[發明專利]金屬-絕緣體-金屬（MIM）電容器結構及其形成方法有效
| 申請號： | 201410790320.1 | 申請日： | 2014-12-17 |
| 公開（公告）號： | CN104733431B | 公開（公告）日： | 2019-04-05 |
| 發明（設計）人： | 梁虔碩;戴志和;黃敬泓;何盈蒼;江柏融 | 申請（專利權）人： | 臺灣積體電路制造股份有限公司 |
| 主分類號： | H01L23/522 | 分類號： | H01L23/522;H01L21/02 |
| 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;李偉 |
| 地址： | 中國臺*** | 國省代碼： | 中國臺灣;71 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 金屬 絕緣體 mim 電容器 結構 及其 形成 方法 | ||
1.一種金屬-絕緣體-金屬（MIM）電容器結構，包括：
襯底；以及
金屬-絕緣體-金屬（MIM）電容器，形成在所述襯底上，
其中，所述金屬-絕緣體-金屬電容器包括：
電容器頂部金屬(CTM)層；
電容器底部金屬(CBM)層；和
絕緣體，形成在所述電容器頂部金屬層和所述電容器底部金屬層之間，
其中，所述絕緣體包括絕緣層和第一高k介電層，并且其中，所述絕緣層包括氮化物層和氧化物層，并且所述氮化物層形成在所述第一高k介電層和所述氧化物層之間，
其中，所述第一高k介電層的相對介電常數大于所述絕緣層的相對介電常數。
2.根據權利要求1所述的金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器結構，所述絕緣體還包括第二高k介電層。
3.根據權利要求2所述的金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器結構，其中，所述第一高k介電層和所述第二高k介電層形成在所述絕緣層的相對兩側上。
4.根據權利要求1所述的金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器結構，所述第一高k介電層的相對介電常數在從4至400的范圍內。
5.根據權利要求1所述的金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器結構，其中，所述第一高k介電層包括氧化鈦(TixOy，x是實數，并且y是實數)、氧化鉭(TaxOy，x是實數，并且y是實數)、氮氧化鈦(TixOyNz，x是實數，y是實數，并且z是實數)或氮氧化鉭(TaxOyNz，x是實數，y是實數，并且z是實數)。
6.根據權利要求1所述的金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器結構，其中，所述第一高k介電層的厚度在從5埃至50埃的范圍內。
7.根據權利要求6所述的金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器結構，其中，所述電容器底部金屬層包括底部阻擋層、主要金屬層和頂部阻擋層，并且其中，所述底部阻擋層和所述頂部阻擋層形成在所述主要金屬層的相對兩側上。
8.根據權利要求7所述的金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器結構，其中，所述第一高k介電層形成在所述電容器底部金屬層的所述頂部阻擋層和所述絕緣層之間。
9.根據權利要求7所述的金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器結構，其中，所述底部阻擋層和所述頂部阻擋層獨立地包括鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、鉭(Ta)或氮化鉭(TaN)。
10.根據權利要求7所述的金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器結構，其中，所述主要金屬層包括銅(Cu)、銅合金、鋁(Al)、鋁(Al)合金、銅鋁合金(AlCu)、鎢(W)或鎢(W)合金。
11.根據權利要求1所述的金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器結構，其中，所述絕緣層包括氮化硅層和氧化硅層。
12.一種金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器結構，包括：
電容器底部金屬層，形成在襯底上，其中，所述電容器底部金屬層包括底部阻擋層、主要金屬層和頂部阻擋層；
第一高k介電層，形成在所述電容器底部金屬層上；
絕緣層，形成在所述第一高k介電層上，其中，所述絕緣層包括第一氮化物層、第二氮化物層、第一氧化物層和第二氧化物層，并且所述第一氧化物層形成在所述第一氮化物層和所述第二氮化物層之間；以及
電容器頂部金屬層，形成在所述絕緣層上，其中，所述電容器頂部金屬層包括底部阻擋層、主要金屬層和頂部阻擋層，
其中，所述第一高k介電層的相對介電常數大于所述絕緣層的相對介電常數。
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