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JPH11126899A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

Info

Publication number
JPH11126899A
JPH11126899A JP9289641A JP28964197A JPH11126899A JP H11126899 A JPH11126899 A JP H11126899A JP 9289641 A JP9289641 A JP 9289641A JP 28964197 A JP28964197 A JP 28964197A JP H11126899 A JPH11126899 A JP H11126899A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
gate electrode
protection structure
semiconductor
silicide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9289641A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigenobu Maeda
茂伸 前田
Yuichi Hirano
有一 平野
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP9289641A priority Critical patent/JPH11126899A/ja
Priority to TW087104451A priority patent/TW374945B/zh
Priority to US09/061,249 priority patent/US6204536B1/en
Priority to KR1019980017027A priority patent/KR100297067B1/ko
Priority to DE19824242A priority patent/DE19824242A1/de
Priority to FR9807304A priority patent/FR2770030B1/fr
Publication of JPH11126899A publication Critical patent/JPH11126899A/ja
Priority to US09/576,233 priority patent/US6429079B1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D89/00Aspects of integrated devices not covered by groups H10D84/00 - H10D88/00
    • H10D89/60Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD]
    • H10D89/601Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD] for devices having insulated gate electrodes, e.g. for IGFETs or IGBTs
    • H10D89/811Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD] for devices having insulated gate electrodes, e.g. for IGFETs or IGBTs using FETs as protective elements
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D86/00Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates
    • H10D86/01Manufacture or treatment
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D86/00Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates
    • H10D86/201Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates the substrates comprising an insulating layer on a semiconductor body, e.g. SOI

Landscapes

  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Element Separation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンタクトホールの形成時に発生するソース
・ドレイン層のオーバーエッチングを防止するととも
に、ソース・ドレイン層の面積を増やすことなくサージ
電圧の電圧降下が可能なシリサイドプロテクション構造
を有した半導体装置およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 MOSトランジスタの活性領域ARを規
定するとともに、フィールド分離構造を構成するFSゲ
ート電極10が矩形環状をなすように形成され、当該F
Sゲート電極10および活性領域ARの上部には、FS
ゲート電極10を2分するようにMOSトランジスタの
ゲート電極20が形成されている。ゲート電極20の両
側面の外側に位置する活性領域ARには、それぞれシリ
サイドプロテクション構造PS1が配設され、当該シリ
サイドプロテクション構造PS1の周囲はS/D層30
であり、その上部にはシリサイド膜SF1が形成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置およびそ
の製造方法に関し、特にシリサイドプロテクションを必
要とするMOSトランジスタおよびその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ロジックLSI(大規模集積回路)など
に使用されるトランジスタにおいては、ソース/ドレイ
ン領域の寄生抵抗およびポリシリコンゲート電極の配線
抵抗を同時に低減するために、ソース・ドレイン層およ
びポリシリコンゲート電極の表面に、選択的、自己整合
的にシリサイド膜を形成するサリサイド(Salicide : s
elf-aligned silicide)技術を用いる。
【0003】シリサイド膜は寄生抵抗や配線抵抗を低減
するとういう利点を有しているが、一方で、シリサイド
膜の形成が望ましくない現象をもたらす場合もある。そ
の場合には、シリサイド膜の形成を望まない部分におい
て、シリサイド膜の形成を防止するシリサイドプロテク
ション膜を形成することで対処している。
【0004】次に、シリサイド膜を形成することによる
問題点およびシリサイドプロテクション膜について説明
する。まず、図35に半導体集積回路の一例として、イ
ンバータ回路C2とそれを保護する保護回路C1とを示
す。
【0005】保護回路C1は、PチャネルMOSトラン
ジスタP1とNチャネルMOSトランジスタN1とを直
列に接続して構成され、両者を接続するノードND1に
入力パッドPDが接続されている。PチャネルMOSト
ランジスタP1のゲート電極は電源電位(Vcc)に接
続され常時OFF状態となっている。NチャネルMOS
トランジスタN1のゲート電極は接地電位に接続され常
時OFF状態となっている。
【0006】インバータ回路C2は、PチャネルMOS
トランジスタP2とNチャネルMOSトランジスタN2
とを直列に接続して構成され、両者の接続ノードND2
は図示しない他の回路に接続されている。そして、Pチ
ャネルMOSトランジスタP2およびNチャネルMOS
トランジスタN2のゲート電極は保護回路C1のノード
ND1に接続されている。
【0007】ここで、入力パッドPDからサージ電圧が
入力した場合、すなわちESD(Electro Static Disch
arge)が生じた場合を想定する。サージ電圧は通常のM
OSトランジスタの動作電圧に比べてはるかに高い電圧
であるので、保護回路C1がなければ、サージ電圧はイ
ンバータ回路C2のPチャネルMOSトランジスタP2
およびNチャネルMOSトランジスタN2のゲート電極
に印加され、両者のゲート絶縁が破壊される恐れがあ
る。しかし、保護回路C1の存在により、サージ電圧が
印加されると、PチャネルMOSトランジスタP1およ
びNチャネルMOSトランジスタN1のソース・ドレイ
ン間がブレークダウンして電流が流れ、インバータ回路
C2にサージ電圧が印加されるのを防止できる。
【0008】しかしながら、保護回路C1において、非
常に大きなサージ電圧がソース・ドレイン間に加わった
場合、保護回路C1中のPチャネルMOSトランジスタ
P1またはNチャネルMOSトランジスタN1が破壊し
てしまう。この破壊時のサージ電圧をESD耐圧と呼
び、なるべく大きな値に設計することが望まれる。とこ
ろが、ソース・ドレイン層の表面にシリサイド膜が形成
されていると、ESD耐圧が低下する可能性がある。
【0009】図36にMOSトランジスタM1の平面構
成を示す。MOSトランジスタM1は細長形状のゲート
電極GEを中央に配設し、その短手方向の両外側にソー
ス・ドレイン層SDが配設され、ソース・ドレイン層S
Dの表面にはシリサイド膜SFが形成された構成となっ
ている。
【0010】図36に示す領域Aの拡大図を図37に示
す。シリサイド膜SFは一般に多結晶構造であり、図3
7に示すように大小のシリサイドの結晶粒子GRで構成
されている。従って結晶粒界においては各粒子の形状が
反映され、起伏を有している。これは、ゲート電極GE
の端縁部に沿ったシリサイド膜SFの端縁部においても
同様であり、図37に示すように、ゲート電極GEを間
に挟んで結晶粒子GRが対向している。このような構造
において、サージ電圧が印加されると、ゲート電極GE
の両側の結晶粒子GRの突起部間(矢示間)にサージ電
流の集中が起こり、その部分が集中的に破壊されて、M
OSトランジスタの動作が不良となり保護回路としての
機能が失われる。このような理由から、保護回路のソー
ス・ドレイン層の表面にはシリサイド膜を形成しないこ
ととし、その代わりに、シリサイドプロテクション膜を
形成するものである。
【0011】次に、図38を用いて、シリサイドプロテ
クション膜を形成したMOSトランジスタM2の構成に
ついて説明する。
【0012】図38に示すように、ゲート電極GEおよ
びゲート電極GEの近傍のソース・ドレイン層SDの表
面上にはシリコン酸化膜(SiO2)で構成されるシリ
サイドプロテクション膜SPが形成されており、シリサ
イドプロテクション膜SPの上部にはシリサイド膜SF
は形成されていない。このような構成とすることによ
り、シリサイド膜SFの端縁部とゲート電極GEの端縁
部との間の距離が広くなる。従って、シリサイド膜SF
端縁部の形状が、起伏の連続した形状であって、サージ
電流が突出した部分に集中しようとしても、低ドープド
レイン領域(図示せず)やソース・ドレイン層を長い距
離に渡って通過しなくてはならないので拡散することに
なり、また、比較的抵抗値の高い低ドープドレイン領域
を通過する際に電圧降下を起こすなどしてMOSトラン
ジスタの破壊が防止されることになる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
シリサイド膜SFを形成することで不具合が発生するM
OSトランジスタおいては、シリサイドプロテクション
膜SPを形成することでシリサイド膜SFの形成を防止
していた。
【0014】そして、シリサイドプロテクション膜SP
の形成においては、シリコン基板SBの全面に渡ってシ
リコン酸化膜を形成した後、当該シリコン酸化膜をRI
E(Riactiv Ion Etching)などのドライエッチングに
より選択的に除去することで、ゲート電極GEおよびゲ
ート電極GEの近傍のソース・ドレイン層SDの表面上
にのみシリサイドプロテクション膜SPを形成するよう
にしていた。
【0015】ここで、シリサイドプロテクション膜SP
を形成した後の工程を示す図39および図40を用い
て、シリサイドプロテクション膜を形成することによる
問題点について説明する。
【0016】図39において、SOI基板SI上には、
シリサイドプロテクション膜を必要とするMOSトラン
ジスタM1が複数形成されるプロテクション領域PRお
よび、シリサイドプロテクション膜を必要としないMO
SトランジスタM2が複数形成される通常領域ORが示
されている。SOI基板SIは、シリコン基板SBの上
部に埋め込み絶縁層BOが形成され、埋め込み絶縁層B
Oの上部にSOI層SLが形成された構成を有してい
る。
【0017】そして、通常領域ORおいては、ソース・
ドレイン層SD2およびゲート電極GE2の上部にはシ
リサイド膜SFが形成されているが、プロテクション領
域PRにおいては、全面に渡って酸化膜のシリサイドプ
ロテクション膜SPが形成され、ソース・ドレイン層S
D1およびゲート電極GE1の上部にはシリサイド膜S
Fは形成されていない。
【0018】このように、シリサイド膜SFおよびシリ
サイドプロテクション膜SPを形成した後、SOI基板
SI上に層間絶縁膜IZを形成する。そして、図40に
示すように、層間絶縁膜IZを貫通し、MOSトランジ
スタM1およびM2のそれぞれのソース・ドレイン層S
D1およびSD2に達するようにコンタクトホールCH
1およびCH2を形成する。
【0019】このときに問題となるのが、シリサイド膜
SFとシリサイドプロテクション膜SPとでエッチング
の選択比が異なる点である。すなわち、酸化膜であるシ
リサイドプロテクション膜SPはシリサイド膜SFに比
べてエッチングされやすいので、コンタクトホールCH
1とCH2を同時に形成しようとすると、コンタクトホ
ールCH1はオーバーエッチング気味に形成され、場合
によっては、SOI層SLを貫通し埋め込み絶縁層BO
にまで達して、MOSトランジスタとしての機能が損な
われるという問題があった。
【0020】また、先に説明したように、サージ電圧に
よるMOSトランジスタの破壊を防止するには、低ドー
プドレイン層などの高抵抗層による電圧降下が有効であ
るが、シリサイドプロテクション膜SPの下部は、ほと
んどがソース・ドレイン層であり、シリサイド膜SFが
形成されていないソース・ドレイン層SD1でも、その
シート抵抗は数百Ω/□程度である。従って、サージ電
圧の電圧降下を期待するには、広い面積に渡ってシリサ
イドプロテクション膜SPに覆われたソース・ドレイン
層SD1を形成しなければならず、装置の小型化に逆行
するという問題があった。
【0021】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、コンタクトホールの形成時に発生
するソース・ドレイン層のオーバーエッチングを防止す
るとともに、ソース・ドレイン層の面積を増やすことな
くサージ電圧の電圧降下が可能なシリサイドプロテクシ
ョン構造を有した半導体装置およびその製造方法を提供
する。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項1記
載の半導体装置は、半導体基板上に形成されたMOSト
ランジスタを備えた半導体装置であって、前記MOSト
ランジスタは、そのゲート電極の側面外方の活性領域の
表面の所定部分にシリサイド膜を形成しないための少な
くとも1のシリサイドプロテクション構造を備え、前記
少なくとも1のシリサイドプロテクション構造の下部
の、前記半導体基板の表面内には第1の濃度の第1の半
導体層を有し、前記少なくとも1のシリサイドプロテク
ション構造が形成された部分を除く前記半導体基板の表
面内には第2の濃度の第2の半導体層を有し、前記第2
の半導体層上には前記シリサイド膜を有し、前記第2の
半導体層は前記MOSトランジスタのソース・ドレイン
層であり、前記第1の濃度は前記第2の濃度よりも低く
なっている。
【0023】本発明に係る請求項2記載の半導体装置
は、前記少なくとも1のシリサイドプロテクション構造
が絶縁膜で形成され、前記第1の半導体層は、前記ソー
ス・ドレイン層とは反対の導電型の半導体層となってい
る。
【0024】本発明に係る請求項3記載の半導体装置
は、前記少なくとも1のシリサイドプロテクション構造
が絶縁膜で形成され、前記第1の半導体層は、前記ソー
ス・ドレイン層と同じ導電型の半導体層となっている。
【0025】本発明に係る請求項4記載の半導体装置
は、前記半導体基板上に、前記活性領域を規定するとと
もに、前記MOSトランジスタを他の半導体素子から電
気的に分離するフィールドシールドゲート電極を備え、
前記フィールドシールドゲート電極は、前記半導体基板
上に順に積層形成されたフィールドシールド絶縁膜、導
体層、導体層上絶縁膜とを有し、前記フィールドシール
ド絶縁膜、前記導体層、前記導体層上絶縁膜の側面には
サイドウォール絶縁膜を有し、前記少なくとも1のシリ
サイドプロテクション構造の前記絶縁膜は、前記サイド
ウォール絶縁膜と同一材質で同時に形成されている。
【0026】本発明に係る請求項5記載の半導体装置
は、前記半導体基板上に、前記活性領域を規定するとと
もに、前記MOSトランジスタを他の半導体素子から電
気的に分離するフィールドシールドゲート電極を備え、
前記フィールドシールドゲート電極は、前記半導体基板
上に順に積層形成されたフィールドシールド絶縁膜、導
体層、導体層上絶縁膜を有し、前記少なくとも1のシリ
サイドプロテクション構造は、前記フィールドシールド
ゲート電極と同一の構成を有して同時に形成され、前記
第1の半導体層は、前記MOSトランジスタのソース・
ドレイン層と同じ導電型の半導体層である。
【0027】本発明に係る請求項6記載の半導体装置
は、前記少なくとも1のシリサイドプロテクション構造
が、前記MOSトランジスタのゲート電極と同一の構成
を有して同時に形成され、前記第1の半導体層は、前記
MOSトランジスタのソース・ドレイン層と同じ導電型
の半導体層である。
【0028】本発明に係る請求項7記載の半導体装置
は、前記少なくとも1のシリサイドプロテクション構造
が、その底面が前記シリサイド膜である少なくとも1の
開口部を部分的に有し、前記少なくとも1の開口部の前
記シリサイド膜の下部の前記活性領域の表面内には前記
第2の半導体層が形成されている。
【0029】本発明に係る請求項8記載の半導体装置
は、前記少なくとも1のシリサイドプロテクション構造
の平面視形状が細長形状であり、前記少なくとも1の開
口部は複数であって、前記少なくとも1のシリサイドプ
ロテクション構造の長手方向に一列に配列形成され、前
記少なくとも1のシリサイドプロテクション構造は、そ
の長手方向が前記ゲート電極の長手方向と平行に形成さ
れている。
【0030】本発明に係る請求項9記載の半導体装置
は、前記少なくとも1のシリサイドプロテクション構造
が複数であって、前記複数のシリサイドプロテクション
構造は、それぞれが前記ゲート電極の長手方向と平行に
なるように間隔を開けて配列形成されている。
【0031】本発明に係る請求項10記載の半導体装置
は、前記少なくとも1のシリサイドプロテクション構造
は複数であって、それぞれの平面視形状は略矩形状であ
り、前記少なくとも1の開口部は単数であって、前記複
数のシリサイドプロテクション構造は、少なくとも前記
ゲート電極の長手方向と平行に配列形成されている。
【0032】本発明に係る請求項11記載の半導体装置
は、前記複数のシリサイドプロテクション構造が、前記
ゲート電極の長手方向と平行な方向、および前記ゲート
電極の長手方向と垂直な方向に配列形成されている。
【0033】本発明に係る請求項12記載の半導体装置
は、前記少なくとも1のシリサイドプロテクション構造
の平面視形状が略矩形状であり、前記少なくとも1の開
口部は複数であって、前記複数の開口部は、前記ゲート
電極の長手方向と平行な方向、および前記ゲート電極の
長手方向と垂直な方向に配列形成されている。
【0034】本発明に係る請求項13記載の半導体装置
の製造方法は、半導体基板上に形成されたMOSトラン
ジスタと、前記MOSトランジスタのゲート電極の側面
外方の活性領域を規定するとともに、前記MOSトラン
ジスタを他の半導体素子から電気的に分離するフィール
ドシールドゲート電極を備えた半導体装置の製造方法で
あって、前記半導体基板の所定部分に第1濃度の第1の
半導体層を選択的に形成する工程(a)と、前記活性領域
を規定するように、前記半導体基板上に選択的にフィー
ルドシールド絶縁膜、導体層、導体層上絶縁膜を順に積
層し、前記フィールドシールドゲート電極を形成すると
ともに、前記第1の半導体層上に、前記フィールドシー
ルドゲート電極と同一の構成のシリサイドプロテクショ
ン構造を選択的に形成する工程(b)と、前記半導体基板
上に前記ゲート電極を形成した後、前記フィールドシー
ルドゲート電極、前記シリサイドプロテクション構造、
前記ゲート電極をマスクとして不純物をイオン注入し、
前記半導体基板内に第2の濃度の第2の半導体層を形成
する工程(c)と、サリサイド工程により、前記第2の半
導体層上にシリサイド膜を自己整合的に形成する工程
(d)とを備え、前記第1の濃度は前記第2の濃度よりも
低くなるように形成され、前記第2の半導体層は、前記
MOSトランジスタのソース・ドレイン層として形成さ
れ、前記第1の半導体層は、前記ソース・ドレイン層と
同じ導電型となるように形成される。
【0035】本発明に係る請求項14記載の半導体装置
の製造方法は、前記工程(b)が、その底面において前記
第1の半導体層が露出した開口部を有するように、前記
シリサイドプロテクション構造を形成する工程を含み、
前記工程(c)に先だって、前記シリサイドプロテクショ
ン構造および前記フィールドシールドゲート電極の側面
にサイドウォール絶縁膜を形成する工程を備え、前記サ
イドウォール絶縁膜は、前記開口部における前記導体層
の側面にも形成され、前記工程(c)は、前記開口部底面
の前記第1の半導体層内に前記第2の半導体層を形成す
る工程を含んでいる。
【0036】本発明に係る請求項15記載の半導体装置
の製造方法は、半導体基板上に形成されたMOSトラン
ジスタを備えた半導体装置の製造方法であって、前記半
導体基板の所定部分に第1濃度の第1の半導体層を選択
的に形成する工程(a)と、前記半導体基板上に選択的
に、ゲート絶縁膜および導体層を順に積層し、前記MO
Sトランジスタのゲート電極を形成するとともに、前記
第1の半導体層上に、前記ゲート電極と同一の構成のシ
リサイドプロテクション構造を選択的に形成する工程
(b)と、前記シリサイドプロテクション構造、前記ゲー
ト電極をマスクとして不純物をイオン注入し、前記半導
体基板内に第2の濃度の第2の半導体層を形成する工程
(c)と、サリサイド工程により、前記第2の半導体層上
にシリサイド膜を自己整合的に形成する工程(d)とを備
え、前記第1の濃度は前記第2の濃度よりも低くなるよ
うに形成され、前記第2の半導体層は、前記MOSトラ
ンジスタのソース・ドレイン層として形成され、前記第
1の半導体層は、前記ソース・ドレイン層と同じ導電型
となるように形成される。
【0037】本発明に係る請求項16記載の半導体装置
の製造方法は、前記工程(b)が、その底面において前記
第1の半導体層が露出した開口部を有するように、前記
シリサイドプロテクション構造を形成する工程を含み、
前記工程(c)に先だって、前記シリサイドプロテクショ
ン構造および前記ゲート電極の側面にサイドウォール絶
縁膜を形成する工程を備え、前記サイドウォール絶縁膜
は、前記開口部における前記導体層の側面にも形成さ
れ、前記工程(c)は、前記開口部底面の前記第1の半導
体層内に前記第2の半導体層を形成する工程を含んでい
る。
【0038】本発明に係る請求項17記載の半導体装置
の製造方法は、前記シリサイドプロテクション構造を貫
通して、前記第1の半導体層内に達するコンタクトホー
ルを形成する工程(e)をさらに備えている。
【0039】本発明に係る請求項18記載の半導体装置
の製造方法は、半導体基板上に形成されたMOSトラン
ジスタと、前記MOSトランジスタのゲート電極の側面
外方の活性領域を規定するとともに、前記MOSトラン
ジスタを他の半導体素子から電気的に分離するフィール
ドシールドゲート電極を備えた半導体装置の製造方法で
あって、前記半導体基板の全面に第1濃度の第1の半導
体層を形成する工程(a)と、前記活性領域を規定するよ
うに、前記半導体基板上に選択的にフィールドシールド
絶縁膜、導体層、導体層上絶縁膜を順に積層し、前記フ
ィールドシールドゲート電極を形成する工程(b)と、前
記半導体基板および前記フィールドシールドゲート電極
を覆うように絶縁膜を形成した後、前記半導体基板上の
所定部分に前記絶縁膜を残すようにドライエッチングを
施してシリサイドプロテクション構造を形成する工程
(c)と、前記半導体基板上に前記ゲート電極を形成した
後、前記フィールドシールドゲート電極、前記シリサイ
ドプロテクション構造、前記ゲート電極をマスクとして
不純物をイオン注入し、前記半導体基板内に第2の濃度
の第2の半導体層を形成するとともに、前記所定部分に
前記第1の半導体層を残す工程(d)と、サリサイド工程
により、前記第2の半導体層上にシリサイド膜を自己整
合的に形成する工程(e)とを備え、前記第1の濃度は前
記第2の濃度よりも低くなるように形成され、前記第2
の半導体層は、前記MOSトランジスタのソース・ドレ
イン層として形成され、前記第1の半導体層は、前記ソ
ース・ドレイン層とは反対の導電型となるように形成さ
れる。
【0040】
【発明の実施の形態】
<序論>本発明に係る実施の形態の説明に先だって、フ
ィールド分離構造を有する半導体装置について説明す
る。
【0041】図1にフィールド分離構造を有する半導体
装置の平面構成を示す。図1において、MOSトランジ
スタの形成領域(活性領域)ARを規定するとともに、
フィールド分離構造を構成するフィールドシールド(以
後、FSと略記)ゲート電極1が矩形環状をなすように
形成され、当該FSゲート電極1および活性領域ARの
上部には、FSゲート電極1を2分するようにMOSト
ランジスタのゲート電極2が形成されている。
【0042】ゲート電極2の両側面の外側に位置する活
性領域ARには、それぞれソース・ドレイン(以後、S
/Dと略記)層3が形成され、当該領域には図示しない
S/D配線層との電気的な接続を行うためのコンタクト
ホール5が複数形成される構成となっている。
【0043】図1におけるA−A線での断面構成を図2
に示す。なお、図2においては、バルクシリコン基板上
に形成されたMOSトランジスタおよびFSゲート電極
の構成を示している。
【0044】図2において、シリコン基板SBの表面上
にゲート電極2が形成されている。ゲート電極2は、シ
リコン基板SBの表面に接して形成されたゲート酸化膜
21、該ゲート酸化膜21の上部に形成されたポリシリ
コン層22、該ポリシリコン層22の上部に形成された
サリサイド層23を備えて構成され、これらの側面には
サイドウォール酸化膜24が形成されている。そして、
ゲート電極2の左右側面の外側に位置するシリコン基板
SBの表面内には、S/D層3および低ドープドレイン
層(以後LDD層と呼称)32が形成されている。ま
た、S/D層3の表面はサリサイド層33で覆われてい
る。
【0045】そして、S/D層3の外側に位置するシリ
コン基板SBの表面上には、FSゲート電極1が形成さ
れている。FSゲート電極1は、シリコン基板SBの表
面に接して形成されたFSゲート絶縁膜(ここでは酸化
膜)11、該FSゲート酸化膜11の上部に形成された
ポリシリコン層12、該ポリシリコン層12の上部に形
成されたFS上部絶縁膜(ここでは酸化膜)13を備え
て構成され、これらの側面にはサイドウォール絶縁膜
(ここでは酸化膜)14が形成されている。
【0046】図1および図2を用いて説明したようなフ
ィールド分離構造を有する半導体装置では、FSゲート
電極1に逆バイアス電圧が印加されることによって、空
乏層がFSゲート電極1で囲まれた領域外に伸長するこ
とが防止され、素子間の電気的な分離が実現できる。
【0047】フィールド分離構造はSOI基板上に形成
されたSOIデバイスの発達に伴って多用されつつあ
り、発明者等はフィールド分離構造の研究から飛躍し
て、フィールド分離構造をシリサイドプロテクションに
利用するという、これまでにない技術思想を有するに至
った。以下、本発明に係る実施の形態について説明す
る。
【0048】<A.実施の形態1> <A−1.装置構成>本発明に係る実施の形態1とし
て、図3にシリサイドプロテクション構造を有するMO
Sトランジスタ100の平面構成を示す。
【0049】図3において、MOSトランジスタの活性
領域ARを規定するとともに、フィールド分離構造を構
成するFSゲート電極10が矩形環状をなすように形成
され、当該FSゲート電極10および活性領域ARの上
部には、FSゲート電極10を2分するようにMOSト
ランジスタのゲート電極20が形成されている。
【0050】ゲート電極20の両側面の外側に位置する
活性領域ARには、それぞれシリサイドプロテクション
構造PS1が配設され、当該シリサイドプロテクション
構造PS1の周囲はS/D層30(第2の半導体層)と
なっている。なお、S/D層30の上部にはシリサイド
膜SF1が形成されておりS/D層30は直接には見え
ないが、図3においては便宜的にシリサイド膜SF1を
一部削除し、S/D層30を露出させた状態を示してい
る。なお、ゲート電極20の上部にもシリサイド膜SF
1が形成されている。また、S/D層30上のシリサイ
ド膜SF1には、図示しないS/D配線層との電気的な
接続を行うためのコンタクトホール5が複数形成される
構成となっている。
【0051】<A−2.製造方法>次に、製造工程を順
に示す図4〜図6を用いてMOSトランジスタ100の
製造方法について説明する。なお、図4〜図6において
は図3におけるA−A断面の部分を示している。また、
以下の説明においてはMOSトランジスタ100はNチ
ャネルトランジスタとする。
【0052】まず、図4に示す工程において、SOI基
板SI上にFSゲート電極10を形成する。FSゲート
電極10は、SOI層SLの表面に接して形成されたF
Sゲート絶縁膜(ここでは酸化膜)101、該FSゲー
ト酸化膜101の上部に形成されたポリシリコン層(導
体層)102、該ポリシリコン層102の上部に形成さ
れたFS上部絶縁膜(ここでは酸化膜)103を備えて
構成されている。
【0053】そして、FSゲート電極10を覆うように
全面に渡って絶縁膜、ここでは酸化膜OF1を形成した
後、シリサイドプロテクション構造PS1を形成する位
置に選択的にレジストマスクR1を形成する。なお、S
OI層SLには予め全面に渡ってチャネル注入がなされ
ており、ここでは、比較的低濃度のP-層となってい
る。
【0054】次に、図5に示す工程において、レジスト
マスクR1をエッチングマスクとしてドライエッチング
を行うことにより、FSゲート電極10の側面にはサイ
ドウォール絶縁膜(ここでは酸化膜)114が形成され
るとともに、シリサイドプロテクション構造PS1が形
成される。
【0055】次に、SOI層SL上にゲート絶縁膜(こ
こでは酸化膜)201およびポリシリコン層(導体層)
202を順に積層してゲート電極20を形成した後、F
Sゲート電極10、サイドウォール酸化膜114、シリ
サイドプロテクション構造PS1、ゲート電極20をマ
スクとして、SOI層SLにN型不純物(例えばAs)
をイオン注入し、SOI層SLの表面内に自己整合的に
低ドープドレイン層31を形成する。
【0056】次に、ゲート電極20のサイドウォール酸
化膜214を形成するために、全面に渡って酸化膜を形
成した後、当該酸化膜の上部から、イオン注入法により
N型不純物(例えばAs)を注入し、SOI層SLの表
面内に自己整合的にS/D層30を形成することで、シ
リサイドプロテクション構造PS1の下部に残された比
較的低濃度のP-層が高抵抗層61(第1の半導体層)
となる。
【0057】その後、上記酸化膜にドライエッチングを
施すことにより、ゲート電極20の側壁にはサイドウォ
ール酸化膜214を、シリサイドプロテクション構造P
S1の側壁にはサイドウォール酸化膜SW1を、サイド
ウォール酸化膜114の側壁にはさらなるサイドウォー
ル酸化膜115が形成されることになる。
【0058】そして、サリサイド工程により、シリコン
層の露出表面にシリサイド膜SF1を形成することで図
6に示す構成が得られることになる。なお、サリサイド
工程は、全面的に例えばコバルト(Co)などの金属膜
をスパッタリングにより100オングストローム程度の
厚さに形成する。次に、温度条件400〜500℃で3
0〜120秒程度の熱処理を行うと、金属膜とシリコン
層とが接した部分が反応してシリサイド膜が形成される
ことになる。その後、反応していない部分をウェットエ
ッチングによって取り除き、温度条件800〜900℃
で30〜120秒の熱処理を行うことで、シリコン層の
露出表面にシリサイド膜を自己整合的に形成するもので
ある。
【0059】<A−3.特徴的作用効果>このように、
MOSトランジスタ100においては、N型のS/D層
30に囲まれたシリサイドプロテクション構造PS1を
有し、シリサイドプロテクション構造PS1の下部のS
OI層SL内はP型の低濃度領域となっているので、P
N接合を形成して電気的には極めて高抵抗な領域となっ
ている。この場合、シリサイドプロテクション構造PS
1の幅をゲート電極程度にすれば、パンチスルーにより
電流が流れる。
【0060】図7にMOSトランジスタ100の等価回
路を示す。図7に示すように、MOSトランジスタ10
0のソース電極およびドレイン電極には抵抗R1が付加
されることになる。従って、S/D間にサージ電圧が加
えられた場合には当該抵抗R1によって電圧降下が発生
し、MOSトランジスタ100の破壊を防止することが
できる。また、上記高抵抗領域はkΩ単位のシート抵抗
を有するので、広い面積は必要でなく、装置の小型化に
逆行するという問題は解消される。
【0061】なお、上記説明においては、シリサイドプ
ロテクション構造PS1の下部のSOI層SLがチャネ
ルドープによりある不純物濃度を有している例を示した
が、この濃度を変更したい場合、あるいは不純物層の導
電型を変更したい場合には、図4に示す工程に先だっ
て、図8に示すように、SOI基板SI上に、シリサイ
ドプロテクション構造PS1が形成される部分だけを開
口部としたレジストマスクR2を形成し、所望の濃度あ
るいは導電型となるように不純物を注入すれば良い。
【0062】例えば、シリサイドプロテクション構造P
S1の下部のSOI層SLにN型の不純物をドーズ量が
5×1012/cm2程度となるように注入すれば、PN
接合は形成されなくなるが、接合深さが100nm程度
であると仮定すると、シート抵抗は約4kΩ/□とな
り、サージ電圧を降下させることができる。
【0063】また、S/D層30上にはシリサイド膜S
F1が形成されるので、後の工程において、コンタクト
ホールを形成する場合にエッチングの終点判定が容易に
なり、S/D層のオーバーエッチングが発生することは
ない。
【0064】また、SOI基板におけるSOI層は一般
的に薄いので、エッチングによるダメージを無視できな
いが、本実施の形態においては、シリサイドプロテクシ
ョン構造を、FSゲート電極の側面に形成されるサイド
ウォール酸化膜の形成工程で兼用したので、シリサイド
プロテクション構造を形成するために新たなエッチング
工程は不要であり、SOI層に対するエッチングによる
ダメージの増加を防止できる。
【0065】<A−4.変形例>以上説明した本発明に
係る実施の形態1においては、SOI基板上に形成され
たSOIデバイスを例として説明したが、本発明の適用
はSOIデバイスに限定されるものではなく、バルクシ
リコン基板上に形成されるバルクデバイスに適用しても
良い。また、フィールド分離構造を有さないSOIデバ
イスやバルクデバイスに適用しても良い。
【0066】すなわち、絶縁膜(例えば酸化膜)で構成
されたシリサイドプロテクション構造を形成し、その下
部に低濃度の半導体層を設けることでいかなる半導体基
板にも適用可能である。
【0067】なお、フィールド分離構造を有さない、S
OIデバイスおよびバルクデバイスに適用する場合に
は、絶縁膜(例えば酸化膜)で構成されたシリサイドプ
ロテクション構造を形成するための専用の酸化膜を形成
し、当該酸化膜をエッチングする工程が必要になるの
で、新たなエッチング工程が必要になるが、作用効果に
おいては同じである。
【0068】<B.実施の形態2> <B−1.装置構成>本発明に係る実施の形態2とし
て、図9にシリサイドプロテクション構造を有するMO
Sトランジスタ200の平面構成を示す。
【0069】図9において、MOSトランジスタの活性
領域ARを規定するとともに、フィールド分離構造を構
成するFSゲート電極10が矩形環状をなすように形成
され、当該FSゲート電極10および活性領域ARの上
部には、FSゲート電極10を2分するようにMOSト
ランジスタのゲート電極20が形成されている。
【0070】ゲート電極20の両側面の外側に位置する
活性領域ARには、それぞれシリサイドプロテクション
構造PS2が配設され、当該シリサイドプロテクション
構造PS2の周囲はS/D層30となっている。また、
シリサイドプロテクション構造PS2の平面視輪郭形状
は細長形状であり、ゲート電極20の長手方向に平行に
配設されている。そして、長手方向に一列に配列形成さ
れた複数の開口部OPを有し、当該開口部OPの底面は
S/D層30となっている。なお、S/D層30の上部
にはシリサイド膜SF2が形成されているのでS/D層
30は直接には見えないが、図9においては便宜的にシ
リサイド膜SF2およびシリサイドプロテクション構造
PS2を一部削除し、S/D層30を露出させた状態を
示している。
【0071】<B−2.製造方法>次に、製造工程を順
に示す図10〜図15を用いてMOSトランジスタ20
0の製造方法について説明する。なお、図10〜図15
においては図9におけるA−A断面の部分を示してい
る。また、以下の説明においてはMOSトランジスタ2
00はNチャネルトランジスタとする。
【0072】まず、図10に示す工程において、SOI
基板SIのSOI層SLの表面内にチャネル注入を行
う。ここで、注入イオンとしては、ボロン(B)を使用
し、数10keVのエネルギーで、ドーズ量が1012
cm2のオーダーとなるように注入する。従って、SO
I層SLは比較的低濃度のP-層となっている。なお、
チャネル注入は通常の(シリサイドプロテクションを必
要としない)MOSトランジスタを形成する領域(通常
領域)にも同時に行われる。
【0073】次に、シリサイドプロテクション構造を形
成する領域に選択的にN型不純物を低濃度に注入し、平
行する2つの高抵抗層61(第1の半導体層)を形成す
る。ここで、注入イオンとしては、リン(P)を使用
し、数10keVのエネルギーで、ドーズ量が1012
cm2のオーダーとなるように注入する。
【0074】次に、図11に示す工程において、SOI
層SL上にFSゲート電極10を形成する。FSゲート
電極10は、SOI層SLの表面に接して形成されたF
Sゲート酸化膜101、該FSゲート酸化膜101の上
部に形成されたポリシリコン層102、該ポリシリコン
層102の上部に形成されたFS上部酸化膜103を備
えて構成されている。このとき同時に、2つの高抵抗層
61の上部にもFSゲート電極10と同様の構成を有す
るシリサイドプロテクション構造PS2を形成する。す
なわち、シリサイドプロテクション構造PS2はダミー
のFSゲート電極である。
【0075】なお、FSゲート電極10は図示しないコ
ンタクトホールによって所定の配線層と電気的に接続さ
れるが、シリサイドプロテクション構造PS2のポリシ
リコン層102は電気的に浮いた状態であっても構わな
い。
【0076】なお、図11においては1つの高抵抗層6
1上に2つのシリサイドプロテクション構造PS2が形
成されているように示されているが、これはシリサイド
プロテクション構造PS2の開口部OPを示している。
【0077】次に、全面に渡って絶縁膜(ここでは酸化
膜)を形成した後ドライエッチングを行うことにより、
FSゲート電極10の側面にはサイドウォール酸化膜1
14を、シリサイドプロテクション構造PS2の側面に
はサイドウォール酸化膜SW2を形成する。
【0078】次に、SOI層SL上の2つの高抵抗層6
1に挟まれた領域に、ゲート酸化膜201およびポリシ
リコン層202を順に積層してゲート電極20を形成し
た後、FSゲート電極10、サイドウォール酸化膜11
4、シリサイドプロテクション構造PS2、サイドウォ
ール酸化膜SW2、ゲート電極20をマスクとして、S
OI層SLにN型不純物を低濃度に注入し、SOI層S
Lの表面内に自己整合的に低ドープドレイン層31を形
成することで、図12に示す構成を得る。ここで、注入
イオンとしてはリン(P)を使用し、数10keVのエ
ネルギーで、ドーズ量が1013/cm2のオーダーとな
るように注入する。その後、ゲート電極20のサイドウ
ォール酸化膜214を形成する。なお、ゲート電極20
を構成するポリシリコン層202はN型不純物を高濃度
に含むように形成される。そのためには、N型不純物を
導入しながらCVD法で形成しても良いし、ノンドープ
ポリシリコン層を形成した後、イオン注入によりN型不
純物を注入しても良い。
【0079】次に、図13に示すように、FSゲート電
極10、サイドウォール酸化膜114、シリサイドプロ
テクション構造PS2、サイドウォール酸化膜SW2、
ゲート電極20、サイドウォール酸化膜214をマスク
として、SOI層SLにN型不純物を注入し、SOI層
SLの表面内に自己整合的にS/D層30を形成する。
ここで、注入イオンとしてはリン(P)を使用し、数1
0keVのエネルギーで、ドーズ量が1015/cm2
オーダーとなるように注入する。この注入により、低ド
ープドレイン層31はサイドウォール酸化膜214の下
部だけに残ることになる。また、シリサイドプロテクシ
ョン構造PSの開口部OPに面する高抵抗層61内にも
S/D層30が形成されることになる。なお、高抵抗層
61内のS/D層30は、S/D層としてよりも、後の
工程でコンタクトホールを形成する際のオーミック抵抗
を低減させるために設けられている。
【0080】そして、図14に示す工程においてサリサ
イド工程により、シリコン層の露出表面、すなわち、S
/D層30およびポリシリコン層202の露出表面にシ
リサイド膜SF2を形成する。
【0081】最後に、図15に示すように、SOI基板
SI上に全面に渡って層間絶縁膜IZを形成した後、層
間絶縁膜IZを貫通し、シリサイドプロテクション構造
PS2の開口部OPのシリサイド膜SF2に達するよう
にコンタクトホール5を形成する。なお、S/D層30
はコンタクトホール5に充填された導体層を介してS/
D配線層に接続されることになるが、それらの図示は省
略する。
【0082】<B−3.特徴的作用効果>このように、
MOSトランジスタ200においては、S/D層30に
囲まれたシリサイドプロテクション構造PS2を有し、
シリサイドプロテクション構造PS2の下部のSOI層
SL内は高抵抗層61となっている。ここで、高抵抗層
61(N-層)が5×1012/cm2程度のドーズ量で形
成され、接合深さが100nm程度であると仮定する
と、そのシート抵抗は約4kΩ/□となる。
【0083】従って、S/D間にサージ電圧が加えられ
た場合には、高抵抗層61の存在によって電圧降下が発
生し、MOSトランジスタ200の破壊を防止すること
ができる。高抵抗層61はkΩ単位のシート抵抗を有す
るので、広い面積は必要でなく、装置の小型化に逆行す
るという問題は解消される。
【0084】また、S/D層30上にはシリサイド膜S
F2が形成され、コンタクトホールがシリサイドプロテ
クション構造PS2の開口部に達するように形成するこ
とで、エッチングの終点判定が容易になり、S/D層の
オーバーエッチングが発生することが防止される。
【0085】また、SOI基板におけるSOI層は一般
的に薄いので、エッチングによるダメージを無視できな
いが、本実施の形態においては、シリサイドプロテクシ
ョン構造の形成を、FSゲート電極の形成工程で兼用し
たので、シリサイドプロテクション構造を形成するため
に新たなエッチング工程は不要であり、SOI層に対す
るエッチングによるダメージの増加を防止できる。
【0086】<B−4.変形例1>以上説明した本発明
に係る実施の形態2においては、シリサイドプロテクシ
ョン構造PS2の下部のSOI層SLにN型不純物を注
入して高抵抗層61を形成した構成を示したが、SOI
層SLはチャネルドープによって低濃度のP-層となっ
ているので、これを残すことで高抵抗領域としても良
い。
【0087】この場合、残ったP-層とS/D層30と
でPN接合が形成され、抵抗値が極めて高くなるが、P
-層にチャネルが形成されるように、シリサイドプロテ
クション構造PS2のポリシリコン層202に電圧を与
えることで抵抗値を調整できる。なお、シリサイドプロ
テクション構造PS2のポリシリコン層202に電圧を
与えるためにはコンタクトホールを介して配線層を接続
する必要があるが、一般的な技術で実現できるので、こ
れ以上の説明は省略する。
【0088】<B−5.変形例2>以上説明した本発明
に係る実施の形態2においては、シリサイドプロテクシ
ョン構造PS2がFSゲート電極10のサイドウォール
酸化膜114に接触しない構成を示したが、シリサイド
プロテクション構造PS2のサイドウォール酸化膜SW
2と、FSゲート電極10のサイドウォール酸化膜11
4とが接触する構成であっても良い。
【0089】すなわち、図16に示すように、シリサイ
ドプロテクション構造PS2の長手方向の端縁部のサイ
ドウォール酸化膜SW2と、FSゲート電極10のサイ
ドウォール酸化膜114とが接触していても構わない。
【0090】ここで、図16におけるB−B線での断面
構成を図17に示す。図17に示すようにサイドウォー
ル酸化膜SW2とサイドウォール酸化膜114とが接触
しているが、シリサイドプロテクション構造PS2およ
びFSゲート電極10のポリシリコン層102は接触し
ていないので、シリサイドプロテクション構造がFSゲ
ート電極として機能することはない。
【0091】なお、サイドウォール酸化膜どうしが接触
するだけであれば、シリサイドプロテクション構造PS
2のサイドウォール酸化膜SW2と、ゲート電極20の
サイドウォール酸化膜214が接触していても問題はな
い。
【0092】<B−6.変形例3>以上説明した本発明
に係る実施の形態2においては、シリサイドプロテクシ
ョン構造PS2に部分的に開口部OPを設け、当該開口
部OPのシリサイド膜SF2にコンタクトホールが達す
る構成としたが、シリサイドプロテクション構造には開
口部を設けず、シリサイドプロテクション構造の周囲の
シリサイド膜SF2にコンタクトホールが達する構成と
しても良い。
【0093】すなわち図18に示すMOSトランジスタ
200Aのように、ゲート電極20の近傍にシリサイド
プロテクション構造PS21を形成し、シリサイドプロ
テクション構造PS21とFSゲート電極10との間の
シリサイド膜SF2上にコンタクトホール5が達する構
成としても良い。このような構成とすることで、シリサ
イドプロテクション構造PS21の形状が単純な矩形と
なり、製造が容易となる。
【0094】また、コンタクトホール5を形成する際の
位置合わせマージンが大きくなり、製造工程を簡略化で
きるとともに、コンタクトホール5の位置ずれに伴う不
具合が発生しにくいので、製造歩留まりの低下を抑制で
きる。
【0095】<C.実施の形態3> <C−1.装置構成>本発明に係る実施の形態3とし
て、図19にシリサイドプロテクション構造を有するM
OSトランジスタ300の平面構成を示す。図9〜図1
5を用いて説明したMOSトランジスタ200において
は、1つの活性領域には、1つのシリサイドプロテクシ
ョン構造が形成されていたが、1つの活性領域に複数の
シリサイドプロテクション構造を形成しても良い。
【0096】すなわち、図19に示すようにゲート電極
20の両側面の外側に位置する活性領域ARに、複数の
シリサイドプロテクション構造PS2をそれぞれゲート
電極20に平行に配列形成した構成であっても良い。
【0097】<C−2.特徴的作用効果>このように、
1つの活性領域に複数のシリサイドプロテクション構造
を配設することで、コンタクトホールの形成位置の自由
度が増すので、コンタクトホールの形成位置を変更する
ことで、S/D層の抵抗値を変更することができる。
【0098】すなわち、シリサイドプロテクション構造
PS2はそれぞれ1列に配列された開口部OPを有して
いるので、コンタクトホールが形成される開口部を変更
することで、S/D層の抵抗値を変更できる。
【0099】例えば、S/D層の抵抗値を最も低くした
い場合には、一番内側のシリサイドプロテクション構造
PS2の開口部OP上にコンタクトホールを形成すれば
良い。逆に、S/D層の抵抗値を最も高くしたい場合に
は、一番外側のシリサイドプロテクション構造PS2の
開口部OP上にコンタクトホールを形成すれば良い。
【0100】従って、シリサイドプロテクション構造P
S2の個数を増やすほどにS/D層の抵抗値の調整を微
妙に行うことができる。
【0101】<D.実施の形態4> <D−1.装置構成>本発明に係る実施の形態4とし
て、図20にシリサイドプロテクション構造を有するM
OSトランジスタ400の平面構成を示す。図19を用
いて説明したMOSトランジスタ300においては、1
つの活性領域に複数のシリサイドプロテクション構造を
配設する構成を示したが、S/D層の抵抗値を調整する
という観点に立てば、開口部を縦横方向に形成できるの
であれば、シリサイドプロテクション構造は1つの活性
領域に1つであっても良い。
【0102】すなわち、図20に示すように、縦横に配
列形成された複数の開口部OPを有するシリサイドプロ
テクション構造PS3であれば1つの活性領域に1つを
形成すれば良い。
【0103】<D−2.特徴的作用効果>このように、
縦横に配列形成された複数の開口部OPを有するシリサ
イドプロテクション構造PS3を形成し、コンタクトホ
ールが形成される開口部の位置を変更することで、S/
D層の抵抗値を変更できる。
【0104】また、図19に示したようにシリサイドプ
ロテクション構造PS2を複数配列する場合に比べて、
シリサイド膜が形成される領域の面積が減少するので、
S/D層の抵抗値を増加させることができる。
【0105】<E.実施の形態5> <E−1.装置構成>本発明に係る実施の形態5とし
て、図21にシリサイドプロテクション構造を有するM
OSトランジスタ500の平面構成を示す。図9〜図1
5を用いて説明したMOSトランジスタ200における
シリサイドプロテクション構造PS1は、細長形状でゲ
ート電極20の長手方向に平行に配設され、複数の開口
部OPが1列に配列された構成を有していたが、1つの
開口部しか有さないシリサイドプロテクション構造を配
列形成するようにしても良い。
【0106】すなわち、図21に示すようにゲート電極
20の両側面の外側に位置する活性領域ARに、1つの
開口部を有した矩形のシリサイドプロテクション構造P
S4をゲート電極20に沿って間隔を開けて1列に配列
形成した構成であっても良い。
【0107】<E−2.特徴的作用効果>このような構
成とすることで、シリサイドプロテクション構造PS4
間にはシリサイド膜SF2が形成されることになり、シ
リサイド膜が形成される領域の面積が増加するので、S
/D層の抵抗値を減少させることができる。
【0108】なお、図21においてはシリサイドプロテ
クション構造PS4は略正方形をなしていたが、長方形
であっても良いことは言うまでもない。
【0109】<F.実施の形態6> <F−1.装置構成>本発明に係る実施の形態6とし
て、図22にシリサイドプロテクション構造を有するM
OSトランジスタ600の平面構成を示す。図21を用
いて説明したMOSトランジスタ500においては、1
つの開口部を有したシリサイドプロテクション構造PS
4をゲート電極20に沿って間隔を開けて1列に配列形
成した構成を示したが、シリサイドプロテクション構造
PS4の配列は1列に限定されるものではなく、縦横に
配列しても良い。
【0110】すなわち、図22に示すようにゲート電極
20の両側面の外側に位置する活性領域ARに、シリサ
イドプロテクション構造PS4を縦横に間隔を開けて複
数列形成した構成であっても良い。
【0111】<F−2.特徴的作用効果>このような構
成とすることで、シリサイドプロテクション構造PS4
間にはシリサイド膜SF2が形成されることになり、シ
リサイド膜が形成される領域の面積が増加するので、S
/D層の抵抗値を減少させることができるまた、開口部
OPがS/D層上に縦横に存在することになるので、コ
ンタクトホールの形成位置の自由度が増すので、コンタ
クトホールの形成位置を変更することで、S/D層の抵
抗値を変更することができる。
【0112】なお、シリサイドプロテクション構造PS
4は1つの開口部を有した構成であったが、複数の開口
部を有するシリサイドプロテクション構造を間隔を開け
て縦横に配列した構成であっても上記と同様の作用効果
を得ることができる。
【0113】また、以上説明した実施の形態ではシリサ
イドプロテクション構造は、左右の活性領域に対称に形
成された構成を示したが、必ずしも左右対称である必要
はない。
【0114】<G.実施の形態7> <G−1.装置構成>本発明に係る実施の形態7とし
て、図23にシリサイドプロテクション構造を有するM
OSトランジスタ700の平面構成を示す。
【0115】以上説明した実施の形態2〜6においては
シリサイドプロテクション構造に設けられた開口部にコ
ンタクトホールを形成する構成を示したが、シリサイド
プロテクション構造には開口部を設けず、コンタクトホ
ールを形成する過程でシリサイドプロテクション構造を
貫通する構成としても良い。
【0116】すなわち、図23に示すように、シリサイ
ドプロテクション構造PS5に開口部を設けず、図示し
ないS/D配線層との電気的な接続を行うためのコンタ
クトホール5を形成する構成としても良い。
【0117】なお、図23においては、図9を用いて説
明したMOSトランジスタ200と同一の構成について
は同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0118】<G−2.製造方法>次に、製造工程を順
に示す図24〜図27を用いてMOSトランジスタ70
0の製造方法について説明する。なお、図24〜図27
においては図23におけるA−A断面の部分を示してい
る。また、以下の説明においてはMOSトランジスタ7
00はNチャネルトランジスタとする。
【0119】ここで、図24に示す構成に至るまでの工
程は、図10〜図15を用いて説明したMOSトランジ
スタ200とほぼ同一であるので重複する説明は省略す
るが、シリサイドプロテクション構造PS5には開口部
が形成されていないので、当該開口部の下部の高抵抗層
61にはS/D層30は形成されておらず、シリサイド
膜SF2も形成されていない。
【0120】図25に示す工程において、SOI基板S
I上に全面に渡って層間絶縁膜IZを形成した後、層間
絶縁膜IZを貫通するとともに、シリサイドプロテクシ
ョン構造PS5を貫通して高抵抗層61に達するように
コンタクトホール5を形成する。なお、このとき、シリ
サイドプロテクションを必要としない通常領域において
もコンタクトホールが形成され、それはシリサイド膜に
達することになるが、MOSトランジスタ700におい
ては、ポリシリコン層102を貫通することになるの
で、被エッチング材の差異によるオーバーエッチングは
緩和される。
【0121】次に、図26に示す工程において、層間絶
縁膜IZをマスクとして、コンタクトホール5の底部の
SOI層SLにN型不純物を注入し、SOI層SLの表
面内に自己整合的にS/D層30を形成する。ここで、
注入イオンとしてはリン(P)を使用し、数10keV
のエネルギーで、ドーズ量が1015/cm2のオーダー
となるように注入する。
【0122】次に、図27に示す工程において、コンタ
クトホール5内に埋め込み導体CLを充填するととも
に、埋め込み導体CLに接続するように層間絶縁膜IZ
上にS/D配線層7を形成する。また、同時にゲート電
極20に電気的に接続されるゲート配線層8なども形成
する。なお、コンタクトホール5はS/D配線層7を形
成する際に同時に埋め込むようにしても良い。
【0123】<G−3.特徴的作用効果>このように、
MOSトランジスタ700においては、コンタクトホー
ル5がシリサイドプロテクション構造PS5を貫通する
構成となっているので、開口部を設け、そこにコンタク
トホールを形成する場合に比べて、コンタクトホール5
を形成する際の位置合わせマージンが大きくなり、製造
工程を簡略化できるとともに、コンタクトホール5の位
置ずれに伴う不具合が発生しにくいので、製造歩留まり
の低下を抑制できる。
【0124】また、コンタクトホール5内の埋め込み導
体CLが、シリサイドプロテクション構造PS5を構成
するポリシリコン層102に接触することになるので、
当該ポリシリコン層102とゲート配線層8などの配線
層との間に寄生容量が発生する。その結果、当該寄生容
量と、高抵抗層61によって得られる抵抗とでCR回路
が形成されることになる。従って、サージ電圧などの突
発的な入力が印加された場合に、CR回路によってサー
ジ電圧が減衰することになり、ESDに対するMOSト
ランジスタの保護能力が向上することになる。
【0125】<G−4.変形例>以上説明した実施の形
態7においては、層間絶縁膜IZをマスクとして、コン
タクトホール5の底部のSOI層SLにN型不純物を注
入する方法を示したが、この方法を使用すれば、シリサ
イドプロテクション膜を使用したシリサイドプロテクシ
ョン方式においてもコンタクトホールとのオーミック特
性を向上させることができる。
【0126】図28にシリサイドプロテクション膜を使
用した構成を示す。図28においてシリサイドプロテク
ション膜SPはゲート電極GE、サイドウォール酸化膜
SW、およびゲート電極GEの近傍のS/D層SDの表
面上に形成されており、シリサイドプロテクション膜S
Pの上部にはシリサイド膜SFは形成されていない。
【0127】この構成で特徴的なのは、S/D層SDが
-層となっていることである。これにより、S/D層
SDの抵抗値を高めることでサージ電圧を降下させるこ
とができるが、シリサイド膜SF上にコンタクトホール
を形成する場合には、オーミック特性が低下することに
なる。
【0128】そこで、図29に示すように、層間絶縁膜
IZを形成し、コンタクトホールCHを形成した後、層
間絶縁膜IZをマスクとして、コンタクトホールCHの
底部のS/D層SDにN型不純物を注入することで、部
分的に高濃度不純物領域HDを形成する。これにより、
コンタクトホールCHに導体層を充填した際のオーミッ
ク特性を向上させることができる。
【0129】<H.実施の形態8> <H−1.装置構成>以上説明した実施の形態2〜7
は、フィールド分離構造をシリサイドプロテクションに
利用するという技術思想に基づいていたが、発明者等は
当該技術思想をさらに発展させて、フィールド分離構造
の代わりにゲート電極構造をシリサイドプロテクション
に利用するという技術思想に到達した。以下、図30〜
図35を用いて当該技術思想に基づく実施の形態を説明
する。
【0130】本発明に係る実施の形態8として、図30
にシリサイドプロテクション構造を有するMOSトラン
ジスタ800の平面構成を示す。
【0131】図30において、MOSトランジスタの活
性領域ARを規定するとともに、フィールド分離構造を
構成するFSゲート電極10が矩形環状をなすように形
成され、当該FSゲート電極10および活性領域ARの
上部には、FSゲート電極10を2分するようにMOS
トランジスタのゲート電極20が形成されている。
【0132】ゲート電極20の両側面の外側に位置する
活性領域ARには、それぞれシリサイドプロテクション
構造PS6が配設され、当該シリサイドプロテクション
構造PS6の周囲はS/D層30となっている。また、
シリサイドプロテクション構造PS6の平面視輪郭形状
は細長形状であり、ゲート電極20の長手方向に平行に
配設されている。そして、長手方向に一列に配列形成さ
れた複数の開口部OPを有し、当該開口部OPの底面は
S/D層30となっている。
【0133】なお、S/D層30の上部およびシリサイ
ドプロテクション構造PS6の上部にはシリサイド膜S
F2が形成されているのでS/D層30は直接には見え
ないが、図30においては便宜的にシリサイド膜SF6
およびシリサイドプロテクション構造PS2を一部削除
し、S/D層30を露出させた状態を示している。
【0134】<H−2.製造方法>次に、製造工程を順
に示す図31〜図34を用いてMOSトランジスタ80
0の製造方法について説明する。なお、図31〜図34
においては図30におけるA−A断面の部分を示してい
る。また、以下の説明においてはMOSトランジスタ8
00はNチャネルトランジスタとする。
【0135】ここで、図31に示す構成に至るまでの工
程は、図10および図11を用いて説明したMOSトラ
ンジスタ200とほぼ同一であるので重複する説明は省
略するが、図31に示す工程においては2つの高抵抗層
61上には何も形成されていない。
【0136】次に、SOI層SL上の2つの高抵抗層6
1に挟まれた領域に、ゲート酸化膜201およびポリシ
リコン層202を順に積層してゲート電極20を形成す
る。このとき同時に、2つの高抵抗層61の上部にもゲ
ート電極20と同様の構成を有するシリサイドプロテク
ション構造PS6を形成する。すなわち、シリサイドプ
ロテクション構造PS6はダミーのゲート電極である。
【0137】その後、FSゲート電極10、サイドウォ
ール酸化膜114、シリサイドプロテクション構造PS
6、ゲート電極20をマスクとして、SOI層SLにN
型不純物を低濃度に注入し、SOI層SLの表面内に自
己整合的に低ドープドレイン層31を形成する。その
後、ゲート電極20のサイドウォール酸化膜214およ
びシリサイドプロテクション膜PS6のサイドウォール
酸化膜SW3を形成することで、図32に示す構成を得
る。ここで、注入イオンとしてはリン(P)を使用し、
数10keVのエネルギーで、ドーズ量が1013/cm
2のオーダーとなるように注入する。なお、図32にお
いては1つの高抵抗層61上に2つのシリサイドプロテ
クション構造PS6が形成されているように示されてい
るが、これはシリサイドプロテクション構造PS6の開
口部OPを示している。
【0138】また、ゲート電極20を構成するポリシリ
コン層202はN型不純物を高濃度に含むように形成さ
れる。そのためには、N型不純物を導入しながらCVD
法で形成しても良いし、ノンドープポリシリコン層を形
成した後、イオン注入によりN型不純物を注入しても良
い。
【0139】次に、図33に示すように、FSゲート電
極10、サイドウォール酸化膜114、シリサイドプロ
テクション構造PS6、サイドウォール酸化膜SW3、
ゲート電極20、サイドウォール酸化膜214をマスク
として、SOI層SLにN型不純物を注入し、SOI層
SLの表面内に自己整合的にS/D層30を形成する。
ここで、注入イオンとしてはリン(P)を使用し、数1
0keVのエネルギーで、ドーズ量が1015/cm2
オーダーとなるように注入する。この注入により、低ド
ープドレイン層31はサイドウォール酸化膜214の下
部だけに残ることになる。また、シリサイドプロテクシ
ョン構造PSの開口部OPに面する高抵抗層61内にも
S/D層30が形成されることになる。なお、高抵抗層
61内のS/D層30は、S/D層としてよりも、後の
工程でコンタクトホールを形成する際のオーミック抵抗
を低減させるために設けられている。
【0140】そして、図34に示す工程においてサリサ
イド工程により、シリコン層の露出表面、すなわち、S
/D層30の露出表面およびポリシリコン層202の露
出表面、すなわちゲート電極2の上部およびシリサイド
プロテクション構造PS6の上部にシリサイド膜SF2
を形成する。
【0141】<H−3.特徴的作用効果>このように、
MOSトランジスタ800においては、S/D層30に
囲まれたシリサイドプロテクション構造PS6を有し、
シリサイドプロテクション構造PS6の下部のSOI層
SL内は高抵抗層61となっている。従って、ソース・
ドレイン間にサージ電圧が加えられた場合には、高抵抗
層61の存在によって電圧降下が発生し、MOSトラン
ジスタ800の破壊を防止することができる。また、高
抵抗層61はkΩ単位のシート抵抗を有するので、広い
面積は必要でなく、装置の小型化に逆行するという問題
は解消される。
【0142】また、S/D層30上にはシリサイド膜S
F2が形成され、コンタクトホールがシリサイドプロテ
クション構造PS6の開口部に達するように形成するこ
とで、エッチングの終点判定が容易になり、S/D層の
オーバーエッチングが発生することが防止される。
【0143】また、SOI基板におけるSOI層は一般
的に薄いので、エッチングによるダメージを無視できな
いが、本実施の形態においては、シリサイドプロテクシ
ョン構造の形成を、ゲート電極の形成工程で兼用したの
で、シリサイドプロテクション構造を形成するために新
たなエッチング工程は不要であり、SOI層に対するエ
ッチングによるダメージの増加を防止できる。
【0144】また、ゲート電極構造をシリサイドプロテ
クション構造として使用するので、フィールド分離構造
を有さない半導体装置においても、シリサイドプロテク
ション構造を形成することができ、フィールド分離構造
をシリサイドプロテクションに利用する場合に比べて適
用範囲が広くなる。
【0145】なお、シリサイドプロテクション構造PS
6の形状は図30に示した形状に限定されるものではな
く、実施の形態3〜7において説明したシリサイドプロ
テクション構造PS3〜PS5のような形状を採っても
良い。
【0146】また、以上説明した実施の形態2〜8にお
いては、SOI基板上に形成されたSOIデバイスを例
として説明したが、本発明の適用はSOIデバイスに限
定されるものではなく、バルクシリコン基板上に形成さ
れるバルクデバイスに適用しても良い。
【0147】また、実施の形態1〜8においては、1つ
のMOSトランジスタをFSゲート電極が取り囲む構成
を示したが、MOSトランジスタは1つに限定されるも
のではなく、並列に配列された複数のMOSトランジス
タをFSゲート電極が取り囲む構成であっても良いこと
は言うまでもない。
【0148】また、実施の形態1〜8においてはNチャ
ネルトランジスタを例として説明したが、Pチャネルト
ランジスタであっても良いことは言うまでもない。
【0149】
【発明の効果】本発明に係る請求項1記載の半導体装置
によれば、シリサイドプロテクション構造の下部の第1
の半導体層上にはシリサイド膜は形成されず、また、第
1の半導体層はソース・ドレイン層よりも低い濃度とな
っているので、電気的には高抵抗な領域となっている。
従って、ソース・ドレイン間にサージ電圧が加えられた
場合には第1の半導体層によって電圧降下が発生し、M
OSトランジスタの破壊を防止することができる。ま
た、第1の半導体層がkΩ単位のシート抵抗を有するよ
うに構成することで、サージ電圧を降下させるために必
要な面積を低減することができる。また、ソース・ドレ
イン層上にはシリサイド膜が形成されるので、ソース・
ドレイン層上にコンタクトホールを形成する場合にエッ
チングの終点判定が容易になり、ソース・ドレイン層の
オーバーエッチングが発生することを防止できる。
【0150】本発明に係る請求項2記載の半導体装置に
よれば、第1の半導体層が、MOSトランジスタのソー
ス・ドレイン層とは反対の導電型の半導体層であるの
で、ソース・ドレイン層との間でPN接合を形成し、電
気的に極めて高抵抗な領域を形成できる。
【0151】本発明に係る請求項3記載の半導体装置に
よれば、第1の半導体層が、MOSトランジスタのソー
ス・ドレイン層と同じ導電型の半導体層であるので、P
N接合を形成する場合に比べて、抵抗値を低減した高抵
抗領域を形成できる。
【0152】本発明に係る請求項4記載の半導体装置に
よれば、シリサイドプロテクション構造の絶縁膜は、サ
イドウォール絶縁膜と同一材質で同時に形成されるの
で、シリサイドプロテクション構造を形成するための専
用のエッチング工程が不要となる。従って、半導体基板
が例えばSOI基板である場合、SOI層は一般的に薄
いので、エッチングによるダメージを無視できないが、
シリサイドプロテクション構造を形成するために新たな
エッチング工程は不要であり、SOI層に対するエッチ
ングによるダメージの増加を防止できる。
【0153】本発明に係る請求項5記載の半導体装置に
よれば、シリサイドプロテクション構造は、フィールド
シールドゲート電極と同一の構成を有して同時に形成さ
れるので、エッチングを始めとするシリサイドプロテク
ション構造を形成するための専用の工程が不要となる。
従って、半導体基板が例えばSOI基板である場合、S
OI層は一般的に薄いので、エッチングによるダメージ
を無視できないが、シリサイドプロテクション構造を形
成するためにエッチングなどの新たな工程は不要であ
り、SOI層に対するエッチングによるダメージの増加
を防止できる。
【0154】本発明に係る請求項6記載の半導体装置に
よれば、シリサイドプロテクション構造は、ゲート電極
と同一の構成を有して同時に形成されるので、エッチン
グを始めとするシリサイドプロテクション構造を形成す
るための専用の工程が不要となる。従って、半導体基板
が例えばSOI基板である場合、SOI層は一般的に薄
いので、エッチングによるダメージを無視できないが、
シリサイドプロテクション構造を形成するためにエッチ
ングなどの新たな工程は不要であり、SOI層に対する
エッチングによるダメージの増加を防止できる。また、
ゲート電極構造をシリサイドプロテクション構造として
使用するので、フィールド分離構造などの特殊な構成を
有さない半導体装置においても、シリサイドプロテクシ
ョン構造を形成することができ、発明の適用範囲が広く
なる。
【0155】本発明に係る請求項7記載の半導体装置に
よれば、少なくとも1のシリサイドプロテクション構造
の少なくとも1の開口部上にコンタクトホールを設ける
ことができ、コンタクトホールの形成スペースをソース
・ドレイン層上に設ける必要がなくなり、活性領域の大
きさに制限がある場合に適した構成となる。
【0156】本発明に係る請求項8記載の半導体装置に
よれば、少なくとも1のシリサイドプロテクション構造
をゲート電極の長さに合わせ、開口部をシリサイドプロ
テクション構造の長手方向に一列に配列形成すること
で、サージ電流を均一に流すことができる。
【0157】本発明に係る請求項9記載の半導体装置に
よれば、複数のシリサイドプロテクション構造はそれぞ
れ1列に配列された開口部を有しているので、コンタク
トホールが形成される開口部を変更することでソース・
ドレイン層の抵抗値を変更することができる。
【0158】本発明に係る請求項10記載の半導体装置
によれば、シリサイドプロテクション構造間にはシリサ
イド膜が形成されることになり、シリサイド膜が形成さ
れる領域の面積が増加するので、ソース・ドレイン層の
抵抗値を減少させることができる。
【0159】本発明に係る請求項11記載の半導体装置
によれば、コンタクトホールが形成される開口部を変更
することでソース・ドレイン層の抵抗値を変更すること
ができるとともに、シリサイドプロテクション構造間に
はシリサイド膜が形成されることになり、シリサイド膜
が形成される領域の面積が増加するので、ソース・ドレ
イン層の抵抗値を減少させることができる。
【0160】本発明に係る請求項12記載の半導体装置
によれば、コンタクトホールが形成される開口部を変更
することでソース・ドレイン層の抵抗値を変更すること
ができるとともに、シリサイド膜が形成される領域の面
積が減少するので、ソース・ドレイン層の抵抗値を増加
させることができる。
【0161】本発明に係る請求項13記載の半導体装置
の製造方法によれば、請求項5記載の半導体装置に適し
た製造方法を提供できる。
【0162】本発明に係る請求項14記載の半導体装置
の製造方法によれば、請求項7記載の半導体装置に適し
た製造方法を提供できる。
【0163】本発明に係る請求項15記載の半導体装置
の製造方法によれば、請求項6記載の半導体装置に適し
た製造方法を提供できる。
【0164】本発明に係る請求項16記載の半導体装置
の製造方法によれば、請求項7記載の半導体装置に適し
た製造方法を提供できる。
【0165】本発明に係る請求項17記載の半導体装置
の製造方法によれば、コンタクトホールがシリサイドプ
ロテクション構造を貫通して、第1の半導体層内に達す
るようにするので、シリサイドプロテクション構造に開
口部を設け、そこにコンタクトホールを形成する場合に
比べて、コンタクトホールを形成する際の位置合わせマ
ージンが大きくなり、製造工程を簡略化できるととも
に、コンタクトホールの位置ずれに伴う不具合が発生し
にくいので、製造歩留まりの低下を抑制できる。また、
コンタクトホール内に導体を充填した場合に、当該導体
とシリサイドプロテクション構造の導体層とが電気的に
接続され、導体層と例えばゲート配線層などの配線層と
の間に寄生容量が発生する。その結果、当該寄生容量
と、第1の半導体層における抵抗成分とによってCR回
路が形成されることになる。従って、サージ電圧などの
突発的な入力が印加された場合に、CR回路によってサ
ージ電圧が減衰することになり、ESDに対するMOS
トランジスタの保護能力が向上することになる。
【0166】本発明に係る請求項18記載の半導体装置
の製造方法によれば、請求項2記載の半導体装置に適し
た製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 フィールド分離構造を説明する平面図であ
る。
【図2】 フィールド分離構造を説明する断面図であ
る。
【図3】 本発明に係る実施の形態1のMOSトランジ
スタの構成を説明する平面図である。
【図4】 本発明に係る実施の形態1のMOSトランジ
スタの製造工程を説明する断面図である。
【図5】 本発明に係る実施の形態1のMOSトランジ
スタの製造工程を説明する断面図である。
【図6】 本発明に係る実施の形態1のMOSトランジ
スタの製造工程を説明する断面図である。
【図7】 本発明に係るMOSトランジスタの等価回路
を示す図である。
【図8】 本発明に係る実施の形態1のMOSトランジ
スタの製造工程の変形例を説明する断面図である。
【図9】 本発明に係る実施の形態2のMOSトランジ
スタの構成を説明する平面図である。
【図10】 本発明に係る実施の形態2のMOSトラン
ジスタの製造工程を説明する断面図である。
【図11】 本発明に係る実施の形態2のMOSトラン
ジスタの製造工程を説明する断面図である。
【図12】 本発明に係る実施の形態2のMOSトラン
ジスタの製造工程を説明する断面図である。
【図13】 本発明に係る実施の形態2のMOSトラン
ジスタの製造工程を説明する断面図である。
【図14】 本発明に係る実施の形態2のMOSトラン
ジスタの製造工程を説明する断面図である。
【図15】 本発明に係る実施の形態2のMOSトラン
ジスタの製造工程を説明する断面図である。
【図16】 本発明に係る実施の形態2のMOSトラン
ジスタの変形例の構成を説明する平面図である。
【図17】 本発明に係る実施の形態2のMOSトラン
ジスタの変形例の構成を説明する断面図である。
【図18】 本発明に係る実施の形態2のMOSトラン
ジスタの変形例の構成を説明する平面図である。
【図19】 本発明に係る実施の形態3のMOSトラン
ジスタの構成を説明する平面図である。
【図20】 本発明に係る実施の形態4のMOSトラン
ジスタの構成を説明する平面図である。
【図21】 本発明に係る実施の形態5のMOSトラン
ジスタの構成を説明する平面図である。
【図22】 本発明に係る実施の形態6のMOSトラン
ジスタの構成を説明する平面図である。
【図23】 本発明に係る実施の形態7のMOSトラン
ジスタの構成を説明する平面図である。
【図24】 本発明に係る実施の形態7のMOSトラン
ジスタの製造工程を説明する断面図である。
【図25】 本発明に係る実施の形態7のMOSトラン
ジスタの製造工程を説明する断面図である。
【図26】 本発明に係る実施の形態7のMOSトラン
ジスタの製造工程を説明する断面図である。
【図27】 本発明に係る実施の形態7のMOSトラン
ジスタの製造工程を説明する断面図である。
【図28】 本発明に係る実施の形態7のMOSトラン
ジスタの製造工程の変形例を説明する断面図である。
【図29】 本発明に係る実施の形態7のMOSトラン
ジスタの製造工程の変形例を説明する断面図である。
【図30】 本発明に係る実施の形態8のMOSトラン
ジスタの構成を説明する平面図である。
【図31】 本発明に係る実施の形態8のMOSトラン
ジスタの製造工程を説明する断面図である。
【図32】 本発明に係る実施の形態8のMOSトラン
ジスタの製造工程を説明する断面図である。
【図33】 本発明に係る実施の形態8のMOSトラン
ジスタの製造工程を説明する断面図である。
【図34】 本発明に係る実施の形態8のMOSトラン
ジスタの製造工程を説明する断面図である。
【図35】 シリサイドプロテクション膜の用途を説明
する図である。
【図36】 シリサイド膜の問題点を説明する図であ
る。
【図37】 シリサイド膜の問題点を説明する図であ
る。
【図38】 シリサイドプロテクション膜の動作を説明
する平面図である。
【図39】 シリサイドプロテクション膜の問題点を説
明する図である。
【図40】 シリサイドプロテクション膜の問題点を説
明する図である。
【符号の説明】
PS1〜PS6,PS21 シリサイドプロテクション
構造、5 コンタクトホール、8 ゲート配線層、10
FSゲート電極、20 ゲート電極、30ソース・ド
レイン層、61 高抵抗層、AR 活性領域、CL 埋
め込み導体、101 FS絶縁膜、SF1,SF2 シ
リサイド膜、102,202 ポリシリコン層、103
FS上部絶縁膜、OP 開口部、114 サイドウォ
ール絶縁膜、201 ゲート絶縁膜。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/78 617J 621

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に形成されたMOSトラン
    ジスタを備えた半導体装置であって、 前記MOSトランジスタは、そのゲート電極の側面外方
    の活性領域の表面の所定部分にシリサイド膜を形成しな
    いための少なくとも1のシリサイドプロテクション構造
    を備え、 前記少なくとも1のシリサイドプロテクション構造の下
    部の、前記半導体基板の表面内には第1の濃度の第1の
    半導体層を有し、 前記少なくとも1のシリサイドプロテクション構造が形
    成された部分を除く前記半導体基板の表面内には第2の
    濃度の第2の半導体層を有し、 前記第2の半導体層上には前記シリサイド膜を有し、 前記第2の半導体層は前記MOSトランジスタのソース
    ・ドレイン層であり、 前記第1の濃度は前記第2の濃度よりも低いことを特徴
    とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記少なくとも1のシリサイドプロテク
    ション構造は絶縁膜で形成され、 前記第1の半導体層は、前記ソース・ドレイン層とは反
    対の導電型の半導体層である、請求項1記載の半導体装
    置。
  3. 【請求項3】 前記少なくとも1のシリサイドプロテク
    ション構造は絶縁膜で形成され、 前記第1の半導体層は、前記ソース・ドレイン層と同じ
    導電型の半導体層である、請求項1記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記半導体基板上に、前記活性領域を規
    定するとともに、前記MOSトランジスタを他の半導体
    素子から電気的に分離するフィールドシールドゲート電
    極を備え、 前記フィールドシールドゲート電極は、 前記半導体基板上に順に積層形成されたフィールドシー
    ルド絶縁膜、導体層、導体層上絶縁膜とを有し、 前記フィールドシールド絶縁膜、前記導体層、前記導体
    層上絶縁膜の側面にはサイドウォール絶縁膜を有し、 前記少なくとも1のシリサイドプロテクション構造の前
    記絶縁膜は、前記サイドウォール絶縁膜と同一材質で同
    時に形成される、請求項2または請求項3記載の半導体
    装置。
  5. 【請求項5】 前記半導体基板上に、前記活性領域を規
    定するとともに、前記MOSトランジスタを他の半導体
    素子から電気的に分離するフィールドシールドゲート電
    極を備え、 前記フィールドシールドゲート電極は、 前記半導体基板上に順に積層形成されたフィールドシー
    ルド絶縁膜、導体層、導体層上絶縁膜を有し、 前記少なくとも1のシリサイドプロテクション構造は、
    前記フィールドシールドゲート電極と同一の構成を有し
    て同時に形成され、 前記第1の半導体層は、前記MOSトランジスタのソー
    ス・ドレイン層と同じ導電型の半導体層である、請求項
    1記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 前記少なくとも1のシリサイドプロテク
    ション構造は、前記MOSトランジスタのゲート電極と
    同一の構成を有して同時に形成され、 前記第1の半導体層は、前記MOSトランジスタのソー
    ス・ドレイン層と同じ導電型の半導体層である、請求項
    1記載の半導体装置。
  7. 【請求項7】 前記少なくとも1のシリサイドプロテク
    ション構造は、その底面が前記シリサイド膜である少な
    くとも1の開口部を部分的に有し、 前記少なくとも1の開口部の前記シリサイド膜の下部の
    前記活性領域の表面内には前記第2の半導体層が形成さ
    れている、請求項5または請求項6記載の半導体装置。
  8. 【請求項8】 前記少なくとも1のシリサイドプロテク
    ション構造の平面視形状は細長形状であり、 前記少なくとも1の開口部は複数であって、前記少なく
    とも1のシリサイドプロテクション構造の長手方向に一
    列に配列形成され、 前記少なくとも1のシリサイドプロテクション構造は、
    その長手方向が前記ゲート電極の長手方向と平行に形成
    される、請求項7記載の半導体装置。
  9. 【請求項9】 前記少なくとも1のシリサイドプロテク
    ション構造は複数であって、 前記複数のシリサイドプロテクション構造は、それぞれ
    が前記ゲート電極の長手方向と平行になるように間隔を
    開けて配列形成される、請求項8記載の半導体装置。
  10. 【請求項10】 前記少なくとも1のシリサイドプロテ
    クション構造は複数であって、それぞれの平面視形状は
    略矩形状であり、 前記少なくとも1の開口部は単数であって、 前記複数のシリサイドプロテクション構造は、少なくと
    も前記ゲート電極の長手方向と平行に配列形成される、
    請求項7記載の半導体装置。
  11. 【請求項11】 前記複数のシリサイドプロテクション
    構造は、前記ゲート電極の長手方向と平行な方向、およ
    び前記ゲート電極の長手方向と垂直な方向に配列形成さ
    れる、請求項10記載の半導体装置。
  12. 【請求項12】 前記少なくとも1のシリサイドプロテ
    クション構造の平面視形状は略矩形状であり、 前記少なくとも1の開口部は複数であって、 前記複数の開口部は、前記ゲート電極の長手方向と平行
    な方向、および前記ゲート電極の長手方向と垂直な方向
    に配列形成される、請求項7記載の半導体装置。
  13. 【請求項13】 半導体基板上に形成されたMOSトラ
    ンジスタと、前記MOSトランジスタのゲート電極の側
    面外方の活性領域を規定するとともに、前記MOSトラ
    ンジスタを他の半導体素子から電気的に分離するフィー
    ルドシールドゲート電極を備えた半導体装置の製造方法
    であって、 (a)前記半導体基板の所定部分に第1濃度の第1の半導
    体層を選択的に形成する工程と、 (b)前記活性領域を規定するように、前記半導体基板上
    に選択的にフィールドシールド絶縁膜、導体層、導体層
    上絶縁膜を順に積層し、前記フィールドシールドゲート
    電極を形成するとともに、前記第1の半導体層上に、前
    記フィールドシールドゲート電極と同一の構成のシリサ
    イドプロテクション構造を選択的に形成する工程と、 (c)前記半導体基板上に前記ゲート電極を形成した後、
    前記フィールドシールドゲート電極、前記シリサイドプ
    ロテクション構造、前記ゲート電極をマスクとして不純
    物をイオン注入し、前記半導体基板内に第2の濃度の第
    2の半導体層を形成する工程と、 (d)サリサイド工程により、前記第2の半導体層上にシ
    リサイド膜を自己整合的に形成する工程とを備え、 前記第1の濃度は前記第2の濃度よりも低くなるように
    形成され、 前記第2の半導体層は、前記MOSトランジスタのソー
    ス・ドレイン層として形成され、 前記第1の半導体層は、前記ソース・ドレイン層と同じ
    導電型となるように形成されることを特徴とする半導体
    装置の製造方法。
  14. 【請求項14】 前記工程(b)は、 その底面において前記第1の半導体層が露出した開口部
    を有するように、前記シリサイドプロテクション構造を
    形成する工程を含み、 前記工程(c)に先だって、前記シリサイドプロテクショ
    ン構造および前記フィールドシールドゲート電極の側面
    にサイドウォール絶縁膜を形成する工程を備え、 前記サイドウォール絶縁膜は、前記開口部における前記
    導体層の側面にも形成され、 前記工程(c)は、 前記開口部底面の前記第1の半導体層内に前記第2の半
    導体層を形成する工程を含む、請求項13記載の半導体
    装置の製造方法。
  15. 【請求項15】 半導体基板上に形成されたMOSトラ
    ンジスタを備えた半導体装置の製造方法であって、 (a)前記半導体基板の所定部分に第1濃度の第1の半導
    体層を選択的に形成する工程と、 (b)前記半導体基板上に選択的に、ゲート絶縁膜および
    導体層を順に積層し、前記MOSトランジスタのゲート
    電極を形成するとともに、前記第1の半導体層上に、前
    記ゲート電極と同一の構成のシリサイドプロテクション
    構造を選択的に形成する工程と、 (c)前記シリサイドプロテクション構造、前記ゲート電
    極をマスクとして不純物をイオン注入し、前記半導体基
    板内に第2の濃度の第2の半導体層を形成する工程と、 (d)サリサイド工程により、前記第2の半導体層上にシ
    リサイド膜を自己整合的に形成する工程とを備え、 前記第1の濃度は前記第2の濃度よりも低くなるように
    形成され、 前記第2の半導体層は、前記MOSトランジスタのソー
    ス・ドレイン層として形成され、 前記第1の半導体層は、前記ソース・ドレイン層と同じ
    導電型となるように形成されることを特徴とする半導体
    装置の製造方法。
  16. 【請求項16】 前記工程(b)は、 その底面において前記第1の半導体層が露出した開口部
    を有するように、前記シリサイドプロテクション構造を
    形成する工程を含み、 前記工程(c)に先だって、前記シリサイドプロテクショ
    ン構造および前記ゲート電極の側面にサイドウォール絶
    縁膜を形成する工程を備え、 前記サイドウォール絶縁膜は、前記開口部における前記
    導体層の側面にも形成され、 前記工程(c)は、 前記開口部底面の前記第1の半導体層内に前記第2の半
    導体層を形成する工程を含む、請求項15記載の半導体
    装置の製造方法。
  17. 【請求項17】 (e)前記シリサイドプロテクション構
    造を貫通して、前記第1の半導体層内に達するコンタク
    トホールを形成する工程をさらに備える、請求項13ま
    たは請求項15記載の半導体装置の製造方法。
  18. 【請求項18】 半導体基板上に形成されたMOSトラ
    ンジスタと、前記MOSトランジスタのゲート電極の側
    面外方の活性領域を規定するとともに、前記MOSトラ
    ンジスタを他の半導体素子から電気的に分離するフィー
    ルドシールドゲート電極を備えた半導体装置の製造方法
    であって、 (a)前記半導体基板の全面に第1濃度の第1の半導体層
    を形成する工程と、 (b)前記活性領域を規定するように、前記半導体基板上
    に選択的にフィールドシールド絶縁膜、導体層、導体層
    上絶縁膜を順に積層し、前記フィールドシールドゲート
    電極を形成する工程と、 (c)前記半導体基板および前記フィールドシールドゲー
    ト電極を覆うように絶縁膜を形成した後、前記半導体基
    板上の所定部分に前記絶縁膜を残すようにドライエッチ
    ングを施してシリサイドプロテクション構造を形成する
    工程と、 (d)前記半導体基板上に前記ゲート電極を形成した後、
    前記フィールドシールドゲート電極、前記シリサイドプ
    ロテクション構造、前記ゲート電極をマスクとして不純
    物をイオン注入し、前記半導体基板内に第2の濃度の第
    2の半導体層を形成するとともに、前記所定部分に前記
    第1の半導体層を残す工程と、 (e)サリサイド工程により、前記第2の半導体層上にシ
    リサイド膜を自己整合的に形成する工程とを備え、 前記第1の濃度は前記第2の濃度よりも低くなるように
    形成され、 前記第2の半導体層は、前記MOSトランジスタのソー
    ス・ドレイン層として形成され、 前記第1の半導体層は、前記ソース・ドレイン層とは反
    対の導電型となるように形成されることを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
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