説明

半導体装置及びその製造方法

【課題】信頼性を損なうことなく更なる集積化を実現し得る半導体装置を提供する。
【解決手段】第1のトランジスタL1のゲート電極を含み、第1のコンタクト層48aを介して第2のトランジスタL2のソース/ドレイン拡散層20に電気的に接続される、直線状の第1のゲート配線16aと、第2のトランジスタL2のゲート電極を含み、第2のコンタクト層48bを介して第1のトランジスタのソース/ドレイン拡散層22に電気的に接続される、第1のゲート配線と平行な直線状の第2のゲート配線16bと、第1のゲート配線及び第2のゲート配線を覆うように形成された絶縁膜であって、第1のゲート配線と第2のトランジスタのソース/ドレイン拡散層とを露出し、長辺方向が第1のゲート配線の長手方向である第1の開口部46aが形成された絶縁膜と、第1の開口部内に埋め込まれた第1のコンタクト層とを有している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
SRAM(Static Random Access Memory)は、メモリセルがフリップフロップ回路により構成された高速動作が可能な半導体装置である。
【0003】
SRAM等の半導体装置においては、メモリセル部においてゲート配線や導体プラグ等が極めて高密度に配される。ゲート配線や導体プラグ等を極めて高密度に配することにより、メモリセルのサイズを縮小することが可能となり、記憶容量の向上に寄与することが可能となる。
【0004】
近時では、低コスト化、大容量化を実現すべく、メモリセルの更なる微細化、集積化が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2008−16480号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、ゲート配線等を極めて高密度に配した場合には、短絡等が生じやすくなり、半導体装置の信頼性が損なわれる場合があった。
【0007】
本発明の目的は、信頼性を損なうことなく更なる集積化を実現し得る半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
実施形態の一観点によれば、半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成され、第1のトランジスタのゲート電極を含み、第1のコンタクト層を介して第2のトランジスタのソース/ドレイン拡散層に電気的に接続される、直線状の第1のゲート配線と、前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成され、前記第2のトランジスタのゲート電極を含み、第2のコンタクト層を介して前記第1のトランジスタのソース/ドレイン拡散層に電気的に接続される、前記第1のゲート配線と平行な直線状の第2のゲート配線と、前記第1のゲート配線及び前記第2のゲート配線を覆うように前記半導体基板上に形成された絶縁膜であって、前記第1のゲート配線と前記第2のトランジスタの前記ソース/ドレイン拡散層とを露出し、長辺方向が前記第1のゲート配線の長手方向である第1の開口部が形成された絶縁膜と、前記第1の開口部内に埋め込まれた前記第1のコンタクト層とを有することを特徴とする半導体装置が提供される。
【0009】
また、実施形態の他の観点によれば、半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成され、第1のトランジスタのゲート電極を含み、第2のトランジスタのソース/ドレイン拡散層に電気的に接続される、直線状の第1のゲート配線と、前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成され、前記第2のトランジスタのゲート電極を含み、前記第1のトランジスタのソース/ドレイン拡散層に電気的に接続される、前記第1のゲート配線と平行な直線状の第2のゲート配線と、前記第1のゲート配線及び前記第2のゲート配線を覆うように前記半導体基板上に形成された絶縁膜であって、前記第1のゲート配線を露出する第1の開口部と、前記第2のトランジスタの前記ソース/ドレイン拡散層を露出する第2の開口部とが、前記第1のゲート配線の長手方向に配列された絶縁膜と、前記第1の開口部内に埋め込まれた第1のコンタクト層と、前記第2の開口部内に埋め込まれた第2のコンタクト層と、前記絶縁膜上に形成され、前記第1のコンタクト層と前記第2のコンタクト層とを接続する第1の配線とを有することを特徴とする半導体装置が提供される。
【0010】
また、実施形態の更に他の観点によれば、第1のトランジスタのゲート電極を含む直線状の第1のゲート配線と;第2のトランジスタのゲート電極を含み、前記第1のゲート配線と平行な直線状の第2のゲート配線とを、半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成する工程と、前記ゲート電極の両側の前記半導体基板に、ソース/ドレイン拡散層をそれぞれ形成する工程と、前記半導体基板上、前記第1のゲート配線及び前記第2のゲート配線上に、絶縁膜を形成する工程と、前記第1のゲート配線と前記第2のトランジスタの前記ソース/ドレイン拡散層とを露出し、長辺方向が前記第1のゲート配線の長手方向である第1の開口部を、絶縁膜に形成する工程と、前記第1の開口部内に第1のコンタクト層を埋め込む工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【0011】
また、実施形態の更に他の観点によれば、第1のトランジスタのゲート電極を含む直線状の第1のゲート配線と;第2のトランジスタのゲート電極を含み、前記第1のゲート配線と平行な直線状の第2のゲート配線とを、半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成する工程と、前記ゲート電極の両側の前記半導体基板に、ソース/ドレイン拡散層をそれぞれ形成する工程と、前記半導体基板上、前記第1のゲート配線及び前記第2のゲート配線上に、絶縁膜を形成する工程と、前記第1のゲート配線を露出する第1の開口部と、前記第2のトランジスタの前記ソース/ドレイン拡散層を露出する第2の開口部とを、前記第1のゲート配線の長手方向に配列するように前記絶縁膜に形成する工程と、前記第1の開口部内に第1のコンタクト層を埋め込み、前記第2の開口部内に第2のコンタクト層を埋め込む工程と、前記絶縁膜上に前記第1のコンタクト層と前記第2のコンタクト層とを接続する第1の配線を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【0012】
開示の半導体装置及びその製造方法によれば、長辺方向がゲート配線の長手方向になるように開口部を形成するため、ゲート配線間に埋め込まれる絶縁膜に生じる鬆に開口部が接することはない。開口部が鬆を介して繋がってしまうことがないため、コンタクト層が鬆を介して電気的に短絡してしまうことはない。従って、信頼性を損なうことなく集積化を実現し得る半導体装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】第1実施形態による半導体装置を示す平面図(その1)である。
【図2】第1実施形態による半導体装置を示す断面図である。
【図3】第1実施形態による半導体装置を示す平面図(その2)である。
【図4】第1実施形態による半導体装置を示す回路図である。
【図5】第1実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図(その1)である。
【図6】第1実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図(その2)である。
【図7】第1実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図(その3)である。
【図8】第1実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図(その4)である。
【図9】第2実施形態による半導体装置を示す平面図(その1)である。
【図10】第2実施形態による半導体装置を示す平面図(その2)である。
【図11】第3実施形態による半導体装置を示す平面図(その1)である。
【図12】第3実施形態による半導体装置を示す断面図である。
【図13】第3実施形態による半導体装置を示す平面図(その2)である。
【図14】第3実施形態による半導体装置を示す平面図(その3)である。
【図15】第3実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図16】参考例による半導体装置を示す平面図(その1)である。
【図17】参考例による半導体装置の断面図である。
【図18】参考例による半導体装置を示す平面図(その2)である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
図16は、参考例による半導体装置を示す平面図(その1)である。図17は、参考例による半導体装置の断面図である。図17の紙面左側の図は、図16のA−A′線断面図であり、図17の紙面右側の図は、図16のB−B′線断面図である。図18は、参考例による半導体装置を示す平面図(その2)である。図16は設計パターンの形状の例を示しており、図18は実際に形成されるパターンの形状の例を示している。
【0015】
半導体基板110には、素子領域111a〜111dを画定する素子分離領域112が形成されている。半導体基板110上には、ゲート絶縁膜114を介して、ゲート配線116a〜116dが形成されている。ゲート配線116a〜116dの側壁部分には、サイドウォール絶縁膜18が形成されている。
【0016】
ゲート配線116aは、素子領域111a、111cに交差するように形成されている。ゲート配線116aは、素子領域111b内に形成された、ロードトランジスタL2のソース/ドレイン拡散層120の近傍まで延在している。ゲート配線116aの両側の素子領域111a内には、ソース/ドレイン拡散層122,124が形成されている。ゲート電極116aとソース/ドレイン拡散層122,124とによりロードトランジスタL1が形成されている。ゲート配線116aの両側の素子領域111c内には、ソース/ドレイン拡散層126,128が形成されている。ゲート電極116aとソース/ドレイン拡散層126,128とによりドライバトランジスタD1が形成されている。
【0017】
ゲート配線116bは、素子領域111b、111dに交差するように形成されている。ゲート配線116bは、素子領域111a内に形成された、ロードトランジスタL1のソース/ドレイン拡散層122の近傍まで延在している。ゲート配線116bの両側の素子領域11b内には、ソース/ドレイン拡散層120,130が形成されている。ゲート電極116bとソース/ドレイン拡散層120,130とによりロードトランジスタL2が形成されている。ゲート配線116bの両側の素子領域111d内には、ソース/ドレイン拡散層132,134が形成されている。ゲート電極116bとソース/ドレイン拡散層132,134とによりドライバトランジスタD2が形成されている。
【0018】
ゲート配線116cは、素子領域111cに交差するように形成されている。ゲート配線116cの両側の素子領域111c内には、ソース/ドレイン拡散層126、136が形成されている。ゲート電極116cとソース/ドレイン拡散層126、136とによりトランスファトランジスタT1が形成されている。
【0019】
ゲート配線116dは、素子領域111dに交差するように形成されている。ゲート電極116dの両側の素子領域111d内には、ソース/ドレイン拡散層132,138が形成されている。ゲート電極116dとソース/ドレイン拡散層132,138とによりトランスファトランジスタT2が形成されている。
【0020】
ソース/ドレイン拡散層120、122、124、126、128、130、132,134、136、138上には、シリサイドのソース/ドレイン電極152が形成されている。また、ゲート配線116a〜116d上には、シリサイド膜152が形成されている。
【0021】
これらトランジスタL1、L2、D1、D2、T1、T2が形成された半導体基板10上には、例えば窒化シリコンの絶縁膜140が、ゲート配線116a〜116d間を埋め込むように形成されている。
【0022】
絶縁膜140が形成された半導体基板110上には、例えば二酸化シリコンの絶縁膜142が形成されている。絶縁膜142の表面は、研磨により平坦化されている。絶縁膜140と絶縁膜142とにより、層間絶縁膜144が形成されている。
【0023】
層間絶縁膜144には、ゲート配線116aの端部とロードトランジスタL2のソース/ドレイン拡散層120とを一体的に露出する開口部(コンタクトホール)146aが形成されている。半導体基板110の表面に平行な方向における開口部146aの断面の形状は、例えば略楕円形である(図18参照)。開口部146aの長辺方向は、ゲート配線116aの長手方向に対して垂直な方向になっている。開口部146a内には、例えばタングステンのコンタクト層148aが埋め込まれている。ゲート配線とソース/ドレイン拡散層とを一体的に露出するこのような開口部に埋め込まれたコンタクト層は、シェアコンタクトと称される。
【0024】
層間絶縁膜144には、ゲート配線116bの端部とロードトランジスタL1のソース/ドレイン拡散層122とを一体的に露出する開口部146bが形成されている。半導体基板110の表面に平行な方向における開口部146bの断面の形状は、例えば略楕円形である(図18参照)。開口部146bの長辺方向は、ゲート配線116bの長手方向に対して垂直になっている。開口146b内には、例えばタングステンのコンタクト層148bが埋め込まれている。
【0025】
層間絶縁膜144には、ソース/ドレイン拡散層124を露出する開口部146cと、ソース/ドレイン拡散層130を露出する開口部146dとが形成されている。また、層間絶縁膜144には、ソース/ドレイン拡散層28を露出する開口部146eと、ソース/ドレイン拡散層26を露出する開口部146fとが形成されている。また、層間絶縁膜144には、ソース/ドレイン拡散層136を露出する開口部146gと、ソース/ドレイン拡散層134を露出する開口部146hとが形成されている。また、層間絶縁膜144には、ソース/ドレイン拡散層32を露出する開口部146iと、ソース/ドレイン拡散層138を露出する開口部146jとが形成されている。半導体基板110の表面に平行な方向における開口部146c〜146jの断面の形状は、例えば略円形である(図18参照)。開口部146c〜146j内には、例えばタングステンのコンタクト層148c〜148jが埋め込まれている。
【0026】
ゲート配線116aとゲート配線116bとの間隔が比較的狭い場合には、絶縁膜140を成長する過程で、ゲート配線116aとゲート配線116bとの間において絶縁膜140の表面が互いに接し、鬆(空孔、ボイド)153が生じる場合がある。図16に示す参考例による半導体装置では、開口部146a、開口部146bが鬆153に接する場合がある。開口部146a、146bが鬆153に接した場合には、開口部146a、146bに埋め込まれるコンタクト層148a、148bの材料が鬆153内に侵入する場合があり、コンタクト層148aとコンタクト層148bとが鬆153を介して短絡する場合がある。
【0027】
このように、参考例による半導体装置では、ゲート配線146a〜146d等を極めて高密度に配した場合には、短絡等が生じやすくなり、半導体装置の信頼性が損なわれる場合があった。
【0028】
[第1実施形態]
第1実施形態による半導体装置及びその製造方法を図1乃至図8を用いて説明する。図1は、本実施形態による半導体装置を示す平面図(その1)である。図2は、本実施形態による半導体装置を示す断面図である。図2の紙面左側の図は図1のA−A′線断面図であり、図2の紙面中央の図は、図1のB−B′線断面図であり、図2の紙面右側は図1のC−C′線断面図である。図3は、本実施形態による半導体装置を示す平面図(その2)である。図1は設計パターンの形状の例を示しており、図3は実際に形成されるパターンの形状の例を示している。図4は、本実施形態による半導体装置を示す回路図である。
【0029】
(半導体装置)
まず、本実施形態による半導体装置を図1乃至図4を用いて説明する。
【0030】
半導体基板10には、素子領域11a〜11dを画定する素子分離領域12が形成されている。半導体基板10としては、例えばシリコン基板が用いられている。
【0031】
半導体基板10上には、ゲート絶縁膜14を介して、ゲート配線16a〜16dが形成されている。ゲート配線16a〜16dの側壁部分には、サイドウォール絶縁膜18が形成されている。
【0032】
ゲート配線16aは、素子領域11a、11cに交差するように形成されている。ゲート配線16aは、ロードトランジスタL1のゲート電極とドライバトランジスタD1のゲート電極とを含むものであり、ロードトランジスタL1のゲート電極とドライバトランジスタD1のゲート電極とを共通に接続するものである。ゲート配線16aは、素子領域11b内に形成された、ロードトランジスタL2のソース/ドレイン拡散層20の近傍まで延在している。
【0033】
ゲート配線16aの両側の素子領域11a内には、ソース/ドレイン拡散層22,24が形成されている。ゲート電極16aとソース/ドレイン拡散層22,24とによりロードトランジスタL1が形成されている。
【0034】
ゲート配線16aの両側の素子領域11c内には、ソース/ドレイン拡散層26,28が形成されている。ゲート電極16aとソース/ドレイン拡散層26,28とによりドライバトランジスタD1が形成されている。
【0035】
ゲート配線16bは、素子領域11b、11dに交差するように形成されている。ゲート配線16bは、ロードトランジスタL2のゲート電極とドライバトランジスタD2のゲート電極とを含むものであり、ロードトランジスタL2のゲート電極とドライバトランジスタD2のゲート電極とを共通に接続するものである。ゲート配線16bは、素子領域11a内に形成された、ロードトランジスタL1のソース/ドレイン拡散層22の近傍まで延在している。ゲート配線16aの長手方向は、ゲート配線16bの長手方向である。ゲート配線16aとゲート配線16bとは、一部の領域において対向している。かかる領域においては、ゲート配線16aとゲート配線16bとが比較的接近している。
【0036】
ゲート配線16bの両側の素子領域11b内には、ソース/ドレイン拡散層20,30が形成されている。ゲート電極16bとソース/ドレイン拡散層20,30とによりロードトランジスタL2が形成されている。
【0037】
ゲート配線16bの両側の素子領域11d内には、ソース/ドレイン拡散層32,34が形成されている。ゲート電極16bとソース/ドレイン拡散層32,34とによりドライバトランジスタD2が形成されている。
【0038】
ゲート配線16cは、素子領域11cに交差するように形成されている。ゲート配線16cは、ゲート配線16bの延長線上に位置している。ゲート配線16cは、トランスファトランジスタT1のゲート電極を含むものである。ゲート配線16cの両側の素子領域11c内には、ソース/ドレイン拡散層26、36が形成されている。ゲート電極16cとソース/ドレイン拡散層26、36とによりトランスファトランジスタT1が形成されている。トランスファトランジスタT1の一方のソース/ドレイン拡散層26とドライバトランジスタD1の一方のソース/ドレイン拡散層26とは、共通のソース/ドレイン拡散層26により形成されている。
【0039】
ゲート配線16dは、素子領域11dに交差するように形成されている。ゲート配線16dは、ゲート配線16aの延長線上に位置している。ゲート配線16dは、トランスファトランジスタT2のゲート電極を含むものである。ゲート電極16dの両側の素子領域11d内には、ソース/ドレイン拡散層32,38が形成されている。ゲート電極16dとソース/ドレイン拡散層32,38とによりトランスファトランジスタT2が形成されている。トランスファトランジスタT2の一方のソース/ドレイン拡散層32と、ドライバトランジスタD2の一方のソース/ドレイン拡散層32とは、共通のソース/ドレイン拡散層32により形成されている。
【0040】
ゲート配線16a〜16dの幅、即ち、ゲート長は、例えば35〜60nm程度とする。ゲート配線16a〜16dの高さは、例えば70〜100nm程度とする。ゲート配線16a、16dとゲート配線16b、16cとの間隔、即ち、ゲート配線のピッチは、例えば0.16〜0.2μm程度とする。
【0041】
ソース/ドレイン拡散層20、22、24、26、28、30、32,34、36、38上には、例えばニッケルシリサイドのシリサイド膜52が形成されている。ソース/ドレイン拡散層20、22、24、26、28、30、32,34、36、38上のシリサイド膜52は、ソース/ドレイン電極として機能する。また、ゲート配線16a〜16d上に、例えばニッケルシリサイドのシリサイド膜52が形成されている。
【0042】
これらトランジスタL1、L2、D1、D2、T1、T2が形成された半導体基板10上には、例えば窒化シリコンの絶縁膜40が形成されている。絶縁膜40は、ゲート配線16a〜16d間を埋め込むように形成されている。ゲート配線16aとゲート配線16bとの間隔が比較的狭い場合には、絶縁膜40を成長する過程で、ゲート配線16aとゲート配線16bとの間において絶縁膜40の表面が互いに接するようになり、鬆(空孔、ボイド)53が生じる場合がある。
【0043】
絶縁膜40が形成された半導体基板10上には、例えば二酸化シリコンの絶縁膜42が形成されている。絶縁膜42の表面は、研磨により平坦化されている。絶縁膜40と絶縁膜42とにより、層間絶縁膜44が形成されている。
【0044】
層間絶縁膜44には、ゲート配線16aの端部とロードトランジスタL2のソース/ドレイン拡散層20とを一体的に露出する開口部(コンタクトホール)46aが形成されている。半導体基板10の表面に平行な方向における開口部46aの断面の形状は、例えば略楕円形である(図3参照)。開口部46aの長辺方向は、ゲート配線16aの長手方向である。開口部46aの長辺(長軸)の寸法、即ち、長径は、例えば70〜100nmnmである。開口部46aの短辺(短軸)の寸法、即ち、短径は、例えば50〜70nmである。開口部46a内には、例えばタングステンのコンタクト層48aが埋め込まれている。
【0045】
層間絶縁膜44には、ゲート配線16bの端部とロードトランジスタL1のソース/ドレイン拡散層22とを一体的に露出する開口部46bが形成されている。半導体基板10の表面に平行な方向における開口部46bの断面の形状は、例えば略楕円形である(図3参照)。開口部46bの長辺方向は、ゲート配線16bの長手方向である。開口部46bの長辺の寸法は、例えば70〜100nmである。開口部46bの短辺の寸法は、例えば50〜70nmである。開口部46b内には、例えばタングステンのコンタクト層48bが埋め込まれている。
【0046】
層間絶縁膜44には、ロードトランジスタL1のソース/ドレイン拡散層24を露出する開口部46cと、ロードトランジスタL2のソース/ドレイン拡散層30を露出する開口部46dとが形成されている。また、層間絶縁膜44には、ドライバトランジスタD1のソース/ドレイン拡散層28を露出する開口部46eと、ドライバトランジスタD1とトランスファトランジスタT1の共通のソース/ドレイン拡散層26を露出する開口部46fとが形成されている。また、層間絶縁膜44には、ドライバトランジスタT1のソース/ドレイン拡散層36を露出する開口部46gと、ドライバトランジスタD2のソース/ドレイン拡散層34を露出する開口部46hとが形成されている。また、層間絶縁膜44には、ドライバトランジスタD2とトランスファトランジスタT2の共通のソース/ドレイン拡散層32を露出する開口部46iと、ドライバトランジスタT2のソース/ドレイン拡散層38を露出する開口部46jが形成されている。
【0047】
半導体基板10の表面に平行な方向における開口部46c〜46jの断面の形状は、例えば略円形である(図3参照)。開口部46c〜46jの径は、例えば90nmである。開口部46c〜46j内には、例えばタングステンのコンタクト層48c〜48jが埋め込まれている。
【0048】
層間絶縁膜44上には、コンタクト層48a〜48jにそれぞれ接続された配線50(図2参照)が形成されている。
【0049】
コンタクト層48aとコンタクト層48iとは、配線50により電気的に接続されている。コンタクト層48bとコンタクト層48fとは、配線50により電気的に接続されている。
【0050】
コンタクト層48c、48dに接続された配線50は、電源電圧Vdd(図4参照)に電気的に接続される。コンタクト層48e、48hに接続された配線50は、接地電圧Vss(図4参照)に電気的に接続される。
【0051】
コンタクト層46g、46jに接続された配線50は、ビット線BL(図4参照)に電気的に接続されている。ゲート配線16a、16bは、図示しないコンタクト層及び配線50を介して、ワード線WL(図4参照)に電気的に接続されている。
【0052】
図4は、本実施形態による半導体装置のメモリセルの回路図である。
【0053】
図4に示すように、ロードトランジスタL1とドライバトランジスタD1とによりインバータ54aが形成されている。ロードトランジスタL2とドライバトランジスタD2とによりインバータ54bが構成されている。インバータ54aとインバータ54bとによりフリップフロップ回路56が形成されている。フリップフロップ回路56は、ビット線BL及びワード線WLに接続されたトランスファトランジスタT1、T2により制御される。ロードトランジスタL1、L2と、ドライバトランジスタD1、D2と、トランスファトランジスタT1、T2とにより、メモリセル58が形成されている。
【0054】
本実施形態による半導体装置は、ゲート配線16a、16bとソース/ドレイン拡散層20、22とを露出する開口部46a、46bの長辺方向が、ゲート配線16a、16bの長手方向であることに主な特徴がある。本実施形態では、開口部46a、46bの長辺方向がゲート配線16a、16bの長手方向であるため、開口部46a、46bが鬆53と繋がってしまうことはない。本実施形態によれば、開口部46a、46bが鬆53を介して繋がってしまうことがないため、コンタクト層48a、48bが鬆53を介して電気的に短絡してしまうことはない。従って、本実施形態によれば、信頼性を損なうことなく集積化を実現し得る半導体装置を提供することができる。
【0055】
(半導体装置の製造方法)
次に、本実施形態による半導体装置の製造方法を図5乃至図8を用いて説明する。図5乃至図8は、本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【0056】
まず、例えばSTI(Shallow Trench Isolation)法により、半導体基板10に素子領域11a〜11d(図1参照)を画定する素子分離領域12を形成する(図5(a)参照)。半導体基板10としては、例えばシリコン基板を用いる。素子分離領域12としては、例えば二酸化シリコンを用いる。
【0057】
次に、全面に、例えば熱酸化法により、例えば物理膜厚0.6〜2nmの二酸化シリコンのゲート絶縁膜14を形成する。
【0058】
次に、全面に、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition、化学気相堆積)法により、膜厚70〜100nm程度のポリシリコン膜を形成する。
【0059】
次に、フォトリソグラフィ技術を用い、ポリシリコン膜をパターニングすることにより、ポリシリコンのゲート配線16a〜16dを形成する。ゲート配線16aは、素子領域11a、11cに交差するように直線状に形成される。ゲート配線16bは、素子領域11b、11dに交差するように直線状に形成される。ゲート配線16cは、素子領域11cに交差するように直線状に形成される。ゲート配線16dは、素子領域11dに交差するように直線状に形成される。ゲート配線16a〜16dの長手方向は、同じ方向である。ゲート配線16aとゲート配線16bとは、一部の領域において互いに近接するように形成される。ゲート配線16cは、ゲート配線16bの延長線上に位置するように形成される。ゲート配線16dは、ゲート配線16aの延長線上に位置するように形成される。ゲート配線16a〜16dの幅、即ち、ゲート長は、例えば35〜60nm程度とする。ゲート配線16a、16dとゲート配線16b、16cとの間隔、即ち、ゲート配線のピッチは、例えば0.16〜0.2μm程度とする。
【0060】
次に、イオン注入法により、ドーパント不純物を導入することにより、ゲート配線16a〜16dの両側の半導体基板10内に、エクステンションソース/ドレイン構造の浅い領域を形成するエクステンション領域(図示せず)をそれぞれ形成する。
【0061】
次に、全面に、例えばCVD法により、例えば膜厚30〜60nmのシリコン酸化膜を形成する。
【0062】
次に、例えば異方性エッチングにより、シリコン酸化膜をエッチングする。これにより、ゲート配線16a〜16dの側壁部分に、二酸化シリコンのサイドウォール絶縁膜18が形成される(図5(b)参照)。サイドウォール絶縁膜18の厚さは、例えば30〜60nm程度とする。シリコン酸化膜を異方性エッチングしてサイドウォール絶縁膜18を形成する際には、二酸化シリコンの素子分離領域12の表層部もエッチングされる。このため、素子分離領域12の表面には、図5(b)に示すような凹部19が形成されることとなる。素子分離領域12に形成されるこのような凹部19は、絶縁膜40を形成する際に、ゲート配線16aとゲート配線16bとの間において鬆53(図6(b)参照)が生じやすくなる要因となる。
【0063】
次に、イオン注入法により、ドーパント不純物を導入することにより、ゲート配線16a〜16dの両側の半導体基板10内に、エクステンションソース/ドレイン構造の深い領域を形成する不純物拡散領域を形成する。これにより、エクステンション領域と深い不純物拡散領域とを有するソース/ドレイン拡散層20、22、24、26、28、30、32,34、36、38(図1参照)が形成される。
【0064】
次に、全面に、例えばスパッタリング法により、膜厚5〜30nmの高融点金属膜を形成する。高融点金属膜としては、例えばニッケル膜が形成される。
【0065】
次に、熱処理を行うことにより、半導体基板10の表面と高融点金属膜とを反応させるとともに、ゲート配線16a〜16dの上面と高融点金属膜とを反応させる。この後、未反応の高融点金属膜をエッチング除去する。これにより、ソース/ドレイン拡散層20、22、24、26、28、30、32,34、36、38上に、例えばニッケルシリサイドのシリサイド膜52が形成される。ソース/ドレイン拡散層20、22、24、26、28、30、32,34、36、38上のシリサイド膜52は、ソース/ドレイン電極として機能する。また、ゲート配線16a〜16d上に、例えばニッケルシリサイドのシリサイド膜52が形成される(図6(a)参照)。
【0066】
次に、全面に、例えばプラズマCVD法により、例えば膜厚30〜80nm程度の窒化シリコンの絶縁膜40を形成する(図6(b)参照)。絶縁膜40の成膜条件は、例えば以下の通りとする。即ち、印加する高周波電力の周波数は、例えば13.56MHzとする。成膜室内に導入するガスは、例えばSiHガスとNHガスとNガスとを含む混合ガスとする。成膜室内の温度は、例えば350〜450℃とする。絶縁膜40はゲート配線16a〜16d間を埋め込むように形成される。ゲート配線16aとゲート配線16bとが互いに近接している箇所においては、絶縁膜40の表面が互いに接触するように絶縁膜40が成長し、絶縁膜40に鬆53が生じる場合がある。
【0067】
次に、全面に、例えばプラズマCVD法により、例えば膜厚400〜700nmの二酸化シリコンの絶縁膜42を形成する(図7(a)参照)。絶縁膜42の成膜条件は、例えば以下の通りとする。即ち、印加する高周波電力の周波数は、例えば13.56MHzとする。成膜室内に導入するガスは、SiHガスとNOガスとを含む混合ガスとする。成膜室内の温度は、例えば350〜450℃とする。
【0068】
次に、例えばCMP(Chemical Mechanical Polishing、化学的機械的研磨)法により、絶縁膜42の表面を平坦化する。絶縁膜40と絶縁膜42とにより層間絶縁膜44が形成される
次に、フォトリソグラフィ技術を用い、層間絶縁膜44に開口部46a〜46jを形成する(図7(b)参照)。開口部46aは、ゲート配線16aの端部とロードトランジスタL2のソース/ドレイン拡散層20とを一体的に露出するように形成される。また、開口部46bは、ゲート配線16bの端部とロードトランジスタL1のソース/ドレイン拡散層22とを一体的に露出するように形成される。半導体基板10の表面に平行な方向における開口部46a、46bの断面の形状は、例えば略楕円形である(図3参照)。開口部46a、46bの長辺方向は、ゲート配線16aの長手方向である。開口部46a、46bの長辺方向の寸法(長径)は、例えば70〜100nm程度とする。開口部46a、46bの短辺方向の寸法(短径)は、例えば50〜70nm程度とする。開口部46cは、ロードトランジスタL1のソース/ドレイン拡散層24を露出するように形成される。開口部46dは、ロードトランジスタL2のソース/ドレイン拡散層30を露出するように形成される。開口部46eは、ドライバトランジスタD1のソース/ドレイン拡散層28を露出するように形成される。開口部46fは、ドライバトランジスタD1とトランスファトランジスタT1の共通のソース/ドレイン拡散層26を露出するように形成される。開口部46gは、ドライバトランジスタT1のソース/ドレイン拡散層36を露出するように形成される。開口部46hは、ドライバトランジスタD2のソース/ドレイン拡散層34を露出するように形成される。開口部46iは、ドライバトランジスタD2とトランスファトランジスタT2の共通のソース/ドレイン拡散層32を露出するように形成される。開口部46jは、ドライバトランジスタT2のソース/ドレイン拡散層38を露出するように形成される。半導体基板10の表面に平行な方向における開口部46c〜46jの断面の形状は、例えば略円形である(図3参照)。開口部46c〜46jの径は、例えば50〜70nm程度とする。
【0069】
次に、全面に、例えばスパッタリング法又はCVD法により、例えば膜厚2〜10nmのTi膜と、例えば膜厚2〜10nmのTiN膜を順次形成することにより、グルー層を形成する。
【0070】
次に、全面に、例えばスパッタリング法により、例えば膜厚40〜60nmのタングステン膜を形成する。
【0071】
次に、例えばCMP法により、層間絶縁膜44の表面が露出するまでタングステン膜を研磨する。これにより、開口部46a〜46j内にタングステンのコンタクト層48a〜48jがそれぞれ埋め込まれる。
【0072】
次に、全面に、例えばスパッタリング法により導電膜を形成する。
【0073】
次に、フォトリソグラフィ技術を用い、導電膜をパターニングすることにより、コンタクト層48a〜48jにそれぞれ接続された配線50を形成する。
【0074】
こうして本実施形態による半導体装置が製造される。
【0075】
このように、本実施形態によれば、開口部46a、46bの長辺方向がゲート配線16a、16bの長手方向であるため、開口部46a、46bが鬆53と繋がってしまうことはない。本実施形態によれば、開口部46a、46bが鬆53を介して繋がってしまうことがないため、コンタクト層48a、48bが鬆53を介して電気的に短絡してしまうことはない。従って、本実施形態によれば、信頼性を損なうことなく集積化を実現し得る半導体装置を提供することができる。
【0076】
[第2実施形態]
第2実施形態による半導体装置を図9及び図10を用いて説明する。図9は、本実施形態による半導体装置を示す平面図(その1)である。図10は、本実施形態による半導体装置を示す平面図(その2)である。図9は設計パターンの形状の例を示しており、図10は実際に形成されるパターンの形状の例を示している。図1乃至図8に示す第1実施形態による半導体装置及びその製造方法と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
【0077】
本実施形態による半導体装置は、ゲート配線16aの端部がゲート配線16bから遠ざかるように曲がっており、ゲート配線16bの端部がゲート配線16aから遠ざかるように曲がっていることに主な特徴がある。
【0078】
図9及び図10に示すように、ゲート配線16aの端部は、ソース/ドレイン拡散層20の近傍において、ゲート配線16bから遠ざかるように曲がっている。
【0079】
また、ゲート配線16bの端部は、ソース/ドレイン拡散層22の近傍において、ゲート配線16aから遠ざかるように曲がっている。
【0080】
層間絶縁膜44に形成された開口部46a、46bの長辺方向は、ゲート配線16a、16bの長手方向である。開口部46aは、ゲート配線16aとソース/ドレイン拡散層20とを一体的に露出している。開口部46bは、ゲート配線16bとソース/ドレイン拡散層22とを一体的に露出している。半導体基板10の表面と平行な方向における開口部46a、46bの断面は、略楕円形である。開口部46a、46bの長辺方向は、ゲート配線16a、16bの長手方向である。
【0081】
本実施形態では、ゲート配線16aの端部がゲート配線16bから遠ざかるように曲がっており、ゲート配線16bの端部がゲート配線16aから遠ざかるように曲がっているため、ゲート配線16aとゲート配線16bとが互いに近接している箇所が極めて小さい。このため、本実施形態によれば、図9及び図10に示すように、鬆53が形成される箇所が極めて小さくなる。このため、本実施形態によれば、開口部46a、46bが鬆53と繋がるのをより確実に防止することができる。
【0082】
このように、ゲート配線16aの端部がゲート配線16bから遠ざかるように曲がっており、ゲート配線16bの端部がゲート配線16aから遠ざかるように曲がっていてもよい。
【0083】
[第3実施形態]
第3実施形態による半導体装置及びその製造方法を図11乃至図15を用いて説明する。図11は、本実施形態による半導体装置を示す平面図(その1)である。図12は、本実施形態による半導体装置を示す断面図である。図13は、本実施形態による半導体装置を示す平面図(その2)である。図14は、本実施形態による半導体装置を示す平面図(その3)である。図11は設計パターンの形状の例を示しており、図13及び図14は実際に形成されるパターンの形状の例を示している。図1乃至図10に示す第1又は第2実施形態による半導体装置及びその製造方法と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
【0084】
本実施形態による半導体装置は、少なくともゲート配線16aを露出する開口部46kと少なくともソース/ドレイン拡散層20を露出する開口部46lとがゲート配線16aの長手方向に配列されていることに主な特徴の一つがある。また、本実施形態による半導体装置は、少なくともゲート配線16bを露出する開口部46mと少なくともソース/ドレイン拡散層22を露出する開口部46nとがゲート配線16bの長手方向に配列されていることに主な特徴の一つがある。
【0085】
図11及び図12に示すように、層間絶縁膜44には、少なくともゲート配線16aを露出する開口部46kと少なくともソース/ドレイン拡散層20を露出する開口部46lとがゲート配線16aの長手方向に配列されている。半導体基板10の表面に平行な方向における開口部46k、46lの断面の形状は、例えば略円形である(図13参照)。開口部46k、46lの径は、例えば50〜70nm程度である。開口部46k、46l内には、コンタクト層(導体プラグ)48k、48lがそれぞれ埋め込まれている。
【0086】
層間絶縁膜44には、少なくともゲート配線16bを露出する開口部46mと少なくともソース/ドレイン拡散層22を露出する開口部46mとがゲート配線16bの長手方向に配列されている。半導体基板10の表面に平行な方向における開口部46m、46nの断面の形状は、例えば略円形である(図13参照)。開口部46m、46nの径は、例えば50〜70nm程度である。開口部46m、46n内には、コンタクト層48m、48nがそれぞれ埋め込まれている。
【0087】
層間絶縁膜44上には、配線50が形成されている。コンタクト層48kとコンタクト層48lとは、配線50により接続されている。コンタクト層48mとコンタクト層48nとは、配線50により接続されている。
【0088】
このように、少なくともゲート配線16aを露出する開口部46kと少なくともソース/ドレイン拡散層20を露出する開口部46lとがゲート配線16aの長手方向に配列されていてもよい。また、少なくともゲート配線16bを露出する開口部46mと少なくともソース/ドレイン拡散層22を露出する開口部46nとがゲート配線16bの長手方向に配列されていてもよい。コンタクト層48kとコンタクト層48lとが配線50により接続されているため、開口部46k、46lをこのように配列した場合であっても、ゲート配線16aとソース/ドレイン拡散層20とを電気的に接続し得る。また、コンタクト層48mとコンタクト層48nとが配線50により接続されているため、開口部46m、46nをこのように配列した場合であっても、ゲート配線16bとソース/ドレイン拡散層22とを電気的に接続し得る。従って、本実施形態によっても、信頼性を損なうことなく集積化を実現し得る半導体装置を提供することができる。
【0089】
なお、開口部46kを形成するためのパターンと開口部46lを形成するためのパターンとが接近している場合には、開口部46kと開口部46lが繋がり、図14に示すような開口部46oになる場合もある。また、開口部46mを形成するためのパターンと開口部46nを形成するためのパターンとが接近している場合には、開口部46mと開口部46nとが繋がり、図14に示すような開口部46pとなる場合もある。このような開口部46oが形成された場合には、第1実施形態及び第2実施形態と同様に、ゲート配線16aとソース/ドレイン拡散層20とが一体的に露出される。また、このような開口部46pが形成された場合には、第1実施形態及び第2実施形態と同様に、ゲート配線16bとソース/ドレイン拡散層22とが一体的に露出される。従って、図14のように開口部46o、46pが形成されてもよい。
【0090】
(半導体装置の製造方法)
次に、本実施形態による半導体装置の製造方法について図15を用いて説明する。図15は、本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【0091】
まず、半導体基板10に素子分離領域12を形成する工程から層間絶縁膜44を形成する工程までは、図5(a)乃至図7(a)を用いて上述した第1実施形態による半導体装置の製造方法と同様であるので、説明を省略する。
【0092】
次に、フォトリソグラフィ技術を用い、層間絶縁膜44に開口部46e〜46nを形成する(図15(a)参照)。開口部46e〜開口部46jは、第1実施形態による半導体装置の製造方法と同様であるので、説明を省略する。開口部46kは、少なくともゲート配線16aを露出するように形成される。開口部46lは、少なくともソース/ドレイン拡散層20を露出するように形成される。開口部46mは、少なくともゲート配線16bを露出するように形成される。開口部46nは、少なくともソース/ドレイン拡散層22を露出するように形成される。半導体基板10の表面に平行な方向における開口部46e〜46nの断面の形状は、例えば略円形である(図14参照)。開口部46e〜46nの径は、例えば50〜70nm程度とする。
【0093】
次に、全面に、例えばスパッタリング法又はCVD法により、例えば膜厚5〜20nmのTi膜と、例えば膜厚5〜20nmのTiN膜とを順次形成することにより、グルー層(図示せず)を形成する。
【0094】
次に、全面に、例えばCVD法により、例えば膜厚40〜60nmのタングステン膜を形成する。
【0095】
次に、例えばCMP法により、層間絶縁膜44の表面が露出するまでタングステン膜を研磨する。これにより、開口部46a〜46j内にタングステンのコンタクト層48a〜48jがそれぞれ埋め込まれる。
【0096】
次に、全面に、例えばスパッタリング法により導電膜を形成する。
【0097】
次に、フォトリソグラフィ技術を用い、導電膜をパターニングすることにより、コンタクト層48a〜48jにそれぞれ接続された配線50を形成する。コンタクト層48kとコンタクト層48lとは、配線50により接続される。コンタクト層48mとコンタクト層48nとは、配線50により接続される。
【0098】
こうして本実施形態による半導体装置が製造される。
【0099】
このように、本実施形態によれば、少なくともゲート配線16aを露出する開口部46kと少なくともソース/ドレイン拡散層20を露出する開口部46lとをゲート配線16aの長手方向に配列してもよい。また、少なくともゲート配線16bを露出する開口部46mと少なくともソース/ドレイン拡散層22を露出する開口部46nとをゲート配線16bの長手方向に配列してもよい。コンタクト層48kとコンタクト層48lとを配線50により接続するため、開口部46k、46lをこのように配列した場合であっても、ゲート配線16aとソース/ドレイン拡散層20とを電気的に接続し得る。また、コンタクト層48mとコンタクト層48nとを配線50により接続するため、開口部46m、46nをこのように配列した場合であっても、ゲート配線16bとソース/ドレイン拡散層22とを電気的に接続し得る。従って、本実施形態によっても、信頼性を損なうことなく集積化を実現し得る半導体装置を提供することができる。
【0100】
[変形実施形態]
上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【0101】
例えば、第1実施形態では、開口部46aの長辺方向をゲート配線16aの長手方向とするとともに、開口部46bの長辺方向をゲート配線16bの長手方向とする場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、開口部46aの長辺方向をゲート配線16aの長手方向とし、開口部46bの長辺方向をゲート配線16bの長手方向に対して垂直な方向に設定してもよい。この場合には、開口部46bは鬆53に接触する場合があるが、開口部46aは鬆53に接触しない。従って、この場合にも、コンタクト層48aとコンタクト層48bとが鬆53を介して電気的に短絡してしまうことはない。また、開口部46bの長辺方向をゲート配線16bの長手方向とし、開口部46aの長辺方向をゲート配線16aの長手方向に対して垂直な方向に設定してもよい。この場合には、開口部46aは鬆53に接触する場合があるが、開口部46bは鬆53に接触しない。従って、この場合にも、コンタクト層48aとコンタクト層48bとが鬆53を介して電気的に短絡してしまうことはない。
【0102】
また、第3実施形態では、開口部46kと開口部46lとをゲート配線16aの長手方向に配列するとともに、開口部46mと開口部46nとをゲート配線16bの長手方向に配列する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。開口部46kと開口部46lとをゲート配線16aの長手方向に配列し、開口部46mと開口部46nとをゲート配線16bの長手方向に対して垂直に配列してもよい。この場合には、開口部46m、46nは鬆53に接触する場合があるが、開口部46k、46lは鬆53に接触しない。従って、この場合にも、コンタクト層48k、48lとコンタクト層48m、48nとが鬆53を介して電気的に短絡してしまうことはない。また、開口部46kと開口部46lとをゲート配線16aの長手方向に対して垂直な方向に配列し、開口部46mと開口部46nとをゲート配線16bの長手方向と同じ方向に配列してもよい。この場合には、開口部46k、46lは鬆53に接触する場合があるが、開口部46m、46nは鬆53に接触しない。従って、この場合にも、コンタクト層48k、48lとコンタクト層48m、48nとが鬆53を介して電気的に短絡してしまうことはない。
【0103】
上記実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【0104】
(付記1)
半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成され、第1のトランジスタのゲート電極を含み、第1のコンタクト層を介して第2のトランジスタのソース/ドレイン拡散層に電気的に接続される、直線状の第1のゲート配線と、
前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成され、前記第2のトランジスタのゲート電極を含み、第2のコンタクト層を介して前記第1のトランジスタのソース/ドレイン拡散層に電気的に接続される、前記第1のゲート配線と平行な直線状の第2のゲート配線と、
前記第1のゲート配線及び前記第2のゲート配線を覆うように前記半導体基板上に形成された絶縁膜であって、前記第1のゲート配線と前記第2のトランジスタの前記ソース/ドレイン拡散層とを露出し、長辺方向が前記第1のゲート配線の長手方向である第1の開口部が形成された絶縁膜と、
前記第1の開口部内に埋め込まれた前記第1のコンタクト層と
を有することを特徴とする半導体装置。
【0105】
(付記2)
付記1記載の半導体装置において、
前記絶縁膜には、前記第2のゲート配線と前記第1のトランジスタの前記ソース/ドレイン拡散層とを露出し、長辺方向が前記第2のゲート配線の長手方向である第2の開口部が更に形成されており、
前記第2のコンタクト層は、第2の開口部内に形成される
ことを特徴とする半導体装置。
【0106】
(付記3)
付記1又は2記載の半導体装置において、
前記第1のゲート配線の前記端部は、前記第2のゲート配線から遠ざかるように曲がっており、
前記第2のゲート配線の前記端部は、前記第1のゲート配線から遠ざかるように曲がっている
ことを特徴とする半導体装置。
【0107】
(付記4)
半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成され、第1のトランジスタのゲート電極を含み、第2のトランジスタのソース/ドレイン拡散層に電気的に接続される、直線状の第1のゲート配線と、
前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成され、前記第2のトランジスタのゲート電極を含み、前記第1のトランジスタのソース/ドレイン拡散層に電気的に接続される、前記第1のゲート配線と平行な直線状の第2のゲート配線と、
前記第1のゲート配線及び前記第2のゲート配線を覆うように前記半導体基板上に形成された絶縁膜であって、前記第1のゲート配線を露出する第1の開口部と、前記第2のトランジスタの前記ソース/ドレイン拡散層を露出する第2の開口部とが、前記第1のゲート配線の長手方向に配列された絶縁膜と、
前記第1の開口部内に埋め込まれた第1のコンタクト層と、
前記第2の開口部内に埋め込まれた第2のコンタクト層と、
前記絶縁膜上に形成され、前記第1のコンタクト層と前記第2のコンタクト層とを接続する第1の配線と
を有することを特徴とする半導体装置。
【0108】
(付記5)
付記4記載の半導体装置において、
前記絶縁膜には、前記第2のゲート配線を露出する第3の開口部と、前記第1のトランジスタの前記ソース/ドレイン拡散層と露出する第4の開口部とが、前記第2のゲート配線の長手方向に更に配列されており、
前記第3の開口部内に埋め込まれた第3のコンタクト層と、
前記第4の開口部内に埋め込まれた第4のコンタクト層と、
前記絶縁膜上に形成され、前記第3のコンタクト層と前記第4のコンタクト層とを接続する第2の配線とを更に有する
ことを特徴とする半導体装置。
【0109】
(付記6)
付記1乃至5のいずれかに記載の半導体装置において、
前記第1のトランジスタは、第1のロードトランジスタであり、
前記第2のトランジスタは、第2のロードトランジスタであり、
前記第1のゲート配線は、第1のドライバトランジスタのゲート電極を更に含み、
前記第2のゲート配線は、第2のドライバトランジスタのゲート電極を更に含み、
前記第1のロードトランジスタと前記第1のドライバトランジスタとを含む第1のインバータと、前記第2のロードトランジスタと前記第2のドライバトランジスタとを含む第2のインバータとを有するメモリセルを有する
ことを特徴とする半導体装置。
【0110】
(付記7)
第1のトランジスタのゲート電極を含む直線状の第1のゲート配線と;第2のトランジスタのゲート電極を含み、前記第1のゲート配線と平行な直線状の第2のゲート配線とを、半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成する工程と、
前記ゲート電極の両側の前記半導体基板に、ソース/ドレイン拡散層をそれぞれ形成する工程と、
前記半導体基板上、前記第1のゲート配線及び前記第2のゲート配線上に、絶縁膜を形成する工程と、
前記第1のゲート配線と前記第2のトランジスタの前記ソース/ドレイン拡散層とを露出し、長辺方向が前記第1のゲート配線の長手方向である第1の開口部を、絶縁膜に形成する工程と、
前記第1の開口部内に第1のコンタクト層を埋め込む工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【0111】
(付記8)
付記7記載の半導体装置の製造方法において、
前記絶縁膜に前記第1の開口部を形成する工程では、前記第2のゲート配線と前記第1のトランジスタの前記ソース/ドレイン拡散層とを露出し、長辺方向が前記第2のゲート配線の長手方向である第2の開口部を更に形成し、
前記第1の開口部に前記第1のコンタクト層を埋め込む工程では、前記第2の開口部内に第2のコンタクト層を更に埋め込む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【0112】
(付記9)
第1のトランジスタのゲート電極を含む直線状の第1のゲート配線と;第2のトランジスタのゲート電極を含み、前記第1のゲート配線と平行な直線状の第2のゲート配線とを、半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成する工程と、
前記ゲート電極の両側の前記半導体基板に、ソース/ドレイン拡散層をそれぞれ形成する工程と、
前記半導体基板上、前記第1のゲート配線及び前記第2のゲート配線上に、絶縁膜を形成する工程と、
前記第1のゲート配線を露出する第1の開口部と、前記第2のトランジスタの前記ソース/ドレイン拡散層を露出する第2の開口部とを、前記第1のゲート配線の長手方向に配列するように前記絶縁膜に形成する工程と、
前記第1の開口部内に第1のコンタクト層を埋め込み、前記第2の開口部内に第2のコンタクト層を埋め込む工程と、
前記絶縁膜上に前記第1のコンタクト層と前記第2のコンタクト層とを接続する第1の配線を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【0113】
(付記10)
付記9記載の半導体装置の製造方法において、
前記第1の開口部及び前記第2の開口部を前記絶縁膜に形成する工程では、前記第2のゲート配線を露出する第3の開口部と、前記第1のトランジスタの前記ソース/ドレイン拡散層を露出する第4の開口部とを、前記第2のゲート配線の長手方向に配列するように前記絶縁膜に更に形成し、
前記第1のコンタクト層及び前記第2のコンタクト層を埋め込む工程では、前記第3の開口部内に第3のコンタクト層を更に埋め込み、前記第4の開口部内に第4のコンタクト層を更に埋め込み、
前記第1の配線を形成する工程では、前記第3のコンタクト層と前記第4のコンタクト層を接続する第2の配線を更に形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【0114】
10…半導体基板
11a〜11d…素子領域
12…素子分離領域
14…ゲート絶縁膜
16a〜16d…ゲート配線
18…サイドウォール絶縁膜
19…凹部
20、22、24、26、28、30、32、34、36、38…ソース/ドレイン拡散層
40…絶縁膜
42…絶縁膜
44…層間絶縁膜
46a〜46p…開口部
48a〜48p…コンタクト層
50…配線
52…シリサイド膜、ソース/ドレイン電極
53…鬆
54a、54b…インバータ
56…フリップフロップ回路
58…メモリセル
110…半導体基板
111a〜111d…素子領域
112…素子分離領域
114…ゲート絶縁膜
116a〜116d…ゲート配線
118…サイドウォール絶縁膜
120、122、124、126、128、130、132、134、136、138…ソース/ドレイン拡散層
140…絶縁膜
142…絶縁膜
144…層間絶縁膜
146a〜146j…開口部
148a〜148j…コンタクト層
152…シリサイド膜、ソース/ドレイン電極
153…鬆
L1、L2…ロードトランジスタ
D1、D2…ドライバトランジスタ
T1、T2…トランスファトランジスタ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成され、第1のトランジスタのゲート電極を含み、第1のコンタクト層を介して第2のトランジスタのソース/ドレイン拡散層に電気的に接続される、直線状の第1のゲート配線と、
前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成され、前記第2のトランジスタのゲート電極を含み、第2のコンタクト層を介して前記第1のトランジスタのソース/ドレイン拡散層に電気的に接続される、前記第1のゲート配線と平行な直線状の第2のゲート配線と、
前記第1のゲート配線及び前記第2のゲート配線を覆うように前記半導体基板上に形成された絶縁膜であって、前記第1のゲート配線と前記第2のトランジスタの前記ソース/ドレイン拡散層とを露出し、長辺方向が前記第1のゲート配線の長手方向である第1の開口部が形成された絶縁膜と、
前記第1の開口部内に埋め込まれた前記第1のコンタクト層と
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項2】
請求項1記載の半導体装置において、
前記第1のゲート配線の前記端部は、前記第2のゲート配線から遠ざかるように曲がっており、
前記第2のゲート配線の前記端部は、前記第1のゲート配線から遠ざかるように曲がっている
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項3】
半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成され、第1のトランジスタのゲート電極を含み、第2のトランジスタのソース/ドレイン拡散層に電気的に接続される、直線状の第1のゲート配線と、
前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成され、前記第2のトランジスタのゲート電極を含み、前記第1のトランジスタのソース/ドレイン拡散層に電気的に接続される、前記第1のゲート配線と平行な直線状の第2のゲート配線と、
前記第1のゲート配線及び前記第2のゲート配線を覆うように前記半導体基板上に形成された絶縁膜であって、前記第1のゲート配線を露出する第1の開口部と、前記第2のトランジスタの前記ソース/ドレイン拡散層を露出する第2の開口部とが、前記第1のゲート配線の長手方向に配列された絶縁膜と、
前記第1の開口部内に埋め込まれた第1のコンタクト層と、
前記第2の開口部内に埋め込まれた第2のコンタクト層と、
前記絶縁膜上に形成され、前記第1のコンタクト層と前記第2のコンタクト層とを接続する第1の配線と
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項4】
第1のトランジスタのゲート電極を含む直線状の第1のゲート配線と;第2のトランジスタのゲート電極を含み、前記第1のゲート配線と平行な直線状の第2のゲート配線とを、半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成する工程と、
前記ゲート電極の両側の前記半導体基板に、ソース/ドレイン拡散層をそれぞれ形成する工程と、
前記半導体基板上、前記第1のゲート配線及び前記第2のゲート配線上に、絶縁膜を形成する工程と、
前記第1のゲート配線と前記第2のトランジスタの前記ソース/ドレイン拡散層とを露出し、長辺方向が前記第1のゲート配線の長手方向である第1の開口部を、絶縁膜に形成する工程と、
前記第1の開口部内に第1のコンタクト層を埋め込む工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項5】
第1のトランジスタのゲート電極を含む直線状の第1のゲート配線と;第2のトランジスタのゲート電極を含み、前記第1のゲート配線と平行な直線状の第2のゲート配線とを、半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成する工程と、
前記ゲート電極の両側の前記半導体基板に、ソース/ドレイン拡散層をそれぞれ形成する工程と、
前記半導体基板上、前記第1のゲート配線及び前記第2のゲート配線上に、絶縁膜を形成する工程と、
前記第1のゲート配線を露出する第1の開口部と、前記第2のトランジスタの前記ソース/ドレイン拡散層を露出する第2の開口部とを、前記第1のゲート配線の長手方向に配列するように前記絶縁膜に形成する工程と、
前記第1の開口部内に第1のコンタクト層を埋め込み、前記第2の開口部内に第2のコンタクト層を埋め込む工程と、
前記絶縁膜上に前記第1のコンタクト層と前記第2のコンタクト層とを接続する第1の配線を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【公開番号】特開2011−176174(P2011−176174A)
【公開日】平成23年9月8日(2011.9.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−39802(P2010−39802)
【出願日】平成22年2月25日(2010.2.25)
【出願人】(308014341)富士通セミコンダクター株式会社 (2,507)
【Fターム(参考)】