[发明专利]改善电容器制作中电弧放电缺陷的方法和电容器在审

专利信息
申请号: 201810938609.1 申请日: 2018-08-17
公开(公告)号: CN109065521A 公开(公告)日: 2018-12-21
发明(设计)人: 王晓云;杜正宽;范宇平 申请(专利权)人: 安徽信息工程学院
主分类号: H01L23/522 分类号: H01L23/522
代理公司: 北京润平知识产权代理有限公司 11283 代理人: 张苗
地址: 241000 安徽省芜湖*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 上表面 光刻对位标记 电弧放电 电容器 金属层 填充层 光刻对准标记 金属间介质层 半导体基底 下电极板 导电层 通孔 电极板 包覆 填满 制作 平坦
【说明书】:

发明公开改善MIM电容器制作中电弧放电缺陷的方法和电容器,包括:1,在半导体基底(1)上设置有金属间介质层(2),在金属间介质层(2)的上表面设置有通孔和光刻对准标记沟槽,并在通孔的上表面和光刻对准标记等沟槽的上表面预填有导电层(4);2,将下电极板金属层包覆于半导体基底(1)的上表面和导电层(4)的上表面,并在下电极板金属层的上表面形成光刻对位标记填充层(6),光刻对位标记填充层(6)能够充分填满光刻对位标记沟槽;3,平坦化除光刻对位标记沟槽之外的光刻对位标记填充层(6)直至下电极板金属层的顶部。本发明克服了现有技术中的MIM电容器过程中产生的的电弧放电缺陷,避免了电弧放电。

技术领域

本发明涉及电子元器件制造领域,具体地,涉及一种改善MIM电容器制作中电弧放电缺陷的方法。

背景技术

由于上述的MIM电容器的有些部分是在保护环(seal ring)沟槽、光刻标记沟槽、切割道(scribe line)内标识沟槽等结构上形成的,而上述沟槽结构宽度远大于正常的通孔,采用金属钨向上述沟槽淀积过程中,无法填满沟槽,出现尖角15的结构。随着半导体集成度的增加和器件特征尺寸不断缩小,上述MIM电容器的绝缘介电层143也变得很薄,甚至小于1000A,所以在PVD淀积铝等金属形成上电极层142的过程中极易在尖角15处发生尖端放电,破坏绝缘介电层143形成如图3的电弧放电缺陷(Arcing defect)。

实验表明MIM电容器的电弧放电缺陷(Acing defect)产生率为10-15%,这种缺陷导致晶圆的失败率(kill ratio)为30%-50%。由此可见,传统工艺制造MIM电容器过程中产生的电弧放电缺陷严重影响了半导体集成电路的良率。

发明内容

本发明的目的是提供一种改善MIM电容器制作中电弧放电缺陷的方法,该改善MIM电容器制作中电弧放电缺陷的方法克服了现有技术中的MIM电容器过程中产生的的电弧放电缺陷,避免了电弧放电。

为了实现上述目的,本发明提供了一种改善MIM电容器制作中电弧放电缺陷的方法,该方法包括:

步骤1,在半导体基底上设置有金属间介质层,在所述金属间介质层的上表面设置有通孔和光刻对准标记沟槽,并在通孔的上表面和光刻对准标记等沟槽的上表面预填有导电层;

步骤2,将下电极板金属层包覆于半导体基底的上表面和导电层的上表面,并在所述下电极板金属层的上表面形成光刻对位标记填充层,所述光刻对位标记填充层能够充分填满光刻对位标记沟槽;

步骤3,平坦化除光刻对位标记沟槽之外的光刻对位标记填充层直至下电极板金属层的顶部;

步骤4,在所述下电极板金属层的上表面和光刻对位标记填充层的上表面形成介质层,在所述介质层的上表面形成有上电极板金属层。

优选地,该方法包括:

在所述金属层间介质层的上表面沉积下电极板金属层,且所述下电极板金属层为三层结构。

优选地,将半导体基底和下电极板金属层都设置为互连金属层结构。

优选地,在步骤1中,在所述金属间介质层的上表面设置有保护环沟槽、光刻对位标记沟槽和切割道内标识沟槽。

本发明还提供一种MIM电容器,所述MIM电容器包括:半导体基底、金属介质层、导电层、下极板金属层、光刻对位标记填充层、介质层和上极板金属层;其中,所述金属介质层设置于所述半导体基底的上表面,且所述金属介质层上形成有沟槽,所述导电层设置于所述沟槽中,且所述光刻对位标记填充层设置于所述导电层的上表面并填充所述沟槽,所述下极板金属层覆盖于所述金属介质层的上表面和所述光刻对位标记填充层的上表面,所述介质层覆盖于所述下极板金属层的上表面,所述上极板金属层覆盖于所述介质层的上表面。

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