[发明专利]具有基于沟槽的金属-绝缘体-金属电容器的IC

说明书

本公开提供一种集成电路(IC)(200)，其包含衬底(208)的半导体表面层(209)，所述半导体表面层(209)包含形成在所述半导体表面层中的连同金属‑绝缘体‑金属(MIM)电容器(220)一起配置的电路系统(180)。所述半导体表面层上的多层金属堆叠包含包括底部电容器板触点(240a)的底部板接触金属层(240)。第一层级间电介质(ILD)层(218)在所述底部板接触金属层上方。所述MIM电容器包含所述底部电容器板触点上方的所述第一ILD层中的沟槽，其中所述沟槽由其上具有电容器电介质层(222a)的底部电容器板(221a)内衬，且顶部电容器板在所述电容器电介质层上。填充材料填充所述沟槽以形成经填充沟槽(225)。第二ILD层(219)在上方，包含在所述经填充沟槽上方。穿过所述第二层ILD层的经填充通路(245a)提供与所述顶部电容器板上的顶部板触点(224a)的接触。

技术领域

本描述涉及具有非平面金属-绝缘体-金属电容器的集成电路(IC)装置。

背景技术

金属-绝缘体-金属(MIM)电容器通常被视为是包含射频(RF)及模拟IC的IC装置中的重要无源元件。MIM电容器由于它们的高电容密度而引起人们的注意，所述高电容密度提供相对小的芯片面积，这提高了电路密度，并且进一步降低了IC制造成本。

例如，先进模拟电路应用可能需要具有小于百万分之±1(ppm)的电压线性度及大于1fF/μm²的电容密度的精密电容器。精密电容器的电容-电压(CV)关系可用两个电压系数，线性(β)及二次(α)来解析地表达。针对当前最先进的精密电容器中使用的材料，这些系数确定电压线性度，我们可假设β的值在从±1到±20的范围内，且α的值在±3到±4之间的范围内。虽然可实现甚至低于上文所引用的电压系数的电压系数的绝对值，但这导致低得多的电容密度。然而，随着装置尺寸缩放以满足市场趋势，增加电容密度以实现半导体芯片面积的减小是很重要的。常规MIM电容器具有平行板平面结构。

发明内容

本发明内容以简化形式描述下文在包含所提供附图的[具体实施方式]中进一步描述的概念。本发明内容不限制所主张标的物的范围。

在一些实例中，一种IC包括衬底的半导体表面层，所述半导体表面层包含包括形成在所述半导体表面层中的连同金属-绝缘体-金属(MIM)电容器一起配置的电路元件的电路系统。所述半导体表面层上的多层金属堆叠包含包括底部电容器板触点的底部板接触金属层。第一层级间电介质(ILD)层在所述底部板接触金属层上方。所述MIM电容器包含所述底部电容器板触点上方的所述第一ILD层中的沟槽，其中所述沟槽由其上具有电容器电介质层的底部电容器板内衬，且顶部电容器板在所述电容器电介质层上。填充材料填充所述沟槽以形成经填充沟槽。第二ILD层在上方，包含在所述经填充沟槽上方。穿过所述第二层ILD层的经填充通路提供与所述顶部电容器板的接触。

附图说明

现在将参考不一定按比例绘制的附图，其中：

图1是展示根据实例方面的制造包含至少一个基于沟槽的MIM电容器的IC的实例方法中的步骤的流程图。

图2A-G展示根据实例方面的用于在IC上形成实例基于沟槽的MIM电容器的第一流程选项的连续横截面绘图，所述第一流程选项利用金属填充物作为填充材料，其中图2G展示完成的基于沟槽的MIM电容器。

图3A-E展示根据实例方面的用于在IC上形成实例基于沟槽的MIM电容器的第二流程选项的连续横截面绘图，所述第二流程选项利用电介质填充物作为填充材料。

图4描绘包含具有沟槽的二维(2D)阵列的基于沟槽的MIM电容器的实例IC。

具体实施方式

参考附图描述实例方面，其中类似参考数字用以指定类似或等效元件。所说明的动作或事件的顺序不是限制性的，因为一些动作或事件可按不同顺序发生及/或与其它动作或事件同时发生。此外，可能不需要一些所说明动作或事件来实施根据本描述的方法。