一种集成电容器及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种集成电容器及其制备方法，该集成电容器包括衬底、介电层、下极板层、第一介质层、第二介质层、接触孔、焊垫及上极板层，其中，介电层覆盖衬底上表面；下极板层位于介电层上表面，在X方向下极板层的长度小于介电层的长度；第一介质层覆盖下极板层显露表面；第二介质层覆盖第一介质层上表面；接触孔位于下极板层上方的第二介质层中且底面显露出下极板层；焊垫覆盖接触孔内壁及底面并与下极板层电连接，上极板层位于下极板层上方的第二介质层的上表面，上极板层与焊垫间隔设置。本发明专利技术通过低温形成覆盖下极板层的第一介质层之后形成高温工艺的第二介质层，避免了炉管的污染下极板层有效面积变化，降低了维护炉管频率及维护成本。及维护成本。及维护成本。

【技术实现步骤摘要】
一种集成电容器及其制备方法


[0001]本专利技术属于半导体集成电路制造领域，涉及一种集成电容器及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着集成电路制造技术的发展，集成电路的集成度越来越高，集成电路中电子元件的尺寸也越来越小，对集成电路中各电子器件的要求越来越高，集成电容器作为集成电路中常用的一种元器件，其尺寸对其击穿电压的影响明显。
[0003]用于集成电路的集成电容器通常是由下极板层、SiN
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电容介质层及上极板层构成，如图1所示，为集成电容器的剖面结构示意图，包括衬底01、介电层02、下极板层03、电容介质层04、焊垫05及上极板层06。由于SiN
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的介电常数较高，且制备工艺成熟，制备成本低，是常用的电容介质层材料。采用高温形成的SiN
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层作为电容器的电容介质层可以是器件的击穿电压场强达到15MV/cm，但是采用高温形成SiN
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电容介质层的同时容使下极板层融化且部分汽化，造成炉管污染及下极板层的有效极板面积变化，导致器件的耐击穿性能受到影响。
[0004]因此，急需寻找一种高温形成电容介质层的同时避免炉管污染及下极板层融化的集成电容器的制备方法。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种集成电容器及其制备方法，用于解决现有技术中高温工艺形成电容介质层的同时，造成炉管污染及下极板层的有效极板面积变化的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供了一种集成电容器的制备方法，包括以下步骤：
[0007]提供一衬底，于所述衬底的上表面形成介电层；
[0008]于所述介电层的上表面形成预设厚度的下极板层，所述下极板层在X方向的长度小于所述介电层在X方向上的长度；
[0009]形成覆盖所述下极板层显露表面及所述介电层显露的上表面的第一介质层，于所述第一介质层的上表面形成第二介质层，所述第一介质层通过不高于350℃的低温工艺形成，所述第二介质层通过不低于650℃的高温工艺形成；
[0010]于所述下极板层上方的所述第二介质层中形成接触孔，所述接触孔贯穿所述第二介质层及所述第一介质层以显露出所述下极板层的上表面；
[0011]形成覆盖所述接触孔内壁及底面并与所述下极板层电连接的焊垫，形成位于所述下极板层上方的所述第二介质层上表面的上极板层，所述上极板层与所述焊垫之间间隔预设距离。
[0012]可选地，形成所述第一介质层的方法包括等离子增强化学气相沉积；形成所述第二介质层的方法包括低压力化学气相沉积。
[0013]可选地，形成所述第一介质层之后，形成所述第二介质层之前，还包括对所述第一介质层上表面进行平坦化的步骤。
[0014]可选地，所述第一介质层的材质包括SiN
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，所述第二介质层的材质包括SiN
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。
[0015]可选地，形成所述第二介质层的温度范围为700℃～900℃。
[0016]可选地，形成所述焊垫及所述上极板层之前还包括形成隔离介质层的步骤。
[0017]可选地，所述隔离介质层的材质包括聚酰亚胺、二氧化硅中的一种。
[0018]可选地，所述隔离介质层覆盖所述第二介质层的上表面，所述隔离介质层中设有间隔设置的第一开口与第二开口，所述第一开口位于所述接触孔上方的所述隔离介质层中，所述第一开口与所述接触孔连通，所述第二开口位于所述下极板层上方的所述隔离介质层中，所述第二开口的底面显露出所述下极板层上方的所述第二介质层的上表面。
[0019]可选地，采用空气桥工艺形成所述上极板层。
[0020]本专利技术还提供了一种集成电容器，包括：
[0021]衬底；
[0022]介电层，覆盖所述衬底的上表面；
[0023]下极板层，位于所述介电层的上表面，所述下极板层在X方向的长度小于所述介电层在X方向上的长度；
[0024]第一介质层，覆盖所述下极板层的显露表面及所述介电层的上表面，所述第一介质层是采用不高于350℃的低温工艺形成；
[0025]第二介质层，覆盖所述第一介质层的上表面，所述第二介质层是采用不低于650℃的高温工艺形成；
[0026]接触孔，位于所述下极板层上方的所述第二介质层中，所述接触孔贯穿所述第二介质层及所述第一介质层以显露出所述下极板层的上表面；
[0027]焊垫及上极板层，所述焊垫覆盖所述接触孔内壁及底面并与所述下极板层电连接，所述上极板层位于所述下极板层上方的所述第二介质层的上表面，所述上极板层与所述焊垫之间间隔预设距离。
[0028]如上所述，本专利技术技术方案的集成电容器及其制备方法通过于形成高温的所述第二介质层之前，形成覆盖所述下极板层显露表面的所述第一介质层，且采用低温工艺形成所述第一介质层，以防止形成所述第一介质层的过程中，所述下极板层汽化造成炉管污染，同时避免所述下极板层融化，影响所述下极板层的导电性；所述第一介质层的材质与所述第二介质层的材质相同，所述第一介质层覆盖所述下极板层，以避免采用高温工艺形成所述第二介质层的过程造成炉管污染及所述下极板层的有效极板面积变化，保证了器件的击穿电压，降低了维护形成所述第二介质层的炉管频率，从而降低了维护成本。此外，于所述第二介质层的上表面形成包括所述第一开口及所述第二开口的所述隔离介质层，并于所述第二开口的底面形成所述上极板层，或采用空气桥工艺形成所述上极板层，防止集成电容器的极板边缘发生边缘提前击穿，保证了集成电容器的耐压值，具有高度产业利用价值。
附图说明
[0029]图1显示为集成电容器的剖面结构示意图。
[0030]图2显示为本专利技术实施例一和实施例二的集成电容器的制备方法的工艺流程图。
[0031]图3显示为本专利技术实施例一和实施例二的集成电容器的制备方法的形成介电层后的剖面结构示意图。
[0032]图4显示为本专利技术实施例一和实施例二的集成电容器的制备方法的形成下极板层后的剖面结构示意图。
[0033]图5显示为本专利技术实施例一和实施例二的集成电容器的制备方法的形成第一介质层后的剖面结构示意图。
[0034]图6显示为本专利技术实施例一和实施例二的集成电容器的制备方法的形成第二介质层后的剖面结构示意图。
[0035]图7显示为本专利技术实施例一和实施例二的集成电容器的制备方法的形成接触孔后的剖面结构示意图。
[0036]图8显示为本专利技术实施例一和实施例二的集成电容器的制备方法的形成第一开口及第二开口后的剖面结构示意图。
[0037]图9显示为本专利技术实施例一的集成电容器的制备方法的于第二开口的底面形成上极板层后的剖面结构示意图。
[0038]图10显示为本专利技术实施例二的集成电容器的制备方法的形成底层导电层后的剖面结构示意图。
[0039]图11显示为本专利技术实施例二的集成电容器的制备方法的形成导电支柱后的剖面结构示意图。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一衬底，于所述衬底的上表面形成介电层；于所述介电层的上表面形成预设厚度的下极板层，所述下极板层在X方向的长度小于所述介电层在X方向上的长度；形成覆盖所述下极板层显露表面及所述介电层显露的上表面的第一介质层，于所述第一介质层的上表面形成第二介质层，所述第一介质层通过不高于350℃的低温工艺形成，所述第二介质层通过不低于650℃的高温工艺形成；于所述下极板层上方的所述第二介质层中形成接触孔，所述接触孔贯穿所述第二介质层及所述第一介质层以显露出所述下极板层的上表面；形成覆盖所述接触孔内壁及底面并与所述下极板层电连接的焊垫，形成位于所述下极板层上方的所述第二介质层上表面的上极板层，所述上极板层与所述焊垫之间间隔预设距离。2.根据权利要求1所述的集成电容器的制备方法，其特征在于：形成所述第一介质层的方法包括等离子增强化学气相沉积；形成所述第二介质层的方法包括低压力化学气相沉积。3.根据权利要求1所述的集成电容器的制备方法，其特征在于：形成所述第一介质层之后，形成所述第二介质层之前，还包括对所述第一介质层上表面进行平坦化的步骤。4.根据权利要求1所述的集成电容器的制备方法，其特征在于：所述第一介质层的材质包括SiN
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，所述第二介质层的材质包括SiN
x
。5.根据权利要求1所述的集成电容器的制备方法，其特征在于：形成所述第二介质层的温度范围为700℃～900℃。6.根据权利要求1所述的集成电容器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷嘉成，许东，彭昊炆，
申请(专利权)人：上海新微半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：