[发明专利]金属－绝缘体－金属电容器及其制造方法

说明书

本申请基于35U.S.C119要求第10-2007-0087065号(于2007年8月29日递交)韩国专利申请的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件及其制造方法，更具体地，涉及一种能够实现半导体器件的可靠性提高的金属-绝缘体-金属(MIM)电容器及其制造方法。

背景技术

近来用于半导体器件的高度集成技术引起了其中集成了模拟电容器与逻辑电路的半导体器件的研究和发展。目前，可以获得这种产品。对于在互补金属氧化物硅(CMOS)逻辑部件(logic)中使用的模拟电容器而言，其可以采用多晶硅-绝缘体-多晶硅(PIP)或金属-绝缘体-金属(MIM)的形式。

相比于MOS型电容器或结电容器，由于不依赖于偏压，这种PIP或MIM电容器需要被相对精确地构造。对于具有PIP结构的电容器而言，导电多晶硅被用于电容器的上部电极和下部电极。由于这个原因，在电极和介电薄膜之间的接触面处可能发生氧化。可能形成天然氧化膜(自然氧化膜，natural oxide film)，减小了电容器的总电容。此外，由于形成在多晶硅层中的势垒区，可能出现电容的减小。由于这些原因，PIP电容器不适用于高速和高频操作。

为了解决这个问题，提出了其中上部电极和下部电极都使用金属层形成的MIM电容器。目前，由于MIM电容器呈现出低的电阻率(specific resistance)而且不呈现出由内部损耗引起的寄生电容，所以可以在高性能的半导体器件中使用MIM电容器。

然而，相关的MIM电容器对于他们使用的有效区域具有相对低的电容量。通过增大电容器面积或通过使用具有高介电常数的膜来提高电容值或许是可能的。

增大电容器面积的方法遗憾地增大了芯片的面积。同样，使用具有高介电常数的膜需要在设备方面额外的投入或新的工艺。此外，在用于铜线的化学机械抛光(CMP)工艺期间可能在形成大的下部电容器铜图样处出现凹陷(dishing)现象。也就是，铜线可能被凹进去。在这种情形下，几乎不可能获得精确的电容值。这可能引起模拟器件特性的恶化，包括漏电压(leakage voltage)和击穿电压的降低。从而，可靠性成为问题。

发明内容

本发明实施例涉及一种半导体器件及其制造方法，更具体地，涉及一种能够实现半导体器件的可靠性提高的金属-绝缘体-金属(MIM)电容器及其制造方法。本发明实施例涉及一种金属-绝缘体-金属(MIM)电容器，该电容器可以包括：第一绝缘膜，形成在第一绝缘膜上方的第一金属层和形成在第一金属层上方的第一电容器绝缘膜(capacitor insulating film)。第二金属层可以在部分第一电容器绝缘膜上方形成而第二电容器绝缘膜可以在第二金属层上方形成。第三金属层可以在部分第二电容器绝缘膜上方形成而氮化膜可以在第三金属层上方形成。多层绝缘膜(multilayer insulatingfilm)可以在所得到的结构的整个上部表面上方形成。第一和第二金属线可以形成在接触孔中，该接触孔在贯穿多层绝缘膜之后贯穿第一电容器绝缘膜、第二电容器绝缘膜和氮化膜。

本发明实施例涉及一种制造金属-绝缘体-金属(MIM)电容器的方法，该方法包括：在包括第一金属层的第一绝缘膜上方顺序地形成第一电容器绝缘膜、第二金属层、第二电容器绝缘膜、第三金属层和氮化膜；蚀刻多层绝缘膜、氮化膜、第一电容器绝缘膜和第二电容器绝缘膜，从而形成接触孔；以及在接触孔中沉积铜，并使用化学机械抛光工艺平坦化所沉积的铜，从而形成第一和第二金属线。

附图说明

实例图1是示出了根据本发明实施例的MIM电容器的平面图。

实例图2是沿着实例图1的线A-A’截取的横截面图。

实例图3A到图3G是示出了制造在实例图1中所示的MIM电容器的方法的截面图。

具体实施方式

现在将详细参照与金属-绝缘体-金属(MIM)电容器及其制造方法相关联的本发明的实施例，其实例将在附图中示出。实例图1是示出了根据本发明实施例的MIM电容器的平面图。实例图2是沿着实例图1的线A-A’截取的横截面图。