[发明专利]集成芯片与金属-绝缘体-金属电容器及其形成方法

说明书

本发明的各种实施例涉及一种包含扩散阻挡层的金属绝缘体金属(MIM)电容器。底部电极上覆于衬底。电容器介电层上覆于底部电极。顶部电极上覆于电容器介电层。顶部电极包含第一顶部电极层、第二顶部电极层以及安置在第一顶部电极层与第二顶部电极层之间的扩散阻挡层。

技术领域

本发明的实施例是有关于一种集成芯片与金属-绝缘体-金属电容器及其形成方法。

背景技术

当代集成芯片包括数百万或数十亿个晶体管器件，所述晶体管器件配置成能够实现用于集成芯片的逻辑功能性(例如形成配置成执行逻辑功能的处理器)。集成芯片通常还可包括无源器件，例如电容器、电阻器、电感器、变容二极管等。金属-绝缘体-金属(metal-insulator-metal，MIM)电容器是共同类型的通常整合到集成芯片的后段工艺金属内连线层中的无源器件。举例来说，MIM电容器可用作去耦电容器，所述电容器配置成减少由流经与集成芯片和集成芯片所位于的封装相关联的各种寄生电感的电流变化所引起的电源或切换噪声(例如切换输入/输出(input/output，I/O)和核心电路)。

发明内容

本发明实施例的一种金属-绝缘体-金属电容器，包括：底部电极，上覆于衬底。电容器介电层，上覆于所述底部电极。以及顶部电极，上覆于所述电容器介电层，其中所述顶部电极包含第一顶部电极层、第二顶部电极层以及安置在所述第一顶部电极层与所述第二顶部电极层之间的扩散阻挡层。

本发明实施例的一种集成芯片，包括：内连线结构，上覆于衬底，其中所述所述内连线结构包括导电通孔及导电线的交替堆叠。底部电极，上覆于所述导电线中的至少一个。电容器介电层，上覆于所述底部电极。顶部电极，上覆于所述电容器介电层，其中所述顶部电极包括：第一顶部电极层。以及第二顶部电极层，上覆于所述第一顶部电极层，其中所述第一顶部电极层及所述第二顶部电极层分别具有第一柱状晶粒及第二柱状晶粒，其中所述第二柱状晶粒上覆于所述第一柱状晶粒且具有从所述第一柱状晶粒的侧壁横向偏移的侧壁。

本发明实施例的一种用于形成金属-绝缘体-金属电容器的方法，所述方法包括：在衬底上方形成底部电极。在所述底部电极上方形成电容器介电层。在所述电容器介电层上方沉积第一顶部电极层。在所述第一顶部电极层上方沉积扩散阻挡层。对所述扩散阻挡层执行退火工艺，其中在所述退火工艺之后，所述扩散阻挡层富含处理物质。以及在所述扩散阻挡层上方沉积第二顶部电极层。

附图说明

结合附图阅读以下详细描述会最佳地理解本发明实施例的各方面。应注意，根据业界中的标准惯例，各种特征未按比例绘制。实际上，为了论述清楚起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1A到图1C示出具有扩散阻挡层的金属-绝缘体-金属(MIM)电容器的一些实施例的横截面视图。

图2A示出具有多个扩散阻挡层的金属-绝缘体-金属-绝缘体-金属(metal-insulator-metal-insulator-metal，MIMIM)电容器的一些实施例的横截面视图。

图2B到图2D示出如由图2A中的虚线框指示的图2A的MIMIM电容器的区段的替代性实施例的横截面视图。

图3示出包含安置在内连线结构中的MIM电容器的集成电路(integratedcircuit，IC)的横截面视图。

图4示出图3的IC的一些实施例的电路图。

图5示出图3的IC的一些替代性实施例的横截面视图，其中接合结构上覆于内连线结构。

图6示出如由图5中的虚线框所指示的图5的IC的区段的一些替代性实施例的横截面视图。

图7示出包含上覆于内连线结构的MIMIM电容器的IC的横截面视图。

图8示出图7的IC的一些实施例的电路图。