JPH05234803A - キャパシタンス素子およびその製造方法 - Google Patents

キャパシタンス素子およびその製造方法

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JPH05234803A
JPH05234803A JP7218492A JP7218492A JPH05234803A JP H05234803 A JPH05234803 A JP H05234803A JP 7218492 A JP7218492 A JP 7218492A JP 7218492 A JP7218492 A JP 7218492A JP H05234803 A JPH05234803 A JP H05234803A
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JP
Japan
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conductor
electrode
insulating film
film
electrodes
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JP7218492A
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English (en)
Inventor
Makoto Hirano
真 平野
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NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体回路上に占有面積が小さく、高密度で
小形のキャパシタンス素子を提供する。 【構成】 基板11上に第1電極12と第2電極13と
をそれらの膜厚Dが線幅Wおよび間隔Lより大きくして
対向させて形成し、両電極12,13間が絶縁膜14で
埋められていることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置、特に、通
信用混成IC等の半導体集積回路のキャパシタンス素子
の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、キャパシタンス素子は、半導体表
面上に形成された平行平板形のものがよく用いられ(J.
S.Joshi et al.,"Monolithic Microwave Gallium Arsen
ide FETOscillators" IEEE Trans.on Electron Device
s,vol.ED-28,no.2,Feb 1981, R.A.Pucel "Design Consi
derations for Monolithic Microwave Circuits",IEEE
Trans.on Microwave Theory and Techniques,vol.MTT-2
9,no.6,June 1981参照)、能動素子であるFET等が形
成された半導体表面ないしその上に形成された絶縁膜上
に形成されていた。
【0003】図15(a),(b)は従来の平行平板コ
ンデンサータイプのキャパシタンス素子の平面図および
そのE−E線による断面図である。図中、1は下地基
板、2は下層電極、3は絶縁膜、4は上層電極である。
図15のように、素子が平面的に構成されていると、必
要な容量に応じて素子面積が増加し、回路内での素子占
有面積は非常に大きなものとなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来は大
きな容量を得るには、その容量に比例した広い面積が必
要となり、回路の高密度化・小形化の妨げとなってい
た。
【0005】本発明は、キャパシタンス素子を半導体回
路上に占有面積を小さく形成し、高密度ないし小形な通
信用混成IC等半導体集積回路を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるキャパシ
タンス素子は、第1および第2の1組の縦形電導体膜が
第1および第2電極として基板上に形成され、これら第
1および第2電極の各対向部分で、線幅および間隔より
も縦形電導体膜の膜厚の方が大きく形成されており、各
対向部分で第1,第2電極間が絶縁膜で埋められて構成
されているものである。
【0007】また、第1および第2の1組の縦形電導体
膜が第1と第2電極として基板上に形成され、これら第
1および第2電極の各対向部分で、線幅よりも縦形電極
導体膜の膜厚の方が大きく形成されており、各対向部分
で電導体膜間が、各電導体膜表面に付着した絶縁膜と、
更に対向する絶縁膜の間を中間電導体によって埋められ
て構成されているものである。
【0008】また、その形成方法として、全面に厚い絶
縁膜を形成し、これに電極に相当する溝穴をパタン形成
し、この上に、全面にスパッタ法により薄い電導体から
なるメッキ用電極を溝穴の中にもカバリッジよく付着形
成し、このメッキ用電極を用いて全面にメッキ成長を行
い、溝穴内部をすべてメッキ成長電導体で埋めつくした
後、全面をイオンミリングでエッチングしてメッキ成長
電導体のうち溝穴の内部の部分のみを残して第1,第2
電極を形成するものであり、さらに、その後、全面にC
VDにより薄い絶縁膜を縦形電導体膜へのカバリッジよ
く形成し、この上に薄い電導体からなるメッキ用電極を
スパッタ法により形成し、このメッキ用電極を用いメッ
キ成長電導体を薄い絶縁膜の間を埋めつくすように成長
するものである。
【0009】
【作用】本発明のキャパシタンス素子は、基板表面に第
1,第2電極が垂直方向に形成されるため、回路内での
占有面積が大幅に低減される。
【0010】さらに、本発明のキャパシタンス素子の製
造方法は、縦方向に容易に第1,第2電極を製造でき
る。
【0011】
【実施例】以下、本発明によるキャパシタンス素子の実
施例を図面を用いて説明する。
【0012】図1(a),(b)は本発明によるキャパ
シタンス素子の平面図およびそのA−A線による断面図
である。図に示されるように、素子は半導体その他の基
板11上に多数の直立する電導体膜によって第1電極1
2と第2電極13とが形成され、図1(a)に示される
ように、交互に各電極12,13の電導体膜がくるよう
に櫛形に入り組んで構成される。そして、図1(b)に
示されるように、第1電極12,第2電極13の膜厚D
は、各電極12,13の線幅Wおよび絶縁膜14の膜厚
である間隔Lよりも大きくしてある。各電極12,13
間には、絶縁膜14が埋めこまれている。各電極12,
13間以外の部分の絶縁膜14は、取除くこともでき
る。この構造は、後述するように、厚膜の絶縁体中に電
極用電導体膜を一層形成するだけでよく、製作工程が極
めて簡便である点である。
【0013】図2(a),(b)は本発明によるキャパ
シタンス素子の他の実施例を示す平面図およびそのB−
B線による断面図で、図1との違いは、各電極12,1
3間がすべて絶縁膜14で埋めこまれているのではな
く、対向する各電極12,13の表面に薄い絶縁膜14
Aが一面に付着しており、この対向する薄い絶縁膜14
Aの間を中間電導体15が埋めている点である。これ
は、図1の構造では、素子容量を規定する電極間絶縁膜
厚は対向する電極12,13間の距離によって決まり、
十分小さくできないのに対し、図2の構造とすること
で、これを小さくし、大きな容量を得るという利点を生
じる。また、製造方法的には、図1の構造では、素子の
電極間絶縁膜厚が対向する電極12,13間の距離、す
なわち形成時のリソグラフィーによって決まり、リソグ
ラフィーに依存した誤差が生じるのに対し、図2の構造
とすることで絶縁膜厚はCVDなどの膜形成条件で制御
できるため、より正確に形成できるという利点が生じ
る。
【0014】図3(a),(b)は本発明のキャパシタ
ンス素子のさらに他の実施例を示す平面図と、そのC−
C線による断面図で、図2の実施例との違いは素子以外
の部分の絶縁膜14が取除かれている点である。
【0015】図4〜図14は本発明のキャパシタンス素
子の製造方法を、工程順に記述したものである。
【0016】図4は、厚みの薄い下地配線16の形成工
程の平面図で、これは他との接続の状況により必ずしも
必要とは限らない。前記実施例で示した構造では、この
部分も縦形の第1電極12または第2電極13部分と一
体化した構造として示したが、製作上は一体化しない構
造の方が単純であるので、ここでは一体化しない構造の
製造方法を述べる。
【0017】図5(a),(b)は全面に厚い絶縁膜1
4(ポリイミドないしレジスト)を形成し、これに電極
部分に相当する溝穴17をパタン形成する工程を示す平
面図と、そのD1 −D1 線による断面図である。このと
き、電気的接続のため下地配線16と溝穴17はオーバ
ーラップする部分16A,16B(スルーホールにな
る)が必要である。
【0018】図6(a),(b)は、図5に示す状態の
上に、全面にスパッター法により、薄い電導体からなる
メッキ用電極18を溝穴17の中にもカバリッジよく付
着形成する工程を示す平面図と、そのD2 −D2 線によ
る断面図である。ただし、図6(a)の最上層のメッキ
用電極18は省略してある。
【0019】図7(a),(b)はメッキ用電極18を
用い、全面にメッキ成長し、溝穴17内部をすべてメッ
キ成長電導体19で埋めつくしてしまう工程を示す平面
図と、そのD3 −D3 線による断面図である。ただし、
図7(a)の最上層のメッキ成長電導体19は省略して
ある。
【0020】図8(a),(b)は全面をイオンミリン
グでエッチングし、メッキ成長電導体19のうち溝穴1
7の内部の部分のみを残す工程を示す平面図と、そのD
4 −D4 線による断面図である。この段階で、図1の実
施例の構造は形成完了である。
【0021】図9(a),(b)は、さらに各縦形の第
1,第2電極12,13の間の絶縁膜14のみをエッチ
ング除去する工程を示す平面図と、そのD5 −D5 線に
よる断面図である。これは、図8の工程の後は表面が平
坦なのでレジストを塗布し、パターン化した後、酸素プ
ラズマ等でエッチングして行う。
【0022】以下、図10〜図14の工程は断面図のみ
示す。
【0023】図10は、図9の工程の後、全面にCVD
により、薄い絶縁膜14Aを溝穴17内部へのカバリッ
ジよく形成する工程である。ここで、溝穴17の内部を
すべて絶縁膜14Aで埋めつくしても、図1の構造が形
成できる。
【0024】図11は、この上に図6と同様に、薄いメ
ッキ用電極18をスパッタ法により形成する工程であ
る。
【0025】図12は、この上に図7と同様に、メッキ
成長電導体19を溝穴17内部を埋めつくすように成長
する工程である。
【0026】図13は、全面をイオンミリングすること
により、メッキ成長電導体19の不要部分を除去する工
程である。
【0027】図14は、さらに素子部分以外の絶縁膜1
4を酸素プラズマ等によるエッチングで除去した例で、
図3に示す実施例の構造である。
【0028】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のキャパシタ
ンス素子は、第1および第2の1組の縦形電導体膜が第
1および第2電極として基板上に形成され、これら第1
および第2の電極の各対向部分で、線幅および間隔より
も縦形電導体膜の膜厚の方が大きく形成されており、各
対向部分で第1,第2電極間が絶縁膜で埋められて構成
され、また、第1および第2の1組の縦形電導体膜が第
1と第2の電極として基板上に形成され、これら第1お
よび第2電極の各対向部分で、線幅よりも縦形電極導体
膜の膜厚の方が大きく形成されており、各対向部分で電
導体膜間が、各電導体膜表面に付着した絶縁膜と、更に
対向する絶縁膜の間を中間電導体によって埋められて構
成されているので、占有面積が小さく容量の大きなキャ
パシタンス素子を半導体回路上に平坦に形成できるた
め、回路の高密度化・小形化に効果がある。
【0029】さらに、本発明にかかるキャパシタンス素
子の製造方法は、全面に厚い絶縁膜を形成し、これに電
極に相当する溝穴をパタン形成し、この上に、全面にス
パッタ法により薄い電導体からなるメッキ用電極を溝穴
の中にもカバリッジよく付着形成し、このメッキ用電極
を用いて全面にメッキ成長を行い、溝穴内部をすべてメ
ッキ成長電導体で埋めつくした後、全面をイオンミリン
グでエッチングしてメッキ成長電導体のうち溝穴の内部
の部分のみを残して第1,第2電極を形成するものであ
り、さらに、その後、全面にCVDにより薄い絶縁膜を
縦形電導体膜へのカバリッジよく形成し、この上に薄い
電導体からなるメッキ用電極をスパッタ法により形成
し、このメッキ用電極を用いてメッキ成長電導体を薄い
絶縁膜の間を埋めつくすように成長するようにしたの
で、本発明のキャパシタンス素子を容易に、かつ素子表
面を平坦化して形成することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるキャパシタンス素子の実施例の平
面図および断面図である。
【図2】本発明によるキャパシタンス素子の他の施例の
平面図および断面図である。
【図3】本発明によるキャパシタンス素子のさらに他の
実施例の平面図および断面図である。
【図4】本発明によるキャパシタンス素子の製造工程の
一つを示す図である。
【図5】図4に引続く製造工程を示す図である。
【図6】図5に引続く製造工程を示す図である。
【図7】図6に引続く製造工程を示す図である。
【図8】図7に引続く製造工程を示す図である。
【図9】図8に引続く製造工程を示す図である。
【図10】図9に引続く製造工程を示す図である。
【図11】図10に引続く製造工程を示す図である。
【図12】図11に引続く製造工程を示す図である。
【図13】図12に引続く製造工程を示す図である。
【図14】図13に引続く製造工程を示す図である。
【図15】従来のキャパシタンス素子の平面図および断
面図である。
【符号の説明】
1 下地基板 2 下層電極 3 絶縁体膜 4 上層電極 11 基板 12 第1電極 13 第2電極 14 絶縁膜 14A 絶縁膜 15 中間電導体 16 下地配線 17 溝穴 18 メッキ用電極 19 メッキ成長電導体

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1および第2の1組の縦形電導体膜が
    第1電極と第2電極として基板上に形成され、これら第
    1および第2電極の各対向部分で、線幅および間隔より
    も前記縦形電導体膜の膜厚の方が大きく形成されてお
    り、各対向部分で前記第1,第2電極間が絶縁膜で埋め
    られていることを特徴とするキャパシタンス素子。
  2. 【請求項2】 第1および第2の1組の縦形電導体膜が
    第1電極と第2電極として基板上に形成され、これら第
    1および第2電極の各対向部分で、線幅よりも前記縦形
    電極導体膜の膜厚の方が大きく形成されており、各対向
    部分で電導体膜間が、各電導体膜表面に付着した絶縁膜
    と、更に対向する絶縁膜の間を中間電導体によって埋め
    られていることを特徴とするキャパシタンス素子。
  3. 【請求項3】 全面に厚い絶縁膜を形成し、これに電極
    に相当する溝穴をパタン形成し、この上に、全面にスパ
    ッタ法により薄い電導体からなるメッキ用電極を前記溝
    穴の中にもカバリッジよく付着形成し、このメッキ用電
    極を用いて全面にメッキ成長を行い、前記溝穴内部をす
    べてメッキ成長電導体で埋めつくした後、全面をイオン
    ミリングでエッチングしてメッキ成長電導体のうち前記
    溝穴の内部の部分のみを残して第1,第2電極を形成す
    る工程を有することを特徴とする請求項1または2記載
    のキャパシタンス素子の製造方法。
  4. 【請求項4】 第1と第2電極を形成した後、全面にC
    VDにより薄い絶縁膜を縦形電導体膜へのカバリッジよ
    く形成し、この上に薄い電導体からなるメッキ用電極を
    スパッタ法により形成し、このメッキ用電極を用いてメ
    ッキ成長電導体を薄い絶縁膜の間を埋めつくすように成
    長した後、全面をイオンミリングでエッチングして、メ
    ッキ成長電導体のうち上部を除去して電気的に分離され
    た絶縁膜の間の部分のみを残して、中間電導体を形成す
    る工程を有することを特徴とする請求項2記載のキャパ
    シタンス素子の製造方法。
JP7218492A 1992-02-24 1992-02-24 キャパシタンス素子およびその製造方法 Pending JPH05234803A (ja)

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