JPH02164061A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体装置に関し、特にＣＭＯ５半導体装置
の製造過程であるウェハプロセスのイオン注入工程で、
チャージアップによる絶縁膜破壊を防止する事に利用す
るものである。

〔従来の技術〕

第４図は従来のイオン注入時における半導体装置製造過
程の説明図で、図において、（２）は不逆物の活性領域
、（３］はＭＯＳトランジスタのゲート、（４）は第２
層ポリシリコンによる配線である。

第５図は第４図のｖ−ｖ線における断面図で、図におい
て％（８）はフィールド酸化膜、（９）は半導体基板、
ＯＱはトランジスタのゲート酸化膜である。

第６図は第５図を電気回路になおした回路面で、図中、
Ｃ１はゲート酸化膜叫を絶縁膜とし、トランジスタゲー
ト（３）と基板（９）で構成されるキャパシタ、Ｃ４は
フィールド酸化膜（８）を絶縁膜とし、ポリシリコン配
線（４）と半導体基板（９）で構成されるキャパシタで
ある。

次に動作について説明する。

ウェハプロセスにおけるＭＯＳ　）ランジスタのソース
／ドレイン形成工程においては、不純物イオンをイオン
注入している。この場合、電荷を帯びたイオンを注入す
るため、ウェハ上に形成されたポリシリコン配線（４）
や、トランジスタゲート（３）は酸化膜上に形成されて
いるため、電荷が逃げられず正電位にチャージアップす
る。

第６図において、Ｃ，、Ｃ，のキャパシタの絶縁膜厚を
それぞれ、ｄ７、ｄ４とすると、ｄｘ＜ｃｉ４である。

すなわち、ゲート酸化膜ＧＯの淳みｄ２は、フィールド
酸化膜（８）の厚みよりはるかに小さい（通常２０倍〜
）。

チャージアップにより、キャパシタＣオ、Ｃ４が正電位
Ｖになったとすると、ゲート酸化膜にかかる電界Ｅ、は
、 フィールド酸化膜（８）にかかる電界Ｅ４はこの場合、
ｄ、＜ｄ４であるから、 Ｅ、）＞Ｅ。

であり、ゲート酸化膜αＱには、フィールド酸化膜より
、はるかに強い電界が加わる。この電界が絶縁破壊耐圧
を超えると、ゲート酸化膜側は破壊され半導体装置は不
良となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

この発明は、以上のように、半導体装置製造過程である
イオン注入によるトランジスタのソース／ドレインへの
不純物注入工程で、チャージアップによるトランジスタ
のゲート酸化膜破壊又は、キャパシタの絶縁膜破壊等の
おこるのを防止するためになされたものである。

〔課題を解決するための手段〕

半導体装置内に、チャージを逃がすためにのみ使用する
活性領域を設け、イオン注入時に、レジストを、この活
性領域に接着させるパターンを形成しておく。

イオン注入が進行するにつけ、レジストは炭化されてい
き導電性を帯びるようになる。この時、今までレジスト
上に帯電していた電荷は、この活性領域に導かれて逃げ
ていくため、従来のように、トランジスタのゲート酸化
膜破壊、又はキャパシタの絶縁膜破壊が起こるのを防止
する。

〔作　用〕

この発明における半導体装置内に形成された活性領域は
、イオン注入時、レジストと直接に接着又は、薄い自然
酸化膜を介して接着され、イオン注入により帯電したレ
ジスト上の電荷を半導体装置基板内に°逃がす。

この場合、自然酸化膜を介していても、この酸化膜が他
のトランジスタやキャパシタの絶縁膜に比べ、はるかに
弱いので、最初に破壊される。従がって、レジストから
基板へのリークパスが形成されるため、レジスト上の電
荷は、基板内に導かれ、半導体装置で重要な役割を果た
すトランジスタの絶縁膜や、キャパシタの絶縁膜を破壊
する事がなくなる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図１こおいて、（１）は活性領域であり、半導体装置が
製品となった時アルミ配線等とのコンタクトやＭＯＳト
ランジスタのゲートを持たない活性領域となっている。

（２）　、　（３）、および（４）は前記従来のものと
同一である。（５）はレジストで、活性領域（１）の中
に、その一部が接触するようパターンニングされている
。

又、第２図は第１図の１−１線における断面図である。

図において、（６）はレジスト（５）の一部が活性領域
の中にある状態を示しており、（７）は自然酸化膜で、
厚さは非常に薄いか又は全くない。（８）はフィールド
酸化膜、（９）は半導体基板である。

第３図はイオン注入が進んだ時の第１図を電気回路で置
き変えた場合の回路図である。

第３図において、Ｃ１はイオン注入が進み抵抗値が下が
ったレジスト（５）及び半導体基板（９）を電極とし、
フィールド酸化膜（８）及び第２層ポリシリコン配線（
４）を電極間に有するキャパシタである。

Ｃ１は前記従来のものと同様に、トランジスタゲート（
３）及び半導体基板（９）を電極とし、ゲート酸化膜と
するキャパシタである。

Ｃ３は自然酸化膜（〜２０人程リフ（７）を絶縁膜とし
、低抵抗になったレジストの一部（６）及び半導体基板
（９）を電極とするキャパシタである。

なお、キャパシタＣ８は自然酸化膜（７）がない場合は
単に抵抗となる。

又、自然酸化膜（７）の他に、酸化膜のエツチング残等
により酸化膜が残り膜厚が少々厚くなっていても、ゲー
ト酸化膜αＱよりも薄ければよい。

次に動作について説明する。

第１図においてイオン注入時に、レジスト（５）、トラ
ンジスタのゲート（３）および、活性領域（１）中のレ
ジストの一部（６）は、チャージアップして正の電位を
帯びるようになる。

イオン注入が進行するにつれレジストは導電性をもつよ
うになり、レジスト（５）、トランジスタのゲート（３
）及び、活性領域（１）中のレジストの一部（６）は電
気的に接続され、第３図に示すような電気回路に示す事
ができるようになる。

ここで、レジストの表面が正電位Ｖに帯電しているとキ
ャパシタＣ１，Ｃ，、及びＣ３の絶縁膜に加わる電界は
、それぞれ、 で示される。ただし、ｄ、　、　ｄ２１　ｄ、は、キャ
パシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３それぞれの絶縁膜の厚さとする
。

ここで、ｄｌはフィールド酸化膜厚と考えてよく、ｄ２
はゲート酸化膜厚、ｄ３は自然酸化膜撚である。

従って、通常、ｄ、　＞　ｄ、ンｄ３であるから、電界
は、Ｅｌ　＜Ｅ２　＜　Ｅｓとなる。

従って、イオン注入舒こより、チャージアップが進行し
て電位Ｖのレベルが上がっていった時に、最初に酸化膜
の絶縁破壊耐圧（１０ＭｅＶ／ａｎ）を超えるのは、Ｅ
３の電界のかかるキャパシタＣ，である。

−度このキャパシタＣ８の酸化膜が破壊された場合には
、レジスト表面上の電荷は、キャパシタＣ３を伝わり、
半導体基板（９）に流れるため、電位Ｖは下がる。

従って、キャパシタＣ２の絶縁膜、すなわち、ゲート酸
化膜αＱが破壊される事はない。

さらに、自然酸化膜（７）が全くない場合はキャパシタ
Ｃ２は抵抗に変わり、レジスト上の電荷はこの抵抗を通
って半導体基板（９）へ逃げ、同様にしてチャージアッ
プによるゲート酸化膜（１０の破壊は起こらない。

また、キャパシタＣ８の絶縁膜厚はゲート酸化膜αＱの
膜厚よりも薄ければ、最初にキャパシタＣ３が破壊され
るので、自然酸化膜（７）の他に薄い酸化膜が残ってい
てもこの防止方法は成立する。

次に、チャージアップにより破壊されるのは、トランジ
スタのゲート酸化膜αＱ以外にも半導体装置上のキャパ
シタ素子の電極間の酸化膜等も破壊されるが、この場合
もキャパシタ素子を、レジストで全ておおい、レジスト
の一部を、第１図に示した様に活性領域（１）に接触さ
せる事により破壊を防止できる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、半導体装置製造過程で
あるイオン注入工程において、チャージアップによるＭ
ＯＳ　）ランジスタのゲート酸化膜の破壊およびキャパ
シタの絶縁膜破壊を防止する事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による半導体装置の平面図
、第２因は第１図の厘−１線における断面図、第３図は
イオン注入が進行して、レジストが導電性を持つように
なった時の第１図の等価厄気回路図、第４図は従来の半
導体装置の平面図、第５図は第４図のｖ−Ｖ線におけ、
る断面図、第６図は、第４図のイオン注入過程での等価
電気回路図である。 図中、（１）は配線や素子上のコンタクトやトランジス
タのゲートを持たない活性領域、（２）は活性領域、（
３）はＭＯＳトランジスタのゲート、（４）はポリシリ
コン配線、（５）はレジスト、（６）は活性領域（１）
中に設けられた、レジスト（５）の一部、（７）は自然
酸化膜、（８）はフィールド酸化膜、（９）は半導体基
板、αＱはゲート酸化膜である。また、Ｃ，、Ｃ，、Ｃ
８はキャパシタを示す。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ａｌ配線等の配線とのコンタクト又は半導体装置内部の
   素子とのコンタクトを持たないＮ型或いはＰ型の活性領
   域を有し、半導体装置製造過程であるイオン注入工程で
   、レジスト上の電荷又は半導体装置の素子上の電荷を、
   前記活性領域に導く手段により、チヤージアツプした電
   荷をこの活性領域に逃がす事を特徴とする半導体装置。