氮化硅薄膜及MIM电容的制作方法技术

本发明专利技术提供一种氮化硅薄膜的制作方法，包括：提供衬底；在所述衬底上采用等离子增强型化学气相沉积法分两步沉积氮化硅薄膜，包括：步骤一、预沉积，所述预沉积具有较低的沉积速率；步骤二、进行主沉积直到达到氮化硅薄膜的预定厚度，所述主沉积具有较高的沉积速率。本发明专利技术还提供一种MIM电容的制作方法，其采用上述方法制作氮化硅薄膜作为电容绝缘层。采用本发明专利技术的方法，沉积的氮化硅薄膜的致密性高，降低了氮化硅薄膜中空洞出现的几率，显著提高击穿电压，并降低漏电电流，进而提高器件的可靠性和良率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及氮化娃薄膜及MIM电容的制作方法。
技术介绍
电容作为存储电荷、禪合W及滤波器件被广泛应用于半导体集成电路中。现有的 集成电路电容中，金属-绝缘体-金属型（MIM，Metal-Isolation-Metal)电容逐渐成为射 频集成电路中的主流，尤其在混频/射频CMOS制程上的应用已非常普遍。原因在于，其通 常制作在金属互连层中，既与集成电路工艺相兼容，又与衬底间距离较远，可W克服许多其 他类型的电容具有的寄生电容大、器件性能随频率增大而明显下降的缺点。 MIM电容在集成电路中通常位于多层器件结构的上层，其结构更接近与典型意义 的电容，即在金属电极板之间具有电介质的电容。如图1所示，现有的MIM电容包括下电 极101、上电极103 W及位于两个极板之间的绝缘层102,送样形成的结构能实现电荷存储 功能。该现有技术的MIM电容通常采用高介电常数的氮化娃薄膜形成绝缘层。而氮化娃薄 膜对电容的电学特性有很大的影响，如果生成的氮化娃薄膜的质量差，则会影响电容的性 能，例如使电容的漏电电流较高等。现有的0. 18 Um工艺的MIM电容的主要缺点表现在电 容击穿电压较低W及漏电较大。按照目前工艺制作的MIM电容在大约20V的电压下其电容 漏电就达到Iy A。当运用到0.18 Um高压工艺或BCD工艺时就不再适用。因此，对用于在 0. 18 U m工艺MIM电容制造过程中氮化娃薄膜的工艺改进有很大的需求。 因此，本专利技术提出一种新的氮化娃薄膜的制作方法，W解决现有技术的不足。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，送将在【具体实施方式】部分中进 一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
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。 为了克服目前存在的问题，本专利技术实施例一提供一种氮化娃薄膜的制作方法，包 括： 提供衬底； 在所述衬底上采用等离子增强型化学气相沉积法分两步沉积氮化娃薄膜，包括： 步骤一、预沉积，所述预沉积具有较低的沉积速率； 步骤二、进行主沉积直到达到氮化娃薄膜的预定厚度，所述主沉积具有较高的沉 积速率。 进一步，所述较低的沉积速率为17~19 A/S。 进一步，所述较高的沉积速率为48~52 A/S。 进一步，所述预沉积的参数设置包括；温度为380~42(TC，压力为3. 8~ 4. GTorr,氮气流量范围为4500~5500sccm，娃焼流量范围为70~90sccm，氨气流量范围 为60~90sccm，高频功率范围为430~470W，极板间距范围为560~580mils〇 进一步，所述主沉积的参数设置包括；温度为380~42(TC，压力为3. 8~ 4. 6Torr，氮气流量范围为4500~5500sccm，娃焼流量范围为200~239sccm，氨气流量范 围为60~90sccm，高频功率范围为430~470W。 本专利技术实施例二提供一种MIM电容的制作方法，包括：[001引提供衬底； 在所述衬底上形成下电极金属层； 采用实施例一中所述方法在所述下电极金属层上沉积氮化娃薄膜，用作电容绝缘 层； 在所述氮化娃薄膜上形成上电极金属层； 刻蚀所述上电极金属层，形成金属上电极； 刻蚀所述氮化娃薄膜和所述下电极金属层，形成电容绝缘体及金属下电极。 进一步，所述氮化娃薄膜的厚度范围为300~700埃。 进一步，所述下电极金属层的厚度为4000至6000埃，所述上电极金属层的厚度为 750 至 2300 埃。 进一步，所述上电极金属层和所述下电极金属层的材料选自铜、铅、金、银、鹤等金 属中的一种或几种的合金。综上所述，采用实施例一中方法沉积的氮化娃薄膜的致密性高，降低了氮化娃薄 膜中空洞出现的几率。采用实施例二中制作MIM电容的方法，其沉积的氮化娃薄膜的致密 性高，降低了氮化娃薄膜中空洞出现的几率，显著提高击穿电压，并降低漏电电流，进而提 高器件的可靠性和良率。【附图说明】 本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本发 明的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。 附图中：[002引图1为现有MIM电容的基本结构示意图； 图2为根据本专利技术实施例一的方法依次实施步骤的流程图； 图3为根据本专利技术实施例二的方法依次实施步骤的流程图； 图4为根据本专利技术实施例二的方法形成的MIM电容的击穿电压与现有技术中MIM 电容的击穿电压曲线对比图。【具体实施方式】 在下文的描述中，给出了大量具体的细节W便提供对本专利技术更为彻底的理解。然 而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可W无需一个或多个送些细节而得W 实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进 行描述。 应当理解的是，本专利技术能够W不同形式实施，而不应当解释为局限于送里提出的 实施例。相反地，提供送些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给 本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸W及相对尺寸可能被夸大。自始至终 相同附图标记表示相同的元件。 应当明白，当元件或层被称为"在...上"、"与...相邻"、"连接到"或"禪合到"其 它元件或层时，其可W直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或禪合到其它元件或层， 或者可W存在居间的元件或层。相反，当元件被称为"直接在...上"、"与...直接相邻"、 "直接连接到"或"直接禪合到"其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管 可使用术语第一、第二、第H等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，送些元件、部件、区、 层和/或部分不应当被送些术语限制。送些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部 分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元 件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。 空间关系术语例如"在...下"、"在...下面"、"下面的"、"在...之下"、"在...之 上"、"上面的"等，在送里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与 其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向W外，空间关系术语意图还包括使 用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为"在其它元件下 面"或"在其之下"或"在其下"元件或特征将取向为在其它元件或特征"上"。因此，示例性 术语"在...下面"和"在...下"可包括上和下两个取向。器件可W另外地取向（旋转90 度或其它取向）并且在此使用的空间描述语相应地被解释。 在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本专利技术的限制。在此使 用时，单数形式的"一"、"一个"和"所述/该"也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出 另外的方式。还应明白术语"组成"和/或"包括"，当在该说明书中使用时，确定所述特征、 整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操 作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语"和/或"包括相关所列项目的任 何及所有组合。 为了彻底理解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的步骤，W便阐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮化硅薄膜的制作方法，包括：提供衬底；在所述衬底上采用等离子增强型化学气相沉积法分两步沉积氮化硅薄膜，包括：步骤一、预沉积，所述预沉积具有较低的沉积速率；步骤二、进行主沉积直到达到氮化硅薄膜的预定厚度，所述主沉积具有较高的沉积速率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：雷天飞，秦仁刚，
申请(专利权)人：无锡华润上华半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32