MIM电容及其制备方法与流程

本发明涉及半导体，具体而言涉及一种mim电容及其制备方法。

背景技术：

1、随着半导体芯片集成度和芯片性能要求的提高，对大容量电容的需求也随之增加，然而要得到大电容主要采用的方法有：增大电容面积和厚度、双层或多层mim电容并联的复合结构，以及采用具有高介电常数k的中绝缘层。第一种方法则会增大的芯片的面积。第二种方法工艺复杂，需要多层光罩，成本高。第三种方法对制备的设备、制备工艺要求较高，设备成本高。

2、金属-绝缘体-金属（metal-insulator-metal，简称mim）电容通常由三层组成：上层金属层、下层金属层和位于上层金属层和下层金属层之间的绝缘层，上层金属层通常通过物理气相沉积（physical vapor deposition，简称pvd）沉积制备获得。

3、然而目前常规的采用物理气相沉积方法制备上层金属层例如tin时，其与绝缘层接触的下表面晶粒尖端明显，这部分晶粒容易嵌入下层的绝缘层中。在经时击穿（timedependent dielectric breakdown，简称tddb）测试过程中电子容易集中在晶粒尖端，长时间会导致绝缘层被击穿，电子进入下层金属层，上层金属和下层金属导通，电容失效。

4、因此，为解决现有技术中的上述技术问题，有必要提出一种新的mim电容及其制备方法。

技术实现思路

1、在
技术实现要素：
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、为了克服目前存在的问题，本发明提供一种mim电容的制备方法，所述方法包括：提供基底，所述基底上形成有第一电极层和覆盖所述第一电极层的绝缘层；在所述绝缘层上沉积形成第二电极层，所述第二电极层包括覆盖所述绝缘层的种子层和位于所述种子层上的第一子电极层。

3、在一个实施例中，沉积所述种子层时所采用的第一沉积功率低于沉积所述第一子电极层时所采用的第二沉积功率。

4、在一个实施例中，所述第二电极层还包括覆盖所述第一子电极层的第二子电极层，其中，沉积所述第二子电极层时所采用的第三沉积功率低于沉积所述第一子电极层时所采用的第二沉积功率。

5、在一个实施例中，所述第一沉积功率范围为3000 w -5000w，所述第二沉积功率范围为11000w-13000w。

6、在一个实施例中，所述第三沉积功率范围为3000 w -5000w。

7、在一个实施例中，所述种子层的厚度小于所述第一子电极层的厚度，所述第二子电极层的厚度小于所述第一子电极层的厚度。

8、在一个实施例中，所述种子层的厚度低于100埃，所述第一子电极层的厚度大于1300埃且低于1500埃，所述第二子电极层的厚度低于100埃。

9、在一个实施例中，所述方法还包括：

10、在所述种子层沉积完成后，等待第一预定缓冲时间，再沉积所述第一子电极层。

11、在一个实施例中，所述方法还包括：

12、在所述第一子电极层沉积完成后，等待第二预定缓冲时间，再沉积所述第二子电极层。

13、在一个实施例中，所述第一电极层的材料包括金属铝，所述第二电极层的材料包括tin。

14、本申请还提供一种采用前述的制备方法制备获得的mim电容。

15、综上所述，通过先进行种子层的沉积，可以使得种子层与绝缘层接触的面更加平整，减少绝缘层接触的第二电极层中的尖端晶粒，从而减少后续tddb测试过程中电子容易集中在晶粒尖端，长时间会导致绝缘层被击穿，上层金属和下层金属导通，电容失效的问题出现，提高电容的稳定性和可靠性。

技术特征：

1.一种mim电容的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，沉积所述种子层时所采用的第一沉积功率低于沉积所述第一子电极层时所采用的第二沉积功率。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二电极层还包括覆盖所述第一子电极层的第二子电极层，其中，沉积所述第二子电极层时所采用的第三沉积功率低于沉积所述第一子电极层时所采用的第二沉积功率。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一沉积功率范围为3000 w -5000w，所述第二沉积功率范围为11000w-13000w。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第三沉积功率范围为3000 w -5000w。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述种子层的厚度小于所述第一子电极层的厚度，所述第二子电极层的厚度小于所述第一子电极层的厚度。

7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述种子层的厚度低于100埃，所述第一子电极层的厚度大于1300埃且低于1500埃，所述第二子电极层的厚度低于100埃。

8.如权利要求1至7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

10.如权利要求1至7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一电极层的材料包括金属铝，所述第二电极层的材料包括tin。

11.一种采用如权利要求1至10任一项所述的制备方法制备获得的mim电容。

技术总结
本发明提供一种MIM电容及其制备方法，所述方法包括：提供基底，所述基底上形成有第一电极层和覆盖所述第一电极层的绝缘层；在所述绝缘层上沉积形成第二电极层，所述第二电极层包括覆盖所述绝缘层的种子层和位于所述种子层上的第一子电极层。通过本发明的方法，可以使得种子层与绝缘层接触的面更加平整，减少绝缘层接触的第二电极层中的尖端晶粒。

技术研发人员：朱苗
受保护的技术使用者：荣芯半导体（淮安）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15