JP2013258344A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体装置の特性を向上させる。
【解決手段】ゲート電極Gと、ソース領域およびドレイン領域とを有する横方向拡散MISFETと、ゲート電極Gの一方の側に位置する第1領域に配置され、ソース領域と電気的に接続されるソースプラグP1Sと、ソース配線M1Sとを有する半導体装置のソース配線M1Sを次の構成とする。ソース配線M1Sは、ゲート電極Gの側の端部において、ゲート電極Gの上方を超えてドレイン領域側の上方まで延在するフィールドプレート部FPと、切り欠き部Nとを有する。このようにフィールドプレート部FPを設けることで、ゲート電極Gとドレイン領域との容量(Cgd)を低減することができる。また、切り欠き部Nを設けることで、ゲート電極Gとソース領域との容量(Cgs)を低減することができる。また、CgdとCgsの調整を図ることができる。
【選択図】図1
【解決手段】ゲート電極Gと、ソース領域およびドレイン領域とを有する横方向拡散MISFETと、ゲート電極Gの一方の側に位置する第1領域に配置され、ソース領域と電気的に接続されるソースプラグP1Sと、ソース配線M1Sとを有する半導体装置のソース配線M1Sを次の構成とする。ソース配線M1Sは、ゲート電極Gの側の端部において、ゲート電極Gの上方を超えてドレイン領域側の上方まで延在するフィールドプレート部FPと、切り欠き部Nとを有する。このようにフィールドプレート部FPを設けることで、ゲート電極Gとドレイン領域との容量(Cgd)を低減することができる。また、切り欠き部Nを設けることで、ゲート電極Gとソース領域との容量(Cgs)を低減することができる。また、CgdとCgsの調整を図ることができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、半導体装置に関し、特に、LDMOSFETを有する半導体装置に適用して有効な技術に関する。
近年、GSM(登録商標)(Global System for Mobile Communications)方式やPCS(Personal Communications Service)方式といった通信方式を用いた移動体通信装置(いわゆる携帯電話)が普及している。また、PDC(Personal Digital Cellular)方式、CDMA(Code Division Multiple Access)方式といった通信方式も採用されている。
一般に、この種の移動体通信装置は、電波の放射と受信をするアンテナ、電力変調された高周波信号を増幅してアンテナへ供給する高周波電力増幅器(RF(radio frequency)パワーモジュール)、アンテナで受信した高周波信号を信号処理する受信部、これらの制御を行う制御部、そしてこれらに電源電圧を供給する電池(バッテリー)で構成される。
上記高周波電力増幅器には、大きな負荷変動に対して高破壊耐量が求められ、高周波電力増幅器の増幅デバイスには、LDMOS(Laterally Diffused MOS:横方向拡散MOS)トランジスタが多く用いられている。
例えば、下記特許文献1(特開2006−253654号公報)には、ゲート電極(22)とドレイン電極(29)との間の領域において、半導体基板(2)の上部に絶縁膜(21)を介してフィールドプレート電極(24、26)が設けられた半導体装置が開示されている(図1)。
また、下記特許文献2(特開2004−96118号公報)には、ソース用の第1層配線の一部がオフセット領域(8)上に延び、ソースフィールドプレート(400)を構成しているパワーMOSFETが開示されている(図69)。このフィールドプレート(400)は接地電位に固定されており、オフセット領域(8)の電界緩和によるドレイン耐圧向上の効果がある。
また、下記特許文献3(特開2002−343960号公報)には、ゲート電極(3)とドレイン電極(13)の間にソース電極(12)と電気的に接続されたシールド導電膜(10)を設けた高周波パワーMOSFETが開示されている(図1)。
また、下記特許文献4(特開2006−80343号公報)には、ゲート電極(30)のドレイン側の側壁上に、絶縁膜を介して、シリコン膜からなるサイドウォールスペーサ(フィールドプレート電極44)が形成されたLDMOSFETが開示されている(図19)。
また、下記特許文献5(特開2011−228419号公報)には、TSV(Through Silicon Via)プロセス技術を用いて形成した貫通電極を有する半導体集積回路装置が開示されている(図3)。
なお、本欄において、カッコ内は、各特許文献に記載の符号や図番を示す。
本発明者は、上記移動体通信装置に用いられるLDMOSFET(Laterally Diffused Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor、横方向拡散MOSFET、LDMISFET、以下、単に「LDMOS」という)の研究開発に従事している。
上記LDMOSについて、高周波電力増幅器(アンプ)の線形性を向上させるために、いわゆる“フィールドプレート構造”を採用したところ、最大発振周波数(fmax)の低下が見られた。
そこで、以下に示す実施の形態では、LDMOSを有する半導体装置の特性を総合的に向上させることを目的とする。
上記目的およびその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述およ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実施の形態のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
本願において開示される代表的な実施の形態に示される半導体装置は、横方向拡散MISFETと、横方向拡散MISFETのソース領域と電気的に接続される第1電極部とを有する。この横方向拡散MISFETは、第1方向に延在するゲート電極を有する。また、第1電極部は、第1方向と交差する第2方向において、ゲート電極の上方を超えてドレイン領域側の上方まで延在し、第1方向において非連続に形成されている。
本願において開示される代表的な実施の形態に示される半導体装置は、横方向拡散MISFETと、ソース配線とを有する。このソース配線は、横方向拡散MISFETのゲート電極の側の端部において、ゲート電極の上方を超えてドレイン領域側の上方まで延在する第1部と、切り欠き部とを有する。
本願において開示される以下に示す代表的な実施の形態に示される半導体装置によれば、半導体装置の特性を向上させることができる。
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、応用例、詳細説明、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数等(個数、数値、量、範囲等を含む)についても同様である。
以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一または関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、複数の類似の部材(部位)が存在する場合には、総称の符号に記号を追加し個別または特定の部位を示す場合がある。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
また、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見易くするためにハッチングを省略する場合もある。また、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。
また、断面図および平面図において、各部位の大きさは実デバイスと対応するものではなく、図面を分かりやすくするため、特定の部位を相対的に大きく表示する場合がある。また、平面図と断面図が対応する場合においても、各部位の大きさを変えて表示する場合がある。
(実施の形態1)
以下、図面を参照しながら本実施の形態の半導体装置の構造と製造方法について詳細に説明する。
以下、図面を参照しながら本実施の形態の半導体装置の構造と製造方法について詳細に説明する。
[構造説明]
図1は、本実施の形態の半導体装置の構成を模式的に示す断面斜視図である。図2は、本実施の形態の半導体装置の構成を示す平面図である。
図1は、本実施の形態の半導体装置の構成を模式的に示す断面斜視図である。図2は、本実施の形態の半導体装置の構成を示す平面図である。
本実施の形態の半導体装置の特徴的な構成について、図1を参照しながら説明する。
本実施の形態の半導体装置は、半導体基板1上のエピタキシャル層2の主表面に形成されたLDMOSを有する。
このLDMOSは、第1のn−型ドレイン領域10と第2のn−型ドレイン領域13とn+型ドレイン領域14とからなるドレイン領域、n−型ソース領域11とn+型ソース領域15とからなるソース領域、およびこのソース・ドレイン領域間(チャネル形成領域)上にゲート絶縁膜8を介して形成されたゲート電極Gとを有する。
ここで、LDMOSは、MOSFET素子の一種であるが、次のような特徴(第1〜第3の特徴)を有するMOSFET素子である。
第1の特徴として、LDMOSは、短いチャネル長で高電圧動作を可能とするために、ゲート電極Gのドレイン側にLDD(Lightly doped drain)領域が形成されている。即ち、LDMOSのドレインは、高不純物濃度のn+型領域(ここではn+型ドレイン領域14)と、それよりも低不純物濃度のLDD領域(ここでは第1のn−型ドレイン領域10および第2のn−型ドレイン領域13)とから構成され、n+型領域(n+型ドレイン領域14)はLDD領域を介してゲート電極Gから離間して形成されている。これにより、高耐圧を実現することができる。ドレイン側のLDD領域における電荷量(不純物濃度)、およびゲート電極Gの端部とn+型ドレイン領域(ドレイン高濃度領域)14との間の距離は、LDMOSのブレークダウン電圧が最大値となるように最適化することが好ましい。
第2の特徴として、LDMOSは、ソース側のソース領域(n−型ソース領域11およびn+型ソース領域15)とチャネル形成領域とに、パンチスルーストッパ用のp型ウエル(p型ベース領域)7が形成されている。LDMOSのドレイン側(ドレイン領域)では、このp型ウエル7は、形成されていないか、あるいはチャネル形成領域に近い側のドレイン領域の端部の一部に接するようにしか形成されていない。言い換えれば、ドレイン領域(ここでは第1のn−型ドレイン領域10、第2のn−型ドレイン領域13およびn+型ドレイン領域14からなるドレイン領域)下に、p型ウエル7が形成されていない領域が存在する。また、別の言い方をすれば、少なくとも、ドレインを構成するn+型ドレイン領域14の下にはp型ウエル7が形成されない。
第3の特徴として、LDMOSは、ソース領域(ここではn−型ソース領域11およびn+型ソース領域15)とドレイン領域(ここでは第1のn−型ドレイン領域10、第2のn−型ドレイン領域13およびn+型ドレイン領域14)とが、ゲート電極Gに対して非対称な構造を有している。
特に、LDMOSは、ソース領域を構成するn+型ソース領域15とゲート電極Gのソース領域側の端部との距離(DS)と、ドレインを構成するn+型ドレイン領域14とゲート電極Gのドレイン領域側の端部との距離(DD)と、が非対称であり、DS<DDの関係にある。
次いで、上記LDMOSを構成するドレイン領域、ソース領域、およびゲート電極Gのパターン形状(上面からの平面視における形状)について説明する。
ゲート電極Gは、図2に示すように、Y方向に延在している。このゲート電極Gの一方の側に位置する領域(図2においては、ゲート電極Gの左側、第1領域)にソース領域がY方向に延在するように配置される。また、ゲート電極Gの他方の側に位置する領域(図2においては、ゲート電極Gの右側、第2領域)にドレイン領域がY方向に延在するように配置される。
また、上記LDMOSを構成するドレイン領域、ソース領域、およびゲート電極G上には、金属シリサイド層17が形成されている(図1等参照)。
また、図2には示していないが、図1に示すように、この金属シリサイド層17を介してソース領域とソースプラグP1Sが電気的に接続される。また、金属シリサイド層17を介してドレイン領域(ここでは、n+型ドレイン領域14)とドレインプラグP1Dが電気的に接続される。また、図1には現れないが、金属シリサイド層17を介してゲート電極GとゲートプラグP1Gが電気的に接続される(図8参照)。
上記ドレインプラグP1Dは、ゲート電極Gの一方の側に位置する領域(図2においては、ゲート電極Gの右側)に形成され、上記ソースプラグP1Sは、ゲート電極Gの他方の側に位置する領域(図2においては、ゲート電極Gの左側)に形成される。
図2に示すように、ドレインプラグP1Dは、例えば、四角柱状であり、Y方向に所定の間隔を置いて配置されている。また、ソースプラグP1Sは、例えば、四角柱状であり、X方向およびY方向に所定の間隔を置いてアレイ状に配置されている。
図1に示すように、ドレインプラグP1D上には、ドレイン配線M1Dが配置される。また、ソースプラグP1S上には、ソース配線M1Sが配置される。また、図1には示されないが、ゲートプラグP1G上には、ゲート配線M1Gが配置される(図11参照)。ドレイン配線M1D、ソース配線M1Sおよびゲート配線M1Gは、第1層配線である。
図2に示すように、ドレイン配線M1Dは、複数のドレインプラグP1Dを覆うように、Y方向に延在するライン状に配置される。また、ソース配線M1Sは、複数のソースプラグP1Sを覆うように、Y方向に延在するライン状に配置される。
ここで、本実施の形態においては、ソース配線M1Sのドレイン領域側の端部において、フィールドプレート部(突出部)FPがY方向に所定の間隔を置いて配置されている。このフィールドプレート部FPは、ゲート電極Gの上方を超えてドレイン領域側の上方までX方向に延在している。フィールドプレート部FP間は、切り欠き部(後退部)Nとなっている。
言い換えれば、フィールドプレート部FPは、Y方向に非連続に形成されている。また、別の言い方をすれば、ソース配線M1Sのドレイン領域側の端部には、フィールドプレート部FPと切り欠き部Nが交互に配置されている。言い換えれば、ソース配線M1Sのドレイン領域側の端部は、平面視において凹凸形状となっている。また、ソース配線M1Sのドレイン領域側の端部は、櫛歯状となっている。
なお、図1において明示していないが、ドレイン配線M1Dは、ドレインプラグP2Dを介して第2層配線であるドレイン配線M2Dと接続される。また、ドレイン配線M2Dは、ドレインプラグP3Dを介して第3層配線であるドレイン配線M3Dと接続される(図12参照)。
このように、ソース配線M1Sのドレイン領域側の端部において、フィールドプレート部FPと切り欠き部Nとを交互に配置したので、LDMOSの特性を向上させることができる。
つまり、フィールドプレート部FPを設けることで、ゲート電極とドレイン領域との容量(Cgd)を低減することができる。また、切り欠き部Nを設けることで、ゲート電極とソース領域との容量(Cgs)を低減することができる。また、これらの容量(CgdとCgs)のバランス調整を容易に図ることができる。
[製法説明]
次いで、図3〜図12を参照しながら、本実施の形態の半導体装置の製造方法を説明するとともに、当該半導体装置の構成をより明確にする。図3〜図12は、本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す要部断面図または要部平面図である。要部断面図は、例えば、要部平面図のA−A断面部またはB−B断面部に対応する。
次いで、図3〜図12を参照しながら、本実施の形態の半導体装置の製造方法を説明するとともに、当該半導体装置の構成をより明確にする。図3〜図12は、本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す要部断面図または要部平面図である。要部断面図は、例えば、要部平面図のA−A断面部またはB−B断面部に対応する。
まず、図3および図4に基づいて説明する。図3に示すように、例えばp+型のシリコン(Si)単結晶からなり、その抵抗率(比抵抗)が例えば1〜10mΩcm程度の低抵抗基板とされている半導体基板(以下、単に「基板」という)1を準備する。次いで、基板(半導体基板、半導体ウエハ)1の主面上に周知のエピタキシャル成長法を用いて、例えば抵抗率が20Ωcm程度で膜厚が2μm程度のp型単結晶シリコンからなるエピタキシャル層(半導体層)2を形成する。エピタキシャル層2は、半導体層であるが、エピタキシャル層2の不純物濃度は基板1の不純物濃度よりも低く、エピタキシャル層2の抵抗率は基板1の抵抗率よりも高い。基板1とエピタキシャル層2を合わせたものを半導体基板とみなすこともできる。
次に、フォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術を用いてエピタキシャル層2の一部をエッチングして、基板1に達する溝を形成する。次いで、この溝の内部を含むエピタキシャル層2上にCVD(Chemical Vapor Deposition;化学気相成長)法などを用いてp型多結晶シリコン膜を堆積した後、溝の外部のp型多結晶シリコン膜をエッチバック法などで除去する。これにより、溝内に埋め込まれたp型多結晶シリコン膜からなるp型埋め込み層(シンカー(Sinker)、p型半導体層)3が形成される。p型埋め込み層3は、エピタキシャル層2を貫通し、p型埋め込み層3の底部は基板1に到達している。
図4に示すように、p型埋め込み層3は、近接して2つ設けられ、この対が、Y方向に所定の間隔を置いて複数配置されて、p型埋め込み層3の対の列を構成している。
このように、不純物を高濃度でドープしたp型多結晶シリコン膜を溝の内部に埋め込むことにより、寄生抵抗の小さいp型埋め込み層3を形成することができる。このp型埋め込み層3の不純物濃度は、エピタキシャル層2の不純物濃度よりも高く、p型埋め込み層3の抵抗率は、エピタキシャル層2の抵抗率よりも低い。なお、多結晶シリコン膜に代えて溝の内部に金属膜を埋め込むことにより、さらに寄生抵抗の小さい埋め込み層を形成してもよい。
次に、エピタキシャル層2の主面に、例えばSTI(Shallow Trench Isolation)法またはLOCOS(Local Oxidization of Silicon )法などにより絶縁体からなる素子分離領域を形成する。なお、この素子分離領域は、図3および図4には現れない。例えば、エッチングによりエピタキシャル層2に溝を形成し、その溝内に酸化シリコン膜などの絶縁膜を埋め込むことによって、エピタキシャル層2に素子分離領域を形成することができる。素子分離領域を形成することにより、基板1の主面(エピタキシャル層2の主面)において、活性領域が規定される。例えば、周囲を素子分離領域によって囲まれた領域が活性領域となる。この活性領域に、LDMOSのセルが形成される。
次に、図5および図6に基づいて説明する。図5に示すように、所定の形状のフォトレジスト膜(図示せず)をイオン注入阻止マスクにしてエピタキシャル層2の一部にホウ素(B)などのp型の不純物をイオン注入することによって、パンチスルーストッパ用のp型ウエル(p型ベース領域、p型半導体領域)7を形成する。このp型ウエル7は、LDMOSのドレイン領域からソース領域への空乏層の延びを抑えるパンチスルーストッパとしての機能を有している。p型ウエル7は、主としてLDMOSのソース領域とチャネル形成領域とに形成される。また、p型ウエル7はLDMOSの閾値調整用としても用いられる。
次に、エピタキシャル層2の表面をフッ酸などで洗浄した後、基板1を例えば800℃程度で熱処理(熱酸化処理)することなどによって、エピタキシャル層2の表面に例えば膜厚11nm程度の酸化シリコン膜などからなるゲート絶縁膜8を形成する。ゲート絶縁膜8は、熱酸化膜に代えて、窒素を含む酸化シリコン膜、いわゆる酸窒化膜を適用してもよい。また、熱酸化膜の上部にCVD法で酸化シリコン膜を堆積し、これら2層の酸化膜でゲート絶縁膜8を構成してもよい。
次に、ゲート絶縁膜8の上部にゲート電極Gを形成する。ゲート電極Gを形成するには、例えば、エピタキシャル層2の主面上(即ちゲート絶縁膜8上)にCVD法などによりn型多結晶シリコン膜(ドープトポリシリコン膜)を堆積し、これをフォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術を用いてパターニングする。これにより、パターニングされたn型多結晶シリコン膜からなるゲート電極Gが、p型ウエル7の表面にゲート絶縁膜8を介して形成される。
次に、所定の形状のフォトレジスト膜(図示せず)をイオン注入阻止マスクとして用いて、p型ウエル7の一部の表面にヒ素(As)などのn型の不純物をイオン注入することによって、n−型ソース領域11を形成する。n−型ソース領域11は、ゲート電極Gに対して自己整合的に形成される。低加速エネルギーでイオン注入を行うことで、n−型ソース領域11を浅く形成することにより、ソース領域からチャネル形成領域への不純物の広がりを抑制できる。これにより、しきい値電圧の低下を抑制することができる。
次に、ゲート電極Gの側壁に酸化シリコン膜などの絶縁膜からなるサイドウォールスペーサ(側壁絶縁膜)SW1を形成する。サイドウォールスペーサSW1は、例えば、基板1上にCVD法などで酸化シリコン膜などの絶縁膜を堆積した後、この絶縁膜を異方性エッチングして形成することができる。次いで、ドレイン領域の上部に開口を有するフォトレジスト膜(図示せず)をイオン注入阻止マスクとして用いて、エピタキシャル層2の一部にリン(P)などのn型の不純物をイオン注入することによって、第1のn−型ドレイン領域(第1の低濃度n型ドレイン領域、第1のn型LDD(Lightly Doped Drain)領域)10を形成する。第1のn−型ドレイン領域10は、サイドウォールスペーサSW1に対して自己整合的に形成される。第1のn−型ドレイン領域10の不純物濃度を低くすることにより、ゲート電極Gとドレインとの間に空乏層が広がるようになるので、両者の間に形成される帰還容量(ドレインとゲート電極間の寄生容量、Cgd)が低減される。
次いで、上記所定の形状のフォトレジスト膜(図示せず)をイオン注入阻止マスクとして用いて、p型ウエル7にホウ素(B)などのp型の不純物をイオン注入することによって、n−型ソース領域11の下部にp型ハロー領域12を形成する。この際、基板1の主面に対して30度の斜め方向から不純物をイオン注入する。このp型ハロー領域12は、必ずしも形成する必要はないが、これを形成した場合は、ソース領域からチャネル形成領域への不純物の広がりがさらに抑制され、さらに短チャネル効果が抑制される。よって、しきい値電圧の低下をさらに抑制することができる。
次に、ゲート電極G(サイドウォールスペーサSW1)の側壁に酸化シリコン膜などの絶縁膜からなるサイドウォールスペーサ(側壁絶縁膜)SW2を形成する。サイドウォールスペーサSW2は、例えば、基板1上にCVD法などで酸化シリコン膜などの絶縁膜を堆積した後、この絶縁膜を異方性エッチングして形成することができる。次いで、ドレイン領域の上部に開口を有するフォトレジスト膜(図示せず)をイオン注入阻止マスクとして用いて、第1のn−型ドレイン領域10の一部にリン(P)などのn型の不純物をイオン注入する。これにより、第1のn−型ドレイン領域10の一部には、ゲート電極Gのドレイン側の側壁に形成されたサイドウォールスペーサSW1、SW2に対して自己整合的に、第2のn−型ドレイン領域(第2の低濃度n型ドレイン領域、第2のn型LDD(Lightly Doped Drain)領域)13が形成される。
第2のn−型ドレイン領域13形成時に注入された不純物は、第1のn−型ドレイン領域10形成時に注入された不純物と同じ導電型の不純物(P)なので、第2のn−型ドレイン領域13の不純物濃度は、第1のn−型ドレイン領域10の不純物濃度よりも高くなる。即ち、第2のn−型ドレイン領域13は、第1のn−型ドレイン領域10よりも低抵抗となるので、オン抵抗(Ron)を低減することができる。
また、第1のn−型ドレイン領域10は、ゲート電極Gの側壁のサイドウォールスペーサSW1に対して自己整合的に形成される。これに対し、第2のn−型ドレイン領域13は、ゲート電極Gの側壁のサイドウォールスペーサSW2に対して自己整合的に形成される。これにより第2のn−型ドレイン領域13は、ゲート長方向に沿ったサイドウォールスペーサSW1およびSW2の膜厚に相当する分、ゲート電極Gから離間して形成される。したがって、第2のn−型ドレイン領域13の不純物濃度を高くしても、帰還容量(Cgd)に及ぼす影響は僅かである。また、第2のn−型ドレイン領域13形成時のイオン注入の加速エネルギーは、第1のn−型ドレイン領域10形成時のイオン注入の加速エネルギーと同じなので、第2のn−型ドレイン領域13の接合深さは、第1のn−型ドレイン領域10の接合深さとほぼ同じになる。
次に、第2のn−型ドレイン領域13の一部とソース領域のp型ウエル7のそれぞれの上部に開口を有するフォトレジスト膜(図示せず)をイオン注入阻止マスクとして用いて、第2のn−型ドレイン領域13の一部とソース領域のp型ウエル7にヒ素(As)などのn型の不純物をイオン注入する。
このイオン注入により、第2のn−型ドレイン領域13の一部には、第2のn−型ドレイン領域13よりも不純物濃度が高く、かつ第2のn−型ドレイン領域13よりもさらにチャネル形成領域から離間したn+型ドレイン領域(ドレイン高濃度領域、高濃度n型ドレイン領域)14が形成される。なお、このとき、高不純物濃度のn+型ドレイン領域14を低不純物濃度の第2のn−型ドレイン領域13や第1のn−型ドレイン領域10に比べて浅く形成する。
また、このイオン注入により、p型ウエル7には、n−型ソース領域11よりも不純物濃度が高く、かつn−型ソース領域11よりも底部の位置が深いn+型ソース領域15が形成される。n+型ソース領域15は、ゲート電極Gの側壁のサイドウォールスペーサSW2に対して自己整合的に形成される。このため、n+型ソース領域15は、ゲート長方向に沿ったサイドウォールスペーサSW1およびSW2の膜厚に相当する分、チャネル形成領域から離間して形成される。
このように、ゲート電極Gとn+型ドレイン領域14との間に介在する低濃度n型ドレイン領域(n型LDD領域)を二重構造とし、ゲート電極Gに最も近い第1のn−型ドレイン領域10の不純物濃度を相対的に低く、ゲート電極Gから離間した第2のn−型ドレイン領域13の不純物濃度を相対的に高くしている。これにより、ゲート電極Gとドレインとの間に空乏層が広がるようになる結果、ゲート電極Gとその近傍の第1のn−型ドレイン領域10との間に形成される帰還容量(Cgd)は小さくなる。また、第2のn−型ドレイン領域13の不純物濃度が高いことから、オン抵抗(Ron)も小さくなる。第2のn−型ドレイン領域13は、ゲート電極Gから離間した位置に形成されているために、帰還容量(Cgd)に及ぼす影響は僅かである。このため、オン抵抗(Ron)と帰還容量(Cgd)を共に小さくすることができる。
ここまでの工程により、第1のn−型ドレイン領域10と第2のn−型ドレイン領域13とn+型ドレイン領域14とからなるドレイン領域、n−型ソース領域11とn+型ソース領域15とからなるソース領域、およびゲート電極Gを有するLDMOSが、エピタキシャル層2の主面(活性領域)に形成される。
なお、本願においては、便宜上「MOSFET」と示したが、本願において、MOSFETというときは、ゲート絶縁膜に酸化膜を用いたMOSFETだけでなく、酸化膜以外の絶縁膜をゲート絶縁膜に用いたMISFET(Metal-Insulator-Semiconductor Field Effect Transistor)も含むものとする。
次に、p型埋め込み層3の上部に開口を有するフォトレジスト膜(図示せず)をイオン注入阻止マスクとして用いて、p型埋め込み層3の近傍の基板1の表面にフッ化ホウ素(BF2)などのp型の不純物をイオン注入することにより、p型埋め込み層3の上部領域にp+型半導体領域16を形成する。p型埋め込み層3の上部領域にp+型半導体領域16を形成することで、p型埋め込み層3の表面を低抵抗化することができる。
ここまでの工程により、図5に示すLDMOSが得られる。なお、LDMOSの構造は、上記構造に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
図6に示すように、LDMOSのゲート電極GはY方向に延在している。また、ゲート電極GのY方向の端部においては、Y方向に延在するゲート電極Gの接続部が配置され、例えば、X方向に隣り合う2本のゲート電極Gが上記接続部により接続されている。図6では図示していないが、LDMOSのドレイン領域(第1のn−型ドレイン領域10、第2のn−型ドレイン領域13およびn+型ドレイン領域14)は、活性領域において、隣り合うゲート電極Gの間の領域に形成されてY方向に延在している。また、LDMOSのソース領域(n−型ソース領域11およびn+型ソース領域15)は、活性領域において、ゲート電極Gのドレイン領域とは逆側の領域に形成されてY方向に延在している。また、p型埋め込み層3は、隣り合うLDMOSのn+型ソース領域15(図6において、図示せず)の間の領域に形成されている。また、図6では図示していないが、p+型半導体領域16は、隣り合うLDMOSのn+型ソース領域15の間の領域に形成されてY方向に延在している。
また、LDMOS形成領域(活性領域)においては、図5に示す領域UCに対応する単位セル(繰り返し単位、基本セル、単位領域、LDMOSの単位セル)の構造(レイアウト)が図6に示すX方向に繰り返されている(図13参照)。一つの単位セルは2つのLDMOS部(2つのゲート電極G部)により構成される。即ち、n+型ドレイン領域14を共通にしてX方向に対称な構造の2つのLDMOS部により構成されている。なお、LDMOSは、MISFET素子であるため、領域UCのLDMOS部を単位MISFET素子とみなすこともできる。
このように単位セルをX方向に繰り返し配置する。即ち、複数のLDMOS部が並列に接続された構成となっている。この並列接続は、後述のゲート配線M1G、ソース裏面電極SE、ドレイン配線(M1D、M2D、M3D)およびプラグ(P1D、P1G、P2D、P3D)等によってなされている。
次に、図7および図8に基づいて説明する。まず、ソース領域(n−型ソース領域11およびn+型ソース領域15)、ドレイン領域(第1のn−型ドレイン領域10、第2のn−型ドレイン領域13およびn+型ドレイン領域14)、p+型半導体領域16およびゲート電極Gの表面(上面、上部)に、半導体と金属との化合物層を形成する。ここでは、例えばコバルトシリサイドなどからなる金属シリサイド層17を形成する。
この金属シリサイド層17は、例えば、次のようにして形成することができる。基板1の主面全面上に、金属膜としてコバルト(Co)膜(図示せず)を形成する。次いで、基板1に対して熱処理を施すことによって、ソース領域(n−型ソース領域11およびn+型ソース領域15)、ドレイン領域(第1のn−型ドレイン領域10、第2のn−型ドレイン領域13およびn+型ドレイン領域14)、p+型半導体領域16およびゲート電極Gを構成するシリコン(半導体膜)と上記金属膜とを反応させる。これにより、ソース領域(n−型ソース領域11およびn+型ソース領域15)、ドレイン領域(第1のn−型ドレイン領域10、第2のn−型ドレイン領域13およびn+型ドレイン領域14)、p+型半導体領域16およびゲート電極G上部に、それぞれ金属シリサイド層17が形成される。
上記金属膜は、例えば、スパッタリング法などを用いて形成することができる。次いで、未反応の金属膜を除去する。なお、ドレイン領域(第1のn−型ドレイン領域10、第2のn−型ドレイン領域13およびn+型ドレイン領域14)、p+型半導体領域16およびゲート電極Gのすべての領域に金属シリサイド層17を形成する必要はなく、例えば、一部の領域上に上記金属シリサイド層17を形成させないようにしてもよい。この場合、例えば、酸化シリコン膜などをシリサイド化させない領域上に形成しておくことで、上記シリサイド化反応を防止することができる。但し、ソース領域(n−型ソース領域11およびn+型ソース領域15)およびp+型半導体領域16の上部には、金属シリサイド層17を形成することが好ましい。かかる金属シリサイド層17により、ソース領域の低抵抗化を図ることができる。また、ソース領域と後述のソースプラグP1Sとの接続抵抗を低減することができる。
次に、基板1上にCVD法などを用いて相対的に薄い窒化シリコン膜20とその上の相対的に厚い酸化シリコン膜21の積層膜などからなる絶縁膜(層間絶縁膜)を形成し、必要に応じてその表面をCMP(Chemical Mechanical Polishing:化学的機械研磨)法などを用いて平坦化する。
次に、所定の形状のフォトレジスト膜(図示せず)をエッチングマスクとして用いて、絶縁膜(20、21)をドライエッチングすることにより、絶縁膜(20、21)にコンタクトホール(貫通孔)を形成する。この際、窒化シリコン膜20をエッチングストッパ膜として、酸化シリコン膜21をエッチングした後、コンタクトホールの底部に残存する窒化シリコン膜20をエッチングすることで、制御性良くコンタクトホールを形成することができる。
次いで、このコンタクトホールの内部にタングステン(W)膜を主体とする導電性膜を埋め込むことにより、プラグ(コンタクト、コンタクト部、接続部、接続用導電体部、P1S、P1D、P1G)を形成する。
例えば、コンタクトホールの内部を含む酸化シリコン膜21上に窒化チタン膜などのバリア膜を形成した後、タングステン膜をバリア膜上にコンタクトホールを埋めるように形成し、酸化シリコン膜21上の不要なタングステン膜およびバリア膜をCMP法またはエッチバック法などによって除去することにより、プラグ(P1S、P1D、P1G)を形成することができる。
図8に示すように、プラグ(P1)は、ソース領域に形成されたソースプラグ(ソースコンタクト部)P1Sと、ドレイン領域に形成されたドレインプラグ(ドレインコンタクト部)P1Dと、ゲート電極G上に形成されたゲートプラグ(ゲートコンタクト部)P1Gとを有している。
ソースプラグP1Sは、n+型ソース領域15およびp+型半導体領域16よりなるソース領域に形成される。また、ドレインプラグP1Dは、第1のn−型ドレイン領域10、第2のn−型ドレイン領域13およびn+型ドレイン領域14よりなるドレイン領域に形成される。また、ゲートプラグP1Gは、ゲート電極G上に形成される。
ドレインプラグP1Dは、パターン形状(上面からの平面視における形状)が略正方形の四角柱状であり、Y方向に所定の間隔を置いて配置されている。
ソースプラグP1Sは、パターン形状(上面からの平面視における形状)が略正方形の四角柱状であり、X方向およびY方向に所定の間隔をおいて複数配置されている。また、ここでは、ソースプラグP1Sは、3列に配置され、ソースプラグP1Sの列は、Y方向に延在している。
ドレインプラグP1Dのパターン形状(上面からの平面視における形状)は、正方形状でありその一辺は、例えば0.25〜0.35μm程度、Y方向の間隔は、例えば0.25〜0.5μm程度である。
ソースプラグP1Sのパターン形状(上面からの平面視における形状)は、正方形状でありその一辺は、例えば0.25〜0.35μm程度、Y方向の間隔は、例えば0.25〜0.5μm程度である。
なお、ドレインプラグP1DおよびソースプラグP1Sのパターン形状や配置間隔(X方向の間隔またはY方向の間隔)は、上記のものに限定されるものではなく、適宜変更可能である。
また、ゲートプラグP1Gは、図7の断面図には現れないが、図8に示すように、Y方向に延在するゲート電極Gの端部(接続部)上に配置される。
次に、図9〜図11に基づいて説明する。図9および図10に示すように、プラグ(P1S、P1D、P1G)が埋め込まれた絶縁膜(20、21)上に配線(第1層配線)M1を形成する。配線M1は、プラグ(P1S、P1D、P1G)が埋め込まれた絶縁膜(20、21)上に導電体膜を形成し、この導電体膜をフォトリソグラフィ法およびドライエッチング法を用いてパターニングすることにより形成する。例えば、窒化チタン膜などのバリア膜、タングステン膜などの主導体膜および窒化チタン膜などのバリア膜を順次堆積し、積層膜を形成した後、この積層膜をパターニングする。なお、主導体膜として、アルミニウム(Al)膜を用いてもよい。
図11に示すように、配線M1は、ソース配線(ソース用配線)M1Sと、ドレイン配線(ドレイン用配線)M1Dと、ゲート配線(ゲート用配線)M1Gとを有している。
ドレイン配線M1Dは、ドレインプラグP1Dを介してn+型ドレイン領域14と電気的に接続する。このドレイン配線M1Dは、ドレイン領域(第1のn−型ドレイン領域10、第2のn−型ドレイン領域13およびn+型ドレイン領域14)において、隣り合うゲート電極Gの間の領域に形成されてY方向に延在している。
ソース配線(ソース用配線)M1Sは、ソースプラグP1Sを介してn+型ソース領域15およびp+型半導体領域16の両者と電気的に接続する。このソース配線M1Sは、ソース領域(n−型ソース領域11およびn+型ソース領域15)において、隣り合うゲート電極Gの他の間の領域に形成され、主としてY方向に延在する。但し、このソース配線M1Sのドレイン領域側の端部においては、前述したようにフィールドプレート部FPが配置されている。フィールドプレート部FPのY方向の幅(WY)は、例えば0.5μm程度であり、X方向において、ゲート電極Gの中心線から例えば0.45μm程度X方向に張り出している。このフィールドプレート部FPがY方向に所定の間隔(ここでは、0.5μm程度)を置いて配置されている。即ち、切り欠き部NのY方向の幅は、例えば0.5μm程度である。また、フィールドプレート部FPの端部とドレイン配線M1Dとの距離は例えば0.3μm程度である。なお、上記数値は一例であり、適宜変更可能である。例えば、フィールドプレート部FPのY方向の幅(WY)は、例えば0.3〜0.5μmの範囲で適宜調整可能である。また、ゲート電極Gの中心線からの張り出し量(距離)は、0より大きく0.6μm以下の範囲で適宜調整可能である。また、切り欠き部NのY方向の幅は、例えば0.3〜0.6μmの範囲で適宜調整可能である。
また、ゲート配線(ゲート用配線)M1Gは、図9および図10の断面図には現れないが、図11に示すように、ゲートプラグP1Gを介してゲート電極Gと電気的に接続する。
このように、本実施の形態においては、ソース配線M1Sのドレイン領域側の端部において、フィールドプレート部FPを設けたので、ゲート電極とドレイン領域との容量(Cgd)を低減することができる。これにより、本実施の形態のLDMOS(半導体装置)を用いたアンプにおいて、アンプの線形性を向上させることができる。
このフィールドプレート部FPを図14に示すようにY方向に連続して配置することも可能である。図14は、本実施の形態の比較例の半導体装置の構成を示す平面図である。このような比較例の半導体装置においても、ゲート電極とドレイン領域との容量(Cgd)を低減することができるものの、ゲート電極とソース領域との容量(Cgs)が大きくなってしまう。このようにゲート電極とソース領域との容量(Cgs)が大きくなると、最大発振周波数(fmax、電力利得が1となる周波数)が低下してしまう。
これに対し、本実施の形態においては、切り欠き部Nを設けることで、ゲート電極とソース領域との容量(Cgs)を低減することができ、最大発振周波数(fmax、電力利得が1となる周波数)を向上させることができる。
このように、本実施の形態によれば、ゲート電極とドレイン領域との容量(Cgd)を低減しつつ、ゲート電極とソース領域との容量(Cgs)を低減することができ、半導体装置の特性を向上させることができる。また、これらの容量(CgdとCgs)のバランス調整を容易に図ることができる。
図15〜図17は、本実施の形態の半導体装置のCrss、CissおよびCossの評価を示すグラフである。Crssは、Cgdと対応する。Cissは、Cgsと対応する。Cossは、Cdsと対応する。ゲート幅を6000μm、ゲート長を0.22μmとし、フィールドプレート部を設けていないリファレンス(REF)、図14に示すように、フィールドプレート部をY方向にライン状に配置した比較例(FP(Plain))および本実施の形態のようにフィールドプレート部を櫛歯状に配置した場合(FP(comb))について、Crss、CissおよびCossの評価を行った。
図15に示すように、櫛歯状の場合(FP(comb))には、Crss(Cgd)の5%程度の低減を確認することができた。これは、ライン状の比較例(FP(Plain))と同程度の低減効果である。
図16に示すように、櫛歯状の場合(FP(comb))には、リファレンス(REF)と同程度のCiss(Cgs)であることが確認できた。また、櫛歯状の場合(FP(comb))には、ライン状の比較例(FP(Plain))よりCiss(Cgs)を低減できることが確認できた。
図17に示すように、櫛歯状の場合(FP(comb))には、ライン状の比較例(FP(Plain))よりCoss(Cds)を4%程度低減できることが確認できた。
このように、櫛歯状の場合(FP(comb))には、Crss(Cgd)およびCiss(Cgs)をバランス良く低減できることが判明した。また、Ciss(Cds)についても、ライン状の比較例(FP(Plain))より低減できることが判明した。
上記のように、フィールドプレート部FPを含むソース配線M1S、ドレイン配線M1Dおよびゲート配線M1Gを形成した後、図12に示すように、配線M1を覆うように、酸化シリコン膜などからなる絶縁膜(層間絶縁膜)24をCVD法などにより形成する。
次に、所定の形状のフォトレジスト膜(図示せず)をエッチングマスクとして用いて絶縁膜24をドライエッチングすることにより、絶縁膜24にドレイン配線M1Dの一部を露出するコンタクトホール(貫通孔)を形成する。次いで、このコンタクトホールの内部にタングステン(W)膜を主体とする導電性膜を埋め込むことによりドレインプラグ(接続用導電体部)P2Dを形成する。ドレインプラグP2Dは、上記ドレインプラグP1Dと同様にして形成することができる。上記ドレインプラグP2Dは、少なくともドレイン配線M1D上に位置するように配置する。例えば、ドレインプラグP1Dと同じパターン形状およびレイアウトで形成する。このように、ドレインプラグP2Dは、その底部でドレイン配線M1Dと接して電気的に接続されている。
次に、ドレインプラグP2Dが埋め込まれた絶縁膜24上に、ドレイン配線(第2層配線)M2Dを形成する。ドレイン配線M2Dは、ドレインプラグP2Dが埋め込まれた絶縁膜24上に、アルミニウム(Al)合金膜を主体とする導電体膜を形成し、この導電体膜をフォトリソグラフィ法およびドライエッチング法を用いてパターニングすることにより形成することができる。ドレイン配線M2Dのパターン形状は、例えばドレイン配線M1Dとほぼ同じである。即ち、ドレイン配線M1Dとほぼ同じパターン形状で形成する。ドレイン配線M2D形成用の導電体膜としては、下から順にバリア導体膜(例えばチタン膜と窒化チタン膜の積層膜)、アルミニウム膜(またはアルミニウム合金膜)およびバリア導体膜(例えばチタン膜と窒化チタン膜の積層膜)の積層膜を用いることができる。この積層膜では、主導体膜であるアルミニウム膜の膜厚に比べて、その上下のバリア導体膜の膜厚は薄い。
次に、絶縁膜24上に、ドレイン配線M2Dを覆うように、酸化シリコン膜などからなる絶縁膜(層間絶縁膜)27をCVD法などにより形成する。
次に、所定の形状のフォトレジスト膜(図示せず)をエッチングマスクとして用いて絶縁膜27をドライエッチングすることにより、絶縁膜24にドレイン配線M2Dの一部を露出するコンタクトホール(貫通孔)を形成する。次いで、このコンタクトホール(貫通孔)の内部にタングステン(W)膜またはアルミニウム膜などを主体とする導電性膜を埋め込むことによりドレインプラグ(接続用導電体部)P3Dを形成する。ドレインプラグP3Dは、上記ドレインプラグP1Dと同様にして形成することができる。上記ドレインプラグP3Dは、少なくともドレイン配線M2D上に位置するように配置する。例えば、ドレインプラグP2D(P1D)と同じパターン形状およびレイアウトで形成する。ドレインプラグP3Dは、その底部でドレイン配線M2Dと接して電気的に接続されている。
次に、ドレインプラグP3Dが埋め込まれた絶縁膜27上に、ドレイン配線(第3層配線)M3Dを形成する。ドレインプラグP3Dが埋め込まれた絶縁膜27上に、アルミニウム(Al)合金膜を主体とする導電体膜を形成し、この導電体膜をフォトリソグラフィ法およびドライエッチング法を用いてパターニングすることで、パターニングされた導電体膜からなるドレイン配線M3Dを形成することができる。ドレイン配線M3D形成用の導電体膜としては、下から順にバリア導体膜(例えばチタン膜と窒化チタン膜の積層膜)、アルミニウム膜(またはアルミニウム合金膜)およびバリア導体膜(例えばチタン膜と窒化チタン膜の積層膜)の積層膜を用いることができる。この積層膜では、主導体膜であるアルミニウム膜の膜厚に比べて、その上下のバリア導体膜の膜厚は薄い。このため、ドレイン配線M3Dは、アルミニウム(Al)を主体として形成されている。
このドレイン配線M3Dにより、Y方向に延在するドレイン領域やドレインプラグP1DなどがX方向に接続される(図13参照)。即ち、ドレイン配線M3Dは、ドレイン配線M1DやM2Dと同様にY方向に延在するライン状の第1部と、X方向に延在する第2部とを有する。この第2部によって、複数の第1部がX方向に接続される。上記第1部のX方向の幅は、ドレイン配線M1DやM2Dの幅より大きい(図12参照)が、図13においては、便宜上同じ幅として表示してある。図13は、本実施の形態のLDMOSの繰り返し構造を示す要部平面図である。
本実施の形態においては、単位セル(繰り返し単位、基本セル、単位領域、LDMOSの単位セル、図5参照)の構造(レイアウト)がX方向に繰り返されている。例えば、図13に示すような、繰り返し構造となっている。即ち、上記Y方向に延在するソース配線M1SとY方向に延在するドレイン配線M1D(ドレイン配線M2Dおよびドレイン配線M3D)とは、X方向に交互に配置される。なお、Y方向に延在するソース配線M1SとY方向に延在するドレイン配線M1Dとの間には、ゲート電極Gが位置する(図11等参照)。
続いて、ドレイン配線M3D上に保護膜29として窒化シリコン膜および酸化シリコン膜の積層膜をCVD法などで堆積する。次いで、保護膜の一部を所定の形状のフォトレジスト膜をマスクとしてエッチングし、ドレイン配線M3D上に開口部(ドレインパッド領域、図示せず)を形成する。また、ゲート配線M1Gと電気的に接続する第3層配線(図示せず)上にも開口部(ゲートパッド領域)を形成する。
次に、基板1の裏面を280nm程度研磨し、基板1の裏面にソース裏面電極(ソース電極)SEを形成する。ソース裏面電極SEは、例えば膜厚600nm程度のNi(ニッケル)−Cu(銅)合金膜をスパッタリング法で堆積することによって形成することができる(図12)。
その後、基板1を分割領域(図示せず)に沿って切断することにより、複数のチップを形成する。この後、例えば、チップの裏面のソース裏面電極SE側を、配線基板の接続部上に半田などを介して接続する。また、配線基板の外部接続端子と上記ドレインパッド領域やゲートパッド領域をワイヤ(金線)などで接続することにより、本実施の形態の半導体装置を製造する。
(実施の形態2)
以下、図面を参照しながら本実施の形態の半導体装置の構造と製造方法について詳細に説明する。図18〜図22は、本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す要部断面図または要部平面図である。要部断面図は、例えば、要部平面図のB−B断面部に対応する。
以下、図面を参照しながら本実施の形態の半導体装置の構造と製造方法について詳細に説明する。図18〜図22は、本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す要部断面図または要部平面図である。要部断面図は、例えば、要部平面図のB−B断面部に対応する。
[構造説明]
本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す図のうちの最終工程を示す図である図21および図22に示すように、本実施の形態においては、フィールドプレート部FPの下部にプラグP1FPが配置されている。
本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す図のうちの最終工程を示す図である図21および図22に示すように、本実施の形態においては、フィールドプレート部FPの下部にプラグP1FPが配置されている。
このプラグ(フィールドプレートプラグ、ダミープラグ、容量調整用プラグ、金属埋め込み部)P1FPの底部には、窒化シリコン膜20が配置されている(図21)。また、このプラグP1FPの下方にはサイドウォールスペーサ(SW1、SW2)が位置する。よって、プラグP1FPは、ゲート電極Gやドレイン領域(ここでは第1のn−型ドレイン領域10、第2のn−型ドレイン領域13およびn+型ドレイン領域14からなるドレイン領域)と電気的に接続(接触)することはない。
このように、本実施の形態においては、フィールドプレート部FPの下部にプラグP1FPを設けたので、実施の形態1の場合と比較し、さらに、ゲート電極とドレイン領域との容量(Cgd)を低減することができる。
[製法説明]
次いで、図18〜図22を参照しながら、本実施の形態の半導体装置の製造方法を説明するとともに、当該半導体装置の構成をより明確にする。
次いで、図18〜図22を参照しながら、本実施の形態の半導体装置の製造方法を説明するとともに、当該半導体装置の構成をより明確にする。
まず、実施の形態1と同様に、基板1上にエピタキシャル層(半導体層)2を形成し、さらに、p型埋め込み層(シンカー(Sinker)、p型半導体層)3を形成する。次いで、素子分離領域を形成した後、図5に示すLDMOSを形成する。
次いで、図18に示すように、基板1のLDMOS上にCVD法などを用いて相対的に薄い窒化シリコン膜20とその上の相対的に厚い酸化シリコン膜21の積層膜などからなる絶縁膜(層間絶縁膜)を形成する。この後、プラグP1FPの形成予定領域を開口したフォトレジスト膜R1をエッチングマスクとして用いて、酸化シリコン膜21をドライエッチングする。この際、窒化シリコン膜20をエッチングストッパ膜として、酸化シリコン膜21を窒化シリコン膜20が露出するまでエッチングする。これにより、酸化シリコン膜21中に第1ホール(コンタクトホール、貫通孔)C1FPを形成することができる。この第1ホールC1FPは、例えば、ゲート電極Gのドレイン領域側のサイドウォールスペーサ(SW1、SW2)の上方に形成される。この後、フォトレジスト膜R1を除去する。
次いで、図19に示すように、ソースプラグP1S、ドレインプラグP1DおよびゲートプラグP1Gの形成予定領域を開口したフォトレジスト膜R2をエッチングマスクとして用いて、酸化シリコン膜21および窒化シリコン膜20をドライエッチングする。なお、上記第1ホールC1FPは、フォトレジスト膜R2により埋め込まれている。この際、窒化シリコン膜20をエッチングストッパ膜として、酸化シリコン膜21をエッチングした後、コンタクトホールの底部に残存する窒化シリコン膜20をエッチングすることで、制御性良くコンタクトホールC1(貫通孔、第2ホール)を形成することができる。この後、フォトレジスト膜R2を除去する。
次いで、図20に示すように、第1ホールC1FPおよびコンタクトホールC1の内部にタングステン(W)膜を主体とする導電性膜を埋め込むことにより、プラグ(P1FP、P1S、P1D、P1G)を形成する。
例えば、第1ホールC1FPおよびコンタクトホールC1の内部を含む酸化シリコン膜21上に窒化チタン膜などのバリア膜を形成した後、タングステン膜をバリア膜上にコンタクトホールを埋めるように形成する。次いで、酸化シリコン膜21上の不要なタングステン膜およびバリア膜をCMP法またはエッチバック法などによって除去することにより、プラグ(P1FP、P1S、P1D、P1G)を形成することができる。
ここで、ドレインプラグP1Dは、パターン形状(上面からの平面視における形状)が略正方形の四角柱状であり、Y方向に所定の間隔を置いて配置されている(図22参照)。また、ソースプラグP1Sは、パターン形状(上面からの平面視における形状)が略正方形の四角柱状であり、X方向およびY方向に所定の間隔をおいて複数配置されている。また、ここでは、ソースプラグP1Sは、3列に配置され、ソースプラグP1Sの列は、Y方向に延在している。また、プラグP1FPは、パターン形状(上面からの平面視における形状)が略正方形の四角柱状であり、ゲート電極Gのドレイン領域側において、ゲート電極Gに沿って(Y方向に)所定の間隔を置いて配置されている。また、ゲートプラグP1Gは、図20の断面図には現れないが、Y方向に延在するゲート電極Gの端部上に配置される(図22参照)。
次いで、図21および図22に示すように、プラグ(P1FP、P1S、P1D、P1G)が埋め込まれた絶縁膜(20、21)上に配線(第1層配線)M1を形成する。配線M1は、プラグ(P1FP、P1S、P1D、P1G)が埋め込まれた絶縁膜(20、21)上に導電体膜を形成し、この導電体膜をフォトリソグラフィ法およびドライエッチング法を用いてパターニングすることにより形成する。例えば、窒化チタン膜などのバリア膜、タングステン膜などの主導体膜および窒化チタン膜などのバリア膜を順次堆積し、積層膜を形成した後、この積層膜をパターニングする。なお、主導体膜として、アルミニウム(Al)膜を用いてもよい。
図21および図22に示すように、ドレイン配線M1Dは、ドレインプラグP1Dを介してn+型ドレイン領域14と電気的に接続する。このドレイン配線M1Dは、ドレイン領域(第1のn−型ドレイン領域10、第2のn−型ドレイン領域13およびn+型ドレイン領域14)において、隣り合うゲート電極Gの間の領域に形成されてY方向に延在している。
ソース配線(ソース用配線)M1Sは、ソースプラグP1Sを介してn+型ソース領域15およびp+型半導体領域16の両者と電気的に接続する。このソース配線M1Sは、ソース領域(n−型ソース領域11およびn+型ソース領域15)において、隣り合うゲート電極Gの他の間の領域に形成され、主としてY方向に延在する。但し、このソース配線M1Sのドレイン領域側の端部においては、実施の形態1と同様にフィールドプレート部FPが配置されている。このフィールドプレート部FPがY方向に所定の間隔を置いて配置されている。また、フィールドプレート部FP間が、切り欠き部Nとなる。
さらに、本実施の形態においては、フィールドプレート部FPは、プラグP1FP上に配置される。言い換えれば、プラグP1FP上に張り出すようにフィールドプレート部FPが配置され、プラグP1FP間には、切り欠き部Nが配置される。
なお、ゲート配線(ゲート用配線)M1Gは、図21の断面図には現れないが、ゲートプラグP1Gを介してゲート電極Gと電気的に接続する(図22参照)。
このように、本実施の形態においては、フィールドプレート部FPの下部にプラグP1FPを設けたので、実施の形態1の場合と比較し、さらに、ゲート電極とドレイン領域との容量(Cgd)を低減することができる。これにより、本実施の形態のLDMOS(半導体装置)を用いたアンプにおいて、アンプの線形性を向上させることができる。また、ゲート電極とドレイン領域との容量(Cgd)およびゲート電極とソース領域との容量(Cgs)のバランス調整を図ることができる。
この後、図示は省略するが、実施の形態1と同様に、絶縁膜24、ドレインプラグP2Dおよびドレイン配線M2Dを形成する。さらに、絶縁膜27、ドレインプラグP3Dおよびドレイン配線M3Dを形成する。次いで、ドレイン配線M3D上に保護膜29を形成し、基板1の裏面にソース裏面電極SEを形成する(図12参照)。
上記実施の形態においては、すべてのフィールドプレート部FPの下部にプラグP1FPを設けた。即ち、フィールドプレート部FPとプラグP1FPとを1:1の割合で形成したが、他の割合でプラグP1FPを配置してもよい。
図23は、本実施の形態の半導体装置の他の構成を示す要部平面図である。図23に示すように、Y方向に並ぶ複数のフィールドプレート部FPについて、1つ置きにプラグP1FPが配置されている。言い換えれば、フィールドプレート部FPとプラグP1FPとを2:1の割合で配置している。
このように、フィールドプレート部FPの下部に必ずプラグP1FPを配置する必要はなく、プラグP1FPの配置割合を調整することで、ゲート電極とドレイン領域との容量(Cgd)およびゲート電極とソース領域との容量(Cgs)のバランス調整を容易に図ることができる。
図24は、本実施の形態の半導体装置の他の構成を示す要部断面図である。また、図24に示すように、プラグP1FPの深さ、即ち、上記第1ホールC1FPの深さを図18の場合より、浅くすることで、ゲート電極とドレイン領域との容量(Cgd)およびゲート電極とソース領域との容量(Cgs)のバランス調整を図ってもよい。この場合、プラグP1FPの底部(第1ホールC1FPの底部)には、酸化シリコン膜21が位置する。
(実施の形態3)
本実施の形態においては、フィールドプレート部FPの下部のプラグP1FPおよびドレインプラグP1Dのレイアウトについて説明する。
本実施の形態においては、フィールドプレート部FPの下部のプラグP1FPおよびドレインプラグP1Dのレイアウトについて説明する。
図25〜図27は、本実施の形態の半導体装置の第1の構成を示す要部平面図または要部断面図である。図28〜図30は、本実施の形態の半導体装置の第2の構成を示す要部平面図または要部断面図である。
<第1の構成>
[構造説明]
図25に示すように、本実施の形態の第1の構成においては、フィールドプレート部FPの下部にプラグP1FPが配置されている。図25に示す形態においては、プラグP1FPとドレインプラグP1Dとが対向するように配置されている(対向配置)。言い換えれば、プラグP1FPとドレインプラグP1DとのY方向の位置が同じであり、これらがX方向に並んで配置されている。ドレインプラグP1Dのレイアウト以外の構成は実施の形態2と同様であるためその詳細な説明を省略する。例えば、図25のB−B断面は、図26に示すとおりであり、実施の形態2の図21と同様である。また、図25のA−A断面は、図27に示すとおりである。
[構造説明]
図25に示すように、本実施の形態の第1の構成においては、フィールドプレート部FPの下部にプラグP1FPが配置されている。図25に示す形態においては、プラグP1FPとドレインプラグP1Dとが対向するように配置されている(対向配置)。言い換えれば、プラグP1FPとドレインプラグP1DとのY方向の位置が同じであり、これらがX方向に並んで配置されている。ドレインプラグP1Dのレイアウト以外の構成は実施の形態2と同様であるためその詳細な説明を省略する。例えば、図25のB−B断面は、図26に示すとおりであり、実施の形態2の図21と同様である。また、図25のA−A断面は、図27に示すとおりである。
[製法説明]
また、本実施の形態の第1の構成においては、ドレインプラグP1Dのレイアウト以外の構成は実施の形態2と同様であるため、本実施の形態の第1の構成の半導体装置は、実施の形態2で説明した製造工程と同様の工程で形成することができる。
また、本実施の形態の第1の構成においては、ドレインプラグP1Dのレイアウト以外の構成は実施の形態2と同様であるため、本実施の形態の第1の構成の半導体装置は、実施の形態2で説明した製造工程と同様の工程で形成することができる。
<第2の構成>
[構造説明]
図28に示すように、本実施の形態の第2の構成においては、フィールドプレート部FPの下部にプラグP1FPが配置されている。図28に示す形態においては、プラグP1FPとドレインプラグP1DとのY方向の位置が重ならないようにずれて配置されている。具体的には、ここでは、4つのプラグP1FPを頂角として規定される略四角形の対角線の交点にドレインプラグP1Dが配置されている(図28の矢印部参照、対角配置)。ドレインプラグP1Dのレイアウト以外の構成は実施の形態2と同様であるためその詳細な説明を省略する。例えば、図28のB−B断面は、図29に示すとおりであり、図28のA−A断面は、図30に示すとおりである。
[構造説明]
図28に示すように、本実施の形態の第2の構成においては、フィールドプレート部FPの下部にプラグP1FPが配置されている。図28に示す形態においては、プラグP1FPとドレインプラグP1DとのY方向の位置が重ならないようにずれて配置されている。具体的には、ここでは、4つのプラグP1FPを頂角として規定される略四角形の対角線の交点にドレインプラグP1Dが配置されている(図28の矢印部参照、対角配置)。ドレインプラグP1Dのレイアウト以外の構成は実施の形態2と同様であるためその詳細な説明を省略する。例えば、図28のB−B断面は、図29に示すとおりであり、図28のA−A断面は、図30に示すとおりである。
[製法説明]
また、本実施の形態の第2の構成においては、ドレインプラグP1Dのレイアウト以外の構成は実施の形態2と同様であるため、本実施の形態の第2の構成の半導体装置は、実施の形態2で説明した製造工程と同様の工程で形成することができる。
また、本実施の形態の第2の構成においては、ドレインプラグP1Dのレイアウト以外の構成は実施の形態2と同様であるため、本実施の形態の第2の構成の半導体装置は、実施の形態2で説明した製造工程と同様の工程で形成することができる。
このように、本実施の形態においては、プラグP1FPとドレインプラグP1Dとの間の容量(プラグ間容量)を調整することができる。即ち、図25等に示す第1の構成においては、プラグP1FPとドレインプラグP1Dとが対向するように配置されているため、これらの間の容量を最大とすることができる。また、図28等に示す第2の構成においては、プラグP1FPとドレインプラグP1Dとがずれて配置されているため、これらの間の容量を最小とすることができる。
このように、プラグP1FPとドレインプラグP1Dのレイアウトを調整することにより、プラグP1FPとドレインプラグP1Dとの間の容量(プラグ間容量)を調整することができる。これにより、ゲート電極とドレイン領域との容量(Cgd)およびゲート電極とソース領域との容量(Cgs)のバランスのさらなる調整を図ることができる。
(実施の形態4)
実施の形態1においては、エピタキシャル層2および基板1中にp型多結晶シリコン膜からなるp型埋め込み層(シンカー(Sinker)、p型半導体層)3を形成したが、さらに寄生抵抗の小さい埋め込み層TSVを形成してもよい。
実施の形態1においては、エピタキシャル層2および基板1中にp型多結晶シリコン膜からなるp型埋め込み層(シンカー(Sinker)、p型半導体層)3を形成したが、さらに寄生抵抗の小さい埋め込み層TSVを形成してもよい。
図31〜図33は、本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
[構造説明]
本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す図のうちの最終工程を示す図である図33に示すように、本実施の形態においては、エピタキシャル層2および基板1中に金属膜よりなる埋め込み層TSV(貫通電極、TSV:Through-Silicon Via)を有する。
本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す図のうちの最終工程を示す図である図33に示すように、本実施の形態においては、エピタキシャル層2および基板1中に金属膜よりなる埋め込み層TSV(貫通電極、TSV:Through-Silicon Via)を有する。
この埋め込み層TSVは、ゲート電極Gの一方の側に位置する領域(図33のゲート電極Gの例えば左側)に形成され、その上部にはソースプラグP1Sが配置される。このソースプラグP1Sは、実施の形態1と同様に、例えば、四角柱状であり、X方向およびY方向に所定の間隔を置いてアレイ状に配置されている(図2参照)。
なお、本実施の形態の半導体装置の構成において、埋め込み層(半導体基板中に埋め込まれた金属膜)TSV以外の構成は、実施の形態1と同様であるためその詳細な説明を省略する。
[製法説明]
次いで、図31〜図33を参照しながら、本実施の形態の半導体装置の製造方法を説明するとともに、当該半導体装置の構成をより明確にする。
次いで、図31〜図33を参照しながら、本実施の形態の半導体装置の製造方法を説明するとともに、当該半導体装置の構成をより明確にする。
まず、実施の形態1と同様に、基板1上にエピタキシャル層(半導体層)2を形成した後、埋め込み層TSVを形成する。
例えば、図31に示すように、フォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術を用いてエピタキシャル層2の一部をエッチングして、基板1に達する溝を形成する。次いで、この溝の内部を含むエピタキシャル層2上にバリアメタル膜(図示せず)として、例えば、タンタル(Ta)膜とその上部の窒化タンタル(TaN)膜との積層膜をスパッタリング法などで堆積する。次いで、バリアメタル膜上にシード膜(図示せず)として薄い銅膜をスパッタリング法などで堆積し、電解メッキ法によりシード膜上に銅膜を堆積する。次いで、エピタキシャル層2上の不要なバリア膜、シード膜および銅膜をCMP法などにより除去する。なお、埋め込み層TSV上に、銅の拡散防止用のバリア膜(図示せず)として、例えば、窒化シリコン膜を形成してもよい。
次いで、実施の形態1と同様に素子分離領域およびLDMOSを形成する。その後、窒化シリコン膜20と酸化シリコン膜21の積層膜、プラグ(P1S、P1D、P1G)および配線(第1層配線)M1を形成する(図32)。そして、さらに、実施の形態1と同様に、絶縁膜24、ドレインプラグP2Dおよびドレイン配線M2Dを形成する。さらに、絶縁膜27、ドレインプラグP3Dおよびドレイン配線M3Dを形成する。次いで、ドレイン配線M3D上に保護膜29を形成する(図12参照)。なお、図33においては、配線(第1層配線)M1上の層として絶縁膜ILを表示し、他の層(プラグや配線)の表示を省略してある。
この後、図33に示すように、基板1の裏面側を埋め込み層TSVが露出するまでCMP法などにより研磨し、基板1を薄膜化する。なお、この後、基板1の裏面側にソース裏面電極(SE)を形成してもよい。
このように、本実施の形態においては、多結晶シリコン膜からなるp型埋め込み層3に代えて、金属膜よりなる埋め込み層TSVを形成したので、埋め込み層の抵抗を小さくすることができる。よって、基板1の裏面電位(GND)をソースプラグP1Sに効果的に伝えることができ、ソースプラグP1Sやソース配線M1S(フィールドプレート部FP)を安定的に接地電位(GND)に固定することができる。
なお、上記形態においては、埋め込み層TSVを形成した後、LDMOSを形成したが、LDMOSを形成した後、埋め込み層TSVを形成してもよい。図34は、本実施の形態の半導体装置の他の構成を示す要部断面図である。図34においては、窒化シリコン膜20と酸化シリコン膜21との積層膜、エピタキシャル層(半導体層)2および基板1を貫通する埋め込み層TSVが形成されている。
例えば、実施の形態1の図5に示すLDMOS上に、実施の形態1と同様に、金属シリサイド層17を形成した後、基板1上に窒化シリコン膜20とその上の酸化シリコン膜21の積層膜などからなる絶縁膜(層間絶縁膜)を形成し、必要に応じてその表面をCMP法などを用いて平坦化する。
次いで、ソース領域において、窒化シリコン膜20と酸化シリコン膜21との積層膜、およびエピタキシャル層(半導体層)2を貫通し、基板1に達する溝を形成する。次いで、この溝の内部を含む酸化シリコン膜21上にバリアメタル膜(図示せず)として、例えば、タンタル(Ta)膜とその上部の窒化タンタル(TaN)膜との積層膜をスパッタリング法などで堆積する。次いで、バリアメタル膜上にシード膜(図示せず)として薄い銅膜をスパッタリング法などで堆積し、電解メッキ法によりシード膜上に銅膜を堆積する。次いで、酸化シリコン膜21上の不要なバリア膜、シード膜および銅膜をCMP法などにより除去する。このようにして、埋め込み層TSVを形成してもよい。
この後、実施の形態1と同様に、所定の形状のフォトレジスト膜(図示せず)をエッチングマスクとして用いて、絶縁膜(20、21)にコンタクトホール(貫通孔)を形成する。次いで、このコンタクトホールの内部にタングステン(W)膜を主体とする導電性膜を埋め込むことにより、プラグ(P1D、P1G)を形成する。そして、さらに、実施の形態1と同様に、配線(第1層配線)M1、絶縁膜24、ドレインプラグP2Dおよびドレイン配線M2Dを形成する。さらに、絶縁膜27、ドレインプラグP3Dおよびドレイン配線M3Dを形成する。次いで、ドレイン配線M3D上に保護膜29を形成する(図12参照)。なお、図34においては、配線(第1層配線)M1上の層として絶縁膜ILを表示し、他の層(プラグや配線)の表示を省略してある。
この後、基板1の裏面側を埋め込み層TSVが露出するまでCMP法などにより研磨し、基板1を薄膜化する(図34)。なお、この後、基板1の裏面側にソース裏面電極(SE)を形成してもよい。
図34に示す構成においても、埋め込み層TSVにより、基板1の裏面電位(GND)をソース配線M1Sに効果的に伝えることができ、ソース配線M1S(フィールドプレート部FP)を安定的に接地電位(GND)に固定することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
例えば、実施の形態4の埋め込み層TSVを有する構成と実施の形態2のフィールドプレート部FPの下部にプラグP1FPを有する構成とを組み合わせてもよい。また、実施の形態1の構成に、実施の形態3のドレインプラグP1Dのレイアウトを適用してもよい。また、上記実施の形態においては、平面図において、フィールドプレート部FPやプラグを略四角形状で示したが、実デバイスにおいては、その角部がラウンド化することがある。
1 半導体基板(基板)
2 エピタキシャル層
3 p型埋め込み層
7 p型ウエル
8 ゲート絶縁膜
10 n−型ドレイン領域
11 n−型ソース領域
12 p型ハロー領域
13 n−型ドレイン領域
14 n+型ドレイン領域
15 n+型ソース領域
16 p+型半導体領域
17 金属シリサイド層
20 窒化シリコン膜
21 酸化シリコン膜
24 絶縁膜
27 絶縁膜
29 保護膜
C1 コンタクトホール
C1FP 第1ホール
FP フィールドプレート部
G ゲート電極
IL 絶縁膜
M1 配線
M1D ドレイン配線
M1G ゲート配線
M1S ソース配線
M2D ドレイン配線
M3D ドレイン配線
N 切り欠き部
P1D ドレインプラグ
P1FP プラグ
P1G ゲートプラグ
P1S ソースプラグ
P2D ドレインプラグ
P3D ドレインプラグ
R1 フォトレジスト膜
R2 フォトレジスト膜
SE ソース裏面電極
SW1 サイドウォールスペーサ
SW2 サイドウォールスペーサ
TSV 埋め込み層
UC 領域
2 エピタキシャル層
3 p型埋め込み層
7 p型ウエル
8 ゲート絶縁膜
10 n−型ドレイン領域
11 n−型ソース領域
12 p型ハロー領域
13 n−型ドレイン領域
14 n+型ドレイン領域
15 n+型ソース領域
16 p+型半導体領域
17 金属シリサイド層
20 窒化シリコン膜
21 酸化シリコン膜
24 絶縁膜
27 絶縁膜
29 保護膜
C1 コンタクトホール
C1FP 第1ホール
FP フィールドプレート部
G ゲート電極
IL 絶縁膜
M1 配線
M1D ドレイン配線
M1G ゲート配線
M1S ソース配線
M2D ドレイン配線
M3D ドレイン配線
N 切り欠き部
P1D ドレインプラグ
P1FP プラグ
P1G ゲートプラグ
P1S ソースプラグ
P2D ドレインプラグ
P3D ドレインプラグ
R1 フォトレジスト膜
R2 フォトレジスト膜
SE ソース裏面電極
SW1 サイドウォールスペーサ
SW2 サイドウォールスペーサ
TSV 埋め込み層
UC 領域
Claims (17)
- (a)横方向拡散MISFETであって、
(a1)半導体基板の第1面上にゲート絶縁膜を介して配置され、第1方向に延在するゲート電極と、
(a2)前記ゲート電極の一方の側の前記半導体基板中に配置されたソース領域、および前記ゲート電極の他方の側の前記半導体基板中に配置されたドレイン領域と、
を有する横方向拡散MISFETと、
(b)前記半導体基板の上方に第1絶縁膜を介して配置され、前記ソース領域と電気的に接続される第1電極部と、を有し、
前記第1電極部は、
(b1)前記第1方向と交差する第2方向において、前記ゲート電極の上方を超えて前記ドレイン領域側の上方まで延在し、
(b2)前記第1方向において非連続に形成されている半導体装置。 - 前記第1電極部の下部において、前記第1絶縁膜中に、前記第1電極部と電気的に接続される第1コンタクト部を有する請求項1記載の半導体装置。
- 前記第1コンタクト部は、前記ゲート電極の他方の側に配置されたサイドウォール上に配置されている請求項2記載の半導体装置。
- 前記第1絶縁膜は、第2絶縁膜と、前記第2絶縁膜上の第3絶縁膜とを有し、
前記第1コンタクト部の下部には、前記第2絶縁膜が配置されている請求項2記載の半導体装置。 - (c)前記半導体基板上の前記ゲート電極の一方の側に位置する第1領域に配置され、前記ソース領域と電気的に接続されるソースコンタクト部と、
(d)前記ソースコンタクト部上に配置されるソース配線と、
を有し、
前記第1電極部は、前記ソース配線の一部である請求項1記載の半導体装置。 - (e)前記半導体基板中の導電性部と、
(f)前記半導体基板の前記第1面と逆側の第2面上に配置されたソース電極とを有し、
前記ソース領域は、前記半導体基板中の前記導電性部を介して、前記ソース電極と電気的に接続されている請求項2記載の半導体装置。 - 前記導電性部は、前記半導体基板中に埋め込まれたシリコン膜よりなる請求項6記載の半導体装置。
- 前記導電性部は、前記半導体基板中に埋め込まれた金属膜よりなる請求項6記載の半導体装置。
- 前記第1電極部の下部において、前記第1絶縁膜中に、前記第1電極部と電気的に接続される第1コンタクト部と、
(c)前記半導体基板上の前記ゲート電極の一方の側に位置する第1領域に配置され、前記ソース領域と電気的に接続されるソースコンタクト部と、
を有し、
前記第1コンタクト部が配置される第1コンタクトホールと、前記ソースコンタクト部が配置される第2コンタクトホールとは、異なる工程で形成される請求項1記載の半導体装置。 - (a)横方向拡散MISFETであって、
(a1)半導体基板の第1面上にゲート絶縁膜を介して配置され、第1方向に延在するゲート電極と、
(a2)前記ゲート電極の一方の側の前記半導体基板中に配置されたソース領域、および前記ゲート電極の他方の側の前記半導体基板中に配置されたドレイン領域と、
を有する横方向拡散MISFETと、
(b)前記半導体基板上の前記ゲート電極の一方の側に位置する第1領域に配置され、前記ソース領域と電気的に接続されるソースコンタクト部と、
(c)前記ソースコンタクト部上に配置されるソース配線と、
を有し、
前記ソース配線は、
(c1)前記ゲート電極の側の端部において、前記ゲート電極の上方を超えて前記ドレイン領域側の上方まで延在する突出部と、
(c2)切り欠き部と、を有する半導体装置。 - 前記突出部および前記切り欠き部を複数有し、
複数の前記突出部のうち、第1突出部と第2突出部との間に、第1切り欠き部が配置される請求項10記載の半導体装置。 - 前記第1突出部および前記第2突出部の下部において、それぞれ第1絶縁膜中に、前記ソース配線と電気的に接続される第1コンタクト部および第2コンタクト部を有する請求項11記載の半導体装置。
- (d)前記半導体基板上の前記ゲート電極の他方の側に位置する第2領域に配置され、前記ドレイン領域と電気的に接続されるドレインコンタクト部を有する請求項12記載の半導体装置。
- 前記ドレインコンタクト部および前記第1コンタクト部は、前記第1方向と交差する第2方向に並んで配置されている請求項13記載の半導体装置。
- 前記ドレインコンタクト部は、前記第1方向において、前記第1コンタクト部および前記第2コンタクト部の間に配置されている請求項13記載の半導体装置。
- 前記第1突出部の下部において、第1絶縁膜中に、前記ソース配線と電気的に接続される第1コンタクト部を有するが、
前記第2突出部の下部においては、前記第1絶縁膜中に、前記ソース配線と電気的に接続される第2コンタクト部を有していない請求項11記載の半導体装置。 - 前記突出部および前記切り欠き部を複数有し、
複数の前記突出部において、その下部の第1絶縁膜中に、前記ソース配線と電気的に接続されるコンタクト部を1つ置きに配置した請求項10記載の半導体装置。
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-
2012
- 2012-06-14 JP JP2012134377A patent/JP2013258344A/ja active Pending
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