JPH05299581A - 容量素子の製造方法 - Google Patents

容量素子の製造方法

Info

Publication number
JPH05299581A
JPH05299581A JP12550792A JP12550792A JPH05299581A JP H05299581 A JPH05299581 A JP H05299581A JP 12550792 A JP12550792 A JP 12550792A JP 12550792 A JP12550792 A JP 12550792A JP H05299581 A JPH05299581 A JP H05299581A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
capacitor element
electrode wiring
capacitive element
film
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.)
Granted
Application number
JP12550792A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2704575B2 (ja
Inventor
Katsuyuki Machida
克之 町田
Kazuo Imai
和雄 今井
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone 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 Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP4125507A priority Critical patent/JP2704575B2/ja
Priority to US08/034,906 priority patent/US5674771A/en
Publication of JPH05299581A publication Critical patent/JPH05299581A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2704575B2 publication Critical patent/JP2704575B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電極配線上に良質の薄い絶縁膜を形成するこ
とにより、プロセス及び回路設計に負担をかけることな
く容量素子を容易に形成可能とする。 【構成】 第1の電極配線層4上に少なくとも2層の絶
縁膜2,3を層間絶縁膜として形成する。そして、この
2層絶縁膜2,3のエッチングに対する耐性の差を利用
して下層の絶縁膜2を残した後、その上に第2層の電極
配線2を形成しその電極配線の一部を一方の電極7aと
して容量素子8を形成する。従って、通常の層間絶縁膜
を形成する際に容量素子用の絶縁膜2を形成し、その容
量素子部の層間絶縁膜3をウェットエッチングを用いて
選択的に除去することにより、容易に容量素子を形成で
きる。しかも、容量素子の絶縁膜2の膜厚はバイアスE
CRプラズマCVD法により2000Å以下と薄く形成でき
るため、プロセス上の問題は極めて少なく、良好な特性
を有する容量素子を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は集積回路などの半導体装
置に用いられる容量素子を製造する方法に関し、特に多
層配線工程においてプロセスの負担をかけることなく容
易に形成可能な容量素子の製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路を作製する場合、抵抗素
子や容量素子を容易に作製できることが望まれている。
特に、アナログ回路においては、容量素子は必須であ
る。従来、容量素子はポリシリコン電極上に絶縁膜を形
成し、その上に電極配線を形成して容量を作製してい
た。この場合、ポリシリコン上に作製する理由として、
ポリシリコン上であれば、高温の熱CVD法により絶縁
膜が形成できるためであった。
【0003】しかし、近年、半導体集積回路の製造法に
おいて、高集積化が進み、プロセスにおいても多層配線
工程が必須の時代となっている。従って、多層配線工程
で容易に形成できれば、プロセス及び回路設計上もメリ
ットが多いことは言うまでもない。しかしながら、電極
配線、特にアルミ系配線上に低温で良質の絶縁膜を形成
することは不可能であり、仮に堆積したとしても、厚い
膜を形成することにより、膜質の悪さをカバーしている
のが実状である。この場合、言うまでもなく、所望の容
量値を得るために容量面積が大きくなることは必須であ
り、高集積化の障害になっていることは明らかである。
【0004】ここで、配線工程に用いられている絶縁膜
の電流−電圧特性を図3に示す。絶縁膜の形成法とし
て、CVD法,オゾンTEOS(テトラエトキシシラ
ン)法,プラズマTEOSCVDで 500Å形成した時の
特性12〜14をそれぞれ示す。いずれも基板加熱温度
は 400℃であり、アルミ系の多層配線工程では限界の温
度である。この電流−電圧特性は、シリコン基板上に種
々の絶縁膜を形成し、その上にメタル電極を設けたMI
S構造において、逆方向の電圧を印加した時の電流特性
を調べたものであり、電流値が大きいことは、その絶縁
膜の絶縁特性が悪いことを意味する。図3より、絶縁膜
としては大きい電界強度で小さい電流値が望まれる。ま
た、この電流−電圧特性はシリコン基板上であり、金属
上であれば、表面の荒れ等を考慮すると、さらに劣化す
ることは明らかである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、現状の配線
工程に用いられる絶縁膜では、メタル上に薄く絶縁膜を
形成し、これをもとに、容量素子を作製することは不可
能である。一方、容量素子を作製するプロセスの簡易化
においても、薄膜化が困難なために不可能である。
【0006】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、多層配線工程において、電極
配線上にバイアスECRプラズマCVD法により良質の
薄い絶縁膜を形成することにより、プロセス及び回路設
計に負担をかけることなく容易に容量素子を形成できる
方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明は、多層の配線工程において第1の電極配線層
上に少なくとも2層の絶縁膜を層間絶縁膜として形成
し、この2層絶縁膜のエッチングに対する耐性の差を利
用して下層の絶縁膜を残した後、その上に第2の電極配
線を形成してその電極配線の一部を一方の電極として容
量素子を形成することを最も主要な特徴とする。具体的
には、第1の電極配線層を形成した後に層間絶縁膜を形
成する工程において、容量素子を形成するための絶縁膜
を予めバイアスECRプラズマCVD法により形成した
後に層間絶縁膜を形成する。次いで、第1の電極配線層
上の所望位置に容量素子を形成するため層間絶縁膜をウ
ェットエッチングにより除去して開口部を形成し、さら
に層間接続用のスルーホール開口後、第2の電極配線を
形成することにより、前記開口部分に容量素子を形成す
るようにしたものである。
【0008】
【作用】したがって本発明においては、通常の層間絶縁
膜を形成する際に容量素子用の絶縁膜を形成し、その容
量素子部の層間絶縁膜をウェットエッチングを用いて選
択的に除去することにより、容易に容量素子を形成でき
る。しかも、容量素子のための絶縁膜の膜厚は2000Å以
下と薄く形成できるため、プロセス上の問題は極めて少
なく、良好な特性を有する容量素子を実現できる。
【0009】
【実施例】図1は本発明の一実施例を説明する主要工程
の断面図である。図1(a) において1及び3は各々の層
間絶縁膜、2は容量素子用の絶縁膜、4は電極配線層で
あり、下層の層間絶縁膜1上に選択的に第1の電極配線
層4が形成された後、その上に容量素子用の絶縁膜2,
上層の層間絶縁膜3が順次積層形成されている。本実施
例では、層間絶縁膜1としてCVD法により膜厚にして
5000Å形成し、層間絶縁膜3として同じCVD法により
3000Å形成した。電極配線層4としてはアルミ合金系の
Al−Siをスパッタ法で5000Å堆積し加工した。
【0010】また、容量素子用の絶縁膜2として、バイ
アスECRプラズマCVD法により窒化膜を堆積した。
本実施例では、膜厚として2000Å以下を堆積した。容量
用のSiNの膜厚の決定は、配線プロセスや信頼性と歩
留の観点から可能な膜厚であれば、いずれの膜厚でもよ
いことは言うまでもない。一般に、薄い方が同じ容量面
積において大きい容量が得られる。しかし、薄い膜厚で
は、歩留や信頼性の問題を生じかねない。一方、厚い膜
では、次のスルーホールの加工等に支障をきたす可能性
がある。本実施例では、最大膜厚として2000Åを設定し
た。
【0011】さて、ここで、バイアスECRプラズマC
VD法についてその特徴を記す。本方法は、電子サイク
ロトロン共鳴法を用いてプラズマを生成し、薄膜を形成
するとともに基板ホルダーにrfバイアスを印加しスパ
ッタエッチングにより平坦化及び膜質改善を行う方法で
あり、ガス圧10-5〜10-3Torrの低圧で200 ℃以
下の低温で良質の薄膜を形成することが可能である。
【0012】特に、図2にMISダイオードによる電流
−電圧特性を示す。すべての絶縁膜の膜厚は500Å であ
る。図2より、バイアスECRプラズマCVD法による
窒化膜は他の絶縁膜に比較して優れた絶縁特性11を示
していることがわかる。本実施例では、マイクロ波パワ
ー600W,rfパワー200W,SiH4とN2を用いてガス
圧1.0 mTorrの条件のもとにSiNを形成した。本
条件では、rfパワーを印加しているが、rfパワーを
印加しなくても良質のSiN膜が得られるので、rfパ
ワーの印加はプロセス上に依存する。
【0013】図1(b)は、同図(a)の工程後に上層の層間
絶縁膜3を選択的に除去してその開口部6に容量素子の
領域5を形成する態様を示している。本実施例では、容
量素子部をパターニングしHF系溶液を用いてウェット
エッチングで層間絶縁膜(SiO2 )3を容量素子の窒
化膜2の表面が露出するまでエッチングする。この時、
容量素子用のSiNは、HF系溶液に対して極めて遅い
エッチレートを示し、層間絶縁膜3をエッチングしても
ほとんどエッチングされない。従って、容量部をウェッ
トエッチングすることにより、ドライエッチング時に層
間絶縁膜の側壁に発生するバリからの問題を回避できる
利点を有する。このバリの問題は、容量の絶縁不良をも
たらすものであり、信頼性上重要なことである。
【0014】このようにして上層の層間絶縁膜3上に容
量素子用の開口部6を形成した後、通常の方法で第2の
電極配線7を形成することにより、図1(c) に示すよう
に、多層配線を実現するとともに容量素子8を形成する
ことができる。すなわち、上層の層間絶縁膜3上に容量
素子用の開口部6を形成後、層間接続用のスル−ホール
部をパターニングしドライエッチングにより層間絶縁膜
3のSiO2 をエッチング除去して層間接続用スルーホ
ール部9を形成する。しかる後、第2層の電極配線7と
してアルミ合金系のAl−Siをスパッタ法で5000Å堆
積した後に、それを加工して多層配線とともに、第2層
の電極配線7の一部を上部電極7aとした容量素子8を
実現したものである。
【0015】この時、窒化膜2の膜厚が薄いので、スル
ーホール工程等に支障をきたさないことは言うまでもな
い。また、薄く実現できることにより容量面積が小さく
できることも言うまでもないことである。なお、容量素
子用の絶縁膜は上記窒化膜の他に、バイアスECRプラ
ズマCVD法により形成したオキシナイトライドを用い
ることもできる。このように本実施例によると、バイア
スECRプラズマCVD法により形成したシリコン窒化
膜を用いることにより、これまでになく容易に容量素子
を作製でき、かつ、良好な特性を有する容量素子を実現
することができる。
【0016】なお、上述の実施例では、エッチング耐性
の異なる2層の絶縁膜として、バイアスECRプラズマ
CVD法による窒化膜とCVD法による酸化膜を用いた
場合について示したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、エッチング耐性が異なるようなエッチング方
法と絶縁膜の組合わせを利用すればよく、多くの変更が
可能である。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、多層配線
工程においてバイアスECRプラズマCVD法により形
成したシリコン窒化膜などの良質の薄い絶縁膜を容量素
子の絶縁膜として用いることにより、多層配線工程に容
量素子部の開口工程と容量用絶縁膜の堆積工程が増加す
るだけであり、しかも、その工程は非常に容易であるた
め、安定にして高信頼性,高歩留の容量素子を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を説明する主要工程の断面図
である。
【図2】本実施例におけるバイアスECRプラズマCV
D法で形成した窒化膜と通常の絶縁膜との電流−電圧特
性を対比して示した図である。
【図3】通常の各種絶縁膜の電流−電圧特性を対比して
示した図である。
【符号の説明】
1 下層の層間絶縁膜 2 容量素子用の絶縁膜(シリコン窒化膜) 3 上層の層間絶縁膜 4 第1の電極配線層 5 容量素子の領域 6 容量素子用の開口部 7 第2層の電極配線 8 容量素子 9 層間接続用のスルーホール部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1と第2の電極配線層間に層間絶縁膜
    を介在させて多層配線を形成する配線工程において、 第1の電極配線上に少なくとも2層の絶縁膜を層間絶縁
    膜として形成し、前記2層絶縁膜のエッチングに対する
    耐性の差を利用して下層の絶縁膜を残した後、その上に
    第2の電極配線を形成してその第2の電極配線の一部を
    一方の電極として容量素子を形成することを特徴とする
    容量素子の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、2層絶縁膜のうち下
    層の絶縁膜は、バイアスECRプラズマCVD法で形成
    したシリコン窒化膜あるいはオキシナイトライドを用い
    ることを特徴とする容量素子の製造方法。
JP4125507A 1992-04-20 1992-04-20 容量素子の製造方法 Expired - Lifetime JP2704575B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4125507A JP2704575B2 (ja) 1992-04-20 1992-04-20 容量素子の製造方法
US08/034,906 US5674771A (en) 1992-04-20 1993-03-22 Capacitor and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4125507A JP2704575B2 (ja) 1992-04-20 1992-04-20 容量素子の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05299581A true JPH05299581A (ja) 1993-11-12
JP2704575B2 JP2704575B2 (ja) 1998-01-26

Family

ID=14911842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4125507A Expired - Lifetime JP2704575B2 (ja) 1992-04-20 1992-04-20 容量素子の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2704575B2 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5812364A (en) * 1996-07-03 1998-09-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Capacitor
US5918135A (en) * 1997-01-07 1999-06-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods for forming integrated circuit capacitors including dual electrode depositions
US7517738B2 (en) 1995-01-17 2009-04-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for producing a semiconductor integrated circuit including a thin film transistor and a capacitor
US7955975B2 (en) * 2002-04-09 2011-06-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor element and display device using the same
JP2012160748A (ja) * 2001-06-11 2012-08-23 Cree Inc コンデンサ及びその製造方法
US8835271B2 (en) 2002-04-09 2014-09-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor display device
US9366930B2 (en) 2002-05-17 2016-06-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device with capacitor elements

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61177720A (ja) * 1985-01-31 1986-08-09 Mitsubishi Electric Corp レジストパタ−ンの形成方法
JPH0425128A (ja) * 1990-05-21 1992-01-28 Fuji Electric Co Ltd 絶縁膜の形成方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61177720A (ja) * 1985-01-31 1986-08-09 Mitsubishi Electric Corp レジストパタ−ンの形成方法
JPH0425128A (ja) * 1990-05-21 1992-01-28 Fuji Electric Co Ltd 絶縁膜の形成方法

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7517738B2 (en) 1995-01-17 2009-04-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for producing a semiconductor integrated circuit including a thin film transistor and a capacitor
US5812364A (en) * 1996-07-03 1998-09-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Capacitor
US5918135A (en) * 1997-01-07 1999-06-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods for forming integrated circuit capacitors including dual electrode depositions
JP2012160748A (ja) * 2001-06-11 2012-08-23 Cree Inc コンデンサ及びその製造方法
US9406806B2 (en) 2002-04-09 2016-08-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor element and display device using the same
US9666614B2 (en) 2002-04-09 2017-05-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor display device
US8946717B2 (en) 2002-04-09 2015-02-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor element and display device using the same
US8946718B2 (en) 2002-04-09 2015-02-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor element and display device using the same
US9105727B2 (en) 2002-04-09 2015-08-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor element and display device using the same
US11101299B2 (en) 2002-04-09 2021-08-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor display device
US7955975B2 (en) * 2002-04-09 2011-06-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor element and display device using the same
US8835271B2 (en) 2002-04-09 2014-09-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor display device
US10050065B2 (en) 2002-04-09 2018-08-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor element and display device using the same
US10083995B2 (en) 2002-04-09 2018-09-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor display device
US10854642B2 (en) 2002-04-09 2020-12-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor element and display device using the same
US10700106B2 (en) 2002-04-09 2020-06-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor element and display device using the same
US10527903B2 (en) 2002-05-17 2020-01-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device
US10133139B2 (en) 2002-05-17 2018-11-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device
US9366930B2 (en) 2002-05-17 2016-06-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device with capacitor elements
US11422423B2 (en) 2002-05-17 2022-08-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2704575B2 (ja) 1998-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6821839B2 (en) Method for fabricating MIM capacitor
JP3141887B2 (ja) 半導体集積回路のキャパシタ製造方法
AU729376B2 (en) Semiconductor device having a metal-insulator-metal capacitor
US6259128B1 (en) Metal-insulator-metal capacitor for copper damascene process and method of forming the same
US5674771A (en) Capacitor and method of manufacturing the same
US20040087082A1 (en) Mim capacitor and manufacturing method thereor
JP2000101023A (ja) 半導体装置及びその製造方法
US5688718A (en) Method of CVD TiN barrier layer integration
JP2704575B2 (ja) 容量素子の製造方法
JPH06302599A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH04369861A (ja) 化合物半導体集積回路用容量素子の製造方法
JP2753789B2 (ja) 容量素子の製造方法
US6281134B1 (en) Method for combining logic circuit and capacitor
JPH10144865A (ja) 薄膜キャパシタ及びその製造方法
JP2704576B2 (ja) 容量素子の製造方法
JP3163761B2 (ja) 集積回路装置
US20030038371A1 (en) Method of forming a metallic interconnect structure with a metallic spacer
JP2707017B2 (ja) 容量素子
JPH05129281A (ja) 半導体装置の製造方法
JP3029507B2 (ja) 半導体装置の配線層接続構造
JPH08306862A (ja) 半導体集積回路用静電容量素子とその製造方法
JP2003174092A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH0629410A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH06196573A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH1174346A (ja) 多層配線およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071009

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 11

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081009

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091009

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101009

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 13

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101009

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111009

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111009

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 15

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121009

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121009

Year of fee payment: 15