JP2011204927A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体基板の表面にLOCOS法およびウェットエッチングを用いて台形状トレンチを設け、台形状トレンチ表面に下部電極層5を形成し、下部電極層の上に容量絶縁膜6と上部電極7を順次積層する。
【選択図】図2
Description
トレンチ型キャパシタの代表的な構造およびその製造方法をP型半導体基板上に形成したキャパシタを例にして、図5(a)〜(c)の製造工程断面図を用いて説明する。
そこで、本発明の目的は、高温熱処理をせずに形成可能であり、かつ、信頼性劣化が少なく、かつ、従来のトレンチキャパシタと同様に、安定した容量値の供給、及び、大容量化が可能な、半導体キャパシタ、及び、その製造方法を提供することである。
まず、第1導電型半導体基板表面に形成された台形状トレンチを有する容量素子形成領域と、前記容量素子領域の台形状トレンチに沿って設けられた第2導電型下部電極層と、少なくとも前記下部電極層の表面に形成された容量絶縁膜と、前記容量絶縁膜の表面に形成された第2導電型上部電極とからなることを特徴とする半導体装置とした。
また、第1導電型半導体基板上にLOCOS法により厚い酸化膜領域と薄い酸化膜領域を形成する工程と、前記厚い酸化膜領域と前記薄い酸化膜領域の酸化膜を前記半導体基板から除去する工程と、前記台形状トレンチの表面に第2導電型不純物を導入して下部電極層を形成する工程と、少なくとも前記下部電極層上に容量絶縁膜を形成する工程と、前記容量絶縁膜上に上部電極となる多結晶シリコン膜を堆積する工程と、前記上部電極となる多結晶シリコンに第2導電型不純物を導入し、所定の形状とすることで上部電極とする工程とからなることを特徴とする半導体装置の製造方法を用いた。
そして、前記容量絶縁膜を形成する工程は、減圧CVDによるシリコン窒化膜形成工程であることを特徴とする半導体装置の製造方法を用いた。
図1(a)〜(c)および図2(d)〜(f)は、本実施の形態の半導体装置、及び、その製造方法を説明するための工程断面図である。本実施の形態では、P型半導体基板を使用した容量素子を例に説明するが、本発明の本質は、基板の導電型、及び、不純物の種類、及び、その導電型に依存しないので、基板の導電型、及び、不純物の種類、及び、その導電型が異なっても同様に実施することが可能である。
まず、図1(a)に示すように、P型不純物(例えばボロン)を添加した抵抗率20Ωcm〜30Ωcmの不純物濃度のP型半導体基板1上に、P型ウェル2を、P型不純物(例えば、ボロン)をドーズ量1×1011〜1×1013atoms/cm2でイオン注入、及び、熱処理して拡散させることにより形成する。上記ウェルの有無は、本実施の形態の本質に関係ないので、ウェルを形成しないで容量素子を半導体基板上に直接形成することも可能である。
既存の素子分離技術である、LOCOS(Local Oxidation of Silicon)法とWetエッチングを用いて形成された、LOCOS型トレンチは従来のトレンチと比較して、トレンチの開口部、及び、底部の角は急峻ではないので、角部での電界集中による絶縁破壊等の信頼性劣化を緩和することができる。また、上記LOCOS型トレンチは、トレンチの角を丸くする必要がないため、基板に転移等のダメージを生じさせる原因となる高温での熱処理使わずに、本半導体キャパシタを形成することが可能である。
また、LOCOS型トレンチの数、及び、深さを調整することで大容量化も可能となる。
2 P型ウェル
3 厚い酸化膜
4 容量素子形成領域
5 下部電極層
6 容量絶縁膜
7 上部電極
Claims (5)
- 第1導電型半導体基板と、
前記第1導電型半導体基板の表面に形成された台形状トレンチを有する容量素子形成領域と、
前記容量素子領域の台形状トレンチに沿って前記第1導電型半導体基板の表面近傍に設けられた第2導電型下部電極層と、
前記下部電極層の表面に形成された容量絶縁膜と、
前記容量絶縁膜の表面に形成された第2導電型上部電極と、
からなる半導体装置。 - 前記台形状トレンチは、平行に複数配置されている請求項1記載の半導体装置。
- 第1導電型半導体基板上にLOCOS法により厚い酸化膜領域と薄い酸化膜領域を形成する工程と、
前記厚い酸化膜領域と前記薄い酸化膜領域の酸化膜を前記半導体基板から除去する工程と、
前記台形状トレンチの表面に第2導電型不純物を導入して下部電極層を形成する工程と、
前記下部電極層上に容量絶縁膜を形成する工程と、
前記容量絶縁膜上に上部電極となる多結晶シリコン膜を堆積する工程と、
前記上部電極となる多結晶シリコンに第2導電型不純物を導入し、所定の形状とすることで上部電極とする工程と、
からなる半導体装置の製造方法。 - 前記容量絶縁膜を形成する工程は、熱酸化による酸化膜形成工程である請求項3記載の半導体装置の製造方法。
- 前記容量絶縁膜を形成する工程は、減圧CVDによるシリコン窒化膜形成工程である請求項3記載の半導体装置の製造方法。
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