[发明专利]一种改进型电容及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电容器件，尤其涉及一种改进型电容及其制造方法。

背景技术

为顺应电子产品便携式发展的需求，电子产品中所使用的半导体器件也在朝着微型化的发向发展。在半导体器件微型化发展的过程中，除了不断缩小MOS管的体积外，一些集成有电容的半导体器件(例如CMOS图像传感器)中的电容体积的缩小也成为半导体器件微型化研究的重点。现半导体器件中所使用的电容通常采用金属/绝缘介质层/金属(Metal/dielectric/metal)结构，该结构通常使用器件内部的金属层作为电容的下电极，然后在该下电极上沉积绝缘介质层和金属层，接着依照电容图形进行光刻和刻蚀得到该电容的绝缘介质层和上电极，但是为便于其他器件与该电容进行电性连接，需要在该上电极上再制造一层用于供其他器件与该电容连接的金属层，如此将会增大半导体器件的尺寸，另外可能会加剧一些器件的制造难度，阻碍其向微型化方向的发展。

为克服采用MIM结构的电容所带来的种种问题，业界遂提出了一种采用多晶硅/绝缘介质层/多晶硅(Poly/dielectric/Poly)结构的电容，该电容的上下电极均为多晶硅，该下电极的多晶硅通常在制造MOS管多经硅栅极的时候一并形成，然后在该下电极上沉积绝缘介质层和多晶硅，接着依照电容图形进行光刻和刻蚀得到该电容的绝缘介质层和多晶硅上电极，使用该种结构的电容会减小半导体器件的厚度，但是会因该种电容制造在金属前介质中会影响半导体器件的其他功能部分的面积，例如在CMOS图像传感器中，会影响像素阵列的面积。

因此，如何提供一种改进型电容及其制造方法以制造出适应半导体器件微型化发展需求的电容，已成为业界亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进型电容及其制造方法，通过所述电容及其制造方法可顺应微型化发展需求。

本发明的目的是这样实现的：一种改进型电容，其设置在已制造完金属前介质和第一金属层的半导体器件中，该电容包括上下电极和夹设在上下电极间的绝缘介质层，其中，该下电极为多晶硅，该金属前介质中设置有连通的电极凹槽和接触孔，该下电极设置在该电极凹槽中且通过设置在该接触孔中的多晶硅插塞连接至半导体器件的硅衬底，该上电极设置在该第一金属层中。

在上述的改进型电容中，该电极凹槽的横截面积大于该接触孔的最大横截面积。

在上述的改进型电容中，通过低压化学气相沉积工艺制造该下电极和该多晶硅插塞。

在上述的改进型电容中，该金属前介质为氧化硅。

在上述的改进型电容中，该绝缘介质层为氮化硅或氧化硅。

本发明还提供了一种上述的改进型电容制造方法，该电容制造在已制造完金属前介质的半导体器件上，该方法包括以下步骤：(1)光刻并刻蚀出多晶硅插塞对应的接触孔；(2)光刻并刻蚀出下电极对应的电极凹槽；(3)通过化学气相沉积向该接触孔和电极凹槽中沉积多晶硅；(4)进行化学机械抛光以形成多晶硅插塞和下电极；(5)制造电容的绝缘介质层；(6)制造电容的上电极。

在上述的改进型电容制造方法中，在步骤(3)中，通过低压化学气相沉积工艺沉积多晶硅。

在上述的改进型电容制造方法中，该步骤(5)包括以下步骤：(50)通过化学气相沉积工艺沉积绝缘介质层；(51)进行光刻和刻蚀以得到电容的绝缘介质层。

在上述的改进型电容制造方法中，该步骤(6)包括以下步骤：(60)通过化学气相沉积工艺沉积第一层金属；(61)进行光刻和刻蚀以得到电容的上电极。

在上述的改进型电容制造方法中，在步骤(4)与步骤(5)间还包括在金属前介质中制作金属插塞的步骤。

与现有技术中的电容采用MIM或PIP结构而使电容无法满足半导体器件微型化发展需求相比，本发明的改进型电容及其制造方法将电容的下电极/绝缘介质层/上电极分别采用多晶硅/绝缘介质层/金属的结构，且下电极的多晶硅通过多晶硅插塞连接至半导体器件的衬底，上电极设置在第一金属层中，如此即可利用半导体器件的第一金属层而无需制造额外的连接金属层，另外该电容制造在金属前介质顶部故不会影响半导体器件其他功能部分的制作，因此通过本发明可得到顺应半导体器件微型化发展的需求的电容。

附图说明

本发明的改进型电容及其制造方法由以下的实施例及附图给出。

图1为具有本发明的改进型电容的半导体器件的剖视图；

图2为本发明的改进型电容制造方法的流程图。

具体实施方式

以下将对本发明的改进型电容及其制造方法作进一步的详细描述。