[发明专利]MIM电容器及其制造方法有效

专利信息
申请号: 200680012051.X 申请日: 2006-04-07
公开(公告)号: CN101160655A 公开(公告)日: 2008-04-09
发明(设计)人: C·杨;L·A·克莱文格;T·J·达尔顿;L·C·苏 申请(专利权)人: 国际商业机器公司
主分类号: H01L21/8242 分类号: H01L21/8242;H01L21/20
代理公司: 北京市中咨律师事务所 代理人: 于静;杨晓光
地址: 美国*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: mim 电容器 及其 制造 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及集成电路和集成电路制造领域,更具体而言,涉及金属-绝缘体-金属电容器以及一种制造金属-绝缘体-金属电容器的方法。

背景技术

就应用而言,金属-绝缘体-金属电容器(MIM或MIM帽)被集成到各种集成电路例如模拟-逻辑、模拟-数字、混合信号以及射频电路中。将MIM集成到集成电路中的现有方法需要集成电路的所有其它元件所需要的步骤之外的多个附加的光刻工序和蚀刻步骤,从而大量增加了制造并入有MIM的集成电路的成本和时间。

因此,需要一种用于制造利用MIM的集成电路的简单并且廉价的集成方案。

发明内容

本发明利用镶嵌和双镶嵌技术在集成电路的布线层中制造MIM。通过向双镶嵌工艺增加多个步骤与常规镶嵌和双镶嵌布线和过孔同时地制造MIM。

本发明的第一方面是一种结构,包括:在半导体衬底的顶表面上的介质层,所述介质层具有顶表面和底表面;从所述顶表面延伸到所述介质层的所述底表面的沟槽;包括沿所述沟槽的底延伸并在所有侧壁上形成的保形导电衬里的MIM电容器的第一板,所述沟槽的所述底与所述介质层的所述底表面共面;在所述保形导电衬里的顶表面之上形成的绝缘层;以及包括与所述绝缘层直接物理接触的芯导体的MIM电容器的第二板,所述芯导体填充未被所述保形导电衬里和所述绝缘层填充的所述沟槽中的空间。

本发明的第二方面是一种形成一种结构的方法,包括:提供半导体衬底;在所述半导体衬底的顶表面上形成介质层,所述介质层具有顶表面和底表面;在所述介质层中形成沟槽;在所有侧壁上形成保形导电衬里并且沿所述沟槽的底延伸;使用第一芯导体填充所述沟槽;从所述沟槽去除所述第一芯导体的全部或一部分;在未被所述去除从所述沟槽去除的任何第一芯导体所没有覆盖的所述保形导电衬里的区域上的所述保形导电衬里的顶表面上形成绝缘层;以及使用第二芯导体填充未被所述保形导电衬里、任何剩余的第一芯导体以及所述绝缘层填充的所述沟槽中的空间。

本发明的第三方面是一种形成一种结构的方法,包括:提供半导体衬底;在所述半导体衬底的顶表面上形成介质层,所述介质层具有顶表面和底表面;在所述介质层中形成第一沟槽和第二沟槽;在所有侧壁上形成保形导电衬里并且沿所述第一和所述第二沟槽的底延伸;使用第一芯导体填充所述第一和所述第二沟槽;从所述第二沟槽而不是所述第一沟槽去除所述第一芯导体的全部或一部分;在未被所述去除从所述沟槽去除的任何第一芯导体所未覆盖的所述保形导电衬里的区域上的所述保形导电衬里的顶表面上形成绝缘层;以及使用第二芯导体填充未被所述保形导电衬里、任何剩余的第一芯导体以及所述绝缘层填充的所述第二沟槽中的空间。

本发明的第四方面是一种形成一种结构的方法,包括:提供半导体衬底;在所述半导体衬底的顶表面上形成介质层,所述介质层具有顶表面和底表面;在所述介质层中形成第一沟槽;所述第一沟槽从顶表面延伸到所述介质层的底表面;在所述介质层中形成第二沟槽;所述第二沟槽重叠所述第一沟槽,所述第二沟槽从顶表面到所述介质层中延伸小于所述介质层的所述顶表面与所述底表面之间的距离的距离。在所有侧壁上形成保形导电衬里并且沿所述第一和所述第二沟槽的底延伸;使用第一芯导体填充所述第一和所述第二沟槽;从所述第一沟槽和所述第二沟槽去除所述第一芯导体的全部或一部分;在未被所述去除从所述第一和所述第二沟槽去除的任何第一芯导体所未覆盖的所述保形导电衬里的区域上的所述保形导电衬里的顶表面上形成绝缘层;以及使用第二芯导体填充未被所述保形导电衬里、任何剩余的第一芯导体以及所述绝缘层填充的所述第一和第二沟槽中的空间。

附图说明

在所附权利要求中阐述了本发明的特征。然而,通过参考示例性实施例的下列详细的说明并结合附图阅读时,将最好地理解本发明,其中:

图1A至1E是示例了用于制造根据本发明的各种实施例的MIM电容器器件的常规步骤的截面图;

图2A至2D是示例了用于制造根据本发明的第一和第二实施例的MIM电容器器件的步骤的截面图;

图2E是示例了用于制造根据本发明的第三和第四实施例的MIM电容器器件的步骤的截面图;

图3A至3D是示例了用于制造根据本发明的第五和第六实施例的MIM电容器器件的步骤的截面图;

图3E是示例了用于制造根据本发明的第七和第八实施例的MIM电容器器件的步骤的截面图;

图4是根据本发明的第一、第三、第五和第七实施例的MIM电容器的顶视图;以及

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