本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種堆疊電容器的制作方法。

背景技術(shù)：

電容器是在超大規(guī)模集成電路中常用的無源元件，其主要包括多晶硅-絕緣體-多晶硅(PIP，Polysilicon-Insulator-Polysilicon)、金屬-絕緣體-硅(MIS，Metal-Insulator-Silicon)和金屬-絕緣體-金屬(MIM，Metal-Insulator-Metal)等。

在MTE(Mature technology economy)技術(shù)中，MOS晶體管引進(jìn)了中間連接層，結(jié)構(gòu)如圖1所示，所述MOS晶體管包括：襯底；阱區(qū)1，形成于所述襯底中；第一介質(zhì)層2，形成于所述阱區(qū)1之中和/或表面；柵極層3形成在所述第一介質(zhì)層2表面；連接層4，覆蓋在襯底表面并跨過柵極層3。為了防止柵極層3與連接層5之間發(fā)生短路，一般會在柵極層3表面制作以第二介質(zhì)層4。

但是這種基于MTE技術(shù)的MOS管結(jié)構(gòu)中，所述柵極層3、第二介質(zhì)層4以及連接層5之間會形成寄生電容。另外，在這種結(jié)構(gòu)中，若要制作堆疊電容器(stack capacitor)，還需要額外的掩膜層來實(shí)現(xiàn)，工藝復(fù)雜，增加成本。

因此，提供一種基于MTE技術(shù)的堆疊電容器的制作方法實(shí)屬必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種堆疊電容器的制作方法，用于解決現(xiàn)有MTE技術(shù)中制作堆疊電容器需要額外掩膜層，導(dǎo)致工藝復(fù)雜、成本高的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種堆疊電容器的制作方法，所述制作方法至少包括：

1)提供一MOS管，所述MOS管至少包括：

襯底；

阱區(qū)，形成于所述襯底中；

第一介質(zhì)層，形成于所述阱區(qū)之中和/或表面；

柵極層、第二介質(zhì)層，自下而上依次形成在所述第一介質(zhì)層表面；

連接層，覆蓋在所述第二介質(zhì)層及襯底表面；

2)去除部分所述連接層和第二介質(zhì)層，暴露出柵極層，同時(shí)去除襯底表面的部分連接層 暴露出所述襯底；

暴露的柵極層電連至第一金屬層，所述第二介質(zhì)層表面的連接層和襯底表面的連接層通過第二金屬層電連在一起。

作為本發(fā)明堆疊電容器的制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述阱區(qū)、第一介質(zhì)層以及柵極層構(gòu)成第一電容器，所述柵極層、第二介質(zhì)層以及位于所述第二介質(zhì)層上的連接層構(gòu)成第二電容器。

作為本發(fā)明堆疊電容器的制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述第一電容器和第二電容器并聯(lián)連接。

作為本發(fā)明堆疊電容器的制作方法的一種優(yōu)化的方案，在所述第一介質(zhì)層、柵極層以及第二介質(zhì)層的兩側(cè)形成有側(cè)墻，所述連接層覆蓋在所述第二介質(zhì)層、側(cè)墻及襯底中的阱區(qū)表面。

作為本發(fā)明堆疊電容器的制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述步驟2)中采用光刻刻蝕工藝去除部分所述連接層和第二介質(zhì)層，暴露出柵極層，同時(shí)采用光刻刻蝕工藝去除阱區(qū)表面的部分連接層以及側(cè)墻表面的連接層，以暴露出所述阱區(qū)。

作為本發(fā)明堆疊電容器的制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述步驟2)中在暴露的柵極層表面制作第一通孔，在所述第二介質(zhì)層表面的連接層上制作第二通孔，在所述阱區(qū)表面的連接層上制作第三通孔，通過所述第一通孔將所述柵極層電連至第一金屬層，通過第二通孔和第三通孔將所述第二介質(zhì)層表面的連接層以及阱區(qū)表面的連接層電連至第二金屬層。

作為本發(fā)明堆疊電容器的制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述第一金屬層和第二金屬層位于同一層。

作為本發(fā)明堆疊電容器的制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述第一介質(zhì)層為柵氧層和/或者淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明堆疊電容器的制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述柵極層和連接層均為多晶硅。

如上所述，本發(fā)明的堆疊電容器的制作方法，包括：首先提供一MOS管，所述MOS管至少包括：襯底；阱區(qū)，形成于所述襯底中；第一介質(zhì)層，形成于所述阱區(qū)之中和/或表面；柵極層、第二介質(zhì)層，自下而上依次形成在所述第一介質(zhì)層表面；連接層，覆蓋在所述第二介質(zhì)層及襯底表面；然后去除部分所述連接層和第二介質(zhì)層，暴露出柵極層，同時(shí)去除襯底表面的部分連接層暴露出所述襯底；暴露的柵極層電連至第一金屬層，所述第二介質(zhì)層表面的連接層和襯底表面的連接層通過第二金屬層電連在一起。所述阱區(qū)、第一介質(zhì)層以及柵極層構(gòu)成第一電容器，所述柵極層、第二介質(zhì)層以及位于所述第二介質(zhì)層上的連接層構(gòu)成第二電容器，所述第一電容器和第二電容器形并聯(lián)連接?；诂F(xiàn)有的MTE技術(shù)，通過本發(fā)明的制 作方法，可以在器件中方便制作堆疊電容器結(jié)構(gòu)，工藝簡單，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中基于MTE技術(shù)的MOS管結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明制備方法制備獲得的堆疊電容器一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明制備方法制備獲得的堆疊電容器另一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明制備方法制備獲得的堆疊電容器再一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明的堆疊電容器結(jié)構(gòu)的電路示意圖。

元件標(biāo)號說明

1 阱區(qū)

2 第一介質(zhì)層

3 柵極層

4 第二介質(zhì)層

5 連接層

6 第一金屬層

7 第二金屬層

8 第一通孔

9 第二通孔

10 第三通孔

11 第一電容器

12 第二電容器

13 側(cè)墻

14 淺溝槽

15 P+區(qū)

具體實(shí)施方式

以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

請參閱附圖。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

本發(fā)明提供一種堆疊電容器的制作方法，所述制作方法包括以下步驟：

首先執(zhí)行步驟1)，提供一MOS管，如圖1所示為現(xiàn)有的基于MTE技術(shù)的MOS結(jié)構(gòu)，也是本步驟中提供的MOS結(jié)構(gòu)。

所述MOS管至少包括如下結(jié)構(gòu)：襯底、阱區(qū)1、第一介質(zhì)層2、柵極層3、第二介質(zhì)層4、連接層(inter-connect layer)5。所述阱區(qū)1通過離子注入工藝形成于所述襯底中。所述阱區(qū)1可以包括形成于襯底中的深N阱(Deep N Well，DNW)、以及形成于所述深N阱中的P阱(PW)。

所述第一介質(zhì)層2形成于所述阱區(qū)1之中和/或表面。如圖2所示，所述第一介質(zhì)層2可以為柵氧層，所述柵氧層形成于所述阱區(qū)1表面，可以作為后續(xù)制作的第一電容器11中的絕緣層。如圖3所示，所述第一介質(zhì)層2也可以為淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)(STI)，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)形成在所述阱區(qū)1當(dāng)中，也可以作為后續(xù)制作的第一電容器11的絕緣層，此時(shí)，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的表面寬度大于或等于柵極層的寬度。如圖4所示，所述第一介質(zhì)層2還可以為柵氧層和淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的組合，此時(shí)，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的表面寬度可以根據(jù)器件本身的結(jié)構(gòu)任意選擇。

所述柵極層3形成于所述第一介質(zhì)層2表面。所述柵極層3可以是多晶硅，也可以是其他合適的導(dǎo)電材料，在此不限。

所述第二介質(zhì)層4形成在所述柵極層3的表面。所述第一介質(zhì)層2和第二介質(zhì)層4可以是二氧化硅等常規(guī)絕緣材料，可以是同種材料，也可以是不同材料。

所述連接層5覆蓋在所述第二介質(zhì)層4及襯底表面。如圖1所示為現(xiàn)有的基于MTE技術(shù)的MOS結(jié)構(gòu)，也是本步驟中提供的MOS結(jié)構(gòu)，可以看到所述連接層5的一部分覆蓋在第二介質(zhì)層4上，另一部分覆蓋在襯底上。具體地，另一部分是覆蓋在阱區(qū)1表面。所述連接層5可以是多晶硅，也可以是其他合適的導(dǎo)電材料，在此不限。

在所述第一介質(zhì)層2、柵極層3以及第二介質(zhì)層4的兩側(cè)還形成有側(cè)墻13，所述連接層5除了覆蓋在所述第二介質(zhì)層4、襯底中的阱區(qū)1表面，還覆蓋在側(cè)墻表13面。

另外，在所述阱區(qū)1中還可以形成有P+區(qū)15和淺溝槽14區(qū)域(和前述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成方法和結(jié)構(gòu)相似，但功能不同)，這些結(jié)構(gòu)對于形成堆疊電容器沒有實(shí)際的用途，但是在原有器件結(jié)構(gòu)存在。

然后執(zhí)行步驟2)，如圖2～圖4所示，去除部分所述連接層5和部分第二介質(zhì)層4，暴露出柵極層3，同時(shí)去除襯底表面的部分連接層5暴露出所述襯底；暴露的柵極層3電連至第一金屬層6，所述第二介質(zhì)層4表面的連接層5和襯底表面的連接層5通過第二金屬層7電連在一起。

可以采用光刻刻蝕工藝去除部分所述連接層5和第二介質(zhì)層4，暴露出柵極層3，同時(shí)采用光刻刻蝕工藝去除阱區(qū)1表面的部分連接層5以及側(cè)墻13表面的連接層5，以暴露出所述阱區(qū)1。

如圖4所示，在器件的某些結(jié)構(gòu)中，采用光刻刻蝕工藝去除阱區(qū)1表面的部分連接層5后，暴露的是阱區(qū)1中的淺溝槽14區(qū)域，所述阱區(qū)1表面的連接層5下方則是P+區(qū)域15。

具體地，在暴露的柵極層3表面制作第一通孔8，在所述第二介質(zhì)層4表面的連接層5上制作第二通孔9，在所述阱區(qū)1表面的連接層5上制作第三通孔10，通過所述第一通孔8將所述柵極層3電連至第一金屬層6，通過第二通孔9和第三通孔10將所述第二介質(zhì)層4表面的連接層5以及阱區(qū)1表面的連接層5電連至第二金屬層7。其中，所述第一通孔8、第二通孔9以及第三通孔10制作在絕緣介質(zhì)(未予以圖示)中，制作工藝為常規(guī)工藝，不再贅述。所述第一金屬層6和第二金屬層7位于同一層，可以通過沉積工藝同時(shí)形成。

最后制作形成的堆疊電容器中，所述阱區(qū)1、第一介質(zhì)層2以及柵極層3構(gòu)成第一電容器11，所述柵極層3、第二介質(zhì)層4以及位于所述第二介質(zhì)層4上的連接層5構(gòu)成第二電容器12，所述第一電容器11和第二電容器12并聯(lián)連接，如圖5所示。

綜上所述，本發(fā)明提供一種堆疊電容器的制作方法，包括：首先提供一MOS管，所述MOS管至少包括：襯底；阱區(qū)，形成于所述襯底中；第一介質(zhì)層，形成于所述阱區(qū)之中和/或表面；柵極層、第二介質(zhì)層，自下而上依次形成在所述第一介質(zhì)層表面；連接層，覆蓋在所述第二介質(zhì)層及襯底表面；然后去除部分所述連接層和第二介質(zhì)層，暴露出柵極層，同時(shí)去除襯底表面的部分連接層暴露出所述襯底；暴露的柵極層電連至第一金屬層，所述第二介質(zhì)層表面的連接層和襯底表面的連接層通過第二金屬層電連在一起。所述阱區(qū)、第一介質(zhì)層以及柵極層構(gòu)成第一電容器，所述柵極層、第二介質(zhì)層以及位于所述第二介質(zhì)層上的連接層構(gòu)成第二電容器，所述第一電容器和第二電容器形并聯(lián)連接?；诂F(xiàn)有的MTE技術(shù)，通過本發(fā)明的制作方法，可以在器件中方便制作堆疊電容器結(jié)構(gòu)，工藝簡單，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等 效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。