【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体集成电路领域，具体是低介质吸收低失配精密线性mim电容器和集成技术。
技术介绍
1、在高性能模拟信号或混合信号集成电路制造领域中,应用于ad/da数据转换器、智能传感器以及其他信号处理电路的集成电容器的精度直接限制了这些集成电路的精度和性能。金属mim电容器具有理想的寄生衬底电容噪声自限制、电容极板无耗尽效应等优良电学特性，同时金属mim电容器还具有与标准模拟集成电路金属互连工艺易于集成的特点。通过非线性工艺校准的金属mim电容器失配性可以控制在±0.001％以内，因此将几乎具有理想线性的金属mim电容器集成到高性能集成电路中成为bicmos/cmos/bipolar特色工艺研发的重要工作。
2、为了满足集成电路微型化、轻型化的需要，需要采用比较sio2更高介电系数的sin或tan等电容介质材料以提高金属mim电容单位容值。由于受到金属互连膜层适用工艺热预算的限制，mim电容器的介质膜层的微裂纹、针孔等缺陷会比较高温工艺相同化学配比的材料更高。因此金属mim电容介质膜层的体陷阱密度、介质-金属界面态以及电容介质与金属膜层应力失配等因素成为影响金属电容器性能的主要来源。
3、另一方面，金属mim电容容值随着工作频率和偏置电压发生偏移会导致模拟信号失真，甚至这种电容容值偏移会传导到更高工作频率状态最终形成正反馈导致电路失效。因此，采用工艺校准技术提高介质介电强度、降低介质吸收系数改善金属mim电容迟滞、失配、非线性效应一直是学术研究和技术创新的热点和难点问题。
1、本专利技术的目的是提供低介质吸收低失配精密线性mim电容器和集成技术，包括以下步骤：
2、1)在衬底表面形成阱，并在阱表面形成有源区域，在有源区以外的区域形成隔离氧化层；
3、2)选定需要低温度系数的金属薄膜电阻区域、高压器件有源区域、中压器件有源区域和低压器件有源区域；
4、3)分别在高压器件有源区域和中压器件有源区域形成厚栅氧化层；在低压器件有源区域形成薄栅氧化层；
5、4)形成mos管的多晶硅栅，并选定mos管的掺杂源漏区；
6、5)在mos管的掺杂源漏区完成双栅氧高低压cmos源极和漏极的光刻注入，快速退火工艺激活掺杂的杂质；
7、6)淀积氮化硅层，以及bpsg低介电系数填充膜层；
8、7)完成膜层平坦化加工，以及器件接触孔加工；
9、8)完成器件接触孔钨塞填充加工；溅射铝硅铜膜层，记为第一层金属，并完成第一层金属连线刻蚀加工；
10、9)根据电路设计需要，重复步骤6)-步骤8)，直到溅射次顶层金属，记为第(n-1)层金属；
11、10)完成氩原子溅射清洗后，溅射h1埃米钛膜层，然后淀积h2埃米无定型氮化硅sixnyhz膜层；
12、11)完成氩原子溅射清洗后，在氮化硅膜层上溅射h3埃米微晶型钛薄膜；
13、12)在集成磁控溅射腔室内淀积h4埃米半晶钛/h5埃米氮化钛；
14、13)采用pvd法溅射适合平坦化工艺集成的铝合金薄膜和抗反射氮化钛膜层；
15、14)依据掩膜版图对mim电容上极板钛/氮化钛/铝硅铜/氮化钛完成曝光、显影、干法刻蚀，形成集成金属-氮化硅-金属电容器；
16、形成的集成金属-氮化硅-金属电容器介质吸收系数da≤30ppm，二阶电压系数abs(qvc)≤3ppm/v2，线性电压系数abs(lvc)≤1.5ppm/v；
17、15)淀积低介电系数填充膜层usg薄膜、金属间介质层cmp平坦化、通孔刻蚀、钨塞化学机械平坦化、
18、16)溅射顶层金属，记为第n层金属，并完成第n层金属连线刻蚀加工，形成电路组成器件的金属互连；
19、17)采用pecvd淀积钝化复合介质层淀积，并完成钝化保护层曝光、显影、刻蚀加工。
20、进一步，步骤4)中，形成mos管的多晶硅栅的步骤为：表面淀积栅多晶硅层，并对多晶硅层进行掺杂，然后完成栅多晶结构的刻蚀。从而使栅氧化层和所述栅氧化层表面的多晶硅构成mos管的多晶硅栅。
21、进一步，步骤6)中，利用低压化学汽相沉积法淀积氮化硅层；利用pecvd法淀积bpsg低介电系数填充膜层；
22、步骤7)中，采用化学机械抛光cmp工艺完成膜层平坦化加工；采用干法刻蚀工艺完成器件接触孔加工；
23、步骤8)中，采用钨溅射工艺和钨化学机械平坦化工艺完成器件接触孔钨塞填充加工；
24、步骤10)中，采用磁控等离子物理汽相pvd法溅射h1埃米钛膜层；采用等离子增强化学汽相pecvd淀积h2埃米无定型氮化硅sixnyhz膜层；
25、步骤11)中，采用磁控等离子物理汽相pvd法溅射h3埃米微晶型钛薄膜；
26、步骤12)中，采用表面化学反应临场方式pvd淀积h4埃米半晶钛/h5埃米氮化钛；
27、步骤15)中，采用pecvd法淀积低介电系数填充膜层usg薄膜；
28、进一步，步骤9)中，第(n-1)层金属的互连结构膜层为钨/钛/铝硅铜/氮化钛；
29、步骤16)中，电路组成器件包括mos器件、mim电容器。
30、进一步，n≥2；h1＝50～300埃米；h2≥180埃米；h3＝150～300埃米；h4＝50～100埃米；h5＝100～300埃米；da≤30ppm；abs(qvc)≤3ppm/v2；abs(lvc)≤1.5ppm/v。
31、进一步，所述杂质为p型杂质或n型杂质。
32、进一步，采用化学机械平坦化工艺对(n-1)层金属间介质层平坦化处理，形成全局平坦化介质层和钨塞结构。
33、进一步，：采用pecvd淀积的高介电系数富硅型氮化硅薄膜作为金属mim电容的介质层。
34、进一步，采用高选择比钨-二氧化硅化学机械平坦化工艺完成钨塞结构加工。
35、利用所述低介质吸收低失配精密线性mim电容器和集成技术得到的金属mim电容器模块，主要包括衬底、阱、场氧化层、介质层、厚栅氧化层、薄栅氧化层、多晶硅栅和金属薄膜层；
36、所述衬底位于底部；阱形成于衬底表面；
37、场氧化层形成于有源区外；
38、有源区包括高压器件区域、中压器件区域和低压器件区域；
39、高压器件区域和中压器件区域中具有厚栅氧化层；
40、低压器件区域中具有薄栅氧化层；
41、金属mim电容器形成于第(n-1)层金属-第n层金属间的介质层中间；
42、mos管的多晶硅栅构筑在厚栅氧化层和薄栅氧化层上。
43、本专利技术的技术效果是毋庸置疑的，本专利技术解决了金属mim电容器非线性工艺校准问题，金属mim电容器介质吸收系数降低问题，金属mim电容器精密匹配问题。
44、本专利技术通过在多模式栅氧高低压兼容b本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.低介质吸收低失配精密线性MIM电容器和集成技术，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的低介质吸收低失配精密线性MIM电容器和集成技术，其特征在于：步骤4)中，形成MOS管的多晶硅栅的步骤为：表面淀积栅多晶硅层，并对多晶硅层进行掺杂，然后完成栅多晶结构的刻蚀。从而使栅氧化层和所述栅氧化层表面的多晶硅构成MOS管的多晶硅栅。
3.根据权利要求1所述的低介质吸收低失配精密线性MIM电容器和集成技术，其特征在于：步骤6)中，利用低压化学汽相沉积法淀积氮化硅层；利用PECVD法淀积BPSG低介电系数填充膜层；
4.根据权利要求1所述的低介质吸收低失配精密线性MIM电容器和集成技术，其特征在于：步骤9)中，第(n-1)层金属的互连结构膜层为钨/钛/铝硅铜/氮化钛；
5.根据权利要求1所述的低介质吸收低失配精密线性MIM电容器和集成技术，其特征在于：n≥2；h1＝50～300埃米；h2≥180埃米；h3＝150～300埃米；h4＝50～100埃米；h5＝100～300埃米；DA≤30ppm；abs(QVC)≤3ppm/V2；ab
6.根据权利要求1所述的低介质吸收低失配精密线性MIM电容器和集成技术，其特征在于：所述杂质为P型杂质或N型杂质。
7.根据权利要求1所述的低介质吸收低失配精密线性MIM电容器和集成技术，其特征在于：采用化学机械平坦化工艺对(n-1)层金属间介质层平坦化处理，形成全局平坦化介质层和钨塞结构。
8.根据权利要求1所述的低介质吸收低失配精密线性MIM电容器和集成技术，其特征在于：采用PECVD淀积的高介电系数富硅型氮化硅薄膜作为金属MIM电容的介质层。
9.根据权利要求1所述的低介质吸收低失配精密线性MIM电容器和集成技术，其特征在于：采用高选择比钨-二氧化硅化学机械平坦化工艺完成钨塞结构加工。
10.利用权利要求1至9任一项所述低介质吸收低失配精密线性MIM电容器和集成技术得到的金属MIM电容器模块，其特征在于，主要包括衬底、阱、场氧化层、介质层、厚栅氧化层、薄栅氧化层、多晶硅栅和金属薄膜层；
...【技术特征摘要】
1.低介质吸收低失配精密线性mim电容器和集成技术，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的低介质吸收低失配精密线性mim电容器和集成技术，其特征在于：步骤4)中，形成mos管的多晶硅栅的步骤为：表面淀积栅多晶硅层，并对多晶硅层进行掺杂，然后完成栅多晶结构的刻蚀。从而使栅氧化层和所述栅氧化层表面的多晶硅构成mos管的多晶硅栅。
3.根据权利要求1所述的低介质吸收低失配精密线性mim电容器和集成技术，其特征在于：步骤6)中，利用低压化学汽相沉积法淀积氮化硅层；利用pecvd法淀积bpsg低介电系数填充膜层；
4.根据权利要求1所述的低介质吸收低失配精密线性mim电容器和集成技术，其特征在于：步骤9)中，第(n-1)层金属的互连结构膜层为钨/钛/铝硅铜/氮化钛；
5.根据权利要求1所述的低介质吸收低失配精密线性mim电容器和集成技术，其特征在于：n≥2；h1＝50～300埃米；h2≥180埃米；h3＝150～300埃米；h4＝50～100埃米；h5＝100～300埃米；da≤3...
【专利技术属性】
技术研发人员：殷万军，刘玉奎，杨法明，钱呈，陈姜龙，梁康弟，周辉煌，张越，黄磊，张正元，
申请(专利权)人：重庆中科渝芯电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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