JPH0492449A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0492449A
JPH0492449A JP2208967A JP20896790A JPH0492449A JP H0492449 A JPH0492449 A JP H0492449A JP 2208967 A JP2208967 A JP 2208967A JP 20896790 A JP20896790 A JP 20896790A JP H0492449 A JPH0492449 A JP H0492449A
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JP
Japan
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element isolation
region
wiring
active region
oxide film
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JP2208967A
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English (en)
Inventor
Masahiro Takeuchi
正浩 竹内
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Element Separation (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は半導体装置の配線構造に関する。
[従来の技術] 従来の技術を第2図を用いて説明する。第2図(a)は
P型シリコン基板に形成したCMOSトランジスタの平
面図、第2図(b)は断面図である。第2図において、
201はP型シリコン基板、203はNWell領域、
202はPWell領域、208.209.210.2
11はPMOSトランジスタのソース、ドレインとなる
P゛層、204.205.206.207はNMO81
−ランシスタのソース、ドレインとなるN゛層、214
は多結晶シリコン膜によるMOSトランシスクのゲート
電極、212はPストッパ層、213は素子分離に用い
る厚い酸化膜217.218はP MOS トランジス
タ、215.216はNN・l03I−ランシスタであ
る。第2図(b)においてPMOS トランジスタのP
゛層209とP゛層210の間、Nlv’lOSトラン
ジスタのN°層205とN゛層206の間、およびPM
OSトランジスタの21層208とNMO3I−ランシ
スタのN゛層207の間は厚い酸化膜213により分離
されており、さらにまたNMOSトランジスタのN″N
2O5とN゛層206の間やPM OS )−ランジス
クのP゛層208とNMOSトランジスタのN゛層20
7の間はPストッパ層212によっても分離されている
[発明が解決しようとする課題] しかし、前述の従来技術では次のような課題が生しる。
ICを高集積化しようと素子の寸法を小さくすると、第
2図(2)におけるMO5I−うンシスタのゲート長し
およびゲート幅Wを小さくしなければならない。ここで
、ゲート幅Wを小さく巳なけれはならない。ここで、ゲ
ート幅Wを小さくする場合を考えると厚い酸化膜213
のバーズビークおよびPストッパ層212の不純物の能
動4i域の弓長り出しくこよりWが小さくなる(こつれ
てN10S型トランジスタのvthが増加する狭チャン
ネル効果が生しる。この狭チャンネル効果は素子の微細
化を防げる大きな要因の1つである。狭チャンネル効果
を防ぐ簡単な手段としては次の2つの方法がある。1つ
はLOCO5法で形成する厚い酸化膜21.3を薄くす
ることによりバーズビーク幅を小さくする方法であり、
さらに1つはPスミ・ツバ層212の不純物濃度を下げ
ることにより不純物の能動領域への張り出しを小さくす
る方法である。しかし、厚い酸化膜213を薄くすると
、厚い酸化膜213上の配線220の電位による電界の
影響を受けやすくなり、配線220の電位により厚い酸
化膜213下のシリコン基板表面に反転層ができてしま
い、たとえば第2図(b)においてN lt/l OS
 トランジスタのN9層205と、それとは異なるNM
OSトランジスタのN゛層206間が導通してしまう。
次にPストッパ層212の不純物濃度を下げると、厚い
酸化膜213をゲート酸化膜とする寄生M OS トラ
ンジスタのvthを下げる効果があり、前述と同様に配
線220の電位により厚い酸化膜213下のシリコン基
板表面に反転層ができてしまい、各MOSトランジスタ
間にリーク電流が流れてしまう。
そこで本発明はこのような課題を解決するもので、その
目的とするところは、素子分離用の厚い酸化膜の膜厚を
薄くして、さらに素子分離用のストッパ層の不純物濃度
を薄くして狭チャンネル効果の小さいM OS トラン
ジスタを形成しても、各MOSトランジスタ間にリーク
電流が流れないような半導体装置を提供するところにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の半導体装置は、第1導電型の半導体基板に設け
られた第1導電型の不純物を有する第1のウェル領域と
、第2導電型の不純物を有する第2のウェル領域と、前
記第1のウェル領域に設けられた第1の能動領域と、前
記第2のウェル領域に設けられた第2の能動領域と、前
記第1の能動領域以外の前記第1のウェル領域に設けら
れた第1の絶縁膜からなる第1の素子分離領域と、前記
第2の能動領域以外の前記第2のウェル領域に設けられ
た第1の絶縁膜からなる第2の素子分離領域と、前記第
1の能動領域上および前記第2の能動領域上に設けられ
た第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上および前記第1
の素子分離領域上および前記第2の素子分離領域上に形
成された第1の導電膜による配線からなる半導体装置に
おいて、前記第1の能動領域の周囲を取り囲むように前
記第1の素子分離領域上に前記第1の導電膜が存在し、
その電位が第1のウェル領域と同電位であり、前記第2
の能動領域の周囲を取り囲むように前記第2の素子分離
領域上に前記第1の導電膜が存在し、その電位が第2の
ウェル領域と同電位であることを特徴とする。
[実 施 例] 本発明の実施例を第1図を用いて説明する。第1図(a
)は本発明を示す平面図、第1図(b)は本発明を示す
断面図である。第1図において、101はP型シリコン
基板、102はPWe11領域、103はN  Wel
l領域、104.105.106.107はNMO5I
−ランシスタのソース、ドレインとなるN0層、108
.109.110.111はPMO5I−ランジスクの
ソス、ドレインとなるP゛層、114は多結晶ジノコン
月莫によるMOSトランジスタのゲート電極、112は
Pストッパー層、113は素子分離に用いる厚い酸化膜
、115.116はNMOSl−ランシスタ、117,
118はPMOSトランジスタ、121は多結晶シリコ
ン膜による素子分離用の配線でアース電位■3.と接続
され、122は多結晶シリコン膜による素子分離用の配
線て電源電位■。0と接続される。
次に第1図を用いて本発明の半導体装置の製造方法を説
明する。まずP型シリコン基板101にフォトリングラ
フィ(こよりある領@(こパターンを形成した後、イオ
ン注入法により、リンを加速電圧100keV、  ド
ーズ量5XlO12cm−3でイオンi玉入する。次に
フォトリングラフィにより別の領域にパターンを形成し
た後、イオン注入法により、ホウ素を加速電圧3Qke
V、ドーズI5XIO12cm−3でイオン?王人する
。次に酸素雰囲気中で。1200°C15時間勲処理す
ることにより、第1図(b)におけるP  Well領
域102、NWell領域103が形成される。次に前
記熱処理により形成された酸化膜を除去後、酸素雰囲気
中、1000°Cで酸化を行ない約200人のシリコン
酸化膜を形成する。次に前記シリコン酸化膜上にCVD
法により約3000人のシリコン窒化膜を形成する。次
にフォトリングラフィ後エツチングを行ない素子分離傾
城となる部分の前記シリコン窒化膜の不要部分を除去す
る。次にフォトリングラフィてPWel14Jf域のみ
開口し、イオンi玉入よりホウ素を30keVIX10
13cm−”でシリコン窒化膜をマスクにイオン注入す
る。次にウェット雰囲気中、1100°Cで酸化を行な
い、前記シリコン窒化膜を除去した部分にシリコン酸化
膜を約4000人形成する。これが1子分離用酸化1@
113になり、P  Wall領域の素子分離領域にP
ストッパ層112が形成される。次に加熱リン酸で前記
シリコン窒化膜を全面除去し、フッ酸水滴液により前記
200人のシリコン酸化膜を除去する0次に酸素雰囲気
中で酸化を行ない、能動領域上に約200人のゲート酸
化膜を形成する。次にCVD法により多結晶ジノコンを
約3000人形成した後、フォトリングラフィによりパ
ターン形成後CCf24ガスを使ったりアクティブイオ
ンエツチングを行ない前記多結晶シリコン膜の不要部分
を除去してMO5I−ランシスタのゲート電極114、
および素子分離用の配L?i l 21.122を形成
する。次にフォトリソグラフィ後PWall領域にイオ
ン注入によりヒ素を80keV6X10I5cm−3で
次にフォトリソグラフィ後NWell領域にイオン注入
によりホウ素を30keV4xlO15cm−’でイオ
ン注入することによりN゛層104〜107P゛層10
8〜111を形成する。
次にCVD法によりシリコン酸化膜119を約2000
人形成し、スパッタ2去によりアノしミニラムI莫を約
2000人形成する。次(こ)オドリソグラフィにより
パターン形成後リアクティブイオンエツチングを行ない
、アルミニウム配線120を形成する。
辺、上のように形成した半導体装置において、ゲト電極
114と同し層で形成され、能動領域をとり囲むよう素
子分離用酸化膜上に形成された素子分離用の配線121
 122は次のように接続する。第1図において、PW
all領域の能動領域をとり囲むように素子分離用酸化
膜113上に形成された素子分離用の配線121は、ア
ース電位V ssに接続する。またNWell領域の能
動領域をとり囲むように素子分離用酸化膜上に形成され
た素子分離用の配線122は電源電位Vo。
に接続する素子分離用の配線121.122をこのよう
に接続すると各MOSトランジスタ間には寄生MO5に
よるリーク電流は流れない。理由は次のとおりである。
第1図(b)において、PWell領@102のNMO
SトランジスタのN゛層105と別のNMOSトランジ
スタのN゛層106と、素子分離用酸化膜113と、ア
ルミニウム配線120で寄生MOSトランジスタが形成
されており、素子分離用酸化膜113の膜厚が薄く、P
ストッパ層1.12の不純物濃度が薄いと、アルミニウ
ム配線120の電位が高くなると素子分離用酸化膜11
3下のシリコン基板表面に反転層ができる可能性がある
が、第1図(b)で素子分離用配線121がOVに保た
れている限りアルミニウム配線120の電位が電源電圧
まで高くなったとしても、シールド効果により素子分離
用配線121下のシリコン基板表面は反転しない。そし
て素子分離用配M121は能動領域をとり囲むように存
在しているので、アルミニウム配線120がどのように
配置されても、寄生MO5によるリーク電流の経路が断
たれているのでり一り電流は流れない。また、これはN
Well領域1.03側においても同様な理由で寄生M
O5によりリーク電流は流れない。さらに狭チャンネル
効果を抑えるため素子分離用酸化膜113の膜厚をさら
に減らした場合、素子分離用の配線121.122のシ
ールド効果はより高まるので、寄生MO5によりリーク
電流は全く流れない6以上のことから本発明によれば、
素子分離用の厚い酸化膜の膜厚を薄(して、さらに素子
分離用のストッパ層の不純物濃度を薄くして狭チャンネ
ル効果の小さいMO5I−ランシスタを形成しても各M
OSトランジスタ間にはリーク電流が流れない半導体装
置が提供できる。
[発明の効果] 以上述べたように本発明の半導体装置によれば、工程の
増加なしに、寄生MOSによるリーク電流のない状態で
狭チャンネル効果の小さいトランジスタを形成できるの
で、低コストで高集積、高速の半導体装置を提供できる
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a、 )は本発明による一実施例による平面図
、第1図(b)は本発明による一実施例による断面図、
第2図(a)は従来例による平面図。 第2図(b)は従来例による断面図である。 101 、201 102、202 ・ 103、 203 1.04 、105. 205、206゜ 108、109. 209、210. 113、213 ・ 114、214 ・ 121、 122  ・ ・・シリコン基板 ・・Pウェル領域 Nウェル領域 106.107.204、 ・N゛層 110.111.208. 21、1 ・P°層 ・・素子分離用酸化膜 ・ゲート電極 ・・素子分離用配線 蕪11めど2) 晃tm(b) 以 上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  第1導電型の半導体基板に設けられた第1導電型の不
    純物を有する第1のウェル領域と、第2導電型の不純物
    を有する第2のウェル領域と、前記第1のウェル領域に
    設けられた第1の能動領域と、前記第2のウェル領域に
    設けられた第2の能動領域と、前記第1の能動領域以外
    の前記第1のウェル領域に設けられた第1の絶縁膜から
    なる第1の素子分離領域と、前記第2の能動領域以外の
    前記第2のウェル領域に設けられた第1の絶縁膜からな
    る第2の素子分離領域と、前記第1の能動領域上および
    前記第2の能動領域上に設けられた第2の絶縁膜と、前
    記第2の絶縁膜上および前記第1の素子分離領域上およ
    び前記第2の素子分離領域上に形成された第1の導電膜
    による配線からなる半導体装置において、前記第1の能
    動領域の周囲を取り囲むように前記第1の素子分離領域
    上に前記第1の導電膜が存在し、その電位が第1のウェ
    ル領域と同電位であり、前記第2の能動領域の周囲を取
    り囲むように前記第2の素子分離領域上に前記第1の導
    電膜が存在し、その電位が第2のウェル領域と同電位で
    あることを特徴とする半導体装置。
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