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1、(10)申请公布号 CN 102881674 A (43)申请公布日 2013.01.16 C N 1 0 2 8 8 1 6 7 4 A *CN102881674A* (21)申请号 201210388711.1 (22)申请日 2012.10.12 H01L 23/522(2006.01) H01L 21/02(2006.01) (71)申请人上海华力微电子有限公司 地址 201203 上海市浦东新区张江高科技园 区高斯路497号 (72)发明人郑春生 (74)专利代理机构上海思微知识产权代理事务 所(普通合伙) 31237 代理人陆花 (54) 发明名称 MIM电容器及其制造方法 (57。
2、) 摘要 本发明公开了一种MIM电容器制造方法，在 干法刻蚀介质层形成电容器凹槽之后，湿法刻蚀 所述介质层，利用湿法刻蚀各向同性的特点，对所 述凹槽电容器沟槽进行腐蚀以使所述电容器凹槽 圆角化，随后在所述介质层和电容器凹槽上依次 形成下电极、绝缘体以及上电极，所述下电极、绝 缘体以及上电极的边角也随之圆滑，有效降低尖 端放电的可能性，从而提高电容器操作过程中的 可靠性。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 1/1页 2 1.一种MIM电容器制造方法，包括： 提。
3、供一衬底，所述衬底上形成有介质层； 干法刻蚀所述介质层，以形成电容器凹槽； 湿法刻蚀所述介质层，以使所述电容器凹槽圆角化； 在所述介质层和电容器凹槽上依次形成下电极、绝缘体以及上电极。 2.如权利要求1所述的MIM电容器制造方法，其特征在于，所述介质层为二氧化硅。 3.如权利要求2所述的MIM电容器制造方法，其特征在于，所述湿法刻蚀的工艺参数 为：刻蚀液为DHF或BOE；刻蚀时间为5秒-10分钟。 4.如权利要求2所述的MIM电容器制造方法，其特征在于，所述干法刻蚀的工艺参数 为：压力为1-10mTorr，source RF功率为100-300瓦，Bias RF功率为100-300瓦，氧气流 。
4、量为10-30sccm，CF 4 流量为10-50sccm，He流量为20-100sccm，温度40-50度。 5.如权利要求1至4中任意一项所述的MIM电容器制造方法，其特征在于，所述下电极 和上电极的材质为铜或铝。 6.如权利要求1至4中任意一项所述的MIM电容器制造方法，其特征在于，所述绝缘体 为二氧化硅或氮化硅。 7.一种MIM电容器，其特征在于，包括形成于介质层和电容器凹槽上的下电极、绝缘体 以及上电极，所述电容器凹槽为圆角化的凹槽。 8.如权利要求7所述的MIM电容器，其特征在于，所述下电极和上电极的材质为铜或 铝，所述绝缘体为二氧化硅或氮化硅。 权 利 要 求 书CN 10288。
5、1674 A 1/3页 3 MIM 电容器及其制造方法 技术领域 0001 本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种MIM电容器及其制造方法。 背景技术 0002 电容器是集成电路中的重要组成单元，广泛运用于存储器、微波、射频、智能卡、 高压和滤波等芯片中。在芯片中广为采用的电容器构造是平行于硅片衬底的金属-绝缘 体-金属（MIM，Metal-Insulator-Metal）电容器。其中金属是制作工艺易与金属互连工艺 相兼容的铜、铝等，绝缘体则是氮化硅、氧化硅等高介电常数的电介质材料。 0003 在公开号为CN1208964A的中国专利中，介绍了一种电容器结构，该电容器是单层 电容器金属绝缘。
6、层金属的平板电容模型。此外，很多高密度电容器结构发明主要集中 在采用不同的工艺在单位面积上（或体积上）并联更多的电容以增加电容密度，例如，公开 号为CN1635595A的中国专利。 0004 然而，对于MIM电容器来说，如何有效降低尖端放电的可能性，从而提高电容器操 作过程中的可靠性，也是亟待解决的问题之一。 发明内容 0005 本发明提供一种MIM电容器及其制造方法，有效降低尖端放电的可能性，从而提 高电容器操作过程中的可靠性。 0006 为解决上述技术问题，本发明提供一种MIM电容器制造方法，包括： 0007 提供一衬底，所述衬底上形成有介质层； 0008 干法刻蚀所述介质层，以形成电容器。
7、凹槽； 0009 湿法刻蚀所述介质层，以使所述电容器凹槽圆角化； 0010 在所述介质层和电容器凹槽上依次形成下电极、绝缘体以及上电极。 0011 可选的，在所述的MIM电容器制造方法中，所述介质层为二氧化硅。 0012 可选的，在所述的MIM电容器制造方法中，所述湿法刻蚀的工艺参数为：刻蚀液为 DHF或BOE；刻蚀时间为5秒-10分钟。 0013 可选的，在所述的MIM电容器制造方法中，所述干法刻蚀的工艺参数为：压力 为1-10mTorr，source RF功率为100-300瓦，Bias RF功率为100-300瓦，氧气流量为 10-30sccm，CF4流量为10-50sccm，He流量为。
8、20-100sccm，温度40-50度。 0014 可选的，在所述的MIM电容器制造方法中，所述下电极和上电极的材质为铜或铝。 0015 可选的，在所述的MIM电容器制造方法中，所述绝缘体为二氧化硅或氮化硅。 0016 本发明还提供一种MIM电容器，包括形成于介质层和电容器凹槽上的下电极、绝 缘体以及上电极，所述电容器凹槽为圆角化的凹槽。 0017 与现有技术相比，本发明在干法刻蚀介质层形成电容器凹槽之后，湿法刻蚀所述 介质层，利用湿法刻蚀各向同性的特点，对所述凹槽电容器沟槽进行腐蚀以使所述电容器 凹槽圆角化，随后在所述介质层和电容器凹槽上依次形成下电极、绝缘体以及上电极，所述 说 明 书CN。
9、 102881674 A 2/3页 4 下电极、绝缘体以及上电极的边角也随之圆滑，有效降低尖端放电的可能性，从而提高电容 器操作过程中的可靠性。 附图说明 0018 图1为本发明一实施例的MIM电容器制造方法的流程图； 0019 图2A至2D为本发明一实施例的MIM电容器制造方法各步骤对应的器件结构示意 图。 具体实施方式 0020 根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均 采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例 的目的。 0021 本发明的核心思想在于，提供一种MIM电容器及其制造方法，该方法在干法刻蚀 介质层形成电容器。
10、凹槽之后，湿法刻蚀所述介质层，利用湿法刻蚀各向同性的特点，对所述 凹槽电容器沟槽进行腐蚀以使所述电容器凹槽圆角化，随后在所述介质层和电容器凹槽上 依次形成下电极、绝缘体以及上电极，所述下电极、绝缘体以及上电极的边角也随之圆滑， 有效降低尖端放电的可能性，从而提高电容器操作过程中的可靠性。 0022 请参考图1，本发明提供的MIM电容器制造方法，包括如下步骤： 0023 步骤S1：提供一衬底，所述衬底上形成有介质层； 0024 步骤S2：干法刻蚀所述介质层，以形成电容器凹槽； 0025 步骤S3：湿法刻蚀所述介质层，以使所述电容器凹槽圆角化； 0026 步骤S4：在所述介质层和电容器凹槽上依次形。
11、成下电极、绝缘体和上电极。 0027 以下结合剖面示意图2A至2D对本发明提出的MIM电容器及其制造方法作进一步 详细说明。 0028 如图2A所示，首先执行步骤S1，提供一衬底100，所述衬底100上形成有介质层 110。所述衬底100中可以形成有其他公知的结构，此处不再说明。 0029 如图2B所示，接着执行步骤S2，对所述介质层110进行光刻和干法刻蚀，形成电容 器凹槽110a。具体包括如下步骤：首先在所述介质层110上涂敷光阻层（未图示）；然后进行 曝光和显影工艺以图形化所述光阻层；随后以图形化的光阻层为掩膜干法刻蚀所述介质层 110，所述干法刻蚀工艺的工艺参数例如为：压力为1-10m。
12、Torr，source RF功率为100-300 瓦，Bias RF功率为100-300瓦，氧气流量为10-30sccm，CF 4 流量为10-50sccm，He流量为 20-100sccm，温度40-50度；干法刻蚀后，去除图形化的光阻层。由于干法刻蚀工艺各向异 性的特点，可以精确控制形成的电容器凹槽110a的尺寸，同时，此步骤中形成的电容器凹 槽110a的边角是锐化（陡直）的。 0030 如图2C所示，接着执行步骤S3，湿法刻蚀所述介质层110，以使所述电容器凹槽 110a圆角化。本发明利用湿法刻蚀各向同性的特点，对所述电容器沟槽110a进行腐蚀，即， 对所述电容器凹槽110a进行适当的修。
13、整，从而使得所述电容器凹槽110a的边角圆滑，使得 所述电容器凹槽110a圆角化。 0031 以所述介质层110是二氧化硅为例，所述湿法刻蚀工艺可以选用DHF（稀释的氢氟 说 明 书CN 102881674 A 3/3页 5 酸）或BOE（缓冲氢氟酸），刻蚀时间例如为5秒-10分钟。需要说明的是，此步骤的目的是 为了对所述电容器凹槽110a进行适当的修整，因而时间不宜过长，本领域技术人员可根据 具体要形成的圆角的角度来选择合适的刻蚀液并选择与之匹配的刻蚀时间，例如，若所述 介质层110是氮化硅，所述湿法刻蚀工艺则可相应选用磷酸，此处不再一一限定。 0032 此外，由于所述湿法刻蚀工艺会使电容器。
14、凹槽110a的深度和宽度略微增加，因而 进行干法刻蚀工艺后形成的电容器凹槽的深度和宽度可比预定尺寸略小，如此经过湿法刻 蚀工艺修整后即可达到预定尺寸。例如，预定的电容器凹槽的深度为10-300纳米、宽度为 10-1000纳米，干法刻蚀后形成的电容器凹槽的深度为5-295纳米、宽度为5-995纳米，进行 湿法刻蚀工艺修整后电容器凹槽的深度和宽度均会略微增大，如此恰好满足工艺要求。 0033 如图2D所示，最后执行步骤S4，在所述介质层110和电容器凹槽110a上依次形成 下电极120、绝缘体130和上电极140，从而形成MIM电容器。可知，由于电容器凹槽110a的 边角是圆滑的，所述下电极120。
15、、绝缘体以及上电极140的边角也将随之圆滑，有效降低MIM 电容器尖端放电的可能性，从而提高电容器操作过程中的可靠性。其中，所述下电极120和 上电极140的材质可以为铜或铝，优选为铜，可通过溅射或者电镀等方式形成。所述绝缘体 130可以为二氧化硅或氮化硅。 0034 根据本发明的另一面，本发明还提供一种MIM电容器，包括形成于介质层110和电 容器凹槽110a上的下电极120、绝缘体130以及上电极140，所述电容器凹槽110a为圆角 化的凹槽。 0035 显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神 和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之 内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。 说 明 书CN 102881674 A 1/3页 6 图1 图2A 说 明 书 附 图CN 102881674 A 2/3页 7 图2B 图2C 说 明 书 附 图CN 102881674 A 3/3页 8 图2D 说 明 书 附 图CN 102881674 A 。