JP2001230379A - キャパシタ構造体とその製造方法 - Google Patents

キャパシタ構造体とその製造方法

Info

Publication number
JP2001230379A
JP2001230379A JP2001029559A JP2001029559A JP2001230379A JP 2001230379 A JP2001230379 A JP 2001230379A JP 2001029559 A JP2001029559 A JP 2001029559A JP 2001029559 A JP2001029559 A JP 2001029559A JP 2001230379 A JP2001230379 A JP 2001230379A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor structure
electrode
electrode elements
electrode element
capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001029559A
Other languages
English (en)
Inventor
Gapta Rohini
ガプタ ロヒニ
David Tauku John
デビッド タウク ジョン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nokia of America Corp
Original Assignee
Lucent Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lucent Technologies Inc filed Critical Lucent Technologies Inc
Publication of JP2001230379A publication Critical patent/JP2001230379A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • 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
    • H01L28/60—Electrodes
    • H01L28/82—Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/5222—Capacitive arrangements or effects of, or between wiring layers
    • H01L23/5223—Capacitor integral with wiring layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/06—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 at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
    • H01L27/0688—Integrated circuits having a three-dimensional layout
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正確なキャパシタンス値と単位面積あたりキ
ャパシタンス値の高いキャパシタとその製造方法を提供
する。 【解決手段】 本発明のキャパシタンスは、交互に配置
され、相互に接続された第１電極素子１１０と相互に接
続された第２電極素子１２０とを有する２次元列と、第
１電極素子と第２電極素子を分離する絶縁材料１３０と
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路に用いら
れるキャパシタに関し、特に、集積回路で使用される互
いに入り組んだ形態の電極素子を有するキャパシタとそ
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】キャパシタのような受動型素子は、共振
回路およびフィルタで、バイパスあるいは段間のカップ
リングのような混成信号のアプリケーション、および無
線周波数のアプリケーション用のＩＣ設計で幅広く用い
られている。ＩＣの製造プロセスのコストを下げるため
に、集積化がより高いレベルに進む傾向があり、このた
めＩＣ産業界は、品質と機能を最大限維持しながらＩＣ
製造プロセスの各ステップを最大限経済的に行うよう努
力している。
【０００３】ＩＣの幅広いアプリケーションで見いださ
れる半導体デバイスの１つはキャパシタである。ＩＣ産
業は、ＣＭＯＳデバイスとバイポーラＣＭＯＳデバイス
の両方で用いられる様々な種類のキャパシタを開発設計
している。ＩＣ産業が開発した２種類のキャパシタは、
金属上金属（metal on metal：ＭＯＭ）キャパシタと、
ポリ上ポリ（poly on poly：ＰＯＰ）キャパシタであ
る。これらのデバイスにおいては、ＩＣ産業はアナログ
回路では非常に正確なキャパシタンス値を達成すること
ができる。ＭＯＭキャパシタとＰＯＰキャパシタの利点
は、これらは小さな面積で高いキャパシタンス値を達成
できる点である。
【０００４】ＭＯＭキャパシタはシリコン製基板上にＴ
ｉ製の第１金属層を堆積し、その後キャパシタの電極の
一方として機能するＴｉＮ層を堆積することにより形成
される。その後キャパシタの電極材料をＴｉＮ層の上に
堆積する。キャパシタ用誘電体層を堆積した後、キャパ
シタの他方の電極として機能する金属層を、この誘電体
層の上に堆積している。その後様々な層をパターン化
し、エッチングして、所望のキャパシタ構造を形成して
いる。これらＭＯＭキャパシタとＰＯＰキャパシタは、
誘電体材料内の開口内に形成されることもある。
【０００５】ＰＯＰキャパシタは、ＭＯＭキャパシタと
同様に形成されるが、ただし、少なくとも一方の電極は
所望のコンダクタンスを達成するために、ドープされた
ポリシリコン製である。
【０００６】ＭＯＭキャパシタとＰＯＰキャパシタの欠
点は、このようなキャパシタを形成するのに用いられる
処理ステップ数が多いことである。これら両方の構造体
は、ＩＣ製造プロセスの間、さらに余分のマスクステッ
プを必要とし、これが直接価格に添加されることにな
る。各処理ステップにおいて、集積回路の製造コストが
増加し、ＩＣ製造業界では非常に強い競争的市場が存在
するために、これらのコストが加算されることはきわめ
てまずいことである。かくしてＩＣ産業界は、低コス
ト、高品質の集積回路を市場に出すために、その製造プ
ロセスをスリム化する方法を常に模索している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、正確なキャパシタンス値と単位面積あたりキャパ
シタンス値の高く、かつできるだけ少ない数の製造ステ
ップを用いて製造することができ、その結果製造コスト
を下げることのできるキャパシタとその製造方法を提供
することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題は本発明により
達成できる。本発明は請求項１に記載した特徴を有す
る。すなわち、２つの軸に沿って交互に配置された第１
電極素子と第２電極素子とを有する列と、第１電極素子
は相互に接続され、第２電極素子も相互に接続され、こ
れらの列がキャパシタとして機能し、第１電極素子と第
２電極素子を分離する絶縁材料とを有することを特徴と
する。本発明の一実施例においては、本発明は請求項３
に記載した特徴を有する。すなわち、誘電体材料はＳｉ
Ｏ2製であることを特徴とする。しかし他の公知の半導
体誘電体材料、例えば五酸化タンタル、あるいは窒化シ
リコンを用いることもできる。本発明の一実施例におい
ては、本発明は請求項２に記載した特徴を有する。すな
わち、第１電極素子は第１相互接続構造により相互接続
され、第２電極素子は第２相互接続構造により相互接続
されることを特徴とする。
【０００９】かくして本発明は、相互に入り組んだ形の
キャパシタ構造体を提供できる。この相互に入り組んだ
形のキャパシタ構造体により、キャパシタ構造体内の第
１電極素子と第２電極素子のアレイにより形成される、
高い側壁キャパシタンスを用いてキャパシタンス値を増
加させることができる。
【００１０】本発明の一態様においては、本発明のキャ
パシタは請求項４に記載した特徴を有する。すなわち、
キャパシタ構造体の幅は５０μｍで、キャパシタンス値
は２０ｆＦ／μｍであることを特徴とする。しかし当業
者は、キャパシタ構造の幅を５０μｍ以上または以下
に、そしてキャパシタンス値を２０ｆＦ／μｍ以上また
は以下にすることもできる。
【００１１】本発明の他の実施例においては、本発明は
請求項５に記載した特徴を有する。すなわち、第１電極
素子と第２電極素子は銅製であることを特徴とする。し
かし第１電極素子と第２電極素子の異なる実施例におい
ては、導電性材料はドープしたポリシリコン、アルミ、
またはその組合せから構成されたグループから選択され
る。銅を用いる実施例においては、本発明は請求項６に
記載した特徴を有する。すなわち、第１と第２の電極素
子と誘電体材料の間に配置されたバリア層をさらに有す
ることを特徴とする。さらに本発明は請求項７に記載し
た特徴を有する。すなわち、バリア層はＴｉＮ製である
ことを特徴とする。しかし他の適宜の材料も使用するこ
ともできる。バリア層の存在は、使用される電極素子の
材料組成に依存する。電極が形成される材料が選択され
ると、適宜のバリア層の材料も選択することができる。
【００１２】本発明の他の態様においては、本発明は請
求項９に記載した特徴を有する。すなわち、（Ａ）２つ
の軸に沿って交互に配置された第１電極素子と第２電極
素子とを有する列を形成するステップと、第１電極素子
は相互に接続され、第２電極素子も相互に接続され、こ
れらの列がキャパシタとして機能し、（Ｂ）第１電極素
子と第２電極素子の２本の軸内の第１電極素子と第２電
極素子の間に誘電体材料を形成するステップとを有する
ことを特徴とする。
【００１３】本発明の他の態様においては、本発明によ
りＩＣを製造することができる。この実施例は、ＣＭＯ
Ｓあるいはバイポーラデバイスを形成するために、半導
体製ウェハ基板上にトランジスタを有する。本発明のＩ
Ｃは、トランジスタの上に配置された誘電体層内に相互
接続構造を有する。この相互接続構造により、トランジ
スタ同士を接続して、動作可能なＩＣを形成する。上記
のキャパシタ構造は、この特定の実施例内に含まれる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１において、キャパシタ構造体
１００は第１電極素子１１０（Ａとして示す）と、第２
電極素子１２０（Ｂとして示す）とを有する。同図に示
すように、第１電極素子１１０と第２電極素子１２０
は、列内に両方向に交互に配置されて、互いに入り込ん
だ電極構造体を形成する。ここに示した実施例において
は、第１電極素子１１０と第２電極素子１２０は、少な
くとも二次元方向に交互に配置されている。図１に示し
たキャパシタ構造体１００は、ｘ軸とｙ軸方向に交互に
示したものであるが、この交互に示したパターンは、こ
れら特定の軸に限定されない。列内の各軸内の電極素子
の数は、設計条件および所望のキャパシタンス値に依存
する。
【００１５】第１電極素子１１０、第２電極素子１２０
は導電性材料製である。好ましい実施例においては、こ
の導電性材料は銅である。しかし他の実施例において
は、第１電極素子１１０、第２電極素子１２０はドープ
したポリシリコン、アルミ、またはＴｉＮでもよい。第
１電極素子１１０と第２電極素子１２０の組成は、互い
に異なる。すなわち組成は同一である必要はない。例え
ば、一方の電極はドープしたポリシリコン製であり、他
方の電極は銅製である、あるいは一方の電極がＴｉＮ
で、他方の電極がアルミ製である。導電性材料と誘電体
材料の選択は、アプリケーションに依存する、当業者に
公知のものである。
【００１６】第１電極素子１１０と第２電極素子１２０
内には、両方の次元（軸）に誘電体材料１３０が配置さ
れている。この一実施例においては誘電体材料１３０
は、ＳｉＯ2である。しかし当業者は、他の誘電体材
料、例えばＴａ2Ｏ5とＳｉＮを用いることもできる。図
１から明らかなように、誘電体材料１３０は、垂直面と
水平面の両方に沿って第１電極素子１１０と第２電極素
子１２０の間にのびる。
【００１７】図２Ａは、ｘ軸とｚ軸のキャパシタ構造体
１００を示す。図２Ａには第１電極素子１１０と第２電
極素子１２０が示されている。同図に示すように第１電
極素子１１０は、第１相互接続構造２１０により相互に
接続されている。また第２電極素子１２０は第２相互接
続構造２２０により相互に接続されている。第１電極素
子１１０、第２電極素子１２０はそれらがそれぞれ対向
している第２相互接続構造２２０、第１相互接続構造２
１０で接触しないように互いにずれている。かくして第
１電極素子１１０、第２電極素子１２０と、第１相互接
続構造２１０、第２相互接続構造２２０が組合わさっ
て、相互に入り組んだ形状のキャパシタが形成される。
第１電極素子１１０、第２電極素子１２０をそれぞれ有
する他の層を、図２Ｂに示すように単一層２００の上に
配置することもできる。
【００１８】図２Ｂには、図２Ａの第１電極素子１１０
と第２電極素子１２０が示されている。そしてこの第１
電極素子１１０と第２電極素子１２０はそれぞれ、それ
らの上に配置されている。第１電極素子１１０と第２電
極素子１２０は、異なった形態でハッチングしてあり、
そしてそれらがそれぞれ第１相互接続構造２１０と第２
相互接続構造２２０にいかに接続されているかを示す。
【００１９】図３にはさらに線間成分３１０と面成分３
２０が示されている。当業者にも明らかなように、通常
のキャパシタは、面成分３２０のみを有している。しか
し図に示したキャパシタ構造体１００は、線間成分３１
０と面成分３２０の両方を有し、それぞれが相互に入り
組んだ形態のキャパシタのキャパシタンス密度の向上に
理論的に寄与しているために、図に示したキャパシタ構
造体１００は、単位面積あたりより大きなキャパシタン
ス値が提供できる。
【００２０】次に図４においてトランジスタ４１０は貫
通導体４１５により相互接続構造４２０に接続されてい
る。誘電体層４３０がＩＣの様々な層を絶縁している。
同図に示すようにトランジスタ４１０は、半導体ウエハ
基板４１８のの上に形成され、誘電体層４３０内の相互
接続構造４２０は、トランジスタ４１０をＩＣ４００内
の異なる層に接続している。当業者にはトランジスタ４
１０と相互接続構造４２０と貫通導体４１５と誘電体層
４３０の製造方法が公知である。さらにまた、複数のキ
ャパシタ構造体１００とトランジスタ４１０と相互接続
構造４２０と誘電体層４３０とを組み合わせてＩＣ４０
０を形成する。
【００２１】各レベル上の第１電極素子１１０、第２電
極素子１２０は、相互接続構造４２０を形成した同一の
金属層から効率よく形成することもできる。これは、キ
ャパシタ構造体１００をＩＣ４００内に組み込むこと、
および余分のプロセスおよび製造コストをかけることな
く行うことができる。しかし、第１電極素子１１０、第
２電極素子１２０は、必要によっては別のプロセスステ
ップで形成することもできる。
【００２２】図５Ａ−Ｃには、ＩＣ４００のそれぞれの
レベル上に第１電極素子１１０、第２電極素子１２０を
形成する処理シーケンスの一実施例を示す。第１バリア
層４４０が所望のレベルで誘電体層４３５の上に堆積さ
れる。第１バリア層４４０ａは、２つの構造体の間で拡
散が起こるような場所で必要である。前述したように、
第１電極素子１１０、第２電極素子１２０は、一実施例
においては銅製である。このような実施例においては、
例えばＴａＮ製の第１バリア層４４０ａを用いて拡散を
阻止する。他の実施例においては、第１電極素子１１
０、第２電極素子１２０が、Ａｌを含有する場合には、
第１バリア層４４０ａはＴｉＮを含有するのがよい。異
なる組成を有する他のバリア層は、電極構造体の材料組
成の選択に依存して必要とされたり、あるいはまったく
必要としない場合がある。
【００２３】相互接続構造４２０ａは従来通りＣＶＤ、
あるいはＰＶＤプロセスにより第１バリア層４４０ａの
上に堆積され、そして第２バリア層４４５ａは、相互接
続構造４２０ａの上に堆積される。この実施例において
は、第２バリア層４４５ａは、第１バリア層４４０ａと
同一のバリア層からなる。しかしある実施例においては
それらは異なってもよい。フォトレジスト４５０は従来
通り相互接続構造４２０ａの上に堆積される。フォトレ
ジスト４５０は、相互接続構造４２０のイメージのみな
らず第１電極素子１１０、第２電極素子１２０のイメー
ジも有するマスク（図示せず）を介して露光される。そ
の後従来通りフォトレジスト４５０を現像し除去して、
相互接続構造４２０とキャパシタ構造体１００の第１電
極素子１１０、第２電極素子１２０が配置されるべき領
域をフォトレジストでカバーしたままにする。フォトレ
ジスト４５０によりカバーされていない領域をエッチン
グし、残ったフォトレジスト４５０を除去して、相互接
続構造４２０と第１電極素子１１０、第２電極素子１２
０が図５Ｃに示すよう残される。
【００２４】別の誘電体層をこれらの構造体の上に堆積
して、次の金属レベルのベースを形成される。図５Ｃは
あるレベルの相互接続構造４２０と、そこに第１バリア
層４４０、第２バリア層４４５が存在する第１電極素子
１１０、第２電極素子１２０のある層が示される。バリ
ア層は、材料パラメータが必要とする場合には、各レベ
ル内に形成される。言い換えると、第１バリア層４４０
は、デバイスの設計の必要によっては相互接続構造４２
０と第１電極素子１１０、第２電極素子１２０と同じ
数、あるいはそれらの上、あるいはそれらの下に形成さ
れる。
【００２５】図４に戻ってキャパシタ構造体１００は、
ＩＣ４００内の誘電体層４３０を、列の両方の軸に対
し、第１電極素子１１０、第２電極素子１２０を分離す
る誘電体材料として用いている。キャパシタ構造体１０
０を集積回路に組み込む際には、相互接続構造を形成す
るのに必要なステップ以上のステップは必要とされな
い。唯一異なる点は、異なるマスクにより、第１電極素
子１１０、第２電極素子１２０の追加が可能となり、こ
れを用いてフォトレジストを現像することができる点で
ある。かくして集積回路の各レベルは、複数の相互接続
構造４２０と、第１電極素子１１０、第２電極素子１２
０を交互にした複数の層を同一の製造プロセスの間形成
することにより製造される。
【００２６】図１−５において、異なる幅のハッチング
を用いたとしても、第１電極素子１１０と第２電極素子
１２０は必ずしも異なる材料組成を示すものではない。
しかし異なるハッチングは、第１相互接続構造２１０に
より相互接続された第１電極素子１１０を、第２相互接
続構造２２０により相互接続された第２電極素子１２０
から分離する方法として用いることができる。
【００２７】次に図６は、ある面積に対し相互に入り組
んだ形態のキャパシタを用いて得られたキャパシタンス
の増加（０により示す）と、同一面積の積層型のキャパ
シタを用いて得られたキャパシタンスの増加値（ｘで示
す）のグラフを示す。図６から分かるように、幅が５０
μｍで約２５個の電極素子からなるキャパシタ構造体の
キャパシタンス値は約２０ｆＦ／μｍである。しかし、
キャパシタ構造の幅と電極素子の数を、両方とも増加し
たり減少したりすることにより、２０ｆＦ／μｍ以上、
あるいは以下のキャパシタンス値を得ることができる。
さらに同図は、ある面積に対し互いに入り組んだ形状の
キャパシタ構造体１００（図４）は、積層型キャパシタ
よりもより大きなキャパシタンス値が与えられることが
分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカバーされるキャパシタの斜視図。
【図２】Ａ：キャパシタ構造体の１つの層の平面図。 Ｂ：キャパシタ構造体の複数の層の平面図。
【図３】線間成分と面積成分を含む図１の二次元列の断
面図。
【図４】集積回路内に配置された図１−３のキャパシタ
構造を示す図。
【図５】集積回路内にキャパシタを形成するステップを
表す図。
【図６】ある面積に対し相互に入り込んだ形のキャパシ
タと、同一面積を有する積層型のキャパシタを用いて得
られるキャパシタンス値の増加量を示すグラフ。
【符号の説明】
１００ キャパシタ構造体 １１０ 第１電極素子 １２０ 第２電極素子 １３０ 誘電体材料 ２００ 単一層 ２１０ 第１相互接続構造 ２２０ 第２相互接続構造 ２３０ 複数層 ３１０ 線間成分 ３２０ 面成分 ４００ ＩＣ ４１０ トランジスタ ４１５ 貫通導体 ４２０ 相互接続構造 ４３０、４３５ 誘電体層 ４４０ 第１バリア層 ４４５ 第２バリア層 ４５０ フォトレジスト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ロヒニ ガプタ アメリカ合衆国、07921 ニュージャージ ー、ベッドミンスター、スティーブンズ コート 38 (72)発明者 ジョン デビッド タウク アメリカ合衆国、18014 ペンシルベニア、 バス、ウッズ エッジ 2579

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 交互に配置された第１電極素子（１１
    ０）と第２電極素子（１２０）とを有する２次元面列
    と、 前記第１電極素子と第２電極素子を分離する誘電体材料
    （１３０）と、を有し、 前記第１電極素子は相互に接続され、前記第２電極素子
    も相互に接続され、これらの列がキャパシタとして機能
    することを特徴とするキャパシタ構造体。
  2. 【請求項２】 前記第１電極素子（１１０）は、第１相
    互接続構造（２１０）により相互接続され、 前記第２電極素子（１２０）は、第２相互接続構造（２
    ２０）により相互接続されることを特徴とする請求項１
    記載のキャパシタ構造体。
  3. 【請求項３】 前記誘電体材料（１３０）は、ＳｉＯ2
    製であることを特徴とする請求項１記載のキャパシタ構
    造体。
  4. 【請求項４】 前記キャパシタ構造体の幅は５０μｍ
    で、キャパシタンス値は２０ｆＦ／μｍであることを特
    徴とする請求項１記載のキャパシタ構造体。
  5. 【請求項５】 前記第１電極素子と第２電極素子は銅製
    であることを特徴とする請求項１記載のキャパシタ構造
    体。
  6. 【請求項６】 前記第１と第２の電極素子と誘電体材料
    の間に配置されたバリア層（４４０、４４５）をさらに
    有することを特徴とする請求項５記載のキャパシタ構造
    体。
  7. 【請求項７】 前記バリア層は、ＴｉＮ製であることを
    特徴とする請求項６記載のキャパシタ構造体。
  8. 【請求項８】 前記第１電極素子と第２電極素子は、 ドープしたポリシリコンと、窒化チタンと、アルミとか
    らなるグループから選択された導電性材料を含むことを
    特徴とする請求項１記載のキャパシタ構造体。
  9. 【請求項９】 （Ａ）交互に配置された第１電極素子と
    第２電極素子とを有する２次元列を形成するステップ
    と、 前記第１電極素子は相互に接続され、 前記第２電極素子も相互に接続され、 （Ｂ）前記第１電極素子と第２電極素子の間に誘電体材
    料を形成するステップと、を有し、これらの列がキャパ
    シタとして機能することを特徴とするキャパシタ構造体
    の製造方法。
  10. 【請求項１０】 前記（Ａ）ステップは、 前記第１電極素子を第１相互接続構造体で相互接続し、 前記第２電極素子を第２相互接続構造体で相互接続する
    ことを特徴とする請求項９記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記（Ｂ）ステップは、 ＳｉＯ2を形成することを特徴とする請求項９記載の方
    法。
  12. 【請求項１２】 （Ｃ）前記キャパシタ構造体の幅を５
    ０μｍに形成するステップを含み、これによりキャパシ
    タ構造体のキャパシタンス値は２０ｆＦ／μｍになるこ
    とを特徴とする請求項９記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記（Ａ）ステップは、第１電極素子
    と第２電極素子を銅で形成することを特徴とする請求項
    ９記載の方法。
  14. 【請求項１４】 （Ｄ）前記第１と第２の電極素子と誘
    電体層の間にバリア層を形成するステップをさらに有す
    ることを特徴とする請求項１３記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記（Ｄ）のステップは、バリア層を
    ＴｉＮで形成することを特徴とする請求項１４記載の方
    法。
  16. 【請求項１６】 前記（Ａ）のステップは、ドープした
    ポリシリコンと、窒化チタンと、アルミとからなるグル
    ープから選択された導電性材料製の第１と第２の電極素
    子を形成することを特徴とする請求項９記載の方法。
  17. 【請求項１７】 半導体ウェハ基板上に形成されたトラ
    ンジスタと、キャパシタ構造とからなる集積回路におい
    て前記トランジスタの上に配置された誘電体層内に配置
    された相互接続構造と、 前記相互接続構造は、トランジスタ同士を接続して集積
    回路を形成し、 前記キャパシタ構造は、 交互に配置された第１電極素子と第２電極素子とを有す
    る２次元列と、 前記第１電極素子は相互に接続され、 前記第２電極素子も相互に接続され、これらの列がキャ
    パシタとして機能し、 前記第１電極素子と第２電極素子を分離する絶縁材料と
    からなることを特徴とするキャパシタ構造体。
  18. 【請求項１８】 前記第１電極素子は、第１相互接続構
    造により相互接続され、 前記第２電極素子は、第２相互接続構造により相互接続
    されることを特徴とする請求項１７記載のキャパシタ構
    造体。
  19. 【請求項１９】 前記誘電体材料はＳｉＯ2製であるこ
    とを特徴とする請求項１７記載のキャパシタ構造体。
  20. 【請求項２０】 前記キャパシタ構造体の幅は５０μｍ
    で、キャパシタンス値は２０ｆＦ／μｍであることを特
    徴とする請求項１７記載のキャパシタ構造体。
  21. 【請求項２１】 前記第１電極素子と第２電極素子は銅
    製であることを特徴とする請求項１７記載のキャパシタ
    構造体。
  22. 【請求項２２】 前記第１と第２の電極素子と誘電体材
    料の間に配置されたバリア層をさらに有することを特徴
    とする請求項２１記載のキャパシタ構造体。
  23. 【請求項２３】 前記バリア層はＴｉＮ製であることを
    特徴とする請求項２２記載のキャパシタ構造体。
  24. 【請求項２４】 前記第１電極素子と第２電極素子は、 ドープしたポリシリコンと、窒化チタンと、アルミとか
    らなるグループから選択された導電性材料を含むことを
    特徴とする請求項１７記載のキャパシタ構造体。
  25. 【請求項２５】 前記トランジスタはＣＭＯＳデバイ
    ス、あるいはバイポーラＣＭＯＳデバイスを構成するこ
    とを特徴とする請求項１７記載のキャパシタ構造体。
JP2001029559A 2000-02-16 2001-02-06 キャパシタ構造体とその製造方法 Pending JP2001230379A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/505762 2000-02-16
US09/505,762 US6383858B1 (en) 2000-02-16 2000-02-16 Interdigitated capacitor structure for use in an integrated circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001230379A true JP2001230379A (ja) 2001-08-24

Family

ID=24011722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001029559A Pending JP2001230379A (ja) 2000-02-16 2001-02-06 キャパシタ構造体とその製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6383858B1 (ja)
JP (1) JP2001230379A (ja)
KR (1) KR20010082647A (ja)
GB (1) GB2365217A (ja)
TW (1) TW490792B (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005183739A (ja) * 2003-12-19 2005-07-07 Ricoh Co Ltd 容量素子
JP2006108455A (ja) * 2004-10-06 2006-04-20 Sony Corp 容量素子及び同容量素子を有する半導体装置
JP2006128164A (ja) * 2004-10-26 2006-05-18 Nec Micro Systems Ltd 半導体装置
JP2007184521A (ja) * 2006-01-09 2007-07-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co Ltd 集積回路用容量性構造およびその製造方法
CN100359692C (zh) * 2003-03-04 2008-01-02 台湾积体电路制造股份有限公司 多层叉合金属电容结构
JP2008235498A (ja) * 2007-03-20 2008-10-02 Renesas Technology Corp 半導体装置
JP2014099617A (ja) * 2007-06-06 2014-05-29 Qualcomm Incorporated 交互絡合フィンガキャパシタ
JP2020181884A (ja) * 2019-04-25 2020-11-05 合肥晶合集成電路有限公司 容量性半導体素子
JP2021174842A (ja) * 2020-04-23 2021-11-01 合肥晶合集成電路股▲ふん▼有限公司 容量性半導体素子

Families Citing this family (81)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6762087B1 (en) * 2000-06-16 2004-07-13 Agere Systems Inc. Process for manufacturing an integrated circuit including a dual-damascene structure and a capacitor
US6856199B2 (en) * 2000-10-10 2005-02-15 California Institute Of Technology Reconfigurable distributed active transformers
AU2002224368A1 (en) 2000-10-10 2002-04-22 California Institute Of Technology Distributed circular geometry power amplifier architecture
US7498196B2 (en) 2001-03-30 2009-03-03 Megica Corporation Structure and manufacturing method of chip scale package
US6740922B2 (en) * 2001-08-14 2004-05-25 Agere Systems Inc. Interdigitated capacitor and method of manufacturing thereof
ITRM20010517A1 (it) * 2001-08-29 2003-02-28 Micron Technology Inc Struttura di condensatore integrato di polisilicio.
US6683341B1 (en) * 2001-12-05 2004-01-27 Agile Materials & Technologies, Inc. Voltage-variable capacitor with increased current conducting perimeter
US20040259316A1 (en) * 2001-12-05 2004-12-23 Baki Acikel Fabrication of parallel plate capacitors using BST thin films
TW503496B (en) 2001-12-31 2002-09-21 Megic Corp Chip packaging structure and manufacturing process of the same
US6673698B1 (en) 2002-01-19 2004-01-06 Megic Corporation Thin film semiconductor package utilizing a glass substrate with composite polymer/metal interconnect layers
TW584950B (en) 2001-12-31 2004-04-21 Megic Corp Chip packaging structure and process thereof
TW544882B (en) 2001-12-31 2003-08-01 Megic Corp Chip package structure and process thereof
DE10206918A1 (de) * 2002-02-19 2003-08-28 Infineon Technologies Ag Kondensatorelement und Verfahren zum Erzeugen eines Kondensatorelements
US6661079B1 (en) * 2002-02-20 2003-12-09 National Semiconductor Corporation Semiconductor-based spiral capacitor
TWI326967B (en) 2002-03-11 2010-07-01 California Inst Of Techn Differential amplifier
KR100902503B1 (ko) * 2002-08-12 2009-06-15 삼성전자주식회사 다층 수직 구조를 갖는 고용량 커패시터
US6819542B2 (en) 2003-03-04 2004-11-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Interdigitated capacitor structure for an integrated circuit
JP4360873B2 (ja) * 2003-09-18 2009-11-11 ミナミ株式会社 ウエハレベルｃｓｐの製造方法
US6949781B2 (en) * 2003-10-10 2005-09-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd. Metal-over-metal devices and the method for manufacturing same
KR100587669B1 (ko) * 2003-10-29 2006-06-08 삼성전자주식회사 반도체 장치에서의 저항 소자 형성방법.
US7050290B2 (en) * 2004-01-30 2006-05-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Integrated capacitor
US7037820B2 (en) * 2004-01-30 2006-05-02 Agere Systems Inc. Cross-fill pattern for metal fill levels, power supply filtering, and analog circuit shielding
US7035083B2 (en) * 2004-03-19 2006-04-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co Ltd Interdigitated capacitor and method for fabrication thereof
DE102004031672A1 (de) 2004-06-30 2006-01-19 Infineon Technologies Ag Planar-Sensor-Anordnung, Sensor-Array und Verfahren zum Herstellen einer Planar-Sensor-Anordnung
US7768044B2 (en) * 2004-07-30 2010-08-03 Agere Systems Inc. Metal capacitor stacked with a MOS capacitor to provide increased capacitance density
US7154734B2 (en) * 2004-09-20 2006-12-26 Lsi Logic Corporation Fully shielded capacitor cell structure
US20060261439A1 (en) * 2005-05-17 2006-11-23 Chih-Fu Chien Capacitor structure
US7495886B2 (en) * 2005-07-27 2009-02-24 Agile Rf, Inc. Dampening of electric field-induced resonance in parallel plate capacitors
US20070024393A1 (en) * 2005-07-27 2007-02-01 Forse Roger J Tunable notch duplexer
US7304339B2 (en) * 2005-09-22 2007-12-04 Agile Rf, Inc. Passivation structure for ferroelectric thin-film devices
US7728377B2 (en) * 2005-09-23 2010-06-01 Agile Rf, Inc. Varactor design using area to perimeter ratio for improved tuning range
KR100731078B1 (ko) * 2005-12-30 2007-06-22 동부일렉트로닉스 주식회사 Ｍｏｍ 커패시터
US7675388B2 (en) * 2006-03-07 2010-03-09 Agile Rf, Inc. Switchable tunable acoustic resonator using BST material
KR100836757B1 (ko) * 2006-05-30 2008-06-10 삼성전자주식회사 커패시터가 구비된 반도체 장치 및 그 제조 방법
US8330251B2 (en) * 2006-06-26 2012-12-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor device structure for reducing mismatch effects
US8133792B2 (en) * 2006-07-04 2012-03-13 United Microelectronics Corp. Method for reducing capacitance variation between capacitors
KR100800928B1 (ko) 2006-08-30 2008-02-04 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 소자의 캐패시터 구조체
US7710197B2 (en) * 2007-07-11 2010-05-04 Axiom Microdevices, Inc. Low offset envelope detector and method of use
US20090015983A1 (en) * 2007-07-12 2009-01-15 Western Lights Semiconductor Corp. Parallel plate capacitor
US20090141423A1 (en) * 2007-07-12 2009-06-04 James Chyi Lai Parallel plate magnetic capacitor and electric energy storage device
US8022458B2 (en) 2007-10-08 2011-09-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Capacitors integrated with metal gate formation
US8101495B2 (en) * 2008-03-13 2012-01-24 Infineon Technologies Ag MIM capacitors in semiconductor components
US20100038752A1 (en) * 2008-08-15 2010-02-18 Chartered Semiconductor Manufacturing, Ltd. Modular & scalable intra-metal capacitors
US8120086B2 (en) * 2008-09-30 2012-02-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Low leakage capacitors including portions in inter-layer dielectrics
US8362589B2 (en) * 2008-11-21 2013-01-29 Xilinx, Inc. Integrated capacitor with cabled plates
US7956438B2 (en) * 2008-11-21 2011-06-07 Xilinx, Inc. Integrated capacitor with interlinked lateral fins
US8207592B2 (en) * 2008-11-21 2012-06-26 Xilinx, Inc. Integrated capacitor with array of crosses
US7994610B1 (en) 2008-11-21 2011-08-09 Xilinx, Inc. Integrated capacitor with tartan cross section
US7944732B2 (en) * 2008-11-21 2011-05-17 Xilinx, Inc. Integrated capacitor with alternating layered segments
US7994609B2 (en) * 2008-11-21 2011-08-09 Xilinx, Inc. Shielding for integrated capacitors
US8680650B2 (en) 2009-02-03 2014-03-25 Micron Technology, Inc. Capacitor structures having improved area efficiency
US8242579B2 (en) * 2009-05-25 2012-08-14 Infineon Technologies Ag Capacitor structure
US9111689B2 (en) 2009-07-02 2015-08-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Vertical interdigitated semiconductor capacitor
US8988852B2 (en) * 2009-11-17 2015-03-24 Marvell World Trade Ltd. Ground shield capacitor
US8653844B2 (en) 2011-03-07 2014-02-18 Xilinx, Inc. Calibrating device performance within an integrated circuit
CN102820279B (zh) * 2011-06-10 2015-06-17 台湾积体电路制造股份有限公司 垂直相互交叉的半导体电容器
US8675368B2 (en) 2011-08-18 2014-03-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Vertically oriented semiconductor device and shielding structure thereof
US8791784B2 (en) 2011-08-18 2014-07-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Vertically oriented semiconductor device and shielding structure thereof
US8836078B2 (en) 2011-08-18 2014-09-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Vertically oriented inductor within interconnect structures and capacitor structure thereof
US8759893B2 (en) * 2011-09-07 2014-06-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Horizontal interdigitated capacitor structure with vias
US8941974B2 (en) 2011-09-09 2015-01-27 Xilinx, Inc. Interdigitated capacitor having digits of varying width
US8890288B2 (en) * 2011-10-11 2014-11-18 Broadcom Corporation MOM capacitor having local interconnect metal plates and related method
US8809956B2 (en) * 2011-10-13 2014-08-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Vertically oriented semiconductor device and shielding structure thereof
US9087838B2 (en) 2011-10-25 2015-07-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Structure and method for a high-K transformer with capacitive coupling
US8610247B2 (en) 2011-12-30 2013-12-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Structure and method for a transformer with magnetic features
US9293521B2 (en) 2012-03-02 2016-03-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Concentric capacitor structure
US8860114B2 (en) 2012-03-02 2014-10-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Structure and method for a fishbone differential capacitor
US20130334657A1 (en) 2012-06-15 2013-12-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Planar interdigitated capacitor structures and methods of forming the same
EP2708878B1 (en) * 2012-09-12 2020-04-22 ams international AG Method of manufacturing an integrated circuit comprising a gas sensor
KR102032382B1 (ko) * 2013-01-31 2019-10-16 삼성디스플레이 주식회사 표시장치의 커패시터 제조 방법 및 그에 따라 제조된 커패시터를 구비하는 표시장치
KR101487591B1 (ko) * 2013-03-04 2015-01-29 주식회사 동부하이텍 Mom 커패시터
US9270247B2 (en) 2013-11-27 2016-02-23 Xilinx, Inc. High quality factor inductive and capacitive circuit structure
US9524964B2 (en) 2014-08-14 2016-12-20 Xilinx, Inc. Capacitor structure in an integrated circuit
US20160343796A1 (en) * 2015-05-22 2016-11-24 Mediatek Inc. Capacitor structure and method for forming the same
US11335768B2 (en) * 2018-04-16 2022-05-17 Semtech Corporation Integrated high voltage capacitor
US10770457B2 (en) * 2018-11-06 2020-09-08 Nxp Usa, Inc. Compensated alternating polarity capacitive structures
TWI692787B (zh) 2019-09-20 2020-05-01 瑞昱半導體股份有限公司 電容器結構
US11558018B2 (en) 2020-01-29 2023-01-17 Nxp Usa, Inc. Integrated circuits containing vertically-integrated capacitor-avalanche diode structures
TWI772741B (zh) * 2020-02-07 2022-08-01 旺宏電子股份有限公司 金屬電容
US11152458B2 (en) 2020-02-07 2021-10-19 Macronix International Co., Ltd. Metal capacitor
US11810689B2 (en) 2020-10-12 2023-11-07 Hewlett Packard Enterprise Development Lp AC-coupling structure in electrical cabled interconnect

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5208725A (en) * 1992-08-19 1993-05-04 Akcasu Osman E High capacitance structure in a semiconductor device
DE69509851T2 (de) * 1994-09-30 1999-09-30 Yozan Inc Kapazitätserzeugungsverfahren
US5583359A (en) * 1995-03-03 1996-12-10 Northern Telecom Limited Capacitor structure for an integrated circuit
US6057224A (en) * 1996-03-29 2000-05-02 Vlsi Technology, Inc. Methods for making semiconductor devices having air dielectric interconnect structures
US5763911A (en) * 1996-06-05 1998-06-09 Pacesetter, Inc. Micro-cellular capacitor for use in implantable medical devices
US5939766A (en) * 1996-07-24 1999-08-17 Advanced Micro Devices, Inc. High quality capacitor for sub-micrometer integrated circuits
US5978206A (en) * 1997-09-30 1999-11-02 Hewlett-Packard Company Stacked-fringe integrated circuit capacitors
US6030896A (en) * 1999-04-21 2000-02-29 National Semiconductor Corporation Self-aligned copper interconnect architecture with enhanced copper diffusion barrier

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100359692C (zh) * 2003-03-04 2008-01-02 台湾积体电路制造股份有限公司 多层叉合金属电容结构
JP2005183739A (ja) * 2003-12-19 2005-07-07 Ricoh Co Ltd 容量素子
JP2006108455A (ja) * 2004-10-06 2006-04-20 Sony Corp 容量素子及び同容量素子を有する半導体装置
JP4548082B2 (ja) * 2004-10-06 2010-09-22 ソニー株式会社 容量素子及び同容量素子を有する半導体装置
JP2006128164A (ja) * 2004-10-26 2006-05-18 Nec Micro Systems Ltd 半導体装置
JP2007184521A (ja) * 2006-01-09 2007-07-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co Ltd 集積回路用容量性構造およびその製造方法
JP4621630B2 (ja) * 2006-01-09 2011-01-26 台湾積體電路製造股▲ふん▼有限公司 集積回路用容量性構造およびその製造方法
JP2008235498A (ja) * 2007-03-20 2008-10-02 Renesas Technology Corp 半導体装置
JP2014099617A (ja) * 2007-06-06 2014-05-29 Qualcomm Incorporated 交互絡合フィンガキャパシタ
JP2020181884A (ja) * 2019-04-25 2020-11-05 合肥晶合集成電路有限公司 容量性半導体素子
JP2021174842A (ja) * 2020-04-23 2021-11-01 合肥晶合集成電路股▲ふん▼有限公司 容量性半導体素子

Also Published As

Publication number Publication date
GB2365217A (en) 2002-02-13
TW490792B (en) 2002-06-11
US6383858B1 (en) 2002-05-07
KR20010082647A (ko) 2001-08-30
GB0103772D0 (en) 2001-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001230379A (ja) キャパシタ構造体とその製造方法
US6819542B2 (en) Interdigitated capacitor structure for an integrated circuit
US8053865B2 (en) MOM capacitors integrated with air-gaps
US7808077B2 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
US7923817B2 (en) Capacitor pairs with improved mismatch performance
JP3895126B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US5918135A (en) Methods for forming integrated circuit capacitors including dual electrode depositions
WO2015171659A1 (en) Integrated thin film resistor and mim capacitor
US20040031982A1 (en) Interdigitated integrated circuit capacitor
US6680542B1 (en) Damascene structure having a metal-oxide-metal capacitor associated therewith
KR100395182B1 (ko) 수동소자를갖는박막구조체를구비하는전자부품
KR100723080B1 (ko) 반도체 디바이스 제조 방법
US6838352B1 (en) Damascene trench capacitor for mixed-signal/RF IC applications
JP2004146632A (ja) 半導体装置およびその製造方法
US6323099B1 (en) High k interconnect de-coupling capacitor with damascene process
US20040043556A1 (en) Capacitor formed in a multilayer wiring structure of a semiconductor device
US11574880B2 (en) Electronic device with an integral filtering component
KR100644526B1 (ko) 엠보싱형 커패시터의 제조 방법
US6576544B1 (en) Local interconnect
US6909591B2 (en) Complimentary metal oxide semiconductor capacitor and method for making same
KR101159112B1 (ko) 가변 용량 캐패시터 및 그 제조방법
US6762087B1 (en) Process for manufacturing an integrated circuit including a dual-damascene structure and a capacitor
JPH08236622A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH04171845A (ja) 配線構造およびその製法
JP3021711B2 (ja) 半導体集積回路の製造方法