KR100632464B1 - Integrated circuit including passive device shield structure and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
집적 회로 소자는 반도체 기판 및 반도체 기판 상의 플럭스 라인 생성 수동 소자를 포함한다. 더미 게이트 구조는 수동 소자 하부 영역의 반도체 기판 상에 배열된다. 더미 게이트는 복수의 세그먼트를 포함하되, 각 세그먼트는 제1 방향으로 연장된 부분과 제2 방향으로 연장된 부분을 포함하고, 제2 방향으로 연장된 부분은 제1 방향으로 연장된 부분의 일 말단으로부터 소정 각도로 연장되며, 제1 방향으로 연장된 각 세그먼트들은 제1 방향으로 제2 방향으로 연장된 각 세그먼트들은 제2 방향으로 실질적으로 동일한 각도로 연장되고 서로 소정 간격 이격되어 배열된다. Integrated circuit devices include semiconductor substrates and flux line generation passive devices on the semiconductor substrate. The dummy gate structure is arranged on the semiconductor substrate in the passive element lower region. The dummy gate includes a plurality of segments, each segment including a portion extending in the first direction and a portion extending in the second direction, and the portion extending in the second direction is one end of the portion extending in the first direction. Each segment extending from the first direction and extending in the first direction extends at substantially the same angle in the second direction and is spaced apart from each other at predetermined intervals.
수동 소자, 플럭스 라인, 쉴드 Passive Components, Flux Lines, Shields
Description
도 1a는 집적 회로 소자에서 자기장과 에디 전류를 도시하는 사시도이다. 1A is a perspective view illustrating a magnetic field and an eddy current in an integrated circuit device.
도 1b는 집적 회로 소자에서 자기장과 에디 전류를 도시하는 사시도이다. 1B is a perspective view illustrating a magnetic field and an eddy current in an integrated circuit device.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 수동 소자 쉴드 구조를 포함하는 집적 회로 소자를 나타내는 단면도이다. 2 is a cross-sectional view illustrating an integrated circuit device including a passive device shield structure according to some embodiments of the present invention.
도 3은 도 2의 일부 사시도이다. 3 is a partial perspective view of FIG. 2.
도 4는 도 2의 소자의 평면도이다. 4 is a plan view of the device of FIG.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 수동 소자 쉴드 구조에서 접지와의 도전성 콘택을 나타내는 평면도이다. 5 is a plan view illustrating a conductive contact with a ground in a passive device shield structure according to some embodiments of the present invention.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 집적 회로 소자의 Q 계수를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.6 is a graph illustrating a result of measuring a Q coefficient of an integrated circuit device according to example embodiments.
도 7은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 수동 소자 쉴드 구조를 포함하는 집적 회로를 나타내는 단면도이다. 7 is a cross-sectional view illustrating an integrated circuit including a passive device shield structure according to another embodiment of the present invention.
도 8은 도 7의 상부 평면도이다. 8 is a top plan view of FIG. 7.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 수동 소자 쉴드 구조를 포함하는 집적 회로 소자의 단면도이다. 9 is a cross-sectional view of an integrated circuit device including a passive device shield structure according to still another embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 수동 소자 쉴드 구조를 포함하는 집적 회로 소자의 단면도이다. 10 is a cross-sectional view of an integrated circuit device including a passive device shield structure according to still another embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 수동 소자 쉴드 구조를 포함하는 집적 회로 소자의 제조 단계를 나타내는 흐름도이다.11 is a flow chart illustrating a fabrication stage of an integrated circuit device including a passive device shield structure in accordance with some embodiments of the present invention.
도 12는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 수동 소자 쉴드 구조를 포함하는 집적 회로 소자의 제조 단계를 나타내는 흐름도이다. 12 is a flowchart illustrating a fabrication process of an integrated circuit device including a passive device shield structure according to another embodiment of the present invention.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
100: 반도체 기판 110: 소자 분리 영역100: semiconductor substrate 110: device isolation region
111: 더미 게이트 구조 130: 도전 영역111: dummy gate structure 130: conductive region
140: 층간 절연막 150: 인덕터140: interlayer insulating film 150: inductor
160, 175: 플럭스 라인 170a, 170b: 에디 전류160, 175:
200: 도전 스크린200: challenge screen
본 발명은 집적 회로 소자에 관한 것으로, 특히, 수동 소자를 구비하는 집적 회로 소자 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to integrated circuit devices, and more particularly, to an integrated circuit device having a passive device and a method of manufacturing the same.
서로 다른 전자 부품들이 개별 회로로 존재하는 대신 하나의 집적 회로 소자에 함께 형성됨으로써 비용, 크기 및/또는 패키지의 복잡성을 감소시키고 있다. 이 와 같은 집적 회로 소자를 SOC(System On Chip) 소자로 지칭한다. 이와 같은 집적 회로 소자를 포함하는 다양한 상업적 제품들, 예컨대 무선 통신 소자와 같은 제품들이 RF(Radio Frequency) 밴드에서 동작한다. 이와 같은 소자의 경우, 인덕터, 커패시터 등의 수동 소자들이 아날로그 회로 및/또는 RF 회로의 중요 소자들이다. 인덕터의 성능은 주로 Q(Quality) 계수로 나타내어진다. Q 계수는 아래 식에 의해 나타내진다. Different electronic components are formed together in one integrated circuit device instead of in separate circuits, reducing cost, size, and / or package complexity. Such integrated circuit devices are referred to as system on chip (SOC) devices. Various commercial products including such integrated circuit devices, such as wireless communication devices, operate in the radio frequency (RF) band. In the case of such devices, passive devices such as inductors and capacitors are important elements of analog circuits and / or RF circuits. The performance of the inductor is mainly expressed by the Q (Quality) coefficient. The Q coefficient is represented by the following equation.
상기 식에서 ω는 각 주파수(angular frequency)를 나타낸다. Where ω represents an angular frequency.
인덕터는 동작시 자계를 발생한다. 집적 회로 소자를 관통하는 자계의 발생에 의해 에디 전류 등이 발생한다. 도 1a 및 도 1b에 도시되어 있는 바와 같이 에디 전류는 기판(10) 상의 층간절연막(40) 위에 형성된 인덕터(50)에 의해 자계(B field)(60)가 형성되면 자계(60)의 방향과 수직한 기판(10)내에서 발생하는 원형의 전류(70)이다. 에디 전류(70)는 기판(10) 내의 파워를 방산(dissipate) 시키고 인덕터(50)로부터 에너지를 빼앗아 Q 계수를 저하시킨다. 또 기판(10) 표면을 타고 흐르는 에디 전류(70)로 인해 인접 인덕터(50)들간, 또는 인덕터(50)와 다른 소자(예, 커패시터 등의 수동 소자 또는 능동 소자)간에 기판 노이즈 커플링이 발생하고, 층간절연막(40) 내에 형성된 쉴드 패턴(20)과 인덕터(50) 사이에 기생 커패시턴스가 발생한다. The inductor generates a magnetic field during operation. Eddy current or the like is generated by the generation of a magnetic field passing through the integrated circuit element. As shown in FIGS. 1A and 1B, the eddy current is determined by the direction of the
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 수동 소자 쉴드 구조를 포함하는 집적 회로 소자를 제공하고자 하는 것이다. It is an object of the present invention to provide an integrated circuit device including a passive device shield structure.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 수동 소자 쉴드 구조를 포함하는 집적 회로 소자의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing an integrated circuit device including the passive device shield structure.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. Technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 집적 회로 소자는 반도체 기판, 반도체 기판 상에 형성된 플럭스 라인 발생 수동 소자, 및 상기 수동 소자 하부의 상기 반도체 기판 상에 배열된 더미 게이트 구조로, 상기 더미 게이트는 복수의 세그먼트를 포함하되, 각 세그먼트는 제1 방향으로 연장된 부분과 제2 방향으로 연장된 부분을 포함하고, 상기 제2 방향으로 연장된 부분은 상기 제1 방향으로 연장된 부분의 일 말단으로부터 소정 각도로 연장되며, 상기 제1 방향으로 연장된 각 세그먼트들은 상기 제1 방향으로 상기 제2 방향으로 연장된 각 세그먼트들은 상기 제2 방향으로 실질적으로 동일한 각도로 각각 연장되고 서로 소정 간격 이격되어 배열되는 더미 게이트 구조를 포함할 수 있다. The integrated circuit device according to the embodiments of the present invention for achieving the technical problem is a semiconductor substrate, a flux line generation passive element formed on the semiconductor substrate, and a dummy gate structure arranged on the semiconductor substrate under the passive element The dummy gate may include a plurality of segments, each segment including a portion extending in a first direction and a portion extending in a second direction, and the portion extending in the second direction may extend in the first direction. Extending at a predetermined angle from one end of the portion, wherein each segment extending in the first direction extends in the second direction in the first direction and each segment extends at substantially the same angle in the second direction and is mutually The dummy gate structure may be arranged to be spaced apart by a predetermined interval.
본 발명의 다른 실시예들에 따른 집적 회로 소자에서 상기 더미 게이트 구조는 상기 수동 소자에 의해 발생하는 플럭스 라인이 상기 반도체 기판으로 침투하는 것을 차단하도록 형성된다. 상기 수동 소자는 인덕터이고, 상기 세그먼트들의 적어도 절반은 그 위에 놓여지는 상기 인덕터와 수직한 방향으로 연장된다. 수동 소자는 커패시터일 수 있다. 더미 게이트 구조는 대칭 패턴으로 배열된 복수의 세그먼트들 세트를 포함할 수 있다. In the integrated circuit device according to other embodiments of the present invention, the dummy gate structure is formed to block flux lines generated by the passive device from penetrating into the semiconductor substrate. The passive element is an inductor, at least half of the segments extending in a direction perpendicular to the inductor placed thereon. The passive element may be a capacitor. The dummy gate structure may include a plurality of sets of segments arranged in a symmetrical pattern.
본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 집적 회로 소자는 수동 소자의 하부에 복수의 소자 분리 영역을 더 포함하고, 상기 더미 게이트 구조 세그먼트들은 상기 소자 분리 영역 상에 형성되어 제1 쉴드를 정의한다. 상기 소자 분리 영역들 사이에 형성되어 상보적인 제2 쉴드를 정의하는 복수의 도전 영역들을 더 포함할 수 있다. 도전 영역은 반도체 기판 상의 금속 실리사이드 패턴일 수 있다. 상기 더미 게이트 구조 및 상기 복수의 도전 영역들을 덮으며 그 위에 상기 수동 소자가 놓여지는 층간 절연막을 더 포함할 수 있다. The integrated circuit device according to still another embodiment of the present invention further includes a plurality of device isolation regions under the passive device, and the dummy gate structure segments are formed on the device isolation region to define a first shield. The semiconductor device may further include a plurality of conductive regions formed between the device isolation regions to define a complementary second shield. The conductive region may be a metal silicide pattern on the semiconductor substrate. The semiconductor device may further include an interlayer insulating layer covering the dummy gate structure and the plurality of conductive regions and having the passive element disposed thereon.
본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 집적 회로 소자는 상기 수동 소자 주변의 상기 층간 절연막 내부에 연장되어 형성되고 상기 수동 소자를 둘러싸는 경계를 정의하며 상기 수동 소자에 의해 발생된 플럭스 라인이 상기 경계를 넘어 외부로 침투하는 것을 제한하도록 형성된 도전성 스크린을 더 포함할 수 있다. 상기 도전 스크린은 상기 경계를 따라 상기 층간 절연막 내로 서로 소정 간격 이격되어 연장되어 형성된 복수의 도전성 컬럼을 포함하되, 각 도전성 컬럼은 서로 이격되어 배치되고 전기적으로 연결된 복수의 도전성 요소들을 포함할 수 있다. 상기 수동소자 주변의 상기 층간 절연막내에 연장되어 형성되고, 상기 수동 소자 주변의 제2 경계를 정의하고, 상기 도전성 스크린으로부터 이격되고, 상기 제2 경계를 넘어 수동 소자에 의해 생성된 플럭스 라인이 외부로 침투하는 것을 제한하도록 형성된 상보적인 도전성 스크린을 더 포함할 수 있다. In accordance with still another aspect of the present invention, an integrated circuit device may be formed to extend in the interlayer insulating layer around the passive device, and define a boundary surrounding the passive device, and the flux line generated by the passive device may be the boundary. It may further include a conductive screen formed to limit the penetration beyond. The conductive screen may include a plurality of conductive columns formed to extend along the boundary and spaced apart from each other into the interlayer insulating layer, and each conductive column may include a plurality of conductive elements spaced apart from each other and electrically connected to each other. A flux line formed extending from the interlayer insulating film around the passive element, defining a second boundary around the passive element, spaced apart from the conductive screen, and beyond the second boundary by the passive element It may further comprise a complementary conductive screen formed to limit penetration.
본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 집적 회로 소자에서 상기 수동 소자 하부는 집적 회로 소자의 수동 소자 영역을 포함하고, 상기 집적 회로 소자는 상기 수동 소자 영역의 상기 경계 외부에 인접한 상기 반도체 기판 상에 액티브 소자 영역을 더 포함하고, 상기 액티브 소자 영역은 상기 다수의 더미 게이트 전극을 형성할 때 형성된 액티브 소자 게이트 전극을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예들에서는 상기 액티브 소자 게이트 전극은 더미 게이트 구조와 동일층으로 형성될 수 있다. In an integrated circuit device according to still another embodiment of the present invention, the passive device lower portion includes a passive device region of an integrated circuit device, and the integrated circuit device is disposed on the semiconductor substrate adjacent to the outside of the boundary of the passive device region. The display device may further include an active device region, and the active device region may include an active device gate electrode formed when the plurality of dummy gate electrodes are formed. In other embodiments, the active device gate electrode may be formed on the same layer as the dummy gate structure.
본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 집적 회로 소자에서 상기 더미 게이트 구조는 상기 반도체 기판 상의 게이트 절연막 및 상기 게이트 절연막 상의 도전성 게이트 전극을 포함할 수 있다. 상기 더미 게이트 구조는 상기 게이트 전극 상의 실리사이드막 및 상기 게이트 절연막, 게이트 전극 및 실리사이드막 측벽의 절연성 측벽을 더 포함할 수 있다. In the integrated circuit device according to still another embodiment of the present invention, the dummy gate structure may include a gate insulating film on the semiconductor substrate and a conductive gate electrode on the gate insulating film. The dummy gate structure may further include a silicide layer on the gate electrode and insulating sidewalls of sidewalls of the gate insulating layer, the gate electrode, and the silicide layer.
본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 집적 회로 소자에서 상기 층간 절연막은 제1 및 제2 층간 절연막을 포함하고, 상기 제1 층간 절연막은 상기 더미 게이트 전극상에 형성되고 상기 복수의 도전 영역들은 상기 제1 층간 절연막 상에 형성되고 상기 제2 층간 절연막은 상기 복수의 도전 영역 상에 형성될 수 있다. 또, 상기 수동 소자 하부의 중심 영역에서 상기 더미 게이트 구조에 연결되어 상기 더미 게이트 구조를 접지에 연결하는 금속 콘택을 더 포함할 수 있다. In an integrated circuit device according to still another embodiment of the present invention, the interlayer insulating film may include first and second interlayer insulating films, and the first interlayer insulating film may be formed on the dummy gate electrode, and the plurality of conductive regions may be formed. The interlayer insulating layer may be formed on a first interlayer insulating layer, and the second interlayer insulating layer may be formed on the plurality of conductive regions. The semiconductor device may further include a metal contact connected to the dummy gate structure in a central region of the lower portion of the passive element to connect the dummy gate structure to ground.
본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 집적 회로 소자는 반도체 기판, 상기 반 도체 기판 상의 플럭스 라인 생성 수동 소자, 상기 수동 소자 하부의 상기 반도체 기판 상에 배열되고 상기 수동 소자에 의해 발생하는 플럭스 라인이 상기 반도체 기판으로 침투하는 것을 차단하도록 배열된 더미 게이트 구조, 및 상기 수동 소자 하부의 중심 영역에서 상기 더미 게이트 구조에 연결되어 상기 더미 게이트 구조를 접지로 연결하는 금속 콘택을 포함할 수 있다. In accordance with still another aspect of the present invention, an integrated circuit device includes a semiconductor substrate, a flux line generating passive element on the semiconductor substrate, and a flux line arranged on the semiconductor substrate below the passive element and generated by the passive element. The dummy gate structure may be arranged to block penetration of the semiconductor substrate, and a metal contact may be connected to the dummy gate structure in a central region of the lower portion of the passive element to connect the dummy gate structure to ground.
본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 집적 회로 소자는 반도체 기판, 상기 반도체 기판 상의 제1 층간 절연막, 상기 제1 층간 절연막 상의 제2 층간 절연막, 상기 제2 층간 절연막 상의 제3 층간 절연막, 상기 제3 층간 절연막 상의 플럭스 라인 발생 수동 소자, 상기 수동 소자 하부 영역의 상기 제1 층간 절연막 상에 형성된 제1 접지된 도전성 쉴드 패턴, 및 상기 수동 소자 하부 영역의 상기 제2 층간 절연막 상에 형성된 제2 접지된 도전성 쉴드 패턴을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 접지된 도전성 쉴드 패턴은 금속 패턴일 수 있다. In accordance with still another aspect of the present disclosure, an integrated circuit device includes a semiconductor substrate, a first interlayer insulating layer on the semiconductor substrate, a second interlayer insulating layer on the first interlayer insulating layer, a third interlayer insulating layer on the second interlayer insulating layer, and the first interlayer insulating layer on the second interlayer insulating layer. A flux line generating passive element on a three interlayer insulating film, a first grounded conductive shield pattern formed on the first interlayer insulating film in the lower area of the passive element, and a second ground formed on the second interlayer insulating film in the lower area of the passive element It may comprise a conductive shield pattern. The first and second grounded conductive shield patterns may be metal patterns.
본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 집적 회로 소자는 반도체 기판, 상기 반도체 기판 상의 플럭스 라인 발생 수동 소자, 상기 수동 소자 하부의 반도체 기판내에 형성되어 상기 수동 소자에 의해 발생하는 상기 플럭스 라인이 상기 반도체 기판으로 침투하는 것을 차단하는 제1 쉴드 패턴을 정의하는 복수의 세그먼트들을 구비하는 복수의 소자 분리 영역, 및 상기 복수의 소자 분리 영역 사이에 형성되어 상기 수동 소자에 의해 발생하는 상기 플럭스 라인이 상기 반도체 기판으로 침투하는 것을 차단하는 상보적인 제2 쉴드 패턴을 정의하는 복수의 도전 요소를 포함할 수 있다. 상기 복수의 도전 요소는 더미 게이트 구조 또는 금속 실리사이드 패턴일 수 있다. In accordance with still another aspect of the present invention, an integrated circuit device includes a semiconductor substrate, a flux line generating passive element on the semiconductor substrate, and a flux line generated by the passive element formed in the semiconductor substrate below the passive element. A plurality of device isolation regions having a plurality of segments defining a first shield pattern that prevents penetration into a substrate, and the flux lines formed between the plurality of device isolation regions and generated by the passive elements are the semiconductor It can include a plurality of conductive elements defining a complementary second shield pattern that prevents penetration into the substrate. The plurality of conductive elements may be a dummy gate structure or a metal silicide pattern.
본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 집적 회로 소자는 반도체 기판, 상기 반도체 기판 상의 플럭스 라인 발생 커패시터, 및 상기 커패시터 하부 영역내의 상기 반도체 기판 상에 배열되고 상기 커패시터에 의해 발생하는 플럭스 라인이 상기 반도체 기판으로 침투하는 것을 차단하는 더미 게이트 구조를 포함할 수 있다. In accordance with still another aspect of the present invention, an integrated circuit device includes a semiconductor substrate, a flux line generating capacitor on the semiconductor substrate, and a flux line arranged on the semiconductor substrate in the capacitor subregion and generated by the capacitor. It may include a dummy gate structure to block penetration into the substrate.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 집적 회로 소자의 제조 방법은 반도체 기판 내에 액티브 소자 영역과 수동 소자 영역을 형성하는 단계, 상기 액티브 소자 영역에 액티브 소자의 게이트 전극을 상기 수동 소자 영역에 더미 게이트 전극을 동시에 형성하는 단계, 상기 게이트 전극 및 더미 게이트 전극 상에 제1 층간 절연막을 형성하는 단계, 상기 제1 층간 절연막을 관통하여 상기 더미 게이트 전극의 중심부에서 접촉하는 금속 플러그를 형성하는 단계, 상기 금속 플러그와 접촉하여 상기 더미 게이트 전극을 접지에 연결하는 금속막 패턴을 형성하는 단계, 상기 금속막 패턴 상에 제2 층간 절연막을 형성하는 단계, 및 상기 더미 게이트 전극 상의 상기 제2 층간 절연막 상에 플럭스 라인 생성 수동 소자를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an integrated circuit device, including forming an active device region and a passive device region in a semiconductor substrate, and forming a gate electrode of the active device on the active device region. Simultaneously forming a dummy gate electrode in a passive device region, forming a first interlayer insulating film on the gate electrode and the dummy gate electrode, and penetrating the first interlayer insulating film to be in contact with a center of the dummy gate electrode Forming a metal layer pattern in contact with the metal plug to connect the dummy gate electrode to ground, forming a second interlayer insulating layer on the metal layer pattern, and forming the second interlayer insulating layer on the dummy gate electrode Forming a flux line generation passive element on the second interlayer insulating film It can be included.
상기 다른 기술적 과제를 본 발명의 실시예들에 따른 집적 회로 소자의 제조 방법은 반도체 기판내에 액티브 소자 영역과 수동 소자 영역을 형성하는 단계, 상기 액티브 소자 영역내에 액티브 소자의 게이트 전극을 상기 수동 소자 영역내에 더미 게이트 전극 구조를 동시에 형성하되, 상기 더미 게이트 전극 구조는 복수의 세그먼트들을 포함하고, 상기 각 세그먼트는 제1 방향으로 연장된 부분과 제2 방향 으로 연장된 부분을 포함하고, 상기 제2 방향으로 연장된 부분은 상기 제1 방향으로 연장된 부분의 일 말단으로부터 소정 각도로 연장되며, 상기 제1 방향으로 연장된 각 세그먼트들은 상기 제1 방향으로 상기 제2 방향으로 연장된 각 세그먼트들은 상기 제2 방향으로 실질적으로 동일한 각도로 연장되고 서로 소정 간격 이격되어 배열되는 더미 게이트 구조를 형성하는 단계, 상기 게이트 전극 및 상기 더미 게이트 전극 구조 상에 층간 절연막을 형성하는 단계, 및 상기 더미 게이트 전극 구조 상의 상기 층간 절연막 상에 플럭스 라인 생성 수동 소자를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating an integrated circuit device, including forming an active device region and a passive device region in a semiconductor substrate, and forming a gate electrode of the active device in the active device region in the passive device region. Simultaneously forming a dummy gate electrode structure in the dummy gate electrode structure, wherein the dummy gate electrode structure includes a plurality of segments, each segment including a portion extending in a first direction and a portion extending in a second direction, and the second direction Extends at a predetermined angle from one end of the portion extending in the first direction, and the segments extending in the first direction are each segment extending in the second direction in the first direction. Dummy gates that extend at substantially the same angle in two directions and are spaced apart from each other by a predetermined interval Forming a structure, forming an interlayer insulating film on the gate electrode and the dummy gate electrode structure, and generating a flux line generating passive element on the interlayer insulating film on the dummy gate electrode structure. .
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 집적 회로 소자는 반도체 기판, 상기 반도체 기판 상의 플럭스 라인 생성 수동 소자, 및 상기 수동 소자의 주변 및 상기 수동 소자와 상기 반도체 기판 사이에 배열되고, 상기 수동 소자로부터 발생하는 상기 플럭스 라인이 상기 반도체 기판으로 침투하는 것을 차단하고 상기 수동 소자로부터 발생하는 상기 플럭스 라인인 상기 수동 소자를 둘러싸는 주변으로 침투하는 것을 차단하는 3차원 자기장 쉴드를 포함할 수 있다. In accordance with still another aspect of the present invention, an integrated circuit device includes a semiconductor substrate, a flux line generation passive element on the semiconductor substrate, and a peripheral portion of the passive element and between the passive element and the semiconductor substrate. A three-dimensional magnetic field shield arranged to block the flux line from the passive element from penetrating into the semiconductor substrate and from penetrating the periphery surrounding the passive element, the flux line from the passive element. It may include.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 집적 회로 소자는 반도체 기판, 상기 반도체 기판 상의 플럭스 라인 생성 수동 소자, 및 상기 수동 소자 하부의 상기 반도체 기판 상에 배열된 복수의 더미 게이트 구조로, 각 더미 게이트 구조들은 서로 이격되어 배열되고 상기 수동 소자에 의해 발생하는 플럭스 라인이 반도체 기판에 침투하는 것을 차단하는 복수의 더미 게이트 구조를 포함할 수 있다. 또, 상기 복수의 더미 게이트 구조 상의 층간 절연막, 상기 층간 절연막 상의 접지에 연결된 금속막, 및 상기 금속막으로부터 상기 복수의 더미 게이트 구조로 연장되어 상기 금속막을 통해 상기 복수의 더미 게이트 구조를 접지로 연결하는 복수의 도전 콘택을 포함할 수 있다. In accordance with still another aspect of the present invention, an integrated circuit device includes a semiconductor substrate, a flux line generation passive device on the semiconductor substrate, and a plurality of dummy arrays arranged on the semiconductor substrate under the passive device. As a gate structure, each dummy gate structure may include a plurality of dummy gate structures arranged to be spaced apart from each other and blocking flux lines generated by the passive element from penetrating the semiconductor substrate. In addition, an interlayer insulating film on the plurality of dummy gate structures, a metal film connected to ground on the interlayer insulating film, and a plurality of dummy gate structures extending from the metal film to connect the plurality of dummy gate structures to the ground through the metal film. It may include a plurality of conductive contacts.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 집적 회로 소자는 반도체 기판, 상기 반도체 기판 상의 제1 층간 절연막, 상기 제1 층간 절연막 상의 제2 층간 절연막, 상기 제2 층간 절연막 상의 제3 층간 절연막, 상기 제3 층간 절연막 상의 플럭스 라인 생성 수동 소자, 상기 수동 소자 하부 영역의 상기 제1 층간 절연막 상의 제1 금속 도전성 쉴드 패턴, 및 상기 수동 소자 하부 영역의 상기 제2 층간 절연막 상의 제2 금속 도전성 쉴드 패턴을 포함할 수 있다. In accordance with still another aspect of the present invention, an integrated circuit device includes a semiconductor substrate, a first interlayer insulating layer on the semiconductor substrate, a second interlayer insulating layer on the first interlayer insulating layer, and a second interlayer insulating layer on the second interlayer insulating layer. A third interlayer dielectric layer, a flux line generation passive element on the third interlayer dielectric layer, a first metal conductive shield pattern on the first interlayer dielectric layer in the passive element lower region, and a second interlayer dielectric layer on the passive element lower region It may include a 2 metal conductive shield pattern.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided for the purpose of full disclosure, and the invention is only defined by the scope of the claims. In the drawings, the sizes and relative sizes of layers and regions may be exaggerated for clarity.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위(on)", "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)"이라고 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는" 는 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. When an element or layer is referred to as another element or layer “on”, “connected to” or “coupled to” it is directly connected to another element, directly on another element, or It includes both the case where it is coupled or through another layer or other element in between. On the other hand, when a device is referred to as "directly on", "directly connected to" or "directly coupled to", it means that there is no intervening device or layer in between. Like reference numerals refer to like elements throughout. "And / or" includes each and all combinations of one or more of the items mentioned.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소, 영역, 층 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소, 영역, 층 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소, 영역, 층 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소, 영역, 층 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소, 제1 영역, 제1 층 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상내에서 제2 소자, 제2 구성요소, 제2 영역, 제2 층 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다. Although the first, second, etc. are used to describe various elements, components, regions, layers and / or sections, these elements, components, regions, layers and / or sections are not limited by these terms. Of course. These terms are only used to distinguish one element, component, region, layer or section from another element, component, region, layer or section. Accordingly, the first element, the first component, the first region, the first layer, or the first section, which are mentioned below, are within the technical spirit of the present invention. Of course, it may also be a second section.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", 아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다. The spatially relative terms "below", "beneath", "lower", "above", "upper" and the like are shown as one element as shown in the drawings. Or may be used to easily describe the correlation of components with other elements or components, and spatially relative terms may include different orientations of the element in use or operation in addition to the directions shown in the figures. For example, when flipping a device shown in the figures, a device described as "below" or "beneath" of another device is "above" of the other device. Thus, the exemplary term "below" may include both directions below and above.The device may be oriented in other directions as well, so spatially relative terms may be interpreted according to orientation. have.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and / or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and / or elements. Or does not exclude additions.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. Unless otherwise defined, all terms used in the present specification (including technical and scientific terms) may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. In addition, the terms defined in the commonly used dictionaries are not ideally or excessively interpreted unless they are specifically defined clearly.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시 된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional views, which are ideal schematic diagrams of the invention. Accordingly, the shape of the exemplary diagram may be modified by manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific forms shown, but also include variations in forms generated by the manufacturing process. For example, the etched regions shown at right angles may be rounded or have a predetermined curvature. Accordingly, the regions illustrated in the figures have schematic attributes, and the shape of the regions illustrated in the figures is intended to illustrate a particular form of region of the device and not to limit the scope of the invention.
이하, 본 발명의 다양한 몇몇 실시예들을 도 2-5를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 수동 소자 쉴드를 포함하는 집적 회로 소자(반도체 소자)의 단면도이다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 집적 회로 기판(100)은 더미 게이트 구조(111)가 그 위에 배열되어 있는 트렌치 소자 분리 영역(110)을 포함한다. 도 2에 도시되어 있는 더미 게이트 구조(111)는 게이트 절연막(112) 및 폴리실리콘층(115)과 그 위의 실리사이드층(118)등으로 형성된 도전성 게이트 전극(115)을 포함한다. 도 2의 더미 게이트 구조(111)는 게이트 절연막(112), 폴리실리콘층(115) 및 실리사이드층(118)의 측벽에 형성된 절연성 측벽(S)을 포함한다. Several embodiments of the present invention are described below with reference to FIGS. 2-5. 2 is a cross-sectional view of an integrated circuit device (semiconductor device) including a passive device shield in accordance with some embodiments of the present invention. As shown in FIG. 2, the
더미 게이트 구조(111)는, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 인덕터(150)로 예시되어 있는 수동 소자 하부 영역의 집적 회로 기판(100)에 배열된다. 더미 게이트 구조(111)는 인덕터(150)에 의해 생성된 플럭스 라인(160)이 집적 회로 기판(100)에 침투하는 것을 차단하도록 형성되어 제1 쉴드 패턴을 정의한다. 도 2에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 인덕터(150)의 자기장에 의해 생성된 플럭스 라인(160)은 인덕터(150)의 성능을 열화시킬 수 있는 에디 전류(170A, 170B)를 유발할수 있으며, 집적 회로 기판(100)의 다른 영역에 형성되어 있는 인접 소자들에까지 플로우될 수 있다. 에디 전류(170A, 170B)는 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 제공되는 쉴드 구조에 의해 감소되거나 나아가 제거될 수 있다. The
소자 분리 영역(110)들 사이에 복수의 도전 영역(130)이 제공된다. 도전 영 역(130)은 상보적인 제2 쉴드를 정의하도록 형성된다. 예를 들면, 도전 영역(130)은 금속 실리사이드일 수 있다. 금속 실리사이드내의 금속은 코발트, 니켈, 텅스텐 및/또는 티타늄일 수 있다. 도 2의 실시예에 도시되어 있는 바와 같이, 층간 절연막(140)은 더미 게이트 구조(111)와 도전 영역(130)을 덮도록 집적 회로 기판(100)의 전면에 걸쳐 놓여진다. 인덕터(150)는 층간 절연막(140)의 상면에 형성된다. A plurality of
도 2의 실시예에 도시되어 있는 바와 같이, 인덕터(150) 주변의 층간 절연 영역(140)내에 도전 스크린(200)이 위치하여 인덕터(150)의 경계를 정의한다. 도전 스크린(200)은 인덕터(150)에 의해 발생된 플럭스 라인(175)이 도전 스크린(200)을 넘어 외부로 침투하는 것을 제한하도록 형성된다. 도전 스크린(200)은 집적 회로 기판(100) 상에 형성된 층간 절연막(140)내에 형성된 다층 금속 패턴들(M1~Mn)로 이루어질 수 있다. 따라서, 도 2에 도시되어 있는 층간 절연막(140)은 금속 패턴들(M1~Mn)이 사이에 형성되어 있는 다층 절연막일 수 있다. 도전 스크린(200)의 최상층을 정의하는 상부 금속층(Mn)은 인덕터(150)와 동일 금속으로 형성될 수 있다. As shown in the embodiment of FIG. 2, a
도 2의 사시도인 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 도전성 스크린(200)은 경계를 따라 층간 절연막(140) 내에 연장되어 형성된 도전 요소들의 다수의 컬럼을 포함할 수 있다. 컬럼들은 서로 이격되어 배치되며, 각 컬럼들은 서로 이격되어 배치된 다수의 도전 요소들(M1~Mn)을 포함할 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 도전성 컬럼을 구성하는 다수의 도전 요소들은 금속 콘택(MC)에 의해 연결될 수 있다. 도전성 스크린(200)은 상보적인 쉴드 패턴(130)을 정의하는 도전성 영역(130)과 콘택하여 커플링되어 접지된다. 쉴드 패턴(120) 및 상보적인 쉴드 패턴(130)과 조합되어 사용되는 도전성 스크린(200)은 인덕터(150)의 제1 경계를 정의한다. As shown in FIG. 3, which is a perspective view of FIG. 2, the
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 소자의 상면도이다. 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 몇몇 실시예들에서는 상보적인 도전성 스크린(210)이 더 제공될 수도 있다. 상보적인 도전성 스크린(210)은 인덕터(150)의 주변의 층간 절연막내에 도전성 스크린(200)과 소정 거리 이격되어 인접하여 인덕터(150)를 둘러싸는 제2 경계를 정의한다. 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 상보적인 도전성 스크린(210)은 도전성 스크린(200)과 오프셋 형태로 배열된다. 상보적인 도전성 스크린(210)은 인덕터(150)에 의해 생성된 플럭스 라인이 제2 경계를 넘어 외부로 침투하거나 제2 경계 외부에 형성된 다른 소자에 영향을 미치는 것을 제한하도록 형성된다. 4 is a top view of the device shown in FIGS. 2 and 3. As shown in FIG. 4, in some embodiments of the present invention, a complementary
도 4는 더미 게이트 구조(111) 패턴의 다양한 양태를 예시한다. 특히, 도 4의 상면도에 도시되어 있는 바와 같이, 더미 게이트 구조(111)는 복수의 세그먼트(111i~111n)를 포함한다. 각 세그먼트(111i~111n)는 제1 방향으로 연장된 부분(111a)과 제1 방향으로 연장된 부분(111a)의 말단으로부터 소정 각도를 이루도록 제2 방향으로 연장된 부분(111b)을 포함한다. 또, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 각 세그먼트(111i~111n)내의 각 부분들(111a, 111b)은 실질적으로 동일 각도로 연장되고 그 사이에 도전 영역(130)들이 배치될 수 있도록 이격되어 배열된다. 인덕터(150)에 대한 각 세그먼트들(111i~111n)들의 상대적인 배열은 도시되어 있는 바와 같이, 각 세그먼트들(111i~111n)의 적어도 절반이 그 위에 놓여있는 인덕터 (150)와 실질적으로 수직한 방향으로 연장된다. 이와 같은 수직 배열은 쉴드들(111, 130)에 의한 쉴드 효과를 증대시킬 수 있다. 4 illustrates various aspects of a
또, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 더미 게이트 구조는 대칭 패턴으로 배열된 복수의 세그먼트들(111i~111n) 세트를 포함할 수 있다. 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 4개의 세트 패턴들이 인덕터(150) 하부의 각 4분 영역에 각각 배열되고 각 4분 영역에 대칭 형태로 배열된다. In addition, as shown in FIG. 4, the dummy gate structure may include a plurality of sets of
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 다수의 더미 게이트 구조는 인덕터(150)와 같은 수동 소자 하부 영역에 형성된 집적 회로 상에 배열되고, 인덕터(150)에 의해 발생한 플럭스 라인이 반도체 기판(100)으로 침투하는 것을 저지할 수 있도록 서로 떨어져서 배열된다. As described above, according to an embodiment of the present invention, a plurality of dummy gate structures are arranged on an integrated circuit formed in a passive element lower region such as the
쉴드를 정의하는 더미 게이트 구조와 도전성 스크린(200)과 몇몇 실시예들에서는 상보적인 쉴드 패턴(130) 및 상보적인 도전 스크린(210)은 인덕터(150) 주변과 인덕터(150)와 기판(100) 사이에 배열된 3차원 전자기 쉴드를 제공할 수 있다. 전자기 쉴드는 인덕터(150)로부터 발생하는 플럭스 라인이 반도체 기판(100)으로 침투하는 것을 차단하고 인덕터(150)로부터 발생하는 플럭스 라인이 인덕터(150) 주변의 경계를 통과해서 외부로 침투하는 것을 차단할 수 있다. 또, 이하에서 도 5를 참고하여 설명하는 바와 같이, 인덕터(150) 하부의 중심 영역에서는 금속 콘택이 더미 게이트 구조(111)를 접지에 연결한다. The dummy gate structure and
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 접지된 소자 쉴드 구조의 도전성 콘택 배열을 나타내는 상면도이다. 도 5는 도 4의 중심 영역(C )의 확대 상면도이다. 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 중심에 위치한 금속 콘택(505)을 통해 제1 쉴드 패턴을 정의하는 더미 게이트(111)에 중심에 위치한 콘택이 제공되고, 금속 콘택(500)과 소정의 각을 이루는 연결 라인들(510)을 통해 도전 영역(130)에 대한 중심 콘택이 제공된다. 오프셋 형태의 소정의 각을 이루는 연결 라인들(510)은 더미 게이트들(111)을 각 콘택 패드(505)에 연결하기 위해서 제공된다. 유사하게, 각 쉴드 구조는 개별적인 구조가 아니라 중심 영역에 공통 콘택 포인트를 통해 접지에 연결될 수도 있다. 5 is a top view illustrating a conductive contact arrangement of a grounded device shield structure according to some embodiments of the present invention. FIG. 5 is an enlarged top view of the central region C of FIG. 4. As shown in FIG. 5, a centrally located contact is provided to a
금속 콘택을 중심에 레이아웃하면 인덕터(150)등과 같은 수동 소자로부터 발생하는 플럭스 라인의 필드 강도가 가장 큰 영역 또는 중심 영역에 최상의 접지 콘택이 놓여지도록 할 수 있다. 소정의 각을 이루는 연결 라인들(510)은, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 대칭적인 배열을 하도록 서로 소정 간격 이격되어 배열되어 그들 사이에 상보적인 쉴드 패턴을 정의하는 각 도전 영역(130)이 놓여지도록 하는 더미 게이트 구조(111)의 각 세그먼트에 개선된 또는 보다 효과적인 접지 콘택이 이루어지도록 할 수 있다. 모든 더미 게이트 구조(111) 세그먼트들 및/또는 모든 도전 영역들(130)을 접지에 연결하고 접지와의 연결을 가운데에 배열함으로써 개선된 쉴드 성능을 얻을 수 있다. 따라서, 금속 콘택(500, 505)은 인덕터(150) 하부의 중심 영역(C )에 있는 더미 게이트 구조(111)의 세그먼트들 및/또는 도전 영역들(130)에 연결되어 더미 게이트 구조(111)의 세그먼트들 및/또는 도전 영역들(130)을 접지에 연결한다. 접지에 연결된 금속막 또는 기타 다른 도전막이 더미 게이트 구조(111) 및 도전 영역들(130)을 상에 놓여질 수 있으며, 복수의 도전 콘택 들이 금속막으로부터 더미 게이트 구조(111) 및/또는 도전 영역들(130) 및/또는 금속 콘택 영역들(500, 505)로 연장되어 금속막을 통해 이들을 접지로 연결한다. The layout of the metal contacts in the center allows the best ground contact to be placed in the region or the center region where the field strength of the flux line generated from the passive element such as the
도 6은 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 집적 회로 소자의 Q 계수를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다. 도 6의 그래프 ① 은 도 2-5에 예시되어 있는 실시예들에 대해 측정한 주파수별 Q 계수를 그래프 ② 는 종래 구조에 대해 측정한 주파수별 Q 계수를 나타낸다. Q 계수의 측정은 네트워크 분석기(Network Analyzer) 8510C®(Agilent社)를 사용하여 0.5GHz 내지 40.5 GHz 주파수 범위에 대해서 Q 계수를 측정하였다. 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따를 경우 종래의 경우에 비해 약 14% 정도 Q 계수가 증가하였음을 알 수 있다. 6 is a graph illustrating a result of measuring a Q coefficient of an integrated circuit device according to some embodiments of the present disclosure described with reference to FIGS. 2 to 5. The
본 발명의 다른 실시예들이 도 7에 도시되어 있다. 도 2를 참고하여 설명한 바와 같이, 도 7에 예시되어 있는 실시예들은 반도체 기판(100) 내의 소자 분리 영역(110)상에 놓여진 더미 게이트 구조(패턴)(111)에 의해 정의된 제1 쉴드를 포함한다. 도 7에 도시되어 있는 더미 게이트 구조(111)는 반도체 기판(100) 상에, 더욱 자세하게는 반도체 기판(100) 내의 소자 분리 영역(110) 상에 형성된 게이트 절연막(112) 및 게이트 절연막(112) 상의 폴리실리콘층(115) 및 실리사이드층(118)을 포함하는 도전성 게이트 전극을 포함한다. 또, 게이트 절연막(112) 및 폴리실리콘 게이트 전극층(115) 및 실리사이드층(118)의 측벽에 절연 측벽 스페이서(S)가 형성될 수 있다. 또, 도 2를 참고하여 설명한 바와 같이, 소자 분리 영역들(110) 사이 에 도전 영역들(130)이 형성되어 상보적인 제2 쉴드를 정의한다. 더미 게이트 전극 구조(11) 및 도전 영역들(130)은 도 7에 도시되어 있는 바와 같은 에디 전류(170a, 170b) 등과 같은 에디 전류의 흐름을 억제하거나 제거한다. Other embodiments of the invention are shown in FIG. As described with reference to FIG. 2, the embodiments illustrated in FIG. 7 provide a first shield defined by a dummy gate structure (pattern) 111 placed on the
도 7에 도시되어 있는 실시예들에서 플럭스 라인을 생성하는 수동 소자는 커패시터(340)이다. 커패시터(340)는 하부 전극(310), 유전체(320) 및 유전체(320) 상의 상부 전극(330)을 포함한다. 커패시터(340)는 더미 게이트 구조(111) 및 도전 영역들(130)을 포함하는 반도체 기판(100) 상의 층간 절연막(140) 위에 놓여진다. 비록 도 7에는 도시되어 있지 않지만, 도전 스크린(200) 및/또는 상보적 도전 스크린(210)이 도 7에 도시되어 있는 실시예들에 적용될 수 있음은 물론이다.In the embodiments shown in FIG. 7, the passive element generating the flux line is a
또, 도 7은 수동 전자 소자(340)로부터 멀리 떨어진 기판 액티브 소자 영역을 포함하는 집적 회로 소자를 예시한다. 특히, 수동 소자인 커패시터(340) 하부 영역은 수동 소자 영역이고, 집적 회로 소자는 커패시터(340)를 포함하는 수동 소자 영역에 인접한 도 7의 오른쪽 영역으로 제1 및/또는 제2 쉴드 및/또는 이와 조합된 도전성 스크린(들)에 의해 정의된 경계의 외부에 존재하는 액티브 소자 영역을 더 포함할 수 있다. 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 액티브 소자 영역은 더미 게이트 구조(111)를 형성하는 동안 형성된 액티브 소자 게이트 전극을 포함할수 있다. 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 액티브 소자 게이트 전극(180)은 더미 게이트 전극 구조(111)와 동일 층으로 형성될 수 있다. 또, 액티브 소자 게이트 전극(180)을 포함하는 액티브 소자 영역이 도 2에는 도시되어 있지 않지만, 이와 같은 액티브 소자 영역이 도 2에 도시되어 있는 실시예에도 적용될 수 있음은 물론이다. 7 also illustrates an integrated circuit device comprising a substrate active device region remote from the passive
도 8은 도 7에 도시되어 있는 소자의 상면도이다. 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 더미 게이트 구조(111) 및 도전 영역들(130)은 커패시터(340)의 하부 영역에 도 4를 참조하여 설명한 바와 유사하게 배열될 수 있다. 비록 도전 스크린(200) 및 상보적인 도전 스크린(210)이 도 7 및 도 8에 도시되어 있지 않으나, 이들이 포함될 수 있음은 물론이다. FIG. 8 is a top view of the device shown in FIG. 7. As shown in FIG. 8, the
본 발명의 또 다른 실시예들을 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 더미 게이트 구조(930)로 이루어진 쉴드 패턴이 수동 소자, 예컨대 금속층(Mn)으로 이루어진 인덕터(150) 하부 영역 내에 있는 반도체 기판(100)상에 배열된다. 더미 게이트 구조(930)는 폴리실리콘층(115), 실리사이드층(118) 및 측벽 스페이서를 포함한다. 층간 절연막(140)은 더미 게이트 구조(930) 상에 형성된 제1 층간 절연막(140a)을 포함한다. 제2 쉴드 패턴을 정의하는 복수의 도전 영역들(920)은 제1 층간 절연막(140a)상에 형성된다. 제2 층간 절연막(140b)이 제1 층간 절연막(140a) 및 도전 영역들(920) 상에 형성된다. 인덕터(150)가 제2 층간 절연막(140b) 상에 형성된다. 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 도전 영역들(920)은 더미 게이트 구조(930) 사이에 배치되어 인덕터(150) 하부에 놓여진 상보적인 쉴드 패턴을 정의한다. 앞의 실시예들에서 설명한 바와 같이, 상보적인 쉴드 패턴(920, 930)는 각각 접지된다. Still other embodiments of the present invention will be described with reference to FIG. 9. As shown in FIG. 9, a shield pattern made of the
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 수동 소자 쉴드를 포함하는 집적 회로 소자의 단면도이다. 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 반도체 기판(100) 상에 제1 층간 절연막(140a)이 형성되어 있다. 제2 층간 절연막(140b)이 제1 층간 절연막(140a) 상에 형성되고 제3 층간 절연막(140c)이 제2 층간 절연막(140b) 상에 형성된다. 제1 내지 제 3 층간 절연막(140a, 140b, 140c)이 층간 절연막(140)을 구성한다. 10 is a cross-sectional view of an integrated circuit device including a passive device shield according to still another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, a first
인덕터(150)로 예시되어 있는 플럭스 라인을 발생하는 수동 소자가 제3 층간 절연막(140c) 상에 형성되어 있다. 제1 접지된 도전 쉴드 패턴(1030)이 인덕터(150) 하부 영역에 있는 제1 층간 절연막(140a) 상에 형성되어 있다. 제2 접지된 도전 쉴드 패턴(1020)이 인덕터(150) 하부 영역에 있는 제2 층간 절연막(140b) 상에 형성되어 있다. 각 도전 쉴드 패턴(1020, 1030)은 서로 상보적으로 패턴되어 있다. 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 각 쉴드 패턴들(1020, 1030)은 적층된 금속막(Mn-k, Mn-(k+1))으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, Mn-(k+1)층은 집적 회로 소자의 인접 액티브 소자 영역내에서 연결배선으로 기능하는 제1 금속막일 수 있다. 유사하게, Mn-k층은 집적 회로 소자의 인접 액티브 소자 영역내에서 연결배선으로 사용될 수 있다.A passive element for generating the flux line illustrated by the
각 금속층(Mn-k, Mn-(k+1))은 액티브 소자 영역내에서 사용되는 금속 도전 패턴의 형성과 동시에 같은 층내에 형성될 수 있다. 따라서, 도 10에서 쉴드 구조를 정의하는 금속막은, 앞에서 언급한 더미 게이트 구조와 마찬가지로, 집적 회로 소자의 제조 공정 중간에 함께 형성될 수 있다. 제1 및 제2 접지된 도전 쉴드들(1020, 1030) 각각은 앞에서 언급한 금속막일 수 있으며, 이들은 수동 소자의 하부 영역의 중심부에서 접지될 수 있다. Each of the metal layers Mn-k and Mn- (k + 1) may be formed in the same layer at the same time as the formation of the metal conductive pattern used in the active element region. Accordingly, the metal film defining the shield structure in FIG. 10 may be formed together in the middle of the manufacturing process of the integrated circuit device, similar to the dummy gate structure mentioned above. Each of the first and second grounded
이하에서는 본 발명의 또 다른 실시예들을 도 2를 참조하여 설명하도록 한 다. 앞에서는 비록 도 2가 인덕터(150) 하부에 더미 게이트 구조와 상보적인 쉴드를 정의하는 도전 패턴을 함께 포함하는 실시예들을 설명하기 위하여 사용되었으나, 본 발명의 또 다른 실시예들에서는 더미 게이트 구조(111) 없이 소자 분리 영역(110)이 인덕터(150) 등의 수동 소자에 의해 발생하는 플럭스 라인이 반도체 기판(100)에 침투하는 것을 방지하도록 형성될 수 있다. 더미 게이트 구조(111) 없이 소자 분리 영역(110)을 사용하는 몇몇 실시예들에서는 복수의 도전 영역들(130)이 소자 분리 영역(110) 사이에 형성되어 인덕터(150)에 의해 발생하는 플럭스 라인이 반도체 기판(100)에 침투하는 것을 억제하도록 형성되어 상보적인 제2 쉴드 패턴을 정의할 수 있다. 또, 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예들에서는 더미 게이트 구조(111)는 도 2에서 도전 영역들(130)이 위치하는 소자 분리 영역들(110) 사이에 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예들에서 소자 분리 영역(110)은 도전 영역들(130) 또는 더미 게이트 구조(111) 와 조합된 상보적인 쉴드 패턴으로 사용될 수 있다. Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2. Although FIG. 2 was used to describe embodiments including a conductive pattern defining a shield that is complementary to the dummy gate structure under the
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 집적 회로 소자의 제조 방법을 도 11의 예시적인 흐름도를 참고하여 설명한다. A method of manufacturing an integrated circuit device according to various embodiments of the present disclosure will be described with reference to the exemplary flowchart of FIG. 11.
먼저 반도체 기판 상에 액티브 소자 영역과 수동 소자 영역을 형성한다(1100). 액티브 소자의 게이트 전극을 액티브 소자 영역에 형성하고, 동시에 더미 게이트 전극을 수동 소자 영역에 형성한다(1105). 제1 층간 절연층을 게이트 전극 및 더미 게이트 전극 상에 형성한다(1110). 제1 층간 절연층을 관통하여 더미 게이트 전극의 중심 영역에서 접촉하는 금속 플러그를 형성한다(1115). 금속 플러그와 접촉하여 더미 게이트 전극을 접지시키기 위한 금속막 패턴을 형성한다(1120). 제2 층간 절연막을 금속막 패턴 상에 형성한다(1125). 마지막으로 플럭스 라인을 생성하는 수동 소자, 예컨데 인덕터 등을 더미 게이트 전극 상의 층간 절연막 위에 형성한다(1130). First, an active device region and a passive device region are formed on a semiconductor substrate (1100). A gate electrode of the active element is formed in the active element region, and at the same time, a dummy gate electrode is formed in the passive element region (1105). The first interlayer insulating layer is formed on the gate electrode and the dummy gate electrode (1110). A metal plug penetrating through the first interlayer insulating layer is formed in contact with the center region of the dummy gate electrode (1115). In
본 발명의 다른 실시예들에 따른 집적 회로 소자의 제조 방법을 도 12의 예시적인 흐름도를 참고하여 설명한다. 도 12에 도시되어 있는 바와 같이, 액티브 소자 영역 및 수동 소자 영역을 반도체 기판 상에 형성한다(1200). 액티브 소자의 게이트 전극을 액티브 소자 영역에 형성하고 동시에 더미 게이트 전극 구조를 수동 소자 영역에 형성한다(1205). 더미 게이트 전극 구조는 복수의 세그먼트를 포함한다. 각 세그먼트는 제1 방향으로 연장된 부분과 제2 방향으로 연장된 부분을 포함한다. 세그먼트들 중 한 그룹은 실질적으로 동일한 각도로 연장되고 서로 소정 간격 이격되어 배열된다. 층간 절연막을 게이트 전극 및 더미 게이트 전극 구조 상에 형성한다(1210). 플럭스 라인 발생 수동 소자, 예컨대 인덕터 또는 커패시터를 더미 게이트 전극 구조 상의 층간 절연막 위에 형성한다(1215) A method of manufacturing an integrated circuit device according to other embodiments of the present invention will be described with reference to the exemplary flowchart of FIG. 12. As shown in FIG. 12, an active device region and a passive device region are formed on a semiconductor substrate (1200). A gate electrode of the active element is formed in the active element region and a dummy gate electrode structure is simultaneously formed in the passive element region (1205). The dummy gate electrode structure includes a plurality of segments. Each segment includes a portion extending in the first direction and a portion extending in the second direction. One group of segments extends substantially at the same angle and is arranged spaced apart from one another. An interlayer insulating layer is formed on the gate electrode and the dummy gate electrode structure (1210). A flux line generating passive element, such as an inductor or capacitor, is formed over the interlayer dielectric on the dummy gate electrode structure (1215).
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. I can understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.
본 발명에 따르면 기판과 수동 소자 사이에 놓여지고 쉴드 기능을 하는 더미 게이트 구조 및/또는 도전 영역에 의해 수동 소자에 의해 발생하는 플럭스 라인이 기판에 침투하는 것을 효과적으로 차단할 수 있다. 또, 쉴드 구조 및/또는 도전성 스크린을 포함함으로써 플럭스 라인 또는 에디 전류가 수동 소자 이외의 액티브 소자 영역으로 침투하는 것을 효과적으로 차단할 수 있다. According to the present invention, a dummy gate structure and / or a conductive region placed between the substrate and the passive element and functioning as a shield can effectively block penetration of the flux line generated by the passive element into the substrate. In addition, the inclusion of a shield structure and / or a conductive screen can effectively block flux lines or eddy currents from penetrating into active element regions other than passive elements.
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