JP2005322835A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。特に本発明は、静電気及び製造プロセス中に受けるプラズマチャージから回路素子を保護することができる半導体装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof. In particular, the present invention relates to a semiconductor device capable of protecting circuit elements from static electricity and plasma charge received during the manufacturing process, and a method for manufacturing the same.
図7は、従来の半導体チップ100の平面概略図である。半導体チップ100において、内部領域100cには複数の回路素子が形成されている。そして内部領域100cの周囲にはI/Oセル100bが複数形成されており、I/Oセル100bの更に外側には配線パッド100aが複数形成されている。配線パッド100aには外部から電力及び信号が入力されるが、これらの電力及び信号は、I/Oセル100bを介して内部領域100cの回路素子に伝達される。
FIG. 7 is a schematic plan view of a
図8は、内部領域100cに形成されている回路素子の構成を示す断面図である。シリコン基板101には素子分離膜102がLOCOS法により形成されており、この素子分離膜102によって素子領域101a,101bが互いに分離されている。素子領域101a,101bそれぞれにはトランジスタが形成されている。すなわち素子領域101aにおいて、シリコン基板101にはソース及びドレインとなる2つの不純物層105aがチャネル領域を挟んで互いに並んで形成されている。シリコン基板101のチャネル領域上にはゲート酸化膜103aが例えば熱酸化法により形成されており、ゲート酸化膜103aの上にはポリシリコンからなるゲート電極104aが形成されている。また素子領域101bにおいても、ゲート酸化膜103b、ゲート電極104b及び2つの不純物層105bが形成されているが、これらの構成はそれぞれゲート酸化膜103a、ゲート電極104a及び2つの不純物層105aと同じである。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of the circuit element formed in the
また各トランジスタの上には酸化シリコンからなる層間絶縁膜106が形成されている。層間絶縁膜106及びゲート酸化膜103a,103bには、接続孔106a及び2つの接続孔106bが形成されている。接続孔106aはゲート電極104a上に位置し、2つの接続孔106bそれぞれは2つの不純物層105bそれぞれの上に位置している。また、2つの不純物層105a上、ゲート電極104b上にもそれぞれ接続孔(図示せず)が形成されている。
An interlayer
層間絶縁膜106上には複数のAl合金配線が形成されているが、これら配線のうちAl合金配線109aは、一部が接続孔106aに埋め込まれると共に、他の一部がドレインとなる不純物層105b上の接続孔106bに埋め込まれている。このようにしてAl合金配線109aは、ドレインとなる不純物層105bとゲート電極104aを互いに接続している。またAl合金配線109bは一部がソースとなる不純物層105b上の接続孔106bに埋め込まれることにより、ソースとなる不純物層105bに接続している。
A plurality of Al alloy wirings are formed on the
図7に示した配線パッド100aに外部から静電気が入り、Al合金配線109aに伝達する場合がある。内部領域100cの回路素子が微細でなくゲート酸化膜103aがある程度厚い場合、ゲート酸化膜103aの耐圧は不純物層105b−シリコン基板101間の耐圧より高いため、静電気は不純物層105bからシリコン基板101に放電される。しかし近年は回路素子の微細化が進み、ゲート酸化膜103aが薄くなっているため、ゲート酸化膜103aの耐圧は不純物層105b−シリコン基板101間の耐圧より低い。この場合、不純物層105bからシリコン基板101に放電される前にゲート酸化膜103aが絶縁破壊してしまう。
In some cases, static electricity enters the
これを防ぐ方法としては、トランジスタとは別の部分(例えば図7に示したI/Oセル100b)に静電気保護回路を形成する方法がある(例えば特許文献1参照)。この場合配線パッド100aから入ってきた静電気は、この静電気保護回路に吸収される。
回路素子を形成するプロセスにはプラズマが用いられることが多い。例えばトランジスタのゲート電極に接続している配線がプラズマによりチャージすることがあるが、すべての配線を形成し終わっていない場合は、プラズマチャージした配線が静電気保護回路に未だ接続していない場合がある。この場合、トランジスタはプラズマチャージから保護されない。
また静電気が配線パッドから入ってきた場合でも、静電気が静電気保護回路に十分に吸収されるまでは、ゲート電極に電圧が印加されていた。このためゲート電極の下に位置するゲート酸化膜が絶縁破壊する可能性もあった。
Plasma is often used in the process of forming circuit elements. For example, the wiring connected to the gate electrode of the transistor may be charged by plasma, but if all the wiring is not formed, the plasma-charged wiring may not be connected to the electrostatic protection circuit yet. . In this case, the transistor is not protected from plasma charge.
Even when static electricity enters from the wiring pad, a voltage is applied to the gate electrode until the static electricity is sufficiently absorbed by the static electricity protection circuit. For this reason, the gate oxide film located under the gate electrode may break down.
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、製造プロセス中に受けるプラズマチャージ、及び静電気から回路素子を保護することができる半導体装置及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a semiconductor device capable of protecting circuit elements from plasma charge and static electricity received during the manufacturing process, and a method of manufacturing the same. There is.
上記課題を解決するため、本発明に係る第1の半導体装置は、
半導体基板に形成され、トランジスタのソース又はドレインとして機能する第1導電型不純物層と、
前記第1導電型不純物層の底部に形成され、該第1導電型不純物層より不純物濃度が高い高濃度第1導電型不純物層と、
前記半導体基板に形成され、前記高濃度第1導電型不純物層の下に位置する第2導電型不純物層と、
前記半導体基板の上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記第1導電型不純物層の上に位置する接続孔と、
前記層間絶縁膜の上に形成され、前記接続孔を介して前記第1導電型不純物層に接続する配線と
を具備し、
前記第2導電型不純物層及び前記高濃度第1導電型不純物層は放電用のダイオードを構成している。
In order to solve the above problems, a first semiconductor device according to the present invention includes:
A first conductivity type impurity layer formed on a semiconductor substrate and functioning as a source or drain of a transistor;
A high concentration first conductivity type impurity layer formed at the bottom of the first conductivity type impurity layer and having a higher impurity concentration than the first conductivity type impurity layer;
A second conductivity type impurity layer formed on the semiconductor substrate and located under the high concentration first conductivity type impurity layer;
An interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate;
A connection hole formed in the interlayer insulating film and located on the first conductivity type impurity layer;
A wiring formed on the interlayer insulating film and connected to the first conductivity type impurity layer through the connection hole;
The second conductivity type impurity layer and the high-concentration first conductivity type impurity layer constitute a discharge diode.
この第1の半導体装置によれば、トランジスタのソース又はドレインとして機能する第1導電型不純物層の下には放電用のダイオードが形成されている。従って配線が静電気保護回路に接続していない状態であっても、第1導電型不純物層に接続する配線に蓄積されたプラズマチャージは放電用のダイオードから半導体基板に放電される。また外部から配線に入ってきた静電気も放電用のダイオードから半導体基板に放電される。従って製造プロセス中に受けるプラズマチャージ、及び静電気の双方から回路素子(すなわちトランジスタ)を保護することができる。 According to the first semiconductor device, the discharge diode is formed under the first conductivity type impurity layer functioning as the source or drain of the transistor. Therefore, even if the wiring is not connected to the electrostatic protection circuit, the plasma charge accumulated in the wiring connected to the first conductivity type impurity layer is discharged from the discharging diode to the semiconductor substrate. Also, static electricity that enters the wiring from the outside is discharged from the discharging diode to the semiconductor substrate. Therefore, circuit elements (ie, transistors) can be protected from both plasma charge and static electricity received during the manufacturing process.
本発明に係る第2の半導体装置は、
半導体基板に形成され、トランジスタのソース又はドレインとして機能する第1導電型不純物層と、
前記半導体基板に形成され、前記第1導電型不純物層の下に位置する第2導電型不純物層と
前記半導体基板の上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記第1導電型不純物層の上に位置する接続孔と、
前記層間絶縁膜の上に形成され、前記接続孔を介して前記第1導電型不純物層に接続する配線と
を具備し、
前記第1導電型不純物層及び前記第2導電型不純物層は放電用のダイオードを構成している。
A second semiconductor device according to the present invention includes:
A first conductivity type impurity layer formed on a semiconductor substrate and functioning as a source or drain of a transistor;
A second conductive type impurity layer formed on the semiconductor substrate and located below the first conductive type impurity layer; and an interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate;
A connection hole formed in the interlayer insulating film and located on the first conductivity type impurity layer;
A wiring formed on the interlayer insulating film and connected to the first conductivity type impurity layer through the connection hole;
The first conductivity type impurity layer and the second conductivity type impurity layer constitute a discharge diode.
この第2の半導体装置によれば、第1の半導体装置と同一の作用及び効果を得ることができる。
第1及び第2の半導体装置において、配線が前記第1導電型不純物層と他のトランジスタのゲート電極を接続している場合、上記した効果に加えて、他のトランジスタのゲート絶縁膜を静電気やプラズマチャージから保護することもできる。なお配線は、一部が接続孔に埋め込まれることにより第1導電型不純物層と接続していてもよいし、接続孔に埋め込まれた導電体を介して第1導電型不純物層と接続してもよい。
According to the second semiconductor device, the same operation and effect as the first semiconductor device can be obtained.
In the first and second semiconductor devices, when the wiring connects the first conductivity type impurity layer and the gate electrode of another transistor, in addition to the above effect, the gate insulating film of the other transistor It can also be protected from plasma charge. The wiring may be connected to the first conductivity type impurity layer by being partially embedded in the connection hole, or may be connected to the first conductivity type impurity layer via a conductor embedded in the connection hole. Also good.
本発明に係る第3の半導体装置は、
半導体基板に形成され、第1のトランジスタのソース又はドレインとして機能するトランジスタ用第1導電型不純物層と、
前記トランジスタ用第1導電型不純物層の底部に形成され、該トランジスタ用第1導電型不純物層より不純物濃度が高い高濃度第1導電型不純物層と、
前記半導体基板に形成され、前記高濃度第1導電型不純物層の下に位置するダイオード用第2導電型不純物層と、
前記半導体基板に形成され、第2のトランジスタのソース又はドレインとして機能するトランジスタ用第2導電型不純物層と、
前記トランジスタ用第2導電型不純物層の底部に形成され、該トランジスタ用第2導電型不純物層より不純物濃度が高い高濃度第2導電型不純物層と、
前記半導体基板に形成され、前記高濃度第2導電型不純物層の下に位置するダイオード用第1導電型不純物層と、
前記半導体基板の上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記トランジスタ用第1導電型不純物層及びトランジスタ用第2導電型不純物層それぞれの上に位置する複数の接続孔と、
前記層間絶縁膜の上に形成され、前記トランジスタ用第1導電型不純物層上の前記接続孔を介して前記トランジスタ用第1導電型不純物層に接続する第1の配線と
前記層間絶縁膜の上に形成され、前記トランジスタ用第2導電型不純物層上の前記接続孔を介して前記トランジスタ用第2導電型不純物層に接続する第2の配線と
を具備し、
前記高濃度第1導電型不純物層及び前記ダイオード用第2導電型不純物層は第1の放電用のダイオードを構成し、前記高濃度第2導電型不純物層及び前記ダイオード用第1導電型不純物層は第2の放電用のダイオードを構成している。
A third semiconductor device according to the present invention includes:
A first conductivity type impurity layer for a transistor formed on a semiconductor substrate and functioning as a source or drain of the first transistor;
A high-concentration first conductivity type impurity layer formed at the bottom of the transistor first conductivity type impurity layer and having an impurity concentration higher than that of the transistor first conductivity type impurity layer;
A second conductive impurity layer for a diode formed on the semiconductor substrate and located under the high-concentration first conductive impurity layer;
A second conductivity type impurity layer for a transistor formed on the semiconductor substrate and functioning as a source or drain of a second transistor;
A high-concentration second conductivity type impurity layer formed at the bottom of the transistor second conductivity type impurity layer and having an impurity concentration higher than that of the transistor second conductivity type impurity layer;
A first conductivity type impurity layer for a diode formed on the semiconductor substrate and located under the high concentration second conductivity type impurity layer;
An interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate;
A plurality of connection holes formed in the interlayer insulating film and located on each of the first conductive impurity layer for transistor and the second conductive impurity layer for transistor;
A first wiring formed on the interlayer insulating film and connected to the first conductive impurity layer for transistor via the connection hole on the first conductive impurity layer for transistor; and on the interlayer insulating film And a second wiring connected to the transistor second conductivity type impurity layer through the connection hole on the transistor second conductivity type impurity layer,
The high concentration first conductivity type impurity layer and the diode second conductivity type impurity layer constitute a first discharge diode, and the high concentration second conductivity type impurity layer and the diode first conductivity type impurity layer. Constitutes a second discharging diode.
本発明に係る第4の半導体装置は、
半導体基板に形成され、第1のトランジスタのソース又はドレインとして機能するトランジスタ用第1導電型不純物層と、
前記半導体基板に形成され、前記トランジスタ用第1導電型不純物層の下に位置するダイオード用第2導電型不純物層と、
前記半導体基板に形成され、第2のトランジスタのソース又はドレインとして機能するトランジスタ用第2導電型不純物層と、
前記半導体基板に形成され、前記トランジスタ用第2導電型不純物層の下に位置するダイオード用第1導電型不純物層と、
前記半導体基板の上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記トランジスタ用第1導電型不純物層及びトランジスタ用第2導電型不純物層それぞれの上に位置する複数の接続孔と、
前記層間絶縁膜の上に形成され、前記トランジスタ用第1導電型不純物層上の前記接続孔を介して前記トランジスタ用第1導電型不純物層に接続する第1の配線と
前記層間絶縁膜の上に形成され、前記トランジスタ用第2導電型不純物層上の前記接続孔を介して前記トランジスタ用第2導電型不純物層に接続する第2の配線と
を具備し、
前記トランジスタ用第1導電型不純物層及び前記ダイオード用第2導電型不純物層は第1の放電用のダイオードを構成し、前記トランジスタ用第2導電型不純物層及び前記ダイオード用第1導電型不純物層は第2の放電用のダイオードを構成している。
A fourth semiconductor device according to the present invention includes:
A first conductivity type impurity layer for a transistor formed on a semiconductor substrate and functioning as a source or drain of the first transistor;
A second conductive impurity layer for a diode formed on the semiconductor substrate and positioned below the first conductive impurity layer for the transistor;
A second conductivity type impurity layer for a transistor formed on the semiconductor substrate and functioning as a source or drain of a second transistor;
A first conductive impurity layer for a diode formed on the semiconductor substrate and positioned below the second conductive impurity layer for the transistor;
An interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate;
A plurality of connection holes formed in the interlayer insulating film and located on each of the first conductive impurity layer for transistor and the second conductive impurity layer for transistor;
A first wiring formed on the interlayer insulating film and connected to the first conductive impurity layer for transistor via the connection hole on the first conductive impurity layer for transistor; and on the interlayer insulating film And a second wiring connected to the transistor second conductivity type impurity layer through the connection hole on the transistor second conductivity type impurity layer,
The transistor first conductivity type impurity layer and the diode second conductivity type impurity layer constitute a first discharge diode, and the transistor second conductivity type impurity layer and the diode first conductivity type impurity layer. Constitutes a second discharging diode.
本発明に係る第5の半導体装置は、
半導体基板に形成され、それぞれ異なるトランジスタのソース又はドレインとして機能する2つの第1導電型不純物層と、
前記2つの第1導電型不純物層それぞれの底部に形成され、それぞれ前記第1導電型不純物層より不純物濃度が高い2つの高濃度第1導電型不純物層と、
前記半導体基板に形成され、前記2つの高濃度第1導電型不純物層それぞれの下に位置する2つの第2導電型不純物層と、
前記半導体基板の上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記2つの第1導電型不純物層それぞれの上に位置する複数の接続孔と、
前記層間絶縁膜の上に形成され、一方の前記第1導電型不純物層上の前記接続孔を介して該一方の第1導電型不純物層に接続する第1の配線と
前記層間絶縁膜の上に形成され、他の前記第1導電型不純物層上の前記接続孔を介して該他の第1導電型不純物層に接続する第2の配線と
を具備し、
前記2つの第2導電型不純物層及び前記2つの高濃度第1導電型不純物層の少なくとも一組は、互いに不純物濃度が異なり、
前記2つの高濃度第1導電型不純物層それぞれは、該高濃度第1導電型不純物層それぞれの下に位置する前記第2導電型不純物層とともに放電用のダイオードを形成している。
A fifth semiconductor device according to the present invention includes:
Two first conductivity type impurity layers formed on a semiconductor substrate and functioning as sources or drains of different transistors,
Two high-concentration first conductivity type impurity layers formed at the bottom of each of the two first conductivity type impurity layers, each having an impurity concentration higher than that of the first conductivity type impurity layer;
Two second conductivity type impurity layers formed on the semiconductor substrate and positioned below each of the two high concentration first conductivity type impurity layers;
An interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate;
A plurality of connection holes formed in the interlayer insulating film and positioned on each of the two first conductivity type impurity layers;
A first wiring formed on the interlayer insulating film and connected to the one first conductivity type impurity layer via the connection hole on one of the first conductivity type impurity layers; And a second wiring connected to the other first conductivity type impurity layer via the connection hole on the other first conductivity type impurity layer,
At least one set of the two second conductivity type impurity layers and the two high-concentration first conductivity type impurity layers have different impurity concentrations,
Each of the two high-concentration first conductivity type impurity layers forms a discharge diode together with the second conductivity-type impurity layer located under each of the high-concentration first conductivity type impurity layers.
本発明に係る第6の半導体装置は、
半導体基板に形成され、それぞれ異なるトランジスタのソース又はドレインとして機能する2つの第1導電型不純物層と、
前記半導体基板に形成され、前記2つの第1導電型不純物層それぞれの下に位置する2つの第2導電型不純物層と、
前記半導体基板の上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記2つの第1導電型不純物層それぞれの上に位置する複数の接続孔と、
前記層間絶縁膜の上に形成され、一方の前記第1導電型不純物層上の前記接続孔を介して該一方の第1導電型不純物層に接続する第1の配線と
前記層間絶縁膜の上に形成され、他の前記第1導電型不純物層上の前記接続孔中を介して該他の第1導電型不純物層に接続する第2の配線と
を具備し、
前記2つの第2導電型不純物層は、互いに不純物濃度が異なり、
前記2つの第1導電型不純物層それぞれは、該第1導電型不純物層それぞれの下に位置する前記第2導電型不純物層とともに放電用のダイオードを形成している。
A sixth semiconductor device according to the present invention includes:
Two first conductivity type impurity layers formed on a semiconductor substrate and functioning as sources or drains of different transistors,
Two second conductivity type impurity layers formed on the semiconductor substrate and positioned under each of the two first conductivity type impurity layers;
An interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate;
A plurality of connection holes formed in the interlayer insulating film and positioned on each of the two first conductivity type impurity layers;
A first wiring formed on the interlayer insulating film and connected to the one first conductivity type impurity layer via the connection hole on one of the first conductivity type impurity layers; And a second wiring connected to the other first conductivity type impurity layer through the connection hole on the other first conductivity type impurity layer,
The two second conductivity type impurity layers have different impurity concentrations,
Each of the two first conductivity type impurity layers forms a discharge diode together with the second conductivity type impurity layer located below each of the first conductivity type impurity layers.
これら第3〜第6の半導体装置によれば、第1の半導体装置と同一の作用効果を得ることができる。特に第5及び第6の半導体装置によれば、トランジスタごとあるいは領域ごとに、特性が異なる放電用のダイオードが形成されているため、それぞれの回路素子を各々に適したダイオードによって保護することができる。 According to these third to sixth semiconductor devices, the same effects as the first semiconductor device can be obtained. In particular, according to the fifth and sixth semiconductor devices, since the discharge diodes having different characteristics are formed for each transistor or region, each circuit element can be protected by a diode suitable for each. .
本発明に係る第1の半導体装置の製造方法は、
半導体基板に第1導電型の不純物イオンを注入することにより、該半導体基板にトランジスタのソース又はドレインとして機能する第1導電型不純物層を形成する工程と、
前記半導体基板に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜に、前記第1導電型不純物層上に位置する接続孔を形成する工程と、
前記接続孔を介して前記半導体基板に第1導電型の不純物イオンを注入することにより、前記第1導電型不純物層の底部に該第1導電型不純物層より不純物濃度が高い高濃度第1導電型不純物層を形成する工程と、
前記接続孔を介して前記半導体基板に第2導電型の不純物イオンを注入することにより、前記高濃度第1導電型不純物層の下に位置する第2導電型不純物層を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上及び前記接続孔中に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜をパターニングすることにより、一部が前記接続孔中に埋め込まれていて前記第1導電型不純物層に接続する配線を形成する工程と
を具備し、
前記高濃度第1導電型不純物層及び前記第2導電型不純物層は放電用のダイオードを形成する。
A first semiconductor device manufacturing method according to the present invention includes:
Forming a first conductivity type impurity layer functioning as a source or drain of a transistor in the semiconductor substrate by implanting impurity ions of the first conductivity type into the semiconductor substrate;
Forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate;
Forming a connection hole located on the first conductivity type impurity layer in the interlayer insulating film;
By implanting impurity ions of the first conductivity type into the semiconductor substrate through the connection holes, a high concentration first conductivity having an impurity concentration higher than that of the first conductivity type impurity layer is formed at the bottom of the first conductivity type impurity layer. Forming a type impurity layer;
Forming a second conductivity type impurity layer located under the high concentration first conductivity type impurity layer by implanting second conductivity type impurity ions into the semiconductor substrate through the connection hole;
Forming a conductive film on the interlayer insulating film and in the connection hole;
Patterning the conductive film, forming a wiring part of which is embedded in the connection hole and connected to the first conductivity type impurity layer,
The high-concentration first conductivity type impurity layer and the second conductivity type impurity layer form a discharge diode.
本発明に係る第2の半導体装置の製造方法は、
半導体基板に第1導電型の不純物イオンを注入することにより、該半導体基板にトランジスタのソース又はドレインとして機能する第1導電型不純物層を形成する工程と、
前記半導体基板に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜に、前記第1導電型不純物層上に位置する接続孔を形成する工程と、
前記接続孔を介して前記半導体基板に第1導電型の不純物イオンを注入することにより、前記第1導電型不純物層の底部に該第1導電型不純物層より不純物濃度が高い高濃度第1導電型不純物層を形成する工程と、
前記接続孔を介して前記半導体基板に第2導電型の不純物イオンを注入することにより、前記高濃度第1導電型不純物層の下に位置する第2導電型不純物層を形成する工程と、
前記接続孔中に導電体を埋め込む工程と、
前記層間絶縁膜上及び前記接続孔中の前記導電体上に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜をパターニングすることにより、前記導電体を介して前記第1導電型不純物層に接続する配線を形成する工程と
を具備し、
前記高濃度第1導電型不純物層及び前記第2導電型不純物層は放電用のダイオードを形成する。
A second semiconductor device manufacturing method according to the present invention includes:
Forming a first conductivity type impurity layer functioning as a source or drain of a transistor in the semiconductor substrate by implanting impurity ions of the first conductivity type into the semiconductor substrate;
Forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate;
Forming a connection hole located on the first conductivity type impurity layer in the interlayer insulating film;
By implanting impurity ions of the first conductivity type into the semiconductor substrate through the connection holes, a high concentration first conductivity having an impurity concentration higher than that of the first conductivity type impurity layer is formed at the bottom of the first conductivity type impurity layer. Forming a type impurity layer;
Forming a second conductivity type impurity layer located under the high concentration first conductivity type impurity layer by implanting second conductivity type impurity ions into the semiconductor substrate through the connection hole;
Embedding a conductor in the connection hole;
Forming a conductive film on the interlayer insulating film and on the conductor in the connection hole;
Forming a wiring connected to the first conductivity type impurity layer through the conductor by patterning the conductive film,
The high-concentration first conductivity type impurity layer and the second conductivity type impurity layer form a discharge diode.
この第1及び第2の半導体装置の製造方法によれば、導電膜又は導電膜から形成された配線が後工程でプラズマからチャージしても、チャージした電荷はトランジスタのソース又はドレインとして機能する第1導電型不純物層の下に形成された放電用のダイオードから放電される。従って、回路素子(すなわちトランジスタ)をプラズマチャージから保護することができる。 According to the first and second semiconductor device manufacturing methods, even if the conductive film or the wiring formed from the conductive film is charged from plasma in a later process, the charged charge functions as the source or drain of the transistor. A discharge diode formed under the one conductivity type impurity layer is discharged. Therefore, the circuit element (that is, the transistor) can be protected from the plasma charge.
本発明に係る第3の半導体装置の製造方法は、
半導体基板に第1導電型の不純物イオンを注入することにより、該半導体基板にトランジスタのソース又はドレインとして機能する第1導電型不純物層を前記半導体基板に形成する工程と、
前記半導体基板に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜に、前記第1導電型不純物層上に位置する接続孔を形成する工程と、
前記接続孔を介して前記半導体基板に第2導電型の不純物イオンを注入することにより、前記第1導電型不純物層の下に第2導電型不純物層を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に、前記接続孔を介して前記第1導電型不純物層に接続する配線を形成する工程と
を具備し、
前記第1導電型不純物層及び前記第2導電型不純物層は放電用のダイオードを形成する。
A third method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes:
Forming a first conductivity type impurity layer functioning as a source or drain of a transistor on the semiconductor substrate by implanting impurity ions of the first conductivity type into the semiconductor substrate;
Forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate;
Forming a connection hole located on the first conductivity type impurity layer in the interlayer insulating film;
Forming a second conductivity type impurity layer under the first conductivity type impurity layer by implanting second conductivity type impurity ions into the semiconductor substrate through the connection hole;
Forming a wiring connected to the first conductivity type impurity layer through the connection hole on the interlayer insulating film,
The first conductivity type impurity layer and the second conductivity type impurity layer form a discharge diode.
本発明に係る第4の半導体装置の製造方法は、
半導体基板に第1導電型の不純物イオンを注入することにより、それぞれトランジスタのソース又はドレインとして機能する第1の第1導電型不純物層及び第2の第1導電型不純物層を前記半導体基板に形成する工程と、
前記半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜に、前記第1の第1導電型不純物層上に位置する第1の接続孔を形成するとともに、前記第2の第1導電型不純物層上に位置する第2の接続孔を形成する工程と、
前記第1の接続孔を介して前記半導体基板に第1導電型の不純物イオンを注入すると共に、前記第1の接続孔及び第2の接続孔それぞれを介して前記半導体基板に第1導電型の不純物イオンを注入することにより、前記第1の第1導電型不純物層の底部に該第1導電型不純物層より不純物濃度が高い第1の高濃度第1導電型不純物層を形成するとともに、前記第2の第1導電型不純物層の底部に、前記第1の高濃度第1導電型不純物層より不純物濃度が低い第2の高濃度第1導電型不純物層を形成する工程と、
前記第1の接続孔を介して前記半導体基板に第2導電型の不純物イオンを注入すると共に、前記第1の接続孔及び前記第2の接続孔それぞれを介して前記半導体基板に第2導電型の不純物イオンを注入することにより、前記第1の高濃度第1導電型不純物層の下に第1の第2導電型不純物層を形成すると共に、前記第2の高濃度第1導電型不純物層の下に、前記第1の第2導電型不純物層より不純物濃度が低い第2の第2導電型不純物層を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に、前記第1の接続孔を介して前記第1の第1導電型不純物層に接続する第1の配線を形成すると共に、前記第2の接続孔を介して前記第2の第1導電型不純物層に接続する第2の配線を形成する工程と
を具備し、
前記第1の第2導電型不純物層及び前記第1の高濃度第1導電型不純物層、及び前記第2の第2導電型不純物層及び前記第2の高濃度第1導電型不純物層は、それぞれ放電用のダイオードを形成する。
A fourth method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes:
By implanting first conductivity type impurity ions into the semiconductor substrate, a first first conductivity type impurity layer and a second first conductivity type impurity layer that respectively function as a source or a drain of the transistor are formed on the semiconductor substrate. And a process of
Forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate;
A first connection hole located on the first first conductivity type impurity layer is formed in the interlayer insulating film, and a second connection hole located on the second first conductivity type impurity layer is formed. Forming, and
Impurity ions of the first conductivity type are implanted into the semiconductor substrate through the first connection hole, and the first conductivity type is implanted into the semiconductor substrate through the first connection hole and the second connection hole, respectively. By implanting impurity ions, a first high-concentration first conductivity type impurity layer having an impurity concentration higher than that of the first conductivity type impurity layer is formed at the bottom of the first first conductivity type impurity layer. Forming a second high concentration first conductivity type impurity layer having an impurity concentration lower than that of the first high concentration first conductivity type impurity layer at the bottom of the second first conductivity type impurity layer;
Impurity ions of the second conductivity type are implanted into the semiconductor substrate through the first connection hole, and the second conductivity type is introduced into the semiconductor substrate through the first connection hole and the second connection hole, respectively. Then, a first second conductivity type impurity layer is formed under the first high concentration first conductivity type impurity layer, and the second high concentration first conductivity type impurity layer is formed. Forming a second second conductivity type impurity layer having an impurity concentration lower than that of the first second conductivity type impurity layer;
A first wiring connected to the first first conductivity type impurity layer is formed on the interlayer insulating film through the first connection hole, and the second wiring is formed through the second connection hole. Forming a second wiring connected to the first conductivity type impurity layer.
The first second conductivity type impurity layer, the first high concentration first conductivity type impurity layer, the second second conductivity type impurity layer, and the second high concentration first conductivity type impurity layer are: A discharge diode is formed for each.
本発明に係る第5の半導体装置の製造方法は、
半導体基板に第1導電型の不純物イオンを注入することにより、第1導電型トランジスタのソース又はドレインとして機能するトランジスタ用第1導電型不純物層を前記半導体基板に形成する工程と、
前記半導体基板に第2導電型の不純物イオンを注入することにより、第2導電型トランジスタのソース又はドレインとして機能するトランジスタ用第2導電型不純物層を前記半導体基板に形成する工程と、
前記半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜に、前記トランジスタ用第1導電型不純物層の上に位置する第1の接続孔、及び前記トランジスタ用第2導電型不純物層の上に位置する第2の接続孔を形成する工程と、
前記第1の接続孔を介して前記半導体基板に第1導電型の不純物イオンを注入することにより、前記トランジスタ用第1導電型不純物層の底部に該トランジスタ用第1導電型不純物層より不純物濃度が高い高濃度第1導電型不純物層を形成する工程と、
前記第1の接続孔を介して前記半導体基板に第2導電型の不純物イオンを注入することにより、前記高濃度第1導電型不純物層の下にダイオード用第2導電型不純物層を形成する工程と、
前記第2の接続孔を介して前記半導体基板に第2導電型の不純物イオンを注入することにより、前記トランジスタ用第2導電型不純物層の底部に該トランジスタ用第2導電型不純物層より不純物濃度が高い高濃度第2導電型不純物層を形成する工程と、
前記第2の接続孔を介して前記半導体基板に第1導電型の不純物イオンを注入することにより、前記高濃度第2導電型不純物層の下にダイオード用第1導電型不純物層を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に、前記第1の接続孔を介して前記トランジスタ用第1導電型不純物層に接続する第1の配線を形成すると共に、前記第2の接続孔を介して前記トランジスタ用第2導電型不純物層に接続する第2の配線を形成する工程と
を具備し、
前記高濃度第1導電型不純物層及び前記ダイオード用第2導電型不純物層は第1の放電用のダイオードを形成し、前記高濃度第2導電型不純物層及び前記ダイオード用第1導電型不純物層は第2の放電用のダイオードを形成する。
A fifth method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes:
Forming a first conductivity type impurity layer for a transistor functioning as a source or drain of the first conductivity type transistor by implanting first conductivity type impurity ions into the semiconductor substrate;
Forming a second conductivity type impurity layer for a transistor functioning as a source or drain of a second conductivity type transistor by implanting second conductivity type impurity ions into the semiconductor substrate;
Forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate;
Forming a first connection hole located on the first conductivity type impurity layer for the transistor and a second connection hole located on the second conductivity type impurity layer for the transistor in the interlayer insulating film; When,
By implanting first conductivity type impurity ions into the semiconductor substrate through the first connection hole, the impurity concentration at the bottom of the transistor first conductivity type impurity layer is lower than that of the transistor first conductivity type impurity layer. Forming a high-concentration first-conductivity-type impurity layer having a high concentration;
Forming a second conductive type impurity layer for a diode under the high-concentration first conductive type impurity layer by implanting second conductive type impurity ions into the semiconductor substrate through the first connection hole; When,
By implanting second conductivity type impurity ions into the semiconductor substrate through the second connection hole, the impurity concentration at the bottom of the transistor second conductivity type impurity layer is lower than that of the transistor second conductivity type impurity layer. Forming a high-concentration second conductivity type impurity layer having a high concentration;
Forming a first conductivity type impurity layer for a diode under the high concentration second conductivity type impurity layer by implanting first conductivity type impurity ions into the semiconductor substrate via the second connection hole; When,
A first wiring connected to the first conductivity type impurity layer for the transistor through the first connection hole is formed on the interlayer insulating film, and the transistor wiring through the second connection hole. Forming a second wiring connected to the two-conductivity type impurity layer,
The high concentration first conductivity type impurity layer and the diode second conductivity type impurity layer form a first discharge diode, and the high concentration second conductivity type impurity layer and the diode first conductivity type impurity layer. Forms a second discharging diode.
第3〜第5の半導体装置の製造方法によっても第1の半導体装置の製造方法と同一の作用効果を得ることができる。また第4の半導体装置の製造方法によれば、異なる特性を有する複数の放電用のダイオードを同一工程で形成することができる。 The same effects as the first semiconductor device manufacturing method can also be obtained by the third to fifth semiconductor device manufacturing methods. According to the fourth method for manufacturing a semiconductor device, a plurality of discharge diodes having different characteristics can be formed in the same process.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は本実施形態に係る半導体チップの平面概略図である。この半導体チップの周縁部には複数の配線パッド11が形成されている。配線パッド11の内側には複数のI/Oセル12が輪状に配置されている。I/Oセル12に囲まれた領域である内部領域13には、回路を構成する複数のトランジスタが形成されている。これらトランジスタの特性は、内部領域13A,13Bそれぞれで同一である場合もあるし、異なる場合もある。また内部領域13には放電用のダイオードが保護回路として複数形成されている。放電用のダイオードはトランジスタのソース又はドレインの下に形成されており、これらソース又はドレインと直接接続している。なおI/Oセル12には静電気保護回路(図示せず)が形成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic plan view of a semiconductor chip according to the present embodiment. A plurality of
図2の各図は、内部領域13にトランジスタ及び放電用のダイオードを形成する第1の方法を示す断面図である。本方法においては2つの素子領域1a,1bそれぞれにトランジスタが形成され、また素子領域1bのトランジスタのソース及びドレインの下には放電用のダイオードが形成される。
まず図2(A)に示すようにシリコン基板1上に素子分離膜2を例えばLOCOS法により形成し、素子領域1a,1bを互いに分離する。
2 is a cross-sectional view showing a first method of forming a transistor and a discharge diode in the
First, as shown in FIG. 2A, the
次いで素子領域1a,1bのシリコン基板1上にそれぞれゲート酸化膜3a,3bを熱酸化法により形成する。次いでゲート酸化膜3a,3bを含む全面上にポリシリコン膜を形成し、このポリシリコン膜をパターニングすることにより、ゲート酸化膜3a,3bそれぞれの上にゲート電極4a,4bを形成する。次いでゲート電極4a,4b及び素子分離膜2をマスクとして第1導電型の不純物イオン(例えばN型不純物)を注入する。これにより素子領域1a,1bのシリコン基板1には、それぞれソース及びドレインとなるトランジスタ用第1導電型不純物層25a,25bが2つずつ形成される。
Next,
次いでゲート酸化膜3a,3bそれぞれの上及びゲート電極4a,4bそれぞれの上を含む全面上に、酸化シリコンからなる層間絶縁膜6を形成する。次いで層間絶縁膜6上にフォトレジスト膜(図示せず)を塗布し、このフォトレジスト膜を露光及び現像することによりレジストパターンを形成する。次いでこのレジストパターンをマスクとして層間絶縁膜6及びゲート酸化膜3a,3bをエッチングする。これにより、ゲート電極4aの上に位置する接続孔6a、ゲート電極4bの上に位置する接続孔(図示せず)、2つのトランジスタ用第1導電型不純物層25aそれぞれの上に位置する2つの接続孔6b、及び2つのトランジスタ用第1導電型不純物層25bそれぞれの上に位置する2つの接続孔(図示せず)が形成される。
Next, an
次いでレジストパターンを除去した後、図2(B)に示すように、再びフォトレジスト膜を塗布し、このレジスト膜を露光及び現像することによりレジストパターン50を形成する。レジストパターン50は接続孔6a及びゲート電極4b上の接続孔を覆っているが、更にトランジスタ用第1導電型不純物層25a上に位置する接続孔を覆ってもよい。
次いでレジストパターン50及び層間絶縁膜6をマスクとして第1導電型の不純物イオン(例えばN型不純物のPイオン)を例えば70keVで注入する。これにより接続孔6bを介してトランジスタ用第1導電型不純物層25bの底部の一部に不純物イオンが注入され、トランジスタ用第1導電型不純物層25bより不純物濃度が高い高濃度第1導電型不純物層27bが2つ形成される。2つの高濃度第1導電型不純物層27bはそれぞれ接続孔6bの真下に形成される。
Next, after removing the resist pattern, as shown in FIG. 2B, a photoresist film is applied again, and the resist film is exposed and developed to form a resist
Next, using the resist
次いでレジストパターン50及び層間絶縁膜6をマスクとして第2導電型の不純物イオン(例えばP型不純物のBイオン)を注入することにより、2つの高濃度第1導電型不純物層27bそれぞれの真下にダイオード用第2導電型不純物層28bを形成する。このときのイオン注入エネルギーは例えば60keVであり、ダイオード用第2導電型不純物層28bが高濃度第1導電型不純物層27bと接続するようにする。例えばダイオード用第2導電型不純物層28bの一部が高濃度第1導電型不純物層27bの一部と重なるようにする。
これにより、高濃度第1導電型不純物層27bとダイオード用第2導電型不純物層28bからなる放電用のダイオードがソース及びドレインそれぞれの下に形成される。このダイオードは、耐圧がゲート酸化膜3aの耐圧より低くなるように不純物濃度が調節されている。例えば高濃度第1導電型不純物層27b及びダイオード用第2導電型不純物層28bそれぞれの濃度は5×1013/cm2である。
Next, by implanting second conductivity type impurity ions (for example, B ions of P-type impurities) using resist
As a result, a discharge diode composed of the high-concentration first conductivity
次いで図2(D)に示すようにレジストパターン50を除去した後、すべての接続孔内及び層間絶縁膜6上にAl合金膜をスパッタリングにより形成し、このAl合金膜をパターニングする。これにより層間絶縁膜6上に複数のAl合金配線が形成される。これらAl合金配線のうちAl合金配線9aは、一部が接続孔6aに埋め込まれると共に、他の一部がドレインとなる不純物層25b上の接続孔6bに埋め込まれている。このようにしてAl合金配線9aは、ドレインとなるトランジスタ用第1導電型不純物層25bをゲート電極4aに接続する。またAl合金配線9bは、一部がソースとなるトランジスタ用第1導電型不純物層25b上の接続孔6bに埋め込まれることにより、ソースとなるトランジスタ用第1導電型不純物層25bに接続する。
Next, after removing the resist
このようにして形成されたトランジスタ及び放電用のダイオードにおいて、Al合金配線9aに静電気が印加されると、この静電気はゲート酸化膜3aを絶縁破壊する前に、ドレインの下に形成された放電用のダイオードからシリコン基板1に放電される。またドレインの下のダイオードは、ゲート酸化膜3aからの距離がI/Oセル12より近い。このためI/Oセル12に形成された静電気保護回路で静電気が吸収しきれずにAl合金配線9aに静電気が印加されても、吸収し切れなかった静電気はゲート酸化膜3aを絶縁破壊する前にダイオードから基板に放電される。
またAl合金配線9bに静電気が印加されることもあるが、この静電気もソースの下に形成された放電用のダイオードからシリコン基板1に放電される。
In the transistor and discharge diode formed in this way, when static electricity is applied to the
In addition, static electricity may be applied to the
またAl合金膜をスパッタリングにより形成する際、及びAl合金膜をエッチングしてAl合金配線を形成する際にプラズマが用いられるが、このプラズマからAl合金膜に電荷がチャージしても、チャージした電荷はゲート酸化膜3aを絶縁破壊する前に、放電用のダイオードからシリコン基板1に放電される。
また、Al合金配線9a,9bの上に層間絶縁膜及びAl合金配線をこの順に積層することがあるが、これらを積層する際にもプラズマが用いられる。このためプラズマからAl合金配線9aに電荷がチャージすることがあるが、チャージした電荷はゲート酸化膜3aを絶縁破壊する前に放電用のダイオードからシリコン基板1に放電される。またAl合金配線9bにチャージした電荷もソースの下に形成された放電用のダイオードからシリコン基板1に放電される。
Plasma is used when an Al alloy film is formed by sputtering and when an Al alloy film is etched to form an Al alloy wiring. Even if an electric charge is charged from this plasma to the Al alloy film, the charged charge is used. Is discharged from the discharge diode to the
In some cases, an interlayer insulating film and an Al alloy wiring are laminated in this order on the
このように第1の方法によれば、製造プロセス中に受けるプラズマチャージ及び静電気から回路素子であるトランジスタのゲート酸化膜を保護することができる。またトランジスタ用第1導電型不純物層25bの底部の一部、すなわち接続孔6bの直下及びその近傍のみに高濃度第1導電型不純物層27b及びダイオード用第2導電型不純物層28bを形成するため、トランジスタの特性に与える影響を小さくすることができる。
As described above, according to the first method, the gate oxide film of the transistor as the circuit element can be protected from plasma charge and static electricity received during the manufacturing process. Further, in order to form the high-concentration first conductivity
なお本実施形態において、接続孔6bから第1導電型の不純物イオンを注入する処理を省略してもよい。この場合、トランジスタ用第1導電型不純物層25bの底部には高濃度第1導電型不純物層27bは形成されず、トランジスタ用第1導電型不純物層25bとダイオード用第2導電型不純物層28bが放電用のダイオードを構成する。また上記した方法では高濃度第1導電型不純物層27bを形成してからダイオード用第2導電型不純物層28bを形成したが、第2導電型の不純物イオンを注入してダイオード用第2導電型不純物層28bを形成した後、第1導電型の不純物イオンを注入して高濃度第1導電型不純物層27bを形成してもよい。
また上記した放電用のダイオードは、内部領域13の全面に形成してもよいが、特定の領域のみに選択的に形成してもよい。例えば図1の内部領域13Aにおいてトランジスタの動作速度が重視される場合、内部領域13Aには放電用のダイオードを形成しない。
In the present embodiment, the process of implanting the first conductivity type impurity ions from the
Further, the discharging diode described above may be formed on the entire surface of the
図3及び図4の各図は、内部領域13にトランジスタ及び放電用のダイオードを形成する第2の方法を示す断面図である。本方法において第1の方法と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態においては2つの素子領域1a,1dそれぞれに第1導電型のトランジスタが形成され、2つの素子領域1b,1cそれぞれに第2導電型のトランジスタが形成される。素子領域1b,1dのトランジスタのソース及びドレインの下には、それぞれ放電用のダイオードが形成される。
3 and 4 are cross-sectional views showing a second method for forming a transistor and a discharge diode in the
まず図3(A)に示すようにシリコン基板1上に素子分離膜2を例えばLOCOS法により形成し、素子領域1a,1b,1c,1dを互いに分離する。次いで素子領域1a,1b,1c,1dのシリコン基板1上にそれぞれゲート酸化膜3a,3b,3c,3dを熱酸化法により形成する。次いでゲート酸化膜3a,3b,3c,3dを含む全面上にポリシリコン膜を形成し、このポリシリコン膜をパターニングすることによりゲート酸化膜3a,3b,3c,3d上にそれぞれゲート電極4a,4b,4c,4dを形成する。
First, as shown in FIG. 3A, the
次いで各ゲート酸化膜上及び各ゲート電極上を含む全面上にフォトレジスト膜(図示せず)を形成し、このフォトレジスト膜を露光及び現像することによりレジストパターンを形成する。このレジストパターンは素子領域1b,1cを覆っており、素子領域1a,1dそれぞれの全面上に開口部を有する。次いでレジストパターン、ゲート電極4a,4d及び素子分離膜2をマスクとして第1導電型の不純物イオン(例えばN型不純物のPイオン)を注入することにより、素子領域1a,1dにそれぞれソース及びドレインとなるトランジスタ用第1導電型不純物層5a,5dを2つずつ形成する。
Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface including each gate oxide film and each gate electrode, and this photoresist film is exposed and developed to form a resist pattern. The resist pattern covers the
次いでレジストパターンを除去した後、再び各ゲート酸化膜上及び各ゲート電極上を含む全面上にフォトレジスト膜(図示せず)を形成する。次いでこのフォトレジスト膜を露光及び現像することによりレジストパターンを形成する。このレジストパターンは素子領域1a,1dを覆っており、素子領域1b,1cそれぞれの全面上に開口部を有する。次いでこのレジストパターン、ゲート電極4b,4c及び素子分離膜2をマスクとして第2導電型の不純物イオン(例えばP型不純物のBイオン)を注入することにより、素子領域1b,1cにソース及びドレインとなるトランジスタ用第2導電型不純物層5b,5cを2つずつ形成する。
Next, after removing the resist pattern, a photoresist film (not shown) is formed again on the entire surface including each gate oxide film and each gate electrode. Next, the photoresist film is exposed and developed to form a resist pattern. This resist pattern covers the
次いで各ゲート酸化膜上及び各ゲート電極上を含む全面上に、酸化シリコンからなる層間絶縁膜6を形成する。次いで層間絶縁膜6上にフォトレジスト膜(図示せず)を塗布し、このフォトレジスト膜を露光及び現像することによりレジストパターンを形成する。次いでこのレジストパターンをマスクとして層間絶縁膜6及びゲート酸化膜3a,3bをエッチングする。これにより、接続孔6a、2つの接続孔6bが形成されると共に、ゲート電極4c上に位置する接続孔6c、及び2つのトランジスタ用第1導電型不純物層5dそれぞれの上に位置する2つの接続孔6dが形成される。またゲート電極4bの上に位置する接続孔(図示せず)、2つのトランジスタ用第2導電型不純物層5bそれぞれの上に位置する2つの接続孔(図示せず)、2つのトランジスタ用第2導電型不純物層5cそれぞれの上に位置する2つの接続孔(図示せず)、及びゲート電極4d上に位置する接続孔(図示せず)も形成される。
Next, an
次いで図3(B)に示すように層間絶縁膜6及び各接続孔上にフォトレジスト膜を塗布し、このフォトレジスト膜を露光及び現像することによりレジストパターン50を形成する。レジストパターン50は2つの接続孔6bを露出させているが、接続孔6a,6c,6d、ゲート電極4b,4dそれぞれの上の接続孔、及びトランジスタ用第1導電型不純物層5a上の接続孔を覆っている。またレジストパターン50はトランジスタ用第2導電型不純物層5c上の接続孔を覆ってもよい。
Next, as shown in FIG. 3B, a photoresist film is applied on the
次いでレジストパターン50及び層間絶縁膜6をマスクとして第2導電型の不純物イオン(例えばP型不純物のBイオン)を例えば25keVで注入する。これにより接続孔6bを介してトランジスタ用第2導電型不純物層5bの底部に不純物イオンが注入され、高濃度第2導電型不純物層7bが形成される。
次いでレジストパターン50及び層間絶縁膜6をマスクとして第1導電型の不純物イオン(例えばN型不純物のPイオン)を注入することにより、2つの高濃度第2導電型不純物層7bそれぞれの真下にダイオード用第1導電型不純物層8bを形成する。このときのイオン注入エネルギーは例えば140keVであり、ダイオード用第1導電型不純物層8bが高濃度第2導電型不純物層7bと接続するようにする。これにより高濃度第2導電型不純物層7bとダイオード用第1導電型不純物層8bからなる放電用のダイオードがソース及びドレインそれぞれの下に形成される。
Next, impurity ions of the second conductivity type (for example, B ions of P-type impurities) are implanted at 25 keV, for example, using the resist
Next, impurity ions of the first conductivity type (for example, P ions of N-type impurities) are implanted using the resist
次いで図4(A)に示すようにレジストパターン50を除去する。次いで再び層間絶縁膜6及び各接続孔上にフォトレジスト膜を塗布し、このフォトレジスト膜を露光及び現像することによりレジストパターン51を形成する。レジストパターン51は接続孔6a,6b,6c、ゲート電極4b,4dそれぞれの上の接続孔、及びトランジスタ用第2導電型不純物層5c上の接続孔を覆っているが、更にトランジスタ用第1導電型不純物層5a上の接続孔を覆ってもよい。
Next, as shown in FIG. 4A, the resist
次いでレジストパターン51及び層間絶縁膜6をマスクとして第1導電型の不純物イオンを例えば70keVで注入する。これにより接続孔6dを介してトランジスタ用第1導電型不純物層5dの底部に不純物イオンが注入され、高濃度第1導電型不純物層7dが形成される。
次いでレジストパターン51及び層間絶縁膜6をマスクとして第2導電型の不純物イオンを注入することにより、2つの高濃度第1導電型不純物層7dそれぞれの真下にダイオード用第2導電型不純物層8dを形成する。このときのイオン注入エネルギーは例えば60keVであり、ダイオード用第2導電型不純物層8dが高濃度第1導電型不純物層7dと接続するようにする。
これにより高濃度第1導電型不純物層7dとダイオード用第2導電型不純物層8dからなる放電用のダイオードがソース及びドレインそれぞれの下に形成される。このダイオードは、耐圧がゲート酸化膜3cの耐圧より低くなるように不純物濃度が調節されており、例えば高濃度第1導電型不純物層7d及びダイオード用第2導電型不純物層8dそれぞれの濃度は5×1013/cm2である。
Next, impurity ions of the first conductivity type are implanted at 70 keV, for example, using the resist
Next, impurity ions of the second conductivity type are implanted using the resist
As a result, a discharge diode composed of the high-concentration first conductivity
次いで図4(B)に示すように、レジストパターン51を除去した後、すべての接続孔内及び層間絶縁膜6上にAl合金膜をスパッタリングにより形成し、更にこのAl合金膜をパターニングする。これにより層間絶縁膜6上に複数のAl合金配線を形成する。これらAl合金配線のうちAl合金配線9aは、一部が接続孔6aに埋め込まれると共に、他の一部がドレインとなるトランジスタ用第2導電型不純物層5b上の接続孔6bに埋め込まれている。またAl合金配線9cは、一部が接続孔6c内に埋め込まれると共に、他の一部がドレインとなるトランジスタ用第1導電型不純物層5d上の接続孔6d内に埋め込まれている。このようにしてAl合金配線9aはドレインとなるトランジスタ用第2導電型不純物層5bとゲート電極4aを互いに接続し、Al合金配線9cはドレインとなるトランジスタ用第1導電型不純物層5dとゲート電極4cを互いに接続している。またAl合金配線9bは、一部がソースとなるトランジスタ用第2導電型不純物層5b上の接続孔6bに埋め込まれることにより、ソースとなるトランジスタ用第2導電型不純物層5bに接続する。Al合金配線9dは、一部がソースとなるトランジスタ用第1導電型不純物層5d上の接続孔6dに埋め込まれることにより、ソースとなるトランジスタ用第1導電型不純物層5dに接続する。
Next, as shown in FIG. 4B, after removing the resist
このようにして形成されたトランジスタ及び放電用のダイオードにおいて、Al合金配線9a、9cに静電気が印加されると、この静電気はゲート酸化膜3a,3cを絶縁破壊する前に、ドレインの下に形成された放電用のダイオードからシリコン基板1に放電される。またAl合金配線9b,9dに静電気が印加されることもあるが、この静電気もソースの下に形成された放電用のダイオードからシリコン基板1に放電される
また成膜あるいはエッチングに用いられるプラズマからAl合金膜に電荷がチャージしても、チャージした電荷はゲート酸化膜3a,3cを絶縁破壊する前に、放電用のダイオードからシリコン基板1に放電される。またAl合金配線9b,9dにチャージした電荷もソースの下に形成された放電用のダイオードからシリコン基板1に放電される。
In the transistor and discharge diode thus formed, when static electricity is applied to the
このように第2の方法によれば、第1の方法により形成されるトランジスタ及び放電用のダイオードと同じ効果を得ることができる。
なお本実施形態において、接続孔6bから第2導電型の不純物イオンを注入する処理を省略してもよい。また接続孔6dから第1導電型の不純物イオンを注入する処理を省略してもよい。これらの場合、トランジスタ用第2導電型不純物層5bの底部には高濃度第2導電型不純物層7bは形成されず、トランジスタ用第1導電型不純物層5dの底部には高濃度第1導電型不純物層7dは形成されない。そしてトランジスタ用第2導電型不純物層5bとダイオード用第1導電型不純物層8bが放電用のダイオードを構成すると共に、トランジスタ用第1導電型不純物層5dとダイオード用第2導電型不純物層8dが放電用のダイオードを構成する。
また図3(B)に示した処理を行う前に図4(A)に示した処理を行ってもよい。
As described above, according to the second method, the same effects as those of the transistor and the discharge diode formed by the first method can be obtained.
In the present embodiment, the process of implanting the second conductivity type impurity ions from the
Further, the processing shown in FIG. 4A may be performed before the processing shown in FIG.
またダイオード用第1導電型不純物層8bを形成した後に高濃度第2導電型不純物層7bを形成してもよいし、ダイオード用第2導電型不純物層8dを形成した後に高濃度第1導電型不純物層7dを形成してもよい。
Alternatively, the high-concentration second conductivity
図5の各図は、内部領域13にトランジスタ及び放電用のダイオードを形成する第3の方法を示す断面図である。本方法において第2の方法と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態においては図1に示した内部領域13Aに設けられた2つの素子領域1a,1e、及び内部領域13Bに設けられた2つの素子領域1d,1fそれぞれに第1導電型のトランジスタが形成される。また素子領域1d,1eのトランジスタそれぞれの下には、それぞれ異なる特性を有する放電用のダイオードが形成される。
Each drawing in FIG. 5 is a cross-sectional view showing a third method of forming a transistor and a discharging diode in the
まず図5(A)に示すようにシリコン基板1上に素子分離膜2、ゲート酸化膜3a,3d,3e,3f、ゲート電極4a,4d,4e,4fを形成する。これらの形成方法は、ゲート酸化膜3a,3d,3e,3fを形成する工程を除き、第2の方法と同じである。なおゲート酸化膜を形成する工程は以下の通りである。まず素子領域1a,1eを窒化シリコンなどの保護膜で覆った後、第1の熱酸化処理を行う。次いで保護膜を除去した後第2の熱酸化処理を行う。これにより、ゲート酸化膜3a,3eはゲート酸化膜3d,3fより薄く形成される。
First, as shown in FIG. 5A, an
次いでゲート電極4a,4d,4e,4f及び素子分離膜2をマスクとして第1導電型イオン(例えばN型不純物のPイオン)を注入することにより、素子領域1a,1d,1e,1fにそれぞれソース及びドレインとなるトランジスタ用第1導電型不純物層5a,5d,5e,5fを2つずつ形成する。
Next, by implanting first conductivity type ions (for example, P ions of N-type impurities) using the
次いで層間絶縁膜6及び各接続孔上にフォトレジスト膜を塗布し、このフォトレジスト膜を露光及び現像することによりレジストパターン52を形成する。レジストパターン52は接続孔6a,6d,6f、ゲート電極4d,4eそれぞれの上の接続孔、及びトランジスタ用第1導電型不純物層5f上の接続孔を覆っているが、更にトランジスタ用第1導電型不純物層5a上の接続孔を覆ってもよい。
Next, a photoresist film is applied on the
次いでレジストパターン52及び層間絶縁膜6をマスクとして第1導電型の不純物イオン(例えばN型不純物のPイオン)を例えば70keVで注入する。これにより接続孔6eを介してトランジスタ用第1導電型不純物層5eの底部に不純物イオンが注入され、高濃度第1導電型不純物層7eが形成される。
次いでレジストパターン52及び層間絶縁膜6をマスクとして第2導電型の不純物イオン(例えばP型不純物のBイオン)を注入することにより、2つの高濃度第1導電型不純物層7eそれぞれの真下にダイオード用第2導電型不純物層8eを形成する。このときのイオン注入エネルギーは例えば60keVであり、ダイオード用第2導電型不純物層8eが高濃度第1導電型不純物層7eと接続するようにする。
Next, using the resist
Next, by implanting second conductivity type impurity ions (for example, B ions of P type impurities) using the resist
次いで図5(B)に示すようにレジストパターン52を除去する。次いで再び層間絶縁膜6及び各接続孔上にフォトレジスト膜を塗布し、このフォトレジスト膜を露光及び現像することによりレジストパターン53を形成する。レジストパターン53は接続孔6a,6f及びゲート電極4d,4eそれぞれの上の接続孔を覆っているが、更にトランジスタ用第1導電型不純物層5a,5fそれぞれの上の接続孔を覆ってもよい。
Next, the resist
次いでレジストパターン53及び層間絶縁膜6をマスクとして第1導電型の不純物イオンを図5(A)と同じエネルギーで注入する。これにより接続孔6dを介してトランジスタ用第1導電型不純物層5dの底部に不純物イオンが注入され、高濃度第1導電型不純物層7dが形成される。また接続孔6dを介して高濃度第1導電型不純物層7eに不純物イオンが更に注入され、その不純物濃度は高濃度第1導電型不純物層7dの不純物濃度より高くなる。
Next, impurity ions of the first conductivity type are implanted with the same energy as in FIG. 5A using the resist
次いでレジストパターン53及び層間絶縁膜6をマスクとして第2導電型の不純物イオンを図5(A)と同じエネルギーで注入する。これにより2つの高濃度第1導電型不純物層7dそれぞれの真下にダイオード用第2導電型不純物層8dが形成される。またダイオード用第2導電型不純物層8eには更に不純物イオンが注入され、その不純物濃度はダイオード用第2導電型不純物層8dの不純物濃度より高くなる。このようにして、高濃度第1導電型不純物層7d及びダイオード用第2導電型不純物層8dからなる放電用のダイオードが素子領域1dに形成されると共に、高濃度第1導電型不純物層7e及びダイオード用第2導電型不純物層8eからなる放電用のダイオードが素子領域1eに形成される。これら2種類のダイオードは不純物濃度が異なるため特性が異なる。すなわち素子領域1dのダイオードは素子領域1eのダイオードより耐圧が高い。ここでゲート酸化膜3fはゲート酸化膜3aより厚いため、素子領域1dのダイオードはゲート酸化膜3fより耐圧が低くなり、素子領域1eのダイオードはゲート酸化膜3aより耐圧が低くなる。
Next, impurity ions of the second conductivity type are implanted with the same energy as in FIG. 5A using the resist
次いで図5(C)に示すように、レジストパターン53を除去した後、すべての接続孔内及び層間絶縁膜6上にAl合金膜をスパッタリングにより形成し、このAl合金膜をパターニングする。これにより層間絶縁膜6上に複数のAl合金配線を形成する。これらAl合金配線のうちAl合金配線9aは、一部が接続孔6aに埋め込まれると共に、他の一部がドレインとなるトランジスタ用第1導電型不純物層5e上の接続孔6eに埋め込まれている。またAl合金配線9fは、一部が接続孔6f内に埋め込まれると共に、他の一部がドレインとなるトランジスタ用第1導電型不純物層5d上の接続孔6d内に埋め込まれている。このようにしてAl合金配線9aはドレインとなるトランジスタ用第1導電型不純物層5eとゲート電極4aを互いに接続し、Al合金配線9fはドレインとなるトランジスタ用第1導電型不純物層5dとゲート電極4fを互いに接続している。またAl合金配線9eは、一部がソースとなるトランジスタ用第1導電型不純物層5e上の接続孔6eに埋め込まれることにより、ソースとなるトランジスタ用第1導電型不純物層5eに接続する。
Next, as shown in FIG. 5C, after removing the resist
このようにして形成されたトランジスタ及び放電用のダイオードは、ゲート酸化膜3a,3fの耐圧が互いに異なっていても、第2の方法により形成されたトランジスタ及び放電用のダイオードと同一の効果を得ることができる。
なお本実施形態において、接続孔6d,6eそれぞれから第1導電型の不純物イオンを注入する処理を省略してもよい。この場合、トランジスタ用第1導電型不純物層5d,5eの底部には高濃度第1導電型不純物層7d,7eは形成されない。そしてトランジスタ用第1導電型不純物層5d,5eとダイオード用第2導電型不純物層8d,8eが放電用のダイオードを構成する。
The transistor and discharge diode formed in this way can obtain the same effect as the transistor and discharge diode formed by the second method, even if the
In the present embodiment, the process of implanting the first conductivity type impurity ions from the connection holes 6d and 6e may be omitted. In this case, the high-concentration first conductivity type impurity layers 7d and 7e are not formed at the bottoms of the transistor first conductivity type impurity layers 5d and 5e. The transistor first conductivity type impurity layers 5d and 5e and the diode second conductivity type impurity layers 8d and 8e constitute a discharge diode.
またダイオード用第2導電型不純物層8dを形成した後に高濃度第1導電型不純物層7dを形成してもよいし、ダイオード用第2導電型不純物層8eを形成した後に高濃度第1導電型不純物層7eを形成してもよい。
また図5(B)に示した工程において、接続孔6eをレジストパターン53で覆い、その状態で第1導電型のイオン注入を行ってもよい。この場合は、図5(B)で示した工程において高濃度第1導電型不純物層7e及びダイオード用第2導電型不純物層8eには不純物イオンが注入されないため、図5(A)に示したイオン注入処理において、高濃度第1導電型不純物層7e及びダイオード用第2導電型不純物層8eそれぞれに、上記例より多くのイオンを注入する必要がある。
Alternatively, the high-concentration first conductivity
5B, the
図6は、内部領域13にトランジスタ及び放電用のダイオードを形成する第4の方法を示す断面図である。この第4の方法は、ダイオード用第2導電型不純物層28bを形成するまでの工程は第1の方法と同一であるため、第1の方法と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a fourth method of forming a transistor and a discharge diode in the
本方法において、ダイオード用第2の導電型不純物層28bを形成したら、接続孔6a,6bそれぞれの中及び層間絶縁膜6上に導電膜(例えばタングステン膜)を形成する。次いで層間絶縁膜6上からタングステン膜を例えばCMPにより除去することで、接続孔6a,6bそれぞれの中にタングステンプラグ10a,10bを埋め込む。次いでタングステンプラグ10a,10b上及び層間絶縁膜6上に金属膜をスパッタリング法により形成する。次いでこの金属膜をパターニングすることにより配線9a,9bを形成する。
この第4の方法によっても第1の方法と同一の効果を得ることができる。
In this method, when the second
This fourth method can also achieve the same effect as the first method.
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば第2及び第3の方法において、各接続孔の中に第4の実施形態と同様にタングステンプラグを埋め込み、このタングステンプラグを介して配線とトランジスタ用第1導電型不純物層又はトランジスタ用第2導電型不純物層が接続するようにしてもよい。この場合においても第2及び第3の方法と同一の効果を得ることができる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the second and third methods, a tungsten plug is embedded in each connection hole in the same manner as in the fourth embodiment, and the wiring and the first conductivity type impurity layer for the transistor or the second transistor for the transistor are inserted through the tungsten plug. A conductive impurity layer may be connected. Even in this case, the same effect as the second and third methods can be obtained.
1,101…シリコン基板、1a,1b,1c,1d,1e,1f,101a,101b…素子領域、2,102…素子分離膜、3a,3b,3c,3d,3e,3f,103a,103b…ゲート酸化膜、4a,4b,4c,4d,4e,4f,104a,104b…ゲート電極、5a,5d,5e,5f,25a,25b…トランジスタ用第1導電型不純物層、5b,5c…トランジスタ用第2導電型不純物層、6,106…層間絶縁膜、6a,6b,6c,6d,6e,6f,106a,106b…接続孔、7b…高濃度第2導電型不純物層、7d,7e,27b…高濃度第1導電型不純物層、8b…ダイオード用第1導電型不純物層、8d,8e,28b…ダイオード用第2導電型不純物層、9a,9b,9c,9d,9e,9f,109a,109b…Al合金配線、11,100a…配線パッド、12,100b…I/Oセル、13,13A,13B,100c…内部領域、50,51,52,53…レジストパターン、100…半導体チップ、105a,105b…不純物層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 ... Silicon substrate, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 101a, 101b ... Element region, 2,102 ... Element isolation film, 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 103a, 103b ... Gate oxide film, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 104a, 104b ... Gate electrode, 5a, 5d, 5e, 5f, 25a, 25b ... First conductivity type impurity layer for transistors, 5b, 5c ... for transistors Second conductivity type impurity layer, 6, 106 ... interlayer insulating film, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 106a, 106b ... connection hole, 7b ... high concentration second conductivity type impurity layer, 7d, 7e, 27b ... high concentration first conductivity type impurity layer, 8b ... first conductivity type impurity layer for diode, 8d, 8e, 28b ... second conductivity type impurity layer for diode, 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f, 109a, 109b ... Al alloy wiring, 11,100a ... wiring pad, 12 , 100b ... I / O cell, 13, 13A, 13B, 100c ... internal region, 50, 51, 52, 53 ... resist pattern, 100 ... semiconductor chip, 105a, 105b ... impurity layer
Claims (14)
前記第1導電型不純物層の底部に形成され、該第1導電型不純物層より不純物濃度が高い高濃度第1導電型不純物層と、
前記半導体基板に形成され、前記高濃度第1導電型不純物層の下に位置する第2導電型不純物層と、
前記半導体基板の上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記第1導電型不純物層の上に位置する接続孔と、
前記層間絶縁膜の上に形成され、前記接続孔を介して前記第1導電型不純物層に接続する配線と
を具備し、
前記第2導電型不純物層及び前記高濃度第1導電型不純物層は放電用のダイオードを構成している半導体装置。 A first conductivity type impurity layer formed on a semiconductor substrate and functioning as a source or drain of a transistor;
A high concentration first conductivity type impurity layer formed at the bottom of the first conductivity type impurity layer and having a higher impurity concentration than the first conductivity type impurity layer;
A second conductivity type impurity layer formed on the semiconductor substrate and located under the high concentration first conductivity type impurity layer;
An interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate;
A connection hole formed in the interlayer insulating film and located on the first conductivity type impurity layer;
A wiring formed on the interlayer insulating film and connected to the first conductivity type impurity layer through the connection hole;
The semiconductor device in which the second conductivity type impurity layer and the high concentration first conductivity type impurity layer constitute a discharge diode.
前記半導体基板に形成され、前記第1導電型不純物層の下に位置する第2導電型不純物層と
前記半導体基板の上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記第1導電型不純物層の上に位置する接続孔と、
前記層間絶縁膜の上に形成され、前記接続孔を介して前記第1導電型不純物層に接続する配線と
を具備し、
前記第1導電型不純物層及び前記第2導電型不純物層は放電用のダイオードを構成している半導体装置。 A first conductivity type impurity layer formed on a semiconductor substrate and functioning as a source or drain of a transistor;
A second conductive type impurity layer formed on the semiconductor substrate and located below the first conductive type impurity layer; and an interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate;
A connection hole formed in the interlayer insulating film and located on the first conductivity type impurity layer;
A wiring formed on the interlayer insulating film and connected to the first conductivity type impurity layer through the connection hole;
The semiconductor device in which the first conductivity type impurity layer and the second conductivity type impurity layer constitute a discharge diode.
前記トランジスタ用第1導電型不純物層の底部に形成され、該トランジスタ用第1導電型不純物層より不純物濃度が高い高濃度第1導電型不純物層と、
前記半導体基板に形成され、前記高濃度第1導電型不純物層の下に位置するダイオード用第2導電型不純物層と、
前記半導体基板に形成され、第2のトランジスタのソース又はドレインとして機能するトランジスタ用第2導電型不純物層と、
前記トランジスタ用第2導電型不純物層の底部に形成され、該トランジスタ用第2導電型不純物層より不純物濃度が高い高濃度第2導電型不純物層と、
前記半導体基板に形成され、前記高濃度第2導電型不純物層の下に位置するダイオード用第1導電型不純物層と、
前記半導体基板の上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記トランジスタ用第1導電型不純物層及びトランジスタ用第2導電型不純物層それぞれの上に位置する複数の接続孔と、
前記層間絶縁膜の上に形成され、前記トランジスタ用第1導電型不純物層上の前記接続孔を介して前記トランジスタ用第1導電型不純物層に接続する第1の配線と
前記層間絶縁膜の上に形成され、前記トランジスタ用第2導電型不純物層上の前記接続孔を介して前記トランジスタ用第2導電型不純物層に接続する第2の配線と
を具備し、
前記高濃度第1導電型不純物層及び前記ダイオード用第2導電型不純物層は第1の放電用のダイオードを構成し、前記高濃度第2導電型不純物層及び前記ダイオード用第1導電型不純物層は第2の放電用のダイオードを構成している半導体装置。 A first conductivity type impurity layer for a transistor formed on a semiconductor substrate and functioning as a source or drain of the first transistor;
A high-concentration first conductivity type impurity layer formed at the bottom of the transistor first conductivity type impurity layer and having an impurity concentration higher than that of the transistor first conductivity type impurity layer;
A second conductive impurity layer for a diode formed on the semiconductor substrate and located under the high-concentration first conductive impurity layer;
A second conductivity type impurity layer for a transistor formed on the semiconductor substrate and functioning as a source or drain of a second transistor;
A high-concentration second conductivity type impurity layer formed at the bottom of the transistor second conductivity type impurity layer and having an impurity concentration higher than that of the transistor second conductivity type impurity layer;
A first conductivity type impurity layer for a diode formed on the semiconductor substrate and located under the high concentration second conductivity type impurity layer;
An interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate;
A plurality of connection holes formed in the interlayer insulating film and located on each of the first conductive impurity layer for transistor and the second conductive impurity layer for transistor;
A first wiring formed on the interlayer insulating film and connected to the first conductive impurity layer for transistor via the connection hole on the first conductive impurity layer for transistor; and on the interlayer insulating film And a second wiring connected to the transistor second conductivity type impurity layer through the connection hole on the transistor second conductivity type impurity layer,
The high concentration first conductivity type impurity layer and the diode second conductivity type impurity layer constitute a first discharge diode, and the high concentration second conductivity type impurity layer and the diode first conductivity type impurity layer. Is a semiconductor device constituting a second discharging diode.
前記半導体基板に形成され、前記トランジスタ用第1導電型不純物層の下に位置するダイオード用第2導電型不純物層と、
前記半導体基板に形成され、第2のトランジスタのソース又はドレインとして機能するトランジスタ用第2導電型不純物層と、
前記半導体基板に形成され、前記トランジスタ用第2導電型不純物層の下に位置するダイオード用第1導電型不純物層と、
前記半導体基板の上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記トランジスタ用第1導電型不純物層及びトランジスタ用第2導電型不純物層それぞれの上に位置する複数の接続孔と、
前記層間絶縁膜の上に形成され、前記トランジスタ用第1導電型不純物層上の前記接続孔を介して前記トランジスタ用第1導電型不純物層に接続する第1の配線と
前記層間絶縁膜の上に形成され、前記トランジスタ用第2導電型不純物層上の前記接続孔を介して前記トランジスタ用第2導電型不純物層に接続する第2の配線と
を具備し、
前記トランジスタ用第1導電型不純物層及び前記ダイオード用第2導電型不純物層は第1の放電用のダイオードを構成し、前記トランジスタ用第2導電型不純物層及び前記ダイオード用第1導電型不純物層は第2の放電用のダイオードを構成している半導体装置。 A first conductivity type impurity layer for a transistor formed on a semiconductor substrate and functioning as a source or drain of the first transistor;
A second conductive impurity layer for a diode formed on the semiconductor substrate and positioned below the first conductive impurity layer for the transistor;
A second conductivity type impurity layer for a transistor formed on the semiconductor substrate and functioning as a source or drain of a second transistor;
A first conductive impurity layer for a diode formed on the semiconductor substrate and positioned below the second conductive impurity layer for the transistor;
An interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate;
A plurality of connection holes formed in the interlayer insulating film and located on each of the first conductive impurity layer for transistor and the second conductive impurity layer for transistor;
A first wiring formed on the interlayer insulating film and connected to the first conductive impurity layer for transistor via the connection hole on the first conductive impurity layer for transistor; and on the interlayer insulating film And a second wiring connected to the transistor second conductivity type impurity layer through the connection hole on the transistor second conductivity type impurity layer,
The transistor first conductivity type impurity layer and the diode second conductivity type impurity layer constitute a first discharge diode, and the transistor second conductivity type impurity layer and the diode first conductivity type impurity layer. Is a semiconductor device constituting a second discharging diode.
前記2つの第1導電型不純物層それぞれの底部に形成され、それぞれ前記第1導電型不純物層より不純物濃度が高い2つの高濃度第1導電型不純物層と、
前記半導体基板に形成され、前記2つの高濃度第1導電型不純物層それぞれの下に位置する2つの第2導電型不純物層と、
前記半導体基板の上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記2つの第1導電型不純物層それぞれの上に位置する複数の接続孔と、
前記層間絶縁膜の上に形成され、一方の前記第1導電型不純物層上の前記接続孔を介して該一方の第1導電型不純物層に接続する第1の配線と
前記層間絶縁膜の上に形成され、他の前記第1導電型不純物層上の前記接続孔を介して該他の第1導電型不純物層に接続する第2の配線と
を具備し、
前記2つの第2導電型不純物層及び前記2つの高濃度第1導電型不純物層の少なくとも一組は、互いに不純物濃度が異なり、
前記2つの高濃度第1導電型不純物層それぞれは、該高濃度第1導電型不純物層それぞれの下に位置する前記第2導電型不純物層とともに放電用のダイオードを形成している半導体装置。 Two first conductivity type impurity layers formed on a semiconductor substrate and functioning as sources or drains of different transistors,
Two high-concentration first conductivity type impurity layers formed at the bottom of each of the two first conductivity type impurity layers, each having an impurity concentration higher than that of the first conductivity type impurity layer;
Two second conductivity type impurity layers formed on the semiconductor substrate and positioned below each of the two high concentration first conductivity type impurity layers;
An interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate;
A plurality of connection holes formed in the interlayer insulating film and positioned on each of the two first conductivity type impurity layers;
A first wiring formed on the interlayer insulating film and connected to the one first conductivity type impurity layer via the connection hole on one of the first conductivity type impurity layers; And a second wiring connected to the other first conductivity type impurity layer via the connection hole on the other first conductivity type impurity layer,
At least one set of the two second conductivity type impurity layers and the two high-concentration first conductivity type impurity layers have different impurity concentrations,
Each of the two high-concentration first conductivity type impurity layers forms a discharge diode together with the second conductivity type impurity layer located under each of the high-concentration first conductivity type impurity layers.
前記半導体基板に形成され、前記2つの第1導電型不純物層それぞれの下に位置する2つの第2導電型不純物層と、
前記半導体基板の上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記2つの第1導電型不純物層それぞれの上に位置する複数の接続孔と、
前記層間絶縁膜の上に形成され、一方の前記第1導電型不純物層上の前記接続孔を介して該一方の第1導電型不純物層に接続する第1の配線と
前記層間絶縁膜の上に形成され、他の前記第1導電型不純物層上の前記接続孔中を介して該他の第1導電型不純物層に接続する第2の配線と
を具備し、
前記2つの第2導電型不純物層は、互いに不純物濃度が異なり、
前記2つの第1導電型不純物層それぞれは、該第1導電型不純物層それぞれの下に位置する前記第2導電型不純物層とともに放電用のダイオードを形成している半導体装置。 Two first conductivity type impurity layers formed on a semiconductor substrate and functioning as sources or drains of different transistors,
Two second conductivity type impurity layers formed on the semiconductor substrate and positioned under each of the two first conductivity type impurity layers;
An interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate;
A plurality of connection holes formed in the interlayer insulating film and positioned on each of the two first conductivity type impurity layers;
A first wiring formed on the interlayer insulating film and connected to the one first conductivity type impurity layer via the connection hole on one of the first conductivity type impurity layers; And a second wiring connected to the other first conductivity type impurity layer through the connection hole on the other first conductivity type impurity layer,
The two second conductivity type impurity layers have different impurity concentrations,
Each of the two first conductivity type impurity layers forms a discharge diode together with the second conductivity type impurity layer located below each of the first conductivity type impurity layers.
前記半導体基板に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜に、前記第1導電型不純物層上に位置する接続孔を形成する工程と、
前記接続孔を介して前記半導体基板に第1導電型の不純物イオンを注入することにより、前記第1導電型不純物層の底部に該第1導電型不純物層より不純物濃度が高い高濃度第1導電型不純物層を形成する工程と、
前記接続孔を介して前記半導体基板に第2導電型の不純物イオンを注入することにより、前記高濃度第1導電型不純物層の下に位置する第2導電型不純物層を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上及び前記接続孔中に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜をパターニングすることにより、一部が前記接続孔中に埋め込まれていて前記第1導電型不純物層に接続する配線を形成する工程と
を具備し、
前記高濃度第1導電型不純物層及び前記第2導電型不純物層は放電用のダイオードを形成する半導体装置の製造方法。 Forming a first conductivity type impurity layer functioning as a source or drain of a transistor in the semiconductor substrate by implanting impurity ions of the first conductivity type into the semiconductor substrate;
Forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate;
Forming a connection hole located on the first conductivity type impurity layer in the interlayer insulating film;
By implanting impurity ions of the first conductivity type into the semiconductor substrate through the connection holes, a high concentration first conductivity having an impurity concentration higher than that of the first conductivity type impurity layer is formed at the bottom of the first conductivity type impurity layer. Forming a type impurity layer;
Forming a second conductivity type impurity layer located under the high concentration first conductivity type impurity layer by implanting second conductivity type impurity ions into the semiconductor substrate through the connection hole;
Forming a conductive film on the interlayer insulating film and in the connection hole;
Patterning the conductive film, forming a wiring part of which is embedded in the connection hole and connected to the first conductivity type impurity layer,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the high-concentration first conductivity type impurity layer and the second conductivity type impurity layer form a discharge diode.
前記半導体基板に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜に、前記第1導電型不純物層上に位置する接続孔を形成する工程と、
前記接続孔を介して前記半導体基板に第1導電型の不純物イオンを注入することにより、前記第1導電型不純物層の底部に該第1導電型不純物層より不純物濃度が高い高濃度第1導電型不純物層を形成する工程と、
前記接続孔を介して前記半導体基板に第2導電型の不純物イオンを注入することにより、前記高濃度第1導電型不純物層の下に位置する第2導電型不純物層を形成する工程と、
前記接続孔中に導電体を埋め込む工程と、
前記層間絶縁膜上及び前記接続孔中の前記導電体上に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜をパターニングすることにより、前記導電体を介して前記第1導電型不純物層に接続する配線を形成する工程と
を具備し、
前記高濃度第1導電型不純物層及び前記第2導電型不純物層は放電用のダイオードを形成する半導体装置の製造方法。 Forming a first conductivity type impurity layer functioning as a source or drain of a transistor in the semiconductor substrate by implanting impurity ions of the first conductivity type into the semiconductor substrate;
Forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate;
Forming a connection hole located on the first conductivity type impurity layer in the interlayer insulating film;
By implanting impurity ions of the first conductivity type into the semiconductor substrate through the connection holes, a high concentration first conductivity having an impurity concentration higher than that of the first conductivity type impurity layer is formed at the bottom of the first conductivity type impurity layer. Forming a type impurity layer;
Forming a second conductivity type impurity layer located under the high concentration first conductivity type impurity layer by implanting second conductivity type impurity ions into the semiconductor substrate through the connection hole;
Embedding a conductor in the connection hole;
Forming a conductive film on the interlayer insulating film and on the conductor in the connection hole;
Forming a wiring connected to the first conductivity type impurity layer through the conductor by patterning the conductive film,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the high-concentration first conductivity type impurity layer and the second conductivity type impurity layer form a discharge diode.
前記半導体基板に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜に、前記第1導電型不純物層上に位置する接続孔を形成する工程と、
前記接続孔を介して前記半導体基板に第2導電型の不純物イオンを注入することにより、前記第1導電型不純物層の下に第2導電型不純物層を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に、前記接続孔を介して前記第1導電型不純物層に接続する配線を形成する工程と
を具備し、
前記第1導電型不純物層及び前記第2導電型不純物層は放電用のダイオードを形成する半導体装置の製造方法。 Forming a first conductivity type impurity layer functioning as a source or drain of a transistor on the semiconductor substrate by implanting impurity ions of the first conductivity type into the semiconductor substrate;
Forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate;
Forming a connection hole located on the first conductivity type impurity layer in the interlayer insulating film;
Forming a second conductivity type impurity layer under the first conductivity type impurity layer by implanting second conductivity type impurity ions into the semiconductor substrate through the connection hole;
Forming a wiring connected to the first conductivity type impurity layer through the connection hole on the interlayer insulating film,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the first conductivity type impurity layer and the second conductivity type impurity layer form a discharge diode.
前記半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜に、前記第1の第1導電型不純物層上に位置する第1の接続孔を形成するとともに、前記第2の第1導電型不純物層上に位置する第2の接続孔を形成する工程と、
前記第1の接続孔を介して前記半導体基板に第1導電型の不純物イオンを注入すると共に、前記第1の接続孔及び第2の接続孔それぞれを介して前記半導体基板に第1導電型の不純物イオンを注入することにより、前記第1の第1導電型不純物層の底部に該第1導電型不純物層より不純物濃度が高い第1の高濃度第1導電型不純物層を形成するとともに、前記第2の第1導電型不純物層の底部に、前記第1の高濃度第1導電型不純物層より不純物濃度が低い第2の高濃度第1導電型不純物層を形成する工程と、
前記第1の接続孔を介して前記半導体基板に第2導電型の不純物イオンを注入すると共に、前記第1の接続孔及び前記第2の接続孔それぞれを介して前記半導体基板に第2導電型の不純物イオンを注入することにより、前記第1の高濃度第1導電型不純物層の下に第1の第2導電型不純物層を形成すると共に、前記第2の高濃度第1導電型不純物層の下に、前記第1の第2導電型不純物層より不純物濃度が低い第2の第2導電型不純物層を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に、前記第1の接続孔を介して前記第1の第1導電型不純物層に接続する第1の配線を形成すると共に、前記第2の接続孔を介して前記第2の第1導電型不純物層に接続する第2の配線を形成する工程と
を具備し、
前記第1の第2導電型不純物層及び前記第1の高濃度第1導電型不純物層、及び前記第2の第2導電型不純物層及び前記第2の高濃度第1導電型不純物層は、それぞれ放電用のダイオードを形成する半導体装置の製造方法。 By implanting first conductivity type impurity ions into the semiconductor substrate, a first first conductivity type impurity layer and a second first conductivity type impurity layer that respectively function as a source or a drain of the transistor are formed on the semiconductor substrate. And a process of
Forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate;
A first connection hole located on the first first conductivity type impurity layer is formed in the interlayer insulating film, and a second connection hole located on the second first conductivity type impurity layer is formed. Forming, and
Impurity ions of the first conductivity type are implanted into the semiconductor substrate through the first connection hole, and the first conductivity type is implanted into the semiconductor substrate through the first connection hole and the second connection hole, respectively. By implanting impurity ions, a first high-concentration first conductivity type impurity layer having an impurity concentration higher than that of the first conductivity type impurity layer is formed at the bottom of the first first conductivity type impurity layer. Forming a second high concentration first conductivity type impurity layer having an impurity concentration lower than that of the first high concentration first conductivity type impurity layer at the bottom of the second first conductivity type impurity layer;
Impurity ions of the second conductivity type are implanted into the semiconductor substrate through the first connection hole, and the second conductivity type is introduced into the semiconductor substrate through the first connection hole and the second connection hole, respectively. Then, a first second conductivity type impurity layer is formed under the first high concentration first conductivity type impurity layer, and the second high concentration first conductivity type impurity layer is formed. Forming a second second conductivity type impurity layer having an impurity concentration lower than that of the first second conductivity type impurity layer;
A first wiring connected to the first first conductivity type impurity layer is formed on the interlayer insulating film through the first connection hole, and the second wiring is formed through the second connection hole. Forming a second wiring connected to the first conductivity type impurity layer.
The first second conductivity type impurity layer, the first high concentration first conductivity type impurity layer, the second second conductivity type impurity layer, and the second high concentration first conductivity type impurity layer are: A method for manufacturing a semiconductor device, in which a discharge diode is formed.
前記半導体基板に第2導電型の不純物イオンを注入することにより、第2導電型トランジスタのソース又はドレインとして機能するトランジスタ用第2導電型不純物層を前記半導体基板に形成する工程と、
前記半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜に、前記トランジスタ用第1導電型不純物層の上に位置する第1の接続孔、及び前記トランジスタ用第2導電型不純物層の上に位置する第2の接続孔を形成する工程と、
前記第1の接続孔を介して前記半導体基板に第1導電型の不純物イオンを注入することにより、前記トランジスタ用第1導電型不純物層の底部に該トランジスタ用第1導電型不純物層より不純物濃度が高い高濃度第1導電型不純物層を形成する工程と、
前記第1の接続孔を介して前記半導体基板に第2導電型の不純物イオンを注入することにより、前記高濃度第1導電型不純物層の下にダイオード用第2導電型不純物層を形成する工程と、
前記第2の接続孔を介して前記半導体基板に第2導電型の不純物イオンを注入することにより、前記トランジスタ用第2導電型不純物層の底部に該トランジスタ用第2導電型不純物層より不純物濃度が高い高濃度第2導電型不純物層を形成する工程と、
前記第2の接続孔を介して前記半導体基板に第1導電型の不純物イオンを注入することにより、前記高濃度第2導電型不純物層の下にダイオード用第1導電型不純物層を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に、前記第1の接続孔を介して前記トランジスタ用第1導電型不純物層に接続する第1の配線を形成すると共に、前記第2の接続孔を介して前記トランジスタ用第2導電型不純物層に接続する第2の配線を形成する工程と
を具備し、
前記高濃度第1導電型不純物層及び前記ダイオード用第2導電型不純物層は第1の放電用のダイオードを形成し、前記高濃度第2導電型不純物層及び前記ダイオード用第1導電型不純物層は第2の放電用のダイオードを形成する半導体装置の製造方法。 Forming a first conductivity type impurity layer for a transistor functioning as a source or drain of the first conductivity type transistor by implanting first conductivity type impurity ions into the semiconductor substrate;
Forming a second conductivity type impurity layer for a transistor functioning as a source or drain of a second conductivity type transistor by implanting second conductivity type impurity ions into the semiconductor substrate;
Forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate;
Forming a first connection hole located on the first conductivity type impurity layer for the transistor and a second connection hole located on the second conductivity type impurity layer for the transistor in the interlayer insulating film; When,
By implanting first conductivity type impurity ions into the semiconductor substrate through the first connection hole, the impurity concentration at the bottom of the transistor first conductivity type impurity layer is lower than that of the transistor first conductivity type impurity layer. Forming a high-concentration first-conductivity-type impurity layer having a high concentration;
Forming a second conductive type impurity layer for a diode under the high-concentration first conductive type impurity layer by implanting second conductive type impurity ions into the semiconductor substrate through the first connection hole; When,
By implanting second conductivity type impurity ions into the semiconductor substrate through the second connection hole, the impurity concentration at the bottom of the transistor second conductivity type impurity layer is lower than that of the transistor second conductivity type impurity layer. Forming a high-concentration second conductivity type impurity layer having a high concentration;
Forming a first conductive impurity layer for a diode under the high-concentration second conductive impurity layer by implanting first conductive impurity ions into the semiconductor substrate through the second connection hole; When,
A first wiring connected to the first conductivity type impurity layer for the transistor through the first connection hole is formed on the interlayer insulating film, and the transistor wiring through the second connection hole. Forming a second wiring connected to the two-conductivity type impurity layer,
The high concentration first conductivity type impurity layer and the diode second conductivity type impurity layer form a first discharge diode, and the high concentration second conductivity type impurity layer and the diode first conductivity type impurity layer. Is a method of manufacturing a semiconductor device for forming a second discharging diode.
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