JP2009231585A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置及びその製造方法に係わり、プラズマプロセスによるゲート絶縁膜へのプラズマチャージを緩和させることができ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 and a manufacturing method thereof that can alleviate plasma charge to a gate insulating film by a plasma process.
図3は従来の半導体装置を示す平面図であり、この半導体装置は高耐圧系トランジスタである。
図3に示すように、シリコン基板に低濃度不純物領域3aを形成する。その後、シリコン基板上に素子分離膜として機能するLOCOS酸化膜(図示せず)を形成する。次いで、シリコン基板を熱酸化することにより、シリコン基板上にゲート絶縁膜(図示せず)を形成し、ゲート絶縁膜上にゲート電極5を形成する。また、LOCOS酸化膜及びゲート電極5をマスクとしてシリコン基板に不純物を導入することにより、ソース・ドレインとなる不純物領域7cが形成される。このようにして高耐圧系トランジスタが形成されている。
FIG. 3 is a plan view showing a conventional semiconductor device, which is a high voltage transistor.
As shown in FIG. 3, a low
その後、ゲート絶縁膜上及びゲート電極上に第1の層間絶縁膜(図示せず)を形成する。次に、第1の層間絶縁膜及びゲート絶縁膜に、不純物領域7c上に位置するコンタクトホール11a、ゲート電極5上に位置するコンタクトホール(図示せず)及び高耐圧系トランジスタの周囲のシリコン基板上に位置するコンタクトホール(図示せず)を形成する。その後、コンタクトホール内に第1のWプラグ(図示せず)を埋め込み、第1の層間絶縁膜上及び第1のWプラグ上に第1のAl配線10を形成する。これにより、高耐圧系トランジスタを囲むように形成された第1のAl配線10は、第1のWプラグを介してシリコン基板に電気的に接続される。この第1のAl配線10によって、高耐圧系トランジスタを囲む基板電位を固定する為のAlシールドが形成される。次いで、第1の層間絶縁膜上及び第1のAl配線10上に第2の層間絶縁膜(図示せず)を形成し、第2の層間絶縁膜にviaホール(図示せず)を形成する。その後、viaホール内に第2のWプラグ(図示せず)を埋め込み、第2の層間絶縁膜上及び第2のWプラグ上にゲート電極5と電気的に接続された第2のAl配線14が形成される。(例えば特許文献1参照)
Thereafter, a first interlayer insulating film (not shown) is formed on the gate insulating film and the gate electrode. Next, in the first interlayer insulating film and the gate insulating film, a
近年の半導体装置の製造工程においては、プラズマを用いた処理工程が数多く存在する。さらにプラズマプロセスの利用に伴い、プラズマプロセスでのチャージアップ現象によるゲート電極下のゲート絶縁膜の破壊又はダメージが重大な問題となっている。さらにプラズマプロセスによりゲート絶縁膜がプラズマダメージを受けてしまうことで、トランジスタ特性シフトに影響を及ぼすことがある。 In recent semiconductor device manufacturing processes, there are many processing processes using plasma. Further, with the use of the plasma process, destruction or damage of the gate insulating film under the gate electrode due to a charge-up phenomenon in the plasma process has become a serious problem. Further, the gate insulating film is damaged by the plasma process, which may affect the transistor characteristic shift.
また、図3に示すように、ゲート電極5は保護ダイオードとは接続されていない。その為、プラズマチャージを逃がす構造になっておらず、ゲート電極下のゲート絶縁膜にプラズマダメージを受けやすい。
Further, as shown in FIG. 3, the
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、プラズマプロセスを利用する場合に発生するチャージアップ現象によるゲート絶縁膜へのプラズマダメージを緩和することのできる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 circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of alleviating plasma damage to a gate insulating film due to a charge-up phenomenon that occurs when a plasma process is used. And a manufacturing method thereof.
上記課題を解決するため、本発明に係る半導体装置の製造方法は、第1導電型の半導体基板と、
前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、
前記半導体基板に形成された第2導電型のソース・ドレイン拡散層と、
前記半導体基板に形成され、前記ゲート電極及び前記ソース・ドレイン拡散層を囲むように配置された第1導電型の第1シールド用拡散層と、
前記半導体基板に形成され、前記第1シールド用拡散層の外側に配置された第2導電型の保護ダイオード用拡散層と、
前記半導体基板に形成され、前記保護ダイオード用拡散層を囲むように配置された第1導電型の第2シールド用拡散層と、
前記ゲート電極及び前記半導体基板の上に形成された第1の層間絶縁膜と、
前記第1の層間絶縁膜に形成され、前記ゲート電極上に位置する第1のコンタクトホールと、
前記第1の層間絶縁膜に形成され、前記保護ダイオード用拡散層上に位置する第2のコンタクトホールと、
前記第1の層間絶縁膜に形成され、前記第1シールド用拡散層上に位置し且つ前記ゲート電極を囲むように配置された第1の溝と、
前記第1の層間絶縁膜に形成され、前記第2シールド用拡散層上に位置し且つ前記第2のコンタクトホールを囲むように配置された第2の溝と、
前記第1のコンタクトホール内に埋め込まれた第1の導電膜と、
前記第2のコンタクトホール内に埋め込まれた第2の導電膜と、
前記第1の溝内に埋め込まれた第3の導電膜と、
前記第2の溝内に埋め込まれた第4の導電膜と、
前記第1の導電膜及び前記第1の層間絶縁膜の上に形成された第1の配線と、
前記第2の導電膜及び前記第1の層間絶縁膜の上に形成された第2の配線と、
前記第3の導電膜及び前記第1の層間絶縁膜の上に形成され、前記第1の配線を囲むように配置された第1のシールド用配線と、
前記第4の導電膜及び前記第1の層間絶縁膜の上に形成され、前記第2の配線を囲むように配置された第2のシールド用配線と、
前記第1及び第2の配線、前記第1及び第2のシールド用配線、前記第1の層間絶縁膜の上に形成された第2の層間絶縁膜と、
前記第2の層間絶縁膜に形成され、前記第1の配線上に位置する第1のviaホールと、
前記第2の層間絶縁膜に形成され、前記第2の配線上に位置する第2のviaホールと、
前記第1のviaホール内に埋め込まれた第5の導電膜と、
前記第2のviaホール内に埋め込まれた第6の導電膜と、
前記第2の層間絶縁膜、前記第5及び第6の導電膜それぞれの上に形成された第3の配線と、
を具備し、
前記第5の導電膜と前記第6の導電膜は前記第3の配線によって電気的に接続され、
前記ゲート電極、前記ゲート絶縁膜及び前記ソース・ドレイン拡散層によって高耐圧系トランジスタが構成されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a first conductivity type semiconductor substrate,
A gate insulating film formed on the semiconductor substrate;
A gate electrode formed on the gate insulating film;
A second conductivity type source / drain diffusion layer formed on the semiconductor substrate;
A first shielding diffusion layer of a first conductivity type formed on the semiconductor substrate and disposed so as to surround the gate electrode and the source / drain diffusion layer;
A diffusion layer for a protective diode of a second conductivity type formed on the semiconductor substrate and disposed outside the diffusion layer for the first shield;
A second shielding diffusion layer of a first conductivity type formed on the semiconductor substrate and disposed so as to surround the diffusion layer for the protective diode;
A first interlayer insulating film formed on the gate electrode and the semiconductor substrate;
A first contact hole formed in the first interlayer insulating film and located on the gate electrode;
A second contact hole formed in the first interlayer insulating film and located on the diffusion layer for the protective diode;
A first groove formed in the first interlayer insulating film, located on the first shielding diffusion layer and disposed so as to surround the gate electrode;
A second groove formed in the first interlayer insulating film, located on the second shield diffusion layer and disposed so as to surround the second contact hole;
A first conductive film embedded in the first contact hole;
A second conductive film embedded in the second contact hole;
A third conductive film embedded in the first groove;
A fourth conductive film embedded in the second groove;
A first wiring formed on the first conductive film and the first interlayer insulating film;
A second wiring formed on the second conductive film and the first interlayer insulating film;
A first shield wiring formed on the third conductive film and the first interlayer insulating film and disposed so as to surround the first wiring;
A second shield wiring formed on the fourth conductive film and the first interlayer insulating film and disposed so as to surround the second wiring;
The first and second wirings, the first and second shield wirings, a second interlayer insulating film formed on the first interlayer insulating film;
A first via hole formed in the second interlayer insulating film and positioned on the first wiring;
A second via hole formed in the second interlayer insulating film and positioned on the second wiring;
A fifth conductive film embedded in the first via hole;
A sixth conductive film embedded in the second via hole;
A third wiring formed on each of the second interlayer insulating film and the fifth and sixth conductive films;
Comprising
The fifth conductive film and the sixth conductive film are electrically connected by the third wiring,
The gate electrode, the gate insulating film, and the source / drain diffusion layer constitute a high breakdown voltage transistor.
また、本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記第1乃至第6の導電膜それぞれはW膜であることが好ましい。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, each of the first to sixth conductive films is preferably a W film.
また、本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記高耐圧系トランジスタは、7V以上の電圧によって動作するトランジスタであることが好ましい。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the high breakdown voltage transistor is preferably a transistor that operates with a voltage of 7 V or more.
本発明に係る半導体装置の製造方法においては、第1導電型の半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、
前記半導体基板に第2導電型の不純物イオンを導入することにより、前記半導体基板にソース・ドレイン拡散層及び保護ダイオード用拡散層を形成する工程と、
前記半導体基板に第1導電型の不純物イオンを導入することにより、前記ゲート電極及び前記ソース・ドレイン拡散層を囲むような形状の第1シールド用拡散層及び前記保護ダイオード用拡散層を囲むような形状の第2シールド用拡散層を前記半導体基板に形成する工程と、
前記ゲート電極及び前記半導体基板の上に第1の層間絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の層間絶縁膜に、前記ゲート電極上に位置する第1のコンタクトホール、前記保護ダイオード用拡散層上に位置する第2のコンタクトホール、前記第1シールド用拡散層上に位置し且つ前記ゲート電極を囲むような形状の第1の溝、及び、前記第2シールド用拡散層上に位置し且つ前記第2のコンタクトホールを囲むような形状の第2の溝を形成する工程と、
前記第1のコンタクトホール内、前記第2のコンタクトホール内、前記第1の溝内、及び、前記第2の溝内それぞれに第1乃至第4の導電膜を埋め込み、前記第1の導電膜及び前記第1の層間絶縁膜の上に第1の配線を形成し、且つ前記第2の導電膜及び前記第1の層間絶縁膜の上に第2の配線を形成し、且つ前記第3の導電膜及び前記第1の層間絶縁膜の上に前記第1の配線を囲むような形状の第1のシールド用配線を形成し、且つ前記第4の導電膜及び前記第1の層間絶縁膜の上に前記第2の配線を囲むような形状の第2のシールド用配線を形成する工程と、
前記第1及び第2の配線、前記第1及び第2のシールド用配線、前記第1の層間絶縁膜の上に第2の層間絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の層間絶縁膜に、前記第1の配線上に位置する第1のviaホール及び前記第2の配線上に位置する第2のviaホールを形成する工程と、
前記第1及び第2のviaホール内それぞれに第5及び第6の導電膜を埋め込み、前記第2の層間絶縁膜、前記第5及び第6の導電膜それぞれの上に第3の配線を形成する工程と、
を具備し、
前記第5の導電膜と前記第6の導電膜は前記第3の配線によって電気的に接続され、
前記ゲート電極、前記ゲート絶縁膜及び前記ソース・ドレイン拡散層によって高耐圧系トランジスタが構成されていることを特徴とする。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a step of forming a gate insulating film on the first conductivity type semiconductor substrate;
Forming a gate electrode on the gate insulating film;
Forming a source / drain diffusion layer and a protective diode diffusion layer in the semiconductor substrate by introducing impurity ions of a second conductivity type into the semiconductor substrate;
By introducing impurity ions of the first conductivity type into the semiconductor substrate, the first shield diffusion layer and the protection diode diffusion layer shaped to surround the gate electrode and the source / drain diffusion layer are surrounded. Forming a second shielding diffusion layer having a shape on the semiconductor substrate;
Forming a first interlayer insulating film on the gate electrode and the semiconductor substrate;
A first contact hole located on the gate electrode; a second contact hole located on the protective diode diffusion layer; a first shield diffusion layer; and Forming a first groove shaped to surround the gate electrode and a second groove located on the second shield diffusion layer and shaped to surround the second contact hole;
First to fourth conductive films are embedded in the first contact hole, the second contact hole, the first groove, and the second groove, respectively. And a first wiring is formed on the first interlayer insulating film, a second wiring is formed on the second conductive film and the first interlayer insulating film, and the third wiring is formed. Forming a first shield wiring having a shape surrounding the first wiring on the conductive film and the first interlayer insulating film; and forming the fourth conductive film and the first interlayer insulating film. Forming a second shield wiring having a shape surrounding the second wiring;
Forming a second interlayer insulating film on the first and second wirings, the first and second shielding wirings, and the first interlayer insulating film;
Forming a first via hole located on the first wiring and a second via hole located on the second wiring in the second interlayer insulating film;
Fifth and sixth conductive films are embedded in the first and second via holes, respectively, and third wirings are formed on the second interlayer insulating film and the fifth and sixth conductive films, respectively. And the process of
Comprising
The fifth conductive film and the sixth conductive film are electrically connected by the third wiring,
The gate electrode, the gate insulating film, and the source / drain diffusion layer constitute a high breakdown voltage transistor.
上記本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、第1のシールド用配線で囲まれたゲート電極は、第1のコンタクトホールに埋め込まれた第1の導電膜、第1の配線、第1のviaホールに埋め込まれた第5の導電膜、第3の配線、第2のviaホールに埋め込まれた第6の導電膜、第2の配線及び第2のコンタクトホールに埋め込まれた第2の導電膜を介して、第2のシールド用配線で囲まれた保護ダイオードと接続している。その結果、第3の配線を形成する工程のプラズマチャージ及び第3の配線を形成する工程以降のプラズマを用いた工程によるチャージアップ現象によるゲート絶縁膜の破壊又はダメージを抑制することができる。 According to the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the gate electrode surrounded by the first shield wiring includes the first conductive film, the first wiring, and the first wiring buried in the first contact hole. The fifth conductive film embedded in the via hole, the third wiring, the sixth conductive film embedded in the second via hole, the second wiring, and the second conductive film embedded in the second contact hole. A protective diode surrounded by the second shield wiring is connected via a conductive film. As a result, it is possible to suppress the breakdown or damage of the gate insulating film due to the plasma charge in the process of forming the third wiring and the charge-up phenomenon by the process using plasma after the process of forming the third wiring.
また、本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記第3の配線を形成する工程の後に、プラズマを用いた工程をさらに具備することも可能である。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, it is possible to further include a step using plasma after the step of forming the third wiring.
上記本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、第3の配線を形成することによってゲート電極と保護ダイオードは電気的に接続されている。その為、第3の配線を形成する工程以降のプラズマを用いた工程ではプラズマチャージを保護ダイオードより基板に排出することが可能となり、ゲート電極下のゲート絶縁膜へのプラズマダメージを抑制することができる。 According to the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the gate electrode and the protection diode are electrically connected by forming the third wiring. Therefore, in the process using plasma after the process of forming the third wiring, plasma charge can be discharged from the protection diode to the substrate, and plasma damage to the gate insulating film under the gate electrode can be suppressed. it can.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図2は、本発明の実施形態に係る半導体装置を説明する為の平面図である。図1(a)〜(c)は図2に示す半導体装置の製造方法を説明する為の断面図であり、図1(c)は図2に示すA−A'部の断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a plan view for explaining the semiconductor device according to the embodiment of the present invention. FIGS. 1A to 1C are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 2, and FIG. 1C is a cross-sectional view taken along line AA ′ shown in FIG.
まず、図1(a)に示すように、シリコン基板1の図示せぬ窒化シリコン膜を選択酸化マスクとしてシリコン基板1上にLOCOS法により素子分離領域に位置するLOCOS酸化膜6を形成する。次いで、シリコン基板1上にP型ウェル領域2を形成する。
First, as shown in FIG. 1A, a
次いで、シリコン基板1上に図示せぬレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクとしてシリコン基板1にN型不純物イオンを注入する。これにより、P型ウェル領域2にN型トランジスタのN型低濃度不純物領域3a及び保護ダイオードのN型低濃度不純物領域3bが形成される。その後、レジストパターンを除去する。
Next, a resist pattern (not shown) is formed on the silicon substrate 1. N-type impurity ions are implanted into the silicon substrate 1 using this resist pattern as a mask. As a result, the N-type low
次いで、シリコン基板1上にゲート絶縁膜4となるゲート酸化膜を熱酸化法にて形成する。次いで、ゲート絶縁膜4上及びLOCOS酸化膜6上にCVD法にてPoly−Si膜を成膜し、このPoly−Si膜をフォトリソグラフィー及びドライエッチング法を用いて加工することにより、ゲート絶縁膜4上にゲート電極5を形成する。
Next, a gate oxide film to be the
その後、ゲート電極5、ゲート絶縁膜4及びLOCOS酸化膜6の上に図示せぬレジストパターンを形成し、このレジストパターン、ゲート電極5及びLOCOS酸化膜6をマスクとしてシリコン基板1にN型不純物イオンを注入する。これにより、N型低濃度不純物領域3a内にN型トランジスタのソース・ドレイン領域となるN型不純物領域7cが形成され、N型低濃度不純物領域3b内に保護ダイオードのN型不純物領域7bが形成される。
Thereafter, a resist pattern (not shown) is formed on the
次いで、ゲート電極5、ゲート絶縁膜4及びLOCOS酸化膜6の上に図示せぬレジストパターンを形成し、このレジストパターン、ゲート電極5及びLOCOS酸化膜6をマスクとしてシリコン基板1にP型不純物イオンを注入する。これにより、シリコン基板1にP型シールド用不純物領域7aが形成される。このP型シールド用不純物領域7aは、ゲート電極5及びソース・ドレイン領域の周囲を囲み、且つ保護ダイオードのN型不純物領域7b及びN型低濃度不純物領域3bの周囲を囲むように配置され、シールド用拡散層となるものである。
Next, a resist pattern (not shown) is formed on the
その後、図1(b)に示すように、ゲート電極5及びゲート絶縁膜4を含む全面上に、CVD法により第1の層間絶縁膜8を形成する。次いで、第1の層間絶縁膜8上に図示せぬレジストパターンを形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとして第1の層間絶縁膜8及びゲート絶縁膜4をエッチングすることにより、P型シールド用不純物領域7a上に位置する溝11、ソース・ドレイン領域7c上に位置コンタクトホール11a、ゲート電極上に位置するコンタクトホール11b及びN型不純物領域7b上に位置するコンタクトホール11cが形成される。溝11は、ゲート電極5及びコンタクトホール11a、11bを囲み、且つコンタクトホール11cを囲むように配置される。
Thereafter, as shown in FIG. 1B, a first
その後、溝11、コンタクトホール11a、11b及び11c内及び第1の層間絶縁膜8上にCVD法によりW膜を形成し、第1の層間絶縁膜8上に位置するW膜をCMP法により除去する。これにより、溝11、コンタクトホール11a、11b及び11c内に第1のWプラグ9、9a、9b及び9cが埋め込まれる。
Thereafter, a W film is formed in the
次いで、第1の層間絶縁膜8及び第1のWプラグ9、9a、9b及び9c上にスパッタリング法によりAl合金膜を形成する。その後、Al合金膜上に図示せぬレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてAl合金膜をエッチングすることにより、第1の層間絶縁膜8上には第1のAl配線10、10a、10b及び10cが形成される。また、第1のWプラグ9上に位置する第1のAl配線10は、第1のAl配線10a、10bを囲み且つ第1のAl配線10cを囲むような2つのリング状のAlシールドを形成している。
Next, an Al alloy film is formed on the first
その後、図1(c)に示すように、第1の層間絶縁膜8及び第1のAl配線10、10a、10b及び10c上にCVD法により第2の層間絶縁膜12を形成する。次いで、第2の層間絶縁膜12上に図示せぬレジストパターンを形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとして第2の層間絶縁膜12をエッチングすることにより、第2の層間絶縁膜12には、ゲート電極5上方に位置し、且つ第1のAl配線10b上に位置するviaホール15a及び保護ダイオードのN型不純物領域7b上方に位置し、且つ第1のAl配線10c上に位置するviaホール15が形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 1C, a second
その後、viaホール15及び15a内及び第2の層間絶縁膜12上に、CVD法によりW膜を形成し、第2の層間絶縁膜12上に位置するW膜をCMP法により除去する。これにより、viaホール15及び15a内に第2のWプラグ13及び13aが埋め込まれる。
Thereafter, a W film is formed in the via holes 15 and 15a and on the second
次いで、第2の層間絶縁膜12上及び第2のWプラグ13、13a上にスパッタリング法によりAl合金膜を形成する。その後、Al合金膜上に図示せぬレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてAl合金膜をドライエッチングすることにより、第2の層間絶縁膜12上には第2のAl配線14が形成される。第2のAl配線14は、第2のWプラグ13a及び13それぞれに電気的に接続される。この後は、第2のAl配線14より上層のAl配線が公知のプラズマプロセスにより形成される。
Next, an Al alloy film is formed on the second
このようにして作成された半導体装置は、図2に示すように、ゲート電極5及びソース・ドレイン領域3aを有する高耐圧系トランジスタと、そのトランジスタを囲むリング状のAlシールドと、N型不純物領域7bを有する保護ダイオードと、その保護ダイオードを囲むリング状のAlシールドを有している。トランジスタにおけるゲート電極5は、コンタクトホール11b内の第1のWプラグ9b、第1のAl配線10b及びviaホール15a内の第2のWプラグ13を介して、第2のAl配線14に電気的に接続されている。また、第2のAl配線14は、第1のAl配線10によるAlシールドを跨ぎ、コンタクトホール11c内の第1のWプラグ9c、第1のAl配線10c及びviaホール15内の第2のWプラグ13aを介してトランジスタのソース・ドレイン構造と同じ構造の保護ダイオードのN型不純物領域7bに電気的に接続されている。尚、本実施の形態でいう高耐圧系トランジスタは、動作電圧が7V以上のトランジスタをいい、好ましい動作電圧は30V程度である。
As shown in FIG. 2, the semiconductor device thus fabricated includes a high breakdown voltage transistor having a
以上、本発明の実施形態によれば、第1のAl配線10は基板電位を固定してField反転を防止するためにトランジスタを囲むAlシールド構造になっており、このAlシールドを跨ぐ第2のAl配線14によって保護ダイオードと接続されている。その為、第2のAl配線14を形成する工程のプラズマチャージ及び第2のAl配線14を形成する工程以降のプラズマを用いた工程によるプラズマチャージを保護ダイオードより基板に排出することが可能となり、ゲート電極5下のゲート絶縁膜4へのプラズマダメージを抑制することができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the
また、保護ダイオードの構造は、高耐圧系トランジスタのソース・ドレインと同じ構造となっている。その為、保護ダイオード設置によってプロセス工程数が増加することはない。さらに、保護ダイオードもまたトランジスタと同様に第1のAl配線10によるシールド構造を有している。このため、高耐圧系トランジスタの動作時に他の素子に影響を及ぼすことを抑制できる。
The structure of the protection diode is the same as that of the source / drain of the high voltage transistor. Therefore, the number of process steps is not increased by installing the protective diode. Further, the protective diode also has a shield structure by the
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、プラズマプロセス時に発生するプラズマチャージを排出する保護ダイオードは、同電位で使用するゲート電極を有する複数のトランジスタと共用にすることも可能である。つまり、同電位で使用するゲート電極を有する複数の高耐圧系トランジスタに対してそれぞれ保護ダイオードを設けるのではなく、前記複数の高耐圧系トランジスタそれぞれのゲート電極を一つの保護ダイオードに電気的に接続するという構成とすることも可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the protective diode that discharges plasma charge generated during the plasma process can be shared with a plurality of transistors having gate electrodes used at the same potential. In other words, instead of providing protective diodes for a plurality of high voltage transistors having gate electrodes used at the same potential, the gate electrodes of the plurality of high voltage transistors are electrically connected to one protective diode. It is also possible to adopt a configuration in which
1・・・シリコン基板、2・・・Pウェル領域、3a,3b・・・N型低濃度不純物領域、4・・・ゲート絶縁膜、5・・・ゲート電極、6・・・LOCOS酸化膜、7a・・・P型シールド用不純物領域、7b・・・N型不純物領域、7c・・・ソース・ドレイン領域(N型不純物領域)、8・・・第1の層間絶縁膜、9,9a,9b,9c・・・第1のWプラグ、10・・・Alシールド、10a,10b,10c・・・第1のAl配線、11,11a,11b,11c・・・コンタクトホール、12・・・第2の層間絶縁膜、13,13a・・・第2のWプラグ、14・・・第2のAl配線、15,15a・・・viaホール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silicon substrate, 2 ... P well area | region, 3a, 3b ... N-type low concentration impurity area | region, 4 ... Gate insulating film, 5 ... Gate electrode, 6 ... LOCOS oxide film , 7a... P-type impurity region for shielding, 7b... N-type impurity region, 7c... Source / drain region (N-type impurity region), 8. , 9b, 9c ... first W plug, 10 ... Al shield, 10a, 10b, 10c ... first Al wiring, 11, 11a, 11b, 11c ... contact hole, 12 ... Second interlayer insulating film, 13, 13a ... second W plug, 14 ... second Al wiring, 15, 15a ... via hole
Claims (5)
前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、
前記半導体基板に形成された第2導電型のソース・ドレイン拡散層と、
前記半導体基板に形成され、前記ゲート電極及び前記ソース・ドレイン拡散層を囲むように配置された第1導電型の第1シールド用拡散層と、
前記半導体基板に形成され、前記第1シールド用拡散層の外側に配置された第2導電型の保護ダイオード用拡散層と、
前記半導体基板に形成され、前記保護ダイオード用拡散層を囲むように配置された第1導電型の第2シールド用拡散層と、
前記ゲート電極及び前記半導体基板の上に形成された第1の層間絶縁膜と、
前記第1の層間絶縁膜に形成され、前記ゲート電極上に位置する第1のコンタクトホールと、
前記第1の層間絶縁膜に形成され、前記保護ダイオード用拡散層上に位置する第2のコンタクトホールと、
前記第1の層間絶縁膜に形成され、前記第1シールド用拡散層上に位置し且つ前記ゲート電極を囲むように配置された第1の溝と、
前記第1の層間絶縁膜に形成され、前記第2シールド用拡散層上に位置し且つ前記第2のコンタクトホールを囲むように配置された第2の溝と、
前記第1のコンタクトホール内に埋め込まれた第1の導電膜と、
前記第2のコンタクトホール内に埋め込まれた第2の導電膜と、
前記第1の溝内に埋め込まれた第3の導電膜と、
前記第2の溝内に埋め込まれた第4の導電膜と、
前記第1の導電膜及び前記第1の層間絶縁膜の上に形成された第1の配線と、
前記第2の導電膜及び前記第1の層間絶縁膜の上に形成された第2の配線と、
前記第3の導電膜及び前記第1の層間絶縁膜の上に形成され、前記第1の配線を囲むように配置された第1のシールド用配線と、
前記第4の導電膜及び前記第1の層間絶縁膜の上に形成され、前記第2の配線を囲むように配置された第2のシールド用配線と、
前記第1及び第2の配線、前記第1及び第2のシールド用配線、前記第1の層間絶縁膜の上に形成された第2の層間絶縁膜と、
前記第2の層間絶縁膜に形成され、前記第1の配線上に位置する第1のviaホールと、
前記第2の層間絶縁膜に形成され、前記第2の配線上に位置する第2のviaホールと、
前記第1のviaホール内に埋め込まれた第5の導電膜と、
前記第2のviaホール内に埋め込まれた第6の導電膜と、
前記第2の層間絶縁膜、前記第5及び第6の導電膜それぞれの上に形成された第3の配線と、
を具備し、
前記第5の導電膜と前記第6の導電膜は前記第3の配線によって電気的に接続され、
前記ゲート電極、前記ゲート絶縁膜及び前記ソース・ドレイン拡散層によって高耐圧系トランジスタが構成されていることを特徴とする半導体装置。 A first conductivity type semiconductor substrate;
A gate insulating film formed on the semiconductor substrate;
A gate electrode formed on the gate insulating film;
A second conductivity type source / drain diffusion layer formed on the semiconductor substrate;
A first shielding diffusion layer of a first conductivity type formed on the semiconductor substrate and disposed so as to surround the gate electrode and the source / drain diffusion layer;
A diffusion layer for a protective diode of a second conductivity type formed on the semiconductor substrate and disposed outside the diffusion layer for the first shield;
A second shielding diffusion layer of a first conductivity type formed on the semiconductor substrate and disposed so as to surround the diffusion layer for the protective diode;
A first interlayer insulating film formed on the gate electrode and the semiconductor substrate;
A first contact hole formed in the first interlayer insulating film and located on the gate electrode;
A second contact hole formed in the first interlayer insulating film and located on the diffusion layer for the protective diode;
A first groove formed in the first interlayer insulating film, located on the first shielding diffusion layer and disposed so as to surround the gate electrode;
A second groove formed in the first interlayer insulating film, located on the second shield diffusion layer and disposed so as to surround the second contact hole;
A first conductive film embedded in the first contact hole;
A second conductive film embedded in the second contact hole;
A third conductive film embedded in the first groove;
A fourth conductive film embedded in the second groove;
A first wiring formed on the first conductive film and the first interlayer insulating film;
A second wiring formed on the second conductive film and the first interlayer insulating film;
A first shield wiring formed on the third conductive film and the first interlayer insulating film and disposed so as to surround the first wiring;
A second shield wiring formed on the fourth conductive film and the first interlayer insulating film and disposed so as to surround the second wiring;
The first and second wirings, the first and second shield wirings, a second interlayer insulating film formed on the first interlayer insulating film;
A first via hole formed in the second interlayer insulating film and positioned on the first wiring;
A second via hole formed in the second interlayer insulating film and positioned on the second wiring;
A fifth conductive film embedded in the first via hole;
A sixth conductive film embedded in the second via hole;
A third wiring formed on each of the second interlayer insulating film and the fifth and sixth conductive films;
Comprising
The fifth conductive film and the sixth conductive film are electrically connected by the third wiring,
2. A semiconductor device according to claim 1, wherein a high breakdown voltage transistor is constituted by the gate electrode, the gate insulating film, and the source / drain diffusion layer.
前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、
前記半導体基板に第2導電型の不純物イオンを導入することにより、前記半導体基板にソース・ドレイン拡散層及び保護ダイオード用拡散層を形成する工程と、
前記半導体基板に第1導電型の不純物イオンを導入することにより、前記ゲート電極及び前記ソース・ドレイン拡散層を囲むような形状の第1シールド用拡散層及び前記保護ダイオード用拡散層を囲むような形状の第2シールド用拡散層を前記半導体基板に形成する工程と、
前記ゲート電極及び前記半導体基板の上に第1の層間絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の層間絶縁膜に、前記ゲート電極上に位置する第1のコンタクトホール、前記保護ダイオード用拡散層上に位置する第2のコンタクトホール、前記第1シールド用拡散層上に位置し且つ前記ゲート電極を囲むような形状の第1の溝、及び、前記第2シールド用拡散層上に位置し且つ前記第2のコンタクトホールを囲むような形状の第2の溝を形成する工程と、
前記第1のコンタクトホール内、前記第2のコンタクトホール内、前記第1の溝内、及び、前記第2の溝内それぞれに第1乃至第4の導電膜を埋め込み、前記第1の導電膜及び前記第1の層間絶縁膜の上に第1の配線を形成し、且つ前記第2の導電膜及び前記第1の層間絶縁膜の上に第2の配線を形成し、且つ前記第3の導電膜及び前記第1の層間絶縁膜の上に前記第1の配線を囲むような形状の第1のシールド用配線を形成し、且つ前記第4の導電膜及び前記第1の層間絶縁膜の上に前記第2の配線を囲むような形状の第2のシールド用配線を形成する工程と、
前記第1及び第2の配線、前記第1及び第2のシールド用配線、前記第1の層間絶縁膜の上に第2の層間絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の層間絶縁膜に、前記第1の配線上に位置する第1のviaホール及び前記第2の配線上に位置する第2のviaホールを形成する工程と、
前記第1及び第2のviaホール内それぞれに第5及び第6の導電膜を埋め込み、前記第2の層間絶縁膜、前記第5及び第6の導電膜それぞれの上に第3の配線を形成する工程と、
を具備し、
前記第5の導電膜と前記第6の導電膜は前記第3の配線によって電気的に接続され、
前記ゲート電極、前記ゲート絶縁膜及び前記ソース・ドレイン拡散層によって高耐圧系トランジスタが構成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a gate insulating film on a first conductivity type semiconductor substrate;
Forming a gate electrode on the gate insulating film;
Forming a source / drain diffusion layer and a protective diode diffusion layer in the semiconductor substrate by introducing impurity ions of a second conductivity type into the semiconductor substrate;
By introducing impurity ions of the first conductivity type into the semiconductor substrate, the first shield diffusion layer and the protection diode diffusion layer shaped to surround the gate electrode and the source / drain diffusion layer are surrounded. Forming a second shielding diffusion layer having a shape on the semiconductor substrate;
Forming a first interlayer insulating film on the gate electrode and the semiconductor substrate;
A first contact hole located on the gate electrode; a second contact hole located on the protective diode diffusion layer; a first shield diffusion layer; and Forming a first groove shaped to surround the gate electrode and a second groove located on the second shield diffusion layer and shaped to surround the second contact hole;
First to fourth conductive films are embedded in the first contact hole, the second contact hole, the first groove, and the second groove, respectively. And a first wiring is formed on the first interlayer insulating film, a second wiring is formed on the second conductive film and the first interlayer insulating film, and the third wiring is formed. Forming a first shield wiring having a shape surrounding the first wiring on the conductive film and the first interlayer insulating film; and forming the fourth conductive film and the first interlayer insulating film. Forming a second shield wiring having a shape surrounding the second wiring;
Forming a second interlayer insulating film on the first and second wirings, the first and second shielding wirings, and the first interlayer insulating film;
Forming a first via hole located on the first wiring and a second via hole located on the second wiring in the second interlayer insulating film;
Fifth and sixth conductive films are embedded in the first and second via holes, respectively, and third wirings are formed on the second interlayer insulating film and the fifth and sixth conductive films, respectively. And the process of
Comprising
The fifth conductive film and the sixth conductive film are electrically connected by the third wiring,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a high breakdown voltage transistor is constituted by the gate electrode, the gate insulating film and the source / drain diffusion layer.
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