半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体装置。在不增加杂质的注入工序、光掩模的情况下抑制扭折电流的产生。在半导体基板的主面具有被隔离区域划定的活性区域，在所述活性区域中具有场效应晶体管（Q1a～Q1c、Q2a～Q2e、Q3a～Q3d），在该活性区域中形成的所述场效应晶体管的栅极长度方向的一边的长度比该栅极长度长，并且，在所述活性区域（2）和所述隔离区域（3）的边界处栅极电极图案横跨的边界部（7）与构成所述场效应晶体管的对的源极漏极区域的至少一方非接触。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具备场效应晶体管的半导体装置，特别是涉及对由扭折（kink）现象产生的扭折电流进行抑制的技术。
技术介绍
在场效应晶体管中存在如下现象，即，即使栅极电压为阈值电压以下，也不希望地流过漏极电流。例如，由于场效应晶体管的活性区域和隔离区域的边界部分处的变形、晶体缺陷，即使是阈值电压以下的栅极电压，也沿着该边界部分开始流过漏极电流，在构成要求电流平衡的差动对、负载等的场效应晶体管间电流产生不希望的偏差。例如，在日本特开2001-144189号公报中记载了如下内容：在被沟槽元件隔离区域区划的元件区域构成场效应晶体管时，以与其沟道区域的中央部相比使与沟槽元件隔离区域的边界附近的两端部分的阈值电压高的方式调整杂质浓度。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2001-144189号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术人对抑制上述那样的截止电流进行了研究。据此，在使例如工作电压1V～2V左右的低耐压的场效应晶体管和工作电压5V～8V的中耐压场效应晶体管混载于同一芯片的工艺中，发现存在容易在中耐压场效应晶体管的I-V波形中产生扭折现象的问题。扭折现象是指如下现象，即，在场效应晶体管的I-V波形中，当与正常的I-V波形相比时，从栅极电压比阈值电压低的阶段开始流过源极漏极间电流，当栅极电压进一步变高时，I-V波形与正常波形一致。通常将像这样产生了阶梯差的波形称作扭折波形。从上述栅极电压比阈值电压低的阶段开始流过的源极漏极间电流为扭折电流。由于在该扭折现象的产生程度方面存在偏差，所以，主要产生两个问题。第一个是截止漏电流（Ioff）增加的问题，第二个是如下问题，即，在模拟电路中取低的电流值的对的情况下，由于扭折现象，在相邻的场效应晶体管间漏极电流产生偏差，导致对精度劣化。作为产生这样的扭折现象的原因，考虑两个情况。首先，通常中耐压的场效应晶体管的栅极氧化膜厚度部分地变薄的薄化成为原因的情况较多。在通常的场效应晶体管的布局中，在俯视图中栅极电极在活性区域中直行，栅极电极的栅极宽度方向两端部向隔离区域突出。夹着栅极电极被隔开的活性区域的一方成为漏极电极，另一方成为源极电极。栅极电极和活性区域重叠的区域成为沟道区域，漏极电极和源极电极的间隔为栅极长度，与该栅极长度正交的方向的区域的宽度为栅极宽度。此处，栅极电极横跨活性区域和隔离区域的边界的地方成为沟道区域和隔离区域的边界区域，在该部分容易产生栅极氧化膜的膜厚度部分地变薄的薄化的问题。像这样在栅极氧化膜厚度变薄的边界区域中，场效应晶体管的阈值电压变低，形成侧沟道。在比本来的阈值电压低的栅极电压的情况下，在侧沟道开始流过漏极源极间电流，这作为扭折波形而出现。作为第二个，在栅极氧化膜厚度没有薄化的情况下也产生扭折波形。存在栅极氧化膜厚度在沟道端部不薄化的构造。通常在形成隔离区域之后形成栅极氧化膜，因此容易在端部产生薄化，但是，在先均匀地形成栅极氧化膜之后形成STI（Shallow.TrenchIsolation：浅槽隔离）等的隔离区域，因此没有薄化。可是，由于STI形成时的处理，在沟道的端部的区域中杂质浓度变薄（低），其结果是，在与薄化相同的区域产生阈值电压低的侧沟道，在与上述同样的侧沟道相同的路径中产生扭折电流。像这样，即使根本原因不同，经由在中耐压等的场效应晶体管的沟道区域的沟道宽度方向端产生的阈值电压低的侧沟道的电流成分也使扭折波形产生。在专利文献1的技术中，为了抑制扭折电流的产生而与侧沟道的位置对应地追加用于高浓度地注入杂质的光掩模，必须增加制造工序。本专利技术的目的是提供一种能够在不增加杂质的注入工序、光掩模的情况下抑制扭折电流的产生的半导体装置。本专利技术的上述以及其它目的和新的特征根据本说明书的记载以及附图而变得明显。用于解决课题的方案对在本申请中公开的专利技术中的代表性的内容的概要简单地说明如下。再有，在本项中在括号内所记载的附图中的附图标记等是用于使理解容易化的一例。〔1〕<边界部从栅极宽度方向夹着源极漏极区域和沟道区域，被夹着的源极漏极区域从边界部沿栅极宽度方向隔开>半导体装置在半导体基板的主面具有被隔离区域（3）划定的活性区域（2），在所述活性区域中具有场效应晶体管（Q1a～Q1c、Q2a～Q2e、Q3a～Q3d）。在所述活性区域和所述隔离区域的边界处栅极电极图案横跨的边界部（7）至少在栅极宽度（W）方向上夹着在该活性区域中形成的所述场效应晶体管的源极漏极区域（4、5）和沟道区域（6）并且具有使所述源极漏极区域和在所述栅极宽度方向上夹着它的所述边界部之间隔开的隔开部（14）。据此，边界部被隔开部从源极漏极区域隔开，因此，即使在边界部栅极氧化膜厚度变薄，此外，即使杂质浓度变低，在隔开部介于其间的部分，边界部和源极漏极区域也不相接。因此，在边界部与场效应晶体管的源极漏极区域的双方不相接的情况下，边界部不构成从一方的源极漏极区域向另一方的源极漏极区域流过电流的侧沟道。在假设边界部与场效应晶体管的源极漏极区域的双方相接的情况下，构成流过不希望的上述电流的侧沟道，但是，其电流路径比该场效应晶体管的沟道长度长使隔开部介于其间的量，能够将该不希望的电流的程度缓和不希望的上述电流路径变长的量。像这样，能够在不增加杂质的注入工序、光掩模的情况下利用栅极电极图案的布局抑制扭折电流的产生。进而，默认地意味着在边界部在栅极宽度方向上夹着源极漏极区域和沟道区域这样的构造中，在向源极漏极区域注入杂质时的掩模能够使用栅极电极图案。〔2〕<边界部与构成场效应晶体管的对的源极漏极区域的至少一方非接触>在项1中，被所述栅极电极图案覆盖的所述边界部与构成在该活性区域中形成的所述场效应晶体管的对的源极漏极区域的至少一方非接触（Q1a～Q1c、Q2a～Q2e）。据此，边界部与场效应晶体管的源极漏极区域的至少一方不相接，因此，边界部不构成从一方的源极漏极区域向另一方的源极漏极区域流过电流的侧沟道。〔3〕<在俯视图中边界部包围双方的源极漏极区域（与双方不相接）>在项2中，被所述栅极电极图案覆盖的所述边界部在俯视图中从四个方向包围在该活性区域中形成的所述场效应晶体管的各个源极漏极区域和沟道区域并且不与所述各个源极漏极区域相接（Q1a～Q1c）。据此，边界部与场效应晶体管的源极漏极区域的双方不相接，因此，边界部不构成从一方的源极漏极区域向另一方的源极漏极区域流过电流的侧沟道。扭折电流的抑制效果的可靠性提高。但是，活性区域以及栅极电极图案的面积变大。〔4〕<被边界部包围的源极漏极区域被相邻MOS的一部分共同化>在项3中，所述边界部包围多个场效应晶体管，被包围的各个源极漏极区域的一部分在相邻的场效应晶体管（Q1b、Q1c）之间被共同化。据此，有助于将栅极共同化并且将一方的源极漏极共同化的两个场效应晶体管的芯片占有面积的缩小。例如能够应用于将两个场效应晶体管的栅极共同连接并且将源极共同连接的电流镜负载等。〔5〕<在俯视图中边界部从栅极宽度方向夹着源极漏极区域的任意一方以及沟道区域（与一方不相接）>在项2中，所述边界部与在该活性区域中形成的所述场效应晶体管的一方的源极漏极区域相接并且在俯视图中从三个方向包围另一方的源极漏极区域和沟道区域，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，在半导体基板的主面具有被隔离区域划定的活性区域并且在所述活性区域中具有场效应晶体管，其中，在所述活性区域和所述隔离区域的边界处栅极电极图案横跨的边界部至少在栅极宽度方向上夹着在该活性区域中形成的所述场效应晶体管的源极漏极区域和沟道区域并且具有使所述源极漏极区域和在所述栅极宽度方向上夹着它的所述边界部之间隔开的隔开部。

【技术特征摘要】
2015.07.31 JP 2015-1519731.一种半导体装置，在半导体基板的主面具有被隔离区域划定的活性区域并且在所述活性区域中具有场效应晶体管，其中，在所述活性区域和所述隔离区域的边界处栅极电极图案横跨的边界部至少在栅极宽度方向上夹着在该活性区域中形成的所述场效应晶体管的源极漏极区域和沟道区域并且具有使所述源极漏极区域和在所述栅极宽度方向上夹着它的所述边界部之间隔开的隔开部。2.如权利要求1所述的半导体装置，其中，被所述栅极电极图案覆盖的所述边界部与构成在该活性区域中形成的所述场效应晶体管的对的源极漏极区域的至少一方非接触。3.如权利要求2所述的半导体装置，其中，被所述栅极电极图案覆盖的所述边界部在俯视图中从四个方向包围在该活性区域中形成的所述场效应晶体管的各个源极漏极区域和沟道区域并且不与所述各个源极漏极区域相接。4.如权利要求3所述的半导体装置，其中，所述边界部包围多个场效应晶体管，被包围的各个源极漏极区域的一部分在相邻的场效应晶体管之间被共同化。5.如权利要求2所述的半导体装置，其中，所述边界部与在该活性区域中形成的所述场效应晶体管的一方的源极漏极区域相接并且在俯视图中从三个方向包围另一方的源极漏极区域和沟道区域，所述另一方的源极漏极区域与所述边界部非接触。6.如权利要求5所述的半导体装置，其中，将两个所述场效应晶体管作为一个单位，将各个所述一方的源极漏极区域共同化并且将各个所述另一方的源极漏极区域个别化。7.如权利要求5所述的半导体装置，其中，横跨所述边界部的栅极电极图案被相邻的两个场效应晶体管共有，所述两个场效应晶体管共有所述另一方的源极漏极区域，所述边界部在栅极宽度方向上夹着被共有的源极漏极区域以及各个沟道区域。8.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述栅极电极图案横跨的所述边界部与构成在该活性区域中形成的所述场效应晶体管的对的源极漏极区域的双方相接，一方的源极漏极区域在与所述边界部之间形成有所述隔开部，从所述边界部与一方的所述源极漏极区域相接的位置起经由所述隔开部到所述边界部与另一方的所述源极漏极区域相接的位置的该边界部的长度比该场效应晶体管的栅极长度长。9.如权利要求8所述的半导体装置，其中，所述一方的源极漏极区域的栅极宽度方向的长度比所述另一方的源极漏极区域的栅极宽度方向的长度短，被所述栅极电极图案覆盖的所述边界部在栅极宽度方向上夹着在该活性区域中形成的所述场效应晶体管的所述一方的源极漏极区域和沟道区域。10.如权利要求9所述的半导体装置，其中，将两...

【专利技术属性】
技术研发人员：田矢真敏，
申请(专利权)人：辛纳普蒂克斯日本合同会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP