CN103311181A - 改善金属层-绝缘介质层-金属层失配参数的方法 - Google Patents

改善金属层-绝缘介质层-金属层失配参数的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103311181A
CN103311181A CN2013102178201A CN201310217820A CN103311181A CN 103311181 A CN103311181 A CN 103311181A CN 2013102178201 A CN2013102178201 A CN 2013102178201A CN 201310217820 A CN201310217820 A CN 201310217820A CN 103311181 A CN103311181 A CN 103311181A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tantalum nitride
execution
insulating medium
medium layer
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013102178201A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103311181B (zh
Inventor
胡友存
姬峰
李磊
陈玉文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Huali Microelectronics Corp
Original Assignee
Shanghai Huali Microelectronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Huali Microelectronics Corp filed Critical Shanghai Huali Microelectronics Corp
Priority to CN201310217820.1A priority Critical patent/CN103311181B/zh
Publication of CN103311181A publication Critical patent/CN103311181A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103311181B publication Critical patent/CN103311181B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

一种改善金属层-绝缘介质层-金属层失配参数的方法，包括：对具有所述金属铜填充的基底进行化学机械研磨，并淀积刻蚀阻挡层；对刻蚀阻挡层进行光刻、刻蚀、清洗，以形成接触区域；在所述刻蚀阻挡层和所述接触区域淀积第一氮化钽；对所述第一氮化钽进行化学机械研磨；淀积绝缘介质层，以形成第一接触界面；在所述绝缘介质层上淀积第二氮化钽；对所述第二氮化钽进行光刻、刻蚀、清洗，以形成第二接触界面；在所述器件区和所述互连区处实现铜互连。本发明通过在所述器件区的第一金属铜上沉积第一氮化钽，并与所述绝缘介质层相邻，使得第二接触界面和第一接触界面具有相同材质，且表面粗糙度得到改善，从而在电学性能上改善了失配参数。

Description

改善金属层-绝缘介质层-金属层失配参数的方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种改善金属层-绝缘介质层-金属层失配参数的方法。
背景技术
随着半导体集成电路制造技术的不断进步，性能不断提升的同时也伴随着器件小型化，微型化的进程。越来越先进的制程，要求在尽可能小的区域内实现尽可能多的器件，获得尽可能高的性能。电容器是集成电路中的重要组成单元，广泛运用于存储器，微波，射频，智能卡，高压和滤波等芯片中。
目前最常用的电容结构是单层电容器金属-绝缘层-金属的平板电容模型。例如，一种目前典型的电容器结构是由铜金属层-氮化硅介质层-坦金属层的三明治结构。金属层的选择有多种材料可选，如铜，铝，钽，钛及其合金等。而介质绝缘层也有多种不同介电常数的材料可选。
通过这种工艺结构实现的MIM失配参数性较差，主要由以下几个方面导致：下金属板与绝缘层之间的界面（铜和绝缘层界面）与上金属板与金属之间的界面（氮化钽和绝缘层界面）不一致、铜表面的粗糙度大，以及铜经过化学机械研磨引起的表面缺陷。
故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了本发明一种改善金属层-绝缘介质层-金属层失配参数的方法。
发明内容
本发明是针对现有技术中，传统的MIM因下金属板与绝缘层之间的界面（铜和绝缘层界面）与上金属板与金属之间的界面（氮化钽和绝缘层界面）不一致、铜表面的粗糙度大，以及铜经过化学机械研磨引起的表面缺陷所导致的失配参数性较差等缺陷提供一种改善金属层-绝缘介质层-金属层失配参数的方法。
为了解决上述问题，本发明提供一种改善金属层-绝缘介质层-金属层失配参数的方法，所述方法包括：
执行步骤S1：对具有所述金属铜填充的基底之上表面进行化学机械研磨，并在所述具有所述金属铜填充的基底之上表面处淀积刻蚀阻挡层；
执行步骤S2：对位于所述器件区处的第一金属铜上的刻蚀阻挡层进行光刻、刻蚀、清洗，直至暴露位于所述器件区处的第一金属铜，以形成接触区域；
执行步骤S3：在所述刻蚀阻挡层之异于所述基底的一侧和所述接触区域之异于所述基底的一侧淀积第一氮化钽；
执行步骤S4：对所述第一氮化钽进行化学机械研磨；
执行步骤S5：在所述经过化学机械研磨后的第一氮化钽之异于所述基底的一侧淀积绝缘介质层，以形成由所述第一氮化钽和所述绝缘介质层相邻的第一接触界面；
执行步骤S6：在所述绝缘介质层上淀积第二氮化钽；
执行步骤S7：对所述第二氮化钽进行光刻、刻蚀、清洗，直至去除位于所述互联区处的第二氮化钽和绝缘介质层，以在所述器件区处形成由所述第二氮化钽和所述绝缘介质层相邻的第二接触界面；
执行步骤S8：在所述器件区和所述互连区处实现铜互连。
可选地，所述刻蚀阻挡层为氮化硅或者碳化硅的其中之一。
综上所述，本发明通过在所述器件区的第一金属铜上沉积第一氮化钽，并与所述绝缘介质层相邻，使得由所述第二氮化钽和所述绝缘介质层相邻的第二接触界面和由所述第一氮化钽和所述绝缘介质层相邻的第一接触界面具有相同材质，且表面粗糙度得到改善，从而在电学性能上改善了失配参数。
附图说明
图1所示为本发明改善金属层-绝缘介质层-金属层失配参数的方法的流程图；
图2～图9所示为本发明改善金属层-绝缘介质层-金属层失配参数的方法之工艺流程示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
请参阅图1，图1所示为本发明一种改善金属层-绝缘介质层-金属层失配参数的方法的流程图。所述改善金属层-绝缘介质层-金属层失配参数的方法包括以下步骤，
执行步骤S1：对具有所述金属铜填充的基底之上表面进行化学机械研磨，并在所述具有所述金属铜填充的基底之上表面处淀积刻蚀阻挡层；
执行步骤S2：对位于所述器件区处的第一金属铜上的刻蚀阻挡层进行光刻、刻蚀、清洗，直至暴露位于所述器件区处的第一金属铜，以形成接触区域；
执行步骤S3：在所述刻蚀阻挡层之异于所述基底的一侧和所述接触区域之异于所述基底的一侧淀积第一氮化钽；
执行步骤S4：对所述第一氮化钽进行化学机械研磨；
执行步骤S5：在所述经过化学机械研磨后的第一氮化钽之异于所述基底的一侧淀积绝缘介质层，以形成由所述第一氮化钽和所述绝缘介质层相邻的第一接触界面；
执行步骤S6：在所述绝缘介质层上淀积第二氮化钽；
执行步骤S7：对所述第二氮化钽进行光刻、刻蚀、清洗，直至去除位于所述互联区处的第二氮化钽和绝缘介质层，以在所述器件区处形成由所述第二氮化钽和所述绝缘介质层相邻的第二接触界面；
执行步骤S8：在所述器件区和所述互连区处实现铜互连。
请参阅图2～图9，图2～图9所示为本发明改善金属层-绝缘介质层-金属层失配参数的方法之工艺流程示意图。所述改善金属层-绝缘介质层-金属层失配参数的方法，包括：
执行步骤S1：对具有所述金属铜1填充的基底2之上表面21进行化学机械研磨，并在所述具有所述金属铜1填充的基底2之上表面21处淀积刻蚀阻挡层3；非限制性的列举，所述刻蚀阻挡层3为氮化硅或者碳化硅的其中之一。
执行步骤S2：对位于所述器件区22处的第一金属铜11上的刻蚀阻挡层3进行光刻、刻蚀、清洗，直至暴露位于所述器件区22处的第一金属铜11，以形成接触区域221；
执行步骤S3：在所述刻蚀阻挡层3之异于所述基底2的一侧和所述接触区域221之异于所述基底2的一侧淀积第一氮化钽4；
执行步骤S4：对所述第一氮化钽4进行化学机械研磨；
执行步骤S5：在所述经过化学机械研磨后的第一氮化钽4之异于所述基底2的一侧淀积绝缘介质层5，以形成由所述第一氮化钽4和所述绝缘介质层5相邻的第一接触界面41；
执行步骤S6：在所述绝缘介质层5上淀积第二氮化钽6；
执行步骤S7：对所述第二氮化钽6进行光刻、刻蚀、清洗，直至去除位于所述互联区23处的第二氮化钽6和绝缘介质层5，以在所述器件区22处形成由所述第二氮化钽6和所述绝缘介质层5相邻的第二接触界面61；
执行步骤S8：对所述器件区22的第一金属铜11、所述互连区23的第二金属铜12实现铜互连。
作为本领域技术人员，容易理解地，传统的上金属板与绝缘层的接触面即为本发明所指的由所述第二氮化钽6和所述绝缘介质层5相邻的第二接触界面61。另外，所述第一氮化钽4经过化学机械研磨后的表面粗糙度小于所述金属铜1经过化学机械研磨后的表面粗糙度。
明显地，由所述第二氮化钽6和所述绝缘介质层5相邻的第二接触界面61和由所述第一氮化钽4和所述绝缘介质层5相邻的第一接触界面41具有相同材质，且表面粗糙度得到改善，从而在电学性能上改善了失配参数。
综上所述，本发明通过在所述器件区的第一金属铜上沉积第一氮化钽，并与所述绝缘介质层相邻，使得由所述第二氮化钽和所述绝缘介质层相邻的第二接触界面和由所述第一氮化钽和所述绝缘介质层相邻的第一接触界面具有相同材质，且表面粗糙度得到改善，从而在电学性能上改善了失配参数。本领域技术人员均应了解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因而，如果任何修改或变型落入所附权利要求书及等同物的保护范围内时，认为本发明涵盖这些修改和变型。

Claims (2)

1.一种改善金属层-绝缘介质层-金属层失配参数的方法，其特征在于，所述方法包括：
执行步骤S1：对具有所述金属铜填充的基底之上表面进行化学机械研磨，并在所述具有所述金属铜填充的基底之上表面处淀积刻蚀阻挡层；
执行步骤S2：对位于所述器件区处的第一金属铜上的刻蚀阻挡层进行光刻、刻蚀、清洗，直至暴露位于所述器件区处的第一金属铜，以形成接触区域；
执行步骤S3：在所述刻蚀阻挡层之异于所述基底的一侧和所述接触区域之异于所述基底的一侧淀积第一氮化钽；
执行步骤S4：对所述第一氮化钽进行化学机械研磨；
执行步骤S5：在所述经过化学机械研磨后的第一氮化钽之异于所述基底的一侧淀积绝缘介质层，以形成由所述第一氮化钽和所述绝缘介质层相邻的第一接触界面；
执行步骤S6：在所述绝缘介质层上淀积第二氮化钽；
执行步骤S7：对所述第二氮化钽进行光刻、刻蚀、清洗，直至去除位于所述互联区处的第二氮化钽和绝缘介质层，以在所述器件区处形成由所述第二氮化钽和所述绝缘介质层相邻的第二接触界面；
执行步骤S8：在所述器件区和所述互连区处实现铜互连。
2.如权利要求1所述的改善金属层-绝缘介质层-金属层失配参数的方法，其特征在于，所述刻蚀阻挡层为氮化硅或者碳化硅的其中之一。
CN201310217820.1A 2013-06-03 2013-06-03 改善金属层-绝缘介质层-金属层失配参数的方法 Active CN103311181B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310217820.1A CN103311181B (zh) 2013-06-03 2013-06-03 改善金属层-绝缘介质层-金属层失配参数的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310217820.1A CN103311181B (zh) 2013-06-03 2013-06-03 改善金属层-绝缘介质层-金属层失配参数的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103311181A true CN103311181A (zh) 2013-09-18
CN103311181B CN103311181B (zh) 2016-02-03

Family

ID=49136245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310217820.1A Active CN103311181B (zh) 2013-06-03 2013-06-03 改善金属层-绝缘介质层-金属层失配参数的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103311181B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110323209A (zh) * 2018-03-28 2019-10-11 台湾积体电路制造股份有限公司 金属-绝缘体-金属电容器、包含其的半导体结构及其制作方法
CN110328561A (zh) * 2018-03-30 2019-10-15 长鑫存储技术有限公司 化学机械研磨方法、系统及金属插塞的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1012547A (ja) * 1996-06-19 1998-01-16 Asahi Chem Ind Co Ltd 半導体基板の製造方法
US6461914B1 (en) * 2001-08-29 2002-10-08 Motorola, Inc. Process for making a MIM capacitor
US20030127041A1 (en) * 2001-06-08 2003-07-10 Xueping Xu High surface quality GaN wafer and method of fabricating same
CN102299184A (zh) * 2010-06-23 2011-12-28 上海宏力半导体制造有限公司 Mim电容器及其制造方法
CN102420104A (zh) * 2011-06-07 2012-04-18 上海华力微电子有限公司 一种mim（金属-绝缘层-金属）电容制作方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1012547A (ja) * 1996-06-19 1998-01-16 Asahi Chem Ind Co Ltd 半導体基板の製造方法
US20030127041A1 (en) * 2001-06-08 2003-07-10 Xueping Xu High surface quality GaN wafer and method of fabricating same
US6461914B1 (en) * 2001-08-29 2002-10-08 Motorola, Inc. Process for making a MIM capacitor
CN102299184A (zh) * 2010-06-23 2011-12-28 上海宏力半导体制造有限公司 Mim电容器及其制造方法
CN102420104A (zh) * 2011-06-07 2012-04-18 上海华力微电子有限公司 一种mim（金属-绝缘层-金属）电容制作方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110323209A (zh) * 2018-03-28 2019-10-11 台湾积体电路制造股份有限公司 金属-绝缘体-金属电容器、包含其的半导体结构及其制作方法
CN110323209B (zh) * 2018-03-28 2021-03-02 台湾积体电路制造股份有限公司 金属-绝缘体-金属电容器、包含其的半导体结构及其制作方法
CN110328561A (zh) * 2018-03-30 2019-10-15 长鑫存储技术有限公司 化学机械研磨方法、系统及金属插塞的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103311181B (zh) 2016-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI515889B (zh) 去耦電容元件、系統單晶片元件、與製程相容的去耦電容之形成方法
CN105226046A (zh) 金属层-绝缘层-金属层电容器及其制作方法
CN109712957A (zh) 金属-绝缘层-金属电容结构
CN104103495A (zh) 具有mim电容的半导体器件及其形成方法
US9978683B2 (en) Method for making semiconductor device with stacked analog components in back end of line (BEOL) regions
KR101700840B1 (ko) Saw 필터용 커패시터, saw 필터 및 그 제조 방법
WO2013028514A1 (en) Fractal structures for fixed mems capacitors
CN105990095B (zh) Mim电容器及其制备方法
CN103311181A (zh) 改善金属层-绝缘介质层-金属层失配参数的方法
CN101378085B (zh) 金属-绝缘体-金属电容器及其制造方法
CN101378057B (zh) 金属-绝缘体-金属电容器及其制造方法
US20090296313A1 (en) Capacitor structure and metal layer layout thereof
CN103337474B (zh) 半导体器件的制造方法
CN102437015B (zh) 一种增加半导体器件中mim电容密度的方法及其结构
CN103295957A (zh) 一种改善金属层-绝缘层-金属层失配参数的方法
CN102420110B (zh) 一种提高半导体器件中mim电容密度的方法及其器件
CN103346081B (zh) 一种消除金属层-绝缘层-金属层之钻蚀的方法
KR100954912B1 (ko) 커패시터
CN102420256B (zh) 一种提高mim电容密度的结构及其制作工艺
CN108122894B (zh) 改善mim电容器电弧放电缺陷的方法
CN105336574B (zh) 氮化硅薄膜及mim电容的制作方法
CN104752154A (zh) 电容器的制作方法
CN102931051B (zh) 提高mom电容密度的方法
CN102446915A (zh) 一种新型金属—绝缘层—金属电容结构及其制造方法
CN212676255U (zh) 半导体器件

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant