[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术，特别涉及金属-绝缘体-金属电容器。

背景技术

电容器是广泛用于半导体装置中的元件，用来储存电荷、或是与一电感器并联而成为用于发射信号的一LC振荡器(LC oscillator)。电容器在本质上具有被一介电材料分离的两片导体板，且也会用于滤波器、模拟至数字转换器、存储装置、控制用途、与许多其它种类的半导体装置。

电容器中，有一种是金属-绝缘体-金属(metal-insulator-metal；MIM)电容器，其常用于信号与逻辑的混合装置中，例如嵌入式存储器与射频装置。在许多种类的半导体装置中，金属-绝缘体-金属电容器用于储存电荷。金属-绝缘体-金属电容器通常水平地形成于一半导体晶片上，其一介电层夹于两片电极板中间，并与晶片表面平行。在射频装置的应用方面，氮化钽膜常常用作金属-绝缘体-金属电容器的金属板。

氮化钽的电阻率通常为150～250μΩ-cm。在某些情况中，对半导体装置的整体而言，上述电阻率值是太高了。因此业界需要一种技术，以降低金属-绝缘体-金属电容器的电极板的电阻率。

发明内容

因此，本发明提供一种半导体装置，以提供具有低电阻率的金属电极板的金属-绝缘体-金属电容器。

本发明揭示一种半导体装置。上述半导体装置包含一基底、一第一金属层、一介电层、与一第二金属层。上述第一金属层位于上基底上，且上述第一金属层包含实质上不含氮的体心立方晶格的金属；上述介电层位于上述第一金属层上；而上述第二金属层则位于上述介电层上。

本发明又提供一种半导体装置。上述半导体装置包含一基底、一第一金属层、一介电层、与一第二金属层。上述第一金属层位于上述基底上；上述介电层位于上述第一金属层上；上述第二金属层位于上述介电层上。上述第一金属层具有一第一体心立方晶格金属层、一第一氮化物层、与一体心立方晶格的第一界面。上述第一氮化物层位于上述第一体心立方晶格金属层的下方，而上述第一氮化物层为上述第一体心立方晶格金属层的组成的氮化物。上述体心立方晶格的第一界面位于上述第一体心立方晶格金属层与上述第一氮化物层之间。

另外，本发明又提供一种半导体装置。上述半导体装置包含一基底、与一金属-绝缘体-金属电容器。上述基底具有一逻辑区与一非逻辑区；上述金属-绝缘体-金属电容器位于上述基底的上述非逻辑区上。上述金属-绝缘体-金属电容器具有：一下电极、一介电层、与一上电极。上述下电极位于上述基底上，上述下电极包含实体心立方晶格的钽；上述介电层位于上述下电极上；上述上电极位于上述介电层上，上述上电极包含实体心立方晶格的钽。

附图说明

图1为一剖面图，显示本发明第一实施例的一半导体装置。

图2为一剖面图，显示本发明第二实施例的一半导体装置。

图3为一剖面图，显示本发明第三实施例的一半导体装置。

图4A～4G为一系列的剖面图，显示本发明的半导体装置的例示的一制造方法。

图5为一曲线图，显示本发明的半导体装置相关的实验数据。

其中，附图标记说明如下：

20～等离子体                   100～基底

101～逻辑区                    102～非逻辑区

105～金属-绝缘体-金属电容器    109～蚀刻停止层

109a～部分                     109b～部分

110～下电极板                  111～氮化钽层

112～铝铜合金层                113～氮化钽层

120～介电层                    130～上电极板

140～层间介电层                141～介电层

142～介电层                    143～蚀刻停止层

144～蚀刻停止层                150～电路层

200～基底                      201～逻辑区

202～非逻辑区                  205～金属-绝缘体-金属电容器

209～蚀刻停止层                209a～部分

209b～部分                     211～氮化物层

211a～界面                     212～金属层