MIM电容器及其制造方法技术

本发明专利技术提供了MIM电容器及其制造方法。所述MIM电容器，包括第一金属层和形成于所述第一金属层上的绝缘层，所述绝缘层包括形成于所述第一金属层上的缓冲绝缘层和形成于所述缓冲绝缘层上的至少一层本体绝缘层，其中所述缓冲绝缘层的厚度小于本体绝缘层的厚度。采用上述MIM电容器，可以有效减少绝缘层的脱膜现象，从而提高MIM电容器的连接性能和可靠性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路制造
，特别涉及一种MIM电容器及其制造方法。
技术介绍
电容器是在超大规模集成电路中常用的无源元件，其主要包括多晶硅-绝缘体-多晶娃(PIP, Polysilicon-1nsulator-Polysilicon)、金属-绝缘体-娃(MIS,Metal-1nsulator-Si I icon)和金属-绝缘体-金属(MIM, Metal-1nsulator-Metal)等类别。其中，由于MM电容器对晶体管造成的干扰最小，且可以提供较好的线形度(Linearity)和对称度(Symmetry)，因此得到了更加广泛的应用，特别是混合信号和射频领域。如图1所示，通常MM电容器100包括衬底101、第一金属层102、绝缘介质层103以及第二金属层104。其中，所述第一金属层102形成于衬底101上，所述绝缘介质层103形成于所述第一金属层102上，所述第二金属层104形成于所述绝缘介质层103上。对于如图1所示的MM电容器100来说，因为绝缘介质层103和第一金属层102之间的应力差比较大，经常出现绝缘介质层103从下极板102上脱落的情形。这种绝缘介质层的脱层现象会严重影响MIM电容器的连接功能以及可靠性品质。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种MIM电容器及其制造方法，以解决现有技术中的MIM电容器中绝缘介质层容易脱落的问题，从而达到提高MM电容器性能和可靠性能的目的。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种MM电容器，包括第一金属层和形成于所述第一金属层上的绝缘层，所述绝缘层包括形成于所述第一金属层上的缓冲绝缘层和形成于所述缓冲绝缘层上的至少一层本体绝缘层，其中所述缓冲绝缘层的厚度小于本体绝缘层的厚度。可选的，在所述MIM电容器中，所述缓冲绝缘层的厚度为350A 550 A。可选的，在所述MIM电容器中，所述本体绝缘层的层数为一层。可选的，在所述MM电容器中，所述本体绝缘层的层数为两层以上。可选的，所述MM电容器还包括形成于所述本体绝缘层上的第二金属层。可选的，在所述MM电容器中，缓冲绝缘层和本体绝缘层的材料均为氧化硅。相应的，本专利技术还提供一种MIM电容器的制造方法，包括:步骤一:提供一衬底；步骤二:在所述衬底上形成第一金属层；步骤三:利用高密度等离子体化学气相沉积法在所述第一金属层上沉积形成缓冲绝缘层；步骤四:利用增强型等离子体化学气相沉积法在所述缓冲绝缘层上沉积形成至少一层本体绝缘层。可选的，在所述MM电容器的制造方法中，所述缓冲绝缘层的厚度为350A 550 A。可选的，在所述MM电容器的制造方法中，在所述步骤三中，所述高密度等离子体化学气相沉积中的反应气体为硅烷和氧气。可选的，在所述MM电容器的制造方法中，在所述步骤三中，所述高密度等离子体化学气相沉积的低频功率为2000W 6000W，高频功率为500W 3000W、硅烷的流量为30sccm 200sccm,氧气的流量为40sccm 300sccm、腔室压力为2mTorr 50mTorr。可选的，在所述MIM电容器的制造方法中，在所述步骤四中，仅形成一层本体绝缘层。可选的，在所述MM电容器的制造方法中，在所述步骤四中，形成两层以上的本体绝缘层。可选的，在所述MIM电容器的制造方法中，在所述步骤四中，所述增强型等离子体化学气相沉积中的反应气体为硅烷和氧气。可选的，在所述MM电容器的制造方法中，所述步骤四之后还包括:在所述本体绝缘层上形成第二金属层。可选的，在所述MIM电容器的制造方法中，其特征在于，所述缓冲绝缘层和本体绝缘层的材料均为氧化硅。本专利技术所提供的MM电容器包括第一金属层和形成于所述第一金属层上的绝缘层，所述绝缘层包括形成于所述第一金属层上的缓冲绝缘层和形成于所述缓冲绝缘层上的至少一层本体绝缘层，其中所述缓冲绝缘层的厚度小于本体绝缘层的厚度。因为绝缘层包括缓冲绝缘层和本体绝缘层，其中缓冲绝缘层与所述下极板接触，因为缓冲绝缘层的厚度较薄，通过缓冲绝缘层可以将整个绝缘层的点大部分应力释放掉，从而避免了绝缘层从第一金属层上脱落，提高了 MM电容器连接性能和可靠性能。附图说明图1是现有MIM电容器的结构示意图；图2至图6为本专利技术一实施例的MIM电容器的制造方法中各步骤中器件的剖面图；图7为本专利技术一实施例的MM电容器的制造方法的步骤三中缓冲绝缘层的厚度与应力的关系图。具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的MIM电容器及其制造方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术的核心思想在于，在MIM电容器中，将绝缘层分层为缓冲绝缘层和本体绝缘层，而且由膜厚较薄的缓冲绝缘层接触第一金属层，这样可以将整个绝缘层的大部分应力释放掉，从而避免了绝缘层从第一金属层上脱落，提高了 MM电容器连接性能和可靠性倉泛。如图2所示，本专利技术一实施例的MM电容器200包括衬底20、第一金属层201、绝缘层202和第二金属层203。所述第一金属层201形成于所述衬底20上，所述绝缘层202形成于所述第一金属层201上，所述第二金属层203形成于所述绝缘层202上，其中，所述绝缘层202包括形成于所述第一金属层上201的缓冲绝缘层2021和形成于所述缓冲绝缘层2021上的至少一层本体绝缘层2022 (图中示出的是一层体绝缘层)，所述缓冲绝缘层2021的厚度小于本体绝缘层2022的厚度。继续参考图2，因为缓冲绝缘层2021的厚度较薄，因此缓冲绝缘层2021可以将整个绝缘层202的大部分应力释放掉，优选的，所述缓冲绝缘层2021的厚度为350A 550 A。通常，缓冲绝缘层2021和本体绝缘层2022的材料都选用为氧化硅。在本实施例中，所述本体绝缘层仅包括一层。如果整个绝缘层的厚度较厚时，其应力较大，为了较好的减小厚度较厚的绝缘层的应力，在另一实施例中，也可以将本体绝缘层的层数分为两层以上，使的每层本体绝缘层的厚度减薄，从而降低整个绝缘层的应力。应当理解的是，本体绝缘层的层数越多，对于其应力控制较好，但是因为层数的增多，生产工艺的复杂性会随着增加，从而导致生产成本的增加，因此，本体绝缘层的层数应该综合考虑应力控制和生产成本两种因素决定。下面结合附图2至附图7详细说明本专利技术一实施例的MIM电容器的制造方法步骤一:如图3所示，提供一衬底20 ；步骤二:如图4所示，在所述衬底20上形成第一金属层201 ；所述第一金属层201作为MM电容器200的下极板，可以选择电阻较小的金属材料。例如钽、氮化钽、钛、氮化钛或者铝。步骤三:如图5所示，利用高密度等离子体化学气相沉积法在所述第一金属层201上沉积形成缓冲绝缘层2021 ；具体来说，在形成缓冲绝缘层2021的高密度等离子体化学气相沉积方法中的反应气体为娃烧和氧气，气体流量分别为娃烧30sccm 200sccm,氧气40sccm 300sccm,所述高密度等离子体化学气相沉积的低频功率2000W 6000W、高频功率为500 W 3000W、腔室压力为2 mTorr 50mTorr。以此形成的缓冲绝缘层2021为氧化硅。另外，专利技术人还发现，采用高密度等离子体化学气相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MIM电容器，包括第一金属层和形成于所述第一金属层上的绝缘层，其特征在于，所述绝缘层包括形成于所述第一金属层上的缓冲绝缘层和形成于所述缓冲绝缘层上的至少一层本体绝缘层，其中所述缓冲绝缘层的厚度小于本体绝缘层的厚度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：童智钊，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：