[發(fā)明專利]一種氮化硅-聚酰亞胺復(fù)合介質(zhì)的MIM電容器及制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810123229.2
• 申請(qǐng)日: 2018-02-07
• 公開（公告）號(hào): CN108538816B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒冠;王勇;郭佳衢;魏鴻基;蔡文必
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門市三安集成電路有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/64
• 分類號(hào): H01L23/64
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;陳淑嫻

本發(fā)明公開了一種氮化硅?聚酰亞胺復(fù)合介質(zhì)的MIM電容器及其制作方法，通過在電容器的上、下極板之間設(shè)置氮化硅?聚酰亞胺復(fù)合介質(zhì)結(jié)構(gòu)，采用第一氮化硅層定義電容器面積，第二氮化硅層定義電容器上下極板間距，同時(shí)采用聚酰亞胺填覆凹槽，一方面提高了抵御水汽侵蝕能力，解決了電容器在溫濕度偏壓(THB)/偏壓高加速應(yīng)力測(cè)試(BHAST)等可靠性測(cè)試中失效的問題，另一方面降低了高度差導(dǎo)致的第二金屬跨區(qū)斷裂風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)了上極板導(dǎo)電能力和耐擊穿能力，提高了整體性能，可運(yùn)用于所有HBT MMIC上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氮化硅-聚酰亞胺復(fù)合介質(zhì)的MIM電容器及制作方法。

背景技術(shù)

MIM電容器作為存儲(chǔ)電荷、耦合、濾波器件得到廣泛的應(yīng)用，在半導(dǎo)體集成電路的制作過程中其制作是一個(gè)重要的工藝環(huán)節(jié)。習(xí)知的MIM電容器包括上、下電極板以及夾設(shè)于兩者之間的介質(zhì)層，在制作上，通過在下極板上形成PI(Polyimide)層并對(duì)PI層開窗，然后沉積介質(zhì)層于窗口之內(nèi)來定義MIM電容器的面積，電容器上下電極板的間距即由介質(zhì)層定義。目前，砷化鎵HBT在射頻領(lǐng)域應(yīng)用中，MIM電容器在溫濕度偏壓(THB)/偏壓高加速應(yīng)力測(cè)試(BHAST)等可靠性測(cè)試中容易失效，這是由于PI抵御水汽侵蝕能力較差，即使選用優(yōu)質(zhì)耐侵蝕材質(zhì)同時(shí)提高烘烤溫度，其改善效果仍然有限，這限制了其應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種氮化硅-聚酰亞胺復(fù)合介質(zhì)的MIM電容器及制作方法。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種氮化硅-聚酰亞胺復(fù)合介質(zhì)的MIM電容器的制作方法，包括以下步驟：

1)對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行隔離處理；

2)于襯底上沉積第一金屬，蝕刻第一金屬形成分隔的電容下極板和連線層；

3)沉積厚度為的第一氮化硅層，蝕刻第一氮化硅層于電容下極板上形成用于定義電容器面積的窗口；

4)沉積厚度為的第二氮化硅層，第二氮化硅層于所述窗口內(nèi)形成電容的介質(zhì)層并定義電容器上下極板間距；

5)形成聚酰亞胺層，聚酰亞胺層填覆電容下極板和連線層之間的凹槽；

6)沉積第二金屬形成電容上極板。

可選的，所述第一氮化硅層的折射率為2.06，所述第二氮化硅層的折射率為1.91。

可選的，所述半導(dǎo)體襯底包括硅、砷化鎵和氮化鎵。

可選的，所述第一金屬厚度為所述聚酰亞胺層厚度為

可選的，步驟5)中，所述聚酰亞胺層的形成包括：涂布聚酰亞胺，干燥，蝕刻聚酰亞胺以于所述窗口之上開口，且所述開口延伸至所述電容下極板之外0.2～0.8μm。

可選的，所述聚酰亞胺的開口側(cè)面的傾斜角度為40°～50°。

可選的，所述第一氮化硅層的窗口邊緣位于所述電容下極板邊緣之內(nèi)1μm～3μm。

可選的，所述第一氮化硅層窗口側(cè)面的傾斜角度為25°～35°。

可選的，步驟6)之前還包括蝕刻所述連線層之上的第一氮化硅層、第二氮化硅層和聚酰亞胺以形成連通孔的步驟，所述第二金屬通過所述連通孔與所述連線層接觸。