[发明专利]多晶硅中用于改进电容的振荡电容器架构

说明书

描述了一种用于制造金属绝缘体金属电容器同时管理半导体加工产量并增加单位面积电容的系统及方法。半导体装置制造工艺将多晶硅层放置在位于金属层的顶部上的氧化物层的顶部上。所述工艺将沟槽蚀刻到所述多晶硅层的区域中，其中重复的沟槽确定稍后要形成的振荡波结构的频率。所述沟槽的顶角和底角被修圆。所述工艺在所述多晶硅层上于具有所述沟槽的区域上和没有所述沟槽的区域上沉积底部金属、电介质和顶部金属。一系列阻挡金属和第二多晶硅层沉积在所述振荡结构上。所述工艺完成所述MIM电容器，其中金属节点接触所述振荡结构的所述顶部金属和所述底部金属中的每一者。

背景技术

相关技术描述

随着半导体制造工艺的进步和片上几何尺寸的减小，半导体芯片提供更多功能性和性能，同时消耗更少的空间。尽管已经取得了许多进步，但是在加工和集成电路设计中的现代技术仍然会出现设计问题，这可能会限制潜在益处。例如，随着设计中所使用的无源部件的数量和尺寸的增加，这些部件消耗的面积也会增加。阻抗匹配电路、谐波滤波器、去耦电容器、旁路电容器等等是这些部件的示例。

许多制造工艺使用金属绝缘体金属(MIM)电容器在片上集成电路和片外集成无源装置(IPD)封装中提供电容。形成MIM电容器，其具有由介电层分离的两个平行金属板。一般而言，两个金属板和介电层中的每一者平行于半导体衬底表面。此类MIM电容器在包括射频(RF)集成电路中的振荡器和相移网络的各种集成电路中用作去耦电容器，以降低混合信号集成电路和微处理器中的噪声，以及用作微处理器中的有源装置附近的旁路电容器以限制寄生电感等等。MIM电容器也可以用作动态RAM中的存储器单元。

制造MIM电容器是一项具有挑战性的过程。对介电层的材料选择受到限制，因为用于介电层的许多材料可以与用于平行金属板的金属层一起扩散。这种有限的选择还可以减小原本可以实现的单位面积电容。此外，介电层通常大于用于诸如晶体管的有源装置的栅极氧化物层。因此，MIM电容器相对较大，并且有时大于在晶粒上使用的晶体管。当增加MIM电容器尺寸以提供所需单位面积电容(密度)时，装置上的其他部件可用的空间更小。另外，当蚀刻以形成用于连接MIM电容器的平行金属板的通孔的空间时，其他通孔必须连接到MIM电容器下方的下部金属层。因此，蚀刻停止问题的机会增加。

鉴于上述情况，需要用于制造金属绝缘体金属电容器同时管理半导体加工产量并增加单位面积电容的有效方法及系统。

附图说明

图1是正在制造的半导体无源部件的一部分的横截面视图的概括图。

图2是正在制造的半导体无源部件的一部分的另一个横截面视图的概括图。

图3是正在制造的半导体无源部件的一部分的另一个横截面视图的概括图。

图4是正在制造的半导体无源部件的一部分的另一个横截面视图的概括图。

图5是正在制造的半导体无源部件的一部分的另一个横截面视图的概括图。

图6是正在制造的半导体无源部件的一部分的另一个横截面视图的概括图。

图7是正在制造的半导体无源部件的一部分的另一个横截面视图的概括图。

图8是正在制造的半导体无源部件的一部分的另一个横截面视图的概括图。

图9是正在制造的半导体无源部件的一部分的另一个横截面视图的概括图。

图10是正在制造的半导体无源部件的一部分的另一个横截面视图的概括图。

图11是具有振荡图案的制造的半导体金属-绝缘体-金属(MIM)电容器的横截面视图的概括图。

图12是具有振荡图案的制造的半导体金属-绝缘体-金属(MIM)电容器的另一个横截面视图的概括图。

图13是具有振荡图案的制造的半导体金属-绝缘体-金属(MIM)电容器的另一个横截面视图的概括图。