DE10046910A1 - Halbleitervorrichtung - Google Patents
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Abstract
Ein Kondensator kleiner Größe mit niedrigen Leistungsverlusten mit einem niedrigen parasitären Widerstand wird durch Annehmen von Metallleitungen als Leitungen in einer Linien- und Zwischenraumstruktur erhalten, um Kapazitäten zwischen den benachbarten Metallleitungen zu benutzen. Eine Mehrzahl von Leitungen (3), die sich jeweils in einer Richtung (x) erstrecken und aus Metallen, wie beispielsweise Al und Cu, bestehen, sind in einer Richtung (y) in vorbestimmten Intervallen angeordnet, wodurch eine Linien- und Zwischenraumstruktur (4) gebildet wird. Die Linien- und Zwischenraumstruktur (4) ist auf einem Siliziumsubstrat (1) gebildet. Auf dem Siliziumsubstrat (1) ist eine Isolierschicht (2), die zum Beispiel aus einer Siliziumoxidschicht besteht, gebildet, um eine elektrische Trennung zwischen benachbarten Leitungen (3) vorzusehen.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervor
richtung, insbesondere auf die Struktur einer Halbleitervor
richtung mit einem Kondensator.
Fig. 39 ist eine Querschnittsansicht der Struktur eines in ei
ner LSI (Large Scale Integration, Hochintegration) benutzten,
bei der Anwenderin vorhandenen Kondensators. Auf einem Halb
leitersubstrat 101 ist eine Isolierschicht 120 gebildet, auf
der eine Insolierschicht 103 und ein Kondensator mit einem
Paar von Polysiliziumschichten 102, 104, welche die Isolier
schicht 103 nach Sandwichart einschließen, gebildet sind. Eine
Zwischenschichtisolierschicht 105 ist auf dem Kondensator ge
bildet, und Metallleitungen 106, 107 sind selektiv auf der
Zwischenschichtisolierschicht 105 gebildet. Die Metallleitun
gen 106, 107 sind elektrisch mit dem Polysiliziumschichten
102, 104 durch Kontaktlöcher 108, 109, welche in der Zwischen
schichtisolierschicht 105 gebildet sind, entsprechend elek
trisch verbunden.
Fig. 40 ist eine Querschnittsansicht der Struktur eines ande
ren, bei der Anmelderin vorhandenen Kondensators. Eine Zwi
schenschichtisolierschicht 112 und ein Kondensator, der Me
tallleitungen 110, 111 ausweist, welche quer zur Zwischen
schichtisolierschicht 112 gegenüberliegen, sind auf der Iso
lierschicht 120 gebildet.
In dem bei der Anmelderin vorhandenen Kondensator in Fig. 39
besitzen die Polysiliziumschichten 102 und 104 einen hohen pa
rasitären Widerstand, so daß sein Äquivalentschaltbild wie in
Fig. 41 gezeigt ist. Hohe Leistungsverluste aufgrund parasitä
rer Widerstände R101, R102 machen den Kondensator für eine
analoge Schaltung nutzlos.
In dem in Fig. 40 gezeigten Kondensator ermöglicht anderer
seits die Benutzung der Metallleitungen 110, 111, daß der Kon
densator einen niedrigen parasitären Widerstand und niedrige
Leistungsverluste (Spannungs- bzw. Stromverluste) besitzt. Je
doch, da die Zwischenschichtisolierschicht 112 dick ist (unge
fähr 1 µm für eine Vorrichtung unter Verwenden von 0,2-µm-
Entwurfregeln), ist eine große Fläche notwendig, um einen
Hochkapazitäts-Kondensator zu erhalten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kondensator
kleiner Größe und eines niedrigen Leistungsverlustes vorzuse
hen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Halbleitervorrichtung
nach Anspruch 1.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen an
gegeben.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf eine
Halbleitervorrichtung gerichtet mit: einer unterhalb liegenden
Schicht mit einer Hauptoberfläche und einem Kondensator, der
auf der Hauptoberfläche der unterhalb liegenden Schicht gebil
det ist. Der Kondensator hat mindestens eine Linien- und Zwi
schenraumstruktur, in der eine Mehrzahl von Metallleitungen,
die sich jeweils in eine erste Richtung der Hauptoberfläche
erstrecken, elektrisch voneinander durch eine Isolierschicht
getrennt sind und in einer zweiten Richtung der Hauptoberflä
che senkrecht zu der ersten Richtung angeordnet bzw. aufge
reiht sind.
Gemäß eines zweiten Aspektes weist in der Halbleitervorrich
tung des ersten Aspektes die Linien- und Zwischenraumstruktur
eine erste Leitung, die als eine Elektrode dient, und eine
zweite Leitung, die als die andere Elektrode dient, auf (wo
bei die erste Leitung und die zweite Leitung alternierend an
geordnet bzw. aufgereiht sind).
Gemäß eines dritten Aspektes weist in der Halbleitervorrich
tung des zweiten Aspektes der Kondensator mindestens eine fla
che Elektrode auf, welche parallel zu der ersten Oberfläche
ist und mit der Linien- und Zwischenraumstruktur in einer
dritten Richtung senkrecht zu der Hauptoberfläche durch eine
vorbestimmte Zwischenschichtisolierschicht angeordnet bzw.
aufgereiht ist.
Gemäß eines vierten Aspektes weist in der Halbleitervorrich
tung des zweiten Aspektes, die mindestens eine Linien- und
Zwischenraumstruktur drei oder mehr Linien- und Zwischenraum
struktur auf. Die drei oder mehr Linien- und Zwischenraum
strukturen sind in Schichten mit einer Zwischenschichtisolier
schicht dazwischen angeordnet derart gestapelt, daß die erste
Leitung und die zweite Leitung in verschiedenen der Linien-
und Zwischenraumstrukturen alternierend in einer dritten Rich
tung senkrecht zu der Hauptoberfläche angeordnet bzw. aufge
reiht sind.
Gemäß eines fünften Aspektes der vorliegenden Erfindung weist
in der Halbleitervorrichtung des vierten Aspektes der Konden
sator mindestens eine flache Elektrode auf, welche parallel zu
der Hauptoberfläche ist und mit den Linien- und Zwischenraum
strukturen in der dritten Richtung durch eine vorbestimmte
Zwischenschichtisolierschicht angeordnet bzw. aufgereiht ist.
Gemäß eines sechsten Aspektes der vorliegenden Erfindung weist
in der Halbleitervorrichtung des zweiten Aspektes die minde
stens eine Linien- und Zwischenraumstruktur eine Mehrzahl von
Linien- und Zwischenraumstrukturen auf. Die Mehrzahl von Lini
en- und Zwischenraumstrukturen sind in Schichten mit einer da
zwischen angeordneten Zwischenschichtisolierschicht derart ge
stapelt, daß die ersten Leistungen in verschiedenen der Lini
en- und Zwischenraumstrukturen angeordnet bzw. aufgereiht sind
und die zweiten Leitungen in verschiedenen der Linien- und
Zwischenraumstrukturen angeordnet bzw. aufgereiht sind, in ei
ner dritten Richtung senkrecht zu der Hauptoberfläche. Die er
sten Leitungen und die zweiten Leitungen, die in der dritten
Richtung angeordnet bzw. aufgereiht sind, sind elektrisch mit
einander durch Durchgangslöcher verbunden, welche mit Leitern
gefüllt sind und in der Zwischenschichtisolierschicht gebildet
sind.
Gemäß eines siebten Aspektes der vorliegenden Erfindung weist
in der Halbleitervorrichtung des sechsten Aspektes der Konden
sator weiter mindestens eine flache Elektrode auf, welche par
allel zu der Hauptoberfläche ist, und mit den Linien- und Zwi
schenraumstrukturen in der dritten Richtung durch eine vorbe
stimmte Zwischenschichtisolierschicht angeordnet bzw. aufge
reiht ist.
Gemäß eines achten Aspektes der vorliegenden Erfindung weist
in der Halbleitervorrichtung eines des dritten, fünften und
siebten Aspektes, die mindestens eine flache Elektrode eine
Mehrzahl von flachen Elektroden auf, welche auf beiden Seiten
der Linien- und Zwischenraumstrukturen in Ausrichtung mit den
Linien- und Zwischenraumstrukturen in der dritten Richtung an
geordnet sind.
Gemäß eines neunten Aspektes der vorliegenden Erfindung weist
in der Halbleitervorrichtung eines des dritten, fünften, sieb
ten und achten Aspektes der Kondensator ein Durchgangsloch
auf, welches mit einem Leiter gefüllt ist und in der vorbe
stimmten Zwischenschichtisolierschicht gebildet ist, um eine
elektrische Verbindung zwischen der ersten Leitung und der
flachen Elektrode vorzusehen.
Gemäß eines zehnten Aspektes der vorliegenden Erfindung weist
in der Halbleitervorrichtung des siebten Aspektes der Konden
sator weiter auf: ein erstes Durchgangsloch, welches mit einem
Leiter gefüllt ist und in der vorbestimmten Zwischenschichti
solierschicht gebildet ist, um eine elektrische Verbindung
zwischen der ersten Leitung und der flachen Elektrode vorzuse
hen; eine andere flache Elektrode, welche außerhalb der fla
chen Elektrode durch eine andere Zwischenschichtisolierschicht
in Ausrichtung mit den Linien- und Zwischenraumstrukturen in
der dritten Richtung auf derselben Seite wie die flache Elek
trode angeordnet bzw. aufgereiht ist, und ein zweites Durch
gangsloch, welches mit einem Leiter gefüllt ist und in der an
deren Zwischenschichtisolierschicht gebildet ist, um eine
elektrische Verbindung zwischen der zweiten Leitung und der
anderen flachen Elektrode vorzusehen.
Gemäß eines elften Aspektes der vorliegenden Erfindung weist
in der Halbleitervorrichtung des ersten Aspektes der Kondensa
tor weiter auf: eine Zwischenschichtisolierschicht, die auf
der Linien- und Zwischenraumstruktur gebildet ist, und eine
hochdielektrische Schicht, welche in einem Kontaktteil zwi
schen der Zwischenschichtisolierschicht und der Linien- und
Zwischenraumstruktur gebildet ist, und eine höhere dielektri
sche Konstante als eine Siliziumoxidschicht aufweist.
Gemäß eines zwölften Aspektes der vorliegenden Erfindung ist
in der Halbleitervorrichtung des ersten Aspektes die Isolier
schicht eine hochdielektrische Schicht, welche eine höhere
dielektrische Konstante als eine Siliziumoxidschicht hat.
Gemäß eines dreizehnten Aspektes der vorliegenden Erfindung
besitzt in der Halbleitervorrichtung eines des elften und
zwölften Aspektes die Halbleitervorrichtung einen Leitungsab
schnitt, in dem erwünschte Leitungen gebildet sind, und einen
Kondensatorabschnitt, in dem der Kondensator gebildet ist; und
die hochdielektrische Schicht ist nur in dem Kondensatorab
schnitt vorgesehen.
Gemäß eines vierzehnten Aspektes der vorliegenden Erfindung
weist die Halbleitervorrichtung in der Halbleitervorrichtung
eines des elften und zwölften Aspektes einen Leitungsab
schnitt, in dem erwünschte Leitungen gebildet sind, und einen
Kondensatorabschnitt auf, in dem der Kondensator gebildet ist;
und die Isolierschicht in dem Leitungsabschnitt ist eine Sili
ziumoxidschicht, die mit Dotierstoffen zum Verringern der die
lektrischen Konstante dotiert ist.
Gemäß eines fünfzehnten Aspektes der vorliegenden Erfindung
betragen in der Halbleitervorrichtung eines des ersten bis
vierzehnten Aspektes sowohl die Linien- als auch die Zwischen
raumbreiten der Linien- und Zwischenraumstruktur nicht mehr
als 0,2 µm.
Die Halbleitervorrichtung des ersten Aspektes nimmt Metalllei
tungen eines niedrigen Widerstandes als die Leitungen in der
Linien- und Zwischenraumstruktur an und verwendet Kapazitäten
zwischen angrenzenden bzw. benachbarten Metallleitungen, um
einen Kondensator zu bilden. Demgemäß kann ein Kondensator
kleiner Größe und hoher Kapazität mit einem niedrigen parasi
tären Widerstand und geringen Leistungsverlusten erhalten wer
den.
In der Halbleitervorrichtung des zweiten Aspektes sind die er
ste und die zweite Leitung alternierend angeordnet bzw. aufge
reiht. Dies vereinfacht die Bildung eines Hochkapazitäts-
Kondensators.
Die Halbleitervorrichtung des dritten Aspektes bildet Kapazi
täten zwischen der ersten oder der zweiten Leitung und der
flachen Elektrode. Dies ermöglicht einen weiteren Anstieg in
der Kapazität.
Weiter ermöglicht ein geringer Leistungsverlust bzw. Stromver
lust die Bildung eines erwünschten Kondensators ohne parasitä
re Komponenten, und die Anwesenheit der flachen Elektrode ver
ringert die Interferenz zwischen der ersten oder der zweiten
Leitung und anderen Signallinien bzw. -leitungen.
In der Halbleitervorrichtung des vierten Aspektes bilden die
ersten und zweiten Leitungen Kapazitäten zwischen angrenzenden
bzw. benachbarten vier der zweiten und ersten Leitungen, wel
che in der zweiten und dritten Richtung angeordnet bzw. aufge
reiht sind. Dies ermöglicht einen weiteren Anstieg in der Ka
pazität.
Die Halbleitervorrichtung des fünften Aspektes bildet Kapazi
täten zwischen der ersten oder der zweiten Leitung und der
flachen Elektrode. Dies ermöglicht einen weiteren Anstieg in
der Kapazität.
Weiter ermöglicht ein geringer Leistungsverlust bzw. Stromver
lust die Bildung eines erwünschten Kondensators ohne parasitä
re Komponenten, und die Anwesenheit der flachen Elektrode ver
ringert die Interferenz zwischen der ersten oder der zweiten
Leitung und anderen Signallinien bzw. -leitungen.
Die Halbleitervorrichtung des sechsten Aspektes bildet Kapazi
täten zwischen angrenzenden bzw. benachbarten Durchgangslö
chern aus, die die Zwischenschichtisolierschicht nach Sand
wichart einschließen. Dies ermöglicht einen weiteren Anstieg
in der Kapazität.
Die Halbleitervorrichtung des siebten Aspektes bildet Kapazi
täten zwischen der ersten oder zweiten Leitung und der flachen
Elektrode aus. Dies ermöglicht einen weiteren Anstieg in der
Kapazität.
Weiter ermöglicht ein geringer Leistungsverlust bzw. Stromver
lust die Bildung eines erwünschten Kondensators ohne parasitä
re Komponenten, und die Anwesenheit der flachen Elektrode ver
ringert die Interferenz zwischen der ersten oder zweiten Lei
tung und anderen Signallinien bzw. -leitungen.
In der Halbleitervorrichtung des achten Aspektes sind eine
Mehrzahl von flachen Elektroden auf beiden Seiten der Linien-
und Zwischenraumstruktur vorgesehen. Dies verstärkt die Effek
te des dritten, fünften und siebten Aspektes.
In der Halbleitervorrichtung des neunten Aspektes ist die
zweite Leitung von der ersten Leitung, der flachen Elektrode
und dem Durchgangsloch umgeben, welches eine elektrische Ver
bindung zwischen der ersten Leitung und der flachen Elektrode
vorsieht. Dies verringert auf effektive Weise die Interferenz
zwischen der zweiten Leitung und anderen Signallinien bzw. -
leitungen.
Weiter ermöglicht die Kapazität, die zwischen der zweiten Lei
tung und dem Durchgangsloch gebildet ist, welches eine elek
trische Verbindung zwischen der ersten Leitung und der flachen
Elektrode vorsieht, einen weiteren Anstieg in der Kapazität.
In der Halbleitervorrichtung des zehnten Aspektes sind die er
ste Leitung, die flache Elektrode, das erste Durchgangsloch
und das Durchgangsloch, welches eine elektrische Verbindung
zwischen den ersten Leitungen vorsieht, von der zweiten Lei
tung, einer anderen flachen Elektrode, dem zweiten Durchgangs
loch und dem Durchgangsloch, welches eine elektrische Verbin
dung zwischen den zweiten Leitungen vorsieht, umgeben. Dies
verringert die Interferenz zwischen der ersten Leitung und an
deren Signallinien auf effektive Weise.
Die Halbleitervorrichtung des elften Aspektes ermöglicht einen
Anstieg in der Kapazität im Vergleich zu dem Fall, in dem die
Isolierschicht nur aus einer Siliziumoxidschicht besteht.
Die Halbleitervorrichtung des zwölften Aspektes ermöglicht ei
nen Anstieg in der Kapazität im Vergleich zu dem Fall, in dem
die Isolierschicht nur aus einer Siliziumoxidschicht besteht.
Die Halbleitervorrichtung des dreizehnten Aspektes erreicht
einen Anstieg in der Kapazität im Kondensatorabschnitt und ei
ne niedrige parasitäre Kapazität und einen Hochgeschwindig
keitsbetrieb in dem Leitungsabschnitt.
Die Halbleitervorrichtung des vierzehnten Aspektes verringert
die parasitäre Kapazität in dem Leitungsabschnitt, wodurch auf
diese Weise ein Hochgeschwindigkeitsbetrieb erreicht wird.
Die Halbleitervorrichtung des fünfzehnten Aspektes ermöglicht
einen Anstieg von ungefähr einer Größenordnung in der Kapazi
tät pro Einheitsfläche im Vergleich zu dem Fall, in dem der
Kondensator aus flachen Elektroden besteht.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung an
hand der beigefügten Figuren.
Von diesen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Struktur eines
Kondensators gemäß einer ersten Ausführungs
form;
Fig. 2 eine Draufsicht der Struktur einer Halbleiter
vorrichtung;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Paars von
angrenzenden Leitungen in der Struktur der Fig.
1, welche von der Richtung x zu sehen ist;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht, die eine Linien-
und Zwischenraumstruktur schematisch zeigt;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht, die ein Paar von
flachen Elektroden schematisch zeigt;
Fig. 6 ein Diagramm von Kapazitäten C1, C2 gegen Ent
wurfregeln;
Fig. 7 eine schematische Darstellung 4 sukzessiver
Leitungen in der Struktur der Fig. 1, welche
von der Richtung x zu sehen ist;
Fig. 8 eine schematische Darstellung der Struktur ei
nes Kondensators gemäß einer zweiten Ausfüh
rungsform;
Fig. 9 eine schematische Darstellung der Struktur ei
nes Kondensators gemäß einer dritten Ausfüh
rungsform;
Fig. 10 und 11 schematische Darstellungen von Durchgangslö
chern, die von der Richtung z zu sehen sind;
Fig. 12 eine schematische Darstellung der Struktur ei
nes Kondensators gemäß einer vierten Ausfüh
rungsform;
Fig. 13 und 14 schematische Darstellungen zum Erklären der
Wirkungen des Kondensators der vierten Ausfüh
rungsform;
Fig. 15 bis 19 schematische Darstellungen der Strukturen ande
rer Kondensatoren gemäß der vierten Ausfüh
rungsform;
Fig. 20 eine schematische Darstellung der Struktur ei
nes Kondensators gemäß einer fünften Ausfüh
rungsform;
Fig. 21 bis 27 schematische Darstellungen der Strukturen ande
rer Kondensatoren gemäß der fünften Ausfüh
rungsform;
Fig. 28 eine schematische Darstellung der Struktur ei
nes Kondensators gemäß einer sechsten Ausfüh
rungsform;
Fig. 29 eine Querschnittsansicht der Struktur eines
Kondensators gemäß einer siebten Ausführungs
form;
Fig. 30 eine Querschnittsansicht der Struktur eines an
deren Kondensators gemäß der siebten Ausfüh
rungsform;
Fig. 31 eine schematische Darstellung von Leitungen,
die von der Richtung z zu sehen sind;
Fig. 32 eine Querschnittsansicht eines Abschnitts eines
Leitungsabschnitts;
Fig. 33 und 34 Querschnittsansichten der Struktur eines Kon
densators gemäß einer ersten Modifikation einer
achten Ausführungsform;
Fig. 35 eine Querschnittseinrichtung der Struktur eines
Kondensators gemäß einer zweiten Modifikation
der achten Ausführungsform;
Fig. 36 ein Schaltbild eines bekannten Schwingkreises;
Fig. 37 ein Schaltbild einer bekannten Hochpaßfilter
schaltung;
Fig. 38. ein Schaltbild einer bekannten Tiefpaßfilter
schaltung;
Fig. 39 eine Querschnittsansicht der Struktur eines bei
der Anmelderin vorhandenen Kondensators;
Fig. 40 eine Querschnittsansicht der Struktur eines an
deren, bei der Anmelderin vorhandenen Kondensa
tors;
Fig. 41 ein Äquivalentschaltbild des Kondensators in
Fig. 39.
Viele Halbleitervorrichtungen besitzen eine Linien- und Zwi
schenraumstruktur, in der eine Mehrzahl von Leitungen, die
sich in einer vorbestimmten Richtung erstrecken, in vorbe
stimmten Intervallen angeordnet bzw. aufgereiht bzw. ausge
richtet sind. Mit dem Voranschreiten der Halbleiterherstel
lungstechnologie nahmen die Breiten von Leitungen (Linienbrei
ten) und der Raum zwischen benachbarten Leitungen (Linienab
standsbreiten) ab, aber die Dicke der Leitungen wurde nicht so
sehr verringert. Die Kapazität, die zwischen angrenzenden bzw.
benachbarten Leitungen gebildet wird, ist daher relativ hoch
und wurde nicht aktiv verwendet.
Die vorliegende Erfindung übernimmt d. h. benutzt Metallleitun
gen als Leitungen in der Linien- und Zwischenraumstruktur, um
die Kapazität zwischen benachbarten (angrenzenden) Metalllei
tungen zu verwenden, wodurch ein Kondensator einer kleinen
Größe mit einem niedrigen parasitären Widerstand erreicht
wird. Die folgenden Ausführungsformen geben die Details der
vorliegenden Erfindung an.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der Struktur eines
Kondensators gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Drauf
sicht von Fig. 2 zeigt, daß eine Halbleitervorrichtung einen
Leitungsabschnitt 11, in dem erwünschte Leitungen gebildet
sind, und einen Kondensatorabschnitt 12, in dem ein Kondensa
tor gebildet ist, besitzt. Der Kondensator in Fig. 1 ist in
dem Kondensatorabschnitt 12 der Halbleitervorrichtung gebil
det.
Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen. Eine Mehrzahl von Lei
tungen 3, welche Metalle, wie beispielsweise Al und Cu aufwei
sen und sich in der Richtung x erstrecken, werden in vorbe
stimmten Intervallen in der Richtung y angeordnet bzw. aufge
reiht, wodurch eine Linien- und Zwischenraumstruktur 4 gebil
det wird. Die Linien- und Zwischenraumstruktur 4 ist auf einem
Siliziumsubstrat 1 gebildet. Weiter ist eine Isolierschicht 2,
die zum Beispiel eine Siliziumoxidschicht aufweist, auf dem
Siliziumsubstrat 1 gebildet, um eine elektrische Trennung zwi
schen benachbarten (angrenzenden) Leitungen 3 vorzusehen.
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines Paars von be
nachbarten Leitungen 3 in der Struktur der Fig. 1, welche von
der Richtung x zu sehen ist. Die Breite L der Leitungen 3 und
der Zwischenraum S zwischen den Leitungen 3 werden durch die
Leistungsfähigkeit der Halbleiterherstellungstechniken (insbe
sondere der Belichtungstechnik) beim Bilden der Linien- und
Zwischenraumstruktur beherrscht. Sie betragen zum Beispiel 0,2 µm.
Die Dicke T der Leitungen 3 beträgt ungefähr 0,5 µm. In
Fig. 3 wird ein hohes Potential V1 an eine der Leitungen 3 und
ein niedriges Potential V2 an die andere angelegt, wodurch ei
ne Kapazität 5 zwischen den Leitungen gebildet wird.
Nun werden die Kapazitäten eines Kondensators, der die Linien-
und Zwischenraumstruktur beinhaltet, und eines Kondensators,
der ein Paar von flachen Elektroden beinhaltet, verglichen.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Linien- und
Zwischenraumstruktur schematisch zeigt, und Fig. 5 ist eine
perspektivische Ansicht, die ein Paar von flachen Elektroden
schematisch zeigt. In Fig. 4 und 5 wird eine Kapazität pro
Einheitsquadrat (A × A) erhalten.
Eine Kapazität C1 für die Linien- und Zwischenraumstruktur
wird ausgedrückt durch:
Wenn die Isolierschicht eine Oxidschicht ist, gilt K10 = 3,9,
ε0 = 8,86 × 10-14 F/cm.
Eine Kapazität C2 für das Paar von flachen Elektroden wird an
dererseits ausgedrückt durch:
Mit der Annähme, daß D = 5 L = 5 S in Fig. 4 und 5, wird die
Kapazität C2 ausgedrückt durch:
Wenn T = 0,5 µm und A = 100 µm in diesen Gleichungen sind, wird
eine Darstellung der Kapazitäten C1, C2, gegen die Entwurfsre
geln (= L, S), welche von 0,1 bis 1 µm reichen, in Fig. 6 ge
zeigt. Es kann von Fig. 6 gesehen werden, daß die Kapazitäten
C1, C2 ungefähr gleich für 1-µm-Entwurfsregeln sind, und daß
die Kapazität C1 ungefähr eine Größenordnung größer ist als
die Kapazität C2 für 0,2-µm- oder geringere Entwurfsregeln. Das
heißt, je kleiner die Entwurfsregeln, desto höher ist die Ka
pazität des Kondensators mit der Linien- und Zwischenraum
struktur als bzw. im Vergleich zu dem Kondensator mit den fla
chen Elektroden.
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung von vier sukzessiven
Leitungen 3 in der Struktur der Fig. 1, welche von der Rich
tung x zu sehen ist. Wie gezeigt ist, sind die Leitungen 3a,
die als eine Elektrode des Kondensators dienen, an denen das
hohe Potential V1 angelegt wird, und die Leitungen 3b, die als
die andere Elektrode des Kondensators dienen, an dem das nied
rige Potential V2 angelegt wird, alternierend angeordnet, wo
durch ein Hochkapazitäts-Kondensator auf einfache Weise ent
halten wird.
Auf diese Weise weist der Kondensator der ersten Ausführungs
form Metallleitungen eines niedrigen Widerstands als Leitungen
in der Linien- und Zwischenraumstruktur auf, um die Kapazität
zwischen benachbarten Metallleitungen zu nutzen. Demgemäß wird
ein Kondensator einer kleinen Größe und einer hohen Kapazität
mit einem niedrigen parasitären Widerstand und geringen Lei
stungsverlusten erhalten.
Die Linien- und Zwischenraumstruktur ist auf einfache Weise
unter Verwenden der bekannten Halbleiterherstellungstechniken,
wie beispielsweise Belichtung und Ätzen, formbar. Daher kann
der Kondensator ohne zusätzliche Prozesse und Kosten gebildet
werden.
Obwohl eine Mehrzahl von gleichmäßig beabstandeten Leitungen 3
eine Linien- und Zwischenraumstruktur 4 in Fig. 1 bilden, müs
sen die Leitungen 3 nicht gleichmäßig beabstandet sein, solan
ge die Kapazität zwischen benachbarten Leitungen 3 vorgesehen
ist.
Fig. 8 ist eine schematische Darstellung der Struktur eines
Kondensators gemäß einer zweiten Ausführungsform. Auf der Ba
sis des Kondensators der ersten Ausführungsform besitzt der
Kondensator der zweiten Ausführungsform drei Linien- und Zwi
schenraumstrukturen 4a bis 4c, welche zu derjenigen in Fig. 7
identisch sind. Die Linien- und Zwischenraumstrukturen 4a bis
4c sind in Schichten gestapelt mit der dazwischen angeordneten
Isolierschicht 2, so daß die Leitungen 3a und die Leitungen 3b
in den verschiedenen Strukturen alternierend in der Richtung z
angeordnet bzw. aufgereiht sind.
Während Fig. 8 die drei Linien- und Zwischenraumstrukturen 4a
bis 4c zeigen, können vier oder mehr Linien- und Zwischenraum
strukturen in Schichten gestapelt sein.
Jede Leitung 3 in der niedrigsten Linien- und Zwischenraum
struktur kann eine Gateelektrode aus Polysilizium sein, die
auf dem Halbleitersubstrat 1 gebildet ist. Der Grund dafür
ist, daß ein niedriger Widerstand durch Zusammenwirken der
Leitungen 3 in den anderen Linien- und Zwischenraumstrukturen
von Metallen erreicht werden kann. In diesem Fall muß die
Oberfläche der Gateelektroden silizidbeschichtet sein oder ei
ne Metallschicht muß auf den Gateelektroden gebildet sein, um
dadurch den Widerstand der Gateelektroden selbst zu verrin
gern. Dasselbe kann von den folgenden dritten bis sechsten
Ausführungsformen gesagt werden.
Auf diese Weise bildet gemäß des Kondensators der zweiten Aus
führungsform jede der Leitungen 3a, 3b Kapazitäten zwischen
vier benachbarten (angrenzenden) Leitungen 3b, 3a, die verti
kal und horizontal angeordnet sind. Dies ermöglicht eine wei
tere Vergrößerung der Kapazität, zum Beispiel ungefähr zweimal
so viel wie diejenige des Kondensators gemäß der ersten Aus
führungsform.
Die Leitungen 3 in der mittleren Linien- und Zwischenraum
struktur sind von oben und unten und von rechts und links
durch andere Leitungen 3 umgeben, so daß sie einer Störung wi
derstehen. Demgemäß widersteht der Kondensator einer Störung.
Fig. 9 ist eine schematische Darstellung der Struktur eines
Kondensators gemäß einer dritten Ausführungsform. Auf der Ba
sis des Kondensators der ersten Ausführungsform besitzt der
Kondensator der dritten Ausführungsform zwei Linien- und Zwi
schenraumstrukturen 4a, 4b, welche zu derjenigen in Fig. 7
identisch sind. Die Linien- und Zwischenraumstrukturen 4a, 4b
sind in Schichten mit der dazwischen angeordneten Isolier
schicht 2 gestapelt, so daß Leitungen 3a in den verschiedenen
Strukturen angeordnet bzw. aufgereiht sind, und die Leitungen
3b in den verschiedenen Strukturen in der Richtung z angeord
net bzw. aufgereiht sind. Die Leitungen 3a, 3b, die in der
Richtung z angeordnet sind, sind elektrisch miteinander durch
Durchgangslöcher 6 verbunden, welche in der Isolierschicht 2
gebildet sind, und mit Metallen, wie beispielsweise W gefüllt
sind. Während Fig. 9 die zwei Linien- und Zwischenraumstruktu
ren 4a, 4b zeigt, können drei oder mehr Linien- und Zwischen
raumstrukturen in Schichten gestapelt sein.
Fig. 10 und 11 sind schematische Darstellungen der Durchgangs
löcher 6, welche von der Richtung z zu sehen sind. Als das
Durchgangsloch 6 kann eine Mehrzahl von Löchern, wie in Fig.
10 gezeigt, angeordnet bzw. aufgereiht sein, oder ein Streifen
eines Lochs kann auf den Leitungen 3a, 3b, wie in Fig. 11 ge
zeigt, angeordnet sein.
Auf diese Weise bildet der Kondensator der dritten Ausfüh
rungsform Kapazitäten sogar zwischen benachbarten Durchgangs
löchern 6, wie in Fig. 9 gezeigt. Dies ermöglicht einen weite
ren Anstieg in der Kapazität. Hier wird darauf hingewiesen,
daß der größere Effekt erhalten wird, wenn Durchgangslöcher 6
in der Form eines Streifens, wie in Fig. 11 gezeigt ist, ge
bildet sind.
Fig. 12 ist eine schematische Darstellung der Struktur eines
Kondensators gemäß einer vierten Ausführungsform. Der Konden
sator der vierten Ausführungsform basiert auf dem Kondensator
der ersten Ausführungsform in Fig. 7. Flache Elektroden 7b,
welche parallel zu einer Ebene sind, die durch die Richtungen
x und y definiert ist, und an die das niedrige Potential V2
angelegt wird, werden auf den oberen und unteren Seiten der
Linien- und Zwischenraumstruktur 4 mit der dazwischen angeord
neten Isolierschicht 2 derart gebildet, daß sie mit der Lini
en- und Zwischenraumstruktur 4 in der Richtung z angeordnet
bzw. aufgereiht sind. Die flachen Elektroden 7b, die Metalle
oder Polysilizium aufweisen, sind nur in dem Kondensatorab
schnitt 12, der in Fig. 2 gezeigt ist, gebildet.
Der Kondensator der vierten Ausführungsform bildet Kapazitäten
sogar zwischen den Leitungen 3a und den flachen Elektroden 7b
aus. Dies ermöglicht einen weiteren Anstieg der Kapazität.
In Strukturen ohne flache Elektroden 7b enden die elektrischen
Kraftlinien von den Leitungen 3a nicht nur an den Leitungen
3b, sondern auch an dem Halbleitersubstrat 1 und anderen Si
gnalleitungen 8, wie in Fig. 13 gezeigt, wodurch Leistungs-
bzw. Stromverluste verursacht werden. In dem Kondensator der
vierten Ausführungsform enden andererseits alle elektrischen
Linien von den Leitungen 3a an den Leitungen 3b oder den fla
chen Elektroden 7b, wie in Fig. 14 gezeigt ist. Dies verhin
dert Leistungsverluste und ermöglicht die Bildung eines er
wünschten Kondensators ohne parasitäre Komponenten. Die Anwe
senheit der flachen Elektroden 7b verringert weiter eine In
terferenz zwischen den Leitungen 3a und den anderen Signallei
tungen 8.
Fig. 15 bis 19 sind schematische Diagramme, die die Strukturen
anderer Kondensatoren gemäß der vierten Ausführungsform zei
gen. Während die flachen Elektroden 7b, an die das niedrige
Potential V2 angelegt wird, auf den oberen und unteren Seiten
der Linien- und Zwischenraumstruktur 4 in dem Kondensator der
Fig. 12 angeordnet sind, können eine oder beide der flachen
Elektroden 7b eine flache Elektrode 7a sein, an die das hohe
Potential V1 angelegt wird (Fig. 15).
Anstelle auf sowohl der oberen als auch der unteren Seite der
Linien- und Zwischenraumstruktur 4, wie in Fig. 12 gezeigt
ist, angeordnet zu sein, kann die flache Elektrode auf einer
beliebigen Seite der Struktur angeordnet sein. Zum Beispiel
kann die flache Elektrode 7b nur zwischen der Linien- und Zwi
schenraumstruktur 4 und dem Halbleitersubstrat 1 (Fig. 16)
oder nur zwischen der Linien- und Zwischenraumstruktur 4 und
der anderen Signalleitung 8 (Fig. 17) angeordnet sein.
Während der Kondensator der vierten Ausführungsform in Fig. 12
auf dem Kondensator der ersten Ausführungsform in Fig. 7 ba
siert, kann er auf dem Kondensator der zweiten Ausführungsform
in Fig. 8 (Fig. 18) oder dem Kondensator der dritten Ausfüh
rungsform in Fig. 9 (Fig. 19) basieren.
Fig. 20 ist eine schematische Darstellung der Struktur eines
Kondensators gemäß einer fünften Ausführungsform. Der Konden
sator der fünften Ausführungsform basiert auf dem Kondensator
der vierten Ausführungsform, die in Fig. 12 gezeigt ist. Die
Leitungen 3b und die flachen Elektroden 7b, an die dasselbe
niedrige Potential V2 angelegt wird, sind elektrisch miteinan
der durch Durchgangslöcher 9 verbunden, welche in der Isolier
schicht 2 gebildet sind und mit Metallen, die beispielsweise
W, gefüllt sind. Die Durchgangslöcher 9 können eines derjeni
gen, die in Fig. 10 und 11 gezeigt sind, sein.
In dem Kondensator der fünften Ausführungsform sind die Lei
tungen 3a, welche auf dem hohen Potential V1 liegen, von den
Leitungen 3b, den flachen Elektroden 7b und den Durchgangslö
chern 9 umgeben, welche alle auf dem niedrigen Potential V2
liegen. Dies verringert auf effektive Weise die Interferenz
zwischen den Leitungen 3a und dem Halbleitersubstrat 1 oder
den anderen Signalleitungen 8.
Weiter ermöglichen zusätzliche Kapazitäten, die zwischen den
Leitungen 3a und den Durchgangslöchern 9 gebildet sind, einen
weiteren Anstieg in der Kapazität.
Fig. 21 bis 27 sind schematische Darstellungen der Strukturen
anderer Kondensatoren gemäß der fünften Ausführungsform. In
dem Kondensator der Fig. 20 sind die flachen Elektroden 7b, an
die das niedrige Potential V2 angelegt wird, sowohl auf der
oberen als auch auf der unteren Seite der Linien- und Zwi
schenraumstruktur 4 angeordnet. Alternativ kann eine oder bei
de der flachen Elektroden 7b durch die flache Elektrode 7a
bzw. die flachen Elektroden 7a ersetzt sein, an die das hohe
Potential V1 angelegt wird, um dadurch eine elektrische Ver
bindung zwischen den Leitungen 3a und der flachen Elektrode 7a
durch die Durchgangslöcher 9 (Fig. 21) vorzusehen.
Der Kondensator in Fig. 20 hat eine einzelne Linien- und Zwi
schenraumstruktur 4, aber die Struktur der Fig. 20 kann auf
jede Linien- und Zwischenraumstruktur eines Kondensators ange
wendet werden, welcher eine Mehrzahl von Linien- und Zwischen
raumstrukturen 4a, 4b, die in Schichten angeordnet sind, be
sitzt (Fig. 22).
Während der Kondensator der fünften Ausführungsform in Fig. 20
auf dem Kondensator in Fig. 12 basiert, kann er auf dem Kon
densator in Fig. 18, 19 basieren (Fig. 23, 24).
Anstatt zwei Linien- und Zwischenraumstrukturen 4a, 4b, wie in
Fig. 24 gezeigt, zu besitzen, kann der Kondensator der fünften
Ausführungsform drei, vier oder fünf (oder mehr) Linien- und
Zwischenraumstrukturen (4a bis 4e), wie in Fig. 25 bis 27 ge
zeigt ist, entsprechend besitzen.
Fig. 28 ist eine schematische Darstellung der Struktur eines
Kondensators gemäß einer sechsten Ausführungsform. Der Konden
sator der sechsten Ausführungsform basiert auf dem Kondensator
der fünften Ausführungsform in Fig. 24. Die flachen Elektroden
7b sind auf der oberen und auf der unteren Seite der Linien-
und Zwischenraumstrukturen 4a, 4b vorgesehen. Weiter sind die
flachen Elektroden 7a, welche parallel zu den flachen Elektro
den 7b sind, und an die das hohe Potential V1 angelegt ist,
auf den Seiten der flachen Elektroden 7b entgegengesetzt zu
den Linien- und Zwischenraumstrukturen 4a, 4b mit der dazwi
schen angeordneten Isolierschicht 2 vorgesehen. Die flachen
Elektroden 7a sind mit den Linien- und Zwischenraumstrukturen
4a, 4b in der Richtung z angeordnet bzw. aufgereiht. Die fla
che Elektrode 7a und die Leitungen 3a sind elektrisch mitein
ander durch Durchgangslöcher 10 verbunden, welche in der Iso
lierschicht 2 gebildet sind und mit Metallen, wie beispiels
weise W, gefüllt sind. Die Durchgangslöcher 10 können eines
derjenigen, die in Fig. 10 und 11 gezeigt sind, sein.
In dem Kondensator der sechsten Ausführungsform sind die Lei
tungen 3a und das Durchgangsloch 6, das in der Mitte in Fig.
28 angeordnet ist, durch die Leitungen 3b, die flachen Elek
troden 7b und die Durchgangslöcher 6, 9 umgeben, welche sich
alle auf dem niedrigen Potential V2 befinden. Weiter sind die
Leitungen 3b, die flachen Elektroden 7b und die Durchgangslö
cher 6, 9 von den Leitungen 3a, den flachen Elektroden 7a und
den Durchgangslöchern 6, 10 umgeben, welche sich alle auf dem
hohen Potential V1 befinden. Dies verringert auf effektive
Weise die Interferenz zwischen den Leitungen 3a, 3b und dem
Halbleitersubstrat 1 oder den anderen Signalleitungen 8.
Im Gegensatz zu der Konfiguration der Fig. 28 können die fla
chen Elektroden 7a sowohl auf der oberen als auch der unteren
Seite der Linien- und Zwischenraumstrukturen 4a, 4b vorgesehen
sein und elektrisch mit den Leitungen 3a durch die Durchgangs
löcher 9 verbunden sein, und die flachen Elektroden 7b können
auf den Seiten der flachen Elektroden 7a entgegengesetzt zu
den Linien- und Zwischenraumstrukturen 4a, 4b vorgesehen sein
und elektrisch mit den Leitungen 3b durch die Durchgangslöcher
10 verbunden sein. In diesem Fall wird derselbe Effekt, wie
oben beschrieben, erhalten.
Fig. 29 ist eine Querschnittsansicht der Struktur eines Kon
densators gemäß einer siebten Ausführungsform. In dem Konden
sator in Fig. 29 sind hochdielektrische Schichten 2a, welche
zum Beispiel SiN oder BST bestehen und eine höhere dielektri
sche Konstante als Siliziumoxidschichten aufweisen, bis zu ei
ner vorbestimmten Dicke in den Ebenen der oberen und unteren
Seiten der Linien- und Zwischenraumstruktur 4 gebildet. Die
Linien- und Zwischenraumstruktur 4 weist die Leitungen 3a, 3b
und die Siliziumoxidschichten 2a auf.
Fig. 30 ist eine Querschnittsansicht der Struktur eines ande
ren Kondensators gemäß der siebten Ausführungsform. Der Kon
densator in Fig. 30 weist die hohen dielektrischen Schichten
2a als die Isolierschichten 2 zwischen den Leitungen 3a, 3b
auf.
In dem Kondensator der siebten Ausführungsform ermöglichen die
hochdielektrischen Schichten 2a, die um die Leitungen 3a, 3b
vorgesehen sind, einen Anstieg in der Kapazität im Vergleich
zu einem Kondensator, der die Isolierschicht 2, die nur aus
einer Siliziumoxidschicht besteht, aufweist.
Eine Kombination der hochdielektrischen Schichten 2a in Fig.
29 und derselben in Fig. 30 ermöglicht einen weiteren Anstieg
in der Kapazität.
Fig. 31 ist eine schematische Darstellung einer Halbleitervor
richtung, die von der Richtung z zu sehen ist. Diese Halblei
tervorrichtung besitzt einen Leitungsabschnitt 11 und einen
Kondensatorabschnitt 12. Der Kondensatorabschnitt 12 weist ei
ne Struktur auf, in der die hochdielektrischen Schichten 2a um
die Leitungen 3a, 3b, wie in Fig. 29, 30 gezeigt, vorgesehen
sind. Der Leitungsabschnitt 11 weist eine Struktur auf, in der
die Isolierschicht 2 nur aus der Siliziumoxidschicht 2b, wie
in Fig. 32 gezeigt, besteht.
Der Kondensator der achten Ausführungsform erreicht einen An
stieg in der Kapazität in dem Kondensatorabschnitt 12 und
niedrige parasitäre Kapazitäten und einen Hochgeschwindig
keitsbetrieb in dem Leitungsabschnitt 11.
Fig. 33 und 34 sind Querschnittsansichten der Struktur eines
Kondensators gemäß einer ersten Modifikation der achten Aus
führungsform. Fig. 33 zeigt einen Abschnitt des Leitungsab
schnitts 11, und Fig. 34 zeigt einen Abschnitt des Kondensato
rabschntts 12. Die hochdielektrischen Schichten 2a sind auf
der oberen und unteren Seite der Linien- und Zwischenraum
struktur 4 derart angeordnet, daß hochdielektrische Schichten
2a1 in dem Leitungsabschnitt 11 dünn sind und hochdielektri
sche Schichten 2a2 in dem Kondensatorabschnitt 12 dick sind.
Die Differenz in der Dicke der hochdielektrischen Schicht 2a
zwischen dem Leitungsabschnitt 11 und dem Kondensatorabschnitt
12 erreicht denselben Effekt wie oben beschrieben.
Fig. 35 ist eine Querschnittsansicht der Struktur eines Kon
densators gemäß einer zweiten Modifikation der achten Ausfüh
rungsform, insbesondere einen Abschnitt des Leitungsabschnitts
11. Dotierstoffe, wie beispielsweise F zum Verringern der die
lektrischen Konstante sind in die Siliziumoxidschicht 2b zwi
schen benachbarten Leitungen 3 eingeführt bzw. eingebracht, um
dadurch eine Siliziumoxidschicht 2bb zu bilden. Das Einführen
von Dotierstoffen in die Isolierschicht 2 wird nicht in dem
Kondensatorabschnitt 12 ausgeführt. Diese Struktur ermöglicht
eine weitere Verringerung in der parasitären Kapazität in dem
Leitungsabschnitt 11, wodurch eine Beschleunigung von Betrie
ben erreicht wird.
Nun wird die Anwendung der Kondensatoren der ersten bis achten
Ausführungsformen beschrieben. Fig. 36, 37 und 38 sind Schalt
bilder eines bekannten Schwingkreises eines bekannten Hochpaß
filters bzw. eines bekannten Tiefpaßfilters. In den Zeichnun
gen bezeichnen C1 und C2 die parasitären Kapazitäten, die zum
Beispiel mit einem Halbleitersubstrat gebildet werden, und v
bezeichnet die Spannung, die den Einfluß anderer Signallinien
darstellt. Die Verwendung der Kondensatoren der ersten bis
achten Ausführungsformen als die Kapazitäten C in Fig. 36
führt zu einem Schwingkreis einer hohen Leistungsfähigkeit und
eines niedrigen Verlusts, welcher für eine Interferenz durch
andere Schaltungen weniger empfänglich ist. Weiter können die
Kapazitäten C mit einem hohen Grad von Präzision gesetzt wer
den, was ermöglicht, daß ein durchlaufendes Frequenzband ver
engt wird mit einer hohen Genauigkeit, wenn die Kondensatoren
in einem Bandpaßfilter benutzt werden. Weiter führt die Benut
zung der Kondensatoren der ersten bis achten Ausführungsformen
als die Kapazitäten C in Fig. 37, 38 zu Filterschaltungen mit
einer hohen Sperrfähigkeit.
Claims (15)
1. Halbleitervorrichtung mit:
einer unterhalb liegenden Schicht (1) mit einer Hauptoberfläche, und
einem Kondensator, der auf der Hauptoberfläche der unterhalb liegenden Schicht gebildet ist,
wobei der Kondensator mindestens eine Linien- und Zwischenraumstruktur (4) aufweist, in der eine Mehrzahl von Metallleitungen (3), welche sich in einer ersten Richtung der Hauptoberfläche erstrecken, elektrisch voneinander durch eine Isolierschicht (2) getrennt sind, und in einer zweiten Richtung der Hauptoberfläche senkrecht zu der ersten Richtung angeordnet sind.
einer unterhalb liegenden Schicht (1) mit einer Hauptoberfläche, und
einem Kondensator, der auf der Hauptoberfläche der unterhalb liegenden Schicht gebildet ist,
wobei der Kondensator mindestens eine Linien- und Zwischenraumstruktur (4) aufweist, in der eine Mehrzahl von Metallleitungen (3), welche sich in einer ersten Richtung der Hauptoberfläche erstrecken, elektrisch voneinander durch eine Isolierschicht (2) getrennt sind, und in einer zweiten Richtung der Hauptoberfläche senkrecht zu der ersten Richtung angeordnet sind.
2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, bei der
die Linien- und Zwischenraumstruktur eine erste Leitung (3a,
3b), die als eine Elektrode dient, und eine zweite Leitung
(3b, 3a), die als die andere Elektrode dient, aufweist, wobei
die erste Leitung und die zweite Leitung alternierend
angeordnet sind.
3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, bei der
der Kondensator mindestens eine flache Elektrode (7b)
aufweist, welche parallel zu der Hauptoberfläche ist und mit
der Linien- und Zwischenraumstruktur in einer dritten Richtung
senkrecht zu der Hauptoberfläche durch eine vorbestimmte
Zwischenschichtisolierschicht (2) angeordnet ist.
4. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, bei der
die mindestens eine Linien- und Zwischenraumstruktur (3) drei
oder mehr Linien- und Zwischenraumstrukturen (4a bis 4c)
aufweist,
die drei oder mehr Linien- und Zwischenraumstrukturen in
Schichten mit einer dazwischen angeordneten
Zwischenschichtisolierschicht derart gestapelt sind, daß die
erste Leitung und die zweite Leitung in verschiedenen der
Linien- und Zwischenraumstrukturen alternierend in einer
dritten Richtung senkrecht zu der Hauptoberfläche angeordnet
sind.
5. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, bei der der
Kondensator weiter mindestens eine flache Elektrode (7a, 7b)
aufweist, welche parallel zu der Hauptoberfläche ist und mit
den Linien- und Zwischenraumstrukturen in der dritten Richtung
durch eine vorbestimmte Zwischenschichtisolierschicht (2)
angeordnet sind.
6. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, bei der
die mindestens eine Linien- und Zwischenraumstruktur eine
Mehrzahl von Linien- und Zwischenraumstrukturen aufweist,
die Mehrzahl von Linien- und Zwischenraumstrukturen in
Schichten mit einer Zwischenschichtisolierschicht (2)
dazwischen angeordnet derart gestapelt sind, daß die ersten
Leitungen in verschiedenen der Linien- und
Zwischenraumstrukturen angeordnet sind und die zweiten
Leitungen in verschiedenen der Linien- und
Zwischenraumstrukturen angeordnet sind, in einer dritten
Richtung senkrecht zu der Hauptoberfläche, und bei der
die ersten Leitungen und die zweiten Leitungen, die in der
dritten Richtung angeordnet sind, elektrisch miteinander durch
Durchgangslöcher (6) verbunden sind, welche mit Leitern
gefüllt sind und in der Zwischenschichtisolierschicht gebildet
sind.
7. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 6, bei der
der Kondensator weiter mindestens eine flache Elektrode (7a,
7b) aufweist, welche parallel zu der Hauptoberfläche ist und
mit den Linien- und Zwischenraumstrukturen in der dritten
Richtung durch eine vorbestimmte Zwischenschichtisolierschicht
(2) angeordnet sind.
8. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 5
oder 7, bei der
die mindestens eine flache Elektrode eine Mehrzahl von flachen
Elektroden aufweist, welche auf beiden Seiten der Linien- und
Zwischenraumstrukturen in Ausrichtung mit den Linien- und
Zwischenraumstrukturen in der dritten Richtung angeordnet
sind.
9. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 5
oder 7, bei der
der Kondensator ein Durchgangsloch (9) aufweist, welches mit
einem Leiter gefüllt ist und in der vorbestimmten
Zwischenschichtisolierschicht gebildet ist, um eine
elektrische Verbindung zwischen der ersten Leitung und der
flachen Elektrode vorzusehen.
10. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 7, bei der
der Kondensator aufweist:
ein erstes Durchgangsloch (9), welches mit einem Leiter gefüllt ist und in der vorbestimmten Zwischenschichtisolierschicht gebildet ist, um eine elektrische Verbindung zwischen der ersten Leitung (3b) und der flachen Elektrode (7b) vorzusehen,
eine andere flache Elektrode (7a), welche außerhalb der flachen Elektrode durch eine andere Zwischenschichtisolierschicht in Ausrichtung mit den Linien- und Zwischenraumstrukturen in der dritten Richtung auf derselben Seite, wie die flache Elektrode, angeordnet ist, und
ein zweites Durchgangsloch (10), welches mit einem Leiter gefüllt ist und in der anderen Zwischenschichtisolierschicht gebildet ist, um eine elektrische Verbindung zwischen der zweiten Leitung (3a) und der anderen flachen Elektrode vorzusehen.
ein erstes Durchgangsloch (9), welches mit einem Leiter gefüllt ist und in der vorbestimmten Zwischenschichtisolierschicht gebildet ist, um eine elektrische Verbindung zwischen der ersten Leitung (3b) und der flachen Elektrode (7b) vorzusehen,
eine andere flache Elektrode (7a), welche außerhalb der flachen Elektrode durch eine andere Zwischenschichtisolierschicht in Ausrichtung mit den Linien- und Zwischenraumstrukturen in der dritten Richtung auf derselben Seite, wie die flache Elektrode, angeordnet ist, und
ein zweites Durchgangsloch (10), welches mit einem Leiter gefüllt ist und in der anderen Zwischenschichtisolierschicht gebildet ist, um eine elektrische Verbindung zwischen der zweiten Leitung (3a) und der anderen flachen Elektrode vorzusehen.
11. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
bei der
der Kondensator aufweist:
eine Zwischenschichtisolierschicht (2b), die auf der Linien- und Zwischenraumstruktur gebildet ist, und
eine hochdielektrische Schicht (2a), welche in einem Kontaktteil zwischen der Zwischenschichtisolierschicht und der Linien- und Zwischenraumstruktur gebildet ist und eine höhere dielektrische Konstante als eine Siliziumoxidschicht besitzt.
eine Zwischenschichtisolierschicht (2b), die auf der Linien- und Zwischenraumstruktur gebildet ist, und
eine hochdielektrische Schicht (2a), welche in einem Kontaktteil zwischen der Zwischenschichtisolierschicht und der Linien- und Zwischenraumstruktur gebildet ist und eine höhere dielektrische Konstante als eine Siliziumoxidschicht besitzt.
12. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
bei der
die Isolierschicht eine hochdielektrische Schicht (2a) ist,
welche eine höhere dielektrische Konstante als eine
Siliziumoxidschicht besitzt.
13. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, bei der
die Halbleitervorrichtung einen Leitungsabschnitt (11), in dem
erwünschte Leitungen gebildet sind, und einen
Kondensatorabschnitt (12), in dem der Kondensator gebildet
ist, aufweist, und
die hochdielektrische Schicht nur in dem Kondensatorabschnitt
vorgesehen ist.
14. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, bei der
die Halbleitervorrichtung einen Leitungsabschnitt, in dem erwünschte Leitungen gebildet sind, und einen Kondensatorabschnitt, in dem der Kondensator gebildet ist, aufweist, und
die Isolierschicht in dem Leitungsabschnitt eine Siliziumoxidschicht (2bb) ist, die mit Dotierstoffen zum Verringern der dielektrischen Konstante dotiert ist.
die Halbleitervorrichtung einen Leitungsabschnitt, in dem erwünschte Leitungen gebildet sind, und einen Kondensatorabschnitt, in dem der Kondensator gebildet ist, aufweist, und
die Isolierschicht in dem Leitungsabschnitt eine Siliziumoxidschicht (2bb) ist, die mit Dotierstoffen zum Verringern der dielektrischen Konstante dotiert ist.
15. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
bei der
sowohl Linien- als auch Linienabstandsbreiten in der Linien-
und Zwischenraumstruktur nicht mehr als 0,2 µm betragen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30526299A JP4446525B2 (ja) | 1999-10-27 | 1999-10-27 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10046910A1 true DE10046910A1 (de) | 2001-05-10 |
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ID=17942993
Family Applications (1)
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