圖中的器件翻轉(zhuǎn),然后,描述為"在其它元件下 面"或"在其之下"或"在其下"元件或特征將取向?yàn)樵谄渌蛱卣?上"。因此,示例性 術(shù)語(yǔ)"在...下面"和"在...下"可包括上和下兩個(gè)取向。器件可以另外地取向(旋轉(zhuǎn)90 度或其它取向)并且在此使用的空間描述語(yǔ)相應(yīng)地被解釋。
[0041] 在此使用的術(shù)語(yǔ)的目的僅在于描述具體實(shí)施例并且不作為本發(fā)明的限制。在此使 用時(shí),單數(shù)形式的"一"、"一個(gè)"和"所述/該"也意圖包括復(fù)數(shù)形式,除非上下文清楚指出 另外的方式。還應(yīng)明白術(shù)語(yǔ)"組成"和/或"包括",當(dāng)在該說(shuō)明書中使用時(shí),確定所述特征、 整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一個(gè)或更多其它的特征、整數(shù)、步驟、操 作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時(shí),術(shù)語(yǔ)"和/或"包括相關(guān)所列項(xiàng)目的任 何及所有組合。
[0042] 為了徹底理解本發(fā)明,將在下列的描述中提出詳細(xì)的結(jié)構(gòu)及步驟,以便闡釋本發(fā) 明提出的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下,然而除了這些詳細(xì)描述外,本發(fā)明 還可以具有其他實(shí)施方式。
[0043] 實(shí)施例一
[0044] 本發(fā)明關(guān)于一種疊加電容,其包括一個(gè)M0S電容、一個(gè)PIP電容以及至少一個(gè)Μ頂 電容。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的疊加電容的結(jié)構(gòu)。
[0045] 參考圖1,以一個(gè)M0S電容、一個(gè)PIP電容和兩個(gè)Μ頂電容的疊加為例,對(duì)本發(fā)明 的疊加電容結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明實(shí)施例的疊加電容,包括一個(gè)M0S電容,所述M0S電容包 括:半導(dǎo)體襯底100,所述半導(dǎo)體襯底100可以為硅或者絕緣體上硅(SOI)。本發(fā)明實(shí)施例 半導(dǎo)體襯底優(yōu)選為硅襯底。在半導(dǎo)體襯底100中形成有隔離結(jié)構(gòu)102,所述隔離結(jié)構(gòu)102作 為器件隔離,定義出器件區(qū)??蛇x地,所述隔離結(jié)構(gòu)102為淺溝槽隔離(STI)結(jié)構(gòu)或者局部 氧化硅(LOCOS)隔離結(jié)構(gòu)。在所述半導(dǎo)體襯底100內(nèi)形成有阱區(qū)101用作所述MOS電容的 下極板,可選地,所述阱區(qū)101為N型阱區(qū)或P型阱區(qū)。所述半導(dǎo)體襯底100上形成有柵極 介電層103,示例性地,所述柵極介電層103的材料為氧化硅。所述柵極介電層103的厚度 約為100~150A,例如在所述柵極介電層103上形成有第一多晶硅層104,所述第 一多晶硅層104覆蓋器件區(qū)相鄰兩側(cè)的隔離結(jié)構(gòu)102的一部分。所述第一多晶硅層104用 作所述M0S電容的上極板??蛇x地,所述第一多晶硅層104的厚度為12Θ0~18:00 A,例如 1500 Α。在所述阱區(qū)101內(nèi)還形成有阱接觸,以便通過(guò)第一接觸孔和第一金屬布線層形成 歐姆接觸,作為M0S電容下極板的引出端??蛇x地,所述阱接觸為Ν+擴(kuò)散區(qū)或Ρ+擴(kuò)散區(qū), 示例性地,所述的用作下極板的阱區(qū)101,根據(jù)不同的制造工藝,該M0S電容結(jié)構(gòu)中阱區(qū)為Ν 阱時(shí),阱接觸為Ν+擴(kuò)散區(qū),阱區(qū)為Ρ阱或Ρ阱加深硼注入時(shí)相應(yīng)的阱接觸為Ρ+擴(kuò)散區(qū)。
[0046] 還包括一個(gè)PIP電容,所述PIP電容包括:所述第一多晶硅層104也用作所述PIP 電容的下極板。形成于所述第一多晶硅層104上的PIP電容介質(zhì)層105,可選地,所述PIP 電容介質(zhì)層105的材料選自氮化硅、0N0 (氧化物-氮化物-氧化物)或TE0S氧化物中的 一種或幾種。在一個(gè)實(shí)例中,所述PIP電容介質(zhì)層105包括厚度約為37Α的氧化物,厚度 約為200A的氮化娃,厚度約為380A的氧化物,厚度約為37人的氧化物。在所述pip電 容介質(zhì)層105的上方形成有第二多晶硅層106,用作PIP電容的上極板??蛇x地,所述第二 多晶硅層106的厚度為2000~24001,例如2200Λ。其中,所述PIP電容介質(zhì)層105的面 積和所述PIP電容的上極板106的面積均小于所述第一多晶娃層104的面積。
[0047] 之后,在所述PIP電容和所述M0S電容上形成有層間介電層。所述層間介電層可 以使用例如Si02、碳氟化合物(CF)、摻碳氧化硅(SiOC)、或碳氮化硅(SiCN)等?;蛘?,也可 以使用在碳氟化合物(CF)上形成了SiCN薄膜的膜等。碳氟化合物以氟(F)和碳(C)為主 要成分。碳氟化合物也可以使用具有非晶體(非結(jié)晶性)構(gòu)造的物質(zhì)。層間介電層還可以 使用例如摻碳氧化硅(SiOC)等多孔質(zhì)構(gòu)造。在所述層間介電層內(nèi)形成有相互絕緣的第一 金屬布線層1111和第二金屬布線層1112。通過(guò)第一接觸孔111將位于襯底一側(cè)的阱接觸 與第一金屬布線層1111電連接,通過(guò)另一側(cè)的第三接觸孔113將所述第一多晶硅層104與 第二金屬布線層1112電連接。通過(guò)第二接觸孔112將所述PIP電容的上極板106與所述 第一金屬布線層1111電連接,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了所述M0S電容的下極板和所述PIP電容的上極板 的電連接。
[0048] 在所述第一金屬布線層1111和所述第二金屬布線層1112的上方形成有第一層間 介電層,在所述第一層間介電層上形成有Μ頂電容,所述Μ頂電容,包括:形成于第一層間介 電層內(nèi)的金屬層,用作所述Μ頂電容的下極板107,以及位于所述下極板107上方的上極板 108和位于所述下極板107和上極板108之間的Μ頂電容介質(zhì)層。上極板及下極板可由銅 金屬、銅鋁合金、或其它常用的金屬電極材料所構(gòu)成。Μ頂電容介質(zhì)層可以由氧化硅或其它 介電常數(shù)高于氧化硅的材料所構(gòu)成,例如氮化硅、氮氧化硅、氧化鉿或氧化鉭。本實(shí)施例中 優(yōu)選厚度約為350A的氮化硅材料作為Μ頂電容介質(zhì)層。在所述第一層間介電層內(nèi)還形成 有若干第四接觸孔121用于連接第一金屬布線層1111和Μ頂電容的下極板107,實(shí)現(xiàn)所述 MOS電容的下極板、PIP電容的上極板和ΜΙΜ電容的下極板的電連接。在所述第一層間介電 層內(nèi)還形成有若干第五接觸孔122用于連接第二金屬布線層1112和第三金屬布線層1113, 其中,所述第三金屬布線層1113和所述Μ頂電容的下極板107可位于第一層間介電層內(nèi), 相互絕緣。
[0049] 在所述ΜΙΜ電容和第三金屬布線層1113的上方形成有第二層間介電層。在所述 第二層間介電層上形成有第二Μ頂電容,所述第二Μ頂電容,包括:形成于所述第二層間介 電層上的下極板109,形成于所述下極板109上方的上極板110,和位于下極板109和上極 板110之間的第二Μ頂電容介質(zhì)層。上極板及下極板可由銅金屬、銅鋁合金、或其它常用的 金屬電極材料所構(gòu)成。第二Μ頂電容介質(zhì)層可以由氧化硅或其它介電常數(shù)高于氧化硅的材 料所構(gòu)成,例如氮化硅、氮氧化硅、氧化鉿或氧化鉭。本實(shí)施例中優(yōu)選厚度約為350Α的氮 化硅材料作為Μ頂電容介質(zhì)層。在所述第二層間介電層內(nèi)形成有若干第八接觸孔132,用 于將所述Μ頂電容的上極板108與所述第二Μ頂電容的下極板109電連接。在所述第二層 間介電層內(nèi)還形成有若干第六接觸孔133用于連接第三金屬布線層1113和第二Μ頂電容 的下極板109,實(shí)現(xiàn)所述第一多晶硅層、Μ頂電容的上極板和第二Μ頂電容下極板的電連接。 在所述第二層間介電層內(nèi)還形成有若干第七接觸孔131用于連接Μ頂電容的下極板107和 第四金屬布線層1114,其中,所述第四金屬布線層1114和所述第二Μ頂電容的下極板109 可位于第二層間介電層內(nèi),相互絕緣??蛇x地,所述第二Μ頂電容的下極板109和所述Μ頂 電容的下極板107采用相同的金屬材料。例如均使用厚度為5000Α的鋁銅合金。
[0050] 在所述第二MIM電容和第四金屬布線層1114的上方形成有第三層間介電層。在 所述第三層間介電層內(nèi)形成有第五金屬布線層1115和第六金屬布線層1116。通過(guò)形成于 第三層間介電層內(nèi)的若干第九接觸孔141將所述第四金屬布線層1114和所述第五金屬布 線層1115相連接。通過(guò)形成于所述第三層間介電層內(nèi)的若干第十接觸孔142將所述第二 Μ頂電容的上極板110與所述第五金屬布線層1115相連接,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了將M0S電容的下極 板、PIP電容的上極板、Μ頂電容的下極板和第二Μ頂電容的上極板電連接。通