[发明专利]电容结构的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种电容结构的形成方法。

背景技术

在现有的集成电路工艺中，金属-绝缘层-金属（MIM）结构的电容器是集成电路中的常用器件。金属-绝缘层-金属结构的电容器具有电阻值低、寄生电容（Parasitic Capacitance）小的优点，而且能够避免产生感应电压（Induced Voltage），因此所述金属-绝缘层-金属结构的电容器在模拟电路、射频电路或混合信号电路中被广泛应用。

请参考图1，是现有技术的金属-绝缘层-金属结构的电容器的剖面结构示意图，包括：位于衬底100内的导电层101；位于所述衬底100和导电层101表面的第一介质层102，所述第一介质层102内具有暴露出导电层101的开口（未示出）；位于所述开口的侧壁和底部表面的第一电极层103；位于所述第一电极层103表面的第二介质层104；位于所述第二介质层104表面且填充满所述开口的第二电极层105，所述第一电极层103和第二电极层105的材料为金属。

然而，现有技术的金属-绝缘层-金属结构的电容器中，第一电极层和第二电极层之间容易产生漏电流，造成电容器性能下降。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种电容结构的形成方法，使所形成的电容结构的性能改善。

为解决上述问题，本发明提供一种电容结构的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底表面具有介质层；采用刻蚀工艺在所述介质层内形成暴露出部分衬底的开口，所述开口包括第一子开口和第二子开口，所述第一子开口暴露出衬底表面，第二子开口的底部暴露出第一子开口，且第一子开口的侧壁与第二子开口的侧壁相连接，所述第一子开口的侧壁相对于衬底表面具有第一角度，所述第二子开口的侧壁相对于衬底表面具有第二角度，第一角度大于第二角度，所述第二子开口的顶部尺寸大于第二子开口的底部尺寸，所述第一子开口的顶部尺寸大于或等于第一子开口的底部尺寸；在所述第一子开口的侧壁表面形成第一电极层；在所述第二子开口的侧壁表面、第一电极层表面和第一子开口的底部表面形成绝缘层；在绝缘层表面形成填充满开口的第二电极层。

可选的，所述开口的形成方法包括：在介质层表面形成掩膜层，所述掩膜层具有暴露出与第一子开口位置对应的掩膜开口；以所述掩膜层为掩膜，采用第一次刻蚀工艺刻蚀所述介质层，在介质层内形成刻蚀开口；在第一次刻蚀工艺之后，采用第二次刻蚀工艺刻蚀所述掩膜层和介质层，直至暴露出衬底表面为止，使所述掩膜开口平行于介质层表面方向的尺寸扩大，并形成开口；在形成开口之后，去除掩膜层。

可选的，所述第一次刻蚀工艺和第二次刻蚀工艺为干法刻蚀工艺；第一次刻蚀工艺的刻蚀气体包括碳氟化合物气体和氧气，所述第一次刻蚀工艺的刻蚀气体中，单位体积内的氧原子摩尔量与单位体积内的氟离子摩尔量之间具有第一比值；第二次刻蚀工艺的刻蚀气体包括碳氟化合物气体和氧气，所述第二次刻蚀工艺的刻蚀气体中，单位体积内的氧原子摩尔量与单位体积内的氟离子摩尔量之间具有第二比值，且第二比值大于2倍的第一比值。

可选的，所述第一次刻蚀工艺为干法刻蚀工艺；所述第二次刻蚀工艺为氩气溅射工艺。

可选的，第一次刻蚀工艺的刻蚀气体包括：氧气和碳氟化合物气体，所述碳氟化合物气体包括CF₄、CHF₃、C₄F₈、C₄F₆、CH₂F₂中的一种或多种，所述第一次刻蚀工艺的刻蚀气体中，单位体积内的氧原子摩尔量与单位体积内的氟离子摩尔量之间的第一比值为0.05～0.2。

可选的，第二次刻蚀工艺的刻蚀气体包括：氧气和碳氟化合物气体，所述碳氟化合物气体包括CF₄、CHF₃、C₄F₈、CH₂F₂中的一种或多种，所述第二次刻蚀工艺的刻蚀气体中，单位体积内的氧原子摩尔量与单位体积内的氟离子摩尔量之间的第二比值为0.1～0.8。

可选的，所述氩气溅射工艺为：气压为3毫托～40毫托，偏置电压为500伏～1000伏。

可选的，所述掩膜层为光刻胶层。

可选的，所述第一角度为80度～92度，所述第二角度为50度～80度。

可选的，所述绝缘层的材料为高K介质材料。