MiS電容器結(jié)構(gòu)及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及一種新型MiS(金屬-絕緣體-襯底)電容器結(jié)構(gòu)及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在IC芯片中，傳統(tǒng)的電容器是采用的PiP (多晶硅-絕緣體-多晶硅)電容器或者M(jìn)iM (金屬-絕緣體-金屬)電容器。PiP和MiM電容器都需要額外的掩模版和額外的成本。為了減少工藝復(fù)雜度和成本，亟待一種新型的電容器結(jié)構(gòu)與制造方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種新型MiS電容器結(jié)構(gòu)及其制造方法，能夠減少工藝復(fù)雜度和降低成本。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種MiS電容器結(jié)構(gòu)的制造方法，包括步驟:
[0005]A.提供襯底，其兩側(cè)具有淺槽隔離，所述襯底的表面通過(guò)N+/P+離子注入定義出有源區(qū)并定義出柵極，所述有源區(qū)作為所述MiS電容器結(jié)構(gòu)的一塊極板；
[0006]B.在所述有源區(qū)表面淀積屏蔽層，并通過(guò)光刻和刻蝕工藝將其圖形化，所述屏蔽層一端覆蓋到一所述淺槽隔離的上方，另一端將其與另一所述淺槽隔離之間的所述有源區(qū)露出；
[0007]C.在所述淺槽隔離、所述屏蔽層和露出的所述有源區(qū)的上方依次淀積金屬層和抗反射層；
[0008]D.進(jìn)行第一次快速熱退火，被所述金屬層覆蓋的所述有源區(qū)和其上方的所述金屬層發(fā)生反應(yīng)，在所述有源區(qū)內(nèi)形成一引出端；
[0009]E.在所述抗反射層的上方旋涂光刻膠層并對(duì)其作圖形化，以所述光刻膠層為掩模，依次刻蝕所述抗反射層和所述金屬層，直至露出所述屏蔽層的邊緣、所述引出端和所述淺槽隔離，仍占據(jù)所述屏蔽層上方大部分區(qū)域的所述金屬層作為所述MiS電容器結(jié)構(gòu)的另一塊極板；
[0010]F.去除所述光刻膠層，對(duì)當(dāng)前結(jié)構(gòu)進(jìn)行第二次快速熱退火，將所述金屬層從高阻狀態(tài)轉(zhuǎn)為低阻狀態(tài)；
[0011]G.在所述淺槽隔離、所述屏蔽層的邊緣、所述抗反射層和所述引出端的上方淀積層間介質(zhì)層，并在所述層間介質(zhì)層中定義出至少兩個(gè)接觸孔的位置，一個(gè)所述接觸孔與所述引出端相連接，另一個(gè)所述接觸孔穿透所述抗反射層和其下方的所述金屬層相連接。
[0012]可選地，所述襯底為硅襯底，所述屏蔽層為氮化硅、氧化硅或者氮氧化硅，所述引出端為金屬娃化物。
[0013]可選地，所述金屬層為鈷和氮化鈦的復(fù)合層，或者鈦和氮化鈦的復(fù)合層。
[0014]可選地，所述屏蔽層的厚度大于等于200埃。
[0015]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供一種如上所述的制造方法形成的MiS電容器結(jié)構(gòu)，包括:
[0016]襯底，其兩側(cè)具有淺槽隔離，所述襯底的表面通過(guò)N+/P+離子注入定義了有源區(qū)并定義了柵極，所述有源區(qū)作為所述MiS電容器結(jié)構(gòu)的一塊極板；
[0017]屏蔽層，位于所述有源區(qū)表面并通過(guò)光刻和刻蝕工藝被圖形化，所述屏蔽層一端覆蓋到一所述淺槽隔離的上方，另一端將其與另一所述淺槽隔離之間的所述有源區(qū)露出；
[0018]金屬層和抗反射層，位于所述屏蔽層的上方且露出所述屏蔽層的邊緣，所述金屬層作為所述MiS電容器結(jié)構(gòu)的另一塊極板；
[0019]引出端，位于未被所述屏蔽層覆蓋的所述有源區(qū)內(nèi)；
[0020]層間介質(zhì)層，位于所述淺槽隔離、所述屏蔽層的邊緣、所述抗反射層和所述引出端的上方，在所述層間介質(zhì)層中具有至少兩個(gè)接觸孔的位置，一個(gè)所述接觸孔與所述引出端相連接，另一個(gè)所述接觸孔穿透所述抗反射層和其下方的所述金屬層相連接。
[0021]可選地，所述襯底為硅襯底，所述屏蔽層為氮化硅、氧化硅或者氮氧化硅，所述引出端為金屬娃化物。
[0022]可選地，所述金屬層為鈷和氮化鈦的復(fù)合層，或者鈦和氮化鈦的復(fù)合層。
[0023]可選地，所述屏蔽層的厚度大于等于200埃。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0025]本發(fā)明通過(guò)提供一種新型的MiS電容器結(jié)構(gòu)及其制造方法，顯示了較低的工藝復(fù)雜度并且降低了生產(chǎn)成本。在某些技術(shù)平臺(tái)，甚至可以成為一個(gè)不需要任何額外成本的寄生器件。
【附圖說(shuō)明】
[0026]本發(fā)明的上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢(shì)將通過(guò)下面結(jié)合附圖和實(shí)施例的描述而變得更加明顯，其中:
[0027]圖1至圖6為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的MiS電容器結(jié)構(gòu)的制造過(guò)程的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，在以下的描述中闡述了更多的細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明顯然能夠以多種不同于此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況作類似推廣、演繹，因此不應(yīng)以此具體實(shí)施例的內(nèi)容限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0029]MiS電容器結(jié)構(gòu)的制造方法的實(shí)施例
[0030]圖1至圖6為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的MiS電容器結(jié)構(gòu)的制造過(guò)程的工藝流程圖。需要注意的是，這些附圖均僅作為示例，其并非是按照等比例的條件繪制的，并且不應(yīng)該以此作為對(duì)本發(fā)明實(shí)際要求的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。
[0031]對(duì)于該MiS電容器結(jié)構(gòu)的制造過(guò)程，其主要包括如下環(huán)節(jié):
[0032]如圖1所示，執(zhí)行步驟A，提供襯底101，該襯底101優(yōu)選為硅襯底，在襯底101上定義并制造出淺槽隔離102。襯底101的表面通過(guò)N+/P+離子注入定義出有源區(qū)103并定義出柵極(未圖示)，有源區(qū)103作為MiS電容器結(jié)構(gòu)的一塊極板。
[0033]如圖2所示，執(zhí)行步驟B，在有源區(qū)103表面淀積金屬硅化物的屏蔽層104，并通過(guò)光刻和刻蝕工藝將其圖形化。該屏蔽層104同時(shí)作為MiS電容器的介質(zhì)層，該屏蔽層104基于MiS電容器的需求以及屏蔽功能的需求，其厚度可以大于等于200埃。例如，若屏蔽層104的厚度為400埃，則MiS電容器的兩塊極板對(duì)上的每平方微米區(qū)域的電容值約為IfF。屏蔽層104的材質(zhì)可以為氮化硅、氧化硅或者氮氧化硅，作為MiS電容器結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)材料。該屏蔽層104 —端覆蓋到一淺槽隔離102的上方，另一端將其與另一淺槽隔離102之間的有源區(qū)103露出。
[0034]如圖3所示，執(zhí)行步驟C，在淺槽隔離102、屏蔽層104和露出的有源區(qū)103的上方依次淀積金屬層105和抗反射層106。其中，該金屬層105可以為鈷(Co)和氮化鈦(TiN)的復(fù)合層，或者為鈦(Ti)和氮化鈦的復(fù)合層。
[0035]如圖4所示，執(zhí)行步驟D，進(jìn)行第一次快速熱退火(RTA)，被金屬層105覆蓋的有源區(qū)103和其上方的金屬層105發(fā)生反應(yīng)，在有源區(qū)103內(nèi)形成一引出端107。對(duì)于硅材質(zhì)的襯底101，該引出端107為金屬硅化物(salicide)。
[0036]請(qǐng)繼續(xù)參考圖4所示，執(zhí)行步驟E，在抗反射層106的上方旋涂光刻膠層108并對(duì)其作圖形化，以光刻膠層108為掩模，依次刻蝕抗反射層106和金屬層105，直至露出屏蔽層104的邊緣、引出端107和淺槽隔離102，仍占據(jù)屏蔽層104上方大部分區(qū)域的金屬層105作為MiS電容器結(jié)構(gòu)的另一塊極板，其余金屬層105皆是不需要的。
[0037]如圖5所示，執(zhí)行步驟F，去除光刻膠層108，對(duì)當(dāng)前結(jié)構(gòu)進(jìn)行第二次快速熱退火，將金屬層105從高阻狀態(tài)轉(zhuǎn)為低阻狀態(tài)。
[0038]如圖6所示，執(zhí)行步驟G，在淺槽隔離102、屏蔽層104的邊緣、抗反射層106和引出端107的上方淀積層間介質(zhì)層109，并在層間介質(zhì)層109中定義出至少兩個(gè)接觸孔110的位置，完成MiS電容器的引出。其中，一個(gè)接觸孔110與引出端107相連接，另一個(gè)接觸孔110穿透抗反射層106和其下方的金屬層105相連接。
[0039]MiS電容器結(jié)構(gòu)的實(shí)施例