电容器的制造方法技术

一种金属－绝缘体－金属（Ｍｅｔａｌ－Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ－Ｍｅｔａｌ；ＭＩＭ）电容器的制造方法。本发明专利技术的ＭＩＭ电容器的制造方法是借着在平面的金属表面上形成立体杯形的间隙壁结构以增加电容器的电极面积。本发明专利技术的ＭＩＭ电容器的制造方法与现今互补式金属氧化物半导体（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ；ＣＭＯＳ）晶体管的制造技术完全兼容且可用于未来具混合信号（Ｍｉｘｅｄ－ｓｉｇｎａｌ）或是射频（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ；ＲＦ）应用的系统整合晶片（ＳｙｓｔｅｍＯｎＣｈｉｐ；ＳＯＣ）上。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关于一种，特别是有关于一种用于集成电路的金属-绝缘体-金属(Metal-Insulator-Metal；MIM)。
技术介绍
在现今的超大规模集成电路(Very Large Scale Integration；VLSI)中，电容器是常用的被动元件之一。电容器经常整合在双载子(Bipolar)晶体管或互补式金属氧化物半导体(Complementary MetalOxide Semiconductor；CMOS)晶体管等主动元件之中。这些电容器通常有多晶硅-绝缘体-多晶硅(Polysilicon-Insulator-Polysilicon；PIP)、金属-绝缘体-硅(Metal-Insulator-Silicon；MIS)、或金属-绝缘体-金属等形式。基于与工艺的兼容性与工艺的简易性，这些不同形式的电容器都为平面式。对于用在混合信号(Mixed-signal)或是射频(Radio Frequency；RF)的应用而言，MIM电容器较PIP电容器或MIS电容器具有较多的优点。首先，MIM电容器是在工艺后端(Back End Of Line；BEOL)形成，且仅需低工艺温度(小于450℃)，因此对于晶体管的参数所造成的干扰最小。其次，由于MIM电容器不会产生如PIP电容器或MIS电容器的缺乏效应(Depletion Effect)，故可提供较佳的线性度(Linearity)与对称度(Symmetry)。因此，MIM电容器与逻辑工艺完全兼容且适合用于现今混合信号或是射频的应用中。典型的MIM电容器具有以等离子体增强化学气相沉积法于450℃所形成的氧化介电层(厚度400)。此典型的MIM电容器为平面式结构，且其电容密度约为1fF/μm2。对于日益复杂的混合信号或是射频的应用而言，平面式MIM电容器的面积成为限制晶片尺寸的重要参数。因此，有必要在更小的空间中制造出电容器，也就是寻求更高的电容密度。提高电容密度的方法之一是减小介电层厚度，不过代价是降低了线性度，且由于较大的操作电场而导致较大的漏电流。提高电容密度的另一方法是使用高介电常数(High-k)的材料，例如五氧化二钽，然而在复杂的工艺整合中须用到特殊结构的电极材料。提高电容密度的再一方法则是设法增加电容器的有效电极面积。请参考图1A至图1I的公知平面式MIM的结构剖面图。如图1A，首先提供基材10。接着，形成黏着层20于基材10上。接着，形成金属层30于黏着层20上。接着，形成黏着层40于金属层30上。如图1B，接着形成介电层50于黏着层40上。如图1C，接着形成黏着层60于介电层50上。接着，形成金属层70于黏着层60上。接着，形成黏着层80于金属层70上。如图1D，于黏着层80上进行底部抗反射涂布(Bottom Anti-Reflective Coating；BARC)，以形成抗反射层90。接着，形成光阻层100于部分的抗反射层90上，其中光阻层100具有后续形成电容器上金属层(CapacitorTop Metal；CTM)所需的图形。接着以光阻层100为罩幕，蚀刻部分的抗反射层90、黏着层80、金属层70、以及黏着层60，如图1E使暴露部分的介电层50，且形成黏着层65、电容器上金属层75、黏着层85、以及抗反射层95。此电容器上金属层75的表面积约为625μm2(25μm×25μm)，此即为此电容器的有效电极面积。如图1F，接着以沉积、微影、与蚀刻工艺形成抗反射层110覆盖抗反射层95与部分的介电层50，借以暴露出部分的基材10，且形成介电层55、黏着层45、金属层35、以及黏着层25。如图1G，接着形成金属间介电层120且以微影/蚀刻工艺形成介层洞130。接着，以金属填满介层洞130，再辅以平坦化工艺，以形成如图1H的介层140。接着，如图1I，以沉积、微影、以及蚀刻工艺形成黏着层150、金属层160、以及黏着层170，即完成公知平面式MIM电容器的制造过程。上述以公知平面式MIM所形成的MIM电容器的有效电极面积约为625μm2(25μm×25μm)，且电容密度约为1fF/μm2。若想进一步增加MIM电容器的有效电极面积以及电容密度，则可设法采用其它非平面式的MIM电容器。
技术实现思路
鉴于上述专利技术背景中，公知平面式MIM电容器的有效电极面积约为625μm2(25μm×25μm)，且电容密度约为1fF/μm2，若想进一步增加MIM电容器的有效电极面积以及电容密度，则需设法采用其它非平面式的MIM电容器。因此本专利技术的目的为提供一种MIM，可用以增加电容器的有效电极面积。依据本专利技术的上述目的，因此本专利技术提供一种。本专利技术提供的第一种至少包括提供基材；接着，形成金属层于基材上；接着，形成第一介电层于金属层上；接着，微影/蚀刻第一介电层，使第一介电层具有立体岛形外观；接着，形成第一黏着层于第一介电层上；接着，微影/蚀刻部分的第一黏着层与第一介电层，使第一黏着层具有间隙壁结构；接着，形成第二黏着层于第一黏着层上与部分的金属层上；接着，形成第二介电层于第二黏着层上；接着，形成第三黏着层于第二介电层上；接着，形成电容器上金属层于第三黏着层上；接着，形成第四黏着层于电容器上金属层上；以及蚀刻部分的第四黏着层、部分的电容器上金属层、与部分的第三黏着层，使第四黏着层、部分的电容器上金属层、与部分的第三黏着层具有电容器的上表面积。本专利技术提供的第二种至少包括提供基材；接着，形成金属层于基材上；接着，形成第一介电层于金属层上；接着，微影/蚀刻部分的第一介电层，使第一介电层具有锥形孔；接着，微影/蚀刻部分的第一介电层，使第一介电层具有间隙壁结构；接着，形成第一黏着层于第一介电层上与部分的金属层上；接着，形成一第二介电层于第一黏着层上；接着，形成一第二黏着层于第二介电层上；接着，形成电容器上金属层于第二黏着层上；接着，形成第三黏着层于电容器上金属层上；以及蚀刻部分的第三黏着层、部分的电容器上金属层、与部分的第二黏着层，使第三黏着层、部分的电容器上金属层、与部分的第二黏着层具有电容器的上表面积。附图说明图1A至图1I为公知平面式MIM的结构剖面图；图2A至图2N为本专利技术的第一较佳实施例的立体式MIM的结构剖面图；以及图3A至图3N为本专利技术的第二较佳实施例的立体式MIM的结构剖面图。10基材 20黏着层25黏着层 30金属层35金属层 40黏着层45黏着层 50介电层55介电层 60黏着层65黏着层 70金属层75电容器上金属层 80黏着层85黏着层 90抗反射层95抗反射层 100光阻层110抗反射层120金属间介电层130介层洞 140介层150黏着层 160金属层170黏着层 210基材 220黏着层 225黏着层230金属层 235金属层240介电层 245介电层250光阻层 260黏着层265黏着层 270黏着层280黏着层 285黏着层290介电层 295介电层300黏着层 305黏着层310金属层 315电容器上金属层320黏着层 325黏着层330抗反射层335抗反射层340光阻层 345抗反射层350金属间介电层360介层洞370介层380黏着层390金属层 400黏着层410基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容器的制造方法，其特征是，该方法至少包括： 提供一基材； 形成一金属层于该基材上； 形成一第一介电层于该金属层上； 定义该第一介电层，使该第一介电层具有一立体岛形外观； 形成一第一黏着层于该第一介电层上； 定义部分的该第一黏着层与该第一介电层，使该第一黏着层具有一间隙壁结构； 形成一第二黏着层于该第一黏着层上与部分的该金属层上； 形成一第二介电层于该第二黏着层上； 形成一第三黏着层于该第二介电层上； 形成一电容器上金属层（ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｔｏｐ ｍｅｔａｌ；ＣＴＭ）于该第三黏着层上； 形成一第四黏着层于该电容器上金属层上； 去除部分的该第四黏着层、部分的该电容器上金属层、与部分的该第三黏着层，使该第四黏着层、部分的该电容器上金属层、与部分的该第三黏着层具有该电容器的一上表面积； 形成一抗反射层于该第四黏着层与部分的该第二介电层上；以及 去除部分的该抗反射层、部分的该第二介电层、部分的该第一黏着层、以及部分的该金属层，借以暴露出部分的该基材。

【技术特征摘要】
1.一种电容器的制造方法，其特征是，该方法至少包括提供一基材；形成一金属层于该基材上；形成一第一介电层于该金属层上；定义该第一介电层，使该第一介电层具有一立体岛形外观；形成一第一黏着层于该第一介电层上；定义部分的该第一黏着层与该第一介电层，使该第一黏着层具有一间隙壁结构；形成一第二黏着层于该第一黏着层上与部分的该金属层上；形成一第二介电层于该第二黏着层上；形成一第三黏着层于该第二介电层上；形成一电容器上金属层(capacitor top metal；CTM)于该第三黏着层上；形成一第四黏着层于该电容器上金属层上；去除部分的该第四黏着层、部分的该电容器上金属层、与部分的该第三黏着层，使该第四黏着层、部分的该电容器上金属层、与部分的该第三黏着层具有该电容器的一上表面积；形成一抗反射层于该第四黏着层与部分的该第二介电层上；以及去除部分的该抗反射层、部分的该第二介电层、部分的该第一黏着层、以及部分的该金属层，借以暴露出部分的该基材。2.如权利要求1所述的电容器的制造方法，其特征是，该金属层的厚度约为4000。3.如权利要求1所述的电容器的制造方法，其特征是，该第一介电层的厚度约为1000至15000。4.如权利要求l所述的电容器的制造方法，其特征是，该第二介电层的厚度约为400。5.如权利要求1所述的电容器的制造方法，其特征是，该电容器上金属层的厚度约为1200。6.一种电容器...

【专利技术属性】
技术研发人员：林大成，季明华，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]