JP2000323582A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JP2000323582A JP2000323582A JP11133677A JP13367799A JP2000323582A JP 2000323582 A JP2000323582 A JP 2000323582A JP 11133677 A JP11133677 A JP 11133677A JP 13367799 A JP13367799 A JP 13367799A JP 2000323582 A JP2000323582 A JP 2000323582A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 チャージアップによるゲート絶縁膜のダメー
ジを防止できて、高性能化および高信頼度化ができる半
導体装置およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 MOSFETのゲート電極4の電気入力
部と電気的に接続されている配線層9と半導体基板(基
板)1における半導体領域との間にpn接合を有するダ
イオードが設置されているものである。
ジを防止できて、高性能化および高信頼度化ができる半
導体装置およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 MOSFETのゲート電極4の電気入力
部と電気的に接続されている配線層9と半導体基板(基
板)1における半導体領域との間にpn接合を有するダ
イオードが設置されているものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置および
その製造方法に関し、特に、チャージアップによるゲー
ト絶縁膜のダメージを防止できて、高性能化および高信
頼度化ができる半導体装置およびその製造方法に関する
ものである。
その製造方法に関し、特に、チャージアップによるゲー
ト絶縁膜のダメージを防止できて、高性能化および高信
頼度化ができる半導体装置およびその製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】ところで、本発明者は、半導体装置の製
造方法について検討した。以下は、本発明者によって検
討された技術であり、その概要は次のとおりである。
造方法について検討した。以下は、本発明者によって検
討された技術であり、その概要は次のとおりである。
【0003】すなわち、MOSFET(Metal Oxide Se
miconductor Field Effect Transistor )またはCMO
SFET(Complementary Metal Oxide Semiconductor
Field Effect Transistor )を有する半導体装置の製造
方法において、半導体基板の上に、ゲート絶縁膜を介在
してゲート電極を形成した後、それをマスクとして使用
して、不純物としての例えばリン(P)を半導体基板に
イオン注入し、ソース/ドレインとしてのn型拡散層か
らなる半導体領域を形成している。
miconductor Field Effect Transistor )またはCMO
SFET(Complementary Metal Oxide Semiconductor
Field Effect Transistor )を有する半導体装置の製造
方法において、半導体基板の上に、ゲート絶縁膜を介在
してゲート電極を形成した後、それをマスクとして使用
して、不純物としての例えばリン(P)を半導体基板に
イオン注入し、ソース/ドレインとしてのn型拡散層か
らなる半導体領域を形成している。
【0004】その後、層間絶縁膜と配線層とを形成する
工程を複数回行って、多層配線層が形成されている。
工程を複数回行って、多層配線層が形成されている。
【0005】また、現在のMOSFETまたはCMOS
FETを有する半導体装置の製造工程において、プラズ
マ処理が種々の製造工程に使用されている。
FETを有する半導体装置の製造工程において、プラズ
マ処理が種々の製造工程に使用されている。
【0006】なお、前述したMOSFETを備えている
半導体集積回路装置の製造方法に関する文献としては、
例えば1990年12月15日、啓学出版株式会社発行
のW・マリ著「図説超LSI工学」p216〜p223
に記載されているものがある。
半導体集積回路装置の製造方法に関する文献としては、
例えば1990年12月15日、啓学出版株式会社発行
のW・マリ著「図説超LSI工学」p216〜p223
に記載されているものがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したプ
ラズマ処理の種々の製造工程が使用されている半導体装
置の製造工程において、プラズマ処理の際に、ゲート電
極と電気的に接続されている配線層がチャージを収集
し、ゲート酸化膜などからなるゲート絶縁膜と半導体基
板などからなる基板との間に大きな電圧がかかる(アン
テナ効果と称されている)という問題点が発生してい
る。
ラズマ処理の種々の製造工程が使用されている半導体装
置の製造工程において、プラズマ処理の際に、ゲート電
極と電気的に接続されている配線層がチャージを収集
し、ゲート酸化膜などからなるゲート絶縁膜と半導体基
板などからなる基板との間に大きな電圧がかかる(アン
テナ効果と称されている)という問題点が発生してい
る。
【0008】この場合、ゲート酸化膜などからなるゲー
ト絶縁膜の薄膜化や配線層の多層化が行われている半導
体装置において、アンテナ効果が益々増大するので、チ
ャージアップにより、ゲート絶縁膜のダメージが多く発
生していることが、本発明者によって、明らかになっ
た。
ト絶縁膜の薄膜化や配線層の多層化が行われている半導
体装置において、アンテナ効果が益々増大するので、チ
ャージアップにより、ゲート絶縁膜のダメージが多く発
生していることが、本発明者によって、明らかになっ
た。
【0009】本発明の目的は、チャージアップによるゲ
ート絶縁膜のダメージを防止できて、高性能化および高
信頼度化ができる半導体装置およびその製造方法を提供
することにある。
ート絶縁膜のダメージを防止できて、高性能化および高
信頼度化ができる半導体装置およびその製造方法を提供
することにある。
【0010】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0011】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0012】すなわち、(1)本発明の半導体装置は、
MOSFETのゲート電極の電気入力部と電気的に接続
されている配線層と基板における半導体領域との間にp
n接合を有するダイオードが設置されているものであ
る。
MOSFETのゲート電極の電気入力部と電気的に接続
されている配線層と基板における半導体領域との間にp
n接合を有するダイオードが設置されているものであ
る。
【0013】(2)本発明の半導体装置の製造方法は、
基板における半導体領域の表面にゲート絶縁膜を介在し
てゲート電極を形成する工程と同時の工程を使用して、
素子分離用絶縁膜の表面にゲート電極の電気入力部と電
気的に接続される配線層をゲート電極と同一の材料と同
時の工程を使用して形成する工程と、ゲート電極を含む
マスクを使用して、イオン注入法を使用して、ソース/
ドレインとしての半導体領域を形成する工程と同時の工
程を使用して、素子分離用絶縁膜の表面に形成されてい
る配線層の近傍の基板における半導体領域にpn接合を
有するダイオードの半導体領域を形成する工程とを有す
るものである。
基板における半導体領域の表面にゲート絶縁膜を介在し
てゲート電極を形成する工程と同時の工程を使用して、
素子分離用絶縁膜の表面にゲート電極の電気入力部と電
気的に接続される配線層をゲート電極と同一の材料と同
時の工程を使用して形成する工程と、ゲート電極を含む
マスクを使用して、イオン注入法を使用して、ソース/
ドレインとしての半導体領域を形成する工程と同時の工
程を使用して、素子分離用絶縁膜の表面に形成されてい
る配線層の近傍の基板における半導体領域にpn接合を
有するダイオードの半導体領域を形成する工程とを有す
るものである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一機能を有するものは同一の符
号を付し、重複説明は省略する。
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一機能を有するものは同一の符
号を付し、重複説明は省略する。
【0015】(実施の形態1)図1〜図6は、本発明の
実施の形態1である半導体装置の製造工程を示す概略断
面図である。図1〜図6において、左側の概略断面図
は、MOSFETが形成される領域の概略断面図であ
り、右側の概略断面図は、MOSFETのゲート電極の
電気入力部と電気的に接続される配線層とその配線層と
電気的に接続されるダイオード(pn接合を有するダイ
オード)が形成される領域の概略断面図である。同図を
用いて、本実施の形態1の半導体装置およびその製造方
法を説明する。
実施の形態1である半導体装置の製造工程を示す概略断
面図である。図1〜図6において、左側の概略断面図
は、MOSFETが形成される領域の概略断面図であ
り、右側の概略断面図は、MOSFETのゲート電極の
電気入力部と電気的に接続される配線層とその配線層と
電気的に接続されるダイオード(pn接合を有するダイ
オード)が形成される領域の概略断面図である。同図を
用いて、本実施の形態1の半導体装置およびその製造方
法を説明する。
【0016】まず、例えばp型の単結晶シリコンからな
る半導体基板(基板)1を用意し、その半導体基板1の
表面の選択的な領域に、酸化シリコン膜などからなる素
子分離用絶縁膜2を形成する(図1)。
る半導体基板(基板)1を用意し、その半導体基板1の
表面の選択的な領域に、酸化シリコン膜などからなる素
子分離用絶縁膜2を形成する(図1)。
【0017】次に、半導体基板1の表面に、酸化シリコ
ン膜からなるゲート絶縁膜3を形成した後、半導体基板
1の上に、CVD(Chemical Vapor Deposition )法を
使用して、不純物として例えばリンが含まれている導電
性の多結晶シリコン膜(ゲート電極としての導電性の多
結晶シリコン層)を形成した後、リソグラフィ技術と選
択エッチング技術とを使用して、導電性の多結晶シリコ
ン層からなるゲート電極4ならびにゲート絶縁膜3のパ
ターンを形成する(図2)。
ン膜からなるゲート絶縁膜3を形成した後、半導体基板
1の上に、CVD(Chemical Vapor Deposition )法を
使用して、不純物として例えばリンが含まれている導電
性の多結晶シリコン膜(ゲート電極としての導電性の多
結晶シリコン層)を形成した後、リソグラフィ技術と選
択エッチング技術とを使用して、導電性の多結晶シリコ
ン層からなるゲート電極4ならびにゲート絶縁膜3のパ
ターンを形成する(図2)。
【0018】この場合、設計仕様に応じて、ゲート絶縁
膜3としての酸化シリコン膜の製造工程として、半導体
基板1の表面を熱処理化してゲート絶縁膜3としての酸
化シリコン膜を形成する製造工程を使用した態様とする
ことができる。また、設計仕様に応じて、ゲート電極4
の製造工程として、導電性の多結晶シリコン層と金属層
とからなるゲート電極などの種々の導電性層からなるゲ
ート電極の製造工程を使用した態様とすることができ
る。
膜3としての酸化シリコン膜の製造工程として、半導体
基板1の表面を熱処理化してゲート絶縁膜3としての酸
化シリコン膜を形成する製造工程を使用した態様とする
ことができる。また、設計仕様に応じて、ゲート電極4
の製造工程として、導電性の多結晶シリコン層と金属層
とからなるゲート電極などの種々の導電性層からなるゲ
ート電極の製造工程を使用した態様とすることができ
る。
【0019】その後、半導体基板1の上に、CVD法を
使用して、厚膜の酸化シリコン膜を堆積し、ゲート電極
4の側壁に側壁酸化シリコン膜を備えている酸化シリコ
ン膜を形成した後、リソグラフィ技術と選択エッチング
技術とを使用して、酸化シリコン膜の表層部を取り除い
て、ゲート電極4の側壁に、サイドウォールスペーサ5
を形成する(図2)。
使用して、厚膜の酸化シリコン膜を堆積し、ゲート電極
4の側壁に側壁酸化シリコン膜を備えている酸化シリコ
ン膜を形成した後、リソグラフィ技術と選択エッチング
技術とを使用して、酸化シリコン膜の表層部を取り除い
て、ゲート電極4の側壁に、サイドウォールスペーサ5
を形成する(図2)。
【0020】次に、ゲート電極4とサイドウォールスペ
ーサ5とをマスクとして、イオン注入法を使用して、半
導体基板1に、ソース/ドレインとしてのn型の半導体
領域(半導体領域)6を形成する工程を行うと共に、そ
の工程と同時の工程を使用して、pn接合を有するダイ
オードを形成する領域の半導体基板1に、pn接合を有
するダイオードにおけるn型の半導体領域(半導体領
域)6aを形成する工程を行う(図3)。
ーサ5とをマスクとして、イオン注入法を使用して、半
導体基板1に、ソース/ドレインとしてのn型の半導体
領域(半導体領域)6を形成する工程を行うと共に、そ
の工程と同時の工程を使用して、pn接合を有するダイ
オードを形成する領域の半導体基板1に、pn接合を有
するダイオードにおけるn型の半導体領域(半導体領
域)6aを形成する工程を行う(図3)。
【0021】この場合、イオン注入法を使用して、半導
体基板1に、例えばリンなどからなるn型不純物をイオ
ン打ち込みした後、熱拡散処理を行ってソース/ドレイ
ンとしてのn型の半導体領域6とpn接合を有するダイ
オードにおけるn型の半導体領域6aを形成している。
また、ダイオードは、n型の半導体領域6aとその下部
の半導体基板(p型の半導体領域)1とから形成されて
いるpn接合を有するダイオードとされている。
体基板1に、例えばリンなどからなるn型不純物をイオ
ン打ち込みした後、熱拡散処理を行ってソース/ドレイ
ンとしてのn型の半導体領域6とpn接合を有するダイ
オードにおけるn型の半導体領域6aを形成している。
また、ダイオードは、n型の半導体領域6aとその下部
の半導体基板(p型の半導体領域)1とから形成されて
いるpn接合を有するダイオードとされている。
【0022】その後、半導体基板1の上に、CVD法を
使用して、例えば酸化シリコン膜などからなる絶縁膜7
を形成し、その後、例えばCMP(Chemical Mechanica
l Polishing 、化学機械研磨)法などの研磨技術を使用
して、表層部の絶縁膜7を取り除いて、絶縁膜7の表面
を平坦化する(図4)。
使用して、例えば酸化シリコン膜などからなる絶縁膜7
を形成し、その後、例えばCMP(Chemical Mechanica
l Polishing 、化学機械研磨)法などの研磨技術を使用
して、表層部の絶縁膜7を取り除いて、絶縁膜7の表面
を平坦化する(図4)。
【0023】次に、リソグラフィ技術と選択エッチング
技術とを使用して、絶縁膜7の選択的な領域にスルーホ
ール(接続孔)を形成した後、そのスルーホールに、選
択CVD法を使用して、例えばタングステンを埋め込ん
で、プラグ8を形成する(図5)。
技術とを使用して、絶縁膜7の選択的な領域にスルーホ
ール(接続孔)を形成した後、そのスルーホールに、選
択CVD法を使用して、例えばタングステンを埋め込ん
で、プラグ8を形成する(図5)。
【0024】この場合、本実施の形態のプラグ8の材料
として、高融点金属(タングステン、チタン、タンタル
など)または高融点金属が含まれている合金(TiW、
TiNなどの合金)あるいはアルミニウムまたは銅を適
用する態様とされていることにより、低抵抗などからな
る高性能のプラグ8としても良い。
として、高融点金属(タングステン、チタン、タンタル
など)または高融点金属が含まれている合金(TiW、
TiNなどの合金)あるいはアルミニウムまたは銅を適
用する態様とされていることにより、低抵抗などからな
る高性能のプラグ8としても良い。
【0025】その後、半導体基板1の上に、CVD法を
使用して、例えばタングステン層からなる配線層9を形
成した後、リソグラフィ技術と選択エッチング技術とを
使用して、パターン化された配線層9を形成する(図
6)。
使用して、例えばタングステン層からなる配線層9を形
成した後、リソグラフィ技術と選択エッチング技術とを
使用して、パターン化された配線層9を形成する(図
6)。
【0026】この場合、本実施の形態の配線層9の材料
として、高融点金属または高融点金属が含まれている合
金あるいは高融点金属シリサイドを適用する態様とされ
ていることにより、低抵抗などからなる高性能の配線層
9とされている。
として、高融点金属または高融点金属が含まれている合
金あるいは高融点金属シリサイドを適用する態様とされ
ていることにより、低抵抗などからなる高性能の配線層
9とされている。
【0027】また、図6における右側の概略断面図に示
しているように、MOSFETのゲート電極4の電気入
力部と電気的に接続されている配線層9とダイオード
(pn接合を有するダイオード)とがプラグ8によって
(を用いて)電気的に接続されている態様とすることが
できる。
しているように、MOSFETのゲート電極4の電気入
力部と電気的に接続されている配線層9とダイオード
(pn接合を有するダイオード)とがプラグ8によって
(を用いて)電気的に接続されている態様とすることが
できる。
【0028】次に、層間絶縁膜と配線層との製造工程を
使用して、半導体基板1の上に、必要に応じて層間絶縁
膜と配線層とを積層させた後、パシベーション膜を形成
することにより、半導体装置の製造工程を終了する。
使用して、半導体基板1の上に、必要に応じて層間絶縁
膜と配線層とを積層させた後、パシベーション膜を形成
することにより、半導体装置の製造工程を終了する。
【0029】前述した本実施の形態1の半導体装置によ
れば、MOSFETのゲート電極4の電気入力部と電気
的に接続されている配線層9と半導体基板(基板)1に
おける半導体領域との間にpn接合を有するダイオード
が設置されていることにより、ゲート電極4の電気入力
部と電気的に接続されている配線層(入力端子と電気的
に接続されている配線層)9がゲート電極4の電気出力
部と電気的に接続されている配線層(出力端子と電気的
に接続されている配線層)と結線されるまでの間、入力
端子に結線された配線層9がチャージを収集するが、入
力端子に結線されている配線層9に蓄積する電荷がpn
接合を有するダイオードを介して半導体基板(基板)1
に逃げることができるので、チャージアップが防止でき
る。
れば、MOSFETのゲート電極4の電気入力部と電気
的に接続されている配線層9と半導体基板(基板)1に
おける半導体領域との間にpn接合を有するダイオード
が設置されていることにより、ゲート電極4の電気入力
部と電気的に接続されている配線層(入力端子と電気的
に接続されている配線層)9がゲート電極4の電気出力
部と電気的に接続されている配線層(出力端子と電気的
に接続されている配線層)と結線されるまでの間、入力
端子に結線された配線層9がチャージを収集するが、入
力端子に結線されている配線層9に蓄積する電荷がpn
接合を有するダイオードを介して半導体基板(基板)1
に逃げることができるので、チャージアップが防止でき
る。
【0030】また、本実施の形態1の半導体装置によれ
ば、pn接合を有するダイオードとMOSFETのゲー
ト電極4との電気的な接続を下層の配線層9を使用して
行っていることにより、結線されるまでのアンテナ効果
を低減化することができる。
ば、pn接合を有するダイオードとMOSFETのゲー
ト電極4との電気的な接続を下層の配線層9を使用して
行っていることにより、結線されるまでのアンテナ効果
を低減化することができる。
【0031】したがって、本実施の形態1の半導体装置
によれば、MOSFETのゲート電極4の下部のゲート
絶縁膜3に過大な電圧がかからなくなることができるの
で、ゲート絶縁膜3にダメージが入らなくなり、高性能
でしかも高信頼度のMOSFETを有する半導体装置と
することができる。
によれば、MOSFETのゲート電極4の下部のゲート
絶縁膜3に過大な電圧がかからなくなることができるの
で、ゲート絶縁膜3にダメージが入らなくなり、高性能
でしかも高信頼度のMOSFETを有する半導体装置と
することができる。
【0032】本実施の形態1の半導体装置によれば、p
n接合を有するダイオードと電気的に接続されているプ
ラグ8の材料として、高融点金属(タングステン、チタ
ン、タンタルなど)または高融点金属が含まれている合
金(TiW、TiNなどの合金)あるいはアルミニウム
または銅を使用していることにより、低抵抗などからな
る高性能のプラグ8とすることができる。また、pn接
合を有するダイオードと電気的に接続されている配線層
9の材料として、高融点金属または高融点金属が含まれ
ている合金あるいは高融点金属シリサイドを適用する態
様とされていることにより、低抵抗などからなる高性能
の配線層9とすることができる。その結果、本実施の形
態1の半導体装置によれば、高性能でしかも高信頼度の
半導体装置とすることができる。
n接合を有するダイオードと電気的に接続されているプ
ラグ8の材料として、高融点金属(タングステン、チタ
ン、タンタルなど)または高融点金属が含まれている合
金(TiW、TiNなどの合金)あるいはアルミニウム
または銅を使用していることにより、低抵抗などからな
る高性能のプラグ8とすることができる。また、pn接
合を有するダイオードと電気的に接続されている配線層
9の材料として、高融点金属または高融点金属が含まれ
ている合金あるいは高融点金属シリサイドを適用する態
様とされていることにより、低抵抗などからなる高性能
の配線層9とすることができる。その結果、本実施の形
態1の半導体装置によれば、高性能でしかも高信頼度の
半導体装置とすることができる。
【0033】本実施の形態1の半導体装置の製造方法に
よれば、MOSFETのソース/ドレインとしてのn型
の半導体領域(半導体領域)6を形成する工程と同時の
工程を使用して、pn接合を有するダイオードにおける
n型の半導体領域(半導体領域)6aを形成する工程を
行っており、MOSFETのプラグ8を形成する工程と
同時の工程を使用して、pn接合を有するダイオードに
おけるプラグ8を形成する工程を行っていることによ
り、MOSFETのゲート電極4の電気入力部と電気的
に接続されている配線層9と半導体基板(基板)1にお
ける半導体領域との間に設置されているpn接合を有す
るダイオードを簡単な製造プロセスによって製造するこ
とができるので、高い製造歩留りをもって高性能でしか
も高信頼度の半導体装置を製造することができる。
よれば、MOSFETのソース/ドレインとしてのn型
の半導体領域(半導体領域)6を形成する工程と同時の
工程を使用して、pn接合を有するダイオードにおける
n型の半導体領域(半導体領域)6aを形成する工程を
行っており、MOSFETのプラグ8を形成する工程と
同時の工程を使用して、pn接合を有するダイオードに
おけるプラグ8を形成する工程を行っていることによ
り、MOSFETのゲート電極4の電気入力部と電気的
に接続されている配線層9と半導体基板(基板)1にお
ける半導体領域との間に設置されているpn接合を有す
るダイオードを簡単な製造プロセスによって製造するこ
とができるので、高い製造歩留りをもって高性能でしか
も高信頼度の半導体装置を製造することができる。
【0034】なお、本実施の形態の半導体装置をインバ
ータに適用した例を図25(a)に、ゲートアレーのベ
ーシックセルに適用した例を図25(b)に各々示す。
図示するように、ゲート電極4の引き出し部分4aに近
接して、ダイオードを構成する半導体領域6aを形成す
る。半導体領域6aはPウエルに形成されるときはN型
であり、Nウエルに形成されるときはP型の導電型であ
る。そして、ゲート電極4と半導体領域6aとは、プラ
グ8を介して配線層9により接続される。なお、図25
(b)ではプラグ8と配線層9の図示を省略している。
ータに適用した例を図25(a)に、ゲートアレーのベ
ーシックセルに適用した例を図25(b)に各々示す。
図示するように、ゲート電極4の引き出し部分4aに近
接して、ダイオードを構成する半導体領域6aを形成す
る。半導体領域6aはPウエルに形成されるときはN型
であり、Nウエルに形成されるときはP型の導電型であ
る。そして、ゲート電極4と半導体領域6aとは、プラ
グ8を介して配線層9により接続される。なお、図25
(b)ではプラグ8と配線層9の図示を省略している。
【0035】また、本実施の形態のダイオードは半導体
装置が、CBIC(Cell Based Indeg
rated Curaif)に適用される場合は、入力
端子に接続することができる。この概念を示したのが、
図26(a)および(b)である。図26(a)はチッ
プ内の各セルが接続される概念を示したものであり、図
26(b)は各セルにおける各入力端子(1〜N)に本
実施の形態のダイオードDが適用された様子を示す。
装置が、CBIC(Cell Based Indeg
rated Curaif)に適用される場合は、入力
端子に接続することができる。この概念を示したのが、
図26(a)および(b)である。図26(a)はチッ
プ内の各セルが接続される概念を示したものであり、図
26(b)は各セルにおける各入力端子(1〜N)に本
実施の形態のダイオードDが適用された様子を示す。
【0036】(実施の形態2)図7〜図12は、本発明
の実施の形態2である半導体装置の製造工程を示す概略
断面図である。図7〜図12において、左側の概略断面
図は、MOSFETが形成される領域の概略断面図であ
り、右側の概略断面図は、MOSFETのゲート電極の
電気入力部と電気的に接続される配線層とその配線層と
電気的に接続されるダイオード(pn接合を有するダイ
オード)が形成される領域の概略断面図である。同図を
用いて、本実施の形態2の半導体装置およびその製造方
法を説明する。
の実施の形態2である半導体装置の製造工程を示す概略
断面図である。図7〜図12において、左側の概略断面
図は、MOSFETが形成される領域の概略断面図であ
り、右側の概略断面図は、MOSFETのゲート電極の
電気入力部と電気的に接続される配線層とその配線層と
電気的に接続されるダイオード(pn接合を有するダイ
オード)が形成される領域の概略断面図である。同図を
用いて、本実施の形態2の半導体装置およびその製造方
法を説明する。
【0037】まず、例えばp型の単結晶シリコンからな
る半導体基板(基板)1を用意し、その半導体基板1の
表面の選択的な領域に、酸化シリコン膜などからなる素
子分離用絶縁膜2を形成する(図7)。
る半導体基板(基板)1を用意し、その半導体基板1の
表面の選択的な領域に、酸化シリコン膜などからなる素
子分離用絶縁膜2を形成する(図7)。
【0038】次に、pn接合を有するダイオードを形成
する領域の半導体基板1以外の半導体領域にフォトレジ
スト膜などからなるマスク(イオン注入時におけるマス
ク)を形成した後、イオン注入法を使用して、pn接合
を有するダイオードを形成する領域の半導体基板1に、
pn接合を有するダイオードにおけるn型の半導体領域
(半導体領域)10を形成する工程を行う(図8)。
する領域の半導体基板1以外の半導体領域にフォトレジ
スト膜などからなるマスク(イオン注入時におけるマス
ク)を形成した後、イオン注入法を使用して、pn接合
を有するダイオードを形成する領域の半導体基板1に、
pn接合を有するダイオードにおけるn型の半導体領域
(半導体領域)10を形成する工程を行う(図8)。
【0039】この場合、イオン注入法を使用して、半導
体基板1に、例えばリンなどからなるn型不純物をイオ
ン打ち込みした後、熱拡散処理を行ってpn接合を有す
るダイオードにおけるn型の半導体領域10を形成して
いる。また、ダイオードは、n型の半導体領域10とそ
の下部の半導体基板(p型の半導体領域)1とから形成
されているpn接合を有するダイオードとされている。
体基板1に、例えばリンなどからなるn型不純物をイオ
ン打ち込みした後、熱拡散処理を行ってpn接合を有す
るダイオードにおけるn型の半導体領域10を形成して
いる。また、ダイオードは、n型の半導体領域10とそ
の下部の半導体基板(p型の半導体領域)1とから形成
されているpn接合を有するダイオードとされている。
【0040】次に、半導体基板1の表面に、酸化シリコ
ン膜からなるゲート絶縁膜3を形成した後、半導体基板
1の上に、CVD法を使用して、不純物として例えばリ
ンが含まれている導電性の多結晶シリコン膜(ゲート電
極としての導電性の多結晶シリコン層とゲート電極と電
気的に接続されている配線層としての導電性の多結晶シ
リコン層)を形成した後、リソグラフィ技術と選択エッ
チング技術とを使用して、導電性の多結晶シリコン層か
らなるゲート電極4およびゲート電極4と電気的に接続
されている配線層4aならびにゲート絶縁膜3のパター
ンを形成する(図9)。
ン膜からなるゲート絶縁膜3を形成した後、半導体基板
1の上に、CVD法を使用して、不純物として例えばリ
ンが含まれている導電性の多結晶シリコン膜(ゲート電
極としての導電性の多結晶シリコン層とゲート電極と電
気的に接続されている配線層としての導電性の多結晶シ
リコン層)を形成した後、リソグラフィ技術と選択エッ
チング技術とを使用して、導電性の多結晶シリコン層か
らなるゲート電極4およびゲート電極4と電気的に接続
されている配線層4aならびにゲート絶縁膜3のパター
ンを形成する(図9)。
【0041】この場合、設計仕様に応じて、ゲート絶縁
膜3としての酸化シリコン膜の製造工程として、半導体
基板1の表面を熱処理化してゲート絶縁膜3としての酸
化シリコン膜を形成する製造工程を使用した態様とする
ことができる。また、設計仕様に応じて、ゲート電極4
および配線層4aの製造工程として、導電性の多結晶シ
リコン層と金属層とからなるゲート電極4および配線層
4aなどの種々の導電性層からなるゲート電極4および
配線層4aの製造工程を使用した態様とすることができ
る。さらに、図9における右側の概略断面図に示してい
るように、MOSFETのゲート電極4の電気入力部と
電気的に接続されている配線層4aの下部に、ダイオー
ド(pn接合を有するダイオード)が直接的に電気的に
接続されている態様とすることができる。
膜3としての酸化シリコン膜の製造工程として、半導体
基板1の表面を熱処理化してゲート絶縁膜3としての酸
化シリコン膜を形成する製造工程を使用した態様とする
ことができる。また、設計仕様に応じて、ゲート電極4
および配線層4aの製造工程として、導電性の多結晶シ
リコン層と金属層とからなるゲート電極4および配線層
4aなどの種々の導電性層からなるゲート電極4および
配線層4aの製造工程を使用した態様とすることができ
る。さらに、図9における右側の概略断面図に示してい
るように、MOSFETのゲート電極4の電気入力部と
電気的に接続されている配線層4aの下部に、ダイオー
ド(pn接合を有するダイオード)が直接的に電気的に
接続されている態様とすることができる。
【0042】その後、半導体基板1の上に、CVD法を
使用して、厚膜の酸化シリコン膜を堆積し、ゲート電極
4の側壁に側壁酸化シリコン膜を備えている酸化シリコ
ン膜を形成した後、リソグラフィ技術と選択エッチング
技術とを使用して、酸化シリコン膜の表層部を取り除い
て、ゲート電極4の側壁に、サイドウォールスペーサ5
を形成する(図10)。
使用して、厚膜の酸化シリコン膜を堆積し、ゲート電極
4の側壁に側壁酸化シリコン膜を備えている酸化シリコ
ン膜を形成した後、リソグラフィ技術と選択エッチング
技術とを使用して、酸化シリコン膜の表層部を取り除い
て、ゲート電極4の側壁に、サイドウォールスペーサ5
を形成する(図10)。
【0043】次に、ゲート電極4とサイドウォールスペ
ーサ5とをマスクとして、イオン注入法を使用して、半
導体基板1に、ソース/ドレインとしてのn型の半導体
領域(半導体領域)6を形成する工程を行う(図1
1)。
ーサ5とをマスクとして、イオン注入法を使用して、半
導体基板1に、ソース/ドレインとしてのn型の半導体
領域(半導体領域)6を形成する工程を行う(図1
1)。
【0044】この場合、イオン注入法を使用して、半導
体基板1に、例えばリンなどからなるn型不純物をイオ
ン打ち込みした後、熱拡散処理を行ってソース/ドレイ
ンとしてのn型の半導体領域6を形成している。
体基板1に、例えばリンなどからなるn型不純物をイオ
ン打ち込みした後、熱拡散処理を行ってソース/ドレイ
ンとしてのn型の半導体領域6を形成している。
【0045】その後、半導体基板1の上に、CVD法を
使用して、例えば酸化シリコン膜などからなる絶縁膜7
を形成し、その後、例えばCMP法などの研磨技術を使
用して、表層部の絶縁膜7を取り除いて、絶縁膜7の表
面を平坦化する(図11)。
使用して、例えば酸化シリコン膜などからなる絶縁膜7
を形成し、その後、例えばCMP法などの研磨技術を使
用して、表層部の絶縁膜7を取り除いて、絶縁膜7の表
面を平坦化する(図11)。
【0046】次に、リソグラフィ技術と選択エッチング
技術とを使用して、絶縁膜7の選択的な領域にスルーホ
ールを形成した後、そのスルーホールに、選択CVD法
を使用して、例えばタングステンを埋め込んで、プラグ
8を形成する(図11)。
技術とを使用して、絶縁膜7の選択的な領域にスルーホ
ールを形成した後、そのスルーホールに、選択CVD法
を使用して、例えばタングステンを埋め込んで、プラグ
8を形成する(図11)。
【0047】その後、半導体基板1の上に、CVD法を
使用して、例えばタングステン層からなる配線層9を形
成した後、リソグラフィ技術と選択エッチング技術とを
使用して、パターン化された配線層9を形成する(図1
2)。
使用して、例えばタングステン層からなる配線層9を形
成した後、リソグラフィ技術と選択エッチング技術とを
使用して、パターン化された配線層9を形成する(図1
2)。
【0048】次に、層間絶縁膜と配線層との製造工程を
使用して、半導体基板1の上に、必要に応じて層間絶縁
膜と配線層とを積層させた後、パシベーション膜を形成
することにより、半導体装置の製造工程を終了する。
使用して、半導体基板1の上に、必要に応じて層間絶縁
膜と配線層とを積層させた後、パシベーション膜を形成
することにより、半導体装置の製造工程を終了する。
【0049】前述した本実施の形態2の半導体装置によ
れば、MOSFETのゲート電極4の電気入力部と電気
的に接続されている配線層4aと半導体基板(基板)1
における半導体領域との間にpn接合を有するダイオー
ドが設置されていることにより、前述した実施の形態1
の半導体装置の効果と同様な効果を得ることができるの
で、ゲート絶縁膜3にダメージが入らなくなり、高性能
でしかも高信頼度のMOSFETを有する半導体装置と
することができる。
れば、MOSFETのゲート電極4の電気入力部と電気
的に接続されている配線層4aと半導体基板(基板)1
における半導体領域との間にpn接合を有するダイオー
ドが設置されていることにより、前述した実施の形態1
の半導体装置の効果と同様な効果を得ることができるの
で、ゲート絶縁膜3にダメージが入らなくなり、高性能
でしかも高信頼度のMOSFETを有する半導体装置と
することができる。
【0050】本実施の形態2の半導体装置によれば、M
OSFETのゲート電極4と、そのゲート電極4の電気
入力部と電気的に接続されている配線層4aとが同一の
材料であり、同一の製造工程を用いて形成されており、
MOSFETのゲート電極4の電気入力部と電気的に接
続されている配線層4aとその配線層4aの下部にpn
接合を有するダイオードが配置されていることにより、
高性能でしかも高信頼度のMOSFETを有する半導体
装置とすることができる。
OSFETのゲート電極4と、そのゲート電極4の電気
入力部と電気的に接続されている配線層4aとが同一の
材料であり、同一の製造工程を用いて形成されており、
MOSFETのゲート電極4の電気入力部と電気的に接
続されている配線層4aとその配線層4aの下部にpn
接合を有するダイオードが配置されていることにより、
高性能でしかも高信頼度のMOSFETを有する半導体
装置とすることができる。
【0051】本実施の形態2の半導体装置の製造方法に
よれば、pn接合を有するダイオードを形成する領域の
半導体基板(基板)1に、pn接合を有するダイオード
におけるn型の半導体領域(半導体領域)10を形成す
る工程を行って、n型の半導体領域10とその下部の半
導体基板(p型の半導体領域)1とからなるpn接合を
有するダイオードを形成した後に、半導体基板(基板)
1の上に、ゲート電極4およびゲート電極4と電気的に
接続されている配線層4aを形成していることにより、
MOSFETのゲート電極4の電気入力部と電気的に接
続されている配線層4aとその配線層4aの下部にpn
接合を有するダイオードを製造することができる。
よれば、pn接合を有するダイオードを形成する領域の
半導体基板(基板)1に、pn接合を有するダイオード
におけるn型の半導体領域(半導体領域)10を形成す
る工程を行って、n型の半導体領域10とその下部の半
導体基板(p型の半導体領域)1とからなるpn接合を
有するダイオードを形成した後に、半導体基板(基板)
1の上に、ゲート電極4およびゲート電極4と電気的に
接続されている配線層4aを形成していることにより、
MOSFETのゲート電極4の電気入力部と電気的に接
続されている配線層4aとその配線層4aの下部にpn
接合を有するダイオードを製造することができる。
【0052】したがって、本実施の形態2の半導体装置
の製造方法によれば、多数のMOSFETに対応して形
成されるpn接合を有するダイオードの領域が多数あっ
ても、半導体装置の面積を大きくする必要がないことに
より、多数の各々のMOSFETに対応してpn接合を
有するダイオードを設置しても、高集積度の半導体装置
を製造することができる。
の製造方法によれば、多数のMOSFETに対応して形
成されるpn接合を有するダイオードの領域が多数あっ
ても、半導体装置の面積を大きくする必要がないことに
より、多数の各々のMOSFETに対応してpn接合を
有するダイオードを設置しても、高集積度の半導体装置
を製造することができる。
【0053】又、ゲート電極4(配線層4a)とダイオ
ードとを上層の第1層配線等により接続する必要がな
く、プロセス簡略化、デバイス面積の縮小に寄与でき
る。
ードとを上層の第1層配線等により接続する必要がな
く、プロセス簡略化、デバイス面積の縮小に寄与でき
る。
【0054】なお、本実施の形態では、ダイオードを構
成するn型の半導体領域10をイオン注入法により予め
形成した後にゲート電極4(配線層4a)を形成してい
るがゲート電極4(配線層4a)が高濃度のn型不純物
がドープされた多結晶シリコンで構成される場合には、
配線層4aからの自然的な熱拡散により半導体領域10
を形成できる。この場合、工程を簡略化することができ
る。
成するn型の半導体領域10をイオン注入法により予め
形成した後にゲート電極4(配線層4a)を形成してい
るがゲート電極4(配線層4a)が高濃度のn型不純物
がドープされた多結晶シリコンで構成される場合には、
配線層4aからの自然的な熱拡散により半導体領域10
を形成できる。この場合、工程を簡略化することができ
る。
【0055】なお、本実施の形態のダイオードが適用さ
れた場合の平面レイアウトの一例を図27に示す。ゲー
ト電極4の引き出し部分(パッド部)を配線層4aと
し、その直下にダイオードを構成する半導体領域10を
形成できる。
れた場合の平面レイアウトの一例を図27に示す。ゲー
ト電極4の引き出し部分(パッド部)を配線層4aと
し、その直下にダイオードを構成する半導体領域10を
形成できる。
【0056】(実施の形態3)図13〜図18は、本発
明の実施の形態3である半導体装置の製造工程を示す概
略断面図である。図13〜図18において、左側の概略
断面図は、MOSFETが形成される領域の概略断面図
であり、右側の概略断面図は、MOSFETのゲート電
極の電気入力部と電気的に接続される配線層とその配線
層と電気的に接続されるダイオード(pn接合を有する
ダイオード)が形成される領域の概略断面図である。同
図を用いて、本実施の形態3の半導体装置およびその製
造方法を説明する。
明の実施の形態3である半導体装置の製造工程を示す概
略断面図である。図13〜図18において、左側の概略
断面図は、MOSFETが形成される領域の概略断面図
であり、右側の概略断面図は、MOSFETのゲート電
極の電気入力部と電気的に接続される配線層とその配線
層と電気的に接続されるダイオード(pn接合を有する
ダイオード)が形成される領域の概略断面図である。同
図を用いて、本実施の形態3の半導体装置およびその製
造方法を説明する。
【0057】まず、例えばp型の単結晶シリコンからな
る半導体基板(基板)1を用意し、その半導体基板1の
表面の選択的な領域に、酸化シリコン膜などからなる素
子分離用絶縁膜2を形成する(図13)。
る半導体基板(基板)1を用意し、その半導体基板1の
表面の選択的な領域に、酸化シリコン膜などからなる素
子分離用絶縁膜2を形成する(図13)。
【0058】次に、半導体基板1の表面に、酸化シリコ
ン膜からなるゲート絶縁膜3を形成した後、半導体基板
1の上に、CVD法を使用して、不純物として例えばリ
ンが含まれている導電性の多結晶シリコン膜(ゲート電
極としての導電性の多結晶シリコン層とゲート電極と電
気的に接続されている配線層としての導電性の多結晶シ
リコン層)を形成した後、リソグラフィ技術と選択エッ
チング技術とを使用して、導電性の多結晶シリコン層か
らなるゲート電極4およびゲート電極4と電気的に接続
されている配線層4aならびにゲート絶縁膜3のパター
ンを形成する(図14)。
ン膜からなるゲート絶縁膜3を形成した後、半導体基板
1の上に、CVD法を使用して、不純物として例えばリ
ンが含まれている導電性の多結晶シリコン膜(ゲート電
極としての導電性の多結晶シリコン層とゲート電極と電
気的に接続されている配線層としての導電性の多結晶シ
リコン層)を形成した後、リソグラフィ技術と選択エッ
チング技術とを使用して、導電性の多結晶シリコン層か
らなるゲート電極4およびゲート電極4と電気的に接続
されている配線層4aならびにゲート絶縁膜3のパター
ンを形成する(図14)。
【0059】この場合、設計仕様に応じて、ゲート絶縁
膜3としての酸化シリコン膜の製造工程として、半導体
基板1の表面を熱処理化してゲート絶縁膜3としての酸
化シリコン膜を形成する製造工程を使用した態様とする
ことができる。また、設計仕様に応じて、ゲート電極4
および配線層4aの製造工程として、導電性の多結晶シ
リコン層と金属層とからなるゲート電極4および配線層
4aなどの種々の導電性層からなるゲート電極4および
配線層4aの製造工程を使用した態様とすることができ
る。さらに、図14における右側の概略断面図に示して
いるように、MOSFETのゲート電極4の電気入力部
と電気的に接続されている配線層4aの左側の側壁は、
ダイオード(pn接合を有するダイオード)が形成され
る領域の半導体基板1の表面部に形成されている素子分
離用絶縁膜2の側壁の上の領域に設置される態様とされ
ている。
膜3としての酸化シリコン膜の製造工程として、半導体
基板1の表面を熱処理化してゲート絶縁膜3としての酸
化シリコン膜を形成する製造工程を使用した態様とする
ことができる。また、設計仕様に応じて、ゲート電極4
および配線層4aの製造工程として、導電性の多結晶シ
リコン層と金属層とからなるゲート電極4および配線層
4aなどの種々の導電性層からなるゲート電極4および
配線層4aの製造工程を使用した態様とすることができ
る。さらに、図14における右側の概略断面図に示して
いるように、MOSFETのゲート電極4の電気入力部
と電気的に接続されている配線層4aの左側の側壁は、
ダイオード(pn接合を有するダイオード)が形成され
る領域の半導体基板1の表面部に形成されている素子分
離用絶縁膜2の側壁の上の領域に設置される態様とされ
ている。
【0060】その後、半導体基板1の上に、CVD法を
使用して、厚膜の酸化シリコン膜を堆積し、ゲート電極
4の側壁などに側壁酸化シリコン膜を備えている酸化シ
リコン膜を形成した後、リソグラフィ技術と選択エッチ
ング技術とを使用して、酸化シリコン膜の表層部を取り
除いて、ゲート電極4の側壁に、サイドウォールスペー
サ5を形成すると共に配線層4aの右側の側壁にもサイ
ドウォールスペーサ5を形成する(図14)。
使用して、厚膜の酸化シリコン膜を堆積し、ゲート電極
4の側壁などに側壁酸化シリコン膜を備えている酸化シ
リコン膜を形成した後、リソグラフィ技術と選択エッチ
ング技術とを使用して、酸化シリコン膜の表層部を取り
除いて、ゲート電極4の側壁に、サイドウォールスペー
サ5を形成すると共に配線層4aの右側の側壁にもサイ
ドウォールスペーサ5を形成する(図14)。
【0061】次に、ゲート電極4とサイドウォールスペ
ーサ5とをマスクとして、イオン注入法を使用して、半
導体基板1に、ソース/ドレインとしてのn型の半導体
領域(半導体領域)6を形成する工程を行うと共に、そ
の工程と同時の工程を使用して、pn接合を有するダイ
オードを形成する領域の半導体基板1に、pn接合を有
するダイオードにおけるn型の半導体領域(半導体領
域)6aを形成する工程を行う(図15)。
ーサ5とをマスクとして、イオン注入法を使用して、半
導体基板1に、ソース/ドレインとしてのn型の半導体
領域(半導体領域)6を形成する工程を行うと共に、そ
の工程と同時の工程を使用して、pn接合を有するダイ
オードを形成する領域の半導体基板1に、pn接合を有
するダイオードにおけるn型の半導体領域(半導体領
域)6aを形成する工程を行う(図15)。
【0062】この場合、イオン注入法を使用して、半導
体基板1に、例えばリンなどからなるn型不純物をイオ
ン打ち込みした後、熱拡散処理を行ってソース/ドレイ
ンとしてのn型の半導体領域6とpn接合を有するダイ
オードにおけるn型の半導体領域6aを形成している。
また、ダイオードは、n型の半導体領域6aとその下部
の半導体基板(p型の半導体領域)1とから形成されて
いるpn接合を有するダイオードとされている。
体基板1に、例えばリンなどからなるn型不純物をイオ
ン打ち込みした後、熱拡散処理を行ってソース/ドレイ
ンとしてのn型の半導体領域6とpn接合を有するダイ
オードにおけるn型の半導体領域6aを形成している。
また、ダイオードは、n型の半導体領域6aとその下部
の半導体基板(p型の半導体領域)1とから形成されて
いるpn接合を有するダイオードとされている。
【0063】その後、半導体基板1の上に、CVD法を
使用して、例えばタングステン層からなる配線層11を
形成した後、リソグラフィ技術と選択エッチング技術と
を使用して、パターン化された配線層11を形成する
(図16)。
使用して、例えばタングステン層からなる配線層11を
形成した後、リソグラフィ技術と選択エッチング技術と
を使用して、パターン化された配線層11を形成する
(図16)。
【0064】この場合、本実施の形態の配線層(ダイオ
ードの表面と配線層4aの側壁および表面とが電気的に
接続されている配線層)11の材料として、高融点金属
(タングステン、チタン、タンタルなど)または高融点
金属が含まれている合金(TiW、TiNなどの合金)
あるいは高融点金属シリサイドを適用する態様とされて
いることにより、低抵抗などからなる高性能の配線層1
1とされている。
ードの表面と配線層4aの側壁および表面とが電気的に
接続されている配線層)11の材料として、高融点金属
(タングステン、チタン、タンタルなど)または高融点
金属が含まれている合金(TiW、TiNなどの合金)
あるいは高融点金属シリサイドを適用する態様とされて
いることにより、低抵抗などからなる高性能の配線層1
1とされている。
【0065】また、図16における右側の概略断面図に
示しているように、配線層11は、MOSFETのゲー
ト電極4の電気入力部と電気的に接続されている配線層
4aとpn接合を有するダイオードのn型の半導体領域
(半導体領域)4aとを電気的に接続するための配線層
であることにより、MOSFETのゲート電極4の電気
入力部と電気的に接続されている配線層4aとダイオー
ド(pn接合を有するダイオード)とが配線層11を用
いて電気的に接続されている態様とすることができる。
示しているように、配線層11は、MOSFETのゲー
ト電極4の電気入力部と電気的に接続されている配線層
4aとpn接合を有するダイオードのn型の半導体領域
(半導体領域)4aとを電気的に接続するための配線層
であることにより、MOSFETのゲート電極4の電気
入力部と電気的に接続されている配線層4aとダイオー
ド(pn接合を有するダイオード)とが配線層11を用
いて電気的に接続されている態様とすることができる。
【0066】次に、半導体基板1の上に、CVD法を使
用して、例えば酸化シリコン膜などからなる絶縁膜7を
形成し、その後、例えばCMP法などの研磨技術を使用
して、表層部の絶縁膜7を取り除いて、絶縁膜7の表面
を平坦化する(図17)。
用して、例えば酸化シリコン膜などからなる絶縁膜7を
形成し、その後、例えばCMP法などの研磨技術を使用
して、表層部の絶縁膜7を取り除いて、絶縁膜7の表面
を平坦化する(図17)。
【0067】その後、リソグラフィ技術と選択エッチン
グ技術とを使用して、絶縁膜7の選択的な領域にスルー
ホールを形成した後、そのスルーホールに、選択CVD
法を使用して、例えばタングステンを埋め込んで、プラ
グ8を形成する(図17)。
グ技術とを使用して、絶縁膜7の選択的な領域にスルー
ホールを形成した後、そのスルーホールに、選択CVD
法を使用して、例えばタングステンを埋め込んで、プラ
グ8を形成する(図17)。
【0068】その後、半導体基板1の上に、CVD法を
使用して、例えばタングステン層からなる配線層9を形
成した後、リソグラフィ技術と選択エッチング技術とを
使用して、パターン化された配線層9を形成する(図1
8)。
使用して、例えばタングステン層からなる配線層9を形
成した後、リソグラフィ技術と選択エッチング技術とを
使用して、パターン化された配線層9を形成する(図1
8)。
【0069】次に、層間絶縁膜と配線層との製造工程を
使用して、半導体基板1の上に、必要に応じて層間絶縁
膜と配線層とを積層させた後、パシベーション膜を形成
することにより、半導体装置の製造工程を終了する。
使用して、半導体基板1の上に、必要に応じて層間絶縁
膜と配線層とを積層させた後、パシベーション膜を形成
することにより、半導体装置の製造工程を終了する。
【0070】前述した本実施の形態3の半導体装置によ
れば、MOSFETのゲート電極4の電気入力部と電気
的に接続されている配線層4aと半導体基板(基板)1
における半導体領域との間にpn接合を有するダイオー
ドが設置されていることにより、前述した実施の形態1
の半導体装置の効果と同様な効果を得ることができるの
で、ゲート絶縁膜3にダメージが入らなくなり、高性能
でしかも高信頼度のMOSFETを有する半導体装置と
することができる。
れば、MOSFETのゲート電極4の電気入力部と電気
的に接続されている配線層4aと半導体基板(基板)1
における半導体領域との間にpn接合を有するダイオー
ドが設置されていることにより、前述した実施の形態1
の半導体装置の効果と同様な効果を得ることができるの
で、ゲート絶縁膜3にダメージが入らなくなり、高性能
でしかも高信頼度のMOSFETを有する半導体装置と
することができる。
【0071】本実施の形態3の半導体装置によれば、M
OSFETのゲート電極4と、そのゲート電極4の電気
入力部と電気的に接続されている配線層4aとが同一の
材料であり、同一の製造工程を用いて形成されており、
MOSFETのゲート電極4の電気入力部と電気的に接
続されている配線層4aとその配線層4aの近接の領域
にpn接合を有するダイオードが配置されていることに
より、高性能でしかも高信頼度のMOSFETを有する
半導体装置とすることができる。
OSFETのゲート電極4と、そのゲート電極4の電気
入力部と電気的に接続されている配線層4aとが同一の
材料であり、同一の製造工程を用いて形成されており、
MOSFETのゲート電極4の電気入力部と電気的に接
続されている配線層4aとその配線層4aの近接の領域
にpn接合を有するダイオードが配置されていることに
より、高性能でしかも高信頼度のMOSFETを有する
半導体装置とすることができる。
【0072】本実施の形態3の半導体装置の製造方法に
よれば、MOSFETのソース/ドレインとしてのn型
の半導体領域(半導体領域)6を形成する工程と同時の
工程を使用して、pn接合を有するダイオードにおける
n型の半導体領域(半導体領域)6aを形成する工程を
行っており、MOSFETのゲート電極4と、そのゲー
ト電極4の電気入力部と電気的に接続されている配線層
4aとが同一の材料であり、同一の製造工程を用いて形
成されていることにより、MOSFETのゲート電極4
の電気入力部と電気的に接続されている配線層4aと半
導体基板(基板)1における半導体領域との間に設置さ
れているpn接合を有するダイオードを簡単な製造プロ
セスによって製造することができるので、高い製造歩留
りをもって高性能でしかも高信頼度の半導体装置を製造
することができる。
よれば、MOSFETのソース/ドレインとしてのn型
の半導体領域(半導体領域)6を形成する工程と同時の
工程を使用して、pn接合を有するダイオードにおける
n型の半導体領域(半導体領域)6aを形成する工程を
行っており、MOSFETのゲート電極4と、そのゲー
ト電極4の電気入力部と電気的に接続されている配線層
4aとが同一の材料であり、同一の製造工程を用いて形
成されていることにより、MOSFETのゲート電極4
の電気入力部と電気的に接続されている配線層4aと半
導体基板(基板)1における半導体領域との間に設置さ
れているpn接合を有するダイオードを簡単な製造プロ
セスによって製造することができるので、高い製造歩留
りをもって高性能でしかも高信頼度の半導体装置を製造
することができる。
【0073】又、本実施の形態によれば、実施の形態2
と同様に第1層配線等を介して配線層4aとダイオード
とを接続する必要がない。これにより、素子面積を縮小
して高集積化を図れる。
と同様に第1層配線等を介して配線層4aとダイオード
とを接続する必要がない。これにより、素子面積を縮小
して高集積化を図れる。
【0074】なお、図28に本実施の形態の平面レイア
ウトの一例を示す。ゲート電極4と一体に形成される配
線層4aと、半導体領域6a(配線層11の下部に形成
されている)とが配線層11を介して接続されている。
ウトの一例を示す。ゲート電極4と一体に形成される配
線層4aと、半導体領域6a(配線層11の下部に形成
されている)とが配線層11を介して接続されている。
【0075】(実施の形態4)図19〜図24は、本発
明の実施の形態4である半導体装置の製造工程を示す概
略断面図である。図19〜図24において、左側の概略
断面図は、MOSFETが形成される領域の概略断面図
であり、右側の概略断面図は、MOSFETのゲート電
極の電気入力部と電気的に接続される配線層とその配線
層と電気的に接続されるダイオード(pn接合を有する
ダイオード)が形成される領域の概略断面図である。同
図を用いて、本実施の形態4の半導体装置およびその製
造方法を説明する。
明の実施の形態4である半導体装置の製造工程を示す概
略断面図である。図19〜図24において、左側の概略
断面図は、MOSFETが形成される領域の概略断面図
であり、右側の概略断面図は、MOSFETのゲート電
極の電気入力部と電気的に接続される配線層とその配線
層と電気的に接続されるダイオード(pn接合を有する
ダイオード)が形成される領域の概略断面図である。同
図を用いて、本実施の形態4の半導体装置およびその製
造方法を説明する。
【0076】まず、例えばp型の単結晶シリコンからな
る半導体基板(基板)1を用意し、その半導体基板1の
表面の選択的な領域に、酸化シリコン膜などからなる素
子分離用絶縁膜2を形成する(図19)。
る半導体基板(基板)1を用意し、その半導体基板1の
表面の選択的な領域に、酸化シリコン膜などからなる素
子分離用絶縁膜2を形成する(図19)。
【0077】次に、半導体基板1の表面に、酸化シリコ
ン膜からなるゲート絶縁膜3を形成した後、半導体基板
1の上に、CVD法を使用して、不純物として例えばリ
ンが含まれている導電性の多結晶シリコン膜(ゲート電
極としての導電性の多結晶シリコン層とゲート電極と電
気的に接続されている配線層としての導電性の多結晶シ
リコン層)を形成した後、リソグラフィ技術と選択エッ
チング技術とを使用して、導電性の多結晶シリコン層か
らなるゲート電極4およびゲート電極4と電気的に接続
されている配線層4aならびにゲート絶縁膜3のパター
ンを形成する(図20)。
ン膜からなるゲート絶縁膜3を形成した後、半導体基板
1の上に、CVD法を使用して、不純物として例えばリ
ンが含まれている導電性の多結晶シリコン膜(ゲート電
極としての導電性の多結晶シリコン層とゲート電極と電
気的に接続されている配線層としての導電性の多結晶シ
リコン層)を形成した後、リソグラフィ技術と選択エッ
チング技術とを使用して、導電性の多結晶シリコン層か
らなるゲート電極4およびゲート電極4と電気的に接続
されている配線層4aならびにゲート絶縁膜3のパター
ンを形成する(図20)。
【0078】この場合、設計仕様に応じて、ゲート絶縁
膜3としての酸化シリコン膜の製造工程として、半導体
基板1の表面を熱処理化してゲート絶縁膜3としての酸
化シリコン膜を形成する製造工程を使用した態様とする
ことができる。また、設計仕様に応じて、ゲート電極4
および配線層4aの製造工程として、導電性の多結晶シ
リコン層と金属層とからなるゲート電極4および配線層
4aなどの種々の導電性層からなるゲート電極4および
配線層4aの製造工程を使用した態様とすることができ
る。さらに、図20における右側の概略断面図に示して
いるように、MOSFETのゲート電極4の電気入力部
と電気的に接続されている配線層4aの左側の側壁は、
ダイオード(pn接合を有するダイオード)が形成され
る領域の半導体基板1の表面部に形成されている素子分
離用絶縁膜2の側壁近傍の上の領域に設置される態様と
されている。
膜3としての酸化シリコン膜の製造工程として、半導体
基板1の表面を熱処理化してゲート絶縁膜3としての酸
化シリコン膜を形成する製造工程を使用した態様とする
ことができる。また、設計仕様に応じて、ゲート電極4
および配線層4aの製造工程として、導電性の多結晶シ
リコン層と金属層とからなるゲート電極4および配線層
4aなどの種々の導電性層からなるゲート電極4および
配線層4aの製造工程を使用した態様とすることができ
る。さらに、図20における右側の概略断面図に示して
いるように、MOSFETのゲート電極4の電気入力部
と電気的に接続されている配線層4aの左側の側壁は、
ダイオード(pn接合を有するダイオード)が形成され
る領域の半導体基板1の表面部に形成されている素子分
離用絶縁膜2の側壁近傍の上の領域に設置される態様と
されている。
【0079】その後、半導体基板1の上に、CVD法を
使用して、厚膜の酸化シリコン膜を堆積し、ゲート電極
4の側壁などに側壁酸化シリコン膜を備えている酸化シ
リコン膜を形成した後、リソグラフィ技術と選択エッチ
ング技術とを使用して、酸化シリコン膜の表層部を取り
除いて、ゲート電極4の側壁に、サイドウォールスペー
サ5を形成すると共に配線層4aの側壁にもサイドウォ
ールスペーサ5を形成する(図20)。
使用して、厚膜の酸化シリコン膜を堆積し、ゲート電極
4の側壁などに側壁酸化シリコン膜を備えている酸化シ
リコン膜を形成した後、リソグラフィ技術と選択エッチ
ング技術とを使用して、酸化シリコン膜の表層部を取り
除いて、ゲート電極4の側壁に、サイドウォールスペー
サ5を形成すると共に配線層4aの側壁にもサイドウォ
ールスペーサ5を形成する(図20)。
【0080】次に、ゲート電極4とサイドウォールスペ
ーサ5とをマスクとして、イオン注入法を使用して、半
導体基板1に、ソース/ドレインとしてのn型の半導体
領域(半導体領域)6を形成する工程を行うと共に、そ
の工程と同時の工程を使用して、pn接合を有するダイ
オードを形成する領域の半導体基板1に、pn接合を有
するダイオードにおけるn型の半導体領域(半導体領
域)6aを形成する工程を行う(図21)。
ーサ5とをマスクとして、イオン注入法を使用して、半
導体基板1に、ソース/ドレインとしてのn型の半導体
領域(半導体領域)6を形成する工程を行うと共に、そ
の工程と同時の工程を使用して、pn接合を有するダイ
オードを形成する領域の半導体基板1に、pn接合を有
するダイオードにおけるn型の半導体領域(半導体領
域)6aを形成する工程を行う(図21)。
【0081】この場合、イオン注入法を使用して、半導
体基板1に、例えばリンなどからなるn型不純物をイオ
ン打ち込みした後、熱拡散処理を行ってソース/ドレイ
ンとしてのn型の半導体領域6とpn接合を有するダイ
オードにおけるn型の半導体領域6aを形成している。
また、ダイオードは、n型の半導体領域6aとその下部
の半導体基板(p型の半導体領域)1とから形成されて
いるpn接合を有するダイオードとされている。
体基板1に、例えばリンなどからなるn型不純物をイオ
ン打ち込みした後、熱拡散処理を行ってソース/ドレイ
ンとしてのn型の半導体領域6とpn接合を有するダイ
オードにおけるn型の半導体領域6aを形成している。
また、ダイオードは、n型の半導体領域6aとその下部
の半導体基板(p型の半導体領域)1とから形成されて
いるpn接合を有するダイオードとされている。
【0082】次に、半導体基板1の上に、CVD法を使
用して、例えば酸化シリコン膜などからなる絶縁膜12
を形成し、その後、例えばCMP法などの研磨技術を使
用して、表層部の絶縁膜12を取り除いて、絶縁膜12
の表面を平坦化する(図22)。
用して、例えば酸化シリコン膜などからなる絶縁膜12
を形成し、その後、例えばCMP法などの研磨技術を使
用して、表層部の絶縁膜12を取り除いて、絶縁膜12
の表面を平坦化する(図22)。
【0083】その後、リソグラフィ技術と選択エッチン
グ技術とを使用して、pn接合を有するダイオードおよ
びその近傍の配線層4aを含む領域の上の絶縁膜12の
領域にスルーホールを形成した後、そのスルーホール
に、選択CVD法を使用して、例えばタングステンを埋
め込んで、プラグ13を形成する(図22)。
グ技術とを使用して、pn接合を有するダイオードおよ
びその近傍の配線層4aを含む領域の上の絶縁膜12の
領域にスルーホールを形成した後、そのスルーホール
に、選択CVD法を使用して、例えばタングステンを埋
め込んで、プラグ13を形成する(図22)。
【0084】この場合、本実施の形態のプラグ13の材
料として、高融点金属(タングステン、チタン、タンタ
ルなど)または高融点金属が含まれている合金(Ti
W、TiNなどの合金)あるいはアルミニウムまたは銅
を適用する態様とされていることにより、低抵抗などか
らなる高性能のプラグ13とされている。
料として、高融点金属(タングステン、チタン、タンタ
ルなど)または高融点金属が含まれている合金(Ti
W、TiNなどの合金)あるいはアルミニウムまたは銅
を適用する態様とされていることにより、低抵抗などか
らなる高性能のプラグ13とされている。
【0085】また、図22における右側の概略断面図に
示しているように、プラグ13は、MOSFETのゲー
ト電極4の電気入力部と電気的に接続されている配線層
4aとpn接合を有するダイオードのn型の半導体領域
(半導体領域)6aとを電気的に接続するためのプラグ
であることにより、MOSFETのゲート電極4の電気
入力部と電気的に接続されている配線層4aとダイオー
ド(pn接合を有するダイオード)とがプラグ13によ
って(を用いて)電気的に接続されている態様とするこ
とができる。
示しているように、プラグ13は、MOSFETのゲー
ト電極4の電気入力部と電気的に接続されている配線層
4aとpn接合を有するダイオードのn型の半導体領域
(半導体領域)6aとを電気的に接続するためのプラグ
であることにより、MOSFETのゲート電極4の電気
入力部と電気的に接続されている配線層4aとダイオー
ド(pn接合を有するダイオード)とがプラグ13によ
って(を用いて)電気的に接続されている態様とするこ
とができる。
【0086】次に、半導体基板1の上に、CVD法を使
用して、例えば酸化シリコン膜などからなる絶縁膜14
を形成する(図23)。
用して、例えば酸化シリコン膜などからなる絶縁膜14
を形成する(図23)。
【0087】その後、リソグラフィ技術と選択エッチン
グ技術とを使用して、絶縁膜12,14の選択的な領域
にスルーホールを形成した後、そのスルーホールに、選
択CVD法を使用して、例えばタングステンを埋め込ん
で、プラグ8を形成する(図23)。
グ技術とを使用して、絶縁膜12,14の選択的な領域
にスルーホールを形成した後、そのスルーホールに、選
択CVD法を使用して、例えばタングステンを埋め込ん
で、プラグ8を形成する(図23)。
【0088】その後、半導体基板1の上に、CVD法を
使用して、例えばタングステン層からなる配線層9を形
成した後、リソグラフィ技術と選択エッチング技術とを
使用して、パターン化された配線層9を形成する(図2
4)。
使用して、例えばタングステン層からなる配線層9を形
成した後、リソグラフィ技術と選択エッチング技術とを
使用して、パターン化された配線層9を形成する(図2
4)。
【0089】次に、層間絶縁膜と配線層との製造工程を
使用して、半導体基板1の上に、必要に応じて層間絶縁
膜と配線層とを積層させた後、パシベーション膜を形成
することにより、半導体装置の製造工程を終了する。
使用して、半導体基板1の上に、必要に応じて層間絶縁
膜と配線層とを積層させた後、パシベーション膜を形成
することにより、半導体装置の製造工程を終了する。
【0090】前述した本実施の形態4の半導体装置によ
れば、MOSFETのゲート電極4の電気入力部と電気
的に接続されている配線層4aと半導体基板(基板)1
における半導体領域との間にpn接合を有するダイオー
ドが設置されていることにより、前述した実施の形態1
の半導体装置の効果と同様な効果を得ることができるの
で、ゲート絶縁膜3にダメージが入らなくなり、高性能
でしかも高信頼度のMOSFETを有する半導体装置と
することができる。
れば、MOSFETのゲート電極4の電気入力部と電気
的に接続されている配線層4aと半導体基板(基板)1
における半導体領域との間にpn接合を有するダイオー
ドが設置されていることにより、前述した実施の形態1
の半導体装置の効果と同様な効果を得ることができるの
で、ゲート絶縁膜3にダメージが入らなくなり、高性能
でしかも高信頼度のMOSFETを有する半導体装置と
することができる。
【0091】本実施の形態4の半導体装置によれば、M
OSFETのゲート電極4と、そのゲート電極4の電気
入力部と電気的に接続されている配線層4aとが同一の
材料であり、同一の製造工程を用いて形成されており、
MOSFETのゲート電極4の電気入力部と電気的に接
続されている配線層4aとその配線層4aの近接の領域
にpn接合を有するダイオードが配置されていることに
より、高性能でしかも高信頼度のMOSFETを有する
半導体装置とすることができる。
OSFETのゲート電極4と、そのゲート電極4の電気
入力部と電気的に接続されている配線層4aとが同一の
材料であり、同一の製造工程を用いて形成されており、
MOSFETのゲート電極4の電気入力部と電気的に接
続されている配線層4aとその配線層4aの近接の領域
にpn接合を有するダイオードが配置されていることに
より、高性能でしかも高信頼度のMOSFETを有する
半導体装置とすることができる。
【0092】本実施の形態4の半導体装置の製造方法に
よれば、MOSFETのソース/ドレインとしてのn型
の半導体領域(半導体領域)6を形成する工程と同時の
工程を使用して、pn接合を有するダイオードにおける
n型の半導体領域(半導体領域)6aを形成する工程を
行っており、MOSFETのゲート電極4と、そのゲー
ト電極4の電気入力部と電気的に接続されている配線層
4aとが同一の材料であり、同一の製造工程を用いて形
成されていることにより、MOSFETのゲート電極4
の電気入力部と電気的に接続されている配線層4aと半
導体基板(基板)1における半導体領域との間に設置さ
れているpn接合を有するダイオードを簡単な製造プロ
セスによって製造することができるので、高い製造歩留
りをもって高性能でしかも高信頼度の半導体装置を製造
することができる。
よれば、MOSFETのソース/ドレインとしてのn型
の半導体領域(半導体領域)6を形成する工程と同時の
工程を使用して、pn接合を有するダイオードにおける
n型の半導体領域(半導体領域)6aを形成する工程を
行っており、MOSFETのゲート電極4と、そのゲー
ト電極4の電気入力部と電気的に接続されている配線層
4aとが同一の材料であり、同一の製造工程を用いて形
成されていることにより、MOSFETのゲート電極4
の電気入力部と電気的に接続されている配線層4aと半
導体基板(基板)1における半導体領域との間に設置さ
れているpn接合を有するダイオードを簡単な製造プロ
セスによって製造することができるので、高い製造歩留
りをもって高性能でしかも高信頼度の半導体装置を製造
することができる。
【0093】又、本実施の形態によれば、プラグ13を
用いて配線層4aと半導体領域6aとを接続するため、
第1層配線等を介する必要がなく、素子面積を低減する
ことが可能となる。しかも、実施の形態3のようにロー
カル配線的な配線層11を形成する工程が必要でなく、
工程を簡略化することができる。
用いて配線層4aと半導体領域6aとを接続するため、
第1層配線等を介する必要がなく、素子面積を低減する
ことが可能となる。しかも、実施の形態3のようにロー
カル配線的な配線層11を形成する工程が必要でなく、
工程を簡略化することができる。
【0094】なお、図29に本実施の形態4の平面レイ
アウトの一例を示す。ダイオードを構成する半導体領域
6aと、ゲート電極4と一体形成される配線層4aとの
上部にプラグ13が両部材にまたがるように形成されて
おり、このプラグ13を介して、半導体領域6aと配線
層4aとが接続されている。
アウトの一例を示す。ダイオードを構成する半導体領域
6aと、ゲート電極4と一体形成される配線層4aとの
上部にプラグ13が両部材にまたがるように形成されて
おり、このプラグ13を介して、半導体領域6aと配線
層4aとが接続されている。
【0095】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
【0096】例えば、本発明の半導体装置およびその製
造方法は、半導体素子を形成している基板を、半導体基
板以外に、SOI(Silicon on Insulator)基板に変更
することができ、nチャネルMOSFETまたはpチャ
ネルMOSFETあるいはnチャネルMOSFETとp
チャネルMOSFETとを備えているCMOSFETを
有する半導体装置およびその製造方法に適用できる。
造方法は、半導体素子を形成している基板を、半導体基
板以外に、SOI(Silicon on Insulator)基板に変更
することができ、nチャネルMOSFETまたはpチャ
ネルMOSFETあるいはnチャネルMOSFETとp
チャネルMOSFETとを備えているCMOSFETを
有する半導体装置およびその製造方法に適用できる。
【0097】また、本発明は、MOSFET、CMOS
FETおよびバイポーラトランジスタなどの種々の半導
体素子を組み合わせた態様の半導体集積回路装置および
その製造方法とすることができる。
FETおよびバイポーラトランジスタなどの種々の半導
体素子を組み合わせた態様の半導体集積回路装置および
その製造方法とすることができる。
【0098】さらに、本発明は、MOSFET、CMO
SFET、BiCMOSFETなどを構成要素とするD
RAM(Dynamic Random Access Memory)、SRAM
(Static Random Access Memory )などのメモリ系、あ
るいはロジック系などを有する種々の半導体集積回路装
置およびその製造方法に適用できる。
SFET、BiCMOSFETなどを構成要素とするD
RAM(Dynamic Random Access Memory)、SRAM
(Static Random Access Memory )などのメモリ系、あ
るいはロジック系などを有する種々の半導体集積回路装
置およびその製造方法に適用できる。
【0099】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0100】(1).本発明の半導体装置によれば、M
OSFETのゲート電極の電気入力部と電気的に接続さ
れている配線層と半導体基板(基板)における半導体領
域との間にpn接合を有するダイオードが設置されてい
ることにより、ゲート電極の電気入力部と電気的に接続
されている配線層(入力端子と電気的に接続されている
配線層)がゲート電極の電気出力部と電気的に接続され
ている配線層(出力端子と電気的に接続されている配線
層)と結線されるまでの間、入力端子に結線された配線
層がチャージを収集するが、入力端子に結線されている
配線層に蓄積する電荷がpn接合を有するダイオードを
介して半導体基板(基板)に逃げることができるので、
チャージアップが防止できる。
OSFETのゲート電極の電気入力部と電気的に接続さ
れている配線層と半導体基板(基板)における半導体領
域との間にpn接合を有するダイオードが設置されてい
ることにより、ゲート電極の電気入力部と電気的に接続
されている配線層(入力端子と電気的に接続されている
配線層)がゲート電極の電気出力部と電気的に接続され
ている配線層(出力端子と電気的に接続されている配線
層)と結線されるまでの間、入力端子に結線された配線
層がチャージを収集するが、入力端子に結線されている
配線層に蓄積する電荷がpn接合を有するダイオードを
介して半導体基板(基板)に逃げることができるので、
チャージアップが防止できる。
【0101】また、本発明の半導体装置によれば、pn
接合を有するダイオードとMOSFETのゲート電極と
の電気的な接続を下層の配線層を使用して行っているこ
とにより、結線されるまでのアンテナ効果を低減化する
ことができる。
接合を有するダイオードとMOSFETのゲート電極と
の電気的な接続を下層の配線層を使用して行っているこ
とにより、結線されるまでのアンテナ効果を低減化する
ことができる。
【0102】したがって、本発明の半導体装置によれ
ば、MOSFETのゲート電極の下部のゲート絶縁膜に
過大な電圧がかからなくなることができるので、ゲート
絶縁膜にダメージが入らなくなり、高性能でしかも高信
頼度のMOSFETを有する半導体装置とすることがで
きる。
ば、MOSFETのゲート電極の下部のゲート絶縁膜に
過大な電圧がかからなくなることができるので、ゲート
絶縁膜にダメージが入らなくなり、高性能でしかも高信
頼度のMOSFETを有する半導体装置とすることがで
きる。
【0103】(2).本発明の半導体装置によれば、p
n接合を有するダイオードと電気的に接続されているプ
ラグの材料として、高融点金属(タングステン、チタ
ン、タンタルなど)または高融点金属が含まれている合
金(TiW、TiNなどの合金)あるいはアルミニウム
または銅を使用していることにより、低抵抗などからな
る高性能のプラグとすることができる。また、pn接合
を有するダイオードと電気的に接続されている配線層の
材料として、高融点金属または高融点金属が含まれてい
る合金あるいは高融点金属シリサイドを適用する態様と
されていることにより、低抵抗などからなる高性能の配
線層とすることができる。その結果、本発明の半導体装
置によれば、高性能でしかも高信頼度の半導体装置とす
ることができる。
n接合を有するダイオードと電気的に接続されているプ
ラグの材料として、高融点金属(タングステン、チタ
ン、タンタルなど)または高融点金属が含まれている合
金(TiW、TiNなどの合金)あるいはアルミニウム
または銅を使用していることにより、低抵抗などからな
る高性能のプラグとすることができる。また、pn接合
を有するダイオードと電気的に接続されている配線層の
材料として、高融点金属または高融点金属が含まれてい
る合金あるいは高融点金属シリサイドを適用する態様と
されていることにより、低抵抗などからなる高性能の配
線層とすることができる。その結果、本発明の半導体装
置によれば、高性能でしかも高信頼度の半導体装置とす
ることができる。
【0104】(3).本発明の半導体装置によれば、M
OSFETのゲート電極と、そのゲート電極の電気入力
部と電気的に接続されている配線層とが同一の材料であ
り、同一の製造工程を用いて形成されており、MOSF
ETのゲート電極の電気入力部と電気的に接続されてい
る配線層とその配線層の下部または配線層近傍の領域に
にpn接合を有するダイオードが配置されていることに
より、高性能でしかも高信頼度のMOSFETを有する
半導体装置とすることができる。
OSFETのゲート電極と、そのゲート電極の電気入力
部と電気的に接続されている配線層とが同一の材料であ
り、同一の製造工程を用いて形成されており、MOSF
ETのゲート電極の電気入力部と電気的に接続されてい
る配線層とその配線層の下部または配線層近傍の領域に
にpn接合を有するダイオードが配置されていることに
より、高性能でしかも高信頼度のMOSFETを有する
半導体装置とすることができる。
【0105】(4).本発明の半導体装置の製造方法に
よれば、MOSFETのソース/ドレインとしてのn型
の半導体領域(半導体領域)を形成する工程と同時の工
程を使用して、pn接合を有するダイオードにおけるn
型の半導体領域(半導体領域)を形成する工程を行って
おり、MOSFETのプラグを形成する工程と同時の工
程を使用して、pn接合を有するダイオードにおけるプ
ラグを形成する工程を行っていることにより、MOSF
ETのゲート電極の電気入力部と電気的に接続されてい
る配線層と半導体基板(基板)における半導体領域との
間に設置されているpn接合を有するダイオードを簡単
な製造プロセスによって製造することができるので、高
い製造歩留りをもって高性能でしかも高信頼度の半導体
装置を製造することができる。
よれば、MOSFETのソース/ドレインとしてのn型
の半導体領域(半導体領域)を形成する工程と同時の工
程を使用して、pn接合を有するダイオードにおけるn
型の半導体領域(半導体領域)を形成する工程を行って
おり、MOSFETのプラグを形成する工程と同時の工
程を使用して、pn接合を有するダイオードにおけるプ
ラグを形成する工程を行っていることにより、MOSF
ETのゲート電極の電気入力部と電気的に接続されてい
る配線層と半導体基板(基板)における半導体領域との
間に設置されているpn接合を有するダイオードを簡単
な製造プロセスによって製造することができるので、高
い製造歩留りをもって高性能でしかも高信頼度の半導体
装置を製造することができる。
【0106】(5).本発明の半導体装置の製造方法に
よれば、pn接合を有するダイオードを形成する領域の
半導体基板(基板)に、pn接合を有するダイオードに
おけるn型の半導体領域(半導体領域)を形成する工程
を行って、n型の半導体領域とその下部の半導体基板
(p型の半導体領域)とからなるpn接合を有するダイ
オードを形成した後に、半導体基板(基板)の上に、ゲ
ート電極およびゲート電極と電気的に接続されている配
線層を形成していることにより、MOSFETのゲート
電極の電気入力部と電気的に接続されている配線層とそ
の配線層の下部にpn接合を有するダイオードを製造す
ることができる。
よれば、pn接合を有するダイオードを形成する領域の
半導体基板(基板)に、pn接合を有するダイオードに
おけるn型の半導体領域(半導体領域)を形成する工程
を行って、n型の半導体領域とその下部の半導体基板
(p型の半導体領域)とからなるpn接合を有するダイ
オードを形成した後に、半導体基板(基板)の上に、ゲ
ート電極およびゲート電極と電気的に接続されている配
線層を形成していることにより、MOSFETのゲート
電極の電気入力部と電気的に接続されている配線層とそ
の配線層の下部にpn接合を有するダイオードを製造す
ることができる。
【0107】したがって、本発明の半導体装置の製造方
法によれば、多数のMOSFETに対応して形成される
pn接合を有するダイオードの領域が多数あっても、半
導体装置の面積を大きくする必要がないことにより、多
数の各々のMOSFETに対応してpn接合を有するダ
イオードを設置しても、高集積度の半導体装置を製造す
ることができる。
法によれば、多数のMOSFETに対応して形成される
pn接合を有するダイオードの領域が多数あっても、半
導体装置の面積を大きくする必要がないことにより、多
数の各々のMOSFETに対応してpn接合を有するダ
イオードを設置しても、高集積度の半導体装置を製造す
ることができる。
【0108】(6).本発明の半導体装置の製造方法に
よれば、MOSFETのソース/ドレインとしてのn型
の半導体領域(半導体領域)を形成する工程と同時の工
程を使用して、pn接合を有するダイオードにおけるn
型の半導体領域(半導体領域)を形成する工程を行って
おり、MOSFETのゲート電極と、そのゲート電極の
電気入力部と電気的に接続されている配線層とが同一の
材料であり、同一の製造工程を用いて形成されているこ
とにより、MOSFETのゲート電極の電気入力部と電
気的に接続されている配線層と半導体基板(基板)にお
ける半導体領域との間に設置されているpn接合を有す
るダイオードを簡単な製造プロセスによって製造するこ
とができるので、高い製造歩留りをもって高性能でしか
も高信頼度の半導体装置を製造することができる。
よれば、MOSFETのソース/ドレインとしてのn型
の半導体領域(半導体領域)を形成する工程と同時の工
程を使用して、pn接合を有するダイオードにおけるn
型の半導体領域(半導体領域)を形成する工程を行って
おり、MOSFETのゲート電極と、そのゲート電極の
電気入力部と電気的に接続されている配線層とが同一の
材料であり、同一の製造工程を用いて形成されているこ
とにより、MOSFETのゲート電極の電気入力部と電
気的に接続されている配線層と半導体基板(基板)にお
ける半導体領域との間に設置されているpn接合を有す
るダイオードを簡単な製造プロセスによって製造するこ
とができるので、高い製造歩留りをもって高性能でしか
も高信頼度の半導体装置を製造することができる。
【図1】本発明の実施の形態1である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。
工程を示す概略断面図である。
【図2】本発明の実施の形態1である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。
工程を示す概略断面図である。
【図3】本発明の実施の形態1である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。
工程を示す概略断面図である。
【図4】本発明の実施の形態1である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。
工程を示す概略断面図である。
【図5】本発明の実施の形態1である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。
工程を示す概略断面図である。
【図6】本発明の実施の形態1である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。
工程を示す概略断面図である。
【図7】本発明の実施の形態2である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。
工程を示す概略断面図である。
【図8】本発明の実施の形態2である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。
工程を示す概略断面図である。
【図9】本発明の実施の形態2である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。
工程を示す概略断面図である。
【図10】本発明の実施の形態2である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。
造工程を示す概略断面図である。
【図11】本発明の実施の形態2である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。
造工程を示す概略断面図である。
【図12】本発明の実施の形態2である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。
造工程を示す概略断面図である。
【図13】本発明の実施の形態3である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。
造工程を示す概略断面図である。
【図14】本発明の実施の形態3である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。
造工程を示す概略断面図である。
【図15】本発明の実施の形態3である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。
造工程を示す概略断面図である。
【図16】本発明の実施の形態3である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。
造工程を示す概略断面図である。
【図17】本発明の実施の形態3である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。
造工程を示す概略断面図である。
【図18】本発明の実施の形態3である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。
造工程を示す概略断面図である。
【図19】本発明の実施の形態4である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。
造工程を示す概略断面図である。
【図20】本発明の実施の形態4である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。
造工程を示す概略断面図である。
【図21】本発明の実施の形態4である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。
造工程を示す概略断面図である。
【図22】本発明の実施の形態4である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。
造工程を示す概略断面図である。
【図23】本発明の実施の形態4である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。
造工程を示す概略断面図である。
【図24】本発明の実施の形態4である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。
造工程を示す概略断面図である。
【図25】(a)および(b)は、実施の形態1の半導
体装置のレイアウトの一例を示した平面図である。
体装置のレイアウトの一例を示した平面図である。
【図26】(a)および(b)は、実施の形態1の半導
体装置の一例を示した平面概念図である。
体装置の一例を示した平面概念図である。
【図27】実施の形態2の半導体装置のレイアウトの一
例を示した平面図である。
例を示した平面図である。
【図28】実施の形態3の半導体装置のレイアウトの一
例を示した平面図である。
例を示した平面図である。
【図29】実施の形態4の半導体装置のレイアウトの一
例を示した平面図である。
例を示した平面図である。
1 半導体基板(基板) 2 素子分離用絶縁膜 3 ゲート絶縁膜 4 ゲート電極 4a 配線層 5 サイドウォールスペーサ 6 ソース/ドレインとしてのn型の半導体領域(半導
体領域) 6a pn接合を有するダイオードにおけるn型の半導
体領域(半導体領域) 7 絶縁膜 8 プラグ 9 配線層 10 pn接合を有するダイオードにおけるn型の半導
体領域(半導体領域) 11 配線層 12 絶縁膜 13 プラグ 14 絶縁膜
体領域) 6a pn接合を有するダイオードにおけるn型の半導
体領域(半導体領域) 7 絶縁膜 8 プラグ 9 配線層 10 pn接合を有するダイオードにおけるn型の半導
体領域(半導体領域) 11 配線層 12 絶縁膜 13 プラグ 14 絶縁膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // H01L 21/329 (72)発明者 一瀬 勝彦 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 Fターム(参考) 5F038 AV06 BH04 BH13 BH15 CA02 CD05 CD18 EZ01 EZ20 5F040 DA19 DB03 DB06 DC01 EC01 EC07 EF14 EJ03 EJ04 EJ07 FA05 FB04 5F048 AA02 AA07 AB01 AB02 AC03 AC10 BA01 BA16 BB06 BE03 BF01 BF02 BF04 BF06 BF07 BF11 BF15 BF16 CC06 CC18 CC19 DA25 DB04 DB09
Claims (9)
- 【請求項1】 MOSFETのゲート電極の電気入力部
と電気的に接続されている配線層と基板における半導体
領域との間にpn接合を有するダイオードが設置されて
いることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置であって、前
記配線層と前記ダイオードとが、前記ダイオードの表面
に形成されているプラグによって電気的に接続されてい
ることを特徴としている半導体装置。 - 【請求項3】 請求項1記載の半導体装置であって、前
記配線層は、前記ゲート電極と同一の材料からなり、前
記ゲート電極と同一の製造工程をもって形成されている
配線層であり、前記ダイオードは、前記配線層の下部に
設置されており、前記ダイオードの表面と前記配線層の
裏面とが電気的に接続されていることを特徴としている
半導体装置。 - 【請求項4】 請求項1記載の半導体装置であって、前
記配線層は、前記ゲート電極と同一の材料からなり、前
記ゲート電極と同一の製造工程をもって形成されている
配線層であり、前記ダイオードは、前記配線層の近似に
設置されており、前記ダイオードの表面と前記配線層の
側壁および表面とが配線層を用いて電気的に接続されて
いることを特徴としている半導体装置。 - 【請求項5】 請求項1記載の半導体装置であって、前
記配線層は、前記ゲート電極と同一の材料からなり、前
記ゲート電極と同一の製造工程をもって形成されている
配線層であり、前記ダイオードは、前記配線層の近似に
設置されており、前記ダイオードの表面と前記配線層の
表面とがプラグを用いて電気的に接続されていることを
特徴としている半導体装置。 - 【請求項6】 請求項2〜5のいずれか1項に記載の半
導体装置であって、前記プラグの材料は、高融点金属ま
たは高融点金属が含まれている合金あるいはアルミニウ
ムまたは銅であり、前記ダイオードの表面と前記配線層
の側壁および表面とが電気的に接続されている配線層の
材料は、高融点金属または高融点金属が含まれている合
金あるいは高融点金属シリサイドであることを特徴とし
ている半導体装置。 - 【請求項7】 請求項1〜6のいずれか1項に記載の半
導体装置であって、前記半導体装置は、nチャネルMO
SFETまたはpチャネルMOSFETあるいはnチャ
ネルMOSFETとpチャネルMOSFETとを備えて
いるCMOSFETを有することを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項8】 基板における半導体領域の表面にゲート
絶縁膜を介在してゲート電極を形成する工程と同時の工
程を使用して、素子分離用絶縁膜の表面に前記ゲート電
極の電気入力部と電気的に接続される配線層を前記ゲー
ト電極と同一の材料と同時の工程を使用して形成する工
程と、 前記ゲート電極を含むマスクを使用して、イオン注入法
を使用して、ソース/ドレインとしての半導体領域を形
成する工程と同時の工程を使用して、前記素子分離用絶
縁膜の表面に形成されている前記配線層の近傍の基板に
おける半導体領域にpn接合を有するダイオードの半導
体領域を形成する工程とを有することを特徴とする半導
体装置の製造方法。 - 【請求項9】 基板における半導体領域に、pn接合を
有するダイオードを形成する工程を行った後に、前記基
板における半導体領域に、MOSFETを形成する工程
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11133677A JP2000323582A (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11133677A JP2000323582A (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000323582A true JP2000323582A (ja) | 2000-11-24 |
Family
ID=15110313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11133677A Pending JP2000323582A (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000323582A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6441397B2 (en) * | 2000-04-05 | 2002-08-27 | Matsushita Electronics Corporation | Evaluation of semiconductor chargeup damage and apparatus therefor |
| US6683351B2 (en) | 2001-09-27 | 2004-01-27 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor device having structures that can avoid deterioration caused by the manufacturing processing |
| JP2006202993A (ja) * | 2005-01-20 | 2006-08-03 | Hamamatsu Photonics Kk | 固体撮像装置、その製造方法及び電荷蓄積防止構造 |
| US7190011B2 (en) | 2004-03-31 | 2007-03-13 | Nec Electronics Corporation | Semiconductor device and method for manufacturing same |
| CN1320622C (zh) * | 2001-11-06 | 2007-06-06 | 皇家菲利浦电子有限公司 | 半导体元件及系统、晶片、晶片的用途及其测量方法 |
| JP2015207642A (ja) * | 2014-04-18 | 2015-11-19 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
-
1999
- 1999-05-14 JP JP11133677A patent/JP2000323582A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6441397B2 (en) * | 2000-04-05 | 2002-08-27 | Matsushita Electronics Corporation | Evaluation of semiconductor chargeup damage and apparatus therefor |
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| US7190011B2 (en) | 2004-03-31 | 2007-03-13 | Nec Electronics Corporation | Semiconductor device and method for manufacturing same |
| JP2006202993A (ja) * | 2005-01-20 | 2006-08-03 | Hamamatsu Photonics Kk | 固体撮像装置、その製造方法及び電荷蓄積防止構造 |
| JP2015207642A (ja) * | 2014-04-18 | 2015-11-19 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
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