JP5255305B2 - 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 - Google Patents
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Description
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。
(a)第1の主面及び第2の主面を有する半導体基板;
(b)前記半導体基板の前記第1の主面の第1の領域に設けられたCMOS集積回路部;
(c)前記半導体基板の前記第1の主面の第2の領域に設けられたショットキ・バリア・ダイオード部、
ここで、前記ショットキ・バリア・ダイオード部は以下を含む:
(c1)前記第2の領域の前記第1の主面に設けられた第1のN型半導体領域;
(c2)前記第1のN型半導体領域の前記第1の主面に設けられた開口を有する第1のフィールド絶縁膜領域;
(c3)前記第1のフィールド絶縁膜領域の前記開口内の前記第1の主面に、前記第1のフィールド絶縁膜領域の内周に接して、それに沿うように設けられたP型ガードリング領域;
(c4)前記P型ガードリング領域の内側において、前記第1のN型半導体領域が前記第1の主面に露出したショットキ接合カソード部;
(c5)前記第1のフィールド絶縁膜領域の前記開口上の前記第1の主面に設けられたシリサイド膜;
(c6)前記第1のフィールド絶縁膜領域の前記開口上の前記シリサイド膜上に設けられたアノード・コンタクト電極、
ここで、前記アノード・コンタクト電極は、主に前記P型ガードリング領域の上方に設けられている。
(i)前記半導体基板はP型シリコン系基板であり、
(ii)前記P型ガードリング領域は、それよりも不純物濃度の低く、且つ、深さの深い第1のP型不純物領域に囲まれており、更に
(iii)前記第1のN型半導体領域と、前記半導体基板固有のP型不純物領域との間には、他のP型不純物領域が介在しない。
(i)前記半導体基板はP型シリコン系基板であり、
(ii)前記ショットキ接合カソード部の中央部に前記P型ガードリング領域と間隔を置いて設けられた前記第1のN型半導体領域よりも高濃度であってショットキ接合を形成する濃度を有し、前記第1のN型半導体領域よりも浅い第2のN型半導体領域が設けられており、更に
(iii)前記第1のN型半導体領域と、前記半導体基板固有のP型不純物領域との間には、他のP型不純物領域が介在しない。
(i)前記ショットキ・バリア・ダイオード部の前記第1のN型半導体領域は、リング状のP型アイソレーション領域によって、前記CMOS集積回路部から電気的に分離されており、
(ii)前記第1のフィールド絶縁膜領域の外周部の前記第1の主面は、前記P型アイソレーション領域よりも高濃度のリング状のP型アイソレーション・コンタクト領域により囲まれている。
(a)第1の主面及び第2の主面を有する半導体基板;
(b)前記半導体基板の前記第1の主面の第1の領域に設けられたCMOS集積回路部;
(c)前記半導体基板の前記第1の主面の第2の領域に設けられたショットキ・バリア・ダイオード部、
ここで、前記ショットキ・バリア・ダイオード部は以下を含む:
(c1)前記第2の領域の前記第1の主面に設けられた第1のN型半導体領域;
(c2)前記第1のN型半導体領域の前記第1の主面に設けられた開口を有する第1のフィールド絶縁膜領域;
(c3)前記第1のフィールド絶縁膜領域の前記開口内の前記第1の主面に、前記第1のフィールド絶縁膜領域の内周に接して、それに沿うように設けられたP型ガードリング領域、ここで、前記P型ガードリング領域は、それよりも不純物濃度の低く、且つ、深さの深い第1のP型不純物領域に囲まれている;
(c4)前記P型ガードリング領域の内側において、前記第1のN型半導体領域が前記第1の主面に露出したショットキ接合カソード部;
(c5)前記第1のフィールド絶縁膜領域の前記開口上の前記第1の主面に設けられたシリサイド膜;
(c6)前記第1のフィールド絶縁膜領域の前記開口上の前記シリサイド膜上に設けられたアノード・コンタクト電極、
ここで、前記アノード・コンタクト電極は、主に前記P型ガードリング領域の上方に設けられており、
前記半導体集積回路装置の製造方法は以下の工程を含む:
(x)前記半導体基板の前記第1の主面にP型不純物を導入することによって、前記CMOS集積回路部のN型MOSFETが形成されるP型ウエル領域と、前記ショットキ・バリア・ダイオード部の前記第1のP型不純物領域をほぼ同時に形成する工程。
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。
PSD:主にP型MOSFETの高濃度ソース・ドレイン領域、
PW:主に直接P型MOSFETを形成するP型ウエル領域(P型内部ウエル)、
PV:主に電界緩和用のP型中間濃度領域、
PiSO:主にP型アイソレーション領域、
NSD:主にN型MOSFETの高濃度ソース・ドレイン領域、
NW:主に直接N型MOSFETを形成するN型ウエル領域(N型内部ウエル)、
NV:主に電界緩和用のN型中間濃度領域、
DNW:主に2重ウエルの低濃度Nウエル、埋め込みN型領域等のである。ここで、一般的濃度関係の概略は、それぞれPSD>PW>PV>PiSO>P−Sub(P型基板の固有のP型不純物濃度)、NSD>NW>NV>DNWである。
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。
図1は接合上電極型ショットキー・バリア・ダイオードの逆方向リーク電流のコンタクト・バリア・メタル成膜前スパッタ・エッチ量依存性を示す統計データである。すなわち、コバルト・シリサイド膜をスパッタ・エッチした厚さによって、ショットキー・バリア・ダイオードの逆方向リーク電流(印加電圧12ボルト、温度摂氏25度)がどのように分布するかをそれぞれのサンプル集合(スパッタ・エッチ量で分類された)の逆方向リーク電流の標準偏差(σ)で規格化して示したものである。回帰直線(または回帰直線)が立っているほど、ばらつきが少ないといえる。これによると、スパッタ・エッチ量によっては、逆方向リーク電流が大きくばらつく結果となることがわかる。
この例は、前記セクション1aの例の平面レイアウト上の変形例であり、異なる部分のみを説明する。
この例は、前記セクション1aから1bの例の平面レイアウト上のその他の変形例であり、異なる部分のみを説明する。
この例は、前記セクション1aから1cの例の平面レイアウト上の更にその他の変形例であり、異なる部分のみを説明する。
この例は、前記セクション1aから1dの例の縦構造上の変形例であり、異なる部分のみを説明する。
この例は、前記セクション1aから1dの例を基礎としたセクション2aの例の縦構造上の変形例であり、それらと異なる部分のみを説明する。
この例は、前記セクション1aから1dの例を基礎とした2a及び2bの例の縦構造上のその他の変形例であり、異なる部分のみを説明する。
この例は、前記セクション1aから1d及び2a及び2bの例を基礎とした3aの例の縦構造上のその他の変形例であり、異なる部分のみを説明する。
この例は、前記セクション1aから1d及び2a及び2bの例を基礎とした3a及び3bの例の縦構造上のその他の変形例であり、異なる部分のみを説明する。
これまでのセクションで説明した組み込み型ショットキー・バリア・ダイオードを有する半導体集積回路装置の製造方法をデバイス構造1a、2a、及び3aの場合を例にとり説明する。図87は以下に説明するデバイス断面フロー図の相互関係を説明する対応関係説明図表である。この表において、第1列(No.列を除く、以下同じ)は、プロセスの単位ステップ(a,b,c等)であり、各単位ステップは一般に複数のサブ・ステップ(要素ステップ)を含む。第2列は低耐圧CMOS FETおよび中耐圧CMOS FET部分の説明図である(中耐圧CMOS FET部分はPMOS FET部分を例示)。第3列は高耐圧CMOS FET部分の説明図である(NMOS FET部分を例示)。第4列、第5列及び第6列は、それぞれデバイス構造1,2および3に対応するSBD部分の説明図である。ここで、これら第2列から第6列の部分は、同一のウエハの同一のチップ領域(必ずしもすべてのタイプのSBDが同一のウエハ上または同一のチップ領域内にある必要はない)にあるとして、説明している。すなわち、半導体集積回路装置の製造工程特にウエハ工程は、基本的にウエハ単位または複数のウエハを含むバッチ単位で行われるので、同一のウエハ上の各部分は同時に処理されると見ることができる。たとえば、露光は一般にショット単位で行われるが、そのウエハに対する露光工程を一括してみれば、同一の工程において、実質的に同時に行われるといえる。また、同一の名称の要素ステップが異なる列(第2列から第6列)に対して行われたときは、それは実質的に同時に行われていることを示す。以下ステップ順に説明する。
図22は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の内、低耐圧部および中耐圧部(PMOS FET部分のみを例示、以下同じ)に関するプロセス・フローを説明するデバイス断面図(プロセス・ステップa)である。
(2)ステップb(素子分離溝埋め込み):
図23は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の内、低耐圧部および中耐圧部に関するプロセス・フローを説明するデバイス断面図(プロセス・ステップb)である。
(3)ステップc(N型ディープ・ウェル形成):
図24は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の内、低耐圧部および中耐圧部に関するプロセス・フローを説明するデバイス断面図(プロセス・ステップc)である。
図25は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の内、低耐圧部および中耐圧部に関するプロセス・フローを説明するデバイス断面図(プロセス・ステップd)である。
図26は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の内、低耐圧部および中耐圧部に関するプロセス・フローを説明するデバイス断面図(プロセス・ステップe)である。
図27は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の内、低耐圧部および中耐圧部に関するプロセス・フローを説明するデバイス断面図(プロセス・ステップf)である。
図28は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の内、低耐圧部および中耐圧部に関するプロセス・フローを説明するデバイス断面図(プロセス・ステップg)である。
図29は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の内、低耐圧部および中耐圧部に関するプロセス・フローを説明するデバイス断面図(プロセス・ステップh)である。
図30は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の内、低耐圧部および中耐圧部に関するプロセス・フローを説明するデバイス断面図(プロセス・ステップi)である。
図31は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の内、低耐圧部および中耐圧部に関するプロセス・フローを説明するデバイス断面図(プロセス・ステップj)である。
図32は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の内、低耐圧部および中耐圧部に関するプロセス・フローを説明するデバイス断面図(プロセス・ステップk)である。
図33は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の内、低耐圧部および中耐圧部に関するプロセス・フローを説明するデバイス断面図(プロセス・ステップl)である。
図34は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の内、低耐圧部および中耐圧部に関するプロセス・フローを説明するデバイス断面図(プロセス・ステップm)である。
図35は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の内、低耐圧部および中耐圧部に関するプロセス・フローを説明するデバイス断面図(プロセス・ステップo)である。
図36は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の内、低耐圧部および中耐圧部に関するプロセス・フローを説明するデバイス断面図(プロセス・ステップp)である。
図37は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の内、低耐圧部および中耐圧部に関するプロセス・フローを説明するデバイス断面図(プロセス・ステップq)である。
図38は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の内、低耐圧部および中耐圧部に関するプロセス・フローを説明するデバイス断面図(プロセス・ステップr)である。
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。
1f (半導体基板の)第1の主面(上表面)
1r (半導体基板の)第2の主面(裏面)
2 第1のN型半導体領域
9 P型ガードリング領域
10 シリサイド膜
11 アノード・コンタクト電極
31 (第1のフィールド絶縁膜領域の主要な)開口
35 CMOS集積回路部
36 (半導体基板の第1の主面上の)第1の領域
37 ショットキ・バリア・ダイオード部
38 (半導体基板の第1の主面上の)第2の領域
39 ショットキ接合カソード部
40 第1のフィールド絶縁膜領域
Claims (19)
- 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板;
(b)前記半導体基板の前記第1の主面の第1の領域に設けられたCMOS集積回路部;
(c)前記半導体基板の前記第1の主面の第2の領域に設けられたショットキ・バリア・ダイオード部、
ここで、前記ショットキ・バリア・ダイオード部は以下を含む:
(c1)前記第2の領域の前記第1の主面に設けられた第1のN型半導体領域;
(c2)前記第1のN型半導体領域の前記第1の主面に設けられた開口を有する第1のフィールド絶縁膜領域;
(c3)前記第1のフィールド絶縁膜領域の前記開口内の前記第1の主面に、前記第1のフィールド絶縁膜領域の内周に接して、それに沿うように設けられたP型ガードリング領域;
(c4)前記P型ガードリング領域の内側において、前記第1のN型半導体領域が前記第1の主面に露出したショットキ接合カソード部;
(c5)前記第1のフィールド絶縁膜領域の前記開口上の前記第1の主面に設けられたシリサイド膜;
(c6)前記第1のフィールド絶縁膜領域の前記開口上の前記シリサイド膜上に設けられたアノード・コンタクト電極、
ここで、前記アノード・コンタクト電極は、前記P型ガードリング領域の上方に設けられており、
前記半導体基板はP型シリコン系基板であり、
前記ショットキ接合カソード部の中央部に前記P型ガードリング領域と間隔を置いて設けられた前記第1のN型半導体領域よりも高濃度であってショットキ接合を形成する濃度を有し、前記第1のN型半導体領域よりも浅い第2のN型半導体領域が設けられており、
前記第1のN型半導体領域と、前記半導体基板固有のP型不純物領域との間には、他のP型不純物領域が介在しないことを特徴とする。 - 請求項1の半導体集積回路装置において、前記アノード・コンタクト電極は、前記ショットキ接合カソード部の上方には、設けられていない。
- 請求項1の半導体集積回路装置において、前記P型ガードリング領域は、その全外周部において、前記第1のフィールド絶縁膜領域の前記内周と接している。
- 請求項1の半導体集積回路装置において、前記P型ガードリング領域は、それよりも不純物濃度の低く、且つ、深さの深い第1のP型不純物領域に囲まれている。
- 請求項1の半導体集積回路装置において、前記アノード・コンタクト電極は、一体的に形成されている。
- 請求項1の半導体集積回路装置において、前記アノード・コンタクト電極は、ドット状に分割されてアノード・コンタクト電極列を形成している。
- 請求項1の半導体集積回路装置において、前記P型ガードリング領域は、その内部開口の数が2以上の2次元多重連結形状を有する。
- 請求項1の半導体集積回路装置において、前記P型ガードリング領域は、その内部開口の数が4以上の2次元多重連結形状を有する。
- 請求項1の半導体集積回路装置において、前記アノード・コンタクト電極の形成は、前記シリサイド膜上面をスパッタ・エッチした直後に行われる。
- 請求項1の半導体集積回路装置において、前記アノード・コンタクト電極は、ドット状に分割されてアノード・コンタクト電極列を形成しており、前記前記P型ガードリング領域に沿って、複数列配置されている。
- 請求項1の半導体集積回路装置において、前記アノード・コンタクト電極は、ドット状に分割されてアノード・コンタクト電極列を形成しており、前記アノード・コンタクト電極列と前記P型ガードリング領域の内周との距離は、前記アノード・コンタクト電極列と前記P型ガードリング領域の外周との距離よりも、大きくされている。
- 請求項1の半導体集積回路装置において、
(i)前記P型ガードリング領域は、それよりも不純物濃度の低く、且つ、深さの深い第1のP型不純物領域に囲まれており、更に
(ii)前記第1のN型半導体領域と、前記半導体基板固有のP型不純物領域との間には、他のP型不純物領域が介在しない。 - 請求項1の半導体集積回路装置において、前記ショットキ・バリア・ダイオード部の前記第1のN型半導体領域は、リング状のP型アイソレーション領域によって、前記CMOS集積回路部から電気的に分離されている。
- 請求項1の半導体集積回路装置において、前記第1のフィールド絶縁膜領域の外周部の前記第1の主面は、
(i)前記ショットキ・バリア・ダイオード部の前記第1のN型半導体領域は、リング状のP型アイソレーション領域によって、前記CMOS集積回路部から電気的に分離されており、
(ii)前記第1のフィールド絶縁膜領域の外周部の前記第1の主面は、前記P型アイソレーション領域よりも高濃度のリング状のP型アイソレーション・コンタクト領域により囲まれている。 - 請求項1の半導体集積回路装置において、前記第1のフィールド絶縁膜領域の前記開口と異なる開口に、前記第1のN型半導体領域よりも高濃度のN型カソード・コンタクト領域が設けられている。
- 請求項1の半導体集積回路装置において、前記アノード・コンタクト電極がない部分における前記シリサイド膜の厚さは、20nmから30nmである。
- 請求項1の半導体集積回路装置は、LCDドライバである。
- 半導体集積回路装置の製造方法であって、前記半導体集積回路装置は以下を含む:
(a)第1の主面及び第2の主面を有する半導体基板;
(b)前記半導体基板の前記第1の主面の第1の領域に設けられたCMOS集積回路部;
(c)前記半導体基板の前記第1の主面の第2の領域に設けられたショットキ・バリア・ダイオード部、
ここで、前記ショットキ・バリア・ダイオード部は以下を含む:
(c1)前記第2の領域の前記第1の主面に設けられた第1のN型半導体領域;
(c2)前記第1のN型半導体領域の前記第1の主面に設けられた開口を有する第1のフィールド絶縁膜領域;
(c3)前記第1のフィールド絶縁膜領域の前記開口内の前記第1の主面に、前記第1のフィールド絶縁膜領域の内周に接して、それに沿うように設けられたP型ガードリング領域、ここで、前記P型ガードリング領域は、それよりも不純物濃度の低く、且つ、深さの深い第1のP型不純物領域に囲まれている;
(c4)前記P型ガードリング領域の内側において、前記第1のN型半導体領域が前記第1の主面に露出したショットキ接合カソード部;
(c5)前記第1のフィールド絶縁膜領域の前記開口上の前記第1の主面に設けられたシリサイド膜;
(c6)前記第1のフィールド絶縁膜領域の前記開口上の前記シリサイド膜上に設けられたアノード・コンタクト電極、
ここで、前記アノード・コンタクト電極は、前記P型ガードリング領域の上方に設けられており、
前記半導体基板はP型シリコン系基板であり、
前記ショットキ接合カソード部の中央部に前記P型ガードリング領域と間隔を置いて設けられた前記第1のN型半導体領域よりも高濃度であってショットキ接合を形成する濃度を有し、前記第1のN型半導体領域よりも浅い第2のN型半導体領域が設けられており、
前記第1のN型半導体領域と、前記半導体基板固有のP型不純物領域との間には、他のP型不純物領域が介在しておらず、
前記半導体集積回路装置の製造方法は以下の工程を含む:
(x)前記半導体基板の前記第1の主面にP型不純物を導入することによって、前記CMOS集積回路部のN型MOSFETが形成されるP型ウエル領域と、前記ショットキ・バリア・ダイオード部の前記第1のP型不純物領域を同時に形成する工程。 - 請求項18の半導体集積回路装置の製造方法において、前記半導体集積回路装置はLCDドライバである。
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