JP2006237034A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 チップの面積を増加させることなく、容量値を増加又は減少させて調整する。
【解決手段】 半導体基板１と、該半導体基板１上に形成された拡散層２と、該拡散層２上に形成された第１の誘電体層３と、該第１の誘電体層３上に形成された第１の導体層４と、該第１の導体層４上に形成された第２の誘電体層８と、該第２の誘電体層８上に形成された第２の導体層９を有し、該拡散層２と該第１の導体層４の間に挟まれた該第１の誘電体層３とで形成される第１の容量と、該第１の導体層４と該第２の導体層９の間に挟まれた該第２の誘電体層８とで形成される第２の容量とを有し、第１の容量と第２の容量を並列又は直列に接続する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体装置に係り、特に半導体集積回路基板上に形成される容量素子を有する半導体装置に関する。

半導体基板上に形成される容量素子は、基本的にＭＯＳＦＥＴのゲート酸化膜を使用しているが、近年では、単位面積当たりの容量値を増加させるために同一面に複数の誘電体層を形成するものも提案されている。（例えば特許文献１参照。）

一般的な容量は、例えば図３に示すように、ｎ型シリコン基板１０１上に形成されたｎ＋拡散層１０２表面を酸化して薄い酸化膜１０３を形成し、薄い酸化膜１０３の上に重ねて導体であるポリシリコン層１０４を形成し、その後表面全体を酸化膜１０５で覆い、その後、コンタクトホール１０６ａ、１０６ｂを開口し、ポリシリコン層１０４を第１の取出し電極１０７に接続し、ｎ＋拡散層１０２を第２の取出し電極１０８に接続して端子ａ−ｂ間に容量が形成される。

ここで、薄い酸化膜１０３は、一般にはＭＯＳトランジスタのゲート酸化膜を流用して用いられる。
特開平０７−２２１２６７号公報

ところで、半導体集積回路基板上に形成される容量は、発振器や位相補償回路等に使用され、半導体集積回路の高精度化に伴い、容量の調整を行うことが必要となってきている。しかしながら、予め容量値の調整を前提とした調整用の容量を半導体集積回路に作り込んだ場合、非常に多くの面積が必要となり、チップ面積が増大し、製品コストの上昇が大きな問題となっていた。

そこで本発明はこのような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、チップ面積の増大なしに容量値の調整を可能とした半導体装置を提供することを目的とする。

上述の問題を解決するために、本発明に係る半導体装置は、半導体基板１と、該半導体基板１上に形成された拡散層２と、該拡散層２上に重ねて形成された第１の誘電体層３と、該第１の誘電体層３上に重ねて形成された第１の導体層４とでなり、該拡散層２と該第１の導体層４とを対向電極とする第１の容量と該第１の導体層４上に重ねて形成された第２の誘電体層８と、該第２の誘電体層８上に重ねて形成された第２の導体層９とでなり、該第１の導体層４と該第２の導体層９とを対向電極とする第２の容量とを有し、該第１の導体層４が第１の取出し電極７ａに接続され、かつ該拡散層２と該第２の導体層９とを第２の取出し電極９に共通に接続することにより、該第１の容量と該第２の容量を電気的に並列に接続した容量であって、該第２の誘電体層８に接する該第２の導体層９の面積を変えることにより該容量の容量値の調整を行うことを特徴とする半導体装置である。

以上のような半導体装置では、該第１の導体層４と該第２の導体層９とを対向電極とする第２の容量を調整に使用するため、容量値の調整のための領域を別途設ける必要がなくなり、チップ面積を増大させることなく容量値の調整可能な半導体装置を提供することができる。また、調整用の第２の容量を第１の容量と直列又は並列に接続することによって容量値の調整を行うことができる。

本発明の半導体装置によれば、容量値調整のための調整用容量の面積が不要となるため、チップ面積を増大させることなく、製品コストの低減が可能である。

以下、本発明を適用した半導体装置について、図面を参照しながら説明する。

先ず、第一実施例である図１に示す半導体装置は、ｎ型半導体基板１とｎ型半導体基板１上に形成されたｎ＋型拡散層２とｎ＋型拡散層２上に重ねて形成された第１のシリコン酸化膜から成る誘電体層３と該第１の誘電体層３上に重ねて形成されたポリシリコンからなる第１の導体層４を形成し、該ポリシリコンからなる該第１の導体層４上に重ねて形成したシリコン酸化膜から成る第２の誘電体層８を形成した後、表面全体を酸化膜５で覆い、その後、コンタクトホール６ａ、６ｂ、６ｃを開口し、その後、該ポリシリコンからなる第１の導体層４が第１の取出し電極７ａに接続し、かつ該ｎ＋型拡散層２と該アルミニュウムからなる第２の導体層９とを第２の取出し電極７ｂにより共通に接続する。
このとき、該ｎ＋型拡散層２と該ポリシリコンからなる第１の導体層４とを対向電極とする第１の容量と、該第１のポリシリコンからなる導体層４と該第２のアルミニュウムからなる導体層９とを対向電極とする第２の容量とが、並列に接続された容量となる。すなわち端子Ａ−Ｂ間に容量が形成される。該第２のシリコン酸化膜からなる誘電体層８に接する該第２のアルミニュウムからなる導体層９の面積をコンタクトホール６ｂの開口面積を調整することにより、第２の容量値が調整され、すなわち端子Ａ−Ｂ間の容量値の調整を行うことを特徴とする半導体装置である。

次に、第二実施例である図２に示す半導体装置は、ｎ型半導体基板１とｎ型半導体基板１上に形成されたｎ＋型拡散層２とｎ＋型拡散層２上に重ねて形成された第１のシリコン酸化膜から成る誘電体層３と該第１の誘電体層３上に重ねて形成されたポリシリコンからなる第１の導体層４を形成し、該ポリシリコンからなる該第１の導体層４上に重ねて形成したシリコン酸化膜から成る第２の誘電体層８を形成した後、表面全体を酸化膜５で覆い、その後、コンタクトホール６ｂ、６ｃを開口し、その後、第１の取出し電極７ｃに接続し、該ｎ＋型拡散層２を第２の取出し電極７ｂにより接続する。このとき、該ｎ＋型拡散層２と該ポリシリコンからなる第１の導体層４とを対向電極とする第１の容量と、該第１のポリシリコンからなる導体層４と該第２のアルミニュウムからなる導体層１１とを対向電極とする第２の容量とが、直列に接続された容量となる。すなわち端子Ｃ−Ｄ間に容量が形成される。該第２のシリコン酸化膜からなる誘電体層８に接する該第２のアルミニュウムからなる導体層１１の面積をコンタクトホール６ｂの開口面積を調整することにより、第２の容量値が調整され、すなわち端子Ｃ−Ｄ間の容量値の調整を行うことを特徴とする半導体装置である。

前述のように、本発明の半導体装置によれば、第１の容量上に形成された第２の容量を容量値の調整に使用するため、容量値の調整のための領域を別途設ける必要がなくなり、チップの面積を増大させることなく容量値の調整可能な半導体装置を提供することができる。従って、調整用の第２の容量を第１の容量と並列又は直列に接続することによって容量値を増加又は減少させることのできる半導体装置を提供することができる。

前述の説明では、調整用の第２の容量を第１の容量上に形成することとしているが、調整用の第２の容量は、第２の容量の下部に素子の無い領域に作成しても良い。

なお、前述の説明では、ｎ型半導体基板とｎ型半導体基板に形成されたｎ＋型の拡散層を例に挙げて説明したが、ｐ型半導体基板とｐ型半導体基板に形成されたｐ＋型拡散層にも同様に適用可能であることは言うまでもない。

また、前述の説明では、誘電体層３及び誘電体層８はシリコン酸化膜としたが、誘電体層３及び誘電体層８はシリコン窒化膜でも良いし、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜の複合膜でも良い。

また、第２の導体層の面積を変えることによる容量値の調整により容量全体の容量値の調整を行うこととしているが、第１の容量を構成する第１の導体層の面積を変えることと組み合わせることにより容量全体の容量値の調整が適用可能であることは言うまでもない。

本発明を適用した第一実施例の半導体装置である。 本発明を適用した第二実施例の半導体装置である。 従来の半導体装置である。

符号の説明

１ ｎ型半導体基板
２ ｎ＋型拡散層
３、８ シリコン酸化膜
４ ポリシリコン
５ 絶縁膜層
６ａ、６ｂ、６ｃ コンタクトホール
７ａ、７ｂ、７ｃ 取出し電極
９、１０、１１ アルミニュウム
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 端子

Claims (5)

1. 半導体基板と、該半導体基板上に形成された拡散層と、該拡散層上に重ねて形成された第１の誘電体層と、該第１の誘電体層上に重ねて形成された第１の導体層とでなり、
   該拡散層と該第１の導体層とを対向電極とする第１の容量と、
   該第１の導体層上に重ねて形成された第２の誘電体層と、該第２の誘電体層上に重ねて形成された第２の導体層とでなり、
   該第１の導体層と該第２の導体層とを対向電極とする第２の容量とを有し、
   該第１の導体層が第１の取出し電極に接続され、かつ該拡散層と該第２の導体層とを第２の取出し電極に共通に接続することにより、該第１の容量と該第２の容量を電気的に並列に接続した容量であって、
   該第２の誘電体層に接する該第２の導体層の面積を変えることにより該容量の容量値の調整を行うことを特徴とする半導体装置。
2. 該第１の容量と該第２の容量を直列に接続したことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
3. 該第１の誘電体層と該第２の誘電体層は酸化膜であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体装置。
4. 該第１の誘電体層は酸化膜であり、該第２の誘電体層は窒化膜であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち何れか一項に記載の半導体装置。
5. 該第１の導体層はポリシリコンであり、該第２の導体層はアルミニュウムであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち何れか一項に記載の半導体装置。
   

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