一种MIM电容结构及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种MIM电容结构及其制作方法，包括在一半导体基板上依次沉积下极板金属层、电容介质层、上极板金属层、保护层和聚合物层；在聚合物层上采用一个具有多个连接孔的光罩，进行光阻涂布、曝光和显影得到孔洞图形后，再采用RIE工艺对保护层和聚合物层进行分段蚀刻，形成选择性孔洞；在选择性孔洞内及聚合物层上方沉积一层金属连接层。本发明专利技术通过采用一次光罩配合RIE反应性离子刻蚀法，对聚合物层和保护层进行分段多孔蚀刻，替代现有整面性开孔的方式，满足上极板金属层与金属连接层连接导电的同时，减少了极板金属颗粒对保护层的影响，并只需一次曝光即可，减少对聚合物层及保护层的伤害，有效降低了电容短路的概率，提高了电容的可靠性。了电容的可靠性。了电容的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种MIM电容结构及其制作方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其是涉及一种MIM电容结构及其制作方法。

技术介绍

[0002]现有的MIM(metal
‑
insulator
‑
metal，金属
‑
绝缘体
‑
金属)电容结构如图1所示，在其制造工艺中，通常存在以下缺点：
[0003]1、上极板金属层4与金属连接层8之间通常采用整面性开孔71实现导通，极板金属层颗粒影响直接导致的保护层5的损伤，容易导致电容短路；
[0004]2、需要对进行开孔的光罩进行两次曝光，增加工艺成本。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种MIM电容结构及其制作方法，提高电容的可靠性。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种MIM电容结构的制作方法，包括步骤：
[0008]S1、在一半导体基板上依次沉积下极板金属层、电容介质层、上极板金属层、保护层和聚合物层；
[0009]S2、采在所述聚合物层上采用一个具有多个连接孔的光罩，进行光阻涂布、曝光和显影得到孔洞图形后，再采用RIE工艺对所述保护层和所述聚合物层进行分段蚀刻，形成选择性孔洞；
[0010]S3、在所述选择性孔洞内及所述聚合物层上方沉积一层金属连接层。
[0011]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案为：
[0012]一种MIM电容结构，采用上述的一种MIM电容结构的制作方法制作得到的自下而上依次沉积的半导体基板、下极板金属层、电容介质层、上极板金属层、保护层、聚合物层和金属连接层；
[0013]所述聚合物层和所述保护层上开设有多个选择性孔洞，所述金属连接层通过所述选择性孔洞与所述上极板金属层连接。
[0014]本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供一种MIM电容结构及其制作方法，通过采用一次光罩配合RIE反应性离子刻蚀法，对聚合物层和保护层进行分段多孔蚀刻，形成选择性孔洞，替代现有整面性开孔的方式，满足后续上极板金属层与金属连接层连接进行导电的同时，减少了极板金属颗粒对保护层的影响，并只需一次曝光即可，减少对聚合物层及保护层的伤害，有效降低了电容短路的概率，提高了电容的可靠性。
附图说明
[0015]图1为现有MIM电容结构的各层组成结构示意图；
[0016]图2为本专利技术实施例的一种MIM电容结构的制作方法的流程图；
[0017]图3为本专利技术实施例的一种MIM电容结构的各层组成结构示意图；
[0018]图4
‑
图6为本专利技术实施例的一种MIM电容结构中三种排列方式的选择性孔洞的俯视图。
[0019]标号说明：
[0020]1、半导体基板；2、下极板金属层；3、电容介质层；4、上极板金属层；5、保护层；6、聚合物层；71、整面性开孔；72、选择性孔洞；8、金属连接层。
具体实施方式
[0021]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0022]在此之前，对本专利技术中出现的英文缩写进行释义说明如下：
[0023]1、RIE：Reaction Ionetching，反应性离子刻蚀法，是制作半导体集成电路的蚀刻工艺之一；
[0024]2、Liff Off：一种金属剥离工艺；
[0025]3、PECVD：Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学的气相沉积法；
[0026]4、PI、PBO和BCB：聚酰亚胺、聚苯并恶唑和苯并环丁烯，为常用的光刻胶材料。
[0027]请参照图2至图6，一种MIM电容结构的制作方法，包括步骤：
[0028]S1、在一半导体基板上依次沉积下极板金属层、电容介质层、上极板金属层、保护层和聚合物层；
[0029]S2、采在所述聚合物层上采用一个具有多个连接孔的光罩，进行光阻涂布、曝光和显影得到孔洞图形后，再采用RIE工艺对所述保护层和所述聚合物层进行分段蚀刻，形成选择性孔洞；
[0030]S3、在所述选择性孔洞内及所述聚合物层上方沉积一层金属连接层。
[0031]由上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：通过采用一次光罩配合RIE反应性离子刻蚀法，对聚合物层和保护层进行分段多孔蚀刻，形成选择性孔洞，替代现有整面性开孔的方式，满足后续上极板金属层与金属连接层连接进行导电的同时，减少了极板金属颗粒对保护层的影响，并只需一次曝光即可，减少对聚合物层及保护层的伤害，有效降低了电容短路的概率，提高了电容的可靠性。
[0032]进一步地，所述步骤S1中沉积所述下极板金属层的具体步骤为：
[0033]在所述半导体基板上涂布第一光阻，进行曝光和显影形成第一图形后，在所述第一图形上进行金属蒸镀，并采用Lift off工艺将所述第一光阻去除，得到所述下极板金属层；
[0034]所述步骤S1中沉积所述上极板金属层的具体步骤为：
[0035]在所述电容介质层上涂布第二光阻，进行曝光和显影形成第二图形后，在所述第二图形上进行金属蒸镀，并采用Lift off工艺将所述第二光阻去除，得到所述上极板金属层。
[0036]由上述描述可知，通过Liff off工艺去除光阻，可免于蚀刻步骤，减少对电容介质层和保护层的损伤。
[0037]进一步地，所述第一光阻和所述第二光阻均为正光阻或负光阻；
[0038]当所述第一光阻和所述第二光阻采用正光阻时，所述第一图形和所述第二图形分别由对所述第一光阻和所述第二光阻进行全曝光反转显影后形成负光阻形态得到；
[0039]当所述第一光阻和所述第二光阻采用负光阻时，所述第一图形和所述第二图形分别由直接对所述第一光阻和所述第二光阻进行开图得到。
[0040]由上述描述可知，第一光阻和第二光阻可以采用正光阻，通过曝光反转显影成负光阻形态后得到想要的图形，也可以直接采用负光阻进行开图得到想要的图形，进而简化MIM电容的制作工艺，提高生产效率。
[0041]进一步地，所述第一光阻和所述第二光阻的厚度均为
[0042]所述下极板金属层和所述上极板金属层均为Ti/Pt/Au/Ti金属叠层或Pt/Au/Ti金属叠层；
[0043]所述下极板金属层的厚度为所述上极板金属层的厚度为
[0044][0045]由上述描述可知，限定下极板金属层和上极板金属层的厚度以及金属组成，同时限定涂布的光阻厚度，符合MIM电容制作工艺流程要求，确保最终得到的电容的可靠性。
[0046]进一步地，所述步骤S1中沉积所述电容介质层和所述保护层的具体步骤为：
[0047]通过采用PECVD法多次沉积的方式分别在所述下极板金属层上方和所述上极板金属层上方沉积一层所述电容介质层和所述保护层。
[0048]由上述描述可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MIM电容结构的制作方法，其特征在于，包括步骤：S1、在一半导体基板上依次沉积下极板金属层、电容介质层、上极板金属层、保护层和聚合物层；S2、采在所述聚合物层上采用一个具有多个连接孔的光罩，进行光阻涂布、曝光和显影得到孔洞图形后，再采用RIE工艺对所述保护层和所述聚合物层进行分段蚀刻，形成选择性孔洞；S3、在所述选择性孔洞内及所述聚合物层上方沉积一层金属连接层。2.根据权利要求1所述的一种MIM电容结构的制作方法，其特征在于，所述步骤S1中沉积所述下极板金属层的具体步骤为：在所述半导体基板上涂布第一光阻，进行曝光和显影形成第一图形后，在所述第一图形上进行金属蒸镀，并采用Lift off工艺将所述第一光阻去除，得到所述下极板金属层；所述步骤S1中沉积所述上极板金属层的具体步骤为：在所述电容介质层上涂布第二光阻，进行曝光和显影形成第二图形后，在所述第二图形上进行金属蒸镀，并采用Lift off工艺将所述第二光阻去除，得到所述上极板金属层。3.根据权利要求2所述的一种MIM电容结构的制作方法，其特征在于，所述第一光阻和所述第二光阻均为正光阻或负光阻；当所述第一光阻和所述第二光阻采用正光阻时，所述第一图形和所述第二图形分别由对所述第一光阻和所述第二光阻进行全曝光反转显影后形成负光阻形态得到；当所述第一光阻和所述第二光阻采用负光阻时，所述第一图形和所述第二图形分别由直接对所述第一光阻和所述第二光阻进行开图得到。4.根据权利要求2所述的一种MIM电容结构的制作方法，其特征在于，所述第一光阻和所述第二光阻的厚度均为所述下极板金属层和所述上极板金属层均为Ti/Pt/Au/Ti金属叠层或Pt/Au/Ti金属叠层；所述下极板金属层的厚度为所述上极板金属层的厚度为5.根据权利要求1所述的一种MIM电容结构的制作方法，其特征在于，所述步骤S1中沉积所述电容介质层和所述保护层的具体步骤为：通过采用PECVD...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁佩雪，林进福，张朝闵，
申请(专利权)人：福建省福联集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：