专利名称：Mim电容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种半导体领域的MIM电容器。
背景技术：
电容器是在超大规模集成电路中常用的无源元件，其主要包括多晶硅-绝缘体-多晶硅(PIP, PolysiIicon-Insulator-Polysilicon)、金属-绝缘体-硅(MIS,Metal-Insulator-Silicon)禾口金属一绝缘体一金属(MIM, Metal-Insulator-Metal)等。其中，由于MIM电容器对晶体管造成的干扰最小，且可以提供较好的线性度(Linearity)和对称度(Symmetry)，因此得到了更加广泛的应用，特别是混合信号(Mixed-signal)和射频(RF, Radio Frequency)令页域。图1为现有的一种MIM电容器的剖面结构示意图，参照图1，该MIM电容器100的结构主要包括金属屏蔽层101 ；形成于金属屏蔽层101上的下极板层102 ；形成于下极板层102上的绝缘介质层103 ；形成于绝缘介质层103上的上极板层104 ；以及形成于绝缘介质层103中的接触孔105，接触孔105用于连接上极板层104与绝缘介质层103，下极板层102通过接触孔105连接至连接点106。对于此电容器100来说，电容Ca为设计所需要的电容，然而，电容器100还存在以下寄生电容CFm为上极板边缘到下极板的边缘电容，CFct为绝缘介质边缘到下极板的边缘电容，寄生电容CF = CFm+CFct则影响电容Ca计算的准确性；CPm为上极板边缘到地(金属屏蔽层或接地的芯片基材)的边缘电容，CPct为绝缘介质边缘到地(金属屏蔽层或接地的芯片基材)的边缘电容，寄生电容CP = CPm+CPct则会影响使用此电容器的ADC(Analog-to-Digital Converter，模数转换器)的性能。综上所述，可知先前技术的MIM电容器存在由于存在寄生电容影响电容值计算的准确性及使用该电容器的模数转换器的性能的问题，因此，实有必要提出改进的技术手段，来解决此一问题。
发明内容
为克服上述现有技术的MIM电容器存在由于存在寄生电容影响电容值计算的准确性及使用该电容器的模数转换器的性能的问题，本发明的之一目的在于提供一种MIM电容器，通过围绕第一金属层设置保护金属条，使得单元电容间的相互影响充分小，可以避免互藕问题。本发明之另一目的在于提供一种MIM电容器，通过围绕第二金属层设置隔离屏蔽条，充分减小了第二金属层到地的寄生电容，从而减小寄生电容对使用该电容器的ADC的性能的影响。本发明之再一目的在于提供一种MIM电容器，通过围绕绝缘介质层设置一圈隔离绝缘条，使绝缘介质层到地的寄生电容被最大限度减小，从而进一步减小寄生电容对使用该电容器的ADC的性能的影响。
为达上述及其它目的，本发明一种MM电容器，至少包括衬底；形成于该衬底表面的金属屏蔽层；形成于该金属屏蔽层上的第一金属层；围绕该第一金属层形成的第一隔离层；形成于该第一金属层上的绝缘介质层；以及形成于该绝缘介质层上的第二金属层，该第二金属层通过接触孔与该绝缘介质层连接。进一步地，该第一隔离层至少包括围绕该第一金属层设置的4块保护金属条。进一步地，该保护金属条与该第一金属层间隔工艺要求的间距。进一步地，该MIM电容器还包括第二隔离层，该第二隔离层围绕该第二金属层设置，并通过接触孔连接至该第一金属层。进一步地，该第二隔离层为方形的隔离屏蔽条。进一步地，该电容器MIM电容器还包括绝缘介质隔离条，该绝缘介质隔离条设置于该绝缘介质中，并通过接触孔与该第二隔离层连接。进一步地，该第一金属层与该第二金属层的材料可以为钽、氮化钽、钛、氮化钛或者招。与现有技术相比，本发明提供一种MIM电容器，其通过围绕第一金属层设置保护金属条，使得单元电容间的相互影响充分小，避免了单元电容间的互藕问题，同时，本发明还通过围绕第二金属层设置隔离屏蔽条，充分减小了第二金属层到地的寄生电容，从而减小寄生电容对使用该电容器的ADC的性能的影响；另外，本发明通过围绕绝缘介质层设置一圈隔离绝缘条，使绝缘介质层到地的寄生电容被最大限度减小，从而进一步减小寄生电容对使用该电容器的ADC的性能的影响。
图1为现有的一种MIM电容器的剖面结构示意图；图2为本发明一种MIM电容器较佳实施例的俯视图；图3为本发明沿图2之AA’方向的剖面示意图；图4为本发明沿图2之BB’方向的剖面示意5为本发明沿图2之CC’方向的剖面示意图。
具体实施例方式以下通过特定的具体实例并结合
本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。图2为本发明一种MIM电容器较佳实施例的俯视图，图3为本发明沿图2之AA’方向的剖面示意图，图4为本发明沿图2之BB’方向的剖面示意图，图5为本发明沿图2之CC'方向的剖面示意图，下面将结合图2-5对本发明的MIM电容器结构作详细介绍。
结合图2-5，本发明的MIM电容器是一种立体结构，类似于一种微型双极板电容，其工艺共使用5层金属，该MIM电容器至少包括半导体衬底210，该半导体衬底210可以为已经形成有其他的半导体元件的衬底；在该半导体衬底210的表面形成的金属屏蔽层211 ；在该金属屏蔽层211上形成的第一金属层212 ；围绕第一金属层212形成的第一隔离层213，该第一隔离层213至少包括围绕该第一金属层212设置的4块保护金属条，该保护金属条和该第一金属层212间隔工艺要求的间距，这样单元电容间的相互影响充分小，可以避免互藕问题；形成于该第一金属层212上的绝缘介质层214 ；形成于该绝缘介质层214上的第二金属层215 ；以及接触孔216，形成于绝缘介质层214中，用于连接第二金属层215与绝缘介质层214，同时，还用于连接各接触点217。其中第一金属层212和第二金属层215的材料可选择钽、氮化钽、钛、氮化钛或者铝。较佳的，在第二金属层215所在的金属层，围绕第二金属层212间隔工艺要求的间距设置第二隔离层(未示出)，并将第二隔离层通过接触孔216连接到第一金属层212，该第二隔离层为方形的隔离屏蔽条，这样第二金属层215就被第一金属层212所包围，第二金属层215到地线的电力线就绝大部分被阻挡在第二隔离层(方形的隔离屏蔽条)上，实际就是第一金属层212上，这样就充分减小了第二金属层215到地的寄生电容(即背景技术中的CPm)，从而减小寄生电容对使用本发明MIM电容器的ADC的性能的影响。请继续参考图4，为了减小寄生电容对ADC性能的影响，较佳的，本发明在绝缘介质所在的绝缘介质层214中，围绕本单元电容的绝缘介质间隔工艺要求的间距，在绝缘介质周围建立一圈绝缘介质隔离条，并将该绝缘介质隔离条和第二金属层215上的第二隔离层218通过接触孔216连接起来，这样本发明MIM电容绝缘介质层边缘处的电力线就被阻挡在该绝缘介质隔离条上，绝缘介质层214到地的寄生电容被最大限度减小(即背景技术所述的CPct)，从而进一步减小寄生电容对ADC性能的影响。可见，本发明提供了一种MIM电容器，其通过围绕第一金属层设置保护金属条，使得单元电容间的相互影响充分小，避免了单元电容间的互藕问题，同时，本发明还通过围绕第二金属层设置隔离屏蔽条，充分减小了第二金属层到地的寄生电容，从而减小寄生电容对使用该电容器的ADC的性能的影响；另外，本发明通过围绕绝缘介质层设置一圈隔离绝缘条，使绝缘介质层到地的寄生电容被最大限度减小，从而进一步减小寄生电容对使用该电容器的ADC的性能的影响。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
权利要求
1.一种MIM电容器，至少包括衬底；形成于该衬底表面的金属屏蔽层；形成于该金属屏蔽层上的第一金属层；围绕该第一金属层形成的第一隔离层；形成于该第一金属层上的绝缘介质层；以及形成于该绝缘介质层上的第二金属层，该第二金属层通过接触孔与该绝缘介质层连接。
2.如权利要求1所述的MIM电容器，其特征在于该第一隔离层至少包括围绕该第一金属层设置的4块保护金属条。
3.如权利要求2所述的MIM电容器，其特征在于该保护金属条与该第一金属层间隔工艺要求的间距。
4.如权利要求1所述的MIM电容器，其特征在于该MIM电容器还包括第二隔离层，该第二隔离层围绕该第二金属层设置，并通过接触孔连接至该第一金属层。
5.如权利要求4所述的MIM电容器，其特征在于该第二隔离层为方形的隔离屏蔽条。
6.如权利要求5所述的MIM电容器，其特征在于该电容器MIM电容器还包括绝缘介质隔离条，该绝缘介质隔离条设置于该绝缘介质中，并通过接触孔与该第二隔离层连接。
7.如权利要求1所述的MIM电容器，其特征在于该第一金属层与该第二金属层的材料可以为钽、氮化钽、钛、氮化钛或者铝。
全文摘要
本发明公开一种MIM电容器，该MIM电容器包括衬底；形成于该衬底表面的金属屏蔽层；形成于该金属屏蔽层上的第一金属层；围绕该第一金属层形成的第一隔离层；形成于该第一金属层上的绝缘介质层；以及形成于该绝缘介质层上的第二金属层，该第二金属层通过接触孔与该绝缘介质层连接，通过本发明，不仅使得单元电容间的相互影响非常小，而且充分减小了寄生电容，从而减小了寄生电容对使用该电容器的ADC性能的影响。
文档编号H01L29/92GK102394249SQ201110176520
公开日2012年3月28日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年6月28日
发明者张志军 申请人:上海宏力半导体制造有限公司