[发明专利]MIM电容器的制作方法

说明书

本发明提供一种MIM电容器的制作方法。所述MIM电容器的制作方法包括以下步骤：提供绝缘介质，在所述绝缘介质表面形成第一沟槽；对所述具有所述第二沟槽的绝缘介质进行第一次高温快速热退火；在所述绝缘介质的第一沟槽所在一侧形成氧化硅层，使得所述氧化硅层远离所述绝缘介质的表面也形成与所述第一沟槽对应第二沟槽；对所述氧化硅层进行真空高温快速退火使得所述第二沟槽的拐角处变光滑；采用腐蚀性溶液对所述氧化硅层远离所述绝缘介质的表面进行处理增加氧化硅层的表面粗糙度；在所述已增加表面粗糙度的氧化硅层上形成缓冲金属层及电容结构。

【技术领域】

本发明涉及电容器技术领域，特别地，涉及一种MIM电容器的制作方法

【背景技术】

在超大规模集成电路中，电容器是常用的无源器件之一，其通常整合于双极晶体管或互补式金属氧化物半导体晶体管等有源器件中。目前制造电容器的技术可分为以多晶硅为电极和以金属为电极两种，以多晶硅为电极会出现载子缺乏的问题，使得电容器两端的电压发生改变时，电容量也会随着改变，因此以多晶硅为电极的电容器无法维持现今逻辑电路的线性需求，而以金属为电极的电容器则无此问题，这种电容器泛称为MIM电容器(Metal-Insulator-Metal Capacitor)

现有的制作MIM电容器一般包括下电极结构、上电极结构、形成于所述上下电极结构之间的介质材料，然而，现有MIM电容器的制作过程中，在进行上电极刻蚀时，常常会对介质材料造成一定程度的损伤，从而所述MIM电容器产生一些漏电或其他可靠性问题，有必要改善。

当前的MIM电容器面临的两个主要问题，一是如何在单位面积内提高电容密度。二是如何提高MIM电容的可靠性(TDDB)。其中第一个问题，当前的解决方案为采用高K介质(如Al2O3，HfO2，ZrO2等)代替传统的氧化硅或氮化硅等，或者采用沟槽型MIM电容来提高电容密度。第二个问题，每种工艺面临的问题都不同，因此最难解决。

当前的沟槽型MIM电容器的工艺流程为，在绝缘介质上刻蚀沟槽，电容器结构逐层淀积，形成电容器。此种提高电容密度的结构，一个最大的问题即为刻蚀沟槽后，介质材料表面会变得非常粗糙，特别是在拐角处，可能存在尖角，凹陷等问题。在表面淀积的介质材料质量会明显下降，出现诸如针孔，厚度变薄等缺陷，从而导致电容漏电，击穿偏低，寿命下降等问题。特别是应用端对电容密度提出更高的要求后(比如500nF或以上)，必须要缩小沟槽的pitch，拐角处出现介质质量下降的情况就更加明显。此外，由于上电极形成在沟槽上，使得上电极存在拐角，从而会存在寄生的拐角电容，同样影响MIM电容器的可靠度。

【发明内容】

本发明的其中一个目的在于提供一种可靠度较高的MIM电容器的制作方法。

一种MIM电容器的制作方法，其包括以下步骤：

提供绝缘介质层，在所述绝缘介质层表面形成第一沟槽；

对所述具有所述第一沟槽的绝缘介质层进行第一次高温快速热退火；

在所述绝缘介质层的第一沟槽所在一侧形成氧化硅层，使得所述氧化硅层远离所述绝缘介质层的表面也形成与所述第一沟槽对应第二沟槽；

对所述氧化硅层进行真空高温快速退火使得所述第二沟槽的拐角处变光滑；

采用腐蚀性溶液对所述氧化硅层远离所述绝缘介质层的表面进行处理增加氧化硅层的表面粗糙度；

在所述已增加表面粗糙度的氧化硅层上形成缓冲金属层及电容结构。

在一种实施方式中，所述第一次高温快速热退火的温度在1100摄氏度至1200摄氏度的范围内。

在一种实施方式中，所述第一次高温快速热退火的时间为30秒。

在一种实施方式中，所述氧化硅层采用LPCVD或者APCVD的方式沉积形成。