[發明專利]用于中介片的電容器及其制造方法

有效

• 申請號: 201210425190.2
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN103456601B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 張俊華;葉德強;鄭光偉;劉源鴻;侯上勇;邱文智;鄭心圃
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L23/522
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,孫征

技術領域

本發明總的來說涉及半導體領域，更具體地，涉及用于中介片的電容器及其制造方法。

背景技術

半導體器件被用于各種電子應用，諸如作為實例的個人計算機、手機、數碼相機和其他電子設備。半導體工業通過持續縮小最小部件尺寸來不斷地提高多種電子部件(例如，晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成密度，這使得更多的部件被集成到給定區域內。在一些應用中，這些更小的電子部件還需要更小的封裝，其與過去的封裝相比使用更少的面積。已經開發的一種小型封裝是三維(3D)IC，其中，兩個管芯或IC結合在一起，并且在管芯和中介片上的接觸焊盤之間形成電連接。

在這些情況下，電源和信號線可以從中介片一側上的連接到中介片的相對側上的管芯或其他電連接穿過中介片。中介片還可以包括無源部件，例如去耦電容器。來自電源的電流流過電源線、邏輯門并最終接地。在邏輯門的切換期間，在短時間內可能發生電流的大量改變。去耦電容器用來吸收電流切換期間的這些假信號。去耦電容器通過維持電源和地之間的恒定電壓來用作電荷庫，從而防止所提供電壓的瞬時下降。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供了一種形成器件的方法，包括：形成從襯底的表面延伸到襯底中的通孔；形成位于襯底的表面上方的第一絕緣層；在第一絕緣層中形成第一金屬層，第一金屬層與通孔電連接；形成位于第一金屬層上方的電容器，其中，電容器包括位于第一金屬層上方的第一電容器介電層和位于第一電容器介電層上方的第二電容器介電層；以及形成位于電容器上方并與電容器電連接的第二金屬層。

優選地，電容器包括兩個金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器。

優選地，電容器包括位于第一金屬層上方的第一電極層、位于第一電極層上方的第二電極層以及位于第二電極層上方的第三電極層。

優選地，第一電極層大于第二電極層。

優選地，第二電極層大于第三電極層。

優選地，該方法還包括：在形成電容器之前，在第一金屬層上方形成介電層。

優選地，襯底包括硅中介片。

優選地，電容器包括平面電容器。

優選地，通孔包括銅。

根據本發明的另一方面，提供了一種器件，包括：中介片，包括延伸穿過中介片的至少一部分的通孔；第一金屬層，位于中介片上方并與通孔電連接；第二金屬層，位于第一金屬層上方并與第一金屬層電連接；以及電容器，設置在第一金屬層和第二金屬層之間。

優選地，中介片包括硅。

優選地，通孔包括銅。

優選地，電容器包括至少兩個金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器的堆疊件。

優選地，電容器包括雙電容器介電層。

優選地，該器件還包括位于電容器的底部電極和第一金屬層之間的一個或多個介電層。

優選地，電容器包括平面電容器。

優選地，電容器包括第一電極層、第二電極層、第三電極層、位于第一電極層和第二電極層之間的第一電容器介電層以及位于第二電極層和第三電極層之間的第二電容器介電層。

優選地，該器件還包括：絕緣層，位于第一金屬層和第二金屬層之間；以及通孔插塞，形成于絕緣層中，其中，通孔插塞與第一電極層、第二電極層和第三電極層中的至少一個電連接。

根據本發明的又一方面，提供了一種器件，包括：襯底，包括延伸穿過襯底的至少一部分的通孔；第一金屬層，位于中介片上方并與通孔電連接；第二金屬層，位于第一金屬層上方并與第一金屬層電連接；以及電容器，設置在第一金屬層和第二金屬層之間，其中，電容器包括第一電極層、第二電極層、第三電極層、位于第一電極層和第二電極層之間的第一電容器介電層以及位于第二電極層和第三電極層之間的第二電容器介電層。

優選地，襯底是硅中介片。

附圖說明

為了更加完整地理解本公開及其優勢，現在結合附圖進行以下描述，其中：

圖1至圖7是根據實施例的形成器件的各個中間階段的截面圖。

除非特別說明，否則不同附圖中的相應數字和符號通常是指相應的部件。繪制附圖以清晰地示出實施例的相關方面，并且附圖不需要按比例繪制。

具體實施方式

下面詳細討論本公開的實施例的制造和使用。然而，應該理解，本公開提供了可以在各種具體環境下實現的許多可應用發明概念。所討論的具體實施例僅示出了制造和使用本公開的具體方法，而不限制本公開的范圍。