JPH1065101A - Semiconductor device - Google Patents
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- JPH1065101A JPH1065101A JP22120296A JP22120296A JPH1065101A JP H1065101 A JPH1065101 A JP H1065101A JP 22120296 A JP22120296 A JP 22120296A JP 22120296 A JP22120296 A JP 22120296A JP H1065101 A JPH1065101 A JP H1065101A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、とくに容量素子を有する半導体装置に関する。The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a capacitance element.
【0002】[0002]
【従来の技術】A−Dコンバータなど、大容量で高耐圧
性の容量素子(キャパシタ)を必要とする半導体装置に
おいては、容量素子サイズの縮小やそれに伴う装置全体
の縮小が大きな課題となっている。2. Description of the Related Art In a semiconductor device such as an A / D converter that requires a large-capacity, high-withstand-voltage capacitive element (capacitor), a reduction in the size of the capacitive element and a corresponding reduction in the overall size of the device have become major issues. I have.
【0003】容量素子の構成としては、ポリシリコン−
アルミニウム、アルミニウム−アルミニウム等の平行平
板電極を用いて容量素子を形成していた。As a configuration of a capacitive element, polysilicon-
A capacitive element has been formed using parallel plate electrodes of aluminum, aluminum-aluminum, or the like.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】近年の半導体装置で
は、微細加工が可能となるように層間膜を平坦化するこ
とが多い。この結果、層間膜厚が厚くなりやすくなって
いる。また、装置の処理速度を低下させないようにする
ため、層間の電気容量を低減するような層間膜を用いた
構造になってきている。In recent semiconductor devices, the interlayer film is often flattened to enable fine processing. As a result, the interlayer film thickness tends to increase. Further, in order to prevent the processing speed of the device from being lowered, a structure using an interlayer film which reduces the electric capacity between layers has been adopted.
【0005】このような状況下において上記のような平
行平板型の電極からなる容量素子を形成するためには、
必要な電気容量を確保するために相当の電極サイズが必
要となり、いきおい装置サイズの縮小の妨げとなってい
た。従って、本発明の目的は、容量素子を有する半導体
装置において、必要とする電気容量を確保しつつ容量素
子の占有面積を減少させ、装置のサイズを縮小可能にす
ることを目的とする。[0005] Under such circumstances, in order to form a capacitor composed of parallel plate type electrodes as described above,
A considerable electrode size is required to secure the required electric capacity, which hinders a reduction in the size of the device. Accordingly, it is an object of the present invention to reduce the area occupied by a capacitor in a semiconductor device having the capacitor while securing required electric capacity, and to reduce the size of the device.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、層間絶縁膜内に互いに近接した電極部を
設け、少なくともこの電極部の間に容量を形成してなる
容量素子を有することを特徴とする半導体装置を提供す
る。In order to achieve the above object, the present invention provides a capacitor having a structure in which electrode portions which are close to each other are provided in an interlayer insulating film and a capacitor is formed at least between the electrode portions. A semiconductor device is provided.
【0007】本発明の半導体装置は、容量素子を構成す
る電極を層間絶縁膜中に立体的に配置する。対をなす電
極の向かい合う向きは、上下方向あるいは左右方向とす
ることができる。空間的に空いていた領域を有効に活用
するとともに、電極自体を立体的に配置することで必要
とする電気容量を確保することができ、容量素子の占有
面積を減少させることができる。[0007] In the semiconductor device of the present invention, electrodes constituting a capacitive element are three-dimensionally arranged in an interlayer insulating film. The facing direction of the paired electrodes can be vertical or horizontal. The spatially vacant area can be effectively utilized, and the required capacitance can be secured by arranging the electrodes themselves three-dimensionally, so that the area occupied by the capacitor can be reduced.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる半導体装
置について説明する。第1実施形態 図2(e)は本発明の半導体装置に係る容量素子の第1
実施形態を示す断面図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a semiconductor device according to the present invention will be described. First Embodiment FIG. 2E shows a first embodiment of the capacitive element according to the semiconductor device of the present invention.
It is sectional drawing which shows embodiment.
【0009】電界効果型トランジスタやその他の素子を
形成した基板上、あるいはそれら素子を被覆する層間膜
上に下地配線31、32があり、その下地配線を被覆す
るように層間平坦化膜21がある。層間平坦化膜には下
地配線31、32にそれぞれ接続された埋め込みキャパ
シタ電極34、34と埋め込みコンタクト電極35が埋
設されており、その上部には上層配線36、36、37
がそれぞれ接続されている。下地配線32、埋め込みキ
ャパシタ電極34および上層配線36を組み合わせてな
る電極が図面上1対あり、容量素子を形成している。The underlying wirings 31 and 32 are provided on the substrate on which the field-effect transistors and other elements are formed, or on the interlayer film covering those elements, and the interlayer planarizing film 21 is provided so as to cover the underlying wirings. . Buried capacitor electrodes 34 and 34 and buried contact electrodes 35 connected to the underlying wirings 31 and 32, respectively, are buried in the interlayer flattening film, and upper wirings 36, 36 and 37 are formed thereon.
Are connected respectively. A pair of electrodes formed by combining the base wiring 32, the buried capacitor electrode 34, and the upper wiring 36 forms a capacitive element in the drawing.
【0010】この容量素子は1対の電極を縦方向に形成
しており、下地配線、埋め込みキャパシタ電極および上
層配線の側面に容量を持つものである。従って必要な電
気容量を確保しながら容量素子の占有面積の縮小ができ
る。次に、本実施形態の半導体装置の製造方法につい
て、図1および図2を用いて説明する。まず、図1
(a)に至るまでの過程について説明する。ゲート電極
などを基板上に、拡散層などを基板中に形成して電界効
果型トランジスタを形成し、あるいは同様の手段でバイ
ポーラトランジスタやその他の素子を形成し、同じ基板
平面上あるいはそれらトランジスタの電極などを被覆し
て平坦化した層間膜上にアルミニウムなどの導電体から
なる下地配線31、32を設置する。図では、基板およ
びトランジスタ等の素子の表示を省略してある。下地配
線31は拡散層に接続されているものでも、その他の電
極に接続されているものでもよい。2つの下地配線3
2、32は互いに絶縁されている。これら下地配線3
1、32を被覆するように、PSGまたはBPSGをリ
フローまたはエッチバックして層間平坦化膜21を形成
する。層間平坦化膜上21にキャパシタ用ホールパター
ン1とコンタクトホールパターン2を有するレジストR
1を形成する。This capacitive element has a pair of electrodes formed in the vertical direction, and has capacitance on the side surfaces of the underlying wiring, the buried capacitor electrode, and the upper wiring. Therefore, the area occupied by the capacitor can be reduced while securing the necessary electric capacity. Next, a method for manufacturing the semiconductor device of the present embodiment will be described with reference to FIGS. First, FIG.
The process leading to (a) will be described. Form a field effect transistor by forming a gate electrode, etc. on a substrate, and a diffusion layer, etc. in the substrate, or form a bipolar transistor or other element by the same means, on the same substrate plane or on the electrodes of those transistors. Underlayer wirings 31 and 32 made of a conductor such as aluminum are provided on an interlayer film that is coated and planarized. In the figure, the display of elements such as a substrate and a transistor is omitted. The underlying wiring 31 may be connected to the diffusion layer or may be connected to another electrode. Two underlying wirings 3
2, 32 are insulated from each other. These underlying wirings 3
The interlayer flattening film 21 is formed by reflowing or etching back PSG or BPSG so as to cover 1 and 32. Resist R having capacitor hole pattern 1 and contact hole pattern 2 on interlayer planarization film 21
Form one.
【0011】次に、図1(b)に示すように、レジスト
R1に沿ってRIE(反応性イオンエッチング)などの
異方性エッチングを行い、キャパシタ用ホールPHおよ
びコンタクトホールCHを同時に開口し、下地配線3
1、32の表面を露出させる。次に、図1(c)に示す
ように、レジストR1除去の後、タングステンなどの導
電体をCVDして埋め込み配線層33を形成し、キャパ
シタ用ホールPHとコンタクトホールCHを導電体で埋
め込む。Next, as shown in FIG. 1B, anisotropic etching such as RIE (reactive ion etching) is performed along the resist R1 to simultaneously open the capacitor hole PH and the contact hole CH. Underlay wiring 3
The surfaces of 1, 32 are exposed. Next, as shown in FIG. 1C, after removing the resist R1, a conductor such as tungsten is CVD-formed to form a buried wiring layer 33, and the capacitor hole PH and the contact hole CH are buried with the conductor.
【0012】次に、図2(d)に示すように、埋め込み
配線層33をエッチバックして、埋め込みキャパシタ電
極34、34および埋め込みコンタクト電極35を形成
する。次に、図2(e)に示すように、埋め込みキャパ
シタ電極34、34および埋め込みコンタクト電極35
にそれぞれ接続する上層配線36、36、37をアルミ
ニウムなどの導電体のスパッタリングにより形成する。
これにより、下地配線32、埋め込みキャパシタ電極3
4および上層配線36からなるキャパシタ電極が1対で
き、これらの側面に容量を持つ容量素子が完成する。Next, as shown in FIG. 2D, the buried wiring layer 33 is etched back to form buried capacitor electrodes 34, 34 and a buried contact electrode 35. Next, as shown in FIG. 2E, the buried capacitor electrodes 34 and 34 and the buried contact electrode 35 are formed.
Are formed by sputtering a conductor such as aluminum.
As a result, the underlying wiring 32, the embedded capacitor electrode 3
A pair of capacitor electrodes composed of the upper layer wiring 4 and the upper layer wiring 36 can be formed, and a capacitive element having capacitance on the side surfaces thereof is completed.
【0013】本態様では1対の電極を形成しているが、
必要に応じ多数の電極を形成することができる。本態様
においては、層間平坦化膜上にキャパシタ用ホールパタ
ーンとコンタクトホールパターンを有するレジストを形
成するすることにより、キャパシタ用ホールとコンタク
トホールを同時に開口することができるので、容量形成
のための専用のマスクが必要ない。また、埋め込みキャ
パシタ電極の埋設工程もコンタクトプラグの埋設と同時
に行うことができる。このように、容量形成のために特
別な工程を追加する必要がないので、製造コストを抑え
ながら容量素子を形成できる。In this embodiment, a pair of electrodes is formed.
Multiple electrodes can be formed as needed. In this embodiment, since a resist having a capacitor hole pattern and a contact hole pattern is formed on the interlayer flattening film, the capacitor hole and the contact hole can be simultaneously opened. No mask is required. Also, the step of burying the buried capacitor electrode can be performed simultaneously with the burying of the contact plug. As described above, since it is not necessary to add a special process for forming the capacitor, the capacitor can be formed while suppressing the manufacturing cost.
【0014】第2実施形態 図4(e)は本発明の半導体装置に係る容量素子の第2
実施形態を示す断面図である。電界効果型トランジスタ
やその他の素子を形成した基板上、あるいはそれら素子
を被覆する層間膜上に下地配線31、32があり、その
下地配線を被覆するように層間平坦化膜21がある。層
間平坦化膜には埋め込みキャパシタ電極34、34と埋
め込みコンタクト電極35が埋設されており、その上部
には上層配線36、36、37がそれぞれ接続されてい
る。埋め込みキャパシタ電極34、34は層間平坦化膜
21を貫通しないように埋設されており、一方埋め込み
コンタクト電極35は層間平坦化膜21を貫通して下地
配線31と接続されている。埋め込みキャパシタ電極3
4と上層配線36を組み合わせてなる電極が図面上1対
あり、容量素子を形成している。 Second Embodiment FIG. 4E shows a second embodiment of the capacitive element according to the semiconductor device of the present invention.
It is sectional drawing which shows embodiment. Base wirings 31 and 32 are provided on a substrate on which a field effect transistor and other elements are formed, or on an interlayer film covering those elements, and an interlayer flattening film 21 is provided so as to cover the base wiring. Buried capacitor electrodes 34 and 34 and a buried contact electrode 35 are buried in the interlayer flattening film, and upper wirings 36, 36 and 37 are connected to the upper portions thereof. The buried capacitor electrodes 34 are buried so as not to penetrate the interlayer flattening film 21, while the buried contact electrode 35 is connected to the underlying wiring 31 through the interlayer flattening film 21. Embedded capacitor electrode 3
In the drawing, there is a pair of electrodes formed by combining the upper layer wiring 4 and the upper layer wiring 36 to form a capacitive element.
【0015】本実施形態の容量素子は第1実施形態と同
様、1対の電極を縦方向に形成しており、埋め込みキャ
パシタ電極と上層配線の側面に容量を持つものである。
従って必要な電気容量を確保しながら容量素子の占有面
積の縮小ができる。次に、本実施形態の半導体装置の製
造方法について、図3および図4を用いて説明する。図
3(a)に至るまでの過程については、第1実施形態の
図1(a)に至る過程と同様である。但し、下地配線3
2はなくてもよく、レジストR2にはキャパシタ用ホー
ルパターン1のみがパターニングされている。As in the first embodiment, the capacitive element of this embodiment has a pair of electrodes formed in the vertical direction, and has capacitance on the side of the embedded capacitor electrode and the upper wiring.
Therefore, the area occupied by the capacitor can be reduced while securing the necessary electric capacity. Next, a method for manufacturing the semiconductor device of the present embodiment will be described with reference to FIGS. The process up to FIG. 3A is the same as the process up to FIG. 1A of the first embodiment. However, the underlying wiring 3
2 may be omitted, and only the capacitor hole pattern 1 is patterned in the resist R2.
【0016】次に、図3(b)に示すように、キャパシ
タ用ホールPHを異方性エッチングにより開口する。こ
の際、下地配線32がある場合には、それが露出する前
にエッチングを終了する。下地配線32がない場合に
は、層間平坦化膜21が貫通しない程度にエッチングを
留めておく。Next, as shown in FIG. 3B, a hole PH for a capacitor is opened by anisotropic etching. At this time, if the underlying wiring 32 is present, the etching is terminated before it is exposed. If there is no underlying wiring 32, the etching is stopped to the extent that the interlayer flattening film 21 does not penetrate.
【0017】次に、図3(c)に示すように、レジスト
R2を除去し、コンタクトホールパターン2のみパター
ニングしたレジストR3を形成し、異方性エッチングに
よりコンタクトホールCHを開口し、下地配線31を露
出させる。次に、図4(d)に示すように、レジストR
3を除去し、タングステンなどの導電体をCVDして埋
め込み配線層を形成した後、埋め込み配線層をエッチバ
ックして埋め込みキャパシタ電極34、34および埋め
込みコンタクト電極35を形成する。Next, as shown in FIG. 3C, the resist R2 is removed, a resist R3 in which only the contact hole pattern 2 is patterned is formed, and a contact hole CH is opened by anisotropic etching. To expose. Next, as shown in FIG.
3 is removed, a buried wiring layer is formed by CVD of a conductor such as tungsten, and then the buried wiring layer is etched back to form buried capacitor electrodes 34 and 34 and a buried contact electrode 35.
【0018】次に、図4(e)に示すように、埋め込み
キャパシタ電極34、34および埋め込みコンタクト電
極35にそれぞれ接続する上層配線36、36、37を
アルミニウムなどの導電体のスパッタリングにより形成
する。これにより、埋め込みキャパシタ電極34および
上層配線36からなるキャパシタ電極が1対でき、これ
らの側面に容量を持つ容量素子が完成する。Next, as shown in FIG. 4E, upper wirings 36, 36 and 37 connected to the buried capacitor electrodes 34 and 34 and the buried contact electrode 35, respectively, are formed by sputtering a conductor such as aluminum. As a result, a pair of capacitor electrodes including the buried capacitor electrode 34 and the upper layer wiring 36 can be formed, and a capacitive element having a capacitance on these side surfaces is completed.
【0019】本態様では1対の電極を形成しているが、
必要に応じ多数の電極を形成することができる。このキ
ャパシタ電極は下部の下地配線の有無に関わらず所望の
領域に容量素子を形成することができ、しかも単層配線
のみで形成できるので簡便に形成できる。In this embodiment, a pair of electrodes is formed.
Multiple electrodes can be formed as needed. This capacitor electrode can form a capacitor in a desired region irrespective of the presence or absence of a lower underlying wiring, and can be formed easily by using only a single-layer wiring.
【0020】第3実施形態 図6(e)は本発明の半導体装置に係るキャパシタの第
3実施形態を示す断面図である。電界効果型トランジス
タやその他の素子を形成した基板上、あるいはそれら素
子を被覆する層間膜上に下地配線31、32があり、そ
の下地配線を被覆するように層間平坦化膜21がある。
層間平坦化膜には埋め込みキャパシタ電極34a、34
b、34cと埋め込みコンタクト電極35が埋設されて
おり、その上部には上層配線36、37がそれぞれ接続
されている。埋め込みキャパシタ電極34a、34b、
34cは層間平坦化膜21を貫通しないように、即ち下
地電極32と接続しないように埋設されており、一方埋
め込みコンタクト電極35は層間平坦化膜21を貫通し
て下地配線31と接続されている。埋め込みキャパシタ
電極34a、34b、34cおよび上層配線36を組み
合わせてなる電極と、下地配線32とで1対の電極をな
し、容量素子を形成している。 Third Embodiment FIG. 6E is a sectional view showing a third embodiment of the capacitor according to the semiconductor device of the present invention. Base wirings 31 and 32 are provided on a substrate on which a field effect transistor and other elements are formed, or on an interlayer film covering those elements, and an interlayer flattening film 21 is provided so as to cover the base wiring.
The embedded capacitor electrodes 34a and 34 are provided in the interlayer planarization film.
b and 34c and a buried contact electrode 35 are buried, and upper layers 36 and 37 are respectively connected to the upper portions thereof. Embedded capacitor electrodes 34a, 34b,
34 c is buried so as not to penetrate the interlayer planarization film 21, that is, so as not to be connected to the underlying electrode 32, while the buried contact electrode 35 is connected to the underlying wiring 31 through the interlayer planarization film 21. . An electrode formed by combining the buried capacitor electrodes 34a, 34b, 34c and the upper layer wiring 36 and the underlying wiring 32 form a pair of electrodes to form a capacitance element.
【0021】この容量素子は、上層配線の下部表面に埋
め込みキャパシタ電極を凸設してなる上部電極と、平ら
な下部電極を上下に向かい合わせて形成しており、その
電極の向かい合った側面に容量を持つものである。上部
電極の下部表面に形成した凹凸により表面積が増加して
いるので、必要な電気容量を確保しながら容量素子の占
有面積の縮小ができる。In this capacitive element, an upper electrode formed by projecting a buried capacitor electrode on the lower surface of an upper wiring and a flat lower electrode are formed so as to face each other up and down. With Since the surface area is increased by the unevenness formed on the lower surface of the upper electrode, the occupied area of the capacitor can be reduced while securing the necessary electric capacity.
【0022】次に、本実施形態の半導体装置の製造方法
について、図5および図6を用いて説明する。図5
(a)に至るまでの過程については、第1実施形態の図
1(a)に至る過程と同様である。但し、レジストR2
にはキャパシタ用ホールパターン1のみがパターニング
されている。Next, a method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG.
The process up to (a) is the same as the process up to FIG. 1A of the first embodiment. However, resist R2
Only the capacitor hole pattern 1 is patterned.
【0023】次に、図5(b)に示すように、キャパシ
タ用ホールPHを異方性エッチングにより開口する。こ
の際、下地配線32が露出する前にエッチングを終了す
る。次に、図5(c)に示すように、レジストR2を除
去し、コンタクトホールパターン2のみパターニングし
たレジストR3を形成し、異方性エッチングによりコン
タクトホールCHを開口し、下地配線31を露出させ
る。Next, as shown in FIG. 5B, a hole PH for a capacitor is opened by anisotropic etching. At this time, the etching is completed before the underlying wiring 32 is exposed. Next, as shown in FIG. 5C, the resist R2 is removed, a resist R3 in which only the contact hole pattern 2 is patterned is formed, a contact hole CH is opened by anisotropic etching, and the underlying wiring 31 is exposed. .
【0024】次に、図6(d)に示すように、レジスト
R3を除去し、タングステンなどの導電体をCVDして
埋め込み配線層を形成した後、埋め込み配線層をエッチ
バックして埋め込みキャパシタ電極34a、34b、3
4cおよび埋め込みコンタクト電極35を形成する。Next, as shown in FIG. 6D, the resist R3 is removed, a conductor such as tungsten is CVD-formed to form a buried wiring layer, and the buried wiring layer is etched back to form a buried capacitor electrode. 34a, 34b, 3
4c and the buried contact electrode 35 are formed.
【0025】次に、図6(e)に示すように、埋め込み
キャパシタ電極34a、34b、34cおよび埋め込み
コンタクト電極35にそれぞれ接続する上層配線36、
37をアルミニウムなどの導電体のスパッタリングによ
り形成する。これにより、3つの埋め込みキャパシタ電
極34a、34b、34cおよび上層配線36からなる
キャパシタ電極ができ、この電極とその下部にある下地
配線32が1対の電極となり、これらの側面に容量を持
つ容量素子が完成する。Next, as shown in FIG. 6E, upper wirings 36 connected to the buried capacitor electrodes 34a, 34b, 34c and the buried contact electrodes 35, respectively.
37 is formed by sputtering a conductor such as aluminum. As a result, a capacitor electrode composed of three buried capacitor electrodes 34a, 34b, 34c and an upper layer wiring 36 is formed, and this electrode and the underlying wiring 32 under the electrode form a pair of electrodes, and a capacitive element having capacitance on the side surfaces thereof Is completed.
【0026】本態様では3個の埋め込みキャパシタ電極
を形成しているが、必要に応じ多数形成することができ
る。また、埋め込みキャパシタ電極は溝状に開口したホ
ールに形成しているが、例えば表面積を増加させて電気
容量を増やすような他の形としてもよい。本実施態様の
半導体装置の製造方法においては、上層電極の形状が他
の配線形状と変わらず、また段差も変わらないので、こ
の後のプロセスに対する整合性がよい。In this embodiment, three embedded capacitor electrodes are formed, but a large number can be formed if necessary. Further, the embedded capacitor electrode is formed in a hole opened in a groove shape, but may be formed in another form such as increasing the surface area to increase the electric capacity. In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, the shape of the upper layer electrode is not changed from other wiring shapes, and the step is not changed, so that the compatibility with the subsequent process is good.
【0027】第4実施形態 図7〜図9は本発明の半導体装置に係る容量素子の製造
方法の第4実施形態を示す図である。図7は、本発明の
半導体装置に係る容量素子の構造を示す断面図である。
平行平板型の電極を4個ずつ上下に並べた構造となって
おり、アルミニウムなどの導電体からなる下部電極a、
b、c、dと、上部電極A、B、C、Dが、絶縁膜中に
配置されている。下部電極a、cと上部電極B、Dが導
通して1つの電極として働き、また下部電極b、dと上
部電極A、Cも同様であり、計8個の電極が全体として
1対の電極となり、容量素子を形成する。8個の電極は
上下左右に隣り合う電極との側面にそれぞれ容量を持つ
ことができ、結局図8に示す回路図と等価な容量素子と
なる。 Fourth Embodiment FIGS. 7 to 9 are views showing a fourth embodiment of a method of manufacturing a capacitor according to the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a structure of a capacitor according to the semiconductor device of the present invention.
It has a structure in which four parallel plate type electrodes are vertically arranged, and a lower electrode a made of a conductor such as aluminum,
b, c, d and upper electrodes A, B, C, D are arranged in the insulating film. The lower electrodes a and c and the upper electrodes B and D conduct to function as one electrode, and the lower electrodes b and d and the upper electrodes A and C are also the same. A total of eight electrodes constitute a pair of electrodes. Thus, a capacitive element is formed. The eight electrodes can have capacitances on the side surfaces of the electrodes adjacent vertically and horizontally, respectively, and eventually become capacitance elements equivalent to the circuit diagram shown in FIG.
【0028】図7に示すように、個々の下部電極は幅
I、高さMであり、上部電極は幅I、高さKであると
し、また下部電極同士、上部電極同士の間隔はJであ
り、下部電極と上部電極の間隔はLであるとすると、誘
電率が下部電極領域と上部電極領域で均一であるとき、
系の電気容量Cは C=Z((K+M)/J+I/L) …(1) で表される。ここで、Zは系の誘電率を含む比例定数で
ある。一方、従来の平行平板型の電極で同じ占有面積に
容量素子を形成した場合、系の電気容量C’は C’=Z(J/L+I/L) …(2) で表される。従って、 (K+M)/J>J/L …(3) を満たすとき、本態様の容量素子は従来型の平行平板型
容量素子に比べて狭い面積で有効に容量を増加させるこ
とができる。この条件は、図7における層間平坦化膜2
1と保護絶縁膜22の誘電率が等しくなく、例えば保護
絶縁膜22の方がE倍に大きいとき、 (E*K+M)/J>J/L …(4) となる。As shown in FIG. 7, each lower electrode has a width I and a height M, the upper electrode has a width I and a height K, and the distance between the lower electrodes and the distance between the upper electrodes are J. If the distance between the lower electrode and the upper electrode is L, and the dielectric constant is uniform in the lower electrode region and the upper electrode region,
The electric capacity C of the system is represented by C = Z ((K + M) / J + I / L) (1) Here, Z is a proportional constant including the dielectric constant of the system. On the other hand, when the capacitance element is formed in the same occupied area by the conventional parallel plate type electrode, the electric capacitance C ′ of the system is represented by C ′ = Z (J / L + I / L) (2) Therefore, when (K + M) / J> J / L (3), the capacitance element of the present embodiment can effectively increase the capacitance in a smaller area than the conventional parallel plate capacitance element. This condition corresponds to the interlayer planarization film 2 shown in FIG.
When the dielectric constant of the protective insulating film 22 is not equal to 1 and the dielectric constant of the protective insulating film 22 is E times larger, for example, (E * K + M) / J> J / L (4)
【0029】本態様の容量素子の製造方法としては、第
1〜第3実施態様の容量素子の製造方法とほぼ同様であ
る。下部電極形成a、b、c、dの後に層間平坦化膜2
1を堆積し、その上面に伝導膜を堆積させ、上部電極
A、B、C、D様にエッチングして形成する。その後、
上部電極を保護するように酸化シリコンなどの保護絶縁
膜22をCVDする。上部電極は層間平坦化膜21に電
極用のホールを開口して埋め込むように形成してもよ
い。また、図7では上部と下部に各4個づつの電極を形
成しているが、この個数は上部および下部電極がそれぞ
れ複数個であれば特に制限はない。The method of manufacturing the capacitive element of this embodiment is substantially the same as the method of manufacturing the capacitive element of the first to third embodiments. Interlayer planarization film 2 after lower electrode formation a, b, c, d
1 is deposited, a conductive film is deposited on the upper surface thereof, and is formed by etching like upper electrodes A, B, C and D. afterwards,
A protective insulating film 22 such as silicon oxide is formed by CVD so as to protect the upper electrode. The upper electrode may be formed so as to open and bury an electrode hole in the interlayer planarization film 21. In FIG. 7, four electrodes are formed on each of the upper and lower electrodes. However, the number of electrodes is not particularly limited as long as there are a plurality of upper and lower electrodes.
【0030】上記のように、本実施態様の容量素子は、
従来型の平行平板型容量素子とほとんど同様の簡便なプ
ロセスで従来の平行平板型よりも容量の増大した容量素
子を製造することができる。本態様の容量素子の一実施
例の構造を図9に示す。この図では、容量素子全体を被
覆している絶縁層の表示は省略している。下部電極a、
cと上部電極B、Dは接続部分38により電気的に接続
されていて1つの電極として働き、また下部電極b、d
と上部電極A、Cも同様である。個々の電極と接続部分
の境界は示してない。接続部分には導電性がある素材を
使用でき、電極と同じ素材でも、異なる素材でもよい。As described above, the capacitance element of this embodiment is
A capacitance element having a larger capacity than that of the conventional parallel plate type can be manufactured by the same simple process as that of the conventional parallel plate type capacitance element. FIG. 9 shows the structure of an example of the capacitor of this embodiment. In this figure, the illustration of the insulating layer covering the entire capacitive element is omitted. Lower electrode a,
c and the upper electrodes B and D are electrically connected by the connection portion 38 to function as one electrode, and the lower electrodes b and d
And the upper electrodes A and C are the same. The boundaries between the individual electrodes and the connections are not shown. A material having conductivity can be used for the connection portion, and the same material as the electrode or a different material may be used.
【0031】本発明は上記態様に限定されない。例え
ば、下地電極32、埋め込みキャパシタ電極34および
上部配線36にはアルミニウム、タングステンあるいは
ポリシリコンなどの導電性がある素材を使用できる。そ
の他本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更をする
ことができる。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, a conductive material such as aluminum, tungsten, or polysilicon can be used for the base electrode 32, the embedded capacitor electrode 34, and the upper wiring 36. Various other changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
【0032】[0032]
【発明の効果】本発明の容量素子を有する半導体装置
は、処理速度の低下などの問題を引き起こすこと無く、
さらに必要な容量を確保しつつ、容量素子の占有面積を
減少させることができる。According to the semiconductor device having the capacitance element of the present invention, a problem such as a reduction in processing speed does not occur.
Furthermore, the area occupied by the capacitor can be reduced while securing the necessary capacitance.
【図1】図1は本発明の半導体装置に係る容量素子の製
造方法の製造工程を示す断面図であり、(a)はキャパ
シタ用ホールおよびコンタクトホール形成のためのレジ
スト形成工程まで、(b)はキャパシタ用ホールおよび
コンタクトホールの開口工程まで、(c)は導電体の堆
積工程までを示す。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a method for manufacturing a capacitor according to a semiconductor device of the present invention. FIG. 1A shows a process up to a resist forming process for forming a capacitor hole and a contact hole. ) Shows the steps up to the step of opening the capacitor holes and contact holes, and (c) shows the steps up to the step of depositing the conductor.
【図2】図2(d)は図1の続きの工程を示す断面図で
あり、エッチングによる埋め込み電極部分以外の導電体
の除去工程までを示し、図2(e)は本発明の半導体装
置に係る容量素子を示す断面図であり、また、図2
(d)の続きの工程の上層配線の形成工程までを示す。FIG. 2D is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG. 1, and shows up to the step of removing a conductor other than the buried electrode portion by etching, and FIG. 2E is a semiconductor device of the present invention; FIG. 2 is a sectional view showing a capacitive element according to the first embodiment, and FIG.
The process up to the process of forming the upper layer wiring following the process (d) is shown.
【図3】図3は本発明の半導体装置に係る容量素子の製
造方法の製造工程を示す断面図であり、(a)はキャパ
シタ用ホール形成のためのレジスト形成工程まで、
(b)はキャパシタ用ホールの開口工程まで、(c)は
コンタクトホールの開口工程までを示す。3A and 3B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a method for manufacturing a capacitor according to the semiconductor device of the present invention. FIG. 3A illustrates a process up to a resist forming process for forming a capacitor hole.
(B) shows up to the step of opening a capacitor hole, and (c) shows up to the step of opening a contact hole.
【図4】図4(d)は図3の続きの工程を示す断面図で
あり、導電体の堆積およびエッチングによる埋め込み電
極部分以外の伝導体の除去工程までを示し、図4(e)
は本発明の半導体装置に係る容量素子を示す断面図であ
り、また、図4(d)の続きの工程の上層配線の形成工
程までを示す。FIG. 4D is a cross-sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 3, and shows a step of removing the conductor other than the buried electrode portion by depositing and etching the conductor, and FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a capacitor according to the semiconductor device of the present invention, and shows a process following the process shown in FIG.
【図5】図5は本発明の半導体装置に係る容量素子の製
造方法の製造工程を示す断面図であり、(a)はキャパ
シタ用ホール形成のためのレジスト形成工程まで、
(b)はキャパシタ用ホールの開口工程まで、(c)は
コンタクトホールの開口工程までを示す。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a method of manufacturing a capacitive element according to a semiconductor device of the present invention. FIG. 5A shows a process up to a resist forming process for forming a capacitor hole.
(B) shows up to the step of opening a capacitor hole, and (c) shows up to the step of opening a contact hole.
【図6】図6(d)は図5の続きの工程を示す断面図で
あり、導電体の堆積およびエッチングによる埋め込み電
極部分以外の伝導体の除去工程までを示し、図6(e)
は本発明の半導体装置に係る容量素子を示す断面図であ
り、また、図6(d)の続きの工程の上層配線の形成工
程までを示す。FIG. 6D is a cross-sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 5, and shows a step of removing the conductor other than the buried electrode portion by depositing and etching the conductor, and FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a capacitor according to the semiconductor device of the present invention, and also shows a process following the process shown in FIG.
【図7】図7は本発明の半導体装置に係る容量素子の構
造を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a structure of a capacitor according to a semiconductor device of the present invention.
【図8】図8は図7に示す半導体装置と等価な回路図で
ある。FIG. 8 is a circuit diagram equivalent to the semiconductor device shown in FIG. 7;
【図9】図9は本発明の半導体装置に係る容量素子の一
実施例の構造を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing the structure of one embodiment of a capacitor according to the semiconductor device of the present invention.
1…キャパシタ用ホールパターン、2…コンタクトホー
ルパターン、21…層間平坦化膜、22…保護絶縁膜、
31、32…下地配線、33…埋め込み配線層、34…
埋め込みキャパシタ電極、35…埋め込みコンタクト電
極、36、37…上層配線、38…電極接続部分、a、
b、c、d…下部電極、A、B、C、D…上部電極、P
H…キャパシタ用ホール、CH…コンタクトホール、R
1、R2、R3…レジストDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Capacitor hole pattern, 2 ... Contact hole pattern, 21 ... Interlayer flattening film, 22 ... Protective insulating film,
31, 32: Underlying wiring, 33: Embedded wiring layer, 34 ...
Embedded capacitor electrode, 35 embedded contact electrode, 36, 37 upper wiring, 38 electrode connection portion, a,
b, c, d: lower electrode, A, B, C, D: upper electrode, P
H: hole for capacitor, CH: contact hole, R
1, R2, R3 ... resist
Claims (6)
け、少なくともこの電極部の間に容量を形成してなる容
量素子を有することを特徴とする半導体装置。1. A semiconductor device comprising: a capacitor element provided with electrode portions close to each other in an interlayer insulating film and forming a capacitor between at least the electrode portions.
に容量を形成してなる請求項1記載の半導体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a capacitor formed between said electrode portion and an adjacent wiring layer.
縁膜の下の配線層と接続されている請求項1記載の半導
体装置。3. The semiconductor device according to claim 1, wherein said electrode portion penetrates through said interlayer insulating film and is connected to a wiring layer below said interlayer insulating film.
埋める埋込電極を有する請求項1記載の半導体装置。4. The semiconductor device according to claim 1, wherein said electrode portion has a buried electrode filling a recess dug in said interlayer insulating film.
れ2個以上の電極部が並べられ、互いに隣接する電極部
間及び上下の電極部間に容量を形成してなる請求項1記
載の半導体装置。5. The semiconductor according to claim 1, wherein two or more electrode portions adjacent to each other are arranged above and below the interlayer insulating film, and a capacitance is formed between the adjacent electrode portions and between the upper and lower electrode portions. apparatus.
れている埋込電極と層間絶縁膜の下に存する下部電極と
を有し、これらの埋込電極と下部電極との間に容量が形
成されてなる請求項1記載の半導体装置。6. A buried electrode formed in a concave portion dug from above the interlayer insulating film and a lower electrode existing below the interlayer insulating film, and between the buried electrode and the lower electrode. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a capacitor is formed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22120296A JPH1065101A (en) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP22120296A JPH1065101A (en) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | Semiconductor device |
Publications (1)
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JPH1065101A true JPH1065101A (en) | 1998-03-06 |
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---|---|
JP (1) | JPH1065101A (en) |
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- 1996-08-22 JP JP22120296A patent/JPH1065101A/en active Pending
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