JPH0637306A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0637306A
JPH0637306A JP19236992A JP19236992A JPH0637306A JP H0637306 A JPH0637306 A JP H0637306A JP 19236992 A JP19236992 A JP 19236992A JP 19236992 A JP19236992 A JP 19236992A JP H0637306 A JPH0637306 A JP H0637306A
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JP
Japan
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conductor
region
semiconductor device
element isolation
film
Prior art date
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Pending
Application number
JP19236992A
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English (en)
Inventor
Masayuki Ueno
雅之 植野
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.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPH0637306A publication Critical patent/JPH0637306A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 MOSトランジスタにおいて、製造によるゲ
ート幅のばらつきが抑制され、所望のゲート幅を有する
トランジスタからなる半導体装置を提供する。 【構成】 素子領域30の長手方向の対向する2辺に沿
って夫々形成された対となる2つの導電体25が形成さ
れており、この2つの導電体25は、夫々アルミニウム
配線が成され、所定の電位に接続されている。そして、
この導電体25は、素子分離膜15のバーズビーク部分
より内側の素子領域30から素子分離膜15の一部に掛
けて覆うように形成され、ポリSi膜等の導電性物質か
らなる。従って、ゲート電極19に電圧が印加されたと
しても、導電体25は所定の電位に接続されているの
で、この導電体25の上部に位置するゲート電極からの
電界は遮断され、導電体25の下にチャネルが形成され
ない。そのため、MOSトランジスタのゲート幅(W)
は、導電体25の間の距離によって規定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板上にMOS
トランジスタなどの素子を形成する半導体装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、各種の半導体装置が提案され
ており、特にMOSトランジスタを内蔵したものが多く
利用され、MOSトランジスタは、マイクロプロセッサ
または半導体メモリ等のVLSIにとって最も重要なデ
バイスとなっている。
【0003】ここで、近年の半導体装置は通常平板状の
半導体基板(例えば、Si基板)の所定の領域に複数の
MOSトランジスタ(MOSFET)形成している場合
が多い。この場合、チャネル領域を薄い絶縁層を介しゲ
ート電極で覆った状態でその両側の領域に不純物をドー
プして、ソース領域、ドレイン領域を形成したMOSト
ランジスタを半導体基板の所定領域に形成している。そ
して、このような半導体装置において、複数のMOSト
ランジスタはLOCOS(Local xi- dat
ion of ilicon)法による厚い酸化膜か
らなる素子分離膜と、その素子分離膜直下に形成され濃
度の濃い不純物層からなるチャネルストップ層とによっ
て、各素子領域は分離されている。いわゆる素子分離で
ある。
【0004】このようなMOSトランジスタは、以下の
ようにして製造される。
【0005】図2には、従来のトランジスタの製造工程
が示されている。なお、トランジスタとしてNMOSト
ランジスタを例示として用いた。
【0006】まず、p型のSi基板10に酸化膜分離層
を形成する。すなわち、薄い(〜0.05μm)熱酸化膜
(SiO2 )12を形成した後に窒化膜(Si3 4
11(〜0.1μm )を付着させ、その上にフォトレジス
ト13を形成する(第1工程)。そして、熱酸化膜12
及び窒化膜11を介して、B+ イオン注入を行い、チャ
ネルストップ層14を形成する(第2工程)。次に、フ
ォトレジスト13により保護した素子領域となる部分を
除く他の部分の窒化膜11をエッチングによって除去す
る。そして、フォトレジスト13を除去した後、酸化炉
中で熱酸化させる。このため、窒化膜11が除去された
部分の酸化膜は成長し、約0.5 〜1μm の素子分離膜
(フィールド酸化膜)15となる。また、チャネルスト
ップ層14のボロン(B)は、この熱処理時に拡散す
る。そして、熱酸化膜12及び窒化膜11を除去してか
ら熱酸化し、薄い(〜数10-2μm)ゲート酸化膜16
を形成し、エンハンスメント型の場合は、チャネル領域
部分にボロン(B)イオンを注入し、しきい値電圧を望
みの値(例えば、0.5V)に調整する。一方、ディプ
リーション型の場合は、砒素(As)イオンを注入して
しきい値電圧を低く(例えば、−0.5V)調整する
(第3工程)。その後、ポリSi膜を付着させ、拡散ま
たはイオン注入によってリン(P)を多量にドープして
所望のシート抵抗を有するゲート電極19を形成する。
パターン形成後のゲート電極19をマスクして、砒素
(As)イオン注入を行いソースおよびドレイン領域を
形成する(第4工程)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
製造工程によって素子分離膜となる酸化膜を形成する場
合、この酸化膜がフォトレジストによって保護されて形
成された素子領域となる部分に若干入り込んでしまう。
すなわち、酸化膜を酸化炉中で熱酸化により成長させる
際に、膜厚が増加すると同時に横方向にも成長し、素子
領域となる部分に入り込んでしまう。図3には、この様
子が示されている。図3(a)は、この様子を示す断面
図であって、図3(b)のB−B´断面図である。図3
(b)は、この様子を示す上面図である。そして、図3
(a)の断面図からも分かるように、丁度バーズビーク
のように、辺縁部がさきの尖った形状となる素子分離膜
15が形成される。このため、MOSトランジスタのゲ
ート幅(W)は、図3(b)のB−B´ラインの断面で
ある図3(a)の断面図に示すように素子領域となる部
分の内、チャネル領域となる部分に入り込んだ両素子分
離膜15の尖った先端から先端までの距離として一応定
義される。
【0008】一方、この素子分離膜15の尖った部分の
形状は、酸化炉中の熱酸化条件等によって微妙に変化
し、さらに、チャネルストップ層14のボロン(B)の
横方向に対する拡散もこの条件によって微妙に変化す
る。
【0009】このため、上記MOSトランジスタのゲー
ト幅(W)は、この製造条件によって大きなばらつきを
生じ、所望のゲート幅を有するMOSトランジスタが得
られないという問題点があった。また、バーズビーク部
分は、その厚みが急に変化しているわけではないので、
実際にはバーズビークの下の一部が、チャネルとして動
作してしまう。
【0010】本発明は上記問題点を解決することを課題
としてなされたものであり、MOSトランジスタにおい
て、製造によるゲート幅のばらつきが抑制され、所望の
ゲート幅を有するトランジスタからなる半導体装置を提
供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
は、半導体基板上に複数の素子領域が形成され、該素子
領域が長手方向にソース領域、チャネル領域、ドレイン
領域の順に形成され、そのチャネル領域の上方には絶縁
体膜を介して電界を印加するゲート電極が設けられ、該
素子領域が各々素子分離膜によって分離されている半導
体装置であって、前記素子領域の長手方向の対向する2
辺に沿って夫々形成された対となる第1の導電体及び第
2の導電体を有し、前記第1の導電体及び第2の導電体
は、素子領域の一部と該素子領域に近接する素子分離膜
の一部をも覆うように形成され、所定の電位に接続され
た導電体であり、前記ゲート電極は、前記第1及び第2
の導電体及び前記チャネル領域の上方に設けられること
を特徴とする。
【0012】
【作用】本発明に係る半導体装置において、製造による
素子分離膜のバーズビーク部分の形状のばらつき及びチ
ャネルストップ層の横方向拡散のばらつきを加味して、
そのばらつき部分より内側の素子領域から素子分離膜の
一部に掛けて導電体を形成している。このため、MOS
トランジスタのゲート幅は、この導電体間の距離によっ
て定義される。従って、ゲート幅の値は、製造条件によ
る上記のばらつきの影響を受けず、かつゲート幅の値の
変動幅を小さくすることができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明に係る半導体装置について、図
面に基づいて説明する。
【0014】図1(a)は、本発明の半導体装置の構成
を示す断面図であり、図1(b)は、同上面図である。
ここで、図1(a)は、図1(b)のA−A´に沿った
断面図である。
【0015】p型のSi基板10の上には複数の素子領
域30が設けられており、図1(b)のA−A´ライン
の断面である図1(a)の断面図に示されるように、各
素子領域30は、厚い酸化膜(例えば、SiO2 )から
なる素子分離膜15と素子分離膜15直下に形成され濃
度の濃い不純物層(本実施例では、ボロンイオンの注入
された層)からなるチャネルストップ層14とによって
素子分離されている。そして、図1(b)の上面図に示
されるように、素子領域30の両側には、n+型のソー
ス領域17、n+ 型のドレイン領域18が形成されてお
り、このソース領域17とドレイン領域18に挟まれた
領域に基板10と同じp型のチャネル領域20が形成さ
れている。
【0016】また、チャネル領域20の上面は、SiO
2 で形成されるゲート酸化膜16によって覆われてお
り、このゲート酸化膜16の表面には、ポリSi膜等の
導電体からなるゲート電極19が形成されている。そし
て、ゲート電極19は、外部との電気的接続のため、基
板10の所定の端部まで引き回されている。
【0017】なお、本実施例はNMOSトランジスタで
あるが、PMOSトランジスタであってもよい。その場
合は、n型のSi基板上にp+ 型のソース領域及びドレ
イン領域が形成され、チャネル領域はn型となってい
る。
【0018】本発明の特徴的なことは、素子領域30の
長手方向の対向する2辺に沿って夫々形成された対とな
る2つの導電体25が形成されており、この2つの導電
体25は、夫々アルミニウム(Al)配線が成され、所
定の電位に接続されていることである。そして、この導
電体25は、素子分離膜15のバーズビーク部分より内
側の素子領域30から素子分離膜15の一部に掛けて覆
うように形成され、ポリSi膜等の導電性物質からな
る。なお、本実施例の場合は、アース電位に接続されて
いるが、PMOSトランジスタの場合は、電源電位に接
続される。
【0019】従って、ゲート電極19に電圧が印加され
た場合、MOSトランジスタのゲート幅(W)は、導電
体25の間の距離によって規定される。すなわち、ゲー
ト電極19に電圧が印加されたとしても、導電体25が
所定の電位に接続されているので、この導電体25の上
部に位置するゲート電極からの電界が遮断され、導電体
25の下には、チャネルが形成されない。このため、導
電体25の配設位置によってゲート幅(W)を設定する
ことができ、従来に比べゲート幅のばらつきを抑制する
ことができ、所望のゲート幅を有するMOSトランジス
タを得ることができる。
【0020】また、従来のMOSトランジスタのゲート
幅は、チャネルの空乏層が素子分離膜の下まで広がって
いることにより、所望のゲート幅に比べ実質的に広くな
っていた。しかし、本発明の場合は上述の構造を有して
いるので、所望のゲート幅を有するMOSトランジスタ
を得ることができる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体装置によれば、製造による素子分離膜のバーズビーク
部分の形状のばらつき及びチャネルストップ層の横方向
拡散のばらつきを加味して、そのばらつき部分より内側
の素子領域となる部分から素子分離膜の一部に掛けて導
電体を形成している。このため、MOSトランジスタの
ゲート幅は、この導電体間の距離によって定義される。
従って、ゲート電極は製造条件による上記のばらつきの
影響を受けず、かつゲート幅の値の変動幅を小さくする
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】半導体装置の構成を示す断面図及び上面図であ
る。
【図2】従来の半導体装置の製造工程の説明図である。
【図3】従来の半導体装置の構成を示す断面図及び上面
図である。
【符号の説明】 10 Si基板 14 チャネルストップ層 15 素子分離膜 16 ゲート酸化膜 17 ソース領域 18 ドレイン領域 19 ゲート電極 20 チャネル領域 25 導電体 30 素子領域 W ゲート幅

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に複数の素子領域が形成さ
    れ、該素子領域が長手方向にソース領域、チャネル領
    域、ドレイン領域の順に形成され、そのチャネル領域の
    上方には絶縁体膜を介して電界を印加するゲート電極が
    設けられ、該素子領域が各々素子分離膜によって分離さ
    れている半導体装置であって、 前記素子領域の長手方向の対向する2辺に沿って夫々形
    成された対となる第1の導電体及び第2の導電体を有
    し、 前記第1の導電体及び第2の導電体は、素子領域の一部
    と該素子領域に近接する素子分離膜の一部をも覆うよう
    に形成され、所定の電位に接続された導電体であり、 前記ゲート電極は、前記第1及び第2の導電体及び前記
    チャネル領域の上方に設けられることを特徴とする半導
    体装置。
JP19236992A 1992-07-20 1992-07-20 半導体装置 Pending JPH0637306A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1130638A3 (en) * 2000-03-03 2003-10-15 Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) Method and structure for reducing leakage currents of active area diodes and source/drain diffusions
JP2010258396A (ja) * 2008-06-16 2010-11-11 Fuji Electric Systems Co Ltd Mos型半導体装置

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