MIM电容结构的制作方法

本发明涉及存储器，具体而言，涉及一种mim电容结构。

背景技术：

1、电容作为一种重要的无源器件在集成电路设计中广泛应用。对于cmos工艺平台，集成电容一半包含mim，mom和mos电容三类。mim和mom电容二端均为金属，线性度较高，可用于opa补偿电容，耦合，滤波等，被广泛地应用在模拟电路中。mos电容一般需要接地或电源，且线性度差，一般做大电容滤波使用。其中，mim(metal insulator metal，金属-介质层-金属)电容，其结构为三层夹心结构，包括作为上极板的金属层、作为电容介质的绝缘层和作为下极板的金属层。该mim电容结构相较于mom电容和mos电容能够提供较好的频率以及温度相关特性，因此被广泛应用于功能电路，例如混合信号电路、模拟电路、射频电路、动态随机存取存储器、嵌入式dram和逻辑操作电路等。

2、传统的mim电容结构在制作作为上极板的金属层过程中，往往需要在作为电容介质的绝缘层上形成一层金属层，再以该绝缘层作为刻蚀停止层，刻蚀位于绝缘层上的金属层从而形成作为上极板的金属层。因此，该mim电容结构中的上极板通常由一层光罩ctm定义出，然而该工艺过程中由于存在沉积、曝光、显影以及刻蚀的工艺步骤，且工艺重复性高，使得制作电容时的成本较高，周期较长。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种mim电容结构，以解决现有技术中电容制作成本高的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种mim电容结构，包括：存储单元，存储单元包括层叠的底电极、磁性隧道结和顶电极；第一绝缘介质层，设置于顶电极远离磁性隧道结的一侧，和/或底电极远离磁性隧道结的一侧；第一金属层，设置于第一绝缘介质层远离存储单元的一侧。

3、进一步地，mim电容结构还包括：第一导电连接部，第一导电连接部与底电极连接设置；第二金属层，第二金属层与第一导电连接部连接设置。

4、进一步地，第一金属层、第一绝缘介质层以及顶电极层叠设置，mim电容结构还包括：第二导电连接部，第二导电连接部与底电极连接设置；第三金属层，第三金属层与第二导电连接部连接设置，且第一导电连接部通过第三金属层和第二导电连接部与底电极连接设置。

5、进一步地，第一金属层、第一绝缘介质层以及顶电极在第三金属层上具有相同的第一正投影面积，底电极在第三金属层上具有第二正投影面积，第一正投影面积大于第二正投影面积。

6、进一步地，底电极、第一绝缘介质层以及第一金属层层叠设置，mim电容结构还包括：第三导电连接部，第三导电连接部与顶电极连接设置；第四金属层，第四金属层与第三导电连接部连接设置，其中，第二金属层通过第一导电连接部、第一金属层和第一绝缘介质层与底电极连接。

7、进一步地，底电极、第一绝缘介质层以及第一金属层层叠设置，mim电容结构还包括：第二绝缘介质层，第二绝缘介质层接触设置于顶电极远离磁性隧道结的一侧，第二金属层与第二绝缘介质层接触设置。

8、进一步地，底电极和第一绝缘介质层在第一金属层上具有相同的第三正投影面积，顶电极在第一金属层上具有第四正投影面积，第三正投影面积大于第四正投影面积。

9、进一步地，底电极、顶电极第一绝缘介质层在第一金属层上具有第五正投影面积，第二金属层和第二绝缘层在顶电极上具有第六正投影面积，第六正投影面积与第五正投影面积的比例大于或等于1/2。

10、进一步地，第一金属层与第三金属层具有第一垂直距离，第二金属层与第三金属层具有第二垂直距离，第一垂直距离与第二垂直距离相等。

11、进一步地，第二金属层与第一金属层具有第三垂直距离，第四金属层与第一金属层具有第四垂直距离，第三垂直距离与第四垂直距离相等。

12、应用本发明的技术方案，提供一种mim电容结构，该结构包括：存储单元，存储单元包括具有顶电极和底电极的磁性隧道结；第一绝缘介质层，设置于顶电极和/或底电极远离磁性隧道结的一侧；第一金属层，设置于第一绝缘介质层远离存储单元的一侧，存储单元、第一绝缘介质层以及第一金属层层叠设置。上述结构中，通过将存储单元、第一绝缘介质层和第一金属层层叠构成该mim电容结构，其中，由于该存储单元包括层叠的顶电极、磁性隧道结以及底电极，使得在由存储单元、第一绝缘介质层以及第一金属层构成mim电容结构时，该存储单元中的顶电极可以作为该mim电容的下极板，由该顶电极、第一绝缘介质层以及第一金属层可以构成上述mim电容结构，或者由该存储单元中的底电极可以作为该mim电容的上极板，由该底电极、第一绝缘介质层以及第一金属层可以构成上述mim电容结构。因此，在形成上述mim电容结构的过程中，由于形成该mim电容结构的工艺制作流程与形成具有上述存储单元的其他半导体器件的工流程兼容，从而避免了为形成上极板而单独引入一层光罩造成的高成本，降低了生产成本；并且，由于减少了形成光罩的工艺过程，使得mim电容结构的工艺流程的耗时大大降低，缩短了mim电容结构制作周期的时长。

技术特征：

1.一种mim电容结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的mim电容结构，其特征在于，所述mim电容结构还包括：

3.根据权利要求2所述的mim电容结构，其特征在于，所述第一金属层、所述第一绝缘介质层以及所述顶电极层叠设置，所述mim电容结构还包括：

4.根据权利要求3所述的mim电容结构，其特征在于，所述第一金属层、所述第一绝缘介质层以及所述顶电极在所述第三金属层上具有相同的第一正投影面积，所述底电极在所述第三金属层上具有第二正投影面积，所述第一正投影面积大于所述第二正投影面积。

5.根据权利要求2所述的mim电容结构，其特征在于，所述底电极、所述第一绝缘介质层以及所述第一金属层层叠设置，所述mim电容结构还包括：

6.根据权利要求5所述的mim电容结构，其特征在于，所述底电极、所述第一绝缘介质层以及所述第一金属层层叠设置，所述mim电容结构还包括：

7.根据权利要求5所述的mim电容结构，其特征在于，所述底电极和所述第一绝缘介质层在所述第一金属层上具有相同的第三正投影面积，所述顶电极在所述第一金属层上具有第四正投影面积，所述第三正投影面积大于所述第四正投影面积。

8.根据权利要求6所述的mim电容结构，其特征在于，所述底电极、所述顶电极所述第一绝缘介质层在所述第一金属层上具有第五正投影面积，所述第二金属层和所述第二绝缘层在所述顶电极上具有第六正投影面积，所述第六正投影面积与所述第五正投影面积的比例大于或等于1/2。

9.根据权利要求3所述的mim电容结构，其特征在于，所述第一金属层与所述第三金属层具有第一垂直距离，所述第二金属层与所述第三金属层具有第二垂直距离，所述第一垂直距离与所述第二垂直距离相等。

10.根据权利要求5或6所述的mim电容结构，其特征在于，所述第二金属层与所述第一金属层具有第三垂直距离，所述第四金属层与所述第一金属层具有第四垂直距离，所述第三垂直距离与所述第四垂直距离相等。

技术总结
本发明提供了一种MIM电容结构。该MIM电容结构包括：存储单元，存储单元包括具有顶电极和底电极的磁性隧道结；第一绝缘介质层，设置于顶电极和/或底电极远离磁性隧道结的一侧；第一金属层，设置于第一绝缘介质层远离存储单元的一侧，存储单元、第一绝缘介质层以及第一金属层层叠设置。通过将存储单元、第一绝缘介质层和第一金属层层叠构成该MIM电容结构，避免为形成上极板而单独引入一层光罩造成的高成本，降低了生产成本，且缩短了MIM电容结构制作周期的时长。

技术研发人员：郝元,杨晓蕾,任艳,郑泽杰
受保护的技术使用者：浙江驰拓科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27