JPS60123041A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置の製造方法

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JPS60123041A
JPS60123041A JP58231813A JP23181383A JPS60123041A JP S60123041 A JPS60123041 A JP S60123041A JP 58231813 A JP58231813 A JP 58231813A JP 23181383 A JP23181383 A JP 23181383A JP S60123041 A JPS60123041 A JP S60123041A
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Takehide Shirato
猛英 白土
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Fujitsu Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/10Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
    • H01L27/118Masterslice integrated circuits
    • H01L27/11803Masterslice integrated circuits using field effect technology
    • H01L27/11807CMOS gate arrays

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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (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】 (a) 発明の技術分野 本発明は配線変更によ夕論理を変更するマスタースライ
ス方式の半導体集積回路装置の製造方法に係シ、特にゲ
ートアレイのマスタースライス法の改良に関する。
(b) 技術の背景 半導体集積回路が大型化するにつれて多品種少量生産の
傾向が著るしい今日、製造コストを低減し、製造期間を
短縮するためにマスタースライス(maater 5l
ice)方式による製造方法が注目されている。
マスタースライス方式とは、一つの半導体基板(チップ
)中に基本素子集合(通常はト2ンジスタや抵抗又は基
本回路)を予め大量に作成しておき、開発品種に応じて
配線用マスクを形成し、これによってトランジスタや抵
抗間を結合して所望の電気回路動作を有する半導体集積
回路装置を完成させるものである。
このようなマスタースライス方式の半導体集積回路装置
に於ては、トランジスタ及び抵抗等からなる基本素子集
合を半導体基板(チップ)の所望領域に整然とした行列
形式に配置するのが一般であり、このように標準化する
ことによって電子計算機による自動配線処理が有効に採
用され得る。
このような構造を一般にゲートアレイと呼んでいる。
(e) 従来技術と問題点 従来から最も高集積化が可能であるとして多く用いられ
ているゲートアレイは、nチャネルMO8FET(n−
MOS ) ト1) チーY 4#MO8FIT (1
)−MOS)各2個づつを1基本素子集合(セル)とし
て−半導体基板(チップ)上に高集積に配列形成し、電
極コンタクト窓形成用マスク及び配線パターン形成用マ
スクを変えることによシ、所望の論理回路を形成してな
るCMOSゲートアレイである。(多層配線構造の場合
は電極コンタクト窓形成用マスク及び配線パターン形成
用マスクをそれぞれ複数回変更する) 該CMOSゲートアレイに於て、各セルのソース領域は
基板若しくはウェル領域と同電位に接続されねばならな
いが、該セルの構造は対称的なので回路の構成が自由に
行われ、従って該セルに於けるソース領域酸るいはドレ
イン領域が固定されないため、従来に各セル毎に基板コ
ンタクト領域及びウェルコンタクト領域を特に設け、配
線層によってこれら領域にソース領域が接続されていた
第1図(イ)ldcMoSにより構成されるNANDゲ
ートの回路図で、第1図(ロ)は該NANDゲートを従
来のCMOSゲートアレイを用いて形成した際のレイア
ウト図である。図に於て、VDDは基板電位配線、VS
llはウェル電位配線、AI H4は入力信号線、OU
Tは出力信号線% T1 v T@μpチャネルMO8
FET1Ts−T4はnチャネルMO8FET、1はn
″′型シリコン基板、2はp型ウェル領域、3゜4はゲ
ート電極、5はn十型ソース領域、6はn+型ソース・
ドレイン領域、7はn中型ドレイン領域、8.9はp生
型ンース領域、101’ip+型ドレイン領域、11は
n生型基板コンタクト領域、12は2mウェルコンタク
ト領域を示している。
このように従来のCMOSゲートアレイに於ては、1セ
ル毎に基板コンタクト領域11及びウェル・コンタクト
領域12が設けられていたために、1セルの専有面積が
拡大し高集積化が妨げられていた0 (d) 発明の目的 本発明はゲートアレイを更に高集積化する目的のために
なされたものであゃ、この目的は基板コンタクト領域及
びウェルコンタクト領域を前もって特に設けずにセルト
ランジスタを高密度に配設し、マスタースライス用マス
ク層に基板若しく蝶ウェルコンタクト形成用のマスクを
追加する下記本発明の方法によって達成される。
(e) 発明の構成 即ち本発明は、複数のMIS FETが整列配設され、
表面に絶縁膜が形成されてなる半導体被処理基板を用い
てマスタースライス法により半導体集積回路装置を製造
する方法に於て、IMMIs FETの機能領域面を選
択的に表出せしめる電極コンタクト窓形成用マスクと、
該表出機能領域の一部に該機能領域と反対の導電型を有
し、月つ該機能領域下部の該機能領域と反対導電型の半
導体基板若しくはウェル領域よりなる半導体基体内に達
する不純物導入領域を選択的に形成する基体コンタクト
形成用マスクと、配線パターン形成用マスクとをそれぞ
れ形成しようとする集積回路の種類に応じて変更する工
程を有することを特徴とする。
(f) 発明の実施例 以下、本発明のマスタースライス法を一実施例について
図を用いて説明する。
第2図は該−実施例に用いるCMOSゲートアレイ基板
を模式的に示した部分上面図(イ)、その人−A矢視断
面図(ロ)、B−B矢視断面図(ハ)、及びC−C矢視
断面図に)、第3図(イ)乃至(ト)は本発明の方法の
一実施例に於ける模式1程上面図で、第4図(イ)及び
(ロ)は同じく模式1程断面図である。
本発明のマスタースライス法を用いて例えば前記第1図
に示したよりなNAND回路を形成するに際しては、通
常の方法で形成した例えば第2図(イ)。
(ロ)、(ハ)、に)に示すようなCMOSゲートアレ
イ基板を使用する。同図に於て、21はn−型シリコン
(Si )基板、22はp型ウェル領域、23 Iti
 rr 埠チャネル・カット領域、24はp十型チャネ
ル・カット領域、25はフィールド(素子間分離)酸化
膜、26はゲート酸化膜、27aは第1の多結晶Siゲ
ート電極、27bは第2の多結晶S1ゲート電槓、28
aは第1のp生型領域、28bは第2のp生型領域、2
8cは第3のp生型領域、29a鉱第1のn生型領域、
29bは第2のn生型領域、29cは第3のn+型領領
域30は不純物ブロック用酸化膜、31は9ん珪酸ガラ
ス(PSG )層間絶縁膜、を示している。なお第2図
(イ)に於ては、PSG層間絶縁膜31.不純物ブロッ
ク用−酸化−膜30−、フィールド酸化#25tp+W
チャネル・カット領域24、n十型チャネル・カット領
域23は省略されている。又基板表面には通常閾値制御
用の不純物導入がなされるが、発明に関係ないので省略
しである。なお又p+型領領域8a、28b、28c及
び占領域29a、 29b、 29cは、実際にはp型
不純物成るいはn型不純物が導入されたままの場合が多
いが、以後の説明に於ても同様に表現する。
以下、本発明のマスタースライス法を、第3図(イ)乃
至(ト)に示す模式1程上面図及び第4図(イ)及び(
ロ)に示すその工程断面図を参照して説明する。
第3図(イ)参照 この図id P S G層間絶縁膜を有する上記CMO
Sゲートアレイ基板の要部を模式的に示しており、図中
21はn−型S1基板、22はp型ウェル領域、27a
、 27bは第1.第2の多結晶S1ゲート電極、28
 a、 28 b+ 28 cは第1.第2.第3のp
+m+域、29a、29b、29cは第1.第2.第3
のn”ff領域、31はPSG層間絶縁膜を表わしてい
る。
第3図(ロ)参照 この図はPSG層間絶縁膜31に、所定の電極コンタク
ト窓マスタースライス用マスクを用いリングラフィ技術
により電極コンタクト窓を形成した状態金示したもので
ある。本発明の方法に於ては同図に示すようにNAND
回路を形成する際、ソース領域となる第1.第3のf型
領域28a、 28c及び第3のn生型領域29c上に
例えば通常の3倍程度の長さを有する長方形の電極コン
タクト窓32a、32b及び32cを形成し、ドレイン
領域となる第2のp+型領領域28b第1のn十型領域
29a上及びゲート電極27m、27b上に通常寸法の
電極コンタクト窓33 a、 33 b、 33 c、
 33 dを形成する。
第3図(ハ)及び第4図(イ)参照 次いで本発明の方法に於ては、上記基板上にソースとな
るp十型領域28a、 28c上の長方形電極コンタク
ト窓32a、 32bの1/3程度(中央部をねらう)
全表出する基板コンタクト領域形成用開孔34a、34
b及びドレインとなるn+型領領域29a上通常の電極
コンタクト窓33bの全域を表1fiするn型補償拡散
領域形成用開孔34c’i有する基板コンタクト領域マ
スタースライス用の第1のレジスト−マスク35を形成
し、該レジスト・マスクの開孔から選択的にn型不純物
例えばシんP)を前記−型領域を充分に反転するような
高ドーズ量でp+型領領域りも深くイオン注入する。3
6a、36b。
36cはP注入領域、針はpんイオン、25はフィール
ド酸化膜、30は不純物ブロック用酸化膜を示している
。なお、第4図(イ)は第3図(ハ)のA−A矢視断面
図である。
第3図に)参照 第1のレジスト・マスク35を除去し、次いで該基板上
にソースとなるn+型領領域29c上長方形電極コンタ
クト窓32cの1/3程度(中央部をねらう)を表出す
るウェルコンタクト領域形成用開孔37a及びドレイン
となるp生型領域28b上の通常の電極コンタクト窓3
3’aの全域を表出するp型補償拡散領域形成用開孔3
7b’(r有するウェルコンタク1領域マスタースライ
ス用の第2のレジスト・マスク38を形成し、該レジス
トマスクの開孔から選択的にp型不純物例えば硼素の)
を前記n生型領域を充分に反転するような高ドーズ量で
n+型領域より深くイオン注入する。39a、 39b
はB注入領域を示す。
第3図(ホ)≠献及び第4図←)参照 次いで第2のレジスト・マスク38を除去した後、PS
GからのPのアウト拡散をおさえるため薄い酸化膜を1
11極窓部に成長させ(図示せず)、次いで所定の熱処
理を行ってp十型領域28 al 28 b+28c及
びn十型領域29a、29b、29cを活性化!分布せ
しめて所定深さの第1のp+生型ソース域40a第2の
p型ソース領域4ob、p+ffiドレイン領廁1゜n
++ソース領域42.n生型ソース・ドレイン領域43
、n生型ドレイン領域44を形成する。そし、てこの際
同時に前記P高濃度注入領域も活性化再分布して、長方
形電極コンタクト窓32a、 32b内にそれぞれ表出
している第1のp¥扇ンース領域40a及び第2のp生
型ソース領域40bの一部に選択的に該領域を反転し、
n−型S1基板21内に達する第1.第2のn十型基板
コンタクト領域45a、 45bバ又通常の電極コンタ
クト窓33b内に表出しているn半型ドレイン領域44
内に′選択的に該ドレイン電極44よシ深いn 型補償
拡散領域46が、長方形の電極コンタクト窓32c内に
表出しているn生型ソース領域42の一部に選択的に、
該領域を反転しp型ウェル領域22内に達するp中型ウ
ェルコンタクト領域47が、又通常の電極コンタクト窓
33a内に表出しているp生型ドレイン領域41に選択
的に該ドレイン領域41よシ深いp++型補償拡散領域
48がそれぞれ形成される。次いで電極窓部に形成した
薄い酸化膜をエツチング除去する。なお、第4図(ロ)
は第3図(ホ)のA−A矢視断面図である〇 第3図(へ)参照 次いで該基板上に通常通シ蒸着成るいはスパッタリング
法を用いてアルミニウム(M)等の配線層 材料層を形成し、配線材料層上に所定の第1の配線パタ
ーン・マスタースライス用マスクを形成し該マスクを介
しリングラフィ技術により配線材料層をバターニングし
て、電極コンタクト窓32a及び32bに於て第1のp
型ンース領域40a、第1のn十裂基板コンタクト領域
45a及びM2のp生型ソース領域40b、M2のn型
基板コンタブト領域45bに接するVCC配線層49、
電極コンタクト窓32aに於てn生型ソース領域42及
びp十型ウェル・コンタクト領域47に接するV88配
線層50.電極コンタクト窓33aでp+十星型補償拡
散領域48接する第1のドレイン電極51、電極コンタ
クト窓33bでn++型補償拡散領域46に接する第2
のドレイン電極52、電極コンタクト窓33cで第1の
ゲート電極27aに接する第1のゲート接続用電極53
、電極コンタクト窓33dで第2のゲート電極27bに
接する第2のゲート接続用電極54をそれぞれ形成する
第3図(ト)参照 次いで該基板上に第2のPSG層間絶縁膜55を形成し
、第3のコンタクト窓マスタースライス用マスクを用い
て該絶縁膜55に前記第1のドレイン電極51、第2の
ドレイン電極52、第1のゲート接続用電極53及び第
2のゲート接続用電極54を表出する電極コンタクト窓
56a、 56b。
56c及び56dを形成し、該絶縁膜55上に#!2の
配線材料層を形成し、第2の配線パターン・マスタース
ライス用マスクを用いて該第2の配線材料層をバターニ
ングして、電極コンタクト窓56a及び56bに於て第
1及び第2のドレイン電極51及び52に接する出力配
線57(及び電極コンタクト窓56cに於て第1のゲー
ト接続用電極53に接する第1の入力配線58、電極コ
ンタクト窓56dに於て第2のゲート接続用1!極54
に接する第2の入力配線59を形成する。
そして以後図示しないが、表面保護用の絶縁膜の形成等
がなされてNAND回路が構成されたCMOSゲートア
レイが児gjる。
(g) 発明の詳細 な説明したように不発明の方法に於ては、ゲートアレイ
全形成する際、単位セル領域間に特に基板及びウェルに
対するコンタクト領域を設けず、電極コンタクト窓のマ
スタースライスにff1t、てソースとなる不純物領斌
上の電極コンタクト窓全長方形に形成し、コンタクト領
域形成用のマスタースライスによって該長方形コンタク
ト窓の一部に選択的に基板及びウェルに河するコンタク
ト領域を形成する。従って本発明によれば、上記コンタ
クト窓が長くなった分だけセル領域の横方向の幅は例え
ば4〔μm〕程度増大するが、各単位セル領域間に従来
設けていた基板及びウェルに対するコンタクト領域を設
けないので単位セル間隔は11〔8M)程度縮小される
ので、ゲートアレイの高集積化が図れる。
なお本発明の方法は、CMOSゲートアレイに限らず単
一チャネル型のゲートアレイにも適用される。
【図面の簡単な説明】
第1図(イ)UCMO8K、l構成されるNANDゲー
トの回路図、第1図(ロ)は該NANDゲートを従来の
CMOSゲートアレイを用いて形成した際のレイアウト
図、第2図は本発明の方法に於ける一実施例に用いるC
MOSゲートアレイ基板の部分上面図(イ)、A−A矢
視断面図(ロ)、B−B矢視断面図(ハ)及びC−C矢
視断面図に)、第3図(イ)乃至(ト)は本発明の方法
に於ける一実施例の模式1程上面図で、第4図(イ)及
び(ロ)は同じく模式1程断面図である。 図に於て、21はn−型シリコン基板、22はp型ウェ
ル領域、27a、27bは第1.第2のゲート電極、2
8 a、 28 br 28 cは第1.第2.第3の
一型領域、2911.29 br 29 cは第1.第
2.第3のrl+型領域、31はPSG層間絶縁膜、3
2a、 32b。 32cは長方型の電極コンタクト窓、33a、 33b
。 33c、33dは通常寸法の電極コンタクト窓、34a
。 34bは基板コンタクト領域形成用開孔、34cはn型
補償拡散領域形成用開孔、35はコンタクト’pJt域
形成用の第1のし°シスト・マスク、36 a、 36
 br36cはpん注入領域、37aはウェルコンタク
ト領域形成用開孔、37bはp型補償拡散領域形成用開
孔、38はコンタクト領域形成用の第2のレジスト・マ
スク、39a、39bは硼素注入領域、40a、40b
は第1.第2のp++ソース領域、41にp++ドレイ
ン領域、42はn生型ソース領域、43idn+型ソー
ス・ドレイン領域、44はn+型トドレイン領域45a
、 45bは第1.第2のn型基板コンタクト領域、4
6はn+十梨型補償拡散領域47はp+型ワウエルコン
タク)fJ域、4Bはp +++補償拡散領域、49は
VCC配線、50はVS8配線、51゜52は第1.第
2のドレイン電極、53.54は第1.第2のゲート電
極、55は第2のPSG層間絶縁膜、56a、56b、
56c、56dl!電極コンタクト窓、57は出力配線
、58.59は第1゜第2の入力配線金示す。 第 1 聞 (イ) 竿λ 画 (ス) 竿3 間 第3 可 寥3 図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数のMIS FETが整列配設され、表面に絶縁
    膜が形成されてなる半導体被処理基板を用いてマスター
    スライス法により半導体集積回路装置を形成するに際し
    て、該MIS、FETの機能領域面を選択的に表出せし
    める電極コンタクト窓形成用マスクと、該表出機能領域
    の一部に該機能領域と反対の導電型を有し、且つ該機能
    領域下部の該機能領域と反対導電型の半導体基体内に達
    する不純物導入領域を選択的に形成する基体コンタクト
    領域形成用マスクと、配線パターン形成用マスクとをそ
    れぞれ形成しようとする集積回路の種類に応じて変更す
    る工程を有することを特徴とする半導体集積回路装置の
    製造方法。 2、上記半導体基体が、半導体基板よシなることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路装置
    の製造方法。 3、上記半導体基体が、ウェル領域よりなることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路装置
    の製造方法。 4、上記半導体基体が、半導体基板及びウェル領域よシ
    なることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導
    体集積回路装置の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5404034A (en) * 1992-06-10 1995-04-04 Aspec Technology, Inc. Symmetrical multi-layer metal logic array with continuous substrate taps

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JPS5181580A (ja) * 1975-01-16 1976-07-16 Hitachi Ltd
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