[发明专利]MIM电容器的制备方法以及半导体器件的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造业技术领域，特别是涉及一种MIM电容器的制备方法以及半导体器件的制备方法。

背景技术

MIM（金属-绝缘体-金属）电容器具有高容量、低电阻率等优点，被广泛应用于射频电路或高速模拟电路中。MIM电容器还与铜互连结构具有良好的匹配特性，常常与铜互连结构集成制造。图1a-图1d为现有技术中具有MIM电容器的半导体器件的制备方法的示意图：

首先，如图1a所示，在半导体基底101上自下至上依次形成第一金属层102、第一介质层103和第二金属层104；

随后，如图1b所示，图形化所述第二金属层104、所述第一介质层103以及所述第一金属层102，形成以所述第一金属层图形102a为下极板、所述第二金属层图形104a为上极板、所述第一介质层图形103a为电介质的MIM电容器105；

接着，如图1c所示，在所述MIM电容器和半导体基底上形成第三介质层106，并在所述第三介质层106中形成第一开口107和第二开口108，所述第一开口107底部露出所述第二金属层图形104a的表面，所述第二开口108底部露出所述第一金属层图形102a的表面；

最后，如图1d所示，在所述第一开口107和第二开口108中填充导电材料，形成第一连接插塞107a和第二连接插塞108a。

在现有技术中，形成所述第一开口107和所述第二开口108是在同一步骤中进行的，由于所述第一开口107和所述第二开口108的深度不同，所以刻蚀等离子体接触所述第一开口107底部的所述第二金属层图形104a的表面的时间较长，所述刻蚀等离子体会损伤所述第一开口107底部露出所述第二金属层图 形104a的表面，易形成如图2a所示的缺陷(Defect)110，其中，图2a为现有技术中MIM电容器的缺陷示意图，图2b为现有技术中MIM电容器的缺陷的透射电子显微镜图片，表示图2a所示结构的剖面图，在图2b中，圆圈区域为所述缺陷110，图2c为现有技术中MIM电容器的缺陷的扫描电子显微镜图片，表示图2a所述第一开口107底部的所述第二金属层图形104a的表面的俯视图，在图2c中，椭圆区域为所述缺陷110。

因此，如何提供一种MIM电容器的制备方法以及半导体器件的制备方法，减少或避免MIM电容器的缺陷，已成为本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种MIM电容器的制备方法以及半导体器件的制备方法，能够减少或避免MIM电容器的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供一种MIM电容器的制备方法，包括：

提供半导体基底；

在所述半导体基底上依次形成第一金属层、第一介质层和第二金属层；

对所述第二金属层进行热处理；

图形化第二金属层、所述第一介质层以及所述第一金属层，形成以所述第一金属层图形为下极板、所述第二金属层图形为上极板、所述第一介质层图形为电介质的MIM电容器。

进一步的，在所述MIM电容器的制备方法中，对所述第二金属层进行热处理步骤和所述图形化所述第二金属层、所述第一介质层以及所述第一金属层步骤之间，还包括：在所述第二金属层上形成第二介质层。

进一步的，在所述MIM电容器的制备方法中，所述第二介质层的材料为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。

进一步的，在所述MIM电容器的制备方法中，采用快速热退火对所述第二金属层进行热处理。

进一步的，在所述MIM电容器的制备方法中，所述快速热退火的温度为200℃～500℃，时间为100秒～500秒。

进一步的，在所述MIM电容器的制备方法中，所述第一金属层的材料为铝 或铝铜合金，所述第二金属层的材料为铝或铝铜合金。

进一步的，在所述MIM电容器的制备方法中，所述第一介质层的材料为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。

根据本发明的另一面，本发明还提供一种半导体器件的制备方法，包括：

提供半导体基底；

在所述半导体基底上依次形成第一金属层、第一介质层和第二金属层；

对所述第二金属层进行热处理；

图形化第二金属层、所述第一介质层以及所述第一金属层，形成以所述第一金属层图形为下极板、所述第二金属层图形为上极板、所述第一介质层图形为电介质的MIM电容器，且所述上极板的面积小于下极板的面积；

在所述MIM电容器和半导体基底上形成第三介质层；