[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置，特别涉及具备MIM电容器的半导体装置。

背景技术

例如，在数字照相机等中，为了处理在固体摄像元件等中受光的图像的模拟信号，应用了具备模拟前端（AFE：Analog Front End）电路的半导体装置。在该模拟前端电路中，为了将模拟信号变换为数字信号，形成有平行平板型的MIM（Metal Insulator Metal）电容器。

在平行平板型的MIM电容器中，在平板状的下部电极上介有电介体膜，而形成有多个平板状的上部电极。以包围该各个上部电极的周围的样式，在相互相邻的一个上部电极与其他上部电极之间配置有保护环。

作为公开了具备这样的MIM电容器的半导体装置的文献的例子，有专利文献1以及专利文献2。

专利文献1：日本特开2006-228803号公报

专利文献2：日本特开2010-93171号公报

发明内容

但是，在以往的半导体装置中，有以下那样的问题。如上述那样，在以往的半导体装置中，以包围构成MIM电容器的各个上部电极的周围的方式，配置有保护环。因此，存在起因于MIM电容器的电位与保护环的电位的高低差，而产生泄漏电流这样的问题。

另外，在具备模拟前端电路的半导体装置中，处理模拟信号的模拟部在半导体装置（芯片）中所占的面积比较大，而且MIM电容器在这样的模拟部中占有比较大的面积，所以成为阻碍半导体装置的小型化的主要原因之一。

本发明是其开发的一环，其目的在于提供一种实现泄漏电流的降低和MIM电容器的占有面积的削减的半导体装置。

本发明的一个实施方式的半导体装置具备具有主表面的半导体基板、以及多个MIM电容器和保护环。多个MIM电容器配置于半导体基板的主表面侧的规定的区域中，分别包括下部电极、电介体膜以及上部电极。保护环被配置成包围多个MIM电容器的整体。在多个MIM电容器中，在一个MIM电容器与其他MIM电容器之间，不介有保护环，隔开规定的间隔配置相互相邻的一个MIM电容器和其他MIM电容器，在所配置多个MIM电容器中的、位于最外侧的MIM电容器的外侧，隔开与规定的间隔相同的间隔而配置有保护环。

根据本发明的一个实施方式的半导体装置，能够实现泄漏电流的降低和MIM电容器的占有面积的削减。

附图说明

图1是作为应用本发明的实施方式1的半导体装置的电子设备的一个例子，示出数字照相机的结构的一部分的部分框图。

图2是在该实施方式中，示出应用了MIM电容器的半导体装置的布局的一部分的部分平面图。

图3是在该实施方式中，示出图2所示的虚线框A内的MIM电容器的部分放大平面图。

图4是在该实施方式中，示意地示出MIM电容器的基本构造的部分剖面立体图。

图5是在该实施方式中，与图4所示的剖面线V-V对应的剖面线中的剖面图。

图6是在该实施方式中，示出下部电极的平面图案的部分平面图。

图7是在该实施方式中，示出上部电极的平面图案的部分平面图。

图8是在该实施方式中，示出金属膜的平面图案的部分平面图。

图9是在该实施方式中，示出半导体装置的制造方法的一个工序的剖面图。

图10是在该实施方式中，示出在图9所示的工序之后进行的工序的剖面图。

图11是在该实施方式中，示出在图10所示的工序之后进行的工序的剖面图。

图12是在该实施方式中，示出在图11所示的工序之后进行的工序的剖面图。

图13是在该实施方式中，示出在图12所示的工序之后进行的工序的剖面图。

图14是在该实施方式中，示出在图13所示的工序之后进行的工序的剖面图。

图15是在该实施方式中，示出在图14所示的工序之后进行的工序的剖面图。

图16是在该实施方式中，示出在图15所示的工序之后进行的工序的剖面图。

图17是比较例的半导体装置的剖面图。

图18是示出比较例的半导体装置的MIM电容器的上部电极的平面图。

图19是示出比较例的半导体装置的MIM电容器的下部电极的平面图。

图20是示出比较例的半导体装置的金属膜的平面图。

图21是在该实施方式中，作为泄漏电流的评价结果，示出泄漏电流与累积度数的关系的图形。