JP5044930B2 - MIS type capacitor manufacturing method - Google Patents

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本発明は、MIS(Metal Insulator Semiconductor)型コンデンサを製造する際に、チャージアップ現象により発生する誘電体の絶縁破壊を防止することが可能なMIS型コンデンサの製造方法に関する。 The present invention, in producing a MIS (Metal Insulator Semiconductor) capacitor, a method of manufacturing a M IS capacitor capable of preventing the dielectric breakdown caused by charge-up phenomenon.

図3は、従来のMIS型コンデンサの構造を示す断面図である。MIS型コンデンサ10は、P型シリコン基板11の上面の所定領域にN+型領域12がドーピングされ、このN+型領域12の上面の所定領域に誘電体膜13が形成され、この誘電体膜13以外の上面に熱酸化膜14が形成されている。更に、誘電体膜13の上に熱酸化膜14に所定領域はみ出て上部電極配線15が形成され、熱酸化膜14の上に上部電極配線15と絶縁状態で下部電極配線17が形成されている。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional MIS capacitor. In the MIS capacitor 10, a predetermined region on the upper surface of the P-type silicon substrate 11 is doped with an N + type region 12, and a dielectric film 13 is formed in a predetermined region on the upper surface of the N + type region 12. A thermal oxide film 14 is formed on the upper surface. Further, a predetermined region protrudes from the thermal oxide film 14 on the dielectric film 13 to form an upper electrode wiring 15, and a lower electrode wiring 17 is formed on the thermal oxide film 14 while being insulated from the upper electrode wiring 15. .

この下部電極配線17は、熱酸化膜14を貫通したビア(ビアホール)16を介してN+型領域12に接続状態で形成されている。なお、上部電極配線15及び下部電極配線17は、アルミニュウムなどの導電材料を用いて形成される。上部電極配線15及び下部電極配線17を上下電極15,17とも称す。
このような構造において、破線枠で囲む部分が上部電極配線15による金属と、誘電体膜13による絶縁体と、N+型領域12による半導体との3層構造のMIS構造部18となっている。
The lower electrode wiring 17 is formed in a connected state to the N + type region 12 through a via (via hole) 16 penetrating the thermal oxide film 14. The upper electrode wiring 15 and the lower electrode wiring 17 are formed using a conductive material such as aluminum. The upper electrode wiring 15 and the lower electrode wiring 17 are also referred to as upper and lower electrodes 15 and 17.
In such a structure, a portion surrounded by a broken line frame is a MIS structure portion 18 having a three-layer structure including a metal formed by the upper electrode wiring 15, an insulator formed by the dielectric film 13, and a semiconductor formed by the N + type region 12.

次に、このような構造のMIS型コンデンサ10の上に、更に複数層の配線を形成する際の製造方法を、図4の(a)〜(f)を参照して説明する。
(a)に示すように、コンデンサ電極形成工程において、上記のMIS型コンデンサ10を形成する。
(b)に示すように、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法による第1のTEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)層間膜形成工程において、(a)で形成されたMIS型コンデンサ10の上全面に第1のTEOS層間膜21を形成する。
Next, a manufacturing method for forming a plurality of layers of wiring on the MIS capacitor 10 having such a structure will be described with reference to FIGS.
As shown in (a), in the capacitor electrode formation step, the MIS capacitor 10 is formed.
As shown in (b), in the first TEOS (Tetra Ethyl Ortho Silicate) interlayer film forming step by plasma CVD (Chemical Vapor Deposition), the first MIS type capacitor 10 formed in (a) is covered with the first surface. The TEOS interlayer film 21 is formed.

(c)に示すように、層間ビア形成工程において、第1のTEOS層間膜21にビア22を形成する。これは、配線間の絶縁膜である第1のTEOS層間膜21の上にビア22の部分が開口した図示せぬフォトマスクを形成し、その開口部分のTEOS層間膜21をエッチングによって除去し、その後、フォトマスクを除去することによって形成する。
(d)に示すように、第2の配線生成膜工程において、ビア22が形成された第1のTEOS層間膜21の上に配線生成膜23を形成する。この配線生成膜23はビア22の中にも導入される。
As shown in (c), vias 22 are formed in the first TEOS interlayer film 21 in the interlayer via formation step. This is done by forming a photomask (not shown) having a via 22 opening on the first TEOS interlayer 21 which is an insulating film between wirings, and removing the TEOS interlayer 21 in the opening by etching. Then, it forms by removing a photomask.
As shown in (d), in the second wiring generation film process, a wiring generation film 23 is formed on the first TEOS interlayer film 21 in which the vias 22 are formed. The wiring generation film 23 is also introduced into the via 22.

(e)に示すように、第2の配線形成工程において、配線生成膜23をエッチングして所定レイアウトパターンの第2の配線23aを形成する。
(f)に示すように、第2のTEOS層間膜形成工程において、第2の配線23aを覆う全面に第2のTEOS層間膜24を形成し、MIS型コンデンサを製造する。
この種の従来のMIS型コンデンサとして、例えば特許文献1及び2に記載のものがある。
特開昭62−154661号公報 特開2000−150790号公報
As shown in (e), in the second wiring formation step, the wiring generation film 23 is etched to form the second wiring 23a having a predetermined layout pattern.
As shown in (f), in the second TEOS interlayer film forming step, the second TEOS interlayer film 24 is formed on the entire surface covering the second wiring 23a, and the MIS type capacitor is manufactured.
As this type of conventional MIS type capacitor, there are those described in Patent Documents 1 and 2, for example.
Japanese Patent Laid-Open No. 62-154661 JP 2000-150790 A

しかし、従来のMIS型コンデンサにおいては、(b)のTEOS層間膜形成工程において、TEOS成膜初期のプラズマ照射によって上部電極配線15に電荷がチャージアップし、このチャージアップした電荷数だけ誘電体膜13の直下に極性の異なる電荷が蓄積される。この現象によって、上下電極15,17間に電位差が生じ、この電位が誘電体膜13の絶縁破壊電位を上回る場合、絶縁破壊に至っていた。   However, in the conventional MIS type capacitor, in the TEOS interlayer film forming step (b), the upper electrode wiring 15 is charged up by plasma irradiation at the initial stage of TEOS film formation, and the dielectric film is equal to the number of charges thus charged up. Charges having different polarities are stored immediately below 13. Due to this phenomenon, a potential difference is generated between the upper and lower electrodes 15, 17, and when this potential exceeds the dielectric breakdown potential of the dielectric film 13, dielectric breakdown has occurred.

この絶縁破壊の防止策として主に次の2つがある。
1つ目は、チャージアップを発生させない方法であり、この具体的な手段として、チャージアップと相関関係にあるプラズマ密度を制御するための設備機構の改善や、製造条件の最適化が挙げられる。
2つ目は、チャージアップに耐えうる誘電体膜を形成する方法であり、この具体的な手段として、誘電体材料の変更や誘電体膜の厚膜化が挙げられる。一般的にMIS型コンデンサに用いられる誘電体材料には、シリコン酸化膜や窒化膜、金属酸化膜等がある。コンデンサの容量と絶縁耐圧の仕様により、材料や膜厚を変更する対策方法である。
There are mainly the following two measures for preventing this dielectric breakdown.
The first is a method that does not cause charge-up. Specific examples of this method include improvement of the equipment mechanism for controlling the plasma density that is correlated with charge-up and optimization of manufacturing conditions.
The second is a method of forming a dielectric film that can withstand charge-up. Specific examples of this method include changing the dielectric material and increasing the thickness of the dielectric film. Dielectric materials generally used for MIS type capacitors include silicon oxide films, nitride films, and metal oxide films. This is a measure to change the material and film thickness according to the specifications of the capacitor capacity and withstand voltage.

しかし、1つ目のチャージアップを発生させない方法を検討する場合、設備機構の改善や製造条件ごとに、素子良品率との相関を検証して行かなければならないため、膨大な費用と対策期間が必要となる。その上、最適化された設備や製造条件が必ずしも、製品毎に仕様の異なる素子に対し、マッチングするとは眼らない。
また、2つ目の誘電体材料や厚さを変更する方法を検討する場合についても、仕様に見合った材料を適用するためには、製造設備や製造条件の変更や、絶縁破壊に耐えうる膜厚を実験により検証する必要があり、これらについても膨大な費用と対策期間が必要となる。
However, when considering a method that does not cause the first charge-up, it is necessary to verify the correlation with the element non-defective rate for each improvement of the equipment mechanism and manufacturing conditions. Necessary. In addition, the optimized equipment and manufacturing conditions do not necessarily match elements with different specifications for each product.
In addition, when considering a second dielectric material and a method of changing the thickness, in order to apply a material that meets the specifications, a film that can withstand changes in manufacturing equipment and manufacturing conditions, and withstands dielectric breakdown. It is necessary to verify the thickness by experiment, and these also require enormous costs and a countermeasure period.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、長期の対策期間を必要とせず効率良く低コストでチャージアップによる誘電体の絶縁破壊を防止することができるMIS型コンデンサの製造方法を提供することを目的としている。 The present invention, such has been made in view of the problems, the M IS-type capacitor due to charge-up efficiently low cost without a long-term measures periods Ru can prevent dielectric breakdown of the dielectric The object is to provide a manufacturing method.

上記目的を達成するために、本発明の請求項1によるMIS型コンデンサの製造方法は、半導体基板上に半導体層を形成し、この上面に誘電体膜を介して第1の電極を形成し、この第1の電極と絶縁状態で前記半導体層に接続された第2の電極を、前記誘電体膜が形成される領域の外部に形成された絶縁膜の上に形成するMIS型コンデンサの製造方法において、前記第1及び第2の電極を形成する際に、当該第1及び第2の電極を導電状態に接続する短絡配線を前記絶縁膜の上に形成するステップと、前記ステップにおいて形成された前記短絡配線、前記第1電極及び前記第2の電極の上に、多層配線構造を形成するための絶縁層を形成し、該絶縁層に上下配線接続用のビアと共に開口部を形成し、前記ビア及び前記開口部の形成後に導電材料による配線層を形成し、該配線層をエッチングして配線を形成する際に、前記開口部から露出した前記短絡配線を、前記第1及び第2の電極が絶縁状態となるようにエッチングによって分断するステップと、を含むことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a method of manufacturing a MIS capacitor according to claim 1 of the present invention includes forming a semiconductor layer on a semiconductor substrate, forming a first electrode on the upper surface via a dielectric film, A method for manufacturing a MIS capacitor , wherein a second electrode connected to the semiconductor layer in an insulated state from the first electrode is formed on an insulating film formed outside a region where the dielectric film is formed. And forming the short-circuit wiring on the insulating film for connecting the first and second electrodes to the conductive state when forming the first and second electrodes; and An insulating layer for forming a multilayer wiring structure is formed on the short-circuit wiring, the first electrode, and the second electrode, and an opening is formed in the insulating layer together with a via for connecting upper and lower wirings, Conductive after formation of via and said opening When forming a wiring layer using a material and etching the wiring layer, the short-circuit wiring exposed from the opening is etched so that the first and second electrodes are in an insulating state. And a step of dividing .

この方法によれば、第1及び第2の電極形成後のMIS型コンデンサの上面に、多層配線構造とするための絶縁層を形成する場合、その絶縁層形成のためのプラズマ照射によって第1の電極に電荷がチャージアップし、誘電体膜の直下に電荷が蓄積される。しかし、この蓄積電荷が、半導体層を通って第2の電極から短絡配線を介して第1の電極へ流れるので、第1及び第2の電極間の電位差が略ゼロとなり、従来のように誘電体膜が絶縁破壊することが無くなる。   According to this method, when an insulating layer for forming a multilayer wiring structure is formed on the upper surface of the MIS capacitor after the formation of the first and second electrodes, the first irradiation is performed by plasma irradiation for forming the insulating layer. The charge is charged up on the electrode, and the charge is stored directly under the dielectric film. However, since this accumulated charge flows from the second electrode through the semiconductor layer to the first electrode via the short-circuit wiring, the potential difference between the first and second electrodes becomes substantially zero, so that the dielectric as in the prior art The body film will not break down.

また、本発明による請求項によるMIS型コンデンサの製造方法は、請求項1において、前記短絡配線を形成する際に、前記第1及び第2の電極のパターンを転写するためのフォトマスクのレイアウトを前記短絡配線のパターンも転写できるように変更し、この変更されたフォトマスクによって前記第1及び第2の電極及び前記短絡配線を形成することを特徴とする。
この方法によれば、短絡配線を形成する際に、フォトマスクの若干の変更で済み、従来と同じ製造工程で実現することができるので、コストも殆どアップせず、効率良く形成することができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a MIS capacitor according to the first aspect of the present invention, wherein a layout of a photomask for transferring a pattern of the first and second electrodes is formed when the short-circuit wiring is formed. Is changed so that the pattern of the short-circuit wiring can also be transferred, and the first and second electrodes and the short-circuit wiring are formed by the changed photomask.
According to this method, when the short-circuit wiring is formed, the photomask can be slightly changed and can be realized by the same manufacturing process as the conventional method. .

また、本発明による請求項3によるMIS型コンデンサの製造方法は、請求項1または2において、前記絶縁層に、上下配線接続用のビアと共に開口部を形成する際には、前記ビアを形成するためのフォトマスクのレイアウトを前記短絡配線の位置に貫通した開口部も形成できるレイアウトに変更し、この変更されたフォトマスクによって前記ビア及び前記開口部を形成し、前記ビア及び前記開口部の形成後に前記エッチングにて配線を形成する際には、前記開口部に充填された配線層を除去すると共に前記短絡配線を前記第1及び第2の電極が絶縁状態となるように分断することを特徴とする。
この方法によれば、短絡配線の形成後、第1及び第2の電極が絶縁状態となるように短絡配線を分断する場合も、従来と同製造工程において、フォトマスクの若干の変更で済むので、コストも殆どアップせず、効率良く分断することができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an MIS capacitor according to the first or second aspect , wherein the via is formed when the opening is formed in the insulating layer together with the via for connecting the upper and lower wirings. The layout of the photomask is changed to a layout that can also form an opening penetrating at the position of the short-circuit wiring, and the via and the opening are formed by the changed photomask, and the via and the opening are formed. in forming the wiring by the etching after, characterized in that said first and second electrodes of the shorting bar to remove the wiring layer filled in the opening is divided so that the insulating state And
According to this method, even when the short-circuit wiring is divided so that the first and second electrodes are in an insulated state after the short-circuit wiring is formed, the photomask can be slightly changed in the same manufacturing process as before. It can be divided efficiently with almost no increase in cost.

また、本発明による請求項によるMIS型コンデンサの製造方法は、請求項3において、前記第4のステップにおける前記開口部に充填された配線層の除去及び前記短絡配線の分断の際のエッチングに、ドライエッチング又はエッチャンウェットエッチングを用いたことを特徴とする。
この方法によれば、開口部に配線層が充填されることによって、この部分の配線層が、絶縁層の上に形成された配線層の2倍以上の厚さになっているので、マージンを含め、エッチング時間を従来の2.5倍程度設ける必要が生じ、通常通りエッチングした場合、配線層の必要部分を損傷することもあるが、ドライエッチング又はエッチャンウェットエッチングを用いれば、配線層の必要部分を損傷することなく適正に短絡配線を除去して分断することが可能となる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a MIS capacitor according to the third aspect, wherein the wiring layer filled in the opening and the etching at the time of dividing the short-circuited wiring are performed in the fourth step. , Dry etching or etchant wet etching is used.
According to this method, since the opening is filled with the wiring layer, the wiring layer in this portion is more than twice as thick as the wiring layer formed on the insulating layer. In addition, the etching time needs to be about 2.5 times longer than usual, and when etching is performed as usual, the necessary portion of the wiring layer may be damaged, but if dry etching or etchant wet etching is used, the wiring layer is necessary. It becomes possible to remove the short-circuit wiring properly and divide without damaging the portion.

以上説明したように本発明によれば、長期の対策期間を必要とせず効率良く低コストでチャージアップによる誘電体の絶縁破壊を防止することができるという効果がある。   As described above, according to the present invention, there is an effect that dielectric breakdown due to charge-up can be prevented efficiently and at low cost without requiring a long measure period.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。
図1は、本発明の実施の形態に係るMIS型コンデンサの構造を示し、(a)は平面図、(b)は(a)に示すA1−A2断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, parts corresponding to each other in all the drawings in this specification are denoted by the same reference numerals, and description of the overlapping parts will be omitted as appropriate.
1A and 1B show a structure of a MIS capacitor according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a plan view and FIG.

図1に示すMIS型コンデンサ30が、従来のMIS型コンデンサ10と異なる点は、熱酸化膜(絶縁膜)14の上に上部電極配線(第1の電極)15と下部電極配線(第2の電極)17とを導電状態に接続するショート回路配線(短絡配線)31を設けたことにある。
このショート回路配線31は、下部電極配線17の一端とこの一端に近い上部電極配線15の端とを接続するコ字形状を成し、このコ字形状の一辺がP型シリコン基板(半導体基板)11の一辺の近傍に配置される状態で形成されている。
The MIS capacitor 30 shown in FIG. 1 is different from the conventional MIS capacitor 10 in that an upper electrode wiring (first electrode) 15 and a lower electrode wiring (second electrode) are formed on a thermal oxide film (insulating film) 14. The short circuit wiring (short circuit wiring) 31 for connecting the electrode 17 to the conductive state is provided.
The short circuit wiring 31 has a U shape connecting one end of the lower electrode wiring 17 and the end of the upper electrode wiring 15 close to the one end, and one side of the U shape is a P-type silicon substrate (semiconductor substrate). 11 in a state of being arranged in the vicinity of one side.

このショート回路配線31の形成方法、並びにショート回路配線31を形成した後にMIS型コンデンサ30の上に更に複数層の配線を形成する際の製造方法を、図2の(a)〜(f)を参照して説明する。
(a)に示すように、コンデンサ電極形成工程において、ショート回路配線31を形成する。このショート回路配線31を形成する際の配線パターンは、上部電極配線15及び下部電極配線17のパターンを転写するためのフォトマスクのレイアウトを、ショート回路配線31のパターンも転写できるように変更して行う。これによって、従来と同じコンデンサ電極形成工程にて配線パターンを実現することができ、製造工程数も従来と同じ数で実現することができる。
A method for forming the short circuit wiring 31 and a manufacturing method for forming a plurality of layers of wiring on the MIS type capacitor 30 after forming the short circuit wiring 31 are shown in FIGS. The description will be given with reference.
As shown to (a), the short circuit wiring 31 is formed in a capacitor electrode formation process. The wiring pattern for forming the short circuit wiring 31 is changed by changing the layout of the photomask for transferring the pattern of the upper electrode wiring 15 and the lower electrode wiring 17 so that the pattern of the short circuit wiring 31 can also be transferred. Do. As a result, the wiring pattern can be realized in the same capacitor electrode forming process as in the prior art, and the number of manufacturing processes can be realized in the same number as in the prior art.

(b)に示すように、第1のTEOS層間膜形成工程において、(a)の工程で形成されたMIS型コンデンサ30の上全面に第1のTEOS層間膜(絶縁層)21を形成する。従って、ショート回路配線31も第1のTEOS層間膜21にて覆われる。
このTEOS層間膜形成工程において従来は、前述したようにTEOS成膜初期のプラズマ照射によって上部電極配線15に電荷がチャージアップし、これによって誘電体膜13の直下に極性の異なる電荷が蓄積され、上下電極15,17間に生じた電位差によって誘電体膜13が絶縁破壊していた。
As shown in (b), in the first TEOS interlayer film forming step, a first TEOS interlayer film (insulating layer) 21 is formed on the entire upper surface of the MIS capacitor 30 formed in the step (a). Accordingly, the short circuit wiring 31 is also covered with the first TEOS interlayer film 21.
In this TEOS interlayer film forming step, conventionally, as described above, charges are charged up in the upper electrode wiring 15 by plasma irradiation at the initial stage of TEOS film formation, whereby charges of different polarities are accumulated directly under the dielectric film 13, The dielectric film 13 was broken down due to the potential difference generated between the upper and lower electrodes 15 and 17.

しかし、本製造方法では、誘電体膜13の直下に蓄積した電荷が、下部電極配線17を通過しショート回路配線31を介して上部電極配線15へ流れるので、上下電極15,17間の電位差が略ゼロとなる。従って、誘電体膜13が絶縁破壊することが無くなる。
次に、(c)に示すように、層間ビア形成工程において、第1のTEOS層間膜21にビア22を形成する。この際、第1のTEOS層間膜21にショート回路配線31を除去するための開口部33を形成する。このショート回路配線31の除去は、全てを除去してもよいが、ショート回路配線31が分断状態となって上下電極15,17が絶縁状態となるように行えばよい。
However, in this manufacturing method, the electric charge accumulated immediately below the dielectric film 13 passes through the lower electrode wiring 17 and flows to the upper electrode wiring 15 via the short circuit wiring 31, so that the potential difference between the upper and lower electrodes 15 and 17 is reduced. Nearly zero. Therefore, the dielectric film 13 does not break down.
Next, as shown in (c), vias 22 are formed in the first TEOS interlayer film 21 in the interlayer via formation step. At this time, an opening 33 for removing the short circuit wiring 31 is formed in the first TEOS interlayer film 21. The short circuit wiring 31 may be completely removed, but may be performed so that the short circuit wiring 31 is divided and the upper and lower electrodes 15 and 17 are insulated.

更に、開口部33を形成するには、ビア22を開口するためのフォトマスクのレイアウトを、開口部33のパターンも転写できるように変更して行う。これによって、2つの開口形成部分のTEOS層間膜21をエッチングによって除去し、その後、フォトマスクを除去することによってビア16及び開口部33を形成する。つまり、従来と同じ層間ビア形成工程にて開口部33を形成することができる。   Further, the opening 33 is formed by changing the layout of the photomask for opening the via 22 so that the pattern of the opening 33 can be transferred. Thus, the TEOS interlayer film 21 in the two opening forming portions is removed by etching, and then the photomask is removed to form the via 16 and the opening 33. That is, the opening 33 can be formed by the same interlayer via forming process as that of the prior art.

次に、(d)に示すように、第2の配線生成膜工程において、ビア22及び開口部33が形成された第1のTEOS層間膜21の上に配線生成膜23を形成する。この配線生成膜23はビア22及び開口部33の中にも導入される。
次に、(e)に示すように、第2の配線形成工程において、配線生成膜(配線層)23をエッチングして所定レイアウトパターンの第2の配線23aを形成するが、この際に、開口部33に充填された配線生成膜23と共にショート回路配線31も除去する。
Next, as shown in (d), in the second wiring generation film step, the wiring generation film 23 is formed on the first TEOS interlayer film 21 in which the via 22 and the opening 33 are formed. The wiring generation film 23 is also introduced into the via 22 and the opening 33.
Next, as shown in (e), in the second wiring formation step, the wiring generation film (wiring layer) 23 is etched to form a second wiring 23a having a predetermined layout pattern. The short circuit wiring 31 is also removed together with the wiring generation film 23 filled in the portion 33.

この除去する前の開口部33の金属膜厚は、第1のTEOS層間膜21の上に形成された配線生成膜23の金属膜厚の2倍以上の厚さになっている。そこで、マージンを含め、エッチング時間を従来の2.5倍程度設ける。エッチング手法には、ドライエッチングや、エッチャンウェットエッチングを用いている。この手法のエッチングによってショート回路配線31の除去が可能となる。この除去後は開口部34が形成される。   The metal film thickness of the opening 33 before the removal is more than twice the metal film thickness of the wiring generation film 23 formed on the first TEOS interlayer film 21. Therefore, the etching time including the margin is set to about 2.5 times the conventional time. As an etching method, dry etching or etchant wet etching is used. The short circuit wiring 31 can be removed by etching using this method. After this removal, an opening 34 is formed.

そして、(f)に示すように、第2のTEOS層間膜形成工程において、第2の配線23aを覆う全面に第2のTEOS層間膜24を形成し、MIS型コンデンサを製造する。但し、第2のTEOS層間膜24の形成時に開口部34にも、その膜剤が充填される。
このような本実施の形態のMIS型コンデンサによれば、熱酸化膜14の上に上下電極15,17を導電状態に接続するショート回路配線31を設けたので、上下電極15,17を形成後にコンデンサ上面に第1のTEOS層間膜21を形成する際に次の効果を奏する。
Then, as shown in (f), in the second TEOS interlayer film forming step, the second TEOS interlayer film 24 is formed on the entire surface covering the second wiring 23a, and the MIS type capacitor is manufactured. However, the film agent is also filled in the opening 34 when the second TEOS interlayer film 24 is formed.
According to the MIS capacitor of this embodiment, since the short circuit wiring 31 for connecting the upper and lower electrodes 15 and 17 to the conductive state is provided on the thermal oxide film 14, the upper and lower electrodes 15 and 17 are formed after the formation. The following effects are produced when the first TEOS interlayer film 21 is formed on the upper surface of the capacitor.

即ち、TEOS成膜初期のプラズマ照射によって上部電極配線15に電荷がチャージアップし、誘電体膜13の直下に電荷が蓄積されても、この蓄積電荷が、N+型領域12を通って下部電極配線17からショート回路配線31を介して上部電極配線15へ流れるので、上下電極15,17間の電位差が略ゼロとなり、従来のように誘電体膜13が絶縁破壊することが無くなる。   That is, even if charges are accumulated in the upper electrode wiring 15 due to plasma irradiation in the initial stage of TEOS film formation, and charges are accumulated immediately below the dielectric film 13, this accumulated charge passes through the N + type region 12 and lower electrode wiring. Since the current flows from 17 to the upper electrode wiring 15 via the short circuit wiring 31, the potential difference between the upper and lower electrodes 15 and 17 becomes substantially zero, and the dielectric film 13 does not break down as in the prior art.

また、ショート回路配線31を形成する場合、上下電極15,17のパターンを転写するためのフォトマスクのレイアウトを、ショート回路配線31のパターンも転写できるように変更すればよいので、従来と同じコンデンサ電極形成工程にて上下電極15,17を形成する際にショート回路配線31も形成することができる。従って、従来と同じ製造工程数で実現することができ、尚且つフォトマスクの若干の変更で済むので、コストも殆どアップせず、効率良く形成することができる。   When the short circuit wiring 31 is formed, the layout of the photomask for transferring the pattern of the upper and lower electrodes 15 and 17 may be changed so that the pattern of the short circuit wiring 31 can be transferred. When the upper and lower electrodes 15 and 17 are formed in the electrode forming step, the short circuit wiring 31 can also be formed. Therefore, it can be realized with the same number of manufacturing steps as in the prior art, and the photomask can be slightly changed, so that the cost can be hardly increased and the photomask can be formed efficiently.

更に、ショート回路配線31の形成後、上下電極15,17が絶縁状態となるようにショート回路配線31を分断する場合も、従来と同製造工程において、フォトマスクの若干の変更と、配線金属である配線生成膜23のエッチング時間だけ変更すればよいので、コストも殆どアップせず、効率良く分断することができる。
また、そのショート回路配線31の分断は、(c)の層間ビア形成工程において、露出したショート回路配線31をレーザ光線によって焼き切ることで行ってもよい。更には、最終工程のダイシングでチップ分割する際にショート回路配線31を切断してもよい。このようにすれば、従来と同様に製造工程を変えずに、効率的且つローコストでショート回路配線31の除去が可能となる。
Further, even when the short circuit wiring 31 is divided so that the upper and lower electrodes 15 and 17 are in an insulated state after the short circuit wiring 31 is formed, in the same manufacturing process as in the prior art, the photomask is slightly changed and the wiring metal is used. Since it is only necessary to change the etching time of a certain wiring generation film 23, the cost is hardly increased, and it can be divided efficiently.
Further, the short circuit wiring 31 may be divided by burning out the exposed short circuit wiring 31 with a laser beam in the interlayer via forming step (c). Furthermore, the short circuit wiring 31 may be cut when the chip is divided by dicing in the final process. In this way, the short circuit wiring 31 can be removed efficiently and at a low cost without changing the manufacturing process as in the prior art.

本発明の実施の形態に係るMIS型コンデンサの構造を示し、(a)は平面図、(b)は(a)に示すA1−A2断面図である。The structure of the MIS type | mold capacitor | condenser which concerns on embodiment of this invention is shown, (a) is a top view, (b) is A1-A2 sectional drawing shown to (a). 上記実施の形態のMIS型コンデンサの上に複数層の配線を形成する際の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process at the time of forming the wiring of several layers on the MIS type | mold capacitor of the said embodiment. 従来のMIS型コンデンサの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the conventional MIS type | mold capacitor. 従来のMIS型コンデンサの上に複数層の配線を形成する際の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process at the time of forming the multilayer wiring on the conventional MIS type capacitor.

符号の説明Explanation of symbols

11 P型シリコン基板
12 N+型領域
13 誘電体膜
14 熱酸化膜
15 上部電極配線1
16,22 ビア
17 下部電極配線
18 MIS構造部
21 第1のTEOS層間膜
23 配線生成膜
23a 第2の配線
24 第2のTEOS層間膜
30 MIS型コンデンサ
31 ショート回路配線
33,34 開口部
11 P-type silicon substrate 12 N + type region 13 Dielectric film 14 Thermal oxide film 15 Upper electrode wiring 1
16, 22 Via 17 Lower electrode wiring 18 MIS structure 21 First TEOS interlayer film 23 Wiring generation film 23a Second wiring 24 Second TEOS interlayer film 30 MIS type capacitor 31 Short circuit wiring 33, 34 Opening

Claims (4)

半導体基板上に半導体層を形成し、この上面に誘電体膜を介して第1の電極を形成し、この第1の電極と絶縁状態で前記半導体層に接続された第2の電極を、前記誘電体膜が形成される領域の外部に形成された絶縁膜の上に形成するMIS型コンデンサの製造方法において、
前記第1及び第2の電極を形成する際に、当該第1及び第2の電極を導電状態に接続する短絡配線を前記絶縁膜の上に形成するステップと、
前記ステップにおいて形成された前記短絡配線、前記第1電極及び前記第2の電極の上に、多層配線構造を形成するための絶縁層を形成し、該絶縁層に上下配線接続用のビアと共に開口部を形成し、前記ビア及び前記開口部の形成後に導電材料による配線層を形成し、該配線層をエッチングして配線を形成する際に、前記開口部から露出した前記短絡配線を、前記第1及び第2の電極が絶縁状態となるようにエッチングによって分断するステップと、
を含むことを特徴とするMIS型コンデンサの製造方法。
The semiconductor layer is formed on a semiconductor substrate, in the upper surface through the dielectric film forming a first electrode, a second electrode connected to the semiconductor layer between the first electrode insulated, the In a method of manufacturing a MIS capacitor formed on an insulating film formed outside a region where a dielectric film is formed ,
Forming a short-circuit wiring on the insulating film to connect the first and second electrodes to a conductive state when forming the first and second electrodes;
An insulating layer for forming a multilayer wiring structure is formed on the short-circuited wiring, the first electrode, and the second electrode formed in the step, and an opening is formed in the insulating layer together with a via for connecting upper and lower wirings. Forming a wiring layer made of a conductive material after forming the via and the opening, and etching the wiring layer to form the wiring. Dividing by etching so that the first and second electrodes are in an insulating state;
A method for manufacturing a MIS type capacitor, comprising:
前記短絡配線を形成する際に、前記第1及び第2の電極のパターンを転写するためのフォトマスクのレイアウトを前記短絡配線のパターンも転写できるように変更し、この変更されたフォトマスクによって前記第1及び第2の電極及び前記短絡配線を形成することを特徴とする請求項1に記載のMIS型コンデンサの製造方法。   When forming the short-circuit wiring, the layout of the photomask for transferring the pattern of the first and second electrodes is changed so that the pattern of the short-circuit wiring can also be transferred, and the changed photomask allows the 2. The method for manufacturing a MIS capacitor according to claim 1, wherein the first and second electrodes and the short-circuit wiring are formed. 前記絶縁層に、上下配線接続用のビアと共に開口部を形成する際には、前記ビアを形成するためのフォトマスクのレイアウトを前記短絡配線の位置に貫通した開口部も形成できるレイアウトに変更し、この変更されたフォトマスクによって前記ビア及び前記開口部を形成し、
前記ビア及び前記開口部の形成後に前記エッチングにて配線を形成する際には、前記開口部に充填された配線層を除去すると共に前記短絡配線を前記第1及び第2の電極が絶縁状態となるように分断する
ことを特徴とする請求項1または2に記載のMIS型コンデンサの製造方法。
When the opening is formed in the insulating layer together with the via for connecting the upper and lower wirings, the layout of the photomask for forming the via is changed to a layout that can also form the opening penetrating the position of the short-circuit wiring. Forming the via and the opening by the modified photomask;
In forming the wiring by the etching after formation of the vias and the opening, the first and second electrodes of the shorting bar to remove the wiring layer filled in the opening and insulated The manufacturing method of the MIS type capacitor according to claim 1, wherein the MIS type capacitor is divided.
記開口部に充填された配線層の除去及び前記短絡配線の分断の際のエッチングに、ドライエッチング又はエッチャンウェットエッチングを用いたことを特徴とする請求項3に記載のMIS型コンデンサの製造方法。 The etching in the cutting removal and the shorting bar prior Symbol wiring layer filled in the opening, a manufacturing method of a MIS capacitor according to claim 3, characterized by using dry etching or edge Chang wet etching .
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