JPH0685182A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
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Abstract
接続されない内部回路のインバータを形成するMOSト
ランジスタの静電気による破壊から防ぐ。 【構成】nMOSトランジスタのチャネル幅が実効的に
100μmを越えるトランジスタについて、ソース・ド
レイン拡散層と電源および信号等の金属配線との接続を
拡散層上部に重ねたWSix膜8又は多結晶シリコン膜
を介してとり、静電パルスによるトランジスタの破壊を
防ぐ。
Description
する。
ータが含まれていることが多い。CMOSインバータの
pMOSトランジスタのソース拡散層と電源配線、pM
OSトランジスタのドレイン拡散層と出力配線およびn
MOSトランジスタのドレイン拡散層、nMOSトラン
ジスタのソース拡散層と接地配線は何らかの手段によっ
てつながれなくてはならず、これには抵抗の低い金属配
線と拡散層間の直接コンタクトが一般的に用いられて来
た。また、入力信号端子(ピン)、出力信号端子(ピ
ン)で外部と直接つながる接点で外部からの静電気によ
る破壊を防ぐのに金属配線が拡散層に接続されるところ
ではコンタクト部分の全面で金属以外の他の配線層を介
して接続し、静電パルスによって発生するアロイスパイ
クを防止していた。また、入力保護回路・出力保護回路
の形状や回路形成・使用端子を工夫することによって耐
圧を向上させ保護機能を果たすようにして来た。
うな保護機能を備えた半導体集積回路装置においても、
電源端子−接地端子間に静電パルスを加えると、外部入
力信号短絡又は外部出力信号端子に直接接続されない内
部の回路部分においてインバータを形成する比較的大き
なMOSトランジスタ、すなわちチャネル幅が100μ
m以上のMOSトランジスタにおいて、拡散層やゲート
酸化膜が破壊してしまうという不良が発生することが
る。これは大きなMOSトランジスタでは内部抵抗が低
くなるため電源端子−接地端子間に印加された静電パル
スによって、電荷が内部回路の抵抗の低い経路に集中し
て流れるためと思われる。これらの問題を解決するため
保護抵抗をつけるということがまず考えられるが大きな
MOSトランジスタの電源配線や接地配線に直列に大き
な抵抗を入れてしまっては高速動作に支障がででしま
う。またソース・ドレイン拡散層コンタクトとゲート電
極との距離を離して、間の拡散層を保護抵抗として使用
することも出力トランジスタではよく使われる手法であ
り、その手法を内部回路に適用することも考えられるが
1つのトランジスタで占有面積が広く必要でありペレッ
トサイズの縮小化に支障がある。
表面にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極を有
するMOSトランジスタと、第1の層間絶縁膜を介して
設けられた中間配線層と、第2の層間絶縁膜を介して設
けられたアルミニウム系配線層とを有する半導体集積回
路装置において、前記MOSトランジスタのソース・ド
レイン拡散層上で前記第1の層間絶縁膜に設けられた複
数の第1のコンタクト孔を介して前記ソース・ドレイン
拡散層と接触し前記中間配線層と同一材料からなるコン
タクト配線層および前記コンタクト配線層と前記第1の
層間絶縁膜の上方で、前記第2の層間絶縁膜に設けられ
た複数の第2のコンタクト孔を介して接触する一つの前
記アルミニウム系配線層を有するというものである。
ンバータを示す平面図、図2(a)および図2(b)は
それぞれ図1のCMOSインバータのnMOSトランジ
スタMnおよびpMOSトランジスタMpにおけるコン
タクト部を示す断面図、図3は図1のCMOSインバー
タの回路図である。
SトランジスタMpのゲート長は1.2μm,チャネル
幅は224μm(56μm×4)、nMOSトランジス
タMnのゲート長は1.0μm,チャネル幅は114μ
m(28.5μm×4)である。pMOSトランジスタ
Mpのソース拡散層4sまたはドレイン拡散層4dはア
ルミニウム系配線層12(vcc)または12(ou
t)とコンタクト孔11(第1の層間絶縁膜6,第2の
層間絶縁膜9の2層膜に設けられている)を介して接続
されている。コンタクト孔11の大きさは0.9μm×
1.0μmで、2.0μmピッチで設けられている。電
源配線層12(Vcc)は3本の枝12(vcc)を有
し、同様に出力配線層12(OUT)は2本の枝12
(out)を有している。
層3dまたはソース拡散層3sは、厚さ約550nmの
第1の層間絶縁膜6に、4.1μmピッチで設けられた
0.8μm×0.8μmの第1のコンタクト孔7を介し
て幅2m,厚さ約200nmのWSix(x=2.5〜
2.7)膜8からなるコンタクト配線層に接続される。
タングステンシリサイド膜は、第2の層間絶縁膜9に、
4.1μmピッチで設けられた0.8μm×0.7μm
の第2のコンタクト孔10を介して幅2.0μmのアル
ミニウム系配線層12(out)または12(gnd)
に接続される。第1のコンタクト孔7と第2のコンタク
ト孔10とは同じ拡散層上に交互に配線され、ゲート電
極5(gn)の両側には同じコンタクト孔を設けないよ
うにしてある。ゲート電極5(gn)の中央部と第1,
第2のコンタクト孔の中央部との横方向の距離は2.0
μmである。このようにして、nMOSトランジスタM
nのソース拡散層、ドレイン拡散層と接地配線層12
(GND),出力配線層12(OUT)との間に抵抗r
(30Ω)をもたせることができる。
5(gn)は、厚さ約18nmのゲート酸化膜を選択的
に被覆しているが、入力配線層5(IN)に合流してい
る。1はP型シリコン基板、2はNウェル、13はカバ
ー膜である。
タのうち、チャネル幅が100μm以上のものにつき、
ソース・ドレイン拡散層と配線とのコンタクト構造をこ
のようにすることによって、電源端子と接地端子との間
の静電気放電耐圧を2000ボルトにすることができ
た。ただし、100pFのキャパシタに充電した電荷を
1.5kΩの抵抗を介して電源端子に放電してテストを
行なった。
いてビット線(中間配線層)に使用されているので、こ
のようなコンタクト構造を実現するために特別に使用す
るものではなく、ビット線などと同一工程で成膜でき
る。また、このようなコンタクト構造をとることによっ
て、nMOSトランジスタの占有面積は増加しない。
に限らず、その他の高融点金属シリカイド膜や単結晶シ
リコン膜など、アルミニウム系合金膜を代表とする金属
配線層より抵抗の高いものを使用することができる。
回路装置は内部回路の大きなnMOSトランジスタにお
いて金属配線層とソース・ドレイン拡散層の間に金属配
線より抵抗の大きな中間配線層を介してコンタクトをと
ることにより、電源配線−接地配線間に加わる静電パル
スから内部回路を保護し、また抵抗素子が並列に多数接
続される構造であるので、抵抗の高い配線層が内部回路
に与える影響も小さくおさえることができる。さらに余
計な面積を使う必要もないのでペレットの縮小化に支障
をきたすようにこともない。
インバータを示す平面図である。
スタにおけるコンタクト構造を示す断面図(図2
(a))およびnMOSトランジスタにおけるコンタク
ト構造を示す断面図(図2(b))である。
る。
線層 12(out) アルミニウム系配線層 13 カバー膜
Claims (2)
- 【請求項1】 半導体基板の表面にゲート絶縁膜を介し
て設けられたゲート電極を有するMOSトランジスタ
と、第1の層間絶縁膜を介して設けられた中間配線層
と、第2の層間絶縁膜を介して設けられたアルミニウム
系配線層とを有する半導体集積回路装置において、前記
MOSトランジスタのソース・ドレイン拡散層上で前記
第1の層間絶縁膜に設けられた複数の第1のコンタクト
孔を介して前記ソース・ドレイン領域と接触し前記中間
配線層と同一材料からなるコンタクト配線層および前記
コンタクト配線層と前記第1の層間絶縁膜の上方で、前
記第2の層間絶縁膜に設けられた複数の第2のコタクト
孔を介して接触する一つの前記アルミニウム系配線層を
有することを特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項2】 金属シリサイド膜からなるコンタクト配
線層がnMOSトランジスタのソース・ドレイン拡散層
と接触する請求項1記載の半導体集積回路装置。
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