JP2020004819A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

To provide a semiconductor device capable of increasing the capacitance of a capacitor structure formed inside a groove of a semiconductor substrate and a manufacturing method thereof.SOLUTION: A semiconductor device includes a semiconductor substrate 10 that has conductivity and in which a first groove is formed in a first main surface 101, and a second groove is formed in a second main surface 102 whose longitudinal direction intersects with a longitudinal direction of the first groove in a plan view and whose bottom is connected to the bottom of the first groove, a first dielectric film 21 disposed on the inner wall surface of the first groove, a first conductor film 31 disposed inside the first groove and facing the semiconductor substrate 10 via the first dielectric film 21, a second dielectric film 22 disposed on the inner wall surface of the second groove, and a second conductor film 32 disposed inside the second groove, and facing the semiconductor substrate 10 via the second dielectric film 22, and electrically connected to the first conductor film 31 in a region in which the bottom of the first groove and the bottom of the second groove are connected with each other.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、半導体コンデンサを有する半導体装置及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device having a semiconductor capacitor and a method for manufacturing the same.

半導体コンデンサの容量を増加させるために、半導体基板に形成した溝の内部にコンデンサ構造体を形成した構成が用いられる。例えば、半導体基板の貫通穴に、絶縁膜を介して導電体膜を充填した構成が開示されている(特許文献1参照。)。コンデンサ構造体を半導体基板の溝の内部に形成することにより、大きな容量の半導体コンデンサを実現できる。   In order to increase the capacity of a semiconductor capacitor, a configuration in which a capacitor structure is formed inside a groove formed in a semiconductor substrate is used. For example, a configuration is disclosed in which a through-hole in a semiconductor substrate is filled with a conductor film via an insulating film (see Patent Document 1). By forming the capacitor structure inside the groove of the semiconductor substrate, a semiconductor capacitor having a large capacity can be realized.

特開2012−089743号公報JP 2012-089743 A

溝の内部に形成したコンデンサ構造体の容量を増大させるためには、半導体基板を厚くして、幅の狭い多数の溝を形成する必要がある。しかしながら、半導体基板に形成できる溝の深さと幅のアスペクト比には限界があり、コンデンサ構造体の容量を増大させることが困難である。   In order to increase the capacity of the capacitor structure formed inside the groove, it is necessary to increase the thickness of the semiconductor substrate and form a large number of narrow grooves. However, there is a limit to the aspect ratio of the depth and width of the groove that can be formed in the semiconductor substrate, and it is difficult to increase the capacitance of the capacitor structure.

本発明は、半導体基板の溝の内部に形成したコンデンサ構造体の容量を増大させることのできる半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of increasing the capacitance of a capacitor structure formed inside a groove of a semiconductor substrate, and a method of manufacturing the semiconductor device.

本発明の一態様に係る半導体装置は、導電性を有する半導体基板の第1主面に形成された第1の溝の内部に第1誘電体膜と第1導電体膜が積層されて第1のコンデンサ構造体が形成され、第1の溝と長手方向が平面視で交差し且つ互いの底部が連結するように半導体基板の第2主面に形成された第2の溝の内部に第2誘電体膜と第2導電体膜が積層されて第2のコンデンサ構造体が形成され、第1導電体膜と第2導電体膜が半導体基板の内部で電気的に接続されていることを要旨とする。   In a semiconductor device according to one embodiment of the present invention, a first dielectric film and a first conductor film are stacked inside a first groove formed in a first main surface of a semiconductor substrate having conductivity. Is formed in the second groove formed in the second main surface of the semiconductor substrate such that the first groove and the longitudinal direction intersect in plan view and the bottoms thereof are connected to each other. The dielectric film and the second conductor film are laminated to form a second capacitor structure, and the first conductor film and the second conductor film are electrically connected inside the semiconductor substrate. And

本発明の他の態様に係る半導体装置の製造方法は、導電性を有する半導体基板の第1主面に第1の溝を形成する工程と、長手方向が第1の溝と平面視で交差し且つ互いの底部が連結するように第2の溝を第2主面に形成する工程と、第1の溝の内壁面に第1誘電体膜と第1導電体膜を積層する工程と、第2の溝の内壁面に第2誘電体膜と第2導電体膜を積層し、第1の溝の底部と第2の溝の底部が連結する領域で第1導電体膜と第2導電体膜を電気的に接続させる工程とを含むことを要旨とする。   In a method of manufacturing a semiconductor device according to another aspect of the present invention, a step of forming a first groove in a first main surface of a semiconductor substrate having conductivity, and a step in which a longitudinal direction intersects the first groove in a plan view. Forming a second groove on the second main surface so that the bottoms thereof are connected to each other; laminating a first dielectric film and a first conductor film on the inner wall surface of the first groove; A second dielectric film and a second conductor film are laminated on the inner wall surface of the second groove, and the first conductor film and the second conductor film are formed in a region where the bottom of the first groove is connected to the bottom of the second groove. And electrically connecting the films.

本発明によれば、半導体基板の溝の内部に形成したコンデンサ構造体の容量を増大させることのできる半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device capable of increasing the capacitance of a capacitor structure formed inside a groove of a semiconductor substrate and a method of manufacturing the semiconductor device.

本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の構成を示す模式的な平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view illustrating a configuration of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 図1のII−II方向に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II-II direction of FIG. 図1のIII−III方向に沿った断面図である。It is sectional drawing along the III-III direction of FIG. 本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の第1主面から見た模式的な平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention as viewed from a first main surface. 本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の第2主面から見た模式的な平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention as viewed from a second main surface. 比較例の製造方法を説明するための模式的な断面図である。It is a typical sectional view for explaining the manufacturing method of a comparative example. 比較例の半導体装置の構成を示す模式的な断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a semiconductor device of a comparative example. 比較例の他の製造方法を説明するための模式的な断面図である。It is a typical sectional view for explaining other manufacturing methods of a comparative example. 本発明の第1の実施形態に係る半導体装置を用いたコンデンサスタック構造を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a capacitor stack structure using a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 比較例の半導体装置を用いたコンデンサスタック構造を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a capacitor stack structure using a semiconductor device of a comparative example. 本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である(その1)。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention (part 1). 本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である(その2)。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention (part 2). 本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である(その3)。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention (part 3). 本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である(その4)。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention (part 4). 本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である(その5)。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention (part 5). 本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である(その6)。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention (part 6). 本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である(その7)。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention (part 7). 本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である(その8)。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention (part 8). 本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である(その9)。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention (part 9). 本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である(その10)。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention (part 10). 本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である(その11)。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention (part 11). 本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である(その12)。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention (part 12). 本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である(その13)。FIG. 13 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention (part 13). 本発明の第1の実施形態の変形例に係る半導体装置の平面電極の配置の例を示す模式的な平面図である。FIG. 9 is a schematic plan view illustrating an example of the arrangement of planar electrodes of a semiconductor device according to a modification of the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態の変形例に係る半導体装置の平面電極の配置の他の例を示す模式的な平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view illustrating another example of the arrangement of the planar electrodes of the semiconductor device according to the modification of the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の構成を示す模式的な平面図である。FIG. 9 is a schematic plan view illustrating a configuration of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. 比較例の半導体装置の構成を示す模式的な平面図である。FIG. 9 is a schematic plan view illustrating a configuration of a semiconductor device of a comparative example.

以下に、図面を参照して実施形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率などは現実のものとは異なる部分を含む。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。   Embodiments will be described below with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. However, the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the plane dimension, the ratio of the thickness of each layer, and the like include portions different from actual ones. In addition, the drawings include portions having different dimensional relationships and ratios.

(第1の実施形態)
図1に示す本発明の第1の実施形態に係る半導体装置1は、互いに対向する第1主面101及び第2主面102を有する半導体基板10を備える。図1は、第1主面101から見た平面視の半導体装置1を示す。
(1st Embodiment)
A semiconductor device 1 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 includes a semiconductor substrate 10 having a first main surface 101 and a second main surface 102 facing each other. FIG. 1 shows a semiconductor device 1 in a plan view as viewed from a first main surface 101.

第1主面101に形成された第1の溝の内壁面に第1誘電体膜21が配置され、第1誘電体膜21を介して半導体基板10と対向する第1導電体膜31が第1の溝の内部に配置されている。図1では、第1の溝を埋め込んで第1主面101に配置された第1導電体膜31を透過して、第1の溝の側面に配置された第1誘電体膜21を表示している。   The first dielectric film 21 is disposed on the inner wall surface of the first groove formed on the first main surface 101, and the first conductive film 31 facing the semiconductor substrate 10 with the first dielectric film 21 interposed therebetween is the first dielectric film. It is arranged inside one groove. FIG. 1 shows the first dielectric film 21 buried in the first groove and penetrating the first conductive film 31 disposed on the first main surface 101 and disposed on the side surface of the first groove. ing.

また、第2主面102に形成された第2の溝の内壁面に第2誘電体膜22が配置され、第2誘電体膜22を介して半導体基板10と対向する第2導電体膜32が第2の溝の内部に配置されている。図1では、半導体基板10を透過して、第2の溝の側面に配置された第2誘電体膜22及び第2の溝を埋め込んだ第2導電体膜32を表示している。   The second dielectric film 22 is disposed on the inner wall surface of the second groove formed on the second main surface 102, and the second conductive film 32 facing the semiconductor substrate 10 via the second dielectric film 22 Are arranged inside the second groove. FIG. 1 shows the second dielectric film 22 disposed on the side surface of the second groove and the second conductive film 32 embedded in the second groove, penetrating the semiconductor substrate 10.

半導体基板10は導電性を有し、半導体基板10、第1誘電体膜21及び第1導電体膜31を積層した第1のコンデンサ構造体が第1の溝に構成されている。そして、半導体基板10、第2誘電体膜22及び第2導電体膜32を積層した第2のコンデンサ構造体が第2の溝に構成されている。詳細は後述するが、第1の溝の底部と第2の溝の底部とは、半導体基板10の内部で連結している。この第1の溝の底部と第2の溝の底部が連結する領域(以下において「連結領域」という。)で、第1導電体膜31と第2導電体膜32が電気的に接続している。   The semiconductor substrate 10 has conductivity, and a first capacitor structure in which the semiconductor substrate 10, the first dielectric film 21, and the first conductive film 31 are stacked is formed in a first groove. Then, a second capacitor structure in which the semiconductor substrate 10, the second dielectric film 22, and the second conductive film 32 are laminated is formed in the second groove. Although details will be described later, the bottom of the first groove and the bottom of the second groove are connected inside the semiconductor substrate 10. In a region where the bottom of the first groove and the bottom of the second groove are connected (hereinafter, referred to as a “connection region”), the first conductive film 31 and the second conductive film 32 are electrically connected to each other. I have.

図1に示した半導体装置1では、複数の第1の溝が互いに平行に直線状に形成され、複数の第2の溝が互いに平行に直線状に形成されている。第1主面101における第1の溝の長手方向と、第2主面102における第2の溝の長手方向は、平面視で交差する。図1では、第1の溝の長手方向と第2の溝の長手方向が直交している例を示している。   In the semiconductor device 1 shown in FIG. 1, a plurality of first grooves are formed in a straight line parallel to each other, and a plurality of second grooves are formed in a straight line parallel to each other. The longitudinal direction of the first groove on the first main surface 101 and the longitudinal direction of the second groove on the second main surface 102 intersect in plan view. FIG. 1 shows an example in which the longitudinal direction of the first groove is orthogonal to the longitudinal direction of the second groove.

第1の溝や第2の溝のサイズは、溝を形成する製造方法の製造限界で制限される。例えば溝のアスペクト比の製造限界が50程度であれば、幅が2〜3μmで深さが100μm〜150μmで第1の溝と第2の溝が形成される。   The size of the first groove and the second groove is limited by the manufacturing limit of the manufacturing method for forming the groove. For example, if the manufacturing limit of the aspect ratio of the groove is about 50, the first groove and the second groove having a width of 2 to 3 μm and a depth of 100 to 150 μm are formed.

図2に図1のII−II方向に沿った断面図を示し、図3に図1のIII−III方向に沿った断面図を示す。第1の溝の底面及び側面は第1誘電体膜21によって覆われ、第1の溝は第1導電体膜31によって埋め込まれている。第2の溝の底面及び側面は第2誘電体膜22によって覆われ、第2の溝は第2導電体膜32によって埋め込まれている。   FIG. 2 shows a cross-sectional view along the II-II direction in FIG. 1, and FIG. 3 shows a cross-sectional view along the III-III direction in FIG. The bottom and side surfaces of the first groove are covered with a first dielectric film 21, and the first groove is buried with a first conductive film 31. The bottom and side surfaces of the second groove are covered with the second dielectric film 22, and the second groove is buried with the second conductive film 32.

図2に示すように、第2主面102から半導体基板10の厚さ方向に延伸する第2の溝の底面は、第1の溝の底面に達している。このため、第1の溝と第2の溝が交差する部分を連結領域として、第1の溝の底部と第2の溝の底部が連結する。   As shown in FIG. 2, the bottom surface of the second groove extending from the second main surface 102 in the thickness direction of the semiconductor substrate 10 reaches the bottom surface of the first groove. For this reason, the bottom of the first groove and the bottom of the second groove are connected with a portion where the first groove and the second groove intersect as a connection region.

この連結領域において、第1の溝の内部に配置された第1導電体膜31と第2の溝の内部に配置された第2導電体膜32とが電気的に接続される。また、連結領域において第1誘電体膜21と第2誘電体膜22が連続しているため、第1導電体膜31及び第2導電体膜32は、半導体基板10と電気的に絶縁される。   In this connection region, the first conductive film 31 disposed inside the first groove and the second conductive film 32 disposed inside the second groove are electrically connected. Further, since the first dielectric film 21 and the second dielectric film 22 are continuous in the connection region, the first conductor film 31 and the second conductor film 32 are electrically insulated from the semiconductor substrate 10. .

上記のように、半導体装置1は、第1の溝で構成される第1のコンデンサ構造体と第2の溝で構成される第2のコンデンサ構造体とが並列接続された構成である。このように、半導体装置1では、半導体基板10の溝の内部に形成したコンデンサ構造体の容量を増大させることができる   As described above, the semiconductor device 1 has a configuration in which the first capacitor structure including the first groove and the second capacitor structure including the second groove are connected in parallel. As described above, in the semiconductor device 1, the capacitance of the capacitor structure formed inside the groove of the semiconductor substrate 10 can be increased.

図2及び図3に示すように、図1で図示を省略した第1導電体電極41及び第1基板電極51が、第1表面絶縁膜61を介して第1主面101に対向して配置されている。また、第2導電体電極42及び第2基板電極52が、第2表面絶縁膜62を介して第2主面102に対向して配置されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the first conductor electrode 41 and the first substrate electrode 51, which are not shown in FIG. 1, are arranged to face the first main surface 101 via the first surface insulating film 61. Have been. Further, the second conductor electrode 42 and the second substrate electrode 52 are arranged to face the second main surface 102 via the second surface insulating film 62.

第1主面101において、第1導電体膜31はすべての第1の溝を覆って配置されている。第1導電体電極41は、第1表面絶縁膜61に開口したコンタクトホール201を介して、第1導電体膜31と電気的に接続している。第1基板電極51は、第1導電体膜31が配置された領域の残余の領域において、第1誘電体膜21及び第1表面絶縁膜61に連続して開口したコンタクトホール202を介して、半導体基板10と電気的に接続している。   On the first main surface 101, the first conductive film 31 is arranged to cover all the first grooves. The first conductor electrode 41 is electrically connected to the first conductor film 31 via a contact hole 201 opened in the first surface insulating film 61. The first substrate electrode 51 is connected to the first dielectric film 21 and the first surface insulating film 61 through a contact hole 202 which is continuously open in the remaining region of the region where the first conductive film 31 is arranged. It is electrically connected to the semiconductor substrate 10.

第2主面102において、第2導電体膜32はすべての第2の溝を覆って配置されている。第2導電体電極42は、第2表面絶縁膜62に開口したコンタクトホール203を介して、第2導電体膜32と電気的に接続している。第2基板電極52は、第2導電体膜32が配置された領域の残余の領域において、第2誘電体膜22及び第2表面絶縁膜62に連続して開口したコンタクトホール204を介して、半導体基板10と電気的に接続している。   On the second main surface 102, the second conductive film 32 is arranged to cover all the second grooves. The second conductor electrode 42 is electrically connected to the second conductor film 32 via a contact hole 203 opened in the second surface insulating film 62. In the remaining region of the region where the second conductive film 32 is disposed, the second substrate electrode 52 is connected to the second dielectric film 22 and the second surface insulating film 62 through a contact hole 204 that is continuously opened. It is electrically connected to the semiconductor substrate 10.

第1導電体電極41、第1基板電極51、第2導電体電極42及び第2基板電極52を、以下において「平面電極」と総称する。平面電極には、アルミニウム膜や銅膜などの金属膜が使用される。平面電極の膜厚は、例えば1μm〜3μm程度である。   Hereinafter, the first conductor electrode 41, the first substrate electrode 51, the second conductor electrode 42, and the second substrate electrode 52 are collectively referred to as “plane electrodes”. A metal film such as an aluminum film or a copper film is used for the plane electrode. The thickness of the flat electrode is, for example, about 1 μm to 3 μm.

図4に、第1主面101の平面図を示す。図4において、第1導電体電極41を透過してコンタクトホール201と第1誘電体膜21及び第1導電体膜31を表示している。更に、第1基板電極51を透過してコンタクトホール202と第1誘電体膜21及び第1導電体膜31を表示している。第1導電体電極41及びコンタクトホール201と、第1基板電極51及びコンタクトホール202は、対向して帯状に配置されている。   FIG. 4 shows a plan view of the first main surface 101. In FIG. 4, the contact hole 201, the first dielectric film 21, and the first conductive film 31 are shown passing through the first conductive electrode 41. Further, the contact hole 202, the first dielectric film 21, and the first conductive film 31 are displayed through the first substrate electrode 51. The first conductor electrode 41 and the contact hole 201 and the first substrate electrode 51 and the contact hole 202 are arranged in a band shape facing each other.

図5に、第2主面102の平面図を示す。図5において、第2導電体電極42を透過してコンタクトホール203と第2誘電体膜22及び第2導電体膜32を表示している。更に、第2基板電極52を透過してコンタクトホール204と第2誘電体膜22及び第2導電体膜32を表示している。第2導電体電極42及びコンタクトホール203と、第2基板電極52及びコンタクトホール204は、対向して帯状に配置されている。   FIG. 5 shows a plan view of the second main surface 102. In FIG. 5, the contact hole 203, the second dielectric film 22, and the second conductor film 32 are shown passing through the second conductor electrode 42. Further, the contact hole 204, the second dielectric film 22, and the second conductive film 32 are displayed through the second substrate electrode 52. The second conductor electrode 42 and the contact hole 203 and the second substrate electrode 52 and the contact hole 204 are arranged in a band shape facing each other.

第1導電体電極41及びコンタクトホール201は、すべての第1の溝に形成された第1導電体膜31が第1導電体電極41と接続するように、第1主面101で図4の上下方向に延在する。第2導電体電極42及びコンタクトホール203は、半導体基板10を介して、第1導電体電極41及びコンタクトホール201と対向して配置されている。また、第2基板電極52及びコンタクトホール204は、半導体基板10を介して、第1基板電極51及びコンタクトホール202と対向して配置されている。   The first conductor electrode 41 and the contact hole 201 are formed on the first main surface 101 in FIG. 4 so that the first conductor films 31 formed in all the first grooves are connected to the first conductor electrode 41. It extends vertically. The second conductor electrode 42 and the contact hole 203 are arranged to face the first conductor electrode 41 and the contact hole 201 via the semiconductor substrate 10. Further, the second substrate electrode 52 and the contact hole 204 are arranged to face the first substrate electrode 51 and the contact hole 202 via the semiconductor substrate 10.

半導体基板10に形成できる溝の深さと幅のアスペクト比は、製造方法などに依存する限界がある。ただし、図1に示した半導体装置1では、第1主面101から厚さ方向に第1の溝を形成し、第2主面102から厚さ方向に第2の溝を形成する。このため、半導体基板10の一方の主面から溝を形成する場合と比較して、溝の幅が同一である場合に、半導体装置1では溝の深さの総計を大きくすることができる。   The aspect ratio of the depth and width of the groove that can be formed in the semiconductor substrate 10 has a limit depending on the manufacturing method and the like. However, in the semiconductor device 1 shown in FIG. 1, a first groove is formed in the thickness direction from the first main surface 101, and a second groove is formed in the thickness direction from the second main surface 102. Therefore, when the width of the groove is the same as in the case where the groove is formed from one main surface of the semiconductor substrate 10, the total depth of the groove can be increased in the semiconductor device 1.

例えば、半導体基板10の一方の主面から溝を形成する場合、図6に示す比較例ように半導体基板10の厚みが実現可能な最大のアスペクト比の溝の深さよりも厚いと、溝300が半導体基板10を貫通できない。したがって、図7に示す比較例のように、半導体基板10の厚みを薄くする必要がある。このため、半導体コンデンサの容量を増大させることが困難である。   For example, when a groove is formed from one main surface of the semiconductor substrate 10, if the thickness of the semiconductor substrate 10 is larger than the depth of the groove having the maximum feasible aspect ratio as in the comparative example shown in FIG. It cannot penetrate the semiconductor substrate 10. Therefore, it is necessary to reduce the thickness of the semiconductor substrate 10 as in the comparative example shown in FIG. For this reason, it is difficult to increase the capacity of the semiconductor capacitor.

これに対し、図1に示す半導体装置1では、図7に示した半導体基板10に比べて、同じアスペクト比の溝を形成した場合に2倍の厚みの半導体基板10を貫通する溝を形成することができる。つまり、半導体コンデンサの容量を約2倍に増大させることができる。   On the other hand, in the semiconductor device 1 shown in FIG. 1, when a groove having the same aspect ratio is formed as compared with the semiconductor substrate 10 shown in FIG. 7, a groove penetrating the semiconductor substrate 10 having twice the thickness is formed. be able to. That is, the capacity of the semiconductor capacitor can be approximately doubled.

ところで、半導体基板10の第1主面101に第1の溝を形成し、第2主面102に第2の溝を形成する場合、第1の溝の長手方向と第2の溝の長手方向が平面視で交差するようにする。これは、第1の溝の長手方向と第2の溝の長手方向が平行である場合、図8に示すように、第1の溝301の底部と第2の溝302の底部を連結させることが難しいためである。即ち、第1の溝301の位置と第2の溝302の位置を完全に一致させる高精度の位置合わせが困難であるため、位置ずれにより第1の溝301と第2の溝302が半導体基板10の内部で連結しない。その結果、第1の溝301の内部に埋め込んだ導電体膜と第2の溝302の内部に埋め込んだ導電体膜を電気的に接続させることができない。特に、溝の幅や間隔を狭くした場合には、溝の内部の誘電体膜や導電体膜が連続するように溝の配置を正確に一致させることが困難である。   When a first groove is formed in the first main surface 101 of the semiconductor substrate 10 and a second groove is formed in the second main surface 102, the longitudinal direction of the first groove and the longitudinal direction of the second groove are different. Intersect in plan view. This is because when the longitudinal direction of the first groove and the longitudinal direction of the second groove are parallel to each other, the bottom of the first groove 301 and the bottom of the second groove 302 are connected as shown in FIG. Is difficult. That is, since it is difficult to perform high-precision alignment in which the position of the first groove 301 and the position of the second groove 302 are completely matched, the first groove 301 and the second groove 302 may be displaced by the semiconductor substrate. No connection inside 10. As a result, the conductive film embedded in the first groove 301 and the conductive film embedded in the second groove 302 cannot be electrically connected. In particular, when the width and the interval of the groove are narrowed, it is difficult to exactly match the arrangement of the groove such that the dielectric film and the conductor film inside the groove are continuous.

これに対し、半導体装置1では、第1の溝の長手方向と第2の溝の長手方向が平面視で交差するため、位置合わせの精度が高くなくても、第1の溝と第2の溝が必ず交差し、確実に第1の溝と第2の溝の連結領域を形成することができる。したがって、第1導電体膜31と第2導電体膜32を電気的に接続することができる。   On the other hand, in the semiconductor device 1, since the longitudinal direction of the first groove and the longitudinal direction of the second groove intersect in a plan view, the first groove and the second groove can be aligned even if the alignment accuracy is not high. The grooves always intersect, and the connection region between the first groove and the second groove can be reliably formed. Therefore, the first conductor film 31 and the second conductor film 32 can be electrically connected.

なお、図1に示す半導体装置1では、第1の溝と第2の溝とをそれぞれの長手方向を平面視で直交させている。このように第1の溝と第2の溝が直交して網目状に配置されることにより、第1の溝と第2の溝との連結領域が最も多く形成され、半導体コンデンサの寄生抵抗を低減することができる。   In the semiconductor device 1 shown in FIG. 1, the first groove and the second groove have their respective longitudinal directions orthogonal to each other in plan view. By arranging the first groove and the second groove at right angles in a mesh shape as described above, the connection region between the first groove and the second groove is formed most, and the parasitic resistance of the semiconductor capacitor is reduced. Can be reduced.

以上に説明したように、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置1では、半導体基板10の第1主面101と第2主面102からそれぞれ溝を形成する。このため、第1の溝と第2の溝の幅を狭くできる。これにより、第1の溝と第2の溝の本数を増やすことができる。また、第1の溝と第2の溝を深く形成することにより、第1の溝と第2の溝の側面の表面積が増大する。そして、第1の溝と第2の溝の内部にそれぞれ配置した導電体膜を電気的に接続することにより、半導体コンデンサの容量を増大させることができる。   As described above, in the semiconductor device 1 according to the first embodiment of the present invention, grooves are formed from the first main surface 101 and the second main surface 102 of the semiconductor substrate 10, respectively. For this reason, the width of the first groove and the second groove can be reduced. Thereby, the number of the first groove and the second groove can be increased. Further, by forming the first groove and the second groove deeply, the surface area of the side surfaces of the first groove and the second groove increases. Then, by electrically connecting the conductive films respectively disposed inside the first groove and the second groove, the capacity of the semiconductor capacitor can be increased.

更に、半導体装置1では、第1の溝の長手方向と第2の溝の長手方向を平面視で交差させる。これにより、第1の溝と第2の溝を確実に連結させることができる。   Further, in the semiconductor device 1, the longitudinal direction of the first groove and the longitudinal direction of the second groove intersect in plan view. Thereby, the first groove and the second groove can be reliably connected.

また、半導体基板10の厚みは厚い方が扱いやすい。例えば厚みが100μmの半導体基板10はハンドリングが困難であるが、200μmの厚みがあれば半導体基板10のハンドリングが容易である。このため、両面から溝を形成することにより半導体基板10の厚みを厚くできる半導体装置1は、取り扱いの点でも有効である。   The thicker the semiconductor substrate 10 is, the easier it is to handle. For example, it is difficult to handle the semiconductor substrate 10 having a thickness of 100 μm, but if the thickness is 200 μm, the handling of the semiconductor substrate 10 is easy. For this reason, the semiconductor device 1 in which the thickness of the semiconductor substrate 10 can be increased by forming the groove from both surfaces is also effective in terms of handling.

なお、第1基板電極51と第2基板電極52が平面視で重なる領域に配置され、第1導電体電極41と第2導電体電極42が平面視で重なる領域に配置されるようにしてもよい。これにより、第1主面101と第2主面102に半導体コンデンサの接続端子となる平面電極を設けた半導体装置1を、厚さ方向に重ねることが容易である。即ち、図9に示すように複数の半導体装置1を重ねることにより、半導体コンデンサを並列接続させて容量を増大させたコンデンサスタック構造を実現することができる。   The first substrate electrode 51 and the second substrate electrode 52 may be arranged in a region where they overlap in plan view, and the first conductor electrode 41 and the second conductor electrode 42 may be arranged in a region where they overlap in plan view. Good. Thereby, the semiconductor device 1 having the first main surface 101 and the second main surface 102 provided with the planar electrodes serving as the connection terminals of the semiconductor capacitor can be easily overlapped in the thickness direction. That is, by stacking a plurality of semiconductor devices 1 as shown in FIG. 9, a capacitor stack structure in which semiconductor capacitors are connected in parallel to increase the capacitance can be realized.

一方、半導体基板の一方の主面から溝を形成する図7に示した比較例の半導体基板10を用いた半導体装置1Aでは、半導体基板10の厚みは最大でも形成できる溝の深さとなる。このため、同じ容量のコンデンサスタック構造を実現する場合に、図10に示すように、比較例の半導体装置1Aの方が半導体装置1よりも多くの個数が必要である。   On the other hand, in the semiconductor device 1A using the semiconductor substrate 10 of the comparative example shown in FIG. 7 in which a groove is formed from one main surface of the semiconductor substrate, the thickness of the semiconductor substrate 10 is the maximum possible groove depth. Therefore, when realizing a capacitor stack structure having the same capacitance, as shown in FIG. 10, a larger number of semiconductor devices 1A of the comparative example are required than semiconductor devices 1.

上記のようにコンデンサスタック構造に使用する半導体装置1の個数を少なくできるため、製造工程や製造コストを抑制することできる。更に、半導体装置1同士の接合部が少なくなることにより、接合の信頼性を向上させることができる。   As described above, since the number of semiconductor devices 1 used in the capacitor stack structure can be reduced, the manufacturing process and the manufacturing cost can be suppressed. Furthermore, since the number of bonding portions between the semiconductor devices 1 is reduced, the reliability of bonding can be improved.

また、第1主面101と第2主面102の両面に平面電極及び誘電体膜が形成されるため、平面電極に使用する金属材料と半導体基板10との熱膨張率の差や誘電体膜も使用される誘電材料と半導体基板10との熱膨張率の差に起因する半導体基板10の反りを抑制することができる。このため、半導体基板10と熱膨張率の差の大きい材料、例えばニッケルなどを平面電極に、誘電率が大きい窒化シリコンを誘電体膜に使用することができる。   Further, since the plane electrode and the dielectric film are formed on both surfaces of the first main surface 101 and the second main surface 102, the difference in the coefficient of thermal expansion between the metal material used for the plane electrode and the semiconductor substrate 10 and the dielectric film Also, it is possible to suppress the warpage of the semiconductor substrate 10 due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the dielectric material used and the semiconductor substrate 10. Therefore, a material having a large difference in thermal expansion coefficient from the semiconductor substrate 10, for example, nickel or the like can be used for the planar electrode, and silicon nitride having a large dielectric constant can be used for the dielectric film.

以下に、図11(a)、図11(b)〜図23(a)、図23(b)を参照して、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置1の製造方法を説明する。図11(a)〜図23(a)は図1のII−II方向に沿った断面図であり、図11(b)〜図23(b)は図1のIII−III方向に沿った断面図である。なお、以下に述べる半導体装置1の製造方法は一例であり、この変形例を含めて、これ以外の種々の製造方法により実現可能である。   Hereinafter, a method for manufacturing the semiconductor device 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 (a) and 11 (b) to 23 (a) and 23 (b). . FIGS. 11A to 23A are cross-sectional views along the II-II direction in FIG. 1, and FIGS. 11B to 23B are cross-sectional views along the III-III direction in FIG. 1. FIG. The method of manufacturing the semiconductor device 1 described below is an example, and can be realized by various other manufacturing methods including this modification.

先ず、図11(a)、図11(b)に示すように、導電性を有する半導体基板10の第1主面101に第1の溝301を形成する。第1の溝301は、例えば半導体基板10の厚みの1/2以上の深さで形成する。半導体基板10には、例えば抵抗率が1〜10Ωcm程度の高不純物濃度のシリコン基板を用いる。半導体基板10はp型半導体基板でもn型半導体基板でよいが、キャリアとして電子の方が正孔よりも移動度が大きいのでp型半導体よりもn型半導体の方が電気抵抗を低くできる。このため、半導体基板10にn型半導体基板を好適に使用できる。   First, as shown in FIGS. 11A and 11B, a first groove 301 is formed in the first main surface 101 of the semiconductor substrate 10 having conductivity. The first groove 301 is formed, for example, at a depth of 1 / or more of the thickness of the semiconductor substrate 10. As the semiconductor substrate 10, for example, a silicon substrate having a high impurity concentration with a resistivity of about 1 to 10 Ωcm is used. The semiconductor substrate 10 may be a p-type semiconductor substrate or an n-type semiconductor substrate. However, since electrons have higher mobility than holes as carriers, an n-type semiconductor can have lower electric resistance than a p-type semiconductor. Therefore, an n-type semiconductor substrate can be suitably used for the semiconductor substrate 10.

次いで、図12(a)、図12(b)に示すように、半導体基板10の第2主面102に第2の溝302を形成する。このとき、第2の溝302の底部が第1の溝301の底部に達するように第2の溝302を形成することにより、第1の溝301と第2の溝302の連結領域が形成される。既に説明したように、第1の溝301の長手方向と第2の溝302の長手方向を平面視で交差させることにより、第1の溝301と第2の溝302を確実に連結させることができる。   Next, as shown in FIGS. 12A and 12B, a second groove 302 is formed in the second main surface 102 of the semiconductor substrate 10. At this time, by forming the second groove 302 such that the bottom of the second groove 302 reaches the bottom of the first groove 301, a connection region between the first groove 301 and the second groove 302 is formed. You. As described above, by intersecting the longitudinal direction of the first groove 301 and the longitudinal direction of the second groove 302 in a plan view, the first groove 301 and the second groove 302 can be reliably connected. it can.

図13(a)、図13(b)に示すように、第1主面101及び第1の溝301の内壁面に第1誘電体膜21を形成し、第2主面102及び第2の溝302の内壁面に第2誘電体膜22を形成する。   As shown in FIGS. 13A and 13B, the first dielectric film 21 is formed on the first main surface 101 and the inner wall surface of the first groove 301, and the second main surface 102 and the second The second dielectric film 22 is formed on the inner wall surface of the groove 302.

このとき、半導体基板10に、ガス雰囲気中での熱処理によって表面に絶縁膜が形成される材料を用いてもよい。半導体装置1では、半導体基板10の第1主面101及び第2主面102と第1の溝301及び第2の溝302の内壁面の全面に、第1誘電体膜21及び第2誘電体膜22を確実に形成することが好ましい。このため、例えば半導体基板10に高温雰囲気中でガスと反応して絶縁膜を形成する材料を用いる。これにより、半導体基板10の主面と溝の側面及び底面にガスが接するため、確実に絶縁膜を形成することが可能である。   At this time, for the semiconductor substrate 10, a material whose surface is formed with an insulating film by heat treatment in a gas atmosphere may be used. In the semiconductor device 1, the first dielectric film 21 and the second dielectric film are formed on the entire surfaces of the first main surface 101 and the second main surface 102 of the semiconductor substrate 10 and the inner wall surfaces of the first groove 301 and the second groove 302. It is preferable to form the film 22 reliably. For this reason, for example, a material that reacts with a gas in a high-temperature atmosphere to form an insulating film is used for the semiconductor substrate 10. Accordingly, the gas comes into contact with the main surface of the semiconductor substrate 10 and the side and bottom surfaces of the groove, so that the insulating film can be reliably formed.

例えば、半導体基板10にシリコン基板を用いてもよい。シリコン基板では酸素雰囲気中で高温の熱処理を行うことで表面が酸化される。したがって、熱酸化法によって、シリコン酸化膜を第1主面101、第2主面102及び第1の溝301と第2の溝302の内壁面に確実に形成できる。これにより、第1誘電体膜21及び第2誘電体膜22が同時に形成され、第1の溝301と第2の溝302の内壁面に、第1主面101から第2主面102まで連続した誘電体膜が形成される。   For example, a silicon substrate may be used as the semiconductor substrate 10. The surface of a silicon substrate is oxidized by performing a high-temperature heat treatment in an oxygen atmosphere. Therefore, the silicon oxide film can be reliably formed on the first main surface 101, the second main surface 102, and the inner wall surfaces of the first groove 301 and the second groove 302 by the thermal oxidation method. As a result, the first dielectric film 21 and the second dielectric film 22 are simultaneously formed, and are continuously formed on the inner wall surfaces of the first groove 301 and the second groove 302 from the first main surface 101 to the second main surface 102. The formed dielectric film is formed.

次いで、図14(a)、図14(b)に示すように、第1主面101及び第1の溝301の内部で第1導電体膜31を第1誘電体膜21に積層し、第2主面102及び第2の溝302の内部で第2導電体膜32を第2誘電体膜22に積層する。例えば、多結晶シリコン膜を第1主面101、第2主面102、第1の溝301の内部及び第2の溝302の内部に形成して、第1導電体膜31と第2導電体膜32を同時に形成する。これにより、第1の溝301の底部と第2の溝302の底部が連結する連結領域で、第1導電体膜31と第2導電体膜32が電気的に接続する。   Next, as shown in FIGS. 14A and 14B, the first conductive film 31 is laminated on the first dielectric film 21 inside the first main surface 101 and the first groove 301, and The second conductive film 32 is laminated on the second dielectric film 22 inside the second main surface 102 and the second groove 302. For example, a polycrystalline silicon film is formed in the first main surface 101, the second main surface 102, the inside of the first groove 301 and the inside of the second groove 302 to form the first conductor film 31 and the second conductor The film 32 is formed at the same time. As a result, the first conductor film 31 and the second conductor film 32 are electrically connected in a connection region where the bottom of the first groove 301 and the bottom of the second groove 302 are connected.

その後、図15(a)、図15(b)に示すように、第1主面101に形成された第1導電体膜31を、第1の溝301が形成された領域の全体を覆うようにパターニングする。このとき、第1基板電極51と半導体基板10の接続領域となる部分の第1導電体膜31を除去する。これにより、第1誘電体膜21の一部が第1主面101に露出する。   Then, as shown in FIGS. 15A and 15B, the first conductive film 31 formed on the first main surface 101 is covered so as to cover the entire region where the first groove 301 is formed. Is patterned. At this time, the portion of the first conductor film 31 that will be a connection region between the first substrate electrode 51 and the semiconductor substrate 10 is removed. Thereby, a part of the first dielectric film 21 is exposed on the first main surface 101.

第1導電体膜31をパターニングした後、図16(a)、図16(b)に示すように、第1主面101の全面に第1表面絶縁膜61を形成する。例えば、膜厚が1μm程度の酸化膜を第1表面絶縁膜61として、第1導電体膜31の上面及び露出した第1誘電体膜21の上面に形成する。   After patterning the first conductive film 31, a first surface insulating film 61 is formed on the entire first main surface 101 as shown in FIGS. 16 (a) and 16 (b). For example, an oxide film having a thickness of about 1 μm is formed on the upper surface of the first conductive film 31 and the exposed upper surface of the first dielectric film 21 as the first surface insulating film 61.

そして、図17(a)、図17(b)に示すように、第2主面102に形成された第2導電体膜32を、第1導電体膜31と同様にパターニングする。即ち、第2導電体膜32の、第2の溝302が形成された領域を覆う部分を残し、第2基板電極52と半導体基板10の接続領域となる部分を除去する。次いで、図18(a)、図18(b)に示すように、第2主面102の全面に第2表面絶縁膜62を形成する。例えば、膜厚が1μm程度の酸化膜を第2表面絶縁膜62として、第2導電体膜32の上面及び露出した第2誘電体膜22の上面に形成する。   Then, as shown in FIGS. 17A and 17B, the second conductor film 32 formed on the second main surface 102 is patterned in the same manner as the first conductor film 31. That is, a portion of the second conductor film 32 which is to be a connection region between the second substrate electrode 52 and the semiconductor substrate 10 is removed, leaving a portion covering a region where the second groove 302 is formed. Next, as shown in FIGS. 18A and 18B, a second surface insulating film 62 is formed on the entire surface of the second main surface 102. For example, an oxide film having a thickness of about 1 μm is formed as the second surface insulating film 62 on the upper surface of the second conductor film 32 and the exposed upper surface of the second dielectric film 22.

次いで、図19(a)、図19(b)に示すように、第1表面絶縁膜61にコンタクトホール201を形成して、第1導電体電極41と接続する部分の第1導電体膜31を露出させる。また、第1表面絶縁膜61及び第1誘電体膜21にコンタクトホール202を形成して、第1基板電極51と接続する部分の第1主面101を露出させる。   Next, as shown in FIGS. 19A and 19B, a contact hole 201 is formed in the first surface insulating film 61, and a portion of the first conductor film 31 connected to the first conductor electrode 41 is formed. To expose. Further, a contact hole 202 is formed in the first surface insulating film 61 and the first dielectric film 21 to expose a portion of the first main surface 101 connected to the first substrate electrode 51.

その後、図20(a)、図20(b)に示すように、第1主面101の全面に金属膜などの導電体膜400を形成する。そして、図21(a)、図21(b)に示すように、導電体膜400をパターニングして、第1導電体電極41及び第1基板電極51を形成する。   Thereafter, as shown in FIGS. 20A and 20B, a conductor film 400 such as a metal film is formed on the entire first main surface 101. Then, as shown in FIGS. 21A and 21B, the conductive film 400 is patterned to form the first conductive electrode 41 and the first substrate electrode 51.

また、図22(a)、図22(b)に示すように、第2表面絶縁膜62にコンタクトホール203を形成して、第2導電体電極42と接続する部分の第2導電体膜32を露出させる。また、第2表面絶縁膜62及び第2誘電体膜22にコンタクトホール204を形成して、第2基板電極52と接続する部分の第2主面102を露出させる。   Further, as shown in FIGS. 22A and 22B, a contact hole 203 is formed in the second surface insulating film 62, and a portion of the second conductive film 32 connected to the second conductive electrode 42 is formed. To expose. Further, a contact hole 204 is formed in the second surface insulating film 62 and the second dielectric film 22 to expose a portion of the second main surface 102 connected to the second substrate electrode 52.

その後、図23(a)、図23(b)に示すように、第2主面102の全面に金属膜などの導電体膜500を形成する。そして、導電体膜500をパターニングして第2導電体電極42及び第2基板電極52を形成する。以上により、第1の実施形態に係る半導体装置1が完成する。   Thereafter, as shown in FIGS. 23A and 23B, a conductor film 500 such as a metal film is formed on the entire surface of the second main surface 102. Then, the conductive film 500 is patterned to form the second conductive electrode 42 and the second substrate electrode 52. As described above, the semiconductor device 1 according to the first embodiment is completed.

第1誘電体膜21や第2誘電体膜22の膜厚は、半導体装置1に要求される耐圧などに応じて設定され、例えば数百nm〜1μm程度である。第1誘電体膜21や第2誘電体膜22には、上記の熱酸化法以外の成膜方法で形成した酸化シリコン膜や、酸化シリコン膜よりも誘電率の高い窒化シリコン膜などを使用することができる。なお、熱酸化法によれば溝の内壁面にムラなく熱酸化膜を形成できるため、熱酸化膜を形成した後に窒化シリコン膜を積層してもよい。   The thickness of the first dielectric film 21 and the second dielectric film 22 is set according to the withstand voltage required for the semiconductor device 1 and is, for example, about several hundred nm to 1 μm. As the first dielectric film 21 and the second dielectric film 22, a silicon oxide film formed by a film forming method other than the thermal oxidation method, a silicon nitride film having a higher dielectric constant than the silicon oxide film, or the like is used. be able to. Since a thermal oxide film can be formed evenly on the inner wall surface of the groove by the thermal oxidation method, a silicon nitride film may be laminated after the thermal oxide film is formed.

深い溝を形成するために、例えばボッシュプロセスなど用いてもよい。溝を形成した後、第1誘電体膜21や第2誘電体膜22を形成する。   For example, a Bosch process may be used to form a deep groove. After forming the groove, the first dielectric film 21 and the second dielectric film 22 are formed.

なお、上記では多結晶シリコン膜を第1導電体膜31及び第2導電体膜32に用いたが、多結晶シリコン膜は例えばCVD法などにより形成される。或いは、アルミニウム膜や銅膜などの金属膜を第1導電体膜31や第2導電体膜32に使用してもよい。   In the above description, a polycrystalline silicon film is used for the first conductive film 31 and the second conductive film 32, but the polycrystalline silicon film is formed by, for example, a CVD method. Alternatively, a metal film such as an aluminum film or a copper film may be used for the first conductor film 31 and the second conductor film 32.

以上に説明した半導体装置1の製造方法により、長手方向が交差し且つ底部が連結する第1の溝301と第2の溝302が半導体基板10に形成される。第1主面101と第2主面102から半導体基板10の厚さ方向に溝をそれぞれ形成するため、幅が狭く深い溝を形成することができる。そして、半導体基板10と第1導電体膜31で第1誘電体膜21を挟んだ第1のコンデンサ構造体が第1の溝301の内部に構成され、半導体基板10と第2導電体膜32で第2誘電体膜22を挟んだ第2のコンデンサ構造体が第2の溝302の内部に構成される。   By the manufacturing method of the semiconductor device 1 described above, the first groove 301 and the second groove 302 whose longitudinal directions intersect and whose bottoms are connected are formed in the semiconductor substrate 10. Since the grooves are formed in the thickness direction of the semiconductor substrate 10 from the first main surface 101 and the second main surface 102, a narrow groove having a small width can be formed. Then, a first capacitor structure sandwiching the first dielectric film 21 between the semiconductor substrate 10 and the first conductive film 31 is formed inside the first groove 301, and the semiconductor substrate 10 and the second conductive film 32 Thus, a second capacitor structure sandwiching the second dielectric film 22 is formed inside the second groove 302.

上記の製造方法によれば、半導体基板10の第1主面101に形成した第1の溝301と第2主面102に形成した第2の溝302とを、高い位置合わせ精度の必要なくそれぞれの底部で連結することができる。このため、第1導電体膜31と第2導電体膜32を確実に電気的に接続できる。その結果、半導体コンデンサの容量を増大させることができる。   According to the above-described manufacturing method, the first groove 301 formed on the first main surface 101 and the second groove 302 formed on the second main surface 102 of the semiconductor substrate 10 can be respectively formed without high alignment accuracy. Can be connected at the bottom. For this reason, the first conductor film 31 and the second conductor film 32 can be reliably electrically connected. As a result, the capacity of the semiconductor capacitor can be increased.

なお、第1の溝301と第2の溝302とを直交して形成することにより、第1の溝301と第2の溝302を形成するフォトリソグラフィ工程においてエッチングマスクとして使用するレジスト膜や絶縁膜をパターニングするマスク用レチクルを、共通にできる。即ち、第1の溝301の形成に使用したマスク用レチクルを90度回転させて、第2の溝302を形成するマスク用レチクルとして使用できる。これにより、製造コストを抑制することができる。   Note that by forming the first groove 301 and the second groove 302 orthogonally, a resist film or an insulating film used as an etching mask in a photolithography process for forming the first groove 301 and the second groove 302 is formed. A mask reticle for patterning a film can be used in common. That is, the mask reticle used for forming the first groove 301 can be rotated by 90 degrees and used as a mask reticle for forming the second groove 302. As a result, manufacturing costs can be reduced.

また、第1主面101と第2主面102で平面電極が平面視で重なるようにすることにより、第1主面101で平面電極を形成するためのマスク用レチクルと、第2主面102で平面電極を形成するためのマスク用レチクルとを共通にできる。これにより、製造コストを抑制できる。更に、第1主面101における第1導電体膜31の配置領域と、第2主面102における第2導電体膜32の配置領域とが平面視で重なるようにしてもよい。これにより、第1導電体膜31と第2導電体膜32を形成するためのマスク用レチクルを共通にして、製造コストを抑制することができる。   Further, by making the planar electrodes overlap the first principal surface 101 and the second principal surface 102 in plan view, a mask reticle for forming the planar electrodes on the first principal surface 101 and the second principal surface 102 Thus, a mask reticle for forming a planar electrode can be commonly used. Thereby, manufacturing cost can be suppressed. Furthermore, the arrangement region of the first conductive film 31 on the first main surface 101 and the arrangement region of the second conductive film 32 on the second main surface 102 may overlap in plan view. This makes it possible to use a common mask reticle for forming the first conductor film 31 and the second conductor film 32, thereby reducing the manufacturing cost.

更に、第1主面101における第1導電体電極41と第1導電体膜31との接続領域と、第2主面102における第2導電体電極42と第2導電体膜32との接続領域とを平面視で重なるようにしてよい。つまり、コンタクトホール201とコンタクトホール203の形状と位置を平面視で同一にしてもよい。更に、第1主面101における第1基板電極51と半導体基板10との接続領域と、第2主面102における第2基板電極52と半導体基板10との接続領域とが平面視で重なるようにしてよい。つまり、コンタクトホール202とコンタクトホール204の形状と位置を平面視で同一にしてもよい。これにより、第1主面101でコンタクトホールを形成するためのマスク用レチクルと、第2主面102でコンタクトホールを形成するためのマスク用レチクルを共通にすることが可能となり、製造コストを抑制できる。   Furthermore, a connection region between the first conductor electrode 41 and the first conductor film 31 on the first main surface 101 and a connection region between the second conductor electrode 42 and the second conductor film 32 on the second main surface 102 May overlap in a plan view. That is, the shape and position of the contact hole 201 and the contact hole 203 may be the same in plan view. Further, the connection region between the first substrate electrode 51 and the semiconductor substrate 10 on the first main surface 101 and the connection region between the second substrate electrode 52 and the semiconductor substrate 10 on the second main surface 102 are overlapped in a plan view. May be. That is, the shapes and positions of the contact holes 202 and 204 may be the same in plan view. This makes it possible to use a mask reticle for forming a contact hole on the first main surface 101 and a mask reticle for forming a contact hole on the second main surface 102 in common, thereby reducing manufacturing costs. it can.

<変形例>
上記では、第1主面101で帯形状の第1導電体電極41と第1基板電極51が対向している例を示したが、例えば図24に示すように、第1主面101の中央部に第1導電体電極41を配置し、第1主面101の外縁部に第1基板電極51を配置してもよい。このとき、第2主面102においても同様に、第2主面102の中央部に第2導電体電極42を配置し、外縁部に第2基板電極52を配置する。
<Modification>
In the above description, an example in which the strip-shaped first conductor electrode 41 and the first substrate electrode 51 face each other on the first main surface 101 is shown, for example, as shown in FIG. The first conductor electrode 41 may be arranged at the portion, and the first substrate electrode 51 may be arranged at the outer edge of the first main surface 101. At this time, similarly, on the second main surface 102, the second conductor electrode 42 is arranged at the center of the second main surface 102, and the second substrate electrode 52 is arranged at the outer edge.

即ち、第1主面101において、第1基板電極51が第1導電体電極41と半導体基板10の外縁との間に配置され、第2主面102において、第2基板電極52が第2導電体電極42と半導体基板10の外縁との間に配置される。   That is, on the first main surface 101, the first substrate electrode 51 is arranged between the first conductor electrode 41 and the outer edge of the semiconductor substrate 10, and on the second main surface 102, the second substrate electrode 52 is connected to the second conductive electrode 41. It is arranged between the body electrode 42 and the outer edge of the semiconductor substrate 10.

半導体基板10の側面が被覆されずに露出している場合、半導体基板10の側面と第1導電体電極41の間には、半導体基板10と第1導電体電極41との絶縁のために第1主面101に沿った距離(沿面距離)を十分に取る必要がある。一方、第1基板電極51は半導体基板10と接続する電極であり、半導体基板10の側面と絶縁する必要がない。図24に示す平面電極の配置とすることにより、半導体基板10と第1導電体電極41との絶縁性を確保することが容易となる。   When the side surface of the semiconductor substrate 10 is exposed without being covered, a gap between the side surface of the semiconductor substrate 10 and the first conductor electrode 41 is provided for insulation between the semiconductor substrate 10 and the first conductor electrode 41. It is necessary to take a sufficient distance (creepage distance) along one main surface 101. On the other hand, the first substrate electrode 51 is an electrode connected to the semiconductor substrate 10 and does not need to be insulated from the side surface of the semiconductor substrate 10. By arranging the planar electrodes shown in FIG. 24, it is easy to ensure insulation between the semiconductor substrate 10 and the first conductor electrodes 41.

また、PCB基板に半導体装置1をはんだ材を用いて実装する場合を想定すると、PCB基板と半導体装置1の間からはみ出したはんだ材が半導体基板10の側面に付着することが考えられる。その結果、半導体基板10の側面に近い平面電極が第1導電体電極41の場合、半導体基板10の側面と第1導電体電極41とが短絡する可能性がある。これに対し、図24に示すように第1基板電極51が半導体基板10の側面に近い場合は、半導体基板10の側面と第1基板電極51が短絡しても問題ない。   Further, assuming that the semiconductor device 1 is mounted on the PCB substrate using a solder material, the solder material protruding from between the PCB substrate and the semiconductor device 1 may adhere to the side surface of the semiconductor substrate 10. As a result, when the plane electrode close to the side surface of the semiconductor substrate 10 is the first conductor electrode 41, there is a possibility that the side surface of the semiconductor substrate 10 and the first conductor electrode 41 are short-circuited. On the other hand, when the first substrate electrode 51 is close to the side surface of the semiconductor substrate 10 as shown in FIG. 24, there is no problem even if the side surface of the semiconductor substrate 10 and the first substrate electrode 51 are short-circuited.

また、図25に示すように、第1主面101の外縁部に配置された第1基板電極51が、第1導電体電極41の周囲を囲んで配置されるようにしてもよい。同様に、第2主面102に配置された第2基板電極52が、第2導電体電極42の周囲を囲んで配置されるようにしてもよい。   Further, as shown in FIG. 25, the first substrate electrode 51 disposed on the outer edge of the first main surface 101 may be disposed so as to surround the first conductor electrode 41. Similarly, the second substrate electrode 52 disposed on the second main surface 102 may be disposed so as to surround the second conductor electrode 42.

平面電極の面積は、半導体コンデンサの寄生抵抗の低減や平面電極同士の接合によるコンデンサスタック構造の形成のために、できるだけ大きいことが好ましい。図25に示した配置により、第1基板電極51や第2基板電極52を半導体基板10の外縁まで近づけて平面電極の面積を大きくすると共に、第1導電体電極41や第2導電体電極42と半導体基板10の側面との間の沿面距離を確保することができる。   The area of the plane electrode is preferably as large as possible to reduce the parasitic resistance of the semiconductor capacitor and to form a capacitor stack structure by joining the plane electrodes. With the arrangement shown in FIG. 25, the first substrate electrode 51 and the second substrate electrode 52 are brought closer to the outer edge of the semiconductor substrate 10 to increase the area of the planar electrode, and the first conductor electrode 41 and the second conductor electrode 42 Along the side surface of the semiconductor substrate 10.

(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係る半導体装置1は、図26に示すように、第1の溝を長手方向に沿って複数の領域に分断する第1溝分断部71と、第2の溝を長手方向に沿って複数の領域に分断する第2溝分断部72を備える。図26では、半導体基板10を透過して、第2誘電体膜22、第2導電体膜32及び第2溝分断部72を表示している。
(Second embodiment)
As shown in FIG. 26, the semiconductor device 1 according to the second embodiment of the present invention includes a first groove dividing portion 71 that divides a first groove into a plurality of regions along a longitudinal direction, and a second groove. Is provided with a second groove dividing portion 72 that divides the second groove into a plurality of regions along the longitudinal direction. In FIG. 26, the second dielectric film 22, the second conductive film 32, and the second groove dividing portion 72 are displayed through the semiconductor substrate 10.

図26に示した半導体装置1は、直線状の第1の溝及び第2の溝が途中で部分的に切断されている点が、第1の溝及び第2の溝が直線状に連続するように形成されている図1に示した半導体装置1と異なる。その他の構成については、図1に示す第1の実施形態と同様である。   In the semiconductor device 1 shown in FIG. 26, the point where the linear first groove and the second groove are partially cut in the middle is that the first groove and the second groove are linearly continuous. Is different from the semiconductor device 1 shown in FIG. Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG.

半導体装置1は、例えば矩形状の主面の一辺が10mm程度の半導体基板10に幅が数μm程度の溝を形成する。このため、溝の深さと幅のアスペクト比が大きい第1の溝や第2の溝をそれぞれ並列に形成した場合に、溝の間隔が狭いと、溝と溝の間の壁部の強度が弱くなる。その結果、溝の内部を埋め込む前の処理工程などにおいて、溝と溝の間の壁部が破壊されるおそれがある。例えば、溝を形成した後に特性改善のために溝の内壁面に熱酸化膜を犠牲酸化膜として形成し、犠牲酸化膜を除去した後に誘電体膜を形成する場合がある。このとき、犠牲酸化膜を除去する際の洗浄工程において、洗浄液の流れの圧力によって溝と溝の間の壁部が破壊される可能性がある。   In the semiconductor device 1, for example, a groove having a width of about several μm is formed in a semiconductor substrate 10 having one side of a rectangular shape of about 10 mm. For this reason, when the first groove and the second groove having a large aspect ratio of the depth and width of the groove are formed in parallel, if the distance between the grooves is small, the strength of the wall between the grooves is weak. Become. As a result, there is a possibility that a wall portion between the grooves may be broken in a processing step before embedding the inside of the grooves. For example, in some cases, a thermal oxide film is formed as a sacrificial oxide film on the inner wall surface of the groove to improve characteristics after the groove is formed, and a dielectric film is formed after removing the sacrificial oxide film. At this time, in the cleaning step for removing the sacrificial oxide film, the pressure between the flows of the cleaning liquid may destroy the walls between the grooves.

これに対し、図26に示した半導体装置1では、梁として機能する第1溝分断部71及び第2溝分断部72を設けることにより、溝の直線部分を短くする。これにより、溝と溝の間の壁部の強度を向上させることができる。   On the other hand, in the semiconductor device 1 shown in FIG. 26, by providing the first groove dividing portion 71 and the second groove dividing portion 72 functioning as beams, the linear portion of the groove is shortened. Thereby, the strength of the wall between the grooves can be improved.

第1溝分断部71や第2溝分断部72によって分断される溝の各部分の長さは、数十μm〜数百μm程度である。また、第1溝分断部71や第2溝分断部72の長手方向の長さは2μm〜3μm程度である。第1の溝や第2の溝の各部分の長さ及び第1溝分断部71や第2溝分断部72の長さは、洗浄工程などにより溝と溝の間の壁部が破壊されないように設定される。   The length of each part of the groove divided by the first groove dividing part 71 and the second groove dividing part 72 is about several tens μm to several hundred μm. The length in the longitudinal direction of the first groove dividing portion 71 and the second groove dividing portion 72 is about 2 μm to 3 μm. The length of each portion of the first groove and the second groove and the length of the first groove dividing portion 71 and the second groove dividing portion 72 are set so that the wall portion between the grooves is not broken by a cleaning process or the like. Is set to

なお、図26において、第1の溝と第2の溝の連結領域を黒塗りの四角印(■)で示した。図26に示すように、第1の溝のすべての溝はいずれかの第2の溝と連結し、第2の溝のすべての溝はいずれかの第1の溝と連結する。   In FIG. 26, the connection region between the first groove and the second groove is indicated by a black square (■). As shown in FIG. 26, all the grooves of the first groove are connected to any of the second grooves, and all the grooves of the second groove are connected to any of the first grooves.

ところで、第1の溝と第2溝分断部72が重なる領域や、第2の溝と第1溝分断部71が重なる領域は、連結領域にならない。そして、図27に示すように、交差するすべての第2の溝と第2溝分断部72において重なる第1の溝や、交差するすべての第1の溝と第1溝分断部71において重なる第2の溝が発生する場合がある。その場合には、第1導電体膜31と第2導電体膜32とが電気的に接続されない領域が発生し、半導体コンデンサの寄生抵抗が増大する。   By the way, the region where the first groove and the second groove dividing portion 72 overlap and the region where the second groove and the first groove dividing portion 71 overlap do not become the connection region. Then, as shown in FIG. 27, a first groove overlapping all intersecting second grooves and the second groove dividing portion 72, and a first groove overlapping all intersecting first grooves and the first groove dividing portion 71. 2 grooves may occur. In this case, a region where the first conductor film 31 and the second conductor film 32 are not electrically connected occurs, and the parasitic resistance of the semiconductor capacitor increases.

上記のように第1導電体膜31と第2導電体膜32とが電気的に接続されない領域が発生することを防止するために、図26に示すように、隣接する溝の分断される領域を平行に並べずに、溝の長手方向に沿って位置をずらすことが有効である。即ち、互いに隣接する第1の溝のそれぞれの第1溝分断部71を第2の溝の長手方向と平行に配置しない。このため、隣接する第1の溝の第1溝分断部71をつないだ仮想直線と、第2の溝の長手方向とが平面視で斜めに交差する。そして、互いに隣接する第2の溝のそれぞれの第2溝分断部72を、第1の溝の長手方向と平行に配置しない。このため、隣接する第2の溝の第2溝分断部72をつないだ仮想直線と、第1の溝の長手方向とが平面視で斜めに交差する。これにより、第1導電体膜31と第2導電体膜32とが確実に電気的に接続される。   In order to prevent the occurrence of a region in which the first conductor film 31 and the second conductor film 32 are not electrically connected as described above, as shown in FIG. It is effective to shift the position along the longitudinal direction of the groove without arranging the grooves in parallel. That is, the first groove dividing portions 71 of the first grooves adjacent to each other are not arranged in parallel with the longitudinal direction of the second grooves. Therefore, an imaginary straight line connecting the first groove dividing portions 71 of the adjacent first grooves and the longitudinal direction of the second grooves obliquely intersect in plan view. Then, the second groove dividing portions 72 of the second grooves adjacent to each other are not arranged in parallel with the longitudinal direction of the first groove. For this reason, a virtual straight line connecting the second groove dividing portions 72 of the adjacent second grooves and the longitudinal direction of the first groove obliquely intersect in plan view. This ensures that the first conductor film 31 and the second conductor film 32 are electrically connected.

図26に示した半導体装置1を形成するには、図11(a)、図11(b)を参照して説明した工程において、第1の溝301を長手方向に沿って複数の領域に分断するように第1溝分断部71を配置する。例えば、エッチングマスクによって第1溝分断部71を形成する部分をマスクした状態で、第1の溝を形成する。このとき、互いに隣接する第1の溝301のそれぞれの第1溝分断部71を、第2の溝302の長手方向と平行に配置しない。即ち、隣接する第1の溝301の第1溝分断部71をつないだ仮想直線が第2の溝302の長手方向と平面視で斜めに交差するように、第1溝分断部71を配置する。また、図12(a)、図12(b)を参照して説明した工程において、第2の溝302を長手方向に沿って複数の領域に分断する第2溝分断部72を配置する。そして、互いに隣接する第2の溝302のそれぞれの第2溝分断部72を、第1の溝301の長手方向と平行に配置しない。即ち、隣接する第2の溝302の第2溝分断部72をつないだ仮想直線が第1の溝301の長手方向と平面視で斜めに交差するように、第2溝分断部72を配置する。   To form the semiconductor device 1 shown in FIG. 26, in the process described with reference to FIGS. 11A and 11B, the first groove 301 is divided into a plurality of regions along the longitudinal direction. The first groove dividing portion 71 is arranged so as to perform the above. For example, the first groove is formed in a state where a portion where the first groove dividing portion 71 is formed is masked by an etching mask. At this time, the first groove dividing portions 71 of the first grooves 301 adjacent to each other are not arranged in parallel with the longitudinal direction of the second grooves 302. That is, the first groove dividing portions 71 are arranged such that a virtual straight line connecting the first groove dividing portions 71 of the adjacent first grooves 301 obliquely intersects the longitudinal direction of the second grooves 302 in plan view. . In the process described with reference to FIGS. 12A and 12B, a second groove dividing portion 72 that divides the second groove 302 into a plurality of regions along the longitudinal direction is arranged. Then, the respective second groove dividing portions 72 of the second grooves 302 adjacent to each other are not arranged in parallel with the longitudinal direction of the first grooves 301. That is, the second groove dividing portions 72 are arranged such that a virtual straight line connecting the second groove dividing portions 72 of the adjacent second grooves 302 obliquely intersects the longitudinal direction of the first grooves 301 in plan view. .

図26に示した半導体装置1によれば、製造の途中で溝と溝の間の壁部が破壊されることを抑制できる。他は、第1の実施形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。   According to the semiconductor device 1 shown in FIG. 26, it is possible to prevent the wall between the grooves from being broken during the manufacturing. Others are substantially the same as the first embodiment, and redundant description will be omitted.

上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。   As described above, the present invention has been described by the embodiments. However, it should not be understood that the description and drawings forming part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples, and operation techniques will be apparent to those skilled in the art.

10…半導体基板
21…第1誘電体膜
22…第2誘電体膜
31…第1導電体膜
32…第2導電体膜
41…第1導電体電極
42…第2導電体電極
51…第1基板電極
52…第2基板電極
61…第1表面絶縁膜
62…第2表面絶縁膜
71…第1溝分断部
72…第2溝分断部
101…第1主面
102…第2主面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Semiconductor substrate 21 ... 1st dielectric film 22 ... 2nd dielectric film 31 ... 1st conductor film 32 ... 2nd conductor film 41 ... 1st conductor electrode 42 ... 2nd conductor electrode 51 ... 1st Substrate electrode 52 Second substrate electrode 61 First surface insulating film 62 Second surface insulating film 71 First groove dividing portion 72 Second groove dividing portion 101 First main surface 102 Second main surface

Claims (20)

互いに対向する第1主面及び第2主面を有し、第1の溝が前記第1主面に形成され、前記第1の溝と互いの長手方向が平面視で交差し且つ底部が前記第1の溝の底部と連結する第2の溝が前記第2主面に形成された、導電性を有する半導体基板と、
前記第1の溝の内壁面に配置された第1誘電体膜と、
前記第1の溝の内部に配置され、前記第1誘電体膜を介して前記半導体基板と対向する第1導電体膜と、
前記第2の溝の内壁面に配置された第2誘電体膜と、
前記第2の溝の内部に配置され、前記第2誘電体膜を介して前記半導体基板と対向し、前記第1の溝の底部と前記第2の溝の底部が連結する領域において前記第1導電体膜と電気的に接続する第2導電体膜と
を備え、
前記第1導電体膜及び前記第2導電体膜が、前記第1誘電体膜及び前記第2誘電体膜によって前記半導体基板と電気的に絶縁されていることを特徴とする半導体装置。
It has a first main surface and a second main surface facing each other, a first groove is formed in the first main surface, a longitudinal direction of the first groove intersects with the longitudinal direction of the first groove in a plan view, and a bottom portion is formed. A conductive semiconductor substrate having a second groove connected to the bottom of the first groove formed on the second main surface;
A first dielectric film disposed on an inner wall surface of the first groove;
A first conductor film disposed inside the first groove and facing the semiconductor substrate via the first dielectric film;
A second dielectric film disposed on an inner wall surface of the second groove;
The first groove is disposed inside the second groove, is opposed to the semiconductor substrate via the second dielectric film, and is connected to the bottom of the first groove and the bottom of the second groove. A second conductive film electrically connected to the conductive film,
A semiconductor device, wherein the first conductive film and the second conductive film are electrically insulated from the semiconductor substrate by the first dielectric film and the second dielectric film.
前記第1主面に複数の前記第1の溝が互いに平行に直線状に形成され、
前記第2主面に複数の前記第2の溝が互いに平行に直線状に形成され、
前記第1の溝の長手方向と前記第2の溝の長手方向が平面視で直交している
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
A plurality of the first grooves are linearly formed on the first main surface in parallel with each other;
A plurality of the second grooves are linearly formed on the second main surface in parallel with each other;
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a longitudinal direction of the first groove and a longitudinal direction of the second groove are orthogonal to each other in a plan view.
前記第1の溝を長手方向に沿って複数の領域に分断する第1溝分断部と、
前記第2の溝を長手方向に沿って複数の領域に分断する第2溝分断部と
を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
A first groove dividing portion that divides the first groove into a plurality of regions along a longitudinal direction;
The semiconductor device according to claim 2, further comprising: a second groove dividing portion that divides the second groove into a plurality of regions along a longitudinal direction.
互いに隣接する前記第1の溝のそれぞれの前記第1溝分断部をつないだ仮想直線と、前記第2の溝の長手方向とが平面視で斜めに交差し、
互いに隣接する前記第2の溝のそれぞれの前記第2溝分断部をつないだ仮想直線と、前記第1の溝の長手方向とが平面視で斜めに交差する
ことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
An imaginary straight line connecting the first groove dividing portions of the first grooves adjacent to each other and a longitudinal direction of the second groove obliquely intersect in plan view,
An imaginary straight line connecting the second groove dividing portions of the second grooves adjacent to each other and a longitudinal direction of the first groove obliquely intersect in a plan view. 13. The semiconductor device according to claim 1.
前記半導体基板が、ガス雰囲気中での熱処理によって表面に絶縁膜が形成される材料からなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体装置。   5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is made of a material having an insulating film formed on a surface thereof by heat treatment in a gas atmosphere. 6. 前記半導体基板がシリコン基板であることを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 5, wherein the semiconductor substrate is a silicon substrate. 前記第1主面に配置され、前記第1導電体膜と電気的に接続する第1導電体電極と、
前記第1主面に配置され、前記半導体基板と電気的に接続する第1基板電極と、
前記第2主面に配置され、前記第2導電体膜と電気的に接続する第2導電体電極と、
前記第2主面に配置され、前記半導体基板と電気的に接続する第2基板電極と
を更に備え、
前記第1導電体電極と前記第2導電体電極が平面視で重なる領域に配置され、
前記第1基板電極と前記第2基板電極が平面視で重なる領域に配置されている
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の半導体装置。
A first conductor electrode disposed on the first main surface and electrically connected to the first conductor film;
A first substrate electrode disposed on the first main surface and electrically connected to the semiconductor substrate;
A second conductor electrode disposed on the second main surface and electrically connected to the second conductor film;
A second substrate electrode disposed on the second main surface and electrically connected to the semiconductor substrate;
The first conductor electrode and the second conductor electrode are arranged in a region where they overlap in a plan view,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the first substrate electrode and the second substrate electrode are arranged in a region where the first substrate electrode and the second substrate electrode overlap in a plan view.
前記第1主面において、前記第1基板電極が、前記第1導電体電極と前記半導体基板の外縁との間に配置され、
前記第2主面において、前記第2基板電極が、前記第2導電体電極と前記半導体基板の外縁との間に配置されている
ことを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。
On the first main surface, the first substrate electrode is disposed between the first conductor electrode and an outer edge of the semiconductor substrate;
The semiconductor device according to claim 7, wherein the second substrate electrode is disposed between the second conductor electrode and an outer edge of the semiconductor substrate on the second main surface.
前記第1基板電極が、前記第1導電体電極の周囲を囲んで配置され、
前記第2基板電極が、前記第2導電体電極の周囲を囲んで配置されている
ことを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。
The first substrate electrode is disposed so as to surround the first conductor electrode;
The semiconductor device according to claim 8, wherein the second substrate electrode is arranged so as to surround a periphery of the second conductor electrode.
前記第1主面における前記第1導電体膜の配置領域と、前記第2主面における前記第2導電体膜の配置領域とが平面視で重なり、
前記第1主面における前記第1導電体電極と前記第1導電体膜との接続領域と、前記第2主面における前記第2導電体電極と前記第2導電体膜との接続領域とが平面視で重なり、
前記第1主面における前記第1基板電極と前記半導体基板との接続領域と、前記第2主面における前記第2基板電極と前記半導体基板との接続領域とが平面視で重なる
ことを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載の半導体装置。
An arrangement region of the first conductor film on the first main surface and an arrangement region of the second conductor film on the second main surface overlap in plan view;
A connection region between the first conductor electrode and the first conductor film on the first main surface and a connection region between the second conductor electrode and the second conductor film on the second main surface are different from each other. Overlap in plan view,
A connection region between the first substrate electrode and the semiconductor substrate on the first main surface and a connection region between the second substrate electrode and the semiconductor substrate on the second main surface overlap in plan view. The semiconductor device according to claim 7, wherein:
導電性を有する半導体基板の第1主面に第1の溝を形成する工程と、
前記第1主面と対向する前記半導体基板の第2主面に、前記第1の溝と互いの長手方向が平面視で交差し且つ互いの底部が連結するように第2の溝を形成する工程と、
前記第1の溝の内壁面に第1誘電体膜を形成する工程と、
前記第2の溝の内壁面に第2誘電体膜を形成する工程と、
前記第1の溝の内部で第1導電体膜を前記第1誘電体膜に積層する工程と、
前記第2の溝の内部で第2導電体膜を前記第2誘電体膜に積層し、前記第1の溝の底部と前記第2の溝の底部が連結する領域において前記第1導電体膜と前記第2導電体膜を電気的に接続させる工程と
を含み、
前記第1導電体膜及び前記第2導電体膜を、前記第1誘電体膜及び前記第2誘電体膜によって前記半導体基板と電気的に絶縁することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first groove in a first main surface of a semiconductor substrate having conductivity;
A second groove is formed on a second main surface of the semiconductor substrate facing the first main surface such that the first groove and the longitudinal direction of the first groove cross each other in plan view and the bottoms thereof are connected. Process and
Forming a first dielectric film on the inner wall surface of the first groove;
Forming a second dielectric film on the inner wall surface of the second groove;
Laminating a first conductive film on the first dielectric film inside the first groove;
A second conductive film is laminated on the second dielectric film inside the second groove, and the first conductive film is formed in a region where a bottom of the first groove is connected to a bottom of the second groove. And a step of electrically connecting the second conductive film,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the first conductive film and the second conductive film are electrically insulated from the semiconductor substrate by the first dielectric film and the second dielectric film.
前記第1主面に複数の前記第1の溝を互いに平行に直線状に形成し、
前記第1の溝の長手方向と前記第2の溝の長手方向が平面視で直交するように、前記第2主面に複数の前記第2の溝を互いに平行に直線状に形成する
ことを特徴とする請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
Forming a plurality of the first grooves on the first main surface in a straight line parallel to each other;
Forming a plurality of the second grooves in a straight line parallel to each other on the second main surface such that the longitudinal direction of the first groove and the longitudinal direction of the second groove are orthogonal to each other in a plan view. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein:
前記第1の溝を長手方向に沿って複数の領域に分断する第1溝分断部を配置し、
前記第2の溝を長手方向に沿って複数の領域に分断する第2溝分断部を配置する
ことを特徴とする請求項12に記載の半導体装置の製造方法。
Arranging a first groove dividing portion for dividing the first groove into a plurality of regions along the longitudinal direction,
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein a second groove dividing portion that divides the second groove into a plurality of regions along a longitudinal direction is arranged.
互いに隣接する前記第1の溝のそれぞれの前記第1溝分断部をつないだ仮想直線が前記第2の溝の長手方向と平面視で斜めに交差するように前記第1溝分断部を配置し、
互いに隣接する前記第2の溝のそれぞれの前記第2溝分断部をつないだ仮想直線が前記第1の溝の長手方向と平面視で斜めに交差するように前記第2溝分断部を配置する
ことを特徴とする請求項13に記載の半導体装置の製造方法。
The first groove dividing portions are arranged such that a virtual straight line connecting the first groove dividing portions of the first grooves adjacent to each other obliquely intersects the longitudinal direction of the second groove in a plan view. ,
The second groove dividing portions are arranged so that a virtual straight line connecting the respective second groove dividing portions of the adjacent second grooves obliquely intersects the longitudinal direction of the first groove in a plan view. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein:
前記半導体基板に、ガス雰囲気中での熱処理によって表面に絶縁膜が形成される材料を用いることを特徴とする請求項11乃至14のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein a material whose surface is formed with an insulating film by heat treatment in a gas atmosphere is used for the semiconductor substrate. 前記半導体基板にシリコン基板を用いることを特徴とする請求項15に記載の半導体装置の製造方法。   The method according to claim 15, wherein a silicon substrate is used as the semiconductor substrate. 前記第1主面に、前記第1導電体膜と電気的に接続する第1導電体電極を配置する工程と、
前記第1主面に、前記半導体基板と電気的に接続する第1基板電極を配置する工程と、
前記第2主面に、前記第2導電体膜と電気的に接続する第2導電体電極を配置する工程と、
前記第2主面に、前記半導体基板と電気的に接続する第2基板電極を配置する工程と
を更に備え、
前記第1導電体電極と前記第2導電体電極を平面視で重なる領域に配置し、
前記第1基板電極と前記第2基板電極を平面視で重なる領域に配置する
ことを特徴とする請求項11乃至16のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
Arranging a first conductor electrode electrically connected to the first conductor film on the first main surface;
Disposing a first substrate electrode electrically connected to the semiconductor substrate on the first main surface;
Arranging a second conductor electrode electrically connected to the second conductor film on the second main surface;
Arranging a second substrate electrode electrically connected to the semiconductor substrate on the second main surface;
The first conductor electrode and the second conductor electrode are arranged in a region overlapping in a plan view,
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein the first substrate electrode and the second substrate electrode are arranged in a region overlapping in a plan view.
前記第1主面において、前記第1基板電極を、前記第1導電体電極と前記半導体基板の外縁との間に配置し、
前記第2主面において、前記第2基板電極を、前記第2導電体電極と前記半導体基板の外縁との間に配置する
ことを特徴とする請求項17に記載の半導体装置の製造方法。
On the first main surface, the first substrate electrode is arranged between the first conductor electrode and an outer edge of the semiconductor substrate;
The method according to claim 17, wherein the second substrate electrode is disposed between the second conductor electrode and an outer edge of the semiconductor substrate on the second main surface.
前記第1基板電極を、前記第1導電体電極の周囲を囲むように配置し、
前記第2基板電極を、前記第2導電体電極の周囲を囲むように配置する
ことを特徴とする請求項18に記載の半導体装置の製造方法。
Disposing the first substrate electrode so as to surround a periphery of the first conductor electrode;
19. The method according to claim 18, wherein the second substrate electrode is arranged so as to surround a periphery of the second conductor electrode.
前記第1主面における前記第1導電体膜の配置領域と、前記第2主面における前記第2導電体膜の配置領域とを平面視で重ね、
前記第1主面における前記第1導電体電極と前記第1導電体膜との接続領域と、前記第2主面における前記第2導電体電極と前記第2導電体膜との接続領域とを平面視で重ね、
前記第1主面における前記第1基板電極と前記半導体基板との接続領域と、前記第2主面における前記第2基板電極と前記半導体基板との接続領域とを平面視で重ねる
ことを特徴とする請求項17乃至19のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
An arrangement region of the first conductor film on the first main surface and an arrangement region of the second conductor film on the second main surface in a plan view;
A connection region between the first conductor electrode and the first conductor film on the first main surface and a connection region between the second conductor electrode and the second conductor film on the second main surface. Layered in plan view,
A connection region between the first substrate electrode and the semiconductor substrate on the first main surface and a connection region between the second substrate electrode and the semiconductor substrate on the second main surface are overlapped in a plan view. 20. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 17, wherein
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