[发明专利]MIM电容结构及其制作方法

说明书

本发明公开了一种MIM电容结构的制作方法，包括：在衬底片上依次淀积好下极板、介质层以及上极板材质；定义出上极板，然后刻蚀形成上极板；去除光刻胶；在形成上极板的衬底片再次定义出下极板，然后刻蚀形成下极板；去除光刻胶；在形成上、下极板的结构上淀积电容外保护氧化层并进行表面平坦化刻蚀，保证器件表面平整，定义出上、下极极板金属层开孔，形成金属互连结构；去除光刻胶，形成最终MIM电容结构。本发明还提供了一种MIM电容结构。

技术领域

本发明属于微电子器件领域，具体涉及MIM电容结构的制作方法。

背景技术

现有常规MIM(metal-insulator-metal，金属-介质层-金属)电容主要包括作为下电极的第一金属层、作为电容介质的绝缘层和作为上电极的第二金属层等。在传统的MIM电容制备过程中，在基板上依次淀积好下极板、介质层以及上极板的材质；通过光刻胶定义出下极板然后刻蚀形成下极板；去除光刻胶，再次通过光刻胶定义出介质层进行刻蚀，去除多余的介质层；第三次通过光刻胶定义出上极板然后刻蚀形成上极板，去除光刻胶，形成MIM电容结构，即在MIM电容制造过程中需要进行三次光刻和刻蚀工艺，工艺过程复杂、成本较高，并且在三次光刻过程中，由于前两次光刻刻蚀过程中在电容边缘形成刻蚀台阶，在最终MIM结构中容易出现电容边缘应力难以释放的问题，使得电容存在可靠性的隐患，这种情况通常需要在工艺最后覆盖一层聚酰亚胺保护MIM结构，保证MIM电容结构的可靠性。

发明内容

针对现有技术中常规MIM电容制备工艺过程复杂、成本高昂以及存在的可靠性隐患的技术问题，本发明提供一种共上下极极板刻蚀的MIM电容结构及其制作方法，可以实现在减少一个光刻层的情况下完成与常规MIM电容结构一致的MIM电容结构，有效地降低了工艺成本、降低了工艺复杂性，同时增加了MIM电容的可靠性。

本发明提供了一种MIM电容结构的制作方法，包括：

S1：在衬底片上依次淀积好下极板、介质层以及上极板材质；

S2：定义出上极板，然后刻蚀形成上极板；

S3：去除光刻胶；

S4：在形成上极板的衬底片再次定义出下极板，然后刻蚀形成下极板；

S5：去除光刻胶；

S6：在形成上、下极板的结构上淀积电容外保护氧化层并进行表面平坦化刻蚀，保证器件表面平整，定义出上、下极极板金属层开孔，形成金属互连结构；

S7：去除光刻胶，形成最终MIM电容结构。

其中，所述步骤S2中，通过光刻涂胶、曝光、显影等工步定义出上极板。

其中，所述步骤S4中，通过光刻涂胶、曝光、显影等工步定义出下极板。

其中，所述下极板的基板的材质为铝硅铜合金，下极板的基板上覆盖一层氮化钛薄膜，铝硅铜合金和氮化钛薄膜共同形成所述下电极。

其中，所述上极板的基板的材质为铝硅铜合金，上极板的基板上覆盖一层氮化钛薄膜，铝硅铜合金和氮化钛薄膜共同形成所述上电极。

其中，所述衬底片为硅片或者SOI衬底硅片，其表面设有二氧化硅绝缘层。

本发明还提供了一种MIM电容结构，包括下极板、介质层以及上极板，其中所述上极板、下极板开孔的结构采用共光刻版的结构，以实现上极板和下极板各自的电气互连，且所述上极板和下极板开孔实现互连是在同一次光刻过程中进行的。

其中，所述下极板的基板的材质为铝硅铜合金，下极板的基板上覆盖一层氮化钛薄膜，铝硅铜合金和氮化钛薄膜共同形成所述下电极。

其中，所述上极板的基板的材质为铝硅铜合金，上极板的基板上覆盖一层氮化钛薄膜，铝硅铜合金和氮化钛薄膜共同形成所述上电极。