DE10309261A1 - Kondensator, gebildet in einer Mehrlagen-Verdrahtungsstruktur eines Halbleiterbauelements - Google Patents

Kondensator, gebildet in einer Mehrlagen-Verdrahtungsstruktur eines Halbleiterbauelements Download PDF

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Abstract

Der Kondensator hat eine Vielzahl von Durchgangssteckern (1a bis 1c), welche als erste Elektrode dienen, und eine Vielzahl von Durchgangssteckern (2a bis 2c), welche als zweite Elektrode dienen. Die Durchgangsstecker (1a bis 1c) sind in einer Reihe entlang einer x-Richtung gebildet, und ähnlich sind auch die Durchgangsstecker (2a bis 2c) in einer Reihe entlang der x-Richtung gebildet. Der Kondensator ist in einer Mehrlagen-Verdrahtungsstruktur eines Halbleiterbauelements gebildet, und die Durchgangsstecker (1a bis 1c) und die Durchgangsstecker (2a bis 2c) liegen einander gegenüber mit Teilen eines Zwischenlagen-Isolationsfilms dazwischen. Ein Teil des Zwischenlagen-Isolationsfilms, welcher zwischen die Durchgangsstecker (1a bis 1c) und die Durchgangsstecker (2a bis 2c) eingebracht ist, dient als dielektrischer Film für den Kondensator.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Struktur eines Kondensators, genauer gesagt bezieht sie sich auf die Struktur eines Kondensators vom MIM-(Metall-Isolator-Metall-)Typ, der in einer Mehrlagen-Verdrahtungsstruktur einer integrierten Haltleiterschaltung gebildet ist.
  • Ein Analogbauelement besteht aus Widerständen, Spulen, Kondensatoren usw., und ein Logikbauelement besteht aus MOS-Transistoren usw.. In den letzten Jahren wurde eine Anordnung sowohl eines Analogbauelements als auch eines CMOS-Logikbauelements im selben Chip, d.h. eine Realisierung von Ein-Chip-Analog-Logik-Bauelementen, untersucht.
  • In einem Halbleiterbauelement, in dem das Analog-Logik-Bauelement aus einem Chip bestehen soll, muß herkömmlicherweise eine weitere Fotomaske hinzugefügt werden, um einen MIM-Kondensator zu bilden. Z.B. müssen zwei Teile zur Anzahl der Fotomasken hinzugefügt werden, einer zur Entwicklung einer unteren Elektrode des Kondensators und der andere für die Entwicklung einer oberen Elektrode des Kondensators.
  • Dazu sind Methoden hinsichtlich des Halbleiterbauelements einschließlich des Kondensators in der japanischen Patentanmeldung, Offenlegungsschrift Nr. 2001-167974, der japanischen Patentanmeldung, Offenlegungsschrift Nr. 2001-237375 und der japanischen Patentanmeldung, Offenlegungsschrift Nr. 2000-228497, beschrieben.
  • Jedoch tritt gemäß einer solchen, herkömmlichen Herstellungsmethode eines Kondensators das Problem auf, daß die Herstellungskosten steigen, was durch die Vervielfachung der Anzahl der benötigten Fotomasken und durch den Herstellungsprozeß bedingt ist.
    •
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kondensator zu erhalten, welcher leicht ohne Hinzufügen von Fotomasken und Herstellungsprozessen hergestellt werden kann.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Kondensator in einer Mehrlagen-Verdrahtungsstruktur eines Halbleiterbauelements gebildet, und dieser schließt einen Zwischenlagen-Isolationsfilm, einen ersten Durchgangsstecker, einen zweiten Durchgangsstecker, eine erste Verdrahtung und eine zweite Verdrahtung ein. Der erste Durchgangsstecker ist im Zwischenlagen-Isolationsfilm gebildet und dient als erste Elektrode des Kondensators. Der zweite Durchgangsstecker ist im Zwischenlagen-Isolationsfilm gebildet, liegt dem ersten Durchgangsstecker gegenüber, mit einem Teil des Zwischenlagen-Isolationsfilms dazwischen, und dient als zweite Elektrode des Kondensators. Die erste Verdrahtung ist entweder nur mit der oberen Oberfläche oder nur mit der unteren Oberfläche des ersten Durchgangssteckers verbunden. Die zweite Verdrahtung ist entweder nur mit der oberen Oberfläche oder nur mit der unteren Oberfläche des zweiten Durchgangssteckers verbunden.
  • Der Kondensator setzt sich aus dem ersten und dem zweiten Durchgangsstecker, die in der Mehrlagen-Verdrahtungsstruktur gebildet sind, zusammen. Demgemäß können in dem Prozeß, in dem der Durchgangsstecker gebildet wird, welcher elektrisch mit einem Transistor in der Mehrlagen-Verdrahtungsstruktur verbunden ist, mittels einer Änderung des Musters der Fotomaske, der erste und der zweite Durchgangsstecker zusammen gebildet werden. Darum kann der Kondensator leicht ohne Hinzufügen von Fotomasken und Herstellungsprozessen gefertigt werden.
  • Darüber hinaus sind die erste und die zweite Verdrahtung zum Betrieb jedes elektrischen Potentials der ersten und der zweiten Elektroden des Kondensators entweder nur mit der jeweiligen oberen Oberfläche oder der jeweiligen unteren Oberfläche des ersten und des zweiten Durchgangssteckers verbunden. Demgemäß kann die Anzahl der Verdrahtungen, die in der Mehrlagen-Verdrahtungsstruktur gebildet werden muß, reduziert werden. Als Ergebnis kann das Auftreten eines durch eine Fremdsubstanz o.ä. verursachten Defekts bei der Ausführung des Herstellungsprozesses kontrolliert werden, und auf diese Weise ist eine Steigerung der Ausbeute realisierbar.
    •
  • Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird, deutlich ersichtlich.
  • Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht, die einen Aufbau des Kondensators gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung darstellt,
  • 2 eine Querschnittsansicht, die eine Schnittstruktur des in 1 gezeigten Kondensators darstellt,
  • 3 eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für eine Modifikation des Kondensators gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung darstellt,
  • 4 eine schematische Ansicht, die den Aufbau des Kondensators gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung darstellt,
  • 5 eine Querschnittsansicht, die den Aufbau des Kondensators gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung darstellt,
  • 6 eine schematische Ansicht, die den Aufbau des Kondensators gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel 4 der vorliegenden Erfindung darstellt,
  • 7 eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für eine Modifikation des Kondensators gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel 4 der vorliegenden Erfindung darstellt,
  • 8 eine Querschnittsansicht, die den Aufbau des Kondensators gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel 5 der vorliegenden Erfindung darstellt,
  • die 9 und 10 Querschnittsansichten, von denen jede ein Verfahren zur Herstellung des in 8 gezeigten Kondensators gemäß dem Prozeß darstellt,
  • 11 eine Draufsicht, die einen ersten Aufbau des Kondensators gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel 6 der vorliegenden Erfindung darstellt,
  • 12 eine Querschnittsansicht, die eine Schnittstruktur des in 11 gezeigten Kondensators darstellt,
  • 13 eine Draufsicht, die einen zweiten Aufbau des Kondensators gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel 6 der vorliegenden Erfindung darstellt,
  • 14 eine Querschnittsansicht, die eine Schnittstruktur des in 13 gezeigten Kondensators darstellt.
  • Bevorzugtes Ausführungsbeispiel 1
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau des Kondensators gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt. Der Kondensator hat eine Vielzahl von Durchgangssteckern 1a bis 1c, welche als erste Elektrode dienen, und eine Vielzahl von Durchgangssteckern 2a bis 2c, welche als zweite Elektrode dienen. Die Durchgangsstecker 1a bis 1c sind in einer Reihe in x-Richtung gebildet, und ähnlich sind die Durchgangsstecker 2a bis 2c auch in einer Reihe in x-Richtung gebildet. Der Kondensator ist in einer Mehrlagen-Verdrahtungsstruktur eines Halbleiterbauelementes gebildet, und die Durchgangsstecker 1a bis 1c und die Durchgangsstecker 2a bis 2c stehen einander jeweils gegenüber, mit einem Teil eines Zwischenlagen-Isolationsfilms (nicht gezeigt in 1) zwischen ihnen. Z.B. stehen der Durchgangsstecker 1a und der Durchgangsstecker 2a einander in einer Reihe in y-Richtung in 1 gegenüber. Ein Teil des Zwischenlagen-Isolationsfilms, welcher zwischen die Durchgangsstecker 1a bis 1c und die Durchgangsstecker 2a bis 2c gebracht wird, dient als ein dielektrischer Film für den Kondensator. Im vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel 1 sind die Durchgangsstecker 1a bis 1c und 2a bis 2c alle aus einem Metall, wie z.B. Wolfram, Aluminium usw. gebildet, und durch sie wird ein Kondensator vom MIM-Typ gebildet.
  • Die Durchgangsstecker 1a bis 1c sind mit einer Verdrahtung 3 verbunden, und die Durchgangsstecker 2a bis 2c sind mit einer Verdrahtung 4 verbunden. Die Verdrahtungen 3 und 4 erstrecken sich beide in x-Richtung. Darüber hinaus sind die Verdrahtungen 3 und 4 im vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel 1 aus einem Metall, wie z.B. Aluminium usw. gebildet. Eine obere Oberfläche der Verdrahtung 3 steht in Kontakt mit jeder unteren Oberfläche der Durchgangsstecker 1a bis 1c, und eine obere Oberfläche der Verdrahtung 4 steht in Kontakt mit jeder unteren Oberfläche der Durchgangsstecker 2a bis 2c. Die Verdrahtungen 3 und 4 sind Verdrahtungen zum Betrieb jedes elektrischen Potentials der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode des Kondensators. Die Verdrahtungen sind nicht mit den jeweiligen oberen Oberflächen der Durchgangsstecker 1a bis 1c und 2a bis 2c verbunden.
  • Außerdem ist in 1 ein Beispiel dargestellt, in dem drei Durchgangsstecker 1a bis 1c und 2a bis 2c mit den Verdrahtungen 3 und 4 verbunden sind; die Anzahl der Durchgangsstecker ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern steht solange zur Auswahl, als jeweils ein oder mehrere Durchgangsstecker mit der Verdrahtung 3 bzw. 4 verbunden sind.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht, die eine Schnittstruktur des Kondensators, betrachtet aus der in 1 gezeigten x-Richtung, in Hinblick auf die Bereiche darstellt, in denen die Durchgangsstecker 1a und 2a gebildet werden. In 2 wird neben einem den Kondensator bildenden Bereich, in dem der Kondensator gebildet wird, auch ein den Transistor bildender Bereich, in dem ein Transistor gebildet wird, dargestellt. Der Transistor selbst jedoch ist in dem den Transistor bildenden Bereich in 2 nicht gezeigt, sondern es sind nur Verdrahtungen dargestellt, welche elektrisch mit dem Transistor verbunden sind.
  • Das Halbleiterbauelement schließt die Mehrlagen-Verdrahtungsstruktur, in welcher eine Vielzahl von Verdrahtungslagen L1 bis L4 in dieser Reihenfolge laminiert sind, ein. Die Verdrahtungslagen L1 bis L4 haben Zwischenlagen-Isolationsfilme 51 bis 54 , welche aus einem Siliziumoxidfilm usw. gebildet werden. In dem den Kondensator bildenden Bereich wird der in 1 gezeigte Kondensator in der Verdrahtungslage L3 gebildet. Der Durchgangsstecker 1a und der Durchgangsstecker 2a stehen einander gegenüber, mit einem Teil des Zwischenlagen-Isolationsfilms 53 zwischen ihnen. Ein Teil des Zwischenlagen-Isolationsfilms 53 , welcher zwischen den Durchgangsstecker 1a und den Durchgangsstecker 2a eingebracht ist, dient als dielektrischer Film für den Kondensator.
  • In dem den Transistor bildenden Bereich werden in den Verdrahtungslagen L1 bis L4 Durchgangsstecker 61 bis 64 gebildet, welche aus einem Metall wie Wolfram, Aluminium usw. bestehen. Darüber hinaus werden in den Verdrahtungslagen L2 bis L4 Verdrahtungen 72 bis 74 gebildet, welche aus einem Metall wie z.B. Aluminium usw. bestehen.
  • Die Verdrahtungen 3, 4 und 73 werden alle auf dem Zwischenlagen-Isolationsfilm 52 gebildet, und es ist möglich, diese im selben Prozeß zu bilden. Darüber hinaus sind die Durchgangsstecker 1a, 2a und 63 alle im Zwischenlagen-Isolationsfilm 53 gebildet, und es ist möglich, diese im selben Prozeß zu bilden.
  • 3 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für eine Modifikation des Kondensators gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel 1 darstellt. Bezugnehmend auf das in den 1 und 2 gezeigte Beispiel sind die Verdrahtungen 3 und 4 mit der jeweils unteren Oberfläche der Durchgangsstecker 1a und 2a verbunden; wie jedoch in 3 gezeigt, können die Verdrahtungen 3 und 4 mit der jeweiligen oberen Oberfläche der Durchgangsstecker 1a und 2a verbunden sein. In diesem Fall sind die Verdrahtungen nicht mit der jeweils unteren Oberfläche der Durchgangsstecker 1a und 2a verbunden. Wie in 3 gezeigt, wird zwischen dem Durchgangsstecker 1a und dem Durchgangsstecker 2a, welche einander gegenüber liegen, eine Kapazität C1 gebildet.
  • In dieser Art und Weise wird bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel 1 der Kondensator vom MIM-Typ gebildet, unter Benutzung der Durchgangsstecker 1a bis 1c und 2a bis 2c, welche in der Mehrlagen-Verdrahtungsstruktur gebildet sind. Dementsprechend können die Durchgangsstecker 1a bis 1c und 2a bis 2c im Prozeß der Bildung des Durchgangssteckers, welcher elektrisch mit dem Transistor in der Mehrlagen-Verdrahtungsstruktur verbunden ist, mittels einer Änderung des Musters der Fotomaske alle gemeinsam gebildet werden. Deshalb kann der Kondensator leicht, ohne ein Hinzufügen von Fotomasken und Herstellungsprozessen, hergestellt werden.
  • Darüber hinaus sind die Verdrahtungen 3 und 4 zum Betrieb des jeweiligen elektrischen Potentials der ersten und der zweiten Elektrode des Kondensators entweder nur mit der jeweiligen oberen Oberfläche oder der jeweiligen unteren Oberfläche der Durchgangsstecker 1a bis 1c und 2a bis 2c verbunden. Dementsprechend kann die Anzahl von Verdrahtungen, die in der Mehrlagen-Verdrahtungsstruktur gebildet werden muß, im Vergleich mit einem Fall, in dem die Verdrahtungen sowohl mit der oberen Oberfläche, als auch mit der unteren Oberfläche verbunden sind, reduziert werden. Demzufolge kann das Auftreten eines Defekts, der durch eine Fremdsubstanz usw. verursacht ist, bei der Ausführung des Herstellungsprozesses kontrolliert werden, und somit kann ein Ertragsanstieg realisierbar sein.
  • Bevorzugtes Ausführungsbeispiel 2
  • 4 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau des Kondensators gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung, entsprechend 3, darstellt. Die Verdrahtung 3 ist mit der unteren Oberfläche des Durchgangssteckers 1a verbunden, und außerdem ist die Verdrahtung 4 mit der oberen Oberfläche des Durchgangssteckers 2a verbunden. Bezugnehmend auf die 2 und 4 kann die in 4 gezeigte Verdrahtung 3 im selben Prozeß mit der in 2 gezeigten Verdrahtung 73 gebildet werden, und die in 4 gezeigte Verdrahtung 4 kann im selben Prozeß mit der in 2 gezeigten Verdrahtung 74 gebildet werden. Außerdem kann in Einklang mit dem in 4 gezeigten Beispiel die Verdrahtung 3 mit der oberen Oberfläche des Durchgangssteckers 1a verbunden sein, und die Verdrahtung 4 kann mit der unteren Oberfläche des Durchgangssteckers 2a verbunden sein.
  • Derart sind bei dem Kondensator nach dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel 2 die Verdrahtung 3 und die Verdrahtung 4 nicht in derselben Verdrahtungslage gebildet. Demzufolge gibt es kein Risiko, daß eine Seitenfläche der Verdrahtung 3 und eine Seitenfläche der Verdrahtung 4 einander berühren, und daher können der Durchgangsstecker 1a und der Durchgangsstecker 2a näher aneinander gebildet werden als im bevorzugten Ausführungsbeispiel 1, welches oben beschrieben ist. Demzufolge ist eine Kapazität C2, welche zwischen dem Durchgangsstecker 1a und dem Durchgangsstecker 2a gebildet wird, größer als die in 3 gezeigte Kapazität C1. Somit kann, verglichen mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel 1, wie oberhalb beschrieben, eine Vergrößerung der Kapazität des Kondensators entwickelt werden.
  • Bevorzugtes Ausführungsbeispiel 3
  • In den oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen 1 und 2 ist ein Kondensator in einer Mehrlagen-Verdrahtungsstruktur, in der Metallstecker, wie z.B. Wolfram usw. und Metallverdrahtungen wie z.B. Aluminium usw., benutzt werden, beschrieben; im bevorzugten Ausführungsbeispiel 3 jedoch wird ein Kondensator beschrieben, der in einer Mehrlagen-Verdrahtungsstruktur gebildet ist, in welcher eine Damascene-Struktur unter Benutzung von Kupfer (Cu) angewandt wird.
  • 5 ist eine Querschnittsansicht, die den Aufbau des Kondensators gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung darstellt. In 5 ist nur der Aufbau des den Kondensator bildenden Bereiches des Halbleiterbauelements dargestellt. Ein Zwischenlagen-Isolationsfilm 121 der Verdrahtungslage L1 hat einen Aufbau, in dem die Isolationsfilme 81 bis 111 in dieser Reihenfolge laminiert sind. Auf dieselbe Art und Weise hat ein Zwischenlagen-Isolationsfilm 122 der Verdrahtungslage L2 einen Aufbau, in dem die Isolationsfilme 82 bis 112 in dieser Reihenfolge laminiert sind. Auf dem Isolationsfilm 112 ist ein Isolationsfilm 83 gebildet, welcher die Verdrahtungslage L3 hat.
  • Die Isolationsfilme 81 bis 83 , 101 und 102 sind Einlagenfilme wie z.B. P-TEOS (Plasma Tetra Ethyl Ortho Silikat), PEOX (Plasma Enhanced Oxide), PESiN (Plasma Enhanced Nitride), SiON, HDP (High Density Plasma), Ta2O5, SOG (Spin On Glass), O3-TEOS, BST (Ba, Sr, TiO3), SiC, SIOC usw., oder Mehrlagenfilme, in welchen diese Filme kombiniert sind. Darüber hinaus sind die Materialien für die Isolationsfilme 91 , 92 , 111 und 112 SiN, SiC usw..
  • In der Verdrahtungslage L1 befindet sich ein Verdrahtungsteil einer ersten Dual-Damascene-Struktur, welches ein Barrieremetall 131 und einen Kupferfilm 141 besitzt. In der Verdrahtungslage L2 befindet sich ein Durchgangsteil einer zweiten Damascene- Struktur, welches ein Barrieremetall 13a2 und einen Kupferfilm 14a2 besitzt. Das Barrieremetall 13a2 steht mit der oberen Oberfläche des Kupferfilms 141 in Kontakt. Darüber hinaus befinden sich in der Verdrahtungslage L2 ein Verdrahtungsteil und ein Durchgangsteil einer dritten Dual-Damascene-Struktur, welche ein Barrieremetall 13b2 und einen Kupferfilm 14b2 besitzen.
  • Der Durchgangsteil der zweiten Dual-Damascene-Struktur dient als erste Elektrode des Kondensators, und der Durchgangsteil der dritten Dual-Damascene-Struktur dient als zweite Elektrode des Kondensators. Ein Teil des Zwischenlagen-Isolationsfilms 122 , welcher zwischen die erste Elektrode und die zweite Elektrode eingebracht ist, dient als dielektrischer Film für den Kondensator. Darüber hinaus dient jeder Verdrahtungsteil der ersten Dual-Damascene-Struktur und der Verdrahtungsteil der dritten Dual-Damascene-Struktur als Verdrahtung zum Betrieb des elektrischen Potentials der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode des Kondensators.
  • Die Barrieremetalle 131 , 13a2 und 13b2 sind Einlagenfilme wie z.B. Ti, Ta, W, Mo, TiN, TiW, TaN, MoN, W-N, W-Si-N, Ta-Si-N, W-B-N, Ti-Si-N usw., oder Mehrlagenfilme, in welchen diese Filme kombiniert sind.
  • In derselben Art und Weise kann mit den bevorzugten Ausführungsbeispielen 1 und 2, wie oben beschrieben, in dem den Kondensator bildenden Bereich eine Dual-Damascene-Struktur im selben Prozeß, in dem die Dual-Damascene-Struktur in dem den Transistor bildenden Bereich (nicht gezeigt in 5) gebildet wird, durch eine Änderung des Musters der Fotomaske gebildet werden.
  • Außerdem ist in der obigen Beschreibung auch ein Fall anwendbar, der die Erfindung bezüglich des vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiels 3 auf Basis des bevorzugten Ausführungsbeispiels 2 anwendet, welches oben beschrieben ist, aber auch ein Fall, der sie auf Basis des bevorzugten Ausführungsbeispiels 1 anwendet, welches oben beschrieben ist.
  • Sogar in einem Fall, in dem der Kondensator in der Mehrlagen-Verdrahtungsstruktur, welche die Damascene-Struktur ist, gebildet wird, so wie der Kondensator in Bezug auf das vorliegende bevorzugte Ausführungsbeispiel, kann derselbe Effekt wie bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen 1 und 2, welche oben beschrieben sind, erhalten werden.
  • Bevorzugtes Ausführungsbeispiel 4
  • 6 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau des Kondensators gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel 4 der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie für den Kondensator in bezug auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele 1 bis 3 oberhalb beschrieben, sind beide Durchgangsstecker 1a und 2a, welche als erste und zweite Elektrode des Kondensators dienen, lediglich in der einzelnen Verdrahtungslage L3, wie z.B. in 2 gezeigt, gebildet. Im Gegensatz dazu bildet, wie für den Kondensator in bezug auf das vorliegende bevorzugte Ausführungsbeispiel 4, eine Vielzahl von Durchgangssteckern 1a1 bis 1a3 und 2a1 bis 2a3 , welche zu der Vielzahl laminierter Verdrahtungslagen gehören, die erste und die zweite Elektrode des Kondensators durch fortlaufendes Verbinden in einer oberen und einer unteren Richtung, wie in 6 gezeigt. „Die obere und die untere Richtung" bedeutet hier die Richtung, in welche die Vielzahl Verdrahtungslagen laminiert ist. Die Verdrahtungen 3 und 4 sind lediglich mit jeder unteren Oberfläche der Durchgangsstecker 1a1 und 2a1 verbunden, und die Verdrahtungen sind nicht zwischen Durchgangssteckern, welche in einer Reihe sind (z.B. zwischen dem Durchgangsstecker 1a1 und dem Durchgangsstecker 1a2 ), gebildet.
  • Außerdem ist in 6 ein Beispiel dafür dargestellt, daß die erste Elektrode und die zweite Elektrode des Kondensators durch die Durchgangsstecker 1a1 bis 1a3 und 2a1 bis 2a3 aus drei Lagen gebildet werden, jedoch muß die Anzahl der laminierten Lagen der Durchgangsstecker nur zwei oder größer sein. Wie auch immer, die kleinste obere Schranke der Anzahl der laminierten Lagen der Durchgangsstecker wird als Anzahl der Verdrahtungslagen angenommen, welche die Mehrlagen-Verdrahtungsstruktur einschließt.
  • 7 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für eine Modifikation des Kondensators gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel 4, entsprechend zu 6, darstellt. In 6 ist der Aufbau des Kondensators auch anwendbar im Falle der Anwendung der Erfindung in Bezug auf das vorliegende bevorzugte Ausführungsbeispiel 4 auf Basis des bevorzugten Ausführungsbeispiels 1 (welches oben beschrieben ist). Er ist aber auch, wie in 7 gezeigt, bei Anwendung der Erfindung entsprechend dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel 4 auf Basis des bevorzugten Ausführungsbeispiels 2 (welches oben beschrieben ist) anwendbar. Darüber hinaus ist es auch möglich, ihn auf Basis des bevorzugten Ausführungsbeispiels 3, welches oben beschrieben ist, anzuwenden, obwohl eine Abbildung hierzu weggelassen ist.
  • In einer solchen Art und. Weise werden bei dem dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel 4 entsprechenden Kondensator die erste und die zweite Elektrode des Kondensators durch Laminieren der Vielzahl der Durchgangsstecker 1a1 bis 1a3 und 2a1 bis 2a3 in die untere und die obere Richtung zusammengesetzt, und folglich kann eine Erhöhung der Kapazität des Kondensators erreicht werden.
  • Bevorzugtes Ausführungsbeispiel 5
  • 8 ist eine Querschnittsansicht, die einen Aufbau des Kondensators gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel 5 der vorliegenden Erfindung darstellt. Durchgangsstecker 20a und 20b sind anstelle der in 2 gezeigten Durchgangsstecker 1a und 1b gebildet. Die Durchgangsstecker 20a und 20b sind beide aus einem Metall wie z.B. Wolfram, Aluminium usw. gebildet, und dienen als erste und zweite Elektrode des Kondensators. Ein Teil des Zwischenlagen-Isolationsfilms 53 , welcher zwischen den Durchgangsstecker 20a und den Durchgangsstecker 20b eingebracht ist, dient als dielektrischer Film des Kondensators. Die Durchgangsstecker 20a und 20b sind mit den Verdrahtungen 3 bzw. 4 verbunden. Ein Abstand W2 in y-Richtung zwischen dem Durchgangsstecker 20a und dem Durchgangsstecker 20b ist schmäler als ein Abstand W1 in y-Richtung zwischen der Verdrahtung 3 und der Verdrahtung 4.
  • Die 9 und 10 sind Querschnittsansichten, die ein Verfahren zur Herstellung des in 8 gezeigten Kondensators darstellen. Bezugnehmend auf 9, werden zuerst die Verdrahtungen 3 und 4 auf dem Zwischenlagen-Isolationsfilm 52 gebildet. Als nächstes wird der Zwischenlagen-Isolationsfilm 53 auf dem Zwischenlagen-Isolationsfilm 5Z gebildet, der die Verdrahtungen 3 und 4 bedeckt. Als nächstes werden durch Fotolithographie und ein anisotropes Trockenätzverfahren Durchgangslöcher 21a und 21b, deren Durchmesser K1 ist, in dem Zwischenlagen-Isolationsfilm 53 gebildet. Die unteren Oberflächen der Durchgangslöcher 21a und 21b werden durch die oberen Oberflächen der Verdrahtungen 3 bzw. 4 reguliert. Darüber hinaus ist ein Abstand W3 zwischen dem Durchgangsloch 21a und dem Durchgangsloch 21b in y-Richtung größer als der Abstand W1.
  • Bezugnehmend auf 10 wird als nächstes der Zwischenlagen-Isolationsfilm 53 bis zu einer vorbestimmten Lagendicke durch ein Naßätzverfahren oder durch ein Naßspülverfahren von der Oberfläche des Zwischenlagen-Isolationsfilms 53 entfernt. Dementsprechend wird ein Teil des Zwischenlagen-Isolationsfilms 53 , welcher die Seitenwände der Durchgangslöcher 21a und 21b bestimmt, entfernt, und als Ergebnis wandeln sich die Durchgangslöcher 21a und 21b, deren Durchmesser K1 ist, zu Durchgangslöchern 22a und 22b, deren Durchmesser K2 (> K1) ist. Der Abstand zwischen dem Durchgangsloch 22a und dem Durchgangsloch 22b in y-Richtung ist W2. Danach werden die in 8 gezeigten Durchgangsstecker 20a und 20b durch Füllen der Durchgangslöcher 22a und 22b mit einem Metallfilm wie z.B. Wolfram, Aluminium, usw. gebildet.
  • Außerdem ist in der obigen Beschreibung auch ein Fall anwendbar, der die Erfindung bezüglich des vorliegende bevorzugte Ausführungsbeispiel 5 auf Basis des bevorzugten Ausführungsbeispiels 1 anwendet, welches weiter oben beschrieben ist, aber auch ein Fall, der sie auf Basis der bevorzugten Ausführungsbeispiele 2 bis 4 anwendet, welche oben beschrieben sind.
  • In einer solchen Art und Weise ist bei dem Kondensator und seinem Herstellungsverfahren in Bezug auf das vorliegende bevorzugte Ausführungsbeispiel 5 der Abstand W2 zwischen dem Durchgangsstecker 20a und dem Durchgangsstecker 20b kleiner als die Abstände zwischen den in den bevorzugten Ausführungsbeispielen 1 bis 4 beschriebenen Steckern. In dem Fall z.B., in dem der in 9 gezeigte Abstand W3 eine Belichtungsgrenze der Fotolithographie ist, kann, wenn die Durchgangslöcher 21a und 21b gebildet werden, der Abstand W2 zwischen dem Durchgangsstecker 20a und dem Durchgangsstecker 20b kleiner sein als die Belichtungsgrenze. Als Ergebnis kann eine Erhöhung der Kapazität des Kondensators erzielt werden.
  • Bevorzugtes Ausführungsbeispiel 6
  • 11 ist eine Draufsicht, die einen ersten Aufbau des Kondensators gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel 6 der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Verdrahtungen 3 und 4 haben beide eine kammförmige obere Oberflächenstruktur, die eine Vielzahl (drei in dem in 11 gezeigten Beispiel) Zweigteile mit einem Stammteil verbindet. Jeder Zweigteil der Verdrahtung 3 und jeder Zweigteil der Verdrahtung 4 sind abwechselnd angeordnet. Die Vielzahl (drei in dem in 11 gezeigten Beispiel) Durchgangsstecker 1a ist mit jedem Zweigteil der Verdrahtung 3 verbunden. In derselben Art und Weise ist die Vielzahl (drei in dem in 11 gezeigten Beispiel) Durchgangsstecker 1b mit jedem Zweigteil der Verdrahtung 4 verbunden.
  • 12 ist eine Querschnittsansicht, die den Aufbau im Schnitt entsprechend einer Lage entlang einer in 11 gezeigten Linie A1-A1 darstellt. Jede untere Oberfläche der Durchgangsstecker 1a ist in Kontakt mit jeder oberen Oberfläche der Zweigteile der Verdrahtung 3, und jede obere Oberfläche der Durchgangsstecker 1b ist in Kontakt mit jeder unteren Oberfläche der Zweigteile der Verdrahtung 4. Jeder Durchgangsstecker 1a und jeder Durchgangsstecker 1b liegen einander gegenüber, mit einem Teil des Zwischenlagen-Isolationsfilms (nicht gezeigt in den 11 und 12) dazwischen, und die Kapazität C2 wird zwischen jedem Durchgangsstecker 1a und jedem Durchgangsstecker 1b gebildet.
  • 13 ist eine Draufsicht, die einen zweiten Aufbau des Kondensators in Bezug auf das vorliegende bevorzugte Ausführungsbeispiel 6 darstellt. Mehrere (acht in dem in 13 gezeigten Beispiel) Durchgangsstecker 1b sind den Durchgangsstecker 1a umgebend angeordnet. Der Durchgangsstecker 1a ist mit der Verdrahtung 3 verbunden, und die Vielzahl von Durchgangssteckern 1b ist mit der Verdrahtung 4 verbunden.
  • 14 ist eine Querschnittsansicht, die den Aufbau im Schnitt entsprechend einer Lage entlang einer in 13 gezeigten A2-A2-Linie darstellt. Die untere Oberfläche des Durchgangssteckers 1a steht mit der oberen Oberfläche der Verdrahtung 3 in Kontakt, und die obere Oberfläche jedes Durchgangssteckers 1b steht mit der unteren Oberfläche der Verdrahtung 4 in Kontakt. Der Durchgangsstecker 1a und jeder Durchgangsstecker 1b liegen einander gegenüber, mit einem Teil des Zwischenlagen-Isolationsfilms (nicht gezeigt in den 13 und 14) dazwischen, und die Kapazität C2 wird zwischen dem Durchgangsstecker 1a und jedem Durchgangsstecker 1b gebildet.
  • Außerdem ist in der obigen Beschreibung auch ein Fall anwendbar, der die Erfindung bezüglich des vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiels 6 auf Basis des bevorzugten Ausführungsbeispiels 2 anwendet, welches weiter oben beschrieben ist, aber auch ein Fall, der sie auf Basis der bevorzugten Ausführungsbeispiele 1 und 3 bis 5 entsprechend der ersten Struktur, die oben beschrieben ist, und auf Basis der bevorzugten Ausführungsbeispiele 3 bis 5 entsprechend dem zweiten Aufbau, der oben beschrieben ist, anwendet.
  • Bei dem Kondensator, der sich auf das vorliegende bevorzugte Ausführungsbeispiel 6 bezieht, bildet der Durchgangsstecker 1a die Kapazität C2 zwischen der Vielzahl der Durchgangsstecker 1b, welche um den Durchgangsstecker 1a herum angeordnet sind, und deshalb kann die Erhöhung der Kapazität des Kondensators erreicht werden.
  • Obwohl die Erfindung im Detail gezeigt und beschrieben wurde, ist die obige Beschreibung in allen Aspekten illustrativ und nicht einschränkend. Es ist deshalb verständlich, daß zahlreiche Modifikationen und Änderungen eingeführt werden können, ohne vom Bereich der Erfindung abzuweichen.

Claims (6)

  1. Kondensator, gebildet in einer Mehrlagen-Verdrahtungsstruktur eines Halbleiterbauelementes, der folgendes enthält: einen Zwischenlagen-Isolationsfilm (53 ); einen ersten Durchgangsstecker (1a), gebildet im Zwischenlagen-Isolationsfilm (53 ), der als erste Elektrode des Kondensators dient; einen zweiten Durchgangsstecker (2a), gebildet im Zwischenlagen-Isolationsfilm, dem ersten Durchgangsstecker gegenüberliegend mit einem Teil des Zwischenlagen-Isolationsfilms dazwischen, der als zweite Elektrode des Kondensators dient; eine erste Verdrahtung (3), verbunden entweder mit der oberen Oberfläche oder mit der unteren Oberfläche des ersten Durchgangssteckers; und eine zweite Verdrahtung (4), verbunden entweder mit der oberen Oberfläche oder mit der unteren Oberfläche des zweiten Durchgangssteckers.
  2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verdrahtung mit der oberen Oberfläche des ersten Durchgangssteckers verbunden ist und die zweite Verdrahtung mit der unteren Oberfläche des zweiten Durchgangssteckers verbunden ist.
  3. Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Durchgangsstecker zusammenhängend gebildet werden und sich über eine Vielzahl von Verdrahtungsebenen, die in der Mehrlagen-Verdrahtungsstruktur eingeschlossen sind, erstrecken.
  4. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstand (W2) zwischen dem ersten Durchgangsstecker (20a) und dem zweiten Durchgangsstecker (20b) in einer vorbestimmten Richtung kleiner ist als ein Abstand (W1) zwischen der ersten Verdrahtung und der zweiten Verdrahtung in der genannten vorbestimmten Richtung.
  5. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Durchgangsstecker mehrfach vorkommen, die erste und die zweite Verdrahtung eine obere Oberflächenstruktur einschließen, wobei mehrere Zweigteile mit einem Stammteil verbunden sind, jedes der mehreren Zweigteile der ersten Verdrahtung und jedes der mehreren Zweigteile der zweiten Verdrahtung alternierend angeordnet sind, jedes der mehreren Zweigeile der ersten Verdrahtung mit dem ersten Durchgangsstecker verbunden ist und jedes der mehreren Zweigteile der zweiten Verdrahtung mit dem zweiten Durchgangsstecker verbunden ist.
  6. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Durchgangsstecker mehrfach vorhanden ist und diese Vielzahl der zweiten Durchgangsstecker so angeordnet ist, daß sie den ersten Durchgangsstecker umgeben.
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