[发明专利]集成有三维MIM电容的器件及其制造方法

说明书

本申请涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种集成有三维MIM电容的器件及其制造方法。该器件包括：第一介质层，其中形成有第一导电金属结构；第二介质层，其中形成有多个三维MIM电容，每个三维MIM电容的底端与第一导电金属结构连接，多个三维MIM电容在第二介质层呈现的二维平面中呈阵列式间隔排布；每个三维MIM电容从内向外依次包括上电极、覆盖在上电极的底面和侧面的介电层和覆盖在介电层外表面的下电极层，下电极层与第一导电金属结构连接。本申请通过将多个三维MIM电容集成在第二介质层中，当需要提高单位面积的电容密度时，可以通过增加三维MIM电容的个数或者提高三维MIM电容的高度，以使得器件的二维尺寸不变的情况下提高单位面积的电容密度。

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种集成有三维金属-绝缘体-金属(Metal-Insulator-Metal，MIM)电容的器件及其制造方法。

背景技术

随着超大规模集成电路的发展，对单位面积电容密度的需求与日俱增。为了创建高精度电容的同时确保器件的高水平性能，MIM电容是关键手段。MIM电容通常是一种三明治结构，包括位于上层的金属电极和位于下层的金属电极，上层金属电极和下层金属电极之间隔离有一层薄绝缘层。

在相关技术中，对于MIM电容，通常通过扩大电容横向面积，来提高单位面积的电容占用面积。然而由于集成电路的器件的尺寸的限制，此种技术手段越来越难以保证集成电路所需的高水平性能。

发明内容

本申请提供了一种集成有三维MIM电容的器件及其制造方法，可以解决相关技术中扩大二维MIM电容密度时，存在器件横向尺寸限制的问题。

一方面，本申请提供了一种集成有三维MIM电容的器件，包括：

第一介质层，所述第一介质层中形成有第一导电金属结构；

第二介质层，所述第二介质层中形成有多个三维MIM电容，每个所述三维MIM电容的底端与所述第一导电金属结构连接，所述多个三维MIM电容在第二介质层呈现的二维平面中呈阵列式间隔排布；

其中，所述每个三维MIM电容从内向外依次包括上电极、覆盖在所述上电极的底面和侧面的介电层和覆盖在所述介电层外表面的下电极层，所述下电极层与所述第一导电金属结构连接。

可选的，所述上电极的高度大于其宽度。

可选的，所述下电极层的构成材料包括氮化钛。

可选的，所述介电层的构成材料包括氮化硅。

可选的，所述器件还包括：

第二导电金属结构，所述第二导电金属结构形成于所述第二介质层中，所述第二导电金属结构底端与所述第一导电金属结构连接；

第三介质层，所述第三介质层形成于所述第二介质层上，所述第三介质层中形成有上电极引线结构和下电极引线结构，所述上电极引线结构的底端与对应位置的上电极连接，所述下电极引线结构的底端与所述第二导电金属结构连接；

其中，所述上电极、所述第一导电金属结构和所述第二导电金属结构的构成材料包括铜。

可选的，所述第二导电金属结构包括底端与所述第一导电金属结构连接的铜导电孔和所述铜导电孔上连有的铜导电引线。

可选的，所述下电极引线结构包括底端与所述第二导电金属结构连接的铜导电通孔和与所述铜导电通孔的顶端连接的铜导电引线。

可选的，所述上电极引线结构包括多个铜导电通孔和铜导电引线，每个所述铜导电通孔的底端分别与对应的上电极连接，所述多个铜导电通孔上共同连接至所述铜导电引线。

可选的，所述器件还包括：