MIM电容结构及MIM电容的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111048489A(43)申请公布日2020.04.21(21)申请号201811197652.3(22)申请日2018.10.15(71)申请人无锡华润上华科技有限公司地址214028江苏省无锡市国家高新技术产业开发区新洲路8号(72)发明人李春旭(74)专利代理机构广州华进联合专利商标代理有限公司44224代理人邓云鹏(51)Int.Cl.H01L23/64(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称MIM电容结构及MIM电容的制备方法(57)摘要本发明实施例涉及一种MIM电容的制备方法以及一种MIM电容结构，包括：提供由前段工艺形成的器件结构；在所述器件结构中形成凹槽；形成连续的第一金属结构，所述第一金属结构形成于所述凹槽底部、所述凹槽的侧壁、并延伸至所述凹槽外的器件结构的表面；在所述第一金属结构上形成电容介质结构；在电容介质结构上形成第二金属结构；利用第一光刻掩膜版，去除掉所述第一金属结构、电容介质结构以及第二金属结构的边缘部分，保留形成于所述凹槽内、部分延伸至所述凹槽外的第一金属结构、电容介质结构及第二金属结构，分别作为所述MIM电容的下极板、电容介质层、上极板。CN111048489ACN111048489A权利要求书1/2页1.一种MIM电容的制备方法，其特征在于，所述方法包括：提供由前段工艺形成的器件结构；所述器件结构中形成有凹槽以及第一金属层，所述第一金属层形成于所述凹槽底部、所述凹槽的侧壁、并延伸至所述凹槽外的器件结构的表面；在所述第一金属层上形成电容介质层；在电容介质层上形成第二金属层；利用第一光刻掩膜版，去除掉所述第一金属层、电容介质层以及第二金属层的边缘部分，保留形成于所述凹槽内、部分延伸至所述凹槽外的第一金属层、电容介质层及第二金属层，被保留的第一金属层作为所述MIM电容的下极板，被保留的电容介质层作为所述MIM电容的电容介质层、被保留的第二金属层作为所述MIM电容的上极板。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述去除掉所述第一金属层、电容介质层以及多余的第二金属层的边缘部分之后的步骤包括：形成顶层金属层；其中，所述顶层金属层填满了所述凹槽、并延伸至所述凹槽外的所述第二金属层上，作为被保留的第二金属层的金属引出，并跟所述被保留的所述第二金属层一起作为所述上极板。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述形成顶层金属层的步骤包括：在所述器件结构上形成覆盖所述第二金属层的第三金属层；去除多余的第三金属层以及多余的第二金属层，直至露出所述电容介质层的边缘部分，被保留的第三金属层作为所述顶层金属层，跟被保留的第二金属层一起作为所述上极板；其中，所述上极板的边缘位于所述电容介质层的边缘内。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述去除多余的第三金属层以及多余的第二金属层，直至露出所述电容介质层的边缘部分的步骤包括：在所述第三金属层上涂覆光刻胶，并使用第二光刻掩膜版进行光刻，显影后剩余的光刻胶覆盖区域的边缘位于所述第一光刻掩膜版覆盖区域的边缘内；通过刻蚀去除掉没被覆盖的第三金属层，以及没被覆盖的第二金属层，直至露出没被覆盖的部分电容介质层。5.根据权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于，所述器件结构中形成有底层金属层；在所述器件结构中形成凹槽时，直到露出所述底层金属层才停止所述凹槽的形成；所述第一金属层则是形成于所述凹槽底部的底层金属层上，使得由所述第一金属层形成的所述下极板被所述底层金属层引出。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，形成的所述凹槽的数量为两个以上；所述顶层金属层还作为互连结构完成各个所述凹槽外的第二金属层的互连；所述底层金属层则还作为互连结构完成各个所述凹槽内的下极板的互连。7.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述形成电容介质层的步骤包括：根据所述MIM电容所需的耐压值和单位容值计算目标厚度，形成为所述目标厚度的电容介质层。8.一种MIM电容结构，其特征在于，包括：2CN111048489A权利要求书2/2页由前段工艺形成的器件结构，所述器件结构中形成有底层金属层；所述器件结构中还设有凹槽；下极板，位于所述凹槽底部的底层金属层上、所述凹槽的侧壁、并延伸至所述凹槽外的器件结构的表面；电容介质层，位于所述下极板上，且位于所述凹槽内，并延伸至所述凹槽外；以及上极板金属结构，位于所述电容介质层上，且位于所述凹槽内，并延伸至所述凹槽外，用于作为MIM电容的上极板。9.根据权利要求8所述的MIM电容结构，其特征在于，还包括：底层金属层，形成于所述器件结构中，所述凹槽的底部区域为底层金属层，所述底层金属层用于引出所述下极板；以及顶层金属层，位于所述上极板金属结构上，并填