JPH11330461A - 屈曲ゲート電極を有する半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

屈曲ゲート電極を有する半導体装置およびその製造方法

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JPH11330461A
JPH11330461A JP10132310A JP13231098A JPH11330461A JP H11330461 A JPH11330461 A JP H11330461A JP 10132310 A JP10132310 A JP 10132310A JP 13231098 A JP13231098 A JP 13231098A JP H11330461 A JPH11330461 A JP H11330461A
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mask
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寿史 高橋
Keita Kumamoto
景太 熊本
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/20Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions 
    • H10D64/27Electrodes not carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. gates
    • H10D64/311Gate electrodes for field-effect devices
    • H10D64/411Gate electrodes for field-effect devices for FETs
    • H10D64/511Gate electrodes for field-effect devices for FETs for IGFETs
    • H10D64/517Gate electrodes for field-effect devices for FETs for IGFETs characterised by the conducting layers
    • H10D64/519Gate electrodes for field-effect devices for FETs for IGFETs characterised by the conducting layers characterised by their top-view geometrical layouts

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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、MOSFETのゲート電極と活性
領域の位置関係がずれた場合でもゲート幅の変動が少な
く、従って特性のバラツキの少ない半導体装置およびそ
の製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 半導体基板上に素子分離領域6と、活性
領域(4a、4b)と、活性領域上に屈曲角θを持つ屈
曲部を有するゲート電極3とを有する半導体装置におい
て、前記素子分離領域と活性領域との境界が前記ゲート
電極を横切る線分が、前記屈曲角θの2等分線に対して
概ね平行の直線になっていることを特徴とする半導体装
置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、屈曲したゲートを
有する半導体装置、特にMOSFETを備えた半導体装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、製造上、特性上、あるいはレ
イアウト上の要請により屈曲したゲートを備えたMOS
FETが用いられている。例えば特開平2−25033
2号公報によれば、図12に示すように活性領域にゲー
ト電極33をマスクとしてイオン注入して不純物注入領
域を形成する際に、イオン注入の方向が多少斜めになっ
た場合に、ゲート電極の陰になる不純物注入領域39a
ではゲート電極と注入領域の間にイオン注入されない部
分が生じ、イオン注入方向に向かう表側の不純物注入領
域39bとで非対称性が生じる。そこで、この公開公報
の発明では、図13に示すようにゲート電極33を、活
性領域34上で直角に屈曲させて設けることにより、イ
オン注入の方向が多少斜めになった場合でもゲート電極
のすべての部分で陰が生じることがないので、対称性が
向上することが示されている。
【0003】また、ゲート幅が長ければチャネル領域の
抵抗が減少するので信号の伝達速度が向上する。そこ
で、ゲートを屈曲させることにより、狭い領域に長いゲ
ート幅を確保することができるようになるので、レイア
ウト上の自由度を広げることができる。
【0004】また、図14のように活性領域34内にコ
ンタクト35を設けたときに、比較的長いゲート幅を有
しながら、短いコンタクト−ゲート電極間距離を確保で
きるので寄生抵抗を減少させることができる。即ち、従
来では寄生抵抗を減らすためにコンタクト35bとして
示したように、コンタクトを数カ所に設けているが、ゲ
ートを屈曲させることで、屈曲側の活性領域34cの側
では、1つのコンタクト35aにより寄生抵抗を減らす
ことができる。また、図14で、屈曲の内側の活性領域
34cは、屈曲の外側の活性領域34dに比べて面積が
1/3であるので、活性領域34cの半導体基板に対す
る寄生容量は、活性領域34dに比べて1/3にするこ
とができる。
【0005】従来このような直角に屈曲したゲートと活
性領域の位置関係は、図13にも示したように活性領域
34と素子分離領域36との境界37と、ゲート電極
は、直交するようになっていた。
【0006】しかし、図15に示すように、素子分離領
域36を形成して活性領域を区分けする際、またはゲー
ト電極を形成する際に、マスクの目ズレが生じると、活
性領域(目ズレなし)34aと活性領域(目ズレあり)
34bで示したように、ゲート電極33と活性領域の相
対的位置ズレが生じる。そうすると、チャネル幅の長さ
が変化するので設計と異なったトランジスタ特性が得ら
れることになる。
【0007】特に図16に示すように、レイアウト上の
必要性から屈曲したゲート電極をもつMOSFETを対
称的に形成する場合には、目ズレが生じた場合には左側
のMOSFETではゲート幅が減少し、一方右側のMO
SFETではゲート幅が増加するようになりトランジス
タ特性のバランスが崩れる問題もある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題を解決するためになされたものであり、MOSFE
Tのゲート電極と活性領域の位置関係がずれた場合でも
ゲート幅の変動が少なく、従って特性のバラツキの少な
い半導体装置およびその製造方法を提供することを目的
とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板上
に素子分離領域と、活性領域と、活性領域上に屈曲角θ
を持つ屈曲部を有するゲート電極とを有する半導体装置
において、前記素子分離領域と活性領域との境界が前記
ゲート電極を横切る線分が、前記屈曲角θの2等分線に
対して概ね平行の直線になっていることを特徴とする半
導体装置に関する。
【0010】また、本発明は、半導体基板上に素子分離
領域と、活性領域と、活性領域上に屈曲角θを持つ屈曲
部を有するゲート電極とを有する半導体装置の製造方法
において、半導体基板上の所定領域に、マスクの周囲が
後の工程で形成するゲート電極を横切る線分が、前記屈
曲角θの2等分線に対して概ね平行となるような形状の
マスクを形成する工程と、このマスクで覆われていない
部分に素子分離領域を形成し、活性領域を区分けする工
程と、このマスクを除去した後、屈曲部を有する前記ゲ
ート電極を形成する工程と、このゲート電極をマスクと
してイオン注入して、活性領域中に不純物注入領域を形
成する工程とを有する半導体装置の製造方法に関する。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、本発明における素子分離
領域、活性領域およびゲート電極の位置関係(平面図)
を示したものである。この図のように、ゲート電極3は
活性領域(4aまたは4b)と素子分離領域6の両方に
跨るように形成されており、活性領域と素子分離領域の
境界は、平面的に見たときにゲート電極を横切ってい
る。そして、図2に示すように境界7がゲート電極を横
切る線分8は、ゲート電極3の屈曲角θの2等分線10
に対して概ね平行になっている。
【0012】このような位置関係にあると、図1に示す
ように素子分離領域を形成したときに、活性領域とゲー
ト電極の位置関係が、設計どおりに形成されたときの目
ズレなしの活性領域4aから、目ズレが生じた時の活性
領域4bにずれた場合であっても、平面的に見たときの
活性領域内に存在するゲート電極幅が変化しないか、ま
たは変化量を最小に抑えることができる。
【0013】本発明では、ゲート電極が一回だけ曲がっ
ている場合だけではなく、図3(a)、図3(b)のよ
うに活性領域上で2回以上曲がっていてもよい。この場
合の屈曲角θは、図に示したように境界をまたぐゲート
電極部分同士がなす角である。尚、ゲート電極は、必要
により活性領域外で屈曲していてもよいが、その屈曲部
分は本発明で問題とする屈曲部とは関係がない。
【0014】本発明では、θが90°である場合に最も
効果が大きいが、図3(c)に示すようにθが鈍角であ
る場合にも適用することが可能であり、境界7がゲート
電極を横切る線分は、屈曲角θの2等分線に対して概ね
平行に配置される。θが鋭角の場合にも同様に適用する
ことが可能である。
【0015】また、2等分線10と線分8は、なるべく
平行になるように形成する。例えば±10°以内であれ
ば通常の目的では許容することができるが、好ましくは
±5°以内である。
【0016】ここで、活性領域の形状は、図1に示した
ような長方形である必要は必ずしもない。即ち、予想し
うる目ズレの範囲において前記境界が屈曲角θの2等分
線に対して所定の角度(概ね平行)になっていれば良
く、このとき前記線分は、常に屈曲角θの2等分線に対
して所定の角度(概ね平行)に配置されることになる。
【0017】
【実施例】次に実施例を示して本発明をさらに詳細に説
明する。ここでは図4(平面図)に示すように、屈曲角
θが90°のゲート電極3を持つ半導体装置の例につい
て、製造方法をA−A’に沿った断面図を示しながら説
明する。
【0018】図5((a)平面図、(b)断面図)に示
すように、シリコン基板1上の所定領域を、例えばシリ
コン窒化膜で形成したマスク2で覆う。次に図6(断面
図)に示すように、シリコン基板表面を局所酸化しLO
COS酸化膜を形成して、素子分離領域6を設ける。こ
のマスクは、活性領域の形状を決めるものであり、この
例では長方形のマスクの長辺が、後の工程で形成する屈
曲したゲート電極の屈曲角θの2等分線に対して概ね平
行となるようにする。
【0019】マスク2を除去した後(図7)、表面を熱
酸化し、その上に例えばポリシリコンを堆積した後、屈
曲形状にパターニングしてゲート電極3を形成する。こ
のゲート電極をマスクとしてイオン注入し、図8
((a)平面図、(b)断面図)に示すように、活性領
域中に不純物注入領域9を形成する。本発明では、ゲー
ト電極形成のパターニングと、前の工程での素子分離領
域を形成するためのマスクのパターニングとの相対的な
位置関係がずれたとしても、活性領域上のゲート電極の
長さは変わらないので、ゲート幅の変動がないのであ
る。
【0020】次に図9に示すように層間絶縁膜5を成膜
した後、図10に示すように、層間絶縁膜にコンタクト
12を形成した後、金属膜を成膜しパターニングして図
11に示すように配線11を形成して半導体装置を完成
する。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、ソースまたはドレイン
の寄生抵抗や寄生容量を低減すると共に、MOSFET
のゲート電極と活性領域の位置関係がずれた場合でもゲ
ート幅の変動が少なく、従って特性のバラツキの少ない
半導体装置およびその製造方法を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における素子分離領域、活性領域および
ゲート電極の位置関係を示す図である。
【図2】本発明におけるゲート電極と素子分離領域−活
性領域境界の位置関係を示す図である。
【図3】本発明における素子分離領域、活性領域および
その境界とゲート電極の位置関係を示す図である。
【図4】本発明の半導体装置を示す平面図である。
【図5】本発明の半導体装置の製造工程を示す図
((a)平面図、(b)断面図)である。
【図6】本発明の半導体装置の製造工程を示す図(断面
図)である。
【図7】本発明の半導体装置の製造工程を示す図(断面
図)である。
【図8】本発明の半導体装置の製造工程を示す図
((a)平面図、(b)断面図)である。
【図9】本発明の半導体装置の製造工程を示す図(断面
図)である。
【図10】本発明の半導体装置の製造工程を示す図(断
面図)である。
【図11】本発明の半導体装置の製造工程を示す図(断
面図)である。
【図12】イオン注入が斜めになされるときに、イオン
注入領域が非対称に形成されることを説明するための図
である。
【図13】従来の屈曲したゲート電極と活性領域の位置
関係を示す図である。
【図14】屈曲したゲート電極、コンタクトおよび活性
領域の位置関係を示す図である。
【図15】従来の屈曲したゲート電極と、目ズレがない
場合と目ズレが生じた場合の活性領域の位置関係を示す
図である。
【図16】屈曲したゲート電極を対称的に配置した場合
の、従来の半導体装置における各ゲート電極と活性領域
の位置関係を示す図である。
【符号の説明】
1 シリコン基板 2 マスク 3 ゲート電極 4 活性領域 4a 活性領域(目ズレなし) 4b 活性領域(目ズレあり) 5 層間絶縁膜 6 素子分離領域 7 境界 8 線分 9 不純物注入領域 10 2等分線 11 配線 12 コンタクト

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に素子分離領域と、活性領
    域と、活性領域上に屈曲角θを持つ屈曲部を有するゲー
    ト電極とを有する半導体装置において、 前記素子分離領域と活性領域との境界が前記ゲート電極
    を横切る線分が、前記屈曲角θの2等分線に対して概ね
    平行の直線になっていることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記屈曲角θが90°であることを特徴
    とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記線分と前記2等分線のなす角が±1
    0°以下であることを特徴とする請求項1または2記載
    の半導体装置。
  4. 【請求項4】 半導体基板上に素子分離領域と、活性領
    域と、活性領域上に屈曲角θを持つ屈曲部を有するゲー
    ト電極とを有する半導体装置の製造方法において、 半導体基板上の所定領域に、マスクの周囲が後の工程で
    形成するゲート電極を横切る線分が、前記屈曲角θの2
    等分線に対して概ね平行となるような形状のマスクを形
    成する工程と、 このマスクで覆われていない部分に素子分離領域を形成
    し、活性領域を区分けする工程と、 このマスクを除去した後、屈曲部を有する前記ゲート電
    極を形成する工程と、 このゲート電極をマスクとしてイオン注入して、活性領
    域中に不純物注入領域を形成する工程とを有する半導体
    装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記屈曲角θが90°であることを特徴
    とする請求項4記載の半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記線分と前記2等分線のなす角が±1
    0°以下であることを特徴とする請求項4または5記載
    の半導体装置。
JP10132310A 1998-05-14 1998-05-14 屈曲ゲート電極を有する半導体装置およびその製造方法 Pending JPH11330461A (ja)

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