JP5516904B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
Manufacturing method of semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5516904B2 JP5516904B2 JP2011247241A JP2011247241A JP5516904B2 JP 5516904 B2 JP5516904 B2 JP 5516904B2 JP 2011247241 A JP2011247241 A JP 2011247241A JP 2011247241 A JP2011247241 A JP 2011247241A JP 5516904 B2 JP5516904 B2 JP 5516904B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- mems
- manufacturing
- semiconductor device
- mems structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
本発明は、MEMSレゾネータ及びMEMSレゾネータの製造方法に関するものである
。
The present invention relates to a MEMS resonator and a method for manufacturing the MEMS resonator.
近年MEMSは加速度センサ、映像デバイスなどで順調にその成長を見せている。ME
MSは、Micro Electro Mechanical Systemの略称であり、その包含する概念範囲には種
々の解釈があって、マイクロマシン、MST(Micro System Technology)と呼ばれる場
合もあるが、通常、「半導体製造技術を用いて作製された微小な機能素子」を意味するも
のとされる。それらは従来の半導体で培われた微細加工技術をベースとして製造されてい
る。ただ、現在ではMEMS単体での製造であるか又は、ICを製造後に後から作りこむ
などのプロセスにより製造されている。それらは電化製品・自動車などに採用され、新た
な市場を開拓している。MEMS製造のプロセスは、従来の半導体微細加工技術をベース
に、アレンジされている。例えば、同一の半導体基板上で能動素子のゲートを形成するの
と同時に形成されたダイアフラムを使用する容量型圧力センサが知られている(例えば、
特許文献1参照)。また、圧力センサの圧力検知部を電子回路の導電層を用いて形成する
ことにより圧力センサ混載半導体装置の小型化、高機能化、高信頼化を図ることが知られ
ている(例えば、特許文献2参照)。
In recent years, MEMS has been steadily growing in acceleration sensors and video devices. ME
MS is an abbreviation for Micro Electro Mechanical System, and there are various interpretations in the concept range encompassed by the MS, and it is sometimes called a micromachine or MST (Micro System Technology). The term “fabricated micro functional element” is meant. They are manufactured on the basis of microfabrication technology cultivated with conventional semiconductors. However, it is currently manufactured by a single MEMS or manufactured by a process such as manufacturing an IC later after manufacturing. They are used in electrical appliances and automobiles to open up new markets. The MEMS manufacturing process is arranged based on conventional semiconductor microfabrication technology. For example, a capacitive pressure sensor using a diaphragm formed at the same time as forming a gate of an active element on the same semiconductor substrate is known (for example,
Patent Document 1). In addition, it is known that a pressure sensor mixed semiconductor device can be reduced in size, function, and reliability by forming a pressure detection unit of a pressure sensor using a conductive layer of an electronic circuit (for example, Patent Documents). 2).
しかしながら、特許文献1は、静電容量型のMEMS構造体部とCMOS(Complement
ary Metal Oxide Semiconductor)回路部のみの同時形成である。特許文献2は、MEM
S構造体部、CMOS回路部、及びONO(酸化膜・窒化膜・酸化膜)キャパシタ部を1
チップに同時形成しているが、MEMS構造体部は配線層で作成されている。ONOキャ
パシタ部は下部電極がシリコン基板の拡散層を使用している。つまり、これまではCMO
S回路部とONOキャパシタ部やMEMS構造体部とCMOS回路部の同時形成は可能で
あったが、3つのデバイスの同時形成はなかった。その為、以下の不具合があった。ON
Oキャパシタ部がない場合は、ONOキャパシタ部が使えないので、CMOS回路部構成
に制限が掛かる(バリエーションが狭い)(例えば、AD変換回路、他の基板電極でない
容量が必要な他の回路など)。また、ONOキャパシタ部が別chipのSIP(System
in Package)構成となり、プロセスが増える、コストが掛かる、及びワイヤボンディン
グなどの配線からのノイズがのる。MEMS構造体部がない場合は、ノイズ増などの上記
不具合がでる。また、Pre−/Post−ProcessなどでMEMSを付加的に加
工する。これは加工工程を兼用することができないので、プロセス数増、コスト増の問題
が発生する。
However,
ary Metal Oxide Semiconductor).
S structure part, CMOS circuit part, and ONO (oxide film / nitride film / oxide film)
Although formed on the chip at the same time, the MEMS structure is formed of a wiring layer. The ONO capacitor portion uses a diffusion layer of a silicon substrate as a lower electrode. In other words, until now CMO
The S circuit portion and the ONO capacitor portion, the MEMS structure portion, and the CMOS circuit portion could be formed simultaneously, but the three devices were not formed simultaneously. Therefore, there were the following problems. ON
When the O capacitor portion is not provided, the ONO capacitor portion cannot be used, so that the CMOS circuit portion configuration is limited (variation is narrow) (for example, AD conversion circuit, other circuits that require capacitance other than the substrate electrode, etc.) . In addition, SIP (System
in Package) configuration, which increases process, costs, and noise from wiring such as wire bonding. When there is no MEMS structure part, the above problems such as noise increase occur. Further, the MEMS is additionally processed by Pre- / Post-Process or the like. Since this cannot be used as a machining process, the problem of an increase in the number of processes and an increase in cost occurs.
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、その目的は、プロセス
を簡素化し低コスト化を実現するとともに、さらに、システムを簡素化しノイズ対策を可
能にするMEMSレゾネータ及びMEMSレゾネータの製造方法を提供することにある。
The present invention has been made paying attention to such a conventional problem, and its purpose is to simplify the process and realize cost reduction, and further, a MEMS resonator that simplifies the system and enables noise countermeasures. And it is providing the manufacturing method of a MEMS resonator.
(1)本発明に係るMEMSレゾネータの製造方法は、基板上に形成された半導体デバ
イスとMEMS構造体部とを有するMEMSレゾネータの製造方法であって、前記半導体
デバイスは、上部電極と下部電極とを有するONOキャパシタ部と、CMOS回路部と、
を含み、前記ONOキャパシタ部の前記下部電極を、第1シリコン層を用いて、形成する
こと、前記MEMS構造体部の下部構造体と前記ONOキャパシタ部の上部電極とを、第
2シリコン層を用いて、形成すること、及び、前記MEMS構造体部の上部構造体と前記
CMOS回路部のゲート電極とを、第3シリコン層を用いて、形成すること、を含む。
(1) A method for manufacturing a MEMS resonator according to the present invention is a method for manufacturing a MEMS resonator having a semiconductor device and a MEMS structure formed on a substrate, wherein the semiconductor device includes an upper electrode, a lower electrode, and a semiconductor device. An ONO capacitor unit having a CMOS circuit unit,
And forming the lower electrode of the ONO capacitor portion using a first silicon layer, the lower structure of the MEMS structure portion, and the upper electrode of the ONO capacitor portion as a second silicon layer. Forming the upper structure of the MEMS structure portion and the gate electrode of the CMOS circuit portion using a third silicon layer.
本発明によれば、MEMS構造体部とCMOS回路部とONOキャパシタ部とを1チッ
プ化できる。これにより、プロセスを簡素化し低コスト化を実現するとともに、さらに、
システムを簡素化しノイズ対策を可能にする。
According to the present invention, the MEMS structure portion, the CMOS circuit portion, and the ONO capacitor portion can be made into one chip. As a result, the process is simplified and the cost is reduced.
Simplifies the system and enables noise countermeasures.
(2)本発明に係るMEMSレゾネータは、基板上に形成された半導体デバイスとME
MS構造体部とを有するMEMSレゾネータであって、前記半導体デバイスは、ONOキ
ャパシタ部とCMOS回路部とを含む。
(2) A MEMS resonator according to the present invention includes a semiconductor device and an ME formed on a substrate.
A MEMS resonator having an MS structure portion, wherein the semiconductor device includes an ONO capacitor portion and a CMOS circuit portion.
本発明によれば、MEMS構造体部とCMOS回路部とONOキャパシタ部とを1チッ
プ化できる。これにより、プロセスを簡素化し低コスト化を実現するとともに、さらに、
システムを簡素化しノイズ対策を可能にする。
According to the present invention, the MEMS structure portion, the CMOS circuit portion, and the ONO capacitor portion can be made into one chip. As a result, the process is simplified and the cost is reduced.
Simplifies the system and enables noise countermeasures.
(3)このMEMSレゾネータにおいて、前記MEMS構造体部は、下部構造体と上部
構造体とを含み、前記ONOキャパシタ部は、下部電極と上部電極とを含み、前記CMO
S回路部は、ゲート電極を含み、前記ONOキャパシタ部の前記下部電極は、第1シリコ
ン層を用いて、形成され、前記MEMS構造体部の前記下部構造体と前記ONOキャパシ
タ部の前記上部電極とは、第2シリコン層を用いて、形成され、前記MEMS構造体部の
前記上部構造体と前記CMOS回路部の前記ゲート電極とは、第3シリコン層を用いて、
形成されていてもよい。
(3) In this MEMS resonator, the MEMS structure part includes a lower structure and an upper structure, and the ONO capacitor part includes a lower electrode and an upper electrode, and the CMO
The S circuit unit includes a gate electrode, and the lower electrode of the ONO capacitor unit is formed using a first silicon layer, and the lower structure of the MEMS structure unit and the upper electrode of the ONO capacitor unit Is formed using a second silicon layer, and the upper structure of the MEMS structure portion and the gate electrode of the CMOS circuit portion are formed using a third silicon layer,
It may be formed.
以下、本発明を適用した実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明を適用した実施の形態に係るMEMSレゾネータを示す概略平面図であ
る。図2は、本発明を適用した実施の形態に係るMEMSレゾネータの断面図である。本
実施の形態に係るMEMSレゾネータ2は、図1に示すように、基板10と、基板10上
に形成されたMEMS構造体部4と、半導体デバイスとしてのONOキャパシタ部6及び
CMOS回路部8と、によって構成されている。
FIG. 1 is a schematic plan view showing a MEMS resonator according to an embodiment to which the present invention is applied. FIG. 2 is a cross-sectional view of a MEMS resonator according to an embodiment to which the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the
基板10は、単結晶半導体基板、例えば、シリコン(Si)、ガリウム砒素(GaAs
)などの基板を用いることができる。特に、単結晶シリコン基板であることが望ましい。
基板10の厚さは、100〜1000μmである。
The
) Or the like can be used. In particular, a single crystal silicon substrate is desirable.
The thickness of the
基板10の表面上には、図2に示すように、素子分離酸化膜12が形成されている。素
子分離酸化膜12は、熱酸化膜である。素子分離酸化膜12は、LOCOS(Local oxid
ation of silicon)法で形成したフィールド絶縁膜である。素子分離酸化膜12の膜厚は
、0.1〜2μmである。素子分離酸化膜12の上には、MEMS構造体部4及びONO
キャパシタ部6が配置されている。
An element
It is a field insulating film formed by the ation of silicon method. The film thickness of the element
A
素子分離酸化膜12の表面上には、ベース窒化膜14が形成されている。ベース窒化膜
14は、SiN膜である。ベース窒化膜14の膜厚は、0.1〜2μmである。ベース窒
化膜14は、MEMS構造体部4の下に必要である。ベース窒化膜14は、ONOキャパ
シタ部6の下にあってもよい。
A
ベース窒化膜14の表面上のMEMS構造体部4の領域には、MEMS構造体部4の下
部構造体16とMEMS構造体部4の上部構造体18とが形成されている。MEMS構造
体部4の下部構造体16は、第2シリコン層52(図4(A)参照)を用いて、形成され
ている。MEMS構造体部4の下部構造体16とONOキャパシタ部6の上部電極30と
は、第2シリコン層52を用いて、同時に形成されている。MEMS構造体部4の上部構
造体18は、第3シリコン層54(図4(C)参照)を用いて、形成されている。MEM
S構造体部4の上部構造体18とCMOS回路部8のゲート電極34とは、第3シリコン
層54を用いて、同時に形成されている。MEMS構造体部4の下部構造体16の材質は
、Poly−Si及びアモルファスSiなどである。MEMS構造体部4の下部構造体1
6の厚さは、0.05〜100μmである。MEMS構造体部4の上部構造体18の材質
は、Poly−Si及びアモルファスSiなどである。MEMS構造体部4の上部構造体
18の厚さは、0.05〜100μmである。
In the region of the MEMS structure portion 4 on the surface of the
The
The thickness of 6 is 0.05 to 100 μm. The material of the
MEMS構造体部4の下部構造体16の上部には、第2フィールド層間膜22が形成さ
れている。MEMS構造体部4の下部構造体16の上部には、コンタクトホール24が形
成されている。
A second
ベース窒化膜14の表面上のONOキャパシタ部6の領域には、ONOキャパシタ部6
の下部電極26が形成されている。ONOキャパシタ部6の下部電極26は、第1シリコ
ン層26(図3(A)参照)を用いて、形成されている。ONOキャパシタ部6の下部電
極26の材質は、Poly−Si及びアモルファスSiなどである。ONOキャパシタ部
6の下部電極26の厚さは、0.05〜100μmである。
In the region of the
The
ONOキャパシタ部6の下部電極26の上部には、ONOキャパシタ層間絶縁膜28が
形成されている。ONOキャパシタ層間絶縁膜28は、下部層間絶縁膜28Aと中間層間
絶縁膜28Bと上部層間絶縁膜28Cとの3層で構成されている(図3(D)参照)。O
NOキャパシタ層間絶縁膜28の材質は、下部層間絶縁膜28Aの箇所がSiO2/中間
層間絶縁膜28Bの箇所がSi3N4/上部層間絶縁膜28Cの箇所がSiO2である。O
NOキャパシタ層間絶縁膜28の膜厚は、下部層間絶縁膜28Aの箇所が1〜50nm/
中間層間絶縁膜28Bの箇所が1〜50nm/上部層間絶縁膜28Cの箇所が1〜50n
mである。
An ONO capacitor
The material of the NO capacitor
The film thickness of the NO capacitor
The location of the intermediate
m.
ONOキャパシタ層間絶縁膜28の上部には、ONOキャパシタ部6の上部電極30が
形成されている。ONOキャパシタ部6の上部電極30は、第2シリコン層52(図4(
A)参照)を用いて、形成されている。ONOキャパシタ部6の上部電極30とMEMS
構造体部4の下部構造体16とは、第2シリコン層52を用いて、同時に形成されている
。ONOキャパシタ部6の上部電極30の材質は、Poly−Si及びアモルファスSi
などである。ONOキャパシタ部6の上部電極30の厚さは、0.05〜100μmであ
る。
An
A)).
The
Etc. The thickness of the
ONOキャパシタ部6の上部電極30の上部には第2フィールド層間膜22が形成され
ている。ONOキャパシタ部6の上部電極30の上部には、コンタクトホール24が形成
されている。
A
基板10の表面上のCMOS回路部8の領域には、ゲート酸化膜32、ゲート電極34
等を有するトランジスタが形成されている。CMOS回路部8のゲート電極34は、第3
シリコン層54(図4(C)参照)を用いて、形成されている。CMOS回路部8のゲー
ト電極34とMEMS構造体部4の上部構造体18とは、第3シリコン層54を用いて、
同時に形成されている。CMOS回路部8のゲート電極34の材質は、Poly−Si及
びアモルファスSiなどである。CMOS回路部8のゲート電極34の厚さは、0.05
〜100μmである。
In the region of the
Etc. are formed. The
It is formed using the silicon layer 54 (see FIG. 4C). The
It is formed at the same time. The material of the
˜100 μm.
CMOS回路部8の上部には第2フィールド層間膜22が形成されている。CMOS回
路部8の拡散層(ソース、ドレイン)36の上部には、コンタクトホール24が形成され
ている。
A second
各領域4,6,8のコンタクトホール24の内部には、窒化チタン膜とタングステン膜
とからなるプラグ38が形成されている。
A
第2フィールド層間膜22の表面上には、プラグ38に接続される第1金属配線層40
が形成されている。第1金属配線層40の材質は、AL、Cu、Ti、TiN、及びWな
どである。第1金属配線層40の層間は、0.1〜3μmである。
On the surface of the second
Is formed. The material of the first
第1金属配線層40の上部には、ヴィアホール42を介して第1金属配線層40に接続
される第2金属配線層44が形成されている。第2金属配線層44の材質は、AL、Cu
、Ti、TiN、及びWなどである。第2金属配線層44の層間は、0.1〜3μmであ
る。第1金属配線層40と第2金属配線層44とは、酸化シリコン系の配線層層間膜46
によって互いに絶縁されている。配線層層間膜46は、CVD酸化膜などである。配線層
層間膜46の膜厚は、0.2〜1μmである。本実施の形態の半導体装置の製造に当たっ
ては、要所でCMP(Chemical Mechanical Polishing)を用いている。このため、第1
金属配線層40と第2金属配線層44とは、概ね平坦に形成されている。
A second
, Ti, TiN, and W. The interlayer of the second
Are insulated from each other. The wiring
The
第2金属配線層44の表面上には、パッシベーション膜48が形成されている。パッシ
ベーション膜48は、CVD酸化膜、CVD−SiN膜、及びポリイミド膜などである。
パッシベーション膜48の膜厚は、酸化膜=0.1〜2μm、窒化膜=0.1〜5μm、
及びポリイミド膜=0.5〜20μmである。
A
The thickness of the
And polyimide film = 0.5 to 20 μm.
MEMS構造体部4の開口部20は、下部構造体16の一部及び上部構造体18の可動
部分にほぼ対応する領域で、下部構造体16と上部構造体18との間に所定の間隙が確保
されるように開口されている。
The
本実施の形態によれば、MEMS構造体部とCMOS回路部とONOキャパシタ部とを
1チップ化できる。これにより、プロセスを簡素化し低コスト化を実現するとともに、さ
らに、システムを簡素化しノイズ対策を可能にする。
According to the present embodiment, the MEMS structure portion, the CMOS circuit portion, and the ONO capacitor portion can be made into one chip. This simplifies the process and lowers costs, and further simplifies the system and enables noise countermeasures.
なお、MEMS構造体部4は、スイッチ、加速度センサ、およびアクチュエータなどで
あってもよい。CMOS回路部8は、温度補償のための温度センサ、アナログ・デジタル
変換回路、論理回路、クロック、および電源制御回路等のアナログ・デジタル混載回路で
あってもよい。
The MEMS structure unit 4 may be a switch, an acceleration sensor, an actuator, or the like. The
次に、本発明を適用した実施の形態に係るMEMSレゾネータの製造方法について図面
を参照して説明する。
Next, a method for manufacturing a MEMS resonator according to an embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
図3から図5は、本発明を適用した実施の形態に係るMEMSレゾネータの製造方法つ
いて説明するための図である。本実施の形態に係るMEMSレゾネータの製造方法は、先
ず、図3(A)に示すように、第1シリコン層26を形成する。具体的には、基板10に
素子分離酸化膜(Locos、トレンチなど)12を形成後、リリース時のアンカーとな
る第1窒化シリコン膜14を形成する。第1窒化シリコン膜14は、ベース窒化膜14(
図2参照)である。その後、第1窒化シリコン膜14に第1シリコン層26を形成する。
第1シリコン層26の材質は、Poly−Si及びアモルファスSiなどである。第1シ
リコン層26の層間は、0.05〜100μmである。第1シリコン層26は、ONOキ
ャパシタ部6(図2参照)の下部電極26である。第1シリコン層26を用いることによ
り、ONOキャパシタ部6の下部電極26は、形成される。
3 to 5 are diagrams for explaining a method of manufacturing the MEMS resonator according to the embodiment to which the present invention is applied. In the manufacturing method of the MEMS resonator according to the present embodiment, first, as shown in FIG. 3A, the
FIG. 2). Thereafter, a
The material of the
次に、図3(B)に示すように、下部層間絶縁膜28Aを形成する。具体的には、第1
シリコン層26の表面を酸化することにより、ONOキャパシタ部6のONOキャパシタ
層間絶縁膜28(図2参照)の下部層間絶縁膜28Aを形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, a lower
By oxidizing the surface of the
次に、図3(C)に示すように、第2窒化シリコン膜28Bを形成する。具体的には、
下部層間絶縁膜28A及びベース窒化膜14の一部に第2窒化シリコン膜28Bを形成す
る。第2窒化シリコン膜28Bは、中間層間絶縁膜28Bになる。中間層間絶縁膜28B
は、ONOキャパシタ層間絶縁膜28の一層である。
Next, as shown in FIG. 3C, a second
A second
Is a layer of the ONO capacitor
次に、図3(D)に示すように、上部層間絶縁膜28Cを形成する。具体的には、中間
層間絶縁膜28Bの表面を酸化し、上部層間絶縁膜28Cを形成する。上部層間絶縁膜2
8Cは、ONOキャパシタ層間絶縁膜28の一層である。
Next, as shown in FIG. 3D, an upper interlayer insulating film 28C is formed. Specifically, the surface of the intermediate
8C is one layer of the ONO capacitor
次に、図4(A)に示すように、第2シリコン層52を形成する。具体的には、ベース
窒化膜14及び上部層間絶縁膜28Cに第2シリコン層52を形成する。第2シリコン層
52の材質は、Poly−Si及びアモルファスSiなどである。第2シリコン層52の
層間は、0.05〜100μmである。第2シリコン層52は、不純物を導入してもよい
。例えば、イオン注入、熱拡散などである。第2シリコン層52は、MEMS構造体部4
(図2参照)の下部構造体16及びONOキャパシタ部6の上部電極30である。第2シ
リコン層52を用いることにより、MEMS構造体部4の下部構造体16及びONOキャ
パシタ部6の上部電極30は、同時に形成される。
Next, as shown in FIG. 4A, a
These are the lower structure 16 (see FIG. 2) and the
本実施の形態によれば、上記のように、兼用することで工程数増加を防ぎ、同時形成を
実現している。
According to the present embodiment, as described above, the combined use prevents the increase in the number of processes and realizes simultaneous formation.
次に、図4(B)に示すように、ゲート酸化膜32を形成する。具体的には、今まで形
成されていた酸化膜は一度剥いで新しく酸化しなおす。ゲート酸化膜32を形成すること
により、第2シリコン層52の表面も同時に酸化される。第2シリコン層52の表面を酸
化することは、MEMS構造体部4の下部構造体16とONOキャパシタ部6の上部電極
30との表面を酸化することになる。MEMS構造体部4の下部構造体16の表面の酸化
は、MEMS構造体部4のギャップ厚みとなる。酸化工程は、Lv、Hv用などとゲート
酸化膜を作り分ける場合、必要に応じて、複数回行ってもよい。その場合、CMOS回路
部8の2nd−ゲート酸化とMEMS構造体部4のギャップ酸化、また、CMOS回路部
8の2nd以降のゲート酸化とMEMS構造体部4のギャップ酸化が兼用される工程にな
る。また、EEPROMなどのトンネル酸化膜形成も兼用が可能である。上記シリコン膜
のデポだけでなく、リソグラフィー工程も当然兼用である。
Next, as shown in FIG. 4B, a
本実施の形態によれば、上記のように、兼用することで工程数増加を防ぎ、同時形成を
実現している。
According to the present embodiment, as described above, the combined use prevents the increase in the number of processes and realizes simultaneous formation.
次に、図4(C)に示すように、第3シリコン層54を形成する。具体的には、CMO
S回路部8(図2参照)のゲート酸化膜32、ONOキャパシタ部6の上部電極30、及
びMEMS構造体部4の下部構造体16に第3シリコン層54を形成する。第3シリコン
層54の材質は、Poly−Si及びアモルファスSiなどである。第3シリコン層54
の層間は、0.05〜100μmである。第3シリコン層54は、MEMS構造体部4の
上部構造体18及びCMOS回路部8のゲート電極34である。第3シリコン層54を用
いることにより、MEMS構造体部4の上部構造体18及びCMOS回路部8のゲート電
極34は、同時に形成される。
Next, as shown in FIG. 4C, a
A
The interlayer is 0.05 to 100 μm. The
本実施の形態によれば、上記のように、兼用することで工程数増加を防ぎ、同時形成を
実現している。
According to the present embodiment, as described above, the combined use prevents the increase in the number of processes and realizes simultaneous formation.
次に、図4(D)に示すように、サリサイド領域56を形成する。具体的には、サリサ
イドする領域(配線箇所)を分けて、酸化膜を除去する。その後、全体にTiを堆積させ
、熱処理を行うと、酸化膜が除去された部分がサリサイド化される。この工程は、リリー
スエッチングに体制のあるシリサイドの場合、第3シリコン層54をデポした後に全面シ
リサイドしてもよい。サリサイドされていないTiの領域は、RCA洗浄などで除去する
。サリサイド領域56の材質は、Ti、W、Mo、Co、Ni、Ta、Pt、及びPdな
どである。サリサイド領域56の厚さは、0.01〜1μmである。
Next, as shown in FIG. 4D, a
本実施の形態のMEMSレゾネータの製造方法は、それぞれのシリコン層は不純物注入
(または熱拡散)を行ったり、シリサイド化したりして、抵抗を下げてもよい。ただし、
MEMS構造体部4はシリサイドの選択が可能(リリースで溶けるなどの場合により選択
する)である。
In the manufacturing method of the MEMS resonator of the present embodiment, each silicon layer may be subjected to impurity implantation (or thermal diffusion) or silicidized to reduce the resistance. However,
The MEMS structure portion 4 can select silicide (select depending on the case of melting by release, etc.).
次に、図5(A)に示すように、第2フィールド層間膜22を形成する。具体的には、
MEMS構造体部4の下部構造体16の上部、ONOキャパシタ部6の上部電極30の上
部、及びCMOS回路部8の上部に第2フィールド層間膜22を形成する。薄膜成膜加工
法は、LTO、HTO、PSG、BPSG、及びSOGなどを用いる。このため、第2フ
ィールド層間膜22は、概ね平坦に形成される。
Next, as shown in FIG. 5A, a second
A second
次に、図5(B)に示すように、第1金属配線層40、配線層層間膜46、第2金属配
線層44、及びパッシベーション膜48を形成する。具体的には、第2フィールド層間膜
22のMEMS構造体部4の下部構造体16の上部、ONOキャパシタ部6の上部電極3
0の上部、及びCMOS回路部8の拡散層(ソース、ドレイン)36の上部にコンタクト
ホール24を形成する。コンタクトホール24の内部にプラグ38を形成する。サリサイ
ド領域の表面上には、プラグ38が形成される。第2フィールド層間膜22の表面上にプ
ラグ38に接続される第1金属配線層40を形成する。第1金属配線層40の上部にヴィ
アホール42を介して第1金属配線層40に接続される第2金属配線層44を形成する。
第1金属配線層40と第2金属配線層44とは、配線層層間膜46によって互いに絶縁さ
れるように形成する。本実施の形態の半導体装置の製造に当たっては、要所でCMP(Ch
emical Mechanical Polishing)を用いている。このため、第1金属配線層40と第2金
属配線層44とは、概ね平坦に形成される。配線層は、複数層形成してもよい。第2金属
配線層44の表面上にパッシベーション膜48を形成する。
Next, as shown in FIG. 5B, a first
Contact holes 24 are formed in the upper portion of 0 and the upper portion of the diffusion layer (source, drain) 36 of the
The first
emical Mechanical Polishing). For this reason, the first
次に、図2に示すように、リリースエッチングを行う。具体的には、MEMS構造体部
以外は、レジスト、ポリイミドなどの耐性有機膜で保護し、リリースエッチングを行う。
Next, as shown in FIG. 2, release etching is performed. Specifically, the portions other than the MEMS structure portion are protected with a resistant organic film such as a resist or polyimide, and release etching is performed.
本実施の形態によれば、MEMS構造体をシリコン基板表面にトランジスタ等の半導体
デバイスと同時に作成するプロセスにおいて、MEMS構造体部4とONOキャパシタ部
6とCMOS回路部8とを同時形成的に作成することができる。また、MEMS構造体部
4やCMOS回路部8のゲート電極34、ONOキャパシタ部6の電極26,30は全て
シリコンの堆積層で構成されている。さらに、MEMS構造体部4とONOキャパシタ部
6とCMOS回路部8との電極形成や層間絶縁膜の形成をそれぞれの工程で兼用しながら
、工程数を大幅に増やすことなく、効率的に作成するフローが実現できる。これにより、
3つのデバイスが、それぞれ不具合が出ることなく、1チップ上に作成できる。また、M
EMS構造体部4−CMOS回路部8のチップ上にONOキャパシタ部6が搭載できるこ
とにより、CMOS回路部8の設計バリエーションが広がり(検出、増幅、演算、AD変
換など様々)、製品の利便性が向上する。
According to the present embodiment, the MEMS structure portion 4, the
Three devices can be created on one chip without any problems. M
Since the
本実施の形態によれば、MEMS構造体部とCMOS回路部とONOキャパシタ部とを
1チップ化できる。これにより、プロセスを簡素化し低コスト化を実現するとともに、さ
らに、システムを簡素化しノイズ対策を可能にする。
According to the present embodiment, the MEMS structure portion, the CMOS circuit portion, and the ONO capacitor portion can be made into one chip. This simplifies the process and lowers costs, and further simplifies the system and enables noise countermeasures.
本実施の形態は、シリコン材料を使ったMEMS構造体でMEMS構造体部と半導体デ
バイス(CMOS、ONOキャパシタ)を1チップ化したい製品に活用できる。MEMS
構造体部の適用分野は、センサ類、RF関係、スイッチ、映像関係などに活用できる。
The present embodiment can be used for a product in which a MEMS structure using a silicon material and a MEMS structure portion and a semiconductor device (CMOS, ONO capacitor) are to be integrated into one chip. MEMS
The application field of the structure part can be used for sensors, RF relations, switches, video relations, and the like.
2…MEMSレゾネータ、4…MEMS構造体部、6…ONOキャパシタ部、8…CM
OS回路部、10…基板、12…素子分離酸化膜、14…ベース窒化膜(第1窒化シリコ
ン膜)、16…下部構造体、18…上部構造体、20…開口部、22…第2フィールド層
間膜、24…コンタクトホール、26…下部電極(第1シリコン層)、28…ONOキャ
パシタ層間絶縁膜、28A…下部層間絶縁膜、28B…第2窒化シリコン膜(中間層間絶
縁膜)、28C…上部層間絶縁膜、30…上部電極、32…ゲート酸化膜、34…ゲート
電極、36…拡散層(ソース、ドレイン)、38…プラグ、40…第1金属配線層、42
…ヴィアホール、44…第2金属配線層、46…配線層層間膜、48…パッシベーション
膜、52…第2シリコン層、54…第3シリコン層、56…サリサイド領域。
2 ... MEMS resonator, 4 ... MEMS structure, 6 ... ONO capacitor, 8 ... CM
OS circuit unit, 10 ... substrate, 12 ... element isolation oxide film, 14 ... base nitride film (first silicon nitride film), 16 ... lower structure, 18 ... upper structure, 20 ... opening, 22 ... second field Interlayer film, 24 ... contact hole, 26 ... lower electrode (first silicon layer), 28 ... ONO capacitor interlayer insulation film, 28A ... lower interlayer insulation film, 28B ... second silicon nitride film (intermediate interlayer insulation film), 28C ... Upper interlayer insulating film, 30 ... upper electrode, 32 ... gate oxide film, 34 ... gate electrode, 36 ... diffusion layer (source, drain), 38 ... plug, 40 ... first metal wiring layer, 42
... via hole, 44 ... second metal wiring layer, 46 ... wiring layer interlayer film, 48 ... passivation film, 52 ... second silicon layer, 54 ... third silicon layer, 56 ... salicide region.
Claims (6)
前記MEMS構造体部は、下部構造体および上部構造体を含み、
前記CMOS回路部は、ゲート電極を含み、
前記キャパシタ部は、上部電極および下部電極を含み、
前記上部構造体および前記ゲート電極は、同一工程で形成され、
前記下部構造体上に、第1サリサイド領域が設けられ、
前記上部電極上に、第2サリサイド領域が設けられ、
前記ゲート電極上に、第3サリサイド領域が設けられ、
前記第1サリサイド領域、前記第2サリサイド領域および前記第3サリサイド領域は、同一工程で形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device including a MEMS structure portion, a capacitor portion, and a CMOS circuit portion formed on a substrate,
The MEMS structure part includes a lower structure and an upper structure,
The CMOS circuit unit includes a gate electrode,
The capacitor unit includes an upper electrode and a lower electrode,
The upper structure and the gate electrode are formed in the same process,
A first salicide region is provided on the lower structure,
A second salicide region is provided on the upper electrode;
A third salicide region is provided on the gate electrode;
The method of manufacturing a semiconductor device , wherein the first salicide region, the second salicide region, and the third salicide region are formed in the same process.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011247241A JP5516904B2 (en) | 2011-11-11 | 2011-11-11 | Manufacturing method of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011247241A JP5516904B2 (en) | 2011-11-11 | 2011-11-11 | Manufacturing method of semiconductor device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009003294A Division JP4947065B2 (en) | 2009-01-09 | 2009-01-09 | Manufacturing method of MEMS resonator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012070418A JP2012070418A (en) | 2012-04-05 |
JP5516904B2 true JP5516904B2 (en) | 2014-06-11 |
Family
ID=46167063
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011247241A Expired - Fee Related JP5516904B2 (en) | 2011-11-11 | 2011-11-11 | Manufacturing method of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5516904B2 (en) |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001230236A (en) * | 2000-02-14 | 2001-08-24 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Method for manufacturing fine device |
JP4834897B2 (en) * | 2000-05-02 | 2011-12-14 | ソニー株式会社 | Nonvolatile semiconductor memory device and operation method thereof |
US20030116552A1 (en) * | 2001-12-20 | 2003-06-26 | Stmicroelectronics Inc. | Heating element for microfluidic and micromechanical applications |
JP4086023B2 (en) * | 2003-12-04 | 2008-05-14 | セイコーエプソン株式会社 | Micromechanical electrostatic vibrator |
JP2006042011A (en) * | 2004-07-28 | 2006-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electromechanical resonator and manufacturing method thereof |
DE102004061796A1 (en) * | 2004-12-22 | 2006-07-13 | Robert Bosch Gmbh | Micromechanical capacitive sensor element |
JP4724488B2 (en) * | 2005-02-25 | 2011-07-13 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Integrated microelectromechanical system |
JP4791766B2 (en) * | 2005-05-30 | 2011-10-12 | 株式会社東芝 | Semiconductor device using MEMS technology |
JP5095244B2 (en) * | 2006-03-20 | 2012-12-12 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Micromachine and manufacturing method thereof |
-
2011
- 2011-11-11 JP JP2011247241A patent/JP5516904B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012070418A (en) | 2012-04-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4337870B2 (en) | MEMS resonator and method for manufacturing MEMS resonator | |
TWI566362B (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the semiconductor device | |
JP2001068563A (en) | Fabrication of semiconductor device | |
US10832983B2 (en) | Semiconductor device having a trench type device isolation film and method for fabricating the same | |
JP2007201062A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2008140853A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JP4772302B2 (en) | Micro-electromechanical system and manufacturing method thereof | |
JPH10312975A (en) | Semiconductor and its manufacture | |
JP2009051005A (en) | Manufacturing method of mems-semiconductor composite circuit | |
JP5516903B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP5145688B2 (en) | Manufacturing method of MEMS / semiconductor composite circuit | |
JP2007165558A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing same | |
JP5516904B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP4947065B2 (en) | Manufacturing method of MEMS resonator | |
JP2008098287A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
JP2011044625A (en) | Semiconductor device, and method of manufacturing semiconductor device | |
US20090224324A1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP6072858B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JPH0644631B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2008235749A (en) | Semiconductor device | |
TW201123355A (en) | Method of forming an electrical fuse and a metal gate transistor and the related electrical fuse | |
JPH11126828A (en) | Semiconductor device and its manufacture | |
US10087072B2 (en) | Microelectromechanical system structure including thermal stability layer whose material has higher growth temperature, and method for fabricating the same | |
JP2014216427A (en) | Semiconductor device and manufacturing method of the same | |
KR20100079293A (en) | Capacitor and method of manufacturing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130423 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130620 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20130620 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131009 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140305 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140318 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5516904 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |