[发明专利]金属氧化物金属电容器制作方法

说明书

一种金属氧化物金属电容器制作方法，包括：形成第一层低K介质层；对第一层低K介质层进行光刻刻蚀工艺以便在第一层低K介质层中形成第一电容区沟槽；在第一电容区沟槽中填充金属铜以形成第一层金属铜；在第一层低K介质层上沉积第一刻蚀阻挡层和第二层低K介质层；对第二层低K介质层进行光刻刻蚀工艺以便在第二层低K介质层中形成用于MIM电容区域的第二电容区沟槽；在电容区沟槽中填充高K材料；在第二层低K介质层上沉积第二刻蚀阻挡层和第三层低K介质层；在对第三层低K介质层进行第三光刻刻蚀工艺以便在第三层低K介质层中形成用于MIM电容区域的第三电容区沟槽；在第三电容区沟槽中填充金属铜以形成第二层金属铜。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种金属氧化物金属电容器制作方法。

背景技术

电容器件作为电路中的解耦，信号过滤和震荡激励的关键器件，在射频集成电路和模拟-数字混合信号集成电路中广泛应用。在集成电路工作频率达到千兆赫兹以后，一般的多晶硅SiON电容器会出现电容值波动，严重影响器件性能，MIM(metal insulatormetal，金属氧化物金属电容器)电容由于上下层电容极板都采用金属，即有效的降低了接触电阻又降低了层间介质的寄生电容，解决了高工作频率下电容器工作不稳定的问题，因此MIM金属氧化物金属带电容器逐渐成为电容的主流。该技术将电容的制作和集成电路CMOS工艺的后端工艺(BEOL)集成，拉远了CMOS器件和电容的距离，从而更进一步地降低了寄生电容和电阻。

伴随着摩尔定律，集成电路特征尺寸一直在不断缩小，随着器件尺寸的不断缩小，电容的面积也要跟着等比例的缩小，根据电容公式：C＝K*ε*s/d.要保持电容大小的不变化,就必须降低介质层的厚度或者增加介质层的K值。厚度的降低会使得漏电流增加，因此增加K值是保持电容密度的最好的方法。

目前已经应用的介质层包括二氧化硅和氮化硅，或者两者的结合称为ONO的结构的介质层近年来也被广泛应用在90纳米的集成电路制造工艺中，这几种传统的介质层的K值在3.9到7之间。高K(High K)材料近年也被广泛应用于集成电路制造中，目前主要应用在栅极氧化层上来降低EOT，常用的高K材料主要有HfO₂，CrO₂，Al₂O₃，Ta₂O₅等，它们的K值都大于20，远高于传统的介电层材料。因此，将高K材料应用在MIM电容的制造中是极其有前景的一种选择。

但是，将高K材料应用在MIM电容的制造中主要面临的挑战是：1，高K材料相比二氧化硅或者氮化硅和金属更难形成较好的接触，在后续的高温封装中容易发生剥离，造成器件失效；2高K材料相比传统介质层成膜时会产生更多的缺陷，这些缺陷会增加漏电电流甚至会导致电容击穿，造成器件失效；3，目前65纳米一下集成电路中为了降低寄生电容，都采用了低介电常数薄膜，因此将高K材料和低K(Low K)材料有效地集成也是一个巨大的挑战。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够高K材料和低K材料有效地集成的金属氧化物金属电容器制作方法。