JPS6190455A - キヤパシタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路に用いられる絶縁物を利用した
キャパシタに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、半導体集積回路に用いられているキャパシタとし
ては第２図および第３図に示すものがある。第２図にお
いて、１は不純物濃度の低いＰ基板、２はこの基板１上
に形成された不純物濃度の低いＮのワエル、３はこの９
エル２とアルミ配線６とのオーミック接触をとるために
形成された不純物濃度の高いＮ　拡散層、４はフィール
ド酸化膜、５はポリシリコン膜、６はアルミ配線であり
、ポリシリコン膜５とＮ″″″ツエル２極とし。

この間に介在されたフィールド酸化膜４の一部を利用し
てキャパシタを構成している。また、第３図において、
７はＰ−基板１上にリンもしくはヒ素などの注入により
形成されたチャネルドープ層であり、このチャネルドー
プ層７を電極とし、これと対向するポリシリコン膜５に
より第１図と同様のキャパシタを構成している。なお、
図中、同一符号は同一または相当部分を示している。

このように構成された構造のキャパシタにおいて、その
容量値をＣ、ポリシリコン膜５の面積を５ｐｏｌｙ、酸
化膜４の膜厚をｔｏｘ、酸化膜４の比誘電率をｃｏｘ、
真空の誘電率をｔｏとすると、この容量値Ｃは次式で与
えられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記した従来のキャパシタの構成では、Ｎ−
ウェル２とＰ−基板１．もしくはチャネルドープ層７と
Ｐ　基板１の界面に空乏層容量が生じる。従って、電極
の一端から信号を入力し、容量結合によりもう一端の電
極に伝達された信号を出力として使用する際に、前記空
乏層容量は入力容量もしくは出力容量として作用し、遅
延の要因となっていた。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その
目的は、フィールド酸化膜上に電極を形成することによ
り、電極と基板間の寄生容量を少なくし、しかも低面積
化を可能にしたキャパシタを提供することにある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

このような目的を達成するために、本発明のキャパシタ
は、基板上のフィールド酸化膜の表面上に形成された第
１の導電体膜と、この第１の導電体膜上に１種類の絶縁
膜もしくは誘電率の異なる２種類以上の絶縁膜を介在さ
せて対向して形成された第２の導電体膜とにより構成し
たものである。

〔作用〕 本発明においては、第１の導電体膜下の絶縁膜の膜厚を
十分に大きくとることにより、基板との寄生容量を十分
低くすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図は本発明の一実施例によるキャパシタの断面図で
ある。同図において、１１はシリコンなどの基板、１２
はこの基板１１上に形成されたフィールド酸化膜、１３
は該フィールド酸化膜１２上に形成された第１層のポリ
シリコン膜、１４はこのポリシリコン膜１３上に形成さ
れた薄酸化膜、１５は該薄酸化膜１４上に形成された窒
化膜、１６はこの窒化膜１５上に形成された第２層のポ
リシリコン膜、１Ｔは前記第１層および第２層のポリシ
リコン膜１３．１６上にそれぞれのコンタクトホールを
介して配線されたアルミ配線であり、フィールド酸化膜
１２上の第１層のポリシリコン膜、１３と第２層のポリ
シリコン膜１６をそれぞれの電極として対向させて形成
し、これらの間には薄酸化膜１４と窒化膜１５が積層し
て介在されている。

しかして、上記実施例構成のキャパシタにおいて、その
容量値をＣ，第２層のポリシリコン膜１６０面積をＳ、
薄酸化膜１４の膜厚をｔ０工、窒化膜１５の膜厚をｔＮ
、真空の誘電率をε。、酸化膜１４の比誘電率をε。工
、窒化膜１５の比誘電率をε、とすると、この容量値Ｃ
，は次式１示される。

また、基板１１との間に形成される寄生容量Ｃ３は、第
１層のポリシリコン膜１３の面積をＳよ、フィールド酸
化膜１２の膜厚をｔ。ｘｏとすると、次式で示されるこ
とになる。

したがって、上記（２）　、　（３）式から明らかなよ
うに。

第１層のポリシリコン膜１３と第２層のポリシリコン膜
１６間に薄酸化膜１４．窒化膜１５を介在させることに
より、その比誘電率ε。工が３．８に対し、ｔＮが７．
０であるため、低面積の容量を形成することが可能にな
る。また、フィールド酸化膜１２の膜厚を大きくとるこ
とにより、基板１１との寄生容量を小さくすることもで
きる。ただし、薄酸化膜１４の膜厚を極端に狭くすると
、窒化膜１５と第１層のポリシリコン膜１３との間にト
ンネル電流が流れ、薄酸化膜１４と窒化膜１５の界面付
近のトラップに電荷が捕獲される。また、トンネル電流
が長時間流れると、第１層のポリシリコン膜１３と薄酸
化膜１４との界面のシリコン結合の不整が生じ、トラッ
プが発生する。これらのトラップ効果のため、長時間使
用すると、容量値が変化する。このため、薄酸化膜１４
の膜厚としては１００Ａ以上必要である。

なお、上記実施例では第１層のポリシリコン膜と第２層
のポリシリコン膜間に誘電率の異なる２種類の酸化膜、
窒化膜を介在させた場合について示したが、これに限ら
ず２種類以上の絶縁膜を積層して介在させたり、あるい
は１種類の絶縁膜を介在させたりしてもよい。また、各
層の電極を１；ｑ成する導電体膜としてはポリシリコン
膜以外にもアルミ等の金属膜を用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明のキャパシタによれば、フィールド
酸化膜を電極と基板の間に介在させることにより、電極
と基板間の寄生容量を減少させることができるとともに
、低面積のものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるキャパシタの断面図、
第２図および第３図は従来のキャパシタの断面図である
。 １１・・・・基板、１２・・・・フィールド酸化膜、１
３・・・・第１層のポリシリコン膜、１４・・・・薄酸
化膜、１５・・・・窒化膜、１６・・・・第２層のポリ
シリコン膜、１７・・・・アルミ配線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　基板上のフィールド酸化膜の表面上に形成された第１
   の導電体膜と、この第１の導電体膜上に少なくとも１種
   類以上の絶縁膜を介在させて対向して形成された第２の
   導電体膜とから構成したことを特徴とするキャパシタ。