JPS60107855A - キヤパシタ - Google Patents
キヤパシタInfo
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- JPS60107855A JPS60107855A JP21397483A JP21397483A JPS60107855A JP S60107855 A JPS60107855 A JP S60107855A JP 21397483 A JP21397483 A JP 21397483A JP 21397483 A JP21397483 A JP 21397483A JP S60107855 A JPS60107855 A JP S60107855A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/45—Ohmic electrodes
- H01L29/456—Ohmic electrodes on silicon
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は半導体装置に係り、特に耐熱性の浸れた薄膜キ
ャパシタに関するものである。
ャパシタに関するものである。
現在、ＬＳＩ等の半導体装置の集積化が進んでいるが、
その一つの構成要素であるキャパシタの面積も縮少され
て来ている。そのさい、回路動作上必要な静電容量を得
るためにはキャパシタの誘電体となる絶縁膜め膜厚を小
さくする必要があった。
その一つの構成要素であるキャパシタの面積も縮少され
て来ている。そのさい、回路動作上必要な静電容量を得
るためにはキャパシタの誘電体となる絶縁膜め膜厚を小
さくする必要があった。
ところで、半導体装置の配線、電極材料としてはＡＡが
最も広く用いられている。この理由はＡｔが（１）高導
電性であること、（２）Ｓｉとのオーミック接触が容易
であること、（３）Ｓｉｆｆ：はじめとして他の膜、た
とえばＳ ｉｏ ２１ Ｓ ’ ３Ｎ４１ポリシリコン
等との密着性がよいなどの特色を有することにある。
最も広く用いられている。この理由はＡｔが（１）高導
電性であること、（２）Ｓｉとのオーミック接触が容易
であること、（３）Ｓｉｆｆ：はじめとして他の膜、た
とえばＳ ｉｏ ２１ Ｓ ’ ３Ｎ４１ポリシリコン
等との密着性がよいなどの特色を有することにある。
特に、高速化を要求されるバイボーラデバイスでは配線
の電気抵抗をできる限り小さくする必要があり、Ａｔ配
線が用いられている。
の電気抵抗をできる限り小さくする必要があり、Ａｔ配
線が用いられている。
したがって、バイポーラデバイスの様な高速デバイスに
おいてはＡｔ配線は必須である。そのため、バイポーラ
デバイスのスピードアップ用キャパシタなどの上部電極
にもＡｔが用いられることが期待される。
おいてはＡｔ配線は必須である。そのため、バイポーラ
デバイスのスピードアップ用キャパシタなどの上部電極
にもＡｔが用いられることが期待される。
一方、キャパシタ用誘電体として５ｉ０２膜や’ｒａ２
ｏ、膜を用いることが発明者等によって提案されている
。これらの誘電体の電極にＡｔを用いると、半導体製造
プロセス上必要なコンタクト部の合金化や水素アニール
の際の４５０Ｃ程度の熱処理工程を通るさいＡ４と誘電
体が反応してキャパシタが短絡して良好な歩留りを有す
るキャパシタを形成することはできない。これは、上記
熱工程において、Ａ／＝がＳｉＯ２や’ｒａａｏｓの酸
素を奪いＡ Ａ２０ ｓになり、５ｊＯｚやＴａ２０５
は伝導性のあるＳｉや’ｆａなどに還元されてしまうこ
とが、熱力学的自由エネルギーの簡単な考察により分る
。
ｏ、膜を用いることが発明者等によって提案されている
。これらの誘電体の電極にＡｔを用いると、半導体製造
プロセス上必要なコンタクト部の合金化や水素アニール
の際の４５０Ｃ程度の熱処理工程を通るさいＡ４と誘電
体が反応してキャパシタが短絡して良好な歩留りを有す
るキャパシタを形成することはできない。これは、上記
熱工程において、Ａ／＝がＳｉＯ２や’ｒａａｏｓの酸
素を奪いＡ Ａ２０ ｓになり、５ｊＯｚやＴａ２０５
は伝導性のあるＳｉや’ｆａなどに還元されてしまうこ
とが、熱力学的自由エネルギーの簡単な考察により分る
。
その実験結果を以下に示す。第１図は従来のキャパシタ
の断面図を示したものである。３ｉ基板１上の素子間分
離絶縁膜２で囲まれたコンタクトホール部ａを形成した
のち、６０人の５酸化タンタルを被着し、Ａｔ電極４ａ
を形成したものである。
の断面図を示したものである。３ｉ基板１上の素子間分
離絶縁膜２で囲まれたコンタクトホール部ａを形成した
のち、６０人の５酸化タンタルを被着し、Ａｔ電極４ａ
を形成したものである。
第２図のａに１５００の基板加熱温度でＡｔを蒸着した
後に熱処理を行わないキャパシタの電流−電圧特性を示
し、第２図のｂには４５０Ｃ，１時間の水素アニールを
行った場合のキャパシタの電流−電圧特性を示したもの
である。第２図のａでは、キャパシタは良好な絶縁特性
を示すが、ｂではすべてのキャパシタが短絡している。
後に熱処理を行わないキャパシタの電流−電圧特性を示
し、第２図のｂには４５０Ｃ，１時間の水素アニールを
行った場合のキャパシタの電流−電圧特性を示したもの
である。第２図のａでは、キャパシタは良好な絶縁特性
を示すが、ｂではすべてのキャパシタが短絡している。
したがって、デバイスの配線にＡｔ等の酸化物との反応
が活発な材料を用いてもキャパシタが短絡しないための
構造を有するキャパシタが必要であることがわかる。
が活発な材料を用いてもキャパシタが短絡しないための
構造を有するキャパシタが必要であることがわかる。
本発明は上記従来技術の欠点に鑑みキャパシタの上部配
線にＡｔを用いても十分な耐熱性を有するキャパシタを
提供することにある。
線にＡｔを用いても十分な耐熱性を有するキャパシタを
提供することにある。
上記目的を達成するための本発明の構成は、ＭＩＳ型キ
ャパシタの第２の導電体に、Ｗ、ＭＯ。
ャパシタの第２の導電体に、Ｗ、ＭＯ。
’ｒ；ｗ、Ｗシリサイド、および、ＭＯシリサイドから
なる群の少なくとも一考を用いることにある。
なる群の少なくとも一考を用いることにある。
本発明では、前記従来のＡｔ／絶縁膜／Ｓｉよりなるキ
ャパシタのＡｔと絶縁膜の界面にＡｔの拡散を防げかつ
絶縁膜との反応性が小さい高誘点金属もしくは高誘点金
属のシリサイドを介在させることによって、耐熱性の高
いキャパシタを形成する。
ャパシタのＡｔと絶縁膜の界面にＡｔの拡散を防げかつ
絶縁膜との反応性が小さい高誘点金属もしくは高誘点金
属のシリサイドを介在させることによって、耐熱性の高
いキャパシタを形成する。
以下、本発明の概念を実施例を用いて詳細に説明する。
第３図は本発明の一実施例としてのキャパシタの断面図
を示したものである。３１は比抵抗０．０２Ω・ｍの低
砥抗ｎ型Ｓｉ基板、３２は約１μｍの厚さの素子間分離
絶縁膜、３３は６０人の膜厚の”ａ２０ｓ 膜、３４ｂ
は高誘点金属または高誘点金属のシリサイドで、３４ａ
はＡｔ電極である。
を示したものである。３１は比抵抗０．０２Ω・ｍの低
砥抗ｎ型Ｓｉ基板、３２は約１μｍの厚さの素子間分離
絶縁膜、３３は６０人の膜厚の”ａ２０ｓ 膜、３４ｂ
は高誘点金属または高誘点金属のシリサイドで、３４ａ
はＡｔ電極である。
以上、上記キャパシタを水素雰囲気中で４５００で１時
間熱処理を行った場合のキャパシタの電流−電圧特性を
第４図、第５図、第６図、第７図に示す。
間熱処理を行った場合のキャパシタの電流−電圧特性を
第４図、第５図、第６図、第７図に示す。
第４図は３４ｂを１０００人の膜厚のＷとしたときのキ
ャパシタの電流−電圧特性を示し、第５図は３４ｂを１
ｏｏｏ人のＭｏとしたときの電流−電圧特性を示し、第
６図は３４ｂを３５００人のＭＯシリサイドとしたとき
の電流−電圧特性を示す。
ャパシタの電流−電圧特性を示し、第５図は３４ｂを１
ｏｏｏ人のＭｏとしたときの電流−電圧特性を示し、第
６図は３４ｂを３５００人のＭＯシリサイドとしたとき
の電流−電圧特性を示す。
第７図は３４ｂに２５０ＯＡのＴｉｗを用いた場合を示
す。第４図、第５図、第６図Ｊ第７図の結果と第２図の
結果を比べると本発明によるキャパシタは４５００程度
の熱処理を行っても、リーク電流の増加ははとんど起ら
ず、絶縁性の良好なキャパシタであることがわかる。
す。第４図、第５図、第６図Ｊ第７図の結果と第２図の
結果を比べると本発明によるキャパシタは４５００程度
の熱処理を行っても、リーク電流の増加ははとんど起ら
ず、絶縁性の良好なキャパシタであることがわかる。
ここでは、第１の導電体／第２の導電体／絶縁膜／Ｓｉ
のキャパシタにおける第１の導電体として電気伝導度の
高いＡｇ、Ａｕ、Ｃｕなどを用いてもよく、第２の導電
体としては本実施例ではＷ。
のキャパシタにおける第１の導電体として電気伝導度の
高いＡｇ、Ａｕ、Ｃｕなどを用いてもよく、第２の導電
体としては本実施例ではＷ。
Ｍｏ、ＭｏシリサイドおよびＴトＷを用いて説明したが
Ｗシリサイドも良好な特性を示す。特にＭｏシリサイド
、Ｗシリサイドは耐酸化性、耐熱性にも優れているため
ＬＳＩの製造プロセスに導入することも容易である。絶
縁膜としては、Ｔａ２０５の他にＴ １０２ ＊ Ｈｆ
Ｏｚ ＊ ＮｂｚＯｓ などの金属酸化物も比誘電率
が２０以上と大きいものが有効である。
Ｗシリサイドも良好な特性を示す。特にＭｏシリサイド
、Ｗシリサイドは耐酸化性、耐熱性にも優れているため
ＬＳＩの製造プロセスに導入することも容易である。絶
縁膜としては、Ｔａ２０５の他にＴ １０２ ＊ Ｈｆ
Ｏｚ ＊ ＮｂｚＯｓ などの金属酸化物も比誘電率
が２０以上と大きいものが有効である。
したがって、本発明によればキャパシタの絶縁膜が６Ｏ
Ａまでも薄くなっても耐熱性のあるキャパシタを形成で
きる。
Ａまでも薄くなっても耐熱性のあるキャパシタを形成で
きる。
本発明によれば、極めて薄い誘電体を持つキャパシタに
おいて上部電極の配線にＡｔ等の反応性の強い材料を用
いても十分な耐熱性を有するキャパシタを形成すること
ができる。
おいて上部電極の配線にＡｔ等の反応性の強い材料を用
いても十分な耐熱性を有するキャパシタを形成すること
ができる。
第１図は従来のキャパシタの断面図、第２図は熱処理を
行った従来のキャパシタの′電流−電圧特性、第３図は
本発明の一実施例としてのキャパシタの断面図、第４図
、第５図、第６図および第７図は熱処理を行った本発明
によるキャパシタの電流−電圧特性図である。 １．３１・・・Ｓｉ基板、２，３２・・・素子間分離絶
縁１１ｆＬ ３ 、３３−ＴａｚＯｓ 、４ ａ、 ３
４ ａ−Ａｔ電極、４ｂ、３４ｂ・・・高誘点金属また
は高誘点金属第 １ 口 ／ 斯 ３ 図 第 ２ 図 を圧ｔｖ〕 第 ４− 図 第 ５ 図 第 ｔ 図 を亙ｔｖ〕 第 ７ 図 龜圧（−ｖ）
行った従来のキャパシタの′電流−電圧特性、第３図は
本発明の一実施例としてのキャパシタの断面図、第４図
、第５図、第６図および第７図は熱処理を行った本発明
によるキャパシタの電流−電圧特性図である。 １．３１・・・Ｓｉ基板、２，３２・・・素子間分離絶
縁１１ｆＬ ３ 、３３−ＴａｚＯｓ 、４ ａ、 ３
４ ａ−Ａｔ電極、４ｂ、３４ｂ・・・高誘点金属また
は高誘点金属第 １ 口 ／ 斯 ３ 図 第 ２ 図 を圧ｔｖ〕 第 ４− 図 第 ５ 図 第 ｔ 図 を亙ｔｖ〕 第 ７ 図 龜圧（−ｖ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、第１の導逝体／第２の導電体／絶縁膜／８ｉがそれ
ぞれ積層されてなるＭＩＳ型キャノ（シタにおいて、上
記第２の導電体はＷ 、 Ｍ Ｏ−Ｔ Ｉ Ｗ ＋Ｗシ
リサイドおよびＭｏシリサイドからなる群の少なくとも
一考によって形成されることを特徴とするキャパシタ。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記第１の導電体
は前記第２の導電体の電気伝導度よりも大きい電気伝導
度を有する導電体によって形成されていることを特徴と
するキャノ（シタ。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記第１の導電体
はＡ４．Ａｕｌ Ａｇｌ Ｃｕを含んでいる導電体であ
ることを特徴とするキャノくシタ。 ４、特許請求の範囲第１項において、前記絶縁膜は酸化
タンタル、酸化ニオビウム、酸化チタン、および酸化〕
・フニウムからなる群の少なくとも一去ＦＦって１に虚
されていることを特徴トスルキャパシタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21397483A JPS60107855A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | キヤパシタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21397483A JPS60107855A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | キヤパシタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60107855A true JPS60107855A (ja) | 1985-06-13 |
Family
ID=16648144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21397483A Pending JPS60107855A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | キヤパシタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60107855A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01189950A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-07-31 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体容量素子の製造方法 |
-
1983
- 1983-11-16 JP JP21397483A patent/JPS60107855A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01189950A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-07-31 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体容量素子の製造方法 |
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