[發(fā)明專利]MIM電容器及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010043961.6
• 申請(qǐng)日: 2020-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN113130442B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林昱佑
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東漢豈工業(yè)技術(shù)研發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/522
• 分類號(hào): H01L23/522;H01L49/02
• 代理公司: 深圳市順天達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛

本發(fā)明提出了一種MIM電容器及其制造方法，MIM電容器包括CBM電極(300)、CTM電極(100)以及設(shè)置在CBM電極(300)、CTM電極(100)之間的第一介電層(200)；MIM電容器還包括第二介電層(600)以及設(shè)置在第二介電層(600)底面的第一介電阻擋層(700)；第二介電層(600)內(nèi)部形成有溝槽(610)，該溝槽(610)貫穿第一介電阻擋層(700)并在第一介電阻擋層(700)上形成底部開口；MIM電容器包括布設(shè)在溝槽(610)內(nèi)壁上并封閉底部開口的第一擴(kuò)散阻擋層(500)以及布設(shè)在溝槽(610)內(nèi)并位于第一擴(kuò)散阻擋層(500)上表面上的第二擴(kuò)散阻擋層(400)；CBM電極(300)、第一介電層(200)和CTM電極(100)也設(shè)置在溝槽(610)內(nèi)；本發(fā)明的MIM電容器及其制造方法設(shè)計(jì)新穎，實(shí)用性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種MIM電容器及其制造方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)今半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，通過(guò)不斷降低集成芯片部件的尺寸來(lái)提高集成芯片的性能和降低集成芯片的功率。在采用MIM(金屬-絕緣體-金屬)電容器的情況下，隨著集成芯片部件尺寸的減小，MIM電容器的電容或能量隨之減小。這是因?yàn)殡S著集成芯片部件尺寸的縮小，MIM電容器電極的尺寸也縮小。又由于MIM電容器的電容與電極的面積成正比，電極尺寸的減小也導(dǎo)致MIM電容器的電容的減小。而電容的減小使得MIM電容器很難滿足當(dāng)今的集成芯片中所使用的器件規(guī)格。

如圖1-圖2所示，圖1示出了一種現(xiàn)有二維的MIM電容器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出了圖1所示的MIM電容器的另一方向的結(jié)構(gòu)示意圖。在該MIM電容器中，第一金屬互連線不能設(shè)置在CTM(電容器頂部金屬)電極和CBM(電容器底部金屬)電極的同層，這增大了MIM電容器的尺寸。同時(shí)，CTM接觸孔和CBM接觸孔減小了MIM電容器的電極面積，以使MIM電容器的電容減小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提出一種MIM電容器及其制造方法。

本發(fā)明所提出的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提出了一種MIM電容器，包括CBM電極、CTM電極以及設(shè)置在CBM電極、CTM電極之間的第一介電層；

MIM電容器還包括第二介電層以及設(shè)置在第二介電層底面的第一介電阻擋層；第二介電層內(nèi)部形成有溝槽，該溝槽貫穿第一介電阻擋層并在第一介電阻擋層上形成底部開口；

MIM電容器包括布設(shè)在溝槽內(nèi)壁上并封閉底部開口的第一擴(kuò)散阻擋層以及布設(shè)在溝槽內(nèi)并位于第一擴(kuò)散阻擋層上表面上的第二擴(kuò)散阻擋層；CBM電極設(shè)置在溝槽內(nèi)并位于第二擴(kuò)散阻擋層上表面上，第一介電層和CTM電極也設(shè)置在溝槽內(nèi)；

MIM電容器還包括埋設(shè)在第二介電層內(nèi)部并位于CTM電極上方的第二介電阻擋層；第二介電層頂面上開設(shè)有貫穿第二介電阻擋層并與CTM電極連通的CTM接觸孔；MIM電容器還包括形成于第一介電阻擋層底部并與第一擴(kuò)散阻擋層連接的第一金屬互連層以及填充CTM接觸孔并與CTM電極連接的第二金屬互連層。

本發(fā)明上述的MIM電容器中，第一介電阻擋層采用SiN層；第二介電阻擋層采用SiN層；

當(dāng)?shù)谝粩U(kuò)散阻擋層為Ta層時(shí)，則第二擴(kuò)散阻擋層為TaN層；

當(dāng)?shù)诙U(kuò)散阻擋層為Ta層時(shí)，則第一擴(kuò)散阻擋層為TaN層。

本發(fā)明上述的MIM電容器中，第一介電層由HfO、Ta₂O₅或ZrO制成；

第二介電層采用SiO₂層或者LOW-K介電層。

本發(fā)明上述的MIM電容器中，CTM電極、CBM電極均由TiN制成。

本發(fā)明上述的MIM電容器中，第二金屬互連層由Al制成。