MIM电容及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种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。通过本发明专利技术的方法，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。缘层接触的第二电极层中的尖端晶粒。缘层接触的第二电极层中的尖端晶粒。

【技术实现步骤摘要】
MIM电容及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及一种MIM电容及其制备方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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（time dependent 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。
[0005]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

[0006]在
技术实现思路
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。
[0007]为了克服目前存在的问题，本专利技术提供一种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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]在一个实施例中，所述第三沉积功率范围为3000 W
ꢀ‑
5000W。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]在一个实施例中，所述方法还包括：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。
[0015]在一个实施例中，所述方法还包括：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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]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。
附图说明
[0019]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。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。
[0020]附图中：
[0021]图1示出了常规的一种MIM电容的剖面示意图；图2A示出了图1中MIM电容的局部放大示意图；图2B示出了图1中MIM电容的上层金属层的局部放大示意图；图3示出了本专利技术的一实施例中的MIM电容的剖面示意图；图4示出了图3中MIM电容的第二电极层的局部放大示意图；图5示出了常规的MIM电容的透射电镜图（左图）和本专利技术的MIM电容的透射电镜图（右图）；图6示出了本专利技术的一个实施例的MIM电容的制备方法的示意性流程图。
具体实施方式
[0022]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以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，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。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。
[0023]应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这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，层和区的尺寸以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。
[0024]应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它
元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以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“直接耦合到”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、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这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。
[0025]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，在这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以外，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。器件可以另外地取向(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。
[0026]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电容的制备方法，其特征在于，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。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...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱苗，
申请(专利权)人：荣芯半导体淮安有限公司，
类型：发明
国别省市：