JP2008053275A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体装置及びその製造方法に関し、特に、素子分離絶縁膜に囲まれた素子領域の半導体層に互いに間隔をもって形成されたソース領域、ドレイン領域と、ソース領域、ドレイン領域間の半導体層に形成されたチャネル領域と、チャネル領域上にゲート絶縁膜を介して形成されたポリシリコンゲートをもち、ソース領域とドレイン領域のうち少なくともドレイン領域はチャネル領域に隣接して形成された低濃度不純物領域と、チャネル領域とは反対側の低濃度不純物領域端部に隣接して形成された高濃度不純物領域によって形成されているMOSトランジスタを備えた半導体装置及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a source region, a drain region, and a semiconductor layer between the source region and the drain region formed in the semiconductor layer in the element region surrounded by the element isolation insulating film with a space therebetween. A low-concentration impurity region having a channel region formed and a polysilicon gate formed on the channel region via a gate insulating film, and at least the drain region of the source region and the drain region is adjacent to the channel region. In addition, the present invention relates to a semiconductor device including a MOS transistor formed by a high-concentration impurity region formed adjacent to an end portion of a low-concentration impurity region opposite to a channel region, and a manufacturing method thereof.
SOI(Silicon On Insulator)基板上に形成されるMOSトランジスタは、バルクシリコン基板上に形成されたMOSトランジスタとは異なり、SOI基板の埋込み酸化膜によって基板深さ方向に制限があるため、基板リーク電流が少ないという特徴がある。この特徴により、高温状況下においても動作するという利点がある。 Unlike a MOS transistor formed on a bulk silicon substrate, a MOS transistor formed on an SOI (Silicon On Insulator) substrate is limited in the substrate depth direction by the buried oxide film of the SOI substrate. There is a feature that there are few. This feature has the advantage of operating even under high temperature conditions.
SOI基板、特に1μm(マイクロメートル)以下の薄膜SOIにおいて、高耐圧デバイスを作成するために、ドレイン領域側のみに低濃度不純物領域を作り込んでMOSトランジスタのソース・ドレイン間の耐圧を上げる方法がある(特許文献1を参照。)。
この技術は、MOSトランジスタのドレイン領域側にのみ低濃度不純物領域を伸長させ、その領域を空乏化することでMOSトランジスタのソース・ドレイン間の耐圧を向上させるというものである。
In order to create a high breakdown voltage device on an SOI substrate, particularly a thin film SOI of 1 μm (micrometer) or less, there is a method of increasing the breakdown voltage between the source and drain of a MOS transistor by forming a low concentration impurity region only on the drain region side. Yes (see Patent Document 1).
In this technique, a low-concentration impurity region is extended only on the drain region side of the MOS transistor and the region is depleted to improve the breakdown voltage between the source and drain of the MOS transistor.
図8に従来のNチャネル型MOSトランジスタの断面図を示す。
SOI基板は支持基板1、埋込み酸化膜3、及びシリコン層からなるSOI層5によって構成される。SOI層5に素子分離用のLOCOS(local oxidation of silicon)酸化膜7が形成されている。LOCOS酸化膜7によって囲まれた素子領域のSOI層5にN型ソース高濃度不純物領域9及びN型ドレイン高濃度不純物領域11が互いに間隔をもって形成されている。N型ソース高濃度不純物領域9とN型ドレイン高濃度不純物領域11の間のSOI層5にN型ドレイン高濃度不純物領域11に隣接して、N型ソース高濃度不純物領域9及びN型ドレイン高濃度不純物領域11よりも低いN型不純物濃度をもつN型ドレイン低濃度不純物領域13が形成されている。N型ソース高濃度不純物領域9とN型ドレイン低濃度不純物領域13の間のSOI層5にP型チャネル領域15が形成されている。P型チャネル領域15上にゲート酸化膜17を介してN型ポリシリコンゲート17が形成されている。
このMOSトランジスタでは動作時にN型ドレイン低濃度不純物領域13が空乏化することでドレイン−ソース間の耐圧を上げることができる。
FIG. 8 shows a cross-sectional view of a conventional N-channel MOS transistor.
The SOI substrate includes a
In this MOS transistor, the drain-source breakdown voltage can be increased by depleting the N-type drain low
このような低濃度不純物領域をもつ構造を形成する際、LDD(lightly doped drain)構造における側壁酸化膜を用いた方法が考えられる。
図9にLDD構造を備えた従来のNチャネル型MOSトランジスタの断面図を示す。LDD構造のMOSトランジスタはN型ポリシリコンゲート17の側面に側壁酸化膜55を備え、側壁酸化膜55下のSOI層5にN型低濃度不純物領域57を備えている。
When forming a structure having such a low concentration impurity region, a method using a sidewall oxide film in an LDD (lightly doped drain) structure is conceivable.
FIG. 9 shows a cross-sectional view of a conventional N-channel MOS transistor having an LDD structure. The LDD structure MOS transistor includes a
従来のLDD構造の製造方法によると、ポリシリコンゲート17を形成し、ポリシリコンゲート17をマスクにして低濃度不純物領域用の不純物注入を行ない、CVD(chemical vapor deposition)法によりシリコン酸化膜を成膜した後、エッチバックを行なうことで、ポリシリコンゲート17に側壁酸化膜55を形成する。その後、N型ソース高濃度不純物領域9及びN型ドレイン高濃度不純物領域11への高濃度不純物注入により、N型ポリシリコンゲート17、N型ソース高濃度不純物領域9及びN型ドレイン高濃度不純物領域11を形成する。
しかし、LDD構造の製造方法ではN型低濃度不純物領域57のチャネル長方向の長さが短く、高耐圧化できない。
According to the conventional manufacturing method of the LDD structure, the
However, in the manufacturing method of the LDD structure, the length of the N-type low
そのため一般的に従来の製造方法では、図8に示したような低濃度不純物領域をもつ構造を形成するために、図10(A)に示すように、N型ドレイン低濃度不純物領域13を形成した後、レジストマスク59を用いてドレイン領域側のみにN型ドレイン低濃度不純物領域13を確保しつつ、ソース領域とドレイン領域の形成領域に高濃度不純物注入を行なう。ここで、N型ポリシリコンゲート17を形成するために、レジストマスク59はポリシリコンゲート17を覆っていてはならない。
Therefore, in general, in the conventional manufacturing method, an N-type drain low
上記従来の製造方法では、ポリシリコンゲート17への不純物注入にセルフアラインを用いることができない。そのためポリシリコンゲート17への不純物注入の際に、図10(B)に示すように、レジストマスク59の形成位置がドレイン領域側にずれた場合、その位置合わせ誤差分だけN型ドレイン低濃度不純物領域13に高濃度不純物注入が行われてしまい、P型チャネル領域15とN型ドレイン低濃度不純物領域13の間にN型高濃度不純物領域61が形成されて高耐圧化できないという問題があった。
また、図10(C)に示すように、レジストマスク59の形成位置がポリシリコンゲート17側にずれた場合、その位置合わせ誤差分だけポリシリコンゲート17に不純物注入が行われない領域63が発生し、トランジスタ特性がバラつくという問題があった。
In the conventional manufacturing method, self-alignment cannot be used for impurity implantation into the
Further, as shown in FIG. 10C, when the formation position of the
このような問題は、バルクシリコン基板に形成されるMOSトランジスタも含め、ソース領域とドレイン領域のうち少なくともドレイン領域が、チャネル領域に隣接して形成された低濃度不純物領域と、チャネル領域とは反対側の低濃度不純物領域端部に隣接して形成された高濃度不純物領域によって形成されているMOSトランジスタを製造する際に、レジストマスクを用いて高濃度不純物領域への不純物イオン導入と同時にポリシリコンゲートへの不純物イオンの導入を行なう際に生じる。 Such a problem, including the MOS transistor formed on the bulk silicon substrate, is opposite to the channel region in the low concentration impurity region in which at least the drain region of the source region and the drain region is formed adjacent to the channel region. When manufacturing a MOS transistor formed by a high-concentration impurity region formed adjacent to the end of the low-concentration impurity region on the side, polysilicon is introduced simultaneously with the introduction of impurity ions into the high-concentration impurity region using a resist mask It occurs when impurity ions are introduced into the gate.
本発明の目的は、少なくともドレイン領域が低濃度不純物領域と高濃度不純物領域によって形成されているMOSトランジスタ構造を形成する際に、高濃度不純物領域への不純物イオン導入とポリシリコンゲートへの不純物イオンの導入をマスクずれに起因する不具合を生じさせることなく行なうことができる半導体装置及びその製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to introduce impurity ions into a high concentration impurity region and impurity ions into a polysilicon gate when forming a MOS transistor structure in which at least a drain region is formed of a low concentration impurity region and a high concentration impurity region. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same that can be introduced without causing problems caused by mask displacement.
本発明にかかる半導体装置は、素子分離絶縁膜に囲まれた素子領域の半導体層に互いに間隔をもって形成されたソース領域、ドレイン領域と、ソース領域、ドレイン領域間の半導体層に形成されたチャネル領域と、チャネル領域上にゲート絶縁膜を介して形成されたポリシリコンゲートをもち、ソース領域とドレイン領域のうち少なくともドレイン領域はチャネル領域に隣接して形成された低濃度不純物領域と、チャネル領域とは反対側の低濃度不純物領域端部に隣接して形成された高濃度不純物領域によって形成されているMOSトランジスタを備えた半導体装置であって、少なくとも上記ポリシリコンゲートに対してドレイン領域側の上記半導体層上に、上記ポリシリコンゲートの側面に隣接して上記ゲート絶縁膜厚よりも厚く、上記ポリシリコンゲート上面を覆っておらず、かつ上面が平坦なシリコン酸化膜からなる側壁酸化膜を備え、上記低濃度不純物領域は上記側壁酸化膜下に形成されているものである。 A semiconductor device according to the present invention includes a source region, a drain region, and a channel region formed in a semiconductor layer between the source region and the drain region, which are formed in a semiconductor layer in an element region surrounded by an element isolation insulating film. A low-concentration impurity region having a polysilicon gate formed on the channel region with a gate insulating film interposed between the source region and the drain region, at least the drain region being adjacent to the channel region; Is a semiconductor device including a MOS transistor formed by a high concentration impurity region formed adjacent to an end portion of a low concentration impurity region on the opposite side, at least on the drain region side with respect to the polysilicon gate On the semiconductor layer, adjacent to the side surface of the polysilicon gate, the gate insulating film is thicker than the gate insulating film. Does not cover the silicon gate top, and the top surface is provided with a side wall oxide film made of flat silicon oxide film, the low concentration impurity regions are those formed under the side wall oxide film.
本発明にかかる半導体装置の製造方法は、素子分離絶縁膜に囲まれた素子領域の半導体層に互いに間隔をもって形成されたソース領域、ドレイン領域と、ソース領域、ドレイン領域間の半導体層に形成されたチャネル領域と、チャネル領域上にゲート絶縁膜を介して形成されたポリシリコンゲートをもち、ソース領域とドレイン領域のうち少なくともドレイン領域はチャネル領域に隣接して形成された低濃度不純物領域と、チャネル領域とは反対側の低濃度不純物領域端部に隣接して形成された高濃度不純物領域によって形成されているMOSトランジスタを備えた半導体装置の製造方法であって、以下の工程(A)〜(D)をその順に含む。
(A)上記素子領域の上記半導体層上にゲート絶縁膜を介してポリシリコンゲートを形成する工程、
(B)上記ポリシリコンゲートをマスクにして上記半導体層に不純物イオン導入を行なって低濃度不純物領域を形成する工程、
(C)少なくとも上記ポリシリコンゲートに対してドレイン領域側の上記低濃度不純物領域上に、上記ポリシリコンゲートの側面に隣接して上記ゲート絶縁膜厚よりも厚く、上記ポリシリコンゲート上面を覆っておらず、かつ上面が平坦なシリコン酸化膜からなる側壁酸化膜を形成する工程、
(D)上記ポリシリコンゲート及び上記側壁酸化膜をマスクにして上記低濃度不純物領域に不純物イオン導入を行なって高濃度不純物領域を形成するとともに上記ポリシリコンゲートに不純物イオンを導入し、上記高濃度不純物領域と上記側壁酸化膜下の上記低濃度不純物領域からなるドレイン領域と、少なくとも上記高濃度不純物領域からなるソース領域を形成する工程。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes forming a source region, a drain region, and a semiconductor layer between the source region and the drain region formed in the semiconductor layer of the element region surrounded by the element isolation insulating film at intervals. A low-concentration impurity region in which at least a drain region of the source region and the drain region is formed adjacent to the channel region, and a polysilicon gate formed on the channel region via a gate insulating film, A method for manufacturing a semiconductor device including a MOS transistor formed by a high concentration impurity region formed adjacent to an end portion of a low concentration impurity region opposite to a channel region, the following steps (A) to (D) is included in that order.
(A) forming a polysilicon gate on the semiconductor layer in the element region via a gate insulating film;
(B) forming a low-concentration impurity region by introducing impurity ions into the semiconductor layer using the polysilicon gate as a mask;
(C) At least on the low-concentration impurity region on the drain region side with respect to the polysilicon gate, adjacent to the side surface of the polysilicon gate and thicker than the gate insulating film, and covering the upper surface of the polysilicon gate Forming a side wall oxide film made of a silicon oxide film having a flat top surface,
(D) Impurity ions are introduced into the low concentration impurity region by using the polysilicon gate and the sidewall oxide film as a mask to form a high concentration impurity region, and impurity ions are introduced into the polysilicon gate, and the high concentration Forming a drain region comprising the impurity region, the low concentration impurity region under the sidewall oxide film, and a source region comprising at least the high concentration impurity region;
本発明の製造方法において、上記工程(C)は、上記低濃度不純物領域上及び上記ポリシリコンゲート上に上記ポリシリコンゲートよりも厚い膜厚でシリコン酸化膜を成膜し、上記シリコン酸化膜にCMP(chemical mechanical polishing)法によって平坦化処理を施した後、上記シリコン酸化膜をパターニングして上記側壁酸化膜を形成する例を挙げることができる。
さらに、上記平坦化処理を上記ポリシリコンゲートの上面が露出するまで行なう例を挙げることができる。
In the manufacturing method of the present invention, in the step (C), a silicon oxide film is formed on the low-concentration impurity region and the polysilicon gate with a thickness greater than that of the polysilicon gate, and the silicon oxide film is formed on the silicon oxide film. An example of forming the sidewall oxide film by patterning the silicon oxide film after performing a planarization process by a CMP (chemical mechanical polishing) method can be given.
Furthermore, an example in which the planarization process is performed until the upper surface of the polysilicon gate is exposed can be given.
また、本発明の製造方法において、上記工程(C)は、上記低濃度不純物領域上及び上記ポリシリコンゲート上にシリコン酸化膜を成膜し、さらにその上にSOG膜を形成して、上記シリコン酸化膜と上記SOG膜の合計膜厚が上記ポリシリコンゲートよりも厚くなるように平坦化し、上記SOG膜及び上記シリコン酸化膜をパターニングして上記側壁酸化膜を形成する例を挙げることができる。
さらに、上記SOG膜及び上記シリコン酸化膜をパターニングする前に上記SOG膜及び上記シリコン酸化膜に対してエッチバック処理を行なう例を挙げることができる。
さらに、上記エッチバック処理を上記ポリシリコンゲートの上面が露出するまで行なう例を挙げることができる。
In the manufacturing method of the present invention, in the step (C), a silicon oxide film is formed on the low-concentration impurity region and the polysilicon gate, and an SOG film is further formed on the silicon oxide film. An example can be given in which the sidewall oxide film is formed by flattening the oxide film and the SOG film so that the total film thickness is larger than that of the polysilicon gate, and patterning the SOG film and the silicon oxide film.
Furthermore, an example in which an etchback process is performed on the SOG film and the silicon oxide film before patterning the SOG film and the silicon oxide film can be given.
Furthermore, an example in which the etch back process is performed until the upper surface of the polysilicon gate is exposed can be given.
本発明の半導体装置では、ソース領域とドレイン領域のうち少なくともドレイン領域は低濃度不純物領域と高濃度不純物領域によって形成されているMOSトランジスタを備えた半導体装置において、少なくともポリシリコンゲートに対してドレイン領域側の半導体層上に、ポリシリコンゲートの側面に隣接してゲート絶縁膜厚よりも厚く、ポリシリコンゲート上面を覆っておらず、かつ上面が平坦なシリコン酸化膜からなる側壁酸化膜を備え、低濃度不純物領域は側壁酸化膜下に形成されているようにし、
本発明の製造方法では、ソース領域とドレイン領域のうち少なくともドレイン領域は低濃度不純物領域と高濃度不純物領域によって形成されているMOSトランジスタを備えた半導体装置の製造方法において、素子領域の半導体層上にゲート絶縁膜を介してポリシリコンゲートを形成する工程(A)、ポリシリコンゲートをマスクにして半導体層に低濃度不純物領域を形成する工程(B)、少なくともポリシリコンゲートに対してドレイン領域側の低濃度不純物領域上に、ポリシリコンゲートの側面に隣接してゲート絶縁膜厚よりも厚く、ポリシリコンゲート上面を覆っておらず、かつ上面が平坦なシリコン酸化膜からなる側壁酸化膜を形成する工程(C)、ポリシリコンゲート及び側壁酸化膜をマスクにして低濃度不純物領域に不純物イオン導入を行なって高濃度不純物領域を形成するとともにポリシリコンゲートに不純物イオンを導入し、ドレイン領域とソース領域を形成する工程(D)をその順に含むようにしたので、
側壁酸化膜をマスクにしてポリシリコンゲート及び高濃度不純物領域の形成領域への不純物イオン導入をセルフアラインで行なうことができる。これにより、高濃度不純物領域への不純物イオン導入とポリシリコンゲートへの不純物イオンの導入をマスクずれに起因する不具合を生じさせることなく行なうことができ、トランジスタ特性の安定したMOSトランジスタを作成できる。
In the semiconductor device of the present invention, in the semiconductor device including the MOS transistor in which at least the drain region of the source region and the drain region is formed by the low concentration impurity region and the high concentration impurity region, the drain region is at least with respect to the polysilicon gate. On the semiconductor layer on the side, a sidewall oxide film made of a silicon oxide film that is thicker than the gate insulating film thickness adjacent to the side surface of the polysilicon gate, does not cover the upper surface of the polysilicon gate, and has a flat upper surface, The low concentration impurity region is formed under the sidewall oxide film,
According to the manufacturing method of the present invention, in a manufacturing method of a semiconductor device including a MOS transistor in which at least a drain region of a source region and a drain region is formed by a low concentration impurity region and a high concentration impurity region, Forming a polysilicon gate through the gate insulating film (A), forming a low concentration impurity region in the semiconductor layer using the polysilicon gate as a mask (B), at least on the drain region side with respect to the polysilicon gate A sidewall oxide film made of a silicon oxide film that is thicker than the gate insulating film adjacent to the side surface of the polysilicon gate, does not cover the upper surface of the polysilicon gate, and has a flat upper surface is formed on the low concentration impurity region. Step (C), using the polysilicon gate and the sidewall oxide film as a mask, the impurity ions are formed in the low concentration impurity region. By performing introduction introducing impurity ions into the polysilicon gate to form the high-concentration impurity region, the step of forming the drain region and the source region (D) and to include in that order,
Impurity ions can be introduced into the polysilicon gate and the high concentration impurity region formation region by self-alignment using the sidewall oxide film as a mask. As a result, the introduction of impurity ions into the high concentration impurity region and the introduction of impurity ions into the polysilicon gate can be performed without causing problems due to mask displacement, and a MOS transistor with stable transistor characteristics can be created.
本発明の製造方法において、上記工程(C)は、低濃度不純物領域上及びポリシリコンゲート上にポリシリコンゲートよりも厚い膜厚でシリコン酸化膜を成膜し、そのシリコン酸化膜にCMP法によって平坦化処理を施した後、そのシリコン酸化膜をパターニングして上記側壁酸化膜を形成する例を挙げることができる。
ここで、上記平坦化処理を行なった後、ポリシリコンゲート上に側壁酸化膜用のシリコン酸化膜が残存している場合には、側壁酸化膜用のシリコン酸化膜をパターニングした後、側壁酸化膜用のシリコン酸化膜に対してエッチバック処理を施してポリシリコンゲートの上面を露出させる工程が必要になる。
そこで、上記平坦化処理を上記ポリシリコンゲートの上面が露出するまで行なうようにすれば、平坦化処理を行なった後にポリシリコンゲート上に側壁酸化膜用のシリコン酸化膜が残存している場合に比べて上記エッチバック処理を施す必要がなくなり、製造工程数を少なくすることができる。
In the manufacturing method of the present invention, in the step (C), a silicon oxide film having a thickness larger than that of the polysilicon gate is formed on the low-concentration impurity region and the polysilicon gate, and the silicon oxide film is formed by CMP. An example of forming the sidewall oxide film by patterning the silicon oxide film after performing the planarization process can be given.
If a silicon oxide film for a sidewall oxide film remains on the polysilicon gate after the above planarization process, the sidewall oxide film is formed after patterning the silicon oxide film for the sidewall oxide film. A process of exposing the upper surface of the polysilicon gate by performing an etch-back process on the silicon oxide film is required.
Therefore, if the planarization process is performed until the upper surface of the polysilicon gate is exposed, the silicon oxide film for the sidewall oxide film remains on the polysilicon gate after the planarization process. In comparison, it is not necessary to perform the etch back process, and the number of manufacturing steps can be reduced.
また、本発明の製造方法において、上記工程(C)は、上記低濃度不純物領域上及び上記ポリシリコンゲート上にシリコン酸化膜を成膜し、さらにその上にSOG膜を形成して、上記シリコン酸化膜と上記SOG膜の合計膜厚が上記ポリシリコンゲートよりも厚くなるように平坦化し、上記SOG膜及び上記シリコン酸化膜をパターニングして上記側壁酸化膜を形成する例を挙げることができる。
そして、上記SOG膜及び上記シリコン酸化膜をパターニングする前に上記SOG膜及び上記シリコン酸化膜に対してエッチバック処理を行なう例を挙げることができる。
ここで、上記エッチバック処理を行なった後、ポリシリコンゲート上に側壁酸化膜用のシリコン酸化膜が残存している場合には、上記エッチバック処理後に側壁酸化膜用のシリコン酸化膜をパターニングした後、側壁酸化膜用のシリコン酸化膜に対して2回目のエッチバック処理を施してポリシリコンゲートの上面を露出させる工程が必要になる。
そこで、上記エッチバック処理を上記ポリシリコンゲートの上面が露出するまで行なうようにすれば、エッチバック処理を行なった後にポリシリコンゲート上に側壁酸化膜用のシリコン酸化膜が残存している場合に比べて上記2回目のエッチバック処理を施す必要がなくなり、製造工程数を少なくすることができる。
In the manufacturing method of the present invention, in the step (C), a silicon oxide film is formed on the low-concentration impurity region and the polysilicon gate, and an SOG film is further formed on the silicon oxide film. An example can be given in which the sidewall oxide film is formed by flattening the oxide film and the SOG film so that the total film thickness is larger than that of the polysilicon gate, and patterning the SOG film and the silicon oxide film.
An example of performing an etch back process on the SOG film and the silicon oxide film before patterning the SOG film and the silicon oxide film can be given.
Here, when the silicon oxide film for the sidewall oxide film remains on the polysilicon gate after the etch back process, the silicon oxide film for the sidewall oxide film is patterned after the etch back process. Thereafter, a step of performing a second etch back process on the silicon oxide film for the sidewall oxide film to expose the upper surface of the polysilicon gate is required.
Therefore, if the etch back process is performed until the upper surface of the polysilicon gate is exposed, the silicon oxide film for the sidewall oxide film remains on the polysilicon gate after the etch back process is performed. In comparison, it is not necessary to perform the second etch-back process, and the number of manufacturing steps can be reduced.
図1は半導体装置の一実施例を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のA−A’位置での断面図を示す。この実施例はSOI基板に形成されたNチャネル型MOSトランジスタ(以下N−chトランジスタという)とPチャネル型MOSトランジスタ(以下P−chトランジスタという)を備えている。 1A and 1B are diagrams illustrating an embodiment of a semiconductor device, in which FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ in FIG. This embodiment includes an N channel type MOS transistor (hereinafter referred to as an N-ch transistor) and a P channel type MOS transistor (hereinafter referred to as a P-ch transistor) formed on an SOI substrate.
SOI基板は、支持基板1、膜厚が300nmの埋込み酸化膜3、及び膜厚が400nmのシリコンからなるSOI層(半導体層)5によって構成されている。SOI層5に素子分離用のLOCOS酸化膜(素子分離絶縁膜)7が形成されてN−chトランジスタ領域及びP−chトランジスタ領域(素子領域)が画定されている。
The SOI substrate includes a
N−chトランジスタ領域において、SOI層5にN型ソース高濃度不純物領域(N+)9とN型ドレイン高濃度不純物領域(N+)11が互いに間隔をもって形成されている。
N型ソース高濃度不純物領域9とN型ドレイン高濃度不純物領域11の間のSOI層5に、N型ドレイン高濃度不純物領域11に隣接し、N型ソース高濃度不純物領域9とは間隔をもって、N型ソース高濃度不純物領域9及びN型ドレイン高濃度不純物領域11よりも低いN型不純物濃度をもつN型ドレイン低濃度不純物領域(N−)13が形成されている。
In the N-ch transistor region, an N-type source high-concentration impurity region (N +) 9 and an N-type drain high-concentration impurity region (N +) 11 are formed in the
The
N型ソース高濃度不純物領域9とN型ドレイン低濃度不純物領域13の間のSOI層5に両領域9,13に隣接してP型チャネル領域(Pbody)15が形成されている。
N型ソース高濃度不純物領域9とN型ドレイン低濃度不純物領域13の間のP型チャネル領域15上に、ゲート酸化膜(ゲート絶縁膜)17を介してN型ポリシリコンゲート19が形成されている。
A P-type channel region (Pbody) 15 is formed adjacent to both the
An N-
N型ドレイン低濃度不純物領域13上に、N型ポリシリコンゲート19の側面に隣接して、ゲート酸化膜17の膜厚よりも厚く、N型ポリシリコンゲート19の上面を覆っておらず、かつ上面が平坦なシリコン酸化膜からなる側壁酸化膜21が形成されている。
N型ポリシリコンゲート19が形成されている位置とは異なる位置で、P型チャネル領域15に隣接して、SOI層5にP型ボディコンタクト領域23が形成されている。
On the N-type drain low-
A P-type
P−chトランジスタ領域において、SOI層5にP型ソース高濃度不純物領域(P+)25とP型ドレイン高濃度不純物領域(P+)27が互いに間隔をもって形成されている。
P型ソース高濃度不純物領域25とP型ドレイン高濃度不純物領域27の間のSOI層5に、P型ドレイン高濃度不純物領域27に隣接し、P型ソース高濃度不純物領域25とは間隔をもって、P型ソース高濃度不純物領域25及びP型ドレイン高濃度不純物領域27よりも低いP型不純物濃度をもつP型ドレイン低濃度不純物領域(P−)29が形成されている。
In the P-ch transistor region, a P-type source high-concentration impurity region (P +) 25 and a P-type drain high-concentration impurity region (P +) 27 are formed in the
The
P型ソース高濃度不純物領域25とP型ドレイン低濃度不純物領域29の間のSOI層5に両領域25,29に隣接してN型チャネル領域(Nbody)31が形成されている。
P型ソース高濃度不純物領域25とP型ドレイン低濃度不純物領域29の間のN型チャネル領域31上に、ゲート酸化膜17を介してP型ポリシリコンゲート33が形成されている。
An N-type channel region (Nbody) 31 is formed adjacent to both
A P-
P型ドレイン低濃度不純物領域29上に、P型ポリシリコンゲート33の側面に隣接して、ゲート酸化膜17の膜厚よりも厚く、P型ポリシリコンゲート33の上面を覆っておらず、かつ上面が平坦なシリコン酸化膜からなる側壁酸化膜21が形成されている。
P型ポリシリコンゲート33が形成されている位置とは異なる位置で、N型チャネル領域31に隣接して、SOI層5にN型ボディコンタクト領域35が形成されている。
On the P-type drain low-
An N-type
N型ドレイン高濃度不純物領域11、N型ドレイン高濃度不純物領域13及びN型ボディコンタクト領域35は同じ不純物濃度をもつ。また、P型ソース高濃度不純物領域25、P型ドレイン高濃度不純物領域27及びP型ボディコンタクト領域23は同じ不純物濃度をもつ。
The N-type drain high
N−chトランジスタ上及びP−chトランジスタ上に層間絶縁膜37((A)での図示は省略)が形成されている。層間絶縁膜37に、N型ソース高濃度不純物領域9上、N型ドレイン高濃度不純物領域11上、N型ポリシリコンゲート19上、P型ボディコンタクト領域23上、P型ソース高濃度不純物領域25上、P型ドレイン高濃度不純物領域27上、P型ポリシリコンゲート33上、及びN型ボディコンタクト領域35上にそれぞれコンタクトが形成されている。
An interlayer insulating film 37 (not shown in (A)) is formed on the N-ch transistor and the P-ch transistor.
この実施例では、N−chトランジスタ領域で、N型ポリシリコンゲート19の側面に隣接して、ゲート酸化膜17の膜厚よりも厚く、N型ポリシリコンゲート19の上面を覆っておらず、かつ上面が平坦なシリコン酸化膜からなる側壁酸化膜21を備えているので、N型ソース高濃度不純物領域9及びN型ドレイン高濃度不純物領域11を形成する際の高濃度不純物イオン注入時に、N型ポリシリコンゲート19へのイオン注入も同時にセルフアラインで行なうことができる。
また、P−chトランジスタ領域で、P型ポリシリコンゲート33の側面に隣接して、ゲート酸化膜17の膜厚よりも厚く、P型ポリシリコンゲート33の上面を覆っておらず、かつ上面が平坦なシリコン酸化膜からなる側壁酸化膜21を備えているので、P型ソース高濃度不純物領域25及びP型ドレイン高濃度不純物領域27を形成する際の高濃度不純物イオン注入時に、P型ポリシリコンゲート33へのイオン注入も同時にセルフアラインで行なうことができる。
これにより、従来技術の問題点であったレジストマスクの位置合わせ誤差によって、低濃度不純物領域13,29へ高濃度不純物が注入される点や、ポリシリコンゲート19,33へ高濃度不純物注入が行なわれないといった点を解消することができる。
In this embodiment, the N-ch transistor region is adjacent to the side surface of the N-
Further, in the P-ch transistor region, adjacent to the side surface of the P-
Thus, high-concentration impurities are implanted into the low-
図2から図4は製造方法の一実施例を説明するための工程断面図である。図2から図4は図1(B)の断面位置に対応している。図2から図4のかっこ数字は以下の工程に対応している。図1から図4を参照してこの実施例を説明する。 2 to 4 are process cross-sectional views for explaining an embodiment of the manufacturing method. 2 to 4 correspond to the cross-sectional position of FIG. The numbers in parentheses in FIGS. 2 to 4 correspond to the following steps. This embodiment will be described with reference to FIGS.
(1)支持基板1上に膜厚が300nmの埋込み酸化膜3が形成され、さらにその上に膜厚が400nmのSOI層5が形成されているSOI基板を用いる。
(1) An SOI substrate is used in which a buried
(2)一般的なLOCOS法にてLOCOS酸化膜7の形成を行なって、SOI層5を完全に分離してN−chトランジスタ領域とP−chトランジスタ領域を画定する。ここで、LOCOS法で用いる耐酸化膜の下地膜となるシリコン酸化膜(図示は省略)の形成は1000℃のウェット酸化により1000nm程度の膜厚に形成した。
(2) The
(3)N−chトランジスタのしきい値電圧を調整するために、一般的な写真製版技術及びイオン注入技術を用いて、N−chトランジスタ領域及びP−chトランジスタのN型ボディコンタクト領域35(図1(A)を参照)が開口されたレジストマスク39をパターニングし、レジストマスク39をマスクにしてN−chトランジスタのチャネルドープ不純物として例えばボロンを注入エネルギーは80keV、ドーズ量は8×1011cm-2の条件でSOI層5にイオン注入を行ない、N−chトランジスタのN型チャネル領域15を形成する。
(3) In order to adjust the threshold voltage of the N-ch transistor, the N-type
(4)レジストマスク39を除去する。一般的な写真製版技術及びイオン注入技術を用いて、P−chトランジスタ領域及びN−chトランジスタのP型ボディコンタクト領域23(図1(A)を参照)が開口されたレジストマスク41をパターニングし、レジストマスク41をマスクにしてP−chトランジスタのチャネルドープ不純物として例えばリンを注入エネルギーは100keV、ドーズ量は1×1012cm-2の条件でイオン注入を行ない、P−chトランジスタのN型チャネル領域31を形成する。
(4) The resist
(5)レジストマスク41を除去する。ゲート酸化膜17を40nmとなるように920℃のドライ酸化にて形成した後、LP−CVD(low-pressure CVD)法にてノンドープのポリシリコン膜43を350nm程度の膜厚に成膜する。
(5) The resist
(6)写真製版技術によりポリシリコンゲート形成領域にレジストマスク45をパターニングする。HBrとHClガスを混合したドライエッチング法により、ポリシリコン膜43をパターニングして、N−chトランジスタ領域にポリシリコンゲート19を形成し、P−chトランジスタ領域にポリシリコンゲート33を形成する。
(6) The resist mask 45 is patterned in the polysilicon gate formation region by photolithography. The
(7)レジストマスク45を除去する。写真製版技術により、上記工程(3)で用いたN−chトランジスタ領域及びP−chトランジスタのボディコンタクト領域が開口されたフォトマスクを用いてレジストマスク39をパターニングする。イオン注入技術により、ポリシリコンゲート19及びレジストマスク39をマスクにして、N型不純物である例えばリンを注入エネルギーは70keV、ドーズ量は2.5×1013cm-2の条件でイオン注入を行ない、N−chトランジスタ領域にN型ドレイン低濃度不純物領域13を形成する。このとき、ポリシリコンゲート19にもリンが注入される。
(7) The resist mask 45 is removed. The resist
(8)レジストマスク39を除去する。写真製版技術により、上記工程(4)で用いたP−chトランジスタ領域及びN−chトランジスタのボディコンタクト領域が開口されたフォトマスクを用いてレジストマスク41をパターニングする。イオン注入技術により、ポリシリコンゲート33及びレジストマスク41をマスクにして、P型不純物である例えばボロンを注入エネルギーは15keV、ドーズ量は2×1013cm-2の条件でイオン注入を行ない、P−chトランジスタ領域にP型ドレイン低濃度不純物領域29を形成する。このとき、ポリシリコンゲート33にもボロンが注入される。
(8) The resist
(9)レジストマスク41を除去する。例えばSiH4とN2Oの混合ガスを用いて、成膜温度が800℃の条件で700nmの膜厚となるようにLP−CVDでシリコン酸化膜47を成膜する。
(9) The resist
(10)CMP法を用いて、シリコン酸化膜47を平坦化する。このとき、ポリシリコンゲート19,33上にシリコン酸化膜47が存在している。
(10) The
(11)写真製版技術により、シリコン酸化膜47上に、N型ドレイン低濃度不純物領域13及びP型ドレイン低濃度不純物領域29を残存させる領域、ならびにポリシリコンゲート19,33の一部分を覆うレジストマスク49をパターニングする。Ar/CHF3/CF4の混合ガスを用いて異方性エッチングとなる条件でエッチバック処理を行ない、シリコン酸化膜パターン51を形成する。
(11) A resist mask that covers the regions where the N-type drain low-
(12)レジストマスク49を除去する。再度、Ar/CHF3/CF4の混合ガスを用いて異方性エッチングとなる条件でポリシリコンゲート19,33の上面が露出するまでシリコン酸化膜パターン51に対してエッチバック処理を行ない、ポリシリコンゲート19,33のドレイン領域側の側壁のみに側壁酸化膜21を形成する。ここで、LOCOS酸化膜7もエッチングされるが、図ではLOCOS酸化膜7をエッチバック処理前の膜厚で図示している。
(12) The resist
(13)写真製版技術により、上記工程(3)及び(7)で用いたN−chトランジスタ領域及びP−chトランジスタのボディコンタクト領域が開口されたフォトマスクを用いてレジストマスク39をパターニングする。イオン注入技術により、ポリシリコンゲート19及びレジストマスク39をマスクにして、N型不純物である例えばヒ素(As)を注入エネルギーは50keV、ドーズ量は6×1015cm-2の条件でイオン注入を行ない、N−chトランジスタのN型ソース高濃度不純物領域9及びN型ドレイン高濃度不純物領域11と、P−chトランジスタのN型ボディコンタクト領域35(図1(A)を参照)を形成する。このとき、ポリシリコンゲート19にもヒ素が注入されてN型ポリシリコンゲートが形成される。
(13) The resist
(14)レジストマスク39を除去する。写真製版技術により、上記工程(4)及び(8)で用いたP−chトランジスタ領域及びN−chトランジスタのボディコンタクト領域が開口されたフォトマスクを用いてレジストマスク41をパターニングする。イオン注入技術により、ポリシリコンゲート33及びレジストマスク41をマスクにして、P型不純物32である例えば二フッ化ボロン(BF2)を注入エネルギーは50keV、ドーズ量は×1015cm-2の条件でイオン注入を行ない、P−chトランジスタのP型ソース高濃度不純物領域25及びP型ドレイン高濃度不純物領域27、ならびにN−chトランジスタのP型ボディコンタクト領域23(図1(A)を参照)を形成する。このとき、ポリシリコンゲート33にも二フッ化ボロンが注入されてP型ポリシリコンゲートが形成される。
(14) The resist
(15)その後、一般的な半導体装置の製造方法により、CVD酸化膜からなる層間絶縁膜37を800nm程度の膜厚に成膜し、例えば温度条件が920℃のリフロー処理を施した後、コンタクトホールを形成し、金属材料、例えばアルミニウムからなる配線パターンの形成を行なうことでトランジスタが完成する(図1を参照)。
(15) Thereafter, an
この製造方法の実施例では、上記工程(13)で説明したように、側壁酸化膜21をマスクにしてN型ポリシリコンゲート19及び高濃度不純物領域9,11の形成領域への不純物イオン導入をセルフアラインで行なうことができる。さらに、上記工程(14)で説明したように、側壁酸化膜21をマスクにしてP型ポリシリコンゲート33及び高濃度不純物領域25,27の形成領域への不純物イオン導入をセルフアラインで行なうことができる。これにより、高濃度不純物領域9,11への不純物イオン導入とポリシリコンゲート19への不純物イオンの導入、及び、高濃度不純物領域25,27への不純物イオン導入とポリシリコンゲート33への不純物イオンの導入をマスクずれに起因する不具合を生じさせることなく行なうことができ、トランジスタ特性の安定したMOSトランジスタを作成できる。
In this embodiment of the manufacturing method, as described in the above step (13), impurity ions are introduced into the formation region of the N-
図5は製造方法の他の実施例を説明するための工程断面図の一部である。この実施例は、図1から図4を参照して説明した製造方法の上記実施例の工程(10)のみが異なるものである。そこで、工程(1)〜(9)及び(11)〜(15)の説明は省略し、工程(10)のみを説明する。 FIG. 5 is a part of a process cross-sectional view for explaining another embodiment of the manufacturing method. This embodiment is different only in the step (10) of the above embodiment of the manufacturing method described with reference to FIGS. Therefore, description of steps (1) to (9) and (11) to (15) is omitted, and only step (10) is described.
(10)工程(9)で形成したシリコン酸化膜47の上に、スピンコート法によりSOG膜53を成膜した後、ベーク処理を行なってSOG膜53の平坦化を行なう(図5参照)。
その後、上記工程(11)〜(15)と同じ工程を行なってトランジスタの形成を行なう。
(10) After the
Thereafter, the same steps as the above steps (11) to (15) are performed to form a transistor.
この製造方法の実施例でも、図1から図4を参照して説明した製造方法の上記実施例と同様に、高濃度不純物領域9,11への不純物イオン導入とポリシリコンゲート19への不純物イオンの導入、及び、高濃度不純物領域25,27への不純物イオン導入とポリシリコンゲート33への不純物イオンの導入をマスクずれに起因する不具合を生じさせることなく行なうことができ、トランジスタ特性の安定したMOSトランジスタを作成できる。
In this embodiment of the manufacturing method, as in the above-described embodiment of the manufacturing method described with reference to FIGS. 1 to 4, impurity ions are introduced into the high-
図6は製造方法のさらに他の実施例を説明するための工程断面図の一部である。この実施例も、図1から図4を参照して説明した製造方法の上記実施例の工程(10)のみが異なるものである。工程(1)〜(9)及び(11)〜(15)の説明は省略し、工程(10)のみを説明する。 FIG. 6 is a part of a process sectional view for explaining still another embodiment of the manufacturing method. Also in this embodiment, only the step (10) of the above embodiment of the manufacturing method described with reference to FIGS. 1 to 4 is different. Description of steps (1) to (9) and (11) to (15) is omitted, and only step (10) is described.
(10−1)工程(9)で形成したシリコン酸化膜47の上に、スピンコート法によりSOG膜53を成膜した後、ベーク処理を行なってSOG膜53の平坦化を行なう(図5(10−1)参照)。
(10-1) After the
(10−2)SOG膜53及びシリコン酸化膜47に対してエッチバック処理を行なう。このとき、ポリシリコンゲート19,33上にシリコン酸化膜47が存在している。ここでは、シリコン酸化膜47が、図3(10)を参照して説明した上記工程(10)でのCMP処理後のシリコン酸化膜47の膜厚と同程度の膜厚になるまでエッチバック処理を行なった。
その後、上記工程(11)〜(15)と同じ工程を行なってトランジスタの形成を行なう。
(10-2) An etch-back process is performed on the
Thereafter, the same steps as the above steps (11) to (15) are performed to form a transistor.
この製造方法の実施例でも、図1から図4を参照して説明した製造方法の上記実施例と同様に、高濃度不純物領域9,11への不純物イオン導入とポリシリコンゲート19への不純物イオンの導入、及び、高濃度不純物領域25,27への不純物イオン導入とポリシリコンゲート33への不純物イオンの導入をマスクずれに起因する不具合を生じさせることなく行なうことができ、トランジスタ特性の安定したMOSトランジスタを作成できる。
In this embodiment of the manufacturing method, as in the above-described embodiment of the manufacturing method described with reference to FIGS. 1 to 4, impurity ions are introduced into the high-
上記の製造方法の実施例では、シリコン酸化膜47をパターニングしてシリコン酸化膜パターン51を形成したとき、ポリシリコンゲート19,33上にシリコン酸化膜47が存在しているが、シリコン酸化膜47をパターニングする前にシリコン酸化膜47をポリシリコンゲート19,33の上面が露出するまで行なってもよい。
In the embodiment of the above manufacturing method, when the
図7は製造方法のさらに他の実施例を説明するための工程断面図の一部である。この実施例は、図1から図4を参照して説明した製造方法の上記実施例の工程(10)〜(12)が異なるものである。工程(1)〜(9)及び(13)〜(15)の説明は省略し、工程(10)〜(12)のみを説明する。 FIG. 7 is a part of a process cross-sectional view for explaining still another embodiment of the manufacturing method. In this embodiment, steps (10) to (12) of the above embodiment of the manufacturing method described with reference to FIGS. 1 to 4 are different. Description of steps (1) to (9) and (13) to (15) is omitted, and only steps (10) to (12) are described.
(10)CMP法を用いて、シリコン酸化膜47を平坦化する。CMP法による平坦化処理をポリシリコンゲート19,33の上面が露出するまで行なう。ここでの平坦化処理は、ポリシリコンゲート19,33の上面とシリコン酸化膜47の上面の高さが同じであるか、シリコン酸化膜47上面の高さの方がポリシリコンゲート19,33上面の高さよりも低くなるように行なう。
(10) The
(11)写真製版技術により、シリコン酸化膜47上に、N型ドレイン低濃度不純物領域13及びP型ドレイン低濃度不純物領域29を残存させる領域、ならびにポリシリコンゲート19,33の一部分を覆うレジストマスク49をパターニングする。レジストマスク49をマスクにしてシリコン酸化膜47に対して例えばAr/CHF3/CF4の混合ガスを用いて異方性エッチングとなる条件でエッチバック処理を行ない、ポリシリコンゲート19,33のドレイン領域側の側壁のみに側壁酸化膜21を形成する。ここで、LOCOS酸化膜7もエッチングされるが、図ではLOCOS酸化膜7をエッチバック処理前の膜厚で図示している。
(11) A resist mask that covers the regions where the N-type drain low-
(12)レジストマスク49を除去することにより、側壁酸化膜21の形成が完了する。
(12) By removing the resist
この実施例では、工程(10)でシリコン酸化膜47をパターニングする前にシリコン酸化膜47をポリシリコンゲート19,33の上面が露出するまで行なっているので、図4(12)を参照して説明した上記工程(12)のようには再度のエッチバック処理を行なわなくてよいので、製造工程数を少なくすることができる。また、図4(12)を参照して説明した上記工程(12)では、再度のエッチバック処理により、LOCOS酸化膜7がエッチングされるが、この実施例では工程(12)ではエッチバック処理を行なわないので、LOCOS酸化膜7を厚く残すことができる。
In this embodiment, since the
図6を参照して説明した実施例では、上記工程(10−2)で、シリコン酸化膜47に対するエッチバック処理をポリシリコンゲート19,33上にシリコン酸化膜47を存在させるように行なっているが、そのエッチバック処理をポリシリコンゲート19,33の上面が露出するまで行なってもよい。これにより、シリコン酸化膜47をパターニングして側壁酸化膜21を形成した後に再度の酸化膜エッチバック処理を行なわなくてもよいようになる。
In the embodiment described with reference to FIG. 6, in the step (10-2), the etch back process for the
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、寸法、形状、材料、配置、製造工程条件などは一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
例えば、上記実施例では、側壁酸化膜21をドレイン領域側のみに形成しているが、ソース領域側にも形成するようにしてもよい。この場合、ソース領域側の側壁酸化膜の下にソース低濃度不純物領域が形成される。
As mentioned above, although the Example of this invention was described, this invention is not limited to these, A dimension, a shape, material, arrangement | positioning, a manufacturing process condition, etc. are examples, This book described in the claim Various modifications are possible within the scope of the invention.
For example, although the
また、上記実施例では素子分離絶縁膜としてLOCOS酸化膜7を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、素子分離絶縁膜としてSTI(shallow trench isolation)を用いてもよい。
また、上記実施例ではSOI基板を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、半導体層はバルクシリコン基板やバルクシリコン基板上に形成されたエピタキシャル成長層であってもよい。
In the above embodiment, the
Moreover, although the SOI substrate is used in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and the semiconductor layer may be a bulk silicon substrate or an epitaxial growth layer formed on the bulk silicon substrate.
また、ゲート絶縁膜は、シリコン酸化膜に限定されるものではなく、シリコン窒化膜や、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜の積層膜など、他の絶縁性材料からなるものであってもよい。
また、上記実施例では、N型ドレイン高濃度不純物領域11、N型ドレイン高濃度不純物領域13及びN型ボディコンタクト領域35は同じ不純物濃度をもち、P型ソース高濃度不純物領域25、P型ドレイン高濃度不純物領域27及びP型ボディコンタクト領域23は同じ不純物濃度をもつが、本発明はこれに限定されるものではなく、ボディコンタクト領域とソース高濃度不純物領域及びドレイン高濃度不純物領域は不純物濃度が異なっていてもよい。
また、上記製造方法の実施例では、上記工程(3)、(7)及び(13)で同じフォトマスクを用い、上記工程(4)、(8)及び(14)で同じフォトマスクを用いているが、必ずしも同じフォトマスクを用いなくてもよい。
The gate insulating film is not limited to the silicon oxide film, and may be made of another insulating material such as a silicon nitride film or a laminated film of a silicon oxide film and a silicon nitride film.
In the above embodiment, the N-type drain high-
In the embodiment of the manufacturing method, the same photomask is used in the steps (3), (7), and (13), and the same photomask is used in the steps (4), (8), and (14). However, the same photomask is not necessarily used.
1 支持基板
3 埋込み酸化膜
5 SOI層(半導体層)
7 LOCOS酸化膜(素子分離酸化膜)
9 N型ソース高濃度不純物領域
11 N型ドレイン高濃度不純物領域
13 N型ドレイン低濃度不純物領域
15 P型チャネル領域
17 ゲート酸化膜(ゲート絶縁膜)
19 N型ポリシリコンゲート
21 側壁酸化膜
25 P型ソース高濃度不純物領域
27 P型ドレイン高濃度不純物領域
29 P型ドレイン低濃度不純物領域
31 N型チャネル領域
33 P型ポリシリコンゲート
DESCRIPTION OF
7 LOCOS oxide film (element isolation oxide film)
9 N-type source high-concentration impurity region 11 N-type drain high-concentration impurity region 13 N-type drain low-concentration impurity region 15 P-
19 N
Claims (7)
少なくとも前記ポリシリコンゲートに対してドレイン領域側の前記半導体層上に、前記ポリシリコンゲートの側面に隣接して前記ゲート絶縁膜厚よりも厚く、前記ポリシリコンゲート上面を覆っておらず、かつ上面が平坦なシリコン酸化膜からなる側壁酸化膜を備え、前記低濃度不純物領域は前記側壁酸化膜下に形成されていることを特徴とする半導体装置。 A source region and a drain region formed in a semiconductor layer in an element region surrounded by an element isolation insulating film, a channel region formed in a semiconductor layer between the source region and the drain region, and a gate insulation on the channel region A low-concentration impurity region having a polysilicon gate formed through a film, at least the drain region being adjacent to the channel region of the source region and the drain region, and a low-concentration impurity region opposite to the channel region In a semiconductor device including a MOS transistor formed by a high concentration impurity region formed adjacent to an end portion,
At least on the semiconductor layer on the drain region side with respect to the polysilicon gate, adjacent to the side surface of the polysilicon gate, thicker than the gate insulating film thickness, does not cover the upper surface of the polysilicon gate, and A semiconductor device comprising: a sidewall oxide film made of a flat silicon oxide film, wherein the low concentration impurity region is formed under the sidewall oxide film.
以下の工程(A)〜(D)をその順に含むことを特徴とする半導体装置。
(A)前記素子領域の前記半導体層上にゲート絶縁膜を介してポリシリコンゲートを形成する工程、
(B)前記ポリシリコンゲートをマスクにして前記半導体層に不純物イオン導入を行なって低濃度不純物領域を形成する工程、
(C)少なくとも前記ポリシリコンゲートに対してドレイン領域側の前記低濃度不純物領域上に、前記ポリシリコンゲートの側面に隣接して前記ゲート絶縁膜厚よりも厚く、前記ポリシリコンゲート上面を覆っておらず、かつ上面が平坦なシリコン酸化膜からなる側壁酸化膜を形成する工程、
(D)前記ポリシリコンゲート及び前記側壁酸化膜をマスクにして前記低濃度不純物領域に不純物イオン導入を行なって高濃度不純物領域を形成するとともに前記ポリシリコンゲートに不純物イオンを導入し、前記高濃度不純物領域と前記側壁酸化膜下の前記低濃度不純物領域からなるドレイン領域と、少なくとも前記高濃度不純物領域からなるソース領域を形成する工程。 A source region and a drain region formed in a semiconductor layer in an element region surrounded by an element isolation insulating film, a channel region formed in a semiconductor layer between the source region and the drain region, and a gate insulation on the channel region A low-concentration impurity region having a polysilicon gate formed through a film, at least the drain region being adjacent to the channel region of the source region and the drain region, and a low-concentration impurity region opposite to the channel region In a method of manufacturing a semiconductor device including a MOS transistor formed by a high concentration impurity region formed adjacent to an end portion,
A semiconductor device comprising the following steps (A) to (D) in that order.
(A) forming a polysilicon gate on the semiconductor layer in the element region via a gate insulating film;
(B) forming a low-concentration impurity region by introducing impurity ions into the semiconductor layer using the polysilicon gate as a mask;
(C) At least on the low-concentration impurity region on the drain region side with respect to the polysilicon gate, adjacent to the side surface of the polysilicon gate and thicker than the gate insulating film thickness, covering the upper surface of the polysilicon gate Forming a side wall oxide film made of a silicon oxide film having a flat top surface,
(D) Impurity ions are introduced into the low-concentration impurity region by using the polysilicon gate and the sidewall oxide film as a mask to form a high-concentration impurity region and impurity ions are introduced into the polysilicon gate, Forming a drain region comprising the impurity region, the low concentration impurity region under the sidewall oxide film, and a source region comprising at least the high concentration impurity region;
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