[发明专利]一种提高金属-绝缘体-金属电容器可靠性的方法及其工艺结构

说明书

技术领域

本发明涉及微电子领域，尤其涉及一种提高金属-绝缘体-金属电容器可靠性的方法及其工艺结构。

背景技术

MIM(金属-绝缘体-金属)电容器是半导体电容器的主要形式。目前最常用的电容结构是，结构如图１所示的单层电容器金属－绝缘层－金属的平板电容模型，包括下极板71，绝缘膜72和上极板73；同时很多高密度电容器结构发明主要集中在采用不同的工艺在单位面积上（或体积上）并联更多的电容以增加电容密度，包括下极板71，绝缘膜72和上极板73，如图2所示，在现有中的电容结构中，电容器的下电极、决绝层和上电极的拐角处都是尖角形状，在MIM电容器工作时，很容易引起尖端放电，甚而造成击穿的可能。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种提高金属-绝缘体-金属电容器可靠性的方法及其工艺结构。采用本发明方法及其工艺结构的金属-绝缘体-金属电容器可以杜绝尖端放电，减少介电质被击穿的可能性，最终提高金属-绝缘体-金属电容器件的可靠性。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种提高金属-绝缘体-金属电容器可靠性的方法，其中，包括以下步骤：

提供一衬底，在所述衬底上淀积一层第一金属介电层；

在所述第一金属介电层上有一凹槽，在所述凹槽中淀积金属层；

在所述第一金属介电层和所述金属层上依次沉积一层刻蚀停止层和第二金属介电层；

在所述第二金属介电层中形成第一通孔和第二通孔；

在所述第一通孔和第二通孔以及所述第二金属介电层表面覆盖一层底部抗反射层；

在所述第二通孔上制作多层沟槽，形成底部宽度逐渐增大的层叠沟槽；

将所述多层沟槽的底部制作成第一倒角，所述第一通孔与所述第二金属介电层接触顶端和所述多层沟槽之间的连接处制作成第二倒角；

刻蚀所述第一通孔和所述第二通孔至所述第一金属介电层表面停止，在所述第一通孔、所述第二通孔、所述层叠沟槽、所述第一金属介电层以及所述第二金属介电层表面从上往下依次形成上电极、绝缘膜以及下电极。

上述的提高金属-绝缘体-金属电容器可靠性的方法，其中，在所述第二通孔上制作多层沟槽，形成底部宽度逐渐增大的层叠沟槽的步骤中，包括以下步骤：

在第二通孔上制作一第一层沟槽；

在所述第一层沟槽中填充一层第二底部抗反射层；

刻蚀所述第二底部抗反射层和所述第二金属介电层，形成第二层沟槽。

上述的提高金属-绝缘体-金属电容器可靠性的方法，其中，在刻蚀所述第一通孔和所述第二通孔至所述第一金属介电层表面停止，在所述第一通孔、所述第二通孔、所述层叠沟槽、所述第一金属介电层以及所述第二金属介电层表面从上往下依次形成上电极、绝缘膜以及下电极的步骤中，在所述第一通孔、所述第二通孔以及所述第一金属介电层中填充金属，制作下电极。

上述的提高金属-绝缘体-金属电容器可靠性的方法，其中，所述第一倒角为倒角圆角。

上述的提高金属-绝缘体-金属电容器可靠性的方法，其中，其特征在于，所述第二倒角为斜角。

一种提高金属-绝缘体-金属电容器可靠性的方法的工艺结构，包括一衬底，其中，还包括：

位于所述衬底上的第一金属介电层、金属层和第二金属介电层；形成于所述第二金属介电层上的第一通孔和第二通孔；

形成于所述第二通孔上的有多层凹槽制作成的层叠凹槽，所述多层凹槽的底部均为第一倒角形状，所述第一通孔与所述第二金属介电层接触顶端和所述多层凹槽之间的连接处为第二倒角形状；

位于所述第二金属介电层上方的电容器。

上述的提高金属-绝缘体-金属电容器可靠性的方法的工艺结构，其中，所述第一倒角为倒角圆角。

上述的提高金属-绝缘体-金属电容器可靠性的方法的工艺结构，其中，所述第二倒角为斜角。

 

与已有技术相比，本发明的有益效果在于：

在本发明的新的工艺流程中，通过引入台阶形结构，提高单位体积内的电容面积，从而提高电容密度。

另外，形成圆滑过渡的上下极板，从而降低MIM工作时靠近尖角位置的电场强度，杜绝尖端放电，从而减少介电质被击穿的可能性，最终提高MIM器件的可靠性。

附图说明

图1是现有技术中的一种单层电容器的结构示意图；

图2是现有技术中一种高密度电容器的机构示意图；