发明名称 制作金属-绝缘-金属型电容之方法及具有此电容之半导体装置
摘要 本发明揭示一种制作金属-绝缘-金属型电容(MIM)之方法。首先,在具有一第一介电层的基底表面嵌入一第一金属层及一接垫。接着,在第一介电层上形成一钝态保护层后,定义钝态保护层,以在第一金属层上方形成一第一开口。接着,在钝态保护层上及第一开口表面顺应性形成一第二介电层后,定义第二介电层及其下方之钝态保护层,以在接垫上方形成一第二开口。最后,在第二介电层上形成一第二金属层及填入第一及第二开口后,定义第二金属层及其下方之第二介电层,以同时在接垫上形成一接合电极及在第一金属层上构成一MIM电容。伍、(一)、本案代表图为:第1f图。(二)、本案代表图之元件代表符号简单说明:100~基底;102~金属层间介电层;103a、104a~金属层;103b、104b~金属插塞;103c~顶部金属层;104c~接垫;105~多层金属连线结构;106~多层金属接垫结构;108、112~氮化矽层;110、114~氧化矽层;115~钝态保护层;120、127~开口;122~介电层;133~上电极;134~接合电极。
申请公布号 TW580765 申请公布日期 2004.03.21
申请号 TW091133351 申请日期 2002.11.14
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 林全昌;邱义振
分类号 H01L23/52 主分类号 H01L23/52
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路四段二七九号三楼;颜锦顺 台北市大安区信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种制作金属-绝缘-金属型电容之方法,包括下列步骤:提供一基底,其上形成有一第一介电层;在该第一介电层表面嵌入一第一金属层及一接垫;在该第一介电层、该一第一金属层及该接垫上形成一钝态保护层;定义该钝态保护层,以在该第一金属层上方形成一第一开口;在该钝态保护层上及该第一开口表面顺应性形成一第二介电层;定义该第二介电层及其下方之该钝态保护层,以在该接垫上方形成一第二开口;在该第二介电层上形成一第二金属层并填入该第一及该第二开口;以及定义该第二金属层及其下方之该第二介电层,以同时在该接垫上形成一接合电极及在该第一金属层上构成一金属-绝缘-金属型电容。2.如申请专利范围第1项所述之制作金属-绝缘-金属型电容之方法,其中该第一介电层系电浆氧化矽、低介电常数旋涂式玻璃、四乙氧基矽玻璃、氮化矽、氮氧化矽、氟矽玻璃、磷矽玻璃、或高密度电浆所沈积之氧化矽。3.如申请专利范围第1项所述之制作金属-绝缘-金属型电容之方法,其中该第一介电层中更包括一多层金属连线结构且以该第一金属层作为该多层金属连线结构之顶部金属层。4.如申请专利范围第1项所述之制作金属-绝缘-金属型电容之方法,其中该第一金属层及该接垫系由铜金属所构成。5.如申请专利范围第1项所述之制作金属-绝缘-金属型电容之方法,其中该钝态保护层至少包含一氮化矽层或一氧化矽层。6.如申请专利范围第1项所述之制作金属-绝缘-金属型电容之方法,其中该第二介电层系氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、氧化钽、或氧化钛。7.如申请专利范围第1项所述之制作金属-绝缘-金属型电容之方法,其中该第二金属层系铝铜合金。8.一种具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,包括:一基底;一第一介电层,设置于该基底上,其具有至少一多层金属连线结构与该基底电性连接;一下电极,嵌入于该第一介电层表面且与该多层金属连线结构电性连接;一钝态保护层,设置于该第一介电层上,其具有一第一开口以露出该下电极;一第二介电层,顺应性设置于该第一开口及其周围之该钝态保护层上;以及一上电极,设置于该第二介电层上并嵌入于该第一开口。9.如申请专利范围第8项所述之具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,更包括一接垫,嵌入于该第一介电层表面。10.如申请专利范围第8项所述之具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,其中该接垫系由铜金属所构成。11.如申请专利范围第8项所述之具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,其中该钝态保护层更具有一第二开口,形成于该接垫上方。12.如申请专利范围第11项所述之具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,更包括一接合电极,设置于该第二开口内且与该接垫电性连接。13.如申请专利范围第12项所述之具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,该接合电极系由铝铜合金所构成。14.如申请专利范围第8项所述之具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,其中该第一介电层系电浆氧化矽、低介电常数旋涂式玻璃、四乙氧基矽玻璃、氮化矽、氮氧化矽、氟矽玻璃、磷矽玻璃、或高密度电浆所沈积之氧化矽。15.如申请专利范围第8项所述之具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,其中该下电极系该多层金属连线结构之顶部金属层。16.如申请专利范围第8项所述之具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,其中该下电极系由铜金属所构成。17.如申请专利范围第8项所述之具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,其中该钝态保护层至少包含一氮化矽层或一氧化矽层。18.如申请专利范围第8项所述之具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,其中该第二介电层系氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、氧化钽、或氧化钛。19.如申请专利范围第8项所述之具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,其中该上电极系铝铜合金。20.一种制作金属-绝缘-金属型电容之方法,包括下列步骤:提供一基底,其上形成有一第一介电层;在该第一介电层表面嵌入一第一金属层及一接垫;在该第一介电层、该第一金属层及该接垫上依序形成一第二介电层及一第三介电层;定义该第三介电层,以在该第一金属层上方形成一第一开口并露出该第二介电层;定义该第三及该第二介电层,以在该接垫上方形成一第二开口并露出该接垫;在该第三及该第二介电层上形成一第二金属层并填入该第一及该第二开口;以及定义该第二金属层,以同时在该接垫上形成一接合电极及在该第一金属层上构成一金属-绝缘-金属型电容。21.如申请专利范围第20项所述之制作金属-绝缘-金属型电容之方法,其中该第一介电层系电浆氧化矽、低介电常数旋涂式玻璃、四乙氧基矽玻璃、氮化矽、氮氧化矽、氟矽玻璃、磷矽玻璃、或高密度电浆所沈积之氧化矽。22.如申请专利范围第20项所述之制作金属-绝缘-金属型电容之方法,其中该第一介电层中更包括一多层金属连线结构且以该第一金属层作为该多层金属连线结构之顶部金属层。23.如申请专利范围第20项所述之制作金属-绝缘-金属型电容之方法,其中该第一金属层及该接垫系由铜金属所构成。24.如申请专利范围第20项所述之制作金属-绝缘-金属型电容之方法,其中该第二介电层系一氮化矽层。25.如申请专利范围第20项所述之制作金属-绝缘-金属型电容之方法,其中该第三介电层至少包含一氧化矽层。26.如申请专利范围第20项所述之制作金属-绝缘-金属型电容之方法,其中该第二金属层系铝铜合金。27.一种具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,包括:一基底;一第一介电层,设置于该基底上,其具有至少一多层金属连线结构与该基底电性连接;一下电极,嵌入于该第一介电层表面且与该多层金属连线结构电性连接;一第二介电层,设置于该第一介电层上;一第三介电层,设置于该第二介电层上,其具有一第一开口位于该下电极上方;以及一上电极,嵌入于该第一开口。28.如申请专利范围第27项所述之具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,更包括一接垫,嵌入于该金属层间介电层表面。29.如申请专利范围第27项所述之具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,其中该接垫系由铜金属所构成。30.如申请专利范围第27项所述之具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,其中该第二及该第三介电层更具有一第二开口,形成于该接垫上方。31.如申请专利范围第30项所述之具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,更包括一接合电极,设置于该第二开口内且与该接垫电性连接。32.如申请专利范围第31项所述之具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,该接合电极系由铝铜合金所构成。33.如申请专利范围第27项所述之具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,其中该第一介电层系电浆氧化矽、低介电常数旋涂式玻璃、四乙氧基矽玻璃、氮化矽、氮氧化矽、氟矽玻璃、磷矽玻璃、或高密度电浆所沈积之氧化矽。34.如申请专利范围第27项所述之具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,其中该下电极系该多层金属连线结构之顶部金属层。35.如申请专利范围第27项所述之具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,其中该下电极系由铜金属所构成。36.如申请专利范围第27项所述之具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,其中该第二介电层系一氮化矽层。37.如申请专利范围第27项所述之具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,其中该第三介电层至少包含一氧化矽层。38.如申请专利范围第27项所述之具有金属-绝缘-金属型电容之半导体装置,其中该上电极系铝铜合金。图式简单说明:第1a到1f图系绘示出根据本发明第一实施例之制作金属-绝缘-金属型电容之方法剖面示意图。第2a到2f图系绘示出根据本发明第二实施例之制作金属-绝缘-金属型电容之方法剖面示意图。
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