本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展集成電路以及大型的集成電路得到廣泛的應(yīng)用，組成集成電路的元器件中可以是無(wú)源的或者是有源的，當(dāng)所述元器件為無(wú)源器件時(shí)成為集成無(wú)源器件(integratedpassivedevice，ipd)，ipd提供高精度電容及高性能電感等無(wú)源器件的集成，目前在射頻上的應(yīng)用成為新熱點(diǎn)。

所述無(wú)源器件中包括金屬-絕緣層-金屬電容(mim)，金屬-絕緣層-金屬電容由于其性能優(yōu)越，越來(lái)越多的應(yīng)用于ic中。然而，如圖1a-1e示出了現(xiàn)有的mim制程的主要步驟：首先，如圖1a所示，在基底(未示出)上依次沉積形成下極板材料層100、絕緣層101、上極板材料層102以及氮化鈦層103，其中下極板材料層100和上極板材料層102的材料均為al，在采用pvd法沉積鋁薄膜時(shí)，脫氣溫度越高al薄膜的表面粗糙度越差，如圖1b所示，而上極板的al薄膜103和其上方的tin薄膜103的熱膨脹系數(shù)相差比較大，當(dāng)溫度升高的時(shí)候tin薄膜103會(huì)裂開導(dǎo)致其上方的光阻層104會(huì)向下流入到上極板材料層102和alcu反應(yīng)產(chǎn)生殘留物，在之后如圖1c-1e的刻蝕制程中，該殘留物任何存在且不易去除，因而使得mim制程正遭遇晶圓殘留物缺陷的影響，故可以看出殘留物缺陷產(chǎn)生的根源主要在于反應(yīng)室溫度異常和濺射增強(qiáng)導(dǎo)致的al薄膜表面粗糙度差，進(jìn)而導(dǎo)致殘留物的產(chǎn)生。另外，在刻蝕過(guò)程中，al晶須(whisker)對(duì)刻蝕造成阻礙，且tixny的組分的變化影響刻蝕速率，而濺射后掉落的刻蝕造成局部刻蝕的負(fù)面影響。

因此，為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問(wèn)題，有必要提出一種新的半導(dǎo)體器件的制造方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。

為了克服目前存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，所述方法包括：

步驟s1：提供基底，在所述基底上依次形成底部電極層、絕緣層和頂部電極層；

步驟s2：在所述頂部電極層上沉積形成緩沖層，其中，所述緩沖層具有與所述頂部電極層相接近的熱膨脹系數(shù)；

步驟s3：在所述緩沖層上形成阻擋層。

進(jìn)一步，所述緩沖層的材料包括ti。

進(jìn)一步，所述阻擋層的材料包括氮化鈦。

進(jìn)一步，所述底部電極層和頂部電極層的材料選自鋁、銅或其組合。

進(jìn)一步，采用物理氣相沉積方法沉積形成所述頂部電極層。

進(jìn)一步，所述絕緣層的材料包括氧化硅。

進(jìn)一步，所述半導(dǎo)體器件為mim電容。

本發(fā)明還提供一種采用前述方法制作獲得的半導(dǎo)體器件，包括：基底，依次形成于基底上的底部電極層、絕緣層、頂部電極層、緩沖層以及阻擋層，其中，所述緩沖層具有與所述頂部電極層相接近的熱膨脹系數(shù)。

進(jìn)一步，所述緩沖層的材料包括ti，所述阻擋層的材料包括氮化鈦，所述絕緣層的材料包括氧化硅。

進(jìn)一步，所述底部電極層和頂部電極層的材料選自鋁、銅或其組合。

綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，在頂部電極層與阻擋層tin之間增加一層ti，由于ti與金屬alcu的熱膨脹系數(shù)接近，因此可以使得al和ti能更好的粘合在一起，而不會(huì)在之后的工藝中將上層的tin阻擋層擠裂，而使光阻向下流與頂部電極層中的金屬反應(yīng)，進(jìn)而避免了mim局部刻蝕殘留物缺陷的產(chǎn)生，提高了器件的良率和性能。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。

附圖中：

圖1a-圖1e為現(xiàn)有的一種半導(dǎo)體器件的制造方法的相關(guān)步驟形成的結(jié)構(gòu)的剖視圖；

圖2為本發(fā)明的一實(shí)施例中的一種半導(dǎo)體器件的制造方法的相關(guān)步驟形成的結(jié)構(gòu)的剖視圖；

圖3為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的一種半導(dǎo)體器件的制造方法的示意性流程圖。

具體實(shí)施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明能夠以不同形式實(shí)施，而不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于這里提出的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例將使公開徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)的尺寸以及相對(duì)尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標(biāo)記表示相同的元件。

應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)元件或?qū)颖环Q為“在...上”、“與...相鄰”、“連接到”或“耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，其可以直接地在其它元件或?qū)由?、與之相鄰、連接或耦合到其它元件或?qū)?，或者可以存在居間的元件或?qū)印Ｏ喾?，?dāng)元件被稱為“直接在...上”、“與...直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，則不存在居間的元件或?qū)?。?yīng)當(dāng)明白，盡管可使用術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區(qū)、層和/或部分，這些元件、部件、區(qū)、層和/或部分不應(yīng)當(dāng)被這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)區(qū)分一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分與另一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分。因此，在不脫離本發(fā)明教導(dǎo)之下，下面討論的第一元件、部件、區(qū)、層或部分可表示為第二元件、部件、區(qū)、層或部分。

空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個(gè)元件或特征與其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)明白，除了圖中所示的取向以外，空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)意圖還包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉(zhuǎn)，然后，描述為“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征將取向?yàn)樵谄渌蛱卣鳌吧稀薄Ｒ虼?，示例性術(shù)語(yǔ)“在...下面”和“在...下”可包括上和下兩個(gè)取向。器件可以另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或其它取向)并且在此使用的空間描述語(yǔ)相應(yīng)地被解釋。

在此使用的術(shù)語(yǔ)的目的僅在于描述具體實(shí)施例并且不作為本發(fā)明的限制。在此使用時(shí)，單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”和“所述/該”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚指出另外的方式。還應(yīng)明白術(shù)語(yǔ)“組成”和/或“包括”，當(dāng)在該說(shuō)明書中使用時(shí)，確定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個(gè)或更多其它的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)所列項(xiàng)目的任何及所有組合。

這里參考作為本發(fā)明的理想實(shí)施例(和中間結(jié)構(gòu))的示意圖的橫截面圖來(lái)描述發(fā)明的實(shí)施例。這樣，可以預(yù)期由于例如制造技術(shù)和/或容差導(dǎo)致的從所示形狀的變化。因此，本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)局限于在此所示的區(qū)的特定形狀，而是包括由于例如制造導(dǎo)致的形狀偏差。例如，顯示為矩形的注入?yún)^(qū)在其邊緣通常具有圓的或彎曲特征和/或注入濃度梯度，而不是從注入?yún)^(qū)到非注入?yún)^(qū)的二元改變。同樣，通過(guò)注入形成的埋藏區(qū)可導(dǎo)致該埋藏區(qū)和注入進(jìn)行時(shí)所經(jīng)過(guò)的表面之間的區(qū)中的一些注入。因此，圖中顯示的區(qū)實(shí)質(zhì)上是示意性的，它們的形狀并不意圖顯示器件的區(qū)的實(shí)際形狀且并不意圖限定本發(fā)明的范圍。

為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟，以便闡釋本發(fā)明提出的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。

實(shí)施例一

下面，參照?qǐng)D2以及圖3來(lái)描述本發(fā)明實(shí)施例提出的半導(dǎo)體器件的制造方法一個(gè)示例性方法的詳細(xì)步驟。其中，圖2為本發(fā)明的一實(shí)施例中的一種半導(dǎo)體器件的制造方法的相關(guān)步驟形成的結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖3為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的一種半導(dǎo)體器件的制造方法的示意性流程圖。

示例性地，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件為mim電容。作為示例，本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法，具體包括如下步驟：

首先，執(zhí)行步驟s301，提供基底，在所述基底上依次形成底部電極層、絕緣層和頂部電極層。

具體地，如圖2所示，基底(未示出)的構(gòu)成材料可以采用未摻雜的單晶硅、摻雜有雜質(zhì)的單晶硅、絕緣體上硅(soi)、絕緣體上層疊硅(ssoi)、絕緣體上層疊鍺化硅(s-sigeoi)、絕緣體上鍺化硅(sigeoi)以及絕緣體上鍺(geoi)等。作為示例，在本實(shí)施例中，基底的構(gòu)成材料選用單晶硅?；字羞€形成有各種阱(well)結(jié)構(gòu)，為了簡(jiǎn)化，圖示中予以省略。所述基底上還可以形成有有源器件或者無(wú)源器件，所述有源器件以及無(wú)源器件的種類以及形成方法在此不再贅述。

在基底上依次沉積形成底部電極層200、絕緣層201和頂部電極層202。

其中，底部電極層200的材料可以為任何適合的金屬材料，例如可選自鋁、銅或其組合?？刹捎帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的任何方法進(jìn)行底部電極層的沉積，例如化學(xué)氣相沉積法(cvd)、物理氣相沉積(pvd)、原子層沉積等方法，本實(shí)施例中，較佳地使用物理氣相沉積形成所述底部電極層200。

可根據(jù)實(shí)際工藝設(shè)定形成的底部電極層200的厚度，例如，所述底部電極層200的厚度可以為1000～6000埃。

在底部電極層200上沉積形成絕緣層201，該絕緣層201可以作為mim電容器的電介質(zhì)層。絕緣層201可使用諸如氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅的無(wú)機(jī)絕緣材料，本實(shí)施例中，絕緣層201較佳地為氧化硅?？赏ㄟ^(guò)化學(xué)氣相沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(pecvd)等沉積工藝形成。示例性地，絕緣層201的厚度范圍可以為100～800埃，上述厚度范圍僅是示例性地，其他適合的厚度也可適用于本發(fā)明。

之后，在絕緣層210上沉積形成頂部電極層202，頂部電極層202可以采用與底部電極層200相同的材料，例如可選用鋁、銅或其組合。本實(shí)施例中，底部電極層200和頂部電極層202的材料可選用金屬鋁?？赏ㄟ^(guò)任何適合的沉積方法形成該頂部電極層202，本實(shí)施例中，較佳地，使用物理氣相沉積法。示例性地，頂部電極層的厚度可以為500～3000埃。其中，在底部電極層200和頂部電極層202的沉積過(guò)程中，可適當(dāng)降低其脫氣溫度，來(lái)改善膜層的表面粗糙度。

可選地，底部電極層200的厚度可以大于頂部電極層202的厚度。

接著，執(zhí)行步驟s302，在所述頂部電極層202上沉積形成緩沖層203，其中，所述緩沖層203具有與所述頂部電極層202相接近的熱膨脹系數(shù)，如圖2所示。

示例性地，當(dāng)頂部電極層202的材料為金屬鋁時(shí)，緩沖層203的材料可以包括ti，金屬鋁和金屬ti的熱膨脹系數(shù)接近。

其中，可根據(jù)具體的頂部電極層202的材質(zhì)選擇與其熱膨脹系數(shù)接近的合適的材料用作緩沖層203。

可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的任何方法形成所述緩沖層203，例如化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、磁控濺射等方法。

接著，執(zhí)行步驟s303，在所述緩沖層203上形成阻擋層204。

阻擋層204的作用在于阻擋頂部電極層與其之上的材料直接接觸，防止上下層材料之間的交互擴(kuò)散以及頂部電極層中的金屬電遷移。

阻擋層204的制備方法可選用物理氣相沉積(pvd)，阻擋層可于介于-40℃～400℃的溫度與約介于0.1毫托(mtorr)～100毫托(mtorr)的壓力下形成。阻擋層204材料為金屬或金屬化合物層的材質(zhì)例如鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦、氮化鋯、氮化鈦鋯、鎢、氮化鎢、其合金或其組成物。此外，阻擋層亦可能包括多個(gè)膜層。本實(shí)施例中，較佳地，阻擋層204的材料包括tin。

可選地，阻擋層204的厚度范圍可以為200～1500埃。上述厚度范圍僅是示例性地其他合適的值也可適用于本發(fā)明。

增加的緩沖層203可以改善由于頂部電極層202的粗糙度差對(duì)阻擋層204產(chǎn)生的負(fù)面影響。

在一個(gè)示例中，之后，還包括步驟：在阻擋層204上形成圖案化的光阻層，以圖案化的光阻層為掩膜依次刻蝕阻擋層、緩沖層、頂部電極層、絕緣層和底部電極層，以形成多個(gè)mim電容。

至此完成了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的關(guān)鍵步驟，對(duì)于完整的器件的制作還可能包括其他的中間步驟和之后的步驟等，在此均不再贅述。

綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，在頂部電極層與阻擋層tin之間增加一層ti，由于ti與金屬alcu的熱膨脹系數(shù)接近，因此可以使得al和ti能更好的粘合在一起，而不會(huì)在之后的工藝中將上層的tin阻擋層擠裂，而使光阻流入下層的頂部電極層并與頂部電極層中的金屬反應(yīng)，進(jìn)而避免了mim局部刻蝕殘留物缺陷的產(chǎn)生，提高了器件的良率和性能。

實(shí)施例二

本發(fā)明實(shí)施例中還提供一種采用前述實(shí)施例一中所述的方法制作獲得的半導(dǎo)體器件。

參考圖2，作為示例，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件為mim電容，其包括：基底(未示出)，依次形成于基底上的底部電極層200、絕緣層201、頂部電極層202、緩沖層203以及阻擋層204，其中，所述緩沖層203具有與所述頂部電極層202相接近的熱膨脹系數(shù)。

基底(未示出)的構(gòu)成材料可以采用未摻雜的單晶硅、摻雜有雜質(zhì)的單晶硅、絕緣體上硅(soi)、絕緣體上層疊硅(ssoi)、絕緣體上層疊鍺化硅(s-sigeoi)、絕緣體上鍺化硅(sigeoi)以及絕緣體上鍺(geoi)等。作為示例，在本實(shí)施例中，基底的構(gòu)成材料選用單晶硅?；字羞€形成有各種阱(well)結(jié)構(gòu)，為了簡(jiǎn)化，圖示中予以省略。所述基底上還可以形成有有源器件或者無(wú)源器件，所述有源器件以及無(wú)源器件的種類以及形成方法在此不再贅述。

底部電極層200的材料可以為任何適合的金屬材料，例如可選自鋁、銅或其組合。

底部電極層200的厚度可以為任何合適的厚度，例如，所述底部電極層200的厚度可以為1000～6000埃。

該絕緣層201可以作為mim電容器的電介質(zhì)層。絕緣層201可使用諸如氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅的無(wú)機(jī)絕緣材料，本實(shí)施例中，絕緣層201較佳地為氧化硅?？赏ㄟ^(guò)化學(xué)氣相沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(pecvd)等沉積工藝形成。示例性地，絕緣層201的厚度范圍可以為100～800埃，上述厚度范圍僅是示例性地，其他適合的厚度也可適用于本發(fā)明。

頂部電極層202可以采用與底部電極層200相同的材料，例如可選用鋁、銅或其組合。本實(shí)施例中，底部電極層200和頂部電極層202的材料可選用金屬鋁。示例性地，頂部電極層的厚度可以為500～3000埃?？蛇x地，底部電極層200的厚度可以大于頂部電極層202的厚度。

示例性地，當(dāng)頂部電極層202的材料為金屬鋁時(shí)，緩沖層203的材料可以包括ti，金屬鋁和金屬ti的熱膨脹系數(shù)接近。

其中，可根據(jù)具體的頂部電極層202的材質(zhì)選擇與其熱膨脹系數(shù)接近的合適的材料用作緩沖層203。

阻擋層204的作用在于阻擋頂部電極層與其之上的材料直接接觸，防止上下層材料之間的交互擴(kuò)散以及頂部電極層中的金屬電遷移。

阻擋層204的制備方法可選用物理氣相沉積(pvd)，阻擋層可于介于-40℃～400℃的溫度與約介于0.1毫托(mtorr)～100毫托(mtorr)的壓力下形成。阻擋層204材料為金屬或金屬化合物層的材質(zhì)例如鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦、氮化鋯、氮化鈦鋯、鎢、氮化鎢、其合金或其組成物。此外，阻擋層204亦可能包括多個(gè)膜層。本實(shí)施例中，較佳地，阻擋層204的材料包括tin。

可選地，阻擋層204的厚度范圍可以為200～1500埃。上述厚度范圍僅是示例性地其他合適的值也可適用于本發(fā)明。

增加的緩沖層203可以改善由于頂部電極層202的粗糙度差對(duì)阻擋層204產(chǎn)生的負(fù)面影響。

綜上所述，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件由于采用前述的制作方法制作獲得，因此具有與前述實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件在頂部電極層與阻擋層tin之間增加一層ti，由于ti與金屬alcu的熱膨脹系數(shù)接近，因此可以使得al和ti能更好的粘合在一起，避免了mim局部刻蝕殘留物缺陷的產(chǎn)生，使得器件具有較高的良率和性能。

本發(fā)明已經(jīng)通過(guò)上述實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說(shuō)明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。