JP2001044294A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
ランジスタを併設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】 ゲート構造体GT11〜GT13のゲー
ト電極3は、上部窒化膜4およびサイドウォール窒化膜
5で覆われているので、酸化膜である層間絶縁膜10を
選択的に除去してコンタクトホールCH1およびCH2
を形成するに際しては、上部窒化膜4およびサイドウォ
ール窒化膜5が除去されず、ゲート電極3が露出するこ
とが防止できる。特に、ゲート構造体GT11およびG
T12においては、コンタクトホールCH1の形成位置
がどちら側にずれても、導体層CL1とゲート電極3と
が短絡することがなく、コンタクトホールCH1の重ね
合わせマージンに規制されずにゲート構造体GT11お
よびGT12を配設することができ、ゲート間隔を短縮
して高集積化を達成できる。
Description
の製造方法に関し、特に、MOSトランジスタを含む半
導体装置およびその製造方法に関する。
おける各構成の重ね合わせズレに対する許容値(重ね合
わせマージン)は小さくなり、半導体装置の高集積化を
妨げる要因となっている。この重ね合わせマージンに規
制されることなく集積化を促進するためには、半導体装
置を構成する半導体素子を、重ね合わせズレが発生して
も不具合には至らない構造にすることが考えられてい
る。
積化が特に要求されるメモリ部において、MOSトラン
ジスタをセルフアラインコンタクト構造(以下、SAC
構造と呼称)にする方法がある。
においてシリコン基板101上には、2つのゲートGT
が所定の間隔を開けて配設されている。ゲートGTは、
シリコン基板101上に形成されたゲート酸化膜10
2、ゲート酸化膜102上に形成されたゲート電極10
3、ゲート電極103上に形成された上部窒化膜10
4、上部窒化膜104、ゲート電極103、ゲート酸化
膜102の側面に接するように形成されたサイドウォー
ル窒化膜105とで構成されている。また、ゲートGT
の両サイドのシリコン基板101の表面内にはソース・
ドレイン層SDが形成されている。
リコン酸化膜で構成される層間絶縁膜IZが形成され、
ゲートGT間のソース・ドレイン層SDに達するように
層間絶縁膜IZを貫通するコンタクトホールCHが形成
されている。コンタクトホールCH内には導体層CLが
埋め込まれている。
よびサイドウォール窒化膜105で覆われているので、
コンタクトホールCHの形成に際しては、上部窒化膜1
04およびサイドウォール窒化膜105が除去されるこ
とが防止でき、コンタクトホールCHの位置ズレが発生
しても、ゲート電極103が露出することが防止でき、
導体層CLとゲート電極103とが短絡することがな
く、重ね合わせマージンに規制されずにコンタクトホー
ルCHを形成することができる。このとき、コンタクト
ホールCHの開口寸法は、ゲートGTの配置間隔によっ
て自己整合的に決まることになり、セルフアラインコン
タクトと言うことができる。
造の採用により重ね合わせマージンの規制を受けにくく
なるので、集積化が進み、ゲート間隔が狭くなる一方の
メモリ部においてはSAC構造は有効であるが、ロジッ
ク部においてはSAC構造を採用できないという問題が
あった。
ランジスタのゲート電極上およびソース・ドレイン層上
に自己整合的にシリサイド層を形成したサリサイド構造
によって抵抗値を下げ、動作の高速化を図っているが、
SAC構造では、ゲート電極上に上部窒化膜を形成する
ので、ゲート電極上にシリサイド層を形成することがで
きず、ロジック部ではSAC構造のMOSトランジスタ
は形成できなかった。
護する保護回路などのゲート電極上およびゲート電極近
傍のソース・ドレイン層上にシリサイド層が形成される
ことを防止して、シリサイド層の結晶粒子の凹凸に起因
する電流集中を防ぐために、シリコン酸化膜で構成され
るシリサイドプロテクション膜を形成するという方法が
あった。
成例を示す。図32に示すように、シリコン基板SB上
に、ゲートGT1およびGT2が所定の間隔を開けて配
設されている。
成されたゲート酸化膜OX、ゲート酸化膜OX上に形成
されたゲート電極GE、ゲート電極GE、ゲート酸化膜
OXの側面に接するように形成されたサイドウォール酸
化膜SWとで構成されている。
成されたゲート酸化膜OX、ゲート酸化膜OX上に形成
されたゲート電極GE、ゲート電極GE上に形成された
シリサイド層SF、ゲート電極GE、シリサイド層S
F、ゲート酸化膜OXの側面に接するように形成された
サイドウォール酸化膜SWとで構成されている。
ドのシリコン基板SBの表面内にはソース・ドレイン層
SDが形成され、ソース・ドレイン層SDの表面にはシ
リサイド層SFが形成されている。
1の近傍のソース・ドレイン層SDの表面上にはシリサ
イドプロテクション膜SPが形成されており、ゲートG
T1上およびゲートGT1の近傍のソース・ドレイン層
SDの表面上にはシリサイド層SFは形成されていな
い。
SPの形成により、ゲートGT1上およびゲートGT1
の近傍のソース・ドレイン層SD上にシリサイド層の形
成を阻止でき、SAC構造およびサリサイド構造のMO
Sトランジスタを併設することは不可能ではないが、シ
リサイドプロテクション膜SPを選択的に形成するには
製造工程が複雑になるだけでなく、シリサイドプロテク
ション膜SPを形成する必要から、ゲートの配設間隔に
制限が生じるので、SAC構造のMOSトランジスタと
サリサイド構造のMOSトランジスタを、メモリ部およ
びロジック部で併設して用いることはなされていなかっ
た。これは、メモリ部やロジック部以外の回路部でも同
様であった。
高速動作化の要求を満たすために、例えばメモリ部での
サリサイド構造のMOSトランジスタの採用、ロジック
部でのSAC構造のMOSトランジスタの採用という技
術思想に到達し、SAC構造およびサリサイド構造のM
OSトランジスタの併設技術の必要性を認識するに至っ
た。
SAC構造およびサリサイド構造のMOSトランジスタ
を併設した半導体装置およびその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
載の半導体装置は、半導体基板上に形成され、それぞれ
構成の異なる複数の回路部を備えた半導体装置であっ
て、前記複数の回路部は、それぞれが、前記半導体基板
上および前記半導体基板上に配設された分離絶縁膜上の
少なくとも一方に配設された第1および第2のゲート構
造体と、前記第1および第2のゲート構造体を覆う層間
絶縁膜と、前記層間絶縁膜を貫通して、前記半導体基板
上および前記分離絶縁膜上の少なくとも一方に達する複
数のコンタクトとを備え、前記第1のゲート構造体は、
第1のゲート酸化膜と、前記第1のゲート酸化膜上に形
成された第1のゲート電極と、前記第1のゲート電極上
に形成された上部絶縁膜と、前記上部絶縁膜、前記第1
のゲート電極、前記第1のゲート酸化膜の側面に形成さ
れた第1のサイドウォール絶縁膜とを備え、前記第2の
ゲート構造体は、第2のゲート酸化膜と、前記第2のゲ
ート酸化膜上に形成された第2のゲート電極と、前記第
2のゲート電極上に形成されたシリサイド層と、前記シ
リサイド層、前記第2のゲート電極、前記第2のゲート
酸化膜の側面に形成された第2のサイドウォール絶縁膜
とを備えている。
は、前記第1のゲート構造体は複数であって、前記複数
のコンタクトは、並列に配設された前記第1のゲート構
造体の間に配設され、前記層間絶縁膜を貫通し、前記半
導体基板上に達するコンタクトホールを有し、前記第1
のゲート構造体の配置間隔によって、前記コンタクトホ
ールの開口寸法が自己整合的に決定されるセルフアライ
ンコンタクトを備えている。
は、前記複数のコンタクトは、並列に配設された前記第
1および第2のゲート構造体の間に配設され、前記層間
絶縁膜を貫通し、前記半導体基板上に達するとともに、
前記第2のゲート構造体の前記シリサイド層に達するコ
ンタクトホールを有した、シェアードコンタクトを備え
るている。
は、前記第2のゲート構造体は複数であって、前記複数
のコンタクトは、並列に配設された前記第2のゲート構
造体の間に配設され、前記層間絶縁膜を貫通し、前記半
導体基板上に達するとともに、少なくとも一方の前記第
2のゲート構造体の前記シリサイド層にも達するコンタ
クトホールを有した、シェアードコンタクトを備えてい
る。
は、前記コンタクトホールが係合する前記第2のゲート
構造体が前記分離絶縁膜上に配設されるものである。
は、前記第1および第2のゲート構造体は、前記分離絶
縁膜を挟んで前記半導体基板上に併設され、前記第1お
よび第2のゲート構造体の両サイドの前記半導体基板の
表面内にそれぞれソース・ドレイン層を有し、前記複数
のコンタクト部は、前記第1および第2のゲート構造体
の間に配設され、前記層間絶縁膜を貫通し、前記分離絶
縁膜を挟んで併設された前記ソース・ドレイン層上およ
び前記分離絶縁膜上に達するとともに、前記第2のゲー
ト構造体の前記シリサイド層に達するコンタクトホール
を有する、シェアードコンタクトを備えている。
は、前記第1のゲート構造体に相当し、相対的に中央に
位置するように配設された中央ゲート構造体と、それぞ
れ前記第1および第2のゲート構造体の何れかに相当
し、前記中央ゲート構造体の両サイドに配設された第1
サイドおよび第2サイドのゲート構造体と、前記複数の
コンタクトは、前記第1サイドおよび第2サイドのゲー
ト構造体の間に配設され、前記層間絶縁膜を貫通し、前
記半導体基板上および前記分離絶縁膜上の少なくとも一
方に達するとともに、前記中央ゲート構造体を露出させ
るように配設されたコンタクトホールと、前記コンタク
トホールに埋め込まれ、前記中央ゲート構造体を覆う導
体層とを有している。
は、前記中央ゲート構造体、前記第1サイドおよび第2
サイドのゲート構造体は前記分離絶縁膜上に配設され、
前記第1サイドおよび第2サイドのゲート構造体は、と
もに前記第2のゲート構造体に相当し、前記コンタクト
ホールは、前記第1サイドおよび第2サイドのゲート構
造体の前記シリサイド層にも達するように配設されてい
る。
は、前記中央ゲート構造体は前記分離絶縁膜上に配設さ
れ、前記第1サイドおよび第2サイドのゲート構造体は
前記分離絶縁膜を挟んで前記半導体基板上に配設され、
前記第1サイドおよび第2サイドのゲート構造体の両サ
イドの前記半導体基板の表面内にソース・ドレイン層を
有し、前記コンタクトホールは、前記第1サイドおよび
第2サイドのゲート構造体の前記分離絶縁膜を挟んで併
設された前記ソース・ドレイン層上に達するように配設
されている。
は、前記中央ゲート構造体および前記第1サイドのゲー
ト構造体は前記分離絶縁膜上に配設され、前記第1サイ
ドのゲート構造体は前記第2のゲート構造体に相当し、
前記第2サイドのゲート構造体は前記半導体基板上に配
設され、その両サイドの前記半導体基板の表面内にソー
ス・ドレイン層を有し、前記コンタクトホールは、前記
第2サイドのゲート構造体の前記分離絶縁膜側の前記ソ
ース・ドレイン層上に達するとともに、第1サイドのゲ
ート構造体の前記シリサイド層にも達するように配設さ
れている。
は、前記中央ゲート構造体が前記分離絶縁膜上に配設さ
れ、前記第1サイドおよび第2サイドのゲート構造体は
前記分離絶縁膜を挟んで前記半導体基板上に配設され、
前記第1サイドおよび第2サイドのゲート構造体の両サ
イドの前記半導体基板の表面内にソース・ドレイン層を
有し、前記第1サイドおよび第2サイドのゲート構造体
は、ともに前記第2のゲート構造体に相当し、前記コン
タクトホールは、前記第1サイドおよび第2サイドのゲ
ート構造体の前記分離絶縁膜を挟んで併設された前記ソ
ース・ドレイン層上に達するように配設されるととも
に、第1サイドおよび第2サイドのゲート構造体の前記
シリサイド層にも達するように配設されている。
は、前記第1のゲート構造体の両サイドの前記半導体基
板の表面内にソース・ドレイン層を有し、前記第1のゲ
ート構造体の形成領域は、前記セルフアラインコンタク
トの近傍領域であって、前記セルフアラインコンタクト
の近傍領域外においては、前記第1のゲート構造体に連
続して前記第2のゲート構造体が配設されている。
は、前記第1のゲート構造体の前記ゲート電極が、前記
ソース・ドレイン層と同じ導電型の不純物を有してい
る。
は、前記第1のゲート構造体の両サイドの前記半導体基
板の表面内にソース・ドレイン層を有し、前記コンタク
トホールは、前記ソース・ドレイン層上に複数個配設さ
れ、前記コンタクトホールの平面的な配設パターンは、
前記ソース・ドレイン層のうち、隣り合うものどうしで
は、互い違いの配列となるように設定される。
は、前記ソース・ドレイン層の上部に、シリサイド層を
さらに有している。
の製造方法は、半導体基板上に形成され、それぞれ構成
の異なる複数の回路部を備え、前記複数の回路部が、そ
れぞれ、前記半導体基板上および前記半導体基板上に配
設された分離絶縁膜上の少なくとも一方に配設された第
1および第2のゲート構造体を備えた半導体装置の製造
方法であって、半導体基板上に酸化膜を形成する工程
(a)と、前記酸化膜上にゲート電極層を形成する工程
(b)と、前記第1のゲート構造体の形成位置に対応した
前記ゲート電極層上に、選択的に窒化膜を形成する工程
(c)と、前記窒化膜および、前記第2のゲート構造体の
形成位置に対応した前記ゲート電極層上に、選択的に酸
化膜のマスクを形成する工程(d)と、前記酸化膜のマス
クを用いて、前記窒化膜、前記ゲート電極層をエッチン
グした後、前記酸化膜のマスクおよび前記酸化膜を選択
的に除去して、前記第1のゲート構造体の形成位置に対
応して、第1のゲート酸化膜と、前記第1のゲート酸化
膜上に形成された第1のゲート電極と、前記第1のゲー
ト電極上に形成された上部窒化膜とを形成するととも
に、前記第2のゲート構造体の形成位置に対応して、第
2のゲート酸化膜と、前記第2のゲート酸化膜上に形成
された第2のゲート電極とを形成する工程(e)と、前記
上部窒化膜、前記第1のゲート電極、前記第1のゲート
酸化膜の側面に第1のサイドウォール窒化膜を形成して
前記第1のゲート構造体を形成するとともに、前記第2
のゲート電極および前記第2のゲート酸化膜の側面に第
2のサイドウォール窒化膜を形成する工程(f)と、前記
第2のゲート電極の上部にシリサイド層を形成して前記
第2のゲート構造体を形成する工程(g)とを備えてい
る。
の製造方法は、前記工程(g)に先だって、前記半導体基
板の表面内にソース・ドレイン層を形成する工程をさら
に備え、前記工程(g)は、前記ソース・ドレイン層上に
もシリサイド層を同時に形成するサリサイド工程を含ん
でいる。
の実施の形態1の構成を示す断面図である。図1に示す
ようにシリコン基板1上には、ゲート構造体GT11お
よびGT12と、ゲート構造体GT13およびGT14
がそれぞれ所定の間隔を開けて配設されている。
コン基板1上に形成されたゲート酸化膜2と、ゲート酸
化膜2上に形成されたポリシリコンで構成されるゲート
電極3と、ゲート電極3上に形成された上部窒化膜4
と、上部窒化膜4、ゲート電極3、ゲート酸化膜2の側
面に接するように形成されたサイドウォール窒化膜5と
で構成されている。
上に形成されたゲート酸化膜2と、ゲート酸化膜2上に
形成されたポリシリコンで構成されるゲート電極3と、
ゲート電極3上に、例えばコバルトシリサイド(CoS
i2)で形成されたシリサイド層6と、シリサイド層
6、ゲート電極3、ゲート酸化膜2の側面に接するよう
に形成されたサイドウォール窒化膜5とで構成されてい
る。
両サイドのシリコン基板1の表面内にはソース・ドレイ
ン層7が形成され、ゲート構造体GT11〜GT14は
MOSトランジスタを構成するゲートとして機能する。
そして、ソース・ドレイン層7の表面には例えばコバル
トシリサイドで形成されたシリサイド層61が形成され
ている。
を覆うようにシリコン酸化膜で構成される層間絶縁膜1
0が形成され、ゲート構造体GT11およびGT12間
のソース・ドレイン層7に達するように層間絶縁膜10
を貫通するコンタクトホールCH1が形成され、また、
ゲート構造体GT13およびGT14間のソース・ドレ
イン層7に達するように層間絶縁膜10を貫通するコン
タクトホールCH2が形成されている。
は、例えばタングステン(W)で構成された導体層CL
1およびCL2が埋め込まれている。
電極3は、上部窒化膜4およびサイドウォール窒化膜5
で覆われているので、酸化膜である層間絶縁膜10を選
択的に除去してコンタクトホールCH1およびCH2を
形成するに際しては、上部窒化膜4およびサイドウォー
ル窒化膜5が除去されず、ゲート電極3が露出すること
が防止できる。特に、ゲート構造体GT11およびGT
12においては、コンタクトホールCH1の形成位置が
どちら側にずれても、導体層CL1とゲート電極3とが
短絡することがなく、コンタクトホールCH1の重ね合
わせマージンに規制されずにゲート構造体GT11およ
びGT12を配設することができ、ゲート間隔を短縮し
て高集積化を達成できる。また、ゲート間隔を短縮する
ということは、ソース・ドレイン層の面積が小さくなる
ということであり、接合容量を低減して動作の高速化に
つながる。
は、ゲート構造体GT11およびGT12の配置間隔に
よって自己整合的に決まることになるので、コンタクト
ホールCH1と導体層CL1とで構成されるコンタクト
はセルフアラインコンタクトと言うことができ、ゲート
構造体GT11およびGT12は、コンタクトホールC
H1の重ね合わせズレが発生しても不具合には至らない
セルフアラインコンタクト構造(SAC構造)と言うこ
とができる。
3の上部にはシリサイド層6が形成され、その両サイド
のソース・ドレイン層7の表面にはシリサイド層61が
形成され、サリサイド構造となっている。従って、ゲー
ト構造体GT14の抵抗を下げるとともに、ソース・ド
レイン層7と導体層CL2との接触抵抗を下げることが
でき、高速動作が可能なMOSトランジスタを得ること
ができる。なお、シリサイド層61はゲート構造体GT
11およびGT12の両サイドのソース・ドレイン層7
の表面にも形成され、導体層CL2とソース・ドレイン
層7との接触抵抗を下げることができる。
極3の上部にはシリサイド層6が形成されているので、
コンタクトホールCH2がシリサイド層6に係合する
と、導体層CL2とゲート電極3とが短絡することにな
り、動作上の不具合が発生するので、ゲート構造体GT
13とゲート構造体GT14の配設間隔はコンタクトホ
ールの重ね合わせマージンを考慮して設定され、また、
コンタクトホールCH2の形成位置は、ゲート構造体G
T13寄りとなるように設定される。
に示す図2〜図5を用いて、SAC構造とサリサイド構
造とを併設した半導体装置の製造方法を説明する。
板1上に、酸化膜OX1を形成し、酸化膜OX1上にポ
リシリコン層PS1を形成する。そして、写真製版によ
りポリシリコン層PS1上に選択的に窒化膜SN1を形
成した後、写真製版により窒化膜SN1上およびポリシ
リコン層PS1上に選択的に、例えばTEOS(tetra
ethyl orthosilicate)酸化膜OX2を形成する。な
お、窒化膜SN1はTEOS酸化膜OX2の重ね合わせ
を考慮して、TEOS酸化膜OX2よりは若干大きく形
成しておく。
図1に示したゲート構造体GT11〜GT13の形成位
置に対応し、ポリシリコン層PS1に直接に接するTE
OS酸化膜OX2を形成する位置は、ゲート構造体GT
14の形成位置に対応する。
酸化膜OX2をマスクとして窒化膜SN1およびポリシ
リコン層PS1をエッチングして酸化膜OX1を露出さ
せる。その後、TEOS酸化膜OX2および酸化膜OX
1をエッチングにより除去して、上部窒化膜4、ゲート
電極3およびゲート酸化膜2を成形する。
ン基板1に不純物イオンを注入し、低ドープドレイン層
71を形成する。
性エッチングによりサイドウォール窒化膜5を形成す
る。このとき、上部窒化膜4を有さないゲート電極3の
表面が露出するとともに、上部窒化膜4は残るようにエ
ッチングする。その後、サイドウォール窒化膜5、上部
窒化膜4、ゲート電極3をマスクとしてシリコン基板1
に不純物イオンを注入し、ソース・ドレイン層7を形成
することで図4に示す構成を得る。なお、低ドープドレ
イン層71を形成した後、窒化膜の形成に先立って、全
面的に酸化膜を形成し、その上に窒化膜を形成し、サイ
ドウォール窒化膜5の形成に際して、当該酸化膜をエッ
チングストッパとして使用することで、シリコン基板1
がエッチングされることを防止するようにしても良い。
コバルト(Co)層を形成し、ランプ加熱炉を用いたR
TA(Rapid Thermal Annealing)処理により、シリコ
ン基板1表面およびポリシリコン表面にコバルトシリサ
イドを形成した後、未反応のコバルト層を除去すること
で、ゲート電極3上およびソース・ドレイン層7上に、
シリサイド層6および61を形成することで、ゲート構
造体GT11〜GT14が形成される。その後、ゲート
構造体GT11〜GT14を覆うように酸化膜を形成
し、平坦化することで層間絶縁膜10を形成する。
12間のソース・ドレイン層7に達するように層間絶縁
膜10を貫通するコンタクトホールCH1を形成し、ま
た、ゲート構造体GT13およびGT14間のソース・
ドレイン層7に達するように層間絶縁膜10を貫通する
コンタクトホールCH2を形成し、コンタクトホールC
H1およびCH2内に、タングステンで構成された導体
層CL1およびCL2を埋め込むことで、図1に示す構
成が得られる。
形態1の半導体装置によれば、例えばスタティックRA
M(SRAM)などのメモリ部と、ロジック部とを備え
る半導体装置において、メモリ部で上述したようなSA
C構造とサリサイド構造とを併設することで、高集積化
を達成できるとともに、動作の高速化も達成できる。ま
た、ロジック部で上述したようなSAC構造とサリサイ
ド構造とを併設することで、高速動作を維持しつつ高集
積化も可能となる。なお、本発明の適用はメモリ部やロ
ジック部に限定されるものではなく、高集積化および動
作の高速化を必要とする半導体装置であれば有効であ
る。
いて説明したように、シリサイド層の形成を防止する上
部窒化膜4となる窒化膜SN1を、予め、ポリシリコン
層PS1上に選択的に形成し、その上にポリシリコン層
PS1のエッチングマスクとなるTEOS酸化膜OX2
を形成することで、シリサイド層が形成されないゲート
を任意の位置に選択的に、比較的簡単な工程で形成でき
る点にある。
イド層が形成されないゲートおよびシリサイド層が形成
されたゲートを用いる構成は、図1に示した構成に限定
されるものではない。以下、実施の形態1の変形例につ
いて説明する。
構造は、ゲート構造体GT11およびGT12が共にシ
リコン基板1上に形成され、何れもがMOSトランジス
タを構成する例を示したが、図6に示すように一方が、
ゲート配線として機能する構成を併せて用いる構成もあ
る。
の表面内にはSTI(Shallow Trench Isolation)膜S
Tが形成され、ゲート構造体GT21がシリコン基板1
上に、ゲート構造体GT22がSTI膜ST上に所定の
間隔を開けて配設されている。STI膜STは、トレン
チ分離膜の一種であり、微細化の観点から、より浅く形
成されたトレンチ内に絶縁膜(一般には酸化膜)が埋め
込まれた構成となっている。
ゲート酸化膜2と、ゲート酸化膜2上に形成されたポリ
シリコンで構成されるゲート電極3と、ゲート電極3上
に形成された上部窒化膜4と、上部窒化膜4、ゲート電
極3、ゲート酸化膜2の側面に接するように形成された
サイドウォール窒化膜5とを有して構成されている。
のシリコン基板1の表面内にはソース・ドレイン層7が
形成され、ソース・ドレイン層7の表面にはコバルトシ
リサイドで形成されたシリサイド層61が形成されてい
る。
22を覆うようにシリコン酸化膜で構成される層間絶縁
膜10が形成され、ゲート構造体GT21およびGT2
2間のソース・ドレイン層7に達するように層間絶縁膜
10を貫通するコンタクトホールCH3が形成され、コ
ンタクトホールCH3内には、例えばタングステンで構
成された導体層CL3が埋め込まれている。
ート構造体GT21およびGT22の配置間隔によって
自己整合的に決定され、コンタクトホールCH3の重ね
合わせマージンに規制されずにゲート構造体GT21お
よびGT22を配設することができ、ゲート間隔を短縮
して高集積化を達成できる。また、ゲート間隔を短縮す
るということは、ソース・ドレイン層の面積が小さくな
るということであり、接合容量を低減して動作の高速化
につながる。
ソース・ドレイン層7の表面に形成されるシリサイド層
61は、図示しない部分に形成されるサリサイド構造の
形成過程で形成され、導体層CL3とソース・ドレイン
層7との接触抵抗を下げることができる。
においても、窒化膜でゲート電極が覆われた構成とする
ことでSAC構造を構成でき、図1に示したSAC構造
およびサリサイド構造と組み合わせて用いることで、適
用範囲をより広げることができる。
イド構造のゲート構造体GT14は、シリコン基板1上
に形成され、MOSトランジスタを構成する例を示した
が、図7に示すようにゲート配線として機能する構成を
併せて用いる構成もある。
T23がシリコン基板1上に、ゲート構造体GT24が
STI膜ST上に所定の間隔を開けて配設されている。
上に形成されたゲート酸化膜2と、ゲート酸化膜2上に
形成されたポリシリコンで構成されるゲート電極3と、
ゲート電極3上に形成された上部窒化膜4と、上部窒化
膜4、ゲート電極3、ゲート酸化膜2の側面に接するよ
うに形成されたサイドウォール窒化膜5とを有して構成
されている。
に形成されたゲート酸化膜2と、ゲート酸化膜2上に形
成されたポリシリコンで構成されるゲート電極3と、ゲ
ート電極3上に、コバルトシリサイドで形成されたシリ
サイド層6と、シリサイド層6、ゲート電極3、ゲート
酸化膜2の側面に接するように形成されたサイドウォー
ル窒化膜5とで構成されている。
のシリコン基板1の表面内にはソース・ドレイン層7が
形成され、ソース・ドレイン層7の表面にはコバルトシ
リサイドで形成されたシリサイド層61が形成されてい
る。
24を覆うようにシリコン酸化膜で構成される層間絶縁
膜10が形成され、ゲート構造体GT23およびGT2
4間のソース・ドレイン層7に達するように層間絶縁膜
10を貫通するコンタクトホールCH4が形成され、コ
ンタクトホールCH4内には、例えばタングステンで構
成された導体層CL4が埋め込まれている。
においても、ゲート電極3の上部にシリサイド層6を形
成することで、ゲート構造体GT24の抵抗を下げるこ
とができ、また、ゲート構造体GT23の両サイドのソ
ース・ドレイン層7の表面にもシリサイド層61を形成
することで導体層CL4とソース・ドレイン層7との接
触抵抗を下げることができ、図1に示したSAC構造お
よびサリサイド構造と組み合わせて用いることで、適用
範囲をより広げることができる。
極3の上部にはシリサイド層6が形成されているので、
コンタクトホールCH4がシリサイド層6に係合する
と、導体層CL4とゲート電極3とが短絡することにな
り、動作上の不具合が発生するので、ゲート構造体GT
23とゲート構造体GT24の配設間隔はコンタクトホ
ールの重ね合わせマージンを考慮して設定され、また、
コンタクトホールCH4の形成位置は、ゲート構造体G
T23寄りとなるように設定される。
イド構造のゲート構造体GT14においては、コンタク
トホールCH2がシリサイド層6に係合せず、導体層C
L2とゲート電極3とが短絡しないようにレイアウトが
設定されていたが、図8に示すようにゲート電極3をソ
ース・ドレイン層7に電気的に接続するような構成もあ
る。
T31およびGT32がシリコン基板1上に所定の間隔
を開けて配設されている。
上に形成されたゲート酸化膜2と、ゲート酸化膜2上に
形成されたポリシリコンで構成されるゲート電極3と、
ゲート電極3上に形成された上部窒化膜4と、上部窒化
膜4、ゲート電極3、ゲート酸化膜2の側面に接するよ
うに形成されたサイドウォール窒化膜5とを有して構成
されている。
上に形成されたゲート酸化膜2と、ゲート酸化膜2上に
形成されたポリシリコンで構成されるゲート電極3と、
ゲート電極3上に、コバルトシリサイドで形成されたシ
リサイド層6と、シリサイド層6、ゲート電極3、ゲー
ト酸化膜2の側面に接するように形成されたサイドウォ
ール窒化膜5とで構成されている。
32の両サイドのシリコン基板1の表面内にはソース・
ドレイン層7が形成され、ソース・ドレイン層7の表面
にはコバルトシリサイドで形成されたシリサイド層61
が形成されている。
32を覆うようにシリコン酸化膜で構成される層間絶縁
膜10が形成され、ゲート構造体GT31およびGT3
2間のソース・ドレイン層7に達するように層間絶縁膜
10を貫通するコンタクトホールCH5が形成され、コ
ンタクトホールCH5内には、例えばタングステンで構
成された導体層CL5が埋め込まれている。
T32のシリサイド層6に係合するように配設され、導
体層CL5がシリサイド層6、すなわちゲート電極3
と、シリサイド層61、すなわちソース・ドレイン層7
を電気的に接続する構成となっている。
CL5とで構成されるコンタクトのように、複数のパタ
ーンを同時に接続するコンタクトをシェアードコンタク
トと呼称する。なお、ゲート電極3とソース・ドレイン
層7とを電気的に接続することで、ゲート構造体GT3
2とソース・ドレイン層7とで構成されるMOSトラン
ジスタを常時ON状態、あるいは常時OFF状態とする
ダイオード接続の構成が得られる。
体GT14を設けることで、シェアードコンタクトによ
りゲート電極3とソース・ドレイン層7とを電気的に接
続することが可能となり、ゲート電極3とソース・ドレ
イン層7との接続のための工程が簡略化できる。
の開口寸法は、ゲート構造体GT31およびGT32の
配置間隔によって自己整合的に決定され、コンタクトホ
ールCH5の重ね合わせマージンに規制されずにゲート
構造体GT31およびGT32を配設することができ、
ゲート間隔を短縮して高集積化を達成できる。なお、ゲ
ート間隔を短縮するということは、ソース・ドレイン層
の面積が小さくなるということであり、接合容量を低減
して動作の高速化につながる。
サイド構造と組み合わせて用いることで、適用範囲をよ
り広げることができることは言うまでもない。
3のゲート構造体GT31においては、ゲート電極3が
窒化膜で覆われ、シリサイド層を有さない構成であった
が、図9に示すようにシリサイド層を有したゲート構造
体であっても良い。
びGT34がシリコン基板1上に所定の間隔を開けて配
設されている。
シリコン基板1上に形成されたゲート酸化膜2と、ゲー
ト酸化膜2上に形成されたポリシリコンで構成されるゲ
ート電極3と、ゲート電極3上に形成されたシリサイド
層6と、シリサイド層6、ゲート電極3、ゲート酸化膜
2の側面に接するように形成されたサイドウォール窒化
膜5とを有して構成されている。
34の両サイドのシリコン基板1の表面内にはソース・
ドレイン層7が形成され、ソース・ドレイン層7の表面
にはコバルトシリサイドで形成されたシリサイド層61
が形成されている。
34を覆うようにシリコン酸化膜で構成される層間絶縁
膜10が形成され、ゲート構造体GT33およびGT3
4間のソース・ドレイン層7に達するように層間絶縁膜
10を貫通するコンタクトホールCH6が形成され、コ
ンタクトホールCH6内には、例えばタングステンで構
成された導体層CL6が埋め込まれている。
T34のシリサイド層6に係合するように配設され、導
体層CL6がシリサイド層6、すなわちゲート電極3
と、シリサイド層61、すなわちソース・ドレイン層7
を電気的に接続するシェアードコンタクトとなってい
る。
体GT14を設けることで、シェアードコンタクトによ
りゲート電極3とソース・ドレイン層7とを電気的に接
続することが可能となり、ゲート電極3とソース・ドレ
イン層7との接続のための工程が簡略化できる。
サイド構造と組み合わせて用いることで、適用範囲をよ
り広げることができることは言うまでもない。
極3の上部にもシリサイド層6が形成されているので、
コンタクトホールCH6がシリサイド層6に係合する
と、導体層CL6とゲート電極3とが短絡することにな
り、動作上の不具合が発生するので、ゲート構造体GT
33とゲート構造体GT34の配設間隔はコンタクトホ
ールの重ね合わせマージンを考慮して設定され、また、
コンタクトホールCH6の形成位置は、ゲート構造体G
T34寄りとなるように設定される。
ードコンタクトで接続されたゲート構造体GT32はシ
リコン基板1上に形成され、MOSトランジスタを構成
する例を示したが、図10に示すように、ゲート配線と
して機能する構成であっても良い。
GT41がシリコン基板1上に、ゲート構造体GT42
がSTI膜ST上に所定の間隔を開けて配設されてい
る。
上に形成されたゲート酸化膜2と、ゲート酸化膜2上に
形成されたポリシリコンで構成されるゲート電極3と、
ゲート電極3上に形成された上部窒化膜4と、上部窒化
膜4、ゲート電極3、ゲート酸化膜2の側面に接するよ
うに形成されたサイドウォール窒化膜5とを有して構成
されている。
に形成されたゲート酸化膜2と、ゲート酸化膜2上に形
成されたポリシリコンで構成されるゲート電極3と、ゲ
ート電極3上に、コバルトシリサイドで形成されたシリ
サイド層6と、シリサイド層6、ゲート電極3、ゲート
酸化膜2の側面に接するように形成されたサイドウォー
ル窒化膜5とで構成されている。
のシリコン基板1の表面内にはソース・ドレイン層7が
形成され、ソース・ドレイン層7の表面にはコバルトシ
リサイドで形成されたシリサイド層61が形成されてい
る。
42を覆うようにシリコン酸化膜で構成される層間絶縁
膜10が形成され、ゲート構造体GT41およびGT4
2間のソース・ドレイン層7に達するように層間絶縁膜
10を貫通するコンタクトホールCH7が形成され、コ
ンタクトホールCH7内には、例えばタングステンで構
成された導体層CL7が埋め込まれている。
T42のシリサイド層6に係合するように配設され、導
体層CL7がシリサイド層6、すなわちゲート電極3
と、シリサイド層61、すなわちソース・ドレイン層7
を電気的に接続するシェアードコンタクトとなってい
る。
線として機能するので、シェアードコンタクトによりゲ
ート電極3とソース・ドレイン層7とが接続されても、
ダイオード接続のトランジスタは構成されない。
においても、ゲート電極3の上部にシリサイド層6を形
成することで、ゲート構造体GT42の抵抗を下げるこ
とができ、また、シェアードコンタクトによりゲート電
極3とソース・ドレイン層7とを接続することが可能と
なり、ゲート電極3とソース・ドレイン層7との接続の
ための工程が簡略化できる。
の開口寸法は、ゲート構造体GT41およびGT42の
配置間隔によって自己整合的に決定され、コンタクトホ
ールCH7の重ね合わせマージンに規制されずにゲート
構造体GT41およびGT42を配設することができ、
ゲート間隔を短縮して高集積化を達成できる。なお、ゲ
ート間隔を短縮するということは、ソース・ドレイン層
の面積が小さくなるということであり、接合容量を低減
して動作の高速化につながる。
サイド構造と組み合わせて用いることで、適用範囲をよ
り広げることができることは言うまでもない。
ードコンタクトで接続されたゲート構造体GT34はシ
リコン基板1上に形成され、MOSトランジスタを構成
する例を示したが、図11に示すように、ゲート配線と
して機能する構成であっても良い。
GT43がシリコン基板1上に、ゲート構造体GT44
がSTI膜ST上に所定の間隔を開けて配設されてい
る。
シリコン基板1上に形成されたゲート酸化膜2と、ゲー
ト酸化膜2上に形成されたポリシリコンで構成されるゲ
ート電極3と、ゲート電極3上に形成されたシリサイド
層6と、シリサイド層6、ゲート電極3、ゲート酸化膜
2の側面に接するように形成されたサイドウォール窒化
膜5とを有して構成されている。
のシリコン基板1の表面内にはソース・ドレイン層7が
形成され、ソース・ドレイン層7の表面にはコバルトシ
リサイドで形成されたシリサイド層61が形成されてい
る。
44を覆うようにシリコン酸化膜で構成される層間絶縁
膜10が形成され、ゲート構造体GT43およびGT4
4間のソース・ドレイン層7に達するように層間絶縁膜
10を貫通するコンタクトホールCH8が形成され、コ
ンタクトホールCH8内には、例えばタングステンで構
成された導体層CL8が埋め込まれている。
T44のシリサイド層6に係合するように配設され、導
体層CL8がシリサイド層6、すなわちゲート電極3
と、シリサイド層61、すなわちソース・ドレイン層7
を電気的に接続するシェアードコンタクトとなってい
る。
線として機能するので、シェアードコンタクトによりゲ
ート電極3とソース・ドレイン層7とが接続されても、
ダイオード接続のトランジスタは構成されない。
においても、ゲート電極3の上部にシリサイド層6を形
成することで、ゲート構造体GT24の抵抗を下げるこ
とができ、また、シェアードコンタクトによりゲート電
極3とソース・ドレイン層7とを接続することが可能と
なり、ゲート電極3とソース・ドレイン層7との接続の
ための工程が簡略化できる。
サイド構造と組み合わせて用いることで、適用範囲をよ
り広げることができることは言うまでもない。
極3の上部にもシリサイド層6が形成されているので、
コンタクトホールCH8がシリサイド層6に係合する
と、導体層CL8とゲート電極3とが短絡することにな
り、動作上の不具合が発生するので、ゲート構造体GT
43とゲート構造体GT44の配設間隔はコンタクトホ
ールの重ね合わせマージンを考慮して設定され、また、
コンタクトホールCH8の形成位置は、ゲート構造体G
T44寄りとなるように設定される。
いて説明した変形例3〜6においては、シェアードコン
タクトにより、サリサイド構造のゲートのゲート電極と
ソース・ドレイン層を電気的に接続する構成について説
明したが、シェアードコンタクトによって接続されるの
はゲート電極とソース・ドレイン層とに限定されるもの
ではない。以下、シェアードコンタクトの適用例につい
てさらに説明する。
ェアードコンタクトの構成を示す断面図である。
TI膜STで分離されたMOSトランジスタQ1および
Q2が配設されている。
ート構造体GT51およびGT52と、ゲート構造体G
T51およびGT52の両サイドのシリコン基板1の表
面内に形成されたソース・ドレイン層7を有している。
また、ソース・ドレイン層7の表面にはコバルトシリサ
イドで形成されたシリサイド層61が形成されている。
シリコン基板1上に形成されたゲート酸化膜2と、ゲー
ト酸化膜2上に形成されたポリシリコンで構成されるゲ
ート電極3と、ゲート電極3上に形成されたシリサイド
層6と、シリサイド層6、ゲート電極3、ゲート酸化膜
2の側面に接するように形成されたサイドウォール窒化
膜5とを有して構成されている。
2の上部には、その輪郭に沿うように形成された酸化膜
8および窒化膜9が部分的に残存している。窒化膜9は
後に説明するようにエッチングストッパとして機能す
る。
T51およびGT52を覆うようにシリコン酸化膜で構
成される層間絶縁膜10が形成され、STI膜STを挟
んで併設されたMOSトランジスタQ1およびQ2のソ
ース・ドレイン層7およびSTI膜STに達するよう
に、層間絶縁膜10を貫通するコンタクトホールCH9
が形成され、コンタクトホールCH9内には、例えばタ
ングステンで構成された導体層CL9が埋め込まれ、M
OSトランジスタQ1およびQ2の併設されたソース・
ドレイン層7を同時に接続するシェアードコンタクトを
構成している。
構造体GT51およびGT52のシリサイド層6には係
合しないように配設されている。
を挟んで併設され、電気的に分離された活性領域間を電
気的に接続するための工程が簡略化できる。
サイド構造と組み合わせて用いることで、適用範囲をよ
り広げることができることは言うまでもない。
2が、ゲート電極3上に上部窒化膜を有する構成であっ
ても良いことは言うまでもない。その場合、ゲート構造
体はSAC構造を構成するので、ゲート構造体の配設間
隔を短縮することができる。
を用いて、図12に示す構成の半導体装置の製造方法に
ついて説明する。
び第2の領域R2に分離されたシリコン基板1を準備
し、図13に示す工程においてシリコン基板1上に、酸
化膜OX1を形成し、酸化膜OX1上にポリシリコン層
PS1を形成する。そして、写真製版によりポリシリコ
ン層PS1上に選択的に、例えばTEOS酸化膜OX2
を形成する。
図12に示したゲート構造体GT51およびGT52の
形成位置に対応する。
S酸化膜OX2をマスクとしてポリシリコン層PS1を
エッチングして酸化膜OX1を露出させる。その後、T
EOS酸化膜OXおよび酸化膜OX12をエッチングに
より除去して、ゲート電極3およびゲート酸化膜2を成
形する。
ン基板1に不純物イオンを注入し、低ドープドレイン層
71を形成する。
性エッチングによりサイドウォール窒化膜5を形成す
る。このとき、電極3の表面が露出するようにエッチン
グする。
電極3をマスクとしてシリコン基板1に不純物イオンを
注入し、ソース・ドレイン層7を形成することで図15
に示す構成を得る。
にコバルト層を形成し、ランプ加熱炉を用いたRTA処
理により、シリコン基板1表面およびポリシリコン表面
にコバルトシリサイドを形成した後、未反応のコバルト
層を除去することで、ゲート電極3上およびソース・ド
レイン層7上に、シリサイド層6および61を形成し、
ゲート構造体GT51およびGT52が形成される。
構造体GT51およびGT52の輪郭に沿うとともに、
ソース・ドレイン層7上を覆うように酸化膜8を形成し
た後、酸化膜8上に窒化膜9を形成する。なお、酸化膜
8はシリコン基板1等の保護膜として機能する。
51およびGT52を覆うように酸化膜を形成し、平坦
化することで層間絶縁膜10を形成する。その後、ST
I膜STを挟んで併設されたソース・ドレイン層7およ
びSTI膜ST上に対応する窒化膜9に達するように、
層間絶縁膜10を貫通するコンタクトホールCH9を形
成する。このとき、窒化膜9はエッチングストッパとし
て機能し、コンタクトホールCH9のエッチングは窒化
膜9上に達すると、エッチング速度が低下し実質的に停
止する。これは、窒化膜9と層間絶縁膜10とでエッチ
ング選択比が大きく異なるからである。
由は、オーバーエッチングを低減してSTI膜STの削
り過ぎを防ぐためである。なお、これまで説明した実施
の形態1および変形例1〜6の構成においては、エッチ
ングストッパについては記載していないが、これはST
I膜STに係合するコンタクトホールを形成する構成が
なかったためである。しかし、本変形例の構成と併せて
使用するのであれば、エッチングストッパを設けること
になる。
化膜9および、その下の酸化膜8を除去することでコン
タクトホールCH9をソース・ドレイン層7およびST
I膜ST上に到達させる。最後に、コンタクトホールC
H9内に、タングステンで構成された導体層CL9を埋
め込むことで、図12に示す構成が得られる。
明した変形例7においては、異なる活性領域間を接続す
るシェアードコンタクトの構成を示したが、図18に示
すように異なる活性領域間およびゲートを接続するよう
にシェアードコンタクトを形成することもできる。
TI膜STで分離されたMOSトランジスタQ3および
Q4が配設されている。
ート構造体GT53およびGT54と、ゲート構造体G
T53およびGT54の両サイドのシリコン基板1の表
面内に形成されたソース・ドレイン層7を有している。
また、ソース・ドレイン層7の表面にはコバルトシリサ
イドで形成されたシリサイド層61が形成されている。
上に形成されたゲート酸化膜2と、ゲート酸化膜2上に
形成されたポリシリコンで構成されるゲート電極3と、
ゲート電極3上に形成された上部窒化膜4と、上部窒化
膜4、ゲート電極3、ゲート酸化膜2の側面に接するよ
うに形成されたサイドウォール窒化膜5とを有して構成
されている。
上に形成されたゲート酸化膜2と、ゲート酸化膜2上に
形成されたポリシリコンで構成されるゲート電極3と、
ゲート電極3上に形成されたシリサイド層6と、シリサ
イド層6、ゲート電極3、ゲート酸化膜2の側面に接す
るように形成されたサイドウォール窒化膜5とを有して
構成されている。
4の輪郭に沿うように、酸化膜8が形成され、酸化膜8
上には窒化膜9が形成されている。
T53およびGT54を覆うようにシリコン酸化膜で構
成される層間絶縁膜10が形成され、STI膜STを挟
んで併設されたMOSトランジスタQ3およびQ4のソ
ース・ドレイン層7およびSTI膜STに達するように
層間絶縁膜10を貫通するとともに、ゲート構造体GT
54のシリサイド層6に係合するコンタクトホールCH
10が形成され、コンタクトホールCH10内には、例
えばタングステンで構成された導体層CL10が埋め込
まれ、MOSトランジスタQ3およびQ4のそれぞれの
ソース・ドレイン層7と、ゲート構造体GT54のゲー
ト電極3を同時に接続するシェアードコンタクトを構成
している。
を挟んで併設され、電気的に分離された活性領域と、M
OSトランジスタのゲートを電気的に接続するための工
程が簡略化できる。
サイド構造と組み合わせて用いることで、適用範囲をよ
り広げることができることは言うまでもない。
8を用いて説明した変形例7および8においては、シェ
アードコンタクトが2つのゲート間に配設される構成を
示したが、図19に示すようにゲート配線を跨ぐシェア
ードコンタクトを形成することもできる。
されたSTI膜STの上に、ゲート構造体GT61、G
T62およびGT63がゲート配線として配設されてい
る。
STI膜ST上に形成されたゲート酸化膜2と、ゲート
酸化膜2上に形成されたポリシリコンで構成されるゲー
ト電極3と、ゲート電極3上に形成されたシリサイド層
6と、シリサイド層6、ゲート電極3、ゲート酸化膜2
の側面に接するように形成されたサイドウォール窒化膜
5とを有して構成されている。
に配設されるゲート構造体GT62は、STI膜ST上
に形成されたゲート酸化膜2と、ゲート酸化膜2上に形
成されたポリシリコンで構成されるゲート電極3と、ゲ
ート電極3上に形成された上部窒化膜4と、上部窒化膜
4、ゲート電極3、ゲート酸化膜2の側面に接するよう
に形成されたサイドウォール窒化膜5とを有して構成さ
れている。
3の上部には、その輪郭に沿うように形成された酸化膜
8および窒化膜9が部分的に残存している。
T61〜GT63を覆うようにシリコン酸化膜で構成さ
れる層間絶縁膜10が形成され、層間絶縁膜10を貫通
してSTI膜ST上に達するとともに、ゲート構造体G
T61およびGT63のシリサイド層6に係合し、ゲー
ト構造体GT62を露出させるコンタクトホールCH1
1が形成され、コンタクトホールCH11内には、例え
ばタングステンで構成された導体層CL11が埋め込ま
れ、ゲート構造体GT61およびGT63のゲート電極
3を同時に接続するシェアードコンタクトを構成してい
る。
窒化膜で覆われているため、層間絶縁膜10のエッチン
グによって露出することが防止でき、ゲート構造体GT
61およびGT63のゲート電極3と電気的に接続され
ることはない。
に、電気的に分離したい配線がある場合でも、当該電気
的に分離したい配線を窒化膜で覆い、これを覆うように
導体層を配設することで、電気的に接続したい配線間の
接続を容易に行うことができる。
い配線上に個々にコンタクトを設け、当該コンタクトを
層間絶縁膜上に配設した配線層を介して接続する構成と
していたので製造工程が複雑となり、また、レイアウト
にも規制が多かったが、上述した構成とすることで、製
造工程が簡略化できるとともに、レイアウトの自由度が
上がり、高集積化も可能となる。
サイド構造と組み合わせて用いることで、適用範囲をよ
り広げることができることは言うまでもない。
説明した変形例9においては、ゲート配線どうしを接続
するシェアードコンタクトの構成を示したが、図20に
示すように、ゲート配線を跨いで、電気的に分離された
2つのMOSトランジスタのソース・ドレイン層を接続
するシェアードコンタクトを形成することもできる。
TI膜STで分離されたMOSトランジスタQ5および
Q6が配設されている。また、STI膜ST上にはゲー
ト構造体GT64がゲート配線として配設されている。
ート構造体GT65およびGT66と、ゲート構造体G
T65およびGT66の両サイドのシリコン基板1の表
面内に形成されたソース・ドレイン層7を有している。
また、ソース・ドレイン層7の表面にはコバルトシリサ
イドで形成されたシリサイド層61が形成されている。
に形成されたゲート酸化膜2と、ゲート酸化膜2上に形
成されたポリシリコンで構成されるゲート電極3と、ゲ
ート電極3上に形成された上部窒化膜4と、上部窒化膜
4、ゲート電極3、ゲート酸化膜2の側面に接するよう
に形成されたサイドウォール窒化膜5とを有して構成さ
れている。
上に形成されたゲート酸化膜2と、ゲート酸化膜2上に
形成されたポリシリコンで構成されるゲート電極3と、
ゲート電極3上に形成された上部窒化膜4と、上部窒化
膜4、ゲート電極3、ゲート酸化膜2の側面に接するよ
うに形成されたサイドウォール窒化膜5とを有して構成
されている。
上に形成されたゲート酸化膜2と、ゲート酸化膜2上に
形成されたポリシリコンで構成されるゲート電極3と、
ゲート電極3上に形成されたシリサイド層6と、シリサ
イド層6、ゲート電極3、ゲート酸化膜2の側面に接す
るように形成されたサイドウォール窒化膜5とを有して
構成されている。
6の上部には、その輪郭に沿うように形成された酸化膜
8および窒化膜9が部分的に残存している。
T64〜GT66を覆うようにシリコン酸化膜で構成さ
れる層間絶縁膜10が形成され、層間絶縁膜10を貫通
してSTI膜STを挟んで併設されたソース・ドレイン
層7に達するとともに、ゲート構造体GT64を露出す
るコンタクトホールCH12が形成され、コンタクトホ
ールCH12内には、例えばタングステンで構成された
導体層CL12が埋め込まれ、MOSトランジスタQ5
およびQ6のソース・ドレイン層7を同時に接続するシ
ェアードコンタクトを構成している。
窒化膜で覆われているため、層間絶縁膜10のエッチン
グによって露出することが防止でき、ゲート構造体GT
65およびGT66のソース・ドレイン層7と電気的に
接続されることはない。
れ、電気的に接続したい活性領域間に電気的に分離した
い配線がある場合でも、当該電気的に分離したい配線を
窒化膜で覆い、これを覆うように導体層を配設すること
で、活性領域間の接続を容易に行うことができる。
い活性領域上に個々にコンタクトを設け、当該コンタク
トを層間絶縁膜上に配設した配線層を介して接続する構
成としていたので製造工程が複雑となり、また、レイア
ウトにも規制が多かったが、上述した構成とすること
で、製造工程が簡略化できるとともに、レイアウトの自
由度が上がり、高集積化も可能となる。
サイド構造と組み合わせて用いることで、適用範囲をよ
り広げることができることは言うまでもない。
ゲート電極3の上部にシリサイド層6が形成されている
ので、コンタクトホールCH12がシリサイド層6に係
合すると、導体層CL12とゲート電極3とが短絡する
ことになり、動作上の不具合が発生するので、ゲート構
造体GT65とゲート構造体GT66の配設間隔はコン
タクトホールの重ね合わせマージンを考慮して設定され
ていたが、ゲート構造体GT66がゲート構造体GT6
5と同様に、ゲート電極3が窒化膜で覆われた構成であ
る場合は、ゲート構造体GT66およびゲート構造体G
T65でSAC構造を形成でき、コンタクトホールCH
12の開口寸法は、ゲート構造体GT65およびGT6
6の配置間隔によって自己整合的に決定され、コンタク
トホールCH12の重ね合わせマージンに規制されずに
ゲート構造体GT65およびGT66を配設することが
でき、ゲート間隔を短縮して高集積化を達成できる。な
お、ゲート間隔を短縮するということは、ソース・ドレ
イン層の面積が小さくなるということであり、接合容量
を低減して動作の高速化につながる。
説明した変形例10においては、活性領域どうしを接続
するシェアードコンタクトの構成を示したが、図21に
示すように、ゲート配線を跨いで、MOSトランジスタ
の活性領域とゲート配線を接続するシェアードコンタク
トを形成することもできる。
OSトランジスタQ7が配設され、シリコン基板1上に
配設されたSTI膜STの上に、ゲート構造体GT68
およびGT69がゲート配線として配設されている。
GT67と、ゲート構造体GT67の両サイドのシリコ
ン基板1の表面内に形成されたソース・ドレイン層7を
有している。また、ソース・ドレイン層7の表面にはコ
バルトシリサイドで形成されたシリサイド層61が形成
されている。
上に形成されたゲート酸化膜2と、ゲート酸化膜2上に
形成されたポリシリコンで構成されるゲート電極3と、
ゲート電極3上に形成されたシリサイド層6と、シリサ
イド層6、ゲート電極3、ゲート酸化膜2の側面に接す
るように形成されたサイドウォール窒化膜5とを有して
構成されている。
に形成されたゲート酸化膜2と、ゲート酸化膜2上に形
成されたポリシリコンで構成されるゲート電極3と、ゲ
ート電極3上に形成されたシリサイド層6と、シリサイ
ド層6、ゲート電極3、ゲート酸化膜2の側面に接する
ように形成されたサイドウォール窒化膜5とを有して構
成されている。
配設されるゲート構造体GT69は、STI膜ST上に
形成されたゲート酸化膜2と、ゲート酸化膜2上に形成
されたポリシリコンで構成されるゲート電極3と、ゲー
ト電極3上に形成された上部窒化膜4と、上部窒化膜
4、ゲート電極3、ゲート酸化膜2の側面に接するよう
に形成されたサイドウォール窒化膜5とを有して構成さ
れている。
8の上部には、その輪郭に沿うように形成された酸化膜
8および窒化膜9が部分的に残存している。
T67〜GT69を覆うようにシリコン酸化膜で構成さ
れる層間絶縁膜10が形成され、層間絶縁膜10を貫通
してSTI膜STに隣接するMOSトランジスタQ7の
ソース・ドレイン層7に達するとともに、ゲート構造体
GT68のゲート電極3に係合するとともに、ゲート構
造体GT69を露出させるコンタクトホールCH13が
形成され、コンタクトホールCH13内には、例えばタ
ングステンで構成された導体層CL13が埋め込まれ、
MOSトランジスタQ7のソース・ドレイン層7および
ゲート構造体GT68のゲート電極3を同時に接続する
シェアードコンタクトを構成している。
窒化膜で覆われているため、層間絶縁膜10のエッチン
グによって露出することが防止でき、ゲート構造体GT
68のゲート電極3およびMOSトランジスタQ7のソ
ース・ドレイン層7と電気的に接続されることはない。
性領域との間に、電気的に分離したい配線がある場合で
も、当該電気的に分離したい配線を窒化膜で覆い、これ
を覆うように導体層を配設することで、電気的に接続し
たい配線と活性領域との接続を容易に行うことができ
る。
い配線および活性領域上に個々にコンタクトを設け、当
該コンタクトを層間絶縁膜上に配設した配線層を介して
接続する構成としていたので製造工程が複雑となり、ま
た、レイアウトにも規制が多かったが、上述した構成と
することで、製造工程が簡略化できるとともに、レイア
ウトの自由度が上がり、高集積化も可能となる。
サイド構造と組み合わせて用いることで、適用範囲をよ
り広げることができることは言うまでもない。
サリサイド構造となっているので、コンタクトホールC
H13がシリサイド層6に係合すると、導体層CL13
とゲート電極3とが短絡することになり、動作上の不具
合が発生するので、ゲート構造体GT67とゲート構造
体GT68の配設間隔はコンタクトホールの重ね合わせ
マージンを考慮して設定されていたが、ゲート構造体G
T67がゲート構造体GT69と同様に、ゲート電極3
が窒化膜で覆われた構成である場合は、コンタクトホー
ルCH13の開口寸法は、ゲート構造体GT67および
GT68の配置間隔によって自己整合的に決定され、コ
ンタクトホールCH13の重ね合わせマージンに規制さ
れずにゲート構造体GT67およびGT68を配設する
ことができ、ゲート間隔を短縮して高集積化を達成でき
る。なお、ゲート間隔を短縮するということは、ソース
・ドレイン層の面積が小さくなるということであり、接
合容量を低減して動作の高速化につながる。
的に分離されたMOSトランジスタの活性領域どうしを
ゲート配線を跨いで接続するとともに、MOSトランジ
スタのゲート電極も併せて接続するシェアードコンタク
トの構成を示す。
TI膜STで分離されたMOSトランジスタQ11およ
びQ12が配設されている。また、STI膜ST上には
ゲート構造体GT73がゲート配線として配設されてい
る。
は、ゲート構造体GT71およびGT72と、ゲート構
造体GT71およびGT72の両サイドのシリコン基板
1の表面内に形成されたソース・ドレイン層7を有して
いる。また、ソース・ドレイン層7の表面にはコバルト
シリサイドで形成されたシリサイド層61が形成されて
いる。
に形成されたゲート酸化膜2と、ゲート酸化膜2上に形
成されたポリシリコンで構成されるゲート電極3と、ゲ
ート電極3上に形成された上部窒化膜4と、上部窒化膜
4、ゲート電極3、ゲート酸化膜2の側面に接するよう
に形成されたサイドウォール窒化膜5とを有して構成さ
れている。
シリコン基板1上に形成されたゲート酸化膜2と、ゲー
ト酸化膜2上に形成されたポリシリコンで構成されるゲ
ート電極3と、ゲート電極3上に形成されたシリサイド
層6と、シリサイド層6、ゲート電極3、ゲート酸化膜
2の側面に接するように形成されたサイドウォール窒化
膜5とを有して構成されている。
上に形成されたゲート酸化膜2と、ゲート酸化膜2上に
形成されたポリシリコンで構成されるゲート電極3と、
ゲート電極3上に形成されたシリサイド層6と、シリサ
イド層6、ゲート電極3、ゲート酸化膜2の側面に接す
るように形成されたサイドウォール窒化膜5とを有して
構成されている。
2の上部には、その輪郭に沿うように形成された酸化膜
8および窒化膜9が部分的に残存している。
T71〜GT73を覆うようにシリコン酸化膜で構成さ
れる層間絶縁膜10が形成され、層間絶縁膜10を貫通
してSTI膜STを挟んで併設されたソース・ドレイン
層7に達するとともに、ゲート構造体GT71およびG
T72のシリサイド層6とゲート構造体GT73に係合
するコンタクトホールCH14が形成され、コンタクト
ホールCH14内には、例えばタングステンで構成され
た導体層CL14が埋め込まれ、ゲート構造体GT71
およびGT72のゲート電極3と、MOSトランジスタ
Q11およびQ12のソース・ドレイン層7を同時に接
続するシェアードコンタクトを構成している。
窒化膜で覆われているため、層間絶縁膜10のエッチン
グによって露出することが防止でき、ゲート構造体GT
71およびGT72のゲート電極3およびソース・ドレ
イン層7と電気的に接続されることはない。
れ、その活性領域どうし、ゲート電極どうしを電気的に
接続したい2つのMOSトランジスタの間に、電気的に
分離したい配線がある場合でも、当該電気的に分離した
い配線を窒化膜で覆い、これを覆うように導体層を配設
することで、活性領域間およびゲート電極間の接続を容
易に行うことができる。
い活性領域上、およびゲート電極上に個々にコンタクト
を設け、当該コンタクトを層間絶縁膜上に配設した配線
層を介して接続する構成としていたので製造工程が複雑
となり、また、レイアウトにも規制が多かったが、上述
した構成とすることで、製造工程が簡略化できるととも
に、レイアウトの自由度が上がり、高集積化も可能とな
る。
法は、ゲート構造体GT71およびGT72の配置間隔
によって自己整合的に決定され、コンタクトホールCH
14の重ね合わせマージンに規制されずにゲート構造体
GT71およびGT72を配設することができ、ゲート
間隔を短縮して高集積化を達成できる。なお、ゲート間
隔を短縮するということは、ソース・ドレイン層の面積
が小さくなるということであり、接合容量を低減して動
作の高速化につながる。
サイド構造と組み合わせて用いることで、適用範囲をよ
り広げることができることは言うまでもない。
の変形例においては、上部窒化膜4は窒化膜だけの構成
としたが、例えば酸化膜と窒化膜の2層構造としても良
く、層間絶縁膜10のエッチングに際してエッチングさ
れず、またシリサイド層が形成されない構成であれば良
い。
示したが、これに限定されるものではなく、LOCOS
膜であっても良い。
1およびGT12で構成されるSAC構造は、コンタク
トホールCH1の重ね合わせマージンに規制されずにゲ
ート構造体GT11およびGT12を配設することがで
き、ゲート間隔を短縮して高集積化を達成できるという
点で有効であるが、ゲート電極3上にシリサイド層を有
さないので、ゲート電極3の低抵抗化は望めない。
インコンタクトであるコンタクトホールCH1の近傍だ
けに限定することで、ゲート電極3の低抵抗化を図るこ
とは可能である。
SAC構造を、セルフアラインコンタクトの近傍だけに
限定した構成について図23および図24を用いて説明
する。
傍の構成を示す平面図であり、活性領域AR上に平行に
配設されたゲート構造体GT11およびGT12と、ゲ
ート構造体GT11とGT12との間に配設されたコン
タクトホールCH1と、ゲート構造体GT11およびG
T12の外側の活性領域AR上に配設されたコンタクト
ホールCH21およびCH22を示している。なお、コ
ンタクトホールCH1、CH21およびCH22は図2
3に示すような溝状のものであっても、通常の円形状で
あっても良い。
傍の領域X内のゲート構造体GT11およびGT12が
上部窒化膜4を有し、領域X外のゲート構造体GT11
およびGT12はシリサイド層6を有する構成となって
いる。
4に示す。図24に示すようにシリコン基板1上には、
ゲート構造体GT11およびGT12が所定の間隔を開
けて配設され、ゲート構造体GT11およびGT12の
両サイドのシリコン基板1の表面内にはソース・ドレイ
ン層7が形成され、ソース・ドレイン層7の表面にはコ
バルトシリサイドで形成されたシリサイド層61が形成
されている。
2の構成は図1を用いて説明しているので重複する説明
は省略する。
12を覆うようにシリコン酸化膜で構成される層間絶縁
膜10が形成され、ゲート構造体GT11およびGT1
2間のソース・ドレイン層7に達するように層間絶縁膜
10を貫通するコンタクトホールCH1が形成され、ま
た、ゲート構造体GT11およびGT12の外側のソー
ス・ドレイン層7に達するようにコンタクトホールCH
21およびCH22が形成されている。なお、活性領域
はSTI膜STによって規定されている。
構造を、セルフアラインコンタクトであるコンタクトホ
ールCH1の近傍だけに限定し、その他の部分のゲート
上にシリサイド層6を設けることで、ゲート電極3の低
抵抗化を図ることができ、高速動作を維持しつつ高集積
化も可能となる。
に示すように、SAC構造を、セルフアラインコンタク
トであるコンタクトホールCH1の近傍だけに限定する
には、レイアウト設計の段階で、セルフアラインコンタ
クトの大きさを示すデータに所定の係数を掛けて、オー
バーサイズデータを作成し、それを領域Xの大きさとす
る手法を採れば良い。なお、所定の係数は、セルフアラ
インコンタクトとゲートまでの距離や、ゲート長に合わ
せて種々に準備しておく。
定することでマスクデータの作成等が容易となる。
したように、SAC構造を、セルフアラインコンタクト
であるコンタクトホールCH1の近傍だけに限定する構
成は、ゲート電極3の低抵抗化を図るという観点だけで
なく、デュアルポリシリコンゲートにおいてはPN接合
境界部での寄生ダイオードの形成を防止するという点に
おいても有効である。
RにNチャネル型MOSトランジスタ(NMOSトラン
ジスタと呼称)N1およびN2が形成され、活性領域P
RにPチャネル型MOSトランジスタ(PMOSトラン
ジスタと呼称)P1およびP2が形成され、NMOSト
ランジスタN1のゲート構造体GTN1とPMOSトラ
ンジスタP1のゲート構造体GTP1と、NMOSトラ
ンジスタN2のゲート構造体GTN2とPMOSトラン
ジスタP2のゲート構造体GTP2とが接続された構成
において、NMOSトランジスタN1、N2およびPM
OSトランジスタP1、P2のゲートに、それぞれ、N
型不純物およびP型不純物が比較的高濃度に注入され
て、デュアルポリシリコンゲートとなっている場合、各
トランジスタのゲートの接合部分はPN接合となり、そ
こに寄生ダイオードが形成される可能性がある。
およびPMOSトランジスタP1、P2のゲートの接合
部分近傍の領域Wにおいてはゲート上にシリサイド層を
形成することで、寄生ダイオードの形成を防止すること
ができる。なお、セルフアラインコンタクトであるコン
タクトホールCH31およびCH41の近傍の領域Yお
よび領域ZのゲートはSAC構造とし、シリサイド層は
形成しないようにすることで、ゲート間隔を短くできる
ことは言うまでもない。
ンタクトホールCH31およびCH41の近傍の領域Y
および領域ZではゲートをSAC構造としていたが、一
方のコンタクトホールの近傍のゲートだけをSAC構造
とすることで、以下に説明するような効果を得ることが
できる。
OSトランジスタN3およびN4、活性領域PRに形成
されるPMOSトランジスタP3およびP4の形成途中
の状態を示す図であり、NMOSトランジスタN3のゲ
ート構造体GTN3とPMOSトランジスタP3のゲー
ト構造体GTP3と、NMOSトランジスタN4のゲー
ト構造体GTN4とPMOSトランジスタP4のゲート
構造体GTP4とが接続された構成において、領域Yの
ゲートはSAC構造となり、領域Vのゲート上にはシリ
サイド層も窒化膜も形成されていない。なお、領域Wに
おいてはゲート上にシリサイド層6を形成することで、
寄生ダイオードの形成を防止することができる。
断面図を図27および図28に示す。図27において、
ゲート構造体GTN3およびGTN4は、シリコン基板
1上に形成されたゲート酸化膜2と、ゲート酸化膜2上
に形成されたポリシリコンで構成されるゲート電極3
と、ゲート電極3上に形成された上部窒化膜4と、上部
窒化膜4、ゲート電極3、ゲート酸化膜2の側面に接す
るように形成されたサイドウォール窒化膜5とを有して
構成されている。
よびGTP4は、シリコン基板1上に形成されたゲート
酸化膜2と、ゲート酸化膜2上に形成されたポリシリコ
ンで構成されるゲート電極3と、ゲート電極3、ゲート
酸化膜2の側面に接するように形成されたサイドウォー
ル窒化膜5とを有して構成されている。
いては、ゲート構造体GTN3およびGTN4をマスク
としてN型不純物(リンあるいはヒ素等)を比較的高濃
度に注入してソース・ドレイン層7を形成し、PMOS
トランジスタP3およびP4においては、ゲート構造体
GTP3およびGTP4をマスクとしてP型不純物(ボ
ロン等)を比較的高濃度に注入してソース・ドレイン層
7を形成するが、このとき、それぞれのゲート電極3に
も不純物を注入することで、デュアルポリシリコンゲー
トを形成できる。
中の不純物の濃度と、活性化率で仕事関数が設定でき、
しきい値を調整することができる。そして、ゲート上に
シリサイド層を形成するか否かで、ゲートに注入される
不純物濃度を変えることができるので、不純物量を多く
したいトランジスタのゲート上にはゲート構造体GTP
3およびGTP4のようにシリサイド層も窒化膜も形成
せず、不純物量を少なくし、かつSAC構造にしたいト
ランジスタのゲート上にはゲート構造体GTN3および
GTN4のように上部窒化膜4を形成する。つまり、ソ
ース・ドレイン層を形成する際、上部窒化膜の有無によ
ってゲート電極内に導入する不純物量を制御する。
ート構造体GTN3およびGTN4におけるゲート電極
3中の不純物濃度は、ゲート構造体GTP3およびGT
P4の80%程度とし、NMOSトランジスタN3およ
びN4のしきい値を、PMOSトランジスタP3および
P4よりも高くすることができる。もちろん、不純物濃
度はNMOSトランジスタとPMOSトランジスタとで
独立に設定可能である。
形態1および2において、SAC構造を採ることでゲー
ト間隔を短縮して高集積化を達成できることを説明し
た。そこで、SAC構造を採用した場合のレイアウトの
一例を図29に示す。
ート構造体GT90が平行に配列され、各ゲート間に複
数のコンタクトホールCH90が配設されている。
T90はシリサイド化されておらずSAC構造となって
おり、活性領域ARの外部のゲート構造体GT90上に
はシリサイド層6が形成されている。
(ピッチ)を短縮して高集積化を達成できる。例えば、
従来、0.7μmピッチで形成していたトランジスタ
を、SAC構造の採用により例えば、0.56umピッチ
程度にできるが、コンタクトホールCH90を各ゲート
構造体GT90間に同数で、同じように配置すると、コ
ンタクトホールCH90が密集し、コンタクトホールC
H90の形成時に、写真製版技術を用いてレジストのパ
ターニングを行う際に、近接効果等によりパターン解像
に不具合が生じる可能性がある。
うにコンタクトホールCH90の配列個数と、配列パタ
ーンをゲート間ごとに変えるようにすれば良い。
ルCH90が配列されたゲート間と、2個のコンタクト
ホールCH90が配列されたゲート間が交互になるよう
に構成され、コンタクトホールCH90の密集度を下げ
るようになっている。
による影響を軽減して、さらにゲート間隔を短縮でき、
例えば0.50μmピッチ程度にまで縮小することが可
能となる。
減っても、ゲート間、すなわちソース・ドレイン層上に
は実施の形態1およびその変形例において説明したよう
に、シリサイド層6と同時に形成されたシリサイド層が
存在するので、コンタクト抵抗が極端に大きくなるよう
なことが防止できる。
によれば、構成の異なる複数の回路部、例えばSRAM
などのメモリ部と、ロジック部とを備える半導体装置に
おいて、メモリ部で第1のゲート構造体に基づくセルフ
アラインコンタクト構造と、第2のゲート構造体に基づ
くサリサイド構造とを併設することで、高集積化を達成
できるとともに、動作の高速化も達成できる。また、ロ
ジック部で上述したようなセルフアラインコンタクト構
造とサリサイド構造とを併設することで、高速動作を維
持しつつ高集積化も可能となる。
よれば、並列配置された第1のゲート構造体に基づいて
セルフアラインコンタクト構造を得ることができ、ゲー
ト間隔を短縮して高集積化を達成できる。
よれば、第2のゲート構造体に基づいてシェアードコン
タクトを構成でき、第2のゲート構造体のシリサイド
層、すなわちゲート電極と半導体基板、すなわち活性領
域との接続のための構成が単純化できる。
よれば、並列配置された第2のゲート構造体のうちの一
方に基づいてシェアードコンタクトを構成でき、第2の
ゲート構造体のシリサイド層、すなわちゲート電極と半
導体基板、すなわち活性領域との接続のための構成が単
純化できる。
よれば、ゲート配線となる分離絶縁膜上の第2のゲート
構造体においてシリサイド層を配設することで、第2の
ゲート構造体の抵抗を下げることができる。
よれば、分離絶縁膜を挟んで併設され、電気的に分離さ
れたソース・ドレイン層と、第2のゲート構造体のシリ
サイド層、すなわちゲート電極を電気的に接続するため
の構成が単純化できる。
よれば、導体層が中央ゲート構造体を覆うことになる
が、第1のゲート構造体のゲート電極は絶縁膜で覆われ
ているので、第1サイドおよび第2サイドのゲート構造
体とは電気的に独立して存在でき、レイアウトの自由度
が上がり、高集積化も可能となる。
よれば、電気的に接続したい配線の間に、電気的に分離
したい配線がある場合でも、当該電気的に分離したい配
線を絶縁膜で覆い、これを覆うように導体層を配設する
ことで、電気的に接続したい配線間の接続を容易に行う
ことができる。従来はこのような場合、電気的に接続し
たい配線上に個々にコンタクトを設け、当該コンタクト
を層間絶縁膜上に配設した配線層を介して接続する構成
としていたので製造工程が複雑となり、また、レイアウ
トにも規制が多かったが、本発明の構成とすることで、
製造工程が簡略化できるとともに、レイアウトの自由度
が上がり、高集積化も可能となる。
よれば、分離絶縁膜を挟んで併設され、電気的に接続し
たいソース・ドレイン層間に電気的に分離したい配線が
ある場合でも、当該電気的に分離したい配線を絶縁膜で
覆い、これを覆うように導体層を配設することで、ソー
ス・ドレイン層間の接続を容易に行うことができる。従
来はこのような場合、電気的に接続したいソース・ドレ
イン層上に個々にコンタクトを設け、当該コンタクトを
層間絶縁膜上に配設した配線層を介して接続する構成と
していたので製造工程が複雑となり、また、レイアウト
にも規制が多かったが、本発明の構成とすることで、製
造工程が簡略化できるとともに、レイアウトの自由度が
上がり、高集積化も可能となる。
によれば、電気的に接続したい配線とソース・ドレイン
層との間に、電気的に分離したい配線がある場合でも、
当該電気的に分離したい配線を絶縁膜で覆い、これを覆
うように導体層を配設することで、電気的に接続したい
配線とソース・ドレイン層との接続を容易に行うことが
できる。従来はこのような場合、電気的に接続したい配
線およびソース・ドレイン層上に個々にコンタクトを設
け、当該コンタクトを層間絶縁膜上に配設した配線層を
介して接続する構成としていたので製造工程が複雑とな
り、また、レイアウトにも規制が多かったが、本発明の
構成とすることで、製造工程が簡略化できるとともに、
レイアウトの自由度が上がり、高集積化も可能となる。
によれば、分離絶縁膜を挟んで併設され、ソース・ドレ
イン層どうし、ゲート電極どうしを電気的に接続したい
2つのMOSトランジスタの間に、電気的に分離したい
配線がある場合でも、当該電気的に分離したい配線を絶
縁膜で覆い、これを覆うように導体層を配設すること
で、ソース・ドレイン層間およびゲート電極間の接続を
容易に行うことができる。従来はこのような場合、電気
的に接続したいソース・ドレイン層上、およびゲート電
極上に個々にコンタクトを設け、当該コンタクトを層間
絶縁膜上に配設した配線層を介して接続する構成として
いたので製造工程が複雑となり、また、レイアウトにも
規制が多かったが、本発明の構成とすることで、製造工
程が簡略化できるとともに、レイアウトの自由度が上が
り、高集積化も可能となる。
によれば、並列配置された第1のゲート構造体で構成さ
れるセルフアラインコンタクト構造をセルフアラインコ
ンタクトの近傍だけに限定し、セルフアラインコンタク
トの近傍領域外においては、並列配置された第1のゲー
ト構造体に連続して第2のゲート構造体、すなわちシリ
サイド層を備えたゲートを配設することで、ゲート電極
の低抵抗化を図ることができ、高速動作を維持しつつ高
集積化も可能となる。
によれば、第1のゲート構造体がデュアルポリシリコン
ゲートである場合に、導電型の異なるMOSトランジス
タのゲートどうしを接続した構成であっても、セルフア
ラインコンタクトの近傍領域外においては、並列配置さ
れた第1のゲート構造体に連続して第2のゲート構造
体、すなわちシリサイド層を備えたゲートを配設するこ
とで、導電型の異なる不純物が注入された2種類のゲー
トの接合部において寄生ダイオードの形成を防止するこ
とができる。
によれば、セルフアラインコンタクト構造を採用した場
合のコンタクトホールの平面的な配設パターンを、ソー
ス・ドレイン層のうち、隣り合うものどうしでは、互い
違いの配列となるように設定することで、コンタクトホ
ールの密集度が低下し、コンタクトホールの形成時に、
写真製版技術を用いてレジストのパターニングを行う際
に、近接効果等によりパターン解像に不具合が生じるこ
とを低減でき、ゲート間隔をさらに短縮できる。
によれば、ソース・ドレイン層の上部に、シリサイド層
をさらに有することで、ソース・ドレイン層とコンタク
ト部とのコンタクト抵抗を低減できる。
の製造方法によれば、シリサイド層の形成を防止する上
部窒化膜となる窒化膜を、予め、ゲート電極層上に選択
的に形成し、その上に酸化膜のマスクを形成すること
で、シリサイド層が形成されないゲートを任意の位置に
選択的に、比較的簡単な工程で形成できる。
の製造方法によれば、ソース・ドレイン層上にもシリサ
イド層が同時に形成でき、ソース・ドレイン層とコンタ
クト部とのコンタクト抵抗を低減した構成を容易に得る
ことができる。
成を説明する図である。
造工程を説明する図である。
造工程を説明する図である。
造工程を説明する図である。
造工程を説明する図である。
形例1の構成を説明する図である。
形例2の構成を説明する図である。
形例3の構成を説明する図である。
形例4の構成を説明する図である。
変形例5の構成を説明する図である。
変形例6の構成を説明する図である。
変形例7の構成を説明する図である。
変形例7の製造工程を説明する図である。
変形例7の製造工程を説明する図である。
変形例7の製造工程を説明する図である。
変形例7の製造工程を説明する図である。
変形例7の製造工程を説明する図である。
変形例8の構成を説明する図である。
変形例9の構成を説明する図である。
変形例10の構成を説明する図である。
変形例11の構成を説明する図である。
変形例12の構成を説明する図である。
構成を説明する平面図である。
構成を説明する図である。
変形例1の構成を説明する平面図である。
変形例2の構成を説明する平面図である。
変形例2の構成を説明する図である。
変形例2の構成を説明する図である。
構成を説明する平面図である。
構成を説明する平面図である。
る。
る。
6 シリサイド層、10 層間絶縁膜、GT11〜GT
14,GT21〜GT24,GT31〜GT34,GT
41〜GT44,GT51〜GT54,GT61〜GT
69,GT71〜GT73 ゲート構造体。
Claims (17)
- 【請求項1】 半導体基板上に形成され、それぞれ構成
の異なる複数の回路部を備えた半導体装置であって、 前記複数の回路部は、それぞれが、 前記半導体基板上および前記半導体基板上に配設された
分離絶縁膜上の少なくとも一方に配設された第1および
第2のゲート構造体と、 前記第1および第2のゲート構造体を覆う層間絶縁膜
と、 前記層間絶縁膜を貫通して、前記半導体基板上および前
記分離絶縁膜上の少なくとも一方に達する複数のコンタ
クトとを備え、 前記第1のゲート構造体は、 第1のゲート酸化膜と、 前記第1のゲート酸化膜上に形成された第1のゲート電
極と、 前記第1のゲート電極上に形成された上部絶縁膜と、 前記上部絶縁膜、前記第1のゲート電極、前記第1のゲ
ート酸化膜の側面に形成された第1のサイドウォール絶
縁膜と、を備え、 前記第2のゲート構造体は、 第2のゲート酸化膜と、 前記第2のゲート酸化膜上に形成された第2のゲート電
極と、 前記第2のゲート電極上に形成されたシリサイド層と、 前記シリサイド層、前記第2のゲート電極、前記第2の
ゲート酸化膜の側面に形成された第2のサイドウォール
絶縁膜と、を備える、半導体装置。 - 【請求項2】 前記第1のゲート構造体は複数であっ
て、 前記複数のコンタクトは、 並列に配設された前記第1のゲート構造体の間に配設さ
れ、前記層間絶縁膜を貫通し、前記半導体基板上に達す
るコンタクトホールを有し、前記第1のゲート構造体の
配置間隔によって、前記コンタクトホールの開口寸法が
自己整合的に決定されるセルフアラインコンタクトを備
える、請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項3】 前記複数のコンタクトは、 並列に配設された前記第1および第2のゲート構造体の
間に配設され、前記層間絶縁膜を貫通し、前記半導体基
板上に達するとともに、前記第2のゲート構造体の前記
シリサイド層に達するコンタクトホールを有した、シェ
アードコンタクトを備える、請求項1記載の半導体装
置。 - 【請求項4】 前記第2のゲート構造体は複数であっ
て、 前記複数のコンタクトは、 並列に配設された前記第2のゲート構造体の間に配設さ
れ、前記層間絶縁膜を貫通し、前記半導体基板上に達す
るとともに、少なくとも一方の前記第2のゲート構造体
の前記シリサイド層にも達するコンタクトホールを有し
た、シェアードコンタクトを備える、請求項1記載の半
導体装置。 - 【請求項5】 前記コンタクトホールが係合する前記第
2のゲート構造体は前記分離絶縁膜上に配設される、請
求項3または4記載の半導体装置。 - 【請求項6】 前記第1および第2のゲート構造体は、
前記分離絶縁膜を挟んで前記半導体基板上に併設され、 前記第1および第2のゲート構造体の両サイドの前記半
導体基板の表面内にそれぞれソース・ドレイン層を有
し、 前記複数のコンタクト部は、 前記第1および第2のゲート構造体の間に配設され、前
記層間絶縁膜を貫通し、前記分離絶縁膜を挟んで併設さ
れた前記ソース・ドレイン層上および前記分離絶縁膜上
に達するとともに、前記第2のゲート構造体の前記シリ
サイド層に達するコンタクトホールを有する、シェアー
ドコンタクトを備える、請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項7】 前記第1のゲート構造体に相当し、相対
的に中央に位置するように配設された中央ゲート構造体
と、 それぞれ前記第1および第2のゲート構造体の何れかに
相当し、前記中央ゲート構造体の両サイドに配設された
第1サイドおよび第2サイドのゲート構造体と、 前記複数のコンタクトは、 前記第1サイドおよび第2サイドのゲート構造体の間に
配設され、前記層間絶縁膜を貫通し、前記半導体基板上
および前記分離絶縁膜上の少なくとも一方に達するとと
もに、前記中央ゲート構造体を露出させるように配設さ
れたコンタクトホールと、 前記コンタクトホールに埋め込まれ、前記中央ゲート構
造体を覆う導体層とを有する、請求項1記載の半導体装
置。 - 【請求項8】 前記中央ゲート構造体、前記第1サイド
および第2サイドのゲート構造体は前記分離絶縁膜上に
配設され、 前記第1サイドおよび第2サイドのゲート構造体は、と
もに前記第2のゲート構造体に相当し、 前記コンタクトホールは、前記第1サイドおよび第2サ
イドのゲート構造体の前記シリサイド層にも達するよう
に配設される、請求項7記載の半導体装置。 - 【請求項9】 前記中央ゲート構造体は前記分離絶縁膜
上に配設され、 前記第1サイドおよび第2サイドのゲート構造体は前記
分離絶縁膜を挟んで前記半導体基板上に配設され、 前記第1サイドおよび第2サイドのゲート構造体の両サ
イドの前記半導体基板の表面内にソース・ドレイン層を
有し、 前記コンタクトホールは、前記第1サイドおよび第2サ
イドのゲート構造体の前記分離絶縁膜を挟んで併設され
た前記ソース・ドレイン層上に達するように配設され
る、請求項7記載の半導体装置。 - 【請求項10】 前記中央ゲート構造体および前記第1
サイドのゲート構造体は前記分離絶縁膜上に配設され、
前記第1サイドのゲート構造体は前記第2のゲート構造
体に相当し、 前記第2サイドのゲート構造体は前記半導体基板上に配
設され、その両サイドの前記半導体基板の表面内にソー
ス・ドレイン層を有し、 前記コンタクトホールは、 前記第2サイドのゲート構造体の前記分離絶縁膜側の前
記ソース・ドレイン層上に達するとともに、第1サイド
のゲート構造体の前記シリサイド層にも達するように配
設される、請求項7記載の半導体装置。 - 【請求項11】 前記中央ゲート構造体は前記分離絶縁
膜上に配設され、 前記第1サイドおよび第2サイドのゲート構造体は前記
分離絶縁膜を挟んで前記半導体基板上に配設され、 前記第1サイドおよび第2サイドのゲート構造体の両サ
イドの前記半導体基板の表面内にソース・ドレイン層を
有し、 前記第1サイドおよび第2サイドのゲート構造体は、と
もに前記第2のゲート構造体に相当し、 前記コンタクトホールは、前記第1サイドおよび第2サ
イドのゲート構造体の前記分離絶縁膜を挟んで併設され
た前記ソース・ドレイン層上に達するように配設される
とともに、 第1サイドおよび第2サイドのゲート構造体の前記シリ
サイド層にも達するように配設される、請求項7記載の
半導体装置。 - 【請求項12】 前記第1のゲート構造体の両サイドの
前記半導体基板の表面内にソース・ドレイン層を有し、 前記第1のゲート構造体の形成領域は、前記セルフアラ
インコンタクトの近傍領域であって、 前記セルフアラインコンタクトの近傍領域外において
は、前記第1のゲート構造体に連続して前記第2のゲー
ト構造体が配設される、請求項2記載の半導体装置。 - 【請求項13】 前記第1のゲート構造体の前記ゲート
電極は、前記ソース・ドレイン層と同じ導電型の不純物
を有する、請求項12記載の半導体装置。 - 【請求項14】 前記第1のゲート構造体の両サイドの
前記半導体基板の表面内にソース・ドレイン層を有し、 前記コンタクトホールは、前記ソース・ドレイン層上に
複数個配設され、 前記コンタクトホールの平面的な配設パターンは、 前記ソース・ドレイン層のうち、隣り合うものどうしで
は、互い違いの配列となるように設定される、請求項2
記載の半導体装置。 - 【請求項15】 前記ソース・ドレイン層の上部に、シ
リサイド層をさらに有する請求項6、請求項9ないし請
求項12の何れかに記載の半導体装置。 - 【請求項16】 半導体基板上に形成され、それぞれ構
成の異なる複数の回路部を備え、前記複数の回路部が、
それぞれ、前記半導体基板上および前記半導体基板上に
配設された分離絶縁膜上の少なくとも一方に配設された
第1および第2のゲート構造体を備えた半導体装置の製
造方法であって、 (a)半導体基板上に酸化膜を形成する工程と、 (b)前記酸化膜上にゲート電極層を形成する工程と、 (c)前記第1のゲート構造体の形成位置に対応した前記
ゲート電極層上に、選択的に窒化膜を形成する工程と、 (d)前記窒化膜および、前記第2のゲート構造体の形成
位置に対応した前記ゲート電極層上に、選択的に酸化膜
のマスクを形成する工程と、 (e)前記酸化膜のマスクを用いて、前記窒化膜、前記ゲ
ート電極層をエッチングした後、前記酸化膜のマスクお
よび前記酸化膜を選択的に除去して、前記第1のゲート
構造体の形成位置に対応して、第1のゲート酸化膜と、
前記第1のゲート酸化膜上に形成された第1のゲート電
極と、前記第1のゲート電極上に形成された上部窒化膜
とを形成するとともに、前記第2のゲート構造体の形成
位置に対応して、第2のゲート酸化膜と、前記第2のゲ
ート酸化膜上に形成された第2のゲート電極とを形成す
る工程と、 (f)前記上部窒化膜、前記第1のゲート電極、前記第1
のゲート酸化膜の側面に第1のサイドウォール窒化膜を
形成して前記第1のゲート構造体を形成するとともに、
前記第2のゲート電極および前記第2のゲート酸化膜の
側面に第2のサイドウォール窒化膜を形成する工程と、 (g)前記第2のゲート電極の上部にシリサイド層を形成
して前記第2のゲート構造体を形成する工程とを備え
る、半導体装置の製造方法。 - 【請求項17】 前記工程(g)に先だって、 前記半導体基板の表面内にソース・ドレイン層を形成す
る工程をさらに備え、 前記工程(g)は、 前記ソース・ドレイン層上にもシリサイド層を同時に形
成するサリサイド工程を含む、請求項16記載の半導体
装置の製造方法。
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