KR100842917B1 - Semiconductor device and method for forming thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 반도체 장치의 일 예를 나타내는 회로도.1 is a circuit diagram showing an example of a conventional semiconductor device.
도 2는 종래의 반도체 장치의 다른 예를 나타내는 회로도.2 is a circuit diagram showing another example of a conventional semiconductor device.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치의 회로도.3 is a circuit diagram of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치의 단면도.4 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present disclosure.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치의 형성 방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.5A through 5E are cross-sectional views illustrating processes of forming a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 장치의 회로도.6 is a circuit diagram of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 장치의 단면도.7 is a sectional view of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 장치의 형성 방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.8A through 8E are cross-sectional views illustrating processes of forming a semiconductor device in accordance with another embodiment of the present invention.
본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마 손상으로부터 소자를 보호할 수 있는 반도체 장치 및 그의 형성 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a semiconductor device capable of protecting an element from plasma damage and a method of forming the same.
일반적으로, 반도체 소자 제작시 광범위하게 사용되는 플라즈마(plasma)를 원천으로 하는 공정, 예를 들어, 유전체 도포(dielectric deposition), 유전체 식각(dielectric etching), 금속 식각(metal etching), 및 감광제(photo resist) 제거 시에 플라즈마 공정에 의한 손상(plasma process induced damage)이 발생할 수 있다.In general, a process based on plasma widely used in semiconductor device fabrication, for example, dielectric deposition, dielectric etching, metal etching, and photoresist Plasma process induced damage may occur during resist removal.
즉, 반도체 소자 제작시 플라즈마 공정 동안 발생하는 차아징 전류(charging current)가 소자의 게이트에 축적되고, 이로 인해 발생하는 높은 전계(electric field)는 소자의 전기적인 특성, 예를 들어, 문턱 전압(threshold voltage)의 천이, 드레인 전류의 감소, 및 게이트 산화막의 특성 열화 등을 발생시켜, 소자의 신뢰성 저하 및 수율을 감소시키는 결과를 초래한다.That is, the charging current generated during the plasma process during the fabrication of the semiconductor device is accumulated in the gate of the device, and the high electric field generated by the semiconductor device causes the electrical characteristics of the device, for example, the threshold voltage ( transition of threshold voltage, reduction of drain current, deterioration of characteristics of the gate oxide film, and the like, resulting in a decrease in reliability and yield of the device.
이러한 플라즈마 손상을 해결하기 위한 종래의 대표적인 방법으로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 트랜지스터들(N1,P1)의 게이트에 역방향 다이오드(D1,D2)가 각각 연결된 구조가 개시될 수 있다.As a typical representative method for solving such plasma damage, a structure in which reverse diodes D1 and D2 are connected to gates of transistors N1 and P1 may be disclosed as shown in FIGS. 1 and 2, respectively. .
이와 같이 트랜지스터들(N1,P1)의 게이트에 역방향 다이오드(D1,D2)가 각각 연결되면, 플라즈마 공정에 의한 차아징 전류가 보호 다이오드(D1,D2)의 누설 전류로 각각 디스차지(discharge)됨으로써, 실질적으로 게이트에 쌓이는 차아징 전류가 감소할 수 있다.As described above, when the reverse diodes D1 and D2 are connected to the gates of the transistors N1 and P1, the charging currents generated by the plasma process are discharged to the leakage currents of the protection diodes D1 and D2, respectively. As a result, charging current accumulated in the gate can be reduced.
하지만, 플라즈마 공정시 양 전하와 음 전하가 모두 발생하므로, 종래의 역방향 다이오드(D1,D2)가 연결된 구조로는 플라즈마 차아징 전류로부터 소자를 보호하는데 한계가 있는 문제점이 있다.However, since both positive and negative charges are generated during the plasma process, the structure in which the conventional reverse diodes D1 and D2 are connected has a problem of protecting the device from the plasma charging current.
즉, 다이오드(D1,D2)는 특성상 역방향 바이어스(reverse bias)보다 순방향 바이어스(forward bias)가 걸릴 때 더 큰 누설 전류를 흘려보낸다.In other words, the diodes D1 and D2 send a larger leakage current when a forward bias is applied than the reverse bias.
따라서, 도 1과 같이 NMOS 트랜지스터(N1)에 역방향 다이오드(D1)가 연결된 구조에서 플라즈마 공정시 발생하는 음 전하는 충분히 디스차지될 수 있으나, 양 전하는 역방향 다이오드(D1)에 의해 충분히 디스차지되지 못하여 플라즈마 손상이 발생할 수 있다.Therefore, in the structure in which the reverse diode D1 is connected to the NMOS transistor N1 as shown in FIG. 1, the negative charge generated during the plasma process may be sufficiently discharged, but the positive charge may not be sufficiently discharged by the reverse diode D1. Damage may occur.
마찬가지로, 도 2와 같이 PMOS 트랜지스터(P1)에 역방향 다이오드(D2)가 연결된 구조에서 플라즈마 공정시 발생하는 양 전하는 충분히 디스차지될 수 있으나, 음 전하는 역방향 다이오드(D2)에 의해 충분히 디스차지되지 못하여 플라즈마 손상이 발생할 수 있다.Similarly, in the structure in which the reverse diode D2 is connected to the PMOS transistor P1 as shown in FIG. 2, the positive charge generated during the plasma process may be sufficiently discharged, but the negative charge may not be sufficiently discharged by the reverse diode D2. Damage may occur.
본 발명의 목적은 플라즈마 공정시 소자의 전극에 차아징되는 플라즈마 전하를 효과적으로 디스차지시키고자 함에 있다.An object of the present invention is to effectively discharge the plasma charge charged to the electrode of the device during the plasma process.
본 발명의 다른 목적은 플라즈마 공정시 발생하는 플라즈마의 전극에 상관없이 플라즈마 손상으로부터 소자를 보호하고자 함에 있다.Another object of the present invention is to protect the device from plasma damage regardless of the electrode of the plasma generated during the plasma process.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 반도체 장치는, 상부의 도전성 배선들과 전기적으로 연결되는 전극을 갖는 소자; 상기 전극에 대하여 전기적 역방향으로 연결되는 제 1 다이오드; 및 상기 전극에 대하여 전기적 순방향으로 연결되며, 양단이 상기 도전성 배선들 중 서로 다른 층의 두 도전성 배선을 통해 상기 전극에 전기적으로 연결되는 제 2 다이오드;를 구비하여, 상기 도전성 배선들의 형성 과정 중 상기 전극을 통하여 상기 소자에 유입 가능한 플라즈마 전하의 소거가 상기 제 1 및 제 2 다이오드에 의해 이루어짐을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including: an element having an electrode electrically connected to upper conductive lines; A first diode electrically connected in reverse with respect to the electrode; And a second diode electrically connected to the electrode in a forward direction, and a second diode electrically connected to the electrode through two conductive wires of different layers of the conductive wires. The erasing of the plasma charges that can flow into the device through an electrode is performed by the first and second diodes.
여기서, 상기 전극과, 상기 제 1 및 제 2 다이오드의 일단은 상기 전극의 상부에 형성되는 도전성 배선들 중 최하위에 형성되는 도전성 배선에 전기적으로 공통으로 연결됨이 바람직하다.Here, it is preferable that the electrode and one end of the first and second diodes are electrically connected in common to the conductive wires formed at the lowest of the conductive wires formed on the electrode.
또한, 상기 제 2 다이오드의 캐소드는 상기 서로 다른 층의 두 도전성 배선 중 상층의 도전성 배선을 통해 상기 전극에 전기적으로 연결됨이 바람직하다.In addition, the cathode of the second diode is preferably electrically connected to the electrode through the conductive wiring of the upper layer of the two conductive wirings of the different layers.
그리고, 상기 제 1 다이오드의 애노드는 접지에 연결됨이 바람직하며, 특히, 상기 제 1 다이오드의 애노드는 상기 소자의 벌크에 연결됨이 바람직하다.In addition, the anode of the first diode is preferably connected to ground, and in particular, the anode of the first diode is preferably connected to the bulk of the device.
아울러, 상기 소자는 게이트 전극을 갖는 MOS 트랜지스터임이 바람직하다.In addition, the device is preferably a MOS transistor having a gate electrode.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면에 따른 반도체 장치는, 최소한 제 1 및 제 2 다이오드와 트랜지스터를 이루기 위한 웰 영역들과 상기 웰 영역들에 다수의 접합 영역이 형성된 기판; 상기 기판에서 상기 웰 영역들 중 상기 트랜지스터의 채널 영역을 이루는 두 웰 영역 사이의 상부에 형성되는 게이트 층; 상기 트랜지스터의 게이트에 대하여 전기적 역방향 및 순방향 결합을 위하여 상기 접합 영역들 중 최소한 둘 이상의 접합 영역과 상기 게이트를 공통으로 연결하는 최하위 도전성 배선 층; 및 상기 최하위 도전 배선 층의 상부에 형성되어 상기 최하위 도전 배선 층과 전기적으로 연결되는 상부 도전 배선 층들;을 포함하며, 상기 제 2 다이오드는 상기 접합 영역들 중 상기 제 1 다이오드를 이루는 웰 영역과 다른 타입의 제 1 접합 영역과, 상기 제 1 다이오드를 이루는 동일 타입의 제 2 접합 영역을 포함하고, 상기 제 2 접합 영역은 상기 상부 도전성 배선 층들 중 어느 하나를 통하여 상기 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 연결되며, 상기 상부 도전성 배선 층들의 형성 공정 중 유입되는 플라즈마 전하의 소거 경로가 상기 제 1 및 제 2 다이오드에 의하여 형성됨을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including: a substrate having a plurality of junction regions formed in well regions and at least well regions for forming at least first and second diodes and transistors; A gate layer formed on the substrate between two well regions forming a channel region of the transistor; A lowermost conductive wiring layer commonly connecting the gate with at least two of the junction regions for electrically reverse and forward coupling with respect to the gate of the transistor; And upper conductive wiring layers formed on the lower conductive wiring layer and electrically connected to the lower conductive wiring layer, wherein the second diode is different from a well region forming the first diode of the junction regions. A first junction region of a type and a second junction region of the same type constituting said first diode, said second junction region being electrically connected to the gate of said transistor through any one of said upper conductive wiring layers; The erasing path of the plasma charge introduced during the formation of the upper conductive interconnection layers is formed by the first and second diodes.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 다이오드는 상기 상부 도전성 배선 층들을 통하여 유입되는 플라즈마 전하를 상기 최하위 도전성 배선 층을 통해 상기 기판에 형성된 웰 영역들로 디스차지시킴이 바람직하다.Here, the first and second diodes preferably discharge the plasma charge flowing through the upper conductive wiring layers to well regions formed in the substrate through the lowest conductive wiring layer.
또한, 상기 제 1 다이오드는 상기 트랜지스터의 벌크에 대응되는 웰 영역에 접합 영역이 형성되어 이루어짐이 바람직하다.In addition, the first diode may be formed by forming a junction region in a well region corresponding to the bulk of the transistor.
그리고, 상기 제 2 접합 영역에 전기적으로 연결되는 상부 도전성 배선 층은 상기 상부 도전성 배선 층들 중 최상위에 형성되는 도전성 배선 층임이 바람직하다.In addition, the upper conductive wiring layer electrically connected to the second junction region is preferably a conductive wiring layer formed on the top of the upper conductive wiring layers.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 장치의 형성 방법은, 기판에 최소한 제 1 및 제 2 다이오드와 트랜지스터를 이루기 위한 웰 영역들과 상기 웰 영역들에 다수의 접합 영역을 형성하는 단계; 상기 기판에서 상기 웰 영역들 중 상기 트랜지스터의 채널 영역을 이루는 두 웰 영역 사이의 상부에 게이트 층을 형성하는 단계; 상기 트랜지스터의 게이트에 대하여 전기적 역방향 및 순방향 결합을 위하여 상기 접합 영역들 중 최소한 둘 이상의 접합 영역과 상기 게이트를 공통으로 연결하는 최하위 도전성 배선 층을 형성하는 단계; 및 상기 최하위 도전성 배선 층에 전기적으로 연결되는 상부 도전성 배선 층들을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 제 2 다이오드는 상기 제 1 다이오드를 이루는 웰 영역과 다른 타입의 제 1 접합 영역과, 상기 제 1 다이오드를 이루는 동일 타입의 제 2 접합 영역을 포함하고, 상기 제 2 접합 영역은 상기 상부 도전성 배선 층들 중 어느 하나를 통하여 상기 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 연결되며, 상기 상부 도전성 배선 층들의 형성 단계 중 유입되는 플라즈마 전하가 상기 제 1 및 제 2 다이오드를 경유하여 상기 기판의 웰 영역들로 디스차지됨을 특징으로 한다.The method of forming a semiconductor device of the present invention for achieving the above object comprises the steps of: forming well regions for forming at least first and second diodes and transistors on a substrate and a plurality of junction regions in the well regions; ; Forming a gate layer on the substrate between two well regions of the well regions that form a channel region of the transistor; Forming a bottommost conductive wiring layer commonly connecting the gate with at least two of the junction regions for electrical reverse and forward coupling to a gate of the transistor; And forming upper conductive wiring layers electrically connected to the lowest conductive wiring layer, wherein the second diode comprises: a first junction region of a type different from a well region forming the first diode; A second junction region of the same type constituting a diode, the second junction region being electrically connected to the gate of the transistor through any one of the upper conductive wiring layers, and entering during the formation of the upper conductive wiring layers The plasma charge is discharged to the well regions of the substrate via the first and second diodes.
여기서, 상기 제 1 다이오드는 상기 트랜지스터의 벌크에 대응되는 웰 영역에 접합 영역이 형성되어 이루어짐이 바람직하다.The first diode may be formed by forming a junction region in a well region corresponding to the bulk of the transistor.
또한, 상기 제 2 접합 영역에 전기적으로 연결되는 상부 도전성 배선 층은 상기 상부 도전성 배선 층들 중 최상위에 형성되는 도전성 배선 층임이 바람직하다.In addition, the upper conductive wiring layer electrically connected to the second junction region is preferably a conductive wiring layer formed on the uppermost of the upper conductive wiring layers.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 반도체 장치는 특정 소자의 전극에 연결된 역방향 다이오드와 순방향 다이오드를 통해 플라즈마 공정시 발생하는 양 전하와 음 전하를 효과적으로 디스차지시킬 수 있다.The semiconductor device of the present invention can effectively discharge the positive and negative charges generated during the plasma process through the reverse diode and the forward diode connected to the electrode of the specific device.
구체적으로, 본 발명의 반도체 장치는 일 실시 예로서 도 3의 구조가 개시될 수 있다.Specifically, the structure of FIG. 3 may be disclosed as an example of the semiconductor device of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치는 NMOS 트랜지스터(N2), NMOS 트랜지스터(N2)의 게이트에 대하여 전기적 역방향으로 연결되는 역방향 다이오드(D3), 및 NMOS 트랜지스터(N2)의 게이트에 대하여 전기적 순방향으로 연결되는 순방향 다이오드(D4)를 포함한다.Referring to FIG. 3, a semiconductor device according to an embodiment of the present disclosure may include an NMOS transistor N2, a reverse diode D3 electrically connected to the gate of the NMOS transistor N2, and an NMOS transistor N2. And forward diode D4 electrically connected to the gate.
도 4를 참조하여 그 구조를 상세히 살펴보면, P웰(41)과 N웰(42)이 형성된 반도체 기판(40)에서, NMOS 트랜지스터(N2)는 P웰(41) 상에 형성된 게이트(43)와, 게이트(43)의 양측에 형성된 소오스 및 드레인 영역인 N+ 불순물 접합 영역(44a,44b)으로 이루어진다.Referring to FIG. 4, the structure thereof will be described in detail. In the
그리고, 역방향 다이오드(D3)는 애노드 영역인 P웰(41)과, P웰(41)에 형성된 캐소드 영역인 N+ 불순물 접합 영역(45)을 포함하여 NP 다이오드로 이루어진다.The reverse diode D3 includes an NP diode including a
또한, 순방향 다이오드(D4)는 캐소드 영역인 N웰(42), N웰(42)에 형성된 애노드 영역인 P+ 불순물 접합 영역(46), 및 N웰(42)에 형성된 픽업 영역인 N+ 불순물 접합 영역(47)을 포함하여 PN 다이오드로 이루어진다.In addition, the forward diode D4 includes an N well 42 as a cathode region, a P +
N+ 불순물 접합 영역(45), 게이트(43), 및 P+ 불순물 접합 영역(46)은 컨택(C0_1,C0_2,C0_3)을 통해 도전성 배선(M0_1)에 전기적으로 공통으로 연결되고, N+ 불순물 접합 영역(47)은 컨택(C0_4)을 통해 도전성 배선(M0_2)에 전기적으로 연결된다.The N +
그리고, 각 도전성 배선(M0_1,M0_2)은 상부층의 최소한 하나 이상의 도전성 배선과 전기적으로 연결되며, 최상부층에 형성된 도전성 배선에 의해 도전성 배 선(M0_1)과 도전성 배선(M0_2)이 전기적으로 서로 연결된다.Each of the conductive wires M0_1 and M0_2 is electrically connected to at least one conductive wire of the upper layer, and the conductive wires M0_1 and the conductive wires M0_2 are electrically connected to each other by the conductive wires formed on the uppermost layer. .
예를 들어, 도전성 배선이 4층으로 적층 구성되는 경우, 도전성 배선(M0_1)은 컨택(C1_1)을 통해 상부의 도전성 배선(M1_1)에 전기적으로 연결되고, 도전성 배선(M1_1)은 컨택(C2_1)을 통해 상부의 도전성 배선(M2_1)에 전기적으로 연결된다. 또한, 도전성 배선(M0_2)은 컨택(C1_2)을 통해 상부의 도전성 배선(M1_2)에 전기적으로 연결되고, 도전성 배선(M1_2)은 컨택(C2_2)을 통해 상부의 도전성 배선(M2_2)에 전기적으로 연결된다. 그리고, 도전성 배선(M2_1)과 도전성 배선(M2_2)은 각각 컨택(C3_1,C3_2)을 통해 최상부층의 도전성 배선(M3)에 전기적으로 공통으로 연결된다.For example, when the conductive wiring is laminated in four layers, the conductive wiring M0_1 is electrically connected to the upper conductive wiring M1_1 through the contact C1_1, and the conductive wiring M1_1 is connected to the contact C2_1. It is electrically connected to the upper conductive wiring (M2_1) through. In addition, the conductive wire M0_2 is electrically connected to the upper conductive wire M1_2 through the contact C1_2, and the conductive wire M1_2 is electrically connected to the upper conductive wire M2_2 through the contact C2_2. do. The conductive wires M2_1 and M2_2 are electrically connected to the conductive wires M3 of the uppermost layer through the contacts C3_1 and C3_2, respectively.
이러한 구조를 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치의 형성 방법을 도 5a 내지 도 5e를 참조하여 살펴보면 아래와 같다.A method of forming a semiconductor device according to an embodiment of the present invention having such a structure will be described below with reference to FIGS. 5A to 5E.
우선, 도 5a를 참조하면, P웰(41)과 N웰(42)이 형성된 반도체 기판(40)에서, P웰(41)의 상부에 게이트 산화막과 게이트 도전막의 적층 구조로 된 게이트(43)가 형성되고, 게이트(43)의 양측의 P웰(41)에 고농도 이온주입된 N+ 불순물 접합 영역(44a,44b)이 형성된다. 그리고, P웰(41)에서 N+ 불순물 접합 영역(44a,44b) 중 어느 하나와 소정 이격되어 N+ 불순물 접합 영역(45)이 형성되고, N웰(42)에 P+ 불순물 접합 영역(46)과 N+ 불순물 접합 영역(47)이 형성된다.First, referring to FIG. 5A, in the
다음, 도 5b를 참조하면, N+ 불순물 접합 영역(45), 게이트(43), P+ 불순물 접합 영역(46), 및 N+ 불순물 접합 영역(47)의 상부에 각각 컨택(C0_1,C0_2,C0_3, C0_4)이 형성된다.Next, referring to FIG. 5B, contacts C0_1, C0_2, C0_3, and C0_4 are formed on the N +
다음, 도 5c를 참조하면, 컨택(C0_1,C0_2,C0_3)의 상부에 도전성 배선(M0_1)이 형성되어 컨택(C0_1,C0_2,C0_3)을 통해 N+ 불순물 접합 영역(45), 게이트(43), 및 P+ 불순물 접합 영역(46)과 도전성 배선(M0_1)이 전기적으로 서로 연결된다. 또한, 컨택(C0_4)의 상부에 도전성 배선(M0_2)이 형성되어 컨택(C0_4)을 통해 N+ 불순물 접합 영역(47)과 도전성 배선(M0_2)이 전기적으로 서로 연결된다. 여기서, 도전성 배선(M0_1)과 도전성 배선(M0_2)은 최상부 도전성 배선 공정에서 N+ 불순물 접합 영역(47)과 게이트(43)를 전기적으로 연결하기 위해 따로 형성된다.Next, referring to FIG. 5C, the conductive wiring M0_1 is formed on the contacts C0_1, C0_2, and C0_3 so that the N +
다음, 도 5d를 참조하면, 도전성 배선(M0_1)의 상부에 콘택(C1_1)이 형성되고 콘택(C1_1)의 상부에 다른 소자(도시되지 않음)와의 전기적 연결을 위한 도전성 배선(M1_1)이 형성되어, 도전성 배선(M0_1)과 도전성 배선(M1_1)이 콘택(C1_1)을 통해 전기적으로 서로 연결된다. 또한, 도전성 배선(M0_2)의 상부에 콘택(C1_2)이 형성되고 콘택(C1_2)의 상부에 도전성 배선(M1_2)이 형성되어, 도전성 배선(M0_2)과 도전성 배선(M1_2)이 콘택(C1_2)을 통해 전기적으로 서로 연결된다.Next, referring to FIG. 5D, a contact C1_1 is formed on the conductive wire M0_1 and a conductive wire M1_1 is formed on the contact C1_1 for electrical connection with another element (not shown). The conductive wire M0_1 and the conductive wire M1_1 are electrically connected to each other through the contact C1_1. In addition, a contact C1_2 is formed on the conductive wiring M0_2, and a conductive wiring M1_2 is formed on the contact C1_2, so that the conductive wiring M0_2 and the conductive wiring M1_2 form a contact C1_2. Are electrically connected to each other through.
다음, 도 5e를 참조하면, 도전성 배선(M1_1)의 상부에 콘택(C2_1)이 형성되고 콘택(C2_1)의 상부에 다른 소자(도시되지 않음)와의 전기적 연결을 위한 도전성 배선(M2_1)이 형성되어, 도전성 배선(M1_1)과 도전성 배선(M2_1)이 콘택(C2_1)을 통해 전기적으로 서로 연결된다. 또한, 도전성 배선(M1_2)의 상부에 콘택(C2_2)이 형성되고 콘택(C2_2)의 상부에 도전성 배선(M2_2)이 형성되어, 도전성 배선(M1_2)과 도전성 배선(M2_2)이 콘택(C2_2)을 통해 전기적으로 서로 연결된다.Next, referring to FIG. 5E, a contact C2_1 is formed on the conductive wire M1_1 and a conductive wire M2_1 is formed on the contact C2_1 to electrically connect with another element (not shown). The conductive wiring M1_1 and the conductive wiring M2_1 are electrically connected to each other through the contact C2_1. In addition, a contact C2_2 is formed on the conductive wire M1_2 and a conductive wire M2_2 is formed on the contact C2_2, so that the conductive wire M1_2 and the conductive wire M2_2 form a contact C2_2. Are electrically connected to each other through.
그리고, 도전성 배선(M2_1)의 상부에 콘택(C3_1)이 형성되고, 도전성 배 선(M2_2)의 상부에도 콘택(C3_2)이 형성되며, 두 콘택(C3_1,C3_2) 상부에 최상층 도전성 배선(M4)이 형성되어 각 도전성 배선(M2_1,M2_2)이 콘택(C3_1,C3_2)을 통해 도전성 배선(M4)에 전기적으로 공통으로 연결된다.A contact C3_1 is formed on the conductive wiring M2_1, and a contact C3_2 is formed on the conductive wiring M2_2, and the uppermost conductive wiring M4 is formed on the two contacts C3_1 and C3_2. The conductive wires M2_1 and M2_2 are electrically connected to the conductive wires M4 through the contacts C3_1 and C3_2.
상기 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치의 공정 과정에서 알 수 있듯이, NMOS 트랜지스터(N2)의 게이트(43), 역방향 다이오드(D3)의 캐소드 영역인 N+ 불순물 접합 영역(45), 및 순방향 다이오드(D4)의 애노드 영역인 P+ 불순물 접합 영역(46)이 최하위 도전성 배선(M0_1)을 통해 서로 전기적으로 연결된다.As can be seen in the process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, the
따라서, 도전성 배선(M0_1) 공정에 의해 게이트(43)의 도전막에 차지되는 플라즈마 전하의 대부분은 콘택(C0_1)과 N+ 불순물 접합 영역(45)을 거쳐 P웰(41)로 디스차지되는 동시에 콘택(C0_4)과 P+ 불순물 접합 영역(46)을 거쳐 N웰(42)로 디스차지된다. 이때, 플라즈마 음 전하의 대부분은 N+ 불순물 접합 영역(45)을 거쳐 P웰(41)로 디스차지되고, 플라즈마 양 전하의 대부분은 P+ 불순물 접합 영역(46)을 거쳐 N웰(42)로 디스차지된다. 또한, 후속 도전성 배선 공정, 즉, 도전성 배선(M0_1)과 전기적으로 연결되는 상부 도전성 배선들(M1_1,M2_1)의 형성 공정에서 발생하는 플라즈마 양/음 전하도 역방향 다이오드(D3)와 순방향 다이오드(D4)에 의해 충분히 디스차지될 수 있다.Therefore, most of the plasma charges occupied in the conductive film of the
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치는 역방향 다이오드(D3)와 순방향 다이오드(D4)가 NMOS 트랜지스터(N2)의 게이트(43)에 연결된 구조이므로, 플라즈마 공정 동안 발생하는 양/음 전하에 상관없이 플라즈마 손상으로부터 NMOS 트랜지스터(N2)를 효과적으로 보호할 수 있는 효과가 있다.That is, since the semiconductor device according to the embodiment of the present invention has a structure in which the reverse diode D3 and the forward diode D4 are connected to the
또한, 최종 도전성 배선 공정에서, NMOS 트랜지스터(N2)의 게이트(43)와 순방향 다이오드(D4)의 픽업 영역인 N+ 불순물 확장 영역(47)이 최상부 도전성 배선(M4)을 통해 전기적으로 서로 연결된다.In addition, in the final conductive wiring process, the
따라서, NMOS 트랜지스터(N2) 동작시 또는 특성 측정시 순방향 다이오드(D4)의 애노드와 캐소드가 등전위로 유지되어 턴 오프 상태로 되므로, NMOS 트랜지스터(N2) 동작시 또는 특성 측정시 순방향 다이오드(D4) 동작으로 인한 불량을 방지할 수 있다.Accordingly, since the anode and the cathode of the forward diode D4 are maintained at an equipotential when the NMOS transistor N2 is operated or the characteristic measurement is turned off, the forward diode D4 is operated during the NMOS transistor N2 operation or the characteristic measurement. It is possible to prevent defects caused by
본 발명의 반도체 장치는 다른 실시 예로, 도 6에 도시된 바와 같이, PMOS 트랜지스터(P2), PMOS 트랜지스터(P2)의 게이트에 대하여 전기적 역방향으로 연결되는 역방향 다이오드(D5), 및 PMOS 트랜지스터(P2)의 게이트에 대하여 전기적 순방향으로 연결되는 순방향 다이오드(D6)를 포함한 구조가 개시될 수 있다.According to another exemplary embodiment of the inventive concept, as illustrated in FIG. 6, the PMOS transistor P2, the reverse diode D5 electrically connected to the gate of the PMOS transistor P2, and the PMOS transistor P2 are electrically connected to each other. A structure including a forward diode D6 connected in electrical forward direction with respect to the gate of may be disclosed.
도 7을 참조하여 그 구조를 상세히 살펴보면, N웰(71)과 P웰(72)이 형성된 반도체 기판(70)에서, PMOS 트랜지스터(P2)는 N웰(71) 상에 형성된 게이트(73)와, 게이트(73)의 양측에 형성된 소오스 및 드레인 영역인 P+ 불순물 접합 영역(74a,74b)으로 이루어진다.Referring to FIG. 7, the structure thereof will be described in detail. In the
그리고, 역방향 다이오드(D5)는 캐소드 영역인 N웰(71)과, N웰(71)에 형성된 애노드 영역인 P+ 불순물 접합 영역(75)을 포함하여 PN 다이오드로 이루어진다.The reverse diode D5 is formed of a PN diode including an N well 71 serving as a cathode region and a P +
또한, 순방향 다이오드(D6)는 애노드 영역인 P웰(72), P웰(72)에 형성된 캐소드 영역인 N+ 불순물 접합 영역(76), 및 P웰(72)에 형성된 픽업 영역인 P+ 불순물 접합 영역(77)을 포함하여 NP 다이오드로 이루어진다.In addition, the forward diode D6 includes the P well 72 as the anode region, the N +
P+ 불순물 접합 영역(75), 게이트(73), 및 N+ 불순물 접합 영역(76)은 컨택(C0_1,C0_2,C0_3)을 통해 도전성 배선(M0_1)에 전기적으로 공통으로 연결되고, P+ 불순물 접합 영역(77)은 컨택(C0_4)을 통해 도전성 배선(M0_2)에 전기적으로 연결된다.The P +
그리고, 각 도전성 배선(M0_1,M0_2)은 상부층의 최소한 하나 이상의 도전성 배선과 전기적으로 연결되며, 최상부층에 형성된 도전성 배선에 의해 도전성 배선(M0_1)과 도전성 배선(M0_2)이 전기적으로 서로 연결된다.Each of the conductive wires M0_1 and M0_2 is electrically connected to at least one or more conductive wires of the upper layer, and the conductive wires M0_1 and the conductive wires M0_2 are electrically connected to each other by the conductive wires formed on the uppermost layer.
예를 들어, 도전성 배선이 4층으로 적층 구성되는 경우, 도전성 배선(M0_1)은 컨택(C1_1)을 통해 상부의 도전성 배선(M1_1)에 전기적으로 연결되고, 도전성 배선(M1_1)은 컨택(C2_1)을 통해 상부의 도전성 배선(M2_1)에 전기적으로 연결된다. 또한, 도전성 배선(M0_2)은 컨택(C1_2)을 통해 상부의 도전성 배선(M1_2)에 전기적으로 연결되고, 도전성 배선(M1_2)은 컨택(C2_2)을 통해 상부의 도전성 배선(M2_2)에 전기적으로 연결된다. 그리고, 도전성 배선(M2_1)과 도전성 배선(M2_2)은 각각 컨택(C3_1,C3_2)을 통해 최상부층의 도전성 배선(M3)에 전기적으로 공통으로 연결된다.For example, when the conductive wiring is laminated in four layers, the conductive wiring M0_1 is electrically connected to the upper conductive wiring M1_1 through the contact C1_1, and the conductive wiring M1_1 is connected to the contact C2_1. It is electrically connected to the upper conductive wiring (M2_1) through. In addition, the conductive wire M0_2 is electrically connected to the upper conductive wire M1_2 through the contact C1_2, and the conductive wire M1_2 is electrically connected to the upper conductive wire M2_2 through the contact C2_2. do. The conductive wires M2_1 and M2_2 are electrically connected to the conductive wires M3 of the uppermost layer through the contacts C3_1 and C3_2, respectively.
이러한 구조를 갖는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 장치의 형성 방법은 도 8a 내지 도 8e와 같이 이루어질 수 있으며, 그 형성 방법이 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치의 형성 방법과 동일하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.A method of forming a semiconductor device according to another embodiment of the present invention having such a structure may be performed as shown in FIGS. 8A to 8E, and the method of forming the semiconductor device is the same as the method of forming a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. Detailed description will be omitted.
본 발명의 일 실시 예와 마찬가지로, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 장치도 역방향 다이오드(D5)와 순방향 다이오드(D6)가 PMOS 트랜지스터(P2)의 게이트(73)에 연결된 구조이므로, 플라즈마 공정 동안 발생하는 양/음 전하에 상관없이 플라즈마 손상으로부터 PMOS 트랜지스터(P2)를 효과적으로 보호할 수 있는 효과가 있다.As in the embodiment of the present invention, the semiconductor device according to another embodiment of the present invention also has a structure in which the reverse diode D5 and the forward diode D6 are connected to the
또한, 최종 도전성 배선 공정에서, PMOS 트랜지스터(P2)의 게이트(73)와 순방향 다이오드(D6)의 픽업 영역인 P+ 불순물 확장 영역(77)이 최상부 도전성 배선(M4)을 통해 전기적으로 서로 연결된다.Also, in the final conductive wiring process, the
따라서, PMOS 트랜지스터(P2) 동작 또는 특성 측정시 순방향 다이오드(D6)의 애노드와 캐소드가 등전위로 유지되어 턴 오프 상태로 되므로, PMOS 트랜지스터(P2) 동작 또는 특성 측정시 순방향 다이오드(D6) 동작으로 인한 불량을 방지할 수 있다.Therefore, since the anode and the cathode of the forward diode D6 are maintained at an equipotential and turned off when the PMOS transistor P2 is operated or characterized, the forward diode D6 is operated when the PMOS transistor P2 is operated or measured. Defects can be prevented.
본 발명은 그 실시 예로서 플라즈마 영향을 받는 NMOS 및 PMOS 트랜지스터만을 언급하였지만, 플라즈마 손상이 발생할 수 있는 반도체 장치의 다른 소자에 모두 적용될 수 있음을 당업자라면 충분히 알 수 있을 것이다.Although the present invention only mentions NMOS and PMOS transistors affected by plasma as an embodiment thereof, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be applied to all other elements of a semiconductor device where plasma damage may occur.
즉, 최하부 도전성 배선 공정시 특정 소자의 전극에 역방향 다이오드와 순방향 다이오드를 전기적으로 연결하고, 최상부 도전성 배선 공정시 순방향 다이오드의 양단을 전기적으로 연결함으로써, 상기 전극을 통해 유입되는 플라즈마 전하로부터 상기 소자를 효과적으로 보호하는 동시에 정상 동작에도 아무런 문제가 발생하지 않는 효과가 있다.That is, the lower diode is electrically connected to the reverse diode and the forward diode to the electrode of the specific element during the conductive wiring process, and the upper end of the conductive diode is electrically connected to both ends of the forward diode, so that the device is separated from the plasma charge flowing through the electrode. It effectively protects and does not cause any problems during normal operation.
본 발명은 플라즈마 전하가 유입되는 소자의 전극에 다이오드들이 전기적으로 연결됨으로써, 플라즈마 공정시 소자의 전극에 차아징되는 플라즈마 전하를 효과적으로 디스차지시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, diodes are electrically connected to an electrode of a device into which plasma charge is introduced, thereby effectively discharging the plasma charge charged to the electrode of the device during a plasma process.
또한, 본 발명은 플라즈마 전하가 유입되는 소자의 전극에 역방향 다이오드와 순방향 다이오드가 전기적으로 연결됨으로써, 플라즈마의 전극에 상관없이 플라즈마 손상으로부터 소자를 효과적으로 보호할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect that the reverse diode and the forward diode is electrically connected to the electrode of the device that the plasma charge is introduced, thereby effectively protecting the device from plasma damage irrespective of the electrode of the plasma.
아울러, 본 발명은 최하부 도전성 배선 공정에서 플라즈마 전하가 유입되는 소자의 전극, 역방향 다이오드, 및 순방향 다이오드를 전기적으로 연결하고, 최상부 도전성 배선 공정에서 순방향 다이오드의 양 단자를 서로 전기적으로 연결함으로써, 플라즈마 손상으로부터 상기 소자를 효과적으로 보호할 수 있는 동시에 정상 동작시 순방향 다이오드가 턴 오프됨에 따라 순방향 다이오드에 의한 소자 열화를 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention is electrically connected to the electrode, the reverse diode, and the forward diode of the device in which the plasma charge flows in the bottom conductive wiring process, and electrically connected to both terminals of the forward diode in the top conductive wiring process, thereby causing plasma damage The device can be effectively protected from the device and at the same time, as the forward diode is turned off in normal operation, there is an effect of preventing the device degradation due to the forward diode.
본 발명을 특정 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당업자는 용이하게 알 수 있다.While the invention has been shown and described with reference to specific embodiments, the invention is not limited thereto, and the invention is not limited to the scope of the invention as defined by the following claims. Those skilled in the art will readily appreciate that modifications and variations can be made.
Claims (18)
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KR101096233B1 (en) * | 2010-01-29 | 2011-12-22 | 주식회사 하이닉스반도체 | semiconductor device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100267107B1 (en) * | 1998-09-16 | 2000-10-02 | 윤종용 | Semiconductor device and method for fabricating the same |
JP3337130B2 (en) * | 1999-01-25 | 2002-10-21 | 日本電気株式会社 | Semiconductor device |
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2007
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100267107B1 (en) * | 1998-09-16 | 2000-10-02 | 윤종용 | Semiconductor device and method for fabricating the same |
JP3337130B2 (en) * | 1999-01-25 | 2002-10-21 | 日本電気株式会社 | Semiconductor device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101096233B1 (en) * | 2010-01-29 | 2011-12-22 | 주식회사 하이닉스반도체 | semiconductor device |
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