[發明專利]MIM電容及其形成方法

有效

• 申請號: 201210492190.4
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN103839917B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 洪中山
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522;H01L21/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 吳敏

1.一種MIM電容的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底，所述基底內形成有導電層；

在所述基底上形成刻蝕停止層；

在刻蝕停止層上形成介質層；

刻蝕所述介質層和刻蝕停止層，形成暴露所述導電層的凹槽；

在所述凹槽的側壁和底部表面以及介質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；

回刻蝕去除介質層表面的犧牲層以及凹槽內的部分厚度的所述犧牲層，暴露出介質層表面的第一金屬層以及凹槽側壁上的部分第一金屬層；

刻蝕去除介質層表面暴露的第一金屬層以及凹槽側壁上暴露的部分第一金屬層，凹槽內剩余的部分第一金屬層作為MIM電容的第一電極板；

去除凹槽內剩余的犧牲層；

去除凹槽內剩余的犧牲層后，在第一電極板和介質層的表面、以及凹槽的部分側壁表面形成電介質材料層；

在所述電介質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；

化學機械研磨所述第三金屬層、第二金屬層和電介質材料層，以介質層表面為停止層，凹槽內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，凹槽內剩余的部分電介質材料層作為MIM電容的電介質層。

2.如權利要求1所述的MIM電容的形成方法，其特征在于，所述凹槽內的犧牲層的回刻蝕的厚度為凹槽深度的5％～30％。

3.如權利要求1所述的MIM電容的形成方法，其特征在于，所述凹槽的深度為1000～10000埃，所述凹槽內的犧牲層的回刻蝕的厚度為100～2000埃。

4.如權利要求1所述的MIM電容的形成方法，其特征在于，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。

5.如權利要求1所述的MIM電容的形成方法，其特征在于，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。

6.如權利要求5所述的MIM電容的形成方法，其特征在于，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。

7.如權利要求1所述的MIM電容的形成方法，其特征在于，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。

8.如權利要求1所述的MIM電容的形成方法，其特征在于，所述電介質材料層的介電常數為5～200，厚度為10～200埃。

9.如權利要求8所述的MIM電容的形成方法，其特征在于，所述電介質材料層為高K介電材料。

10.如權利要求9所述的MIM電容的形成方法，其特征在于，高K介電材料為HfO₂、TiO₂、HfZrO、HfSiNO、Ta₂O₅、ZrO₂、ZrSiO₂、Al₂O₃、SrTiO₃或BaSrTiO。

11.如權利要求1所述的MIM電容的形成方法，其特征在于，進行化學機械研磨之后，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。

12.如權利要求11所述的MIM電容的形成方法，其特征在于，所述擴散阻擋層的材料為CoWP、CuSiAl、CuAl、CuAlN或CuMn。