KR102253971B1 - Recessed composite capacitor - Google Patents

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Abstract

몇몇 실시형태는 반도체 기판을 포함하는 집적 회로(IC)에 관한 것이다. 쉘로우 트렌치 분리 영역은 반도체 기판의 전면 안으로 하방으로 연장되고 유전체 재료로 충전된다. 쉘로우 트렌치 분리 영역에는, 제1 커패시터 플레이트 및 제2 커패시터 플레이트가 배치된다. 제1 커패시터 플레이트 및 제2 커패시터 플레이트는, 서로 실질적으로 평행하며 쉘로우 트렌치 분리 영역의 유전체 재료에 의해 서로 분리되는 제1 및 제2 측벽 구조체를 각각 구비한다.Some embodiments relate to an integrated circuit (IC) comprising a semiconductor substrate. The shallow trench isolation region extends downward into the front surface of the semiconductor substrate and is filled with a dielectric material. In the shallow trench isolation region, a first capacitor plate and a second capacitor plate are disposed. The first capacitor plate and the second capacitor plate each have first and second sidewall structures that are substantially parallel to each other and separated from each other by a dielectric material in the shallow trench isolation region.

Description

리세스된 복합 커패시터{RECESSED COMPOSITE CAPACITOR}Recessed Composite Capacitor {RECESSED COMPOSITE CAPACITOR}

본 출원은 2019년 5월 31일자로 출원된 미국 가출원 번호 제62/855,129호의 이익을 주장하는데, 그 내용은 참조에 의해 그들 전체가 본원에 통합된다.This application claims the benefit of U.S. Provisional Application No. 62/855,129, filed May 31, 2019, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety.

반도체 제조 산업에서의 추세는, 로직, 수동 컴포넌트 예컨대 커패시터 및 저항기, 메모리, 프로세서, 주변 장치, 등등을 비롯한, 상이한 회로 엘리먼트를, 공통 반도체 기판 상에 통합하는 것이다. 그러한 통합은, 회로 엘리먼트가 별개의 집적 회로(integrated circuit; IC) 상에서 만들어지고 그 다음 인쇄 회로 기판 상에서 서로 전기적으로 커플링되는 접근법과 비교하여, 제조 비용을 낮출 수 있고, 제조 프로시져를 단순화할 수 있으며, 결과적으로 나타나는 회로의 동작 속도를 증가시킬 수 있다.A trend in the semiconductor manufacturing industry is to integrate different circuit elements, including logic, passive components such as capacitors and resistors, memories, processors, peripherals, etc. on a common semiconductor substrate. Such integration can lower manufacturing costs and simplify the manufacturing procedure compared to an approach in which circuit elements are made on separate integrated circuits (ICs) and then electrically coupled to each other on a printed circuit board. And, it is possible to increase the operation speed of the resulting circuit.

본 개시의 양태는, 첨부의 도면과 함께 판독될 때 하기의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 업계에서의 표준 관행에 따라, 다양한 피쳐는 일정한 축척으로 묘사되지 않는다는 것을 유의한다. 실제, 다양한 피쳐의 치수는 논의의 명확화를 위해 임의적으로 증가 또는 감소될 수도 있다.
도 1은 몇몇 실시형태에 따른 복합 커패시터(composite capacitor)를 포함하는 집적 회로의 단면 사시도를 예시한다.
도 2 및 도 3은 몇몇 실시형태에 따른 복합 커패시터가 로직 디바이스에 커플링될 수 있는 방법의 몇몇 예를 도시하는 집적 회로의 단면 사시도를 예시한다.
도 4 내지 도 11은 몇몇 실시형태에 따른 복합 커패시터의 커패시턴스를 설정하기 위해 복합 커패시터의 깊이, 간격, 및/또는 길이가 어떻게 조정될 수 있는지의 몇몇 예를 예시한다.
도 12는 몇몇 실시형태에 따른 복합 커패시터를 포함하는 집적 회로의 단면도를 예시한다.
도 13 및 도 14는 쉘로우 트렌치 분리 영역에 의해 측방으로 둘러싸이는 디바이스 영역을 포함하는 집적 회로의 몇몇 실시형태의 상면도를 예시하는데, 여기서 복합 커패시터는 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치된다.
도 15 및 도 16은 제1 쉘로우 트렌치 분리 영역에 의해 측방으로 둘러싸이는 디바이스 영역을 포함하는 집적 회로의 몇몇 실시형태의 상면도를 예시하는데, 여기서 복합 커패시터는, 제1 쉘로우 트렌치 분리 영역으로부터 측면으로부터 이격되며 디바이스 영역을 둘러싸지 않는 제2 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치된다.
도 17 내지 도 21은 몇몇 실시형태에 따른 복합 커패시터를 포함하는 집적 회로의 몇몇 실시형태의 상면도를 예시한다.
도 22 및 도 23은, 몇몇 실시형태에 따른, 복합 커패시터를 포함하는 쉘로우 트렌치 분리 영역 및 핀 전계 효과 트랜지스터(fin field effect transistor; FinFET) 디바이스를 포함하는 디바이스 영역을 포함하는 집적 회로의 단면 사시도를 예시한다.
도 24 내지 도 29는 쉘로우 트렌치 분리 영역에 복합 커패시터를 그리고 반도체 기판의 로직 영역에 트랜지스터를 포함하는 집적 회로를 형성하는 방법을 집합적으로 묘사하는 일련의 단면도를 예시한다.
도 30은 도 24 내지 도 29의 몇몇 실시형태와 일치하는 집적 회로를 형성하기 위한 방법을 플로우차트 포맷으로 예시한다.
도 31 내지 도 35는, 쉘로우 트렌치 분리 영역에 복합 커패시터를 그리고 반도체 기판의 로직 영역에 FinFET를 포함하는 집적 회로를 형성하는 방법을 집합적으로 묘사하는 일련의 단면도를 예시한다.
도 36은 도 31 내지 도 35의 몇몇 실시형태와 일치하는 집적 회로를 형성하기 위한 방법을 플로우차트 포맷으로 예시한다.
Aspects of the present disclosure are best understood from the following detailed description when read in conjunction with the accompanying drawings. Note that, according to standard practice in the industry, various features are not drawn to scale. In practice, the dimensions of various features may be arbitrarily increased or decreased for clarity of discussion.
1 illustrates a cross-sectional perspective view of an integrated circuit including a composite capacitor in accordance with some embodiments.
2 and 3 illustrate cross-sectional perspective views of an integrated circuit showing some examples of how a composite capacitor may be coupled to a logic device in accordance with some embodiments.
4-11 illustrate some examples of how the depth, spacing, and/or length of the composite capacitor can be adjusted to set the capacitance of the composite capacitor according to some embodiments.
12 illustrates a cross-sectional view of an integrated circuit including a composite capacitor in accordance with some embodiments.
13 and 14 illustrate top views of some embodiments of an integrated circuit including a device region laterally surrounded by a shallow trench isolation region, wherein a composite capacitor is disposed in the shallow trench isolation region.
15 and 16 illustrate top views of some embodiments of an integrated circuit including a device region laterally surrounded by a first shallow trench isolation region, wherein the composite capacitor is from the side from the first shallow trench isolation region. The second shallow trench isolation region is spaced apart and does not surround the device region.
17-21 illustrate top views of some embodiments of an integrated circuit including a composite capacitor in accordance with some embodiments.
22 and 23 are cross-sectional perspective views of an integrated circuit including a shallow trench isolation region including a composite capacitor and a device region including a fin field effect transistor (FinFET) device, in accordance with some embodiments. Illustrate.
24 through 29 illustrate a series of cross-sectional views collectively depicting a method of forming an integrated circuit including a composite capacitor in the shallow trench isolation region and a transistor in the logic region of a semiconductor substrate.
30 illustrates, in a flowchart format, a method for forming an integrated circuit consistent with some embodiments of FIGS. 24-29.
31-35 illustrate a series of cross-sectional views collectively depicting a method of forming an integrated circuit including a composite capacitor in a shallow trench isolation region and a FinFET in a logic region of a semiconductor substrate.
36 illustrates, in a flowchart format, a method for forming an integrated circuit consistent with some embodiments of FIGS. 31-35.

본 개시는 본 개시의 상이한 특징을 구현하기 위한 많은 상이한 실시형태, 또는 예를 제공한다. 본 개시를 단순화하기 위해, 컴포넌트 및 배열(arrangement)의 특정한 예가 하기에서 설명된다. 이들은, 물론, 예에 불과하며 제한하도록 의도되는 것은 아니다. 예를 들면, 후속하는 설명에서 제2 피쳐 위에 또는 상에 제1 피쳐를 형성하는 것은, 제1 및 제2 피쳐가 직접 접촉하여 형성되는 실시형태를 포함할 수도 있고, 제1 및 제2 피쳐가 직접 접촉하지 않을 수도 있도록 제1 피쳐와 제2 피쳐 사이에 추가적인 피쳐가 형성될 수도 있는 실시형태를 또한 포함할 수도 있다. 게다가, 본 개시는 다양한 예에서 참조 번호 및/또는 문자를 반복할 수도 있다. 이 반복은 간략화 및 명확화를 위한 것이며, 그 자체로는, 논의되는 다양한 실시형태 및/또는 구성 사이의 관계를 지시하는 것은 아니다.This disclosure provides many different embodiments, or examples for implementing different features of the disclosure. To simplify the present disclosure, specific examples of components and arrangements are described below. These are, of course, only examples and are not intended to be limiting. For example, forming a first feature over or on a second feature in the following description may include an embodiment in which the first and second features are formed by direct contact, wherein the first and second features are Embodiments may also be included in which additional features may be formed between the first and second features so that they may not be in direct contact. In addition, the present disclosure may repeat reference numbers and/or letters in various examples. This repetition is for simplicity and clarity, and, as such, does not dictate a relationship between the various embodiments and/or configurations discussed.

게다가, 도면에서 예시되는 바와 같은 다른 엘리먼트(들) 또는 피쳐(들)에 대한 하나의 엘리먼트 또는 피쳐의 관계를 설명하는 설명의 용이성을 위해, "밑(beneath)", "아래(below)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 및 등등과 같은 공간적으로 상대적인 용어가 본원에서 사용될 수도 있다. 공간적으로 상대적인 용어는, 도면에 묘사되는 방위 외에, 사용 또는 동작에서 디바이스의 상이한 방위를 포괄하도록 의도된다. 장치는 다르게 배향될 수도 있고(90 도 회전되거나 또는 다른 방향에 있을 수도 있고), 본원에서 사용되는 공간적으로 상대적인 서술어(descriptor)는 마찬가지로 그에 따라 해석될 수도 있다.In addition, for ease of description describing the relationship of one element or feature to another element(s) or feature(s) as illustrated in the figures, “beneath”, “below”, Spatially relative terms such as “lower”, “above”, “upper” and so forth may be used herein. Spatially relative terms are intended to encompass different orientations of the device in use or operation, in addition to the orientation depicted in the figures. Devices may be oriented differently (rotated 90 degrees or in different directions), and spatially relative descriptors as used herein may likewise be interpreted accordingly.

더 나은 게이트 제어 및 디바이스 성능을 위한 집적 회로(IC) 축소 기술에서, 하이 k 게이트 유전체 및 금속 게이트를 갖는 트랜지스터가 널리 사용되어 왔다. 그러나, 대체 게이트 또는 게이트 라스트 프로세스는, 특히 고급 기술에서 트랜지스터에 걸친 전압 바이어스가 증가되고 채널 길이가 감소됨에 따라 많은 도전 과제에 직면하였다. 고급 기술(예를 들면, 28 nm 이하의 최소 피쳐 사이즈)에서, 프로세스 제한에 기인하는 기술의 연속 생성을 위해 인가되는 전압은 감소되고 있다. 그러나, 다른 것들 중에서도, 전력 관리, 레귤레이터, 배터리 보호기, 직류(direct current; DC) 모터, 자동차 부품, 패널 디스플레이 드라이버(예를 들면, 수퍼 트위스트 네마틱(Super Twisted Nematic; STN), 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT), 및/또는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode; OLED) 패널 디스플레이 드라이버), 컬러 디스플레이 드라이버, 전력 공급부 컴포넌트, 및 원격 통신 회로에서 고전압 애플리케이션이 널리 사용되어 왔다. 고급 기술 노드로 이동하면, 폴리실리콘 인슐레이터 폴리실리콘(polysilicon-insulator-polysilicon; PIP) 커패시터는 달성하기가 복잡해진다. 본 개시는 고전압 디바이스와의 통합의 관점에서 호환되는 리세스된 복합 커패시터(recessed composite capacitor)를 제공한다.In integrated circuit (IC) reduction techniques for better gate control and device performance, transistors with high k gate dielectrics and metal gates have been widely used. However, alternative gate or gate last processes face a number of challenges, especially in advanced technologies as voltage bias across transistors increases and channel lengths decrease. In advanced technology (eg, minimum feature size of 28 nm or less), the voltage applied for successive generation of technology due to process limitations is decreasing. However, among other things, power management, regulators, battery savers, direct current (DC) motors, automotive parts, panel display drivers (e.g. Super Twisted Nematic (STN), thin film transistors) High voltage applications have been widely used in film transistors (TFTs), and/or organic light emitting diodes (OLED) panel display drivers), color display drivers, power supply components, and telecommunication circuits. Moving to the advanced technology node, polysilicon-insulator-polysilicon (PIP) capacitors become complex to achieve. The present disclosure provides a recessed composite capacitor that is compatible in terms of integration with high voltage devices.

도 1은 몇몇 실시형태에 따른 집적 회로(IC)(100)의 몇몇 실시형태의 단면도를 도시한다. IC(100)는 전면(frontside)(102f) 및 배면(backside)(102b)을 갖는 반도체 기판(102)을 포함한다. 트랜지스터(108) 및/또는 다른 반도체 디바이스는 반도체 기판(102)의 로직 영역(104) 내에 및/또는 위에 배열되고; 복합 커패시터(110)는 반도체 기판(102)의 커패시터 영역(106) 내에 및/또는 위에 배열된다.1 shows a cross-sectional view of some embodiments of an integrated circuit (IC) 100 in accordance with some embodiments. The IC 100 includes a semiconductor substrate 102 having a frontside 102f and a backside 102b. The transistor 108 and/or other semiconductor device is arranged in and/or over the logic region 104 of the semiconductor substrate 102; The composite capacitor 110 is arranged in and/or over the capacitor region 106 of the semiconductor substrate 102.

몇몇 경우에, 커패시터 영역(106)은 유전체 재료(112)로 충전되는 쉘로우 트렌치 분리(shallow trench isolation; STI) 영역에 대응한다. 커패시터 영역(106)은, 실질적으로 수직이며 STI 영역의 유전체 재료(112)에 배치되는 복수의 커패시터 플레이트를 포함한다. 예를 들면, 제1 커패시터 플레이트(114) 및 제2 커패시터 플레이트(116)는 쉘로우 트렌치 분리 영역의 유전체 재료(112)에 배치된다. 제1 커패시터 플레이트(114) 및 제2 커패시터 플레이트(116)는 서로 실질적으로 평행하고 쉘로우 트렌치 분리 영역의 유전체 재료(112)에 의해 서로 분리된다. 예를 들면, 제3 커패시터 플레이트(118) 및 제4 커패시터 플레이트(120)와 같은 추가 커패시터 플레이트는 또한, 제1 및 제2 커패시터 플레이트(114, 116)에 실질적으로 평행하게 배열될 수도 있고, 몇몇 실시형태에서 쉘로우 트렌치 분리 영역의 유전체 재료(112)에 의해 서로 분리된다. 따라서, 제1, 제2, 제3, 및/또는 제4 커패시터 플레이트(114, 116, 118, 120)는 기판(102) 안으로 "리세스될(recessed)" 수도 있고, 콘택 및/또는 반도체 기판(102) 위의 수평 금속 라인 및 수직 비아를 포함하는 인터커넥트 구조체(interconnect structure)를 통해 서로 동작 가능하게 커플링될 수 있다.In some cases, capacitor region 106 corresponds to a shallow trench isolation (STI) region filled with dielectric material 112. The capacitor region 106 is substantially vertical and includes a plurality of capacitor plates disposed in the dielectric material 112 in the STI region. For example, the first capacitor plate 114 and the second capacitor plate 116 are disposed in the dielectric material 112 in the shallow trench isolation region. The first capacitor plate 114 and the second capacitor plate 116 are substantially parallel to each other and separated from each other by a dielectric material 112 in the shallow trench isolation region. Additional capacitor plates such as, for example, the third capacitor plate 118 and the fourth capacitor plate 120 may also be arranged substantially parallel to the first and second capacitor plates 114, 116, and some In an embodiment they are separated from each other by a dielectric material 112 in the shallow trench isolation region. Thus, the first, second, third, and/or fourth capacitor plates 114, 116, 118, 120 may be "recessed" into the substrate 102 and contact and/or semiconductor substrates. (102) It may be operably coupled to each other through an interconnect structure including a horizontal metal line and a vertical via above.

그러한 구성에서, 제1, 제2, 제3, 및/또는 제4 커패시터 플레이트(114, 116, 118, 120)는, 제1 커패시터 단자(122)와 제2 커패시터 단자(124) 사이에서 측정될 때, 자신의 총 커패시턴스(Cc)가 용량성 컴포넌트의 커패시턴스의 합(예를 들면, Cc = C1 + C2 + C3)인 복합 커패시터(110)를 확립하기 위해 서로 병렬로 전기적으로 배열되는 여러 가지 용량성 컴포넌트(예를 들면, C1, C2, C3)를 확립하기 위해 함께 커플링될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 제1, 제2, 제3, 및/또는 제4 커패시터 플레이트(114, 116, 118, 120)는 실질적으로 평행한 측벽 구조체를 갖는다. 측벽은 실제로 평행할 수도 있거나 또는 평행인 것으로부터 작은 오프셋을 가질 수도 있는데(실제로 수직일 수도 있거나 또는 수직인 것으로부터 작은 오프셋을 가질 수도 있음), 예를 들면, 측벽은 사용되는 에칭 프로세스에 기인하는 스캘럽(scallop)을 가질 수도 있거나, 또는 테이퍼 형상으로 될 수도 있고, 그 결과, 예를 들면, 측벽의 상부 부분은 측벽의 하부 부분보다 약간 더 가깝다.In such a configuration, the first, second, third, and/or fourth capacitor plates 114, 116, 118, 120 are to be measured between the first capacitor terminal 122 and the second capacitor terminal 124. When, in order to establish a composite capacitor 110 whose total capacitance (C c ) is the sum of the capacitances of the capacitive components (e.g., C c = C 1 + C 2 + C 3 ), electrically in parallel with each other. It can be coupled together to establish the various capacitive components that are arranged (eg, C 1 , C 2 , C 3 ). In some embodiments, the first, second, third, and/or fourth capacitor plates 114, 116, 118, 120 have substantially parallel sidewall structures. The sidewalls may be actually parallel or may have a small offset from being parallel (may be really vertical or may have a small offset from being vertical), for example, the sidewalls may be due to the etching process being used. It may have a scallop, or may be tapered, as a result, for example, the upper part of the sidewall is slightly closer than the lower part of the sidewall.

복합 커패시터(110) 내에서, 각각의 용량성 컴포넌트(Cn(n = 1, 2, 3, ...))의 커패시턴스는 다음 식에 의해 정의되는데:Within the composite capacitor 110, the capacitance of each capacitive component (C n (n = 1, 2, 3, ...)) is defined by the following equation:

Figure 112019111402665-pat00001
Figure 112019111402665-pat00001

여기서 cn은 패럿(farad) 단위의 n 번째 용량성 컴포넌트의 커패시턴스이고, ε0은 진공의 유전율이고, εr은 플레이트 사이의 유전체 재료(112)의 유전율이고, An은 이웃하는 커패시터 플레이트 사이의 총 면적이고, Sn은 이웃하는 커패시터 플레이트 사이의 간격이다. 도 1의 배열에서의 이점은, 복합 커패시터(110)의 레이아웃이, 제1, 제2, 제3, 및 제4 커패시터 플레이트(114, 116, 118, 120) 사이의 간격 Sn을 각각 조정하도록; 뿐만 아니라 이웃하는 커패시터 플레이트 사이의 면적 An을 각각 조정하도록 튜닝될 수 있다는 것이다. 더 구체적으로, 커패시터 플레이트 사이의 면적 An은, 각각의 커패시터 플레이트가 기판 안으로 연장되는 깊이 dn 및 각각의 커패시터 플레이트의 길이 ln에 기초하여 조정될 수 있다.Where c n is the capacitance of the nth capacitive component in farads, ε 0 is the dielectric constant of the vacuum, ε r is the dielectric constant of the dielectric material 112 between the plates, and A n is the dielectric constant between the adjacent capacitor plates. Is the total area of, and S n is the spacing between neighboring capacitor plates. The advantage in the arrangement of Figure 1 is that the layout of the composite capacitor 110 adjusts the spacing S n between the first, second, third, and fourth capacitor plates 114, 116, 118, 120, respectively. ; In addition, it can be tuned to each adjust the area A n between neighboring capacitor plates. More specifically, the area A n between the capacitor plates can be adjusted based on the depth d n at which each capacitor plate extends into the substrate and the length l n of each capacitor plate.

트랜지스터(108)는 제1 전도성 타입(예를 들면, n 형)을 갖는 제1 및 제2 소스/드레인 영역(126, 128), 제1 전도성 타입과는 반대인 제2 전도성 타입(예를 들면, p 형)을 갖는 웰 영역(129), 및 제1 및 제2 소스/드레인 영역(126, 128) 사이에 배치되는 게이트 전극(130)을 포함한다. 게이트 전극(130)은 반도체 기판(102)의 전면 안으로 게이트 전극 깊이까지 연장되고, 게이트 유전체 층(132)은 반도체 기판(102)으로부터 게이트 전극(130)을 분리하기 위해 반도체 기판(102)의 전면 안으로 게이트 유전 깊이까지 연장된다. 채널 영역(134)은 반도체 기판(102)에서 게이트 유전체 층(132)의 하부 표면(lower surface) 및 외부 측벽을 따라 배치되고 제1 및 제2 소스/드레인 영역(126, 128) 사이에서 연장된다. 따라서, 게이트 전극(130)도 또한 기판(102)에서 "리세스"된다. 몇몇 실시형태에서, 게이트 유전체 층(132)의 재료 조성 및 깊이는 STI 영역의 유전체 재료(112)의 것에 대응할 수 있고; 제1, 제2, 제3, 및 제4 커패시터 플레이트(114, 116, 118, 120)의 재료 조성 및 깊이는 게이트 전극(130)의 것에 대응할 수 있다. 예를 들면, STI 영역의 게이트 유전체 층(132) 및 유전체 재료(112)는 하이 k 유전체 재료 또는 실리콘 이산화물일 수도 있거나 또는 이들을 포함할 수 있고, 반도체 기판(102) 안으로 수 나노미터에서부터 수 마이크로미터까지의 범위에 이르는 깊이까지 확장될 수 있다. 또한, 몇몇 실시형태에서, 게이트 전극(130) 및 커패시터 플레이트(114, 116, 118, 120)는 도핑된 폴리실리콘일 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있고, 반도체 기판 안으로 수 나노미터에서부터 수 마이크로미터까지의 범위에 이르는 깊이를 가질 수 있다. 다른 실시형태에서, 게이트 전극(130) 및 커패시터 플레이트(114, 116, 118, 120)는, 예를 들면, 텅스텐, 알루미늄, 구리, 또는 니켈과 같은 다른 전도성 재료일 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 또한, 여전히 다른 실시형태에서, STI 영역의 게이트 유전체 층(132) 및 유전체 재료(112)는 서로 상이한 재료 및/또는 상이한 깊이일 수 있으며; 및/또는 게이트 전극(130) 및 제1, 제2, 제3, 및 제4 커패시터 플레이트(114, 116, 118, 120)는 서로 상이한 재료 및/또는 상이한 깊이일 수 있다.Transistor 108 has first and second source/drain regions 126 and 128 having a first conductivity type (e.g., n-type), and a second conductivity type opposite to the first conductivity type (e.g. , p-type), and a gate electrode 130 disposed between the first and second source/drain regions 126 and 128. The gate electrode 130 extends into the front surface of the semiconductor substrate 102 to the depth of the gate electrode, and the gate dielectric layer 132 is the front surface of the semiconductor substrate 102 to separate the gate electrode 130 from the semiconductor substrate 102. In the gate extends to the dielectric depth. The channel region 134 is disposed along the lower surface and outer sidewalls of the gate dielectric layer 132 in the semiconductor substrate 102 and extends between the first and second source/drain regions 126 and 128. . Thus, the gate electrode 130 is also "recessed" in the substrate 102. In some embodiments, the material composition and depth of the gate dielectric layer 132 may correspond to that of the dielectric material 112 in the STI region; The material composition and depth of the first, second, third, and fourth capacitor plates 114, 116, 118, 120 may correspond to those of the gate electrode 130. For example, the gate dielectric layer 132 and dielectric material 112 in the STI region may or may be a high-k dielectric material or silicon dioxide, and may be from a few nanometers to several micrometers into the semiconductor substrate 102. It can be extended to a depth of up to. In addition, in some embodiments, gate electrode 130 and capacitor plates 114, 116, 118, 120 may be doped polysilicon, or may include them, and from a few nanometers to several micrometers into a semiconductor substrate. It can have a depth that reaches the range of. In other embodiments, the gate electrode 130 and the capacitor plates 114, 116, 118, 120 may be or may include other conductive materials such as, for example, tungsten, aluminum, copper, or nickel. . Further, in still other embodiments, the gate dielectric layer 132 and dielectric material 112 of the STI region may be of different materials and/or different depths from each other; And/or the gate electrode 130 and the first, second, third, and fourth capacitor plates 114, 116, 118, 120 may be of different materials and/or different depths.

제1, 제2, 제3, 및 제4 커패시터 플레이트(114, 116, 118, 120)(이들은 STI 영역의 유전체 재료(112) 내에 배치됨) 및 게이트 전극(130) 각각이 반도체 기판의 전면(102f) 안으로 하방으로 연장되기 때문에, 이 접근법은, 대체 게이트 프로세스와 더욱 호환되고 및/또는 고전압 디바이스와 더 잘 통합되는 복합 커패시터(110)를 제공한다. 따라서, 본원에서 제공되는 다양한 복합 커패시터 실시형태는, 특히, 도 1에서와 같은 고전압 트랜지스터와의 통합 관점에서 봤을 때, 효율적인 방식으로 제조될 수 있다. 또한, 제1, 제2, 제3, 및 제4 커패시터 플레이트(114, 116, 118, 120)가 STI 영역의 유전체 재료(112) 내에 배치되기 때문에, 이 접근법은 많은 점에서 소형 풋프린트 및 양호한 디바이스 특성을 제공할 수도 있다.Each of the first, second, third, and fourth capacitor plates 114, 116, 118, 120 (they are disposed within the dielectric material 112 in the STI region) and the gate electrode 130 are the front surface 102f of the semiconductor substrate. ), this approach provides a composite capacitor 110 that is more compatible with alternative gate processes and/or is better integrated with high voltage devices. Thus, the various composite capacitor embodiments provided herein can be fabricated in an efficient manner, particularly from a viewpoint of integration with a high voltage transistor as in FIG. 1. In addition, since the first, second, third, and fourth capacitor plates 114, 116, 118, 120 are disposed within the dielectric material 112 of the STI region, this approach is in many respects small footprint and good. Device characteristics can also be provided.

도 1 내지 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 복합 커패시터(110) 및 트랜지스터(108)는 몇몇 상이한 구성으로 동작 가능하게 커플링될 수 있다. 예를 들면, 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 몇몇 실시형태에서, 트랜지스터(108)의 소스/드레인 영역(126)은 제1 및/또는 제2 커패시터 단자(예를 들면, 122)에 직접적으로 커플링될 수 있다. 도 2에서 예시되는 이 커플링은, 커패시터 영역(106) 및 로직 영역(104) 위로 수평으로 연장되는 하나 이상의 금속 라인(138, 140), 및 하나 이상의 콘택 또는 비아(예를 들면, 142, 144)를 포함하는 인터커넥트 구조체(136)를 통해 달성될 수 있다. 복합 커패시터(110)의 제1 커패시터 단자(122)는 제1 및 제3 커패시터 플레이트(114, 118)에 그리고 금속 라인 중 제1 금속 라인(예를 들면, 138) 및 하나 이상의 콘택 또는 비아(예를 들면, 142)를 통해 제1 소스/드레인 영역(126)에 커플링되고; 한편 복합 커패시터(110)의 제2 커패시터 단자(124)는 금속 라인 중 제2 금속 라인(예를 들면, 140) 및 하나 이상의 콘택 또는 비아(예를 들면, 144)를 통해 제2 및 제4 커패시터 플레이트(116, 120)에 커플링된다. 다른 실시형태에서, 게이트 전극(130)은, 예를 들면, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 복합 커패시터(110)의 제1 또는 제2 커패시터 단자(122, 124)에 직접적으로 커플링될 수 있다. 도 3에서 예시되는 이 커플링은, 커패시터 영역(106) 및 로직 영역(104) 위로 수평으로 연장되는 하나 이상의 금속 라인(146, 148), 및 하나 이상의 콘택 또는 비아(예를 들면, 150, 152)를 포함하는 인터커넥트 구조체(136)를 통해 달성될 수 있다. 도 3에서, 복합 커패시터(110)의 제1 커패시터 단자(122)는, 금속 라인 중 제1 금속 라인(예를 들면, 146) 및 하나 이상의 콘택 또는 비아(예를 들면, 150)를 통해 제1 및 제3 커패시터 플레이트(114, 118) 및 게이트 전극(130)에 커플링되고; 한편 복합 커패시터(110)의 제2 커패시터 단자(124)는, 금속 라인 중 제2 금속 라인(예를 들면, 148) 및 하나 이상의 콘택 또는 비아(예를 들면, 152)를 통해 제2 및 제4 커패시터 플레이트(116, 120)에 커플링된다. 다른 실시형태에서, 복합 커패시터(110) 및 트랜지스터(108)는 서로 직접적으로 커플링되지 않는다.As can be seen from Figures 1-3, composite capacitor 110 and transistor 108 may be operatively coupled in several different configurations. For example, as can be seen in FIG. 2, in some embodiments, the source/drain regions 126 of transistor 108 are directly at the first and/or second capacitor terminals (e.g., 122). Can be coupled. This coupling illustrated in FIG. 2 includes one or more metal lines 138, 140 extending horizontally over capacitor region 106 and logic region 104, and one or more contacts or vias (e.g., 142, 144). ) Can be achieved through the interconnect structure 136 including. The first capacitor terminal 122 of the composite capacitor 110 is connected to the first and third capacitor plates 114 and 118 and a first metal line (e.g., 138) and one or more contacts or vias (e.g. Coupled to the first source/drain region 126 via, for example, 142; Meanwhile, the second capacitor terminal 124 of the composite capacitor 110 is formed of the second and fourth capacitors through a second metal line (for example, 140) and one or more contacts or vias (for example, 144) among the metal lines. It is coupled to the plates 116 and 120. In another embodiment, the gate electrode 130 may be directly coupled to the first or second capacitor terminals 122, 124 of the composite capacitor 110, for example, as can be seen in FIG. 3. have. This coupling illustrated in FIG. 3 includes one or more metal lines 146, 148 extending horizontally over capacitor region 106 and logic region 104, and one or more contacts or vias (e.g., 150, 152). ) Can be achieved through the interconnect structure 136 including. In FIG. 3, the first capacitor terminal 122 of the composite capacitor 110 is a first metal line (eg, 146) among metal lines and at least one contact or via (eg, 150). And coupled to the third capacitor plates 114 and 118 and the gate electrode 130; On the other hand, the second capacitor terminal 124 of the composite capacitor 110 is connected to the second and fourth metal lines through a second metal line (for example, 148) and one or more contacts or vias (for example, 152) among the metal lines. It is coupled to the capacitor plates 116 and 120. In other embodiments, composite capacitor 110 and transistor 108 are not directly coupled to each other.

도 4 내지 도 11은, 다양한 용량성 엘리먼트에 대한 커패시터 플레이트의 깊이, 간격, 및/또는 길이를 조정하는 것에 의해 몇몇 실시형태에 따른 복합 커패시터의 총 커패시턴스(Cc)가 어떻게 튜닝될 수 있는지를 묘사하는 몇몇 예를 예시한다. 이들은 예에 불과하며, 다른 변형예가 본 개시의 범위 내에 속하는 것으로 또한 고려된다는 것이 인식될 것이다.4-11 illustrate how the total capacitance C c of a composite capacitor according to some embodiments can be tuned by adjusting the depth, spacing, and/or length of the capacitor plate for various capacitive elements. Illustrate some examples to describe. It will be appreciated that these are examples only, and that other variations are also contemplated as falling within the scope of the present disclosure.

도 4는, 반도체 기판(102)에서, 제1 및 제2 STI 영역(112a, 112b) 내에 각각 배치되는 제1 및 제2 복합 커패시터(110a, 110b)를 포함하는 실시형태를 예시한다. 이 예에서, 제1 및 제2 복합 커패시터(110a, 110b) 각각은 제1 저부 표면(각각, 115a, 115b)을 구비하는 제1 커패시터 플레이트(각각, 114a, 114b)를 포함하고; 각각은 제2 커패시터 플레이트(각각, 116a, 116b)를 포함한다. 제1 저부 표면(115a, 115b)은 반도체 기판의 전면(102f)으로부터, 각각, 제1 및 제2 깊이(d1, d2)에서 배치된다. 제1 및 제2 깊이(d1, d2)는 도 4에서 서로 동일하고; 또한 제2 커패시터 플레이트(116a, 116b)에 대한 제2 저부 표면의 깊이와 동일하다. 제1 및 제2 복합 커패시터(110a, 110b)는, 각각, 제3 커패시터 플레이트(118a, 118b)를 또한 포함한다. 제3 커패시터 플레이트(118a, 118b)는 반도체 기판의 전면 아래 제3 깊이에 배치되는 제3 저부 표면을 구비하는데, 제1 깊이, 제2 깊이, 및 제3 깊이는 서로 동일하다. 예를 들면, 몇몇 실시형태에서, d1 및 d2는 수 나노미터에서부터 수 미크론까지의 범위에 이를 수 있다. 도 4는 또한, 제1, 제2 및 제3 플레이트와 동일한 깊이에서 제4 커패시터 플레이트(120a, 120b)를 포함하는 각각의 복합 커패시터를 도시하지만, 다른 수의 커패시터 플레이트도 본 개시의 범위 내에 포함되는 것으로 또한 고려된다. 이웃하는 커패시터 플레이트 사이의 간격은 도 4의 예에서 동일하다.4 illustrates an embodiment including first and second composite capacitors 110a and 110b disposed in the first and second STI regions 112a and 112b, respectively, in the semiconductor substrate 102. In this example, each of the first and second composite capacitors 110a, 110b includes a first capacitor plate (114a, 114b, respectively) having a first bottom surface (115a, 115b, respectively); Each includes a second capacitor plate (116a, 116b, respectively). The first bottom surfaces 115a and 115b are disposed at first and second depths d1 and d2, respectively, from the front surface 102f of the semiconductor substrate. The first and second depths d1 and d2 are equal to each other in FIG. 4; It is also equal to the depth of the second bottom surface for the second capacitor plates 116a and 116b. The first and second composite capacitors 110a and 110b also include third capacitor plates 118a and 118b, respectively. The third capacitor plates 118a and 118b have a third bottom surface disposed at a third depth below the front surface of the semiconductor substrate, the first depth, the second depth, and the third depth being the same. For example, in some embodiments, d1 and d2 can range from a few nanometers to a few microns. 4 also shows each composite capacitor including the fourth capacitor plates 120a, 120b at the same depth as the first, second and third plates, but other numbers of capacitor plates are also included within the scope of the present disclosure. It is also considered to be. The spacing between neighboring capacitor plates is the same in the example of FIG. 4.

"제1", "제2", "제3", "제4", 및 등등은 본원에서 단지 일반적인 식별자에 불과하며 다양한 엘리먼트 사이들의 임의의 공간적 또는 시간적 관계를 암시하거나 또는 제안하지 않는다는 것이 인식될 것이다. 또한, 이들 식별자는 다양한 실시형태에서 서로 상호 교환될 수도 있다. 예를 들면, 비록 114a가 도 1과 관련하여 "제1" 커패시터 플레이트로서 지칭되지만, 몇몇 실시형태에서, 114a는 또한 제2 커패시터 플레이트, 제3 커패시터 플레이트, 제4 커패시터 플레이트, 등등으로 해석 및/또는 지칭될 수 있다.It is recognized that “first”, “second”, “third”, “fourth”, and the like are merely generic identifiers herein and do not imply or suggest any spatial or temporal relationship between the various elements. Will be. In addition, these identifiers may be interchanged with each other in various embodiments. For example, although 114a is referred to as the “first” capacitor plate with respect to FIG. 1, in some embodiments, 114a is also interpreted and/or interpreted as a second capacitor plate, a third capacitor plate, a fourth capacitor plate, etc. Or may be referred to.

도 5는 반도체 기판(102) 상에 배치되는 제1 및 제2 복합 커패시터(110a, 110b)를 포함하는 다른 실시형태를 예시한다. 도 4(여기서는 모든 커패시터 플레이트의 저부 표면이 기판의 전면(102f)으로부터 동일한 깊이에 있음)와는 대조적으로, 도 5의 예에서, 제1 복합 커패시터에서의 커패시터 플레이트는 제1 깊이 d1'에서 제1 저부 표면을 가지며, 제2 복합 커패시터에서의 커패시터 플레이트는 제2 깊이 d2'에서 제2 저부 표면을 갖는다. 제1 및 제2 깊이(d1', d2')는 서로 상이하다. 예를 들면, 몇몇 실시형태에서 d2는 d1의 20 %에서부터 80 %까지의 범위에 이를 수 있다. 따라서, 커패시터 플레이트(114a-120a)의 길이가 114b-120b의 것과 동일하고 또한 커패시터 플레이트 사이의 간격이 114b-120b의 것과 동일한 경우, 도 5에서의 제2 복합 커패시터(110b)는, 감소된 깊이(그러므로, 이웃하는 커패시터 플레이트 사이의 감소된 면적 A)에 기인하여 제1 복합 커패시터(110a)의 것보다 더 낮은 커패시턴스를 가질 수 있다.5 illustrates another embodiment including first and second composite capacitors 110a and 110b disposed on a semiconductor substrate 102. In contrast to FIG. 4 (here the bottom surfaces of all capacitor plates are at the same depth from the front surface 102f of the substrate), in the example of FIG. 5, the capacitor plate in the first composite capacitor has a first depth d1' at a first depth d1'. It has a bottom surface, and the capacitor plate in the second composite capacitor has a second bottom surface at a second depth d2'. The first and second depths d1' and d2' are different from each other. For example, in some embodiments d2 can range from 20% to 80% of d1. Therefore, when the length of the capacitor plates 114a-120a is the same as that of 114b-120b and the spacing between the capacitor plates is the same as that of 114b-120b, the second composite capacitor 110b in FIG. 5 has a reduced depth (Therefore, it may have a lower capacitance than that of the first composite capacitor 110a due to the reduced area A between neighboring capacitor plates).

도 6은, 반도체 기판(102) 상에 배치되는 제1 및 제2 복합 커패시터(110a, 110b)를 포함하는 여전히 다른 실시형태를 예시한다. 도 4 및 도 5(여기서는, 각각의 복합 커패시터(110a 및 110b)가, 그 저부 표면이 그 복합 커패시터 내에서 동일한 깊이를 갖는 커패시터 플레이트를 포함함)와는 대조적으로, 도 6에서의 복합 커패시터(110a, 110b)는 각각의 복합 커패시터 내에서 상이한 깊이를 갖는 커패시터 플레이트를 구비한다. 예를 들면, 몇몇 실시형태에서, 커패시터 플레이트 중 가장 쉘로우 커패시터 플레이트(예를 들면, 116b)는 기판(102)의 두께의 1 % 미만에서부터 기판(102)의 두께의 최대 75 %까지의 범위에 이를 수 있고, 한편 커패시터 플레이트 중 가장 깊은 커패시터 플레이트(예를 들면, 120b)는 기판(102)의 두께의 1 %에서부터 기판(102)의 두께의 90 %까지의 범위에 이를 수 있고, 가장 쉘로우 플레이트보다 10 % 더 큰 깊은 것에서부터 가장 쉘로우 플레이트보다 10 배 또는 20 배 더 깊은 것까지의 범위에 이르는 깊이를 가질 수 있다. 이 접근법은, 다른 접근법보다 커패시턴스의 더 미세한 튜닝을 허용할 수 있다.6 illustrates still another embodiment including first and second composite capacitors 110a and 110b disposed on a semiconductor substrate 102. In contrast to FIGS. 4 and 5 (here, each of the composite capacitors 110a and 110b includes a capacitor plate whose bottom surface has the same depth within the composite capacitor), the composite capacitor 110a in FIG. 6 , 110b) have capacitor plates having different depths within each composite capacitor. For example, in some embodiments, the shallowest capacitor plate (e.g., 116b) of the capacitor plates ranges from less than 1% of the thickness of the substrate 102 to up to 75% of the thickness of the substrate 102. On the other hand, the deepest capacitor plate (for example, 120b) among the capacitor plates can range from 1% of the thickness of the substrate 102 to 90% of the thickness of the substrate 102, and is less than the shallowest plate. It can have a depth ranging from 10% greater deep to 10 or 20 times deeper than the shallowest plate. This approach can allow finer tuning of the capacitance than other approaches.

도 7은, 제1 및 제2 복합 커패시터(110a, 110b)가 동일한 깊이를 갖는 커패시터 플레이트를 가지지만, 그러나 제1 복합 커패시터가 제1 간격 s1만큼 떨어져 이격되는 측벽 구조체를 갖는 제1, 제2, 제3, 및 제4 커패시터 플레이트를 포함하며; 제2 복합 커패시터가 제2 간격 s2만큼 떨어져 이격되는 측벽 구조체를 갖는 제1, 제2, 제3, 및 제4 커패시터 플레이트를 포함하는 여전히 다른 실시형태를 예시한다. 제2 간격(s2)은 제1 간격(s1)보다 더 크다. 따라서, 도 7에서, 커패시터 플레이트(114a-120a)의 길이 및 깊이가 114b-120b의 것과 동일하면, 도 5에서의 제2 복합 커패시터(110b)는, 커패시터 플레이트 사이의 증가된 간격에 기인하여, 제1 복합 커패시터(110a)의 것보다 더 낮은 커패시턴스를 가질 수 있다.7 shows that the first and second composite capacitors 110a and 110b have capacitor plates having the same depth, but the first and second composite capacitors have sidewall structures spaced apart by a first interval s 1. A second, third, and fourth capacitor plates; Still another embodiment is illustrated in which the second composite capacitor includes first, second, third, and fourth capacitor plates having sidewall structures spaced apart by a second spacing s 2. The second interval s2 is larger than the first interval s1. Therefore, in FIG. 7, if the length and depth of the capacitor plates 114a-120a are the same as those of 114b-120b, the second composite capacitor 110b in FIG. 5, due to the increased spacing between the capacitor plates, It may have a lower capacitance than that of the first composite capacitor 110a.

도 7(여기서는, 각각의 복합 커패시터(110a 및 110b)가 그 복합 커패시터 내의 이웃하는 커패시터 플레이트로부터 동일한 간격으로 이격되는 커패시터 플레이트를 포함함)과는 대조적으로, 도 8에서의 복합 커패시터(110a, 110b)는 각각의 복합 커패시터 내에서 상이한 간격을 갖는 커패시터 플레이트를 구비한다. 예를 들면, 제1 복합 커패시터에서, 제1 및 제2 커패시터 플레이트는 제1 간격(sa1)만큼 분리되고, 제2 및 제3 커패시터 플레이트는 제2 간격(sa2 < sa1)만큼 분리되고; 제3, 및 제4 커패시터 플레이트는 제3 간격(sa3 < sa2)만큼 분리된다. 예를 들면, 제2 복합 커패시터에서, 제1 및 제2 커패시터 플레이트는 제1 간격(sb1)(예를 들면, sa1 > sb1 > sa2)만큼 분리되고, 한편, 제2 및 제3 커패시터 플레이트는 제2 간격(sb2 < sb1)만큼 분리되고; 제3 및 제4 커패시터 플레이트는 제3 간격(sb3 < sb2)만큼 분리된다. 도 8의 이 접근법은, 다른 접근법보다 커패시턴스의 더 미세 튜닝을 허용할 수 있으며, 상이한 간격은 통상적으로 도 7의 접근법보다 어떠한 추가적인 포토리소그래피 단계를 활용하지 않는다는 점에서 유리하다.In contrast to FIG. 7 (here, each of the composite capacitors 110a and 110b includes a capacitor plate spaced equally apart from neighboring capacitor plates in the composite capacitor), the composite capacitors 110a and 110b in FIG. 8 ) Has capacitor plates with different spacing within each composite capacitor. For example, in the first composite capacitor, the first and second capacitor plates are separated by a first interval (sa1), and the second and third capacitor plates are separated by a second interval (sa2 <sa1); The third and fourth capacitor plates are separated by a third interval sa3 <sa2. For example, in the second composite capacitor, the first and second capacitor plates are separated by a first interval (sb1) (for example, sa1> sb1> sa2), while the second and third capacitor plates are Separated by 2 intervals (sb2 <sb1); The third and fourth capacitor plates are separated by a third interval sb3 <sb2. This approach of FIG. 8 may allow finer tuning of the capacitance than other approaches, and different spacings are advantageous in that they typically do not utilize any additional photolithography steps than the approach of FIG. 7.

도 9는, 반도체 기판(102) 상에 배치되는 제1 및 제2 복합 커패시터(110a, 110b)를 포함하는 여전히 다른 실시형태를 예시한다. 도 9에서의 복합 커패시터(110a, 110b)는 각각의 복합 커패시터 내의 이웃하는 커패시터 플레이트에 대해 상이한 깊이 및 상이한 간격을 갖는 커패시터 플레이트를 갖는다. 도 9는 또한, 복합 커패시터가 다른 접근법보다 커패시턴스의 더 미세한 튜닝을 제공하기 위해 상이한 수의 커패시터 플레이트를 가질 수 있다는 것을 예시한다. 예를 들면, 제1 복합 커패시터(110a)는 세 개의 커패시터 플레이트(114a, 116a 및 118a)를 포함하고; 한편 제2 복합 커패시터(110b)는 여섯 개의 커패시터 플레이트(114b, 116b, 118b, 120b, 121 및 123b)를 포함한다.9 illustrates still another embodiment including first and second composite capacitors 110a and 110b disposed on a semiconductor substrate 102. The composite capacitors 110a and 110b in FIG. 9 have capacitor plates having different depths and different spacings for neighboring capacitor plates in each composite capacitor. 9 also illustrates that composite capacitors can have different numbers of capacitor plates to provide finer tuning of capacitance than other approaches. For example, the first composite capacitor 110a includes three capacitor plates 114a, 116a and 118a; Meanwhile, the second composite capacitor 110b includes six capacitor plates 114b, 116b, 118b, 120b, 121 and 123b.

도 10에서 도시되는 바와 같이, 제1 및 제2 복합 커패시터(110a, 110b)는 또한 서로 상이한 길이를 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 복합 커패시터(110a)에서, 제1, 제2, 제3, 및 제4 커패시터 플레이트 각각은 제1 길이(l1)를 가지며, 한편, 제2 복합 커패시터(110b)에서, 제1, 제2, 제3, 및 제4 커패시터 플레이트(110b) 각각은 제2 길이(l2)를 갖는다. 도 11에서 도시되는 바와 같이, 제1 및 제2 복합 커패시터(110a, 110b)는 또한 서로 상이한 길이, 상이한 간격, 및 상이한 깊이를 가질 수 있다.As shown in FIG. 10, the first and second composite capacitors 110a and 110b may also have different lengths. For example, in the first composite capacitor 110a, each of the first, second, third, and fourth capacitor plates has a first length l1, while in the second composite capacitor 110b, Each of the first, second, third, and fourth capacitor plates 110b has a second length l2. As shown in FIG. 11, the first and second composite capacitors 110a and 110b may also have different lengths, different spacings, and different depths from each other.

도 12는 복합 커패시터(110) 및 트랜지스터(108)를 포함하는 집적 회로의 다른 실시형태를 도시한다. 복합 커패시터(110)는 제1, 제2, 제3, 및 제4 커패시터 플레이트(114, 116, 118, 120)(이들은 STI 영역의 유전체 재료(112) 내에 배치됨)를 갖는 것으로 다시 예시되고; 트랜지스터(108)는 반도체 기판의 전면(102f) 안으로 하방으로 연장되는 게이트 전극(130) 및 게이트 유전체 층(132)을 갖는 것으로 다시 예시되어 있다. 실리콘 질화물 층과 같은 에칭 정지 층(160)이 기판의 전면(102f)에 걸쳐 배치된다. 예를 들면, 니켈 실리사이드와 같은 실리사이드 층(162)은 에칭 정지 층(160)을 통해 적어도 부분적으로 연장되어 제1, 제2, 제3, 및 제4 커패시터 플레이트(114, 116, 118, 120)의 상부 표면과 옴 접촉을 이루고, 게이트 전극(130)의 상부 표면과 옴 접촉을 이루고, 제1 및 제2 소스/드레인 영역(126, 128)의 상부 표면과 옴 접촉을 이룬다. 예를 들면, 텅스텐 또는 다른 금속으로 제조될 수 있는 콘택(164) 및/또는 비아는, 실리사이드를 기판 위의 인터커넥트 구조체의 금속 층(166)(예를 들면, 금속 1 층)의 라인에 커플링한다.12 shows another embodiment of an integrated circuit comprising a composite capacitor 110 and a transistor 108. The composite capacitor 110 is again illustrated as having first, second, third, and fourth capacitor plates 114, 116, 118, 120 (they are disposed within the dielectric material 112 of the STI region); Transistor 108 is again illustrated as having a gate electrode 130 and a gate dielectric layer 132 extending downwardly into the front surface 102f of the semiconductor substrate. An etch stop layer 160, such as a silicon nitride layer, is disposed over the front surface 102f of the substrate. For example, a silicide layer 162, such as nickel silicide, extends at least partially through the etch stop layer 160 so that the first, second, third, and fourth capacitor plates 114, 116, 118, 120 Make ohmic contact with the upper surface of the gate electrode 130, make ohmic contact with the upper surface of the gate electrode 130, and make ohmic contact with the upper surfaces of the first and second source/drain regions 126 and 128. For example, contacts 164 and/or vias, which may be made of tungsten or other metal, couple silicide to a line of metal layer 166 (e.g., metal 1 layer) of the interconnect structure on the substrate. do.

도 13 및 도 14는, 쉘로우 트렌치 분리 영역에 의해 측방으로 둘러싸이는 디바이스 영역(이것은 도 1의 트랜지스터 영역(104) 및/또는 다른 능동 및/또는 수동 디바이스를 포함할 수 있음)을 포함하는, 도 1의 집적 회로와 같은 집적 회로의 몇몇 실시형태의 상면도를 예시한다.13 and 14 show a device region (which may include the transistor region 104 and/or other active and/or passive devices of FIG. 1) laterally surrounded by a shallow trench isolation region. 1 illustrates a top view of some embodiments of an integrated circuit, such as the integrated circuit.

도 13에서, 디바이스 영역은, 제1 및 제2 소스/드레인 영역(126, 128), 게이트 전극(130) 및 기저의(underlying) 반도체 기판(102)으로부터 게이트 전극(130)을 분리하는 게이트 유전체 층(132)을 포함하는 트랜지스터에 대응한다. 쉘로우 트렌치 분리 영역은 디바이스 영역을 측방으로 둘러싸며 유전체 재료(112)로 충전된다. 쉘로우 트렌치 분리 영역은, 쉘로우 트렌치 분리 영역에서 복합 커패시터를 집합적으로 확립하는 복수의 커패시터 플레이트를 포함한다. 더 구체적으로, 도 13에서, 커패시터 플레이트는 동심 링(concentric ring)인데, 그 각각은 디바이스 영역을 연속적으로 그리고 측방으로 둘러싼다. 따라서, 복합 커패시터는 제1, 제2, 제3, 및 제4 커패시터 플레이트(114, 116, 118, 120)를 갖는 것으로 다시 예시되는데, 여기서, 제1 및 제3 커패시터 플레이트는 제1 커패시터 단자(122)에 커플링되고, 제2 및 제4 커패시터는 플레이트는 제2 커패시터 단자에 커플링되어 복합 커패시터를 확립한다.In FIG. 13, the device region is a gate dielectric separating the gate electrode 130 from the first and second source/drain regions 126 and 128, the gate electrode 130, and the underlying semiconductor substrate 102. Corresponds to the transistor comprising layer 132. The shallow trench isolation region laterally surrounds the device region and is filled with dielectric material 112. The shallow trench isolation region includes a plurality of capacitor plates that collectively establish a composite capacitor in the shallow trench isolation region. More specifically, in Fig. 13, the capacitor plates are concentric rings, each of which continuously and laterally surrounds the device area. Accordingly, the composite capacitor is again illustrated as having first, second, third, and fourth capacitor plates 114, 116, 118, 120, wherein the first and third capacitor plates are the first capacitor terminals ( 122), and the second and fourth capacitor plates are coupled to the second capacitor terminal to establish a composite capacitor.

도 14에서, 복수의 커패시터 플레이트는, 디바이스 영역의 제1 측면에 대한 커패시터 플레이트의 제1 세트(1402), 디바이스 영역의 제2 측면에 대한 커패시터 플레이트의 제2 세트(1404), 디바이스 영역의 제3 측면에 대한 커패시터 플레이트의 제3 세트(1406), 및 디바이스 영역의 제4 측면에 대한 커패시터 플레이트의 제4 세트(1408)를 포함한다. 커패시터 플레이트의 제1 및 제3 세트(1402, 1406)는 제1 방향에서 서로 평행하게 연장되고, 커패시터 플레이트의 제2 및 제4 세트(1404, 1408)는, 제1 방향에 수직인 제2 방향에서 서로 평행하게 연장된다. 도시되는 바와 같이, 제1, 제2, 제3, 및 제4 세트의 각각에서의 하나 이상의 커패시터 플레이트는 제1 커패시터 단자(122)에 커플링될 수 있고, 제1, 제2, 제3, 및 제4 세트의 각각에서의 하나 이상의 다른 커패시터 플레이트는 제2 커패시터 단자(124)에 커플링될 수 있고, 그에 의해 복합 커패시터를 확립한다.In FIG. 14, the plurality of capacitor plates includes: a first set 1402 of capacitor plates for a first side of the device area, a second set 1404 of capacitor plates for a second side of the device area, and a second set of capacitor plates 1404 for the second side of the device area. A third set 1406 of capacitor plates for the third side, and a fourth set 1408 of capacitor plates for the fourth side of the device area. The first and third sets of capacitor plates 1402 and 1406 extend parallel to each other in a first direction, and the second and fourth sets of capacitor plates 1404 and 1408 are in a second direction perpendicular to the first direction. Extend parallel to each other at As shown, one or more capacitor plates in each of the first, second, third, and fourth sets may be coupled to the first capacitor terminal 122, and the first, second, third, And one or more other capacitor plates in each of the fourth set may be coupled to the second capacitor terminal 124, thereby establishing a composite capacitor.

도 15 및 도 16은 유전체 재료로 충전되는 제1 쉘로우 트렌치 분리 영역(113)에 의해 측방으로 둘러싸이는 디바이스 영역을 포함하는 집적 회로의 몇몇 실시형태의 상면도를 예시한다. 이 집적 회로는 또한, 제1 쉘로우 트렌치 분리 영역(113)으로부터 분리되는 제2 쉘로우 트렌치 분리 영역(115)을 포함한다. 제2 쉘로우 트렌치 분리 영역(115)은 또한 유전체 재료로 충전되지만, 그러나 디바이스 영역을 완전히 둘러싸지는 않는다. 도 15에서, 커패시터 플레이트는 복합 커패시터를 확립하기 위해 제2 쉘로우 트렌치 분리 영역 내에 배치되는 동심 링이다. 도 16에서, 커패시터 플레이트는 제1 방향에서 평행하게 배열되는 선형 세그먼트이며, 제1 커패시터 단자(122) 및 제2 커패시터 단자(124)에 커플링되어, 복합 커패시터를 확립한다.15 and 16 illustrate top views of some embodiments of an integrated circuit including a device region laterally surrounded by a first shallow trench isolation region 113 filled with a dielectric material. The integrated circuit also includes a second shallow trench isolation region 115 that is separated from the first shallow trench isolation region 113. The second shallow trench isolation region 115 is also filled with a dielectric material, but does not completely surround the device region. In Fig. 15, the capacitor plate is a concentric ring disposed within the second shallow trench isolation region to establish a composite capacitor. In Fig. 16, the capacitor plates are linear segments arranged in parallel in the first direction, and are coupled to the first capacitor terminal 122 and the second capacitor terminal 124 to establish a composite capacitor.

도 17에서, 복합 커패시터는 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제1 커패시터 플레이트(1702), 제2 커패시터 플레이트(1704), 제3 커패시터 플레이트(1706), 및 제4 커패시터 플레이트(1708)를 포함한다. 제2 커패시터 플레이트(1704)는 제1 커패시터 플레이트(1702)와 제3 커패시터 플레이트(1706) 사이에 배열되고; 그리고 제3 커패시터 플레이트(1706)는 제2 커패시터 플레이트(1704)와 제4 커패시터 플레이트(1708) 사이에 배열된다. 제1 커패시터 플레이트(1702), 제2 커패시터 플레이트(1704), 제3 커패시터 플레이트(1706), 및 제4 커패시터 플레이트(1708)는 제1 방향에서 서로 평행하게 연장되고 제1 방향에서 동일한 길이를 가지며, 제1 방향에 수직인 제2 방향에서 서로 정렬되는 각각의 단부를 갖는다. 제5, 제6 및 제7 커패시터 플레이트(1710, 1712, 1714)는 제2 방향에서 서로 평행하게 연장되고 제2 방향에서 동일한 길이를 가지며, 제1 방향에서 서로 정렬되는 각각의 단부를 갖는다. 제1 금속 라인(1716)은 제1, 제2, 제3, 및 제4 커패시터 플레이트를 서로 커플링하고, 제2 금속 라인(1718)은 제1, 제6, 및 제7 커패시터 플레이트를 서로 커플링한다.In FIG. 17, the composite capacitor includes a first capacitor plate 1702, a second capacitor plate 1704, a third capacitor plate 1706, and a fourth capacitor plate 1708 disposed in the shallow trench isolation region. The second capacitor plate 1704 is arranged between the first capacitor plate 1702 and the third capacitor plate 1706; In addition, the third capacitor plate 1706 is arranged between the second capacitor plate 1704 and the fourth capacitor plate 1708. The first capacitor plate 1702, the second capacitor plate 1704, the third capacitor plate 1706, and the fourth capacitor plate 1708 extend parallel to each other in the first direction and have the same length in the first direction. , Each has end portions that are aligned with each other in a second direction perpendicular to the first direction. The fifth, sixth and seventh capacitor plates 1710, 1712, and 1714 extend parallel to each other in the second direction, have the same length in the second direction, and have respective ends aligned with each other in the first direction. The first metal line 1716 couples the first, second, third, and fourth capacitor plates to each other, and the second metal line 1718 couples the first, sixth, and seventh capacitor plates to each other. Ring.

도 18은, 커패시터 플레이트가 서로 평행하게 배열되지만, 그러나 제1 방향에 수직인 제2 방향에서 서로 오프셋되는 또는 "엇갈려 배치되는(staggered)" 각각의 단부를 갖는 다른 예를 예시한다.Fig. 18 illustrates another example in which the capacitor plates are arranged parallel to each other, but with respective ends that are offset or "staggered" from each other in a second direction perpendicular to the first direction.

도 19는 몇몇 실시형태에 따른 여전히 다른 예를 예시한다. 도 19에서, 제1 커패시터 플레이트는 제1 방향에서 연장되는 제1 트렁크(1902), 및 제1 방향에 수직인 제2 방향에서 제1 트렁크(1902)로부터 외측으로 연장되는 제1 복수의 핑거(1904, 1906, 1908, 1910)를 포함한다. 제2 커패시터 플레이트는, 제1 방향에서 연장되지만 제1 트렁크(1902)와 떨어져 이격되는 제2 트렁크(1912), 및 제2 방향에서 제2 트렁크(12912)로부터 외측으로 연장되는 제2 복수의 핑거(1914, 1916, 1918, 1920)를 포함한다. 제1 복수의 핑거는 제2 복수의 핑거와 서로 맞물리고(inter-digitated) 쉘로우 트렌치 분리 영역의 유전체 재료(112)에 의해 서로 분리된다. 이 실시형태는, 커패시터에 대한 양호한 매칭을 제공하고, 칩 상에 상대적으로 작은 풋프린트를 제공하기 때문에, 유리하다.19 illustrates still another example according to some embodiments. In FIG. 19, the first capacitor plate includes a first trunk 1902 extending in a first direction, and a first plurality of fingers extending outward from the first trunk 1902 in a second direction perpendicular to the first direction ( 1904, 1906, 1908, 1910). The second capacitor plate includes a second trunk 1912 extending in a first direction but spaced apart from the first trunk 1902, and a second plurality of fingers extending outward from the second trunk 12912 in a second direction. (1914, 1916, 1918, 1920). The first plurality of fingers are inter-digitated with the second plurality of fingers and are separated from each other by a dielectric material 112 in the shallow trench isolation region. This embodiment is advantageous because it provides a good match for the capacitor and provides a relatively small footprint on the chip.

도 20 및 도 21은 몇몇 실시형태에 따른 여전히 또 다른 예를 예시한다. 이들 도면에서, 제1 커패시터 플레이트 및 제2 커패시터 플레이트는, 쉘로우 트렌치 분리 영역의 유전체 재료(112)에 의해 서로 분리되는 전도성 재료의 동심 링이다.20 and 21 still illustrate another example according to some embodiments. In these figures, the first capacitor plate and the second capacitor plate are concentric rings of conductive material separated from each other by a dielectric material 112 in the shallow trench isolation region.

도 22 및 도 23은, 트랜지스터가 복합 커패시터(2202)와 동일한 기판 상에 있는 FinFET(2200)으로서 구현되는 몇몇 추가적인 실시형태를 예시한다. 도 23은, 층간 유전체(inter-layer dielectric; ILD) 층(2300), 콘택(2302), 및 금속 층(2304)이 제자리에 있는 구조체를 예시하고, 한편, 이들 층은 기저의 구조체를 더 잘 예시하기 위해 도 22에서 제거되었다. FinFET(2200)은, 베이스 기판(2206)으로부터 상방으로 연장되며 하이 k 유전체 또는 실리콘 이산화물과 같은 유전체 재료로 이루어지는 쉘로우 트렌치 분리 층(2208)을 통해 연장되는 반도체 재료로 이루어지는 복수의 핀(2204)을 포함한다. 게이트 유전체 층(2210)은 핀(2204)의 상부 표면 및 상부 측벽 영역 위로 연장되고, 전도성 게이트 전극(2212)은 게이트 유전체 층(2210) 위로 연장된다. 전도성 게이트 전극(2212)은, 예를 들면, 폴리실리콘 또는 금속으로 만들어질 수 있다. 복합 커패시터(2202)는, 쉘로우 트렌치 분리 층(2208)에 배치되는 제1 및 제2 커패시터 플레이트(2214, 2216)를 포함한다. 몇몇 예에서, 게이트 유전체 층(2210)은 제1 및 제2 커패시터 플레이트(2214, 2216)를 쉘로우 트렌치 분리 층(2208)으로부터 분리한다.22 and 23 illustrate some additional embodiments in which the transistor is implemented as a FinFET 2200 on the same substrate as the composite capacitor 2202. 23 illustrates a structure in which an inter-layer dielectric (ILD) layer 2300, contacts 2302, and metal layer 2304 are in place, while these layers better shape the underlying structure. Removed from Figure 22 to illustrate. The FinFET 2200 includes a plurality of fins 2204 made of a semiconductor material extending upward from the base substrate 2206 and extending through a shallow trench isolation layer 2208 made of a dielectric material such as a high-k dielectric or silicon dioxide. Includes. The gate dielectric layer 2210 extends over the upper surface and upper sidewall regions of the fins 2204, and the conductive gate electrode 2212 extends over the gate dielectric layer 2210. The conductive gate electrode 2212 may be made of, for example, polysilicon or metal. Composite capacitor 2202 includes first and second capacitor plates 2214 and 2216 disposed in shallow trench isolation layer 2208. In some examples, gate dielectric layer 2210 separates first and second capacitor plates 2214 and 2216 from shallow trench isolation layer 2208.

도 24 내지 도 29는 고전압 트랜지스터 및 복합 커패시터를 포함하는 집적 회로를 형성하는 몇몇 실시형태를 예시한다. 개시된 방법(예를 들면, 플로우차트, 단면도, 및/또는 본원에서 개시되는 다른 방법에 의해 설명되는 방법)이 본원에서 일련의 동작 또는 이벤트로서 예시되고 설명될 수도 있지만, 그러한 동작 또는 이벤트의 예시된 순서는 제한적인 의미로 해석되지 않아야 한다는 것이 인식될 것이다. 예를 들면, 몇몇 동작은 상이한 순서로 및/또는 본원에서 예시 및/또는 설명되는 것과는 별개의 다른 동작 또는 이벤트와 동시에 발생할 수도 있다. 또한, 본원에서의 설명의 하나 이상의 양태 또는 실시형태를 구현하는 데 모든 예시된 동작이 반드시 필수인 것은 아닐 수도 있으며, 본원에서 묘사되는 동작 중 하나 이상은 하나 이상의 별개의 동작 및/또는 단계에서 수행될 수도 있다.24-29 illustrate some embodiments of forming an integrated circuit including a high voltage transistor and a composite capacitor. Although the disclosed method (e.g., a method described by a flowchart, cross-sectional view, and/or other method disclosed herein) may be illustrated and described herein as a series of actions or events, illustrated It will be appreciated that the order should not be construed in a limiting sense. For example, some actions may occur in a different order and/or concurrently with other actions or events separate from those illustrated and/or described herein. In addition, not all illustrated actions may be required to implement one or more aspects or embodiments of the description herein, and one or more of the actions depicted herein are performed in one or more separate actions and/or steps. It could be.

도 24에서, 반도체 기판(102)이 제공된다. 기판(102)은 로직 영역(104) 및 커패시터 영역(106)을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 반도체 기판(102)은, 단결정 실리콘 기판 또는 반도체 온 인슐레이터(semiconductor-on-insulator; SOI) 기판(예를 들면, 실리콘 온 인슐레이터 기판)일 수 있다. 반도체 기판(102)은 또한, 예를 들면, 이원(binary) 반도체 기판(예를 들면, GaAs), 삼차(tertiary) 반도체 기판(예를 들면, AlGaAs), 또는 고차 반도체 기판일 수 있다. 기판(102)은 기판에 형성되는 도핑 영역, 기판 상에 형성되는 에피택셜 층(epitaxial layer), 기판 내에 또는 기판 상에 형성되는 하나 이상의 절연 층, 및/또는 기판 내에 또는 기판 상에 형성되는 전도성 층을 포함할 수 있다. 많은 경우에, 반도체 기판(102)은 제조 프로세스 동안 반도체 웨이퍼로서 나타나고, 예를 들면; 1 인치 (25 mm); 2 인치 (51 mm); 3 인치 (76 mm); 4 인치 (100 mm); 5 인치 (130 mm) 또는 125 mm (4.9 인치); 150 mm (5.9 인치, 일반적으로 "6 인치"로 칭해짐); 200 mm (7.9 인치, 일반적으로 "8 인치"로 칭해짐); 300 mm (11.8 인치, 일반적으로 "12 인치"로 칭해짐); 450 mm (17.7 인치, 일반적으로 "18 인치"로 칭해짐)의 직경을 가질 수 있다. 프로세싱이 완료된 이후, 예를 들면, 트랜지스터, 커패시터 엘리먼트, 및 로직 엘리먼트가 형성된 이후, 그러한 웨이퍼는, 옵션 사항으로, 다른 웨이퍼 또는 다이와 적층될 수 있고, 그 다음, 개개의 IC에 대응하는 개개의 다이로 싱귤레이션된다(singulated). 제1 마스크(도시되지 않음)가 반도체 기판(102)의 전면(102f)에 걸쳐 패턴화되고, 제1 리세스가 형성된다. 그 다음, 제1 리세스를 충전하여 트렌치 분리 영역을 확립하기 위해 하이 k 유전체 재료 또는 실리콘 이산화물과 같은 유전체 재료(112)가 사용된다. 그 다음, 제1 마스크가 제거되고, 제2 마스크가 형성된다. 제2 마스크가 제 위치에 있는 상태에서, 제1 전도성 타입의 이온이 기판 안으로 주입되어 웰 영역(129)을 확립한다. 제1 마스크 및/또는 제2 마스크는, 예를 들면, 질화물과 같은 하드마스크 층일 수 있고, 및/또는 포토레지스트 층일 수 있다.In Fig. 24, a semiconductor substrate 102 is provided. The substrate 102 includes a logic region 104 and a capacitor region 106. In some embodiments, the semiconductor substrate 102 may be a single crystal silicon substrate or a semiconductor-on-insulator (SOI) substrate (eg, a silicon on insulator substrate). The semiconductor substrate 102 may also be, for example, a binary semiconductor substrate (eg, GaAs), a tertiary semiconductor substrate (eg, AlGaAs), or a higher order semiconductor substrate. The substrate 102 is a doped region formed on the substrate, an epitaxial layer formed on the substrate, one or more insulating layers formed in or on the substrate, and/or conductive formed in or on the substrate. May include layers. In many cases, the semiconductor substrate 102 appears as a semiconductor wafer during the manufacturing process, for example; 1 inch (25 mm); 2 inches (51 mm); 3 inches (76 mm); 4 inches (100 mm); 5 inches (130 mm) or 125 mm (4.9 inches); 150 mm (5.9 inches, commonly referred to as "6 inches"); 200 mm (7.9 inches, commonly referred to as "8 inches"); 300 mm (11.8 inches, commonly referred to as "12 inches"); It may have a diameter of 450 mm (17.7 inches, commonly referred to as “18 inches”). After processing is complete, e.g., after transistors, capacitor elements, and logic elements are formed, such wafers can, optionally, be stacked with other wafers or dies, and then individual dies corresponding to individual ICs. Is singulated. A first mask (not shown) is patterned over the front surface 102f of the semiconductor substrate 102, and a first recess is formed. Then, a dielectric material 112, such as a high k dielectric material or silicon dioxide, is used to fill the first recess to establish a trench isolation region. Then, the first mask is removed, and a second mask is formed. With the second mask in place, ions of the first conductivity type are implanted into the substrate to establish the well region 129. The first mask and/or the second mask may be, for example, a hardmask layer such as nitride, and/or may be a photoresist layer.

도 25에서, 제2 마스크가 제거되고, 제3 마스크가 반도체 기판의 전면에 걸쳐 패턴화된다. 제3 마스크가 제 위치에 있는 상태에서, 웰 영역에서 게이트 전극 리세스(2500)를 그리고 쉘로우 트렌치 분리 영역에서 커패시터 플레이트 리세스(2502)의 세트를 형성하도록 에칭이 수행된다. 제3 마스크는, 예를 들면, 질화물과 같은 하드마스크 층일 수 있고, 및/또는 포토레지스트 층일 수 있다.In Fig. 25, the second mask is removed, and the third mask is patterned over the entire surface of the semiconductor substrate. With the third mask in place, etching is performed to form a gate electrode recess 2500 in the well region and a set of capacitor plate recesses 2502 in the shallow trench isolation region. The third mask may be, for example, a hardmask layer such as nitride, and/or may be a photoresist layer.

도 26에서, 그 다음, 하이 k 유전체 재료 또는 실리콘 이산화물과 같은 유전체 재료(2600)가 리세스의 세트의 표면 상에 형성된다. 유전체 재료(2600)는, 예를 들면, 200 옹스트롬 내지 1000 옹스트롬의 두께를 가질 수 있고, 트랜지스터에 대한 게이트 유전체를 확립할 수 있다.In FIG. 26, a dielectric material 2600, such as a high k dielectric material or silicon dioxide, is then formed on the surface of the set of recesses. Dielectric material 2600 may have a thickness of, for example, 200 Angstroms to 1000 Angstroms, and may establish a gate dielectric for the transistor.

도 27에서, 폴리실리콘(2700)이 유전체 재료 위에 퇴적된다. 예를 들면, 폴리실리콘은 화학적 증착(chemical vapor deposition; CVD), 플라즈마 증착(plasma vapor deposition; PVD), 또는 다른 퇴적 기술에 의해 형성될 수 있다.In Figure 27, polysilicon 2700 is deposited over the dielectric material. For example, polysilicon can be formed by chemical vapor deposition (CVD), plasma vapor deposition (PVD), or other deposition techniques.

도 28에서, 폴리실리콘, 유전체 재료, 웰 영역, 및 반도체 기판의 상부 표면을 평탄화하기 위해, 화학적 기계적 평탄화(chemical mechanical planarization; CMP) 동작이 수행된다. 제1 및 제2 소스/드레인 영역(126, 128)을 형성하기 위해 다른 이온 주입 또는 에피택셜 성장이 수행되고; 그 다음, 통상적으로 실리콘 이산화물 또는 로우 k 유전체 재료로 만들어지는 층간 유전체(ILD) 층(2800)이 구조체 위에 형성된다. 그 다음, ILD 층(2800)의 상부 표면을 평탄화하기 위해 다른 CMP 동작이 수행될 수 있다. 따라서, 제1 커패시터 플레이트(114), 제2 커패시터 플레이트(116), 제3 커패시터 플레이트(118), 제4 커패시터 플레이트(120); 게이트 전극(130); 게이트 유전체 층(132)이 형성된다.In Fig. 28, a chemical mechanical planarization (CMP) operation is performed to planarize the polysilicon, dielectric material, well region, and the upper surface of the semiconductor substrate. Another ion implantation or epitaxial growth is performed to form the first and second source/drain regions 126 and 128; An interlayer dielectric (ILD) layer 2800, typically made of silicon dioxide or low-k dielectric material, is then formed over the structure. Then, another CMP operation may be performed to planarize the top surface of the ILD layer 2800. Accordingly, the first capacitor plate 114, the second capacitor plate 116, the third capacitor plate 118, the fourth capacitor plate 120; A gate electrode 130; A gate dielectric layer 132 is formed.

도 29에서, 다른 ILD 층(2900)이 형성되고, 콘택(142) 및 금속 라인(140)이 ILD 층을 통해 연장되도록 그리고 커패시터 플레이트를 서로 및/또는 트랜지스터에 동작 가능하게 커플링하도록 형성된다.In FIG. 29, another ILD layer 2900 is formed and formed such that the contacts 142 and metal lines 140 extend through the ILD layer and operably couple the capacitor plates to each other and/or to the transistor.

도 30은 도 24 내지 도 29의 몇몇 예와 일치할 수 있는 몇몇 실시형태에 따른 플로우차트(3000)를 예시한다. 블록 3002에서, 유전체 재료로 만들어지는 STI 영역이 반도체 기판의 커패시터 영역에 형성된다. 3002의 몇몇 실시형태는, 예를 들면, 도 24의 몇몇 실시형태에 대응할 수 있다. 블록 3004에서, STI 영역의 유전체 재료에 리세스를 형성하기 위해, 그리고 반도체 기판의 로직 영역에 리세스를 동시에 형성하기 위해, 에칭이 수행된다. 블록 3004의 몇몇 실시형태는, 예를 들면, 도 25의 몇몇 실시형태에 대응할 수 있다. 블록 3006에서, 게이트 유전체가 반도체 기판의 로직 영역의 리세스 내에 형성된다. 몇몇 실시형태에서, 게이트 유전체는 CVD 또는 PVD에 의해 형성되고 또한 STI 영역 내의 리세스 위에 형성되고, 한편, 다른 실시형태에서, 게이트 유전체는 열 산화에 의해 형성되고, 따라서, 반도체 기판의 노출된 영역 위에만 형성되고 따라서 STI 영역의 유전체 재료 상에 형성하는 것이 아니라 로직 영역 내의 리세스 상에 형성한다. 블록 3006의 몇몇 실시형태는, 예를 들면, 도 26의 몇몇 실시형태에 대응할 수 있다. 블록 3008에서, 폴리실리콘 층과 같은 전도성 층이 게이트 유전체 위에 형성된다. 3008의 몇몇 실시형태는, 예를 들면, 도 27의 몇몇 실시형태에 대응할 수 있다. 블록 3010에서, 전도성 층의 상부 부분을 제거하기 위해 전도성 층에 대해 CMP 동작이 수행되고, 그에 의해, 게이트 전극에 대응하는 로직 영역 내의 전도성 층의 제1 부분, 및 커패시터 플레이트에 대응하는 STI 영역 내의 전도성 층의 다른 부분을 남기게 된다. 블록 3012에서, ILD 층이 게이트 전극 및 커패시터 플레이트 위에 형성되고, CMP가 ILD에 대해 수행된다. 블록 3010 내지 3012의 몇몇 실시형태는, 예를 들면, 도 28의 몇몇 실시형태에 대응할 수 있다. 블록 3014에서, ILD 층을 통해 콘택이 형성되고, 콘택 위에 금속 1 층이 형성된다. 블록 3014의 몇몇 실시형태는, 예를 들면, 도 29의 몇몇 실시형태에 대응할 수 있다. 블록 3016에서, 커패시터 플레이트 및 게이트 전극을 동작 가능하게 커플링하는 라인 백엔드(back-end-of-line; BEOL) 인터커넥트 구조체를 확립하기 위해, 추가 ILD 층, 비아 및 추가 금속 층이 형성된다.30 illustrates a flowchart 3000 in accordance with some embodiments that may be consistent with some examples of FIGS. 24-29. In block 3002, an STI region made of a dielectric material is formed in a capacitor region of the semiconductor substrate. Some embodiments of 3002 may correspond to some embodiments of FIG. 24, for example. In block 3004, etching is performed to form a recess in the dielectric material of the STI region and to simultaneously form a recess in the logic region of the semiconductor substrate. Some embodiments of block 3004 may correspond to some embodiments of FIG. 25, for example. In block 3006, a gate dielectric is formed in a recess in a logic region of the semiconductor substrate. In some embodiments, the gate dielectric is formed by CVD or PVD and is also formed over the recess in the STI region, while in other embodiments, the gate dielectric is formed by thermal oxidation, and thus the exposed area of the semiconductor substrate. It is formed only on the top and thus not on the dielectric material of the STI region, but on the recess in the logic region. Some embodiments of block 3006 may correspond to some embodiments of FIG. 26, for example. In block 3008, a conductive layer, such as a polysilicon layer, is formed over the gate dielectric. Some embodiments of 3008 may correspond to some embodiments of FIG. 27, for example. In block 3010, a CMP operation is performed on the conductive layer to remove the top portion of the conductive layer, whereby a first portion of the conductive layer in the logic region corresponding to the gate electrode, and in the STI region corresponding to the capacitor plate. It leaves another part of the conductive layer. In block 3012, an ILD layer is formed over the gate electrode and capacitor plate, and CMP is performed on the ILD. Some embodiments of blocks 3010-3012 may correspond to some embodiments of FIG. 28, for example. In block 3014, a contact is formed through the ILD layer, and a layer of metal is formed over the contact. Some embodiments of block 3014 may correspond to some embodiments of FIG. 29, for example. In block 3016, additional ILD layers, vias, and additional metal layers are formed to establish a back-end-of-line (BEOL) interconnect structure operatively coupling the capacitor plate and gate electrode.

도 31 내지 도 35는 몇몇 실시형태에 따른 일련의 사시도로서 다른 제조 플로우를 예시한다.31-35 illustrate another manufacturing flow as a series of perspective views in accordance with some embodiments.

도 31에서, 반도체 기판(2206)이 제공된다.In Fig. 31, a semiconductor substrate 2206 is provided.

도 32에서, 복수의 핀(2204)이, 하이 k 유전체 층과 같은 유전체 층(3202) 내에 또는 그를 통해, 기판 위에 형성된다. 몇몇 실시형태에서, 핀(2204)은 리세스를 기판의 상부 표면 안으로 에칭하는 것, 및, 그 다음, 핀 사이의 리세스 내에 유전체 재료(3202)를 형성하는 것에 의해 형성될 수 있다. 다른 실시형태에서, 유전체 재료(3202)는 반도체 기판(2206) 위에 연속 시트로서 형성될 수 있고, 그 다음, 기판의 상부 표면 영역을 노출시키도록 유전체 재료 내에 리세스가 형성될 수 있고, 핀은 리세스 내에서 반도체 재료를 에피택셜하게 성장시키는 것에 의해 형성될 수 있다.In FIG. 32, a plurality of fins 2204 are formed over a substrate, in or through a dielectric layer 3202, such as a high k dielectric layer. In some embodiments, fins 2204 may be formed by etching the recesses into the upper surface of the substrate, and then forming dielectric material 3202 in the recesses between the fins. In another embodiment, the dielectric material 3202 may be formed as a continuous sheet over the semiconductor substrate 2206, and then a recess may be formed in the dielectric material to expose the upper surface area of the substrate, and the fins It can be formed by epitaxially growing a semiconductor material within the recess.

도 33에서, 핀(2204)이 형성된 이후, 제1 마스크(도시되지 않음)가 기판 및 핀 위에 형성되고, 에칭이 수행되어 유전체 층에 리세스(3300)를 형성한다.In FIG. 33, after fins 2204 are formed, a first mask (not shown) is formed over the substrate and fins, and etching is performed to form recesses 3300 in the dielectric layer.

도 34에서, 하이 k 게이트 유전체 층과 같은 게이트 유전체 층(2210)이 리세스의 저부 표면 및 측벽 위에 그리고 유전체 층(3202) 위에 형성된다. 그 다음, 도핑된 폴리실리콘 층과 같은 전도성 층이 게이트 유전체 층(2210) 위에 형성된다. 그 다음, 제2 마스크(도시되지 않음)가 핀 위의 전도성 층 위에 형성되고, STI 영역으로부터 전도성 층을 제거하기 위해, 옵션 사항으로, STI 영역에서 전도성 층의 일부를 제거하기 위해, 제 위치의 제2 마스크를 사용하여 에칭이 수행되고, 그에 의해, 도 34에서 예시되는 게이트 전극(2212) 및 제1 및 제2 커패시터 플레이트(2214, 2216)를 확립한다.In FIG. 34, a gate dielectric layer 2210, such as a high k gate dielectric layer, is formed over the bottom surface and sidewalls of the recess and over the dielectric layer 3202. Then, a conductive layer, such as a doped polysilicon layer, is formed over the gate dielectric layer 2210. Then, a second mask (not shown) is formed over the conductive layer over the fin, and in place to remove the conductive layer from the STI region, optionally, to remove a portion of the conductive layer from the STI region. Etching is performed using the second mask, thereby establishing the gate electrode 2212 and the first and second capacitor plates 2214 and 2216 illustrated in FIG. 34.

도 35에서, 제1 층간 유전체(ILD) 층(2300a)이 구조체 위에 형성되고, 게이트 전극(2212)의 상부 표면과 동일 평면인 상부 표면을 제1 ILD 층(2300a)이 가질 때까지 CMP 동작이 수행된다. 그 다음, 제1 ILD 층(2300a) 및 게이트 전극(2212) 위에 제2 ILD 층(2300b)이 형성된다. 그 다음, 제1 및 제2 ILD 층을 통해 콘택 개구가 형성되고, 예컨대, 텅스텐 또는 알루미늄으로 이루어지는 금속 콘택(2302)이, 예를 들면, 콘택 개구 내에 형성된다. 그 다음, 금속 라인(2304)의 제1 층(예를 들면, 금속 1 라인)이 콘택 위에 형성된다.In FIG. 35, the first interlayer dielectric (ILD) layer 2300a is formed on the structure, and the CMP operation is performed until the first ILD layer 2300a has an upper surface that is flush with the upper surface of the gate electrode 2212. Performed. Then, a second ILD layer 2300b is formed on the first ILD layer 2300a and the gate electrode 2212. Then, a contact opening is formed through the first and second ILD layers, and a metal contact 2302 made of, for example, tungsten or aluminum is formed, for example, in the contact opening. Then, a first layer of metal line 2304 (eg, metal 1 line) is formed over the contact.

도 36은 도 31 내지 도 35의 몇몇 예와 일치할 수 있는 몇몇 실시형태에 따른 플로우차트(3600)를 예시한다. 블록 3602에서, 유전체 층을 통해 연장되는 핀이 반도체 기판 위에 형성된다. 블록 3602의 몇몇 실시형태는, 예를 들면, 도 32의 몇몇 실시형태에 대응할 수 있다. 블록 3604에서, 유전체 층의 일부에 리세스를 형성하도록 에칭이 수행된다. 블록 3604의 몇몇 실시형태는, 예를 들면, 도 33의 몇몇 실시형태에 대응할 수 있다. 블록 3606에서, 게이트 유전체가 구조체 위에 형성되고, 희생 및/또는 전도성 층이 구조체 위에 형성된다. 몇몇 실시형태에서, 블록 3606은, 예를 들면, 도 34의 몇몇 실시형태에 대응할 수 있다. 블록 3608에서, ILD 층이 게이트 전극 및 커패시터 플레이트 위에 형성되고, CMP가 ILD에 대해 수행된다. 블록 3608의 몇몇 실시형태는, 예를 들면, 도 34의 몇몇 실시형태에 대응할 수 있다. 옵션 사항인 블록 3610에서, 게이트 전극 및/또는, 옵션 사항으로, 커패시터 플레이트의 전도성 및/또는 희생 재료가 제거되고 금속으로 대체된다. 블록 3612에서, 콘택이 ILD 층을 통해 형성되고, 금속 1 층이 콘택 위에 형성된다. 블록 3612의 몇몇 실시형태는, 예를 들면, 도 35의 몇몇 실시형태에 대응할 수 있다. 블록 3614에서, 커패시터 플레이트 및 게이트 전극을 동작 가능하게 커플링하는 라인 백엔드(BEOL) 인터커넥트 구조체를 확립하기 위해, 추가적인 ILD 층, 비아, 및 추가적인 금속 층이 형성된다.36 illustrates a flowchart 3600 in accordance with some embodiments that may be consistent with some examples of FIGS. 31-35. In block 3602, fins extending through the dielectric layer are formed over the semiconductor substrate. Some embodiments of block 3602 may correspond to some embodiments of FIG. 32, for example. At block 3604, an etching is performed to form a recess in a portion of the dielectric layer. Some embodiments of block 3604 may correspond to some embodiments of FIG. 33, for example. At block 3606, a gate dielectric is formed over the structure and a sacrificial and/or conductive layer is formed over the structure. In some embodiments, block 3606 may correspond to some embodiments of FIG. 34, for example. In block 3608, an ILD layer is formed over the gate electrode and capacitor plate, and CMP is performed on the ILD. Some embodiments of block 3608 may correspond to some embodiments of FIG. 34, for example. In optional block 3610, the gate electrode and/or, optionally, the conductive and/or sacrificial material of the capacitor plate is removed and replaced with a metal. At block 3612, a contact is formed through the ILD layer, and a layer of metal 1 is formed over the contact. Some embodiments of block 3612 may correspond to some embodiments of FIG. 35, for example. In block 3614, additional ILD layers, vias, and additional metal layers are formed to establish a line backend (BEOL) interconnect structure operatively coupling the capacitor plate and gate electrode.

"제1" 및 "제2"와 같은 식별자는, 다른 엘리먼트와 관련하는 임의의 타입의 순서, 배치, 또는 시간적 관계를 의미하지 않는 것이 아니라; 오히려, "제1" 및 "제2" 및 다른 유사한 식별자는 단지 일반적인 식별자이며 이들 엘리먼트는 다른 구현예에서 교환될 수도 있다는 것이 인식될 것이다. 예를 들면, 제1 도면과 관련하여 설명되는 "제1 유전체 층"은 다른 도면 또는 예시되지 않은 실시형태와 관련하여 설명되는 "제1 유전체 층"에 반드시 대응하지 않을 수도 있다.Identifiers such as “first” and “second” do not imply any type of order, arrangement, or temporal relationship with respect to other elements; Rather, it will be appreciated that “first” and “second” and other similar identifiers are merely generic identifiers and these elements may be interchanged in other implementations. For example, the “first dielectric layer” described in connection with the first drawing may not necessarily correspond to the “first dielectric layer” described in connection with other drawings or non-illustrated embodiments.

몇몇 실시형태에서, 집적 회로(IC)는 전면 및 배면을 구비하는 반도체 기판; 반도체 기판의 전면 안으로 연장되며 유전체 재료로 충전되는 쉘로우 트렌치 분리 영역; 반도체 기판의 전면으로부터 쉘로우 트렌치 분리 영역 안으로 연장되는 제1 커패시터 플레이트 및 제2 커패시터 플레이트를 포함하되; 제1 커패시터 플레이트 및 제2 커패시터 플레이트는, 서로 실질적으로 평행하며 쉘로우 트렌치 분리 영역의 유전체 재료에 의해 서로 분리되는 제1 및 제2 측벽 구조체를 각각 구비한다. 몇몇 실시형태에서, 제1 및 제2 커패시터 플레이트는 제1 및 제2 저부 표면을 가지며, 제1 및 제2 저부 표면은 반도체 기판의 전면으로부터, 각각, 제1 및 제2 깊이에 배치되되; 제1 깊이 및 제2 깊이는 서로 동일하다. 몇몇 실시형태에서, IC는 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제3 커패시터 플레이트를 포함하되, 제3 커패시터 플레이트는 반도체 기판의 전면 아래 제3 깊이에 배치되는 제3 저부 표면을 가지며, 제1 깊이, 제2 깊이, 및 제3 깊이는 서로 동일하거나 또는 제3 깊이는 제1 깊이 및 제2 깊이와는 상이하다. 몇몇 실시형태에서, 제1 및 제2 커패시터 플레이트는 제1 및 제2 저부 표면을 가지며, 제1 및 제2 저부 표면은 반도체 기판의 전면으로부터, 각각, 제1 및 제2 깊이에 배치되되, 제1 및 제2 깊이는 서로 상이하다. 몇몇 실시형태에서, IC는 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제3 커패시터 플레이트를 포함하되, 제3 커패시터 플레이트는 반도체 기판의 전면 아래 제3 깊이에 배치되는 제3 저부 표면을 가지며, 제1 깊이, 제2 깊이, 및 제3 깊이 각각은 서로 상이하다. 몇몇 실시형태에서, IC는 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제3 커패시터 플레이트를 포함하되, 제1 및 제2 커패시터 플레이트는 제1 거리만큼 서로 떨어져 이격되고, 제2 및 제3 커패시터 플레이트는, 제1 거리와 동일한 제2 거리만큼 떨어져 이격된다. 몇몇 실시형태에서, IC는 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제3 커패시터 플레이트를 포함하되, 제1 및 제2 커패시터 플레이트는 제1 거리만큼 서로 떨어져 이격되고, 제2 및 제3 커패시터 플레이트는, 제1 거리와는 상이한 제2 거리만큼 떨어져 이격된다. 몇몇 실시형태에서, IC는 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제3 커패시터 플레이트; 및 제1, 제2 및 제3 커패시터 플레이트 중 적어도 두 개 위에서 수평으로 연장되며 제1, 제2 및 제3 커패시터 플레이트 중 적어도 두 개를 서로 직접적으로 커플링하는 금속 라인을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, IC는: 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제3 커패시터 플레이트 - 제2 커패시터 플레이트는 제1 커패시터 플레이트와 제3 커패시터 플레이트 사이에 배열됨 - ; 및 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제4 커패시터 플레이트 - 제3 커패시터 플레이트는 제2 커패시터 플레이트와 제4 커패시터 플레이트 사이에 배열됨 - 를 포함하되; 제1 커패시터 플레이트, 제2 커패시터 플레이트, 제3 커패시터 플레이트, 및 제4 커패시터 플레이트는 제1 방향에서 서로 평행하게 연장되고 제1 방향에서 동일한 길이를 가지며, 제1 방향에 수직인 제2 방향에서 서로 정렬되는 각각의 단부를 구비한다. 몇몇 실시형태에서, IC는: 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제3 커패시터 플레이트 - 제2 커패시터 플레이트는 제1 커패시터 플레이트와 제3 커패시터 플레이트 사이에 배열됨 - ; 및 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제4 커패시터 플레이트 - 제3 커패시터 플레이트는 제2 커패시터 플레이트와 제4 커패시터 플레이트 사이에 배열됨 - 를 포함하되; 제1 커패시터 플레이트, 제2 커패시터 플레이트, 제3 커패시터 플레이트, 및 제4 커패시터 플레이트는 제1 방향에서 서로 평행하게 연장되고 제1 방향에서 동일한 길이를 가지며, 제1 방향에 수직인 제2 방향에서 서로로부터 오프셋되는 각각의 단부를 구비한다. 몇몇 실시형태에서, 제1 커패시터 플레이트는 제1 방향에서 연장되는 제1 트렁크, 및 제1 방향에 수직인 제2 방향에서 제1 트렁크로부터 외측으로 연장되는 제1 복수의 핑거를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 제2 커패시터 플레이트는 제1 방향에서 연장되지만 그러나 제1 트렁크와 떨어져 이격되는 제2 트렁크, 및 제2 방향에서 제2 트렁크로부터 외측으로 연장되는 제2 복수의 핑거를 포함하되, 제1 복수의 핑거는 제2 복수의 핑거와 서로 맞물리고 쉘로우 트렌치 분리 영역의 유전체 재료에 의해 서로 분리된다. 몇몇 실시형태에서, 제1 커패시터 플레이트 및 제2 커패시터 플레이트는, 쉘로우 트렌치 분리 영역의 유전체 재료에 의해 서로 분리되는 전도성 재료의 동심 링이다. 몇몇 실시형태에서, IC는 쉘로우 트렌치 분리 영역에 의해 측방으로 둘러싸이는 트랜지스터를 포함하되, 트랜지스터는: 반도체 기판의 전면에 배치되는 제1 및 제2 소스/드레인 영역; 반도체 기판의 전면 안으로 제1 넌제로(non-zero) 깊이까지 연장되며 제1 및 제2 소스/드레인 영역 사이에 배치되는 게이트 전극; 및 반도체 기판으로부터 게이트 전극을 분리하도록 반도체 기판의 전면 안으로 연장되는 게이트 유전체 층 - 게이트 유전체 층의 하부 표면 및 외부 측벽을 따르는 반도체 기판 내의 채널 영역은 제1 및 제2 소스/드레인 영역 사이에서 연장됨 - 을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 제1 넌제로 깊이는 제1 커패시터 플레이트의 저부 표면에 대응하는 제1 깊이와 동일하다. 몇몇 실시형태에서, IC는 쉘로우 트렌치 분리 영역의 측부에 트랜지스터를 포함하되, 트랜지스터는: 반도체 기판의 전면에 배치되는 제1 및 제2 소스/드레인 영역; 반도체 기판의 전면 안으로 제1 넌제로 깊이까지 연장되며 제1 및 제2 소스/드레인 영역 사이에 배치되는 게이트 전극; 및 반도체 기판으로부터 게이트 전극을 분리하도록 반도체 기판의 전면 안으로 연장되는 게이트 유전체 층 - 게이트 유전체 층의 하부 표면 및 외부 측벽을 따르는 반도체 기판 내의 채널 영역은 제1 및 제2 소스/드레인 영역 사이에서 연장됨 - 을 포함하되; 쉘로우 트렌치 분리 영역은 제1 및 제2 소스/드레인 영역의 외측 둘레(outer perimeter)와는 별개이고 그들로부터 떨어져 이격되며 게이트 전극을 측방으로 둘러싸지 않으면서 게이트 전극의 일측(one side)에 배치되는 외측 둘레를 갖는다.In some embodiments, an integrated circuit (IC) includes a semiconductor substrate having a front surface and a rear surface; A shallow trench isolation region extending into the front surface of the semiconductor substrate and filled with a dielectric material; A first capacitor plate and a second capacitor plate extending from the front surface of the semiconductor substrate into the shallow trench isolation region; The first capacitor plate and the second capacitor plate each have first and second sidewall structures that are substantially parallel to each other and separated from each other by a dielectric material in the shallow trench isolation region. In some embodiments, the first and second capacitor plates have first and second bottom surfaces, the first and second bottom surfaces being disposed at first and second depths, respectively, from the front surface of the semiconductor substrate; The first depth and the second depth are the same as each other. In some embodiments, the IC includes a third capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region, the third capacitor plate having a third bottom surface disposed at a third depth below the front surface of the semiconductor substrate, the first depth, the first The second depth and the third depth are the same as each other, or the third depth is different from the first depth and the second depth. In some embodiments, the first and second capacitor plates have first and second bottom surfaces, and the first and second bottom surfaces are disposed at first and second depths, respectively, from the front surface of the semiconductor substrate, The first and second depths are different from each other. In some embodiments, the IC includes a third capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region, the third capacitor plate having a third bottom surface disposed at a third depth below the front surface of the semiconductor substrate, the first depth, the first Each of the 2 depth and the 3rd depth is different from each other. In some embodiments, the IC includes a third capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region, wherein the first and second capacitor plates are spaced apart from each other by a first distance, and the second and third capacitor plates include a first They are spaced apart by a second distance equal to the distance. In some embodiments, the IC includes a third capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region, wherein the first and second capacitor plates are spaced apart from each other by a first distance, and the second and third capacitor plates include a first It is spaced apart by a second distance different from the distance. In some embodiments, the IC includes a third capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region; And a metal line extending horizontally over at least two of the first, second and third capacitor plates and directly coupling at least two of the first, second and third capacitor plates to each other. In some embodiments, the IC comprises: a third capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region, the second capacitor plate being arranged between the first capacitor plate and the third capacitor plate; And a fourth capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region, the third capacitor plate being arranged between the second capacitor plate and the fourth capacitor plate; The first capacitor plate, the second capacitor plate, the third capacitor plate, and the fourth capacitor plate extend parallel to each other in the first direction, have the same length in the first direction, and have the same length in the first direction. Each end has an aligned end. In some embodiments, the IC comprises: a third capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region, the second capacitor plate being arranged between the first capacitor plate and the third capacitor plate; And a fourth capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region, the third capacitor plate being arranged between the second capacitor plate and the fourth capacitor plate; The first capacitor plate, the second capacitor plate, the third capacitor plate, and the fourth capacitor plate extend parallel to each other in the first direction, have the same length in the first direction, and have the same length in the first direction. Each end is offset from. In some embodiments, the first capacitor plate includes a first trunk extending in a first direction, and a first plurality of fingers extending outwardly from the first trunk in a second direction perpendicular to the first direction. In some embodiments, the second capacitor plate includes a second trunk extending in a first direction but spaced apart from the first trunk, and a second plurality of fingers extending outwardly from the second trunk in a second direction, The first plurality of fingers engage with each other and are separated from each other by a dielectric material in the shallow trench isolation region. In some embodiments, the first capacitor plate and the second capacitor plate are concentric rings of conductive material separated from each other by a dielectric material in the shallow trench isolation region. In some embodiments, the IC includes a transistor laterally surrounded by a shallow trench isolation region, the transistor comprising: first and second source/drain regions disposed over the front surface of the semiconductor substrate; A gate electrode extending into the front surface of the semiconductor substrate to a first non-zero depth and disposed between the first and second source/drain regions; And a gate dielectric layer extending into the front surface of the semiconductor substrate to separate the gate electrode from the semiconductor substrate, wherein the channel region in the semiconductor substrate along the lower surface and outer sidewalls of the gate dielectric layer extends between the first and second source/drain regions. Includes. In some embodiments, the first non-zero depth is equal to the first depth corresponding to the bottom surface of the first capacitor plate. In some embodiments, the IC includes a transistor on the side of the shallow trench isolation region, the transistor comprising: first and second source/drain regions disposed on the front surface of the semiconductor substrate; A gate electrode extending to a first non-zero depth into the entire surface of the semiconductor substrate and disposed between the first and second source/drain regions; And a gate dielectric layer extending into the front surface of the semiconductor substrate to separate the gate electrode from the semiconductor substrate, the channel region in the semiconductor substrate along the lower surface and outer sidewalls of the gate dielectric layer extending between the first and second source/drain regions Including; The shallow trench isolation region is separate from the outer perimeter of the first and second source/drain regions, spaced apart from them, and disposed on one side of the gate electrode without laterally surrounding the gate electrode. Have a perimeter

몇몇 실시형태에서, 집적 회로(IC)는: 전면 및 배면을 구비하는 반도체 기판; 반도체 기판의 전면 안으로 연장되는 제1 및 제2 소스/드레인 영역 - 제1 및 제2 소스/드레인 영역은 반도체 기판 내의 채널 영역에 의해 서로 분리됨 - ; 반도체 기판의 전면 안으로 연장되며 채널 영역 위에 배치되는 게이트 전극; 채널 영역으로부터 게이트 전극의 저부 표면 및 외부 측벽을 분리하도록 반도체 기판의 전면 안으로 연장되는 게이트 유전체 층; 반도체 기판의 전면 안으로 연장되며 제1 소스/드레인 영역 또는 제2 소스/드레인 영역의 외부 에지를 따라 배열되는 쉘로우 트렌치 분리 영역 - 쉘로우 트렌치 분리 영역은 유전체 재료로 충전됨 - ; 및 제1 커패시터 단자 및 제2 커패시터 단자를 포함하는 복합 커패시터 - 복합 커패시터의 총 커패시턴스는 제1 커패시터 단자와 제2 커패시터 단자 사이에서 정의되되, 복합 커패시터는 쉘로우 트렌치 분리 영역 안으로 연장되며 쉘로우 트렌치 분리 영역의 유전체 재료에 의해 서로 분리되는 복수의 실질적으로 수직인 커패시터 플레이트를 포함하고, 복수의 실질적으로 수직인 커패시터 플레이트의 제1 커패시터 플레이트는 복합 커패시터의 제1 커패시터 단자에 대응하고 복수의 실질적으로 수직인 커패시터 플레이트의 제2 커패시터 플레이트와 제3 커패시터 플레이트 사이에서 배열되고, 제2 및 제3 커패시터 플레이트는 제1 커패시터 플레이트의 대향하는 측 상에 있고 복합 커패시터의 제2 커패시터 단자에 대응함 - 를 포함한다.In some embodiments, an integrated circuit (IC) includes: a semiconductor substrate having a front side and a back side; First and second source/drain regions extending into the front surface of the semiconductor substrate, the first and second source/drain regions separated from each other by a channel region in the semiconductor substrate; A gate electrode extending into the entire surface of the semiconductor substrate and disposed over the channel region; A gate dielectric layer extending into the front surface of the semiconductor substrate to separate the bottom surface and outer sidewalls of the gate electrode from the channel region; A shallow trench isolation region extending into the front surface of the semiconductor substrate and arranged along an outer edge of the first source/drain region or the second source/drain region-the shallow trench isolation region is filled with a dielectric material; And a composite capacitor comprising a first capacitor terminal and a second capacitor terminal-the total capacitance of the composite capacitor is defined between the first capacitor terminal and the second capacitor terminal, wherein the composite capacitor extends into the shallow trench isolation region and the shallow trench isolation region A plurality of substantially vertical capacitor plates separated from each other by a dielectric material of, wherein a first capacitor plate of the plurality of substantially vertical capacitor plates corresponds to a first capacitor terminal of the composite capacitor and a plurality of substantially vertical capacitor plates Arranged between the second capacitor plate and the third capacitor plate of the capacitor plate, the second and third capacitor plates being on opposite sides of the first capacitor plate and corresponding to the second capacitor terminal of the composite capacitor.

몇몇 실시형태에서, 방법은 다음의 것을 포함한다: 로직 영역 및 커패시터 영역을 포함하는 반도체 기판을 수용하는 것; 제1 에칭을 수행하여, 커패시터 영역에 쉘로우 트렌치 분리 리세스를 형성하는 것; 쉘로우 트렌치 분리 리세스 내에 유전체 재료를 형성하여 쉘로우 트렌치 분리 영역을 형성하는 것; 제2 에칭을 수행하여 로직 영역에 게이트 전극 리세스를 그리고 쉘로우 트렌치 분리 영역에 복수의 커패시터 플레이트 리세스를 형성하는 것; 게이트 전극 리세스에 그리고 복수의 커패시터 플레이트 리세스에 하이 k 유전체 재료를 형성하는 것; 및 게이트 전극 리세스에 그리고 복수의 커패시터 플레이트 리세스에 전도성 층을 동시에 형성하여, 로직 영역에 게이트 전극을 그리고 커패시터 영역에 복수의 커패시터 플레이트를 확립하는 것. 몇몇 실시형태에서, 방법은: 화학적 기계적 평탄화(CMP) 프로세스를 수행하여 전도성 층의 상부 부분을 제거하고, 그에 의해, 구조체를 서로 분리하도록 게이트 전극 및 복수의 커패시터 플레이트를 분할하는 것을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 방법은 다음의 것을 포함한다: 게이트 전극의 평탄화된 상부 표면 위에 그리고 복수의 커패시터 플레이트의 평탄화된 상부 표면 위에 유전체 구조체를 형성하는 것; 및 유전체 구조체 내에 또는 유전체 구조체 위에 금속 인터커넥트 구조체 - 금속 인터커넥트 구조체는 복수의 커패시터 플레이트의 제1 그룹을 함께 커플링하여 제1 커패시터 단자를 확립하고 복수의 커패시터 플레이트의 제2 그룹을 함께 커플링하여 제2 커패시터 단자를 확립함 - 를 형성하는 것.In some embodiments, the method includes: receiving a semiconductor substrate including a logic region and a capacitor region; Performing a first etch to form a shallow trench isolation recess in the capacitor region; Forming a dielectric material in the shallow trench isolation recess to form a shallow trench isolation region; Performing a second etching to form a gate electrode recess in the logic region and a plurality of capacitor plate recesses in the shallow trench isolation region; Forming a high k dielectric material in the gate electrode recess and in the plurality of capacitor plate recesses; And simultaneously forming a conductive layer in the gate electrode recess and in the plurality of capacitor plate recesses to establish a gate electrode in the logic region and a plurality of capacitor plates in the capacitor region. In some embodiments, the method includes: performing a chemical mechanical planarization (CMP) process to remove the top portion of the conductive layer, thereby dividing the gate electrode and the plurality of capacitor plates to separate the structures from each other. In some embodiments, the method includes: forming a dielectric structure over the planarized upper surface of the gate electrode and over the planarized upper surface of the plurality of capacitor plates; And a metal interconnect structure in or on the dielectric structure.- The metal interconnect structure establishes a first capacitor terminal by coupling a first group of a plurality of capacitor plates together, and a second group of a plurality of capacitor plates is coupled together to obtain a second. 2 establishes the capacitor terminal-to form.

1) 본 개시의 실시형태에 따른 집적 회로(integrated circuit; IC)는, 전면(frontside) 및 배면(backside)을 구비하는 반도체 기판; 상기 반도체 기판의 상기 전면 안으로 연장되며 유전체 재료로 충전되는 쉘로우 트렌치 분리 영역(shallow trench isolation region); 및 상기 반도체 기판의 상기 전면으로부터 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역 안으로 연장되는 제1 커패시터 플레이트 및 제2 커패시터 플레이트 - 상기 제1 커패시터 플레이트 및 상기 제2 커패시터 플레이트는, 서로 실질적으로 평행하며 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역의 상기 유전체 재료에 의해 서로 분리되는 제1 및 제2 측벽 구조체를 각각 구비함 - 를 포함한다.1) An integrated circuit (IC) according to an embodiment of the present disclosure includes: a semiconductor substrate having a frontside and a backside; A shallow trench isolation region extending into the front surface of the semiconductor substrate and filled with a dielectric material; And a first capacitor plate and a second capacitor plate extending from the front surface of the semiconductor substrate into the shallow trench isolation region.- The first capacitor plate and the second capacitor plate are substantially parallel to each other and are formed in the shallow trench isolation region. And each having first and second sidewall structures separated from each other by the dielectric material.

2) 본 개시의 실시형태에 따른 집적 회로(IC)에 있어서, 상기 제1 및 제2 커패시터 플레이트는 제1 및 제2 저부 표면(bottom surface)을 가지며, 상기 제1 및 제2 저부 표면은 상기 반도체 기판의 상기 전면으로부터, 각각, 제1 및 제2 깊이에 배치되되, 상기 제1 및 제2 깊이는 서로 동일하다.2) In the integrated circuit (IC) according to the embodiment of the present disclosure, the first and second capacitor plates have first and second bottom surfaces, and the first and second bottom surfaces are the From the front surface of the semiconductor substrate, they are disposed at first and second depths, respectively, and the first and second depths are the same.

3) 본 개시의 실시형태에 따른 집적 회로(IC)는, 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제3 커패시터 플레이트를 더 포함하되, 상기 제3 커패시터 플레이트는 상기 반도체 기판의 상기 전면 아래 제3 깊이에 배치되는 제3 저부 표면을 가지며, 상기 제1 깊이, 상기 제2 깊이, 및 상기 제3 깊이는 서로 동일하거나 또는 상기 제3 깊이는 상기 제1 깊이 및 상기 제2 깊이와는 상이하다.3) An integrated circuit (IC) according to an embodiment of the present disclosure further includes a third capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region, wherein the third capacitor plate is at a third depth below the front surface of the semiconductor substrate. It has a third bottom surface disposed, and the first depth, the second depth, and the third depth are equal to each other, or the third depth is different from the first depth and the second depth.

4) 본 개시의 실시형태에 따른 집적 회로(IC)에 있어서, 상기 제1 및 제2 커패시터 플레이트는 제1 및 제2 저부 표면을 가지며, 상기 제1 및 제2 저부 표면은 상기 반도체 기판의 상기 전면으로부터, 각각, 제1 및 제2 깊이에 배치되되, 상기 제1 및 제2 깊이는 서로 상이하다.4) In the integrated circuit (IC) according to the embodiment of the present disclosure, the first and second capacitor plates have first and second bottom surfaces, and the first and second bottom surfaces are the From the front side, are disposed at first and second depths, respectively, wherein the first and second depths are different from each other.

5) 본 개시의 실시형태에 따른 집적 회로(IC)는, 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제3 커패시터 플레이트를 더 포함하되, 상기 제3 커패시터 플레이트는 상기 반도체 기판의 상기 전면 아래 제3 깊이에 배치되는 제3 저부 표면을 가지며, 상기 제1 깊이, 상기 제2 깊이, 및 상기 제3 깊이 각각은 서로 상이하다.5) An integrated circuit (IC) according to an embodiment of the present disclosure further includes a third capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region, wherein the third capacitor plate is at a third depth below the front surface of the semiconductor substrate. It has a third bottom surface disposed, and each of the first depth, the second depth, and the third depth is different from each other.

6) 본 개시의 실시형태에 따른 집적 회로(IC)는, 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제3 커패시터 플레이트를 더 포함하되, 상기 제1 및 제2 커패시터 플레이트는 제1 거리만큼 서로 떨어져 이격되고, 상기 제2 및 제3 커패시터 플레이트는, 상기 제1 거리와 동일한 제2 거리만큼 떨어져 이격된다.6) An integrated circuit (IC) according to an embodiment of the present disclosure further includes a third capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region, wherein the first and second capacitor plates are spaced apart from each other by a first distance, , The second and third capacitor plates are spaced apart by a second distance equal to the first distance.

7) 본 개시의 실시형태에 따른 집적 회로(IC)는, 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제3 커패시터 플레이트를 더 포함하되, 상기 제1 및 제2 커패시터 플레이트는 제1 거리만큼 서로 떨어져 이격되고, 상기 제2 및 제3 커패시터 플레이트는, 상기 제1 거리와는 상이한 제2 거리만큼 떨어져 이격된다.7) An integrated circuit (IC) according to an embodiment of the present disclosure further includes a third capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region, wherein the first and second capacitor plates are spaced apart from each other by a first distance, , The second and third capacitor plates are spaced apart by a second distance different from the first distance.

8) 본 개시의 실시형태에 따른 집적 회로(IC)는, 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제3 커패시터 플레이트; 및 상기 제1, 제2 및 제3 커패시터 플레이트 중 적어도 두 개 위에서 수평으로 연장되며 상기 제1, 제2 및 제3 커패시터 플레이트 중 적어도 두 개를 서로 직접적으로 커플링하는 금속 라인을 더 포함한다.8) An integrated circuit (IC) according to an embodiment of the present disclosure includes: a third capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region; And a metal line extending horizontally over at least two of the first, second and third capacitor plates and directly coupling at least two of the first, second and third capacitor plates to each other.

9) 본 개시의 실시형태에 따른 집적 회로(IC)는, 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제3 커패시터 플레이트 - 상기 제2 커패시터 플레이트는 상기 제1 커패시터 플레이트와 상기 제3 커패시터 플레이트 사이에 배열됨 - ; 및 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제4 커패시터 플레이트 - 상기 제3 커패시터 플레이트는 상기 제2 커패시터 플레이트와 상기 제4 커패시터 플레이트 사이에 배열됨 - 를 더 포함하되; 상기 제1 커패시터 플레이트, 상기 제2 커패시터 플레이트, 상기 제3 커패시터 플레이트, 및 상기 제4 커패시터 플레이트는 제1 방향에서 서로 평행하게 연장되고 상기 제1 방향에서 동일한 길이를 가지며, 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향에서 서로 정렬되는 각각의 단부를 구비한다.9) In an integrated circuit (IC) according to an embodiment of the present disclosure, a third capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region-The second capacitor plate is arranged between the first capacitor plate and the third capacitor plate. -; And a fourth capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region, wherein the third capacitor plate is arranged between the second capacitor plate and the fourth capacitor plate; The first capacitor plate, the second capacitor plate, the third capacitor plate, and the fourth capacitor plate extend parallel to each other in a first direction and have the same length in the first direction, and are perpendicular to the first direction. It has respective ends that are aligned with each other in the phosphorus second direction.

10) 본 개시의 실시형태에 따른 집적 회로(IC)는, 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제3 커패시터 플레이트 - 상기 제2 커패시터 플레이트는 상기 제1 커패시터 플레이트와 상기 제3 커패시터 플레이트 사이에 배열됨 - ; 및 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제4 커패시터 플레이트 - 상기 제3 커패시터 플레이트는 상기 제2 커패시터 플레이트와 상기 제4 커패시터 플레이트 사이에 배열됨 - 를 더 포함하되; 상기 제1 커패시터 플레이트, 상기 제2 커패시터 플레이트, 상기 제3 커패시터 플레이트, 및 제4 커패시터 플레이트는 제1 방향에서 서로 평행하게 연장되고 상기 제1 방향에서 동일한 길이를 가지며, 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향에서 서로로부터 오프셋되는 각각의 단부를 구비한다.10) An integrated circuit (IC) according to an embodiment of the present disclosure includes a third capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region-The second capacitor plate is arranged between the first capacitor plate and the third capacitor plate. -; And a fourth capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region, wherein the third capacitor plate is arranged between the second capacitor plate and the fourth capacitor plate; The first capacitor plate, the second capacitor plate, the third capacitor plate, and the fourth capacitor plate extend parallel to each other in a first direction, have the same length in the first direction, and are perpendicular to the first direction. With respective ends that are offset from each other in a second direction.

11) 본 개시의 실시형태에 따른 집적 회로(IC)에 있어서, 상기 제1 커패시터 플레이트는 제1 방향에서 연장되는 제1 트렁크, 및 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향에서 상기 제1 트렁크로부터 외측으로 연장되는 제1 복수의 핑거를 포함한다.11) In the integrated circuit (IC) according to the embodiment of the present disclosure, the first capacitor plate is a first trunk extending in a first direction, and from the first trunk in a second direction perpendicular to the first direction. It includes a first plurality of fingers extending outward.

12) 본 개시의 실시형태에 따른 집적 회로(IC)에 있어서, 상기 제2 커패시터 플레이트는 상기 제1 방향에서 연장되지만 그러나 상기 제1 트렁크와 떨어져 이격되는 제2 트렁크, 및 상기 제2 방향에서 상기 제2 트렁크로부터 외측으로 연장되는 제2 복수의 핑거를 포함하되, 상기 제1 복수의 핑거는 상기 제2 복수의 핑거와 서로 맞물리고(inter-digitated) 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역의 상기 유전체 재료에 의해 서로 분리된다.12) In the integrated circuit (IC) according to the embodiment of the present disclosure, the second capacitor plate extends in the first direction, but is spaced apart from the first trunk, and the second trunk in the second direction. A second plurality of fingers extending outwardly from a second trunk, wherein the first plurality of fingers are inter-digitated with the second plurality of fingers and by the dielectric material of the shallow trench isolation region. Separate from each other

13) 본 개시의 실시형태에 따른 집적 회로(IC)에 있어서, 상기 제1 커패시터 플레이트 및 상기 제2 커패시터 플레이트는, 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역의 상기 유전체 재료에 의해 서로 분리되는 전도성 재료의 동심 링(concentric ring)이다.13) In the integrated circuit (IC) according to the embodiment of the present disclosure, the first capacitor plate and the second capacitor plate are concentric rings of conductive material separated from each other by the dielectric material in the shallow trench isolation region ( concentric ring).

14) 본 개시의 실시형태에 따른 집적 회로(IC)는, 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역에 의해 측방으로 둘러싸이는 트랜지스터를 더 포함하되, 상기 트랜지스터는, 상기 반도체 기판의 상기 전면에 배치되는 제1 및 제2 소스/드레인 영역; 상기 반도체 기판의 상기 전면 안으로 제1 넌제로(non-zero) 깊이까지 연장되며 상기 제1 및 제2 소스/드레인 영역 사이에 배치되는 게이트 전극; 및 상기 반도체 기판으로부터 상기 게이트 전극을 분리하도록 상기 반도체 기판의 상기 전면 안으로 연장되는 게이트 유전체 층 - 상기 게이트 유전체 층의 하부 표면(lower surface) 및 외부 측벽을 따르는 상기 반도체 기판 내의 채널 영역은 상기 제1 및 제2 소스/드레인 영역 사이에서 연장됨 - 을 포함한다.14) An integrated circuit (IC) according to an embodiment of the present disclosure further includes a transistor laterally surrounded by the shallow trench isolation region, wherein the transistor includes first and second transistors disposed on the front surface of the semiconductor substrate. 2 source/drain regions; A gate electrode extending into the front surface of the semiconductor substrate to a first non-zero depth and disposed between the first and second source/drain regions; And a gate dielectric layer extending into the front surface of the semiconductor substrate to separate the gate electrode from the semiconductor substrate.-A channel region in the semiconductor substrate along an outer sidewall and a lower surface of the gate dielectric layer is the first And extending between the second source/drain regions.

15) 본 개시의 실시형태에 따른 집적 회로(IC)에 있어서, 상기 제1 넌제로 깊이는 상기 제1 커패시터 플레이트의 저부 표면에 대응하는 제1 깊이와 동일하다.15) In the integrated circuit (IC) according to the embodiment of the present disclosure, the first non-zero depth is equal to a first depth corresponding to the bottom surface of the first capacitor plate.

16) 본 개시의 실시형태에 따른 집적 회로(IC)는, 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역의 측부에 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 트랜지스터는, 상기 반도체 기판의 상기 전면에 배치되는 제1 및 제2 소스/드레인 영역; 상기 반도체 기판의 상기 전면 안으로 제1 넌제로 깊이까지 연장되며 상기 제1 및 제2 소스/드레인 영역 사이에 배치되는 게이트 전극; 및 상기 반도체 기판으로부터 상기 게이트 전극을 분리하도록 상기 반도체 기판의 상기 전면 안으로 연장되는 게이트 유전체 층 - 상기 게이트 유전체 층의 하부 표면 및 외부 측벽을 따르는 상기 반도체 기판 내의 채널 영역은 상기 제1 및 제2 소스/드레인 영역 사이에서 연장됨 - 을 포함하되; 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역은, 상기 제1 및 제2 소스/드레인 영역의 외측 둘레(outer perimeter)와는 별개이고 그들로부터 떨어져 이격되며 상기 게이트 전극을 측방으로 둘러싸지 않으면서 상기 게이트 전극의 일측(one side)에 배치되는 외측 둘레를 구비한다.16) An integrated circuit (IC) according to an embodiment of the present disclosure further includes a transistor on a side of the shallow trench isolation region, wherein the transistor includes first and second source/ Drain region; A gate electrode extending into the front surface of the semiconductor substrate to a first non-zero depth and disposed between the first and second source/drain regions; And a gate dielectric layer extending into the front surface of the semiconductor substrate to separate the gate electrode from the semiconductor substrate. The channel regions in the semiconductor substrate along the lower surface and outer sidewalls of the gate dielectric layer are the first and second sources. / Extends between the drain regions-including; The shallow trench isolation region is separate from and spaced apart from the outer perimeter of the first and second source/drain regions, and one side of the gate electrode without laterally surrounding the gate electrode. ) Is provided with an outer periphery disposed on.

17) 본 개시의 다른 실시형태에 따른 집적 회로(IC)는, 전면 및 배면을 구비하는 반도체 기판; 상기 반도체 기판의 상기 전면 안으로 연장되는 제1 및 제2 소스/드레인 영역 - 상기 제1 및 제2 소스/드레인 영역은 상기 반도체 기판 내의 채널 영역에 의해 서로 분리됨 - ; 상기 반도체 기판의 상기 전면 안으로 연장되며 상기 채널 영역 위에 배치되는 게이트 전극; 상기 채널 영역으로부터 상기 게이트 전극의 저부 표면 및 외부 측벽을 분리하도록 상기 반도체 기판의 상기 전면 안으로 연장되는 게이트 유전체 층; 상기 반도체 기판의 상기 전면 안으로 연장되며 상기 제1 소스/드레인 영역 또는 상기 제2 소스/드레인 영역의 외부 에지를 따라 배열되는 쉘로우 트렌치 분리 영역 - 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역은 유전체 재료로 충전됨 - ; 및 제1 커패시터 단자 및 제2 커패시터 단자를 포함하는 복합 커패시터 - 상기 복합 커패시터의 총 커패시턴스는 상기 제1 커패시터 단자와 상기 제2 커패시터 단자 사이에서 정의되되, 상기 복합 커패시터는 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역 안으로 연장되며 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역의 상기 유전체 재료에 의해 서로 분리되는 복수의 실질적으로 수직인 커패시터 플레이트를 포함하고, 상기 복수의 실질적으로 수직인 커패시터 플레이트의 제1 커패시터 플레이트는 상기 복합 커패시터의 상기 제1 커패시터 단자에 대응하고 상기 복수의 실질적으로 수직인 커패시터 플레이트의 제2 커패시터 플레이트와 제3 커패시터 플레이트 사이에서 배열되고, 상기 제2 및 상기 제3 커패시터 플레이트는 상기 제1 커패시터 플레이트의 대향하는 측 상에 있고 상기 복합 커패시터의 상기 제2 커패시터 단자에 대응함 - 를 포함한다.17) An integrated circuit (IC) according to another embodiment of the present disclosure includes: a semiconductor substrate having a front surface and a rear surface; First and second source/drain regions extending into the front surface of the semiconductor substrate, wherein the first and second source/drain regions are separated from each other by a channel region in the semiconductor substrate; A gate electrode extending into the front surface of the semiconductor substrate and disposed over the channel region; A gate dielectric layer extending into the front surface of the semiconductor substrate to separate an outer sidewall and a bottom surface of the gate electrode from the channel region; A shallow trench isolation region extending into the front surface of the semiconductor substrate and arranged along an outer edge of the first source/drain region or the second source/drain region, the shallow trench isolation region filled with a dielectric material; And a composite capacitor including a first capacitor terminal and a second capacitor terminal.- The total capacitance of the composite capacitor is defined between the first capacitor terminal and the second capacitor terminal, and the composite capacitor extends into the shallow trench isolation region. And a plurality of substantially vertical capacitor plates separated from each other by the dielectric material in the shallow trench isolation region, wherein a first capacitor plate of the plurality of substantially vertical capacitor plates comprises the first capacitor of the composite capacitor A terminal corresponding to and arranged between a second capacitor plate and a third capacitor plate of the plurality of substantially vertical capacitor plates, the second and third capacitor plates being on opposite sides of the first capacitor plate And-corresponding to the second capacitor terminal of the composite capacitor.

18) 본 개시의 또 다른 실시형태에 따른 방법은, 로직 영역 및 커패시터 영역을 포함하는 반도체 기판을 수용하는 단계; 제1 에칭을 수행하여, 상기 커패시터 영역에 쉘로우 트렌치 분리 리세스를 형성하는 단계; 상기 쉘로우 트렌치 분리 리세스 내에 유전체 재료를 형성하여 쉘로우 트렌치 분리 영역을 형성하는 단계; 제2 에칭을 수행하여 상기 로직 영역에 게이트 전극 리세스를 그리고 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역에 복수의 커패시터 플레이트 리세스를 형성하는 단계; 상기 게이트 전극 리세스에 그리고 상기 복수의 커패시터 플레이트 리세스에 하이 k(high-k) 유전체 재료를 형성하는 단계; 및 상기 게이트 전극 리세스에 그리고 상기 복수의 커패시터 플레이트 리세스에 전도성 층을 동시에 형성하여, 상기 로직 영역에 게이트 전극을 그리고 상기 커패시터 영역에 복수의 커패시터 플레이트를 확립하는 단계를 포함한다.18) A method according to another embodiment of the present disclosure includes: receiving a semiconductor substrate including a logic region and a capacitor region; Performing a first etching to form a shallow trench isolation recess in the capacitor region; Forming a shallow trench isolation region by forming a dielectric material in the shallow trench isolation recess; Performing a second etching to form a gate electrode recess in the logic region and a plurality of capacitor plate recesses in the shallow trench isolation region; Forming a high-k dielectric material in the gate electrode recess and in the plurality of capacitor plate recesses; And simultaneously forming a conductive layer in the gate electrode recess and in the plurality of capacitor plate recesses to establish a gate electrode in the logic region and a plurality of capacitor plates in the capacitor region.

19) 본 개시의 또 다른 실시형태에 따른 방법은, 화학적 기계적 평탄화(chemical mechanical planarization; CMP) 프로세스를 수행하여 상기 전도성 층의 상부 부분을 제거하고, 그에 의해, 구조체를 서로 분리하도록 상기 게이트 전극 및 상기 복수의 커패시터 플레이트를 분할하는 단계를 더 포함한다.19) A method according to another embodiment of the present disclosure is to perform a chemical mechanical planarization (CMP) process to remove the upper portion of the conductive layer, whereby the gate electrode and the gate electrode and And dividing the plurality of capacitor plates.

20) 본 개시의 또 다른 실시형태에 따른 방법은, 상기 게이트 전극의 평탄화된 상부 표면 위에 그리고 상기 복수의 커패시터 플레이트의 평탄화된 상부 표면 위에 유전체 구조체를 형성하는 단계; 및 상기 유전체 구조체 내에 또는 상기 유전체 구조체 위에 금속 인터커넥트 구조체(metal interconnect structure) - 상기 금속 인터커넥트 구조체는 상기 복수의 커패시터 플레이트의 제1 그룹을 함께 커플링하여 제1 커패시터 단자를 확립하고 상기 복수의 커패시터 플레이트의 제2 그룹을 함께 커플링하여 제2 커패시터 단자를 확립함 - 를 형성하는 단계를 더 포함한다.20) A method according to another embodiment of the present disclosure includes forming a dielectric structure over the planarized upper surface of the gate electrode and over the planarized upper surface of the plurality of capacitor plates; And a metal interconnect structure in or on the dielectric structure, wherein the metal interconnect structure couples the first group of the plurality of capacitor plates together to establish a first capacitor terminal, and the plurality of capacitor plates. Coupling the second group of s together to form a second capacitor terminal.

전술한 내용은, 기술 분야의 숙련된 자가 본 개시의 양태를 더 잘 이해할 수도 있도록 여러 가지 실시형태의 피쳐를 개설한다(outline). 기술 분야의 숙련된 자는, 그들이 동일한 목적을 수행하기 위해 및/또는 본원에서 소개되는 실시형태의 동일한 이점을 달성하기 위해 다른 프로세스 및 구조체를 설계 또는 수정하기 위한 기초로서 본 개시를 쉽게 사용할 수도 있다는 것을 인식해야 한다. 또한, 기술 분야의 숙련된 자는 또한, 그러한 등가적 구성이 본 개시의 취지와 범위를 벗어나지 않는다는 것, 및 본 개시의 취지와 범위를 벗어나지 않으면서 그들이 본원에서 다양한 변경, 대체, 수정을 가할 수도 있다는 것을, 깨닫아야 한다.The foregoing outlines features of various embodiments so that those skilled in the art may better understand aspects of the present disclosure. Those skilled in the art will appreciate that they may readily use the present disclosure as a basis for designing or modifying other processes and structures to serve the same purpose and/or to achieve the same advantages of the embodiments introduced herein. You have to be aware. In addition, those skilled in the art also know that such equivalent configurations do not depart from the spirit and scope of the present disclosure, and that they may make various changes, substitutions, and modifications herein without departing from the spirit and scope of the present disclosure. That, you have to realize.

Claims (10)

집적 회로(integrated circuit; IC)로서,
전면(frontside) 및 배면(backside)을 구비하는 반도체 기판;
상기 반도체 기판의 상기 전면 안으로 연장되며 유전체 재료로 충전되는 쉘로우 트렌치 분리 영역(shallow trench isolation region); 및
상기 반도체 기판의 상기 전면으로부터 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역 안으로 연장되는 제1 커패시터 플레이트 및 제2 커패시터 플레이트 - 상기 제1 커패시터 플레이트 및 상기 제2 커패시터 플레이트는, 서로 평행하며 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역의 상기 유전체 재료에 의해 서로 전기적으로 분리되는 제1 및 제2 측벽 구조체를 각각 구비함 -
를 포함하는, 집적 회로(IC).
As an integrated circuit (IC),
A semiconductor substrate having a front side and a backside;
A shallow trench isolation region extending into the front surface of the semiconductor substrate and filled with a dielectric material; And
A first capacitor plate and a second capacitor plate extending from the front surface of the semiconductor substrate into the shallow trench isolation region-The first capacitor plate and the second capacitor plate are parallel to each other and the dielectric material of the shallow trench isolation region Each of the first and second sidewall structures that are electrically separated from each other by-
Including, an integrated circuit (IC).
제1항에 있어서,
상기 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제3 커패시터 플레이트; 및
상기 제1, 제2 및 제3 커패시터 플레이트 중 적어도 두 개 위에서 수평으로 연장되며 상기 제1, 제2 및 제3 커패시터 플레이트 중 적어도 두 개를 서로 직접적으로 커플링하는 금속 라인
을 더 포함하는, 집적 회로(IC).
The method of claim 1,
A third capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region; And
A metal line extending horizontally over at least two of the first, second and third capacitor plates and directly coupling at least two of the first, second and third capacitor plates to each other
Further comprising an integrated circuit (IC).
제1항에 있어서,
상기 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제3 커패시터 플레이트 - 상기 제2 커패시터 플레이트는 상기 제1 커패시터 플레이트와 상기 제3 커패시터 플레이트 사이에 배열됨 - ; 및
상기 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제4 커패시터 플레이트 - 상기 제3 커패시터 플레이트는 상기 제2 커패시터 플레이트와 상기 제4 커패시터 플레이트 사이에 배열됨 -
를 더 포함하되;
상기 제1 커패시터 플레이트, 상기 제2 커패시터 플레이트, 상기 제3 커패시터 플레이트, 및 상기 제4 커패시터 플레이트는 제1 방향에서 서로 평행하게 연장되고 상기 제1 방향에서 동일한 길이를 가지며, 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향에서 서로 정렬되는 각각의 단부를 구비하는 것인, 집적 회로(IC).
The method of claim 1,
A third capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region, the second capacitor plate being arranged between the first capacitor plate and the third capacitor plate; And
A fourth capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region-The third capacitor plate is arranged between the second capacitor plate and the fourth capacitor plate-
But further includes;
The first capacitor plate, the second capacitor plate, the third capacitor plate, and the fourth capacitor plate extend parallel to each other in a first direction and have the same length in the first direction, and are perpendicular to the first direction. An integrated circuit (IC) having respective ends that are aligned with each other in a second direction.
제1항에 있어서,
상기 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제3 커패시터 플레이트 - 상기 제2 커패시터 플레이트는 상기 제1 커패시터 플레이트와 상기 제3 커패시터 플레이트 사이에 배열됨 - ; 및
상기 쉘로우 트렌치 분리 영역에 배치되는 제4 커패시터 플레이트 - 상기 제3 커패시터 플레이트는 상기 제2 커패시터 플레이트와 상기 제4 커패시터 플레이트 사이에 배열됨 -
를 더 포함하되;
상기 제1 커패시터 플레이트, 상기 제2 커패시터 플레이트, 상기 제3 커패시터 플레이트, 및 제4 커패시터 플레이트는 제1 방향에서 서로 평행하게 연장되고 상기 제1 방향에서 동일한 길이를 가지며, 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향에서 서로로부터 오프셋되는 각각의 단부를 구비하는 것인, 집적 회로(IC).
The method of claim 1,
A third capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region, the second capacitor plate being arranged between the first capacitor plate and the third capacitor plate; And
A fourth capacitor plate disposed in the shallow trench isolation region-The third capacitor plate is arranged between the second capacitor plate and the fourth capacitor plate-
But further includes;
The first capacitor plate, the second capacitor plate, the third capacitor plate, and the fourth capacitor plate extend parallel to each other in a first direction, have the same length in the first direction, and are perpendicular to the first direction. An integrated circuit (IC) having respective ends offset from each other in a second direction.
제1항에 있어서,
상기 제1 커패시터 플레이트는 제1 방향에서 연장되는 제1 트렁크, 및 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향에서 상기 제1 트렁크로부터 외측으로 연장되는 제1 복수의 핑거를 포함하는 것인, 집적 회로(IC).
The method of claim 1,
The first capacitor plate includes a first trunk extending in a first direction, and a first plurality of fingers extending outwardly from the first trunk in a second direction perpendicular to the first direction. (IC).
제1항에 있어서,
상기 제1 커패시터 플레이트 및 상기 제2 커패시터 플레이트는, 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역의 상기 유전체 재료에 의해 서로 분리되는 전도성 재료의 동심 링(concentric ring)인 것인, 집적 회로(IC).
The method of claim 1,
Wherein the first capacitor plate and the second capacitor plate are concentric rings of conductive material separated from each other by the dielectric material in the shallow trench isolation region.
제1항에 있어서,
상기 쉘로우 트렌치 분리 영역에 의해 측방으로 둘러싸이는 트랜지스터를 더 포함하되, 상기 트랜지스터는,
상기 반도체 기판의 상기 전면에 배치되는 제1 및 제2 소스/드레인 영역;
상기 반도체 기판의 상기 전면 안으로 제1 넌제로(non-zero) 깊이까지 연장되며 상기 제1 및 제2 소스/드레인 영역 사이에 배치되는 게이트 전극; 및
상기 반도체 기판으로부터 상기 게이트 전극을 분리하도록 상기 반도체 기판의 상기 전면 안으로 연장되는 게이트 유전체 층 - 상기 게이트 유전체 층의 하부 표면(lower surface) 및 외부 측벽을 따르는 상기 반도체 기판 내의 채널 영역은 상기 제1 및 제2 소스/드레인 영역 사이에서 연장됨 -
을 포함하는 것인, 집적 회로(IC).
The method of claim 1,
Further comprising a transistor laterally surrounded by the shallow trench isolation region, wherein the transistor,
First and second source/drain regions disposed on the front surface of the semiconductor substrate;
A gate electrode extending into the front surface of the semiconductor substrate to a first non-zero depth and disposed between the first and second source/drain regions; And
A gate dielectric layer extending into the front surface of the semiconductor substrate to separate the gate electrode from the semiconductor substrate-a channel region in the semiconductor substrate along an outer sidewall and a lower surface of the gate dielectric layer comprises the first and Extends between the second source/drain regions-
Including, an integrated circuit (IC).
제1항에 있어서,
상기 쉘로우 트렌치 분리 영역의 측부에 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 트랜지스터는,
상기 반도체 기판의 상기 전면에 배치되는 제1 및 제2 소스/드레인 영역;
상기 반도체 기판의 상기 전면 안으로 제1 넌제로 깊이까지 연장되며 상기 제1 및 제2 소스/드레인 영역 사이에 배치되는 게이트 전극; 및
상기 반도체 기판으로부터 상기 게이트 전극을 분리하도록 상기 반도체 기판의 상기 전면 안으로 연장되는 게이트 유전체 층 - 상기 게이트 유전체 층의 하부 표면 및 외부 측벽을 따르는 상기 반도체 기판 내의 채널 영역은 상기 제1 및 제2 소스/드레인 영역 사이에서 연장됨 -
을 포함하되;
상기 쉘로우 트렌치 분리 영역은, 상기 제1 및 제2 소스/드레인 영역의 외측 둘레(outer perimeter)와는 별개이고 그들로부터 떨어져 이격되며 상기 게이트 전극을 측방으로 둘러싸지 않으면서 상기 게이트 전극의 일측(one side)에 배치되는 외측 둘레를 구비하는 것인, 집적 회로(IC).
The method of claim 1,
Further comprising a transistor on the side of the shallow trench isolation region, the transistor,
First and second source/drain regions disposed on the front surface of the semiconductor substrate;
A gate electrode extending into the front surface of the semiconductor substrate to a first non-zero depth and disposed between the first and second source/drain regions; And
A gate dielectric layer extending into the front surface of the semiconductor substrate to separate the gate electrode from the semiconductor substrate-a channel region in the semiconductor substrate along an outer sidewall and a lower surface of the gate dielectric layer is the first and second source/ Extends between drain regions-
Including;
The shallow trench isolation region is separate from and spaced apart from the outer perimeter of the first and second source/drain regions, and one side of the gate electrode without laterally surrounding the gate electrode. ) Having an outer periphery disposed in the integrated circuit (IC).
집적 회로(IC)로서,
전면 및 배면을 구비하는 반도체 기판;
상기 반도체 기판의 상기 전면 안으로 연장되는 제1 및 제2 소스/드레인 영역 - 상기 제1 및 제2 소스/드레인 영역은 상기 반도체 기판 내의 채널 영역에 의해 서로 분리됨 - ;
상기 반도체 기판의 상기 전면 안으로 연장되며 상기 채널 영역 위에 배치되는 게이트 전극;
상기 채널 영역으로부터 상기 게이트 전극의 저부 표면 및 외부 측벽을 분리하도록 상기 반도체 기판의 상기 전면 안으로 연장되는 게이트 유전체 층;
상기 반도체 기판의 상기 전면 안으로 연장되며 상기 제1 소스/드레인 영역 또는 상기 제2 소스/드레인 영역의 외부 에지를 따라 배열되는 쉘로우 트렌치 분리 영역 - 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역은 유전체 재료로 충전됨 - ; 및
제1 커패시터 단자 및 제2 커패시터 단자를 포함하는 복합 커패시터 - 상기 복합 커패시터의 총 커패시턴스는 상기 제1 커패시터 단자와 상기 제2 커패시터 단자 사이에서 정의되되, 상기 복합 커패시터는 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역 안으로 연장되며 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역의 상기 유전체 재료에 의해 서로 전기적으로 분리되는 복수의 수직인 커패시터 플레이트를 포함하고, 상기 복수의 수직인 커패시터 플레이트의 제1 커패시터 플레이트는 상기 복합 커패시터의 상기 제1 커패시터 단자에 대응하고 상기 복수의 수직인 커패시터 플레이트의 제2 커패시터 플레이트와 제3 커패시터 플레이트 사이에서 배열되고, 상기 제2 및 상기 제3 커패시터 플레이트는 상기 제1 커패시터 플레이트의 대향하는 측 상에 있고 상기 복합 커패시터의 상기 제2 커패시터 단자에 대응함 -
를 포함하는, 집적 회로(IC).
As an integrated circuit (IC),
A semiconductor substrate having a front surface and a rear surface;
First and second source/drain regions extending into the front surface of the semiconductor substrate, wherein the first and second source/drain regions are separated from each other by a channel region in the semiconductor substrate;
A gate electrode extending into the front surface of the semiconductor substrate and disposed over the channel region;
A gate dielectric layer extending into the front surface of the semiconductor substrate to separate an outer sidewall and a bottom surface of the gate electrode from the channel region;
A shallow trench isolation region extending into the front surface of the semiconductor substrate and arranged along an outer edge of the first source/drain region or the second source/drain region, the shallow trench isolation region filled with a dielectric material; And
A composite capacitor comprising a first capacitor terminal and a second capacitor terminal-the total capacitance of the composite capacitor is defined between the first capacitor terminal and the second capacitor terminal, the composite capacitor extending into the shallow trench isolation region, A plurality of vertical capacitor plates electrically separated from each other by the dielectric material in the shallow trench isolation region, wherein a first capacitor plate of the plurality of vertical capacitor plates corresponds to the first capacitor terminal of the composite capacitor And arranged between a second capacitor plate and a third capacitor plate of the plurality of vertical capacitor plates, wherein the second and third capacitor plates are on opposite sides of the first capacitor plate and the composite capacitor Corresponds to the second capacitor terminal-
Including, an integrated circuit (IC).
방법으로서,
로직 영역 및 커패시터 영역을 포함하는 반도체 기판을 수용하는 단계;
제1 에칭을 수행하여, 상기 커패시터 영역에 쉘로우 트렌치 분리 리세스를 형성하는 단계;
상기 쉘로우 트렌치 분리 리세스 내에 유전체 재료를 형성하여 쉘로우 트렌치 분리 영역을 형성하는 단계;
제2 에칭을 수행하여 상기 로직 영역에 게이트 전극 리세스를 그리고 상기 쉘로우 트렌치 분리 영역에 복수의 커패시터 플레이트 리세스를 형성하는 단계;
상기 게이트 전극 리세스에 그리고 상기 복수의 커패시터 플레이트 리세스에 하이 k(high-k) 유전체 재료를 형성하는 단계; 및
상기 게이트 전극 리세스에 그리고 상기 복수의 커패시터 플레이트 리세스에 전도성 층을 동시에 형성하여, 상기 로직 영역에 게이트 전극을 그리고 상기 커패시터 영역에 서로 전기적으로 분리된 복수의 커패시터 플레이트를 확립하는 단계
를 포함하는, 방법.
As a method,
Receiving a semiconductor substrate including a logic region and a capacitor region;
Performing a first etching to form a shallow trench isolation recess in the capacitor region;
Forming a shallow trench isolation region by forming a dielectric material in the shallow trench isolation recess;
Performing a second etching to form a gate electrode recess in the logic region and a plurality of capacitor plate recesses in the shallow trench isolation region;
Forming a high-k dielectric material in the gate electrode recess and in the plurality of capacitor plate recesses; And
Simultaneously forming a conductive layer in the gate electrode recess and in the plurality of capacitor plate recesses to establish a gate electrode in the logic region and a plurality of capacitor plates electrically separated from each other in the capacitor region
Containing, the method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6297524B1 (en) * 2000-04-04 2001-10-02 Philips Electronics North America Corporation Multilayer capacitor structure having an array of concentric ring-shaped plates for deep sub-micron CMOS
US6960365B2 (en) * 2002-01-25 2005-11-01 Infineon Technologies Ag Vertical MIMCap manufacturing method
US6613690B1 (en) * 2002-07-17 2003-09-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Approach for forming a buried stack capacitor structure featuring reduced polysilicon stringers
KR100605499B1 (en) * 2004-11-02 2006-07-28 삼성전자주식회사 MOS transistor having recessed gate electrode method of fabricating the same
KR100672673B1 (en) * 2004-12-29 2007-01-24 동부일렉트로닉스 주식회사 Structure for Capacitor and Fabricating Method Thereof
KR20070105710A (en) * 2006-04-27 2007-10-31 윤욱현 Mos capacitor and method of manufacturing the same

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