DE112020002238T5 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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DE112020002238T5
DE112020002238T5 DE112020002238.2T DE112020002238T DE112020002238T5 DE 112020002238 T5 DE112020002238 T5 DE 112020002238T5 DE 112020002238 T DE112020002238 T DE 112020002238T DE 112020002238 T5 DE112020002238 T5 DE 112020002238T5
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dielectric film
electrode layer
semiconductor device
thickness
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DE112020002238.2T
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Yohei Yamaguchi
Tomoyuki Ashimine
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

Bereitgestellt wird eine Halbleitervorrichtung, bei der das Auftreten eines Risses bzw. von Rissbildung in einer Schutzschicht, die einen Abschnitt um einen Endabschnitt eines dielektrischen Films bedeckt, und die Abnahme der dielektrischen Durchschlagfestigkeit des dielektrischen Films aufgrund des Auftretens des Risses unterbunden wird. Die Halbleitervorrichtung weist ein Halbleitersubstrat mit einer ersten Hauptfläche und einer zweiten Hauptfläche, die einander zugewandt sind, einen dielektrischen Film, der auf einem Teil der ersten Hauptfläche angeordnet ist, eine erste Elektrodenschicht, die auf einem Teil des dielektrischen Films angeordnet ist, und eine Schutzschicht auf, die einen Teil von einem Endabschnitt der ersten Elektrodenschicht bis zu einem Außenumfangsende des dielektrischen Films durchgehend bedeckt. Der dielektrische Film hat einen Elektrodenschichtanordnungsabschnitt, auf dem die erste Elektrodenschicht angeordnet ist, und einen Schutzschicht-bedeckten Abschnitt, der von der Schutzschicht bedeckt ist. Eine Dicke an dem Außenumfangsende des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts des dielektrischen Films ist kleiner als eine Dicke des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts des dielektrischen Films.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Herkömmlich ist bei einer Kondensatorstruktur in einer Halbleitervorrichtung eine Kondensatorstruktur vorhanden, die in der japanischen Patentanmeldung Veröffentlichung-Nr. 2019-33154 beschrieben wird (Patentdokument 1). Diese Kondensatorstruktur ist auf einem Isolierfilm eines Substrats bereitgestellt. Die Kondensatorstruktur weist eine zweite Elektrodenschicht, die auf einem Teil des Isolierfilms (dielektrischer Film) angeordnet ist, einen zwischenliegenden Isolierfilm (dielektrischer Film), der die zweite Elektrodenschicht bedeckt, einen Metallfilm, der auf einem Teil des zwischenliegenden Isolierfilms angeordnet ist, eine erste Elektrodenschicht, die auf dem Metallfilm angeordnet ist, und einen Isolierschutzfilm (Schutzschicht) auf, der einen Bereich von einem Endabschnitt der ersten Elektrodenschicht bis zu dem Isolierfilm durchgehend bedeckt.
  • DOKUMENT AUS DEM STAND DER TECHNIK
  • PATENTDOKUMENT
  • Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2019-33154
  • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Durch die Erfindung zu lösende Aufgabe
  • Es wird angemerkt, dass herausgefunden wurde, dass bei dieser Halbleitervorrichtung die folgenden Probleme auftreten. Bei der Halbleitervorrichtung wird eine innere Spannung in der Schutzschicht durch Wärme erzeugt, welche während der Herstellung, Montage und Verwendung der Halbleitervorrichtung aufgebracht wird. Konkret kann es sein, dass die Schutzschicht durch thermische Expansion oder Kontraktion verformt wird, wenn sich die Halbleitervorrichtung erwärmt oder abkühlt, jedoch wird diese thermische Verformung durch das Element (beispielsweise das Halbleitersubstrat) unterhalb der Schutzschicht beschränkt, so dass in der Schutzschicht eine Eigenspannung erzeugt wird. Im Ergebnis ist das Auftreten eines Risses in der Schutzschicht wahrscheinlich. Im Ergebnis kann, wenn in der Schutzschicht, die einen Teil um einen Endabschnitt des dielektrischen Films bedeckt, ein Riss auftritt, Feuchtigkeit durch den Riss in der Schutzschicht in den dielektrischen Film eindringen. Hingegen besteht in den letzten Jahren erhöhter Bedarf für hohe Stehspannungseigenschaften, da immer öfter hohe Spannungen an Halbleitervorrichtungen anliegen. Unter einer solch hohen Spannung besteht, wenn die Feuchtigkeit durch den Riss in der Schutzschicht in den dielektrischen Film eindringt, ein Problem dahingehend, dass die dielektrische Durchschlagfestigkeit des dielektrischen Films abnimmt.
  • Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Halbleitervorrichtung bereitzustellen, die das Auftreten eines Risses in einer Schutzschicht, die einen Teil um einen Endabschnitt eines dielektrischen Films bedeckt, und eine Abnahme der dielektrischen Durchschlagfestigkeit des dielektrischen Films (Verschlechterung der Stehspannungseigenschaften des dielektrischen Films) aufgrund des Auftretens des Risses unterbindet.
  • Mittel zum Lösen der Aufgabe
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben umfassende Studien unternommen, um die obigen Probleme zu lösen, und haben herausgefunden, dass eine Dicke an einem Außenumfangsende des Endabschnitts (Schutzschicht-bedeckter Abschnitt) des dielektrischen Films verglichen mit einer Dicke des dielektrischen Films, bei dem es sich nicht um den Endabschnitt handelt, verringert ist, so dass das Auftreten eines Risses in der Schutzschicht, die den Abschnitt um den Endabschnitt des dielektrischen Films herum bedeckt, unterbunden wird. Auf diese Weise haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung die technische Bedeutung des Verringerns der Dicke an dem Außenumfangsende des Endabschnitts des dielektrischen Films erkannt und haben die vorliegende Erfindung abgeschlossen. Das bedeutet, dass die vorliegende Offenbarung die folgenden Aspekte aufweist.
  • Um die obigen Aufgaben zu lösen, weist eine Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf:
    • ein Halbleitersubstrat, das eine erste Hauptfläche und eine zweite Hauptfläche aufweist, die einander zugewandt sind;
    • einen dielektrischen Film, der auf einem Teil der ersten Hauptfläche angeordnet ist;
    • eine erste Elektrodenschicht, die auf einem Teil des dielektrischen Films angeordnet ist; und
    • eine Schutzschicht, die einen Bereich von einem Endabschnitt der ersten Elektrodenschicht bis zu einem ersten Außenumfangsende des dielektrischen Films durchgehend bedeckt;
    • der dielektrische Film einen Elektrodenschichtanordnungsabschnitt, auf dem die erste Elektrodenschicht angeordnet ist, und einen Schutzschicht-bedeckten Abschnitt aufweist, der von der Schutzschicht bedeckt ist, und
    • eine Dicke an dem Außenumfangsende des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts des dielektrischen Films kleiner ist als eine Dicke des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts des dielektrischen Films.
  • Gemäß dem obigen Aspekt ist eine Dicke an dem Außenumfangsende des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts des dielektrischen Films kleiner als eine Dicke des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts des dielektrischen Films. Auf diese Weise kann eine Stufe eines Stufenabschnitts der Schutzschicht um einen Endabschnitt des dielektrischen Films (Schutzschicht-bedeckter Abschnitt) klein gestaltet werden, da der dielektrische Film als Schutzschicht-bedeckten Abschnitt desselben einen Dünnfilmbereich mit einer verhältnismäßig kleinen Dicke aufweist, zumindest am Außenumfangsende als Schutzschicht-bedeckten Abschnitt desselben. Wird die Stufe des Stufenabschnitts klein gestaltet, wird die Verzerrung der Schutzschicht verkleinert und eine Eigenspannung („internal stress“), die in der Schutzschicht um den Schutzschicht-bedeckten Abschnitt des dielektrischen Films herum entsteht, kann verringert werden. Im Ergebnis kann das Auftreten eines Risses in der Schutzschicht um den Endabschnitt des dielektrischen Films herum unterbunden werden. Dementsprechend kann bei dem Aspekt verhindert werden, dass Feuchtigkeit durch den Riss in den dielektrischen Film gelangt, und eine Abnahme bei der Stehspannung (Verringerung bei der dielektrischen Durchschlagfestigkeit) des dielektrischen Films kann unterbunden werden.
  • Ferner ist bei einem Aspekt der Halbleitervorrichtung eine Minimaldicke des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts größer als eine Maximaldicke des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts.
  • Gemäß dem obigen Aspekt ist eine Minimaldicke des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts größer als eine Maximaldicke des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts. Daher kann der dielektrische Film als Schutzschicht-bedeckter Abschnitt desselben einen Dünnfilmbereich mit einer verhältnismäßig kleinen Dicke über den gesamten Schutzschicht-bedeckten Abschnitt aufweisen. Daher kann bei dem obigen Aspekt verhindert werden, dass Feuchtigkeit durch einen Riss in den dielektrischen Film gelangt und eine Verschlechterung der Stehspannung des dielektrischen Films kann weiter unterbunden werden.
  • Ferner ist bei einem Aspekt der Halbleitervorrichtung eine Dicke der Schutzschicht größer gleich der Dicke des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts des dielektrischen Films.
  • Gemäß dem obigen Aspekt ist eine Dicke der Schutzschicht größer oder gleich der Dicke des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts des dielektrischen Films. In einem solchen Fall kann ein Größenverhältnis des Stufenabschnitts um den Schutzschicht-bedeckten Abschnitt des dielektrischen Films zu der Dicke der Schutzschicht verkleinert werden. Daher ist die Verzerrung der Schutzschicht weiter verringert und Eigenspannung, die in der Schutzschicht um den Schutzschicht-bedeckten Abschnitt des dielektrischen Films herum entsteht, kann weiter verringert werden. Im Ergebnis wird Rissbildung weiter verringert. Ferner wird eine Kriechstrecke der Schutzschicht größer, da die Dicke der Schutzschicht groß wird. Somit kann das Auftreten einer Kriechentladung zwischen einem freiliegenden Abschnitt der ersten Elektrodenschicht (oder einer externen Anschlusselektrode) und einem freiliegenden Abschnitt des Halbleitersubstrats (erste Hauptfläche) unterbunden werden.
  • Ferner hat gemäß eines Aspekts der Halbleitervorrichtung, der Endabschnitt der ersten Elektrodenschicht einen ersten Endabschnitt mit einem Außenumfangsende und einen zweiten Endabschnitt benachbart des ersten Endabschnitts, der an einer Seite des mittleren Abschnitts der ersten Elektrodenschicht angeordnet ist, und
    ist eine Dicke an dem Außenumfangsende des ersten Endabschnitts kleiner als eine Dicke des zweiten Endabschnitts.
  • Gemäß dem obigen Aspekt ist eine Dicke am Außenumfangsende des ersten Endabschnitts kleiner als eine Dicke des zweiten Endabschnitts. Auf diese Weise kann eine Stufe eines Stufenabschnitts der Schutzschicht um den ersten Endabschnitt der ersten Elektrodenschicht klein ausgelegt werden, da die erste Elektrodenschicht als ersten Endabschnitt derselben einen Dünnfilmbereich mit einer verhältnismäßig kleinen Dicke zumindest am Außenumfangsende aufweist. Wenn die Stufe des Stufenabschnitts klein ausgelegt wird, kann Eigenspannung, die in der Schutzschicht um den ersten Endabschnitt der ersten Elektrodenschicht herum erzeugt wird, weiter verringert werden. Im Ergebnis kann eine Rissbildung um einen Eckabschnitt des Stufenabschnitts der Schutzschicht um den ersten Endabschnitt der ersten Elektrodenschicht herum unterbunden werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Rissbildung um den Eckabschnitt des Stufenabschnitts der Schutzschicht um den ersten Endabschnitt der ersten Elektrodenschicht, bei dem es sich um einen anderen Endabschnitt als einen Abschnitt um einen Eckabschnitt des Stufenabschnitts der Schutzschicht um den Schutzschicht-bedeckten Abschnitt des dielektrischen Films handelt, zu unterbinden. Daher kann in dem obigen Aspekt weiter verhindert werden, dass Feuchtigkeit durch den Riss in die Schutzschicht eindringt und die Abnahme der dielektrischen Durchschlagfestigkeit des dielektrischen Films kann weiter unterbunden werden.
  • Ferner ist gemäß einem Aspekt der Halbleitervorrichtung, die Dicke der Schutzschicht 0,1 µm oder mehr und 3 µm oder weniger.
  • Gemäß dem obigen Aspekt kann das Eindringen von Feuchtigkeit von außerhalb der Halbleitervorrichtung in den dielektrischen Film verhindert werden und das Auftreten einer Kriechentladung zwischen dem freiliegenden Abschnitt der ersten Elektrodenschicht (oder der externen Anschlusselektrode) und dem freiliegenden Abschnitt des Halbleitersubstrats (erste Hauptfläche) kann verhindert werden.
  • Ferner ist gemäß einem Aspekt der Halbleitervorrichtung, die erste Elektrodenschicht aus Polykristallinem Silizium oder Al gebildet.
  • Gemäß dem obigen Aspekt kann die Leitfähigkeit der ersten Elektrodenschicht verbessert werden. Ferner verhindert gemäß dem obigen Aspekt dadurch, dass die erste Elektrodenschicht die Feuchtigkeitsbeständigkeit besitzt, die erste Elektrodenschicht, dass durch die erste Elektrodenschicht Feuchtigkeit in den dielektrischen Film gelangt. Somit kann in dem obigen Aspekt die Abnahme der dielektrischen Durchschlagfestigkeit des dielektrischen Films unterbunden werden.
  • Ferner ist bei einem Aspekt der Halbleitervorrichtung, die Schutzschicht aus Siliziumnitrid hergestellt.
  • Gemäß dem obigen Aspekt kann die Feuchtigkeitsbeständigkeit der Schutzschicht verbessert werden.
  • Ferner ist gemäß einem Aspekt der Halbleitervorrichtung, der dielektrische Film aus Siliziumoxid hergestellt.
  • Gemäß dem obigen Aspekt kann die elektrische Kapazität der Halbleitervorrichtung verbessert werden.
  • Ferner, bei einem Aspekt der Halbleitervorrichtung,
    hat das Halbleitersubstrat einen Graben an der ersten Hauptfläche, an der der Elektrodenschichtanordnungsabschnitt des dielektrischen Films angeordnet ist,
    ist der Elektrodenschichtanordnungsabschnitt des dielektrischen Films durchgehend an der ersten Hauptfläche angeordnet, um eine Innenfläche des Grabens zu bedecken, um einen Aussparungsabschnitt zu bilden und
    hat die erste Elektrodenschicht einen Eindringabschnitt, der in den Aussparungsabschnitt eindringt.
  • Gemäß dem obigen Aspekt, da die Halbleitervorrichtung eine sogenannte Grabenstruktur hat, wird ein Flächeninhalt einer Grenzfläche zwischen dem dielektrischen Film und der ersten Elektrodenschicht größer und im Ergebnis kann die elektrische Kapazität der Halbleitervorrichtung erhöht werden.
  • Ferner, bei einem Aspekt der Halbleitervorrichtung,
    nimmt eine Dicke des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts des dielektrischen Films in Richtung des Außenumfangsendes des dielektrischen Films ab.
  • Gemäß dem obigen Aspekt nimmt eine Dicke des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts des dielektrischen Films in Richtung des Außenumfangsendes des dielektrischen Films ab. Daher hat der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt des dielektrischen Films beispielsweise eine Form, bei der die Stufe entlang der oberen Richtung klein wird oder eine Form ohne Stufe. Da die Schutzschicht entlang der Form der unteren Schicht gebildet ist, hat die Schutzschicht die Form, bei der die Stufe klein wird, oder die Form, bei der um den Schutzschicht-bedeckten Abschnitt des dielektrischen Films herum keine Stufe vorhanden ist. Auf diese Weise wird die Rissbildung weiter unterbunden und die Abnahme der dielektrischen Durchschlagfestigkeit des dielektrischen Films wird weiter unterbunden, da die Eigenspannung, die in der Schutzschicht um den Schutzschicht-bedeckten Abschnitt des dielektrischen Films erzeugt wird, weiter verringert werden kann.
  • Ferner ist bei einem Aspekt der Halbleitervorrichtung, eine Länge in einer Breitenrichtung des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts größer als die Dicke des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts.
  • Gemäß dem obigen Aspekt ist eine Länge in einer Breitenrichtung des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts größer als die Dicke des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts. Daher kann beispielsweise der Eckabschnitt des Stufenabschnitts der Schutzschicht weg von dem Elektrodenschichtanordnungsabschnitt des dielektrischen Films angeordnet sein. Bei einem solchen Fall, wenn es in dem Eckabschnitt des Stufenabschnitts der Schutzschicht zu Rissbildung kommt, gelangt Feuchtigkeit nur selten durch den Riss in den Elektrodenschichtanordnungsabschnitt des dielektrischen Films. Daher wird die Abnahme der dielektrischen Durchschlagfestigkeit des dielektrischen Films weiter unterbunden.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß der Halbleitervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Rissbildung in der Schutzschicht, die den Abschnitt um den Endabschnitt des dielektrischen Films bedeckt, unterbunden werden und eine Abnahme der dielektrischen Durchschlagfestigkeit des dielektrischen Films aufgrund der Rissbildung kann unterbunden werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Schnittansicht, die eine erste Ausführungsform einer Halbleitervorrichtung zeigt.
    • 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts A in 1.
    • 3A ist eine Erläuterungsansicht zum Erläutern eines Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung.
    • 3B ist eine Erläuterungsansicht zum Erläutern eines Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung.
    • 3C ist eine Erläuterungsansicht zum Erläutern des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung.
    • 3D ist eine Erläuterungsansicht zum Erläutern des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung.
    • 3E ist eine Erläuterungsansicht zum Erläutern des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung.
    • 4 ist eine Schnittansicht, die eine zweite Ausführungsform einer Halbleitervorrichtung darstellt.
    • 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts B in 4.
    • 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die eine dritte Ausführungsform einer Halbleitervorrichtung darstellt.
    • 7 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts C in 6.
    • 8A ist eine Erläuterungsansicht zum Erläutern eines Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung.
    • 8B ist einer Erläuterungsansicht zum Erläutern des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung.
    • 8C ist eine Erläuterungsansicht zum Erläutern des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung.
    • 8D ist eine Erläuterungsansicht zum Erläutern des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung.
    • 8E ist eine Erläuterungsansicht zum Erläutern des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung.
    • Die 9(a) bis 9(f) sind Schnittansichten, die eine vierte Ausführungsform einer Halbleitervorrichtung darstellen.
  • AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
  • Nachfolgend wird eine Halbleitervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ausführlich unter Bezugnahme auf dargestellte Ausführungsformen beschrieben. Es wird angemerkt, dass die Zeichnungen einige schematische Zeichnungen beinhalten und möglicherweise keine tatsächlichen Abmessungen und Größenverhältnisse widerspiegeln. Ferner wurden Abmessungen (genauer eine Dicke, eine Länge, eine Breite und dergleichen) von Bestandteilen in der Halbleitervorrichtung basierend auf einem REM-Bild gemessen, das von einem Rasterelektronenmikroskop aufgenommen wurde.
  • <Erste Ausführungsform>
  • [Konfiguration]
  • 1 ist eine Darstellung, die schematisch einen Schnitt einer Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts A in 1.
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt weist eine Halbleitervorrichtung 1 ein Halbleitersubstrat 10 mit einer ersten Hauptfläche 11 und einer zweiten Hauptfläche 12, die einander zugewandt sind, einen dielektrischen Film 20, der auf einem Teil der ersten Hauptfläche 11 angeordnet ist, eine erste Elektrodenschicht 30, die auf einem Teil des dielektrischen Films 20 (auf der der ersten Hauptoberfläche 11 gegenüberliegenden Seite) angeordnet ist, und eine Schutzschicht 50 auf, die einen Bereich von einem Endabschnitt 32 der ersten Elektrodenschicht 30 bis zu einem Außenumfangsende 26 des dielektrischen Films 20 durchgehend bedeckt. Der dielektrische Film 20 weist einen Elektrodenschichtanordnungsabschnitt 21, auf dem die erste Elektrodenschicht 30 angeordnet ist, und einen Schutzschicht-bedeckten Abschnitt 22 auf, der von der Schutzschicht 50 bedeckt wird. Eine Dicke an dem Außenumfangsende 26 des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 des dielektrischen Films 20 ist kleiner als eine Dicke des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts 21 des dielektrischen Films 20.
  • Es wird angemerkt, dass in der Zeichnung eine Richtung parallel zu einer Richtung der Halbleitervorrichtung 1 eine Z-Richtung ist, eine Vorwärts-Z-Richtung eine obere Seite ist und eine umgekehrte Z-Richtung eine untere Seite ist. In einer zur Z-Richtung der Halbleitervorrichtung 1 orthogonalen Ebene ist eine Richtung parallel zu einer Blattoberfläche, auf der die Zeichnungen veranschaulicht sind, eine X-Richtung und eine Richtung orthogonal zu der Blattoberfläche, auf der die Zeichnungen veranschaulicht sind, ist eine Y-Richtung. Die X-Richtung, die Y-Richtung und die Z-Richtung sind zueinander orthogonal.
  • Bei der vorliegenden Schrift ist das Außenumfangsende 26 des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 ein Ende eines Außenumfangs des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22, wenn der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt 22 aus der Z-Richtung betrachtet wird.
  • Mit einer Oberflächenform des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 des dielektrischen Films 20 kann eine Oberflächenform der Schutzschicht 50 ermittelt werden, die auf den Schutzschicht-bedeckten Abschnitt 22 gestapelt ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Dicke an dem Außenumfangsende 26 des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 des dielektrischen Films 20 kleiner als die Dicke des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts 21 des dielektrischen Films 20. Das bedeutet, dass der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt 22 als Dünnfilmbereich zu verstehen ist, der zumindest an dem Außenumfangsende 26 eine kleinere Dicke hat als der Elektrodenschichtanordnungsabschnitt 21. Auf diese Weise wird der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt 22 zu dem Dünnfilmbereich gemacht, so dass eine Stufe (genauer eine Länge Lb einer zweiten Seitenfläche 54b, die später beschrieben wird) eines Stufenabschnitts 51 der Schutzschicht 50, die dem Außenumfangsende 26 des dielektrischen Films 20 entspricht, kleiner gestaltet ist als verglichen mit dem Fall, bei dem die Dicke des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts gleich der Dicke des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts ist. Im Ergebnis kann Rissbildung in der Umgebung eines Eckabschnitts (genauer eines zweiten Eckabschnitts 55b, der später beschrieben wird) des Stufenabschnitts 51 der Schutzschicht 50, der dem Außenumfangsende 26 des dielektrischen Films 20 entspricht, unterbunden werden.
  • Ferner ist eine Minimaldicke des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts 21 bevorzugt größer als eine Maximaldicke des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22. In einem solchen Fall wird der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt 22 als ein Dünnfilmbereich verstanden, der eine kleinere Dicke über den gesamten Schutzschicht-bedeckten Abschnitt 22 als Elektrodenschichtanordnungsabschnitt 21 hat. Daher kann wirksamer verhindert werden, dass Feuchtigkeit durch einen Riss in den dielektrischen Film 20 eindringt und eine Verschlechterung der Stehspannung des dielektrischen Films 20 kann weiter unterbunden werden.
  • Genauer ist eine Dicke Tb an dem Außenumfangsende 26 des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 des dielektrischen Films 20 um ΔT (= Ta -Tb) kleiner als eine Dicke Ta (die als die Dicke an dem Außenumfangsende 26 des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 in dem Fall verstanden werden kann, bei dem der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt 22 des dielektrischen Films 20 nicht zum Dünnfilmbereich gemacht wird, genauer in dem Fall, bei dem die Dicke des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 des dielektrischen Films 20 gleich der Dicke des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts 21 ist) des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts 21 des dielektrischen Films 20. Das bedeutet, dass der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt 22 eine obere Fläche 24 hat, die um ΔT niedriger ist, zumindest an dem Außenumfangsende 26 verglichen mit dem Fall, bei dem der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt 22 nicht zu dem Dünnfilmbereich gemacht wird.
  • Mit der Oberflächenform des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 des dielektrischen Films 20 kann die Oberflächenform der Schutzschicht 50 ermittelt werden, die auf den Schutzschicht-bedeckten Abschnitt 22 gestapelt ist. Das bedeutet, dass die Oberflächenform der Schutzschicht 50 der Oberflächenform des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 des dielektrischen Films 20 unterhalb der Schutzschicht 50 entspricht und im Wesentlichen gleich der Oberflächenform des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 ist. Daher entspricht eine zweite obere Fläche 53b der Schutzschicht 50 der oberen Fläche des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 des dielektrischen Films 20, und in dem dargestellten Aspekt sind diese oberen Flächen zueinander parallel (im Schnitt zueinander parallele Geraden), die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die zweite obere Fläche 53b ist um ΔT niedriger, zumindest an dem Außenumfangsende 26, verglichen mit dem Fall, bei dem der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt 22 des dielektrischen Films 20 nicht zu dem Dünnfilmbereich gemacht wird. Das bedeutet, dass die Länge Lb der zweiten Seitenfläche 54b der Schutzschicht 50 der obigen Tb entspricht und eine Länge La der zweiten Seitenfläche 54b in dem Fall, bei dem der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt 22 des dielektrischen Films 20 nicht zu dem Dünnfilmbereich gemacht wird, der obigen Ta entspricht. Daher ist Lb um ΔT kürzer als die La (es wird angemerkt, dass in 2 der Fall veranschaulicht ist, bei dem La gleich der Dicke der ersten Elektrodenschicht 30 ist, mit anderen Worten, der Fall, bei dem die Dicke des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts 21 gleich der Dicke der ersten Elektrodenschicht 30 ist, die vorliegende Ausführungsform ist jedoch nicht hierauf beschränkt.). Eine zweite Stufe, die als die zweite Seitenfläche 54b zwischen der zweiten oberen Fläche 53b und einer dritten oberen Fläche 53c eine Stufe weiter unten von der zweiten oberen Fläche 53b verstanden wird, ist verglichen mit dem Fall, bei dem der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt 22 des dielektrischen Films 20 nicht dahingehend gebildet ist, der Dünnfilmbereich zu sein, kleiner. Im Ergebnis nimmt ein Verhältnis der zweiten Stufe in dem Stufenabschnitt 51 der Schutzschicht 50 ab. Da die Rate der zweiten Stufe in dem Stufenabschnitt 51 abnimmt, nimmt Eigenspannung, die in der Schutzschicht 50 erzeugt wird, um den zweiten Eckabschnitt 55b, der einem Eckabschnitt 27 des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 entspricht, ab.
  • Somit wird in der Schutzschicht 50 um den zweiten Eckabschnitt 55b, die durch die zweite obere Fläche 53b und die zweite Seitenfläche 54b der Schutzschicht 50 konfiguriert ist, die Länge Lb der zweiten Seitenfläche 54b verkürzt, so dass Spannung in der Umgebung des zweiten Eckabschnitts 55b verringert wird und Rissbildung unterbunden wird. Ferner wird das Auftreten eines Risses in der Schutzschicht 50 um den Eckabschnitt 27 (entspricht dem zweiten Eckabschnitt 55b), der von der oberen Fläche 24 des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 und dem Außenumfangsende 26 mit der Dicke Tb konfiguriert wird, unterdrückt.
  • In der Schutzschicht 50 taucht in dem Stufenabschnitt 51 ein Riss auf und neigt genauer dazu, typischerweise in dem Eckabschnitt in der Umgebung des Eckabschnitts zu beginnen, dort, wo es wahrscheinlich zu einer Stresskonzentration kommt (in dem dargestellten Aspekt einem ersten Eckabschnitt 55a, dem zweiten Eckabschnitt 55b und einem dritten Eckabschnitt 55c). Unter diesen Rissen in der Schutzschicht 50 wird angenommen, dass Feuchtigkeit (genauer Feuchtigkeit in der Umgebung) leicht durch den Riss, der in der Umgebung des Eckabschnitts (in dem dargestellten Aspekt der zweite Eckabschnitt 55b), der dem Außenumfangsende 26 des dielektrischen Films 20 entspricht, auftaucht, in den dielektrischen Film 20 eindringt. Mit anderen Worten, wenn das Auftreten des Risses in der Umgebung des Eckabschnitts (zweiter Eckabschnitt 55b) des Stufenabschnitts 51 der Schutzschicht 50, die dem Außenumfangsende 26 des dielektrischen Films 20 entspricht, unterbunden werden kann, kann das Eindringen von Feuchtigkeit in den dielektrischen Film 20 wirksam verhindert werden und im Ergebnis kann eine Verschlechterung der Stehspannung des dielektrischen Films 20 wirksam unterbunden werden.
  • Gemäß der Halbleitervorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform kann wie oben beschrieben das Auftreten eines Risses in der Umgebung des Eckabschnitts (zweiter Eckabschnitt 55b) des Stufenabschnitts 51 der Schutzschicht 50, die dem Außenumfangsende 26 des dielektrischen Films 20 entspricht, unterbunden werden. Somit kann die Halbleitervorrichtung 1 verhindern, dass Feuchtigkeit (genauer Feuchtigkeit in der Umgebung) durch den Riss in der Schutzschicht 50 in den dielektrischen Film 20 eindringt und kann eine Verschlechterung der Stehspannung (Abnahme der dielektrischen Durchschlagfestigkeit) des dielektrischen Films 20 verhindern.
  • (Halbleitervorrichtung)
  • Wie oben beschrieben kann die Halbleitervorrichtung 1, da die Halbleitervorrichtung 1 die Rissbildung unterbinden kann und die Verringerung bei der dielektrische Durchschlagfestigkeit des dielektrischen Films 20 unterbinden kann, arbeiten, wenn eine hohe Spannung von 100 V oder mehr (genauer eine noch höhere Spannung von 600 V oder mehr) anliegt. Das bedeutet, dass die Halbleitervorrichtung 1 Stehspannungseigenschaften hat, die einer Nennspannung von 100 V oder mehr und ferner einer Nennspannung von 600 V oder mehr standhalten können.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 1 handelt es sich beispielsweise um einen Halbleiterkondensator. Die Halbleitervorrichtung 1 wird beispielsweise als Entkopplungskondensator (Bypass-Kondensator) einer hochfrequenten Digitalschaltung verwendet und wird bei elektronischen Geräten wie etwa einem PC, einem DVD-Spieler, einer Digitalkamera, einem Fernseher, einem Mobiltelefon, KFZ-Elektronik, sowie medizinischen, industriellen und Kommunikationsmaschinen verwendet. Die Verwendung der Halbleitervorrichtung 1 ist jedoch nicht hierauf beschränkt und die Halbleitervorrichtung 1 kann beispielsweise für eine Filterschaltung, eine Gleichrichter- und Glättungsschaltung und dergleichen verwendet werden.
  • Die Halbleitervorrichtung 1 kann ferner eine zweite Elektrodenschicht 40 aufweisen, die auf der zweiten Hauptfläche 12 angeordnet ist. Bei dem veranschaulichten Aspekt sind die erste Elektrodenschicht 30 und die zweite Elektrodenschicht 40, die als externe Anschlusselektroden fungieren, angeordnet, um einander mit dem zwischen ihnen angeordneten Halbleitersubstrat 10 zugewandt zu sein. Es wird angemerkt, dass die Halbleitervorrichtung 1 ferner eine externe Anschlusselektrode aufweisen kann, die elektrisch jeweils mit der ersten Elektrodenschicht 30 und der zweiten Elektrodenschicht 40 verbunden ist. In der Halbleitervorrichtung 1 können die erste Elektrodenschicht 30 und die zweite Elektrodenschicht 40 (alternativ die externen Anschlusselektroden, falls vorhanden) elektrisch mit einer Verkabelung einer Leiterplatte (nicht gezeigt) durch Drähte oder Lotkugeln verbunden sein.
  • Die zweite Elektrodenschicht 40 kann jedoch zwischen dem Halbleitersubstrat 10 und dem dielektrischen Film 20 angeordnet sein. Zu diesem Zeitpunkt können die erste Elektrodenschicht 30, die als externe Anschlusselektrode fungiert, und die externe Anschlusselektrode, die elektrisch mit der zweiten Elektrodenschicht 40 verbunden ist, auf derselben XY-Ebene angeordnet sein, so dass sie voneinander getrennt sind.
  • (Halbleitersubstrat)
  • Das Halbleitersubstrat 10 hat die erste Hauptfläche 11 und die zweite Hauptfläche 12, die einander zugewandt sind. Eine Schnittform des Halbleitersubstrats 10 ist wie in 1 gezeigt im Wesentlichen rechteckig.
  • Ein Material des Halbleitersubstrats 10 kann beispielsweise ein beliebiges aus Silizium (Si), SiC und GaN sein. Das Halbleitersubstrat 10 kann mit Verunreinigungen (Dotierstoffen) dotiert sein, zum Zwecke des Anpassens der Leitfähigkeit oder dergleichen. Ein Dotierstoff (Donor), der Elektronen liefern soll, ist beispielsweise ein Element der Gruppe 15 (genauer Phosphor oder dergleichen). Der Dotierstoff (Akzeptor), der Löcher liefert, ist ein Element der Gruppe 13 (genauer Bor und dergleichen). Das Halbleitersubstrat 10 kann ein Halbleitersubstrat vom n-Typ oder ein Halbleitersubstrat vom p-Typ sein. Ein elektrischer Widerstandswert des Halbleitersubstrats 10 beträgt beispielsweise 0,001 2cm bis 100 Ωcm.
  • Eine Dicke des Halbleitersubstrats 10 beträgt beispielsweise 100 µm bis 700 µm. Es wird angemerkt, dass sich bei der vorliegenden Schrift die Dicke auf eine Länge in Z-Richtung bezieht.
  • (Dielektrischer Film)
  • Der dielektrische Film 20 ist auf einem Teil der ersten Hauptfläche 11 angeordnet. Der dielektrische Film 20 hat einen Elektrodenschichtanordnungsabschnitt 21, auf dem die erste Elektrodenschicht 30 angeordnet ist, und einen Schutzschicht-bedeckten Abschnitt 22, der von der Schutzschicht 50 bedeckt ist.
  • Der Elektrodenschichtanordnungsabschnitt 21 des dielektrischen Films 20 stellt in erster Linie die elektrische Kapazität sicher. Der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt 22 des dielektrischen Films 20 stellt in erster Linie Isoliereigenschaften zwischen dem Halbleitersubstrat 10 und der ersten Elektrodenschicht 30 sicher. Das bedeutet, dass der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt 22 des dielektrischen Films 20 das Auftreten einer Kriechentladung (und optional Luftentladung) zwischen einem freiliegenden Abschnitt der ersten Elektrodenschicht 30 (oder der externen Anschlusselektrode, falls vorhanden) und einem freiliegenden Abschnitt des Halbleitersubstrats 10 (genauer der ersten Hauptfläche 11) unterbindet.
  • Ein Material des dielektrischen Films 20 ist beispielsweise ein Si-basiertes Material (genauer Siliziumdioxid (SiO2) oder dergleichen). Der dielektrische Film 20 ist bevorzugt aus Siliziumdioxid hergestellt. Wenn der dielektrische Film 20 aus dem Siliziumdioxid hergestellt ist, kann die elektrische Kapazität der Halbleitervorrichtung 1 erhöht werden.
  • Die Dicke Tb am Außenumfangsende 26 des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 des dielektrischen Films 20 ist kleiner als die Dicke Ta des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts 21 des dielektrischen Films 20. Die Dicke Ta des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts 21 des dielektrischen Films 20 beträgt beispielsweise 0,1 µm bis 3 µm.
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt kann eine Schnittform des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 des dielektrischen Films 20 im Wesentlichen rechteckig sein. Der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt 22 (Dünnfilmbereich) des dielektrischen Films 20 wird beispielsweise durch Überätzen gebildet, wie später bei einem Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 1 beschrieben. In einem solchen Fall wird die obere Fläche 24 des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 des dielektrischen Films 20 verglichen mit dem Fall, bei dem die obere Fläche 24 durch ein Verfahren gebildet wird, bei dem es sich nicht um Überätzen handelt, rau. Aus diesem Grund wird eine Kontaktfläche zwischen der oberen Fläche 24 des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 des dielektrischen Films 20 und der Schutzschicht 50 größer und Nahkontakteigenschaften zwischen der oberen Fläche 24 des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 des dielektrischen Films 20 und der Schutzschicht 50 verbessern sich.
  • Eine Breite (Länge der oberen Fläche 24) des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 des dielektrischen Films 20 beträgt beispielsweise 0,1 µm bis 30 µm. Wenn die Länge des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 des dielektrischen Films 20 0,1 µm bis 30 µm beträgt, werden Isoliereigenschaften zwischen einer Endfläche 33 der ersten Elektrodenschicht 30 und der ersten Hauptfläche 11 verbessert.
  • (Erste Elektrodenschicht)
  • Die erste Elektrodenschicht 30 bildet mit der zweiten Elektrodenschicht 40 ein elektrisches Feld. Die erste Elektrodenschicht 30 ist an dem Elektrodenschichtanordnungsabschnitt 21 angeordnet, der ein Teil des dielektrischen Films 20 ist. Die erste Elektrodenschicht 30 ist der zweiten Elektrodenschicht 40 mit dem zwischenliegenden Halbleitersubstrat 10 zugewandt.
  • Ein Material der ersten Elektrodenschicht 30 ist beispielsweise Metall oder ein anderes leitfähiges Material (genauer ein leitfähiges Harz, Polykristallines Silizium etc.). Das Metall ist zum Beispiel Mo (Molybdän), Al (Aluminium), Au (Gold), W (Wolfram), Pt (Platin), Ti (Titan) oder dergleichen. Unter diesen ist vom Gesichtspunkt des Erhöhens der Leitfähigkeit und der Feuchtigkeitsbeständigkeit das Material der ersten Elektrodenschicht 30 bevorzugt Metall und polykristallines Silizium, und ferner bevorzugt Al oder polykristallines Silizium. Das bedeutet, dass die erste Elektrodenschicht 30 bevorzugt aus polykristallinem Silizium oder Al hergestellt wird. Das Erhöhen der Feuchtigkeitsbeständigkeit der ersten Elektrodenschicht 30 meint beispielsweise, dass verhindert wird, dass Feuchtigkeit durch die erste Elektrodenschicht 30 in den dielektrischen Film 20 eintritt, wobei die erste Elektrodenschicht 30 aus polykristallinem Silizium oder Al gebildet ist und eine Abnahme der Isolierstärke unterbindet.
  • (Zweite Elektrodenschicht)
  • Die zweite Elektrodenschicht 40 kann auf der zweiten Hauptfläche 12 des Halbleitersubstrats 10 angeordnet sein. Ein Material der zweiten Elektrodenschicht 40 ist beispielsweise Metall oder ein anderes leitfähiges Material (genauer ein leitfähiges Harz, polykristallines Silizium (Polysilicium) oder dergleichen). Das Metall ist zum Beispiel Mo (Molybdän), Al (Aluminium), Au (Gold), W (Wolfram), Pt (Platin), Ti (Titan) oder dergleichen. Es wird angemerkt, dass die zweite Elektrodenschicht 40 zwischen dem Halbleitersubstrat 10 und dem dielektrischen Film 20 angeordnet sein kann.
  • (Schutzschicht)
  • Die Schutzschicht 50 bedeckt einen Bereich von dem Endabschnitt 32 der ersten Elektrodenschicht 30 bis zur ersten Hauptfläche 11 des Halbleitersubstrats 10 durchgehend. Das bedeutet, die Schutzschicht 50 bedeckt durchgehend den Endabschnitt 32 der ersten Elektrodenschicht 30 im Bereich vom Endabschnitt 32 der ersten Elektrodenschicht 30 bis zur ersten Hauptfläche 11 des Halbleitersubstrats 10, den Schutzschicht-bedeckten Abschnitt 22 des dielektrischen Films 20 und einen Teil der ersten Hauptfläche 11 des Halbleitersubstrats 10 ohne Unterbrechung.
  • Die Schutzschicht 50 hat beispielsweise den Stufenabschnitt 51, in dem die obere Fläche 53 schrittweise abgesenkt wird. Die Schutzschicht 50 schützt in erster Linie den Schutzschicht-bedeckten Abschnitt 22. Die Schutzschicht 50 hemmt das Eindringen von Feuchtigkeit von außerhalb der Halbleitervorrichtung 1 und unterbindet die Abnahme der dielektrischen Durchschlagfestigkeit des dielektrischen Films 20. Ferner unterdrückt die Schutzschicht 50 das Auftreten von Kriechentladung (und optional Luftentladung) zwischen dem freiliegenden Abschnitt der ersten Elektrodenschicht 30 (oder der externen Anschlusselektrode, falls vorhanden) des Halbleitersubstrats 10 (genauer der ersten Hauptfläche 11).
  • Ein Material der Schutzschicht 50 ist beispielsweise Siliziumnitrid (SiN) vom Gesichtspunkt des Verbesserns der Feuchtigkeitsbeständigkeit der Schutzschicht 50. Das bedeutet, dass die Schutzschicht 50 beispielsweise aus Siliziumnitrid hergestellt ist.
  • Der Stufenabschnitt 51 der Schutzschicht 50 ist konfiguriert, um einen Eckabschnitt 55 von der oberen Fläche 53 und einer Seitenfläche 54 zu haben, und ist konkret konfiguriert, um den ersten bis dritten Eckabschnitt 55a bis 55c von drei Paaren der ersten bis dritten oberen Flächen 53a bis 53c und den ersten bis dritten Seitenflächen 54a bis 54c zu haben. Bei dem dargestellten Aspekt weist der Stufenabschnitt 51 an der Oberfläche der Schutzschicht 50 die erste obere Fläche 53a und die erste Seitenfläche 54a , die den ersten Eckabschnitt 55a bilden, die zweite obere Fläche 53b und die zweite Seitenfläche 54b, die den zweiten Eckabschnitt 55b bilden, und die dritte obere Fläche 53c und die dritte Seitenfläche 54c, die den dritten Eckabschnitt 55c bilden, auf. Mit anderen Worten hat der Stufenabschnitt 51 eine erste Stufe (entspricht der ersten Seitenfläche 54a) zwischen der ersten oberen Fläche 53a und der zweiten oberen Fläche 53b, die zweite Stufe (entspricht der zweiten Seitenoberfläche 54b) zwischen der zweiten oberen Fläche 53b und der dritten oberen Fläche 53c, und eine dritte Stufe (entspricht der dritten Seitenoberfläche 54c) zwischen der dritten oberen Fläche 53c und der ersten Hauptfläche 11, und ist gebildet, um nach und nach schrittweise auf die Oberfläche der Schutzschicht 50 abgesenkt zu werden.
  • Für jede Stufe sind die Formen der oberen Fläche und der Seitenfläche, welche die Stufe bilden und die Form des Eckabschnitts, der von der oberen Fläche und der Seitenfläche gebildet wird, nicht auf den dargestellten Aspekt beschränkt (Schnittform). Die erste obere Fläche 53a, die zweite obere Fläche 53b und die dritte obere Fläche 53c können zueinander parallel sein (zueinander parallele Geraden in dem Schnitt), sind jedoch nicht hierauf beschränkt. De facto können die erste obere Fläche 53a, die zweite obere Fläche 53b und die dritte obere Fläche 53c geneigt, gekrümmt oder uneben sein. Ferner können die erste Seitenfläche 54a, die zweite Seitenfläche 54b und die dritte Seitenfläche 54c auch parallel zueinander sein, sind jedoch nicht hierauf beschränkt und können de facto geneigt, gekrümmt oder uneben sein. Die oberen Flächen 53a bis 53c und die Seitenflächen 54a bis 54c können jeweils an einem im Wesentlichen senkrechten Winkel (etwa 90°) gekrümmt sein oder können jeweils an einem Winkel verbunden sein, der nicht der im Wesentlichen senkrechte Winkel (etwa 90°) ist. Der erste Eckabschnitt 55a, der zweite Eckabschnitt 55b und der dritte Eckabschnitt 55c können einen im Wesentlichen rechten Winkel (etwa 90°) haben, sind jedoch nicht hierauf beschränkt und können tatsächlich abgerundet sein oder teilweise fehlen. Es wird angemerkt, dass in der vorliegenden Schrift die Begriffe „im Wesentlichen senkrechter Winkel (etwa 90°)“ und „im Wesentlichen rechter Winkel (etwa 90°) nicht auf 90° beschränkt sind und Winkel um 90° beinhalten, angesichts einer realistischen Schwankungsbreite. Der Begriff „Winkel, der nicht der im Wesentlichen senkrechte Winkel ist (etwa 90°)“ kann ein beliebiger geeigneter Winkel sein, der die realistische Schwankungsbreite übersteigt.
  • Es wird angemerkt, dass der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt 22 des dielektrischen Films 20 dahingehend modifiziert werden kann, schrittweise oder durchgehend in Richtung des Außenumfangsendes 26 abgesenkt zu werden. Der Aspekt, bei dem der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt 22 schrittweise abgesenkt wird, ist beispielsweise ein Aspekt, bei dem der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt 22 zwei oder mehr obere Flächen aufweist und schrittweise abgesenkt wird. Der Aspekt, bei dem der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt 22 schrittweise abgesenkt wird, ist beispielsweise ein Aspekt, bei dem der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt 22 durchgehend um eine oder mehr Arten gerader Linien oder Kurven abgesenkt wird. Derartige Modifizierungen werden ausführlich bei einer vierten Ausführungsform beschrieben.
  • Eine Dicke der Schutzschicht 50 beträgt beispielsweise 0,1 µm bis 3 µm. Wenn die Dicke der Schutzschicht 50 0,1 µm bis 3 µm beträgt, kann der Eintritt von Feuchtigkeit von außerhalb der Halbleitervorrichtung 1 verhindert werden und das Auftreten von Kriechentladung (und optional Luftentladung) zwischen dem freiliegenden Abschnitt der ersten Elektrodenschicht 30 (oder der externen Anschlusselektrode, falls vorhanden) und dem freiliegenden Abschnitt des Halbleitersubstrats 10 (genauer der ersten Hauptfläche 11) kann unterbunden werden. Die Dicke der Schutzschicht 50 ist typischerweise die Dicke der Schutzschicht 50 an dem Schutzschicht-bedeckten Abschnitt 22 des dielektrischen Films 20, und kann genauer ein Abstand zwischen der oberen Fläche 24 des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 und der zweiten oberen Fläche 53b der Schutzschicht 50 sein.
  • Die Dicke der Schutzschicht 50 kann größer als oder gleich der Dicke des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts 21 des dielektrischen Films 20 sein. In einem solchen Fall kann die Eigenspannung, die in der Schutzschicht 50 um den Schutzschicht-bedeckten Abschnitt 22 des dielektrischen Films 20 herum entsteht, weiter verringert werden. Im Ergebnis wird das Auftreten eines Risses in dem Stufenabschnitt 51 der Schutzschicht 50 weiter unterbunden. Ferner nimmt deswegen, weil die Dicke der Schutzschicht 50 größer ist als die Dicke des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts 21 des dielektrischen Films 20, die Feuchtigkeitsbeständigkeit der Schutzschicht 50 zu. Ferner wird, wenn die Dicke der Schutzschicht 50 groß wird, die Kriechstrecke der Schutzschicht 50, genauer eine Strecke von der Oberfläche des Schutzfilms 50 zwischen dem freiliegenden Abschnitt der ersten Elektrodenschicht 30 (Abschnitt, der nicht mit der Schutzschicht 50 bedeckt ist) und dem freiliegenden Abschnitt des Halbleitersubstrats 10 (Abschnitt, der nicht mit der Schutzschicht 50 bedeckt ist) größer (typischerweise die kürzeste Strecke zwischen diesen freiliegenden Abschnitten). Dies ermöglicht es, das Auftreten einer Kriechentladung (und optional Luftentladung) zwischen dem freiliegenden Abschnitt der ersten Elektrodenschicht 30 (oder der externen Anschlusselektrode, falls vorhanden) und dem freiliegenden Abschnitt des Halbleitersubstrats 10 (genauer der ersten Hauptfläche 11) zu unterbinden.
  • Eine Länge in Breitenrichtung des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 ist größer als die Dicke des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22. Bei der vorliegenden Schrift ist die Länge in der Breitenrichtung die Länge in der X-Richtung. Somit kann der Eckabschnitt 55b des Stufenabschnitts 51 der Schutzschicht 50 weg von dem Elektrodenschichtanordnungsabschnitt 21 des dielektrischen Films 20 angeordnet werden. In einem solchen Fall erreicht Feuchtigkeit, wenn es in dem zweiten Eckabschnitt 55b des Stufenabschnitts 51 der Schutzschicht 50 zur Rissbildung kommt, kaum durch den Riss den Elektrodenschichtanordnungsabschnitt 21 des dielektrischen Films 20. Daher wird eine Abnahme der dielektrischen Durchschlagfestigkeit des dielektrischen Films 20 weiter unterbunden.
  • [Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung]
  • Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 1 beschrieben.
  • Das Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 1 umfasst
    einen Schritt zur Bildung des dielektrischen Films 20 (genauer einer Vorstufe des dielektrischen Films 20, der oben unter Bezugnahme auf die 1 bis 2 beschrieben wurde, umfassend den Elektrodenschichtanordnungsabschnitt 21 und einen Abschnitt, der später der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt 22 sein soll) auf einem Teil der ersten Hauptfläche 11 des Halbleitersubstrats 10,
    einen Schritt zur Bildung der ersten Elektrodenschicht des Bildens der ersten Elektrodenschicht 30 auf dem dielektrischen Film 20 und des Entfernens eines Teils des dielektrischen Films 20, um den Schutzschicht-bedeckten Abschnitt 22 (Dünnfilmbereich) zu bilden (wodurch der dielektrische Film 20 mit dem Elektrodenschichtanordnungsabschnitt 21 und dem Schutzschicht-bedeckten Abschnitt 22 gebildet wird),
    einen Schutzschichtbildungsschritt zur Bildung der Schutzschicht 50, die den Bereich von dem Endabschnitt 32 der ersten Elektrodenschicht 30 bis zur ersten Hauptfläche 11 durchgehend bedeckt, und
    einen Schritt zur Bildung der zweiten Elektrodenschicht des Bildens der zweiten Elektrodenschicht 40 auf der zweiten Hauptfläche 12 des Halbleitersubstrats 10.
  • Das Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 1 kann ferner einen Vereinzelungsschritt des Schneidens einer Struktur (integrierter Mutterkörper) mit einer Vielzahl von Halbleitervorrichtungsstrukturen umfassen, die eingangs mit einer Vereinzelungsmaschine erhalten wurden.
  • Konkret wird unter Bezugnahme auf die 3A bis 3E ein Beispiel des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 1 beschrieben. 3A bis 3E sind Ansichten zum Erläutern des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 1. Das Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 1 umfasst den Schritt zur Bildung des dielektrischen Films, den Schritt zur Bildung der ersten Elektrodenschicht, den Schritt zur Bildung der Schutzschicht, den Schritt zur Bildung der zweiten Elektrodenschicht und den Vereinzelungsschritt. Es wird angemerkt, dass obwohl der integrierte Mutterkörper, in dem die Halbleitervorrichtung 1 integriert ist, von dem Schritt zur Bildung des dielektrischen Films bis zu dem Schritt zur Bildung der zweiten Elektrodenschicht hergestellt wird, das Herstellungsverfahren zur verbesserten Beschreibung unter Hauptaugenmerk auf eine Halbleitervorrichtung 1 beschrieben wird.
  • (Schritt zur Bildung des dielektrischen Films)
  • Bei dem Schritt zur Bildung des dielektrischen Films wird wie in 3A gezeigt, der dielektrische Film 20 an einem Teil der ersten Hauptfläche 11 des Halbleitersubstrats 10 gebildet. Bei dem Schritt zur Bildung des dielektrischen Films wird beispielsweise der dielektrische Film 20 an der ersten Hauptfläche 11 des Halbleitersubstrats 10 gebildet und der dielektrische Film 20 wird strukturiert. Konkret wird als Halbleitersubstrat 10 ein Siliziumsubstrat hergestellt. Der dielektrische Film 20 aus SiO2 wird beispielsweise an der ersten Hauptfläche 11 des Halbleitersubstrats 10 mithilfe eines chemischen Dampfphasenabscheideverfahrens (CVD-Verfahrens gebildet, um eine Dicke von 0,1 bis 3 µm zu haben).
  • Als nächstes wird der dielektrische Film 20, der an der ersten Hauptfläche 11 des Halbleitersubstrats 10 gebildet wird, mittels eines Photolitographieverfahrens und eines Trockenätzverfahrens strukturiert. Beispielsweise wird bei dem Photolitographieverfahren ein Flüssigresist schleuderbeschichtet, um einen Photoresistfilm auf dem dielektrischen Film 20 zu bilden. Der Photoresistfilm liegt durch eine Maske hindurch frei, die einem vorgegebenen Muster entspricht. Der freiliegende Photoresistfilm wird entwickelt. Bei dem Trockenätzverfahren wird der dielektrische Film 20, der nicht mit dem Photoresistfilm bedeckt ist, selektiv unter Verwendung von reaktivem Ionenätzen abgetragen. Danach wird der Photoresistfilm entfernt. Somit wird der dielektrische Film 20 (genauer ein Precursor des dielektrischen Films 20, der oben unter Bezugnahme auf die 1 bis 2 beschrieben wurde, einschließlich des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts 21 und eines Abschnitts, der später der Schutzschicht-bedeckten Abschnitt 22 sein soll) mit dem vorgegebenen Muster auf der ersten Hauptfläche 11 des Halbleitersubstrats 10 gebildet.
  • (Schritt zur Bildung der ersten Elektrodenschicht)
  • Bei dem Schritt zur Bildung der ersten Elektrodenschicht wird, wie in den 3B und 3C gezeigt, die erste Elektrodenschicht 30 auf dem dielektrischen Film 20 gebildet und der dielektrische Film 20 wird entfernt, um den Schutzschicht-bedeckten Abschnitt 22 zu bilden (Dünnfilmbereich). Bei dem Schritt zur Bildung der ersten Elektrodenschicht wird beispielsweise die erste Elektrodenschicht 30 auf der ersten Hauptfläche 11 des Halbleitersubstrats 10, auf dem der dielektrische Film 20 angeordnet ist, gebildet und die erste Elektrodenschicht 30 wird strukturiert. Konkret wird, wie in 3B gezeigt, beispielsweise die erste Elektrodenschicht 30 aus Al auf der ersten Hauptfläche 11 des Halbleitersubstrats 10, auf dem der dielektrische Film 20 angeordnet wird, durch ein Sputterverfahren oder ein Vakuumdampfabscheidungsverfahren gebildet, um eine Dicke von 0,1 bis 3 µm zu haben.
  • Als nächstes wird die erste Elektrodenschicht 30 durch das Photolitographieverfahren und das Trockenätzverfahren strukturiert. Konkret wird, wie in 3B gezeigt, eine Maskenschicht (genauer eine Photoresistschicht) 70 durch Strukturieren auf der ersten Elektrodenschicht 30 gebildet. Als nächstes wird, wie in 3C gezeigt, die erste Elektrodenschicht 30 strukturiert. Bei dem Strukturieren der ersten Elektrodenschicht 30 wird die unnötige erste Elektrodenschicht 30, die nicht das gewünschte Muster bildet, entfernt. Ferner wird auch ein Teil des dielektrischen Films 20 durch Überätzen abgetragen. Als nächstes wird die Maskenschicht 70 abgetragen. Somit wird die erste Elektrodenschicht 30, die das vorgegebene Muster hat, gebildet, und der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt 22 (Dünnfilmbereich) des dielektrischen Films 20 wird gebildet.
  • Da die obere Fläche 24 des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 des dielektrischen Films 20 durch das Ätzverfahren gebildet wird, wird die obere Fläche 24 verglichen mit dem Fall, bei dem der Ätzprozess nicht durchgeführt wird, rau. Wenn die obere Fläche 24 rau wird, wird die Kontaktfläche zwischen der oberen Fläche 24 und der Schutzschicht 50, die in dem nachfolgenden Schutzschichtbildungsschritt gebildet wird, größer und die Nahkontakteigenschaften zwischen dem Schutzschicht-bedeckten Abschnitt 22 des dielektrischen Films 20 und der Schutzschicht 50 verbessern sich.
  • (Schutzschichtbildungsschritt)
  • Bei dem Schutzschichtbildungsschritt wird, wie in 3D gezeigt, die Schutzschicht 50 gebildet, die den Bereich ab dem Endabschnitt 32 der ersten Elektrodenschicht 30 bis zu der ersten Hauptfläche 11 bedeckt. Konkret wird beispielsweise die Schutzschicht 50 aus SuiN mithilfe des Sputterverfahrens oder des Vakuumdampfabscheidungsverfahrens gebildet und eine Strukturierung wird mithilfe des Photolitographieverfahrens oder des Trockenätzverfahrens durchgeführt. Wie oben beschrieben wird die Schutzschicht 50 gebildet. Die Schutzschicht 50 ist ferner dahingehend gebildet, eine Dicke von 0,1 bis 3 µm zu haben. Somit wird die Schutzschicht 50 gebildet, die den Bereich ab dem Endabschnitt 32 der ersten Elektrodenschicht 30 bis zu der ersten Hauptfläche 11 durchgehend bedeckt.
  • (Schritt zur Bildung der zweiten Elektrodenschicht)
  • Bei dem Schritt zur Bildung der zweiten Elektrodenschicht wird, wie in 3E gezeigt, die zweite Elektrodenschicht 40 auf der zweiten Hauptfläche 12 des Halbleitersubstrats 10 gebildet. Konkret wird bei dem Schritt zur Bildung der zweiten Elektrodenschicht die zweite Elektrodenschicht 40 auf der zweiten Hauptfläche 12 des Halbleitersubstrats 10 gebildet, beispielsweise unter Verwendung des Sputterverfahrens und des Vakuumdampfabscheidungsverfahrens. Auf diese Weise wird der integrierte Mutterkörper erhalten. Bei dem Schritt zur Bildung der zweiten Elektrodenschicht kann, bevor die zweite Elektrodenschicht 40 auf der zweiten Hauptfläche 12 gebildet wird, die zweite Hauptfläche 12 einem Schleifprozess durch Schleifen unterzogen werden.
  • (Vereinzelungsschritt)
  • Bei dem Vereinzelungsschritt wird der integrierte Mutterkörper mit einer Vereinzelungsmaschine geschnitten, um die Halbleitervorrichtung 1 herzustellen.
  • <Zweite Ausführungsform>
  • [Konfiguration]
  • 4 ist eine Darstellung, die schematisch einen Schnitt durch eine Halbleitervorrichtung 1A gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht. 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts B in 4. Die zweite Ausführungsform ist eine Modifizierung der ersten Ausführungsform und unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass eine erste Elektrodenschicht 30A einen Dünnfilmbereich (ersten Endabschnitt 321) hat. Diese abweichende Konfiguration wird unten beschrieben. Es wird angemerkt, dass in der zweiten Ausführungsform die gleichen Bezugszeichen wie jene in der ersten Ausführungsform die gleichen Konfigurationen wie in der ersten Ausführungsform haben und somit eine Beschreibung dieser entfällt.
  • Wie in den 4 und 5 gezeigt hat bei der Halbleitervorrichtung 1A gemäß der zweiten Ausführungsform ein Endabschnitt 32A der ersten Elektrodenschicht 30A den ersten Endabschnitt 321 mit einem ersten Außenumfangsende 33A und einen zweiten Endabschnitt 322 benachbart des ersten Endabschnitts 321 und ist auf einer Seite des mittleren Abschnitts 31 der ersten Elektrodenschicht 30A angeordnet. Eine Dicke des Außenumfangsendes 33A des ersten Endabschnitts 321 ist kleiner als eine Dicke des zweiten Endabschnitts 322.
  • Bei der vorliegenden Schrift bezieht sich das Außenumfangsende 33A der ersten Elektrodenschicht 30A auf ein Ende eines Außenumfangs der ersten Elektrodenschicht 30A, wenn die erste Elektrodenschicht 30A aus der Z-Richtung betrachtet wird.
  • Durch eine Oberflächenform des ersten Endabschnitts 321 der ersten Elektrodenschicht 30A kann eine Oberflächenform einer Schutzschicht 50A bestimmt werden, die auf den ersten Endabschnitt 321 gestapelt ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Dicke an den Außenumfangsende 33A des ersten Endabschnitts 321 der ersten Elektrodenschicht 30A kleiner als die Dicke des zweiten Endabschnitts 322. Das bedeutet, der erste Endabschnitt 321 wird als Dünnfilmbereich verstanden, der zumindest an dem Außenumfangsende 33A eine kleinere Dicke hat als der zweite Endabschnitt 322. Auf diese Weise wird, da die erste Elektrodenschicht 30A den ersten Endabschnitt 321 als Dünnfilmbereich hat, eine Stufe (genauer eine Länge Lab einer zweiten Seitenfläche 54Ab, die später beschrieben wird) eines Stufenabschnitts 51A der Schutzschicht 50A, die dem Außenumfangsende 33A der ersten Elektrodenschicht 30A entspricht, verglichen mit dem Fall, bei dem die erste Elektrodenschicht 30 den Dünnfilmbereich nicht hat, wie in der ersten Ausführungsform, kleiner ausgelegt. Im Ergebnis kann Rissbildung in der Umgebung eines Eckabschnitts (genauer eines zweiten Eckabschnitts 55Ab, der später beschrieben wird) des Stufenabschnitts 51A der Schutzschicht 50A, der dem Außenumfangsende 33A der ersten Elektrodenschicht 30A entspricht, unterbunden werden und verglichen mit der ersten Ausführungsform kann Rissbildung außerdem in der gesamten Schutzschicht 50A unterbunden werden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Endabschnitt 321 als Dünnfilmbereich mit einer kleineren Dicke über den gesamten ersten Endabschnitt 321 als dem zweiten Endabschnitt 322 zu verstehen.
  • Genauer ist eine Dicke Td an dem Außenumfangsende 33A des ersten Endabschnitts 321 um ΔTA (= Tc - Td) kleiner als eine Dicke Tc (die als Dicke am Außenumfangsende 33A des ersten Endabschnitts 321 in dem Fall, bei dem der erste Endabschnitt 321 nicht zum Dünnfilmbereich gemacht wird, genauer in dem Fall, bei dem die Dicke des ersten Endabschnitts 321 gleich der Dicke des zweiten Endabschnitts 322 ist) des zweiten Endabschnitts 322. Das bedeutet, dass die erste Elektrodenschicht 30A eine obere Fläche 34 hat, die zumindest an dem Außenumfangsende 33A verglichen mit dem Fall, bei dem erste Endabschnitt 321 nicht zum Dünnfilmbereich gemacht wird, um ΔTA niedriger ist.
  • Durch eine Oberflächenform des ersten Endabschnitts 321 der ersten Elektrodenschicht 30A kann eine Oberflächenform der Schutzschicht 50A ermittelt werden, die auf den ersten Endabschnitt 321 gestapelt ist. Das bedeutet, dass die Oberflächenform der Schutzschicht 50A der Oberflächenform des ersten Endabschnitts 321 unterhalb der Schutzschicht 50A entspricht und im Wesentlichen gleich der Oberflächenform des ersten Endabschnitts 321 ist. Daher entspricht eine obere Fläche 53Ab der Schutzschicht 50A der oberen Fläche 34 des ersten Endabschnitts 321, und in dem dargestellten Aspekt sind diese oberen Flächen parallel zueinander (gerade Linien, die in dem Abschnitt parallel zueinander sind), die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die zweite obere Fläche 53Ab der Schutzschicht 50A ist um ΔTA niedriger, zumindest an dem Außenumfangsende 33A, verglichen mit dem Fall, bei dem der erste Endabschnitt 321 nicht zu dem Dünnfilmbereich gemacht wird. Das bedeutet, dass die Länge LAb der zweiten Seitenoberfläche der Schutzschicht 50A der obigen Td entspricht und eine Länge LAa der zweiten Seitenfläche in dem Fall, bei dem der erste Endabschnitt 321 nicht zu dem Dünnfilmbereich gemacht wird, dem obigen Tc entspricht und die Lab somit um ΔTA kürzer ist als die Laa. Eine zweite Stufe, die als die zweiten Seitenfläche 54Ab zwischen der zweiten oberen Fläche 53Ab und einer dritten oberen Fläche 53Ac eine Stufe weiter unten von der zweiten oberen Fläche 53Ab ist kleiner verglichen mit dem Fall, bei dem der erste Endabschnitt 321 der ersten Elektrodenschicht 30A nicht zu dem Dünnfilmbereich gemacht wurde. Im Ergebnis nimmt ein Größenverhältnis der zweiten Stufe in dem Stufenabschnitt 51A der Schutzschicht 50A ab. Dann wird die in der Schutzschicht 50A erzeugte innere Spannung um den zweiten Eckabschnitt 54Ab, der einem Eckabschnitt 37A des ersten Endabschnitts 321 der ersten Elektrodenschicht 30A entspricht, ab, und die innere Spannung, die sich in der gesamten Schutzschicht 50A angestaut hat, kann verglichen mit der zweiten Ausführungsform weiter verringert werden.
  • Somit wird Rissbildung in der Schutzschicht 50A um den zweiten Eckabschnitt 55Ab, der durch die zweite obere Fläche 53Ab und die zweite Seitenfläche 54Ab der Schutzschicht 50A ausgebildet wird, unterbunden. Ferner wird Rissbildung in der Schutzschicht 50A um den Eckabschnitt 37A (entspricht dem zweiten Eckabschnitt 55Ab), der von der oberen Fläche 34 des ersten Endabschnitts 321 und dem Außenumfangsende (Endfläche) 33A mit der Dicke Td gebildet wird, unterbunden.
  • Gemäß der Halbleitervorrichtung 1A der vorliegenden Ausführungsform kann analog zu der Halbleitervorrichtung 1, die eingangs in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, das Auftreten eines Risses in der Umgebung eines Eckabschnitts (dritter Eckabschnitt 55Ac) des Stufenabschnitts 51A der Schutzschicht 50A, die dem Außenumfangsende 26 des dielektrischen Films 20 entspricht, unterbunden werden. Ferner kann gemäß der Halbleitervorrichtung 1A der vorliegenden Ausführungsform wie oben beschrieben das Auftreten eines Risses in der Umgebung des Eckabschnitts (zweiter Eckabschnitt 55Ab) des Stufenabschnitts 51 der Schutzschicht 50, die dem Außenumfangsende 33A der ersten Elektrodenschicht 30A entspricht, unterbunden werden. Somit kann die Halbleitervorrichtung 1A wirksamer verhindern, dass durch den Riss in der Schutzschicht 50A Feuchtigkeit in den dielektrischen Film 20 eintritt, und kann eine Abnahme der dielektrischen Durchschlagfestigkeit des dielektrischen Films 20 wirksamer verhindern.
  • Bei der ersten Ausführungsform kann die Höhe der zweiten oberen Fläche 53b des Stufenabschnitts 51 der Schutzschicht 50 durch eine Verringerung der Höhe der oberen Fläche 24 des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 des dielektrischen Films 20 verringert werden. Hingegen wird bei dem Stufenabschnitt 51 eine erste Stufe (entspricht der ersten Seitenfläche 54a), die von der ersten oberen Fläche 53a und der zweiten oberen Fläche 53b gebildet wird, die um eine Stufe ab der ersten oberen Fläche 53a niedriger ist, groß. In Bezug auf die erste Stufe, die groß wird, wird bei der zweiten Ausführungsform durch Bereitstellen des Dünnfilmbereichs in der ersten Elektrodenschicht in dem Stufenabschnitt 51A das Auftreten eines Risses durch zwei Stufen aus der ersten Stufe (entsprechend der ersten Seitenfläche 54a), die von einer ersten oberen Fläche 53Aa und der zweiten oberen Fläche 53Ab konfiguriert wird, die um eine Stufe ab der ersten oberen Fläche 53Aa niedriger ist, und der zweiten Stufe (entsprechend einer zweiten Seitenfläche 54Aa), die von der zweiten oberen Fläche 53Ab und der dritten oberen Fläche 53Ac konfiguriert wird, die um eine Stufe von der zweiten oberen Fläche 53Ab niedriger ist, unterbunden.
  • Die Dicke Tc des mittlerer Abschnitts 31 und des zweiten Endabschnitts 322 der ersten Elektrodenschicht 30A beträgt beispielsweise 0,1 bis 3 µm.
  • Wie in den 4 und 5 gezeigt kann eine Schnittform des ersten Endabschnitts 321 der ersten Elektrodenschicht 30A im Wesentlichen rechteckig sein. Der erste Endabschnitt 321 (Dünnfilmbereich) der ersten Elektrodenschicht 30A wird beispielsweise durch Ätzen gebildet, wie später in einem Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 1A beschrieben wird. In einem solchen Fall wird die obere Fläche 34 des ersten Endabschnitts 321 der ersten Elektrodenschicht 30A verglichen mit dem Fall, bei dem die obere Fläche 34 durch ein anderes Verfahren als Ätzen gebildet wird, rau. Daher wird eine Kontaktfläche zwischen der oberen Fläche 34 des ersten Endabschnitts 321 der ersten Elektrodenschicht 30A und der Schutzschicht 50A größer und Nahkontakteigenschaften zwischen der oberen Fläche 34 des ersten Endabschnitts 321 der ersten Elektrodenschicht 30A und der Schutzschicht 50A verbessern sich.
  • Der Stufenabschnitt 51A der Schutzschicht 50 ist konfiguriert, um einen Eckabschnitt 55 von einer oberen Fläche 53A und einer Seitenfläche 54A zu haben und ist konkret konfiguriert, um den ersten bis vierten Eckabschnitt 55Aa bis 55Ad zu besitzen, von vier Paaren erster bis vierter oberer Flächen 53Aa bis 53Ad und den ersten bis vierten Seitenflächen 54Aa bis 54Ad. In dem dargestellten Aspekt beinhaltet der Stufenabschnitt 51A an der Oberfläche der Schutzschicht 50A die erste obere Fläche 53Aa und die erste Seitenfläche 54Aa, die den ersten Eckabschnitt 55Aa bilden, die zweite obere Fläche 53Ab und die zweite Seitenfläche 54Ab, die den zweiten Eckabschnitt 55Ab bilden, die dritte obere Fläche 53Ac und die dritte Seitenfläche 54Ac, die den dritten Eckabschnitt 55Ac bilden, und die vierte obere Fläche 53Ad und die vierte Seitenfläche 54Ad, die den vierten Eckabschnitt 55Ad bilden. Mit anderen Worten weist der Stufenabschnitt 51A die erste Stufe (entspricht der ersten Seitenfläche 54Aa) zwischen der ersten oberen Fläche 53Aa und der zweiten oberen Fläche 53Ab, die zweite Stufe (entspricht der zweiten Seitenfläche 54Ab) zwischen der zweiten oberen Fläche 53Ab und der dritten oberen Fläche 53Ac, die dritte Stufe (entspricht der dritten Seitenfläche 54Ac) zwischen der dritten oberen Fläche 53Ac und der vierten oberen Fläche 53Ad, und eine vierte Stufe (entspricht der vierten Seitenfläche 54Ad) zwischen der vierten oberen Fläche 53Ad und der ersten Hauptfläche 11 auf und ist gebildet, um schrittweise auf die Oberfläche der Schutzschicht 50A abgesenkt zu werden.
  • Für jeden Schritt sind die Formen der oberen Fläche und der Seitenfläche, welche die Stufe bilden, und die Form des Eckabschnitts, der von der oberen Fläche und der Seitenfläche gebildet wird, nicht auf den veranschaulichten Aspekt (Schnittansicht) beschränkt, und die gleiche Beschreibung wie die Beschreibung in der ersten Ausführungsform kann für die vorliegende Ausführungsform Anwendung finden.
  • Es wird angemerkt, dass der erste Endabschnitt 321 der ersten Elektrodenschicht 30A schrittweise oder durchgehend in Richtung des Außenumfangsendes 33A abgesenkt sein kann. Der Aspekt, bei dem der erste Endabschnitt 321 schrittweise abgesenkt ist, ist beispielsweise ein Aspekt, bei dem der erste Endabschnitt 321 zwei oder mehr obere Flächen aufweist und schrittweise abgesenkt ist. Der Aspekt, bei dem der erste Endabschnitt 321 schrittweise abgesenkt ist, ist beispielsweise ein Aspekt, bei dem der erste Endabschnitt 321 schrittweise durch einen oder mehr Typen gerader Linien oder Kurven abgesenkt ist.
  • [Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung]
  • Ein Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 1A ist das gleiche wie jenes der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme davon, dass ein erster Elektrodenschichtdünnfilmbildungsprozess bei dem Schritt zur Bildung der ersten Elektrodenschicht in dem Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 1 durchgeführt wird.
  • (Erster Elektrodenschichtdünnfilmbereichsbildungsprozess)
  • In dem ersten Elektrodenschichtdünnfilmbereichsbildungsprozess wird der Dünnfilmbereich an dem Endabschnitt 32A der ersten Elektrodenschicht 30A gebildet. Konkret wird, nachdem ein Teil des dielektrischen Films 20 abgetragen wird, um den Schutzschicht-bedeckten Abschnitt 22 zu bilden (Dünnfilmbereich), eine Maskenschicht gebildet, um einen Abschnitt zu bedecken, bei dem es sich nicht um den ersten Endabschnitt 321 des ersten Endabschnitts 31A der ersten Elektrodenschicht 30A handelt. Ein Teil des ersten Endabschnitts 321 des Endabschnitts 31A wird mittels eines Trockenätzverfahrens abgetragen. Als nächstes wird die Maskenschicht abgetragen. Somit wird der Endabschnitt 32A der ersten Elektrodenschicht 30A gebildet, der den Dünnfilmbereich (erster Endabschnitt 321) aufweist. Ferner ist dadurch, dass die obere Fläche 34 des ersten Endabschnitts 321 der ersten Elektrodenschicht 30A mittels Ätzen gebildet wird, die Oberflächenrauigkeit der oberen Fläche 34 der ersten Elektrodenschicht 30A verglichen mit dem Fall, bei dem der Ätzprozess nicht durchgeführt wird, größer. Daher werden die Nahkontakteigenschaften zwischen der Schutzschicht 50A, die in dem anschließenden Schutzschichtbildungsschritt gebildet wird, und der ersten Elektrodenschicht 30A verbessert.
  • <Dritte Ausführungsform>
  • [Konfiguration]
  • 6 ist eine Darstellung, die schematisch eine Schnittansicht einer Halbleitervorrichtung 1B gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt. Die dritte Ausführungsform ist eine Modifizierung der ersten Ausführungsform und unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass sie eine Grabenstruktur (Nutstruktur) aufweist. Diese abweichende Konfiguration wird unten beschrieben. Es wird angemerkt, dass in der dritten Ausführungsform die gleichen Bezugszeichen wie jene in der ersten Ausführungsform die gleichen Konfigurationen wie in der ersten Ausführungsform haben und somit eine Beschreibung dieser entfällt.
  • Wie in 6 gezeigt hat in der Halbleitervorrichtung 1B gemäß der dritten Ausführungsform ein Halbleitersubstrat 10B einen Graben (Nut) 13 an einer ersten Hauptfläche 11B, an der ein Elektrodenschichtanordnungsabschnitt 21B eines dielektrischen Films 20B angeordnet ist. Der Elektrodenschichtanordnungsabschnitt 21B des dielektrischen Films 20B ist an der ersten Hauptfläche 11B einschließlich einer Innenfläche des Grabens 13 angeordnet, um die Innenfläche des Grabens 13 zu bedecken, um einen Aussparungsabschnitt 25 zu bilden. Eine erste Elektrodenschicht 30B hat einen Eindringabschnitt 36, der in den Aussparungsabschnitt 25 eindringt.
  • Da die Halbleitervorrichtung 1B eine Grabenstruktur 14 besitzt, wird eine Fläche einer Grenzfläche, die von dem dielektrischen Film 20B und der ersten Elektrodenschicht 30B gebildet wird, verglichen mit der Halbleitervorrichtung, die keine Grabenstruktur besitzt, größer. Somit kann die Halbleitervorrichtung 1B die elektrische Kapazität erhöhen.
  • Der Elektrodenschichtanordnungsabschnitt 21B des dielektrischen Films 20B hat den ersten Aussparungsabschnitt 25, der die Innenfläche des Grabens 13 bedeckt. Die erste Elektrodenschicht 30B hat einen planaren Abschnitt 35 und einen Eindringabschnitt 36. Der Eindringabschnitt 36 erstreckt sich in der umgekehrten Z-Richtung von dem planaren Abschnitt 35 und füllt den Aussparungsabschnitt 25. Die erste Elektrodenschicht 30B hat eine Kammform.
  • Wie in 6 dargestellt ist eine Form des Eindringabschnitts 36 (Schnittform an der ZX-Ebene) eine Rechteckform in der umgekehrten Z-Richtung. Ferner ist eine Form des Eindringabschnitts 36 (Schnittform an der XY-Ebene) beispielsweise ein Polygon (genauer ein Viereck, ein Fünfeck, ein Sechseck und dergleichen) und ein Kreis.
  • Die Form des Eindringabschnitts 36 (Schnittform an der ZX-Ebene) ist eine Form, bei der der untere Endabschnitt desselben eine Bodenfläche hat. Eine Form der Bodenfläche ist beispielsweise ein Polygon (genauer ein Viereck, ein Fünfeck, ein Sechseck und dergleichen) und ein Kreis oder dergleichen. Es wird angemerkt, dass die Form des Eindringabschnitts 36 (Schnittform an der ZX-Ebene) nicht auf die Form beschränkt ist, bei der der untere Endabschnitt derselben die Bodenfläche hat, und beispielsweise eine Halbkreisbogenform sein kann.
  • Der Eindringabschnitt 36 kann eine verjüngte (geneigte) Seitenfläche (Innenfläche) haben. Das bedeutet, dass der Eindringabschnitt 36 eine Form haben kann, bei der die Breite (Länge in der X-Richtung) von dem unteren Endabschnitt desselben in Richtung der ersten Hauptfläche 11B größer oder kleiner wird. Der Aussparungsabschnitt 25 kann ebenfalls an äußeren und inneren Flächen einer Seitenfläche desselben verjüngt sein.
  • Der Aussparungsabschnitt 25 und der Eindringabschnitt 36 sind entlang der X-Richtung angeordnet. Der Aussparungsabschnitt 25 und der Eindringabschnitt 36 können beispielsweise in einer Matrix angeordnet sein, wenn ein Schnitt (Schnitt entlang der XY-Ebene) einschließlich des Aussparungsabschnitts 25 und des Eindringabschnitts 36 aus einer zur ersten Hauptfläche 11B senkrechten Richtung betrachtet wird.
  • Eine Dichte des Aussparungsabschnitts 25 und des Eindringabschnitts 36 (die Anzahl von Gräben 13 pro Flächeneinheit der ersten Hauptfläche 11B) beträgt beispielsweise etwa 15.000/mm2.
  • 7 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts C in 6. Wie in 7 gezeigt beträgt eine Länge des Aussparungsabschnitts 25 beispielsweise 10 µm bis 50 µm. Eine Breite W2 in der X-Richtung des Aussparungsabschnitts 25 beträgt beispielsweise etwa 5 µm. Ein Aspektverhältnis einer Außenform des Aussparungsabschnitts 25 (ein Verhältnis der Länge D in der Z-Richtung zu der Breite W2 in der X-Richtung) beträgt beispielsweise 2 bis 10. Eine Strecke W3 in der X-Richtung zwischen den Aussparungsabschnitten 25 beträgt beispielsweise 3 µm. Eine Strecke W1 von dem Außenumfangsende 26 des dielektrischen Films 20B bis zu einem Endabschnitt der Grabenstruktur 14 beträgt beispielsweise 50 bis 200 µm.
  • Die Dichte, Form, Länge D und dergleichen des Aussparungsabschnitts 25 kann zweckmäßig entsprechend der gewünschten elektrischen Kapazität eingestellt werden.
  • Ferner bezieht sich in der dritten Ausführungsform eine Dicke des dielektrischen Films 20B auf eine Dicke in der Z-Richtung des dielektrischen Films 20B, der die erste Hauptfläche 11B bedeckt, wo der Graben 13 nicht gebildet ist.
  • [Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung]
  • Ein Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 1B umfasst ferner einen Grabenbildungsschritt vor dem Schritt zur Bildung des dielektrischen Films bei dem Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 1. Das bedeutet,
    das Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 1B umfasst
    einen Grabenbildungsschritt des Bildens des Grabens 13 an der ersten Hauptfläche 11B des Halbleitersubstrats 10B,
    einen Schritt zur Bildung des dielektrischen Films 20B (genauer einer Vorstufe des dielektrischen Films 20B, der oben unter Bezugnahme auf die 6 und 7 gezeigt ist, einschließlich des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts 21B und eines Abschnitts, der später der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt 22 sein soll, auf der ersten Hauptfläche 11B, um die Innenfläche des Grabens 13 zu bedecken, um den Aussparungsabschnitt 25 zu bilden,
    einen Schritt zur Bildung der ersten Elektrodenschicht des Bildens der ersten Elektrodenschicht 30B auf dem dielektrischen Film 20B, um den Eindringabschnitt 36 zu bilden, der in den Aussparungsabschnitt 25 eindringt, um einen Teil des dielektrischen Films 20B abzutragen, um den Schutzschicht-bedeckten Abschnitt 22 (Dünnfilmbereich) zu bilden (dadurch wird der dielektrische Film 20B gebildet, der den Elektrodenschichtanordnungsabschnitt 21B und den Schutzschicht-bedeckten Abschnitt 22 hat),
    einen Schutzschichtbildungsschritt zur Bildung der Schutzschicht 50, die einen Bereich von dem Endabschnitt 32 der ersten Elektrodenschicht 30B bis zu der ersten Hauptfläche 11B des Halbleitersubstrats 10B durchgehend bedeckt, und
    einen Schritt zur Bildung der zweiten Elektrodenschicht des Bildens der zweiten Elektrodenschicht 40 auf der zweiten Hauptfläche 12 des Halbleitersubstrats 10.
  • Das Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 1B kann ferner einen Vereinzelungsschritt des Schneidens eines Strukturkörpers (integrierter Mutterkörper) mit einer Vielzahl von Halbleitervorrichtungsstrukturen umfassen, die oben mit einer Vereinzelungsmaschine erhalten wurden.
  • Konkret wird ein Beispiel des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 1B unter Bezugnahme auf die 8A bis 8E beschrieben. Die 8A bis 8E sind Ansichten zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 1B. Das Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 1B umfasst den Grabenbildungsschritt, den Schritt zur Bildung des dielektrischen Films, den Schritt zur Bildung der ersten Elektrodenschicht, den Schutzschichtbildungsschritt, den Schritt zur Bildung der zweiten Elektrodenschicht, und den Vereinzelungsschritt. Es wird angemerkt, dass der integrierte Mutterkörper, in dem die Halbleitervorrichtungen 1B integriert sind, aus dem Grabenbildungsschritt bis zum Schritt zur Bildung der zweiten Elektrodenschicht hergestellt wird, das Herstellungsverfahren zur vereinfachten Beschreibung jedoch unter Hauptaugenmerk auf eine Halbleitervorrichtung 1B beschrieben wird.
  • (Grabenbildungsschritt)
  • Bei dem Grabenbildungsschritt wird wie in 8A dargestellt, der Graben 13 auf der ersten Hauptfläche 11B des Halbleitersubstrats 10B gebildet. Bei dem Grabenbildungsschritt wird zunächst ein Siliziumsubstrat als Halbleitersubstrat 10B hergestellt. Als nächstes wird beispielsweise ein Tiefenätzen (Siliziumtiefenätzen) (RIE)) an der ersten Hauptfläche 11B des Halbleitersubstrats 10B mithilfe des Bosch-Prozesses derart durchgeführt, dass der Abstand W2 zwischen den benachbarten Gräben 13 3 µm wird und eine Tiefe des Grabens 13 5 µm wird. Somit werden auf der ersten Hauptfläche 11B eine Vielzahl von Gräben 13 gebildet.
  • Nach dem Grabenbildungsschritt kann ein Planarisierungsschritt umfasst sein. In dem Planarisierungsschritt wird die erste Hauptfläche 11B des Halbleitersubstrats 10B, auf dem die Gräben 13 gebildet sind, planarisiert, beispielsweise unter Verwendung von chemischmechanischem Polieren (CMP). Somit wird der Bestandteil des Halbleitersubstrats 10B, der für die Strukturierung der Gräben unnötig ist, abgetragen und das Halbleitersubstrat 10B, das eine einheitliche Dicke hat, wird bereitgestellt, so dass die gewünschte Schichtkonfiguration gebildet werden kann.
  • (Schritt zur Bildung des dielektrischen Films)
  • Bei dem Schritt zur Bildung des dielektrischen Films wird wie in 8B gezeigt, der dielektrische Film 20B auf der ersten Hauptfläche 11B gebildet, um die Innenflächen der Gräben 13 zu bedecken, um die Aussparungsabschnitte 25 zu bilden. Bei dem Schritt zur Bildung des dielektrischen Films wird beispielsweise der dielektrische Film 20B auf der ersten Hauptfläche 11B des Halbleitersubstrats 10B gebildet und der dielektrische Film 20B wird strukturiert. Der dielektrische Film 20B aus SiO2 wird beispielsweise auf der ersten Hauptfläche 11B des Halbleitersubstrats 10B mithilfe eines chemischen Dampfabscheidevefahrens (CVD-Verfahren) gebildet, um eine Dicke von 0,1 bis 3 µm zu haben. Somit wird der dielektrische Film 20B gebildet, in dem die Innenflächen der Gräben 13 bedeckt sind, um die Aussparungsabschnitte 25 zu bilden.
  • Als nächstes wird der dielektrische Film 20B, der auf der ersten Hauptfläche 11B des Halbleitersubstrats 10B gebildet wird, durch das gleiche Verfahren wie das Photolitographieverfahren oder das Trockenätzverfahren strukturiert, die in dem Schritt zur Bildung des dielektrischen Films bei dem Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 1 beschrieben wurden. Somit wird der dielektrische Film 20B (genauer eine Vorstufe des dielektrischen Films 20B, der oben unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben wird, der den Elektrodenschichtanordnungsabschnitt 21B und einen Teil, der später zum Schutzschicht-bedeckten Abschnitt 22 werden soll) mit der vorgegebenen Struktur auf der ersten Hauptfläche 11B des Halbleitersubstrats 10B gebildet.
  • (Schritt zur Bildung der ersten Elektrodenschicht)
  • Bei dem Schritt zur Bildung der ersten Elektrodenschicht wird wie in 8C dargestellt, die erste Elektrodenschicht 30B auf dem dielektrischen Film 20B gebildet, um den Eindringabschnitt 36 zu bilden, der in den Aussparungsabschnitt 25 eindringt, und ein Teil des dielektrischen Films 20B wird entfernt, um den Schutzschicht-bedeckten Abschnitt 22 zu bilden (Dünnfilmbereich). Bei dem Schritt zur Bildung der ersten Elektrodenschicht wird beispielsweise die erste Elektrodenschicht 30B auf der ersten Hauptfläche 11B des Halbleitersubstrats 10B gebildet, auf dem der dielektrische Film 20B angeordnet ist, und die erste Elektrodenschicht 30B wird strukturiert. Konkret wird beispielsweise die erste Elektrodenschicht 30B aus Al auf der ersten Hauptfläche 11B des Halbleitersubstrats 10B gebildet, auf der der dielektrische Film 20B angeordnet ist, mithilfe eines Sputterverfahrens oder eines Vakuumdampfabscheidungsverfahrens, um eine Dicke von 0,1 bis 3 µm zu haben. Somit werden die erste Elektrodenschicht 30B mit dem planaren Abschnitt 35 und der Eindringabschnitt 36 gebildet, der sich in der umgekehrten Z-Richtung von dem planaren Abschnitt 35 erstreckt. Das bedeutet, dass die Grabenstruktur gebildet wird.
  • Als nächstes wird die erste Elektrodenschicht 30B mittels eines Photolitographieverfahrens und eines Trockenätzverfahrens strukturiert. Bei der Strukturierung der ersten Elektrodenschicht 30B wird ein Teil des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 des dielektrischen Films 20B auch durch Überätzen abgetragen. Somit wird die erste Elektrodenschicht 30B mit dem vorgegebenen Muster gebildet und der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt 22 (Dünnfilmbereich) des dielektrischen Films 20B wird gebildet.
  • (Schutzschichtbildungsschritt bis Vereinzelungsschritt)
  • Wie in den 8D und 8E gezeigt wird die Halbleitervorrichtung 1B jeweils durch den Schutzschichtbildungsschritt bis zu dem Vereinzelungsschritt analog zu dem Schutzschichtbildungsschritt bis zu dem Vereinzelungsschritt der ersten Ausführungsform gebildet.
  • <Vierte Ausführungsform>
  • (Konfiguration)
  • Die 9(a) bis 9(f) sind teilvergrößerte Ansichten von Ausschnitten einer Halbleitervorrichtung 1C gemäß einer vierten Ausführungsform. Die vierte Ausführungsform ist eine Modifizierung der ersten Ausführungsform und unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass Dicken von Schutzschicht-bedeckten Abschnitten 221 bis 226 der dielektrischen Filme 201 bis 206 in Richtung von Außenumfangsenden 261 bis 266 der dielektrischen Filme 201 bis 206 abnehmen. Diese abweichende Konfiguration wird unten beschrieben. Es wird angemerkt, dass in der vierten Ausführungsform die gleichen Bezugszeichen wie in der ersten bis dritten Ausführungsform die gleichen Konfigurationen wie in der ersten Ausführungsform angeben, und somit deren Beschreibung entfällt.
  • Bei der vierten Ausführungsform werden als beispielhafte Aspekte sechs Modifizierungen beschrieben. Die Modifizierungen 1 bis 6 sind jeweils in den 9(a) bis 9(f) zu sehen. Wie in den 9(a) bis 9(f) dargestellt, werden bei der Halbleitervorrichtung 1C (nicht als Ganzes gezeigt) gemäß der vierten Ausführungsform die Dicken der Schutzschicht-bedeckten Abschnitten 221 bis 226 der dielektrischen Filme 201 bis 206 in Richtung der Außenumfangsenden 261 bis 266 der dielektrischen Filme 201 bis 206 kleiner. Ferner sind Dicken an den Außenumfangsenden 261 bis 266 der Schutzschicht-bedeckten Abschnitte 221 bis 226 der dielektrischen Filme 201 bis 206 kleiner als die Dicken an dem Außenumfangsende 26 des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 22 der ersten Ausführungsform.
  • Der Aspekt, bei dem die Dicken der Schutzschicht-bedeckten Abschnitte 221 bis 226 der dielektrischen Filme 201 bis 206 von den Seiten der Elektrodenschichtanordnungsabschnitte 211 bis 216 hin zu den Außenumfangsenden 261 bis 266 des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts 221 bis 226 abnehmen, beinhaltet beispielsweise einen Aspekt mit einer Vielzahl von Stufen (genauer die in den 9(a) und 9(b) dargestellten Aspekte und dergleichen), oder einen Aspekt, bei dem die Stufe im Wesentlichen 0 beträgt (genauer die in den 9(c) bis 9(f) gezeigten Aspekte etc. Die Modifizierungen 1 bis 6 werden unter Bezugnahme auf die 9(a) bis 9(f) beschrieben. Es wird angemerkt, dass bei der vorliegenden Offenbarung „im Wesentlichen 0“ nicht auf exakt 0 beschränkt ist und den Fall umfasst, bei dem es schwierig ist, jeden Schritt genau von einem anderen zu unterscheiden, in Anbetracht eines realistischen Variationsspektrums.
  • (Modifizierung 1 und 2)
  • Wie in den 9(a) und 9(b) gezeigt werden die Schnittformen der Schutzschicht-bedeckten Abschnitte 221, 222 der dielektrischen Filme 201, 202 schrittweise von den Seiten der Elektrodenschichtanordnungsabschnitte 211, 212 der dielektrischen Filme 201, 202 in Richtung der Außenumfangsenden 261, 262 der Schutzschicht-bedeckten Abschnitte 221, 222 um zwei beziehungsweise drei Stufen abgesenkt.
  • Stufenabschnitte 511, 512 einer Schutzschicht 50c haben eine erste obere Fläche 53a, eine erste Seitenfläche 54a, erste Stufenabschnitte 561, 562, eine dritte obere Fläche 53c und eine dritte Seitenfläche 54c (nicht dargestellt). Eine Oberflächenform der Schutzschicht 50C spiegelt Oberflächenformen der Schutzschicht-bedeckten Abschnitte 221, 222 der dielektrischen Filme 201, 202 unterhalb der Schutzschicht 50C wider. Daher entsprechen die Oberflächenformen der ersten Stufenabschnitte 561, 562 den Oberflächenformen der Schutzschicht-bedeckten Abschnitte 221, 222, die sich unterhalb der ersten Stufenabschnitte 561, 562 befinden und im Wesentlichen gleich den Oberflächenformen der Schutzschicht-bedeckten Abschnitte 221, 222 sind. Das bedeutet, dass die ersten Stufenabschnitte 561, 562 schrittweise um zwei und drei Stufen in einer Richtung parallel zu der Richtung von den Seiten der Elektrodenschichtanordnungsabschnitte 211, 212 in Richtung der Außenumfangsenden 261, 262 der Schutzschicht-bedeckten Abschnitte 221 bzw. 222 abgesenkt werden. Jede Stufe der ersten Stufenabschnitte 561, 562 ist kleiner als die zweite Stufe der ersten Ausführungsform. Daher wird die Eigenspannung, die in der Schutzschicht 50C erzeugt wird, um die Schutzschicht-bedeckten Abschnitte 221, 222 der dielektrischen Filme 201, 202 weiter verringert. Daher kann bei der vorliegenden Ausführungsform das Auftreten von Rissen in den ersten Stufenabschnitten 561, 562 weiter unterbunden werden. Es wird angemerkt, dass der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt des dielektrischen Films schrittweise um vier oder mehr Stufen ab der Seite des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts hin zum Außenumfangsende des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts abgesenkt werden kann.
  • Für jeden Schritt sind die Formen der oberen Fläche und der Seitenfläche, die die Stufe ausbildet und die Form des Eckabschnitts, der von der oberen Fläche und der Seitenfläche gebildet wird, nicht auf den veranschaulichten Aspekt (Schnittansicht) beschränkt, und die gleiche Beschreibung wie die Beschreibung in der ersten Ausführungsform kann für die vorliegende Ausführungsform Anwendung finden.
  • (Modifizierung 3 bis 6)
  • Ferner werden, die in den 9(c) bis 9(f) gezeigt, Schnittformen der Schutzschicht-bedeckten Abschnitte 223 bis 226 der dielektrischen Filme 203 bis 206 durchgehend von den Seiten der Elektrodenschichtanordnungsabschnitte 213 bis 216 der dielektrischen Filme 203 bis 206 in Richtung der Außenumfangsenden 263 bis 266 der Schutzschicht-bedeckten Abschnitte 223 bis 226 abgesenkt. Bei diesen Schnittformen sind die Dicken an den Außenumfangsenden 263 bis 266 der Schutzschicht-bedeckten Abschnitte 223 bis 226 der dielektrischen Filme 203 bis 206 im Wesentlichen 0. Konkret wird in den 9(c) und 9(d) die Schnittform durchgehend um eine oder mehr Arten gerader Linien (genauer in 9(c), eine gerade Linie und in 9(d) zwei gerade Linien mit unterschiedlichen Neigungen) abgesenkt. In den 9(e) und 9(f) wird die Schnittform durchgehend um eine Kurve (genauer in 9(e), eine nach unten verlaufende konvexe Kurve und in 9(f) eine nach oben verlaufende konvexe Kurve) .
  • Stufenabschnitte 513 bis 516 beinhalten die ersten obere Fläche 53a, die erste Seitenfläche 54a, erste Stufenabschnitte 563 bis 566, die dritte obere Fläche 53c (die Bezugszeichen 53a, 54a und 53c sind nicht in den 9(c) bis (f) dargestellt, sind aber ähnlich den 9(a) und (b)) und die vierte Seitenfläche 54c (nicht dargestellt). Eine Oberflächenform der Schutzschicht 50c reflektiert Oberflächenformen der Schutzschicht-bedeckten Abschnitte 223 bis 226 der dielektrischen Filme 203 bis 206 unterhalb der Schutzschicht 50C. Daher entsprechen Oberflächenformen der ersten Stufenabschnitte 563 bis 566 den Oberflächenformen der Schutzschicht-bedeckten Abschnitte 223 bis 226, die sich unterhalb der ersten Stufenabschnitte 563 bis 566 befinden und im Wesentlichen gleich den Formen der Schutzschicht-bedeckten Abschnitte 223 bis 226 sind. Das bedeutet, die ersten Stufenabschnitte 563 bis 566 haben keine oberen Flächen, die parallel zur X-Richtung sein können und Seitenflächen, die parallel zur Z-Richtung sein können. Die ersten Stufenabschnitte 563 bis 566 werden durchgehend abgesenkt, indem sie geneigt oder gewölbt sind (in den Schnittformen, durch eine oder mehr gerade Linien oder Kurven) in einer Richtung parallel zur Richtung von den Elektrodenschichtanordnungsabschnitten 213 bis 216 in Richtung der Außenumfangsenden 263 bis 266 der Schutzschicht-bedeckten Abschnitte 223 bis 226. Genauer haben die ersten Stufenabschnitte 563, 564 die Schnittformen, die durchgehend um eine und zwei Geraden von den Seiten der Elektrodenschichtanordnungsabschnitte 213, 214 in Richtung der Außenumfangsenden 263, 264 der Schutzschicht-bedeckten Abschnitte 223, 224 abgesenkt werden. Ferner können die ersten Stufenabschnitte 565, 566 die Schnittformen haben, die schrittweise um eine nach unten verlaufende, konvexe Kurve und eine aufwärts verlaufende, konvexe Kurve von den Seiten der Elektrodenschichtanordnungsabschnitte 215, 216 in Richtung der Außenumfangsenden 265, 266 der Schutzschicht-bedeckten Abschnitte 225, 226 abgesenkt werden. Daher wird Eigenspannung, die in der Schutzschicht 50C erzeugt wird, um die Schutzschicht-bedeckten Abschnitte 223 bis 226 der dielektrischen Filme 203 bis 206 weiter verringert. Daher wird bei der vorliegenden Ausführungsform in der Schutzschicht 50C Eigenspannung, die in der Schutzschicht 50C erzeugt wird, um die Schutzschicht-bedeckten Abschnitte 221 bis 226 der dielektrischen Filme 201 bis 206 weiter unterbunden. Daher kann das Auftreten von Rissen in den Stufenabschnitten 511 bis 516 weiter unterbunden werden. Daher kann bei der vorliegenden Ausführungsform Rissbildung in den ersten Stufenabschnitten 561 bis 566 weiter unterbunden werden. Es wird angemerkt, dass der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt des dielektrischen Films eine Schnittform haben kann, die um eine oder mehr Geraden oder eine beliebige andere Kurve von der Seite des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts hin zum Außenumfangsende des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts abgesenkt wird.
  • Ferner kann der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt des dielektrischen Films eine Schnittform haben, die erhalten wird durch Kombinieren von zwei oder mehr, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus einer beliebigen geeigneten gestuften Form, linearen Form und gekrümmten Form, solange die Dicken dieser von der Seite des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts hin zum Außenumfangsende des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts abnehmen.
  • Es wird angemerkt, dass die Herstellungsbedingungen in der ersten bis vierten Ausführungsform nicht beschränkt sind, solange der Schutzschicht-bedeckte Abschnitt des dielektrischen Films derart gebildet wird, dass die Dicke an dem ersten Außenumfangsende des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts des dielektrischen Films in der Halbleitervorrichtung kleiner ist als die Dicke auf der Seite des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts des dielektrischen Films.
  • Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die erste bis neunte Ausführungsform beschränkt und kann in verschiedenen Aspekten verwirklicht werden, solange der Inhalt der vorliegenden Offenbarung nicht verändert wird. Ferner handelt es sich bei den in der ersten bis vierten Ausführungsform dargestellten Konfigurationen um Beispiele, die nicht konkret beschränkt sind, und es können verschiedene Modifizierungen vorgenommen werden, ohne wesentlich von den Wirkungen der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Beispielsweise können die in der ersten bis vierten Ausführungsform beschriebenen Sachverhalte zweckmäßig kombiniert werden. Beispielsweise können die in der zweiten Ausführungsform beschriebene Konfiguration und die in der dritten Ausführungsform beschriebene Konfiguration kombiniert werden.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Die Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung besitzt eine Kondensatorstruktur, indem die zweite Elektrodenschicht hinzuergänzt wird, anders gesagt, als Kondensator fungiert. Die Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung kann weithin für verschiedene Anwendungen verwendet werden und kann beispielsweise an verschiedenen elektronischen Leiterplatten als elektronisches Bauteil mit einem Kondensator montiert sein, unter Verwendung der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrodenschicht.
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-151479 , die am 21. August 2019 in Japan eingereicht wurde, und deren Gesamtinhalt durch Bezugnahme in die vorliegende Schrift aufgenommen ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 1A, 1B, 1C
    Halbleitervorrichtung
    10, 10B
    Halbleitersubstrat
    11, 11B
    Erste Hauptfläche
    12
    Zweite Hauptfläche
    13
    Graben
    20, 20B
    Dielektrischer Film
    21, 21B
    Elektrodenschichtanordnungsabschnitt des dielektrischen Films
    22
    Schutzschicht-bedeckter Abschnitt des dielektrischen Films
    25
    Aussparungsabschnitt des dielektrischen Films
    26
    Außenumfangsende des dielektrischen Films
    30, 30A, 30B
    Erste Elektrodenschicht
    31
    Mittlerer Abschnitt der ersten Elektrodenschicht
    32, 32A
    Endabschnitt der ersten Elektrodenschicht
    33, 33A
    Außenumfangsende (Endfläche) der ersten Elektrodenschicht
    36
    Eindringabschnitt
    50, 50A
    Schutzschicht
    51, 51A
    Stufenabschnitt
    321
    Erster Endabschnitt der ersten Elektrodenschicht
    323
    Zweiter Endabschnitt der ersten Elektrodenschicht
    Ta
    Dicke des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts des dielektrischen Films
    Tb
    Abschnitts Dicke an Außenumfangsende des Schutzschicht-bedeckten des dielektrischen Films
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 201933154 [0002, 0003]
    • JP 2019151479 [0130]

Claims (11)

  1. Halbleitervorrichtung, aufweisend: ein Halbleitersubstrat, das eine erste Hauptfläche und eine zweite Hauptfläche aufweist, die einander zugewandt sind; einen dielektrischen Film, der auf einem Teil der ersten Hauptfläche angeordnet ist; eine erste Elektrodenschicht, die auf einem Teil des dielektrischen Films angeordnet ist; und eine Schutzschicht, die einen Bereich von einem Endabschnitt der ersten Elektrodenschicht bis zu einem Außenumfangsende des dielektrischen Films durchgehend bedeckt; wobei der dielektrische Film einen Elektrodenschichtanordnungsabschnitt aufweist, auf dem die erste Elektrodenschicht angeordnet ist, und einen Schutzschicht-bedeckten Abschnitt, der von der Schutzschicht bedeckt ist, und eine Dicke an dem Außenumfangsende des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts des dielektrischen Films kleiner ist als eine Dicke des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts des dielektrischen Films.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Minimaldicke des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts größer ist als eine Maximaldicke des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Dicke der Schutzschicht größer gleich der Dicke des Elektrodenschichtanordnungsabschnitts des dielektrischen Films ist.
  4. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Endabschnitt der ersten Elektrodenschicht einen ersten Endabschnitt mit einem Außenumfangsende und einen zweiten Endabschnitt benachbart des ersten Endabschnitts aufweist, der an einer Seite des mittleren Abschnitts der ersten Elektrodenschicht angeordnet ist, und eine Dicke an dem Außenumfangsende des ersten Endabschnitts kleiner ist als eine Dicke des zweiten Endabschnitts.
  5. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Dicke der Schutzschicht 0,1 µm oder mehr und 3 µm oder weniger beträgt.
  6. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Elektrodenschicht aus polykristallinem Silizium oder Al gebildet ist.
  7. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Schutzschicht aus Siliziumnitrid gebildet ist.
  8. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der dielektrische Film aus Siliziumoxid gebildet ist.
  9. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Halbleitersubstrat einen Graben an der ersten Hauptfläche aufweist, an der der Elektrodenschichtanordnungsabschnitt des dielektrischen Films angeordnet ist, der Elektrodenschichtanordnungsabschnitt des dielektrischen Films durchgehend an der ersten Hauptfläche angeordnet ist, um eine Innenfläche des Grabens zu bedecken, um einen Aussparungsabschnitt zu bilden, und die erste Elektrodenschicht einen Eindringabschnitt aufweist, der in den Aussparungsabschnitt eindringt.
  10. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei eine Dicke des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts des dielektrischen Films hin zu dem Außenumfangsende des dielektrischen Films abnimmt.
  11. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Länge in einer Breitenrichtung des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts größer ist als die Dicke des Schutzschicht-bedeckten Abschnitts.
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