JP2008311484A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置及びその製造方法、特に高周波信号入力部を有する半導体装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor device having a high-frequency signal input unit and a manufacturing method thereof.
高周波回路、特にローノイズアンプなどの半導体装置を安定して動作させるためには、半導体基板の寄生抵抗を低減することが重要とされている。 In order to stably operate a high frequency circuit, particularly a semiconductor device such as a low noise amplifier, it is important to reduce the parasitic resistance of the semiconductor substrate.
半導体基板の寄生抵抗の低減を図った半導体装置として、層間絶縁層上に形成された信号入力部である導体パッドの下方において、グランドに接地されたシールド層、例えば表面にシリサイド層を有するポリシリコン層を、素子の形成と同一工程により半導体基板上に形成した半導体装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a semiconductor device for reducing the parasitic resistance of a semiconductor substrate, a shield layer grounded to the ground, for example, a polysilicon having a silicide layer on the surface, below a conductor pad as a signal input portion formed on an interlayer insulating layer A semiconductor device in which a layer is formed on a semiconductor substrate by the same process as that for forming an element is known (see, for example, Patent Document 1).
しかし、この従来の半導体装置では、導体パッド下方のシールド層下の半導体基板表面が全てSTI(Shallow trench isolation)等のフィールド層であるため、半導体装置の製造工程の中でCMP(Chemical mechanical polishing)により半導体基板の平坦化を行う際、半導体基板の平坦性を十分に確保することができない。 However, in this conventional semiconductor device, the entire surface of the semiconductor substrate under the shield layer below the conductor pad is a field layer such as STI (Shallow Trench Isolation). Therefore, CMP (Chemical Mechanical Polishing) is performed in the manufacturing process of the semiconductor device. Therefore, when flattening the semiconductor substrate, the flatness of the semiconductor substrate cannot be sufficiently ensured.
これに対し、導体パッド下方のフィールド層が形成された半導体基板表面に一定の範囲でダミーアクティブ層を形成することによって、CMPによる半導体基板の平坦化を安定させ、さらにダミーアクティブ層表面にシリサイド層を形成することによって半導体基板の寄生抵抗の低減を図った半導体装置が知られている(例えば、特許文献2参照。)。 On the other hand, by forming a dummy active layer in a certain range on the surface of the semiconductor substrate on which the field layer below the conductor pad is formed, the planarization of the semiconductor substrate by CMP is stabilized, and a silicide layer is formed on the surface of the dummy active layer. A semiconductor device is known in which parasitic resistance of a semiconductor substrate is reduced by forming (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、この従来の半導体装置では、入力された高周波信号の一部が、平坦性を高めるために半導体基板表面に形成したダミーアクティブ層を経由し半導体基板内部に漏洩してしまうため、半導体基板の寄生抵抗を十分に低減することができない恐れがある。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、半導体基板の平坦性を確保しつつ寄生抵抗を十分に低減した半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device in which parasitic resistance is sufficiently reduced while ensuring flatness of a semiconductor substrate.
上記目的を達成するために、本発明の一態様の半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板表面に形成されたダミーアクティブ層と、前記ダミーアクティブ層上に形成されたシールド絶縁膜と、前記シールド絶縁膜上に形成されたシールド層と、前記半導体基板上に前記シールド絶縁膜及び前記シールド層を覆うように形成された層間絶縁層と、前記シールド層上方に位置するように前記層間絶縁層上に形成された導体パッドと、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a semiconductor device of one embodiment of the present invention includes a semiconductor substrate, a dummy active layer formed on a surface of the semiconductor substrate, a shield insulating film formed on the dummy active layer, A shield layer formed on the shield insulation film; an interlayer insulation layer formed on the semiconductor substrate so as to cover the shield insulation film and the shield layer; and the interlayer insulation layer positioned above the shield layer And a conductor pad formed thereon.
また、本発明の別の態様の半導体装置の製造方法は、半導体基板の一部をエッチング除去して、前記半導体基板表面に溝を形成する工程と、前記半導体基板上及び前記溝内部にフィールド層を形成する工程と、前記溝外部の前記フィールド層を研磨除去して前記半導体基板を露出させ、前記半導体基板表面に素子形成領域及びダミーアクティブ層をそれぞれ形成する工程と、前記素子形成領域及び前記ダミーアクティブ層に不純物イオンを注入する工程と、前記素子形成領域及び前記ダミーアクティブ層形成領域を含む前記半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に導電層を形成する工程と、前記導電層をエッチング加工して、前記素子形成領域上に位置する前記絶縁膜上にゲート電極を、前記ダミーアクティブ層上に位置する前記絶縁膜上にシールド層をそれぞれ形成する工程と、前記ゲート電極及び前記シールド層をマスクにして前記絶縁膜をエッチング加工し、前記ゲート電極下にゲート絶縁膜、前記シールド層下にシールド絶縁膜を形成する工程と、前記半導体基板上に、前記ゲート電極及び前記シールド層を覆うように層間絶縁層を形成する工程と、前記層間絶縁層上に、前記シールド層上方に位置するように導体パッドを形成する工程と、を備えたことを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: etching a part of a semiconductor substrate to form a groove on a surface of the semiconductor substrate; and a field layer on the semiconductor substrate and in the groove. Polishing the field layer outside the trench to expose the semiconductor substrate, forming an element formation region and a dummy active layer on the surface of the semiconductor substrate, respectively, the element formation region and the element Implanting impurity ions into the dummy active layer; forming an insulating film on the semiconductor substrate including the element forming region and the dummy active layer forming region; and forming a conductive layer on the insulating film; The conductive layer is etched, and a gate electrode is positioned on the dummy active layer on the insulating film positioned on the element formation region. Forming a shield layer on the insulating film, etching the insulating film using the gate electrode and the shield layer as a mask, a gate insulating film under the gate electrode, and a shield insulating film under the shield layer; A step of forming an interlayer insulating layer on the semiconductor substrate so as to cover the gate electrode and the shield layer; and a conductor pad on the interlayer insulating layer so as to be positioned above the shield layer. And a step of forming the structure.
本発明によれば、半導体基板の平坦性を確保しつつ寄生抵抗を十分に低減した半導体装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device in which parasitic resistance is sufficiently reduced while ensuring flatness of a semiconductor substrate.
以下、本発明の実施形態に係る半導体装置およびその製造方法について図面を参照して説明する。 A semiconductor device and a manufacturing method thereof according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、図1及び図2を参照して、本発明の実施例に係る半導体装置について説明する。図1は本実施例に係る半導体装置の断面図であり、図2は図1の導体パッド114部下方の半導体基板100表面を示す平面図である。また図2に示す平面図は、理解を容易にするため、導体パッド114、層間絶縁層111、シールド層110及びシールド絶縁膜109を透視して示している。
First, a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the present embodiment, and FIG. 2 is a plan view showing the surface of the
本実施例に係る半導体装置は、半導体基板100であるシリコン基板の表面に、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の絶縁層が埋め込まれたSTI(フィールド層101)が形成されている。また半導体基板100表面には、不純物イオンを含有した素子形成領域102、ダミーアクティブ層103及び基板電位取り出し領域104がそれぞれフィールド層101により区画されて形成されている。
In the semiconductor device according to this example, an STI (field layer 101) in which an insulating layer such as a silicon oxide film or a silicon nitride film is embedded is formed on the surface of a silicon substrate which is the
ここでダミーアクティブ層103とは、後に説明するが、埋め込まれたフィールド層101の一部をCMPにより研磨除去する際に、半導体基板100全体の研磨特性を均一に調整して平坦性を向上するために形成されるダミーの拡散領域である。
Here, the dummy
素子形成領域102上には、複数の素子が形成されている。素子は、半導体基板100上に形成されたゲート絶縁膜105、ゲート絶縁膜105上に形成されたゲート電極106、ゲート絶縁膜105側面及びゲート電極106側面に形成されたゲート側壁絶縁膜107、ゲート電極106の両側の半導体基板100表面に形成されたダミーアクティブ層103と異なる導電型の不純物イオンを含有したソース/ドレイン領域(図示せず)によって構成されている。ここで、ゲート絶縁膜105には、例えばシリコン酸化膜、ゲート電極106には、例えばポリシリコン層、ゲート側壁絶縁膜107には、例えばシリコン窒化膜又はシリコン酸化膜が用いられている。またゲート電極106及びソース/ドレイン領域の抵抗を低減するため、ゲート電極106及びソース/ドレイン領域の表面には、例えばTiSi2、CoSi2、NiSi、PtSi2等のシリサイド層108が形成されている。なお、半導体装置外部への基板電位の取り出しを容易化するため、シリサイド層108は、基板電位取り出し領域104の表面にも形成されている。
A plurality of elements are formed on the
また、フィールド層101及びダミーアクティブ層103が形成された半導体基板100表面上には、入力される高周波信号の半導体基板100内部への漏洩を防止して半導体基板100の抵抗成分である寄生抵抗を低減するために、シールド絶縁膜109が形成され、さらにシールド絶縁膜109上にシールド層110が形成されている。本実施例で用いるシールド層110は、一般に使用されているシールド層110と同程度の形状とし、例えば平面形状が一辺110nm程度の短形状である平板形状とする。
In addition, on the surface of the
このとき、シールド層110直下に位置する半導体基板100表面領域は、シールド層110の平面形状と同様に一辺110nm程度の短形状となるが、この領域の一定以上の範囲にフィールド層101が形成されると、埋め込まれたフィールド層101をCMPにより研磨除去する際に、半導体基板100全体の平坦性を十分に確保することができなくなる。
At this time, the surface region of the
つまり、本実施例において、素子形成領域102の表面がシリコンにより構成される一方で、シールド層110直下に位置する半導体基板100表面領域の一定以上の範囲にシリコンと研磨レートの異なるフィールド層101が形成される場合、被研磨面となる半導体基板100全面の一部に研磨レートが局所的に異なった部分が生じ、半導体基板100全面において研磨特性を一定にすることができなくなる。その結果、CMPを用いて半導体基板100全面を研磨する際、半導体基板100の一部に研磨が十分に進行しない部分が生じ、半導体基板100全体の平坦性を十分に確保することができなくなる。
In other words, in this embodiment, the surface of the
従って、本実施例では、例えば図2に示したように、シールド層110下方の半導体基板100表面に素子形成領域102と同様の研磨レートを有するダミーアクティブ層103を格子状に形成することにより、シールド層110下方の半導体基板100表面に露出するフィールド層101の面積を低減して、半導体基板100全面においてCMP研磨特性を一定にする。
Therefore, in this embodiment, for example, as shown in FIG. 2, the dummy
シールド絶縁膜109は、後に説明するが、ゲート絶縁膜105と同時に形成することが可能である。そのため本実施例では、シールド絶縁膜109は、ゲート絶縁膜105と同様の厚さで、ゲート絶縁膜105と同様のシリコン酸化膜を用いて形成される。このとき、シールド絶縁膜109の厚さを、複数の素子のゲート絶縁膜105のうち最も厚みの大きいゲート絶縁膜105と同様の厚さとすれば、高周波信号の半導体基板100への侵入を最も効果的に防止することができる。
Although described later, the
またシールド層110についても、ゲート電極106の形成と同時に形成することが可能であり、そのため本実施例では、シールド層110はゲート電極106と同様の厚さで、ゲート電極106と同様のポリシリコン層を用いて形成される。さらに、シールド層110の表層にはゲート電極106表層のシリサイド層108と同様のシリサイド層108が形成されている。
The
半導体基板100上には、シールド絶縁膜109、シールド層110及び素子を覆うように、シリコン酸化膜等を構成材料とする複数の層間絶縁層111が形成されている。この複数の層間絶縁層111間には、アルミニウム、タングステン又は銅等の金属材料を構成材料とする配線層112が形成されており、配線層112とシールド層110、配線層112と基板電位取り出し領域104及び配線層112とソース/ドレイン領域がそれぞれコンタクトプラグ113を介して電気的に接続されている。
On the
さらに本実施例に係る半導体装置では、図示は省略するが、シールド層110が基板電位取り出し領域104とともにコンタクトプラグ113及び配線層112を通してグランドに接地されている。これにより、シールド層110と半導体基板100がグランド電位となるため、半導体基板100の抵抗成分である寄生抵抗を効果的に低減することができる。
Further, in the semiconductor device according to the present embodiment, although not shown, the
層間絶縁層111上には、シールド層110の上方に位置するように半導体装置の入出力部である導体パッド114が形成されている。導体パッド114は、アルミニウム等の金属材料により構成されており、一般的に使用される導体パッド114と同程度のサイズ、つまり平面形状が一辺100nm程度の短形状である平板形状とする。なおこのとき、導体パッド114に入力される高周波信号の半導体基板100への漏洩を効果的に防止するため、導体パッド114は、その下面全体がシールド層110上方に位置するように配置されている。また一方、この導体パッド114に入力される高周波信号が基板電位取り出し領域104を経由して半導体基板100に漏洩しないように、導体パッド114は、基板電位取り出し領域104の上方には位置しないように形成されている。
On the
また図示は省略するが、導体パッド114には半導体装置とその外部との信号の伝達を行うボンディングワイヤが接続されている。さらに、導体パッド114は層間絶縁層111間に形成された多数の配線層及びコンタクトプラグを介して素子等と電気的に接続されている。
Although not shown, bonding wires for transmitting signals between the semiconductor device and the outside thereof are connected to the
次に、図3を参照して、以上のような本実施例に係る半導体装置の製造方法を説明する。図3は本実施例に係る半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。 Next, with reference to FIG. 3, the manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment as described above will be described. FIG. 3 is a process cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the semiconductor device according to this example.
はじめに、図3(a)に示すように、半導体基板100であるシリコン基板表面にSTI(フィールド層101)を形成し、フィールド層101により半導体基板100表面に素子形成領域102、ダミーアクティブ層103及び基板電位取り出し領域104をそれぞれ区画して形成する。
First, as shown in FIG. 3A, an STI (field layer 101) is formed on the surface of a silicon substrate, which is the
具体的には、まず半導体基板100表面の素子形成領域102、ダミーアクティブ層103及び基板電位取り出し領域104が形成される部分を、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜によりマスクし、RIE(Reactive Ion Etching)により半導体基板100をエッチング除去して、半導体基板100表面に溝115を形成する。
Specifically, first, a portion where the
次に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法により、形成された溝115内部及びシリコン窒化膜等が形成された半導体基板100上にフィールド層101、例えばシリコン酸化膜を堆積し、さらにCMP(Chemical Mechanical Polishing)により溝115外部のシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を研磨除去することにより半導体基板100を露出し、半導体基板100表面にフィールド層101、素子形成領域102及びダミーアクティブ層103をそれぞれ形成する。さらに、素子形成領域102及びダミーアクティブ層103に不純物イオンを注入して拡散領域を形成する。
Next, a
このとき、従来技術のように半導体基板表面のフィールド層間にダミーアクティブ層を形成しない場合には、CMPによってシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を研磨除去して半導体基板が露出し始めた際、露出した半導体基板表面の素子分離領域とフィールド層近傍で研磨レートが大きく異なることから、半導体基板全面の研磨特性に悪影響を及ぼし、半導体基板の平坦性を十分に確保することができない恐れがある。 At this time, when the dummy active layer is not formed between the field layers on the surface of the semiconductor substrate as in the prior art, the silicon oxide film and the silicon nitride film are removed by polishing by CMP and exposed when the semiconductor substrate starts to be exposed. Since the polishing rate differs greatly between the element isolation region on the surface of the semiconductor substrate and in the vicinity of the field layer, the polishing characteristics on the entire surface of the semiconductor substrate may be adversely affected, and the flatness of the semiconductor substrate may not be sufficiently ensured.
これに対し、本実施例では、半導体基板100表面のフィールド層101間に所定の範囲でダミーアクティブ層103を形成しているため、CMPによってシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を研磨除去して半導体基板100表面が露出し始めた場合でも、露出した半導体基板100表面の素子分離領域とフィールド層101近傍の研磨レートをほぼ同等にすることができるため、半導体基板100全面において研磨特性をほぼ一定に保つことができ、半導体基板100の平坦性を十分に確保することができる。
In contrast, in this embodiment, since the dummy
次に、図3(b)に示すように、半導体基板100上に厚さを部分的に変更したシリコン酸化膜等の絶縁膜116を形成する。さらにこの絶縁膜116上に、例えばCVD法を用いてポリシリコン層を形成した後、ポリシリコン層に不純物イオンを注入して熱拡散させる。このようにして、絶縁膜116上に導電層117を形成する。なお、この導電層117の他の例として、ドープト゛ポリシリコン層、あるいはタングステン等の金属層を用いてもよい。
Next, as shown in FIG. 3B, an insulating
ここで、厚さが部分的に異なる絶縁膜116は、次のように形成する。半導体基板100上に、例えばCVD法を用いて絶縁膜116を形成した後、フォトリソグラフィー法により素子形成領域102上の絶縁膜116の所定部分をエッチング除去し開口部を形成する。さらにその開口部下方の素子形成領域102上及び絶縁膜116上に、同一の絶縁膜116、本実施例ではシリコン酸化膜を形成する。このように絶縁膜116の部分エッチングと絶縁膜116の再形成を繰り返すことにより、素子形成領域102上において厚さが部分的に異なる絶縁膜116を形成することができる。
Here, the insulating
またここで、ダミーアクティブ層103を経由して半導体基板100内部に漏洩する高周波信号を効果的に低減するため、ダミーアクティブ層103上の絶縁膜116を、素子領域上の絶縁膜116のうち最も厚みの大きい部分と同じ厚み、例えば6nm程度に形成することが好ましい。
Further, here, in order to effectively reduce the high-frequency signal leaking into the
次に、図3(c)に示すように、絶縁膜116上の導電層117をフォトリソグラフィー法によりエッチング加工して、素子形成領域102上方にゲート電極106、ダミーアクティブ層103上方及びフィールド層101上方にシールド層110を形成する。このとき、本実施例のように複数のゲート電極106及びシールド層110を半導体基板100上に形成する場合、それらを同一のエッチング工程により形成することができる。
Next, as shown in FIG. 3C, the
さらに、ゲート電極106及びシールド層110をマスクにして絶縁膜116をエッチング加工し、ゲート電極106下にゲート絶縁膜105、シールド層110下にシールド絶縁膜109を形成する。この場合も、複数のゲート絶縁膜105及びシールド絶縁膜109を同一のエッチング工程により形成することができる。
Further, the insulating
続いて、半導体基板100上及びゲート電極106上にシリコン酸化膜をCVD法等により形成して、さらにこのシリコン酸化膜をエッチバックすることにより、ゲート電極106及びゲート絶縁膜105の側壁にゲート側壁絶縁膜107を形成する。その後、半導体基板100表面の素子形成領域102上にゲート電極106、ゲート絶縁膜105及びゲート側壁絶縁膜107をマスクにして、拡散領域と異なる導電型の不純物イオンを注入し、不純物イオンを熱拡散させることによってソース/ドレイン領域(図示せず)を形成する。さらに、半導体基板100表面の基板電極取り出し領域104、ソース/ドレイン領域、ゲート電極106及びシールド層110表面に、サリサイドプロセスにより自己整合的に、例えばTiSi2、CoSi2、NiSi、PtSi2等のシリサイド層108を形成する。
Subsequently, a silicon oxide film is formed on the
次に、図3(d)に示すように、半導体基板100上にゲート絶縁膜105、ゲート電極106、シールド絶縁膜109及びシールド層110を覆うように積層構造の層間絶縁層111を形成する。層間絶縁層111には、例えばシリコン酸化膜を使用するが、配線容量を低減するために有機膜等の低誘電率絶縁膜を用いてもよい。
Next, as illustrated in FIG. 3D, an
また層間絶縁層111間には、銅又はアルミニウム等を構成材料とする配線層112を形成し、配線層112とシールド層110、配線層112と基板電位取り出し領域104、配線層112とソース/ドレイン領域を、銅又はアルミニウム等を構成材料とするコンタクトプラグ113を介して電気的に接続する。このとき、図示は省略するが、シールド層110と基板電位取り出し領域104にコンタクトを介して電気的に接続された配線層112をグランドに接地して、シールド層110と半導体基板100をグランド電位にする。さらに、層間絶縁層111内の所定箇所に複数の配線層112及びそれらを電気的に接続するコンタクトプラグ113を形成することにより、配線層112間及び配線層112と素子等を電気的に接続した配線回路を構築する。
A
続いて、層間絶縁層111上に、シールド層110上方に位置するように半導体装置の入出力部である導体パッド114を形成する。導体パッド114は、例えばスパッタ法によりアルミニウムを層間絶縁層111上に形成した後、フォトリソグラフィー法によりシールド層110上方部以外のアルミニウムをエッチングすることにより形成することができる。
Subsequently, a
なお、この導体パッド114に入力される高周波信号が、基板電位取り出し領域104を経由して半導体基板100に漏洩することを防ぐため、基板電位取り出し領域104の上方には導体パッド114を形成しないようにする。
In order to prevent a high-frequency signal input to the
また図示は省略するが、導体パッド114には入出力端子となるボンディングワイヤ及び層間絶縁層111間に形成された配線回路と電気的に接続するためのコンタクトプラグ113が接続されている。
Although not shown, the
以上のように製造される本実施例に係る半導体装置によれば、高周波信号が入力される導体パッド114直下に、表面にシリサイド層108を有するシールド層110が形成されているため、半導体基板100の寄生抵抗を低減することができる。さらに、シールド層110は、半導体基板100とともにグランドに接地されているため、より効果的に半導体基板100の寄生抵抗を低減することができる。
In the semiconductor device according to this embodiment manufactured as described above, the
また本実施例に係る半導体装置によれば、シールド層110下方の半導体基板100表面のフィールド層101には矩形上のダミーアクティブ層103が格子状に形成されている。このようにダミーアクティブ層103を形成することにより、半導体基板表面の被覆率を調整して、CMPによる半導体基板100の平坦化を安定させることができ、半導体基板100の平坦性を十分に確保することができる。
In the semiconductor device according to the present embodiment, the rectangular dummy
また本実施例に係る半導体装置によれば、シールド層110とシールド層110下方の半導体基板100表面に形成されたダミーアクティブ層103の間には、一定の厚みを有するシールド絶縁膜109が形成されている。従って、ダミーアクティブ層103表面に直接シールド層110を形成した従来の半導体装置に比較して、高周波信号が入力された場合にシールド層110からダミーアクティブ層103を経由して半導体基板100へ漏洩する高周波信号を、シールド絶縁膜109によりシールドすることができるため、半導体基板100の寄生抵抗を低減することができる。
Further, according to the semiconductor device of this embodiment, the
また本実施例に係る半導体装置の製造方法によれば、シールド層110、シールド絶縁膜109及びシールド層110表面のシリサイド層108を、素子のゲート電極106、ゲート絶縁膜105及びゲート電極106表面のシリサイド層108と同時に形成することができるため、簡易な方法により半導体装置を製造することができる。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, the
(実施例の変形例)
次に図4を参照して、上述の実施例に係る半導体装置の変形例を説明する。図4は、本変形例の半導体装置の導体パッド114部下方の半導体基板表面を示す平面図である。また図4に示す平面図は、理解を容易にするため、導体パッド114、層間絶縁層111、シールド層110及びシールド絶縁膜109を透視して示している。本変形例に係る半導体装置が実施例に係る半導体装置と異なる点は、シールド層110下方の半導体基板100表面に形成されたダミーアクティブ層203、303の形状にあり、他の構成及び製造方法については実施例と同様である。そのため、実施例の半導体装置と同一部分には同一符号を付して同一部分の説明は省略する。
(Modification of Example)
Next, a modification of the semiconductor device according to the above-described embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a plan view showing the surface of the semiconductor substrate below the
上述したように半導体基板100全面においてCMP研磨特性を一定にするためには、研磨面の一部であるシールド層110下方の半導体基板100表面に露出するフィールド層101を一定の範囲以下にする必要がある。より具体的な例として、シールド層110下方の半導体基板100表面領域が一辺100nm程度の短形状である場合には、素子形成領域102とシールド層110下方の半導体基板100表面の研磨レートをほぼ同一にするために、シールド層110下方の半導体基板100表面に露出するフィールド層101の表面を一辺30nmかつ60nm以下の短形状とすることが好ましい。
As described above, in order to make the CMP polishing characteristics constant over the entire surface of the
そこで本変形例では、図4(a)に示すように、シールド層110下方の半導体基板100表面に表面形状が十字型であるダミーアクティブ層203を形成することによってシールド層110下方の半導体基板100表面のフィールド層101を分断し、シールド層110下方の半導体基板100表面に露出したフィールド層101の面積を一辺が50nm程度(図4(a)中のaで示す長さ)の短形状に区画する。さらにまた、図4(b)に示すように、シールド層110下方の半導体基板100表面に形成された十字型のダミーアクティブ層203に表面形状がL字型であるダミーアクティブ層303を組み合わせて形成することによって、シールド層110下方の半導体基板100表面に露出したフィールド層101の面積をより小さくしてもよい。
Therefore, in this modified example, as shown in FIG. 4A, the dummy
本変形例に係る半導体装置では、シールド層110下方の半導体基板100表面に形成されたダミーアクティブ層203、303を所定の形状にして、シールド層110下方の半導体基板100表面のフィールド層101の表面形状を調整することにより、実施例に係る半導体装置に比べ、CMPによる半導体基板100の平坦化をより安定させることができ、半導体基板100の平坦性をより向上することができる。
In the semiconductor device according to the present modification, the dummy
また本変形例に係る半導体装置は、実施例に係る半導体装置と同様に、高周波信号が入力される導体パッド114の下方に、表面にシリサイド層108を有するシールド層110及びシールド層110が形成されているため、入力される高周波信号を効果的にシールドすることができ、半導体基板100の寄生抵抗を低減することができる。
Further, in the semiconductor device according to this modification, similarly to the semiconductor device according to the embodiment, the
また本実施例に係る半導体装置の製造方法についても、実施例と同様、シールド層110、シールド絶縁膜109及びシールド層110表面のシリサイド層108を、素子のゲート電極106、ゲート絶縁膜105及びゲート電極106表面のシリサイド層108と同時に形成することができるため、簡易な方法により半導体装置を製造することができる。
Also in the method of manufacturing the semiconductor device according to this example, as in the example, the
なお本発明は、上述した実施例又は実施例の変形例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々、変更して実施できることができる。 In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above or the modification of an Example, In the range which does not deviate from the summary of invention, it can change and implement variously.
例えば、シールド層110下方の半導体基板100表面に露出したフィールド層101及びダミーアクティブ層103、203、303の面形状が、実施例及び実施例の変形例に示した形状以外の他の形状、具体的にはダミーアクティブ層の露出面の形状がストライプ形状等であってもよく、ダミーアクティブ層を形成することでCMPによる半導体基板100の平坦化を安定させることができればよい。
For example, the surface shape of the
また実施例等では、ダミーアクティブ層103、203、303上のみならずフィールド層101上にもシールド絶縁膜109を形成しているが、ダミーアクティブ層103、203、303上にのみシールド絶縁膜109を形成して、入力される高周波信号がダミーアクティブ層103を経由して半導体基板100に漏洩することを防止してもよい。
In the embodiment and the like, the
また実施例等では、製造工程の簡易化のため、シールド層110はゲート電極106と同様の材料及び厚みとしているが、シールド層110とゲート電極106をそれぞれ異なる材料としてもよい。
In the examples and the like, the
例えば、ゲート電極106にはポリシリコン層を使用し、シールド層110にはアルミニウム等の金属材料を使用することができる。この場合、シールド層110は、図3(c)に示した実施例に係る半導体装置の製造工程において、絶縁膜116上に形成されたゲート電極106形成部分以外のポリシリコン層を全てエッチング除去した後、絶縁膜116上にアルミニウムをスパッタ法により形成し、さらにフォトリソグラフィー法によりシールド層110形成部分を除いてアルミニウムをエッチング除去することにより形成することができる。
For example, a polysilicon layer can be used for the
また同じように実施例では、製造の簡易化のため、シールド絶縁膜109はゲート絶縁膜105と同様の厚みとしているが、シールド絶縁膜109とゲート絶縁膜105をそれぞれ異なる厚みとしてもよい。
Similarly, in the embodiment, the
この場合、図3(b)に示した実施例に係る半導体装置の製造工程において、半導体基板100表層の素子形成領域102上に形成される絶縁膜116の厚みよりも、フィールド層101上及びダミーアクティブ層103上に形成される絶縁膜116の厚みを部分的に厚くすれば、シールド絶縁膜109の厚みをゲート絶縁膜105よりも厚く形成することが可能である。このようにシールド絶縁膜109の厚みを大きくすれば、導体パッド114から入力された高周波信号をシールドするシールド絶縁膜109の効果をより向上することができ、半導体基板100の寄生抵抗をより低減することができる。
In this case, in the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment shown in FIG. 3B, the thickness on the
100 半導体基板
101 フィールド層
102 素子形成領域
103 203 303 ダミーアクティブ領域
104 基板電位取り出し領域
105 ゲート絶縁膜
106 ゲート電極
107 ゲート側壁絶縁膜
108 シリサイド層
109 シールド絶縁膜
110 シールド層
111 層間絶縁層
112 配線層
113 コンタクトプラグ
114 導体パッド
115 溝
116 絶縁膜
117 導電層
100
102 Element formation region
103 203 303 Dummy active area
104 Substrate potential extraction area
105 Gate insulation film
106 Gate electrode
107 Gate sidewall insulating film
108 Silicide layer
109 Shield insulation film
110 Shield layer
111 Interlayer insulation layer
112 Wiring layer
113 Contact plug
114
Claims (6)
前記半導体基板表面に形成されたダミーアクティブ層と、
前記ダミーアクティブ層上に形成されたシールド絶縁膜と、
前記シールド絶縁膜上に形成されたシールド層と、
前記半導体基板上に前記シールド絶縁膜及び前記シールド層を覆うように形成された層間絶縁層と、
前記シールド層上方に位置するように前記層間絶縁層上に形成された導体パッドと、
を備えたことを特徴とする半導体装置。 A semiconductor substrate;
A dummy active layer formed on the surface of the semiconductor substrate;
A shield insulating film formed on the dummy active layer;
A shield layer formed on the shield insulating film;
An interlayer insulating layer formed on the semiconductor substrate so as to cover the shield insulating film and the shield layer;
A conductor pad formed on the interlayer insulating layer so as to be located above the shield layer;
A semiconductor device comprising:
前記半導体基板上及び前記溝内部にフィールド層を形成する工程と、
前記溝外部の前記フィールド層を研磨除去して前記半導体基板を露出させ、前記半導体基板表面に素子形成領域及びダミーアクティブ層をそれぞれ形成する工程と、
前記素子形成領域及び前記ダミーアクティブ層に不純物イオンを注入する工程と、
前記素子形成領域及び前記ダミーアクティブ層形成領域を含む前記半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に導電層を形成する工程と、
前記導電層をエッチング加工して、前記素子形成領域上に位置する前記絶縁膜上にゲート電極を、前記ダミーアクティブ層上に位置する前記絶縁膜上にシールド層をそれぞれ形成する工程と、
前記ゲート電極及び前記シールド層をマスクにして前記絶縁膜をエッチング加工し、前記ゲート電極下にゲート絶縁膜、前記シールド層下にシールド絶縁膜を形成する工程と、
前記半導体基板上に、前記ゲート電極及び前記シールド層を覆うように層間絶縁層を形成する工程と、
前記層間絶縁層上に、前記シールド層上方に位置するように導体パッドを形成する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 Etching a portion of the semiconductor substrate to form a groove in the semiconductor substrate surface;
Forming a field layer on the semiconductor substrate and in the trench;
Polishing and removing the field layer outside the groove to expose the semiconductor substrate, and forming an element formation region and a dummy active layer on the semiconductor substrate surface,
Implanting impurity ions into the element formation region and the dummy active layer;
Forming an insulating film on the semiconductor substrate including the element formation region and the dummy active layer formation region;
Forming a conductive layer on the insulating film;
Etching the conductive layer to form a gate electrode on the insulating film located on the element formation region and a shield layer on the insulating film located on the dummy active layer;
Etching the insulating film using the gate electrode and the shield layer as a mask, forming a gate insulating film under the gate electrode, and forming a shield insulating film under the shield layer;
Forming an interlayer insulating layer on the semiconductor substrate so as to cover the gate electrode and the shield layer;
Forming a conductive pad on the interlayer insulating layer so as to be located above the shield layer;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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