电容器装置制造方法及电容器装置制造方法及图纸

一种用于制造集成电容器装置（１１０）的方法，　　　　其中，该方法实行以下步骤：　　　　制造一层状堆积（１２４ｂ），其中包含以下顺序：　　　　一基础电极层（１４），　　　　一基础介电层（１６），　　　　至少一中央电极层（１８），　　　　一覆盖介电层（２０），以及　　　　一覆盖电极层（２２），　　　　使用一种第一微影方法，图形化该覆盖电极层（２２）与该中央电极层（１８），　　　　以及使用一种第二微影方法，图形化该覆盖电极层（２２ａ）与该基础电极层（１４）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术与一种电容器装置制造方法有关，其中制造一层状堆积。该层状堆积包含以下顺序-做为一基础电极的基础电极层，-一基础介电层，以及-做为一覆盖电极的覆盖电极层。虽然该电极层或该电极并不一定由一金属或由一金属合金制造，但是此型式的电容器也被熟知于在像是二端子二极管型(MIM)电容器的集成电路装置中。也有像是以掺杂多硅晶所制造的电极。该电极通常具有小于10-3欧姆公分的电阻。并在该电极之间，配置一种电阻大于10-12欧姆公分的介电质。对于许多应用而言，其特别要求在该集成电路中该电容器的线性与品质。同样的，制造该集成电容器的方法也应该尽可能的简单。此外，每单位芯片面积所需要的电容，应该尽可能的高。尤其在IEEE BCTM 11.3第197至200页，由N.Feilchendeld所发表的文章”High performance，low complexity 0.18μm SiGe BiCMOSTechnology for wireless Circuit Applications”中，公开了一种所谓的双重二端子二极管型(dual-MIM)电容器，其每单位面积具有两倍的电容。本专利技术的一目标，是提供一种简单的电容器装置制造方法，特别的，其可能制造具有高品质与高线性，及/或每单位面积具有高电容的电容器装置。此外，本专利技术也打算提供具有这些特性的电容器装置。关于该方法的目标，是利用权利要求1中的方法达成。并在次权利要求中叙述其细微改进。本专利技术所根据的技术发展考量，是为了提供每单位面积的最高可能电容。举例而言，其可以利用选择尽可能具有高介电常数的介电质达成。因此，一最小可允许的厚度与每单位面积的最大电容，同样也是由有关服务寿命与介电强度的产品要求所决定。经由范例，以氮化硅SiN组成具有大约45纳米厚度，以及大约每微米平方为1.30fF(千万亿分之一法拉)的完成电容，其服务寿命在2.3平方毫米产品面积与3.6伏特操作电压之下为15年。根据该产品，厚度的额外减少会造成该产品在15年之中破坏，因此是不可能的。在该产品中，所额外要求的每单位面积上较高整体电容，则会造成较高的芯片成本。另一方面，本专利技术所根据的考量，避免一因子的增加，该因子是指配置在两金属化层之间，将每个各自电极图形化中的相关花费。除非采用另外的方法，否则此花费对于该电极的数目线性增加。因此，根据本专利技术的方法中，除了在简介中所提到的方法步骤以外，在该基础介电层与该覆盖电极层之间，配置至少一中央电极层与一覆盖介电层。该覆盖电极层与该中央电极层是使用一种第一微影方法图形化。接着，使用一种第二微影方法，图形化该预先图形化的覆盖电极层与该基础电极层。因此，根据本专利技术的方法，用于三个电极则只需要两微影方法。因此，便打破需要用以图形化该电容器装置的该电极数目，与该微影方法次数之间的线性关系。因此，微影的次数在该处理中的相关蚀刻步骤，便可明显的减少。在一电容器装置中，具有愈多在彼此顶端上所堆栈的电极，此影响便愈明显。根据本专利技术的基本概念，首先是制造为了该电极所需要，具有电极层的层状堆栈。接着，该层状堆栈的一上方部分，举例而言，该两个上方电极层或包含多于两电极层的一上方层状堆栈，是在该第一微影方法中图形化。接着，在该上方层状堆栈中的电极层两者，也就是已经由第一微影方法的协助而图形化的电极层，以及尚未由第一微影方法的协助而图形化的电极层，是同时地在该第二微影方法中图形化。在根据本专利技术方法的细微改进中，于该基础介电层与该覆盖电极层之间，制造一种包括至少两中央电极层的堆栈。在已经制造一中央电极层之后以及制造该下一个中央电极层之前，在两邻近中央电极层之间制造一中央介电层。在此细微改进的最简单情况中，该电容器装置便因此包含至少四个电极。每个中央电极是为了在该中央电极之上与之下的电容器所使用。经由范例，如果使用五个电极，在与具有三个电极的装置相比之下，该装置的电容便被加倍，而具有三个电极的装置的电容或每单位面积电容，是具有两个电极的装置两倍。经由范例，制造一种具有五个电极的电容器装置，只需要三个微影方法。在根据本专利技术方法的另一细微改进中，在该第一微影方法期间，配置于该覆盖电极层与该中央电极层之间的至少一电极层，是与该覆盖电极层一起图形化。此外，在该第一微影方法期间，配置于该中央电极层与该基础电极层之间的至少一电极层，举例而言邻接该中央电极层的一电极层，是与该中央电极层一起图形化。无论如何，该基础电极层本身在该第一微影方法期间并不图形化。在该细微改进中，于该第二微影方法期间，图形化该覆盖电极层以及配置在该覆盖电极层与该中央电极层之间的该电极层。该基础电极层以及配置在该基础电极层与该中央电极层之间的至少一电极层，也同样的在该第二微影方法期间图形化。在此情况中，离开该基础电极层所图形化的电极层，同样的也不在该第一微影方法期间图形化。在此细微改进中，该电容器装置包含至少六个电极。图形化六个电极只需要三个微影方法，而每个电极都具有与其它电极不同的形式。然而，该相同的方法也可以被使用于制造包含更多电极的电容器装置，举例而言，九个电极。在包含九个电极的情况中，只需要四个用于每个电极各自图形化的微影方法。在一另外细微改进中，在该最先的两个微影方法之后，至少实行一次一种图形化该层状堆栈中至少两非邻近电极层的第三微影方法。然而，位于在以该第三微影方法所图形化电极层中的电极层，并不在该第三微影方法中图形化。这些方法使得已经以该最先的两个微影方法所制造的装置，可以进一步的步阶状精制。在根据本专利技术方法的另一细微改进中，当该微影方法被实行时，该蚀刻是在此微影方法中，位于最后蚀刻的电极层之下的至少一介电层上停止。在一配置中，该完整的蚀刻是以干式化学或化学-物理方法所实作，像是使用一电浆处理或是离子反应蚀刻(RIE)处理。此方法确保该介电质在该电极边缘的区域中不被过度伤害。特别是在该电极边缘区域中的该介电质伤害，对该电容器装置的线性与品质会造成明显的限制。经由范例，可能在这些区域处产生电压放电火花。在一替代的细微改进中，当一微影方法被实行时，该蚀刻是在此微影方法中，最后蚀刻的电极层中停止。此电极的剩余部分，是以湿式化学方法所蚀刻。该介电质在湿式化学蚀刻期间，并不遭受到如在干式化学蚀刻期间一样的强烈攻击。在根据本专利技术方法的另一细微改进中，已经被部分蚀刻的介电层，或是在一微影方法中，在一图形化电极附近中做为蚀刻终止的区域，接着是在该微影方法之后以一阻抗覆盖，因此在这些区域中，该介电质不会受到进一步的伤害。位于已经在一微影方法中被蚀刻贯穿的介电质附近中的电极层边缘区域，是在一后续的微影方法中移除。因此，该受伤害的介电质对该电容器装置而言，不具有任何电作用。在一另外细微改进中，该电容器装置的层状堆栈，是不需要在该堆栈方向中对齐电极，也就是在垂直该晶圆表面的方向。此方法的结果是在该电极的外部边缘处，不存在已经被完整蚀刻贯穿的介电层。在根据本专利技术方法的另一细微改进中，在该堆栈的一侧上，配置每个第二电极的该电极连接。相比之下，该另外电极的电极连结，则配置在该堆栈的另一侧上。此方法造成一种在金属化平面中，非常简单的电容器装置接线，而不需要过度的分支状内连结构。在一另外细微改进中，该层状堆栈的电极，是制造为具有一相同的层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造集成电容器装置(110)的方法，其中，该方法实行以下步骤制造一层状堆积(124b)，其中包含以下顺序一基础电极层(14)，一基础介电层(16)，至少一中央电极层(18)，一覆盖介电层(20)，以及一覆盖电极层(22)，使用一种第一微影方法，图形化该覆盖电极层(22)与该中央电极层(18)，以及使用一种第二微影方法，图形化该覆盖电极层(22a)与该基础电极层(14)。2.如权利要求1的方法，其中至少包括两个中央电极层(S2至S8)的一堆栈，是在该基础电极层(S1)与该覆盖电极层(S9)之间制造，并在一中央电极层(S2)已经制造之后，且该邻近中央电极层(S3)制造之前，制造位于该两个邻近的中央电极层(S2、S3)之间的一中央介电层(D2)。3.如权利要求1或2的方法，其中在该第一微影方法期间，一起图形化配置于该覆盖电极层(S9)与该中央电极层(S6)之间的至少一电极层(S8)，以及该覆盖电极层(S9)，其中在该第一微影方法期间，一起图形化配置于该中央电极层(S6)与该基础电极层(S1)之间的至少一电极层(S5)，以及该中心电极层(S6)，其中在该第二微影方法期间，图形化该覆盖电极层(S9)以及配置在该覆盖电极层(S9)与该中央电极层(S6)之间的该电极层(S8)，且其中在该第二微影方法期间，图形化该基础电极层(S1)以及至少配置在该基础电极层(S1)与该中心电极层(S6)之间的一电极层(S2)。4.如权利要求3的方法，其中在至少实行一次一种图形化非邻近电极层(S3、S6)的第三微影方法中，并没有位于在该第三微影方法中该被图形化电极层(S3、S6)之间的电极层(S4、S5)。5.如前述权利要求任一项方法，其中当实行该微影方法时，该蚀刻是以位于此微影方法中最后被蚀刻的至少一电极层(16、22)下方的该介电质，及/或较佳的是利用干式化学或化学-物理方法实行完整的蚀刻，及/或实作一端点侦测，以侦测该蚀刻的端点，特别是一种根据至少一光谱线估计的端点侦测，而在至少一介电层(16、18)上停止。6.如前述权利要求任一项方法，其中当实行至少一微影方法时，在此微影方法中最后被蚀刻的至少一电极层(16、22)，是以化学或化学-物理方法所蚀刻，而其中此电极层(16、22)的剩余部分，或此电极层(16、22)的残余则是以湿式化学方法所蚀刻。7.如前述权利要求任一项方法，其中在一微影方法中该电极层最后被图形化的附近，至少一介电层的部分蚀刻区域(D1)或所有介电层的部分蚀刻区域(D1至D9)是在至少一后续微影方法中，较佳的是在所有的后续微影方法中，覆盖一阻抗，及/或其中在此微影方法中被蚀刻贯穿的介电层(D1至D9)附近，已经在一微影方法中被图形化的电极层边缘区域，是在一后续微影方法中移除。8.如前述权利要求任一项方法，其中该完整图形化层状堆积(124b)是设计为不需要在该堆栈方向中对齐的电极(114a、118a、122b)。9.如前述权利要求任一项方法，其中每个第二电极的电极连接，是配置在该堆栈的一侧上，而其中其它电极的电极连接，是配置在该堆栈的另一侧上。10.如前述权利要求任一项方法，其中该电极层(114a、118a、122b)是以一种相同的厚度制造，或其中相较于另一电极层(314)而较早图形化的电极层(322)，是设计为较该另一电极层(314)为厚，该较厚的电极层(322)较佳的是做为该覆盖电极层。11.如前述权利要求任一项方法，其中一电极的连接，是排列在一电极的至少一侧、至少两侧、至少三侧或至少四侧上。12.如前述权利要求任一项方法，其中图形化一电极层以形成多数部分电极(426至430)，该部分电极(426至430)可能被接通以增加该电容器装置(420)的电容，及/或其中至少一电极层，较佳的是所有的电极层或是半数以上的电极层，是设计为薄于100纳米或薄于60纳米。13.一种集成电容器装置(500)，特别是一种具有使用权利要求1至12任一项方法，所制造电容器装置特征的电容器装置(500)，其中包含以下顺序一基础电极(S1)，一基础介电(D1)，至少二中央电极(S2、S3)，一覆盖介电(D8)，以及一覆盖电极(S9)。14.如权利要求13的电容器装置(500)，其中在该基础电极(S1)与该覆盖电极(S9)之间，配置多于两个的中央电极(S2至S8)，多于三个的中央电极(S2至S8)，或多于五个的中央电极(S2至S8)，及/或其中至少一电极，较佳的是半数以上的电极，是设计为薄于100纳米或薄于60纳米。15.一种集成电路装置，其包含一电容器装置(700、800)，具有至少三个金属化层(Me1至Me4)，彼此以中间层(ILD1至ILD3)所分离，并包含为了与电子组件连接的内连(718、728)，具有电传导接触部分(Via1至Via10)，其对于该金属化层(Me1至Me4)为横向地设置，具有一电容器装置(700)，其包含透过接触部分(Via1至Via10)所接通的电极(710、712、732)，以形成两个互相咬合的电容器平板，该电容器装置(700)的电极(710、712、732)是配置在至少两个中间层(ILD1至ILD3)之中。16.如权利要求15的电路装置，其中该电容器装置(700)的至少一电极(710)或一部份电极(720)，是位在一金属化层(Me1、Me2)之中，及/或该电容器装置(700)的至少一电极，包含位于一金属化层(Me2)之中的一部份电极(720)与位在一中间层(ILD1)的一部份电极(712)，该两部分电极(720、712)透过至少一接触部分(Via2、Via3)或多数接触部分，彼此之间电连接。17.如权利要求15或16的电路装置，其中该电容器装置(700)的电极(710、712、732)，是配置在至少三个中间层(ILD1至ILD3)，或多于三个中间层(ILD1至ILD3)之中。18.如前述权利要求任一项电路装置，其包含配置在一中间层(ILD2)中的至少一电极(722)，并具有与配置在另一中间层(ILD3)中另外电极(732)相同的轮廓。19.如权利要求18的电路装置，其中具有该相同轮廓的电极(722、732)在其边缘处为对齐配置(736、738)，较佳的是沿着完整的边缘，垂直于支撑该电容器装置(700)的一基质表面。...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·巴奇曼恩，B·福斯特，K·戈尔勒，J·克里滋，
申请(专利权)人：因芬尼昂技术股份公司，
类型：发明
国别省市：