專利名稱：制造半導(dǎo)體元件的方法及其半導(dǎo)體元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子設(shè)備，特別涉及制造半導(dǎo)體元件的方法及其半導(dǎo)體元件。
背景技術(shù)：
高頻、大電流的電容器通常與在單個(gè)半導(dǎo)體芯片上的其它電路相集成。這些集成的高頻、大電流電容器需要應(yīng)用于數(shù)字移動(dòng)電話、移動(dòng)電話基站和射頻功率放大器。在該集成電路中的這些電容器由置于上下電容器電極之間的電容器絕緣層所制成。
在集成電路中互連的第一層或底層通常被稱為“金屬1”層。金屬1層的一部分通常被用作為下電容器電極。但是，用于集成電容器的上電極不由下一個(gè)互連層(或“金屬2”層)所形成。另外，一個(gè)分離的金屬層被形成為提供上電容器電極。該額外的金屬層增加集成電路的制造工藝的成本和復(fù)雜度。下電容器電極可以由鋁、銅、金等等所制成，并且上電容器電極可以由鋁、銅、金等等所制成。
絕緣層形成在金屬1和金屬2層之間。但是，互連電介質(zhì)不被用作為電容絕緣層。而是形成至少一個(gè)分離的絕緣層，以提供該電容器絕緣層。該額外的絕緣層進(jìn)一步增加制造工藝的成本和復(fù)雜度。該半導(dǎo)體介質(zhì)層可以由氮化硅或者例如二氧化硅、四乙基原硅酸鹽(TEOS)、或者氧化鉭這樣的氧化物所制成。電容器絕緣層還由氮化硅層與一個(gè)或多個(gè)氧化物層所制成。
用于形成上電容器電極的一個(gè)特定的處理的一個(gè)例子包括使用光刻膠剝離處理來(lái)形成上電容器電極。該剝離處理具有上電容器電極的厚度受限制的問(wèn)題。上電容器電極的厚度必須增加以使得集成電容器與大電流應(yīng)用相兼容。相應(yīng)地，通常增加一個(gè)電鍍處理，以增加上電容器電極的厚度。該電鍍處理需要使用一個(gè)額外的光刻膠掩膜。因此，該上電容器電極形成處理需要使用兩個(gè)光刻膠掩膜一個(gè)用于電鍍處理，并且一個(gè)用于剝離處理。這兩個(gè)額外的光刻膠掩膜增加制造工藝的成本和復(fù)雜度。
用于形成上電容器電極的第二處理的一個(gè)例子包括使用通孔蝕刻處理，其中該集成電容器被形成在一個(gè)通孔中。該通孔被形成或蝕刻到在下電容器電極上的一個(gè)厚絕緣層中。由于該絕緣層的厚度較大，因此用于通孔的蝕刻處理是費(fèi)時(shí)和復(fù)雜的。需要第一光刻膠掩膜來(lái)在該厚的絕緣層中確定該通孔。接著，該電容器絕緣層形成在該通孔中，然后使用電鍍處理來(lái)形成上電容器電極。需要第二光刻膠掩膜來(lái)確定該電鍍的上電容器電極。因此，該上電容器電極形成處理還需要兩個(gè)額外的光刻膠掩膜，其增加制造工藝的成本和復(fù)雜度。上電容器電極形成處理的一個(gè)額外問(wèn)題包括在上下電容器電極之間不希望出現(xiàn)的電短路。由于在通孔中的電容器絕緣層的不良臺(tái)階覆蓋而導(dǎo)致在該通孔中出現(xiàn)電短路現(xiàn)象。
相應(yīng)地，需要一種制造半導(dǎo)體元件的方法及其半導(dǎo)體元件，其中該半導(dǎo)體元件具有與單個(gè)半導(dǎo)體芯片上的其它電路相結(jié)合的高頻、大電流電容器。增加集成電容器不會(huì)明顯地增加集成電路的制造工藝的成本和復(fù)雜度。


從下文結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中，將更好地理解本發(fā)明，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體元件的一部分的截面視圖；圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在后續(xù)制造步驟之后的半導(dǎo)體元件的部分的截面視圖；圖3示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例在該制造方法中的附加步驟之后的半導(dǎo)體元件的部分的截面視圖；
圖4示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例在該制造方法中的另一個(gè)步驟之后的半導(dǎo)體元件的部分的截面視圖；圖5示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制造一個(gè)半導(dǎo)體元件的方法的流程圖；以及圖6、7和8示出圖5的方法的具體部分的流程圖。
為了簡(jiǎn)單和清楚地說(shuō)明，該附圖示出構(gòu)造的一般方法，并且公知的特征和技術(shù)的描述和細(xì)節(jié)被省略以避免對(duì)本發(fā)明造成不必要的混淆。另外，在附圖中的元件不一定按照比例，并且在不同圖中相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同的元件。
另外，在說(shuō)明書和權(quán)利要求書中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等等被用于區(qū)別類似的元件，但不一定描述順序或時(shí)間次序。應(yīng)當(dāng)知道在特定的環(huán)境中這些術(shù)語(yǔ)可以相互替換，并且在此所述的本發(fā)明的實(shí)施例可以用除了在此所述和示出的次序之外的其它次序來(lái)描述。
另外，在說(shuō)明書和權(quán)利要求中的術(shù)語(yǔ)“正面”、“背面”、“上”、“下”、“之上”、“之下”等等用于說(shuō)明的目的而不用于描述相對(duì)位置。應(yīng)當(dāng)知道在特定的環(huán)境中，這些術(shù)語(yǔ)可以被交換使用，并且在此所述的本發(fā)明的實(shí)施例可以在除了在此所述或示出之外的其它方向上操作。
具體實(shí)施例方式
圖1示出一個(gè)半導(dǎo)體元件的一部分的截面示圖。在優(yōu)選實(shí)施例中，該半導(dǎo)體元件包括一個(gè)大電流、高頻的金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器，其集成在具有其它大電流、高頻半導(dǎo)體器件的單個(gè)半導(dǎo)體芯片上。如下文更加詳細(xì)地描述，該半導(dǎo)體元件包括一個(gè)基片、位于該基片之上的第一電容器電極、位于該第一電容器電極之上并且包含鋁的電容器絕緣層、以及位于該電容器絕緣層之上的第二電容器電極。制造電容器的方法與用于例如異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管(HBT)這樣的其它大電流、高頻半導(dǎo)體器件的制造工藝相兼容。在該半導(dǎo)體元件中的第一和第二互連層的部分分別作為在集成電容器中的下和上電容器電極。位于第一和第二互連層之間的一部分層間絕緣層作為在集成電容器中的電容器絕緣層。
在圖1中，半導(dǎo)體元件100被示出為包括一個(gè)基片110?；?10由半導(dǎo)體材料所構(gòu)成。適當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體材料的例子例如包括硅、磷化銦、碳化硅、鍺化硅等等。但是，在優(yōu)選實(shí)施例中，基片110由砷化鎵所構(gòu)成。基片110還包括外延半導(dǎo)體層、多晶硅半導(dǎo)體層、電介質(zhì)層等等。適當(dāng)?shù)碾娊橘|(zhì)層包括但不限于二氧化硅、氮化硅、TEOS和氮化鋁。
多個(gè)半導(dǎo)體器件120至少部分地形成在基片110中。器件120由基片120所支承。器件120可以具有許多不同的已知結(jié)構(gòu)和具體實(shí)施例。作為一個(gè)例子，器件120可以包括雙極型二極管、金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(JFET)等等。因此，在圖1中所示的器件120的結(jié)構(gòu)僅僅是用于表示器件120相對(duì)于元件100中的其它結(jié)構(gòu)的位置。例如電絕緣外殼(tub)這樣的公知的特征未在圖1的基片110中示出。
接著，絕緣層130被淀積在基片110和器件120上。層面130使器件120和基片110的部分與隨后形成在層面130上的互連層電絕緣。層面130包括至少一個(gè)絕緣材料層，例如氮化硅、二氧化硅、TEOS、氮化鋁等等。層面130還包括這種絕緣材料的層面組合。用于淀積層面130的適當(dāng)技術(shù)是本領(lǐng)域所公知的。
在淀積之后，層面130被構(gòu)圖，以在層面130中形成通孔135。用于形成通孔135的適當(dāng)腐蝕劑是本領(lǐng)域所公知的。一個(gè)互連層被隨后形成在通孔135中和絕緣層130上，以把器件130相互電連接并且連接到外部元件。
接著，組合互連層140形成在層面130、器件120和基片110之上以及在通孔135中。一部分互連層140被用于形成用于元件100內(nèi)的集成電容器125的下電容器電極126?；ミB層140的其它部分被用于把半導(dǎo)體器件120電連接在一起?；ミB層140包括導(dǎo)電層141和142，并且導(dǎo)電層142包括導(dǎo)電子層(sublayer)143和144。
首先，導(dǎo)電層141淀積在絕緣層130之上和通孔135內(nèi)。在該優(yōu)選實(shí)施例中，層面141使用濺射工藝來(lái)淀積為大約100-200納米的厚度。層面141可以另外使用蒸發(fā)工藝來(lái)淀積。并且在該優(yōu)選實(shí)施例中，層面141包括例如鈦這樣的擴(kuò)散阻擋材料。層面141另外包括例如鎢、鈦鎢等等這樣的其它擴(kuò)散阻擋材料。另外在該優(yōu)選實(shí)施例中，層面141直接淀積在絕緣層130上。
接著，導(dǎo)電層142淀積在導(dǎo)電層141上。層面142包括具有比層面141的阻擋材料的電阻率更低的電阻率的導(dǎo)電材料。在該優(yōu)選實(shí)施例中，層面142包括金。在其它實(shí)施例中，層面142可以包括其它低電阻率導(dǎo)電材料，例如鋁和/或銅。但是，金具有比鋁、銅或鋁銅更低的電阻率，并且更加適用于大電流應(yīng)用和高頻應(yīng)用中。并且在該優(yōu)選實(shí)施例中，導(dǎo)電層142的金直接形成在導(dǎo)電層141上。
在優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)第一濺射淀積導(dǎo)電子層143為大約100-200納米的厚度而淀積層面142。子層143作為用于電鍍導(dǎo)電層142的導(dǎo)電子層144的種子層。在濺射淀積子層143之后，光刻膠掩膜145形成在子層143上。掩膜145對(duì)子層143的一部分進(jìn)行曝光，以形成電鍍區(qū)域。子層144最好被電鍍?yōu)榫哂写蠹s1-2微米的厚度。
在另一個(gè)實(shí)施例中，可以使用例如蒸發(fā)或?yàn)R射的技術(shù)在單個(gè)步驟中淀積導(dǎo)電層142。但是，優(yōu)選的電鍍工藝可以容易地形成具有適合于大電流應(yīng)用的大厚度的層面142。
接著，隨后對(duì)導(dǎo)電層142和141進(jìn)行構(gòu)圖。首先，光刻膠掩膜145被除去或剝離，以暴露層面142的子層143的一部分。接著，子層143的暴露部分被除去鍍層，以暴露部分導(dǎo)電層141。接著，層面141的暴露部分被除去或腐蝕，最好使用包含三氟化甲基(CHF3)和六氟化硫(SF6)的干蝕劑。
圖2示出在對(duì)導(dǎo)電層142和141進(jìn)行構(gòu)圖之后以及在制造工藝中的附加處理步驟之后的部分元件100的截面視圖。層間絕緣層或組合絕緣層250形成在互連層140、絕緣層130、器件120和基片110之上。一部分層面250被用于形成用于集成電容器125的電容器絕緣層226。層面250包括鋁和無(wú)定型結(jié)構(gòu)，并且層面250包括絕緣層251、252和253。
首先，組合絕緣層250的絕緣層251形成在互連層140和絕緣層130之上。在該優(yōu)選實(shí)施例中，層面251由絕緣材料所構(gòu)成，具有高密度，并且基本上不含鋁。作為一個(gè)例子，層面251可以包括氮化硅。層面251還包括二氧化硅、TEOS等等，但是這些材料具有比氮化硅更低的電介常數(shù)。較低的電介常數(shù)減小每單位面積的電容器125的電容值。
在該優(yōu)選實(shí)施例中，層面251使用等離子體增強(qiáng)的化學(xué)汽相淀積(PECVD)工藝來(lái)淀積到大約30-50納米的厚度。PECVD工藝最好淀積層面251為具有大約1.98至2.02的折射率。其它工藝可以被另外用于淀積層面251，但是這些其它工藝可以淀積具有超過(guò)預(yù)定范圍的折射率的層面251。另外，這些其它工藝還可以淀積具有較小的保角性(conformal)的層面251，其可能產(chǎn)生臺(tái)階覆蓋問(wèn)題。并且在優(yōu)選實(shí)施例中，層面251被直接淀積在絕緣層130和互連層140的導(dǎo)電層142上。
在形成絕緣層251之后，基片110的背面可以被有選擇地蝕刻，以除去在電鍍導(dǎo)電層142的子層144的過(guò)程中已經(jīng)被電鍍?cè)诨?10的背面上的任何金。層面251作為蝕刻掩膜，以在腐蝕過(guò)程中保護(hù)基片110正面上的組合互連層140。作為一個(gè)例子，由碘化鉀所構(gòu)成的濕法蝕刻劑可以被用于除去在基片110背面上的不需要的金剩余物。
接著，絕緣層252形成在絕緣層251之上。層面252作為一個(gè)阻蝕層，并且最好由具有鋁的絕緣材料所構(gòu)成。作為一個(gè)例子，層面252可以由氮化鋁所構(gòu)成。在另一個(gè)實(shí)施例中，層面252可以由氧化鋁所構(gòu)成。根據(jù)絕緣層251和253的成份以及根據(jù)用于蝕刻由阻擋材料所構(gòu)成的后續(xù)形成的導(dǎo)電層的蝕刻化學(xué)物質(zhì)，層面252還可以用其它絕緣組合物。
在該優(yōu)選實(shí)施例中，使用反應(yīng)淀積工藝來(lái)淀積絕緣層252為大約20-40納米的厚度。并且在該優(yōu)選實(shí)施例中，層面252直接淀積在絕緣層251上。由于難以對(duì)結(jié)晶的氮化鋁進(jìn)行腐蝕，因此當(dāng)由氮化鋁所構(gòu)成時(shí)，層面252最好不被淀積為具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)。當(dāng)由氮化鋁所構(gòu)成時(shí)，層面252最好被淀積為具有較低的針孔密度。反應(yīng)濺射工藝的溫度對(duì)層面252的針孔密度沒(méi)有大的影響。對(duì)于這些特征，可以用稀釋的基本溶液容易地蝕刻層面252的氮化鋁。
絕緣層251使絕緣層252與導(dǎo)電層142相分離。層面251使得層面252的鋁總是與層面142的金相分離。鋁非常容易被腐蝕并且與金發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的相互作用。
然后，絕緣層253形成在絕緣層252上。層面253由絕緣材料所構(gòu)成，并且最好不含鋁。在該優(yōu)選實(shí)施例中，層面253由與層面251相同的絕緣材料所構(gòu)成。在優(yōu)選實(shí)施例中，使用與上文對(duì)層面251所述的相同技術(shù)形成或淀積層面253。在另一個(gè)實(shí)施例中，層面253可以使用不同技術(shù)來(lái)形成或淀積。并且在優(yōu)選實(shí)施例中，層面253具有與層面251相同的厚度，但是在另一個(gè)實(shí)施例中，層面253具有比層面251更大或更小的厚度。另外，在該優(yōu)選實(shí)施例中，層面253具有類似于層面251的折射率，但是在另一個(gè)實(shí)施例中，層面253還具有比層面251更大或更小的折射率。在介質(zhì)層251和253之間的相似性簡(jiǎn)化了用于半導(dǎo)體元件100的制造工藝。
在淀積組合絕緣層250之后，層面250被構(gòu)圖。一個(gè)光刻膠掩膜254形成在層面250上，以在層面250中確定一個(gè)通孔255。例如CHF3或CF6這樣的干法蝕刻劑可以被用于在層面253中蝕刻通孔255。然后，在由稀釋的氫氧化銨所構(gòu)成的濕法蝕刻劑之前由氫氟酸所構(gòu)成的濕法蝕刻劑被用于在層面252中蝕刻通孔255。接著，用于在層面253中蝕刻通孔255的相同蝕刻劑還可以被用于在層面251中蝕刻通孔255，以簡(jiǎn)化制造工藝。在層面250中形成通孔255之后，除去或剝離光刻膠掩膜254。
絕緣層253使絕緣層252與光刻膠掩膜254相分離。層面253使層面252的氮化鋁與用于形成光刻膠掩膜254的顯影劑相分離。顯影劑腐蝕氮化鋁。使用絕緣層253的另一個(gè)原因是提高光刻膠掩膜254對(duì)層面250的附著性。光刻膠對(duì)氮化鋁的附著性不強(qiáng)。
圖3示出在該制造工藝中的附加處理步驟之后的部分半導(dǎo)體元件100的截面視圖。圖3示出在組合絕緣層250上形成組合互連層360。在優(yōu)選實(shí)施例中，組合互連層360直接淀積在組合絕緣層250上。一部分互連層360被用于形成用于在元件100中的集成電容器125的上電容器電極326?；ミB層360的其它部分使半導(dǎo)體器件120相互連接，并且連接到外部元件?；ミB層360包括導(dǎo)電層361和362，并且導(dǎo)電層362包括導(dǎo)電子層363和364。
形成互連層360的方法最好與形成互連層140的方法相類似，以簡(jiǎn)化用于半導(dǎo)體元件的制造工藝。相應(yīng)地，互連層360的組合物最好類似于互連層140的組合物。例如，互連層360的導(dǎo)電層361最好包括與互連層140的導(dǎo)電層141相同的濺射阻擋材料。類似地，互連層360的導(dǎo)電層362最好包括與互連層140的導(dǎo)電層142相同的濺射和電鍍導(dǎo)電子層。光刻膠掩膜365被用于確定導(dǎo)電層362的電鍍部分，即導(dǎo)電子層364。在該優(yōu)選實(shí)施例中，層面361具有與層面141相同的厚度，但是當(dāng)互連層360為上互連層并且作為一個(gè)電源總線時(shí)，層面362的厚度最好大于層面142的厚度。作為一個(gè)例子，層面362可以具有大約2-3微米的厚度。
在該優(yōu)選實(shí)施例中，導(dǎo)電層361把導(dǎo)電層362和絕緣層253相分離。層面362的金對(duì)層面253的氮化硅的附著性不良。相應(yīng)地，除了作為一個(gè)擴(kuò)散阻擋層之外，層面361的鈦還作為層面362和253之間的一種粘合劑。
在淀積互連層360之后，對(duì)層面360進(jìn)行構(gòu)圖。用于層面360的構(gòu)圖處理最好類似于用來(lái)對(duì)互連層140進(jìn)行構(gòu)圖的處理。該相似性進(jìn)一步簡(jiǎn)化了對(duì)于半導(dǎo)體元件100的制造工藝。相應(yīng)地，光刻膠掩膜365被除去；導(dǎo)電子層363的暴露部分被除去電鍍，然后導(dǎo)電層361的暴露部分被蝕刻。
導(dǎo)電層361的蝕刻最好被延長(zhǎng)，以保證層面361的所有暴露部分被除去，以防止任何不希望出現(xiàn)的電短路，并且減小任何泄漏電流的幅度。該延長(zhǎng)的蝕刻或者過(guò)蝕刻，將腐蝕、構(gòu)圖或除去絕緣層253的暴露部分。在層面361的過(guò)蝕刻和絕緣層253的構(gòu)圖過(guò)程中，絕緣層252作為一個(gè)阻蝕層，以保護(hù)層面252下方的絕緣層251。絕緣層252防止組合絕緣層250的暴露部分全部被除去。絕緣層252還保護(hù)層面252下方的器件120。在過(guò)蝕刻處理之后保留的絕緣層251的部分防止互連層140暴露，并且使互連層140與隨后淀積的互連層(未在圖3中示出)電絕緣。
圖4示出在過(guò)蝕刻處理之后元件100以及在制造工藝的附加處理步驟之后的部分的截面視圖。絕緣層470形成在組合互連層360和組合絕緣層250之上。在該優(yōu)選實(shí)施例中，層面470被直接淀積在層面360和250之上。在淀積之后，層面470被構(gòu)圖或腐蝕。
絕緣層470由絕緣材料所構(gòu)成。在一個(gè)實(shí)施例中，其中元件100的互連方案或多層金屬化(MLM)系統(tǒng)僅僅包含兩個(gè)層面，層面470作為一個(gè)鈍化層。在元件100的MLM系統(tǒng)包含兩個(gè)以上的層面的一個(gè)不同實(shí)施例中，層面470作為一個(gè)層間絕緣層，其把互連層360與隨后形成在層面470和360之上的另一個(gè)互連層(未在圖4中示出)相分離。
圖5示出制造例如圖1-4中所示的元件100這樣的半導(dǎo)體元件的方法的流程圖500。在流程圖500中的步驟510中，多個(gè)半導(dǎo)體器件被形成為由基片所支承。然后，在流程圖500的步驟520中，絕緣層被形成為位于基片和半導(dǎo)體器件之上。該絕緣層可以被構(gòu)圖。
接著，在流程圖500的步驟530中，第一電容器電極被形成在該基片之上。步驟530可以同時(shí)在一個(gè)MLM系統(tǒng)中形成第一金屬層。然后，在流程圖500的步驟540中，電容器絕緣層被形成在第一電容器電極之上。該電容器電極層包含鋁。步驟540被同時(shí)形成在MLM系統(tǒng)中的相鄰金屬層之間的層間絕緣層。該層間絕緣層可以被構(gòu)圖。
在流程圖500上繼續(xù)執(zhí)行，在步驟550，第二電容器電極被形成在電容器絕緣層之上。步驟550可以在MLM系統(tǒng)中同時(shí)形成第二金屬層。然后，在流程圖500的步驟560，一個(gè)絕緣層被形成在第二電容器電極之上。
圖6和7示出圖5的方法的詳細(xì)部分的流程圖。在圖6中，說(shuō)明在圖5的流程圖500中的步驟530的具體細(xì)節(jié)。在圖6中的步驟621，第二金屬層被形成在第一金屬層之上。接著，在圖6的步驟623，第一和第二金屬層被構(gòu)圖。接著，在圖6的步驟623，第一和第二金屬層被構(gòu)圖。
在圖7中，說(shuō)明圖5的流程圖500中的步驟540的具體細(xì)節(jié)。在圖7的步驟731中，第一絕緣層被形成在第一電容器電極之上。第一絕緣層基本上不含鋁。接著，在圖7的步驟732，第二絕緣層被形成在第一絕緣層之上。第二絕緣層包含鋁。接著，在圖7的步驟733，第三絕緣層形成在第二絕緣層之上。第三絕緣層基本上不含鋁。
在圖8中，說(shuō)明圖5的流程圖500中的步驟550的具體細(xì)節(jié)。在圖8中的步驟851中，第三金屬層被形成在電容器絕緣層之上。然后，在圖8的步驟852，第四金屬層被形成在第三金屬層之上。接著，在圖8的步驟853，第三和第四金屬層被構(gòu)圖。在步驟853過(guò)程中，在電容器絕緣層中的第四絕緣層也被構(gòu)圖，并且在電容器絕緣層中的第三絕緣層作為一個(gè)阻蝕層，以保護(hù)電容器絕緣層下層的第二絕緣層。
已經(jīng)使用圖1-8中所示的方法制造半導(dǎo)體元件。與使用其它制造方法所制造的電容器相比，在該半導(dǎo)體元件中的大電流、高頻電容器不表現(xiàn)出任何大的飄移、擊穿電壓的減小或者泄漏電流。在大約1兆赫的工作頻率，使用在此所述方法制造的電容器可以具有大約600-700皮法每平方毫米的平均電容量。使用在此所述的方法制造的電容器還具有較低的泄漏電流，在大約12伏的偏壓下平均約為3×10-10至4×10-10安每平方毫米，并且在大約26伏的偏壓下平均約為1×10-8至2×10-8安每平方毫米。
因此，提供一種改進(jìn)的制造半導(dǎo)體元件的方法及其元件，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。制造半導(dǎo)體元件的方法是簡(jiǎn)單和低成本的，因?yàn)橄码娙萜麟姌O與半導(dǎo)體元件的互連層同時(shí)形成，并且上電容器電極與該元件的另一個(gè)互連層同時(shí)形成，以及電容器絕緣層與位于兩個(gè)互連層之間的一個(gè)層間絕緣層同時(shí)形成。在該電容器絕緣層中使用氮化鋁層保護(hù)或保留層間絕緣層以及所有下層半導(dǎo)體器件。該半導(dǎo)體元件與大電流和高頻應(yīng)用相兼容。
盡管本發(fā)明已經(jīng)參照具體的實(shí)施例進(jìn)行描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道可以作出各種改變而不脫離本發(fā)明的精神或范圍。例如，例如絕緣體和導(dǎo)電層的組合物和厚度這樣在此給出的多個(gè)具體細(xì)節(jié)被提供以便于對(duì)本發(fā)明的理解，并且不是對(duì)本發(fā)明范圍的限制。另外，圖1中的絕緣層130和圖4中的絕緣層470可以被改變?yōu)榕c圖2中的層面250相類似的組合絕緣層。另外，圖1中的互連層140和圖4中的互連層360可以分別包含單個(gè)金屬層。另外，根據(jù)所需的最終結(jié)構(gòu)，額外的絕緣層和/或金屬層可以被置于圖1-4中所示的絕緣層和金屬層之間。作為一個(gè)例子，圖4中的互連層360可以是橋狀(airbridge)結(jié)構(gòu)。相應(yīng)地，本發(fā)明的實(shí)施例的公開(kāi)用于說(shuō)明本發(fā)明的范圍而不是對(duì)該范圍的限制。本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)僅僅由所附權(quán)利要求所限制。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體元件的方法包括在一個(gè)基片上形成第一絕緣層，該第一絕緣層包含鋁；在該第一絕緣層上形成第二絕緣層，該第二絕緣層基本上不含鋁；在該第二絕緣層上形成第一導(dǎo)電層；蝕刻該第一導(dǎo)電層；以及在形成該第一導(dǎo)電層之后，蝕刻該第二絕緣層，以暴露至少一部分第一絕緣層。
2.一種制造半導(dǎo)體元件的方法，其中包括在一個(gè)基片上形成第一電容器電極；在該第一電容器電極上形成一個(gè)包含鋁的電容器絕緣層；以及在該電容器絕緣層上形成第二電容器電極。
3.一種制造半導(dǎo)體元件的方法，其中包括提供一個(gè)半導(dǎo)體基片；在該半導(dǎo)體基片上淀積第一絕緣層；對(duì)該第一絕緣層進(jìn)行構(gòu)圖；在對(duì)該第一絕緣層進(jìn)行構(gòu)圖之后，在該第一絕緣層上淀積第一金屬層；在該第一金屬層上淀積第二金屬層；在淀積該第二金屬層之后，對(duì)該第一和第二金屬層進(jìn)行構(gòu)圖；在該第二絕緣層上淀積第三絕緣層；在該第三絕緣層上淀積第四絕緣層；在該第四絕緣層上淀積第三金屬層；在該第三金屬層上淀積第四金屬層；在淀積該第四金屬層之后，對(duì)該第三和第四金屬層進(jìn)行構(gòu)圖；以及在對(duì)該第四金屬層進(jìn)行構(gòu)圖之后，對(duì)該第四絕緣層進(jìn)行構(gòu)圖。
4.一種半導(dǎo)體元件，其中包括一個(gè)基片；在該基片上的第一電容器電極；在該第一電容器電極上的含鋁的電容器絕緣層；以及在該電容器絕緣層上的第二電容器電極。
5.一種半導(dǎo)體元件，其中包括半導(dǎo)體基片；在該半導(dǎo)體基片上的第一絕緣層；在該第一絕緣層上的第一金屬層；在該第一金屬層上并且基本上不含鋁的第二絕緣層；在該第二絕緣層上并且含鋁的第三絕緣層；在該第三絕緣層上并且基本上不含鋁的第四絕緣層；以及在該第四絕緣層上的第二金屬層。
全文摘要
一種制造半導(dǎo)體元件的方法包括在一個(gè)基片(110)上形成第一電容器電極(126)，在該第一電容器電極(126)上形成電容器絕緣層(226)，并且在該電容器絕緣層(226)上形成第二電容器電極(326)。該電容器絕緣層(226)由鋁所制成。
文檔編號(hào)H01L21/316GK1468443SQ01816887
公開(kāi)日2004年1月14日 申請(qǐng)日期2001年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月5日
發(fā)明者哈爾代恩·S·亨利, 達(dá)賴爾·G·西爾, 喬納森·K·阿布洛克瓦, 馬里穆·G·薩達(dá)卡, G 薩達(dá)卡, G 西爾, K 阿布洛克瓦, 哈爾代恩 S 亨利 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司