一种MIM电容及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种MIM电容及其制作方法，所述制作方法包括:提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成第一金属层；在所述第一金属层上形成抗反射层；光刻并刻蚀所述第一金属层和所述抗反射层，以定义MIM电容区域，所述MIM电容区域中的所述第一金属层作为MIM电容的下极板，所述MIM电容区域中的所述抗反射层作为MIM电容的介质层；在所述MIM电容区域中的所述抗反射层上形成MIM电容的上极板。本发明专利技术的制作方法在刻蚀后的刻开区域中保留下来的抗反射层同时作为电容的介质层，继续在刻开区域中填充金属作为上极板，不再需要制作额外的电容的介质层，也不再需要额外的光刻工艺来定义上极板区域，减少了光刻和刻蚀的次数，从而降低了工艺成本，缩短了工艺周期。

MIM capacitor and its fabrication

【技术实现步骤摘要】
一种MIM电容及其制作方法
本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及一种MIM电容及其制作方法。
技术介绍
电容作为存储电荷、耦合以及滤波器件被广泛应用在半导体集成电路中。现有的集成电路电容中，金属-绝缘体-金属型(MIM，Metal-Isolation-Metal)电容逐渐成为射频集成电路中的主流，尤其在混频/射频CMOS制程上的应用已非常普遍。原因在于，其通常制作在金属互连层中，既与集成电路工艺相兼容，又与衬底间距离较远，可以克服许多其他类型的电容具有的寄生电容大、器件性能随频率增大而明显下降的缺点。MIM电容在集成电路中通常位于多层器件结构的上层，其结构更接近于典型意义的电容，即在金属电极板之间具有电介质的电容。如图1所示，半导体器件包括MIM电容区域和其他电路区域，其中，MIM电容结构包括下极板101、上极板103以及位于二者之间的介质层102，该结构能实现电荷存储功能。其中，介质层102通常采用高介电常数的氮化硅(SiN)薄膜形成。另外，MIM电容的下极板101和上极板103还分别通过在金属间介电层(IMD，InterMetalDielectric)100内形成的接触孔105连接至顶层金属层104。在半导体器件的后段制作过程中，为了连接各个部件构成集成电路，通常使用具有相对高导电率的金属材料(例如铜)进行布线，即金属布线。在现有技术中，金属布线工艺和MIM电容的制作是两个彼此独立的工艺步骤，需要通过专门用于制作MIM电容的光刻工艺来定义MIM电容区域，才能形成MIM电容。工艺步骤较多导致生产成本增加、制作周期延长。因此，有必要提出一种新的MIM电容制作方法，以解决上述至少一个问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。本专利技术提供一种MIM电容的制作方法，包括以下步骤：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成第一金属层；在所述第一金属层上形成抗反射层；光刻并刻蚀所述第一金属层和所述抗反射层，以定义MIM电容区域，所述MIM电容区域中的所述第一金属层作为MIM电容的下极板，所述MIM电容区域中的所述抗反射层作为MIM电容的介质层；在所述MIM电容区域中的所述抗反射层上形成MIM电容的上极板。进一步，所述在所述MIM电容区域中的所述抗反射层上形成所述MIM电容的上极板的步骤包括：形成第一金属间介电层并光刻及刻蚀，在所述第一金属间介电层中形成上极板开口，所述上极板开口暴露部分所述抗反射层；在所述上极板开口中填充金属以形成所述MIM电容的上极板。进一步，所述在所述第一金属间介电层中形成上极板开口，所述上极板开口暴露部分所述抗反射层；在所述上极板开口中填充金属以形成所述MIM电容的上极板的步骤，还包括：在MIM电容区域中且在形成所述上极板开口的区域之外，光刻并刻蚀所述第一金属间介电层和所述抗反射层，形成依次贯穿所述第一金属间介电层和所述抗反射层的至少一个第一接触孔开口，所述第一接触孔开口暴露部分所述第一金属层；在所述第一接触孔开口中填充金属以形成第一接触孔。进一步，所述在所述MIM电容区域中的所述抗反射层上形成MIM电容的上极板的步骤之后，还包括：形成第二金属层并光刻及刻蚀，以图形化所述第二金属层。进一步，所述在形成第二金属层并光刻及刻蚀，以图形化所述第二金属层的步骤之后，还包括：形成第二金属间介电层，并在所述第二金属层间介电层中形成至少一个第二接触孔；在第二金属间介电层上形成顶层金属层并光刻及刻蚀，以图形化所述顶层金属层。进一步，所述MIM电容的上极板和所述MIM电容的下极板分别引出至顶层金属层。进一步，所述上极板的尺寸大于所述第一接触孔的尺寸。本专利技术还提供一种MIM电容，包括：半导体衬底，所述半导体衬底上形成有第一金属层；所述第一金属层上形成有抗反射层；所述半导体衬底包括MIM电容区域，所述MIM电容区域中的所述第一金属层作为MIM电容的下极板，所述MIM电容区域中的所述抗反射层作为MIM电容的介质层；所述MIM电容区域中的所述抗反射层上形成有MIM电容的上极板。进一步，所述上极板的面积为10E2um2至10E6um2。进一步，所述MIM电容的上极板的厚度为5000埃至8000埃，所述MIM电容的下极板的厚度为2000埃至5000埃，所述MIM电容的介质层的厚度为200埃至500埃。根据本专利技术提供的MIM电容的制作方法，在刻蚀后的刻开区域中保留下来的抗反射层同时作为电容的介质层，继续在刻开区域中填充金属作为上极板，不再需要制作额外的电容的介质层，也不再需要额外的光刻工艺来定义上极板区域，减少了光刻和刻蚀的次数，从而降低了工艺成本，缩短了工艺周期。附图说明通过结合附图对本专利技术实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。附图中：图1是根据现有技术的MIM电容的剖面图。图2是根据本专利技术示例性实施例的方法所获得的MIM电容的示意性剖面图。图3是根据本专利技术示例性实施例的一种MIM电容的制作方法的示意性流程图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MIM电容的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：/n提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成第一金属层；/n在所述第一金属层上形成抗反射层；/n光刻并刻蚀所述第一金属层和所述抗反射层，以定义MIM电容区域，所述MIM电容区域中的所述第一金属层作为MIM电容的下极板，所述MIM电容区域中的所述抗反射层作为MIM电容的介质层；/n在所述MIM电容区域中的所述抗反射层上形成MIM电容的上极板。/n

【技术特征摘要】
1.一种MIM电容的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成第一金属层；
在所述第一金属层上形成抗反射层；
光刻并刻蚀所述第一金属层和所述抗反射层，以定义MIM电容区域，所述MIM电容区域中的所述第一金属层作为MIM电容的下极板，所述MIM电容区域中的所述抗反射层作为MIM电容的介质层；
在所述MIM电容区域中的所述抗反射层上形成MIM电容的上极板。


2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述在所述MIM电容区域中的所述抗反射层上形成所述MIM电容的上极板的步骤包括：
形成第一金属间介电层并光刻及刻蚀，在所述第一金属间介电层中形成上极板开口，所述上极板开口暴露部分所述抗反射层；
在所述上极板开口中填充金属以形成所述MIM电容的上极板。


3.如权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述在所述第一金属间介电层中形成上极板开口，所述上极板开口暴露部分所述抗反射层；在所述上极板开口中填充金属以形成所述MIM电容的上极板的步骤，还包括：
在MIM电容区域中且在形成所述上极板开口的区域之外，光刻并刻蚀所述第一金属间介电层和所述抗反射层，形成依次贯穿所述第一金属间介电层和所述抗反射层的至少一个第一接触孔开口，所述第一接触孔开口暴露部分所述第一金属层；
在所述第一接触孔开口中填充金属以形成第一接触孔。


4.如权利要求1或3所述的制作方法，其特征在于，所述在所述MIM电容区域中的所述抗反射层上形成MIM电容的上极板...

【专利技术属性】
技术研发人员：金宏峰，
申请(专利权)人：无锡华润上华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32