[發(fā)明專利]一種生成PIP電容的工藝方法及PIP電容

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710733270.7
• 申請(qǐng)日: 2017-08-24
• 公開（公告）號(hào): CN107611117A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜在凱;周文斌;張磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長江存儲(chǔ)科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01L23/64
• 分類號(hào): H01L23/64
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11619
• 代理人: 郎志濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體元器件工藝領(lǐng)域，尤其是一種生成PIP電容的工藝方法，以及所生成的PIP電容結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

PIP電容是集成電路芯片中常用的無源器件，現(xiàn)有實(shí)踐或在先技術(shù)中，PIP電容是集成電路中常用的無源器件，常用于射頻和模擬電路中噪聲發(fā)射與頻率調(diào)制的器件。PIP電容具有由多晶硅形成的下電極和上電極，上下電極之間介電質(zhì)由氮化硅或氧化硅構(gòu)成。在器件需要大電容的情況下，通常通過增加上下極板的面積來實(shí)現(xiàn)，參見附圖1-5，簡(jiǎn)單步驟及流程如下：

(1)Si襯底1表面生長多晶硅層P2；

(2)通過光阻定義并使用干法蝕刻多晶硅層P2，保留的多晶硅層P2作為電容下極板區(qū)域；

(3)爐管生長氧化硅加氮化硅層3，作為介電質(zhì)層；

(4)然后生長第二層多晶硅層P1和硅鎢化合物；

(5)干法蝕刻，去除多余部分，保留的第二層多晶硅層P1作為電容上極板部分。

但是，現(xiàn)有工藝中，如果需要增大電容容量，往往采用加大上下極板面積和減薄介電質(zhì)層的厚度，由于介電質(zhì)層的在一定厚度下，均勻性變差，所以一般采用增加極板面積的方法。增加極板面積，會(huì)顯著地增加集成電路的面積從而制約了半導(dǎo)體器件的小型化。因此提升PIP電容單位面積的電容容量的問題變得迫在眉睫。因此，發(fā)明一種新的生成PIP電容的工藝方法解決上述問題很有必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種生成PIP電容的工藝方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種生成PIP電容的工藝方法，包括沉積第一層多晶硅，通過光阻定義并蝕刻所述第一層多晶硅形成第一多晶硅層，沉積第二層多晶硅，通過光阻定義并蝕刻所述第二層多晶硅形成若干個(gè)彼此獨(dú)立分立的第二多晶硅層，且第一多晶硅層和若干個(gè)第二多晶硅層共同組成電容下極板，然后形成介電質(zhì)層和第三層多晶硅，形成電容結(jié)構(gòu)。

所述生產(chǎn)工藝具體包括下述步驟：

步驟1：在襯底上沉積第一層多晶硅；

步驟2：通過光阻定義并用干法蝕刻所述第一層多晶硅，形成第一多晶硅層；

步驟3：在第一多晶硅層表面沉積第二層多晶硅；

步驟4：通過光阻定義并用干法蝕刻所述第二層多晶硅，在第一多晶硅層上方形成若干個(gè)彼此分立的第二多晶硅層；所述第一多晶硅層和若干個(gè)第二多晶硅層共同作為電容下極板區(qū)域；

步驟5：在第一多晶硅層和若干個(gè)第二多晶硅層表面沉積氧化硅層和氮化硅層形成的電容介電質(zhì)層；

步驟6：在電容介電質(zhì)層沉積第三層多晶硅；

步驟7：通過光阻定義并用干法蝕刻所述第三層多晶硅，形成電容上極板區(qū)域。

優(yōu)選的，所述襯底材料為Si。

優(yōu)選的，所述步驟1中沉積第一層多晶硅厚度為1000A-2000A。

優(yōu)選的，所述步驟3中沉積第二層多晶硅厚度為300A-500A。

優(yōu)選的，所述步驟5中沉積氧化硅厚度為50A-100A，沉積氮化硅厚度為100A-200A。

優(yōu)選的，所述步驟6中沉積第三層多晶硅厚度為1200-2000A。

本發(fā)明進(jìn)而提供了一種PIP電容結(jié)構(gòu)，包括電容下極板區(qū)域、電容介電質(zhì)層、電容上極板區(qū)域；其特征在于，所述電容下極板區(qū)域包括第一多晶硅層，以及形成于所述第一多晶硅層上方且彼此分立的若干個(gè)第二多晶硅層。

優(yōu)選的，所述第一多晶硅層厚度為1000A-2000A。

優(yōu)選的，所述第二層多晶硅層厚度為300A-500A。

優(yōu)選的，所述電容上極板區(qū)域?yàn)槎嗑Ч鑼樱摱嗑Ч鑼拥暮穸葹?200-2000A。

優(yōu)選的，所述電容介電質(zhì)層包括氧化硅層和氮化硅層。進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述氧化硅層厚度為50A-100A，氮化硅層厚度為100A-200A。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：通過第二多晶硅層的設(shè)置，擴(kuò)展了上下極板的面積，從而增加了PIP電容的電容量，同時(shí)未增加電容元件的整體面積，且可控性和可設(shè)計(jì)性良好，適用于批量生產(chǎn)。

附圖說明

圖1-5為本發(fā)明現(xiàn)有工藝示意圖。

圖6為本發(fā)明第一層多晶硅沉積圖。

圖7為本發(fā)明第一層多晶硅蝕刻圖。

圖8為本發(fā)明第二層多晶硅沉積圖。

圖9為本發(fā)明第二層多晶硅蝕刻圖。

圖10為本發(fā)明第三層多晶硅沉積圖。

圖11為本發(fā)明第三層多晶硅蝕刻圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。