JP2006114760A - 薄膜キャパシタ素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブレイクダウン電圧の低下を防止するエッジカバーが損傷しにくくて誘電体層と下部電極との密着性も良好な高信頼性の薄膜キャパシタ素子と、その製造方法を提供すること。
【解決手段】 基板１上に設けられた下部電極２と、下部電極２の側端面２ａを覆う所定領域に設けられた絶縁性のエッジカバー４と、下部電極２上に設けられた誘電体層３と、誘電体層３上に設けられた上部電極５とを備え、誘電体層３を介して下部電極２と上部電極５とを対向させた薄膜キャパシタ素子において、エッジカバー４が誘電体層３に覆われる構成とした。エッジカバー４は有機絶縁物からなるものでもよいし、無機絶縁物からなるものでもよい。また、エッジカバー４を覆って下部電極２上に密着接合された金属膜からなるバリア層７を備え、このバリア層７上に誘電体層３を設ける構成にしてもよい。
【選択図】 図３

Description

本発明は、小型電子回路に用いられる薄膜キャパシタ素子と、その製造方法とに関する。

一般的に薄膜キャパシタ素子は、アルミナ等からなる基板上に下部電極と誘電体層と上部電極を順次積層して概略構成されている。この種の薄膜キャパシタ素子では、スパッタ法等によって形成される誘電体層の膜厚が下部電極の側端部で極端に薄くなってしまうため、カバレッジ不良によって下部電極と上部電極間のブレイクダウン電圧が不所望に低下してしまう虞がある。そこで従来、誘電体層のカバレッジ不良部分を、レジスト材料等からなりブリッジとも称されるエッジカバーで覆うことにより、ブレイクダウン電圧の低下を防止できるようにした薄膜キャパシタ素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図７はかかる従来の薄膜キャパシタ素子を示す断面図であって、アルミナ等からなる基板１上にパターン形成された下部電極２と、この下部電極２上にパターン形成されて側端面２ａ近傍の基板１上へと延設された誘電体層３と、この誘電体層３を介して側端面２ａを含む下部電極２の一端部を覆う絶縁性のエッジカバー（ブリッジ）４と、基板１上や誘電体層３上にパターン形成されてエッジカバー４を覆う上部電極５と、この上部電極５を覆う絶縁性の保護層６とによって全体が構成されている。

図７に示す薄膜キャパシタ素子の各部の構成について詳しく説明すると、基板１としては、ＬＴＣＣ基板やアルミナ基板の表面を平坦化処理したものが用いられている。下部電極２は、基板１上にスパッタ法により形成された下地層と、この下地層上にメッキ法により形成された電極層とで構成されており、下地層は例えば０．１μｍ厚のＴｉ膜とＣｕ膜からなり、電極層は例えば３μｍ厚のＣｕ膜２０上に０．５μｍ厚のＮｉ膜２１を被着させた積層構造になっている。誘電体層３は下部電極２上や基板１上にスパッタ法により形成された例えば０．５μｍ厚のＳiＯ₂膜からなり、下部電極２上から基板１上に至る段差部分では誘電体層３のカバレッジは悪くなる。エッジカバー４は、基板１上や誘電体層３上にフォトレジストをスピンコートした後、これを所望のパターン形状に露光現像してなる有機絶縁物である。上部電極５は、エッジカバー４のパターン形成後にスパッタ法により形成された下地層と、この下地層上にメッキ法により形成された電極層とで構成されており、下部電極２と同様に下地層はＴｉ膜とＣｕ膜からなり、電極層はＣｕ膜にＮｉ膜を被着させた積層構造になっている。

このように構成された従来の薄膜キャパシタ素子は、誘電体層３を介して下部電極２と上部電極５とが対向している部分がキャパシタとして動作する。また、誘電体層３の膜厚が極端に薄い下部電極２の側端面２ａは、誘電体層３を介してエッジカバー４に覆われているため、誘電体層３のカバレッジ不良に起因するブレイクダウン電圧の低下を防止することができて信頼性が高まっている。
特開２００２−２５８５４（第３−４頁、図２）

ところで、上述した従来の薄膜キャパシタ素子では、下部電極２の一端部と上部電極５との間に有機絶縁物からなるエッジカバー４を介在させており、このエッジカバー４に対する電圧負荷が大きいことから、エッジカバー４が過大な電圧によって損傷する可能性があった。さらに、上部電極５を形成する際のエッチング工程などでも有機絶縁物からなるエッジカバー４は損傷する可能性があるため、かかる従来の薄膜キャパシタ素子は、エッジカバー４に変形や破断が生じやすいという問題があった。また、有機絶縁物からなるエッジカバー４を形成する場合、２５０〜３５０℃で熱処理する必要があるが、この熱処理工程で既設の誘電体層３と下部電極２との密着性が劣化してしまい、両者２，３が剥離しやすくなるという問題もあった。なお、下部電極２の最上層はＮｉ膜２１であり、このＮｉ膜２１によって下層のＣｕ膜２０のヒロック対策および酸化防止が図られているが、エッジカバー４の熱処理時にＮｉ膜２１と誘電体層３とは密着性が劣化して剥離しやすくなる。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、ブレイクダウン電圧の低下を防止するエッジカバーが損傷しにくくて誘電体層と下部電極との密着性も良好な高信頼性の薄膜キャパシタ素子を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、かかる高信頼性の薄膜キャパシタ素子を効率よく製造できる製造方法を提供することにある。

前記第１の目的を達成するため、本発明の薄膜キャパシタ素子では、基板上に設けられた金属膜からなる下部電極と、この下部電極の側端面を覆う所定領域に設けられた絶縁物からなるエッジカバーと、前記下部電極上に設けられて前記エッジカバーを覆う誘電体層と、この誘電体層上に設けられた金属膜からなる上部電極とを備え、前記下部電極と前記上部電極とが前記誘電体層を介して対向するように構成した。

このようにブレイクダウン電圧の低下を防止するためのエッジカバーによって下部電極の側端面を覆い、このエッジカバーをＳiＯ₂等からなる誘電体層が覆う構成にすることによって、エッジカバーが誘電体層に保護されることになるので、エッジカバーが電圧負荷によって損傷する可能性が低減すると共に、エッジカバーが上部電極のエッチング工程などで損傷する可能性も低減し、薄膜キャパシタ素子の信頼性が向上する。

また、かかる構成の薄膜キャパシタ素子において、前記エッジカバーが有機絶縁物からなる場合には、その熱処理工程後に誘電体層が形成されることになるので、該熱処理工程によって誘電体層と下部電極との密着性が劣化する虞はなくなり、この点でも信頼性の向上が図れる。

また、かかる構成の薄膜キャパシタ素子において、前記エッジカバーが無機絶縁物からなる場合には、エッジカバーが電圧負荷や上部電極のエッチング工程などによって損傷する可能性がさらに低減すると共に、エッジカバーの熱膨張係数が上部および下部電極や誘電体層の熱膨張係数と略同等になって熱膨張係数の相違に起因する剥離を防止できるため、薄膜キャパシタ素子の信頼性が一層向上する。なお、エッジカバーが無機絶縁物からなる場合、誘電体層の形成後にエッジカバーをパターン形成しようとすると、エッチングの選択性がないため誘電体層までエッチングされてしまい容量値のバラツキが避け難いが、本発明のようにエッジカバーを誘電体層が覆う構成にしてあれば、こうした不具合は回避できる。

また、このようにエッジカバーが無機絶縁物からなる場合、基板の法線方向に沿う該エッジカバーの厚みが下部電極と同等であれば、スパッタ法等で成膜するため膜厚が確保しにくい該エッジカバーを必要最小限の厚みに形成すればよくなるため、製造効率が向上する。

また、かかる構成の薄膜キャパシタ素子において、前記エッジカバーを覆って前記下部電極上に密着接合されたＴａ等の金属膜からなるバリア層を備え、このバリア層上に前記誘電体層を設ければ、エッジカバーが下部電極と同電位のバリア層を介して誘電体層に覆われることになるため、バリア層と下部電極との間に介在するエッジカバーには電圧が負荷されなくなり、電圧負荷に起因するエッジカバーの損傷を確実に防止できる。

また、前記第２の目的を達成するため、本発明の薄膜キャパシタ素子の製造方法では、基板上に下部電極をパターン形成した後、前記下部電極を側端面を含めて被覆する無機絶縁膜を成膜する無機膜成膜工程と、前記無機絶縁膜上にフォトレジストをスピンコートにて塗布するレジスト塗布工程と、前記フォトレジストの全面をハーフ露光して現像することにより、前記無機絶縁膜の段差部に溜まっている該フォトレジストだけを残すハーフ露光工程と、該ハーフ露光工程後に、前記無機絶縁膜と前記フォトレジストを同じ速度でエッチングすることにより、前記下部電極と同等の厚みで該下部電極の側端面を覆う無機絶縁物からなるエッジカバーを形成するエッチング工程と、前記下部電極上に設けられて前記エッジカバーを覆う誘電体層をパターン形成する誘電体層形成工程とを備え、該誘電体層形成工程後に、前記誘電体層を介して前記下部電極と対向する上部電極をパターン形成するようにした。

このように無機絶縁物からなるエッジカバーを形成する際には、まず、下部電極を被覆する無機絶縁膜をスパッタ法などにより成膜するが、この無機絶縁膜は下部電極の側端面近傍に段差部を生じてしまうので、これをそのままエッチングして下部電極の側端面を覆うエッジカバーを形成しようとすると、該エッジカバーには下部電極を上回る相当の厚みが要求されて製造効率が低下する。しかるに、無機絶縁膜を成膜した後、無機絶縁膜上にフォトレジストを塗布して前記ハーフ露光工程を行うことにより、無機絶縁膜の段差部に溜まっているフォトレジストだけを残して該レジストの表面を傾斜面となすことができるため、前記エッチング工程で、下部電極と同等の厚みで該傾斜面に準じた傾斜面を有するエッジカバーを形成することができる。すなわち、必要最小限の厚みで下部電極の側端面を覆う無機絶縁物からなるエッジカバーが形成できるため、極めて信頼性の高い薄膜キャパシタ素子を効率よく製造することが可能となる。

本発明の薄膜キャパシタ素子によれば、ブレイクダウン電圧の低下を防止するためのエッジカバーによって下部電極の側端面を覆い、このエッジカバーを誘電体層が覆う構成になっているため、ＳiＯ₂等からなる誘電体層によってエッジカバーが保護されることになり、それゆえエッジカバーが電圧負荷や上部電極のエッチング工程などで損傷する可能性が低減し、薄膜キャパシタ素子の信頼性が向上する。そして、エッジカバーが有機絶縁物からなる場合には、その熱処理工程によって誘電体層と下部電極との密着性が劣化する虞がなくなるため、この点からも信頼性向上が図れる。また、エッジカバーが無機絶縁物からなる場合には、エッジカバーが電圧負荷や上部電極のエッチング工程などによって損傷する可能性がさらに低減すると共に、熱膨張係数の相違に起因する剥離も防止できるため、一層の信頼性向上が図れる。

また、本発明の薄膜キャパシタ素子の製造方法によれば、無機絶縁物からなるエッジカバーを形成する際に、予め成膜した無機絶縁膜上にフォトレジストを塗布してハーフ露光工程を行うことにより、この無機絶縁膜の段差部に溜まっているフォトレジストだけを残して該レジストの表面を傾斜面となすことができるため、その後のエッチング工程で、下部電極と同等の厚みで該傾斜面に準じた傾斜面を有するエッジカバーを形成することができる。これにより、必要最小限の厚みで下部電極の側端面を覆う無機絶縁物からなるエッジカバーが形成できるため、極めて信頼性の高い薄膜キャパシタ素子を効率よく製造することが可能となる。

発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係る薄膜キャパシタ素子の断面図、図２は該薄膜キャパシタ素子の製造工程を示す説明図であって、図７と対応する部分には同一符号を付してある。

図１に示す薄膜キャパシタ素子は、基板１上にパターン形成された下部電極２と、この下部電極２の側端面２ａを含む一端部を覆う絶縁性のエッジカバー（ブリッジ）４と、下部電極２上にパターン形成されてエッジカバー４を覆う誘電体層３と、基板１上や誘電体層３上にパターン形成された上部電極５と、この上部電極５を覆う絶縁性の保護層６とによって全体が構成されており、誘電体層３を介して下部電極２と上部電極５とが対向している部分がキャパシタとして動作するようになっている。すなわち、この薄膜キャパシタ素子は、下部電極２の一端部を覆うエッジカバー４が誘電体層３に被覆されている点が、図７に示した従来例と大きく異なっている。

図１に示す薄膜キャパシタ素子の各部の構成について詳しく説明すると、基板１としては、ＬＴＣＣ基板の表面を下層のポリイミドと上層のアルミナとで平坦化処理したものが用いられている。つまり、ＬＴＣＣ基板の表面は粗いため、まずスピンコートなどでポリイミド膜を該表面に形成して平坦化した後、このポリイミド膜の表面に、プロセスダメージを受けにくくてメタルとの反応を起こさないアルミナスパッタ膜を形成することによって、薄膜キャパシタ素子に好適な基板１を得ている。ただし、他の材料を使用して平坦化処理したり、ＬＴＣＣ基板の代わりにアルミナ基板を使用することも可能である。

下部電極２は、基板１上にスパッタ法により形成された下地層と、この下地層上にメッキ法により形成された電極層とで構成されており、下地層は０．１μｍ厚のＴｉ膜とＣｕ膜からなり、電極層は３μｍ厚のＣｕ膜２０上に０．５μｍ厚のＮｉ膜２１を被着させた積層構造になっている。

エッジカバー４は、基板１上や下部電極２上にフォトレジストをスピンコートした後、これを所望のパターン形状に露光現像してなる有機絶縁物である。このエッジカバー４は、下部電極２の側端面２ａ近傍の基板１上から下部電極２上の側端面２ａ寄りの一端部にかけて形成されている。

誘電体層３は、下部電極２上やエッジカバー４上および基板１上にスパッタ法により形成された０．５μｍ厚のＳiＯ₂膜からなる。この誘電体層３はエッジカバー４を覆って形成されるため、エッジカバー４は誘電体層３に保護されることになる。

上部電極５は、誘電体層３のパターン形成後にスパッタ法により形成された下地層と、この下地層上にメッキ法により形成された電極層とで構成されており、下部電極２と同様に下地層はＴｉ膜とＣｕ膜からなり、電極層はＣｕ膜上にＮｉ膜を被着させた積層構造になっている。この上部電極５は誘電体層３とエッジカバー４を介して下部電極２の側端面２ａ寄りの一端部と対向することになるが、該一端部は有機絶縁物からなるエッジカバー４に覆われており、かつ、エッジカバー４が誘電体層３に覆われているため、ブレイクダウン電圧の低下は確実に防止されている。なお、上部電極５を覆う保護層６は、７μｍ厚のポリイミド膜からなる。

このように構成された薄膜キャパシタ素子は、ブレイクダウン電圧の低下を防止するためのエッジカバー４によって下部電極２の側端面２ａを覆い、このエッジカバー４を誘電体層３が覆っているため、エッジカバー４が誘電体層３に保護された構成になっている。したがって、エッジカバー４が電圧負荷によって損傷する可能性が低減すると共に、エッジカバー４が上部電極５のエッチング工程などで損傷する可能性が低減し、薄膜キャパシタ素子の信頼性が高まっている。また、エッジカバー４は有機絶縁物からなるため形成時に２５０〜３５０℃の熱処理工程が必要であるが、誘電体層３はエッジカバー４をパターン形成した後に形成されることになるので、かかる熱処理工程によって誘電体層３と下部電極２との密着性が劣化する虞はなく、この点でも従来品に比して信頼性が高まっている。

上述した薄膜キャパシタ素子の製造方法について詳しく説明すると、まず図２（ａ）に示すように、投入した基板１上に下部電極２をパターン形成する（下部電極形成工程）。この下部電極形成工程では、まず基板１上にスパッタ法により下地層（Ｔｉ膜とＣｕ膜）を形成した後、図示せぬレジストをパターン形成してから、ＣｕメッキとＮｉメッキを順次行って、Ｃｕ膜２０とＮｉ膜２１とからなる電極層を形成する。この後、レジストを除去してからイオンミリングによって下地層のエッチングを行うことにより、下地層と電極層からなる下部電極２が得られる。

次に、図２（ｂ）に示すように、下部電極２の側端面２ａ寄りの一端部を覆うエッジカバー４をパターン形成する（エッジカバー形成工程）。このエッジカバー形成工程では、まずスピンコートによって基板１上や下部電極２上にフォトレジスト（有機絶縁膜）を塗布した後、これをマスキング状態で露光して現像することにより所望のパターン形状となし、さらにキュア処理として熱処理を行って硬化させることにより、エッジカバー４が得られる。

次に、図２（ｃ）に示すように、下部電極２上およびエッジカバー４上から基板１上にかけてスパッタ法によりＳiＯ₂膜３０を成膜した後、このＳiＯ₂膜３０上にレジスト３１をパターン形成する。そして、ＳiＯ₂膜３０をエッチングしてからレジスト３１を除去することにより、図２（ｄ）に示すように、エッジカバー４を覆って下部電極２上にパターン形成されたＳiＯ₂からなる誘電体層３が得られる（誘電体層形成工程）。

次に、図２（ｅ）に示すように、誘電体層３を介して下部電極２と対向する上部電極５をパターン形成する（上部電極形成工程）。この上部電極形成工程では、まず基板１上や誘電体層３上にスパッタ法により下地層（Ｔｉ膜とＣｕ膜）を形成した後、図示せぬレジストをパターン形成してから、ＣｕメッキとＮｉメッキを順次行って、Ｃｕ膜とＮｉ膜とからなる電極層を形成する。この後、レジストを除去してからイオンミリングによって下地層のエッチングを行うことにより、下地層と電極層からなる上部電極５が得られる。

しかる後、上部電極５を覆う絶縁性の保護層６をパターン形成する（保護層形成工程）。この保護層形成工程では、まずスピンコートによって上部電極５上にフォトレジスト（有機絶縁膜）を塗布した後、これをマスキング状態で露光して現像することにより所望のパターン形状となし、さらにキュア処理として熱処理を行って硬化させることにより保護層６が得られ、これにより図１に示す薄膜キャパシタ素子が完成する。

図３は本発明の第２実施形態例に係る薄膜キャパシタ素子の断面図、図４は該薄膜キャパシタ素子の製造工程の一部を示す説明図であって、図１と図２に対応する部分には同一符号を付してあるため重複する説明は省略する。

図３に示す薄膜キャパシタ素子が前述した第１実施形態例と異なる点は、エッジカバー４を覆って下部電極２上に密着接合されたＴａ膜からなるバリア層７を追加し、このバリア層７上に誘電体層３を設けたことにあり、その他の構成は基本的に同等である。このように下部電極２と同電位のバリア層７を追加して、エッジカバー４がバリア層７を介して誘電体層３に覆われるようにしてあると、バリア層７と下部電極２との間に介在するエッジカバー４には電圧が負荷されなくなるので、電圧負荷に起因するエッジカバー４の損傷を確実に防止できて、薄膜キャパシタ素子の信頼性が一層向上する。なお、バリア層７をＴａ以外の金属膜とすることも可能であり、その場合、Ｔｉ膜やＣｒ膜、あるいはＴａとＴｉとＣｒのいずれかを主成分とする合金の膜が好適である。

また、バリア層７を追加した薄膜キャパシタ素子を製造する際には、エッジカバー形成工程と誘電体層形成工程との間にバリア層形成工程を設定すればよい。すなわち、第１実施形態例において図２（ｂ）に示すエッジカバー形成工程の後に、図４（ａ）に示すように、下部電極２上およびエッジカバー４上から基板１上にかけてスパッタ法によりＴａ膜７０を成膜した後、このＴａ膜７０上にレジスト７１をパターン形成する。そして、Ｔａ膜７０をエッチングしてからレジスト７１を除去することにより、図４（ｂ）に示すように、エッジカバー４を覆って下部電極２上にパターン形成されたＴａからなるバリア層７が得られる（バリア層形成工程）。その後の製造工程は第１実施形態例と同様であり、誘電体層形成工程と上部電極形成工程、保護層形成工程を順次行うことにより、図３に示す薄膜キャパシタ素子が完成する。

また、前記第１および第２実施形態例では、薄膜キャパシタ素子のエッジカバー４が有機絶縁物からなる場合について説明したが、エッジカバー４をＳiＯ₂等の無機絶縁物によって形成することも可能である。その場合、エッジカバー形成工程では、下部電極２を側端面２ａを含めて被覆する無機絶縁膜をスパッタ法にて成膜する工程と、該無機絶縁膜上にレジストをパターン形成する工程と、該無機絶縁膜をエッチングする工程と、該レジストを除去する工程とを順次行えばよい。このようにして無機絶縁物からなるエッジカバー４を形成すると、エッジカバー４が電圧負荷や上部電極５のエッチング工程などによって損傷する可能性がさらに低減すると共に、エッジカバー４の熱膨張係数が上部および下部電極５，２や誘電体層３の熱膨張係数と略同等になって熱膨張係数の相違に起因する剥離を防止できるため、薄膜キャパシタ素子の信頼性が一層向上する。

なお、エッジカバーが無機絶縁物からなる場合、誘電体層３の形成後にエッジカバー４をパターン形成しようとすると、エッチングの選択性がないため誘電体層３までエッチングされてしまい容量値のバラツキが避け難いが、本発明のようにエッジカバー４を誘電体層３が覆う構成にしてあれば、こうした不具合は回避できる。

図５は本発明の第３実施形態例に係る薄膜キャパシタ素子の断面図、図６は該薄膜キャパシタ素子の製造工程を示す説明図であって、図１〜図４に対応する部分には同一符号を付してあるため重複する説明は省略する。

図５に示す薄膜キャパシタ素子は無機絶縁物からなるエッジカバー４を必要最小限の厚みに形成したものであり、ＳiＯ₂からなるエッジカバー４は、下部電極２の側端面２ａを覆ってはいるが下部電極２の上面にはほとんど形成されていない。このようにエッジカバー４が無機絶縁物からなる場合、基板１の法線方向に沿うエッジカバー４の厚みが下部電極２と同等であれば、スパッタ法によって成膜するため膜厚が確保しにくいエッジカバー４を必要最小限の厚みに形成すればよくなるため、製造効率の向上が図れる。

図５に示す薄膜キャパシタ素子の製造方法について詳しく説明すると、まず図６（ａ）に示すように、投入した基板１上に下部電極２をパターン形成する（下部電極形成工程）。この下部電極形成工程は、図２（ａ）を用いて説明した第１実施形態例の場合と同様である。

次に、図６（ｂ）に示すように、スパッタ法によって基板１上や下部電極２上にＳiＯ₂膜４０を成膜し（無機膜成膜工程）、このＳiＯ₂膜４０上に有機絶縁物からなるフォトレジスト４１をスピンコートにて塗布する（レジスト塗布工程）。このとき、無機膜成膜工程においてＳiＯ₂膜４０には下部電極２の側端面２ａ近傍に段差部４０ａが生じるため、レジスト塗布工程においてフォトレジスト４１は段差部４０ａ上で膜厚が増大する。

次に、図６（ｃ）に示すように、フォトレジスト４１の全面をハーフ露光して現像することにより、基板１上や下部電極２上からフォトレジスト４１を除去して、ＳiＯ₂膜４０の段差部４０ａに溜まっているフォトレジスト４１だけを残す（ハーフ露光工程）。これにより、ＳiＯ₂膜４０の段差部４０ａに溜まっているフォトレジスト４１の表面を傾斜面４１ａとなすことができる。

次に、図６（ｄ）に示すように、ＳiＯ₂膜４０とフォトレジスト４１を同じ速度でエッチングすることにより、傾斜面４１ａに準じた傾斜面４ａを有して下部電極２の側端面２ａを覆うエッジカバー４を形成することができる。このエッジカバー４はＳiＯ₂膜４０の一部を残したものであって、下部電極２と同等の厚みを有する。

次に、下部電極２上およびエッジカバー４上から基板１上にかけてＳiＯ₂膜を成膜し、このＳiＯ₂膜上にレジストをパターン形成した後、ＳiＯ₂膜のエッチングとレジストの除去を行うことにより、図６（ｅ）に示すように、エッジカバー４を覆って下部電極２上にパターン形成された誘電体層３を得る（誘電体層形成工程）。この誘電体層形成工程は、図２（ｃ），（ｄ）を用いて説明した第１実施形態例の場合と同様である。

次に、図６（ｆ）に示すように、誘電体層３を介して下部電極２と対向する上部電極５をパターン形成し、さらに上部電極５を覆う絶縁性の保護層６をパターン形成するが、これらの上部電極形成工程および保護層形成工程もすでに説明した第１実施形態例の場合と同様である。そして、保護層形成工程が終了すると図５に示す薄膜キャパシタ素子が完成する。

このようにＳiＯ₂膜等の無機絶縁物からなるエッジカバー４を形成する際には、まず下部電極２を被覆するＳiＯ₂膜等の無機絶縁膜４０をスパッタ法などにより成膜するが、この無機絶縁膜４０は下部電極２の側端面２ａ近傍に段差部４０ａを生じてしまうので、これをそのままエッチングして下部電極２の側端面２ａを覆うエッジカバーを形成しようとすると、該エッジカバーには下部電極２を上回る相当の厚みが要求されて製造効率が低下する。しかるに、無機絶縁膜４０を成膜した後、無機絶縁膜４０上にフォトレジスト４１を塗布してハーフ露光工程を行うことにより、無機絶縁膜４０の段差部４０ａに溜まっているフォトレジスト４１だけを残して該レジスト４１の表面を傾斜面４１ａとなすことができるため、その後のエッチング工程で、下部電極２と同等の厚みで傾斜面４１ａに準じた傾斜面４ａを有するエッジカバー４を形成することができる。これにより、必要最小限の厚みで下部電極２の側端面２ａを覆う無機絶縁物からなるエッジカバー４が形成できるため、極めて信頼性の高い薄膜キャパシタ素子を効率よく製造することが可能となる。

本発明の第１実施形態例に係る薄膜キャパシタ素子の断面図である。 該薄膜キャパシタ素子の製造工程を示す説明図である。 本発明の第２実施形態例に係る薄膜キャパシタ素子の断面図である。 該薄膜キャパシタ素子の製造工程の一部を示す説明図である。 本発明の第３実施形態例に係る薄膜キャパシタ素子の断面図である。 該薄膜キャパシタ素子の製造工程を示す説明図である。 従来例に係る薄膜キャパシタ素子の断面図である。

符号の説明

１ 基板
２ 下部電極
２ａ 側端面
３ 誘電体層
４ エッジカバー
４ａ 傾斜面
５ 上部電極
６ 保護層
７ バリア層
４０ 無機絶縁膜（ＳiＯ₂）
４０ａ 段差部
４１ フォトレジスト
４１ａ 傾斜面

Claims (7)

1. 基板上に設けられた金属膜からなる下部電極と、この下部電極の側端面を覆う所定領域に設けられた絶縁物からなるエッジカバーと、前記下部電極上に設けられて前記エッジカバーを覆う誘電体層と、この誘電体層上に設けられた金属膜からなる上部電極とを備え、前記下部電極と前記上部電極とが前記誘電体層を介して対向していることを特徴とする薄膜キャパシタ素子。
2. 請求項１の記載において、前記エッジカバーが有機絶縁物からなることを特徴とする薄膜キャパシタ素子。
3. 請求項１の記載において、前記エッジカバーが無機絶縁物からなることを特徴とする薄膜キャパシタ素子。
4. 請求項３の記載において、前記基板の法線方向に沿う前記エッジカバーの厚みが前記下部電極と同等であることを特徴とする薄膜キャパシタ素子。
5. 請求項１〜４のいずれか１項の記載において、前記エッジカバーを覆って前記下部電極上に密着接合された金属膜からなるバリア層を備え、このバリア層上に前記誘電体層を設けたことを特徴とする薄膜キャパシタ素子。
6. 請求項５の記載において、前記バリア層の主成分がＴａであることを特徴とする薄膜キャパシタ素子。
7. 基板上に下部電極をパターン形成した後、前記下部電極を側端面を含めて被覆する無機絶縁膜を成膜する無機膜成膜工程と、
   前記無機絶縁膜上にフォトレジストをスピンコートにて塗布するレジスト塗布工程と、
   前記フォトレジストの全面をハーフ露光して現像することにより、前記無機絶縁膜の段差部に溜まっている該フォトレジストだけを残すハーフ露光工程と、
   前記ハーフ露光工程後に、前記無機絶縁膜と前記フォトレジストを同じ速度でエッチングすることにより、前記下部電極と同等の厚みで該下部電極の側端面を覆う無機絶縁物からなるエッジカバーを形成するエッチング工程と、
   前記下部電極上に設けられて前記エッジカバーを覆う誘電体層をパターン形成する誘電体層形成工程とを備え、
   前記誘電体層形成工程後に、前記誘電体層を介して前記下部電極と対向する上部電極をパターン形成するようにしたことを特徴とする薄膜キャパシタ素子の製造方法。
   

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