MiS电容器结构及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体集成电路制造技术领域，具体来说，本发明涉及一种新型MiS(金属-绝缘体-衬底)电容器结构及其制造方法。
【背景技术】
[0002]在IC芯片中，传统的电容器是采用的PiP (多晶硅-绝缘体-多晶硅)电容器或者MiM (金属-绝缘体-金属)电容器。PiP和MiM电容器都需要额外的掩模版和额外的成本。为了减少工艺复杂度和成本，亟待一种新型的电容器结构与制造方法。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种新型MiS电容器结构及其制造方法，能够减少工艺复杂度和降低成本。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供一种MiS电容器结构的制造方法，包括步骤:
[0005]A.提供衬底，其两侧具有浅槽隔离，所述衬底的表面通过N+/P+离子注入定义出有源区并定义出栅极，所述有源区作为所述MiS电容器结构的一块极板；
[0006]B.在所述有源区表面淀积屏蔽层，并通过光刻和刻蚀工艺将其图形化，所述屏蔽层一端覆盖到一所述浅槽隔离的上方，另一端将其与另一所述浅槽隔离之间的所述有源区露出；
[0007]C.在所述浅槽隔离、所述屏蔽层和露出的所述有源区的上方依次淀积金属层和抗反射层；
[0008]D.进行第一次快速热退火，被所述金属层覆盖的所述有源区和其上方的所述金属层发生反应，在所述有源区内形成一引出端；
[0009]E.在所述抗反射层的上方旋涂光刻胶层并对其作图形化，以所述光刻胶层为掩模，依次刻蚀所述抗反射层和所述金属层，直至露出所述屏蔽层的边缘、所述引出端和所述浅槽隔离，仍占据所述屏蔽层上方大部分区域的所述金属层作为所述MiS电容器结构的另一块极板；
[0010]F.去除所述光刻胶层，对当前结构进行第二次快速热退火，将所述金属层从高阻状态转为低阻状态；
[0011]G.在所述浅槽隔离、所述屏蔽层的边缘、所述抗反射层和所述引出端的上方淀积层间介质层，并在所述层间介质层中定义出至少两个接触孔的位置，一个所述接触孔与所述引出端相连接，另一个所述接触孔穿透所述抗反射层和其下方的所述金属层相连接。
[0012]可选地，所述衬底为硅衬底，所述屏蔽层为氮化硅、氧化硅或者氮氧化硅，所述引出端为金属娃化物。
[0013]可选地，所述金属层为钴和氮化钛的复合层，或者钛和氮化钛的复合层。
[0014]可选地，所述屏蔽层的厚度大于等于200埃。
[0015]为解决上述技术问题，本发明还提供一种如上所述的制造方法形成的MiS电容器结构，包括:
[0016]衬底，其两侧具有浅槽隔离，所述衬底的表面通过N+/P+离子注入定义了有源区并定义了栅极，所述有源区作为所述MiS电容器结构的一块极板；
[0017]屏蔽层，位于所述有源区表面并通过光刻和刻蚀工艺被图形化，所述屏蔽层一端覆盖到一所述浅槽隔离的上方，另一端将其与另一所述浅槽隔离之间的所述有源区露出；
[0018]金属层和抗反射层，位于所述屏蔽层的上方且露出所述屏蔽层的边缘，所述金属层作为所述MiS电容器结构的另一块极板；
[0019]引出端，位于未被所述屏蔽层覆盖的所述有源区内；
[0020]层间介质层，位于所述浅槽隔离、所述屏蔽层的边缘、所述抗反射层和所述引出端的上方，在所述层间介质层中具有至少两个接触孔的位置，一个所述接触孔与所述引出端相连接，另一个所述接触孔穿透所述抗反射层和其下方的所述金属层相连接。
[0021]可选地，所述衬底为硅衬底，所述屏蔽层为氮化硅、氧化硅或者氮氧化硅，所述引出端为金属娃化物。
[0022]可选地，所述金属层为钴和氮化钛的复合层，或者钛和氮化钛的复合层。
[0023]可选地，所述屏蔽层的厚度大于等于200埃。
[0024]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0025]本发明通过提供一种新型的MiS电容器结构及其制造方法，显示了较低的工艺复杂度并且降低了生产成本。在某些技术平台，甚至可以成为一个不需要任何额外成本的寄生器件。
【附图说明】
[0026]本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中:
[0027]图1至图6为本发明一个实施例的MiS电容器结构的制造过程的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。
[0029]MiS电容器结构的制造方法的实施例
[0030]图1至图6为本发明一个实施例的MiS电容器结构的制造过程的工艺流程图。需要注意的是，这些附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。
[0031]对于该MiS电容器结构的制造过程，其主要包括如下环节:
[0032]如图1所示，执行步骤A，提供衬底101，该衬底101优选为硅衬底，在衬底101上定义并制造出浅槽隔离102。衬底101的表面通过N+/P+离子注入定义出有源区103并定义出栅极(未图示)，有源区103作为MiS电容器结构的一块极板。
[0033]如图2所示，执行步骤B，在有源区103表面淀积金属硅化物的屏蔽层104，并通过光刻和刻蚀工艺将其图形化。该屏蔽层104同时作为MiS电容器的介质层，该屏蔽层104基于MiS电容器的需求以及屏蔽功能的需求，其厚度可以大于等于200埃。例如，若屏蔽层104的厚度为400埃，则MiS电容器的两块极板对上的每平方微米区域的电容值约为IfF。屏蔽层104的材质可以为氮化硅、氧化硅或者氮氧化硅，作为MiS电容器结构的电介质材料。该屏蔽层104 —端覆盖到一浅槽隔离102的上方，另一端将其与另一浅槽隔离102之间的有源区103露出。
[0034]如图3所示，执行步骤C，在浅槽隔离102、屏蔽层104和露出的有源区103的上方依次淀积金属层105和抗反射层106。其中，该金属层105可以为钴(Co)和氮化钛(TiN)的复合层，或者为钛(Ti)和氮化钛的复合层。
[0035]如图4所示，执行步骤D，进行第一次快速热退火(RTA)，被金属层105覆盖的有源区103和其上方的金属层105发生反应，在有源区103内形成一引出端107。对于硅材质的衬底101，该引出端107为金属硅化物(salicide)。
[0036]请继续参考图4所示，执行步骤E，在抗反射层106的上方旋涂光刻胶层108并对其作图形化，以光刻胶层108为掩模，依次刻蚀抗反射层106和金属层105，直至露出屏蔽层104的边缘、引出端107和浅槽隔离102，仍占据屏蔽层104上方大部分区域的金属层105作为MiS电容器结构的另一块极板，其余金属层105皆是不需要的。
[0037]如图5所示，执行步骤F，去除光刻胶层108，对当前结构进行第二次快速热退火，将金属层105从高阻状态转为低阻状态。
[0038]如图6所示，执行步骤G，在浅槽隔离102、屏蔽层104的边缘、抗反射层106和引出端107的上方淀积层间介质层109，并在层间介质层109中定义出至少两个接触孔110的位置，完成MiS电容器的引出。其中，一个接触孔110与引出端107相连接，另一个接触孔110穿透抗反射层106和其下方的金属层105相连接。
[0039]MiS电容器结构的实施例