CN102751176B - Pip、pps电容器的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种PIP电容器的制作方法，包括：在衬底中形成浅沟槽隔离结构；在所述浅沟槽隔离结构上沉积第一多晶硅；刻蚀所述第一多晶硅以暴露出所述浅沟槽隔离结构的边缘；在所述第一多晶硅和所述浅沟槽隔离结构上依次沉积第一介质层、第二多晶硅和第二介质层；依次刻蚀所述第二介质层、第二多晶硅和第一介质层，形成暴露出所述第一多晶硅顶部的第一接触孔，并刻蚀所述第二介质层，形成暴露出所述第二多晶硅顶部的第二接触孔；在所述上述结构表面沉积金属，形成互连线。本发明在PIP电容器制作中形成一个与PIP电容并联的电容，从而提高单位面积电容。

Description

PIP、PPS电容器的制作方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种PIP、PPS电容器的制作方法。
背景技术
PIP(poly-insulator-poly，多晶硅-绝缘层-多晶硅)电容器是一种广泛用于防止模拟电路发射噪音和频率调制的器件。由于PIP电容器具有由多晶硅(与逻辑电路的栅极电极的材料相同)形成的下部电极和上部电极，因此PIP电容器的电极可以与栅电极一起形成，而无需单独的形成工艺。
PPS(Polypropylene film，聚丙烯薄膜)电容器也具有由多晶硅(与逻辑电路的栅极电极的材料相同)形成的下部电极和上部电极，PPS电容器的电极也可以与栅电极一起形成，而无需单独的形成工艺。
由于PIP电容器和PPS电容器的电极均可以与栅电极一起形成，而无需单独的形成工艺，在器件需要大电容的情况下，通常使用PIP电容器和PPS电容器。
在现有的电擦除可编辑的只读存储器(electrically erasable programmableROM，EEPROM)中，PIP电容、PPS电容和晶体管电容都以广泛被作为电容器件使用，但是，一般情况下PIP电容会被单独形成在场区，PPS电容单独形成在有源区，而晶体管电容一般也单独形成，由于单位面积电容较小，增大电容的唯一方法是分别增加PIP电容面积或增加PPS电容面积或增加晶体管电容面积，因此而带来的是芯片面积随之增大。
现有技术的PIP电容器的制作方法，包括以下步骤：
如图1a所示，在衬底101中形成浅沟槽隔离结构102；
如图1b所示，在浅沟槽隔离结构102上沉积第一多晶硅103；
如图1c所示，刻蚀所述第一多晶硅103，以暴露出浅沟槽隔离结构102的边缘；
如图1d所示，在第一多晶硅103和浅沟槽隔离结构102上沉积第一介质层104；
如图1e所示，在第一介质层104上沉积第二多晶硅105；
如图1f所示，在第二多晶硅105上沉积第二介质层106，所述第二介质层106包括氮化硅层1061和氧化层1062，所述氮化硅层1061的厚度为100-700埃，所述氧化层1062的厚度为2500-3500埃；
如图1g所示，涂覆光刻胶107，如图1h所示，光刻形成第一窗口107a和第二窗口107b，如图1i所示，刻蚀去除第一窗口107a内的第二介质层106、第二多晶硅105和第一介质层04，暴露出第一多晶硅103的顶部，形成第一接触孔108，刻蚀去除第二窗口107b内的第二介质层106，暴露出第二多晶硅105的顶部，形成第二接触孔109，如图1j所示，用金属填充所述第一接触孔108和所述第二接触孔109。
现有技术的PPS电容器的制作方法，包括以下步骤：
如图2a所示，在衬底201中形成多个浅沟槽隔离结构202；
如图2b所示，在所述浅沟槽隔离结构202之间的衬底上沉积第一介质层203；
如图2c所示，在所述第一介质层203沉积第一多晶硅204；
如图2d所示，在所述第一多晶硅204和第一多晶硅两侧的浅沟槽隔离结构202上沉积第二介质层205；
如图2e所示，在所述第二介质层205上沉积第二多晶硅206；
如图2f所示，在所述第二多晶硅上206沉积第三介质层207，所述第三介质层207包括氮化硅层2071和氧化层2072，所述氮化硅层2071的厚度为100-700埃，所述氧化层2072的厚度为2500-3500埃；
如图2g所示，涂覆光刻胶208，如图2h所示，光刻形成第一窗口208a和第二窗口208b，如图2i所示，刻蚀第一窗口208a内的第三介质层207、第二多晶硅206和第二介质层205，暴露出第一多晶硅204的顶部，形成第一接触孔209，刻蚀第二窗口208b内的第三介质层，暴露出第二多晶硅206的顶部，形成第二接触孔210，去除光刻胶，如图2j所示，用金属填充所述第一接触孔209和第二接触孔210。
如何在不增加电容面积的情况下，提高PIP电容器和PPS电容器的单位面积电容是本领域技术人员急需解决的问题之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种PIP、PPS电容器的制作方法，以提高PIP电容器和PPS电容器的单位面积电容。
本发明的技术解决方案是一种PIP电容器的制作方法，包括以下步骤：
在衬底中形成浅沟槽隔离结构；
在所述浅沟槽隔离结构上沉积第一多晶硅，刻蚀所述第一多晶硅以暴露出所述浅沟槽隔离结构的边缘；
在所述第一多晶硅和所述浅沟槽隔离结构上依次沉积第一介质层、第二多晶硅和第二介质层；
依次刻蚀所述第二介质层、第二多晶硅和第一介质层，形成暴露出所述第一多晶硅顶部的第一接触孔，并刻蚀所述第二介质层，形成暴露出所述第二多晶硅顶部的第二接触孔；
在所述第一接触孔内、第二接触孔内和第二介质层表面沉积金属，形成互连线。
作为优选：所述第二介质层包括氮化硅层和氧化层。
作为优选：所述氮化硅层的厚度为100-700埃，所述氧化层的厚度为200-500埃。
本发明还提供一种PPS电容器的制作方法，包括以下步骤：
在衬底中形成多个浅沟槽隔离结构；
在所述浅沟槽隔离结构之间的衬底上沉积第一介质层；
在第一介质层上沉积第一多晶硅；
在所述第一多晶硅和浅沟槽隔离结构上依次沉积第二介质层、第二多晶硅和第三介质层；
依次刻蚀所述第三介质层、第二多晶硅和第二介质层，形成暴露出所述第一多晶硅顶部的第一接触孔，并刻蚀所述第三介质层，形成暴露出所述第二多晶硅的第二接触孔；
在所述第一接触孔内、第二接触孔内和第三介质层表面沉积金属形成互连线。
作为优选：所述第三介质层包括氮化硅层和氧化层。
作为优选：所述氮化硅层的厚度为100-700埃，所述氧化层的厚度为200-500埃。
与现有技术相比，本发明在PIP电容器的制作中形成一个与PIP电容并联的电容，在PPS电容器制作中，形成一个与PPS电容并联的电容，从而提高单位面积电容，同时减小PIP电容、PPS电容中金属互连的介质层的厚度，减小半导体器件厚度，提高单位面积电容。
附图说明
图1a-1j是现有技术PIP电容器的制作流程中各个工艺步骤的剖面图；
图2a-2j是现有技术PPS电容器的制作流程中各个工艺步骤的剖面图；
图3是本发明具体实施实例的PIP电容器的制作流程图；
图4a-4j是本发明具体实施实例的PIP电容器的制作流程中各个工艺步骤的剖面图；
图5a-5j是本发明具体实施实例的PPS电容器的制作流程中各个工艺步骤的剖面图。
具体实施方式
本发明下面将结合附图作进一步详述：
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
图3是本发明PIP电容器的制作流程图。
请参阅图3所示，本发明的技术解决方案是一种PIP电容器的制作方法，包括以下步骤：
在步骤301中，如图4a所示，在衬底401中形成浅沟槽隔离结构402；
在步骤302中，如图4b所示，在所述浅沟槽隔离结构402上沉积第一多晶硅403，如图4c所示，刻蚀第一多晶硅403以暴露出浅沟槽隔离结构402的边缘；
在步骤303中，如图4d所示，在所述第一多晶硅403和浅沟槽隔离结构402表面沉积第一介质层404；
如图4e所示，在所述第一介质层404上沉积第二多晶硅405；
如图4f所示，在所述第二多晶硅405上沉积第二介质层406，所述第二介质层406包括氮化硅层4061和氧化层4062，所述氮化硅层4061的厚度为100-700埃，所述氧化层4062的厚度为200-500埃；
在步骤304中，如图4g所示，涂覆光刻胶407，如图4h所示，光刻形成第一窗口407a和第二窗口407b，如图4i所示，刻蚀去除第一窗口407a内的第二介质层406、第二多晶硅405和第一介质层404，暴露出第一多晶硅403的顶部，形成第一接触孔408，刻蚀去除第二窗口407b内的第二介质层406，暴露出第二多晶硅405的顶部，形成第二接触孔409，去除光刻胶407；
在步骤305中，如图4j所示，在第一接触孔内408、第二接触孔409内和第二介质层上沉积金属形成互连线410。
本实施例制得的PIP电容器中，第一多晶硅403和第二多晶硅405分别为该PIP电容器的上、下极板，第一介质层404为该PIP电容器的介质层，本实施例在制造PIP电容器的同时还形成了一个与该PIP电容器并联的电容，互连线410和第一多晶硅403、第二多晶硅405分别为该电容的上、下极板，第二介质层406为该电容的介质层，从而提高单位面积电容；同时本实施例的PIP电容器制造方法，由于减少氧化层4062的厚度，从而减小PIP电容中金属互连的介质层的厚度，减小半导体器件厚度。
本发明还提供一种PPS电容器的制作方法，包括以下步骤：
如图5a所示，在衬底501中形成多个浅沟槽隔离结构502；
如图5b所示，在所述浅沟槽隔离结构502之间的衬底上沉积第一介质层503；
如图5c所示，在第一介质层503上沉积第一多晶硅504；
如图5d所示，在所述第一多晶硅504和所述浅沟槽隔离结构502上沉积第二介质层505；
如图5e所示，在所述第二介质层505上沉积第二多晶硅506；
如图5f所示，在所述第二多晶硅506上沉积第三介质层507，所述第三介质层507包括氮化硅层5071和氧化层5072，所述氮化硅层5071的厚度为100-700埃，所述氧化层5072的厚度为200-500埃；
如图5g所示，涂覆光刻胶508，如图5h所示光刻形成第一窗口508a和第二窗口508b，如图5i所示刻蚀去除第一窗口508a内的第三介质层507、第二多晶硅506和第二介质层505，暴露出第一多晶硅504的顶部，形成第一接触孔509；刻蚀去除第二窗口508b内的第三介质层507，暴露出第二多晶硅506的顶部，形成第二接触孔510；
如图5j所示，在第一接触孔内509、第二接触孔510内和第三介质层507上沉积金属形成互连线511。
本实施例制得的PPS电容器中，衬底501和第一多晶硅504分别为该PPS电容器的第一上、下极板，第一介质层503为该PPS电容器的第一上、下极板之间的介质层；第一多晶硅504和第二多晶硅506分别为该PPS电容器的第二上、下极板，第二介质层505为该PPS电容器的第二上、下极板之间的介质层，本实施例在制造PPS电容器的同时还形成了一个与该PPS电容器并联的电容，互连线511和第一多晶硅504、第二多晶硅506分别为该电容的上、下极板，第三介质层507为该电容的介质层，从而提高单位面积电容；同时本实施例的PPS电容器制造方法，由于减少了所述氧化层5072的厚度，从而减小PPS电容中金属互连的介质层的厚度，减小半导体器件厚度。
综上所述，本发明在PIP电容器和PPS电容器制作中，分别形成一个与PIP电容并联的电容和一个与PPS电容并联的电容，从而提高单位面积电容，同时减小PIP电容、PPS电容中金属互连的介质层的厚度，减小半导体器件厚度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种PIP电容器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
在衬底中形成浅沟槽隔离结构；
在所述浅沟槽隔离结构上沉积第一多晶硅，刻蚀所述第一多晶硅以暴露出所述浅沟槽隔离结构的边缘；
在所述第一多晶硅和所述浅沟槽隔离结构上依次沉积第一介质层、第二多晶硅和第二介质层；
依次刻蚀所述第二介质层、第二多晶硅和第一介质层，形成暴露出所述第一多晶硅顶部的第一接触孔，并刻蚀所述第二介质层，形成暴露出所述第二多晶硅顶部的第二接触孔；
在所述第一接触孔内、第二接触孔内和第二介质层表面沉积金属，形成互连线。
2.根据权利要求1所述的PIP电容器的制作方法，其特征在于：所述第二介质层包括氮化硅层和氧化层。
3.根据权利要求2所述的PIP电容器的制作方法，其特征在于：所述氮化硅层的厚度为100-700埃，所述氧化层的厚度为200-500埃。
4.一种PPS电容器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
在衬底中形成多个浅沟槽隔离结构；
在所述浅沟槽隔离结构之间的衬底上沉积第一介质层；
在第一介质层上沉积第一多晶硅；
在所述第一多晶硅和浅沟槽隔离结构上依次沉积第二介质层、第二多晶硅和第三介质层；
依次刻蚀所述第三介质层、第二多晶硅和第二介质层，形成暴露出所述第一多晶硅顶部的第一接触孔，并刻蚀所述第三介质层，形成暴露出所述第二多晶硅的第二接触孔；
在所述第一接触孔内、第二接触孔内和第三介质层表面沉积金属，形成互连线。
5.根据权利要求4所述的PPS电容器的制作方法，其特征在于：所述第三介质层包括氮化硅层和氧化层。
6.根据权利要求5所述的PPS电容器的制作方法，其特征在于：所述氮化硅层的厚度为100-700埃，所述氧化层的厚度为200-500埃。
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