MIM电容的制作方法技术

本申请公开了一种MIM电容的制作方法，包括：MIM电容薄膜从下至上依次包括第一电极层、电介质层和第二电极层；刻蚀所述第二电极层及所述电介质层；利用第一等离子体去除刻蚀后形成的含氟聚合物；利用第二等离子体钝化所述第一电极层表面。在MIM电容的制作过程中，利用第一等离子体去除刻蚀后形成的含氟聚合物，进而又利用第二等离子体钝化第一电极层表面，可以有效改善钛颗粒缺陷并且保证MIM电容器件正常，可以提高效率和产能。可以提高效率和产能。可以提高效率和产能。

【技术实现步骤摘要】
MIM电容的制作方法


[0001]本申请涉及半导体制造
，具体涉及一种金属
‑
介质层
‑
金属(metal
‑
insulator
‑
metal，MIM)电容的制作方法。

技术介绍

[0002]电容元件常应用于如射频、单片微波等集成电路中作为电子无源器件。常见的电容元件包括金属氧化物半导体(metal
‑
oxide
‑
semiconductor，MOS)电容、PN结(positivenegative junction)电容以及MIM电容等。
[0003]其中，MIM电容在某些特殊应用中能够提供优于MOS电容以及PN结电容的电学特性，这是由于MOS电容以及PN结电容均受限于其本身结构，在工作时电极容易产生空穴层，导致其频率特性降低，而MIM电容可以提供较好的频率以及温度相关特性。此外，在半导体制造中，MIM电容可形成于层间金属以及金属互连制程中，也降低了与集成电路制造的前端工艺整合的困难度及复杂度。
[0004]在MIM电容的制造过程中，在对MIM电容薄膜进行刻蚀时，会产生反应副产物(polymer)。图1为现有MIM电容制造过程中的剖面结构示意图。参照图1，MIM电容薄膜从下至上依次包括第一电极层110、电介质层120和第二电极层130，其中，第一电极层110从下至上依次包括铝层111、钛层112和第一氮化钛层113，电介质层120包括氮化硅层，第二电极层130包括第二氮化钛层，在第二电极层130上沉积刻蚀氮化硅层，对目标区域干法刻蚀至第一电极层110，刻蚀后去除刻蚀氮化硅层，第二电极层130表面以及侧面、电介质层120侧面以及第一电极层110表面会残留大量含氟聚合物140，极易产生含钛聚合物颗粒缺陷，导致金属桥连、电压击穿。采用氧气等离子体去除形成的含氟聚合物，虽然能有效去除含氟聚合物，减少聚合物颗粒缺陷，但是由于氧气等离子体采用高温高能等离子体进行去除，会增大晶圆边缘MIM电压击穿引起器件失效的风险。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种MIM电容的制作方法，以解决当前MIM电容制造过程中去除含氟聚合物时容易增大晶圆边缘MIM电压击穿的问题。
[0006]一方面，本申请实施例提供了一种MIM电容的制作方法，包括：MIM电容薄膜从下至上依次包括第一电极层、电介质层和第二电极层；刻蚀所述第二电极层及所述电介质层；利用第一等离子体去除刻蚀后形成的含氟聚合物；利用第二等离子体钝化所述第一电极层表面。
[0007]进一步地，所述第一等离子体为氧气的等离子体。
[0008]进一步地，所述第二等离子体为氩气或氮气的等离子体。
[0009]进一步地，利用所述第一等离子体去除刻蚀后形成的含氟聚合物的工艺温度为30～100℃。
[0010]进一步地，利用第二等离子体钝化所述第一电极层表面的工艺温度为30～100℃。
[0011]进一步地，所述电介质层包括氮化硅层。
[0012]进一步地，所述第一电极层从下而上依次包括铝层、钛层和第一氮化钛层。
[0013]本申请技术方案，至少包括如下优点：在MIM电容的制作过程中，利用第一等离子体去除刻蚀后形成的含氟聚合物，进而又利用第二等离子体钝化第一电极层表面，可以有效改善钛颗粒缺陷并且保证MIM电容器件正常，可以提高效率和产能。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为现有MIM电容制造过程中的剖面结构示意图；
[0016]图2为本专利技术实施例提供的MIM电容的制作方法步骤流程示意图；
[0017]图3为本专利技术实施例提供的MIM电容的制作方法对应的MIM电容剖面结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
[0019]在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0020]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0021]此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0022]图2为本专利技术实施例提供的MIM电容的制作方法步骤流程示意图。参照图2，一种MIM电容的制作方法，包括：
[0023]S21、MIM电容薄膜从下至上依次包括第一电极层、电介质层和第二电极层；
[0024]S22、刻蚀所述第二电极层及所述电介质层；
[0025]S23、利用第一等离子体去除刻蚀后形成的含氟聚合物；
[0026]S24、利用第二等离子体钝化所述第一电极层表面。
[0027]图3为本专利技术实施例提供的MIM电容的制作方法对应的MIM电容剖面结构示意图。
参照图3，MIM电容薄膜从下至上依次包括第一电极层310、电介质层320和第二电极层330。第一电极层从下至上依次包括铝层311、钛层312和第一氮化钛层313，电介质层320包括氮化硅层，第二电极层330包括第二氮化钛层。在第二电极层330上沉积氮化硅层，对目标区域进行干法刻蚀，刻蚀目标区域的第二电极层330、电介质层320，直至露出第一电极层310的表面。
[0028]第二电极层330表面和侧面、电介质层320的侧面以及第一电极层310的表面会残留大量含氟聚合物，利用第一等离子体去除刻蚀后形成的含氟聚合物，在本专利技术实施例中，第一等离子体为氧气的等离子体，利用氧气等离子体去除刻蚀后形成的含氟聚合物的工艺温度为30～100℃，采用低温等离子体处理电容极板表面，不容易对电容极板造成充电损伤。进一步利用第二等离子体钝化所述第一电极层表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MIM电容的制作方法，其特征在于，包括：MIM电容薄膜从下至上依次包括第一电极层、电介质层和第二电极层；刻蚀所述第二电极层及所述电介质层；利用第一等离子体去除刻蚀后形成的含氟聚合物；利用第二等离子体钝化所述第一电极层表面。2.根据权利要求1所述的MIM电容制作方法，其特征在于，所述第一等离子体为氧气的等离子体。3.根据权利要求1所述的MIM电容制作方法，其特征在于，所述第二等离子体为氩气或氮气的等离子体。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马莉娜，姚道州，肖培，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：