[发明专利]MIM电容器的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别设计到一种MIM电容器的形成方法。

背景技术

在半导体器件中，电容器根据结构可以分为多晶硅-绝缘体-多晶硅（PIP）电容器和金属-绝缘体-金属（MIM）电容器。MIM电容器经常被使用在无线频率的半导体器件中，这是因为PIP电容器中，由多晶硅形成的电容器电极会在使用过程中发生氧化，导致PIP电容器的电容减小；而MIM电容器具有低阻抗，且不会由于损耗而引起寄生电容，可以具有较高的电容。

现有技术中，参考图1，传统MIM电容器的形成方法包括：

参考图1，提供基底1，在所述基底1上形成第一金属层2；

然后，在所述第一金属层2上形成介质层3，并在所述介质层3上形成第二金属层4。

参考图2，图形化所述第二金属层4、介质层3和第一金属层2，在所述基底1上形成MIM电容器。

在具体实施例中，所述第一金属层2包括底层的AlCu层和上层的氮化钛层。

参考图3，图3是淀积设备的示意图；所述淀积设备用于形成MIM电容器的第一金属层，图3中的黑色箭头表示了基底在淀积设备中各腔室间的流转次序。

形成MIM电容器的第一金属层2的方法包括：

将基底1从进出口20放入，第一机械臂25将所述基底1送至脱汽腔21。所述脱汽腔21内具有较高的温度（250℃以上），以去除所述基底1表面的水汽。

所述基底1在所述脱汽腔21内去除水汽后，被第一机械臂25取出，并送入通道腔22内。

然后，由第二机械臂27将所述基底1从通道腔22转移至AlCu淀积腔23，在所述基底1上淀积形成AlCu层。

所述基底1上形成AlCu层后，由所述第二机械臂27取出，并送入氮化钛淀积腔24内。在所述氮化钛淀积腔24内淀积形成氮化钛层，完成所述第一金属层2的制备。

形成所述第一金属层2后，所述基底1通过所述第二机械臂27由所述氮化钛淀积腔24转入冷却腔26内进行降温；降温后，通过所述第一机械臂25将所述基底1通过所述进出口20送出。

所述基底1通过所述进出口20送出后，通过后续工艺完成MIM电容器的制备。所述MIM电容器的性能通过平均击穿电压值和不同位置上的击穿电压值进行评估，只有平均击穿电压值达到预定值，且不同位置上的击穿电压值相差较小的MIM电容器才能满足要求。

由上述方法制备得到的MIM电容器平均击穿电压值低，而且MIM电容器不同位置处的击穿电压值相差大。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中形成的MIM电容器平均击穿电压值低，而且MIM电容器不同位置处的击穿电压值相差大。

为解决上述问题，本发明提供一种MIM电容器的形成方法，包括：提供基底；在100-200℃温度范围内，去除所述基底表面的水汽；去除所述水汽后，在所述基底上形成AlCu层；在所述AlCu层上形成介质层；在所述介质层上形成金属层。

可选的，所述AlCu层与所述介质层之间还形成有氮化钛层。

可选的，所述AlCu层的厚度大于或者等于1μm。

可选的，所述介质层为氮化硅层或氮化硼层。

可选的，所述金属层为氮化钛层。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本技术方案采用在100-200℃温度范围内，去除所述基底表面的水汽，使基底的温度相对于现有技术的基底温度（250℃）低，有利于得到上表面平坦的AlCu层，最终形成平均击穿电压值高，且各处的击穿电压值相差很小的MIM电容器。

本发明还提供一种MIM电容器的形成方法，包括：提供基底；去除所述基底表面的水汽；去除所述水汽后，冷却所述基底至200℃以下；冷却所述基底后，在所述基底上形成AlCu层；在所述AlCu层上形成介质层；在所述介质层上形成金属层。

可选的，所述AlCu层与所述介质层之间还形成有氮化钛层。

可选的，所述AlCu层的厚度大于或者等于1μm。

可选的，所述介质层为氮化硅层或氮化硼层。

可选的，冷却所述基底至200℃以下包括：冷却所述基底至100℃以下。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：