[发明专利]蚀刻停止层和电容器

说明书

技术领域

本发明的实施例通常涉及集成电路设备、半导体设备、金属互连、电容器和蚀刻停止(etchstop)层。

背景信息

朝着越来越小的、更高度集成的电路(IC)和其它半导体设备的推动对用于构造设备的技术和材料寄予极大的要求。通常，集成电路芯片也被称为微芯片、硅芯片或芯片。IC芯片存在于各种常见设备，例如计算机、汽车、电视机、CD播放器和蜂窝电话中的微处理器中。多个IC芯片一般构造在硅晶片(具有例如300nm的直径的薄硅圆盘)上，并在处理之后该晶片被切割开以产生单独的芯片。具有在大约90nm左右的特征尺寸的1cm²IC芯片可包括数亿个部件。当前的技术正推动甚至小于32nm的特征尺寸。IC芯片的部件包括例如晶体管，例如CMOS(互补金属氧化物半导体)设备、电容结构(电容器)、电阻结构以及提供部件和外部设备之间的电连接的金属线。

附图说明

图1A-B是示出作为集成电路芯片的部分的电容器和附近结构的截面视图的示意图。

图2A-B是示出作为集成电路芯片的部分的附加电容器结构和附近结构的截面视图的示意图。

图3示出用于制造作为IC设备的部分的电容器的方法。

图4描述用于制造作为IC设备的部分的电容器的另一方法。

图5是根据本发明的实现方式构造的计算设备。

具体实施方式

提供了作为具有紧邻的含金属和或高k蚀刻停止层的集成电路设备的部分的电容器和制造这些电容器的方法。在本发明的实施例中，紧邻的含金属和/或高k蚀刻停止层是致密或高度致密的介电层。在本发明的实施例中，紧邻的致密或超致密蚀刻停止层在电容器制造期间覆盖与电容器紧邻的金属线，并在制造之后保留在IC设备中。

图1A示出作为集成电路芯片的一部分的电容器结构。电容器是例如MIM(金属-绝缘体-金属)电容器。图1A所示的部件代表一般IC设备的非常小的部分。在图1A中，衬底105安置绝缘层110-112，绝缘层110-112包括填充金属的沟槽115-117。绝缘层110-112包括绝缘材料，例如二氧化硅、氮化硅、掺碳氧化物(CDO)、氧氮化硅、有机聚合物(例如八氟环丁烷或聚四氟乙烯)、氟硅酸盐玻璃(FSG)、以及有机硅酸盐(例如硅倍半氧烷、硅氧烷)、和/或有机硅酸盐玻璃。金属沟槽115-117一般是使形成IC芯片的设备互连的导电线。填充金属的沟槽115-116是包括电容器120的IC设备的可选部分，且其它数量和配置的金属沟槽是可行的。在本发明的实施例中，至少一个填充金属的沟槽116紧邻电容器120的端部。在本发明的实施例中，金属线117将电容器120电连接到单块IC设备的其它部件。对于金属线117而言，其它配置也是可行的，例如耦合到电容器的第一端的电互连可以是过孔(未示出)，其延伸到衬底105内从而使电容器120与其它IC元件或设备(未示出)电连接。金属线115-117由例如铜、铝、银、金、铂、或其它导电元素、或其合金组成。在本发明的实施例中，金属线115-117由铜组成。电容器120形成在穿过绝缘层111-112而形成的阱中。电容器120包括外部导电层125、绝缘层130和内部导电区135。绝缘层130设置在外部导电层125和内部导电区135之间。外部金属层125和内部导电区135包括例如以下金属，例如钽、氮化钽、钛、氮化钛、钨、或其它导电材料、和/或其合金。在本发明的实施例中，内部导电区130可包括一层或多层导电材料(未示出)，例如紧邻介电层130的一层钽和由填充导电区135的剩余区域的铜组成的金属填料。绝缘层130在本发明的实施例中由高k材料组成。高k材料例如包括以下材料：例如氮氧化硅、氧化铪、氧化锆、硅酸铪、氮氧化铪、氧化镧、和或类似的高介电常数材料。绝缘层130也可由SiO₂组成。在本发明的另一实施例中，导电区135是在导电沟槽内的一层导电材料(作为导电材料的填料的可选物)，其由导电区135内的虚线示出。在这个可选的实施例中，绝缘区137存在并包括介电材料。这个可选物在图1A中示出，而未在图1B中示出。