CN101989621B

CN101989621B - Mim电容器及其制造方法

Info

Publication number: CN101989621B
Application number: CN2009100560271A
Authority: CN
Inventors: 肖德元; 季明华; 吴汉明
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date: 2009-08-06
Filing date: 2009-08-06
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2029-08-06
Also published as: CN101989621A

Abstract

一种MIM电容器及其制造方法，其中所述MIM电容器包括：半导体基底，形成于半导体基底内的第一电极板；形成于半导体基底表面的层间介质层；形成于第一电极板表面的第一电介质层；形成于第一电介质层表面的第二电极板；形成于第二电极板表面的第二电介质层；以及形成于第二电介质层表面的第三电极板；所述第一电介质层、第二电极板、第二电介质层以及第三电极板均位于层间介质层内，其中第三电极板与第一电极板电连接。与现有的堆叠式结构的MIM电容相比，本发明满足了大电容值的需求，同时形成三层电极板包夹两层电介质的堆叠结构，节省了一层电极板以及层间介质层的厚度，缩小器件尺寸，结构简单易于布线集成。

Description

MIM电容器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种金属-绝缘体-金属(metal-insulator-metal，以下简称为MIM)电容，尤其涉及一种基于铜双镶嵌结构的MIM电容器及其制造方法。

背景技术

电容元件常用于如射频IC、单片微波IC等集成电路中作为电子无源器件。常见的电容结构包括金属氧化物半导体(MOS)电容、PN结电容以及MIM电容等。其中，MIM电容在某些特殊应用中提供较优于MOS电容以及PN结电容的电学特性，这是由于MOS电容以及PN结电容均受限于其本身结构，在工作时电极容易产生空穴层，导致其频率特性降低。而MIM电容可以提供较好的频率以及温度相关特性。此外，在半导体制造中，MIM电容可形成于层间金属以及铜互连制程，也降低了与CMOS前端工艺整合的困难度及复杂度。

传统的MIM电容如图1所示，包括下极板金属1、电介质层2以及上极板金属3，形成两层金属之间夹电介质层的三明治结构。从上述结构可知，MIM电容是面积电容，其电容值的大小取决于电介质层2的厚度，以及上极板金属2与下极板金属3所相对应面积。而在实际制造过程中，随着器件日益微缩，单个MIM电容受特征尺寸的限制，其电容值大小总是有限的。现有制作大容量MIM电容的方法是将若干MIM电容单元形成堆叠结构。

如美国专利US7317221，提供了一种堆叠式的MIM电容，其基本结构如图2所示，包括依次形成于半导体基底10的第一MIM电容C1以及第二MIM电容C2；所述第一MIM电容C1以及第二MIM电容C2分别形成于第一层间介质层100以及第二层间介质层200内，均为三明治结构，包括下极板金属、电介质层以及上极板金属。其中，第一MIM电容C1的上极板金属102与第二MIM电容C2的下极板金属201通过接触孔20a电连接，而第一MIM电容C1的下极板金属101以及第二MIM电容C2的上极板金属202分别通过接触孔20b以及接触孔20c连接至互连金属层300，所述第二MIM电容C2的下极板通过接触孔20d连接至互连金属层301，将互连金属层300以及互连金属层301分别作为输入端或者输出端，上述结构的等效电路如图3所示，通过将第一MIM电容C1以及第二MIM电容并联，所述堆叠式MIM电容获得了较大的电容值。

现有的堆叠式MIM电容结构，虽然满足了大电容值的需求，然而若干MIM电容相互堆叠，分别形成于不同的层间介质层中，通过互连线电连接，势必造成整个电容结构的厚度增加，在半导体芯片制造中占用过多器件区的空间，影响器件尺寸微缩，并且提高了布线难度。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种MIM电容器，满足大电容值需求的同时，还具有厚度薄尺寸小，结构简单的特点。

为解决上述问题，本发明提供的一种MIM电容器，包括：

半导体基底，形成于半导体基底内的第一电极板；

形成于半导体基底表面的层间介质层；

形成于第一电极板表面的第一电介质层；

形成于第一电介质层表面的第二电极板；

形成于第二电极板表面的第二电介质层；

以及形成于第二电介质层表面的第三电极板；

所述第一电介质层、第二电极板、第二电介质层以及第三电极板均位于层间介质层内，其中第三电极板与第一电极板电连接。

作为可选方案，所述第三电极板与第一电极板通过互连线电连接。

作为另一个可选方案，所述的第二电极板对准第一电极板的部分表面，第三电极板对准第二电极板的部分表面，且第三电极板与第一电极板部分对准并直接连接。

作为可选方案，所述第一电极板与半导体基底的界面处以及第三电极板与层间介质层的界面处均形成有扩散阻挡层，所述扩散阻挡层为Ta、Ti或者金属氮化物层，厚度范围为2nm～50nm。

作为可选方案，所述第一电极板、第三电极板的材质为Cu或Al。

作为可选方案，所述第一电介质层、第二电介质层的材质为高K材料，包括SiN、Al₂O₃，厚度范围为2nm～50nm。

作为可选方案，所述第二电极板的材质为TiN、TaN、Al-Cu、Ru中的一种或其组合，厚度范围为20nm～100nm。

本发明还提供了一种MIM电容的制造方法，包括：

提供半导体基底，在半导体基底内形成第一电极板；

在第一电极板的表面形成第一电介质层；

在第一电介质层表面沉积金属，并刻蚀部分，形成第二电极板；

在第二电极板表面形成第二电介质层；

在第二电介质层的表面形成层间介质层，刻蚀所述层间介质层直至露出第二电介质层，形成凹槽，所述凹槽对准第二电极板；

在所述凹槽内填充金属形成第三电极板；

制作互连线，将第一电极板与第三电极板电连接。

作为可选方案，所述在半导体基底内形成第一电极板之前，还包括在半导体基底与预定形成的第一电极板的界面处形成扩散阻挡层的步骤，所述在凹槽内填充金属形成第三电极板之前，还包括在凹槽的内表面形成扩散阻挡层的步骤。上述扩散阻挡层均为Ta、Ti或者金属氮化物层，采用化学气相沉积或者原子淀积形成，厚度范围为2nm～50nm。

作为可选方案，第一电极板以及第三电极板采用电镀或者化学气相沉积形成，材质为Cu或Al。

作为可选方案，所述第一电介质层、第二电介质层的材质为高K材料，包括SiN、Al₂O₃，采用化学气相沉积或原子淀积形成，厚度范围为2nm～50nm。

作为可选方案，所述第二电极板的材质为TiN、TaN、Al-Cu、Ru中的一种或其组合，采用化学气相沉积或者原子淀积形成，厚度范围为20nm～100nm。

所述MIM电容器的制造方法，还应当包括在层间介质层内形成第二电极板的互连线。

本发明还提供了另一种MIM电容的制造方法，包括：

提供半导体基底，在半导体基底内形成第一电极板；

在第一电极板的表面形成第一电介质层；

在第一电介质层表面沉积金属，并刻蚀部分，形成第二电极板，所述第二电极板对准第一电极板的部分表面；

在第二电极板表面形成第二电介质层；

在第二电介质层的表面形成层间介质层，刻蚀所述层间介质层直至露出第二电介质层，形成凹槽，并使得所述凹槽对准第二电极板以及第一电极板；

在凹槽内填充形成第二介质层；

刻蚀所述第二介质层直至露出第二电介质层，形成通孔，并使得所述通孔对准第一电极板；

刻蚀通孔底部的第二电介质层、第一电介质层，直至露出第一电极板；

去除所述凹槽内的第二介质层，然后在凹槽内填充金属形成第三电极板。

与现有技术相比，本发明所述的MIM电容器也等效于将两个MIM电容并联，满足了大电容值的需求，同时形成三层电极板包夹两层电介质的堆叠结构，节省了一层电极板以及层间介质层的厚度，缩小器件尺寸，结构简单易于布线集成。

附图说明

通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其他目的、特征和优势将更加清晰。附图中与现有技术相同的部件使用了相同的附图标记。附图并未按比例绘制，重点在于示出本发明的主旨。在附图中为清楚起见，放大了层和区域的尺寸。

图1是现有的MIM电容的结构示意图；

图2是现有的堆叠式MIM电容的结构剖面图；

图3是现有的堆叠式MIM电容的等效电路图；

图4是本发明所述的MIM电容器的结构剖面图；

图5是本发明所述的MIM电容器的等效电路图；

图6是本发明所述的MIM电容器制造方法流程图；

图7为本发明所述的另一种MIM电容器制造方法流程图；

图8至图16为本发明所述MIM电容器的制造方法的第一实施例示意图；

图17至图23为本发明所述MIM电容器的制造方法的第二实施例示意图；

图24至图29为本发明所述MIM电容器制造方法的第三实施例示意图。

具体实施方式

现有的堆叠式MIM电容中，MIM电容之间分属不同的层间介质层，电极板之间通过互连线连接，因而影响了整个MIM电容结构的厚度尺寸，占用过多器件空间。本发明通过将两个MIM电容相邻的电极板合并，形成三层电极板包夹两层电介质层的堆叠结构，能够省去部分电极板之间的互连线以及一层层间介质层的厚度，达到简化结构，缩小器件尺寸的目的。

如图4所示，本发明提供的一种MIM电容器，包括：

半导体基底10，形成于半导体基底内的第一电极板11；形成于半导体基底10表面的层间介质层100；形成于第一电极板11表面的第一电介质层21；形成于第一电介质层21表面的第二电极板12；形成于第二电极板12表面的第二电介质层22；以及形成于第二电介质层22表面的第三电极板13；

所述第一电介质层21、第二电极板12、第二电介质层22以及第三电极板13均位于层间介质层100内，其中第三电极板13与第一电极板11电连接，第二电极板12则由互连线15引出。

图4中第三电极板13与第一电极板11的电连接是通过两者的直接连接实现的；作为其他可选方案，还可以通过制作互连线，将第三电极板13与第一电极板11电连接。

再如图4，所述第一电极板11与半导体基底10的界面处以及第三电极板13与层间介质层100界面处均形成有扩散阻挡层20，所述扩散阻挡层20可以为Ta、Ti以及金属氮化物层。

所述第一电极板11、第三电极板13的材质可以为Cu或Al等常用的电极金属。

为了减小所述MIM电容器的尺寸，所述第二电极板12厚度较薄。因此第二电极板12的材质可以选择TiN、TaN、Al-Cu、Ru中的一种或其组合，使得较薄的第二电极板12上能储存更多的电荷，以避免影响整个电容器的电容值大小。

所述第一电介质层21、第二电介质层22的材质可以为高K材料，可以是SiN或Al₂O₃等。

在图4所示MIM电容器结构中，第一电极板11、第一电介质层21以及第二电极板12构成了一个MIM电容C10，而第二电极板12、第二电介质层22以及第三电极板13则构成了另一个MIM电容C20(如图4中虚线框标记)，所述C10与C20均形成于层间介质层100内。

假设将第三电极板13作为输入端，而第二电极板12同时作为C10的上电极板以及C20的下电极板，并通过互连线引出作为输出端，使得本发明所述的MIM电容器的等效电路如图5所示，相当于将MIM电容C10与MIM电容C20相并联，同样满足了大电容值的需求。

如图6所示，本发明提供了一种MIM电容器的制造方法，具体步骤包括：

S1、提供半导体基底，并在半导体基底内形成第一电极板；

作为可选方案，在形成第一电极板之前，还可以先形成扩散阻挡层，以防止第一电极板的金属向半导体基底扩散。

S2、在第一电极板的表面形成第一电介质层；

S3、在第一电介质层表面沉积金属，并刻蚀部分，形成第二电极板；

其中所述第二电极板只对准了部分第一电极板，露出部分第一电极板上的第一电介质层。

S4、在第二电极板表面形成第二电介质层；

作为可选方案，所述第二电介质层还可以形成于S3步骤中所述露出的部分第一电极板上的第一电介质层的表面。

S5、在第二电介质层的表面形成层间介质层，刻蚀所述层间介质层直至露出第二电介质层，形成凹槽，所述凹槽对准第二电极板；

S6、在所述凹槽内填充金属形成第三电极板。

作为可选方案，在凹槽内填充金属形成第三电极板前，还可以先形成扩散阻挡层，以防止第三电极板的金属向层间介质层扩散。

S7、制作互连线，将第一电极板与第三电极板电连接。

除了通过制作互连线，将第一电极板以及第三电极板连接之外，还可以在形成第三电极板时，将第三电极板与第一电极板直接连接。

因此如图7所示，本发明还提供了一种MIM电容器的制造方法，具体步骤包括：

S10、提供半导体基底，并在半导体基底内形成第一电极板；

S11、在第一电极板的表面形成第一电介质层；

S12、在第一电介质层表面沉积金属，并刻蚀部分，形成第二电极板；

S13、在第二电极板表面形成第二电介质层；

作为可选方案，所述第二电介质层还可以形成于S12步骤中所述露出的部分第一电极板上的第一电介质层的表面。

S14、在第二电介质层的表面形成层间介质层，刻蚀所述层间介质层直至露出第二电介质层，形成凹槽，并使得所述凹槽对准第二电极板以及第一电极板；

S15、在凹槽内填充形成第二介质层；

S16、刻蚀所述第二介质层直至露出第二电介质层，形成通孔，并使得所述通孔对准第一电极板；

S17、刻蚀通孔底部的第二电介质层、第一电介质层，直至露出第一电极板；

S18、去除所述凹槽内的第二介质层，然后在凹槽内填充金属形成第三电极板。

下面结合具体实施例，对本发明所述的MIM电容器制造方法做进一步介绍。

第一实施例：

图8至图16为本发明所述MIM电容器制造方法的第一实施例示意图。

首先如图8所示，提供半导体基底10，刻蚀半导体基底10的预定区域，形成凹槽1，并在凹槽1的内表面形成扩散阻挡层201。

其中，所述预定区域为形成MIM电容器第一电极板的区域，所述半导体基底10可以是硅衬底；所述凹槽1的深度等于后续工艺所形成的第一电极板的厚度，可根据需要进行选择，本实施例中凹槽1的深度范围为200nm～1000nm；扩散阻挡层201作用是防止后续工艺形成的第一电极板的金属向半导体基底10扩散，材质可以为Ta、Ti或者金属氮化硅TiN、TaN等，可以采用化学气相沉积CVD或者原子沉积ALD形成。本实施例中，所述扩散阻挡层201为TaN层，采用原子沉积ALD形成，厚度范围为2nm～50nm。

如图9所示，在所述凹槽1内填充金属形成第一电极板11，然后在第一电极板11的表面形成第一电介质层21。

其中，所述第一电极板11的材质可以为Al或者Cu等常用的电极金属，可以采用电镀或者化学气相沉积CVD形成。本实施例中，所述第一电极板11材质为Cu，采用化学气相沉积CVD形成，并通过化学机械研磨CMP平坦化，去除从凹槽1内溢出的金属Cu。

所述第一电介质层21的材质可以为常用的SiO₂，也可以为高K材料，如SiN或者Al₂O₃等，有利于提高所形成的MIM电容器的电容值，可以采用化学气相沉积CVD或者原子沉积ALD形成，本实施例中，所述第一电介质层21的材质为SiN，采用化学气相沉积CVD形成，厚度为2nm～50nm。

如图10所示，在所述第一电介质层21的表面沉积金属，并刻蚀部分形成第二电极板12，使得第二电极板12部分对准第一电极板11，露出部分第一电极板11上的第一电介质层21。

所述第二电极板12将在后续形成MIM电容器中作为中间的夹层，因此为了保证MIM电容器的尺寸限制，不宜太厚，另一方面还需满足大电容值的需求，为了在较薄的厚度下能储存更多的电荷，第二电极板12的材质可以选择TiN、TaN、Al-Cu、Ru中的一种或其组合，可以采用化学气相沉积CVD或者原子沉积ALD形成，本实施例中，第二电极板12的材质为TaN，采用化学气相沉积CVD形成，厚度范围20nm～100nm。

如图11所示，在所述第二电极板12以及露出的第一电介质层21表面形成第二电介质层22。

其中，第二电介质层22的材质选择、形成方法以及厚度范围与第一电介质层21相同。本实施例中，第二电介质层22的材质也为SiN，厚度范围为2nm～50nm，包覆整个第二电极板12的顶部以及侧壁，而其他部分与第一电介质层21相融合。

如图12所示，在所述第二电介质层22表面形成层间介质层100。所述层间介质层100的材质可以为SiO₂或者SiN等常用的绝缘材质，但应当与第二电介质层22相区别，以便于后续工艺的分步刻蚀。因此本实施例中，所述层间介质层100的材料为SiO₂，可以采用化学气相沉积CVD形成，厚度范围为200nm～1000nm。

如图13所示，使用掩膜刻蚀所述层间介质层100直至露出第二电介质层22，形成凹槽2，使得凹槽2对准部分的第二电极板12。

如图14所示，先在凹槽2的内表面形成扩散阻挡层202，然后向凹槽2中填充金属形成第三电极板13。

所述扩散阻挡层202作用是防止后续工艺形成的第三电极板的金属向层间介质层100扩散，材质可以为Ta、Ti或者金属氮化硅TiN、TaN等，可以采用化学气相沉积CVD或者原子沉积ALD形成，本实施例中，所述扩散阻挡层202为TaN层，采用原子沉积ALD形成，厚度范围为2nm～50nm。

所述第三电极板13的材质可以为Al或者Cu等常用的电极金属，可以采用电镀或者化学气相沉积CVD形成。本实施例中，所述第三电极板13材质为Cu，采用电镀形成，具体方法为：先在凹槽2的底部淀积一层较薄的铜种子层，大约厚度为10nm～50nm；然后使用CuSO₄溶液在所述铜种子层上电镀生长Cu，厚度约为200nm～2000nm；最后采用化学机械研磨CMP对表面进行平坦化，直至露出层间介质层100。

如图15所示，刻蚀层间介质层100形成接触孔40以及接触孔41。所述接触孔40的底部露出第一电极板11，接触孔41的底部露出第二电极板12，向接触孔40以及接触孔41中填充互连金属直至覆盖层间介质层100，可以采用化学气相沉积CVD沉积Cu或者Al等金属，形成互连线14。

如图16所示，对覆盖于层间介质层100表面的互连线14，先使用化学机械抛光CMP进行初步平坦化，然后在使用光刻工艺对互连线14图案化，使得第一电极板11与第三电极板13电连接，而第二电极板12单独引出互连线。

上述实施例中第一电极板11与第三电极板13通过制作互连线而电连接，如果在形成第三电极板13时，直接将第三电极板13与第一电极板11连接，可以使得后端布线时更具灵活性。

第二实施例：

图17至图23，为本发明所述MIM电容器制造方法的第二实施例示意图。本实施例中，前序工艺直至形成图12所示结构与第一实施例相同，此处不再赘述。

如图17所示，在图12所示结构的基础上，使用掩膜刻蚀层间介质层100直至露出第二电介质层22，形成凹槽2，使得凹槽2对准第二电极板12以及第一电极板11。

如图18所示，在所述凹槽2内填充形成第二介质层30。所述第二介质层30材质应当与层间介质层100相区别，本实施例中，所述第二介质层30的材质选择为较软且易刻蚀的抗反射材料(BARC层)，采用化学气相沉积CVD形成。

如图19所示，使用掩膜刻蚀所述第二介质层30直至露出第二电介质层22，形成通孔3，并使得所述通孔3对准第一电极板11。本实施例中，可以采用RIE等离子刻蚀所述第二介质层30，而第二电介质层22作为刻蚀阻挡层。

如图20，刻蚀通孔3底部的第二电介质层22以及第一电介质层21，直至露出第一电极板11。由于本实施例中，第二电介质层22与第一电介质层21的材质相同，均为SiN，因此可以用热磷酸进行选择性湿法刻蚀，在通孔3底部露出第一电极板11。

如图21所示，去除所述凹槽2内的第二介质层30，在凹槽2的内表面形成扩散阻挡层202。

本实施例中，所述第二介质层30为抗反射材料(BARC层)，可以通过灰化工艺完全去除而不影响层间介质层100。

与第一实施例相同，所述扩散阻挡层202材质可以为Ta、Ti或者金属氮化硅TiN、TaN等，可以采用化学气相沉积CVD或者原子沉积ALD形成，本实施例中，所述扩散阻挡层202为TaN层，采用原子沉积ALD形成，厚度范围为2nm～50nm。

如图22所示，在所述凹槽2内填充金属形成第三电极板13。所述第三电极板13的材质可以为Al或者Cu等常用的电极金属，可以采用电镀或者化学气相沉积CVD形成。

本实施例中，所述第三电极板13材质为Cu，采用电镀形成，具体方法为：先在凹槽2的底部淀积一层较薄的铜种子层，大约厚度为10nm～50nm；然后使用CuSO₄溶液在所述铜种子层上电镀生长Cu，厚度约为200nm～2000nm；最后采用化学机械研磨CMP对表面进行平坦化，直至露出层间介质层100。

其中第三电极板13与第一电极板11之间，虽然存在有扩散阻挡层202，但所述扩散阻挡层202为导电材料，因此第三电极板13与第一电极板11电连接。

如图23所示，刻蚀层间介质层100形成接触孔41，所述接触孔41的底部露出第二电极板12，向接触孔41中填充互连金属，可以采用化学气相沉积CVD沉积Cu或者Al等金属，形成互连线15；最后采用化学机械研磨CMP对层间介质层100的表面平坦化，去除多余的互连金属。

本发明MIM电容器的制造方法中，由于互连线14的材质可与第三电极板13相同，均为Cu或Al，因此在第二实施例中，所述第二电极板12的互连线14还可以与第三电极板13同时形成，然后只需要进行一次化学机械研磨CMP对层间介质层100表面进行平坦化，从而大幅简化工艺步骤。

第三实施例：

图24至图29为本发明所述MIM电容器制造方法的第三实施例示意图。本实施例中，前序工艺直至形成图12所示结构与第一实施例相同。

如图24，在图12所示结构的基础上，使用掩膜刻蚀层间介质层100直至露出第二电介质层22，形成凹槽2以及接触孔41；其中所述凹槽2对准第二电极板12以及第一电极板11，而接触孔41对准第二电极板12。

如图25所示，在所述凹槽2以及接触孔41内填充第二介质层30。与第二实施例相同，所述第二介质层30的材质选择为较软且易刻蚀的抗反射材料(BARC层)，采用化学气相沉积CVD形成。

如图26所示，使用掩膜刻蚀所述凹槽2内的第二介质层30直至露出第二电介质层22，形成通孔3，并使得所述通孔3对准第一电极板11，同时刻蚀所述接触孔41内的第二介质层30，直至露出接触孔41底部的第二电介质层22。本实施例中，可以采用RIE等离子刻蚀所述第二介质层30，而第二电介质层22作为刻蚀阻挡层。

如图27所示，刻蚀通孔3底部的第二电介质层22以及第一电介质层21，露出第一电极板11；刻蚀接触孔41底部的第二电介质层22，露出第二电极板12。

与前述实施例类似，所述第二电介质21以及第一电介质层21的材质均为SiN，因此采用热磷酸进行选择性湿法刻蚀，能够同时在通孔3以及接触孔41的底部刻蚀相应的电介质层，分别露出第一电极板11以及第二电极板12。

如图28所示，去除所述凹槽2内剩余的第二介质层30，在凹槽2以及接触孔41的内表面形成扩散阻挡层202。本实施例中，可以采用灰化工艺去除第二介质层30，采用原子沉积ALD形成厚度约为2nm～50nm的扩散阻挡层202。

如图29所示，在凹槽2以及接触孔41内通过电镀或者化学气相沉积等工艺，填充Cu或者Al等金属，分别形成第三电极板13以及第二电极板12的互连线15。

本实施例中，第三电极板13以及互连线15材质为Cu，采用电镀形成，具体方法为：先在凹槽2以及接触孔41的底部淀积一层较薄的铜种子层，然后使用CuSO₄溶液在所述铜种子层上电镀生长Cu，厚度约为200nm～2000nm；最后采用化学机械研磨CMP对表面进行平坦化，直至露出层间介质层100。

其中第三电极板13与第一电极板11之间以及互连线15与第二电极板12之间，存在有导电材料的扩散阻挡层202，因此第三电极板13与第一电极板11电连接，而第二电极板12由互连线15引出。

经过上述第二以及第三实施例形成的MIM电容器中，第二电极板13以及互连线15分别作为输出端或者输入端，结构简单尺寸较小，且降低了布线难度，易于与其它半导体器件的制造工艺相集成。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种MIM电容器，其特征在于，包括：

半导体基底，形成于半导体基底内的第一电极板；

形成于半导体基底表面的层间介质层；

形成于第一电极板表面的第一电介质层；

形成于第一电介质层表面的第二电极板；

形成于第二电极板表面的第二电介质层；

以及形成于第二电介质层表面的第三电极板；

所述第一电介质层、第二电极板、第二电介质层以及第三电极板均位于层间介质层内，所述第二电极板对准第一电极板的部分表面，第三电极板对准第二电极板的部分表面，且第三电极板与第一电极板部分对准并直接连接。

2.如权利要求1所述的MIM电容器，其特征在于，所述第一电极板与半导体基底的界面处以及第三电极板与层间介质层的界面处均形成有扩散阻挡层。

3.如权利要求2所述的MIM电容器，其特征在于，所述扩散阻挡层为Ta、Ti或者金属氮化物层。

4.如权利要求3所述的MIM电容器，其特征在于，所述扩散阻挡层的厚度范围为2nm～50nm。

5.如权利要求1所述的MIM电容器，其特征在于，所述第一电极板、第三电极板的材质为Cu或Al。

6.如权利要求1所述的MIM电容器，其特征在于，所述第一电介质层、第二电介质层的材质为高K材料。

7.如权利要求6所述的MIM电容器，其特征在于，所述第一电介质层、第二电介质层材质包括SiN或Al₂O₃。

8.如权利要求7所述的MIM电容器，其特征在于，所述第一电介质层、第二电介质层的厚度范围为2nm～50nm。

9.如权利要求1所述的MIM电容器，其特征在于，所述第二电极板的材质为TiN、TaN、Al-Cu、Ru中的一种或其组合。

10.如权利要求9所述的MIM电容器，其特征在于，所述第二电极板的厚度范围为20nm～100nm。

11.一种MIM电容器的制造方法，其特征在于，包括：

提供半导体基底，在半导体基底内形成第一电极板；

在第一电极板的表面形成第一电介质层；

在第二电极板表面形成第二电介质层；

在所述凹槽内填充金属形成第三电极板；

制作互连线，将第一电极板与第三电极板电连接。

12.如权利要求11所述的MIM电容器的制造方法，其特征在于，所述在半导体基底内形成第一电极板之前，还包括在半导体基底与预定形成的第一电极板的界面处形成扩散阻挡层的步骤。

13.如权利要求11所述的MIM电容器的制造方法，其特征在于，所述在凹槽内填充金属形成第三电极板之前，还包括在凹槽的内表面形成扩散阻挡层的步骤。

14.如权利要求12或13所述的MIM电容器的制造方法，其特征在于，所述扩散阻挡层为Ta、Ti或者金属氮化物层。

15.如权利要求14所述的MIM电容器的制造方法，其特征在于，所述扩散阻挡层采用化学气相沉积或者原子淀积形成，厚度范围为2nm～50nm。

16.如权利要求11所述的MIM电容器的制造方法，其特征在于，所述第一电极板、第三电极板的材质为Cu或Al，采用电镀或者化学气相沉积形成。

17.如权利要求11所述的MIM电容器的制造方法，其特征在于，所述第一电介质层、第二电介质层的材质为高K材料。

18.如权利要求17所述的MIM电容器的制造方法，其特征在于，所述第一电介质层、第二电介质层的材质包括SiN或Al₂O₃。

19.如权利要求18所述的MIM电容器的制造方法，其特征在于，所述第一电介质层、第二电介质层采用化学气相沉积或者原子淀积形成，厚度范围为2nm～50nm。

20.如权利要求11所述的MIM电容器的制造方法，其特征在于，所述第二电极板的材质为TiN、TaN、Al-Cu、Ru中的一种或其组合。

21.如权利要求20所述的MIM电容器的制造方法，其特征在于，所述第二电极板采用化学气相沉积或者原子淀积形成，厚度范围为20nm～100nm。

22.如权利要求11所述的MIM电容器的制造方法，其特征在于，还包括在层间介质层内形成第二电极板的互连线。

23.一种MIM电容器的制造方法，其特征在于，包括：

提供半导体基底，在半导体基底内形成第一电极板；

在第一电极板的表面形成第一电介质层；

在第二电极板表面形成第二电介质层；

在凹槽内填充形成第二介质层；

24.如权利要求23所述的MIM电容器的制造方法，其特征在于，所述在半导体基底内形成第一电极板之前，还包括在半导体基底与预定形成的第一电极板的界面处形成扩散阻挡层的步骤。

25.如权利要求23所述的MIM电容器的制造方法，其特征在于，所述在凹槽内填充金属形成第三电极板之前，还包括在凹槽的内表面形成扩散阻挡层的步骤。

26.如权利要求24或25所述的MIM电容器的制造方法，其特征在于，所述扩散阻挡层为Ta、Ti或者金属氮化物层。

27.如权利要求26所述的MIM电容器的制造方法，其特征在于，所述扩散阻挡层采用化学气相沉积或者原子淀积形成，厚度范围为2nm～50nm。

28.如权利要求23所述的MIM电容器的制造方法，其特征在于，所述第一电极板、第三电极板的材质为Cu或Al，采用电镀或者化学气相沉积形成。

29.如权利要求23所述的MIM电容器的制造方法，其特征在于，所述第一电介质层、第二电介质层的材质为高K材料。

30.如权利要求29所述的MIM电容器的制造方法，其特征在于，所述第一电介质层、第二电介质层的材质包括SiN或Al₂O₃。

31.如权利要求30所述的MIM电容器的制造方法，其特征在于，所述第一电介质层、第二电介质层采用化学气相沉积或者原子淀积形成，厚度范围为2nm～50nm。

32.如权利要求23所述的MIM电容器的制造方法，其特征在于，所述第二电极板的材质为TiN、TaN、Al-Cu、Ru中的一种或其组合。

33.如权利要求32所述的MIM电容器的制造方法，其特征在于，所述第二电极板采用化学气相沉积或者原子淀积形成，厚度范围为20nm～100nm。

34.如权利要求23所述的MIM电容器的制造方法，其特征在于，还包括在层间介质层内形成第二电极板的互连线。