MIM电容的导线通孔形成方法技术

本发明专利技术提供了一种MIM电容的导线通孔形成方法，包括交替形成金属线层和绝缘层，所述绝缘层的数量与所述金属线层的数量相同，且数量至少为2，刻蚀所述绝缘层和所述金属线层，以形成暴露所述金属线层部分顶面的通孔，且一层所述金属线层对应至少一个所述通孔，在所述通孔内形成隔离介质层，刻蚀所述隔离介质层，以暴露所述通孔对应的金属线层，在所述通孔内形成金属导电层，以形成MIM电容，一次性形成所有通孔，无需进行多次光刻，减少了光刻次数，从而降低了工艺复杂度和成本。低了工艺复杂度和成本。低了工艺复杂度和成本。

【技术实现步骤摘要】
MIM电容的导线通孔形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种MIM电容的导线通孔形成方法。

技术介绍

[0002]金属绝缘体金属(metal
‑
insulator
‑
metal，MIM)电容通常包括金属线层和绝缘层，形成两层金属线层之间夹着绝缘层的三明治结构。
[0003]随着半导体技术集成度和芯片性能要求的提高，对大容量电容的需求也在增加，然而芯片面积随技术发展会不断缩小，每颗芯片表面能提供给电容的相对面积会减少，这就需要提高电容密度来满足高性能芯片的需求。目前用于提高MIM电容密度的方法主要为采用双层甚至更多层MIM电容并联的复合结构。但无论是单层MIM电容还是多层MIM电容，均涉及如何将作为电容上、下极板的金属层引出从而实现电连接的问题。
[0004]现有技术中，通常在形成每一金属层及其上方的绝缘层之后，分别进行光刻、刻蚀，从而在该绝缘层中形成暴露出下方金属层的通孔(Via)，然后通过通孔填充工艺，形成连接该金属层的导电插塞(Plug)，如此反复多次之后，通过多层通孔和插塞的拼接，逐一将每一金属层连接到顶层绝缘层上方，再通过位于顶层绝缘层上方的金属走线或焊盘进行引出并连接到电源电压。然而，随着MIM电容中的金属层数量增多，所需要的光刻步骤随之增加，相应增加了工艺复杂度，降低了生产效率，提高了生产成本。
[0005]因此，有必要提供一种新型的MIM电容的导线通孔形成方法以解决现有技术中存在的上述问题。

技术实现思路

>[0006]本专利技术的目的在于提供一种MIM电容的导线通孔形成方法，减少光刻次数，从而降低工艺复杂度和成本。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的所述MIM电容的导线通孔形成方法，包括：
[0008]交替形成金属线层和绝缘层，所述绝缘层的数量与所述金属线层的数量相同，且数量至少为2；
[0009]刻蚀所述绝缘层和所述金属线层，以形成暴露所述金属线层部分顶面的通孔，且一层所述金属线层对应至少一个所述通孔；
[0010]在所述通孔内形成隔离介质层；
[0011]刻蚀所述隔离介质层，以暴露所述通孔对应的金属线层；
[0012]在所述通孔内形成金属导电层，以形成MIM电容。
[0013]所述MIM电容的导线通孔形成方法的有益效果在于：交替形成金属线层和绝缘层，刻蚀所述绝缘层和所述金属线层，以形成暴露所述金属线层部分顶面的通孔，且一层所述金属线层对应至少一个所述通孔，一次性形成所有通孔，无需进行多次光刻，减少了光刻次数，从而降低了工艺复杂度和成本。
[0014]可选地，所述刻蚀所述绝缘层和所述金属线层，以形成暴露所述金属线层部分顶
面的通孔，包括：
[0015]刻蚀所述绝缘层和所述金属线层，形成暴露所述金属线层部分顶面且开口尺寸与所述金属线层所在深度呈正比的通孔。
[0016]可选地，所述刻蚀所述绝缘层和所述金属线层，形成暴露所述金属线层部分顶面且开口尺寸与所述金属线层所在深度呈正比的通孔，包括：
[0017]刻蚀最顶层的所述绝缘层，形成开口尺寸与所述金属线层所在深度呈正比的模孔；
[0018]在所述模孔内形成牺牲介质层，刻蚀所述牺牲介质层，然后以所述牺牲介质层作为掩模层刻蚀所述绝缘层和所述金属线层，以形成暴露所述金属线层部分顶面的通孔。
[0019]可选地，所述在所述模孔内形成牺牲介质层，刻蚀所述牺牲介质层，然后以所述牺牲介质层作为掩模层刻蚀所述绝缘层和所述金属线层，以形成暴露所述金属线层部分顶面的通孔，包括：
[0020]在所述模孔内形成牺牲介质层，刻蚀所述牺牲介质层，然后以所述牺牲介质层作为掩模层刻蚀所述绝缘层和所述金属线层，且每刻蚀到除最顶层所述金属线层外的金属线层，则重新形成所述牺牲介质层，直至形成所有通孔，以暴露所有所述金属线层的部分顶面。
[0021]可选地，所述在所述通孔内形成金属导电层，以形成MIM电容，还包括：
[0022]在最顶层所述绝缘层的顶面形成走线或焊盘。
[0023]可选地，所述在最顶层所述绝缘层的顶面形成走线或焊盘，包括：
[0024]在所述金属导电层的顶面涂覆光刻胶，对所述光刻胶进行曝光，以形成光刻胶图案；
[0025]以所述光刻胶图案作为掩模层刻蚀所述金属导电层，以在最顶层所述绝缘层的顶面形成走线或焊盘。
[0026]可选地，所述隔离介质层和所述牺牲介质层的材料均为氧化硅。
[0027]可选地，所述绝缘层的材料为介电常数大于3.9的材料中的至少一种。
[0028]可选地，所述绝缘层的材料包括二氧化锆、氧化铝、氮化硅、二氧化铪、三氧化二钇、二氧化硅、五氧化二钽、氧化镧、二氧化钛中的至少一种。
[0029]可选地，所述金属线层的材料为铜，所述金属导电层的材料为铜、铝或钨。
附图说明
[0030]图1为本专利技术MIM电容的导线通孔形成方法的流程图；
[0031]图2为本专利技术一些实施例中第一中间结构的结构示意图；
[0032]图3为本专利技术一些实施例中第二中间结构的结构示意图；
[0033]图4为本专利技术一些实施例中第三中间结构的结构示意图；
[0034]图5为本专利技术一些实施例中第四中间结构的结构示意图；
[0035]图6为本专利技术一些实施例中第五中间结构的结构示意图；
[0036]图7为本专利技术一些实施例中第六中间结构的结构示意图；
[0037]图8为本专利技术一些实施例中第七中间结构的结构示意图；
[0038]图9为本专利技术一些实施例中第八中间结构的结构示意图；
[0039]图10为本专利技术一些实施例中第九中间结构的结构示意图；
[0040]图11为本专利技术一些实施例中MIM电容的结构示意图。
具体实施方式
[0041]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
[0042]针对现有技术存在的问题，本专利技术的实施例提供了一种MIM电容的导线通孔形成方法。参照图1，所述MIM电容的导线通孔形成方法包括以下步骤：
[0043]S1：交替形成金属线层和绝缘层，所述绝缘层的数量与所述金属线层的数量相同，且数量至少为2；
[0044]S2：刻蚀所述绝缘层和所述金属线层，以形成暴露所述金属线层部分顶面的通孔，且一层所述金属线层对应至少一个所述通孔；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MIM电容的导线通孔形成方法，其特征在于，包括：交替形成金属线层和绝缘层，所述绝缘层的数量与所述金属线层的数量相同，且数量至少为2；刻蚀所述绝缘层和所述金属线层，以形成暴露所述金属线层部分顶面的通孔，且一层所述金属线层对应至少一个所述通孔；在所述通孔内形成隔离介质层；刻蚀所述隔离介质层，以暴露所述通孔对应的金属线层；在所述通孔内形成金属导电层，以形成MIM电容。2.根据权利要求1所述的MIM电容的导线通孔形成方法，其特征在于，所述刻蚀所述绝缘层和所述金属线层，以形成暴露所述金属线层部分顶面的通孔，包括：刻蚀所述绝缘层和所述金属线层，形成暴露所述金属线层部分顶面且开口尺寸与所述金属线层所在深度呈正比的通孔。3.根据权利要求2所述的MIM电容的导线通孔形成方法，其特征在于，所述刻蚀所述绝缘层和所述金属线层，形成暴露所述金属线层部分顶面且开口尺寸与所述金属线层所在深度呈正比的通孔，包括：刻蚀最顶层的所述绝缘层，形成开口尺寸与所述金属线层所在深度呈正比的模孔；在所述模孔内形成牺牲介质层，刻蚀所述牺牲介质层，然后以所述牺牲介质层作为掩模层刻蚀所述绝缘层和所述金属线层，以形成暴露所述金属线层部分顶面的通孔。4.根据权利要求3所述的MIM电容的导线通孔形成方法，其特征在于，所述在所述模孔内形成牺牲介质层，刻蚀所述牺牲介质层，然后以所述牺牲介质层作为掩模层刻蚀所述绝缘层和所述金属线层，以形成暴露所述金属线层部分顶面的通孔，包括：在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄子伦，
申请(专利权)人：苏州聚谦半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：