一种MIM电容器结构及其制作方法与流程

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种MIM电容器结构及其制作方法。

背景技术：

MIM(金属-绝缘体-金属，metal-insulator-metal)电容器是重要集成电路器件，高质量，高集成度的MIM对于提高产品竞争力有很大帮助。

通常情况下，MIM电容器包括下极板、介质层及上极板，其中，通常情况下MIM电容器的电容容量均由下极板、介质层及上极板的面积等来决定。然而，在某些情况下，需要使用容量较大的MIM电容器。

现有工艺增大器件MIM电容器电容的方法通常有：1、增大MIM电容器的面积；2、减薄介质层厚度；3、增大介质层的介电常数。然而这些方法在增大电容的同时，也带来了一些问题，比如增大MIM电容器的面积会增大整个芯片的面积，减薄介质层厚度会导致击穿电压降低，新的高介电常数材料和现有CMOS工艺的适应性等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种MIM电容器结构及其制作方法，能够在不增加面积的前提下提高MIM电容器的电容。

为了实现上述目的，本发明提出了一种MIM电容器结构，包括：衬底、第一极板、第二极板、第三极板、第一介质层及第二介质层，其中，所述第一极板形成在所述衬底上；所述第一介质层形成在所述第一极板表面；所述第二极板形成在所述第一介质层上，并暴露出第一介质层两端的部分区域；所述第二介质层形成在所述第二极板的表面；所述第三极板形成在所述第二介质层上， 并暴露出第二介质层两端的部分区域；所述第一极板和第三极板通过金属连线进行电连接。

进一步的，在所述的MIM电容器结构中，所述衬底上设有层间介质层，所述第一极板形成在所述层间介质层上。

进一步的，在所述的MIM电容器结构中，所述第一极板、第二极板和第三极板的材质为铝。

进一步的，在所述的MIM电容器结构中，所述第一介质层及第二介质层的材质为二氧化硅或氮化硅。

进一步的，在所述的MIM电容器结构中，所述金属连线的材质为铜或钨。

进一步的，在本发明中还提出了一种MIM电容器结构的制作方法，用于制备如上文所述的MIM电容器结构，包括步骤：

提供衬底；

在所述衬底上依次形成第一金属薄膜、第一介质薄膜、第二金属薄膜、第二介质薄膜及第三金属薄膜；

在所述第三金属薄膜上形成图案化的光阻，并对所述第三金属薄膜进行刻蚀，形成第三极板，暴露出所述第二介质薄膜两端部分；

在所述第二介质薄膜上形成图案化的光阻，并依次对所述第二介质薄膜及第二金属薄膜进行刻蚀，形成第二介质层和第二极板，暴露出所述第一介质薄膜两端部分；

在所述第一介质薄膜上形成图案化的光阻，并依次对所述第一介质薄膜及第一金属薄膜进行刻蚀，形成一介质层和第一极板，暴露出所述衬底；

形成金属连线将所述第一极板和第三极板进行连接。

进一步的，在所述的MIM电容器结构的制作方法中，所述图案化的光阻形成步骤包括：涂覆光阻；对所述光阻进行曝光及显影处理。

进一步的，在所述的MIM电容器结构的制作方法中，在刻蚀完毕后，去除所述图案化的光阻。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：形成第一极板、第二极板及第三极板，并将第一极板和第三极板进行电连接，从而形成两个并联的电容，进而能够增加整个MIM电容器结构的电容值，并且不会增加整个芯片的面积，还能够很好的与其他工艺进行兼容。

附图说明

图1为本发明一实施例中MIM电容器结构的制作方法的流程图；

图2为本发明一实施例中MIM电容器结构制作过程中的剖面结构示意图；

图3为本发明一实施例中MIM电容器结构制作过程中的另一剖面结构示意图；

图4为本发明一实施例中MIM电容器结构制作过程中的另一剖面结构示意图；

图5为本发明一实施例中MIM电容器结构制作过程中的另一剖面结构示意图；

图6为本发明一实施例中MIM电容器结构的结构示意图；

图7为本发明一实施例中MIM电容器结构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的MIM电容器结构及其制作方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参考图1，在本实施例中，提出了一种MIM电容器结构的制作方法，用于MIM电容器结构，包括步骤：

S100：提供衬底；

S200：在所述衬底上依次形成第一金属薄膜、第一介质薄膜、第二金属薄膜、第二介质薄膜及第三金属薄膜；

S300：在所述第三金属薄膜上形成图案化的光阻，并对所述第三金属薄膜进行刻蚀，形成第三极板，暴露出所述第二介质薄膜两端部分；

S400：在所述第二介质薄膜上形成图案化的光阻，并依次对所述第二介质薄膜及第二金属薄膜进行刻蚀，形成第二介质层和第二极板，暴露出所述第一介质薄膜两端部分；

S500：在所述第一介质薄膜上形成图案化的光阻，并依次对所述第一介质薄膜及第一金属薄膜进行刻蚀，形成一介质层和第一极板，暴露出所述衬底；

S600：形成金属连线将所述第一极板和第三极板进行连接。

具体的，请参考图2至图5，在步骤S100中，提供的衬底上形成有层间介质层100。

在步骤S200中，在所述层间介质层100上依次形成第一金属薄膜200、第一介质薄膜300、第二金属薄膜400、第二介质薄膜500及第三金属薄膜600；其中，所述第一金属薄膜200、第二金属薄膜400及第三金属薄膜600材质均为铝，其可以采用物理气相沉积形成；每一层薄膜的厚度均可以根据具体需求进行调整，在此不做限定。所述第一介质薄膜300和第二介质薄膜500的材质为二氧化硅或氮化硅，其可以采用化学气相沉积形成，且每一层的厚度均可以根据具体需求进行调整，在此不做限定。

所述图案化的光阻700形成步骤包括：涂覆光阻；对所述光阻进行曝光及显影处理，从而形成图案化的光阻700，以为后续刻蚀作为掩膜，便于进行刻蚀。在每一次刻蚀完毕后，去除所述图案化的光阻700。

在步骤S300至S500中，分别刻蚀第一金属薄膜200、第一介质薄膜300、第二金属薄膜400、第二介质薄膜500及第三金属薄膜600以形成第一极板210、第一介质层310、第二极板410、第二介质层510及第三极板610。

在步骤S600中，形成金属连线(图未示出)将所述第一极板210和第三极板610进行连接，使第一极板210、第一介质层310与第二极板410构成第一电容结构，第二极板410、第二介质层510及第三极板610构成第二电容结构，并且使第一电容结构和第二电容结构进行并联，进而能够增加整个MIM电容器结构的电容值。

请参考图6和图7，在本实施例中，还提出了一种MIM电容器结构，通过上述方法形成，包括：形成在衬底上的层间介质层100、第一极板210、第二极板410、第三极板610、第一介质层310及第二介质层510，其中，所述第一极板210形成在所述层间介质层100上；所述第一介质层310形成在所述第一极板210表面；所述第二极板410形成在所述第一介质层310上，并暴露出第一介质层310两端的部分区域；所述第二介质层510形成在所述第二极板410的表面；所述第三极板610形成在所述第二介质层510上，并暴露出第二介质层510两端的部分区域；所述第一极板210和第三极板610通过金属连线800进行电连接。所述金属连线800的材质为铜或钨。

综上，在本发明实施例提供的MIM电容器结构及其制作方法中，形成第一极板、第二极板及第三极板，并将第一极板和第三极板进行电连接，从而形成两个并联的电容，进而能够增加整个MIM电容器结构的电容值，并且不会增加整个芯片的面积，还能够很好的与其他工艺进行兼容。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。