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JP2019161096A - Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Abstract

To provide a semiconductor device including a MIM capacitor with extended life, and a method for manufacturing a semiconductor device.SOLUTION: A semiconductor device according to an embodiment includes a MIM capacitor which includes: a first electrode provided on a semiconductor substrate; a first insulating film provided on the first electrode and containing silicon nitride crystals; a second insulating film provided on the first insulating film and containing an oxide; and a second electrode provided on the second insulating film.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device.

マイクロ波モノリシックIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit、MMIC)の出力向上の試みがなされている。このようなMMICでは、キャパシタを含むすべての素子の高耐圧化が必要となる。   Attempts have been made to improve the output of a microwave monolithic IC (Monolithic Microwave Integrated Circuit, MMIC). In such an MMIC, it is necessary to increase the breakdown voltage of all elements including capacitors.

MMICでは、絶縁膜として、窒化シリコン(Si)を用いたMIMキャパシタが用いられることがある。このようなMIMキャパシタを高電圧で用いると、寿命が短くなることが知られている。 In the MMIC, an MIM capacitor using silicon nitride (Si 3 N 4 ) may be used as an insulating film. It is known that when such an MIM capacitor is used at a high voltage, the lifetime is shortened.

特許第5334199号公報Japanese Patent No. 5334199

実施形態は、MIMキャパシタを長寿命化した半導体装置および半導体装置の製造方法を提供する。   Embodiments provide a semiconductor device having a long lifetime MIM capacitor and a method of manufacturing the semiconductor device.

実施形態に係る半導体装置は、半導体基板上に設けられた第1電極と、前記第1電極上に設けられ、窒化シリコンの結晶を含む第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜上に設けられ、酸化物を含む第2絶縁膜と、前記第2絶縁膜上に設けられた第2電極と、を含むMIMキャパシタを備える。   The semiconductor device according to the embodiment is provided on a first electrode provided on a semiconductor substrate, a first insulating film provided on the first electrode and including a crystal of silicon nitride, and provided on the first insulating film. And an MIM capacitor including a second insulating film containing an oxide and a second electrode provided on the second insulating film.

実施形態に係る半導体装置を例示する断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to an embodiment. 図1の半導体装置の製造工程を例示するフローチャートである。2 is a flowchart illustrating a manufacturing process of the semiconductor device of FIG. 1. 変形例を例示する断面図である。It is sectional drawing which illustrates a modification. 比較例の半導体装置を例示する断面図である。It is sectional drawing which illustrates the semiconductor device of a comparative example.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between the parts, and the like are not necessarily the same as actual ones. Further, even when the same part is represented, the dimensions and ratios may be represented differently depending on the drawings.
In the present specification and drawings, the same elements as those described above with reference to the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate.

図1は、本実施形態に係る半導体装置を例示する断面図である。
図1に示すように、本実施形態の半導体装置10は、MIMキャパシタ20を備える。「MIM」とは、Metal Insulator Metalの略称であり、金属電極間に絶縁膜が設けられた構造を表している。つまり、MIMキャパシタとは、金属電極間に絶縁膜が設けられた構造を有する静電容量素子である。この例では、半導体装置10は、MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)である。MIMキャパシタ20は、半導体基板11上に設けられている。MIMキャパシタ20は、この例では、エアブリッジ配線13および配線14によって、半導体基板11に設けられている図示しない他の回路素子に電気的に接続されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to this embodiment.
As shown in FIG. 1, the semiconductor device 10 of this embodiment includes an MIM capacitor 20. “MIM” is an abbreviation for Metal Insulator Metal and represents a structure in which an insulating film is provided between metal electrodes. That is, the MIM capacitor is a capacitance element having a structure in which an insulating film is provided between metal electrodes. In this example, the semiconductor device 10 is an MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit). The MIM capacitor 20 is provided on the semiconductor substrate 11. In this example, the MIM capacitor 20 is electrically connected to other circuit elements (not shown) provided on the semiconductor substrate 11 by the air bridge wiring 13 and the wiring 14.

半導体基板11は、たとえば、Si、GaN、GaAs等の半導体材料で形成されている。半導体装置10を広い電圧範囲にわたって動作させるために、半導体基板11は、好ましくはGaNを含む。   The semiconductor substrate 11 is made of, for example, a semiconductor material such as Si, GaN, or GaAs. In order to operate the semiconductor device 10 over a wide voltage range, the semiconductor substrate 11 preferably contains GaN.

MIMキャパシタ20は、下部電極21と、第1絶縁膜22と、第2絶縁膜23と、上部電極24と、を含む。下部電極(第1電極)21は、半導体基板11上に設けられている。第1絶縁膜22は、下部電極21上に設けられている。第2絶縁膜23は、第1絶縁膜22上に設けられている。上部電極(第2電極)24は、第2絶縁膜23上に設けられている。下部電極21、第1絶縁膜22、第2絶縁膜23および上部電極24は、半導体基板11側からこの順に積層されている。   The MIM capacitor 20 includes a lower electrode 21, a first insulating film 22, a second insulating film 23, and an upper electrode 24. The lower electrode (first electrode) 21 is provided on the semiconductor substrate 11. The first insulating film 22 is provided on the lower electrode 21. The second insulating film 23 is provided on the first insulating film 22. The upper electrode (second electrode) 24 is provided on the second insulating film 23. The lower electrode 21, the first insulating film 22, the second insulating film 23, and the upper electrode 24 are stacked in this order from the semiconductor substrate 11 side.

下部電極21は、金属の膜が積層されてなる。下部電極21は、たとえば、Au、Pt、Tiをこの順に積層することによって構成されている。下部電極21は、たとえば600nm〜1μm程度の厚さを有する。   The lower electrode 21 is formed by laminating metal films. The lower electrode 21 is configured by, for example, stacking Au, Pt, and Ti in this order. Lower electrode 21 has a thickness of about 600 nm to 1 μm, for example.

第1絶縁膜22は、下部電極21を覆うように設けられている。第1絶縁膜22は、Si(以下では、単にSiNと表記する)膜である。第1絶縁膜22は、半導体基板11上にも設けられている。 The first insulating film 22 is provided so as to cover the lower electrode 21. The first insulating film 22 is a Si 3 N 4 (hereinafter, simply referred to as SiN) film. The first insulating film 22 is also provided on the semiconductor substrate 11.

第1絶縁膜22には、半導体装置10の動作電圧に応じた電圧が印加され得る。第1絶縁膜22の厚さは、印加される電圧を考慮して決定される。第1絶縁膜22の厚さは、たとえば100nm〜300nm程度である。   A voltage corresponding to the operating voltage of the semiconductor device 10 can be applied to the first insulating film 22. The thickness of the first insulating film 22 is determined in consideration of the applied voltage. The thickness of the first insulating film 22 is, for example, about 100 nm to 300 nm.

第1絶縁膜22は、熱処理することによって、微小な単結晶が生成、すなわち微結晶化されている。SiNである第1絶縁膜22は、微結晶化することによって、高電圧印加時に長寿命化が可能になる。ここで、第1絶縁膜22の寿命とは、経時的絶縁破壊TDDB(Time Dependent Dielectric Breakdown)によって表される時間である。   The first insulating film 22 is heat-treated to generate a minute single crystal, that is, be microcrystallized. The first insulating film 22 made of SiN can be extended in life when a high voltage is applied by microcrystallization. Here, the lifetime of the first insulating film 22 is a time represented by a time-dependent dielectric breakdown TDDB (Time Dependent Dielectric Breakdown).

第1絶縁膜22は、微結晶を含むことから、熱処理前よりも屈折率が小さい。熱処理後の屈折率は、1.6よりも大きく、1.85よりも小さい。なお、熱処理前のSiN膜は、アモルファス状態であり、その屈折率は、たとえば2程度である。屈折率は、たとえば、分光エリプソメトリー法等を用いて測定される。   Since the first insulating film 22 includes microcrystals, the refractive index is smaller than that before the heat treatment. The refractive index after the heat treatment is larger than 1.6 and smaller than 1.85. Note that the SiN film before the heat treatment is in an amorphous state, and the refractive index thereof is about 2, for example. The refractive index is measured using, for example, a spectroscopic ellipsometry method.

第1絶縁膜22は、熱処理で微結晶化されることによって、結晶粒界がリーク電流の経路となるため、リーク電流が増大する。   Since the first insulating film 22 is microcrystallized by heat treatment, the crystal grain boundary serves as a path for the leakage current, so that the leakage current increases.

なお、第1絶縁膜22は、熱処理によらず微結晶化されて、屈折率が1.6よりも大きく、1.85よりも小さくなったものであってもよい。   Note that the first insulating film 22 may be microcrystallized regardless of heat treatment and have a refractive index larger than 1.6 and smaller than 1.85.

第2絶縁膜23は、第1絶縁膜22を覆うように設けられている。第2絶縁膜23は、SiOやAl等の膜である。第2絶縁膜23は、熱処理されたSiNからなる第1絶縁膜22のリーク電流を阻止するために設けられる。したがって、好ましくは、第2絶縁膜23は、第1絶縁膜22をすべて覆うように設けられる。 The second insulating film 23 is provided so as to cover the first insulating film 22. The second insulating film 23 is a film such as SiO 2 or Al 2 O 3 . The second insulating film 23 is provided to prevent leakage current of the first insulating film 22 made of heat-treated SiN. Therefore, the second insulating film 23 is preferably provided so as to cover the entire first insulating film 22.

SiO等の酸化膜は、SiN膜よりも誘電率が低い。そのため、第2絶縁膜23の厚さは、MIMキャパシタ20の静電容量値を確保する観点から、動作電圧に応じて可能な限り薄く設定することが好ましい。 An oxide film such as SiO 2 has a dielectric constant lower than that of the SiN film. Therefore, the thickness of the second insulating film 23 is preferably set as thin as possible according to the operating voltage from the viewpoint of securing the capacitance value of the MIM capacitor 20.

上部電極24は、第2絶縁膜23上に設けられている。上部電極24は、平面視で下部電極21の位置に対応する位置に設けられている。上部電極24の面積は、下部電極21の面積よりも小さく設定されている。上部電極24は、金属の積層膜であり、たとえば、Ti、Pt、Auの膜がこの順で積層されている。上部電極24の厚さは、たとえば600nm〜1μm程度とされる。   The upper electrode 24 is provided on the second insulating film 23. The upper electrode 24 is provided at a position corresponding to the position of the lower electrode 21 in plan view. The area of the upper electrode 24 is set smaller than the area of the lower electrode 21. The upper electrode 24 is a metal laminated film. For example, Ti, Pt, and Au films are laminated in this order. The thickness of the upper electrode 24 is, for example, about 600 nm to 1 μm.

下部電極21には、配線14が接続されている。第1絶縁膜22には、下部電極21上の一部において開口部15が設けられており、配線14は、開口部15によって露出された下部電極21に接続されるように第1絶縁膜22上に設けられている。配線14は、たとえばAuである。   A wiring 14 is connected to the lower electrode 21. The first insulating film 22 is provided with an opening 15 in a part on the lower electrode 21, and the wiring 14 is connected to the lower electrode 21 exposed through the opening 15. It is provided above. The wiring 14 is, for example, Au.

上部電極24には、エアブリッジ配線13が接続されている。エアブリッジ配線13は、たとえばAuである。   The air bridge wiring 13 is connected to the upper electrode 24. The air bridge wiring 13 is, for example, Au.

本実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。
図2は、図1の半導体装置の製造工程を例示するフローチャートである。
図2に示すように、工程S1において、半導体基板11上に下部電極21用の金属膜が形成される。フォトレジストによるエッチング工程等を経て、所望の形状の下部電極21が形成される。
A method for manufacturing the semiconductor device of this embodiment will be described.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a manufacturing process of the semiconductor device of FIG.
As shown in FIG. 2, in step S <b> 1, a metal film for the lower electrode 21 is formed on the semiconductor substrate 11. The lower electrode 21 having a desired shape is formed through an etching process using a photoresist.

工程S2において、たとえばプラズマCVD(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition、PECVD)法を用いて、第1絶縁膜22となるSiN膜を、下部電極21を含む半導体基板11上に、所望の膜厚で形成する。この場合のプラズマCVD形成温度は、300℃程度である。   In step S2, a SiN film to be the first insulating film 22 is formed with a desired film thickness on the semiconductor substrate 11 including the lower electrode 21 by using, for example, a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method. To do. In this case, the plasma CVD formation temperature is about 300 ° C.

工程S3において、PECVD法によって形成されたSiN膜に対して、熱処理を行う。熱処理は、PECVD形成温度以上の温度で数分間にわたって行われる。熱処理温度は、たとえば400℃〜900℃程度である。   In step S3, heat treatment is performed on the SiN film formed by PECVD. The heat treatment is performed for several minutes at a temperature equal to or higher than the PECVD formation temperature. The heat treatment temperature is, for example, about 400 ° C to 900 ° C.

工程S4において、PECVD法を用いて、第2絶縁膜23となるSiO膜を、熱処理されたSiN膜上に、所望の膜厚で形成する。 In step S4, a SiO 2 film to be the second insulating film 23 is formed with a desired film thickness on the heat-treated SiN film using PECVD.

工程S5において、第1絶縁膜22および第2絶縁膜23の一部に開口部15を形成し、下部電極21の一部を露出させる。   In step S5, an opening 15 is formed in a part of the first insulating film 22 and the second insulating film 23, and a part of the lower electrode 21 is exposed.

工程S6において、第2絶縁膜23上に上部電極24を形成する。また、開口部15から露出された下部電極21に接続されるように、配線14を形成する。上部電極24と配線14とは、同時に形成されてもよいし、別工程において形成されてもよい。
その後、エアブリッジ配線13を上部電極24上に形成する。
In step S <b> 6, the upper electrode 24 is formed on the second insulating film 23. Further, the wiring 14 is formed so as to be connected to the lower electrode 21 exposed from the opening 15. The upper electrode 24 and the wiring 14 may be formed at the same time or may be formed in separate steps.
Thereafter, the air bridge wiring 13 is formed on the upper electrode 24.

上述の製造工程は一例であり、一部の工程が入れ替わったり、他の工程に置き換えたりしてもよい。たとえば、上述の工程S4において、PECVD法に代えて、熱酸化法を用いることもできる。熱酸化法を用いる場合には、直前のSiN膜の熱処理工程を省略することができる。   The above manufacturing process is an example, and some processes may be replaced or replaced with other processes. For example, in step S4 described above, a thermal oxidation method can be used instead of the PECVD method. When the thermal oxidation method is used, the heat treatment step for the immediately preceding SiN film can be omitted.

(変形例)
図3は、本変形例の半導体装置を例示する断面図である。
図3に示すように、本変形例の半導体装置110のMIMキャパシタ120は、第3絶縁膜25をさらに含む。第3絶縁膜25は、第2絶縁膜23上に設けられている。第3絶縁膜25上には、上部電極24が設けられている。つまり、第3電極25は、上部電極24と第2絶縁膜23との間に設けられている。第3絶縁膜25は、たとえば熱処理しないSiN膜である。第3絶縁膜25は、SiNに限らず、SiO等の酸化膜等であってもよいし、他の絶縁膜であってもよい。
(Modification)
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device of this variation.
As illustrated in FIG. 3, the MIM capacitor 120 of the semiconductor device 110 according to the present modification further includes a third insulating film 25. The third insulating film 25 is provided on the second insulating film 23. An upper electrode 24 is provided on the third insulating film 25. That is, the third electrode 25 is provided between the upper electrode 24 and the second insulating film 23. The third insulating film 25 is, for example, a SiN film that is not heat-treated. The third insulating film 25 is not limited to SiN, and may be an oxide film such as SiO 2 or another insulating film.

本実施形態の半導体装置10,110の効果について、比較例の半導体装置と比較しつつ、説明する。
図4は、比較例の半導体装置を例示する断面図である。
図4に示すように、比較例の半導体装置210は、MIMキャパシタ220を有する。このMIMキャパシタ220は、下部電極21と、熱処理しないSiNからなる絶縁膜222と、上部電極24と、を含む。絶縁膜222は、他の絶縁膜を介さずに、下部電極21と上部電極24との間に設けられている。
The effects of the semiconductor devices 10 and 110 of this embodiment will be described in comparison with the semiconductor device of the comparative example.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device of a comparative example.
As shown in FIG. 4, the semiconductor device 210 of the comparative example has an MIM capacitor 220. The MIM capacitor 220 includes a lower electrode 21, an insulating film 222 made of SiN that is not heat-treated, and an upper electrode 24. The insulating film 222 is provided between the lower electrode 21 and the upper electrode 24 without using another insulating film.

SiN膜はMIMキャパシタの絶縁膜のみならず、トランジスタの電極や半導体表面を保護するためのパッシベーション膜と共用できる。そのため、MIMキャパシタの絶縁膜形成工程とパッシベーション膜形成工程とを共通化することができ、工程数を減らすことができる。そのため、SiN膜は、一般的に使用されている。   The SiN film can be shared not only with the insulating film of the MIM capacitor but also with a passivation film for protecting the electrode of the transistor and the semiconductor surface. Therefore, the insulating film forming process and the passivation film forming process of the MIM capacitor can be shared, and the number of processes can be reduced. Therefore, the SiN film is generally used.

SiN膜は、PECVD法を用いて形成される。PECVD法で形成したSiN膜は、寿命TDDBが短いことが知られている。比較例の半導体装置210のように、半導体基板11にGaNのようなワイドバンドギャップ半導体材料を用いてMMICを高耐圧化することができるが、熱処理しないSiN膜を用いたMIMキャパシタ220では、MIMキャパシタ220を整合回路等に用いることが困難である。   The SiN film is formed using a PECVD method. It is known that a SiN film formed by PECVD has a short lifetime TDDB. Like the semiconductor device 210 of the comparative example, the MMIC can be made to have a high breakdown voltage by using a wide band gap semiconductor material such as GaN for the semiconductor substrate 11, but in the MIM capacitor 220 using the SiN film that is not heat-treated, the MIM It is difficult to use the capacitor 220 for a matching circuit or the like.

一方、本実施形態およびその変形例の半導体装置10,110では、製造工程の項で詳述したように、PECVD形成温度(約300℃)以上の温度、たとえば400℃〜900℃で、数分間の熱処理をしている。この熱処理によって、SiN膜は、微結晶化され、高密度化されるため、MIMキャパシタ120の破壊寿命TDDBを長くすることができる。   On the other hand, in the semiconductor devices 10 and 110 according to the present embodiment and the modifications thereof, as described in detail in the section of the manufacturing process, the temperature is higher than the PECVD formation temperature (about 300 ° C.), for example, 400 ° C. to 900 ° C. for several minutes. Heat treatment. By this heat treatment, the SiN film is microcrystallized and densified, so that the breakdown life TDDB of the MIM capacitor 120 can be extended.

ところで、熱処理したSiN膜を用いたMIMキャパシタ20,120は、破壊寿命TDDBが長くなる一方で、膜中のSiNの結晶の境界を流れる電流が増加する。これにより、MIMキャパシタ20,120のリーク電流が増加する。   Incidentally, in the MIM capacitors 20 and 120 using the heat-treated SiN film, the breakdown life TDDB becomes long, while the current flowing through the boundary of the SiN crystal in the film increases. As a result, the leakage current of the MIM capacitors 20 and 120 increases.

本実施形態およびその変形例の半導体装置10,110では、上部電極24と熱処理されたSiNを含む第1絶縁膜22との間に、第2絶縁膜23を有している。第2絶縁膜23は、たとえば酸化膜であり、リーク電流を小さくすることができる。つまり、第2絶縁膜23は、第1絶縁膜22のリーク電流を阻止することができる。   In the semiconductor devices 10 and 110 of the present embodiment and its modifications, the second insulating film 23 is provided between the upper electrode 24 and the heat-treated first insulating film 22 containing SiN. The second insulating film 23 is an oxide film, for example, and can reduce the leakage current. That is, the second insulating film 23 can prevent the leakage current of the first insulating film 22.

第1絶縁膜22であるSiNの熱処理プロセスは、標準的なプロセスであり、適用が容易であり。また、加熱に要する時間も数分と短時間であり、スループットへの影響が非常に小さい。また、第3絶縁膜23は、SiOやAl等の標準的な酸化膜形成プロセスを用いて形成することができる。したがって、少ない工程の追加で半導体装置10,110を製造することができる。 The heat treatment process of SiN that is the first insulating film 22 is a standard process and is easy to apply. Further, the time required for heating is as short as several minutes, and the influence on the throughput is very small. The third insulating film 23 can be formed using a standard oxide film forming process such as SiO 2 or Al 2 O 3 . Therefore, the semiconductor devices 10 and 110 can be manufactured with a few additional steps.

実施形態の半導体装置10は、電源電圧を供給されて動作する。半導体基板11をGaNとすることによって、電源電圧を、たとえば20V〜50Vとすることができる。   The semiconductor device 10 according to the embodiment operates by being supplied with a power supply voltage. By setting the semiconductor substrate 11 to GaN, the power supply voltage can be set to 20 V to 50 V, for example.

MMICである実施形態の半導体装置10では、20V〜50Vで動作するトランジスタの入力や出力と他の回路や外部回路との間に、整合回路としてMIMキャパシタ20を用いる場合がある。したがって、MIMキャパシタ20には、20V〜50Vの電圧が印加され得る。   In the semiconductor device 10 of the embodiment that is an MMIC, the MIM capacitor 20 may be used as a matching circuit between the input and output of a transistor that operates at 20 V to 50 V and another circuit or an external circuit. Therefore, a voltage of 20V to 50V can be applied to the MIM capacitor 20.

本実施形態の半導体装置10は、MIMキャパシタ20を有しており、このMIMキャパシタ20は、上述したとおり熱処理したSiN膜である第1絶縁膜22を含んでいる。リーク電流防止のため、第1絶縁膜22上には第2絶縁膜23が設けられているので、高電圧で動作するトランジスタ等の入出力に接続された整合回路に用いられても、十分な特性を有し、寿命TDDBを確保することができる。   The semiconductor device 10 of this embodiment includes an MIM capacitor 20, and the MIM capacitor 20 includes a first insulating film 22 that is a SiN film that has been heat-treated as described above. Since the second insulating film 23 is provided on the first insulating film 22 to prevent the leakage current, even if it is used in a matching circuit connected to the input / output of a transistor or the like that operates at a high voltage, it is sufficient. It has characteristics and can ensure the lifetime TDDB.

以上説明した実施形態によれば、MIMキャパシタを長寿命化した半導体装置および半導体装置の製造方法を実現することができる。   According to the embodiments described above, it is possible to realize a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device in which the lifetime of the MIM capacitor is extended.

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。   As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalents thereof. Further, the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.

10,110 半導体装置、11 半導体基板、12 エアブリッジ配線、14 配線、15 開口部、20,120 MIMキャパシタ、21 下部電極、22 第1絶縁膜、23 第2絶縁膜、24 上部電極、25 第3絶縁膜   10, 110 semiconductor device, 11 semiconductor substrate, 12 air bridge wiring, 14 wiring, 15 opening, 20, 120 MIM capacitor, 21 lower electrode, 22 first insulating film, 23 second insulating film, 24 upper electrode, 25 first 3 Insulating film

Claims (6)

半導体基板上に設けられた第1電極と、
前記第1電極上に設けられ、窒化シリコンの結晶を含む第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜上に設けられ、酸化物を含む第2絶縁膜と、
前記第2絶縁膜上に設けられた第2電極と、
を含むMIMキャパシタ
を備えた半導体装置。
A first electrode provided on a semiconductor substrate;
A first insulating film provided on the first electrode and including a silicon nitride crystal;
A second insulating film provided on the first insulating film and containing an oxide;
A second electrode provided on the second insulating film;
A semiconductor device comprising an MIM capacitor.
前記第1絶縁膜は、1.6よりも大きく、1.85よりも小さい屈折率を有する請求項1記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the first insulating film has a refractive index larger than 1.6 and smaller than 1.85. 前記MIMキャパシタは、
前記第1電極上に設けられた第3絶縁膜をさらに含む
請求項1または2に記載の半導体装置。
The MIM capacitor is
The semiconductor device according to claim 1, further comprising a third insulating film provided on the first electrode.
前記半導体基板は、窒化ガリウムを含む請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor substrate contains gallium nitride. 前記半導体基板に設けられたトランジスタと外部回路との間に設けられた整合回路をさらに備え、
前記整合回路は、前記MIMキャパシタを含む請求項4記載の半導体装置。
A matching circuit provided between a transistor provided on the semiconductor substrate and an external circuit;
The semiconductor device according to claim 4, wherein the matching circuit includes the MIM capacitor.
半導体基板上に第1電極を形成し、
前記第1電極上に、窒化シリコンを含む第1絶縁膜を形成し、
前記第1絶縁膜中の窒化シリコンを熱処理し、
前記第1絶縁膜上に、酸化物を含む第2絶縁膜を形成し、
前記第2絶縁膜上に第2電極を形成する
MIMキャパシタを含む半導体装置の製造方法。
Forming a first electrode on a semiconductor substrate;
Forming a first insulating film containing silicon nitride on the first electrode;
Heat-treating silicon nitride in the first insulating film;
Forming a second insulating film containing an oxide on the first insulating film;
A method of manufacturing a semiconductor device including an MIM capacitor, wherein a second electrode is formed on the second insulating film.
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