JP2000077514A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JP2000077514A
JP2000077514A JP10242071A JP24207198A JP2000077514A JP 2000077514 A JP2000077514 A JP 2000077514A JP 10242071 A JP10242071 A JP 10242071A JP 24207198 A JP24207198 A JP 24207198A JP 2000077514 A JP2000077514 A JP 2000077514A
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Japan
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region
active region
diffusion layer
semiconductor device
pseudo
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JP10242071A
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Japanese (ja)
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Akio Kawamura
昭男 川村
Akitaka Konishi
朗登 小西
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Sharp Corp
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Publication date
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    • H01L21/8234MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
    • H01L21/823481MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type isolation region manufacturing related aspects, e.g. to avoid interaction of isolation region with adjacent structure

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent dishing by forming a trench element isolation region on the surface of a semiconductor substrate, forming a psuedo-active region on the surface or on an active region for forming a semiconductor element which are defined by the trench element isolation region, and constituting an element isolation region by the psuedo-active region and the trench element isolation region. SOLUTION: Active regions 13, 14, 23, and 24 and psuedo-active regions (a) to (j) defined by a trench element isolation region on the surface of a semiconductor substrate 1 are formed, and a resist pattern 6 is formed on the active regions 13, 14, 23, and 24 and psuedo-active regions (a) to (j). A silicon nitride film 5 and a silicon oxide film 4 in an opening are etched while using the resist pattern as a mask, so as to remove them and form a groove 7. Then, the surface of the silicon substrate 1 on the bottom and side of the groove 7 is oxidized to form a silicon oxide film 8, and the silicon oxide film 8 is ground/etched back in a manner so as to leave the inside of the groove 7, forming an element isolation region.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に関し、より詳細には集積回路素子の素子分
離領域の形成方法に関する。
The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a method of forming an isolation region of an integrated circuit device.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】集積回
路素子の高集積化に伴って、素子自体の微細化のみなら
ず、素子分離領域の微細化も進んでおり、従来から使用
されているLOCOS法に代わってトレンチ素子分離技
術が開発されている。このトレンチ素子分離技術は、図
6に示したように、半導体基板41表面の素子分離領域
となる部分に溝42a、42bを形成し、溝42a、4
2b内にシリコン酸化膜等の絶縁膜43を埋め込み、C
MP(ケミカルメカニカルポリッシング)法により、絶
縁膜43表面を平坦化する方法である。
2. Description of the Related Art With the increase in the degree of integration of integrated circuit elements, not only the elements themselves but also the element isolation regions have been miniaturized. A trench element isolation technique has been developed instead of the LOCOS method. According to this trench element isolation technique, as shown in FIG. 6, grooves 42a and 42b are formed in a portion to be an element isolation region on the surface of a semiconductor substrate 41, and grooves 42a and 42b are formed.
2b is buried with an insulating film 43 such as a silicon oxide film,
This is a method of flattening the surface of the insulating film 43 by an MP (chemical mechanical polishing) method.

【0003】しかし、CMP法によりエッチバックする
方法では、溝42bのように幅の広い溝では溝42b中
央部の研磨が進行して絶縁膜43が薄くなる“ディッシ
ング”という現象が生じる。また、幅の広い溝42bに
囲まれた微小(例えば数μm幅)な活性領域44では、
半導体基板41上に配置し、エッチングストッパーとし
て機能するシリコン窒化膜45で研磨を停止することが
できず、半導体基板41表面まで研磨してしまう“エロ
ージョン”という現象が生じる。
However, in the method of etching back by the CMP method, in a groove having a large width such as the groove 42b, a phenomenon called "dishing" occurs in which the polishing of the central portion of the groove 42b proceeds and the insulating film 43 becomes thin. Further, in the minute (for example, several μm width) active region 44 surrounded by the wide groove 42b,
Polishing cannot be stopped at the silicon nitride film 45 disposed on the semiconductor substrate 41 and functioning as an etching stopper, and a phenomenon called “erosion” occurs in which the surface of the semiconductor substrate 41 is polished.

【0004】これに対して、幅の広い素子分離領域に疑
似活性領域を配置することによりディッシングやエロー
ジョンを防止する方法が提案されている(例えば、特開
平8−288380号公報、特開平9−181159号
公報、特開平9−232417号公報等)。その一例を
以下に説明する。まず、図7(a)に示したように、シ
リコン基板51上に、パッドシリコン酸化膜52、シリ
コン窒化膜53及びレジストパターン54を形成する。
ここで、レジストパターン54は、最終的に半導体素子
が形成される活性領域55a〜55e及び素子分離領域
内に形成される擬似活性領域65a〜65dを規定する
レジストパターンである。
On the other hand, there has been proposed a method of preventing dishing and erosion by disposing a pseudo active region in a wide element isolation region (for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-288380 and 9-98). 181159, JP-A-9-232417, etc.). One example is described below. First, as shown in FIG. 7A, a pad silicon oxide film 52, a silicon nitride film 53, and a resist pattern 54 are formed on a silicon substrate 51.
Here, the resist pattern 54 is a resist pattern that defines active regions 55a to 55e in which semiconductor elements are finally formed and pseudo active regions 65a to 65d formed in element isolation regions.

【0005】次に、図7(b)に示したように、レジス
トパターン54をマスクとしてシリコン窒化膜53、シ
リコン酸化膜52及びシリコン基板51を異方性エッチ
ングして溝56a〜56hを形成する。なお、56a及
び56bのような狭い素子分離領域では単独の細い溝で
素子分離が行われるが、幅の広い素子分離領域では、溝
56c、56d、56eと擬似活性領域65a、65b
とで、あるいは溝56f、56g、56hと擬似活性領
域65c、65dとで素子分離が行われる。
Next, as shown in FIG. 7B, grooves 56a to 56h are formed by anisotropically etching the silicon nitride film 53, the silicon oxide film 52 and the silicon substrate 51 using the resist pattern 54 as a mask. . In a narrow element isolation region such as 56a and 56b, element isolation is performed by a single narrow groove. In a wide element isolation region, the grooves 56c, 56d, and 56e and the pseudo active regions 65a and 65b are formed.
Or the trenches 56f, 56g, 56h and the pseudo active regions 65c, 65d perform element isolation.

【0006】続いて、図7(c)に示したように、溝5
6a〜56hを含むシリコン基板51上に、溝56a〜
56hの深さよりも厚い膜厚のシリコン酸化膜57を形
成する。次に、図7(d)に示したように、シリコン窒
化膜53をエッチングストッパとして、シリコン酸化膜
57をCMP法により、シリコン窒化膜53が露出する
までエッチバックする。この際、幅の広い素子分離領域
では、擬似活性領域65a、65b及び65c、65d
により、これらの表面にあるシリコン窒化膜53で効果
的にCMPを停止することが可能となり、“ディシン
グ”や“エロージョン”を防止することができる。
Subsequently, as shown in FIG.
On the silicon substrate 51 including 6a to 56h, grooves 56a to 56h are formed.
A silicon oxide film 57 having a thickness greater than the depth of 56h is formed. Next, as shown in FIG. 7D, using the silicon nitride film 53 as an etching stopper, the silicon oxide film 57 is etched back by CMP until the silicon nitride film 53 is exposed. At this time, in the wide element isolation region, the pseudo active regions 65a, 65b and 65c, 65d
Thereby, CMP can be effectively stopped at the silicon nitride film 53 on these surfaces, and "dicing" and "erosion" can be prevented.

【0007】次いで、図8(e)に示したように、シリ
コン窒化膜53、パッドシリコン酸化膜52をそれぞれ
加熱したリン酸溶液、希フッ酸溶液で除去し、ウェル及
びトランジスタの閾値電圧を決定する不純物注入を行っ
た後、シリコン基板51上にゲート絶縁膜58及びゲー
ト電極59を形成する。さらに、図8(f)に示したよ
うに、通常の工程に従って、少なくともNMOSが形成
される活性領域55b、55c上に開口を有するレジス
トパターン60を形成し、これをマスクとしてN型不純
物を高濃度(1×1015〜5×1015/cm2)にイオ
ン注入してソース/ドレイン領域61を形成する。この
際、レジストパターン60は、一部の擬似活性領域65
a、65d上等にも開口を有するため擬似活性領域65
a、65d等の表面にN型拡散層62が形成される。ま
た、一部の擬似活性領域65b、65c上にはレジスト
パターン60が形成されるため、その表面にN型拡散層
は形成されない。
Next, as shown in FIG. 8E, the silicon nitride film 53 and the pad silicon oxide film 52 are removed with a heated phosphoric acid solution and dilute hydrofluoric acid solution, respectively, and the threshold voltages of the well and the transistor are determined. After the impurity implantation, a gate insulating film 58 and a gate electrode 59 are formed on the silicon substrate 51. Further, as shown in FIG. 8F, a resist pattern 60 having an opening at least on the active regions 55b and 55c where the NMOS is to be formed is formed according to a normal process, and using this as a mask, N-type impurities are increased. The source / drain regions 61 are formed by ion implantation at a concentration (1 × 10 15 to 5 × 10 15 / cm 2 ). At this time, the resist pattern 60 is partially covered with the pseudo active region 65.
a, 65d.
An N-type diffusion layer 62 is formed on the surface of a, 65d or the like. Since the resist pattern 60 is formed on some of the pseudo active regions 65b and 65c, no N-type diffusion layer is formed on the surface thereof.

【0008】続いて、図8(g)に示したように、通常
の工程に従って、少なくともPMOSが形成される活性
領域(図示せず)及びP型拡散層が形成される活性領域
55f上に開口を有するレジストパターン63を形成
し、これをマスクとしてP型不純物を高濃度(1×10
15〜5×1015/cm2)にイオン注入してソース/ド
レイン領域(図示せず)及びP型拡散層64を形成す
る。この際、レジストパターン63は、一部の擬似活性
領域65b上にも開口を有するため擬似活性領域65b
の表面にP型拡散層64が形成される。なお、活性領域
55dの表面に形成されたP型拡散層64はシリコン基
板51又はP型ウェルへのコンタクト接続部として機能
する。
[0008] Subsequently, as shown in FIG. 8 (g), an opening is formed on at least an active region (not shown) in which a PMOS is to be formed and an active region 55 f in which a P-type diffusion layer is to be formed according to a normal process. A resist pattern 63 having a P-type impurity is formed at a high concentration (1 × 10
A source / drain region (not shown) and a P-type diffusion layer 64 are formed by ion implantation at 15 to 5 × 10 15 / cm 2 ). At this time, since the resist pattern 63 has an opening also on a part of the pseudo active region 65b, the pseudo active region 65b
A P-type diffusion layer 64 is formed on the surface of the substrate. Note that the P-type diffusion layer 64 formed on the surface of the active region 55d functions as a contact connection portion to the silicon substrate 51 or the P-type well.

【0009】次に、図8(h)に示したように、通常の
工程に従って、レジストパターン63を除去した後、注
入した不純物を活性化する熱処理を施し、層間絶縁膜6
6の形成、コンタクトプラグ67の形成及びメタル配線
68の形成等をへて半導体装置が完成される。しかし、
擬似活性領域を配置した領域では、メタル配線とシリコ
ン基板との間の絶縁膜の膜厚が、素子分離用トレンチの
分だけ薄くなり、メタル配線−基板間の寄生容量が増加
するという問題がある。特に、上記方法により擬似活性
領域を形成した場合には、必ずしも擬似活性領域の表面
にシリコン基板又はウェルと異なる導電型の高濃度拡散
層が形成されておらず、擬似活性領域表面には、シリコ
ン基板又はウェルと同じ導電型の高濃度拡散層が形成さ
れていたり、高濃度拡散層自体が形成されない。よっ
て、メタル配線の電位にかかわらず、疑似活性領域の表
面にはPN接合による空乏層が発生しないため、メタル
配線と疑似活性領域との間の層間絶縁膜の膜厚のみで寄
生容量が決定されることとなる。
Next, as shown in FIG. 8 (h), after removing the resist pattern 63 according to a normal process, a heat treatment for activating the implanted impurities is performed, and the interlayer insulating film 6 is formed.
6, the formation of the contact plug 67, the formation of the metal wiring 68, and the like complete the semiconductor device. But,
In the region where the pseudo active region is arranged, the thickness of the insulating film between the metal wiring and the silicon substrate becomes thinner by the element isolation trench, and there is a problem that the parasitic capacitance between the metal wiring and the substrate increases. . In particular, when the pseudo active region is formed by the above method, a high-concentration diffusion layer of a conductivity type different from that of the silicon substrate or the well is not necessarily formed on the surface of the pseudo active region. A high-concentration diffusion layer of the same conductivity type as the substrate or the well is not formed, or the high-concentration diffusion layer itself is not formed. Therefore, regardless of the potential of the metal wiring, a depletion layer due to the PN junction does not occur on the surface of the pseudo active region. Therefore, the parasitic capacitance is determined only by the thickness of the interlayer insulating film between the metal wiring and the pseudo active region. The Rukoto.

【0010】例えば、層間絶縁膜の膜厚Timd が800
nmで、素子分離用トレンチの深さDsti が300nm
の時、メタル配線−基板間の単位面積あたりの寄生容量
は、平行平板型容量を仮定して、溝部及び擬似活性領域
部で、それぞれ、
For example, if the thickness T imd of the interlayer insulating film is 800
nm, the depth D sti of the isolation trench is 300 nm
At this time, the parasitic capacitance per unit area between the metal wiring and the substrate is, assuming a parallel plate type capacitance, in the trench portion and the pseudo active region portion, respectively.

【0011】[0011]

【数1】 (Equation 1)

【0012】(式中、εはシリコン酸化膜の比誘電率、
ε0 は真空の誘電率を示す)と計算され、疑似活性領域
部は溝部に対して寄生容量が約1.4倍となる。ただ
し、実際には、溝部における基板表面には高濃度の不純
物が添加はされていないため、メタル配線電位により基
板表面に空乏層が広がることとなる。よって、溝部の寄
生容量は、上記の計算値よりもさらに小さくなり、疑似
活性領域部の寄生容量との差異はさらに増大すると考え
られる。
(Where ε is the relative dielectric constant of the silicon oxide film,
ε 0 indicates the dielectric constant of a vacuum), and the parasitic capacitance of the pseudo active region is about 1.4 times that of the trench. However, in practice, a high concentration impurity is not added to the substrate surface in the trench, so that a depletion layer spreads on the substrate surface due to the metal wiring potential. Therefore, it is considered that the parasitic capacitance of the trench becomes smaller than the above calculated value, and the difference from the parasitic capacitance of the pseudo active region is further increased.

【0013】従って、寄生容量低減の観点からは、素子
分離領域内の疑似活性領域の占有面積は可能な限り少な
いことが望ましい。一方、上述したように、“ディシン
グ”や“エロージョン”を防止するためには、約30%
以上の疑似活性領域の占有率が必要である。例えば、素
子分離領域上に配置されたメタル配線と基板との間の寄
生容量は、疑似活性領域がない場合には、メタル配線の
面積をAmetal とすると、 Cpara0 =Ametal ×Cgroove (3) で表されるため、30%の疑似活性領域が存在する場合
には、 Cpara30=0.7×Ametal ×Cgroove+0.3×Ametal ×Cquasi (4) となる。
Therefore, from the viewpoint of reducing the parasitic capacitance, it is desirable that the occupation area of the pseudo active region in the element isolation region is as small as possible. On the other hand, as described above, in order to prevent "dicing" and "erosion", about 30%
The above occupation ratio of the pseudo active region is required. For example, the parasitic capacitance between the metal wiring arranged on the element isolation region and the substrate is as follows: if there is no pseudo active region, if the area of the metal wiring is A metal , then C para0 = A metal × C groove ( 3) When there is a 30% pseudo active region, C para30 = 0.7 × A metal × C groove + 0.3 × A metal × C quasi (4)

【0014】よって、素子分離領域内に30%の擬似活
性領域が存在する場合の寄生容量の増加率は、
Therefore, when 30% of the pseudo active region exists in the element isolation region, the increase rate of the parasitic capacitance is as follows:

【0015】[0015]

【数2】 (Equation 2)

【0016】と計算され、約12%となる。また、非常
に単純な仮定ではあるが、半導体装置の配線による遅延
は寄生容量×配線抵抗のCR積に比例し、また、配線部
での消費電力はfCV2/2に比例するため、上記計算
から、それぞれが10%以上の増加となり、半導体装置
の高速化、低消費電力化の大きな妨げとなるという問題
がある。
Approximately 12%. Moreover, it is a very simple assumption, but delays due to wiring of a semiconductor device is proportional to the CR product of the parasitic capacitance × the wiring resistance and the power consumption of the wiring portion is proportional to fCV 2/2, the calculation Therefore, there is a problem that each of them increases by 10% or more, which greatly hinders speeding up and reducing power consumption of the semiconductor device.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、第1導
電型領域を有する半導体基板、該半導体基板表面に形成
されるトレンチ素子分離領域、該トレンチ素子分離領域
により規定される半導体素子形成用の活性領域及び表面
に第2導電型拡散層を有する擬似活性領域からなり、前
記トレンチ素子分離領域と前記擬似活性領域とにより素
子分離領域を構成する半導体装置が提供される。
According to the present invention, there is provided a semiconductor substrate having a first conductivity type region, a trench isolation region formed on a surface of the semiconductor substrate, and a semiconductor device formation defined by the trench isolation region. A semiconductor device comprising a pseudo active region having a second conductivity type diffusion layer on a surface thereof and a trench element isolation region and the pseudo active region.

【0018】また、本発明によれば、半導体基板上の半
導体素子形成用の活性領域に不純物拡散層を形成すると
同時に、擬似活性領域の表面に第2導電型拡散層を形成
する上記半導体装置の製造方法が提供される。
Further, according to the present invention, there is provided the semiconductor device according to the above, wherein the impurity diffusion layer is formed in the active region for forming the semiconductor element on the semiconductor substrate and the second conductivity type diffusion layer is formed on the surface of the pseudo active region. A manufacturing method is provided.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明の半導体装置は、主とし
て、半導体基板、半導体基板表面に形成される素子分離
領域及び活性領域、半導体基板上に形成される半導体素
子から構成される。本発明の半導体装置における半導体
基板は第1導電型領域を有している。半導体基板の材料
は、特に限定されるものではなく、例えばシリコン、ゲ
ルマニウム等の半導体、GaAs、InGaAs等の化
合物半導体等を使用することができる。なかでも、シリ
コン基板が好ましい。半導体基板が有する第1導電型領
域は、P型又はN型のいずれかの不純物がドーピングさ
れることにより形成され、半導体基板全体が第1導電型
に設定されているものでもよく、半導体基板表面に不純
物拡散領域(ウェル)として少なくとも1つの第1導電
型領域が形成されていてもよい。この際の不純物の濃度
は、通常半導体基板又は不純物拡散領域にドーピングさ
れる濃度であれば特に限定されるものではなく、例え
ば、1×1016〜5×1018ions/cm3 程度が挙
げられる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A semiconductor device according to the present invention mainly comprises a semiconductor substrate, an element isolation region and an active region formed on the surface of the semiconductor substrate, and a semiconductor element formed on the semiconductor substrate. The semiconductor substrate in the semiconductor device of the present invention has a first conductivity type region. The material of the semiconductor substrate is not particularly limited, and for example, a semiconductor such as silicon or germanium, or a compound semiconductor such as GaAs or InGaAs can be used. Among them, a silicon substrate is preferable. The first conductivity type region included in the semiconductor substrate may be formed by doping a P-type or N-type impurity, and the entire semiconductor substrate may be set to the first conductivity type. , At least one first conductivity type region may be formed as an impurity diffusion region (well). The concentration of the impurity at this time is not particularly limited as long as it is a concentration usually doped in the semiconductor substrate or the impurity diffusion region, and for example, is about 1 × 10 16 to 5 × 10 18 ions / cm 3. .

【0020】半導体基板の表面には、トレンチ素子分離
領域が形成されている。トレンチ素子分離領域とは、半
導体基板表面にトレンチが形成され、そのトレンチ内に
絶縁体が埋設され、通常その表面が平坦化されて形成さ
れる領域を意味する。トレンチの深さは、半導体基板上
に形成される半導体素子性能等により十分な素子分離が
確保されるように調整することができ、例えば、0.2
〜1.0μm程度の深さが挙げられる。トレンチ素子分
離領域は、公知のトレンチ素子分離法により形成するこ
とができる。例えば、半導体基板上に酸化膜及び窒化膜
等の絶縁膜を形成した後、フォトリソグラフィ及びエッ
チング工程によりトレンチ形成領域上の絶縁膜に開口を
形成し、開口部の半導体基板に所望の深さ及び大きさを
有するトレンチを形成し、次いで、トレンチを含む半導
体基板上に酸化膜等の絶縁膜を、好ましくはトレンチ深
さより厚膜で堆積し、CMP法等によりエッチバックす
ることによりトレンチ内に絶縁体を埋設する方法が挙げ
られる。
On the surface of the semiconductor substrate, a trench element isolation region is formed. The trench element isolation region means a region in which a trench is formed on the surface of a semiconductor substrate, an insulator is buried in the trench, and the surface is usually planarized. The depth of the trench can be adjusted so that sufficient device isolation is ensured by the performance of the semiconductor device formed on the semiconductor substrate and the like.
And a depth of about 1.0 μm. The trench element isolation region can be formed by a known trench element isolation method. For example, after forming an insulating film such as an oxide film and a nitride film on a semiconductor substrate, an opening is formed in the insulating film over the trench formation region by a photolithography and etching process, and a desired depth and A trench having a size is formed, and then an insulating film such as an oxide film is deposited on the semiconductor substrate including the trench, preferably as a thicker film than the trench depth, and is etched back by a CMP method or the like to insulate the trench. There is a method of burying the body.

【0021】半導体基板表面には、上述のトレンチ素子
分離領域により規定される半導体素子形成用の活性領域
が形成されている。活性領域の形状、大きさ、配置等は
特に限定されるものではなく、得ようとする半導体装置
の機能、用途等に応じて適宜調整することができる。活
性領域に形成される半導体素子としては、例えば、トラ
ンジスタ、キャパシタ、抵抗等の種々の素子が挙げられ
る。これらは単独又は組み合わせて形成されていてもよ
く、例えば、CMOSデバイス等の他、DRAM、SR
AM、FLASHメモリ等のメモリデバイス等を構成す
るものでもよい。
On the surface of the semiconductor substrate, an active region for forming a semiconductor element defined by the above-described trench element isolation region is formed. The shape, size, arrangement, and the like of the active region are not particularly limited, and can be appropriately adjusted according to the function, application, and the like of the semiconductor device to be obtained. Examples of the semiconductor element formed in the active region include various elements such as a transistor, a capacitor, and a resistor. These may be formed alone or in combination. For example, in addition to a CMOS device, a DRAM, an SR
It may constitute a memory device such as an AM or FLASH memory.

【0022】さらに、本発明の半導体装置における半導
体基板は擬似活性領域を有する。擬似活性領域は、半導
体素子形成用の活性領域のように半導体素子を形成する
ため、あるいは配線拡散層、半導体基板又は不純物拡散
領域等との接続のため等に形成されるものではなく、ト
レンチ素子分離領域の機能を十分に確保するために形成
される領域を意味する。このように、擬似活性領域は、
上述のトレンチ素子分離領域とともに素子分離領域を構
成する。擬似活性領域は、その表面に第2導電型拡散層
を有する以外は、素子が形成されていない状態の通常の
活性領域とほぼ同様である。ここで、第2導電型とは、
第1導電型がP型の場合はN型を意味し、第1導電型が
N型の場合はP型を意味する。擬似活性領域は、1つの
素子分離領域内に1つのみ形成されていてもよいし、複
数個形成されていてもよい。また、その形状、大きさ、
配置は、上述したように、トレンチ素子分離領域の機能
を十分に確保するために適宜調整することができる。擬
似活性領域に形成される第2導電型拡散層は、擬似活性
領域内全面にわたって形成されていることが好ましく、
不純物濃度は、5×1019〜1×1021ions/cm
3 程度が挙げられる。また、第2導電型拡散層は、トレ
ンチ素子分離領域におけるトレンチ底面よりも浅い領域
に形成されていることが好ましく、トレンチ素子分離領
域の深さが0.3〜1.0μm程度の場合には、第2導
電型拡散層の厚みは0.1〜0.2μm程度が挙げられ
る。
Further, the semiconductor substrate in the semiconductor device of the present invention has a pseudo active region. The pseudo active region is not formed for forming a semiconductor device like an active region for forming a semiconductor device, or for connection with a wiring diffusion layer, a semiconductor substrate, an impurity diffusion region, or the like. It means a region formed to sufficiently secure the function of the separation region. Thus, the pseudo active region is
An element isolation region is formed together with the above-described trench element isolation region. The pseudo active region is almost the same as a normal active region where no element is formed, except that the pseudo active region has a second conductivity type diffusion layer on its surface. Here, the second conductivity type is
When the first conductivity type is P type, it means N type, and when the first conductivity type is N type, it means P type. Only one pseudo active region may be formed in one element isolation region, or a plurality of pseudo active regions may be formed. Also, its shape, size,
As described above, the arrangement can be appropriately adjusted in order to sufficiently secure the function of the trench element isolation region. The second conductivity type diffusion layer formed in the pseudo active region is preferably formed over the entire surface of the pseudo active region,
The impurity concentration is 5 × 10 19 to 1 × 10 21 ions / cm.
About 3 are mentioned. Further, the second conductivity type diffusion layer is preferably formed in a region shallower than the trench bottom in the trench isolation region, and when the depth of the trench isolation region is about 0.3 to 1.0 μm. The thickness of the second conductivity type diffusion layer is, for example, about 0.1 to 0.2 μm.

【0023】本発明の半導体装置は、通常、半導体基
板にトレンチ素子分離領域を形成し、半導体基板に第
1導電型領域を形成し、活性領域に、ゲート絶縁膜及
びゲート電極を形成した後ソース/ドレイン領域を形成
することによりトランジスタを形成し、トランジスタ
上に層間絶縁膜、コンタクトホール、メタル配線等を形
成することにより完成することができる。これらの各工
程は、通常半導体装置の製造方法において用いられる方
法により行うことができる。なお、このような工程にお
いては、のトレンチ素子分離領域を形成する工程と、
の第1導電型領域を形成する工程とのいずれを先に行
ってもよい。さらに、活性領域にトランジスタを形成す
る場合、N型又はP型のいずれのトランジスタを形成し
てもよいし、N型及びP型の双方のトランジスタを形成
してもよい。この場合、N型及びP型の双方のトランジ
スタをいずれを先に形成してもよい。また、上記〜
の工程の前、間及び後において、キャパシタ等の異なる
素子の形成、トランジスタの閾値電圧制御のためのイオ
ン注入、ゲート電極の側壁へのサイドウォールスペーサ
の形成、LDD領域の形成、拡散層の形成、配線の形成
等、目的とする半導体装置の用途、機能、性能等に応じ
て適当な工程を追加してもよい。
In the semiconductor device of the present invention, usually, a trench isolation region is formed in a semiconductor substrate, a first conductivity type region is formed in a semiconductor substrate, and a gate insulating film and a gate electrode are formed in an active region. / Drain region is formed to form a transistor, and an interlayer insulating film, a contact hole, a metal wiring, and the like are formed on the transistor, thereby completing the transistor. Each of these steps can be performed by a method usually used in a method of manufacturing a semiconductor device. Note that in such a step, a step of forming a trench element isolation region;
And the step of forming the first conductivity type region may be performed first. Further, when a transistor is formed in the active region, either an N-type transistor or a P-type transistor may be formed, or both N-type and P-type transistors may be formed. In this case, both the N-type and P-type transistors may be formed first. Also, the above ~
Before, during, and after the step, formation of different elements such as a capacitor, ion implantation for controlling a threshold voltage of a transistor, formation of a sidewall spacer on a side wall of a gate electrode, formation of an LDD region, formation of a diffusion layer Appropriate steps may be added according to the intended use, function, performance, etc. of the semiconductor device, such as formation of wiring.

【0024】本発明においては、半導体基板上の半導体
素子形成用の活性領域に第2導電型の不純物拡散層を形
成すると同時に、擬似活性領域の表面に第2導電型拡散
層を形成することが好ましく、具体的には、上記工程
において、半導体基板の活性領域にソース/ドレイン領
域を形成する際に適当なマスクを使用して、擬似活性領
域の表面に第2導電型拡散層を形成することが好まし
い。また、上記工程〜の工程以外で、活性領域の一
部に拡散層による配線が形成される場合において、この
拡散層配線を形成する際に適当なマスクを使用して、擬
似活性領域の表面に第2導電型拡散層を形成することが
好ましい。
In the present invention, the second conductivity type impurity diffusion layer is formed in the active region for forming the semiconductor element on the semiconductor substrate, and at the same time, the second conductivity type diffusion layer is formed on the surface of the pseudo active region. Preferably, specifically, in the above step, a second conductivity type diffusion layer is formed on the surface of the pseudo active region using an appropriate mask when forming source / drain regions in the active region of the semiconductor substrate. Is preferred. In the case where a diffusion layer wiring is formed in a part of the active region other than the above-described steps 1 to 3, the surface of the pseudo active region is formed by using an appropriate mask when forming the diffusion layer wiring. It is preferable to form a second conductivity type diffusion layer.

【0025】以下、本発明の半導体装置及びその製造方
法の実施例を図面に基づいて説明する。本発明の半導体
装置の一実施例であるCMOSインバータは、図1及び
図2(a)、(b)に示したように、シリコン基板1内
に形成されたP型ウェル12内の活性領域13上にNM
OSが、N型ウェル22内の活性領域23上にPMOS
がそれぞれ形成されて構成されている。
Hereinafter, embodiments of a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2A and 2B, a CMOS inverter as an embodiment of the semiconductor device of the present invention has an active region 13 in a P-type well 12 formed in a silicon substrate 1. NM on top
The OS has a PMOS on the active region 23 in the N-type well 22.
Are formed respectively.

【0026】NMOSは、活性領域13上にゲート絶縁
膜17を介して形成されたゲート電極15と、ゲート電
極15に対して自己整合的にシリコン基板1内に形成さ
れたソース/ドレイン領域16とにより形成されてい
る。PMOSは、活性領域23上にゲート絶縁膜17を
介して形成されたゲート電極25と、ゲート電極25に
対して自己整合的にシリコン基板1内に形成されたソー
ス/ドレイン領域26とにより形成されている。なお、
ゲート電極15、25は、互いに連続した同一パターン
によって形成されている。
The NMOS includes a gate electrode 15 formed on the active region 13 with a gate insulating film 17 interposed therebetween, and a source / drain region 16 formed in the silicon substrate 1 in self-alignment with the gate electrode 15. Is formed. The PMOS is formed by a gate electrode 25 formed on the active region 23 with the gate insulating film 17 interposed therebetween, and a source / drain region 26 formed in the silicon substrate 1 in self-alignment with the gate electrode 25. ing. In addition,
The gate electrodes 15 and 25 are formed by the same continuous pattern.

【0027】また、NMOSの一方のソース/ドレイン
領域16は、NMOS上に層間絶縁膜3を介して配設さ
れたメタル配線2aに接続されており、第1の基準電位
が与えられる。また、このメタル配線2aは、P型ウェ
ル12内の活性領域14表面に形成されたP型拡散層1
8を通してP型ウェル12にも第1の基準電位を与える
ために利用される。同様に、PMOSのソース領域26
は、PMOS上に層間絶縁膜3を介して配設されたメタ
ル配線2cに接続されており、第2の基準電位が与えら
れる。また、このメタル配線2cは、N型ウェル22内
の活性領域24表面に形成されたN型拡散層19を通し
てN型ウェル22にも第2の基準電位を与えるために利
用される。
One source / drain region 16 of the NMOS is connected to a metal wiring 2a disposed on the NMOS via an interlayer insulating film 3, and is supplied with a first reference potential. The metal wiring 2a is formed on the P-type diffusion layer 1 formed on the surface of the active region 14 in the P-type well 12.
8 is also used to apply a first reference potential to the P-type well 12. Similarly, the PMOS source region 26
Is connected to a metal wiring 2c disposed on a PMOS via an interlayer insulating film 3, and is supplied with a second reference potential. The metal wiring 2c is used to apply a second reference potential to the N-type well 22 through the N-type diffusion layer 19 formed on the surface of the active region 24 in the N-type well 22.

【0028】さらに、NMOS及びPMOSの共通のゲ
ート電極15、25には、CMOSインバータへの入力
線として機能するメタル配線2dが接続されており、N
MOS及びPMOSのドレイン領域26には、CMOS
インバータへの出力線として機能するメタル配線2bが
接続されている。また、このCMOSインバータにおけ
るP型ウェル12及びN型ウェル22内であって、ゲー
ト電極15、25が配設された領域及び活性領域13、
14、23、24が形成された領域以外の素子分離領域
内に、一定の間隔で、長方形形状の擬似活性領域a〜j
が形成されている。これら擬似活性領域のうち、P型ウ
ェル12内の擬似活性領域a〜eの表面には、N型拡散
層19が形成されており、N型ウェル22内の擬似活性
領域f〜jの表面には、P型拡散層18が形成されてい
る。これにより、擬似活性領域a〜jの表面にはPN接
合が形成されることとなる。
Further, a metal wiring 2d functioning as an input line to the CMOS inverter is connected to the common gate electrodes 15 and 25 of the NMOS and the PMOS.
The MOS and PMOS drain regions 26 have CMOS
Metal wiring 2b functioning as an output line to the inverter is connected. Further, in the P-type well 12 and the N-type well 22 in the CMOS inverter, the region where the gate electrodes 15 and 25 are provided and the active region 13 are provided.
At regular intervals, rectangular pseudo-active regions a to j are formed in the element isolation regions other than the regions where 14, 23 and 24 are formed.
Are formed. Of these pseudo active regions, N type diffusion layers 19 are formed on the surfaces of the pseudo active regions a to e in the P type well 12, and are formed on the surfaces of the pseudo active regions f to j in the N type well 22. Has a P-type diffusion layer 18 formed therein. As a result, a PN junction is formed on the surfaces of the pseudo active regions a to j.

【0029】このような構成を有することにより、例え
ば、擬似活性領域bにおいては、図2(b)に示したよ
うに、メタル配線2aとシリコン基板1との間の寄生容
量C paraは、層間絶縁膜3の容量Cimd とPN接合の接
合容量Cpnとの直列容量となり、
By having such a configuration, for example,
For example, in the pseudo active region b, as shown in FIG.
Thus, the parasitic capacitance between the metal wiring 2a and the silicon substrate 1
Quantity C paraIs the capacitance C of the interlayer insulating film 3imdAnd PN junction
Total capacity CpnSeries capacitance with

【0030】[0030]

【数3】 (Equation 3)

【0031】で与えられる。また、PN接合容量Cpn
存在する場合にはCimd /Cpn>0であるため、 Cpara>Cpn となり、疑似活性領域表面にPN接合を形成することに
より、メタル配線2aと基板1との間の寄生容量Cpara
を減少することができる。また、擬似活性領域a、c〜
jの場合も同様に表面にPN接合を形成することによ
り、配線寄生容量を減少することができる。
Is given by In addition, since C imd / C pn > 0 when there is a PN junction capacitance C pn , C para > C pn . By forming a PN junction on the surface of the pseudo active region, the metal wiring 2a and the substrate 1 Parasitic capacitance C para between
Can be reduced. In addition, pseudo active regions a, c to
Similarly, in the case of j, the wiring parasitic capacitance can be reduced by forming a PN junction on the surface.

【0032】さらに具体的に説明すると、層間絶縁膜3
による単位面積当たりの層間容量C imd は、その膜厚T
imd が600nmの時、
More specifically, the interlayer insulating film 3
Interlayer capacitance C per unit area imdIs the film thickness T
imdIs 600 nm,

【0033】[0033]

【数4】 (Equation 4)

【0034】(式中、εは酸化膜の比誘電率、ε0 は真
空の誘電率)で与えられる。一方、疑似活性領域表面の
単位面積当たりのPN接合容量Cpnは、
(Where ε is the relative permittivity of the oxide film, and ε 0 is the vacuum permittivity). On the other hand, the PN junction capacitance C pn per unit area of the surface of the pseudo active region is

【0035】[0035]

【数5】 (Equation 5)

【0036】(式中、εs はシリコンの誘電率、Wd
PN接合の空乏層幅、qは電荷素量(ここではN型ウェ
ル又はP型ウェル濃度)、Vbiはビルトインポテンシャ
ル、VはPN接合に与えられる電圧)で表されるが、N
=3×1017/cm3、V=0V、T=室温では、Cpn
≒130nF/cm2となる。
Where ε s is the dielectric constant of silicon, W d is the width of the depletion layer of the PN junction, q is the elementary charge (here, the N-type well or P-type well concentration), V bi is the built-in potential, Is the voltage applied to the PN junction), and N
= 3 × 10 17 / cm 3 , V = 0V, T = at room temperature, C pn
≒ 130 nF / cm 2 .

【0037】よって、寄生容量Cparaは、式(6)からTherefore, the parasitic capacitance C para is calculated from the equation (6).

【0038】[0038]

【数6】 (Equation 6)

【0039】となり、疑似活性領域表面にPN接合がな
い場合(例えばN型ウェル内の疑似活性領域表面がN型
導電層である場合)の寄生容量、 Cpara=Cimd =5.75nF/cm2 に比べ、約4%の配線寄生容量を低減することができ
る。以下に、上記CMOSインバータの製造方法を図面
に基づいて説明する。
The parasitic capacitance when there is no PN junction on the surface of the pseudo active region (for example, when the surface of the pseudo active region in the N-type well is an N-type conductive layer), C para = C imd = 5.75 nF / cm As compared with 2 , the wiring parasitic capacitance can be reduced by about 4%. Hereinafter, a method of manufacturing the CMOS inverter will be described with reference to the drawings.

【0040】図3(a)に示したように、P型シリコン
基板1の表面に熱酸化方法によりパッドシリコン酸化膜
4を10〜30nm堆積した後、LPCVD法によりシ
リコン窒化膜5を100〜250nm堆積する。次に、
図3(b)に示したように、活性領域13、14、2
3、24となる領域及び素子分離領域内の擬似活性領域
a〜jとなる領域に、フォトリソグラフィ工程により開
口部が形成されたレジストパターン6を形成する。この
レジストパターン6をマスクとして、開口部のシリコン
窒化膜5及びシリコン酸化膜4を、RIE法によりエッ
チング除去し、引き続いてシリコン基板1を200〜4
00nm掘り下げて、溝7を形成する。
As shown in FIG. 3A, after a pad silicon oxide film 4 is deposited on the surface of a P-type silicon substrate 1 by a thermal oxidation method in a thickness of 10 to 30 nm, a silicon nitride film 5 is formed in a thickness of 100 to 250 nm by an LPCVD method. accumulate. next,
As shown in FIG. 3B, the active regions 13, 14, 2
A resist pattern 6 having an opening formed by a photolithography process is formed in regions 3 and 24 and regions to be pseudo active regions a to j in the element isolation region. Using the resist pattern 6 as a mask, the silicon nitride film 5 and the silicon oxide film 4 in the opening are removed by etching by RIE, and the silicon substrate 1
The trench 7 is formed by digging down by 00 nm.

【0041】続いて、図3(c)に示したように、レジ
ストパターン6をアッシング除去した後、溝7底面及び
側面のシリコン基板表面を10〜50nm程度と薄く酸
化してシリコン酸化膜を形成する(図示せず)。この
際、活性領域13、14、23、24及び擬似活性領域
a〜jの表面には耐酸化膜であるシリコン窒化膜5が存
在するため、シリコン基板1の表面にシリコン酸化膜は
形成されない。その後、溝7を完全に埋め込んでシリコ
ン酸化膜8をCVD法又は回転塗布法により400〜8
00nm堆積する。なお、シリコン酸化膜8の膜厚は溝
7及びシリコン酸化膜4、シリコン窒化膜5の段差以上
であることが好ましい。
Subsequently, as shown in FIG. 3C, after the resist pattern 6 is removed by ashing, the silicon substrate surface on the bottom and side surfaces of the groove 7 is thinly oxidized to about 10 to 50 nm to form a silicon oxide film. (Not shown). At this time, since the silicon nitride film 5, which is an oxidation-resistant film, exists on the surfaces of the active regions 13, 14, 23, and 24 and the pseudo active regions a to j, no silicon oxide film is formed on the surface of the silicon substrate 1. After that, the groove 7 is completely buried, and the silicon oxide film 8 is formed in a thickness of 400 to 8
Deposit 00 nm. It is preferable that the thickness of the silicon oxide film 8 be equal to or larger than the step of the groove 7, the silicon oxide film 4, and the silicon nitride film 5.

【0042】次に、図4(d)に示したように、シリコ
ン酸化膜8をCMP法により、シリコン窒化膜5の表面
が露出するまで研磨エッチバックして、溝7の内部にの
みシリコン酸化膜8を残す。この際、シリコン窒化膜5
はCMPのストッパとして働く。また、疑似活性領域a
〜jが素子分離領域内に配置されているため、CMP特
有の問題であるディッシングやエロージョンを防止する
ことができ、平坦な表面を得ることができる。
Next, as shown in FIG. 4D, the silicon oxide film 8 is polished and etched back by the CMP method until the surface of the silicon nitride film 5 is exposed. The film 8 is left. At this time, the silicon nitride film 5
Acts as a CMP stopper. Also, the pseudo active region a
Since ~ j are arranged in the element isolation region, dishing and erosion, which are problems specific to CMP, can be prevented, and a flat surface can be obtained.

【0043】次いで、図4(e)に示したように、シリ
コン窒化膜5を、加熱したリン酸溶液でエッチング除去
した後、フォトリソグラフィ工程により所望の形状に加
工されたレジストパターン9を形成し、これをマスクと
して、シリコン基板1に注入エネルギーを変更して2〜
4回のリンのイオン注入を行い、N型ウェル22を形成
する。この際、N型ウェル22の深さは、溝7より深い
必要があり、少なくとも1回のイオン注入は300〜6
00keV以上で行うことが好ましい。また、各回のイ
オン注入量は所望のPMOS特性及びN型ウェル抵抗に
あわせ、1×1012〜5×1013cm-2で行う。
Next, as shown in FIG. 4E, after the silicon nitride film 5 is removed by etching with a heated phosphoric acid solution, a resist pattern 9 processed into a desired shape by a photolithography process is formed. Using this as a mask, the implantation energy is changed into the silicon substrate 1 to
Four times ion implantation of phosphorus is performed to form an N-type well 22. At this time, the depth of the N-type well 22 needs to be deeper than the groove 7, and at least one ion implantation is 300 to 6 times.
It is preferable to carry out at 00 keV or more. Further, the ion implantation amount at each time is set to 1 × 10 12 to 5 × 10 13 cm −2 in accordance with desired PMOS characteristics and N-type well resistance.

【0044】図4(f)に示したように、レジストパタ
ーン9をアッシング除去した後、フォトリソグラフィ工
程により所望の形状に加工されたレジストパターン10
を形成し、これをマスクとして、シリコン基板1に注入
エルネギーを変更して2〜4回のボロンのイオン注入を
行い、P型ウェル12を形成する。この際、P型ウェル
12の深さは、溝7より深い必要があり、少なくとも1
回のイオン注入は200〜400keV以上で行うこと
が好ましい。また、各回のイオン注入量は所望のNMO
S特性及びP型ウェル抵抗にあわせ、1×1012〜5×
1013cm-2で行う。
As shown in FIG. 4F, after the resist pattern 9 is removed by ashing, the resist pattern 10 is processed into a desired shape by a photolithography process.
Then, using this as a mask, boron ions are implanted into the silicon substrate 1 two to four times while changing the implantation energy, thereby forming a P-type well 12. At this time, the depth of the P-type well 12 needs to be deeper than the
The ion implantation is preferably performed at 200 to 400 keV or more. In addition, the ion implantation amount at each time is a desired NMO.
1 × 10 12 to 5 × according to S characteristics and P-type well resistance
Perform at 10 13 cm -2 .

【0045】次に、図4(g)に示したように、レジス
トパターン10をアッシング除去した後、シリコン酸化
膜4を希フッ酸溶液でエッチング除去し、再度シリコン
基板1表面にゲート絶縁膜17を3〜10nm形成す
る。引き続きポリシリコン(又はタングステンシリサイ
ド等とポリシリコンの複層膜)をCVD法により150
〜300nm堆積した後、フォトリソグラフィ及びエッ
チング工程により、活性領域13、23上にゲート電極
15、25を形成する。次に、通常の工程に従って、ゲ
ート電極15、25をマスクとしてシリコン基板1表面
にLDD形成のためにイオン注入を行う(図示せず)。
その後、シリコン窒化膜をシリコン基板1上全面にCV
D法により50〜150nm堆積した後、RIE法によ
りエッチバックしてゲート電極15、25の側壁に自己
整合的にスペーサ絶縁膜20を形成する。
Next, as shown in FIG. 4G, after the resist pattern 10 is removed by ashing, the silicon oxide film 4 is removed by etching with a diluted hydrofluoric acid solution, and the gate insulating film 17 is formed on the surface of the silicon substrate 1 again. Is formed in a thickness of 3 to 10 nm. Subsequently, polysilicon (or a multi-layer film of polysilicon such as tungsten silicide and the like) is deposited by a CVD method for 150 hours.
After depositing a thickness of about 300 nm, gate electrodes 15 and 25 are formed on the active regions 13 and 23 by a photolithography and etching process. Next, ions are implanted into the surface of the silicon substrate 1 for LDD formation (not shown) using the gate electrodes 15 and 25 as a mask according to a normal process.
Thereafter, a silicon nitride film is formed on the entire surface of the silicon substrate 1 by CV.
After depositing 50 to 150 nm by the D method, the spacer insulating film 20 is formed on the side walls of the gate electrodes 15 and 25 in a self-aligned manner by etching back by the RIE method.

【0046】その後、図5(h)に示したように、N型
ウェル22内の活性領域24を覆い、さらにP型ウェル
12内の活性領域14を除くすべての領域を覆うレジス
トパターン31を形成し、これをマスクとしてBF2
オンを20〜60keVの注入エネルギーで2〜5×1
15cm-2注入する。この結果、活性領域14及び疑似
活性領域f〜jの表面にP型拡散層18が形成される。
また、活性領域23においては、ゲート電極25及びス
ペーサ絶縁膜20をマスクとして利用して、自己整合的
にシリコン基板1表面にPMOSのソース/ドレイン領
域26が形成される。なお、この際、ゲート電極25を
構成するポリシリコンもP型にドーピングされる。
Thereafter, as shown in FIG. 5H, a resist pattern 31 is formed which covers the active region 24 in the N-type well 22 and further covers all regions except the active region 14 in the P-type well 12. Using this as a mask, BF 2 ions are implanted at an implantation energy of 20 to 60 keV to 2 to 5 × 1.
Inject 0 15 cm -2 . As a result, a P-type diffusion layer 18 is formed on the surface of the active region 14 and the pseudo active regions f to j.
In the active region 23, the source / drain regions 26 of the PMOS are formed in a self-aligned manner on the surface of the silicon substrate 1 using the gate electrode 25 and the spacer insulating film 20 as a mask. At this time, the polysilicon forming the gate electrode 25 is also doped with P-type.

【0047】このように、新たな工程の追加を行うこと
なく、疑似活性領域f〜jの表面に活性領域14及びソ
ース/ドレイン領域26と同時にP型拡散層18を形成
することによりPN接合を構成することができる。次
に、図5(i)に示したように、P型ウェル12内の活
性領域14を覆い、さらにN型ウェル22内の活性領域
24を除くすべての領域を覆うレジストパターン32を
形成し、これをマスクとしてAsイオンを20〜60k
eVの注入エルネギーで2〜5×1015cm-2注入す
る。この結果、活性領域24及び疑似活性領域a〜eの
表面にN型拡散層19が形成される。また、活性領域1
3においては、ゲート電極15及びスペーサ絶縁膜20
をマスクとして自己整合的にシリコン基板1表面にNM
OSのソース/ ドレイン領域16が形成される。なお、
この際、ゲート電極15を構成するポリシリコンにもN
型にドーピングされる。
As described above, the P-type diffusion layer 18 is formed simultaneously with the active region 14 and the source / drain region 26 on the surfaces of the pseudo active regions f to j without adding a new step, thereby forming a PN junction. Can be configured. Next, as shown in FIG. 5I, a resist pattern 32 is formed to cover the active region 14 in the P-type well 12 and further cover all regions except the active region 24 in the N-type well 22. Using this as a mask, As ions are 20 to 60 k
Inject 2 to 5 × 10 15 cm −2 with eV implantation energy. As a result, an N-type diffusion layer 19 is formed on the surface of the active region 24 and the pseudo active regions a to e. Also, the active region 1
3, the gate electrode 15 and the spacer insulating film 20
NM on the surface of the silicon substrate 1 in a self-aligned manner
An OS source / drain region 16 is formed. In addition,
At this time, the polysilicon forming the gate electrode 15 is also N
Doped into the mold.

【0048】このように、新たな工程の追加を行うこと
なく、疑似活性領域a〜eの表面に活性領域24及びソ
ース/ドレイン領域16と同時にN型拡散層19を形成
することによりPN接合を構成することができる。続い
て、図5(j)に示したように、レジストパターン32
をアッシング除去し、700〜900℃、数10分間の
炉熱処理又は1000〜1100℃、数秒間の急速熱処
理、あるいは両者の熱処理を施して、活性領域13、1
4、23、24及び疑似活性領域a〜j及びゲート電極
15、25に注入されたボロン及び砒素を活性化する。
As described above, the N-type diffusion layer 19 is formed simultaneously with the active region 24 and the source / drain region 16 on the surfaces of the pseudo active regions a to e without adding a new step, thereby forming a PN junction. Can be configured. Subsequently, as shown in FIG.
Is subjected to ashing heat treatment at 700 to 900 ° C. for several tens of minutes or rapid heat treatment at 1000 to 1100 ° C. for several seconds, or both heat treatments.
4, 23, 24 and the pseudo active regions a to j and the boron and arsenic implanted into the gate electrodes 15, 25 are activated.

【0049】次に、図2(a)に示したように、通常の
工程に従って、膜厚600〜900nm程度の層間絶縁
膜3の堆積、コンタクトの開口及びタングステン等の埋
め込みによるコンタクトプラグ形成、及びAl−Cu等
によるメタル配線2a〜2dを形成して、本実施例によ
るCMOSインバータを完成する。
Next, as shown in FIG. 2A, according to a normal process, an interlayer insulating film 3 having a thickness of about 600 to 900 nm is deposited, a contact opening is formed, and a contact plug is formed by burying tungsten or the like. The metal wirings 2a to 2d made of Al-Cu or the like are formed to complete the CMOS inverter according to the present embodiment.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明によれば、素子分離領域内に、そ
の表面に第2導電型拡散層を有する擬似活性領域を有す
るため、従来問題となっていたCMPでのディッシング
やエロージョンを防止することができるとともに、疑似
活性領域におけるメタル配線とシリコン基板との間の配
線寄生容量を低減することができる。また、これに起因
して、概略的にCR積で与えられる配線遅延速度が改善
され、回路の高速化とともに低消費電力化を図ることも
でき、デバイス特性の向上を図ることが可能となる。
According to the present invention, since a pseudo active region having a second conductivity type diffusion layer on the surface thereof is provided in an element isolation region, dishing and erosion by CMP, which have conventionally been problems, can be prevented. In addition, the parasitic capacitance between the metal wiring and the silicon substrate in the pseudo active region can be reduced. Further, due to this, the wiring delay speed roughly given by the CR product is improved, the circuit speed can be reduced, the power consumption can be reduced, and the device characteristics can be improved.

【0051】さらに、本発明によれば、表面に第2導電
型拡散層を有する擬似活性領域を形成するために、新た
な工程を付加する必要はなく、従来の半導体装置の製造
工程で行われている拡散層形成工程を利用することがで
き、簡便に、かつ製造コストの増加をもたらすことな
く、上述のような特性の改善された半導体装置を製造す
ることが可能となる。
Further, according to the present invention, it is not necessary to add a new process for forming a pseudo active region having a second conductivity type diffusion layer on the surface, and it is performed in a conventional semiconductor device manufacturing process. This makes it possible to manufacture a semiconductor device with improved characteristics as described above simply and without increasing the manufacturing cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の半導体装置の一実施例を示す要部の概
略平面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view of a main part showing one embodiment of a semiconductor device of the present invention.

【図2】(a)は図1のA−A’線断面図であり、
(b)は寄生容量について説明するための(a)の要部
拡大断面図である。
FIG. 2A is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1,
FIG. 2B is an enlarged sectional view of a main part of FIG.

【図3】本発明の半導体装置の製造方法を説明するため
の製造工程断面図である。
FIG. 3 is a manufacturing process sectional view for illustrating the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図4】本発明の半導体装置の製造方法を説明するため
の製造工程断面図である。
FIG. 4 is a manufacturing process sectional view for illustrating the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図5】本発明の半導体装置の製造方法を説明するため
の製造工程断面図である。
FIG. 5 is a manufacturing process sectional view for illustrating the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図6】従来の半導体装置を説明するための要部の概略
断面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a main part for describing a conventional semiconductor device.

【図7】従来の別の半導体装置の製造方法を説明するた
めの製造工程断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing process for explaining another conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図8】従来の別の半導体装置の製造方法を説明するた
めの製造工程断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a manufacturing process for explaining another conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2a〜2d メタル配線 3 層間絶縁膜 4 シリコン酸化膜 5 シリコン窒化膜 6、9、10 レジストパターン 7 溝 8 シリコン酸化膜 12 P型ウェル 13、14、23、24 活性領域 15、25 ゲート電極 16、26 ソース/ドレイン領域 17 ゲート絶縁膜 18 P型拡散層 19 N型拡散層 20 スペーサ絶縁膜 22 N型ウェル a〜e 擬似活性領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 2a-2d Metal wiring 3 Interlayer insulating film 4 Silicon oxide film 5 Silicon nitride film 6, 9, 10 Resist pattern 7 Groove 8 Silicon oxide film 12 P-type well 13, 14, 23, 24 Active region 15, 25 Gate Electrodes 16, 26 Source / drain region 17 Gate insulating film 18 P-type diffusion layer 19 N-type diffusion layer 20 Spacer insulating film 22 N-type well ae pseudo active region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/336 Fターム(参考) 5F032 AA35 AA44 AA77 CA14 CA17 DA02 DA03 DA22 DA23 DA24 DA33 DA53 5F040 DA01 DA02 DB01 DB03 DB09 DB10 DC01 DC03 EA08 EK05 FC10 FC21 5F048 AA04 AB01 AC01 AC03 AC10 BA01 BA15 BB05 BG14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/336 F-term (Reference) 5F032 AA35 AA44 AA77 CA14 CA17 DA02 DA03 DA22 DA23 DA24 DA33 DA53 5F040 DA01 DA02 DB01 DB03 DB09 DB10 DC01 DC03 EA08 EK05 FC10 FC21 5F048 AA04 AB01 AC01 AC03 AC10 BA01 BA15 BB05 BG14

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型領域を有する半導体基板、 該半導体基板表面に形成されるトレンチ素子分離領域、 該トレンチ素子分離領域により規定される半導体素子形
成用の活性領域及び表面に第2導電型拡散層を有する擬
似活性領域からなり、 前記トレンチ素子分離領域と前記擬似活性領域とにより
素子分離領域を構成することを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate having a first conductivity type region; a trench isolation region formed on a surface of the semiconductor substrate; and a semiconductor device defined by the trench isolation region.
Pseudo-type having active region for formation and diffusion layer of second conductivity type on surface
Consists of a similar active region,  By the trench element isolation region and the pseudo active region
A semiconductor device comprising an element isolation region.
【請求項2】 疑似活性領域の表面の第2導電型拡散層
が、トレンチ素子分離領域におけるトレンチ底面よりも
浅い領域に形成されてなる請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the second conductivity type diffusion layer on the surface of the pseudo active region is formed in a region shallower than the trench bottom in the trench isolation region.
【請求項3】 半導体基板上の半導体素子形成用の活性
領域に不純物拡散層を形成すると同時に、擬似活性領域
の表面に第2導電型拡散層を形成することを特徴とする
請求項1記載の半導体装置の製造方法。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein an impurity diffusion layer is formed in an active region for forming a semiconductor element on a semiconductor substrate, and a second conductivity type diffusion layer is formed on a surface of the pseudo active region. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項4】 半導体基板上の半導体素子形成用の活性
領域にゲート絶縁膜、ゲート電極及びソース/ドレイン
領域からなるMOSトランジスタを形成する際、ソース
/ドレイン領域の形成と同時に擬似活性領域の表面に第
2導電型拡散層を形成する請求項3記載の半導体装置の
製造方法。
4. When forming a MOS transistor comprising a gate insulating film, a gate electrode and a source / drain region in an active region for forming a semiconductor element on a semiconductor substrate, the surface of the pseudo active region is formed simultaneously with the formation of the source / drain region. 4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein a second conductivity type diffusion layer is formed on the semiconductor device.
【請求項5】 半導体基板上の半導体素子形成用の活性
領域の一部に拡散層配線が形成されており、該拡散層配
線を形成すると同時に擬似活性領域の表面に第2導電型
拡散層を形成する請求項3記載の半導体装置の製造方
法。
5. A diffusion layer wiring is formed in a part of an active region for forming a semiconductor element on a semiconductor substrate, and simultaneously with forming the diffusion layer wiring, a second conductivity type diffusion layer is formed on a surface of the pseudo active region. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the forming is performed.
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