JP2008205180A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体装置及びその製造方法に関するものであり、特に、半導体集積回路装置に集積化する容量素子の小型化のための構成に特徴のある半導体装置及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor device characterized by a configuration for miniaturizing a capacitor element integrated in a semiconductor integrated circuit device and a method for manufacturing the same.
半導体集積回路において、SiNを誘電体膜として用いた容量素子は要求される静電容量を得るために他の素子より大きく、チップ内の面積で占める割合が大きい。
このようなSiN容量パターンは、平坦な素子分離用のフィールド酸化膜上に形成されており、したがって、平面的な容量素子の形状になっているのでパターン面積が大きい(例えば、特許文献1参照)。
In a semiconductor integrated circuit, a capacitive element using SiN as a dielectric film is larger than other elements in order to obtain a required capacitance, and occupies a large proportion of the area in the chip.
Such a SiN capacitance pattern is formed on a flat element isolation field oxide film, and thus has a planar capacitance element shape, so that the pattern area is large (see, for example, Patent Document 1). .
ここで、図10及び図11を参照して、従来のSiN容量素子の形成工程を説明する。 図10参照
まず、p型シリコン基板71にイニシャル酸化膜72及びSiN膜73を順次形成したのち、例えば、幅が100μmの素子分離部を開口した耐酸化マスク74を形成する。
なお、耐酸化マスク74を形成した領域が、後の素子形成領域となる。
Here, with reference to FIGS. 10 and 11, a conventional process of forming a SiN capacitor will be described. See FIG.
First, after sequentially forming an
Note that the region where the oxidation-
次いで、酸化雰囲気中で耐酸化マスク74をマスクとして熱酸化を行うことによって、開口部の厚さが、例えば、600nmの素子分離用のフィールド酸化膜75を形成する。
Next, thermal oxidation is performed in an oxidizing atmosphere using the oxidation-
次いで、耐酸化マスク74をエッチング除去したのち、全面にn型多結晶シリコン膜を堆積させ、次いで、所定の形状にエッチングすることによってキャパシタの下部電極76を形成する。
次いで、全面にSiN膜を堆積させたのち、所定の形状にエッチングすることによってキャパシタ絶縁膜77を形成する。
Next, after removing the oxidation-
Next, after a SiN film is deposited on the entire surface, the
図11参照
次いで、全面に層間絶縁膜78を堆積させたのち、エッチングを施すことによって、キャパシタ絶縁膜77の大部分を露出させるキャパシタ窓79を形成する。
See FIG.
Next, after depositing an
次いで、再び、全面にn型多結晶シリコン膜を堆積させたのち、所定の形状にエッチングすることによってキャパシタの上部電極80を形成する。
Next, after again depositing an n-type polycrystalline silicon film on the entire surface, the
次いで、下部電極76に対するコンタクトホール81を形成したのち、図示は省略するものの、必要とする回路構成に応じて下部電極76及び上部電極80に対するコンタクトビア或いは配線を形成することによって、容量素子の基本的な製造工程が完了する。
半導体集積回路装置の製造過程において、1ウェーハで製造できるチップ数が多い方が製造効率が高いが、1ウェーハあたりのチップ数を多くするには、チップサイズを小さくすることが有効であるため、チップサイズを小さくする傾向にある。 In the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device, the manufacturing efficiency is higher when the number of chips that can be manufactured in one wafer is higher. However, in order to increase the number of chips per wafer, it is effective to reduce the chip size. There is a tendency to reduce the chip size.
このような動向の中で、半導体集積回路装置のチップサイズを小さくするためには、チップ内に占める各デバイスを面積を小さくすることが必要であるが、平面的な形状である容量素子の場合には、必要とする容量を確保するためにはそれなりの面積が必要になり、このような容量素子の面積がチップの小サイズ化の障害になっている。 In such a trend, in order to reduce the chip size of the semiconductor integrated circuit device, it is necessary to reduce the area of each device in the chip, but in the case of a capacitive element having a planar shape In order to secure the necessary capacity, a certain area is required, and the area of such a capacitive element is an obstacle to the reduction in size of the chip.
なお、小面積で大容量を得るためには、SiN膜に代えてAl2 O3 膜、Ta2 O5 膜、或いは、HfO2 膜等の高誘電率膜を用いれば良いが、半導体集積回路装置の製造工程において通常に使用されているSiN膜とは異なり、新たな成膜装置やそれに伴う新たなエッチング装置等を用意する必要があり、必ずしも、高製造効率化には結びつかないという問題がある。 In order to obtain a large capacity with a small area, a high dielectric constant film such as an Al 2 O 3 film, a Ta 2 O 5 film, or an HfO 2 film may be used instead of the SiN film. Unlike the SiN film normally used in the manufacturing process of the apparatus, it is necessary to prepare a new film forming apparatus and a new etching apparatus associated therewith, and there is a problem that it does not necessarily lead to high manufacturing efficiency. is there.
或いは、DRAMのメモリキャパシタのように、フィン構造等の立体構造を採用すれば小面積で大容量を得ることは可能であるが、そうするためには製造工程が複雑になり、この場合も必ずしも、高製造効率化には結びつかないという問題がある。 Alternatively, it is possible to obtain a large capacity with a small area by adopting a three-dimensional structure such as a fin structure such as a DRAM memory capacitor. However, in order to do so, the manufacturing process becomes complicated, and in this case also, it is not always necessary. There is a problem that it does not lead to high production efficiency.
したがって、本発明は、製造工程を複雑化することなく、従来の製造ライン構成によって、小面積で大容量の容量素子を構成することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to configure a large-capacity capacitive element with a small area by a conventional production line configuration without complicating the production process.
図1は本発明の原理的構成図であり、ここで図1を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明する。
なお、図における符号8は、層間絶縁膜である。
図1参照
上記の課題を解決するために、本発明は、半導体装置において、素子分離領域であって素子分離用選択酸化膜2に囲まれた領域に、複数の局所的選択酸化膜4を有するとともに、局所的選択酸化膜4の凹凸形状に沿って湾曲する下部電極5、誘電体膜6、及び、上部電極7を順次積層した構造の容量素子を設けたことを特徴とする。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention, and means for solving the problems in the present invention will be described with reference to FIG.
Reference numeral 8 in the figure denotes an interlayer insulating film.
Refer to FIG. 1. In order to solve the above-described problem, the present invention includes a plurality of local
このように、局所的選択酸化膜4の凹凸形状を利用することによって、製造工程を複雑化することなく且つ従来の製造ライン構成によって容量素子の実効的面積を大きくすることができ、容量素子の小サイズ化が容易になり、それによって、半導体装置のチップサイズの小型化も可能になる。
As described above, by using the uneven shape of the local
この場合、隣接する局所的選択酸化膜4の間の領域が半導体基板1の主表面より低い窪みを設けて、容量素子の湾曲を窪みにも沿った形状としても良く、それによって、容量素子の実効的面積をさらに大きくすることができる。
In this case, it is possible to provide a recess where the region between the adjacent local
または、隣接する局所的選択酸化膜4の間の領域に耐酸化性マスクを残存させても良く、それによって、半導体基板1と容量素子を構成する下部電極5との短絡を防止するための絶縁膜を形成する工程が不要になる。
Alternatively, an oxidation-resistant mask may be left in a region between the adjacent local
この場合に、少なくとも素子分離用選択酸化膜2に囲まれた領域の表面が気相成長絶縁膜により覆われるように構成しても良く、それによって、凹凸形状がさらに湾曲することになるので、容量素子のさらなる小サイズ化が可能になる。
In this case, it may be configured such that at least the surface of the region surrounded by the element isolation
この場合の局所的選択酸化膜4は、二次元マトリクス状に配置することが望ましく、それによって、同じ平面積における実効表面積をより大きくすることができる。
In this case, the local
なお、この場合の容量素子を構成する誘電体膜6としては、窒化珪素膜(Si3 N4 膜)が典型的なものであり、従来の製造ライン構成によって容量素子を構成することができる。 Note that the dielectric film 6 constituting the capacitive element in this case is typically a silicon nitride film (Si 3 N 4 film), and the capacitive element can be constituted by a conventional production line configuration.
また、本発明は、半導体装置の製造方法において、半導体基板1を耐酸化性マスクを用いて選択酸化することにより素子分離用選択酸化膜2を形成する際に、素子分離領域であって且つ素子分離用選択酸化膜2に囲まれた領域にも複数の耐酸化性マスクパターン3を設けて局所的選択酸化膜4を同時に形成する工程と、素子分離領域であって且つ素子分離用選択酸化膜2に囲まれた領域に局所的選択酸化膜4の凹凸形状に沿って湾曲する下部電極5、誘電体膜6、及び、上部電極7を順次積層して容量素子を形成する工程を有することを特徴とする。
Further, according to the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device, when the element isolation
このように、凹凸形状を形成するための局所的選択酸化膜4を素子分離用選択酸化膜2と同時に形成することによって、製造工程を増加させることなく、容量素子の実効的面積を大きくすることができる。
In this way, by forming the local
この場合、容量素子を形成する工程の前に、隣接する複数の局所的選択酸化膜4の間の領域をエッチングして窪みを形成する工程を設けることが望ましく、この場合には、局所的選択酸化膜4をエッチングマスクにすれば良いので、エッチングマスクの製造工程を省略して実効的表面積を大きくすることができる。
In this case, it is desirable to provide a step of forming a recess by etching a region between a plurality of adjacent local
また、容量素子を形成する工程において、複数の耐酸化性マスクパターン3を除去することなく容量素子を形成しても良く、それによって、半導体基板1と容量素子を構成する下部電極5との短絡を防止するための絶縁膜を形成する工程を省略することができる。
Further, in the step of forming the capacitive element, the capacitive element may be formed without removing the plurality of oxidation
また、容量素子を形成する工程の前に、複数の耐酸化性マスクパターン3を含む少なくとも素子分離用選択酸化膜2に囲まれた領域の表面に気相成長法によって絶縁膜を形成しても良く、それによって、簡単な成膜工程だけで、凹凸形状をさらに湾曲させることができる。
In addition, an insulating film may be formed by vapor phase epitaxy on the surface of at least the region surrounded by the element isolation
本発明によれば、素子分離領域の形成のための選択酸化工程を利用してフィールド領域に凹凸形状を形成しているので、強誘電体膜等の新規な材料や製造装置を要することなく、従来の製造ライン構成によって大容量で小占有面積の容量素子を構成することができる。 According to the present invention, since the concavo-convex shape is formed in the field region using the selective oxidation process for forming the element isolation region, a novel material such as a ferroelectric film or a manufacturing apparatus is not required, Capacitance elements having a large capacity and a small occupation area can be configured by a conventional production line configuration.
本発明は、半導体基板を耐酸化性マスクを用いて選択酸化することにより素子分離用選択酸化膜を形成する際に、素子分離領域であって且つ素子分離用選択酸化膜に囲まれた領域にも複数の耐酸化性マスクパターンを設けて局所的選択酸化膜を同時に形成するとともに、素子分離領域であって且つ素子分離用選択酸化膜に囲まれた領域に局所的選択酸化膜の凹凸形状に沿って湾曲する下部電極、誘電体膜、及び、上部電極を順次積層して容量素子を形成するものである。 The present invention provides an element isolation region and a region surrounded by the element isolation selective oxide film when the element isolation selective oxide film is formed by selectively oxidizing a semiconductor substrate using an oxidation resistant mask. A plurality of oxidation-resistant mask patterns are provided to form a local selective oxide film at the same time, and the unevenness of the local selective oxide film is formed in an element isolation region and a region surrounded by the element isolation selective oxide film. A capacitive element is formed by sequentially laminating a lower electrode, a dielectric film, and an upper electrode that are curved along the line.
その際に、容量素子を形成する工程の前に、隣接する複数の局所的選択酸化膜の間の領域をエッチングして窪みを形成しても良いし、或いは、複数の耐酸化性マスクパターンを除去することなく容量素子を形成しても良く、さらには、その上に絶縁膜を気相成長させても良いものである。 At this time, before the step of forming the capacitor element, a recess may be formed by etching a region between a plurality of adjacent local selective oxide films, or a plurality of oxidation resistant mask patterns may be formed. The capacitor element may be formed without being removed, and further, an insulating film may be vapor-phase grown thereon.
ここで、図2乃至図4を参照して、本発明の実施例1のSiN容量素子の形成工程を説明する。
図2参照
まず、p型シリコン基板11にイニシャル酸化膜12及びSiN膜13を順次形成したのち、例えば、幅がそれぞれ3.0μm及び2.0μmの素子分離部を形成するための枠状開口部14,15と、枠状開口部14,15の内部に一片が1.0μmの矩形状開口16を例えば、2.0μmのピッチで形成するように、格子状の耐酸化マスク17を形成する。
Here, with reference to FIG. 2 thru | or FIG. 4, the formation process of the SiN capacitive element of Example 1 of this invention is demonstrated.
See Figure 2
First, after the
次いで、酸化雰囲気中で耐酸化マスク17をマスクとして熱酸化を行うことによって、開口部に厚さが、例えば、600nmの素子分離用のフィールド酸化膜18と局所的選択酸化膜19とを同時に形成する。
Next, thermal oxidation is performed in an oxidizing atmosphere using the oxidation
次いで、耐酸化マスク17をエッチング除去したのち、フィールド酸化膜18及び局所的選択酸化膜19をマスクとしてp型シリコン基板11の露出部をエッチングすることによって、p型シリコン基板の主表面からの深さが例えば、600nmのトレンチ20を形成する。
Next, after removing the oxidation-
図3参照
次いで、再び、酸化雰囲気中で熱酸化を施すことによって、トレンチ20の底面及び側面に厚さが、例えば、100nmの酸化膜21を形成して、後に形成する容量素子とp型シリコン基板11とを絶縁するための絶縁膜とする。
See Figure 3
Next, by performing thermal oxidation again in an oxidizing atmosphere, an
次いで、全面に厚さが、例えば、260nmのn型多結晶シリコン膜をCVD法を用いて堆積させたのち、所定の形状にエッチングすることによって容量素子の下部電極22を形成する。
Next, after depositing an n-type polycrystalline silicon film having a thickness of, for example, 260 nm on the entire surface by using the CVD method, the
次いで、プラズマCVD法を用いて全面に厚さが、例えば、25nmのSiN膜を堆積させたのち、所定の形状にエッチングすることによってキャパシタ絶縁膜23を形成する。
Next, a SiN film having a thickness of, for example, 25 nm is deposited on the entire surface by plasma CVD, and then etched into a predetermined shape to form a
図4参照
次いで、CVD法を用いて全面に厚さが、例えば、500nmのSiO2 膜を堆積させて層間絶縁膜24としたのち、エッチングを施すことによって、キャパシタ絶縁膜23の大部分を露出させるキャパシタ窓25を形成する。
See Figure 4
Next, a CVD window is used to deposit an SiO 2 film having a thickness of, for example, 500 nm on the entire surface to form the
次いで、再び、全面にCVD法を用いて厚さが、例えば、100nmのn型多結晶シリコン膜を堆積させたのち、所定の形状にエッチングすることによって容量素子の上部電極26を形成する。
Next, an n-type polycrystalline silicon film having a thickness of, for example, 100 nm is deposited on the entire surface again using the CVD method, and then etched into a predetermined shape to form the
次いで、下部電極22に対するコンタクトホール27を形成したのち、以降は図示は省略するものの、必要とする回路構成に応じて下部電極22及び上部電極26に対するコンタクトビア或いは配線を形成することによって、本発明の実施例1のSiN容量素子の基本的な製造工程が完了する。
Next, after forming a
この本発明の実施例1においては、容量素子形成領域に局所的選択酸化膜19を形成して凸部を形成するとともに、隣接する局所的選択酸化膜19の間をエッチングして掘り下げることによってトレンチ20を形成しているので、実効表面積を平面に比べて大幅に大きくすることができ、それによって、同じ容量のSiN容量素子を形成する場合の占有面積を小さくすることができる。
In the first embodiment of the present invention, a local
因に、平坦部、即ち、トレンチ20の底面の割合を1/3とし、トレンチ20の側壁と局所的選択酸化膜19からなる凸部を半球状としてその割合を2/3として評価した場合に、SiN容量素子の大きさを約28%縮小することができる。
For example, when the ratio of the flat portion, that is, the bottom surface of the
この本発明の実施例1においては、局所的選択酸化膜19をフィールド酸化膜18と同時に形成しているとともに、トレンチ20を形成する際に、局所的選択酸化膜19とフィールド酸化膜18とをエッチングマスクにしているので、大幅に工程を増加させることなく、SiN容量素子の小型化が可能になる。
In the first embodiment of the present invention, the local
次に、図5及び図6を参照して、本発明の実施例2のSiN容量素子の形成工程を説明する。
図5参照
まず、p型シリコン基板11にイニシャル酸化膜12及びSiN膜13を順次形成したのち、例えば、幅がそれぞれ3.0μm及び2.0μmの素子分離部を形成するための枠状開口部14,15と、枠状開口部14,15の内部に一片が1.0μmの矩形状開口31を例えば、1.0μmのピッチで形成するように、格子状の耐酸化マスク32を形成する。
Next, with reference to FIGS. 5 and 6, the process of forming the SiN capacitor according to the second embodiment of the present invention will be described.
See Figure 5
First, after the
次いで、酸化雰囲気中で耐酸化マスク17をマスクとして熱酸化を行うことによって、開口部に厚さが、例えば、600nmの素子分離用のフィールド酸化膜18と局所的選択酸化膜33とを同時に形成する。
Next, thermal oxidation is performed in an oxidizing atmosphere using the oxidation-
次いで、素子形成領域に形成した耐酸化マスク32のみをエッチング除去したのち、全面に厚さが、例えば、260nmのn型多結晶シリコン膜をCVD法を用いて堆積させたのち、所定の形状にエッチングすることによって容量素子の下部電極34を形成する。
Next, only the oxidation-
次いで、プラズマCVD法を用いて全面に厚さが、例えば、25nmのSiN膜を堆積させたのち、所定の形状にエッチングすることによってキャパシタ絶縁膜35を形成する。
Next, a SiN film having a thickness of, for example, 25 nm is deposited on the entire surface by plasma CVD, and then etched into a predetermined shape to form a
図6参照
次いで、CVD法を用いて全面に厚さが、例えば、500nmのSiO2 膜を堆積させて層間絶縁膜36としたのち、エッチングを施すことによって、キャパシタ絶縁膜35の大部分を露出させるキャパシタ窓37を形成する。
See FIG.
Next, a CVD window is used to deposit an SiO 2 film having a thickness of, for example, 500 nm on the entire surface to form the
次いで、再び、全面にCVD法を用いて厚さが、例えば、100nmのn型多結晶シリコン膜を堆積させたのち、所定の形状にエッチングすることによって容量素子の上部電極38を形成する。
Next, an n-type polycrystalline silicon film having a thickness of, for example, 100 nm is deposited on the entire surface by CVD, and then etched into a predetermined shape to form the
次いで、下部電極34に対するコンタクトホール39を形成したのち、以降は図示は省略するものの、必要とする回路構成に応じて下部電極34及び上部電極38に対するコンタクトビア或いは配線を形成することによって、本発明の実施例2のSiN容量素子の基本的な製造工程が完了する。
Next, after forming a
この本発明の実施例2においては、局所的選択酸化膜19を形成する際に使用した耐酸化マスク32をそのまま残存させてp型シリコン基板11と下部電極34とを分離する絶縁膜にしているので、実施例1のような新たな絶縁膜の形成工程が不要になる。
In the second embodiment of the present invention, the oxidation-
因に、平坦部、即ち、局所的選択酸化膜19の間の領域の割合を1/3とし、局所的選択酸化膜19からなる円弧部の割合を2/3として評価した場合に、SiN容量素子の大きさを約3%縮小することができる。
Incidentally, when the ratio of the flat portion, that is, the region between the local
次に、図7乃至図9を参照して、本発明の実施例3のSiN容量素子の形成工程を説明する。
図7参照
まず、p型シリコン基板11にイニシャル酸化膜12及びSiN膜13を順次形成したのち、例えば、幅がそれぞれ3.0μm及び2.0μmの素子分離部を形成するための枠状開口部14,15と、枠状開口部14,15の内部に一片が1.0μmの矩形状開口31を例えば、1.0μmのピッチで形成するように、格子状の耐酸化マスク32を形成する。
Next, with reference to FIGS. 7 to 9, the process of forming the SiN capacitor according to the third embodiment of the present invention will be described.
See FIG.
First, after the
次いで、酸化雰囲気中で耐酸化マスク17をマスクとして熱酸化を行うことによって、開口部に厚さが、例えば、600nmの素子分離用のフィールド酸化膜18と局所的選択酸化膜33とを同時に形成する。
Next, thermal oxidation is performed in an oxidizing atmosphere using the oxidation-
次いで、素子形成領域に形成した耐酸化マスク32のみをエッチング除去したのち、全面に厚さが、例えば、200nmのSiO2 膜41をCVD法を用いて堆積させる。
Next, after removing only the oxidation-
図8参照
次いで、全面に厚さが、例えば、260nmのn型多結晶シリコン膜をCVD法を用いて堆積させたのち、所定の形状にエッチングすることによって容量素子の下部電極42を形成する。
See FIG.
Next, after depositing an n-type polycrystalline silicon film having a thickness of, for example, 260 nm on the entire surface by using the CVD method, the
次いで、プラズマCVD法を用いて全面に厚さが、例えば、25nmのSiN膜を堆積させたのち、所定の形状にエッチングすることによってキャパシタ絶縁膜43を形成する。
Next, a SiN film having a thickness of, for example, 25 nm is deposited on the entire surface by plasma CVD, and then etched into a predetermined shape to form a
次いで、CVD法を用いて全面に厚さが、例えば、500nmのSiO2 膜を堆積させて層間絶縁膜44としたのち、エッチングを施すことによって、キャパシタ絶縁膜43の大部分を露出させるキャパシタ窓45を形成する。
Next, a CVD window is used to deposit an SiO 2 film having a thickness of, for example, 500 nm on the entire surface to form the
図9参照
次いで、再び、全面にCVD法を用いて厚さが、例えば、100nmのn型多結晶シリコン膜を堆積させたのち、所定の形状にエッチングすることによって容量素子の上部電極46を形成する。
See FIG.
Next, an n-type polycrystalline silicon film having a thickness of, for example, 100 nm is deposited on the entire surface by CVD, and then etched into a predetermined shape to form the
次いで、下部電極42に対するコンタクトホール47を形成したのち、以降は図示は省略するものの、必要とする回路構成に応じて下部電極42及び上部電極46に対するコンタクトビア或いは配線を形成することによって、本発明の実施例3のSiN容量素子の基本的な製造工程が完了する。
Next, after forming a
この本発明の実施例3においては、局所的選択酸化膜19を形成したのち、耐酸化マスク32を含めた表面にSiO2 膜41を堆積させているので、表面の凹凸形状がより強調され、上述の実施例2よりもSiN容量素子の占有面積を小さくすることができる。
In the third embodiment of the present invention, since the SiO 2 film 41 is deposited on the surface including the oxidation
因に、平坦部、即ち、局所的選択酸化膜19の間の領域の割合をほぼ0で、殆どが局所的選択酸化膜19からなる円弧部であるとして評価した場合に、SiN容量素子の大きさを約4.5%縮小することができる。
For example, when the flat portion, that is, the ratio of the region between the local
以上、本発明の各実施例を説明したが、本発明は各実施例に示した構成、条件、数値に限られるものではなく、各種の変更が可能であり、例えば、上記の各実施例においてはキャパシタ誘電体膜としてSiN膜を用いているが、SiN膜に限られるものではなく、SiN膜と同様に、従来の製造ラインを変更することなく形成が可能なSiO2 膜或いはSiON膜を用いても良いものである。 The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the configurations, conditions, and numerical values shown in the embodiments, and various modifications are possible. For example, in the above embodiments, Uses a SiN film as a capacitor dielectric film, but is not limited to a SiN film. Like a SiN film, a SiO 2 film or a SiON film that can be formed without changing a conventional production line is used. It is good.
また、上記の各実施例における局所的選択酸化膜のサイズやピッチは一例であり、必要とする容量或いは許容される占有面積に応じて適宜変更されるものである。 In addition, the size and pitch of the local selective oxide film in each of the above-described embodiments is an example, and may be appropriately changed according to the required capacity or the allowable occupied area.
また、上記の各実施例においては、耐酸化マスクパターンを格子状にして局所的選択酸化膜を二次元マトリクス状にしているが、逆に、局所的選択酸化膜を形成するための耐酸化マスクパターンを二次元マトリクス状にして、局所的選択酸化膜を格子状に形成しても良いものである。 In each of the above embodiments, the oxidation-resistant mask pattern is formed in a lattice pattern and the local selective oxide film is formed in a two-dimensional matrix. Conversely, the oxidation-resistant mask for forming the local selective oxide film is used. The pattern may be a two-dimensional matrix, and the local selective oxide film may be formed in a lattice shape.
さらには、局所的選択酸化膜を形成するための耐酸化マスクパターンをラインアンドスース(L&S)状にして、局所的選択酸化膜もL&S状パターンにしても良いものである。 Furthermore, the oxidation-resistant mask pattern for forming the local selective oxide film may be formed in a line and sous (L & S) pattern, and the local selective oxide film may be formed in an L & S pattern.
ここで、再び図1を参照して、改めて、本発明の詳細な特徴を説明する。
再び、図1参照
(付記1) 素子分離領域であって素子分離用選択酸化膜2に囲まれた領域に、複数の局所的選択酸化膜4を有するとともに、前記局所的選択酸化膜4の凹凸形状に沿って湾曲する下部電極5、誘電体膜6、及び、上部電極7を順次積層した構造の容量素子を設けたことを特徴とする半導体装置。
(付記2) 上記隣接する局所的選択酸化膜4の間の領域が半導体基板1の主表面より低い窪みになっており、上記容量素子の湾曲が前記窪みにも沿った形状であることを特徴とする付記1記載の半導体装置。
(付記3) 上記隣接する局所的選択酸化膜4の間の領域に耐酸化性マスクが存在することを特徴とする付記1記載の半導体装置。
(付記4) 少なくとも上記素子分離用選択酸化膜2に囲まれた領域の表面が気相成長絶縁膜により覆われていることを特徴とする付記3記載の半導体装置。
(付記5) 上記局所的選択酸化膜4が、二次元マトリクス状に配置されていることを特徴とする付記1乃至4のいずれか1に記載の半導体装置。
(付記6) 上記容量素子を構成する誘電体膜6が、窒化珪素膜であることを特徴とする付記1乃至5のいずれか1に記載の半導体装置。
(付記7) 半導体基板1を耐酸化性マスクを用いて選択酸化することにより素子分離用選択酸化膜2を形成する際に、素子分離領域であって且つ素子分離用選択酸化膜2に囲まれた領域にも複数の耐酸化性マスクパターン3を設けて局所的選択酸化膜4を同時に形成する工程と、前記素子分離領域であって且つ素子分離用選択酸化膜2に囲まれた領域に前記局所的選択酸化膜4の凹凸形状に沿って湾曲する下部電極5、誘電体膜6、及び、上部電極7を順次積層して容量素子を形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(付記8) 上記容量素子を形成する工程の前に、上記隣接する複数の局所的選択酸化膜4の間の領域をエッチングして窪みを形成する工程を有することを特徴とする付記7記載の半導体装置の製造方法。
(付記9) 上記容量素子を形成する工程において、上記複数の耐酸化性マスクパターン3を除去することなく容量素子を形成することを特徴とする付記7記載の半導体装置の製造方法。
(付記10) 上記容量素子を形成する工程の前に、少なくとも素子分離用選択酸化膜2に囲まれた領域の表面に気相成長法によって絶縁膜を形成する工程を有することを特徴とする付記9記載の半導体装置の製造方法。
Here, referring to FIG. 1 again, the detailed features of the present invention will be described again.
Again see Figure 1
(Supplementary Note 1) The element isolation region has a plurality of local
(Additional remark 2) The area | region between the said adjacent local
(Supplementary note 3) The semiconductor device according to supplementary note 1, wherein an oxidation-resistant mask exists in a region between the adjacent local
(Supplementary note 4) The semiconductor device according to
(Supplementary note 5) The semiconductor device according to any one of supplementary notes 1 to 4, wherein the local
(Supplementary note 6) The semiconductor device according to any one of supplementary notes 1 to 5, wherein the dielectric film 6 constituting the capacitive element is a silicon nitride film.
(Supplementary Note 7) When the element isolation
(Additional remark 8) Before the process of forming the said capacitive element, it has the process of forming the hollow by etching the area | region between the said several adjacent local
(Supplementary note 9) The method of manufacturing a semiconductor device according to
(Additional remark 10) Before the process of forming the said capacitive element, it has the process of forming an insulating film by the vapor phase growth method at least in the surface of the area | region enclosed by the
1 半導体基板
2 素子分離用選択酸化膜
3 耐酸化性マスクパターン
4 局所的選択酸化膜
5 下部電極
6 誘電体膜
7 上部電極
8 層間絶縁膜
11 p型シリコン基板
12 イニシャル酸化膜
13 SiN膜
14 枠状開口部
15 枠状開口部
16 矩形状開口
17 耐酸化マスク
18 フィールド酸化膜
19 局所的選択酸化膜
20 トレンチ
21 酸化膜
22 下部電極
23 キャパシタ絶縁膜
24 層間絶縁膜
25 キャパシタ窓
26 上部電極
27 コンタクトホール
31 矩形状開口
32 耐酸化マスク
33 局所的選択酸化膜
34 下部電極
35 キャパシタ絶縁膜
36 層間絶縁膜
37 キャパシタ窓
38 上部電極
39 コンタクトホール
41 SiO2 膜
42 下部電極
43 キャパシタ絶縁膜
44 層間絶縁膜
45 キャパシタ窓
46 上部電極
47 コンタクトホール
71 p型シリコン基板
72 イニシャル酸化膜
73 SiN膜
74 耐酸化マスク
75 フィールド酸化膜
76 下部電極
77 キャパシタ絶縁膜
78 層間絶縁膜
79 キャパシタ窓
80 上部電極
81 コンタクトホール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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