一种MIM电容制造方法与流程

本发明涉及半导体制造工艺技术领域，尤其涉及一种mim电容制造方法。

背景技术：

mim电容是作为器件中被动组件除电感电阻外的一部份。其中mim电容需靠两个金属电板及中间一层介电层形成主结构，另外两层金属板有部份也作金属连接层，层间需有一道低介电系数的聚合物层(polyimide)降低高频下的层间电容。

现有技术在制作mim电容时，包括以下步骤：下层电板的制作、氮化硅介电层沉积、介电层的开孔、制作聚合物层、聚合物层的开孔、上层电板的制作。然而现有技术在对厚度薄的电容介电层(氮化硅)表面作上层电极时，在对聚合物(polyimide)开孔的步骤中，刻蚀到介电层表面时容易造成击穿电压及可靠度下降。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种mim电容制造方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种mim电容制造方法，包括以下步骤：

s1：在下层金属电板上利用金属m1光罩光刻、金属蒸镀以及liftoff反转方式，得到带有m1图形的下层金属电板；

s2：在带有m1图形的下层金属电板上，沉积一层氮化硅介电层；

s3：在氮化硅介电层上光刻出nm图形；

s4：在nm图形内部的氮化硅介电层上溅镀ti/tin/tan或蒸镀ti，作为上层金属电板；

s5：对上层金属电板进行liftoff去胶；

s6：在氮化硅介电层和上层金属电板上沉积一层氮化硅保护层；

s7：利用pv光罩，对氮化硅保护层进行开孔至上层金属电板；

s8：采用旋涂方式制作聚合物层；

s9：利用pv光罩，对聚合物层进行开孔至上层金属电板；

s10：在利用金属m2光罩光刻出m2图形，金属蒸镀后采取liftoff反转方式，得到金属连接层m2。

进一步地，步骤s7中氮化硅保护层的开孔面积小于上层金属电板的面积。

进一步地，金属连接层m2接触氮化硅保护层的面积大于氮化硅保护层的开孔面积。

进一步地，所述的上层金属电板的材料为ti、tin、tan中的其中一种，或者其中一种与au的组合。

进一步地，步骤s3中对上层金属电板进行光刻时采用的光刻胶为liftoff负胶或imagereverse正胶或lor加正胶。

本发明的有益效果是：本发明的的mim电容制造方法保证产品良率稳定可靠，主要有以下三点原因：

（1）本方法在电容介电层(氮化硅)开孔前，在电容介电层(氮化硅)表面上制作新的上层金属电板，使用新的上层金属电板（ti或tin或tan）在聚合物层开孔时挡住了原本直接刻蚀电容介电层(氮化硅)表面的伤害，避免电容击穿电压及可靠度下降；同时另取代了聚合物层开孔后所作的上层金属电板，原先的上层电板成了新上层电板的金属连接层。

（2）使用单一pv光罩（pvmask）做两次曝光，节省了上层金属电板（ti或tin或tan）氮化硅保护层开孔光刻使用的光罩。

（3）增加上层金属电板（ti或tin或tan）的氮化硅保护层沉积，防止上层金属电板在工艺过程中氧化。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2为本发明带有图形的下层金属电板m1的示意图；

图3为步骤s2结果示意图；

图4为步骤s3和步骤s4结果示意图；

图5为步骤s6结果示意图；

图6为步骤s7结果示意图；

图7为步骤s8结果示意图；

图8为步骤s9结果示意图；

图9为步骤s10结果示意图；

图中，1-下层金属电板，2-m1图形，3-氮化硅介电层，4-上层金属电板，5-nm图形，6-氮化硅保护层，7-pv光刻，8-聚合物层，9-金属连接层m2。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案：

如图1所示，一种mim电容制造方法，包括以下步骤：

s1：在下层金属电板1上利用金属m1光罩光刻、金属蒸镀以及liftoff反转方式，得到带有m1图形2的下层金属电板1（即下层金属电板1和m1图形2组成下层金属电板1），其中，带有m1图形2的下层金属电板1的示意图如图2所示；

s2：如图3所示，在带有m1图形2的下层金属电板1上，沉积一层氮化硅介电层3；

s3：如图4所示，在氮化硅介电层3上光刻出nm图形5（其中nm为nitridemetal，金属氮化物）；其中，光刻时采用的光刻胶为liftoff负胶或imagereverse正胶或lor加正胶；

s4：如图4所示，在nm图形5内部的氮化硅介电层3上溅镀ti/tin/tan或蒸镀ti（或者其中一种与au的组合），作为上层金属电板4；

s5：对上层金属电板4进行liftoff去胶；

其中，步骤s3~s5步骤具体为：先光刻，光刻出具有倒梯形形状的开口图形，再进行金属蒸镀，让金属进入倒梯形的开口图形，再进行liftoff工艺去胶，最后胶上的金属随着胶一起脱落，倒梯形开口内的金属留下来，形成上层金属电板4；

s6：如图5所示，在氮化硅介电层3和上层金属电板4上沉积一层氮化硅保护层6；

s7：如图6所示，利用pv光罩（进行pv光刻7），对氮化硅保护层6进行开孔至上层金属电板4，其中氮化硅保护层6的开孔面积小于上层金属电板4的面积；

s8：如图7所示，采用旋涂方式制作聚合物层8；

s9：如图8所示，利用pv光罩（进行pv光刻7，polyimidevia），对聚合物层8进行开孔至上层金属电板4；

s10：如图9所示，利用金属m2光罩光刻出m2图形，金属蒸镀后采取liftoff反转方式，得到金属连接层m29。其中金属连接层m29接触氮化硅保护层6的面积大于氮化硅保护层6的开孔面积。

本发明是通过实施例来描述的，但并不对本发明构成限制，参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本发明权利要求限定的范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种MIM电容制造方法，包括：S1：得到带有M1图形的下层金属电板；S2：沉积一层氮化硅介电层；S3：在氮化硅介电层上光刻出NM图形；S4：溅镀Ti/TiN/TaN或蒸镀Ti作为上层金属电板；S5：对上层金属电板进行liftoff去胶；S6：在氮化硅介电层和上层金属电板上沉积一层氮化硅保护层；S7：对氮化硅保护层开孔至上层金属电板；S8：制作聚合物层；S9：对聚合物层进行开孔至上层金属电板；S10：光刻出M2图形，金属蒸镀后采取liftoff反转方式，得到金属连接层M2。本发明使用新的上层金属电板在聚合物层开孔时挡住了原本直接刻蚀电容介电层表面的伤害避免电容击穿电压及可靠度下降。

技术研发人员：谢骞
受保护的技术使用者：成都海威华芯科技有限公司
技术研发日：2017.12.27
技术公布日：2018.05.18