本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作領(lǐng)域，特別涉及一種MIM電容及其形成方法。

背景技術(shù)：
電容元件常用于如射頻IC、單片微波IC等集成電路中作為電子無源器件。常見的電容元件包括金屬氧化物半導(dǎo)體（MOS）電容、PN結(jié)電容以及MIM（metal-insulator-metal，簡稱MIM）電容等。其中，MIM電容在某些特殊應(yīng)用中提供較優(yōu)于MOS電容以及PN結(jié)電容的電學(xué)特性，這是由于MOS電容以及PN結(jié)電容均受限于其本身結(jié)構(gòu)，在工作時電極容易產(chǎn)生空穴層，導(dǎo)致其頻率特性降低。而MIM電容可以提供較好的頻率以及溫度相關(guān)特性。此外，在半導(dǎo)體制造中，MIM電容可形成于層間金屬以及銅互連制程，也降低了與CMOS前端工藝整合的困難度及復(fù)雜度。參考圖1，現(xiàn)有CMOS集成工藝制作的MIM電容，包括：基底100，位于所述基底100中的導(dǎo)電層103；位于所述基底100上的介質(zhì)層101，所述介質(zhì)層101中具有暴露所述導(dǎo)電層103表面的開口；位于開口的底部和側(cè)壁的第一金屬層103，第一金屬層103作為MIM電容的第一電極板；位于第一金屬層103表面的絕緣層104，絕緣層104作為MIM電容的電介質(zhì)層；位于絕緣層105上的第二金屬層105，第二金屬層105填充滿開口，第二金屬層105作為MIM電容的第二電極板。MIM電容工作時，只需在導(dǎo)電層103和第二金屬層105上施加工作電壓，但是現(xiàn)有的MIM電容在工作時易產(chǎn)生漏電流，影響MIM電容的穩(wěn)定性。更多關(guān)于MIM電容的介紹請參考公開號為US2008/0290459A1的美國專利文獻。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明解決的問題是提供一種具有較小的漏電流的MIM電容及其形成方法。為解決上述問題，本發(fā)明技術(shù)方案提供了一種MIM電容的形成方法，包括：提供基底，所述基底內(nèi)形成有導(dǎo)電層；在所述基底上形成刻蝕停止層；在刻蝕停止層上形成介質(zhì)層；刻蝕所述介質(zhì)層和刻蝕停止層，形成暴露所述導(dǎo)電層的凹槽；在所述凹槽的側(cè)壁和底部表面以及介質(zhì)層表面形成第一金屬層；在所述第一金屬層上形成犧牲層，犧牲層填充滿凹槽；回刻蝕去除介質(zhì)層表面的犧牲層以及凹槽內(nèi)的部分厚度的所述犧牲層，暴露出介質(zhì)層表面的第一金屬層以及凹槽側(cè)壁上的部分第一金屬層；刻蝕去除介質(zhì)層表面暴露的第一金屬層以及凹槽側(cè)壁上暴露的部分第一金屬層，凹槽內(nèi)剩余的部分第一金屬層作為MIM電容的第一電極板；去除凹槽內(nèi)剩余的犧牲層；去除凹槽內(nèi)剩余的犧牲層后，在第一電極板和介質(zhì)層的表面、以及凹槽的部分側(cè)壁表面形成電介質(zhì)材料層；在所述電介質(zhì)材料層的表面形成第二金屬層；在第二金屬層上形成第三金屬層，第三金屬層填充滿凹槽；化學(xué)機械研磨所述第三金屬層、第二金屬層和電介質(zhì)材料層，以介質(zhì)層表面為停止層，凹槽內(nèi)剩余的部分第二金屬層和第三金屬層作為MIM電容的第二電極板，凹槽內(nèi)剩余的部分電介質(zhì)材料層作為MIM電容的電介質(zhì)層?？蛇x的，所述凹槽內(nèi)的犧牲層的回刻蝕的厚度為凹槽深度的5%~30%?？蛇x的，所述凹槽的深度為1000~10000埃，所述凹槽內(nèi)的犧牲層的回刻蝕的厚度為100~2000埃?？蛇x的，所述犧牲層的材料為底部抗反射涂層、無定形碳、高分子聚合物、多晶硅或無定形硅。可選的，所述第一金屬層的材料包括Ti、Ta、Ru、TiN或TaN中的一種或幾種。可選的，去除部分所述第一金屬層的工藝為等離子體刻蝕或濕法刻蝕。可選的，所述第二金屬層的材料與第一金屬層的材料相同，所述第二金屬層的材料包括Ti、Ta、Ru、TiN或TaN中的一種或幾種?？蛇x的，所述電介質(zhì)材料層的介電常數(shù)為5~200，厚度為10~200埃?？蛇x的，所述電介質(zhì)材料層為高K介電材料。可選的，高K介電材料為HfO2、TiO2、HfZrO、HfSiNO、Ta2O5、ZrO2、ZrSiO2、Al2O3、SrTiO3或BaSrTiO。可選的，進行化學(xué)機械研磨之后，在所述剩余的第三金屬層和第二金屬層表面形成擴散阻擋層。可選的，所述擴散阻擋層的材料為CoWP、CuSiAl、CuAl、CuAlN或CuMn。本發(fā)明技術(shù)方案還提供了一種MIM電容，包括：基底，所述基底內(nèi)具有導(dǎo)電層；位于基底上的刻蝕停止層；位于刻蝕停止層上的介質(zhì)層；貫穿所述介質(zhì)層和刻蝕停止層的凹槽，凹槽暴露所述導(dǎo)電層的表面；位于所述凹槽的底部和部分側(cè)壁表面的第一金屬層，第一金屬層作為MIM電容的第一電極板，側(cè)壁表面的第一金屬層的頂端低于介質(zhì)層的表面；位于第一金屬層以及凹槽的部分側(cè)壁表面的電介質(zhì)材料層，電介質(zhì)材料層作為MIM電容的電介質(zhì)層；位于電介質(zhì)材料層的表面的第二金屬層，位于第二金屬層上的第三金屬層，第三金屬層填充滿凹槽，第二金屬層和第三金屬層作為MIM電容的第二電極板?？蛇x的，所述側(cè)壁表面的第一金屬層的頂端距離介質(zhì)層表面的高度為50~2000埃?？蛇x的，所述第一金屬層的材料包括Ti、Ta、Ru、TiN或TaN中的一種或幾種?？蛇x的，所述第二金屬層的材料與第一金屬層的材料相同，所述第一金屬層的材料包括Ti、Ta、Ru、TiN或TaN中的一種或幾種。可選的，所述電介質(zhì)材料層的介電常數(shù)為5~200，厚度為10~200埃。可選的，所述電介質(zhì)材料層為高K介電材料，所述高K介電材料為HfO2、TiO2、HfZrO、HfSiNO、Ta2O5、ZrO2、ZrSiO2、Al2O3、SrTiO3或BaSrTiO?？蛇x的，所述第三金屬層和第二金屬層表面還具有擴散阻擋層，所述擴散阻擋層的材料為CoWP、CuSiAl、CuAl、CuAlN或CuMn。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：本發(fā)明技術(shù)方案的MIM電容的形成方法，在凹槽的側(cè)壁和底部表面以及介質(zhì)層表面形成第一金屬層后，在第一金屬層表面形成犧牲層，然后回刻蝕去除介質(zhì)層表面的犧牲層以及凹槽內(nèi)的部分厚度的所述犧牲層，暴露出介質(zhì)層表面的第一金屬層以及凹槽側(cè)壁上的部分第一金屬層，接著，刻蝕去除介質(zhì)層表面暴露的第一金屬層以及凹槽側(cè)壁上暴露的部分第一金屬層，凹槽內(nèi)剩余的部分第一金屬層作為MIM電容的第一電極板，從而使凹槽側(cè)壁上的第一金屬層表面低于介質(zhì)層表面，工藝過程簡單。進一步，所述凹槽內(nèi)的犧牲層的回刻蝕的厚度為凹槽深度的5%~30％，使得后續(xù)形成的第一電極板頂端和第二電極板頂端之間的距離最佳，第一電極板和第二電極板之間的漏電流最小，并且第一電極板與第二電極板的正對面積減小較少，使得MIM電容的電容量減小幅度的較小。進一步，所述第二金屬層的材料包括Ti、Ta、Ru、TiN或TaN中的一種或幾種，第二金屬層不僅用于形成MIM電容的第二電極的一部分，第二金屬層還用于防止第三金屬層中的金屬向電介質(zhì)材料層中擴散，保證電介質(zhì)材料層的介電常數(shù)的不會受到影響，使MIM電容的電容量保持穩(wěn)定。本發(fā)明技術(shù)方案的MIM電容，MIM電容的第一電極板在凹槽側(cè)壁的頂端表面低于介質(zhì)層的表面，MIM電容的第二金屬層和第三金屬層的頂端表面與介質(zhì)層的表面平齊，即第一電極板在凹槽側(cè)壁的頂端表面低于第二電極板（第二金屬層的和第三金屬層）的頂端表面，凹槽側(cè)壁的第一電極板的頂端表面與第二電極板的第二金屬層的頂端距離包括水平距離和垂直高度，當(dāng)在第一電極板和第二電極板上施加工作電壓時，由于第一電極板頂端和第二電極板頂端表面距離的增大，使得第一電極板和第二電極板產(chǎn)生漏電流的幾率降低或者第一電極板和第二電極板產(chǎn)生的漏電流的很小，從而提高MIM電容的穩(wěn)定性。進一步，所述凹槽側(cè)壁表面的第一金屬層的頂端距離介質(zhì)層的高度為50~2000埃，使得后續(xù)形成的第一電極板和第二電極板之間的距離最佳，第一電極板和第二電極板之間的漏電流最小，并且第一電極板與第二電極板的正對面積減小較少，使得MIM電容的電容量減小幅度的較小。進一步，第二電極板（剩余的第三金屬層和第二金屬層）表面還具有擴散阻擋層，所述擴散阻擋層能防止第三金屬層的金屬從第二電極的表面向介質(zhì)層中擴散，保證介質(zhì)層的電學(xué)隔離特性，提高半導(dǎo)體器件的穩(wěn)定性。附圖說明圖1為現(xiàn)有技術(shù)MIM電容的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2~圖11為本發(fā)明實施例MIM電容形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式現(xiàn)有的CMOS集成工藝制作MIM電容的第一金屬層103、絕緣層104和第二金屬層105具體形成過程為，請參考圖1：首先，在開口的側(cè)壁和底部表面以及介質(zhì)層表面形成第一金屬薄膜；接著，在第一金屬薄膜形成絕緣薄膜；然后，在絕緣薄膜上形成第二金屬薄膜，第二金屬薄膜填充滿開口；接著，化學(xué)機械研磨所述第二金屬薄膜、絕緣薄膜和第一金屬薄膜，以介質(zhì)層101的表面作為停止層，形成第一金屬層103、位于第一金屬層103上的絕緣層104和位于絕緣層104的第二金屬層105。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，上述方法形成的第一金屬層103的頂端表面12和第二金屬層105的頂端表面11處于同一個平面，并且第一金屬層103和第二金屬層105之間只有一層較薄的絕緣層104，第一金屬層103的頂端表面12和第二金屬層105的頂端表面11距離較近，因此在導(dǎo)電層103上和第二金屬層105上施加工作電壓時，第一金屬層103的頂端表面12和第二金屬層105的頂端表面11之間容易產(chǎn)生漏電流，使得MIM電容的兩個電極板之間導(dǎo)通，影響MIM電容的穩(wěn)定性。為此，發(fā)明人提出一種MIM電容及其形成方法，在凹槽的側(cè)壁和底部表面以及介質(zhì)層表面形成第一金屬層后，回刻蝕去除凹槽側(cè)壁表面的部分第一金屬層，凹槽內(nèi)剩余的部分第一金屬層作為MIM電容的第一電極板，接著，在第一電極板和介質(zhì)層的表面、以及凹槽的部分側(cè)壁表面形成電介質(zhì)材料層，在所述電介質(zhì)材料層的表面形成第二金屬層，在第二金屬層上形成第三金屬層，第三金屬層填充滿凹槽，然后，化學(xué)機械研磨所述第三金屬層、第二金屬層和電介質(zhì)材料層，以介質(zhì)層表面為停止層，凹槽內(nèi)剩余的部分第二金屬層作為MIM電容的第二電極板，凹槽內(nèi)剩余的部分電介質(zhì)材料層作為MIM電容的電介質(zhì)層。第一電極板在凹槽側(cè)壁的頂端表面低于介質(zhì)層的表面，第二金屬層的和第三金屬層的表面與介質(zhì)層的表面平齊，即第一電極板在凹槽側(cè)壁的頂端表面低于第二電極板（第二金屬層的和第三金屬層）的表面，第一電極板頂端和第二電極板頂端的距離增大，MIM電容在工作時，減小了在第一電極板和第二電極板產(chǎn)生的漏電流的大小或者減小了第一電極板和第二電極板產(chǎn)生漏電流的幾率，從而提高MIM電容的穩(wěn)定性。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，示意圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明的保護范圍。此外，在實際制作中應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。圖2~圖11為本發(fā)明實施例MIM電容形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。首先，請參考圖2，提供基底300，所述基底300內(nèi)形成有導(dǎo)電層303；在所述基底300上形成刻蝕停止層301；在刻蝕停止層301上形成介質(zhì)層302。所述基底300為單層結(jié)構(gòu)，所述基底300材料為氧化硅、氮化硅、低K介電材料或超低K介電材料，基底300形成的導(dǎo)電層303用于向MIM電容的第一電極板施加工作電壓。所述基底300還可以為多層堆積結(jié)構(gòu)，包括半導(dǎo)體襯底和位于半導(dǎo)體襯底上的至少一層層間介質(zhì)層，所述半導(dǎo)體襯底材料可以為單晶硅（Si）、單晶鍺（Ge）、硅鍺（GeSi）、或碳化硅（SiC）；也可以是絕緣體上硅（SOI）或絕緣體上鍺（GOI）；或者還可以為其它的材料，例如砷化鎵等Ⅲ-Ⅴ族化合物。半導(dǎo)體襯底內(nèi)可以形成有半導(dǎo)體器件，例如MOS晶體管等。所述導(dǎo)電層303位于層間介質(zhì)層內(nèi)，所述層間介質(zhì)層內(nèi)還可以形成無源器件，例如電感、電容等。在具體的實施例中，所述導(dǎo)電層303可以與半導(dǎo)體器件或者無源器件電連接。所述導(dǎo)電層303可以為雙鑲嵌結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電層303的材料為銅、鋁或者其他導(dǎo)電材料，導(dǎo)電層303和基底300之間還形成有擴...