電容器裝置製造方法及電容器裝置的製作方法

2023-05-23 07:43:46 2

專利名稱：電容器裝置製造方法及電容器裝置的製作方法
技術領域：
本發明與一種電容器裝置製造方法有關，其中製造一層狀堆積。該層狀堆積包含以下順序-做為一基礎電極的基礎電極層，-一基礎介電層，以及-做為一覆蓋電極的覆蓋電極層。
雖然該電極層或該電極並不一定由一金屬或由一金屬合金製造，但是此型式的電容器也被熟知於在像是二端子二極體型(MIM)電容器的集成電路裝置中。也有像是以摻雜多矽晶所製造的電極。該電極通常具有小於10-3歐姆公分的電阻。並在該電極之間，配置一種電阻大於10-12歐姆公分的介電質。
對於許多應用而言，其特別要求在該集成電路中該電容器的線性與品質。同樣的，製造該集成電容器的方法也應該儘可能的簡單。
此外，每單位晶片面積所需要的電容，應該儘可能的高。尤其在IEEE BCTM 11.3第197至200頁，由N.Feilchendeld所發表的文章」High performance，low complexity 0.18μm SiGe BiCMOSTechnology for wireless Circuit Applications」中，公開了一種所謂的雙重二端子二極體型(dual-MIM)電容器，其每單位面積具有兩倍的電容。
本發明的一目標，是提供一種簡單的電容器裝置製造方法，特別的，其可能製造具有高品質與高線性，及/或每單位面積具有高電容的電容器裝置。此外，本發明也打算提供具有這些特性的電容器裝置。
關於該方法的目標，是利用權利要求1中的方法達成。並在次權利要求中敘述其細微改進。
本發明所根據的技術發展考量，是為了提供每單位面積的最高可能電容。舉例而言，其可以利用選擇儘可能具有高介電常數的介電質達成。因此，一最小可允許的厚度與每單位面積的最大電容，同樣也是由有關服務壽命與介電強度的產品要求所決定。經由範例，以氮化矽SiN組成具有大約45納米厚度，以及大約每微米平方為1.30fF(千萬億分之一法拉)的完成電容，其服務壽命在2.3平方毫米產品面積與3.6伏特操作電壓之下為15年。根據該產品，厚度的額外減少會造成該產品在15年之中破壞，因此是不可能的。在該產品中，所額外要求的每單位面積上較高整體電容，則會造成較高的晶片成本。
另一方面，本發明所根據的考量，避免一因子的增加，該因子是指配置在兩金屬化層之間，將每個各自電極圖形化中的相關花費。除非採用另外的方法，否則此花費對於該電極的數目線性增加。
因此，根據本發明的方法中，除了在簡介中所提到的方法步驟以外，在該基礎介電層與該覆蓋電極層之間，配置至少一中央電極層與一覆蓋介電層。該覆蓋電極層與該中央電極層是使用一種第一微影方法圖形化。接著，使用一種第二微影方法，圖形化該預先圖形化的覆蓋電極層與該基礎電極層。
因此，根據本發明的方法，用於三個電極則只需要兩微影方法。因此，便打破需要用以圖形化該電容器裝置的該電極數目，與該微影方法次數之間的線性關係。因此，微影的次數在該處理中的相關蝕刻步驟，便可明顯的減少。在一電容器裝置中，具有愈多在彼此頂端上所堆棧的電極，此影響便愈明顯。
根據本發明的基本概念，首先是製造為了該電極所需要，具有電極層的層狀堆棧。接著，該層狀堆棧的一上方部分，舉例而言，該兩個上方電極層或包含多於兩電極層的一上方層狀堆棧，是在該第一微影方法中圖形化。接著，在該上方層狀堆棧中的電極層兩者，也就是已經由第一微影方法的協助而圖形化的電極層，以及尚未由第一微影方法的協助而圖形化的電極層，是同時地在該第二微影方法中圖形化。
在根據本發明方法的細微改進中，於該基礎介電層與該覆蓋電極層之間，製造一種包括至少兩中央電極層的堆棧。在已經製造一中央電極層之後以及製造該下一個中央電極層之前，在兩鄰近中央電極層之間製造一中央介電層。在此細微改進的最簡單情況中，該電容器裝置便因此包含至少四個電極。每個中央電極是為了在該中央電極之上與之下的電容器所使用。經由範例，如果使用五個電極，在與具有三個電極的裝置相比之下，該裝置的電容便被加倍，而具有三個電極的裝置的電容或每單位面積電容，是具有兩個電極的裝置兩倍。經由範例，製造一種具有五個電極的電容器裝置，只需要三個微影方法。
在根據本發明方法的另一細微改進中，在該第一微影方法期間，配置於該覆蓋電極層與該中央電極層之間的至少一電極層，是與該覆蓋電極層一起圖形化。此外，在該第一微影方法期間，配置於該中央電極層與該基礎電極層之間的至少一電極層，舉例而言鄰接該中央電極層的一電極層，是與該中央電極層一起圖形化。無論如何，該基礎電極層本身在該第一微影方法期間並不圖形化。
在該細微改進中，於該第二微影方法期間，圖形化該覆蓋電極層以及配置在該覆蓋電極層與該中央電極層之間的該電極層。該基礎電極層以及配置在該基礎電極層與該中央電極層之間的至少一電極層，也同樣的在該第二微影方法期間圖形化。在此情況中，離開該基礎電極層所圖形化的電極層，同樣的也不在該第一微影方法期間圖形化。
在此細微改進中，該電容器裝置包含至少六個電極。圖形化六個電極只需要三個微影方法，而每個電極都具有與其它電極不同的形式。然而，該相同的方法也可以被使用於製造包含更多電極的電容器裝置，舉例而言，九個電極。在包含九個電極的情況中，只需要四個用於每個電極各自圖形化的微影方法。
在一另外細微改進中，在該最先的兩個微影方法之後，至少實行一次一種圖形化該層狀堆棧中至少兩非鄰近電極層的第三微影方法。然而，位於在以該第三微影方法所圖形化電極層中的電極層，並不在該第三微影方法中圖形化。這些方法使得已經以該最先的兩個微影方法所製造的裝置，可以進一步的步階狀精製。
在根據本發明方法的另一細微改進中，當該微影方法被實行時，該蝕刻是在此微影方法中，位於最後蝕刻的電極層之下的至少一介電層上停止。在一配置中，該完整的蝕刻是以乾式化學或化學-物理方法所實作，像是使用一電漿處理或是離子反應蝕刻(RIE)處理。此方法確保該介電質在該電極邊緣的區域中不被過度傷害。特別是在該電極邊緣區域中的該介電質傷害，對該電容器裝置的線性與品質會造成明顯的限制。經由範例，可能在這些區域處產生電壓放電火花。
在一替代的細微改進中，當一微影方法被實行時，該蝕刻是在此微影方法中，最後蝕刻的電極層中停止。此電極的剩餘部分，是以溼式化學方法所蝕刻。該介電質在溼式化學蝕刻期間，並不遭受到如在乾式化學蝕刻期間一樣的強烈攻擊。
在根據本發明方法的另一細微改進中，已經被部分蝕刻的介電層，或是在一微影方法中，在一圖形化電極附近中做為蝕刻終止的區域，接著是在該微影方法之後以一阻抗覆蓋，因此在這些區域中，該介電質不會受到進一步的傷害。位於已經在一微影方法中被蝕刻貫穿的介電質附近中的電極層邊緣區域，是在一後續的微影方法中移除。因此，該受傷害的介電質對該電容器裝置而言，不具有任何電作用。
在一另外細微改進中，該電容器裝置的層狀堆棧，是不需要在該堆棧方向中對齊電極，也就是在垂直該晶圓表面的方向。此方法的結果是在該電極的外部邊緣處，不存在已經被完整蝕刻貫穿的介電層。
在根據本發明方法的另一細微改進中，在該堆棧的一側上，配置每個第二電極的該電極連接。相比之下，該另外電極的電極連結，則配置在該堆棧的另一側上。此方法造成一種在金屬化平面中，非常簡單的電容器裝置接線，而不需要過度的分支狀內連結構。
在一另外細微改進中，該層狀堆棧的電極，是製造為具有一相同的層厚度。與在一層狀堆棧中具有不同厚度層相比之下，其形成一種低高度的層狀堆棧。
另一方面，在一替代細微改進中，較另一電極為早所圖形化的電極，是設計為厚於該另一電極。使用不同厚度的電極，使其可能在該層狀堆棧的圖形化中，增加其處理窗口。
在一另外細微改進中，電極連接是排列在一電極的至少一側、至少兩側、至少三側或至少四側上。此方法使其可能減少連接電阻，並形成高品質的電容器裝置。
在一另外細微改進中，一電極層是圖形化為多數部分電極，較佳的是該覆蓋電極層。該部分電極是利用可以彼此接通的方式連接，以增加該電容器裝置的電容。此形式所謂的模型電容，可被使用於像是雙頻或三頻的移動通訊電路中。
本發明也與一種電容器裝置有關，其包含以下順序-一基礎電極，-一基礎介電質，-至少兩中央電極，-一覆蓋介電質，以及-一覆蓋電極。
在一細微改進中，該電容器裝置包含三個中央電極、五個中央電極或七個中央電極等等。已經與根據本發明的方法連接所敘述的影響，同樣也適用於該電容器裝置與其細微改進中。
該電容器裝置可被使用以在無線電頻率產品中調整該目標電容。經由範例，他們可以用於全球移動通訊系統(GSM)或通用行動通訊系統(UMTS)之中，特別是在行動電話中，但也可以用於無線區域網路(WLANs)之中。經由範例，存在於該電容器裝置中的一額外電容，是與存在於該電容器裝置中的一主要電容接通，或是以電路形式，與該主要電容分離。
在基於根據本發明的電容器裝置基礎上，可減少該晶片尺寸。以往在一無線電產品中由電容器裝置所形成的面積比例，其一般數值為50％。在該晶片中這些面積與其緊接的周圍，因為該回饋與注入的原因並不適用於主動組件。因此，任何因為根據本發明電容器裝置所引起的面積減少，可明顯的節省晶片面積。
根據本發明的電容器裝置，是位在兩個包含內連的金屬化層之間，該內連是用以連接該電容器裝置或連接電子組件。然而，根據本發明的電容器裝置可配置在多於兩個的金屬化層之間，特別是精準的位於彼此上方，並利用電傳導連接彼此連接的金屬化層。
包含一電容器裝置的集成電路裝置與電容器裝置根據一第二觀點，本發明與一種集成電路裝置有關，舉例而言，該集成電路裝置包含一包括多數電子組件主動區域的半導體基質。該半導體基質則像是一種矽晶片。該主動區域則像是一種信道作用電容器的信道區域，或是雙極電容器的主動區域。
因為在眾多的電子組件中，其至少三個彼此利用絕緣中間層所分離的金屬化層，是包含在該集成電路裝置之中。一金屬化層通常是在一平面上延伸。該金屬化包含用以連接該電子組件的內連。
此外，該集成電路裝置包含對於該金屬化層為橫向放置的電傳導接觸部分，換言之，在垂直於一半導體基質的方向。這些接觸部分也被所知為通孔。
在IEEE BCTM11.3第197至第200頁，尤其是由N.Feilchenfeld所發表的文章」High performance，low complexity 0,18μm SiGeBiCMOS Technology for Wireless Circuit Applications」中，公開了一種所謂的雙二端子二極體型(dual-MIM)電容器，其每單位面積的電容為以往的兩倍。該已知具有三電極的二端子二極體型電容器，是位於兩金屬層之間。
本發明的一目標，是提供一種具有電容器裝置的簡單構造電路裝置，特別是該電容器裝置具有每單位面積的高電容、高品質與高線性。此外，本發明也打算提供一種包含根據本發明至少一電容器裝置的電容器裝置。
有關該電容器裝置的目標，是利用具有在權利要求15中所給定特徵的電路裝置達成。並在次權利要求中敘述其細微改進。
本發明第二觀點所根據的考量，是增加每單位面積中的電容，其可以藉由使用具有高介電常數的介電質達成，且金屬層厚度也可以到達其極限。此外，本發明第二觀點所根據的考量，是即使當使用具有位於金屬化層之間的多於兩個電容器的二端子二極體型電容器時，也可以很快的到達電極數目的極限。舉例而言，不同金屬化層之間的距離為1微米。
因此，根據本發明的電路裝置，包含一種包括已經透過接觸部分所接通的電極，而形成兩個互相咬合電容器平面的電容器裝置。該電容器裝置的電極是配置於至少兩中間層中。換句話說，根據本發明的電路裝置延伸遍及多數中間層，或是也遍及多數金屬化層之中。
舉例而言，如果其包含五個中間層，而即使每個中間層只包含一個電極的情況時，使用此方法在與目前為止被慣用的一單二端子二極體型電容器相比之下，每單位面積的電容可達到五倍。如果在一中間層中配置三個或更多的電極，該每單位面積的電容在五個中間層的整合下，則可達到十倍。每單位面積電容的增加，可減少具有一預定電容的電容器裝置，所需要的晶片面積。
此外，根據本發明的電容器裝置，提供在使用相同方式下，製造在一中間層中包含至少一電極的選擇。此減少了開發屏蔽的額外成本。
根據本發明電路裝置的另一項優點，是該電容器裝置的每個電極，可以利用一簡單的方式連接，並在一需要的小晶片面積上，具有一高密度的接觸洞。此形成電容的高品質。此外，該電容的容限，與該電壓或是與該電極極性減少有關。這對於像是移動式通訊應用或是無線區域網路的無線電頻率產品而言，是一項重要的優點。
在根據本發明的電路裝置細微改進中，該電容器裝置的至少一電極或一部份電極，是位於一金屬化層中。此利用一簡單方法，增加在該電容器裝置中位於彼此之上的電極數目。
在一配置中，該電容器裝置的至少一電極，包含位於一金屬化平面中的部分電極以及位於兩金屬化平面之間的部分電極。該兩部分電極是透過至少一接觸部分，且較佳地是透過多數接觸部分彼此電連接。此方法造成該電容器裝置不需要在該中間層中，包括該部分電極的所橋接的空間。此使得可以使用一簡單方式製造一種電容器裝置，其包含位於該中間層，高度低於該中間層高度的電極堆棧。
在另一細微改進中，該電容器裝置的電極是配置在至少三個中間層或多於三個的中間層之中。在該電容器裝置中整合愈多的中間層，所獲得每單位面積的電容就愈高，且屏蔽安排或部分的屏蔽安排可更常的被再使用。
在另一細微改進中，配置在一中間層中的至少一電極，是具有與配置在另一中間層中的另一中間層相同的輪廓。這些方法使得在一電路裝置製造中，為了此電極的屏蔽部分安排，可被多次的再使用。
在另一細微改進中，具有相同輪廓的電極是精準的配置於彼此之上，換言之，他們在垂直於支撐該電容器裝置的基質表面，也就是一半導體基質的方向中，在其完整的邊緣上是彼此對齊的。當該屏蔽的部分安排資料是被轉換的，在此方法期間不但可以維持該輪廓，也可以維持該位置於一平面中。
在另一細微改進中，是在兩金屬化層之間配置至少兩電極或至少三電極。在本描述的內容中，除非另外陳述，否則該術語」電極」也參照為一部份電極。
在一細微改進中，在該電容器裝置中，至少有三個連續的電極是已經使用少於該連續電極數目的一些微影方法所圖形化。經由範例，如果該兩個上方電極是在一第一微影方法中圖形化，而該頂部與底部電極是在該第二微影方法中圖形化，則三個電極可以只用兩個微影方法圖形化。此方法進一步減少在屏蔽上的安排，因此所需要的屏蔽較少，且如果適當的，這些屏蔽也可以使用在多數中間層之中。
在另一細微改進中，每個電極是以多數接觸部分的方式連接。此方法減少該接觸阻抗。該電容器的品質及線性便增加。
在一配置中，位於一中間層中至少一部份電極的接觸表面，形成該此部分電極基本表面面積多於30％(百分比)或多於50％的部分。此部分電極可在該電容器裝置中，與一非常大的接觸部分連接，而不需要額外的晶片面積。
在另一細微改進中，用於連接至少另一個不是部分電極的電極的接觸面積，在尺寸上是與用以連接該部分電極的接觸面積相同。其較佳的是所有該電容器裝置的電極，都透過同一接觸面積所連接。此方法增加該線性。與電壓或極性的相關性便減少，因此該電容器裝置是特別適用於無線電頻率應用中，換言之，用於在該較高千赫茲範圍或甚至上百萬赫茲範圍中，該電容器裝置的電荷逆轉(charge-reversal)之中。
在另一細微改進中，該金屬化層的金屬部分，是由銅、鋁、或是銅合金、鋁合金所製造。該金屬化層具有一大於100納米或大於150納米的厚度。經由範例，是使用具有500納米厚度的金屬化層。
該金屬化層的金屬部分，特別是該電極或是部分電極，可在兩表面上接觸，換言之，從上方或下方。相比之下，在中間層中的電極只能在其上方電極表面上接觸。
在一配置中，使用一金屬或金屬合金於中間層中的該電極。特別是當使用金屬氮化物時，像是氮化鈦或氮化鉭或氮化鎢，在中間層中的該電極可以製作的非常薄。在一細微改進中，在中間層中的該電極，是薄於100納米，或甚至薄於60納米，舉例而言，45納米。使用這樣薄的電極層，使其可以保持低高度的該電容器裝置。特別是在每個中間層中形成多於一個電極的時候。
在一配置中，介於該電極之間的介電層是一種氧化物，特別是二氧化矽。然而，也可以使用像是氮化矽做為一替代的氮化物。也可以使用其形成的雙層或多層的介電材料。
此外，本發明與一種電容器裝置有關，換言之，至少兩電容器裝置的一種集合。除了用於定義該接觸部分的幾何設計以外，該電容器裝置已經以該相同的幾何設計所製造。舉例而言，特別是在中間層中的該電極，在該電容器裝置兩者中都是一樣的。至少一個該電容器裝置，是與根據本發明或其細微改進任一項電容器裝置，以相同的方法所建構。此外，至少用於一電極連接的接觸部分，是存在於一電容器裝置之中，且不存在於該另一電容器裝置之中，也就是該另一電容器裝置缺少該接觸部分，因此該電容器裝置並不被連接。
此方法形成可以利用一簡單方式，藉由使用相同的製造程序，但注入或放射一接觸部分或多數接觸部分，而製造具有不同電容的該電容器裝置。
在一細微改進中，該連接的電極是位於有關該一電容器裝置的該相同位置，而該未連接電極則與該另一電容器裝置有關。
集成電容器裝置製造方法與集成電容器裝置根據一第三觀點，本發明與一種方法有關，其包括以下步驟-製造一介電層，-在該介電層上製造一電極層，以及-使用一化學或化學-物理乾式蝕刻處理，圖形化該電極層。
本發明的一目標，是提供一種製造集成電容器裝置的簡單方法，特別是使其可以製造具有高品質、高線性，並具有低電容容限與長服務年限的電容器裝置。特別的，也打算使一種包含該電容器裝置的集成電容器裝置，可以利用一高產量方式製造。此外，也打算提供一種集成電容器裝置。
有關該方法的目標，是利用一種包括在權利要求26中的所給定的方法步驟的方法達成。並在次權利要求中敘述其細微改進。
本發明是根據對二端子二極體型電容器實作服務年限測試的實際情形，換言之，如所知的MIMCAPs，其顯示該電容器的品質，是直接受到該金屬電極圖形化的影響，特別是在電漿蝕刻的情況中。雖然一最佳相符電漿蝕刻處理可形成顯著增加該電容器服務年限的結果，但其可能對於該蝕刻處理有效處理窗口造成傷害。這是因為隨著該介電質相關品質的增加，傷害該介電質的金屬蝕刻中的減少，也增加了產品失敗風險，特別是由該電極金屬殘餘所引起的短電路所造成。換句話說，過度蝕刻的程度愈低，該電容器裝置的服務年限便愈大。
然而，另一方面，該實際的半導體晶圓並不是完整的平面，而可能包含拓撲引致的不均勻性。此外，該電極層的厚度產生振蕩，因此從該電極層厚度除以該蝕刻速率的一」理論」蝕刻時間，可能導致在該介電質上的金屬殘餘。此後果便是例如在鄰近電容器裝置或通孔之間形成短電路。在該電極的後續圖形化期間，也產生屏蔽的影響。此外，在該電極邊緣的殘餘已經以該乾式蝕刻處理所預先圖形化，而超過該預圖形化邊緣的突出則是高度破裂的，特別是關於該電容器電容所能達到的製造容限。
此外，本發明所根據的考量，是帶有一垂直優勢方向的」標的」蝕刻，換言之，使用帶有垂直於一具有主動區域半導體基質表面方向中的一優勢方向，以圖形化該金屬電極。然而，任何蝕刻都具有一等向性成分，在此情況中是一側向成分。除了垂直地指向該電極圖形之外，也會在介電質與電極之間的該邊界層，產生一側向蝕刻攻擊。在操作中，便在這些位置處形成電壓峰值，導致過早的產品失敗。然而，一乾式蝕刻的側向成分，是低於一非等向性溼式蝕刻的該側向成分。
因此，在根據本發明的方法中，該電極層是使用一種強烈的等向性乾式蝕刻所圖形化，其確保一高維度穩定性，直到在該介電層上只剩餘輕微的殘餘。接著，這些殘餘是以一溼式蝕刻方式所移除，舉例而言以一種溼式化學蝕刻處理或是一種清潔步驟。
此方法的結果是該介電質並不被蝕刻，或是只以一種關於在該電極層的圖形化期間，特別是該乾式蝕刻期間，對該電容器裝置的電特性影響為可忽略的程度所部分蝕刻。在該乾式實施期間於空間中所剩餘的殘餘，且該殘餘接著是以溼式化學方式所移除，以確保該產品儘管達到長的服務年限，也可以利用一高產出的方式實作。因為該殘餘的厚度很低，該溼式化學步驟可以是非常短的，舉例而言可以持續少於30秒。因此，該溼式化學處理的非等向性是可以接受的。
替代地，不含洞的該電極連續薄層，在該乾式蝕刻期間持續地受到攻擊，且該電極層的那些已經在乾式蝕刻期間被弄薄的區域，是以一溼式化學方式所移除。在此情況中，該介電質並不受到該乾式蝕刻處理的傷害。經由範例，該電極層在該溼式蝕刻之前，只具有2納米到3納米的厚度。
在根據本發明的一細微改進中，該殘餘的溼式化學移除處理是對該介電層的材料選擇性地實作，較佳地是以一大於4∶1或甚至大於10∶1的選擇性。此方法的結果是該介電質在該殘餘的移除期間不會受到傷害。特別的，此避免了在該敏感電極邊緣附近中，對該介電質的傷害。溼式蝕刻與乾式蝕刻相比之下具有非常高的選擇性，特別是與化學-物理乾式蝕刻相比。舉例而言，在溼式蝕刻或溼式清潔步驟的情況中，可能有至少100∶1或150∶1的選擇性。
在根據本發明的另一細微改進中，該電極層是以時間控制方式所蝕刻。因此不使用需要該介電質明顯部分蝕刻的端點偵測。特別是在電極層是非常薄，像是具有不超過100納米或是60納米的情況中，該蝕刻時間可根據仍然應用的線性關係簡單地計算，舉例而言，由該層的厚度，除以利用處理工程方式的該蝕刻率方式所精確設定。該蝕刻率是以像是經驗的方式被預先決定。在該上述的第二替代中，以此方式所計算的該蝕刻時間，是被縮短數秒，以為了只把該電極層變薄。
該電極層是由例如一種金屬氮化物，特別像是氮化鈦或氮化鎢或氮化鉭所組成。這些材料具有一足夠好的傳導性，並可在可接受的安排程度之下，沉積為一非常小的層厚度。
在另一細微改進中，該電極層是以氮化鈦所組成。經由範例，氮化鈦可使用三氟化氮NF3或六氟化硫SFC進行乾式蝕刻。在一細微改進中，一種包含像是過氧化氫H2O2、氨水NH3與水H2O的水基溶液，是被使用於該溼式清潔或溼式蝕刻中。過氧化氫H2O2做為一種用於溶解所形成二氧化鈦TiO2的氧化劑。替代的，一種酸類，特別像是硝酸HNO3與氫氟酸HF的溶液，是使用於該溼式清潔之中。
在一細微改進中，該介電層包含氮化矽或二氧化矽。然而，也可使用其它適當的介電質，例如一種相對介電常數是大於8的介電質。每單位面積的高電容可以只由非常薄的介電質所達成，但該厚度必須不落於一最小厚度以下，以為了達到一高生產產出。
在本發明的另一細微改進中，該介電層在該溼式化學移除之後是被圖形化的，特別是使用一種化學或化學-物理蝕刻方法。做為一種替代或是額外的處理，該介電層是在離開該介電質一距離處的位置被圖形化，特別是大於5納米或大於50納米或大於100納米的距離處，因此便可避免對該電極邊緣附近中，該高品質介電質的傷害。
在另一細微改進中，該電極層並不由該乾式蝕刻處理所過度蝕刻，或僅是以少於6秒或少於3秒，或較佳的是0秒所輕微蝕刻。愈短的過度蝕刻時間，該電容器裝置便形成愈長的服務年限。
在另一細微改進中，在該乾式蝕刻期間以及特別是在該溼式蝕刻期間中，所造成該電極的一部份側向蝕刻，是以一為了圖形化該電極而使用於一微影方法中的屏蔽相反尺寸所補償。
在一細微改進中，根據本發明的方法或是其細微改進，是被使用以製造一電路裝置，其服務年限在其一半使用下為至少7年或至少10年。該電路裝置的服務年限主要是該電容器裝置的服務年限所決定。
此外，本發明與一種使用根據本發明的方法所製造的集成電容器裝置有關。該電容器裝置的一介電層厚度，在不由該電極所覆蓋的至少一區域中，與在該電極下方的該介電層厚度相比之下，差異為少於5納米或少於1納米。此外，在不由該電極所覆蓋的該區域處，該介電層是不含已經被圖形化以製造該電極的一電極層殘餘。由於這些特徵，根據本發明的方法技術與其細微改進，也可應用於根據本發明的電容器裝置。
在一細微改進中，靠近該電極的該部分邊界，是至少位於離開該電極為3納米的距離。此外，該部分為至少5納米寬。該介電層的厚度，舉例而言，在該部分中只在1納米之中的範圍變化。
在該電容器裝置的另一細微改進中，該介電質具有將其貫穿，像是通孔的至少一接觸部分或多數接觸部分。此是一種由上述直接位於該介電層以下的電極，所製造接觸的特別情況。
後續的文字以參照附加圖標的方式，說明本發明的示範實施例，其中

圖1顯示在製造一種具有三個電極的電容器裝置的中間狀態，圖2顯示在製造一種具有三個電極的電容器裝置進一步的中間狀態，圖3顯示一種具有三個電極的電容器，圖4A至4C顯示另一種具有三個電極的電容器的圖標，圖5A至5C顯示用於製造一種具有三個不同厚度電極的電容器裝置的第二微影方法中的中間狀態，圖6A至6C顯示不同電容器裝置所需要的表面面積比較，
圖7A至7D顯示與製造一種具有九個電極的電容器裝置中有關的製造狀態，圖8顯示一種具有九個電極的電容器，圖9顯示一種延伸遍及四個金屬層並具有三個單二端子二極體型(single-MIM)電容器的電容器裝置，以及圖10顯示一種延伸遍及三個金屬層並具有兩個三二端子二極體型(triple-MIM)電容器的電容器裝置，圖11A顯示與一電容器裝置製造中有關的製造狀態，圖11B顯示在一電極層乾式蝕刻之後的電容器裝置，圖11C顯示在用於移除該電極層殘餘的溼式化學清潔步驟之後的電容器裝置，圖11D顯示該電容器裝置的另一製造狀態。
圖1顯示製造一種配置於一介電層12中的電容器裝置10的中間狀態。該介電層12在一金屬層中，形成在一集成電路裝置內部不同內連之間的介電質。經由範例，該介電層12具有300納米的厚度，並且是以二氧化矽所組成。
一基礎電極層是例如藉由噴濺的方式施加在該介電層12。在該示範實施例中，所有的電極層都由氮化鈦TiN所組成。在每個例子中，該電極層具有像是50納米的厚度。
在該基礎電極層14已經被施加之後，便施加一基礎介電層16。該基礎介電層16是由像是氮化矽SiN的組成，例如從氣相開始沉積。在該示範實施例中，該基礎介電層16的厚度像是50納米。
在該基礎介電層16已經被沉積之後，一種由氮化鈦TiN所製造的中央電極層18，是被沉積為像是50納米的厚度。接著，包括氮化矽的一覆蓋介電層20是被施加為50納米的厚度。接著，一種由氮化鈦組成的覆蓋電極層22，被製造為50納米的厚度。一種具有50納米厚度的氮化矽層23形成一層狀堆積24的終端，該層狀堆積24包含該層14至22。該層狀堆積24的各層，平行位於一併未在圖1中所顯示晶圓的晶圓表面，其也支撐著該介電層12。
一光阻抗層26是被施加在該層狀堆積24，並曝曬為與一光屏蔽一致的圖形。該曝曬的光阻抗層26是被微影的，並形成一種剩餘在該層狀堆積24的光阻抗層區域26a。
如同圖2所描述的，該層狀堆積24接著是以一種乾式蝕刻處理所蝕刻，其中該氮化矽層23是最先圖形化為與該光阻抗層區域26a一致，接著是該覆蓋電極層22、該覆蓋介電層20與該中央電極層18。其造成一種預圖形化的覆蓋電極22a、一覆蓋介電質20a與一中央電極18a。該中央電極18a乾式蝕刻的選擇，是與該基礎介電層16有關，因此該基礎介電層16並不太受到該蝕刻的攻擊。該蝕刻攻擊在該圖標中是被大大的誇張。該介電層23a與該覆蓋介電層20是以不改變該蝕刻狀態或是改變該蝕刻狀態的方式蝕刻。
經由範例，該蝕刻處理是被分為1.該介電層23的時間控制蝕刻，2.以對該覆蓋介電層20為高度選擇性的蝕刻方式，對該中央電極層18進行蝕刻。記錄此端點以結束該蝕刻並做為處理控制。
3.對該覆蓋介電層20實行一種非選擇性時間控制蝕刻，其對於該中央電極層18為非選擇性的。
4.接著，再一次的在該基礎介電層16，實行對於端點偵測為高度選擇性的蝕刻。
此步驟確保一足夠寬的處理窗。
同樣也在圖2中所顯示，一光阻抗層50是被施加至已經被預圖形化的該層狀堆積24a與該基礎介電層16的未覆蓋區域。該光阻抗層50是曝曬與微影為與一第二光屏蔽一致。在該曝曬之後，剩下該光阻抗層50的光阻抗區域52至58。剩餘在該基礎介電層16上並鄰接在該層狀堆積24a左手側，以及定義至一被製造基礎電極延伸的該光阻抗區域52，突出超過在該電容器裝置10左手側上的該中央電極18a。該光阻抗區域54剩餘在已經被預圖形化的該介電層23a的中央區域。該光阻抗區域54定義該覆蓋電極的位置，且在同時至該中央電極18a的延伸，突出於該完成的覆蓋電極。
一光阻抗區域56剩餘在該層狀堆棧24a的右手側上的基礎電極層16之上。該光阻抗區域56保護該基礎電極層16的邊緣60，避免受到進一步的蝕刻攻擊。此外，該光阻抗區域56定義至該被製造基礎電極的延伸，突出於在該堆棧右手側上的中央電極18a。
該光阻抗區域58是藉由一凹處62與該光阻抗區域56分離，並做為定義在該基礎電極層16中一內連的結構。此內連並不預計形成該電容器裝置10的部分。
接著，該預圖形化覆蓋電極52a與該基礎電極層14，是以一種乾式蝕刻處理的方式蝕刻。在此情況中，該後續的堆棧次序是如同標的一般，以利用關於該介電質的金屬蝕刻選擇性所蝕刻-該預圖形化介電層23a的時間控制蝕刻，-該金屬預圖形化覆蓋電極22a的蝕刻，在該預圖形化覆蓋介電質20a中停止。
在此情況中，該基礎電極層16與接著的該基礎電極層14，是被同時地圖形化。
如果適當的，可實行標的過度蝕刻以確保到達該介電層12。另一個用於增加該處理窗的選擇，將在之後參照圖5A至5C詳細說明。
已經參照圖1與2所說明的方法，所形成的電容器裝置10，其在不考慮細微差異時，是與在圖3中所顯示的電容器裝置110相同。該電容器裝置110與該電容器裝置10所相同的組件，是利用相同參照符號所標註，但帶有前標1。舉例而言，該基礎電極是以參照符號114a所標註。已經利用與該光阻抗區域58有關的光阻抗區域所圖形化的一內連114b，也同樣的在圖3中描述。
在該基礎電極114a上，具有一基礎介電層116a，其已經輕微地受到用於產生該層狀堆棧124b的蝕刻攻擊。在該內連114b以上，具有該介電層的一剩餘區域116b，從該介電層也形成該介電層116a。
在該層狀堆棧124b的圖形化期間，該覆蓋電極122b與該中央電極118a是以其左手側對齊，彼此垂直於該半導體晶圓的方式形成。對照圖2中的破碎線130，這是利用在該發展步驟之後，覆蓋延伸至該介電層123b左手側邊緣所有方向的阻抗優點所達成。替代地，對照圖2中的破碎線132，藉由縮短該光阻抗區域，其也可以達成一種圖形化，其在該覆蓋介電質120a邊緣區域中的傷害，藉由縮短該左手側上的覆蓋電極122b，於電路術語中為無害表現的。
如同在圖3中所呈現該描繪斷面所能清楚看到的，舉例而言，由二氧化矽所製成的一介電層140是接著在該層狀堆棧124b上沉積。該介電層140形成一種介於該金屬化層142與144之間的介電質。舉例而言，該金屬化層142包含該基礎電極114a與該內連114b。該金屬化層144則尤其包含像是以鋁所製成的三個內連150至154。在該示範實施例中，該金屬化層144的厚度是大於該金屬化層142的厚度。
該內連150是用以電連接該基礎電極114a與該覆蓋電極122b。三個通孔填充160至164從該內連150引導至該基礎電極114a。該通孔填充160至164屬於三個通孔填充行，其在該基礎電極114a的左手側區域上延伸。
三個通孔填充170至174，其形成在該覆蓋電極122b上所延伸的三個通孔填充行部分，從該內連150引導至該覆蓋電極122b。
三個通孔填充180至184，其形成沿著在該中央電極118a右手側區域延伸的三個通孔填充行部分，從該內連152引導至該中央電極118a。此右手側區域並不受到該覆蓋電極122b的覆蓋。
一通孔填充190從該內連154引導至該內連114b。在用於該通孔填充160至190的接觸洞蝕刻期間，該用於通孔填充160至190的接觸洞底部，是貫穿該層狀堆棧124b的介電層或該介電層116b。
因此，對照在圖3中的電路概圖192，該電容器裝置110a包含平行連接的兩個電容器C1與C2。
圖4A顯示沿著對照圖4B的斷面平面II，通過一電容器裝置220的斷面描述。該電容器裝置220是使用參照上述說明圖1至3的方法製造。因此，該電容器裝置220包含一長方形基礎電極214a、一中央電極218a與一覆蓋電極222b。一上方金屬平面244尤其包含三個內連250、252與254。該內連250用以連接該中央電極218a。在圖4A中，如在該斷面平面II中所見，一通孔填充230是配置於該內連250與該基礎電極214a之間，三個通孔填充232至236是配置在該內連250與該覆蓋電極222b之間，而一通孔填充238是配置在該內連252與該中央電極218a之間。該內連258是使用以連接在該金屬化層242中的內連。
圖4B顯示在一斷面平面I的斷面中，該電容器裝置210的平面圖，其位置是在圖4A中所指明。該基礎電極214a具有最大的面積。該中央電極218a具有小於該基礎電極214a的面積。該覆蓋電極222b具有小於該中央電極218a的面積。
該中央電極218a是配置在對於該基礎電極214a的左手側邊緣而言，更靠近於該基礎電極214a的右手側邊緣。因此，通孔填充230可以配置在該基礎電極214a的下方邊緣處、該基礎電極214a的左手側邊緣處，與該基礎電極214a的的上方邊緣處。
相比之下，該覆蓋電極222b是配置在對於該中央電極218a的右手側邊緣而言，更靠近於該中央電極218a的左手側邊緣。因此，通孔填充238可以配置在該中央電極218a的下方邊緣處、該中央電極218a的右手側邊緣處，與該中央電極218a的的上方邊緣處。
在該示範實施例中，接觸是利用該覆蓋電極222b製造成六個通孔填充234的方式，其終止在該覆蓋電極222b的一角落中，或是該覆蓋電極222b的縱向側中央。
圖4C顯示該電容器裝置220a的平面圖。其清楚顯示在該金屬化層244中該內連250與252的路徑。圖4C也描述顯示該電容器裝置220a的電容器C10與C20所連接的路徑電路概圖。該兩電容器C10與C20是以平行的方式彼此電連接。
在另一示範實施例中，該基礎電極214a是透過該金屬化層242或一位於此金屬化層242下方的金屬化層所連接。
在該接觸洞的製造期間，一種對於該電極材料或對於該介電質為高度選擇性的氧化蝕刻，是為了該通孔填充所實行。其較佳的是使用一種具有端點控制的蝕刻，因此每個該接觸洞的深度便不同。
圖5A至5C顯示與另一示範實施例一致，於第二微影方法的中間狀態。一電容器裝置310是製造並形成介於兩鄰近金屬化層之間，並含有像是二氧化矽的介電質的介電層312上。一氮化鈦層314、一氮化矽層316、一氮化鈦層318、一氮化矽層320與一氮化鈦層322是連續地沉積在該介電層312上，以形成一種層狀堆棧313。該層314至320都具有相同為50納米或45納米的厚度。另一方面，該層狀堆棧313的上方氮化鈦層322，具有大於該氮化鈦層318兩倍以上的厚度，具體而言，在該示範實施例中大概是200納米厚。
因為該上方氮化鈦層322的厚度增加，在開始圖形化該層狀堆棧313之前，便不需要其它施加至該層狀堆棧313的介電層。該上方氮化鈦層322、該介電層320與該氮化鈦層318是連續地藉由一光阻抗層(在圖5A中未顯示)的協助所圖形化。該使用的步驟是已經參照上述圖1與2所說明。特別的，在一種配置中，該氮化鈦層322與318是藉由端點偵測的協助進行蝕刻。此意味著以一種蝕刻氣體所進行該介電層材料320或316，或是此材料反應產生特性的追蹤，是在該蝕刻氣體中所記錄，例如以頻譜分析的協助。
接著，施加一光阻抗層350至該預圖形化層狀堆棧313與該氮化矽層316的未覆蓋部分。以此次序所配置的光阻抗區域352至358，是位於與有關該層狀堆棧24a的該光阻抗區域52至58相同的位置，其藉由一曝曬與發展操作的協助所製造。然而，該光阻抗區域354直接位於該上方預圖形化氮化鈦層322上。該光阻抗層350被設計為較該光阻抗層50為厚，因此該層狀堆棧313的邊緣是完整的由該光阻抗區域352與356所覆蓋。
在圖形化該光阻抗層350之後，便圖形化該下方氮化矽層316，如在圖5B中所描述，引導以形成一基礎介電質316a與一介電質316b。此蝕刻例如是以時間控制的方式所實行。接著，圖形化該下方氮化鈦層314，以形成一基礎電極314a與一內連314b。
此蝕刻是藉由端點偵測的協助所實行，其中該介電層312的材料，或是此材料產生蝕刻的特性，是由頻譜分析的方式所記錄。在位於該光阻抗區域356與358之間的凹處362的基礎，到達該介電層312的時候，該氮化鈦層322隻被部分的圖形化，對照為氮化鈦層322a。特別的，該預圖形化氮化矽層320是尚未去除覆蓋的。
接著，實作一種另外的選擇性蝕刻，其中該氮化鈦層322a是完整地圖形化。如在圖5C中所描述，一覆蓋電極322b是藉此從已經被預圖形化的該氮化鈦層322a所形成。一旦該介電層320的材料，或是此材料的蝕刻產生特性是被紀錄在該蝕刻氣體之中時，該覆蓋電極322b的圖形化便藉由端點偵測的協助所終止。在此時，該凹處362的基礎已經延伸深入該介電層312。此外，在該介電層312中，具有分別位於該光阻抗區域352的左手側與該光阻抗區域356的右手側上的凹處364及366。接著只有該光阻抗區域352至358被移除。
在另一示範實施例中，其具有不同厚度的氮化鈦層314、318與322，只有該覆蓋電極322b的蝕刻是藉由一端點偵測的協助所實作。然而，在兩者不同的處理中，該覆蓋電極322b是厚於該基礎電極314a。此方式確保在完整的圖形化該覆蓋電極322b之後，完整地圖形化該基礎電極314a。特別的，在該基礎電極314a與該內連314b之間，不再具有任何來自氮化鈦層314的材料殘餘。
圖6A顯示一種參考電容器400，其包含剛好兩個電極，命名為一下方長方形基礎電極402與配置在其上的一長方形覆蓋電極404。基礎電極402與覆蓋電極404是配置於彼此集中的位置。該基礎電極402為150微米長與100微米寬。該覆蓋電極404隻有145微米長與95微米寬。此形成一個用於該具有145微米×95微米參考電容器400的電容主動表面面積。
圖6B顯示一種電容器410，其包含一基礎電極412、一中央電極414與一覆蓋電極416，其具有後續次序的尺寸150微米×100微米、145微米×95微米與140微米×90微米。此造成該電容器410的有效電容為145微米×95微米+140微米×90微米，換言之，總共26375平方微米的表面面積。與該電容器400相比之下，其增加超過90％的總體電容。因此，為了維持相同的電容，該電容器412所需要的表面面積與該電容器410所需要的表面面積，可以幾乎被減半。在圖6A至6C中，該通孔是以一種對於該電極為誇大的尺度描述。該通孔直徑只有像是0.4微米。兩鄰近通孔邊緣之間的距離也只有像是0.4微米。
圖6C顯示一種電容器420，其包含具有長為150微米，寬為100微米的基礎電極422。配置在該基礎電極422上，具有長為145微米，寬為95微米的中央電極424。三個覆蓋電極426至430一個接著一個配置在該中央電極424上，位於與一晶圓表面或晶片表面平行的平面中，在每個情況中的該覆蓋電極426至430為90微米長與30微米寬。該電容器420需要與該電容器400相同的面積，但該三個覆蓋電極426至430可選擇性的與介在該基礎電極422與該中央電極424之間的主要電容接通。經由範例，只有一覆蓋電極，例如覆蓋電極426，是被接通的。然而，其也可能將兩個或所有的三個覆蓋電極426至430電極，接通至該主要電容。
本發明的基本概念也可被發展為涵蓋包含多於三個電極的電容器裝置，舉例而言，覆蓋一具有電極S1至S9的電容器裝置500。介電層D1至D8是以此順序位於該電極S1至S9之間。一介電層D9是配置在該電極S9上。在之後說明的示範實施例中，該電極S1至S9與該介電層D1至D9，是具有像是45納米的相同厚度。在後續說明文字中的圖7A至7D，只描述一被圖形化層狀堆棧502的左手側。該層狀堆棧502的右手側，是以與該層狀堆棧502左手側相同的方式圖形化。
在一第一微影方法中，圖形化用於該電極S4至S9的該電極層與該介電層D4至D9。該介電層D3做為一蝕刻終止。該介電層D3本身與用於該電極S1至S3的電極層，以及該介電層D1與D2，在該第一微影方法期間維持為未圖形化的。
一光阻抗層504是被施加至以此方法產生的該層狀堆棧502。該光阻抗層504是以一第二微影方法所圖形化，而製造兩個光阻抗區域506與508。該光阻抗區域506對該介電層D3的未覆蓋區域部分有影響。在該左手側上，該光阻抗區域506定義了用於該電極D1至S3的電極層的圖形化左手側邊緣。在該右手側上，該光阻抗區域506鄰接用於該電極S4與S5的電極層，與介於它們之間的介電層D4。該光阻抗區域508位於一中央區域中的該介電層D9之上，因此該介電層D9的邊緣維持為未覆蓋的。該光阻抗區域508的左手側邊緣定義包括用於該電極S7至S9，以及介於它們之間的介電層D7與D8的堆棧邊緣位置。
接著，實作一乾式化學蝕刻處理，特別是帶有一高度非等向性的化學-物理蝕刻處理。其結果是該層狀堆棧520具有三個步階，對照為在圖7B中描繪的箭頭522至526。
如在圖7B中所描述，一光阻抗層530是被施加、曝曬與圖形化做為一第三微影方法的部分，因此形成四個光阻抗區域532至538。該光阻抗區域532位於該介電質501之上，其支撐該層狀堆棧520，因此該介電質501是被保護以避免進一步的圖形化。該光阻抗區域534位於該層狀堆棧520左手側部分中的該介電層D3未覆蓋區域的右手側2/3之上，而其右手側鄰接用於該電極S4與S5的該電極層，與介於它們之間的介電層D4。該光阻抗區域534的左手側定義在次一圖形化期間中，用於該電極S2與S3的該電極層邊緣位置。
該光阻抗區域536位於該介電層D6之上。該光阻抗區域536覆蓋該層狀堆棧520左手側部分中的該介電層D6未覆蓋區域的右手側2/3。該光阻抗區域536的左手側邊緣在次一圖形化步驟之後，定義用於該電極S5與S6的該電極層邊緣位置。該光阻抗區域536的右手側邊緣，鄰接用於該電極S5與S6的該電極層，以及介於它們之間的介電層D7。
該光阻抗區域538位在該介電層D9的中央部分。該光阻抗區域538的左手側邊緣在次一圖形化步驟之後，定義用於該電極S8與S9的該電極層，以及介於它們之間的該介電層D8的左手側邊緣位置。
在藉由該光阻抗區域532至538協助的次一圖形化期間，利用一化學-物理蝕刻方法的協助實行標的蝕刻。大致上同時到達的該介電層D1、D4及/或D7材料端點偵測，則提供做為一終止層。
圖7C顯示在此蝕刻之後，存在於該層501上一層狀堆棧550。在一第四微影方法中，一光阻抗層560是被施加至該層狀堆棧550，接著曝曬、發展，並形成光阻抗區域562至568。該光阻抗區域562覆蓋該介電層501與該介電層501的未覆蓋區域。該光阻抗層564覆蓋該層狀堆棧550左手側上的該介電層D3的未覆蓋區域之半，以及該介電層D4的未覆蓋區域。該光阻抗層566覆蓋該層狀堆棧550左手側上的該介電層D6的未覆蓋區域之半，以及該介電層D7的未覆蓋區域。該光阻抗層568位於該介電層D9上的一中央區域。在該介電層D9上的一左手側邊緣區域則維持為未覆蓋的。
圖7D顯示在該次一蝕刻步驟之後的結果。一層狀堆棧570是具有類三角錐結構，並具有相同高度與相同寬度的步階。由於此步階配置，其容易從上方與該電極S1至S9接觸。由於該步階配置，其不需要對在彼此對齊的兩電極S1至S9之間邊緣處，蝕刻貫穿該介電層D1至D9。該電容器500的介電強度因此非常的高。
圖8顯示一種電容器裝置600，其也包含九個電極。然而，該電容器裝置600是以一種對稱的方式圖形化，因此其可能在該左手側上步階處，與該電極S1、S3、S5、S7與S9接觸，換言之，每個間隔電極。相比之下，也可在該電容器裝置600右手側上，產生與該電極S2、S4、S6與S8的接觸。有關製造該電容器裝置600方法步驟，是與有關製造該電容器裝置500方法步驟類似。
如果該方法是在該聚焦深度的限制中操作，要在非常大層狀堆棧的不同步階上，進行阻抗的曝曬也是沒問題的，經由範例，該聚焦深度可為1微米。
在另一示範實施例中，該電容器裝置的下方電極，位在該下方金屬化層之上，而該電容器裝置是配置在該兩金屬化層之間。
在另一示範實施例中，該電容器裝置的下方電極，甚至是在開始之前就已經形成在該金屬化層之中，舉例而言，以一種具有連續磨光步驟的大馬士(Damascene)處理。接著該電容器的另一電極，是以已經說明的方式製造。
在替代示範實施例中，該電容器裝置的下方電極，是透過位於此電極以下程度處的至少一金屬化層所連接。
圖9顯示一種電容器裝置700，其包含在一半導體基質(未顯示)上方的四個金屬化層Me1至Me4。每個金屬化層Me1至Me4包含以一種銅總量少於2％的鋁合金所製造的多數內連。然而，圖9隻描述屬於該電容器裝置700的該金屬化層Me1至Me4的內連。因此，並不顯示用於在該半導體基質中，連接主動組件的內連。
該金屬化層Me1至Me4是利用形成ILD1至ILD3次序的中間層而彼此電絕緣，舉例而言，該中間層是以二氧化矽所製造。經由範例，每個該金屬化層Me1至Me4具有500納米的厚度。鄰近金屬化層Me1至Me4之間的距離為像是800納米。
到現在為止，慣用的層狀沉積、微影與圖形化方法，已經被使用以製造該電容器裝置700，因此這些方法在現在的文字中不再詳細說明。一下方電極710是位於該金屬化層Me1之中。一介電質714位於該電極710與其上的一部份電極712之間。該部份電極712是以45納米厚的氮化鈦層所形成。該介電質714是以45納米厚的氮化矽層所形成。在該示範實施例中，該電容器裝置700的電極具有一長方形基本面積，其在該長方形的縱向方向為L的長度。該部份電極712的L長度為像是150微米。
該下方電極710與該介電質714突出超過該部分電極712。在該部分電極712的圖形化期間，該介電質714做為一蝕刻終止，並且只被輕微地蝕刻，意思是說在圖9中的描述是被誇大的。該下方電極710相較於在右手側處，更加地延伸超過在該左手側上的部分電極。此造成一種用於接觸部分Via1的連接表面形式，其位於該金屬化層Me2的內連718與該電極710之間。該接觸部分Via1是在該金屬化平面Me2與該基礎電極710中內連718之間接觸部分的行部分。
一部份電極720，其透過接觸部分Via2與Via3與該部分電極712連接，也同樣的位於該金屬化層Me2之中。該接觸部分Via2與Via3形成在該部分電極712與720之間兩通孔行的部分。該部分電極712與720形成該電容器裝置700的一中央電極。
一部份電極722，其利用一介電質724與該部分電極720分離，是位於該中間層ILD2中，並鄰接於該部分電極720。該部分電極722由45納米厚的氮化鈦層所組成。接著的該介電質724是由45納米厚的氮化矽層所組成。該部份電極722也具有L的長度。該部份電極720與該介電質724突出超過在左手側與右手側上的該部份電極722。該介電質724同樣的做為在該部分電極722製造中的一種蝕刻終止，並且只被輕微地攻擊。這些方法並不傷害在該電極722的敏感邊緣區域的該電極724。
該部分電極720相較於在該左手側上，更加的在該右手側上突出超過該部分電極722，因而形成一更大的延伸，因此形成用於一接觸部分Via4的一連接表面，是在該部分電極720與在該金屬化層Me3中的一內連728之間延伸。該接觸部分Via4也成為介於該內連728與該部分電極720之間接觸部分行的部分。
此外，與該部分電極722一起的一部份電極730，其形成該電容器裝置700的該第二中央電極，是位於該金屬化層Me3中。該部分電極722與730是以兩通孔行的方式彼此連接，也就是在圖9中所描述的兩接觸部分Via5與Via6。該部分電極730是以該中間層ILD3中對照為空間731的部分，與該內連728分離。包括該部分電極722與730的該上方中央電極，是以彼此位於其上的兩接觸部分行，與該下方電極710電連接。該上方行從該部分電極730引導至該內連719。圖9描述屬於此接觸部分行的該接觸部分Via7。該接觸部分Via1則屬於該下方行。
最後，該電容器裝置700也包含一上方電極732，其藉由一介電質734與該部分電極730分離。該部分電極732同樣的由氮化鈦所組成，並具有45納米的厚度。該介電質734由氮化矽所組成，也具有45納米的厚度。在該上方電極732的圖形化期間，該介電質734是被使用為一蝕刻終止，並且只被輕微地蝕刻，對照為在圖9中的誇大描述。該部分電極730與該介電質734一起，突出超過該左手側上與該右手側上的該上方電極732。該部分電極730相較於在該右手側邊緣處，更加的突出超過在該左手側邊緣處的該上方電極732，造成該接觸部分Via7所屬的接觸部分行的連接選擇。
該上方電極732同樣具有長度L。該分別位於中間層ILD3、ILD2與ILD1的所有電極732、722與712，是在彼此之上所對齊的，對照破碎線736與738，並具有相同的輪廓。
該上方電極是透過兩接觸部分行，與位於該金屬化層Me4中的一內連740連接。圖9描述屬於此兩行的兩接觸部分Via8與Via9。一接觸部分行從該內連740的右手側部分延伸至該內連728，對照為接觸部分Via10。在此方法中，該上方電極732是電傳導連接至該下方中央電極，換言之，該電容器裝置700的部分電極712與720。
該內連740與該部分電極730的左手側部分，是被使用於連接該電容器裝置，因此在這些部分之間形成Ctot的總電容。
此外，圖9描述一電路概圖750，其顯示該電容器裝置700的電容C1、C2與C3的連接方式。該電容C1由該下方電極710與該部分電極712所形成。該電容C2由該部分電極720與該部分電極722所形成。該電容C3由該部分電極730與該上方電極732所形成。該電容C1至C3是彼此平行地電連接，其可利用在該電容器裝置700中的電極咬合配置所達成。
在另一實施例中，該電容器裝置700隻包含兩個二端子二極體型電容，因此，經由範例，在該電容器裝置中只包含該金屬化層Me1至Me3。在此情況中，該每單位面積電容並沒有三倍，而是只有兩倍，對照在該電路概圖750中的破碎線752。此是因為在此情況中，該電容器裝置只包含兩個電容C1與C2。
在另一示範實施例中，該電容器裝置延伸遍及多於四個金屬化平面。在此方法中，其可能將該每單位面積電容變為四倍、五倍等等。經由範例，該金屬化層Me4是以與該金屬化層Me2相同的方式所圖形化。在該金屬化層Me4上方，其可以有一個利用與該金屬化層Me3相同方式所圖形化的金屬化層Me5。連接至該下方電極710、該第二中央電極、該第四中央電極等等的接觸部分Via1、Via7等等，是在該電容器裝置700的左手側上，定位於彼此上方。接觸部分Via4、Via10等等，利用該第一中央電極、第三中央電極等等與該覆蓋電極彼此連接的方式，位於該電容器裝置的右手側上。
因此，在該電容器裝置中的電極圖形化再一次發生。此意謂著同樣的部分屏蔽斷面，可為了該微影而使用。特別是對於以相同安排方式所製造，位於該中間層ILD1至ILD3中的該電極712、722、732。
圖10顯示一種電容器裝置800，其延伸遍及三個金屬化層802、804與806。該金屬化層位於一中間層810上，並且由像是二氧化矽所組成。一中間層801，其同樣也是由二氧化矽所組成，是位在該金屬化層802與804之間。一個由二氧化矽所形成的中間層814，也同樣的位在該金屬化層804與806之間。從一下方電極820開始，朝著更遠離該基質的方向，該電容器裝置800包含以下的次序-一電極822，-一電極824，-一部份電極826，-一部份電極828，-一電極830，-一電極832，以及-上方電極834。
該下方電極820與該部分電極828是分別位於該金屬化層802與803之中，且在該示範實施例中，其以包含不超過5％的附加銅及/或矽的鋁合金所組成。在該示範實施例中，該金屬化層802至806，具有像是500納米的厚度。在該示範實施例中介於兩金屬化層之間的距離，例如是為750納米。
該電極822、824、該部分電極826、該電極830、832與該部分電極834，是由氮化鈦所組成，每個都具有45納米的厚度。
介電質840至852是以此次序位於該電極820至834之間。在該上方電極824上，也有一介電質854。該介電質840至854是由氮化矽所組成，並在該示範實施例中具有45納米的厚度。該介電質846則位在該部分電極826之上。
該下方電極820、該電極824、該電極830與該上方電極834，換言之，在該電容器裝置800中，從該下方電極820開始的每兩個電極，是以在該左手側上四個接觸部分Via11至Via14的方式，以及以在該金屬化層804中的一內連860與在該金屬化層806中的一內連862的方式彼此電連接，在該右手側上的三個接觸部分Via15至Via17與在該金屬化層804中的一內連864，與該電極822、包括該部分電極826與828的電極以及該電極832彼此電連接，換言之，在該電容器裝置800中，從鄰近該下方電極820的該電極822開始的每兩個電極。該接觸部分Via11至Via17是為一接觸部分行的部分，其每個都延伸進入並穿出該圖標的平面。
該電極822、該介電質842、該電極824、該介電質844、該部分電極826與該介電質846形成一層狀堆棧870。該層狀堆棧的各層是連續沉積，並接著以剛好兩個微影方法的協助所圖形化。其利用一第一微影方法圖形化該電極824與該介電質844，並預圖形化該部分電極826與該介電質846。該電極822與該介電質842，是以一第二微影方法的方式所圖形化。此外，該部分電極826與該介電質846，是利用該第二微影方法的協助所圖形化。為了圖形化該電極828與該介電質848，也需要一第三微影方法。
接著，該中間層812便被製造並平面化。然後，用於該接觸部分Via11、Via12與Via15以及用於該接觸部分Via18與Via19的通孔洞，是被蝕刻並填充。該接觸部分Via18與Via19引導至該部分電極826，並形成兩平行接觸行的部分。
接著，一鋁層與一介電質848是被施加至該中間層812。在該介電質848已經被沉積之後，產生一種層狀堆棧872，其包含用於該電極830、用於該介電質850、用於該電極832、用於該介電質852、用於該上方電極834與用於該介電質854的層。該層狀堆棧872也使用與用來圖形化該層狀堆棧870的相同方法所圖形化。為了圖形化該電極828與該介電質848，也需要另一微影方法。
接著，沉積該中間層814的材料。在一平面化步驟之後，製造用於該接觸部分Via13、Via14、Via16與Via17以及用於該兩接觸部分Via20與Via21的接觸洞。在該完成的電容器裝置800中，該接觸部分Via20與Via21位於該內連862與該上方電極854之間。該接觸部分Via20與Via21也形成該內連862與該上方電極854之間兩接觸部分行的部分。
一電路概圖880顯示該電容器裝置800電容C1a至C6a的連接。該每電位面積的電容則因為該電容C1a至C6a的裝置而變成六倍。同樣的在該電容器裝置800中，該部分電極826與該部分電極834，換言之，該層狀堆棧870與872的該上方電極，分別地對照破碎線882與884所對齊。
在另一示範實施例中，該電極824與該介電質844，並不存在於該層狀堆棧870之中，對照為支架881a。該電極830與該介電質850也不包含在該層狀堆棧872之中，對照為支架881b。該接觸部分Via12與Via14便可取消。該內連860是電傳導連接至該部分電極828。該部分電極828的右手側部分是被設計為其本身具有內連，並連接至該接觸部分Via15與Via17。該接觸部分Via15是用來連接該向右延伸的電極824。
在另一示範實施例中，在該電容器裝置700與800，使用銅合金以取代鋁合金。在此情況中，所知為一種利用化學力學磨光步驟而終止的大馬士處理，是被使用以製造一金屬化層。如果使用銅的時候，便使用氮化鉭取代氮化鈦。
在具有鋁或銅電極的另一實施例之中，使用氮化鈦或氮化鉭襯墊(liners)做為介於該電極與該介電質之間的中介物，舉例而言，以用來減少粗糙度或增加結合力。
該說明的電容器裝置，是為了晶片設計者而儲存於做為標準組件的設計庫之中。因此，該設計者可以在單二端子二極體型電容器、雙二端子二極體型電容器、三二端子二極體型電容器等等之中，或是延伸遍及多數金屬化層，並包含多數單二端子二極體型電容器、雙二端子二極體型電容器或三二端子二極體型電容器等等的電容器裝置之中，或是這些電容器的結合之中做選擇。
用於製造該電容器裝置的方法，已經參照圖9與10說明，其尤其形成-在一金屬化後段線(back end of line，BEOL)中，二端子二極體型電容器的多重整合，-如果適當，使用一部份屏蔽用於圖形化所有的二端子二極體型電容器，-利用加倍的方式，增加在一標準二端子二極體型電容器的每單位面積可達到電容，-所提出的裝置可使用於製造具有一高品質與高線性的電容。
特別的，在該電容器裝置700與800中，也帶有避免在該介電質邊緣造成傷害的方法，舉例而言，使用一突出及/或一乾式蝕刻與溼式蝕刻或溼式清潔的結合。
也可產生一種為了減少總體電容而消除某些接觸部分的電容器裝置700或800集合。經由範例，在該電容器裝置800之中，其消除該接觸部分Via11，因此該電容C1a便不再貢獻至該總體電容C之中。
圖11A顯示一種集成電路裝置1100，其包含一種像是矽晶圓的半導體晶圓(未顯示)。像是電容器的多數電子組件主動區域，是位於該半導體晶圓之中，或位於該半導體晶圓之上。
在該主動電子組件已經被製造之後，如果適當的是在額外層的沉積之後，在該示範實施例中，所施加的一介電層ILD是位於兩金屬化層之間。此兩金屬層的上層是在已經被施加至該介電層ILD的一氮化鈦層1102中形成。在該示範實施例中，該氮化鈦層具有45納米的D1厚度。
帶有像是100納米D2厚度，做為介電層的一氮化矽層1104，是被施加至該氮化鈦層1102。接著，另一具有45納米D3厚度的氮化鈦層1106，是被施加至該氮化矽層1104。
在該上方氮化鈦層1106已經被製造之後，便施加一光阻抗層1110。接著，該光阻抗層1110是以屏蔽的方式曝曬。在該曝曬步驟之後，該光阻抗層便被發展，形成一光阻抗區域1112。
如在圖11B中所描述，接著是實行一種電漿蝕刻處理，其中該氮化鈦層1106便被圖形化。該被製造電容器裝置的一覆蓋電極1120是形成在該光阻抗區域1112下方。該覆蓋電極1120的厚度與該D3厚度相同，也就是45納米。相比之下，該氮化鈦層幾乎完整地從不被該光阻抗區域1112所覆蓋的該區域中移除。只有一些該氮化鈦層的殘餘1122與1124是留在未被該光阻抗所覆蓋的一區域B中。該殘餘1122與1124隻有像是1納米或2納米的厚度。
在該電漿蝕刻期間，該氮化鈦層1106是以時間控制所蝕刻，以此方法該介電層1104的厚度大致上維持不變。從該介電層1104以該乾式蝕刻的方式所移除的材料總量少於1納米。該氮化鈦層1106的乾式蝕刻目標為不要過度蝕刻，或是以0秒的時間過度蝕刻。此意義為只有該氮化鈦層1106的材料被移除，而不從該介電層1104移除任何材料。因此，當計算該蝕刻時間時，所使用的基礎應該是該氮化鈦層1106的最薄的位置。
在該乾式蝕刻處理已經被實行之後，該光阻抗層1110的剩餘殘餘再一次被移除。特別是移除該光阻抗區域1112。
接著，如在圖11C中所描述，實行一溼式清潔步驟，其中該殘餘1122與1124便被移除。該溼式清潔對於該氮化矽層1104的氮化矽為高度選擇性的，因此，該氮化矽層1104的厚度僅被輕微減少置疑D2a的厚度。
所使用的溼式化學蝕刻洗滌液，是一種35％強度的水狀過氧化氫溶液與大概25％強度的水狀氨水溶液的混和物。該過氧化氫對於氨水的體積比例為20∶1。該溼式化學蝕刻是在室溫下進行。
此形式的每個氮化鈦層，對於該氮化矽而言都是高度選擇性的。在該溼式化學清潔期間，該電極1120的邊緣是被輕微地蝕刻，但如果該電極1120已經被圖形化為稍微大於其實際需要的尺寸時，便不會破裂。
接著，如在圖11D中所描述，沉積一光阻抗層1130，與一預定屏蔽一致曝曬並發展，而一光阻抗區域1132便形成在該氮化矽層1104未被該覆蓋電極1120所覆蓋區域的一部份區域B1，以及該覆蓋電極1120之上。在一後續的幹蝕刻處理中，該氮化矽層1104與其下的該氮化鈦層1102，是被圖形化為與該光阻抗區域1132一致。此造成一底部電極1134的形式，其與該介電層1104的剩餘介電質及該覆蓋電極1120，一起形成一電容器裝置1136。在同時，在該氮化鈦層1102中，製造使用於連接該主動組件的內連。
在該光阻抗層1130的殘餘已經被移除之後，像是由二氧化矽組成並具有數百納米厚度的一介電層1140，是被施加至該電容器裝置1136。該介電層1140是被平面化，並形成用於該次一金屬化層的介電質，換言之，與從該氮化鈦層1102製造的該金屬化層相比之下，更遠離該半導體基質的一金屬化層。
接著，用於接觸部分，也就是通孔的接觸部分洞1142與1144，是以另一微影方法的協助製造。該接觸部分洞1142的蝕刻是被實行而貫穿該介電層1140與1104至該底部電極1134的情況，然而，該接觸部分洞1144的蝕刻是被實行而只貫穿該介電層1140至該覆蓋電極1120的情況。
該接觸部分洞1142與1144接著是以像是鎢的電傳導材料所填充，如果適當的，便引入適合的中介層。該接觸洞1142的右手側邊緣是位於距離該覆蓋電極1120的左手側邊緣為像是400納米的位置。
在其它的示範實施例中，使用介電雙層或多層以取代該介電層1104。也使用雙層或多層的電傳導材料，取代該氮化鈦層1102與1106。該方法已經在介於包括電傳導層的該上方層狀堆棧之間的邊界所說明，然而，包括電傳導層的層狀堆棧與以上參照圖11A至11D所敘述的相同。
在另一示範實施例中，一接觸部分並不完整貫穿該介電層1104，舉例而言，在該底部電極是位於一金屬化層中，並從底下連接時。不過，該電容器的介電質與該底部電極，突出超過該覆蓋電極，以避免在該介電層圖形化期間，產生對該介電質以及在該覆蓋電極敏感邊緣區域中的該底部電極的傷害。該突出介電質並不利用以上說明的步驟所顯著蝕刻，用以製造該覆蓋電極的層殘餘，也不剩餘在該介電質上。特別的，在該覆蓋區域已經由該乾式蝕刻方法所圖形化的區域中，該電極的邊緣處不含有任何殘餘。
在另外的示範實施例中，接觸只隨著該電容器的一側向側上的該下方電極所製造。一通孔貫穿該介電質上接觸被製造的一側。另一方面，該介電質與該底部電極，不需要配置於此的通孔，便突出超過該覆蓋電極。因此，也可避免在此側上，在該敏感電極邊緣區域處，對該介電質的傷害。
已經以參照圖11A至11D的所說明的方法，也使用於一種包含介於三個或多於三個電極之間多數介電層的電容器，特別是用於一種位在兩金屬化層之間或延伸遍及多數金屬化層的電容器裝置。
應用於本發明一觀點的考量，同樣也適用於其它的觀點之中。相同的，在該示範實施例中所描述的方法，也可應用於不同的觀點之中。
組件符號說明10 電容器裝置12 介電層14 基礎電極層16 基礎介電層18 中央電極層18a 中央電極20 覆蓋介電層
20a 覆蓋介電質22 覆蓋電極層22a 覆蓋電極23 氮化矽層23a 介電層24、24a 層狀堆積26 光阻抗層26a 光阻抗層區域50 光阻抗層52、54、56、58 光阻抗區域60 邊緣62 凹處110 電容器裝置114a 基礎電極114b 內連116a 基礎介電層116b 剩餘區域118a 中央電極120a 覆蓋介電質122b 覆蓋電極123b 介電層124b 層狀堆棧130、132 破碎線140 介電層142、144 金屬化層150、152、154 內連160、162、164、170、172、174、180、182、184、190 通孔填充192 電路概圖210、220、220a 電容器裝置214a 長方形基礎電極218a 中央電極
222b 覆蓋電極230、232、234、236、238 通孔填充242 金屬化層244 上方金屬平面250、252、254、258 內連260 電路概圖310 電容器裝置312 介電層313 層狀堆棧314 氮化鈦層314a 基礎電極314b 內連316 氮化矽層316a 基礎介電質316b 介電質318 氮化鈦層320 氮化矽層322、322a 氮化鈦層322b 覆蓋電極350 光阻抗層352、354、356、358 光阻抗區域362、364、366 凹處400 參考電容器402 下方長方形基礎電極404 長方形覆蓋電極410 電容器412 基礎電極414 中央電極416 覆蓋電極420 電容器422 基礎電極424 中央電極
426、428、430 覆蓋電極500 電容器裝置501 介電質502 層狀堆棧504 光阻抗層506、508 光阻抗區域520 層狀堆棧522、524、526 步階箭頭530 光阻抗層532、534、536、538 光阻抗區域550 層狀堆棧560 光阻抗層562、564、566、568 光阻抗區域570 層狀堆棧600、700 電容器裝置710 下方電極712 部份電極714 介電質718、719 內連720、722 部分電極724 介電質728 內連730 電極731 空間732 上方電極734 介電質736、738 破碎線740 內連750 電路概圖752 破碎線800 電容器裝置802、804、806 金屬化層
810、812、814 中間層820 下方電極822、824 電極826、828 部份電極830、832 電極834 上方電極840、842、844、846、848、850、852、854 介電質860、862、864 內連870、872 層狀堆棧880 電路概圖882、884 破碎線1100 集成電路裝置1102 氮化鈦層1104 氮化矽層1106 氮化鈦層1110 光阻抗層1112 光阻抗區域1120 覆蓋電極1122、1124 殘餘1130 光阻抗層1132 光阻抗區域1134 底部電極1136 電容器裝置1140 介電層1142、1144 接觸部分洞B、B1 區域C1、C2、C3 電容C1a、C2a、C3a、C4a、C5a、C6a 電容C10、C20 電容D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9 介電層ILD、ILD1、ILD2、ILD3 中間層L 基本面積縱向長度
Me1、Me2、Me3、Me4 金屬化層S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9 電極Via1、Via2、Via3、Via4、Via5、Via6、Via7、Via8、Via9、Via10、Via11、Via12、Via13、Via14、Via15、Via16、Via17、Via18、Via19、Via20、Via21 接觸部分
權利要求
1.一種用於製造集成電容器裝置(110)的方法，其中，該方法實行以下步驟製造一層狀堆積(124b)，其中包含以下順序一基礎電極層(14)，一基礎介電層(16)，至少一中央電極層(18)，一覆蓋介電層(20)，以及一覆蓋電極層(22)，使用一種第一微影方法，圖形化該覆蓋電極層(22)與該中央電極層(18)，以及使用一種第二微影方法，圖形化該覆蓋電極層(22a)與該基礎電極層(14)。
2.如權利要求1的方法，其中至少包括兩個中央電極層(S2至S8)的一堆棧，是在該基礎電極層(S1)與該覆蓋電極層(S9)之間製造，並在一中央電極層(S2)已經製造之後，且該鄰近中央電極層(S3)製造之前，製造位於該兩個鄰近的中央電極層(S2、S3)之間的一中央介電層(D2)。
3.如權利要求1或2的方法，其中在該第一微影方法期間，一起圖形化配置於該覆蓋電極層(S9)與該中央電極層(S6)之間的至少一電極層(S8)，以及該覆蓋電極層(S9)，其中在該第一微影方法期間，一起圖形化配置於該中央電極層(S6)與該基礎電極層(S1)之間的至少一電極層(S5)，以及該中心電極層(S6)，其中在該第二微影方法期間，圖形化該覆蓋電極層(S9)以及配置在該覆蓋電極層(S9)與該中央電極層(S6)之間的該電極層(S8)，且其中在該第二微影方法期間，圖形化該基礎電極層(S1)以及至少配置在該基礎電極層(S1)與該中心電極層(S6)之間的一電極層(S2)。
4.如權利要求3的方法，其中在至少實行一次一種圖形化非鄰近電極層(S3、S6)的第三微影方法中，並沒有位於在該第三微影方法中該被圖形化電極層(S3、S6)之間的電極層(S4、S5)。
5.如前述權利要求任一項方法，其中當實行該微影方法時，該蝕刻是以位於此微影方法中最後被蝕刻的至少一電極層(16、22)下方的該介電質，及/或較佳的是利用乾式化學或化學-物理方法實行完整的蝕刻，及/或實作一端點偵測，以偵測該蝕刻的端點，特別是一種根據至少一光譜線估計的端點偵測，而在至少一介電層(16、18)上停止。
6.如前述權利要求任一項方法，其中當實行至少一微影方法時，在此微影方法中最後被蝕刻的至少一電極層(16、22)，是以化學或化學-物理方法所蝕刻，而其中此電極層(16、22)的剩餘部分，或此電極層(16、22)的殘餘則是以溼式化學方法所蝕刻。
7.如前述權利要求任一項方法，其中在一微影方法中該電極層最後被圖形化的附近，至少一介電層的部分蝕刻區域(D1)或所有介電層的部分蝕刻區域(D1至D9)是在至少一後續微影方法中，較佳的是在所有的後續微影方法中，覆蓋一阻抗，及/或其中在此微影方法中被蝕刻貫穿的介電層(D1至D9)附近，已經在一微影方法中被圖形化的電極層邊緣區域，是在一後續微影方法中移除。
8.如前述權利要求任一項方法，其中該完整圖形化層狀堆積(124b)是設計為不需要在該堆棧方向中對齊的電極(114a、118a、122b)。
9.如前述權利要求任一項方法，其中每個第二電極的電極連接，是配置在該堆棧的一側上，而其中其它電極的電極連接，是配置在該堆棧的另一側上。
10.如前述權利要求任一項方法，其中該電極層(114a、118a、122b)是以一種相同的厚度製造，或其中相較於另一電極層(314)而較早圖形化的電極層(322)，是設計為較該另一電極層(314)為厚，該較厚的電極層(322)較佳的是做為該覆蓋電極層。
11.如前述權利要求任一項方法，其中一電極的連接，是排列在一電極的至少一側、至少兩側、至少三側或至少四側上。
12.如前述權利要求任一項方法，其中圖形化一電極層以形成多數部分電極(426至430)，該部分電極(426至430)可能被接通以增加該電容器裝置(420)的電容，及/或其中至少一電極層，較佳的是所有的電極層或是半數以上的電極層，是設計為薄於100納米或薄於60納米。
13.一種集成電容器裝置(500)，特別是一種具有使用權利要求1至12任一項方法，所製造電容器裝置特徵的電容器裝置(500)，其中包含以下順序一基礎電極(S1)，一基礎介電(D1)，至少二中央電極(S2、S3)，一覆蓋介電(D8)，以及一覆蓋電極(S9)。
14.如權利要求13的電容器裝置(500)，其中在該基礎電極(S1)與該覆蓋電極(S9)之間，配置多於兩個的中央電極(S2至S8)，多於三個的中央電極(S2至S8)，或多於五個的中央電極(S2至S8)，及/或其中至少一電極，較佳的是半數以上的電極，是設計為薄於100納米或薄於60納米。
15.一種集成電路裝置，其包含一電容器裝置(700、800)，具有至少三個金屬化層(Me1至Me4)，彼此以中間層(ILD1至ILD3)所分離，並包含為了與電子組件連接的內連(718、728)，具有電傳導接觸部分(Via1至Via10)，其對於該金屬化層(Me1至Me4)為橫向地設置，具有一電容器裝置(700)，其包含透過接觸部分(Via1至Via10)所接通的電極(710、712、732)，以形成兩個互相咬合的電容器平板，該電容器裝置(700)的電極(710、712、732)是配置在至少兩個中間層(ILD1至ILD3)之中。
16.如權利要求15的電路裝置，其中該電容器裝置(700)的至少一電極(710)或一部份電極(720)，是位在一金屬化層(Me1、Me2)之中，及/或該電容器裝置(700)的至少一電極，包含位於一金屬化層(Me2)之中的一部份電極(720)與位在一中間層(ILD1)的一部份電極(712)，該兩部分電極(720、712)透過至少一接觸部分(Via2、Via3)或多數接觸部分，彼此之間電連接。
17.如權利要求15或16的電路裝置，其中該電容器裝置(700)的電極(710、712、732)，是配置在至少三個中間層(ILD1至ILD3)，或多於三個中間層(ILD1至ILD3)之中。
18.如前述權利要求任一項電路裝置，其包含配置在一中間層(ILD2)中的至少一電極(722)，並具有與配置在另一中間層(ILD3)中另外電極(732)相同的輪廓。
19.如權利要求18的電路裝置，其中具有該相同輪廓的電極(722、732)在其邊緣處為對齊配置(736、738)，較佳的是沿著完整的邊緣，垂直於支撐該電容器裝置(700)的一基質表面。
20.如前述權利要求任一項電路裝置，其中該電容器裝置的至少兩電極(822、824)或至少三電極(822至826)，是配置於兩個金屬化層(802、804)之間。
21.如前述權利要求任一項電路裝置，其中在該電容器裝置(800)中的至少三個連續的電極(822至826)，是已經使用少於該連續電極(822至826)數目的微影方法次數所圖形化。
22.如前述權利要求任一項電路裝置，其中每個電極是以多數接觸部分(Via1至Via10)的方式連接，及/或其中形成在位於一中間層(ILD1至ILD3)中至少一部份電極(722)的接觸表面，是大於此部分電極基本表面面積的30％或50％，及/或其中用於連接並非部分電極的至少一額外電極的接觸面積，是等於該部分電極接觸表面的尺寸。
23.如前述權利要求任一項電路裝置，其中一金屬化層(Me1至Me4)的金屬部分，是由銅、鋁、至少90％銅含量的銅合金，或至少90％鋁含量的鋁合金所組成，及/或其中該金屬化層(Me1至Me4)具有大於100納米或大於150納米的厚度，及/或其中接觸是以在彼此遠離面對表面上，該金屬化層(Me1至Me4)的金屬部分製成，及/或其中在該中間層(ILD1至ILD3)的該電極，是以一金屬或金屬合金所組成，或是包含一金屬或金屬合金，特別是一金屬氮化物，較佳的是氮化鈦或氮化鉭，及/或其中在該中間層(ILD1至ILD3)的至少一電極，具有小於100納米或小於60納米的厚度，及/或其中只在一表面上，以該中間層(ILD1至ILD3)中的該電極製成接觸，及/或其中該中間層(ILD1至ILD3)是以一氧化物所組成，或是包含一氧化物，特別是二氧化矽，或包含一種氮化物或由一氮化物所組成，特別是氮化矽。
24.一種電容器裝置(700)，具有至少兩個集成電容器裝置(700)，該電容器裝置(700)除用以定義該接觸部分(Via1至Via10)位置的幾何設計外，並是按照相同的幾何設計方式所製造，該兩個集成電容器裝置(700)的至少之一，是建構為與前述權利要求之一所要求相同的電容器裝置(700)，且用於一電極(710)連接的至少一接觸部分(Via1至Via10)，是存在於一電容器裝置(700)之中，而不存在於該另外的電容器裝置之中，因此在該另外的電容器裝置中的至少一電極並未連接。
25.如權利要求24的電容器裝置(700)，其中該連接電極(710)是位於有關該一電容器裝置(700)的相同位置中，同樣的，該未連結電極也是有關該另外的電容器裝置。
26.一種用於製造集成電容器裝置(1134)的方法，該方法包括以下步驟製造一介電層(1104)，在製造該介電層(1104)之後，製造一電極層(1106)，使用一化學或化學-物理乾式蝕刻處理，圖形化該電極層(1106)，從該介電層(1104)以溼式化學處理移除該電極層(1106)的殘餘，或從該介電層(1104)以溼式化學處理移除該電極層(1106)在該乾式蝕刻處理期間，已經變薄的區域。
27.如權利要求26的方法，其中該溼式化學移除是對於該介電層(1104)選擇性的實行，較佳的是以一大於4∶1或大於10∶1的選擇性。
28.如權利要求26或27的方法，其中該電極層(1106)是利用時間控制其蝕刻，及/或其中該電極層(1106)包含一金屬氮化物或由一金屬氮化物所組成，特別是氮化鈦或氮化鎢或氮化鉭，及/或其中該電極層(1106)是薄於100納米或薄於60納米。
29.如前述權利要求任一項方法，其中該電極層(1106)是以氮化鈦組成，或包含氮化鈦，且其中一種基本水溶液，較佳的是一種包含氧化劑，特別是過氧化氫，及/或特別是包含氨水及/或胺類的溶液，是使用於該溼式化學移除之中，或其中一種酸類，特別是一種硝酸與氫氟酸的溶液，是使用於該溼式化學移除之中。
30.如前述權利要求任一項方法，其中該介電層(1104)包含氮化矽或二氧化矽，或是由氮化矽或二氧化矽所組成，及/或其中該介電層(1104)具有小於100納米或小於50納米的厚度，但較佳的是大於30納米。
31.如前述權利要求任一項方法，其中在該溼式化學移除之後，圖形化該介電層(1104)，特別是不需要在該溼式化學移除與該介電層(1104)的圖形化之間，於該電極層(1106)上製造額外的層，及/或其中該介電層(1104)是使用一化學或化學-物理乾式蝕刻處理所蝕刻，及/或其中從離開該電極層(1106)一距離(B1)處，圖形化該介電層(1104)，特別是以大於5納米或大於50納米或大於100納米的距離。
32.如前述權利要求任一項方法，其中該電極層(1106)是使用該乾式蝕刻處理，以小於6秒或小於3秒，較佳的是為0秒的過度蝕刻時間所過度蝕刻，及/或其中在該溼式化學移除期間，從該電極層(1106)製造的一電極(1120)的部分側向蝕刻，是利用為了在圖形化該電極層(1106)的微影方法中所使用的屏蔽設計，而增加該屏蔽設計尺寸的方式所補償。
33.如前述權利要求任一項方法，其中使用該方法製造的一電路裝置，其服務壽命在正常狀況之下，至少是7年或至少10年。
34.一種集成電容器裝置(1134)，特別是一種使用前述權利要求之一所要求的方法所製成的電容器裝置(1134)，該電容器裝置(1134)具有一介電層(1104)，並具有鄰接該介電層(1104)的一電極(1120)，該介電層(1104)中未由該電極(1120)所覆蓋的至少一部份(B1)的厚度，與該介電層中由該電極(1120)所覆蓋區域的厚度差異，是小於5納米或小於1納米。且在該介電層(1104)未由該電極(1120)所覆蓋的區域，是沒有已經為了製造該電極(1120)所圖形化的一電極層(1106)的殘餘。
35.如權利要求34的電容器裝置(1134)，其中靠近該電極的該部分(B1)邊界，是位於離開該電極(1120)至少3納米或至少10納米的距離處，及/或其中遠離該電極的該部分(B1)邊界，其是遠於靠近該電極的該部分(B1)邊界，位於離開該電極(1120)至少5納米或至少10納米或至少20納米的距離處，及/或其中在該部分(B1)之中的介電層厚度，是以最多3納米或最多2納米或最多1納米的方式變化。
36.如權利要求34或35的電容器裝置(1134)，其中該介電層(1104)具有至少一接觸部分(1142)，或將其貫穿的多數接觸部分。
全文摘要
本發明特別是說明用以製造一電容器裝置(110)的方法，其包含至少三電極(114a、118a與122b)。該電容器裝置(110)是使用少於該電極(114a、118a與122b)數目的微影方法次數所圖形化。本發明也說明一種電容器裝置，其在金屬化層之間有多於兩個或多於三個的中間層間延伸。該電路裝置每單位面積具有一高的電容，並可以利用一簡單方式製造。本發明也說明一種方法，其中首先使用一乾式蝕刻圖形化一電極層。該電極層的殘餘是使用一溼式化學處理所移除。此方法可以製造具有良好電性質的電容器。
文檔編號H01L27/08GK1729572SQ200380106835
公開日2006年2月1日 申請日期2003年11月27日 優先權日2002年12月20日
發明者J·巴奇曼恩, B·福斯特, K·戈爾勒, J·克裡滋 申請人:因芬尼昂技術股份公司