具有电磁屏蔽功能的金属-绝缘层-金属电容结构及其形成方法技术

本发明专利技术实施例涉及具有电磁屏蔽功能的金属‑绝缘层‑金属电容结构及其形成方法。本发明专利技术实施例涉及一种半导体装置及一种制造方法，且更特定地说，本发明专利技术实施例涉及一种半导体中介层装置。所述半导体中介层装置包含衬底及形成于所述衬底上的第一金属化层。第一介电层形成于所述第一金属化层上且第二金属化层形成于所述衬底上。第一导线形成于所述第一金属化层中且第二导线及第三导线形成于所述第二金属化层中。金属‑绝缘层‑金属MIM电容器形成于所述第一介电层中及所述第一导线上。所述MIM电容器包含：(i)顶部电容器电极，其位于所述第一介电层中且电耦合到所述第二导线；(ii)底部电容器电极，其位于所述第一介电层中及所述第一导线上方，其中所述底部电容器电极经配置为电浮动的；及(iii)第二介电层，其介于所述顶部电容器电极与所述底部电容器电极之间。

Metal insulator metal capacitor structure with electromagnetic shielding function and its forming method

【技术实现步骤摘要】
具有电磁屏蔽功能的金属-绝缘层-金属电容结构及其形成方法
本专利技术实施例是有关具有电磁屏蔽功能的金属-绝缘层-金属电容结构及其形成方法。
技术介绍
半导体集成电路(IC)产业已经历指数级成长。IC材料及设计的技术进步已产生数代IC，其中各代具有比前一代小及复杂的电路。在IC发展的过程中，功能密度(例如单位芯片面积的互连装置的数目)一般会增大，而几何大小(例如可使用工艺来产生的最小组件或线)会减小。
技术实现思路
本专利技术的一实施例涉及一种半导体中介层装置，其包括：衬底；第一金属化层，其形成于所述衬底上；第一介电层，其形成于所述第一金属化层上；第二金属化层，其形成于所述第一金属化层及所述衬底上；第一导线，其形成于所述第一金属化层中；第二导线及第三导线，其形成于所述第二金属化层中；及金属-绝缘层-金属(MIM)电容器，其形成于所述第一介电层中及所述第一导线上，所述MIM电容器包括：顶部电容器电极，其位于所述第一介电层中且电耦合到所述第二导线；底部电容器电极，其位于所述第一介电层中及所述第一导线上方，其中所述底部电容器电极经配置为电浮动的；及第二介电层，其介于所述顶部电容器电极与所述底部电容器电极之间。本专利技术的一实施例涉及一种半导体装置，其包括：衬底；第一金属化层，其形成于所述衬底上；第一介电层，其形成于所述第一金属化层上；第二金属化层，其形成于所述第一金属化层及所述衬底上；第一导线，其形成于所述第一金属化层中；第二导线、第三导线及第四导线，其形成于所述第二金属化层中，其中所述第三导线介于所述第二导线与所述第四导线之间；及金属-绝缘层-金属(MIM)电容器，其形成于所述第一介电层中及所述第一导线上，所述MIM电容器包括：顶部电容器电极，其位于所述第一介电层中且电耦合到所述第二导线；底部电容器电极，其位于所述第一介电层中及所述第一导线上方，其中所述底部电容器电极电耦合到所述第四导线；及第二介电层，其介于所述顶部电容器电极与所述底部电容器电极之间。本专利技术的一实施例涉及一种形成半导体结构的方法，所述方法包括：提供衬底；使第一导线形成于所述衬底上的第一金属化层中；将第一介电层沉积于所述第一金属化层上；使金属-绝缘层-金属(MIM)电容器形成于所述第一介电层中及所述第一导线上，其中形成所述MIM电容器包括：将第一电容器电极及第二电容器电极沉积于所述第一介电层中及所述第一导线上方；将一第二介电层沉积于所述第一电容器电极与所述第二电容器电极之间；将所述第一电容器电极电耦合到接地电压电平；及将所述第二电容器电极电耦合到电浮动电平或所述接地电压电平；及使第二导线形成于所述第一介电层上及第二金属化层中。附图说明从结合附图来解读的以下详细描述最优选理解本揭露的方面。应注意，根据行业一般做法，各种装置未按比例绘制。事实上，为使绘示及讨论清楚，可任意增大或减小各种装置的尺寸。图1是根据一些实施例的中介层结构中的示范性屏蔽MIM电容器的剖面图。图2是根据一些实施例的示范性屏蔽MIM电容器的剖面图。图3A到9B是根据一些实施例的屏蔽MIM电容器结构的各种剖面图及等角视图。图10绘示根据一些实施例的用于集成电路组件放置流程的方法。图11绘示根据一些实施例的用于基于图形数据库系统(GDS)文件来形成电路布局的过程。图12绘示根据一些实施例的用于实施本揭露的各种实施例的示范性计算机系统。具体实施方式以下揭露提供用于实施所提供的主题的不同特征的诸多不同实施例或实例。下文将描述组件及布置的特定实例以简化本揭露。当然，这些仅为实例且不意在限制。例如，在以下描述中，“使第一装置形成于第二装置上方或第二装置上”可包含其中形成直接接触的所述第一装置及所述第二装置的实施例，且还可包含其中额外装置可形成于所述第一装置与所述第二装置之间使得所述第一装置及所述第二装置可不直接接触的实施例。另外，本揭露可在各种实例中重复元件符号及/或字母。此重复本身不指示所讨论的各种实施例及/或配置之间的关系。此外，为便于描述，例如“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”及其类似者的空间相对术语在本文中可用于描述元件或装置与另外(若干)元件或装置的关系，如图中所绘示。空间相对术语除涵盖图中所描绘的定向之外，还打算涵盖装置在使用或操作中的不同定向。设备可依其它方式定向(旋转90度或依其它定向)且还可因此解译本文所使用的空间相对描述词。如本文所使用，术语“标称”是指产品或过程的设计阶段期间所设定的组件或过程操作的特性或参数的期望或目标值以及高于及/或低于所述期望值的值范围。所述值范围可归因于工艺或容限的轻微变动。如本文所使用，术语“大体上”指示可基于与主体半导体装置相关联的特定技术节点来变动的给定量的值。基于所述特定技术节点，术语“大体上”可指示在(例如)目标(或预期)值的±5％内变动的给定量的值。如本文所使用，术语“约”指示可基于与主体半导体装置相关联的特定技术节点来变动的给定量的值。基于所述特定技术节点，术语“约”可指示在(例如)值的5％到30％(例如值的±5％、±10％、±20％或±30％)内变动的给定量的值。电容器是半导体装置中用于存储电荷的元件。电容器用于(例如)滤波器、模拟转数字转换器、存储器装置、控制应用及诸多其它类型的半导体装置中。一类型的电容器是金属-绝缘层-金属(MIM)电容器。MIM电容器可经形成有两个平行导电板及夹置于所述两个导电板之间的介电层。MIM电容器可用作为解耦电容器，其内建到芯片中以防止电力供应器例如(例如)在最初给芯片供电时或在启动芯片的各种组件时出现电压尖峰。由于电力供应器无法同时对这些电力需求变化作出响应，所以芯片的电源电压会在短时间内改变，直到电力供应器可作出响应及稳定电压。电压尖峰可发生于此暂态时间期间。解耦电容器可抑制这些电压尖峰。可使用以较高电容为特征的解耦电容器来改进尖峰抑制性能。在芯片工艺中，可在芯片封装期间或芯片封装之后的后段工艺中集成解耦电容器。解耦电容器可集成到三维(“3D”)IC封装(例如(例如)衬底上倒装晶片上倒装芯片(CoWoS)芯片封装或集成扇出(InFO)芯片封装)中。形成为CoWoS或InFO芯片封装的中介层的部分的解耦电容器可具有包含高介电常量(高k)绝缘层(例如高于3.9的介电常量)的MIM结构。IC封装已发展，使得多个IC可垂直堆叠成3D封装以节省印刷电路板(“PCB”)上的水平面积。替代封装技术(指称“2.5D封装”)可使用可由半导体材料(例如硅)形成的中介层结构来将一或多个半导体裸片耦合到PCB。IC或其它半导体裸片(其可并入异质技术)可安装于中介层上。除接合到IC裸片之外，中介层还可接合到PCB及安置于PCB与中介层之间的封装衬底。然而，将多个装置堆叠于一或多个半导体裸片上会引起电气噪声且产生归因于来自相邻装置的电磁(“EM”)发射的EM干扰。RF装置及电感器是可产生电气噪声及EM干扰的装置的实例。另外，电气装置还可耦合到电力线结构且引起非所要串扰或交叉耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体中介层装置，其包括：/n衬底；/n第一金属化层，其形成于所述衬底上；/n第一介电层，其形成于所述第一金属化层上；/n第二金属化层，其形成于所述第一金属化层及所述衬底上；/n第一导线，其形成于所述第一金属化层中；/n第二导线及第三导线，其形成于所述第二金属化层中；及/n金属-绝缘层-金属MIM电容器，其形成于所述第一介电层中及所述第一导线上，所述MIM电容器包括：/n顶部电容器电极，其位于所述第一介电层中且电耦合到所述第二导线；/n底部电容器电极，其位于所述第一介电层中及所述第一导线上方，其中所述底部电容器电极经配置为电浮动的；及/n第二介电层，其介于所述顶部电容器电极与所述底部电容器电极之间。/n

【技术特征摘要】
20180716 US 62/698,730;20180724 US 16/043,3551.一种半导体中介层装置，其包括：
衬底；
第一金属化层，其形成于所述衬底上；
第一介电层，其形成于所述第一金属化层上；
第二金属化层，其形成于所述第一金属化层及所述衬底上；
第一导线，其形成于所述第一金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：李惠宇，刘钦洲，叶政宏，张丰愿，黄博祥，郑仪侃，曾嘉辉，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71