JPH0312968A - 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〕 本発明は半導体装置に関し、特にＭＯＳ型トランジスタ
を有する半導体装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の半導体装置では、隣接するＭＯＳ型トラ
ンジスタを絶縁分離する構造として、Ｌｏｃｏｓ技術を
用いた絶縁分離構造が採用されている。

例えば、第４図に従来の絶縁分離構造の平面図を示し、
第５図にそのＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図を示す。これら
の図において、ＭＯＳ型トランジスタの能動領域はシリ
コン基板１の表面にＬＯＣＯＳ法で形成したフィールド
酸化膜２に囲まれており、このフィールド酸化膜２で絶
縁分離を行っている。そして、この能動領域上にはゲー
ト酸化膜３を形成し、この上にゲート電極７を形成し、
アルミニウム配線８に電気接続している。また、能動領
域にはソース領域９Ｓ、　　ドレイン領域９Ｄを形成し
、それぞれアルミニウム配線１０．１１に電気接続して
いる。１２．１３はそれぞれ層間ｗＡ縁膜、保護絶縁膜
である。

第６図に上述したＭＯＳ型トランジスタのフィールド酸
化膜２をＬＯＣＯＳ法を用いて製造する方法を示す。

先ず、第６図（ａ）のように、シリコン基板１を酸化し
バッファー酸化膜１４を形成し、次にマスク窒化膜１５
を形成し、更にフォトレジスト１６を塗布する。そして
、このフォＩ〜レジスＩ・１６をフィールドマスクで露
光し、かつ現像を行った上で、マスク窒化膜１５及びバ
ッファー酸化膜１４を順次エツチングする。

次いで、第６図（ｂ）のように、フオＩ−レジスト１６
を除去した上で、マスク窒化膜１５をマスクにしてシリ
コン基板１の表面を酸化処理Ｌ７、フィールド酸化膜２
を形成する。

なお、これらの図において、ｍはフィールド酸化膜２の
膜厚、Ｘはマスク窒化＋１ｕ　１５の幅寸法、ｌはフィ
ールド酸化によりマスク窒化膜よりも下側へ横方向に酸
化が進んだ長さ、いわゆるバーズビークの長さ、Ｙは最
終的に形成されたトランジスタの能動領域の幅であり、
マスク窒化膜の幅寸法より両側のバーズビークによるフ
ィールド酸化のくい込み量２ｒを引いた値に等しい。

例えば、バッファー酸化膜１４の膜厚を２４０人マスク
窒化膜１５の膜厚を２０００人としフィールド酸化膜２
の膜厚ｍを１．０μｍとなるようにフィールド酸化を行
った場合、バーズビークの長さ！はフィールド酸化温度
９００°Ｃで１．０μｍ、温度１０００’ｃで１．２５
μｍ、温度１１００°Ｃで１．５０μｍの厚さにそれぞ
れなる（「超ＬＳＩプロセスデークハンドブック」発行
所：ザイエンスフォーラム　発行日：昭和５７年４月１
５日　の１４８ペ一ジ図−７０．　Ｂｉｒｄ’５Ｂｅａ
ｋ長の下敷ＳｉＯ□膜厚依存性より）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の半導体装置は、ＭＯＳ型トランジスタの
能動領域の絶縁のための絶縁分離用フィールド酸化膜の
製造にＬ　ＯＧ　ＯＳ技術を用いているため、能動領域
の幅寸法Ｙがマスク窒化１ｉ１５の幅寸法よりもバーズ
ビークの長さｌによって低減されることは避けられない
。そして、このバーズビークの長さｌは、バッファー酸
化膜１４の膜厚、フィールド酸化膜２の膜厚、フィール
ド酸化温度等に依存し正確に制御することが困難である
ため、結果として能動領域の幅寸法Ｙを高精度に制御す
ることが困難になる。

このため、この能動領域の幅寸法Ｙによって規定される
拡散層幅Ｗ、すなわちＭＯＳ型トランジスタの特性を決
定するパラメーターである拡散層幅Ｗを精度良く制御す
ることが困難になり、所望の特性のＭＯＳ型トランジス
タを設計、製造することが難しいという問題がある。

本発明は拡散層の幅を高精度に制御でき、所望の特性の
ＭＯＳ型トランジスタを容易に得ることができる半導体
装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の半導体装置は、Ｌ　ＯＣＯＳ法により形成した
フィールド酸化膜と能動領域との境界」−に、その一部
が能動領域内に突き出された補助電極を設けており、か
つこの補助電極には該補助電極下の半導体基板表面が反
転状態とならない電位を印加している。

〔作用〕

この構成では、補助電極の下側の能動領域にはチャンネ
ルが形成されないため、ＭＯＳ型トランジスタの拡散層
幅を補助電極の対向寸法に設定し、拡散層の幅を高精度
に制御することを可能とする。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の平面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ線に沿う拡大断面図である。これらの図において
、シリコン基板１の表面にはＴ−ＯＣＯ３法によってフ
ィールド酸化膜２を形成している。そして、このフィー
ルド酸化膜２で囲まれた能動領域にはデー１〜酸化膜３
を形成している。

そして、この能動領域の周囲の位置の前記ゲート酸化膜
３及びフィールド酸化膜２の境界上には、能動領域に一
部を突出させた状態で平面形状が枠状の補助電極４を多
結晶シリコンで形成し、その一部においてアルミニウム
配線５に電気接続している。この補助電極４には、その
下側の能動領域が反転状態にならない電位、すなわち補
助電極４をゲート電極とする寄性ＭＯＳトランジスタの
スレッショルド電圧よりも小さい電位を前記アルミニウ
ム配線５を介して印加している。

そして、この補助電極４の表面を酸化膜６で覆った上で
、ゲート電極７を形成し、アルミニウム配線８に電気接
続している。また、能動領域にはソース領域９Ｓ、　　
ドレイン領域９Ｄを形成し、それぞれアルミニウム配線
１０．１１に電気接続している。

なお、１２は層間絶縁膜、１３は保護絶縁膜である。

このＭＯ５型トランジスタの製造方法としては、例えば
、ＬＯＣＯＳ法によりフィールド酸化膜２を形成し、能
動領域のシリコン基板１をエツチングにより露出させた
のちに１回目の酸化処理を行いゲート酸化膜を形成する
。次に、多結晶シリコンを堆積したのちにパターニング
し、補助電極４を形成する。次に、前記ゲート酸化膜を
エツチングしシリコン基板表面１を露出させた後に２回
目の酸化処理を行いゲート酸化膜３を形成する。このと
き、同時に補助電極４としての多結晶シリコンの表面も
酸化され、酸化膜６が形成される。

その上で、ゲート電極となる材料、通常は多結晶シリコ
ンを堆積したのちにパターニングしゲート電極７を形成
する。次に、イオン注入を行いソース、ドレインの各拡
散層領域９Ｓ、９Ｄを形成する。次に、層間絶縁膜１２
を成長した後にコンタクト・ホールを開口する。また、
アルミニウムをスパッタし、その後パターニングを行う
ことで、前記補助電極４．ゲート電極７．ソース、ドレ
インンの各領域９Ｓ、９Ｄにそれぞれ電気接続されるア
ルミニウム配線５．８，１０．１１を形成する。

このように構成されたｌ、／ＩＯ３型トランジスタでは
、補助電極４には、補助電極４をゲート電極とする寄性
Ｉ・ランジスタのスレッショルド電圧よりも小さい電位
が印加されており、多結晶シリコン電極の直下の領域は
反転状態にならないようになっている。

したがって、ゲート電極７にドレイン電圧と同極性の電
圧を印加しても反転状態となるのはゲート電極７がゲー
ト酸化膜３と接している箇所のシリコン基板１の表面領
域のみであり、チャンネル電流が流れるのは第２図中の
幅Ｗの領域のみである。したがって実効的な拡散層の幅
Ｗは、補助電極４の対向間隔によって決定される。

これにより、ｒ−ｏ　ｃ　ｏ　ｓ法により形成されるフ
ィールド酸化膜２による能動領域の幅寸法Ｙがバーズビ
ークの寸法ｌによって不安定とされる場合でも、実際に
有効な拡散層の幅寸法Ｗを補助電極４の対向間隔によっ
て高精度に制御でき、特性の安定したＭＯＳ型トランジ
スタを得ることができる。

第３図は本発明の第２実施例の平面図であり、第１実施
例と均等な部分には同一符号をイリしである。この実施
例では、補助電極４Ａば能動領域の全周には設けておら
ず、ゲート幅方向の両辺に沿ってのみ設けている。

このように構成しても、補助電極４Ａにより能動領域の
幅Ｗを一定に制御できる。また、この実施例ではソース
領域９Ｓ、　　ドレイン領域９Ｄにそれぞれ接続される
アルミニウム配線１０．１１の下側に補助電極４Ａが存
在しないため、これらアルミニウム配線１０．１１の下
側に補助電極４Ａによる段差が生じることはなく、これ
により段差によるアルミニウム配線の断線を避けるため
のソース・ドレインの各コンタクトと補助電極４Ａとの
電極の間隔、すなわちコンタクトとフィールド酸化膜の
間隔を大きくする必要がなく、その分能動領域の面積を
小さくすることができるという利点がある。

〔発明の効果］ 以上説明したように本発明は、フィールド酸化膜と能動
領域との境界上に補助電極を設け、この補助電極に半導
体基板表面が反転状態とならない電位を印加しているの
で、補助電極の下側の能動領域にはチャンネルが形成さ
れることはなく、ＭＯＳ型１ランジスタの拡散層幅を補
助電極の対向寸法に設定することができる。これにより
、拡散層の幅寸法を補助電極の対向間隔により高精度に
制御でき、所望の特性のＭＯＳ型トランジスタを容易に
得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の平面図、第２図は第１図
のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図、第３図は本発明の第２実
施例の平面図、第４図は従来のＭ０Ｓ型トランジスタの
平面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図、
第６図（ａ）及び（ｂ）はＬＯＣＯＳ法によるフィール
ド酸化膜を製造する方法を工程順に示す断面図である。 １・・・シリコン基板、２・・・フィールド酸化膜、３
・・・ゲート酸化膜、４．４Ａ・・・補助電極、５・・
・アルミニウム配線、６・・・酸化膜、７・・・ゲート
電極、８・・・アルミニウム配線、９Ｓ・・・ソース領
域、９Ｄ・・・ドレイン領域、１０．１１・・・アルミ
ニウム配線、１２・・・層間絶縁膜、１３・・・保護絶
縁膜、１４・・・バッファー酸化膜、１５・・・マスク
窒化膜、１６・・・フォトレジスト。 特開平３ １２９６８　（５） 第４ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ＬＯＣＯＳ法により半導体基板に形成したフィール
   ド酸化膜を素子の絶縁分離に用いたＭＯＳ型トランジス
   タにおいて、フィールド酸化膜と能動領域との境界上に
   、その一部が能動領域内に突き出された補助電極を設け
   、かつこの補助電極には該補助電極下の半導体基板表面
   が反転状態とならない電位を印加することを特徴とする
   半導体装置。