[发明专利]MIM电容、MIM电容极板及其制备方法

说明书

本发明提供一种MIM电容、MIM电容极板及其制备方法，所述电容极板包括：第一氮化钛层、金属层及第二氮化钛层，所述第一氮化钛层形成于半导体结构的表面，且所述半导体结构至少包括半导体衬底，所述金属层形成于所述第一氮化钛层与所述第二氮化钛层之间，用于改善所述电容极板的平整度及应力。通过本发明解决了现有MIM电容极板平整性较差及应力偏大的问题。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种MIM电容、MIM电容极板及其制备方法。

背景技术

氮化钛(TiN)是一种优异的高阻材料，具有阻值高、性能稳定、沉积速度快等优点，因此，其作为MIM(Metal insulator Metal，金属-绝缘层-金属)结构的上下极板(电容极板)而得到广泛应用。但是，氮化钛(TiN)因具有金属化合物的属性，存在晶格起伏，而晶格起伏会造成氮化钛平板表面平整性较差；同时，氮化钛的应力较大，在进行多层膜叠代形成电容极板时，会造成电容极板的应力偏大，从而导致电容极板存在剥离(peeling)的风险。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种MIM电容、MIM电容极板及其制备方法，用于解决现有的MIM电容极板平整性较差及应力偏大的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种MIM电容极板，所述电容极板包括：

第一氮化钛层、金属层及第二氮化钛层，所述第一氮化钛层形成于半导体结构的表面，且所述半导体结构至少包括半导体衬底，所述金属层形成于所述第一氮化钛层与所述第二氮化钛层之间，用于改善所述电容极板的平整度及应力。

可选地，所述金属层包括钛层或底部钛层-中间氮化钛层-顶部钛层形成的层叠结构。

本发明还提供一种MIM电容极板的制备方法，所述方法包括：

在反应腔内，通过控制氮气以于所述半导体结构的表面依次形成第一氮化钛层、金属层及第二氮化钛层，其中，所述半导体结构至少包括半导体衬底。

可选地，所述金属层包括钛层或底部钛层-中间氮化钛层-顶部钛层形成的层叠结构。

可选地，当所述金属层为钛层时，于所述半导体结构的表面依次形成所述第一氮化钛层、所述金属层及所述第二氮化钛层的方法包括：

步骤11)于反应腔内通入氮气，使其与所述反应腔内的金属钛反应以于所述半导体结构的表面形成所述第一氮化钛层；

步骤12)停止通入氮气，使得所述反应腔内的金属钛于所述第一氮化钛层的表面形成钛层；

步骤13)再次于所述反应腔内通入氮气，使其与所述反应腔内的金属钛反应以于所述钛层的表面形成第二氮化钛层。

可选地，在执行步骤11)之后且执行步骤12)之前，所述方法包括将所述反应腔进行冷却的步骤。

可选地，在执行步骤12)时，所述方法包括将所述反应腔内的氮气进行清除的步骤。

可选地，在执行步骤12)之后且执行步骤13)之前，所述方法包括对步骤12)所形成的结构进行降温的步骤。

可选地，当所述金属层为底部钛层-中间氮化钛层-顶部钛层形成的层叠结构时，于所述半导体结构的表面依次形成所述第一氮化钛层、所述金属层及所述第二氮化钛层的方法包括：

步骤21)于所述反应腔内通入氮气，使其与所述反应腔内的金属钛反应以于所述半导体结构的表面形成所述第一氮化钛层；

步骤22)停止通入氮气，使得所述反应腔内的金属钛于所述第一氮化钛层的表面形成所述底部钛层；

步骤23)于所述反应腔内通入氮气，使其与所述反应腔内的金属钛反应以于所述底部钛层的表面形成所述中间氮化钛层；