本發(fā)明屬于集成電路制造，具體涉及一種金屬-氧化物-金屬電容器及其形成方法。

背景技術(shù)：

1、電壓斜坡電介質(zhì)擊穿是一個重要的介質(zhì)層可靠性指標(biāo)，一般有前道柵氧電壓斜坡電介質(zhì)擊穿和后道電容介質(zhì)層電壓斜坡電介質(zhì)擊穿兩種指標(biāo)。

2、在后道器件設(shè)計中使用金屬-氧化物-金屬電容結(jié)構(gòu)，通過金屬層之間的介質(zhì)層來存儲電荷，從而實現(xiàn)電容功能；同時通過不同層次的金屬來優(yōu)化電容性能。跟金屬-絕緣體-金屬電容結(jié)構(gòu)相比，不僅可以節(jié)省一道金屬電容光刻層次的生產(chǎn)成本，且金屬-氧化物-金屬電容器結(jié)構(gòu)其工藝集成度高，更適用于需要高容量和高電壓的應(yīng)用，因此在器件有高容量或高電壓需求時應(yīng)用較廣。

3、一種金屬-氧化物-金屬電容器中，金屬形成在介質(zhì)層中，通過介質(zhì)層將同一層間的金屬條相互隔離，介質(zhì)層生長成膜后應(yīng)力較大，介質(zhì)層應(yīng)力較大導(dǎo)致金屬-氧化物-金屬電容器的電壓斜坡電介質(zhì)擊穿較低，電壓斜坡電介質(zhì)擊穿性能較差，對器件的高壓應(yīng)用場景有較大限制，亟需改進。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種金屬-氧化物-金屬電容器及其形成方法，形成的低應(yīng)力介質(zhì)層作為金屬層間膜，大幅提升后道的電壓斜坡電介質(zhì)擊穿性能，使得器件能勝任有高壓需求的應(yīng)用場景，拓展產(chǎn)品應(yīng)用范圍。

2、本發(fā)明提供一種金屬-氧化物-金屬電容器的形成方法，包括：

3、提供基底，在所述基底上形成第一介質(zhì)層，在所述第一介質(zhì)層中形成多個第一凹室；

4、形成第一金屬層，所述第一金屬層填充所述第一凹室；

5、形成第二介質(zhì)層，所述第二介質(zhì)層覆蓋所述第一金屬層和所述第一介質(zhì)層；在所述第二介質(zhì)層中形成連通的第二凹室和通孔，所述通孔暴露出部分所述第一金屬層；

6、形成第二金屬層，所述第二金屬層填充所述第二凹室和所述通孔，并與所述第一金屬層電連接；

7、所述第一介質(zhì)層和所述第二介質(zhì)層的應(yīng)力均小于50mpa。

8、進一步的，所述第一介質(zhì)層和/或所述第二介質(zhì)層采用等離子增強型化學(xué)氣相沉積工藝形成。

9、進一步的，所述等離子增強型化學(xué)氣相沉積采用的反應(yīng)氣體包括硅烷、氨氣和氮氣。

10、進一步的，所述第一介質(zhì)層和/或所述第二介質(zhì)層采用化學(xué)氣相沉積或旋轉(zhuǎn)涂覆工藝形成。

11、進一步的，形成所述第一介質(zhì)層具體包括：

12、在所述基底上沉積第一介質(zhì)層，利用化學(xué)機械研磨對所述第一介質(zhì)層表面進行平坦化。

13、進一步的，所述第一介質(zhì)層和/或所述第二介質(zhì)層介電常數(shù)為6～7。

14、本發(fā)明還提供一種金屬-氧化物-金屬電容器，包括：

15、基底，在所述基底上形成有第一介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層中形成有多個第一凹室；

16、第一金屬層，所述第一金屬層填充所述第一凹室；

17、第二介質(zhì)層，所述第二介質(zhì)層覆蓋所述第一金屬層和所述第一介質(zhì)層；所述第二介質(zhì)層中形成有連通的第二凹室和通孔，所述通孔暴露出部分所述第一金屬層；

18、第二金屬層，所述第二金屬層填充所述第二凹室和所述通孔，并與所述第一金屬層電連接；

19、所述第一介質(zhì)層和所述第二介質(zhì)層的應(yīng)力均小于50mpa。

20、進一步的，所述金屬-氧化物-金屬電容器包括：多層金屬層；在每層所述金屬層上分別形成平行的指狀電極，多個所述金屬層垂直堆疊組成一個三維立體結(jié)構(gòu)；每一層所述金屬層上的指狀電極通過所述通孔中的插塞電連接。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

22、本發(fā)明提供一種金屬-氧化物-金屬電容器及其形成方法，形成方法包括：提供基底，在基底上形成第一介質(zhì)層，在第一介質(zhì)層中形成多個第一凹室；形成第一金屬層，第一金屬層填充第一凹室；形成第二介質(zhì)層，第二介質(zhì)層覆蓋第一金屬層和第一介質(zhì)層；在第二介質(zhì)層中形成連通的第二凹室和通孔，通孔暴露出部分第一金屬層；形成第二金屬層，第二金屬層填充第二凹室和通孔，并與第一金屬層電連接；第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層的應(yīng)力均小于50mpa。本發(fā)明形成的低應(yīng)力介質(zhì)層作為金屬層間膜，大幅提升后道的電壓斜坡電介質(zhì)擊穿性能，使得器件能勝任有高壓需求的應(yīng)用場景，拓展產(chǎn)品應(yīng)用范圍。

技術(shù)特征：

1.一種金屬-氧化物-金屬電容器的形成方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的金屬-氧化物-金屬電容器的形成方法，其特征在于，所述第一介質(zhì)層和/或所述第二介質(zhì)層采用等離子增強型化學(xué)氣相沉積工藝形成。

3.如權(quán)利要求2所述的金屬-氧化物-金屬電容器的形成方法，其特征在于，所述等離子增強型化學(xué)氣相沉積采用的反應(yīng)氣體包括硅烷、氨氣和氮氣。

4.如權(quán)利要求1所述的金屬-氧化物-金屬電容器的形成方法，其特征在于，所述第一介質(zhì)層和/或所述第二介質(zhì)層采用化學(xué)氣相沉積或旋轉(zhuǎn)涂覆工藝形成。

5.如權(quán)利要求1所述的金屬-氧化物-金屬電容器的形成方法，其特征在于，形成所述第一介質(zhì)層具體包括：

6.如權(quán)利要求1所述的金屬-氧化物-金屬電容器的形成方法，其特征在于，所述第一介質(zhì)層和/或所述第二介質(zhì)層介電常數(shù)為6～7。

7.一種金屬-氧化物-金屬電容器，其特征在于，包括：

8.如權(quán)利要求7所述的金屬-氧化物-金屬電容器，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種金屬?氧化物?金屬電容器及其形成方法，形成方法包括：提供基底，在基底上形成第一介質(zhì)層，在第一介質(zhì)層中形成多個第一凹室；形成第一金屬層，第一金屬層填充第一凹室；形成第二介質(zhì)層，第二介質(zhì)層覆蓋第一金屬層和第一介質(zhì)層；在第二介質(zhì)層中形成連通的第二凹室和通孔，通孔暴露出部分第一金屬層；形成第二金屬層，第二金屬層填充第二凹室和通孔，并與第一金屬層電連接；第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層的應(yīng)力均小于50MPa。本發(fā)明形成的低應(yīng)力介質(zhì)層作為金屬層間膜，大幅提升后道的電壓斜坡電介質(zhì)擊穿性能，使得器件能勝任有高壓需求的應(yīng)用場景，拓展產(chǎn)品應(yīng)用范圍。

技術(shù)研發(fā)人員：戴有江,葛哲瑋,李靈均,熊淑平
受保護的技術(shù)使用者：上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6