專利名稱：一種半導(dǎo)體金屬電容的結(jié)構(gòu)及其刻蝕方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電容的結(jié)構(gòu)，尤其是一種半導(dǎo)體金屬電容的結(jié)構(gòu)；本發(fā)明還涉及一種半導(dǎo)體金屬電容的刻蝕方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體的工藝制造中，常常需要在金屬鋁線上再長一層介質(zhì)層和氮化鈦金屬膜構(gòu)成金屬電容。金屬電容需要特定的刻蝕程序，從而使其具有需要的形狀。金屬電容在刻蝕前的構(gòu)造可參見圖1。其最下方為一層鈦/氮化鈦的金屬層7，其上方具有金屬鋁層6，金屬鋁層6的上方進(jìn)一步形成一層鈦/氮化鈦的金屬層5，上述三層5、6、7共同形成金屬電容的下部電極4。在上述下部電極4上具有一層作為金屬電容的介質(zhì)層3，介質(zhì)層3上具有氮化鈦層2，氮化鈦層2作為金屬電容的上部電極。另外，為了刻蝕的方便，需要在氮化鈦層2上方涂上一定厚度的光刻膠層1。
但是，上述的金屬電容結(jié)構(gòu)在刻蝕過程中會存在缺陷。在上部電極，即氮化鈦層2的刻蝕程序中，要求刻去光刻膠層1以外的氮化鈦層2之后，再刻去一半的介質(zhì)層3。因此，刻蝕的量需要精確掌握。如果刻蝕太少，會有上層氮化鈦層2的殘留，從而影響整個金屬電容的品質(zhì)；而如果刻蝕過多，會導(dǎo)致金屬電容漏電。
另外，現(xiàn)有技術(shù)中，電容中間介質(zhì)層通常用PECVD(等離子氣象淀積)，長兩種單一的膜氧化膜或氮化膜。氧化膜膜質(zhì)好，針孔少，但是電介系數(shù)小，只用4左右，不能達(dá)到大容量電容；氮化膜電介系數(shù)大，能達(dá)到7.8，并且比較常用。但是氮化膜中針孔多，容易造成漏電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種半導(dǎo)體金屬電容的結(jié)構(gòu)，使其能夠結(jié)合氧化膜膜質(zhì)好、針孔少和氮化膜電介系數(shù)大的優(yōu)點(diǎn)，并且克服其各自的缺點(diǎn)。本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題是提供一種該半導(dǎo)體金屬電容的刻蝕方法，使上述半導(dǎo)體金屬電容便于制作，而且效率更高。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種半導(dǎo)體金屬電容的結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案是，由下到上分別包括下部電極、介質(zhì)層和上部電極，所述介質(zhì)層由下到上分別包括一個氧化膜層、一個氮化膜層和另一個氧化膜層。
為實(shí)現(xiàn)上述金屬電容的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體金屬電容的刻蝕方法，其技術(shù)方案是，先刻蝕掉上部電極，在刻蝕掉上部電極之后，用高刻蝕速率選擇比的條件，將介質(zhì)層中最上面的氧化膜層刻蝕掉，并且在刻蝕到氮化膜層的時候停止刻蝕。
本發(fā)明利用多層介質(zhì)層的結(jié)構(gòu)，使半導(dǎo)體金屬電容既能夠保留氧化膜膜質(zhì)好、針孔少和氮化膜電介系數(shù)大的優(yōu)點(diǎn)，又克服了氧化膜電介系數(shù)小及氮化膜針孔多，容易造成漏電的缺點(diǎn)；本發(fā)明的刻蝕方法也簡單易行，不需要計算刻蝕時間，而且能夠得到厚度均勻的介質(zhì)層，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述圖1為現(xiàn)有的半導(dǎo)體金屬電容的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一種半導(dǎo)體金屬電容的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明一種半導(dǎo)體金屬電容刻蝕后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖2所市，本發(fā)明一種半導(dǎo)體金屬電容，由下到上分別包括下部電極、介質(zhì)層和上部電極，所述介質(zhì)層由下到上分別包括一個氧化膜層、一個氮化膜層和另一個氧化膜層。該電容結(jié)構(gòu)使用氧化膜和氮化膜組成的復(fù)合層作為介質(zhì)層，使半導(dǎo)體金屬電容既保留了氧化膜膜質(zhì)好、針孔少和氮化膜電介系數(shù)大的優(yōu)點(diǎn)，又克服了氧化膜電介系數(shù)小及氮化膜針孔多，容易造成漏電的缺點(diǎn)。
本發(fā)明還包括一種實(shí)現(xiàn)上述半導(dǎo)體金屬電容結(jié)構(gòu)的刻蝕方法，其步驟包括，先刻蝕掉上部電極，然后用大于10的刻蝕速率選擇比的條件，將介質(zhì)層中最上面的氧化膜層刻蝕掉，并且在刻蝕到氮化膜層的時候停止刻蝕。
刻蝕上部電極的時候，腔體壓力6～10mTorr，源功率為800～1000W，偏置功率為50～150W，Cl2是主要刻蝕氣體，用量為30～80sccm，CHF3、BCl3作為保護(hù)性氣體，CHF3的用量為5～10sccm，BCl3的用量為15～40sccm，Ar作為載體，用量為30～80sccm。
刻蝕介質(zhì)層的時候，腔體壓力40～60mTorr，源功率1600～2000W，偏置功率800～1200W，C5F8是主要刻蝕氣體，其用量為10～20sccm， Ar是載體，其用量為600～900sccm，用O2來調(diào)整刻蝕速率選擇比，其用量為10～18sccm。
在經(jīng)過上述刻蝕過程之后，由于使用了較高的刻蝕速率選擇比，介質(zhì)層中上層的氧化膜可以全部被刻蝕掉，而對氮化膜基本不會有任何影響，可參見圖3，所以可以保證電容有比較均勻的介質(zhì)層，其介質(zhì)層的厚度即為下層氧化膜和氮化膜的厚度。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體金屬電容的結(jié)構(gòu)，由下到上分別包括下部電極、介質(zhì)層和上部電極，其特征在于，所述介質(zhì)層由下到上分別包括一個氧化膜層、一個氮化膜層和另一個氧化膜層。
2.一種如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體金屬電容的刻蝕方法，先刻蝕掉上部電極，其特征在于，在刻蝕掉上部電極之后，用高刻蝕速率選擇比的條件，將介質(zhì)層中最上面的氧化膜層刻蝕掉，并且在刻蝕到氮化膜層的時候停止刻蝕。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導(dǎo)體金屬電容的刻蝕方法，其特征在于，刻蝕上部電極的時候，Cl2是主要刻蝕氣體，CHF3、BCl3作為保護(hù)性氣體，Ar作為載體。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導(dǎo)體金屬電容的刻蝕方法，其特征在于，刻蝕上部電極的時候，腔體壓力6～10mTorr，源功率為800～1000W，偏置功率為50～150W，30～80sccm單位的Cl2，5～10sccm單位的CHF3，15～40sccm單位的BCl3，30～80sccm單位的Ar。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導(dǎo)體金屬電容的刻蝕方法，其特征在于，刻蝕介質(zhì)層的時候，C5F8是主要刻蝕氣體，Ar是載體，用O2來調(diào)整刻蝕速率選擇比。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導(dǎo)體金屬電容的刻蝕方法，其特征在于，刻蝕介質(zhì)層的時候，腔體壓力40～60mTorr，源功率1600～2000W，偏置功率800～1200W，10～20sccm單位的C5F8，600～900sccm單位的Ar，10～18sccm單位的O2。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導(dǎo)體金屬電容的刻蝕方法，其特征在于，刻蝕介質(zhì)層的時候，刻蝕速率選擇比大于10。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體金屬電容的結(jié)構(gòu)，由下到上分別包括下部電極、介質(zhì)層和上部電極，所述介質(zhì)層由下到上分別包括一個氧化膜層、一個氮化膜層和另一個氧化膜層。該結(jié)構(gòu)利用多層介質(zhì)層，使半導(dǎo)體金屬電容既能夠保留氧化膜和氮化膜各自的優(yōu)點(diǎn)，又克服了它們電介系數(shù)小及針孔多的缺陷。本發(fā)明還公開了一種上述電容的刻蝕方法，在刻蝕掉上部電極之后，用高刻蝕速率選擇比的條件，將介質(zhì)層中最上面的氧化膜層刻蝕掉，并且在刻蝕到氮化膜層的時候停止刻蝕?？涛g方法也簡單易行，刻蝕時間有很大的工藝窗口，而且能夠得到厚度均勻的介質(zhì)層，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
文檔編號H01L27/108GK1893119SQ20051002755
公開日2007年1月10日 申請日期2005年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月6日
發(fā)明者呂煜坤 申請人:上海華虹Nec電子有限公司