專利名稱：半導(dǎo)體集成電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于基板反饋偏置控制用的布線的半導(dǎo)體集成電路裝置，特別是涉及使裝置的可靠性及集成度提高的半導(dǎo)體集成電路裝置。
背景技術(shù)：
近幾年，對于半導(dǎo)體集成電路裝置，削減消耗功率越來越重要。為了消耗功率的削減，降低電源電壓受到重視。并且，為了在降低電源電壓的情況下也能提高處理能力而對半導(dǎo)體集成電路裝置的基板反饋偏置進(jìn)行控制。此處，基板反饋偏置是向在晶體管的基板上形成了的阱施加的弱的反饋偏置電壓。在晶體管動作時(shí)，在正向加上基板反饋偏置，使得晶體管的溝道中容易流過電流，使晶體管在低電壓下動作，并且實(shí)現(xiàn)動作的高速化。另一方面，在晶體管停止時(shí)，不加正向的基板反饋偏置，減少電流的漏泄。
不過，基板反饋偏置是通過與通常的基板偏置控制用的布線分開配設(shè)的基板反饋偏置控制用的布線而被供給的。此處，對于現(xiàn)有半導(dǎo)體集成電路裝置的偏置供給用的布線，用附圖進(jìn)行說明。圖2是示意地表示現(xiàn)有例所涉及的半導(dǎo)體集成電路裝置的偏置供給用的布線構(gòu)造的(A)部分俯視圖，及(B)Y-Y’間的部分放大剖視圖。
半導(dǎo)體集成電路裝置101是在P型的基板102內(nèi)的深N阱103上面分別按帶狀形成P阱104及N阱105。在P阱104上面的層間絕緣膜108內(nèi)沿著該P(yáng)阱104延伸的方向形成基板偏置控制用GND布線112，在N阱105上面的層間絕緣膜108內(nèi)沿著該N阱105延伸的方向形成基板偏置控制用VDD布線111。在基板偏置控制用VDD布線111及基板偏置控制用GND布線112上面的層間絕緣膜108上面，形成與該基板偏置控制用VDD布線111及該基板偏置控制用GND布線112立體交叉的基板反饋偏置控制用VDD布線113及基板反饋偏置控制用GND布線114。在基板偏置控制用VDD布線111和基板反饋偏置控制用VDD布線113立體交叉的部分的近旁的N阱105內(nèi)形成N+擴(kuò)散層107，在基板偏置控制用GND布線112和基板反饋偏置控制用GND布線114立體交叉的部分的近旁的P阱104內(nèi)形成P+擴(kuò)散層106。基板反饋偏置控制用VDD布線113通過通路接觸件115而與N+擴(kuò)散層107電連接，基板反饋偏置控制用GND布線114通過通路接觸件116而與P+擴(kuò)散層106電連接。在基板偏置控制用VDD布線111及基板偏置控制用GND布線112上面即基板反饋偏置控制用VDD布線113和基板反饋偏置控制用GND布線114間的層間絕緣膜108中形成與晶體管(未圖示)電連接的信號線117。因?yàn)樵诨宸答伷每刂朴玫牟季€113、114和信號線117之間電位差大，所以基板反饋偏置控制用的布線113、114和信號線117之間能確保給定的間隔。
專利文獻(xiàn)1特開昭61-196617號公報(bào)發(fā)明內(nèi)容然而，在基板偏置控制用VDD布線111及基板偏置控制用GND布線112上面形成基板反饋偏置控制用VDD布線113及基板反饋偏置控制用GND布線114的話，就必須加大通路接觸件115、116的直徑，因而在基板反饋偏置控制用VDD布線113和基板反饋偏置控制用GND布線114之間可形成的信號線117的條數(shù)就會減少，半導(dǎo)體集成電路裝置101的集成度就會下降，這是存在的問題。另一方面，要提高半導(dǎo)體集成電路裝置101的集成度的話，基板反饋偏置控制用的布線113、114和信號線117之間的TDDB(時(shí)效絕緣擊穿)就容易產(chǎn)生，這也是存在的問題。特別是對于使用Cu進(jìn)行細(xì)微加工而作為基板反饋偏置控制用的布線113、114和信號線117，使用Low-K膜作為層間絕緣膜108的情況增多的近幾年的半導(dǎo)體集成電路裝置，與TDDB等可靠性有關(guān)的問題更加顯著。
本發(fā)明主要的課題是提高半導(dǎo)體集成電路裝置的集成度、可靠性。
根據(jù)本發(fā)明的觀點(diǎn)，提供一種具有基板反饋偏置控制用的布線的半導(dǎo)體集成電路裝置，其特征在于，具備沿著基板內(nèi)的第1阱配置的第1布線；沿著基板內(nèi)的第2阱配置的第2布線；與上述第1布線及上述第2布線配置在同一層上，并且配置在與上述第1布線及上述第2布線交叉的方向，且與上述第1布線及上述第2布線電絕緣的第3布線；配置在上述第1布線和上述第3布線的布線方向交叉的部分的近旁的上述第1布線和上述第1阱之間，并且與上述第3布線通過通路而電連接，且由與柵極材料相同的材料組成的第1柵極材料布線；以及配置在上述第2布線和上述第3布線的布線方向交叉的部分的近旁的上述第2阱內(nèi)，并且與上述第3布線通過通路而電連接，且含有比上述第2阱中的雜質(zhì)濃度高的濃度的雜質(zhì)的第1擴(kuò)散層，把上述第1柵極材料布線及上述第1擴(kuò)散層作為上述第3布線所涉及的(基板反饋偏置控制用的)布線路徑來使用。
在本發(fā)明的上述半導(dǎo)體集成電路裝置中，優(yōu)選的是，具備與上述第1布線及上述第2布線配置在同一層上，并且配置在與上述第1布線及上述第2布線交叉的方向，與上述第1布線及上述第2布線電絕緣，且與上述第3布線留出給定的間隔而配置的第4布線；配置在上述第1布線和上述第4布線的布線方向交叉的部分的近旁的上述第1阱內(nèi)，并且與上述第4布線通過通路而電連接，且含有比上述第1阱中的雜質(zhì)濃度高的濃度的雜質(zhì)的第2擴(kuò)散層；以及配置在上述第2布線和上述第4布線的布線方向交叉的部分的近旁的上述第2布線和上述第2阱之間，并且與上述第4布線通過通路而電連接，且由與柵極材料相同的材料組成的第2柵極材料布線，把上述第2柵極材料布線及上述第2擴(kuò)散層作為上述第4布線所涉及的(基板反饋偏置控制用的)布線路徑來使用。
本發(fā)明的上述半導(dǎo)體集成電路裝置中，優(yōu)選的是，在上述第1阱及第2阱下的上述基板內(nèi)形成了與上述第1阱同型的第3阱。
本發(fā)明的上述半導(dǎo)體集成電路裝置中，優(yōu)選的是，上述第3布線是在上述基板上形成的布線層中的離上述基板側(cè)最近的布線層上形成。
本發(fā)明的上述半導(dǎo)體集成電路裝置中，優(yōu)選的是，上述第3布線是在形成上述第1布線及上述第2布線的工序的同時(shí)形成的。
本發(fā)明的上述半導(dǎo)體集成電路裝置中，優(yōu)選的是，上述第1擴(kuò)散層是在形成在上述第1阱的區(qū)域中形成的晶體管的源極/漏極區(qū)域的工序的同時(shí)形成的。
本發(fā)明的上述半導(dǎo)體集成電路裝置中，優(yōu)選的是，上述第1柵極材料布線是在形成上述晶體管的柵極電極的工序的同時(shí)形成的。
根據(jù)本發(fā)明(權(quán)利要求1-7)，把擴(kuò)散層及柵極材料布線用作基板反饋偏置控制用的布線路徑，從而可減小第3布線的布線寬度，不會壓迫在比第3布線靠上層上形成的信號線，能提高裝置的集成度、可靠性。
根據(jù)本發(fā)明(權(quán)利要求5-7)，不對通常的形成晶體管及布線的工序追加新的工序就能形成第3布線(及第4布線)、第1擴(kuò)散層(第1擴(kuò)散層)和第1柵極材料布線(及第2柵極材料布線)，因而不會造成裝置的制造成本的上升。還有，能以與基板偏置控制用的第1布線及第2布線同一工序形成基板反饋偏置控制用的第3布線，因而還能降低裝置的制造成本。


圖1是示意地表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的半導(dǎo)體集成電路裝置的偏置供給用的布線構(gòu)造的(A)部分俯視圖，及(B)X-X’間的部分放大剖視圖。
圖2是示意地表示現(xiàn)有例所涉及的半導(dǎo)體集成電路裝置的偏置供給用的布線構(gòu)造的(A)部分俯視圖，及(B)Y-Y’間的部分放大剖視圖。
具體實(shí)施例方式
(實(shí)施方式1)用附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的半導(dǎo)體集成電路裝置。圖1是示意地表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的半導(dǎo)體集成電路裝置的偏置供給用的布線構(gòu)造的(A)部分俯視圖，及(B)X-X’間的部分放大剖視圖。
半導(dǎo)體集成電路裝置1具有基板2、深N阱3、P阱4、N阱5、P+擴(kuò)散層6、N+擴(kuò)散層7、層間絕緣膜8、基板偏置控制用VDD布線11、基板偏置控制用GND布線12、基板反饋偏置控制用VDD布線13、基板反饋偏置控制用GND布線14、通路接觸件15a、15b、16a、16b、信號線17、柵極材料布線18、19。
基板2是P型的硅基板。深N阱3是在基板2內(nèi)深的區(qū)域中形成的N型的阱。P阱4是在基板2內(nèi)的深N阱3上面按帶狀形成的P型的阱。N阱5是在基板2內(nèi)的深N阱3上面按帶狀形成的N型的阱。另外，圖1的基板2為三阱構(gòu)造，不過不限于此，也可以是雙阱構(gòu)造，也可以是具有在絕緣膜上面形成了硅單晶膜的雙阱構(gòu)造的SOI(Siliconon insulator)基板。
P+擴(kuò)散層6是含有比P阱4的P型雜質(zhì)濃度高的濃度的P型雜質(zhì)的擴(kuò)散層都，在基板偏置控制用GND布線12和基板反饋偏置控制用GND布線14立體交叉的部分的近旁的P阱4內(nèi)形成。P+擴(kuò)散層6還用作基板反饋偏置控制用GND布線14的旁通布線，還具有避免基板反饋偏置控制用GND布線14和基板偏置控制用GND布線12的抵觸的作用。P+擴(kuò)散層6可以在形成在N阱5區(qū)域內(nèi)形成的晶體管的源極/漏極區(qū)域(未圖示)的工序的同時(shí)形成。
N+擴(kuò)散層7是含有比N阱5的N型雜質(zhì)濃度高的濃度的N型雜質(zhì)的擴(kuò)散層都，在基板偏置控制用VDD布線11和基板反饋偏置控制用VDD布線13立體交叉的部分的近旁的N阱5內(nèi)形成N+擴(kuò)散層7。N+擴(kuò)散層7還用作基板反饋偏置控制用VDD布線13的旁通布線，還具有避免基板反饋偏置控制用VDD布線13和基板偏置控制用VDD布線11的抵觸的作用。N+擴(kuò)散層7可以在形成在P阱4區(qū)域內(nèi)形成的晶體管的源極/漏極區(qū)域(未圖示)的工序的同時(shí)形成。
層間絕緣膜8是用在基板2上面的多層布線層中的絕緣膜。層間絕緣膜8例如可以采用氧化硅、LowK材等絕緣材料。
基板偏置控制用VDD布線11是用于基板偏置控制的VDD布線，在N阱5上面的層間絕緣膜8上面沿著該N阱5延伸的方向形成。基板偏置控制用GND布線12是用于基板偏置控制的GND布線，在P阱4上面的層間絕緣膜8上面沿著該P(yáng)阱4延伸的方向形成?；迤每刂朴肰DD布線11及基板偏置控制用GND布線12例如可以采用Cu、Al等布線材料。
基板反饋偏置控制用VDD布線13是用于基板反饋偏置控制的VDD布線，與層間絕緣膜8上面的基板偏置控制用VDD布線11及基板偏置控制用GND布線12在同一層形成?；宸答伷每刂朴肰DD布線13在基板偏置控制用VDD布線11和基板偏置控制用GND布線12之間在與該基板偏置控制用VDD布線11及該基板偏置控制用GND布線12正交的方向配置成島狀，與該基板偏置控制用VDD布線11及該基板偏置控制用GND布線12電絕緣。
基板反饋偏置控制用GND布線14是用于基板反饋偏置控制的GND布線，與層間絕緣膜8上面的基板偏置控制用VDD布線11及基板偏置控制用GND布線12在同一層形成?；宸答伷每刂朴肎ND布線14在基板偏置控制用VDD布線11和基板偏置控制用GND布線12之間在與該基板偏置控制用VDD布線11及該基板偏置控制用GND布線12正交的方向配置成島狀，與該基板偏置控制用VDD布線11及該基板偏置控制用GND布線12電絕緣。
基板反饋偏置控制用VDD布線13及基板反饋偏置控制用GND布線14可以采用與基板偏置控制用VDD布線11及基板偏置控制用GND布線12相同的材料，可以在形成基板偏置控制用VDD布線11及基板偏置控制用GND布線12的工序的同時(shí)形成。優(yōu)選的是，基板反饋偏置控制用VDD布線13及基板反饋偏置控制用GND布線14在多層布線層中的離基板2側(cè)最近的最下層的布線層上形成。這是因?yàn)檫@樣就可減小通路接觸件15a、15b、16a、16b的直徑，可減小布線寬度，從而能增加從平面的法線方向看去在基板反饋偏置控制用VDD布線13和基板反饋偏置控制用GND布線14之間能配設(shè)的信號線17的條數(shù)，能提高裝置的集成度。
通路接觸件15a是電連接基板反饋偏置控制用VDD布線13和N+擴(kuò)散層7的通路接觸件，在層間絕緣膜8內(nèi)形成。通路接觸件15b是電連接基板反饋偏置控制用VDD布線13和柵極材料布線18的通路接觸件，在層間絕緣膜8內(nèi)形成。
通路接觸件16a是電連接基板反饋偏置控制用GND布線14和P+擴(kuò)散層6的通路接觸件，在層間絕緣膜8內(nèi)形成。通路接觸件16b是電連接基板反饋偏置控制用VDD布線13和柵極材料布線19的通路接觸件，在層間絕緣膜8內(nèi)形成。
信號線17是用于與晶體管(未圖示)電連接的信號用的布線，在比布線11、12、13、14靠上層且從平面的法線方向看去在基板反饋偏置控制用VDD布線13和基板反饋偏置控制用GND布線14之間形成。
柵極材料布線18是用作基板反饋偏置控制用GND布線14的旁通的布線，由與柵極電極(未圖示)所用的柵極材料(多硅、硅化物、金屬等)相同的材料組成，在層間絕緣膜8內(nèi)且在與柵極絕緣膜(未圖示)同一層的絕緣膜20上面形成。柵極材料布線18具有避免基板反饋偏置控制用GND布線14和基板偏置控制用VDD布線11的抵觸的作用。柵極材料布線18可以在形成晶體管的柵極電極(未圖示)的工序的同時(shí)形成。
柵極材料布線19是用作基板反饋偏置控制用VDD布線13的旁通的布線，由與柵極電極(未圖示)所用的柵極材料(多硅、硅化物、金屬等)相同的材料組成，在層間絕緣膜8內(nèi)且在與柵極絕緣膜(未圖示)同一層的絕緣膜上面形成。柵極材料布線19具有避免基板反饋偏置控制用VDD布線13和基板偏置控制用GND布線12的抵觸的作用。柵極材料布線19可以在形成晶體管的柵極電極(未圖示)的工序的同時(shí)形成。
其次，對于實(shí)施方式1所涉及的半導(dǎo)體集成電路裝置的基板反饋偏置控制用的電位的供給路徑進(jìn)行說明?；宸答伷每刂朴玫腉ND電位在基板反饋偏置控制用GND布線14、通路接觸件16a、P+擴(kuò)散層6、通路接觸件16a、基板反饋偏置控制用GND布線14、通路接觸件16b、柵極材料布線18、通路接觸件16b、基板反饋偏置控制用GND布線14的路徑的循環(huán)中，由P+擴(kuò)散層6向P阱4供給。基板反饋偏置控制用的VDD電位在基板反饋偏置控制用VDD布線13、通路接觸件15a、N+擴(kuò)散層7、通路接觸件15a、基板反饋偏置控制用VDD布線13、通路接觸件15b、柵極材料布線19、通路接觸件15b、基板反饋偏置控制用VDD布線13的路徑的循環(huán)中，由N+擴(kuò)散層7向N阱5供給。另外，基板反饋偏置是向在晶體管的基板上形成了的阱施加的弱的反饋偏置電壓，因而用P+擴(kuò)散層6、N+擴(kuò)散層7、柵極材料布線18、柵極材料布線19作為基板反饋偏置控制用的布線的一部分也不會有任何問題。
根據(jù)實(shí)施方式1，作為基板反饋偏置控制用的電位的供給路徑，除了基板反饋偏置控制用VDD布線13及基板反饋偏置控制用GND布線14以外，也可以采用P+擴(kuò)散層6、N+擴(kuò)散層7、柵極材料布線18、柵極材料布線19，從而能避免基板反饋偏置控制用VDD布線13及基板反饋偏置控制用GND布線14和基板偏置控制用VDD布線11及基板偏置控制用GND布線12的抵觸，可減小基板反饋偏置控制用VDD布線13及基板反饋偏置控制用GND布線14的布線寬度，因而不會壓迫信號線17。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體集成電路裝置，其特征在于，具備沿著基板內(nèi)的第1阱配置的第1布線；沿著基板內(nèi)的第2阱配置的第2布線；與所述第1布線及所述第2布線配置在同一層上，并且配置在與所述第1布線及所述第2布線交叉的方向，且與所述第1布線及所述第2布線電絕緣的第3布線；配置在所述第1布線和所述第3布線的布線方向交叉的部分的近旁的所述第1布線和所述第1阱之間，并且與所述第3布線通過通路而電連接，且由與柵極材料相同的材料組成的第1柵極材料布線；以及配置在所述第2布線和所述第3布線的布線方向交叉的部分的近旁的所述第2阱內(nèi)，并且與所述第3布線通過通路而電連接，且含有比所述第2阱中的雜質(zhì)濃度高的濃度的雜質(zhì)的第1擴(kuò)散層，把所述第1柵極材料布線及所述第1擴(kuò)散層作為所述第3布線所涉及的布線路徑來使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體集成電路裝置，其特征在于，具備與所述第1布線及所述第2布線配置在同一層上，并且配置在與所述第1布線及所述第2布線交叉的方向，與所述第1布線及所述第2布線電絕緣，且與所述第3布線留出給定的間隔而配置的第4布線；配置在所述第1布線和所述第4布線的布線方向交叉的部分的近旁的所述第1阱內(nèi)，并且與所述第4布線通過通路而電連接，且含有比所述第1阱中的雜質(zhì)濃度高的濃度的雜質(zhì)的第2擴(kuò)散層；以及配置在所述第2布線和所述第4布線的布線方向交叉的部分的近旁的所述第2布線和所述第2阱之間，并且與所述第4布線通過通路而電連接，且由與柵極材料相同的材料組成的第2柵極材料布線，把所述第2柵極材料布線及所述第2擴(kuò)散層作為所述第4布線所涉及的布線路徑來使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體集成電路裝置，其特征在于，在所述第1阱及第2阱下的所述基板內(nèi)形成了與所述第1阱同型的第3阱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體集成電路裝置，其特征在于，所述第3布線是在所述基板上形成的布線層中的離所述基板側(cè)最近的布線層上形成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體集成電路裝置，其特征在于，所述第3布線是在形成所述第1布線及所述第2布線的工序的同時(shí)形成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體集成電路裝置，其特征在于，所述第1擴(kuò)散層是在形成在所述第1阱的區(qū)域中形成的晶體管的源極/漏極區(qū)域的工序的同時(shí)形成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體集成電路裝置，其特征在于，所述第1柵極材料布線是在形成所述晶體管的柵極電極的工序的同時(shí)形成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體集成電路裝置，其特征在于，在所述第1阱及第2阱下的所述基板內(nèi)形成了與所述第1阱同型的第3阱。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體集成電路裝置，其特征在于，所述第3布線是在所述基板上形成的布線層中的離所述基板側(cè)最近的布線層上形成的。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體集成電路裝置，其特征在于，所述第3布線是在所述基板上形成的布線層中的離所述基板側(cè)最近的布線層上形成的。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體集成電路裝置，其特征在于，所述第3布線是在形成所述第1布線及所述第2布線的工序的同時(shí)形成的。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體集成電路裝置，其特征在于，所述第3布線是在形成所述第1布線及所述第2布線的工序的同時(shí)形成的。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體集成電路裝置，其特征在于，所述第3布線是在形成所述第1布線及所述第2布線的工序的同時(shí)形成的。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體集成電路裝置，其特征在于，所述第1擴(kuò)散層是在形成在所述第1阱的區(qū)域中形成的晶體管的源極/漏極區(qū)域的工序的同時(shí)形成的。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體集成電路裝置，其特征在于，所述第1柵極材料布線是在形成所述晶體管的柵極電極的工序的同時(shí)形成的。
全文摘要
一種半導(dǎo)體集成電路裝置，具備與第1布線(11)及第2布線(12)配置在同一層上且配置在與第1布線(11)及第2布線(12)交叉的方向的第3布線(14)；配置在第1布線(11)和第3布線(14)的布線方向交叉的部分近旁的第1布線(11)和第1阱(5)之間且與第3布線(14)通過通路電連接的第1柵極材料布線(18)；以及配置在第2布線(12)和第3布線(14)的布線方向交叉的部分近旁的第2阱(4)內(nèi)且與第3布線(14)布線通過通路電連接，且雜質(zhì)濃度比第2阱(4)高的第1擴(kuò)散層(6)，把第1柵極材料布線(18)及第1擴(kuò)散層(6)作為第3布線(14)所涉及的基板反饋偏置控制用的布線路徑來使用。
文檔編號H01L21/82GK1885539SQ200610094089
公開日2006年12月27日 申請日期2006年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月22日
發(fā)明者中本德仁 申請人:恩益禧電子股份有限公司