JPH09205180A - キャパシタを有する集積回路の製造方法 - Google Patents

キャパシタを有する集積回路の製造方法

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JPH09205180A
JPH09205180A JP8296204A JP29620496A JPH09205180A JP H09205180 A JPH09205180 A JP H09205180A JP 8296204 A JP8296204 A JP 8296204A JP 29620496 A JP29620496 A JP 29620496A JP H09205180 A JPH09205180 A JP H09205180A
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JP
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capacitor
mask
plate
hard mask
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JP8296204A
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English (en)
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Sailesh Chittipeddi
チッティぺッディ サイレッシュ
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LE-SENTO TECHNOL Inc
Nokia of America Corp
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LE-SENTO TECHNOL Inc
Lucent Technologies Inc
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40Capacitors
    • H01L28/55Capacitors with a dielectric comprising a perovskite structure material
    • HELECTRICITY
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    • H01L28/40Capacitors
    • H01L28/60Electrodes
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    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00Metal treatment
    • Y10S148/014Capacitor

Abstract

(57)【要約】 【課題】 2個の金属層のみでキャパシタとゲート構造
体を形成する半導体集積回路の製造プロセスを提供す
る。 【解決手段】 MOS製造プロセス中でキャパシタ構造
体を形成する方法は、キャパシタの第1プレートを形成
するために、MOSゲート電極堆積ステップを用いるこ
とである。このキャパシタ誘電体は、ハードマスク層を
用いて形成され、これによりキャパシタの特性に対し、
設計上の自由度が得られる。次に第2キャパシタプレー
トは、第2段階の金属形成ステップで形成される。この
本発明の製造手順を用いることにより、キャパシタは、
ゲートからは独立して相互接続することができ、キャパ
シタの誘電体に対する制限は、MOSキャパシタをMO
Sトランジスタと同時に形成する従来のプロセスに比較
して緩和される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、MOSゲートキャ
パシタと直列にキャパシタ構造体を形成する集積回路プ
ロセスに関する。本発明のキャパシタは、従来のMOS
トランジスタ素子を形成するのと同一のステップを用い
て形成される。
【0002】
【従来の技術】従来と共通のプロセスを用いて、単一の
集積回路内に様々な機能素子を集積する技術は公知であ
る。MOS製造プロセス中にキャパシタを形成する共通
のアプローチは、チップ上の他の場所にMOSゲート構
造体を形成することである。このような構造体において
は、基板は、1つのキャパシタプレートであり、ゲート
ポリシリコン堆積プロセスの間に形成されたポリシリコ
ン製プレートは、別のキャパシタプレートを形成する。
このようなアプローチにおいて、キャパシタ誘電体の特
徴(例、厚さ)は、MOSゲート誘電体層の厚さでもっ
て制限されてしまう。さらにまたこのような製造プロセ
スを用いることにより、可能な回路構成の選択の幅が制
限されてしまう。さらに別の欠点は、余分の基板接点が
通常必要とされることである。別のアプローチとして、
キャパシタを3段階の金属プロセスを用いて形成するこ
とは公知である。このような場合、ゲートから電気的に
分離したキャパシタが形成される、即ち、キャパシタは
独自に設計され、相互接続されるが、余分の金属層がゲ
ート−キャパシタ構造体に必要となる、即ち、ゲート−
キャパシタの組み合わせが3段階の金属層を使用するこ
とになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、キャパシタとゲート構造体を形成するのに、2個
の金属層のみで充分であるような半導体集積回路の製造
プロセスを提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、MOS
製造プロセス中でキャパシタ構造体を形成する方法は、
キャパシタの第1プレートを形成するために、MOSゲ
ート電極堆積ステップを用いることである。このキャパ
シタ誘電体は、ハードマスク層を用いて形成され、これ
によりキャパシタの特性に対し、設計上の自由度が得ら
れる。次に第2キャパシタプレートは、第2段階の金属
形成ステップで形成される。この本発明の製造手順を用
いることにより、キャパシタは、ゲートからは独立して
相互接続することができ、キャパシタの誘電体に対する
制限は、MOSキャパシタをMOSトランジスタと同時
に形成する従来のプロセスに比較して緩和される。
【0005】
【発明の実施の形態】図1には、通常シリコン製半導体
基板11の上に二酸化シリコン層12を形成した図が示
されている。この二酸化シリコン層12は、集積回路内
のフィールド酸化物で、その厚さは、0.1から3.0
μmである。この二酸化シリコン層12は、公知の熱堆
積あるいはプラズマ堆積技術を用いて成長され、その後
パターン化され、このパターン化ステップにより露出し
た領域に薄いゲート誘電体層が成長される。別法として
二酸化シリコン層12は、ゲート誘電体を表し、即ちゲ
ート誘電体の成長ステップの間に形成されたものでもあ
る。このような場合この二酸化シリコン層12は、通常
10オングストロームから500オングストロームの厚
さでもって成長される。フィールド領域に形成するキャ
パシタの場所あるいは、ゲート上に形成するキャパシタ
の場所の選択は、全体回路内のキャパシタの容量によっ
て決められる。例えば、キャパシタをゲート構造体に組
み込んで、プログラマブル素子用のフローティングゲー
トを形成することもできる。一般的には、キャパシタ
は、フィールド誘電体層上に形成され、これによりより
大きな設計のフレキシビリティとプロセスの自由度を与
える。
【0006】次に図2において、ポリシリコン層22が
二酸化シリコン層12の上に堆積される。このポリシリ
コン層22は、トランジスタ(図示せず)のゲートを形
成するゲートポリレイヤであり、通常その厚さは、20
0オングストロームから5000オングストロームの範
囲内にある。このポリシリコン層22は、公知の技術、
例えばCVDにより堆積される。
【0007】このゲートの導電性は、高濃度のドーピン
グにより、ソースドレイン注入ステップにより必要なレ
ベルにまで高められる。より最近のプロセスでは、ポリ
ゲートとポリIの相互接続レベルを形成するポリランナ
を珪素化する(siliciding)ことにより導電性を高める
ことができる。したがってオプションとして珪素化ステ
ップ(siliciding step) を本発明のプロセスに用いる
こともできる。
【0008】ゲートレベルのポリシリコン層をパターン
化するには、ポリシリコン層の上にフォトレジストを用
いることにより行われる。
【0009】あるいはこれは、酸化物マスク層を用いる
ことによっても行うことができる。以下の説明から明ら
かなように、本発明のプロセスのポリパターン化ステッ
プは、必ず酸化物ハードマスク層を必要とするが、その
理由は、酸化物ハードマスクは、最終構造体のキャパシ
タの誘電体として機能するからである。その後マスク目
的のための酸化物層の要件は、余り厳しくないのでハー
ドマスクの特性と厚さは、キャパシタの誘電体の機能の
ために選択することができ、このため設計上のフレキシ
ビリティを与えることができる。例えば、ハードマスク
の材料は、二酸化シリコン(例、TEOS),BPTE
OSとTEOS/Si34とTEOS/BPTEOSの
ような二重層からなるグループからキャパシタの必要な
特性に基づいて選択可能である。本明細書においては、
ハードマスクとキャパシタの誘電体は、SiO2であ
る。
【0010】図3は、パターン化プロセスの前のポリシ
リコン層22の上に形成された堆積酸化物製ハードマス
ク層32を表す。この堆積酸化物製ハードマスク層32
は、その厚さが通常300オングストロームから500
0オングストロームの間で、従来技術例えばCVDによ
り堆積される。
【0011】パターン化する事により形成されたマスク
パターン43を図4に示す。
【0012】このマスクパターン43を形成するため
に、堆積酸化物製ハードマスク層32をパターン化する
エッチングステップは、フォトレジストを用いた公知の
プラズマエッチングである。堆積酸化物製ハードマスク
層32をパターン化するに際し、パターン化されたフォ
トレジストにより露出した部分が完全に除去されるま
で、あるいは堆積酸化物製ハードマスク層32がその厚
さの分だけ部分的にエッチングされ、その堆積酸化物製
ハードマスク層32の残りの部分が後続のポリエッチン
グステップの間フォトレジストが除去されるまで行われ
る。
【0013】マスクパターン43をマスクとして用いる
ことにより、ポリシリコン層22が公知の技術によりエ
ッチングされ、その後の状態を図5に示す。二酸化シリ
コン層12は、エッチングされずに残ったままである。
このエッチングステップは、従来の自己整合ゲートプロ
セスにおけるポリシリコン製ゲートの形成の際に用いら
れるステップである。
【0014】本発明のプロセスのこの時点でトランジス
タのソースウィンドウとドレインウィンドウが開口さ
れ、薄くドープしたソースドレイン注入が行われる。こ
れは間接的には本発明の一部であるが、以上のプロセス
は、ICプロセス全体と本発明のプロセスのシーケンス
とが適合することを意味し、そしてこれは本発明の重要
な特徴である。
【0015】さらに従来技術との適合性は、図6,7の
ステップでも明かである。側壁スペーサ72(図7)
が、スタック構造体の側壁に形成される。この側壁スペ
ーサ72は、トランジスタのゲート上に従来形成される
側面スペーサと同時に形成される。これらのスペーサが
あるために薄くドープしたドレインをトランジスタゲー
トに隣接して形成でき、かつ濃くドープした領域をゲー
トからスペーサのマスク効果の分だけ離間することがで
きる。本発明によるキャパシタ構造体内の側壁スペーサ
72は、同様な機能を実行するものではないが、後続の
プロセスにおける良好なステップカバレッジを得るため
には好ましい。この側壁スペーサ72は、図6のTEO
Sのような酸化物層61を堆積することにより従来法に
より形成され、そしてこの酸化物層61を違法性プラズ
マエッチングを用いてエッチングして、平面上の酸化物
層を除去し、側壁の酸化物層を残すことにより図7に示
す側壁スペーサ72を形成する。
【0016】本発明のプロセスの次のステップは、キャ
パシタの上部導電性プレートを形成することである。こ
の上部導電性プレートは、図8のブランケット堆積層8
2から形成された窒化チタン製である。ブランケット堆
積層82であるTiN層の厚さは、500から5000
オングストロームのオーダーで通常のプラズマCVDを
用いて堆積される。このブランケット堆積層82は、図
5のハードマスク53を形成するために用いられたのと
同一のマスクを用いて形成され、公知のプラズマエッチ
ングステップを用いてパターン化されて図9の構造体を
形成する。この導電性プレートの別の材料は、当業者に
は公知である。
【0017】次のステップは、例えばTEOSのような
別の厚い酸化物層を堆積し、この酸化物層をマスクし、
エッチングして、プレート93に対する接触ウィンドウ
を有する酸化物層102を生成することである(図1
0)。
【0018】この酸化物層は、ICプロセス全体では、
5レベル間の誘電体として機能し、その厚さは、通常
0.1μmから3.0μmの範囲である。酸化物層10
2は、TEOSとBPTEOSの二重層でもよい。
【0019】金属接点112が図11に示すように、接
触ウィンドウ内に形成される。接点は従来の堆積プロセ
ス,マスキングプロセス,エッチングプロセスにより形
成される。金属層が形成される場合には、その金属はア
ルミあるいはポリシリコン,珪化チタン,珪化コバルト
のような耐火金属製の層である。
【0020】
【発明の効果】上記の方法により形成されたキャパシタ
は、フローティングしており、即ち容量的に上部導電層
あるいは下部導電層に接続されるか、あるいは図10,
11のステップにより相互接続されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造プロセスの(a)のステップを表
す図
【図2】本発明の製造プロセスの(b)のステップを表
す図
【図3】本発明の製造プロセスの(c)のステップを表
す図
【図4】本発明の製造プロセスの(d)のステップを表
す図
【図5】本発明の製造プロセスの(e)のステップを表
す図
【図6】本発明の製造プロセスの(f)のステップを表
す図
【図7】本発明の製造プロセスの(g)のステップを表
す図
【図8】本発明の製造プロセスの(h)のステップを表
す図
【図9】本発明の製造プロセスの(j)のステップを表
す図
【図10】本発明の製造プロセスの(l)のステップを
表す図
【図11】本発明の製造プロセスの(n)のステップを
表す図
【符号の説明】
11 半導体基板 12 二酸化シリコン層 22 ポリシリコン層 32 堆積酸化物製ハードマスク層 43 マスクパターン 53 ハードマスク 61 酸化物層 72 側壁スペーサ 82 ブランケット堆積層 93 プレート 102 酸化物層 112 金属接点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/792 (71)出願人 596077259 600 Mountain Avenue, Murray Hill, New Je rsey 07974−0636U.S.A.

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1プレートと誘電体層と第2プレート
    からなるキャパシタを含む集積回路の製造方法におい
    て、 (a)半導体基板(11)の上にフィールド酸化物層
    (12)を形成するステップ(図1)と、 (b)前記フィールド酸化物層(12)の上にポリシリ
    コン層(22)を形成するステップ(図2)と、 (c)前記ポリシリコン層(22)上に二酸化シリコン
    を含むキャパシタ用誘電体層(32)を堆積するステッ
    プ(図3)と、 (d)ハードマスク(53)を形成するために、前記キ
    ャパシタ用誘電体層(32)からリソグラフ技法を用い
    てマスクパターン(43)を形成するステップ(図4)
    と、前記マスクパターン(43)は、前記キャパシタの
    第1プレート用のマスクを規定し、前記酸化物ハードマ
    スク(53)は、前記キャパシタ用の誘電体層として機
    能し、 (e)前記マスクパターン(43)をエッチングマスク
    として用いることにより、前記マスクパターン(43)
    のマスクされてない領域を除去し、これによりフィール
    ド酸化物(12)の一部を露出するステップ(図5)
    と、 (f)前記マスクパターン(43)と、フィールド酸化
    物(12)の露出部分上にブランケット絶縁層(61)
    を形成するステップ(図6)と、 (g)ポリシリコン製マスクパターン(43)とハード
    マスク(53)の垂直端部上に側壁スペーサ(72)を
    形成するために、前記ブランケット絶縁層を異方性エッ
    チングするステップ(図7)と、 (h)前記マスクパターン(43)と側壁スペーサ(7
    2)上に窒化チタン製のブランケット層(82)を堆積
    するステップ(図8)と、 (i)ハードマスクを形成するために用いられたマスク
    に対応するマスクでもって、窒化チタン層をマスクする
    ステップと、 (j)キャパシタの第2プレートを形成するために、前
    記窒化チタン層(82)をパターン化するステップ(図
    9)と、 (k)このパターン化された窒化チタン層上に絶縁層
    (102)を堆積するステップと、 (l)キャパシタの前記第2プレートに対し、前記絶縁
    層(102)に接点ウィンドウを開口するステップ(図
    10)と、 (m)金属層(112)を堆積するステップと、 (n)前記第2プレートに対する接点を形成するため
    に、前記金属層をエッチングするステップ(図11)と
    からなることを特徴とするキャパシタを有する集積回路
    の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記キャパシタの誘電体層は、二酸化シ
    リコン製であることを特徴とする請求項1の方法。
  3. 【請求項3】 前記キャパシタの誘電体層は、二酸化シ
    リコン,TEOS,BPTEOS,Si34およびそれ
    らの組み合わせからなるグループから選択された材料製
    であることを特徴とする請求項2の方法。
  4. 【請求項4】 前記(k)のステップの絶縁層は、TE
    OS製であることを特徴とする請求項1の方法。
  5. 【請求項5】 前記(k)のステップの絶縁層は、TE
    OSとBPTEOSの二重層であることを特徴とする請
    求項4の方法。
  6. 【請求項6】 前記(h)ステップの前記窒化チタン製
    のブランケット層(82)は、500から5000オン
    グストロームの範囲内の厚さでプラズマCVDにより形
    成されることを特徴とする請求項1の方法。
JP8296204A 1995-12-06 1996-11-08 キャパシタを有する集積回路の製造方法 Pending JPH09205180A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US568040 1995-12-06
US08/568,040 US5589416A (en) 1995-12-06 1995-12-06 Process for forming integrated capacitors

Publications (1)

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ID=24269693

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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6066537A (en) * 1998-02-02 2000-05-23 Tritech Microelectronics, Ltd. Method for fabricating a shielded multilevel integrated circuit capacitor
US6865071B2 (en) * 1998-03-03 2005-03-08 Acktar Ltd. Electrolytic capacitors and method for making them
IL141592A (en) 2001-02-22 2007-02-11 Zvi Finkelstein Electrolytic capacitors and method for making them
US6100155A (en) * 1998-09-10 2000-08-08 Chartered Semiconductor Manufacturing, Ltd. Metal-oxide-metal capacitor for analog devices
US6444564B1 (en) * 1998-11-23 2002-09-03 Advanced Micro Devices, Inc. Method and product for improved use of low k dielectric material among integrated circuit interconnect structures
US6274435B1 (en) 1999-01-04 2001-08-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company High performance MIM (MIP) IC capacitor process
US7294544B1 (en) * 1999-02-12 2007-11-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method of making a metal-insulator-metal capacitor in the CMOS process
DE10324055B4 (de) * 2003-05-27 2005-10-13 Texas Instruments Deutschland Gmbh Verfahren zur Herstellung eines integrierten Stapelkondensators

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0185375B1 (ko) * 1989-05-23 1999-03-20 엔. 라이스 머레트 분리 금속 플레이트 캐패시터 및 이의 제조 방법
US5173437A (en) * 1991-08-01 1992-12-22 Chartered Semiconductor Manufacturing Pte Ltd Double polysilicon capacitor formation compatable with submicron processing
US5227325A (en) * 1992-04-02 1993-07-13 Micron Technology, Incl Method of forming a capacitor
JP2705476B2 (ja) * 1992-08-07 1998-01-28 ヤマハ株式会社 半導体装置の製造方法
US5470775A (en) * 1993-11-09 1995-11-28 Vlsi Technology, Inc. Method of forming a polysilicon-on-silicide capacitor

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US5589416A (en) 1996-12-31

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