JP6065393B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
Semiconductor device and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP6065393B2 JP6065393B2 JP2012057483A JP2012057483A JP6065393B2 JP 6065393 B2 JP6065393 B2 JP 6065393B2 JP 2012057483 A JP2012057483 A JP 2012057483A JP 2012057483 A JP2012057483 A JP 2012057483A JP 6065393 B2 JP6065393 B2 JP 6065393B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating film
- gate electrode
- dielectric constant
- film
- low dielectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof.
例えばGaN系HEMT(High Electron Mobility Transistor;高電子移動度トランジスタ)などの高周波デバイスでは、より高周波特性を向上させるために、ゲート容量などの容量を低減できるデバイス構造の研究開発が進められている。
従来、例えば図6に示すように、ゲート電極100の周辺、即ち、ゲート電極100とソース電極101との間及びゲート電極100とドレイン電極102との間には、パッシベーション膜103や層間絶縁膜104などの絶縁膜が設けられている構造が一般的である。
For example, in a high-frequency device such as a GaN-based HEMT (High Electron Mobility Transistor), research and development of a device structure capable of reducing a capacity such as a gate capacity has been advanced in order to improve a high-frequency characteristic.
Conventionally, for example, as shown in FIG. 6, a passivation film 103 and an interlayer insulating film 104 are provided around the
ところで、容量低減の観点からは、ゲート電極とソース電極との間及びゲート電極とドレイン電極との間は、空洞(空気)であることが望ましい。
しかしながら、現在、パッシベーション膜や配線形成のための層間絶縁膜は必要不可欠である。
そこで、ゲート電極とソース電極との間及びゲート電極とドレイン電極との間の少なくとも一方に存在する絶縁膜によって生じる容量の低減、即ち、低容量化を実現し、より高周波特性を向上させたい。
By the way, from the viewpoint of capacity reduction, it is desirable that a space (air) is provided between the gate electrode and the source electrode and between the gate electrode and the drain electrode.
However, at present, a passivation film and an interlayer insulating film for forming a wiring are indispensable.
Therefore, it is desired to reduce the capacitance generated by the insulating film existing between at least one of the gate electrode and the source electrode and between the gate electrode and the drain electrode, that is, to reduce the capacitance, and to further improve the high frequency characteristics.
本半導体装置は、半導体領域と、半導体領域の上方に形成されたゲート電極と、半導体領域の上方に形成され、ゲート電極を挟んで両側にそれぞれ設けられたソース電極及びドレイン電極と、半導体領域の表面を覆う第1絶縁膜と、ソース電極とゲート電極との間、及び、ドレイン電極とゲート電極との間の少なくとも一方の第1絶縁膜の上方に設けられ、第1絶縁膜よりも低い誘電率を有する第2絶縁膜とを備え、第2絶縁膜は、ゲート電極から離れた位置に設けられており、第2絶縁膜のゲート電極の側に設けられ、第2絶縁膜よりも高い誘電率を有する第3絶縁膜と、第2絶縁膜の上方に設けられ、第1絶縁膜よりも低い誘電率を有する第4絶縁膜と、第4絶縁膜のゲート電極の側に設けられ、第4絶縁膜よりも高い誘電率を有する第5絶縁膜とを備え、第5絶縁膜のゲート電極側の端部は、第3絶縁膜のゲート電極側の端部に対してずれた位置になっていることを要件とする。
また、本半導体装置は、半導体領域と、半導体領域の上方に形成されたゲート電極と、半導体領域の上方に形成され、ゲート電極を挟んで両側にそれぞれ設けられたソース電極及びドレイン電極と、半導体領域の表面を覆う第1絶縁膜と、ソース電極とゲート電極との間、及び、ドレイン電極とゲート電極との間の少なくとも一方の第1絶縁膜の上方に設けられ、第1絶縁膜よりも低い誘電率を有する第2絶縁膜とを備え、第2絶縁膜は、ゲート電極から離れた位置に設けられており、第2絶縁膜のゲート電極の側に設けられ、第2絶縁膜よりも高い誘電率を有する第3絶縁膜と、第2絶縁膜及び第3絶縁膜を覆い、ゲート電極側の端部が曲面になっており、第2絶縁膜よりも高い誘電率を有する第6絶縁膜とを備えることを要件とする。
また、本半導体装置は、半導体領域と、半導体領域の上方に形成されたゲート電極と、半導体領域の上方に形成され、ゲート電極を挟んで両側にそれぞれ設けられたソース電極及びドレイン電極と、半導体領域の表面を覆う第1絶縁膜と、ソース電極とゲート電極との間、及び、ドレイン電極とゲート電極との間の少なくとも一方の第1絶縁膜の上方に設けられ、第1絶縁膜よりも低い誘電率を有する第2絶縁膜と、第1絶縁膜を覆い、ゲート電極側の端部が曲面になっており、第2絶縁膜よりも高い誘電率を有する第7絶縁膜とを備えることを要件とする。
The semiconductor device includes a semiconductor region, a gate electrode formed above the semiconductor region, a source electrode and a drain electrode formed above the semiconductor region and provided on both sides of the gate electrode, and the semiconductor region Provided above the first insulating film covering the surface, at least one of the first insulating film between the source electrode and the gate electrode and between the drain electrode and the gate electrode, and having a lower dielectric than the first insulating film The second insulating film is provided at a position away from the gate electrode, is provided on the gate electrode side of the second insulating film, and has a higher dielectric than the second insulating film. A third insulating film having a dielectric constant, a fourth insulating film provided above the second insulating film, having a dielectric constant lower than that of the first insulating film, and provided on the gate electrode side of the fourth insulating film, No. 4 having a higher dielectric constant than 4 insulating films And an insulating film, an end portion of the gate electrode side of the fifth insulating film, a third have been in a position shifted from the end of the gate electrode side of the insulating film requirements Rukoto.
In addition, the semiconductor device includes a semiconductor region, a gate electrode formed above the semiconductor region, a source electrode and a drain electrode formed above the semiconductor region and provided on both sides of the gate electrode, and a semiconductor A first insulating film covering the surface of the region, and provided above at least one of the first insulating film between the source electrode and the gate electrode and between the drain electrode and the gate electrode; A second insulating film having a low dielectric constant, the second insulating film being provided at a position distant from the gate electrode, provided on the gate electrode side of the second insulating film, and more than the second insulating film. A sixth insulating film having a high dielectric constant, a third insulating film having a high dielectric constant, covering the second insulating film and the third insulating film, having a curved end on the gate electrode side, and having a higher dielectric constant than the second insulating film It is a requirement to provide a film.
In addition, the semiconductor device includes a semiconductor region, a gate electrode formed above the semiconductor region, a source electrode and a drain electrode formed above the semiconductor region and provided on both sides of the gate electrode, and a semiconductor A first insulating film covering the surface of the region, and provided above at least one of the first insulating film between the source electrode and the gate electrode and between the drain electrode and the gate electrode; A second insulating film having a low dielectric constant; and a seventh insulating film that covers the first insulating film, has a curved end on the gate electrode side, and has a higher dielectric constant than the second insulating film. Is a requirement.
本半導体装置の製造方法は、半導体領域の上方のゲート電極形成領域を挟んで両側にそれぞれソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、半導体領域の表面を覆う第1絶縁膜を形成する工程と、ソース電極とゲート電極形成領域との間、及び、ドレイン電極とゲート電極形成領域との間の少なくとも一方の第1絶縁膜の上方に、第1絶縁膜よりも低い誘電率を有する第2絶縁膜を形成する工程と、第2絶縁膜のゲート電極形成領域の側に、第2絶縁膜よりも高い誘電率を有する第3絶縁膜を形成する工程と、第2絶縁膜及び第3絶縁膜を第4絶縁膜で埋め込む工程と、第4絶縁膜のゲート電極形成領域を挟んで両側に形成される曲面部分の少なくとも一方を含み、かつ、第2絶縁膜及び第3絶縁膜を覆っている部分を残すように、第4絶縁膜を除去する工程とを備えることを要件とする。 The method for manufacturing the semiconductor device includes a step of forming a source electrode and a drain electrode on both sides of a gate electrode formation region above the semiconductor region, a step of forming a first insulating film covering the surface of the semiconductor region, A second insulating film having a lower dielectric constant than the first insulating film between at least one first insulating film between the source electrode and the gate electrode forming region and between the drain electrode and the gate electrode forming region. Forming a third insulating film having a dielectric constant higher than that of the second insulating film on the gate electrode formation region side of the second insulating film, and forming the second insulating film and the third insulating film A portion including at least one of a step of embedding with the fourth insulating film and a curved surface portion formed on both sides of the gate electrode formation region of the fourth insulating film, and covering the second insulating film and the third insulating film 4th to leave It is a requirement in that it comprises a step of removing the film.
したがって、本半導体装置及びその製造方法によれば、ゲート電極とソース電極との間及びゲート電極とドレイン電極との間の少なくとも一方に存在する絶縁膜によって生じる容量の低減、即ち、低容量化を実現することができ、より高周波特性を向上させることができるという利点がある。 Therefore, according to the semiconductor device and the manufacturing method thereof, the capacitance generated by the insulating film existing between at least one of the gate electrode and the source electrode and between the gate electrode and the drain electrode can be reduced, that is, the capacitance can be reduced. There is an advantage that it can be realized and the high frequency characteristics can be improved.
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる半導体装置及びその製造方法について説明する。
[第1実施形態]
まず、第1実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図1〜図3を参照しながら説明する。
Hereinafter, a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
本実施形態にかかる半導体装置は、例えばGaN系HEMT(電界効果トランジスタ)などの高周波デバイスである。なお、高周波デバイスを、高出力デバイス、又は、高周波・高出力デバイスともいう。
本半導体装置は、図1に示すように、半導体領域1と、ゲート電極2と、ソース電極3及びドレイン電極4と、半導体領域1の表面を覆うパッシベーション絶縁膜5と、低誘電率膜6と、配線層を構成する層間絶縁膜7とを備える。
The semiconductor device according to the present embodiment is a high-frequency device such as a GaN-based HEMT (field effect transistor). The high frequency device is also referred to as a high output device or a high frequency / high output device.
As shown in FIG. 1, the semiconductor device includes a semiconductor region 1, a
ここでは、半導体領域1は、半導体基板上に積層された半導体積層構造であって、例えばGaN−HEMT構造を有する半導体積層構造である。例えばSiC基板上にGaN層やAlGaN層を積層させた半導体積層構造などである。なお、これに限られるものではなく、例えばInP−HEMT構造を有する半導体積層構造であっても良い。例えばInP基板上にInGaAs層やInAlAs層を積層させた半導体積層構造などである。 Here, the semiconductor region 1 is a semiconductor laminated structure laminated on a semiconductor substrate, for example, a semiconductor laminated structure having a GaN-HEMT structure. For example, a semiconductor laminated structure in which a GaN layer or an AlGaN layer is laminated on a SiC substrate. Note that the present invention is not limited to this, and a semiconductor stacked structure having an InP-HEMT structure, for example, may be used. For example, a semiconductor laminated structure in which an InGaAs layer or an InAlAs layer is laminated on an InP substrate.
また、ゲート電極2は、半導体領域1の上方に形成されている。ここでは、ゲート電極2は、半導体領域1上に形成されており、その側面に絶縁膜9、10が接している。
また、ソース電極3及びドレイン電極4は、半導体領域1の上方に形成されており、ゲート電極2を挟んで両側にそれぞれ設けられている。
また、パッシベーション絶縁膜5は、ソース電極3とドレイン電極4との間、即ち、ソース電極3とゲート電極2との間及びドレイン電極4とゲート電極2との間に露出している半導体領域1の表面を覆うように設けられている。また、パッシベーション絶縁膜5は、ソース電極3及びドレイン電極4の側面及び上面を覆うように設けられている。ここでは、パッシベーション絶縁膜5は、誘電率約7.0〜約7.5程度のSiN膜(例えばSi3N4膜)である。なお、パッシベーション絶縁膜5を、第1絶縁膜ともいう。
The
The
Further, the
なお、パッシベーション絶縁膜5は、これに限られるものではなく、例えば、誘電率約3.8〜約4.1程度のSiO膜(例えばSiO2膜)、誘電率約7.0〜8.0程度のSiON膜、誘電率約8.5程度のAlO膜(例えばAl2O3膜)などであっても良い。
また、低誘電率膜6は、ドレイン電極4とゲート電極2との間のパッシベーション絶縁膜5の上方に設けられている。この低誘電率膜6は、パッシベーション絶縁膜5よりも低い誘電率を有する絶縁膜であって、その誘電率は約2.0〜約3.0程度である。例えば、誘電率約2.9のSiOC膜などのポリシロキサンを原料とした膜、誘電率約2.2〜約2.7のMSQ膜などのメチルシロキサンを原料とした膜などである。なお、低誘電率膜6を、第2絶縁膜、Low−k膜、又は、低誘電率絶縁膜ともいう。
The
The low dielectric
本実施形態では、低誘電率膜6は、ドレイン電極4の側に設けられている。つまり、ゲート電極2とドレイン電極4との間で、ゲート電極2から離れた位置に設けられている。そして、低誘電率膜6のゲート電極2の側に隣接して、低誘電率膜6よりも高い誘電率を有する絶縁膜8が設けられている。このように、ゲート電極2の近傍に低誘電率膜6を設けないようにして、信頼性を向上させるようにしている。ここでは、絶縁膜8は、パッシベーション絶縁膜5と同一の材料からなる。つまり、絶縁膜8は、誘電率約7.0〜約7.5程度のSiN膜(例えばSi3N4膜)である。なお、絶縁膜8を、第3絶縁膜ともいう。
In the present embodiment, the low dielectric
なお、絶縁膜8は、これに限られるものではなく、パッシベーション絶縁膜5と同様に、例えば、誘電率約3.8〜約4.1程度のSiO膜(例えばSiO2膜)、誘電率約7.0〜8.0程度のSiON膜、誘電率約8.5程度のAlO膜(例えばAl2O3膜)などであっても良い。また、絶縁膜8は、パッシベーション絶縁膜5と同一の材料からなるものでなくても良く、少なくとも低誘電率膜6よりも高い誘電率を有する絶縁膜であれば、異なる材料からなる絶縁膜であっても良い。この場合、絶縁膜8の誘電率は、パッシベーション絶縁膜5の誘電率よりも高くても良いし、低くても良い。
The
また、層間絶縁膜7は、表面全体を埋め込むように設けられている。ここでは、層間絶縁膜7は、パッシベーション絶縁膜5と同一の材料からなる。つまり、層間絶縁膜7は、誘電率約7.0〜約7.5程度のSiN膜(例えばSi3N4膜)である。
なお、層間絶縁膜7は、これに限られるものではなく、パッシベーション絶縁膜5と同様に、例えば、誘電率約3.8〜約4.1程度のSiO膜(例えばSiO2膜)、誘電率約7.0〜8.0程度のSiON膜、誘電率約8.5程度のAlO膜(例えばAl2O3膜)などであっても良い。また、層間絶縁膜7は、パッシベーション絶縁膜5と同一の材料からなるものでなくても良く、少なくとも低誘電率膜6よりも高い誘電率を有する絶縁膜であれば、異なる材料からなる絶縁膜であっても良い。この場合、層間絶縁膜7の誘電率は、パッシベーション絶縁膜5の誘電率よりも高くても良いし、低くても良い。
The interlayer insulating film 7 is provided so as to fill the entire surface. Here, the interlayer insulating film 7 is made of the same material as that of the
Note that the interlayer insulating film 7 is not limited to this, and similarly to the
特に、本実施形態では、パッシベーション絶縁膜5の上方に、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層が複数(ここでは3層)積層されている。
また、本実施形態では、パッシベーション絶縁膜5を覆う絶縁膜9が設けられている。この絶縁膜9は、ゲート電極2側の端部(上側端部)が、曲面状、即ち、緩やかな丸みを帯びた形状になっており、低誘電率膜6よりも高い誘電率を有する。このように、絶縁膜9は、ゲート電極2側の端部が曲面状になっているため、ゲート電極2側の端部での電界集中を緩和することができ、耐圧を向上させることができる。つまり、従来の構造(図6参照)では、パッシベーション絶縁膜103のゲート電極100側の端部(図6中、符号Yで示す)で電界集中が起こりやすかったのに対し、本実施形態では、パッシベーション絶縁膜5を絶縁膜9で覆い、そのゲート電極2側の端面を曲面状にすることで、電界集中を緩和し、耐圧を向上させるようにしている。ここでは、絶縁膜9は、パッシベーション絶縁膜5と同一の材料からなる。つまり、絶縁膜9は、誘電率約7.0〜約7.5程度のSiN膜(例えばSi3N4膜)である。なお、絶縁膜9を、第7絶縁膜ともいう。
In particular, in this embodiment, a plurality of layers (here, three layers) each including the low dielectric
In the present embodiment, an insulating
同様に、本実施形態では、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆う絶縁膜10が設けられている。ここでは、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層は、複数層設けられているため、これらの層のそれぞれを覆う絶縁膜10が設けられている。これらの絶縁膜10は、ゲート電極2側の端部(上側端部)が、曲面状、即ち、緩やかな丸みを帯びた形状になっており、低誘電率膜6よりも高い誘電率を有する。このように、絶縁膜10は、ゲート電極2側の端部が曲面状になっているため、ゲート電極2側の端部での電界集中を緩和することができ、耐圧を向上させることができる。ここでは、絶縁膜10は、パッシベーション絶縁膜5と同一の材料からなる。つまり、絶縁膜10は、誘電率約7.0〜約7.5程度のSiN膜(例えばSi3N4膜)である。なお、絶縁膜10を、第6絶縁膜ともいう。
Similarly, in this embodiment, an insulating
なお、絶縁膜10は、これに限られるものではなく、パッシベーション絶縁膜5と同様に、例えば、誘電率約3.8〜約4.1程度のSiO膜(例えばSiO2膜)、誘電率約7.0〜8.0程度のSiON膜、誘電率約8.5程度のAlO膜(例えばAl2O3膜)などであっても良い。また、絶縁膜10は、パッシベーション絶縁膜5と同一の材料からなるものでなくても良く、少なくとも低誘電率膜6よりも高い誘電率を有する絶縁膜であれば、異なる材料からなる絶縁膜であっても良い。この場合、絶縁膜10の誘電率は、パッシベーション絶縁膜5の誘電率よりも高くても良いし、低くても良い。
The insulating
そして、本実施形態では、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層のゲート電極2側の端部、即ち、ドレイン電極4の直近からゲート電極2とドレイン電極4との間の距離の1/2程度の位置まで設けられた低誘電率膜6に隣接して設けられた絶縁膜8のゲート電極2側の端部は、パッシベーション絶縁膜5のゲート電極2側の端部よりもドレイン電極4側に位置する。つまり、絶縁膜8のゲート電極2側の端部は、パッシベーション絶縁膜5のゲート電極2側の端部に対してずれた位置になっている。
In this embodiment, the end of the layer composed of the low dielectric
このため、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆う絶縁膜10のゲート電極2側の端部は、パッシベーション絶縁膜5を覆う絶縁膜9のゲート電極2側の端部よりもドレイン電極4側に位置する。つまり、絶縁膜10のゲート電極2側の端部は、絶縁膜9のゲート電極2側の端部に対してずれた位置になっている。
また、複数の低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層において、上側の低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層のゲート電極2側の端部、即ち、絶縁膜8のゲート電極2側の端部は、下側の低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層のゲート電極2側の端部よりもドレイン電極4側に位置する。つまり、上側の低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層のゲート電極2側の端部は、下側の低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層のゲート電極2側の端部に対してずれた位置になっている。ここでは、上側の層の低誘電率膜6は、下側の層の低誘電率膜6の上方に設けられている。なお、上側の層の低誘電率膜6を、第4絶縁膜という。また、上側の層の絶縁膜8を、第5絶縁膜という。また、下側の層の低誘電率膜6を、第2絶縁膜という。また、下側の層の絶縁膜8を、第3絶縁膜という。
For this reason, the end on the
Further, in the layer composed of the plurality of low dielectric
このため、上側の低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆う絶縁膜10のゲート電極2側の端部は、下側の低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆う絶縁膜10のゲート電極2側の端部よりもドレイン電極4側に位置する。つまり、上側の低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆う絶縁膜10のゲート電極2側の端部は、下側の低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆う絶縁膜10のゲート電極2側の端部に対してずれた位置になっている。なお、上側の層を覆う絶縁膜10を、第8絶縁膜という。また、下側の層を覆う絶縁膜10を、第6絶縁膜という。
Therefore, the
このように、本実施形態では、ゲート電極2とドレイン電極4との間に、パッシベーション絶縁膜5、パッシベーション絶縁膜5を覆う絶縁膜9、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆う絶縁膜10を積層した絶縁膜積層構造11を備える。
ここでは、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層と、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆う絶縁膜10は、3回繰り返し積層された構造になっている。つまり、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層と、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆う絶縁膜10とが、交互に積層された構造になっている。また、ここでは、パッシベーション絶縁膜5と、絶縁膜9と、絶縁膜8と、絶縁膜10とは、同一の材料からなる。この場合、絶縁膜積層構造11は、ゲート電極2とドレイン電極4との間に、低誘電率膜6と、低誘電率膜6よりも高い誘電率を有する絶縁膜5、9、8、10とが積層された構造となる。このため、絶縁膜積層構造11は、2種類の材料からなる絶縁膜を積層した構造である。つまり、絶縁膜積層構造11は、異なる誘電率の材料からなる2種類の絶縁膜を積層した構造である。なお、各絶縁膜5、9、8、10が、異なる材料からなる、即ち、異なる誘電率の材料からなる場合は、絶縁膜積層構造11は、異なる誘電率の材料からなる2種類以上の絶縁膜を積層した構造となる。この場合、少なくとも1つの絶縁膜は低誘電率膜6である。
Thus, in the present embodiment, the
Here, the layer composed of the low dielectric
この場合、従来のデバイス構造(図6参照)においてゲート電極100とドレイン電極102との間に設けられていたパッシベーション絶縁膜103及び層間絶縁膜104(図6中、符号Xで示す)に代えて、図1に示すように、上述の絶縁膜積層構造11が設けられたデバイス構造を有するものとなる。
そして、上述の絶縁膜積層構造11を、パッシベーション絶縁膜5や層間絶縁膜7よりも低い誘電率を有する低誘電率膜6を含むものとしている。つまり、低誘電率膜6と、これよりも高い誘電率を有する絶縁膜5、9、8、10とを併用してゲート電極2の周辺、特に、ゲート電極2とドレイン電極4との間を埋め込むことによって、従来の構造のものよりも、容量を低く抑えることができる。これにより、絶縁膜によって生じる容量の低減、即ち、低容量化を実現することができ、これが高周波特性の向上に寄与する。
In this case, instead of the passivation insulating film 103 and the interlayer insulating film 104 (indicated by symbol X in FIG. 6) provided between the
The insulating film laminated
例えば、誘電率が約2.5程度の低誘電率膜と、誘電率が約7.0程度の絶縁膜とを、約40nm程度ずつ積層し、その合計が約300nm程度の膜厚となるようにゲート電極2とドレイン電極4との間を埋め込んだ構造の場合、誘電率が約7.0程度の絶縁膜のみで埋め込んだ構造の場合よりも約10〜約12%程度の容量低減が可能である。
特に、本実施形態では、上述のように、低誘電率膜6をドレイン電極4の側に設け、低誘電率膜6のゲート電極2の側に隣接して、低誘電率膜6よりも高い誘電率を有する絶縁膜8を設けることで、ゲート電極2の近傍に低誘電率膜6を設けないようにして、信頼性を向上させるようにしている。
For example, a low dielectric constant film having a dielectric constant of about 2.5 and an insulating film having a dielectric constant of about 7.0 are stacked by about 40 nm, and the total thickness is about 300 nm. In the structure in which the gap between the
In particular, in the present embodiment, as described above, the low dielectric
このように、本実施形態では、リーク電流が増加したり、閾値が低くなったりする等の信頼性の低下を招かないようにしながら、低容量化を実現し、高周波特性を向上させるようにしている。
また、上述のような絶縁膜積層構造11を設けて低容量化を実現することで、ゲート電極2とドレイン電極4との間の距離を短縮することができ、これにより、低抵抗化を実現し、効率を向上させることが可能となる。
As described above, in the present embodiment, the capacitance is reduced and the high frequency characteristics are improved while preventing a decrease in reliability such as an increase in leakage current or a decrease in threshold. Yes.
Further, by providing the insulating film laminated
このように、低容量化、及び、ゲート電極2とドレイン電極4との間の距離の短縮化によって、ソース電極・ドレイン電極間抵抗などの低抵抗化を図ることができ、高周波特性を向上させ、高効率化を実現することが可能となる。
そして、上述の絶縁膜積層構造11では、上側の低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層になるほど、ゲート電極2側の端部がドレイン電極4側に位置するようになっている。つまり、複数の低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層が階段状に積層されている。このため、上側の低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆う絶縁膜10になるほど、ゲート電極2側の端部がドレイン電極4側に位置するようになっている。つまり、複数の低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆う絶縁膜10が階段状に積層されている。これにより、絶縁膜積層構造11のゲート電極2側の端部での電界集中を分散させることができる。これにより、電界集中によって絶縁膜の欠陥部などから絶縁膜の劣化が進行してしまうのを抑えることができ、耐圧を向上させることができる。
Thus, by reducing the capacitance and shortening the distance between the
In the insulating film laminated
また、上述のように、パッシベーション絶縁膜5を覆う絶縁膜9、並びに、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆う絶縁膜10は、ゲート電極2側の端部が曲面状になっている。つまり、絶縁膜積層構造11のゲート電極2側に露出する各絶縁膜9、10の端部は、いずれも曲面状になっている。このため、ゲート電極2側の端部での電界集中を緩和することができる。これにより、電界集中によって絶縁膜の欠陥部などから絶縁膜の劣化が進行してしまうのを抑えることができ、耐圧を向上させることができる。
Further, as described above, the insulating
このように、絶縁膜積層構造11のゲート電極2側に露出する各絶縁膜9、10の端部は、いずれも曲面状になっており、さらに、階段状にずらして積層されているため、ゲート電極・ドレイン電極間での電界集中を緩和・分散することができ、高耐圧化を実現することが可能である。このため、高い信頼性を確保することができる。
また、本実施形態では、ゲート電極2とソース電極3との間に、パッシベーション絶縁膜5、パッシベーション絶縁膜5を覆う絶縁膜9を積層した絶縁膜積層構造12を備える。ここでは、パッシベーション絶縁膜5と、これを覆う絶縁膜9とは、同一の材料からなる。このため、絶縁膜積層構造12は、同一の材料からなる絶縁膜を積層した構造である。つまり、絶縁膜積層構造12は、同一の誘電率の材料からなる2種類の絶縁膜を積層した構造である。
As described above, the end portions of the insulating
Further, in the present embodiment, an insulating film laminated
ここでは、上述のように、パッシベーション絶縁膜5を覆う絶縁膜9は、ゲート電極2側の端部が曲面状になっている。このため、ゲート電極2側の端部での電界集中を緩和することができ、耐圧を向上させることができる。
次に、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法について、図2、図3を参照しながら説明する。
Here, as described above, the insulating
Next, a method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
つまり、まず、図2(A)に示すように、半導体領域1の上方、即ち、半導体基板上に形成された半導体積層構造(GaN−HEMT構造)の上方のゲート電極形成領域を挟んで両側に、それぞれ、ソース電極3及びドレイン電極4を形成する。
次に、半導体領域1の表面を含む表面全体を覆うようにパッシベーション絶縁膜5(第1絶縁膜)を成膜する。例えば、パッシベーション絶縁膜5として、誘電率約7.0〜約7.5程度のSiN膜(例えばSi3N4膜)を成膜する。
That is, first, as shown in FIG. 2A, on both sides of the gate electrode formation region above the semiconductor region 1, that is, above the semiconductor stacked structure (GaN-HEMT structure) formed on the semiconductor substrate. The
Next, a passivation insulating film 5 (first insulating film) is formed so as to cover the entire surface including the surface of the semiconductor region 1. For example, a SiN film (for example, a Si 3 N 4 film) having a dielectric constant of about 7.0 to about 7.5 is formed as the
次に、図2(B)に示すように、ゲート電極形成領域(ここではゲート電極下部形成領域)のパッシベーション絶縁膜5を除去する。ここでは、フォトリソグラフィ技術によって、即ち、レジスト塗布後、露光・現像・エッチングを行なうことによって、ゲート電極形成領域のパッシベーション絶縁膜5を除去して、後に形成されるゲート電極2の下部寸法よりも少し大きい寸法を持つ開口部5Aをパッシベーション絶縁膜5に形成する。また、ここでは、ゲート電極形成領域を挟んで両側に形成されるパッシベーション絶縁膜5のゲート電極形成領域側の端面、即ち、開口部5Aに露出する端面が垂直になるようにエッチングする。つまり、パッシベーション絶縁膜5のゲート電極形成領域側の端面は、垂直になる。
Next, as shown in FIG. 2B, the
次に、図2(C)に示すように、パッシベーション絶縁膜5を覆うように絶縁膜9(第5絶縁膜)を成膜する。つまり、パッシベーション絶縁膜5を絶縁膜9で埋め込む。ここでは、パッシベーション絶縁膜5を、これと同一の材料からなる絶縁膜9で埋め込む。例えば、絶縁膜9として、誘電率約7.0〜約7.5程度のSiN膜(例えばSi3N4膜)を成膜する。この場合、上述のようにして形成されたパッシベーション絶縁膜5のゲート電極形成領域側の垂直になっている端面を覆い被せるように、パッシベーション絶縁膜5を絶縁膜9で埋め込むと、絶縁膜9には、ゲート電極形成領域を挟んで両側に曲面部分9Aが形成される。なお、絶縁膜9は、ゲート電極形成領域側に曲面部分9Aを形成することができれば良く、それほど厚さは必要ないため、絶縁膜9として、例えばパッシベーション絶縁膜5の1/2〜2/3程度の厚さを有する薄膜の絶縁膜を成膜する。
Next, as shown in FIG. 2C, an insulating film 9 (fifth insulating film) is formed so as to cover the
次に、図2(D)に示すように、絶縁膜9のゲート電極形成領域を挟んで両側に形成される曲面部分9Aを残すようにゲート電極形成領域の絶縁膜9を除去する。ここでは、フォトリソグラフィ技術によって、即ち、レジスト塗布後、露光・現像・エッチングを行なうことによって、ゲート電極形成領域の絶縁膜9を除去して、絶縁膜9に開口部9Bを形成する。これにより、パッシベーション絶縁膜5を覆う絶縁膜9のゲート電極形成領域側の端部9C、即ち、後に形成されるゲート電極2に接触する部分が、曲面状、即ち、緩やかな丸みを帯びた形状となる。このようにして、ゲート電極形成領域とソース電極3との間に、パッシベーション絶縁膜5及び絶縁膜9を積層した絶縁膜積層構造12が形成される。そして、絶縁膜積層構造12では、ゲート電極形成領域側に露出する絶縁膜9の端部は、曲面状となる。
Next, as shown in FIG. 2D, the insulating
次に、図2(E)に示すように、全面に低誘電率膜6(第2絶縁膜)を成膜する。つまり、パッシベーション絶縁膜5を覆う絶縁膜9上に低誘電率膜6を成膜する。例えば、低誘電率膜6として、パッシベーション絶縁膜5よりも低い誘電率を有する絶縁膜であって、その誘電率が約2.0〜約3.0程度の絶縁膜を成膜する。
次いで、図2(F)に示すように、ドレイン電極4とゲート電極形成領域との間、ここでは、そのドレイン電極4の側に設けられている低誘電率膜6を残すように、それ以外の部分の低誘電率膜6を除去する。ここでは、フォトリソグラフィ技術によって、即ち、レジスト塗布後、露光・現像・エッチングを行なうことによって、ドレイン電極4の直近からドレイン電極4とゲート電極形成領域との間の距離の1/2程度の位置までの低誘電率膜6を残すように、それ以外の部分の低誘電率膜6を除去する。
Next, as shown in FIG. 2E, a low dielectric constant film 6 (second insulating film) is formed on the entire surface. That is, the low dielectric
Next, as shown in FIG. 2F, other than that, the low dielectric
次に、図3(A)に示すように、全面に、低誘電率膜6よりも高い誘電率を有する絶縁膜8(第3絶縁膜)を成膜する。つまり、パッシベーション絶縁膜5を覆う絶縁膜9上に、低誘電率膜6よりも高い誘電率を有する絶縁膜8を成膜する。ここでは、パッシベーション絶縁膜5やこれを覆う絶縁膜9と同一の材料からなる絶縁膜8を全面に成膜する。例えば、絶縁膜8として、誘電率約7.0〜約7.5程度のSiN膜(例えばSi3N4膜)を成膜する。
Next, as shown in FIG. 3A, an insulating film 8 (third insulating film) having a dielectric constant higher than that of the low dielectric
次いで、図3(B)に示すように、ドレイン電極4とゲート電極形成領域との間、ここでは、低誘電率膜6のゲート電極形成領域の側に設けられている絶縁膜8を残すように、それ以外の部分の絶縁膜8を除去する。ここでは、フォトリソグラフィ技術によって、即ち、レジスト塗布後、露光・現像・エッチングを行なうことによって、低誘電率膜6のゲート電極形成領域側の端部に接する部分からゲート電極形成領域の近傍の部分までの絶縁膜8を、低誘電率膜6と同一の厚さで残すように、それ以外の部分の絶縁膜8を除去する。ここで、ゲート電極形成領域の近傍部分とは、パッシベーション絶縁膜5のゲート電極形成領域側の端部よりもドレイン電極4側に位置する部分である。つまり、低誘電率膜6に隣接して設けられる絶縁膜8のゲート電極形成領域側の端部が、パッシベーション絶縁膜5のゲート電極形成領域側の端部よりもドレイン電極4側に位置するようにする。また、ここでは、絶縁膜8のゲート電極形成領域側の端面が垂直になるようにエッチングする。つまり、絶縁膜8のゲート電極形成領域側の端面は、垂直になる。
Next, as shown in FIG. 3B, the insulating
このようにして、パッシベーション絶縁膜5を覆う絶縁膜9上に、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層が形成される。そして、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層のゲート電極形成領域側の端部は、パッシベーション絶縁膜5のゲート電極形成領域側の端部よりもドレイン電極4側に位置することになる。つまり、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層のゲート電極形成領域側の端部、即ち、絶縁膜8のゲート電極形成領域側の端部が、パッシベーション絶縁膜5のゲート電極形成領域側の端部に対してずれた位置になる。
In this manner, a layer composed of the low dielectric
次に、図3(C)に示すように、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆うように絶縁膜10(第4絶縁膜)を成膜する。つまり、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を絶縁膜10で埋め込む。ここでは、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を、低誘電率膜6よりも高い誘電率を有する絶縁膜10で埋め込む。ここでは、パッシベーション絶縁膜5、パッシベーション絶縁膜5を覆う絶縁膜9及び低誘電率膜6に隣接する絶縁膜8と同一の材料からなる絶縁膜10を全面に成膜する。例えば、絶縁膜10として、誘電率約7.0〜約7.5程度のSiN膜(例えばSi3N4膜)を成膜する。この場合、上述のようにして形成された絶縁膜8のゲート電極形成領域側の垂直になっている端面を覆い被せるように、低誘電率膜6に隣接する絶縁膜8を絶縁膜10で埋め込むと、絶縁膜10には、ゲート電極形成領域を挟んで両側に曲面部分10Aが形成される。また、絶縁膜10は、ゲート電極形成領域を挟んで両側に曲面部分10Aを形成することができれば良く、それほど厚さは必要ないため、絶縁膜10として、例えばパッシベーション絶縁膜5の1/2〜2/3程度の厚さを有する薄膜の絶縁膜を成膜する。
Next, as shown in FIG. 3C, an insulating film 10 (fourth insulating film) is formed so as to cover the layer made of the low dielectric
次に、図3(D)に示すように、絶縁膜10のゲート電極形成領域を挟んで両側に形成される曲面部分10Aの一方(ここではドレイン電極4側)を含み、かつ、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆っている部分を残すように、絶縁膜10を除去する。ここでは、フォトリソグラフィ技術によって、即ち、レジスト塗布後、露光・現像・エッチングを行なうことによって、上述の部分以外の部分の絶縁膜10を除去する。これにより、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆う絶縁膜10のゲート電極形成領域側の端部10B、即ち、後に形成されるゲート電極2に接する部分が、曲面状、即ち、緩やかな丸みを帯びた形状となる。また、ここでは、上述のように、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層のゲート電極形成領域側の端部が、パッシベーション絶縁膜5のゲート電極形成領域側の端部よりもドレイン電極4側に位置するようにしている。このため、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆う絶縁膜10のゲート電極形成領域側の曲面状の端部10Bの位置は、パッシベーション絶縁膜5を覆う絶縁膜9のゲート電極形成領域側の曲面状の端部9Cよりもドレイン電極4側にずらされた位置となる。
Next, as shown in FIG. 3D, one of the
そして、上述の低誘電率膜6を成膜・加工する工程、上述の低誘電率膜6に隣接する絶縁膜8を成膜・加工する工程、上述の低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆う絶縁膜10を成膜・加工する工程を、数回(ここでは2回;合計3回)繰り返す。
つまり、下側の低誘電率膜6(第2絶縁膜)及びこれに隣接する絶縁膜8(第3絶縁膜)からなる層を覆う絶縁膜10(第4絶縁膜)上に、上側の低誘電率膜6(第6絶縁膜)及びこれに隣接する絶縁膜8(第7絶縁膜)からなる層及びこれを覆う絶縁膜10(第8絶縁膜)を形成する。ここでは、まず、絶縁膜10を除去する工程の後に、下側の低誘電率膜6の上方の絶縁膜10上に、上側の低誘電率膜6を形成する。次に、上側の低誘電率膜6のゲート電極形成領域の側に、絶縁膜8を形成する。特に、つまり、上側の絶縁膜8のゲート電極形成領域側の端面が、下側の絶縁膜8のゲート電極形成領域側の端面よりもドレイン電極4側になるように、上側の絶縁膜8を形成する。上側の絶縁膜8のゲート電極形成領域側の端面が、下側の絶縁膜8のゲート電極形成領域側の端面に対してずれた位置になるように、上側の絶縁膜8を形成する。次いで、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8を絶縁膜10で埋め込む。そして、絶縁膜10のゲート電極形成領域を挟んで両側に形成される曲面部分の一方(ここではドレイン電極4側)を含み、かつ、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8を覆っている部分を残すように、絶縁膜10を除去する。この場合、上側の絶縁膜10のゲート電極形成領域側の曲面状の端部10Bの位置は、下側の絶縁膜10のゲート電極形成領域側の曲面状の端部10Bよりもドレイン電極4側にずらされた位置となる。つまり、上側の絶縁膜10のゲート電極形成領域側の曲面状の端部10Bの位置は、下側の絶縁膜10のゲート電極形成領域側の曲面状の端部10Bに対してずれた位置となる。
Then, the step of forming and processing the above-described low dielectric
That is, the upper low dielectric constant film 6 (second insulating film) and the insulating film 10 (fourth insulating film) covering the layer made of the insulating film 8 (third insulating film) adjacent thereto are disposed on the upper low dielectric constant film 6 (second insulating film). A layer composed of the dielectric constant film 6 (sixth insulating film) and the insulating film 8 (seventh insulating film) adjacent thereto and an insulating film 10 (eighth insulating film) covering the layer are formed. Here, first, after the step of removing the insulating
これにより、図3(E)に示すように、ゲート電極形成領域とドレイン電極4との間に、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層とこれを覆う絶縁膜10とが交互に積層された構造が形成される。
このようにして、ゲート電極形成領域とドレイン電極4との間に、パッシベーション絶縁膜5、絶縁膜9、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層、絶縁膜10、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層、絶縁膜10、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層、絶縁膜10を積層した絶縁膜積層構造11が形成される。そして、絶縁膜積層構造11では、ゲート電極形成領域側に露出する各絶縁膜9、10の端部は、いずれも曲面状となり、かつ、上側の層になるほどゲート電極形成領域側の端部がドレイン電極4側に位置し、各層が階段状にずらされて積層されることになる。
As a result, as shown in FIG. 3E, between the gate electrode formation region and the drain electrode 4, a layer composed of the low dielectric
Thus, between the gate electrode formation region and the drain electrode 4, a layer comprising the
その後、ゲート電極形成領域に、例えば蒸着によって、ゲート電極2を形成する。
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、ゲート電極2とドレイン電極4との間に存在する絶縁膜によって生じる容量の低減、即ち、低容量化を実現することができ、より高周波特性を向上させることができるという利点がある。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図4を参照しながら説明する。
Thereafter, the
Therefore, according to the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, it is possible to reduce the capacitance generated by the insulating film existing between the
[Second Embodiment]
Next, a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
本実施形態では、上述の第1実施形態のものに対し、図4(F)に示すように、低誘電率膜6を含む絶縁膜積層構造11をゲート電極2とソース電極3との間に設けている点が異なる。
つまり、上述の第1実施形態(図1参照)では、低誘電率膜6を含む絶縁膜積層構造11をゲート電極2とドレイン電極4との間にのみ設けているのに対し、本実施形態では、低誘電率膜6を含む絶縁膜積層構造11をゲート電極2とソース電極3との間にのみ設けている点が異なる。
In the present embodiment, an insulating film laminated
That is, in the first embodiment described above (see FIG. 1), the insulating film laminated
特に、本実施形態では、従来のデバイス構造(図6参照)においてゲート電極100とソース電極101との間に設けられていたパッシベーション絶縁膜103及び層間絶縁膜104に代えて、図4(F)に示すように、絶縁膜積層構造11が設けられたデバイス構造を有するものとなる。そして、絶縁膜積層構造11を、パッシベーション絶縁膜5や層間絶縁膜7よりも低い誘電率を有する低誘電率膜6を含むものとしている。これにより、絶縁膜によって生じる容量の低減、即ち、低容量化を実現することができ、これが高周波特性の向上に寄与する。
In particular, in this embodiment, instead of the passivation insulating film 103 and the interlayer insulating film 104 provided between the
特に、本実施形態では、低誘電率膜6をソース電極3の側に設け、低誘電率膜6のゲート電極2の側に隣接して、低誘電率膜6よりも高い誘電率を有する絶縁膜8を設けることで、ゲート電極2の近傍に低誘電率膜6を設けないようにして、信頼性を向上させるようにしている。このように、本実施形態では、信頼性が低下しないようにしながら、低容量化を実現し、高周波特性を向上させるようにしている。
In particular, in the present embodiment, the low dielectric
また、本実施形態では、絶縁膜積層構造11のゲート電極2側に露出する各絶縁膜9、10の端部は、いずれも曲面状になっており、さらに、階段状にずらして積層されているため、ゲート電極・ソース電極間での電界集中を緩和・分散することができ、高耐圧化を実現することが可能である。
また、本実施形態では、ゲート電極2とドレイン電極4との間に、パッシベーション絶縁膜5、パッシベーション絶縁膜5を覆う絶縁膜9を積層した絶縁膜積層構造12を備える。そして、パッシベーション絶縁膜5を覆う絶縁膜9は、ゲート電極2側の端部が曲面状になっているため、ゲート電極2側の端部での電界集中を緩和することができ、耐圧を向上させることができる。
In the present embodiment, the end portions of the insulating
Further, in the present embodiment, an insulating film laminated
なお、その他の構成の詳細は、上述の第1実施形態のものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
次に、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法について、図4(A)〜図4(F)を参照しながら説明する。
まず、上述の第1実施形態の場合[図2(A)〜図2(E)参照]と同様に、全面に低誘電率膜6を成膜する工程までの各工程を行なう。
Other details of the configuration are the same as those of the first embodiment described above, and thus the description thereof is omitted here.
Next, a method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 (A) to 4 (F).
First, as in the case of the first embodiment described above [see FIGS. 2A to 2E], each process up to the process of forming the low dielectric
次に、図4(A)に示すように、ソース電極3とゲート電極形成領域との間、ここでは、そのソース電極3の側に設けられている低誘電率膜6を残すように、それ以外の部分の低誘電率膜6を除去する。ここでは、フォトリソグラフィ技術によって、即ち、レジスト塗布後、露光・現像・エッチングを行なうことによって、ソース電極3の直近からソース電極3とゲート電極形成領域との間の距離の1/2程度の位置までの低誘電率膜6を残すように、それ以外の部分の低誘電率膜6を除去する。
Next, as shown in FIG. 4A, the low dielectric
次に、図4(B)に示すように、全面に、低誘電率膜6よりも高い誘電率を有する絶縁膜8(第3絶縁膜)を成膜する。つまり、パッシベーション絶縁膜5を覆う絶縁膜9上に、低誘電率膜6よりも高い誘電率を有する絶縁膜8を成膜する。ここでは、パッシベーション絶縁膜5やこれを覆う絶縁膜9と同一の材料からなる絶縁膜8を全面に成膜する。例えば、絶縁膜8として、誘電率約7.0〜約7.5程度のSiN膜(例えばSi3N4膜)を成膜する。
Next, as shown in FIG. 4B, an insulating film 8 (third insulating film) having a dielectric constant higher than that of the low dielectric
次いで、図4(C)に示すように、ソース電極3とゲート電極形成領域との間、ここでは、低誘電率膜6のゲート電極形成領域の側に設けられている絶縁膜8を残すように、それ以外の部分の絶縁膜8を除去する。ここでは、フォトリソグラフィ技術によって、即ち、レジスト塗布後、露光・現像・エッチングを行なうことによって、低誘電率膜6のゲート電極形成領域側の端部に接する部分からゲート電極形成領域の近傍の部分までの絶縁膜8を、低誘電率膜6と同一の厚さで残すように、それ以外の部分の絶縁膜8を除去する。ここで、ゲート電極形成領域の近傍部分とは、パッシベーション絶縁膜5のゲート電極形成領域側の端部よりもソース電極3側に位置する部分である。つまり、低誘電率膜6に隣接して設けられる絶縁膜8のゲート電極形成領域側の端部が、パッシベーション絶縁膜5のゲート電極形成領域側の端部よりもソース電極3側に位置するようにする。また、ここでは、絶縁膜8のゲート電極形成領域側の端面が垂直になるようにエッチングする。つまり、絶縁膜8のゲート電極形成領域側の端面は、垂直になる。
Next, as shown in FIG. 4C, the insulating
このようにして、パッシベーション絶縁膜5を覆う絶縁膜9上に、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層が形成される。そして、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層のゲート電極形成領域側の端部は、パッシベーション絶縁膜5のゲート電極形成領域側の端部よりもソース電極3側に位置することになる。つまり、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層のゲート電極形成領域側の端部、即ち、絶縁膜8のゲート電極形成領域側の端部が、パッシベーション絶縁膜5のゲート電極形成領域側の端部に対してずれた位置になる。
In this manner, a layer composed of the low dielectric
次に、図4(D)に示すように、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆うように絶縁膜10(第4絶縁膜)を成膜する。つまり、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を絶縁膜10で埋め込む。ここでは、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を、低誘電率膜6よりも高い誘電率を有する絶縁膜10で埋め込む。ここでは、パッシベーション絶縁膜5、パッシベーション絶縁膜5を覆う絶縁膜9及び低誘電率膜6に隣接する絶縁膜8と同一の材料からなる絶縁膜10を全面に成膜する。例えば、絶縁膜10として、誘電率約7.0〜約7.5程度のSiN膜(例えばSi3N4膜)を成膜する。この場合、上述のようにして形成された絶縁膜8のゲート電極形成領域側の垂直になっている端面を覆い被せるように、低誘電率膜6に隣接する絶縁膜8を絶縁膜10で埋め込むと、絶縁膜10には、ゲート電極形成領域を挟んで両側に曲面部分10Aが形成される。また、絶縁膜10は、ゲート電極形成領域を挟んで両側に曲面部分10Aを形成することができれば良く、それほど厚さは必要ないため、絶縁膜10として、例えばパッシベーション絶縁膜5の1/2〜2/3程度の厚さを有する薄膜の絶縁膜を成膜する。
Next, as shown in FIG. 4D, an insulating film 10 (fourth insulating film) is formed so as to cover the layer made of the low dielectric
次に、図4(E)に示すように、絶縁膜10のゲート電極形成領域を挟んで両側に形成される曲面部分10Aの一方(ここではソース電極3側)を含み、かつ、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆っている部分を残すように、絶縁膜10を除去する。ここでは、フォトリソグラフィ技術によって、即ち、レジスト塗布後、露光・現像・エッチングを行なうことによって、上述の部分以外の部分の絶縁膜10を除去する。これにより、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆う絶縁膜10のゲート電極形成領域側の端部10B、即ち、後に形成されるゲート電極2に接する部分が、曲面状、即ち、緩やかな丸みを帯びた形状となる。また、ここでは、上述のように、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層のゲート電極形成領域側の端部が、パッシベーション絶縁膜5のゲート電極形成領域側の端部よりもソース電極3側に位置するようにしている。このため、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆う絶縁膜10のゲート電極形成領域側の曲面状の端部10Bの位置は、パッシベーション絶縁膜5を覆う絶縁膜9のゲート電極形成領域側の曲面状の端部9Cよりもソース電極3側にずらされた位置となる。
Next, as shown in FIG. 4E, one of the
そして、上述の低誘電率膜6を成膜・加工する工程、上述の低誘電率膜6に隣接する絶縁膜8を成膜・加工する工程、上述の低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆う絶縁膜10を成膜・加工する工程を、数回(ここでは2回;合計3回)繰り返す。
つまり、下側の低誘電率膜6(第2絶縁膜)及びこれに隣接する絶縁膜8(第3絶縁膜)からなる層を覆う絶縁膜10(第4絶縁膜)上に、上側の低誘電率膜6(第6絶縁膜)及びこれに隣接する絶縁膜8(第7絶縁膜)からなる層及びこれを覆う絶縁膜10(第8絶縁膜)を形成する。ここでは、まず、絶縁膜10を除去する工程の後に、下側の低誘電率膜6の上方の絶縁膜10上に、上側の低誘電率膜6を形成する。次に、上側の低誘電率膜6のゲート電極形成領域の側に、絶縁膜8を形成する。特に、つまり、上側の絶縁膜8のゲート電極形成領域側の端面が、下側の絶縁膜8のゲート電極形成領域側の端面よりもソース電極3側になるように、上側の絶縁膜8を形成する。上側の絶縁膜8のゲート電極形成領域側の端面が、下側の絶縁膜8のゲート電極形成領域側の端面に対してずれた位置になるように、上側の絶縁膜8を形成する。次いで、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8を絶縁膜10で埋め込む。そして、絶縁膜10のゲート電極形成領域を挟んで両側に形成される曲面部分の一方(ここではソース電極3側)を含み、かつ、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8を覆っている部分を残すように、絶縁膜10を除去する。この場合、上側の絶縁膜10のゲート電極形成領域側の曲面状の端部10Bの位置は、下側の絶縁膜10のゲート電極形成領域側の曲面状の端部10Bよりもソース電極3側にずらされた位置となる。つまり、上側の絶縁膜10のゲート電極形成領域側の曲面状の端部10Bの位置は、下側の絶縁膜10のゲート電極形成領域側の曲面状の端部10Bに対してずれた位置となる。
Then, the step of forming and processing the above-described low dielectric
That is, the upper low dielectric constant film 6 (second insulating film) and the insulating film 10 (fourth insulating film) covering the layer made of the insulating film 8 (third insulating film) adjacent thereto are disposed on the upper low dielectric constant film 6 (second insulating film). A layer composed of the dielectric constant film 6 (sixth insulating film) and the insulating film 8 (seventh insulating film) adjacent thereto and an insulating film 10 (eighth insulating film) covering the layer are formed. Here, first, after the step of removing the insulating
これにより、図4(F)に示すように、ゲート電極形成領域とソース電極3との間に、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層とこれを覆う絶縁膜10とが交互に積層された構造が形成される。
このようにして、ゲート電極形成領域とソース電極3との間に、パッシベーション絶縁膜5、絶縁膜9、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層、絶縁膜10、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層、絶縁膜10、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層、絶縁膜10を積層した絶縁膜積層構造11が形成される。そして、絶縁膜積層構造11では、ゲート電極形成領域側に露出する各絶縁膜9、10の端部は、いずれも曲面状となり、かつ、上側の層になるほどゲート電極形成領域側の端部がソース電極3側に位置し、各層が階段状にずらされて積層されることになる。
As a result, as shown in FIG. 4F, between the gate electrode formation region and the
Thus, between the gate electrode formation region and the
その後、ゲート電極形成領域に、例えば蒸着によって、ゲート電極2を形成する。
なお、その他の製造方法の詳細は、上述の第1実施形態の場合と同じであるため、ここではその説明を省略する。
したがって、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法によれば、ゲート電極2とソース電極3との間に存在する絶縁膜によって生じる容量の低減、即ち、低容量化を実現することができ、より高周波特性を向上させることができるという利点がある。
[第3実施形態]
次に、第3実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図5を参照しながら説明する。
Thereafter, the
The details of the other manufacturing methods are the same as those in the case of the first embodiment described above, and the description thereof is omitted here.
Therefore, according to the manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment, it is possible to reduce the capacitance generated by the insulating film existing between the
[Third Embodiment]
Next, a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to the third embodiment will be described with reference to FIG.
本実施形態では、上述の第1、2実施形態のものに対し、低誘電率膜6を含む絶縁膜積層構造11を、ゲート電極2とソース電極3との間、及び、ゲート電極2とドレイン電極4との間に設けている点が異なる。
つまり、本実施形態にかかる半導体装置は、低誘電率膜6を含む絶縁膜積層構造11をゲート電極2とドレイン電極4との間に設けている上述の第1実施形態のもの(図1参照)と、低誘電率膜6を含む絶縁膜積層構造11をゲート電極2とソース電極3との間に設けている上述の第2実施形態のもの[図4(F)参照]とを組み合わせたものである。
In the present embodiment, the insulating film laminated
That is, the semiconductor device according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment described above in which the insulating film laminated
なお、構成の詳細は、上述の第1、2実施形態のものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
次に、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法について、図5(A)〜図5(F)を参照しながら説明する。
まず、上述の第1実施形態の場合[図2(A)〜図2(E)参照]と同様に、全面に低誘電率膜6を成膜する工程までの各工程を行なう。
Note that the details of the configuration are the same as those of the first and second embodiments described above, and thus the description thereof is omitted here.
Next, a method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 (A) to 5 (F).
First, as in the case of the first embodiment described above [see FIGS. 2A to 2E], each process up to the process of forming the low dielectric
次に、図5(A)に示すように、上述の第1、2実施形態の場合と同様に、ドレイン電極4とゲート電極形成領域との間、及び、ソース電極3とゲート電極形成領域との間のそれぞれに設けられている低誘電率膜6を残すように、それ以外の部分の低誘電率膜6を除去する。ここでは、ドレイン電極4とゲート電極形成領域との間のドレイン電極4の側、及び、ソース電極3とゲート電極形成領域との間のソース電極3の側のそれぞれに設けられている低誘電率膜6を残すように、それ以外の部分の低誘電率膜6を除去する。
Next, as shown in FIG. 5A, as in the first and second embodiments described above, between the drain electrode 4 and the gate electrode formation region, and between the
次に、図5(B)に示すように、上述の第1、2実施形態の場合と同様に、全面に、低誘電率膜6よりも高い誘電率を有する絶縁膜8を成膜する。
次いで、図5(C)に示すように、上述の第1、2実施形態の場合と同様に、ドレイン電極4とゲート電極形成領域との間、及び、ソース電極3とゲート電極形成領域との間のそれぞれに設けられている絶縁膜8を残すように、それ以外の部分の絶縁膜8を除去する。ここでは、ドレイン電極4とゲート電極形成領域との間の低誘電率膜6のゲート電極形成領域の側、及び、ソース電極3とゲート電極形成領域との間の低誘電率膜6のゲート電極形成領域の側のそれぞれに設けられている絶縁膜8を残すように、それ以外の部分の絶縁膜8を除去する。
Next, as shown in FIG. 5B, an insulating
Next, as shown in FIG. 5C, as in the first and second embodiments described above, between the drain electrode 4 and the gate electrode formation region, and between the
次に、図5(D)に示すように、上述の第1、2実施形態の場合と同様に、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆うように絶縁膜10を成膜する。
次に、図5(E)に示すように、上述の第1、2実施形態の場合と同様に、絶縁膜10のゲート電極形成領域を挟んで両側に形成される曲面部分10Aの両方(ドレイン電極4側及びソース電極3側)を含み、かつ、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆っている部分を残すように、絶縁膜10を除去する。
Next, as shown in FIG. 5D, as in the case of the first and second embodiments described above, the insulating
Next, as shown in FIG. 5E, both of the
そして、上述の第1、2実施形態の場合と同様に、上述の低誘電率膜6を成膜・加工する工程、上述の低誘電率膜6に隣接する絶縁膜8を成膜・加工する工程、上述の低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を覆う絶縁膜10を成膜・加工する工程を、数回(ここでは2回;合計3回)繰り返す。これにより、図5(F)に示すように、ゲート電極形成領域とドレイン電極4との間、及び、ゲート電極形成領域とソース電極3との間のそれぞれに、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層とこれを覆う絶縁膜10とが交互に積層された構造が形成される。
Then, as in the case of the first and second embodiments, the step of forming and processing the low dielectric
このようにして、ゲート電極形成領域とドレイン電極4との間、及び、ゲート電極形成領域とソース電極3との間のそれぞれに、パッシベーション絶縁膜5、絶縁膜9、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層、絶縁膜10、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層、絶縁膜10、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層、絶縁膜10を積層した絶縁膜積層構造11が形成される。そして、絶縁膜積層構造11では、ゲート電極形成領域側に露出する各絶縁膜9、10の端部は、いずれも曲面状となり、かつ、上側の層になるほどゲート電極形成領域側の端部がドレイン電極4側又はソース電極3側に位置し、各層が階段状にずらされて積層されることになる。
Thus, the
その後、ゲート電極形成領域に、例えば蒸着によって、ゲート電極2を形成する。
なお、その他の製造方法の詳細は、上述の第1、2実施形態の場合と同じであるため、ここではその説明を省略する。
したがって、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法によれば、上述の第1、2実施形態の場合と同様に、ゲート電極2とドレイン電極4との間に存在する絶縁膜、及び、ゲート電極2とソース電極3との間に存在する絶縁膜によって生じる容量の低減、即ち、低容量化を実現することができ、より高周波特性を向上させることができるという利点がある。
[その他]
なお、本発明は、上述した各実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
Thereafter, the
The details of the other manufacturing methods are the same as those in the first and second embodiments described above, and therefore the description thereof is omitted here.
Therefore, according to the manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment, the insulating film existing between the
[Others]
In addition, this invention is not limited to the structure described in each embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
例えば、上述の各実施形態においてそれぞれ説明しているように、低誘電率膜6を含む絶縁膜積層構造11は、ソース電極3とゲート電極2との間、及び、ドレイン電極4とゲート電極2との間の少なくとも一方に設ければ良い。
また、例えば、上述の各実施形態では、低誘電率膜6を含む絶縁膜積層構造11を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではなく、ソース電極とゲート電極との間、及び、ドレイン電極とゲート電極との間の少なくとも一方のパッシベーション絶縁膜(第1絶縁膜)の上方に、パッシベーション絶縁膜よりも低い誘電率を有する低誘電率膜(第2絶縁膜)を備えるものであれば良い。
For example, as described in each of the above-described embodiments, the insulating film laminated
Further, for example, in each of the above-described embodiments, the insulating film laminated
例えば、従来の構成(図6参照)において、低誘電率膜6を、ゲート電極とドレイン電極との間、及び、ゲート電極とソース電極との間の少なくとも一方のパッシベーション絶縁膜上に設けたものでも良い。
また、例えば、従来の構成(図6参照)において、低誘電率膜6を、パッシベーション絶縁膜上のゲート電極から離れた位置に設けたものでも良い。つまり、低誘電率膜6を、パッシベーション絶縁膜上のドレイン電極の側、即ち、ゲート電極とドレイン電極との間のドレイン電極の側に設けたものでも良い。また、低誘電率膜を、パッシベーション絶縁膜上のソース電極の側、即ち、ゲート電極とソース電極との間のソース電極の側に設けたものでも良い。
For example, in the conventional configuration (see FIG. 6), the low dielectric
Further, for example, in the conventional configuration (see FIG. 6), the low dielectric
また、例えば、低誘電率膜6は、一層設けるだけでも良いし、複数層積層させても良い。
このように、上述の各実施形態において備えられる、低誘電率膜6に隣接する絶縁膜8、パッシベーション絶縁膜5を覆う絶縁膜9、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8を覆う絶縁膜10を設けなくても良い。
Further, for example, the low dielectric
As described above, the insulating
また、例えば、上述の各実施形態における低誘電率膜6を含む絶縁膜積層構造11において、パッシベーション絶縁膜5を覆う絶縁膜9、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8を覆う絶縁膜10を設けなくても良い。また、階段状に積層しなくても良い。また、低誘電率膜6及びこれに隣接する絶縁膜8からなる層を一層設けるだけでも良い。
また、上述の各実施形態では、パッシベーション絶縁膜5に開口部5A(ゲート下部開口)[図2(B)参照]を設けるようにしているが、これに限られるものではなく、パッシベーション絶縁膜5には開口部を設けなくても良い。この場合、ゲート電極2は、パッシベーション絶縁膜5上に形成されることになる。つまり、パッシベーション絶縁膜5は、ゲート電極2とソース電極3との間及びゲート電極2とドレイン電極4との間の半導体領域1の表面上だけでなく、半導体領域1とゲート電極2との間にも介在することになる。
Further, for example, in the insulating film laminated
In each of the above-described embodiments, the
1 半導体領域
2 ゲート電極
3 ソース電極
4 ドレイン電極
5 パッシベーション絶縁膜
6 低誘電率膜
7 層間絶縁膜
8、9、10 絶縁膜
9A、10A 曲面部分
9B 開口部
9C、10B 曲面状の端部
11 絶縁膜積層構造
12 絶縁膜積層構造
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (11)
前記半導体領域の上方に形成されたゲート電極と、
前記半導体領域の上方に形成され、前記ゲート電極を挟んで両側にそれぞれ設けられたソース電極及びドレイン電極と、
前記半導体領域の表面を覆う第1絶縁膜と、
前記ソース電極と前記ゲート電極との間、及び、前記ドレイン電極と前記ゲート電極との間の少なくとも一方の前記第1絶縁膜の上方に設けられ、前記第1絶縁膜よりも低い誘電率を有する第2絶縁膜とを備え、
前記第2絶縁膜は、前記ゲート電極から離れた位置に設けられており、
前記第2絶縁膜の前記ゲート電極の側に設けられ、前記第2絶縁膜よりも高い誘電率を有する第3絶縁膜と、
前記第2絶縁膜の上方に設けられ、前記第1絶縁膜よりも低い誘電率を有する第4絶縁膜と、
前記第4絶縁膜の前記ゲート電極の側に設けられ、前記第4絶縁膜よりも高い誘電率を有する第5絶縁膜とを備え、
前記第5絶縁膜の前記ゲート電極側の端部は、前記第3絶縁膜の前記ゲート電極側の端部に対してずれた位置になっていることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor region;
A gate electrode formed above the semiconductor region;
A source electrode and a drain electrode formed above the semiconductor region and provided on both sides of the gate electrode,
A first insulating film covering a surface of the semiconductor region;
Provided above the first insulating film between at least one of the source electrode and the gate electrode and between the drain electrode and the gate electrode, and has a dielectric constant lower than that of the first insulating film. A second insulating film;
The second insulating film is provided at a position away from the gate electrode,
A third insulating film provided on the gate electrode side of the second insulating film and having a dielectric constant higher than that of the second insulating film;
A fourth insulating film provided above the second insulating film and having a lower dielectric constant than the first insulating film;
A fifth insulating film provided on the gate electrode side of the fourth insulating film and having a higher dielectric constant than the fourth insulating film;
An end of the fifth insulating film on the gate electrode side is shifted from an end of the third insulating film on the gate electrode side.
前記半導体領域の上方に形成されたゲート電極と、
前記半導体領域の上方に形成され、前記ゲート電極を挟んで両側にそれぞれ設けられたソース電極及びドレイン電極と、
前記半導体領域の表面を覆う第1絶縁膜と、
前記ソース電極と前記ゲート電極との間、及び、前記ドレイン電極と前記ゲート電極との間の少なくとも一方の前記第1絶縁膜の上方に設けられ、前記第1絶縁膜よりも低い誘電率を有する第2絶縁膜とを備え、
前記第2絶縁膜は、前記ゲート電極から離れた位置に設けられており、
前記第2絶縁膜の前記ゲート電極の側に設けられ、前記第2絶縁膜よりも高い誘電率を有する第3絶縁膜と、
前記第2絶縁膜及び前記第3絶縁膜を覆い、前記ゲート電極側の端部が曲面になっており、前記第2絶縁膜よりも高い誘電率を有する第6絶縁膜とを備えることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor region;
A gate electrode formed above the semiconductor region;
A source electrode and a drain electrode formed above the semiconductor region and provided on both sides of the gate electrode,
A first insulating film covering a surface of the semiconductor region;
Provided above the first insulating film between at least one of the source electrode and the gate electrode and between the drain electrode and the gate electrode, and has a dielectric constant lower than that of the first insulating film. A second insulating film;
The second insulating film is provided at a position away from the gate electrode,
A third insulating film provided on the gate electrode side of the second insulating film and having a dielectric constant higher than that of the second insulating film;
And a sixth insulating film that covers the second insulating film and the third insulating film, has a curved end on the gate electrode side, and has a dielectric constant higher than that of the second insulating film. A semiconductor device.
前記第6絶縁膜の前記ゲート電極側の端部は、前記第7絶縁膜の前記ゲート電極側の端部に対してずれた位置になっていることを特徴とする、請求項2又は3に記載の半導体装置。 Covering the first insulating film, the end on the gate electrode side is a curved surface, and includes a seventh insulating film having a higher dielectric constant than the second insulating film,
The end of the sixth insulating film on the gate electrode side is shifted from the end of the seventh insulating film on the gate electrode side. The semiconductor device described.
前記第4絶縁膜及び前記第5絶縁膜を覆い、前記ゲート電極側の端部が曲面になっており、前記第4絶縁膜よりも高い誘電率を有する第8絶縁膜とを備え、
前記第8絶縁膜の前記ゲート電極側の端部は、前記第6絶縁膜の前記ゲート電極側の端部に対してずれた位置になっていることを特徴とする、請求項1又は3に記載の半導体装置。 A sixth insulating film that covers the second insulating film and the third insulating film, has a curved end on the gate electrode side, and has a higher dielectric constant than the second insulating film;
An eighth insulating film that covers the fourth insulating film and the fifth insulating film, has an end on the gate electrode side that is curved, and has a higher dielectric constant than the fourth insulating film;
The end of the eighth insulating film on the gate electrode side is shifted from the end of the sixth insulating film on the gate electrode side. The semiconductor device described.
前記半導体領域の上方に形成されたゲート電極と、
前記半導体領域の上方に形成され、前記ゲート電極を挟んで両側にそれぞれ設けられたソース電極及びドレイン電極と、
前記半導体領域の表面を覆う第1絶縁膜と、
前記ソース電極と前記ゲート電極との間、及び、前記ドレイン電極と前記ゲート電極との間の少なくとも一方の前記第1絶縁膜の上方に設けられ、前記第1絶縁膜よりも低い誘電率を有する第2絶縁膜と、
前記第1絶縁膜のゲート電極側の側面を覆い、前記ゲート電極側の端部が曲面になっており、前記第2絶縁膜よりも高い誘電率を有する第7絶縁膜とを備えることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor region;
A gate electrode formed above the semiconductor region;
A source electrode and a drain electrode formed above the semiconductor region and provided on both sides of the gate electrode,
A first insulating film covering a surface of the semiconductor region;
Provided above the first insulating film between at least one of the source electrode and the gate electrode and between the drain electrode and the gate electrode, and has a dielectric constant lower than that of the first insulating film. A second insulating film;
And a seventh insulating film covering a side surface of the first insulating film on the gate electrode side, an end portion on the gate electrode side being curved, and having a dielectric constant higher than that of the second insulating film. A semiconductor device.
前記半導体領域の表面を覆う第1絶縁膜を形成する工程と、
前記ソース電極と前記ゲート電極形成領域との間、及び、前記ドレイン電極と前記ゲート電極形成領域との間の少なくとも一方の前記第1絶縁膜の上方に、前記第1絶縁膜よりも低い誘電率を有する第2絶縁膜を形成する工程と、
前記第2絶縁膜の前記ゲート電極形成領域の側に、前記第2絶縁膜よりも高い誘電率を有する第3絶縁膜を形成する工程と、
前記第2絶縁膜及び前記第3絶縁膜を第4絶縁膜で埋め込む工程と、
前記第4絶縁膜の前記ゲート電極形成領域を挟んで両側に形成される曲面部分の少なくとも一方を含み、かつ、前記第2絶縁膜及び前記第3絶縁膜を覆っている部分を残すように、前記第4絶縁膜を除去する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a source electrode and a drain electrode on both sides across the gate electrode formation region above the semiconductor region; and
Forming a first insulating film covering a surface of the semiconductor region;
Dielectric constant lower than that of the first insulating film between the source electrode and the gate electrode forming region and above the first insulating film between at least one of the drain electrode and the gate electrode forming region. Forming a second insulating film having:
Forming a third insulating film having a dielectric constant higher than that of the second insulating film on the gate electrode forming region side of the second insulating film;
Burying the second insulating film and the third insulating film with a fourth insulating film;
Including at least one of curved surface portions formed on both sides of the gate electrode formation region of the fourth insulating film, and leaving a portion covering the second insulating film and the third insulating film, And a step of removing the fourth insulating film.
前記第1絶縁膜を第5絶縁膜で埋め込む工程と、
前記第5絶縁膜の前記ゲート電極形成領域を挟んで両側に形成される曲面部分を残すように前記ゲート電極形成領域の前記第5絶縁膜を除去する工程とを備え、
前記第3絶縁膜を形成する工程において、前記第3絶縁膜の前記ゲート電極形成領域側の端面が、前記第1絶縁膜の前記ゲート電極形成領域側の端面に対してずれた位置になるように、前記第3絶縁膜を形成することを特徴とする、請求項9に記載の半導体装置の製造方法。 Removing the first insulating film in the gate electrode formation region;
Burying the first insulating film with a fifth insulating film;
Removing the fifth insulating film in the gate electrode forming region so as to leave curved portions formed on both sides of the gate electrode forming region of the fifth insulating film,
In the step of forming the third insulating film, the end surface of the third insulating film on the gate electrode formation region side is shifted from the end surface of the first insulating film on the gate electrode formation region side. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 9 , wherein the third insulating film is formed.
前記第6絶縁膜の前記ゲート電極形成領域の側に、前記第6絶縁膜よりも高い誘電率を有する第7絶縁膜を形成する工程と、
前記第6絶縁膜及び前記第7絶縁膜を第8絶縁膜で埋め込む工程と、
前記第8絶縁膜の前記ゲート電極形成領域を挟んで両側に形成される曲面部分の少なくとも一方を含み、かつ、前記第6絶縁膜及び前記第7絶縁膜を覆っている部分を残すように、前記第8絶縁膜を除去する工程とを備え、
前記第7絶縁膜を形成する工程において、前記第7絶縁膜の前記ゲート電極形成領域側の端面が、前記第3絶縁膜の前記ゲート電極形成領域側の端面に対してずれた位置になるように、前記第7絶縁膜を形成することを特徴とする、請求項9又は10に記載の半導体装置の製造方法。 Forming a sixth insulating film having a lower dielectric constant than the first insulating film on the fourth insulating film above the second insulating film after the step of removing the fourth insulating film;
Forming a seventh insulating film having a dielectric constant higher than that of the sixth insulating film on the side of the gate electrode forming region of the sixth insulating film;
Burying the sixth insulating film and the seventh insulating film with an eighth insulating film;
Including at least one of curved surface portions formed on both sides of the gate electrode formation region of the eighth insulating film, and leaving a portion covering the sixth insulating film and the seventh insulating film, And a step of removing the eighth insulating film,
In the step of forming the seventh insulating film, the end surface of the seventh insulating film on the gate electrode formation region side is shifted from the end surface of the third insulating film on the gate electrode formation region side. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 9 , wherein the seventh insulating film is formed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012057483A JP6065393B2 (en) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012057483A JP6065393B2 (en) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013191759A JP2013191759A (en) | 2013-09-26 |
JP6065393B2 true JP6065393B2 (en) | 2017-01-25 |
Family
ID=49391709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012057483A Expired - Fee Related JP6065393B2 (en) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6065393B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6422909B2 (en) | 2016-03-15 | 2018-11-14 | 株式会社東芝 | Semiconductor device |
WO2023189082A1 (en) * | 2022-03-29 | 2023-10-05 | ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 | Semiconductor device |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5723082B2 (en) * | 2008-06-27 | 2015-05-27 | 富士通株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP2010251540A (en) * | 2009-04-16 | 2010-11-04 | Oki Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
-
2012
- 2012-03-14 JP JP2012057483A patent/JP6065393B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013191759A (en) | 2013-09-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI548087B (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP5537555B2 (en) | Semiconductor device | |
KR102065115B1 (en) | High Electron Mobility Transistor having E-mode and method of manufacturing the same | |
TWI402960B (en) | Ground shields for semiconductors | |
US20170200818A1 (en) | Semiconductor device | |
JP5386829B2 (en) | Semiconductor device | |
CN1877858B (en) | Metal oxide semiconductor (MOS) field effect transistor and method of fabricating the same | |
US8916962B2 (en) | III-nitride transistor with source-connected heat spreading plate | |
JP2022191421A (en) | Semiconductor device | |
KR102212747B1 (en) | Deep-trench capacitor including void and fabricating method thereof | |
TWI421923B (en) | Fabrication method of trenched power semiconductor device with source trench | |
TWI643338B (en) | Semiconductor device | |
JP6872951B2 (en) | Semiconductor devices and their manufacturing methods | |
JP7464763B2 (en) | Nitride Semiconductor Device | |
JP2014078561A (en) | Nitride semiconductor schottky barrier diode | |
JP6065393B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2013093482A (en) | Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method | |
JP7161915B2 (en) | semiconductor equipment | |
JP2015133407A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JP2004055659A (en) | Trench gate type semiconductor device and method of manufacturing the same | |
TWI429073B (en) | Semiconductor structure and method for forming the same | |
CN112289859B (en) | GaN power semiconductor device and manufacturing method thereof | |
TWI414051B (en) | Semiconductor structure and manufacturing method for the same | |
JP2010118515A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JP2015072940A (en) | Transistor and manufacturing method therefor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141112 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150929 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150930 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160517 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160719 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161129 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161212 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6065393 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |