JPS6057658A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPS6057658A
JPS6057658A JP16497183A JP16497183A JPS6057658A JP S6057658 A JPS6057658 A JP S6057658A JP 16497183 A JP16497183 A JP 16497183A JP 16497183 A JP16497183 A JP 16497183A JP S6057658 A JPS6057658 A JP S6057658A
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
film
electrode
type
implanted
Prior art date
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Pending
Application number
JP16497183A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
▲はい▼島 幹雄
Mikio Haijima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6057658A publication Critical patent/JPS6057658A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain MOS capacitance, which is large per an occupied area, by forming irregularities to the surface of a semiconductor substrate and attaching an electrode through an insulating film. CONSTITUTION:An n<+> layer 8 is buried to the (110) face of a p type Si substrate 1 and an n epitaxial layer 2 is superposed, a CVDSiO2 film 10 is superposed on a surface oxide film 9, windows are bored, and grooves 11 having steep slopes are formed by KOH. An SiO2 film 12 and a resist mask 14a are formed and B ions are implanted, the SiO2 films 9, 12, 10 and the resist 14a removed, and a p<+> isolation layer 13 and an SiO2 film 9a are shaped through heat treatment. the grooves 11 may be formed orthogonally. B ions are implanted and diffused through a resist mask to form a p layer 15, and a novel resist mask 16 is executed and As ions are implanted and diffused to shape an n<+> layer 17. When windows are bored to the SiO2 film 9a and an Al electrode 18 is attached, electrodes A, B function as opposite electrodes having MOS capacitance, and an electrode C is connected to low potential and the potential of a p layer is stabilized. According to the constitution, large MOS capacitance is obtained regardless of a small occupied area.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は半導体装置、特に高密度化された半導体装置に
おけるMOS (金属・酸化物・半導体)容量形成に適
用して有効な技術に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a technique that is effective when applied to forming a MOS (metal-oxide-semiconductor) capacitor in a semiconductor device, particularly in a highly-densified semiconductor device.

〔背景技術〕[Background technology]

IC,LSI等の半導体集積回路′Fi置において回路
の一部として容量を形成する場合、シリコン半導体基体
とその表面の半導体酸化膜(S102)を利用したMO
S容量が使われている。これまでの多くのMOS容量は
、第1図に示すようにP型シリコン基板(サブストレー
ト)lの上にn型2932層2をエピタキシャル成長さ
せ、このn型2932層2の表面の一部にnpnトラン
ジスタのベース拡散を利用したP副領域3を形成し、こ
のP壁領域30表面上に生成された酸化膜(SiO7)
4の上にアルミニウム等からなる一方の金属電極Aを設
けるとともに、P副領域3の一部に他の金属電極Bを設
けたもので、電極A。
When forming a capacitor as part of a circuit in a semiconductor integrated circuit such as an IC or LSI, an MO using a silicon semiconductor substrate and a semiconductor oxide film (S102) on its surface is used.
S capacity is used. Many conventional MOS capacitors have been developed by epitaxially growing an n-type 2932 layer 2 on a P-type silicon substrate (substrate) l, as shown in Fig. A P sub-region 3 is formed using transistor base diffusion, and an oxide film (SiO7) is formed on the surface of this P wall region 30.
4, one metal electrode A made of aluminum or the like is provided, and another metal electrode B is provided on a part of the P sub-region 3.

電極Bの間にMOS容量を得る。同図において5はコレ
クタ・コンタクト拡散を利用したn6型領域でこのn+
型領領域5電極Cをコンタク1〜させて低電位を保持さ
せる。6はn型層2を他の領域から電気的に分離するた
めのp型拡散層よりなるアイソレーション部である。
A MOS capacitor is obtained between electrodes B. In the figure, 5 is an n6 type region using collector contact diffusion.
The electrode C of the mold region 5 is brought into contact 1 to maintain a low potential. Reference numeral 6 denotes an isolation section made of a p-type diffusion layer for electrically isolating the n-type layer 2 from other regions.

本出願人は、在来のICやLSIにおけるアイソレーシ
ョンの占める面積が大きくなりがちになることにかんが
み、第2図に示すようにU形溝を併用したアイソレーシ
ョン部を有するMOS容量を開発した。同図において、
7はU形溝であり、このU形溝7とp型基体1との間に
P型拡散層を形成することにより、アイソレーション部
の横幅を/Is a < してIC全体をv11M化と
するものである。
In view of the fact that isolation tends to occupy a large area in conventional ICs and LSIs, the applicant has developed a MOS capacitor that has an isolation section that uses a U-shaped groove as shown in Figure 2. . In the same figure,
7 is a U-shaped groove, and by forming a P-type diffusion layer between this U-shaped groove 7 and the p-type substrate 1, the width of the isolation part can be set to /Is a <, and the entire IC can be converted to v11M. It is something to do.

ところで第1図及び第2図で示した例ではいずItもM
OS容量において、npnトランジスタのペース表面」
二の酸化膜(S xc)z )と同等な膜厚の酸化膜を
絶縁膜として使用している。この酸化膜の膜厚が300
0Aと比較的厚いため、大きいMOS容量を得るために
はp型領域と電極Aの面積を大きくとらざるを得ないと
いう問題点が生ずるということが本出願人によってあき
らがとされた。
By the way, in the examples shown in FIGS. 1 and 2, It is also M.
In OS capacity, the pace surface of npn transistor
An oxide film having a thickness equivalent to that of the second oxide film (S xc)z ) is used as an insulating film. The thickness of this oxide film is 300
The applicant has found that the problem arises in that the p-type region and the electrode A must have a large area in order to obtain a large MOS capacitance because it is relatively thick at 0A.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記した問題点を解決したものであって、その
目的とするところは、単位チップ占有面積当りの容量が
大きいMOS容量を提供することにある。
The present invention solves the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a MOS capacitor with a large capacitance per unit chip area.

本発明の前記ならびにそのほかの目的と、新規な特徴は
、本明1III書の記述および添付図面よりあきらかに
なるであろう。
The above-mentioned and other objects and novel features of the present invention will become clear from the description of the present invention and the accompanying drawings.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を筒単に説明すれば、下記のとおりである。
A brief summary of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、表面に凹凸が形成された半導体爪体と、上記
凹凸表面に形成され絶縁膜と、絶縁膜上に設けられた電
極とからMOS容量を形成することにより、容量の実効
面積が大きくなり、前記発明の目的が達成できるもので
ある。
That is, by forming a MOS capacitor from a semiconductor claw body having an uneven surface, an insulating film formed on the uneven surface, and an electrode provided on the insulating film, the effective area of the capacitor is increased. The above object of the invention can be achieved.

〔実施例〕〔Example〕

第3図乃至第10図は本発明の一実施例であって、MO
S容量をその製造プロセスに従って下記の各工程に対応
する断面図等により示すもので゛ある。
FIG. 3 to FIG. 10 show an embodiment of the present invention, in which the MO
The S capacitor is shown in cross-sectional views corresponding to the following steps according to its manufacturing process.

(1)第3図に示すように、P型Si(シリコン)基体
(サブストレート)■を用意し、表面の一部にn9型埋
込層8のための高濃度ドナー(ヒ素(sb) 、アンチ
モン(As)等)選択拡散を行った上に低濃度のドナー
をドープしたSiをエピタキシャル成長させてn型Sj
層2を形成する。このn型Si層2の表面酸化により薄
い(900±10’OA)酸化膜(SiO2)9を生成
し、さらにその上にCVD (気相化学堆積法)等によ
る5in2を形成して厚さ700±100OAのCvD
−8iO2膜10を形成する。
(1) As shown in FIG. 3, a P-type Si (silicon) substrate (2) is prepared, and a high concentration donor (arsenic (SB), N-type Sj is formed by epitaxially growing Si doped with a low concentration of donors after selective diffusion (antimony (As), etc.).
Form layer 2. A thin (900±10'OA) oxide film (SiO2) 9 is generated by surface oxidation of the n-type Si layer 2, and a 5in2 film is further formed on it by CVD (vapor phase chemical deposition) to a thickness of 700. CvD of ±100OA
-8iO2 film 10 is formed.

(2)*hエツチングによ1Jsio2膜9.CVD−
8iO2膜10を窓開してマスクをつくり、n型Si層
2のホ1〜エッチを行って第4図に示すように深さ0.
8〜1.0μmの溝11を形成する。
(2) 1Jsio2 film by *h etching 9. CVD-
A mask is made by opening the 8iO2 film 10, and the n-type Si layer 2 is etched to a depth of 0.8i as shown in FIG.
A groove 11 of 8 to 1.0 μm is formed.

このホトエッチを行うにあたっては、例えばSi基体に
その結晶面をあらかじめ特定(例えば(110)面)し
たものを選び、K OHなどのアルカリエッチを行う。
To carry out this photoetching, for example, a Si substrate whose crystal plane has been specified in advance (for example, (110) plane) is selected, and alkali etching such as KOH is performed.

そのため横方向の面積をとらず比較的急峻な斜面を持つ
溝11が形成できる。
Therefore, a groove 11 having a relatively steep slope can be formed without taking up a large area in the lateral direction.

(3)このあと露出したSiの表面酸化を行って溝11
内面に酸化膜(S10□)12を形成した後、第5図に
示すようにホトレジスl”14aをマスクドして、アク
セプタ(ボロン(B)等)を溝の下面の酸化膜を通して
その直下の5iJ52にイオン打込み(2,5X L 
O”c+n 2)する。
(3) After this, the surface of the exposed Si is oxidized to form the groove 11.
After forming an oxide film (S10□) 12 on the inner surface, as shown in FIG. Ion implantation (2.5X L
O”c+n 2).

(4) 5in211A9,12CVD−8in、、膜
10ホトレジスト14aをエッチして取り除き、アクセ
プタを拡散することにより、第6図に示すように溝11
とP−型基板1とのrIJlにアイソレーションP型層
13を形成する。このとき表面に熱生成5in2膜9a
ができる。
(4) By etching and removing the photoresist 14a of the film 10 and diffusing the acceptor, the groove 11 is formed as shown in FIG.
An isolation P-type layer 13 is formed at rIJl between the P-type substrate 1 and the P-type substrate 1. At this time, a heat generated 5in2 film 9a is formed on the surface.
I can do it.

第6図は溝11を複数の平行な>IIS!とじて形成し
た場合を斜視図で示したものであるが、これらの溝は第
7図に斜視図で示すように複数の平行の溝をXY方向に
ならべて交差されることにより小凹凸を全面に形成した
ものであってもよい。
FIG. 6 shows grooves 11 arranged in parallel >IIS! The perspective view shows a case in which the grooves are formed by closing the grooves.As shown in the perspective view in Fig. 7, these grooves are formed by arranging multiple parallel grooves in the XY direction and intersecting them to completely eliminate small irregularities on the entire surface. It may be formed as follows.

(5)この後、第8図に示すように凹凸表面の一部に形
成したホトレジストマスク14を介してアクセプタ(B
)をイオン打込み・拡散(27×1014cm2. n
 p n hランジスタのベース拡散)を行うことによ
りP型拡散領域15を形成する。
(5) After this, as shown in FIG. 8, the acceptor (B
) by ion implantation and diffusion (27×1014cm2.n
A P-type diffusion region 15 is formed by performing base diffusion of a pnh transistor.

(6)新たに形成したホトレジストマスク16を介して
高濃度ドナー(As)をイオン打込み・拡散(5X10
”−2kg、npnトランジスタのエミッタ拡散)行う
ことにより第9図に示すようにn j型頭域17を形成
する。
(6) Ion implantation and diffusion of high concentration donors (As) through the newly formed photoresist mask 16 (5X10
By carrying out the emitter diffusion of an npn transistor), an nj type head region 17 is formed as shown in FIG.

(7)表面の酸化膜(Sin2)9aに対してコンタク
トホトエッチを行った後、アルミニウムを蒸着、パター
ニングエッチして第10図に示すようにアルミニウム電
極18を形成する。これらアルミニウム電極のうち、A
とBはMO8容量の対向電極となり、Cは低電位に接続
してP壁領域の電位を安定化する。
(7) After contact photoetching is performed on the oxide film (Sin2) 9a on the surface, aluminum is vapor deposited and patterned and etched to form an aluminum electrode 18 as shown in FIG. Among these aluminum electrodes, A
and B serve as opposing electrodes of the MO8 capacitor, and C is connected to a low potential to stabilize the potential of the P wall region.

第11図は本発明による一実施例であって、一つの半導
体基体上に形成されたMO8容量とnpn l・ランジ
スタの形態を断面図により示すものである。同図におい
て、MO3容量側は第10図と共通の構成部分に同一の
指示記号が用いられている。n p n )ランジスタ
側において、19はコレクタ取出し部であって、SiO
□膜9aの一部をエツチングして段下げした部分に高濃
度ドナー拡・散により表面からn′″型埋込層8に接続
するn”l拡散領域21を形成したものである。次にr
ビ型拡散領域21上の5in2膜9aをエッチしてアル
ミニウムよりなるコレクタ電極C1が接続する。
FIG. 11 shows one embodiment of the present invention, which is a sectional view showing the form of an MO8 capacitor and an npn l transistor formed on one semiconductor substrate. In the same figure, on the MO3 capacity side, the same designation symbols are used for the same components as in FIG. 10. n p n ) On the transistor side, 19 is a collector take-out part, and SiO
□An n''l diffusion region 21 connected to the n'' type buried layer 8 from the surface is formed by etching a part of the film 9a and lowering the step by high-concentration donor diffusion. Then r
The 5in2 film 9a on the vi-type diffusion region 21 is etched to connect the collector electrode C1 made of aluminum.

20はP型拡散領域よりなるベース領域、21はn++
拡散領域よりなるエミッタ領域であり。
20 is a base region made of a P-type diffusion region, 21 is an n++
It is an emitter region consisting of a diffusion region.

それぞれにベース電極Bl、エミッタ電極E1がそれぞ
れ接続する。
A base electrode Bl and an emitter electrode E1 are connected to each of them.

〔効果〕〔effect〕

以上実施例で述べた本発明によILば下記のように効果
が得られる。
According to the present invention described in the above embodiments, the following effects can be obtained by IL.

(1)MO8容量の形成される面に凹凸を形成すること
により、MO8容量の実効面積が増加し、容量値大きく
できる。(2)、(1)よりMO3容量のチップ上の占
有面積を小さくすることができることより、IC全体の
集積度が向上する。
(1) By forming irregularities on the surface on which the MO8 capacitor is formed, the effective area of the MO8 capacitor increases and the capacitance value can be increased. (2) From (1), since the area occupied by the MO3 capacitor on the chip can be reduced, the degree of integration of the entire IC is improved.

(2)凹凸形成のための部分的エツチングは、アイソレ
ーション部やトランジスタ段下げコレクタを形成する場
合のエツチングプロセスと共用することより、特に工程
を増加することなく、容量値の大きなMO5容量を実現
できる。
(2) Partial etching for forming unevenness can be used in common with the etching process for forming the isolation section and the stepped collector of the transistor, thereby realizing MO5 capacitance with a large capacitance value without increasing the number of steps. can.

〔利用分野〕[Application field]

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体装置の容量形
成技術に適用した場合について説明したがそオしに限定
されるものではなく、たとえば素子としての容量形成技
術形成にも適用できる。
The above explanation has mainly been about the case where the invention made by the present inventor is applied to the capacitance forming technology of semiconductor devices, which is the background field of application, but it is not limited to that. It can also be applied to capacitance formation technology formation.

特に本発明はシリコン部分エッチ工程を有するバイポー
ラIC1特にI2Lを有するICに適用して有効である
In particular, the present invention is effective when applied to bipolar ICs 1 having a silicon partial etch process, particularly ICs having I2L.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図はこれまでのMO8容量装置の例を示
す断面図である。 第3図乃至第10図は本発明の一実施例であって、MO
3容量を製造プロセスの工程図により示し、このうち、
第3図〜第5図、第8図〜第10図は断面図、第6図及
び第7図は正面断面斜視図である。 第11図は本発明の他の一実施例であって、−基板上に
形成されたMO8容量とnpnl−ランジスタの断面図
である。 1・・・P型Si基体、2・・・エピタキシャルn型S
i層、3・・・P型拡散層、4・・・絶縁膜(Sio2
)、5・・・n+型型数散層6・・・アイソレーション
P型層、7・・・凹部(溝部)、8・・・n′″型埋込
層、9,9a−S i’o 2!膜、IO・・CvD−
Sin7層、li−・溝部(四部)12・・・5i02
層、13・・・アイイ5レージ玉ンp型層、14a、L
4b・・ホトレジストマスク、15・・・P型拡散領域
、16・・・ホトレジストマスク、17・・・n9型拡
散層、18・・アルミニウム電極。 第 1 図 第 2 図 第 3 図
FIGS. 1 and 2 are cross-sectional views showing examples of conventional MO8 capacitors. FIG. 3 to FIG. 10 show an embodiment of the present invention, in which the MO
3 capacities are shown in the process diagram of the manufacturing process, among which:
3 to 5 and 8 to 10 are sectional views, and FIGS. 6 and 7 are front sectional perspective views. FIG. 11 shows another embodiment of the present invention, and is a sectional view of an MO8 capacitor and an npnl transistor formed on a substrate. 1...P-type Si substrate, 2...epitaxial n-type S
i layer, 3... P type diffusion layer, 4... insulating film (Sio2
), 5... n+ type scattering layer 6... isolation P type layer, 7... recess (groove), 8... n''' type buried layer, 9, 9a-S i' o 2! Membrane, IO...CvD-
Sin7 layer, li- groove part (four parts) 12...5i02
Layer, 13...Aii 5 range ball p type layer, 14a, L
4b... Photoresist mask, 15... P type diffusion region, 16... Photoresist mask, 17... N9 type diffusion layer, 18... Aluminum electrode. Figure 1 Figure 2 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 10表面に凹凸が形成された半導体基体と、上記凹凸表
面に形成され絶縁膜と、絶縁膜上に設けられた電極とに
よって柵成される容量を具備することを特徴とする半導
体装置。 2、上記凹凸は複数の平行な溝として形成されたもので
ある特許請求の範囲第1項に記載の半導体装置。 3、上記凹凸は複数の平行な溝を交差させて形成したも
のである特許請求の範囲第1項に記載の半導体装置。
[Scope of Claims] 10 The semiconductor substrate is characterized by comprising a capacitor formed by a semiconductor substrate having an uneven surface, an insulating film formed on the uneven surface, and an electrode provided on the insulating film. semiconductor devices. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the unevenness is formed as a plurality of parallel grooves. 3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the unevenness is formed by intersecting a plurality of parallel grooves.
JP16497183A 1983-09-09 1983-09-09 Semiconductor device Pending JPS6057658A (en)

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JP16497183A JPS6057658A (en) 1983-09-09 1983-09-09 Semiconductor device

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63170874A (en) * 1987-01-07 1988-07-14 古河電気工業株式会社 Method of inserting terminal into connector housing

Cited By (1)

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JPS63170874A (en) * 1987-01-07 1988-07-14 古河電気工業株式会社 Method of inserting terminal into connector housing

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