JPH0247861A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体集積回路装置に関し、 上層電極と下層電極との重なった部分の面積を変化し難
くして安定にすることができ、キャパシタ容量を安定に
することができる半導体集積回路装置を提供することを
目的とし、 第１の絶縁物層上に形成された第１の導電体層からなる
下層電極と、該下層電極上に形成された第２の絶縁物層
からなる誘電体層と、該誘電体層上に形成された第２の
導電体層からなる上層電極と、前記誘電体層上の領域に
おいて、前記上層電極に形成された開口部と、該開口部
を介して、前記上層電極を覆うように形成された第３の
絶縁物層と、前記開口部内側の前記下層電極上の領域に
おいて、前記第３の絶縁物層および前記誘電体層に形成
された前記開口部の幅よりも小さい幅のコンタクトホー
ルと、該コンタクトホールを介して、前記下層電極とコ
ンタクトを採るように形成された配線層とからなるよう
に構成し、又は、基板に形成された高不純物濃度領域か
らなる下層電極と、該下層電極上に形成された第１の絶
縁物層からなる誘電体層と、該誘電体層上に形成された
導電体層からなる上層電極と、前記誘電体層上の領域に
おいて、前記上層電極に形成された開口部と、該開口部
を介して、前記上層電極を覆うように形成された第２の
絶縁物層と、前記開口部内側の前記下層電極上の領域に
おいて、前記第２の絶縁物層及び前記誘電体層に形成さ
れた前記開口部の幅よりも小さい幅のコンタクトホール
と、該コンタクトホールを介して、前記下層電極とコン
タクトを採るように形成された配線層とからなるように
構成する。

（産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路装置に係り、特にキャパシタ
容量を安定にすることができる半導体集積回路装置に関
するものである。

近年、例えばアナログ、ディジタル変換装置等のキャパ
シタパターンを内蔵した半導体集積回路装置においては
、その高集積化に伴い、キャパシタ容量が集積度向上に
とって障害となっており、特にキャパシタ容量の安定し
たパターン構造のものが要求されるようになってきてい
る。

〔従来の技術〕

第３図（ａ）、（ｂ）は従来の半導体集積回路装置の構
造の詳細を示す図であり、第３図（ａ）は平面図、第３
図（ｂ）は第３図（ａ）に示すＡＢ力方向断面図である
。

これらの図において、３１は例えばＳｔからなり、例え
ばｎ型の基板、３２は例えばＳｔ、２からなる第１の絶
縁物層、３３は第１の導電体層からなる下層電極で、例
えばポリシリコンからなり例えばＢ゛等の不純物がドー
プされている。３４は第２の絶縁物層からなる誘電体層
で、例えばＳｉＯ□からなっている。３５は第２の導電
体層からなる上層電極で、例えばポリシリコンからなり
例えばＢ゛等の不純物がドープされている。３Ｇは例え
ばＰＳＧからなる第３の絶縁物層、３７ａ、３７ｂはコ
ンタクトホール、３８は例えばＡ２系合金からなる配線
層である。

なお、キャパシタ（容量部）は第１の導電体層からなる
下層電極３３、第２の絶縁物層からなる誘電体層３４及
び第２の導電体層からなる上層電極３５から構成されて
いる。

次に、その製造方法について簡単に説明する。

まず、基板３１上全面に第１の絶縁物層３２を形成し、
第１の絶縁物層３２上に第１の導電体層からなる下層電
極３３を選択的に形成した後、第１の導電体層からなる
下層電極３３上に第２の絶縁物層からなる誘電体層３４
を形成する。次いで、第２の絶縁物層からなる誘電体層
３４上に第２の導電体層からなる上層電極３５を選択的
に形成した後、第２の導電体層からなる上層電極３５を
覆うように第３の絶縁物層３６を形成する。そして、第
１の導電体層からなる下層電極３３上の領域において、
第３の絶縁物層３６及び第２の絶縁物層からなる誘電体
層３４にコンタクトホール３７ａを形成するとともに、
第２の導電体層からなる上層電極３５上の領域において
、第３の絶縁物層３６にコンタクトホール３７ｂを形成
した後、コンタクトホール３７ａを介して第１の導電体
層からなる下層電極３３とコンタクトを採るように配線
層３８を形成するとともに、コンタクトホール３７ｂを
介して第２の導電体層からなる上層電極３５とコンタク
トを採るように配線層３８を形成することにより、第３
図（ａ）、（ｂ）に示すような構造の半導体集積回路装
置が完成する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の半導体集積回路装置にあっては、
第３図（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の導電体層か
らなる下層電極３３と配線層３８とをコシタクトするた
めのコンタクトホール３７ａが、第１の導電体層からな
る下層電極３３と第２の導電体層からなる上層電極３５
との２層の電極が重なった部分の外に形成されており、
第１の導電体層からなる下層電極３３と第２の導電体層
からなる下層電極３５との重なった部分の面積（キャバ
シ容量を決める面積）が変化し易く、これによりキャパ
シタ容量が不安定になってしまうという問題点があった
。第１の導電体層からなる下層電極３３と第２の導電体
層からなる上層電極３５との重なった部分の面積が変化
し易いのは、位置合わせ等の精度により第３図（ａ）に
示すＸ部分の面積が変化し易いことによるものであり、
具体的には、第２の導電体層からなる上層電極３５が位
置ずれを起こしてＢ方向にずれた場合はＸ部分の面積が
小さくなり、逆にＡ方向にずれた場合はＸ部分の面積が
大きくなるのである。

そこで本発明は、上層電極と下層電極との重なった部分
の面積を変化し難（して安定にすることができ、キャパ
シタ容量を安定にすることができる半導体集積回路装置
を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段〕 第１の発明による半導体集積回路装置は上記目的達成の
ため、第１の絶縁物層上に形成された第１の導電体層か
らなる下層電極と、該下層電極上に形成された第２の絶
縁物層からなる誘電体層と、該誘電体層上に形成された
第２の導電体層からなる上層電極と、前記誘電体層上の
領域において、前記上層電極に形成された開口部と、該
開口部を介して、前記上層電極を覆うように形成された
第３の絶縁物層と、前記開口部内側の前記下層電極上の
領域において、前記第３の絶縁物層および前記誘電体層
に形成された前記開口部の幅よりも小さい幅のコンタク
トホールと、該コンタクトホールを介して、前記下層電
極とコンタクトを採るように形成された配線層とから構
成したものである。

第２の発明による半導体集積回路装置は上記目的達成の
ため、基板に形成された高不純物濃度領域からなる下層
電極と、該下層電極上に形成された第１の絶縁物層から
なる誘電体層と、該誘電体層上に形成された導電体層か
らなる上層電極と、前記誘電体層上の領域において、前
記上層電極に形成された開口部と、該開口部を介して、
前記上層電極を覆うように形成された第２の絶縁物層と
、前記開口部内側の前記下層電極上の領域において、前
記第２の絶縁物層及び前記誘電体層に形成された前記開
口部の幅よりも小さい幅のコンタクトホールと、該コン
タクトホールを介して、前記下層電極とコンタクトを採
るように形成された配線層とから構成したものである。

〔作用〕

第１の発明では、第１の絶縁物層上に形成された第１の
導電体層からなる下層電極と、下層電極上に形成された
第２の絶縁物層からなる誘電体層と、誘電体層上に形成
された第２の導電体層からなる上層電極と、誘電体層上
の領域において、上層電極に形成された開口部と、開口
部を介して、上層電極を覆うように形成された第３の絶
縁物層と、開口部内側の下層電極上の領域において、第
３の絶縁物層および誘電体層に形成された開口部の幅よ
りも小さい幅のコンタクトホールと、コンタクトホール
を介して下層電極とコンタクを採るように形成された配
線層とから構成される。

第２の発明では、基板に形成された高不純物濃度領域か
らなる下層電極と、下層電極上に形成された第１の絶縁
物層からなる誘電体層と、誘電体層上に形成された導電
体層からなる上層電極と、誘電体層上の領域において、
上層電極に形成された開口部と、開口部を介して、上層
電極を覆うように形成された第２の絶縁物層と、開口部
内側の下層電極上の領域において、第２の絶縁物層及び
誘電体層に形成された開口部の幅よりも小さい幅のコン
タクトホールと、コンタクトホールを介して下層電極と
コンタクトを採るように形成された配線層とから構成さ
れる。

したがって、第１、第２の発明によれば、第１図及び第
２図に示すように、第１の導電体層からなる下層電極３
（第２の発明では高不純物濃度領域からなる下層電極３
ａ）と配線層９とをコンタクトするためのコンタクトホ
ール８ａを第２の導電体層からなる上層電極５（第２の
発明では導電体層からなる上層電極５ａ）をくり抜いた
開口部６の内側に形成するようにしたので、第２の導電
体層からなる下層電極５と第１の導電体層からなる下層
電極３との重なった部分の面積を第１の導電体層からな
る下層電極３の面積から第２の導電体層からなる上層電
極５のくり抜いた開口部６０部分の面積で引いた値で決
めることができるようになり、位置合わせ精度に影響さ
れることなく第２の導電体層からなる上層電極５と第１
の導電体層からなる下層電極３との重なった部分の面積
を変化し難くして安定にすることができるようになり、
キャパシタ容量を安定にすることができにようになる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図Ｃａ）、（ｂ）は第１の発明に係る半導体集積回
路装置の一実施例の構造の詳細を示す図であり、第１図
（ａ）は平面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）に示すＡ
Ｂ力方向断面図である。

これらの図において、１は例えばＳｔからなり例えばｎ
型の基板、２は例えばＳｉｎ、からなる第１の絶縁物層
、３は第１の導電体層からなる下層電極で、例えばポリ
シリコンからなり例えばＢ゛等の不純物がドープされて
いる。４は第２の絶縁物層からなる誘電体層で、例えば
Ｓｉｎ、からなっている。５は第２の導電体層からなる
上層電極で、例えばポリシリコンからなり例えばＢ゛等
の不純物がドープされている。６は開口部、７は例えば
ＰＳＧからなる第３の絶縁物層、８ａ、８ｂはコンタク
トホール、９は例えばＡｉ系合金からなる配線層である
。

なお、キャパシタは第２の導電体層からなる上層電極５
、第２の絶縁物層からなる誘電体層４及び第１の導電体
層からなる下層電極３とから構成されている。

次に、その製造方法について簡単に説明する。

まず、基板１上全面に第１の絶縁物層２を形成し、第１
の絶縁物層２上に第１の導電体層からなる下層電極３を
選択的に形成した後、第１の導電体層からなる下層電極
３上に第２の絶縁物層からなる誘電体層４を形成する。

次いで、第２の絶縁物層からなる誘電体層４上に第２の
導電体層からなる上層電極５を形成し、第２の絶縁物層
からなる誘電体層４上の領域において、第２の導電体層
からなる上層電極５に開口部６を形成した後、開口部６
を介して、第２の導電体層からなる上層電極５を覆うよ
うに第３の絶縁物層７を形成する。

そして、開口部６内側の第１の導電体層からなる下層電
極３上の領域において、第３の絶縁物層７及び第２の絶
縁物層からなる誘電体層４に開口部６の幅よりも小さい
幅のコンタクトホール８ａを形成するとともに、第２の
導電体層からなる上層電極５上の領域において、第３の
絶縁物層７にコンタクトホール８ｂを形成した後、コン
タクトホール８ａを介して第１の導電体層からなる下層
電極３とコンタクトを採るように配線層９を形成すると
ともに、コンタクトホール８ｂを介して第２の導電体層
からなる上層電極５とコンタクトを採るように配線層９
を形成することにより、第１図（ａ）、（ｂ）に示すよ
うな構造の半導体集積回路装置が完成する。

すなわち、上記実施例では、第１の導電体層からなる下
層電極３と配線層９とをコンタクトするためのコンタク
トホール８ａを、第２の導電体層からなる上層電極５を
くり抜いた開口部６の内側に形成したので、位置合わせ
精度に影響されることなく第２の導電体層からなる上層
電極５と第１の導電体層からなる下層電極３との重なっ
た部分の面積を変化し難くして安定にすることができ、
キャパシタ容量を安定にすることができる。具体的には
、第２の導電体層からなる上層電極５と第１の導電体層
からなる下層電極３との重なった部分の面積を、第１の
導電体層からなる下層電極３の面積から第２の導電体層
からなる上層電極５のくり抜いた開口部６の部分の面積
で引いた値で決めることができ、位置合わせ精度により
変化させることなく適宜安定に設定することができるの
である。なお、開口部６の部分の面積は第２の導電体層
からなる上層電極５とコンタクトホール８ａとの位置合
わせ精度を考慮して適宜設定すればよい。

第２図は第２の発明に係る半導体集積回路装置の一実施
例の構造の詳細を示す図である。

この図において、第１図（ａ）、（ｂ）と同一符号は同
一または相当部分を示し、３ａは高不純物濃度領域から
なる下層電極で、例えばｐ型不純物として例えばＢ゛が
ドープされている。４ａは第１の絶縁物層からなる誘電
体層で、例えばＳｉＯ２からなっている。５ａは導電体
層からなる下層電極で、例えばポリシリコンからなり例
えばＢ゛等の不純物がドープされている。７ａは例えば
ＰＳＧからなる第２の絶縁物層、１１は例えばＳｉｏ２
からなる素子分離絶縁膜である。

なお、キャパシタは導電体層からなる上層電極５ａ、第
１の絶縁物層からなる誘電体層４ａ及び高不純物濃度領
域からなる下層電極３ａとから構成されている。

次に、その製造方法について簡単に説明する。

まず、基板１に素子分離絶縁膜１１を形成し、高不純物
濃度領域からなる下層電極３ａを形成した後、高不純物
濃度領域からなる下層電極３ａ上に第１の絶縁物層から
なる誘電体層４ａを形成する。

次いで、第１の絶縁物層からなる誘電体層４ａ上に導電
体層からなる上層電極５ａを形成し、第１の絶縁物層か
らな、る誘電体層４ａ上の領域において、導電体層から
なる上層電極５ａに開口部６を形成した後、開口部６を
介して導電体層からなる上層電極５ａを覆うように第２
の絶縁物層７ａを形成する。そして、開口部６内側の高
不純物濃度領域からなる下層電極３ａ上の領域において
、第２の絶縁物層７ａ及び第１の絶縁物層からなる誘電
体Ｎ４ａに開口部６０幅よりも小さい幅のコンタクトホ
ール８ａを形成するとともに、導電体層からなる上層電
極５ａ上の領域において、第２の絶縁物層７ａにコンタ
クトホール８ｂを形成した後、コンタクトホール８ａを
介して高不純物濃度領域からなる下層電極３ａとコンタ
クトを採るように配線層９を形成するとともに、コンタ
クトホール８ｂを介して導電体層からなる上層電極５ａ
とコンタクを採るように配線層９を形成することにより
、第２図に示すような構造の半導体集積回路装置が完成
する。

すなわち、上記実施例では、高不純物濃度領域からなる
下層電極３ａと配線層９とをコンタクトするためのコン
タクトホール８ａを、導電体層からなる上層電極５ａを
くり抜いた開口部６の内側に形成したので、第１の発明
と同様、位置合わせ精度に影響されることなく、導電体
層からなる上層電極５ａと高不純物濃度領域からなる下
層電極３ａとの重なった部分の面積を変化し難くして安
定にすることができ、キャパシタ容量を安定にすること
ができる。

〔効果〕

第１、第２の発明によれば、上層電極と下層電極との重
なった部分の面積を変化し難くして安定にすることがで
き、キャパシタ容量を安定にすることができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明に係る半導体集積回路装置の一実施
例の構造の詳細を示す図、 第２図は第２の発明に係る半導体集積回路装置の一実施
例の構造の詳細を示す図、 第３図は従来の半導体集積回路装置の構造の詳細を示す
図である。 ９・・・・・・配線層、 １１・・・・・・素子分離絶縁膜。 ・・・・・・基板、 ・・・・・・第１の絶縁物層、 ・・・・・・第１の導電体層からなる下層電極、ａ・・
・・・・高不純物濃度領域からなる下層電極、・・・・
・・第２の絶縁物層からなる誘電体層、ａ・・・・・・
第１の絶縁物層からなる誘電体層、・・・・・・第２の
導電体層からなる上層電極、ａ・・・・・・導電体層か
らなる上層電極、・・・・・・開口部、 ・・・・・・第３の絶縁物層、 ａ・・・・・・第２の絶縁物層、 ａ、３ｂ・・・・・・コンタクトホール、（ａ） ３ａ　δ汀碑む物儂席Ａ負域からりる下４θＣ湘図４６
　・つヒ１　Ｑ画唾≧簿曙−満力翫らη誘１Ｃ二、イ２
トレ雫しくｂ） 第ｚｓｌｔ：ａＭ　＋１ｔｈ　−噴を列ジ９Ｊａ構ｉｉ
Ｊ草１匡「ｇ示ａｍ第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の絶縁物層上に形成された第１の導電体層か
   らなる下層電極と、 該下層電極上に形成された第２の絶縁物層からなる誘電
   体層と、 該誘電体層上に形成された第２の導電体層からなる上層
   電極と、 前記誘電体層上の領域において、前記上層電極に形成さ
   れた開口部と、 該開口部を介して、前記上層電極を覆うように形成され
   た第３の絶縁物層と、 前記開口部内側の前記下層電極上の領域において、前記
   第３の絶縁物層および前記誘電体層に形成された前記開
   口部の幅よりも小さい幅のコンタクトホールと、 該コンタクトホールを介して、前記下層電極とコンタク
   トを採るように形成された配線層とから構成したキャパ
   シタを有することを特徴とする半導体集積回路装置。
2. （２）基板に形成された高不純物濃度領域からなる下層
   電極と、 該下層電極上に形成された第１の絶縁物層からなる誘電
   体層と、 該誘電体層上に形成された導電体層からなる上層電極と
   、 前記誘電体層上の領域において、前記上層電極に形成さ
   れた開口部と、 該開口部を介して、前記上層電極を覆うように形成され
   た第２の絶縁物層と、 前記開口部内側の前記下層電極上の領域において、前記
   第２の絶縁物層及び前記誘電体層に形成された前記開口
   部の幅よりも小さい幅のコンタクトホールと、 該コンタクトホールを介して、前記下層電極とコンタク
   トを採るように形成された配線層とから構成したキャパ
   シタを有することを特徴とする半導体集積回路装置。