JPH1117108A - Mimキャパシタ及びその製造方法、並びに高周波集積回路 - Google Patents

Mimキャパシタ及びその製造方法、並びに高周波集積回路

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JPH1117108A
JPH1117108A JP16388997A JP16388997A JPH1117108A JP H1117108 A JPH1117108 A JP H1117108A JP 16388997 A JP16388997 A JP 16388997A JP 16388997 A JP16388997 A JP 16388997A JP H1117108 A JPH1117108 A JP H1117108A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 MIMキャパシタにおいて、下層電極6と絶
縁膜3間の間に段差が生じてしまいキャパシタの絶縁破
壊が起きてしまう。更に第1の絶縁膜2の上部に下層電
極6を形成し、バイアホール9をする形成工程で下層電
極6がエッチングされてしまい高周波集積回路の歩留り
低下を招いてしまう。 【解決手段】 キャパシタ直下に第1の絶縁膜2及び第
2の絶縁膜3を積層し、第2の絶縁膜3を凹状に加工
し、凹状部分に下層電極6を形成する。この時、第2の
絶縁膜3と下層電極6の厚さを等しくして表面段差を無
くす様に形成する。更にバイアホール9形成工程で半絶
縁性基板1のエッチングを行う際に、第1の絶縁膜2の
エッチングがされにくい条件で行ない、第1の絶縁膜2
の露出した段階でエッチングを中断し、エッチング条件
を変更し第1の絶縁膜2をエッチングする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、MIM(Meta
l Insulator Metal)キャパシタを用
いた高周波集積回路に関し、詳しくはMIMキャパシタ
及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6に従来のキャパシタの構造とその製
造工程図を示す。特開平3−102865号公報に示さ
れているように、まず、半絶縁性基板1上に、フォトレ
ジストパターン4を形成し、それをマスクに半絶縁性基
板1をエッチングし溝5を形成する。次に、溝5の高さ
と同一面になる様に下層電極6を半絶縁性基板1内に埋
め込む。誘電体膜7を積層し、上層電極8を形成してM
IMキャパシタを作製する。次に、ラッピング及びケミ
カルポリッシングにより半絶縁性基板1を裏面より厚さ
100μmまで薄膜化した後、半絶縁性基板1の裏面か
ら基板のエッチングを行ない下層電極6の裏面までバイ
アホール9を形成し、これに裏面電極10を積層する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の場合、半絶
縁性基板1の裏面をラッピングとケミカルポリッシング
による薄膜化を行う際に半絶縁性基板1の厚さが場所に
よって厚くなったり薄くなったり基板面内で分布を持っ
てしまう。このため、半絶縁性基板1の裏面からバイア
ホール9を形成する際に、この厚さのバラツキを見込ん
でオーバーエッチングする必要が生じる。その結果、基
板厚の薄くなった部分では下層配線6がRIEに長時間
さらされることになる。そこで、従来技術では下層電極
6を厚く形成することで下層電極6に穴が生じて、更に
誘電体膜7が侵されることを防いでいる。しかし、下層
電極6のエッチングは避けられず、例えば半絶縁性基板
1の薄膜化工程や、バイアホール形成のエッチング等の
プロセスバラツキが増加した場合には、下層電極6の配
線厚さを厚くしても配線に穴が生じて、更に誘電体膜7
が侵されてしまい、MIMキャパシタの下層電極6と上
層電極8間の絶縁性が保てなくなり、高周波集積回路の
歩留りが低下してしまうことになる。また、従来技術で
は下層配線6の厚さが5μm以上必要なため、半絶縁性
基板1に溝5を形成するエッチングバラツキ及び下層電
極6の成膜の際のバラツキが影響して、半絶縁性基板1
に下層電極6を埋め込んで形成した際に段差が生じてし
まい、キャパシタの絶縁破壊に至ってしまう等の課題が
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明に係るMIMキャ
パシタ構造では、半絶縁性基板1の上に第1の絶縁膜2
及び第2の絶縁膜3を積層し第2の絶縁膜3に溝5を形
成する。ここに下層電極6を埋め込む構造とし、バイア
ホール9を形成する際に第1の絶縁膜2を半絶縁性基板
1の裏面からバイアホール9を形成する際のエッチング
ストッパー層とするものである。
【0005】請求項1に記載のMIMキャパシタは、半
絶縁性基板上と、該半絶縁性基板上の下層電極と、該下
層電極上に形成された誘電体膜と、該誘電体膜上の上層
電極からなり、下層電極がその直下に形成された前記半
絶縁性基板の裏面に達するバイアホールにより配線され
ているMIMキャパシタにおいて、半絶縁性基板上に第
1の絶縁膜が形成され、該第1の絶縁膜の上に第2の絶
縁膜と下層電極が形成され、該第2の絶縁膜と下層電極
の上面がほぼ同一平面上であることを特徴とする。
【0006】請求項2に記載のMIMキャパシタの製造
方法は、半絶縁性基板上と、該半絶縁性基板上の下層電
極と、該下層電極上に形成された誘電体膜と、該誘電体
膜上の上層電極からなり、下層電極がその直下に形成さ
れた前記半絶縁性基板の裏面に達するバイアホールによ
り配線されているMIMキャパシタの製造方法におい
て、該半絶縁性基板上に第1の絶縁膜と第2の絶縁膜を
積層する工程と、第2の絶縁膜に凹部を形成する工程
と、該凹部内にその表面とほぼ同一平面上になるように
下部電極を埋め込む工程とを含むことを特徴とする。
【0007】請求項3に記載のMIMキャパシタの製造
方法は、請求項2のMIMキャパシタの製造方法の、前
記第2の絶縁膜に形成した凹部は前記第1の絶縁膜の表
面近傍までとすることを特徴とする。
【0008】請求項4に記載のMIMキャパシタは、請
求項2に記載のMIMキャパシタの製造方法の、前記第
1の絶縁膜はSi34膜、SiO2膜のいずれかから選
択し、第2の絶縁膜は第1の絶縁膜とは異なり、かつ、
Si34膜、SiO2膜、ポリイミド膜等の樹脂のいず
れかから選択することを特徴とする。
【0009】請求項5に記載のMIMキャパシタは、請
求項2から5のいずれかに記載のMIMキャパシタの製
造方法で、前記半絶縁性基板の裏面からバイアホールを
RIE(Reactive Ion Etching)
法で形成する場合に半絶縁性基板のエッチング速度より
も第1の絶縁膜のエッチング速度の遅いエッチング条件
で行う事を特徴とする。
【0010】請求項6に記載の高周波集積回路は、請求
項1のMIMキャパシタを用いた事を特徴とする。
【0011】本発明のMIMキャパシタの作用を説明す
ると次のようなものである。本発明のMIMキャパシタ
に於て、バイアホール9を形成する際に、第1の絶縁膜
2で下層配線6がRIEにさらされる時間を短時間とす
ることが出来るため、下層電極6に穴が生じて、更に誘
電体膜7が侵されることが無くMIMキャパシタの下層
電極6と上層電極8間の絶縁性が劣化することが無い。
更に、下層配線6の厚さを薄くすることが可能となり、
下層電極6を埋め込む為の溝5の形成バラツキ、下層電
極6の成膜バラツキを小さく出来るため、下層電極6を
埋め込んで形成した際に段差を生じることが無くなりキ
ャパシタの絶縁破壊電圧の低下を抑制することが出来
る。したがって、高周波集積回路を高歩留りで再現性良
く実現出来、高信頼性化が図れる。
【0012】
【発明の実施の形態】次に実施例により、具体的に説明
するが、これによって本発明が何ら限定されるものでは
ない。
【0013】図1を用いて、本発明の第1の実施例のM
IMキャパシタの製造方法を説明する。半絶縁性基板1
(例えばGaAs半絶縁性基板)の上に第1の絶縁膜S
i3N4膜を2000Å積層し、更に、第2の絶縁膜S
iO2膜を1μm積層する(図1(a))。この時の膜
の組み合わせは第2の絶縁膜のエッチング速度が第1の
絶縁膜のエッチング速度よりも10倍以上早いエッチン
グ速度が得られるエッチング条件と膜を選ぶことが望ま
しい。
【0014】次に、通常のフォトリソグラフィー技術に
よりフォトレジストパターン4を形成し、これをマスク
材として第2の絶縁膜SiO2膜をエッチング(例えば
CHF3ガスを用いたRIE法)し溝5を形成する。こ
の時、分光器等で発光スペクトルを観測して第1の絶縁
膜Si34膜の表面が露出した時点でエッチングを終了
する(図1(b))。
【0015】次に、フォトレジストパターン4を残した
まま、MIMキャパシタの下層電極6となる金属膜(例
えばAl)を蒸着法などで1μm成膜する(図1
(c))。次に、フォトレジストパターン4をその上に
蒸着された金属膜と共に除去して、下層電極6を形成す
る(図1(d))。ここで下層電極6は第2の絶縁膜S
iO2膜に埋め込まれて段差を生じない。次に、誘電体
膜7(例えばSiO2、Si34、SiON、PZT、
STO、TaO、等)をプラズマCVD法等により成膜
する(図1(e))。
【0016】次に、キャパシタの上層電極7の金属配線
(例えばTi/Au等)を通常の蒸着法または、スパッ
タ法等により成膜し、通常のフォトリソグラフィー技術
によるレジストパターニング、RIE等によるエッチン
グで形成する(図1(f))。
【0017】次に、GaAs半絶縁性基板1の熱抵抗低
減の為、裏面を研磨等により削って基板厚さを100μ
m程度に薄くし、赤外線を利用した両面重ね合わせので
きる露光機等を用いたフォトリソ技術によりキャパシタ
の下層電極6に対抗するGaAs半絶縁性基板1の裏面
に開口部のフォトレジストパターンを形成し、RIEに
よりGaAs半絶縁性基板1をエッチングし、第1の絶
縁膜Si34膜に到達したところでエッチングを終了す
る(図1(g))。ここで、GaAs半絶縁性基板1の
エッチングには例えば塩素系のガスSiCl4等を用い
第1の絶縁膜Si34膜がエッチングされ難い条件を選
ぶ。
【0018】次に、第1の絶縁膜Si34膜をエッチン
グ(例えばCHF3+SF6ガスを用いたRIE法)し、
下層電極6が露出した時点でエッチングを終了する。最
後に、裏面電極10(例えばAu)を形成する(図1
(h))。
【0019】図2に第2の実施例の構造図を示す。ここ
では、第1の絶縁膜にSiO2膜2000Åを用い、そ
れのエッチング条件に例えばCHF3ガスを用いたRI
E法等を用い、第2の絶縁膜にSi34膜1μmを用
い、それのエッチング条件に例えばCHF3+SF6ガス
を用いたRIE法等を用いる。その他の条件構造は第1
の実施例と同様である。図3に第3の実施例の構造図を
示す。ここでは、第1の絶縁膜にSiO2膜2000Å
を用い、それのエッチング条件に例えばCHF3ガスを
用いたRIE法等を用い、第2の絶縁膜にポリイミド膜
1μmをを用い、それのエッチング条件に例えばCHF
3+SF6ガスを用いたRIE法等を用いる。その他の条
件構造は第1の実施例と同様である。
【0020】図4に第4の実施例の構造図を示す。ここ
では、第1の絶縁膜にSi34膜2000Åを用い、そ
れのエッチング条件に例えばCHF3+SF6ガスを用い
たRIE法等を用い、第2の絶縁膜にポリイミド膜1μ
mを用い、それのエッチング条件に例えば、CHF3
SF6ガスを用いたRIE法等を用いる。その他の条件
構造は第1の実施例と同様である。
【0021】図5に、以上の構造を応用した高周波集積
回路の例を示す。
【0022】
【発明の効果】以上の様に本発明を用いることにより、
バイアホール9を形成する際に、第1の絶縁膜2で下層
配線6がRIEにさらされる時間を短時間とすることが
出来るため、下層電極6に穴が生じて、更に誘電体膜7
が侵されることが無く、下層電極6と上層電極8間の絶
縁性の劣化を抑制できる。更に、下層配線6の厚さを薄
くすることが可能となり、下層電極6を埋め込んで形成
した際に段差が生ぜず、キャパシタの絶縁破壊電圧の低
下を抑制することが出来る。したがって、高周波集積回
路を高歩留りで再現性良く実現出来、素子特性の安定化
になり、高信頼性化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例によるMIMキャパシタ
の構造及び製造方法を示す断面図である。
【図2】本発明の第2の実施例を示す構造図である。
【図3】本発明の第3の実施例を示す構造図である。
【図4】本発明の第4の実施例を示す構造図である。
【図5】本発明の実施例によるMIMキャパシタを用い
た高周波集積回路示す図である。
【図6】従来技術のMIMキャパシタの構造及び製造方
法を示す断面図である。
【符号の説明】
1 半絶縁性基板 2 第1の絶縁膜Si3N4膜 21 第1の絶縁膜SiO2膜 3 第2の絶縁膜SiO2膜 31 第2の絶縁膜Si3N4膜 32 第2の絶縁膜ポリイミド膜 4 フォトレジストパターン 5 第2の絶縁膜の溝 6 MIMキャパシタ下層電極 7 誘電体膜 8 MIMキャパシタ上層電極 9 バイアホール 10 裏面電極 11 チャネル層 12 不純物拡散領域(ソース) 13 不純物拡散領域(ドレイン) 101 MIMキャパシタ 102 MESFET

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半絶縁性基板上と、該半絶縁性基板上の
    下層電極と、該下層電極上に形成された誘電体膜と、該
    誘電体膜上の上層電極からなり、下層電極がその直下に
    形成された前記半絶縁性基板の裏面に達するバイアホー
    ルにより配線されているMIMキャパシタ(Metal
    Insulator Metal)において、半絶縁
    性基板上に第1の絶縁膜が形成され、該第1の絶縁膜の
    上に第2の絶縁膜と下層電極が形成され、該第2の絶縁
    膜と下層電極の上面がほぼ同一平面上であることを特徴
    とするMIMキャパシタ。
  2. 【請求項2】 半絶縁性基板上と、該半絶縁性基板上の
    下層電極と、該下層電極上に形成された誘電体膜と、該
    誘電体膜上の上層電極からなり、下層電極がその直下に
    形成された前記半絶縁性基板の裏面に達するバイアホー
    ルにより配線されているMIMキャパシタの製造方法に
    おいて、該半絶縁性基板上に第1の絶縁膜と第2の絶縁
    膜を積層する工程と、第2の絶縁膜に凹部を形成する工
    程と、該凹部内にその表面とほぼ同一平面上になるよう
    に下部電極を埋め込む工程とを含むことを特徴とするM
    IMキャパシタの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記第2の絶縁膜に形成した凹部は前記
    第1の絶縁膜の表面近傍までとすることを特徴とする請
    求項2に記載のMIMキャパシタの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記第1の絶縁膜はSi34膜、SiO
    2膜のいずれかから選択し、第2の絶縁膜は第1の絶縁
    膜とは異なり、かつ、Si34膜、SiO2膜、ポリイ
    ミド膜等の樹脂のいずれかでから選択することを特徴と
    する請求項2に記載のMIMキャパシタの製造方法。
  5. 【請求項5】 前記半絶縁性基板の裏面からバイアホー
    ルをRIE(Reactive Ion Etchin
    g)法で形成する場合に半絶縁性基板のエッチング速度
    よりも第1の絶縁膜のエッチング速度の遅いエッチング
    条件で行う事を特徴とする請求項2から5のいずれかに
    記載のMIMキャパシタの製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項1のMIMキャパシタを用いた事
    を特徴とする高周波集積回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6560192B1 (en) * 1999-03-19 2003-05-06 Terastor Corporation Method and apparatus for dampening disk vibrations
KR100414873B1 (ko) * 2001-05-11 2004-01-13 주식회사 하이닉스반도체 강유전체 메모리소자의 제조 방법
CN105280727A (zh) * 2015-11-06 2016-01-27 中国电子科技集团公司第十三研究所 微波内匹配功率晶体管匹配电容及其制作方法
WO2022228369A1 (zh) * 2021-04-29 2022-11-03 华为技术有限公司 一种集成电路

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6560192B1 (en) * 1999-03-19 2003-05-06 Terastor Corporation Method and apparatus for dampening disk vibrations
KR100414873B1 (ko) * 2001-05-11 2004-01-13 주식회사 하이닉스반도체 강유전체 메모리소자의 제조 방법
CN105280727A (zh) * 2015-11-06 2016-01-27 中国电子科技集团公司第十三研究所 微波内匹配功率晶体管匹配电容及其制作方法
WO2022228369A1 (zh) * 2021-04-29 2022-11-03 华为技术有限公司 一种集成电路

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