专利名称：金属-多层绝缘体-金属电容器及其制造方法、集成电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种金属-多层绝缘体-金属结构的电容器制造方法以及由此制成的金属-多层绝缘体-金属电容器，此外，本发明涉及一种采用了由此制成的金属-多层绝缘体-金属电容器的集成电路。
背景技术：
电容器是集成电路中的重要组成单元，广泛运用于存储器，微波，射频，智能卡，高压和滤波等芯片中。在芯片中广为采用的电容器构造是平行于硅片衬底的金属-绝缘体-金属(MIM)。其中金属是制作工艺易与金属互连工艺相兼容的铜、铝等，绝缘体则是氮化硅、氧化硅等高介电常数(k)的电介质材料。改进高k电介质材料的性能是提高电容器性能的主要方法之一。等离子体增强型化学气相沉积方法(PECVD, Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition)因其沉积温度低而被广泛用于金属互连工艺中的薄膜沉积。高k值绝缘体氮化硅可以如下式所示地利用PECVD方法通过硅烷和氨气在等离子环境下反应生成。
权利要求
1.一种金属-多层绝缘体-金属电容器制造方法，其特征在于包括 介质层提供步骤，用于提供介质层； 电容器槽形成步骤，用于在介质层中形成用于形成电容器的电容器槽； 电容器槽填充步骤，用于在电容器槽中填充氮化硅； 电容器图案形成步骤，用于使所填充的氮化硅图案化，从而形成多个氮化硅柱； 氧化硅沉积步骤，用于在氮化硅柱的侧壁上沉积氧化硅；以及 金属填充步骤，用于利用金属填充图案化的氮化硅中形成的凹部。
2.根据权利要求I所述的金属-多层绝缘体-金属电容器制造方法，其特征在于还包括重复所述介质层提供步骤、所述电容器槽形成步骤、所述电容器槽填充步骤、所述电容器图案形成步骤、所述氧化硅沉积步骤、所述导线槽形成步骤、以及所述金属填充步骤。
3.根据权利要求I或2所述的金属-多层绝缘体-金属电容器制造方法，其特征在于，在所述电容器槽填充步骤中，通过PECVD以沉积氮化硅-含氧气体处理的两步循环方式沉积氮化硅，并用化学机械研磨去除多余氮化硅，由此形成介质层和氮化硅的混合层。
4.根据权利要求I或2所述的金属-多层绝缘体-金属电容器制造方法，其特征在于，在所述电容器图案形成步骤中，通过光刻和刻蚀在所填充的氮化硅中形成电容器的图形，并且利用各向异性刻蚀进行减薄以最终形成氮化硅柱。
5.根据权利要求I或2所述的金属-多层绝缘体-金属电容器制造方法，其特征在于，通过PECVD以沉积氧化硅-含氧气体处理的两步循环方式沉积氧化硅，并利用各向异性刻蚀去除水平方向的氧化硅，由此形成包含氧化硅-氮化硅-氧化硅的多层绝缘体。
6.根据权利要求I或2所述的金属-多层绝缘体-金属电容器制造方法，其特征在于，氧化硅沉积步骤中的含氧气体包括一氧化氮、一氧化二氮、一氧化碳、和二氧化碳中的一种或者多种。
7.根据权利要求6所述的金属-多层绝缘体-金属电容器制造方法，其特征在于，在氧化硅沉积步骤中，氧化硅沉积步骤中的含氧气体包括一氧化二氮，并且反应气体硅烷的流量在25sccm至600sccm之间，反应气体一氧化二氮的流量在9000sccm至20000sccm之间，硅烷与一氧化二氮的流量比为I : 15至I : 800之间，成膜速率处于10纳米/分钟至5000纳米/分钟之间。
8.根据权利要求I或2所述的金属-多层绝缘体-金属电容器制造方法，其特征在于，在氧化硅沉积步骤中的沉积氮化硅-含氧气体处理的两步循环中，含氧气体处理的气体流量在2000至6000sccm之间，处理温度在300至600摄氏度之间。
9.根据权利要求I或2所述的金属-多层绝缘体-金属电容器制造方法，其特征在于，在氧化硅沉积步骤中的沉积氮化硅-含氧气体处理的两步循环中，每次氮化硅沉积厚度为I纳米至10纳米。
10.根据权利要求I或2所述的金属-多层绝缘体-金属电容器制造方法，其特征在于还包括导线槽形成步骤，用于在介质层中形成用于形成导线的导线槽；并且，其中在所述金属填充步骤中，还利用金属填充导线槽以形成导线部分。
11.一种根据权利要求I至10所述的金属-多层绝缘体-金属电容器制造方法制成的金属-多层绝缘体-金属电容器。
12.—种采用了根据权利要求11所述的金属-多层绝缘体-金属电容器的集成电路。
全文摘要
本发明提供了一种金属-多层绝缘体-金属电容器及其制造方法、集成电路。根据本发明的金属-多层绝缘体-金属电容器制造方法包括介质层提供步骤，用于提供介质层；电容器槽形成步骤，用于在介质层中形成用于形成电容器的电容器槽；电容器槽填充步骤，用于在电容器槽中填充氮化硅；电容器图案形成步骤，用于使所填充的氮化硅图案化，从而形成多个氮化硅柱；氧化硅沉积步骤，用于在氮化硅柱的侧壁上沉积氧化硅；以及金属填充步骤，用于利用金属填充图案化的氮化硅中形成的凹部。根据本发明，可有效地提高层间和层内电容器的电容，改善包含金属-多层绝缘体-金属电容器的击穿电压、漏电流等各电特性，以及各器件间的电学均匀性。
文档编号H01L21/02GK102623305SQ20121008140
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月23日 优先权日2012年3月23日
发明者徐强, 毛智彪, 胡友存 申请人:上海华力微电子有限公司