[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明，涉及半导体装置及其制造方法，特别是涉及扩散工序中充电增强的影响成为问题的存储装置等的半导体装置及其制造方法。

背景技术

在局部电荷蓄积型不挥发性存储装置中通过扩散工序中通过充电增强接受了电荷注入的话，在扩散工序结束后要除去它困难的情况多。为此，在扩散工序中控制向存储元件部的充电增强影响的技术增加了重要性。作为抑制充电增强影响的方法，研究了扩散工序中在存储元件部上连接保护元件的方法(例如，参照专利文献1)。

图14，表示以前例所示的充电增强影响的抑制方法。如图14所示，在布线工序中，在被保护元件150上通过布线140连接充电增强保护晶体管部152。由此，在布线工序后的工序中被保护元件150的电极上施加正向充电的情况，同时在保护晶体管部152的电极上也施加了正电压。因此，保护晶体管部152导通，充电不会使被保护元件150的电极带电而被衬底141所放电。还有，在被保护元件150上施加负充电的情况下，保护晶体管部152的源极/漏极扩散层和阱扩散层成为顺向旁通。其结果，充电不会使被保护元件150的电极带电而被衬底141所放电。

(专利文献1)日本专利公开2001-57389号公报

(发明所要解决的课题)

然而，在上述以前的技术中，存在着保护效果只在布线以后才有效的问题。为此，无法从FEOL电平(Front End Of Line Level)的扩散工序中产生的充电保护存储元件。还有，存在着扩散工序结束后无法在被保护元件上施加负向偏压的问题。

伴随着存储元件的精细化，FEOL电平的扩散工序中的充电增强，对存储单元的初期阈值(Vt)的偏差等的影响不能再被忽视。具体的讲，伴随着精细化低温工序变得必要了，但是，由此放电FEOL电平中所蓄积的电荷的热处理工序无法再加入。为此，布线工序以后的存储元件保护中，充电增强影响的抑制变得不充分。

还有，由精细化蓄积电荷的氧化膜-氮化膜-氧化膜(ONO)的膜厚变薄的话，由电荷注入的初期Vt的变动变得容易，例如，ONO膜的膜厚从3nm降至15nm，FEOL电平在扩散工序的充电中，例如10V程度的电压只是长时间施加，随着电荷注入有可能产生初期Vt的变动。

发明内容

本发明，解决上述的以前问题，其目的在于在自FEOL电平的正负低电压范围的扩散工序中的充电增强保护被保护元件，且，能够实现扩散工序结束后在被保护元件上施加驱动被保护元件所必须的正负两极性的高压电压的半导体装置。

(为解决课题的方法)

为了达到上述的目的，本发明将半导体装置，通过与被保护元件电极一体形成的保险膜及衬底连接电极与衬底电连接而构成。

具体的讲，本发明所涉及的半导体装置，其特征在于包括：形成在半导体衬底上的，具有被保护元件电极的被保护元件；具有与半导体衬底电连接的衬底连接电极的衬底连接部；形成在被保护元件电极和衬底连接电极之间的，具有流过所规定的电流而能被切断的保险膜的保险构造；另外，被保护元件电极、衬底连接电极、及保险膜，在保险膜没有被切断的状态下，由一体形成的导电膜构成。

本发明所涉及的半导体装置，在被保护元件电极、衬底连接电极及保险膜没有切断的状态下，由一体形成的导电膜形成。为此，从被保护元件电极的导电膜形成时起，避免向被保护元件的充电增强影响的发生就成为可能。还有，保险膜，形成为流过所规定的电流就能够切断的方式。为此，扩散工序结束后通过切断保险膜，施加驱动被保护元件的必要的正负两极性的高电压成为可能。

在本发明的半导体装置中，保险膜被切断，导电膜，可以与被保护元件电极和衬底连接电极绝缘。

本发明的半导体装置，还可以包括形成在导电膜和衬底之间的绝缘膜。

本发明的半导体装置的保险构造，还可以具有与导电膜中的保险膜两侧部分分别电连接的第一切断端子及第二切断端子。

在本发明的半导体装置中，与半导体衬底中衬底连接电极连接的部分是第一导电型的，衬底连接电极是第二导电型的。

再有这种情况下的半导体衬底，具有第一导电型阱，第一导电型扩散层，可以形成在第一导电型阱中。

本发明的半导体装置中的衬底连接电极，可以隔着膜厚为4nm以下的衬底连接绝缘膜与半导体衬底连接。

本发明的半导体装置的被保护元件，可以是根据向/从电荷蓄积层蓄积/除去电子或空穴而使特性发生变化的非易失性存储器。

本发明的半导体装置的保险膜的线宽，比被保护元件电极的线宽及衬底连接电极的线宽窄。