JP2008205268A - Capacitor and manufacturing method thereof - Google Patents

Capacitor and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP2008205268A
JP2008205268A JP2007040706A JP2007040706A JP2008205268A JP 2008205268 A JP2008205268 A JP 2008205268A JP 2007040706 A JP2007040706 A JP 2007040706A JP 2007040706 A JP2007040706 A JP 2007040706A JP 2008205268 A JP2008205268 A JP 2008205268A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
conductive oxide
capacitor
electrode layer
dielectric layer
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.)
Withdrawn
Application number
JP2007040706A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masao Nakayama
雅夫 中山
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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 Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2007040706A priority Critical patent/JP2008205268A/en
Publication of JP2008205268A publication Critical patent/JP2008205268A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Ceramic Capacitors (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a capacitor with reduced leak current and enhanced reliability, and to provide a manufacturing method for such a capacitor. <P>SOLUTION: A capacitor 100 includes a lower electrode layer 10, a dielectric layer 20 provided above the lower electrode layer 10, and an upper electrode layer 30 provided above the dielectric layer 20. At least one of the lower electrode layer 10 and the upper electrode layer 30 has a conductive oxide layer provided in contact with the dielectric layer 20 and a metal layer provided at the outer side from the conductive oxide layer relative to the dielectric layer 20. Viewed from a planar surface, a contour of the conductive oxide layer is at the inner side from a contour of the surface on the side where the dielectric layer is in contact with the conductive oxide layer. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、キャパシタおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a capacitor and a manufacturing method thereof.

キャパシタは、一般に、無機酸化物からなる誘電体層を、金属からなる2つの電極層によって挟み込んだ構造を有する。このような構造のキャパシタは、各種の電子デバイスに利用されている。たとえば、記憶素子では、誘電体の分極を利用しており、圧電素子では誘電体の変形を利用している。このようなキャパシタの性能は、誘電体層、電極、およびそれらの界面の特性などに依存する。キャパシタの性能を高める上では、各部位の特性を改良することに加えて、キャパシタが製造工程で受ける損傷を最小限にする必要がある。
キャパシタが製造工程で損傷を受けると、2つの電極間に生じる漏れ電流の増加や界面の劣化による信頼性の低下を招くことがある。特に、キャパシタをドライエッチングにてパターニングする工程では、直接誘電体にプラズマが作用するため損傷が大きい。
特開2003−243625号公報
A capacitor generally has a structure in which a dielectric layer made of an inorganic oxide is sandwiched between two electrode layers made of metal. Capacitors having such a structure are used in various electronic devices. For example, a memory element uses dielectric polarization, and a piezoelectric element uses dielectric deformation. The performance of such a capacitor depends on the characteristics of the dielectric layers, the electrodes, and their interfaces. In order to improve the performance of the capacitor, in addition to improving the characteristics of each part, it is necessary to minimize damage to the capacitor during the manufacturing process.
When the capacitor is damaged in the manufacturing process, the leakage current generated between the two electrodes may increase or the reliability may deteriorate due to deterioration of the interface. In particular, in the process of patterning the capacitor by dry etching, the plasma acts directly on the dielectric, so that the damage is large.
JP 2003-243625 A

キャパシタのドライエッチングによる漏れ電流の増加は、発明者の研究によれば、キャパシタの側面、すなわち誘電体層の側面を伝わって主に生じることが分かってきた。当該側面付近の誘電体は、ドライエッチングにより組成ずれが発生すること、結晶性がイオンの衝突により破壊されること、また、プラズマ中の電荷が注入されること、などがこの部位の漏れ電流を増大させている原因と考えられる。   According to the inventors' research, it has been found that the increase in leakage current due to the capacitor dry etching mainly occurs along the side surface of the capacitor, that is, the side surface of the dielectric layer. The dielectric near the side surface has a composition shift due to dry etching, the crystallinity is destroyed by ion collision, and the charge in the plasma is injected, etc. This is considered to be the cause of the increase.

本発明の目的は、漏れ電流が少なく、信頼性の高いキャパシタおよびその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a highly reliable capacitor with low leakage current and a method for manufacturing the same.

本発明にかかるキャパシタは、
下部電極層と、
前記下部電極層の上方に設けられた誘電体層と、
前記誘電体層の上方に設けられた上部電極層と、
を含み、
前記下部電極層および前記上部電極層の少なくとも一方は、
前記誘電体層に接して設けられた導電性酸化物層と、
前記誘電体層に対して前記導電性酸化物層より外側に設けられた金属層と、
を有し、
平面視において、前記導電性酸化物層の輪郭は、前記誘電体層の前記導電性酸化物層に接する側の面の輪郭よりも内側にある。
The capacitor according to the present invention is
A lower electrode layer;
A dielectric layer provided above the lower electrode layer;
An upper electrode layer provided above the dielectric layer;
Including
At least one of the lower electrode layer and the upper electrode layer is
A conductive oxide layer provided in contact with the dielectric layer;
A metal layer provided outside the conductive oxide layer with respect to the dielectric layer;
Have
In plan view, the outline of the conductive oxide layer is on the inner side of the outline of the surface of the dielectric layer on the side in contact with the conductive oxide layer.

本発明において、特定のA層(以下、「A層」という。)の上方に設けられた特定のB層(以下、「B層」という。)というとき、A層の上に直接B層が設けられた場合と、A層の上に他の層を介してB層が設けられた場合とを含む意味である。   In the present invention, when a specific B layer (hereinafter referred to as “B layer”) provided above a specific A layer (hereinafter referred to as “A layer”), the B layer is directly on the A layer. This includes the case where it is provided and the case where the B layer is provided on the A layer via another layer.

本発明において、平面視において、特定のCの輪郭が、特定のDの輪郭の内側にあるというとき、CおよびDを同一の平面図に描いたとき、Dの外周を示す線の内側に、Cの外周を示す線の全部が存在することを意味する。   In the present invention, in a plan view, when the contour of a specific C is inside the contour of a specific D, when C and D are drawn on the same plan view, inside the line indicating the outer periphery of D, It means that all the lines indicating the outer periphery of C exist.

このようなキャパシタは、少なくとも一方の電極と誘電体層の側面との間の電気的な経路が切断されるため、漏れ電流が低減される。   In such a capacitor, an electric path between at least one of the electrodes and the side surface of the dielectric layer is cut, so that a leakage current is reduced.

本発明にかかるキャパシタは、
前記下部電極層および前記上部電極層が、
前記誘電体層に接して設けられた導電性酸化物層と、
前記誘電体層に対して前記導電性酸化物層より外側に設けられた金属層と、
を有することができる。
The capacitor according to the present invention is
The lower electrode layer and the upper electrode layer are
A conductive oxide layer provided in contact with the dielectric layer;
A metal layer provided outside the conductive oxide layer with respect to the dielectric layer;
Can have.

本発明にかかるキャパシタは、
前記下部電極層を構成する前記導電性酸化物層の前記誘電体層に接する面の輪郭と、
前記上部電極層を構成する前記導電性酸化物層の前記誘電体層に接する面の輪郭とが一致することができる。
The capacitor according to the present invention is
An outline of a surface in contact with the dielectric layer of the conductive oxide layer constituting the lower electrode layer;
The outline of the surface of the conductive oxide layer that constitutes the upper electrode layer that is in contact with the dielectric layer may coincide.

このようにすれば、上下2つ電極の誘電体層に接する領域が、平面的に見て一致しているため、当該領域以外の領域に存在する誘電体層が、キャパシタの機能に寄与しなくなり、キャパシタの信頼性が向上する。   In this way, the regions in contact with the dielectric layers of the upper and lower electrodes are coincident in plan view, so that the dielectric layers existing in the regions other than the regions do not contribute to the function of the capacitor. The reliability of the capacitor is improved.

本発明にかかるキャパシタは、
前記下部電極層が、
前記誘電体層に接して設けられた導電性酸化物層と、
前記誘電体層に対して前記導電性酸化物層より外側に設けられた金属層と、
を有し、
前記下部電極層を構成する前記導電性酸化物層の前記誘電体層に接する面の輪郭と、前記上部電極層の前記誘電体層に接する面の輪郭とが一致することができる。
The capacitor according to the present invention is
The lower electrode layer is
A conductive oxide layer provided in contact with the dielectric layer;
A metal layer provided outside the conductive oxide layer with respect to the dielectric layer;
Have
The contour of the surface of the conductive oxide layer constituting the lower electrode layer that contacts the dielectric layer may coincide with the contour of the surface of the upper electrode layer that contacts the dielectric layer.

本発明にかかるキャパシタは、
前記導電性酸化物層が、LaおよびNiを含む酸化物、および、SrおよびRuを含む酸化物の少なくとも一方からなる層を有することができる。
The capacitor according to the present invention is
The conductive oxide layer may have a layer made of at least one of an oxide containing La and Ni and an oxide containing Sr and Ru.

本発明にかかるキャパシタの製造方法は、
下部電極層を形成する工程と、
前記下部電極層の上方に誘電体層を形成する工程と、
前記誘電体層の上方に上部電極層を形成する工程と、
前記上部電極層の上方にパターニングされたマスク層を形成する工程と、
前記マスク層をマスクとして、前記上部電極層から、少なくとも前記下部電極層の上面までドライエッチングを行うことによってパターニングする第1エッチング工程と、
ウエットエッチングを行う第2エッチング工程と、
を含み、
前記下部電極層を形成する工程および前記上部電極層を形成する工程の少なくとも一方は、
前記誘電体層に接して導電性酸化物層を形成する工程と、
前記誘電体層に対して前記導電性酸化物層より外側に金属層を形成する工程と、
を有し、
前記第2エッチング工程は、前記導電性酸化物層の周縁部をウエットエッチングする工程である。
The method for manufacturing a capacitor according to the present invention includes:
Forming a lower electrode layer;
Forming a dielectric layer above the lower electrode layer;
Forming an upper electrode layer above the dielectric layer;
Forming a patterned mask layer above the upper electrode layer;
A first etching step of patterning by performing dry etching from the upper electrode layer to at least the upper surface of the lower electrode layer using the mask layer as a mask;
A second etching step for performing wet etching;
Including
At least one of the step of forming the lower electrode layer and the step of forming the upper electrode layer,
Forming a conductive oxide layer in contact with the dielectric layer;
Forming a metal layer outside the conductive oxide layer with respect to the dielectric layer;
Have
The second etching step is a step of performing wet etching on a peripheral portion of the conductive oxide layer.

このような製造方法によれば、平面視において、前記導電性酸化物層の輪郭は、前記誘電体層の前記導電性酸化物層に接する側の面の輪郭よりも内側にあるキャパシタを製造することができる。   According to such a manufacturing method, the capacitor in which the outline of the conductive oxide layer is inside the outline of the surface of the dielectric layer on the side in contact with the conductive oxide layer in a plan view is manufactured. be able to.

本発明にかかるキャパシタの製造方法は、
前記下部電極層を形成する工程および前記上部電極層を形成する工程は、
前記誘電体層に接して導電性酸化物層を形成する工程と、
前記誘電体層に対して前記導電性酸化物層より外側に金属層を形成する工程と、
を有することができる。
The method for manufacturing a capacitor according to the present invention includes:
The step of forming the lower electrode layer and the step of forming the upper electrode layer include:
Forming a conductive oxide layer in contact with the dielectric layer;
Forming a metal layer outside the conductive oxide layer with respect to the dielectric layer;
Can have.

以下に本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の一例を説明するものである。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the following embodiment demonstrates an example of this invention.

1.キャパシタ
図1は、本実施形態にかかるキャパシタ100を模式的に示す断面図である。図2は、本実施形態にかかるキャパシタ100を模式的に示す平面図である。図3は、本実施形態にかかるキャパシタ100の要部を模式的に示す断面図である。
1. Capacitor FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a capacitor 100 according to the present embodiment. FIG. 2 is a plan view schematically showing the capacitor 100 according to the present embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a main part of the capacitor 100 according to the present embodiment.

キャパシタ100は、下部電極層10と誘電体層20と上部電極層30とを含む。   Capacitor 100 includes a lower electrode layer 10, a dielectric layer 20, and an upper electrode layer 30.

下部電極層10は、第1金属層12と、第1金属層12の上に形成された第1導電性酸化物層14を有する。下部電極層10は、上部電極層30と対になりキャパシタ100を構成する。第1金属層12は、誘電体層20の下部と必ずしも形状が一致している必要はない。たとえば、キャパシタ100の隣に別のキャパシタがある時に、当該キャパシタの下部電極と共通の下部電極となるように電気的に接続することができる。第1金属層12は、第1導電性酸化物層14に電気的に接続して、第1導電性酸化物層14の導電性を補う機能を有する。第1金属層12は、たとえば、金、白金、ニッケル、イリジウム、およびこれらの合金、から選ばれる1種から構成された単層または積層構造を有する。   The lower electrode layer 10 includes a first metal layer 12 and a first conductive oxide layer 14 formed on the first metal layer 12. Lower electrode layer 10 is paired with upper electrode layer 30 to form capacitor 100. The first metal layer 12 does not necessarily have the same shape as the lower part of the dielectric layer 20. For example, when there is another capacitor next to the capacitor 100, it can be electrically connected so as to be a common lower electrode with the lower electrode of the capacitor. The first metal layer 12 has a function of electrically connecting to the first conductive oxide layer 14 to supplement the conductivity of the first conductive oxide layer 14. The first metal layer 12 has, for example, a single layer or a laminated structure composed of one selected from gold, platinum, nickel, iridium, and alloys thereof.

第1導電性酸化物層14の輪郭は、平面視において、誘電体層20の下面の輪郭(図2においては、誘電体層20の下面の輪郭は、第1金属層12の輪郭と等しい。)よりも内側にある。第1導電性酸化物層14は、LaおよびNiを含む酸化物(LNO)、および、SrおよびRuを含む酸化物(SRO)の少なくとも一方を含む層を有することができる。第1導電性酸化物層14の材質は、さらに好ましくはLNOである。   The outline of the first conductive oxide layer 14 is the outline of the lower surface of the dielectric layer 20 in plan view (in FIG. 2, the outline of the lower surface of the dielectric layer 20 is equal to the outline of the first metal layer 12). ) Is inside. The first conductive oxide layer 14 may include a layer including at least one of an oxide containing La and Ni (LNO) and an oxide containing Sr and Ru (SRO). The material of the first conductive oxide layer 14 is more preferably LNO.

誘電体層20は、下部電極層10と上部電極層30との間に設けられる。誘電体層20は、上面の面積が下面の面積よりも小さい。誘電体層20の側面の領域22は、図1および図3に示すように、テーパー状に形成される。図面には、当該テーパーの傾斜は、誇張して描いてある。図3に示すように、誘電体層20の下面の周縁部には、下部電極層10と接触しない領域21がある。誘電体層20の上面の周縁部にも同様に、上部電極層30と接触しない領域23がある。   The dielectric layer 20 is provided between the lower electrode layer 10 and the upper electrode layer 30. The dielectric layer 20 has an upper surface area smaller than the lower surface area. As shown in FIGS. 1 and 3, the region 22 on the side surface of the dielectric layer 20 is formed in a tapered shape. In the drawing, the inclination of the taper is exaggerated. As shown in FIG. 3, there is a region 21 that is not in contact with the lower electrode layer 10 at the periphery of the lower surface of the dielectric layer 20. Similarly, there is a region 23 that is not in contact with the upper electrode layer 30 at the peripheral edge of the upper surface of the dielectric layer 20.

誘電体層20には、Pb、Zr、Tiを構成元素として含むチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を好適に用いることができる。また、誘電体層30には、PZTにさらにNbをドープしたニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛(PZTN)を好適に用いることができる。   For the dielectric layer 20, lead zirconate titanate (PZT) containing Pb, Zr, and Ti as constituent elements can be suitably used. In addition, for the dielectric layer 30, lead zirconate titanate niobate (PZTN) in which PZT is further doped with Nb can be suitably used.

上部電極層30は、第2導電性酸化物層34と、第2導電性酸化物層34の上に形成された第2金属層32を有する。上部電極層30は、下部電極層10と対になりキャパシタ100を構成する。   The upper electrode layer 30 includes a second conductive oxide layer 34 and a second metal layer 32 formed on the second conductive oxide layer 34. Upper electrode layer 30 is paired with lower electrode layer 10 to form capacitor 100.

第2金属層32は、第2導電性酸化物層34に電気的に接続して、第2導電性酸化物層34の導電性を補う機能を有する。第2金属層32は、たとえば、金、白金、ニッケル、イリジウム、およびこれらの合金、から選ばれる1種から構成された単層または積層構造を有する。   The second metal layer 32 has a function of electrically connecting to the second conductive oxide layer 34 to supplement the conductivity of the second conductive oxide layer 34. The second metal layer 32 has, for example, a single layer or a laminated structure composed of one selected from gold, platinum, nickel, iridium, and alloys thereof.

第2導電性酸化物層34の輪郭は、平面視において、誘電体層20の上面の輪郭(図2においては、誘電体層20の上面の輪郭は、第2金属層32の輪郭と等しい。)よりも内側にある。第2導電性酸化物層34は、LaおよびNiを含む酸化物、および、SrおよびRuを含む酸化物の少なくとも一方の層を有することができる。第1導電性酸化物層14の材質としては、LNO、およびSROの少なくとも一方を含むものが好ましい。第1導電性酸化物層14の材質は、さらに好ましくはLNOである。   The outline of the second conductive oxide layer 34 is the outline of the upper surface of the dielectric layer 20 in plan view (the outline of the upper surface of the dielectric layer 20 in FIG. 2 is equal to the outline of the second metal layer 32). ) Is inside. The second conductive oxide layer 34 may have at least one layer of an oxide containing La and Ni and an oxide containing Sr and Ru. The material of the first conductive oxide layer 14 preferably includes at least one of LNO and SRO. The material of the first conductive oxide layer 14 is more preferably LNO.

2.キャパシタの製造方法
図4ないし図6は、図1に示したキャパシタ100の製造工程を模式的に示す断面図である。図7は、図8に示したキャパシタ100の製造工程の一部を模式的に示す断面図である。図4ないし図7には、説明のために基体1が描かれている。
2. Capacitor Manufacturing Method FIGS. 4 to 6 are cross-sectional views schematically showing manufacturing steps of the capacitor 100 shown in FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a part of the manufacturing process of the capacitor 100 shown in FIG. 4 to 7 show the base 1 for the purpose of explanation.

まず、図4に示すように、基体1の上に、下から順に、第1金属層12a、第1導電性酸化物層14a、誘電体層20a、第2導電性酸化物層34a、第2金属層32aを積層する。その上に、所定の形状にパターニングされたマスク層40を形成する。   First, as shown in FIG. 4, the first metal layer 12a, the first conductive oxide layer 14a, the dielectric layer 20a, the second conductive oxide layer 34a, and the second metal layer 12a are sequentially formed on the base 1 from the bottom. The metal layer 32a is laminated. A mask layer 40 patterned into a predetermined shape is formed thereon.

基体1としては、キャパシタ100が圧電デバイスに用いられる場合には振動板であることができ、キャパシタ100がメモリデバイスに用いられる場合には、層間絶縁層や配線層であることができる。   The substrate 1 can be a diaphragm when the capacitor 100 is used in a piezoelectric device, and can be an interlayer insulating layer or a wiring layer when the capacitor 100 is used in a memory device.

第1金属層12aは、基体1の上に、スパッタ、真空蒸着、CVD(Chemical Vapor Deposition)などの方法により形成される。第1導電性酸化物層14aは、スパッタ、真空蒸着、CVDなどの方法により形成される。誘電体層20aは、ゾルゲル法、CVDなどの方法により形成される。第2導電性酸化物層34aは、スパッタ、真空蒸着、CVDなどの方法により形成される。第2金属層32aは、スパッタ、真空蒸着、CVDなどの方法により形成される。マスク層40は、フォトレジストを用いたフォトリソグラフィーなど公知の方法でパターニングされる。   The first metal layer 12a is formed on the substrate 1 by a method such as sputtering, vacuum deposition, or CVD (Chemical Vapor Deposition). The first conductive oxide layer 14a is formed by a method such as sputtering, vacuum deposition, or CVD. The dielectric layer 20a is formed by a method such as a sol-gel method or CVD. The second conductive oxide layer 34a is formed by a method such as sputtering, vacuum deposition, or CVD. The second metal layer 32a is formed by a method such as sputtering, vacuum deposition, or CVD. The mask layer 40 is patterned by a known method such as photolithography using a photoresist.

次に、図5に示すように、マスク層40をマスクとして、上部電極層30から、少なくとも下部電極層10の上面までドライエッチングする第1エッチング工程を行う。図6は、下部電極層10までドライエッチングされた状態を示している。第1エッチング工程のドライエッチングは、例えば、ICP(Inductively Coupled Plasma)などの高密度プラズマを発生させるエッチング装置にて行うことができる。例えば、上部電極層30および下部電極層10は、塩素とアルゴンの混合ガスで1.0Pa以下の低圧力、バイアスは400W以上の高バイアスパワーでドライエッチングを行うことができる。また、誘電体層20は、電極層と同一のドライエッチング装置にて、塩素系ガス(例えばBClやCl)とフッ素系ガス(例えばCFやC)の混合ガスで1.0Pa以下の低圧力、400W以上の高バイアスパワーで好適にドライエッチングを行うことができる。本工程において、図7に示すように、下部電極層10の上面までドライエッチングして下部電極層10の少なくとも一部を残してもよい。この場合は、下部電極層10は隣接するキャパシタ等と電気的に接続する配線とすることができる。 Next, as shown in FIG. 5, a first etching process is performed in which dry etching is performed from the upper electrode layer 30 to at least the upper surface of the lower electrode layer 10 using the mask layer 40 as a mask. FIG. 6 shows a state in which the lower electrode layer 10 has been dry etched. The dry etching in the first etching step can be performed by an etching apparatus that generates high-density plasma such as ICP (Inductively Coupled Plasma). For example, the upper electrode layer 30 and the lower electrode layer 10 can be dry-etched with a mixed gas of chlorine and argon at a low pressure of 1.0 Pa or less and a bias of a high bias power of 400 W or more. The dielectric layer 20 is made of a mixed gas of a chlorine-based gas (for example, BCl 3 or Cl 2 ) and a fluorine-based gas (for example, CF 4 or C 4 F 8 ) with the same dry etching apparatus as the electrode layer. Dry etching can be suitably performed with a low pressure of 0 Pa or less and a high bias power of 400 W or more. In this step, as shown in FIG. 7, at least a part of the lower electrode layer 10 may be left by dry etching to the upper surface of the lower electrode layer 10. In this case, the lower electrode layer 10 can be a wiring electrically connected to an adjacent capacitor or the like.

次に、図6および図7に示すように、マスク層40を除去する。マスク層40の除去は、酸素プラズマを用いたアッシングプロセスなど公知の方法で行うことができる。   Next, as shown in FIGS. 6 and 7, the mask layer 40 is removed. The removal of the mask layer 40 can be performed by a known method such as an ashing process using oxygen plasma.

次いで、図1および図8に示すように、平面視において、第1導電性酸化物層14および第2導電性酸化物層34の輪郭が、誘電体層20の導電性酸化物層(14、34)に接する側の面の輪郭よりもそれぞれ内側となるように、ウエットエッチングする第2エッチング工程を行う。本第2エッチング工程は、第1導電性酸化物層14および第2導電性酸化物層34を最終的には側面からエッチングする。第2エッチング工程に用いられるエッチャントは、導電性酸化物層の材質に対するエッチング速度が、その他の部材を構成する材質に対するエッチング速度よりも早いものを用いれば良い。たとえば、LNOをそれぞれの部材に用いた場合は、フッ化水素水溶液、ヘキサフルオロ珪酸水溶液、塩酸水溶液、硝酸水溶液、またはこれらの混合物から選ばれる一種を用いることができる。これにより誘電体層20にはほとんど損傷を与えることなく導電性酸化物層(14,34)を除去できる。また、エッチング速度は、導電性無機酸化物の組成および厚みやエッチャントの組成を変化させることによって行うことができる。層の厚さが小さいほど、エッチング時のエッチャントの拡散が起こりにくくなるため、エッチング速度は低下する。そのため、例えば同一組成の導電性酸化物層であっても、層厚によってエッチング速度を変化させることができる。   Next, as shown in FIG. 1 and FIG. 8, the outlines of the first conductive oxide layer 14 and the second conductive oxide layer 34 in the plan view are the conductive oxide layers (14, 14) of the dielectric layer 20. 34) A second etching step of performing wet etching is performed so as to be inside the contour of the surface on the side in contact with 34). In the second etching step, the first conductive oxide layer 14 and the second conductive oxide layer 34 are finally etched from the side surfaces. As the etchant used in the second etching step, an etchant having an etching rate with respect to the material of the conductive oxide layer higher than that with respect to the material constituting the other member may be used. For example, when LNO is used for each member, one selected from a hydrogen fluoride aqueous solution, a hexafluorosilicic acid aqueous solution, a hydrochloric acid aqueous solution, a nitric acid aqueous solution, or a mixture thereof can be used. Thus, the conductive oxide layer (14, 34) can be removed with almost no damage to the dielectric layer 20. The etching rate can be performed by changing the composition and thickness of the conductive inorganic oxide and the composition of the etchant. As the thickness of the layer is smaller, the etchant is less likely to diffuse during etching, and the etching rate decreases. Therefore, for example, even with conductive oxide layers having the same composition, the etching rate can be changed depending on the layer thickness.

本第2エッチング工程により、下部電極層10および上部電極層30は、誘電体層20側の導電性酸化物層の一部が除去される。これにより、平面視において、下部電極層10の上面の輪郭は、誘電体層20の下面の輪郭より内側になり、上部電極層30の下面の輪郭は、誘電体層20の上面の輪郭よりも内側になる。その結果、キャパシタ100は、図1ないし図3に示すように上下の電極の周縁部が誘電体層20に接しない形状となり、誘電体層20の下面および上面の周縁部の領域が露出する。   Through the second etching step, the lower electrode layer 10 and the upper electrode layer 30 are partially removed from the conductive oxide layer on the dielectric layer 20 side. Thereby, in a plan view, the contour of the upper surface of the lower electrode layer 10 is inside the contour of the lower surface of the dielectric layer 20, and the contour of the lower surface of the upper electrode layer 30 is more than the contour of the upper surface of the dielectric layer 20. Become inside. As a result, the capacitor 100 has a shape in which the peripheral portions of the upper and lower electrodes are not in contact with the dielectric layer 20 as shown in FIGS. 1 to 3, and the lower and upper peripheral regions of the dielectric layer 20 are exposed.

本工程によって露出した誘電体層20の領域21および領域23は、誘電体層の側面の領域22とは、形成方法が相違する(図3)。すなわち領域21および領域23は、ウエットエッチングにより選択的に形成されているが、領域22は、ドライエッチングにより形成されている。したがって、領域21および領域23は、領域22よりも損傷が少ない。   The formation method of the region 21 and the region 23 of the dielectric layer 20 exposed in this step is different from the region 22 on the side surface of the dielectric layer (FIG. 3). That is, the region 21 and the region 23 are selectively formed by wet etching, while the region 22 is formed by dry etching. Therefore, the region 21 and the region 23 are less damaged than the region 22.

以上のように、本実施形態のキャパシタ100の製造方法によれば、簡易なプロセスによって、キャパシタ100を得ることができる。   As described above, according to the method for manufacturing the capacitor 100 of the present embodiment, the capacitor 100 can be obtained by a simple process.

本実施形態のキャパシタ100は、次のような特徴を有する。   The capacitor 100 of this embodiment has the following characteristics.

本実施形態のキャパシタ100は、誘電体層20の下面の電極と接触していない領域21、および誘電体層20の上面の電極と接触していない領域23が形成されている。領域21および領域23は、損傷が少ない領域であり、導電性をほとんど有さない。そのため、領域21および領域23によって、下部電極層10および上部電極層30が、誘電体層の側面の領域22に電気的に接続されなくなり、漏れ電流が生じる経路が遮断される。これによりキャパシタ100の漏れ電流が抑制される。   In the capacitor 100 of this embodiment, a region 21 that is not in contact with the electrode on the lower surface of the dielectric layer 20 and a region 23 that is not in contact with the electrode on the upper surface of the dielectric layer 20 are formed. The region 21 and the region 23 are regions with little damage and have little conductivity. Therefore, the lower electrode layer 10 and the upper electrode layer 30 are not electrically connected to the region 22 on the side surface of the dielectric layer by the region 21 and the region 23, and a path where leakage current is generated is blocked. Thereby, the leakage current of the capacitor 100 is suppressed.

また、本実施形態のキャパシタ100の誘電体層20の側面の領域22は、それ自体が保護膜として機能することができる。すなわち、誘電体層20の側面の領域22付近の誘電体は、それ自体がキャパシタ系外からの不純物を遮断し、内部の誘電体を保護する機能を有している。そのため、誘電体層20の内部の誘電体は劣化が抑制され、キャパシタ100の信頼性が向上する。   Further, the region 22 on the side surface of the dielectric layer 20 of the capacitor 100 of this embodiment can function as a protective film itself. That is, the dielectric in the vicinity of the region 22 on the side surface of the dielectric layer 20 has a function of blocking impurities from outside the capacitor system and protecting the internal dielectric. Therefore, deterioration of the dielectric inside the dielectric layer 20 is suppressed, and the reliability of the capacitor 100 is improved.

3.変形例
本発明は、上記の実施形態で説明したものに限らず、種々の変形実施が可能である。以下に、変形例を説明するが、上記で説明したキャパシタ100の構成と実質的に同一のものについては説明を省略する。
3. Modifications The present invention is not limited to that described in the above embodiment, and various modifications can be made. Hereinafter, modified examples will be described, but description of components that are substantially the same as the configuration of the capacitor 100 described above will be omitted.

図9および図11は、キャパシタ100の変形例を模式的に示す断面図である。図10および図12は、キャパシタ100の変形例を模式的に示す平面図である。   9 and 11 are cross-sectional views schematically showing modifications of the capacitor 100. FIG. 10 and 12 are plan views schematically showing modifications of the capacitor 100. FIG.

キャパシタ100は、下部電極層10および上部電極層30のいずれか一方に導電性酸化物層を有することができる。そして、他方の電極層は、金属層のみで構成することができる。図9および図10は、上部電極層30に導電性酸化物層34を有し、下部電極層10は、金属層12のみで構成された変形例を示す。図11および図12は、下部電極層10に導電性酸化物層14を有し、上部電極層30は、金属層32のみで構成された変形例を示す。このようにしても、下部電極層10と接触していない領域21、または上部電極層30と接触していない領域23のいずれかが、誘電体層20の下面または上面に形成される。当該領域は、損傷が少ない領域であり、導電性をほとんど有さない。そのため、当該領域によって、下部電極層10および上部電極層30のいずれかが、誘電体層の側面の領域22に電気的に接続されなくなり、漏れ電流が流れる経路が遮断される。このような変形を行ってもキャパシタ100は、漏れ電流が少ないものとなる。   Capacitor 100 can have a conductive oxide layer on one of lower electrode layer 10 and upper electrode layer 30. And the other electrode layer can be comprised only with a metal layer. 9 and 10 show a modification in which the upper electrode layer 30 has a conductive oxide layer 34 and the lower electrode layer 10 is composed only of the metal layer 12. 11 and 12 show a modification in which the lower electrode layer 10 has the conductive oxide layer 14 and the upper electrode layer 30 is composed of only the metal layer 32. Even in this case, either the region 21 not in contact with the lower electrode layer 10 or the region 23 not in contact with the upper electrode layer 30 is formed on the lower surface or the upper surface of the dielectric layer 20. The region is a region with little damage and has almost no conductivity. Therefore, according to the region, any one of the lower electrode layer 10 and the upper electrode layer 30 is not electrically connected to the region 22 on the side surface of the dielectric layer, and a path through which a leakage current flows is blocked. Even if such a modification is performed, the capacitor 100 has a small leakage current.

図13は、キャパシタ100の変形例を模式的に示す断面図である。図14は、別の変形例を模式的に示す平面図である。   FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing a modified example of the capacitor 100. FIG. 14 is a plan view schematically showing another modification.

キャパシタ100は、平面視において、第1導電性酸化物層14の輪郭と、第2導電性酸化物層34の輪郭とを一致させることができる。このようなキャパシタ100の変形は、たとえば、導電性酸化物層の層厚を変化させることによってエッチング速度を変化させて、行うことができる。   Capacitor 100 can match the contour of first conductive oxide layer 14 and the contour of second conductive oxide layer 34 in plan view. Such deformation of the capacitor 100 can be performed, for example, by changing the etching rate by changing the thickness of the conductive oxide layer.

このような変形を行うと、テーパー状に形成された誘電体層20の周縁部の領域24に存在する誘電体が、キャパシタ100の作用に寄与しなくなる。これにより、圧電体キャパシタとして利用する場合は、領域24に生じる歪みが小さくなる。また、誘電体キャパシタとして利用する場合は、領域24に蓄積されるチャージが減少するため、キャパシタ100の信頼性がさらに向上する。   When such deformation is performed, the dielectric existing in the peripheral region 24 of the dielectric layer 20 formed in a tapered shape does not contribute to the function of the capacitor 100. Thereby, when using as a piezoelectric capacitor, the distortion produced in the area | region 24 becomes small. Further, when used as a dielectric capacitor, the charge accumulated in the region 24 is reduced, so that the reliability of the capacitor 100 is further improved.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(たとえば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same purposes and effects). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that achieves the same effect as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. In addition, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

本発明にかかるキャパシタ100を模式的に示す断面図。1 is a cross-sectional view schematically showing a capacitor 100 according to the present invention. 本発明にかかるキャパシタ100を模式的に示す平面図。The top view which shows typically the capacitor 100 concerning this invention. 本発明にかかるキャパシタ100の要部を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the principal part of the capacitor 100 concerning this invention. 本発明のキャパシタの製造工程の一部を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows a part of manufacturing process of the capacitor of this invention typically. 本発明のキャパシタの製造工程の一部を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows a part of manufacturing process of the capacitor of this invention typically. 本発明のキャパシタの製造工程の一部を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows a part of manufacturing process of the capacitor of this invention typically. 本発明のキャパシタの製造工程の一部を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows a part of manufacturing process of the capacitor of this invention typically. 本発明にかかるキャパシタ100を模式的に示す断面図。1 is a cross-sectional view schematically showing a capacitor 100 according to the present invention. 本発明にかかるキャパシタ100の変形例を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows the modification of the capacitor 100 concerning this invention typically. 本発明にかかるキャパシタ100の変形例を模式的に示す平面図。The top view which shows typically the modification of the capacitor 100 concerning this invention. 本発明にかかるキャパシタ100の変形例を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows the modification of the capacitor 100 concerning this invention typically. 本発明にかかるキャパシタ100の変形例を模式的に示す平面図。The top view which shows typically the modification of the capacitor 100 concerning this invention. 本発明にかかるキャパシタ100の変形例を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows the modification of the capacitor 100 concerning this invention typically. 本発明にかかるキャパシタ100の変形例を模式的に示す平面図。The top view which shows typically the modification of the capacitor 100 concerning this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 基体、10 上部電極層、12 第1金属層、14 第1導電性酸化物層、
20 誘電体層、21〜24 領域、30 上部電極層、32 第1金属層、
34 第1導電性酸化物層、40 マスク層、100 キャパシタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base | substrate, 10 Upper electrode layer, 12 1st metal layer, 14 1st electroconductive oxide layer,
20 dielectric layer, 21-24 region, 30 upper electrode layer, 32 first metal layer,
34 first conductive oxide layer, 40 mask layer, 100 capacitor

Claims (7)

下部電極層と、
前記下部電極層の上方に設けられた誘電体層と、
前記誘電体層の上方に設けられた上部電極層と、
を含み、
前記下部電極層および前記上部電極層の少なくとも一方は、
前記誘電体層に接して設けられた導電性酸化物層と、
前記誘電体層に対して前記導電性酸化物層より外側に設けられた金属層と、
を有し、
平面視において、前記導電性酸化物層の輪郭は、前記誘電体層の前記導電性酸化物層に接する側の面の輪郭よりも内側にある、キャパシタ。
A lower electrode layer;
A dielectric layer provided above the lower electrode layer;
An upper electrode layer provided above the dielectric layer;
Including
At least one of the lower electrode layer and the upper electrode layer is
A conductive oxide layer provided in contact with the dielectric layer;
A metal layer provided outside the conductive oxide layer with respect to the dielectric layer;
Have
In a plan view, the outline of the conductive oxide layer is inside the outline of the surface of the dielectric layer on the side in contact with the conductive oxide layer.
請求項1において、
前記下部電極層および前記上部電極層は、
前記誘電体層に接して設けられた導電性酸化物層と、
前記誘電体層に対して前記導電性酸化物層より外側に設けられた金属層と、
を有する、キャパシタ。
In claim 1,
The lower electrode layer and the upper electrode layer are:
A conductive oxide layer provided in contact with the dielectric layer;
A metal layer provided outside the conductive oxide layer with respect to the dielectric layer;
A capacitor.
請求項2において、
前記下部電極層を構成する前記導電性酸化物層の前記誘電体層に接する面の輪郭と、
前記上部電極層を構成する前記導電性酸化物層の前記誘電体層に接する面の輪郭とが一致する、キャパシタ。
In claim 2,
An outline of a surface in contact with the dielectric layer of the conductive oxide layer constituting the lower electrode layer;
A capacitor, wherein an outline of a surface of the conductive oxide layer constituting the upper electrode layer that is in contact with the dielectric layer is matched.
請求項1において、
前記下部電極層が、
前記誘電体層に接して設けられた導電性酸化物層と、
前記誘電体層に対して前記導電性酸化物層より外側に設けられた金属層と、
を有し、
前記下部電極層を構成する前記導電性酸化物層の前記誘電体層に接する面の輪郭と、
前記上部電極層の前記誘電体層に接する面の輪郭とが一致する、キャパシタ。
In claim 1,
The lower electrode layer is
A conductive oxide layer provided in contact with the dielectric layer;
A metal layer provided outside the conductive oxide layer with respect to the dielectric layer;
Have
An outline of a surface in contact with the dielectric layer of the conductive oxide layer constituting the lower electrode layer;
A capacitor in which a contour of a surface of the upper electrode layer in contact with the dielectric layer coincides.
請求項1ないし請求項4のいずれかにおいて、
前記導電性酸化物層は、LaおよびNiを含む酸化物、および、SrおよびRuを含む酸化物の少なくとも一方からなる層を有する、キャパシタ。
In any one of Claim 1 thru | or 4,
The capacitor, wherein the conductive oxide layer includes a layer made of at least one of an oxide containing La and Ni and an oxide containing Sr and Ru.
下部電極層を形成する工程と、
前記下部電極層の上方に誘電体層を形成する工程と、
前記誘電体層の上方に上部電極層を形成する工程と、
前記上部電極層の上方にパターニングされたマスク層を形成する工程と、
前記マスク層をマスクとして、前記上部電極層から、少なくとも前記下部電極層の上面までドライエッチングを行うことによってパターニングする第1エッチング工程と、
ウエットエッチングを行う第2エッチング工程と、
を含み、
前記下部電極層を形成する工程および前記上部電極層を形成する工程の少なくとも一方は、
前記誘電体層に接して導電性酸化物層を形成する工程と、
前記誘電体層に対して前記導電性酸化物層より外側に金属層を形成する工程と、
を有し、
前記第2エッチング工程は、前記導電性酸化物層の周縁部をウエットエッチングする工程である、キャパシタの製造方法。
Forming a lower electrode layer;
Forming a dielectric layer above the lower electrode layer;
Forming an upper electrode layer above the dielectric layer;
Forming a patterned mask layer above the upper electrode layer;
A first etching step of patterning by performing dry etching from the upper electrode layer to at least the upper surface of the lower electrode layer using the mask layer as a mask;
A second etching step for performing wet etching;
Including
At least one of the step of forming the lower electrode layer and the step of forming the upper electrode layer,
Forming a conductive oxide layer in contact with the dielectric layer;
Forming a metal layer outside the conductive oxide layer with respect to the dielectric layer;
Have
The method of manufacturing a capacitor, wherein the second etching step is a step of performing wet etching on a peripheral portion of the conductive oxide layer.
請求項6において、
前記下部電極層を形成する工程および前記上部電極層を形成する工程は、
前記誘電体層に接して導電性酸化物層を形成する工程と、
前記誘電体層に対して前記導電性酸化物層より外側に金属層を形成する工程と、
を有する、キャパシタの製造方法。
In claim 6,
The step of forming the lower electrode layer and the step of forming the upper electrode layer include:
Forming a conductive oxide layer in contact with the dielectric layer;
Forming a metal layer outside the conductive oxide layer with respect to the dielectric layer;
A method for manufacturing a capacitor.
JP2007040706A 2007-02-21 2007-02-21 Capacitor and manufacturing method thereof Withdrawn JP2008205268A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007040706A JP2008205268A (en) 2007-02-21 2007-02-21 Capacitor and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007040706A JP2008205268A (en) 2007-02-21 2007-02-21 Capacitor and manufacturing method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008205268A true JP2008205268A (en) 2008-09-04

Family

ID=39782429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007040706A Withdrawn JP2008205268A (en) 2007-02-21 2007-02-21 Capacitor and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008205268A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110234708A1 (en) * 2010-03-26 2011-09-29 Seiko Epson Corporation Piezoelectric element, method for manufacturing the same, piezoelectric actuator, liquid ejecting head, and liquid ejecting apparatus
JP2014056887A (en) * 2012-09-11 2014-03-27 Sumitomo Electric Device Innovations Inc Method for manufacturing capacitor
JP2015133392A (en) * 2014-01-10 2015-07-23 富士通セミコンダクター株式会社 Semiconductor device and method of manufacturing the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110234708A1 (en) * 2010-03-26 2011-09-29 Seiko Epson Corporation Piezoelectric element, method for manufacturing the same, piezoelectric actuator, liquid ejecting head, and liquid ejecting apparatus
US8678566B2 (en) * 2010-03-26 2014-03-25 Seiko Epson Corporation Piezoelectric element, method for manufacturing the same, piezoelectric actuator, liquid ejecting head, and liquid ejecting apparatus
JP2014056887A (en) * 2012-09-11 2014-03-27 Sumitomo Electric Device Innovations Inc Method for manufacturing capacitor
JP2015133392A (en) * 2014-01-10 2015-07-23 富士通セミコンダクター株式会社 Semiconductor device and method of manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7829476B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device
KR100355239B1 (en) Semiconductor memory device having cylinder type capacitor and fabrication method thereof
JP2009141073A (en) Method of manufacturing semiconductor device, and semiconductor device
KR100338780B1 (en) Semiconductor memory device for reducing the damage of interlevel dielectric layer, and fabrication method thereof
JP2009071241A (en) Semiconductor device, and manufacturing method thereof
JP2009065089A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2007227753A (en) Capacitor and manufacturing method thereof
JP2007281028A (en) Piezoelectric element and its manufacturing method
JP2009071022A (en) Manufacturing method of semiconductor device, and semiconductor device
TW444380B (en) Semiconductor integrated circuit device and the manufacturing method thereof
JP2008205268A (en) Capacitor and manufacturing method thereof
JP2004235573A (en) Ferroelectric capacitor, semiconductor device furnished with the same, method of manufacturing ferroelectric capacitor, and method of manufacturing the semiconductor device
TWI383471B (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2010118439A (en) Semiconductor memory device and method for manufacturing the same
JP2007227752A (en) Capacitor and manufacturing method thereof
TWI574369B (en) Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
JP4318607B2 (en) Method for manufacturing ferroelectric capacitor
JP2005337956A (en) Physical quantity sensor and manufacturing method therefor
US11271074B2 (en) Capacitor and method for manufacturing the same
CN112151494B (en) Semiconductor device and forming method thereof
TWI752377B (en) Semiconductor device and method of fabricating the same
JP2007188935A (en) Mim capacity element and its manufacturing method
KR20070105827A (en) Method for manufacturing semiconductor device having repair fuse
JP2007329280A (en) Method for manufacturing dielectric memory
JP2004296682A (en) Semiconductor device and its fabricating process

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Effective date: 20080702

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

A621 Written request for application examination

Effective date: 20090813

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20110124