JPH053294A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH053294A
JPH053294A JP3153647A JP15364791A JPH053294A JP H053294 A JPH053294 A JP H053294A JP 3153647 A JP3153647 A JP 3153647A JP 15364791 A JP15364791 A JP 15364791A JP H053294 A JPH053294 A JP H053294A
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JP
Japan
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polysilicon
effect transistor
resistance
drain
field effect
Prior art date
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Pending
Application number
JP3153647A
Other languages
English (en)
Inventor
Shoichi Sasaki
正一 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH053294A publication Critical patent/JPH053294A/ja
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】電界効果トランジスタおよび電界効果トランジ
スタのソースに接続する抵抗素子の小型化を図り、電界
効果トランジスタのソースおよび抵抗素子の接続する電
源配線部の抵抗を低減して、素子特性の向上を図り、高
集積化・高速化を図る。 【構成】ゲート電極6aおよびドレインの接続した引き
出し電極6bを構成する配線層の上面および側面を覆う
絶縁膜16,17が形成されている。絶縁膜16,17
を介してポリシリコンからなる抵抗層12が形成され、
抵抗層12の一端の電源配線部13およびドレインにシ
リサイド合金層20を形成して素子寸法の小型化・高性
能化を図り、半導体集積回路の高速化・高集積化を実現
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路に関し、
特に抵抗負荷型NチャネルMOSFETを用いた半導体
集積回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路の高速化・高集積化にと
もない構成素子寸法の微細化が図られている。
【0003】従来の抵抗負荷型NチャネルMOSFET
を用いた回路について、図3を参照して説明する。
【0004】出力信号線Outは隣接するNチャネルM
OSFETのゲート電極を形成する第1のポリシリコン
から構成されている。
【0005】VCCは電源配線、Iは入力信号線である。
【0006】従来技術による抵抗負荷型NチャネルMO
SFETを用いた半導体集積回路について、図4(a)
〜(c)を参照して説明する。
【0007】はじめに図4(a)に示すように、半導体
基板1上にPウェル2、素子分離用のフィールド絶縁膜
3、反転防止用のチャネルストッパ4からなるトランジ
スタ予定領域に厚さ150〜350Aの酸化シリコン膜
からなるゲート酸化膜5を選択的に形成する。
【0008】つぎに全面に第1のポリシリコンを堆積
し、例えば燐を熱拡散してから選択的にエッチングして
トランジスタのゲート電極6aおよび出力信号線Out
の引き出し配線6bを形成する。同時にポリシリコンか
らドープされてN型拡散層7が形成される。
【0009】つぎに図4(b)に示すように、ゲート電
極6aをマスクとして選択的にN型不純物である燐をイ
オン注入して1×1018cm-3の低濃度ソースおよびド
レイン8を形成する。
【0010】全面に厚さ100〜300nmの酸化シリ
コン膜を気相成長してから、異方性エッチングによりエ
ッチバックして、ゲート電極6aおよび引き出し配線6
bの側面に、酸化シリコン膜からなる側壁酸化膜9を形
成する。
【0011】つぎにゲート電極6aおよび側壁酸化膜9
をマスクとしてNチャネルMOS予定領域に選択的にN
型不純物である砒素をイオン注入して1×1020cm-3
の高濃度第2ソースおよびドレイン10を形成する。
【0012】つぎに全面に第1の層間絶縁膜11を堆積
し、トランジスタのソースまたはドレイン、および出力
信号線の引き出し配線6b上に選択的に開口を形成す
る。
【0013】つぎに高抵抗負荷素子Rおよび電源配線V
CCを形成するために、全面に第2のポリシリコンを堆積
してから選択エッチングして、抵抗12および電源配線
13のパターンを形成する。
【0014】そのあと高抵抗Rの領域を選択的に覆った
窒化シリコン膜14をマスクとして、電源配線VCCの領
域のみに砒素をイオン注入する。抵抗12の一端を低抵
抗化して電源配線13を形成する。
【0015】つぎに図4(c)に示すように、全面に第
2の層間絶縁膜15を堆積してから選択的に開口を形成
し、高導電性の金属膜として例えばアルミニウムをから
なる電極21を形成して素子部が完成する。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】半導体集積回路の高速
化・高集積化のためには、素子寸法の小型化・高性能化
が必須条件である。
【0017】電界効果トランジスタを小型化するには素
子領域の面積を縮小し、ソースおよびドレインの接合を
浅くして、しかも低抵抗化する必要がある。抵抗負荷素
子においては、抵抗部を2μm以下と短かくして、小型
化する必要がある。
【0018】抵抗素子と接続している電源配線を小型化
して、しかも配線の層抵抗を1〜10Ω/□に低減する
必要がある。
【0019】抵抗素子の幅をW(μm)、長さをL(μ
m)、層抵抗をρS(MΩ/□)とすれば、抵抗素子の
抵抗値は、R(MΩ)=L/W×ρS で表わされる。
【0020】しかし従来の半導体集積回路では、不純物
が拡散されている抵抗素子の一端に接続されている電源
配線部から抵抗素子の長さを短くする拡散が生じる。
【0021】この横方向への拡散距離をα(μm)とす
ると、R(MΩ)=(1−α)/W×ρS で表わされ
る。
【0022】一般に高速化・高集積化しても半導体集積
回路の消費電力は一定であり、例えば集積度を4倍に向
上させると、抵抗値は単純な計算によれば1.25倍に
する必要がある。
【0023】したがって単純に抵抗素子の長さLおよび
幅Wを小さくする方法では横方向の拡散αの分だけ抵抗
素子の製造許容範囲がより厳しくなって歩留が低下し、
半導体集積回路そのものが実現できなくなるという問題
があった。
【0024】また電界効果トランジスタを小型化するた
めに素子領域の大きさを縮小して、ソースおよびドレイ
ンの接合を浅くしなければならない。その結果ソースお
よびドレインの層抵抗が増大し、電界効果トランジスタ
の性能が低下するという問題があった。
【0025】このように従来技術においては、半導体集
積回路の高速化・高集積化に大きな障害があった。
【0026】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
は、半導体基板上に複数個の電界効果トランジスタおよ
び複数個の抵抗素子を備え、前記電界効果トランジスタ
のゲート電極が第1のポリシリコンからなり、前記抵抗
素子が第2のポリシリコンからなり、第1の電界効果ト
ランジスタのドレインに第2の電界効果トランジスタの
ゲート電極と前記抵抗素子とが接続され、前記第2の電
界効果トランジスタのゲート電極を構成する前記第1の
ポリシリコンが前記第1の電界効果トランジスタのドレ
インと接続され、前記第1のポリシリコンの上面および
側面を覆う絶縁膜が形成され、前記絶縁膜を介して前記
第1のポリシリコン上に抵抗素子を構成する第2のポリ
シリコンが形成され、前記第2のポリシリコンの一端は
前記第1のポリシリコン上に沿って前記第1の電界効果
トランジスタのドレインに接続し、前記第2のポリシリ
コンの他端および前記第1の電界効果トランジスタのソ
ースに高融点金属からなるシリサイド層が形成されてい
るものである。
【0027】
【実施例】本発明の第1の実施例について、図1(a)
〜(c)を参照して説明する。
【0028】はじめに図1(a)に示すように、半導体
基板1上にPウェル2、素子分離用フィールド絶縁膜
3、チャネルストッパ4を選択的に形成して素子領域を
分離する。素子領域に15〜25nmの酸化シリコン膜
からなるゲート絶縁膜5を形成する。
【0029】つぎにソース領域のゲート絶縁膜5を選択
エッチングしたのち、全面に燐ドープした第1のポリシ
リコンおよび厚さ100〜500nmの気相成長酸化膜
を堆積する。つぎに気相成長酸化膜および第1のポリシ
リコンを選択エッチングして、ゲート電極6aおよびソ
ースまたはドレインに接続する引き出し配線6bを形成
してから、その上に絶縁膜16を形成する。
【0030】つぎにゲート電極6aをマスクとしてソー
スおよびドレイン領域にN型不純物である砒素をイオン
注入して1×1020cm-3の高濃度N型ソースおよびド
レイン10を形成する。
【0031】つぎに全面に厚さ300〜1000nmの
酸化膜を気相成長してから、全面を異方性エッチングに
よりエッチバックして、ゲート電極6aおよび引き出し
配線6bの側面に側壁酸化膜17を形成する。
【0032】つぎに図1(b)に示すように、つぎにソ
ースおよびドレイン領域上に厚さ20nmの薄い酸化シ
リコン膜18を形成してから、ソースまたはドレイン領
域上の薄い酸化シリコン膜18の一部を選択エッチング
して開口19を形成する。
【0033】全面に第2のポリシリコンを堆積し、引き
出し配線6bおよび開口19を覆うように選択エッチン
グして、抵抗12および電源配線13を形成する。つぎ
に抵抗領域のみに選択的に窒化シリコン膜14を形成す
る。
【0034】つぎに図1(c)に示すように、ソースお
よびドレイン領域の薄い酸化シリコン膜18を除去し
て、全面に厚さ100nmの高融点金属であるチタンを
堆積する。つぎに600℃でアニールして、ソースおよ
びドレイン領域と電源配線領域13に自己整合的にチタ
ンシリサイド層20を形成してから、未反応の余分のチ
タンを除去する。
【0035】つぎに第2の層間絶縁膜15を堆積してか
ら選択的に開口を形成し、高導電性の金属膜として例え
ばアルミニウムをからなる電極21を形成して素子部が
完成する。
【0036】本実施例においては、抵抗と接続している
電源配線には不純物をイオン注入していないので、抵抗
層中に不純物が拡散する距離αを0μmとしており、抵
抗素子を容易に短くすることができる。
【0037】電源配線にシリサイド層を形成することに
より、層抵抗を5Ω/□付近まで低減できる。同様にソ
ースおよびドレイン領域にもシリサイド層を形成してい
るので、層抵抗は5Ω/□付近まで低減されている。
【0038】その結果電界効果トランジスタおよび抵抗
素子を小型化・高性能化することができる。半導体集積
回路の高速化・高集積化を実現することができた。
【0039】つぎに本発明の第2の実施例について、図
2(a)〜(c)を参照して説明する。
【0040】半導体基板1上にゲート電極6aおよびソ
ース領域の引き出し配線6bを形成するところまでは第
1の実施例と同様である。
【0041】つぎに図2(a)に示すように、ゲート電
極6aをマスクとして燐をイオン注入して1×1018
-3の低濃度の第1のソースおよびドレイン8を形成す
る。つぎに全面に100〜300nmの第1の気相酸化
膜を堆積してから異方性エッチングによりエッチバック
して、ゲート電極6aおよび引き出し配線6bの側面に
側壁酸化膜9を形成する。つぎにゲート電極6aおよび
側壁酸化膜9をマスクとして砒素をイオン注入して1×
1020cm-3の高濃度の第2のソース−ドレイン10を
形成する。第1のソースおよびドレイン8と第2のソー
スおよびドレイン10との2層構造により、ホットキャ
リアの発生を抑えて信頼性の高い電界効果トランジスタ
を実現している。
【0042】つぎに全面に厚さ500〜1000nmの
第2の気相成長酸化膜を堆積してから、異方性エッチン
グによりエッチバックしてゲート電極6aの側面に第2
の側壁酸化膜17を形成する。
【0043】つぎに図2(b)に示すように、全面に第
2のポリシリコンを堆積し、選択エッチングして、ゲー
ト電極6aおよび引き出し配線6bで挟まれたドレイン
領域を覆うように、抵抗12および電源配線13を形成
する。つぎに抵抗12の領域のみに選択的に窒化シリコ
ン膜14を形成する。
【0044】つぎに図2(c)に示すように、第1の実
施例と同様にして電源配線13およびソース領域に自己
整合的にシリサイド合金層20を形成する。さらに第2
の層間絶縁膜15および電極21を形成して素子部が完
成する。
【0045】本発明では第1の電界効果トランジスタの
ドレイン8,10と抵抗12との接続孔を第1の電界効
果トランジスタのゲート電極6aと第2の電界効果トラ
ンジスタのゲート引き出し電極6bとで自己整合的に形
成する。その接続孔の寸法を1μm以下に微細化するこ
とができる。
【0046】ドレイン領域も微細化することができるの
で、第1の実施例に比べてさらに小型化して、半導体集
積回路の高集積化を図ることができる。
【0047】
【発明の効果】電界効果トランジスタのゲート電極を構
成する第1のポリシリコンの上面および側面を覆う絶縁
膜を備えている。
【0048】さらに絶縁膜を介して抵抗素子を構成する
第2のポリシリコンを備えている。第2のポリシリコン
の一端はドレインに接続し、他端の電源配線部およびソ
ース領域に自己整合的にシリサイド合金層を形成する。
【0049】そのため電源配線部とソース領域とに同時
にシリサイド合金層を形成することが可能になり、層抵
抗を5Ω/□以下に下げることができる。
【0050】また電源配線部には不純物をドープしてい
ないので、電源配線部から抵抗部へ不純物が拡散するこ
とがない。抵抗長も2μm以下に短縮できる。
【0051】このように電界効果トランジスタの性能を
向上させると共に微細化・小型化を図ることができる。
また抵抗素子・電源配線領域を小型化することが可能に
なり、半導体集積回路の高速化・高集積化を実現でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を工程順に示す断面図で
ある。
【図2】本発明の第2の実施例を工程順に示す断面図で
ある。
【図3】従来の抵抗負荷型NチャネルMOSFETの回
路図である。
【図4】従来技術による半導体集積回路を工程順に示す
断面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 P型ウェル 3 フィールド酸化膜 4 チャネルストッパ 5 ゲート絶縁膜 6a ゲート電極 6b 引き出し配線 7 N型拡散層 8 第1の低濃度ソース−ドレイン 9 ソース−ドレインを2層構造にするための側壁酸
化膜 10 第2のソース−ドレイン 11 第1の層間絶縁膜 12 第2のポリシリコンからなる抵抗 13 電源配線 14 窒化シリコン膜 15 第2の層間絶縁膜 16 ゲート電極に形成した層間絶縁膜 17 層間絶縁膜となる側壁酸化膜 18 薄い酸化シリコン膜 19 開口 20 シリサイド合金層 21 電極
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/784

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 半導体基板上に複数個の電界効果トラン
    ジスタおよび複数個の抵抗素子を備え、前記電界効果ト
    ランジスタのゲート電極が第1のポリシリコンからな
    り、前記抵抗素子が第2のポリシリコンからなり、第1
    の電界効果トランジスタのドレインに第2の電界効果ト
    ランジスタのゲート電極と前記抵抗素子とが接続され、
    前記第2の電界効果トランジスタのゲート電極を構成す
    る前記第1のポリシリコンが前記第1の電界効果トラン
    ジスタのドレインと接続され、前記第1のポリシリコン
    の上面および側面を覆う絶縁膜が形成され、前記絶縁膜
    を介して前記第1のポリシリコン上に抵抗素子を構成す
    る第2のポリシリコンが形成され、前記第2のポリシリ
    コンの一端は前記第1のポリシリコン上に沿って前記第
    1の電界効果トランジスタのドレインに接続し、前記第
    2のポリシリコンの他端および前記第1の電界効果トラ
    ンジスタのソースに高融点金属からなるシリサイド層が
    形成されている半導体集積回路。
JP3153647A 1991-06-26 1991-06-26 半導体集積回路 Pending JPH053294A (ja)

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JP3153647A JPH053294A (ja) 1991-06-26 1991-06-26 半導体集積回路

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JP3153647A JPH053294A (ja) 1991-06-26 1991-06-26 半導体集積回路

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6653690B1 (en) 1997-03-31 2003-11-25 Nec Electronics Corporation Semiconductor device comprising high density integrated circuit having a large number of insulated gate field effect transistors
JP2006303166A (ja) * 2005-04-20 2006-11-02 Seiko Epson Corp 薄膜素子の製造方法、薄膜素子、及び電子機器
US8262335B2 (en) 2005-10-27 2012-09-11 Otto Nussbaum Gmbh & Co. Kg Lifting platform with fork

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6653690B1 (en) 1997-03-31 2003-11-25 Nec Electronics Corporation Semiconductor device comprising high density integrated circuit having a large number of insulated gate field effect transistors
JP2006303166A (ja) * 2005-04-20 2006-11-02 Seiko Epson Corp 薄膜素子の製造方法、薄膜素子、及び電子機器
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