电容器及其形成方法技术

一种电容器及其形成方法，所述电容器包括第一极板、第二极板、位于所述第一极板和第二极板之间的介质层；所述介质层包括第一介质层、第二介质层，所述第一介质层位于所述第一极板与所述第二介质层之间，或者所述第一介质层位于所述第二极板与所述第二介质层之间，所述第一介质层的带隙大于所述第二介质层的带隙，所述第二介质层的介电常数大于所述第一介质层的介电常数。本技术方案可以确保电容器有较大的电容值，又可以减小电容器的漏电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种。
技术介绍
为了增加需要高速工作的模拟电路和射频器件的性能，研究了用于在半导体器件中集成具有大容量的电容器的方法。当电容器的上极板和下极板由掺杂的多晶硅形成时， 在下极板和介质层的界面以及上极板和介质层的界面容易发生氧化反应形成自然氧化层， 这样电容器的电容量减少。为了防止这种电容器减少的现象，通常使用金属-绝缘体-硅 (MIS)电容器或者金属-绝缘体-金属(MIM)电容器，因为MIM电容器显示出低电阻率和缺少由耗尽引起的寄生电容的特性，MIM电容器通常用于高性能半导体器件。图1为现有技术中MIM电容器的剖面结构示意图，参考图1，现有技术的MIM电容器包括基底10、位于所述基底10上的第一极板21、第二极板23、位于第一极板21和第二极板23之间的介质层22。第二极板23通过互连结构(图中未标号)与其上层的金属互连层电连接，第一极板21与其他器件(图中未示)电连接。通常MIM电容器的介质层容易发生击穿，产生漏电流现象，漏电流的存在会影响电容器的性能，漏电流越大，电容器的性能越差。现有技术中有许多关于电容器的专利以及专利申请，例如，申请号为 200410100720. 1的中国专利技术专利申请公开的一种MIM电容器的制造方法，其形成的MIM电容器容易发生漏电流。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有技术的电容器容易发生漏电流。为解决上述问题，本专利技术具体实施例提供一种电容器，包括第一极板、第二极板、 位于所述第一极板和第二极板之间的介质层；所述介质层包括第一介质层、第二介质层，所述第一介质层位于所述第一极板与所述第二介质层之间，或者所述第一介质层位于所述第二极板与所述第二介质层之间，所述第一介质层的带隙大于所述第二介质层的带隙，所述第二介质层的介电常数大于所述第一介质层的介电常数。可选地，所述介质层还包括第三介质层，所述第三介质层、第一介质层分别位于所述第二介质层的两侧，所述第三介质层的带隙大于所述第二介质层的带隙；所述第二介质层的介电常数大于所述第三介质层的介电常数。可选地，所述第一极板、第二极板的材料为金属、金属化合物或导电的非金属。可选地，所述第一极板、第二极板的材料为钽，氮化钽，钛，氮化钛或者铝。可选地，所述第一介质层的材料为氧化硅，所述第二介质层的材料为氮化硅。可选地，所述第三介质层的材料为氧化硅。可选地，所述第二介质层的厚度大于所述第一介质层。可选地，所述第二介质层的厚度大于第三介质层的厚度。本专利技术具体实施例还提供一种电容器的形成方法，包括提供基底；在所述基底上形成第一极板；在所述第一极板上形成第一介质层，在所述第一介质层上形成第二介质层；在所述第二介质层上形成第二极板；或者，在所述第一极板上形成第二介质层，在所述第二介质层上形成第一介质层； 在所述第一介质层上形成第二极板；所述第一介质层的带隙大于所述第二介质层的带隙，所述第二介质层的介电常数大于所述第一介质层的介电常数。本专利技术具体实施例还提供另一种电容器的形成方法，包括提供基底；在所述基底上形成第一极板；在所述第一极板上形成第一介质层，在所述第一介质层上形成第二介质层；在所述第二介质层上形成第三介质层，在所述第三介质层上形成第二极板；所述第一介质层、第三介质层的带隙大于所述第二介质层的带隙，所述第二介质层的介电常数大于所述第一介质层、第三介质层的介电常数。与现有技术相比，本技术方案具有以下优点本技术方案的电容器第一极板和第二极板之间的介质层包括第一介质层、第二介质层，所述第一介质层位于所述第一极板与所述第二介质层之间，或者所述第一介质层位于所述第二极板与所述第二介质层之间，所述第一介质层的带隙大于所述第二介质层的带隙，所述第二介质层的介电常数大于所述第一介质层的介电常数。一般来说，介电常数大的介质带隙窄，也就是说禁带宽度小，介电常数小的介质带隙宽，也就是说禁带宽度大。带隙越大，电子由价带被激发到导带越难，本征载流子浓度就越低，电导率也就越低。当第一介质层的带隙大于第二介质层的带隙，第二介质层的介电常数大于第一介质层的介电常数时，相对于现有技术中，介质层具有统一的介电常数、带隙而言，通过调整第一介质层、第二介质层的带隙、介电常数可以确保电容器既有相对大的电容值，介质层又不容易被击穿，可以避免或者至少减少第一极板和第二极板之间的介质层被击穿产生的漏电流现象，提高电容器的性能。在具体实施例中，还具有第三介质层，第三介质层的带隙也大于第二介质层的带隙，第二介质层的介电常数大于第三介质层的介电常数，第三介质层和第一介质层位于第二介质层两侧，通过调整第一介质层、第二介质层、第三介质层的带隙、介电常数，可以更好的减小产生的漏电流，确保电容器有相对大的电容值。附图说明图1是现有技术的MIM电容器的剖面结构示意图；图2是本专利技术第一具体实施例的电容器的剖面结构示意图；图3是本专利技术第二具体实施例的电容器的剖面结构示意图；图4是本专利技术第三具体实施例的电容器的剖面结构示意图5 图7是本专利技术第三具体实施例的电容器的形成方法的剖面结构示意图。 具体实施例方式为了使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术，下面结合附图以及具体实施例详细说明本专利技术的具体实施方式。图2为本专利技术第一具体实施例的电容器的剖面结构示意图，参考图2，本专利技术第一具体实施例的电容器包括第一极板41、第二极板43、位于所述第一极板41和第二极板43 之间的介质层42。其中，所述介质层42包括第一介质层421和第二介质层422，所述第一介质层421位于所述第一极板41与所述第二介质层422之间，也就是说，第一介质层421位于第一极板41上，第二介质层422位于第一介质层421上，第二极板43位于第二介质层422 上。第一介质层421的带隙大于第二介质层422的带隙，第二介质层422的介电常数大于第一介质层421的介电常数。相对于现有技术中，介质层具有统一的介电常数、带隙而言， 通过调整第一介质层、第二介质层的带隙、介电常数可以确保电容器既有相对大的电容值， 介质层又不容易被击穿，可以避免或者至少减少第一极板和第二极板之间的介质层(靠近第一极板的第一介质层)被击穿产生的漏电流现象，提高电容器的性能。第一介质层421的厚度、第二介质层422的厚度可以根据实际需要进行确定，一般情况下，所述第二介质层422的厚度大于所述第一介质层421的厚度。第一介质层421的材料可以为氧化硅，但不限于氧化硅，也可以为本领域技术人员公知的其他材料。第二介质层422的材料可以为氮化硅，但不限于氮化硅，也可以为本领域技术人员公知的其他材料。在该第一具体实施例中电容器位于基底30上，所述基底30内可以具有器件结构 (图中未示)，所述第一极板41通过互连结构与其他器件结构(图中未示)电连接。在基底30、第一极板41、介质层42以及第二极板43形成的表面上具有介质层60，在所述介质层 60中形成有互连结构，该互连结构包括插栓71和互连线72，第二极板43通过该互连结构与其他器件结构电连接。基底30的材料可以为单晶硅、单晶锗或单晶硅锗；也可以是绝缘体上硅(SOI)；或者还可以包括其它的材料，例如砷化镓等III-V族化合物。在基底30中形成有器件结构可以为MOS晶体管。第一极板41、第二极板43的材本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电容器，包括：第一极板、第二极板、位于所述第一极板和第二极板之间的介质层；其特征在于，所述介质层包括第一介质层、第二介质层，所述第一介质层位于所述第一极板与所述第二介质层之间，或者所述第一介质层位于所述第二极板与所述第二介质层之间，所述第一介质层的带隙大于所述第二介质层的带隙，所述第二介质层的介电常数大于所述第一介质层的介电常数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡剑，
申请(专利权)人：上海宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：31