[发明专利]功率器件、MIM电容及其制备方法

说明书

本发明公开了一种功率器件、MIM电容及其制备方法。制备方法包括，在所述第一通孔和所述上极板之间设置第一氮化硅层，在所述第二通孔和所述下极板之间设置第二氮化硅层。本发明解决了MIM电容容易漏电的问题，MIM电容的击穿电压和可靠性大大提高。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种功率器件、MIM电容及其制备方法。

背景技术

目前，在半导体器件尤其是在高频器件中，通常会选用MIM电容器。在有些功率器件中，由于要同时满足高电压和低电容高频应用，对后段金属层和MIM电容介质的厚度有较高要求。为了能够承受大电流，金属层的厚度需要达到几个微米，为了能够耐高压，MIM电容介质的厚度需要达到几千埃米。

现有技术中，金属层溅射时的工艺温度一般在300℃及以上(硅片基座温度)，金属层表面会比较粗糙，有些地方甚至出现比较严重的凹凸。如果在这样的底层金属层(下极板)上形成MIM电容结构，后续MIM介质，MIM上极板，钨通孔形貌都会受底层金属表面的影响，在有凹凸的地方钨通孔蚀刻速率不同导致尖刺，尖刺部分会穿通上极板进入MIM介质，引起MIM漏电，导致低击穿电压和可靠性问题(早期失效)。参见图1(a)和图1(b)，图1(a)为采用现有技术的制备方法制得的MIM底层金属，上表面有明显的凹凸处。图1(b)为MIM结构形成后，由于下层金属表面凹凸不平引起MIM钨通孔形成尖刺。对其进行fullmap测试，MIM电容在50偏压下的漏电(A)的测试数据和在10微安电流下的击穿电压(V)的测试数据参见如图2(a)和图2(b)所示，可见在尖刺严重的地方MIM将不能承受高压，出现漏电，其击穿电压明显降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中MIM电容的制备方法容易导致MIM电容漏电，引起低击穿电压和可靠性问题的缺陷，提供一种功率器件、MIM电容及其制备方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种MIM电容的制备方法，所述MIM电容包括：第一通孔、第二通孔、上极板和下极板，所述第一通孔位于所述上极板的上方，所述第二通孔位于所述下极板的上方，所述制备方法包括：在所述第一通孔和所述上极板之间设置第一氮化硅层，在所述第二通孔和所述下极板之间设置第二氮化硅层。

较佳地，所述制备方法包括以下步骤：

S1、采用溅射工艺在衬底上形成所述下极板；所述下极板包括第一区域和第二区域；

S2、在所述第一区域依次沉积第一介质层和所述上极板；

S3、在所述上极板上沉积所述第一氮化硅层，在所述第二区域沉积所述第二氮化硅层；

S4、分别在所述第一氮化硅层、所述第二氮化硅层、所述上极板和所述第二区域沉积第二介质层；

S5、在所述第二介质层中形成所述第一通孔和所述第二通孔。

较佳地，步骤S1中溅射温度为：230℃-270℃。

较佳地，所述第一氮化硅层的横截面积小于所述上极板的横截面积，且大于等于所述第一通孔的横截面积；

所述第二氮化硅层的横截面积小于所述第二区域的面积，且大于等于所述第二通孔的横截面积。

较佳地，步骤S5之后，所述制备方法还包括：

S6、在所述第一通孔和所述第二通孔中填充导电材料；

S7、在所述第一通孔上方沉积第一金属层，在所述第二通孔上方沉积第二金属层。