[发明专利]MIM电容器及其制造方法

说明书

示例性MIM电容器可以包括第一金属板、在第一金属板上的电介质层、在电介质层上的第二金属板、在第二金属板上的过孔层以及在过孔层上的第三金属板，其中第二金属板具有锥形轮廓，该锥形轮廓具有第一侧和比第一侧更长的第二侧，使得第二侧针对电流提供更低的电阻路径。

技术领域

本公开一般地涉及金属-绝缘体-金属(MIM)电容器，并且更具体地但不排他地涉及具有锥形电容器板的MIM电容器。

背景技术

各种电容结构被用作诸如射频集成电路(RFIC)和单片微波集成电路(MMIC)的集成电路中的电子元件。这种电容结构包括例如金属氧化物半导体(MOS)电容器、p-n结电容器和金属-绝缘体-金属(MIM)电容器。对于一些应用，MIM电容器可以提供相对于MOS和p-n结电容器的某些优势，因为MOS和p-n结电容器的频率特性可能由于在半导体电极中形成的耗尽层而受到限制。MIM电容器可以展现出改进的频率和温度特性。此外，MIM电容器形成在金属互连层中，由此减少CMOS晶体管工艺集成相互作用或复杂性。

MIM电容器通常包括设置在下电极或板与上电极或板之间的绝缘层(诸如PECVD电介质)。为了降低成本，更薄的金属板是非常期望的。但是，薄金属板会导致性能下降。即，由于薄金属内的电流拥挤，MIM电容器品质因数可能下降。由于电流必须行进通过薄金属的长度，通常的正方形或长方形MIM电容器会加剧此问题。例如，在具有底板(M1)、比底板更薄的中间板(M2)以及比底板(M1)更厚的顶板(M3)以确保电介质完整性的常规MIM电容器中，如果底板(M1)的厚度增长太多，则底板(M1)表面可能变得高度不规则，导致MIM击穿电压较低并且变化增大。底板(M1)比顶板(M3)具有高得多的电阻，导致底板(M1)变为RF Q因数瓶颈。因此，需要通过工艺或设计改变来降低有效底板(M1)电阻，以避免由于薄底板(M1)内的电流拥挤而导致MIM电容器品质因数下降。但是，这些变化是昂贵并且物理上有限的。

因此，需要改进常规方法的系统、装置和方法，包括由此提供的改进的方法、系统和装置。

发明内容

以下呈现涉及与本文所公开的装置和方法相关联的一个或多个方面和/或示例的简化概要。因此，以下概要不应被认为与所有预期方面和/或示例有关的广泛概述，也不应将以下概要认为识别与所有预期方面和/或示例有关的关键或决定性元素，或者描画与任何特定方面和/或示例相关联的范围。因此，以下概要的唯一目的在于在下文所呈现的详细描述之前，以简化的形式呈现与涉及本文所公开的装置和方法有关的一个或多个方面和/或示例的某些概念。

在一个方面，一种金属-绝缘体-金属电容器包括：第一金属板；在第一金属板上的第一电介质层；在第一电介质层上的第二金属板，第二金属板在第一侧与相对于第一侧的第二侧之间具有锥形轮廓，并且第二侧比第一侧更长；以及在第二金属板上的第三金属板。

在另一方面，一种金属-绝缘体-金属电容器结构包括：第一电容器，该第一电容器在第一侧与第二侧之间具有锥形轮廓，第二侧比第一侧更长；以及第二电容器，该第二电容器在第三侧与第四侧之间具有锥形轮廓，第三侧比第四侧更长并且与第二侧接近并与第二侧间隔开，并且第二电容器与第一电容器串联配置。

在又一方面，一种用于形成MIM电容器的方法包括：在衬底上形成第一金属板；在第一金属板上形成第一电介质层；在第一金属板上形成第二电介质层；在第一电介质层上形成第二金属板；在第二电介质层上形成第四金属板；在第二金属板上形成第三金属板；以及在第四金属板上形成第五金属板。

基于附图和详细描述，与本文所公开的装置和方法相关联的其他特征和优点对于本领域技术人员将是显而易见的。

附图说明

将容易地获得对本公开的各方面的更完整的理解以及其许多伴随的优点，因为当结合附图考虑时通过参考以下详细描述，其可以被更好地理解，附图仅仅用于说明而非限制本公开，并且在附图中：