[发明专利]金属－绝缘体－金属电容器及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体结构及工艺领域；更具体地说，涉及与高介电常数电介质材料以及铜冶金相容的金属-绝缘体-金属(MIM)电容器和制造所述MIM的方法。

背景技术

MIM电容器逐渐被用于集成电路，特别是那些用于射频(RF)及其他高频应用的集成电路中。对与始终存在的高频应用相容的高性能电容器的需要，促使该行业将高介电常数电介质材料用作MIM电容器中的绝缘体。然而，当用于有铜互连的集成电路时，高介电常数电介质有严重的缺点，最值得注意的是较差防止铜扩散的性能，其可能导致成品率或可靠性问题。因此，需要一种与铜互连技术相容的MIM结构和制造方法。

发明内容

本发明的第一方面是一种电子器件，包括：在半导体衬底上形成的层间介电层；在层间介电层中形成的铜底部电极，该底部电极上表面与该层间介电层上表面共面；直接与所述底部电极上表面接触的导电的扩散阻挡层(diffusion barrier)；直接与导电的扩散阻挡层上表面接触的MIM电介质；以及直接与MIM电介质上表面接触的顶部电极。

本发明的第二方面是一种电子器件，包括：在半导体衬底上形成的层间介电层；在所述层间介电层中形成的铜底部电极；直接与所述底部电极上表面接触的导电的扩散阻挡层，所述底部电极上表面凹进层间介电层上表面之下，所述导电的扩散阻挡层上表面与层间介电层的上表面共面；直接与导电的扩散阻挡层的上表面接触的MIM电介质；以及直接与MIM电介质上表面接触的顶部电极。

本发明的第三方面是一种制造电子器件的方法，包括：(a)提供半导体衬底；(b)在所述半导体衬底上形成层间介电层；(c)在层间介电层中形成铜底部电极，所述底部电极上表面与该层间介电层上表面共面；(d)形成直接与所述底部电极上表面接触的导电扩散阻挡层；(e)形成直接与所述导电扩散阻挡层的上表面接触的MIM电介质；以及(f)形成直接与所述MIM电介质上表面接触的顶部电极。

本发明的第四方面是一种制造电子器件的方法，包括：(a)提供半导体衬底；(b)在所述半导体衬底上形成层间介电层；(c)在所述层间介电层内形成铜底部电极；(d)形成直接与所述底部电极上表面接触的导电扩散阻挡层，所述底部电极的上表面凹进所述层间介电层上表面之下，所述导电扩散阻挡层的上表面与所述层间介电层的上表面共面；(e)形成直接与所述导电扩散阻挡层的上表面接触的MIM电介质；以及(f)形成直接与所述MIM电介质的上表面接触的顶部电极。

附图说明

在附加的权利要求中阐明了本发明的特征。然而，当结合所述附图阅读本发明时，通过参考对下列说明性具体实施例的详细描述，将很容易理解本发明，其中：

图1A，是根据本发明的示例性MIM电容器的截面视图；

图1B是根据本发明的结合MIM电容器的互连结构的顶视图而图1C是图1B中沿着线1C-1C截取的截面视图；

图2A到2F是示出了根据本发明第一实施例的MIM电容器的制造过程的横截面视图；

图3A是根据本发明的电阻器的触点(contact)的顶视图而图3B是沿着图3A的线3B-3B截取的截面视图；

图4A到4E是示出了根据本发明第二实施例的MIM电容器的制造过程的横截面视图；

图5A到5F是示出了根据本发明第三实施例的MIM电容器的制造过程的横截面视图；

图6A到6F是示出了根据本发明第四实施例的MIM电容器的制造过程的横截面视图；以及

图7A到7F是示出了根据本发明第五实施例的MIM电容器的制造过程的横截面视图。

具体实施方式