JP3129284B2 - Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor integrated circuit deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路装置
に関し、特に半導体基板に形成された半導体素子の上層
にコンデンサが形成されている半導体集積回路装置の製
造方法に関する。It relates to a semiconductor integrated circuit device the invention BACKGROUND OF THE INVENTION relates to manufacturing <br/> manufacturing method of a semiconductor integrated circuit device which is particularly capacitors formed above the semiconductor elements formed on a semiconductor substrate.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に半導体集積回路装置において目的
とする回路を構成する場合に、半導体基板上に能動素子
と受動素子とを形成することが要求される場合がある。
この場合、コンデンサ(キャパシタ)は半導体基板とそ
の上に形成された配線層との間、あるいは半導体基板上
に積層構造とされた複数の配線層との間に生じる静電容
量を利用した構成か用いられる。このような半導体集積
回路装置において、大容量のコンデンサが要求されるこ
とがあり、その場合には、必要な容量を満たすために半
導体基板上のパッシベーション膜上にコンデンサを構成
する対をなす電極を形成することが行われている。図5
はその一例を示す断面図であり、半導体基板111には
所要の素子が形成され、かつ半導体基板111上には層
間絶縁膜112及び所要の信号配線113及び電源配線
114が形成される。さらに、前記各配線を覆うように
パッシベーション膜115が被着され、このパッシベー
ション膜115上に下部電極116が形成され、さらに
その上に容量絶縁膜117を介して上部電極118が形
成され、これら下部電極116、容量絶縁膜117、上
部電極118によりコンデンサ119が構成される。な
お、ここでは前記下部電極116を構成する導電膜の一
部でボンディングパッド120が形成され、さらに全面
に最上パッシベーション膜125が形成されている。2. Description of the Related Art Generally, when a target circuit is formed in a semiconductor integrated circuit device, it is sometimes required to form an active element and a passive element on a semiconductor substrate.
In this case, is the capacitor (capacitor) configured to utilize capacitance generated between a semiconductor substrate and a wiring layer formed thereon or between a plurality of wiring layers having a laminated structure on the semiconductor substrate? Used. In such a semiconductor integrated circuit device, a large-capacity capacitor may be required. In such a case, a pair of electrodes constituting a capacitor is formed on a passivation film on a semiconductor substrate in order to satisfy a required capacitance. Forming is being done. FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example thereof. A required element is formed on a semiconductor substrate 111, and an interlayer insulating film 112 and required signal wiring 113 and power supply wiring 114 are formed on the semiconductor substrate 111. Further, a passivation film 115 is deposited so as to cover the wirings, a lower electrode 116 is formed on the passivation film 115, and an upper electrode 118 is further formed thereon via a capacitor insulating film 117. The electrode 119, the capacitor insulating film 117, and the upper electrode 118 form a capacitor 119. Here, a bonding pad 120 is formed on a part of the conductive film constituting the lower electrode 116, and an uppermost passivation film 125 is formed on the entire surface.
【0003】前記した従来の半導体集積回路装置では、
前記コンデンサ119を構成する下部電極116と上部
電極118は、要求される容量を満たすために前記信号
配線113の上方を覆う平面領域にわたって形成されて
いる。このため、下部電極116と信号配線113とは
パッシベーション膜115を挟んで対向配置されること
になり、パッシベーション膜115を容量絶縁膜とする
コンデンサが寄生されてしまうことになる。したがっ
て、信号配線113においては、下部電極116との間
に生じる寄生容量によって配線容量が増大され、信号配
線113での信号の伝送速度が低下され、高速動作を可
能にした半導体集積回路装置を実現することが困難なも
のとなる。In the above-mentioned conventional semiconductor integrated circuit device,
The lower electrode 116 and the upper electrode 118 constituting the capacitor 119 are formed over a plane region covering the signal wiring 113 so as to satisfy required capacitance. Therefore, the lower electrode 116 and the signal wiring 113 are opposed to each other with the passivation film 115 interposed therebetween, and a capacitor using the passivation film 115 as a capacitance insulating film is parasitic. Therefore, in the signal wiring 113, a wiring capacitance is increased by a parasitic capacitance generated between the signal wiring 113 and the lower electrode 116, a signal transmission speed on the signal wiring 113 is reduced, and a semiconductor integrated circuit device capable of high-speed operation is realized. Would be difficult to do.
【0004】このような、絶縁膜を介して上下に対向配
置される電極、配線間の寄生容量を低減するために、従
来ではエアブリッジ構造が提案されている。例えば、特
開平7−193125号公報では、互いに立体交差され
る配線間の容量を低減するために、配線間を空洞構造と
し、空気の誘電率が低いことを利用して交差配線間の容
量の低減を図っている。又、特開平5−343543号
公報では、半導体基板上に形成される配線と、その上に
わたって延設される電源配線との間を空洞とし、両配線
間の寄生容量の低減を図っている。[0004] In order to reduce the parasitic capacitance between the electrodes and wirings which are vertically arranged oppositely via an insulating film, an air bridge structure has been conventionally proposed. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-193125, in order to reduce the capacitance between wirings that are three-dimensionally crossed with each other, a hollow structure is used between the wirings, and the capacitance between the crossing wirings is reduced by utilizing the low dielectric constant of air. We are trying to reduce it. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-343543, a space is formed between a wiring formed on a semiconductor substrate and a power supply wiring extending over the wiring to reduce the parasitic capacitance between the two wirings.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来のエアブリッジ構造は、半導体基板上で立体交差
される配線間に空洞を設けるための構造として、上側の
配線をブリッジ構造としているため、機械的な強度の点
で問題がある。特に、後者の公報の技術では、上層の配
線を電気接続部分でのみ支持しているため、配線長が長
くなったときには中間部が変形され易いものとなり、信
頼性に欠けるものとなる。この点、前者の公報の技術で
は、配線の複数箇所を絶縁膜で支持しているため、中間
部の変形を防止する上では有効である。しかしながら、
この構成は配線を形成する際に同時に支持用の絶縁膜を
選択的に残す技術であるため、コンデンサのように広い
面積にわたって電極が形成される構造の場合には、コン
デンサの下部電極の下側に空洞を形成することが難し
く、適用することが困難である。However, in the above-described conventional air bridge structure, since the upper wiring has a bridge structure as a structure for providing a cavity between wirings that are three-dimensionally crossed on the semiconductor substrate, the mechanical structure is difficult. There is a problem in terms of typical strength. In particular, according to the technique disclosed in the latter publication, the wiring in the upper layer is supported only by the electrical connection portion, so that when the wiring length is long, the intermediate portion is easily deformed, and the reliability is lacking. In this regard, the technique disclosed in the former publication is effective in preventing deformation of the intermediate portion because a plurality of portions of the wiring are supported by the insulating film. However,
Since this configuration is a technology that selectively leaves the supporting insulating film at the same time as forming the wiring, if the electrode is formed over a large area such as a capacitor, the lower side of the lower electrode of the capacitor It is difficult to form a cavity in the cavity, and it is difficult to apply the cavity.
【0006】本発明の目的は、コンデンサを構成する電
極と、半導体基板に形成された配線との間にエアギャッ
プを設け、前記電極と配線との間の寄生容量を低減する
ことを可能にした半導体集積回路装置の製造方法を提供
することにある。An object of the present invention is to provide an air gap between an electrode constituting a capacitor and a wiring formed on a semiconductor substrate, thereby making it possible to reduce a parasitic capacitance between the electrode and the wiring. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体素子が
形成された半導体基板上にパッシベーション膜が形成さ
れ、前記パッシベーション膜上に下部電極、容量絶縁
膜、上部電極が順次積層されたコンデンサを備える半導
体集積回路装置の製造方法であって、前記半導体基板上
にパッシベーション膜を形成する工程と、前記パッシベ
ーション膜を選択的にエッチングして所要領域に所要間
隔をおいて複数の凹溝を形成する工程と、前記パッシベ
ーション膜及び凹溝の表面にストッパ絶縁膜を形成する
工程と、前記凹溝内に前記ストッパ絶縁膜とはエッチン
グ選択比のある材料を埋設する工程と、前記パッシベー
ション膜及び前記埋設した材料の表面上に下部電極、容
量絶縁膜、上部電極を形成してコンデンサを形成する工
程と、前記凹溝内に埋設した材料を選択的にエッチング
除去する工程とを含むことを特徴とする。 According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
A passivation film is formed on the formed semiconductor substrate.
And a lower electrode and a capacitive insulator on the passivation film.
Semiconductor with a capacitor in which the membrane and upper electrode are sequentially stacked
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising:
Forming a passivation film on the substrate;
Solution film selectively etched to required area
Forming a plurality of recessed grooves at intervals;
Stopper insulating film is formed on the surface of the solution film and the groove.
Process and the stopper insulating film in the concave groove are etched.
Embedding a material having a selectivity ratio,
A lower electrode on the surface of the membrane and the buried material;
Forming a capacitor by forming an insulating film and upper electrode
And selectively etch the material embedded in the groove.
Removing step.
【0008】また、本発明の半導体集積回路装置の他の
製造方法は、前記半導体基板上にパッシベーション膜を
形成する工程と、前記パッシベーション膜を選択的にエ
ッチングして所要領域に所要間隔をおいて複数の凹溝を
形成する工程と、前記凹溝内に前記パッシベーション膜
とはエッチング選択比のある材料を埋設する工程と、前
記パッシベーション膜及び前記埋設した材料の表面上に
下部電極、容量絶縁膜、上部電極を形成してコンデンサ
を形成する工程と、前記凹溝内に埋設した材料を選択的
にエッチング除去する工程とを含むことを特徴とする。 In another method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, a step of forming a passivation film on the semiconductor substrate and a step of selectively etching the passivation film to a required region are performed. forming a plurality of grooves at intervals, wherein the process is a passivation film <br/> embedding the certain etching selectivity material, the passivation film and the surface of the embedded material in said groove The method includes a step of forming a capacitor by forming a lower electrode, a capacitor insulating film, and an upper electrode thereon, and a step of selectively etching and removing a material embedded in the concave groove .
【0009】このように、コンデンサの下部電極の直下
のパッシベーション膜に複数のエアギャップを配列する
ことにより、下部電極の直下におけるパッシベーション
膜は、エアギャップが形成された領域が空洞に置き換え
られるため、パッシベーションの実質的な面積が低減さ
れてパッシベーション膜全体としての誘電率が低下され
る。このため、下部電極と信号配線との間の寄生容量が
低減され、信号配線における信号伝送速度が向上され、
半導体集積回路装置の高速動作が可能となる。また、下
部電極はエアギャップ以外の領域においてパッシベーシ
ョン膜によって支持されるため、機械的な強度が低下さ
れることはなく、信頼性の高い半導体集積回路装置とし
て構成される。As described above, by arranging a plurality of air gaps in the passivation film immediately below the lower electrode of the capacitor, the region in which the air gap is formed is replaced with a cavity in the passivation film immediately below the lower electrode. The substantial area of the passivation is reduced, and the dielectric constant of the entire passivation film is reduced. For this reason, the parasitic capacitance between the lower electrode and the signal wiring is reduced, the signal transmission speed in the signal wiring is improved,
The semiconductor integrated circuit device can operate at high speed. Further, since the lower electrode is supported by the passivation film in a region other than the air gap, the mechanical strength is not reduced, and the semiconductor device is configured as a highly reliable semiconductor integrated circuit device.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明の実施形態の平面図と
そのAA線断面図である。半導体基板11の主面には図
示を省略する種々の半導体素子が形成されており、その
上に層間絶縁膜12が形成され、複数本の信号配線13
及び電源配線14が所要のパターンに形成されている。
そして、前記信号配線13及び電源配線14を覆うよう
にシリコン酸化膜からなるパッシベーション膜15が被
着されており、このパッシベーション膜15上にアルミ
ニウム等の金属膜からなる下部電極16が所要のパター
ンに形成され、その上にシリコン酸化膜或いはシリコン
窒化膜からなる容量絶縁膜17が形成され、さらにその
上にアルミニウム等の金属膜からなる上部電極18が前
記下部電極16と対向配置されるように形成されてお
り、これら下部電極16、容量絶縁膜17、上部電極1
8でコンデンサ19が形成されている。また、前記下部
電極16を構成する金属膜の一部でボンディングパッド
20が形成されている。さらに、前記パッシベーション
膜15にはスルーホール21,22が開口されており、
前記下部電極16及び上部電極18は前記スルーホール
21,22を通して前記電源配線14を構成するGND
配線及びVDD配線にそれぞれ接続されている。そし
て、前記下部電極16の直下の領域の前記パッシベーシ
ョン膜15には、平面形状がストライプ状をした凹溝が
形成され、この凹溝によって空洞化されたエアギャップ
23が形成されている。なお、この実施形態では前記エ
アギャップ23の表面にはシリコン窒化膜24が被着さ
れている。また、前記上部電極18上には、最上パッシ
ベーション膜25が被着されている。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of an embodiment of the present invention and a sectional view taken along line AA of the embodiment. Various semiconductor elements not shown are formed on the main surface of the semiconductor substrate 11, an interlayer insulating film 12 is formed thereon, and a plurality of signal wirings 13 are formed.
The power supply wiring 14 is formed in a required pattern.
A passivation film 15 made of a silicon oxide film is applied so as to cover the signal wiring 13 and the power wiring 14, and a lower electrode 16 made of a metal film such as aluminum is formed on the passivation film 15 in a required pattern. A capacitor insulating film 17 made of a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed thereon, and an upper electrode 18 made of a metal film such as aluminum is formed thereon so as to face the lower electrode 16. The lower electrode 16, the capacitor insulating film 17, and the upper electrode 1
8, a capacitor 19 is formed. Further, a bonding pad 20 is formed of a part of the metal film constituting the lower electrode 16. Further, through holes 21 and 22 are opened in the passivation film 15,
The lower electrode 16 and the upper electrode 18 are connected to the GND forming the power wiring 14 through the through holes 21 and 22.
The wiring is connected to the wiring and the VDD wiring, respectively. In the passivation film 15 in a region immediately below the lower electrode 16, a concave groove having a striped planar shape is formed, and an air gap 23 hollowed by the concave groove is formed. In this embodiment, a silicon nitride film 24 is formed on the surface of the air gap 23. An uppermost passivation film 25 is formed on the upper electrode 18.
【0011】この構成によれば、下部電極16の直下に
おけるパッシベーション膜15は、エアギャップ23が
形成された領域が空洞、すなわち空気層で構成されるた
め、パッシベーション膜が存在される面積が低減されて
パッシベーション膜15全体としての誘電率が低下され
る。このため、下部電極16と信号配線13との間の寄
生容量が低減され、信号配線における信号伝送速度が向
上され、高速動作の可能な半導体集積回路装置を得るこ
とが可能となる。因みに、エアギャップ23を0.5μ
m幅にしたときには、30%程度の寄生容量を低減する
ことが可能とされている。また、その一方で、この構造
では、下部電極16はエアギャップ23以外の領域にお
いては、その下面がパッシベーション膜15の表面に接
触されてパッシベーション膜によって支持されるため、
下部電極16ないしコンデンサ19機械的な強度が低下
されることはなく、信頼性の高い半導体集積回路装置と
して構成される。According to this structure, since the region where the air gap 23 is formed in the passivation film 15 immediately below the lower electrode 16 is formed of a cavity, that is, an air layer, the area where the passivation film exists is reduced. As a result, the dielectric constant of the entire passivation film 15 is reduced. Therefore, the parasitic capacitance between the lower electrode 16 and the signal wiring 13 is reduced, the signal transmission speed in the signal wiring is improved, and a semiconductor integrated circuit device that can operate at high speed can be obtained. By the way, the air gap 23
When the width is set to m, the parasitic capacitance can be reduced by about 30%. On the other hand, in this structure, the lower electrode 16 is supported by the passivation film 15 in a region other than the air gap 23 because the lower surface thereof is in contact with the surface of the passivation film 15.
The lower electrode 16 and the capacitor 19 are configured as a highly reliable semiconductor integrated circuit device without a decrease in mechanical strength.
【0012】図2ないし図4は図1の半導体集積回路装
置の製造方法を工程順に示す図である。なお、各図にお
いて(a)は平面図、(b)はそのBB線断面図であ
る。先ず、図2(a),(b)のように、半導体基板1
1上に図外の半導体素子を形成し、かつその上に層間絶
縁膜12及び電源配線13と信号配線14を形成した
後、これらの配線を覆うようにパッシベーション膜15
を形成する。次いで、パッシベーション膜15上にフォ
トレジスト膜30を形成し、このフォトレジスト膜30
をストライプ状に開口する。しかる上で、前記フォトレ
ジスト30をマクスとしてパッシベーション膜15を選
択エッチングすることにより、パッシベーション膜15
にストライプ状の凹溝31を開口する。2 to 4 are views showing a method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device of FIG. 1 in the order of steps. In each of the drawings, (a) is a plan view, and (b) is a sectional view taken along the line BB. First, as shown in FIGS. 2A and 2B, the semiconductor substrate 1
1, a semiconductor element (not shown) is formed, and an interlayer insulating film 12, a power supply wiring 13, and a signal wiring 14 are formed thereon, and a passivation film 15 is formed so as to cover these wirings.
To form Next, a photoresist film 30 is formed on the passivation film 15.
Are opened in a stripe shape. Then, by selectively etching the passivation film 15 using the photoresist 30 as a mask, the passivation film 15 is removed.
Then, a groove 31 having a stripe shape is opened.
【0013】次いで、図3(a),(b)のように、前
記パッシベーション膜15上に薄くストッパ絶縁膜とし
てのシリコン窒化膜24を形成し、しかる上で全面にB
PSG膜32を塗布して前記凹溝31を覆う。その後、
前記BPSG膜32をエッチングバックして表面を平坦
化することで、前記凹溝31の内部にのみBPSG膜3
2を残す。このとき、前記シリコン窒化膜24は前記パ
ッシベーション膜15上に残している。Next, as shown in FIGS. 3A and 3B, a thin silicon nitride film 24 as a stopper insulating film is formed on the passivation film 15, and B
A PSG film 32 is applied to cover the groove 31. afterwards,
The BPSG film 32 is etched back to flatten the surface so that the BPSG film 3 is formed only inside the concave groove 31.
Leave 2. At this time, the silicon nitride film 24 remains on the passivation film 15.
【0014】次いで、図4(a),(b)のように、図
外のフォトレジストを利用して前記パッシベーション膜
15の所要箇所にスルーホール21,22を開口した
後、アルミニウム膜を蒸着し、かつこれを所要のパター
ンに形成して下部電極16を形成する。また、これと同
時に前記アルミニウム膜の一部でボンディングパッド2
0を形成する。このとき前記スルーホール21,22内
には前記アルミニウムが埋設され、スルーホール21を
介して下部電極16は電源配線14に電気接続される。
さらに、その上にシリコン窒化膜を形成して前記下部電
極16を覆うパターン形状に選択エッチングして容量絶
縁膜17を形成し、さらに、その上に上部電極となるア
ルミニウム膜を蒸着し、かつこのアルミニウム膜をパタ
ーン形成することで上部電極18を形成し、コンデンサ
19を形成する。このとき、上部電極18は前記スルー
ホール22を通して電源配線14に接続される。Next, as shown in FIGS. 4A and 4B, through holes 21 and 22 are opened at required portions of the passivation film 15 using a photoresist (not shown), and an aluminum film is deposited. The lower electrode 16 is formed by forming this into a required pattern. At the same time, a part of the aluminum film forms a bonding pad 2.
0 is formed. At this time, the aluminum is buried in the through holes 21 and 22, and the lower electrode 16 is electrically connected to the power supply wiring 14 via the through hole 21.
Further, a silicon nitride film is formed thereon, and selectively etched into a pattern shape covering the lower electrode 16 to form a capacitor insulating film 17, and further, an aluminum film serving as an upper electrode is deposited thereon, and The upper electrode 18 is formed by patterning the aluminum film, and the capacitor 19 is formed. At this time, the upper electrode 18 is connected to the power supply wiring 14 through the through hole 22.
【0015】しかる上で、前記BPSG膜32を、シリ
コン窒化膜24に対してエッチング選択比が大きくなる
条件でウェットエッチングする。これにより、前記凹溝
31内のBPSG膜32がエッチング除去される。この
とき、前記下部電極16の直下においても、凹溝31の
両端部を通してエッチング液が凹溝31内にまで浸入さ
れるため、下部電極16の直下のBPSG膜32もエッ
チング除去されることになり、その結果、図1に示した
ように、下部電極16の直下に凹溝31からなるエアギ
ャップ23が形成されることになる。その後、最上パッ
シベーション膜25を堆積させるが、この際には前記下
部電極16の直下には最上パッシベーション膜25が堆
積されることはなく、エアギャップ23は保持される。Then, the BPSG film 32 is wet-etched under conditions that increase the etching selectivity with respect to the silicon nitride film 24. Thus, the BPSG film 32 in the groove 31 is removed by etching. At this time, even under the lower electrode 16, the etchant penetrates into the groove 31 through both ends of the groove 31, so that the BPSG film 32 immediately below the lower electrode 16 is also etched away. As a result, as shown in FIG. 1, the air gap 23 including the concave groove 31 is formed immediately below the lower electrode 16. Thereafter, the uppermost passivation film 25 is deposited. At this time, the uppermost passivation film 25 is not deposited immediately below the lower electrode 16, and the air gap 23 is maintained.
【0016】ここで、前記エアギャップの平面形状は、
前記したストライプ状に限られるものではなく、凹溝3
1内に埋設したBPSG膜32等に対して下部電極16
の直下にまでエッチング液が浸入可能な構成であれば、
例えば格子状に形成してもよい。また、エアギャップ2
3の面積を可及的に大きなものとするために、凹溝の長
さ方向に沿う複数箇所の幅寸法を拡幅し、この拡幅部に
おいてエアギャップを構成するようにしてもよい。この
拡幅部の形状としては、矩形あるいは円形に形成しても
よい。また、エアギャップをなるべく配線の直上に配置
するように構成すれば、エアギャップ効果をより高める
ことが可能となる。Here, the plane shape of the air gap is
The present invention is not limited to the above-mentioned stripe shape.
1 with respect to the BPSG film 32 buried in
If the configuration allows the etchant to penetrate just below
For example, it may be formed in a lattice shape. Air gap 2
In order to increase the area of 3 as much as possible, the width of a plurality of locations along the length direction of the concave groove may be widened, and an air gap may be formed in the widened portion. The shape of the widened portion may be rectangular or circular. Further, if the air gap is arranged as directly as possible above the wiring, the air gap effect can be further enhanced.
【0017】また、前記実施形態では、凹溝31内に埋
設したBPSG膜32をパッシベーション膜15に対し
て選択的にエッチング除去するために、パッシベーショ
ン膜15及び凹溝31の表面にストッパ膜としてシリコ
ン窒化膜24を形成しているが、凹溝31内にパッシベ
ーション膜15とはエッチング選択比の大きな材料を埋
設すれば、前記ストッパ膜24を省略することも可能で
ある。なお、本発明におけるパッシベーション膜は必ず
しも素子を封止するために設けられる膜に限られるもの
ではなく、いわゆる層間絶縁膜と称される上下の配線あ
るいは導電層間を絶縁膜するための絶縁膜をも含むもの
であることは言うまでもない。In the above embodiment, in order to selectively remove the BPSG film 32 buried in the concave groove 31 from the passivation film 15 by etching, the silicon film is formed as a stopper film on the surface of the passivation film 15 and the concave groove 31. Although the nitride film 24 is formed, the stopper film 24 can be omitted if a material having a large etching selectivity with respect to the passivation film 15 is embedded in the concave groove 31. Note that the passivation film in the present invention is not necessarily limited to a film provided for sealing an element, and may be an insulating film for insulating upper and lower wirings or a conductive layer, which is called an interlayer insulating film. Needless to say, it includes.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、コンデン
サの下部電極の直下のパッシベーション膜に複数のエア
ギャップを配列した構成の半導体集積回路装置の製造が
可能である。このように製造された半導体集積回路装置
では、下部電極の直下におけるパッシベーション膜は、
エアギャップが形成された領域が空洞に置き換えられる
ため、パッシベーションの実質的な面積が低減されてパ
ッシベーション膜全体としての誘電率が低下される。こ
のため、半導体素子に接続される配線と、その上に形成
されるコンデンサを構成する下部電極との間のパッシベ
ーション膜における全体的な誘電率を低下させ、下部電
極と配線との間の寄生容量を低減することができる。ま
た、その一方で、下部電極はエアギャップ以外の領域に
おいてパッシベーション膜によって支持されるため、機
械的な強度の低下が防止でき、信頼性の高い半導体集積
回路装置が構成できる。As described above, according to the present invention, it is possible to manufacture a semiconductor integrated circuit device having a structure in which a plurality of air gaps are arranged in a passivation film immediately below a lower electrode of a capacitor.
It is possible. Semiconductor integrated circuit device manufactured in this way.
Then, the passivation film just below the lower electrode is
Since the region where the air gap is formed is replaced with a cavity, the substantial area of passivation is reduced, and the dielectric constant of the entire passivation film is reduced. Therefore, the overall dielectric constant of the passivation film between the wiring connected to the semiconductor element and the lower electrode forming the capacitor formed thereon is reduced, and the parasitic capacitance between the lower electrode and the wiring is reduced. Can be reduced. On the other hand, since the lower electrode is supported by the passivation film in a region other than the air gap, a decrease in mechanical strength can be prevented, and a highly reliable semiconductor integrated circuit device can be configured.
【図1】本発明の半導体集積回路装置の一実施形態の平
面図とそのAA線断面図である。FIG. 1 is a plan view of an embodiment of a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, and a cross-sectional view taken along line AA thereof.
【図2】図1の半導体集積回路装置の製造方法を工程順
に示す平面図とそのBB線断面図のその1である。2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view taken along the line BB of the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device in FIG.
【図3】図1の半導体集積回路装置の製造方法を工程順
に示す平面図とそのBB線断面図のその2である。3A and 3B are a plan view and a sectional view taken along the line BB of the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device in FIG.
【図4】図1の半導体集積回路装置の製造方法を工程順
に示す平面図とそのBB線断面図のその3である。4A and 4B are a plan view showing the method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device of FIG.
【図5】従来の半導体集積回路装置の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a conventional semiconductor integrated circuit device.
11 半導体基板 12 層間絶縁膜 13 信号配線 14 電源配線 15 パッシベーション膜 16 下部電極 17 容量絶縁膜 18 上部電極 19 コンデンサ 21,22 スルーホール 23 エアギャップ 24 シリコン窒化膜 25 最上パッシベーション膜 31 凹溝 32 BPSG膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Semiconductor substrate 12 Interlayer insulating film 13 Signal wiring 14 Power supply wiring 15 Passivation film 16 Lower electrode 17 Capacitive insulating film 18 Upper electrode 19 Capacitor 21, 22 Through hole 23 Air gap 24 Silicon nitride film 25 Uppermost passivation film 31 Groove 32 BPSG film
Claims (2)
パッシベーション膜が形成され、前記パッシベーション
膜上に下部電極、容量絶縁膜、上部電極が順次積層され
たコンデンサを備える半導体集積回路装置の製造方法で
あって、前記半導体基板上にパッシベーション膜を形成
する工程と、前記パッシベーション膜を選択的にエッチ
ングして所要領域に所要間隔をおいて複数の凹溝を形成
する工程と、前記パッシベーション膜及び凹溝の表面に
ストッパ絶縁膜を形成する工程と、前記凹溝内に前記ス
トッパ絶縁膜とはエッチング選択比のある材料を埋設す
る工程と、前記パッシベーション膜及び前記埋設した材
料の表面上に下部電極、容量絶縁膜、上部電極を形成し
てコンデンサを形成する工程と、前記凹溝内に埋設した
材料を選択的にエッチング除去する工程とを含むことを
特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。1. A method according to claim 1, wherein a semiconductor element is formed on a semiconductor substrate.
A passivation film is formed, and the passivation
A lower electrode, a capacitor insulating film, and an upper electrode are sequentially laminated on the film.
Manufacturing method of a semiconductor integrated circuit device having a
There are, forming a passivation film on the semiconductor substrate, and forming the passivation film is selectively etched with a plurality of grooves at a predetermined interval in the predetermined region, the passivation film and the groove Forming a stopper insulating film on the surface of the substrate, burying a material having an etching selectivity with the stopper insulating film in the groove, a lower electrode on the surface of the passivation film and the buried material, A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: a step of forming a capacitor by forming a capacitor insulating film and an upper electrode; and a step of selectively etching and removing a material buried in the concave groove.
パッシベーション膜が形成され、前記パッシベーション
膜上に下部電極、容量絶縁膜、上部電極が順次積層され
たコンデンサを備える半導体集積回路装置の製造方法で
あって、前記半導体基板上にパッシベーション膜を形成
する工程と、前記パッシベーション膜を選択的にエッチ
ングして所要領域に所要間隔をおいて複数の凹溝を形成
する工程と、前記凹溝内に前記パッシベーション膜とは
エッチング選択比のある材料を埋設する工程と、前記パ
ッシベーション膜及び前記埋設した材料の表面上に下部
電極、容量絶縁膜、上部電極を形成してコンデンサを形
成する工程と、前記凹溝内に埋設した材料を選択的にエ
ッチング除去する工程とを含むことを特徴とする半導体
集積回路装置の製造方法。2. On a semiconductor substrate on which a semiconductor element is formed.
A passivation film is formed, and the passivation
A lower electrode, a capacitor insulating film, and an upper electrode are sequentially laminated on the film.
Manufacturing method of a semiconductor integrated circuit device having a
There are, forming a passivation film on the semiconductor substrate, forming a plurality of grooves at a predetermined interval in the predetermined region by selectively etching the passivation film, the in said groove Embedding a material having an etching selectivity with the passivation film; forming a capacitor by forming a lower electrode, a capacitor insulating film, and an upper electrode on the surface of the passivation film and the buried material; Selectively removing the material buried in the groove by etching.
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JP10125473A JP3129284B2 (en) | 1998-05-08 | 1998-05-08 | Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device |
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JPH11330232A JPH11330232A (en) | 1999-11-30 |
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