JP2018182318A - 半導体装置 - Google Patents

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Seung Uk Han
昇 ウク 韓
澤 龍 金
Taek Yong Kim
澤 龍 金
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Satoru Yamada
悟 山田
濬 熙 林
Jun Hee Lim
濬 熙 林
基 宰 許
Kisai Kyo
基 宰 許
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Abstract

【課題】動作特性が向上した半導体装置を提供する。【解決手段】各々、基板上に第1方向に延長し、第1方向と交差する第2方向に互いに離隔して配置され、第1方向の両端が第2方向に互いに完全に一致する位置関係に配列された第1及び第2アクティブ領域と、基板上に第1方向に延長し、第1アクティブ領域に対し第2アクティブ領域とは反対の第2方向に離隔して配置され、第1アクティブ領域とは、第1方向の両端が第1及び第2アクティブ領域とは、ずれてオフセットする位置関係に配列された第3アクティブ領域と、第1〜第3アクティブ領域を定義し、第1及び第2アクティブ領域間に位置する第1素子分離膜と、第2及び第3アクティブ領域間に位置する第2素子分離膜を含み、第1素子分離膜の第2方向の幅は第2素子分離膜の第2方向の幅より小さい素子分離膜と、第1〜第3アクティブ領域上に形成され、第2方向に延長されるゲート構造体とを有する。【選択図】 図4

Description

本発明は半導体装置に関し、特に、動作特性を向上させた半導体装置に関するものである。
半導体素子の集積度の向上に伴い、PMOSトランジスターのHEIP(hot electron induced punchthrough)現象が増加している。
PMOSトランジスターは正孔(holes)をそのキャリア(carrier)として利用するが、正孔によって電子(hot electrons)が付随的に生成する。
ところが、このような電子は、チャネルと隣接したゲート絶縁膜の内部に流入して、PMOSトランジスターのチャネルをインバージョン(inversion)させてチャネルの長さを減少させ得る。
これによって、有効チャネルの長さが減少し、所望しないチャネルインバージョン現象は、ターン−オフ(turn−off)時の漏洩電流を増加させて電力消費を増加させ、動作速度を低下させるだけでなく、降伏電圧を減少させるなどの問題を発生させる。
いわゆるHEIP(hot electron induced punchthrough)現象が発生するという問題がある。
HEIP現象を抑制するために、半導体素子のレイアウトの変更などの多様な接近が試みられている。
本発明は上記従来の半導体装置における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、動作特性が向上した半導体装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、動作特性が向上した半導体装置の製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するためになされた本発明による半導体装置は、各々、基板上に第1方向に延長し、前記第1方向と交差する第2方向に互いに離隔して配置され、前記第1方向の両端が前記第2方向に互いに完全に一致する位置関係に配列された第1及び第2アクティブ領域と、前記基板上に前記第1方向に延長し、前記第1アクティブ領域に対し前記第2アクティブ領域とは反対の第2方向に離隔して配置され、前記第1アクティブ領域とは、前記第1方向の両端が前記第1及び第2アクティブ領域とは、ずれてオフセットする位置関係に配列された第3アクティブ領域と、前記第1〜第3アクティブ領域を定義し、第1及び第2アクティブ領域間に位置する第1素子分離膜と、前記第2及び第3アクティブ領域間に位置する第2素子分離膜を含み、前記第1素子分離膜の前記第2方向の幅は前記第2素子分離膜の前記第2方向の幅より小さい素子分離膜と、前記第1〜第3アクティブ領域上に形成され、前記第2方向に延長されるゲート構造体と、を有することを特徴とする。
前記第1アクティブ領域内に形成される第1ソース領域及び第1ドレイン領域と、前記第3アクティブ領域内に形成される第2ソース領域及び第2ドレイン領域をさらに有し、前記第1方向上の前記第1ソース領域及び前記第1ドレイン領域の配置順序は、前記第1方向上の前記第2ソース領域及び前記第2ドレイン領域の配置順序と互いに反対であることが好ましい。
前記第1ソース領域と前記第1ドレイン領域との間の前記第1アクティブ領域は、前記第2方向に平行移動させたと仮定する時、前記第2ソース領域と前記第2ドレイン領域との間の前記第2アクティブ領域とは一部分のみがオーバーラップし得る位置関係にあることが好ましい。
前記第2アクティブ領域内に形成される第3ソース領域及び第3ドレイン領域をさらに含み、前記第1方向上の前記第1ソース領域及び前記第1ドレイン領域の配置順序は、前記第1方向上の前記第3ソース領域及び前記第3ドレイン領域の配置順序と互いに同じであることが好ましい。
前記ゲート構造体は、前記第1及び第2アクティブ領域上に前記第2方向に延長する第1部分と、前記第3アクティブ領域上に前記第2方向に延長する第2部分と、前記第1及び第2部分を連結し、前記第1及び第3アクティブ領域上に形成される第3部分を含み、前記第3部分の前記第1方向の幅は、前記第1及び第2部分の前記第1方向の幅より大きいことが好ましい。
前記第1アクティブ領域内に形成される第1ソース領域及び第1ドレイン領域と、前記第3アクティブ領域内に形成される第2ソース領域及び第2ドレイン領域をさらに有し、前記第1部分は前記第1ソース領域と前記第1ドレイン領域との間で前記第2方向に延長し、前記第2部分は前記第2ソース領域と前記第2ドレイン領域との間で前記第2方向に延長することが好ましい。
前記基板上に前記第1方向に延長し、前記第3アクティブ領域に対し前記第1アクティブ領域とは反対の第2方向に離隔して配置され、前記第3アクティブ領域と形状及び第1方向の両端が前記第2方向に互いに完全に一致する位置関係に配列された第4アクティブ領域をさらに有し、前記素子分離膜は、前記第3及び第4アクティブ領域の間に位置する第3素子分離膜をさらに含み、前記第3素子分離膜の前記第2方向の幅は前記第2素子分離膜の前記第2方向の幅より小さいことが好ましい。
また、上記目的を達成するためになされた本発明による半導体装置は、基板上に第1方向に延長し、前記第1方向と交差する第2方向に互いに離隔して配置され、各々の形状と前記第1方向の両端が前記第2方向に互いに完全に一致する位置関係に配列された第1及び第2アクティブ領域と、前記基板上に前記第1方向に延長し、前記第1アクティブ領域に対し前記第2アクティブ領域とは反対の第2方向に離隔して配置され、前記第1アクティブ領域とは形状が一致するが、前記第1方向の両端が前記第1及び第2アクティブ領域とずれてオフセットする位置関係に配列された第3アクティブ領域と、前記第1〜第3アクティブ領域を定義し、前記第1及び第2アクティブ領域間に位置する第1素子分離膜と、前記第2及び第3アクティブ領域間に位置する第2素子分離膜と、を含む素子分離膜と、前記第1素子分離膜は、第1ライナーと、前記第1ライナー上に形成される第1絶縁膜を含み、前記第2素子分離膜は、第2ライナーと、前記第2ライナー上に形成される第3ライナーと、前記第3ライナー上に形成される第2絶縁膜と、を含むことを特徴とする。
前記第1絶縁膜と前記第2ライナーは、互いに同じ物質を含むことが好ましい。
前記素子分離膜は前記基板に形成される素子分離トレンチ内に形成され、前記第1及び第2ライナーは、それぞれ前記第1〜第3アクティブ領域の外周に沿って形成され、前記第3ライナーは、前記第2ライナーの上面に沿って形成され、前記第1及び第2絶縁膜は、前記素子分離トレンチを完全に埋め込むことが好ましい。
本発明に係る半導体装置によれば、並列する2つのアクティブ領域と、それらとは、ずれて配置される並列する2つのアクティブ領域の配置と、並列する2つのアクティブ領域のそれぞれのソース/ドレインコンタクトは一致して配置され、ずれて配置される2つのアクティブ領域のそれぞれのソース/ドレインコンタクトが反対に配置されることによって、ドレインコンタクト間の方向の間隔が縮小するため、上位配線との接続が非常に容易となり得るという効果がある。
本発明の実施形態に係る半導体装置のレイアウトを説明するためのブロック図である。 本発明の実施形態に係る半導体装置の信号を説明するためのブロック図である。 本発明の実施形態に係る半導体装置のサブワードライン駆動器を説明するための等価回路図である。 本発明の実施形態に係る半導体装置のサブワードライン駆動器を説明するためのレイアウト図である。 図4のアクティブ領域の配置を説明するためのレイアウト図である。 図4のゲート構造体を説明するためのレイアウト図である。 図4のA−A’線に沿った断面図である。 図4のB−B’線、C−C’線、及びD−D’線に沿った断面図である。 本発明の実施形態に係る半導体装置のサブワードライン駆動器を説明するために第1及び第2ライナーを表示したレイアウト図である。 本発明の実施形態に係る半導体装置のゲート構造体を説明するためのレイアウト図である。 本発明の他の実施形態に係る半導体装置のゲート構造体を説明するためのレイアウト図である。 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための中間段階の断面図である。 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための中間段階の断面図である。 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための中間段階の断面図である。 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための中間段階の断面図である。 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための中間段階の断面図である。 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための中間段階の断面図である。
次に、本発明に係る半導体装置を実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る半導体装置のレイアウトを説明するためのブロック図であり、図2は、本発明の実施形態に係る半導体装置の信号を説明するためのブロック図であり、図3は、本発明の実施形態に係る半導体装置のサブワードライン駆動器を説明するための等価回路図である。
図1を参照すると、本発明の実施形態に係る半導体装置は、行と列のマトリックス形態で配列された複数個のサブアレイ(sub arrays)10を含む。
サブアレイ10のそれぞれは、複数個のワードライン(word lines:W/L)、複数個のビットライン(bit lines:B/L)、そしてワードライン(W/L)とビットライン(B/L)の交差領域に配列された複数個のメモリセル(memory cells:MCs)を含む。
ビットライン(B/L)の方向に配列されたサブアレイの間には感知増幅領域20が配置される。
各感知増幅領域20には複数個の感知増幅器(S/A)が提供され、各感知増幅器(S/A)は隣接したサブアレイのそれぞれの、同じ列に沿って配列された、ビットライン(B/L)に接続される。
各感知増幅領域20内の感知増幅器(S/A)は隣接したサブアレイによって共有される。
各サブアレイ10の両側には、ワードライン(W/L)方向にサブワードライン駆動領域30が配置される。
各サブワードライン駆動領域30には複数個のサブワードライン駆動器(sub−word line drivers:SWD)が提供される。
各サブアレイ10のワードライン(W/L)の一部は、一側(例えば、アレイの上側)に配置されたサブワードライン駆動器(SWD)によって選択/駆動され、残りのワードライン(W/L)は他側(例えば、アレイの下側)に配置されたサブワードライン駆動器(SWD)によって選択/駆動される。
各サブワードライン駆動器(SWD)は、メインワードデコーダ(main word decoder)50に接続されたメインワードライン(WLE)及びPXI発生器(図示しない)からのPXI信号に応答して対応するサブワードラインを選択する。
ビットライン(B/L)の方向に隣接したサブワードライン駆動領域30の間にはコンジャンクション領域40が配置される。
図1及び図2を参照すると、PXI信号に基づいてコンジャンクション領域40から第1サブワードライン制御信号(PXID)及び第2サブワードライン制御信号(PXIB)が発生する。
サブワードライン駆動器(SWD)のサブワードライン駆動回路は、メインワードデコーダ50から発生したメインワードライン駆動信号(NEWI)、第1サブワードライン制御信号(PXID)、第2サブワードライン制御信号(PXIB)に基づいてワードライン駆動信号(WLI)を発生させる。
サブアレイ10は、ワードライン駆動信号(PXI)に応答して動作する。
図3を参照すると、サブワードライン駆動回路は、PMOSトランジスター(MP)、第1NMOSトランジスター(MN1)及び第2NMOSトランジスター(MN2)を含む。
PMOSトランジスター(MP)は、メインワードライン駆動信号(NWEI)が印加されるゲート、第1サブワードライン制御信号(PXID)が印加されるソース、及びノード(ND)に接続されたドレインを有する。
第1NMOSトランジスター(MN1)は、メインワードライン駆動信号(NWEI)が印加されるゲート、ノード(ND)に接続されたドレイン、及び接地(VSS)に接続されたソースを有する。
第2NMOSトランジスター(MN2)は、第2サブワードライン制御信号(PXIB)が印加されるゲート、ノード(ND)に接続されたドレイン、及び接地(VSS)に接続されたソースを有する。
ノード(ND)は、ワードライン(WLI)に電気的に接続される。
以下では、半導体装置をDRAM(Dynamic Random Access Memory)素子のサブワードライン駆動器として例示的に説明する。
しかし、本発明において半導体装置は、DRAMのサブワードライン駆動器に限定されない。
図4は、本発明の実施形態に係る半導体装置のサブワードライン駆動器を説明するためのレイアウト図である。
本発明の実施形態に係る半導体装置のサブワードライン駆動器SWDは、第1〜第4アクティブ領域(101、103、105、107)と、素子分離膜300、ゲート構造体200を含む。
第1〜第4アクティブ領域(101、103、105、107)は、図7及び図8の基板100の一部であり得る。
第1〜第4アクティブ領域(101、103、105、107)は、後述する素子分離膜300によって定義される。
すなわち、素子分離膜300によって第1〜第4アクティブ領域(101、103、105、107)は、互いに離隔する。
つまり、図4に示すように、平面方向から見ると第1〜第4アクティブ領域(101、103、105、107)とこれをそれぞれ分離させる素子分離膜300によって、全体の領域が区分される。
第1〜第4アクティブ領域(101、103、105、107)は、第1方向X1にそれぞれ延長される。
この時、「第1方向X1に延長される」とは、第1方向に延長する長辺を有しているという意味である。
これは、第1方向X1の辺の長さが第1方向X1と交差する第2方向Y1の辺の長さよりも長いという意味である。
すなわち、第1〜第4アクティブ領域(101、103、105、107)は、第1方向X1に延長する長辺を有し、第2方向Y1に延長する短辺を有する。
第1〜第4アクティブ領域(101、103、105、107)は、互いに第2方向Y1に離隔している。
この時、第2方向Y1は第1方向X1と交差する方向である。
すなわち、第2方向Y1は、第1方向X1と平行でない方向であり、具体的には、第2方向Y1は第1方向X1と互いに直交する方向であり得るが、これに制限されるものではない。
第1アクティブ領域101は、第2方向Y1で第2アクティブ領域103と第3アクティブ領域105との間に位置する。
第3アクティブ領域105は、第2方向Y1で第1アクティブ領域101と第4アクティブ領域107との間に位置する。
したがって、第2方向Y1を基準とする時、第2アクティブ領域103、第1アクティブ領域101、第3アクティブ領域105、及び第4アクティブ領域107の順序で配置される。
この時、第1アクティブ領域101と第2アクティブ領域103とは、第1間隔(W1)だけ互いに離隔する。
第1アクティブ領域101と第3アクティブ領域105とは、第2間隔(W2)だけ互いに離隔する。
第3アクティブ領域105と第4アクティブ領域107とは、第3間隔(W3)だけ互いに離隔する。
この時、第1間隔(W1)は第2間隔(W2)より狭くてもよく、第3間隔(W3)も第2間隔(W2)より狭くてもよい。
第1アクティブ領域101と第2アクティブ領域103は、第2方向Y1で互いに完全にオーバーラップし得る位置関係にあると言える。
(ここで言う「オーバーラップし得る位置関係」とは、一方/他方を他方/一方に平行移動(例えば第2方向)させたと仮定した時、重なり合う位置関係のことを言う。以下、同様。)
すなわち、図に示した通り、第1アクティブ領域101の第1方向X1の下端部と第2アクティブ領域103の第1方向X1の下端部とが、互いに同じレベル(水平位置)に配置される。
図に示してはいないが、第1アクティブ領域101及び第2アクティブ領域103の第1方向X1の上端部も互いに同じレベルに配置される。
同様に、第3アクティブ領域105と第4アクティブ領域107は、第2方向Y1で互いに完全にオーバーラップし得る位置関係にあると言える。
すなわち、図に示した通り、第3アクティブ領域105の第1方向X1の下端部と第4アクティブ領域107の第1方向X1の上端部とが互いに同じレベルに配置される。
図に示してはいないが、第3アクティブ領域105及び第4アクティブ領域107の第1方向X1の上端部も互いに同じレベルに配置される。
これとは異なり、第1アクティブ領域101と第3アクティブ領域105は、第2方向Y1で一部のみがオーバーラップし得る位置関係にあると言える。
(ここで言う「一部のみがオーバーラップし得る位置関係」とは、一方/他方を他方/一方に平行移動(例えば第2方向)させたと仮定した時、一部のみが重なり合う位置関係のことを言う。以下、同様。)
すなわち、第1方向X1で第1アクティブ領域101の下端部が第3アクティブ領域105の下端部より高く配置され、第1アクティブ領域101の上端部が第3アクティブ領域105の上端部より高く配置される。
すなわち、第1アクティブ領域101及び第3アクティブ領域105は、第1方向X1にオフセット(offset)するようにずれて配置される。
もちろん、その反対に、第1アクティブ領域101が第1方向X1を基準としてさらに下へずれて配置することも可能である。
図5は、図4のアクティブ領域の配置を説明するためのレイアウト図である。
図5を参照すると、便宜上、図4でゲート構造体200を除去し、図4で説明していない他のアクティブ領域を追加して、第1〜第4アクティブ領域(101、103、105、107)の配置を詳しく説明する。
第1〜第4アクティブ領域(101、103、105、107)はそれぞれ、第1〜第4ソースコンタクト(111、113、125、127)及び第1〜第4ドレインコンタクト(121、123、115、117)を内部に含む。
具体的には、第1アクティブ領域101には第1ソースコンタクト111と第1ドレインコンタクト121が形成され、第2アクティブ領域103には第2ソースコンタクト113と第2ドレインコンタクト123が形成され、第3アクティブ領域105には第3ソースコンタクト125と第3ドレインコンタクト115が形成され、第4アクティブ領域107には第4ソースコンタクト127と第4ドレインコンタクト117が形成される。
第1アクティブ領域101では、第1方向X1で第1ソースコンタクト111と第1ドレインコンタクト121が図面において上から下の方向に形成され、第2アクティブ領域103では、第1方向X1で第2ソースコンタクト113と第2ドレインコンタクト123が図面において上から下の方向に形成される。
すなわち、第1アクティブ領域101と第2アクティブ領域103は、第1ソースコンタクト111と第1ドレインコンタクト121と、第2ソースコンタクト113と第2ドレインコンタクト123の配置方向が互いに同じである。
第3アクティブ領域105では、第1方向X1で第3ソースコンタクト125と第3ドレインコンタクト115が図面において下から上の方向に形成され、第4アクティブ領域107では、第1方向X1で第4ソースコンタクト127と第4ドレインコンタクト117が図面において下から上の方向に形成される。
すなわち、第3アクティブ領域105と第4アクティブ領域107は、第3ソースコンタクト125と第3ドレインコンタクト115と、第4ソースコンタクト127と第4ドレインコンタクト117の配置方向が互いに同じである。
一方、第1アクティブ領域101と第3アクティブ領域105は、第1ソースコンタクト111と第1ドレインコンタクト121の配置方向と、第3ソースコンタクト125と第3ドレインコンタクト115の配置方向とが互いに反対方向である。
したがって、第1方向X1を基準として上から下の方向に見た時、第1アクティブ領域101は第1ソースコンタクト111が第1ドレインコンタクト121に比べて先に配置されるが、第3アクティブ領域105は第3ドレインコンタクト115が第3ソースコンタクト125に比べて先に配置される。
前述したように、第1アクティブ領域101と第3アクティブ領域105とが互いにずれて配置されるので、第1アクティブ領域101の第1ソースコンタクト111及び第1ドレインコンタクト121は第3アクティブ領域105の第3ソースコンタクト125及び第3ドレインコンタクト115とも互いにずれて配置される。
図4及び図5を参照すると、第1方向X1を基準として上から下に降りてくる方向で第1ソースコンタクト111、第3ドレインコンタクト115、第1ドレインコンタクト121及び第3ソースコンタクト125の順序でコンタクトが配置される。
第1アクティブ領域101において、第1ソースコンタクト111と第1ドレインコンタクト121との間の領域を第1間領域101aと定義することができる。
同様に、第2アクティブ領域103において、第2ソースコンタクト113と第2ドレインコンタクト123との間の領域を第2間領域103aと定義し、第3アクティブ領域105において、第3ソースコンタクト125と第3ドレインコンタクト115との間の領域を第3間領域105aと定義し、第4アクティブ領域107において、第4ソースコンタクト127と第4ドレインコンタクト117との間の領域を第4間領域107aと定義することができる。
第1間領域101aと第2間領域103aは、第2方向Y1で完全にオーバーラップし得る位置関係にあると言える。
すなわち、第1間領域101aと第2間領域103aとが第2方向Y1で完全に水平位置で並列して整列し得る。
これは、第1ソースコンタクト111、第2ソースコンタクト113、第1ドレインコンタクト121及び第2ドレインコンタクト123が第1アクティブ領域101及び第2アクティブ領域103で互いに水平位置で並列して整列することに起因し得る。
同様に、第3間領域105aと第4間領域107aは、第2方向Y1で完全にオーバーラップし得る位置関係にあると言える。
すなわち、第3間領域105aと第4間領域107aとが第2方向Y1で完全に水平位置で並列して整列し得る。
これは、第3ソースコンタクト125、第4ソースコンタクト127、第3ドレインコンタクト115及び第4ドレインコンタクト117が第3アクティブ領域105及び第4アクティブ領域107で互いに水平位置で並列して整列することに起因し得る。
これとは異なり、第1間領域101aと第3間領域105aは、第2方向Y1で一部のみがオーバーラップするような位置関係にあると言える。
すなわち、第1間領域101aと第3間領域105aが第1方向X1でオフセットを有するようにずれる。
これは、第1ソースコンタクト111、第3ソースコンタクト125、第1ドレインコンタクト121及び第3ドレインコンタクト115が第1アクティブ領域101及び第3アクティブ領域105で互いに水平位置関係がずれて配置されることに起因し得る。
第5〜第8アクティブ領域(151、153、155、157)は、第1〜第4アクティブ領域(101、103、105、107)からそれぞれ第1方向X1に離隔して配置される。
図4では便宜上、図に示していないが、図5では説明のために図に示した。
具体的には、第5アクティブ領域151は第1アクティブ領域101の第1方向X1上の下に位置し、第6アクティブ領域153は第2アクティブ領域103の第1方向X1上の下に位置する。
第5アクティブ領域151及び第6アクティブ領域153は、第1アクティブ領域101と第2アクティブ領域103の配置のように、第2方向Y1で完全にオーバーラップするような形状及び位置関係で配置される。
また、第5アクティブ領域151及び第6アクティブ領域153は、第3アクティブ領域105及び第4アクティブ領域107と第2方向Y1で一部のみがオーバーラップするような位置関係に配置される。
同様に、第7アクティブ領域155は第3アクティブ領域105の第1方向X1上の上に位置し、第8アクティブ領域157は第4アクティブ領域107の第1方向X1上の上に位置する。
第7アクティブ領域155及び第8アクティブ領域157は、第3アクティブ領域105と第4アクティブ領域107の配置のように、第2方向Y1で完全にオーバーラップするような形状及び位置関係で配置される。
また、第7アクティブ領域155及び第8アクティブ領域157は、第1アクティブ領域101及び第2アクティブ領域103と第2方向Y1で一部のみがオーバーラップするような位置関係で配置される。
このように、アクティブ領域をずらした配置によって上位層に形成される配線の空間マージンを最大に確保することができる。
すなわち、ソースコンタクト及びドレインコンタクトが接続される上位配線の配置において、図に示したように、第1〜第4ドレインコンタクト(121、123、115、117)が第2方向Y1に延長される上位配線と接続が容易であるように配置されるため、全体的な半導体装置の集積度を高めることができる。
すなわち、互いにずれて配置されるアクティブ領域の配置と、第1アクティブ領域101と第3アクティブ領域105のそれぞれのソース/ドレインコンタクトが互いに反対の順序で交差して配置されることによって、ドレインコンタクト間の第1方向X1上の間隔が縮小するため、上位配線との接続が非常に容易となり得る。
本発明の他の実施形態では、ドレインコンタクトの代わりにソースコンタクト間の間隔が縮小するように配置してもよい。
再び、図4を参照すると、第1アクティブ領域101は、第1ソース領域131及び第1ドレイン領域141を含む。
第1ソース領域131と第1ドレイン領域141は、ゲート構造体200を基準として互いに反対方向に位置する。
例えば、図に示した通り、ゲート構造体200の上側の部分が第1ソース領域131であり、下側の部分が第1ドレイン領域141である。
同様に、第2アクティブ領域103は、第2ソース領域133及び第2ドレイン領域143を含む。
第2ソース領域133と第2ドレイン領域143は、ゲート構造体200を基準として互いに反対方向に位置する。
例えば、図に示した通り、ゲート構造体200の上側の部分が第2ソース領域133であり、下側の部分が第2ドレイン領域143である。
すなわち、第1アクティブ領域101と第2アクティブ領域103はソース/ドレイン領域の配置が互いに同じである。
第3アクティブ領域105は、第3ソース領域135及び第3ドレイン領域145を含む。
第3ソース領域135と第3ドレイン領域145は、ゲート構造体200を基準として互いに反対方向に位置する。
例えば、図に示した通り、ゲート構造体200の下側の部分が第3ソース領域135であり、上側の部分が第3ドレイン領域145である。
同様に、第4アクティブ領域107は、第4ソース領域137及び第4ドレイン領域147を含む。
第4ソース領域137と第4ドレイン領域147は、ゲート構造体200を基準として互いに反対方向に位置する。
例えば、図に示した通り、ゲート構造体200の下側の部分が第4ソース領域137であり、上側の部分が第4ドレイン領域147である。
すなわち、第3アクティブ領域105と第4アクティブ領域107はソース/ドレイン領域の配置が互いに同じである。
第1アクティブ領域101と第2アクティブ領域103のソース/ドレインの配置と、第3アクティブ領域105と第4アクティブ領域107のソース/ドレインの配置とは互いに反対である。
すなわち、ゲート構造体200を基準として第1ソース領域131、第2ソース領域133、第3ドレイン領域145及び第4ドレイン領域147が上側に形成され、第1ドレイン領域141、第2ドレイン領域143、第3ソース領域135及び第4ソース領域137が下側に形成される。
第1ソース領域131では第1ソースコンタクト111が形成され、第1ドレイン領域141では第1ドレインコンタクト121が形成される。
第2ソース領域133では第2ソースコンタクト113が形成され、第2ドレイン領域143では第2ドレインコンタクト123が形成される。
第3ソース領域135では第3ソースコンタクト125が形成され、第3ドレイン領域145では第3ドレインコンタクト115が形成される。
第4ソース領域137では第4ソースコンタクト127が形成され、第4ドレイン領域147では第4ドレインコンタクト117が形成される。
ソースコンタクト及びドレインコンタクトは、上部配線と接触して電気的に接続される。
この時、第1〜第4ソースコンタクト(111、113、125、127)のそれぞれの第2方向Y1の長さは、第1〜第4ドレインコンタクト(121、123、115、117)の第2方向Y1の長さより長くてもよい。
本発明の実施形態に係る半導体装置は、ソースコンタクトがドレインコンタクトよりも長いため、オン(on)電流を増加させることができ、動作性能が最大化し得る。
ただし、これに制限されず、本発明の他の実施形態に係る半導体装置は、ソースコンタクトがドレインコンタクトと同じ長さを有してもよい。
図6は、図4のゲート構造体を説明するためのレイアウト図である。
便宜上、図6はアクティブ領域を除いてゲート構造体だけを示した。
図4及び図6を参照すると、ゲート構造体200は、第1部分201、第2部分202及び第3部分203を含む。
ゲート構造体200は、第2方向Y1に延長し、第2方向Y1に延長する領域は、第1領域R1、第2領域R2、第3領域R3に分けられる。
図4を参照すると、第1領域R1は第1アクティブ領域101及び第2アクティブ領域103が形成される領域であり、第2領域R2は第1アクティブ領域101及び第3アクティブ領域105が形成される領域であり、第3領域R3は第3アクティブ領域105及び第4アクティブ領域107が形成される領域である。
第1部分201は第1領域R1に形成される。
第1部分201は、第1アクティブ領域101及び第2アクティブ領域103上に形成される。
第1部分201は第1方向X1に第1幅d1を有するが、第1幅d1より大きな第4幅d4を有する第1突出部201aを複数個有する。
図4を参照すると、第1突出部201aは、第1ドレイン領域141及び第2ドレイン領域143の方向に突出して第1ドレインコンタクト121及び第2ドレインコンタクト123を取り囲む形状を有する。
第1突出部201aは、第1アクティブ領域101及び第2アクティブ領域103を取り囲んでいる素子分離膜300上に形成される。
これを通じて、第1突出部201aは、本発明の実施形態に係る半導体装置が動作中に、素子分離膜300またはゲート絶縁膜210に電子がトラップされる現象を最小化することができる。
これを通じて、HEIP現象を減少させて半導体装置の動作性能を向上させることができる。
これによってオフ(off)状態の漏洩電流も減少され得る。
図6を参照すると、第2部分202は第3領域R3に形成される。
第2部分202は、第3アクティブ領域105及び第4アクティブ領域107上に形成される。
第2部分202は、第1方向X1に第2幅d2を有するが、第2幅d2より大きな第5幅d5を有する第2突出部202aを複数個有する。
図4を参照すると、第2突出部202aは、第3ドレイン領域145及び第4ドレイン領域147方向に突出して第3ドレインコンタクト115及び第4ドレインコンタクト117を取り囲む形状を有する。
第2突出部202aは、第3アクティブ領域105及び第4アクティブ領域107を取り囲んでいる素子分離膜300上に形成される。
これを通じて、第2突出部202aは、本発明の実施形態に係る半導体装置が動作中に、素子分離膜300またはゲート絶縁膜210に電子がトラップされる現象を最小化することができる。
これを通じて、HEIP現象を減少させて半導体装置の動作性能を向上させることができる。
これによってオフ(off)状態の漏洩電流も減少され得る。
前述したソース/ドレイン領域の交差配置によって、第1突出部201a及び第2突出部202aの突出方向は互いに反対方向である。
このような突出部を含むゲート構造体200の第1方向X1の幅を効率的に存在させるために、第1部分201と第2部分202は第1方向X1で互いにずれて配置される。
すなわち、第2方向Y1で第1突出部201aを除いた第1部分201と第2突出部202aを除いた第2部分202は互いに一部のみがオーバーラップし得る位置関係にある。
第3部分203は第2領域R2に位置する。
図4を参照すると、第3部分203は、第1アクティブ領域101及び第3アクティブ領域105上に形成される。
第3部分203は、第1部分201と第2部分202とが互いに連結される部分である。
第3部分203は、第1方向X1に第3幅d3を有し得る。
第3幅d3は、第1幅d1及び第2幅d2より大きくてもよい。
第3幅d3は、第4幅d4及び第5幅d5より大きくてもよい。
ただし、これに制限されるものではない。すなわち、第3幅d3は第4幅d4及び第5幅d5より小さくてもよい。
第1部分201と第2部分202は、第2方向Y1に第4間隔(W4)だけ離隔しており、これはすなわち、第3部分203の第2方向Y1の幅と同じである。
第4間隔(W4)は第2間隔(W2)よりは大きくてもよい。
図7は、図4のA−A’線に沿った断面図である。
図7は、第4アクティブ領域107の断面だけを示しているが、第1アクティブ領域101、第2アクティブ領域103、及び第3アクティブ領域105の断面もこれと同じであり得る。
したがって、便宜上、第4アクティブ領域107の断面を利用して本発明の実施形態に係る半導体装置を説明する。
図4及び図7を参照すると、本発明の実施形態に係る半導体装置は基板100をさらに含む。
基板100は、Si、Ge、SiGe、GaP、GaAs、SiC、SiGeC、InAs、及びInPからなる群から選択される一つ以上の半導体材料からなり得る。
また、SOI(silicon on insulator)基板を使ってもよい。
図4を参照すると、基板100は、内部に第1〜第4アクティブ領域(101、103、105、107)を含み、第1〜第4アクティブ領域(101、103、105、107)を定義する素子分離膜300を含む。
すなわち、素子分離膜300は基板100をエッチングして埋め立てる(埋め込まれる)形態で形成され、第1〜第4アクティブ領域(101、103、105、107)は素子分離膜300がエッチングされる時、エッチングされない残りの部分であり得る。
基板100上にゲート構造体200が形成される。
ゲート構造体200は複数の層が積層された構造であり得る。
具体的には、ゲート構造体200は、ゲート絶縁膜210、第1導電膜220、バリア膜230、第2導電膜240、及びキャッピング膜250を含む。
ゲート絶縁膜210は、基板100上に基板100の上面に沿って形成される。
ゲート絶縁膜210は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、及びシリコン酸窒化膜の内の少なくとも一つを含むことができる。ただし、これに制限されるものではない。
第1導電膜220は、ゲート絶縁膜210上に形成される。
第1導電膜220は、導電体を含む。
例えば、第1導電膜220はポリシリコンを含むことができる。ただし、これに制限されるものではない。
バリア膜230は、第1導電膜220上に形成される。
バリア膜230は、酸素の拡散防止や仕事関数の調節などの役割をする。
バリア膜230は、TiN、TaNなどの導電体を含み得る。
ただし、これに制限されるものではない。
第2導電膜240は、バリア膜230上に形成される。
第2導電膜240は、タングステン(W)を含むことができる。
ただし、これに制限されるものではない。
キャッピング膜250は、第2導電膜240上に形成される。
キャッピング膜250は、例えば、シリコン窒化膜を含むことができるが、これに制限されるものではない。
ゲート構造体200は、前述した複数の層が積層された構造であり得る。
スペーサー260は、ゲート構造体200の側面に形成される。
スペーサー260は例えば、シリコン窒化物(SiN)、シリコン酸窒化物(SiON)、シリコン酸化物(SiO)、シリコン酸炭窒化物(SiOCN)、及びこれらの組み合わせのうち少なくとも一つを含むことができる。
ただし、これに制限されるものではない。
第4ソース領域137及び第4ドレイン領域147は、ゲート構造体200の両側にそれぞれ形成される。
第4ソース領域137及び第4ドレイン領域147は、ゲート構造体200を基準として互いに反対方向に形成される。
第1層間絶縁膜160は、ゲート構造体200、スペーサー260、第4ソース領域137及び第4ドレイン領域147を覆う。
第1層間絶縁膜160は、例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物、及びシリコン酸化物よりも誘電率が低い低誘電率物質の内の少なくとも一つを含むことができる。
第4ドレインコンタクト117は、第1層間絶縁膜160を第3方向Z1に貫いて第4ドレイン領域147と接する。
第4ドレインコンタクト117は、第4ドレイン領域147を上部配線と電気的に接続する。
第2層間絶縁膜165は、第1層間絶縁膜160上に形成される。
第2層間絶縁膜165は、例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物、及びシリコン酸化物よりも誘電率が低い低誘電率物質の内の少なくとも一つを含むことができる。
第4ソースコンタクト127は、第1層間絶縁膜160及び第2層間絶縁膜165を第3方向Z1に貫いて第4ソース領域137と接する。
第4ソースコンタクト127は、第4ソース領域137を上部配線と電気的に接続する。
図7では、第4ソースコンタクト127が第1層間絶縁膜160及び第2層間絶縁膜165を貫いて相対的により高い上面を有するように形成され、第4ドレインコンタクト117が第1層間絶縁膜160を貫いて相対的により低い上面を有するように形成したが、これに制限されるものではない。
本発明の他の実施形態に係る半導体装置では、目的及び工程によってソースコンタクト及びドレインコンタクトの高さが変更され得る。
図8は、図4のB−B’線、C−C’線、及びD−D’線に沿った断面図である。
図4及び図8を参照すると、素子分離膜300は、第1素子分離膜310、第2素子分離膜320、及び第3素子分離膜330を含む。
第1素子分離膜310は、第1アクティブ領域101と第2アクティブ領域103との間に位置する。
第2素子分離膜320は、第1アクティブ領域101と第3アクティブ領域105との間に位置する。
第3素子分離膜330は、第3アクティブ領域105と第4アクティブ領域107との間に位置する。
第1素子分離膜310は、第1間隔(W1)を幅とし、第2素子分離膜320は第2間隔(W2)を幅とする。
第3素子分離膜330は、第3間隔(W3)を幅とする。
この時、第2間隔(W2)は第1間隔(W1)及び第3間隔(W3)より大きくてもよい。
第1素子分離膜310及び第3素子分離膜330は二重構造である。
これに反して、第2素子分離膜320は三重構造である。
具体的には、第1素子分離膜310は、第1素子分離膜ライナー311及び第1素子分離膜絶縁膜313を含む。
この時、第1素子分離膜ライナー311は素子分離膜トレンチの内面に沿って形成され、その上に第1素子分離膜絶縁膜313が形成されて素子分離膜トレンチを完全に満たす。
第3素子分離膜330は、第3素子分離膜ライナー331及び第3素子分離膜絶縁膜333を含む。
この時、第3素子分離膜ライナー331は素子分離膜トレンチの内面に沿って形成され、その上に第3素子分離膜絶縁膜333が形成されて素子分離膜トレンチを完全に満たす。
第2素子分離膜320は、第2素子分離膜内側ライナー323、第2素子分離膜外側ライナー321、及び第2素子分離膜絶縁膜325を含む。
この時、第2素子分離膜内側ライナー323は素子分離膜トレンチの内面に沿って形成され、その上に第2素子分離膜外側ライナー321が第2素子分離膜内側ライナー323の上面に沿って形成され、その上に第2素子分離膜絶縁膜325が形成されて素子分離膜トレンチを完全に満たす。
この時、第1素子分離膜ライナー311、第2素子分離膜内側ライナー323、及び第3素子分離膜ライナー331は、いずれも同じ物質を含み得る。
例えば、第1素子分離膜ライナー311、第2素子分離膜内側ライナー323、及び第3素子分離膜ライナー331は、いずれもシリコン酸化膜を含むことができる。
第1素子分離膜絶縁膜313、第2素子分離膜外側ライナー321、及び第3素子分離膜絶縁膜333は、いずれも同じ物質を含み得る。
例えば、第1素子分離膜絶縁膜313、第2素子分離膜外側ライナー321、及び第3素子分離膜絶縁膜333は、いずれもシリコン窒化膜を含むことができる。
第2素子分離膜絶縁膜325は、例えば、シリコン酸化膜を含み得る。
第2素子分離膜絶縁膜325は、第1素子分離膜ライナー311、第2素子分離膜内側ライナー323、及び第3素子分離膜ライナー331と特性(ストレス、蒸着方法などが)が同一であるシリコン酸化膜であってもよく、異なる特性を有するシリコン酸化膜であってもよい。
素子分離膜300、第1〜第4アクティブ領域(101、103、105、107)上には、ゲート構造体200が形成される。
具体的には、ゲート絶縁膜210、第1導電膜220、バリア膜230、第2導電膜240、及びキャッピング膜250が順次に積層される。
第1層間絶縁膜160は、キャッピング膜250上に形成され、第2層間絶縁膜165は第1層間絶縁膜160上に形成される。
図9は、本発明の実施形態に係る半導体装置のサブワードライン駆動器を説明するために、第1及び第2ライナーを表示したレイアウト図である。
図9は、図4で省略した第1ライナーL1及び第2ライナーL2を追加して表示し詳しく説明する。
すなわち、図4及び図9は、それぞれ異なる実施形態ではなく、説明の便宜のために構成要素を選択的に表示した図である。
図8及び図9を参照すると、第1〜第4アクティブ領域(101、103、105、107)の周辺を取り囲んで第1ライナーL1及び第2ライナーL2が形成される。
この時、図9の第1ライナーL1はシリコン酸化膜を含み、第2ライナーL2はシリコン窒化膜を含む。
すなわち、図9の第1ライナーL1は、図8の第1素子分離膜ライナー311、第2素子分離膜内側ライナー323、及び第3素子分離膜ライナー331を意味し得る。
また、図9の第2ライナーL2は、図8の第1素子分離膜絶縁膜313、第2素子分離膜外側ライナー321及び第3素子分離膜絶縁膜333を意味し得る。
すなわち、第1素子分離膜絶縁膜313、第2素子分離膜外側ライナー321、及び第3素子分離膜絶縁膜333も第2ライナーL2であって、一部の区間では互いに連結し、一部の区間では離隔する。
具体的には、第1素子分離膜310及び第3素子分離膜330では第2ライナーが互いに連結された一体として形成されるが、第2素子分離膜320では互いに離隔する。
もちろん、図8に示したように、下部レベルでは、いずれも互いに連結される。
第1素子分離膜310及び第3素子分離膜330では第1間隔(W1)及び第3間隔(W3)の相対的に狭い間隔によって、三重構造ではない二重構造で素子分離膜300が形成される。
これに反して、第2素子分離膜320では相対的に広い第2間隔(W2)によって、三重構造となり得る。
第1素子分離膜310と第3素子分離膜330の場合、シリコン窒化膜である第2ライナーL2が一体化してトレンチの両側の壁で表面が互いに連結されるので、HEIPが発生する可能性がある。
すなわち、第1アクティブ領域101と第2アクティブ領域103の動作による電子が、第2ライナーL2すなわち、第1素子分離膜ライナー311にトラップされてオフ(off)時に漏洩電流が発生し得る。
同様に、第3アクティブ領域105と第4アクティブ領域107の動作による電子が、第2ライナーL2すなわち、第3素子分離膜ライナー331にトラップされてオフ(off)時に漏洩電流が発生し得る。
これに反して、第1アクティブ領域101と第3アクティブ領域105は互いに広く離隔し、第2ライナーL2すなわち、第2素子分離膜外側ライナー321の間に第2素子分離膜絶縁膜325が形成されてトラップされた電子が伝送されないので、HEIPが緩和して漏洩電流が減少され得る。
これを通じて、本発明の実施形態に係る半導体装置の動作性能が飛躍的に向上し得る。
特に、アクティブ領域がずれて形成されている第1アクティブ領域101と第3アクティブ領域105との間では、第1ドレイン領域141と第3ドレイン領域145との間の距離が非常に近くなることによって、HEIPの漏洩電流の発生現象がさらに致命的に作用し得るため、第2間隔(W2)を相対的に広くしてHEIPによる劣化を減少させて、半導体装置の効率を最大化させることができる。
ひいては、第1素子分離膜310及び第3素子分離膜330の領域においては、各アクティブ領域のソース/ドレイン領域の間の距離が相対的に遠く位置するため、強いて第1間隔(W1)及び第3間隔(W3)を広くして全体の集積度を低くしなくても漏洩電流が大きくないため、半導体装置の動作性能を最適化させることができる。
したがって、本発明の実施形態に係る半導体装置は、アクティブ領域をずれて配置して上部配線の空間マージンを最大限に確保し、ずれているアクティブ領域間の間隔をそうでないアクティブ領域間の間隔よりも相対的に広くして、HEIPによる漏洩電流を最小化させることができる。
これを通じて、半導体装置の動作性能を飛躍的に高めることができる。
以下、図10を参照して、本発明の実施形態に係る半導体装置を説明する。
前述した実施形態と重複する部分は省略、又は簡略化することとする。
図10は、本発明の実施形態に係る半導体装置のゲート構造体を説明するためのレイアウト図である。
図10を参照すると、第1突出部201aは、第1アクティブ領域101及び第2アクティブ領域103の間には位置せず、第2アクティブ領域103の外郭部分にのみ形成され得る。
同様に、第2突出部202aも第3アクティブ領域105及び第4アクティブ領域107の間には位置せず、第4アクティブ領域107の外郭部分にのみ形成される。
すなわち、第1素子分離膜310及び第3素子分離膜330の場合には、ソース/ドレイン領域が同じ方向に配置されてHEIPによる漏洩電流が大きくないため、第1突出部201a及び第2突出部202aが省略できる。
以下、図11を参照して、本発明の実施形態に係る半導体装置を説明する。
前述した実施形態と重複する部分は省略、又は簡略化することとする。
図11は、本発明の他の実施形態に係る半導体装置のゲート構造体を説明するためのレイアウト図である。
図11を参照すると、本発明の実施形態に係る半導体装置のゲート構造体200は、図6の第1突出部201a及び第2突出部202aがなく、第2方向Y1に延びた部分だけを含む。
これは、第1アクティブ領域101及び第3アクティブ領域105でのHEIPによる漏洩電流の発生を抑制する第3部分203を含みさえすれば、第1素子分離膜310及び第2素子分離膜320ではソース/ドレイン領域が同じ方向に配置されてHEIPによる漏洩電流が大きくないため、第1突出部201a及び第2突出部202aが不要となり得、したがって、第1〜第4ドレインコンタクト(121、123、115、117)の空間マージンを広く有することができる。
これに伴い、半導体装置の製造方法の工程の難易度も低くなり、半導体装置の集積度も高く形成することができる。
以下、図4、図8、図9及び図12〜図17を参照して、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。
前述した実施形態と重複する部分は省略、又は簡略化することとする。
図12〜図17は、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための中間段階の断面図である。
まず、図12を参照すると、基板100を提供する。
基板100はSi、Ge、SiGe、GaP、GaAs、SiC、SiGeC、InAs、及びInPからなる群から選択される一つ以上の半導体材料からなり得る。
また、SOI(silicon on insulator)基板を使ってもよい。
次に、図13を参照すると、第1〜第3トレンチ(T1、T2、T3)を形成して第1〜第4アクティブ領域(101、103、105、107)を定義する。
第1〜第3トレンチ(T1、T2、T3)は、基板100をエッチングして形成される。
具体的には、第1トレンチT1は第1アクティブ領域101及び第2アクティブ領域103を互いに離隔させ、第2トレンチT2は第1アクティブ領域101及び第3アクティブ領域105を互いに離隔させ、第3トレンチT3は第3アクティブ領域105及び第4アクティブ領域107を互いに離隔させる。
第1トレンチT1は、第1間隔(W1)だけの第2方向Y1の幅を有し、第2トレンチT2は第2間隔(W2)だけの第2方向Y1の幅を有し、第3トレンチT3は第3間隔(W3)だけの第2方向Y1の幅を有する。
この時、第2間隔(W2)は、第1間隔(W1)及び第3間隔(W3)より大きくてもよい。
この時、図4を参照すると、第1〜第3トレンチ(T1、T2、T3)は互いに連結されて一体に形成され得る(図4の素子分離膜300の領域)。
次に、図14を参照すると、第1プレライナー膜301を形成する。
第1プレライナー膜301は、第1〜第4アクティブ領域(101、103、105、107)の上面及び第1〜第3トレンチ(T1、T2、T3)の内壁に沿って形成される。
第1プレライナー膜301は、例えば、シリコン酸化膜を含むことができる。
次に、図15を参照すると、第2プレライナー膜303を形成する。
第2プレライナー膜303は、第1プレライナー膜301の上面に沿って形成される。
この時、第1トレンチT1及び第3トレンチT3の場合、第2方向Y1の間隔が相対的に狭いため、第2プレライナー膜303によって完全に埋め立てられる。
これに反して、第2トレンチT2は、第2方向Y1の間隔が相対的に広いため、第2プレライナー膜303によっても完全に埋め立てられないこともある。
次に、図16を参照すると、プレ絶縁膜305を形成する。
プレ絶縁膜305は、第2プレライナー膜303の上面に沿って形成される。
この時、第2トレンチT2も完全に埋め立てられる。
次に、図17を参照すると、平坦化工程を通じて、素子分離膜300を形成する。
すなわち、第1〜第3トレンチ(T1、T2、T3)を埋め立てた部分以外の部分がすべて除去されて、第1素子分離膜310、第2素子分離膜320、及び第3素子分離膜330がそれぞれ第1〜第3トレンチ(T1、T2、T3)内にのみ形成される。
もちろん、図9を参照すると、第1素子分離膜310、第2素子分離膜320、及び第3素子分離膜330は、いずれも連結されて一体に形成される。
この時、第1プレライナー膜301、第2プレライナー膜303、及びプレ絶縁膜305は、いずれも第1〜第4アクティブ領域(101、103、105、107)の表面上からは除去される。
これによって、第1プレライナー膜301は、図9の第1ライナーL1、すなわち、第1素子分離膜ライナー311、第2素子分離膜内側ライナー323、及び第3素子分離膜ライナー331を形成する。
第2プレライナー膜303は、第1素子分離膜絶縁膜313、第2素子分離膜外側ライナー321、及び第3素子分離膜絶縁膜333を形成する。
プレ絶縁膜305は、第2素子分離膜絶縁膜325を形成する。
そして再度、図8を参照すると、上述した構造物上に、ゲート構造体200、第1層間絶縁膜160、及び第2層間絶縁膜165を形成する。
本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、第2トレンチT2を第1トレンチT1及び第3トレンチT3より広く形成することによって、HEIPによる漏洩電流が最小化された半導体装置を提供することができる。
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
10 サブアレイ
20 感知増幅領域
30 サブワードライン駆動領域
40 コンジャンクション領域
50 メインワードデコーダ
100 基板
101、103、105、107 第1〜第4アクティブ領域
101a、103a、105a、107a 第1〜第4間領域
111、113、125、127 第1〜第4ソースコンタクト
121、123、115、117 第1〜第4ドレインコンタクト
131、133、135、137 第1〜第4ソース領域
141、143、145、147 第1〜第4ドレイン領域
151、153、155、157 第5〜第8アクティブ領域
160 第1層間絶縁膜
165 第2層間絶縁膜
200 ゲート構造体
201、202、203 第1〜第3部分
201a 第1突出部
202a 第2突出部
210 ゲート絶縁膜
220 第1導電膜
230 バリア膜
240 第2導電膜
250 キャッピング膜
300 素子分離膜
301 第1プレライナー膜
303 第2プレライナー膜
305 プレ絶縁膜
310、320、330 第1〜第3素子分離膜
311 第1素子分離膜ライナー
313 第1素子分離膜絶縁膜
321 第2素子分離膜外側ライナー
323 第2素子分離膜内側ライナー
325 第2素子分離膜絶縁膜
331 第3素子分離膜ライナー
333 第3素子分離膜絶縁膜

Claims (10)

  1. 各々、基板上に第1方向に延長し、前記第1方向と交差する第2方向に互いに離隔して配置され、前記第1方向の両端が前記第2方向に互いに完全に一致する位置関係に配列された第1及び第2アクティブ領域と、
    前記基板上に前記第1方向に延長し、前記第1アクティブ領域に対し前記第2アクティブ領域とは反対の第2方向に離隔して配置され、前記第1アクティブ領域とは、前記第1方向の両端が前記第1及び第2アクティブ領域とは、ずれてオフセットする位置関係に配列された第3アクティブ領域と、
    前記第1〜第3アクティブ領域を定義し、第1及び第2アクティブ領域間に位置する第1素子分離膜と、前記第2及び第3アクティブ領域間に位置する第2素子分離膜を含み、前記第1素子分離膜の前記第2方向の幅は前記第2素子分離膜の前記第2方向の幅より小さい素子分離膜と、
    前記第1〜第3アクティブ領域上に形成され、前記第2方向に延長されるゲート構造体と、を有することを特徴とする半導体装置。
  2. 前記第1アクティブ領域内に形成される第1ソース領域及び第1ドレイン領域と、
    前記第3アクティブ領域内に形成される第2ソース領域及び第2ドレイン領域をさらに有し、
    前記第1方向上の前記第1ソース領域及び前記第1ドレイン領域の配置順序は、前記第1方向上の前記第2ソース領域及び前記第2ドレイン領域の配置順序と互いに反対であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  3. 前記第1ソース領域と前記第1ドレイン領域との間の前記第1アクティブ領域は、前記第2方向に平行移動させたと仮定する時、前記第2ソース領域と前記第2ドレイン領域との間の前記第2アクティブ領域とは一部分のみがオーバーラップし得る位置関係にあることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
  4. 前記第2アクティブ領域内に形成される第3ソース領域及び第3ドレイン領域をさらに含み、
    前記第1方向上の前記第1ソース領域及び前記第1ドレイン領域の配置順序は、前記第1方向上の前記第3ソース領域及び前記第3ドレイン領域の配置順序と互いに同じであることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
  5. 前記ゲート構造体は、前記第1及び第2アクティブ領域上に前記第2方向に延長する第1部分と、
    前記第3アクティブ領域上に前記第2方向に延長する第2部分と、
    前記第1及び第2部分を連結し、前記第1及び第3アクティブ領域上に形成される第3部分を含み、
    前記第3部分の前記第1方向の幅は、前記第1及び第2部分の前記第1方向の幅より大きいことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  6. 前記第1アクティブ領域内に形成される第1ソース領域及び第1ドレイン領域と、
    前記第3アクティブ領域内に形成される第2ソース領域及び第2ドレイン領域をさらに有し、
    前記第1部分は前記第1ソース領域と前記第1ドレイン領域との間で前記第2方向に延長し、
    前記第2部分は前記第2ソース領域と前記第2ドレイン領域との間で前記第2方向に延長することを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。
  7. 前記基板上に前記第1方向に延長し、前記第3アクティブ領域に対し前記第1アクティブ領域とは反対の第2方向に離隔して配置され、前記第3アクティブ領域と形状及び第1方向の両端が前記第2方向に互いに完全に一致する位置関係に配列された第4アクティブ領域をさらに有し、
    前記素子分離膜は、前記第3及び第4アクティブ領域の間に位置する第3素子分離膜をさらに含み、
    前記第3素子分離膜の前記第2方向の幅は前記第2素子分離膜の前記第2方向の幅より小さいことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  8. 基板上に第1方向に延長し、前記第1方向と交差する第2方向に互いに離隔して配置され、各々の形状と前記第1方向の両端が前記第2方向に互いに完全に一致する位置関係に配列された第1及び第2アクティブ領域と、
    前記基板上に前記第1方向に延長し、前記第1アクティブ領域に対し前記第2アクティブ領域とは反対の第2方向に離隔して配置され、前記第1アクティブ領域とは形状が一致するが、前記第1方向の両端が前記第1及び第2アクティブ領域とずれてオフセットする位置関係に配列された第3アクティブ領域と、
    前記第1〜第3アクティブ領域を定義し、前記第1及び第2アクティブ領域間に位置する第1素子分離膜と、前記第2及び第3アクティブ領域間に位置する第2素子分離膜と、を含む素子分離膜と、
    前記第1素子分離膜は、第1ライナーと、前記第1ライナー上に形成される第1絶縁膜を含み、
    前記第2素子分離膜は、第2ライナーと、前記第2ライナー上に形成される第3ライナーと、前記第3ライナー上に形成される第2絶縁膜と、を含むことを特徴とする半導体装置。
  9. 前記第1絶縁膜と前記第2ライナーは、互いに同じ物質を含むことを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。
  10. 前記素子分離膜は前記基板に形成される素子分離トレンチ内に形成され、
    前記第1及び第2ライナーは、それぞれ前記第1〜第3アクティブ領域の外周に沿って形成され、
    前記第3ライナーは、前記第2ライナーの上面に沿って形成され、
    前記第1及び第2絶縁膜は、前記素子分離トレンチを完全に埋め込むことを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。
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