【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及在集成电路(ic)器件中形成的金属-绝缘体-金属(mim)电容器，并且更具体地涉及具有外电极延伸部的mim电容器模块。
技术介绍
1、集成电容器是模拟/混合信号/rf-cmos电路中的关键模拟部件。两种类型的集成电容器是mom(金属-氧化物-金属侧向通量)电容器和mim(金属-绝缘体-金属)电容器，每种类型的集成电容器都具有各自的优点和缺点。
2、在典型的mom电容器中，电容器板(电极)由形成在一个或多个金属层(例如，多个互连层)上的侧向相邻的金属线限定，这些电容器板限定侧向电场(因此称为侧向通量电容器)。mom电容器可相对于背景集成电路结构以低(或无)附加成本来形成，因为它们常常利用现有互连布线。然而，mom电容器可能较不稳健且可展现与模拟电路的不良匹配(例如，与其它类型的电容器相比，匹配器件特性，诸如电阻和电容)，且通常与低k电介质不兼容。
3、相反，典型的mim电容器包括水平延伸(即平行于器件基板(例如硅基板))的电容器板(电极)，从而限定竖直电场。mim电容器通常由于较低电阻、与模拟电路的较好匹配及/或较好信号/噪声特性而展现比mom电容器更好的性能。然而，mim电容器通常比mom电容器更昂贵，因为mim电容器的构造通常对于背景ic制造工艺需要至少一个附加的光掩模工艺。
4、需要改进的mim电容器，例如构造成不具有添加到相应的背景集成电路制造工艺的附加掩模的mim电容器。
技术实现思路
1、公开了改进的mim电容器模块。如本文所
2、在一些示例中，mim电容器模块包括外电极、绝缘体、内电极、外电极延伸结构、内电极接触元件和外电极接触元件。外电极包括多个竖直延伸的外电极侧壁。绝缘体形成在由多个竖直延伸的外电极侧壁限定的开口中，并且包括多个竖直延伸的绝缘体侧壁。内电极形成在由绝缘体限定的内部开口中，使得相应的竖直延伸的绝缘体侧壁布置在内电极和相应的竖直延伸的外电极侧壁之间。
3、外电极延伸结构在远离内电极的侧向方向上从特定的竖直延伸的外电极侧壁侧向延伸。内电极接触元件电连接到内电极，并且外电极接触元件电连接到外电极延伸结构。在一些示例中，内电极接触元件和外电极接触元件形成在公共(即，相同)金属层中，例如金属-1互连层。
4、内电极通过相应的竖直延伸的绝缘体侧壁电容式联接到每个竖直延伸的外电极侧壁，以有效地限定多个(例如，四个)竖直板电容器单元，每个竖直板电容器单元包括(a)由相应的竖直延伸的绝缘体侧壁限定的竖直延伸的介电区域、(b)由内电极和相应的竖直延伸的外电极侧壁限定的一对竖直延伸的电容器板，竖直延伸的介电区域布置在这对竖直延伸的电容器板之间，使得每个竖直板电容器单元产生水平延伸的电场(e场)，例如，平行于器件基板(例如，硅晶片基板)延伸。
5、在一些示例中，mim电容器模块被形成为没有有效地限定水平板电容器单元的结构，即，产生竖直延伸的电场的结构。例如，外电极可以包括多个竖直延伸的外电极侧壁，有效地限定多个竖直延伸的电容器板，但是可以基本上省略可以充当水平延伸的电容器板的任何侧向延伸的元件。在一些示例中，通过包括以下步骤的工艺构造外电极：沉积形成外电极杯的共形金属层，该外电极杯包括从侧向延伸的外电极杯基部向上延伸的多个竖直延伸的外电极侧壁；以及随后去除(例如，蚀刻)共形金属层的侧向延伸的外电极杯基部和其他侧向延伸的部分，留下竖直延伸的外电极侧壁。
6、在一些示例中，通过去除侧向延伸的外电极杯基部以形成有效地包括竖直板电容器单元但不包括水平板电容器单元的mim电容器模块，例如与包括杯形外电极(即，其中水平板电容器单元有效地限定在侧向延伸的外电极杯基部与内电极的底表面之间)的mim电容器模块相比，可以简化mim电容器模块的所得电场特性。mim电容器模块的电场特性的这种简化在模拟电路中可能是期望的或有利的，例如，其中构造具有精确匹配的电特性的成对mim电容器模块可能是重要的或有利的。
7、另外，通过去除侧向延伸的外电极杯基部，可以减少或消除不期望的电场角效应(在侧向延伸的外电极杯基部和竖直延伸的外电极侧壁之间的角处)，这可以增加mim电容器模块的击穿电压。
8、在一些示例中，与背景ic制造工艺相比，可使用不添加光掩模层的镶嵌工艺构造mim电容器模块。
9、在一些示例中，mim电容器模块可与ic部件结构的元件(例如，用于提供到有源部件(例如，晶体管)的电接触的接触结构)同时构造，并且允许紧凑器件设计。
10、一个方面提供一种mim电容器模块，该mim电容器模块包括外电极、绝缘体、内电极、外电极延伸结构、内电极接触元件和外电极接触元件。外电极包括多个竖直延伸的外电极侧壁。绝缘体形成在由多个竖直延伸的外电极侧壁限定的开口中，绝缘体包括多个竖直延伸的绝缘体侧壁。内电极形成在由多个竖直延伸的绝缘体侧壁限定的内部开口中。多个竖直延伸的绝缘体侧壁中的相应绝缘体侧壁设置在内电极和多个竖直延伸的外电极侧壁中相应的一个外电极侧壁之间。外电极延伸结构从多个竖直延伸的外电极侧壁中的特定的竖直延伸的外电极侧壁侧向延伸。内电极接触元件和外电极接触元件形成在金属层中，其中内电极接触元件电连接到内电极，并且外电极接触元件电连接到外电极延伸结构。
11、在一些示例中，特定的竖直延伸的外电极侧壁在第一侧向方向上伸长，并且外电极延伸结构在与第一侧向方向垂直的第二侧向方向上伸长。
12、在一些示例中，外电极具有由多个竖直延伸的外电极侧壁限定的闭环周边，并且绝缘体具有由多个竖直延伸的绝缘体侧壁限定的闭环周边。
13、在一些示例中，绝缘体具有杯形结构，该杯形结构包括从侧向延伸的绝缘体基部向上延伸的多个竖直延伸的绝缘体侧壁。
14、在一些示例中，侧向延伸的绝缘体基部直接位于介电区域上。
15、另一方面提供了一种包括mim电容器模块和ic部件结构的器件。mim电容器模块包括外电极、绝缘体、内电极、外电极延伸结构、内电极接触元件和外电极接触元件。外电极包括由共形金属形成的多个竖直延伸的外电极侧壁。绝缘体形成在由多个竖直延伸的外电极侧壁限定的开口中，并且包括多个竖直延伸的绝缘体侧壁。内电极形成在由多个竖直延伸的绝缘体侧壁限定的内部开口中。多个竖直延伸的绝缘体侧壁中的相应绝缘体侧壁设置在内电极和多个竖直延伸的外电极侧壁中的相应的一个外电极侧壁之间。外电极延伸结构从多个竖直延伸的外电极侧壁中的特定的竖直延伸的外电极侧壁侧向延伸。内电极接触元件和外电极接触元件形成在金属层中，其中内电极接触元件电连接到内电极，并且外电极接触元件电连接到外电极延伸结构。ic部件结构包括：ic部件；竖直延伸的ic部件接触件，该竖直延伸的ic部件接触件由共形金属形成，该竖直延伸的ic部件接触件形成于i本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种金属-绝缘体-金属(MIM)电容器模块，所述MIM电容器模块包括：
2.根据权利要求1所述的MIM电容器模块，其中：
3.根据权利要求1至2中任一项所述的MIM电容器模块，其中：
4.根据权利要求3所述的MIM电容器模块，其中所述绝缘体具有杯形结构，所述杯形结构包括从侧向延伸的绝缘体基部向上延伸的所述多个竖直延伸的绝缘体侧壁。
5.根据权利要求4所述的MIM电容器模块，其中所述侧向延伸的绝缘体基部直接位于介电区域上。
6.一种器件，所述器件包括：
7.根据权利要求6所述的器件，其中所述IC部件包括硅化多晶硅结构。
8.根据权利要求6至7中任一项所述的器件，其中所述IC部件包括晶体管结构。
9.一种方法，所述方法包括：
10.根据权利要求9所述的方法，所述方法包括在沉积所述绝缘体层之前执行蚀刻工艺以去除所述侧向延伸的外电极杯基部。
11.根据权利要求10所述的方法，其中：
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，所述方法包括：在形成所述金
13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，所述方法包括：
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述IC部件包括硅化多晶硅结构。
15.根据权利要求13至14中任一项所述的方法，其中所述IC部件包括晶体管部件。
16.一种通过根据权利要求9至15所述的方法中的任一种方法形成的器件。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种金属-绝缘体-金属(mim)电容器模块，所述mim电容器模块包括：
2.根据权利要求1所述的mim电容器模块，其中：
3.根据权利要求1至2中任一项所述的mim电容器模块，其中：
4.根据权利要求3所述的mim电容器模块，其中所述绝缘体具有杯形结构，所述杯形结构包括从侧向延伸的绝缘体基部向上延伸的所述多个竖直延伸的绝缘体侧壁。
5.根据权利要求4所述的mim电容器模块，其中所述侧向延伸的绝缘体基部直接位于介电区域上。
6.一种器件，所述器件包括：
7.根据权利要求6所述的器件，其中所述ic部件包括硅化多晶硅结构。
8.根据权利要求6至7中任一项所述的器件，其中所述ic部件包括晶体管结构。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：冷耀俭，
申请(专利权)人：微芯片技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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