JPS6360551A - Ｍｉｍ構造キヤパシタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 未発明は、半導体集積回路上に作り込まれるキャパシタ
の内、溝型若しくは井戸型構造を有するＭ　Ｉ　Ｍ　（
金属／絶縁膜／金属）構造キャパシタの改良に関するも
のである。

〈従来の技術〉 従来より集積回路に於ては、その集積度の向上に伴って
、キャパシタの面端の縮小が図られてきたが１回路動作
上の条件から静電容ユはある程度より小さくすることは
できなめ。従来から、金属／′絶絶縁膜／金金属構造キ
ャパシタ用絶縁膜してはＳｉＮ膜若しくは５ｉ０２が用
いられてきたが、一定の容量を確保する為には、絶縁膜
を薄くしなければならず、充分な歩留まりを確保するこ
とが難しくなりつつある。一方、従来の絶縁膜よりも比
誘電率の大きし＊Ｔａ２０５等の膜を用することによっ
て、一定の容量を確保しようとする研究も。

最近、活発ｆこ行なわれている。また、電極の表面積？
向上させる為に、溝型構造若しぐは井戸型構造のキ、ヤ
゛パシタについても、実用化に向けての研究が、活発ｆ
こ行なわれている。未発明は、後者に関するものである
。後者の場合１通常第３図ｉａｌに示すように、溝型若
しくは井戸型構造に加工した半導体基板ｌ上に下部電極
金属層２．絶縁膜４及び上部電極金属層５全この順に堆
積した構造をとっている。

〈発明が算法しようとする問題点〉 しかし、このような構造のキャパシタ全製造する場合、
大きな問題が２点ある。第１点は、半導体基板１に溝型
若しくは井戸型構造の加工を行なう工程に関してである
。第３図１ｃｌｆこ、理想的な加工形状を示している。

しかし、開口部の寸法ａに比ベエッチングする深さを大
きくする必要が有りドライエツチング時のイオン入射の
関係から、実際には第３図［ｃｌおよび（ｄ）に示すよ
うな加工形状となり、その後の製造工程が行なめにくく
なる。第２点は、第３図に示した様な半導体基板ｌの加
工の後に行なう下部電極金属層２の形成工程に関してで
ある。第３図［ｅ）に、理想的な下部電極金属層２の形
成状態を示す。一般的な金属の形成方法としては、各種
蒸若方法がある。しかし、蒸着法の場合、堆積する金属
の方向性が大きい為、実際には第３図［ｆｌ）こ示すよ
うな状態となる。このため現在、良好なカバーレッジを
有する金属の気相成長法（以後、ＣＶＤ法と記す。）に
関する研究が行なわれて−るが、実用上解決すべき問題
点は未だ多い。

未発明は上記の点に鑑みて創案されたものであり、従来
の絶縁膜を用い、従来からの製造技術を組み合わせるこ
とによって、比較的容易に、単位面積当りの８惜の大き
なキャパシタ２得ることを可能とする構造のＭ　Ｉ　Ｍ
構造キャパシタを提供することに目的としてＡる。

く問題点を解決する乏めの手段〉 上記の目的を達成するため、未発明のＭＩ　Ｍ　構造キ
ャパシタは、第１図に示すように基板ｌと、この基板１
上に形成され、その表面が溝型若しくは井戸型構造に加
工された下部電極用金属層２とこの下部電極用金属層２
上ｆこ堆積された絶縁膜４と、この絶縁膜４上に形成さ
れた上部電極用金属層５とを備えるように構成している
。

即ち、未発明は溝型若しくは井戸型構造を有するＭＩ　
Ｍ構造キャパシタにおりて、溝型若しくは井戸型構造の
加工を下部電極金属層２！こ対して施すように成した点
に特徴がある。

未発明のＭＩＭ構造キャパシタは上記のような構造を有
しているため、その作製ｆこ際しては、例えば、まず基
板ｌ上ｆこ下部電極用金属層２を形成し１次にこの下部
電極用金属層ねこ対して溝型若しくは井戸型構造の異方
性エツチングを行なめ。

次にこの溝型若しくは井戸型構造に加工された下部電極
用金属層２上に絶縁膜４を堆積し、更にこの絶縁膜４上
に上部電極用金属層５を形成すれば良く、従来のような
半導体基板ｌ自体に対して溝型若しくは井戸型構造の加
工を施すのに対して。

下部電極金属層２１こ対して前述の加工を行なえば良い
ため、製造上有利である。第１こ、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔ
ｉｖｅ　　Ｉｏｎ　　Ｅｔｃｈｉｎｇ　）法によるドラ
イエツチングの場合、ＳｉやＧａＡｓのような半導体基
板目こ比べ、金属の方がはるかに異方性が得られやすく
、第３図１ｃｌ及び（ｄｌに示す形状になり；こくい。

第２１こ、下層電極金属層２自体を溝型若しくは井戸型
構造に加工する為、金属層を形成する際のカバーレッジ
が問題とならなくなる。寸た、未発明に係る構造のキャ
パシタを作製する場合、絶縁膜４の堆積工程でのカバー
レッジが課題となるが、この点に関しても、絶縁膜４の
堆積には従来から各種ＣＶＤ法が用いられてきており問
題とならない。

〈実施例〉 以下、図面を参照して未発明の一実施例をその製造工程
と共に詳細に説明する。

第２図ｔａｌ乃至（ｆ）は未発明の一実施例のＭ　Ｉ　
Ｍ構造キャパシタ全製造する工程の一例を模式的に示す
図である。

半導体基板ｌとしてＧａＡｓｔ用いることとし、まず第
２図（ａ）に示すように基板ｌ上に下部電極用金ｍ層２
としてアルミニウム（ＡＪ２）’ｚ２．５μｍ厚に電子
ビーム蒸着に行なう。次に、この下部電極用金属層２に
第２図ｆｂｌに示すようｆこレジストＡＺＩ４００−１
７のフォトエツチングを行なり次に第３図１ｃｌに示す
ように、このレジスト３をマスクにして反応性イオンエ
ツチング（ＲＩＥ）装置音用いて、ＢＣＣ１０ガス圧５
Ｐａ、パワー２００Ｗの異方性エツチングの条件でエツ
チングを行ない、下部電極用金属層２全構型構造６に加
工する。次ｆこ溝型構造６に加工され念下部電を玉用金
属層２上に、第２図ｆｄｌに示すよう９こＳｉＨ４−Ｎ
Ｈ３系のガス？用いたプラズマＣＶ　Ｄ法により絶縁膜
４としてＳｉＮ膜を０．１５μｍの厚さだけ堆積させる
。次にこの絶縁膜４上ｆこ第２図［ｅｌに示すよう番こ
上部電極用金属層５として、アルミニウム（パノ）ｋｏ
、５μｍ厚に電子ビーム蒸着して形成し、最後にフォト
エツチングしたレジストＡＺ１４００−１７’！ｉ＝マ
スクに、ＣＦ４＋０２ガスを用いたプラズマエツチング
【こよって第２図（ｆｌに示すように下部電極２用のコ
ンタクトホール７全開口する。以上のような製造工程を
経て、未発明の一実施例としての溝型若しくは井戸型構
造キャパシタを完成する。

〈発明の効果〉 以上のように、未発明のような構造のキャパシタにあっ
ては、溝型若しくは井戸型構造の加工が相当、容易にな
ると同時に、カバーレッジの点で問題のある金属の堆積
に代わり絶縁膜の堆積に各種ＣＶＤ法が利用できるよう
になる構造であるため従来技術の組み合わせにより比較
的容易に、溝型若しくは井戸型構造キャパシタを製造で
きる構造であり、単位面積当りの容＝ｉ向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は未発明の一実施例としての溝型若しくは井戸型
構造キャパシタの構造を模式的ｆこ示す図、第２図（ａ
ｌ乃至（ｆｌはそれぞれ未発明の一実施例を作製するた
めの工程を示す図、＠３図ｉａｌは従来の溝型若しくは
井戸型構造キャパシタの断面構造を示す図、第３図＋ｂ
ｌは、半導体基板ｌの溝型構造若しくは井戸型構造の理
想的な加工形状を示す図、第３図［ｃｌ及び（ｄｉはそ
れぞれ、半導体基板ｌのドライエツチング時の入射イオ
ンの影響の為、実際に得られる加工形状の例を示す図、
第３図（ｅｌは、従来の溝型若しくは井戸型構造キャパ
シタの製造工程におぼろ、理想的な下部電極２の形成状
態を示す図、第３図（ｆｌは、前記加工全施した半導体
基板ｌ上に、蒸着法？用いて下部電極２を堆積した場合
の状態を示す図である。 １・・・半導体基板、２・・・下部電極用金属層。 ３・・・ホトレジスト、４・・・絶縁膜、５・・・上部
′二極用金属層、６・・・溝型構造。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板と、 該基板上に形成され、その表面が溝型若しくは井戸型構
   造に加工された下部電極用金属層と、該下部電極用金属
   層上に堆積された絶縁膜と、該絶縁膜上に形成された上
   部電極用金属層とを備えてなることを特徴とするＭＩＭ
   構造キャパシタ。