【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路制造，特别涉及一种沟槽电容器及其制造方法。
技术介绍
1、电容器是一种常规的无源元件，广泛应用于集成电路领域。在一些特殊应用中，需要使用单位容值很大的电容器来提升产品性能，如存储信号、降噪、降耦等。平面电容器需要占用很大面积才能获得大电容，这样会牺牲设计面积。为此，沟槽电容器成为大电容的最佳选择。
2、现有的沟槽电容器，不仅其容值密度还可进一步提高，而且其制造工艺也还可进一步优化。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种沟槽电容器及其制造方法，用以提高其容值密度并优化其制造工艺。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的沟槽电容器的制造方法，包括：
3、提供衬底，所述衬底中形成有同层排布的第一至第三金属线及覆盖所述第一至第三金属线的绝缘层；
4、在所述绝缘层中形成第一沟槽暴露所述第一金属线、第二沟槽暴露所述第二金属线及第三沟槽暴露所述第三金属线；
5、在所述第一沟槽及其周边的绝缘层上形成单层电容及在所述第二沟槽及其周边的绝缘层上形成双层电容，所述双层电容包括依次保形地形成的第一电极、第一介质层、第二电极、第二介质层及第三电极，所述单层电容包括依次保形地形成的所述第二电极、所述第二介质层及所述第三电极，所述第一电极利用所述第二沟槽与所述第二金属线电性连接，所述第二电极利用所述第一沟槽与所述第一金属线电性连接，所述第三电极利用所述第三沟槽电性连接所述第三金属线。
6、可选的，所述第一至
7、可选的，所述绝缘层包括位于所述第一金属线上方的第一区域、位于所述第二金属线上方的第二区域及位于所述第三金属线上方的第三区域，所述第一区域设有所述第一沟槽，所述第二区域设有所述第二沟槽，所述第三区域设有所述第三沟槽，形成所述单层电容及所述双层电容的步骤包括：
8、形成第一电极材料层覆盖所述绝缘层的表面、所述第一沟槽、所述第二沟槽及所述第三沟槽的内壁；
9、对所述第一电极材料层执行图形化工艺，保留所述第一区域、所述第二区域及所述第三区域的第一电极材料层，并以所述第二区域的第一电极材料层作为所述第一电极，所述第一电极与所述第二金属线电性连接，所述第一沟槽内的第一电极材料层与所述第一金属线电性连接，所述第三沟槽内的第一电极材料层与所述第三金属线电性连接；
10、形成第一介质材料层覆盖所述绝缘层的表面、所述第一沟槽、所述第二沟槽及所述第三沟槽的内壁；
11、形成第一掩模覆盖所述第二区域的第一介质材料层，并执行蚀刻工艺以去除暴露的所述第一介质材料层，以所述第二区域的第一介质材料层作为所述第一介质层，并暴露所述第一沟槽底部及第三沟槽底部的第一电极材料层；
12、去除所述第一掩模，并形成第二电极材料层覆盖所述绝缘层的表面、所述第一沟槽、所述第二沟槽及所述第三沟槽的内壁；
13、形成第二掩模覆盖所述第一区域、所述第二区域及两者之间的第二电极材料层，去除暴露的所述第二电极材料层，以所述第一区域、所述第二区域及两者之间的第二电极材料层作为所述第二电极，所述第二电极电性连接所述第一沟槽的第一电极材料层及所述第一金属线，并暴露所述第三沟槽底部的第一电极材料层；
14、去除所述第二掩模，并保形地形成第二介质材料层覆盖所述绝缘层的表面、所述第一沟槽、所述第二沟槽及所述第三沟槽的内壁；
15、形成第三掩模覆盖所述第一区域、所述第二区域及两者之间的第二介质材料层，去除暴露的所述第二介质材料层，以所述第一区域、所述第二区域及两者之间的第二介质材料层作为所述第二介质层，并暴露所述第三沟槽底部的第一电极材料层，其中，所述第三掩模完全覆盖所述第二电极；
16、去除所述第三掩模，并保形地形成第三电极材料层覆盖所述绝缘层的表面、所述第一沟槽、所述第二沟槽及所述第三沟槽的内壁；
17、形成第四掩模覆盖所述第一区域、所述第二区域、所述第三区域及三者之间的第三电极材料层，去除暴露的所述第三电极材料层，以所述第一区域、所述第二区域、所述第三区域及三者之间的第三电极材料层作为所述第三电极，所述第三电极电性连接所述第三沟槽的第一电极材料层及所述第三金属线；
18、去除所述第四掩模。
19、可选的，所述绝缘层包括位于所述第一金属线上方的第一区域、位于所述第二金属线上方的第二区域及位于所述第三金属线上方的第三区域，所述第一区域设有所述第一沟槽，所述第二区域设有所述第二沟槽，所述第三区域设有所述第三沟槽，形成所述单层电容及所述双层电容的步骤包括：
20、形成第一电极材料层覆盖所述绝缘层的表面、所述第一沟槽、所述第二沟槽及所述第三沟槽的内壁；
21、对所述第一电极材料层执行图形化工艺，保留所述第一区域、所述第二区域及所述第三区域的第一电极材料层，并以所述第二区域的第一电极材料层作为所述第一电极，所述第一电极与所述第二金属线电性连接，所述第一沟槽内的第一电极材料层与所述第一金属线电性连接，所述第三沟槽内的第一电极材料层与所述第三金属线电性连接；
22、形成第一介质材料层覆盖所述绝缘层的表面、所述第一沟槽、所述第二沟槽及所述第三沟槽的内壁；
23、形成第一掩模覆盖所述第二区域的第一介质材料层，并执行蚀刻工艺以去除暴露的所述第一介质材料层，以所述第二区域的第一介质材料层作为所述第一介质层，并暴露所述第一沟槽底部及第三沟槽底部的第一电极材料层；
24、去除所述第一掩模，并依次保形地形成第二电极材料层及第二介质材料层覆盖所述绝缘层的表面、所述第一沟槽、所述第二沟槽及所述第三沟槽的内壁；
25、形成第二掩模覆盖所述第一区域、所述第二区域及两者之间的第二介质材料层，去除暴露的所述第二介质材料层及其下的所述第二电极材料层，保留所述第一区域、所述第二区域及两者之间的第二电极材料层及第二介质材料层，以形成所述第二电极及所述第二介质层，所述第二电极电性连接所述第一沟槽的第一电极材料层及所述第一金属线，暴露所述第三沟槽底部的第一电极材料层；
26、去除所述第二掩模，并形成第三介质材料层保形地覆盖所述绝缘层的表面、所述第一沟槽、所述第二沟槽及所述第三沟槽的内壁；
27、执行各向异性干法蚀刻工艺，去除暴露的所述第三介质材料层，并以保留于所述第二电极及所述第二介质层侧壁的第三介质材料层作为侧墙，及暴露所述第三沟槽底部的第一电极材料层；
28、形成第三电极材料层保形地覆盖所述绝缘层的表面、所述第一沟槽、所述第二沟槽及所述第三沟槽的内壁；
29、形成第三掩模覆盖所述第一区域、所述第二区域、所述第三区域及三者之间的第三电极材料层，去除暴露的所述第三电极材料层，以所述第一区域、所述第二区域、所述第三区域及三者之间的第三电极材料层作为所述第三电极，所述第三电极电性连接所述第三沟槽的第一电极材料层及所述第三金属线；
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【技术保护点】
1.一种沟槽电容器的制造方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的沟槽电容器的制造方法，其特征在于，所述第一至第三金属线与所述绝缘层之间还设有介质阻挡层。
3.根据权利要求1所述的沟槽电容器的制造方法，其特征在于，所述绝缘层包括位于所述第一金属线上方的第一区域、位于所述第二金属线上方的第二区域及位于所述第三金属线上方的第三区域，所述第一区域设有所述第一沟槽，所述第二区域设有所述第二沟槽，所述第三区域设有所述第三沟槽，形成所述单层电容及所述双层电容的步骤包括：
4.根据权利要求1所述的沟槽电容器的制造方法，其特征在于，所述绝缘层包括位于所述第一金属线上方的第一区域、位于所述第二金属线上方的第二区域及位于所述第三金属线上方的第三区域，所述第一区域设有所述第一沟槽，所述第二区域设有所述第二沟槽，所述第三区域设有所述第三沟槽，形成所述单层电容及所述双层电容的步骤包括：
5.根据权利要求3或4所述的沟槽电容器的制造方法，其特征在于，在所述第一区域和所述第二区域之间还形成由所述第二电极、所述第二介质层及所述第三电极构成单层平面电容。p>
6.根据权利要求3或4所述的沟槽电容器的制造方法，其特征在于，所述第一电极、所述第二电极及所述第三电极的材质包括钛、氮化钛、钽及氮化钽中的一种或任几种。
7.根据权利要求3或4所述的沟槽电容器的制造方法，其特征在于，所述第一介质层及所述第二介质层的介电常数大于或等于3.9。
8.根据权利要求4所述的沟槽电容器的制造方法，其特征在于，所述第三介质材料层的材质与所述第二介质层的材质相同。
9.一种沟槽电容器，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的沟槽电容器，其特征在于，还设有单层平面电容，设于所述第一金属线与所述第二金属线之间的绝缘层上，由所述第二电极、所述第二介质层及所述第三电极构成。
...【技术特征摘要】
1.一种沟槽电容器的制造方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的沟槽电容器的制造方法，其特征在于，所述第一至第三金属线与所述绝缘层之间还设有介质阻挡层。
3.根据权利要求1所述的沟槽电容器的制造方法，其特征在于，所述绝缘层包括位于所述第一金属线上方的第一区域、位于所述第二金属线上方的第二区域及位于所述第三金属线上方的第三区域，所述第一区域设有所述第一沟槽，所述第二区域设有所述第二沟槽，所述第三区域设有所述第三沟槽，形成所述单层电容及所述双层电容的步骤包括：
4.根据权利要求1所述的沟槽电容器的制造方法，其特征在于，所述绝缘层包括位于所述第一金属线上方的第一区域、位于所述第二金属线上方的第二区域及位于所述第三金属线上方的第三区域，所述第一区域设有所述第一沟槽，所述第二区域设有所述第二沟槽，所述第三区域设有所述第三沟槽，形成所述单层电容及所述双层电容的步骤包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：林宏，蔡巧明，赵文远，
申请(专利权)人：上海集成电路装备材料产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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