JP2009158728A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置に関するものであり、特に、不純物拡散領域を備える半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device including an impurity diffusion region.
近年、先端SoCなどの半導体装置では、チップ面積の縮小化を実現するため、半導体セルの面積をさらに縮小することが求められている。しかしながら、セル面積を縮小するために、配線の幅を小さくすると、配線の抵抗が上昇する。 In recent years, semiconductor devices such as advanced SoCs are required to further reduce the area of a semiconductor cell in order to reduce the chip area. However, if the width of the wiring is reduced in order to reduce the cell area, the resistance of the wiring increases.
そこで、配線に係る抵抗を下げるため、様々な発明がなされている。特許文献1に記載の半導体装置では、コンタクトの形状をトランジスタの幅方向に縦長の形状とすることにより、コンタクトと配線との間の抵抗を下げている。特許文献2に記載の半導体集積回路装置では、延設した不純物拡散領域を形成することにより、コンタクト領域の抵抗を下げている。特許文献3に記載の半導体装置では、コンタクト溝の内壁にソース線を形成することにより、配線の抵抗を下げるとともに層数を低減している。特許文献4に記載の半導体装置では、制御ゲート上層にコンタクト溝を形成し、その溝に導電層を埋設することにより、配線の抵抗を下げている。
Therefore, various inventions have been made to reduce the resistance related to the wiring. In the semiconductor device described in
しかしながら、更なるセル面積の縮小化を実現するためには、配線に係る抵抗をさらに低減する必要があった。 However, in order to further reduce the cell area, it is necessary to further reduce the resistance related to the wiring.
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、配線に係る抵抗を低減し、半導体セルの面積の縮小化を目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and aims to reduce resistance related to wiring and reduce the area of a semiconductor cell.
実施の形態に係る半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板表面に形成された不純物拡散領域と、前記半導体基板上に形成された層間絶縁膜とを備える。前記層間絶縁膜には、前記不純物拡散領域まで達する線状に延設された開口溝が設けられる。そして、前記開口溝内に埋設され、前記不純物拡散領域と電気接続された導電層をさらに備える。 A semiconductor device according to an embodiment includes a semiconductor substrate, an impurity diffusion region formed on the surface of the semiconductor substrate, and an interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate. The interlayer insulating film is provided with an opening groove extending linearly reaching the impurity diffusion region. The semiconductor device further includes a conductive layer embedded in the opening groove and electrically connected to the impurity diffusion region.
本発明の半導体装置によれば、配線に係る抵抗を低減することができるため、半導体装置の面積を縮小することができる。 According to the semiconductor device of the present invention, since the resistance related to the wiring can be reduced, the area of the semiconductor device can be reduced.
<実施の形態1>
本実施の形態に係る半導体装置の上面図を図1に示す。本実施の形態に係る半導体装置は、SoCが備えるセルのNOTゲートであるものとして説明する。図1に示すように、本実施の形態に係る半導体装置は、絶縁層2と、コンタクト領域3,4よりなる不純物拡散領域と、ソースドレイン領域5,6と、導電層7,8と、コンタクト層9と、金属層10,11,12,13と、ゲート電極14とを備える。
<
A top view of the semiconductor device according to the present embodiment is shown in FIG. The semiconductor device according to the present embodiment will be described as a NOT gate of a cell included in the SoC. As shown in FIG. 1, the semiconductor device according to the present embodiment includes an
絶縁層2は半導体基板1上に形成され、例えば、STI(Shallow Trench Isolation)が該当する。コンタクト領域3,4およびソースドレイン領域5,6は、半導体基板1表面に形成される。図1は上面図であるため、絶縁層2と、コンタクト領域3,4およびソースドレイン領域5,6が表面に現れている。
The
本実施の形態では、不純物拡散領域であるコンタクト領域3,4の上側には、図1の点線で示される導電層7,8が形成されている。また、ソースドレイン領域5,6上それぞれには、同図の点線で示されるコンタクト層9が形成されている。このコンタクト層9の材質には、例えば、タングステンが用いられる。
In the present embodiment,
図面上半部において、導電層7上とコンタクト層9上には、共通の金属層10が形成されており、図面下半部において、導電層8上とコンタクト層9上には、共通の金属層11が形成されている。図面左半部において、ゲート電極14上には、金属層12が形成されている。また、図面右半部において、上側のコンタクト層9上と下側のコンタクト層9上には、共通の金属層13が形成されている。これら金属層10,11,12,13は、本実施の形態では、導電層7,8とともに、配線として用いられる。この金属層10,11,12,13は、例えば、アルミニウムや銅によって形成される。
A
半導体基板1には、Nウェルと、Pウェルとが互いに接して形成される。図1に示す一点鎖線A−A’は、NウェルとPウェルとの境界を示し、本実施の形態では、その一点鎖線A−A’より上側にはNウェルが形成され、その一点鎖線A−A’より下側にはPウェルが形成されている。
In the
本実施の形態では、Nウェルの半導体基板1表面に形成されるコンタクト領域3は、N+導電型を有し、Nウェルの半導体基板1表面に形成されるソースドレイン領域5は、P+導電型を有する。一方、Pウェルの半導体基板1表面に形成されるコンタクト領域4は、P+導電型を有し、Pウェルの半導体基板1表面に形成されるソースドレイン領域6は、N+導電型を有する。なお、以下の説明において、Nウェルの半導体基板1を、N導電型の半導体基板1と呼ぶこともあり、Pウェルの半導体基板1を、P導電型の半導体基板1と呼ぶこともある。
In the present embodiment, the
図2は、図1の一点鎖線B−B’における断面図である。図2に示すように、本実施の形態に係る半導体装置は、Pウェルの半導体基板1上に形成されたトランジスタであるN型MOSFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effective Transistor)を備える。本実施の形態に係るN型MOSFETは、P導電型の半導体基板1と、ゲート絶縁膜17と、ゲート電極14と、N導電型のエクステンション領域18と、N+導電型のソースドレイン領域6と、シリサイド層16,20と、サイドウォール19とを備える。
2 is a cross-sectional view taken along one-dot chain line B-B ′ in FIG. 1. As shown in FIG. 2, the semiconductor device according to the present embodiment includes an N-type MOSFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effective Transistor) that is a transistor formed on a P-
ゲート電極14は、P導電型の半導体基板1上に、ゲート絶縁膜17を介して形成される。このゲート電極14上には、シリサイド層20が形成されている。ソースドレイン領域6は、P導電型の半導体基板1表面に、ゲート電極14を挟んで形成される。エクステンション領域18は、ソースドレイン領域6と重ねて形成され、サイドウォール19下まで延在して設けられる。本実施の形態に係る半導体装置が備えるシリサイド層16は、ソースドレイン領域6上に形成される。サイドウォール19は、ゲート電極14の側面に隣接して形成される。
The
図2に示すように、本実施の形態に係る半導体装置は、層間絶縁膜21と、絶縁膜22とを備える。層間絶縁膜21は、P導電型の半導体基板1上に形成される。金属層11,13と、絶縁膜22は、層間絶縁膜21上に形成される。層間絶縁膜21には、ソースドレイン領域6に達する正方形状に形成された開口穴(コンタクトホール)が設けられており、この開口穴内にコンタクト層9が形成されている。
As shown in FIG. 2, the semiconductor device according to the present embodiment includes an
図2に示すソースドレイン領域6のうち、左側のソースドレイン領域6は、コンタクト層9を介して金属層11と電気接続され、図2の右側のソースドレイン領域6は、コンタクト層9を介して金属層13と電気接続される。
The source /
このように、本実施の形態に係る半導体装置は、図1の下側の半導体基板1、つまり、Pウェルの半導体基板1に形成されたN型MOSFETを備える。また、本実施の形態に係る半導体装置は、図1の上側の半導体基板1、つまり、Nウェルの半導体基板1上に形成されたP型MOSFETを備える。
As described above, the semiconductor device according to the present embodiment includes the N-type MOSFET formed on the
このP型MOSFETは、図1において、N導電型の半導体基板1と、ゲート電極14と、P+導電型のソースドレイン領域5と、図示しないシリサイド層と、層間絶縁膜とを備える。ソースドレイン領域5は、N導電型の半導体基板1表面に形成される。図示しないシリサイド層は、ソースドレイン領域5上に形成される。図示しない層間絶縁膜は、N導電型の半導体基板1上に形成される。その層間絶縁膜には、ソースドレイン領域5に達する正方形状に形成された開口穴が設けれられており、この開口穴内にコンタクト層9が形成されている。
In FIG. 1, the P-type MOSFET includes an N-conductivity
このP型MOSFETについて、図1に示すソースドレイン領域5のうち、左側のソースドレイン領域5は、金属層10とコンタクト層9を介して電気接続され、図1の右側のソースドレイン領域5は、金属層13とコンタクト層9を介して電気的に接続される。
In the P-type MOSFET, the source /
導電層7は、金属層10からの電源電圧の電位(VDD)を、上述のP型MOSFETのソースドレイン領域5に与える。導電層8は、金属層11からのグランド電位(GND)を、上述のN型MOSFETのソースドレイン領域6に与える。金属層12は、入力をゲートコンタクトを介してゲート電極14に与え、金属層13は、上述のP型MOSFET、および、上述のN型MOSFETの出力を導出する。このように、本実施の形態に係る半導体装置は、上述のN型MOSFETと、上述のP型MOSFETとを備えるNOTゲートである。
The
次に、本実施の形態に係る半導体装置が、従来の半導体装置と異なる構成について説明する。図3は、図1の一点鎖線C−C’における断面図である。図3に示すように、本実施の形態に係る半導体装置は、半導体基板1と、コンタクト領域4と、導電層8と、金属層11と、シリサイド層16と、層間絶縁膜21と、絶縁膜22とを備える。
Next, a configuration in which the semiconductor device according to the present embodiment is different from the conventional semiconductor device will be described. 3 is a cross-sectional view taken along one-dot chain line C-C ′ in FIG. 1. As shown in FIG. 3, the semiconductor device according to the present embodiment includes a
本実施の形態に係る半導体装置が備える不純物拡散領域であるコンタクト領域4は、P導電型の半導体基板1表面に形成される。層間絶縁膜21は、P導電型の半導体基板1上に形成される。この層間絶縁膜21には、コンタクト領域4まで達する線状に延設された開口溝が設けられている。導電層8は、その開口溝内に埋設される。この導電層8は、金属、例えば、タングステンよりなる。図4は、図1の一点鎖線D−D’における断面図である。導電層8は、上述の開口溝内に埋設して設けられているため、図4に示すように線状に延設する。
Contact
図3に示すように、本実施の形態では、シリサイド層16が、コンタクト領域4上に形成される。導電層8は、シリサイド層16を介して、コンタクト領域4と電気接続される。こうして、導電層8は、上述の開口溝に埋設され、コンタクト領域4と電気接続される。コンタクト領域4は、シリサイド層16を介して、導電層8からの電位であるグランド電位(GND)を、上述のN型MOSFETの基板電位として、P導電型の半導体基板1に与える。本実施の形態では、図1に示すように、金属層11は、導電層8に沿って、コンタクト領域4上の導電層8上に形成される。
As shown in FIG. 3, the
以上では、図1のコンタクト領域4、導電層8、金属層11について説明したが、コンタクト領域3、導電層7、金属層10についても同様である。つまり、本実施の形態に係る半導体装置が備える不純物拡散領域であるコンタクト領域3は、N導電型の半導体基板1表面上に形成される。層間絶縁膜21は、N導電型の半導体基板1上に形成される。この層間絶縁膜21には、コンタクト領域3まで達する線状に延設された開口溝が設けられている。そして、導電層7は、その開口溝に埋設され、シリサイド層16を介して、コンタクト領域3と電気接続される。コンタクト領域3は、シリサイド層16を介して、導電層7からの電位である電源電圧の電位(VDD)を、上述のP型MOSFETの基板電位として、N導電型の半導体基板1に与える。本実施の形態では、図1に示すように、金属層10は、導電層7に沿って、コンタクト領域3上の導電層7上に形成される。
Although the
ここで、従来の半導体装置と、本実施の形態に係る半導体装置を比較する。従来の半導体装置では、コンタクト領域3,4上側には、図1のコンタクト層9と同じ正方形状の導電層が形成され、その導電層上には配線としての金属層が形成されていた。そして、その金属層とコンタクト領域3,4とは、正方形状の導電層を介して電気接続されていた。
Here, the conventional semiconductor device and the semiconductor device according to this embodiment are compared. In the conventional semiconductor device, a conductive layer having the same square shape as the
それに対し、本実施の形態に係る半導体装置では、コンタクト領域3,4上側には、線状に延在する導電層7,8が形成され、コンタクト領域3,4は、その導電層7,8と電気接続される。これにより、コンタクト領域3と導電層7との間、および、コンタクト領域4と導電層8との間それぞれにおいて実質的な接触面積が大きくなるので、それらの間それぞれの抵抗が低減する。こうして、抵抗が低減した分だけ、配線を構成する金属層10,11、および、導電層7,8の幅を小さくすることができるため、セル面積を縮小することができる。
On the other hand, in the semiconductor device according to the present embodiment,
また、本実施の形態では、シリサイド層16が、コンタクト領域3,4上に形成されている。そのため、コンタクト領域3と導電層7との間、および、コンタクト領域4と導電層8との間それぞれの抵抗が低減する。これにより、抵抗が低減した分だけ、配線を構成する金属層10,11、および、導電層7,8の幅を小さくすることができるため、セル面積を縮小することができる。
In the present embodiment, the
<実施の形態2>
本実施の形態に係る半導体装置の上面図を図5に示す。以下、本実施の形態に係る半導体装置の構成のうち、実施の形態1と同一の構成については、同一の符号を付すものとし、新たに説明しない構成については、実施の形態1と同じであるものとする。
<
FIG. 5 shows a top view of the semiconductor device according to the present embodiment. Hereinafter, of the configuration of the semiconductor device according to the present embodiment, the same configuration as that of the first embodiment is denoted by the same reference numeral, and the configuration not newly described is the same as that of the first embodiment. Shall.
本実施の形態では、実施の形態1に係る金属層10,11,12,13が設けられていない。その代わりに、コンタクト領域3上とソースドレイン領域5上には、線状に延設された共通の導電層7が形成されている。コンタクト領域4上とソースドレイン領域6上には、線状に延設された共通の導電層8が形成されている。ゲート電極14上には、線状に延設された導電層23が形成されている。また、ソースドレイン領域5上とソースドレイン領域6上には、線状に延設された共通の導電層24が形成されている。つまり、線状に延設された導電層7,8,23,24は、コンタクト層の役割とともに、配線の役割を有する。
In the present embodiment, the metal layers 10, 11, 12, and 13 according to the first embodiment are not provided. Instead, a common
図6は、図5の一点鎖線B−B’における断面図である。図6に示すように、本実施の形態に係る半導体装置は、Pウェルの半導体基板1上に形成されたトランジスタであるN型MOSFETを備える。本実施の形態に係るN型MOSFETは、P導電型の半導体基板1と、ゲート絶縁膜17と、ゲート電極14と、N導電型のエクステンション領域18と、N+導電型のソースドレイン領域6と、シリサイド層16,20と、サイドウォール19とを備える。
6 is a cross-sectional view taken along one-dot chain line B-B ′ in FIG. 5. As shown in FIG. 6, the semiconductor device according to the present embodiment includes an N-type MOSFET that is a transistor formed on a P-
ゲート電極14は、P導電型の半導体基板1上に、ゲート絶縁膜17を介して形成される。本実施の形態に係る半導体装置が備える不純物拡散領域であるソースドレイン領域6は、P導電型の半導体基板1表面に、ゲート電極14を挟んで形成される。本実施の形態に係る半導体装置が備えるシリサイド層16は、不純物拡散領域であるソースドレイン領域6上に形成される。このように、本実施の形態に係る半導体装置は、半導体基板1上にゲート絶縁膜17を介して形成されたゲート電極14を有するトランジスタであるN型MOSFETを備える。
The
図6に示すように、本実施の形態に係る半導体装置は、層間絶縁膜21と、絶縁膜22とを備える。層間絶縁膜21は、P導電型の半導体基板1上に形成される。絶縁膜22は、層間絶縁膜21上に形成される。層間絶縁膜21には、ソースドレイン領域6に達する線状に延設された開口溝が設けられている。
As shown in FIG. 6, the semiconductor device according to the present embodiment includes an
導電層8は、図6に示す開口溝のうち左側の開口溝に埋設され、ソースドレイン領域6と電気接続される。導電層24は、図6に示す開口溝のうち右側の開口溝に埋設され、ソースドレイン領域6と電気接続される。
The
このように、本実施の形態に係る半導体装置は、図5の下側の半導体基板1、つまり、Pウェルの半導体基板1上に形成されたトランジスタであるN型MOSFETを備える。また、本実施の形態に係る半導体装置は、図5の上側の半導体基板1、つまり、Nウェルの半導体基板1上に形成されたトランジスタであるP型MOSFETを備える。
As described above, the semiconductor device according to the present embodiment includes an N-type MOSFET that is a transistor formed on the
本実施の形態に係るP型MOSFETは、図5において、N導電型の半導体基板1と、ゲート電極14と、P+導電型のソースドレイン領域5と、図示しないシリサイド層と、層間絶縁膜とを備える。本実施の形態に係る半導体装置が備える不純物拡散層であるソースドレイン領域5は、N導電型の半導体基板1表面に形成される。図示しないシリサイド層は、ソースドレイン領域5上に形成される。図示しない層間絶縁膜は、N導電型の半導体基板1上に形成される。その層間絶縁膜には、ソースドレイン領域5に達する線状に延設する開口溝が設けられている。そして、導電層7は、図5に示す開口溝のうち左側の開口溝に埋設され、ソースドレイン領域5と電気接続される。導電層24は、図5に示す開口溝のうち右側の開口溝に埋設され、ソースドレイン領域5と電気接続される。
The P-type MOSFET according to the present embodiment includes an N-conductivity
導電層7は、外部からの電源電圧の電位(VDD)を、上述のP型MOSFETのソースドレイン領域5に与える。導電層8は、外部からのグランド電位(GND)を、上述のN型MOSFETのソースドレイン領域6に与える。導電層23は、入力をゲート電極14に与え、導電層24は、上述のP型MOSFET、および、上述のN型MOSFETの出力を導出する。このように、本実施の形態に係る半導体装置は、上述のN型MOSFETと、上述のP型MOSFETとを備えるNOTゲートである。
The
図7は、図5の一点鎖線C−C’における断面図である。図7に示すように、本実施の形態に係る半導体装置は、半導体基板1と、コンタクト領域4と、導電層8と、シリサイド層16と、層間絶縁膜21と、絶縁膜22とを備える。
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along one-dot chain line C-C ′ in FIG. 5. As shown in FIG. 7, the semiconductor device according to the present embodiment includes a
本実施の形態に係る半導体装置が備える不純物拡散領域であるコンタクト領域4は、P導電型の半導体基板1表面に形成される。層間絶縁膜21は、P導電型の半導体基板1上に形成される。この層間絶縁膜21には、コンタクト領域4まで達する線状に延設された開口溝が設けられている。導電層8は、その開口溝内に埋設される。このように、導電層8は、上述の開口溝内に埋設して設けられているため線状に延設する。
Contact
図7に示すように、本実施の形態では、シリサイド層16が、コンタクト領域4上に形成される。導電層8は、シリサイド層16を介して、コンタクト領域4と電気接続される。こうして、導電層8は、上述の開口溝に埋設され、コンタクト領域4と電気接続される。コンタクト領域4は、シリサイド層16を介して、導電層8からの電位であるグランド電位(GND)を、上述のN型MOSFETの基板電位として、P導電型の半導体基板1に与える。
As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the
以上では、図5のコンタクト領域4、導電層8について説明したが、コンタクト領域3、導電層7についても同様である。つまり、本実施の形態に係る半導体装置が備える不純物拡散領域であるコンタクト領域3は、N導電型の半導体基板1表面上に形成される。層間絶縁膜21は、N導電型の半導体基板1上に形成される。この層間絶縁膜21には、コンタクト領域3まで達する線状に延設された開口溝が設けられている。そして、導電層7は、その開口溝に埋設され、シリサイド層16を介して、コンタクト領域3と電気接続される。コンタクト領域3は、図示しないシリサイド層16を介して、導電層7からの電位である電源電圧の電位(VDD)を、上述のP型MOSFETの基板電位として、N導電型の半導体基板1に与える。
Although the
以上の構成からなる本実施の形態に係る半導体装置では、実施の形態1と同様、コンタクト領域3,4上には、線状に延在する導電層7,8が形成され、コンタクト領域3,4は、その導電層7,8と電気接続される。これにより、コンタクト領域3と導電層7との間、および、コンタクト領域4と導電層8との間それぞれにおいて実質的な接触面積が大きくなるので、それらの間それぞれの抵抗が低減する。これにより、抵抗が低減した分だけ、配線を構成する導電層7,8の幅を小さくすることができるため、セル面積を縮小することができる。
In the semiconductor device according to the present embodiment having the above-described configuration,
また、本実施の形態に係る半導体装置では、ソースドレイン領域5,6上には、線状に延在する導電層7,8が形成され、ソースドレイン領域5,6は、その導電層7,8と電気接続される。これにより、ソースドレイン領域3と導電層7との間、および、ソースドレイン領域4と導電層8との間それぞれにおいて実質的な接触面積が大きくなるので、それらの間それぞれの抵抗が低減する。こうして、抵抗が低減した分だけ、配線を構成する導電層7,8の幅を小さくすることができるため、セル面積を縮小することができる。
Further, in the semiconductor device according to the present embodiment,
なお、本実施の形態では、実施の形態1に係る金属層10,11,12,13を省く構成とした。これにより、配線の抵抗は上昇してしまうが、金属層10,11,12,13のカバーマージンが不要となるため、セル面積を縮小することができる。 In the present embodiment, the metal layers 10, 11, 12, 13 according to the first embodiment are omitted. As a result, the resistance of the wiring is increased, but the cover margin of the metal layers 10, 11, 12, and 13 is not necessary, so that the cell area can be reduced.
<実施の形態3>
本実施の形態に係る半導体装置の上面図を図8に示す。以下、本実施の形態に係る半導体装置の構成のうち、実施の形態2と同一の構成については、同一の符号を付すものとし、新たに説明しない構成については、実施の形態2と同じであるものとする。
<
A top view of the semiconductor device according to the present embodiment is shown in FIG. Hereinafter, among the configurations of the semiconductor device according to the present embodiment, the same configurations as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the configurations not newly described are the same as those of the second embodiment. Shall.
本実施の形態半導体装置は、金属層10,11,25が追加されている点で実施の形態2と異なる。この金属層10,11,25は、導電層7,8,22に沿って、導電層7,8,22上に形成される。
The semiconductor device of this embodiment is different from that of
図9は、図8の一点鎖線B−B’における断面図である。図9に示すように、本実施の形態に係る半導体装置は、層間絶縁膜21と、金属層11,25と、絶縁膜22とを備える。層間絶縁膜21は、P導電型の半導体基板1上に形成されており、金属層11,25、および、絶縁膜22は、層間絶縁膜21上に形成される。層間絶縁膜21には、ソースドレイン領域6に達する線状に延設された開口溝が設けられている。
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along one-dot chain line B-B ′ in FIG. 8. As shown in FIG. 9, the semiconductor device according to the present embodiment includes an
導電層8は、図9に示す開口溝のうち左側の開口溝に埋設され、ソースドレイン領域6と電気接続される。金属層11は、導電層8に沿って、導電層8上に形成される。導電層24は、図9に示す開口溝のうち右側の開口溝に埋設され、ソースドレイン領域6と電気接続される。金属層25は、導電層24に沿って、導電層24上に形成される。なお、図8の一点鎖線C−C’における断面図は、図3と同じである。
The
以上の構成よりなる本実施の形態に係る半導体装置では、金属層10,11,25を導電層7,8,24上に設けたことにより、配線を構成する導電層7,8,24の抵抗を低減することができる。これにより、抵抗が低減した分だけ、配線を構成する導電層7,8,24の幅を小さくすることができるため、セル面積をさらに縮小することができる。
In the semiconductor device according to the present embodiment having the above configuration, the metal layers 10, 11, 25 are provided on the
なお、実施の形態1では、コンタクト領域3,4上に導電層7,8を設け、ソースドレイン領域5,6上にコンタクト層9を設けた。そして、導電層7上とコンタクト層9上に共通する金属層10を設け、導電層8上とコンタクト層9上に共通する金属層11を設け、コンタクト層9のみに共通する金属層13を設けた。
In the first embodiment,
本実施の形態では、コンタクト領域3上とソースドレイン領域5上に、共通する導電層7を設け、コンタクト領域4上とソースドレイン領域6上に、共通する導電層8を設けた。そして、ソースドレイン領域5上とソースドレイン領域6上に、共通する導電層24を設けた。
In the present embodiment, a common
しかし、これらの半導体装置に限ったものではなく、コンタクト領域3,4上に正方形状のコンタクト層9を設け、ソースドレイン領域5,6上にのみ線状の導電層7,8を設ける構成とするものであってもよい。これにより、ソースドレイン領域5と導電層7との間、および、ソースドレイン領域6と導電層8との間それぞれにおいて実質的な接触面積が大きくなるので、それらの間それぞれの抵抗が低減する。こうして、抵抗が低減した分だけ、配線としての導電層7,8の幅を小さくすることができるため、セル面積を縮小することができる。また、金属層は、図8に限ったものではなく、図10のように、コンタクト領域3,4上にのみ設けるものとしてもよい。
However, the present invention is not limited to these semiconductor devices, but a configuration in which a
<実施の形態4>
本実施の形態に係る半導体装置の上面図を図11に示す。以下、本実施の形態に係る半導体装置の構成のうち、実施の形態3と同一の構成については、同一の符号を付すものとし、新たに説明しない構成については、実施の形態3と同じであるものとする。
<
A top view of the semiconductor device according to the present embodiment is shown in FIG. Hereinafter, of the configuration of the semiconductor device according to the present embodiment, the same configuration as that of the third embodiment is denoted by the same reference numeral, and the configuration not newly described is the same as that of the third embodiment. Shall.
図11に示すように、本実施の形態に係るソースドレイン領域5,6は、コンタクト領域3,4の方に延在している。こうして、本実施の形態では、ソースドレイン領域5,6と、コンタクト領域3,4とは、導電層7,8下において互いに接して設けられている。
As shown in FIG. 11, the source /
これにより、ソースドレイン領域5と導電層7との間、および、ソースドレイン領域4と導電層8との間それぞれにおいて実質的な接触面積が大きくなるので、それらの間それぞれの抵抗が低減する。こうして、抵抗が低減した分だけ、配線としての導電層7,8の幅を小さくすることができる。
As a result, the substantial contact area between the source /
<実施の形態5>
本実施の形態に係る半導体装置の構成を図12に示す。本実施の形態に係る半導体装置は、半導体セルで構成されたNANDゲートG30〜G38を備える。つまり、本実施の形態に係る半導体装置は、複数の半導体セルを備える。
<
FIG. 12 shows the configuration of the semiconductor device according to this embodiment. The semiconductor device according to the present embodiment includes NAND gates G30 to G38 formed of semiconductor cells. That is, the semiconductor device according to the present embodiment includes a plurality of semiconductor cells.
半導体セルは、高速半導体セルと、小面積半導体セルとを含む。本実施の形態では、NANDゲートG30〜G35は、高速半導体セルを含み、NANDゲートG36〜G38は、小面積半導体セルを含む。また、本実施の形態では、NANDゲートG30〜35はクリティカルパスであり、NANDゲートG36〜G38は非クリティカルパスであるものとする。 The semiconductor cell includes a high-speed semiconductor cell and a small area semiconductor cell. In the present embodiment, NAND gates G30 to G35 include high-speed semiconductor cells, and NAND gates G36 to G38 include small area semiconductor cells. In the present embodiment, the NAND gates G30 to G35 are critical paths, and the NAND gates G36 to G38 are non-critical paths.
ここで、図11に示した半導体装置は、図10に示した半導体装置と比べ、金属層10,11を長く設けており、また、ソースドレイン領域5,6と、導電層7,8下においてコンタクト領域3,4とは互いに接して設けられている。そのため、図11に示した半導体装置は、図10に示した半導体装置と比べ、半導体装置の面積は大きいが、抵抗は小さい。そこで、本実施の形態では、上述の高速半導体セルに、図11に示す半導体装置を用いる。
Here, the semiconductor device shown in FIG. 11 is provided with longer metal layers 10 and 11 than the semiconductor device shown in FIG. 10, and under the source /
一方、図10に示した半導体装置は、図11に示した半導体装置と比べ、金属層10,11を設けた部分が小さい。そのため、図10に示した半導体装置は、図11に示した半導体装置と比べ、抵抗は大きいが、半導体装置の面積は小さい。そこで、本実施の形態では、上述の小面積半導体セルに、図10に示すNOTゲートを用いる。こうして、本実施の形態では、複数の半導体セルのうちの所望のセルに、図10、図11に示した半導体装置が用いられる。 On the other hand, the semiconductor device shown in FIG. 10 is smaller in the portion provided with the metal layers 10 and 11 than the semiconductor device shown in FIG. Therefore, the semiconductor device illustrated in FIG. 10 has a larger resistance than the semiconductor device illustrated in FIG. 11, but the area of the semiconductor device is small. Therefore, in this embodiment, the NOT gate shown in FIG. 10 is used for the above-described small area semiconductor cell. Thus, in this embodiment, the semiconductor device shown in FIGS. 10 and 11 is used for a desired cell among a plurality of semiconductor cells.
NANDゲートG30〜G35の端部には、フリップフロップF30,F31が設けられ、NANDゲートG36〜G38の端部には、フリップフロップF32,F33が設けられている。そして、入力CKに応じて、フリップフロップF30〜F33は、NANDゲートG30〜G35からなるパスと、NANDゲートG36〜G38からなるパスを切り換える。 Flip-flops F30 and F31 are provided at the ends of the NAND gates G30 to G35, and flip-flops F32 and F33 are provided at the ends of the NAND gates G36 to G38. Then, according to the input CK, the flip-flops F30 to F33 switch between a path composed of NAND gates G30 to G35 and a path composed of NAND gates G36 to G38.
以上の構成からなる本実施の形態に係る半導体装置では、クリティカルパスに、図11に示した半導体装置を用い、非クリティカルパスに図10に示した半導体装置を用いる。これにより、クリティカルパスでは、高速動作を確保するとともに、非クリティカルパスでは、半導体装置の面積を縮小することができる。 In the semiconductor device according to the present embodiment configured as described above, the semiconductor device shown in FIG. 11 is used for the critical path, and the semiconductor device shown in FIG. 10 is used for the non-critical path. As a result, high-speed operation can be ensured in the critical path, and the area of the semiconductor device can be reduced in the non-critical path.
なお、本実施の形態では、所望の半導体セルに用いる半導体装置は、図10,図11に示した半導体装置を用いたが、これに限ったものではなく、図1,図5、図8、図10、図11に示した半導体装置のいずれかを用いるものであってもよい。 In this embodiment, the semiconductor device shown in FIGS. 10 and 11 is used as a semiconductor device used in a desired semiconductor cell. However, the semiconductor device is not limited to this, and FIGS. Any of the semiconductor devices shown in FIGS. 10 and 11 may be used.
1 半導体基板、2 絶縁層、3,4 コンタクト領域、5,6 ソースドレイン領域、7,8,23,24 導電層、9 コンタクト層、10,11,12,13,25 金属層、14 ゲート電極、16,20 シリサイド層、17 ゲート絶縁膜、18 エクステンション領域、19 サイドウォール、20 シリサイド層、21 層間絶縁膜、22 絶縁膜、F30〜F33 フリップフロップ、G30〜G38 NANDゲート。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記半導体基板表面に形成された不純物拡散領域と、
前記半導体基板上に形成された層間絶縁膜とを備え、
前記層間絶縁膜には、前記不純物拡散領域まで達する線状に延設された開口溝が設けられ、
前記開口溝内に埋設され、前記不純物拡散領域と電気接続された導電層をさらに備える、
半導体装置。 A semiconductor substrate;
An impurity diffusion region formed on the surface of the semiconductor substrate;
An interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate,
The interlayer insulating film is provided with an opening groove extending linearly reaching the impurity diffusion region,
A conductive layer embedded in the opening groove and electrically connected to the impurity diffusion region;
Semiconductor device.
請求項1に記載の半導体装置。 A silicide layer formed on the impurity diffusion region;
The semiconductor device according to claim 1.
請求項1または請求項2に記載の半導体装置。 A metal layer formed on the conductive layer is further provided along the conductive layer.
The semiconductor device according to claim 1 or 2.
前記不純物拡散領域は、
前記導電層からの電位を、前記トランジスタの基板電位として前記半導体基板に与えるコンタクト領域を含む、
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の半導体装置。 A transistor formed on the semiconductor substrate;
The impurity diffusion region is
A contact region for applying a potential from the conductive layer to the semiconductor substrate as a substrate potential of the transistor;
The semiconductor device according to claim 1.
前記不純物拡散領域は、
前記ゲート電極を挟んで形成されるソースドレイン領域を含む、
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の半導体装置。 A gate electrode formed on the semiconductor substrate through a gate insulating film;
The impurity diffusion region is
A source / drain region formed across the gate electrode;
The semiconductor device according to claim 1.
前記不純物拡散領域は、
前記導電層からの電位を、前記トランジスタの基板電位として前記半導体基板に与えるコンタクト領域と、
前記ゲート電極を挟んで形成されるソースドレイン領域とを含む、
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の半導体装置。 A transistor including a gate electrode formed on the semiconductor substrate through a gate insulating film;
The impurity diffusion region is
A contact region for applying a potential from the conductive layer to the semiconductor substrate as a substrate potential of the transistor;
A source / drain region formed across the gate electrode,
The semiconductor device according to claim 1.
前記導電層下において互いに接して設けられた、
請求項6に記載の半導体装置。 The source / drain region and the contact region are:
Provided in contact with each other under the conductive layer,
The semiconductor device according to claim 6.
前記複数の半導体セルのうちの所望のセルに、請求項3に記載の半導体装置、または、請求項7に記載の半導体装置が用いられた、
半導体装置。 A plurality of semiconductor cells,
The semiconductor device according to claim 3 or the semiconductor device according to claim 7 is used for a desired cell among the plurality of semiconductor cells.
Semiconductor device.
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