專利名稱：電容器的連線結(jié)構(gòu)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路(Integrated Circiut；IC)的制造方法，特別是涉及一種電容器(Capacitor)的連線結(jié)構(gòu)(Interconnection Structure)的制造方法。
電感(Inductor)與電容器是射頻元件(RF Device)中的振蕩電路(Oscillation Circuit)的主要元件。在一般的振蕩電路中，電容器采用金屬-絕緣層-金屬(MIMMetal-Insulator-Metal)的堆疊結(jié)構(gòu)，其中包括金屬下電極板(Bottom Metal Electrode Plate)、金屬間介電層(Inter-Metal Dielectric；IMD)與金屬上電極板(Top Metal Electrode Plate)，其中金屬下電極板與基底電連接，金屬上電極板須與其上的另一金屬層電連接?，F(xiàn)有的電容器連線結(jié)構(gòu)的制造方法略述如下。
請參照
圖1A，首先提供基底100，此基底100上已形成有電容器110，且此電容器110是由金屬下電極板112、位于金屬下電極板112上的金屬間介電層(Inter-metal Dielectric；IMD)114，及位于金屬間介電層114上的金屬上電極板116所構(gòu)成。接著在基底100與金屬上電極板116上覆蓋介電層(Dielectric Layer)130。
請參照圖1B，接著在介電層130中形成介層洞(Via Hole)140，以暴露出部分的金屬上電極板116，再于介層洞140中填入金屬材料，以形成插塞150。最后在介電層130上形成與插塞150相連的圖案化的金屬層160即完成。
然而，上述現(xiàn)有的電容器連線結(jié)構(gòu)的制造方法卻會使電容器110的Q值(Quality Factor)降低，即使電容器的品質(zhì)降低，其原因解釋如下。依定義，電容器的Q值＝電極板儲存的電能/損耗的能量，其中損耗的能量為金屬下電極板112、金屬上電極板116、插塞150與金屬層160各自所造成的能量損耗的總合。由于插塞150的截面積很小，電阻很大，使得插塞150部分損耗許多能量；再加上高頻操作時容易產(chǎn)生所謂的表層效應(yīng)(Skin Effect)，即是大部分的電流會集中在插塞150的表層，使得電容器的電阻更為增加，能量損耗更多，而導致Q值降低。
現(xiàn)有的解決方法是增加金屬層160(圖1B)的厚度，以減小金屬層160的電阻，即減少損耗的能量，從而提高電容器的Q值。然而，因為能量損耗最大的插塞150的阻值還是很大，故現(xiàn)有的解決方法的效果不佳。
本發(fā)明的目的在于提供一種電容器的連線結(jié)構(gòu)的制造方法，以解決上述問題。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，即提供一種電容器的連線結(jié)構(gòu)的制造方法，其步驟如下首先提供一基底，此基底上已形成有一電容器，且此電容器是由一金屬下電極板、位于金屬下電極板上的一金屬間介電層，以及位于金屬間介電層上的一金屬上電極板所構(gòu)成，其中金屬下電極板與基底電連接。接著于基底與金屬上電極板上形成一旋涂式介電層(Spin-on DielectricLayer)，使基底上方的旋涂式介電層的厚度大于金屬上電極板上方的旋涂式介電層的厚度。然后回蝕此旋涂式介電層，以使金屬上電極板的表面暴露出來，再于旋涂式介電層與金屬上電極板上形成圖案化的一金屬層，此金屬層的下表面直接與金屬上電極板的上端接觸。
另外，在上述本發(fā)明的電容器連線結(jié)構(gòu)的制造方法中，如果有一電感(Inductor)與此電容器位于同一層，則可在回蝕此旋涂式介電層時將電感的表面暴露出來，并在形成連接電容器的金屬層時，同時形成與此電感連接的圖案化的另一金屬層，此連接電感的另一金屬層的下表面直接與電感的上端接觸。此同時制造電容器的連線結(jié)構(gòu)與電感的連線結(jié)構(gòu)的方法將在本發(fā)明的較佳實施例中作說明。
本發(fā)明還提出一種電容器的連線結(jié)構(gòu)，適用于一基底，此基底上具有一電容器，且此電容器是由與基底電連接的一金屬下電極板，位于金屬下電極板上的一金屬間介電層，及位于金屬間介電層上的金屬上電極板所構(gòu)成。此連線結(jié)構(gòu)中包括一旋涂式介電層與圖案化的一金屬層，其中旋涂式介電層覆蓋于金屬上電極板以外的基底上，且金屬層位于旋涂式介電層與金屬上電極板上，此金屬層的下表面直接與金屬上電極板的上端接觸。
如上所述，由本發(fā)明的電容器連線結(jié)構(gòu)的制造方法所得的電容器連線結(jié)構(gòu)中，金屬層直接與金屬上電極板接觸，中間并無高電阻的插塞，故此電容器的損耗能量可大為降低，而能提高電容器的Q值。而且，即使是在表層效應(yīng)發(fā)生的情形下，由于金屬層的截面積遠大于插塞，故其能量損耗也會比插塞造成的能量損耗小很多。另外，在電容器的同層尚有一電感，且此電感的連線結(jié)構(gòu)與電容器的連線結(jié)構(gòu)同時制作時，則因連接電感的金屬層直接與電感接觸，而能減少電感及“與電感連線的金屬層”之間的電阻，并提高電感的Q值。
下面結(jié)合附圖，詳細說明本發(fā)明的實施例，其中圖1A-圖1B為現(xiàn)有電容器的連線結(jié)構(gòu)的制造方法流程剖面示意圖；圖2A-圖2D為本發(fā)明較佳實施例中，同時制造電容器的連線結(jié)構(gòu)與電感的連線結(jié)構(gòu)的方法的流程剖面示意圖。圖示的標號說明100、200基底(Substrate)110、210電容器(Capacitor)112、212金屬下電極板(Bottom Metal Electrode Plate)114、214金屬間介電層(Inter-Metal Dielectric；IMD)116、216金屬上電極板(Top Metal Electrode Plate)130介電層(Dielectric Layer)140介層洞(Via Hole)150插塞(Plug)160金屬層(Metal Layer)220電感(Inductor)230旋涂式介電層(Spin-on Dielectric Layer)240a、240b第一金屬層、第二金屬層250光致抗蝕劑層(Photoresist Layer)請參照圖2A，首先提供基底200，此基底200上已形成有位于同層的電容器210與電感220。電容器210是由金屬下電極板212、金屬間介電層214與金屬上電極板216所構(gòu)成。其中，金屬下電極板212與基底200電連接，此金屬下電極板212的材質(zhì)例如為鋁(aluminum；Al)，且厚度介于6000至8000之間；金屬間介電層214位于金屬下電極板212上，此金屬間介電層214的厚度介于400至600之間；而金屬上電極板216位于金屬間介電層214上，此金屬上電極板216的材質(zhì)也例如為鋁，且厚度介于500至1000之間。另外，電感220的下端與基底200電連接，但電感220的形狀并非如圖2A所示的塊狀，而是呈圈狀(Coil)，這是因為此處所繪的僅為電感220的一部分而已。
請繼續(xù)參照圖2A，接著于基底200、金屬上電極板216與電感220上覆蓋旋涂式介電層230，此旋涂式介電層230的厚度足使基底200上方的旋涂式介電層230的厚度大于金屬上電極板216上方的旋涂式介電層230的厚度，并使基底200上方的旋涂式介電層230的厚度大于電感220上方的旋涂式介電層230的厚度。此旋涂式介電層230的材質(zhì)例如為HSQ(hydrogensilesquioxane)，而位于電容器210與電感220以外的基底200上的旋涂式介電層230的厚度介于7000至9000之間。
請參照圖2B，接著回蝕旋涂式介電層230，以將電感220的表面與金屬上電極板216的表面暴露出來。
請參照圖2C，接著在基底200上完全覆蓋一金屬層(未顯示，但此金屬層為圖2C中240a與240b的前身)，此時此金屬層的下表面即直接與電感220與金屬上電極板216的上端接觸。此金屬層的材質(zhì)例如為鋁(Al)，且其厚度介于16000至20000之間。然后在此金屬層上形成圖案化的光致抗蝕劑層250，再以光致抗蝕劑層250為掩模，蝕刻暴露出的金屬層，以形成直接連接金屬上電極板216的第一金屬層240a，同時形成直接連接電感220的第二金屬層240b。
請參照圖2D，接著去除光致抗蝕劑層250，即完成了本發(fā)明較佳實施例的電容器與電感的連線結(jié)構(gòu)。
如上所述，請參照圖2D，由本發(fā)明較佳實施例的電容器連線結(jié)構(gòu)制造方法所得的電容器連線結(jié)構(gòu)中，第一金屬層240a直接與金屬上電極板216接觸，且第二金屬層240b直接與電感220接觸，中間沒有高電阻的插塞。因此，電容器210與電感220的損耗能量可大為降低，而能提高電容器210與電感220的Q值。而且，即使是在表層效應(yīng)發(fā)生的情形下，由于金屬層240a(240b)的截面積遠大于插塞150(圖1B)，故其能量的損耗也會比插塞150所造成的能量損耗小很多。
雖然結(jié)合以上一較佳實施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求所界定的為準。
權(quán)利要求
1.一種電容器的連線結(jié)構(gòu)的制造方法，適用一基底上，包括下列步驟提供一基底，該基底上已形成有一電容器，該電容器是由一金屬下電極板、位于該金屬下電極板上的一金屬間介電層，及位于該金屬間介電層上的一金屬上電極板所構(gòu)成，其中該金屬下電極板與該基底電連接；在該基底與該金屬上電極板上形成一旋涂式介電層，使該基底上方的該旋涂式介電層的厚度大于該金屬上電極板上方的該旋涂式介電層的厚度；回蝕該旋涂式介電層，以將該金屬上電極板的表面暴露出來；以及在該旋涂式介電層與該金屬上電極板上形成圖案化的一金屬層，該金屬層的下表面直接與該金屬上電極板的上端接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的電容器的連線結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該旋涂式介電層的材質(zhì)包括HSQ(hydrogen silesquioxane)。
3.如權(quán)利要求1所述的電容器的連線結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該金屬下電極板的厚度介于6000至8000之間。
4.如權(quán)利要求1所述的電容器的連線結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該金屬間介電層的厚度介于400至600之間。
5.如權(quán)利要求1所述的電容器的連線結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該金屬上電極板的厚度介于500至1000之間。
6.如權(quán)利要求1所述的電容器的連線結(jié)構(gòu)的制造方法，其中在回蝕該旋涂式介電層之前，位于該電容器以外的基底上方的旋涂式介電層的厚度介于7000至9000之間。
7.如權(quán)利要求1所述的電容器的連線結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該金屬層的厚度介于16000至20000之間。
8.一種同時制造電容器的連線結(jié)構(gòu)與電感的連線結(jié)構(gòu)的方法，適用一基底上，包括下列步驟提供一基底，該基底上已形成有位于同層的一電容器與一電感，其中該電容器是由一金屬下電極板、位于該金屬下電極板上的一金屬間介電層，及位于該金屬間介電層上的一金屬上電極板所構(gòu)成，而該電感的下端與該金屬下電極板與該基底電連接；在該基底、該金屬上電極板與該電感上形成一旋涂式介電層，使該基底上方的旋涂式介電層的厚度大于該金屬上電極板上方的旋涂式介電層的厚度，并使該基底上方的旋涂式介電層的厚度大于該電感上方的旋涂式介電層的厚度；回蝕該旋涂式介電層，以將該電感與該金屬上電極板的表面暴露出來；以及在該旋涂式介電層上形成圖案化的一第一金屬層，該第一金屬層的下表面直接與該金屬上電極板的上端接觸，同時在該旋涂式介電層上形成圖案化一第二金屬層，該第二金屬層的下表面直接與該電感的上端接觸。
9.如權(quán)利要求8所述的同時制造電容器的連線結(jié)構(gòu)與電感的連線結(jié)構(gòu)的方法，其中該旋涂式介電層的材質(zhì)包括HSQ(hydrogen silesquioxane)。
10.如權(quán)利要求8所述的同時制造電容器的連線結(jié)構(gòu)與電感的連線結(jié)構(gòu)的方法，其中該金屬下電極板的厚度介于6000至8000之間。
11.如權(quán)利要求8所述的同時制造電容器的連線結(jié)構(gòu)與電感的連線結(jié)構(gòu)的方法，其中該金屬間介電層的厚度介于400至600之間。
12.如權(quán)利要求8所述的同時制造電容器的連線結(jié)構(gòu)與電感的連線結(jié)構(gòu)的方法，其中該金屬上電極板的厚度介于500至1000之間。
13.如權(quán)利要求8所述的同時制造電容器的連線結(jié)構(gòu)與電感的連線結(jié)構(gòu)的方法，其中在回蝕該旋涂式介電層之前，位于該電容器與該電感以外的基底上方的旋涂式介電層的厚度介于7000至9000之間。
14.如權(quán)利要求8所述的同時制造電容器的連線結(jié)構(gòu)與電感的連線結(jié)構(gòu)的方法，其中該第一金屬層與該第二金屬層的厚度都介于16000至20000之間。
15.一種電容器的連線結(jié)構(gòu)，適用于一基底，該基底上具有一電容器，且該電容器是由一金屬下電極板、位于該金屬下電極板上的一金屬間介電層，以及位于該金屬間介電層上的一金屬上電極板所構(gòu)成，其中該金屬下電極與該基底電連接一旋涂式介電層，其覆蓋于該金屬上電極板以外的基底上；以及一金屬層，其位于該旋涂式介電層上，該金屬層的下表面直接與該金屬上電極板的上端接觸。
16.如權(quán)利要求15所述的電容器的連線結(jié)構(gòu)，其中該旋涂式介電層的材質(zhì)包括HSQ(hydrogen silesquioxane)。
17.如權(quán)利要求15所述的電容器的連線結(jié)構(gòu)，其中該金屬下電極板的厚度介于6000至8000之間。
18.如權(quán)利要求15所述的電容器的連線結(jié)構(gòu)，其中該金屬間介電層的厚度介于400至600之間。
19.如權(quán)利要求15所述的電容器的連線結(jié)構(gòu)，其中該金屬上電極板的厚度介于500至1000之間。
20.如權(quán)利要求15所述的電容器的連線結(jié)構(gòu)，其中該金屬層的厚度介于16000至20000之間。
全文摘要
一種電容器的連線結(jié)構(gòu)的制造方法,先提供已形成電容器的基底,電容器由金屬下電極板、介電層及金屬上電極板所構(gòu)成,其中金屬下電極板與基底電連接。在基底與金屬上電極板上覆蓋旋涂式介電層,使基底上方旋涂式介電層的厚度大于金屬上電極板上方的旋涂式介電層的厚度?；匚g此旋涂式介電層,使金屬上電極板的表面暴露出來,再在旋涂式介電層與金屬上電極板上形成圖案化金屬層,此金屬層下表面直接與金屬上電極板上端接觸。
文檔編號H01L21/768GK1348201SQ0013045
公開日2002年5月8日 申請日期2000年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月13日
發(fā)明者周淳樸, 嚴以杰 申請人:聯(lián)華電子股份有限公司