EP1005705A1 - Integrierte elektrische schaltung mit kondensator - Google Patents

Integrierte elektrische schaltung mit kondensator

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EP1005705A1
EP1005705A1 EP98948718A EP98948718A EP1005705A1 EP 1005705 A1 EP1005705 A1 EP 1005705A1 EP 98948718 A EP98948718 A EP 98948718A EP 98948718 A EP98948718 A EP 98948718A EP 1005705 A1 EP1005705 A1 EP 1005705A1
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EP
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layer
capacitor
electrical circuit
integrated electrical
circuit according
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EP98948718A
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English (en)
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Inventor
Erwin Ruderer
Darko Piscevic
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Infineon Technologies AG
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Infineon Technologies AG
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Publication date
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    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/0805—Capacitors only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76897—Formation of self-aligned vias or contact plugs, i.e. involving a lithographically uncritical step
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40—Capacitors
    • H01L28/55—Capacitors with a dielectric comprising a perovskite structure material
    • H01L28/56—Capacitors with a dielectric comprising a perovskite structure material the dielectric comprising two or more layers, e.g. comprising buffer layers, seed layers, gradient layers

Definitions

  • the invention relates to an integrated electrical circuit with at least one capacitor, the first capacitor plate consisting of a first electrically conductive layer and the second capacitor plate consisting of a second electrically conductive layer.
  • An example of an integrated electrical circuit in which it is essential that the capacitors have a relative accuracy of less than 200 ppm is an analog-to-digital converter circuit. Such a high relative accuracy is necessary for a clear conversion from analog to digital signals or vice versa.
  • the object of the invention is therefore to design a generic integrated electrical circuit in such a way that the absolute and / or relative accuracy of the capacitance of the capacitor or capacitors is as good as possible.
  • Such a circuit should also be as simple as possible
  • this object is achieved in that there is an insulation layer having at least one hole in a generic integrated electrical circuit between the capacitor plates, the bottom surface and at least part of the side surfaces of the hole being covered with an electrically conductive material, and in which there is at least one the first capacitor plate is in contact with another layer of a dielectric material.
  • the invention therefore provides for an integrated electrical circuit in which contact is made between two conductive layers on the one hand at the locations provided for this purpose and on the other hand capacitors are formed in the surface areas provided with a dielectric layer. In the regions in which capacitors are formed, an insulation layer with holes and a further layer made of a dielectric material are arranged. One of the capacitor plates is in direct contact with this dielectric layer.
  • the integrated electrical circuit such that the contact area between the first capacitor plate and the further layer occupies the entire surface of the first capacitor plate facing the second capacitor plate. This means that the first capacitor plate is completely in contact with the dielectric layer.
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • the producibility of the dielectric layer using one of the known methods of layer production has the advantage that a precisely defined, constant layer thickness can be achieved. With sufficient lateral expansion of the rather this applies because of the then existing planarity of their metal filling
  • the dielectric layer In addition to the thickness of the dielectric layer, its lateral extent is another critical variable. If the areal dimension of the dielectric layer is smaller than that of the capacitor plate to which it lies, an undesirably large change in capacitance occurs.
  • the dielectric layer and the electrically conductive layer forming the capacitor plate are not congruent with one another. It is therefore expedient for the further layer to have a slightly larger surface area than the capacitor plate on which it rests. In this case, even with a slight shift in the relative positions between the capacitor plate and the dielectric layer adjacent to it, the entire capacitor area is covered by the dielectric. Since protruding portions of the dielectric layer affect the capacitance only insignificantly, it is possible to ensure a precisely defined capacitance of the capacitor.
  • the dielectric layer is removed outside the capacitor.
  • the upper electrically conductive layer can simultaneously serve as a wiring level.
  • the dielectric layer is removed at the locations where no capacitance is desired in order to make contact via the holes (plugs) filled with a conductive material. This enables a connection to the wiring level formed in the lower metal layer.
  • a high dielectric constant (of the material used has the advantage that the required capacitance of the capacitor can be realized with a smaller capacitor area.
  • the selection of the materials for the dielectric layer is very complex because a variety of requirements must be met at the same time.
  • the layer material must also have the highest possible maximum field strength, good insulation properties and good manufacturability.
  • the capacitance of the capacitor must remain constant over the entire range of the voltages used; this is a condition that can be easily met for microscopic capacitors Here it is much more difficult to fulfill, since there are considerably higher electric field strengths due to the small effective distance between the capacitor plates.
  • Nitride layers are particularly suitable for the construction of the dielectric layer in the circuits according to the invention. Silicon nitride Si3N4 may be mentioned here as an example.
  • layer thicknesses of less than 35 nm can also be produced with a thickness less than 10 nm.
  • the thickness of the layer should generally not be less than 2 nm. Such a lower limit is also necessary because otherwise fluctuations in the thickness of the layer from a few atomic layers have a large relative influence on the capacity.
  • the drawing shows a partial cross section through a semiconductor structure.
  • a structured lower metal layer 2 which consists for example of an aluminum alloy, is applied to an insulation layer, not shown. Between the metal layer 2 and the semiconductor substrate there may be further layers which are also not shown.
  • the lower metal layer 2 is formed as an electrical connection level in surface areas of the circuit, not shown. It is thus possible to implement the contacting function and the lower capacitor plates solely through the metal layer 2. Above the metal layer 2 there is a 600 to 900 nm thick insulation layer 3, into which a large hole 5 and a small hole 6 have been etched. The holes 5 and 6 are filled over their entire surface with a conductive metal, preferably a tungsten alloy, with a significant depression occurring in the hole 5.
  • a 20 nm thick dielectric layer 7 made of silicon nitride (Si3N4) is in direct contact with the insulation layer 3 and the metal fillings of the holes 5 and 6. The dielectric layer 7 is in contact with an upper metal layer 4 on its upper surface.
  • the upper metal layer 4 can, for example, also consist of an aluminum alloy, like the lower metal layer 2. However, it can also be formed by a layer system, for example with the layer sequence Ti / TiN / AlSixCuy / TiN.
  • the upper metal layer 4, like the lower metal layer 2 can be formed as an electrical connection level in other parts of the circuit. It is thus possible to use at least one of the two metal layers 2 and 4 several times. For this multiple use, it is only necessary to apply the dielectric layer 7 in selected surface areas. In this way, it is possible to provide capacitors for their manufacture by depositing only a single additional layer - this is the dielectric layer 7 - is required in individual surface areas.
  • the holes 5, 6 are said to be filled over their entire surface if their lateral edge surfaces are in contact with the metal filling located in them up to their upper edge. As a result of the deposition and planarization processes, it is possible that these edge surfaces are completely covered, while the fill level of the metal filling inside the holes 5 and 6 does not reach the full height of the edge regions of the holes 5 and 6. This lowering or deepening of the filling is also referred to as recess or recess. In the case of small holes or those which have a narrow trench shape, only a slight recess is formed which is largely constant. On the other hand, with large holes or wide trenches, the filling is significantly reduced. The resulting marginal portions must be taken into account when dimensioning the component.
  • the diameter of a circular hole between 200 nm and 500 nm.
  • the width should likewise be between 200 nm and 500 nm.
  • a circuit with a capacitor constructed in this way can be produced in the following way:
  • Sputtering process produced the lower metal layer 2. Then an anti-reflective layer and a photoresist layer are applied.
  • the photoresist contains a novolak resin, which is responsible for the layer formation, a photoactive compound such as diazonaphthoquinone and a solvent. This is followed by exposure to UV radiation using a mask. After etching away the photore- and the excess metal, the insulation layer 3 is applied.
  • the holes 5, 6 are then created by reactive ion etching. The reaction gases and the gaseous reaction products form a polymer layer. This can remain on the vertical flanks of the holes 5, 6, because here the new formation of the polymer of the removal by ion bombardment predominates. The remaining holes 5, 6 are therefore slightly funnel-shaped.
  • the dielectric layer 7 is then deposited. With the help of a photolithography step (lacquering, exposure and development), a resist mask is created. Subsequent wet chemical etching removes the dielectric layer 7 at those points where it does not contribute to the capacitance. Then the paint mask is removed. Now the upper metal layer 4 is sputtered on. The upper metal layer 4 is then structured with a mask which is approximately congruent with the mask used for structuring the lower metal layer 2 at this point. The desired accuracy of the capacitor is achieved by the lateral overlap of the metal layers 2, 4. Furthermore, stray capacities are avoided. The size of the capacitance formed on a hole depends on the area of the hole and the extent of the recess.
  • the method shown is designed in such a way that it also ensures an accuracy of the capacity of at least 200 ppm in the case of interference effects such as line width scatter in the lithography process, isotropic portions of the etching process, uneven deposition of the layers and the further parameter fluctuations occurring in series production.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine integrierte elektrische Schaltung mit wenigstens einem Kondensator, wobei die erste Kondensatorplatte aus einer ersten elektrisch leitenden Schicht (4) und die zweite Kondensatorplatte aus einer zweiten elektrisch leitenden Schicht (2) besteht. Zwischen den Kondensatorplatten (2, 4) befindet sich eine wenigstens ein Loch (5, 6) aufweisende Isolationsschicht. Hierbei sind die Bodenfläche und wenigstens ein Teil der Seitenflächen des Lochs (5, 6) mit einem elektrisch leitenden Material bedeckt. Die erste Kondensatorplatte (4) befindet sich in Kontakt mit einer dielektrischen Schicht (7).

Description

Beschreibung
INTEGRIERTE ELEKTRISCHE SCHALTUNG MIT KONDENSATOR
Die Erfindung betrifft eine integrierte elektrische Schaltung mit wenigstens einem Kondensator, wobei die erste Kondensatorplatte aus einer ersten elektrisch leitenden Schicht und die zweite Kondensatorplatte aus einer zweiten elektrisch leitenden Schicht besteht.
Bei der Herstellung von integrierten elektrischen Schaltungen, die Kondensatoren enthalten, ist das Problem bekannt, daß die einzelnen Kondensatoren eine genau definierte Kapazität aufweisen müssen. Je nach Einsatzgebiet der integrierten elektrischen Schaltung ist es erforderlich, daß der Absolutwert der Kapazität eingehalten wird, bzw. daß beim Vorhandensein von mehreren Kondensatoren alle Kondensatoren die gleiche Kapazität aufweisen.
Ein Beispiel für eine integrierte elektrische Schaltung, bei der es wesentlich ist, daß die Kondensatoren eine relative Genauigkeit von unter 200 ppm aufweisen, ist eine Analog-Di- gital-Wandlerschaltung. Eine derartig hohe relative Genauigkeit ist für eine eindeutige Umwandlung von analogen in digi- tale Signale bzw. umgekehrt notwendig.
Aber auch bei weiteren elektrischen Schaltungen wie Mikroprozessoren und Mikrocontrollern besteht das Erfordernis, Kondensatoren mit genau definierter Kapazität herzustellen.
Die Erfindung hat daher die Aufgabe, eine gattungsgemäße integrierte elektrische Schaltung so auszugestalten, daß die absolute und/oder relative Genauigkeit der Kapazität des Kondensators oder der Kondensatoren möglichst gut ist. Eine der- artige Schaltung soll ferner auf eine möglichst einfache
Weise herstellbar sein. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sich bei einer gattungsgemäßen integrierten elektrischen Schaltung zwischen den Kondensatorplatten eine wenigstens ein Loch aufweisende Isolationsschicht befindet, wobei die Bodenfläche und wenigstens ein Teil der Seitenflächen des Lochs mit einem elektrisch leitenden Material bedeckt sind, und bei der sich wenigstens die erste Kondensatorplatte in Kontakt mit einer weiteren Schicht aus einem dielektrischen Material befindet.
Die Erfindung sieht also vor, eine integrierte elektrische Schaltung zu schaffen, bei der zwischen zwei leitenden Schichten einerseits an dafür vorgesehenen Stellen eine Kon- taktierung erfolgt und bei der andererseits in den mit einer dielektrischen Schicht versehenen Flächenbereichen Kondensa- toren ausgebildet sind. In den Bereichen, in den Kondensatoren ausgebildet sind, ist eine Isolationsschicht mit Löchern und eine weitere Schicht aus einem dielektrischen Material angeordnet. Eine der Kondensatorplatten befindet sich in einem unmittelbaren Kontakt mit dieser dielektrischen Schicht.
Zur weiteren Verbesserung der Genauigkeit ist es zweckmäßig, die integrierte elektrische Schaltung so auszugestalten, daß die Kontaktfläche zwischen der ersten Kondensatorplatte und der weiteren Schicht die gesamte der zweiten Kondensator- platte zugewandten Oberfläche der ersten Kondensatorplatte einnimmt. Dies bedeutet, daß die erste Kondensatorenplatte vollständig im Kontakt mit der dielektrischen Schicht ist.
Die dielektrische Schicht kann - ebenso wie die weiteren in der integrierten Schaltung vorkommenden Schichten - nach einem der üblichen Schichterzeugungsverfahren, beispielsweise einem CVD-Verfahren (CVD = Chemical Vapour Deposition) , durch Sputtern oder durch Ionenimplantation hergestellt werden. Die Herstellbarkeit der dielektrischen Schicht mit einem der be- kannten Verfahren der Schichterzeugung hat den Vorteil, daß eine genau definierte gleichbleibende Schichtdicke realisiert werden kann. Bei ausreichender lateraler Ausdehnung der Lö- eher gilt dies wegen der dann vorhandenen Planarität ihrer Metallfüllung
Neben der Dicke der dielektrischen Schicht ist ihre laterale Ausdehnung eine weitere kritische Größe. Wenn die Flächenab- messung der dielektrischen Schicht kleiner ist als die der Kondensatorplatte, an der sie anliegt, tritt eine unerwünscht große Kapazitätsänderung auf.
Bei den Verfahren der Schichtenerzeugung ist es möglich, daß aufgrund von Ungenauigkeiten die dielektrische Schicht und die die Kondensatorplatte bildende elektrisch leitfähige Schicht nicht deckungsgleich übereinanderliegen. Daher ist es zweckmäßig, daß die weitere Schicht geringfügig größere Flä- chenabmessung aufweist als die Kondensatorplatte, an der sie anliegt. In diesem Fall ist auch bei einer geringfügigen Verschiebung der Relativpositionen zwischen der Kondensatorplatte und der an ihr anliegenden dielektrischen Schicht die gesamte Kondensatorfläche von dem Dielektrikum bedeckt. Da überstehende Anteile der dielektrischen Schicht die Kapazität nur unwesentlich beeinträchtigen, ist es so möglich, eine genau definierte Kapazität des Kondensators sicherzustellen.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist außer- halb des Kondensators die dielektrische Schicht entfernt. In diesem Fall kann die obere elektrisch leitende Schicht gleichzeitig als Verdrahtungsebene dienen. Hierfür ist an den Stellen, an denen keine Kapazität gewünscht ist, die dielektrische Schicht entfernt, um eine Kontaktierung über die mit einem leitfähigen Material gefüllten Löcher (Plugs) zu ermöglichen. Hierdurch wird eine Verbindung zu der in der unteren Metallschicht gebildeten Verdrahtungsebene ermöglicht.
Eine hohe Dielektizitätskonstante ( des verwendeten Materials hat den Vorteil, daß sich die geforderte Kapazität des Kondensators mit einer geringeren Kondensatorfläche realisieren läßt. Die Auswahl der Materialien für die dielektrische Schicht ist deshalb sehr aufwendig, weil gleichzeitig eine Vielfalt von Anforderungen erfüllt sein müssen. So muß das Schichtmaterial neben einer hohen Dielektrizitätskonstante ( weiterhin eine möglichst hohe erreichbare maximale Feldstärke, gute Isolationseigenschaften und eine gute Herstellbarkeit aufweisen. Ferner muß die Kapazität des Kondensators im gesamten Bereich der eingesetzten Spannungen konstant bleiben; diese für ma- kroskopische Kondensatoren leicht erfüllbare Bedingung ist hier wesentlich schwerer zu erfüllen, da hier wegen des geringen wirksamen Abstandes der Kondensatorplatten wesentlich höhere elektrische Feldstärken auftreten. Insbesondere Nitridschichten sind für den Aufbau der dielektrischen Schicht in den erfindungsgemäßen Schaltungen besonders geeignet. Beispielhaft sei hier Siliziu nitrid Si3N4 genannt.
Besonders zweckmäßig ist es, Schichtdicken von weniger als 35 nm zu wählen. Derartige Schichten können jedoch auch mit ei- ner kleineren Dicke als 10 nm hergestellt werden. Beim Beispiel von Si3N4 ist jedoch zu beachten, daß es bei einer Schichtdicke von weniger als 2 nm kein guter Isolator mehr ist, weil es bei dieser und bei geringeren Dicken zu Tunnelströmen kommen kann. Da die Tunnelströme das Isolationsver- halten beeinträchtigen, sollte die Dicke der Schicht generell 2 nm nicht unterschreiten. Eine derartige Untergrenze ist auch erforderlich, weil ansonsten bereits Dickenschwankungen der Schicht von wenigen Atomlagen einen großen relativen Einfluß auf die Kapazität haben.
Weitere Besonderheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.
Die Zeichnung zeigt einen ausschnittsweisen Querschnitt durch eine Halbleiterstruktur . Eine strukturierte untere Metallschicht 2 , die beispielsweise aus einer Aluminium-Legierung besteht, ist auf einer nicht dargestellten Isolationsschicht aufgebracht. Zwischen der Me- tallschicht 2 und dem Halbleitersubstrat können sich weitere, gleichfalls nicht dargestellte Schichten befinden.
In nicht dargestellten Flächenbereichen der Schaltung ist die untere Metallschicht 2 als elektrische Verbindungsebene aus- gebildet. So ist es möglich, die Kontaktierungsfunktion und die unteren Kondensatorplatten allein durch die Metallschicht 2 zu realisieren. Oberhalb der Metallschicht 2 befindet sich eine 600 bis 900 nm dicke Isolationsschicht 3, in die ein großes Loch 5 und ein kleines Loch 6 geätzt wurden. Die Lö- eher 5 und 6 sind vollflächig mit einem leitfähigen Metall, vorzugsweise einer Wolfram-Legierung, gefüllt, wobei eine deutliche Vertiefung in dem Loch 5 auftritt. In unmittelbarem Kontakt mit der Isolationsschicht 3 und den Metallfüllungen der Löcher 5 und 6 befindet sich eine 20 nm dicke dielektri- sehe Schicht 7 aus Siliziumnitrid (Si3N4) . Die dielektrische Schicht 7 befindet sich auf ihrer oberen Oberfläche mit einer oberen Metallschicht 4 in Kontakt.
Die obere Metallschicht 4 kann beispielsweise gleichfalls wie die untere Metallschicht 2 aus einer Aluminium-Legierung bestehen. Sie kann jedoch auch durch ein Schichtsystem, beispielsweise mit der Schichtenfolge Ti/TiN/AlSixCuy/TiN gebildet sein. Die obere Metallschicht 4 kann ebenso wie die untere Metallschicht 2 in weiteren Teilen der Schaltung als elektrische Verbindungsebene ausgebildet sein. So ist es möglich, wenigstens eine der beiden Metallschichten 2 und 4 mehrfach zu nutzen. Zu dieser mehrfachen Nutzung ist es lediglich erforderlich, in ausgewählten Flächenbereichen die dielektrische Schicht 7 aufzubringen. Auf diese Weise ist es möglich, Kondensatoren vorzusehen für deren Herstellung nur die Abscheidung einer einzigen zusätzlichen Schicht - dies ist die dielektrische Schicht 7 - in einzelnen Flächenbereichen erforderlich ist.
Die Löcher 5, 6 werden als vollflächig gefüllt bezeichnet, wenn ihre seitlichen Randflächen bis zu ihrem oberen Rand in Kontakt mit der in ihnen befindlichen Metallfüllung stehen. Als Folge der Abscheide- und Planarisierungsprozesse ist es möglich, daß diese Randflächen vollständig bedeckt sind, während der Füllstand der Metallfüllung im Inneren der Löcher 5 und 6 nicht bis zu der vollen Höhe der Randbereiche der Löcher 5 und 6 reicht. Diese Absenkung beziehungsweise Vertiefung der Füllung wird auch als Rezeß oder recess bezeichnet. Bei kleinen Löchern oder solchen, die eine schmale Grabenform aufweisen, bildet sich nur ein geringfügiger recess aus, der weitgehend konstant ist. Hingegen kommt es bei großen Löchern oder breiten Gräben zu einer deutlichen Absenkung der Füllung. Die sich ergebenden Randanteile müssen bei der Dimensionierung des Bauelementes berücksichtigt werden.
Um den Einfluß der Randanteile auszuschalten, ist es zweckmäßig, den Durchmesser eines kreisförmigen Loches zwischen 200 nm und 500 nm zu wählen. Bei einem Graben mit einer beliebigen Länge von mehreren (m (beispielsweise von 10 oder 20 (m) sollte die Breite gleichfalls zwischen 200 nm und 500 nm be- tragen.
Eine Schaltung mit einem derartig aufgebauten Kondensator kann auf die folgende Weise hergestellt werden:
Auf die nicht dargestellte Isolationsschicht wird in einem
Sputter-Verfahren die untere Metallschicht 2 hergestellt. Danach werden eine Antireflexionsschicht und eine Photore- sistschicht aufgetragen. Das Photoresist enthält ein Novolak- Harz, das für die Schichtbildung verantwortlich ist, eine photoaktive Verbindung wie Diazonaphthochinon sowie ein Lösungsmittel. Danach erfolgt eine Belichtung mit UV-Strahlung unter Verwendung einer Maske. Nach dem Wegätzen des Photore- sists und des überschüssigen Metalls wird die Isolationsschicht 3 aufgetragen. Die Löcher 5, 6 werden anschließend durch reaktives Ionenätzen erzeugt . Die Reaktionsgase und die gasförmigen Reaktionsprodukte bilden eine Polymerschicht. Diese kann an den senkrechten Flanken der Löcher 5 , 6 zurückbleiben, weil hier die Neubildung des Polymers der Abtragung durch den Ionenbeschuß überwiegt. Die verbleibenden Löcher 5, 6 sind daher leicht trichterförmig. Sie werden mit einer Wolfram-Legierung gefüllt, die anschließend chemisch-mecha- nisch poliert wird. Danach wird die dielektrische Schicht 7 abgeschieden. Mit Hilfe eines Photolithographieschrittes (Belacken, Belichten und Entwickeln) wird eine Lackmaske erzeugt. Durch eine anschließende naßchemische Ätzung wird die dielektrische Schicht 7 an den Stellen entfernt, wo sie nicht zur Kapazität beiträgt. Danach wird die Lackmaske entfernt. Nun wird die obere Metallschicht 4 aufgesputtert . Die obere Metallschicht 4 wird dann mit einer Maske strukturiert, die mit der zur Strukturierung der unteren Metallschicht 2 verwendeten Maske an dieser Stelle in etwa deckungsgleich ist. Durch die laterale Überlappung der Metallschichten 2, 4 wird die gewünscht Genauigkeit des Kondensators erzielt. Ferner werden so Streukapazitäten vermieden. Die Größe der an einem Loch gebildeten Kapazität hängt von der Flächenausdehnung des Lochs und dem Ausmaß des recess ab.
Das dargestellte Verfahren ist so ausgelegt, daß es auch bei Störeffekten wie der Linienbreitenstreuung bei dem Lithographieprozeß, bei isotropen Anteilen des Ätzprozesses, ungleichmäßiger Abscheidung der Schichten und den weiteren in der Serienfertigung auftretenden Parameterschwankungen eine Genauigkeit der Kapazität von wenigstens 200 ppm sicherstellt.

Claims

Patentansprüche :
1. Integrierte elektrische Schaltung mit wenigstens einem Kondensator, wobei die erste Kondensatorplatte aus einer ersten elektrisch leitenden Schicht (4) und die zweite Kondensatorplatte aus einer zweiten elektrisch leitenden Schicht (2) besteht, wobei sich zwischen den Kondensatorplatten (2, 4) eine wenigstens ein Loch (5, 6) aufweisende Isolationsschicht befindet, wobei die Bodenfläche und wenigstens ein Teil der Seitenflächen des Lochs (5, 6) mit einem elektrisch leitenden Material bedeckt sind, und bei der sich wenigstens die erste Kondensatorplatte (4) in Kontakt mit einer weiteren Schicht (7) aus einem dielek- trischen Material befindet.
2. Integrierte elektrische Schaltung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kontaktfläche zwischen der ersten Kondensatorplatte (4) und der weiteren Schicht (7) die gesamte der zweiten Kondensatorplatte (2) zugewandte Oberfläche der ersten Kondensatorplatte (4) einnimmt.
3. Integrierte elektrische Schaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die weitere Schicht (7) geringfügig größere Flächenabmessungen als die erste Kondensatorplatte aufweist.
4. Integrierte elektrische Schaltung nach einem der Ansprüche
1 , 2 oder 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Bereich außerhalb des Kondensators die weitere Schicht (7) entfernt wurde.
Integrierte elektrische Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die weitere Schicht (7) eine größere Dielektrizitätskonstante als Si02 (3,8) aufweist.
6. Integrierte elektrische Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die weitere Schicht (7) ein Nitrid enthält.
7. Integrierte elektrische Schaltung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die weitere Schicht (7) Si3N4 enthält.
8. Integrierte elektrische Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dicke der weiteren Schicht (7) kleiner als 35 nm ist.
9. Integrierte elektrische Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sich das in dem Loch (5, 6) befindliche elektrisch leitende
Material in Kontakt mit der weiteren Schicht (7) befindet.
10. Integrierte elektrische Schaltung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sich die gesamte obere Oberfläche des in dem Loch (5, 6) befindlichen elektrischen Materials in Kontakt mit der weiteren Schicht (7) befindet.
EP98948718A 1997-08-04 1998-08-03 Integrierte elektrische schaltung mit kondensator Ceased EP1005705A1 (de)

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DE1997133736 DE19733736A1 (de) 1997-08-04 1997-08-04 Integrierte elektrische Schaltung
DE19733736 1997-08-04
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