[發明專利]在半導體芯片中構造MIM電容器的方法和MIM電容器

有效

• 申請號: 201010248569.1
• 申請日: 2010-08-09
• 公開（公告）號: CN101996864A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 夏為;陳向東;阿基拉·易托
• 申請（專利權）人: 美國博通公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L29/92;H01L21/82;H01L27/02
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 蔡曉紅;紀媛媛

技術領域

本發明涉及半導體領域，更具體地說，涉及半導體芯片(semiconductordies)中的電容器構造。

背景技術

金屬絕緣體金屬(metal-insulator-metal，MIM)電容器已廣泛用于半導體芯片上集成的模擬和混合信號電路的構造中。典型地，MIM電容器包括位于下金屬板和上金屬板之間的MIM電容器電介質，所述下金屬板和上金屬板構成MIM電容器的電極。通常，MIM電容器可在后段工藝(Back?End?ofLine，BEOL)處理過程中制作于半導體芯片上。

常規的MIM電容器可通過例如以下方式來制作：在BEOL處理過程中，在半導體芯片上互連金屬層之間可獲得的未被占用的“垂直”空間中插入用作MIM電容器電介質的專用電介質層，以及插入用作MIM電容器下、上電極的專用金屬層。然而，在BEOL處理過程中插入專用電介質和金屬層以構成MIM電容器電介質以及MIM電容器下、上電極，需要多個處理步驟和掩膜，這就增加了制造成本，是不期望出現的。

比較本發明后續將要結合附圖介紹的系統，現有技術的其它缺陷和弊端對于本領域的技術人員來說是顯而易見的。

發明內容

本發明提出一種使用作為電極的柵極金屬(gate?metal)和相關結構來構造MIM電容器的方法，下面將結合至少一幅附圖來充分展示和/或說明，并且將在權利要求中進行完整的闡述。

根據本發明的一方面，提出一種在半導體芯片中構造MIM電容器的方法，包括：

在基板上構造電介質一部(dielectric?one?segment)以及在所述電介質一部上構造金屬一部(metal?one?segment)，所述金屬一部形成所述MIM電容器的下電極；

在所述金屬一部上構造電介質二部(dielectric?two?segment)以及在所述電介質二部上構造金屬二部(metal?two?segment)，所述金屬二部的一部分形成所述MIM電容器的上電極；

所述金屬一部包括第一柵極金屬(gate?metal)。

作為優選，所述金屬二部包括第二柵極金屬。

作為優選，所述第一柵極金屬不同于第二柵極金屬。

作為優選，所述電介質一部形成于所述基板中的隔離(isolation)區域上。

作為優選，所述方法進一步包括：

在所述金屬二部上形成多晶硅層；以及

對所述多晶硅層、所述金屬二部以及所述電介質二部進行圖案形成處理以形成MIM電容器堆棧(stack)，其中所述MIM電容器堆棧包括覆蓋所述金屬二部的所述一部分的多晶硅部(polysilicon?segment)。

作為優選，所述方法進一步包括在所述多晶硅部上形成硅化物部(silicidesegment)。

作為優選，所述方法進一步包括構造與所述MIM電容器堆棧的各個邊相鄰的間隔裝置(spacer)。

作為優選，所述金屬二部不覆蓋所述半導體芯片中的互連金屬層(interconnect?metal?layer)。

作為優選，所述電介質二部包括高k電介質。

作為優選，所述電介質一部包括高k電介質。

根據本發明的再一方面，提出了一種半導體芯片中的MIM電容器，所述MIM電容器包括：

位于基板上的所述MIM電容器的下電極，所述MIM電容器的下電極包括第一柵極金屬；

位于所述MIM電容器的所述下電極上的MIM電容器電介質；

位于所述MIM電容器電介質上的所述MIM電容器的上電極。

作為優選，所述MIM電容器的上電極包括第二柵極金屬。

作為優選，所述第一柵極金屬不同于第二柵極金屬。

作為優選，所述MIM電容器的所述下電極位于所述基板中的隔離(isolation)區域上。

作為優選，所述電容器進一步包括位于所述MIM電容器的所述上電極上的多晶硅部。

作為優選，所述電容器進一步包括位于所述MIM電容器的下電極和所述基板之間的高k電介質。

作為優選，所述MIM電容器電介質為高k電介質。

作為優選，所述電容器進一步包括與所述MIM電容器的所述上電極的各個邊相鄰的間隔裝置(spacer)。

作為優選，所述電容器進一步包括位于所述多晶硅部上的硅化物部。

作為優選，所述MIM電容器的上電極不覆蓋所述半導體芯片中的互連金屬層。

附圖說明

圖1是實現本發明一實施例的方法流程圖；