[發(fā)明專利]MIM電容結(jié)構(gòu)及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410186602.0
• 申請(qǐng)日: 2014-05-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105097765B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張賀豐;王曉東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/522
• 分類號(hào): H01L23/522;H01L21/02
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环NMIM電容結(jié)構(gòu)及其制作方法。該MIM電容結(jié)構(gòu)包括：第一導(dǎo)電層；絕緣層，設(shè)置在第一導(dǎo)電層上；第二導(dǎo)電層，設(shè)置在絕緣層上，第一導(dǎo)電層、絕緣層和第二導(dǎo)電層的疊置方向?yàn)榭v向，與縱向垂直的方向?yàn)闄M向，第二導(dǎo)電層包括一個(gè)或相互獨(dú)立的多個(gè)第二介電材料部，由第二導(dǎo)電層的上表面向第二導(dǎo)電層中延伸。由于第二介電材料部的存在，在使原有的大面積凸起分散為較多小面積凸起的同時(shí)，也使得小凸起的高度相對(duì)于現(xiàn)有的大面積凸起的高度有所降低，因此使得位于電容結(jié)構(gòu)上方的介電材料的凸起變得相對(duì)平整，進(jìn)而有效地改善了后續(xù)曝光、刻蝕的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種MIM電容結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)

目前，半導(dǎo)體器件中的電容器按照結(jié)構(gòu)大致可以分為多晶硅-絕緣體-多晶硅(PIP)電容器和金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)半導(dǎo)體器件的特性有選擇地使用這些電容器。例如，在高頻半導(dǎo)體器件中，可以選用MIM電容器。

隨著半導(dǎo)體器件集成度的提高，要求電容器具有更大的電容值，以確保電容器能夠正常工作。然而，對(duì)于PIP電容器來(lái)說(shuō)，作為上/下電極板的多晶硅與作為電容介電層的絕緣層之間的界面處容易發(fā)生氧化，因而會(huì)使電容值減小。相比之下，MIM電容器可以具有最小的電阻率，并且由于內(nèi)部耗盡以及相對(duì)較大的電容而基本上不會(huì)存在寄生電容。因此，在半導(dǎo)體器件中，尤其是在高頻器件中，通常會(huì)選用MIM電容器。

現(xiàn)有技術(shù)中，MIM電容器通常在后段工藝(BEOL)形成銅互連結(jié)構(gòu)時(shí)形成。銅互連結(jié)構(gòu)可以形成在MIM電容器周圍，其中上層銅互連層和下層銅互連層可以經(jīng)由導(dǎo)電插塞(plug)(例如，鎢塞)彼此相連，并且MIM電容器也可以經(jīng)由導(dǎo)電插塞與這些金屬互連層相連或與晶體管的漏區(qū)相連。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中MIM電容器的基本結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，MIM電容器結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電層100’、絕緣層200’和第二導(dǎo)電層300’；絕緣層200’制備在所述第一導(dǎo)電層100’上；第二導(dǎo)電層300’制備在所述絕緣層200’上，且第一導(dǎo)電層100’與現(xiàn)有技術(shù)相似都是設(shè)置在導(dǎo)電材料上比如金屬互連層的頂層金屬層上(圖1中未示出)。

由于上述電容的存在，使得MIM電容器高于其周圍位置，導(dǎo)致在對(duì)沉積于其上的介質(zhì)層進(jìn)行平坦化后，電容器上的介質(zhì)層高于其他位置的介質(zhì)層，也就是說(shuō)在電容器上方形成凸起，進(jìn)而在后續(xù)圖形化過(guò)程中，凸起的存在影響曝光效果，從而進(jìn)一步影響刻蝕效果，比如在圖形化后對(duì)光刻膠中形成的凹槽進(jìn)行清洗后發(fā)現(xiàn)部分位置應(yīng)有的凹槽并沒(méi)有形成。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)旨在提供一種MIM電容結(jié)構(gòu)及其制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中電容結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的凸起影響刻蝕效果的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種MIM電容結(jié)構(gòu)，MIM電容結(jié)構(gòu)包括：第一導(dǎo)電層；絕緣層，設(shè)置在第一導(dǎo)電層上；第二導(dǎo)電層，設(shè)置在絕緣層上，第一導(dǎo)電層、絕緣層和第二導(dǎo)電層的疊置方向?yàn)榭v向，與縱向垂直的方向?yàn)闄M向，第二導(dǎo)電層包括一個(gè)或相互獨(dú)立的多個(gè)第二介電材料部，由第二導(dǎo)電層的上表面向第二導(dǎo)電層中延伸。

進(jìn)一步地，上述第二導(dǎo)電層的下表面積為S₁，第二介電材料部的橫向截面的總面積為S₂，且S₂:S₁＝1:10～1:2。

進(jìn)一步地，上述第二介電材料部為多個(gè)，第二介電材料部的形狀為軸線垂直于第二導(dǎo)電層的圓柱狀。

進(jìn)一步地，上述各第二介電材料部的直徑為10～1000nm，優(yōu)選50～800nm，進(jìn)一步優(yōu)選100～700nm，更優(yōu)選200～600nm。

進(jìn)一步地，上述第一導(dǎo)電層包括一個(gè)或多個(gè)第一介電材料部，沿縱向貫穿第一導(dǎo)電層設(shè)置，且第一介電材料部和第二介電材料部一一對(duì)應(yīng)設(shè)置。