，其底面仅与氮化硅72的顶面相接触。第二部分的金属8在第二氧化硅73之上，其底面仅与第二氧化硅73的顶面相接触。 图3所示的本申请的双拼电容中，在垂直方向上具有第一部分的金属8(即位于氮化娃72之上的金属8)的区域称为第一电容器区域。在垂直方向上具有第二部分的金属8(即位于第二氧化硅73之上的金属8)的区域称为第二电容器区域。第一电容器区域由重掺杂硅衬底I作为电容下极板，由第一部分的金属8作为电容上极板，由第一氧化硅71和氮化硅72的总和作为两极板间介质而构成了一个平板电容器。第二电容器区域由重掺杂硅衬底I作为电容下极板，由第二部分的金属8作为电容上极板，由ONO层作为两极板间介质而构成了一个平板电容器。由于两个平板电容器的两极板间介质的材料和厚度均不同，而使得第一电容器区域和第二电容器区域具有不同的电容密度。第一电容器区域的电容密度可通过对第一氧化硅71和/或氮化硅72的厚度调节而得到。第二电容器区域的电容密度可通过对第一氧化娃71、氮化娃72和/或第二氧化娃73的厚度调节而得到。 本申请的双拼电容的制造方法包括如下步骤: 第I步，请参阅图4a，在重掺杂硅衬底I上淀积一层第一氧化硅71，其厚度例如为0.6 ?2 μ m0 第2步，请参阅图4b，在第一氧化硅71之上淀积一层氮化硅72，其厚度例如为0.3 ?I μ m0 第3步，请参阅图4c，在氮化硅72之上淀积一层第二氧化硅73，其厚度例如为0.6?2μπι。此时的第一氧化硅71、氮化硅72、第二氧化硅73就构成了 ONO层的结构。 第4步，请参阅图4d，采用光刻和刻蚀工艺将部分的第二氧化硅73去除掉，而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双拼电容，其特征是，在重掺杂硅衬底上具有一层第一氧化硅，在第一氧化硅上具有一层氮化硅，在部分的氮化硅上具有第二氧化硅；第一部分的金属在氮化硅之上，其底面仅与氮化硅的顶面相接触；第二部分的金属在第二氧化硅之上，其底面仅与第二氧化硅的顶面相接触；由重掺杂硅衬底作为电容下极板，由第一部分的金属作为电容上极板，由第一氧化硅和氮化硅的总和作为两极板间介质，便构成了第一电容器区域；由重掺杂硅衬底作为电容下极板，由第二部分的金属作为电容上极板，由第一氧化硅和氮化硅和第二氧化硅的总和作为两极板间介质，便构成了第二电容器区域。

【技术特征摘要】
1.一种双拼电容，其特征是，在重掺杂硅衬底上具有一层第一氧化硅，在第一氧化硅上具有一层氮化硅，在部分的氮化硅上具有第二氧化硅；第一部分的金属在氮化硅之上，其底面仅与氮化硅的顶面相接触；第二部分的金属在第二氧化硅之上，其底面仅与第二氧化硅的顶面相接触； 由重掺杂娃衬底作为电容下极板，由第一部分的金属作为电容上极板，由第一氧化娃和氮化硅的总和作为两极板间介质，便构成了第一电容器区域； 由重掺杂娃衬底作为电容下极板，由第二部分的金属作为电容上极板，由第一氧化娃和氮化硅和第二氧化硅的总和作为两极板间介质，便构成了第二电容器区域。2.根据权利要求1所述的双拼电容，其特征是，第一氧化硅、氮化硅、第二氧化硅构成了 ONO 层。3.一种双拼电容的制造方法，其特征是，包括如下步骤: 第I步，在重掺杂硅衬底上淀积第一氧化硅； 第2步，在第一氧化硅之上淀积一层氮化...

【专利技术属性】
技术研发人员：遇寒，李昊，周正良，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31