JPH0661481A - Mos型半導体装置 - Google Patents

Mos型半導体装置

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JPH0661481A
JPH0661481A JP20776392A JP20776392A JPH0661481A JP H0661481 A JPH0661481 A JP H0661481A JP 20776392 A JP20776392 A JP 20776392A JP 20776392 A JP20776392 A JP 20776392A JP H0661481 A JPH0661481 A JP H0661481A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
pattern
gate
insulating film
gate electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP20776392A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuya Kikuchi
和也 菊池
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electronics Corp filed Critical Matsushita Electronics Corp
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Publication of JPH0661481A publication Critical patent/JPH0661481A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 チャネル長の短いMOSトランジスタにおい
て生じるソース・ドレイン間のパンチスルー現象や電界
集中によるゲート酸化膜破壊を防止する。 【構成】 ゲート電極パターンのゲート領域を分離絶縁
膜端部より活性領域内部に入った所定の位置に形成し、
且つ、ゲート領域よりコンタクト形成領域、引出し領
域、および、突き出し領域のパターン幅を広く形成す
る。前記構成により活性領域端部のゲート電極パターン
の狭パターン化、および、実行チャネルの狭チャネル化
が防止でき、良好な特性が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はMOS型半導体装置、特
にチャネル長の短いMOSトランジスタにおいて生じる
ソース・ドレイン間のパンチスルー現象や電界集中によ
るゲート酸化膜破壊を防止できるMOS型半導体装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】MOS型半導体装置として、MOSトラ
ンジスタでは、ゲート電極としてAl膜、多結晶シリコ
ン膜、シリサイド膜あるいは高融点金属膜等が使用され
ている。
【0003】ゲート電極として多結晶シリコン膜を使用
した従来のN型MOSトランジスタ構造の一例を図4に
示す。図4(A)はN型MOSトランジスタを示す平面
図である。図4(B)は図4(A)のA1−A2箇所の
断面図である。そして図4(C)は図4(A)のB1−
B2箇所の断面図である。
【0004】図4のN型MOSトランジスタは、P型半
導体基板1,分離絶縁膜2,ゲート電極の多結晶シリコ
ンパターン3,ゲート電極側面絶縁膜4,ソース・ドレ
イン拡散層となるN-拡散層5およびN+拡散層6,ゲー
ト酸化膜7の構造から成り立っている。
【0005】そして、多結晶シリコンパターン3は、コ
ンタクト形成領域3aと引出し領域3bとゲート領域3
cと突き出し領域3dの各領域から成っている。しか
も、引出し領域3b,ゲート領域3cおよび突き出し領
域3dのパターン幅3eは、同一のパターン幅を有して
いるマスクパターンを用いて形成している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図4に示すような多結
晶シリコンパターンを有するMOSトランジスタ構造で
は次のような課題がある。
【0007】第1には、実行チャネル幅が活性領域中央
部に比べて活性領域端部の方が狭く形成される。すなわ
ち、図4(C)に示す活性領域中央部の実行チャネル幅
L1に対して、図4(B)に示す活性領域端部の実行チ
ャネル幅L2が狭く形成される。これは、分離絶縁膜2
形成時に酸化ストレスが活性領域端部の半導体基板1に
加わっており、そのためソース・ドレイン拡散層となる
-型拡散層5およびN+拡散層6形成時に活性領域中央
部より活性領域端部の方が拡散速度が速いためである。
このように、ゲート領域内部にチャネル幅の狭い箇所が
あると、その箇所に電界が集中し、ゲート酸化膜7の破
壊、パンチスルーによるソース・ドレイン耐圧劣化やリ
ーク電流が発生し、所定のトランジスタ特性が得られな
いだけでなく、トランジスタ動作不良を起こしてしまう
という問題がある。
【0008】第2には、多結晶シリコンパターン3のパ
ターン幅がゲート領域3c中央部に比べてゲート領域3
c端部、引出し領域3bおよび突き出し領域3dの方が
狭く形成される。すなわち、ゲート領域3c端部は分離
絶縁膜2が形成されているためゲート領域3c中央部よ
り高い段差があり、そのため多結晶シリコンパターン3
形成用のホトレジストパターン形成時にゲート領域3c
中央部に比べゲート領域3c端部、引出し領域3bおよ
び突き出し領域3dの方が露光オーバーとなり、レジス
トパターンが狭く形成されるためである。しかも、多結
晶シリコンパターン3のコンタクト形成領域3aのパタ
ーンが広いため、ホトレジストパターンのポストベーク
処理の際、ホトレジストの表面張力により、特に引出し
領域3bのパターン幅が狭く形成される。このように、
ゲート領域3c端部、引出し領域3bおよび突き出し領
域3dのパターン幅が狭くなると、上記第1の場合と同
様にチャネル幅が狭いだけでなく、引出し領域3bで多
結晶シリコンパターン3が断線してしまいトランジスタ
動作しないという課題がある。
【0009】本発明は、このような従来の課題を鑑み、
これらの課題を解決したパンチスルー耐圧の高い、良好
な特性を有するMOS型半導体装置を提供することを目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係るMOS型半導体装置は以下のような構成
を有している。すなわち本発明は、一方導電型半導体基
板主面上に形成された分離絶縁膜と、前記一方導電型半
導体基板の活性領域上に形成されたゲート絶縁膜と、前
記分離絶縁膜および前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲ
ート電極パターンと、前記一方導電型半導体基板内に形
成されたソース・ドレイン拡散層とを備え、前記ゲート
電極パターンがコンタクト形成領域と引出し領域とゲー
ト領域と突き出し領域から成り、前記ゲート領域より前
記コンタクト形成領域、引出し領域、および、突き出し
領域の方がパターン幅が広く、しかも、前記ゲート電極
パターンのゲート領域が前記分離絶縁膜端部より活性領
域内部に所定の位置まで入った前記ゲート絶縁膜上に形
成されていることを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明は上記構成により次のような作用があ
る。
【0012】まずゲート電極パターンのゲート領域より
コンタクト形成領域、引出し領域、および、突き出し領
域のパターン幅を広く形成することにより、ゲート電極
パターン形成時における引出し領域および突き出し領域
のパターン幅の狭パターン化を防止できる。すなわち、
ゲート電極パターン形成用のホトレジストパターン形成
時に分離絶縁膜の高い段差によって、ゲート領域より引
出し領域および突き出し領域が露光オーバーになって
も、ゲート領域より引出し領域および突き出し領域のパ
ターン幅を広く形成することができる。
【0013】またゲート電極パターンのゲート領域を分
離絶縁膜端部より活性領域内部に所定の位置まで入った
ゲート絶縁膜上に形成することによって、活性領域端部
における実行チャネルの狭チャネル化を防止することが
できる。すなわち、分離絶縁膜形成時の酸化ストレスが
活性領域端部に加わっていても、活性領域端部上にはゲ
ート領域よりパターン幅の広い引出し領域および突き出
し領域が形成されているため、ソース・ドレイン拡散層
形成後のゲート領域の実行チャネル幅より活性領域端部
の実行チャネル幅の方が広く形成される。
【0014】
【実施例】以下、本発明の第1の実施例を図1に基づい
て説明する。図1(A)はN型MOSトランジスタの平
面図である。図1(B)は図1(A)のC1−C2箇所
の断面図である。そして図1(C)は図1(A)のD1
−D2箇所の断面図である。
【0015】図1に示すN型MOSトランジスタは、P
型半導体基板11,分離絶縁膜12,ゲート電極の多結
晶シリコンパターン13,ゲート電極側面絶縁膜14,
ソース・ドレイン拡散層となるN-拡散層15およびN+
拡散層16,ゲート酸化膜17の構造から成り立ってい
る。
【0016】そして、多結晶シリコンパターン13は、
コンタクト形成領域13aと引出し領域13bとゲート
領域13cと突き出し領域13dの各領域からなり、ゲ
ート領域13cのパターン幅L5よりコンタクト形成領
域13aのパターン幅L3、引出し領域13bのパター
ン幅L4、および、突き出し領域13dのパターン幅L
6の方が広く、しかも、ゲート電極パターンのゲート領
域13cが分離絶縁膜端部12より活性領域内部に所定
の位置まで入ったゲート絶縁膜17上に形成されてい
る。
【0017】しかも、ソース・ドレイン拡散層となるN
-拡散層15およびN+拡散層16形成時には、多結晶シ
リコンパターン13が拡散マスクになるので、ゲート領
域下の実行チャネル幅L8に比べ活性領域端部の実行チ
ャネル幅L7は広く形成される。
【0018】次に本発明の第2の実施例を図2を参照し
ながら説明する。図2はN型MOSトランジスタの平面
図である。図2において、分離絶縁膜12,ゲート電極
の多結晶シリコンパターン20,ゲート電極側面絶縁膜
14,ソース・ドレイン拡散層となるN+拡散層16を
示す。
【0019】そして、多結晶シリコンパターン20は、
コンタクト形成領域20aと引出し領域20bとゲート
領域20cと突き出し領域20dの各領域からなり、ゲ
ート領域20cのパターン幅よりコンタクト形成領域2
0a、引出し領域20b、および、突き出し領域20d
のパターン幅の方が広く、しかも、ゲート電極パターン
のゲート領域20cが分離絶縁膜端部12より活性領域
内部に所定の位置まで入ったゲート絶縁膜上に形成され
ている。
【0020】次に本発明の第3の実施例を図3を参照し
ながら説明する。図3はN型MOSトランジスタの平面
図である。図3において、分離絶縁膜12,ゲート電極
の多結晶シリコンパターン30,ゲート電極側面絶縁膜
14,ソース・ドレイン拡散層となるN+拡散層16を
示す。
【0021】そして、多結晶シリコンパターン30は、
コンタクト形成領域30aと引出し領域30bとゲート
領域30bと突き出し領域30dの各領域からなり、ゲ
ート領域30cのパターン幅よりコンタクト形成領域3
0a、引出し領域30b、および、突き出し領域30d
のパターン幅の方が広く、しかも、ゲート電極パターン
のゲート領域30cが分離絶縁膜端部12より活性領域
内部に所定の位置まで入ったゲート絶縁膜上に形成され
ている。
【0022】以上の実施例では、N型MOSトランジス
タを用いて説明したが、P型MOSトランジスタでも同
様な構造にすれば良い。また、ゲート電極パターンとし
て多結晶シリコンパターンを用いて説明したが、シリサ
イド、高融点金属等でも良い。
【0023】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれば
次のような効果がある。
【0024】まずゲート電極パターンのゲート領域より
コンタクト形成領域、引出し領域、および、突き出し領
域のパターン幅を広く形成することにより、ゲート電極
パターン形成時における引出し領域および突き出し領域
のパターン幅の狭パターン化を防止できる。すなわち、
ゲート電極パターン形成用のホトレジストパターン形成
時に分離絶縁膜の高い段差によって、ゲート領域より引
出し領域および突き出し領域が露光オーバーになって
も、ゲート領域より引出し領域および突き出し領域のパ
ターン幅を広く形成することができる。
【0025】そしてゲート電極パターンのゲート領域を
分離絶縁膜端部より活性領域内部に所定の位置まで入っ
たゲート絶縁膜上に形成することによって、活性領域端
部における実行チャネルの狭チャネル化を防止すること
ができる。すなわち、分離絶縁膜形成時の酸化ストレス
が活性領域端部に加わっていても、活性領域端部上には
ゲート領域よりパターン幅の広い引出し領域および突き
出し領域が形成されているため、ソース・ドレイン拡散
層形成後のゲート領域の実行チャネル幅より活性領域端
部の実行チャネル幅の方が広く形成される。
【0026】以上のような効果によって、活性領域端部
におけるゲート電極パターンの狭パターン化や実行チャ
ネルの狭チャネル化がなくなり、これらによって生じて
いたソース・ドレイン間のパンチスルー現象や電界集中
によるゲート酸化膜破壊を防止でき、良好なMOSトラ
ンジスタ特性を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係るN型MOSトラン
ジスタを示す図
【図2】本発明の第2の実施例に係るN型MOSトラン
ジスタの平面図
【図3】本発明の第3の実施例に係るN型MOSトラン
ジスタの平面図
【図4】従来のN型MOSトランジスタを示す図
【符号の説明】
1 P型半導体基板 2 分離絶縁膜 3 ゲート電極の多結晶シリコンパターン 3a コンタクト形成領域 3b 引出し領域 3c ゲート領域 3d 突き出し領域 3e パターン幅 4 ゲート電極側面絶縁膜 5 ソース・ドレイン拡散層となるN-拡散層 6 N+拡散層 7 ゲート酸化膜 11 P型半導体基板 12 分離絶縁膜 13 ゲート電極の多結晶シリコンパターン 13a コンタクト形成領域 13b 引出し領域 13c ゲート領域 13d 突き出し領域13dの各領域 L5 ゲート領域13cのパターン幅 L3 コンタクト形成領域13aのパターン幅 L4 引出し領域13bのパターン幅 L6 突き出し領域13dのパターン幅 14 ゲート電極側面絶縁膜 15 ソース・ドレイン拡散層となるN-拡散層 16 ソース・ドレイン拡散層となるN+拡散層 17 ゲート酸化膜 20 ゲート電極の多結晶シリコンパターン 20a コンタクト形成領域 20b 引出し領域 20c ゲート領域 20d 突き出し領域 30 ゲート電極の多結晶シリコンパターン 30a コンタクト形成領域 30b 引出し領域 30c ゲート領域 30d 突き出し領域

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一方導電型半導体基板主面上に形成された
    分離絶縁膜と、前記一方導電型半導体基板の活性領域上
    に形成されたゲート絶縁膜と、前記分離絶縁膜および前
    記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極パターンと、
    前記一方導電型半導体基板内に形成されたソース・ドレ
    イン拡散層とを備え、前記ゲート電極パターンがコンタ
    クト形成領域と引出し領域とゲート領域と突き出し領域
    から成り、前記ゲート領域のパターンより前記コンタク
    ト形成領域、引出し領域、および突き出し領域のパター
    ンの方がパターン幅が広く、しかも前記ゲート電極パタ
    ーンのゲート領域が前記分離絶縁膜端部より活性領域内
    部に所定の位置まで入った前記ゲート絶縁膜上に形成さ
    れていることを特徴とするMOS型半導体装置。
JP20776392A 1992-08-04 1992-08-04 Mos型半導体装置 Pending JPH0661481A (ja)

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