JPH06236963A - 容量素子の製造方法 - Google Patents
容量素子の製造方法Info
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- JPH06236963A JPH06236963A JP5044338A JP4433893A JPH06236963A JP H06236963 A JPH06236963 A JP H06236963A JP 5044338 A JP5044338 A JP 5044338A JP 4433893 A JP4433893 A JP 4433893A JP H06236963 A JPH06236963 A JP H06236963A
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Abstract
スECRプラズマCVD法により良質の薄い絶縁膜を形
成して、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する。 【構成】 第1の電極配線層2を形成した後に層間絶縁
膜3を形成し、この電極配線層2上の所望位置に容量素
子を形成するために層間絶縁膜3を除去する工程におい
てその層間絶縁膜3をテーパ加工によりエッチングして
テーパ状の開口部6を形成する。次いで、その上に容量
素子用の絶縁膜5をバイアスECRプラズマCVD法に
より形成し、さらに層間接続用のスルーホール9を開口
後、第2の電極配線層7を形成することにより、その第
2の電極配線層の一部7aを一方の電極として容量素子
8を形成する。
Description
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。
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。
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。
の電流−電圧特性を図5に示す。この図5は、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、その上に金属電極を
設けたMIS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5
より、3メガボルトの電界強度で数μA/cm2 のオー
ダであり、絶縁膜としては、さらに、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。
工程において用いられる絶縁膜では、金属上に薄く絶縁
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。
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する方
法を提供することにある。
め本発明は、第1の電極配線層を形成した後に層間絶縁
膜を形成し、この第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に前記層間絶縁膜を除去する工程に
おいてその層間絶縁膜をテーパ加工によりエッチングし
てテーパ状の開口部を形成する。次いで、その上に容量
素子用の絶縁膜をバイアスECRプラズマCVD法によ
り形成し、さらに層間接続用のスルーホール開口後、第
2の電極配線層を形成することにより、その第2の電極
配線層の一部を電気的に分離してそれを一方の電極とし
て用いて容量素子を形成することを特徴としている。
層間絶縁膜を形成した後に容量素子部の開口と絶縁膜形
成工程が増えるだけで容易に容量素子を形成できる。し
かも、容量素子のための開口部にテーパ加工を施すこと
によりその段差部での絶縁膜の劣化が無くなり、この絶
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、所望の容量素子を実現で
きる。
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2を形成した後、その
上に層間絶縁膜3を積層形成する。本実施例では、層間
絶縁膜1,3としてCVD法により5000Åの膜厚で
形成した。電極配線層2としてはAl(Si)をスパッ
タ法で5000Å堆積し加工した。
第1の電極配線層2上の所望位置に容量素子を形成する
ために層間絶縁膜3をテーパ加工によりエッチングして
容量素子の領域4を形成し、次いでその上に容量素子用
の絶縁膜5を被着形成する。すなわち、容量素子部4を
パターニングしドライエッチングで層間絶縁膜3を電極
配線層2としてのAl(Si)の表面が露出するまでエ
ッチングする。このエッチング工程ではテーパエッチン
グを行い、テーパ状の開口部6を形成する。次に、この
開口部6を含む層間絶縁膜3上にバイアスECRプラズ
マCVD法により容量素子用の絶縁膜5としてSiO2
膜を形成する。本実施例では、このSiO2 膜5を20
00Å以下の膜厚で形成した。
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。
VD法についてその特徴を述べる。この方法は、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。
D法で形成したSiO2 膜と前述した通常のSiO2 膜
(図5参照)とを対比してMISダイオードによる電流
−電圧特性を示したものであり、符号11は本実施例に
よるSiO2 膜の特性(ECR)を示し、同じく符号1
2〜14は通常のSiO2膜の特性(CVD,O3TEO
S,PTEOS)をそれぞれ示す。すべてのSiO2 膜
の膜厚は500Åである。図2より、バイアスECRプ
ラズマCVD法により形成したSiO2 膜(特性11)
は他の絶縁膜(特性12〜14)に比較して優れた絶縁
特性を示していることがわかる。
700W,rfパワー200W,SiH4とO2を用いて
ガス圧1.0mTorrの条件のもとにSiO2 膜を形成し
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SiO2 膜が得られるの
で、rfパワーの印加はプロセスに依存する。また、こ
のバイアスECRプラズマCVD法で膜を形成する場
合、段差側壁は平坦面よりも膜厚が薄く、かつ膜質も悪
いという欠点がある。
すべく種々の実験を行ったところ、図3に示すように、
層間絶縁膜3の開口部6つまり段差の傾斜角(テーパ
角)をθとしたとき、この傾斜角θが75度以下であれ
ば膜質の改善が図られることがわかった。この場合、本
実施例では、容量素子部の開口部6のエッチング工程に
おいてテーパエッチングを行い、その傾斜角θとして6
0度にした。
O2 膜5を形成し、次いでスルーホール開口工程後、第
2の電極配線層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、テーパ状開口部6を有
する層間絶縁膜3上に容量素子用のSiO2 膜5を形成
し、続いて層間接続用のスルーホールをパターニングし
ドライエッチングにより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。次いで、第2
の電極配線層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の電極配線層7の一部を上部電極7
aとした容量素子8を実現したものである。
て、以下に説明する。バイアスECRプラズマCVD法
により形成したSiO2つまりECR−SiO2膜の膜厚
が1500Åの時のリーク電流歩留特性を図4に示す。
この図4はテーパ加工と垂直加工の比較を示したもので
あり、実線の特性21はテーパエッチングの場合を、破
線の特性22は垂直エッチングの場合を示す。同図から
明らかなように、テーパ加工有りのとき7V印加しても
歩留100%が得られている。しかし、垂直エッチング
の場合は、印加電圧の増加につれて歩留が低下するのが
わかる。すなわち、容量素子部4の開口部6にテーパ加
工を施すことにより段差側壁でのECR−SiO2 膜5
の膜質改善が進み絶縁耐圧が向上し、同時に歩留も向上
したと考えられる。
プラズマCVD法を用いた容量素子において、その素子
形成領域の開口部にテーパ加工をすることにより段差部
での絶縁膜の劣化を無くし、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。
縁膜として、バイアスECRプラズマCVD法により形
成したSiO2 膜を用いる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、同様のECRプラ
ズマCVD法で形成可能なシリコン窒化膜あるいはオキ
シナイトライドなどを用いても、同等の効果が得られ
る。
ECRプラズマCVD法により形成したSiO2 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、かつ
容量素子のための開口部にテーパ加工を施すことにより
その段差部での絶縁膜の劣化が無くなる。そのため、多
層配線工程に容量素子部のテーパ加工開口工程と容量素
子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できることが可能になる。
である。
形成したSiO2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。
を示す図である。
ある。
Claims (1)
- 【請求項1】 第1の電極配線層を形成した後に層間絶
縁膜を形成し、この第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に前記層間絶縁膜を除去する工程
においてその層間絶縁膜をテーパ加工によりエッチング
してテーパ状の開口部を形成し、次いでその上に容量素
子用の絶縁膜をバイアスECRプラズマCVD法により
形成し、さらに層間接続用のスルーホール開口後、第2
の電極配線層を形成することにより、その第2の電極配
線層の一部を電気的に分離してそれを一方の電極として
用い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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5044338A JP2753789B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 容量素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP5044338A JP2753789B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 容量素子の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06236963A true JPH06236963A (ja) | 1994-08-23 |
JP2753789B2 JP2753789B2 (ja) | 1998-05-20 |
Family
ID=12688734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5044338A Expired - Lifetime JP2753789B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 容量素子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2753789B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09121024A (ja) * | 1995-10-25 | 1997-05-06 | Nec Corp | 半導体装置とその製造方法 |
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EP1016132B1 (en) * | 1997-04-29 | 2008-07-23 | Infineon Technologies AG | Capacitors in integrated circuits |
CN108538816A (zh) * | 2018-02-07 | 2018-09-14 | 厦门市三安集成电路有限公司 | 一种氮化硅-聚酰亚胺复合介质的mim电容器及制作方法 |
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-
1993
- 1993-02-10 JP JP5044338A patent/JP2753789B2/ja not_active Expired - Lifetime
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