(57)【要約】【課題】半導体ウエファに狭い表面積で容量が大きいコンデンサの作成を可能とする。【解決手段】半導体ウエファ１０に不純物を拡散し形成された導電性拡散層１４と、前記導電性拡散層１４をエッチングし中央部に形成されたトレンチ１６と、前記導電性拡散層の周囲に形成された第１の電極１７と、前記トレンチ１６内周の第１電極１７上に形成された絶縁膜１８と、絶縁膜１８に導電体を設け形成された第２の電極２４とよりなり、第１の電極１７と第２の電極２４とで絶縁膜１８を挟んでコンデンサを形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエファに形成された導電性拡散層と、
前記導電性拡散層をエッチングし中央部に形成されたトレンチと、前記導電性拡散層の周囲を残し形成された第１の電極と、
前記トレンチ内周の第１電極上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜に導電体を設け形成された第２の電極と、
前記第１の電極となる導電膜と第２の電極となる導電体で誘電体となる前記絶縁膜を挟んでコンデンサを形成したことを特徴とするコンデンサ装置。
【請求項２】
半導体ウエファに導電性部質を拡散し導電性拡散層を形成し、
前記導電性拡散層の中央部をエッチングしトレンチを形成すると共に、導電性拡散層の周囲を残し第１の電極を形成し、
前記トレンチ内の第１の電極上に絶縁層を形成し、
絶縁層上に導電体を設け第２の電極を形成し、
前記第１の電極となる導電膜と第２の電極となる導電体で誘電体となる前記絶縁膜を挟んでコンデンサを形成したことを特徴とするコンデンサ装置の製造方法。
【請求項３】
前記導電性拡散層は不純物を拡散し形成することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のコンデンサ装置及びその製造方法。
【請求項４】
前記第２の電極となるメタルを蒸着し形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のコンデンサ装置及びその製造方法。
【請求項５】
前記第２の電極となる導電体はポリシリコンを蒸着し形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のコンデンサ装置及びその製造方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウエファに他の回路素子と共に形成されたコンデンサ装置及びその製造方法に関する。
【従来の技術】
半導体ウエファに他の回路素子と共にコンデンサを形成することがある。
図４はＭＯＳＦＥＴとコンデンサ２を組合せた基礎回路の一実施例を示す回路図である。
ＭＯＳＦＥＴ１のゲート電極は入力端子３に接続されており、入力端子３には例えばパルス状の水平ドライブ信号が加わる。ＭＯＳＦＥＴ１のドレイン電極は水平ドライブトランス等の負荷４が接続される。又ＭＯＳＦＥＴ１のソース電極はアースされると共に、ドレイン電極とソース電極間にはコンデンサ２が接続されている。入力端子３にパルス状の水平ドライブ信号が加わるごとにＭＯＳＦＥＴ１がオン・オフし、コンデンサ２との作用と相俟って負荷４に水平偏向電流を供給する。
図５（Ａ）、（Ｂ）は前述したようにＭＯＳＦＥＴ等を形成した半導体ウエファ６にコンデンサ２を形成した平面図及び側面図である。半導体ウエファ６にコンデンサ２を形成するには半導体ウエファ６の表面に形成された電極７に絶縁膜８を形成し、さらに絶縁膜８上に電極９を設け形成している。
【特許文献１】
特開平１−９１４１４号公報
【発明が解決しようとする課題】
半導体ウエファにコンデンサを形成する場合、前述したように従来は半導体ウエファ６の表面に電極を形成し、その形成された電極７に絶縁膜８を形成し、さらに絶縁膜８上に電極９を設け形成している。このようにコンデンサを半導体ウエファの表面に形成していたので、半導体ウエファの表面積が大きくなりＩＣの小型化を阻害した。
【課題を解決するための手段】
本発明は従来に比して半導体ウエファの狭い表面積にコンデンサの作成を可能としたもので、
半導体ウエファに形成された導電性拡散層と、前記導電性拡散層をエッチングし中央部に形成されたトレンチと、前記導電性拡散層の周囲を残し形成された第１の電極と、前記トレンチ内周の第１電極上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜に導電体を設け形成された第２の電極と、前記第１の電極となる導電膜と第２の電極となる導電体で誘電体となる前記絶縁膜を挟んでコンデンサを形成したコンデンサ装置を提供する。
本発明は又半導体ウエファに導電性物質を拡散し導電性拡散層を形成し、前記導電性拡散層の中央部をエッチングしトレンチを形成すると共に、導電性拡散層の周囲を残し第１の電極を形成し、前記トレンチ内の第１の電極上に絶縁層を形成し、絶縁層上に導電体を設け第２の電極を形成し、前記第１の電極となる導電膜と第２の電極となる導電体で誘電体となる前記絶縁膜を挟んでコンデンサを形成したコンデンサ装置の製造方法を提供する。
【発明の実施の形態】
本発明のコンデンサ装置及びその製造方法を図１〜図４に従って説明する。
図１は本発明のコンデンサ装置の製造過程を示す側面図である。
図１（Ａ）に示すように、シリコンの半導体ウエファ１０の表面にレジストを塗布する。そして拡散層を形成する部分以外のレジスト１１、１１を残し、露光し拡散層を形成する部分のレジストを除去する。
図１（Ｂ）に示すように、レジスト１１、１１が設けられていない半導体ウエファ１０の表面にイオン１２、例えばリンを注入する。イオンを注入後レジスト１１、１１を除去する。
図１（Ｃ）に示すように、イオン１２を注入した後リン、ボロン又はヒ素等の不純物を拡散して、導電性拡散層１４を形成する。次に前記導電性拡散層１４の中央部にトレンチを形成する。
そのため図１（Ｄ）に示すように、半導体ウエファ１０の表面及び導電性拡散層１４の表面にレジスト１５を塗布し、導電性拡散層１４の中央部のレジスト１５を露光し除去する。
図２は図１と同じく、本発明のコンデンサ装置の製造方法の過程を示す側面図である。
図２（Ａ）に示すように、レジスト１５が塗布されていない部分の導電性拡散１４をドライエッチングし除去し、導電性拡散層１４の中央部分にトレンチ１６を形成する。中央部をエッチングしトレンチ１６を形成した残りのトレンチ内周の導電性拡散層１４を第１の電極１７とする。トレンチ１６を形成した後レジスト１５を除去する。
図２（Ｂ）に示すように、導電膜１４Ｂ上にＣＤＶ法により酸化膜あるいは窒化膜を形成し絶縁膜１８を形成する。誘電体となる絶縁膜１８は第１電極１７上面のみならず露出された半導体ウエファ１０の表面にも形成される。
図２（Ｃ）に示すように、絶縁膜１８を必要とする部分にレジスト２０を塗布する。
図２（Ｄ）に示すように、ウエットエッチング又はドライエッチングでレジスト２０が塗布されている部分以外の絶縁膜１８を除去する。また不要な部分の絶縁膜１８を除いた後レジスト２０を除去する。それにより半導体ウエファ１０の一部表面、第１の電極１７及び絶縁膜１８が露出される。
図３は前述と同じく本発明のコンデンサ装置の製造過程を示す側面図であり、図３（Ａ）に示すように、絶縁膜１８上にスパッタ蒸着法によりメタルを設け、導電体２２を形成する。導電体２２は絶縁膜１８上のみならず第１の電極１７及び半導体ウエファ１０上にも付着する。
図３（Ｂ）に示すように、導電体２２の第２の電極となる部分、即ちトレンチ１２の開口部分の導電体２２上及び第１の電極１１上の導電体２２部分にレジスト２３、２３を塗布する。
図３（Ｃ）に示すように、レジスト２３、２３が塗布されている部分の導電体２２をウエットエッチング又はドライエッチングで除去する。それにより導電性拡散層１４のトレンチ１６の内側に形成された絶縁膜１８に導電体２２が残され第２の電極２４が形成される。
また導電体２２の一部は第１の電極１７上にも残され、第１の電極１７を半導体ウエファ１０表面に露出させる。従って第１の電極１７と、誘電体となる絶縁膜１８を挟んで形成された第２の電極２４とでコンデンサを形成される。
前述において、導電体２２はメタルをスパッタ蒸着法あるいはＥＢ蒸着法で設けていたが、導電体２２を導電性のポリシリコンをＣＶＤ法により形成してもよい。
本発明は半導体ウエファ１０に設けた導電性拡散層１４にトレンチ１２を形成したので、従来の半導体ウエファの表面に形成していたのに比して半導体ウエファの同じ表面積に大きな容量のコンデンサを形成できる。
一例を挙げると図５に示すように、従来の半導体ウエファ６の表面に１０μｍ×１０μｍサイズの電極７、９に厚さ１μｍの絶縁膜８でコンデンサを形成した場合、容量Ｃは
Ｃ＝ε×面積／電極間距離（絶縁膜の厚さ）
＝ε×（１．０Ｅ−５×１．０Ｅ−５）／１．０Ｅ−６
＝ε×１．０Ｅ−４（Ｆ）
となる。εは絶縁物８の種類によって異なる。例えばＳｉＯ２であるとε＝２．０である。
本発明のコンデンサ装置は、トレンチ１２の周囲を１０μｍ×１０μｍ、深さを５μｍ、絶縁膜１７を従来例と同じ１μｍとすると、幅１０μ、深さ５μｍの面積のものが４面増えるため、全体の面積は半導体ウエファ１０の平面上に作成する場合に比べ
４×１．０Ｅ−５×５．０Ｅ−６＝２．０Ｅ−１０（ｍ２）増えることになる。よってこのときの容量は
Ｃ＝ε（２．０Ｅ−１０＋１．０Ｅ−５）／１．０Ｅ−６＝ε×３．０Ｅ−４（Ｆ）
となり、従来に比べて約３倍の容量が得られる。
図４は本発明のコンデンサ装置と共に半導体ウエファ１０に組み込まれたＭＯＳＦＥＴとで形成された基礎回路の一実施例を示す回路図である。
半導体ウエファ１０に形成されたＭＯＳＦＥＴ１のドレイン電極には水平ドライブトランス等の負荷３が外付けで接続される。又ＭＯＳＦＥＴ１のソース電極はアースされると共に、ドレイン電極に半導体ウエファ１０に形成された本発明のコンデンサ装置の第１の電極１７を導電箔等で接続する。またＭＯＳＦＥＴ１のソース電極がアースされている端子に本発明のコンデンサ装置の第２の電極２４を導電箔等で接続する。
斯かるように構成された基礎回路の入力端子２にパルス状の水平ドライブ信号が加わるごとにＭＯＳＦＥＴ１がオン・オフし、コンデンサ４との作用と相俟って負荷３に水平偏向電流を供給する。
【発明の効果】
本発明のコンデンサ装置及びその製造法は半導体ウエファに導電性拡散層を設け、その導電性拡散層の中央部にトレンチを形成し、導電性拡散層の周囲を第１の電極とし、トレンチの内周面に絶縁膜及び導電体を設け、コンデンサを形成した。従って他の回路素子と共に形成する半導体ウエファの狭い表面積でコンデンサの形成が可能になったので、半導体ウエファの小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンデンサ装置及びその製造方法を示す図で、図１（Ａ）レジストを塗布した側面図、図１（Ｂ）はイオンを注入した側面図、図１（Ｃ）は拡散層を形成した側面図、図１（Ｄ）は拡散層上にレジストを塗布した側面図である。
【図２】同じく本発明のコンデンサ装置及びその製造方法を示す図で、図２（Ａ）拡散層をエッチングした側面図、図２（Ｂ）は拡散層に絶縁膜を形成した側面図、図２（Ｃ）は絶縁膜にレジストを塗布した側面図、図２（Ｄ）は絶縁膜をエッチングした側面図である。
【図３】本発明のコンデンサ装置及びその製造方法を示す図で、図３（Ａ）は導電体を形成した側面図、図３（Ｂ）はレジストを塗布した側面図、図３（Ｃ）は導電体をエッチングした側面図である。
【図４】本発明及び従来のコンデンサ装置により形成されたコンデンサを用いた基礎回路の一例を示す回路図である。
【図５】従来のコンデンサ装置で、図５（Ａ）は平面図、図５（Ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１０    半導体ウエファ
１１    レジスト
１４    導電性拡散層
１６    トレンチ
１７    第１の電極
１８    絶縁膜
２４    第２の電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004228494.tif 000006
【図５】
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