【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路制造，特别涉及一种mim电容器件及其制造方法。
技术介绍
1、电容器件在集成电路中有广泛的应用。在目前的cmos(complementary metaloxide semiconductor，互补金属氧化物半导体)工艺和efram的铁电存储工艺等中，业界流行的使用的均是通过beol(backend of line，后段工艺)制程制造的mim(metal–insulator–metal，金属-绝缘体-金属)电容结构。
2、请参考图1，该mim电容器件中的mim电容结构通常包括下极板11、上极板13以及两者之间的电容介质层12(其材料为氧化物、氮化硅sin、铁电材料或高介电常数high-k材料等)。且上极板13会通过其上方的上极板引出结构(即上通孔14a和上极板金属线15a)引出，下极板11会通过其上方的下极板引出结构(即通孔14b和金属线15b)引出。
3、然而，目前的mim电容器件存在下极板金属线与周围金属线桥接、上极板金属线电阻rs无法精确控制等问题，影响器件可靠性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种mim电容器件及其制造方法，能够提供更安全的工艺窗口，从而解决下极板金属线与周围金属线桥接、上极板金属线电阻rs无法精确控制等问题，提高器件可靠性。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种mim电容器件的制造方法，其包括但不限于以下步骤：
3、提供衬底，在所述衬底上依次沉积下极板层、电容介质层和上极板
4、以下极板层刻蚀停止层，刻蚀所述上极板层和电容介质层，形成上极板；
5、刻蚀所述上极板外围的下极板层，形成下极板，所述下极板、所述上极板及两者之间所夹的电容介质层共同构成mim电容结构；
6、依次随形沉积第二金属层间介质层和缓冲介质层于所述mim电容结构及其外围的衬底上，并对所述缓冲介质层进行顶面平坦化；
7、分别形成第一开口和第二开口，所述第一开口贯穿所述缓冲介质层和所述第二金属层间介质层至暴露出所述下极板的部分顶面，所述第二开口贯穿所述缓冲介质层和所述第二金属层间介质层至暴露出所述上极板的部分顶面；
8、沉积金属并进行顶面平坦化，形成填充于所述第一开口中的下极板引出结构以及填充于所述第二开口中的上极板引出结构。
9、可选地，所述缓冲介质层的选材不同于所述第二金属层间介质层，且在对沉积的所述金属进行顶面平坦化之后均被去除。
10、可选地，所述第一开口的下部为对准且暴露出所述下极板的部分顶面的第一通孔，所述第一开口的上部为连通所述第一通孔的第一沟槽，所述下极板引出结构包括但不限于填充于所述第一通孔中的插塞及填充于所述第一沟槽中的下极板金属线；所述第二开口为对准且暴露出所述上极板的部分顶面的第二沟槽，所述上极板引出结构包括但不限于填充于所述第二沟槽中的上极板金属线。
11、可选地，形成所述第一开口和所述第二开口的步骤包括但不限于：
12、依次刻蚀所述上极板外围的所述缓冲介质层和所述第二金属层间介质层，以形成所述第一通孔；
13、以所述上极板层为刻蚀停止层，依次刻蚀所述缓冲介质层和所述第二金属层间介质层，以同时形成所述第一沟槽和所述第二沟槽。
14、可选地，所述电容介质层和所述上极板的共同厚度与所述第一沟槽下方的第一通孔的高度相匹配。
15、可选地，所述衬底还具有第一金属层间介质层以及形成在所述第一金属层间介质层中的下层金属互连线；形成所述第一通孔的同时，还形成对准且暴露出所述下层金属互连线的部分顶面的第二通孔；在形成所述第一沟槽和所述第二沟槽的同时，还形成对准且连通所述第二通孔的第三沟槽；在形成所述下极板引出结构和上极板引出结构的同时，还一同形成填充于所述第三沟槽中的上层金属互连线以及位于所述上层金属互连线和所述下层金属互连线之间的插塞。
16、可选地，在所述衬底上沉积所述下极板层之前，还沉积第一金属阻挡层于所述第一金属层间介质层和所述下层金属互连线上；在随形沉积所述第二金属层间介质层之前，还随形沉积第二金属阻挡层于所述mim电容结构及其外围的第一金属阻挡层的表面上。
17、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种mim电容器件，其包括但不限于：
18、衬底，所述衬底中形成有第一金属层间介质层以及形成在所述第一金属层间介质层中的下层金属互连线；
19、mim电容结构，包括依次形成在所述第一金属层间介质层的部分顶面上的下极板、电容介质层和上极板；
20、顶面平坦的第二金属层间介质层，所述第二金属层间介质层形成在所述mim电容结构及其外围的所述第一金属层间介质层上，所述第二金属层间介质层中具有第一通孔、第二通孔、第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽，其中，第一通孔对准且暴露出所述下极板的部分顶面，所述第二通孔对准且暴露出所述下层金属互连线的部分顶面，所述第一沟槽对准且连通所述第一通孔，所述第二沟槽对准且暴露出所述上极板的部分顶面，所述第三沟槽对准且连通所述第二通孔；
21、下极板金属线，填充于所述第一沟槽中且通过填充于所述第一通孔的插塞与所述下极板电性连接；
22、上极板金属线，填充于所述第二沟槽中且与所述上极板电性连接；
23、上层金属互连线，填充于所述第三沟槽中且通过填充于所述第二通孔中的插塞与所述下层金属互连线电性连接。
24、可选地，所述第一通孔和所述第二通孔是通过同一道通孔刻蚀工艺形成的，所述下极板金属线、所述上极板金属线和所述上层金属互连线是通过同一道金属沉积工艺形成的。
25、可选地，所述第一金属层间介质层或所述第二金属层间介质层的材料包括但不限于介电常数k小于3的低k介质，所述电容介质层的材料包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、介电常数k大于7的高k介质和铁电介质材料中的至少一种，所述上极板或所述下极板的材料包括但不限于ti、tin、ta、tan、al和w中的至少一种，所述下层金属互连线或所述上层金属互连线的材料包括但不限于cu、w、al和au中的至少一种。
26、与现有技术相比，本专利技术的技术方案至少具有以下有益效果之一：
27、1、由于在刻蚀第二金属层间介质层形成第一开口和第二开口之前，先在第二金属层间介质层上沉积缓冲介质层并对其顶面平坦化，因此，一方面能够提供更安全的工艺窗口，保证制造第一开口和第二开口时光刻和刻蚀的工艺效果；另一方面能保证在第一开口和第二开口中填充金属且进行顶面平坦化后，可以留有稳定的上极板金属线厚度，由此解决因工艺极限而造成直接在第二金属层间介质层上沉积金属并在平坦化后导致金属残留，进而导致下极板金属线与周围金属线桥接的问题，也能解决因上极板金属线厚度(例如厚度过薄)不可控而导致上极板金属线的电阻rs无法精确控制的问题，最终提高mim电容器件可靠性。
28、2、上极板通过上极板金属线引出，省略了现有技术中上极板金属线和上本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种MIM电容器件的制造方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述缓冲介质层的选材不同于所述第二金属层间介质层，且在对沉积的所述金属进行顶面平坦化之后均被去除。
3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一开口的下部为对准且暴露出所述下极板的部分顶面的第一通孔，所述第一开口的上部为连通所述第一通孔的第一沟槽，所述下极板引出结构包括填充于所述第一通孔中的插塞及填充于所述第一沟槽中的下极板金属线；所述第二开口为对准且暴露出所述上极板的部分顶面的第二沟槽，所述上极板引出结构包括填充于所述第二沟槽中的上极板金属线。
4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，形成所述第一开口和所述第二开口的步骤包括：
5.如权利要求3或4所述的制造方法，其特征在于，所述电容介质层和所述上极板的共同厚度与所述第一沟槽下方的第一通孔的高度相匹配。
6.如权利要求3或4所述的制造方法，其特征在于，所述衬底还具有第一金属层间介质层以及形成在所述第一金属层间介质层中的下层金属互连线；形成所述第一通孔的同时，还形
7.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，在所述衬底上沉积所述下极板层之前，还沉积第一金属阻挡层于所述第一金属层间介质层和所述下层金属互连线上；在随形沉积所述第二金属层间介质层之前，还随形沉积第二金属阻挡层于所述MIM电容结构及其外围的第一金属阻挡层的表面上。
8.一种MIM电容器件，其特征在于，包括：
9.如权利要求8所述的MIM电容器件，其特征在于，所述第一通孔和所述第二通孔是通过同一道通孔刻蚀工艺形成的，所述下极板金属线、所述上极板金属线和所述上层金属互连线是通过同一道金属沉积工艺形成的。
10.如权利要求8所述的MIM电容器件，其特征在于，所述第一金属层间介质层或所述第二金属层间介质层的材料包括介电常数K小于3的低K介质，所述电容介质层的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、介电常数K大于7的高K介质和铁电介质材料中的至少一种，所述上极板或所述下极板的材料包括Ti、TiN、Ta、TaN、AL和W中的至少一种，所述下层金属互连线或所述上层金属互连线的材料包括Cu、W、AL和Au中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种mim电容器件的制造方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述缓冲介质层的选材不同于所述第二金属层间介质层，且在对沉积的所述金属进行顶面平坦化之后均被去除。
3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一开口的下部为对准且暴露出所述下极板的部分顶面的第一通孔，所述第一开口的上部为连通所述第一通孔的第一沟槽，所述下极板引出结构包括填充于所述第一通孔中的插塞及填充于所述第一沟槽中的下极板金属线；所述第二开口为对准且暴露出所述上极板的部分顶面的第二沟槽，所述上极板引出结构包括填充于所述第二沟槽中的上极板金属线。
4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，形成所述第一开口和所述第二开口的步骤包括：
5.如权利要求3或4所述的制造方法，其特征在于，所述电容介质层和所述上极板的共同厚度与所述第一沟槽下方的第一通孔的高度相匹配。
6.如权利要求3或4所述的制造方法，其特征在于，所述衬底还具有第一金属层间介质层以及形成在所述第一金属层间介质层中的下层金属互连线；形成所述第一通孔的同时，还形成对准且暴露出所述下层金属互连线的部分顶面的第二通孔；在形成所述第一沟槽和所述第二沟槽的同时，还形成对准且连通所述第二通孔的第...
【专利技术属性】
技术研发人员：王新鹏，范桂林，蒋文丽，崔强伟，王亚飞，
申请(专利权)人：芯恩青岛集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：
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