[发明专利]具有金属栅极的半导体器件上的制造电容器方法及电容器有效

申请号：	201110235623.3	申请日：	2011-08-17
公开（公告）号：	CN102956437A	公开（公告）日：	2013-03-06
发明（设计）人：	洪中山	申请（专利权）人：	中芯国际集成电路制造（上海）有限公司
主分类号：	H01L21/02	分类号：	H01L21/02;H01L21/768;H01L23/522;H01L27/06
代理公司：	北京德琦知识产权代理有限公司 11018	代理人：	牛峥;王丽琴
地址：	201203 ***	国省代码：	上海;31
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摘要：
搜索关键词：	具有金属栅极半导体器件制造电容器方法
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【权利要求书】：

1.一种在具有金属栅极的半导体器件上制作电容器的方法，该方法包括：

提供具有CMOS器件的半导体衬底，该CMOS器件包括金属栅极、在沟槽隔离STI上的MIM电容器的底部电极、以及第一介质层，所述在STI上的MIM电容器的底部电极和金属栅极同时制作并位于同一层；

在半导体衬底的CMOS器件面上依次沉积第一刻蚀停止层和第二介质层，所述第一刻蚀停止层为MIM电容器的介电层；

采用光刻工艺在第二介质层上形成具有嵌入式MIM电容器顶部电极图案、MIM电容器底部电极的金属塞及CMOS器件的金属塞图案的掩膜层，然后以该掩膜层为遮挡，对第二介质层刻蚀，刻蚀到第一刻蚀停止层为止，在第二介质层中形成嵌入式MIM电容器的顶部电极通孔、MIM电容器底部电极的金属塞通孔及CMOS器件的金属塞通孔；

采用光刻工艺在半导体衬底上的CMOS器件表面形成具有CMOS器件的有源区金属塞图案的掩膜层，然后以该掩膜层为遮挡，对第一介质层继续刻蚀，形成连通有源区的金属塞通孔，对第一刻蚀停止层继续刻蚀，形成连通金属栅极的金属塞通孔及连通MIM电容器的底部电极的金属塞通孔；

在半导体衬底上的CMOS器件表面沉积金属层，抛光到第二介质层，在半导体衬底的CMOS器件面上形成嵌入式MIM电容器及CMOS器件的金属塞。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属栅极的材料为铝、钨、铬、铜、金、氮化钛、钛、氮化钽或钽。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一刻蚀停止层的材料为氮化硅、氧化硅-氮化硅-氧化硅复合层、氧化硅或高介电常数材料。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述高介电常数材料为二氧化铪HfO2、氧化硅铪HfSiO或氮氧化硅铪HfSiNO。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属层的材料为铜或钨。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对第一刻蚀停止层继续刻蚀，形成连通金属栅极的金属塞通孔及连通MIM电容器的底部电极的金属塞通孔采用过刻蚀方式、或者光刻和刻蚀方式形成。

7.一种具有金属栅极的半导体器件上的电容器，其特征在于，该电容器包括底部电极、介电层及顶部电极，其中，

底部电极在所提供具有CMOS器件的半导体衬底的STI结构上方，与CMOS器件的金属电极同时制作且位于同一层；

介电层为具有CMOS器件的半导体的第一刻蚀停止层；

顶部电极与具有CMOS器件的半导体的金属栅极的金属塞同时制作且位于同一层；

所述电容器还包括连通MIM电容器的底部电极的金属塞，与与具有CMOS器件的半导体的金属栅极的金属塞同时制作且位于同一层。