JPS6350867B2 - - Google Patents
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- JPS6350867B2 JPS6350867B2 JP58210694A JP21069483A JPS6350867B2 JP S6350867 B2 JPS6350867 B2 JP S6350867B2 JP 58210694 A JP58210694 A JP 58210694A JP 21069483 A JP21069483 A JP 21069483A JP S6350867 B2 JPS6350867 B2 JP S6350867B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/702—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof of thick-or thin-film circuits or parts thereof
- H01L21/707—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof of thick-or thin-film circuits or parts thereof of thin-film circuits or parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
-
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-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/40—Capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- Y10T29/43—Electric condenser making
- Y10T29/435—Solid dielectric type
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Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は、無線周波（r.f.）集積回路、更に詳
細には集中定数回路素子の製造に関する。
細には集中定数回路素子の製造に関する。
（背景技術）
当該技術分野において周知の如く、抵抗及びコ
ンデンサは増幅回路に必要である。特に、電界効
果トランジスタ（FET）やr.f.伝送線路を使用す
る増幅器が無線周波数の範囲で作動するときは、
抵抗及びコンデンサはFETのインピーダンスを
伝送線路のインピーダンスに整合させるために必
要となる。そのようなコンデンサは、典型的には
0.1乃至4.0ピコフアラド（pf）の値を有する。コ
ンデンサは、また、回路に与えられるバイアス・
ラインのフイルタとしても必要である。このコン
デンサは、前述のコンデンサよりも大きな値で、
典型的には30〜60pfのキヤパシタンスを有する。
0.1乃至4pfの範囲のキヤパシタンスを有するコン
デンサを製造するときは、窒化シリコンが絶縁体
としてしばしば使用される。しかし、誘電率が７
程度で比較的低く、30〜60pfの範囲のキヤパシタ
ンスを有するコンデンサを供給するのには非常に
大きな回路領域部分を使用する大きなコンデンサ
が必要となる。更に、そのように大きな面積を有
するコンデンサは、ある応用においては、加えら
れるr.f.信号の波長に比較して大きいサイズのた
めに、コンデンサの集中定数素子特性を否定して
しまうことになる、こうして、他のより大きな誘
電率の材料を使用して、コンデンサの面積に対す
るコンデンサのキヤパシタンスの比を大きくす
る。その材料の一例が酸化タンタルである。
ンデンサは増幅回路に必要である。特に、電界効
果トランジスタ（FET）やr.f.伝送線路を使用す
る増幅器が無線周波数の範囲で作動するときは、
抵抗及びコンデンサはFETのインピーダンスを
伝送線路のインピーダンスに整合させるために必
要となる。そのようなコンデンサは、典型的には
0.1乃至4.0ピコフアラド（pf）の値を有する。コ
ンデンサは、また、回路に与えられるバイアス・
ラインのフイルタとしても必要である。このコン
デンサは、前述のコンデンサよりも大きな値で、
典型的には30〜60pfのキヤパシタンスを有する。
0.1乃至4pfの範囲のキヤパシタンスを有するコン
デンサを製造するときは、窒化シリコンが絶縁体
としてしばしば使用される。しかし、誘電率が７
程度で比較的低く、30〜60pfの範囲のキヤパシタ
ンスを有するコンデンサを供給するのには非常に
大きな回路領域部分を使用する大きなコンデンサ
が必要となる。更に、そのように大きな面積を有
するコンデンサは、ある応用においては、加えら
れるr.f.信号の波長に比較して大きいサイズのた
めに、コンデンサの集中定数素子特性を否定して
しまうことになる、こうして、他のより大きな誘
電率の材料を使用して、コンデンサの面積に対す
るコンデンサのキヤパシタンスの比を大きくす
る。その材料の一例が酸化タンタルである。
酸化タンタル誘電体を有するコンデンサを供給
するためには、酸化タンタルは被着なるいは成長
させなければならない。酸化タンタル膜を被着さ
せる場合、１つの問題は膜の均一性を維持するこ
とである。酸化タンタルを成長させるときの最大
の問題は、表面欠陥のないタンタル層（酸化タン
タルから成長する）を供給することである。表面
欠陥はよく生じるので、酸化タンタル誘電体を有
するコンデンサを供給することはあまり成功しな
かつた。特に、基板が前の処理ステツプから被着
される金属化ステツプを有する場合の回路部は、
タンタル膜に欠陥を形成しやすい。酸化タンタル
膜の成長中、欠陥があるとタンタル層と基板との
間に短絡を生じさせ、基板にダメージを与えるの
で、欠陥の防止は重要なことである。
するためには、酸化タンタルは被着なるいは成長
させなければならない。酸化タンタル膜を被着さ
せる場合、１つの問題は膜の均一性を維持するこ
とである。酸化タンタルを成長させるときの最大
の問題は、表面欠陥のないタンタル層（酸化タン
タルから成長する）を供給することである。表面
欠陥はよく生じるので、酸化タンタル誘電体を有
するコンデンサを供給することはあまり成功しな
かつた。特に、基板が前の処理ステツプから被着
される金属化ステツプを有する場合の回路部は、
タンタル膜に欠陥を形成しやすい。酸化タンタル
膜の成長中、欠陥があるとタンタル層と基板との
間に短絡を生じさせ、基板にダメージを与えるの
で、欠陥の防止は重要なことである。
（発明の概要）
本発明によれば、最初に基板と接触部の上に絶
縁層を形成することによつて、接触部を有する基
板の上に陽極酸化コンデンサが形成される。接触
部はコンデンサの第１プレートを供給する。絶縁
層は次の陽極処理中基板を保護するために設けら
れ、基板の抵抗を増加させる。タンタル等のバル
ブ・メタル（valve metal）層が絶縁層の上に被
着され、次にマスク層がタンタル層の上に被着さ
れる。マスク層は第１接触部と位置合せされた領
域を露出するようにパターン化される。タンタル
層の露出した領域は陽極処理されてタンタル層の
領域が酸化タンタル層に変換される。次に、マス
ク層が除去され、酸化タンタル層がエツチングさ
れてコンデンサを画定し、コンデンサの第２プレ
ートが第１プレートと位置を合せて形成される。
このような構成によつて、絶縁層は、タンタルの
陽極処理中に基板に短絡を生じさせる可能性のあ
るタンタル層内の欠陥から、基板表面を保護す
る。更に、絶縁層は他の型式のコンデンサの誘電
体として作用することができ、そのコンデンサは
陽極酸化コンデンサと同時に形成することができ
る。更に、その絶縁層は必要な場所の表面不活性
化層として作用することができる。
縁層を形成することによつて、接触部を有する基
板の上に陽極酸化コンデンサが形成される。接触
部はコンデンサの第１プレートを供給する。絶縁
層は次の陽極処理中基板を保護するために設けら
れ、基板の抵抗を増加させる。タンタル等のバル
ブ・メタル（valve metal）層が絶縁層の上に被
着され、次にマスク層がタンタル層の上に被着さ
れる。マスク層は第１接触部と位置合せされた領
域を露出するようにパターン化される。タンタル
層の露出した領域は陽極処理されてタンタル層の
領域が酸化タンタル層に変換される。次に、マス
ク層が除去され、酸化タンタル層がエツチングさ
れてコンデンサを画定し、コンデンサの第２プレ
ートが第１プレートと位置を合せて形成される。
このような構成によつて、絶縁層は、タンタルの
陽極処理中に基板に短絡を生じさせる可能性のあ
るタンタル層内の欠陥から、基板表面を保護す
る。更に、絶縁層は他の型式のコンデンサの誘電
体として作用することができ、そのコンデンサは
陽極酸化コンデンサと同時に形成することができ
る。更に、その絶縁層は必要な場所の表面不活性
化層として作用することができる。
（実施例の説明）
第１図を参照すると、ここでは半絶縁ガリウム
砒素（GaAs）から成る基板１２は一対の金属接
触部１４，１６を有する。金属接触部１４，１６
は、ここでは金、ゲルマニウム及びニツケルから
成り基板１２上に形成される層で、周知の方法で
パターン化される。金属接触部１４，１６の形成
後、窒化シリコン（Si3N4）から成り5000オング
ストローム（Ａ）の絶縁層１８が、図示の如く、
基板１２及び金属接触部１４，１６の全体上にプ
ラズマ被着される。窒化シリコン層１８は、第
６，７図に関連して後述する態様で、例えば
FETのインピーダンス・マツチングに使用され
る小さいキヤパシタンスのコンデンサに対する絶
縁層を形成するために設けられる。更に、絶縁層
１８は、バルブ・メタル層（金属接触部１４，１
６によつて与えられる段１４′，１６′を横断す
る）の端部を絶縁することによつて、バルブメタ
ル層の一部の陽極処理中にその層特に段１４′，
１６′の上に生じる欠陥がバルブ・メタル層と基
板との間に短絡回路を生じさせないで、大きなキ
ヤパシタンスのコンデンサの歩留りを改善する。
更に、絶縁層は、必要であれば、基板１２の表面
の不活性化に使用することができる。絶縁層１８
は、ここではフレオン・プラズマ・エツチングを
使用して選択された領域でパターン化され、そこ
に開口１９，１９′を与える。開口１９は、陽極
酸化コンデンサが形成される予定の金属接触部１
６の上の位置を合せた領域に形成され、開口１
９′は、第６及び７図に示すように、バルブ・フ
イルム抵抗が形成される領域に設けられる。ここ
では、開口１９，１９′はウインドウを与え、そ
の内でバルブ・メタル（第２図に関連して述べ
る）が基板１２と電気的接触をして抵抗を与え、
金属接触部１６と接触してバルブ・メタルの陽極
酸化がコンデンサの誘電体を形成する領域を画定
する。
砒素（GaAs）から成る基板１２は一対の金属接
触部１４，１６を有する。金属接触部１４，１６
は、ここでは金、ゲルマニウム及びニツケルから
成り基板１２上に形成される層で、周知の方法で
パターン化される。金属接触部１４，１６の形成
後、窒化シリコン（Si3N4）から成り5000オング
ストローム（Ａ）の絶縁層１８が、図示の如く、
基板１２及び金属接触部１４，１６の全体上にプ
ラズマ被着される。窒化シリコン層１８は、第
６，７図に関連して後述する態様で、例えば
FETのインピーダンス・マツチングに使用され
る小さいキヤパシタンスのコンデンサに対する絶
縁層を形成するために設けられる。更に、絶縁層
１８は、バルブ・メタル層（金属接触部１４，１
６によつて与えられる段１４′，１６′を横断す
る）の端部を絶縁することによつて、バルブメタ
ル層の一部の陽極処理中にその層特に段１４′，
１６′の上に生じる欠陥がバルブ・メタル層と基
板との間に短絡回路を生じさせないで、大きなキ
ヤパシタンスのコンデンサの歩留りを改善する。
更に、絶縁層は、必要であれば、基板１２の表面
の不活性化に使用することができる。絶縁層１８
は、ここではフレオン・プラズマ・エツチングを
使用して選択された領域でパターン化され、そこ
に開口１９，１９′を与える。開口１９は、陽極
酸化コンデンサが形成される予定の金属接触部１
６の上の位置を合せた領域に形成され、開口１
９′は、第６及び７図に示すように、バルブ・フ
イルム抵抗が形成される領域に設けられる。ここ
では、開口１９，１９′はウインドウを与え、そ
の内でバルブ・メタル（第２図に関連して述べ
る）が基板１２と電気的接触をして抵抗を与え、
金属接触部１６と接触してバルブ・メタルの陽極
酸化がコンデンサの誘電体を形成する領域を画定
する。
第２図を参照すると、バルブ・メタル、例えば
タンタルから成り厚さ3000Aの層２０が基板１２
の表面全体に反応スパツタされる。タンタル層２
０は次の様に反応スパツタされる。不活性スパツ
タ・ガス、ここではアルゴン（タンタル・ターゲ
ツトからタンタル部分を取り出し、それを基板１
２にスパツタ被着させるためのガス放電装置で使
用される）が基板１２とタンタル源（図示せず）
を収容する適当な容器（図示せず）に与えられ
る。１％の分圧の窒素（N2）が容器に入れられ
る。アルゴンのガス放電中、タンタル源の一部は
その源から取り出されて基板１２に被着される。
タンタル層２０を有する基板１２には窒素（N2）
も被着される。こうして、層２０はタンタルと窒
素から成る非化学量論的構造で形成される。タン
タル層２０は20原子パーセントの窒素分（Ta：
Ｎ（20％））を有する。窒素は、ここでは、第６，
７図に関連して説明するように受動素子のある電
気特性を強化するために加えられる。開口１９
（第１図）に対応する領域には、タンタル層２０
が金属接触部１６との機械的及び電気的接触を行
う。更に、第２図に示すように、タンタル層２０
が基板１２の部分２１に沿つて開口１９′を通し
て被着される。この領域２１は、第５及び６図に
関連して後述するような態様で薄膜タンタル抵抗
を作るのに使用される。
タンタルから成り厚さ3000Aの層２０が基板１２
の表面全体に反応スパツタされる。タンタル層２
０は次の様に反応スパツタされる。不活性スパツ
タ・ガス、ここではアルゴン（タンタル・ターゲ
ツトからタンタル部分を取り出し、それを基板１
２にスパツタ被着させるためのガス放電装置で使
用される）が基板１２とタンタル源（図示せず）
を収容する適当な容器（図示せず）に与えられ
る。１％の分圧の窒素（N2）が容器に入れられ
る。アルゴンのガス放電中、タンタル源の一部は
その源から取り出されて基板１２に被着される。
タンタル層２０を有する基板１２には窒素（N2）
も被着される。こうして、層２０はタンタルと窒
素から成る非化学量論的構造で形成される。タン
タル層２０は20原子パーセントの窒素分（Ta：
Ｎ（20％））を有する。窒素は、ここでは、第６，
７図に関連して説明するように受動素子のある電
気特性を強化するために加えられる。開口１９
（第１図）に対応する領域には、タンタル層２０
が金属接触部１６との機械的及び電気的接触を行
う。更に、第２図に示すように、タンタル層２０
が基板１２の部分２１に沿つて開口１９′を通し
て被着される。この領域２１は、第５及び６図に
関連して後述するような態様で薄膜タンタル抵抗
を作るのに使用される。
ここで第３図を参照すると、基板１２の表面全
体にホトレジスト層２２が被着される。このホト
レジスト層は開口２２′を供給する位置でパター
ン化され、開口２２′（金属接触部１６と位置が
合される）は酸化タンタル・コンデンサが形成さ
れるべき領域を与える。ホトレジスト層２２はタ
ンタル層２０の選択的陽極処理を可能とし、第
４，８及び８Ａ図と関連して説明する酸化タンタ
ル層を形成する。従つて、第３図に示すように、
ホトレジスト層２２は金属接触部１４の上、及び
タンタル抵抗が形成される部分２１のタンタル層
２０の領域の上に設けられる。
体にホトレジスト層２２が被着される。このホト
レジスト層は開口２２′を供給する位置でパター
ン化され、開口２２′（金属接触部１６と位置が
合される）は酸化タンタル・コンデンサが形成さ
れるべき領域を与える。ホトレジスト層２２はタ
ンタル層２０の選択的陽極処理を可能とし、第
４，８及び８Ａ図と関連して説明する酸化タンタ
ル層を形成する。従つて、第３図に示すように、
ホトレジスト層２２は金属接触部１４の上、及び
タンタル抵抗が形成される部分２１のタンタル層
２０の領域の上に設けられる。
第４，８及び８Ａ図を参照すると、酸化タンタ
ル（Ta2O5）の層２０′がホトレジスト層２２の
開口２２′に形成される。酸化タンタル層２０′は
次の様に形成される。図示の如く、前もつて被着
されたタンタル層６２を有するガラス・スライド
６０の上に基板１２が取り付けられる。基板１２
の上に被着されたホトレジスト層２２の一部（第
３図）が除去され、タンタル層２０の下層部２０
ａ，２０ｂが露出する。シルバー・ペイント６４
（イリノイ州・ロツクフオードのG.C.
Electronics、Division of Hydrometalsから市
販されている、キヤリアー剤に銀粒子が浮遊して
いる溶液）が部分２０ａ，２０ｂの上に塗られ、
タンタル層２０とタンタル層６２の間の電気的接
触を与える。基板１２に近接するスライド６０の
一部及びシルバー・ペイント部は次に適当なワツ
クス６６でコーテイングされ、基板１２の側面部
を電気的に絶縁する。電気的接触はタンタル層６
２にも行なわれ、例えば第８図に示すようにクリ
ツプ６８と接触する。ワツクス層７６の中で電気
的に絶縁されるクリツプ６８は、第１線路６９ａ
を経由して電源／傾斜信号発生器６９（ここでは
電源の正電圧）に取り付けられる。電源の負側は
線路６９ｂを介してタンタル電極６７に接続され
る。この電極と基板１２は、適当な電解液（ここ
ではクエン酸）を入れたタブ７０の内に沈められ
る。本発明によれば、ホトレジスト層２２内の開
口２２′を通して選択的に露出されるタンタル層
２０は、タンタル層６２、従つてタンタル層２０
と電極６７との間に100ボルトの電圧傾斜信号を
加えることによつて、その領域が陽極処理され
る。電圧信号は初期値がＯボルトでピーク値が
100ボルトの傾斜電圧信号である。傾斜電圧は約
１／２時間の周期を有する。電圧信号が100ボルトに
達すると、約10分間100ボルトに維持されて、製
造される酸化タンタル膜の品質を高める。ここで
は電流レベルではなく電圧レベルが制御されて、
基板１２上のタンタル層２０の選択された領域２
０′の比較的均一な陽極処理が行なわれる。即ち、
コンデンサを含む回路（図示せず）を有する基板
１２を横切つて、タンタル層２０の一部は、金属
接触部１６を電解液に露出してコンデンサが形成
される領域に孔又は欠陥を有して、基板に短絡を
生じさせる。そして、もし一定電流信号が酸化工
程中に加えられると、電流の大部分はその欠陥を
通つて基板に流れ、タンタル層２０の残りの部分
には陽極処理を均一に行うための電流が不足する
ことになる。電圧を制御することによつて、電流
を変化させることができる。こうして、ほとんど
あるいは全然欠陥のないウエハ上の電流レベルは
一定になる。多数の欠陥があるウエハ上では、電
流は一定とならず変化する。欠陥を有する基板の
領域に形成される回路（図示せず）は実用的では
ないが、その基板の上に形成された残りの回路は
有用であり、欠陥の存在にもかかわらず有効な電
流の一部を欠陥を通して基板に流す技術によつ
て、電圧を制御しながら電流を変化させる技術
が、ウエハの他の部分にいくつかの欠陥があるに
もかかわらず充分な電流を流してタンタル層の均
一な陽極化を可能にする。基板１２上の陽極処理
がされる領域はガラス・スライド上のタンタル層
６２に対して比較的小さい。こうして、タンタル
層６２はバラストとして作用し、電流量、従つて
タンタル層２０の露出された部分２０′から発生
される酸化タンタルの割合を制御する。
ル（Ta2O5）の層２０′がホトレジスト層２２の
開口２２′に形成される。酸化タンタル層２０′は
次の様に形成される。図示の如く、前もつて被着
されたタンタル層６２を有するガラス・スライド
６０の上に基板１２が取り付けられる。基板１２
の上に被着されたホトレジスト層２２の一部（第
３図）が除去され、タンタル層２０の下層部２０
ａ，２０ｂが露出する。シルバー・ペイント６４
（イリノイ州・ロツクフオードのG.C.
Electronics、Division of Hydrometalsから市
販されている、キヤリアー剤に銀粒子が浮遊して
いる溶液）が部分２０ａ，２０ｂの上に塗られ、
タンタル層２０とタンタル層６２の間の電気的接
触を与える。基板１２に近接するスライド６０の
一部及びシルバー・ペイント部は次に適当なワツ
クス６６でコーテイングされ、基板１２の側面部
を電気的に絶縁する。電気的接触はタンタル層６
２にも行なわれ、例えば第８図に示すようにクリ
ツプ６８と接触する。ワツクス層７６の中で電気
的に絶縁されるクリツプ６８は、第１線路６９ａ
を経由して電源／傾斜信号発生器６９（ここでは
電源の正電圧）に取り付けられる。電源の負側は
線路６９ｂを介してタンタル電極６７に接続され
る。この電極と基板１２は、適当な電解液（ここ
ではクエン酸）を入れたタブ７０の内に沈められ
る。本発明によれば、ホトレジスト層２２内の開
口２２′を通して選択的に露出されるタンタル層
２０は、タンタル層６２、従つてタンタル層２０
と電極６７との間に100ボルトの電圧傾斜信号を
加えることによつて、その領域が陽極処理され
る。電圧信号は初期値がＯボルトでピーク値が
100ボルトの傾斜電圧信号である。傾斜電圧は約
１／２時間の周期を有する。電圧信号が100ボルトに
達すると、約10分間100ボルトに維持されて、製
造される酸化タンタル膜の品質を高める。ここで
は電流レベルではなく電圧レベルが制御されて、
基板１２上のタンタル層２０の選択された領域２
０′の比較的均一な陽極処理が行なわれる。即ち、
コンデンサを含む回路（図示せず）を有する基板
１２を横切つて、タンタル層２０の一部は、金属
接触部１６を電解液に露出してコンデンサが形成
される領域に孔又は欠陥を有して、基板に短絡を
生じさせる。そして、もし一定電流信号が酸化工
程中に加えられると、電流の大部分はその欠陥を
通つて基板に流れ、タンタル層２０の残りの部分
には陽極処理を均一に行うための電流が不足する
ことになる。電圧を制御することによつて、電流
を変化させることができる。こうして、ほとんど
あるいは全然欠陥のないウエハ上の電流レベルは
一定になる。多数の欠陥があるウエハ上では、電
流は一定とならず変化する。欠陥を有する基板の
領域に形成される回路（図示せず）は実用的では
ないが、その基板の上に形成された残りの回路は
有用であり、欠陥の存在にもかかわらず有効な電
流の一部を欠陥を通して基板に流す技術によつ
て、電圧を制御しながら電流を変化させる技術
が、ウエハの他の部分にいくつかの欠陥があるに
もかかわらず充分な電流を流してタンタル層の均
一な陽極化を可能にする。基板１２上の陽極処理
がされる領域はガラス・スライド上のタンタル層
６２に対して比較的小さい。こうして、タンタル
層６２はバラストとして作用し、電流量、従つて
タンタル層２０の露出された部分２０′から発生
される酸化タンタルの割合を制御する。
これによつて、誘電率Ｋが約Ｋ＝21、厚さが約
1400オングストロームの酸化タンタル膜ができ
る。しかし、酸化タンタル膜の厚さは傾斜電圧の
ピークを制御することによつて選択的に制御され
る。当該技術分野で知られているように、陽極処
理で成長する酸化膜の厚さは加えられる電圧レベ
ルの関数である。更に、タンタルの陽極処理の詳
細は、Van Npstrand Reinhold Companyの
Robert W.Berry等著の「Thin Film
Technology」（ニユーヨーク、1968年）、271〜
285ページに記載されている。このように、酸化
タンタル層はタンタル層２０の露出された部分２
０′から成長する。
1400オングストロームの酸化タンタル膜ができ
る。しかし、酸化タンタル膜の厚さは傾斜電圧の
ピークを制御することによつて選択的に制御され
る。当該技術分野で知られているように、陽極処
理で成長する酸化膜の厚さは加えられる電圧レベ
ルの関数である。更に、タンタルの陽極処理の詳
細は、Van Npstrand Reinhold Companyの
Robert W.Berry等著の「Thin Film
Technology」（ニユーヨーク、1968年）、271〜
285ページに記載されている。このように、酸化
タンタル層はタンタル層２０の露出された部分２
０′から成長する。
ここで、第５，６図を参照すると、基板１２は
タブ７０から取り出される。ワツクス層６２は基
板１２の端部から除去され、基板は残つたワツク
ス又は電解液の残留部がきれいにされて、ホトレ
ジスト層２２が周知の技術によつて除去される。
第２のホトレジスト層２４は次に基板１２の上に
配置され、選択的に領域２５でパターン化され、
実際の集中定数素子構造にパターン化するエツチ
ング・マスクが供給される。第６図に示すよう
に、窒化シリコン層１８の選択される部分及びタ
ンタル層２０が、ここではフレオン・プラズマ・
エツチング（図示せず）を使用して食刻され、各
コンデンサの誘電体のための領域を決定し、ま
た、タンタル抵抗のためのタンタル層２０のスト
リツプ２０″が設けられる。第６図に同様に示さ
れるように、上部金属接触部２６，２８は窒化シ
リコン層１８の残りの部分及び酸化タンタル層２
０′の上に設けられ、その金属接触部２６，２８
はその下の対応するパツド１４，１６と位置が合
せられる。更に、一対の金属接触部２９，２９′
は基板１２の上にタンタル層２０の領域２０″と
接触して形成され、当該技術分野で知られている
態様でタンタル抵抗３４を形成する。こうして、
第６図に示すように、窒化シリコン絶縁コンデン
サ３０は第１の領域に設けられ、酸化タンタル絶
縁コンデンサ３２は第２の領域に設けられ、そし
てタンタル膜抵抗３４はウエハの第３領域に設け
られる。
タブ７０から取り出される。ワツクス層６２は基
板１２の端部から除去され、基板は残つたワツク
ス又は電解液の残留部がきれいにされて、ホトレ
ジスト層２２が周知の技術によつて除去される。
第２のホトレジスト層２４は次に基板１２の上に
配置され、選択的に領域２５でパターン化され、
実際の集中定数素子構造にパターン化するエツチ
ング・マスクが供給される。第６図に示すよう
に、窒化シリコン層１８の選択される部分及びタ
ンタル層２０が、ここではフレオン・プラズマ・
エツチング（図示せず）を使用して食刻され、各
コンデンサの誘電体のための領域を決定し、ま
た、タンタル抵抗のためのタンタル層２０のスト
リツプ２０″が設けられる。第６図に同様に示さ
れるように、上部金属接触部２６，２８は窒化シ
リコン層１８の残りの部分及び酸化タンタル層２
０′の上に設けられ、その金属接触部２６，２８
はその下の対応するパツド１４，１６と位置が合
せられる。更に、一対の金属接触部２９，２９′
は基板１２の上にタンタル層２０の領域２０″と
接触して形成され、当該技術分野で知られている
態様でタンタル抵抗３４を形成する。こうして、
第６図に示すように、窒化シリコン絶縁コンデン
サ３０は第１の領域に設けられ、酸化タンタル絶
縁コンデンサ３２は第２の領域に設けられ、そし
てタンタル膜抵抗３４はウエハの第３領域に設け
られる。
前述した如く、窒素がタンタルのスパツタリン
グに導入され、タンタルと窒素の非化学量論的層
２０（Ta：Ｎ（20％））が与えられる。本発明に
よつて製造されたデバイスでは、窒素の混入は酸
化タンタル・コンデンサ３２及びタンタル膜抵抗
３４に顕著に有利な影響を与えると理論づけられ
る。第１の改善点はTCR（抵抗の温度係数）、即
ち温度の単位変化に対する抵抗の変化量である。
従来のタンタル膜抵抗ではTCRは典型的には−
150ppm／℃であつたが、本発明に従つて製造さ
れた抵抗３４がTCRが10ppm／℃以下であつた。
第２の改良点は酸化タンタル・コンデンサ３２に
対するTCC（キヤパシタンスの温度係数）で、従
来では200ppm／℃以上であつたが本発明によれ
ば150ppm／℃以下である。また、窒素の混入は
Ta2O5膜及び抵抗３４を形成するタンタル膜の長
期間の安定性を改善する。酸化タンタル・コンデ
ンサを形成するためタンタル膜に窒素を使用する
ことは、1978年６月のIEEE Transactions
Components、Hybrids、Man.Tech.、Vol.
CHMT−１、137〜142頁、M.H.Rottersman等
の「Tantalum Film Capacitors with
Improved A.C.Properties」に記載されている。
グに導入され、タンタルと窒素の非化学量論的層
２０（Ta：Ｎ（20％））が与えられる。本発明に
よつて製造されたデバイスでは、窒素の混入は酸
化タンタル・コンデンサ３２及びタンタル膜抵抗
３４に顕著に有利な影響を与えると理論づけられ
る。第１の改善点はTCR（抵抗の温度係数）、即
ち温度の単位変化に対する抵抗の変化量である。
従来のタンタル膜抵抗ではTCRは典型的には−
150ppm／℃であつたが、本発明に従つて製造さ
れた抵抗３４がTCRが10ppm／℃以下であつた。
第２の改良点は酸化タンタル・コンデンサ３２に
対するTCC（キヤパシタンスの温度係数）で、従
来では200ppm／℃以上であつたが本発明によれ
ば150ppm／℃以下である。また、窒素の混入は
Ta2O5膜及び抵抗３４を形成するタンタル膜の長
期間の安定性を改善する。酸化タンタル・コンデ
ンサを形成するためタンタル膜に窒素を使用する
ことは、1978年６月のIEEE Transactions
Components、Hybrids、Man.Tech.、Vol.
CHMT−１、137〜142頁、M.H.Rottersman等
の「Tantalum Film Capacitors with
Improved A.C.Properties」に記載されている。
以上の如く、本発明によれば、バイアス・ライ
ン上の直流パワーのデカツプリング回路に必要と
されるであろう陽極酸化コンデンサの形成中、よ
り小さい窒化シリコン絶縁コンデンサや薄膜抵抗
（陽極酸化と同じ金属から形成される）がマスク
又は処理工程を付加することなく同時に形成され
る。
ン上の直流パワーのデカツプリング回路に必要と
されるであろう陽極酸化コンデンサの形成中、よ
り小さい窒化シリコン絶縁コンデンサや薄膜抵抗
（陽極酸化と同じ金属から形成される）がマスク
又は処理工程を付加することなく同時に形成され
る。
本発明を以上実施例に従つて説明したが、本発
明の範囲内で他の実施例が可能であることは当業
者には明らかである。
明の範囲内で他の実施例が可能であることは当業
者には明らかである。
第１，２，３，４，５，６図は、本発明による
集中定数受動素子の製造ステツプを示す一連の断
面図である。第７図は第６図の平面図である。第
８図は絶縁膜の陽極成長中に使用される装置の平
面図である。第８Ａ図は第８図の一部の線８Ａ−
８Ａからの断面図である。 （符号説明） １２：基板、１４，１６：金属
接触部、１８：絶縁層、１９，１９′：開口、２
０：タンタル層、２２：ホトレジスト層。
集中定数受動素子の製造ステツプを示す一連の断
面図である。第７図は第６図の平面図である。第
８図は絶縁膜の陽極成長中に使用される装置の平
面図である。第８Ａ図は第８図の一部の線８Ａ−
８Ａからの断面図である。 （符号説明） １２：基板、１４，１６：金属
接触部、１８：絶縁層、１９，１９′：開口、２
０：タンタル層、２２：ホトレジスト層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板上に被着された第１金属接触部と、前記
第１金属接触部の周辺端部上に被着された絶縁材
から成る領域と、 前記絶縁材領域及び前記第１金属接触部の上に
被着されるバルブ・メタル層と、 前記バルブ・メタルの層上のバルブ・メタルの
酸化層と、 前記バルブ・メタル酸化層の上に被着される第
２金属接触部と、 から構成される、基板中に形成されたコンデン
サ。 ２ 前記バルブ・メタル酸化層が、窒素を含み非
化学量論的構造を有する特許請求の範囲第１項記
載のコンデンサ。 ３ 基板の上に被着された金属接触部の上に陽極
酸化誘電体コンデンサを形成する方法であつて、 前記金属接触部及び基板の上に絶縁材から成る
層を被着し、 前記絶縁層に前記金属接触部と位置を合せて開
口を設けてその金属接触部を露出させ、 前記絶縁層及び前記金属接触部上にバルブ・メ
タル層を供給し、 前記金属接触部上に被着されたバルブ・メタル
の領域に実質上限定されたバルブ・メタル層の一
部を陽極酸化処理して陽極酸化誘電体を生じさ
せ、 前記陽極酸化誘電体の上に第２金属接触部をメ
ツキする、 ステツプから成る方法。 ４ 前記絶縁層上にバルブ・メタルを供給するス
テツプにおいて、所定量の非化学量論的試剤が用
いられ、バルブ・メタルと試剤とから成る非化学
量論的層が形成される、特許請求の範囲第３項記
載の方法。 ５ 前記非化学量論的試剤が窒素である特許請求
の範囲第４項記載の方法。 ６ 第１の材料から成る絶縁体を有する第１コン
デンサ、第２材料の酸化物から成る絶縁体を有す
る第２コンデンサ、及び抵抗を形成する方法であ
つて、 基板上に一対の電極を形成し、 前記電極及び基板上に前記第１材料から成る層
を被着し、 前記層に前記電極の一方と位置を合せた第１開
口を設けるとともに、前記基板の一部を露出させ
る第２開口を設け、 前記第１及び第２開口に第２材料から成る層を
被着し、 前記第１開口に配置された第２材料の一部を第
２材料の酸化物に変換し、 前記一対の電極の各々の上に接触部を設けてコ
ンデンサを形成し、前記第２開口に配置された第
２材料の上に一対の電極を設けて抵抗を形成す
る、 ステツプから構成される方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US440479 | 1982-11-09 | ||
| US06/440,479 US4458295A (en) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | Lumped passive components and method of manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5999756A JPS5999756A (ja) | 1984-06-08 |
| JPS6350867B2 true JPS6350867B2 (ja) | 1988-10-12 |
Family
ID=23748909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58210694A Granted JPS5999756A (ja) | 1982-11-09 | 1983-11-09 | 陽極酸化コンデンサ及び製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4458295A (ja) |
| JP (1) | JPS5999756A (ja) |
| DE (1) | DE3340563C2 (ja) |
| FR (1) | FR2535893B1 (ja) |
| GB (1) | GB2129717B (ja) |
Families Citing this family (28)
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| US4805071A (en) * | 1987-11-30 | 1989-02-14 | Texas Instruments Incorporated | High voltage capacitor for integrated circuits |
| CH674085A5 (ja) * | 1988-03-03 | 1990-04-30 | Martin Ineichen | |
| DE3900512A1 (de) * | 1989-01-10 | 1990-07-19 | Tucker Gmbh Bostik | Halbleiterbauelement fuer ein schaltnetzteil |
| US5434742A (en) * | 1991-12-25 | 1995-07-18 | Hitachi, Ltd. | Capacitor for semiconductor integrated circuit and method of manufacturing the same |
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| US5541442A (en) * | 1994-08-31 | 1996-07-30 | International Business Machines Corporation | Integrated compact capacitor-resistor/inductor configuration |
| US5666004A (en) * | 1994-09-28 | 1997-09-09 | Intel Corporation | Use of tantalum oxide capacitor on ceramic co-fired technology |
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| US5777384A (en) * | 1996-10-11 | 1998-07-07 | Motorola, Inc. | Tunable semiconductor device |
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| AU2001231203A1 (en) * | 2000-01-28 | 2001-08-07 | The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas | Rc terminator and production method therefor |
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| US7005722B2 (en) * | 2001-01-26 | 2006-02-28 | The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas | RC terminator and production method therefor |
| JP2004152796A (ja) * | 2002-10-28 | 2004-05-27 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
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| US7290315B2 (en) * | 2004-10-21 | 2007-11-06 | Intel Corporation | Method for making a passive device structure |
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| US20060091495A1 (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-04 | Palanduz Cengiz A | Ceramic thin film on base metal electrode |
| US20060220177A1 (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-05 | Palanduz Cengiz A | Reduced porosity high-k thin film mixed grains for thin film capacitor applications |
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|---|---|---|---|---|
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1983
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