JP2000252422A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JP2000252422A
JP2000252422A JP11048931A JP4893199A JP2000252422A JP 2000252422 A JP2000252422 A JP 2000252422A JP 11048931 A JP11048931 A JP 11048931A JP 4893199 A JP4893199 A JP 4893199A JP 2000252422 A JP2000252422 A JP 2000252422A
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JP
Japan
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film
electrode
dielectric film
semiconductor device
electrodes
Prior art date
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Application number
JP11048931A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Oyamada
利彦 小山田
Hideaki Harakawa
秀明 原川
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Toshiba Corp
Japan Semiconductor Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Iwate Toshiba Electronics Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which has a large capacitor capacitance with a small space factor and a method for manufacturing the device. SOLUTION: A semiconductor device has at least a first electrode 4 formed on an insulator 2, a dielectric film 5 formed on the side face 13 of the electrode 4, and a second electrode 6 formed on an element separating area 2 and the side face of which is partially faced oppositely to the side face 13 of the electrode 4 through the dielectric film 5. The side faces of the first and second electrodes 4 and 6 are faced oppositely to each other through the dielectric film 5 to form a capacitor. Therefore, the capacitance of the semiconductor device can be increased without increasing the space factor of elements by increasing the number of teeth of a comb by narrowing the widths of the teeth.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に関するものであり、特にキャパシタ及びそ
の製造方法に係わるものである。
The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a capacitor and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のキャパシタの構成例を図9及び図
10に示す。図9は平面図であり、図10は図9のA−
A線における断面図である。図9に示すように、素子分
離領域52の上に第1の平板導体54が形成されてい
る。第1の平板導体54の上には図示はしないが薄い誘
電体膜が形成され、さらにその上に第2の平板導体56
が形成されている。第1の平板導体54と第2の平板導
体56は薄い誘電体膜を介して対向して配置され、キャ
パシタの電極として作用する。第1及び第2の平板導体
54、56にはそれぞれ配線が接続されている。
2. Description of the Related Art A configuration example of a conventional capacitor is shown in FIGS. FIG. 9 is a plan view, and FIG.
It is sectional drawing in the A line. As shown in FIG. 9, a first flat conductor 54 is formed on the element isolation region 52. A thin dielectric film (not shown) is formed on the first flat conductor 54, and a second flat conductor 56 is further formed thereon.
Are formed. The first plate conductor 54 and the second plate conductor 56 are arranged facing each other with a thin dielectric film interposed therebetween, and function as electrodes of the capacitor. Wiring is connected to the first and second plate conductors 54 and 56, respectively.

【0003】図10に示すように、シリコン基板51の
表面に酸化シリコン(SiO2)からなる素子分離領域
52が形成され、素子分離領域52の周縁に熱酸化膜
(SiO2膜)53が形成されている。素子分離領域5
2の上に多結晶シリコンからなる第1の平板導体54が
形成され、第1の平板導体54の上面及び側面には薄い
誘電体膜55が形成されている。第1の平板導体54の
上に誘電体膜55を介して第2の平板導体56が形成さ
れている。平板導体54、56の上には層間絶縁膜57
が形成され、さらにその上にチタン膜58及びアルミニ
ウム膜60からなる配線が形成されている。平板導体5
4、56上の層間絶縁膜57中にチタン膜58とタング
ステンプラグ59が埋め込まれたコンタクトホールがそ
れぞれ形成されてる。
As shown in FIG. 10, an element isolation region 52 made of silicon oxide (SiO 2 ) is formed on the surface of a silicon substrate 51, and a thermal oxide film (SiO 2 film) 53 is formed on the periphery of the element isolation region 52. Have been. Element isolation region 5
A first flat conductor 54 made of polycrystalline silicon is formed on 2, and a thin dielectric film 55 is formed on the upper surface and side surfaces of the first flat conductor 54. A second flat conductor 56 is formed on the first flat conductor 54 via a dielectric film 55. On the flat conductors 54 and 56, an interlayer insulating film 57 is provided.
Is formed thereon, and a wiring composed of a titanium film 58 and an aluminum film 60 is further formed thereon. Flat conductor 5
Contact holes in which a titanium film 58 and a tungsten plug 59 are embedded are formed in an interlayer insulating film 57 on layers 4 and 56, respectively.

【0004】従来の薄膜キャパシタは図11乃至図13
に示すようにして製造される。
Conventional thin film capacitors are shown in FIGS.
It is manufactured as shown in FIG.

【0005】(1)まず、図11(a)に示すように、
シリコン基板51を選択的にエッチング除去し、開孔6
2を形成する。
(1) First, as shown in FIG.
The silicon substrate 51 is selectively removed by etching, and an opening 6 is formed.
Form 2

【0006】(2)次に、図11(b)に示すように、
SiO2を開孔62に埋め込み、素子分離領域52を形
成する。そして素子分離領域52周縁のシリコン基板5
1を熱酸化して、熱酸化膜53を形成する。
(2) Next, as shown in FIG.
SiO 2 is buried in the opening 62 to form the element isolation region 52. Then, the silicon substrate 5 around the element isolation region 52
1 is thermally oxidized to form a thermal oxide film 53.

【0007】(3)次に、図12(c)に示すように、
CVD法(化学的気層成長法)で第1の多結晶シリコン
膜54を堆積し、砒素(As)イオンをイオン注入し熱
処理によって活性化する。
(3) Next, as shown in FIG.
A first polycrystalline silicon film 54 is deposited by CVD (chemical vapor deposition), and arsenic (As) ions are implanted and activated by heat treatment.

【0008】(4)次に、図12(d)に示すように、
フォトレジスト法で第1の多結晶シリコン膜54上に第
1の平板導体54のレジストパターンを形成し、RIE
(反応性イオンエッチング)で第1の多結晶シリコン膜
54を選択的にエッチングして第1の平板導体54を形
成する。そして、熱酸化法で第1の平板導体54の上面
及び側面に誘電体膜55を形成する。
(4) Next, as shown in FIG.
A resist pattern of the first flat conductor 54 is formed on the first polycrystalline silicon film 54 by a photoresist method, and RIE is performed.
The first polycrystalline silicon film 54 is selectively etched by (reactive ion etching) to form a first flat conductor 54. Then, a dielectric film 55 is formed on the upper and side surfaces of the first flat conductor 54 by a thermal oxidation method.

【0009】(5)次に、CVD法で第2の多結晶シリ
コン膜56を堆積し、Asイオンをイオン注入し熱処理
によって活性化する。第2の平板導体56のレジストパ
ターンを形成し、図13(e)に示すように、第2の多
結晶シリコン膜56を選択的にエッチングして第2の平
板導体56を形成する。
(5) Next, a second polycrystalline silicon film 56 is deposited by CVD, and As ions are implanted and activated by heat treatment. A resist pattern for the second plate conductor 56 is formed, and as shown in FIG. 13E, the second polycrystalline silicon film 56 is selectively etched to form the second plate conductor 56.

【0010】(6)次に、図13(f)に示すように、
CVD法で層間絶縁膜57を堆積する。そして、コンタ
クトホール61のレジストパターンを形成し、層間絶縁
膜57及び誘電体膜55を選択的にエッチング除去して
コンタクトホール61を形成する。
(6) Next, as shown in FIG.
An interlayer insulating film 57 is deposited by a CVD method. Then, a resist pattern for the contact hole 61 is formed, and the interlayer insulating film 57 and the dielectric film 55 are selectively etched away to form the contact hole 61.

【0011】(7)最後に、スパッタ法でチタン膜(T
i膜)58を堆積し、さらにタングステン(W)をコン
タクトホール内に埋め込み、タングステンプラグ59を
形成する。そして、アルミニウム(Al)膜60を堆積
し、Ti膜58及びAl膜60を選択的に除去して配線
を形成する。
(7) Finally, a titanium film (T
An i film 58 is deposited, and tungsten (W) is buried in the contact hole to form a tungsten plug 59. Then, an aluminum (Al) film 60 is deposited, and the Ti film 58 and the Al film 60 are selectively removed to form a wiring.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】従来のキャパシタにお
いて、キャパシタ容量を増加させるには誘電体膜を薄く
するか、誘電体膜を誘電率の高い材質に変更することが
望ましい。しかし、誘電体膜を薄くすることは誘電体膜
破壊の惧れが伴い、素子の信頼性を低下させる原因とな
る。また、誘電率の高い材質への変更は現状として材料
技術の進歩を期待するしかない。さらに、平板導体の占
有面積を広げてキャパシタ容量を増やすことは、半導体
集積回路の高集積化の妨げとなる。
In the conventional capacitor, it is desirable to reduce the thickness of the dielectric film or to change the dielectric film to a material having a high dielectric constant in order to increase the capacitance of the capacitor. However, reducing the thickness of the dielectric film involves a fear of destruction of the dielectric film and causes a reduction in the reliability of the device. In addition, a change to a material having a high dielectric constant can only be expected from the progress of material technology. Further, increasing the capacitance of the capacitor by increasing the area occupied by the flat conductor hinders the high integration of the semiconductor integrated circuit.

【0013】本発明はこのような問題点を解決するため
に成されたものであり、その目的は、小さな占有面積で
キャパシタ容量の大きい半導体装置及びその製造方法を
提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device having a small occupied area and a large capacitor capacity, and a method of manufacturing the same.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】このような問題点を解決
するため、本発明の第1の特徴は、少なくとも1以上の
折り曲がり部を有する平面パターン形状の第1の電極
と、第1の電極の側面に配置された誘電体膜と、誘電体
膜により第1の電極から絶縁された第2の電極であっ
て、第1の電極の側面と対向している第2の電極とを有
するキャパシタ部を少なくとも有する半導体装置である
ことである。
In order to solve the above problems, a first feature of the present invention is to provide a first electrode having a planar pattern shape having at least one bent portion, and a first electrode having a first pattern. A dielectric film disposed on a side surface of the electrode; and a second electrode insulated from the first electrode by the dielectric film, the second electrode being opposed to the side surface of the first electrode. A semiconductor device having at least a capacitor portion.

【0015】本発明の第1の特徴において、「少なくと
も1以上の折り曲がり部を有する平面パターン形状」と
はL字型、コの字型等、あるいはこれらの組み合わせか
らなるパターン形状を意味する。第1及び第2の電極は
絶縁物もしくは高抵抗半導体の上に形成すればよい。絶
縁物および高抵抗半導体は素子分離領域として半導体基
板上に形成することが好ましい。高抵抗半導体としては
真性半導体や半絶縁性半導体等が好適である。誘電体膜
は第1の電極の上面にさらに形成してもよく、さらに下
面まで形成してもよい。
In the first aspect of the present invention, the “planar pattern shape having at least one bent portion” means an L-shaped pattern, a U-shaped pattern, or a combination thereof. The first and second electrodes may be formed over an insulator or a high-resistance semiconductor. The insulator and the high-resistance semiconductor are preferably formed on a semiconductor substrate as element isolation regions. As the high-resistance semiconductor, an intrinsic semiconductor, a semi-insulating semiconductor, or the like is preferable. The dielectric film may be further formed on the upper surface of the first electrode, or may be further formed on the lower surface.

【0016】また、少なくとも1以上の折り曲がり部を
有する平面パターン形状を櫛形状にしていわゆる、イン
ターディジタル(交叉指)形状としてもよい。あるいは
渦巻き状の形状として、第1及び第2の電極を互いに組
み合わされていることが望ましい。さらに、第1及び第
2の電極の上に形成された層間絶縁膜、層間絶縁膜の上
に形成された配線、及び第1及び第2の電極と配線を導
通させるための導電性物質が埋め込まれたコンタクトホ
ールを具備することで、キャパシタの充電・放電を行え
るようにすることが望ましい。
The so-called interdigital (cross finger) shape may be obtained by making the planar pattern having at least one or more bent portions into a comb shape. Alternatively, it is desirable that the first and second electrodes are combined with each other as a spiral shape. Further, an interlayer insulating film formed on the first and second electrodes, a wiring formed on the interlayer insulating film, and a conductive material for conducting the wiring with the first and second electrodes are embedded. It is desirable to provide a contact hole in which charging and discharging of the capacitor can be performed.

【0017】本発明の第1の特徴によれば、第1及び第
2の側面を誘電体膜を介して対向させることにより第1
及び第2の電極はキャパシタを形成することができる。
したがって、櫛の幅を狭めて櫛の数を増やすことで、素
子の占有面積を増やさずにキャパシタ容量を増やすこと
ができる。
According to the first feature of the present invention, the first and second side faces are opposed to each other via a dielectric film to thereby achieve the first aspect.
And the second electrode can form a capacitor.
Therefore, by reducing the width of the comb and increasing the number of combs, the capacitance of the capacitor can be increased without increasing the area occupied by the elements.

【0018】本発明の第2の特徴は、以下の各工程を少
なくとも含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A second feature of the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device, comprising at least the following steps.

【0019】(イ)少なくとも1以上の折り曲がり部を
有する平面パターン形状で第1の電極を選択的に形成す
る工程、(ロ)前記第1の電極の側面及び上面に誘電体
膜を形成する工程、(ハ)全面上に第2の導電体膜を堆
積する工程、(ニ)前記誘電体膜が露出するまで前記第
2の導電体膜を除去して表面を平坦化することにより第
2の電極を形成する工程。
(A) a step of selectively forming a first electrode in a plane pattern shape having at least one or more bent portions; and (b) forming a dielectric film on side and top surfaces of the first electrode. (C) depositing a second conductive film on the entire surface, and (d) removing the second conductive film until the dielectric film is exposed, thereby planarizing the surface to form a second conductive film. Forming an electrode.

【0020】本発明の第2の特徴において、「少なくと
も1以上の折り曲がり部を有する平面パターン形状」と
はL字型、コの字型等、あるいはこれらの組み合わせか
らなるパターン形状を意味する。第1及び第2の電極は
絶縁物もしくは高抵抗半導体の上に形成すればよい。絶
縁物および高抵抗半導体は素子分離領域として半導体基
板の表面に形成することが好ましい。高抵抗半導体とし
ては真性半導体や半絶縁性半導体等が好適である。誘電
体膜はさらに第1の電極の下面に形成してもよい。
In the second feature of the present invention, the “planar pattern shape having at least one bent portion” means an L-shape, a U-shape, or a combination thereof. The first and second electrodes may be formed over an insulator or a high-resistance semiconductor. The insulator and the high-resistance semiconductor are preferably formed on the surface of the semiconductor substrate as element isolation regions. As the high-resistance semiconductor, an intrinsic semiconductor, a semi-insulating semiconductor, or the like is preferable. The dielectric film may be further formed on the lower surface of the first electrode.

【0021】また、少なくとも1以上の折り曲がり部を
有する平面パターン形状を櫛形状にしていわゆる、イン
ターディジタル(交叉指)形状としてもよい。あるいは
渦巻き状の形状として、第1及び第2の電極を互いに組
み合わされていることが望ましい。さらに、第1及び第
2の電極の上に形成された層間絶縁膜、層間絶縁膜の上
に形成された配線、及び第1及び第2の電極と配線を導
通させるための導電性物質が埋め込まれたコンタクトホ
ールを具備することで、キャパシタの充電・放電を行え
るようにすることが望ましい。
The so-called interdigital (cross-finger) shape may be obtained by making the plane pattern having at least one bent portion into a comb shape. Alternatively, it is desirable that the first and second electrodes are combined with each other as a spiral shape. Further, an interlayer insulating film formed on the first and second electrodes, a wiring formed on the interlayer insulating film, and a conductive material for conducting the wiring with the first and second electrodes are embedded. It is desirable to provide a contact hole in which charging and discharging of the capacitor can be performed.

【0022】さらに、第1の電極を形成する工程は、第
1の導電体膜としての第1の多結晶シリコン膜を形成す
る工程と、第1の多結晶シリコン膜を選択的に除去して
第1の電極を形成する工程とからなるようにすればよ
い。また、素子分離領域を半導体基板の表面に形成する
には、半導体基板を選択的に除去して開孔を形成し、絶
縁物あるいは高抵抗半導体を埋め込むことが望ましい。
さらに、第1の電極の側面と上面に誘電体膜を形成する
工程は、熱酸化法を用いて、第1の電極の露出面、つま
り側面と上面を熱酸化することで、誘電体膜として酸化
シリコン膜を形成すればよい。
Further, the step of forming the first electrode includes a step of forming a first polycrystalline silicon film as a first conductor film and a step of selectively removing the first polycrystalline silicon film. And a step of forming a first electrode. In order to form the element isolation region on the surface of the semiconductor substrate, it is desirable to selectively remove the semiconductor substrate to form an opening and bury an insulator or a high-resistance semiconductor.
Further, the step of forming a dielectric film on the side surface and the upper surface of the first electrode is performed by thermally oxidizing the exposed surface of the first electrode, that is, the side surface and the upper surface, using a thermal oxidation method. What is necessary is just to form a silicon oxide film.

【0023】本発明の第2の特徴によれば、第1及び第
2の電極の側面を誘電体膜を介して対向させることによ
り第1及び第2の電極はキャパシタを形成することがで
きる。したがって、櫛の幅を狭めて櫛の数を増やすこと
で、素子の占有面積を増やさずにキャパシタ容量を増や
すことができる。
According to the second feature of the present invention, the first and second electrodes can form a capacitor by opposing the side surfaces of the first and second electrodes via the dielectric film. Therefore, by reducing the width of the comb and increasing the number of combs, the capacitance of the capacitor can be increased without increasing the area occupied by the elements.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施の形態を説明する。図面の記載において従来技術と同
一又は類似名部分には類似な符号を付している。ただ
し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関
係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに
留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は
以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面
相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分
が含まれていることはもちろんである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same or similar names as in the prior art are denoted by similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the plane dimension, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. In addition, it goes without saying that parts having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

【0025】図1は本発明の実施の形態に係わる半導体
装置の構成を示す斜視図である。図1に示すように半導
体装置は、絶縁物からなる素子分離領域2の上に形成さ
れた櫛形状の第1の電極4と、第1の電極4の側面13
及び上面14に形成された誘電体膜5と、素子分離領域
2上に形成され第1の電極4から誘電体膜5により絶縁
された第2の電極6であって、側面の1部が誘電体膜5
を介して第1の電極4の側面13と対向している櫛形状
の第2の電極6とを少なくとも有する。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the semiconductor device includes a comb-shaped first electrode 4 formed on an element isolation region 2 made of an insulator, and a side surface 13 of the first electrode 4.
A dielectric film 5 formed on the upper surface 14 and a second electrode 6 formed on the element isolation region 2 and insulated from the first electrode 4 by the dielectric film 5. Body membrane 5
And at least a comb-shaped second electrode 6 facing the side surface 13 of the first electrode 4 via the first electrode 4.

【0026】この構成において、第1の電極4の側面1
3と第2の電極6の側面が誘電体膜5を介して対向して
キャパシタを形成している。第1及び第2の電極4、6
は不純物の添加された多結晶シリコンで形成されてい
る。また、素子分離領域2に用いる絶縁物としては酸化
シリコンが好適である。
In this configuration, the side surface 1 of the first electrode 4
3 and the side surface of the second electrode 6 face each other via the dielectric film 5 to form a capacitor. First and second electrodes 4, 6
Is formed of polycrystalline silicon to which impurities are added. As an insulator used for the element isolation region 2, silicon oxide is preferable.

【0027】図2は図1の櫛形状の第1及び第2の電極
4、6の上に積層した構造を示す図で、図1のA−A面
に沿った断面構成に一部が対応する。図2に示すよう
に、第1及び第2の電極4、6の上には層間絶縁膜7が
形成されている。層間絶縁膜7の上にはチタン(Ti)
膜8及びアルミニウム(Al)膜10からなる配線が形
成されている。また、第1及び第2の電極4、6と配線
8、10を接続するためにコンタクトホール内にチタン
膜8が下地として形成され、このチタン膜の上にタング
ステン(W)等のコンタクトプラグ9がコンタクトホー
ル内を埋め込むように形成されている。配線8、10及
びコンタクトホール9、10により櫛形キャパシタの充
電・放電を行うことができる。
FIG. 2 is a view showing a structure laminated on the comb-shaped first and second electrodes 4 and 6 of FIG. 1. A part of the structure corresponds to the cross-sectional structure along the AA plane of FIG. I do. As shown in FIG. 2, an interlayer insulating film 7 is formed on the first and second electrodes 4 and 6. Titanium (Ti) is formed on the interlayer insulating film 7
A wiring composed of the film 8 and the aluminum (Al) film 10 is formed. In addition, a titanium film 8 is formed as a base in a contact hole for connecting the first and second electrodes 4 and 6 to the wirings 8 and 10, and a contact plug 9 such as tungsten (W) is formed on the titanium film. Are formed so as to fill the contact holes. The wires 8 and 10 and the contact holes 9 and 10 enable charging and discharging of the comb capacitor.

【0028】本発明の実施の形態に係わる半導体装置は
図3乃至図7に示すように、以下の工程を経て製造され
る。図3乃至図7は図2に対応する主な断面工程図であ
る。
The semiconductor device according to the embodiment of the present invention is manufactured through the following steps as shown in FIGS. 3 to 7 are main sectional process views corresponding to FIG.

【0029】(イ)まず、スピンナーを用いて半導体基
板1上にポジレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法
を用いて素子分離領域2にパタンスペース部を有するレ
ジストパターンを形成する。そして、図3(a)に示す
ように、レジストパターンをマスクとしてRIE等の異
方性エッチングを行い、半導体基板1に深さ400nm
程度の開孔12を形成し、その後レジストを除去する。
(A) First, a positive resist is applied on the semiconductor substrate 1 using a spinner, and a resist pattern having a pattern space portion in the element isolation region 2 is formed using a photolithography method. Then, as shown in FIG. 3A, anisotropic etching such as RIE is performed using the resist pattern as a mask, and the semiconductor substrate 1 has a depth of 400 nm.
The opening 12 is formed to a degree, and then the resist is removed.

【0030】(ロ)次に、LPCVD法(低圧 CVD
法)を用いて酸化シリコン膜(SiO2膜)を半導体基
板1表面から600nm程度堆積させる。そして、Si
2膜を半導体基板1の開孔12に埋め込むために、C
MP(Chemical Mechanical Polishing:化学的機械的
研磨)を行い、シリコン基板1の表面より上に堆積した
SiO2膜を削り取り、図3(b)に示すように、素子
分離領域2を形成する。さらに、熱酸化法を用いて素子
分離領域2周縁のシリコン基板1を熱酸化して、膜厚1
0nmの熱酸化膜3を形成する。
(B) Next, the LPCVD method (low pressure CVD)
Method, a silicon oxide film (SiO 2 film) is deposited to a thickness of about 600 nm from the surface of the semiconductor substrate 1. And Si
In order to bury the O 2 film in the opening 12 of the semiconductor substrate 1, C
By performing MP (Chemical Mechanical Polishing), the SiO 2 film deposited above the surface of the silicon substrate 1 is scraped off to form an element isolation region 2 as shown in FIG. Further, the silicon substrate 1 on the periphery of the element isolation region 2 is thermally oxidized by using a
A 0 nm thermal oxide film 3 is formed.

【0031】(ハ)次に、図4(c)に示すように、L
PCVD法を用いて第1の導電体膜15として第1の多
結晶シリコン膜を膜厚200nmまで堆積する。そし
て、イオン注入法を用いて砒素(As)イオンなどのn
型不純物イオンを65keVの加速エネルギーで5×1
15cm-2程度注入し、その後1000℃の熱処理によ
って不純物(As)を活性化する。
(C) Next, as shown in FIG.
Using a PCVD method, a first polycrystalline silicon film is deposited as the first conductive film 15 to a thickness of 200 nm. Then, n ions such as arsenic (As) ions are ion-implanted.
5 × 1 at 65 keV acceleration energy
Implantation of about 0 15 cm -2 is performed , and then, impurities (As) are activated by a heat treatment at 1000 ° C.

【0032】(ニ)次に、スピンナーでフォトレジスト
を第1の導電体膜15上に塗布し、フォトリソグラフィ
法を用いて第1の電極4のレジストパターンを形成す
る。そして、図4(d)に示すように、レジストパター
ンをマスクとして異方性エッチングを行い、第1の導電
体膜15を選択的に除去して第1の電極4を形成し、そ
の後レジストを除去する。
(D) Next, a photoresist is applied on the first conductive film 15 by a spinner, and a resist pattern of the first electrode 4 is formed by photolithography. Then, as shown in FIG. 4D, anisotropic etching is performed using the resist pattern as a mask, the first conductor film 15 is selectively removed to form the first electrode 4, and then the resist is removed. Remove.

【0033】(ホ)次に、図5(e)に示すように、熱
酸化法を用いて第1の電極4となる第1の多結晶シリコ
ン膜15の側面13及び上面14を熱酸化して膜厚10
nmのSiO2膜からなる誘電体膜5を形成する。
(E) Next, as shown in FIG. 5E, the side surface 13 and the upper surface 14 of the first polycrystalline silicon film 15 to be the first electrode 4 are thermally oxidized using a thermal oxidation method. Thickness 10
A dielectric film 5 made of a 2 nm thick SiO 2 film is formed.

【0034】(へ)次に、図5(f)に示すように、L
PCVD法を用いて第2の導電体膜16として第2の多
結晶シリコン膜を膜厚200nmまで堆積する。そし
て、この第2の多結晶シリコン膜16にイオン注入法を
用いてAsイオン等のn型不純物イオンを65keVの
加速エネルギーで5×1015cm-2程度注入し、その後
1000℃の熱処理によって不純物(As)を活性化す
る。
(F) Next, as shown in FIG.
A second polycrystalline silicon film is deposited to a thickness of 200 nm as the second conductor film 16 by using the PCVD method. Then, about 5 × 10 15 cm −2 of n-type impurity ions such as As ions are implanted into the second polycrystalline silicon film 16 at an acceleration energy of 65 keV by ion implantation. Activate (As).

【0035】(ト)次に、CMPを行い、図6(g)に
示すように第1の電極4の上面14に形成された誘電体
膜5が表出するまで、第2の導電体膜16を削り取る。
(G) Next, CMP is performed until the dielectric film 5 formed on the upper surface 14 of the first electrode 4 is exposed as shown in FIG. Remove 16

【0036】(チ)次に、スピンナーでレジストを塗布
し、フォトリソグラフィ法を用いて第1及び第2の電極
4、6のレジストパターンを形成する。そして、図6
(h)に示すように、レジストパターンをマスクとして
RIEを行い、第2の導電体膜16を選択的に除去して
第2の電極6を形成し、その後レジストを除去する。
(H) Next, a resist is applied by a spinner, and a resist pattern for the first and second electrodes 4 and 6 is formed by photolithography. And FIG.
As shown in (h), RIE is performed using the resist pattern as a mask, the second conductive film 16 is selectively removed to form the second electrode 6, and then the resist is removed.

【0037】(リ)次に、CVD法で第1及び第2の電
極4、6上に層間絶縁膜7を膜厚600nmまで堆積す
る。そして、フォトリソグラフィ法を用いてコンタクト
ホール11のレジストパターンを層間絶縁膜7上に形成
し、レジストパターンをマスクとしてRIEを行い、層
間絶縁膜7及び誘電体膜5を選択的に除去して、図7
(i)に示すように、コンタクトホール11を形成す
る。次に、DCマグネトロンスパッタ法でチタン膜(T
i膜)8を膜厚60nmまで成膜する。さらに、600
℃の熱処理を行い、Ti膜8と第1及び第2の電極4、
6の接触面において熱反応させて、図示はしないが合金
層(TiSi層)を形成する。
Next, an interlayer insulating film 7 is deposited on the first and second electrodes 4 and 6 to a thickness of 600 nm by the CVD method. Then, a resist pattern of the contact hole 11 is formed on the interlayer insulating film 7 using a photolithography method, RIE is performed using the resist pattern as a mask, and the interlayer insulating film 7 and the dielectric film 5 are selectively removed. FIG.
As shown in (i), a contact hole 11 is formed. Next, a titanium film (T
An i-film) 8 is formed to a thickness of 60 nm. In addition, 600
C., and the Ti film 8 and the first and second electrodes 4
A thermal reaction is performed on the contact surface 6 to form an alloy layer (TiSi layer) (not shown).

【0038】(ヌ)最後に、CVD法でタングステン
(W)を400nmまで堆積する。そして、コンタクト
ホール11内にタングステンを埋め込むため、CMPを
行い、層間絶縁膜7上のTi膜8が表出するまでW膜を
削り取りコンタクトプラグ9を形成する。次に、アルミ
ニウム膜(Al膜)10を堆積し、Ti膜58及びAl
膜60を選択的に除去して配線を形成する。以上の工程
を経て、図2に示す半導体装置を製造することができ
る。
(N) Finally, tungsten (W) is deposited to a thickness of 400 nm by the CVD method. Then, CMP is performed to bury tungsten in the contact hole 11, and the W film is scraped off until the Ti film 8 on the interlayer insulating film 7 is exposed to form a contact plug 9. Next, an aluminum film (Al film) 10 is deposited, and a Ti film 58 and an Al film are formed.
The wiring is formed by selectively removing the film 60. Through the above steps, the semiconductor device shown in FIG. 2 can be manufactured.

【0039】本発明の実施の形態によれば、櫛形状の第
1及び第2の電極4、6の側面を誘電体膜5を介して対
向させることにより第1及び第2の電極はキャパシタを
形成することができる。したがって、櫛の幅を狭めて櫛
の数を増やすことで、素子の平面積を増やさずにキャパ
シタ容量を増やすことができる。
According to the embodiment of the present invention, the side surfaces of the comb-shaped first and second electrodes 4 and 6 are opposed to each other with the dielectric film 5 interposed therebetween, so that the first and second electrodes serve as capacitors. Can be formed. Therefore, by reducing the width of the comb and increasing the number of combs, the capacitance of the capacitor can be increased without increasing the plane area of the element.

【0040】なお、本発明の実施の形態において、多結
晶シリコンからなる第1及び第2の電極4、6の導電型
をn型として説明したが、Asイオンの代わりにボロン
(B)イオン等のp型不純物イオンを多結晶シリコン膜
にイオン注入して第1及び第2の導電体膜15、16を
形成してもよい。
In the embodiment of the present invention, the conductivity type of the first and second electrodes 4 and 6 made of polycrystalline silicon has been described as n-type, but instead of As ions, boron (B) ions or the like are used. The first and second conductive films 15 and 16 may be formed by implanting the p-type impurity ions into the polycrystalline silicon film.

【0041】また、本発明の実施の形態では、絶縁物と
して酸化シリコンを半導体基板1内に埋め込み、素子分
離領域2を形成したが、不純物が添加された多結晶シリ
コン等の導電物を埋め込んで素子分離領域2を形成して
もよい。この場合、(ホ)の工程で行う熱酸化により、
第1の多結晶シリコン膜15の側面及び上面のみなら
ず、露出した素子分離領域2の表面にも酸化シリコン膜
が形成される。そして、この酸化シリコン膜の上に第2
の電極が形成される。すると、第1の電極および素子分
離領域2内の多結晶シリコンは1つのキャパシタ電極と
して、第2の電極と酸化シリコン膜を介して対向して配
置されることになる。
In the embodiment of the present invention, silicon oxide is buried as an insulator in the semiconductor substrate 1 to form the element isolation region 2, but a conductive material such as polycrystalline silicon to which impurities are added is buried. The element isolation region 2 may be formed. In this case, by the thermal oxidation performed in the step (e),
A silicon oxide film is formed not only on the side and top surfaces of the first polycrystalline silicon film 15 but also on the exposed surface of the element isolation region 2. Then, a second layer is formed on the silicon oxide film.
Electrodes are formed. Then, the first electrode and the polycrystalline silicon in the element isolation region 2 are arranged as one capacitor electrode to face the second electrode via the silicon oxide film.

【0042】(変形例)また、本発明の実施の形態では
第1及び第2の電極4、6の形状は櫛形状であるが、必
ずしもこの形状とは限らない。例えば、図8に示すよう
に、素子分離領域2上に渦巻き状の第1及び第2の電極
24、26を組み合わせてキャパシタを形成してもよ
い。ただし、第1の電極24の少なくとも側面に誘電体
膜25が形成されており、第1の電極24と第2の電極
26は素子分離領域2と誘電体膜25により絶縁されて
いる。第1の電極24の側面に形成された誘電体膜25
を介して第1及び第2の電極24、26の側面が対向し
て、キャパシタを形成することができる。また、製造方
法は上述の実施の形態とほとんど変わりはない。第1の
導電体膜を選択的に除去して第1の電極を形成する時に
使用するマスクパターンを渦巻き状にして第1の電極2
4を形成し、第2の導電体膜を第1の電極と組み合わさ
れるようにパターンニングすればよい。この構造におい
ても、電極の幅を狭くして渦を巻く回数を増やすこと
で、素子の平面積を増やすことなく第1及び第2の電極
24、26の対向する側面の面積を増加させてキャパシ
タ容量を増やすことができる。さらに、絶縁物(素子分
離領域)2の上に第1及び第2の電極とともに第3、第
4の電極を形成し、各電極の側面を誘電体膜を介して対
向させて、電極間を配線で接続して1組のキャパシタを
形成するようにしてもよい。
(Modification) In the embodiment of the present invention, the first and second electrodes 4 and 6 have a comb shape, but are not necessarily limited to this shape. For example, as shown in FIG. 8, a capacitor may be formed by combining spiral first and second electrodes 24 and 26 on the element isolation region 2. However, a dielectric film 25 is formed on at least a side surface of the first electrode 24, and the first electrode 24 and the second electrode 26 are insulated from the element isolation region 2 by the dielectric film 25. Dielectric film 25 formed on side surface of first electrode 24
, The side surfaces of the first and second electrodes 24 and 26 face each other to form a capacitor. Further, the manufacturing method is almost the same as the above embodiment. The mask pattern used when forming the first electrode by selectively removing the first conductor film is formed into a spiral shape to form the first electrode 2.
4 may be formed, and the second conductor film may be patterned so as to be combined with the first electrode. Also in this structure, by increasing the number of times of swirling by narrowing the width of the electrode, the area of the opposing side surfaces of the first and second electrodes 24 and 26 can be increased without increasing the plane area of the element, and Capacity can be increased. Further, third and fourth electrodes are formed on the insulator (element isolation region) 2 together with the first and second electrodes, and the side surfaces of each electrode are opposed to each other with a dielectric film interposed therebetween. They may be connected by wiring to form a set of capacitors.

【0043】このように、本発明はここで記載しない様
々な実施の形態等を包含することを理解すべきである。
したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範
囲に係わる発明特定事項によってのみ限定されるもので
ある。
As described above, it should be understood that the present invention includes various embodiments and the like which are not described herein.
Therefore, the present invention is limited only by the matters specifying the invention according to the claims that are reasonable from this disclosure.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、小
さな占有面積でキャパシタ容量の大きい半導体装置及び
その製造方法を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device having a small occupied area and a large capacitance, and a method of manufacturing the same.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係わる半導体装置の構成
を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A面に沿った断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view along the AA plane of FIG.

【図3】本発明の実施の形態に係わる半導体装置の製造
方法を示す断面工程図である(その1)。
FIG. 3 is a sectional process view illustrating the method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention (part 1);

【図4】本発明の実施の形態に係わる半導体装置の製造
方法を示す断面工程図である(その2)。
FIG. 4 is a sectional process view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention (part 2);

【図5】本発明の実施の形態に係わる半導体装置の製造
方法を示す断面工程図である(その3)。
FIG. 5 is a sectional process view illustrating the method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention (part 3).

【図6】本発明の実施の形態に係わる半導体装置の製造
方法を示す断面工程図である(その4)。
FIG. 6 is a sectional process view illustrating the method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention (part 4).

【図7】本発明の実施の形態に係わる半導体装置の製造
方法を示す断面工程図である(その5)。
FIG. 7 is a sectional process view illustrating the method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention (part 5).

【図8】本発明の実施の形態の変形例に係わる半導体装
置の構成を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a configuration of a semiconductor device according to a modification of the embodiment of the present invention.

【図9】従来技術に係わる薄膜キャパシタの構成を示す
平面図である。
FIG. 9 is a plan view showing a configuration of a thin film capacitor according to a conventional technique.

【図10】図9のA−A面に沿った断面図である。FIG. 10 is a sectional view taken along the plane AA of FIG. 9;

【図11】従来技術に係わる薄膜キャパシタの製造方法
を示す断面図である(その1)。
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a thin film capacitor according to the related art (Part 1).

【図12】従来技術に係わる薄膜キャパシタの製造方法
を示す断面図である(その2)。
FIG. 12 is a sectional view showing the method of manufacturing the thin-film capacitor according to the related art (part 2).

【図13】従来技術に係わる薄膜キャパシタの製造方法
を示す断面図である(その3)。
FIG. 13 is a sectional view showing the method of manufacturing the thin-film capacitor according to the related art (part 3).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、51 半導体基板 2、52 素子分離領域 3、53 熱酸化膜 4、24 第1の電極 5、25、55 誘電体膜 6、26 第2の電極 7、57 層間絶縁膜 8、58 チタン膜 9 コンタクトプラグ 10、60 アルミニウム膜 11、61 コンタクトホール 12、62 開孔 13 側面 14 上面 15 第1の導電体膜 16 第2の導電体膜 54 第1の平板導体 56 第2の平板導体 59 タングステンプラグ 1, 51 Semiconductor substrate 2, 52 Element isolation region 3, 53 Thermal oxide film 4, 24 First electrode 5, 25, 55 Dielectric film 6, 26 Second electrode 7, 57 Interlayer insulating film 8, 58 Titanium film Reference Signs List 9 contact plug 10, 60 aluminum film 11, 61 contact hole 12, 62 opening 13 side surface 14 top surface 15 first conductor film 16 second conductor film 54 first plate conductor 56 second plate conductor 59 tungsten plug

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原川 秀明 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Fターム(参考) 5F038 AC04 AC15 EZ13 EZ15 EZ17 EZ20  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Hideaki Harakawa 8F, Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F-term (reference) 5F038 AC04 AC15 EZ13 EZ15 EZ17 EZ20

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも1以上の折り曲がり部を有す
る平面パターン形状の第1の電極と、 前記第1の電極の側面に配置された誘電体膜と、 前記誘電体膜により前記第1の電極から絶縁された第2
の電極であって、前記第1の電極の側面と対向している
第2の電極と、 を有するキャパシタ部を少なくとも有する半導体装置。
A first electrode having a planar pattern shape having at least one bent portion; a dielectric film disposed on a side surface of the first electrode; and the first electrode formed by the dielectric film. Second insulated from
And a second electrode facing a side surface of the first electrode.
【請求項2】 前記平面形状が櫛形状であることを特徴
とする請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said planar shape is a comb shape.
【請求項3】 前記平面形状が渦巻き状であることを特
徴とする請求項1記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein said planar shape is a spiral shape.
【請求項4】 以下の各工程を少なくとも含むことを特
徴とする半導体装置の製造方法。 (イ)少なくとも1以上の折り曲がり部を有する平面パ
ターン形状で第1の電極を選択的に形成する工程 (ロ)前記第1の電極の側面及び上面に誘電体膜を形成
する工程 (ハ)全面上に第2の導電体膜を堆積する工程 (ニ)前記誘電体膜が露出するまで前記第2の導電体膜
を除去して表面を平坦化することにより第2の電極を形
成する工程
4. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising at least the following steps. (A) a step of selectively forming the first electrode in a planar pattern shape having at least one bent portion (b) a step of forming a dielectric film on the side and top surfaces of the first electrode (c) Depositing a second conductive film on the entire surface (d) forming a second electrode by removing the second conductive film and planarizing the surface until the dielectric film is exposed
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