DE19906192A1 - Halbleiteranordnung mit Kapazitätselementen hoher Dichte und Herstellungsverfahren davon - Google Patents

Halbleiteranordnung mit Kapazitätselementen hoher Dichte und Herstellungsverfahren davon

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Abstract

Eine Haltleiteranordnung enthält ein Kondensatorelement, welches eine hohe Haltespannung, eine große Kapazität und einen kleinen parasitären Widerstand und eine kleine parasitäre Kapazität besitzt. Auf Isolierungszwischenschichten, welche auf einer Halbleiteranordnung vorgesehen sind, wird eine untere Elektrode eines Kondensatorelements gebildet, die mit einer Aluminiumoxiddünnschicht ummantelt wird, durch Verwendung eines Teils einer ersten Metallschicht, welche zur Bildung einer ersten Verdrahtungsschicht verwendet wird. Eine Elektrode wird zur Bildung eines Teils einer oberen Elektrode des Kondensatorelements aus der zweiten Metallschicht gebildet, um mit der Aluminiumoxiddünnschicht in Kontakt zu kommen, welche auf der Oberfläche der unteren Elektrode bereitgestellt wird. Auf der Elektrode wird eine obere Elektrode des Kondensatorelements durch Verwendung eines Teils einer dritten Metallschicht gebildet, welche zur Bildung einer zweiten Verdrahtungsschicht verwendet wird. Des weiteren wird eine mit der unteren Elektrode verbundene Leitungselektrode bereitgestellt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halb­ leiteranordnung, welche Kondensatorelemente mit hoher Dich­ te und hohem Leistungsvermögen und mit großer Kapazität und hoher Haltespannung und kleinem parasitärem Widerstand und kleiner parasitärer Kapazität aufweisen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren zur Her­ stellung der Halbleiteranordnung mit derartigen Kondensa­ torelementen.
Ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung einer inte­ grierten Halbleiterschaltung mit einem eingebauten Konden­ satorelement wird im folgenden beschrieben.
Fig. 8 zeigt eine Querschnittsansicht, welche ein Bei­ spiel eines herkömmlichen Kondensatorelements darstellt, das in einer integrierten Halbleiterschaltung gebildet ist.
Entsprechend der Figur bezeichnet Bezugszeichen 1 ein Siliziumsubstrat; Bezugszeichen 2c, 2d und 2e bezeichnen Isolierungszwischenschichten; Bezugszeichen 3 bezeichnet ein Kontaktloch; Bezugszeichen 6 bezeichnet eine erste Ver­ drahtungsschicht; Bezugszeichen 12 bezeichnet einen Konden­ satorbildungsabschnitt; Bezugszeichen 17 bezeichnet eine obere Elektrode eines Kondensatorelements; Bezugszeichen 18 bezeichnet eine Isolierungszwischenschicht; Bezugszeichen 19 bezeichnet eine untere Elektrode des Kondensatorele­ ments; und Bezugszeichen 20 bezeichnet eine Isolierungs­ schicht (d. h. eine dielektrische Schicht) des Kondensator­ elements.
In dem Beispiel wird eine Störstellendiffusionsschicht, welche in der Oberfläche des Siliziumsubstrats 1 gleichzei­ tig mit der Bildung der anderen Schaltungselemente gebildet wird, als die untere Elektrode 19 des Kondensatorelements verwendet. Als die obere Elektrode 17 des Kondensatorele­ ments wird eine leitfähige Schicht verwendet, welche gleichzeitig mit der Bildung einer Verdrahtungsschicht ge­ bildet wird und aus einer Metallschicht, welche sich primär aus Aluminium oder einem Störstellen enthaltenden Polysili­ zium zusammensetzt, gebildet wird. Als Isolierungsschicht 20, welche zwischen den oberen und unteren Elektroden 17 und 19 angeordnet ist, wird eine Siliziumoxidschicht oder eine Siliziumnitridschicht verwendet, welche eine größere Dielektrizitätskonstante als die Siliziumoxidschicht be­ sitzt.
In einem Fall, bei welchem eine Metallschicht, die sich aus derselben Metallschicht zusammensetzt wie diejenige, welche für die Verdrahtungsschicht verwendet wird, für die obere Elektrode 17 verwendet wird, werden zusätzlich Foto­ lithographie- und Ätzprozesse zur Bildung eines Lochs in einem Kapazitätsbildungsbereich 12 abgesehen von der Bil­ dung des anderen Kontaktlochs 3 in einer Isolierungszwi­ schenschicht zwischen der unteren Oberfläche der Metall­ schicht und dem Siliziumsubstrat 1 benötigt.
In einem Fall, bei welchem eine Siliziumnitridschicht als die Isolierungsschicht 20 verwendet wird, welche zwi­ schen den oberen und unteren Elektroden 17, 19 angeordnet ist, werden zusätzlich ein Prozess des Auftragens einer Ni­ tridschicht mittels CVD und Fotolithographie- und Ätzpro­ zesse zur Strukturierung der aufgetragenen Nitridschicht benötigt.
In einem Fall, bei welchem die Siliziumoxidschicht als die Isolierungsschicht verwendet wird, welche zwischen den Elektroden 17 und 19 angeordnet ist, sind die vorausgehend beschriebenen zusätzlichen Prozesse unnötig, obwohl ein Oxidationsprozess erfordert wird. Jedoch besitzt die Sili­ ziumoxidschicht eine niedrigere Dielektrizitätskonstante als die Siliziumnitridschicht, und der Bereich bzw. die Fläche des Kapazitätsbildungsbereichs muss erhöht sein, um denselben Kapazitätswert sicherzustellen.
Solange wie die Entfernung zwischen den Elektroden, d. h. die Dicke der Isolierungsschicht 20 (einer Silizi­ umoxidschicht) reduziert ist, kann die Kapazität pro Ein­ heitsfläche erhöht sein. Dies kann jedoch zu einer Verrin­ gerung der Haltespannung des Kondensatorelements führen, welche wiederum ein Ansteigen eines Leckstroms hervorruft.
Da die Störstellendiffusionsschicht für die untere Elektrode 19 verwendet wird, wird eine parasitäre Kapazität zwischen dem Siliziumsubstrat 1 hinzugefügt. Darüber hinaus kann in einem Fall, bei welchem die Störstellendiffusions­ schicht als Störstellendiffusionsschicht für ein anderes Schaltungselement dient, der Widerstand nicht reduziert werden. Dies führt zu einer Addition eines parasitären Wi­ derstands auf das Kondensatorelement. Zur Bildung einer Störstellendiffusionsschicht, welche speziell zur Verwen­ dung als untere Elektrode eines Kondensatorelements zum Zwecke des Verringerns des Widerstands des Kondensatorele­ ments entworfen ist, werden zusätzlich Fotolithographie-, Ätz- und Störstellendiffusionsprozesse erfordert.
Sogar in einem Fall, bei welchem eine leitfähige Schicht wie eine Störstellen enthaltende Polysilizium­ schicht für die obere Elektrode 17 verwendet wird, stellt der parasitäre Widerstandswert wie in dem vorausgehenden Fall eine Schwierigkeit dar. Wenn die leitfähige Schicht nicht als Polysiliziumschicht arbeiten kann, welche für ein anderes Schaltungselement verwendet wird, beispielsweise eine Gateelektrode eines MOS, werden zusätzlich ein Prozess des Auftragens einer Polysiliziumschicht mittels CVD und Lithographie- und Ätzprozesse zur Strukturierung der aufge­ tragenen Polysiliziumschicht erfordert, wodurch die Prozes­ se kompliziert werden.
Fig. 9 zeigt eine Querschnittsansicht, welche ein ande­ res Beispiel eines herkömmlichen Kondensatorelements dar­ stellt.
Entsprechend der Figur bezeichnet Bezugszeichen 1 ein Siliziumsubstrat; Bezugszeichen 6a und 6b bezeichnen Ver­ drahtungsschichten; Bezugszeichen 11 bezeichnet ein Loch für die Verwendung beim Schaffen einer Verbindung mit einer unteren Elektrode des Kondensatorelements; Bezugszeichen 12 bezeichnet einen Kapazitätsbildungsabschnitt; Bezugszeichen 18 bezeichnet eine Oberflächenschutzschicht; Bezugszeichen 21a bezeichnet eine untere Elektrode des Kondensatorele­ ments; Bezugszeichen 21b bezeichnet eine obere Elektrode des Kondensatorelements; und Bezugszeichen 22a, 22b, 22c und 22aa bezeichnen Isolierungsschichten (d. h. Silizi­ umoxidschichten).
In diesem Beispiel ist ein Kondensatorelement auf der Isolierungszwischenschicht 22a des Siliziumsubstrats 1 ge­ bildet, auf welchem andere Schaltungselemente gebildet sind. Zwei Schichten der Störstellen enthaltenen Polysili­ ziumschicht werden als die oberen und unteren Elektroden 21a, 21b des Kondensatorelements verwendet, und es wird ei­ ne Siliziumoxidschicht als die Isolierungsschicht 22aa ver­ wendet, welche zwischen den Elektroden 21a und 21b angeord­ net ist.
In diesem Fall kann die parasitäre Kapazität zwischen der unteren Elektrode 21a und dem Siliziumsubstrat 1 redu­ ziert sein. Da die Störstellen enthaltende Polysilizium­ schicht sowohl für die obere als auch untere Elektrode 21a, 21b verwendet wird, wird ein parasitärer Widerstand dem Kondensatorelement hinzugefügt, und die Herstellungsschrit­ te sind wie bei dem vorausgehend zitierten Fall kompli­ ziert. Da die Siliziumoxidschicht als die Isolierungs­ schicht 22aa verwendet wird, welche zwischen den Elektroden 21a und 21b angeordnet ist, treten des weiteren bei diesem herkömmlichen Beispiel ebenfalls wie in dem vorausgehenden Fall Schwierigkeiten bezüglich der Kapazität, einer Halte­ spannung und einem Leckstrom auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es die oben be­ schriebenen Schwierigkeiten bei dem Stand der Technik zu lösen und insbesondere eine Halbleiteranordnung zu schaf­ fen, welche Kondensatorelemente mit hoher Dichte und hohem Leistungsvermögen mit einer großen Kapazität und einer gro­ ßen Haltespannung und mit kleinem parasitären Widerstand und parasitärer Kapazität aufweist. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Her­ stellung der Halbleiteranordnung mit derartigen Kondensa­ torelementen zu schaffen.
Entsprechend einem Gesichtspunkt der vorliegenden Er­ findung enthält eine Halbleiteranordnung ein Halbleiter­ substrat und eine Isolierungszwischenschicht, die auf dem Halbleitersubstrat vorgesehen ist. Eine erste Elektrode ist auf der Isolierungszwischenschicht durch Verwendung eines Teils einer ersten Metallschicht gebildet und dient als ei­ ne der Elektroden eines Kondensators. Eine Metalloxid­ schicht ist auf der Oberfläche der ersten Elektrode gebil­ det. Eine zweite Elektrode ist auf der Metalloxidschicht und in Kontakt mit der Metalloxidschicht gebildet und ist durch Verwendung eines Teils einer zweiten Metallschicht gebildet und dient als andere Elektrode des Kondensators. Eine dritte Elektrode ist mit der ersten Elektrode verbun­ den, welche durch die Metalloxidschicht auf der Oberfläche der ersten Elektrode verläuft, und dient als Leitungselek­ trode der ersten Elektrode.
Entsprechend einem anderen Gesichtspunkt kann eine vierte Elektrode auf der zweiten Elektrode und in Kontakt mit der zweiten Elektrode gebildet sein. Die dritte und die vierte Elektrode können durch Verwendung einer dritten Me­ tallschicht gebildet werden.
Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt kann die zweite Elektrode durch Verwendung eines Teils einer dritten Metallschicht gebildet werden, und die dritte Elektrode kann durch Verwendung eines Teils einer zweiten Metall­ schicht verwendet werden.
Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt können die zweite Elektrode und die dritte Elektrode durch Verwendung von separaten Teilen der zweiten Metallschicht gebildet werden.
Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls die Verfah­ ren zur Herstellung der Halbleiteranordnungen wie oben be­ schrieben bereit.
Die vorliegende Erfindung wird in der nachfolgenden Be­ schreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
Fig. 1A bis 1M zeigen Querschnittsansichten, welche ein Halbleiterherstellungsverfahren einer ersten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung in der richtigen Rei­ henfolge darstellen, und Fig. 1M stellt eine Querschnitt­ struktur der durch das Verfahren hergestellten Halbleiter­ anordnung dar.
Fig. 2A bis 2M zeigen Querschnittsansichten, welche ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung ei­ ner zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar­ stellen, und Fig. 2M stellt eine Querschnittstruktur der durch dieses Verfahren hergestellten Halbleiteranordnung dar.
Fig. 3A bis 3M zeigen Querschnittsansichten, welche ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung ei­ ner dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar­ stellt, und Fig. 3M zeigt eine Querschnittstruktur der durch das Verfahren hergestellten Halbleiteranordnung.
Fig. 4A bis 4M zeigen Querschnittsansichten, welche ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung ei­ ner vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar­ stellen, und Fig. 4M stellt eine Querschnittstruktur der durch das Verfahren hergestellten Halbleiteranordnung dar.
Fig. 5A bis 5M zeigen Querschnittsansichten, welche ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung ei­ ner fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar­ stellen, und Fig. 5M stellt eine Querschnittsanstruktur der durch das Verfahren hergestellten Halbleiteranordnung dar.
Fig. 6A bis 6M zeigen Querschnittsansichten, welche ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung ei­ ner sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen, und Fig. 6M zeigt eine Querschnittsanstruktur der durch das Verfahren hergestellten Halbleiteranordnung.
Fig. 7A bis 7M zeigen Querschnittsansichten, welche ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung ei­ ner siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen, und Fig. 7M zeigt eine Querschnittsanstruktur der durch das Verfahren hergestellten Halbleiteranordnung dar.
Fig. 8 zeigt eine Querschnittsansicht, welche ein ande­ res Beispiel eines in einer integrierten Halbleiterschal­ tung gebildeten herkömmlichen Kondensatorelements dar.
Fig. 9 zeigt eine Querschnittsansicht, welches ein an­ deres Beispiel eines in einer integrierten Halbleiterschal­ tung gebildeten herkömmlichen Kondensatorelements dar­ stellt.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren be­ schrieben. In den Figuren bezeichnen ähnliche Bezugszeichen ähnliche und entsprechende Elemente, und es wird eine Wie­ derholung der Erklärungen vereinfacht oder ausgelassen.
Fig. 1A bis 1M zeigen Querschnittsansichten, welche ein Halbleiterherstellungsverfahren einer ersten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung in der richtigen Rei­ henfolge darstellen.
Wie in Fig. 1A dargestellt wird eine erste Isolierungs­ zwischenschicht bzw. ein erster Zwischenschichtisolierungs­ film (interlayer insulation film) 2 einschließlich der Teile 2a, 2b aus einer Siliziumoxidschicht oder dergleichen auf einem Siliziumsubstrat (d. h. einem Halbleitersubstrat) 1 gebildet, auf welchem andere Schaltungselemente wenn be­ nötigt gebildet werden. Nach der Bildung eines Lochs zur Verbindung einer Verdrahtungsschicht mit dem Schaltungsele­ ment, d. h. eines sogenannten Kontaktlochs 3, in der ersten Isolierungszwischenschicht 2a, 2b wird eine erste Metall­ schicht 4 gleichzeitig mit der Bildung der Verdrahtungs­ schicht gebildet. Die erste Metallschicht 4 enthält primär eine Aluminiumschicht oder Aluminium, welche durch Verwen­ dung von beispielsweise Al, AlSi, AlSiCu oder AlCu mittels Magnetronzerstäubung gebildet wird.
Auf der Metallschicht 4 sind Fotoresistabschnitte 5a, 5b gebildet, welche Strukturen zur Bildung einer unteren Elektrode eines Kondensatorelements mittels Fotolithogra­ phie besitzen.
Wie in Fig. 1C dargestellt werden eine erste Verdrah­ tungsschicht 6 und eine untere Elektrode 7 des Kondensa­ torelements durch selektives Ätzen von nicht erwünschten Teilen der ersten Metallschicht 4 gebildet.
Wie in Fig. 1D dargestellt werden die Fotoresistab­ schnitte 5a, 5b, deren Zweck erfüllt ist, mittels eines Plasmaablösesystems entfernt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Oberfläche der Metallschicht 4, welche primär aus einer Aluminiumschicht oder Aluminium besteht, in Aluminiumoxid­ dünnschichten 8a, 8b (eine Al2O3-Dünnschicht) (d. h. eine Metalloxidschicht) oxidiert.
Wie in Fig. 1E dargestellt wird eine Siliziumoxid­ schicht oder eine Siliziumnitridschicht mittels Plasma-CVD aufgetragen, wodurch eine zweite Isolierungszwischenschicht 9 einschließlich der Abschnitte 9a, 9b, 9c, 9d gebildet wird.
Wie in Fig. 1F dargestellt werden ein Zwischenschicht- Verbindungsloch 10 zur Verwendung bei der Schaffung einer Verbindung mit der ersten Verdrahtungsschicht 6, ein Loch 11 zur Verwendung bei der Schaffung einer Verbindung mit der unteren Elektrode 7 des Kondensatorelements und ein Ka­ pazitätsbildungsabschnitt 12 (d. h. ein Abschnitt, welcher zur Bildung einer oberen Elektrode des Kapazitätselements verwendet wird) mittels Fotolithographie strukturiert. Diese Strukturen werden selektiv geätzt, so dass zweite Isolierungszwischenschichten 9a, 9b, 9c und 9d zurückblei­ ben, wodurch Löcher gebildet werden.
Wie in Fig. 1G dargestellt wird eine zweite Metall­ schicht 13 primär aus einer Aluminiumschicht oder aus Alu­ minium derart gebildet, dass sie dünner als die erste Me­ tallschicht 4 ist.
Üblicherweise wird unmittelbar vor der Zerstäubung bzw. Aufstäubung der zweiten Metallschicht 13 (d. h. der zweiten Metallschicht) der Wafer kontinuierlich einem Zerstäu­ bungsätzen unter Verwendung desselben Zerstäubungssystems unterworfen, um die Metalloxidschicht 8a (Aluminiumoxid in dem Fall, bei welchem die zweite Metallschicht aus Alumi­ nium besteht) von der Oberfläche der unteren Elektrode 7 (der ersten Metallschicht) in dem Zwischenschicht-Verbin­ dungsloch 12 zu eliminieren. Jedoch wird in diesem Fall der Wafer nicht dem Zerstäubungsätzen unterworfen, wodurch Alu­ miumoxid zurückbleibt. Dementsprechend besteht das einzige Erfordernis darin, dass die zweite Metallschicht 13 eine Dicke aufweist, die zum Schutz des Aluminiumoxids vor einem Zerstäubungsätzen zu der Zeit des Bildens einer dritten Me­ tallschicht (welche später beschrieben wird) hinreichend ist.
Als nächstes wird wie in Fig. 1H dargestellt eine Struktur zur Verwendung als obere Elektrode des Kondensa­ torelements mittels Fotolithographie gebildet, und es wer­ den nicht gewünschte Teile der zweiten Metallschicht 13 se­ lektiv weggeätzt, wodurch eine untere Schicht 13a der obe­ ren Elektrode gebildet wird. Da zu diesem Zeitpunkt die zweite Metallschicht 13 dünn ausgebildet ist, kann ein übermäßiges Ätzen der Metallschicht in dem Zwischenschicht- Verbindungsloch 10 und dem Loch 11 (d. h. der ersten Ver­ drahtungsschicht 6 und der ersten Elektrode 7) verhindert werden. Das Loch 11 wird zur Schaffung einer Verbindung mit der unteren Elektrode 7 des Kondensatorelements verwendet.
Als nächstes wird wie in Fig. 1I dargestellt eine drit­ te Isolierungszwischenschicht 14 aus einer Siliziumoxid­ schicht oder einer Siliziumnitridschicht gebildet und mit­ tels Plasma-CVDD derart aufgetragen, dass sie dünner als die zweite Isolierungszwischenschicht 9 ist. Dabei wird die dritte Isolierungszwischenschicht dünner ausgebildet, um ein Ansteigen eines Niveauunterschieds zwischen der ersten Verdrahtungsschicht 6 und dem Zwischenschicht-Verbindungs­ loch 10 zu verhindern, welcher andernfalls während darauf­ folgender Prozesse als Ergebnis einer Addition der dritten Isolierungszwischenschicht 14 erhöht werden würde.
Als nächstes werden wie in Fig. 1J dargestellt das Loch 10 zur Verwendung bei der Schaffung einer Verbindung mit der ersten Verdrahtungsschicht 6, das Loch 11 zur Verwen­ dung bei der Schaffung einer Verbindung mit der unteren Elektrode 7 des Kondensatorelements und der Kapazitätsbil­ dungsabschnitt 12 mittels Fotolithographie strukturiert. Die Strukturen werden selektiv geätzt und geöffnet, so dass die dritten Isolierungszwischenschichten 14a, 14b, 14c und 14d zurückbleiben. Zu diesem Zeitpunkt werden die Teile der Löcher 10 und 11 in den dritten Isolierungszwischenschich­ ten 14 durch Ätzen derart gebildet, dass sie breiter als die Teile der Löcher in der zweiten Isolierungszwischen­ schicht 9 sind.
Als nächstes wird wie in Fig. 1K dargestellt eine drit­ te Metallschicht 15 primär aus einer Aluminiumschicht oder aus Aluminium gleichzeitig mit der Bildung der zweiten Ver­ drahtungsschicht gebildet. In diesem Beispiel wird der Wa­ fer einem Zerstäubungsätzen unmittelbar vor dem Zerstäuben bzw. Aufstäuben der Metallschicht 15 unterworfen, wodurch wie in dem üblichen Fall Aluminiumoxid entfernt wird.
Als nächstes werden wie in Fig. 1L dargestellt eine zweite Verdrahtungsschicht 16 und eine obere Elektrode 17 des Kondensatorelements mittels Fotolithographie durch se­ lektives Wegätzen nicht gewünschter Teile der dritten Me­ tallschicht 15 strukturiert.
Als nächstes wird wie in Fig. IM dargestellt eine Sili­ ziumoxidschicht oder eine Siliziumnitridschicht mittels Plasma-CVD aufgetragen, wodurch eine Oberflächenschutz­ schicht 18 gebildet wird. Als Ergebnis sind die Vorausge­ henden Prozesse für die Halbleiteranordnung einschließlich eines Kondensatorelements fertiggestellt.
Wie oben erwähnt wird bei der ersten Ausführungsform eine Metallschicht, welche primär aus einer Aluminium­ schicht oder einer Metallschicht, welche hauptsächlich Alu­ minium enthält und welche gleichzeitig mit der Bildung ei­ ner Verdrahtungsschicht der Halbleiteranordnung gebildet wird, für die oberen und unteren Elektroden 7, 17 des Kon­ densatorelements verwendet. Die parasitäre Kapazität und der parasitäre Widerstand des Kondensatorelements sind sehr niedrig (gleich denen der Verdrahtungsschicht) und sind vernachlässigbar.
Da die Aluminiumoxiddünnschicht 8a mit einer hohen Dielektrizitätskonstante als Isolierungsschicht (beispielsweise als dielektrische Schicht) zwischen den oberen und unteren Elektroden 7, 17 verwendet wird, kann die Aluminiumoxiddünnschicht eine größere Haltespannung und eine größere Kapazität gegenüber jenen bereitstellen, wel­ che von einer Siliziumoxidschicht oder einer Siliziumni­ tridschicht bereitgestellt werden. Als Ergebnis kann ein Kondensatorelement mit einer hohen Dichte und einem hohen Leistungsvermögen gebildet werden, dessen Kapazitätsbil­ dungsabschnitt 12 eine kleinere Fläche aufweist.
Des weiteren kann bei der ersten Ausführungsform als Ergebnis der in Fig. 1G bis 1J dargestellten Herstel­ lungsprozesse, welche den herkömmlichen Prozessen zur Her­ stellung einer integrierten Halbleiterschaltung mit doppel­ ten Verdrahtungsschichten hinzugefügt werden, eine Halblei­ teranordnung mit einem eingebauten Kondensatorelement, wel­ ches bezüglich der Dichte und der Leistungsfähigkeit einem herkömmlichen Kondensatorelement überlegen ist, durch Hin­ zufügen einer kleinen Anzahl von Prozessen den herkömmli­ chen Herstellungsprozessen hergestellt werden.
Wenn bei der ersten Ausführungsform das Loch 10 zur Verwendung beim Schaffen einer Verbindung mit der ersten Verdrahtungsschicht 6 das Loch 11 zur Verwendung beim Schaffen einer Verbindung mit der unteren Elektrode 7 des Kondensatorelements und der Kapazitätsbildungsabschnitt 12 in dem in Fig. 1J dargestellten Schritt mittels Fotolitho­ graphie strukturiert werden, sollte ein groß dimensionier­ ter Rand sichergestellt werden, um es dem Loch 10, dem Loch 11 und dem Kapazitätsbildungsabschnitt 12 zu gestatten, auf die Löcher bzw. über die Löchern gelegt zu werden, die in den zweiten Isolierungszwischenschichten 9a, 9b, 9c und 9d gebildet sind.
Die Struktur der Halbleiteranordnung, welche in Fig. IM dargestellt ist und in der ersten Ausführungsform herge­ stellt wird, kann wie folgt zusammengefasst werden.
Die Halbleiteranordnung der vorliegenden Ausführungs­ form enthält die untere Elektrode 7 (d. h. eine erste Elek­ trode, welche als eine der Elektroden eines Kondensators dient) des Kondensatorelements, welche auf dem Halbleiter­ substrat 1 von einem Teil der ersten Metallschicht 4 gebil­ det ist und mit der Metalloxidschicht 8a umhüllt ist. Eine untere Schicht einer oberen Elektrode (eine zweite Elek­ trode, welche als die andere Elektrode des Kondensators dient) 13a des Kondensatorelements ist aus einem Teil der zweiten Metallschicht 13 derart gebildet, dass sie sich we­ nigstens in Kontakt mit der Metalloxidschicht 8a der unte­ ren Elektrode (d. h. der ersten Elektrode) befindet. Die Leitungselektrode (d. h. die dritte Elektrode) 17b ist mit der unteren Elektrode (d. h. der ersten Elektrode) 7 des Kondensatorelements durch Entfernen eines Teils der Me­ talloxidschicht 8a verbunden, welche auf der unteren Elek­ trode (d. h. der ersten Elektrode) 7 des Kondensatorelements vorgesehen ist. Die obere Elektrode (d. h. die vierte Elek­ trode) 17a des Kondensatorelements ist aus einem Teil der dritten Metallschicht 15 derart gebildet, dass sie sich in Kontakt mit der unteren Schicht der oberen Elektrode (d. h. der zweiten Elektrode) 13a des Kondensatorelements befin­ det.
Das oben erwähnte Verfahren zur Herstellung einer Halb­ leiteranordnung der ersten Ausführungsform wird wie folgt zusammengefasst.
Bei dem Verfahren zur Herstellung des Halbleiterbauele­ ments der ersten Ausführungsform wird die erste Isolie­ rungszwischenschicht 2a, 2b auf dem Halbleitersubstrat 1 gebildet, und es wird die erste Metallschicht 4 auf der er­ sten Isolierungszwischenschicht 2a, 2b gebildet. Die erste Metallschicht 4 ist derart strukturiert, dass eine Metall­ schichtstruktur einschließlich der unteren Elektrode 7 des Kondensatorelements gebildet wird (d. h. die erste Elek­ trode, welche als eine der Elektroden eines Kondensators dient), und die Metalloxidschicht 8a wird auf der Oberflä­ che der ersten Metallschichtstruktur gebildet.
Danach wird die zweite Isolierungszwischenschicht 9 auf der ersten Metallschichtstruktur gebildet, und das erste Loch 12 wird in der zweiten Isolierungszwischenschicht 9 an der Position gebildet, an welcher die untere Schicht 13 der oberen Elektrode des Kondensatorelements gebildet wird (d. h. die zweite Elektrode, welche als andere Elektrode des Kondensators dient). Des weiteren wird das zweite Loch 11 an der Position gebildet, an welcher die Leitungselektrode (d. h. die dritte Elektrode) 17b der unteren Elektrode 7 (d. h. der ersten Elektrode) des Kondensatorelements gebil­ det wird.
Danach wird die zweite Metallschicht 13 auf der zweiten Isolierungszwischenschicht 9 gebildet und strukturiert, wo­ durch eine zweite Metallschichtstruktur einschließlich der unteren Schicht 13a der oberen Elektrode des Kondensator­ elements (der zweiten Elektrode, welche als die andere Elek­ trode der Kapazität dient) derart gebildet wird, dass sie gegenüber der unteren Elektrode 7 des Kondensatorelements (d. h. der ersten Elektrode) liegt.
Danach wird die dritte Isolierungszwischenschicht 14 auf der zweiten Metallschichtstruktur gebildet, und das zweite Loch 11 wird in der dritten Isolierungszwischen­ schicht 14 an wenigstens zwei Positionen gebildet, d. h. an der Position, wo die untere Schicht 13a der oberen Elek­ trode des Kondensatorelements (d. h. die zweite Elektrode) lokalisiert ist, und an der Position, wo das zweite Loch 11 gebildet wird.
Danach wird die dritte Metallschicht 15 auf der dritten Isolierungszwischenschicht 14 durch Entfernen der Metalloxidschicht 8a, welche auf der Oberfläche der unteren Elektrode 7 (d. h. der ersten Elektrode) vorgesehen ist, in­ nerhalb des zweiten Lochs 11 gebildet. Die derart gebildete Metallschicht wird strukturiert, wodurch eine dritte Me­ tallschichtstruktur einschließlich der Leitungselektrode 17b (der dritten Elektrode), die mit der unteren Elektrode 7 (d. h. der ersten Elektrode) des Kondensatorelements ver­ bunden ist, und der oberen Elektrode 17a (d. h. der vierten Elektrode), welche mit der unteren Schicht 13a der oberen Elektrode (d. h. der zweiten Elektrode) des Kondensatorele­ ments verbunden ist, gebildet wird.
Zweite Ausführungsform
Fig. 2A bis 2M zeigen Querschnittsansichten, welche ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung ei­ ner zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar­ stellen.
Die in Fig. 2A bis 2E dargestellten Prozesse sind identisch mit den in Fig. 1A bis 1E dargestellten Pro­ zessen. Auf der ersten Isolierungszwischenschicht 2a, 2b, welche auf dem Siliziumsubstrat 1 vorgesehen ist, auf wel­ chem andere Schaltungselemente wenn benötigt gebildet wer­ den, wird die untere Elektrode 7 des mit der Aluminiumoxid­ dünnschicht 8a ummantelten Kondensatorelements gebildet, und es wird die zweite Isolierungszwischenschicht 9 auf der unteren Elektrode 7 gebildet.
Wie in Fig. 2F dargestellt wird der Kapazitätsbildungs­ abschnitt 12 (d. h. der obere Elektrodenbildungsabschnitt des Kondensators) mittels Fotolithographie strukturiert und durch selektives Ätzen derart gebildet, dass die zweiten Isolierungsschichten 9a, 9d zurückbleiben.
Wie in Fig. 2G dargestellt wird die zweite Metall­ schicht 13 primär aus einer Aluminiumschicht oder einer Me­ tallschicht, die hauptsächlich Aluminium enthält, derart gebildet, dass sie dünner als die erste Metallschicht 4 ist. Damit Aluminiumoxid zurückbleibt, wird die zweite Me­ tallschicht nicht einer Zerstäubungsätzung unterworfen.
Wie in Fig. 2H dargestellt wird eine Struktur, welche für eine obere Elektrode des Kondensatorelements verwendet wird, mittels Fotolithographie gebildet, und nicht ge­ wünschte Teile der zweiten Metallschicht 13 werden selektiv weggeätzt, so dass die untere Schicht 13a der oberen Elek­ trode gebildet wird.
Wie in Fig. 2I dargestellt wird die dritte Isolierungs­ zwischenschicht 14 derart aufgetragen, dass sie dünner als die zweite Isolierungszwischenschicht 9 ist.
Wie in Fig. 2J dargestellt werden das Loch 10 zur Ver­ wendung bei der Schaffung einer Verbindung mit der ersten Verdrahtungsschicht 6 und das Loch 11 zur Verwendung bei der Schaffung einer Verbindung mit der unteren Elektrode 7 des Kondensatorelements mittels Fotolithographie durch se­ lektives Wegätzen der zweiten Isolierungszwischenschicht 9 und der dritten Isolierungszwischenschicht 14 strukturiert.
Gleichzeitig wird der Kapazitätsbildungsabschnitt 12 mittels Fotolithographie strukturiert, und es wird eine Öffnung durch selektives Wegätzen der dritten Isolierungs­ zwischenschicht 14 gebildet.
Als Ergebnis bleiben die zweiten Isolierungszwischen­ schichten 9a, 9b, 9c und 9d und die dritten Isolierungs­ schichten 14a, 14b, 14c und 14d zurück.
Wie in Fig. 2K dargestellt wird eine dritte Metall­ schicht 15 primär aus einer Aluminiumschicht oder einer Me­ tallschicht gebildet, welche hauptsächlich Aluminium ent­ hält. Die dritte Metallschicht 15 wird wie üblicherweise praktiziert einem Zerstäubungsätzen unterworfen, wodurch Aluminiumoxid entfernt wird.
Wie in Fig. 2L und 2M dargestellt werden die obere Elektrode 17a des Kondensatorelements und die Leitungselek­ trode 17b oder die untere Elektrode 7 gebildet, und des weiteren wird die Oberflächenschutzschicht 18 gebildet. Die vorausgehenden Prozesse für die Halbleiteranordnung, welche das Kondensatorelement beinhaltet, sind damit fertigge­ stellt.
Wie vorausgehend bezüglich der zweiten Ausführungsform beschrieben kann ein Kondensatorelement mit hoher Dichte und hoher Leistungsfähigkeit und sehr kleinem parasitären Widerstand und sehr kleiner parasitärer Kapazität wie in dem Fall der ersten Ausführungsform gebildet werden.
Bei der zweiten Ausführungsform kann als Ergebnis der in Fig. 2F bis 2J dargestellten Herstellungsprozesse, welche den herkömmlichen Prozessen zur Herstellung einer integrierten Halbleiterschaltung mit einer doppelten Ver­ drahtungsschicht hinzugefügt werden, eine Halbleiteranord­ nung mit einem eingebauten Kondensatorelement, welches be­ züglich der Dichte und dem Leistungsvermögen einem herkömm­ lichen Kondensatorelement überlegen ist, durch Hinzufügen einer kleineren Anzahl von Prozessen den herkömmlichen Her­ stellungsprozessen hergestellt werden.
Des weiteren besteht während des Fotolithographiepro­ zesses keine Notwendigkeit, einen dimensionierten Rand zum Zwecke eines Darüberlegens wie bei der ersten Ausführungs­ form erfordert sicherzustellen.
Bei der zweiten Ausführungsform wird gleichzeitig mit dem Ätzen der zweiten und dritten Isolierungszwischen­ schichten 9, 14 mit dem in Fig. 2J dargestellten Verfahren der Kapazitätsbildungsabschnitt 12 durch Ätzen lediglich der dritten Dünnschicht-Isolierungsschicht 14 geöffnet. Aus diesem Grunde muss ein Ätzverfahren gewählt werden, welches eine Zerstörung des Kapazitätsbildungsabschnitts 12 verhin­ dert.
Das Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung einer zweiten Ausführungsform kann wie folgt zusammenge­ fasst werden.
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteran­ ordnung der zweiten Ausführungsform wird die erste Isolie­ rungszwischenschicht 2a, 2b auf einem Halbleitersubstrat 1 gebildet, und es wird eine erste Metallschicht 4 auf den ersten Isolierungszwischenschichten 2a, 2b gebildet. Die erste Metallschicht 4 wird strukturiert, wodurch eine erste Metallschichtstruktur einschließlich der unteren Elektrode 7 des Kondensatorelements (d. h. der ersten Elektrode, wel­ che als eine der Elektroden eines Kondensators dient) ge­ bildet wird, und es wird die Metalloxidschicht 8a auf der Oberfläche der ersten Metallschichtstruktur gebildet.
Danach wird die zweite Isolierungszwischenschicht 9 auf der ersten Metallschichtstruktur gebildet, und es wird das erste Loch 12 in der zweiten Isolierungszwischenschicht 9 an der Position gebildet, wo die untere Schicht 13a der oberen Elektrode des Kondensatorelements gebildet wird (d. h. die zweite Elektrode, welche als die andere Elektrode des Kondensators dient).
Als nächstes wird die zweite Metallschicht 13 auf der zweiten Isolierungszwischenschicht 9 gebildet und struktu­ riert, wodurch eine zweite Metallschichtstruktur ein­ schließlich der unteren Schicht der oberen Elektrode des Kondensatorelements (der zweiten Elektrode, welche als an­ dere Elektrode der Kapazität dient) gegenüberliegend der unteren Elektrode (der ersten Elektrode) 7 des Kondensa­ torelements gebildet wird.
Die dritte Isolierungszwischenschicht 14 wird auf der zweiten Metallschichtstruktur gebildet, und es werden Löcher in der dritten Isolierungszwischenschicht 14 gebildet, die auf der unteren Schicht 13a der oberen Elektrode (d. h. der zweiten Elektrode) lokalisiert sind. Des weiteren wird das zweite Loch 11 in der dritten Isolierungszwischenschicht 14 und der zweiten Isolierungszwischenschicht 9 an der Positi­ on gebildet, wo die Leitungselektrode 17b (d. h. die dritte Elektrode) der unteren Schicht 13a der oberen Elektrode (d. h. der zweiten Elektrode) des Kondensatorelements gebil­ det wird.
Die dritten Metallschicht 15 wird auf der dritten Iso­ lierungszwischenschicht 14 durch Entfernen der Metalloxid­ schicht 8a, welche auf der Oberfläche der unteren Elektrode (d. h. der ersten Elektrode) vorgesehen ist, innerhalb des zweiten Lochs 11 gebildet. Die dritte Metallschicht 15 wird strukturiert, wodurch eine dritte Metallschichtstruktur ge­ bildet wird, welche die Leitungselektrode 17b (d. h. die dritte Elektrode), welche mit der unteren Elektrode 7 (d. h. der ersten Elektrode) des Kondensatorelements verbunden ist, und die obere Elektrode 17a (d. h. die vierte Elek­ trode) beinhaltet, welche mit der unteren Schicht 13a der oberen Elektrode (d. h. der zweiten Elektrode) des Kondensa­ torelements verbunden ist.
Dritte Ausführungsform
Fig. 3A bis 3M zeigen Querschnittsansichten, welche ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
Die in Fig. 3A bis 3E dargestellten Prozesse sind identisch mit denjenigen, welche in Fig. 1A bis 1E dar­ gestellt sind. Auf der ersten Isolierungszwischenschicht 2a, 2b, welche auf dem Substrat 1 vorgesehen ist, auf wel­ chem andere Schaltungselemente wenn benötigt gebildet wer­ den, es wird die untere Elektrode 7 des mit der Alumini­ umoxiddünnschicht 8a ummantelten Kondensatorelements gebil­ det, und es wird die zweite Isolierungszwischenschicht 9 auf der unteren Elektrode 7 gebildet.
Wie in Fig. 3F dargestellt wird der Kapazitätsbildungs­ abschnitt 12 mittels Fotolithographie strukturiert und durch selektives Ätzen gebildet, so dass die zweiten Iso­ lierungszwischenschichten 9a, 9b zurückbleiben.
Wie in Fig. 3G dargestellt wird die zweite Metall­ schicht 13 primär aus einer Aluminiumschicht oder einer Me­ tallschicht, welche hauptsächlich Aluminium aufweist, der­ art gebildet, dass sie dünner als die erste Metallschicht 4 ist. Damit Aluminiumoxid zurückbleibt, wird dabei die zwei­ te Metallschicht nicht einem Zerstäubungsätzen unterworfen.
Wie in Fig. 3H dargestellt wird eine Struktur, welche für eine obere Elektrode des Kondensatorelements zu verwen­ den ist, mittels Fotolithographie gebildet, und es werden nicht erwünschte Teile der zweiten Metallschicht 13 selek­ tiv weggeätzt, wodurch die untere Schicht 13a der oberen Elektrode gebildet wird.
Wie in Fig. 31 dargestellt gibt es keinen Prozess, wel­ cher dem in Fig. 1I dargestellten Schritt der ersten Aus­ führungsform entspricht.
Wie in Fig. 3J dargestellt werden ein Loch 10 zur Ver­ wendung bei der Schaffung einer Verbindung mit der ersten Verdrahtungsschicht 6 und ein Loch 11 zur Verwendung bei der Schaffung einer Verbindung mit der unteren Elektrode 7 des Kondensatorelements durch Fotolithographie strukturiert und durch selektives Ätzen gebildet, so dass die zweiten Isolierungszwischenschichten 9a, 9b, 9c und 9d zurückblei­ ben.
Wie in Fig. 3K dargestellt wird die dritte Metall­ schicht 15 primär aus einer Aluminiumschicht oder einer Me­ tallschicht gebildet, welche hauptsächlich Aluminium ent­ hält. Die dritte Metallschicht 15 wird wie üblicherweise praktiziert einem Zerstäubungsätzen unterworfen, wodurch Aluminiumoxid entfernt wird.
Wie in Fig. 3L und 3M dargestellt werden des weite­ ren die obere Elektrode 17a des Kondensatorelements und die Leitungselektrode 17b der unteren Elektrode 7 gebildet, und es wird des weiteren die Oberflächenschutzschicht 18 gebil­ det. Vorausgehende Prozesse der Halbleiteranordnung, welche das Kondensatorelement enthält, sind nun fertiggestellt.
Wie vorausgehend bezüglich der dritten Ausführungsform beschrieben kann ein Kondensatorelement mit hoher Dichte und hohem Leistungsvermögen und sehr kleinem parasitären Widerstand und Kapazität wie in dem Fall der ersten und zweiten Ausführungsformen gebildet werden.
Entsprechend der dritten Ausführungsform kann als Er­ gebnis der in Fig. 3F bis 3H dargestellten Herstellungs­ prozesse, welche den herkömmlichen Prozessen der Herstel­ lung einer integrierten Schaltung mit doppelten Verdrah­ tungsschichten hinzugefügt werden, eine Halbleiteranordnung mit einem eingebauten Kondensatorelement, welches bezüglich Dichte und Leistungsvermögen einem herkömmlichen Kondensa­ torelement überlegen ist, durch Hinzufügen einer kleineren Anzahl von Prozessen den herkömmlichen Herstellungsprozes­ sen im Vergleich mit dem Fall der ersten und zweiten Aus­ führungsformen hergestellt werden.
Des weiteren besteht während des Fotolithographiepro­ zesses keine Notwendigkeit, einen dimensionierten Rand zum Zwecke einer Überlappung wie bei der ersten Ausführungsform erfordert sicherzustellen.
Das Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung der dritten Ausführungsform kann wie folgt zusammengefasst werden.
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteran­ ordnung der dritten Ausführungsform wird die erste Isolie­ rungszwischenschicht 2a, 2b auf dem Halbleitersubstrat 1 gebildet, und es wird die erste Metallschicht 4 auf den er­ sten Isolierungszwischenschichten 2a, 2b gebildet. Die er­ ste Metallschicht 4 wird strukturiert, wodurch die erste Metallschichtstruktur gebildet wird, welche die untere Elektrode 7 des Kondensatorelements enthält (d. h. die erste Elektrode, welche als eine der Elektroden eines Kondensa­ tors dient), und es wird die Metalloxidschicht 8a auf der Oberfläche der ersten Metallschichtstruktur gebildet.
Die zweite Isolierungszwischenschicht 9 wird auf der ersten Metallschichtstruktur gebildet, und es wird das er­ ste Loch 12 in der zweiten Isolierungszwischenschicht 9 an der Position gebildet, wo die untere Schicht 13a der oberen Elektrode des Kondensatorelements gebildet wird (d. h. die zweite Elektrode, welche als die andere Elektrode des Kon­ densators dient).
Als nächstes wird die zweite Metallschicht 13 auf der zweiten Isolierungszwischenschicht 9 gebildet und struktu­ riert, wodurch die zweite Metallschichtstruktur, welche die untere Schicht der oberen Elektrode des Kondensatorelements enthält (d. h. die zweite Elektrode, welche als die andere Elektrode der Kapazität dient) gegenüberliegend der unteren Elektrode 7 (d. h. der ersten Elektrode) des Kondensatorele­ ments gebildet wird.
Das zweite Loch 11 wird in der zweiten Isolierungszwi­ schenschicht 9 an der Position gebildet, wo die Leitungs­ elektrode 17b (d. h. die dritte Elektrode) der unteren Elek­ trode 7 (d. h. der ersten Elektrode) des Kondensatorelements gebildet wird.
Die dritte Metallschicht 15 wird auf der zweiten Iso­ lierungszwischenschicht 9 durch Entfernen der Metalloxid­ schicht 8a, welche auf der Oberfläche der unteren Elektrode 7 (d. h. der ersten Elektrode) vorgesehen ist, innerhalb des zweiten Lochs 11 gebildet. Die dritte Metallschicht 15 wird strukturiert, wodurch die dritte Metallschichtstruktur ge­ bildet wird, welche die Leitungselektrode 17b (d. h. die dritte Elektrode), welche mit der unteren Elektrode 7 (d. h. der ersten Elektrode) des Kondensatorelements verbunden ist, und die obere Elektrode 17a (d. h. die vierte Elek­ trode) enthält, die mit der unteren Schicht 13a der oberen Elektrode (d. h. der zweiten Elektrode) des Kondensatorele­ ments verbunden ist.
Vierte Ausführungsform
Fig. 4A bis 4M zeigen Querschnittsansichten, welche eine Halbleiteranordnung darstellt, die ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung einer vierten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Die in Fig. 4A bis 4E dargestellten Prozesse sind identisch mit denjenigen, welche in Fig. 1A bis 1E dar­ gestellt sind. Auf der ersten Isolierungsschicht 2a, 2b, welche auf dem Siliziumsubstrat 1 vorgesehen ist, auf wel­ chem andere Schaltungselemente wenn benötigt gebildet wer­ den, wird die untere Elektrode 7 des Kondensatorelements gebildet, welches mit der Aluminiumoxiddünnschicht 8a um­ mantelt wird, und es wird die zweite Isolierungszwischen­ schicht 9 auf der unteren Elektrode 7 gebildet.
Wie in Fig. 4F dargestellt werden das Loch 10 zur Ver­ wendung bei der Schaffung einer Verbindung mit der ersten Verdrahtungsschicht 6, das Loch 11 zur Verwendung bei der Schaffung einer Verbindung mit der unteren Elektrode 7 des Kondensatorelements und der Kapazitätsbildungsabschnitt 12 mittels Fotolithographie strukturiert und durch selektives Ätzen gebildet, so dass die zweiten Isolierungszwischen­ schichten 9a, 9b, 9c und 9d wie in dem Fall des Prozesses bei der ersten Ausführungsform entsprechend Fig. 1F zurück­ bleiben.
Wie in Fig. 4G dargestellt wird die zweite Metall­ schicht 13 primär aus einer Aluminiumschicht oder einer Me­ tallschicht, die hauptsächlich Aluminium enthält, derart gebildet, dass sie dünner als die erste Metallschicht 4 ist. Um das Aluminiumoxid zu halten, wird dabei die zweite Metallschicht nicht einem Zerstäubungsätzen wie in dem Fall des Verfahrens der ersten Ausführungsform entsprechend Fig. 1G unterworfen.
Wie in Fig. 4H dargestellt wird eine obere Elektroden­ struktur für ein Kondensatorelement mittels Fotolithogra­ phie gebildet, und es werden nicht erwünschte Teile der zweiten Metallschicht 13 selektiv weggeätzt, wodurch die untere Schicht 13a der oberen Elektrode wie in dem Fall des Prozesses der ersten Ausführungsform entsprechend Fig. 1H gebildet wird.
Da die zweite Metallschicht 13 dünn gebildet wird, kann ein Überätzen des Lochs 10 und der ersten Metallschicht, welche innerhalb des Lochs 11 lokalisiert ist, verhindert werden.
Wie durch die leeren Fig. 4I und 4J dargestellt gibt es keine Verfahren entsprechend denjenigen, welche in Fig. 1I und 1J entsprechend der ersten Ausführungsform dar­ gestellt sind.
Wie in Fig. 4K dargestellt wird die dritte Metall­ schicht 15 aus einer Aluminiumschicht oder einer Metall­ schicht gebildet, welche hauptsächlich Aluminium enthält. Die dritte Metallschicht 15 wird einem Zerstäubungsätzen wie üblicherweise praktiziert unterworfen, wodurch Alumini­ umoxid entfernt wird.
Wie in Fig. 4L und 4M dargestellt werden die obere Elektrode 17a des Kondensatorelements und die Leitungselek­ trode 17b der unteren Elektrode 7 gebildet, und es wird des weiteren die Oberflächenschutzschicht 18 gebildet. Voraus­ gehende Prozesse für die Halbleiteranordnung, welche das Kondensatorelement enthält, sind nun fertiggestellt.
Wie oben erwähnt kann bezüglich der vierten Ausfüh­ rungsform ein Kondensatorelement mit hoher Dichte und hohem Leistungsvermögen, welches einen sehr kleinen parasitären Widerstand und eine sehr kleine parasitäre Kapazität be­ sitzt, wie in dem Fall der ersten, zweiten und dritten Aus­ führungsformen gebildet werden.
Bei der vierten Ausführungsform kann als Ergebnis der in Fig. 4G bis 4H dargestellten Herstellungsprozesse, welche den herkömmlichen Prozessen zur Herstellung einer integrierten Halbleiterschaltung mit einer doppelten Ver­ drahtungsschicht hinzugefügt werden, eine Halbleiteranord­ nung mit eingebautem Kondensatorelement, welches bezüglich der Dichte und dem Leistungsvermögen einem herkömmlichen Kondensatorelement überlegen ist, durch Hinzufügen einer kleineren Anzahl von Prozessen den herkömmlichen Herstel­ lungsprozessen im Vergleich mit dem Fall der ersten, zwei­ ten und dritten Ausführungsformen hergestellt werden.
Des weiteren besteht während des Fotolithographiepro­ zesses keine Notwendigkeit, einen dimensionierten Rand zum Zwecke des Überdeckens wie bei der ersten Ausführungsform erfordert sicherzustellen.
Das Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung der vierten Ausführungsform kann wie folgt zusammengefasst werden.
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteran­ ordnung der vierten Ausführungsform wird die erste Isolie­ rungszwischenschicht 2a, 2b auf dem Halbleitersubstrat 1 gebildet, und es wird die erste Metallschicht 4 auf den er­ sten Isolierungsschichten 2a, 2b gebildet. Die erste Me­ tallschicht 4 wird strukturiert, um dadurch die erste Me­ tallschichtstruktur zu bilden, welche die untere Elektrode 7 des Kondensatorelements (d. h. die erste Elektrode, welche als eine der Elektroden eines Kondensators dient) enthält, zu bilden, und es wird die Metalloxidschicht 8a auf der Oberfläche der ersten Metallschichtstruktur gebildet.
Die zweite Isolierungszwischenschicht 9 wird auf der ersten Metallschichtstruktur gebildet, und das erste Loch 10 wird in der zweiten Isolierungszwischenschicht 9 an ei­ ner Position gebildet, wo die untere Schicht 13a der oberen Elektrode des Kondensatorelements (d. h. die zweite Elek­ trode, welche als die andere Elektrode des Kondensators dient) gebildet wird. Das zweite Loch 11 wird in der zwei­ ten Isolierungszwischenschicht 9 an der Position gebildet, wo die Leitungselektrode (d. h. die dritte Elektrode) der unteren Elektrode 7 (d. h. der ersten Elektrode) des Konden­ satorelements gebildet wird.
Als nächstes wird die zweite Metallschicht 13 auf der zweiten Isolierungszwischenschicht 9 gebildet und struktu­ riert, wodurch die zweite Metallschichtstruktur einschließ­ lich der unteren Schicht der oberen Elektrode des Kondensa­ torelements (d. h. der zweiten Elektrode, welche als die an­ dere Elektrode der Kapazität dient) gegenüberliegend der unteren Elektrode 7 des Kondensatorelements gebildet wird.
Die dritte Metallschicht 15 wird auf der zweiten Iso­ lierungszwischenschicht 9 durch Entfernen der Metalloxid­ schicht 8a gebildet, welche auf der Oberfläche der unteren Elektrode 7 (d. h. der ersten Elektrode) innerhalb des zwei­ ten Lochs 11 vorgesehen ist. Die dritte Metallschicht 15 wird strukturiert, wodurch die dritte Metallschichtstruktur gebildet wird, welche die Leitungselektrode 17b (d. h. die dritte Elektrode), welche mit der unteren Elektrode 7 (d. h. der ersten Elektrode) des Kondensatorelements verbunden ist, und die obere Elektrode 17a (d. h. die vierte Elek­ trode) enthält, die mit der unteren Schicht 13a der oberen Elektrode (d. h. der zweiten Elektrode) des Kondensatorele­ ments verbunden ist.
Fünfte Ausführungsform
Fig. 5A bis 5M zeigen Querschnittsansichten, welche ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
Die in Fig. 5A bis 5E dargestellten Prozesse sind identisch mit jenen, welche in Fig. 1A bis 1E darge­ stellt sind. Auf der ersten Isolierungszwischenschicht 2a, 2b, welche auf dem Siliziumsubstrat 1 vorgesehen ist, auf welchem andere Schaltungselemente wenn erfordert gebildet werden, wird die untere Elektrode 7 des mit der Alumini­ umoxiddünnschicht 8a ummantelten Kondensatorelements gebil­ det, und es wird die zweite Isolierungszwischenschicht 9 auf der unteren Elektrode 7 gebildet.
Wie in Fig. 5F dargestellt werden das Loch 10 zur Ver­ wendung bei der Schaffung einer Verbindung mit der ersten Verdrahtungsschicht 6, das Loch 11 zur Verwendung bei der Schaffung einer Verbindung mit der unteren Elektrode 7 des Kondensatorelements und der Kapazitätsbildungsabschnitt 12 mittels Fotolithographie strukturiert und durch selektives Ätzen derart gebildet, dass die zweiten Isolierungszwi­ schenschichten 9a, 9b, 9c und 9d wie in dem Fall des Pro­ zesses bei der ersten Ausführungsform entsprechend Fig. 1F zurückbleiben.
Wie in Fig. 5G dargestellt wird die zweite Metall­ schicht 13 aus einer Aluminiumschicht oder einer Metall­ schicht, welche hauptsächlich Aluminium enthält, gleichzei­ tig mit der Bildung der zweiten Verdrahtungsschicht gebil­ det. Um Aluminiumoxid zu halten, wird dabei die zweite Me­ tallschicht nicht einem Zerstäubungsätzen unterworfen.
Wie in Fig. 5H dargestellt werden eine zweite Verdrah­ tungsschicht 13b und eine Leitungselektrode 13c der unteren Elektrode 7 des Kondensatorelements mittels Fotolithogra­ phie strukturiert. Nicht gewünschte Teile der zweiten Me­ tallschicht 13 werden selektiv weggeätzt, wodurch veran­ lasst wird, dass die Öffnung oder das Loch des Kapazitäts­ bildungsabschnitts 12 blossgelegt wird.
Wie durch die leeren Fig. 5I und 5J dargestellt gibt es keine Prozesse, welche denjenigen entsprechen, die in Fig. 1I und 1J entsprechend der ersten Ausführungsform dargestellt sind.
Wie in Fig. 5K dargestellt wird die Metalloxidschicht 8a wiederum auf der blossgelegten Oberfläche der unteren Elektrode 7 des Kondensatorelements gebildet. Die dritte Metallschicht 15 wird aus einer Aluminiumschicht oder einer Metallschicht, welche hauptsächlich Aluminium enthält, auf der Metalloxidschicht 8a gebildet. Die untere Elektrode 7 wird nicht einem Zerstäubungsätzen unterworfen, wodurch Aluminiumoxid auf der Oberfläche davon gehalten wird.
Wie in Fig. 5L dargestellt wird die obere Elektrode des Kondensatorelements mittels Fotolithographie strukturiert, und es werden nicht gewünschte Teile der dritten Metall­ schicht selektiv weggeätzt, wodurch die obere Elektrode 17 des Kondensatorelements gebildet wird.
Wie in Fig. 5M dargestellt wird die Oberflächenschutz­ schicht 18 gebildet, wodurch die vorausgehenden Prozesse für die Halbleiteranordnung, welche das Kondensatorelement enthält, wie bei dem Prozess bei der ersten Ausführungsform entsprechend Fig. 1M fertiggestellt sind.
Wie oben beschrieben kann bei der fünften Ausführungs­ form ein Kondensatorelement mit hoher Dichte und hohem Lei­ stungsvermögen gebildet werden, welches einen sehr kleinen parasitären Widerstand und eine sehr kleine parasitäre Ka­ pazität wie in dem Fall der ersten, zweiten, dritten und vierten Ausführungsformen aufweist.
Bei der fünften Ausführungsform kann als Ergebnis der in Fig. 5K bis 5L dargestellten Herstellungsprozesse, welche den herkömmlichen Prozessen zur Herstellung einer integrierten Halbleiterschaltung mit doppelten Verdrah­ tungsschichten hinzugefügt werden, eine Halbleiteranordnung mit einem eingebauten Kondensatorelement, welches bezüglich der Dichte und der Leistungsfähigkeit einem herkömmlichen Kondensatorelement überlegen ist, durch Hinzufügen einer kleineren Anzahl von Prozessen den herkömmlichen Herstel­ lungsprozessen im Vergleich mit dem Fall der ersten, zwei­ ten und dritten Ausführungsformen hergestellt werden.
Des weiteren besteht während des Fotolithographiepro­ zesses keine Notwendigkeit, einen dimensionierten Rand zum Zwecke eines Darüberlegens wie denjenigen sicherzustellen, welcher bei der ersten Ausführungsform benötigt wird.
Wenn bei der vorliegenden Erfindung wie in Fig. 5 dar­ gestellt zweite Metallschicht weggeätzt wird, wird gleich­ zeitig die Oberfläche der ersten Metallschicht 4 (d. h. die untere Elektrode 7) geätzt. Wenn des weiteren die in Fig. 5L dargestellte dritte Metallschicht 15 weggeätzt wird, wird gleichzeitig die Oberfläche der zweiten Metallschicht (d. h. die Verdrahtung 13b und die Leitungselektrode 13c) geätzt. Daher müssen die Bedingungen für das jeweilige Ät­ zen optimiert werden.
Die Konfiguration der in Fig. 5M dargestellten Halblei­ teranordnung, welche entsprechend der fünften Ausführungs­ form hergestellt wird, kann wie folgt zusammengefasst wer­ den.
Die Halbleiteranordnung der fünften Ausführungsform enthält die untere Elektrode 7 des Kondensatorelements (d. h. eine erste Elektrode, welche als eine der Elektroden eines Kondensators dient), welche aus einem Teil der ersten Metallschicht 4 auf dem Halbleitersubstrat 1 gebildet und mit der Metalloxidschicht 8a ummantelt ist. Eine Leitungs­ elektrode (d. h. die dritte Elektrode) 13c ist aus einem Teil der auf der ersten Metallschicht 4 gebildeten zweiten Metallschicht 13 gebildet und mit der unteren Elektrode 7 (d. h. der ersten Elektrode) des Kondensatorelements durch Entfernen eines Teils der Metalloxidschicht 8a verbunden, welche auf der unteren Elektrode 7 (d. h. der ersten Elek­ trode) vorgesehen ist. Die obere Elektrode 17a (d. h. die zweite Elektrode) des Kondensatorelements ist aus einem Teil der dritten Metallschicht 15 in Kontakt mit der Me­ talloxidschicht 8a gebildet, welche auf der unteren Elek­ trode 7 (d. h. der ersten Elektrode) des Kondensatorelements vorgesehen ist.
Das Verfahren zur Herstellung der Halbleiteranordnung der fünften Ausführungsform kann wie folgt zusammengefasst werden.
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteran­ ordnung der fünften Ausführungsform wird die erste Isolie­ rungszwischenschicht 2a, 2b auf dem Halbleitersubstrat ge­ bildet, und es wird die erste Metallschicht 4 auf der er­ sten Isolierungszwischenschicht 2a, 2b gebildet. Die erste Metallschicht 4 wird strukturiert, wodurch die erste Me­ tallschichtstruktur gebildet wird, welche die untere Elek­ trode 7 des Kondensatorelements (d. h. die erste Elektrode, welche als eine der Elektroden eines Kondensators dient) enthält, und es wird die Metalloxidschicht 8a auf der Ober­ fläche der ersten Metallschichtstruktur gebildet.
Die zweite Isolierungszwischenschicht 9 wird auf der ersten Metallschichtstruktur gebildet, und das erste Loch 10 wird in der zweiten Isolierungszwischenschicht 9 an der Position gebildet, wo die untere Schicht der oberen Elek­ trode des Kondensatorelements (d. h. der zweiten Elektrode, welche als die andere Elektrode des Kondensators dient) ge­ bildet wird. Das zweite Loch 11 wird in der zweiten Isolie­ rungszwischenschicht 9 an der Position gebildet, wo die Leitungselektrode (d. h. die dritte Elektrode) der unteren Elektrode 7 (d. h. der ersten Elektrode) des Kondensatorele­ ments gebildet wird.
Als nächstes wird die zweite Metallschicht 13 auf der zweiten Isolierungszwischenschicht 9 durch Entfernen der Metalloxidschicht 8a, welche auf der Oberfläche der unteren Elektrode 7 (d. h. der ersten Elektrode) vorgesehen ist, in­ nerhalb des zweiten Lochs 11 der zweiten Isolierungszwi­ schenschicht 9 gebildet. Die derart gebildete zweite Me­ tallschicht 13 wird strukturiert, wodurch die zweite Me­ tallschichtstruktur gebildet wird, welche die Leitungselek­ trode 13c (d. h. die dritte Elektrode) enthält, welche mit der unteren Elektrode 7 (d. h. der ersten Elektrode) des Kon­ densatorelements verbunden ist.
Die Metalloxidschicht 8a wird auf der Oberfläche der unteren Elektrode 7 (d. h. der ersten Elektrode) des Konden­ satorelements innerhalb des ersten Lochs 12 der zweiten Isolierungszwischenschicht 9 gebildet, und es wird die dritte Metallschicht 15 über der Metalloxidschicht 8a ge­ bildet. Die dritte Metallschicht 15 wird strukturiert, wo­ durch eine dritte Metallschichtstruktur gebildet wird, wel­ che eine obere Elektrode 17a (d. h. die zweite Elektrode) des Kondensatorelements enthält, die der unteren Elektrode 7 (d. h. der ersten Elektrode) des Kondensatorelements ge­ genüberliegt und als die andere Elektrode des Kondensators dient.
Sechste Ausführungsform
Fig. 6A bis 6M zeigen Querschnittsansichten, welche ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung ei­ ner sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
Die in Fig. 6A bis 6E dargestellten Prozesse sind identisch mit denjenigen, welche in Fig. 1A bis 1E dar­ gestellt sind. Auf der ersten Isolierungszwischenschicht 2a, 2b, welche auf dem Halbleitersubstrat 1 bereitgestellt wird, auf welchem andere Schaltungselemente wenn benötigt gebildet werden, wird die untere Elektrode 7 des Kondensa­ torelements gebildet, welche mit der Aluminiumoxiddünn­ schicht 8a ummantelt wird, und es wird die zweite Isolie­ rungszwischenschicht 9 auf der unteren Elektrode 7 gebil­ det.
Wie in Fig. 6F dargestellt wird der Kapazitätsbildungs­ abschnitt 12 mittels Fotolithographie strukturiert, und es wird ein Loch durch selektives Ätzen der zweiten Isolie­ rungszwischenschicht 9 auf eine bestimmte Tiefe gebildet, wodurch ein dünnes Teil der zweiten Isolierungszwischen­ schicht 9e auf dem Boden des Lochs zurückbleibt.
Wie durch die leeren Fig. 6G bis 6I dargestellt gibt es keine Prozesse, welche denjenigen entsprechen, die in Fig. IG bis 1I bezüglich der ersten Ausführungsform dar­ gestellt sind.
Wie in Fig. 6J dargestellt werden das Loch 10 zur Ver­ wendung bei der Schaffung einer Verbindung mit der ersten Verdrahtungsschicht 6 und das Loch 11 zur Verwendung bei der Schaffung einer Verbindung mit der unteren Elektrode 7 das Kondensatorelement mittels Fotolithographie struktu­ riert, und die Löcher werden selektiv geätzt, so dass die zweiten Isolierungszwischenschichten 9a, 9b, 9c, 9d und 9e zurückbleiben.
Wie in Fig. 6K dargestellt wird die zweite Metall­ schicht 13 aus einer Aluminiumschicht oder einer Metall­ schicht gebildet, welche hauptsächlich Aluminium enthält. Dabei wird die zweite Metallschicht einem Zerstäubungsätzen wie üblicherweise durchgeführt unterworfen, wodurch Alumi­ niumoxid auf der Oberfläche davon eliminiert wird. Da ein dünner Teil der zweiten Isolierungszwischenschicht 9e in dem Kapazitätsbildungsabschnitt 12 zurückgeblieben ist, ist das Aluminiumoxid nicht elimiert, sondern vorhanden.
Wie in Fig. 6L dargestellt werden die zweite Verdrah­ tungsschicht 13b, die Leitungselektrode 13c der unteren Elektrode 7 des Kondensatorelements und eine obere Elek­ trode 13d des Kondensatorelements mittels Fotolithographie strukturiert. Nicht gewünschte Teile der zweiten Metall­ schicht 13 werden selektiv weggeätzt, wodurch die obere Elektrode 13d des Kondensatorelements gebildet wird.
Wie in Fig. 6M dargestellt wird die Oberflächenschutz­ schicht 18 gebildet, wodurch die vorausgehenden Prozesse bezüglich der Halbleiteranordnung, welche das Kondensator­ element enthält, wie bei dem Verfahren der ersten Ausfüh­ rungsform entsprechend Fig. 1M fertiggestellt wird.
Wie oben beschrieben kann bei der sechsten Ausführungs­ form ein Kondensatorelement mit hoher Dichte und hohem Lei­ stungsvermögen, welches einen sehr kleinen parasitären Wi­ derstand und eine sehr kleine parasitäre Kapazität auf­ weist, wie in dem Fall der ersten, zweiten, dritten, vier­ ten und fünften Ausführungsformen gebildet werden.
Bei der sechsten Ausführungsform kann als Ergebnis des in Fig. 6F dargestellten Herstellungsprozesses, welcher den herkömmlichen Prozessen zur Herstellung einer integrierten Halbleiterschaltung mit doppelten Verdrahtungsschichten hinzugeführt wird, eine Halbleiteranordnung mit einem ein­ gebauten Kondensatorelement, welches bezüglich der Dichte und des Leistungsvermögens einem herkömmlichen Kondensa­ torelement überlegen ist, durch Hinzufügen einer kleineren Anzahl von Prozessen zu dem herkömmlichen Herstellungsver­ fahren im Vergleich mit dem Fall der ersten bis fünften Ausführungsformen hergestellt werden. Folglich besteht bei der sechsten Ausführungsform nicht die Notwendigkeit, Zer­ stäubungsprozesse dem herkömmlichen Verfahren zur Herstel­ lung einer integrierten Halbleiterschaltung hinzuzufügen.
Des weiteren besteht während des Lithographieprozesses keine Notwendigkeit, einen dimensionierten Rand zum Zwecke eines Darüberlegens sicherzustellen, wie es bei der ersten Ausführungsform erfordert wird.
Demgegenüber erfordert die vorliegende Ausführungsform eine Steuerung der Dicke des dünnen Teils der auf dem Boden des Lochs zurückgebliebenen zweiten Isolierungszwischen­ schicht 9e durch Ätzen des Kapazitätsbildungsabschnitts 12 entsprechend Fig. 6F auf eine bestimmte Tiefe ebenso wie eine Steuerung des Grads des Zerstäubungsätzens.
Die Konfiguration der in der Fig. 6M dargestellten Halbleiteranordnung, welche entsprechend der sechsten Aus­ führungsform hergestellt wird, kann wie folgt zusammenge­ fasst werden.
Die Halbleiteranordnung der sechsten Ausführungsform enthält die untere Elektrode 7 des Kondensatorelements (d. h. eine erste Elektrode, welche als eine der Elektroden eines Kondensators dient), welche aus einem Teil der ersten Metallschicht 4 auf dem Halbleitersubstrat 1 gebildet und mit der Metalloxidschicht 8a ummantelt ist. Wenigstens die obere Elektrode 13d (d. h. die zweite Elektrode, welche als die andere Elektrode des Kondensators dient) ist aus einem Teil der zweiten Metallschicht 13 gebildet, welche in Kon­ takt mit der Metalloxidschicht 8a der unteren Elektrode 7 (d. h. der ersten Elektrode) des Kondensatorelements gebil­ det ist. Die Leitungselektrode 13c (d. h. die dritte Elek­ trode) ist aus einem anderen Teil der zweiten Metallschicht 13 gebildet und ist mit der unteren Elektrode (d. h. der er­ sten Elektrode) des Kondensatorelements durch Entfernen ei­ nes Teils der Metalloxidschicht 8a der unteren Elektrode 7 (d. h. der ersten Elektrode) des Kondensatorelements verbun­ den.
Das Verfahren zur Herstellung der Halbleiteranordnung der sechsten Ausführungsform kann wie folgt zusammengefasst werden.
Bei dem Verfahren zur Herstellung der Halbleiteranord­ nung der sechsten Ausführungsform wird die erste Isolie­ rungszwischenschicht 2a, 2b auf dem Halbleitersubstrat 1 gebildet, und die erste Metallschicht 4 wird auf den ersten Isolierungszwischenschichten 2a, 2b gebildet. Die erste Me­ tallschicht 4 wird strukturiert, wodurch die erste Metall­ schichtstruktur gebildet wird, welche die untere Elektrode 7 des Kondensatorelements (d. h. die erste Elektrode, welche als eine der Elektroden eines Kondensators dient) enthält, und die Metalloxidschicht 8a wird auf der Oberfläche der ersten Metallschichtstruktur gebildet.
Die zweite Isolierungszwischenschicht 9 wird auf der ersten Metallschichtstruktur gebildet, und es wird das er­ ste Loch 10 in der zweiten Isolierungszwischenschicht 9 we­ nigstens an der Position gebildet, wo die untere Schicht der oberen Elektrode des Kondensatorelements (d. h. der zweiten Elektrode, welche als die andere Elektrode des Kon­ densators dient) gebildet wird, um die dünne Schicht 9e der zweiten Isolierungszwischenschicht 9 an dem Boden des Lochs 12 zu halten.
Das zweite Loch 11 wird in der zweiten Isolierungszwi­ schenschicht 9 an der Position gebildet, wo die Leitungs­ elektrode (d. h. die dritte Elektrode) der unteren Elektrode 7 (d. h. der ersten Elektrode) des Kondensatorelements ge­ bildet wird.
Als nächstes wird die zweite Metallschicht 13 auf der zweiten Isolierungszwischenschicht 9 durch Entfernen der dünnen Schicht 9e der Isolierungszwischenschicht von dem Boden des ersten Lochs 12 ebenso wie durch Entfernen der Metalloxidschicht 8a von der Oberfläche der unteren Elek­ trode 7 (d. h. der ersten Elektrode) des Kondensatorelements innerhalb des zweiten Lochs 11 gebildet. Die derart gebil­ dete zweite Metallschicht 13 wird strukturiert, wodurch die zweite Metallschichtstruktur gebildet wird, welche die obere Elektrode 13d des Kondensatorelements (d. h. die zwei­ te Elektrode, welche als die andere Elektrode des Kondensa­ tors dient), welche der unteren Elektrode 7 (d. h. der er­ sten Elektrode) des Kondensatorelements gegenüberliegt, und die Leitungselektrode 13c (d. h. die dritte Elektrode) ent­ hält, welche mit der ersten Elektrode verbunden ist.
Siebente Ausführungsform
Fig. 7A bis 7M zeigen Querschnittsansichten, welche ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung ei­ ner siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
Die in Fig. 7A bis 7D dargestellten Prozesse sind mit jenen identisch, welche in Fig. 1A bis 1D darge­ stellt sind. Auf der ersten Isolierungszwischenschicht 2a, 2b, welche auf dem Siliziumsubstrat 1 bereitgestellt wird, auf welchem andere Schaltungselemente wenn benötigt gebil­ det werden, wird die untere Elektrode 7 des mit der Alumi­ niumdünnschicht 8a ummantelten Kondensatorelements gebil­ det, und es wird die zweite Isolierungszwischenschicht 9 auf der unteren Elektrode 7 gebildet.
Wie in Fig. 7D-1 und 7D-2 dargestellt folgen dem in Fig. 7D dargestellten Herstellungsschritt Herstellungs­ schritte, welche analog zu denjenigen sind, die in Fig. 1G bis 1H entsprechend der ersten Ausführungsform darge­ stellt sind.
Insbesondere wird wie in Fig. 7D-1 dargestellt die zweite Metallschicht 13 aus einer Aluminiumschicht oder ei­ ner Metallschicht gebildet, welche hauptsächlich Aluminium enthält, um dünner als die erste Metallschicht 4 wie in dem Fall des in Fig. 1 dargestellten Herstellungsprozesses zu werden. Dabei wird die untere Elektrode 7 nicht einem Zer­ stäubungsätzen unterworfen, wodurch Aluminiumoxid auf der Oberfläche davon gehalten wird.
Wie in Fig. 7D-2 dargestellt wird eine Struktur zur Verwendung als obere Elektrode eines Kondensatorelements mittels Fotolithographie strukturiert, und es werden nicht gewünschte Teile der zweiten Metallschicht 13 wie in dem Verfahren der ersten Ausführungsform entsprechend Fig. 1A selektiv weggeätzt.
Da die zweite Metallschicht 13 dünn ausgebildet wird, kann ein Überätzen der ersten Metallschicht 4 verhindert werden. Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform, bei welcher lediglich die Verbindungslöcher 10, 11 geätzt wer­ den, wird bei der siebenten Ausführungsform zusätzlich zu dem Ätzen der Verbindungslöcher die gesamte erste Metall­ schicht 4 (d. h. die Verdrahtungsschicht 6 und die untere Elektrode 7) leicht geätzt.
Wie in Fig. 7E dargestellt wird die zweite Isolierungs­ zwischenschicht 9 gebildet.
Wie in Fig. 7E dargestellt werden das Loch 10 zur-Ver­ wendung bei der Schaffung der Verbindung mit der ersten Verdrahtungsschicht 6, das Loch zur Verwendung bei der Schaffung einer Verbindung mit der unteren Elektrode 7 des Kondensatorelements und der Kapazitätsbildungsabschnitts 12 mittels Fotolithographie strukturiert, und die Löcher wer­ den durch selektives Ätzen derart gebildet, dass die zwei­ ten Isolierungszwischenschichten 9a, 9b, 9c und 9d zurück­ bleiben.
Wie durch die leeren Fig. 7G bis 7J dargestellt gibt es keine Prozesse, welche denjenigen entsprechen, die in Fig. 1G bis 1J entsprechend der ersten Ausführungsform dargestellt sind.
Wie in Fig. 7K dargestellt wird die dritte Metall­ schicht 15 primär aus einer Aluminiumschicht oder aus Alu­ minium gebildet. Wie üblicherweise praktiziert wird die Me­ tallschicht einem Zerstäubungsätzen unterworfen, wodurch Aluminiumoxid eliminiert wird.
Wie in Fig. 7L und 7M dargestellt werden die obere Elektrode 17a des Kondensatorelements und eine Leitungs­ elektrode 17b der unteren Elektrode 7 gebildet. Des weite­ ren wird die Oberflä 07406 00070 552 001000280000000200012000285910729500040 0002019906192 00004 07287chenschutzschicht 18 gebildet, wodurch die vorausgehenden Prozesse bezüglich der Halbleiteranord­ nung, welche das Kondensatorelement enthält, fertiggestellt werden.
Wie oben beschrieben kann bei der siebenten Ausfüh­ rungsform ein Kondensatorelement mit hoher Dichte und hohem Leistungsvermögen, welches einen sehr kleinen Parasitären Widerstand und eine sehr kleine parasitäre Kapazität auf­ weist, wie in dem Fall der ersten bis sechsten Ausführungs­ formen gebildet werden.
Bei der siebenten Ausführungsform kann als Ergebnis des in Fig. 7D-1 und 7D-2 dargestellten Herstellungsprozesses, welcher den herkömmlichen Prozessen zur Herstellung einer integrierten Halbleiterschaltung mit doppelten Verdrah­ tungsschichten hinzugefügt wird, eine Halbleiteranordnung mit einem eingebauten Kondensatorelement, welches bezüglich der Dichte und des Leistungsvermögens einem herkömmlichen Kondensatorelement überlegen ist, durch Hinzufügen einer kleineren Anzahl von Prozessen den herkömmlichen Herstel­ lungsprozessen wie im Vergleich mit dem Fall der ersten bis dritten Ausführungsformen hergestellt werden.
Des weiteren besteht während des Fotolithographiepro­ zesses keine Notwendigkeit, einen dimensionierten Rand zum Zwecke des Darüberlegens wie demjenigen sicherzustellen, welcher bei der ersten Ausführungsform erfordert wird.
Das Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung einer siebenten Ausführungsform wird wie folgt zusammenge­ fasst.
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteran­ ordnung der siebenten Ausführungsform wird die erste Iso­ lierungszwischenschicht 2a, 2b auf dem Halbleitersubstrat 1 gebildet, und es wird die erste Metallschicht 4 auf der er­ sten Isolierungszwischenschicht 2a, 2b gebildet. Die erste Metallschicht 4 wird strukturiert, wodurch die erste Me­ tallschichtstruktur gebildet wird, welche die untere Elek­ trode 7 des Kondensatorelements (d. h. die erste Elektrode, welche als eine der Elektroden eines Kondensators dient) enthält, und es wird die Metalloxidschicht 8a auf der Ober­ fläche der ersten Metallschichtstruktur gebildet.
Die zweite Metallschicht 13 wird auf der ersten Metall­ schicht gebildet und strukturiert, wodurch eine zweite Me­ tallschichtstruktur gebildet wird, welche die untere Schicht 13a der oberen Elektrode (d. h. die zweite Elek­ trode, welche als die andere Elektrode des Kondensators dient) enthält, welche der unteren Elektrode 7 (d. h. der ersten Elektrode) des Kondensatorelements gegenüberliegt.
Die zweite Isolierungszwischenschicht 9 wird auf der ersten Metallschichtstruktur und der zweiten Metallschicht­ struktur gebildet, und es wird das erste Loch 12 in der zweiten Isolierungszwischenschicht 9 an der Position gebil­ det, wo die untere Schicht 13a der oberen Elektrode des Kondensatorelements (d. h. die zweite Elektrode, welche als die andere Elektrode des Kondensators dient) gebildet. Des weiteren wird das zweite Loch 11 in der zweiten Isolie­ rungszwischenschicht 9 an der Position gebildet, wo die Leitungselektrode (d. h. die dritte Elektrode) der unteren Elektrode 7 (d. h. der ersten Elektrode) des Kondensatorele­ ments gebildet wird.
Als nächstes wird die zweite Metallschicht 13 auf der zweiten Isolierungszwischenschicht 9 durch Entfernen der Metalloxidschicht 8a von der Oberfläche der unteren Elek­ trode 7 (d. h. der ersten Elektrode) des Kondensatorelements innerhalb des zweiten Lochs 11 gebildet. Die derart gebil­ dete zweite Metallschicht 13 wird strukturiert, wodurch ei­ ne dritte Metallschichtstruktur gebildet wird, welche die Leitungselektrode 17b (d. h. die dritte Elektrode) des Kon­ densatorelements und die obere Elektrode 17a (d. h. die vierte Elektrode) enthält, welche mit der unteren Schicht 13a der oberen Elektrode (d. h. der zweiten Elektrode des Kondensatorelements) verbunden ist.
Die Effekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung können wie folgt zusammengefasst werden.
Wie oben beschrieben wird bei der vorliegenden Erfin­ dung eine Metalloxidschicht mit einer hohen Dielektrizi­ tätskonstante, insbesondere eine Aluminiumoxidschicht, als Isolierungsschicht verwendet, welche zwischen oberen und unteren Elektroden eines Kondensatorelements einer Halblei­ teranordnung angeordnet sind. Daher ermöglicht im Vergleich mit einer Siliziumoxidschicht oder einer Siliziumnitrid­ schicht die Isolierungsschicht die Bildung eines Kondensa­ torelements mit hoher Dichte und hoher Leistungsfähigkeit, welches eine hohe Haltespannung und eine große Kapazität besitzt und eine kleine Fläche für einen Kapazitätsbil­ dungsabschnitt benötigt.
Des weiteren ermöglicht die vorliegende Erfindung die Bildung einer Halbleiteranordnung, welche ein Kondensator­ element mit hoher Dichte und hohem Leistungsvermögen ent­ hält, welches einen kleinen parasitären Widerstand und eine kleine parasitäre Kapazität, eine große Haltespannung und eine große Kapazität aufweist.
Des weiteren ermöglicht die vorliegende Erfindung eine Herstellung einer Halbleiteranordnung mit einem eingebauten Kondensatorelement, welche bezüglich der Dichte und des Leistungsvermögens einer herkömmlichen Halbleiteranordnung überlegen ist, durch Hinzufügen einer kleinen Anzahl von Herstellungsprozessen einem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung einer integrierten Halbleiterschaltung mit dop­ pelten Verdrahtungsschichten oder Verdrahtungsschichten mit zwei Drähten.
Vorstehend wurden eine Halbleiteranordnung mit Kapazitätselementen hoher Dichte und ein Herstellungsverfahren davon offenbart. Halbleiteranordnung enthält ein Kondensatorelement, welches eine hohe Haltespannung, eine große Kapazität und einen kleinen parasitären Widerstand und eine kleine parasitäre Kapazität besitzt. Auf Isolierungszwischenschichten, welche auf einer Halbleiteranordnung vorgesehen sind, wird eine untere Elektrode eines Kondensatorelements gebildet, die mit einer Aluminiumoxiddünnschicht ummantelt wird, durch Verwendung eines Teils einer ersten Metallschicht, welche zur Bildung einer ersten Verdrahtungsschicht verwendet wird. Eine Elek­ trode wird zur Bildung eines Teils einer oberen Elektrode des Kondensatorelements aus der zweiten Metallschicht ge­ bildet, um mit der Aluminiumoxiddünnschicht in Kontakt zu kommen, welche auf der Oberfläche der unteren Elektrode be­ reitgestellt wird. Auf der Elektrode wird eine obere Elek­ trode des Kondensatorelements durch Verwendung eines Teils einer dritten Metallschicht gebildet, welche zur Bildung einer zweiten Verdrahtungsschicht verwendet wird. Des wei­ teren wird eine mit der unteren Elektrode verbundene Lei­ tungselektrode durch Verwendung eines Teils der dritten Me­ tallschicht durch Entfernen eines Teils der Aluminiumoxid­ dünnschicht gebildet, welche auf der Oberfläche der unteren Elektrode bereitgestellt wird.

Claims (19)

1. Halbleiteranordnung mit:
einem Halbleitersubstrat (1);
einer Isolierungszwischenschicht (2a), welche auf dem Halbleitersubstrat (1) vorgesehen ist;
einer ersten Elektrode (7), welche auf der Isolie­ rungszwischenschicht (2a) durch Verwendung eines Teils ei­ ner ersten Metallschicht (4) gebildet ist; wobei die erste Elektrode als eine der Elektroden eines Kondensators dient;
einer Metalloxidschicht (8a), welche auf der Oberflä­ che der ersten Elektrode (7) gebildet ist;
einer zweiten Elektrode (13a,), welche auf der Me­ talloxidschicht (8a) gebildet ist und sich in Kontakt mit der Metalloxidschicht (8a) befindet; wobei die zweite Elek­ trode (13a) durch Verwendung eines Teils einer zweiten Me­ tallschicht (13) gebildet ist; wobei die zweite Elektrode (13a) als die andere Elektrode des Kondensators dient; und
einer dritten Elektrode (17b), welche mit der ersten Elektrode (7) verbunden ist und die Metalloxidschicht (8a) auf der Oberfläche der ersten Elektrode (7) durchdringt;
wobei die dritte Elektrode (17b) als Leitungselektrode der ersten Elektrode (7) dient.
2. Halbleiteranordnung mit:
einem Halbleitersubstrat (1);
einer Isolierungszwischenschicht (2a), welche auf dem Halbleitersubstrat (1) vorgesehen ist;
einer ersten Elektrode (7), welche auf der Isolie­ rungszwischenschicht (2a) durch Verwendung eines Teils ei­ ner ersten Metallschicht (4) gebildet ist; wobei die erste Elektrode als eine der Elektroden eines Kondensators dient;
einer Metalloxidschicht (8a), welche auf der Oberflä­ che der ersten Elektrode (7) gebildet ist;
einer zweiten Elektrode (13a), welche auf der Me­ talloxidschicht (8a) gebildet ist und in Kontakt mit der Metalloxidschicht (8a) befindlich ist; wobei die zweite Elektrode (13a) durch Verwendung eines Teils einer zweiten Metallschicht (13) gebildet ist; wobei die zweite Elektrode (13a) als die andere Elektrode des Kondensators dient;
einer dritten Elektrode (17b), welche mit der ersten Elektrode (7) verbunden ist und die Metalloxidschicht (8a) durchdringt, wobei die dritte Elektrode (17b) aus einem Teil einer dritten Metallschicht (15) gebildet ist; wobei die Elektrode (17b) als Leitungselektrode der ersten Elek­ trode (7) dient; und
einer vierten Elektrode (17a), welche auf der zweiten Elektrode (13a) gebildet ist und sich in Kontakt mit der zweiten Elektrode (13a) befindet; wobei die vierte Elek­ trode (17a) durch Verwendung eines anderen Teils der drit­ ten Metallschicht (15) gebildet ist.
3. Halbleiteranordnung mit:
einem Halbleitersubstrat (1);
einer Isolierungszwischenschicht (2a), welche auf dem Halbleitersubstrat (1) vorgesehen ist;
einer ersten Elektrode (7), welche auf der Isolie­ rungszwischenschicht (2a) durch Verwendung eines Teils ei­ ner ersten Metallschicht (4) gebildet ist; wobei die erste Elektrode als eine der Elektroden eines Kondensators dient;
einer Metalloxidschicht (8a), welche auf der Oberflä­ che der ersten Elektrode (7) gebildet ist;
einer zweiten Elektrode (17a), welche auf der Me­ talloxidschicht (8a) gebildet ist und sich in Kontakt mit der Metalloxidschicht (8a) befindet; wobei die zweite Elek­ trode (17a) unter Verwendung eines Teils einer dritten Me­ talloxidschicht (15) gebildet ist; wobei die zweite Elek­ trode (17a) als die andere Elektrode des Kondensators dient; und
einer dritten Elektrode (13c), welche mit der ersten Elektrode (7) verbunden ist und die Metalloxidschicht (8a) durchdringt; wobei die dritte Elektrode (13c) unter Verwen­ dung eines Teils einer zweiten Metallschicht gebildet ist;
wobei die dritte Elektrode (17b) als Leitungselektrode der ersten Elektrode (7) dient.
4. Halbleiteranordnung mit:
einem Halbleitersubstrat (1);
einer Isolierungszwischenschicht (2a), welche auf dem Halbleitersubstrat (1) vorgesehen ist;
einer ersten Elektrode (7), welche auf der Isolie­ rungszwischenschicht (2a) unter Verwendung eines Teils ei­ ner ersten Metallschicht (4) gebildet ist; wobei die erste Elektrode als eine der Elektroden eines Kondensators dient;
einer Metalloxidschicht (8a), welche auf der Oberflä­ che der ersten Elektrode (7) gebildet ist;
einer zweiten Elektrode (13d), welche auf der Me­ talloxidschicht (8a) gebildet ist und sich in Kontakt mit der Oxidschicht (8a) befindet; wobei die zweite Elektrode (13d) unter Verwendung eines Teils einer zweiten Metall­ schicht (13) gebildet ist; wobei die zweite Elektrode (13d) als die andere Elektrode des Kondensators dient; und
einer dritten Elektrode (13c), welche mit der ersten Elektrode (7) verbunden ist und die Metalloxidschicht (8a) durchdringt; wobei die dritte Elektrode (13c) unter Verwen­ dung eines anderen Teils der zweiten Metallschicht (13) ge­ bildet ist; wobei die dritte Elektrode (13c) als Leitungs­ elektrode der ersten Elektrode (7) dient.
5. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Metallschicht (4) eine Aluminiumschicht ist und die Metalloxidschicht (8a) eine Aluminiumoxiddünnschicht ist.
6. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Metallschicht (4) eine erste Verdrahtungsschicht ist und die zweite Metall­ schicht (13) eine zweite Verdrahtungsschicht ist.
7. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Metallschicht (4) eine erste Verdrahtungsschicht ist und die dritte Metallschicht eine zweite Verdrahtungsschicht ist.
8. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit den Schritten:
Bilden einer ersten Isolierungszwischenschicht (2) auf einem Halbleitersubstrat (1), Bilden einer ersten Metall­ schicht (4) auf der ersten Isolierungszwischenschicht (2) und Strukturieren der ersten Metallschicht (4) zur Bildung einer ersten Metallschichtstruktur, welche eine erste Elek­ trode (7) enthält, um als eine der Elektroden eines Konden­ sators zu dienen, und zur Bildung einer Metalloxidschicht (8) auf der Oberfläche der ersten Metallschichtstruktur;
Bilden einer zweiten Isolierungszwischenschicht (9) auf der ersten Metallschichtstruktur, Bilden eines ersten Lochs in der zweiten Isolierungszwischenschicht (9) an ei­ ner Position, wo eine zweite Elektrode gebildet wird, wel­ che als die andere Elektrode des Kondensators dient, und Bilden eines zweiten Lochs in der zweiten Isolierungszwi­ schenschicht (9) an einer Position, wo eine dritte Elek­ trode gebildet wird, welche als Leitungselektrode für die erste Elektrode (7) dient;
Bilden einer zweiten Metallschicht (13) auf der zwei­ ten Isolierungszwischenschicht (9) und Strukturieren der zweiten Metallschicht (13) zur Bildung einer zweiten Me­ tallschichtstruktur, welche eine zweite Elektrode (13a) enthält, die der ersten Elektrode (7) gegenüberliegt und als die andere Elektrode des Kondensators dient;
Bilden einer dritten Isolierungszwischenschicht (14) auf der zweiten Metallschichtstruktur und Bilden eines Lochs in der dritten Isolierungszwischenschicht (14) wenig­ stens an der Position, welche auf der zweiten Elektrode (13a) lokalisiert ist und dem zweiten Loch entspricht; und
Bilden einer dritten Metallschicht (15) auf der drit­ ten Isolierungszwischenschicht (14) durch Entfernen der Metalloxidschicht (8a) von der Oberfläche der ersten Elek­ trode (7) innerhalb des zweiten Lochs und Strukturieren der dritten Metallschicht (15) zur Bildung einer dritten Me­ tallschichtstruktur, welche eine mit der ersten Elektrode (7) zu verbindende dritte Elektrode (17b) und eine mit der zweiten Elektrode zu verbindende vierte Elektrode (17a) enthält.
9. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit den Schritten:
Bilden einer ersten Isolierungszwischenschicht (2) auf einem Halbleitersubstrat (1), Bilden einer ersten Metall­ schicht (4) auf der ersten Isolierungszwischenschicht (2) und Strukturieren der ersten Metallschicht (4) zur Bildung einer ersten Metallschichtstruktur, welche eine erste Elek­ trode (7) enthält, um als eine der Elektroden eines Konden­ sators zu dienen, und zur Bildung einer Metalloxidschicht (8a) auf der Oberfläche der ersten Metallschichtstruktur;
Bilden einer zweiten Isolierungszwischenschicht (9) auf der ersten Metallschichtstruktur und Bilden eines er­ sten Lochs in der zweiten Isolierungszwischenschicht (9) an einer Position, wo eine zweite Elektrode gebildet wird, welche als die andere Elektrode des Kondensators dient;
Bilden einer zweiten Metallschicht (13) auf der zwei­ ten Isolierungszwischenschicht (9) und Strukturieren der zweiten Metallschicht (13) zur Bildung einer zweiten Me­ tallschichtstruktur, welche eine zweite Elektrode (13a) enthält, welche der ersten Elektrode (7) gegenüberliegt und als die andere Elektrode des Kondensators dient;
Bilden einer ersten Isolierungszwischenschicht (14) auf der zweiten Metallschichtstruktur und Bilden eines Lochs in der dritten Isolierungszwischenschicht (14) wenig­ stens an der Position, welche auf der zweiten Elektrode (13a) lokalisiert ist, und Bilden eines zweiten Lochs in den zweiten und dritten Isolierungszwischenschichten (9, 14) an einer Position, wo eine dritte Elektrode gebildet wird, welche als Leitungselektrode für die erste Elektrode (7) dient; und
Bilden einer dritten Metallschicht (15) auf der drit­ ten Isolierungszwischenschicht (14) durch Entfernen der Me­ talloxidschicht (8) von der Oberfläche der ersten Elektrode (7) innerhalb des zweiten Lochs und Strukturieren der drit­ ten Metallschicht (15) zur Bildung einer dritten Metall­ schichtstruktur, welche eine mit der ersten Elektrode (7) zu verbindende dritte Elektrode (17b) und eine mit der zweiten Elektrode (13a) zu verbindende vierte Elektrode (17a) enthält.
10. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit den Schritten:
Bilden einer ersten Isolierungszwischenschicht (2) auf einem Halbleitersubstrat (1), Bilden einer ersten Metall­ schicht (4) auf der ersten Isolierungszwischenschicht (2) und Strukturieren der ersten Metallschicht (4) zur Bildung einer ersten Metallschichtstruktur, welche eine erste Elek­ trode (7) enthält, um als eine der Elektroden eines Konden­ sators zu dienen, und zur Bildung einer Metalloxidschicht (8a) auf der Oberfläche der ersten Metallschichtstruktur;
Bilden einer zweiten Isolierungszwischenschicht (9) auf der ersten Metallschichtstruktur und Bilden eines er­ sten Lochs in der zweiten Isolierungszwischenschicht (9) an einer Position, wo eine zweite Elektrode gebildet wird, welche als die andere Elektrode des Kondensators dient;
Bilden einer zweiten Metallschicht (13) auf der zwei­ ten Isolierungszwischenschicht (9) und Strukturieren der zweiten Metallschicht (13) zur Bildung einer zweiten Me­ tallschichtstruktur, welche eine zweite Elektrode (13a) enthält, die der ersten Elektrode (7) gegenüberliegt und als die andere Elektrode des Kondensators dient;
Bilden eines zweiten Lochs in der zweiten Isolierungs­ zwischenschicht (9) an einer Position, wo eine dritte Elek­ trode gebildet wird, welche als Leitungselektrode für die erste Elektrode (7) dient; und
Bilden einer dritten Metallschicht (15) auf der zwei­ ten Isolierungszwischenschicht (9) durch Entfernen der Me­ talloxidschicht (8a) von der Oberfläche der ersten Elek­ trode (7) innerhalb des zweiten Lochs und Strukturieren der dritten Metallschicht (15) zur Bildung einer dritten Me­ tallschichtstruktur, welche eine mit der ersten Elektrode (7) zu verbindende dritte Elektrode (17b) und eine mit der zweiten Elektrode (13a) zu verbindende vierte Elektrode (17a) enthält.
11. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit den Schritten:
Bilden einer ersten Isolierungszwischenschicht (2) auf einem Halbleitersubstrat (1), Bilden einer ersten Metall­ schicht (4) auf der ersten Isolierungszwischenschicht (2) und Strukturieren der ersten Metallschicht (4) zur Bildung einer ersten Metallschichtstruktur, welche eine erste Elek­ trode (7) enthält, um als eine der Elektroden eines Konden­ sators zu dienen, und zur Bildung einer Metalloxidschicht (8a) auf der Oberfläche der ersten Metallschichtstruktur;
Bilden einer zweiten Isolierungszwischenschicht (9) auf der ersten Metallschichtstruktur, Bilden eines ersten Lochs in der zweiten Isolierungszwischenschicht (9) an ei­ ner Position, wo eine zweite Elektrode gebildet wird, wel­ che als die andere Elektrode des Kondensators dient, und Bilden eines zweiten Lochs in der zweiten Isolierungszwi­ schenschicht (9) an einer Position, wo eine dritte Elek­ trode gebildet wird, welche als Leitungselektrode für die erste Elektrode (7) dient;
Bilden einer zweiten Metallschicht (13) auf der zwei­ ten Isolierungszwischenschicht (9) und Strukturieren der zweiten Metalloxidschicht (13) zur Bildung einer zweiten Metallschichtstruktur, welche eine zweite Elektrode (13a) enthält, welche der ersten Elektrode (7) gegenüberliegt und als die andere Elektrode des Kondensators dient; und
Bilden einer ersten Metallschicht (15) auf der zweiten Metallschichtstruktur durch Entfernen der Metalloxidschicht (8a) von der Oberfläche der ersten Elektrode (7) innerhalb des zweiten Lochs und Strukturieren der dritten Metall­ schicht (15) zur Bildung einer dritten Metallschichtstruk­ tur, welche eine mit der ersten Elektrode (7) zur verbin­ dende dritte Elektrode und eine mit der zweiten Elektrode zu verbindende vierte Elektrode (17a) enthält.
12. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit den Schritten:
Bilden einer ersten Isolierungszwischenschicht (2) auf einem Halbleitersubstrat (1), Bilden einer ersten Metall­ schicht (4) auf der ersten Isolierungszwischenschicht (2) und Strukturieren der ersten Metallschicht (4) zur Bildung einer Metallschichtstruktur, welche eine erste Elektrode (7) enthält, um als eine der Elektroden eines Kondensators zu dienen, und zur Bildung einer Metalloxidschicht (8a) auf der Oberfläche der ersten Metallschichtstruktur;
Bilden einer zweiten Isolierungszwischenschicht (9) auf der ersten Metallschichtstruktur, Bilden eines ersten Lochs in der zweiten Isolierungszwischenschicht (9) an ei­ ner Position, wo eine zweite Elektrode gebildet wird, wel­ che als die andere Elektrode des Kondensators dient, und Bilden eines zweiten Lochs in der zweiten Isolierungszwi­ schenschicht (9) an einer Position, wo eine dritte Elek­ trode gebildet wird, welche als Leitungselektrode für die erste Elektrode (7) dient;
Bilden einer zweiten Metallschicht (13) auf der zweite Isolierungszwischenschicht (9) durch Entfernen wenigstens der Metalloxidschicht (8a) von der Oberfläche der ersten Elektrode (7) innerhalb des zweiten Lochs (11) der zweiten Isolierungszwischenschicht (9) und Strukturieren der zwei­ ten Metallschicht (13) zur Bildung einer zweiten Metall­ schichtstruktur, welche eine mit der ersten Elektrode (7) zu verbindende dritte Elektrode (13c) enthält; und
Bilden einer Metalloxidschicht (8a) auf der Oberfläche der ersten Elektrode (7) innerhalb des ersten Lochs (12) der zweiten Isolierungszwischenschicht (9), Bilden einer dritten Metallschicht (15) auf der Metalloxidschicht (8a) und Strukturieren der dritten Metallschicht (15) zur Bil­ dung einer dritten Metallschichtstruktur, welche eine zwei­ te Elektrode (17a) enthält, welche der ersten Elektrode (7) gegenüberliegt und als die andere Elektrode des Kondensa­ tors dient.
13. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit den Schritten:
Bilden einer ersten Isolierungszwischenschicht (2) auf einem Halbleitersubstrat (1), Bilden einer ersten Metall­ schicht (4) auf der ersten Isolierungszwischenschicht (2) und Strukturieren der ersten Metallschicht (4) zur Bildung einer ersten Metallschichtstruktur, welche eine erste Elek­ trode (7) enthält, um als eine der Elektroden eines Konden­ sators zu dienen, und zur Bildung einer Metalloxidschicht (8a) auf der Oberfläche der ersten Metallschichtstruktur;
Bilden einer zweiten Isolierungszwischenschicht (9) auf der ersten Metallschichtstruktur und Bilden eines er­ sten Lochs (12) in der zweiten Isolierungszwischenschicht (9) wenigstens an einer Position, wo eine zweite Elektrode gebildet wird, welche als die andere Elektrode des Konden­ sators dient, derart, dass ein dünner Teil der zweiten Iso­ lierungszwischenschicht (9e) an dem Boden des ersten Lochs (12) zurückbleibt;
Bilden eines zweiten Lochs (11) in der zweiten Isolie­ rungszwischenschicht (9) an einer Position, wo eine dritte Elektrode gebildet wird, welche als Leitungselektrode für die erste Elektrode (7) dient; und
Bilden einer zweiten Metallschicht (13) auf der zwei­ ten Isolierungszwischenschicht (9) durch Entfernen der dün­ nen Isolierungszwischenschicht (9e) von dem Boden des er­ sten Lochs (12) ebenso wie durch Entfernen der Metalloxid­ schicht (8a) von der Oberfläche der ersten Elektrode (7) innerhalb des Lochs (11) und Strukturieren der zweiten Me­ tallschicht (13) zur Bildung einer zweiten Metallschicht­ struktur, welche eine zweite Elektrode (13d), welche der ersten Elektrode (7) gegenüberliegt und als die andere Elektrode des Kondensators dient, und eine mit der ersten Elektrode (7) zu verbindende dritte Elektrode enthält.
14. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit den Schritten:
Bilden einer ersten Isolierungszwischenschicht (2) auf einem Halbleitersubstrat (1), Bilden einer ersten Metall­ schicht (4) auf der ersten Isolierungszwischenschicht (2) und Strukturieren der ersten Metallschicht (4) zur Bildung einer ersten Metallschichtstruktur, welche eine erste Elek­ trode (7) enthält, um als eine der Elektroden eines Konden­ sators zu dienen, und zur Bildung einer Metalloxidschicht (8a) auf der Oberfläche der ersten Metallschichtstruktur;
Bilden einer zweiten Metallschicht (13) auf der ersten Metallschichtstruktur und Strukturieren der zweiten Metall­ schicht (13) zur Bildung einer zweiten Metallschichtstruk­ tur, welche eine zweite Elektrode (13a) enthält, welche der ersten Elektrode (7) gegenüberliegt und als die andere Elektrode des Kondensators dient;
Bilden einer zweiten Isolierungszwischenschicht (9) auf den ersten und zweiten Metallschichtstrukturen, Bilden eines ersten Lochs in der zweiten Isolierungszwischen­ schicht (9) an einer Position, wo eine zweite Elektrode ge­ bildet wird, welche als die andere Elektrode des Kondensa­ tors dient, und Bilden eines zweiten Lochs in der zweiten Isolierungszwischenschicht (9) an einer Position, wo eine dritte Elektrode gebildet wird, welche als Leitungselek­ trode für die erste Elektrode (7) dient; und
Bilden einer dritten Metallschicht (15) auf der zwei­ ten Isolierungszwischenschicht (9) durch Entfernen der Me­ talloxidschicht (8a) von der Oberfläche der ersten Elek­ trode (7) innerhalb des zweiten Lochs und Strukturieren der dritten Metallschicht (15) zur Bildung einer dritten Me­ tallschichtstruktur, welche eine mit der ersten Elektrode (7) zu verbindende dritte Elektrode (17b) und eine mit der zweiten Elektrode (13a) zu verbindende vierte Elektrode (17a) enthält.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess zur Bildung einer Me­ talloxidschicht (8a) auf der Oberfläche der ersten Metall­ schichtstruktur (7) gleichzeitig mit einem Ablösen der Re­ siststruktur unter Verwendung eines Sauerstoffplasmas durchgeführt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aluminiumschicht als die erste Metallschicht (4) gebildet wird und eine Aluminiumoxiddünn­ schicht als die Metalloxidschicht (8a) gebildet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, dass eine erste Verdrahtungsschicht aus der er­ sten Metallschicht (4) gebildet wird und eine zweite Ver­ drahtungsschicht aus der zweiten Metallschicht (13) gebil­ det wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Verdrahtungsschicht aus der ersten Metallschicht (4) gebildet wird und eine zweite Verdrahtungsschicht aus der dritten Metallschicht (15) gebildet wird.
19. Halbleiteranordnung, welche nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 18 hergestellt wird.
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