JP4989921B2 - 半導体装置 - Google Patents

Description

この発明は、チャネル領域に発生したホットキャリアを引き抜くためのボディコンタクトを具える半導体装置、及びその製造方法に関する。

従来から、絶縁性のウエハ上にＳｉ（シリコン）層を有する半導体基板として、例えば、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板、ＳＯＳ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｓａｐｐｈｉｒｅ）基板等が知られている。

ここで、ＳＯＩ基板は、単結晶Ｓｉ基板中に埋め込み酸化膜（以下、ＢＯＸ層と称する）が形成されることによって構成され、Ｓｉ支持基板、Ｓｉ基板の上側表面に設けられたＢＯＸ層、及びＢＯＸ層の上側表面に設けられたＳｉ層の三層を有する構造となる。

また、ＳＯＳ基板は、サファイアウエハ上にエピタキシャル成長したＳｉ層が形成されることによって構成される。

これらの半導体基板では、Ｓｉ層に、絶縁層であるＢＯＸ層、またはサファイアウエハに達する深さで素子分離領域を形成することによって、この素子分離領域で区画された個々の素子領域が、互いに電気的に分離される。このとき、各素子領域は、形成された素子分離領域と、絶縁層とによって、側面及び裏面が覆われている。そのため、これらの半導体基板における各素子領域は、絶縁層を有さない半導体基板と比して、より確実に電気的に分離される。従って、これらＳＯＩ基板、ＳＯＳ基板等の半導体基板の素子領域に作り込まれたトランジスタは、互いに他のトランジスタ、または半導体基板からの影響を排除することができる。そのため、これらの半導体基板では、ラッチアップを誘発せず、また、クロストークノイズに対して耐性の強いトランジスタを形成することができる。

一方で、これらＳＯＩ基板、ＳＯＳ基板等の半導体基板では、作り込まれた個々のトランジスタが互いに完全に分離されているため、チャネル領域（以下、ボディ領域とも称する）内に発生したホットキャリアが、チャネル領域のソース付近に蓄積されてしまう。このように、ホットキャリアがチャネル領域のソース付近に蓄積されると、閾値電圧の低下、ソース−ドレイン間電流の増加等、トランジスタ特性が変動してしまう寄生バイポーラ効果が起こることが知られている。

このようなトランジスタ特性の変動を抑制するために、例えば特許文献１に開示された半導体装置の構造が知られている。この特許文献１に開示の半導体装置によれば、素子領域内に、チャネル領域と同じ導電型の不純物が高濃度で導入された領域（以下、高濃度ボディ領域とも称する）を、チャネル領域、第１及び第２主電極領域と隣接するように形成する。そして、この半導体装置では、高濃度ボディ領域に設けられたコンタクト（以下、ボディコンタクトとも称する）によって、高濃度ボディ領域に電位が与えられる。これによって、チャネル領域において発生したホットキャリアは、高濃度ボディ領域に移動し、ボディコンタクトから引き抜かれる。

しかし、特許文献１によって開示された半導体装置の構造では、ホットキャリアを引き抜くに当たり、素子領域に、通常のトランジスタを構成するチャネル領域と、ソース及びドレインとしての第１及び第２主電極領域とに加えて、高濃度ボディ領域を作り込む必要がある。そして、この高濃度ボディ領域によるトランジスタへの影響を抑制するために、高濃度ボディ領域と、チャネル領域、第１及び第２主電極領域とを電気的に分離する目的で、分離用のゲートを形成する必要がある。そのため、一つの素子領域あたりの面積が、通常のトランジスタと比して増大してしまい、素子の微細化、または高集積デバイスの製造を行う場合に不利となる。

そこで、素子領域の面積を増大させないために、例えば特許文献２に開示された半導体装置のように、チャネル領域上のゲートを貫通してボディコンタクトが設けられた構造が知られている。この特許文献２に開示の半導体装置の構造では、ゲートからチャネル領域の上側表面に達するコンタクトホールを開口し、このコンタクトホールを用いてボディコンタクトを形成する。そして、このボディコンタクトによって、チャネル領域に電位を与える。このように、ゲートを貫通するボディコンタクトを形成することによって、特許文献１に開示の半導体装置のように高濃度ボディ領域を介さずに、直接チャネル領域からホットキャリアの引き抜きを行うことができる。従って、特許文献１に開示の半導体装置とは異なり、高濃度ボディ領域を形成する必要がないため、素子領域の面積を増大させることなく、ホットキャリアを引き抜くことができる。
特開平１０−２５６５５６号公報 特開２００２−３６８２２３号公報

しかしながら、特許文献２に開示された半導体装置では、ゲートと、このゲートを貫通して設けられたボディコンタクトとが電気的に接続された構造となっている。そのため、トランジスタの動作時において、ゲートとチャネル領域とが同電位となる。このような構造では、例えば、トランジスタを上下に重ねて３次元実装構造を形成した場合に、上下のトランジスタ間に貫通電流が流れ、消費電流が増大するという問題が発生する。そのため、特許文献２に開示された構造は、例えば、ＥＳＤの保護用トランジスタ等の、特殊な動作環境を想定したトランジスタのみにしか適用することができない。そして、特許文献２に開示の構造では、一般的な回路、すなわち論理回路、アナログ回路等での使用を想定したトランジスタには、適用することができない。

この発明の目的は、ＳＯＩ基板、ＳＯＳ基板、その他の絶縁層を有する半導体基板を用いたトランジスタにおいて、素子領域の面積を増大させることなく、寄生バイポーラ効果を抑制でき、更に、ゲートと電気的に絶縁されたボディコンタクトを有する半導体装置、及びその製造方法を提案することにある。

そこで、上述の目的の達成を図るため、この発明による半導体装置は、以下のような特徴を有している。

すなわち、この発明による半導体装置は、絶縁層と、この絶縁層の上側表面に設けられたＳｉ層とを有する半導体基板を具えている。このＳｉ層には、素子領域が設けられている。そして、この素子領域は、チャネル領域と、このチャネル領域を挟んで作り込まれた第１及び第２主電極領域とを包含している。また、Ｓｉ層は、素子領域の外側であって、チャネル領域のチャネル幅方向の延長領域に、素子領域と隣接して設けられた第２素子領域を有している。第２素子領域は、チャネル領域に導入されているのと同じ導電型の不純物が導入されている。チャネル領域及び前記第２素子領域上には、ゲート酸化膜及びゲート電極を有するゲート電極部が形成されている。そして、これらチャネル領域、ゲート電極部、第１及び第２主電極領域によって、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が構成されている。第２素子領域には、チャネル領域と同じ導電型の不純物が高濃度で導入された高濃度ボディ領域が作り込まれている。更に、Ｓｉ層及びゲート電極部の上側を覆うように層間絶縁膜が設けられている。そして、上述の高濃度ボディ領域上には、層間絶縁膜及びゲート電極部を貫通してボディコンタクトが形成されている。このボディコンタクトは、絶縁膜である壁面被覆膜を介してゲート電極と接続されていると同時に、Ｓｉ層の高濃度ボディ領域と接続されている。

また、上述の半導体装置の製造方法は、以下の第１工程から第６工程までの各工程を含む。

すなわち、第１工程では、半導体基板を用意する。この半導体基板は、絶縁層と、この絶縁層の上側表面に設けられたＳｉ層とを有する半導体基板であって、Ｓｉ層に設けられた素子領域と、素子領域に作り込まれたチャネル領域と、素子領域に、チャネル領域を挟んで作り込まれた第１及び第２主電極領域と、素子領域の外側であってチャネル領域のチャネル幅方向の延長領域に、素子領域と隣接して設けられた第２素子領域であって、チャネル領域に導入されているのと同じ導電型の不純物が導入された当該第２素子領域と、チャネル領域及び第２素子領域上に設けられた、ゲート酸化膜及びゲート電極を有するゲート電極部とを含むＭＯＳＦＥＴが形成されている。

第２工程では、Ｓｉ層及びゲート電極部の上側を覆うように層間絶縁膜を形成する。

第３工程では、層間絶縁膜及びゲート電極に、第２素子領域の上側表面が露出する深さまで、ボディコンタクトホールを貫通形成する。

第４工程では、ボディコンタクトホールの内側に露出した、ゲート電極の側面を覆うように絶縁膜である壁面被覆膜を形成する。

第５工程では、ボディコンタクトホールの内側底面に露出した、第２素子領域の上側表面に、チャネル領域と同じ導電型の不純物を導入する。そして、しかる後、熱処理を行うことによって、高濃度ボディ領域を形成する。

第６工程では、ボディコンタクトホールの内側を埋め込むようにボディコンタクトを形成する。

この発明によれば、半導体装置は、チャネル領域に、このチャネル領域と同じ導電型の不純物領域である高濃度ボディ領域が作り込まれている。そして、この高濃度ボディ領域上に、層間絶縁膜及びゲート電極部を貫通して、チャネル領域に電位を与えるためのボディコンタクトが形成されている。従って、この発明による半導体装置では、ボディコンタクトがチャネル領域上に設けられた構造となっている。

また、この発明による半導体装置では、高濃度ボディ領域は、チャネル領域内であって、ボディコンタクトの下側のみに形成される。そのため、高濃度ボディ領域と第１及び第２主電極領域とは隣接していない。これによって、特許文献１に開示の半導体装置のように、トランジスタと高濃度ボディ領域とを電気的に分離するための、分離用ゲートを形成する必要がない。

従って、この発明による半導体装置は、特許文献１に開示された、チャネル領域、第１及び第２主電極領域の外側に高濃度ボディ領域、及びボディコンタクトを形成する半導体装置と比して、素子領域の面積を増大させることなく、チャネル領域に発生したホットキャリアを引き抜くことができ、寄生バイポーラ効果を抑制することができる。

また、この発明による半導体装置では、ボディコンタクトとゲート電極とは、壁面被覆膜を介して接している。従って、この発明による半導体装置は、ゲート電極とボディコンタクトとが、電気的に絶縁されている。そのため、この発明による半導体装置は、特許文献２に開示の半導体装置のように、ＭＯＳＦＥＴの動作時において、ゲートとチャネル領域とが同電位となることがない。従って、特許文献２に開示の半導体装置において問題となっていた、消費電流の増大等の問題が発生することはない。そのため、この発明による半導体装置の構造は、ＥＳＤの保護用トランジスタ等の、特殊な動作環境を想定したトランジスタのみに限定されることなく、一般的な回路、すなわち論理回路、アナログ回路等での使用を想定したトランジスタについても適用することができる。

以下、図面を参照して、この発明に係る半導体装置及びその製造方法について説明する。なお、各図は、この発明が理解できる程度に、各構成要素の形状、大きさ、及び配置関係を概略的に示してあるに過ぎない。従って、この発明の構成は、何ら図示の構成例にのみ限定されるものではない。

〈第１の実施の形態〉
第１の実施の形態では、絶縁層と、この絶縁層の上側表面に設けられたＳｉ層とを有する半導体基板を用いた、ＭＯＳＦＥＴを有する半導体装置であって、チャネル領域（ボディ領域とも称する）上に、ホットキャリアを引き抜くためのボディコンタクトを具えた半導体装置を製造する方法について説明する。この製造方法は、第１工程から第６工程までを含んでいる。以下、第１工程から順に各工程につき説明する。

まず、第１工程では、図９に示すような半導体基板を用意する。

この第１工程において用意される半導体基板は、絶縁層と、この絶縁層の上側表面に設けられたＳｉ層とを有する半導体基板であり、Ｓｉ層に素子領域が設けられている。尚、この第１の実施の形態では、このような絶縁層と、この絶縁層の上側表面に設けられたＳｉ層とを有する半導体基板として、ＳＯＩ基板１１を用いた場合を例に挙げて説明する。なお、ＳＯＩ基板１１のことを単に半導体基板１１と称することもある。

このＳＯＩ基板１１は、従来周知の方法を用いて形成される。すなわち、単結晶Ｓｉ基板の表面から酸素イオンを導入し、その後、高温アニールを行う。この高温アニールにより、基板内部において、導入された酸素イオンと基板を構成するシリコンとが結合し、絶縁層として機能する酸化シリコン層が形成される。これにより、Ｓｉ基板１３、Ｓｉ基板１３の上側表面に設けられた絶縁層１５、及び絶縁層１５の上側表面に設けられたＳｉ層１７の三層からなるＳＯＩ基板１１が得られる。ここで、この実施の形態では、Ｓｉ基板１３の上側表面に設けられた絶縁層１５のことを、特にＢＯＸ層１５とも称する。また、ＳＯＩ基板１１中のＢＯＸ層１５の上側表面に設けられたＳｉ層１７のことを、特にＳＯＩ層１７とも称する。

このＳＯＩ層１７の上側表面には、素子分離領域２１によって区画された素子領域１９が設けられている。この素子分離領域２１は、ＳＯＩ基板１１上の素子領域１９を電気的に分離する目的で形成されており、ＬＯＣＯＳ法、ＳＴＩ法等の従来周知の方法を用いて形成されている。そして、素子領域１９は、チャネル領域２３と第１及び第２主電極領域３１ａ及び３１ｂとを包含している。この第１及び第２主電極領域３１ａ及び３１ｂは、チャネル領域２３の両側部に、このチャネル領域２３を挟んで作り込まれており、ソース電極及びドレイン電極として用いられる。更に、チャネル領域２３上には、ゲート酸化膜２５及びゲート電極２７を有するゲート電極部２９が設けられている。このゲート電極部２９の厚みは、好ましくは、例えば２０００Å程度の値とする。そして、これらチャネル領域２３と、ゲート電極部２９と、第１及び第２主電極領域３１ａ及び３１ｂとによって、ＭＯＳＦＥＴが構成されている。

ここで、チャネル領域２３は、第１導電型の不純物が導入されていることによって、形成されている。この第１導電型の不純物は、構成されたＭＯＳＦＥＴがｐ型の場合には、ｎ型の不純物、例えば、Ａｓ（砒素）、Ｐ（リン）等である。また、第１導電型の不純物は、構成されたＭＯＳＦＥＴがｎ型の場合には、ｐ型の不純物、例えば、Ｇａ（ガリウム）、Ｉｎ（インジウム）等である。

また、第１及び第２主電極領域３１ａ及び３１ｂは、第１導電型の不純物と逆の導電型を有する第２導電型の不純物が導入されていることによって、形成されている。すなわち、この第２導電型の不純物は、構成されたＭＯＳＦＥＴがｐ型の場合には、ｐ型の不純物、例えば、Ｇａ（ガリウム）、Ｉｎ（インジウム）である。また、構成されたＭＯＳＦＥＴがｎ型の場合には、ｎ型の不純物、例えば、Ａｓ（砒素）、Ｐ（リン）等である。

また、ゲート酸化膜２５は、ＳＯＩ層１７に対して、例えば熱酸化を行うことによって形成されている。そして、このゲート酸化膜２５上にＰｏｌｙ−Ｓｉ（ポリシリコン）膜をＣＶＤ法等を用いて成膜し、ゲート電極２７が形成されている。これらゲート酸化膜２５及びゲート電極２７を含むゲート電極部２９は、チャネル領域２３の上側全面を覆うように形成されている。

この第１の実施の形態では、上述のＭＯＳＦＥＴが形成されたＳＯＩ基板１１を用いて、ホットキャリアを引き抜くためのボディコンタクトを有する半導体装置を製造する。そこで、この実施の形態において、第１工程に続く各工程では、図９のI−I’線における断面の切り口に相当する端面図を用いて説明する。

図１（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の第１の実施の形態を説明する工程図である。また、図２（Ａ）及び（Ｂ）は、図１（Ｃ）に続く工程図である。これらの各図は、それぞれ、各製造段階で得られた構造体の断面の切り口で示してある。そして、これらの切り口は、図９に示すゲート電極部２９を、ゲート幅方向に横切るI−I’線における断面の、矢印方向から見た切り口に相当する面である。また、図２（Ｂ）は、図７に示すII−II’線における断面の、矢印方向から見た端面図である。

上述の第１工程に続く、第２工程では、ＳＯＩ層１７及びゲート電極部２９の上側を覆うように層間絶縁膜３３を形成して図１（Ａ）に示すような構造体を得る。

層間絶縁膜３３は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等であり、ＣＶＤ法等の従来周知の技術を用いて形成される。この層間絶縁膜３３の厚みは、ＳＯＩ層１７の上側表面から８０００Å程度の値とするのが好ましい。

次に、第３工程では、層間絶縁膜３３及びゲート電極部２９に、ボディコンタクトホール３５を貫通形成して図１（Ｂ）に示すような構造体を得る。

ボディコンタクトホール３５は、公知のホトリソ技術及びＲＩＥ等のドライエッチング技術を用いて、層間絶縁膜３３及びゲート電極部２９を厚み方向に貫通させることによって形成される。このボディコンタクトホール３５は、チャネル領域２３の上側表面に達する深さで形成される。従って、ボディコンタクトホール３５の内側底面では、チャネル領域２３、すなわちＳＯＩ層１７の上側表面が露出している。また、ボディコンタクトホール３５の内側側面では、層間絶縁膜３３及びゲート電極部２９の側面が露出している。

また、このボディコンタクトホール３５は、後の工程において、内側にボディコンタクトが形成される。このボディコンタクトは、チャネル領域２３に発生するホットキャリアを引き抜くために形成される。そして、ホットキャリアを効率良く引き抜くことができるボディコンタクトを形成するために、好ましくは、２０００〜４０００Å程度の直径で、円形のボディコンタクトホール３５を形成するのが好ましい。なお、この２０００〜４０００Åの値は、ボディコンタクトによるホットキャリアの引き抜きという効果を達成し得る範囲内の値であるが、このような効果が得られるならば、この値の近傍の値であってもよく、何らこの数値に限定されるものではない。

次に、第４工程では、ボディコンタクトホール３５の内側に露出した、ゲート電極２７の側面を覆うように壁面被覆膜３７を形成して図１（Ｃ）に示すような構造体を得る。

この壁面被覆膜３７は、後の工程においてボディコンタクトホール３５の内側に形成されるボディコンタクト、及びボディコンタクトホール３５の内側側面に露出したゲート電極２７間を、電気的に絶縁する目的で形成される。そのために、この実施の形態の第４工程では、壁面被覆膜３７として、露出したゲート電極２７の側面を含む、ボディコンタクトホール３５の内側側面の全面を覆うように、サイドウォール状絶縁膜３７ａを形成する。

このサイドウォール状絶縁膜３７ａを形成するために、まず、例えばシリコン窒化膜、シリコン酸化膜等の絶縁膜を周知のＣＶＤ法等を用いて、ボディコンタクトホール３５内に堆積する。そして、この堆積した絶縁膜の一部を、周知のエッチバックを用いて、除去する。これによって、除去されずに残存した絶縁膜の部分、すなわちボディコンタクトホール３５の内側側面を覆う部分からサイドウォール状絶縁膜３７ａが形成される。このとき、ボディコンタクトホール３５の内側側面を覆う部分以外の絶縁膜は、除去されるため、サイドウォール状絶縁膜３７ａが残存形成されていない領域のボディコンタクトホール３５の内側底面では、チャネル領域２３が露出している。

ここで、上述したボディコンタクト及びゲート電極２７間の絶縁という効果を達成するために、サイドウォール状絶縁膜３７ａは、ボディコンタクトホール３５の内側壁面に対して垂直方向に、１００Å程度の厚さで形成するのが好ましい。このとき、ボディコンタクトホール３５の直径は、２０００〜４０００Å程度であり、サイドウォール状絶縁膜３７ａの膜厚に対して２０〜４０倍に設定されているため、このサイドウォール状絶縁膜３７ａが、ボディコンタクトホール３５を埋め込むことはない。なお、この１００Åの値は、ボディコンタクト及びゲート電極２７間の絶縁という効果を達成し得る範囲内の値であるが、このような効果が得られるならば、この値の近傍の値であってもよく、何らこの数値に限定されるものではない。

次に、第５工程では、ボディコンタクトホール３５の内側底面に露出した、チャネル領域２３の上側表面に、このチャネル領域２３と同じ導電型の不純物を導入する。そして、しかる後、熱処理を行うことによって、高濃度ボディ領域３９を形成して図２（Ａ）に示すような構造体を得る。

既に説明したように、チャネル領域２３には、第１導電型の不純物が導入されている。そして、この第５工程では、まず、ボディコンタクトホール３５の内側底面に露出した領域の、チャネル領域２３に対して、第１導電型の不純物と同様の不純物を導入する。従って、この第５工程において導入される不純物は、半導体基板１１に形成されたＭＯＳＦＥＴがｐ型のＭＯＳＦＥＴ（以下、ｐＭＯＳとも称する）である場合には、ｎ型の不純物、例えば、Ａｓ（砒素）、Ｐ（リン）等である。また、不純物は、半導体基板１１に形成されたＭＯＳＦＥＴがｎ型のＭＯＳＦＥＴ（以下、ｎＭＯＳとも称する）である場合には、ｐ型の不純物、例えば、Ｇａ（ガリウム）、Ｉｎ（インジウム）等である。

この第５工程における不純物の導入は、周知のインプランテーション技術を用いて行われる。ここで、ボディコンタクトホール３５の内側底面に露出したチャネル領域２３のうち、サイドウォール状絶縁膜３７ａの下側の領域には、このサイドウォール状絶縁膜３７ａが導入されない。そして、この不純物が導入された領域は、チャネル領域２３の他の領域部分と比して、不純物濃度の高い高濃度不純物領域となる。不純物を導入した後に、この導入された不純物を活性化させる目的で、周知のＲＴＡ技術等を用いて９００℃の温度で熱処理を行う。これによって、不純物が導入されたチャネル領域２３の露出箇所に、高濃度ボディ領域３９が形成される。なお、この９００℃の値は、不純物を活性化するという効果を達成し得る範囲内の値であるが、このような効果が得られるならば、この値の近傍の値であってもよく、何らこの数値に限定されるものではない。

このように、不純物濃度の高い高濃度ボディ領域３９を形成することによって、次の第６工程において、ボディコンタクトホール３５の内側であって、高濃度ボディ領域３９の上側に形成されるボディコンタクトと、この高濃度ボディ領域３９が作り込まれたＳＯＩ層１７との間の接触抵抗を低減することができる。ここで、ボディコンタクトとＳＯＩ層１７との間の接触抵抗を低減するためには、チャネル領域２３のボディコンタクトホール３５内での露出面に対して、１Ｅ１５ｃｍ^−２の濃度で不純物を導入するのが好ましい。なお、この１Ｅ１５ｃｍ^−２の値は、ボディコンタクトとＳＯＩ層１７との間の接触抵抗の低減という効果を達成し得る範囲内の値であるが、このような効果が得られるならば、この値の近傍の値であってもよく、何らこの数値に限定されるものではない。

次に、第６工程では、ボディコンタクトホール３５の内側を埋め込むようにボディコンタクト４１を形成して図２（Ｂ）に示すような構造体を得る。ここで、図２（Ｂ）は、図７に示すII−II線における端面図である。なお、図７は、この第６工程において得られた構造体、すなわちこの第１の実施の形態によって得られた構造体を示す平面図であるが、実際には形成されている層間絶縁層３３を省略して示している。

ボディコンタクト４１は、例えば、Ｗ（タングステン）、不純物含有のＰｏｌｙ−Ｓｉ（ポリシリコン）、その他を材料として、従来周知のＣＶＤ法等を用いて、ボディコンタクトホール３５の内側を埋め込んで堆積される。このとき、ボディコンタクトホール３５の外側、すなわち、層間絶縁膜３３のボディコンタクトホール３５周辺部、または、ボディコンタクトホール３５の上側に過剰に堆積したボディコンタクト４１の部分は、周知のエッチバック、またはＣＭＰ法を用いて除去される。そして、この除去によって、ボディコンタクト４１の上側表面は、層間絶縁膜３３の上側表面と同一面位置となる。

この第１の実施の形態によって製造された半導体装置によれば、この半導体装置は、チャネル領域２３に、このチャネル領域２３と同じ導電型の高濃度不純物領域である高濃度ボディ領域３９が作り込まれている。そして、この高濃度ボディ領域３９上に、高濃度ボディ領域３９の上側表面が露出する深さで、層間絶縁膜３３及びゲート電極部３９を貫通してボディコンタクトホール３５が開口されている。そして、このボディコンタクトホール３５の内側に、チャネル領域２３に電位を与えるためのボディコンタクト４１が設けられている。従って、この第１の実施の形態による半導体装置では、ボディコンタクト４１がチャネル領域２３上に設けられた構造となっている。

また、第１の実施の形態による半導体装置では、高濃度ボディ領域３９は、チャネル領域２３内であって、ボディコンタクト４１の下側のみに形成される。そのため、高濃度ボディ領域３９と第１及び第２主電極領域３１ａ及び３１ｂとは隣接していない。これによって、特許文献１に開示の半導体装置のように、トランジスタと高濃度ボディ領域とを電気的に分離するための、分離用ゲートを形成する必要がない。

従って、この第１の実施の形態による半導体装置は、特許文献１に開示された、チャネル領域の外側に高濃度ボディ領域、及びボディコンタクトを形成する半導体装置と比して、素子領域１９の面積を増大させることなく、チャネル領域２３に発生したホットキャリアを引き抜くことができ、寄生バイポーラ効果を抑制することができる。

また、第１の実施の形態によれば、第４工程においてボディコンタクトホール３５の内側に露出したゲート電極２７の側面が、サイドウォール状絶縁膜３７ａによって覆われる。従って、第１の実施の形態によって製造された半導体装置は、ゲート電極２７と、ボディコンタクトホール３５の内側を埋め込むように形成されたボディコンタクト４１とが、電気的に絶縁されている。そのため、第１の実施の形態による半導体装置は、特許文献２に開示の半導体装置のように、ＭＯＳＦＥＴの動作時において、ゲートとチャネル領域とが同電位となることがない。従って、特許文献２に開示の半導体装置において問題となっていた、消費電流の増大等の問題が発生することはない。そのため、この第１の実施の形態による半導体装置の構造は、ＥＳＤの保護用トランジスタ等の、特殊な動作環境を想定したトランジスタのみに限定されることなく、一般的な回路、すなわち論理回路、アナログ回路等での使用を想定したトランジスタについても適用することができる。

また、この第１の実施の形態では、第５工程において、不純物濃度の高い高濃度ボディ領域３９を形成する。この第１の実施の形態では、この第５工程前において、例えばシリサイド層のように、耐熱性の低い構成要素を形成していない。このような耐熱性の低いシリサイド層は、高濃度ボディ領域３９形成の際に伴う９００℃程度の高温の熱処理によって破壊されてしまう。従って、第５工程前に、シリサイド層の形成工程が存在する場合には、高濃度ボディ領域３９の形成を行うことができない。しかし、この第１の実施の形態では、例えばシリサイド層のような、耐熱性の低い構成要素を形成する工程が存在しない。そのため、高温の熱処理を伴う工程を行うことが可能となり、ボディコンタクト４１及びＳＯＩ層１７間の接触抵抗を低減するための、高濃度ボディ領域３９を形成することが可能である。

〈第１の変形例〉
図３（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の変形例を説明する工程図であり、これらの各図は、それぞれ、各製造段階で得られた構造体の断面の切り口で示してある。

第１の変形例では、上述の第１の実施の形態における壁面被覆膜３７として、ボディコンタクトホール３５の内側に露出したゲート電極２７の側面部に、熱酸化膜３７ｂを形成する半導体装置の製造方法について説明する。なお、この第１の変形例による半導体装置の製造方法が第１の実施の形態による半導体装置の製造方法と構成上相違するのは、第４工程において、壁面被覆膜３７としてサイドウォール状絶縁膜３７ａの代わりに熱酸化膜３７ｂを形成する点である。その他の構成要素及び作用効果は、同様であるので、共通する構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。

まず、第１の実施の形態と同様に、上述の第１工程〜第３工程を行う。

次に、第４工程では、ボディコンタクトホール３５の内側に露出したゲート電極２７の側面部を、熱酸化することによって、熱酸化膜３７ｂを形成して図３（Ａ）に示すような構造体を得る。

この熱酸化膜３７ｂは、第１の実施の形態において説明したサイドウォール状絶縁膜３７ａと同様に、ボディコンタクトホール３５の内側に形成されるボディコンタクト、及びボディコンタクトホール３５の内側側面に露出したゲート電極２７間を、電気的に絶縁する目的で形成される。

熱酸化膜３７ｂは、従来周知の熱酸化技術を用いて形成される。ここで、熱酸化膜３７ｂは、ボディコンタクト及びゲート電極２７間の絶縁という効果を達成するために、ボディコンタクトホール３５の内側壁面に対して垂直方向に、１００Å程度の厚さで形成するのが好ましい。なお、この１００Åの値は、ボディコンタクト及びゲート電極２７間の絶縁という効果を達成し得る範囲内の値であるが、このような効果が得られるならば、この値の近傍の値であってもよく、何らこの数値に限定されるものではない。

この第１の変形例では、１００Å程度の厚さで熱酸化膜３７ｂを形成するために、好ましくは、ゲート電極２７に対して、酸化雰囲気中において７００〜８００℃程度の熱処理、すなわち熱酸化を行うのが良い。これによって、ボディコンタクトホール３５の内側側面に露出したゲート電極２７の側面部は、この側面からボディコンタクトホール３５の内側壁面に対して垂直方向に、１００Å程度の厚さまで熱酸化され、この熱酸化されたゲート電極２７の部分が熱酸化膜３７ｂとなる。

次に、第４工程に続く工程として、上述の第１の実施の形態と同様の第５工程及び第６工程を行い図３（Ｂ）に示すような構造体を得る。

この第１の変形例によって形成された半導体装置は、第４工程において形成される壁面被覆膜３７、すなわち熱酸化膜３７ｂが、ゲート電極２７の側面部を一部熱酸化することによって形成される。従って、第１の実施の形態において形成される壁面被覆膜３７、すなわちサイドウォール状絶縁膜３７ａのように、ボディコンタクトホール３５の内側には、壁面被覆膜３７が堆積していない。そのため、第１の変形例による半導体装置では、ボディコンタクトホール３５の内側底面に露出したチャネル領域２３の上側表面、すなわち高濃度ボディ領域３９の面積が、壁面被覆膜３７を堆積形成することによって縮小しない。これによって、高濃度ボディ領域３９の上側表面と、この上側表面に形成されるボディコンタクト４１との接触面積が、第１の実施の形態と比して大きく確保できる。そのため、この第１の変形例では、高濃度ボディ領域３９とボディコンタクト４１との接触面積の縮小によって、これら高濃度ボディ領域３９及びボディコンタクト４１間の接触抵抗が増大する恐れを低減することができる。このように、接触抵抗の増大が防止されているため、ボディコンタクト４１を用いて、効率よく高濃度ボディ領域３９からホットキャリアの引き抜きを行うことができる。

〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、絶縁層と、この絶縁層の上側表面に設けられたＳｉ層とを有する半導体基板を用いた、ＭＯＳＦＥＴを有する半導体装置であって、チャネル領域（ボディ領域とも称する）上に、ホットキャリアを引き抜くためのボディコンタクトを具えており、更に、ゲート電極の上側にシリサイド層を具えた半導体装置を製造する方法について説明する。この製造方法は、第１工程から第７工程までを含んでいる。以下、第１工程から順に各工程につき説明する。

ここで、この第２の実施の形態による半導体装置の製造方法が第１の実施の形態による半導体装置の製造方法と構成上相違するのは、高濃度ボディ領域の代わりに第１シリサイド層、及びゲート電極の上側に第２シリサイド層を形成する点である。その他の構成要素及び作用効果は、同様であるので、共通する構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。

また、この第２の実施の形態の第１工程において用意する半導体基板は、上述の第１の実施の形態の第１工程おいて用意する半導体基板と同様である。従って、これらについては、共通である図を参照し、その説明を省略する。そして、第１の実施の形態と同様に、半導体基板として、図９に示すＳＯＩ基板１１を用いた場合を例に挙げて説明する。なお、ＳＯＩ基板１１のことを単に半導体基板１１と称することもある。また、第１の実施の形態と同様に、この実施の形態では、Ｓｉ基板１３の上側表面に設けられた絶縁層１５のことを、特にＢＯＸ層１５とも称する。また、ＳＯＩ基板１１中のＢＯＸ層１５の上側表面に設けられたＳｉ層１７のことを、特にＳＯＩ層１７とも称する。

図４（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の第２の実施の形態を説明する工程図である。また、図５（Ａ）〜（Ｃ）は、図４（Ｃ）に続く工程図である。これらの各図は、それぞれ、各製造段階で得られた構造体の断面の切り口で示してある。そして、これらの切り口は、図９に示すゲート電極部２９を、ゲート幅方向に横切るI−I’線における断面の、矢印方向から見た切り口に相当する面である。また、図４（Ｃ）は、図７に示すII−II’線における断面の、矢印方向から見た端面図に相当する図である。

まず、上述の第１の実施の形態と同様の第１工程を行い、図９に示す半導体基板１１を用意する。

次に、第２工程では、ゲート電極部２９に、チャネル領域２３の上側表面が露出する深さまで、円形の前駆ボディコンタクトホール４３を貫通形成して図４（Ａ）に示すような構造体を得る。

前駆ボディコンタクトホール４３は、公知のホトリソ技術及びＲＩＥ等のドライエッチング技術を用いて、ゲート電極部２９を厚み方向に貫通させることによって形成される。この前駆ボディコンタクトホール４３は、チャネル領域２３の上側表面に達する深さで形成される。従って、前駆ボディコンタクトホール４３の内側底面では、チャネル領域２３の上側表面が露出している。また、前駆ボディコンタクトホール４３の内側側面では、ゲート電極部２９の側面が露出している。

また、前駆ボディコンタクトホール４３は、後の工程において、半導体基板１１の上側全面に層間絶縁膜が形成される際に、内側がこの層間絶縁膜によって埋め込まれる。そして、その後に、前駆ボディコンタクトホールの内側、及びこの前駆ボディコンタクトホールの上側に存在する層間絶縁膜の部分が除去されることによって、層間絶縁膜及びゲート電極部２９を貫通する円形のボディコンタクトホールとなる。このボディコンタクトホールは、上述した第１の実施の形態と同様に、内側にボディコンタクトが形成される。このボディコンタクトは、チャネル領域２３に発生するホットキャリアを引き抜くために形成される。そして、ホットキャリアを効率良く引き抜くことができるボディコンタクトを形成するために、２０００〜４０００Å程度の範囲内の直径で前駆ボディコンタクトホール４３を形成するのが好ましい。なお、この２０００〜４０００Åの範囲内の値は、ボディコンタクトによるホットキャリアの引き抜きという効果を達成し得る範囲内の値であるが、このような効果が得られるならば、この値の近傍の値であってもよく、何らこの数値に限定されるものではない。

次に、第３工程では、前駆ボディコンタクトホール４３の内側に露出した、ゲート電極２７の側面を覆うように壁面被覆膜４５を形成して図４（Ｂ）に示すような構造体を得る。

この壁面被覆膜４５は、後の工程においてボディコンタクトホールの内側に形成されるボディコンタクト、及びボディコンタクトホールの内側側面に露出したゲート電極２７間を、電気的に絶縁する目的で形成される。そのために、この実施の形態の第３工程では、壁面被覆膜４５として、上述した第１の実施の形態と同様に、露出したゲート電極２７の側面を含む、前駆ボディコンタクトホール４３の内側側面の全面、すなわちゲート電極部２９の側面を覆うように、サイドウォール状絶縁膜４５ａを形成する。

このサイドウォール状絶縁膜４５ａを形成するために、まず、例えばシリコン窒化膜、シリコン酸化膜等の絶縁膜を周知のＣＤＶ法等を用いて、前駆ボディコンタクトホール４３内に堆積する。そして、この堆積した絶縁膜の一部を、周知のエッチバックを用いて、除去する。これによって、除去されずに残存した絶縁膜の部分、すなわち前駆ボディコンタクトホール４３の内側側面を覆う部分からサイドウォール状絶縁膜４５ａが形成される。このとき、前駆ボディコンタクトホール４３の内側側面を覆う部分以外の絶縁膜は、除去されるため、サイドウォール状絶縁膜４５ａが残存形成されていない領域の前駆ボディコンタクトホール４３の内側底面では、チャネル領域２３が露出している。
ここで、上述したボディコンタクト及びゲート電極２７間の絶縁という効果を達成するために、サイドウォール状絶縁膜４５ａは、ボディコンタクトホール３５の内側壁面に対して垂直方向に、１００Å程度の厚さで形成するのが好ましい。このとき、前駆ボディコンタクトホール４３の直径は、２０００〜４０００Å程度であり、サイドウォール状絶縁膜４５ａの膜厚に対して２０〜４０倍に設定されているため、このサイドウォール状絶縁膜４５ａが、前駆ボディコンタクトホール４３を埋め込むことはない。なお、この１００Åの値は、ボディコンタクト及びゲート電極２７間の絶縁という効果を達成し得る範囲内の値であるが、このような効果が得られるならば、この値の近傍の値であってもよく、何らこの数値に限定されるものではない。

次に、第４工程では、ゲート電極２７の上側全面、及び前駆ボディコンタクトホール４３の内側底面に露出したチャネル領域２３の上側表面をサリサイド化することによって、ゲート電極の上側全面に第２シリサイド層４９、及び前駆ボディコンタクトホール４３の内側底面に露出したチャネル領域２３の上側表面に第１シリサイド層４７を、それぞれ形成して図４（Ｃ）に示すような構造体を得る。

第１シリサイド層４７は、後の工程において、ボディコンタクトホールの内側、すなわちこの第１シリサイド層４７の上側に形成されるボディコンタクトと、この第１シリサイド層４７が形成されているＳＯＩ層１７との接触抵抗を低減させる目的で形成される。

また、第２シリサイド層４９は、ゲート電極２７の寄生抵抗を低減させる目的で形成される。

これら第１シリサイド層及び第２シリサイド層を形成するために、まず、ゲート電極２９の上側表面、すなわちゲート電極２７の上側表面にサリサイド化する金属を堆積する。このとき、ゲート電極部２９には、前駆ボディコンタクトホール４３が貫通形成されているため、前駆ボディコンタクトホール４３が形成されている領域では、この前駆ボディコンタクトホール４３の内側底面、すなわちこの内側底面に露出したチャネル領域２３の上側表面にも、金属が堆積する。ここで、堆積する金属は、周知のサリサイド化技術において、通常用いられるＴｉ（チタン）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）、その他の中から、設計に応じた好適な金属を用いればよい。そして、ゲート電極２７の上側表面、及びチャネル領域２３の露出面にサリサイド化する金属を堆積した後、熱処理を行うことによって、これらゲート電極２７の上側表面に第２シリサイド層４９、及びチャネル領域２３の露出面に、第１シリサイド層４７がそれぞれ形成される。このとき、上述したＳＯＩ層１７とボディコンタクトとの間の接触抵抗の低減、及びゲート電極２７の寄生抵抗の低減という効果を達成するために、第１シリサイド層４７及び第２シリサイド層４９は、１００〜２００Å程度の範囲内の層厚で形成されるのが好ましい。なお、この１００〜２００Åの値は、ＳＯＩ層１７とボディコンタクトとの間の接触抵抗の低減、及びゲート電極２７の寄生抵抗の低減という効果を達成し得る範囲内の値であるが、このような効果が得られるならば、この値の近傍の値であってもよく、何らこの数値に限定されるものではない。

次に、第５工程では、ＳＯＩ層１７及び第２シリサイド層４９の上側を覆うように層間絶縁膜３３を形成して図５（Ａ）に示すような構造体を得る。

層間絶縁膜３３は、上述した第１の実施の形態と同様に、ＣＶＤ法等の従来周知の技術を用いて形成される。このとき、層間絶縁膜３３は、前駆ボディコンタクトホール４３の内側にも埋め込まれて形成される。

また、層間絶縁膜３３は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等を材料として形成される。ただし、この層間絶縁膜３３は、上述の第３工程において形成したサイドウォール状絶縁膜４５ａとは、異なる材料を用いて形成される。すなわち、例えばサイドウォール状絶縁膜４５ａの材料としてシリコン窒化膜を用いた場合には、層間絶縁膜３３は、例えばシリコン酸化膜を材料として形成される。これは、以下の理由からである。すなわち、次の第６工程において、ボディコンタクトホールを開口する際に、前駆ボディコンタクトホール４３の内側、及びこの前駆ボディコンタクトホール４３の上側に存在する層間絶縁膜３３の部分を除去する。このとき、前駆ボディコンタクトホール４３の内側に存在するサイドウォール状絶縁膜４５ａが残存するように、層間絶縁膜３３に対してエッチングを行う必要がある。そのため、サイドウォール状絶縁膜４５ａと層間絶縁膜３３とを、異なる材料を用いて形成し、かつ好適なエッチャントを用いることによって、選択的に層間絶縁膜３３のみに対してエッチングを行うことができる。

次に、第６工程では、前駆ボディコンタクトホール４３の内側、及びこの前駆ボディコンタクトホール４３の上側に存在する層間絶縁膜３３の部分を除去することによって、第１シリサイド層４７の上側表面が露出する深さのボディコンタクトホール３５を貫通形成して図５（Ｂ）に示すような構造体を得る。

ボディコンタクトホール３５は、公知のホトリソエッチング技術を用いて、前駆ボディコンタクトホール４３の直上となる領域から、層間絶縁膜３３を厚み方向に貫通させることによって形成される。これによって、前駆ボディコンタクトホール４３の内側、及びこの前駆ボディコンタクトホール４３の上側に存在する層間絶縁膜３３の部分は、除去される。このボディコンタクトホール３５は、前駆ボディコンタクトホール４３の内側底面、すなわち第１シリサイド層４７の上側表面に達する深さで形成される。従って、ボディコンタクトホール３５の内側底面では、第１シリサイド層４７の上側表面が露出している。

また、この第６工程における層間絶縁層３３の部分的除去は、前駆ボディコンタクトホール４３の内側に存在するサイドウォール状絶縁膜４５ａが、残存するように行われる。そのために、層間絶縁層３３及びサイドウォール状絶縁膜４５ａの材料に応じた、好適なエッチャントを用いてエッチングを行うのが好ましい。ここで、既に説明したように、層間絶縁層３３とサイドウォール状絶縁膜４５ａとは、異なる材料を用いて形成されている。そして、例えば、層間絶縁層３３の材料としてシリコン酸化膜、また、サイドウォール状絶縁膜４５ａの材料としてシリコン窒化膜を、それぞれ用いた場合には、Ｃ_４Ｆ_８（八フッ化シクロブタン）、Ａｒ（アルゴン）、及びＯ_２（酸素）の混合ガスをエッチングガスとして用いることによって、選択的にシリコン酸化膜、すなわち層間絶縁層３３のみをエッチングすることができる。このように、サイドウォール状絶縁膜４５ａは、除去されずに残存されるため、ボディコンタクトホール３５の内側側面では、ゲート電極部２９の側面は、第３工程において形成されたサイドウォール状絶縁膜４５ａによって覆われている。

次に、第７工程では、ボディコンタクトホール３５の内側を埋め込むようにボディコンタクト４１を形成して図５（Ｃ）に示すような構造体を得る。ここで、図５（Ｃ）は、図７に示すII−II’線における断面の、矢印方向から見た端面図に相当する図である。なお、図７は、この第７工程において得られた構造体を示す平面図であるが、実際には形成されている層間絶縁層３３及び第２シリサイド層４９を省略して示している。また、図７に３７ａ（３７）の符号で示したサイドウォール状絶縁膜は、この第２の実施の形態における、サイドウォール状絶縁膜４５ａに対応する構成要素である。

ボディコンタクト４１は、第１の実施の形態と同様に、例えば、Ｗ（タングステン）、不純物含有のＰｏｌｙ−Ｓｉ（ポリシリコン）、その他を材料として、従来周知のＣＶＤ法等を用いて、ボディコンタクトホール３５の内側を埋め込んで堆積される。このとき、ボディコンタクトホール３５の外側、すなわち、層間絶縁膜３３のボディコンタクトホール３５周辺部、または、ボディコンタクトホール３５の上側に過剰に堆積したボディコンタクト４１の部分は、周知のエッチバック、またはＣＭＰ法を用いて除去される。そして、この除去によって、ボディコンタクト４１の上側表面は、層間絶縁膜３３の上側表面と同一面位置となる。

第２の実施の形態によって製造された半導体装置は、絶縁層１５と、この絶縁層１５の上側表面に設けられたＳｉ層１７とを有する半導体基板１１を具えている。このＳｉ層１７には、素子領域１９が設けられている。そして、この素子領域１９は、チャネル領域２３と、このチャネル領域２３を挟んで作り込まれた第１及び第２主電極領域３１ａ及び３１ｂと、を包含している。チャネル領域２３には、ゲート酸化膜２５及びゲート電極２７を有するゲート電極部２９が設けられている。そして、これらチャネル領域２３、ゲート電極部２９、第１及び第２主電極領域３１ａ及び３１ｂによって、ＭＯＳＦＥＴが構成されている。ここで、チャネル領域２３には、第１シリサイド層４７が作り込まれている。また、ゲート電極２７の上側全面には、第２シリサイド層４９が設けられている。更に、Ｓｉ層１７及びゲート電極部２９の上側を覆うように層間絶縁膜３３が設けられている。そして、上述の第１シリサイド層４７上には、層間絶縁膜３３、第２シリサイド層４９、及びゲート電極部２９を貫通してボディコンタクト４１が形成されている。このボディコンタクト４１は、壁面被覆膜４５を介してゲート電極２７と接続されていると同時に、Ｓｉ層１７に形成された第１シリサイド層４７と接続されている。

この第２の実施の形態によって製造された半導体装置は、上述の第１の実施の形態による半導体装置の構成に加えて、ゲート電極２７の上側全面に第２シリサイド層４９が設けられている。そして、第２の実施の形態による半導体装置は、この第２シリサイド層４９によって、ゲート電極部２９における寄生抵抗が低減される。また、ボディコンタクト４１は、高濃度ボディ領域ではなく、チャネル領域２３に作り込まれた第１シリサイド層４７において、ＳＯＩ層１７と接している。このように、ボディコンタクト４１とＳＯＩ層１７との接触部をシリサイド層とすることによって、ボディコンタクト４１とＳＯＩ層１７との間の接触抵抗が低減される。そのため、高濃度ボディ領域を形成しなくても、第１シリサイド層４７が形成されたＳＯＩ層１７と、ボディコンタクト４１との間の接触抵抗の低減という効果を得ることができる。従って、第１シリサイド層４７を形成することで、ボディコンタクト４１によって、チャネル領域２３に発生したホットキャリアを引き抜くという効果を、確実に達成することができる。

従って、この第２の実施の形態による半導体装置では、第１の実施の形態による半導体装置の効果に加えて、ゲート電極部２９における寄生抵抗、及びボディコンタクト４１とＳＯＩ層１７との間の接触抵抗の低減という効果を達成することができる。

また、第２の実施の形態では、層間絶縁膜３３を形成する前に、第２工程において、ゲート電極部２９を貫通する前駆ボディコンタクトホール４３を形成する。これによって、ゲート電極２７の上側表面と、前駆ボディコンタクトホール４３の内側底面に、チャネル領域２３の上側表面とを、同時に露出させることができる。そのため、第２の実施の形態では、第４工程において、第１シリサイド層４７及び第２シリサイド層４９を形成することができる。

ここで、シリサイド層は、耐熱性が低く、通常７００℃程度の温度で破壊されてしまうことが知られている。しかし、既に説明したように、第２の実施の形態では、第１シリサイド層４７を形成することによって、第１の実施の形態における高濃度ボディ領域と同様の効果を達成することができるため、高濃度ボディ領域を形成する必要がない。そのため、第２の実施の形態による半導体装置の製造方法では、第１シリサイド層４７及び第２シリサイド層４９を形成する第４工程の後に、９００℃程度の熱処理を伴う高濃度ボディ領域を形成する工程が存在しない。従って、第２の実施の形態では、第１シリサイド層４７及び第２シリサイド層４９は、高濃度ボディ領域の形成に伴う高温に晒されることがない。そのため、第２の実施の形態による半導体装置の製造方法は、第１の実施の形態とはことなり、第１シリサイド層４７及び第２シリサイド層４９を形成することができる。

〈第２の変形例〉
図６（Ａ）及び（Ｂ）は、第２の変形例を説明する工程図であり、これらの各図は、それぞれ、各製造段階で得られた構造体の断面の切り口で示してある。

第２の変形例では、上述の第１の変形例と同様に、第２の実施の形態における壁面被覆膜４５として、ボディコンタクトホール３５の内側に露出したゲート電極２７の側面部に、熱酸化膜４５ｂを形成する半導体装置の製造方法について説明する。なお、この第２の変形例による半導体装置の製造方法が第２の実施の形態による半導体装置の製造方法と構成上相違するのは、第３工程において、壁面被覆膜４５としてサイドウォール状絶縁膜４５ａの代わりに熱酸化膜４５ｂを形成する点である。その他の構成要素及び作用効果は、同様であるので、共通する構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。

第２の実施の形態と同様に、上述の第１工程及び第２工程を行う。

次に、第３工程では、前駆ボディコンタクトホール４３の内側に露出したゲート電極２７の側面部を、熱酸化することによって、熱酸化膜４５ｂを形成して図６（Ａ）に示すような構造体を得る。

この熱酸化膜４５ｂは、第２の実施の形態において説明したサイドウォール状絶縁膜４５ａと同様に、ボディコンタクトホールの内側に形成されるボディコンタクト、及びボディコンタクトホールの内側側面に露出したゲート電極２７間を、電気的に絶縁する目的で形成される。

熱酸化膜４５ｂは、上述の第１の変形例と同様に、従来周知の熱酸化技術を用いて形成される。ここで、熱酸化膜４５ｂは、ボディコンタクト及びゲート電極２７間の絶縁という効果を達成するために、前駆ボディコンタクトホール４３の内側壁面に対して垂直方向に、１００Å程度の厚さで形成するのが好ましい。なお、この１００Åの値は、ボディコンタクト及びゲート電極２７間の絶縁という効果を達成し得る範囲内の値であるが、このような効果が得られるならば、この値の近傍の値であってもよく、何らこの数値に限定されるものではない。

この第２の変形例では、１００Å程度の厚さで熱酸化膜４５ｂを形成するために、好ましくは、ゲート電極２７に対して、酸化雰囲気中において７００〜８００℃程度の熱処理、すなわち熱酸化を行うのが良い。これによって、前駆ボディコンタクトホール４３の内側側面に露出したゲート電極２７の側面部は、この側面から前駆ボディコンタクトホール４３の内側壁面に対して垂直方向に、１００Å程度の厚さまで熱酸化され、この熱酸化されたゲート電極２７の部分が熱酸化膜４５ｂとなる。

次に、第３工程に続く工程として、上述の第２の実施の形態と同様の第４工程〜第７工程を行い図６（Ｂ）に示すような構造体を得る。

この第２の変形例によって形成された半導体装置は、第３工程において形成される壁面被覆膜４５、すなわち熱酸化膜４５ｂが、ゲート電極２７の側面部を一部熱酸化することによって形成される。従って、第２の実施の形態において形成される壁面被覆膜４５、すなわちサイドウォール状絶縁膜４５ａのように、ボディコンタクトホール３５の内側には、壁面被覆膜４５が堆積していない。そのため、第２の変形例による半導体装置では、ボディコンタクトホール３５の内側底面に露出したチャネル領域２３の上側表面、すなわち第１シリサイド層４７の面積が、壁面被覆膜４５を堆積形成することによって縮小しない。これによって、第１シリサイド層４７の上側表面と、この上側表面に形成されるボディコンタクト４１との接触面積が、第２の実施の形態と比して大きく確保できる。そのため、この第２の変形例では、第１シリサイド層４７とボディコンタクト４１との接触面積の縮小によって、これら第１シリサイド層４７及びボディコンタクト４１間の接触抵抗が増大する恐れを低減することができる。このように、接触抵抗の増大が防止されているため、ボディコンタクト４１を用いて、効率よく第１シリサイド層４７からホットキャリアの引き抜きを行うことができる。

〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態では、上述の第１の実施の形態、及び第２の実施の形態において説明した半導体装置であって、素子領域の更なる縮小化を図るために、ボディコンタクトが第２素子領域１９ａ上に形成された半導体装置について説明する。

ここで、この第３の実施の形態による半導体装置が、第１の実施の形態、及び第２の実施の形態によって製造された半導体装置と構成上相違するのは、素子領域と隣接して設けられた第２素子領域１９ａ上にボディコンタクト４１が設けられる点である。その他の構成要素及び作用効果は、同様であるので、共通する構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。

また、この第３の実施の形態において用いる半導体基板は、上述の第１の実施の形態、及び第２の実施の形態と同様に、ＳＯＩ基板１１を用いた場合を例に挙げて説明する。なお、ＳＯＩ基板１１のことを単に半導体基板１１と称することもある。また、第１の実施の形態、及び第２の実施の形態と同様に、この実施の形態では、Ｓｉ基板１３の上側表面に設けられた絶縁層１５のことを、特にＢＯＸ層１５とも称する。また、ＳＯＩ基板１１中のＢＯＸ層１５の上側表面に設けられたＳｉ層１７のことを、特にＳＯＩ層１７とも称する。

図８（Ａ）は、第３の実施の形態による半導体装置を説明する平面図である。この図８（Ａ）では、上述の第１の実施の形態に、この第３の実施の形態を適用した場合を例に挙げて示している。そこで、ここでは、第１の実施の形態による半導体装置に、この第３の実施の形態を適用した場合について説明する。なお、この図８（Ａ）では、実際には形成されている層間絶縁層を省略して示している。

この第３の実施の形態における半導体装置は、素子領域１９の外側であって、チャネル領域２３のチャネル幅方向の延長領域に、素子領域１９と隣接して設けられた第２素子領域１９ａを具えている。そして、これらチャネル領域２３と第２素子領域１９ａとは、電気的に接続されている。

この第２素子領域１９ａは、半導体基板のＳＯＩ層１７に素子分離領域２１が形成される際に、素子領域１９と同時に形成される。すなわち、ＳＯＩ層１７の上側表面に、周知のホトリソ技術を用いて、凸型にマスクを形成する。しかる後、ＬＯＣＯＳ法、ＳＴＩ法等の従来周知の方法を用いて素子分離領域２１を形成する。このとき、マスクによって覆われた凸型の領域には、素子分離領域２１が形成されない。そして、この素子分離領域２１が形成されない凸型の領域のつば部は、素子領域１９となる。また、この凸型の領域の残部、すなわち突出部は、第２素子領域１９ａとなる。

この第２素子領域１９ａには、チャネル領域２３と同じ導電型の不純物、すなわち第１導電型の不純物が導入されている。更に、この第２素子領域１９ａには、第１の実施の形態において説明した高濃度ボディ領域３９が作り込まれている。

また、この実施の形態による半導体装置には、チャネル領域２３及び第２素子領域１９ａを覆うように、ゲート酸化膜２５とゲート電極２７とを含むゲート電極部２９が設けられている。そして、チャネル領域２３の両側部には、このチャネル領域２３を挟んで作り込まれた、ソース電極及びドレイン電極として用いられる、第１及び第２主電極領域３１ａ及び３１ｂが設けられている。

また、素子領域１９及び第２素子領域１９ａを含むＳＯＩ層１７の上側は、層間絶縁膜によって覆われている。

そして、上述した第２素子領域１９ａに作り込まれた高濃度ボディ領域３９の上側には、層間絶縁膜３３及びゲート電極部２９を貫通してボディコンタクト４１が形成されている。このボディコンタクト４１は、壁面被覆膜３７としてのサイドウォール状絶縁膜３７ａを介してゲート電極２７と接続されていると同時に、ＳＯＩ層１７の高濃度ボディ領域３９と接続されている。このサイドウォール状絶縁膜３７ａによって、ゲート電極２７及びボディコンタクト４１間は、電気的に絶縁されている。

ここで、これら高濃度ボディ領域３９、サイドウォール状絶縁膜３７ａ、及びボディコンタクト４１は、上述の第１の実施の形態において説明した方法を用いて形成される。

この第３の実施の形態による半導体装置は、チャネル領域２３のチャネル幅方向の延長領域に、素子領域１９と隣接して設けられた第２素子領域１９ａであって、チャネル領域２３に導入されているのと同様の第１導電型の不純物が導入された第２素子領域１９ａを有している。そして、この第２素子領域１９ａにおいて、上述の第１の実施の形態、または第２の実施の形態を用いてボディコンタクト４１を形成する。従って、この第３の実施の形態による半導体装置では、チャネル領域２３、第１及び第２主電極領域３１ａ及び３１ｂ、及びゲート電極２９を含むＭＯＳＦＥＴが形成された素子領域１９内に、ボディコンタクト４１を形成するための領域を確保する必要がない。そのため、上述の第１の実施の形態による半導体装置と比して、より素子領域１９の面積を縮小することができる。

また、この第３の実施の形態は、当然のことながら、上述の第１の変形例、第２の実施の形態、及び第２の変形例についても適用することができる。第２の実施の形態による半導体装置に対して適用した場合には、第３の実施の形態による半導体装置は、高濃度ボディ領域３９の代わりに第１シリサイド層４７を具え、かつ、ゲート電極２７の上側に第２シリサイド層４９を具えた構造となる。また、第１の変形例、及び第２の変形例による半導体装置に対して適用した場合には、第３の実施の形態による半導体装置は、壁面被覆膜３７として、サイドウォール状絶縁膜３７ａの代わりに、熱酸化膜３７ｂを具えた構造となる。

〈第４の実施の形態〉
第４の実施の形態では、上述の第１の実施の形態、及び第２の実施の形態において説明した半導体装置であって、複数のボディコンタクトを具えた半導体装置の構造について説明する。

ここで、この第４の実施の形態による半導体装置が、第１の実施の形態、及び第２の実施の形態によって製造された半導体装置と構成上相違するのは、複数のボディコンタクトが、互いに離間して、かつチャネル幅方向に配列して設けられる点である。その他の構成要素及び作用効果は、同様であるので、共通する構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。

また、この第４の実施の形態において用いる半導体基板は、上述の第１の実施の形態、及び第２の実施の形態と同様に、ＳＯＩ基板１１を用いた場合を例に挙げて説明する。なお、ＳＯＩ基板１１のことを単に半導体基板１１と称することもある。また、第１の実施の形態、第２の実施の形態、及び第３の実施の形態と同様に、この実施の形態では、Ｓｉ基板１３の上側表面に設けられた絶縁層１５のことを、特にＢＯＸ層１５とも称する。また、ＳＯＩ基板１１中のＢＯＸ層１５の上側表面に設けられたＳｉ層１７のことを、特にＳＯＩ層１７とも称する。

図８（Ｂ）は、第４の実施の形態による半導体装置を説明する平面図である。この図８（Ｂ）では、上述の第１の実施の形態に、この第４の実施の形態を適用した場合を例に挙げて示している。そこで、ここでは、第１の実施の形態による半導体装置に、この第４の実施の形態を適用した場合について説明する。なお、この図８（Ｂ）では、実際には形成されている層間絶縁層を省略して示している。

第４の実施の形態による半導体装置は、上述の第１の実施の形態において説明した高濃度ボディ領域３９が、複数作り込まれている。これら複数の高濃度ボディ領域３９は、チャネル領域２３中に、互いに離間し、かつチャネル幅方向に配列して作り込まれている。

そして、これら複数の高濃度ボディ領域３９上には、層間絶縁膜３３及びゲート電極部２９を貫通してボディコンタクト４１が形成されている。このボディコンタクト４１は、壁面被覆膜３７としてのサイドウォール状絶縁膜３７ａを介してゲート電極２７と接続されていると同時に、ＳＯＩ層１７の高濃度ボディ領域３９と接続されている。このサイドウォール状絶縁膜３７ａによって、ゲート電極２７及びボディコンタクト４１間は、電気的に絶縁されている。

互いに離間し、かつチャネル幅方向に配列した複数の高濃度ボディ領域３９を形成するためには、上述の第１の実施の形態で説明した、第３工程において、互いに離間し、かつゲート幅方向に配列させてボディコンタクトホール３５を貫通形成すればよい。そして、このように、複数のボディコンタクトホール３５を形成した後、上述の第１の実施の形態の第４工程以降の工程を行うことによって、複数の高濃度ボディ領域３９上に、それぞれボディコンタクトホール３５、サイドウォール状絶縁膜３７ａ、及びボディコンタクト４１が形成される。

この第４の実施の形態は、例えば、チャネル幅の大きいＭＯＳＦＥＴを有する半導体装置において用いられる。チャネル幅が大きくなると、チャネル領域２３内に発生するホットキャリアの量が相対的に大きくなる。また、チャネル幅が大きくなると、チャネル領域２３の面積についても拡大する。これらの理由から、チャネル幅の大きいＭＯＳＦＥＴでは、ホットキャリアを引き抜くために、一つのボディコンタクト４１を用いるのみでは、引き抜きの効率が悪く、また、引き抜きが不十分となる。

しかし、この第４の実施の形態による半導体装置は、チャネル領域２３中に、互いに離間し、かつチャネル幅方向に配列して複数の高濃度ボディ領域３９が設けられている。そして、これら複数の高濃度ボディ領域３９の上側には、互いに離間し、かつゲート幅方向に配列された複数のボディコンタクト４１が設けられている。

このように、この第４の実施の形態では、上述の第１の実施の形態において説明した半導体装置において、ボディコンタクト４１を、複数設けることによって、チャネル幅の大きいＭＯＳＦＥＴにおいても、効率良くかつ確実にホットキャリアを引き抜くことが可能となる。

また、この第４の実施の形態における複数のボディコンタクト４１は、全てチャネル領域２３上に設けられた構造となっている。従って、特許文献１に開示された、チャネル領域、第１及び第２主電極領域の外側に高濃度ボディ領域、及びボディコンタクトを形成する半導体装置のように、素子領域の面積を増大させることはない。そのため、第４の実施の形態による半導体装置は、チャネル幅の大きいＭＯＳＦＥＴを有する半導体装置においても、素子領域の面積を増大させることなく、チャネル領域２３に発生したホットキャリアを、効率良くかつ確実に引き抜くことができる。

また、この第４の実施の形態は、当然のことながら、上述の第１の変形例、第２の実施の形態、及び第２の変形例についても適用することができる。第２の実施の形態による半導体装置に対して適用した場合には、第４の実施の形態による半導体装置は、高濃度ボディ領域３９の代わりに第１シリサイド層４７を具え、かつ、ゲート電極２７の上側に第２シリサイド層４９を具えた構造となる。また、第１の変形例、及び第２の変形例による半導体装置に対して適用した場合には、第４の実施の形態による半導体装置は、壁面被覆膜３７として、サイドウォール状絶縁膜３７ａの代わりに、熱酸化膜３７ｂを具えた構造となる。

（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の第１の実施の形態を説明する工程図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の第１の実施の形態を説明する工程図であり、図１（Ｃ）に続く工程図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の第１の変形例を説明する図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の第２の実施の形態を説明する工程図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の第２の実施の形態を説明する工程図であり、図４（Ｃ）に続く工程図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の第２の変形例を説明する図である。 この発明の第１の実施の形態及び第２の実施の形態で得られた構造体を説明する平面図である。 （Ａ）は、この発明の第３の実施の形態を説明する平面図である。（Ｂ）は、この発明の第４の実施の形態を説明する平面図である。 この発明の第１の実施の形態及び第２の実施の形態で用いる半導体基板を説明する斜視図である。

符号の説明

１１：ＳＯＩ基板（半導体基板）
１３：Ｓｉ基板
１５：ＢＯＸ層（絶縁層）
１７：ＳＯＩ層（Ｓｉ層）
１９：素子領域
１９ａ：第２素子領域
２１：素子分離領域
２３：チャネル領域
２５：ゲート酸化膜
２７：ゲート電極
２９：ゲート電極部
３１ａ、３１ｂ：第１及び第２主電極領域
３３：層間絶縁膜
３５：ボディコンタクトホール
３７、４５：壁面被覆膜
３７ａ、４５ａ：サイドウォール状絶縁膜
３７ｂ、４５ｂ：熱酸化膜
３９：高濃度ボディ領域
４１：ボディコンタクト
４３：前駆ボディコンタクトホール
４７：第１シリサイド層
４９：第２シリサイド層

Claims (12)

1. 絶縁層上に設けられるとともに、チャネル領域と、該チャネル領域を挟む第１及び第２主電極領域と、該チャネル領域並びに該第１及び第２主電極領域を包含する素子領域と、該素子領域の外側であって、前記チャネル領域のチャネル幅方向の延長領域に、前記素子領域と隣接して設けられた第２素子領域であって、前記チャネル領域に導入されているのと同じ導電型の不純物が導入された当該第２素子領域と、該第２素子領域内に作り込まれた、前記チャネル領域に導入されているのと同じ導電型の不純物が高濃度で導入された高濃度ボディ領域とを有するＳｉ層を具えた半導体基板と、
   前記チャネル領域及び前記第２素子領域上に設けられた、ゲート酸化膜及びゲート電極を有するゲート電極部と、
   前記Ｓｉ層及び前記ゲート電極部上に形成された層間絶縁膜と、
   前記層間絶縁膜及び前記ゲート電極部を貫通して設けられるとともに、絶縁膜である壁面被覆膜を介して前記ゲート電極部と接続され、かつ、前記Ｓｉ層の前記高濃度ボディ領域と接続されたボディコンタクトと
   を具えることを特徴とする半導体装置。
2. 請求項１に記載の半導体装置において、
   前記壁面被覆膜が、前記ゲート電極の側面の全面を覆うように形成された、サイドウォール状絶縁膜である
   ことを特徴とする半導体装置。
3. 請求項１に記載の半導体装置において、
   前記壁面被覆膜が、前記ゲート電極の側面部に形成された熱酸化膜である
   ことを特徴とする半導体装置。
4. 絶縁層上に設けられるとともに、チャネル領域と、該チャネル領域を挟む第１及び第２主電極領域と、該チャネル領域並びに該第１及び第２主電極領域を包含する素子領域と、該素子領域の外側であって、前記チャネル領域のチャネル幅方向の延長領域に、前記素子領域と隣接して設けられた第２素子領域と、該第２素子領域内に作り込まれた第１シリサイド層とを有するＳｉ層を具えた半導体基板と、
   前記チャネル領域及び前記第２素子領域上に設けられた、ゲート酸化膜及びゲート電極を有するゲート電極部と、
   前記ゲート電極の上側全面に設けられた第２シリサイド層と、
   前記Ｓｉ層及び前記第２シリサイド層上に形成された層間絶縁膜と、
   該層間絶縁膜、前記第２シリサイド層、及び前記ゲート電極部を貫通して設けられるとともに、絶縁膜である壁面被覆膜を介して前記ゲート電極部と接続され、かつ、前記Ｓｉ層の前記第１シリサイド層と接続されたボディコンタクトと
   を具えることを特徴とする半導体装置。
5. 請求項４に記載の半導体装置において、
   前記壁面被覆膜が、前記ゲート電極の側面の全面を覆うように形成された、サイドウォール状絶縁膜である
   ことを特徴とする半導体装置。
6. 請求項４に記載の半導体装置において、
   前記壁面被覆膜が、前記ゲート電極の側面部に形成された熱酸化膜である
   ことを特徴とする半導体装置。
7. 絶縁層と、該絶縁層の上側表面に設けられたＳｉ層とを有する半導体基板であって、
   前記Ｓｉ層に設けられた素子領域と、
   該素子領域に作り込まれたチャネル領域と、
   前記素子領域に、前記チャネル領域を挟んで作り込まれた第１及び第２主電極領域と、
   前記素子領域の外側であって前記チャネル領域のチャネル幅方向の延長領域に、前記素子領域と隣接して設けられた第２素子領域であって、前記チャネル領域に導入されているのと同じ導電型の不純物が導入された当該第２素子領域と、
   前記チャネル領域及び前記第２素子領域上に設けられた、ゲート酸化膜及びゲート電極を有するゲート電極部と
   を含むＭＯＳＦＥＴが形成された当該半導体基板を用意する第１工程と、
   前記Ｓｉ層及び前記ゲート電極部の上側を覆うように層間絶縁膜を形成する第２工程と、
   該層間絶縁膜及び前記ゲート電極部に、前記第２素子領域の上側表面が露出する深さまで、ボディコンタクトホールを貫通形成する第３工程と、
   該ボディコンタクトホールの内側に露出した、前記ゲート電極の側面を覆うように絶縁膜である壁面被覆膜を形成する第４工程と、
   前記ボディコンタクトホールの内側底面に露出した前記第２素子領域の上側表面に、前記チャネル領域と同じ導電型の不純物を導入し、しかる後、熱処理を行うことによって、高濃度ボディ領域を形成する第５工程と、
   前記ボディコンタクトホールの内側を埋め込むようにボディコンタクトを形成する第６工程と
   を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. 請求項７に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記第４工程において、前記壁面被覆膜として、前記ボディコンタクトホールの内側側面の全面を覆うように、サイドウォール状絶縁膜を形成する
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
9. 請求項７に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記第４工程において、前記壁面被覆膜として、前記ボディコンタクトホールの内側に露出した前記ゲート電極の側面部を、熱酸化することによって、熱酸化膜を形成する
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
10. 絶縁層と、該絶縁層の上側表面に設けられたＳｉ層とを有する半導体基板であって、
    前記Ｓｉ層に設けられた素子領域と、
    該素子領域に作り込まれたチャネル領域と、
    前記素子領域に、前記チャネル領域を挟んで作り込まれた第１及び第２主電極領域と、
    前記素子領域の外側であって前記チャネル領域のチャネル幅方向の延長領域に、前記素子領域と隣接して設けられた第２素子領域であって、前記チャネル領域に導入されているのと同じ導電型の不純物が導入された当該第２素子領域と、
    前記チャネル領域及び前記第２素子領域上に設けられた、ゲート酸化膜及びゲート電極を有するゲート電極部と
    を含むＭＯＳＦＥＴが形成された当該半導体基板を用意する第１工程と、
    前記ゲート電極部に、前記第２素子領域の上側表面が露出する深さまで、前駆ボディコンタクトホールを貫通形成する第２工程と、
    該前駆ボディコンタクトホールの内側に露出した、前記ゲート電極の側面を覆うように絶縁膜である壁面被覆膜を形成する第３工程と、
    前記ゲート電極の上側全面、及び前記前駆ボディコンタクトホールの内側底面に露出した前記第２素子領域の上側表面をサリサイド化することによって、前記ゲート電極の上側全面に第２シリサイド層、及び前記前駆ボディコンタクトホールの内側底面に露出した前記第２素子領域の上側表面に第１シリサイド層を、それぞれ形成する第４工程と、
    前記Ｓｉ層及び前記第２シリサイド層の上側を覆うように層間絶縁膜を形成する第５工程と、
    前記前駆ボディコンタクトホールの内側、及び該前駆ボディコンタクトホールの上側に存在する前記層間絶縁膜の部分を除去することによって、前記第１シリサイド層の上側表面が露出する深さのボディコンタクトホールを貫通形成する第６工程と、
    該ボディコンタクトホールの内側を埋め込むようにボディコンタクトを形成する第７工程と
    を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
11. 請求項１０に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第３工程において、前記壁面被覆膜として、前記ボディコンタクトホールの内側側面の全面を覆うように、サイドウォール状絶縁膜を形成する
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
12. 請求項１０に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第３工程において、前記壁面被覆膜として、前記ボディコンタクトホールの内側に露出した前記ゲート電極の側面部を、熱酸化することによって、熱酸化膜を形成する
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。

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