[發明專利]MIM電容器的制備方法以及半導體器件的制備方法

在審

• 申請號: 201310041600.8
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103972044A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 康曉春;何朋
• 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: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術領域

本發明涉及半導體制造業技術領域，特別是涉及一種MIM電容器的制備方法以及半導體器件的制備方法。

背景技術

MIM（金屬-絕緣體-金屬）電容器具有高容量、低電阻率等優點，被廣泛應用于射頻電路或高速模擬電路中。MIM電容器還與銅互連結構具有良好的匹配特性，常常與銅互連結構集成制造。圖1a-圖1d為現有技術中具有MIM電容器的半導體器件的制備方法的示意圖：

首先，如圖1a所示，在半導體基底101上自下至上依次形成第一金屬層102、第一介質層103和第二金屬層104；

隨后，如圖1b所示，圖形化所述第二金屬層104、所述第一介質層103以及所述第一金屬層102，形成以所述第一金屬層圖形102a為下極板、所述第二金屬層圖形104a為上極板、所述第一介質層圖形103a為電介質的MIM電容器105；

接著，如圖1c所示，在所述MIM電容器和半導體基底上形成第三介質層106，并在所述第三介質層106中形成第一開口107和第二開口108，所述第一開口107底部露出所述第二金屬層圖形104a的表面，所述第二開口108底部露出所述第一金屬層圖形102a的表面；

最后，如圖1d所示，在所述第一開口107和第二開口108中填充導電材料，形成第一連接插塞107a和第二連接插塞108a。

在現有技術中，形成所述第一開口107和所述第二開口108是在同一步驟中進行的，由于所述第一開口107和所述第二開口108的深度不同，所以刻蝕等離子體接觸所述第一開口107底部的所述第二金屬層圖形104a的表面的時間較長，所述刻蝕等離子體會損傷所述第一開口107底部露出所述第二金屬層圖 形104a的表面，易形成如圖2a所示的缺陷(Defect)110，其中，圖2a為現有技術中MIM電容器的缺陷示意圖，圖2b為現有技術中MIM電容器的缺陷的透射電子顯微鏡圖片，表示圖2a所示結構的剖面圖，在圖2b中，圓圈區域為所述缺陷110，圖2c為現有技術中MIM電容器的缺陷的掃描電子顯微鏡圖片，表示圖2a所述第一開口107底部的所述第二金屬層圖形104a的表面的俯視圖，在圖2c中，橢圓區域為所述缺陷110。

因此，如何提供一種MIM電容器的制備方法以及半導體器件的制備方法，減少或避免MIM電容器的缺陷，已成為本領域技術人員需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種MIM電容器的制備方法以及半導體器件的制備方法，能夠減少或避免MIM電容器的缺陷。

為解決上述技術問題，本發明提供一種MIM電容器的制備方法，包括：

提供半導體基底；

在所述半導體基底上依次形成第一金屬層、第一介質層和第二金屬層；

對所述第二金屬層進行熱處理；

圖形化第二金屬層、所述第一介質層以及所述第一金屬層，形成以所述第一金屬層圖形為下極板、所述第二金屬層圖形為上極板、所述第一介質層圖形為電介質的MIM電容器。

進一步的，在所述MIM電容器的制備方法中，對所述第二金屬層進行熱處理步驟和所述圖形化所述第二金屬層、所述第一介質層以及所述第一金屬層步驟之間，還包括：在所述第二金屬層上形成第二介質層。

進一步的，在所述MIM電容器的制備方法中，所述第二介質層的材料為氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。

進一步的，在所述MIM電容器的制備方法中，采用快速熱退火對所述第二金屬層進行熱處理。

進一步的，在所述MIM電容器的制備方法中，所述快速熱退火的溫度為200℃～500℃，時間為100秒～500秒。

進一步的，在所述MIM電容器的制備方法中，所述第一金屬層的材料為鋁 或鋁銅合金，所述第二金屬層的材料為鋁或鋁銅合金。

進一步的，在所述MIM電容器的制備方法中，所述第一介質層的材料為氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。

根據本發明的另一面，本發明還提供一種半導體器件的制備方法，包括：

提供半導體基底；

在所述半導體基底上依次形成第一金屬層、第一介質層和第二金屬層；

對所述第二金屬層進行熱處理；

圖形化第二金屬層、所述第一介質層以及所述第一金屬層，形成以所述第一金屬層圖形為下極板、所述第二金屬層圖形為上極板、所述第一介質層圖形為電介質的MIM電容器，且所述上極板的面積小于下極板的面積；

在所述MIM電容器和半導體基底上形成第三介質層；