包含MIM电容的金属互连结构及其制作方法与流程

专利2025-06-15  11


本申请涉及半导体器件及集成电路,尤其涉及一种包含mim电容的金属互连结构及其制作方法。


背景技术:

1、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)电容以及金属-介电层-金属(metal-insulator-metal,mim)电容等。其中,mim电容由于易于集成于金属互连结构中被广泛应用于半导体集成电路制造中。

2、通常,在集成电路的金属互连结构中,mim电容的下电极的全部底面与其下方的金属连线接触,mim电容的上电极与其上方的金属连线接触,由于下电极与金属连线的接触面积较大,因此容易产生空洞(void)缺陷,从而导致电容的失效,降低了产品的可靠性和良率。


技术实现思路

1、本申请提供了一种包含mim电容的金属互连结构及其制作方法,可以解决相关技术中提供的mim电容容易产生空洞缺陷从而降低了产品的可靠性和良率的问题。

2、一方面,本申请实施例提供了mim电容的制作方法,其特征在于,包括:

3、在第一层间介电层中形成第一金属连线;

4、在所述第一层间介电层上形成第二层间介电层;

5、在所述第二层间介电层中形成mim电容,所述mim电容从外向内依次包括第一电极层、电容介电层和第二电极层,所述第一电极层的底部与所述第一金属连线的顶部接触,且所述第一电极层与所述第一金属连线的接触面积小于所述第一电极层的底部面积;

6、在所述第二层间介电层上形成第三层间介电层;

7、在所述第三层间介电层中形成接触孔,所述接触孔的底部与所述第二电极层的顶部接触;

8、在所述第三层间介电层上形成第二金属连线,所述第二金属连线的底部与所述接触孔的顶部接触。

9、在一些实施例中,所述在所述第二层间介电层中形成mim电容,包括:

10、在所述第二层间介电层中形成沟槽,所述沟槽底部的第一金属连线暴露;

11、依次形成第一电极层、电容介电层和第二电极层填充所述沟槽;

12、进行平坦化处理,去除所述沟槽外的第一电极层、电容介电层和第二电极层。

13、在一些实施例中,所述电容介电层包括氮化硅层和/或氮氧化硅层。

14、在一些实施例中,所述第一电极层包括。

15、在一些实施例中,所述第二电极层从下而上依次包括。

16、在一些实施例中,所述第二层间介电层从下而上依次包括ndc层和二氧化硅层。

17、在一些实施例中,所述第一金属连线和所述接触孔从外向内依次包括。

18、另一方面,本申请实施例提供了一种包含mim电容的金属互连结构,包括:

19、第一层间介电层,所述第一层间介电层中形成有第一金属连线;

20、第二层间介电层,所述第二层间介电层中形成有mim电容,所述mim电容从外向内依次包括第一电极层、电容介电层和第二电极层,所述第一电极层的底部与所述第一金属连线的顶部接触,且所述第一电极层与所述第一金属连线的接触面积小于所述第一电极层的底部面积;

21、第三层间介电层,所述第三层间介电层中形成有接触孔,所述接触孔的底部与所述第二电极层的顶部接触;

22、第二金属连线,所述第二金属连线形成于所述第三层间介电层上,所述第二金属连线的底部与所述接触孔的顶部接触。

23、本申请技术方案,至少包括如下优点:

24、通过在金属互连结构中,使mim电容的下电极层与其接触的金属连线的接触面积小于其底部面积,进而降低了下电极区域空洞缺陷的产生概率,降低了mim电容的击穿失效率,在一定程度上提高了产品的可靠性和良率。



技术特征:

1.一种mim电容的制作方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在所述第二层间介电层中形成mim电容,包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述电容介电层包括氮化硅层和/或氮氧化硅层。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一电极层包括。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述第二电极层从下而上依次包括。

6.根据权利要求1至5任一所述的方法,其特征在于,所述第二层间介电层从下而上依次包括ndc层和二氧化硅层。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述第一金属连线和所述接触孔从外向内依次包括。

8.一种包含mim电容的金属互连结构,其特征在于,包括:


技术总结
本申请公开了一种包含MIM电容的金属互连结构及其制作方法,该结构包括:第一层间介电层,其中形成有第一金属连线;第二层间介电层,其中形成有MIM电容,MIM电容从外向内依次包括第一电极层、电容介电层和第二电极层,第一电极层的底部与第一金属连线的顶部接触,且第一电极层与第一金属连线的接触面积小于第一电极层的底部面积;第三层间介电层,其中形成有接触孔,接触孔的底部与第二电极层的顶部接触;第二金属连线,其形成于第三层间介电层上,其底部与接触孔的顶部接触。

技术研发人员:张浩娜,程久庚,高云飞,程刘锁,张继亮
受保护的技术使用者:华虹半导体(无锡)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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