JP5314873B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
2ad,2as,2b 半導体領域
3 シリサイド層
4 ゲート絶縁膜
5 半導体領域
6b,6t 絶縁膜
7 半導体領域
8 第1容量絶縁膜
8a ゲート絶縁膜
9 第2容量絶縁膜
10 開口部
11 第1導体膜
11a ゲート電極
12 第2導体膜
12a サイドウォール
13,14 半導体領域
15 サイドウォール
16 半導体領域
17 コバルトシリサイド層
18 層間絶縁膜
18a 窒化シリコン膜
18b 酸化シリコン膜
51 シリコン基板
52 第1容量絶縁膜
53 下部電極
54 第2容量絶縁膜
55 上部電極
C1,C2,C3,C4 積層型容量素子
CG 選択ゲート電極
CGcb 下部電極
CNT,CNTc コンタクトホール
CSL 電荷蓄積層
Drm ドレイン領域
GL 給電部
M1 第1層配線
MC1 メモリセル
MG メモリゲート電極
MGct 上部電極
NW 埋め込みnウェル
NW2 nウェル
PLG,PLGc プラグ
PW pウェル
Qnc 選択用nMIS
Qnm メモリ用nMIS
RP1,RP2 レジストパターン
SGI 素子分離部
S1 第1の間隔
S2 第2の間隔
SDn,SDp ソース・ドレイン領域
Srm ソース領域
W1 第1の幅
W2 第2の幅
Claims (18)
- 半導体基板の主面の第1領域に第1電界効果トランジスタを含み、第2領域に前記第1電界効果トランジスタに隣接する第2電界効果トランジスタを含む不揮発性メモリセルと、第3領域に電源回路用の容量素子とを有する半導体装置であって、
前記不揮発性メモリセルは、前記第1領域において、前記半導体基板の主面に形成された第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜を介して形成された前記第1電界効果トランジスタの第1ゲート電極と、前記第2領域において、前記半導体基板の主面に形成された電荷を蓄積する機能を有する電荷蓄積層を含む第2絶縁膜と、前記第2絶縁膜を介して形成された前記第2電界効果トランジスタの第2ゲート電極と、前記第1ゲート電極と前記第2ゲート電極との間に形成された第3絶縁膜とを含み、
前記容量素子は、前記第3領域に形成された前記半導体基板の素子分離部に囲まれた第1活性領域と、前記半導体基板の前記素子分離部に囲まれた前記第1活性領域上に第1容量絶縁膜を介して設けられた下部電極との間で形成された第1容量部と、前記下部電極と、前記下部電極上に第2容量絶縁膜を介して設けられた上部電極との間で形成された第2容量部とを含み、
前記下部電極は前記第1ゲート電極と同一層の第1導体膜からなり、前記第2容量絶縁膜は前記第2絶縁膜と同一層からなり、前記上部電極は前記第2ゲート電極と同一層の第2導体膜からなり、
前記下部電極の平面形状は、第1の間隔を設けて第1の幅の前記第1導体膜が第1方向に沿って複数本延在し、第2の間隔を設けて第2の幅の前記第1導体膜が前記第1方向と交差する第2方向に沿って複数本延在することで形成された格子形状であり、
前記第1方向において、前記下部電極は、その端部に第1引き出し部を有し、前記第1引き出し部において、前記下部電極は、第1導体プラグを介して前記下部電極の上に位置する第1配線と電気的に接続されており、
前記第2方向において、前記上部電極は、その端部に第2引き出し部を有し、前記第2引き出し部において、前記上部電極は、第2導体プラグを介して前記上部電極の上に位置する第2配線と電気的に接続されており、
前記上部電極は前記第1及び前記第2引き出し部以外の領域に複数の開口を有し、前記下部電極は前記複数の開口内に設けられた第3導体プラグを介して、前記上部電極の上に位置する第3配線に電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 半導体基板の主面の第1領域に第1電界効果トランジスタを含み、第2領域に前記第1電界効果トランジスタに隣接する第2電界効果トランジスタを含む不揮発性メモリセルと、第3領域に電源回路用の容量素子とを有する半導体装置であって、
前記不揮発性メモリセルは、前記第1領域において、前記半導体基板の主面に形成された第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜を介して形成された前記第1電界効果トランジスタの第1ゲート電極と、前記第2領域において、前記半導体基板の主面に形成された電荷を蓄積する機能を有する電荷蓄積層を含む第2絶縁膜と、前記第2絶縁膜を介して形成された前記第2電界効果トランジスタの第2ゲート電極と、前記第1ゲート電極と前記第2ゲート電極との間に形成された第3絶縁膜とを含み、
前記容量素子は、前記第3領域に形成された前記半導体基板の素子分離部に囲まれた第1活性領域と、前記半導体基板の前記素子分離部に囲まれた前記第1活性領域上に第1容量絶縁膜を介して設けられた下部電極との間で形成された第1容量部と、前記下部電極と、前記下部電極上に第2容量絶縁膜を介して設けられた上部電極との間で形成された第2容量部とを含み、
前記下部電極は前記第1ゲート電極と同一層の第1導体膜からなり、前記第2容量絶縁膜は前記第2絶縁膜と同一層からなり、前記上部電極は前記第2ゲート電極と同一層の第2導体膜からなり、
前記下部電極の平面形状は、第1の間隔を設けて第1の幅の線状の前記第1導体膜が第1方向に沿って複数本延在するストライプ形状であり、
前記第1方向において、前記下部電極は、その端部に第1引き出し部を有し、前記第1引き出し部において、前記下部電極は、第1導体プラグを介して前記下部電極の上に位置する第1配線と電気的に接続されており、
前記第1方向と交差する第2方向において、前記上部電極は、その端部に第2引き出し部を有し、前記第2引き出し部において、前記上部電極は、第2導体プラグを介して前記上部電極の上に位置する第2配線と電気的に接続されており、
前記上部電極は前記第1及び前記第2引き出し部以外の領域に複数の開口を有し、前記下部電極は前記複数の開口内に設けられた第3導体プラグを介して、前記上部電極の上に位置する第3配線に電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1または2記載の半導体装置において、前記第1の幅は前記下部電極の厚さよりも小さく、前記第1の間隔は前記下部電極の厚さよりも小さいことを特徴とする半導体装置。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体装置において、前記第1容量絶縁膜は単層膜であり、前記第2容量絶縁膜は前記電荷蓄積層を含む積層膜であることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体装置において、前記第1容量絶縁膜は周辺回路を構成する第3電界効果トランジスタのゲート絶縁膜と同一層の絶縁膜からなることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体装置において、前記第3絶縁膜は前記第2絶縁膜と同一層であることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体装置において、更に、前記素子分離部で囲まれた給電部である第2活性領域に電気的に接続された第4導体プラグを有し、前記第4導体プラグが前記第2配線に電気的に接続されていることにより、前記第1容量部と前記第2容量部とが並列に接続されていることを特徴とする半導体装置。
- 請求項7記載の半導体装置において、前記第1導体膜は第1ポリシリコン膜からなり、前記第2導体膜は第2ポリシリコン膜からなり、前記上部電極を構成する前記第2ポリシリコン膜の上面にはシリサイド層が形成されていることを特徴とする半導体装置。
- 請求項8記載の半導体装置において、前記複数の開口は、前記下部電極の前記第1方向に沿って延在する線状の前記第1導体膜上に形成されていることを特徴とする半導体装置。
- 請求項8記載の半導体装置において、前記複数の開口は、前記第1方向に沿って1列に形成されていることを特徴とする半導体装置。
- 請求項8記載の半導体装置において、前記第1配線、前記第2配線及び前記第3配線は、タングステン膜、アルミニウム膜又は銅膜からなることを特徴とする半導体装置。
- 半導体基板と、前記半導体基板に形成され、前記半導体基板の活性領域を区画する素子分離部と、前記半導体基板上に形成された容量素子とを有する半導体装置であって、
前記容量素子は、前記活性領域に形成され、かつ、前記容量素子の第1電極を構成するウェルと、前記ウェル上に形成された第1容量絶縁膜と、前記第1容量絶縁膜上に形成された第2電極と、前記第2電極上に形成された第2容量絶縁膜と、前記第2容量絶縁膜上に形成された第3電極とを有し、
前記第2電極は、第1方向において第1の幅、前記第1方向と交差する第2方向において第2の幅を有する溝を、複数有し、
前記複数の溝の内部には、前記第2容量絶縁膜の一部および前記第3電極の一部が埋め込まれており、
前記第1方向において、前記第2電極は、その端部に第1引き出し部を有し、前記第1引き出し部において、前記第2電極は、第1導体プラグを介して前記第2電極の上に位置する第1配線と電気的に接続されており、
前記第2方向において、前記第3電極は、その端部に第2引き出し部を有し、前記第2引き出し部において、前記第3電極は、第2導体プラグを介して前記第3電極の上に位置する第2配線と電気的に接続されており、
前記第3電極は前記第1及び前記第2引き出し部以外の領域に複数の開口を有し、前記第2電極は前記複数の開口内に設けられた第3導体プラグを介して、前記第3電極の上に位置する第3配線に電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項12記載の半導体装置において、前記複数の溝の深さは、前記溝の第1の幅よりも大きいことを特徴とする半導体装置。
- 請求項12記載の半導体装置において、前記複数の溝は、前記第1方向並びに前記第2方向において複数存在し、前記第2電極の平面形状は格子形状であることを特徴とする半導体装置。
- 請求項14記載の半導体装置において、前記第2電極は第1ポリシリコン膜からなり、前記第3電極は第2ポリシリコン膜からなり、前記第2ポリシリコン膜の上面には、シリサイド層が形成されていることを特徴とする半導体装置。
- 請求項15記載の半導体装置において、前記第1配線、前記第2配線及び前記第3配線は、タングステン膜、アルミニウム膜又は銅膜からなることを特徴とする半導体装置。
- 請求項16記載の半導体装置において、更に、前記第1電極に電気的に接続された第4導体プラグを有し、前記第1電極は前記第4導体プラグを介して前記第2配線に電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
- 請求項12記載の半導体装置において、前記第1引き出し部は、前記第2電極及び前記第3電極の内の前記第2電極のみが存在する領域であり、前記第2引き出し部は、前記第2電極及び前記第3電極の内の前記第3電極のみが存在する領域であることを特徴とする半導体装置。
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