JPH0332060A - 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、シリコンを用いた半導体装置において不純物
拡散層から配線を引き出すための電気的接続を取る箇所
（以下コンタクトホールと称す）の構造に関し、特にＭ
ＯＳトランジスタに置けるソース電極及びサブストレー
ト電極からの配線を引き出す構造に関する。

［従来の技術］ 従来の半導体装置における隣接する異なる導電型の不純
物拡散層からコンタクトホールを介して配線を引き出す
構造としては、特にＭＯＳトランジスタのソース電極、
サブストレート電極のコンタクトホール形成の構造を一
例としてみると、第５図に示すように異なる導電型の不
純物拡散層のそれぞれにコンタクトホールを形成し配線
を引き出す構造か、または第６図に示すようにふたつの
不純物拡散層にまたがった形のコンタクトホールを形成
する構造になっていた。

［発明が解決しようとする課題及び目的］しかしながら
、前述の従来技術では、第一の導電型の不純物拡散層に
形成したコンタクトホールと第二の導電型の不純物拡散
層に形成したコンタクトホールの間隔やコンタクトホー
ルと素子分離までの間隔として一定の余裕を必要とし半
導体装置の微細化を難しくしていた。また第６図のよう
な異なる導電型を示す複数の不純物拡散層にまたがるよ
うな形のコンタクトホールを形成するとほかのコンタク
トホールと形が異なり開孔部の面積も大きくなるためフ
ォトリソ工程における最適な露光条件が難しくなりマス
クに対して加工後の寸法の変化もほかのコンタクトホー
ルと異なるためコンタクトホールと素子分離までの距離
やコンタクトホールと配線金属との重なり余裕を大きく
取る必要があり半導体装置の微細化ができないという問
題も有していた。

そこで、本発明はこのような課題を解決しようとするも
ので、その目的とするところは、隣接する異なる導電型
の拡散層とのコンタクトホールを半導体装置の微細化を
妨げることなく形成できる半導体装置の構造を提供する
ところにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の半導体装置は、第一の導電型を示すシリコン半
導体基板と、前記半導体基板の一部に形成した第一の導
電型の不純物拡散層と、前記不純物拡散層に隣接して形
成した第二の導電型の不純物拡散層と、前記のふたつの
拡散層表面に延在した高融点金属層あるいは高融点金属
とシリコンの化合物層と、前記第二の不純物拡散層の領
域に形成した配線引出し部分からなることを特徴とする
。

また、ＭＯＳトランジスタにおける隣接するソースとサ
ブストレートに請求項１記載の構造を有することを特徴
とする。

［実施例］ 第１図は本発明の半導体装置の構造を実施例として示し
た図であり、半導体基板中にＰ型不純物を含むシリコン
基板ｌの表面にシリコン酸化膜から成る素子分離領域４
と、シリコン基板のＰ型不純物濃度より濃い濃度にＰ型
不純物を拡散した領域２と同程度の濃い濃度にＮ型不純
物を拡散した領域３が隣接してシリコンの表面付近に形
成されている。このふたつの不純物拡散領域のシリコン
表面に延在して高融点金属からなる層あるいは高融点金
属とシリコンの化合物（以下シリサイドと称す）層５が
形成されている。高融点金属の一例としては、チタン、
タングステン、モリブデン、プラチナ、ニッケル、コバ
ルト等が挙げられるが、チタン・シリサイドについては
、シリコン酸化膜を主成分とする素子分離領域４以外の
シリコン表面にのみ自己整合的に形成する方法もある。

この半導体基板上に絶縁ｌｌ［６を形成し、前記不純物
拡散層から配線８を引き出すためのコンタクトホール７
を形成する。このコンタクトホールはＮ型不純物を拡散
した領域上に形成することにより本発明の半導体装置が
形成された。

次に本発明の半導体装置の構造をＮチャンネルＭＯＳト
ランジスタのソース電極とサブストレート電極部分に用
いて形成した場合を例に取って本発明を実施例として説
明する。第２図に示すようにＰ型不純物を含んだシリコ
ン基板１上にシリコン酸化膜からなる素子分離領域４と
薄いシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜９とゲート絶
縁膜上のゲート電極１０と、素子分離領域及びゲート領
域以外のシリコン基板表面近傍に形成したＮ型不純物拡
散層からなるドレイン電極１１とＮ型不純物拡散層から
なるソース電［ｉ３°と隣接したＰ型不純物拡散層から
なるサブストレート電極２°が形成されている。シリコ
ン基板表面近傍に形成した不純物拡散層のシリコン表面
には、高融点金属層あるいは高融点金属のシリサイド層
５が形成され、ソース電極３°及びドレイン電極１１の
領域からコンタクトホール７を介して金属配ｔＩＡ８を
引き出している。

サブストレート電極２°には、シリコン基板表面に形成
した高融点金属層あるいは高融点金属のシリサイド層５
を介してソース電極３゛とシリコン基板を同電位にする
ための導通を取っている。このため全てのコンタクトホ
ールを同じ形、同じ大きさにできている。

またこのＭＯＳトランジスタを動作させた場合の電流の
流れを図３に示す。ＭＯＳトランジスタのゲート電極１
０には、電圧は印加されるが電流はほとんど流れない。

これに対してドレイン電極１１からソース電極３′には
ゲート直下のシリコン表面のチャンネル領域１２を介し
て多くの電流が流れる。

又チャンネル領域１２からシリコン基板１にも多少電流
が流れるがサブストレート電極２″によりこの電流を吸
収している。本発明の半導体装置に於いては、サブスト
レート電極への微少電流はシリコン基板表面に形成した
高融点金属層あるいは高融点金属のシリサイド層５を介
してソース電極３”のコンタクトホール７で導通を取っ
ている。

また本発明は、コンタクトホール７の下に高融点金属あ
るいは高融点金属のシリサイド５があるかどうかは限定
しないし、また高融点金属あるいは高融点金属のシリサ
イド５が不純物拡散層全面に渡って形成されているかど
うかも限定するものではない。すなわち本発明の半導体
装置は半導体基板と同じ第一の導電型の不純物拡散層２
と隣接して形成された第二の導電型の不純物拡散層３の
両方にまたがって形成した高融点金属あるいは高融点金
属のシリサイド５を有し、第二の導電型の不純物拡散層
上に形成したコンタクトホール７を有した構造を示すた
め、本発明をＮチャンネルＭＯＳトランジスタのソース
電極とサブストレート電極部分に用いた場合の他の実施
例として、第４図に示すようにサブストレート電極２゛
の領域とソース電極３′の領域にまたがった領域上に両
方の拡散層の電気的導通をとるための高融点金属あるい
は高融点金属のシリサイド５を形威し、ソース電極領域
上にコンタクトホール７を形成する。この構造によって
も本発明の半導体装置は形成される。

また以上述べてきたような本発明の構造と異なり、シリ
コン基板の不純物と同じ導電型の不純物拡散層であると
ころのサブストレート電極の領域に於いてコンタクトホ
ールを形成すると、ドレイン電極からソース電極へ流れ
る多くの電流は不純物拡散層中はＰＮ接合ができている
ため流れないので、シリコン基板表面に形成した高融点
金属層あるいは高融点金属のシリサイド層を介して配線
に流れることになりこのＭＯＳトランジスタに多くの寄
生抵抗を直列接続する結果となりトランジスタの性能を
引き出しにくくなるため半導体装置の構造としては不適
当である。

以上述べたように本発明の実施例により、半導体基板の
全面に渡りコンタクトホールを同じ形、同じ大きさで形
成できる。またＭＯ３Ｉ−ランジスタのサブストレート
電極のように基板の電位を取るための領域に形成するコ
ンタクトホールをほとんどなくした半導体装置が完成す
る。

また本実施例では、ＮチャンネルＭＯ８トランジスタを
例に取って説明してきたがＰチャンネルＭＯ８トランジ
スタの場合の様にＮ型不純物を含んだシリコン基板表面
近傍にＮ型不純物の拡散層からなるサブストレート電極
領域とＰ型不純物拡ｎＩｉ層からなるソース電極領域を
形成し、高融点金属層あるいは高融点金属のシリサイド
層を形成した場合もソース電極領域にコンタクトホール
を形成するならば本発明の半導体装置を構成できる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の半導体装置の構造によれば、
半導体基板の全面に渡りコンタクトホールを同じ形、同
じ大きさで形成できるにする事ができるため、コンタク
トホール形成のためのフォトリソ工程に於ける露光量を
最適にし易く、形の変わったコンタクトホールや面積の
違うコンタクトホールが無いため、従来技術では必要と
されていたコンタクトホールと素子分離領域までの余裕
やコンタクトホールと金属配線の垂なり余裕を最少にで
きるという効果を有し、従来技術で不可能であった半導
体装置の微細化ができる。

また本発明によれば、ＭＯＳトランジスタのサブストレ
ート電極のように基板の電位を取るための領域に形成す
るコンタクトホールをほとんどなくした半導体装置が形
成できるため、この点に於いても個々のトランジスタを
小型化でき、また半導体装置全体としてのコンタクトホ
ール数も減少できるためコンタクトホール形成工程に於
けるパターン欠陥による不良を減少できるという効果も
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の半導体装置の断面図。 第２図（ａ）及び（ｂ）は、本発明の半導体装置を実１
ｍｇ４としてＮチャンネルＭＯＳトランジスタを形成し
た平面図と断面図。 第３図は、本発明の半導体装置を実施例としてＮチャン
ネルＭＯＳトランジスタを形成した場合トランジスタ動
作時の電流の流れを示した断面図。 第４図は、本発明の半導体装置の他の実施例としてＮチ
ャンネルＭＯＳトランジスタを形成した断面図。 第５図（ａ）及び（ｂ）、第６図（ａ）及び（ｂ）は、
それぞれ従来技術により半導体装置を形成した場合の例
によるＮチャンネルＭＯＳトランジスタの平面図と断面
図。 １・・・・・第一の導電型の不純物を含んだシリコン基
板 ２・・・・・第一の導電型の不純物拡散層２゛・・・・
・第一の導電型の不純物拡散層から成るサブストレート
電極 ３・・・・・第二の導電型の不純物拡散層３°・・・・
・第二の導電型の不純物拡散層から成るソース電極 ４・・・・・素子分離膜 ５・・・・・高融点金属あるいは高融点金属のシリサイ
ド ６・・・・・絶縁膜 ７・・・・・コンタクトホール ８・・・・・金属配線 ９・・・・・ゲート絶縁膜 １０　　・・・・・ゲート電極 １１・・・・・第二の導電型の不純物拡散層から成るド
レイン電極 １２・・・・・チャンネル領域 名 ■ 図 ス 閉 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第一の導電型を示すシリコン半導体基板と、前記
   半導体基板の一部に形成した第一の導電型の不純物拡散
   層と、前記不純物拡散層に隣接して形成した第二の導電
   型の不純物拡散層と、前記のふたつの拡散層表面に延在
   した高融点金属層あるいは高融点金属とシリコンの化合
   物層と、前記第二の不純物拡散層の領域に形成した配線
   引出し部分からなることを特徴とする半導体装置。
2. （２）ＭＯＳトランジスタにおける隣接するソースとサ
   ブストレートに請求項１記載の構造を有することを特徴
   とする半導体装置。