JP2005197398A - Semiconductor device and its manufacturing method - 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し、特に、高周波信号を電力増幅する高周波電力増幅器の増幅素子を有する半導体装置に適用して有効な技術に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a technique effective when applied to a semiconductor device having an amplifying element of a high frequency power amplifier that amplifies a high frequency signal.
高周波電力増幅器の増幅素子の半導体装置に形成されたFETは、高周波・高出力の信号を処理するために、FETのゲート幅の拡大を目的としてマルチフィンガ等の構成が採用されている。マルチフィンガでは、複数並設されたゲートが一体化されてゲートパッドに接続され、同様に複数並設されたドレインがドレイン配線によって一体化されてドレインパッドに接続されている。複数並設されたソースはソース配線によって一体化されて裏面電極に接続されている。 The FET formed in the semiconductor device of the amplifying element of the high frequency power amplifier employs a configuration such as a multi-finger for the purpose of expanding the gate width of the FET in order to process a high frequency / high output signal. In the multi-finger, a plurality of gates arranged in parallel are integrated and connected to the gate pad, and similarly, a plurality of drains arranged in parallel are integrated by a drain wiring and connected to the drain pad. A plurality of sources arranged in parallel are integrated by source wiring and connected to the back electrode.
携帯電話基地局用送信アンプの高周波電力増幅に用いられる高周波パワーFETでは、多結晶シリコンにタングステンシリサイドを積層したゲート電極の低抵抗化を図るために、ゲートフィンガと並行に配置し、アルミニュウムを主としたゲート配線と前記ゲート電極とを所定間隔で接続して、ゲート抵抗を低減させている。ゲート抵抗の低減により、入力容量×ゲート抵抗の時定数を小さくし1GHzを超える周波数での動作を可能にし、高周波特性における電力利得、ドレイン効率の改善を行なっている。 In a high-frequency power FET used for high-frequency power amplification of a mobile phone base station transmission amplifier, in order to reduce the resistance of the gate electrode in which tungsten silicide is laminated on polycrystalline silicon, it is arranged in parallel with the gate finger, and aluminum is mainly used. The gate resistance is reduced by connecting the gate wiring and the gate electrode at a predetermined interval. By reducing the gate resistance, the time constant of input capacitance × gate resistance is reduced to enable operation at a frequency exceeding 1 GHz, and the power gain and drain efficiency in high frequency characteristics are improved.
図1に示すのは、本発明者等が製作した高周波パワーMISFETを示す平面図であり、図2に示すのは、図1中のa‐a線に沿った部分拡大縦断面図であり、図3に示すのは、上層及び下層の配線を除いて半導体基板の状態を示す平面図であり、図4に示すのは、上層の配線を除いて下層配線と半導体基板の状態を示す平面図である。なお、本実施の形態では、図1中の上下方向を縦方向とし、図1中の左右方向を横方向として説明する。 FIG. 1 is a plan view showing a high-frequency power MISFET manufactured by the present inventors, and FIG. 2 is a partially enlarged longitudinal sectional view taken along line aa in FIG. FIG. 3 is a plan view showing the state of the semiconductor substrate except for the upper layer wiring and the lower layer wiring, and FIG. 4 is a plan view showing the state of the lower layer wiring and the semiconductor substrate except for the upper layer wiring. It is. In the present embodiment, the vertical direction in FIG. 1 is the vertical direction, and the horizontal direction in FIG. 1 is the horizontal direction.
本実施の形態のMISFETは、例えば単結晶シリコンからなるp+型半導体基体1にp−型のエピタキシャル層2を形成した半導体基板主面に分離領域3を形成し、この分離領域3によって活性領域を横方向に延在する複数の領域に分割し、夫々の活性領域にチャネル形成のためのp型ウェル4を縦方向に延在させて形成し、このp型ウェル4の半導体基板主面上に、ゲート絶縁膜5を介して、多結晶シリコンにタングステンシリサイドを積層した積層膜からなるゲート電極6を設けている。
In the MISFET of the present embodiment, an
このゲート電極6の一方の側に位置するp型ウェル4にn型ソース領域7層を形成し、他方の側に位置するp−型エピタキシャル層2にn−型層低濃度ドレイン領域8aを形成し、この低濃度ドレイン領域8a内に高濃度ドレイン領域8bを形成してある。
An n-
ソース領域7に隣接して、半導体基板内でエピタキシャル層2を貫通し、p+型半導体基体1と導通する高不純物濃度のp+型接続層9及びこの接続層9のp+型コンタクト領域10を形成する。
Adjacent to the
半導体基板主面は、酸化シリコンの層間絶縁膜11によって覆い、ゲート電極6と高濃度ドレイン領域8aとの間の層間絶縁膜11中には、多結晶シリコンを用いたシールド電極12を形成する。このシールド電極12が、ゲート電極6とドレイン配線(後述する)との間の層間絶縁膜11中に形成されることによって、ゲート電極‐ドレイン配線間の電界が緩和され、ドレイン耐圧が向上する。このため、低濃度ドレイン領域の不純物濃度を高めて低抵抗化し、オン抵抗Ronを低減させることができる。
The main surface of the semiconductor substrate is covered with an
p型ウェル4、ソース領域7、低濃度ドレイン領域8a、高濃度ドレイン領域8b、p型接続層9及びコンタクト領域10は、夫々の活性領域内で、縦方向に連続して延在するストライプ状に形成してある。ゲート電極6及びシールド電極12は、何れも、複数の活性領域にまたがって、縦方向に連続して延在するストライプ状に形成してある。この状態が図3に示されている。
The p-
層間絶縁膜11上には、図4に示すように、縦方向に複数の活性領域上を連続して延在するストライプ状にソース配線13及び下層のドレイン配線14を形成する。ソース配線13は、コンタクト領域10上に配置し、層間絶縁膜11に設けられた開口によって、ソース配線13を夫々の活性領域ごとにソース領域7及びコンタクト領域10と接触導通させて接続している(図4中では接続部分を破線にて図示)。ソース領域7は、ソース配線13、コンタクト領域10、接続層9及び半導体基体1を順に介して、半導体基板裏面の半導体基体1に形成された裏面電極15に、電気的に接続してある。
On the interlayer
下層のドレイン配線14は、高濃度ドレイン領域8b上に配置され、層間絶縁膜11に設けられた開口によって、下層のドレイン配線14を夫々の活性領域ごとに高濃度ドレイン領域8bと接触導通させて接続している(図4中では接続部分を破線にて図示)。ソース配線13及び下層のドレイン配線14はアルミニュウムを主成分とした同一の金属膜からパターニング形成され、上層の層間絶縁膜16によって覆われている。
The lower-
層間絶縁膜16上には、縦方向に複数の活性領域上を連続して延在するストライプ状にゲート配線17及び上層のドレイン配線18を形成する。
On the interlayer
ゲート配線17は、コンタクト領域10上に配置し、分離領域上の複数箇所で横方向に分岐して層間絶縁膜16上をゲート電極6近くまで延在し、層間絶縁膜11,16に設けた開口によって、ゲート配線17の分岐部17aとゲート電極6とを分離領域3上で接触導通させて接続している(図1中では接続部分を破線にて図示)。縦方向に連続して延在する複数のゲート配線17を活性領域外で横方向に延在する連結部17bによって並列接続し、連結部17bには接続のためのゲートボンディングパッド17cを形成する。
The
上層のドレイン配線18は、下層のドレイン配線14上に配置され、層間絶縁膜16に設けられた開口によって、上層のドレイン配線18を下層のドレイン配線14と接触導通させて接続している(図1中では接続部分を破線にて図示)。縦方向に連続して延在する複数の上層のドレイン配線18を活性領域外で横方向に延在する連結部18bによって並列接続し、連結部18bには接続のためのドレインボンディングパッド18cを形成する。ゲート配線17、分岐部17a、連結部17b、ゲートボンディングパッド17c及び上層のドレイン配線18、連結部18b、ドレインボンディングパッド18cはアルミニュウムを主成分とした同一の金属膜からパターニング形成されている。
The upper-
なお、マルチフィンガのMISFETについては、下記特許文献1あるいは非特許文献1に記載されている。
The multi-finger MISFET is described in the following
前述した半導体装置では、ゲート電極6の低抵抗化のために上層の配線によって形成されたゲート配線17と2層に形成されたドレイン配線14,18との間の容量である帰還容量Crssが大きく、また、ソース配線13と2層に形成されたドレイン配線14,18との間の容量である出力容量Cossも大きくなる。このため、帰還容量Crss及び出力容量Cossが高周波特性を悪化させる原因になっている。
In the semiconductor device described above, the feedback capacitance Crss, which is the capacitance between the
また、平面パターンについては、活性領域を分離領域3によって分割し、ゲート電極6とゲート配線17との接続部分を分離領域3上に配置しているために、この分離領域3によって実効ゲート幅Wgが小さくなり、このためオン抵抗Ronが増大している。
As for the planar pattern, since the active region is divided by the
本発明の課題は、これらの問題点を解決し、帰還容量Crss、出力容量Coss及びオン抵抗Ronを低減させることが可能な技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
An object of the present invention is to provide a technique capable of solving these problems and reducing the feedback capacitance Crss, the output capacitance Coss, and the on-resistance Ron.
The above and other problems and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
半導体基板主面の活性領域に、ソース領域及びドレイン領域を形成し、半導体基板主面上にゲート電極を形成したFETを有し、前記ソース領域に隣接して、半導体基板内で導通する接続層を形成する半導体装置において、前記ソース領域、ドレイン領域、ゲート電極、接続層は、単一の連続した活性領域内に、縦方向に連続して延在するストライプ状に形成し、前記半導体基板主面を覆う層間絶縁膜上に、縦方向に活性領域上を連続して延在するゲート配線、ドレイン配線を形成し、前記ゲート配線は、前記接続層上に配置し、複数箇所で横方向に分岐する分岐部と前記ゲート電極とをプラグによって接続し、前記ドレイン配線は、前記ドレイン領域上に配置し、ドレイン配線とドレイン領域とは、活性領域の略全域に連続するプラグによって接続し、前記ソース配線は、前記ゲート配線とゲート電極との間に、ゲート配線の分岐部間に分割して配置し、ソース配線は、プラグによってソース領域及び接続層に接続する。
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
A connection layer having an FET in which a source region and a drain region are formed in an active region of a main surface of a semiconductor substrate and a gate electrode is formed on the main surface of the semiconductor substrate, and is electrically connected in the semiconductor substrate adjacent to the source region The source region, the drain region, the gate electrode, and the connection layer are formed in a single continuous active region in a stripe shape extending continuously in the vertical direction, and the semiconductor substrate main body is formed. On the interlayer insulating film covering the surface, a gate wiring and a drain wiring continuously extending in the vertical direction on the active region are formed, and the gate wiring is disposed on the connection layer and is laterally arranged at a plurality of locations. The branching portion that branches off and the gate electrode are connected by a plug, the drain wiring is disposed on the drain region, and the drain wiring and the drain region are connected by a plug that continues substantially over the entire active region. Connect Te, the source wiring, between the gate wiring and the gate electrode, arranged divided between the branch portion of the gate wiring, source wiring, connected to the source region and the connecting layer by a plug.
また、その製造方法では、前記ソース領域、ドレイン領域、ゲート電極、接続層を、単一の連続した活性領域内に、縦方向に連続して延在するストライプ状に形成する工程と、前記半導体基板主面を覆う層間絶縁膜を形成し、ゲート電極と接続するプラグ、ドレイン領域と、活性領域の略全域に連続するプラグ、ソース領域及び接続層に接続するプラグを夫々形成する工程と、層間絶縁膜上に、縦方向に活性領域上を連続して延在するゲート配線、ドレイン配線を形成する工程とを有し、前記ゲート配線は、前記接続層上に配置し、複数箇所で横方向に分岐する分岐部が前記ゲート電極と接続するプラグに接続し、前記ドレイン配線は、前記ドレイン領域上に配置し、ドレイン領域と接続するプラグに接続し、前記ソース配線は、前記ゲート配線とゲート電極との間に、ゲート配線の分岐部間に分割して配置し、ソース配線は、ソース領域及び接続層に接続するプラグに接続する。 In the manufacturing method, the source region, the drain region, the gate electrode, and the connection layer are formed in a single continuous active region in a stripe shape extending continuously in the vertical direction, and the semiconductor Forming an interlayer insulating film covering the main surface of the substrate, forming a plug connected to the gate electrode, a drain region, a plug continuous over substantially the entire active region, a plug connected to the source region and the connection layer, and an interlayer Forming a gate wiring and a drain wiring continuously extending in the vertical direction on the active region on the insulating film, and the gate wiring is disposed on the connection layer and laterally arranged at a plurality of positions. A branch portion that branches into the gate electrode is connected to a plug connected to the gate electrode, the drain wiring is disposed on the drain region, connected to a plug connected to the drain region, and the source wiring is connected to the gate Between the line and the gate electrode, arranged divided between the branch portion of the gate wiring, source wiring, connected to the plug connected to the source region and the connection layer.
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
(1)本発明によれば、帰還容量Crss及び出力容量Cossを低減させることができるという効果がある。
(2)本発明によれば、上記効果(1)により、帰還容量Crssが低減するのでミラー容量が減少し電力利得を向上させることができるという効果がある。
(3)本発明によれば、上記効果(1)により、出力容量Cossが低減するので出力インピーダンスが増加し、整合が容易となるためドレイン効率を向上させることができるという効果がある。
(4)本発明によれば、ゲート電極とゲート配線とを活性領域上で接続し、活性領域吾分割する分離領域をなくしたので、実効ゲート幅Wgが大きくなるという効果がある。
(5)本発明によれば、上記効果(4)により、オン抵抗Ronを低減させ、ドレイン電流を増加させることができるという効果がある。
(6)本発明によれば、ドレイン配線とドレイン領域との接続に活性領域の全域に連続するプラグを用いているので、エレクトロマイグレーション寿命を向上させることができるという効果がある。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
(1) According to the present invention, there is an effect that the feedback capacitance Crss and the output capacitance Coss can be reduced.
(2) According to the present invention, due to the effect (1), the feedback capacitance Crss is reduced, so that the mirror capacitance is reduced and the power gain can be improved.
(3) According to the present invention, due to the effect (1), the output capacitance Coss is reduced, the output impedance is increased, and matching is facilitated, so that the drain efficiency can be improved.
(4) According to the present invention, since the gate electrode and the gate wiring are connected on the active region and the isolation region for dividing the active region is eliminated, there is an effect that the effective gate width Wg is increased.
(5) According to the present invention, the above-described effect (4) has an effect of reducing the on-resistance Ron and increasing the drain current.
(6) According to the present invention, since the plug that is continuous over the entire active region is used to connect the drain wiring and the drain region, the electromigration lifetime can be improved.
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図5に示すのは、本発明の一実施の形態である高周波パワーMISFETを示す平面図であり、図6に示すのは、図5中のa‐a線に沿った部分拡大縦断面図であり、図7に示すのは、配線を除いて半導体基板の状態を示す平面図である。なお、本実施の形態では、図5中の上下方向を縦方向とし、図5中の左右方向を横方向として説明する。
Embodiments of the present invention will be described below. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.
FIG. 5 is a plan view showing a high-frequency power MISFET which is an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a partially enlarged longitudinal sectional view taken along the line aa in FIG. FIG. 7 is a plan view showing the state of the semiconductor substrate excluding the wiring. In the present embodiment, the vertical direction in FIG. 5 will be described as the vertical direction, and the horizontal direction in FIG. 5 will be described as the horizontal direction.
本実施の形態のMISFETは、例えば単結晶シリコンからなるp+型半導体基体1にp−型のエピタキシャル層2を形成した半導体基板主面に分離領域3を形成し、この分離領域3によって囲まれた単一の連続した活性領域に、チャネル形成のためのp型ウェル4を縦方向に延在させて形成し、このp型ウェル4の半導体基板主面上に、ゲート絶縁膜5を介して、多結晶シリコンにタングステンシリサイドを積層した積層膜からなるゲート電極6を設けている。
In the MISFET of this embodiment, an
このゲート電極6の一方の側に位置するp型ウェル4にn型ソース領域7層を形成し、他方の側に位置するp−型エピタキシャル層2にn−型層低濃度ドレイン領域8aを形成し、この低濃度ドレイン領域8a内に高濃度ドレイン領域8bを形成してある。
An n-
ソース領域7に隣接して、半導体基板内でエピタキシャル層2を貫通し、p+型半導体基体1と導通する高不純物濃度のp+型接続層9及びp+型コンタクト領域10を形成する。
Adjacent to the
半導体基板主面は、酸化シリコンの層間絶縁膜11によって覆い、ゲート電極6と高濃度ドレイン領域8bとの間の層間絶縁膜11中には、多結晶シリコンを用いたシールド電極12を形成する。このシールド電極によって、ゲート電極‐ドレイン配線(後述する)間の電界が緩和され、ドレイン耐圧が向上する。このため、低濃度ドレイン領域の不純物濃度を高めて低抵抗化し、オン抵抗Ronを低減させることができる。
The main surface of the semiconductor substrate is covered with an
p型ウェル4、ソース領域7、低濃度ドレイン領域8a、高濃度ドレイン領域8b、ゲート電極6、p型接続層9、コンタクト領域10及びシールド電極12は、何れも、活性領域内に、縦方向に連続して延在するストライプ状に形成してある。この状態を図7に示すが、図7には後述するプラグも図示している。
The p-
層間絶縁膜11上には、縦方向に活性領域上を延在するストライプ状にゲート配線17及びドレイン配線18を形成し、ゲート配線17とドレイン配線18との間にソース配線13を配置してある。
On the
ゲート配線17は、コンタクト領域10上に配置し、複数箇所で横方向に分岐して層間絶縁膜11上をゲート電極6近くまで延在し、層間絶縁膜11を貫通するプラグ19によって、この分岐部17aとゲート電極6とを接続している。縦方向に連続して延在する複数のゲート配線17を活性領域外で横方向に延在する連結部17bによって並列接続し、連結部17bには接続のためのゲートボンディングパッド17cを形成する。
The
ドレイン配線18は、高濃度ドレイン領域8b上に配置され、活性領域の略全域に連続するプラグ20によって高濃度ドレイン領域8bと接続し、縦方向に連続して延在する複数のドレイン配線18を活性領域外で横方向に延在する連結部18bによって並列接続し、連結部18bには接続のためのドレインボンディングパッド18cを形成する。
The
ソース配線13は、ゲート配線17とゲート電極6との間に、ゲート配線17の分岐部17a間に分割して配置し、ソース配線13の分岐部13aが層間絶縁膜11上をシールド電極12近くまで延在し、層間絶縁膜11を貫通するプラグによって、この分岐部13aとシールド電極12とを接続する。
The
ソース配線13は、層間絶縁膜11を貫通するプラグ21によってソース領域7に接続し、プラグ22によってコンタクト領域10に接続する。ソース領域7は、プラグ21、ソース配線13、プラグ22、コンタクト領域10、接続層9及び半導体基体1を順に介して、半導体基板裏面の半導体基体1に形成された裏面電極15に、電気的に接続してある。
The
ゲート配線17、分岐部17a、連結部17b、ゲートボンディングパッド17c、ソース配線13、分岐部13a及びドレイン配線18、連結部18b、ドレインボンディングパッド18cはアルミニュウムを主成分とした同一の金属膜からパターニング形成されており、ゲート配線17、ソース配線13及びドレイン配線18とゲート電極6、ソース領域7及び高濃度ドレイン領域8bとを、夫々接続するプラグ19,20,21,22にはタングステンを用いてある。
ゲート配線17、分岐部17a、連結部17b、ゲートボンディングパッド17c、ソース配線13、分岐部13a及びドレイン配線18、連結部18b、ドレインボンディングパッド18cは、保護絶縁膜16によって被覆する。
The
本実施の形態の半導体装置では、縦方向に延在するストライプ状にゲート配線17及びドレイン配線18を形成し、ゲート配線17とドレイン配線18との間にソース配線13を配置してあるので、帰還容量Crss及び出力容量Cossを低減させることができる。また、本実施の形態の半導体装置では、ドレイン配線18が一層になり対向部分の面積が半減するので、帰還容量Crss及び出力容量Cossを低減させることができる。
In the semiconductor device of this embodiment, the
更に、ゲート電極6とゲート配線17とを活性領域上で接続し、活性領域を分割する分離領域3をなくしたので、実効ゲート幅Wgが大きくなる。
Further, since the
加えて、ドレイン領域8a,8bは、ドレイン配線18とプラグ20との二重構造で、ドレインボンディングパッド18cと接続されており、プラグ20にエレクトロマイグレーションに対する耐性が高いタングステンを用いていることによって、アルミニュウムのドレイン配線18がエレクトロマイグレーションにより断線した場合でも、プラグ20の部分はエレクトロマイグレーションに対する耐性が高いので断線せずに導通を維持する。従って、ドレイン配線18の切断部分でわずかな抵抗値の変化は生じるが、FETの機能を失うことはないので、信頼性が向上する。
In addition, the
続いて、この半導体装置の製造方法について、図8乃至図10を用いて工程毎に説明する。
先ず、p+型の半導体基体1上にエピタキシャル成長によってp−型のエピタキシャル層2を形成し、このエピタキシャル層2の主面に、ホトリソグラフィによって形成したレジストマスク(図示せず)を用いたイオン注入と熱拡散によって、エピタキシャル層2を貫通し半導体基体1に達する接続層9及びコンタクト領域10となる高濃度拡散層を形成する。
Next, a manufacturing method of this semiconductor device will be described for each process with reference to FIGS.
First, a p−
次に、ホトリソグラフィによって形成したレジストマスク(図示せず)を用いたボロン等のイオン注入によりFETのチャネルとなるp型ウェル4を形成する。ウェル4の表面を酸化処理して酸化珪素からなるゲート絶縁膜5を形成した後に、多結晶シリコン/タングステンシリサイドの積層膜を全面に堆積させ、この積層膜を所定のパターンにドライエッチングしてゲート電極6を形成する。
Next, a p-type well 4 serving as a channel of the FET is formed by ion implantation of boron or the like using a resist mask (not shown) formed by photolithography. After the surface of the
次に、このゲート電極6及びホトリソグラフィによって形成したレジストマスク(図示せず)を用いた、例えばヒ素のイオン注入により、MISFETの半導体領域である低濃度ドレイン領域8aとなるn型領域を形成し、続いて、高濃度拡散層であるソース領域7及び高濃度ドレイン領域8bを形成する。
Next, using this
次に半導体基板全面に酸化シリコンからなる絶縁膜11aをCVDにより全面に形成し、絶縁膜11a上に堆積させた多結晶シリコンを、ホトリソグラフィによって形成した配線形成領域を覆うレジストマスクを用いたドライエッチングによりパターニングしてシールド電極12を形成する。この状態を図8に示す。
Next, an insulating
次に、半導体基板全面に酸化シリコンからなる絶縁膜11bをCVDにより全面に形成し、絶縁膜11a,11bが層間絶縁膜11となる。この層間絶縁膜11上に、プラグ形成領域を開口させたレジストマスク23を形成し、レジストマスク23を用いたドライエッチングにより所定部分を開口する。この状態を図9に示す。
Next, an insulating film 11b made of silicon oxide is formed on the entire surface of the semiconductor substrate by CVD, and the insulating
次に、前記開口部分に、プラグ19,20,21,22となるタングステンを埋め込んだ後に、アルミニュウムを主とした金属膜24をスパッタ法により全面に堆積させ、ホトリソグラフィによって形成した配線形成領域を覆うレジストマスク25を形成する。この状態を図10に示す。
Next, after filling the opening with tungsten to be
この後、レジストマスク25を用いたドライエッチングにより金属膜24をパターニングして、ゲート配線17、ソース配線13、ドレイン配線18を夫々形成し、併せて夫々の配線の端部にゲート配線17のボンディングパッド17c或いはドレイン配線18のボンディングパッド18cを形成する。この後保護絶縁膜16によって全面を被覆し、ボンディングパッド17c,18cの各接続領域を露出させる所定の開口を設けて、半導体基板主面の対向面となる半導体基体1の裏面に、Auを被着する又はAu/Ti/Niをスパッタ法により被着しこれを合金化して、裏面電極15を形成すると図6に示す状態となる。
Thereafter, the
本実施の形態の半導体装置の製造方法では、また、ゲート配線17、分岐部17a、連結部17b、ゲートボンディングパッド17c、ソース配線13、分岐部13a及びドレイン配線18、連結部18b、ドレインボンディングパッド18cはアルミニュウムを主成分とした同一の金属膜からパターニング形成されており、従来の半導体装置が2層の配線が必要であったのに比べて、配線が1層であるため、工程数を削減することができる。 また、ゲート配線17、ソース配線13及びドレイン配線18とゲート電極6、ソース領域7及び高濃度ドレイン領域8bとを、夫々プラグ19,20,21,22によって接続するため、プラグ19,20,21,22に、タングステンを用いて、ゲート配線17、ソース配線13及びドレイン配線18とは異種金属とすることにより、エレクトロマイグレーション耐性を向上させることができる。
In the method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment, the
以上、本発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。 Although the present invention has been specifically described based on the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the scope of the invention. It is.
1…半導体基体、2…エピタキシャル層、3…分離領域、4…p型ウェル、5…ゲート絶縁膜、6…ゲート電極、7…ソース領域、8a…低濃度ドレイン領域、8b…高濃度ドレイン領域、9…p型接続層、10…コンタクト領域、11,16…層間絶縁膜、12…シールド電極、13…ソース配線、14,18…ドレイン配線、15…裏面電極、16…層間絶縁膜(保護絶縁膜)、17…ゲート配線、17a…分岐部、17b…連結部、17c…ゲートボンディングパッド、18b…連結部、18c…ドレインボンディングパッド、19,20,21,22…プラグ、23,25…レジストマスク、24…金属膜
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ソース領域、ドレイン領域、ゲート電極、接続層は、単一の連続した活性領域内に、縦方向に連続して延在するストライプ状に形成し、前記半導体基板主面を覆う層間絶縁膜上には、縦方向に活性領域上を連続して延在するゲート配線、ドレイン配線を形成し、
前記ゲート配線は、前記接続層上に配置し、複数箇所で横方向に分岐するゲート配線の分岐部と前記ゲート電極とをプラグによって接続し、前記ドレイン配線は、前記ドレイン領域上に配置し、ドレイン配線とドレイン領域とは、活性領域の略全域に連続するプラグによって接続し、前記ソース配線は、前記ゲート配線とゲート電極との間に、ゲート配線の分岐部間に分割して配置し、ソース配線は、プラグによってソース領域及び接続層に接続することを特徴とする半導体装置。 A connection layer having an FET in which a source region and a drain region are formed in an active region of a main surface of a semiconductor substrate and a gate electrode is formed on the main surface of the semiconductor substrate, and is electrically connected in the semiconductor substrate adjacent to the source region In a semiconductor device for forming
The source region, the drain region, the gate electrode, and the connection layer are formed in a single continuous active region in a stripe shape extending continuously in the vertical direction, and on an interlayer insulating film that covers the main surface of the semiconductor substrate Forming a gate wiring and a drain wiring continuously extending in the vertical direction on the active region,
The gate wiring is disposed on the connection layer, the branch portion of the gate wiring branching in a lateral direction at a plurality of locations and the gate electrode are connected by a plug, and the drain wiring is disposed on the drain region, The drain wiring and the drain region are connected by a continuous plug over substantially the entire active region, and the source wiring is arranged between the gate wiring and the gate electrode and divided between the branch portions of the gate wiring, A semiconductor device, wherein a source wiring is connected to a source region and a connection layer by a plug.
前記ソース領域、ドレイン領域、ゲート電極、接続層を、単一の連続した活性領域内に、縦方向に連続して延在するストライプ状に形成する工程と、
前記半導体基板主面を覆う層間絶縁膜を形成し、ゲート電極と接続するプラグ、ドレイン領域と、活性領域の略全域に連続するプラグ、ソース領域及び接続層に接続するプラグを夫々形成する工程と、
層間絶縁膜上に、縦方向に活性領域上を連続して延在するゲート配線、ドレイン配線を形成する工程とを有し、
前記ゲート配線は、前記接続層上に配置し、複数箇所で横方向に分岐する分岐部が前記ゲート電極と接続するプラグに接続し、前記ドレイン配線は、前記ドレイン領域上に配置し、ドレイン領域と接続するプラグに接続し、前記ソース配線は、前記ゲート配線とゲート電極との間に、ゲート配線の分岐部間に分割して配置し、ソース配線は、ソース領域及び接続層に接続するプラグに接続することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A connection layer having an FET in which a source region and a drain region are formed in an active region of a main surface of a semiconductor substrate and a gate electrode is formed on the main surface of the semiconductor substrate, and is electrically connected in the semiconductor substrate adjacent to the source region In the manufacturing method of the semiconductor device forming
Forming the source region, the drain region, the gate electrode, and the connection layer in a single continuous active region in a stripe shape extending continuously in a vertical direction;
Forming an interlayer insulating film covering the main surface of the semiconductor substrate, and forming a plug connected to the gate electrode, a drain region, a plug continuous over substantially the entire active region, and a plug connected to the source region and the connection layer; ,
Forming a gate wiring and a drain wiring continuously extending on the active region in the vertical direction on the interlayer insulating film;
The gate wiring is disposed on the connection layer, branch portions branching laterally at a plurality of locations are connected to plugs connected to the gate electrode, and the drain wiring is disposed on the drain region, The source wiring is divided between the gate wiring and the gate electrode and divided between the branch portions of the gate wiring, and the source wiring is a plug connected to the source region and the connection layer. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: connecting to a semiconductor device.
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JP2008263136A (en) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Denso Corp | Semiconductor device |
CN109755218A (en) * | 2017-11-01 | 2019-05-14 | 三星电子株式会社 | Semiconductor devices including contact plunger and the method for forming it |
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