本發明屬于半導體制造工藝，涉及一種mim電容制造方法。

背景技術：

1、mim電容是作為器件中被動組件除電感電阻外的一部份。其中mim電容需靠兩個金屬電板及中間一層介電層形成主結構，另外兩層金屬板有部份也作金屬連接層，層間需有一道低介電系數的聚合物層(polyimide)降低高頻下的層間電容。

2、現有技術在制作mim電容時，包括以下步驟：下層電板的制作、氮化硅介電層沉積、介電層的開孔、制作聚合物層、聚合物層的開孔、上層電板的制作。然而現有技術在對厚度薄的電容介電層(氮化硅)表面作上層電極時，在對聚合物(polyimide)開孔的步驟中，刻蝕到介電層表面時容易造成擊穿電壓及可靠度下降。

技術實現思路

1、(一)發明目的

2、本發明的目的是：提供一種mim電容制造方法，避免對聚合物開孔的步驟中造成擊穿電壓及可靠度下降的問題。

3、(二)技術方案

4、為了解決上述技術問題，本發明提供一種mim電容制造方法，其包括以下步驟：

5、s1：在下層金屬電板上形成帶有m1圖形的下層金屬電板；

6、s2：在帶有m1圖形的下層金屬電板上，沉積一層氮化硅介電層；

7、s3：在氮化硅介電層上光刻出nm圖形；

8、s4：在nm圖形內部的氮化硅介電層上濺鍍形成上層金屬電板；

9、s5：對上層金屬電板進行liftoff去膠；

10、s6：在氮化硅介電層和上層金屬電板上沉積一層氮化硅保護層；

11、s7：利用pv光罩，對氮化硅保護層進行開孔至上層金屬電板；

12、s8：采用旋涂方式制作聚合物層；

13、s9：利用pv光罩，對聚合物層進行開孔至上層金屬電板；

14、s10：在利用金屬m2光罩光刻出m2圖形，得到金屬連接層m2。

15、步驟s1中，利用金屬m1光罩光刻、金屬蒸鍍以及liftoff反轉方式，得到帶有m1圖形的下層金屬電板。

16、步驟s3中，對上層金屬電板進行光刻時采用的光刻膠為lift?off負膠或imagereverse正膠或lor加正膠。

17、步驟s3中，nm圖形為nitride?metal，金屬氮化物。

18、步驟s4中，所述的上層金屬電板的材料為ti、tin、tan中的其中一種，或者其中一種與au的組合。

19、步驟s3～s5中形成上層金屬電板的過程為：先光刻，光刻出具有倒梯形形狀的開口圖形，再進行金屬蒸鍍，讓金屬進入倒梯形的開口圖形，再進行liftoff工藝去膠，最后膠上的金屬隨著膠一起脫落，倒梯形開口內的金屬留下來，形成上層金屬電板。

20、步驟s7中，氮化硅保護層的開孔面積小于上層金屬電板的面積。

21、步驟s10中，金屬蒸鍍后采取liftoff反轉方式，得到金屬連接層m2。

22、步驟s10中，金屬連接層m2接觸氮化硅保護層的面積大于氮化硅保護層的開孔面積。

23、(三)有益效果

24、上述技術方案所提供的mim電容制造方法，保證產品良率穩定可靠，主要有以下有益效果：

25、(1)本方法在電容介電層(氮化硅)開孔前，在電容介電層(氮化硅)表面上制作新的上層金屬電板，使用新的上層金屬電板(ti或tin或tan)在聚合物層開孔時擋住了原本直接刻蝕電容介電層(氮化硅)表面的傷害，避免電容擊穿電壓及可靠度下降；同時另取代了聚合物層開孔后所作的上層金屬電板，原先的上層電板成了新上層電板的金屬連接層。

26、(2)使用單一pv光罩(pv?mask)做兩次曝光，節省了上層金屬電板(ti或tin或tan)氮化硅保護層開孔光刻使用的光罩。

27、(3)增加上層金屬電板(ti或tin或tan)的氮化硅保護層沉積，防止上層金屬電板在工藝過程中氧化。

技術特征：

1.一種mim電容制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權利要求1所述的mim電容制造方法，其特征在于，步驟s1中，利用金屬m1光罩光刻、金屬蒸鍍以及liftoff反轉方式，得到帶有m1圖形的下層金屬電板。

3.如權利要求2所述的mim電容制造方法，其特征在于，步驟s3中，對上層金屬電板進行光刻時采用的光刻膠為lift?off負膠或image?reverse正膠或lor加正膠。

4.如權利要求3所述的mim電容制造方法，其特征在于，步驟s3中，nm圖形為nitridemetal，金屬氮化物。

5.如權利要求4所述的mim電容制造方法，其特征在于，步驟s4中，所述的上層金屬電板的材料為ti、tin、tan中的其中一種，或者其中一種與au的組合。

6.如權利要求5所述的mim電容制造方法，其特征在于，步驟s3～s5中形成上層金屬電板的過程為：先光刻，光刻出具有倒梯形形狀的開口圖形，再進行金屬蒸鍍，讓金屬進入倒梯形的開口圖形，再進行liftoff工藝去膠，最后膠上的金屬隨著膠一起脫落，倒梯形開口內的金屬留下來，形成上層金屬電板。

7.如權利要求6所述的mim電容制造方法，其特征在于，步驟s7中，氮化硅保護層的開孔面積小于上層金屬電板的面積。

8.如權利要求7所述的mim電容制造方法，其特征在于，步驟s10中，金屬蒸鍍后采取liftoff反轉方式，得到金屬連接層m2。

9.如權利要求8所述的mim電容制造方法，其特征在于，步驟s10中，金屬連接層m2接觸氮化硅保護層的面積大于氮化硅保護層的開孔面積。

10.一種基于權利要求1-9中任一項所述的mim電容制造方法制備的mim電容。

技術總結
本發明公開了一種MIM電容制造方法，包括以下步驟：S1：在下層金屬電板上形成帶有M1圖形的下層金屬電板；S2：在帶有M1圖形的下層金屬電板上，沉積一層氮化硅介電層；S3：在氮化硅介電層上光刻出NM圖形；S4：在NM圖形內部的氮化硅介電層上濺鍍形成上層金屬電板；S5：對上層金屬電板進行liftoff去膠；S6：在氮化硅介電層和上層金屬電板上沉積一層氮化硅保護層；S7：利用PV光罩，對氮化硅保護層進行開孔至上層金屬電板；S8：采用旋涂方式制作聚合物層；S9：利用PV光罩，對聚合物層進行開孔至上層金屬電板；S10：在利用金屬M2光罩光刻出M2圖形，得到金屬連接層M2。本發明實現了產品良率穩定可靠。

技術研發人員：謝騫,郝昕,鄧世杰,陳慶敏,羅國凌,楊瑞雨,田洪軍,劉源,劉永
受保護的技術使用者：西南技術物理研究所
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24