JP2010062182A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 LCDドライバICには通常の低耐圧MISFETとともに、高耐圧MISFETが搭載される。通常のMISFETよりゲート酸化膜が厚いため、必然的に電極高さが高くなる。そのためゲート・コンタクトの深さが浅く、通常部とのプロセス上の両立が必要となる。
【解決手段】本願発明は高耐圧MISFETのたとえばチャネル幅方向において、厚膜ゲート酸化領域の境界をゲート電極端より内側に納めたものである。これにより低くなったゲート電極部にゲート・コンタクトを配置し、厚膜境界がゲート電極端より内側でかつ、ゲート・コンタクトとチャネル端との間にくることとなる。
【選択図】図2

Description

本発明は、耐圧の異なる複数種類のMISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)を集積した半導体集積回路装置(または半導体装置)に適用して有効な技術に関する。
日本特開2002−170888号公報(特許文献1)または米国特許第6780717号公報(特許文献2)には、低耐圧および高耐圧の2種類のMISFETを集積した半導体集積回路装置が開示されており、その高耐圧MISFETにおいては、ゲート電極の全周がCVDによって形成された高耐圧ゲート絶縁膜上にある。
日本特開2005−340627号公報(特許文献3)には、通常のMISFETを集積した半導体集積回路装置の製造工程において、金属配線のプラズマ・エッチング時に発生する下層のゲート絶縁膜の絶縁破壊を防止するために、ゲート電極を直接基板に連結して、蓄積電荷の通路を形成する技術が開示されている。そこにおいて、基板上に堆積したゲート絶縁膜の端部を超えて延在するゲート電極のゲート絶縁膜被覆領域外において、コンタクト電極と連結する部分を有する構造が示されている。
特開2002−170888号公報 米国特許第6780717号公報 特開2005−340627号公報
LCD(Liquid Crystal Display)ドライバIC(Integrated Circuit)には通常の低耐圧MISFETとともに、高耐圧MISFETが搭載される。通常のMISFETよりゲート酸化膜が厚いため、必然的に電極高さが高くなる。そのためゲート・コンタクトの深さが浅く、通常部とのプロセス上の両立が必要となる。また、ゲート・コンタクト位置は厚膜領域境界から適切な距離を設ける分だけレイアウトが大きくなる等の問題があることが本願発明者によって明らかにされた。
すなわち、一般的な高耐圧MISFETは厚膜ゲート酸化領域をゲート電極より一回り大きく形成している。これによりゲート電極は全域が低耐圧部のゲート電極より高くなる。このゲート電極上にゲート・コンタクトを設けている。
高耐圧部のゲート・コンタクト深さが通常MISFETのゲート・コンタクトより浅くなる。基板表面の拡散領域へのコンタクトを入れてコンタクト深さが3種類となり、ドライ・エッチングなどの製造上不利となる。このようにコンタクト深さが相対的に浅いため、高耐圧部のコンタクト径は大きくなりやすく、他のコンタクトよりもレイアウト・マージンが必要になる。また、ウエルの給電リングは厚膜領域境界から適切な距離を設ける必要があり、レイアウトが小さくできない問題がある。
本願発明は、これらの課題を解決するためになされたものである。
本発明の目的は、量産に適合した半導体集積回路装置を提供することにある。
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
すなわち、本願発明は高耐圧MISFETのたとえばチャネル幅方向において、厚膜ゲート酸化領域の境界をゲート電極端より内側に納めたものである。これにより低くなったゲート電極部にゲート・コンタクトを配置し、厚膜境界がゲート電極端より内側でかつ、ゲート・コンタクトとチャネル端との間にくることとなる。
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
すなわち、ゲート・コンタクトの深さが通常MISFET部と同じになることで穴径も同等となり、レイアウト・マージンも通常MISFET部と同等で済み、縮小可能となる
さらに、厚膜境界を電極下部に収めたことで、電極端とウエル給電リング(P型高濃度ガードリング・コンタクト領域またはN型高濃度ガードリング・コンタクト領域)の間に設けていた境界からの余裕が不要となり、ウエル給電リングをMISFETに近づけることができ、素子を小さくできる。
〔実施の形態の概要〕
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。
1.以下を含む半導体集積回路装置:
(a)第1の主面及び第2の主面を有する半導体基体;
(b)前記第1の主面側に形成された第1のMISFET群;
(c)前記第1の主面側に形成され、前記第1のMISFET群よりも耐圧が低い第2のMISFET群、
ここで、前記第1のMISFET群に属する各MISFETは、以下を含む:
(i)前記第1の主面の表面領域に、第1のチャネル領域を挟んで対向するように形成された第1のソース領域および第1のドレイン領域;
(ii)前記第1の主面上において、第1のチャネル領域上を覆い、前記第1のチャネル領域の全周において第1のフィールド絶縁膜上に至るCVDによる第1のゲート絶縁膜;
(iii)前記第1のチャネル領域上を覆うように、前記第1のゲート絶縁膜上に形成され、前記第1のゲート絶縁膜が被覆する第1のゲート絶縁膜被覆領域の外部に至る第1のゲート電極膜;
(iv)前記第1のゲート絶縁膜被覆領域の外部の前記第1のゲート電極膜上に設けられた第1のゲート・コンタクト部。
2.前記1項の半導体集積回路装置において、前記第1のゲート・コンタクト部は、ゲート幅方向に設けられている。
3.前記1項の半導体集積回路装置において、前記第1のゲート・コンタクト部は、ゲート長方向に設けられている。
4.前記1から3項のいずれか一つの半導体集積回路装置において、前記第2のMISFET群に属する各MISFETは、以下を含む:
(i)前記第1の主面の第2のチャネル領域上に形成された熱酸化による第2のゲート絶縁膜。
5.前記1,2,または4項の半導体集積回路装置において、前記第1のゲート電極膜の両端部の一部は、ゲート長方向において前記第1のゲート絶縁膜上にある。
6.前記1,3、または4項の半導体集積回路装置において、前記第1のゲート電極膜は、前記第1のゲート絶縁膜の全域を覆う。
7.前記1から6項のいずれか一つの半導体集積回路装置において、前記第1のゲート絶縁膜の端部は、全周において前記第1のフィールド絶縁膜上にある。
8.前記1から7項のいずれか一つの半導体集積回路装置において、前記第1のゲート・コンタクト部は、第1の径を有する単数又は複数のメタル・プラグによってコンタクトが形成されている。
9.前記1から8項のいずれか一つの半導体集積回路装置において、前記第2のMISFET群に属する各MISFETの第2のゲート・コンタクト部は、前記第1の径を有するメタル・プラグによってコンタクトが形成されている。
10.前記1から9項のいずれか一つの半導体集積回路装置において、前記第1のMISFET群に属する各MISFETの第1のソース・コンタクト部およびドレイン・コンタクト部は、前記第1の径を有するメタル・プラグによってコンタクトが形成されている。
11.以下を含む半導体集積回路装置:
(a)第1の主面及び第2の主面を有する半導体基体;
(b)前記第1の主面側に形成された第1のMISFET群;
(c)前記第1の主面側に形成され、前記第1のMISFET群よりも耐圧が低い第2のMISFET群、
ここで、前記第1のMISFET群に属する各MISFETは、以下を含む:
(i)前記第1の主面の表面領域に、第1のチャネル領域を挟んで対向するように形成された第1のソース領域および第1のドレイン領域;
(ii)前記第1の主面上において、第1のチャネル領域上を覆い、前記第1のチャネル領域の全周において第1のフィールド絶縁膜に連結する熱酸化による第1のゲート絶縁膜;
(iii)前記第1のゲート絶縁膜とその周辺の前記第1のフィールド絶縁膜の厚い部分によって形成された絶縁膜台地領域;
(iv)前記第1のチャネル領域上を覆うように、前記第1のゲート絶縁膜上に形成され、前記絶縁膜台地領域の外部に至る第1のゲート電極膜;
(v)前記絶縁膜台地領域の外部の前記第1のゲート電極膜上に設けられた第1のゲート・コンタクト部。
12.前記11項の半導体集積回路装置において、前記第1のゲート・コンタクト部は、ゲート幅方向に設けられている。
13.前記11項の半導体集積回路装置において、前記第1のゲート・コンタクト部は、ゲート長方向に設けられている。
14.前記11から13項のいずれか一つの半導体集積回路装置において、前記第2のMISFET群に属する各MISFETは、以下を含む:
(i)前記第1の主面の第2のチャネル領域上に形成された熱酸化による第2のゲート絶縁膜。
15.前記11,12、または14項の半導体集積回路装置において、前記第1のゲート電極膜の両端部の一部は、ゲート長方向において前記絶縁膜台地領域上にある。
16.前記11、13、または14項の半導体集積回路装置において、前記第1のゲート電極膜は、前記絶縁膜台地領域の全域を覆う。
17.前記11から16項のいずれか一つの半導体集積回路装置において、前記絶縁膜台地領域の端部は、全周において前記第1のフィールド絶縁膜上にある。
18.前記11から17項のいずれか一つの半導体集積回路装置において、前記第1のゲート・コンタクト部は、第1の径を有する単数又は複数のメタル・プラグによってコンタクトが形成されている。
19.前記11から18項のいずれか一つの半導体集積回路装置において、前記第2のMISFET群に属する各MISFETの第2のゲート・コンタクト部は、前記第1の径を有するメタル・プラグによってコンタクトが形成されている。
20.前記11から19項のいずれか一つの半導体集積回路装置において、前記第1のMISFET群に属する各MISFETの第1のソース・コンタクト部およびドレイン・コンタクト部は、前記第1の径を有するメタル・プラグによってコンタクトが形成されている。
21.前記1から20項のいずれか一つの半導体集積回路装置において、前記第1のMISFET群に属する各MISFETのドレイン・コンタクト部は、前記第1のフィールド絶縁膜の内部領域に形成されている。
22.前記1から21項のいずれか一つの半導体集積回路装置において、前記半導体集積回路装置は、CMIS型である。
〔本願における記載形式・基本的用語・用法の説明〕
1.本願において、実施の態様の記載は、必要に応じて、便宜上複数のセクションに分けて記載する場合もあるが、特にそうでない旨明示した場合を除き、これらは相互に独立別個のものではなく、単一の例の各部分、一方が他方の一部詳細または一部または全部の変形例等である。また、原則として、同様の部分は繰り返しを省略する。また、実施の態様における各構成要素は、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、必須のものではない。
2.同様に実施の態様等の記載において、材料、組成等について、「AからなるX」等といっても、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、A以外の要素を主要な構成要素のひとつとするものを排除するものではない。たとえば、成分についていえば、「Aを主要な成分として含むX」等の意味である。たとえば、「シリコン部材」等といっても、純粋なシリコンに限定されるものではなく、SiGe合金やその他シリコンを主要な成分とする多元合金、その他の添加物等を含む部材も含むものであることはいうまでもない。同様に、「酸化シリコン膜」と言っても、比較的純粋な非ドープ酸化シリコン(Undoped Silicon Dioxide)だけでなく、FSG(Fluorosilicate Glass)、TEOSベース酸化シリコン(TEOS-based silicon oxide)、SiOC(Silicon Oxicarbide)またはカーボンドープ酸化シリコン(Carbon-doped Silicon oxide)またはOSG(Organosilicate glass)、PSG(Phosphorus Silicate Glass)、BPSG(Borophosphosilicate Glass)等の熱酸化膜、CVD酸化膜、SOG(Spin ON Glass)、ナノ・クラスタリング・シリカ(Nano-Clustering Silica:NSC)等の塗布系酸化シリコン、これらと同様な部材に空孔を導入したシリカ系Low-k絶縁膜(ポーラス系絶縁膜)、およびこれらを主要な構成要素とする他のシリコン系絶縁膜との複合膜等を含むことは言うまでもない。
3.同様に、図形、位置、属性等に関して、好適な例示をするが、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、厳密にそれに限定されるものではないことは言うまでもない。
4.さらに、特定の数値、数量に言及したときも、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、その特定の数値を超える数値であってもよいし、その特定の数値未満の数値でもよい。
5.「ウエハ」または「チップ」というときは、通常は半導体集積回路装置(半導体装置、電子装置も同じ)をその上に形成する単結晶シリコン・ウエハまたは単結晶シリコン・チップ(以下「ウエハ等」という)を指すが、エピタキシャルウエハ、SOI基板、LCDガラス基板等の絶縁基板と半導体層等の複合ウエハ等も含むことは言うまでもない。
6.「コンタクト電極の径」は、上端から下端に向けて小さくなるので、特に場所を明示しないときは、マスク開口径に対応する上端部を言うものとする。
〔実施の形態の詳細〕
実施の形態について更に詳述する。各図中において、同一または同様の部分は同一または類似の記号または参照番号で示し、説明は原則として繰り返さない。
1.本願の各実施の形態の半導体集積回路装置のデバイス・回路構成等の説明(主に図1および図94)
図1は本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置の半導体チップ上面全体レイアウト図である。図94は図1の半導体チップ内のデバイス及び回路構成を示すデバイス・回路構成分類図である。これらに基づいて、本願の各実施の形態の半導体集積回路装置のデバイス・回路構成等を説明する。
なお、本実施の形態では、LCD用ICとして、液晶表示装置を駆動する液晶表示駆動用の半導体集積回路装置(LCDドライバ)を例示する。
図1に示すように、代表的なLCD用ICのチップ上の回路レイアウトである。この例では、一つの電源回路部3、コントローラ部6、不揮発性冗長ヒューズ回路部7、一対のメモリ回路部4、ソース・ドライバ回路部5、ゲート・ドライバ回路部2等の回路ブロックから構成されている。この内、特に高耐圧が要求されるのは、たとえばゲート・ドライバ回路部2および電源回路部3等である。
このため、図94に示すように、チップ内回路1cは、たとえば低耐圧MISFET群52(たとえば動作電圧が1.5ボルト程度)および高耐圧MISFET群51(たとえば動作電圧が28ボルト程度)というように、複数の耐圧の異なるデバイス群を含んでいる。低耐圧MISFET群52および高耐圧MISFET群51は、基本的にCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)構成またはCMIS(Complementary Metal Insulator Semiconductor)構成をしている。従って、高耐圧MISFET群51は、高耐圧PチャネルMISFET群53および高耐圧NチャネルMISFET群54を有する。同様に、低耐圧MISFET群52は、低耐圧PチャネルMISFET群55および低耐圧NチャネルMISFET群56を有する。これらの高耐圧PチャネルMISFET群53、高耐圧NチャネルMISFET群54、低耐圧PチャネルMISFET群55、および低耐圧NチャネルMISFET群56は、それぞれ複数の高耐圧PチャネルMISFET63、高耐圧NチャネルMISFET64、低耐圧PチャネルMISFET65、および低耐圧NチャネルMISFET66を有する。
なお、Pチャネル・デバイスおよびNチャネル・デバイスはP−N反転に対してほぼ対称的であり、以下の説明では同様の説明の繰り返しによる煩雑さを回避するために、詳細構造等については、Nチャネル・デバイスを例にとり具体的に説明する。
2.本願の一実施の形態における半導体集積回路装置の概要の説明(主に図2から図5)
図2は本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置の高耐圧部NチャネルMISFET(CVDゲート絶縁膜方式による基本構造)の上面レイアウト図である。図3は図2のA−A’断面図である。図4は図2のB−B’断面図である。図5は図2の高耐圧部NチャネルMISFETに対応する低耐圧部NチャネルMISFETの図2のB−B’断面に対応する部分の断面図である。これらに基づいて、本願の一実施の形態における半導体集積回路装置の概要を説明する。
まず、高耐圧MISFETの平面構造について説明する。以下では、図2の高耐圧Nチャネル・デバイス領域34内のNチャネル・デバイスを例にとり具体的に説明する。図2に示すように、P型ガードリング領域39に囲まれた高耐圧NチャネルMISFET64(図94)のチャネル領域12(第1のチャネル領域)を間に挟んでチャネル長Lgの方向(ゲート長方向)において対向するように、P型シリコン単結晶基板11のデバイス面11aの表面領域のP型ディープ・ウエルHPW内にN型ソース領域36n(第1のソース領域)およびN型ドレイン領域37n(第1のドレイン領域)が設けられている。これらの不純物ドープ領域上には、一体のSTI型のフィールド絶縁膜STI1(第1のフィールド絶縁膜)が設けられており、中央部にはその開口部21がある。このフィールド絶縁膜STI1上には、チャネル領域12を覆うように、CVD(Chemical Vapor Deposition)による酸化シリコン膜等による高耐圧部ゲート絶縁膜14(第1のゲート絶縁膜または第1のゲート絶縁膜被覆領域)が、その全周がフィールド絶縁膜STI1上にあるように設けられている。更に、フィールド絶縁膜STI1上には、高耐圧部ゲート絶縁膜14をチャネル幅Wgの方向(ゲート幅方向)に跨ぐように、N型ポリシリコン膜等によるゲート電極15n(第1のゲート電極膜)が設けられている。そして、このゲート電極15n上の領域のうち、下に高耐圧ゲート絶縁膜14のない領域10に高耐圧MISFETのゲート・コンタクト部8(第1のゲート・コンタクト部)が設けられている。このゲート・コンタクト部8は複数のゲート・コンタクト電極18h(タングステン・プラグ、以下同じ)等から構成されている。N型ソース領域36nおよびN型ドレイン領域37nの端部には、それぞれN型高濃度ソース・コンタクト領域26nおよびN型高濃度ドレイン・コンタクト領域27nが設けられている。これらのN型高濃度ソース・コンタクト領域26nおよびN型高濃度ドレイン・コンタクト領域27n上には、それぞれ複数のN型ソース・コンタクト電極16hnおよびN型ドレイン・コンタクト電極17hn(第1の径を有するメタル・プラグ)が設けられている。P型ガードリング領域39内にはP型高濃度ガードリング・コンタクト領域29pが設けられており、多数のP型ガードリング・コンタクト電極によって所定の基準電位に接続されている。P型高濃度ガードリング・コンタクト領域29pの外側のフィールド絶縁膜STIは、内側のフィールド絶縁膜STI1とはP型高濃度ガードリング・コンタクト領域29pによって、平面的に分離されている。
次に、図2のA−A’断面(チャネル長方向)について説明する。図3に示すように、低濃度P型Si単結晶基板11のデバイス主面側にディープPウエル領域HPW(高耐圧NチャネルMISFET用のウエル領域)が設けられている。このディープPウエル領域HPW内のデバイス主面側表面領域にN型ソース領域36nおよびN型ドレイン領域37nがそれぞれフィールド絶縁膜STI1を潜るように設けられており、それらの表面には、それぞれ、N型ソース領域36nおよびN型ドレイン領域37nよりも高い不純物濃度を有するN型高濃度ソース・コンタクト領域26nおよびN型高濃度ドレイン・コンタクト領域27nが設けられている。すなわち、高耐圧NチャネルMISFETのソース領域は、N型ソース領域36n及びN型高濃度ソース・コンタクト領域26nによって構成され、高耐圧NチャネルMISFETのドレイン領域は、N型ソース領域37n及びN型高濃度ソース・コンタクト領域27nによって構成されている。N型ソース領域36nおよびN型ドレイン領域37nの周辺には、これらを取り巻くように、高耐圧部P型ガードリング領域39が設けられており、その表面にはP型高濃度ガードリング・コンタクト領域が設けられている。チャネル領域12上にはCVDゲート絶縁膜14が延在しており、その上に、サイド・ウォール22を有するN型ポリシリコン・ゲート電極15nが設けられている。N型ポリシリコン・ゲート電極15nの上面15a(上段部分)を含む半導体基板11のデバイス面のほぼ全面(コンタクト開口を除く)がエッチ・ストップ膜である窒化シリコン膜23によって覆われている。この窒化シリコン膜23上には、たとえばHDP(High Density Plasma)による酸化シリコン膜等の平坦なプリメタル絶縁膜24が設けられている(プリメタル絶縁膜は、シリコン基板よりも上層、第1層アルミニウム配線よりも下層の主要な層間絶縁膜部分を指す。図95参照)。プリメタル絶縁膜24および窒化シリコン膜23を貫通して、コンタクト・ホールが開口され、そこにタングステン・プラグ16hn,17hn,19hpが埋め込まれている。
次に、図2のB−B’断面(チャネル幅方向)について説明する。図4に示すように、N型ポリシリコン・ゲート電極15nの上面15b(下段部分)にゲート・コンタクト電極18h(第1のゲート・コンタクト部に設けられた第1の径を有する単数又は複数のメタル・プラグ)が設けられている。
次に、これらの高耐圧Nチャネル・デバイスと対比するために、低耐圧NチャネルMISFET66(図94)の図4に相当する部分を、図5を用いて説明する。図5に示すように、低耐圧NチャネルMISFET66は高耐圧NチャネルMISFET64と同一のP型シリコン基板のデバイス面側に形成されたディープNウエルHNWの表面領域に形成されたP型ウエル領域PWに形成される。チャネル領域13(第2のチャネル領域)上の熱酸化等によるゲート絶縁膜9(第2のゲート絶縁膜)上には、N型ポリシリコン・ゲート電極25n(高耐圧MISFETのゲート電極と同層)が形成されており、その上面25a(高耐圧ゲート電極15の下段上面15bとほぼ同じ高さにある)には、ゲート・コンタクト電極18(第2のゲート・コンタクト部に設けられた第1の径を有する単数又は複数のメタル・プラグ)が接続されている。
以上説明したように、本実施の形態の高耐圧NチャネルMISFET(高耐圧PチャネルMISFETについても、以下にほぼ対応している)は、チャネル幅方向において、高耐圧ゲート絶縁膜14(CVDゲート絶縁膜)の端部がゲート電極15nの端部より内側で、且つ、ゲート・コンタクト部8とチャネル端部の間に来る構造となる。すなわち、チャネル幅方向において、ゲート絶縁膜14の長さは、ゲート電極15nの長さよりも短く、STI1に挟まれた領域であるチャネル形成部の長さよりも長い。そして、ゲート・コンタクト部8は、ゲート絶縁膜14の端部とゲート電極15nの間に位置している。このため、高耐圧部のゲート・コンタクトの深さは、低耐圧部のゲート・コンタクトの深さと同等となり、製造が容易となる。また、この結果、高耐圧部のゲート・コンタクト径(下端部の径)が低耐圧部のゲート・コンタクト径(下端部の径)と同等に小さくなり、高耐圧部のゲート・コンタクトのレイアウト・マージンが増加する。
また、チャネル幅方向において、高耐圧ゲート絶縁膜14(CVDゲート絶縁膜)の端部がゲート電極15nの端部より内側で、且つ、ゲート・コンタクト部8とチャネル端部の間に来る構造となるため、ゲート電極端部とPウエル給電リング29pとの間隔余裕は小さくでき(それらの間にCVDゲート絶縁膜がないため)、高集積化が可能となる。
更に、チャネル長方向において、ゲート・コンタクト部8がないので、比較的動作電圧の低い領域(たとえば20ボルト以下の高耐圧領域)では、STI分離幅を縮小できるメリットがある。
また、図2に示されるように、ゲート絶縁膜14の平面形状は、チャネル幅方向およびチャネル長方向において、チャネル領域にほぼ対応するフィールド絶縁膜開口部21よりも大きくなるように形成されている。これは、後の製造工程の説明で示されるように、低耐圧領域でゲート絶縁膜14を除去する際等に使用されるウェットエッチングにより、フィールド絶縁膜STIの端部において、溝内の酸化シリコン膜が後退してしまう。そうすると、フィールド絶縁膜STIの端部における耐圧が劣化し、キンク現象の発生などの問題が生じる。従って、ゲート絶縁膜14の平面形状は、チャネル幅方向およびチャネル長方向において、チャネル領域にほぼ対応するフィールド絶縁膜開口部21よりも大きくなるように形成することで、フィールド絶縁膜STI1の端部における酸化シリコン膜の後退が防げるので、MISFETの耐圧を向上させることができる。
なお、セクション4の例も同様であるが、ゲート絶縁膜にCVD絶縁膜(具体的には、熱酸化膜とそれよりも厚いCVD酸化シリコン膜の複合膜)を使用しているので、比較的ゲート絶縁膜が厚い領域(たとえば35nm以上)では、製造が容易となるメリットがある。これは、ゲート絶縁膜が厚い場合に熱酸化ゲート絶縁膜を使用すると、熱酸化膜とCVD酸化膜のエッチング・レートの相違により、低耐圧部で熱酸化ゲート絶縁膜を除去する際に、STI絶縁膜が大きく削れてしまうためである。逆に、比較的ゲート絶縁膜が薄い領域(たとえば35nm未満)では、高耐圧ゲート絶縁膜を熱酸化膜とした方(セクション5,6)が膜厚制御の点で製造が容易となる。
言うまでもないことであるが、ゲート絶縁膜の材質以外に関する以上の利点(セクション4で説明するものを含む)は、セクション5,6で説明する平面構造が対応するデバイスでも同様に享受することができる。
3.本願発明の一実施の形態の高耐圧部MISFET(CVDゲート絶縁膜方式による基本構造1:Wg方向コンタクト方式)を含む半導体集積回路装置の製造プロセスにおける各部デバイス断面フローの説明(主に図6、図7から図42、図93、及び図95)
高耐圧の素子(具体的には、動作電圧が28Vから30V程度のものを例にとり説明する)を多く搭載するLCDドライバ用ICでは、現状の最先端製品は130nmテクノロジ・ノードに対応するので、130nmプロセスを例にとり具体的に説明する(他のセクションでも同じ)。
図6は図2に対応する本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置の高耐圧部NチャネルMISFET(CVDゲート絶縁膜方式による基本構造1)の上面レイアウト図である。
図7、図16、図25及び図34はSTI(Shallow Trench Isolation)工程を示す。図8、図17、図26及び図35はディープ・ウエル工程を示す。図9、図18、図27及び図36は高耐圧MISFETのソース・ドレイン領域形成工程を示す。図10、図19、図28及び図37は高耐圧MISFETのゲート絶縁膜形成工程を示す。図11、図20、図29及び図38はウエル領域形成工程を示す。図12、図21、図30及び図39はゲート電極パターニング工程を示す。図13、図22、図31及び図40はLDD(Lightly Doped Drain)およびサイド・ウォール形成工程を示す。図14、図23、図32及び図41は高濃度ソース・ドレイン・コンタクト領域形成工程を示す。図15、図24、図33及び図42はプリ・メタル工程を示す。図95はメタル配線形成工程等を示す。なお、図93は図7から図42、図46から図89、および図95の相互関係(同時又は前後関係)を示すプロセス・ステップ対応図表である。
図6のデバイス上面図は、基本的に図2から図4に対応する高耐圧デバイスの構造を示す。図6では、量産製品として最適化を図って、形状等を最適化している。図6において、C−C’断面はチャネル長方向であり、D−D’断面はチャネル幅方向である。
以下、製造プロセスを説明する。図7、図16、図25及び図34に示すように、たとえば300φの比較的低濃度のP型シリコン単結晶ウエハ11を準備し、そのデバイス面11a(個々のデバイスに分割後は、チップ1のデバイス面1aすなわち第1の主面である。一方、チップ1又は半導体基体のデバイス面1aの反対側の面は裏面または第2の主面1bである。)側の表面領域に、STI(Shallow Trench Isolation)型のフィールド絶縁膜STI,STI1(トレンチの深さは、たとえば300nm程度である)を形成する。ここで、本実施の形態で示すフィールド絶縁膜STIは、半導体基板に形成された300nm程度の深さの溝を形成し、その溝内を含む半導体基板上に酸化シリコン膜等の絶縁膜を堆積し、その後、CMP法によって絶縁膜を研磨することで、溝内に絶縁膜を埋め込むことで形成されている。
ここで、図7に示すように、低耐圧部82は低耐圧Pチャネル・デバイス領域31と低耐圧Nチャネル・デバイス領域32に分けられる。同様に、図16に示すように、高耐圧部81は高耐圧Pチャネル・デバイス領域33と高耐圧Nチャネル・デバイス領域34に分けられる。
次に、図8、図17、図26及び図35に示すように、半導体ウエハ11のデバイス面11a(第1の主面)側から、たとえば3x1012/cm程度の濃度で燐イオンをイオン注入することにより、低耐圧部82と高耐圧Pチャネル・デバイス領域33にN型ディープ・ウエル領域HNWを形成する。同様に、半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば3x1012/cm程度の濃度でボロン・イオンをイオン注入することにより、高耐圧Nチャネル・デバイス領域34にP型ディープ・ウエル領域HPWを形成する。
次に、図9、図18、図27及び図36に示すように、半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば6x1012/cm程度の濃度で燐イオンをイオン注入することにより、低耐圧部82の周辺部分にN型ガードリング領域41(不純物ドープ領域の分類としてはN型中間濃度領域HNLDである)を形成する。同様に、半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば6x1012/cm程度の濃度で燐イオンをイオン注入することにより、高耐圧Pチャネル・デバイス領域33の周辺部分にN型ガードリング領域40(不純物ドープ領域の分類としてはN型中間濃度領域HNLDである)を形成する。更に半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば6x1012/cm程度の濃度で燐イオンをイオン注入することにより、高耐圧Nチャネル・デバイス領域34の中央部分にN型ソース領域36nおよびN型ドレイン領域37n(これらは不純物ドープ領域の分類としてはN型中間濃度領域HNLDである)を形成する。更に半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば6x1012/cm程度の濃度でボロン・イオンをイオン注入することにより、高耐圧Pチャネル・デバイス領域33の中央部分にP型ソース領域36pおよびP型ドレイン領域37p(これらは不純物ドープ領域の分類としてはP型中間濃度領域HPLDである)を形成する。更に半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば6x1012/cm程度の濃度でボロン・イオンをイオン注入することにより、高耐圧Nチャネル・デバイス領域34の周辺部分にP型ガードリング領域39(不純物ドープ領域の分類としてはP型中間濃度領域HPLDである)を形成する。
次に、図10、図19、図28及び図37に示すように、半導体ウエハ11のデバイス面11aの全面に、厚さ80nm程度のCVD酸化シリコン膜を形成し、通常のリソグラフィによりパターニングして高耐圧部81の所定の部分のみに残すことにより高耐圧ゲート絶縁膜14を形成する。ここで、ゲート酸化膜特性を安定させるためには、下地に厚さ15nm程度の熱酸化によるシリコン酸化膜等を敷いて、その上に65nm程度の厚さのCVD酸化シリコン膜を形成するのが好適である。また、CVD酸化シリコン膜としては、たとえば、摂氏700度程度の高温バッチ炉(枚葉炉でもよい)およびTEOS(Tetra−ethyl−ortho−silicate)の熱分解を用いたLP−CVD(Low Pressure−Chemical Vapor Deposition)による酸化シリコン膜等が好適である。なお、熱酸化膜とCVD膜からなるゲート絶縁膜14は、低耐圧領域にも形成されるが、上記パターニングによって除去される。
次に、図11、図20、図29及び図38に示すように、半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば2x1013/cm程度の濃度で燐イオンをイオン注入することにより、低耐圧Pチャネル・デバイス領域31の主要部にN型ウエル領域NWを形成する。同様に、半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば2x1013/cm程度の濃度でボロン・イオンをイオン注入することにより、低耐圧Nチャネル・デバイス領域32の主要部にP型ウエル領域PWを形成する。更に、低耐圧部82の半導体ウエハ11のデバイス面側のシリコン表面を熱酸化等することによって、ゲート絶縁膜9を形成する。このゲート絶縁膜9の厚さは、シリコン酸化膜、シリコン酸化膜、シリコン酸窒化膜またはこれらの複合膜あり、標準的なシリコン酸化膜換算の厚さで、たとえば4nm程度である。また、ゲート絶縁膜9として、窒化シリコンよりも誘電率の高いHigh−k絶縁膜を使用してもよい。
次に、図12、図21、図30及び図39に示すように、半導体ウエハ11のデバイス面11aの全面にCVDにより、たとえば厚さ180nm程度のポリシリコン膜を成膜する。低耐圧Pチャネル・デバイス領域31にあたるポリシリコン膜上をレジスト膜で被覆した状態で、半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば4x1015/cm程度の濃度で燐イオンをイオン注入することにより、高耐圧Nチャネル・デバイス領域34、高耐圧Pチャネル・デバイス領域および低耐圧Nチャネル・デバイス領域32上のポリシリコン膜にN型不純物をドープする。続いて、これとは逆に、高耐圧Nチャネル・デバイス領域34、高耐圧Pチャネル・デバイス領域および低耐圧Nチャネル・デバイス領域32にあたるポリシリコン膜上をレジスト膜で被覆した状態で、半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば4x1015/cm程度の濃度でボロン・イオンをイオン注入することにより、低耐圧Pチャネル・デバイス領域31上のポリシリコン膜にP型不純物をドープする。更に、通常のリソグラフィにより、ポリシリコン膜上にゲート電極加工のためのレジスト膜パターンを形成する。そして、このレジスト膜パターンをマスクとして、ドライ・エッチングにより、ゲート電極15n,15p,25n,25pをパターニングする。
次に、図13、図22、図31及び図40に示すように、半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば2x1014/cm程度の濃度でボロン・イオン(BF)をイオン注入することにより、低耐圧PチャネルMISFETのゲート電極25pの両側のシリコン表面領域にP型ソース・ドレイン・エクステンション領域PLDを形成する。同様に、半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば1x1014/cm程度の濃度で燐イオンをイオン注入することにより、低耐圧NチャネルMISFETのゲート電極25nの両側のシリコン表面領域にN型ソース・ドレイン・エクステンション領域NLDを形成する。更に、半導体ウエハ11のデバイス面11a側の全面にCVDにより、窒化シリコン膜を成膜する。その後、この窒化シリコン膜を異方性ドライ・エッチングして、ゲート電極15n,15p,25n,25pの周辺部にサイド・ウォール絶縁膜22を形成する。
次に、図14、図23、図32及び図41に示すように、半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば2x1015/cm程度の濃度でボロン・イオン(BF)をイオン注入する(イオン注入としてはP型高濃度不純物領域PSDである)ことにより、低耐圧領域82のPウエル・コンタクト領域30p、P型高濃度ソース・コンタクト領域26p、およびP型高濃度ドレイン・コンタクト領域27p、並びに高耐圧領域81のP型高濃度ガードリング・コンタクト領域29p、P型高濃度ドレイン・コンタクト領域27p、およびP型高濃度ソース・コンタクト領域26pを形成する。同様に、半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば3x1015/cm程度の濃度で砒素イオンをイオン注入する(イオン注入としてはN型高濃度不純物領域NSDである)ことにより、低耐圧領域82のN型高濃度ガードリング・コンタクト領域29n,Nウエル・コンタクト領域30n、N型高濃度ソース・コンタクト領域26n、およびN型高濃度ドレイン・コンタクト領域27n、並びに高耐圧領域81のN型高濃度ガードリング・コンタクト領域29n、N型高濃度ドレイン・コンタクト領域27n、およびN型高濃度ソース・コンタクト領域26nを形成する。更に、サリサイド・プロセス(Salicide Process)により、半導体ウエハ11のデバイス面11a側の単結晶シリコン面およびゲート電極15n,15p,25n,25pの上面をコバルト・シリサイド化する。90nm,65nmまたはそれよりも微細なプロセス・ノードの製品では必要によりニッケル・シリサイド化する。
次に、図15、図24、図33及び図42に示すように、半導体ウエハ11のデバイス面11a側の全面にコンタクト・ホール・プロセスにおけるエッチ・ストップ膜である窒化シリコン膜23(たとえば厚さ40nm程度)をたとえばプラズマCVDにより成膜する。続いて、その上に、エッチ・ストップ膜よりも十分に厚いプリ・メタル層間絶縁膜24(プリ・メタル主層間絶縁膜)を成膜する。プリ・メタル層間絶縁膜24の具体的構成は、たとえば、下層のオゾンTEOSを用いた熱CVDによる酸化シリコン系の絶縁膜(完成時点で、たとえば厚さ200nm程度)と上層のプラズマTEOSによる酸化シリコン系の絶縁膜(完成時点で、たとえば厚さ500nm程度)等が好適である。続いて、必要により酸化膜CMP(Chemical Mechanical Polishing)により、プリ・メタル層間絶縁膜24を平坦化する。更に、必要があれば、酸化膜CMP処理されたプリ・メタル主層間絶縁膜上に、プリ・メタル主層間絶縁膜よりも薄い)キャップ膜として、プラズマTEOSにより酸化シリコン膜を成膜する。これ以降の工程では原則として、キャップ膜を含めてプリ・メタル層間絶縁膜24という。なお、層間絶縁膜24は、完成時点で、たとえば厚さ700nm程度である。
次に、半導体ウエハ11のデバイス面11a側にコンタクト・ホール形成用レジスト膜パターンを形成する。このレジスト膜パターンをマスクとして、たとえば、C、C等のフルオロ・カーボン系のエッチング・ガス、酸素、アルゴン等を含む混合ガス雰囲気中で異方性ドライ・エッチングを実行することにより、まず、窒化シリコン膜23の上面までコンタクト・ホールを開口する。続いて、CF、CHF等のフルオロ・カーボン系のエッチング・ガス、酸素、アルゴン等を含む混合ガス雰囲気中で異方性ドライ・エッチングを実行することにより、コンタクト・ホール窒化シリコン膜23の下面まで延長する。
次に、プリ・メタル層間絶縁膜24の上面とコンタクト・ホール内に、スパッタリングまたはCVDにより、コンタクト・ホールの径に比較して薄いバリア・メタル膜を形成する。バリア・メタル膜は、たとえば下層からTi膜、TiN膜の積層膜で形成する。続いて、コンタクト・ホールを埋め込むように、バリア・メタル膜上にCVDにより、バリア・メタル膜と比較して十分に厚いタングステン膜を成膜する。続いて、コンタクト・ホール外のバリア・メタル膜およびタングステン膜をメタルCMPにより除去することにより、低耐圧部82(低耐圧MISFET群52)の基板コンタクト・プラグ19n,20p,16n,17n,16p,17p,20n,19nおよびゲート電極コンタクト・プラグ18、並びに、高耐圧部81(高耐圧MISFET群51)の基板コンタクト・プラグ19hp,16hn,17hn,19hp,19hn,17hp,16hp,19hnおよびゲート電極コンタクト・プラグ18hを形成する。ここまでで、ウエハ・プロセスの内、プリ・メタル・プロセスまでが完了したことになる。これらの基板コンタクト・プラグおよびゲート電極コンタクト・プラグを総称して、「タングステン・プラグ」という。
次に、プリ・メタル・プロセスの後のウエハ・プロセスを、高耐圧部81のチャネル幅断面を例にとり、簡単に説明する。図95(図42に続く図面)に示すように、プリ・メタル層間絶縁膜24上の全面にアルミニウム系複合配線層をスパッタリングにより成膜する。アルミニウム系複合配線層の構成は、主配線層はアルミニウムを主要な成分とし、必要により数%程度以下のCu,Si等添加する。上下のバリア膜は、たとえばTiN等である。アルミニウム系複合配線層をCl,BCl等を含む塩素系のエッチング・ガスを含む混合ガス雰囲気中で異方性ドライ・エッチングを実行することにより、第1層アルミニウム系配線M1を形成する。その後、HDP−CVD(High Density Plasma−CVD)やP−TEOS(Plasma−TEOS)等、または、これらの組み合わせによる酸化シリコン系層間絶縁膜71、73およびそれらのスルーホール内に埋め込まれたタングステン・プラグ72,74を形成して、たとえばボンディング・パッド等を兼ねた最上層アルミニウム系配線MPを同様なやり方で形成する。酸化シリコン系層間絶縁膜71、73は、必要に応じてCMP法によって平坦化する。アルミニウム系配線層は通常3層から6層程度である。その上に、ファイナル・パッシベーション膜75をプラズマCVD等により成膜する。ファイナル・パッシベーション膜75にドライ・エッチングにより、パッド開口を形成する。このパッド開口部分にUBM(Under Bump Metal)膜76を形成する。たとえば厚さ175マイクロメータ程度のチタン膜(下層)、たとえば厚さ175マイクロメータ程度のパラジウム膜(上層)が順次形成される。これらのUBM材料はあくまでも例示であって、他の同様の材料を排除するものではない。たとえば、パラジウム膜は金膜でもよいが、パラジウム膜を用いると、より信頼度が高くなる。また、金より、材料価格が若干安いメリットがある。その上に、たとえば19から25ミクロン程度の厚さのポジ型レジスト膜が形成される。好適には20ミクロンで形成する。ここで用いるレジスト液は、たとえば東京応化工業株式会社(Tokyo Ohka Kogyo Co.,LTD)製のジアゾ・ナフトキノン・ノボラック系厚膜用ポジ型レジスト、製品名称「PMER−P−LA900PM」等がある。塗布系レジストの変わりにフィルムレジストを用いてもよい。レジストを露光、現像することで開口を形成する。この開口に電気メッキでたとえば15マイクロメータ程度の厚さのバンプ電極77となる金層を埋め込む。次にレジスト膜を除去する。最後に金バンプ77をマスクにしてウエットエッチングで不要なUBM膜76を選択除去する。これでバンプ電極が完成したことになる。
4.本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置における高耐圧部MISFET(CVDゲート絶縁膜方式による基本構造1変形例:Lg方向コンタクト方式)の説明(主に図43及び図44)
図43は本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置の高耐圧部NチャネルMISFET(CVDゲート絶縁膜方式による基本構造1の変形例)の上面レイアウト図である。図44は図43のE−E’断面図である。
図43及び図44に示すように、この例は、高耐圧MISFETの構造の変形例である。図6のもの(図2から図4)との相違は、図6のものではチャネル幅Wg方向に高耐圧MISFETのゲート・コンタクト部8があるのに対して、これはチャネル長Lg方向に高耐圧MISFETのゲート・コンタクト部8があることが特徴となっている。すなわち、高耐圧MISFETのポリシリコン・ゲート電極の上面(下段)15bにおいて、ゲート電極15nと高耐圧MISFETのゲート・コンタクト電極18hとのコンタクトがとられている。
以上説明したように、本実施の形態の高耐圧NチャネルMISFET(高耐圧PチャネルMISFETについても、以下にほぼ対応している)は、チャネル幅方向において、高耐圧ゲート絶縁膜14(CVDゲート絶縁膜)の端部がゲート電極15nの端部より内側で、且つ、ゲート・コンタクト部8がない構造となる。すなわち、チャネル長方向において、ゲート絶縁膜14の長さは、ゲート電極15nの長さよりも短く、STI1に挟まれた領域であるチャネル形成部の長さよりも長い。そして、ゲート・コンタクト部8は、ゲート絶縁膜14の端部とゲート電極15nの間に位置している。このため、高耐圧部P型ガードリング領域39(P型分離ウエル)を縮小できるメリットがある。
また、チャネル長方向において、高耐圧ゲート絶縁膜14(CVDゲート絶縁膜)の端部がゲート電極15nの端部より内側で、且つ、ゲート・コンタクト部8とチャネル端部の間に来る構造となるため、ゲート電極端部とNウエル給電リング29nとの間隔余裕は小さくでき、それらの間にCVDゲート絶縁膜がないため、高集積化が可能となる。
また、以上説明したように、本実施の形態の高耐圧NチャネルMISFET(高耐圧PチャネルMISFETについても、以下にほぼ対応している)は、チャネル長方向において、高耐圧ゲート絶縁膜14(CVDゲート絶縁膜)の端部がゲート電極15nの端部より内側で、且つ、ゲート・コンタクト部8とチャネル領域にほぼ対応するフィールド絶縁膜開口部21の間に来る構造となる。このため、高耐圧部のゲート・コンタクトの深さは、低耐圧部のゲート・コンタクトの深さと同等となり、製造が容易となる。また、この結果、高耐圧部のゲート・コンタクト径(下端部の径)が低耐圧部のゲート・コンタクト径(下端部の径)と同等に小さくなり、高耐圧部のゲート・コンタクトのレイアウト・マージンが増加する。
また、チャネル長方向において、高耐圧ゲート絶縁膜14(CVDゲート絶縁膜)の端部がゲート電極15nの端部より内側で、且つ、ゲート・コンタクト部8とチャネル領域にほぼ対応するフィールド絶縁膜開口部21の間に来る構造となるため、ゲート電極端部とソース・ドレイン・コンタクト領域26n、27nとの間隔余裕は小さくでき、それらの間にCVDゲート絶縁膜がないため、高集積化が可能となる。
5.本願発明の他の実施の形態の高耐圧部MISFET(熱酸化ゲート絶縁膜方式によるデバイス構造2:Wg方向コンタクト方式)を含む半導体集積回路装置の製造プロセスにおける各部デバイス断面フローの説明(主に図45、図90、図46から図89、図96および図93)
図45は本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置の高耐圧部NチャネルMISFET(熱酸化ゲート絶縁膜方式によるデバイス構造2)の上面レイアウト図である。図90は図45のF−F’断面に対応するデバイス断面図である。
図96は、本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向(図45のF−F’断面に対応、以下同じ)の図57のC1(STI端部)に対応する部分拡大デバイス断面フロー図(図57に先行する高耐圧部分の素子分離領域形成工程)である。図46、図57、図68及び図79はSTI形成工程を示す。図47、図58、図69及び図80はディープ・ウエル工程を示す。図48、図59、図70及び図81は高耐圧MISFETのソース・ドレイン領域形成工程を示す。図49、図60、図71及び図82は高耐圧MISFETのゲート絶縁膜形成のための熱酸化工程を示す。図50、図61、図72及び図83はゲート絶縁膜及びその周辺を含む絶縁膜台地領域形成のためのレジスト膜パターン形成工程を示す。図51、図62、図73及び図84は絶縁膜台地領域形成工程を示す。図52、図63、図74及び図85はウエル領域形成工程を示す。図53、図64、図75及び図86はゲート電極パターニング工程を示す。図54、図65、図76及び図87はLDD領域(ソース・ドレイン・エクステンション領域)およびサイド・ウォール形成工程を示す。図55、図66、図77及び図88は高濃度ソース・ドレイン・コンタクト領域形成工程を示す。図56、図67、図78及び図89はプリ・メタル工程を示す。なお、その後のメタル配線形成工程等は図95と同じであり、説明は繰り返さない。
図45のデバイス上面図は、基本的に図6と同じであるが、図45のものでは、高耐圧MISFETのゲート酸化膜として、熱酸化によるシリコン酸化膜を使用している点に特徴がある。すなわち、図45及び図90に示すように、高耐圧ゲート絶縁膜等の基板上面から突出した厚い絶縁膜(ゲート絶縁膜とその周辺のフィールド絶縁膜が構成する絶縁膜台地領域14r)のないポリシリコン・ゲート電極上の領域10rに、高耐圧MISFETのゲート・コンタクト部8が形成されている点は共通している。
以下、製造プロセスを説明する。図46、図57、図68及び図79に示すように、たとえば300φの比較的低濃度のP型シリコン単結晶ウエハ11を準備し、トレンチ深さが300nm程度であるSTI(Shallow Trench Isolation)型のフィールド絶縁膜STI,STI1を形成する。ここで、図46に示すように、低耐圧部82は低耐圧Pチャネル・デバイス領域31と低耐圧Nチャネル・デバイス領域32に分けられる。同様に、図57に示すように、高耐圧部81は高耐圧Pチャネル・デバイス領域33と高耐圧Nチャネル・デバイス領域34に分けられる。
ここで、セクション3との相違は、シリコン基板表面11aが埋め込み絶縁膜STI,STI1の上面より、かなり後退している(たとえば60nm程度)ところにある。これは、後の工程によるシリコン基板表面11aの変化を考慮して、最終的に平坦な基板表面を実現するためである。なお、セクション3の場合も厳密には若干後退はあるが、このセクションの場合に比べて後退量は小さいので、図面上は単純化して表示した。なお、この後退を作る方法は、図57のSTI端部C1の部分を例にとり、本セクションの最後の部分で、図96に基づいて説明する。
次に、図47、図58、図69及び図80に示すように、半導体ウエハ11のデバイス面11a(第1の主面)側から、たとえば3x1012/cm程度の濃度で燐イオンをイオン注入することにより、低耐圧部82と高耐圧Pチャネル・デバイス領域33にN型ディープ・ウエル領域HNWを形成する。同様に、半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば3x1012/cm程度の濃度でボロン・イオンをイオン注入することにより、高耐圧Nチャネル・デバイス領域34にP型ディープ・ウエル領域HPWを形成する。
次に、図48、図59、図70及び図81に示すように、半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば6x1012/cm程度の濃度で燐イオンをイオン注入することにより、低耐圧部82の周辺部分にN型ガードリング領域41(不純物ドープ領域の分類としてはN型中間濃度領域HNLDである)を形成する。同様に、半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば6x1012/cm程度の濃度で燐イオンをイオン注入することにより、高耐圧Pチャネル・デバイス領域33の周辺部分にN型ガードリング領域40(不純物ドープ領域の分類としてはN型中間濃度領域HNLDである)を形成する。更に半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば6x1012/cm程度の濃度で燐イオンをイオン注入することにより、高耐圧Nチャネル・デバイス領域34の中央部分にN型ソース領域36nおよびN型ドレイン領域37n(これらは不純物ドープ領域の分類としてはN型中間濃度領域HNLDである)を形成する。更に半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば6x1012/cm程度の濃度でボロン・イオンをイオン注入することにより、高耐圧Pチャネル・デバイス領域33の中央部分にP型ソース領域36pおよびP型ドレイン領域37p(これらは不純物ドープ領域の分類としてはP型中間濃度領域HPLDである)を形成する。更に半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば6x1012/cm程度の濃度でボロン・イオンをイオン注入することにより、高耐圧Nチャネル・デバイス領域34の周辺部分にP型ガードリング領域39(不純物ドープ領域の分類としてはP型中間濃度領域HPLDである)を形成する。
次に、図49、図60、図71及び図82に示すように、半導体ウエハ11のデバイス面11aのシリコン表面に、熱酸化による酸化シリコン膜14(厚さは、たとえば80nm程度)を形成する。
次に、図50、図61、図72及び図83に示すように、通常のリソグラフィによって、高耐圧部81のゲート絶縁膜とその周辺のフィールド絶縁膜が構成する絶縁膜台地領域14r(図62)となるべき領域上をレジスト膜パターン14mで被覆する。
次に、図51、図62、図73及び図84に示すように、レジスト膜パターン14mで被覆されていない高耐圧ゲート酸化膜14および埋め込み酸化膜STI,STI1をたとえば弗酸系のシリコン酸化膜エッチング液で、ウェット・エッチングすることにより、絶縁膜台地領域14rを形成するとともに、レジスト膜パターン14mで被覆されていない部分のシリコン基板上面11a(アクティブ領域)を露出させる。
次に、図52、図63、図74及び図85に示すように、半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば2x1013/cm程度の濃度で燐イオンをイオン注入することにより、低耐圧Pチャネル・デバイス領域31の主要部にN型ウエル領域NWを形成する。同様に、半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば2x1013/cm程度の濃度でボロン・イオンをイオン注入することにより、低耐圧Nチャネル・デバイス領域32の主要部にP型ウエル領域PWを形成する。更に、低耐圧部82の半導体ウエハ11のデバイス面側のシリコン表面を熱酸化等することによって、ゲート絶縁膜9を形成する。このゲート絶縁膜9の厚さは、シリコン酸化膜、シリコン酸化膜、シリコン酸窒化膜またはこれらの複合膜(90nm,65nmプロセスでは、High−k絶縁膜を含む)であり、標準的なシリコン酸化膜換算の厚さで、たとえば4nm程度である。
次に、図53、図64、図75及び図86に示すように、半導体ウエハ11のデバイス面11aの全面にCVDによりポリシリコン膜(たとえば厚さ180nm程度)を成膜する。低耐圧Pチャネル・デバイス領域31にあたるポリシリコン膜上をレジスト膜で被覆した状態で、半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば4x1015/cm程度の濃度で燐イオンをイオン注入することにより、高耐圧Nチャネル・デバイス領域34、高耐圧Pチャネル・デバイス領域33および低耐圧Nチャネル・デバイス領域32上のポリシリコン膜にN型不純物をドープする。続いて、これとは逆に、高耐圧Nチャネル・デバイス領域34、高耐圧Pチャネル・デバイス領域33および低耐圧Nチャネル・デバイス領域32にあたるポリシリコン膜上をレジスト膜で被覆した状態で、半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば4x1015/cm程度の濃度でボロン・イオンをイオン注入することにより、低耐圧Pチャネル・デバイス領域31上のポリシリコン膜にP型不純物をドープする。更に、通常のリソグラフィにより、ポリシリコン膜上にゲート電極加工のためのレジスト膜パターンを形成する。そして、このレジスト膜パターンをマスクとして、ドライ・エッチングにより、ゲート電極15n,15p,25n,25pをパターニングする。
次に、図54、図65、図76及び図87に示すように、半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば2x1014/cm程度の濃度でボロン・イオン(BF)をイオン注入することにより、低耐圧PチャネルMISFETのゲート電極25pの両側のシリコン表面領域にP型ソース・ドレイン・エクステンション領域PLDを形成する。同様に、半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば1x1014/cm程度の濃度で燐イオンをイオン注入することにより、低耐圧NチャネルMISFETのゲート電極25nの両側のシリコン表面領域にN型ソース・ドレイン・エクステンション領域NLDを形成する。更に、半導体ウエハ11のデバイス面11a側の全面にCVDにより、窒化シリコン膜を成膜する。その後、この窒化シリコン膜を異方性ドライ・エッチングして、ゲート電極15n,15p,25n,25pの周辺部にサイド・ウォール絶縁膜22を形成する。
次に、図55、図66、図77及び図88に示すように、半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば2x1015/cm程度の濃度でボロン・イオン(BF)をイオン注入する(イオン注入としてはP型高濃度不純物領域PSDである)ことにより、低耐圧領域82のPウエル・コンタクト領域30p、P型高濃度ソース・コンタクト領域26p、およびP型高濃度ドレイン・コンタクト領域27p、並びに高耐圧領域81のP型高濃度ガードリング・コンタクト領域29p、P型高濃度ドレイン・コンタクト領域27p、およびP型高濃度ソース・コンタクト領域26pを形成する。同様に、半導体ウエハ11のデバイス面11a側から、たとえば3x1015/cm程度の濃度で砒素イオンをイオン注入する(イオン注入としてはN型高濃度不純物領域NSDである)ことにより、低耐圧領域82のN型高濃度ガードリング・コンタクト領域29n,Nウエル・コンタクト領域30n、N型高濃度ソース・コンタクト領域26n、およびN型高濃度ドレイン・コンタクト領域27n、並びに高耐圧領域81のN型高濃度ガードリング・コンタクト領域29n、N型高濃度ドレイン・コンタクト領域27n、およびN型高濃度ソース・コンタクト領域26nを形成する。更に、サリサイド・プロセス(Salicide Process)により、半導体ウエハ11のデバイス面11a側の単結晶シリコン面およびゲート電極15n,15p,25n,25pの上面をコバルト・シリサイド化する。90nm,65nmまたはそれよりも微細なプロセス・ノードの製品では必要によりニッケル・シリサイド化する。
次に、図56、図67、図78及び図89に示すように、半導体ウエハ11のデバイス面11a側の全面にコンタクト・ホール・プロセスにおけるエッチ・ストップ膜である窒化シリコン膜23(たとえば厚さ40nm程度)をたとえばプラズマCVDにより成膜する。続いて、その上に、エッチ・ストップ膜よりも十分に厚いプリ・メタル層間絶縁膜24(プリ・メタル主層間絶縁膜)を成膜する。プリ・メタル層間絶縁膜24の具体的構成は、たとえば、下層のオゾンTEOSを用いた熱CVDによる酸化シリコン系の絶縁膜(完成時点で、たとえば厚さ200nm程度)と上層のプラズマTEOSによる酸化シリコン系の絶縁膜(完成時点で、たとえば厚さ500nm程度)等が好適である。続いて、必要により酸化膜CMP(Chemical Mechanical Polishing)により、プリ・メタル層間絶縁膜24を平坦化する。更に、必要があれば、酸化膜CMP処理されたプリ・メタル主層間絶縁膜上に、プリ・メタル主層間絶縁膜よりも薄いキャップ膜として、プラズマTEOSにより酸化シリコン膜を成膜する。これ以降の工程では原則として、キャップ膜を含めてプリ・メタル層間絶縁膜24という。なお、層間絶縁膜24は、完成時点で、たとえば厚さ700nm程度である。
次に、半導体ウエハ11のデバイス面11a側にコンタクト・ホール形成用レジスト膜パターンを形成する。このレジスト膜パターンをマスクとして、たとえば、C、C等のフルオロ・カーボン系のエッチング・ガス、酸素、アルゴン等を含む混合ガス雰囲気中で異方性ドライ・エッチングを実行することにより、まず、窒化シリコン膜23の上面までコンタクト・ホールを開口する。続いて、CF、CHF等のフルオロ・カーボン系のエッチング・ガス、酸素、アルゴン等を含む混合ガス雰囲気中で異方性ドライ・エッチングを実行することにより、コンタクト・ホール窒化シリコン膜23の下面まで延長する。
次に、プリ・メタル層間絶縁膜24の上面とコンタクト・ホール内に、スパッタリングまたはCVDにより、コンタクト・ホールの径に比較して薄いバリア・メタル膜を形成する。バリア・メタル膜は、たとえば下層からTi膜、TiN膜の積層膜で形成される。続いて、コンタクト・ホールを埋め込むように、バリア・メタル膜上にCVDにより、バリア・メタル膜と比較して十分に厚いタングステン膜を成膜する。続いて、コンタクト・ホール外のバリア・メタル膜およびタングステン膜をメタルCMPにより除去することにより、低耐圧部82(低耐圧MISFET群52)の基板コンタクト・プラグ19n,20p,16n,17n,16p,17p,20n,19nおよびゲート電極コンタクト・プラグ18、並びに、高耐圧部81(高耐圧MISFET群51)の基板コンタクト・プラグ19hp,16hn,17hn,19hp,19hn,17hp,16hp,19hnおよびゲート電極コンタクト・プラグ18hを形成する。ここまでで、ウエハ・プロセスの内、プリ・メタル・プロセスまでが完了したことになる。これ以降の工程は、図42(図89に対応)に続く工程として説明された図95についてのものと同様であり、説明は繰り返さない。
本セクションのはじめに説明したように、図96に基づいて、図46、図57、図68及び図79等におけるシリコン基板表面11aの後退(Recess)について説明する。図96は、図57のSTI端部C1の部分の同図に先行する工程における部分拡大図である。以下プロセスを順に説明する。図96(a)に示すように、通常のSTI−CMPのプロセスに従って、埋め込みCVD酸化膜STI1をCMPストッパ膜79(窒化シリコン膜)に至るまで除去する。次に、図96(b)に示すように、弗酸系のシリコン酸化物エッチング液により、埋め込みCVD酸化膜STI1の上面を若干エッチングすることにより、突出量を制御する。次に、図96(c)に示すように、熱燐酸系の窒化シリコン・エッチング液により窒化シリコン膜79を除去する。最後に、図96(d)に示すように、ライナー酸化シリコン膜78を除去する。これで、図46、図57、図68及び図79に示した状態となる。以上のプロセスは、突出量は異なるが、セクション3の場合も同様である。
6.本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置における高耐圧部MISFET(熱酸化ゲート絶縁膜方式によるデバイス構造2変形例:Lg方向コンタクト方式)の説明(主に図91及び図92)
図91は本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置の高耐圧部NチャネルMISFET(CVDゲート絶縁膜方式によるデバイス構造2の変形例)の上面レイアウト図である。図92は図91のH−H’断面に対応するデバイス断面図である。
図91及び図92に示すように、この例は、基本的にセクション5の例(高耐圧MISFETのゲート酸化膜を熱酸化で形成したもの)と同じであるが、セクション3の例とセクション4の関係と同様に、チャネル長Lg方向に高耐圧MISFETのゲート・コンタクト部8が設けられていることが特徴となっている。
7.サマリ
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本願発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前記実施の形態では、主にP型単結晶シリコン基板上に素子を集積したものを例にとり、具体的に説明したが、本願発明はそれに限定されるものではなく、N型単結晶シリコン基板(SOI基板を含む)、その他の絶縁基板等に形成するものにも適用できることは言うまでもない。また、前記実施の形態では、主にアルミニウム系通常配線構造を適用した例を示したが、本願発明はそれに限定されるものではなく、銅または銀系ダマシン配線構造または、これらとアルミニウム系通常配線構造を組み合わせた配線構造を使用したものにも適用できることは言うまでもない。
なお、本実施の形態では、LCDドライバに適用した例を示したが、これに限られるものではなく、高耐圧MISFETを備える集積回路装置であれば適用可能である。また、液晶表示駆動用に限られることもなく、有機ELディスプレイ等、他の表示駆動用の集積回路装置にも適用可能である。
本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置の半導体チップ上面全体レイアウト図である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置の高耐圧部NチャネルMISFET(CVDゲート絶縁膜方式による基本構造)の上面レイアウト図である。 図2のA−A’断面図である。 図2のB−B’断面図である。 図2の高耐圧部NチャネルMISFETに対応する低耐圧部NチャネルMISFETの図2のB−B’断面に対応する部分の断面図である。 図2に対応する本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置の高耐圧部NチャネルMISFET(CVDゲート絶縁膜方式による基本構造1)の上面レイアウト図である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS(Complementary Metal Insulator Semiconductor)型IC(Integrated circuit)のウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分の素子分離領域形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のディープNウエル領域形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のN型ガードリング領域形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のステップ4)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分の両ウエル形成&ゲート酸化膜形成)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のゲート電極パターニング工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のソース・ドレイン・エクステンション領域およびサイド・ウォール形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分の高濃度ソース・ドレイン領域等形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のプリ・メタル工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向(図6のC−C’断面に対応、以下同じ)のデバイス断面フロー図(高耐圧部分の素子分離領域形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分の両ディープ・ウエル領域形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分の両ソース・ドレイン領域等形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のCVDゲート絶縁膜形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のステップ5)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のゲート電極形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のサイド・ウォール形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分の高濃度コンタクト領域形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のプリ・メタル工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分の素子分離領域形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のディープNウエル形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のステップ3)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のステップ4)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のPウエル形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のゲート電極形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のサイド・ウォール形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のウエル・コンタクト領域形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のプリ・メタル工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分の素子分離領域形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のディープPウエル領域形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のガードリング領域形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のCVDゲート絶縁膜形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のステップ5)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のゲート電極形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のサイド・ウォール形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分の高濃度ガードリング・コンタクト領域形成工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のプリ・メタル工程)である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置の高耐圧部NチャネルMISFET(CVDゲート絶縁膜方式による基本構造1の変形例)の上面レイアウト図である。 図43のE−E’断面図である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置の高耐圧部NチャネルMISFET(熱酸化ゲート絶縁膜方式によるデバイス構造2)の上面レイアウト図である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化によるゲート絶縁膜方式によるデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分の素子分離領域形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化によるゲート絶縁膜方式によるデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のディープNウエル領域形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化によるゲート絶縁膜方式によるデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のN型ガードリング領域形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化によるゲート絶縁膜方式によるデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のステップ4−1)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化によるゲート絶縁膜方式によるデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のステップ4−2)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化によるゲート絶縁膜方式によるデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分の酸化膜エッチング工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化によるゲート絶縁膜方式によるデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分の両ウエル&ゲート絶縁膜形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化によるゲート絶縁膜方式によるデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のゲート電極パターニング工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化によるゲート絶縁膜方式によるデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のLDD領域&サイド・ウォール形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化によるゲート絶縁膜方式によるデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分の高濃度ソース・ドレイン領域形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化によるゲート絶縁膜方式によるデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のプリ・メタル工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向(図45のF−F’断面に対応、以下同じ)のデバイス断面フロー図(高耐圧部分の素子分離領域形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分の両ディープ・ウエル領域形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のソース・ドレイン領域等形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のゲート酸化膜形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のゲート酸化膜被覆レジスト膜パターニング工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のゲート酸化膜パターニング工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のステップ5)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のゲート電極パターニング工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のサイド・ウォール形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分の高濃度コンタクト領域形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のプリ・メタル工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分の素子分離領域形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のディープNウエル領域形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のディープNウエル領域形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のステップ4−1)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のステップ4−2)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分の酸化膜エッチング工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分の両ウエル&ゲート酸化膜形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のゲート電極パターニング工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のサイド・ウォール形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のウエル・コンタクト領域形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(低耐圧部分のプリ・メタル工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分の素子分離領域形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のディープPウエル領域形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のガードリング領域形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のゲート絶縁膜形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のゲート絶縁膜被覆レジスト膜パターニング工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のゲート絶縁膜パターニング工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のステップ5)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のゲート電極パターニング工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のサイド・ウォール形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のガードリング・コンタクト領域形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(高耐圧部分のプリ・メタル工程)である。 図45のF−F’断面に対応するデバイス断面図である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置の高耐圧部NチャネルMISFET(CVDゲート絶縁膜方式によるデバイス構造2の変形例)の上面レイアウト図である。 図91のH−H’断面に対応するデバイス断面図である。 図7から図42、図46から図89、および図95の相互関係(同時又は前後関係)を示すプロセス・ステップ対応図表である。 図1の半導体チップ内のデバイス及び回路構成を示すデバイス・回路構成分類図である。 本願発明の一実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部にCVDゲート絶縁膜方式による基本構造1を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル幅方向のデバイス断面フロー図(図42に続く、高耐圧部分のメタル配線等形成工程)である。 本願発明の他の実施の形態の半導体集積回路装置(高耐圧部に熱酸化ゲート絶縁膜方式を用いたデバイス構造2を用いたもの)に対応するCMIS型ICのウエハ・プロセスを説明するチャネル長方向(図45のF−F’断面に対応、以下同じ)の図57のC1(STI端部)に対応する部分拡大デバイス断面フロー図(図57に先行する高耐圧部分の素子分離領域形成工程)である。
符号の説明
1 半導体集積回路チップまたは半導体基体
1a (半導体集積回路チップまたは半導体基体の)第1の主面またはデバイス面
1b (半導体集積回路チップまたは半導体基体の)第2の主面または裏面
1c 半導体集積回路チップ内CMISFET回路
2 ゲート・ドライバ
3 電源回路
4 メモリ回路
5 ソース・ドライバ
6 コントローラ
7 不揮発性ヒューズ
8 高耐圧MISFETのゲート・コンタクト部(第1のゲート・コンタクト部)
9 低耐圧MISFETのゲート絶縁膜(第2のゲート絶縁膜)
10 高耐圧ゲート絶縁膜のないポリシリコン・ゲート電極上の領域
10r 高耐圧ゲート絶縁膜等の基板上面から突出した厚い絶縁膜のないポリシリコン・ゲート電極上の領域
11 P型シリコン単結晶基板(またはウエハ)
11a P型シリコン単結晶基板またはウエハの上面(または製造工程途中のウエハの最上面)
12 高耐圧MISFETのチャネル領域
13 低耐圧MISFETのチャネル領域
14 高耐圧ゲート絶縁膜または第1のゲート絶縁膜(第1の高耐圧ゲート絶縁膜被覆領域またはゲート絶縁膜被覆領域)
14m 高耐圧ゲート絶縁膜選択除去時のレジスト膜
14r 高耐圧ゲート絶縁膜選択除去時のレジスト被覆領域(またはゲート絶縁膜とその周辺のフィールド絶縁膜が構成する絶縁膜台地領域)
15n 高耐圧MISFETのN型ポリシリコン・ゲート電極(第1のゲート電極膜)
15p 高耐圧MISFETのN型ポリシリコン・ゲート電極
15a 高耐圧MISFETのポリシリコン・ゲート電極の上面(上段)
15b 高耐圧MISFETのポリシリコン・ゲート電極の上面(下段)
16hn 高耐圧MISFETのN型ソース・コンタクト電極(または、それに対応するコンタクト・ホール)
16hp 高耐圧MISFETのP型ソース・コンタクト電極(または、それに対応するコンタクト・ホール)
16n 低耐圧MISFETのN型ソース・コンタクト電極(または、それに対応するコンタクト・ホール)
16p 低耐圧MISFETのP型ソース・コンタクト電極(または、それに対応するコンタクト・ホール)
17hn 高耐圧MISFETのN型ドレイン・コンタクト電極(または、それに対応するコンタクト・ホール)
17hp 高耐圧MISFETのP型ドレイン・コンタクト電極(または、それに対応するコンタクト・ホール)
17n 低耐圧MISFETのN型ドレイン・コンタクト電極(または、それに対応するコンタクト・ホール)
17p 低耐圧MISFETのP型ドレイン・コンタクト電極(または、それに対応するコンタクト・ホール)
18 低耐圧MISFETのゲート・コンタクト電極(または、それに対応するコンタクト・ホール)
18h 高耐圧MISFETのゲート・コンタクト電極(または、それに対応するコンタクト・ホール)
19hn 高耐圧MISFETのN型ガードリング・コンタクト電極(または、それに対応するコンタクト・ホール)
19hp 高耐圧MISFETのP型ガードリング・コンタクト電極(または、それに対応するコンタクト・ホール)
19n 低耐圧MISFETのN型ガードリング・コンタクト電極(または、それに対応するコンタクト・ホール)
19p 低耐圧MISFETのP型ガードリング・コンタクト電極(または、それに対応するコンタクト・ホール)
20n 低耐圧MISFETのNウエル・コンタクト電極(または、それに対応するコンタクト・ホール)
20p 低耐圧MISFETのPウエル・コンタクト電極(または、それに対応するコンタクト・ホール)
21 チャネル領域にほぼ対応するフィールド絶縁膜開口部
22 サイド・ウォール絶縁膜
23 窒化シリコン膜(エッチ・ストップ膜)
24 プリ・メタル層間絶縁膜
25n 低耐圧MISFETのN型ポリシリコン・ゲート電極
25p 低耐圧MISFETのP型ポリシリコン・ゲート電極
25a 低耐圧MISFETのN型ポリシリコン・ゲート電極の上面
26n N型高濃度ソース・コンタクト領域(ソース・コンタクト部)
26p P型高濃度ソース・コンタクト領域(ソース・コンタクト部)
27n N型高濃度ドレイン・コンタクト領域(ドレイン・コンタクト部)
27p P型高濃度ドレイン・コンタクト領域(ドレイン・コンタクト部)
29n N型高濃度ガードリング・コンタクト領域(Nウエル給電リング)
29p P型高濃度ガードリング・コンタクト領域(Pウエル給電リング)
30n Nウエル・コンタクト領域
30p Pウエル・コンタクト領域
31 低耐圧Pチャネル・デバイス領域
32 低耐圧Nチャネル・デバイス領域
33 高耐圧Pチャネル・デバイス領域
34 高耐圧Nチャネル・デバイス領域
36n 高耐圧MISFETのN型ソース領域(第1のソース領域)
36p 高耐圧MISFETのP型ソース領域
37n 高耐圧MISFETのN型ドレイン領域(第1のドレイン領域)
37p 高耐圧MISFETのP型ドレイン領域
39 高耐圧部P型ガードリング領域(P型分離ウエル)
40 高耐圧部N型ガードリング領域(N型分離ウエル)
41 低耐圧部N型ガードリング領域
51 高耐圧MISFET群
52 低耐圧MISFET群
53 高耐圧PチャネルMISFET群
54 高耐圧NチャネルMISFET群(第1のMISFET群)
55 低耐圧PチャネルMISFET群
56 低耐圧NチャネルMISFET群(第2のMISFET群)
63 高耐圧PチャネルMISFET
64 高耐圧NチャネルMISFET
65 低耐圧PチャネルMISFET
66 低耐圧NチャネルMISFET
71 第1層層間絶縁膜
72 第1層スルーホール・コンタクト電極(第1層メタル・プラグ)
73 最上層層間絶縁膜
74 最上層スルーホール・コンタクト電極(最上層メタル・プラグ)
75 ファイナル・パッシベーション膜
76 アンダー・バンプ・メタル層
77 金バンプ電極
78 ライナー酸化シリコン膜
79 CMPストッパ用窒化シリコン膜
81 高耐圧部
82 低耐圧部
C1 STI端部
HNLD N型中間濃度領域(高耐圧NチャネルMISFETのソース・ドレイン領域等)
HNW N型ディープ・ウエル領域
HPLD P型中間濃度領域(高耐圧PチャネルMISFETのソース・ドレイン領域等)
HPW P型ディープ・ウエル領域
Lg チャネル長
M1 第1アルミニウム系配線
MP パッド層アルミニウム系配線
NLD (低耐圧NチャネルMISFETの)N型ソース・ドレイン・エクステンション領域
NSD N型高濃度不純物領域(N型ソース・ドレイン等のコンタクト領域)
NW N型ウエル領域(Pチャネル・デバイスのためのN型ウエル等の領域)
PLD (低耐圧PチャネルMISFETの)P型ソース・ドレイン・エクステンション領域
PSD P型高濃度不純物領域(P型ソース・ドレイン等のコンタクト領域)
PW P型ウエル領域(Nチャネル・デバイスのためのP型ウエル等の領域)
STI フィールド絶縁膜
STI1 第1のフィールド絶縁膜
STI1a 第1のフィールド絶縁膜の厚い部分
STI1b 第1のフィールド絶縁膜の薄い部分
Wg チャネル幅

Claims (20)

  1. 以下を含む半導体集積回路装置:
    (a)第1の主面及び第2の主面を有する半導体基体;
    (b)前記第1の主面側に形成された第1のMISFET群;
    (c)前記第1の主面側に形成され、前記第1のMISFET群よりも耐圧が低い第2のMISFET群、
    ここで、前記第1のMISFET群に属する各MISFETは、以下を含む:
    (i)前記第1の主面の表面領域に、第1のチャネル領域を挟んで対向するように形成された第1のソース領域および第1のドレイン領域;
    (ii)前記第1の主面上において、第1のチャネル領域上を覆い、前記第1のチャネル領域の全周において第1のフィールド絶縁膜上に至るCVDによる第1のゲート絶縁膜;
    (iii)前記第1のチャネル領域上を覆うように、前記第1のゲート絶縁膜上に形成され、前記第1のゲート絶縁膜が被覆する第1のゲート絶縁膜被覆領域の外部に至る第1のゲート電極膜;
    (iv)前記第1のゲート絶縁膜被覆領域の外部の前記第1のゲート電極膜上に設けられた第1のゲート・コンタクト部。
  2. 前記1項の半導体集積回路装置において、前記第1のゲート・コンタクト部は、ゲート幅方向に設けられている。
  3. 前記1項の半導体集積回路装置において、前記第1のゲート・コンタクト部は、ゲート長方向に設けられている。
  4. 前記1項の半導体集積回路装置において、前記第2のMISFET群に属する各MISFETは、以下を含む:
    (i)前記第1の主面の第2のチャネル領域上に形成された熱酸化による第2のゲート絶縁膜。
  5. 前記1項の半導体集積回路装置において、前記第1のゲート電極膜の両端部の一部は、ゲート長方向において前記第1のゲート絶縁膜上にある。
  6. 前記1項の半導体集積回路装置において、前記第1のゲート電極膜は、前記第1のゲート絶縁膜の全域を覆う。
  7. 前記1項の半導体集積回路装置において、前記第1のゲート絶縁膜の端部は、全周において前記第1のフィールド絶縁膜上にある。
  8. 前記1項の半導体集積回路装置において、前記第1のゲート・コンタクト部は、第1の径を有する単数又は複数のメタル・プラグによってコンタクトが形成されている。
  9. 前記1項の半導体集積回路装置において、前記第2のMISFET群に属する各MISFETの第2のゲート・コンタクト部は、前記第1の径を有するメタル・プラグによってコンタクトが形成されている。
  10. 前記1項の半導体集積回路装置において、前記第1のMISFET群に属する各MISFETの第1のソース・コンタクト部およびドレイン・コンタクト部は、前記第1の径を有するメタル・プラグによってコンタクトが形成されている。
  11. 以下を含む半導体集積回路装置:
    (a)第1の主面及び第2の主面を有する半導体基体;
    (b)前記第1の主面側に形成された第1のMISFET群;
    (c)前記第1の主面側に形成され、前記第1のMISFET群よりも耐圧が低い第2のMISFET群、
    ここで、前記第1のMISFET群に属する各MISFETは、以下を含む:
    (i)前記第1の主面の表面領域に、第1のチャネル領域を挟んで対向するように形成された第1のソース領域および第1のドレイン領域;
    (ii)前記第1の主面上において、第1のチャネル領域上を覆い、前記第1のチャネル領域の全周において第1のフィールド絶縁膜に連結する熱酸化による第1のゲート絶縁膜;
    (iii)前記第1のゲート絶縁膜とその周辺の前記第1のフィールド絶縁膜の厚い部分によって形成された絶縁膜台地領域;
    (iv)前記第1のチャネル領域上を覆うように、前記第1のゲート絶縁膜上に形成され、前記絶縁膜台地領域の外部に至る第1のゲート電極膜;
    (v)前記絶縁膜台地領域の外部の前記第1のゲート電極膜上に設けられた第1のゲート・コンタクト部。
  12. 前記11項の半導体集積回路装置において、前記第1のゲート・コンタクト部は、ゲート幅方向に設けられている。
  13. 前記11項の半導体集積回路装置において、前記第1のゲート・コンタクト部は、ゲート長方向に設けられている。
  14. 前記11項の半導体集積回路装置において、前記第2のMISFET群に属する各MISFETは、以下を含む:
    (i)前記第1の主面の第2のチャネル領域上に形成された熱酸化による第2のゲート絶縁膜。
  15. 前記11項の半導体集積回路装置において、前記第1のゲート電極膜の両端部の一部は、ゲート長方向において前記絶縁膜台地領域上にある。
  16. 前記11項の半導体集積回路装置において、前記第1のゲート電極膜は、前記絶縁膜台地領域の全域を覆う。
  17. 前記11項の半導体集積回路装置において、前記絶縁膜台地領域の端部は、全周において前記第1のフィールド絶縁膜上にある。
  18. 前記11項の半導体集積回路装置において、前記第1のゲート・コンタクト部は、第1の径を有する単数又は複数のメタル・プラグによってコンタクトが形成されている。
  19. 前記11項の半導体集積回路装置において、前記第2のMISFET群に属する各MISFETの第2のゲート・コンタクト部は、前記第1の径を有するメタル・プラグによってコンタクトが形成されている。
  20. 前記11項の半導体集積回路装置において、前記第1のMISFET群に属する各MISFETの第1のソース・コンタクト部およびドレイン・コンタクト部は、前記第1の径を有するメタル・プラグによってコンタクトが形成されている。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110038457A (ko) * 2009-10-08 2011-04-14 삼성전기주식회사 무전해 니켈 도금층을 갖는 금속배선 구조 및 그 제조방법
KR101659834B1 (ko) * 2010-03-31 2016-09-27 삼성전자주식회사 반도체 퓨즈 회로, 상기 반도체 퓨즈 회로를 포함하는 반도체 장치, 및 상기 반도체 장치를 포함하는 반도체 모듈
JP5624816B2 (ja) * 2010-07-06 2014-11-12 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体集積回路装置および半導体集積回路装置の製造方法
CN102701569B (zh) * 2012-01-12 2015-01-07 上海华力微电子有限公司 改善高密度等离子体化学气相淀积的磷硅玻璃形貌的方法
JP2015115390A (ja) 2013-12-10 2015-06-22 シナプティクス・ディスプレイ・デバイス合同会社 半導体集積回路装置
US9620642B2 (en) * 2013-12-11 2017-04-11 Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. FinFET with isolation
US10038063B2 (en) 2014-06-10 2018-07-31 International Business Machines Corporation Tunable breakdown voltage RF FET devices
FR3069376B1 (fr) * 2017-07-21 2020-07-03 Stmicroelectronics (Rousset) Sas Transistor comprenant une grille elargie
FR3069377B1 (fr) 2017-07-21 2020-07-03 Stmicroelectronics (Rousset) Sas Transistor mos a double blocs de grille a tension de claquage augmentee
FR3069374B1 (fr) 2017-07-21 2020-01-17 Stmicroelectronics (Rousset) Sas Transistor mos a effet bosse reduit
US20190273169A1 (en) * 2018-03-01 2019-09-05 Semiconductor Components Industries, Llc Electronic device including a junction field-effect transistor having a gate within a well region and a process of forming the same
JP2020150037A (ja) * 2019-03-11 2020-09-17 キオクシア株式会社 半導体装置およびその製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1145945A (ja) * 1997-07-28 1999-02-16 Sanyo Electric Co Ltd 半導体集積回路とその製造方法
JPH11177047A (ja) * 1997-12-09 1999-07-02 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置及びその製造方法
JP2005051022A (ja) * 2003-07-28 2005-02-24 Seiko Epson Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2005150331A (ja) * 2003-11-14 2005-06-09 Renesas Technology Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2006253499A (ja) * 2005-03-11 2006-09-21 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
JP2007189224A (ja) * 2006-01-12 2007-07-26 Samsung Electronics Co Ltd 集積度を向上させることができる半導体集積回路素子及びその製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002170888A (ja) * 2000-11-30 2002-06-14 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置およびその製造方法
JP4346322B2 (ja) * 2003-02-07 2009-10-21 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置
JP2005340627A (ja) 2004-05-28 2005-12-08 Seiko Epson Corp 半導体装置及びその製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1145945A (ja) * 1997-07-28 1999-02-16 Sanyo Electric Co Ltd 半導体集積回路とその製造方法
JPH11177047A (ja) * 1997-12-09 1999-07-02 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置及びその製造方法
JP2005051022A (ja) * 2003-07-28 2005-02-24 Seiko Epson Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2005150331A (ja) * 2003-11-14 2005-06-09 Renesas Technology Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2006253499A (ja) * 2005-03-11 2006-09-21 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
JP2007189224A (ja) * 2006-01-12 2007-07-26 Samsung Electronics Co Ltd 集積度を向上させることができる半導体集積回路素子及びその製造方法

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