[发明专利]落在金属层上方的金属氧化物蚀刻停止层上的干法蚀刻工艺以及由此形成的结构

说明书

本申请公开一种微电子器件(300)，其包括在第一介电层(302)上的金属层(304)。蚀刻停止层(306)设置在金属层(304)上方并且在与金属层(304)直接相邻的第一介电层(302)上。蚀刻停止层(306)包括金属氧化物，并且厚度小于10纳米。第二介电层(308)设置在蚀刻停止层(306)上方。从向下延伸至蚀刻停止层(306)的蚀刻区域(310)去除第二介电层(308)。蚀刻区域(310)至少部分地在金属层(304)上方延伸。在微电子器件(300)的一种版本中，蚀刻停止层(306)可以在蚀刻区域(310)中在金属层(304)上方延伸。在另一种版本中，蚀刻停止层(306)可以在蚀刻区域(310)中去除。通过使用等离子体蚀刻工艺蚀刻第二介电层(308)，并停止在蚀刻停止层(306)上，形成微电子器件(300)。

技术领域

本申请总体涉及微电子器件，并且更具体地涉及集成电路中的金属层。

背景技术

微电子器件经常包括铂、金等的金属层。金属层可以用在诸如热敏电阻、离子敏感场效应晶体管(ISFET)等的传感器中。微电子器件的制造经常需要蚀刻穿过包含二氧化硅、氮化硅等的上覆介电层以暴露金属层。蚀刻二氧化硅和氮化硅并且然后停止在金属层上是具有挑战性的。湿法蚀刻工艺由于蚀刻掩模的底切(undercutting)而缺乏横向尺寸控制。干法蚀刻(诸如反应离子蚀刻(RIE))趋于去除一部分金属层，并且将金属重新沉积在上覆介电层和蚀刻掩模的侧壁上，从而使蚀刻掩模的去除复杂化并可能污染蚀刻设备。此外，介电层对诸如铂和金的金属的粘附通常是不可靠的。

发明内容

微电子器件包括第一介电层和在第一介电层上的金属层。蚀刻停止层设置在金属层和与金属层直接相邻的第一介电层上方。蚀刻停止层包括金属氧化物，并且厚度小于10纳米。第二介电层设置在蚀刻停止层上方。从至少部分地在金属层上方延伸的蚀刻区域中去除第二介电层。在一方面，蚀刻停止层可以在蚀刻区域中在金属层上方延伸。在另一方面，蚀刻停止层可以在蚀刻区域中去除。通过使用等离子体蚀刻工艺蚀刻第二介电层并停止在蚀刻停止层上，形成微电子器件。

附图说明

图1是包括金属层的示例微电子器件的横截面。

图2A至图2H是在示例形成方法的阶段中描绘的包括金属层的微电子器件的横截面。

图3是包括金属层的另一示例微电子器件的横截面。

图4A至图4E是在另一示例形成方法的阶段中描绘的包括金属层的微电子器件的横截面。

图5是包括金属层的另一示例微电子器件的横截面。

图6A至图6D是在进一步的示例形成方法的阶段中描绘的包括金属层的微电子器件的横截面。

图7是包括金属层的另一示例微电子器件的横截面。

图8A至图8D是在另一示例形成方法的阶段中描绘的包括金属层的微电子器件的横截面。

具体实施方式

这些附图未按比例绘制。本说明书不受动作或事件的图示顺序的限制，因为某些动作或事件可以以不同的顺序和/或与其他动作或事件同时发生。此外，一些图示的动作或事件对于实现根据本说明书的方法来说是可选的。

微电子器件包括第一介电层和在第一介电层上的金属层。蚀刻停止层设置在金属层和与金属层直接相邻的介电层上方。蚀刻停止层包括金属氧化物，并且厚度小于10纳米。第二介电层设置在蚀刻停止层上方。从蚀刻区域去除第二介电层，该蚀刻区域从第二介电层的顶表面延伸到蚀刻停止层的顶表面，并且至少部分地在金属层上方横向延伸。在一方面，蚀刻停止层可以在蚀刻区域中在金属层上方延伸。在另一方面，蚀刻停止层可以在蚀刻区域中去除。通过使用等离子体蚀刻工艺蚀刻第二介电层并停止在蚀刻停止层上，形成微电子器件。