MOM电容结构及其制备方法、存储器

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种MOM电容结构及其制备方法、存储器。

背景技术

随着半导体集成电路的制造技术不断进步，半导体器件性能不断提升。电容结构是集成电路的重要组成单元，如金属-氧化物-金属(Metal Oxid Metal，简称MOM)电容是集成电容中常用的电容结构。MOM电容结构是通过后段金属层作为极板而产生的寄生电容，电容的来源主要有横向同层之间和纵向相邻两层之间。由于MOM电容具有耐压高、成本低(不需要额外光罩和工艺)和占用面积小(可叠层)等特点，因此常被芯片设计者使用。

请参阅图1～图2，其中，图1所示为现有技术中MOM电容结构的结构示意图，图2所示为沿图1中AA’方向的剖面图。如图1～图2所示，所述MOM电容包括下电极层11及上电极层12两层插指结构。由于其上下电极层有交叠，电容值受工艺过程中覆盖(Overlay)重叠度的影响较大，导致MOM电容的电容值不稳定，影响器件性能。

因此，减小工艺对电容值的影响，提高电容值的稳定性，是当下需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是减小工艺对电容值的影响，提高电容值的稳定性，提供一种MOM电容结构及其制备方法、存储器。

为了解决上述问题，本发明提供了一种MOM电容结构，包括：至少一第一电极层，所述第一电极层包括沿第一方向相对设置的两插指结构电极板；至少一第二电极层，所述第二电极层能够与所述第一电极层产生寄生电容，所述第二电极层包括沿第二方向相对设置的两插指结构电极板，其中，所述第二方向垂直于所述第一方向。

在一些具体实施方式中，所述第一电极层为多层，所述第二电极层为多层，且所述第一电极层和所述第二电极层交替设置。

在一些具体实施方式中，所述第一电极层中的两插指结构电极板的电势不同；所述第二电极层中的两插指结构电极板的电势不同。

在一些具体实施方式中，每一所述插指结构电极板包括多个指状条和连接多个指状条的汇总条。

在一些具体实施方式中，所述MOM电容结构还包括：第一绝缘层，所述第一电极层位于所述第一绝缘层中；第二绝缘层，所述第二电极层位于所述第二绝缘层中，且所述第二电极层通过所述第二绝缘层或者所述第一绝缘层与所述第一电极层绝缘。

在一些具体实施方式中，所述第一电极层与第二电极层的材料为金属。

为了解决上述问题，本发明提供了一种存储器，包括本发明所述的MOM电容结构。

为了解决上述问题，本发明提供了一种MOM电容结构的制备方法，包括如下步骤：提供一基底；于所述基底上形成一第一电极层，所述第一电极层包括沿第一方向相对设置的两插指结构电极板；以及于所述基底上形成一第二电极层，所述第二电极层能够与所述第一电极层产生寄生电容，所述第二电极层包括沿第二方向相对设置的两插指结构电极板，其中，所述第二方向垂直于所述第一方向。

在一些具体实施方式中，所述第一电极层为多层，所述第二电极层为多层，且所述第一电极层和所述第二电极层交替设置。

在一些具体实施方式中，所述方法还包括：于所述基底上形成第一绝缘层，所述第一电极层形成于所述第一绝缘层中；以及于所述第一绝缘层上形成第二绝缘层，所述第二电极层形成于所述第二绝缘层中，且所述第二电极层通过所述第二绝缘层或者所述第一绝缘层与所述第一电极层绝缘。

上述技术方案，通过将所述第一电极层与所述第二电极层设置为互相垂直结构，减少金属层工艺时金属线的重叠度飘动带来的电容值影响，使电容值更加稳定，提高工艺良品率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简要介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些具体实施方式，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1所示为现有技术中MOM电容结构的结构示意图。

图2所示为沿图1中AA’方向的剖面图。

图3所示为本发明一具体实施方式所述MOM电容结构的结构示意图。

图4所示为沿图3中BB’方向的剖面图。

图5A～图5B所示为本发明所述MOM电容结构与现有MOM电容结构的电容值对比图。

图5C所示为本发明所述MOM电容结构与现有MOM电容结构的电容值标准差对比图。

图6所示为本发明一具体实施方式所述存储器的架构示意图。

图7所示为本发明一具体实施方式所述MOM电容结构的制备方法的步骤流程图。

图8A～图8C所示为本发明一具体实施方式所述MOM电容结构的制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的具体实施方式仅是本发明一部分具体实施方式，而不是全部的具体实施方式。基于本发明中的具体实施方式，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它具体实施方式，都属于本发明保护的范围。

请参阅图3～图4，其中，图3所示为本发明一具体实施方式所述MOM电容结构的结构示意图，图4所示为沿图3中BB’方向的剖面图。所述MOM电容结构包括第一电极层31和第二电极层32。所述第一电极层31包括沿第一方向D1相对设置的两插指结构电极板311、312。所述第二电极层32能够与所述第一电极层31产生寄生电容，所述第二电极层32包括沿第二方向D2相对设置的两插指结构电极板321、322，其中，所述第二方向D2垂直于所述第一方向D1。

上述技术方案，通过将所述第一电极层31与所述第二电极层32设置为互相垂直结构，减少金属层工艺时金属线的重叠度飘动带来的电容值影响，使电容值更加稳定，提高工艺良品率。

在一些具体实施方式中，所述第一电极层31为多层，所述第二电极层32为多层，且所述第一电极层31和所述第二电极层32交替设置。交替设置所述第一电极层31和所述第二电极层32，在减少金属层工艺时金属线的重叠度飘动带来的电容值影响使电容值更加稳定的同时，通过多层堆叠来实现较大的电容值。

在一些具体实施方式中，所述第一电极层31中的两插指结构电极板311、312的电势不同；所述第二电极层32中的两插指结构电极板321、322的电势不同。作为一具体实施方式，所述第一电极层31的一插指结构电极板311为高电势，另一插指结构电极板312为低电势。同样地，所述第二电极层32的一插指结构电极板321为高电势，另一插指结构电极板322为低电势。

在一些具体实施方式中，所述第一电极层31中的两插指结构电极板311、312的结构相同；所述第二电极层32中的两插指结构电极板321、322的结构相同。

在一些具体实施方式中，每一所述插指结构电极板包括多个指状条和连接多个指状条的汇总条。在所述第一电极层31中，一插指结构电极板311包括多个指状条3111和用于连接多个指状条3111的汇总条3112。指状条3111和3121呈插指状排布，对于同一层金属形成的极板而言，同一层相邻的指状条3111和指状条3121形成一个分电容结构。同样，另一插指结构电极板312包括多个指状条3121和用于连接多个指状条3121的汇总条3122。在所述第二电极层中，一插指结构电极板321包括多个指状条3211和用于连接多个指状条3211的汇总条3212，同样，另一插指结构电极板322包括多个指状条3221和用于连接多个指状条3221的汇总条3222。

对于相邻层金属形成的极板而言，相邻层且交叉的指状条3111和指状条3211形成一个分电容结构，同理，相邻层且交叉的指状条3111和指状条3221之间、指状条3121和指状条3211之间、指状条3121和指状条3221之间也可以形成分电容结构，总的电容等于各分电容的电容之和。

在一些具体实施方式中，所述MOM电容结构还包括：第一绝缘层33，所述第一电极层31位于所述第一绝缘层33中；第二绝缘层34，所述第二电极层32位于所述第二绝缘层34中，且所述第二电极层32通过所述第二绝缘层34与所述第一电极层31绝缘，如图4所示。在其它具体实施方式中，所述第二电极层32也可以通过所述第一绝缘层33与所述第一电极层31绝缘。

在一些具体实施方式中，所述第一电极层31与第二电极层32的材料为金属。也即，可以利用上下层金属导线和同层金属之间形成的整体电容，从而可以用现有的互联制造工艺来实现，利于广泛应用。

请参阅图5A～图5C，其中，图5A～图5B所示为本发明所述MOM电容结构与现有MOM电容结构的电容值对比图，图5C所示为本发明所述MOM电容结构与现有MOM电容结构的电容值标准差对比图。

图5A为本发明所述MOM电容结构与现有MOM电容结构在同一电极层的相邻插指之间的间隙(Space)规格为0.28微米时的电容值对比图，横坐标为电容结构的样本量，纵坐标为电容结构的电容值，标号51为现有MOM电容结构的电容值，标号52为本发明所述MOM电容结构的电容值。图5B为MOM电容结构与现有MOM电容结构在同一插指结构电极板的相邻插指之间的间隙(Space)规格为0.56微米时的电容值对比图，横坐标为电容结构的样本量，纵坐标为电容结构的电容值，标号53为现有MOM电容结构的电容值，标号54为本发明所述MOM电容结构的电容值。图5C为本发明所述MOM电容结构与现有MOM电容结构的电容值标准差对比图，横坐标为电容结构的类型，纵坐标为电容结构的电容值标准差，标号55为现有MOM电容结构在同一插指结构电极板的相邻插指之间的间隙规格为0.28微米时的电容值标准差，标号56为本发明所述MOM电容结构在同一插指结构电极板的相邻插指之间的间隙规格为0.28微米时的电容值标准差，标号57为现有MOM电容结构在同一插指结构电极板的相邻插指之间的间隙规格为0.56微米时的电容值标准差，标号58为本发明所述MOM电容结构在同一插指结构电极板的相邻插指之间的间隙规格为0.56微米时的电容值标准差。由图5A～图5C可以看出，本发明所述MOM电容结构相对于现有MOM电容结构，电容值仅偏低0.71～3.5％，但相差非常微小，但本发明所述MOM电容结构的电容值非常稳定，相对于现有MOM电容结构标准差降低3～4倍，本发明所述MOM电容结构的电容值稳定性得到明显提升。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种存储器。

请参阅图6，其为本发明一具体实施方式所述的存储器的的示意图。本具体实施方式所述存储器100包括：MOM电容结构101；其中，所述MOM电容结构101采用本发明图3～图4所示芯片检测电路布局结构，详见前文描述，此处不再赘述。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种MOM电容结构的制备方法。

请一并参阅图7～图8C，其中，图7为本发明一具体实施方式所述MOM电容结构的制备方法的步骤流程图，图8A～图8C所示为本发明一具体实施方式所述MOM电容结构的制备方法的工艺流程图。

如图7所示，本发明所述MOM电容结构的制备方法包括如下步骤：步骤S71，提供一基底；步骤S72，于所述基底上形成一第一电极层，所述第一电极层包括沿第一方向相对设置的两插指结构电极板；以及步骤S73，于所述基底上形成一第二电极层，所述第二电极层能够与所述第一电极层产生寄生电容，所述第二电极层包括沿第二方向相对设置的两插指结构电极板，其中，所述第二方向垂直于所述第一方向。

请参阅图8A及步骤S71，提供一基底80。作为一具体实施方式，所述基底80为硅衬底。

请参阅图8B及步骤S72，于所述基底80上形成一第一电极层31，所述第一电极层31包括沿第一方向D1相对设置的两插指结构电极板。作为一具体实施方式，于所述基底80上形成一第一电极层31的步骤进一步包括如下步骤：于所述基底80上形成第一绝缘层33，所述第一电极层31形成于所述第一绝缘层33中。

请参阅图8C及步骤S73，于所述基底80上形成一第二电极层32，所述第二电极层32能够与所述第一电极层31产生寄生电容，所述第二电极层32包括沿第二方向D2相对设置的两插指结构电极板，其中，所述第二方向D2垂直于所述第一方向D1。作为一具体实施方式，于所述基底80上形成一第二电极层32的步骤进一步包括如下步骤：于所述第一绝缘层33上形成第二绝缘层34，所述第二电极层32形成于所述第二绝缘层34中，且所述第二电极层32通过所述第二绝缘层34与所述第一电极层31绝缘。在其它具体实施方式中，所述第二电极层32也可以通过所述第一绝缘层33与所述第一电极层31绝缘。

在一些具体实施方式中，所述第一电极层31为多层，所述第二电极层32为多层，且所述第一电极层31和所述第二电极层32交替设置。交替设置所述第一电极层31和所述第二电极层32，在减少金属层工艺时金属线的重叠度飘动带来的电容值影响使电容值更加稳定的同时，通过多层堆叠来实现较大的电容值。

在一些具体实施方式中，所述第一电极层31与第二电极层32的材料为金属。也即，可以利用上下层金属导线和同层金属之间形成的整体电容，从而可以用现有的互联制造工艺来实现，利于广泛应用。

上述技术方案，通过将所述第一电极层31与所述第二电极层32设置为互相垂直结构，减少金属层工艺时金属线的重叠度飘动带来的电容值影响，使电容值更加稳定，提高工艺良品率。

应注意到，在说明书中对“一具体实施方式”、“具体实施方式”、“示例性具体实施方式”、“一些具体实施方式”等的引用指示所描述的具体实施方式可以包括特定的特征、结构或特性，但是每个具体实施方式可能不一定包括该特定的特征、结构或特性。而且，这样的短语不一定指代相同的具体实施方式。此外，当结合具体实施方式描述特定的特征、结构或特性时，无论是否明确描述，结合其它具体实施方式来实现这样的特征、结构或特性都在相关领域的技术人员的知识范围内。

通常，可以至少部分地从上下文中的用法理解术语。例如，如在本文中所使用的术语“一个或多个”至少部分取决于上下文，可以用于以单数意义描述任何特征、结构或特性，或可以用于以复数意义描述特征、结构或特征的组合。类似地，至少部分取决于上下文，诸如“一”、“某一”或“该”的术语同样可以被理解为表达单数用法或表达复数用法。另外，术语“基于”可以被理解为不一定旨在表达一组排他性的因素，而是可以替代地，同样至少部分地取决于上下文，允许存在不一定明确描述的其它因素。在本说明书中也应当注意的是，“连接/耦接”不仅指一个部件与另一个部件直接耦接，也指一个部件通过中间部件与另一个部件间接地耦接。

需要说明的是，本发明的文件中涉及的术语“包括”和“具有”以及它们的变形，意图在于覆盖不排他的包含。术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，除非上下文有明确指示，应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换。另外，在不冲突的情况下，本发明中的具体实施方式及具体实施方式中的特征可以相互组合。此外，在以上说明中，省略了对公知组件和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。上述各个具体实施方式中，每个具体实施方式重点说明的都是与其它具体实施方式的不同之处，各个具体实施方式之间相同/相似的部分互相参见即可。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。