[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种包含电容器元件的半导体装置。

背景技术

在半导体装置的示例中，包含配置在半导体基板上的多个存储单元的半导体装置使用由金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)和电容器形成的存储单元。通过驱动MOSFEF在电容器上执行写、擦除和读取信息(电荷)操作。然而，随着储存单元的小型化，电容器面积的减小会降低每个存储单元的电容。进一步，其会导致在读取存储信息操作中出现错误或由于α射线的辐射等导致对存储信息执行非意图性擦除操作。

发明内容

本发明提供了一种半导体装置的多种实施例，其能在抑制沿半导体层延伸的电容器元件的面积增大的同时，增大电容器元件的电容。

根据本发明的一个实施例，提供了一种半导体装置，包括：半导体层，包含被元件隔离槽分离的多个有源区；电容膜，包含覆盖所述元件隔离槽的侧壁的侧壁覆盖部；和电极膜，层压在所述电容膜上。进一步，在本实施例中，所述半导体层、所述电容膜和所述电极膜形成电容器元件。根据这种结构，半导体层被元件隔离槽分离成为多个有源区，且利用元件隔离槽的侧壁形成电容器元件。特别的是，电容器元件的电容膜具有覆盖元件隔离槽的侧壁的侧壁覆盖部。半导体层和电极膜经由置于其中间的电容膜互相面对，从而形成电容器元件。由于利用元件隔离槽的侧壁配置电容膜，因此不需要显著增大在半导体层上延伸的面积就能增大电容膜的面积，从而增大电容器元件的电容。

根据本发明的实施例，所述电容膜进一步包含覆盖所述有源区的表面的有源区覆盖部。在这种结构中，由于电容膜具有有源区覆盖部和侧壁覆盖部，因此其能进一步增大电容膜的面积，从而增大电容器元件的电容。

根据本发明的实施例，所述半导体装置进一步包括形成在所述有源区(例如，未被电容膜覆盖的区域)的晶体管元件，且所述晶体管元件与所述电容器元件电连接。根据这种结构，在有源区中形成晶体管元件。此外，利用元件隔离槽的侧壁分离用于形成晶体管装置的有源区可以增大电容膜的面积。进一步，通过将晶体管元件和电容器元件相连接，可以形成存储单元。因此，通过驱动晶体管元件能够在电容膜上执行写、擦除和读取信息(电荷)操作。

根据本发明的实施例，多个存储单元形成在所述半导体层上以组成存储单元阵列，且每个存储单元包含所述晶体管元件和所述电容器元件(例如，每个所述这些元件)。根据这种结构，即使为了高度集成以高密度形成多个存储单元，也能利用元件隔离槽的侧壁形成具有大面积的电容膜。因此，能够提供高度集成的且在存储信息方面具有高可靠性的半导体存储装置。

根据本发明的实施例，所述元件隔离槽包含锯齿形边缘，且所述侧壁覆盖部沿所述锯齿形边缘形成在所述侧壁上。根据这种结构，因为元件隔离槽具有锯齿形边缘，所以元件隔离槽的侧壁的面积也随之增大。因此，由于电容膜的侧壁覆盖部可具有大的面积，因此能够进一步增大电容器元件的电容。

根据本发明的实施例，所述有源区包含被所述电容膜的所述有源区覆盖部部分覆盖的矩形部，且凹部形成在所述矩形部的至少一个边缘上，当从所述半导体层的表面通常方向看时，所述凹部在平面图中向内部凹进。根据这种结构，凹部形成在被元件隔离槽分隔的有源区的矩形部的一个边缘上。因此，在凹部的元件隔离槽的边缘是锯齿形。在一个边缘上具有凹部的矩形部被电容膜的有源区覆盖部覆盖，且侧壁覆盖部形成在与具有凹部的边缘相对齐的元件隔离槽的侧壁上。因此，可以增大侧壁覆盖部的面积，从而使电容器元件的电容增大。

根据本发明的实施例，所述有源区包括一对矩形部和连接所述一对矩形部的连接部，且所述电容膜被形成以覆盖包含所述一对矩形部的区域。在这种情况下，晶体管元件可形成在所述有源区的所述连接部中。例如，所述电容器元件可形成在包含所述矩形部和沿所述矩形部形成的所述元件隔离槽的侧壁的区域，且所述晶体管元件经由有源区的半导体层和所述电容器元件电连接。

根据本发明的实施例，所述半导体装置进一步包括嵌入所述元件隔离槽底部的绝缘层，所述绝缘层比所述电容膜厚。根据这种结构，相邻有源区利用置于其间的元件隔离槽通过嵌入到元件隔离槽底部的厚绝缘层可互相电隔离。

附图说明

图1是示出根据本发明的一个实施例的半导体装置的一部分配置的平面图。

图2是示出沿图1的平面切线II-II的半导体装置的一部分配置的剖视图。

图3是示出根据本发明的一个实施例的半导体装置的一部分电结构的电路图。