KR100475730B1 - Variable Capacitors and Manufacturing Methods - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제품의 설계 변경 없이 커패시터의 정전용량 가변 또는 증대시킬 수 있는 가변 용량 커패시터에 관한 것으로서, 다층 배선시 하부 구조물들과 상부 배선층을 절연하기 위한 층간절연막 상에 커패시터를 형성하는 반도체 소자에 있어서, 상기 커패시터가 순차 적층된 복수개의 금속패턴들과 상기 금속패턴들 사이에 개재된 유전막들을 구비하여 복수개의 커패시터로 이루어진 데에 특징이 있다. 이러한 본 발명은 하나의 금속패턴을 형성함에 있어서, 직렬형으로 하나의 연속적인 금속패턴을 하부 커패시터의 상부전극과 상부 커패시터의 하부전극으로 동시에 이용할 수도 있으며, 병렬형으로 하나의 금속패턴을 두 개로 분리하고 그 중 하나는 하부 커패시터의 상부전극으로, 다른 하나는 상부 커패시터의 하부전극으로 사용할 수도 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable capacitance capacitor capable of varying or increasing the capacitance of a capacitor without changing the design of a product. The present invention relates to a semiconductor device in which a capacitor is formed on an interlayer insulating film for insulating the lower structures and the upper wiring layer during multilayer wiring. The plurality of capacitors may include a plurality of metal patterns in which the capacitors are sequentially stacked and dielectric layers interposed between the metal patterns. In the present invention, in forming one metal pattern, one continuous metal pattern in series may be simultaneously used as the upper electrode of the lower capacitor and the lower electrode of the upper capacitor. One of them may be used as the upper electrode of the lower capacitor, and the other may be used as the lower electrode of the upper capacitor.
Description
본 발명은 가변 용량 커패시터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정밀한 아날로그 소자에 채용되는 가변 용량 커패시터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
반도체 소자는 통상적으로 모스(MOS; Metal Oxide-Semiconductor) 구조, PN 접합 구조, 폴리실리콘-절연체-폴리실리콘(PIP) 구조, 금속-절연체-금속(MIM) 구조 등의 커패시터를 사용한다.The semiconductor device typically uses a capacitor such as a metal oxide-semiconductor (MOS) structure, a PN junction structure, a polysilicon-insulator-polysilicon (PIP) structure, and a metal-insulator-metal (MIM) structure.
이들 커패시터 중에서 MIM 구조 이외의 모든 커패시터는 적어도 한쪽 전극 을 단결정실리콘 또는 다결정실리콘으로 만들기 때문에 전극의 저항을 감소시키는 데에는 한계가 있었다. 따라서 전극으로 단결정 또는 다결정 실리콘을 사용하는 커패시터는 고속화의 구현이 어렵다. 그 이유는 커패시터 고속화 구현을 위해서는 주파수 의존성의 감소를 위하여 커패시터 전극의 저항을 감소시키는 것이 필수적이기 때문이다.Among these capacitors, all capacitors other than the MIM structure have limitations in reducing the resistance of the electrodes because at least one electrode is made of single crystal silicon or polycrystalline silicon. Therefore, it is difficult to realize a high speed capacitor using a single crystal or polycrystalline silicon as an electrode. This is because it is necessary to reduce the resistance of the capacitor electrode in order to reduce the frequency dependency in order to realize the high speed of the capacitor.
이러한 이유 때문에 고속 커패시터가 요구되는 반도체 소자에서는 도 1 에 도시된 바와 같이 하부 구조물과의 제 1 층간절연막(10) 상부에 하부전극으로 제 1 금속패턴(20)을 구비하고 그 위에 다시 상기 제 1 금속패턴(20)의 일부가 노출되도록 콘택홀이 형성된 다른 층간절연막(12), 유전막(32) 및 상부전극으로 사용되는 제 2 금속패턴(22)이 순차적으로 적층된 MIM 커패시터가 사용되고 있다.For this reason, in a semiconductor device requiring a high speed capacitor, as shown in FIG. 1, the
MIM 커패시터는 반도체 장치의 고집적화에 의한 다층 배선 공정 중에 만들어지는 것으로 저 저항의 전극 구조를 손쉽게 실현할 수 있으며, 전압에 따른 커패시턴스 변화율(VCR; Voltage Coefficient for Capacitor)과, 온도에 따른 커패시턴스 변화율(TCR; Temperature Coefficient for Capacitor)이 PIP 커패시터 보다 낮기 때문에 매우 양호한 전기적 특성을 나타낸다. 따라서 정밀한 아날로그 제품에 주로 사용된다.The MIM capacitor is made during the multi-layer wiring process due to the high integration of the semiconductor device, so that the electrode structure of low resistance can be easily realized. Temperature Coefficient for Capacitor) is lower than that of PIP capacitors, resulting in very good electrical properties. Therefore, it is mainly used for precision analog products.
그러나, MIM 커패시터는 다층 배선 공정시 정전용량을 가변시키기 위해서는 제품 자체의 설계 변경과 제조에 많은 시간이 소모되며, 정전용량을 늘리기 위해서는 제품의 크기가 커지는 등 여러 가지 문제점이 갖고 있다.However, MIM capacitors have a number of problems, such as time-consuming design changes and manufacturing of the product itself in order to vary the capacitance during the multilayer wiring process, and increase in size of the product to increase the capacitance.
따라서 본 발명의 목적은 다층 배선 공정시 정전용량을 손쉽게 가변시킬 수 있는 가변 용량 커패시터를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a variable capacitor capable of easily varying the capacitance in a multilayer wiring process.
또한 본 발명의 다른 목적은 상기 가변 용량 커패시터를 효율적으로 제조할 수 있는 제조 방법을 제공하는 데에 있다.Another object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of efficiently manufacturing the variable capacitor.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 가변 용량 커패시터는, 다층 배선시 하부 구조물들과 상부 배선층을 절연하기 위한 층간절연막 상에 커패시터를 형성하는 반도체 소자에 있어서, 상기 커패시터는 순차 적층된 복수개의 금속패턴들과, 상기 금속패턴들 사이에 개재된 유전막들을 구비하여 복수개의 커패시터가 직렬로 연결된 데에 그 특징이 있다.A variable capacitor for achieving the object of the present invention is a semiconductor device for forming a capacitor on the interlayer insulating film for insulating the lower structures and the upper wiring layer in a multi-layer wiring, the capacitor is a plurality of metal patterns sequentially stacked And dielectric layers interposed between the metal patterns, a plurality of capacitors are connected in series.
이러한 직렬형 가변 용량 커패시터의 제조 방법은, 다층 배선시 반도체 기판 상부에 형성된 하부 구조물들과 그 상부에 형성될 배선층들과의 절연을 위해 제 1 층간절연막을 형성하는 제 1 단계와; 상기 결과물 상부에 금속을 증착한 후 사진 및 식각 공정을 이용하여 제 1 금속패턴을 형성하는 제 2 단계와; 상기 결과물 상부에 제 2 층간절연막을 형성한 후 사진 및 식각 공정을 이용하여 선택적으로 식각하여 상기 제 1 금속패턴의 일부가 노출되도록 콘택홀을 형성하는 제 3 단계와; 상기 결과물의 표면에 제 1 유전막을 형성하는 제 4 단계와; 상기 유전막 상부에 금속을 증착한 후 사진 및 식각 공정을 이용하여 상기 제 1 금속패턴 및 제 1 유전막과 함께 제 1 커패시터를 이루는 제 2 금속패턴을 형성하는 제 5 단계와; 상기 제 3 단계로부터 제 5 단계를 반복 수행하여 상기 결과물 표면에 제 3 층간절연막과, 제 2 유전막, 및 상기 제 2 금속패턴, 제 2 유전막과 함께 제 2 커패시터를 이루는 제 3 금속패턴을 순차적으로 형성하는 제 6 단계를 포함하는 데에 그 특징이 있다.The manufacturing method of the series variable capacitor includes: a first step of forming a first interlayer insulating film for insulating the lower structures formed on the semiconductor substrate and the wiring layers to be formed on the semiconductor substrate during the multi-layer wiring; A second step of forming a first metal pattern using a photo and etching process after depositing a metal on the resultant; Forming a contact hole so that a portion of the first metal pattern is exposed by selectively etching the second interlayer insulating layer on the resultant by using a photo and etching process; Forming a first dielectric film on the surface of the resultant material; Depositing a metal on the dielectric layer, and forming a second metal pattern forming a first capacitor together with the first metal pattern and the first dielectric layer by using a photolithography and an etching process; By repeating the fifth step from the third step, the third interlayer insulating film, the second dielectric film, and the third metal pattern forming the second capacitor together with the second metal pattern and the second dielectric film are sequentially formed on the resultant surface. It is characterized by the sixth step of forming.
또 다른 본 발명에 의한 가변 용량 커패시터는, 다층 배선시 하부 구조물들과 상부 배선층을 절연하기 위한 제 1 층간절연막의 상부에 커패시터가 형성된 반도체 소자에 있어서, 상기 제 1 층간절연막 위에 형성된 제 1 금속패턴과, 상기 제 1 금속패턴의 상부에 유전막을 사이에 두고 적층되어 제 1 커패시터를 형성하는 제 1 금속층과 제 1 금속패턴에 비아를 통해 연결된 제 2 금속층이 분리 구성되는 제 2 금속패턴과, 상기 제 2 금속패턴의 제 2 금속층의 상부에 유전막을 사이에 두고 적층되어 제 1 커패시터와 병렬로 연결되는 제 2 커패시터를 구성함과 동시에 제 2 금속패턴의 제 1 금속층과 비아를 통해 연결되는 제 3 금속패턴을 포함하는 데에 그 특징이 있다.According to another aspect of the present invention, a variable capacitor includes a first metal pattern formed on the first interlayer insulating layer in a semiconductor device in which a capacitor is formed on the first interlayer insulating layer to insulate the lower structures and the upper wiring layer during the multilayer wiring. And a second metal pattern in which a first metal layer stacked on top of the first metal pattern with a dielectric film interposed therebetween to form a first capacitor, and a second metal layer connected to the first metal pattern via vias are separated from each other. A third capacitor which is stacked on top of the second metal layer of the second metal pattern with a dielectric film interposed therebetween to form a second capacitor connected in parallel with the first capacitor, and is connected to the first metal layer of the second metal pattern through vias It is characterized by the inclusion of metal patterns.
이러한 병렬형 가변 용량 커패시터는 위에서 설명한 직렬형 커패시터와 같이 금속패턴을 순차적으로 적층하고 그 사이에 유전막을 개재한 점은 같으나, 직렬형 커패시터에서는 하나의 연속적인 금속패턴을 하부 커패시터의 상부전극과 그 상부 커패시터의 하부전극으로 동시에 이용하였으나, 병렬형 커패시터에서는 하나의 금속패턴을 두 개로 분리하고 그 중 하나는 하부 커패시터의 상부전극으로, 다른 하나는 상부 커패시터의 하부전극으로 사용하였다.The parallel variable capacitor has the same structure as the series capacitor described above by sequentially stacking a metal pattern and interposing a dielectric film therebetween. In the parallel capacitor, one metal pattern was separated into two, and one of them was used as the upper electrode of the lower capacitor and the other was used as the lower electrode of the upper capacitor.
이러한 병렬형 가변 용량 커패시터의 제조 방법은, 다층 배선시 반도체 기판 상부에 형성된 하부 구조물들과 그 상부에 형성될 배선층들과의 절연을 위해 제 1 층간절연막을 형성하는 제 1 단계와; 상기 결과물 상부에 금속을 증착한 후 사진 및 식각 공정을 이용하여 제 1 금속패턴을 형성하는 제 2 단계와; 상기 결과물 상부에 제 2 층간절연막을 형성한 후 사진 및 식각 공정을 이용하여 선택적으로 식각하여 상기 제 1 금속패턴의 일부가 오픈 되도록 제 1 콘택홀을 형성하는 제 3 단계와; 상기 결과물의 표면에 제 1 유전막을 형성하는 제 4 단계와; 상기 결과물 상부로부터 사진 및 식각 공정을 이용하여 상기 제 1 금속패턴이 일부가 오픈 되도록 제 1 비아를 형성하는 제 5 단계와; 상기 결과물 표면에 금속을 증착한 후 사진 및 식각 공정을 이용하여 상기 제 1 콘택홀 상부에 위치하여 제 1 금속패턴 및 제 1 유전막과 함께 제 1 커패시터를 이루는 제 1 금속층과 상기 제 1 비아를 통해 상부에 형성될 제 2 커패시터와 병렬로 연결하기 위한 제 2 금속층이 분리되도록 제 2 금속패턴을 형성하는 제 6 단계와; 상기 결과물 표면에 제 3 층간절연막을 형성한 후 사진 및 식각 공정을 이용하여 선택적으로 식각하여 상기 제 2 금속패턴의 제 2 금속층 일부가 오픈 되도록 제 2 콘택홀을 형성하는 제 7 단계와; 상기 결과물의 표면에 제 2 유전막을 형성한 후 사진 및 식각 공정을 이용하여 상기 제 2 금속패턴의 제 1 금속층 일부가 오픈 되도록 제 2 비아를 형성하는 제 8 단계와; 상기 결과물 표면에 금속을 증착한 후 사진 및 식각 공정을 이용하여 제 2 금속패턴의 제 2 금속층 및 제 2 유전막과 함께 제 2 커패시터를 이루며 제 2 금속패턴의 제 1 금속층과 제 2 비아를 통해 연결되는 제 3 금속패턴을 형성하는 제 9 단계를 포함하는 데에 그 특징이 있다.A method of manufacturing such a parallel variable capacitor includes: a first step of forming a first interlayer insulating film for insulating the lower structures formed on the semiconductor substrate and the wiring layers to be formed on the semiconductor substrate during the multi-layer wiring; A second step of forming a first metal pattern using a photo and etching process after depositing a metal on the resultant; A third step of forming a first contact hole so that a part of the first metal pattern is opened by selectively etching the second interlayer insulating layer on the resultant by using a photo and etching process; Forming a first dielectric film on the surface of the resultant material; A fifth step of forming a first via such that a portion of the first metal pattern is opened by using a photo and etching process from an upper portion of the resultant; After depositing a metal on the surface of the resultant through a first metal layer and the first via positioned on the first contact hole using a photo and etching process to form a first capacitor together with a first metal pattern and a first dielectric layer A sixth step of forming a second metal pattern such that the second metal layer for connecting in parallel with the second capacitor to be formed in the upper portion is separated; Forming a second contact hole so that a part of the second metal layer of the second metal pattern is opened by selectively etching the third interlayer insulating film on the resultant surface by using a photo and etching process; An eighth step of forming a second via so as to open a portion of the first metal layer of the second metal pattern by using a photolithography and an etching process after forming a second dielectric layer on the surface of the resultant; After depositing the metal on the resultant surface, a second capacitor is formed together with the second metal layer and the second dielectric layer of the second metal pattern using a photolithography and an etching process, and then connected through the first metal layer and the second via of the second metal pattern. It is characterized by including a ninth step of forming a third metal pattern to be formed.
이하, 본 발명에 따른 가변 용량 커패시터를 첨부한 도면들을 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, a variable capacitor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 내지 도 11은 본 발명에 따른 직렬형 가변 용량 커패시터의 실시예를 제조공정순으로 나타낸 수직 단면도들로서, 종래의 2층 배선을 사용하는 방법을 연속적으로 반복 수행하여 복수개의 커패시터를 적층시킨 것이다.2 to 11 are vertical cross-sectional views illustrating an embodiment of a series variable capacitance capacitor according to an exemplary embodiment of the present invention, in which a plurality of capacitors are stacked by successively repeating a method using a conventional two-layer wiring.
도 2 내지 도 6 까지는 종래 2층 배선을 사용하는 방법을 그대로 수행하여 제 1 커패시터를 제조하는 공정을 보인 것이다.2 to 6 show a process of manufacturing a first capacitor by performing a method using a conventional two-layer wiring as it is.
구체적으로 먼저 도 2 에서와 같이 반도체 기판 위에 하부 구조물로서 게이트 전극과 소스/드레인 영역을 구비하는 트랜지스터를 형성한 후에, 상기 트랜지스터를 후속 공정시 형성될 상부 구조물들과 콘택홀(도시하지 않음)을 제외한 모든 영역에서 절연시키기 위한 제 1 층간절연막(10)을 형성하고, 상기 제 1 층간절연막(10) 위에 금속, 이를테면 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리 또는 구리 합금을 증착한 후 사진 및 식각 공정을 이용하여 제 1 커패시터의 하부전극으로 사용될 제 1 금속패턴(20)과 소자간 연결하기 위한 제 1 전극배선층을 형성한 후, 이어서 그 상부에 제 2 층간절연막(12)을 형성한다.Specifically, as shown in FIG. 2, first, a transistor including a gate electrode and a source / drain region as a lower structure is formed on a semiconductor substrate, and then the upper structures and contact holes (not shown) to be formed in a subsequent process are formed. A first
상기 제 1 및 제 2 층간절연막(10)(12)으로는 HTO(Hot Temperature Oxide)나 BPSG(Boro-Phospho Silicated Glass)를 침적하여 사용한다.Hot temperature oxide (HTO) or Boro-Phospho Silicated Glass (BPSG) is deposited and used as the first and second
다음 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 층간절연막(12)의 상부에 제 1 커패시터의 하부전극이면서 동시에 제 2 커패시터의 상부전극으로 사용될 금속패턴의 형태를 정의하기 위한 포토레지스트(40) 패턴을 형성하고, 이를 식각마스크로 사용하여 상기 제 1 금속패턴(20)의 표면 일부가 오픈 되도록 테이퍼 건식 식각을 실시하여 콘택홀을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 3 and 4, a photoresist for defining the shape of the metal pattern to be used as the upper electrode of the second capacitor and the lower electrode of the first capacitor on the second
다음 상기 포토레지스트(40)를 제거한 후, 도 5 에 도시된 바와 같이 상기 결과물 상부 전면에 제 1 유전막(32), 이를테면 플라즈마 산화막, p-SiH4 산화막, 고밀도 플라즈마 산화막 등의 산화막이나 플라즈마 질화막과 같은 질화막을 침적한 다.Next, after the
이어서 도 6 에 나타낸 바와 같이, 상기 제 1 유전막(32) 표면에 다시 금속 (알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금 등)을 증착한 후 사진 및 식각 공정을 이용하여 제 1 커패시터의 상부전극이면서 동시에 제 2 커패시터의 하부전극으로 제공되는 제 2 금속패턴(22)과 제 2 전극배선층을 패터닝, 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 6, a metal (aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, etc.) is again deposited on the surface of the first
다음 도 7 에 도시된 바와 같이, 상기 결과물 상부에 제 3 층간절연막(14)을 형성한 후, 도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이 상기 도 4 내지 도 6 에 나타낸 바와 같은 제 1 커패시터의 제조 공정과 동일한 순서로 상기 제 3 층간절연막(14)의 상부에 제 2 유전막(34)과, 제 2 커패시터의 상부 전극인 제 3 금속패턴(24) 및 제 3 전극배선층을 동시에 형성한다.Next, as shown in FIG. 7, after the third interlayer
여기서 미설명 부호 42는 상기 제 2 커패시터의 상부 전극의 형태를 정의하기 위한 포토레지스트 패턴을 보인 것이다.Here,
이와 같은 공정에 의해 제조되는 가변 용량 커패시터는 3층 금속 배선 공정을 사용하여 2 개의 커패시터를 직렬로 연결하였지만, 원하는 정전용량을 획득하기 위해서 추가의 배선 공정으로 그 이상의 커패시터를 형성할 수도 있다.The variable capacitance capacitor manufactured by this process is connected to two capacitors in series using a three-layer metal wiring process, but further capacitors may be formed by an additional wiring process to obtain a desired capacitance.
이러한 직렬형 가변 용량 커패시터는 연속 적층된 3층의 금속패턴들과, 상기 금속패턴들 사이에 유전막으로 형성하므로서 도 12 에 나타낸 바와 같이 예를 들어 상기 제 1 커패시터의 정전용량이 4pF 이고, 상기 제 2 커패시터의 정전용량이 2pF 일 경우 두 커패시터의 전체 정전용량이 약 1.3pF 내지 4pF 까지의 정전용량을 가변적으로 제공할 수 있게 된다.The series variable capacitance capacitor is formed of three layers of metal patterns successively stacked and a dielectric film between the metal patterns, so that, for example, the capacitance of the first capacitor is 4 pF as shown in FIG. When the capacitance of the two capacitors is 2pF, the total capacitance of the two capacitors can provide a variable capacitance of about 1.3pF to 4pF.
도 13 내지 도 25에는 본 발명에 따른 병렬형 가변 용량 커패시터의 실시예를 제조공정순으로 나타냈다.13 to 25 illustrate examples of parallel variable capacitors according to the present invention in the order of manufacturing process.
먼저 도 13 을 참조하면, 직렬형 가변 용량 커패시터와 마찬가지로 반도체 기판 위에 하부 구조물로서 게이트 전극과 소스/드레인 영역을 구비하는 트랜지스터를 형성한 후에, 상기 트랜지스터를 후속 공정시 형성될 상부 구조물들과 콘택홀을 제외한 모든 영역에서 절연시키기 위한 제 1 층간절연막(10)을 형성하고, 그 위에 금속을 증착한 후 포토래지스트(40a)를 식각마스크로 사용하여 제 1 커패시터의 하부전극으로 사용될 제 1 금속패턴(22)과 소자간 연결하기 위한 제 1 전극배선층을 형성한 후, 이어서 그 상부에 제 2 층간절연막(12)을 침적, 형성한다.Referring first to FIG. 13, like a series variable capacitor, a transistor including a gate electrode and a source / drain region as a lower structure is formed on a semiconductor substrate, and then the upper structures and contact holes to be formed in a subsequent process are formed. After forming the first
다음 도 14 및 도 15 에 도시된 바와 같이, 포토레지스트(40a)를 식각마스크로 사용하여 상기 제 1 금속패턴(20)의 표면 일부가 오픈 되도록 상기 제 2 층간절연막(12)을 테이퍼 건식 식각하여 제 1 콘택홀을 형성한 다음, 상기 포토레지스트(40a)를 제거하고 도 16 에 도시된 바와 같이 상기 결과물 상에 제 1 유전막(32)을 침적한다.Next, as shown in FIGS. 14 and 15, the second
다음 도 17 및 도 18 에 나타낸 바와 같이, 상기 결과물의 상부에 포토래지스트(41) 패턴을 형성하고 이를 식각마스크로 사용하여 상기 제 1 콘택홀으로부터 일정 거리 이격된 지점의 제 1 유전막(32) 및 제 2 층간절연막(12)을 선택적으로 식각하여 제 1 금속패턴(20)의 일부가 오픈 되도록 제 1 비아(50)를 형성한다.Next, as shown in FIGS. 17 and 18, a photoresist 41 pattern is formed on an upper portion of the resultant, and the first
제 1 비아(50) 형성시 먼저 등방성 습식식각을 이용하여 제 1 유전막(32)과 제 2 층간절연막(12)의 상부층을 식각한 후 건식식각을 이용하여 제 2 층간절연막(12)의 잔여 부분을 식각하는 것이 바람직하다.When forming the first via 50, first, an upper layer of the first
이어서 도 19 에 나타낸 바와 같이, 상기 결과물의 상부에 금속을 증착하고 사진 및 식각 공정을 사용하여 제 1 콘택홀을 통해 제 1 유전막(32)과 면접하여 하부 제 1 금속패턴(20)과 제 1 캐패시터를 이루는 제 1 금속층(22)과 제 1 비아(50)를 통해 제 1 금속패턴(20)에 연결되는 제 2 금속층(22a)이 분리되도록 제 2 금속패턴과 제 2 금속배선층을 패터닝, 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 19, a metal is deposited on the upper part of the resultant, and is interviewed with the first
다음 도 20 에 도시된 바와 같이 상기 결과물의 상부에 제 3 층간절연막(14)을 침적한 후, 도 21 및 도 22 에서와 같이 포토레지스트(42) 패턴을 식각마스크로 사용하여 제 2 금속패턴의 제 2 금속층(22a)의 일부가 오픈 되도록 상기 제 3 층간절연막(14)을 선택적 식각을 진행하여 제 2 콘택홀을 형성한 후 상기 포토래지스트(42)를 제거한다.Next, as shown in FIG. 20, the third interlayer
다음 도 23 에 나타낸 바와 같이 상기 결과물 상부에 제 2 유전막(34)을 침적하고, 또 다른 포토래지스트를 식각마스크로 사용하여 도 24 에 도시된 바와 같이 제 2 금속패턴의 제 1 금속층(22)의 일부가 오픈 되도록 제 2 비아(52)를 형성한다. 제 2 비아(52)의 형성 방법은 제 1 비아(50)의 형성 방법과 같다.Next, as shown in FIG. 23, a second
다음 도 25 에 도시된 바와 같이, 상기 결과물 상부 전면에 금속을 증착한 후 상기 제 2 비아(52)를 통해 제 1 캐패시터의 상부전극인 제 1 금속층(22)과 연결됨과 동시에 제 2 유전막(34)에 면접하여 상기 제 2 금속패턴의 제 2 금속층(22a)과 제 2 캐패시터를 이루는 제 3 금속패턴(24) 및 제 3 금속배선층을 형성한다.Next, as shown in FIG. 25, after depositing a metal on the entire upper surface of the resultant, the second
이와 같이 방법에 의해 제조되는 병렬형 가변 용량 커패시터는 원하는 정전용량을 확보하기 위하여 상기 결과물 상부에 연속적으로 도 14 내지 도 25 에 도시된 공정 순서를 계속 반복 진행하여 제 3, 제 4 및 그 이상의 커패시터를 형성할 수 있다.The parallel variable capacitance capacitor manufactured by the method as described above is continuously and repeatedly proceeded through the process steps shown in FIGS. 14 to 25 on top of the resultant to secure the desired capacitance. Can be formed.
이러한 병렬형 가변 용량 커패시터는 먼저 설명한 직렬형 커패시터와 같이 연속 적층된 3층의 금속패턴들과 상기 금속패턴들 사이에 유전막으로 형성하므로서 도 16 에 나타낸 바와 같이 예를 들어 상기 제 1 커패시터의 정전용량이 2pF 이고 상기 제 2 커패시터의 정전용량이 2pF일 경우 두 커패시터의 전체 정전용량이 약 4pF가 된다.Such a parallel variable capacitor is formed of a dielectric film between the metal layers of the three layers and the metal layers continuously stacked like the series capacitor described above, and as shown in FIG. 16, for example, the capacitance of the first capacitor Is 2pF and the capacitance of the second capacitor is 2pF, the total capacitance of the two capacitors is about 4pF.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 기존의 2층 배선에서 커패시터 제조시에 사용하는 기술을 그대로 이용하여 다수개의 커패시터를 제조하는 간단한 방법으로 커패시터의 정전용량을 가변시킬 수 있음은 물론 정전용량을 증대시킬 수 있는 바, 커패시터의 정전용량 가변에 의한 제품의 설계 변경 및 이에 따른 제조 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, according to the present invention, the capacitance of the capacitor can be varied, as well as the capacitance of the capacitor by a simple method of manufacturing a plurality of capacitors using the technology used for manufacturing the capacitor in the existing two-layer wiring. To increase the bar, there is an effect that can reduce the design change of the product due to the variable capacitance of the capacitor and the resulting manufacturing time.
도 1은 종래 커패시터의 수직 단면도.1 is a vertical cross-sectional view of a conventional capacitor.
도 2 내지 도 11은 본 발명에 따른 직렬형 가변 용량 커패시터의 실시예를 제조공정순으로 나타낸 수직 단면도들.2 to 11 are vertical cross-sectional views showing an embodiment of the series variable capacitance capacitor according to the present invention in the order of manufacturing process.
도 12는 도 11 에 도시된 직렬형 가변 용량 커패시터의 등가 회로도.FIG. 12 is an equivalent circuit diagram of the series variable capacitance capacitor shown in FIG. 11.
도 13 내지 도 25는 본 발명에 따른 병렬형 가변 용량 커패시터의 실시예를 제조공정순으로 나타낸 수직 단면도들.13 to 25 are vertical cross-sectional views showing an embodiment of a parallel variable capacitor in accordance with the present invention in the manufacturing process order.
도 26은 도 25에 도시된 병렬형 가변 용량 커페시터의 등가 회로도.FIG. 26 is an equivalent circuit diagram of the parallel variable capacitance capacitor shown in FIG. 25.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10,12,14 : 층간절연막 20,22,22a,24 : 금속패턴10,12,14
32,34 : 유전막 40,40a,42 : 포토래지스트32,34:
50,52 : 비아50,52: Via
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