JPH09129834A - 集積可能なコンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

集積可能なコンデンサ及びその製造方法

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JPH09129834A
JPH09129834A JP8277267A JP27726796A JPH09129834A JP H09129834 A JPH09129834 A JP H09129834A JP 8277267 A JP8277267 A JP 8277267A JP 27726796 A JP27726796 A JP 27726796A JP H09129834 A JPH09129834 A JP H09129834A
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capacitor
electrode
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layers
electrodes
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JP8277267A
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Karlheinz Mueller
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/31DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor
    • H10B12/318DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor the storage electrode having multiple segments
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/03Making the capacitor or connections thereto
    • H10B12/033Making the capacitor or connections thereto the capacitor extending over the transistor

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体チップ内に集積する際電気的、機械的
及び化学的に良好に半導体チップが有している他の材料
と調和し、粘着力、不所望の拡散の抑制力、半導体チッ
プの他の材料との分離可能性並びに所要面積の少ない2
個のコンデンサ電極を有する集積可能なコンデンサ及び
その製造方法を提供する。 【解決手段】 2個の電極E1、E2を有する集積可能
なコンデンサにおいて、少なくともこれらの電極E1及
びE2の少なくとも一方が1つ以上の導電層1、
2、...を有し、隣接する導電層が異なる材料から形
成されるとともに断面の幅が異なっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、2個のコンデンサ
電極を有する集積可能なコンデンサ及びその製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】この種の集積可能なコンデンサは一般に
いわゆる平板コンデンサとして知られている。更に集積
される形状において、例えばダイナミック半導体メモリ
(一般に“DRAM”といわれる)のメモリセルのメモ
リコンデンサとして、いわゆるトレンチ型及び積層コン
デンサ型のコンデンサも公知である。これらの2つの型
のコンデンサも実質的には2個のコンデンサ電極を有す
る平板コンデンサである。
【0003】これらの全ての集積可能なコンデンサの場
合、それらが半導体チップ内に集積される際に電気的、
機械的及び化学的にできるだけ良好に半導体チップが有
している他の材料と調和することが要求される。その際
特に重要なことは粘着力、不所望な拡散過程の抑制可能
性及び半導体チップの他の材料と関連した分離可能性並
びに所要面積が少ないことである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この理由から本発明の
課題は、上記要件を十分に満たすことのできる集積可能
なコンデンサを提供することにある。更にのようなコン
デンサを製造する方法を提供することも本発明の課題で
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】これらの課題は、本発明
の請求項1及び9の特徴部分に記載のコンデンサ及びそ
の製造方法により解決される。
【0006】
【実施例】本発明を実施例及び図面に基づき以下に詳述
する。
【0007】図1は、コンデンサで一般的であるように
誘電体Dにより電気的に互いに絶縁されている2個のコ
ンデンサ電極E1、E2を有する集積可能なコンデンサ
を示す。このコンデンサは、コンデンサを他の電気又は
電子デバイスとの電気的接続の作用をする接触化材料C
ONを含む層L上に配設されている。本発明では少なく
とも一方の電極E1は複数の導電層1〜7を有してお
り、その際有利には互いに隣合う層(例えば層1及び
2)は異なる材料から形成されている。集積回路、例え
ば半導体チップ内に使用する目的を含めて層1〜7の材
料の調和した選択は冒頭に記載した要件を容易に満たす
ことができ、従って本発明によるコンデンサは問題なく
半導体チップ内に集積可能である。本発明の他の実施態
様ではこのコンデンサは更に次に記載する特徴を有す
る。即ちもう一方の電極E2は、一方の電極E1の表面
に配設された一般に酸化物層であるか又は酸化物及び例
えば窒化物のような他の材料からなる複合層である誘電
体Dが、接触化材料CONを有する層L上に配設されて
いる一方の電極E1の表面領域を除いて、他方の電極E
2により完全に被覆されるように形成されている。その
際同様に1つ以上の導電層から形成されていてもよい
(図示せず)もう一方の電極E2はこのもう一方の電極
E2のどこか別のところに取付け可能な接続端子Aを有
する。この接続端子Aは図1(また図2でも)には概略
的に示されているに過ぎない。接続端子Aは特にまた図
1に示されているように層L内に別の接触化材料CON
1により配設されてもよい。もう一方の電極E2のこの
特殊な配置により本発明によるコンデンサは従来の平板
コンデンサに比べて、またトレンチ型及び積層型の集積
コンデンサに比べて一層高い比記憶容量を有する。この
ことは以下に記載のことに基づく。即ちコンデンサのメ
モリ容量は、電極が誘電体を介して静電的に互いに作用
している限り、とりわけ電極の面積に左右される。従来
の平板コンデンサの場合に一般的であるように電極が表
面の比較的大きな2つの主面領域と比較的小さな2つの
側面領域を有している場合、2つの主面領域の一方のみ
がコンデンサの容量に関して効果的に寄与するに過ぎな
い。
【0008】それに対して本発明では、1つには個々の
表面領域は上記の主面及び側面領域のような極立った不
均衡を有さない。しかしまた他方では当面一方の電極E
1の4つの表面領域のうち3つが、その他方の電極E2
の相応する表面領域と共に、即ち誘電体Dにより他方の
電極E2から分離されている一方の電極E1の3つの領
域がコンデンサの容量に寄与する。
【0009】異なる材料から形成されている複数の導電
層1〜7は本発明ではアルミニウムAl、チタンTi、
又は窒化チタンTiNから形成可能である。タングステ
ンチタンTiWのような他のチタン化合物並びにアルミ
ニウム化合物も使用可能である。これらの材料の他に前
述の集積可能性に対する要件を満たす限り他の導電材料
も使用することができる。
【0010】更に図1は、その一方の電極E1の個々の
導電層1〜7の互いに接し合う層(例えば層2及び3)
が互いに異なる断面を有している実施形態を示してい
る。この措置は、図2に示されているこれらの層1〜7
がすべて同じである実施形態に比べて、誘電体Dを介し
て他方の電極E2と容量的に作用する面全体を更に大き
くし、それにより図2の実施形態に比べて更に高められ
た容量を結果として生じる。
【0011】従って上記の集積可能なコンデンサは、図
3に概略的に示されているように半導体集積回路内に集
積する際に例えばダイナミック半導体メモリのメモリセ
ルMCのメモリコンデンサCとして使用するのに極めて
適している。その際隣接する2個のメモリセルMCを以
下に記載するように形成することも可能である(同様に
図3に極めて概略的に示されている)。即ち半導体メモ
リで一般的な基板S内又はこの基板S上に、本発明によ
るコンデンサとは異なる型のメモリコンデンサ、例えば
トレンチ型のメモリコンデンサCT(基板内に配設され
る)又は平板コンデンサ型のメモリコンデンサCP(基
板上に配設される)、コンデンサCT又はCPと共に第
1のメモリセルMCを形成する第1の選択トランジスタ
T1及び第2の選択トランジスタT2を配設する。基板
Sの上方に現在一般的に使用されている半導体メモリの
ワード線用及びビット線用の多層配線Wireが配設さ
れる。その上に上記の電気絶縁層L及び特に本発明の図
1の実施形態の型のメモリコンデンサCが配設されてい
る。これは第2の選択トランジスタT2と共に第1のメ
モリセルのほぼ上方に配設されているダイナミック半導
体メモリの第2のメモリセルMCを形成する。従って図
1に示されている実施形態の本発明によるコンデンサC
を使用して公知のメモリコンデンサを有する2個のメモ
リセルにより求められた面よりも明らかに小さい半導体
基板Sの面上に2個のメモリセルを配設し、その際第2
のメモリセルMCのコンデンサCは本発明のコンデンサ
の型のメモリコンデンサである。更にもう一方の電極E
2は図2に概略的に示されているように上方に向かって
電位板と接続可能であるか又は層Lを貫通して下向きに
接続可能である(図1のもう一方の接触化材料CON1
を参照)。
【0012】このように2つのメモリセルを上下に立体
的に配列することは、例えばトレンチコンデンサにより
形成される第1のメモリセルを積層コンデンサにより形
成される第2のメモリセルと結合する際に特にワード線
及びビット線の多層配線を積層コンデンサの上方で行わ
なければならないため、これまで可能ではなかった。こ
のことは特に本発明の一実施例に行われているようにそ
の一方の電極E1に複数の層1...が存在している場
合がそうである。それというのもこの場合には積層コン
デンサの立体構造がコンデンサの上方の多層配線にとっ
て高くなりすぎ、チップ表面は高低差が大きくなり分断
されることになり、多層配線をより確実に高品質に形成
することはもはや保証されなくなるからである。
【0013】図4は本発明による複数のコンデンサ(2
個のコンデンサ)を使用した実施例の断面及びもう一方
の電極E2として全てのコンデンサ(3個のコンデン
サ)が共通の電極を有している実施例の平面図を示すも
のである。
【0014】本発明によるコンデンサは以下に記載する
方法により形成可能である(とりわけ有利な実施態様も
示されている図5〜図7参照)。1領域内に接触化材料
CONを含む層L上に(図1、図5参照)この領域の上
方に1つ以上の導電層がその一方の電極E1として施さ
れる(図5では合わせて7層(1〜7)が示されてい
る)。引続きこの一方の電極E1を少なくともその主面
の1つ及び最大でその主面の全てでいずれの場合にも層
L及び接触化材料CONに隣接する(図5では例えばす
べての7層(1〜7)に共通する)表面領域を除いて、
誘電体D(例えば酸化物層又は酸化物−窒化物複合層)
により被覆する(図7参照)。最後にもう一方の電極E
2として少なくとも1つの導電層を誘電体D上に施す。
その際全体で両電極E1、E2の少なくとも1つが1つ
以上の導電層1を有する。更にその他の導電層2、
3、...はそれぞれ先行する、即ちすぐ前の導電層
1、2、...上に施されると有利である。
【0015】有利にはこのもう一方の電極E2を層L上
に施し、層Lの上方で一方の電極E1を誘電体Dと共に
完全に被覆する(図1、図2、図4参照)ようにする。
更にこのもう一方の電極E2を電位又は信号と電気的に
接触化することは、直接端子Aを介してか(図2参照)
又は別の接触化材料CON1を含む層Lの別の領域を介
して(図1参照)実施可能である。場合によっては大き
さも異なっていてもよい(図1参照)複数の導電層1〜
7の形のこの一方の電極E1を形成する場合(図1、図
2並びに図5〜図7参照)、誘電体Dで個々の層1〜7
を被覆する前にそれらを所望の大きさにパターン化する
(図6参照)。このパターン化は全ての個々の層に対し
てその都度それらの被着後に行うか、さもなければ例え
ば選択エッチングによりまず複数又は全ての所望の層1
〜7を施した後で行う(これは図5、図6に示されてい
る)。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるコンデンサの一実施例の概略断面
図。
【図2】本発明によるコンデンサの別の実施例の概略断
面図。
【図3】本発明のダイナミック半導体メモリの概略断面
図。
【図4】共通の電極E2を有する複数のコンデンサの概
略断面図及び平面図。
【図5】本発明のコンデンサの製造工程の1段階を示す
断面図。
【図6】本発明のコンデンサの製造工程の1段階を示す
断面図。
【図7】本発明のコンデンサの製造工程の1段階を示す
平面図。
【符号の説明】
1、2、3、4、5、6、7 導電層 E1 一方の電極 E2 他方の電極 CON、CON1 接触化材料 S 基板 L 層(絶縁層) D 誘電体 C メモリコンデンサ CT トレンチコンデンサ CP 平板コンデンサ MC メモリセル A 接続端子

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2個のコンデンサ電極(E1、E2)を
    有する集積可能なコンデンサにおいて、少なくとも2つ
    の導電層(1、2、3、・・・)からなる少なくとも一
    方の電極(E1)が形成され、相接して隣合う導電層
    (1、2、3、...)が異なる材料から形成され、相
    接して隣合う導電層(1〜7)の各々の層(1〜7)の
    断面の幅が異なっていることを特徴とする2個のコンデ
    ンサ電極(E1、E2)を有する集積可能なコンデン
    サ。
  2. 【請求項2】 少なくとも材料の1つがアルミニウム
    (Al)又は導電性アルミニウム化合物であることを特
    徴とする請求項1記載のコンデンサ。
  3. 【請求項3】 少なくとも材料の1つがチタン(Ti)
    又は導電性チタン化合物(TiW、TiN)であること
    を特徴とする請求項1又は2記載のコンデンサ。
  4. 【請求項4】 一方の電極(E1)をこの電極(E1)
    を接触化するための表面部分を除いて他方の電極(E
    2)に埋め込むことを特徴とする請求項1乃至3の1つ
    に記載のコンデンサ。
  5. 【請求項5】 集積可能なコンデンサをダイナミック集
    積半導体メモリのメモリセル(MC)内のメモリコンデ
    ンサ(C)として使用することを特徴とする請求項1乃
    至4の1つに記載のコンデンサ。
  6. 【請求項6】 ダイナミック集積半導体メモリ(MC)
    の互いに隣接する2つのメモリセル(MC)の一方にメ
    モリコンデンサ(C)が使用され、隣接する2つのメモ
    リセルの他方が他の構造形式のメモリコンデンサ(C
    T、CP)を有することを特徴とする請求項5記載のコ
    ンデンサ。
  7. 【請求項7】 他方のメモリセルのメモリコンデンサの
    構造形式が平板(CP)又はトレンチ(CT)型である
    ことを特徴とする請求項6記載のコンデンサ。
  8. 【請求項8】 集積可能なコンデンサのもう一方の電極
    (E2)が唯1個の共通の電極(E2)として作用する
    ことを特徴とする請求項1乃至7の1つに記載のコンデ
    ンサ。
  9. 【請求項9】 一方の電極(E1)を接触化材料(CO
    N)を含む層(L)上に形成するために少なくとも1つ
    の導電層(1、2、3、...)を施し、その一方の電
    極(E1)を接触化材料(CON)を含む層(L)及び
    接触化材料(CON)と隣接する範囲を除いて少なくと
    もその主面の1つ及び最大でその主面の全てを誘電体
    (D)で覆い、もう一方の電極(E2)として少なくと
    も1つの導電層を誘電体上に施し、両電極(E1、E
    2)を両電極(E1、E2)の少なくとも一方を異なる
    材料からなる少なくとも2つの導電層(1、
    2、...)を有するように形成し、互いに隣接する層
    (1〜7)の各々の層の断面の幅を異ならせることを特
    徴とする請求項1記載の2個のコンデンサ電極(E1、
    E2)を有する集積可能なコンデンサの製造方法。
  10. 【請求項10】 それぞれ他の導電層(2、
    3、...)を形成する際これをそれぞれすぐ前の導電
    層(1、2、3、...)の上方に施すことを特徴とす
    る請求項9記載の方法。
  11. 【請求項11】 他方の電極(E2)を接触化材料(C
    ON)を含む層(L)上に施し、一方の電極(E1)を
    層(L)の上方の誘電体(D)と共に完全に被覆するよ
    うに施すことを特徴とする請求項9又は10記載の方
    法。
JP8277267A 1995-09-29 1996-09-27 集積可能なコンデンサ及びその製造方法 Withdrawn JPH09129834A (ja)

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