[发明专利]金属-绝缘体-金属MOS电容器的结构及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，尤其涉及金属-绝缘体-金属MOS电容器的结构及其制作方法。

背景技术

减小电路面积对微电子革命是一种经济的动力，集成电路或芯片的电路密度因电路元件尺寸的缩小而不断增加。随着越来越多的元件被设计在集成电路之内，集成电路的复杂性会逐渐增大，因此具备更强的功能性，其中逐渐被纳入许多集成电路中的一种无源元件是金属-绝缘体-金属（Metal Insulator Metal，MIM）电容器，它通常包括层叠布置的材料，材料中至少包括由导电材料制成的顶部和底部导电电极，以及由介电材料制成的中间绝缘层。目前最常用的电容结构包括传统的单层电容器结构，比如公开号为CN1208964A的中国专利公开了一种金属-绝缘体-金属电容器，还有很多高密度电容器结构的发明主要集中在采用不同的工艺在单位面积上（或体积上）并联更多的电容以增加电容密度，比如授权公开号为CN100390910C的中国专利便公开了一种增加金属-绝缘体-金属电容器的单位面积电容密度的方法。不过，上述采用不同的工艺在单位面积上（或体积上）并联更多的电容可以增加的电容密度还很有限，如何才能寻求到更多增加金属-绝缘体-金属电容器的单位面积的电容值密度的方法，是本领域制造工程师们孜孜以求的目标。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的是提供新型的金属-绝缘体-金属MOS电容器的结构及其制作方法，主要是充分挖掘将MOS器件区域作为形成电容器的一部分并集成到电容器电路中的可能性，为增加最终的电容密度提供新途径。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种金属-绝缘体-金属MOS电容器的结构，包括顶部电极、底部电极和介于所述顶部电极和所述底部电极之间的绝缘层，其特征在于，所述顶部电极位于一覆有隔离氧化层的硅基体之上，构成所述MOS器件的栅极，所述底部电极形成在所述MOS器件的阱区内并与所述硅基体电绝缘，所述隔离氧化层就是所述绝缘层。

一种如上述金属-绝缘体-金属MOS电容器的结构的制作方法，其中，包括：

在内部形成有浅沟槽隔离结构的硅基体所包含的阱区内进行刻蚀，在该阱区内形成凹槽；

在已形成的凹槽内生长一层第一隔离氧化物；

在第一隔离氧化物层上方生长一层第一多晶硅，该第一多晶硅层用于形成底部电极；

继续在硅基体和该第一多晶硅层上方覆盖一层第二隔离氧化物；

在第二隔离氧化物层上覆盖另一层第二多晶硅层，经刻蚀后形成MOS器件的栅极，该第二多晶硅层用于形成顶部电极；

所述第一多晶硅层、所述第二多晶硅层及它们之间的所述第二隔离氧化物层构成电容器。

上述金属-绝缘体-金属MOS电容器的制作方法，其中，在硅基体所包含的阱区内形成凹槽时，先在其表面涂覆一层光阻胶，然后采用光刻和刻蚀的方式来完成。

上述金属-绝缘体-金属MOS电容器的制作方法，其中，所述刻蚀方式为干法刻蚀。

一种如上述金属-绝缘体-金属MOS电容器的结构的制作方法，其中，包括：

在内部形成有浅沟槽隔离结构的硅基体的表面进行图形化；

采用离子注入的方式在硅基体所包含的阱区表面下方一段距离处注入一定剂量的氧原子，进行高温热处理后，硅基体所包含的阱区内形成底部电极；

继续在硅基体上方覆盖一层隔离氧化物，形成顶部电极和底部电极间的绝缘层；

在隔离氧化物层上覆盖一多晶硅层，经刻蚀后形成MOS器件的栅极，该多晶硅层用于形成顶部电极。

上述金属-绝缘体-金属MOS电容器的结构的制作方法，其中，在硅基体表面进行图形化时，先在其表面涂覆一层光阻胶，然后采用光刻方式来完成。

本领域的技术人员阅读以下较佳实施例的详细说明，并参照附图之后，本发明的这些和其他方面的优势无疑将显而易见。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例，然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1是本发明金属-绝缘体-金属MOS电容器的结构的结构示意图；

图2A~图2G是本发明金属-绝缘体-金属MOS电容器的制作方法的实施例一的各个步骤的结构示意图；

图3A~图3F是本发明金属-绝缘体-金属MOS电容器的制作方法的实施例二的各个步骤的结构示意图。

具体实施方式

下面结合原理图和具体操作实施例对本发明作进一步说明。