集成电阻器的制作方法

本公开涉及电阻器，具体地涉及集成电阻器(例如，包括形成在电阻器盆中的电阻元件)。

背景技术：

1、金属膜电阻器(mfr)可形成为离散电阻器器件或另选地形成在集成电路中(称为集成mfr)。离散mfr通常形成为轴向电阻器，其中薄金属膜(电阻元件)溅射或以其他方式形成在圆柱形高纯度陶瓷体上。例如，电阻元件可包含镍铬(nicr)、锡和锑的合金、金和铂的合金、或氮化钽。离散mfr可提供宽范围的薄层电阻(例如，1ω至1mω)，并且通常具有良好的耐受性、稳定性和tcr(电阻温度系数)特征。另外，离散mfr通常表现出低噪声特性和高度线性的电阻电压系数(vcr)，这通常是有益的。因此，离散mfr通常用于需要严格公差、低温度系数和低噪声特性的电路中。

2、集成mfr(例如，集成薄膜电阻器(tfr))与离散mfr相比具有某些优势，包括更低的成本和小得多的形状因数。然而，集成mfr通常不提供离散mfr通常提供的高电流能力(例如，至少1a)或低薄层电阻(例如，低于1oωω/平方)。

3、需要改进的集成mfr，例如用于电流感测、有源滤波器、桥接电路和其他应用。

技术实现思路

1、提供了集成电阻器和形成集成电阻器的方法。一种集成电阻器可包括：电阻器盆，该电阻器盆由共形金属形成；电介质衬垫，该电介质衬垫形成在由该电阻器盆限定的电阻器盆内部开口中；和电阻元件，该电阻元件形成在该电阻器盆内部开口中的该电介质衬垫上方，其中该电介质衬垫使该电阻元件与该电阻器盆电绝缘。该电阻元件可包括一对电阻器头，该一对电阻器头由侧向延伸的电阻器主体连接，例如以限定该电阻元件的狗骨头形状。

2、本文所公开的集成电阻器可被称为金属膜电阻器(mfr)，尽管如本文所公开的集成电阻器的电阻元件可具有比某些常规mfr更大的厚度，因此具有更低的薄层电阻，并由此与此类常规mfr相比允许更高的载流能力。例如，在一些示例中，如本文所公开的集成电阻的电阻元件可具有至少0.5μm(例如，在0.5μm至2.0μm范围内)的竖直厚度。例如，如本文所公开的集成电阻器可具有低薄层电阻(例如，低于10ω/平方)和高电流能力(例如，高于1a)。

3、在一些示例中，集成电阻器可与其他ic结构(例如，互补金属氧化物半导体(cmos)晶体管结构)同时地形成，例如无需将任何掩模操作添加到基线/背景ic器件制造工艺。

4、一个方面提供了一种集成电阻器，该集成电阻器包括电阻器盆、电阻元件和电介质衬垫。该电阻器盆由共形金属形成，并且包括侧向延伸的盆基部和从该侧向延伸的盆基部向上延伸的竖直延伸的盆侧壁，其中该侧向延伸的盆基部和该竖直延伸的盆侧壁限定电阻器盆内部开口。该电介质衬垫形成在该电阻器盆内部开口中。该电阻元件形成在该电阻器盆内部开口中的该电介质衬垫上方，并且包括由侧向延伸的电阻器主体连接的一对电阻器头。该电介质衬垫使该电阻元件与该电阻器盆电绝缘。

5、在一些示例中，该侧向延伸的电阻器主体具有至少0.5μm的竖直厚度。

6、在一些示例中，该电阻元件具有狗骨头形状。

7、在一些示例中，该共形金属包括钨。

8、在一些示例中，该电阻元件包含镍铬、氮化钽、硅铬、碳化硅铬或氮化钛。

9、在一些示例中，该集成电阻器包括一对电阻器头连接元件，该一对电阻器头连接元件形成在金属互连层中并且导电地连接到该一对电阻器头。

10、在一些示例中，该集成电阻器形成在浅沟槽绝缘(sti)场氧化物区与金属互连层之间。

11、在一些示例中，该集成电阻器形成在多晶硅层与金属互连层之间。

12、在一些示例中，该集成电阻器形成在两个金属互连层之间。

13、一个方面提供了一种集成电路(ic)器件，该集成电路(ic)器件包括ic结构和集成电阻器。该ic结构包括竖直延伸的接触件，该竖直延伸的接触件包括共形金属层的第一部分。该集成电阻器包括电阻器盆、电阻元件和电介质衬垫。该电阻器盆包括该共形金属层的第二部分，并且包括侧向延伸的盆基部和从该侧向延伸的盆基部向上延伸的竖直延伸的盆侧壁，其中该侧向延伸的盆基部和该竖直延伸的盆侧壁限定电阻器盆内部开口。该电介质衬垫形成在该电阻器盆内部开口中。该电阻元件形成在该电阻器盆内部开口中的该电介质衬垫上方，并且包括由侧向延伸的电阻器主体连接的一对电阻器头。该电介质衬垫使该电阻元件与该电阻器盆电绝缘。

14、在一些示例中，该ic结构包括晶体管结构，并且该竖直延伸的接触件包括晶体管栅极接触件。

15、在一些示例中，该ic结构包括互连结构，并且该竖直延伸的接触件包括互连通孔。

16、在一些示例中，该竖直延伸的接触件具有在0.1μm至0.5μm的范围内的侧向宽度，并且该电阻元件的该侧向延伸的电阻器主体具有在1μm至100μm的范围内的侧向宽度和至少0.5μm的竖直厚度。

17、在一些示例中，该电阻元件具有狗骨头形状，其中该一对电阻器头中的每个电阻器头在第一侧向方向上比该电阻器主体更宽。

18、在一些示例中，该共形金属层包含钨，并且该电阻元件包含镍铬、氮化钽、硅铬、碳化硅铬或氮化钛。

19、在一些示例中，该ic器件包括：(a)一对电阻器头连接元件；和(b)ic器件连接元件，该ic器件连接元件形成在公共金属层中，其中该一对电阻器头连接元件导电地连接到该一对电阻器头；并且其中该ic器件连接元件导电地连接到该竖直延伸的接触件。

20、一个方面提供了一种方法，该方法包括：在电介质区中形成电阻器盆开口；使共形金属层沉积在该电介质区上方并向下延伸到该电阻器盆开口中；使电介质衬垫沉积在该共形金属层上方并向下延伸到该电阻器盆开口中；使金属层沉积在该电介质衬垫上方并向下延伸到该电阻器盆开口中；以及执行平坦化工艺以移除该金属层的上部部分、该电介质衬垫的上部部分和该共形金属的上部部分，其中该电阻器盆开口中的该共形金属层的剩余部分限定电阻器盆，该电阻器盆开口中的该金属层的剩余部分限定电阻元件。

21、在一些示例中，该方法包括与形成在集成电路(ic)结构上方的接触件开口同时地形成该电阻器盆开口，其中该沉积的共形金属层向下延伸到该电阻器盆开口和该接触件开口两者中，其中该共形金属(a)部分地填充该电阻器盆开口以在该电阻器盆开口中限定共形盆形结构，并且(b)完全填充该接触件开口，并且其中在该平坦化工艺之后保留在该接触件开口中的该共形金属层的一部分限定接触件。

22、在一些示例中，该接触件开口具有在0.1μm至0.5μm范围内的侧向宽度，并且该电阻器盆开口具有在1μm至100μm范围内的侧向宽度。

23、在一些示例中，该方法包括在该平坦化工艺之后，形成金属层，该金属层包括：(a)一对电阻器头连接元件，该一对电阻器头连接元件导电地连接到该一对电阻器头连接元件；和(b)ic器件连接元件，该ic器件连接元件导电地连接到该接触件。

24、在一些示例中，该一对电阻器头连接元件和该ic器件连接元件通过镶嵌工艺形成。