JPH098287A - Semiconductor circuit device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor circuit device and manufacture thereof

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JPH098287A
JPH098287A JP19442195A JP19442195A JPH098287A JP H098287 A JPH098287 A JP H098287A JP 19442195 A JP19442195 A JP 19442195A JP 19442195 A JP19442195 A JP 19442195A JP H098287 A JPH098287 A JP H098287A
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JP
Japan
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semiconductor
layer
circuit device
impurity diffusion
semiconductor element
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JP19442195A
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Japanese (ja)
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Tsutomu Ichikawa
勉 市川
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Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor circuit device having a semiconductor element having an excellent ESD breakdown voltage by using the element having a diffused layer with low resistance by silicidizing and a method for manufacturing the same by suppressing the increase in the number of the steps to the minimum limit. SOLUTION: The semiconductor circuit device comprises a semiconductor element 1 having a pair of impurity diffused layers 3, 3 formed at the surface layer side of an Si substrate 2 as a semiconductor substrate and an electrode layer 5 formed on the surface of the substrate 2 at the pair of layer positions 3, 3 in such a manner that at least the opposed sides of the layer 5 are semiconductor layers 5a made of semiconductor material. In a method of manufacturing the semiconductor circuit device, a contact hole 7 for forming the layer 5a of the element 1 in the case of forming the contact hole of the other semiconductor element in the device, and the semiconductor material is embedded in the hole 7.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体回路装置およ
び半導体回路装置の製造方法に関し、特にシリサイド化
された一対の拡散層を有する半導体素子を用いた半導体
回路装置とその製造方法とに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor circuit device and a method of manufacturing the semiconductor circuit device, and more particularly to a semiconductor circuit device using a semiconductor element having a pair of silicided diffusion layers and a method of manufacturing the same. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、nMOS型電界効果トランジスタ
(以下、MOSFETと記す)を用いたESD(Electr
o-Static Discharge) からの保護回路(以下、ESD保
護回路と記す)としては、例えば図4に示す構成のもの
が知られている。図4に示すMOSFET50は、その
ソース電極およびゲート電極が接地線51側にそれぞれ
接続され、またドレイン電極が入力端子52と図示しな
い内部回路とを接続する入力信号線53に接続されたも
のであり、n型のソース,ドレイン拡散層とp型のシリ
コン(Si)基板とによって寄生npnバイポーラトラ
ンジスタ54を構成したものである。すなわち、n型の
ソース,ドレイン拡散層が寄生npnバイポーラトラン
ジスタ54におけるエミッタ,コレクタの拡散層とな
り、これらの拡散層で挟まれたSi基板がベースとなる
のである。
2. Description of the Related Art Conventionally, an ESD (Electr) using an nMOS field effect transistor (hereinafter referred to as MOSFET) is used.
As a protection circuit (hereinafter, referred to as an ESD protection circuit) from an o-Static Discharge, for example, one having a configuration shown in FIG. 4 is known. The MOSFET 50 shown in FIG. 4 has its source electrode and gate electrode connected to the ground line 51 side, and its drain electrode connected to an input signal line 53 connecting an input terminal 52 and an internal circuit (not shown). , A n-type source / drain diffusion layer and a p-type silicon (Si) substrate constitute a parasitic npn bipolar transistor 54. That is, the n-type source and drain diffusion layers serve as the emitter and collector diffusion layers of the parasitic npn bipolar transistor 54, and the Si substrate sandwiched between these diffusion layers serves as the base.

【0003】このようなMOSFET50は、多数のM
OSFETを用いた半導体回路装置において、その入出
力端子におけるESD保護回路用の素子として非常に有
効であり広く使用されている。
Such a MOSFET 50 has a large number of Ms.
In a semiconductor circuit device using an OSFET, it is very effective and widely used as an element for an ESD protection circuit at its input / output terminal.

【0004】ところで、近年のMOSFET製造分野で
は、MOSFETのソース,ドレインにおける寄生抵抗
を抑制して半導体回路装置の高速化を図るために、ソー
ス,ドレイン拡散層位置のSi基板表面に、Si基板と
高融点金属との合金化層(以下、シリサイド層と記す)
を形成する、いわゆるサリサイド構造を採用したものが
提供されている。
By the way, in the field of MOSFET manufacturing in recent years, in order to suppress the parasitic resistance in the source and drain of the MOSFET and to speed up the semiconductor circuit device, a Si substrate is formed on the surface of the Si substrate at the source and drain diffusion layers. Alloying layer with refractory metal (hereinafter referred to as silicide layer)
There is provided a so-called salicide structure that forms a.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記サリサ
イド構造のMOSFETをESD保護回路素子として用
いた場合、該ESD保護回路素子では、これに形成され
る寄生バイポーラトランジスタのコレクタ,エミッタ拡
散層のベース側にも抵抗の低いシリサイド層が存在して
いるために、コレクタ,エミッタ拡散層間を流れる放電
電流がコレクタ,エミッタ拡散層のベース側に過度に集
中してこの部分の電流密度が他の部分より高くなる。
However, when the above-mentioned salicide structure MOSFET is used as an ESD protection circuit element, in the ESD protection circuit element, the collector and emitter diffusion layers of the parasitic bipolar transistor formed in the ESD protection circuit element are formed on the base side. Since a silicide layer having a low resistance exists, the discharge current flowing between the collector and emitter diffusion layers is excessively concentrated on the base side of the collector and emitter diffusion layers, and the current density in this portion is higher than that in other portions. Become.

【0006】この結果、コレクタ,エミッタ拡散層のベ
ース側の温度が高くなって熱的な破壊を起こし易い状態
となってしまうため、上記ESD保護回路素子は、サリ
サイド構造を導入していないMOSFETをESD保護
回路素子とした場合に比べてESD耐圧が著しく劣って
しまう。特に半導体回路装置における出力端子では、出
力用MOSFET自身がESD保護回路も兼ねているた
め、ESD耐圧の低下を回避することは困難となってい
る。
As a result, the temperature on the base side of the collector / emitter diffusion layer becomes high, and thermal breakdown is likely to occur. Therefore, the ESD protection circuit element is a MOSFET without a salicide structure. The ESD withstand voltage is significantly inferior to the case of using the ESD protection circuit element. In particular, at the output terminal of the semiconductor circuit device, the output MOSFET itself also serves as an ESD protection circuit, so that it is difficult to avoid a decrease in ESD withstand voltage.

【0007】またMOSFETに限らず、シリサイド化
された拡散層を有する半導体素子をESD保護回路素子
として用いた場合にも、上記と同様の理由からESD耐
圧が低下するといった不都合がある。そして、ESD保
護回路素子のESD耐圧が低下すると、半導体回路装置
は容易に静電破壊が引き起こされ、結果として装置不良
となってしまうのである。
Further, not only MOSFET but also a semiconductor element having a silicided diffusion layer is used as an ESD protection circuit element, there is a disadvantage that the ESD breakdown voltage is lowered for the same reason as above. When the ESD withstand voltage of the ESD protection circuit element is lowered, the semiconductor circuit device is easily electrostatically damaged, resulting in a device failure.

【0008】一方、サリサイド構造のMOSFETから
なるESD保護回路素子のESD耐圧の低下を防止する
には、ESD保護回路素子に用いるMOSFETと、そ
れ以外の内部回路に用いるMOSFETとを作り分け
て、前者についてはサリサイド構造としないといった対
策も考えられる。ところがこの場合には、シリサイド層
の形成の際、ESD保護回路素子とするMOSFETを
マスクする工程等を追加する必要があり、製造工程数が
大幅に増えて製造コストが高くつくことになる。
On the other hand, in order to prevent a decrease in the ESD withstand voltage of the ESD protection circuit element composed of a salicide structure MOSFET, the MOSFET used for the ESD protection circuit element and the MOSFET used for the other internal circuits are made separately to form the former. It is also possible to consider a countermeasure such as not using a salicide structure. However, in this case, when forming the silicide layer, it is necessary to add a step of masking the MOSFET serving as the ESD protection circuit element, which significantly increases the number of manufacturing steps and increases the manufacturing cost.

【0009】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、シリサイド化により低抵抗化された拡散
層を有する半導体素子を用いてなり、しかも優れたES
D耐圧を有する半導体素子を備えた半導体回路装置と、
このような装置を工程数の増加を最小限に抑えて製造で
きる半導体回路装置の製造方法とを提供することを目的
としている。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and uses a semiconductor element having a diffusion layer whose resistance is reduced by silicidation, and has an excellent ES.
A semiconductor circuit device including a semiconductor element having a D breakdown voltage;
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor circuit device, which can manufacture such a device with a minimum increase in the number of steps.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体回路装置
は、半導体基体の表層側に形成された一対の不純物拡散
層と、一対の不純物拡散層位置それぞれにおける半導体
基体表面に形成された電極層とを備えた半導体素子を有
しており、またその電極層の少なくとも互いに対向する
側が半導体材料からなる半導体層であるものである。
A semiconductor circuit device according to the present invention comprises a pair of impurity diffusion layers formed on the surface side of a semiconductor substrate and electrode layers formed on the surface of the semiconductor substrate at positions of the pair of impurity diffusion layers. And a semiconductor layer having a semiconductor layer including a semiconductor material, and at least the sides of the electrode layers facing each other are semiconductor layers made of a semiconductor material.

【0011】本発明の半導体回路装置の製造方法は、半
導体基体の表層側に一対の不純物拡散層が形成されると
ともに、この一対の不純物拡散層位置それぞれにおける
半導体基体表面に半導体基体と高融点金属との合金化層
が形成されてなる第1半導体素子と、半導体基体の表層
側に一対の不純物拡散層が形成されているとともに、一
対の不純物拡散層位置それぞれにおける半導体基体表面
に電極層が形成されており、かつ電極層の少なくとも互
いに対向する側が半導体材料からなる半導体層である第
2半導体素子とを有する半導体回路装置を製造する方法
である。すなわち、第1工程にて半導体基体の表層側に
複数対の不純物拡散層を形成し、第2工程にて各不純物
拡散層位置における半導体基体表面に、この半導体基体
と高融点金属との合金化層をそれぞれ形成する。次いで
第3工程にて、合金化層を覆う状態で半導体基体上に絶
縁膜を形成し、第4工程にて絶縁膜上にコンタクトホー
ル形成用のマスクを形成する。続いて第5工程にてこの
マスクを用いたエッチングによって、上記絶縁膜に、上
記の第1半導体素子を形成する領域の不純物拡散層に到
達する第1コンタクトホールを形成するとともに、上記
の第2半導体素子を形成する領域における前記一対の不
純物拡散層の少なくとも互いに対向する側に到達する第
2コンタクトホールを形成する。そして第6工程にて、
第1コンタクトホールの側壁を覆う状態で絶縁膜上に配
線層を形成する工程と、第2コンタクトホール内の少な
くとも底部に半導体材料を埋込む工程とを行う。
According to the method of manufacturing a semiconductor circuit device of the present invention, a pair of impurity diffusion layers are formed on the surface side of the semiconductor substrate, and the semiconductor substrate and the refractory metal are formed on the surface of the semiconductor substrate at each position of the pair of impurity diffusion layers. And a pair of impurity diffusion layers are formed on the surface side of the semiconductor substrate, and an electrode layer is formed on the surface of the semiconductor substrate at each position of the pair of impurity diffusion layers. And a second semiconductor element in which at least opposite sides of the electrode layer are semiconductor layers made of a semiconductor material are manufactured. That is, in the first step, a plurality of pairs of impurity diffusion layers are formed on the surface layer side of the semiconductor substrate, and in the second step, the semiconductor substrate and the refractory metal are alloyed on the surface of the semiconductor substrate at each impurity diffusion layer position. Each layer is formed. Next, in a third step, an insulating film is formed on the semiconductor substrate while covering the alloyed layer, and in a fourth step, a mask for forming a contact hole is formed on the insulating film. Then, in a fifth step, a first contact hole reaching the impurity diffusion layer in the region for forming the first semiconductor element is formed in the insulating film by etching using the mask, and the second film is formed. A second contact hole reaching at least opposite sides of the pair of impurity diffusion layers in a region for forming a semiconductor element is formed. And in the sixth step,
A step of forming a wiring layer on the insulating film in a state of covering the side wall of the first contact hole and a step of burying a semiconductor material in at least the bottom of the second contact hole are performed.

【0012】上記発明によれば、以下に述べる作用があ
る。本発明の半導体回路装置を構成する半導体素子で
は、半導体基体が例えばp型の導電性を有し、不純物拡
散層および電極層を構成する半導体層がn型の導電性を
有する場合、半導体基体と不純物拡散層および半導体層
とにより寄生npnバイポーラトランジスタが構成され
る。また上記半導体層は一般に高抵抗であり、しかも一
対の電極層の互いに対向する側、つまりnpnバイポー
ラトランジスタにおけるベース側に形成されていること
から、たとえ電極層の半導体層以外の箇所に低抵抗の合
金化層が形成されていても、不純物拡散層におけるベー
ス側は低抵抗化されていない。したがって、この半導体
素子を半導体回路装置におけるESD保護回路素子とし
た場合、一対の不純物拡散層のベース側にこれら不純物
拡散層間を流れる放電電流が過度に集中せず、この部分
の放電電流の密度が、不純物拡散層が合金化層により低
抵抗化されていない場合のそれと同等になって温度が高
くならない。
According to the above invention, there are the following effects. In the semiconductor element constituting the semiconductor circuit device of the present invention, when the semiconductor substrate has, for example, p-type conductivity and the semiconductor layers constituting the impurity diffusion layer and the electrode layer have n-type conductivity, The impurity diffusion layer and the semiconductor layer form a parasitic npn bipolar transistor. In addition, since the semiconductor layer is generally high in resistance, and is formed on the sides of the pair of electrode layers facing each other, that is, on the base side of the npn bipolar transistor, even if the electrode layer has a low resistance in a portion other than the semiconductor layer. Even if the alloyed layer is formed, the resistance of the impurity diffusion layer on the base side is not lowered. Therefore, when this semiconductor element is used as an ESD protection circuit element in a semiconductor circuit device, the discharge current flowing between the impurity diffusion layers is not excessively concentrated on the base side of the pair of impurity diffusion layers, and the density of the discharge current in this portion is The temperature does not rise to the same level as when the resistance of the impurity diffusion layer is not reduced by the alloyed layer.

【0013】また本発明の半導体回路装置の製造方法で
は、第1半導体素子の第1コンタクトホールを形成する
と同時に、第2半導体素子の半導体層形成用の第2コン
タクトホールを形成することから、工程数の増加を最小
限に抑えて半導体回路装置が製造される。
In the method of manufacturing a semiconductor circuit device according to the present invention, the first contact hole of the first semiconductor element is formed and at the same time the second contact hole for forming the semiconductor layer of the second semiconductor element is formed. A semiconductor circuit device is manufactured with the increase in the number being minimized.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は本発明の半導体回路装置の第
1の実施形態例を示す説明図であり、特に本発明の特徴
である半導体素子を示す図である。なお、図1(a)は
前記半導体素子の要部平面図、(b)は前記半導体素子
の要部側断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing a first embodiment of a semiconductor circuit device of the present invention, and is a view particularly showing a semiconductor element which is a feature of the present invention. 1A is a plan view of the main part of the semiconductor element, and FIG. 1B is a side sectional view of the main part of the semiconductor element.

【0015】この実施形態例の半導体回路装置は、図1
に示す半導体素子1を有しているものであり、この半導
体素子1において、本発明の半導体基体となるp型のS
i基板2の表層側には一対のn+ 型の不純物拡散層3,
3が形成されている。またSi基板2表面には、この一
対の不純物拡散層3,3を囲む状態でフィールド酸化膜
4が形成されており、一対の不純物拡散層3,3位置そ
れぞれにおけるSi基板2表面には、電極層5が形成さ
れている。すなわち、Si基板2表面には一対の電極層
5,5が相対向した状態に形成されている。
The semiconductor circuit device of this embodiment is shown in FIG.
In the semiconductor element 1, a p-type S that serves as a semiconductor substrate of the present invention is provided.
On the surface side of the i substrate 2, a pair of n + -type impurity diffusion layers 3,
3 are formed. A field oxide film 4 is formed on the surface of the Si substrate 2 so as to surround the pair of impurity diffusion layers 3 and 3. An electrode is formed on the surface of the Si substrate 2 at the positions of the pair of impurity diffusion layers 3 and 3. Layer 5 has been formed. That is, a pair of electrode layers 5 and 5 are formed on the surface of the Si substrate 2 so as to face each other.

【0016】各電極層5は、その一部がn+ 型のポリシ
リコン,ポリサイド等の半導体材料からなる半導体層5
aで構成されており、しかも半導体層5aは一対の電極
層5,5においてフィールド酸化膜4を挟んで互いに対
向する側に形成されている。また各電極層5は、半導体
層5aを除く箇所が、Si基板2とコバルト,タングス
テン,チタン等の高融点金属との合金化層であるシリサ
イド層5bで構成されている。なお、半導体層5aは後
述する層間絶縁膜6の上面位置に到達する厚みに形成さ
れている。
Each electrode layer 5 is a semiconductor layer 5 whose part is made of a semiconductor material such as n + type polysilicon or polycide.
The semiconductor layer 5a is formed on the side opposite to each other with the field oxide film 4 sandwiched between the pair of electrode layers 5 and 5. In addition, each electrode layer 5 is composed of a silicide layer 5b which is an alloyed layer of the Si substrate 2 and a refractory metal such as cobalt, tungsten or titanium except the semiconductor layer 5a. The semiconductor layer 5a is formed with a thickness that reaches the upper surface position of the interlayer insulating film 6 described later.

【0017】そしてSi基板2上には、シリサイド層5
bを覆いかつ半導体層5aの側壁を覆う状態で層間絶縁
膜6が形成されている。つまり、Si基板2上の層間絶
縁膜6に形成された不純物拡散層3,3に到達するコン
タクトホール7を埋込む状態で半導体層5aが形成され
た状態となっている。
The silicide layer 5 is formed on the Si substrate 2.
The interlayer insulating film 6 is formed in a state of covering b and the side wall of the semiconductor layer 5a. That is, the semiconductor layer 5a is formed in a state of filling the contact holes 7 reaching the impurity diffusion layers 3 and 3 formed in the interlayer insulating film 6 on the Si substrate 2.

【0018】このように構成された半導体素子1を備え
た半導体回路装置では、その半導体素子1がp型のSi
基板2とn+ 型の不純物拡散層3,3および半導体層5
aとによって、ラテラルの寄生npnバイポーラトラン
ジスタを形成しているので、半導体素子1を半導体回路
装置におけるESD保護回路素子として用いることがで
きる。
In a semiconductor circuit device having the semiconductor element 1 thus constructed, the semiconductor element 1 is a p-type Si.
Substrate 2, n + type impurity diffusion layers 3 and 3, and semiconductor layer 5
Since the lateral parasitic npn bipolar transistor is formed by a and the semiconductor element 1, the semiconductor element 1 can be used as an ESD protection circuit element in a semiconductor circuit device.

【0019】次に、上記半導体素子1を有する半導体回
路装置の製造方法に基づいて本発明の半導体回路装置の
製造方法の一実施形態例を説明する。ここでは、上記電
極層5に替えてシリサイド層が形成されている他は上記
半導体素子1と同様に構成された第1半導体素子と、上
記半導体素子1からなる第2半導体素子とを有する半導
体回路装置を製造する場合について述べる。
Next, one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor circuit device according to the present invention will be described based on the method for manufacturing a semiconductor circuit device having the semiconductor element 1. Here, a semiconductor circuit including a first semiconductor element configured in the same manner as the semiconductor element 1 except that a silicide layer is formed instead of the electrode layer 5 and a second semiconductor element composed of the semiconductor element 1 A case of manufacturing the device will be described.

【0020】まず、第1工程として、予めフィールド酸
化膜4を形成したSi基板2に例えばイオン注入法等に
よって不純物を導入し、第1、第2半導体素子を形成し
ようとする領域毎に、その領域のSi基板1の表層側に
一対の不純物拡散層3,3を形成する。次いで第2工程
として、Si基板2表面に、スパッタリング法によって
高融点金属膜を成膜した後、加熱処理によってSi基板
2と高融点金属とをシリサイド化反応させて、各不純物
拡散層3位置におけるSi基板2表面にシリサイド層を
形成する。
First, as a first step, impurities are introduced into the Si substrate 2 on which the field oxide film 4 is formed in advance by, for example, an ion implantation method or the like, and the first and second semiconductor elements are formed in each region. A pair of impurity diffusion layers 3 and 3 are formed on the surface side of the Si substrate 1 in the region. Then, as a second step, after forming a refractory metal film on the surface of the Si substrate 2 by a sputtering method, a silicidation reaction between the Si substrate 2 and the refractory metal is performed by a heat treatment, so that each impurity diffusion layer 3 has a position. A silicide layer is formed on the surface of the Si substrate 2.

【0021】次に第3工程として、シリサイド層を覆う
状態でSi基板2上に層間絶縁膜6を形成し、第4工程
にて、リソグラフィにより層間絶縁膜6上にコンタクト
ホール形成用のマスクを形成する。その後、第5工程に
て、上記マスクを用いたエッチングによって、層間絶縁
膜6に、第1半導体素子を形成する領域の不純物拡散層
3に到達する第1コンタクトホールを形成するととも
に、第2半導体素子を形成する領域において一対の不純
物拡散層3の少なくとも互いに対向する側にそれぞれ到
達する第2コンタクトホール、つまり上記のコンタクト
ホール7を形成する。なお、このことによって、第2半
導体素子のシリサイド層5bが形成される。
Next, in a third step, an interlayer insulating film 6 is formed on the Si substrate 2 in a state of covering the silicide layer, and in a fourth step, a mask for forming a contact hole is formed on the interlayer insulating film 6 by lithography. Form. Then, in a fifth step, the first contact hole reaching the impurity diffusion layer 3 in the region where the first semiconductor element is formed is formed in the interlayer insulating film 6 by etching using the mask, and the second semiconductor is formed. Second contact holes reaching the at least opposite sides of the pair of impurity diffusion layers 3 in the region where the element is formed, that is, the above-mentioned contact holes 7 are formed. By this, the silicide layer 5b of the second semiconductor element is formed.

【0022】そして第6工程にて、第1コンタクトホー
ル上をマスクした状態で、例えばCVD法によりコンタ
クトホール7内を半導体材料で埋込む。このことによ
り、第2半導体素子を形成する形成領域では、半導体層
5aとシリサイド層5bからなる電極層5が形成され
る。また、第1コンタクトホールの側壁を覆うように層
間絶縁膜6上および半導体層5a上に例えばアルミニウ
ムからなる配線層を形成する。以上の工程によって、一
対の不純物拡散層3,3位置におけるSi基板2表面に
シリサイド層が形成されてなる第1半導体素子と、一対
の不純物拡散層3,3位置におけるSi基板2表面に電
極層5が形成されてなる第2半導体素子、つまり上記実
施形態例の半導体素子1とを有する半導体回路装置が製
造される。
Then, in a sixth step, with the first contact hole masked, the contact hole 7 is filled with a semiconductor material by, for example, the CVD method. As a result, the electrode layer 5 including the semiconductor layer 5a and the silicide layer 5b is formed in the formation region where the second semiconductor element is formed. Further, a wiring layer made of, for example, aluminum is formed on the interlayer insulating film 6 and the semiconductor layer 5a so as to cover the side wall of the first contact hole. Through the above steps, the first semiconductor element in which the silicide layer is formed on the surface of the Si substrate 2 at the pair of impurity diffusion layers 3 and 3 and the electrode layer on the surface of the Si substrate 2 at the pair of impurity diffusion layers 3 and 3 are formed. A semiconductor circuit device having the second semiconductor element formed with 5, that is, the semiconductor element 1 of the above-described embodiment is manufactured.

【0023】このように製造される半導体回路装置で
は、半導体素子1において、その一対の電極層5,5の
互いに対向する側、つまりnpnバイポーラトランジス
タにおけるベース側がシリサイド層5bでなく高抵抗の
半導体層5aで構成されていることからその部分が低抵
抗化されていない形態となる。
In the semiconductor circuit device manufactured as described above, in the semiconductor element 1, the sides of the pair of electrode layers 5 and 5 facing each other, that is, the base side of the npn bipolar transistor is not the silicide layer 5b but the high resistance semiconductor layer. Since it is composed of 5a, that portion has a form in which the resistance is not lowered.

【0024】このため、この半導体素子1を半導体回路
装置におけるESD保護回路素子とした場合、不純物拡
散層3,3間を流れる放電電流が不純物拡散層3,3の
ベース側に集中し難く、したがって不純物拡散層3,3
のベース側の放電電流の密度は、不純物拡散層3,3が
シリサイド化されていない場合のそれと同等になる。こ
の結果、半導体素子1からなるESD保護回路素子のE
SD耐圧は、シリサイド化されていない拡散層を備えた
半導体素子をESD保護回路素子として用いた場合のE
SD耐圧と同等に高いものとなるので、半導体素子1を
ESD保護回路素子として用いた半導体回路装置は、静
電破壊によりデバイス特性が劣化し難いものとなる。
Therefore, when this semiconductor element 1 is used as an ESD protection circuit element in a semiconductor circuit device, the discharge current flowing between the impurity diffusion layers 3 and 3 is less likely to concentrate on the base side of the impurity diffusion layers 3 and 3. Impurity diffusion layers 3, 3
The discharge current density on the base side is equal to that when the impurity diffusion layers 3 and 3 are not silicided. As a result, E of the ESD protection circuit element including the semiconductor element 1
SD withstand voltage is E when a semiconductor element having a diffusion layer that is not silicided is used as an ESD protection circuit element.
Since the breakdown voltage is as high as the SD breakdown voltage, the semiconductor circuit device using the semiconductor element 1 as the ESD protection circuit element is less likely to deteriorate in device characteristics due to electrostatic breakdown.

【0025】また、上記した半導体回路装置の製造方法
では、第1半導体素子の第1コンタクトホールを形成す
ると同時に、第2半導体素子である半導体素子1のコン
タクトホール7を形成しており、このときシリサイド層
を除去する程度にエッチングすればよいので、半導体素
子1を有する半導体回路装置を工程数の増加を最小限に
抑えて製造することができる。したがって、シリサイド
化された拡散層を備えた半導体素子を用いてなり、しか
も優れたESD耐圧を有する半導体素子1を備えた半導
体回路装置を製造コストの増加を抑えて製造することが
できる。
In the method of manufacturing a semiconductor circuit device described above, the contact hole 7 of the semiconductor element 1 which is the second semiconductor element is formed at the same time when the first contact hole of the first semiconductor element is formed. Since the etching may be performed to the extent that the silicide layer is removed, the semiconductor circuit device having the semiconductor element 1 can be manufactured with the increase in the number of steps being suppressed to the minimum. Therefore, it is possible to manufacture the semiconductor circuit device including the semiconductor element 1 including the silicided diffusion layer and further including the semiconductor element 1 having an excellent ESD breakdown voltage while suppressing an increase in manufacturing cost.

【0026】なお、上記実施形態例では、各電極層5の
一部が半導体層5aからなる場合について述べたが、図
2に示すように各電極層5の全部が半導体層5aで構成
されていても良い。この場合には、上記実施形態例の製
造方法の第4工程、第5工程を自己整合コンタクト形成
プロセスに換えて行っても各電極層5の全部が半導体層
5aからなる半導体素子を有する半導体回路素子を製造
することができる。またこのような半導体回路装置は、
上記実施形態例の半導体回路装置と同様の効果を奏する
ものとなる。
In the above embodiment, the case where a part of each electrode layer 5 is composed of the semiconductor layer 5a has been described, but as shown in FIG. 2, all of the electrode layers 5 are composed of the semiconductor layer 5a. May be. In this case, even if the fourth step and the fifth step of the manufacturing method of the above embodiment are replaced with the self-aligned contact forming process, a semiconductor circuit having a semiconductor element in which each electrode layer 5 is entirely composed of the semiconductor layer 5a. The device can be manufactured. Further, such a semiconductor circuit device is
The same effect as the semiconductor circuit device of the above-described embodiment is obtained.

【0027】また上記実施形態例では、半導体材料をコ
ンタクトホール7内の上部まで埋込んで半導体層5aを
形成した場合について述べたが、コンタクトホール7内
の少なくとも底部に半導体材料を埋込めば良く、上記実
施形態例に限定されない。
Further, in the above-mentioned embodiment, the case where the semiconductor material is buried up to the upper part of the contact hole 7 to form the semiconductor layer 5a has been described, but it is sufficient if the semiconductor material is buried at least in the bottom part of the contact hole 7. However, the present invention is not limited to the above embodiment.

【0028】さらに上記実施形態例では、半導体層5a
をコンタクトホール7を埋込む、いわゆるプラグとした
が、必ずしもプラグとする必要はなく、例えばコンタク
トホール7を埋込んだ半導体層5aを、第1コンタクト
ホールの側壁を覆う配線層とともに上層の配線に用いて
も良く、その場合には、上記方法の第6工程を、第1コ
ンタクトホールの側壁を半導体材料で覆った後に、ある
いはこれと同時にコンタクトホール7内を半導体材料で
埋込むようにすればよい。すなわち、本発明における請
求項3記載の半導体回路装置の製造方法に係る第6工程
にあっては、第1コンタクトホールの側壁を覆う状態で
絶縁膜上に配線層を形成する工程と、第2コンタクトホ
ール内の少なくとも底部に半導体材料を埋込む工程との
いずれを先に行っても良く、あるいはこれらの工程を同
時に行ってよいのである。また上層のアルミニウム配線
層等にこれら第1、第2半導体素子を接続する場合に
は、別工程によって、第1半導体素子のシリサイド層に
直接接続してもよく、また第2半導体素子の半導体層5
aまたはシリサイド層5bに接続してもよい。
Further, in the above embodiment, the semiconductor layer 5a
Was used as a so-called plug for filling the contact hole 7, but it is not always necessary to form the plug. For example, the semiconductor layer 5a in which the contact hole 7 is filled is used as an upper layer wiring together with the wiring layer covering the sidewall of the first contact hole. In this case, the sixth step of the above method may be carried out by covering the side wall of the first contact hole with the semiconductor material or at the same time as filling the contact hole 7 with the semiconductor material. Good. That is, in the sixth step of the method for manufacturing a semiconductor circuit device according to claim 3 of the present invention, a step of forming a wiring layer on the insulating film in a state of covering the sidewall of the first contact hole, and a second step Either of the steps of burying the semiconductor material in at least the bottom of the contact hole may be performed first, or these steps may be performed simultaneously. When these first and second semiconductor elements are connected to the upper aluminum wiring layer or the like, they may be directly connected to the silicide layer of the first semiconductor element by a separate process, or the semiconductor layer of the second semiconductor element. 5
It may be connected to a or the silicide layer 5b.

【0029】次に本発明の半導体回路装置の第2の実施
形態例を図3を用いて説明する。この実施形態例におい
て上記第1の実施形態例と相異するのは、半導体回路装
置における半導体素子がMOSFETである点である。
Next, a second embodiment of the semiconductor circuit device of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment differs from the first embodiment in that the semiconductor element in the semiconductor circuit device is a MOSFET.

【0030】すなわち、本発明の半導体基体としてのp
型のSi基板11表面には、MOSFET10を形成す
る領域を囲むようにフィールド酸化膜12が形成されて
おり、フィールド酸化膜12で囲まれた領域にはゲート
酸化膜13を介してゲート電極14が形成されている。
このゲート電極14の側壁には側壁絶縁膜15が形成さ
れており、またゲート電極14の両側のSi基板11表
層側には、n+ 型の不純物拡散層であるソース,ドレイ
ン拡散層16,16がそれぞれ形成されている。そして
上記の第1の実施形態例と同様に、ソース,ドレイン拡
散層16,16位置それぞれにおけるSi基板11表面
には、半導体材料からなる半導体層17aとシリサイド
層17bとからなる電極層17が形成されているととも
に、Si基板11上には層間絶縁膜18が形成されてい
る。
That is, p as the semiconductor substrate of the present invention
A field oxide film 12 is formed on the surface of the Si substrate 11 of the mold so as to surround a region forming the MOSFET 10. A gate electrode 14 is formed in a region surrounded by the field oxide film 12 via a gate oxide film 13. Has been formed.
A side wall insulating film 15 is formed on the side wall of the gate electrode 14, and source and drain diffusion layers 16 and 16 which are n + type impurity diffusion layers are formed on the surface side of the Si substrate 11 on both sides of the gate electrode 14. Are formed respectively. Then, similarly to the above-described first embodiment, the electrode layer 17 including the semiconductor layer 17a made of a semiconductor material and the silicide layer 17b is formed on the surface of the Si substrate 11 at each of the source and drain diffusion layers 16 and 16 positions. In addition, the interlayer insulating film 18 is formed on the Si substrate 11.

【0031】このように構成されたMOSFET10に
おいても、p型のSi基板11とn + 型のソース,ドレ
イン拡散層16,16および半導体層17aとによっ
て、ラテラルの寄生npnバイポーラトランジスタが構
成されるので、MOSFET10をMOSFETを用い
た半導体回路装置におけるESD保護回路素子として用
いることができる。そしてこの場合のESD保護回路素
子のESD耐圧も、上記第1の実施形態例と同様の理由
により、サリサイド構造を導入していないMOSFET
からなるESD保護回路素子のそれと同等に高いものと
なる。
In the MOSFET 10 thus constructed,
In addition, the p-type Si substrate 11 and the n-type +Dose of type
By the in-diffusion layers 16 and 16 and the semiconductor layer 17a,
A lateral parasitic npn bipolar transistor
MOSFET 10 is used because it is made
Used as an ESD protection circuit element in semiconductor circuit devices
Can be. And the ESD protection circuit element in this case
The ESD withstand voltage of the child is the same as that of the first embodiment.
MOSFET that does not introduce salicide structure
As high as that of the ESD protection circuit element consisting of
Become.

【0032】また、MOSFET10を第2半導体素子
とし、また第2半導体素子の電極層17に替えてシリサ
イド層が形成されている、つまりサリサイド構造のMO
SFETを第1半導体素子として有する半導体回路装置
を製造する場合にも、上記実施形態例の方法と同様、S
i基板11上に層間絶縁膜18を形成した後、同じマス
クを用いて層間絶縁膜18に、第1半導体素子の第1コ
ンタクトホールと、MOSFET10における半導体層
17a形成用のコンタクトホール19とを同時に形成す
ることができる。したがって、サリサイド構造のMOS
FETを用いてなり、しかもESD耐圧の優れた半導体
素子を備えた半導体回路装置を、工程数の増加を最小限
に抑えて製造することができる。
Further, the MOSFET 10 is used as a second semiconductor element, and a silicide layer is formed in place of the electrode layer 17 of the second semiconductor element, that is, an MO of salicide structure.
Even when manufacturing a semiconductor circuit device having an SFET as the first semiconductor element, as in the method of the above embodiment, the S
After the interlayer insulating film 18 is formed on the i substrate 11, the first contact hole of the first semiconductor element and the contact hole 19 for forming the semiconductor layer 17a in the MOSFET 10 are simultaneously formed in the interlayer insulating film 18 using the same mask. Can be formed. Therefore, the salicide structure MOS
It is possible to manufacture a semiconductor circuit device including a semiconductor element which uses an FET and has an excellent ESD withstand voltage while minimizing an increase in the number of steps.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体回路
装置を構成する半導体素子は、寄生バイポーラトランジ
スタが構成され、かつバイポーラトランジスタにおける
ベース側に高抵抗の半導体層が形成されているものであ
ることから、この半導体素子をESD保護回路素子とし
た場合、半導体素子の不純物拡散層のベース側において
放電電流が高密度とならず、よってESD耐圧が、合金
化により低抵抗化されていない拡散層を備えた半導体素
子をESD保護回路素子としたときのそのESD耐圧と
同等に高いものとなる。したがって本発明の半導体回路
装置は、たとえ低抵抗化された拡散層を備えた半導体素
子を用いてなる場合にも、優れたESD耐圧を有する半
導体素子を備えているので、静電破壊によりデバイス特
性が劣化し難いものとなる。
As described above, the semiconductor element which constitutes the semiconductor circuit device of the present invention comprises a parasitic bipolar transistor, and a high resistance semiconductor layer is formed on the base side of the bipolar transistor. Therefore, when this semiconductor element is used as an ESD protection circuit element, the discharge current does not have a high density on the base side of the impurity diffusion layer of the semiconductor element, so that the ESD breakdown voltage is not reduced by the alloying diffusion layer. When the semiconductor element provided with is used as an ESD protection circuit element, the ESD withstand voltage is as high as that. Therefore, since the semiconductor circuit device of the present invention includes a semiconductor element having an excellent ESD withstand voltage even when using a semiconductor element including a diffusion layer having a low resistance, the device characteristics due to electrostatic breakdown are high. Is less likely to deteriorate.

【0034】また本発明の半導体回路装置の製造方法で
は、第1半導体素子の第1コンタクトホールを形成する
と同時に、第2半導体素子の半導体層形成用の第2コン
タクトホールを形成することから、第1半導体素子と第
2半導体素子とを工程数の増加を最小限に抑えて形成で
きるので、合金化により低抵抗化された拡散層を備えた
半導体素子を用いてなり、しかも優れたESD耐圧を有
する半導体素子を備えた半導体回路装置を製造コストの
増加を抑えて、製造することができる。
In the method for manufacturing a semiconductor circuit device according to the present invention, the first contact hole of the first semiconductor element is formed and at the same time the second contact hole for forming the semiconductor layer of the second semiconductor element is formed. Since the first semiconductor element and the second semiconductor element can be formed while minimizing the increase in the number of steps, a semiconductor element having a diffusion layer whose resistance is reduced by alloying is used, and an excellent ESD withstand voltage is obtained. A semiconductor circuit device including the semiconductor element can be manufactured while suppressing an increase in manufacturing cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の半導体回路装置の第1の実施形態例を
示す説明図であり、(a)は要部平面図、(b)は要部
側断面図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a first embodiment of a semiconductor circuit device of the present invention, (a) is a plan view of a main part, and (b) is a side sectional view of the main part.

【図2】第1の実施形態例の半導体回路装置における半
導体素子において、電極層の全部が半導体層からなる場
合の要部側断面図である。
FIG. 2 is a side sectional view of an essential part of a semiconductor element in the semiconductor circuit device according to the first embodiment when all electrode layers are formed of semiconductor layers.

【図3】本発明の半導体回路装置の第2の実施形態例を
示す要部側断面図である。
FIG. 3 is a side sectional view of an essential part showing a second embodiment of the semiconductor circuit device of the present invention.

【図4】従来のESD保護回路の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional ESD protection circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体素子(第2半導体素子) 2、11 Si基板(半導体基体) 3 不純物拡散層 5、17 電極層 5a、17a 半導体層 5b、17b シリサイド層 6、18 層間絶縁膜 7、19 コンタクトホール(第2コンタクトホール) 10 MOSFET(半導体素子) 16 ソース,ドレイン拡散層(不純物拡散層) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 semiconductor element (second semiconductor element) 2, 11 Si substrate (semiconductor substrate) 3 impurity diffusion layers 5, 17 electrode layers 5a, 17a semiconductor layers 5b, 17b silicide layers 6, 18 interlayer insulating film 7, 19 contact hole (first 2 contact hole) 10 MOSFET (semiconductor element) 16 source / drain diffusion layer (impurity diffusion layer)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基体の表層側に形成された一対の
不純物拡散層と、 前記一対の不純物拡散層位置それぞれにおける前記半導
体基体表面に形成された電極層とを備えた半導体素子を
有し、 前記電極層は、少なくとも互いに対向する側が半導体材
料からなる半導体層であることを特徴とする半導体回路
装置。
1. A semiconductor element comprising a pair of impurity diffusion layers formed on a surface layer side of a semiconductor substrate, and an electrode layer formed on the surface of the semiconductor substrate at each of the pair of impurity diffusion layers, A semiconductor circuit device, wherein the electrode layers are semiconductor layers made of a semiconductor material at least on opposite sides.
【請求項2】 前記一対の不純物拡散層はソース拡散
層,ドレイン拡散層であり、かつ前記半導体素子はMO
S型トランジスタであることを特徴とする請求項1記載
の半導体回路装置。
2. The pair of impurity diffusion layers are a source diffusion layer and a drain diffusion layer, and the semiconductor element is MO.
The semiconductor circuit device according to claim 1, wherein the semiconductor circuit device is an S-type transistor.
【請求項3】 半導体基体の表層側に一対の不純物拡散
層が形成されているとともに該一対の不純物拡散層位置
それぞれの前記半導体基体表面に該半導体基体と高融点
金属との合金化層が形成されてなる第1半導体素子と、
前記半導体基体の表層側に一対の不純物拡散層が形成さ
れているとともに、該一対の不純物拡散層位置それぞれ
の前記半導体基体表面に電極層が形成されてなり、かつ
該電極層の少なくとも互いに対向する側が半導体材料か
らなる半導体層である第2半導体素子とを有する半導体
回路装置を製造する方法であって、 前記半導体基体の表層側に複数対の不純物拡散層を形成
する第1工程と、 該不純物拡散層位置それぞれにおける前記半導体基体表
面に、前記半導体基体と高融点金属との合金化層をそれ
ぞれ形成する第2工程と、 前記合金化層を覆う状態で前記半導体基体上に絶縁膜を
形成する第3工程と、 前記絶縁膜上にコンタクトホール形成用のマスクを形成
する第4工程と、 該マスクを用いたエッチングによって、前記絶縁膜に、
前記第1半導体素子を形成する領域の前記不純物拡散層
に到達する第1コンタクトホールを形成するとともに、
前記第2半導体素子を形成する領域における前記一対の
不純物拡散層の少なくとも互いに対向する側に到達する
第2コンタクトホールを形成する第5工程と、 前記第1コンタクトホールの側壁を覆う状態で前記絶縁
膜上に配線層を形成する工程、および前記第2コンタク
トホール内の少なくとも底部に半導体材料を埋込む工程
からなる第6工程とを備えていることを特徴とする半導
体回路装置の製造方法。
3. A pair of impurity diffusion layers are formed on the surface side of the semiconductor substrate, and an alloyed layer of the semiconductor substrate and a refractory metal is formed on the surface of the semiconductor substrate at each position of the pair of impurity diffusion layers. A first semiconductor element formed by:
A pair of impurity diffusion layers are formed on the surface side of the semiconductor substrate, and an electrode layer is formed on the surface of the semiconductor substrate at each position of the pair of impurity diffusion layers, and at least the electrode layers face each other. A method of manufacturing a semiconductor circuit device having a second semiconductor element whose side is a semiconductor layer made of a semiconductor material, comprising: a first step of forming a plurality of pairs of impurity diffusion layers on a surface side of the semiconductor substrate; A second step of forming an alloyed layer of the semiconductor substrate and a refractory metal on the surface of the semiconductor substrate at each diffusion layer position; and forming an insulating film on the semiconductor substrate in a state of covering the alloyed layer. A third step, a fourth step of forming a mask for forming a contact hole on the insulating film, and an etching process using the mask to form a mask on the insulating film.
Forming a first contact hole reaching the impurity diffusion layer in a region where the first semiconductor element is formed,
A fifth step of forming a second contact hole reaching at least opposite sides of the pair of impurity diffusion layers in a region where the second semiconductor element is formed; and the insulating in a state of covering a sidewall of the first contact hole. A method for manufacturing a semiconductor circuit device, comprising: a step of forming a wiring layer on the film; and a sixth step of burying a semiconductor material in at least the bottom of the second contact hole.
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