專利名稱：金屬-絕緣體-金屬mos電容器的結(jié)構(gòu)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，尤其涉及金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的結(jié)構(gòu)及其制作方法。
背景技術(shù)：
減小電路面積對微電子革命是一種經(jīng)濟(jì)的動力，集成電路或芯片的電路密度因電路元件尺寸的縮小而不斷增加。隨著越來越多的元件被設(shè)計在集成電路之內(nèi)，集成電路的復(fù)雜性會逐漸增大，因此具備更強的功能性，其中逐漸被納入許多集成電路中的一種無源元件是金屬-絕緣體-金屬(Metal Insulator Metal，MIM)電容器，它通常包括層疊布置的材料，材料中至少包括由導(dǎo)電材料制成的頂部和底部導(dǎo)電電極，以及由介電材料制成的中間絕緣層。目前最常用的電容結(jié)構(gòu)包括傳統(tǒng)的單層電容器結(jié)構(gòu)，比如公開號為CN1208964A 的中國專利公開了一種金屬-絕緣體-金屬電容器，還有很多高密度電容器結(jié)構(gòu)的發(fā)明主要集中在采用不同的工藝在單位面積上(或體積上)并聯(lián)更多的電容以增加電容密度，比如授權(quán)公開號為CN100390910C的中國專利便公開了一種增加金屬-絕緣體-金屬電容器的單位面積電容密度的方法。不過，上述采用不同的工藝在單位面積上(或體積上)并聯(lián)更多的電容可以增加的電容密度還很有限，如何才能尋求到更多增加金屬-絕緣體-金屬電容器的單位面積的電容值密度的方法，是本領(lǐng)域制造工程師們孜孜以求的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述存在的問題，本發(fā)明的目的是提供新型的金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的結(jié)構(gòu)及其制作方法，主要是充分挖掘?qū)OS器件區(qū)域作為形成電容器的一部分并集成到電容器電路中的可能性，為增加最終的電容密度提供新途徑。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的結(jié)構(gòu)，包括頂部電極、底部電極和介于頂部電極和底部電極之間的絕緣層，其中，該結(jié)構(gòu)形成于一 MOS器件區(qū)域內(nèi)，所述MOS器件包括一硅基體，所述MOS器件的柵極包括上層的控制柵和下層的浮柵，所述浮柵被包裹在一介電質(zhì)層內(nèi)，所述控制柵就是所述頂部電極，所述浮柵就是所述底部電極，所述介電質(zhì)層就是所述絕緣層。上述金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的結(jié)構(gòu)，其中，所述控制柵和所述浮柵為多晶硅層。一種如上述金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的結(jié)構(gòu)的制作方法，其中，包括 在內(nèi)部形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的硅基體上方生長一層第一隔離氧化物；
在第一隔離氧化物層上方生長一層第一多晶硅層，該第一多晶硅層用于形成底部電
極；
繼續(xù)在第一多晶硅層上方覆蓋一層第二隔離氧化物，該第二隔離氧化物形成絕緣層； 在第二隔離氧化物層上覆蓋一層第二多晶硅層，該第二多晶硅層用于形成頂部電極；進(jìn)行圖形化和選擇性刻蝕，形成MOS器件的柵極，第一多晶硅層、第二隔離氧化物層和第二多晶硅層構(gòu)成電容器。上述金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的制作方法，其中，所述刻蝕方式為干法刻蝕。一種如上述金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的結(jié)構(gòu)的制作方法，其中，包括 在內(nèi)部形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的硅基體表面生長一層第一隔離氧化物；
在第一隔離氧化物層上方生長一層第一多晶硅層，進(jìn)行圖形化和選擇性刻蝕； 繼續(xù)在第一多晶硅層上方覆蓋一層第二隔離氧化物；
在第二隔離氧化物層上覆蓋一層第二多晶硅層，進(jìn)行選擇性刻蝕，并對其表面進(jìn)行平坦化處理；
再次進(jìn)行圖形化和選擇性刻蝕，所述第二多晶硅層、所述第二隔離氧化物層和所述第一多晶硅層分別形成頂部電極、絕緣層和底部電極。上述金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的結(jié)構(gòu)的制作方法，其中，所述刻蝕方式為干法刻蝕。上述金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的結(jié)構(gòu)的制作方法，其中，所述對表面進(jìn)行平坦化處理是采用化學(xué)機(jī)械研磨法。本領(lǐng)域的技術(shù)人員閱讀以下較佳實施例的詳細(xì)說明，并參照附圖之后，本發(fā)明的這些和其他方面的優(yōu)勢無疑將顯而易見。


參考所附附圖，以更加充分的描述本發(fā)明的實施例，然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。圖1是本發(fā)明金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的制作方法的實施例一的步驟中的結(jié)構(gòu)示意圖3A 圖3D是本發(fā)明金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的制作方法的實施例二的步驟中的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合原理圖和具體操作實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1所示，本發(fā)明金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的結(jié)構(gòu)，具體包括頂部電極1、 底部電極2和介于頂部電極1和底部電極2之間的絕緣層3，該結(jié)構(gòu)形成于一 MOS器件區(qū)域內(nèi)，MOS器件包括一硅基體0，MOS器件的柵極包括上層的控制柵1和下層的浮柵2，浮柵2 被包裹在一介電質(zhì)層3內(nèi)，控制柵1就是頂部電極1，浮柵2就是底部電極2，介電質(zhì)層3就是絕緣層3。實施例一
本發(fā)明金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的制作方法，具體包括 如圖2所示，在內(nèi)部形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)00的硅基體0上方生長一層第一隔離氧化物4 ；在第一隔離氧化物層4上方生長一層第一多晶硅層5，該第一多晶硅層5用于形成底部電極2 ；繼續(xù)在第一多晶硅層5上方覆蓋一層第二隔離氧化物6，該第二隔離氧化物層6 用于形成絕緣層；在第二隔離氧化物層6上覆蓋一層第二多晶硅層7，該第二多晶硅層7用于形成頂部電極；
進(jìn)行圖形化和選擇性刻蝕，形成頂部電極1、絕緣層3和底部電極2，完成后的結(jié)構(gòu)如圖 1所示。優(yōu)選地，采用的刻蝕方式為干法刻蝕。實施例二
本發(fā)明金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的制作方法，具體包括 如圖3A和圖:3B所示，在內(nèi)部形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)00的硅基體0表面生長一層第一隔離氧化物4 ；在第一隔離氧化物層4表面生長一層第一多晶硅層5，進(jìn)行圖形化和選擇性刻蝕后，繼續(xù)在表面覆蓋一層第二隔離氧化物6 ；
如圖3C所示，在第二隔離氧化物6層上覆蓋一層第二多晶硅層7，進(jìn)行選擇性刻蝕； 如圖3D所示，將表面進(jìn)行平坦化處理，再次進(jìn)行圖形化和選擇性刻蝕，形成頂部電極 1、絕緣層3和底部電極2，完成后的結(jié)構(gòu)如圖1所示。優(yōu)選地，采用的刻蝕方式為干法刻蝕。優(yōu)選地，對表面進(jìn)行平坦化處理是采用化學(xué)機(jī)械研磨法(CMP )。綜上所述，本發(fā)明金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的結(jié)構(gòu)及其制作方法將MOS器件區(qū)域也作為了半導(dǎo)體電容器的一部分后集成到了電容器電路中，為本領(lǐng)域的制造工程師們尋求增加金屬-絕緣體-金屬電容器的單位面積的電容值密度的方法提供了新途徑。通過說明和附圖，給出了具體實施方式
的特定結(jié)構(gòu)的典型實施例，因此，盡管上述發(fā)明提出了現(xiàn)有的較佳實施例，然而，這些內(nèi)容并不作為局限。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本發(fā)明的真實意圖和范圍的全部變化和修正，在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認(rèn)為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的結(jié)構(gòu)，包括頂部電極、底部電極和介于頂部電極和底部電極之間的絕緣層，其特征在于，該結(jié)構(gòu)形成于一 MOS器件區(qū)域內(nèi)，所述MOS器件包括一硅基體，所述MOS器件的柵極包括上層的控制柵和下層的浮柵，所述浮柵被包裹在一介電質(zhì)層內(nèi)，所述控制柵就是所述頂部電極，所述浮柵就是所述底部電極，所述介電質(zhì)層就是所述絕緣層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述控制柵和所述浮柵為多晶硅層。
3.—種如權(quán)利要求1所述的金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，包括在內(nèi)部形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的硅基體上方生長一層第一隔離氧化物；在第一隔離氧化物層上方生長一層第一多晶硅層，該第一多晶硅層用于形成底部電極；繼續(xù)在第一多晶硅層上方覆蓋一層第二隔離氧化物，該第二隔離氧化物形成絕緣層；在第二隔離氧化物層上覆蓋一層第二多晶硅層，該第二多晶硅層用于形成頂部電極；進(jìn)行圖形化和選擇性刻蝕，形成MOS器件的柵極，第一多晶硅層、第二隔離氧化物層和第二多晶硅層構(gòu)成電容器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的制作方法，其特征在于，所述刻蝕方式為干法刻蝕。
5.一種如權(quán)利要求1所述的金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，包括在內(nèi)部形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的硅基體表面生長一層第一隔離氧化物；在第一隔離氧化物層上方生長一層第一多晶硅層，進(jìn)行圖形化和選擇性刻蝕；繼續(xù)在第一多晶硅層上方覆蓋一層第二隔離氧化物；在第二隔離氧化物層上覆蓋一層第二多晶硅層，進(jìn)行選擇性刻蝕，并對其表面進(jìn)行平坦化處理；再次進(jìn)行圖形化和選擇性刻蝕，所述第二多晶硅層、所述第二隔離氧化物層和所述第一多晶硅層分別形成頂部電極、絕緣層和底部電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述刻蝕方式為干法刻蝕。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述對表面進(jìn)行平坦化處理是采用化學(xué)機(jī)械研磨法。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的結(jié)構(gòu)及其制作方法，包括頂部電極、底部電極和介于頂部電極和底部電極之間的絕緣層，該結(jié)構(gòu)形成于一MOS器件區(qū)域內(nèi)，MOS器件的柵極包括上層的控制柵和下層的浮柵，控制柵就是頂部電極，浮柵就是底部電極，介電質(zhì)層就是絕緣層；制作方法采用疊層?xùn)艠O結(jié)構(gòu)，這與現(xiàn)行的floatinggate工藝基本一致，或者選擇性回刻+化學(xué)機(jī)械研磨來完成。本發(fā)明金屬-絕緣體-金屬MOS電容器的結(jié)構(gòu)及其制作方法將MOS器件區(qū)域也作為了半導(dǎo)體電容器的一部分后集成到了電容器電路中，為本領(lǐng)域的制造工程師們尋求增加金屬-絕緣體-金屬電容器的單位面積的電容值密度的方法提供了新途徑。
文檔編號H01L27/105GK102420229SQ20111019414
公開日2012年4月18日 申請日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者張文廣, 徐強, 鄭春生, 陳玉文 申請人:上海華力微電子有限公司