一种专用电容器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体集成电路领域，特别涉及一种专用电容器的制造方法。
【背景技术】
[0002]随着制造工艺的进步，集成电路已普遍采用了铜互连工艺。在数模混合/射频CMOS集成电路中，电容是必不可少的器件，目前铜互连工艺中，主要采用了金属-绝缘体-金属和金属-氧化物-金属这两种电容结构。其中Μ頂电容是一种平板电容，由两层金属分别作为上下电极，中间为绝缘介质层，其中金属是制作工艺易与金属互连工艺相兼容的铜、铝等，绝缘介质则是氮化硅、氧化硅等高介电常数(k)的电介质材料。其主要特点包括:需要额外2步光刻等工艺步骤；其单位面积电容值一般为l_2fF/um2，相应的绝缘介质的厚度约为30-60nm ;其电容只能布一层(一般在顶层金属和次顶层金属之间)，电容区下方可以布金属线；相应根据平板电容公式，Ctotal = C单位面积(平面)*L*L(L为电容区边长)。在实际应用中，L可以达到100微米以上。
【发明内容】
[0003]本发明的主要目的在于克服现有技术的缺陷，为达成上述目的，本发明提供一种高性能的电容的制造方法，步骤包括:沉积层间介质层；采用铜互连工艺在所述层间介质层中形成电容区，所述电容区包括相互平行的铜互连线，及所述铜互连线之间的层间介质；刻蚀所述电容区中铜互连线间的层间介质；沉积一层高介电常数介质；在所述高介电常数介质之间填充金属铜。优选的，刻蚀去除所述电容区内的层间介质的步骤包括:在所述电容区之外涂覆光刻胶层；刻蚀所述电容区内的层间介质；以及去除所述光刻胶层。优选的，在所述高介电常数介质之间填充金属铜的步骤后，通过化学机械研磨去除多余金属铜及高介电常数介质。本发明的优点在于，采用高介电常数介质作为金属层间电容结构的金属层间膜，不但提供了比Μ頂电容大的电容面积并实现多层结构，而且提供了比普通Μ0Μ电容高的电容密度，从而实现了在相同面积上更高的电容值。
【附图说明】
[0004]图1所示为本发明的电容制造方法的各步骤结构剖面示意图。
【具体实施方式】
[0005]如图1所示，再按照常规的大马士革工艺流程，在该层高介电常数介质4之间填充金属铜5。具体工艺步骤包括沉积铜阻挡层，铜籽晶层以及电镀铜，这些工艺步骤均为本领域技术人员所熟知，在此不作赘述。由此，实现了金属铜5在铜互连线1间的填充。最后用研磨工艺将表面多余的金属铜5及高介电常数介质4去除。此时，电容区3中包括平行的金属铜5，平行的铜互连线1以及金属铜5和互连线1之间的高介电常数介质4，且金属铜5与铜互连线1形成插指结构，从而形成了金属层间电容。也即是说，平行的金属铜5和铜互连线1分别作为金属层间电容的上下电极，金属铜5和铜互连线1中间的高介电常数介质4则作为金属层间电容的金属层间膜。由于金属层间电容采用了高介电常数介质4作为金属层间膜，大幅提升了单位面积(竖直)电容值。由上述本发明较佳实施例可知，本发明的金属层间电容的制造方法与传统的MIM电容制造方法相比，减少了一道光刻步骤，但在同样面积上可实现更大的电容值(约50%)，且可布局在多层互连中。而与传统MOM电容制造方法相比，本发明虽然需增加一次光刻步骤，但在相同面积上的电容值可大10倍，且同样可实现多层结构。因此，与现有铜互连金属层间电容相比，本发明所形成的金属层间电容可在相同面积上实现更大的电容值，从而能更好地满足产品的需求。
【主权项】
1.一种专用电容器的制造方法，其特征在于，包括:沉积层间介质层；采用铜互连工艺在所述层间介质层中形成电容区，所述电容区包括相互平行的铜互连线，及所述铜互连线之间的层间介质；刻蚀所述电容区中铜互连线间的层间介质；沉积一层高介电常数介质；在所述高介电常数介质之间填充金属铜。2.根据权利要求1所述的电容器的制造方法，其特征在于，在所述高介电常数介质之间填充金属铜的步骤后，通过化学机械研磨去除多余的金属铜及高介电常数介质。电容区中铜互连线间距为lOOnm至250nm,铜互连线厚度为200nm至500nm。3.根据权利要求1所述的电容器的制造方法，其特征在于，所述高介电常数介质为氮化石圭，淀积的所述氮化娃厚度为30nm至60nm。4.根据权利要求4所述的电容器的制造方法，其特征在于，所述低介电常数介质为碳搀杂氧化硅或氟掺杂氧化硅。5.根据权利要求1所述的电容器的制造方法，其特征在于，填充金属铜的步骤包括，沉积扩散阻挡层、铜籽晶层及电镀铜。
【专利摘要】本发明公开了一种专用电容器的制造方法，包括沉积层间介质层；采用铜互连工艺在层间介质层中形成电容区，电容区包括相互平行的铜互连线及铜互连线之间的层间介质；刻蚀电容区中铜互连线间的层间介质；沉积一层高介电常数介质；在所述高介电常数介质之间填充金属铜。本发明采用高介电常数介质作为金属层间膜，不但提供了比MIM电容大的电容面积并实现多层结构，而且提供了比普通MOM电容高的电容密度，从而实现了在相同面积上更高的电容值。
【IPC分类】H01L21/02
【公开号】CN105321798
【申请号】CN201410288518
【发明人】沈攀攀
【申请人】沈攀攀
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2014年6月24日