JP2005340627A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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純一 唐澤
Yasuhiko Tomohiro
靖彦 友廣
Koji Miyashita
幸司 宮下
Isamu Minamimomose
勇 南百瀬
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device along with its manufacturing method capable of releasing electrons that are charged in a gate electrode even in the process before a metal wiring layer is formed, during a manufacturing process. <P>SOLUTION: Near a first element region 14 in which a transistor is formed, being enclosed with an STI part 12, a second element region 15 enclosed with the STI part 12 is formed. AN n+ diffusion layer 16 is formed on the second element region 15, and the n+ diffusion layer 16 and a substrate 11 constitute a pn junction diode. An extension part 18a of the gate electrode covers a part of gate insulating film 17b on the second element region 15, and is connected to the n+ diffusion layer 16 on the second element region 15 through an opening 17c provided to the gate insulating film 17b. The extension 18a of the gate electrode 18 is further connected to a metal wiring formed on an upper layer by the contact that penetrates an interlayer insulating film. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、プラズマ処理を伴って製造され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 manufactured with plasma processing and a manufacturing method thereof.

半導体装置の製造プロセスにおいて、金属配線層をプラズマエッチングによって形成する際に発生する電子の一部は、半導体装置の金属配線層にチャージされる。トランジスタのゲート電極に接続された金属配線に多量の電子がチャージされると、ゲート電極に大きなサージ電圧が印加され、ゲート電極の下に位置するゲート絶縁膜が破壊したり、劣化してトランジスタの特性が変動したりするため、製造歩留りの低下を招いてしまう。この歩留りの低下を回避するため、金属配線にチャージされた電子を半導体基板に逃がす経路を備えたり、ゲート電極に印加されるサージ電圧のピーク値を抑えるために金属配線とゲート電極との間に抵抗を備えたりする提案がなされている(例えば特許文献1、2)。   In the semiconductor device manufacturing process, some of the electrons generated when the metal wiring layer is formed by plasma etching are charged into the metal wiring layer of the semiconductor device. When a large amount of electrons are charged in the metal wiring connected to the gate electrode of the transistor, a large surge voltage is applied to the gate electrode, and the gate insulating film located under the gate electrode is destroyed or deteriorated, so that the transistor Since the characteristics fluctuate, the manufacturing yield is reduced. In order to avoid this decrease in yield, a path for allowing electrons charged in the metal wiring to escape to the semiconductor substrate is provided, and in order to suppress the peak value of the surge voltage applied to the gate electrode, it is provided between the metal wiring and the gate electrode. There have been proposals for providing a resistor (for example, Patent Documents 1 and 2).

特許文献1及び特許文献2に示された提案では、半導体基板上にダイオードを構成する拡散層を形成し、この拡散層とゲート電極とを金属配線層の金属配線を介して接続している。これにより、金属配線形成時のプラズマエッチングによって、ゲート電極に接続された金属配線にチャージされる電子を半導体基板に放出することができるようになっている。   In the proposals shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, a diffusion layer constituting a diode is formed on a semiconductor substrate, and the diffusion layer and the gate electrode are connected via a metal wiring of a metal wiring layer. Thereby, the electrons charged in the metal wiring connected to the gate electrode can be emitted to the semiconductor substrate by plasma etching at the time of forming the metal wiring.

特開平8−97416号公報JP-A-8-97416 特開2000−124311号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-1224311

しかしながら、金属配線層を形成する前の工程では、ゲート電極と拡散層とは電気的に接続されていないため、例えば、ゲート電極と金属配線層とを接続するためのコンタクトや、コンタクトホールを形成する際のプラズマ処理によってゲート電極にチャージされる電子を放出する手段を有していない。このため、コンタクト等を形成する際のプラズマ処理によってゲート絶縁膜が破壊されたり、トランジスタの特性が変動してしまったりする恐れがある。   However, since the gate electrode and the diffusion layer are not electrically connected in the step before forming the metal wiring layer, for example, a contact or a contact hole for connecting the gate electrode and the metal wiring layer is formed. There is no means for emitting electrons charged in the gate electrode by the plasma treatment. For this reason, there is a possibility that the gate insulating film may be broken or the characteristics of the transistor may be changed by plasma treatment when forming a contact or the like.

本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、製造プロセス中で、金属配線層を形成する前の工程でも、ゲート電極にチャージされる電子を放出することが可能な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 problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of emitting electrons charged in a gate electrode even in a process before forming a metal wiring layer in a manufacturing process. And a manufacturing method thereof.

本発明の半導体装置は、半導体基板上に形成された半導体装置において、トランジスタが形成される第1の素子領域と、当該半導体基板とともにpn接合ダイオードを構成する拡散層を有する第2の素子領域とを備える前記半導体基板と、前記第1の素子領域上に形成されて、前記トランジスタの動作を制御するための制御電圧が印加されるゲート電極であって、前記第1の素子領域から延出して前記拡散層に接続される前記ゲート電極と、前記ゲート電極上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成された金属配線層に備えられ、前記ゲート電極に前記制御電圧を印加するための金属配線と、前記層間絶縁膜を貫通して、前記ゲート電極と前記金属配線とを接続するコンタクトとを有し、前記ゲート電極は、前記金属配線層と前記半導体基板との間で前記拡散層に接続されていることを特徴とする。   In a semiconductor device formed on a semiconductor substrate, the semiconductor device of the present invention includes a first element region in which a transistor is formed, and a second element region having a diffusion layer that forms a pn junction diode together with the semiconductor substrate. A gate electrode formed on the first element region to which a control voltage for controlling the operation of the transistor is applied, extending from the first element region The gate electrode connected to the diffusion layer, an interlayer insulating film formed on the gate electrode, and a metal wiring layer formed on the interlayer insulating film, and applying the control voltage to the gate electrode And a contact that penetrates the interlayer insulating film and connects the gate electrode and the metal wiring, and the gate electrode is connected to the metal wiring layer and the front. Characterized in that it is connected to the diffusion layer between the semiconductor substrate.

これによれば、半導体基板上に、半導体基板とともにpn接合ダイオードを構成する拡散層が備えられ、ゲート電極が第1の素子領域から延出して、半導体基板と金属配線層との間で拡散層に接続されている。即ち、ゲート電極と拡散層との接続には、従来のように金属配線層の金属配線を介在させていないため、金属配線を形成する前の工程でゲート電極にチャージされる電子をも半導体基板に放出することが可能となる。   According to this, the diffusion layer that forms the pn junction diode together with the semiconductor substrate is provided on the semiconductor substrate, the gate electrode extends from the first element region, and the diffusion layer is formed between the semiconductor substrate and the metal wiring layer. It is connected to the. That is, since the metal wiring of the metal wiring layer is not interposed in the connection between the gate electrode and the diffusion layer as in the prior art, electrons charged in the gate electrode in the process before forming the metal wiring are also transferred to the semiconductor substrate. Can be released.

この半導体装置において、前記ゲート電極は、前記第1の素子領域から延出して前記拡散層を導通可能に被覆していてもよい。   In this semiconductor device, the gate electrode may extend from the first element region and cover the diffusion layer in a conductive manner.

この半導体装置において、前記ゲート電極は、前記コンタクトを介して前記拡散層に接続されていてもよい。   In this semiconductor device, the gate electrode may be connected to the diffusion layer through the contact.

これによれば、ゲート電極と拡散層との接続が、ゲート電極と金属配線とを接続するためのコンタクトを介して行われる。つまり、1つのコンタクトによって、ゲート電極と金属配線と拡散層とを接続することが可能となり、それぞれを接続させるために要するスペースを低減することが可能となる。   According to this, the connection between the gate electrode and the diffusion layer is made through the contact for connecting the gate electrode and the metal wiring. That is, it is possible to connect the gate electrode, the metal wiring, and the diffusion layer by one contact, and it is possible to reduce the space required for connecting each.

この半導体装置において、前記ゲート電極の上面、側面、及び前記拡散層の上面を被覆する一体の導体膜が形成され、前記ゲート電極は、前記導体膜によって前記拡散層に接続されていてもよい。   In this semiconductor device, an integral conductor film may be formed to cover the top and side surfaces of the gate electrode and the top surface of the diffusion layer, and the gate electrode may be connected to the diffusion layer by the conductor film.

これによれば、ゲート電極の上面及び側面、並びに拡散層の上面を被覆する一体の導体膜が形成されているため、この導体膜を通して、ゲート電極にチャージされる電子を確実に半導体基板に放出することが可能となる。   According to this, since the integral conductor film covering the upper and side surfaces of the gate electrode and the upper surface of the diffusion layer is formed, electrons charged in the gate electrode are reliably emitted to the semiconductor substrate through this conductor film. It becomes possible to do.

この半導体装置において、さらに、前記ゲート電極の側面に絶縁材料からなるサイドウォールが形成されるとともに、前記ゲート電極の上面、及び前記サイドウォールの外面、並びに前記拡散層の上面を被覆する一体の導体膜が形成され、前記ゲート電極は、前記導体膜を介して前記拡散層に接続されていてもよい。   In this semiconductor device, a side wall made of an insulating material is further formed on the side surface of the gate electrode, and an integral conductor covering the upper surface of the gate electrode, the outer surface of the side wall, and the upper surface of the diffusion layer. A film may be formed, and the gate electrode may be connected to the diffusion layer via the conductor film.

これによれば、ゲート電極の側面に絶縁材料からなるサイドウォールが形成されるとともに、ゲート電極の上面及びサイドウォールの外面、並びに拡散層の上面を被覆する一体の導体膜が形成されているため、この導体膜を通して、ゲート電極にチャージされる電子を確実に半導体基板に放出することが可能となる。さらに、導体膜がサイドウォールの外面に形成されているため、ゲート電極と拡散層とを接続するための導体膜を形成するのにサイドウォールを除去する必要がない。   According to this, a side wall made of an insulating material is formed on the side surface of the gate electrode, and an integral conductor film covering the upper surface of the gate electrode, the outer surface of the side wall, and the upper surface of the diffusion layer is formed. Through this conductor film, electrons charged in the gate electrode can be reliably discharged to the semiconductor substrate. Furthermore, since the conductor film is formed on the outer surface of the sidewall, it is not necessary to remove the sidewall in order to form the conductor film for connecting the gate electrode and the diffusion layer.

この半導体装置において、前記ゲート電極が前記金属配線に接続される部位から前記拡散層に接続される部位に至る経路は、前記ゲート電極が前記金属配線に接続される部位から前記第1の素子領域に至る経路よりも短いことが望ましい。   In this semiconductor device, the path from the part where the gate electrode is connected to the metal wiring to the part connected to the diffusion layer is from the part where the gate electrode is connected to the metal wiring to the first element region. It is desirable that the route is shorter than the route leading to.

これによれば、ゲート電極が金属配線に接続される部位から拡散層に接続される部位に至る経路が、ゲート電極が金属配線に接続される部位から第1の素子領域に至る経路よりも短いため、金属配線にチャージされた電子が、第1の素子領域に至るのを抑制し、電子を、拡散層を介して半導体基板に放出するのが容易になる。   According to this, the path from the part where the gate electrode is connected to the metal wiring to the part connected to the diffusion layer is shorter than the path from the part where the gate electrode is connected to the metal wiring to the first element region. Therefore, it is possible to suppress the electrons charged in the metal wiring from reaching the first element region, and easily discharge the electrons to the semiconductor substrate through the diffusion layer.

この半導体装置において、前記ゲート電極は、前記金属配線に接続される部位から前記第1の素子領域に至る経路の途中で、前記拡散層に接続されていることが望ましい。   In this semiconductor device, it is preferable that the gate electrode is connected to the diffusion layer in the middle of a path from a portion connected to the metal wiring to the first element region.

これによれば、ゲート電極が、金属配線に接続される部位から第1の素子領域に至る経路の途中で拡散層に接続されているため、金属配線にチャージされた電子が、第1の素子領域に至るのを抑制し、電子を、拡散層を介して半導体基板に放出するのがさらに容易になる。   According to this, since the gate electrode is connected to the diffusion layer in the middle of the path from the portion connected to the metal wiring to the first element region, the electrons charged in the metal wiring are transferred to the first element. This makes it easier to discharge the electrons to the semiconductor substrate through the diffusion layer.

この半導体装置において、前記ゲート電極が前記金属配線に接続される部位から前記第1の素子領域に至る経路の途中に、前記ゲート電極上の他の領域に比べて抵抗値が高い高抵抗領域が備えられていることが望ましい。   In this semiconductor device, a high resistance region having a resistance value higher than that of other regions on the gate electrode is provided in the middle of a path from the portion where the gate electrode is connected to the metal wiring to the first element region. It is desirable to be provided.

これによれば、ゲート電極が金属配線に接続される部位から第1の素子領域に至る経路の途中に、ゲート電極上の他の領域よりも抵抗値が高い高抵抗領域が備えられているため、金属配線にチャージされた電子によって、第1の素子領域上のゲート電極に印加されるサージ電圧のピーク値を低く抑えることが可能となる。   According to this, a high resistance region having a resistance value higher than that of other regions on the gate electrode is provided in the middle of the path from the portion where the gate electrode is connected to the metal wiring to the first element region. The peak value of the surge voltage applied to the gate electrode on the first element region by the electrons charged in the metal wiring can be kept low.

この半導体装置において、前記ゲート電極は、上面にシリサイド膜が形成されたポリシリコンによって形成され、前記高抵抗領域は、前記ゲート電極の前記第1の素子領域から延出する部位に備えられ、上面にシリサイド膜が形成されないことによって高い抵抗値を有していることが望ましい。   In this semiconductor device, the gate electrode is formed of polysilicon having a silicide film formed on an upper surface, and the high resistance region is provided at a portion extending from the first element region of the gate electrode. It is desirable to have a high resistance value by not forming a silicide film.

半導体装置に抵抗を備える場合、半導体基板上に所定の抵抗値の電気抵抗を有する拡散層を形成したり、金属配線層又はゲート電極層に長い配線を備えてその配線抵抗を利用したり、ゲート電極層と金属配線層との間、或いは異なる金属配線層間に多数のコンタクトを形成してそのコンタクト抵抗を利用したりする方法が考えられる。このようにして形成された抵抗は、それ自体或いはそれと接続するための領域に比較的大きな面積を要するため、スペース効率を悪化させてしまう。   When a semiconductor device is provided with a resistor, a diffusion layer having an electric resistance of a predetermined resistance value is formed on the semiconductor substrate, a long wiring is provided in the metal wiring layer or the gate electrode layer, and the wiring resistance is used, or the gate A method is conceivable in which a large number of contacts are formed between the electrode layer and the metal wiring layer or between different metal wiring layers and the contact resistance is utilized. Since the resistor formed in this manner requires a relatively large area in itself or in a region for connection with the resistor, the space efficiency is deteriorated.

しかしながら、これによれば、高抵抗領域は、ゲート電極の第1の素子領域から延出する部位に備えられているため、ゲート電極と高抵抗領域とを接続するためのみの金属配線やコンタクトを形成する必要がない。さらに、高抵抗領域は、上面にシリサイド膜が形成されないことによって高い抵抗値を有するようにしているため、長い配線の引き回しや多数のコンタクトによる抵抗に比べて、小さな面積で安定した抵抗を備えることが可能となる。   However, according to this, since the high resistance region is provided in a portion extending from the first element region of the gate electrode, the metal wiring or contact only for connecting the gate electrode and the high resistance region is provided. There is no need to form. Furthermore, since the high resistance region has a high resistance value because the silicide film is not formed on the upper surface, the high resistance region has a stable resistance in a small area as compared with the resistance due to the long wiring and a large number of contacts. Is possible.

本発明の半導体装置の製造方法は、前記半導体装置を製造する製造方法であって、前記拡散層を形成する工程と、前記ゲート電極の一部が前記拡散層を導通可能に被覆するように前記ゲート電極を形成する工程と、前記層間絶縁膜を形成する工程と、前記コンタクトを形成する工程と、前記金属配線を形成する工程とを備えたことを特徴とする。   The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method for manufacturing the semiconductor device, wherein the diffusion layer is formed, and the gate electrode covers a part of the diffusion layer so as to be conductive. The method includes a step of forming a gate electrode, a step of forming the interlayer insulating film, a step of forming the contact, and a step of forming the metal wiring.

これによれば、半導体基板上に、半導体基板とともにpn接合ダイオードを構成する拡散層を備え、ゲート電極の一部がこの拡散層に接続されるように、ゲート電極を形成している。ゲート電極と拡散層との接続には、従来のように金属配線層の金属配線を介在させていないため、金属配線を形成する前の工程でゲート電極にチャージされる電子をも半導体基板に放出することが可能となる。   According to this, the gate electrode is formed on the semiconductor substrate so as to include a diffusion layer that forms a pn junction diode together with the semiconductor substrate, and a part of the gate electrode is connected to the diffusion layer. Since the metal wiring of the metal wiring layer is not interposed in the connection between the gate electrode and the diffusion layer, the electrons charged in the gate electrode in the process before forming the metal wiring are also emitted to the semiconductor substrate. It becomes possible to do.

本発明の半導体装置の製造方法は、前記半導体装置を製造する製造方法であって、前記拡散層及び前記ゲート電極が形成された半導体基板に、前記層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜に、前記ゲート電極及び前記拡散層の双方に接続可能な前記コンタクトを形成する工程と、前記金属配線を形成する工程とを備えたことを特徴とする。   The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method of manufacturing the semiconductor device, the step of forming the interlayer insulating film on the semiconductor substrate on which the diffusion layer and the gate electrode are formed, and the interlayer insulation The film includes a step of forming the contact connectable to both the gate electrode and the diffusion layer, and a step of forming the metal wiring.

これによれば、半導体基板上に、半導体基板とともにpn接合ダイオードを構成する拡散層を備え、ゲート電極とこの拡散層とをコンタクトによって接続させている。即ち、ゲート電極と拡散層との接続には、従来のように金属配線層の金属配線を介在させていないため、金属配線を形成する前の工程でゲート電極にチャージされる電子をも半導体基板に放出することが可能となる。   According to this, a diffusion layer which forms a pn junction diode together with the semiconductor substrate is provided on the semiconductor substrate, and the gate electrode and the diffusion layer are connected by the contact. That is, since the metal wiring of the metal wiring layer is not interposed in the connection between the gate electrode and the diffusion layer as in the prior art, electrons charged in the gate electrode in the process before forming the metal wiring are also transferred to the semiconductor substrate. Can be released.

さらに、これによれば、ゲート電極と拡散層との接続を、ゲート電極と金属配線とを接続するためのコンタクトを介して行っている。この結果、1つのコンタクトによって、ゲート電極と金属配線と拡散層とが接続されるため、それぞれを接続させるために要するスペースを低減することが可能となる。   Further, according to this, the connection between the gate electrode and the diffusion layer is made through a contact for connecting the gate electrode and the metal wiring. As a result, since the gate electrode, the metal wiring, and the diffusion layer are connected by one contact, it is possible to reduce the space required for connecting each.

本発明の半導体装置の製造方法は、前記半導体装置を製造する製造方法であって、前記拡散層及び前記ゲート電極が形成された半導体基板に、前記ゲート電極の上面及び側面、並びに前記拡散層の上面を被覆する一体の導体膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜を形成する工程と、前記コンタクトを形成する工程と、前記金属配線を形成する工程とを備えたことを特徴とする。   The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method for manufacturing the semiconductor device, wherein the upper surface and side surfaces of the gate electrode and the diffusion layer are formed on the semiconductor substrate on which the diffusion layer and the gate electrode are formed. The method includes a step of forming an integral conductor film covering an upper surface, a step of forming the interlayer insulating film, a step of forming the contact, and a step of forming the metal wiring.

これによれば、半導体基板上に、半導体基板とともにpn接合ダイオードを構成する拡散層を備え、ゲート電極とこの拡散層とを、ゲート電極の上面及び側面、並びに拡散層の上面を被覆する一体の導体膜によって接続させている。即ち、ゲート電極と拡散層との接続には、従来のように金属配線層の金属配線を介在させていないため、金属配線を形成する前の工程でゲート電極にチャージされる電子をも半導体基板に放出することが可能となる。   According to this, a diffusion layer that forms a pn junction diode together with the semiconductor substrate is provided on the semiconductor substrate, and the gate electrode and the diffusion layer are integrally formed to cover the upper surface and side surfaces of the gate electrode and the upper surface of the diffusion layer. They are connected by a conductor film. That is, since the metal wiring of the metal wiring layer is not interposed in the connection between the gate electrode and the diffusion layer as in the prior art, electrons charged in the gate electrode in the process before forming the metal wiring are also transferred to the semiconductor substrate. Can be released.

この半導体装置の製造方法において、前記導体膜は、シリサイド膜であることが望ましい。   In this method of manufacturing a semiconductor device, the conductor film is preferably a silicide film.

これによれば、導体膜としてシリサイド膜を用いているため、導体膜を自己整合的に形成(サリサイド)することが可能となり、導体膜の形成が容易になる。   According to this, since the silicide film is used as the conductor film, the conductor film can be formed (salicide) in a self-aligned manner, and the conductor film can be easily formed.

本発明の半導体装置の製造方法は、前記半導体装置を製造する製造方法であって、前記拡散層及び前記ゲート電極が形成された半導体基板に、前記サイドウォールを形成する工程と、前記ゲート電極の上面、及び前記サイドウォールの外面、並びに前記拡散層の上面を被覆する一体の導体膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜を形成する工程と、前記コンタクトを形成する工程と、前記金属配線を形成する工程とを備えたことを特徴とする。   The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method for manufacturing the semiconductor device, the step of forming the sidewall on the semiconductor substrate on which the diffusion layer and the gate electrode are formed, A step of forming an integral conductor film covering the upper surface and the outer surface of the sidewall and the upper surface of the diffusion layer; a step of forming the interlayer insulating film; a step of forming the contact; and And a forming step.

これによれば、半導体基板上に、半導体基板とともにpn接合ダイオードを構成する拡散層を備え、ゲート電極とこの拡散層とを、ゲート電極の上面、及びサイドウォールの外面、並びに拡散層の上面を被覆する一体の導体膜によって接続させている。即ち、ゲート電極と拡散層との接続には、従来のように金属配線層の金属配線を介在させていないため、金属配線を形成する前の工程でゲート電極にチャージされる電子をも半導体基板に放出することが可能となる。   According to this, a diffusion layer that forms a pn junction diode together with the semiconductor substrate is provided on the semiconductor substrate, and the gate electrode and the diffusion layer are provided on the upper surface of the gate electrode, the outer surface of the sidewall, and the upper surface of the diffusion layer. They are connected by an integral conductor film that covers them. That is, since the metal wiring of the metal wiring layer is not interposed in the connection between the gate electrode and the diffusion layer as in the prior art, electrons charged in the gate electrode in the process before forming the metal wiring are also transferred to the semiconductor substrate. Can be released.

さらに、これによれば、導体膜をサイドウォールの外面に形成しているため、導体膜を形成するのにサイドウォールを除去する必要がない。   Furthermore, according to this, since the conductor film is formed on the outer surface of the sidewall, it is not necessary to remove the sidewall in order to form the conductor film.

この半導体装置の製造方法において、前記ゲート電極の上面、及び前記サイドウォールの外面、並びに前記拡散層の上面を被覆する一体の導体膜を形成する工程は、前記拡散層及び前記ゲート電極上に金属膜を成膜する工程と、前記半導体基板を熱処理して前記金属膜を反応させ、前記ゲート電極の上面及び前記拡散層の上面にシリサイド膜を形成する工程と、前記サイドウォールの外面に成膜された金属膜にマスキング層を形成する工程と、前記マスキング層が形成されていない部位の金属膜を除去する工程と、前記マスキング層を除去する工程とを有することが望ましい。   In this method of manufacturing a semiconductor device, the step of forming an integral conductor film covering the upper surface of the gate electrode, the outer surface of the sidewalls, and the upper surface of the diffusion layer includes forming a metal on the diffusion layer and the gate electrode. Forming a film; forming a silicide film on the upper surface of the gate electrode and the upper surface of the diffusion layer; and forming a film on the outer surface of the sidewall. Preferably, the method includes a step of forming a masking layer on the formed metal film, a step of removing the metal film at a portion where the masking layer is not formed, and a step of removing the masking layer.

これによれば、導体膜としてシリサイド膜を用いているため、ゲート電極の上面及び拡散層の上面の導体膜を自己整合的に形成(サリサイド)することが可能となり、導体膜の形成が容易になる。   According to this, since the silicide film is used as the conductor film, the conductor film on the upper surface of the gate electrode and the upper surface of the diffusion layer can be formed in a self-aligned manner (salicide), and the conductor film can be easily formed. Become.

この半導体装置の製造方法において、前記拡散層は、前記ゲート電極を形成後に、前記トランジスタの拡散層と同時に形成してもよい。   In this method of manufacturing a semiconductor device, the diffusion layer may be formed simultaneously with the diffusion layer of the transistor after the gate electrode is formed.

これによれば、pn接合ダイオードを構成する拡散層を、トランジスタの拡散層と同時に形成するため、製造工程を簡略化することが可能となる。   According to this, since the diffusion layer constituting the pn junction diode is formed at the same time as the diffusion layer of the transistor, the manufacturing process can be simplified.

本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に、トランジスタと、前記半導体基板とともにpn接合ダイオードを構成する拡散層と、前記トランジスタの動作を制御するための制御信号が印加されるゲート電極と、前記ゲート電極上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成された金属配線と、前記層間絶縁膜を貫通して、前記ゲート電極と前記金属配線とを接続するコンタクトとを備えた半導体装置の製造方法であって、前記金属配線を形成する工程の前に、前記ゲート電極と前記拡散層とを接続する工程を備えたことを特徴とする。   A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a transistor, a diffusion layer that forms a pn junction diode together with the semiconductor substrate, and a gate electrode to which a control signal for controlling the operation of the transistor is applied. An interlayer insulating film formed on the gate electrode, a metal wiring formed on the interlayer insulating film, and a contact that passes through the interlayer insulating film and connects the gate electrode and the metal wiring. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of connecting the gate electrode and the diffusion layer before the step of forming the metal wiring.

これによれば、半導体基板とともにpn接合ダイオードを構成する拡散層を備えた半導体基板上に金属配線を形成する工程の前に、ゲート電極と拡散層とを接続している。このため、ゲート電極と拡散層とを接続した以降であれば、金属配線を形成する以前の工程でゲート電極にチャージされる電子をも半導体基板に放出することが可能となる。   According to this, the gate electrode and the diffusion layer are connected before the step of forming the metal wiring on the semiconductor substrate provided with the diffusion layer that constitutes the pn junction diode together with the semiconductor substrate. For this reason, if it is after connecting a gate electrode and a diffusion layer, it becomes possible to discharge | release the electron charged to a gate electrode to a semiconductor substrate in the process before forming metal wiring.

本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に形成される半導体装置の製造方法であって、トランジスタが形成される第1の素子領域と、当該半導体基板とともにpn接合ダイオードを構成する拡散層が形成される第2の素子領域とを備える前記半導体基板に、前記拡散層を形成する工程と、前記第1の素子領域から前記第2の素子領域に渡って延在し、前記拡散層を導通可能に被覆するゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極の上面に、層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜に、前記ゲート電極と接続されるコンタクトを形成する工程と、前記層間絶縁膜の上面に、前記コンタクトと接続される金属配線を形成する工程とを備えたことを特徴とする。   A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device formed on a semiconductor substrate, and includes a first element region in which a transistor is formed and a diffusion layer that forms a pn junction diode together with the semiconductor substrate. A step of forming the diffusion layer on the semiconductor substrate comprising a second element region formed with: extending from the first element region to the second element region; A step of forming a conductive gate electrode, a step of forming an interlayer insulating film on the upper surface of the gate electrode, a step of forming a contact connected to the gate electrode on the interlayer insulating film, Forming a metal wiring connected to the contact on the upper surface of the interlayer insulating film.

これによれば、半導体基板とともにpn接合ダイオードを構成する拡散層を備えた半導体基板上に、第1の素子領域から前記拡散層を備える第2の素子領域に延在して前記拡散層に接続するゲート電極を形成した後に、金属配線を形成している。即ち、金属配線を形成する工程の前に、ゲート電極と拡散層とを接続している。このため、ゲート電極と拡散層とを接続した以降であれば、金属配線を形成する以前の工程でゲート電極にチャージされる電子をも半導体基板に放出することが可能となる。   According to this, on the semiconductor substrate provided with the diffusion layer constituting the pn junction diode together with the semiconductor substrate, it extends from the first element region to the second element region including the diffusion layer and is connected to the diffusion layer. After the gate electrode to be formed is formed, the metal wiring is formed. That is, the gate electrode and the diffusion layer are connected before the step of forming the metal wiring. For this reason, if it is after connecting a gate electrode and a diffusion layer, it becomes possible to discharge | release the electron charged to a gate electrode to a semiconductor substrate in the process before forming metal wiring.

(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態に係る半導体装置について、図面を参照して説明する。図1は、本実施形態の半導体装置を示す平面図であり、図2は、そのA−B断面図である。
(First embodiment)
The semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing the semiconductor device of the present embodiment, and FIG.

図1及び図2に示すように、半導体装置10のp型シリコン基板(以下、「基板」という。)11上には、素子分離部としてのSTI(Shallow Trench Isolation)部12が形成されており、STI部12で囲まれた第1の素子領域14には、トランジスタを構成するソース/ドレイン領域13が備えられている。第1の素子領域14の近傍には、同じくSTI部12で囲まれた第2の素子領域15が備えられている。第2の素子領域15上には、n+拡散層16が形成されており、n+拡散層16と基板11とは、pn接合ダイオードを構成する。   As shown in FIGS. 1 and 2, an STI (Shallow Trench Isolation) portion 12 as an element isolation portion is formed on a p-type silicon substrate (hereinafter referred to as “substrate”) 11 of the semiconductor device 10. The first element region 14 surrounded by the STI portion 12 is provided with a source / drain region 13 constituting a transistor. In the vicinity of the first element region 14, a second element region 15 that is also surrounded by the STI portion 12 is provided. An n + diffusion layer 16 is formed on the second element region 15, and the n + diffusion layer 16 and the substrate 11 constitute a pn junction diode.

第1の素子領域14及び第2の素子領域15の上面には、ゲート絶縁膜17a,17bがそれぞれ形成され、第2の素子領域15上のゲート絶縁膜17bには、開口部17cが備えられている。第1の素子領域14、第2の素子領域15、及び両領域間に介在するSTI部12の上面には、ゲート絶縁膜17a,17bを隔てて、トランジスタを構成するゲート電極18が形成されている。   Gate insulating films 17a and 17b are respectively formed on the upper surfaces of the first element region 14 and the second element region 15, and the gate insulating film 17b on the second element region 15 is provided with an opening 17c. ing. On the upper surface of the first element region 14, the second element region 15, and the STI portion 12 interposed between the two regions, a gate electrode 18 constituting a transistor is formed with gate insulating films 17a and 17b interposed therebetween. Yes.

ゲート電極18は、第1の素子領域14上の部位と、第1の素子領域14から延出した延出部18aとで構成され、延出部18aは、第2の素子領域15上のゲート絶縁膜17bの一部を被覆して、ゲート絶縁膜17bに備えられた開口部17cを通じて、第2の素子領域15上のn+拡散層16に接続されている。さらに、ゲート電極18の延出部18aは、層間絶縁膜21(図5(c)参照)を貫通するコンタクト23によって、その上層に形成されている金属配線24に接続されており、この金属配線24を介して制御電圧を印加することによってトランジスタの制御が可能になっている。   The gate electrode 18 includes a portion on the first element region 14 and an extending portion 18 a extending from the first element region 14, and the extending portion 18 a is a gate on the second element region 15. A portion of the insulating film 17b is covered and connected to the n + diffusion layer 16 on the second element region 15 through an opening 17c provided in the gate insulating film 17b. Further, the extending portion 18a of the gate electrode 18 is connected to a metal wiring 24 formed in an upper layer by a contact 23 penetrating the interlayer insulating film 21 (see FIG. 5C). The transistor can be controlled by applying a control voltage via 24.

ゲート電極18の周縁部側面には、サイドウォール19が形成されており、ゲート電極18の上面、及びn+拡散層16の上面でサイドウォール19の外側の領域には、シリサイド膜20a,20bがそれぞれ形成されている。   A side wall 19 is formed on the side surface of the peripheral edge of the gate electrode 18, and silicide films 20a and 20b are respectively formed on the upper surface of the gate electrode 18 and the upper surface of the n + diffusion layer 16 and outside the side wall 19. Is formed.

ここで、図1に示すように、ゲート電極18とn+拡散層16とが接続される開口部17cの位置は、ゲート電極18と金属配線24とを接続するコンタクト23からゲート電極18に沿って第1の素子領域14に向かう経路の途中になっており、コンタクト23から開口部17cに至る経路は、コンタクト23から第1の素子領域14に至る経路よりも短くなっている。   Here, as shown in FIG. 1, the position of the opening 17 c where the gate electrode 18 and the n + diffusion layer 16 are connected is from the contact 23 connecting the gate electrode 18 and the metal wiring 24 along the gate electrode 18. The route from the contact 23 to the opening 17 c is shorter than the route from the contact 23 to the first element region 14.

図3は、本実施形態の半導体装置10の等価回路を示す回路図である。   FIG. 3 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the semiconductor device 10 of the present embodiment.

トランジスタ110は、第1の素子領域14に備えられたソース/ドレイン領域13と、ゲート電極18と、ゲート絶縁膜17aとで構成され、ダイオード120は、第2の素子領域15上に形成されたn+拡散層16と基板11とのpn接合によって構成される。トランジスタ110のゲートには、金属配線24に相当する信号線130が接続されており、この接続の途中に、基板電位(接地電位)を供給するダイオード120が接続されている。このため、信号線130や、信号線130からトランジスタ110のゲートに至る経路の途中に電子がチャージされた場合に、電子を基板11に放電することが可能となる。   The transistor 110 includes a source / drain region 13 provided in the first element region 14, a gate electrode 18, and a gate insulating film 17 a, and the diode 120 is formed on the second element region 15. It is constituted by a pn junction between the n + diffusion layer 16 and the substrate 11. A signal line 130 corresponding to the metal wiring 24 is connected to the gate of the transistor 110, and a diode 120 for supplying a substrate potential (ground potential) is connected in the middle of this connection. For this reason, when electrons are charged in the middle of the signal line 130 or the path from the signal line 130 to the gate of the transistor 110, the electrons can be discharged to the substrate 11.

次に、この半導体装置10の製造方法について、図面を参照して説明する。
図4及び図5は、本実施形態の半導体装置10の製造方法を示す断面図であり、図1で示した平面図のA−A´断面図である。
図4(a)に示すように、基板11上で、STI部12に囲まれた第2の素子領域15の上面に、イオン注入法により不純物を導入してn+拡散層16を形成する。次いで、図4(b)に示すように、基板11上にゲート絶縁膜17bを堆積する。次いで、図4(c)に示すように、n+拡散層16上のゲート絶縁膜17bに、フォトリソグラフィ法及びドライエッチング法によって開口部17cを設けて、n+拡散層16を露出させる。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device 10 will be described with reference to the drawings.
4 and 5 are cross-sectional views showing the method for manufacturing the semiconductor device 10 of the present embodiment, and are cross-sectional views taken along the line AA ′ of the plan view shown in FIG.
As shown in FIG. 4A, an n + diffusion layer 16 is formed on the upper surface of the second element region 15 surrounded by the STI portion 12 on the substrate 11 by ion implantation. Next, as illustrated in FIG. 4B, a gate insulating film 17 b is deposited on the substrate 11. Next, as shown in FIG. 4C, an opening 17c is provided in the gate insulating film 17b on the n + diffusion layer 16 by a photolithography method and a dry etching method so that the n + diffusion layer 16 is exposed.

その後、図5(a)に示すように、基板11上にポリシリコン膜を成膜し、これをフォトリソグラフィ法及びドライエッチング法によってパターニングしてゲート電極18を形成する。このとき、ゲート電極18の延出部18aが開口部17cを被覆して、露出したn+拡散層16に接するように形成することで、ゲート電極18とn+拡散層16とが接続される。次いで、ゲート電極18の側面に酸化シリコン等からなるサイドウォール19を形成し、さらに、ゲート電極18の上面、及びn+拡散層16の上面でサイドウォール19の外側の領域にシリサイド膜20a,20bをそれぞれ形成する。なお、第1の素子領域14のソース/ドレイン領域13には、ゲート電極18の形成後に、イオン注入法によってn−拡散層を形成し、さらに、サイドウォール19の形成後に、同じくイオン注入法によってn+拡散層を形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 5A, a polysilicon film is formed on the substrate 11 and patterned by a photolithography method and a dry etching method to form the gate electrode 18. At this time, the gate electrode 18 and the n + diffusion layer 16 are connected by forming the extended portion 18a of the gate electrode 18 so as to cover the opening 17c and to be in contact with the exposed n + diffusion layer 16. Next, a side wall 19 made of silicon oxide or the like is formed on the side surface of the gate electrode 18, and silicide films 20 a and 20 b are formed in regions outside the side wall 19 on the upper surface of the gate electrode 18 and the upper surface of the n + diffusion layer 16. Form each one. In the source / drain region 13 of the first element region 14, an n− diffusion layer is formed by an ion implantation method after the formation of the gate electrode 18. Further, after the sidewall 19 is formed, the ion implantation method is also used. An n + diffusion layer is formed.

次に、図5(b)に示すように、基板11上に酸化シリコン等からなる層間絶縁膜21をCVD法によって堆積し、ゲート電極18の延出部18aに接続するコンタクト23を形成するためのコンタクトホール22をドライエッチング法によって形成する。その後、図5(c)に示すように、コンタクトホール22にタングステン等からなるプラグを埋め込んでコンタクト23を形成し、さらに、層間絶縁膜21上にスパッタ法によって堆積させたアルミニウム等の金属膜を、フォトリソグラフィ法及びドライエッチング法によってパターニングして、コンタクト23に接続される金属配線24を含む金属配線層を形成する。   Next, as shown in FIG. 5B, an interlayer insulating film 21 made of silicon oxide or the like is deposited on the substrate 11 by a CVD method to form a contact 23 connected to the extended portion 18a of the gate electrode 18. The contact hole 22 is formed by dry etching. Thereafter, as shown in FIG. 5C, a contact 23 is filled with a plug made of tungsten or the like to form a contact 23, and a metal film such as aluminum deposited on the interlayer insulating film 21 by a sputtering method is formed. Then, patterning is performed by photolithography and dry etching to form a metal wiring layer including the metal wiring 24 connected to the contact 23.

ここで、コンタクトホール22を形成する工程、及び金属配線24を形成する工程のドライエッチングは、プラズマエッチングによってなされる。また、本実施形態では、コンタクトホール22にプラグを埋め込んでコンタクト23を形成する工程は、プラズマCVD法によってプラグを埋め込んだ後に、プラズマエッチングによってエッチバックを行って上面を平坦化している。このため、コンタクトホール22やコンタクト23を形成する工程では、ゲート電極18の延出部18aに電子がチャージされ、金属配線24を形成する工程では、金属配線24に電子がチャージされる。   Here, the dry etching in the step of forming the contact hole 22 and the step of forming the metal wiring 24 is performed by plasma etching. In the present embodiment, in the step of forming the contact 23 by filling the plug in the contact hole 22, the plug is filled by the plasma CVD method, and then etching back is performed by plasma etching to flatten the upper surface. For this reason, in the process of forming the contact hole 22 and the contact 23, electrons are charged in the extended portion 18a of the gate electrode 18, and in the process of forming the metal wiring 24, electrons are charged in the metal wiring 24.

コンタクトホール22やコンタクト23を形成する工程では、図5(b)に示すように、すでにゲート電極18がn+拡散層16と接続されているため、ゲート電極18の延出部18aにチャージされた電子は、n+拡散層16と基板11とで構成されるpn接合ダイオードを介して基板11に放出される。同様に、金属配線24を形成する工程で金属配線24にチャージされた電子は、コンタクト23、ゲート電極18の延出部18a、及びn+拡散層16と基板11とで構成されるpn接合ダイオードを介して基板11に放出される。   In the step of forming the contact hole 22 and the contact 23, as shown in FIG. 5B, since the gate electrode 18 is already connected to the n + diffusion layer 16, the extension portion 18a of the gate electrode 18 is charged. Electrons are emitted to the substrate 11 through a pn junction diode composed of the n + diffusion layer 16 and the substrate 11. Similarly, the electrons charged in the metal wiring 24 in the process of forming the metal wiring 24 pass through the contact 23, the extended portion 18 a of the gate electrode 18, and the pn junction diode composed of the n + diffusion layer 16 and the substrate 11. Through the substrate 11.

以上説明したように、本実施形態の半導体装置及びその製造方法によれば、以下の効果を得ることができる。   As described above, according to the semiconductor device and the manufacturing method thereof of the present embodiment, the following effects can be obtained.

本実施形態によれば、基板11上に、基板11とともにpn接合ダイオードを構成するn+拡散層16を備え、ゲート電極18の延出部18aを、このn+拡散層16に直接接続させている。即ち、ゲート電極18とn+拡散層16との接続には、従来のように金属配線層の金属配線を介在させていない。このため、コンタクトホール22やコンタクト23を形成する工程等、金属配線24を形成する前の工程でゲート電極18にチャージされる電子をも基板11に放出することが可能となる。   According to the present embodiment, the n + diffusion layer 16 that constitutes a pn junction diode together with the substrate 11 is provided on the substrate 11, and the extending portion 18 a of the gate electrode 18 is directly connected to the n + diffusion layer 16. That is, the metal wiring of the metal wiring layer is not interposed in the connection between the gate electrode 18 and the n + diffusion layer 16 as in the prior art. For this reason, electrons charged in the gate electrode 18 in the process before forming the metal wiring 24 such as the process of forming the contact hole 22 and the contact 23 can be emitted to the substrate 11.

さらに、本実施形態によれば、ゲート電極18と金属配線24とが接続されるコンタクト23からn+拡散層16に接続される開口部17cに至る経路は、コンタクト23から第1の素子領域14に至る経路よりも短いため、金属配線24にチャージされた電子が第1の素子領域14上に至るのを抑制し、電子をn+拡散層16を介して基板11に放出するのが容易になる。   Furthermore, according to the present embodiment, the path from the contact 23 where the gate electrode 18 and the metal wiring 24 are connected to the opening 17 c connected to the n + diffusion layer 16 is from the contact 23 to the first element region 14. Since it is shorter than the route to reach, it is possible to suppress the electrons charged in the metal wiring 24 from reaching the first element region 14 and to discharge the electrons to the substrate 11 through the n + diffusion layer 16.

さらに、本実施形態によれば、ゲート電極18とn+拡散層16とが接続される開口部17cの位置は、ゲート電極18と金属配線24とを接続するコンタクト23からゲート電極18に沿って第1の素子領域14に向かう経路の途中にあるため、金属配線24にチャージされた電子が、第1の素子領域14に至るのを抑制し、電子をn+拡散層16を介して基板11に放出するのが容易になる。   Further, according to the present embodiment, the position of the opening 17c where the gate electrode 18 and the n + diffusion layer 16 are connected is the position along the gate electrode 18 from the contact 23 connecting the gate electrode 18 and the metal wiring 24. Since it is in the middle of the path toward the first element region 14, the electrons charged in the metal wiring 24 are prevented from reaching the first element region 14, and the electrons are emitted to the substrate 11 through the n + diffusion layer 16. Easy to do.

(第2実施形態)
以下、本発明の第2実施形態に係る半導体装置について、図面を参照して説明する。図6は、本実施形態の半導体装置を示す平面図である。図7及び図8は、この半導体装置の製造方法を示す断面図であり、図6で示した平面図のA−B断面図である。なお、本実施形態の半導体装置の等価回路は、図3で示した回路と同一である。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a plan view showing the semiconductor device of this embodiment. 7 and 8 are cross-sectional views showing the method of manufacturing the semiconductor device, and are cross-sectional views taken along the line AB of the plan view shown in FIG. Note that the equivalent circuit of the semiconductor device of the present embodiment is the same as the circuit shown in FIG.

図6及び図8(b)に示すように、半導体装置10の基板11上には、素子分離部としてのSTI部12が形成されており、STI部12で囲まれた第1の素子領域14には、トランジスタを構成するソース/ドレイン領域13が備えられている。第1の素子領域14の近傍には、同じくSTI部12で囲まれた第2の素子領域15が備えられている。第2の素子領域15上には、n+拡散層16bが形成されており、n+拡散層16bと基板11とは、pn接合ダイオードを構成する。   As shown in FIGS. 6 and 8B, an STI portion 12 as an element isolation portion is formed on the substrate 11 of the semiconductor device 10, and the first element region 14 surrounded by the STI portion 12. Includes a source / drain region 13 constituting a transistor. In the vicinity of the first element region 14, a second element region 15 that is also surrounded by the STI portion 12 is provided. An n + diffusion layer 16b is formed on the second element region 15, and the n + diffusion layer 16b and the substrate 11 constitute a pn junction diode.

第1の素子領域14、第2の素子領域15、及び両領域間に介在するSTI部12の上面には、ゲート絶縁膜17a,17bを隔てて、トランジスタを構成するゲート電極18が形成されている。ゲート電極18は、第1の素子領域14上の部位と、第1の素子領域14から延出した延出部18aとで構成され、延出部18aは、層間絶縁膜21を貫通するコンタクト23によって、その上層に形成されている金属配線24に接続されている。この金属配線24を介して、ゲート電極18に制御電圧を印加することによってトランジスタの制御が可能になっている。   On the upper surface of the first element region 14, the second element region 15, and the STI portion 12 interposed between the two regions, a gate electrode 18 constituting a transistor is formed with gate insulating films 17a and 17b interposed therebetween. Yes. The gate electrode 18 includes a portion on the first element region 14 and an extending portion 18 a extending from the first element region 14, and the extending portion 18 a is a contact 23 penetrating the interlayer insulating film 21. Is connected to the metal wiring 24 formed in the upper layer. The transistor can be controlled by applying a control voltage to the gate electrode 18 through the metal wiring 24.

なお、ゲート電極18の周縁部側面には、サイドウォール19が形成され、ゲート電極18及びn+拡散層16bの上面には、シリサイド膜20a,20bがそれぞれ形成されている。   A sidewall 19 is formed on the side surface of the peripheral edge of the gate electrode 18, and silicide films 20a and 20b are formed on the upper surfaces of the gate electrode 18 and the n + diffusion layer 16b, respectively.

ここで、コンタクト23は、ゲート電極18の延出部18aの端部からはみ出すように備えられており、コンタクト23の底面は、n+拡散層16b(シリサイド膜20b)の上面に接している。つまり、コンタクト23を介して、ゲート電極18と、n+拡散層16bと、金属配線24とが接続されている。   Here, the contact 23 is provided so as to protrude from the end of the extending portion 18a of the gate electrode 18, and the bottom surface of the contact 23 is in contact with the upper surface of the n + diffusion layer 16b (silicide film 20b). That is, the gate electrode 18, the n + diffusion layer 16 b, and the metal wiring 24 are connected via the contact 23.

次に、この半導体装置10の製造方法について、図面を参照して説明する。
図7(a)に示すように、STI部12で囲まれた第1及び第2の素子領域14,15を有する基板11上に、ゲート絶縁膜17a,17bを隔ててポリシリコン膜を成膜し、これをフォトリソグラフィ法及びドライエッチング法によってパターニングしてゲート電極18を形成する。次いで、第2の素子領域15上に、イオン注入法により不純物を導入してn−拡散層16aを形成し、その後、ゲート電極18の周縁部側面に酸化シリコン等からなるサイドウォール19を形成する。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device 10 will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 7A, a polysilicon film is formed on the substrate 11 having the first and second element regions 14 and 15 surrounded by the STI portion 12 with the gate insulating films 17a and 17b interposed therebetween. Then, this is patterned by a photolithography method and a dry etching method to form the gate electrode 18. Next, an impurity is introduced onto the second element region 15 by ion implantation to form an n− diffusion layer 16a, and then a side wall 19 made of silicon oxide or the like is formed on the side surface of the peripheral edge of the gate electrode 18. .

次に、図7(b)に示すように、第2の素子領域15上に、イオン注入法により不純物を導入してn+拡散層16bを形成し、ゲート電極18及びn+拡散層16bの上面にシリサイド膜20a,20bをそれぞれ形成する。なお、n−拡散層及びn+拡散層は、第2の素子領域15と同時に、第1の素子領域14のソース/ドレイン領域13にも形成される。   Next, as shown in FIG. 7B, an impurity is introduced onto the second element region 15 by ion implantation to form an n + diffusion layer 16b, and on the upper surfaces of the gate electrode 18 and the n + diffusion layer 16b. Silicide films 20a and 20b are formed respectively. The n− diffusion layer and the n + diffusion layer are formed in the source / drain region 13 of the first element region 14 simultaneously with the second element region 15.

次に、図8(a)に示すように、基板11上に酸化シリコン等からなる層間絶縁膜21をCVD法によって堆積し、さらに、ゲート電極18の延出部18a及びn+拡散層16bの双方に接続するコンタクト23を形成するためのコンタクトホール22をドライエッチング法によって形成する。その後、図8(b)に示すように、コンタクトホール22にタングステン等からなるプラグを埋め込んでコンタクト23を形成し、さらに、層間絶縁膜21上にスパッタ法によって堆積させたアルミニウム等からなる金属膜を、フォトリソグラフィ法及びドライエッチング法によってパターニングして、コンタクト23に接続される金属配線24を含む金属配線層を形成する。   Next, as shown in FIG. 8A, an interlayer insulating film 21 made of silicon oxide or the like is deposited on the substrate 11 by the CVD method. Further, both the extended portion 18a of the gate electrode 18 and the n + diffusion layer 16b are deposited. A contact hole 22 for forming a contact 23 connected to is formed by dry etching. Thereafter, as shown in FIG. 8B, a contact 23 is filled with a plug made of tungsten or the like to form a contact 23, and a metal film made of aluminum or the like deposited on the interlayer insulating film 21 by sputtering. Are patterned by a photolithography method and a dry etching method to form a metal wiring layer including the metal wiring 24 connected to the contact 23.

以上説明したように、本実施形態の半導体装置及びその製造方法によれば、以下の効果を得ることができる。   As described above, according to the semiconductor device and the manufacturing method thereof of the present embodiment, the following effects can be obtained.

本実施形態によれば、基板11上に、基板11とともにpn接合ダイオードを構成するn+拡散層16bを備え、ゲート電極18の延出部18aを、このn+拡散層16bにコンタクト23を介して接続させている。即ち、ゲート電極18とn+拡散層16bとの接続には、従来のように金属配線層の金属配線を介在させていない。このため、コンタクトホール22にプラグを埋め込んだ後の平坦化の工程等、金属配線24を形成する前の工程でゲート電極18にチャージされる電子をも基板11に放出することが可能となる。   According to this embodiment, the substrate 11 includes the n + diffusion layer 16b that forms a pn junction diode together with the substrate 11, and the extension portion 18a of the gate electrode 18 is connected to the n + diffusion layer 16b via the contact 23. I am letting. That is, the metal wiring of the metal wiring layer is not interposed in the connection between the gate electrode 18 and the n + diffusion layer 16b as in the prior art. For this reason, electrons charged in the gate electrode 18 in a process before forming the metal wiring 24 such as a flattening process after the plug is buried in the contact hole 22 can be emitted to the substrate 11.

さらに、本実施形態によれば、ゲート電極18とn+拡散層16bとの接続を、ゲート電極18と金属配線24とを接続するためのコンタクト23を介して行っている。つまり、1つのコンタクト23によって、ゲート電極18と金属配線24とn+拡散層16bとが接続されるため、それぞれを接続させるために要するスペースを低減することが可能となる。   Furthermore, according to the present embodiment, the gate electrode 18 and the n + diffusion layer 16b are connected via the contact 23 for connecting the gate electrode 18 and the metal wiring 24. That is, since the gate electrode 18, the metal wiring 24, and the n + diffusion layer 16b are connected by one contact 23, it is possible to reduce the space required for connecting each.

さらに、本実施形態によれば、基板11とともにpn接合ダイオードを構成するn+拡散層16bを、トランジスタのソース/ドレイン領域13における拡散層と同時に形成するため、第2の素子領域15にn+拡散層16bを形成するためだけの工程を追加する必要がなく、製造工程を簡略化することが可能となる。   Furthermore, according to the present embodiment, the n + diffusion layer 16b that constitutes the pn junction diode together with the substrate 11 is formed simultaneously with the diffusion layer in the source / drain region 13 of the transistor, so that the n + diffusion layer is formed in the second element region 15. It is not necessary to add a process only for forming 16b, and the manufacturing process can be simplified.

(第3実施形態)
以下、本発明の第3実施形態に係る半導体装置について、図面を参照して説明する。図9は、本実施形態の半導体装置を示す平面図であり、図10は、そのA−B断面図である。なお、本実施形態の半導体装置の等価回路は、図3で示した回路と同一である。
(Third embodiment)
Hereinafter, a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a plan view showing the semiconductor device of this embodiment, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line AB. Note that the equivalent circuit of the semiconductor device of the present embodiment is the same as the circuit shown in FIG.

図9及び図10に示すように、半導体装置10の基板11上には、素子分離部としてのSTI部12が形成されており、STI部12で囲まれた第1の素子領域14には、トランジスタを構成するソース/ドレイン領域13が備えられている。第1の素子領域14の近傍には、同じくSTI部12で囲まれた第2の素子領域15が備えられている。第2の素子領域15上には、n+拡散層16bが形成されており、n+拡散層16bと基板11とは、pn接合ダイオードを構成する。   As shown in FIGS. 9 and 10, an STI portion 12 as an element isolation portion is formed on the substrate 11 of the semiconductor device 10. In the first element region 14 surrounded by the STI portion 12, A source / drain region 13 constituting a transistor is provided. In the vicinity of the first element region 14, a second element region 15 that is also surrounded by the STI portion 12 is provided. An n + diffusion layer 16b is formed on the second element region 15, and the n + diffusion layer 16b and the substrate 11 constitute a pn junction diode.

第1の素子領域14、第2の素子領域15、及び両領域間に介在するSTI部12の上面には、ゲート絶縁膜17a,17bを隔てて、トランジスタを構成するゲート電極18が形成されている。ゲート電極18は、第1の素子領域14上の部位と、第1の素子領域14から延出した延出部18aとで構成され、延出部18aは、層間絶縁膜21(図12(c)参照)を貫通するコンタクト23によって、その上層に形成されている金属配線24に接続されている。この金属配線24を介して、ゲート電極18に制御電圧を印加することによってトランジスタの制御が可能になっている。   On the upper surface of the first element region 14, the second element region 15, and the STI portion 12 interposed between the two regions, a gate electrode 18 constituting a transistor is formed with gate insulating films 17a and 17b interposed therebetween. Yes. The gate electrode 18 includes a portion on the first element region 14 and an extending portion 18a extending from the first element region 14, and the extending portion 18a is formed of the interlayer insulating film 21 (FIG. 12C). It is connected to the metal wiring 24 formed in the upper layer by the contact 23 penetrating through the reference). The transistor can be controlled by applying a control voltage to the gate electrode 18 through the metal wiring 24.

ゲート電極18の周縁部側面には、延出部18aの一部の領域(サイドウォール除去領域)19aを除いてサイドウォール19が形成されている。また、ゲート電極18の上面、及びサイドウォール除去領域19aのゲート電極18の側面、並びにn+拡散層16bの上面には、それぞれの電気抵抗を小さくするため、導体膜としてのシリサイド膜20aが一体で形成されており、ゲート電極18とn+拡散層16bとは、サイドウォール除去領域19aのゲート電極18の側面に形成されたシリサイド膜20aによって接続されている。   Sidewalls 19 are formed on the side surfaces of the peripheral edge of the gate electrode 18 except for a part of the extended portion 18a (sidewall removal region) 19a. Further, a silicide film 20a as a conductor film is integrally formed on the upper surface of the gate electrode 18, the side surface of the gate electrode 18 in the sidewall removal region 19a, and the upper surface of the n + diffusion layer 16b in order to reduce the respective electric resistance. The gate electrode 18 and the n + diffusion layer 16b are connected by a silicide film 20a formed on the side surface of the gate electrode 18 in the sidewall removal region 19a.

ここで、図9に示すように、ゲート電極18とn+拡散層16bとが接続されるサイドウォール除去領域19aの位置は、ゲート電極18と金属配線24とを接続するコンタクト23からゲート電極18に沿って第1の素子領域14に向かう経路の途中になっており、コンタクト23からサイドウォール除去領域19aに至る経路は、コンタクト23から第1の素子領域14に至る経路よりも短くなっている。   Here, as shown in FIG. 9, the position of the sidewall removal region 19 a where the gate electrode 18 and the n + diffusion layer 16 b are connected is from the contact 23 connecting the gate electrode 18 and the metal wiring 24 to the gate electrode 18. The path from the contact 23 to the sidewall removal region 19a is shorter than the path from the contact 23 to the first element region 14.

次に、この半導体装置10の製造方法について、図面を参照して説明する。
図11及び図12は、本実施形態の半導体装置10の製造方法を示す断面図であり、図9で示した平面図のA−A´断面図である。
図11(a)に示すように、STI部12で囲まれた第2の素子領域15を有する基板11上に、ゲート絶縁膜17bを隔ててポリシリコン膜を成膜し、これをフォトリソグラフィ法及びドライエッチング法によってパターニングしてゲート電極18を形成する。次いで、第2の素子領域15上に、イオン注入法により不純物を導入してn−拡散層16aを形成し、その後、ゲート電極18の周縁部側面に酸化シリコン等からなるサイドウォール19を形成する。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device 10 will be described with reference to the drawings.
11 and 12 are cross-sectional views showing a method for manufacturing the semiconductor device 10 of the present embodiment, and are cross-sectional views taken along the line AA ′ of the plan view shown in FIG.
As shown in FIG. 11A, a polysilicon film is formed on the substrate 11 having the second element region 15 surrounded by the STI portion 12 with a gate insulating film 17b therebetween, and this is formed by photolithography. Then, patterning is performed by a dry etching method to form the gate electrode 18. Next, an impurity is introduced onto the second element region 15 by ion implantation to form an n− diffusion layer 16a, and then a side wall 19 made of silicon oxide or the like is formed on the side surface of the peripheral edge of the gate electrode 18. .

次に、図11(b)に示すように、ゲート電極18の周縁部のうち、サイドウォール除去領域19a(図9参照)に形成されているサイドウォール19をドライエッチング法によって除去し、ゲート電極18の側面を露出させる。次いで、第2の素子領域15上に、イオン注入法により不純物を導入してn+拡散層16bを形成する。なお、n−拡散層及びn+拡散層は、第2の素子領域15と同時に、第1の素子領域14のソース/ドレイン領域13にも形成される。   Next, as shown in FIG. 11B, the sidewall 19 formed in the sidewall removal region 19a (see FIG. 9) in the peripheral portion of the gate electrode 18 is removed by a dry etching method, and the gate electrode 18 sides are exposed. Next, an impurity is introduced onto the second element region 15 by ion implantation to form an n + diffusion layer 16b. The n− diffusion layer and the n + diffusion layer are formed in the source / drain region 13 of the first element region 14 simultaneously with the second element region 15.

その後、図11(c)に示すように、基板11上に高融点金属膜(例えば、コバルト膜)20を堆積した後、基板11を熱処理して、高融点金属膜20をシリサイド化してシリサイド膜を形成する。次いで、シリサイド化されなかった高融点金属膜20をウェット処理によって除去すると、図12(a)に示すように、ゲート電極18の上面、及びサイドウォール除去領域19aのゲート電極18の側面、並びにn+拡散層16bの上面に、シリサイド膜(コバルトシリサイド膜)20aが一体で残存する。   Thereafter, as shown in FIG. 11C, after depositing a refractory metal film (for example, cobalt film) 20 on the substrate 11, the substrate 11 is heat-treated to silicidize the refractory metal film 20 to form a silicide film. Form. Next, when the refractory metal film 20 that has not been silicided is removed by wet processing, as shown in FIG. 12A, the upper surface of the gate electrode 18, the side surface of the gate electrode 18 in the sidewall removal region 19a, and n + A silicide film (cobalt silicide film) 20a remains integrally on the upper surface of the diffusion layer 16b.

次に、図12(b)に示すように、基板11上に酸化シリコン等からなる層間絶縁膜21をCVD法によって堆積し、さらに、ゲート電極18の延出部18aに接続するコンタクト23を形成するためのコンタクトホール22をドライエッチング法によって形成する。その後、図12(c)に示すように、コンタクトホール22にタングステン等からなるプラグを埋め込んでコンタクト23を形成し、さらに、層間絶縁膜21上にスパッタ法によって堆積させたアルミニウム等からなる金属膜を、フォトリソグラフィ法及びドライエッチング法によってパターニングして、コンタクト23に接続される金属配線24を含む金属配線層を形成する。   Next, as shown in FIG. 12B, an interlayer insulating film 21 made of silicon oxide or the like is deposited on the substrate 11 by a CVD method, and further, a contact 23 connected to the extending portion 18a of the gate electrode 18 is formed. A contact hole 22 is formed by dry etching. Thereafter, as shown in FIG. 12C, a contact 23 is filled with a plug made of tungsten or the like to form a contact 23, and a metal film made of aluminum or the like deposited on the interlayer insulating film 21 by sputtering. Are patterned by a photolithography method and a dry etching method to form a metal wiring layer including the metal wiring 24 connected to the contact 23.

以上説明したように、本実施形態の半導体装置及びその製造方法によれば、以下の効果を得ることができる。   As described above, according to the semiconductor device and the manufacturing method thereof of the present embodiment, the following effects can be obtained.

本実施形態によれば、基板11上に、基板11とともにpn接合ダイオードを構成するn+拡散層16bを備え、ゲート電極18とn+拡散層16bとを、ゲート電極18の上面及び側面、並びにn+拡散層16bの上面を被覆する一体のシリサイド膜20aによって接続させている。即ち、ゲート電極18とn+拡散層16bとの接続には、従来のように金属配線層の金属配線を介在させていない。このため、コンタクトホール22やコンタクト23を形成する工程等、金属配線24を形成する前の工程でゲート電極18にチャージされる電子をも基板11に放出することが可能となる。   According to this embodiment, the substrate 11 is provided with the n + diffusion layer 16b that forms a pn junction diode together with the substrate 11, and the gate electrode 18 and the n + diffusion layer 16b are connected to the top surface and the side surface of the gate electrode 18, and the n + diffusion. The layers are connected by an integral silicide film 20a covering the upper surface of the layer 16b. That is, the metal wiring of the metal wiring layer is not interposed in the connection between the gate electrode 18 and the n + diffusion layer 16b as in the prior art. For this reason, electrons charged in the gate electrode 18 in the process before forming the metal wiring 24 such as the process of forming the contact hole 22 and the contact 23 can be emitted to the substrate 11.

さらに、本実施形態によれば、ゲート電極18と金属配線24とが接続されるコンタクト23からn+拡散層16bに接続されるサイドウォール除去領域19aに至る経路は、コンタクト23から第1の素子領域14に至る経路よりも短いため、金属配線24にチャージされた電子が第1の素子領域14上に至るのを抑制し、電子をn+拡散層16bを介して基板11に放出するのが容易になる。   Furthermore, according to the present embodiment, the path from the contact 23 where the gate electrode 18 and the metal wiring 24 are connected to the sidewall removal region 19a connected to the n + diffusion layer 16b is the contact from the contact 23 to the first element region. 14 is shorter than the route to 14, it is easy to suppress the electrons charged in the metal wiring 24 from reaching the first element region 14 and to emit the electrons to the substrate 11 through the n + diffusion layer 16 b. Become.

さらに、本実施形態によれば、ゲート電極18とn+拡散層16bとが接続されるサイドウォール除去領域19aの位置は、ゲート電極18と金属配線24とを接続するコンタクト23からゲート電極18に沿って第1の素子領域14に向かう経路の途中にあるため、金属配線24にチャージされた電子が、第1の素子領域14に至るのを抑制し、電子をn+拡散層16bを介して基板11に放出するのが容易になる。   Furthermore, according to the present embodiment, the position of the sidewall removal region 19a where the gate electrode 18 and the n + diffusion layer 16b are connected is from the contact 23 connecting the gate electrode 18 and the metal wiring 24 along the gate electrode 18. In the middle of the path toward the first element region 14, the electrons charged in the metal wiring 24 are prevented from reaching the first element region 14, and the electrons are transferred to the substrate 11 through the n + diffusion layer 16 b. Easy to release.

さらに、本実施形態によれば、ゲート電極18の上面及び側面、並びにn+拡散層16bの上面を被覆する一体の導体膜として、シリサイド膜20aを用いているため、導体膜を自己整合的に形成(サリサイド)することが可能となり、導体膜の形成が容易になる。   Furthermore, according to the present embodiment, since the silicide film 20a is used as an integral conductor film covering the upper and side surfaces of the gate electrode 18 and the upper surface of the n + diffusion layer 16b, the conductor film is formed in a self-aligned manner. (Salicide) is possible, and the formation of the conductor film is facilitated.

さらに、本実施形態によれば、基板11とともにpn接合ダイオードを構成するn+拡散層16bを、トランジスタのソース/ドレイン領域13における拡散層と同時に形成するため、第2の素子領域15にn+拡散層16bを形成するためだけの工程を追加する必要がなく、製造工程を簡略化することが可能となる。   Furthermore, according to the present embodiment, the n + diffusion layer 16b that constitutes the pn junction diode together with the substrate 11 is formed simultaneously with the diffusion layer in the source / drain region 13 of the transistor, so that the n + diffusion layer is formed in the second element region 15. It is not necessary to add a process only for forming 16b, and the manufacturing process can be simplified.

(第4実施形態)
以下、本発明の第4実施形態に係る半導体装置について、図面を参照して説明する。図13は、本実施形態の半導体装置を示す平面図であり、図14は、そのA−B断面図である。なお、本実施形態の半導体装置の等価回路は、図3で示した回路と同一である。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 13 is a plan view showing the semiconductor device of this embodiment, and FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line AB. Note that the equivalent circuit of the semiconductor device of the present embodiment is the same as the circuit shown in FIG.

図13及び図14に示すように、半導体装置10の基板11上には、素子分離部としてのSTI部12が形成されており、STI部12で囲まれた第1の素子領域14には、トランジスタを構成するソース/ドレイン領域13が備えられている。第1の素子領域14の近傍には、同じくSTI部12で囲まれた第2の素子領域15が備えられている。第2の素子領域15上には、n+拡散層16bが形成されており、n+拡散層16bと基板11とは、pn接合ダイオードを構成する。   As shown in FIGS. 13 and 14, an STI portion 12 as an element isolation portion is formed on the substrate 11 of the semiconductor device 10, and the first element region 14 surrounded by the STI portion 12 includes A source / drain region 13 constituting a transistor is provided. In the vicinity of the first element region 14, a second element region 15 that is also surrounded by the STI portion 12 is provided. An n + diffusion layer 16b is formed on the second element region 15, and the n + diffusion layer 16b and the substrate 11 constitute a pn junction diode.

第1の素子領域14、第2の素子領域15、及び両領域間に介在するSTI部12の上面には、ゲート絶縁膜17a,17bを隔てて、トランジスタを構成するゲート電極18が形成されている。ゲート電極18は、第1の素子領域14上の部位と、第1の素子領域14から延出した延出部18aとで構成され、延出部18aは、層間絶縁膜21(図16(c)参照)を貫通するコンタクト23によって、その上層に形成されている金属配線24に接続されている。この金属配線24を介して、ゲート電極18に制御電圧を印加することによってトランジスタの制御が可能になっている。   On the upper surface of the first element region 14, the second element region 15, and the STI portion 12 interposed between the two regions, a gate electrode 18 constituting a transistor is formed with gate insulating films 17a and 17b interposed therebetween. Yes. The gate electrode 18 includes a portion on the first element region 14 and an extending portion 18a extending from the first element region 14. The extending portion 18a is formed of the interlayer insulating film 21 (FIG. 16C). It is connected to the metal wiring 24 formed in the upper layer by the contact 23 penetrating through the reference). The transistor can be controlled by applying a control voltage to the gate electrode 18 through the metal wiring 24.

ゲート電極18の周縁部側面には、サイドウォール19が形成されており、ゲート電極18の上面、及びn+拡散層16bの上面には、導体膜としてのシリサイド膜20a,20bがそれぞれ形成されている。さらに、サイドウォール19の外面の一部の領域(金属膜残し領域)19bには、導体膜としての高融点金属膜20cがシリサイド膜20a,20bと一体で形成されており、ゲート電極18とn+拡散層16bとは、金属膜残し領域19b上のサイドウォール19の外面に形成された高融点金属膜20cによって接続されている。   Sidewalls 19 are formed on the side surfaces of the peripheral edge of the gate electrode 18, and silicide films 20a and 20b as conductor films are formed on the upper surface of the gate electrode 18 and the upper surface of the n + diffusion layer 16b, respectively. . Further, a refractory metal film 20c as a conductor film is integrally formed with the silicide films 20a and 20b in a partial region (metal film remaining region) 19b on the outer surface of the sidewall 19, and the gate electrode 18 and the n + The diffusion layer 16b is connected by a refractory metal film 20c formed on the outer surface of the sidewall 19 on the metal film remaining region 19b.

ここで、図13に示すように、ゲート電極18とn+拡散層16bとが接続される金属膜残し領域19bの位置は、ゲート電極18と金属配線24とを接続するコンタクト23からゲート電極18に沿って第1の素子領域14に向かう経路の途中になっており、コンタクト23から金属膜残し領域19bに至る経路は、コンタクト23から第1の素子領域14に至る経路よりも短くなっている。   Here, as shown in FIG. 13, the position of the metal film remaining region 19 b where the gate electrode 18 and the n + diffusion layer 16 b are connected is from the contact 23 connecting the gate electrode 18 and the metal wiring 24 to the gate electrode 18. The path from the contact 23 to the metal film remaining region 19b is shorter than the path from the contact 23 to the first element region 14.

次に、この半導体装置10の製造方法について、図面を参照して説明する。
図15及び図16は、本実施形態の半導体装置10の製造方法を示す断面図であり、図13で示した平面図のA−A´断面図である。
図15(a)に示すように、STI部12で囲まれた第2の素子領域15を有する基板11上に、ゲート絶縁膜17bを隔ててポリシリコン膜を成膜し、これをフォトリソグラフィ法及びドライエッチング法によってパターニングしてゲート電極18を形成する。次いで、第2の素子領域15上に、イオン注入法により不純物を導入してn−拡散層16aを形成する。その後、ゲート電極18の周縁部側面に酸化シリコン等からなるサイドウォール19を形成し、さらに、第2の素子領域15上に、イオン注入法により不純物を導入してn+拡散層16bを形成する。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device 10 will be described with reference to the drawings.
15 and 16 are cross-sectional views showing the method for manufacturing the semiconductor device 10 of this embodiment, and are cross-sectional views taken along the line AA ′ of the plan view shown in FIG.
As shown in FIG. 15A, a polysilicon film is formed on the substrate 11 having the second element region 15 surrounded by the STI portion 12 with a gate insulating film 17b therebetween, and this is formed by photolithography. Then, patterning is performed by a dry etching method to form the gate electrode 18. Next, an impurity is introduced onto the second element region 15 by an ion implantation method to form an n − diffusion layer 16a. Thereafter, a sidewall 19 made of silicon oxide or the like is formed on the side surface of the peripheral edge of the gate electrode 18, and an impurity is introduced onto the second element region 15 by ion implantation to form an n + diffusion layer 16b.

次に、図15(b)に示すように、基板11上に高融点金属膜(例えば、コバルト膜)20を堆積し、基板11を熱処理して、高融点金属膜20をシリサイド化してシリサイド膜を形成する。その後、図15(c)に示すように、金属膜残し領域19b(図13参照)にあるサイドウォール19の外面上に、マスキング層(レジスト)25を形成する。次いで、シリサイド化されなかった高融点金属膜20をウェット処理によって除去すると、図16(a)に示すように、ゲート電極18の上面、及びn+拡散層16bの上面に、シリサイド膜20a,20bがそれぞれ形成されるとともに、金属膜残し領域19bにあるサイドウォール19の外面上の高融点金属膜20cが、シリサイド膜20a,20bと一体で残存する。その後、マスキング層25をエッチングによって除去する。   Next, as shown in FIG. 15B, a refractory metal film (for example, cobalt film) 20 is deposited on the substrate 11, the substrate 11 is heat-treated, and the refractory metal film 20 is silicided to form a silicide film. Form. Thereafter, as shown in FIG. 15C, a masking layer (resist) 25 is formed on the outer surface of the sidewall 19 in the metal film remaining region 19b (see FIG. 13). Next, when the refractory metal film 20 that has not been silicided is removed by wet processing, silicide films 20a and 20b are formed on the upper surface of the gate electrode 18 and the upper surface of the n + diffusion layer 16b, as shown in FIG. While being formed, the refractory metal film 20c on the outer surface of the sidewall 19 in the metal film remaining region 19b remains integrally with the silicide films 20a and 20b. Thereafter, the masking layer 25 is removed by etching.

次に、図16(b)に示すように、基板11上に酸化シリコン等からなる層間絶縁膜21をCVD法によって堆積し、さらに、ゲート電極18の延出部18aに接続するコンタクト23を形成するためのコンタクトホール22をドライエッチング法によって形成する。その後、図16(c)に示すように、コンタクトホール22にタングステン等からなるプラグを埋め込んでコンタクト23を形成し、さらに、層間絶縁膜21上にスパッタ法によって堆積させたアルミニウム等からなる金属膜を、フォトリソグラフィ法及びドライエッチング法によってパターニングして、コンタクト23に接続される金属配線24を含む金属配線層を形成する。   Next, as shown in FIG. 16B, an interlayer insulating film 21 made of silicon oxide or the like is deposited on the substrate 11 by the CVD method, and further, a contact 23 connected to the extending portion 18a of the gate electrode 18 is formed. A contact hole 22 is formed by dry etching. Thereafter, as shown in FIG. 16C, a contact 23 is filled with a plug made of tungsten or the like to form a contact 23, and a metal film made of aluminum or the like deposited on the interlayer insulating film 21 by sputtering. Are patterned by a photolithography method and a dry etching method to form a metal wiring layer including the metal wiring 24 connected to the contact 23.

以上説明したように、本実施形態の半導体装置及びその製造方法によれば、以下の効果を得ることができる。   As described above, according to the semiconductor device and the manufacturing method thereof of the present embodiment, the following effects can be obtained.

本実施形態によれば、基板11上に、基板11とともにpn接合ダイオードを構成するn+拡散層16bを備え、ゲート電極18とn+拡散層16bとを、ゲート電極18の上面、及びサイドウォール19の外面、並びにn+拡散層16bの上面を被覆する一体の導体膜(シリサイド膜20a,20b、高融点金属膜20c)によって接続させている。即ち、ゲート電極18とn+拡散層16bとの接続には、従来のように金属配線層の金属配線を介在させていない。このため、コンタクトホール22やコンタクト23を形成する工程等、金属配線24を形成する前の工程でゲート電極18にチャージされる電子をも基板11に放出することが可能となる。   According to the present embodiment, the substrate 11 includes the n + diffusion layer 16b that constitutes a pn junction diode together with the substrate 11, and the gate electrode 18 and the n + diffusion layer 16b are connected to the upper surface of the gate electrode 18 and the sidewall 19. They are connected by an integral conductor film (silicide films 20a, 20b, refractory metal film 20c) covering the outer surface and the upper surface of the n + diffusion layer 16b. That is, the metal wiring of the metal wiring layer is not interposed in the connection between the gate electrode 18 and the n + diffusion layer 16b as in the prior art. For this reason, electrons charged in the gate electrode 18 in the process before forming the metal wiring 24 such as the process of forming the contact hole 22 and the contact 23 can be emitted to the substrate 11.

さらに、本実施形態によれば、ゲート電極18と金属配線24とが接続されるコンタクト23からn+拡散層16に接続される金属膜残し領域19bに至る経路は、コンタクト23から第1の素子領域14に至る経路よりも短いため、金属配線24にチャージされた電子が第1の素子領域14上に至るのを抑制し、電子をn+拡散層16bを介して基板11に放出するのが容易になる。   Furthermore, according to the present embodiment, the path from the contact 23 where the gate electrode 18 and the metal wiring 24 are connected to the metal film remaining region 19b connected to the n + diffusion layer 16 is from the contact 23 to the first element region. Therefore, the electrons charged in the metal wiring 24 can be prevented from reaching the first element region 14 and can be easily emitted to the substrate 11 through the n + diffusion layer 16b. Become.

さらに、本実施形態によれば、ゲート電極18とn+拡散層16bとが接続される金属膜残し領域19bの位置は、ゲート電極18と金属配線24とを接続するコンタクト23からゲート電極18に沿って第1の素子領域14に向かう経路の途中にあるため、金属配線24にチャージされた電子が、第1の素子領域14に至るのを抑制し、電子をn+拡散層16bを介して基板11に放出するのが容易になる。   Further, according to the present embodiment, the position of the metal film remaining region 19b where the gate electrode 18 and the n + diffusion layer 16b are connected is located along the gate electrode 18 from the contact 23 connecting the gate electrode 18 and the metal wiring 24. In the middle of the path toward the first element region 14, the electrons charged in the metal wiring 24 are prevented from reaching the first element region 14, and the electrons are transferred to the substrate 11 through the n + diffusion layer 16 b. Easy to release.

さらに、本実施形態によれば、導体膜をサイドウォール19の外面に形成しているため、ゲート電極18とn+拡散層16bとを接続する導体膜を形成するのにサイドウォール19を除去する必要がない。   Furthermore, according to the present embodiment, since the conductor film is formed on the outer surface of the sidewall 19, it is necessary to remove the sidewall 19 in order to form the conductor film connecting the gate electrode 18 and the n + diffusion layer 16b. There is no.

さらに、本実施形態によれば、一体の導体膜のうち、ゲート電極18の上面及びn+拡散層16bの上面を被覆する導体膜として、シリサイド膜20a,20bを用いているため、ゲート電極18の上面及びn+拡散層16bの上面の導体膜を自己整合的に形成(サリサイド)することが可能となり、導体膜の形成が容易になる。   Furthermore, according to the present embodiment, since the silicide films 20a and 20b are used as the conductor film covering the upper surface of the gate electrode 18 and the upper surface of the n + diffusion layer 16b in the integral conductor film, The conductor film on the upper surface and the upper surface of the n + diffusion layer 16b can be formed in a self-aligned manner (salicide), and the formation of the conductor film is facilitated.

さらに、本実施形態によれば、基板11とともにpn接合ダイオードを構成するn+拡散層16bを、トランジスタのソース/ドレイン領域13における拡散層と同時に形成するため、第2の素子領域15にn+拡散層16bを形成するためだけの工程を追加する必要がなく、製造工程を簡略化することが可能となる。   Furthermore, according to the present embodiment, the n + diffusion layer 16b that constitutes the pn junction diode together with the substrate 11 is formed simultaneously with the diffusion layer in the source / drain region 13 of the transistor, so that the n + diffusion layer is formed in the second element region 15. It is not necessary to add a process only for forming 16b, and the manufacturing process can be simplified.

(第5実施形態)
以下、本発明の第5実施形態に係る半導体装置について、図面を参照して説明する。図17は、本実施形態の半導体装置を示す平面図であり、図18は、そのA−B断面図である。
(Fifth embodiment)
Hereinafter, a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 17 is a plan view showing the semiconductor device of this embodiment, and FIG. 18 is a cross-sectional view taken along the line AB in FIG.

本実施形態の半導体装置10は、ゲート電極18の延出部18aの一部で、金属配線24に接続されるコンタクト23から第1の素子領域14に至る経路の途中に、シリサイド膜20aが形成されない高抵抗領域26を有している以外は、第1実施形態と同一の構成を有している。この高抵抗領域26は、ゲート電極18上にシリサイド膜20aを形成するための高融点金属膜20を堆積する前に、高抵抗領域26上にシリコン酸化膜等によりマスクをしておくことによって、シリサイド化が阻害されており、シリサイド膜20aが形成された領域に比べて、高抵抗となっている。   In the semiconductor device 10 of this embodiment, a silicide film 20a is formed in the middle of a path from the contact 23 connected to the metal wiring 24 to the first element region 14 in a part of the extended portion 18a of the gate electrode 18. The configuration is the same as that of the first embodiment except that the high resistance region 26 is not provided. The high resistance region 26 is masked with a silicon oxide film or the like on the high resistance region 26 before depositing the refractory metal film 20 for forming the silicide film 20a on the gate electrode 18. Silicidation is inhibited, and the resistance is higher than that in the region where the silicide film 20a is formed.

図19は、この半導体装置10の等価回路を示す回路図である。トランジスタ110と、pn接合ダイオード120との間に、高抵抗領域26による抵抗140が備わることになる。   FIG. 19 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the semiconductor device 10. Between the transistor 110 and the pn junction diode 120, the resistor 140 by the high resistance region 26 is provided.

以上説明したように、本実施形態の半導体装置及びその製造方法によれば、前記第1実施形態における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。   As described above, according to the semiconductor device and the manufacturing method thereof of the present embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment.

本実施形態の半導体装置によれば、ゲート電極18の延出部18aの一部で、金属配線24に接続されるコンタクト23から第1の素子領域14に至る経路の途中に、ゲート電極18上の他の領域よりも抵抗値が高い高抵抗領域26を備えているため、コンタクト23や金属配線24にチャージされた電子によって、第1の素子領域14上のゲート電極18に印加されるサージ電圧のピーク値を低く抑えることが可能となる。   According to the semiconductor device of the present embodiment, a part of the extended portion 18 a of the gate electrode 18 is on the gate electrode 18 in the middle of the path from the contact 23 connected to the metal wiring 24 to the first element region 14. Since the high resistance region 26 having a higher resistance value than other regions is provided, the surge voltage applied to the gate electrode 18 on the first element region 14 by the electrons charged in the contact 23 and the metal wiring 24. The peak value of can be kept low.

また、半導体装置に抵抗を備える場合、半導体基板上に所定の抵抗値の電気抵抗を有する拡散層を形成したり、金属配線層又はゲート電極層に長い配線を備えてその配線抵抗を利用したり、ゲート電極層と金属配線層との間、或いは異なる金属配線層間に多数のコンタクトを形成してそのコンタクト抵抗を利用したりする方法が考えられる。このようにして形成された抵抗は、それ自体、或いはコンタクト等の抵抗と接続するための領域に比較的大きな面積を要するため、スペース効率を悪化させてしまう。   When a semiconductor device is provided with a resistor, a diffusion layer having an electric resistance of a predetermined resistance value is formed on the semiconductor substrate, or a long wiring is provided in the metal wiring layer or the gate electrode layer to use the wiring resistance. A method of forming a large number of contacts between the gate electrode layer and the metal wiring layer or between different metal wiring layers and utilizing the contact resistance can be considered. The resistance formed in this manner requires a relatively large area in itself or in a region for connection with a resistance such as a contact, and therefore the space efficiency is deteriorated.

しかしながら、本実施形態の半導体装置によれば、高抵抗領域26を、ゲート電極18の延出部18aに備えているため、ゲート電極18と高抵抗領域26とを接続するためのみの金属配線やコンタクトを形成する必要がない。さらに、高抵抗領域26は、上面にシリサイド膜が形成されないことによって高い抵抗値を有するようにしているため、長い配線の引き回しや多数のコンタクトによる抵抗に比べて、小さな面積で安定した抵抗を備えることが可能となる。   However, according to the semiconductor device of the present embodiment, since the high resistance region 26 is provided in the extending portion 18a of the gate electrode 18, the metal wiring only for connecting the gate electrode 18 and the high resistance region 26, There is no need to form a contact. Furthermore, since the high resistance region 26 has a high resistance value because no silicide film is formed on the upper surface, the high resistance region 26 has a stable resistance in a small area as compared with the resistance of a long wiring and a large number of contacts. It becomes possible.

(変形例)
なお、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
(Modification)
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.

・前記第2実施形態において、第2の素子領域15上のn+拡散層16bを、第1の素子領域14に形成されるトランジスタの拡散層と同時に形成するのに代えて、第1実施形態と同様、ゲート電極18を形成する前に第2の素子領域15上にn+拡散層16を形成するようにしてもよい。   In the second embodiment, instead of forming the n + diffusion layer 16b on the second element region 15 simultaneously with the diffusion layer of the transistor formed in the first element region 14, Similarly, the n + diffusion layer 16 may be formed on the second element region 15 before the gate electrode 18 is formed.

これによれば、第2の素子領域15の上面で、ゲート電極18と重なる領域上にもn+拡散層16bを延在させることが可能となる。このため、コンタクトホール22を形成する際に、サイドウォール19がエッチングの影響を受けて浸食した場合でも、半導体装置10を動作させる際に、第2の素子領域15の上面で、n+拡散層16bが形成されていない領域に対して、コンタクト23から電流がリークするのを抑制することが可能となる。或いは、コンタクトホール22を形成した後に、コンタクトホール22を通して、再度不純物を導入することによって、n+拡散層16bを拡大するようにしても同様の効果を得ることができる。   According to this, it becomes possible to extend the n + diffusion layer 16b on the upper surface of the second element region 15 also on the region overlapping the gate electrode 18. Therefore, when the contact hole 22 is formed, even if the sidewall 19 is eroded by the influence of etching, the n + diffusion layer 16b is formed on the upper surface of the second element region 15 when the semiconductor device 10 is operated. It is possible to suppress the leakage of current from the contact 23 in the region where no is formed. Alternatively, the same effect can be obtained even if the n + diffusion layer 16b is enlarged by introducing impurities again through the contact hole 22 after the contact hole 22 is formed.

・前記実施形態において、素子分離部としてSTI構造を用いる代わりに、LOCOS(Local Oxidation Of Silicon)、プレーナLOCOS等を用いることもできる。また、SOI(Silicon On Insulator)基板を使用する場合には、メサ分離で素子分離部を形成してもよい。   In the embodiment, LOCOS (Local Oxidation Of Silicon), planar LOCOS, or the like can be used instead of the STI structure as the element isolation portion. In the case where an SOI (Silicon On Insulator) substrate is used, the element isolation portion may be formed by mesa isolation.

・半導体基板としては、p型シリコン基板に限定されず、n型シリコン基板にも適用可能である。   The semiconductor substrate is not limited to a p-type silicon substrate, but can be applied to an n-type silicon substrate.

第1実施形態の半導体装置を示す平面図。1 is a plan view showing a semiconductor device according to a first embodiment. 図1のA−B断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AB in FIG. 1. 第1実施形態の半導体装置の等価回路を示す回路図。FIG. 3 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the semiconductor device of the first embodiment. (a)〜(c)は、第1実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図。(A)-(c) is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Embodiment. (a)〜(c)は、第1実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図。(A)-(c) is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Embodiment. 第2実施形態の半導体装置を示す平面図。The top view which shows the semiconductor device of 2nd Embodiment. (a),(b)は、第2実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図。(A), (b) is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device of 2nd Embodiment. (a),(b)は、第2実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図。(A), (b) is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device of 2nd Embodiment. 第3実施形態の半導体装置を示す平面図。The top view which shows the semiconductor device of 3rd Embodiment. 図9のA−B断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line AB in FIG. 9. (a)〜(c)は、第3実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図。(A)-(c) is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device of 3rd Embodiment. (a)〜(c)は、第3実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図。(A)-(c) is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device of 3rd Embodiment. 第4実施形態の半導体装置を示す平面図。The top view which shows the semiconductor device of 4th Embodiment. 図13のA−B断面図。FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line AB in FIG. 13. (a)〜(c)は、第4実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図。(A)-(c) is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device of 4th Embodiment. (a)〜(c)は、第4実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図。(A)-(c) is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device of 4th Embodiment. 第5実施形態の半導体装置を示す平面図。The top view which shows the semiconductor device of 5th Embodiment. 図17のA−B断面図。FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line AB of FIG. 第5実施形態の半導体装置の等価回路を示す回路図。A circuit diagram showing an equivalent circuit of a semiconductor device of a 5th embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10…半導体装置、11…半導体基板としてのp型シリコン基板、12…素子分離部としてのSTI部、13…トランジスタを構成するソース/ドレイン領域、14…第1の素子領域、15…第2の素子領域、16,16b…n+拡散層、16a…n−拡散層、17a…トランジスタを構成するゲート絶縁膜、17c…開口部、18…トランジスタを構成するゲート電極、18a…延出部、19…サイドウォール、19a…サイドウォール除去領域、19b…金属膜残し領域、20,20c…導体膜としての高融点金属膜、20a,20b…導体膜としてのシリサイド膜、21…層間絶縁膜、22…コンタクトホール、23…コンタクト、24…金属配線、25…マスキング層、26…高抵抗領域、110…トランジスタ、120…ダイオード、130…信号線、140…抵抗。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Semiconductor device, 11 ... p-type silicon substrate as a semiconductor substrate, 12 ... STI part as an element isolation | separation part, 13 ... Source / drain region which comprises a transistor, 14 ... 1st element region, 15 ... 2nd Element region, 16, 16b ... n + diffusion layer, 16a ... n- diffusion layer, 17a ... gate insulating film constituting transistor, 17c ... opening, 18 ... gate electrode constituting transistor, 18a ... extension portion, 19 ... Side wall, 19a ... Side wall removal region, 19b ... Metal film remaining region, 20, 20c ... High melting point metal film as conductor film, 20a, 20b ... Silicide film as conductor film, 21 ... Interlayer insulating film, 22 ... Contact Holes 23 ... Contacts 24 ... Metal wiring 25 ... Masking layer 26 ... High resistance region 110 ... Transistor 120 ... Diode , 130 ... signal line, 140 ... resistance.

Claims (18)

半導体基板上に形成された半導体装置において、
トランジスタが形成される第1の素子領域と、当該半導体基板とともにpn接合ダイオードを構成する拡散層を有する第2の素子領域とを備える前記半導体基板と、
前記第1の素子領域上に形成されて、前記トランジスタの動作を制御するための制御電圧が印加されるゲート電極であって、前記第1の素子領域から延出して前記拡散層に接続される前記ゲート電極と、
前記ゲート電極上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成された金属配線層に備えられ、前記ゲート電極に前記制御電圧を印加するための金属配線と、
前記層間絶縁膜を貫通して、前記ゲート電極と前記金属配線とを接続するコンタクトと、
を有し、前記ゲート電極は、前記金属配線層と前記半導体基板との間で前記拡散層に接続されていることを特徴とする半導体装置。
In a semiconductor device formed on a semiconductor substrate,
The semiconductor substrate comprising: a first element region in which a transistor is formed; and a second element region having a diffusion layer that forms a pn junction diode together with the semiconductor substrate;
A gate electrode formed on the first element region to which a control voltage for controlling the operation of the transistor is applied and extends from the first element region and is connected to the diffusion layer The gate electrode;
An interlayer insulating film formed on the gate electrode;
Provided in a metal wiring layer formed on the interlayer insulating film, metal wiring for applying the control voltage to the gate electrode,
A contact passing through the interlayer insulating film and connecting the gate electrode and the metal wiring;
And the gate electrode is connected to the diffusion layer between the metal wiring layer and the semiconductor substrate.
請求項1に記載の半導体装置において、前記ゲート電極は、前記第1の素子領域から延出して前記拡散層を導通可能に被覆していることを特徴とする半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the gate electrode extends from the first element region and covers the diffusion layer so as to be conductive. 請求項1に記載の半導体装置において、前記ゲート電極は、前記コンタクトを介して前記拡散層に接続されていることを特徴とする半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the gate electrode is connected to the diffusion layer through the contact. 請求項1に記載の半導体装置において、前記ゲート電極の上面及び側面、並びに前記拡散層の上面を被覆する一体の導体膜が形成され、前記ゲート電極は、前記導体膜によって前記拡散層に接続されていることを特徴とする半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein an integral conductor film is formed to cover an upper surface and a side surface of the gate electrode and an upper surface of the diffusion layer, and the gate electrode is connected to the diffusion layer by the conductor film. A semiconductor device characterized by that. 請求項1に記載の半導体装置において、さらに、前記ゲート電極の側面に絶縁材料からなるサイドウォールが形成されるとともに、前記ゲート電極の上面、及び前記サイドウォールの外面、並びに前記拡散層の上面を被覆する一体の導体膜が形成され、前記ゲート電極は、前記導体膜を介して前記拡散層に接続されていることを特徴とする半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a sidewall made of an insulating material on a side surface of the gate electrode; and an upper surface of the gate electrode, an outer surface of the sidewall, and an upper surface of the diffusion layer. An integrated conductor film for covering is formed, and the gate electrode is connected to the diffusion layer through the conductor film. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体装置において、前記ゲート電極が前記金属配線に接続される部位から前記拡散層に接続される部位に至る経路は、前記ゲート電極が前記金属配線に接続される部位から前記第1の素子領域に至る経路よりも短いことを特徴とする半導体装置。   6. The semiconductor device according to claim 1, wherein a path from a portion where the gate electrode is connected to the metal wiring to a portion where the gate electrode is connected to the diffusion layer is the gate electrode is the metal wiring. A semiconductor device characterized by being shorter than a path from a portion connected to the first element region to the first element region. 請求項6に記載の半導体装置において、前記ゲート電極は、前記金属配線に接続される部位から前記第1の素子領域に至る経路の途中で、前記拡散層に接続されていることを特徴とする半導体装置。   7. The semiconductor device according to claim 6, wherein the gate electrode is connected to the diffusion layer in the middle of a path from a portion connected to the metal wiring to the first element region. Semiconductor device. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の半導体装置において、前記ゲート電極が前記金属配線に接続される部位から前記第1の素子領域に至る経路の途中に、前記ゲート電極上の他の領域に比べて抵抗値が高い高抵抗領域が備えられていることを特徴とする半導体装置。   8. The semiconductor device according to claim 1, wherein another gate on the gate electrode is disposed in the middle of a path from the portion where the gate electrode is connected to the metal wiring to the first element region. A semiconductor device comprising a high resistance region having a resistance value higher than that of the region. 請求項8に記載の半導体装置において、前記ゲート電極は、上面にシリサイド膜が形成されたポリシリコンによって形成され、前記高抵抗領域は、前記ゲート電極の前記第1の素子領域から延出する部位に備えられ、上面にシリサイド膜が形成されないことによって高い抵抗値を有していることを特徴とする半導体装置。   9. The semiconductor device according to claim 8, wherein the gate electrode is formed of polysilicon having a silicide film formed on an upper surface thereof, and the high resistance region extends from the first element region of the gate electrode. And a high resistance value because no silicide film is formed on the upper surface. 請求項2に記載の半導体装置を製造する製造方法であって、
前記拡散層を形成する工程と、
前記ゲート電極の一部が前記拡散層を導通可能に被覆するように前記ゲート電極を形成する工程と、
前記層間絶縁膜を形成する工程と、
前記コンタクトを形成する工程と、
前記金属配線を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A manufacturing method for manufacturing the semiconductor device according to claim 2,
Forming the diffusion layer;
Forming the gate electrode such that a portion of the gate electrode covers the diffusion layer in a conductive manner;
Forming the interlayer insulating film;
Forming the contact;
Forming the metal wiring;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
請求項3に記載の半導体装置を製造する製造方法であって、
前記拡散層及び前記ゲート電極が形成された半導体基板に、
前記層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜に、前記ゲート電極及び前記拡散層の双方に接続可能な前記コンタクトを形成する工程と、
前記金属配線を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A manufacturing method for manufacturing the semiconductor device according to claim 3,
In the semiconductor substrate on which the diffusion layer and the gate electrode are formed,
Forming the interlayer insulating film;
Forming the contact connectable to both the gate electrode and the diffusion layer in the interlayer insulating film;
Forming the metal wiring;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
請求項4に記載の半導体装置を製造する製造方法であって、
前記拡散層及び前記ゲート電極が形成された半導体基板に、
前記ゲート電極の上面及び側面、並びに前記拡散層の上面を被覆する一体の導体膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜を形成する工程と、
前記コンタクトを形成する工程と、
前記金属配線を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A manufacturing method for manufacturing the semiconductor device according to claim 4,
In the semiconductor substrate on which the diffusion layer and the gate electrode are formed,
Forming an integral conductor film covering the top and side surfaces of the gate electrode and the top surface of the diffusion layer;
Forming the interlayer insulating film;
Forming the contact;
Forming the metal wiring;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
請求項12に記載の半導体装置の製造方法において、前記導体膜は、シリサイド膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。   13. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the conductor film is a silicide film. 請求項5に記載の半導体装置を製造する製造方法であって、
前記拡散層及び前記ゲート電極が形成された半導体基板に、
前記サイドウォールを形成する工程と、
前記ゲート電極の上面、及び前記サイドウォールの外面、並びに前記拡散層の上面を被覆する一体の導体膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜を形成する工程と、
前記コンタクトを形成する工程と、
前記金属配線を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A manufacturing method for manufacturing the semiconductor device according to claim 5,
In the semiconductor substrate on which the diffusion layer and the gate electrode are formed,
Forming the sidewall;
Forming an integral conductor film covering the upper surface of the gate electrode, the outer surface of the sidewall, and the upper surface of the diffusion layer;
Forming the interlayer insulating film;
Forming the contact;
Forming the metal wiring;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
請求項14に記載の半導体装置の製造方法において、前記ゲート電極の上面、及び前記サイドウォールの外面、並びに前記拡散層の上面を被覆する一体の導体膜を形成する工程は、
前記拡散層及び前記ゲート電極上に金属膜を成膜する工程と、
前記半導体基板を熱処理して前記金属膜を反応させ、前記ゲート電極の上面及び前記拡散層の上面にシリサイド膜を形成する工程と、
前記サイドウォールの外面に成膜された金属膜にマスキング層を形成する工程と、
前記マスキング層が形成されていない部位の金属膜を除去する工程と、
前記マスキング層を除去する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
15. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 14, wherein the step of forming an integral conductor film covering the upper surface of the gate electrode, the outer surface of the sidewall, and the upper surface of the diffusion layer comprises:
Forming a metal film on the diffusion layer and the gate electrode;
Heat treating the semiconductor substrate to react the metal film and forming a silicide film on the upper surface of the gate electrode and the upper surface of the diffusion layer;
Forming a masking layer on the metal film formed on the outer surface of the sidewall;
Removing the metal film at a portion where the masking layer is not formed;
Removing the masking layer;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
請求項11〜15のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法において、前記拡散層は、前記ゲート電極を形成後に、前記トランジスタの拡散層と同時に形成することを特徴とする半導体装置の形成方法。   16. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein the diffusion layer is formed simultaneously with the diffusion layer of the transistor after the gate electrode is formed. Method. 半導体基板上に、
トランジスタと、
前記半導体基板とともにpn接合ダイオードを構成する拡散層と、
前記トランジスタの動作を制御するための制御信号が印加されるゲート電極と、
前記ゲート電極上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成された金属配線と、
前記層間絶縁膜を貫通して、前記ゲート電極と前記金属配線とを接続するコンタクトと、
を備えた半導体装置の製造方法であって、
前記金属配線を形成する工程の前に、前記ゲート電極と前記拡散層とを接続する工程を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
On the semiconductor substrate,
A transistor,
A diffusion layer constituting a pn junction diode together with the semiconductor substrate;
A gate electrode to which a control signal for controlling the operation of the transistor is applied;
An interlayer insulating film formed on the gate electrode;
Metal wiring formed on the interlayer insulating film;
A contact passing through the interlayer insulating film and connecting the gate electrode and the metal wiring;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of connecting the gate electrode and the diffusion layer before the step of forming the metal wiring.
半導体基板上に形成される半導体装置の製造方法であって、
トランジスタが形成される第1の素子領域と、当該半導体基板とともにpn接合ダイオードを構成する拡散層が形成される第2の素子領域とを備える前記半導体基板に、
前記拡散層を形成する工程と、
前記第1の素子領域から前記第2の素子領域に渡って延在し、前記拡散層を導通可能に被覆するゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極の上面に、層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜に、前記ゲート電極と接続されるコンタクトを形成する工程と、
前記層間絶縁膜の上面に、前記コンタクトと接続される金属配線を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device formed on a semiconductor substrate,
In the semiconductor substrate comprising: a first element region in which a transistor is formed; and a second element region in which a diffusion layer forming a pn junction diode is formed together with the semiconductor substrate.
Forming the diffusion layer;
Forming a gate electrode extending from the first element region to the second element region and covering the diffusion layer in a conductive manner;
Forming an interlayer insulating film on the top surface of the gate electrode;
Forming a contact connected to the gate electrode in the interlayer insulating film;
Forming a metal wiring connected to the contact on the upper surface of the interlayer insulating film;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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JP2015207642A (en) * 2014-04-18 2015-11-19 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method
CN112216689A (en) * 2019-07-12 2021-01-12 长鑫存储技术有限公司 Semiconductor structure and manufacturing method thereof

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