本发明专利技术提出了一种高电压MiM电容器，包括：第一金属极板，置于所述高电压MiM电容器的底部作为其第一下极板；第二金属极板，置于所述高电压MiM电容器的顶部作为其第二下极板；第三金属极板，设置于所述第一和第二金属极板之间，作为所述高电压MiM电容器的上极板；以及电介质层，填充于所述第一金属极板和所述第三金属极板之间以及所述第二金属极板和所述第三金属极板之间。该MiM电容器结构可以支持高电压应用同时增强MiM电容器密度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体集成电路器件制造领域，尤其涉及一种结构新颖的高电压和高密度MiM电容器。
技术介绍
在半导体制造中，金属-绝缘体-金属(MiM, Metal-1nsulator-Metal)电容技术将电容制作在互连层，即后道工艺(BEOL，Back End Of Line)中，既与集成电路工艺相兼容，又通过拉远被动器件与导电衬底间的距离，克服了寄生电容大、器件性能随频率增大而明显下降等问题，使得该技术逐渐成为了 RF集成电路中制作被动电容器件的主流。此外，MiM电容还可以降低与CMOS前端工艺整合的困难度及复杂度技术。因此，MiM电容技术正得到快速的发展。例如，图1示出了现有技术的一种MiM电容器的基本结构，如图1所示，该MiM电容器100主要包括:依次自上而下设置的金属上极板101、绝缘体层102以及金属下极板103。在这样的结构中，绝缘体层102的厚度变化可以调整MiM电容器100的电容值和击穿电压。上述的传统MiM(金属-绝缘体-金属)电容器可以满足低电压(〈10V)数字芯片需要。但，对于高电压(HV，High Voltage) >10V的应用，传统的MiM电容器就表现出击穿电压较低的问题。尽管简单地增加MiM电容器的电介质层的厚度是增强MiM击穿电压的一种解决方案，但是这样做会使得该MiM电容器的电容密度降低，要达到相同的电容值需要占用更大的面积。
技术实现思路
为了更好地平衡MiM击穿电压/电容值/工艺复杂性之间的关系，本专利技术的专利技术人提出了一种新颖的MiM电容器结构，该MiM电容器结构可以支持高电压应用同时增强MiM电容器密度。具体地，本专利技术提出了一种高电压MiM电容器，包括:第一金属极板，置于所述高电压MiM电容器的底部作为其第一下极板；第二金属极板，置于所述高电压MiM电容器的顶部作为其第二下极板；第三金属极板，设置于所述第一和第二金属极板之间，作为所述高电压MiM电容器的上极板；以及电介质层，填充于所述第一金属极板和所述第三金属极板之间以及所述第二金属极板和所述第三金属极板之间。较佳地，在上述的高电压MiM电容器中，所述第一金属极板和所述第二金属极板经由第一通道电性连接。较佳地，在上述的高电压MiM电容器中，还包括:电性连接头，设置于所述高电压MiM电容器的顶部，所述电性连接头经由第二通道电性连接所述第三金属极板。较佳地，在上述的高电压MiM电容器中，所述电性连接头和所述第二金属极板以相同的工艺和材料涂布于所述高电压MiM电容器的同一平面上。较佳地，在上述的高电压MiM电容器中，所述电介质层由层间介质隔离材料构成。较佳地，在上述的高电压MiM电容器中，所述层间介质隔离材料的厚度在2000埃至20000埃之间。较佳地，在上述的高电压MiM电容器中，所述第三金属极板的厚度在200埃至3000埃之间。较佳地，在上述的高电压MiM电容器中，所述高电压MiM电容器的工作电压在0伏至1200伏之间。较佳地，在上述的高电压MiM电容器中，所述第一金属极板和所述第三金属极板之间的电介质层的厚度不同于所述第二金属极板和所述第三金属极板之间的电介质层厚度。本专利技术的高电压MiM电容器特别适合于Cu后道工艺(BEOL，Back End Of Line)和A1后道工艺。应当理解，本专利技术以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本专利技术提供进一步的解释。【附图说明】包括附图是为提供对本专利技术进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本专利技术的实施例，并与本说明书一起起到解释本专利技术原理的作用。附图中:图1示出了现有技术的一种MiM电容器的基本结构。图2示出了根据本专利技术的MiM电容器的结构的一个优选实施例。图3示出了根据本专利技术的MiM电容器的结构的另一优选实施例。图4示出了根据本专利技术的MiM电容器的结构的又一优选实施例。【具体实施方式】现在将详细参考附图描述本专利技术的实施例。现在将详细参考本专利技术的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本专利技术中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本专利技术说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本专利技术。首先参考图2所述的实施例来说明本专利技术的构思，其中图2示出了根据本专利技术的MiM电容器的结构的一个优选实施例。如图所示，本专利技术的高电压MiM电容器200主要包括:第一金属极板201、第二金属极板202、第三金属极板203以及电介质层204。第一金属极板201置于高电压MiM电容器200的底部作为其第一下极板。第二金属极板202置于高电压MiM电容器200的顶部作为其第二下极板。例如，在图2的优选实施例中，该第二金属极板202设置于MiM电容器200的顶表面上，这样在通过以下将更详细地讨论的第一通道205电性连接该第一金属极板201和第二金属极板202之后，该第二金属极板202可以用作下极板的电性连接头。特别是，本专利技术将一第三金属极板203设置于上述的第一金属极板201和第二金属极板202之间，作为高电压MiM电容器200的上极板。根据一个优选实施例，该第三金属极板203的厚度可以在200埃至3000埃之间。此当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高电压MiM电容器，其特征在于，包括：第一金属极板，置于所述高电压MiM电容器的底部作为其第一下极板；第二金属极板，置于所述高电压MiM电容器的顶部作为其第二下极板；第三金属极板，设置于所述第一和第二金属极板之间，作为所述高电压MiM电容器的上极板；以及电介质层，填充于所述第一金属极板和所述第三金属极板之间以及所述第二金属极板和所述第三金属极板之间。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈轶群，陈宗高，王海强，蒲贤勇，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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