[发明专利]一种新型金属—绝缘层—金属电容结构及其制造方法

权利要求书

1.一种金属—绝缘层—金属（MIM）电容结构，其特征在于：该电容结构包括：

半导体结构；

第一介电层，所述的第一介电层在所述半导体结构上，并已形成下电极和第一金属互连线；

通孔介电层，所述的通孔介电层包括在第一介电层上淀积的第一介电阻挡层和第二介电层，所述通孔介电层有上电极沟槽和通孔，上电极沟槽底部覆盖绝缘层及金属保护层；

沟槽介电层，所述的沟槽介电层包括在通孔介电层上淀积第二介电阻挡层和第三介电层，所述沟槽介电层中，在上电极的通孔介电层上形成第一沟槽，在通孔的通孔介电层上形成第二沟槽；

其中通孔侧壁和底部及上电极沟槽金属保护层上覆盖金属阻挡层和铜籽晶层，上电极沟槽和通孔填满电镀金属铜。

2.如权利要求1所述的一种金属—绝缘层—金属（MIM）电容结构，其特征在于：所述的第一介电层、第二介电层和第三介电层采用SiO2、SiOCH或SiOF。

3.如权利要求1所述的一种金属—绝缘层—金属（MIM）电容结构，其特征在于：所述的绝缘层是采用CVD或ALD淀积单层SiN或双层SiN/SiO2或双层SiN/高介电常数介电层。

4.如权利要求3所述的一种金属—绝缘层—金属（MIM）电容结构，其特征在于：所述的高介电常数介电层选取HfO、LaO、AlO、TaO、ZrO。

5.一种制造如权利要求1所述的一种金属—绝缘层—金属（MIM）电容结构的制造工艺，其特征在于，其具有以下步骤：

1）在已形成下电极和第一金属互连线或其他结构的第一介电层上淀积第一介电阻挡层和第二介电层；

2）光刻形成上电极沟槽光阻图形，光阻作掩模刻蚀第二介电层和第一介电阻挡层，形成上电极沟槽；

3）淀积绝缘层，覆盖上电极沟槽侧壁和底部及剩余第二介电层上表面；

4）在绝缘层上淀积绝缘层金属保护层，并作为通孔或其他结构刻蚀硬掩模；

5）金属硬掩模工艺刻蚀制作通孔或其他结构；

6）淀积金属阻挡层和铜籽晶层，覆盖通孔或其他结构侧壁和底部及剩余金属保护层；

7）电镀金属铜填满上电极沟槽和通孔或其他结构；

8）平坦化去除多余金属，研磨至第二介电层，形成上电极和通孔或其他结构；

9）在第二介电层上淀积第二介电阻挡层和第三介电层通过铜大马士革工艺制作更上层金属层；

10）下电极、上电极及下电极和上电极间绝缘层形成金属—绝缘层—金属（MIM）电容器件。

6.一种制造如权利要求1所述的一种金属—绝缘层—金属（MIM）电容结构的制造工艺，其特征在于，其具有以下步骤：

1）在已形成下电极和第一金属互连线或其他结构的第一介电层上淀积第一介电阻挡层和第二介电层；

2）光刻形成上电极沟槽光阻图形，光阻作掩模刻蚀第二介电层，形成上电极沟槽，保留底部第一介电阻挡层作为绝缘层；

3）淀积绝缘层金属保护层，覆盖上电极沟槽侧壁和底部绝缘层及剩余第二介电层，并作为通孔或其他结构刻蚀硬掩模；

4）金属硬掩模工艺刻蚀制作通孔或其他结构；

5）淀积金属阻挡层和铜籽晶层，覆盖通孔或其他结构侧壁和底部及剩余金属保护层；

6）电镀金属铜填满上电极沟槽和通孔或其他结构；

7）平坦化去除多余金属，研磨至第二介电层，形成上电极和通孔或其他结构；

8）在第二介电层上淀积第二介电阻挡层和第三介电层通过铜大马士革工艺制作更上层金属层；

9）下电极、上电极及下电极和上电极间绝缘层形成金属—绝缘层—金属（MIM）电容器件。

7.如权利要求5所述的一种金属—绝缘层—金属（MIM）电容结构的制造工艺，其特征在于，第一介电层、第二介电层和第三介电层采用SiO2、SiOCH、SiOF。

8.如权利要求5所述的一种金属—绝缘层—金属（MIM）电容结构的制造工艺，其特征在于，第一介电阻挡层和第二介电阻挡层采用SiN、SiCN。

9.如权利要求6所述的一种金属—绝缘层—金属（MIM）电容结构的制造工艺，其特征在于，第一介电层、第二介电层和第三介电层采用SiO2、SiOCH、SiOF。