阅读说明：本技术 金属-绝缘体-金属电容器 (Metal-insulator-metal capacitor ) 是由 施启元 张凯峯 黄士芬 戴文川 邓伊筌 蔡易恒 林佑儒 陈彦文 林柏燊 黄富骏 于 2019-06-28 设计创作，主要内容包括：本公开涉及一种金属-绝缘体-金属电容器,其具有上覆在衬底上的顶部电极。钝化层上覆在顶部电极上。钝化层具有台阶区,所述台阶区从顶部电极的顶表面连续地延伸到顶部电极的侧壁并连续地接触顶部电极的顶表面及侧壁。金属框架上覆在钝化层上。金属框架从钝化层的顶表面连续地延伸到台阶区中钝化层的上侧壁并连续地接触钝化层的顶表面及所述上侧壁。金属框架具有突起部,所述突起部延伸穿过钝化层并接触顶部电极的顶表面。(The present disclosure relates to a metal-insulator-metal capacitor having a top electrode overlying a substrate. A passivation layer overlies the top electrode. The passivation layer has a stepped region continuously extending from the top surface of the top electrode to the sidewall of the top electrode and continuously contacting the top surface and the sidewall of the top electrode. The metal frame is coated on the passivation layer. The metal frame continuously extends from the top surface of the passivation layer to the upper sidewall of the passivation layer in the mesa region and continuously contacts the top surface of the passivation layer and the upper sidewall. The metal frame has a protrusion extending through the passivation layer and contacting the top surface of the top electrode.)

金属-绝缘体-金属电容器

技术领域

本发明实施例涉及一种金属-绝缘体-金属电容器。

背景技术

当今的集成芯片包括数百万或数十亿的晶体管装置，这些晶体管装置被配置成能够实现集成芯片的逻辑功能(例如，形成被配置成执行逻辑功能的处理器)。集成芯片常常也可包括无源装置(例如，电容器、电阻器、电感器、变容二极管等)。金属-绝缘体-金属(Metal-insulator-metal，MIM)电容器是一种常见类型的无源装置，此种无源装置常常被集成到集成芯片的后段工艺(back-end-of-the-line，BEOL)金属内连层中。举例来说，MIM电容器可用作去耦电容器，所述去耦电容器被配置成减轻由于流经与集成芯片以及集成芯片所在的封装相关联的各种寄生电感(parasitic inductance)的电流变化而引起的电源或开关噪声(例如，输入/输出(input/output，I/O)的开关及核心电路的开关)。

发明内容

本发明实施例提供一种金属-绝缘体-金属电容器，其包括顶部电极、钝化层以及金属框架。顶部电极上覆在衬底上。钝化层上覆在顶部电极上。钝化层具有台阶区，台阶区从顶部电极的顶表面连续延伸到顶部电极的侧壁并连续地接触顶部电极的顶表面及侧壁。金属框架上覆在钝化层上。金属框架从钝化层的顶表面连续延伸到台阶区中钝化层的上侧壁并连续地接触钝化层的顶表面及上侧壁。金属框架具有突起部。突起部延伸穿过钝化层并接触顶部电极的顶表面。

本发明实施例提供一种金属-绝缘体-金属电容器，其包括底部电极、介电层、顶部电极、钝化层以及金属框架。底部电极设置在衬底之上。介电层设置在底部电极之上。顶部电极设置在介电层之上。钝化层设置在顶部电极之上。钝化层在顶部电极的顶表面及侧壁之上、介电层的侧壁之上以及底部电极的侧壁之上连续地延伸。金属框架设置在钝化层的上表面之上以及沿钝化层的侧壁设置。金属框架具有突起部。突起部延伸穿过钝化层并接触顶部电极的顶表面。

本发明实施例提供一种形成金属-绝缘体-金属电容器的方法，其包括：在衬底之上形成底部电极层；在底部电极层之上形成介电膜；在介电膜之上形成顶部电极层；执行移除工艺，以移除顶部电极层的一部分、介电膜的一部分及底部电极层的一部分来形成顶部电极、介电层及底部电极；在顶部电极及底部电极之上形成钝化层，其中钝化层在顶部电极的顶表面上方具有第一开口，且其中钝化层在底部电极的顶表面上方具有第二开口；以及在钝化层之上形成金属框架，其中金属框架填充第一开口并穿过第一开口而接触顶部电极的顶表面。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本公开的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为使论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1到图2示出根据一些实施例的具有钝化层及金属框架的金属-绝缘体-金属(MIM)电容器的一些实施例的剖视图。

图3A示出根据本公开具有钝化层及金属框架的MIM电容器的一些实施例的透视图，其中示出了一些MIM电容器的横截面剖切图。

图3B示出根据本公开具有钝化层及金属框架的MIM电容器的一些实施例的俯视图。

图4A示出根据本公开包括上覆在印刷电路板(printed circuit board，PCB)衬底上的MIM电容器的MIM装置的一些实施例的剖视图。

图4B示出根据本公开包括上覆在衬底上的MIM电容器的集成芯片的一些实施例的剖视图。

图5到图10示出根据本公开形成具有钝化层及金属框架的MIM电容器的示例性方法的一些剖视图。

图11以流程图格式来示出方法，其示出根据本公开形成包括钝化层及金属框架的MIM电容器的方法的一些实施例。

具体实施方式

本公开提供用于实施本公开的不同特征的许多不同实施例或实例。以下阐述组件及布置的具体实例以简化本公开。当然，这些仅为实例且不旨在进行限制。举例来说，以下说明中将第一特征形成在第二特征之上或第二特征上可包括其中第一特征与第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有附加特征从而使得所述第一特征与所述第二特征可不直接接触的实施例。另外，本公开可能在各种实例中重复使用参考编号和/或字母。这种重复使用是出于简洁及清晰的目的，而不是自身指示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。

此外，为易于说明，本文中可能使用例如“在…之下(beneath)”、“在..下方(below)”、“下部的(lower)”、“在…上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括装置在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或处于其他取向)，且本文中所使用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。

金属-绝缘体-金属(MIM)电容器常常被实施到集成芯片的后段工艺(BEOL)金属内连层中。MIM电容器通常具有被电容器介电层分隔开的顶部金属板与底部金属板。为保护MIM电容器免受操作环境的影响，在MIM电容器之上设置钝化层，其中在钝化层的顶部之上设置金属保护框架。然而，当这种集成芯片被引入到湿的(wet)、潮湿的(damp)或湿度大的(humid)环境时，由于金属保护框架与顶部金属板之间的电位差(potential difference)，水分子会被驱动穿过钝化层而到达顶部金属板。水分子将引起MIM电容器的电压击穿值(voltage break down value)降低。

本公开在一些实施例中涉及一种MIM电容器，所述MIM电容器包括：顶部金属板与底部金属板，所述顶部金属板与底部金属板被电容器介电层分隔开；钝化层，设置在顶部金属板之上；以及金属保护框架，设置在钝化层之上。钝化层包括侧壁，所述侧壁界定位于顶部金属板的顶表面上方的开口。金属保护框架穿过钝化层中的开口接触顶部金属板的顶表面。金属保护框架与顶部金属板的接触导致金属保护框架与顶部金属板之间形成等电位差(equal electric potential difference)。等电位差防止水分子穿透钝化层而到达顶部金属板。在湿的、潮湿的或湿度大的环境中顶部金属板与金属保护框架之间不存在电梯度(electrical gradient)。这会防止电压击穿值降低。

图1示出金属-绝缘体-金属(MIM)电容器100的一些实施例的剖视图，金属-绝缘体-金属(MIM)电容器100包括设置在衬底102之上的底部电极106。在底部电极106之上设置有具有倾斜侧壁的介电层108。在介电层108之上设置有顶部电极112。在底部电极106、介电层108及顶部电极112之上设置有钝化层110。钝化层110接触顶部电极112的顶表面、顶部电极112的侧壁、介电层108的侧壁及底部电极106的侧壁。金属框架104上覆在钝化层110上。金属框架104具有突起部104a，突起部104a穿过钝化层110而延伸到顶部电极112的顶表面。金属框架104的突起部104a直接接触顶部电极112的顶表面。金属框架104在钝化层110的顶表面、顶部电极112的侧壁及介电层108的侧壁之上连续地延伸。

在MIM电容器100的第一侧120上，金属框架104从钝化层110的顶表面连续地延伸到钝化层110的侧壁110a。在MIM电容器100的第一侧120上，第一电引线(electrical lead)116上覆在金属框架104上。在MIM电容器100的第二侧122上，金属框架104从钝化层110的顶表面连续地延伸超过介电层108的侧壁108a。在MIM电容器100的第二侧122上，第二电引线114上覆在钝化层110上。第二电引线114具有突起部114a，突起部114a穿过钝化层110而延伸到底部电极106。第二电引线114在横向上与金属框架104偏移开非零距离。

介电层108具有侧壁108a、108b，在俯视图中，侧壁108a、108b在横向上设置在底部电极106的侧壁之间。在俯视图中，顶部电极112的侧壁在横向上设置在介电层108的侧壁108a与侧壁108b之间。金属框架104的突起部104a在横向上设置在顶部电极112的侧壁之间。第二电引线114电耦合到底部电极106。在MIM电容器100的第一侧120上，底部电极106在横向上从介电层108的侧壁108b延伸第一长度L₁。在MIM电容器100的第二侧122上，底部电极106在横向上从介电层108的侧壁108a延伸第二长度L₂。在一些实施例中，第二长度L₂大于第一长度L₁。

金属框架104电耦合到顶部电极112且有利于在金属框架104与顶部电极112之间实现等电位。当MIM电容器100被引入到湿的、潮湿的或湿度大的环境时，在顶部电极112与金属框架104之间不存在电梯度(electrical gradient)。由于金属框架104与顶部电极112之间是等电位的，因而金属框架104阻止水分子穿透钝化层110而到达顶部电极112。这将防止MIM电容器100在湿的、潮湿的或湿度大的环境中出现击穿电压降低。

举例来说，假如金属框架104不存在，则由于电子倾向于聚集在导体的外表面上的边缘/角落附近，因而顶部电极112的外边缘处将存在大的电场。即使钝化层110覆盖顶部电极112的外边缘，但是假如不具有金属框架104，则由于钝化层的台阶区110s中的大的电场，钝化层110将容易出现水分子(或其他分子)被驱动穿过钝化层的台阶区110s的情况。因此，在根据本公开的一些实施例中，金属框架104覆盖台阶区110s以提供另一物理屏障并限制台阶区110s中极性分子(polar molecule)所遇到的电梯度，以使得金属框架104增强MIM电容器100的击穿电压。

图2示出MIM电容器200的一些实施例的剖视图，MIM电容器200包括上覆在衬底102上的底部电极106。在底部电极106之上设置有介电层108。在介电层108之上设置有顶部电极112。在底部电极106、介电层108及顶部电极112之上设置有钝化层110。钝化层110接触顶部电极112的顶表面、顶部电极112的侧壁、介电层108的侧壁108a、108b及底部电极106的侧壁。在钝化层110之上设置有金属框架104。金属框架104的突起部104a穿过钝化层110而延伸到顶部电极112。金属框架104在钝化层110的顶表面、顶部电极112的侧壁及介电层108的侧壁之上连续地延伸。在一些实施例中，介电层108的侧壁108a与侧壁108b实质上为直的且彼此平行。在另一些实施例中，钝化层110的侧壁110a实质上为直的且与平行于衬底102的顶表面的线形成90度角。

在MIM电容器200的第一侧120上，金属框架104从钝化层110的顶表面连续地延伸到钝化层110的侧壁110a。在MIM电容器200的第一侧120上，在金属框架104的顶表面之上设置有第一电引线116。在MIM电容器200的第二侧122上，金属框架104从钝化层110的顶表面连续地延伸超过介电层108的侧壁108a，并在底部电极106的顶表面之上继续延伸。在MIM电容器200的第二侧122上，在底部电极106及钝化层110之上设置第二电引线114。第二电引线114具有突起部114a，突起部114a穿过钝化层110而延伸到底部电极106。

在俯视图中，介电层108的侧壁108a、108b在横向上设置在底部电极106的侧壁之间。顶部电极112的侧壁与介电层108的侧壁108a、108b对齐。在俯视图中，金属框架104的突起部104a在横向上设置在顶部电极112的侧壁之间。第二电引线114电耦合到底部电极106。在MIM电容器200的第一侧120上，底部电极106从介电层108的侧壁108b延伸第一长度L₁。在MIM电容器200的第二侧122上，底部电极106从介电层108的侧壁108a延伸第二长度L₂。在一些实施例中，第二长度L₂可大于第一长度L₁，以使得第二电引线114在第二侧122上可设置在底部电极106之上。

在一些实施例中，金属框架104的突起部104a的宽度可处于10μm到50μm、50μm到100μm、100μm到500μm、500μm到10mm或10mm到100mm的范围内。在一些实施例中，钝化层110的厚度处于10埃到100埃、100埃到1000埃、0.1μm到1μm、1μm到100μm或100μm到1mm的范围内。在一些实施例中，顶部电极112的厚度处于10埃到100埃、100埃到1000埃、0.1μm到1μm、1μm到100μm或100μm到1mm的范围内。在一些实施例中，底部电极106的厚度处于10埃到100埃、100埃到1000埃、0.1μm到1μm、1μm到100μm或100μm到1mm的范围内。

在一些实施例中，顶部电极112由以下材料构成：铜、镀锌的铁、铅、镍、镍-铬、锌、铝、铂、金、钌、铜合金、石墨、钙、碳酸铯、氟化锂、氧化钼(VI)、银、碳、钯、锡、钛、钒、铬、锰、钴、镓、铟、钪、混合的金属氧化物、氮化钛、氮化钽、铊、经掺杂的硅、多晶硅、锗、锑、钨、铪、铱、其合金、其组合或其类似物。

在一些实施例中，底部电极106由以下材料构成：铜、镀锌的铁、铅、镍、镍-铬、锌、磷青铜、铝、铂、金、钌、铜合金、石墨、钙、碳酸铯、氟化锂、氧化钼(VI)、银、碳、钯、锡、钛、钒、铬、锰、钴、镓、铟、钪、混合的金属氧化物、氮化钛、氮化钽、铊、经掺杂的硅、多晶硅、锗、锑、钨、铪、铱、其合金、其组合或其类似物。

在一些实施例中，介电层108由以下材料构成：陶瓷、金属氧化物、氮化铝、锆钛酸铅、碳化物、二氧化硅、氮化物或其类似物。在一些实施例中，钝化层110可例如是以下材料或包含以下材料：氮化硅(例如，Si₃N₄)、陶瓷、金属氧化物、碳化物、二氧化硅、氮化物或其类似物。在一些实施例中，金属框架可例如是以下材料或包含以下材料：铜、镀锌的铁、铅、镍、镍-铬、锌、铝、铂、金、钌、铜合金、石墨、钙、碳酸铯、氟化锂、氧化钼(VI)、银、碳、钯、锡、钛、钒、铬、锰、钴、镓、铟、钪、混合的金属氧化物、氮化钛、氮化钽、铊、经掺杂的硅、多晶硅、锗、锑、钨、铪、铱、其合金、其组合或其类似物。衬底102可为例如块状衬底(例如，块状硅衬底)或绝缘体上硅(silicon-on-insulator，SOI)衬底。

图3A示出MIM电容器300a的一些实施例的透视图。MIM电容器300a包括位于底部电极106下方的衬底102。在底部电极106之上设置有介电层108。在介电层108之上设置有顶部电极112。在顶部电极112之上设置有钝化层110。钝化层110接触顶部电极112的侧壁、介电层108的侧壁及底部电极106的侧壁中的一些侧壁。在钝化层110之上设置有金属框架104。金属框架104具有突起部104a，突起部104a穿过钝化层110而延伸到顶部电极112的顶表面。金属框架104可不覆盖钝化层110的整个上表面。

在MIM电容器300a的第一侧120上，金属框架104从顶部电极112的顶表面连续地延伸到钝化层110的侧壁，并在衬底102之上继续延伸。在MIM电容器300a的第一侧120上，在金属框架104的顶表面之上设置有第一电引线116。在MIM电容器300a的第二侧122上，金属框架104从钝化层110的顶表面连续地延伸超过介电层108的侧壁，并在底部电极106的顶表面之上继续延伸。在MIM电容器300a的第二侧122上，在底部电极106之上设置有第二电引线114。第二电引线114具有突起部114a，突起部114a延伸穿过钝化层110并接触底部电极106的顶表面。

图3B示出MIM电容器300b的一些附加实施例的俯视图。MIM电容器300b具有长度L及宽度W。MIM电容器300b包括被金属框架104局部环绕的钝化层110。金属框架104的突起部104a突起到钝化层110中。钝化层110的一部分110c在横向上设置在金属框架104的外侧。在金属框架104之上设置有第一电引线116。在横向上在钝化层110的所述部分110c的旁边设置有第二电引线114。钝化层110的所述部分110c位于第二电引线114与金属框架104之间。衬底102的第一区段102a横向地设置在第一电引线116的旁边，衬底102的第二区段102b横向地设置在第二电引线114的旁边。在一些实施例中，第二电引线114的突起部114a延伸跨过MIM电容器300b的整个宽度W，如图3B中被标记为114a的虚线框所示。在另一些实施例中，电引线114的突起部114a’的中心设置在MIM电容器300b的宽度中心处，且不延伸跨过MIM电容器300b的整个宽度W，如图3B中被标记为114a’的另一虚线框所示。

图4A示出MIM装置400a的一些实施例的剖视图。MIM装置400a包括印刷电路板(PCB)衬底402及MIM电容器119。MIM电容器119包括设置在底部电极106之上的介电层108。在介电层108之上设置有顶部电极112。在顶部电极112之上设置有钝化层110。钝化层110接触顶部电极112的侧壁、介电层108的侧壁及底部电极106的侧壁。在钝化层110之上设置有金属框架104。金属框架104具有突起部104a，突起部104a延伸穿过钝化层110并直接接触顶部电极112的顶表面。第二电引线114穿过钝化层110而接触底部电极106。第二电引线114的底表面的一部分直接接触底部电极106的顶表面，且第二电引线114的底表面的另一部分可接触底部电极106的侧壁上的钝化层110。

PCB衬底402包括金属线404。金属线404具有电连接件接垫404a，以为金属线404提供打线接合位置。在金属框架104之上设置有第一焊料球408a。在第二电引线114之上设置有第二焊料球408b。第一焊料球408a及第二焊料球408b提供金属线406的接触点。在一些实施例中，金属线406通过电连接件接垫404a而电接触金属线404。在其他实施例中，金属线406电耦合到不同的独立装置(未示出)。

参照图4B，提供根据一些实施例的集成芯片400b的剖视图。

集成芯片400b包括设置在位于集成芯片400b的内连结构410中的相邻金属层之间的MIM电容器119。集成芯片400b包括衬底411。衬底411可为例如块状衬底(例如，块状硅衬底)或绝缘体上硅(SOI)衬底。所示实施例绘示一个或多个浅沟槽隔离(shallow trenchisolation，STI)区412，所述一个或多个浅沟槽隔离区412可包括位于衬底411内的电介质填充沟槽。

在STI区412之间设置有存取晶体管413。存取晶体管413包括存取栅极电极414、存取栅极电介质418、存取侧壁间隔件422及源极/漏极区424。源极/漏极区424设置在位于存取栅极电极414与STI区412之间的衬底411内，且被掺杂成具有第一导电类型，第一导电类型与位于栅极电介质418之下的沟道区的第二导电类型相反。存取栅极电极414可为例如经掺杂的多晶硅、硅化物或金属(例如，钨、钛或其组合)。栅极电介质418可为例如氧化物(例如，二氧化硅)或高介电常数介电材料。存取侧壁间隔件422可由例如氮化硅(例如，Si₃N₄)制成。

内连结构410布置在衬底411之上，且将装置(例如，存取晶体管413及MIM电容器119)耦合到彼此。内连结构410包括多个金属间介电(inter-metal dielectric，IMD)层426、428、430及多个金属化层432、434、436，所述多个金属间介电(IMD)层426、428、430与所述多个金属化层432、434、436以交替的方式层叠在彼此之上。IMD层426、428、430可由例如低介电常数电介质(例如，未经掺杂的硅酸盐玻璃或氧化物(例如，二氧化硅))或极低介电常数介电层制成。金属化层432、434、436包括金属线438、440、442，所述金属线438、440、442形成在沟槽中且可由金属(例如，铜或铝)制成。接触件444从底部金属化层432延伸到源极/漏极区424和/或栅极电极414；且通孔446在金属化层432、434、436之间延伸。通孔447在MIM电容器119与金属线440之间延伸。接触件444及通孔446可由例如金属(例如，铜或钨)制成。

图5到图10示出根据本公开的形成包括钝化层及金属框架的MIM电容器的方法的一些实施例的剖视图500到1000。尽管参照方法来阐述图5到图10中所示的剖视图500到1000，然而应理解，图5到图10中所示的结构并不限于所述方法，而是可单独地作为独立于所述方法的结构。尽管图5到图10被阐述为一系列动作，然而应理解，这些动作并不是限制性的，这是因为动作的顺序可在其他实施例中加以改变，且所公开的方法也适用于其他结构。在其他实施例中，所示和/或所述的一些动作可全部或部分地省略。

如图5的剖视图500中所示，提供衬底102。在衬底102之上形成底部电极层502。在底部电极层502之上形成介电膜504。在介电膜504之上形成顶部电极层506。在一些实施例中，底部电极层502和/或顶部电极层506可通过无电镀覆、电镀或其他合适的沉积工艺来沉积和/或生长。在一些实施例中，介电膜504可通过化学气相沉积(chemical vapordeposition，CVD)、物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD)、原子层沉积(atomiclayer deposition，ALD)、热氧化或其它合适的沉积工艺来沉积和/或生长。

在一些实施例中，底部电极层502和/或顶部电极层506由以下材料构成：铜、镀锌的铁、铅、镍、镍-铬、锌、铝、铂、金、钌、铜合金、石墨、钙、碳酸铯、氟化锂、氧化钼(VI)、银、碳、钯、锡、钛、钒、铬、锰、钴、镓、铟、钪、混合的金属氧化物、氮化钛、氮化钽、铊、经掺杂的硅、多晶硅、锗、锑、钨、铪、铱、其合金、其组合或其类似物。

如图6的剖视图600中所示，执行移除工艺以移除底部电极层(图5的502)的一些部分、介电膜(图5的504)的一些部分以及顶部电极层(图5的506)的一些部分，并分别界定底部电极106、介电层108及顶部电极112。在一些实施例中，移除工艺可通过在顶部电极层(图5的506)之上形成掩模层(未示出)且随后将顶部电极层(图5的506)的未被掩盖的区域暴露于一种或多种刻蚀剂602来执行。在一些实施例中，移除工艺包括利用不同图案的多个刻蚀工艺以形成具有不同区域的这些特征。

在第一侧120上，底部电极106在横向上从介电层108的侧壁108b延伸第一长度L₁。在第二侧122上，底部电极106在横向上从介电层108的侧壁108a延伸第二长度L₂。在一些实施例中，第二长度L₂大于第一长度L₁，以使得底部电极106在第二侧122上具有足够的空间以在底部电极106的顶表面之上形成电接触件，所述电接触件在横向上与上覆的金属框架偏移开非零距离(例如，参见图10)。

如图7的剖视图700中所示，在顶部电极112的上表面、底部电极106及衬底102之上沉积钝化膜702。钝化膜702可例如通过PVD、CVD、等离子体增强型化学气相沉积(plasma-enhanced chemical vapor deposition，PECVD)、ALD或其它合适的沉积工艺来沉积。

如图8的剖视图800中所示，执行刻蚀工艺以刻蚀掉钝化膜(图7的702)的一些部分，并界定钝化层110。所述刻蚀工艺移除位于衬底102的顶表面上方的钝化膜(图7的702)的一部分，从而使衬底102的顶表面被暴露出。所述刻蚀工艺在钝化层110中形成第一开口802。第一开口802位于顶部电极112的顶表面的正上方。另外，所述刻蚀工艺在钝化层110中形成第二开口804。第二开口804位于底部电极106的顶表面的正上方。在一些实施例中，所述刻蚀工艺可通过在钝化膜(图7的702)之上形成掩模层(未示出)且随后将钝化膜(图7的702)的未被掩盖的区域暴露于一种或多种刻蚀剂806来执行。

第一开口802的宽度为w₁。在一些实施例中，宽度w₁处于10μm到50μm、50μm到100μm、100μm到500μm、500μm到10mm或10mm到100mm的范围内。在一些实施例中，钝化层110的厚度处于10埃到100埃、100埃到1000埃、0.1μm到1μm、1μm到100μm或100μm到1mm的范围内。

如图9的剖视图900中所示，在衬底102、底部电极106、顶部电极112及钝化层110之上沉积金属层902。金属层902填充第一开口(图8的802)及第二开口(图8的804)，以使得金属层902直接接触顶部电极112且直接接触底部电极106。

如图10的剖视图1000中所示，执行刻蚀工艺以刻蚀掉金属层(图9的902)一些部分，并界定金属框架104及第二电引线114。第二电引线114位于第二侧122上且具有突起部114a，突起部114a穿过钝化层110延伸到底部电极106的顶表面。在一些实施例中，由于连接到底部电极的电接触件是由位于底部电极下方的内连结构制成，因此不形成第二电引线114。在一些实施例中，所述刻蚀工艺可通过在金属层(图9的902)之上形成掩模层(未示出)且随后将金属层(图9的902)的未被掩盖的区域暴露于一种或多种刻蚀剂1002来执行。在执行刻蚀工艺之后，在金属框架104之上沉积第一电引线116。第一电引线116可例如通过无电镀覆、电镀或其他合适的沉积工艺来沉积和/或生长。

在一些实施例中，所述刻蚀工艺移除位于顶部电极112的顶表面正上方的金属层(图9的902)的一部分，从而使钝化层110的顶表面的一部分被暴露出。举例来说，请参照图3B的俯视图，在图3B的俯视图中，钝化层110的顶表面未被金属框架104覆盖。此外，所述刻蚀工艺移除金属层(图9的902)的在第二侧122上位于底部电极106的顶表面上方的一部分。举例来说，请参照图3B的俯视图，在图3B的俯视图中，钝化层110的部分110c未被金属框架104覆盖。此外，所述刻蚀工艺还从装置的边缘移除金属层(图9的902)而暴露出衬底102(参见例如，图3B的衬底102的第一区段102a及第二区段102b)。

图11示出根据一些实施例的形成MIM电容器的方法1100。尽管方法1100被示出和/或阐述为一系列动作或事件，然而应理解，所述方法并不限于所示顺序或动作。因此，在一些实施例中，这些动作可采用与所示顺序不同的顺序来施行，和/或可同时施行。此外，在一些实施例中，所示动作或事件可被细分成多个动作或事件，所述多个动作或事件可在不同的时间施行或与其他动作或子动作同时施行。在一些实施例中，一些示出的动作或事件可被省略，且还可包括其他未示出的动作或事件。

在动作1102处，在衬底之上形成底部电极。图5示出与动作1102的一些实施例对应的剖视图500。

在动作1104处，在底部电极之上形成介电层。图5示出与动作1104的一些实施例对应的剖视图500。

在动作1106处，在介电层之上形成顶部电极。图5示出与动作1106的一些实施例对应的剖视图500。

在动作1108处，执行移除工艺以移除顶部电极的一部分、介电层的一部分及底部电极的一部分。图6示出与动作1108的一些实施例对应的剖视图600。

在动作1110处，在顶部电极及底部电极之上形成钝化层，钝化层在顶部电极的顶表面上方具有第一开口。图7到图8示出与动作1110的一些实施例对应的剖视图700及800。

在动作1112处，在钝化层之上形成金属框架，金属框架填充第一开口并接触顶部电极的顶表面。图9示出与动作1112的一些实施例对应的剖视图900。

因此，在一些实施例中，本公开涉及一种形成MIM电容器的方法，所述MIM电容器包括钝化层及金属框架，所述金属框架直接接触顶部电极。

在一些实施例中，本公开涉及一种金属-绝缘体-金属(MIM)电容器，所述金属-绝缘体-金属电容器包括：顶部电极，上覆在衬底上；钝化层，上覆在所述顶部电极上，其中所述钝化层具有台阶区，所述台阶区从所述顶部电极的顶表面连续地延伸到所述顶部电极的侧壁并连续地接触所述顶部电极的顶表面及侧壁；以及金属框架，上覆在所述钝化层上，其中所述金属框架从所述钝化层的顶表面连续地延伸到所述台阶区中所述钝化层的上侧壁并连续地接触所述钝化层的顶表面及上侧壁，且其中所述金属框架具有突起部，所述突起部延伸穿过所述钝化层并接触所述顶部电极的所述顶表面。

在上述金属-绝缘体-金属电容器中，其中所述突起部在横向上与所述台阶区偏移开非零距离。

在上述金属-绝缘体-金属电容器中，还包括：底部电极，位于所述顶部电极之下；介电层，设置在所述顶部电极与所述底部电极之间；其中所述钝化层沿所述介电层的侧壁及所述底部电极的侧壁连续地延伸，其中所述金属框架沿所述钝化层的内侧壁连续地延伸到所述钝化层的所述顶表面及所述上侧壁。

在上述金属-绝缘体-金属电容器中，其中在所述台阶区中，所述钝化层具有位于倾斜区段之上的第一水平区段以及位于所述倾斜区段之下的第二水平区段。

在上述金属-绝缘体-金属电容器中，其中在所述台阶区中，所述钝化层具有位于垂直区段之上的第一水平区段。

在上述金属-绝缘体-金属电容器中，其中所述介电层包括第一介电侧壁及与所述第一介电侧壁相对的第二介电侧壁，其中所述底部电极包括第一电极侧壁及与所述第一电极侧壁相对的第二电极侧壁，其中所述第一介电侧壁及所述第二介电侧壁在横向上位于所述第一电极侧壁与所述第二电极侧壁之间，其中所述第一介电侧壁在横向上与所述第一电极侧壁偏移开第一距离，且其中所述第二介电侧壁在横向上与所述第二电极侧壁偏移开第二距离，所述第二距离大于所述第一距离。

在上述金属-绝缘体-金属电容器中，还包括：电引线，上覆在所述底部电极上，所述电引线在如下点处接触所述底部电极的顶表面：所述点在远离所述介电层的方向上与所述第二介电侧壁在横向上偏移开非零距离。

在上述金属-绝缘体-金属电容器中，其中所述电引线具有突起部，所述突起部延伸穿过所述钝化层且直接接触所述底部电极的所述顶表面。

在上述金属-绝缘体-金属电容器中，其中所述金属框架从位于所述顶部电极的底表面下方的第一点到位于所述顶部电极的所述顶表面上方的第二点连续地包绕并接触所述钝化层的外周边。

在其他实施例中，本公开涉及一种金属-绝缘体-金属(MIM)电容器，所述金属-绝缘体-金属电容器包括：底部电极，设置在衬底之上；介电层，设置在所述底部电极之上；顶部电极，设置在所述介电层之上；钝化层，设置在所述顶部电极之上，其中所述钝化层在所述顶部电极的顶表面及侧壁之上、所述介电层的侧壁之上以及所述底部电极的侧壁之上连续地延伸；以及金属框架，设置在所述钝化层的上表面之上以及沿所述钝化层的侧壁设置，其中所述金属框架具有突起部，所述突起部延伸穿过所述钝化层并接触所述顶部电极的顶表面。

在上述金属-绝缘体-金属电容器中，其中所述突起部直接接触所述钝化层的内侧壁并在横向上位于所述顶部电极的所述侧壁之间。

在上述金属-绝缘体-金属电容器中，其中在俯视图中，所述介电层的最外侧壁延伸超过所述顶部电极的最外侧壁。

在上述金属-绝缘体-金属电容器中，其中所述金属框架从所述钝化层的内侧壁连续地延伸到所述钝化层的顶表面及上侧壁。

在上述金属-绝缘体-金属电容器中，其中所述金属框架在所述钝化层的顶表面的中心部分之上是不连续的。

在上述金属-绝缘体-金属电容器中，还包括：电接触件，上覆在所述钝化层以及所述底部电极上，其中所述电接触件具有突起部，所述突起部延伸穿过所述钝化层并直接接触所述底部电极的顶表面。

在上述金属-绝缘体-金属电容器中，其中所述金属框架连续地包绕所述介电层的底表面的外周边并从所述介电层的所述底表面的所述外周边连续地延伸到位于所述顶部电极的所述顶表面上方的点。

在上述金属-绝缘体-金属电容器中，其中当从上方观察时，所述金属框架的所述突起部是矩形形状。

在再一些实施例中，本公开涉及一种形成金属-绝缘体-金属(MIM)电容器的方法。所述方法包括：在衬底之上形成底部电极层；在所述底部电极层之上形成介电膜；在所述介电膜之上形成顶部电极层；执行移除工艺，以移除所述顶部电极层的一部分、所述介电膜的一部分及所述底部电极层的一部分来形成顶部电极、介电层及底部电极；在所述顶部电极及所述底部电极之上形成钝化层，其中所述钝化层具有位于所述顶部电极的顶表面上方的第一开口，且其中所述钝化层具有位于所述底部电极的顶表面上方的第二开口；以及在所述钝化层之上形成金属框架，其中所述金属框架填充所述第一开口并穿过所述第一开口而接触所述顶部电极的所述顶表面。

在上述形成金属-绝缘体-金属电容器的方法中，其中形成所述金属框架包括：在所述钝化层及所述底部电极之上沉积金属层；以及对所述金属层执行刻蚀工艺以界定所述金属框架及第一电引线，其中所述第一电引线填充所述第二开口并接触所述底部电极的顶表面。

在上述形成金属-绝缘体-金属电容器的方法中，其中所述刻蚀工艺暴露出上覆在所述顶部电极上的所述钝化层的顶表面。

以上概述了若干实施例的特征，以使所属领域中的技术人员可更好地理解本公开的各个方面。所属领域中的技术人员应理解，他们可容易地使用本公开作为设计或修改其他工艺及结构的基础来施行与本文中所介绍的实施例相同的目的和/或实现与本文中所介绍的实施例相同的优点。所属领域中的技术人员还应认识到，这些等效构造并不背离本公开的精神及范围，而且他们可在不背离本公开的精神及范围的条件下在本文中作出各种改变、代替及变更。