一种多层金属电容结构及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多层金属电容结构及其制备方法，包括位于顶部且同层设置的2个电极、竖直方向间隔设置的至少2层电容下极板以及自下而上依次叠设于每一层电容下极板上的电容介质层和电容上极板，其中每一层的电容上极板在竖直方向重叠设置，每一层的电容上极板与相邻层的电容下极板连同一电极，每一层的电容下极板与相邻层的电容上极板连同一电极。本发明专利技术在保持高电容密度的同时有效解决多层结构的生产成本高的问题。生产成本高的问题。生产成本高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多层金属电容结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种金属电容结构，尤其涉及一种多层金属电容结构。

技术介绍

[0002]在目前的集成电路工艺中，MIM金属电容结构已经被广泛运用。而为了增加电容密度，通常采用多层的电容结构，但目前的多层电容结构中所有上极板连同一电极，所有下极板连同一电极；当层的电容上极板需设计接触区用于连接通孔，该接触区不能被下层MIM电容遮挡；每层上极板需要独立光刻版通过光刻工艺形成；因此现有多层金属电容结构虽然大大增加了电容密度，不过同时也带来其他问题。由于每层电容的上极板需要一张光刻版通过光刻工艺形成，而多层就需要多块光刻板，因此带来的是生产成本的增加，增加的推广应用的难度。
[0003]因此，亟待解决上述问题。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种极大节约生产成本的多层金属电容结构。
[0005]本专利技术的第二目的是提供该多层金属电容结构的制备方法。
[0006]技术方案：为实现以上目的，本专利技术公开了一种多层金属电容结构包括位于顶部且同层设置的2个电极、竖直方向间隔设置的至少2层电容下极板以及自下而上依次叠设于每一层电容下极板上的电容介质层和电容上极板，其中每一层的电容上极板在竖直方向重叠设置，每一层的电容上极板与相邻层的电容下极板连同一电极，每一层的电容下极板与相邻层的电容上极板连同一电极。
[0007]其中，下一层的电容上极板与上一层的电容下极板相连。
[0008]优选的，所述电容上极板共有同一张光刻板。
[0009]再者，相邻两层电容下极板之间淀积有金属绝缘层。
[0010]进一步，顶层电容下极板与2个电极之间淀积有金属绝缘层。
[0011]优选的，所述电容介质层为氮化硅层或氮氧化硅层。
[0012]再者，包括第一层电容下极板、第二层电容下极板和与第二层电容下极板同层设置的第一接触金属，第一层电容上极板通过接触通孔与第二层电容下极板相连，第一层电容下极板通过接触通孔与第一接触金属相连，第一接触金属通过接触通孔与第二电极相连；第二层电容下极板通过接触通孔与第一电极相连，第二层电容上极板通过接触通孔与第二电极相连。
[0013]进一步，包括第一层电容下极板、第二层电容下极板、与第二层电容下极板同层设置的第一接触金属和与第三层电容下极板同层设置的第二接触金属，第一层电容上极板通过接触通孔与第二层电容下极板相连，第一层电容下极板通过接触通孔与第一接触金属相连，第一接触金属通过接触通孔与第三层电容下极板相连；第二层电容下极板通过接触通
孔与第二接触金属相连，第二接触金属通过接触通孔与第一电极相连，第二层电容上极板通过接触通孔与第三层电容下极板相连；第三层电容下极板通过接触通孔与第二电极相连，第三层电容上极板通过接触通孔与第一电极相连。
[0014]再者，所述接触通孔内填充有导电材料。
[0015]本专利技术一种多层金属电容结构的制备方法，包括如下步骤：
[0016](1)、首先淀积金属层，并光刻形成第一层电容下极板；
[0017](2)、在第一层电容下极板上淀积第一层电容介质层，接着淀积金属层，然后光刻形成第一层电容上极板；
[0018](3)、在第一层电容下极板上方淀积氧化层并平坦化研磨形成第一层金属绝缘层；
[0019](4)、对第一层金属绝缘层进行通孔光刻，通孔内填充导电材料，并引出第一层电容上极板和第一层电容下极板；
[0020](5)、在第一层金属绝缘层上方淀积金属层，并光刻形成第二层电容下极板和第一接触金属，第二层电容下极板与第一层电容上极板相连，第一接触金属与第一层电容下极板相连；
[0021](6)、再在第二层电容下极板上方淀积第二层电容介质层，接着淀积金属层，然后光刻形成第二层电容上极板；
[0022](7)、在第二层电容下极板和第一接触金属上方淀积氧化层并平坦化研磨形成第二层金属绝缘层；
[0023](8)、对第二层金属绝缘层进行通孔光刻，通孔内填充导电材料，并引出第二层电容上极板、第二层电容下极板和第一接触金属；
[0024](9)、重复步骤(5)～(8)，引出第N层电容上极板、第N层电容下极板和第N
‑
1接触金属，N≥2；
[0025](10)当N为偶数时，第N层电容下极板与第一电极相连，第N层电容上极板和第N
‑
1接触金属与第二电极相连；当N为奇数时，第N层电容下极板与第二电极相连，第N层电容上极板和第N
‑
1接触金属与第一电极相连。
[0026]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下显著优点：本专利技术改变多层金属电容结构，使每层的上极板与相邻层的下极连同一电极，而每层的下极板则与相邻层的上极板连同一电极；并且当层的电容上极板上用于连接通孔的接触区可被下层金属电容遮挡；因此上极板在空间上可采用重叠设计，能共享同一张光刻版，大大节省生产成本，重叠设计也可进一步节约芯片面积，提高电容密度。
附图说明
[0027]图1为本专利技术中实施例1的结构示意图；
[0028]图2为本专利技术中实施例2的结构示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0030]本专利技术一种多层金属电容结构，包括2个电极、每一层的电容下极板、每一层的电容介质层、每一层的电容上极板以及每一层金属绝缘层。2个电极位于顶部，且2个电极同层
设置。至少2层电容下极板位于2个电极的下方，且至少2层电容下极板沿竖直方向间隔设置，每一层电容下极板上自下而上依次叠设有电容介质层和电容上极板，相邻两层电容下极板之间淀积有金属绝缘层，顶层电容下极板与2个电极之间淀积有金属绝缘层，电容介质层为氮化硅层或氮氧化硅层。
[0031]本专利技术中每一层的电容上极板在竖直方向重叠设置，电容上极板共有同一张光刻板；每一层的电容上极板与相邻层的电容下极板连同一电极，每一层的电容下极板与相邻层的电容上极板连同一电极，下一层的电容上极板与上一层的电容下极板相连。
[0032]本专利技术一种多层金属电容结构的制备方法，包括如下步骤：
[0033](1)、首先淀积金属层，并光刻形成第一层电容下极板；
[0034](2)、在第一层电容下极板上淀积第一层电容介质层，接着淀积金属层，然后光刻形成第一层电容上极板；
[0035](3)、在第一层电容下极板上方淀积氧化层并平坦化研磨形成第一层金属绝缘层；
[0036](4)、对第一层金属绝缘层进行通孔光刻，通孔内填充导电材料，并引出第一层电容上极板和第一层电容下极板；
[0037](5)、在第一层金属绝缘层上方淀积金属层，并光刻形成第二层电容下极板和第一接触金属，第二层电容下极板与第一层电容上极板相连，第一接触金属与第一层电容下极板相连；
[0038](6)、再在第二层电容下极板上方淀积第二层电容介质层，接着淀积金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层金属电容结构，其特征在于：包括位于顶部且同层设置的2个电极、竖直方向间隔设置的至少2层电容下极板以及自下而上依次叠设于每一层电容下极板上的电容介质层和电容上极板，其中每一层的电容上极板在竖直方向重叠设置，每一层的电容上极板与相邻层的电容下极板连同一电极，每一层的电容下极板与相邻层的电容上极板连同一电极。2.根据权利要求1所述的一种多层金属电容结构，其特征在于：下一层的电容上极板与上一层的电容下极板相连。3.根据权利要求1所述的一种多层金属电容结构，其特征在于：所述电容上极板共有同一张光刻板。4.根据权利要求1所述的一种多层金属电容结构，其特征在于：相邻两层电容下极板之间淀积有金属绝缘层。5.根据权利要求1所述的一种多层金属电容结构，其特征在于：顶层电容下极板与2个电极之间淀积有金属绝缘层。6.根据权利要求1所述的一种多层金属电容结构，其特征在于：所述电容介质层为氮化硅层或氮氧化硅层。7.根据权利要求1所述的一种多层金属电容结构，其特征在于：包括第一层电容下极板、第二层电容下极板和与第二层电容下极板同层设置的第一接触金属，第一层电容上极板通过接触通孔与第二层电容下极板相连，第一层电容下极板通过接触通孔与第一接触金属相连，第一接触金属通过接触通孔与第二电极相连；第二层电容下极板通过接触通孔与第一电极相连，第二层电容上极板通过接触通孔与第二电极相连。8.根据权利要求1所述的一种多层金属电容结构，其特征在于：包括第一层电容下极板、第二层电容下极板、与第二层电容下极板同层设置的第一接触金属和与第三层电容下极板同层设置的第二接触金属，第一层电容上极板通过接触通孔与第二层电容下极板相连，第一层电容下极板通过接触通孔与第一接触金属相连，第一接触金属通过接触通孔与第三层电容下极板相连；第二层电容下极板通过接触通孔与第二接触金属相连，第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：高学，
申请(专利权)人：江苏格瑞宝电子有限公司，
类型：发明
国别省市：