[发明专利]MIM电容的制作方法

说明书

本申请公开了一种MIM电容的制作方法，包括：通过光刻工艺在MIM电容薄膜上除目标区域的其它区域覆盖光阻，MIM电容薄膜从下至上依次包括第一电极层、电介质层和第二电极层；刻蚀至目标区域的电介质层的目标深度，去除目标区域的第二电极层；对刻蚀过程中产生的反应副产物进行第一次清除处理，第一次清除处理的反应气体包括氯气；对反应副产物进行第二次清除处理，第二次清除处理的反应气体包括氧气或氮气；去除光阻。本申请通过两次清除处理去除刻蚀过程中的反应副产物，第一次清除处理的反应气体包括氯气以清除反应副产物中的金属氯化物，第二次清除处理的反应气体包括氧气或氮气以去除氯碳化合物，从而能够较为彻底地清除反应副产物。

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种金属-介质层-金属(metal-insulator-metal，MIM)电容的制作方法。

背景技术

电容元件常应用于如射频、单片微波等集成电路中作为电子无源器件。常见的电容元件包括金属氧化物半导体(metal-oxide-semiconductor，MOS)电容、PN结(positivenegative junction)电容以及MIM电容等。

其中，MIM电容在某些特殊应用中能够提供优于MOS电容以及PN结电容的电学特性，这是由于MOS电容以及PN结电容均受限于其本身结构，在工作时电极容易产生空穴层，导致其频率特性降低，而MIM电容可以提供较好的频率以及温度相关特性。此外，在半导体制造中，MIM电容可形成于层间金属以及金属互连制程中，也降低了与集成电路制造的前端工艺整合的困难度及复杂度。

在MIM电容的制造过程中，在对MIM电容薄膜进行刻蚀时，会产生反应副产物(polymer)。鉴于此，相关技术中，在进行刻蚀后，会通过包含四氟化碳(CF₄)的反应气体对反应副产物中的金属氯化物进行清除(flush)。

然而，对于透光率较低的MIM电容元件(光阻覆盖率高)，通过包含四氟化碳的反应气体对反应副产物进行清除过程中，会增加氯碳化合物产生，因此清除效果较差，从而导致反应副产物残留较多，降低了器件的可靠性和制造良率。

发明内容

本申请提供了一种MIM电容的制作方法，可以解决相关技术中提供的MIM电容的制作方法所导致的器件的可靠性和良率较差的问题。

一方面，本申请实施例提供了一种MIM电容的制作方法，包括：

通过光刻工艺在MIM电容薄膜上除目标区域的其它区域覆盖光阻，所述MIM电容薄膜从下至上依次包括第一电极层、电介质层和第二电极层；

刻蚀至所述目标区域的电介质层的目标深度，去除所述目标区域的第二电极层；

对刻蚀过程中产生的反应副产物进行第一次清除处理，所述第一次清除处理的反应气体包括氯气(Cl₂)；

对所述反应副产物进行第二次清除处理，所述第二次清除处理的反应气体包括氧气(O₂)或氮气(N₂)；

去除所述光阻。

可选的，所述电介质层从下而上包括氮化硅(SiN)层。

可选的，所述第一电极层从下而上依次包括铝(Al)层、钛(Ti)层和第一氮化钛(TiN)层。

可选的，所述第二电极层包括第二氮化钛层。

可选的，所述第一氮化钛层的厚度为200埃至2000埃。

可选的，所述氮化硅层的厚度为50埃至1000埃。

可选的，所述钛层的厚度为50埃至500埃。

可选的，所述第二氮化钛层的厚度为500埃至3000埃。