DE112021007309T5 - METAL INSULATOR-METAL (MIM) CAPACITOR AND THIN FILM RESISTOR (TFR) IN AN INTEGRATED CIRCUIT STRUCTURE - Google Patents

METAL INSULATOR-METAL (MIM) CAPACITOR AND THIN FILM RESISTOR (TFR) IN AN INTEGRATED CIRCUIT STRUCTURE Download PDF

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Abstract

Eine integrierte Schaltungsstruktur weist einen Metall-Isolator-Metall- (MIM-) Kondensator und einen Dünnschichtwiderstand (TFR) auf, die unter Verwendung von Komponenten aus gemeinsamen Materialschichten gleichzeitig ausgebildet werden. Eine erste Metallschicht kann strukturiert werden, um untere Komponenten einer Zwischenverbindungsstruktur, eines MIM-Kondensators und eines TFR auszubilden, und eine zweite Metallschicht kann strukturiert werden, um obere Komponenten der Zwischenverbindungsstruktur, des MIM-Kondensators und des TFR auszubilden. Eine Durchgangsschicht kann aufgebracht werden, um Verbindungsdurchgänge, eine becherförmige Bodenelektrodenkomponente des MIM-Kondensators und ein Paar von TFR Kontaktdurchgängen für den TFR auszubilden. Eine Isolatorschicht kann strukturiert werden, um sowohl einen Isolator für den MIM-Kondensator als auch eine Isolatorkappe über dem TFR-Element auszubilden.An integrated circuit structure includes a metal-insulator-metal (MIM) capacitor and a thin film resistor (TFR) that are formed simultaneously using components made of common material layers. A first metal layer may be patterned to form lower components of an interconnect structure, an MIM capacitor, and a TFR, and a second metal layer may be patterned to form upper components of the interconnect structure, the MIM capacitor, and the TFR. A via layer may be deposited to form interconnect vias, a cup-shaped bottom electrode component of the MIM capacitor, and a pair of TFR contact vias for the TFR. An insulator layer can be patterned to form both an insulator for the MIM capacitor and an insulator cap over the TFR element.

Description

ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGRELATED APPLICATION

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität vor der im gemeinsamen Besitz befindlichen vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 63/161,492 , die am 16. März 2021 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hiermit für alle Zwecke durch Bezugnahme aufgenommen wird.This application claims priority over the provisional one in common ownership US Patent Application No. 63/161,492 , filed on March 16, 2021, the entire contents of which are hereby incorporated by reference for all purposes.

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL FIELD

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf analoge Komponenten in integrierten Schaltungsbauelementen, insbesondere Metall-Isolator-Metall- (MIM-) Kondensatoren und Dünnschichtwiderstände (TFRs), die gleichzeitig in einer integrierten Schaltungsstruktur ausgebildet werden.The present disclosure relates to analog components in integrated circuit devices, particularly metal-insulator-metal (MIM) capacitors and thin film resistors (TFRs), which are simultaneously formed in an integrated circuit structure.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Kondensatoren und Widerstände, die monolithisch in integrierten Schaltungen aufgebaut sind, werden als integrierte Kondensatoren und Widerstände bezeichnet. Integrierte Kondensatoren und Widerstände sind üblicherweise Elemente in vielen integrierten Schaltungen. Beispielsweise werden in verschiedenen analogen, Mixed-Signal- und Radio-Frequency Complimentary Metal Oxide-Semiconductor (RF-CMOS) integrierten Schaltkreisen diese beiden Elemente, d.h. integrierte Kondensatoren und Widerstände, getrennt oder in Kombination miteinander verwendet. Integrierte Kondensatoren und Widerstände können verschiedene Vorteile gegenüber diskreten Gegenstücken (d. h. außerhalb des Chips befindlichen Kondensatoren und Widerständen) bereitstellen. Zum Beispiel, im Vergleich zu typischen diskreten (außerhalb des Chips befindlichen) Kondensatoren und Widerständen können integrierte Kondensatoren und Widerstände oft kostengünstiger hergestellt werden, System-on-Chip-Bauteile mit integrierten Kondensatoren und Widerständen können eine geringere Anzahl von Anschlüssen aufweisen (was die Benutzerfreundlichkeit und den Formfaktor verbessern kann) und eine geringere parasitäre Kapazität aufweisen.Capacitors and resistors that are monolithically constructed in integrated circuits are called integrated capacitors and resistors. Integrated capacitors and resistors are commonly elements in many integrated circuits. For example, in various analog, mixed-signal and radio-frequency complementary metal oxide-semiconductor (RF-CMOS) integrated circuits, these two elements, i.e. integrated capacitors and resistors, are used separately or in combination with each other. Integrated capacitors and resistors can provide several advantages over discrete counterparts (i.e., off-chip capacitors and resistors). For example, compared to typical discrete (off-chip) capacitors and resistors, integrated capacitors and resistors can often be manufactured more cost-effectively, system-on-chip devices with integrated capacitors and resistors can have a smaller number of connections (improving ease of use and can improve the form factor) and have a lower parasitic capacitance.

Eine Art integrierter Kondensator ist der Metall-Isolator-Metall (MIM-) Kondensator, der aus einer oberen Metallplatte, einer unteren Metallplatte und einem Isolator (dielektrisches Material) ausgebildet ist, der zwischen der oberen und unteren Metallplatte liegt. MIM-Kondensatoren weisen in der Regel eine bessere Leistung als Alternativen wie POP-Kondensatoren (Polysilizium-Oxid-Polysilizium-Kondensatoren) und MOM Kondensatoren (Metall-Oxid-Metall-Kondensatoren) auf, und zwar aufgrund eines geringeren Widerstands, einer besseren Anpassung für analoge Schaltungen (z. B. Anpassung von Bauelementeigenschaften wie Widerstand und Kapazität) und/oder einem besseren Signal-/Rauschverhältnis.One type of integrated capacitor is the metal-insulator-metal (MIM) capacitor, which is formed from an upper metal plate, a lower metal plate, and an insulator (dielectric material) lying between the upper and lower metal plates. MIM capacitors typically perform better than alternatives such as POP capacitors (polysilicon oxide polysilicon capacitors) and MOM capacitors (metal-oxide-metal capacitors) due to lower resistance, better matching for analog circuits (e.g. adjustment of component properties such as resistance and capacitance) and/or a better signal-to-noise ratio.

Eine Art von integriertem Widerstand ist der Dünnschichtwiderstand (TFR), der ein Paar TFR-Köpfe aufweist, die durch ein TFR-Element oder eine TFR-Folie verbunden sind. Das TFR-Element wird zum Beispiel oft aus SiCr (Siliziumchrom), SiCCr (Siliziumkarbidchrom), TaN (Tantalnitrid), NiCr (Nickelchrom), AlNiCr (aluminiumdotiertes Nickelchrom) oder TiNiCr (Titan-Nickel Chrom) ausgebildet. TFRs weisen in der Regel eine bessere Leistung als Poly Widerstände auf, z. B. eine bessere Kontrolle des Widerstandswerts und einen besseren (näher an Null liegende) Temperaturwiderstandskoeffizienten (TCR) als Polysilizium-Widerstände (Poly).One type of integrated resistor is the thin film resistor (TFR), which has a pair of TFR heads connected by a TFR element or film. For example, the TFR element is often formed from SiCr (silicon chromium), SiCCr (silicon carbide chromium), TaN (tantalum nitride), NiCr (nickel chromium), AlNiCr (aluminum-doped nickel chromium) or TiNiCr (titanium-nickel chromium). TFRs typically perform better than poly resistors, e.g. B. better control of the resistance value and a better (closer to zero) temperature resistance coefficient (TCR) than polysilicon (Poly) resistors.

MIM-Kondensatoren und TFRs sind in der Regel teurer in der Herstellung als andere integrierte Kondensatoren und Widerstände. So weist das Verfahren zur Herstellung eines MIM-Kondensators oder TFR in der Regel mindestens eine zusätzliche Maskenschicht auf im Vergleich zu anderen Arten von integrierten Kondensatoren und Widerständen. Darüber hinaus werden MIM-Kondensatoren und TFRs in der Regel unabhängig voneinander hergestellt, wodurch sich die Anzahl der zusätzlichen Maskenschichten im Herstellungsprozess weiter erhöht.MIM capacitors and TFRs are typically more expensive to manufacture than other integrated capacitors and resistors. For example, the process for manufacturing a MIM capacitor or TFR typically includes at least one additional mask layer compared to other types of integrated capacitors and resistors. Additionally, MIM capacitors and TFRs are typically manufactured independently, further increasing the number of additional mask layers in the manufacturing process.

Es besteht die Notwendigkeit, integrierte Kondensatoren und Widerstände herzustellen, insbesondere MIM-Kondensatoren und TFRs gemeinsam (gleichzeitig), effizient und kostengünstig zu konstruieren.There is a need to manufacture integrated capacitors and resistors, especially to design MIM capacitors and TFRs together (simultaneously), efficiently and cost-effectively.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen eine integrierte Schaltungsstruktur bereit, die einen dreidimensionalen (3D) MIM-Kondensator und einen Dünnschichtwiderstand (TFR) aufweist, die gleichzeitig ausgebildet werden, sowie Verfahren zur Ausbildung einer solchen integrierten Schaltungsstruktur. In einigen Ausführungsformen können der MIM-Kondensator und der TFR mit nur einer einzigen hinzugefügten Maskenschicht ausgebildet werden, verglichen mit einem Hintergrund-Herstellungsprozess für integrierte Schaltungen.Embodiments of the present disclosure provide an integrated circuit structure having a three-dimensional (3D) MIM capacitor and a thin film resistor (TFR) formed simultaneously, and methods for forming such an integrated circuit structure. In some embodiments, the MIM capacitor and TFR may be formed with only a single mask layer added, compared to a background integrated circuit fabrication process.

In einigen Ausführungsformen können der MIM-Kondensator und der TFR gleichzeitig mit einer Verbindungsstruktur ausgebildet werden, z. B. unter Verwendung von Komponenten aus gemeinsamen Materialschichten. Zum Beispiel kann (a) eine erste gemeinsame Metallschicht strukturiert werden, um einen unteren Verbindungsdraht, eine Bodenelektrodenplatte des MIM-Kondensators und ein Paar TFR-Köpfe auszubilden, (b) eine gemeinsame Durchgangsschicht kann abgeschieden werden, um Verbindungsdurchgänge, eine becherförmige Bodenelektrodenkomponente des MIM-Kondensators und ein Paar TFR Köpfe auszubilden, und ein Paar von TFR-Kontaktdurchgängen, auf denen ein TFR-Element ausgebildet ist, (c) eine gemeinsame Isolatorschicht kann strukturiert werden, um einen Isolator für den MIM-Kondensator und eine Isolatorkappe (Schutzschicht) über dem TFR-Element auszubilden, und (d) eine zweite gemeinsame Metallschicht kann strukturiert werden, um einen oberen Verbindungsdraht, eine obere Elektrode des MIM-Kondensators und eine TFR-Metallkappe auszubilden.In some embodiments, the MIM capacitor and the TFR may be formed simultaneously with an interconnection structure, e.g. B. using components made from common material layers. For example, (a) a first common metal layer may be patterned to form a bottom bonding wire, a bottom electrode plate of the MIM capacitor, and a pair of TFR heads, (b) a common Via layer can be deposited to form connection vias, a cup-shaped bottom electrode component of the MIM capacitor and a pair of TFR heads, and a pair of TFR contact vias on which a TFR element is formed, (c) a common insulator layer can be patterned to an insulator for the MIM capacitor and an insulator cap (protective layer) over the TFR element, and (d) a second common metal layer may be patterned to form an upper bonding wire, an upper electrode of the MIM capacitor and a TFR metal cap .

Ein Aspekt stellt eine integrierte Schaltungsstruktur mit einem MIM-Kondensator und einem TFR-Widerstand bereit. Der MIM-Kondensator weist eine MIM-Bodenelektrode, eine obere MIM-Elektrode und einen MIM-Isolator auf. Die MIM-Bodenelektrode weist eine Bodenelektrodenplatte auf, die in einer ersten Metallschicht ausgebildet ist, und einen Bodenelektrodenbecher mit einer sich lateral erstreckenden Bodenelektrodenbecherbasis und einer Vielzahl von sich vertikal erstreckenden Bodenelektrodenbecherseitenwänden, die sich von der Bodenelektrodenbecherbasis nach oben erstrecken. Die obere MIM-Elektrode ist in einer zweiten Metallschicht oberhalb der ersten Metallschicht ausgebildet. Der MIM-Isolator weist eine Isolatorbasis auf, die zwischen der oberen MIM-Elektrode und der Basis des Bodenelektrodenbechers angeordnet ist, und eine Vielzahl von vertikal verlaufenden Isolatorseitenwänden, die jeweils zwischen der oberen MIM-Elektrode und einer entsprechenden Seitenwand des Bodenelektrodenbechers angeordnet sind. Der TFR weist ein Paar TFR-Köpfe auf, die in der ersten Metallschicht ausgebildet werden, und ein TFR-Element, das mit jedem TFR-Kopf durch ein TFR-Kontakt-Durchgänge verbunden ist.One aspect provides an integrated circuit structure with a MIM capacitor and a TFR resistor. The MIM capacitor has a MIM bottom electrode, a MIM top electrode and a MIM insulator. The MIM bottom electrode includes a bottom electrode plate formed in a first metal layer, and a bottom electrode cup having a laterally extending bottom electrode cup base and a plurality of vertically extending bottom electrode cup sidewalls extending upward from the bottom electrode cup base. The upper MIM electrode is formed in a second metal layer above the first metal layer. The MIM insulator includes an insulator base disposed between the MIM top electrode and the base of the bottom electrode cup, and a plurality of vertically extending insulator sidewalls each disposed between the MIM top electrode and a corresponding sidewall of the bottom electrode cup. The TFR includes a pair of TFR heads formed in the first metal layer and a TFR element connected to each TFR head through TFR contact vias.

In einer Ausführungsform ist der MIM-Isolator becherförmig.In one embodiment, the MIM insulator is cup-shaped.

In einer Ausführungsform sind die TFR-Kontaktdurchgänge und die sich vertikal erstreckenden Bodenelektrodenbecherseitenwände in einem dielektrischen Bereich zwischen der ersten und der zweiten Metallschicht ausgebildet.In one embodiment, the TFR contact vias and the vertically extending bottom electrode cup sidewalls are formed in a dielectric region between the first and second metal layers.

In einer Ausführungsform weist der TFR eine TFR-Isolatorkappe (Schutzschicht) auf, die auf dem TFR-Element ausgebildet ist, und die TFR-Isolatorkappe und der MIM-Isolator sind in einer Isolatorschicht ausgebildet.In one embodiment, the TFR includes a TFR insulator cap (protective layer) formed on the TFR element, and the TFR insulator cap and the MIM insulator are formed in an insulator layer.

In einer Ausführungsform weist die integrierte Schaltungsstruktur außerdem eine Verbindungsstruktur mit einem unteren Verbindungsdraht auf, der in der ersten Metallschicht ausgebildet ist, und einem oberen Verbindungsdraht, der in der zweiten Metallschicht ausgebildet und mit dem unteren Verbindungsdraht durch mindestens einen Verbindungsdurchgang verbunden ist.In one embodiment, the integrated circuit structure further includes a connection structure having a lower connection wire formed in the first metal layer and an upper connection wire formed in the second metal layer and connected to the lower connection wire through at least one connection via.

In einer Ausführungsform weist der MIM-Kondensator außerdem ein unteres Elektrodenanschlusspad auf, das durch mindestens einen Durchgang mit der Bodenelektrodenplatte verbunden ist, und das Bodenelektrodenanschlusspad ist in der zweiten Metallschicht über der ersten Metallschicht ausgebildet.In one embodiment, the MIM capacitor further includes a bottom electrode pad connected to the bottom electrode plate by at least one via, and the bottom electrode pad is formed in the second metal layer over the first metal layer.

In einer Ausführungsform weist der TFR-Kontakt, der die TFR-Folie mit jedem TFR-Kopf verbindet, eine Breite in einer ersten lateralen Richtung und eine Länge in einer zweiten lateralen Richtung auf, die mindestens das Fünffache der Breite in der ersten lateralen Richtung beträgt.In one embodiment, the TFR contact connecting the TFR foil to each TFR head has a width in a first lateral direction and a length in a second lateral direction that is at least five times the width in the first lateral direction .

In einigen Ausführungsformen ist die erste Metallschicht eine Verbindungsschicht aus Kupfer oder Aluminium, und die zweite Metallschicht besteht aus Aluminium. In anderen Ausführungsformen ist die erste Metallschicht eine silizidierte Polysiliziumschicht mit einem Metallsilizidbereich, der auf jedem einer Vielzahl von Polysiliziumbereichen ausgebildet ist.In some embodiments, the first metal layer is an interconnect layer made of copper or aluminum, and the second metal layer is made of aluminum. In other embodiments, the first metal layer is a silicided polysilicon layer having a metal silicide region formed on each of a plurality of polysilicon regions.

Ein weiterer Aspekt ist eine integrierte Schaltungsstruktur mit (a) einer Zwischenverbindungsstruktur, (b) einem MIM-Kondensator und (c) einem TFR. Die Verbindungsstruktur weist einen unteren Verbindungsdraht und einen oberen Verbindungsdraht auf, der mit dem unteren Verbindungsdraht verbunden ist. Der MIM-Kondensator weist eine Bodenelektrodenplatte, eine obere MIM-Elektrode und einen MIM-Isolator auf, der zwischen der oberen MIM-Elektrode und der MIM-Bodenelektrodenplatte angeordnet ist. Der TFR weist ein Paar von TFR-Köpfen und ein TFR-Element auf, das mit dem Paar von TFR-Köpfen verbunden ist. Der untere Verbindungsdraht, die Bodenelektrodenplatte und das Paar TFR-Köpfe bestehen aus einer ersten Metallschicht, und der obere Verbindungsdraht und die obere MIM-Elektrode sind in einer zweiten Metallschicht über der ersten Metallschicht ausgebildet.Another aspect is an integrated circuit structure having (a) an interconnection structure, (b) a MIM capacitor, and (c) a TFR. The connection structure includes a lower connection wire and an upper connection wire connected to the lower connection wire. The MIM capacitor includes a bottom electrode plate, a MIM top electrode, and a MIM insulator disposed between the MIM top electrode and the MIM bottom electrode plate. The TFR includes a pair of TFR heads and a TFR element connected to the pair of TFR heads. The bottom bonding wire, the bottom electrode plate, and the pair of TFR heads are composed of a first metal layer, and the top bonding wire and the top MIM electrode are formed in a second metal layer over the first metal layer.

In einer Ausführungsform weist der MIM-Kondensator außerdem ein Anschlusspad für die Bodenelektrode auf, das in der zweiten Metallschicht ausgebildet und mit der Bodenelektrodenplatte durch einen Durchgang verbunden ist.In one embodiment, the MIM capacitor further includes a bottom electrode connection pad formed in the second metal layer and connected to the bottom electrode plate through a via.

In einer Ausführungsform weist der MIM-Kondensator einen Bodenelektrodenbecher auf, der auf der Bodenelektrodenplatte ausgebildet ist, wobei der Bodenelektrodenbecher eine sich lateral erstreckende Bodenelektrodenbecherbasis, die auf der Bodenelektrodenplatte ausgebildet ist, und eine Vielzahl von sich vertikal erstreckenden Bodenelektrodenbecherseitenwänden aufweist. Der MIM-Isolator und die obere MIM-Elektrode sind zumindest teilweise in einem Innenvolumen des Bodenelektrodenbechers angeordnet.In one embodiment, the MIM capacitor includes a bottom electrode cup formed on the bottom electrode plate, the bottom electrode cup having a laterally extending bottom electrode cup base formed on the bottom electrode plate, and a plurality number of vertically extending bottom electrode cup side walls. The MIM insulator and the upper MIM electrode are at least partially arranged in an internal volume of the bottom electrode cup.

Ein weiterer Aspekt ist ein Verfahren zur Herstellung einer integrierten Schaltungsstruktur, das ein MIM-Kondensator und einen TFR aufweist. Eine integrierte Schaltungsstruktur mit einem MIM-Kondensator und einem TFR. Eine Vielzahl von ersten leitenden Elementen, einschließlich einer MIM-Bodenelektrodenplatte und ersten und zweiten TFR-Köpfen, sind in einer ersten Metallschicht ausgebildet. Ein TFR-Element ist sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten TFR-Kopf leitend verbunden. Über der ersten Metallschicht wird eine Isolatorschicht ausgebildet, um einen MIM-Isolator und eine TFR-Isolatorkappe über dem TFR-Element zu definieren. Eine Vielzahl von zweiten leitenden Elementen ist in einer zweiten Metallschicht über der ersten Metallschicht ausgebildet, wobei die Vielzahl von zweiten leitenden Elementen eine obere MIM-Elektrode aufweisen. Der MIM-Isolator ist zwischen der MIM-Bodenelektrodenplatte und der oberen MIM-Elektrode ausgebildet.Another aspect is a method of manufacturing an integrated circuit structure that includes a MIM capacitor and a TFR. An integrated circuit structure with a MIM capacitor and a TFR. A plurality of first conductive elements, including a MIM bottom electrode plate and first and second TFR heads, are formed in a first metal layer. A TFR element is conductively connected to both the first and second TFR heads. An insulator layer is formed over the first metal layer to define a MIM insulator and a TFR insulator cap over the TFR element. A plurality of second conductive elements are formed in a second metal layer over the first metal layer, the plurality of second conductive elements including a MIM top electrode. The MIM insulator is formed between the MIM bottom electrode plate and the MIM top electrode.

In einer Ausführungsform weist das Verfahren außerdem die Ausbildung einer Vielzahl vertikal verlaufender MIM-Bodenelektrodenbecher-Seitenwände oberhalb der MIM-Bodenelektrodenplatte auf, wobei der MIM-Isolator vielfache sich vertikal erstreckende Isolatorseitenwände aufweist, die jeweils neben einer entsprechenden sich vertikal erstreckenden MIM-Bodenelektrodenbecher-Seitenwand ausgebildet werden.In one embodiment, the method further includes forming a plurality of vertically extending MIM bottom electrode cup sidewalls above the MIM bottom electrode plate, wherein the MIM insulator has multiple vertically extending insulator sidewalls, each adjacent a corresponding vertically extending MIM bottom electrode cup sidewall be formed.

In einer Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin nach dem Ausbilden der Vielzahl von leitenden Elementen in der ersten Metallschicht und vor dem Ausbilden des TFR-Elements das gleichzeitige Ausbilden auf von: (a) sich vertikal erstreckenden MIM-Bodenelektrodenbecher-Seitenwänden über der MIM-Bodenelektrodenplatte, und (b) einem ersten TFR-Kontaktdurchgang, der leitend mit dem ersten TFR-Kopf verbunden ist, und einem zweiten TFR Kontaktdurchgang, der leitend mit dem zweiten TFR-Kopf verbunden ist. Das TFR-Element ist über den ersten TFR-Kontaktdurchgang mit dem ersten TFR-Kopf und über den zweiten TFR-Kontaktdurchgang mit dem zweiten TFR-Kopf leitend verbunden. In one embodiment, the method further comprises, after forming the plurality of conductive elements in the first metal layer and before forming the TFR element, simultaneously forming: (a) vertically extending MIM bottom electrode cup sidewalls over the MIM bottom electrode plate, and (b) a first TFR contact via conductively connected to the first TFR head and a second TFR contact via conductively connected to the second TFR head. The TFR element is conductively connected to the first TFR head via the first TFR contact passage and to the second TFR head via the second TFR contact passage.

In einer Ausführungsform weist die Vielzahl der zweiten leitenden Elemente außerdem ein MIM-Bodenelektroden-Anschlusspad auf, das mit der MIM-Bodenelektrodenplatte verbunden ist durch mindestens ein MIM-Anschlusspad für die Bodenelektrode.In one embodiment, the plurality of second conductive elements further includes a MIM bottom electrode connection pad connected to the MIM bottom electrode plate through at least one MIM bottom electrode connection pad.

In einer Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin nach dem Ausbilden der Vielzahl von leitenden Elementen in der ersten Metallschicht und vor dem Ausbilden des TFR Elements das gleichzeitige Ausbilden auf von: (a) sich vertikal erstreckenden MIM-Bodenelektrodenbecher-Seitenwänden oberhalb der MIM-Bodenelektrodenplatte und (b) einem ersten TFR-Kontaktdurchgang, der leitend mit dem ersten TFR-Kopf verbunden ist und einem zweiten TFR-Kontaktdurchgang, der leitend mit dem zweiten TFR-Kopf verbunden ist, und (c) dem mindestens einen MIM-Bodenelektrodenanschlusspaddurchgang.In one embodiment, the method further comprises, after forming the plurality of conductive elements in the first metal layer and before forming the TFR element, simultaneously forming: (a) vertically extending MIM bottom electrode cup sidewalls above the MIM bottom electrode plate, and (a) b) a first TFR contact via conductively connected to the first TFR head and a second TFR contact via conductively connected to the second TFR head, and (c) the at least one MIM bottom electrode pad via.

In einer Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin das Ausbilden eines MIM-Bodenelektrodenbechers auf der MIM-Bodenelektrodenplatte auf, einschließlich einer sich lateral erstreckenden Bodenelektrodenbecherbasis, die auf der MIM-Bodenelektrodenplatte ausgebildet ist, und mehrerer sich vertikal erstreckender MIM-BodenelektrodenbecherSeitenwänden. Der MIM-Isolator und die obere MIM-Elektrode sind zumindest teilweise in einem Innenraum des MIM-Bodenelektrodenbechers ausgebildet.In one embodiment, the method further includes forming a MIM bottom electrode cup on the MIM bottom electrode plate, including a laterally extending bottom electrode cup base formed on the MIM bottom electrode plate and a plurality of vertically extending MIM bottom electrode cup sidewalls. The MIM insulator and the MIM upper electrode are at least partially formed in an interior of the MIM bottom electrode cup.

In einer Ausführungsform weist die Vielzahl der ersten leitenden Elemente weiterhin einen unteren Verbindungsdraht auf, und die Vielzahl der zweiten leitenden Elemente weist weiterhin einen oberen Verbindungsdraht auf, der mit dem unteren Verbindungsdraht durch mindestens einen Verbindungsdurchgang verbunden ist.In one embodiment, the plurality of first conductive elements further includes a lower connection wire, and the plurality of second conductive elements further includes an upper connection wire connected to the lower connection wire through at least one connection via.

In einer Ausführungsform weist die Ausbildung des TFR-Elements die Abscheidung und Strukturierung einer TFR-Schicht auf, um (a) das TFR-Element und (b) einen TFR-Schichtbereich oberhalb der MIM-Bodenelektrodenplatte auszubilden. Der MIM-Isolator wird dann auf dem über der MIM-Bodenelektrodenplatte ausgebildeten TFR-Schichtbereich ausgebildet.In one embodiment, forming the TFR element includes deposition and patterning of a TFR layer to form (a) the TFR element and (b) a TFR layer region above the MIM bottom electrode plate. The MIM insulator is then formed on the TFR layer region formed over the MIM bottom electrode plate.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

Beispielhafte Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschrieben, in denen:

  • 1 eine Querschnittsansicht einer beispielhaften integrierten Schaltungsstruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform mit einer Verbindungsstruktur, einem MIM-Kondensator und einem TFR zeigt, die gleichzeitig unter Verwendung gemeinsamer Materialschichten ausgebildet werden;
  • 2 bis 9 ein Beispielverfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zur Herstellung der in 1 gezeigten Beispielstruktur einer integrierten Schaltung zeigen; und
  • 10 eine laterale Querschnittsansicht einer beispielhaften integrierten Schaltungsstruktur zeigt, die der in 1 gezeigten Struktur ähnlich ist, wobei ausgewählte untere Elemente der Verbindungsstruktur, des MIM-Kondensators und des TFR gemäß einer beispielhaften Ausführungsform als silizidierte Polysiliziumelemente ausgebildet werden.
Exemplary aspects of the present disclosure are described below in connection with the figures, in which:
  • 1 shows a cross-sectional view of an exemplary integrated circuit structure according to an exemplary embodiment with an interconnection structure, a MIM capacitor, and a TFR formed simultaneously using common material layers;
  • 2 until 9 an example method according to an exemplary embodiment for producing the in 1 shown example structure of an integrated circuit; and
  • 10 shows a lateral cross-sectional view of an exemplary integrated circuit structure, which is the in 1 structure shown, wherein selected lower elements of the interconnect structure, the MIM capacitor and the TFR are formed as silicided polysilicon elements according to an exemplary embodiment.

Es ist davon auszugehen, dass die Referenznummer für ein abgebildetes Element, das in mehreren verschiedenen Figuren erscheint, in allen Figuren die gleiche Bedeutung aufweist, und dass die Erwähnung oder Erörterung eines abgebildeten Elements im Zusammenhang mit einer bestimmten Figur auch für jede andere Figur gilt, in der dieses Element abgebildet ist.It is to be assumed that the reference number for a depicted element that appears in several different figures has the same meaning in all figures, and that mention or discussion of a depicted element in connection with a particular figure also applies to any other figure, in which this element is depicted.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Ausführungen der vorliegenden Offenbarung stellen eine integrierte Schaltungsstruktur (IC) bereit, die einen dreidimensionalen (3D) MIM-Kondensator und einen Dünnschichtwiderstand (TFR) aufweist, die gleichzeitig ausgebildet werden, sowie Verfahren zur Ausbildung einer solchen integrierten Schaltungsstruktur. In einigen Ausführungsformen werden der MIM-Kondensator und der TFR gleichzeitig mit einer Verbindungsstruktur ausgebildet, z. B. unter Verwendung von Komponenten aus gemeinsamen Materialschichten. Zum Beispiel kann eine erste gemeinsame Metallschicht strukturiert werden, um ausgewählte untere Komponenten der Verbindungsstruktur, des MIM-Kondensators und des TFR auszubilden, und eine zweite gemeinsame Metallschicht kann strukturiert werden, um ausgewählte obere Komponenten der Verbindungsstruktur, des MIM-Kondensators und des TFR auszubilden. Eine gemeinsame Durchgangsschicht kann abgeschieden werden, um Verbindungsdurchgänge, eine becherförmige Komponente der Bodenelektrode des MIM-Kondensators und ein Paar von TFR-Kontaktdurchgängen für den TFR auszubilden, und eine gemeinsame Isolatorschicht kann strukturiert werden, um sowohl einen Isolator für den MIM-Kondensator als auch eine Isolierkappe über dem TFR Element auszubilden.Embodiments of the present disclosure provide an integrated circuit (IC) structure having a three-dimensional (3D) MIM capacitor and a thin film resistor (TFR) formed simultaneously, and methods for forming such an integrated circuit structure. In some embodiments, the MIM capacitor and the TFR are formed simultaneously with an interconnection structure, e.g. B. using components made from common material layers. For example, a first common metal layer may be patterned to form selected lower components of the interconnect structure, the MIM capacitor, and the TFR, and a second common metal layer may be patterned to form selected upper components of the interconnect structure, the MIM capacitor, and the TFR . A common via layer may be deposited to form interconnect vias, a cup-shaped component of the bottom electrode of the MIM capacitor, and a pair of TFR contact vias for the TFR, and a common insulator layer may be patterned to form both an insulator for the MIM capacitor to form an insulating cap over the TFR element.

1 zeigt eine Querschnittsansicht einer beispielhaften IC-Struktur 100 mit (a) einer Verbindungsstruktur 102, (b) einem MIM-Kondensator 104 und (c) einem TFR 106, die gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gleichzeitig unter Verwendung gemeinsamer Materialschichten ausgebildet wird. 1 shows a cross-sectional view of an exemplary IC structure 100 with (a) an interconnect structure 102, (b) a MIM capacitor 104 and (c) a TFR 106, which is simultaneously formed using common material layers according to an exemplary embodiment.

Die Verbindungsstruktur 102 kann einen unteren Verbindungsdraht 110 aufweisen, der in einem einer ersten Metallschicht Mx und einem oberen Verbindungsdraht 112, z.B. ein Interconnect-Bondpad, das in einer zweiten Metallschicht Mx+1 ausgebildet ist und mit dem unteren Verbindungsdraht 110 durch mindestens einen in einer Durchgangsschicht Vx ausgebildeten Zwischenverbindungsdurchgang 114 verbunden ist. Die zweite Metallschicht Mx+1 ist über der ersten Metallschicht Mx ausgebildet.The connection structure 102 may include a lower connection wire 110 formed in a first metal layer M x and an upper connection wire 112, e.g. an interconnect bond pad, formed in a second metal layer M an interconnection via 114 formed in a via layer V x . The second metal layer M x+1 is formed over the first metal layer M x .

Der MIM-Kondensator 104 weist eine MIM-Bodenelektrode 120, eine obere MIM-Elektrode 122, und einen MIM-Isolator 124 auf, der zwischen der MIM-Bodenelektrode 120 und der oberen MIM-Elektrode 122 liegt. Die MIM-Bodenelektrode 120 weist auf: (a) eine Bodenelektrodenplatte 126, die in der ersten Metallschicht Mx ausgebildet ist, und (b) einen Bodenelektrodenbecher 128, die auf der Bodenelektrodenplatte 126 ausgebildet ist. Der Bodenelektrodenbecher 128 weist einen sich lateral erstreckenden Bodenelektrodenbecherboden 130 und mehrere sich vertikal erstreckende Bodenelektrodenbecherseitenwände 132 auf, die sich von dem sich lateral erstreckenden Bodenelektrodenbecherboden 130 nach oben erstrecken. Der Bodenelektrodenbecherboden 130 kann einen rechteckigen Umfang aufweisen (z. B. mit einer quadratischen oder nichtquadratischen rechteckige Form), die in der Draufsicht vier laterale Seiten definiert, mit vier sich vertikal erstreckenden Bodenelektrodenbecherseitenwänden 132, die sich von den vier lateralen Seiten des rechteckigen Umfangs nach oben erstrecken, wie in den unten beschriebenen 5A bis 5B besser veranschaulicht. Als weiteres Beispiel kann der Bodenelektrodenbecher 128 zwei sich vertikal erstreckende Bodenelektrodenbecherseitenwände 132 aufweisen, die sich von zwei gegenüberliegenden lateralen Seiten der Bodenelektrodenbecherbasis 130 nach oben erstrecken, z. B. die beiden in 1 sichtbaren Bodenelektrodenbecherseitenwände 132. Der Bodenelektrodenbecher 128 kann eine beliebige andere Anzahl von vertikal verlaufenden Bodenelektrodenbecherseitenwänden 132 aufweisen, die sich von der Bodenelektrodenbecherbasis 130 nach oben erstrecken.The MIM capacitor 104 includes a MIM bottom electrode 120, a MIM top electrode 122, and a MIM insulator 124 located between the MIM bottom electrode 120 and the MIM top electrode 122. The MIM bottom electrode 120 includes: (a) a bottom electrode plate 126 formed in the first metal layer M x , and (b) a bottom electrode cup 128 formed on the bottom electrode plate 126. The bottom electrode cup 128 includes a laterally extending bottom electrode cup bottom 130 and a plurality of vertically extending bottom electrode cup side walls 132 that extend upwardly from the laterally extending bottom electrode cup bottom 130. The bottom electrode cup bottom 130 may have a rectangular perimeter (e.g., having a square or non-square rectangular shape) that defines four lateral sides in plan view, with four vertically extending bottom electrode cup side walls 132 extending from the four lateral sides of the rectangular perimeter extend above, as described below 5A until 5B better illustrated. As another example, the bottom electrode cup 128 may include two vertically extending bottom electrode cup sidewalls 132 that extend upwardly from two opposite lateral sides of the bottom electrode cup base 130, e.g. B. the two in 1 visible bottom electrode cup sidewalls 132. The bottom electrode cup 128 may include any other number of vertically extending bottom electrode cup sidewalls 132 that extend upwardly from the bottom electrode cup base 130.

Der sich lateral erstreckende Boden 130 und die sich vertikal erstreckenden Seitenwände 132 des Bodenelektrodenbechers können ein Innenvolumen 136 des Bodenelektrodenbechers 128 definieren. Wie dargestellt, kann der MIM-Isolator 124 über dem Bodenelektrodenbecher 128 ausgebildet werden und sich in das Innenvolumen 136 des Bodenelektrodenbechers 128 erstrecken, so dass der MIM-Isolator 124 ebenfalls becherförmig ist. Der becherförmige MIM-Isolator 124 weist eine sich lateral erstreckende Isolatorbecherbasis 140 auf, die über der Bodenelektrodenbecherbasis 130 ausgebildet ist, und mehrere sich vertikal erstreckende Isolatorseitenwände 142, die sich von der sich lateral erstreckenden Isolatorbecherbodenbasis 140 nach oben erstrecken, wobei jede sich vertikal erstreckende Isolatorseitenwand 142 über (z. B. lateral angrenzend) einer entsprechenden Bodenelektrodenbecherseitenwand 132 ausgebildet ist. Wie dargestellt, kann der becherförmige MIM-Isolator 124 auch einen oberen Isolatorflansch 144 aufweisen, der sich lateral von jeder sich vertikal erstreckenden Isolatorseitenwand 142 und über ein oberes (distales) Ende 146 einer entsprechenden sich vertikal erstreckenden Bodenelektrodenbecherseitenwand 132 erstreckt.The laterally extending bottom 130 and the vertically extending side walls 132 of the bottom electrode cup may define an interior volume 136 of the bottom electrode cup 128. As illustrated, the MIM insulator 124 may be formed over the bottom electrode cup 128 and extend into the interior volume 136 of the bottom electrode cup 128 so that the MIM insulator 124 is also cup-shaped. The cup-shaped MIM insulator 124 includes a laterally extending insulator cup base 140 formed above the bottom electrode cup base 130, and a plurality of vertically extending insulator sidewalls 142 extending upwardly from the laterally extending insulator cup bottom base 140, each extending vertically cking insulator side wall 142 is formed over (e.g. laterally adjacent) a corresponding bottom electrode cup side wall 132. As illustrated, the cup-shaped MIM insulator 124 may also include an upper insulator flange 144 that extends laterally from each vertically extending insulator sidewall 142 and over an upper (distal) end 146 of a corresponding vertically extending bottom electrode cup sidewall 132.

Die obere MIM-Elektrode 122 kann in der zweiten Metallschicht Mx+1 über dem becherförmigen MIM-Isolator 124 ausgebildet werden und sich nach unten in das Innenvolumen 136 des Bodenelektrodenbechers 128 erstrecken, so dass die obere MIM-Elektrode 122 den Isolatorbecherboden 140, die mehreren vertikal verlaufenden Isolatorseitenwände 142 und die oberen Isolatorflansche 144 des becherförmigen MIM-Isolators 124 bedeckt.The top MIM electrode 122 may be formed in the second metal layer M x+1 above the cup-shaped MIM insulator 124 and extend downward into the interior volume 136 of the bottom electrode cup 128 so that the top MIM electrode 122 forms the insulator cup bottom 140, the several vertically extending insulator side walls 142 and the upper insulator flanges 144 of the cup-shaped MIM insulator 124 are covered.

Wie dargestellt, kann ein TFR-Schichtbereich 148 zwischen dem Bodenelektrodenbecher 128 und dem becherförmigen MIM-Isolator 124 ausgebildet werden. Der TFR-Schichtbereich 148 kann aus einer gemeinsamen Materialschicht als TFR-Element 172 des TFR 106 ausgebildet werden, z. B. durch Abscheidung und Strukturierung einer TFR-Schicht 171 zur gleichzeitigen Definition des TFR-Schichtbereichs 148 und des TFR-Elements 172, wie nachstehend unter Bezugnahme auf die 6 und 7A bis 7B erläutert. Die TFR-Schicht 171 kann zum Beispiel SiCCr (Siliziumkarbidchrom), SiCr (Siliziumchrom), TaN (Tantalnitrid), NiCr (Nickelchrom), AlNiCr (aluminiumdotiertes Nickelchrom) oder TiNiCr (Titan Chromnickel) aufweisen.As shown, a TFR layer region 148 may be formed between the bottom electrode cup 128 and the cup-shaped MIM insulator 124. The TFR layer region 148 may be formed from a common layer of material as the TFR element 172 of the TFR 106, e.g. B. by depositing and patterning a TFR layer 171 to simultaneously define the TFR layer region 148 and the TFR element 172, as described below with reference to 6 and 7A until 7B explained. The TFR layer 171 may include, for example, SiCCr (silicon carbide chromium), SiCr (silicon chromium), TaN (tantalum nitride), NiCr (nickel chromium), AlNiCr (aluminum-doped nickel chromium), or TiNiCr (titanium chromium nickel).

Der MIM-Kondensator 104 weist auch ein unteres Elektrodenanschlusspad 160 auf, das in der zweiten Metallschicht Mx+1 ausgebildet ist und mit der Bodenelektrodenplatte 126 durch mindestens einen unteren Plattenkontaktdurchgang 162 verbunden ist.The MIM capacitor 104 also includes a lower electrode pad 160 formed in the second metal layer M x+1 and connected to the bottom electrode plate 126 through at least one lower plate contact via 162.

Die obere MIM-Elektrode 122 ist kapazitiv sowohl mit der Bodenelektrodenbecherbasis 130 und den Bodenelektrodenbecherseitenwänden 132 des Bodenelektrodenbechers 128 gekoppelt (wobei der Bodenelektrodenbecher 128 leitend mit der Bodenelektrodenplatte 126 gekoppelt ist), wodurch ein wesentlich größerer Bereich der kapazitiven Kopplung zwischen der oberen MIM-Elektrode 122 und der MIM-Bodenelektrode 120 im Vergleich zu herkömmlichen Konstruktionen festgelegt wird. Insbesondere definiert der MIM-Kondensator 104 die folgenden kapazitiven Kopplungen zwischen der oberen MIM-Elektrode 122 und der MIM-Bodenelektrode 120:

  1. (a) Kapazitätskopplung zwischen der oberen MIM-Elektrode 122 und der MIM-Bodenelektrode 120 durch einen Verschiebungsstrompfad durch den Isolatorbecherboden 140 und durch den Bodenelektrodenbecherboden 130, wie durch Pfeil 150 angezeigt;
  2. (b) Kapazitätskopplung zwischen der oberen MIM-Elektrode 122 und der MIM-Bodenelektrode Elektrode 120 durch einen Verschiebungsstrompfad durch jede sich vertikal erstreckende Isolatorseitenwand 142 und durch die entsprechende sich vertikal erstreckende Bodenelektrodenbecherseitenwand 132, wie durch Pfeil 152 angezeigt; und
  3. (c) Kapazitätskopplung zwischen der oberen MIM-Elektrode 122 und der MIM-Bodenelektrode 120 durch einen Verschiebungsstrompfad durch jeden oberen Isolatorflansch
144 und durch das obere (distale) Ende 146 einer entsprechenden Bodenelektrodenbecherseitenwand 132, wie durch Pfeil 154 angezeigt.The top MIM electrode 122 is capacitively coupled to both the bottom electrode cup base 130 and the bottom electrode cup sidewalls 132 of the bottom electrode cup 128 (with the bottom electrode cup 128 conductively coupled to the bottom electrode plate 126), thereby providing a significantly larger area of capacitive coupling between the top MIM electrode 122 and the MIM ground electrode 120 compared to conventional designs. In particular, the MIM capacitor 104 defines the following capacitive couplings between the MIM top electrode 122 and the MIM bottom electrode 120:
  1. (a) Capacitance coupling between the MIM top electrode 122 and the MIM bottom electrode 120 through a displacement current path through the insulator cup bottom 140 and through the bottom electrode cup bottom 130, as indicated by arrow 150;
  2. (b) capacitance coupling between the MIM top electrode 122 and the MIM bottom electrode 120 through a displacement current path through each vertically extending insulator sidewall 142 and through the corresponding vertically extending bottom electrode cup sidewall 132, as indicated by arrow 152; and
  3. (c) Capacitance coupling between the MIM top electrode 122 and the MIM bottom electrode 120 through a displacement current path through each top insulator flange
144 and through the upper (distal) end 146 of a corresponding bottom electrode cup sidewall 132, as indicated by arrow 154.

Der sich lateral erstreckende Isolatorbecherboden 140 definiert effektiv einen Plattenkondensator, wobei sich die obere und die untere Platte horizontal (x-y-Ebene) erstrecken, und jede sich vertikal erstreckende Isolatorseitenwand 142 definiert effektiv einen zusätzlichen Plattenkondensator, wobei sich die oberen und unteren Platten vertikal erstrecken (x-z-Ebene oder y-z-Ebene). Daher kann der MIM-Kondensator 104 als „dreidimensionaler“ oder „3D“-MIM-Kondensator bezeichnet werden. Der MIM-Kondensator 104 definiert eine wesentlich größere Fläche der kapazitiven Kopplung zwischen der oberen MIM-Elektrode 122 und der MIM-Bodenelektrode 120, z. B. im Vergleich zu herkömmlichen MIM-Kondensatoren.The laterally extending insulator cup bottom 140 effectively defines a plate capacitor with the upper and lower plates extending horizontally (x-y plane), and each vertically extending insulator sidewall 142 effectively defines an additional plate capacitor with the upper and lower plates extending vertically ( x-z plane or y-z plane). Therefore, the MIM capacitor 104 may be referred to as a “three-dimensional” or “3D” MIM capacitor. The MIM capacitor 104 defines a significantly larger area of capacitive coupling between the top MIM electrode 122 and the MIM bottom electrode 120, e.g. B. compared to conventional MIM capacitors.

Der TFR 106 weist ein Paar TFR-Köpfe 170 auf, die in der ersten Metallschicht Mx ausgebildet werden, und ein TFR-Element 172, das mit jedem TFR-Kopf 170 durch einen TFR Kontaktdurchgang 174 (oder alternativ durch mehrere TFR-Kontaktdurchgänge 174) verbunden ist. Wie nachstehend unter Bezugnahme auf die 5A bis 5B erörtert, kann jedes TFR Kontaktdurchgang 174 als länglicher Durchgang ausgebildet werden, insbesondere länglich in einer Richtung, die sich in die Seite hinein erstreckt, um eine vorhersehbare und konsistente Kontaktfläche zwischen jedem lateralen Ende des TFR-Elements 172 und einem entsprechenden TFR-Kontaktdurchgang 174 zu schaffen.The TFR 106 includes a pair of TFR heads 170 formed in the first metal layer M x and a TFR element 172 connected to each TFR head 170 through a TFR contact via 174 (or alternatively through multiple TFR contact vias 174 ) connected is. As below with reference to the 5A until 5B As discussed, each TFR contact via 174 can be formed as an elongated via, particularly elongated in a direction extending into the page, to provide a predictable and consistent contact area between each lateral end of the TFR element 172 and a corresponding TFR contact via 174 create.

Eine TFR-Isolatorkappe 176 kann über dem TFR-Element 172 ausgebildet werden, um das TFR-Element vor Beschädigungen während der TFR-Ausbildung zu schützen. Die TFR Isolatorkappe 176 kann aus einer gemeinsamen Materialschicht wie der MIM-Isolator 124 ausgebildet werden, z. B. durch Abscheiden, Strukturieren und Ätzen einer Isolatorschicht 123, um gleichzeitig den MIM-Isolator 124 und die TFR-Isolatorkappe 176 zu definieren, wie nachstehend unter Bezugnahme auf die 6 und 7A bis 7B erläutert. Eine TFR-Metallkappe 178 kann, wie gezeigt, in der zweiten Metallschicht Mx+1 über der TFR-Isolatorkappe 176 ausgebildet werden.A TFR insulator cap 176 may be formed over the TFR element 172 to protect the TFR element from damage during TFR formation. The TFR insulator cap 176 can be made of a common layer of material such as the MIM insulator 124 can be formed, e.g. B. by depositing, patterning and etching an insulator layer 123 to simultaneously define the MIM insulator 124 and the TFR insulator cap 176, as described below with reference to 6 and 7A until 7B explained. A TFR metal cap 178 may be formed in the second metal layer M x+1 over the TFR insulator cap 176, as shown.

Wie gezeigt, können der untere Verbindungsdraht 110, die Bodenelektrodenplatte 126 und das Paar TFR-Köpfe 170 jeweils ein leitendes Element 180 aufweisen, das gleichzeitig in der ersten Metallschicht Mx, z. B. einer Metallverbindungsschicht, ausgebildet ist. Eine Sperrschicht 183, z. B. SiN, SiC oder ein dielektrisches Material mit niedrigem K-Wert, kann über der ersten Metallschicht Mx ausgebildet werden, z. B. zum Schutz gegen Korrosion und Diffusion von leitenden Elementen 180. Bei den leitenden Elementen 180 kann es sich um Metallelemente aus Kupfer, Aluminium oder einem anderen Metall handeln. Beispielsweise können die leitenden Elemente 180 aus Kupferdamast-Elementen bestehen, die jeweils über einer Sperrschicht 182 (z. B. Tantal/Tantalnitrid (Ta/TaN)- Doppelschicht) in einem entsprechenden Graben ausgebildet werden. Ein weiteres Beispiel können die leitenden Elemente 180 durch Abscheiden, Strukturieren und Ätzen einer Metallschicht ausgebildet werden (z. B. Kupfer oder Aluminium). Als weiteres Beispiel kann die erste Metallschicht Mx, wie nachstehend unter Bezugnahme auf 10 erörtert, eine silizidierte Polysiliziumschicht sein, in der jedes leitende Element 180 (einschließlich des unteren Verbindungsdrahtes 110, der Bodenelektrodenplatte 126 und der TFR-Köpfe 170) einen Metallsilizidbereich aufweist, der auf einem entsprechenden Polysiliziumbereich ausgebildet ist.As shown, the bottom bonding wire 110, the bottom electrode plate 126 and the pair of TFR heads 170 may each include a conductive element 180 simultaneously disposed in the first metal layer M x , e.g. B. a metal connection layer is formed. A barrier layer 183, e.g. B. SiN, SiC or a low K dielectric material may be formed over the first metal layer M x , e.g. B. to protect against corrosion and diffusion of conductive elements 180. The conductive elements 180 can be metal elements made of copper, aluminum or another metal. For example, the conductive elements 180 may consist of copper damask elements, each formed over a barrier layer 182 (e.g., tantalum/tantalum nitride (Ta/TaN) bilayer) in a corresponding trench. As another example, the conductive elements 180 may be formed by depositing, patterning, and etching a metal layer (e.g., copper or aluminum). As another example, the first metal layer M x may be as described below with reference to 10 discussed may be a silicided polysilicon layer in which each conductive element 180 (including the bottom bonding wire 110, the bottom electrode plate 126 and the TFR heads 170) has a metal silicide region formed on a corresponding polysilicon region.

Darüber hinaus sind der obere Verbindungsdraht 112, können die obere MIM-Elektrode 122, das Bodenelektrodenanschlusspad 160 und die TFR-Metallkappe 178 jeweils ein leitfähiges Element 184 aufweisen, das gleichzeitig in der zweiten Metallschicht Mx+1 ausgebildet ist. Die leitfähigen Elemente 184 können aus Kupfer, Aluminium oder einem anderen leitfähigen Metall bestehen. Zum Beispiel können die leitenden Elemente 184 aus Aluminiumelementen bestehen, die in einer Aluminium-Bondpad-Schicht ausgebildet werden. Als weiteres Beispiel können die leitenden Elemente 184 aus Kupfer- oder Aluminiumelementen bestehen, die in einer Verbindungsschicht in beliebiger Tiefe in der integrierten Schaltungsstruktur 100 ausgebildet werden. Eine Passivierungsschicht 186, die z. B. die Abscheidung von 1µm dickem Siliziumoxid aufweist, das durch ein hochdichtes Plasma (HDP)-Verfahren zur chemischen Abscheidung aus der Dampfphase, gefolgt von der Abscheidung einer 1µm dicken Schicht aus Siliziumoxynitrid (SiON), die durch ein plasmaunterstütztes Verfahren zur chemischen Abscheidung aus der Dampfphase (PECVD) ausgebildet wird, kann über den leitenden Elementen 184 ausgebildet und geätzt werden, um den oberen Verbindungsdraht 112 freizulegen, z. B. wenn der obere Verbindungsdraht 112 als Bondpad ausgebildet ist.In addition, the top bonding wire 112, the top MIM electrode 122, the bottom electrode terminal pad 160, and the TFR metal cap 178 may each include a conductive element 184 simultaneously formed in the second metal layer M x+1 . The conductive elements 184 may be made of copper, aluminum, or another conductive metal. For example, the conductive elements 184 may consist of aluminum elements formed in an aluminum bond pad layer. As another example, the conductive elements 184 may consist of copper or aluminum elements formed in an interconnect layer at any depth in the integrated circuit structure 100. A passivation layer 186, e.g. B. comprises the deposition of 1µm thick silicon oxide by a high density plasma (HDP) chemical vapor deposition process, followed by the deposition of a 1µm thick layer of silicon oxynitride (SiON) by a plasma enhanced chemical deposition process Vapor phase (PECVD) may be formed over the conductive elements 184 and etched to expose the top bonding wire 112, e.g. B. if the upper connecting wire 112 is designed as a bond pad.

Außerdem können Verbindungsdurchgänge 114, Bodenelektrodenbecher 128 und Kontaktdurchgang 162 in der Bodenplatte, und TFR-Kontaktdurchgänge 174 gleichzeitig in einem intermetallischen dielektrischen (IMD) Bereich 190 ausgebildet werden, der z. B. Siliziumdioxid SiO2 oder ein dielektrisches Material mit niedrigem K-Wert aufweist, z. B. mit einer Dielektrizitätskonstante von weniger als 3,6. Beispielsweise können die Verbindungsdurchgänge 114, der Bodenelektrodenbecher 128, die Kontaktdurchgänge 162 der unteren Platte und die TFR Kontaktdurchgänge 174 durch Abscheiden einer gemeinsamen Durchgangsschicht in verschiedenen Öffnungen ausgebildet werden, die im IMD-Bereich 190 ausgebildet werden, wie mit Bezug auf 5Abis 5B erläutert wird.In addition, connection vias 114, bottom electrode cup 128 and contact via 162 in the bottom plate, and TFR contact vias 174 may be formed simultaneously in an intermetallic dielectric (IMD) region 190, e.g. B. silicon dioxide SiO 2 or a dielectric material with a low K value, e.g. B. with a dielectric constant of less than 3.6. For example, the interconnection vias 114, the bottom electrode cup 128, the bottom plate contact vias 162, and the TFR contact vias 174 may be formed by depositing a common via layer in various openings formed in the IMD region 190, as described with reference to 5Abis 5B is explained.

Die 2 bis 9 zeigen ein Beispielverfahren zur Herstellung der in 1 gezeigten integrierten Schaltungsstruktur 100, einschließlich der Verbindungsstruktur 102, des MIM-Kondensators 104 und des TFR 106. Wie nachstehend erläutert, können die Verbindungsstruktur 102, der MIM-Kondensator 104 und der TFR 106 unter Verwendung gemeinsamer Schichten (z. B. Metallschicht Mx und Metallschicht Mx+1) gleichzeitig ausgebildet werden, um Komponenten der Verbindungsstruktur 102, des MIM-Kondensators 104 und der TFR 106 auszubilden.The 2 until 9 show an example process for producing the in 1 integrated circuit structure 100 shown, including interconnection structure 102, MIM capacitor 104, and TFR 106. As explained below, interconnection structure 102, MIM capacitor 104, and TFR 106 may be formed using common layers (e.g., metal layer M x and metal layer M x+1 ) are formed simultaneously to form components of the interconnection structure 102, the MIM capacitor 104 and the TFR 106.

Zuerst können, wie in 2 dargestellt, in der Metallschicht Mx im dielektrischen Bereich 181 leitende Elemente 180 gleichzeitig ausgebildet werden. Die leitenden Elemente 180 können (a) den unteren Verbindungsdraht 110 für die im Aufbau befindliche Verbindungsstruktur 102, (b) die Bodenelektrodenplatte 126 für den im Aufbau befindlichen MIM-Kondensator 104 und (c) das Paar von TFR-Köpfen 170 für die zu konstruierende TFR 106 definieren. Die Metallschicht Mx kann aus Kupfer, Aluminium oder einem anderen geeigneten Metall bestehen. Bei einigen Anwendungen der integrierten Schaltungsstruktur 100, z. B. bei Hochfrequenzgeräten, kann die Metallschicht Mx die oberste Schicht der Kupferverbindung sein, da es wünschenswert sein kann, den MIM-Kondensator 104 in den oberen Metallschichten (d. h. entfernt vom Siliziumsubstrat des Wafers) aufzubauen, um das Rauschen zu verringern.First, can, as in 2 shown, conductive elements 180 are formed simultaneously in the metal layer M x in the dielectric region 181. The conductive elements 180 may include (a) the bottom bonding wire 110 for the under-construction interconnection structure 102, (b) the bottom electrode plate 126 for the under-construction MIM capacitor 104, and (c) the pair of TFR heads 170 for the under-construction Define TFR 106. The metal layer M x can consist of copper, aluminum or another suitable metal. In some applications of the integrated circuit structure 100, e.g. For example, in high-frequency devices, the metal layer M

Jedes leitende Element 180 kann über einer Barriereschicht 182 (z. B. einer Ta/TaN-Doppelschicht) ausgebildet werden, die in einer entsprechenden Grabenöffnung abgeschieden wird. Beispielsweise können die leitenden Elemente 180 Grabenelemente sein, die durch ein Cu-Damaszener-Verfahren ausgebildet werden, bei dem die Sperrschicht 182, gefolgt von Cu, über dem dielektrischen Bereich 181 abgeschieden werden und sich nach unten in die im dielektrischen Bereich 181 ausgebildeten Grabenöffnungen erstrecken, gefolgt von einem chemisch-mechanischen Planarisierungsprozess (CMP), um unerwünschtes Cu an der Oberseite der Struktur zu entfernen. Der dielektrische Bereich 181 kann ein oder mehrere dielektrische Materialien aufweisen, z. B. mindestens eines von Siliziumoxid, Fluorsilikatglas (FSG), Organosilikatglas (OSG), poröses OSG oder ein anderes dielektrisches Material mit niedrigem k-Wert, z. B. mit einer Dielektrizitätskonstante von weniger als 3,6.Each conductive element 180 may be over a barrier layer 182 (e.g. a Ta/TaN double layer), which is deposited in a corresponding trench opening. For example, the conductive elements 180 may be trench elements formed by a Cu damascene process in which the barrier layer 182 followed by Cu is deposited over the dielectric region 181 and extends downward into the trench openings formed in the dielectric region 181 , followed by a chemical mechanical planarization (CMP) process to remove unwanted Cu at the top of the structure. The dielectric region 181 may include one or more dielectric materials, e.g. B. at least one of silicon oxide, fluorosilicate glass (FSG), organosilicate glass (OSG), porous OSG or another low k dielectric material, e.g. B. with a dielectric constant of less than 3.6.

Eine dielektrische Sperrschicht 183, z. B. aus SiN oder SiC, kann nach dem CMP Verfahren aufgebracht werden, um z. B. die freiliegenden Oberflächen der Metallstrukturen 180 vor Oxidation oder Korrosion zu schützen.A dielectric barrier layer 183, e.g. B. made of SiN or SiC, can be applied using the CMP process, for example. B. to protect the exposed surfaces of the metal structures 180 from oxidation or corrosion.

Als Nächstes kann, wie in 3A (Seitenansicht im Querschnitt) und 3B (Draufsicht) gezeigt, der IMD-Bereich 190 auf der Struktur abgeschieden werden, gefolgt von der Abscheidung und Strukturierung einer Photoresistschicht 200 über dem IMD-Bereich 190. Der IMD-Bereich 190 kann ein oder mehrere dielektrische Materialien aufweisen, z. B. mindestens eines der Materialien Siliziumoxid, FSG, OSG, poröses OSG oder ein anderes dielektrisches Material mit niedrigem k-Wert. Die Photoresistschicht 200 kann auf den IMD-Bereich 190 aufgebracht und so strukturiert werden, dass gleichzeitig verschiedene Maskenöffnungen 202a-202d definiert werden, darunter Verbindungsdurchgangsmaskenöffnungen 202a, eine MIM-Wannenmaskenöffnung 202b, eine MIM-Kontaktdurchgangsmaskenöffnung 202c und ein Paar von TFR-Kontaktdurchgangsmaskenöffnungen 202d.Next, as in 3A (side view in cross section) and 3B Shown (top view), the IMD region 190 is deposited on the structure, followed by the deposition and patterning of a photoresist layer 200 over the IMD region 190. The IMD region 190 may comprise one or more dielectric materials, e.g. B. at least one of the materials silicon oxide, FSG, OSG, porous OSG or another dielectric material with a low k value. The photoresist layer 200 can be applied to the IMD region 190 and patterned to simultaneously define various mask openings 202a-202d, including interconnect via mask openings 202a, an MIM well mask opening 202b, an MIM contact via mask opening 202c, and a pair of TFR contact via mask openings 202d.

Wie in der Draufsicht von 3B gezeigt, können die Verbindungsdurchgangsmaskenöffnungen 202a eine kreisförmige oder ovale Form aufweisen, die MIM-Wannenmaskenöffnung 202b kann eine quadratische oder rechteckige Form mit abgerundeten Ecken aufweisen, die MIM-Kontaktdurchgangsmaskenöffnung 202c kann eine runde oder ovale Form aufweisen, und die TFR-Kontaktdurchgangsmaskenöffnungen 202d können eine längliche Form mit abgerundeten Ecken aufweisen. Die abgerundeten Formen oder Ecken der Maskenöffnungen 202a-202d können die Durchbruchspannung für die Strukturen verbessern, die mit den Maskenöffnungen 202a-202d ausgebildet werden.As in the top view of 3B As shown, the connection via mask openings 202a may have a circular or oval shape, the MIM well mask opening 202b may have a square or rectangular shape with rounded corners, the MIM contact via mask opening 202c may have a round or oval shape, and the TFR contact via mask openings 202d may have a have an elongated shape with rounded corners. The rounded shapes or corners of the mask openings 202a-202d can improve the breakdown voltage for the structures formed with the mask openings 202a-202d.

Wie in 4A (Seitenansicht im Querschnitt) und 4B (Draufsicht) dargestellt, kann der IMD-Bereich 190 durch die in den 3A-3B gezeigten Maskenöffnungen 202a-202d geätzt werden, um gleichzeitig entsprechende IMD-Öffnungen 206a-206d auszubilden, einschließlich (a) Verbindungsdurchgangsöffnungen 206a zur Ausbildung von Verbindungsdurchgängen 114, (b) einer MIM-Wannenöffnung 206b zur Ausbildung des Bodenelektrodenbechers 128, des becherförmigen MIM-Isolators 124 und der oberen MIM-Elektrode 122, (c) einer MIM-Kontaktdurchgangsöffnung 206c zur Ausbildung des unteren Plattenkontaktdurchgangs 162 und (d) eines Paars von TFR Kontaktdurchgangsöffnungen 206d zur Ausbildung von TFR-Kontaktdurchgängen 174. Die IMD-Öffnungen 206a-206d können mit Hilfe einer Plasmaätzung oder eines anderen geeigneten Ätzverfahrens ausgebildet werden, gefolgt von einem Resistabstreifen oder einem anderen geeigneten Verfahren zur Entfernung der verbleibenden Teile der Photoresistschicht 200. Maskenöffnungen 202a-202d, die in den 3A-3B dargestellt sind, können so ausgebildet und bemessen sein, dass sie eine bestimmte Form und Größe für die entsprechende IMD-Öffnung 206a-206d in den 4A-4B aufweisen.As in 4A (side view in cross section) and 4B (Top view), the IMD area 190 can be represented by the in the 3A-3B mask openings 202a-202d shown are etched to simultaneously form corresponding IMD openings 206a-206d, including (a) connection via openings 206a for forming connection vias 114, (b) an MIM well opening 206b for forming the bottom electrode cup 128, the cup-shaped MIM insulator 124 and the upper MIM electrode 122, (c) an MIM contact via opening 206c for forming the lower plate contact via 162 and (d) a pair of TFR contact via openings 206d for forming TFR contact vias 174. The IMD openings 206a-206d can be used with Mask openings 202a-202d formed in the 3A-3B shown may be designed and sized to provide a specific shape and size for the corresponding IMD opening 206a-206d in the 4A-4B exhibit.

In Bezug auf die Verbindungsstruktur 102 können die Verbindungsdurchgangsöffnungen 206a Durchgangsöffnungen mit einer Breite (oder einem Durchmesser) WVia im Bereich von z. B. 0,1-0,5 µm sein. Die Verbindungsbreite WVia kann die Leistung des entstehenden IC-Bauteils erheblich beeinträchtigen.With respect to the connection structure 102, the connection through openings 206a may be through openings with a width (or a diameter) W Via in the range of z. B. 0.1-0.5 µm. The connection width W Via can significantly affect the performance of the resulting IC device.

In Bezug auf den MIM-Kondensator 104 kann die MIM-Kontaktdurchgangsöffnung 206c als Durchgangsöffnung mit einer Breite WMIM_contact ausgebildet werden. In einigen Ausführungsformen ist die MIM-Kontaktdurchgangsöffnung 206c genauso geformt wie eine Verbindungsdurchgangsöffnung 206a, so dass sie die gleiche Breite WVia aufweist. Im Gegensatz dazu kann die MIM-Wannenöffnung 206b eine wesentlich größere Breite (in x Richtung) und/oder Länge (y-Richtung) aufweisen als die Verbindungsdurchgangsöffnungen 206a und die MIM-Kontaktdurchgangsöffnung 206c. Die Form und die Abmessungen der MIM-Wannenöffnung 206b können auf der Grundlage verschiedener Parameter ausgewählt werden, z. B. für eine effektive Herstellung des MIM-Kondensators 104 (z. B. eine effektive Ablagerung des Materials der oberen Platte (z. B. Aluminium) in der MIM-Wannenöffnung 206b) und/oder für die gewünschten Leistungsmerkmale des resultierenden MIM-Kondensators 104. Wie in 4B gezeigt, kann die MIM-Wannenöffnung 206b in der Draufsicht eine quadratische oder rechteckige Form aufweisen. In anderen Ausführungsformen kann die MIM-Wannenöffnung 206b in der Draufsicht eine runde oder ovale Form aufweisen.With respect to the MIM capacitor 104, the MIM contact via opening 206c may be formed as a via opening with a width W MIM_contact . In some embodiments, the MIM contact via 206c is shaped the same as a connection via 206a so that it has the same width W Via . In contrast, the MIM well opening 206b may have a significantly larger width (in the x direction) and/or length (y direction) than the connection via openings 206a and the MIM contact via opening 206c. The shape and dimensions of the MIM well opening 206b can be selected based on various parameters, e.g. for effective fabrication of the MIM capacitor 104 (e.g., effective deposition of the top plate material (e.g., aluminum) in the MIM well opening 206b) and/or for the desired performance characteristics of the resulting MIM capacitor 104. As in 4B As shown, the MIM well opening 206b may have a square or rectangular shape in plan view. In other embodiments, the MIM well opening 206b may have a round or oval shape in plan view.

Wie bereits erwähnt, kann eine Breite in x-Richtung WMIM_tub und/oder eine Länge in y-Richtung LMIM_tub der MIM-Wannenöffnung 206b wesentlich größer sein als die Breite WVia der Durchgangsöffnungen 206a. In einigen Ausführungsformen ist beispielsweise die Breite WMIM_tub und/oder die Länge LMIM_tub der MIM-Wannenöffnung 206b mindestens doppelt so groß wie die Breite WVia der Durchgangsöffnungen 206a. In bestimmten Ausführungsformen ist die Breite WMIM_tub und/oder die Länge LMIM_tub der MIM-Wannenöffnung 206b mindestens fünfmal so groß wie die Breite WVia der Durchgangsöffnungen 206a. In einigen Ausführungsformen ist die Breite HMIM_tub und die Länge LMIM_tub der MIM-Wannenöffnung 206b liegen jeweils im Bereich von 1-10 µm.As already mentioned, a width in the x direction W MIM_tub and/or a length in the y direction L MIM_tub of the MIM tub opening 206b can be significantly larger than the width W Via of the through openings 206a. For example, in some embodiments, the width W MIM_tub and/or the length L MIM_tub of the MIM well opening 206b is at least twice the width W Via of the through openings 206a. In certain embodiments, the width W MIM_tub and/or the length L MIM_tub of the MIM well opening 206b is at least five times the width W Via of the through openings 206a. In some embodiments, the width H MIM_tub and the length L MIM_tub of the MIM well opening 206b are each in the range of 1-10 μm.

Darüber hinaus kann die MIM-Wannenöffnung 206b mit einem Höhe-Breite-Seitenverhältnis (HMIM_tub / WMIM_tub) von weniger als oder gleich 2,0 und/oder einem Höhe-Länge-Seitenverhältnis (HMIM_tub / LMIM_tub) von weniger als oder gleich 2 ausgebildet werden, um z. B. ein effektives Füllen der MIM-Wannenöffnung 206b mit konformen Materialien zu ermöglichen. Die MIM-Wannenöffnung 206b kann zum Beispiel wie folgt geformt sein mit Seitenverhältnissen HMIM_tub / WMIM_tub und HMIM_tub / LMIM_tub jeweils im Bereich von 0,1 bis 2,0, z. B. im Bereich von 0,5 bis 2,0. In einigen Ausführungsformen sind die Seitenverhältnisse HMIM_tub / WMIM_tub und HMIM_tub / LMIM_tub jeweils kleiner oder gleich 1,5, z. B. zum effektiven Füllen der MIM-Wannenöffnung 206b durch konforme Werkstoffe, z. B. Aluminium. Die MIM-Wannenöffnung 206b kann beispielsweise mit einem Seitenverhältnis HMIM_tub / WMIM_tub und HMIM_tub / LMIM_tub im Bereich von 0,5 - 1,5 µm, insbesondere im Bereich von 0,8 - 1,2 µm, ausgebildet werden.Additionally, the MIM tub opening 206b may have a height-to-width aspect ratio (H MIM_tub / W MIM_tub ) of less than or equal to 2.0 and/or a height-to-length aspect ratio (H MIM_tub / L MIM_tub ) to less than or equal to 2 can be trained, e.g. B. to enable effective filling of the MIM well opening 206b with conformal materials. For example, the MIM tub opening 206b may be shaped as follows with aspect ratios H MIM_tub / W MIM_tub and H MIM_tub / L MIM_tub each in the range of 0.1 to 2.0, e.g. B. in the range from 0.5 to 2.0. In some embodiments, the aspect ratios H MIM_tub / W MIM_tub and H MIM_tub / L MIM_tub are each less than or equal to 1.5, e.g. B. for effectively filling the MIM trough opening 206b with conformal materials, e.g. B. aluminum. The MIM tub opening 206b can, for example, be formed with an aspect ratio H MIM_tub / W MIM_tub and H MIM_tub / L MIM_tub in the range of 0.5 - 1.5 μm, in particular in the range of 0.8 - 1.2 μm.

In Bezug auf den TFR 106 können die TFR-Kontaktöffnungen 206d als längliche Öffnungen oder „geschlitzte“ Durchgangsöffnungen ausgebildet werden, die in y-Richtung lateral verlängert sein können, so dass die Länge des LTFR_contact in y-Richtung jeder TFR-Kontaktdurchgangsöffnung 206d mindestens das 2-fache, mindestens das 5-fache, mindestens das 10-fache, mindestens das 20- fache, mindestens das 50-fache oder mindestens das 100-fache der Breite WTFR_contact in x Richtung beträgt. In einigen Ausführungsformen ist die TFR-Kontaktdurchgangsöffnung 206d als eine verlängerte Version einer Verbindungsdurchgangsöffnung 206a ausgebildet, wobei die Breite WTFR_contact gleich der Breite des Verbindungsdurchgangs WVia ist und eine Länge LTFR_contact von mindestens dem 2-, mindestens dem 5-, mindestens dem 10-, mindestens dem 20-, mindestens dem 50- oder mindestens dem 100-fachen der Verbindungsdurchgangsbreite WVia. Beispielsweise kann jede TFR-Kontaktdurchgangsöffnung 206d eine Breite WTFR_contact im Bereich von 0,1-0,5 µm und eine Länge LTFR_contact im Bereich von 1-100 µm aufweisen.With respect to the TFR 106, the TFR contact openings 206d may be formed as elongated openings or "slotted" through-holes that may be laterally elongated in the y-direction such that the length of the L TFR_contact in the y-direction of each TFR contact through-hole 206d is at least is 2 times, at least 5 times, at least 10 times, at least 20 times, at least 50 times or at least 100 times the width W TFR_contact in x direction. In some embodiments, the TFR contact via opening 206d is formed as an elongated version of a connection via opening 206a, where the width W TFR_contact is equal to the width of the connection via W Via and a length L TFR_contact of at least the 2nd, at least the 5th, at least the 10th -, at least 20, at least 50 or at least 100 times the connection passage width W Via . For example, each TFR contact via opening 206d may have a width W TFR_contact in the range of 0.1-0.5 μm and a length L TFR_contact in the range of 1-100 μm.

Als Nächstes wird, wie in 5A (Seitenansicht im Querschnitt) und 5B (Draufsicht) gezeigt, eine Durchkontaktierungsschicht 210, die ein leitfähiges konformes Material, z. B. W, TiN oder ein anderes konformes Metall, aufweist, über der Struktur 100 abgeschieden und erstreckt sich nach unten in jede IMD-Öffnung 206a- 206d, gefolgt von einem CMP Verfahren zur Entfernung der oberen Teile der Durchkontaktierungsschicht 210, einschließlich der Teile, die auf dem IMD-Bereich 190 abgeschieden wurden. Die Durchgangsschicht 210 kann durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD) oder ein anderes geeignetes Abscheideverfahren abgeschieden werden. Die 5A und 5B zeigen die Struktur nach der CMP.Next, as in 5A (side view in cross section) and 5B Shown (top view) is a via layer 210 comprising a conductive conformal material, e.g. B. W, TiN or other conformal metal, deposited over the structure 100 and extends downward into each IMD opening 206a-206d, followed by a CMP process to remove the upper portions of the via layer 210, including the portions which were deposited on the IMD area 190. The via layer 210 may be deposited by chemical vapor deposition (CVD) or another suitable deposition method. The 5A and 5B show the structure after the CMP.

Wie gezeigt, füllt die abgeschiedene Durchgangsschicht 210 (a) die Öffnungen 206a für die Verbindungsdurchgänge, um die Verbindungsdurchgänge 114 auszubilden, (b) bedeckt die Innenflächen der MIM-Wannenöffnungen 206b, um den Bodenelektrodenbecher 128 auszubilden, der ein Innenvolumen 136 definiert, (c) füllt die Öffnungen 206c für die MIM-Kontaktdurchgänge, um die Kontaktdurchgänge 162 der unteren Platte auszubilden, und (d) füllt die TFR-Kontaktdurchgangsöffnungen 206d, um die TFR-Kontaktdurchgänge 174 auszubilden. Wie bereits erwähnt, weist der Bodenelektrodenbecher 128 vier sich vertikal erstreckende Bodenelektrodenbecherseitenwände 132 auf, die sich von der lateral verlaufenden Bodenelektrodenbecherbasis 130 nach oben erstrecken.As shown, the deposited via layer 210 (a) fills the interconnection via openings 206a to form the interconnection vias 114, (b) covers the interior surfaces of the MIM well openings 206b to form the bottom electrode cup 128 defining an interior volume 136, (c ) fills the MIM contact via openings 206c to form the bottom plate contact vias 162, and (d) fills the TFR contact via openings 206d to form the TFR contact vias 174. As previously mentioned, the bottom electrode cup 128 has four vertically extending bottom electrode cup side walls 132 that extend upward from the laterally extending bottom electrode cup base 130.

Als Nächstes kann, wie in 6 dargestellt, das Verfahren mit der Abscheidung einer TFR-Schicht 171 fortgesetzt werden, gefolgt von der Abscheidung einer Isolatorschicht 123, gefolgt von der Abscheidung und Strukturierung einer Photoresistschicht, um die Photomaske 230 auszubilden. Wie dargestellt, können sich die TFR-Schicht 171, die Isolierschicht 123 und die Photomaske 230 jeweils in das Innenvolumen 136 des Bodenelektrodenbechers 128 erstrecken.Next, as in 6 shown, the process continues with the deposition of a TFR layer 171, followed by the deposition of an insulator layer 123, followed by the deposition and patterning of a photoresist layer to form the photomask 230. As shown, the TFR layer 171, the insulating layer 123, and the photomask 230 may each extend into the interior volume 136 of the bottom electrode cup 128.

Die TFR-Schicht 171 kann einen dünnen Film aufweisen, z.B. mit einer Dicke im Bereich von 50 Å bis 200 Å, der z.B. SiCCr, SiCr, TaN, NiCr, AlNiCr oder TiNiCr aufweist. Die Isolierschicht 123 kann SiN mit einer Dicke im Bereich von 200 Å -1000 Å oder etwa 500 Å aufweisen, das als MIM-Isolator für den MIM-Kondensator 104 und auch als TFR-Schutzkappe für den TFR 106 fungiert, wie unten in Bezug auf die 7A-7B erläutert. In anderen Ausführungsformen kann die Isolatorschicht 123 ein dielektrisches Material mit hohem k-Wert aufweisen, d. h. mit einer Dielektrizitätskonstante von mehr als 3,6, z. B. Al2O3, ZrO2, HfO2, ZrSiOx, HfSiOx, HfAlOx oder Ta2O5, das durch Atomlagenabscheidung (ALD) oder ein anderes geeignetes Abscheidungsverfahren abgeschieden wird.The TFR layer 171 may comprise a thin film, for example with a thickness in the range of 50 Å to 200 Å, comprising, for example, SiCCr, SiCr, TaN, NiCr, AlNiCr or TiNiCr. The insulating layer 123 may comprise SiN with a thickness in the range of 200 Å -1000 Å or about 500 Å, which acts as an MIM insulator for the MIM capacitor 104 and also as a TFR protective cap for the TFR 106, as described below in relation to the 7A-7B explained. In other embodiments, the insulator layer 123 may comprise a high-k dielectric material, ie, with a dielectric constant greater than 3.6, e.g. B. Al 2 O 3 , ZrO 2 , HfO 2 , ZrSiO x , HfSiO x , HfA lO x or Ta2O 5 deposited by atomic layer deposition (ALD) or other suitable deposition method.

Als Nächstes wird, wie in 7A (Seitenansicht im Querschnitt) und 7B (Draufsicht) gezeigt, eine Ätzung durchgeführt, um Teile der Isolatorschicht 123 und der darunter liegenden TFR-Schicht 171 zu entfernen, die nicht durch die Photomaske 230 geschützt sind (siehe 6), und die verbleibenden Teile der Photomaske 230 können dann durch einen Lackabstreifen oder einen anderen geeigneten Entfernungsprozess entfernt werden. Die resultierenden Teile der TFR-Schicht 171 bilden das TFR-Element 172 des TFR 106 und den TFR-Schichtbereich 148 des MIM-Kondensators 104. Die dabei entstehenden Teile der Isolatorschicht 123 bilden die becherförmige MIM-Isolator 124 des MIM-Kondensators 104 und die TFR-Isolatorkappe 176 über dem TFR Element 172 aus. Der MIM-Isolator 124 ist becherförmig und weist vier vertikal verlaufende Isolatorseitenwände 142 auf, die sich von der lateral verlaufenden Isolatorbecherbasis 140 nach oben erstrecken, sowie einen oberen Isolatorflansch 144, der sich lateral von der Oberseite jeder vertikal verlaufenden Isolatorseitenwand 142 erstreckt.Next, as in 7A (side view in cross section) and 7B (Top view), an etching is performed to remove portions of the insulator layer 123 and the underlying TFR layer 171 that are not protected by the photomask 230 (see 6 ), and the remaining portions of the photomask 230 can then be removed by resist stripping or other suitable removal process. The resulting parts of the TFR layer 171 form the TFR element 172 of the TFR 106 and the TFR layer region 148 of the MIM capacitor 104. The resulting parts of the insulator layer 123 form the cup-shaped MIM insulator 124 of the MIM capacitor 104 and the TFR insulator cap 176 over the TFR element 172. The MIM insulator 124 is cup-shaped and includes four vertically extending insulator sidewalls 142 that extend upwardly from the laterally extending insulator cup base 140 and an upper insulator flange 144 that extends laterally from the top of each vertically extending insulator sidewall 142.

Nun können , wie in 8 gezeigt, mehrere leitende Elemente 184 gleichzeitig in der Metallschicht Mx+1 (d.h. durch Teile der Metallschicht Mx+1 definiert) über dem IMD-Bereich 190 ausgebildet werden. Zu den leitenden Elementen 184 können der obere Verbindungsdraht 112 für die Verbindungsstruktur 102, die obere MIM-Elektrode 122 und das Bodenelektrodenanschlusspad 160 des MIM-Kondensators 104 sowie die TFR-Metallkappe 178 gehören, die über der TFR-Isolatorkappe 176 und dem darunter liegenden TFR-Element 172 ausgebildet werden.Now you can, as in 8th shown, multiple conductive elements 184 are simultaneously formed in the metal layer M x + 1 (ie, defined by parts of the metal layer M x + 1 ) over the IMD region 190. The conductive elements 184 may include the top bonding wire 112 for the interconnect structure 102, the top MIM electrode 122 and the bottom electrode pad 160 of the MIM capacitor 104, and the TFR metal cap 178 that overlies the TFR insulator cap 176 and the underlying TFR -Element 172 can be formed.

Um leitende Elemente 184 auszubilden, wird Metallschicht Mx+1, z. B. aus Aluminium, Kupfer oder einem anderen Metall, auf die Struktur 100 aufgebracht, die sich bis in das Innenvolumen 136 des Bodenelektrodenbechers 128 erstreckt. Die Metallschicht Mx+1 kann dann gemustert (z. B. mit einem Photoresist) und geätzt werden, um leitende Elemente 184 zu definieren, einschließlich des oberen Verbindungsdrahtes 112, der oberen MIM-Elektrode 122, des Bodenelektrodenanschlusspads 160 und TFR-Metallkappe 178. In anderen Ausführungsformen kann die Metallschicht Mx+1 eine Verbindungsschicht (z. B. eine Kupfer- oder Aluminiumverbindung) sein, die in beliebiger Tiefe in der integrierten Schaltungsstruktur 100 ausgebildet ist.To form conductive elements 184, metal layer M x+1 , e.g. B. made of aluminum, copper or another metal, applied to the structure 100, which extends into the inner volume 136 of the bottom electrode cup 128. The metal layer M In other embodiments, the metal layer Mx +1 may be an interconnect layer (e.g., a copper or aluminum interconnect) formed at any depth in the integrated circuit structure 100.

Als Nächstes kann, wie in 9 gezeigt, eine Passivierungsschicht 186 über den in der Metallschicht Mx+1 gebildeten leitenden Elementen 184 ausgebildet werden. Die Passivierungsschicht 186 kann als Mehrschichtabscheidung ausgebildet werden, z. B. durch Abscheidung von 1,1 µm dickem Siliziumoxid durch ein chemisches Gasphasenabscheidungsverfahren mit hoher Plasmadichte (HDP), gefolgt von der Abscheidung eines 1 µm dicken Siliziumoxynitridschicht (SiON) durch plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD). Die Passivierungsschicht 186 kann dann strukturiert und geätzt werden, um den oberen Verbindungsdraht 112 freizulegen, z. B. in Ausführungsformen, in denen der obere Verbindungsdraht 112 als Bondpad dient.Next, as in 9 shown, a passivation layer 186 can be formed over the conductive elements 184 formed in the metal layer M x +1 . The passivation layer 186 can be formed as a multilayer deposition, e.g. B. by deposition of 1.1 µm thick silicon oxide by a high plasma density chemical vapor deposition (HDP) process, followed by the deposition of a 1 µm thick silicon oxynitride (SiON) layer by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). The passivation layer 186 can then be patterned and etched to expose the top interconnect wire 112, e.g. B. in embodiments in which the upper connecting wire 112 serves as a bond pad.

Wie bereits erwähnt, kann die IC-Struktur 100 zwischen zwei beliebigen Metallschichten Mx und Mx+1 (die jeweils Kupfer, Aluminium oder ein anderes Metall aufweisen) ausgebildet werden, wobei erste leitende Elemente 180, die erste Komponenten der Verbindungsstruktur 102, des MIM-Kondensators 104 und des TFR 106 definieren, in der Metallschicht Mx ausgebildet werden, und zweite leitende Elemente 184, die zweite Komponenten der Verbindungsstruktur 102, des MIM-Kondensators 104 und des TFR 106 definieren, in der Metallschicht Mx+1 ausgebildet werden. In dem in den 1-9 gezeigten Beispiel, das oben diskutiert wurde, können die leitenden Elemente 180 in der Metallschicht Mx durch ein Damaszener-Verfahren (z. B. zur Herstellung von Kupferdamaszener-Elementen) ausgebildet werden. Ein weiteres Beispiel: Die leitenden Elemente 180 in der Metallschicht Mx können durch Abscheiden, Strukturieren und Ätzen einer Metallschicht, z. B. aus Kupfer oder Aluminium, ausgebildet werden. Ein weiteres Beispiel ist, wie nachstehend unter Bezugnahme auf 10 erläutert, dass die Metallschicht Mx eine silizidierte Polysiliziumschicht sein kann, in der jedes leitende Element 180 (einschließlich der Verbindungselemente 110, Bodenelektrodenplatte 126 und TFR-Köpfe 170) einen Metallsilizidbereich aufweist, der auf einem entsprechenden Polysiliziumbereich ausgebildet ist.As already mentioned, the IC structure 100 can be formed between any two metal layers Mx and Mx +1 (each comprising copper, aluminum or another metal), with first conductive elements 180, the first components of the interconnection structure 102, des MIM capacitor 104 and TFR 106 are formed in the metal layer M become. In the in the 1-9 In the example shown discussed above, the conductive elements 180 may be formed in the metal layer M x by a damascene process (e.g., for producing copper damascene elements). Another example: The conductive elements 180 in the metal layer M x can be made by depositing, structuring and etching a metal layer, e.g. B. made of copper or aluminum. Another example is as referred to below 10 explains that the metal layer M

10 zeigt eine laterale Querschnittsansicht einer Beispiel-IC-Struktur 100', die der oben beschriebenen Beispiel-IC-Struktur 100 ähnlich ist und bei der die untere Metallschicht Mx eine silizidierte Polysiliziumschicht gemäß einer Beispielsausführungsform aufweist. Die IC-Struktur 100' weist Verbindungsstruktur 102', MIM-Kondensator 104' und TFR 106' auf, die der oben beschriebenen Verbindungsstruktur 102, dem MIM-Kondensator 104 und dem TFR 106 der IC-Struktur 100 ähnlich sein können, mit Ausnahme des Aufbaus der leitenden Elemente 180', die in der unteren Metallschicht Mx ausgebildet werden, einschließlich des unteren Verbindungsdrahtes 110', der Bodenelektrodenplatte 126' und der TFR-Köpfe 170'. Insbesondere können die leitenden Elemente 180' durch Abscheiden, Strukturieren und Ätzen einer Polysiliziumschicht ausgebildet werden, um diskrete Polysiliziumelemente 250a-250c zu definieren, gefolgt von der Ausbildung eines leitenden Silizidbereichs 252a-252c auf jedem Polysiliziumelement 250a-250c, z. B. durch ein selbstausrichtendes Salizidverfahren. Die leitfähigen Silizidbereiche 252a-252c können Titansilicid, Kobaltsilicid oder Nickelsilizid mit einer Dicke im Bereich von 100-500 Å aufweisen. Wie gezeigt, ist der untere Verbindungsdraht 110' durch das Polysiliziumelement 250a mit dem leitfähigen Silizidbereich 252a definiert, die Bodenelektrodenplatte 126' ist durch das Polysiliziumelement 250b mit dem leitfähigen Silizidbereich 252b definiert, und jeder TFR-Kopf 170' ist durch einen entsprechenden Polysiliziumelement 250c mit leitfähigem Silizidbereich 252c definiert. 10 shows a lateral cross-sectional view of an example IC structure 100' similar to the example IC structure 100 described above and in which the bottom metal layer Mx comprises a silicided polysilicon layer according to an example embodiment. The IC structure 100' includes interconnection structure 102', MIM capacitor 104' and TFR 106', which may be similar to the above-described interconnection structure 102, MIM capacitor 104 and TFR 106 of IC structure 100, except for Structure of the conductive elements 180' formed in the lower metal layer M x including the lower bonding wire 110', the bottom electrode plate 126' and the TFR heads 170'. In particular, the conductive elements 180' can be formed by depositing, patterning and etching a polysilicon layer be formed to define discrete polysilicon elements 250a-250c, followed by the formation of a conductive silicide region 252a-252c on each polysilicon element 250a-250c, e.g. B. through a self-aligning salicide process. The conductive silicide regions 252a-252c may include titanium silicide, cobalt silicide, or nickel silicide with a thickness in the range of 100-500 Å. As shown, the lower bonding wire 110' is defined by the polysilicon element 250a with the conductive silicide region 252a, the bottom electrode plate 126' is defined by the polysilicon element 250b with the conductive silicide region 252b, and each TFR head 170' is defined by a corresponding polysilicon element 250c conductive silicide region 252c defined.

Obwohl die Metallsilizidbereiche 252a-252c im Vergleich zu den darunter liegenden Polysiliziumelementen 250a-250c sehr dünn sein können, definiert die silizidierte Polysiliziumschicht (einschließlich des unteren Verbindungsdrahtes 110', der Bodenelektrodenplatte 126' und der TFR-Köpfe 170') für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung eine untere Metallschicht Mx. In diesem Ausführungsbeispiel kann die silizidierte Polysiliziumschicht Mx eine Schicht M0 (mit x=0) unter einer ersten Metallverbindungsschicht M1 (mit Mx+1 = Mi) ausbilden, die oft als Metall-1-Schicht bezeichnet wird.Although the metal silicide regions 252a-252c may be very thin compared to the underlying polysilicon elements 250a-250c, the silicided polysilicon layer (including the bottom bonding wire 110', the bottom electrode plate 126' and the TFR heads 170') defines for purposes herein Disclosure of a lower metal layer M x . In this embodiment , the silicided polysilicon layer M

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 63161492 [0001]US 63161492 [0001]

Claims (20)

Integrierte Schaltungsstruktur, die aufweist: (a) einen Metall-Isolator-Metall- (MIM-) Kondensator, der aufweist: eine MIM-Bodenelektrode, die aufweist: eine Bodenelektrodenplatte, die in einer ersten Metallschicht ausgebildet ist; und einen Bodenelektrodenbecher, der eine sich lateral erstreckende Basis des Bodenelektrodenbechers und eine Vielzahl von sich vertikal erstreckenden Seitenwänden des Bodenelektrodenbechers aufweist, die sich von der Basis des Bodenelektrodenbechers nach oben erstrecken; eine obere MIM-Elektrode, die in einer zweiten Metallschicht über der ersten Metallschicht ausgebildet ist; und einen MIM-Isolator, der aufweist: eine Isolatorbasis, die zwischen der oberen MIM-Elektrode und der Basis des Bodenelektrodenbechers angeordnet ist; und eine Vielzahl von vertikal verlaufenden Isolatorseitenwänden, die jeweils zwischen der oberen MIM-Elektrode und einer entsprechenden Seitenwand des Bodenelektrodenbechers angeordnet sind; und (b) einen Dünnschichtwiderstand (TFR), der aufweist: ein Paar von TFR-Köpfen, die in der ersten Metallschicht ausgebildet sind; und ein TFR-Element, das mit jedem TFR-Kopf über einen TFR-Kontaktdurchgang verbunden ist.Integrated circuit structure comprising: (a) a metal-insulator-metal (MIM) capacitor comprising: a MIM ground electrode that has: a bottom electrode plate formed in a first metal layer; and a bottom electrode cup having a laterally extending base of the bottom electrode cup and a plurality of vertically extending side walls of the bottom electrode cup extending upwardly from the base of the bottom electrode cup; a MIM top electrode formed in a second metal layer over the first metal layer; and a MIM insulator that has: an insulator base disposed between the top MIM electrode and the base of the bottom electrode cup; and a plurality of vertically extending insulator sidewalls each disposed between the top MIM electrode and a corresponding sidewall of the bottom electrode cup; and (b) a thin film resistor (TFR) comprising: a pair of TFR heads formed in the first metal layer; and a TFR element connected to each TFR head via a TFR contact via. Integrierte Schaltungsstruktur nach Anspruch 1, wobei der MIM-Isolator becherförmig ist.Integrated circuit structure according to Claim 1 , where the MIM insulator is cup-shaped. Integrierte Schaltungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der TFR-Kontaktdurchgang und die sich vertikal erstreckenden Seitenwände des Bodenelektrodenbechers in einem dielektrischen Bereich zwischen der ersten Metallschicht und der zweiten Metallschicht ausgebildet sind.Integrated circuit structure according to one of the Claims 1 until 3 , wherein the TFR contact via and the vertically extending sidewalls of the bottom electrode cup are formed in a dielectric region between the first metal layer and the second metal layer. Integrierte Schaltungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: der TFR eine auf dem TFR-Element ausgebildete TFR-Isolatorkappe aufweist; und die TFR-Isolatorkappe und der MIM-Isolator in einer Isolatorschicht ausgebildet sind.Integrated circuit structure according to one of the Claims 1 until 3 , wherein: the TFR includes a TFR insulator cap formed on the TFR element; and the TFR insulator cap and the MIM insulator are formed in an insulator layer. Integrierte Schaltungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die weiterhin eine Verbindungsstruktur aufweist, die aufweist: einen unteren Verbindungsdraht, der in der ersten Metallschicht ausgebildet ist; und einen oberen Verbindungsdraht, der in der zweiten Metallschicht ausgebildet und durch mindestens ein Verbindungsdurchgang mit dem unteren Verbindungsdraht verbunden ist.Integrated circuit structure according to one of the Claims 1 until 4 , further comprising a connection structure comprising: a lower connection wire formed in the first metal layer; and an upper connection wire formed in the second metal layer and connected to the lower connection wire through at least one connection via. Integrierte Schaltungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der MIM-Kondensator weiterhin ein unteres Elektrodenanschlusspad aufweist, das durch mindestens einen Durchgang mit der Bodenelektrodenplatte verbunden ist; und wobei das Bodenelektrodenanschlusspad in der zweiten Metallschicht oberhalb der ersten Metallschicht ausgebildet ist.Integrated circuit structure according to one of the Claims 1 until 5 , wherein the MIM capacitor further includes a bottom electrode pad connected to the bottom electrode plate through at least one via; and wherein the bottom electrode pad is formed in the second metal layer above the first metal layer. Integrierte Schaltungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der TFR-Kontaktdurchgang, der den TFR-Film mit jedem TFR-Kopf verbindet, eine Breite in einer ersten lateralen Richtung und eine Länge in einer zweiten lateralen Richtung mit mindestens dem Fünffachen der Breite in der ersten lateralen Richtung aufweist.Integrated circuit structure according to one of the Claims 1 until 6 , wherein the TFR contact via connecting the TFR film to each TFR head has a width in a first lateral direction and a length in a second lateral direction at least five times the width in the first lateral direction. Integrierte Schaltungsstruktur, die aufweist: eine Verbindungsstruktur, die aufweist: einen unteren Verbindungsdraht; und einen oberen Verbindungsdraht, der mit dem unteren Verbindungsdraht verbunden ist; einen Metall-Isolator-Metall- (MIM-) Kondensator, der aufweist: eine Bodenelektrodenplatte; eine obere MIM-Elektrode; und einen MIM-Isolator, der zwischen der oberen MIM-Elektrode und der MIM-Bodenelektrodenplatte angeordnet ist; und einen Dünnschichtwiderstand (TFR), der aufweist: ein Paar TFR-Köpfe; und ein TFR-Element, das mit dem Paar TFR-Köpfe verbunden ist; wobei der untere Verbindungsdraht, die Bodenelektrodenplatte und das Paar von TFR-Köpfen in einer ersten Metallschicht ausgebildet ist; und wobei der obere Verbindungsdraht und die obere MIM-Elektrode in einer zweiten Metallschicht über der ersten Metallschicht ausgebildet sind.Integrated circuit structure comprising: a connection structure that has: a bottom connecting wire; and an upper connection wire connected to the lower connection wire; a metal-insulator-metal (MIM) capacitor comprising: a bottom electrode plate; a MIM top electrode; and a MIM insulator disposed between the MIM top electrode and the MIM bottom electrode plate; and a thin film resistor (TFR) that has: a pair of TFR heads; and a TFR element connected to the pair of TFR heads; wherein the lower connecting wire, the bottom electrode plate and the pair of TFR heads are formed in a first metal layer; and wherein the upper bonding wire and the upper MIM electrode are formed in a second metal layer over the first metal layer. Integrierte Schaltungsstruktur nach Anspruch 8, wobei der MIM-Kondensator weiterhin ein unteres Elektrodenanschlusspad aufweist, das in der zweiten Metallschicht ausgebildet und durch einen Durchgang mit der Bodenelektrodenplatte verbunden ist.Integrated circuit structure according to Claim 8 , wherein the MIM capacitor further includes a bottom electrode pad formed in the second metal layer and connected to the bottom electrode plate through a via. Integrierte Schaltungsstruktur nach einem der Ansprüche 8 bis 9, wobei: der MIM-Kondensator einen Bodenelektrodenbecher aufweist, der auf der Bodenelektrodenplatte ausgebildet ist, wobei der Bodenelektrodenbecher aufweist: eine sich lateral erstreckende Bodenelektrodenbasis, die auf der Bodenelektrodenplatte ausgebildet ist; und eine Vielzahl von sich vertikal erstreckenden Bodenelektrodenbecherseitenwänden, der MIM-Isolator und die obere MIM-Elektrode sind zumindest teilweise in einem Innenvolumen des Bodenelektrodenbechers angeordnet.Integrated circuit structure according to one of the Claims 8 until 9 , wherein: the MIM capacitor includes a bottom electrode cup formed on the bottom electrode plate, the bottom electrode cup including: a laterally extending bottom electrode base formed on the bottom electrode plate; and a plurality of vertically extending bottom electrode cup sidewalls, the MIM insulator and the MIM top electrode at least partially arranged in an internal volume of the bottom electrode cup. Integrierte Schaltungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die erste Metallschicht eine Verbindungsschicht ist, die Kupfer oder Aluminium aufweist, und die zweite Metallschicht Aluminium aufweist.Integrated circuit structure according to one of the Claims 1 until 10 , wherein the first metal layer is a connection layer comprising copper or aluminum, and the second metal layer comprises aluminum. Integrierte Schaltungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die erste Metallschicht eine silizidierte Polysiliziumschicht mit einem Metallsilizidbereich aufweist, der auf jedem einer Vielzahl von Polysiliziumbereichen ausgebildet ist.Integrated circuit structure according to one of the Claims 1 until 10 , wherein the first metal layer comprises a silicided polysilicon layer having a metal silicide region formed on each of a plurality of polysilicon regions. Verfahren zur Ausbildung einer integrierten Schaltungsstruktur mit einem Metall-Isolator-Metall- (MIM-) Kondensator und einem Dünnschichtwiderstand (TFR), wobei das Verfahren aufweist: Ausbilden einer Vielzahl erster leitender Elemente in einer ersten Metallschicht, wobei die Vielzahl erster leitender Elemente aufweist: eine MIM-Bodenelektrodenplatte, und erste und zweite TFR-Köpfe; Ausbilden eines TFR-Elements, das sowohl mit den ersten und zweiten TFR-Köpfen leitend verbunden ist; Ausbilden einer Isolatorschicht über der ersten Metallschicht, um zu definieren: einen MIM-Isolator; und eine TFR-Isolierkappe über dem TFR-Element; und Ausbilden einer Vielzahl von zweiten leitenden Elementen in einer zweiten Metallschicht über der ersten Metallschicht, wobei die Vielzahl von zweiten leitenden Elementen eine obere MIM-Elektrode aufweist; wobei der MIM-Isolator zwischen der MIM-Bodenelektrodenplatte und der oberen MIM-Elektrode ausgebildet ist.A method of forming an integrated circuit structure with a metal-insulator-metal (MIM) capacitor and a thin film resistor (TFR), the method comprising: Forming a plurality of first conductive elements in a first metal layer, the plurality of first conductive elements comprising: a MIM bottom electrode plate, and first and second TFR heads; forming a TFR element conductively connected to both the first and second TFR heads; Forming an insulator layer over the first metal layer to define: a MIM insulator; and a TFR insulating cap over the TFR element; and forming a plurality of second conductive elements in a second metal layer over the first metal layer, the plurality of second conductive elements having a MIM top electrode; wherein the MIM insulator is formed between the MIM bottom electrode plate and the MIM top electrode. Verfahren nach Anspruch 13, das weiterhin das Ausbilden mehrerer sich vertikal erstreckender Seitenwände der MIM-Bodenelektrode aufweist, die sich oberhalb der MIM-Bodenelektrodenplatte nach oben erstrecken; wobei der MIM-Isolator mehrere sich vertikal erstreckende Isolatorseitenwände aufweist, die jeweils neben einer vertikal verlaufenden MIM-Bodenelektrodenseitenwand ausgebildet werden.Procedure according to Claim 13 , further comprising forming a plurality of vertically extending sidewalls of the MIM bottom electrode extending upwardly above the MIM bottom electrode plate; wherein the MIM insulator has a plurality of vertically extending insulator sidewalls, each formed adjacent a vertically extending MIM bottom electrode sidewall. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 14, wobei nach dem Ausbilden der Vielzahl von leitenden Elementen in der ersten Metallschicht und vor dem Ausbilden des TFR-Elements gleichzeitiges Ausbilden erfolgt: (a) sich vertikal erstreckender MIM-Bodenelektrodenseitenwände oberhalb der MIM-Bodenelektrodenplatte; und (b) eines ersten TFR-Kontaktdurchgangs, der leitend mit dem ersten TFR-Kopf verbunden ist, und eines zweiten TFR-Kontaktdurchgangs, der leitend mit dem zweiten TFR-Kopf verbunden ist; wobei das TFR-Element über den ersten TFR-Kontaktdurchgang leitend mit dem ersten TFR-Kopf und über den zweiten TFR-Kontaktdurchgang leitend mit dem zweiten TFR-Kopf verbunden ist.Procedure according to one of the Claims 13 until 14 , wherein after forming the plurality of conductive elements in the first metal layer and before forming the TFR element, there is simultaneously forming: (a) vertically extending MIM bottom electrode sidewalls above the MIM bottom electrode plate; and (b) a first TFR contact via conductively connected to the first TFR head and a second TFR contact via conductively connected to the second TFR head; wherein the TFR element is conductively connected to the first TFR head via the first TFR contact via and to the second TFR head via the second TFR contact via. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Vielzahl von zweiten leitenden Elementen weiterhin ein MIM-Bodenelektrodenanschlusspad aufweist, das mit der MIM-Bodenelektrodenplatte durch zumindest einen MIM-Bodenelektrodenanschlusspaddurchgang verbunden ist.Procedure according to one of the Claims 13 until 15 , wherein the plurality of second conductive elements further comprises a MIM bottom electrode pad connected to the MIM bottom electrode plate through at least one MIM bottom electrode pad via. Verfahren nach Anspruch 16, das nach dem Ausbilden der Vielzahl von leitenden Elementen in der ersten Metallschicht und vor dem Ausbilden des TFR-Elements weiterhin gleichzeitiges Ausbilden aufweist: (a) sich vertikal erstreckender MIM-Bodenelektrodenseitenwänden oberhalb der MIM-Bodenelektrodenplatte; und (b) eines ersten TFR-Kontaktdurchgangs, der leitend mit dem ersten TFR-Kopf verbunden ist, und eines zweiten TFR-Kontaktdurchgangs, der leitend mit dem zweiten TFR-Kopf verbunden ist; und (c) des zumindest einen MIM-Bodenelektrodeanschlusspaddurchgangs.Procedure according to Claim 16 which, after forming the plurality of conductive elements in the first metal layer and before forming the TFR element, further comprises simultaneously forming: (a) vertically extending MIM bottom electrode sidewalls above the MIM bottom electrode plate; and (b) a first TFR contact via conductively connected to the first TFR head and a second TFR contact via conductively connected to the second TFR head; and (c) the at least one MIM bottom electrode pad via. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, welches das Ausbilden eines MIM-Bodenelektrodenbechers auf der MIM-Bodenelektrodenplatte aufweist, wobei der MIM-Bodenelektrodenbecher aufweist: eine sich lateral erstreckenden Bodenelektrodenbecherbasis; und mehrere sich vertikal erstreckende Bodenelektrodenbecherseitenwände; wobei der MIM-Isolator und die obere MIM-Elektrode zumindest teilweise in einem Innenvolumen des MIM-Bodenelektrodenbechers ausgebildet werden.Procedure according to one of the Claims 13 until 17 , which includes forming a MIM bottom electrode cup on the MIM bottom electrode plate, the MIM bottom electrode cup comprising: a laterally extending bottom electrode cup base; and a plurality of vertically extending bottom electrode cup sidewalls; wherein the MIM insulator and the MIM top electrode are at least partially formed in an interior volume of the MIM bottom electrode cup. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei: die Vielzahl der ersten leitenden Elemente außerdem einen unteren Verbindungsdraht aufweist; und die Vielzahl der zweiten leitenden Elemente weiterhin einen oberen Verbindungsdraht aufweist, der mit dem unteren Verbindungsdraht durch mindestens einen Verbindungsdurchgang verbunden ist.Procedure according to one of the Claims 13 until 18 , wherein: the plurality of first conductive elements further comprises a lower connecting wire; and the plurality of second conductive elements further comprises an upper connection wire connected to the lower connection wire through at least one connection via. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei: das Ausbilden des TFR-Elements das Abscheiden und Strukturieren einer TFR-Schicht aufweist zum Ausbilden: (a) des TFR-Elements; und (b) eines TFR-Schichtbereichs oberhalb der MIM-Bodenelektrodenplatte; und wobei der MIM-Isolator auf dem TFR-Schichtbereich ausgebildet wird.Procedure according to one of the Claims 13 until 19 , wherein: forming the TFR element comprises depositing and patterning a TFR layer to form: (a) the TFR element; and (b) a TFR layer region above the MIM bottom electrode plate; and wherein the MIM insulator is formed on the TFR layer region.
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