金属-绝缘物-金属电容的集成电路装置的制作方法制造方法及图纸

本发明专利技术揭示一种包含高品质因子的金属－绝缘物－金属（ＭＩＭ）电容的集成电路装置及其制作方法。本发明专利技术的包含ＭＩＭ薄膜电容的集成电路装置，其特点是ＭＩＭ电容的薄介电层是以一种具有相对高的介电常数且可被当作一防反射光层（ａｎｔｉ－ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｃｏａｔｉｎｇ，ＡＲＣ）的材质所组成。因此在进行图案化ＭＩＭ电容的电极板的制作时，便不需在金属层上方沉积一防反射光层，而直接以ＭＩＭ电容的薄介电层作为防反射光层，省却在金属层上方沉积一防反射光层的步骤。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关一种集成电路装置及其制作方法，特别是有关一种包含一高品质因子的金属-绝缘物-金属电容(high Q MIM capacitor)的集成电路装置及其制作方法。(2)
技术介绍
在目前的超大型集成电路(VLSI circuit)如一动态随机存取存储器(DRAM)的结构中，电容是被应用来储存数字数据的储存元件。数字数据的写入乃是以对电容充电或放电的步骤来完成。以目前的超大型集成电路制造技术而言，绝大部份是采用双复晶硅电容(double polysilicon capacitor，DPC)来当作超大型集成电路中的电容。现今大部份的数字与模拟电路皆是以超大型集成电路制造技术来制造，唯有在微波频率(RF)方面的应用尚未能够以超大型集成电路的技术来完成。自1990年以来，微波频率与毫米波频率的应用已经逐渐被开发，且应用在个人通信(PCS)、无线通讯区域网路(WLAN)、卫星通信、无线电电脑周边组件等消费性电子产品上。这些无线通讯的应用是采用单晶微波集成电路(monolithic microwave integratedcircuit，MMIC)的技术所开发出来的。在MMIC的电路设计上，为了要能够使其电路中的电容具有较高的电容值，其发展的趋势是朝向采用金属-绝缘物-金属(metal-insulator-metal，MIM)电容来当作MMIC电路的电容。MIM电容是以两块金属导体板加上隔开两块金属导体板的介电材质所组成。然而，大部份的现有电容是采用复晶硅层来形成电容的上电极板与下电极板。在高频与微波频率的应用上，由复晶硅层当作电容的电极板所组成的电容，因为复晶硅材质具有的高电阻，通常会导致其具有较差的品质因子(qualityfactor)。因此便有其需要提供一种制造包含具高品质因子的MIM电容的集成电路装置及其制作方法。(3)
技术实现思路
本专利技术的一目的在于提供具有一MIM薄膜电容的一集成电路装置，在其中MIM薄膜电容的介电层是由一种防反射光层(ARC)所组成。本专利技术的另一目的在于提供一种包含一MIM薄膜电容的一集成电路装置的制作方法。根据本专利技术一方面提供一种包含一MIM电容的集成电路装置，其特点是，包括一半导体装置，于其中包含数个半导体元件；一第一介电层，形成于该半导体装置上方；一第一阻障层，形成于一部份的该第一介电层上方；一电容，形成于该第一阻障层上方，它由一电容下电极板、一电容介电层与一电容上电极板所组成，在其中该电容介电层是由具有较高的介电常数的防反射光层所组成；一内金属介电层，形成于该电容与该第一介电层上方；以及一金属层，形成于该内金属介电层上方，用以埋入导线。根据本专利技术另一方面提供一种制造集成电路装置的方法，其特点是，包括下列步骤在一半导体装置上方形成一第一阻障层；在该第一阻障层上方形成一第一金属层；以具有较高的介电常数的防反射光层形成一第二介电层于该第一金属层上方；形成一第二金属层于该第二介电层上方；通过移除一部份的该第二金属层与该第二介电层且露出一部份的该第一金属层而产生一电容上电极板；通过移除一部份的该第一金属层与该第一阻障层且露出一部份的该半导体装置而产生一电容下电极板；形成一内金属介电层于该电容上电极板、该电容下电极板与该半导体装置上方；于该内金属介电层内形成数个插塞以连接该电容上电极板与该电容下电极板；形成一第二阻障层于该内金属介电层上方；形成一第三金属层于该第二阻障层上方；以及移除一部份的该第三金属层与该第二阻障层且露出一部份的该内金属介电层。本专利技术的集成电路装置于其中第一介电层，较佳者为以化学气相沉积法(CVD)所形成的硼磷硅玻璃(BPSG)所组成，沉积于该半导体装置上方；一第一阻障层，较佳者为以溅镀法所形成的氮化钛所组成，形成于一部份的该第一介电层上方；其中电容介电层是由具有较高的介电常数的一种防反射光层(ARC)，如氮氧化硅(SiOxNy)所组成；一内金属介电层，较佳者为以CVD法形成的硼磷硅玻璃(BPSG)或以等离子体辅助化学气相沉积法(PECVD)法形成的二氧化硅所组成，形成于该电容与该第一介电层上方；一第二阻障层，较佳者为以溅镀法所形成的氮化钛所组成，形成于一部份的该内金属介电层上方；以及一金属层，较佳者为以溅镀法所形成的铝所组成，形成于该第二阻障层上方，用以埋入导线。其中该内金属介电层内部还包含数个介层插塞，其为以具有回蚀刻的钨插塞制作步骤所形成，用以互相连接该电容上电极板、该电容下电极板与该金属层。上述的半导体装置包含一半导体基材，可为一硅基材或一砷化镓基材，以及一场氧化层，形成于该半导体基材上方，而形成该半导体基材的一主动区域与一隔离区域。当第一介电层，如以CVD法形成的硼磷硅玻璃层，沉积于该场氧化层与该半导体基材上方后，一平坦化工艺步骤(planaration process)，如一具有回蚀刻的旋涂式玻璃(SOG with etch back)制作步骤或一化学机械研磨法(CMP)工艺步骤便被应用，以平坦化该第一介电层。该第一阻障层具有一200-1000埃的较佳厚度，而该电容下电极板是由CVD法所沉积的钨或溅镀法所沉积的铝所组成，其具有一5000-10000埃的较佳厚度。另一方面，该电容上电极板是由溅镀法所沉积的铝所组成。而可用来做为本专利技术的具有较高的介电常数且可当作一防反射光层的电容介电层材质可为一氮氧化硅(SiOxNy)，并且所形成的电容介电层的厚度小于10nm。关于电容的上电极板的制造步骤，它是利用一第一微影光罩将形成电容的上电极板的图案转移至涂布于电容介电层上的金属层的光阻，再利用一金属干式蚀刻步骤如一反应式离子蚀刻法(RIE)依据该图案蚀刻出电容上电极板与电容介电层。相似地，关于电容的下电极板的制造步骤，它是利用一第一微影光罩将形成电容的下电极板的图案转移至涂布于第一阻障层上的金属层的光阻，再利用一金属干式蚀刻步骤如一反应式离子蚀刻法(RIE)依据该图案蚀刻电容下电极板与第一阻障层。该介层插塞的制造步骤，是以微影工艺步骤将用以形成电容上电极板与电容下电极板以及后续沉积的金属层连接位置的接点图案转移到覆盖在内金属介电层上方的光阻上而提供一第三微影光罩。接着以一干式蚀刻法将未被光阻所保护的内金属介电层加以去除，以形成数个介层窗(via hole)用以连接电容上电极板与电容下电极板以及后续沉积的金属层。接下来以具有回蚀刻的钨插塞制作步骤将介层窗以金属钨填满后，便形成介层插塞。而在第二阻障层与最上方的金属层依续沉积完成后，以一第四微影光罩将欲形成的金属导线层的图案转移至涂布于最上方的金属层的上的光阻，再以一干式蚀刻步骤如一反应式离子蚀刻法(RIE)蚀刻出所想要的金属层，以便进行后续的配线步骤(wiring process)。为进一步说明本专利技术的目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本专利技术进行详细的描述。(4)附图说明图1至图6为根据本专利技术的一较佳实施例的图解包含MIM电容的集成电路装置的制作步骤的截面示意图。(5)具体实施方式本专利技术的包含高品质因子的金属-绝缘物-金属(MIM)电容的集成电路装置及其制造步骤，将由以下的实施例配合图示详细予以说明。以下所揭示的实施例，将可使熟悉本技术的人士根据所揭示的内容据以实施而完成本专利技术。然而本专利技术的实施，却非限本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成电路装置，其特征在于，包括： 一半导体装置，于其中包含数个半导体元件； 一第一介电层，形成于该半导体装置上方； 一第一阻障层，形成于一部份的该第一介电层上方； 一电容，形成于该第一阻障层上方，它由一电容下电极板、一电容介电层与一电容上电极板所组成，在其中该电容介电层是由具有较高的介电常数的防反射光层所组成； 一内金属介电层，形成于该电容与该第一介电层上方；以及 一金属层，形成于该内金属介电层上方，用以埋入导线。

【技术特征摘要】
1.一种集成电路装置，其特征在于，包括一半导体装置，于其中包含数个半导体元件；一第一介电层，形成于该半导体装置上方；一第一阻障层，形成于一部份的该第一介电层上方；一电容，形成于该第一阻障层上方，它由一电容下电极板、一电容介电层与一电容上电极板所组成，在其中该电容介电层是由具有较高的介电常数的防反射光层所组成；一内金属介电层，形成于该电容与该第一介电层上方；以及一金属层，形成于该内金属介电层上方，用以埋入导线。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该半导体装置包含一半导体基材；以及一场氧化层，形成于该半导体基材上方，它形成该半导体基材上所包含的该半导体元件的一主动区域与用以将每个半导体元件隔离开来的一隔离区域。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，该半导体基材是由硅或砷化镓所组成。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该第一介电层是由一硼磷硅玻璃所组成。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该第一阻障层是由一氮化钛所组成，而该第一阻障层具有约200-1000埃的厚度。6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该电容下电极板是由钨或铝所组成，而该电容下电极板具有约5000-10000埃的厚度。7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，用以组成该电容介电层的具有较高的介电常数的防反射光层为氮氧化硅，而该电容介电层具有小于10nm的厚度。8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该电容上电极板是由铝所组成。9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该内金属介电层是由硼磷硅玻璃与二氧化硅之一所组成。10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括数个插塞，形成于该内金属介电层的内部，用以互相连接该金属层、该电容上电极板与该电容下电极板，而该插塞是由钨所组成。11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一第二阻障层，形成于一部份的该内金属介电层与该金属层之间，而该第二阻障层是由氮化钛所组成。12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该金属层是由铝所组成。13.一种制造集成电路装置的方法，其特征在于，包括下列步骤在一半导体装置上方形成一第一阻障层；在该第一阻障层上方形成一第一金属层；以具有较高的介电常数的防反射光层形成一第二介电层于该第一金属层上方；形成一第二金属层于该第二介电层上方；通过移除一部份的该第二金属层与该第二介电层且露出一部份的该第一金属层而产生一电容上电极板；通过移除一部份的该第一金属层与该第一阻障层且露出一部份的该半导体装置而产生一电容下电极板；形成一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘萍，
申请(专利权)人：华邦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]