半导体装置制造方法及图纸

提供抑制介电膜的绝缘破坏强度的降低(介电膜的耐电压性的劣化)的半导体装置。半导体装置具备具有相互对置的第一主面以及第二主面的半导体基板、配置在第一主面的一部分上的介电膜、配置在介电膜的一部分上的第一电极层、以及从第一电极层的端部连续地覆盖到介电膜的第一外周端的保护层。介电膜具有配置有第一电极层的电极层配置部、和被保护层覆盖的保护层覆盖部。介电膜的保护层覆盖部的第一外周端的厚度比介电膜的电极层配置部的厚度小。保护层具有连续地覆盖第一电极层的第二外周端和保护层覆盖部的至少一部分的第一保护层、和配置在第一保护层上的第二保护层。第一保护层具有比第二保护层低的相对介电常数。第二保护层具有比第一保护层高的耐湿性。层具有比第一保护层高的耐湿性。层具有比第一保护层高的耐湿性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置


[0001]本专利技术涉及半导体装置。

技术介绍

[0002]以往，作为半导体装置中的电容器结构，有日本特开2019－33154号公报(专利文献1)所记载的结构。该电容器结构设置在基板的绝缘膜上。电容器结构具备配置于绝缘膜上的一部分的第二电极层、覆盖第二电极层的层间绝缘膜(介电膜)、配置于层间绝缘膜上的一部分的金属膜、配置在金属膜上的第一电极层、以及从第一电极层的端部连续地覆盖到绝缘膜的保护绝缘膜(保护层)。
[0003]专利文献1：日本特开2019－33154号公报
[0004]近年来，随着对半导体装置施加高电压的机会增加，对于半导体装置，高耐电压性(较高的绝缘破坏强度)的要求提高。然而，在这样的高电压下，并不容易实现较高的耐湿性和较高的绝缘破坏强度。

技术实现思路

[0005]因此，本公开的目的在于提供具备较高的耐湿性和较高的绝缘破坏强度的半导体装置。
[0006]本专利技术者们为了解决上述课题而进行了专心研究的结果得到以下的见解。首先，本专利技术者们确认了为了得到较高的耐湿性，能够通过在设置在半导体基板上的一部分上的介电膜上，在该介电膜的中央部形成第一电极层，并使位于第一电极层的外侧的该介电膜的厚度变薄来使耐湿性提高。然而，可知若使位于第一电极层的外侧的该介电膜的厚度变薄，则例如第一电极层的第二外周端与半导体基板的第一主面之间的耐电压性降低。因此，进一步推进研究的结果明确了通过使保护层由相对介电常数较低(由此，示出较高的绝缘破坏强度)的第一保护层和耐湿性比该第一保护层高的第二保护层构成，能够兼得较高的耐湿性和较高的绝缘破坏强度。本公开的专利技术基于本专利技术者们独自得到的上述见解，本公开包含以下方式。
[0007]为了解决上述课题，作为本公开的一方式的半导体装置具备：
[0008]半导体基板，具有相互对置的第一主面以及第二主面；
[0009]介电膜，配置于上述第一主面的一部分上；
[0010]第一电极层，配置于上述介电膜的一部分上；以及
[0011]保护层，从上述第一电极层的端部连续地覆盖至上述介电膜的第一外周端，
[0012]上述介电膜具有配置有上述第一电极层的电极层配置部、和被上述保护层覆盖的保护层覆盖部，
[0013]上述介电膜的上述保护层覆盖部的上述第一外周端的厚度比上述介电膜的上述电极层配置部的厚度小，
[0014]上述保护层具有连续地覆盖上述第一保护层的第二外周端和上述保护层覆盖部
的至少一部分的第一保护层、和配置在上述第一保护层上的第二保护层，
[0015]上述第一保护层具有比上述第二保护层低的相对介电常数，
[0016]上述第二保护层具有比上述第一保护层高的耐湿性。
[0017]根据上述方式，保护层具备具有比第二保护层低的相对介电常数的第一保护层、和配置在第一保护层上，且具有比第一保护层高的耐湿性的第二保护层。这样，保护层具有多个具备不同的功能(较高的绝缘破坏强度以及耐湿性)的层。由此，半导体装置兼具耐湿性以及耐电压性。若更具体地进行说明，则介电膜的保护层覆盖部的第一外周端的厚度比介电膜的电极层配置部的厚度小。这样介电膜至少在第一外周端具有厚度比较薄的薄膜区域作为其保护层覆盖部，从而能够减小配置在介电膜的端部(保护层覆盖部)上的第二保护层的台阶部的阶梯差。若减小台阶部的阶梯差，则第二保护层的形变降低，能够使在介电膜的端部周边在第二保护层内产生的内部应力降低。其结果，能够在介电膜的端部周边的第二保护层抑制裂缝的产生。由此，上述方式能够防止水分经由裂缝浸入介电膜，抑制介电膜的耐电压性的降低(绝缘破坏强度的降低)。通过使介电膜的保护层覆盖部为薄膜区域，如上述那样，能够抑制起因于裂缝的介电膜的端部附近的耐电压性的降低，另一方面由于在薄膜区域中介电膜的厚度减少，所以有第一电极层的第二外周端与半导体基板的第一主面之间的耐电压性降低的情况。与此相对，通过设置相对介电常数比第二保护层低，并覆盖第一电极层的第二外周端的第一保护层，能够抑制第一电极层的第二外周端与半导体基板的第一主面之间的耐电压性的降低。并且，具有较低的相对介电常数的保护层能够具有比较高的绝缘破坏强度，由于第一保护层具有比较低的相对介电常数(较高的绝缘破坏强度)，能够有效地抑制第一电极层的端部与半导体基板的第一主面之间的绝缘破坏，能够抑制介电膜的绝缘破坏。根据以上，上述方式的半导体装置兼具耐湿性以及耐电压性。
[0018]另外，在半导体装置的一方式中，
[0019]上述第一保护层从上述第一电极层的上述端部连续地覆盖到上述保护层覆盖部的至少一部分。
[0020]根据上述方式，第一保护层从第一电极层的端部连续地覆盖到介电膜的至少一部分。换句话说，第一保护层具有比第二保护层低的相对介电常数，第一保护层覆盖第一电极层的面积增加。因此，能够更有效地抑制第一电极层的端部与半导体基板的第一主面之间的介电膜的绝缘破坏。
[0021]另外，在半导体装置的一方式中，
[0022]上述第一保护层从上述第一电极层的上述第二外周端连续地覆盖到上述保护层覆盖部的上述第一外周端。
[0023]根据上述方式，第一保护层从第一电极层的第二外周端连续地覆盖到保护层覆盖部的第一外周端，使第一保护层覆盖第一电极层的面积增加。因此，能够更有效地抑制第一电极层的端部与半导体基板的第一主面之间的介电膜的绝缘破坏。
[0024]另外，半导体装置的一方式中，半导体装置还具备配置在上述第一保护层与上述第二保护层之间，并覆盖上述第一保护层的第一金属膜。
[0025]根据上述方式，半导体装置还具备第一金属膜。第一金属膜配置在第一保护层与第二保护层之间，并覆盖第一保护层。第一金属膜由金属构成，所以不容易使水分通过。由此，即使在第二保护层产生了裂缝的情况下，也防止水分经由裂缝浸入介电膜。因此，上述
方式能够更有效地抑制第一电极层的端部与半导体基板的第一主面之间的介电膜的绝缘破坏。另外，第一金属膜配置在第一保护层与第二保护层之间。因此，保护层的表面的沿面距离增加，能够更有效地抑制保护层表面的沿面放电的产生。
[0026]另外，半导体装置的一方式中，上述第一保护层被上述第二保护层以及上述第一金属膜覆盖。
[0027]根据上述方式，第一保护层被第二保护层以及第一金属膜覆盖。因此，第一保护层在第一保护层的外面整个区域，被具有比较高的耐湿性的第二保护层以及第一金属膜耐湿保护。由此，上述方式能够防止外部的水分经由第一保护层浸入介电膜，能够更有效地抑制介电膜的绝缘破坏。
[0028]另外，半导体装置的一方式中，
[0029]上述第一保护层具有包含一个以上的角部的台阶部，
[0030]上述第一金属膜覆盖至少一个上述角部。
[0031]根据上述方式，第一保护层具有包含一个以上的角部的台阶部。因此，在该角部的周边，容易在第二保护层内产生内部应力。其结果，有在第二保护层产生裂缝的情况。但是，在上述方式中，第一金属膜具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置，其中，具备：半导体基板，具有相互对置的第一主面以及第二主面；介电膜，配置于上述第一主面的一部分上；第一电极层，配置于上述介电膜的一部分上；以及保护层，从上述第一电极层的端部连续地覆盖至上述介电膜的第一外周端，上述介电膜具有配置有上述第一电极层的电极层配置部、和被上述保护层覆盖的保护层覆盖部，上述介电膜的上述保护层覆盖部的上述第一外周端的厚度比上述介电膜的上述电极层配置部的厚度小，上述保护层具有第一保护层、和配置在上述第一保护层上的第二保护层，上述第一保护层连续地覆盖上述第一保护层的第二外周端和上述保护层覆盖部的至少一部分，上述第一保护层具有比上述第二保护层低的相对介电常数，上述第二保护层具有比上述第一保护层高的耐湿性。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，上述第一保护层从上述第一电极层的上述端部连续地覆盖到上述保护层覆盖部的至少一部分。3.根据权利要求1或者2所述的半导体装置，其中，上述第一保护层从上述第一电极层的上述第二外周端连续地覆盖到上述保护层覆盖部的上述第一外周端。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的半导体装置，其中，还具备第一金属膜，该第一金属膜配置在上述第一保护层与上述第二保护层之间，并覆盖上述第一保护层的至少一部分。5.根据权利要求4所述的半导体装置，其中，上述第一保护层被上述第二保护层以及上述第一金属膜覆盖。6.根据权利要求4或者5所述的半导体装置，其中，上述第一保护层具有包含一个以上的角部的台阶部，上述第一金属膜覆盖至少一个上述角部。7.根据权利要求6所述的半导体装置，其中，上述第一金属膜配置为跨越上述电极层配置部和上述保护层覆盖部。8.根据权利要求6所述的半导体装置，其中，上述第一金属膜与上述电极层配置部和上述保护层覆盖部的边界相比配置在内侧。9.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：山口阳平，芦峰智行，村濑康裕，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：