[发明专利]MIM电容器器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及用于集成电路的金属绝缘体金属(MIM)电容器以及制造MIM电容器的方法。

背景技术

MIM电容器用在集成电路需要较大值的电容器的场合。MIM电容器通常是在集成电路的布线层中制造的。但是，当前的MIM电容器受制于高极板电阻，难以被整合到铜布线技术中。因此，需要一种极板电阻降低、容易集成到铜布线技术中的MIM电容器结构。

发明内容

本发明的第一方面是一种器件，包括：包括一个或者多个导电层的上极板，其具有顶面、底面和侧壁；包括一个或者多个导电层的分流板(扩散板，spreader plate)，其具有顶面、底面和侧壁；以及包括一个或者多个电介质层的电介质块，其具有顶面、底面和侧壁，该电介质块的顶面与上极板的底面物理接触，该电介质块的底面在分流板的顶面的上方，上极板和电介质块的侧壁基本上共面。

本发明的第二方面是一种方法，包括：在第一层间电介质层中形成一个或者多个铜下部互连；在第一层间电介质层的顶部上形成第一中间电介质层；在第一中间电介质层中形成沟槽，所述一个或者多个下部互连的顶面在所述沟槽的底部暴露；在所述沟槽中形成导电分流板并完全填充所述沟槽，所述分流板的底面与所述一个或者多个铜下部互连物理接触和电接触；在所述分流板的顶面上形成MIM电介质块；在MIM电介质块的顶面上形成导电上极板，该上极板和MIM电介质板的侧壁基本上共面；在第一中间电介质层的顶部上形成第二中间电介质层，第二中间电介质层的顶面与上极板的顶面共面；在第二中间电介质层和上极板的顶面上形成第二层间电介质层；在第二层间电介质层中形成一个或者多个铜上部互连，所述一个或者多个上部互连与所述上极板的顶面物理接触和电接触。

本发明的第三方面是一种方法，包括：在第一层间电介质层中形成一个或者多个铜下部互连；在第一层间电介质层的顶部上形成第一中间电介质层；在第一中间电介质层中形成沟槽，所述一个或者多个下部互连的顶面在所述沟槽的底部暴露；在所述沟槽的底部和侧壁上形成导电分流板层，所述分流板层与所述一个或者多个铜下部互连物理接触和电接触；在所述分流板层的顶面上形成MIM电介质层；在MIM电介质层的顶面上形成导电上极板层；除去分流板层、MIM电介质层和上极板层的一些区域以形成其侧壁基本上共面的分流板、MIM电介质块和上极板；在第一中间电介质层的顶部上形成第二中间电介质层，第二中间电介质层的顶面与上极板的顶面共面；在第二中间电介质层和上极板的顶面上形成第二层间电介质层；在第二层间电介质层中形成一个或者多个铜上部互连，所述一个或者多个上部互连与所述上极板的顶面物理接触和电接触。

附图说明

在所附权利要求中描述了本发明的特征。但是，结合附图阅读下面对说明性实施方式的详细描述能最好地理解本发明本身。附图中：

图1A到1H的剖面图图解了根据本发明的第一种实施方式制造MIM电容器的方法；

图2A到2D的剖面图图解了根据本发明的第二种实施方式制造MIM电容器的方法；

图3是根据本发明的各实施方式的MIM电容器的俯视图。

具体实施方式

镶嵌工艺是这样一种工艺：在电介质层中形成布线沟槽或者通路孔(via opening)，在电介质的顶面上淀积厚度足以填充沟槽的电导体，进行化学机械抛光(CMP)工艺以去除多余的导体，并使得导体表面与电介质层的表面共面，从而形成镶嵌布线(damascenewire)(或者镶嵌通路(镶嵌通孔，damascene via))。当只形成沟槽和布线(或者通路孔(通孔，via opening)和通路(通孔，via))时，这种工艺称为单镶嵌工艺。

双镶嵌工艺是这样一种工艺：在电介质层的整个厚度中形成通路孔(via opening)，之后在任意给定的剖面上在部分电介质层中形成沟槽。所有的通路孔在上面与一体的布线沟槽相交，在下面与布线沟槽相交，但是不是所有的沟槽都需要与通路孔相交。在电介质的顶面上淀积厚度足以填充沟槽和通路孔的电导体，并执行CMP工艺使得沟槽中的导体的表面与电介质层的表面共面，以形成双镶嵌布线，双镶嵌布线具有一体的双镶嵌通路。或者，可以在通路孔之前形成沟槽。

下面将利用双镶嵌布线说明本发明的实施方式。下文说明的双镶嵌布线层中的一个或者二者都可以由单镶嵌布线和/或通路来代替。