[发明专利]MIM电容器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，特别涉及一种MIM电容器及其制造方法。

背景技术

电容器是在超大规模集成电路中常用的无源元件，其主要包括多晶硅-绝缘体-多晶硅（PIP，Polysilicon-Insulator-Polysilicon）、金属-绝缘体-硅（MIS，Metal-Insulator-Silicon）和金属-绝缘体-金属（MIM，Metal-Insulator-Metal）等类别。其中，由于MIM电容器对晶体管造成的干扰最小，且可以提供较好的线形度（Linearity）和对称度（Symmetry），因此得到了更加广泛的应用，特别是混合信号和射频领域。

如图1所示，通常MIM电容器100包括衬底101、第一金属层102、绝缘介质层103以及第二金属层104。其中，所述第一金属层102形成于衬底101上，所述绝缘介质层103形成于所述第一金属层102上，所述第二金属层104形成于所述绝缘介质层103上。

对于如图1所示的MIM电容器100来说，因为绝缘介质层103和第一金属层102之间的应力差比较大，经常出现绝缘介质层103从下极板102上脱落的情形。这种绝缘介质层的脱层现象会严重影响MIM电容器的连接功能以及可靠性品质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MIM电容器及其制造方法，以解决现有技术中的MIM电容器中绝缘介质层容易脱落的问题，从而达到提高MIM电容器性能和可靠性能的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供一种MIM电容器，包括第一金属层和形成于所述第一金属层上的绝缘层，所述绝缘层包括形成于所述第一金属层上的缓冲绝缘层和形成于所述缓冲绝缘层上的至少一层本体绝缘层，其中所述缓冲绝缘层的厚度小于本体绝缘层的厚度。

可选的，在所述MIM电容器中，所述缓冲绝缘层的厚度为

可选的，在所述MIM电容器中，所述本体绝缘层的层数为一层。

可选的，在所述MIM电容器中，所述本体绝缘层的层数为两层以上。

可选的，所述MIM电容器还包括形成于所述本体绝缘层上的第二金属层。

可选的，在所述MIM电容器中，缓冲绝缘层和本体绝缘层的材料均为氧化硅。

相应的，本发明还提供一种MIM电容器的制造方法，包括：

步骤一：提供一衬底；

步骤二：在所述衬底上形成第一金属层；

步骤三：利用高密度等离子体化学气相沉积法在所述第一金属层上沉积形成缓冲绝缘层；

步骤四：利用增强型等离子体化学气相沉积法在所述缓冲绝缘层上沉积形成至少一层本体绝缘层。

可选的，在所述MIM电容器的制造方法中，所述缓冲绝缘层的厚度为

可选的，在所述MIM电容器的制造方法中，在所述步骤三中，所述高密度等离子体化学气相沉积中的反应气体为硅烷和氧气。

可选的，在所述MIM电容器的制造方法中，在所述步骤三中，所述高密度等离子体化学气相沉积的低频功率为2000W～6000W，高频功率为500W～3000W、硅烷的流量为30sccm～200sccm，氧气的流量为40sccm～300sccm、腔室压力为2mTorr～50mTorr。

可选的，在所述MIM电容器的制造方法中，在所述步骤四中，仅形成一层本体绝缘层。

可选的，在所述MIM电容器的制造方法中，在所述步骤四中，形成两层以上的本体绝缘层。

可选的，在所述MIM电容器的制造方法中，在所述步骤四中，所述增强型等离子体化学气相沉积中的反应气体为硅烷和氧气。

可选的，在所述MIM电容器的制造方法中，所述步骤四之后还包括：在所述本体绝缘层上形成第二金属层。

可选的，在所述MIM电容器的制造方法中，其特征在于，所述缓冲绝缘层和本体绝缘层的材料均为氧化硅。

本发明所提供的MIM电容器包括第一金属层和形成于所述第一金属层上的绝缘层，所述绝缘层包括形成于所述第一金属层上的缓冲绝缘层和形成于所述缓冲绝缘层上的至少一层本体绝缘层，其中所述缓冲绝缘层的厚度小于本体绝缘层的厚度。因为绝缘层包括缓冲绝缘层和本体绝缘层，其中缓冲绝缘层与所述下极板接触，因为缓冲绝缘层的厚度较薄，通过缓冲绝缘层可以将整个绝缘层的点大部分应力释放掉，从而避免了绝缘层从第一金属层上脱落，提高了MIM电容器连接性能和可靠性能。

附图说明

图1是现有MIM电容器的结构示意图；