发明名称 具有电容器之半导体装置及其制造方法
摘要 一种金属-绝缘层-金属型电容系包括有下部电极膜、电容绝缘膜、及上部电极膜。上部电极用接线系直接与上部电极膜连接。第二接线层系藉着接线用插塞与第一接线层相连接。下部电极用接线系藉着下部电极用插塞与下部电极膜相连接。
申请公布号 TW544738 申请公布日期 2003.08.01
申请号 TW091107569 申请日期 2002.04.15
申请人 东芝股份有限公司 发明人 田 明广;山田雅基
分类号 H01L21/00 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路二段一○○号七楼之一;萧锡清 台北市中正区罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种半导体装置,包括:一半导体基板;一第一层间绝缘膜,系形成于该半导体基板之上;一第一接线层,系形成于该第一层间绝缘膜之上,且该第一接线层暴露出该第一层间绝缘膜之表面;一金属-绝缘层-金属型电容,系形成于该第一层间绝缘膜之上,且该金属-绝缘层-金属型电容包括有形成于该第一层间绝缘膜之上的一下部电极膜、形成于该下部电极膜之上的一介电膜、及形成于该介电膜之上的一上部电极膜;一第二层间绝缘膜,系形成于该第一层间绝缘膜及该金属-绝缘层-金属型电容之上;一第二接线层,系形成于该第二层间绝缘膜内;一下部电极用接线,系形成于该第二层间绝缘膜内;一上部电极用接线,系形成于该第二层间绝缘膜内,且该上部电极用接线与该上部电极膜直接接触;一接线用插塞,用以连接该第一接线层与该第二接线层;以及一下部电极用插塞,用以连接该下部电极膜与该下部电极用接线。2.如申请专利范围第1项所述之半导体装置,其中该上部电极膜上之该第二层间绝缘膜之膜厚系与该第二接线层、该下部电极用接线、及该上部电极用接线之膜厚相等。3.如申请专利范围第1项所述之半导体装置,其中该下部电极用插塞之深度系与该介电膜之膜厚及该上部电极膜之膜厚的总膜厚相等。4.如申请专利范围第3项所述之半导体装置,其中该下部电极膜及该上部电极膜之材料系从由氮化钽、氮化钛、氮化钨、氮矽化钨、氮矽化钛、氮矽化坦等所组成之族群中至少选择一种。5.一种半导体装置,包括:一半导体基板;一第一层间绝缘膜,系形成于该半导体基板之上;一第一接线层,系形成于该第一层间绝缘膜内,该第一接线层系包括有形成于该第一层间绝缘膜内的一沟渠、及埋于该沟渠内的一金属膜,且该第一接线层暴露出该第一层间绝缘膜之表面;一金属-绝缘层-金属型电容,系形成于该第一接线层之一第一部分之上面,且该金属-绝缘层-金属型电容包括有该第一接线层、形成于该第一接线层之该第一部分之上面的一介电膜、及形成于该介电膜之上的一上部电极膜,该上部电极膜系由一导电膜所构成;一第二层间绝缘膜,系形成于该金属-绝缘层-金属型电容及该第一层间绝缘膜之上;一下部电极用接线,系形成于该第二层间绝缘膜内;一下部电极用插塞,系形成于该第二层间绝缘膜内,且该下部电极用插塞系用以连接该第一接线层之一第二部分与该下部电极用接线;以及一上部电极用接线,系形成于该第二层间绝缘膜内,且该上部电极用接线系与该上部电极膜直接接触。6.如申请专利范围第5项所述之半导体装置,更包括:一第二接线层,系形成于该第一层间绝缘膜内;一第三接线层,系形成于该第二层间绝缘膜内;以及一接线用插塞,系形成于该第二层间绝缘膜内,该接线用插塞系用以连接该第二接线层与该第三接线层。7.如申请专利范围第5项所述之半导体装置,其中该第一接线层系由一金属接线、及形成于该金属接线之上面的一金属阻障膜所构成。8.如申请专利范围第5项所述之半导体装置,其中该上部电极膜上之该第二层间绝缘膜之膜厚系与该下部电极用接线及该上部电极用接线的膜厚相等。9.一种半导体装置,包括:一半导体基板;一第一层间绝缘膜,系形成于该半导体基板之上;一第一接线层,系形成于该第一层间绝缘膜内,且该第一接线层暴露出该第一层间绝缘膜之表面;一第二接线层,系形成于该第一层间绝缘膜内,且该第二接线层暴露出该第一层间绝缘膜之表面;一金属-绝缘层-金属型电容,系形成于该第一接线层之一第一部分之上面,且该金属-绝缘层-金属型电容包括有该第一接线层、形成于该第一接线层之该第一部分之上面的一介电膜、及形成于该介电膜之上的一上部电极膜,该上部电极膜系由一导电膜所构成;一第二层间绝缘膜,系形成于该金属-绝缘层-金属型电容及该第一层间绝缘膜之上,且该第二接线层上之该第二层间绝缘膜的厚度、该第一接线层之一第二部分上之该第二层间绝缘膜的厚度、及该上部电极膜上之该第二层间绝缘膜的厚度系设定成相等;一第三接线层,系形成于该第二层间绝缘膜内;一下部电极用接线层,系形成于该第二层间绝缘膜内;一上部电极用接线层,系形成于该第二层间绝缘膜内;一第一插塞,系形成于该第二层间绝缘膜内,且该第一插塞系用以连接该第二接线层与该第三接线层;一第二插塞,系形成于该第二层间绝缘膜内,且该第二插塞系用以连接该下部电极用接线层与该第一接线层之该第二部分;以及一第三插塞,系形成于该第二层间绝缘膜内,且该第三插塞系用以连接该上部电极用接线层与该下部电极膜。10.如申请专利范围第9项所述之半导体装置,其中该下部电极膜及该上部电极膜之材料系从由氮化钽、氮化钛、氮化钨、氮矽化钨、氮矽化钛、氮矽化坦等所组成之族群中至少选择一种。11.一种半导体装置,包括:一半导体基板;一第一层间绝缘膜,系形成于该半导体基板之上;一第一接线层,系形成于该第一层间绝缘膜内,且该第一接线层暴露出该第一层间绝缘膜之表面;一第二层间绝缘膜,系形成于该第一层间绝缘膜之上;一第一插塞,系形成于该第二层间绝缘膜之上,且该第一插塞系到达该第一接线层之上面;一金属-绝缘层-金属型电容,系形成于该第一插塞之侧面及底面,且该金属-绝缘层-金属型电容包括有与该第一接线层连接的一下部电极膜、形成于该下部电极膜之上的一介电膜、及形成于该介电膜之上的一上部电极膜;以及一上部电极用接线层,系形成于该第二层间绝缘膜之上,该上部电极用接线层系与该第一插塞相连接。12.如申请专利范围第11项所述之半导体装置,更包括:一第二接线层,系形成于该第一层间绝缘膜之上;一第二插塞,系形成于该第二层间绝缘膜之上,该第二插塞系到达该第二接线层之上面;以及一第三接线层,系形成于该第二层间绝缘膜之上,该第三接线层系与该第二插塞相连接。13.如申请专利范围第12项所述之半导体装置,其中该第一插塞之深度系与该第二插塞之深度相等。14.如申请专利范围第11项所述之半导体装置,其中该下部电极膜及该上部电极膜之材料系从由氮化钽、氮化钛、氮化钨、氮矽化钨、氮矽化钛、氮矽化坦等所组成之族群中至少选择一种。15.如申请专利范围第12项所述之半导体装置,其中该第二插塞之侧面系具有一金属阻障膜。16.如申请专利范围第15项所述之半导体装置,其中该金属阻障膜系由与该上部电极膜同一材料所形成。17.如申请专利范围第11项所述之半导体装置,其中该第一插塞系设于复数个圆筒状开口内。18.如申请专利范围第11项所述之半导体装置,其中该第一插塞系设于一矩形形状开口内。19.一种半导体装置的制造方法,包括:于一半导体基板上形成一第一层间绝缘膜;于该第一层间绝缘膜上形成一第一接线沟渠;于该第一接线沟渠中埋入金属膜,以形成一第一接线层;于该第一层间绝缘膜上形成一下部电极膜;于该下部电极膜上形成一电容绝缘膜,该电容绝缘膜系由一介电膜所构成;于该电容绝缘膜上形成一上部电极膜,该上部电极膜系由一导电膜所构成;于该第一层间绝缘膜上、及包括有该下部电极膜、该电容绝缘膜及该上部电极膜的一金属-绝缘层-金属型电容上,形成一第二层间绝缘膜;于该第二层间绝缘膜中分别形成到达该第一接线层的一接线用接触窗开口、及到达该下部电极膜的一下部电极用接触窗开口;于该第二层间绝缘膜中,形成一第二接线沟渠、一下部电极用接线沟渠及一上部电极用接线沟渠,且该上部电极用接线沟渠系到达该上部电极膜,该第二接线沟渠系与该接线用接触窗开口相连通,该下部电极用接线沟渠系与该下部电极用接触窗开口相连通;以及于该接线用接触窗开口、该下部电极用接触窗开口、该第二接线沟渠、该下部电极用接线沟渠、及该上部电极用接线沟渠内埋入金属膜,以形成一第二接线层、一下部电极用接线层、及一上部电极用接线层。20.如申请专利范围第19项所述之半导体装置的制造方法,其中该下部电极膜及该上部电极膜之材料系从由氮化钽、氮化钛、氮化钨、氮矽化钨、氮矽化钛、氮矽化坦等所组成之族群中至少选择一种。21.一种半导体装置的制造方法,包括:于一半导体基板上形成一第一层间绝缘膜;于该第一层间绝缘膜上形成一第一接线沟渠;于该第一接线沟渠中,以形成一第一金属膜;于该第一金属膜上面形成一金属阻障膜,且该第一金属膜与该金属阻障膜构成一第一接线层;于该第一接线层之一第一部分之上面形成一介电膜;于该介电膜上形成一导电膜,而形成一金属-绝缘层-金属型电容,该金属-绝缘层-金属型电容系包括有作为一下部电极膜的该第一接线层、作为一电容绝缘膜的该介电膜、及作为一上部电极膜的该导电膜;于该第一层间绝缘膜上及该金属-绝缘层-金属型电容上形成一第二层间绝缘膜;于该第二层间绝缘膜内形成一接线用接触窗开口及一下部电极用接触窗开口;于该第二层间绝缘膜内形成一第二接线沟渠、一下部电极用接线沟渠及一上部电极用接线沟渠,其中该上部电极用接线沟渠到达该上部电极膜,该第二接线沟渠系与该接线用接触窗开口相连通,该下部电极用接线沟渠系与该下部电极用接触窗开口相连通;以及于该接线用接触窗开口、该下部电极用接触窗开口、该第二接线沟渠、该下部电极用接线沟渠、及该上部电极用接线沟渠内埋入第二金属膜,以形成一第二接线层、一下部电极用接线层、及一上部电极用接线层。22.如申请专利范围第21项所述之半导体装置的制造方法,其中该下部电极膜及该上部电极膜之材料系从由氮化钽、氮化钛、氮化钨、氮矽化钨、氮矽化钛、氮矽化坦等所组成之族群中至少选择一种。23.如申请专利范围第21项所述之半导体装置的制造方法,更包括在形成该接线用接触窗开口及该下部电极用接触窗开口之同时,形成一上部电极用接线开口。24.一种半导体装置的制造方法,包括:于一半导体基板上形成一第一层间绝缘膜;于该第一层间绝缘膜上形成复数个第一接线沟渠;于该些第一接线沟渠中填充金属膜,以形成复数个第一接线层;于该第一层间绝缘膜上及该些第一接线层上形成一第一金属阻障膜;于该第一金属阻障膜上形成一第二层间绝缘膜;于该第二层间绝缘膜内形成一接线用接触窗开口及一电极用接触窗开口,该电极用接触窗开口系贯通该第一金属阻障膜而到达该些第一接线层;于该第二层间绝缘膜内形成一第二接线沟渠及一电极用接线沟渠,其中该第二接线沟渠系与该接线用接触窗开口相连通,该电极用接线沟渠系与该电极用接触窗开口相连通;于该电极用接触窗开口之表面及该电极用接线沟渠之底面部分之上面形成一下部电极膜;于该下部电极膜之上形成一电容绝缘膜,该电容绝缘膜系由一介电膜所构成;于该电容绝缘膜之上形成一上部电极膜,该上部电极膜系由一第二金属阻障膜所构成,且该下部电极膜、该电容绝缘膜、及该上部电极膜系构成一金属-绝缘层-金属型电容;以及于该接线用接触窗开口、该第二接线沟渠、该电极用接触窗开口、及该电极用接线沟渠内充填金属膜。25.如申请专利范围第24项所述之半导体装置的制造方法,其中该接线用接触窗开口系于该金属-绝缘层-金属型电容形成之后,去除该第一金属阻障膜而到达该些第一接线层26.如申请专利范围第24项所述之半导体装置的制造方法,其中该下部电极膜及该上部电极膜之材料系从由氮化钽、氮化钛、氮化钨、氮矽化钨、氮矽化钛、氮矽化坦等所组成之族群中至少选择一种。图式简单说明:第1A图至第1F图所示系为本发明之第一较佳实施例之半导体装置的制造方法的示意图。第2A图至第2E图所示系为本发明之第二较佳实施例之半导体装置的制造方法的示意图。第3A图至第3D图所示系为本发明之第三较佳实施例之半导体装置的制造方法的示意图。第4A图至第4E图所示系为本发明之第四较佳实施例之半导体装置的制造方法的示意图。第5A图所示系为本发明之第四较佳实施例之半导体装置的侧面剖面图。第5B图至第5C图所示系为沿着第5A图之5B-5B线的上面剖面图。第6A图至第6F图所示系为本发明之第五较佳实施例之半导体装置的制造方法的示意图。第7A图至第7I图所示系为习知之金属-绝缘层-金属型电容的制造方法的示意图。
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