JP2000124458A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

Info

Publication number
JP2000124458A
JP2000124458A JP10293930A JP29393098A JP2000124458A JP 2000124458 A JP2000124458 A JP 2000124458A JP 10293930 A JP10293930 A JP 10293930A JP 29393098 A JP29393098 A JP 29393098A JP 2000124458 A JP2000124458 A JP 2000124458A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
insulating film
forming
semiconductor device
silicon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10293930A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Oishi
哲也 大石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP10293930A priority Critical patent/JP2000124458A/en
Publication of JP2000124458A publication Critical patent/JP2000124458A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a manufacturing method of a semiconductor device whereby a semiconductor device with a high breakdown strength MOS type transistor can be manufactured readily at a low cost, by forming a drift region of complete dielectric isolation and a proper thickness by using a semiconductor device with a high breakdown strength MOS transistor, especially an SOI board. SOLUTION: This manufacturing method of a semiconductor device has a process for laminating a second insulation film and a third insulation film one by one on a substrate 101, with at least a first insulation film 102 and a silicon layer 103 comprising impurities of one conductivity type on the first insulation film 102; a process for selectively etching a part of the second insulation film, the third insulation film and the silicon layer 103 for forming an isolation film; a process for selectively etching at least the third insulation film for forming a drift region; and a process for forming an oxide film by selectively oxidizing a part etched for forming the isolation film and an etched part of the third insulation film.

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、高耐圧のMOSト
ランジスタを有する半導体装置、特に、薄いSOI(S
ilicon on Insulator)基板を用い
て、完全な誘電体分離と適切な厚みのドリフト領域を形
成することのできる高耐圧のMOS型トランジスタを有
する半導体装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a high withstand voltage MOS transistor, and more particularly to a thin SOI (S
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device having a high-breakdown-voltage MOS transistor capable of forming a complete dielectric isolation and forming a drift region having an appropriate thickness by using an silicon-on-insulator substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の半導体装置の高集積化、低消費電
力化、高速化の要求に伴い、高耐圧、耐放射線の半導体
装置の研究開発が進んでいる。例えば、特開平3−79
080号公報、特開平4−78170号公報あるいは特
開平8−172189号公報には、オフセット領域(又
はオフセット酸化膜)を有する高耐圧のMOS型トラン
ジスタが開示されている。これらは、オフセット領域
(又はオフセット酸化膜)を設けることにより、電界集
中を緩和して高耐圧を実現するものである。
2. Description of the Related Art With the recent demand for higher integration, lower power consumption, and higher speed of semiconductor devices, research and development of semiconductor devices having high withstand voltage and radiation resistance are progressing. For example, JP-A-3-79
080, JP-A-4-78170 or JP-A-8-172189 disclose a high-breakdown-voltage MOS transistor having an offset region (or an offset oxide film). In these, by providing an offset region (or an offset oxide film), the electric field concentration is reduced and a high breakdown voltage is realized.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】一方、絶縁物上にシリ
コン単結晶層を形成し(SOI基板)、高耐圧等のデバ
イス特性を向上させる技術が知られている。このSOI
基板を用いる技術は、浮遊容量が減少し、素子の高速化
が可能になることやウェル形成工程が不要となるため、
高集積化と放射線等による誤動作が大幅に削減される等
の利点を持つことから、近年特に注目を集めている。
On the other hand, there is known a technique of forming a silicon single crystal layer on an insulator (SOI substrate) to improve device characteristics such as high withstand voltage. This SOI
The technology that uses a substrate reduces stray capacitance, enables higher-speed devices, and eliminates the need for a well formation process.
In recent years, it has attracted particular attention because of its advantages such as high integration and a significant reduction in malfunction due to radiation and the like.

【0004】以下、この技術を用いる従来の半導体装置
の製造方法について、図面を用いながら説明する。以下
に詳述するのは、SOI基板を用い、トレンチ分離とL
OCOS法を組み合わせることにより、高耐圧のMOS
トランジスタを有する半導体装置を製造する例である。
Hereinafter, a conventional method for manufacturing a semiconductor device using this technique will be described with reference to the drawings. In the following, an SOI substrate is used, and trench isolation and L
High breakdown voltage MOS by combining OCOS method
13 illustrates an example of manufacturing a semiconductor device having a transistor.

【0005】先ず、図4(a)に示すように、例えば、
比較的高濃度のn型シリコン半導体基板等の支持基板2
01上に埋め込み酸化シリコン層202及び比較的低濃
度のn型不純物が導入されたシリコン単結晶層203か
らなるSOI基板を用意する。後述するように、このS
OI基板は、例えば、いわゆる貼り合わせ法及びエッチ
バックの技術を用いて作製することができる。
[0005] First, as shown in FIG.
Support substrate 2 such as an n-type silicon semiconductor substrate having a relatively high concentration
First, an SOI substrate including a buried silicon oxide layer 202 and a silicon single crystal layer 203 into which a relatively low concentration of n-type impurity is introduced is prepared. As described later, this S
The OI substrate can be manufactured by using, for example, a so-called bonding method and an etch-back technique.

【0006】次に、図4(b)に示すように、トレンチ
素子分離膜を形成する領域を、埋め込み酸化シリコン層
202に達するまで選択的にエッチングしてトレンチD
を形成する。次いで、該トレンチD内及び表面を全面的
に、例えば、熱酸化法により比較的薄い膜厚の酸化シリ
コン膜204を形成する。
Next, as shown in FIG. 4B, a region where a trench element isolation film is to be formed is selectively etched until it reaches the buried silicon oxide layer 202 to form a trench D.
To form Next, a relatively thin silicon oxide film 204 is formed in the trench D and on the entire surface by, for example, a thermal oxidation method.

【0007】さらに、前記トレンチD内の酸化シリコン
膜204上にポリシリコンを、例えば、ポリシリコンを
用いるCVD(Chemical Vapour De
position)法により埋め込み、次いでエッチバ
ックして表面を平坦化することにより埋め込みシリコン
層205を形成して、図4(c)に示す状態を得る。
Further, polysilicon (for example, CVD (Chemical Vapor De) using polysilicon) is formed on the silicon oxide film 204 in the trench D.
The buried silicon layer 205 is formed by burying the film by a position method and then flattening the surface by etching back to form the buried silicon layer 205, thereby obtaining the state shown in FIG.

【0008】次に、図5(d)に示すように、前記酸化
シリコン膜204を除去した後、全面に酸化シリコン膜
206及び該酸化シリコン膜206上に窒化シリコン膜
207を形成する。さらに、図5(e)に示すように、
ドリフト領域上Dの少なくとも窒化シリコン膜207を
エッチングにより選択除去する。
Next, as shown in FIG. 5D, after removing the silicon oxide film 204, a silicon oxide film 206 and a silicon nitride film 207 are formed on the silicon oxide film 206 over the entire surface. Further, as shown in FIG.
At least the silicon nitride film 207 on the drift region D is selectively removed by etching.

【0009】次いで、図5(f)に示すように、前記エ
ッチング部分を、例えばLOCOS(Local Ox
idation of Silicon)法により選択
的に酸化して、厚い膜厚の酸化シリコン膜208を形成
する。
Next, as shown in FIG. 5 (f), the etched portion is, for example, LOCOS (Local Ox).
The silicon oxide film 208 having a large thickness is formed by selective oxidation using an ion of silicon method.

【0010】その後は、図示しないが、ゲート酸化膜、
ゲート電極、ソース・ドレイン領域及びソース・ドレイ
ン等を順次形成することにより、横型NMOSトランジ
スタを有する所望の半導体装置を製造することができ
る。
Thereafter, although not shown, a gate oxide film,
A desired semiconductor device having a lateral NMOS transistor can be manufactured by sequentially forming a gate electrode, a source / drain region, a source / drain, and the like.

【0011】以上の様にして、SOI基板を用いて、ト
レンチ分離とLOCOS法の技術を組み合わせ適用する
ことにより、高耐圧等のデバイス特性に優れる半導体装
置を得ることができる。
As described above, a semiconductor device having excellent device characteristics such as high withstand voltage can be obtained by using a combination of trench isolation and LOCOS techniques using an SOI substrate.

【0012】しかしながら、上述した方法によれば、高
耐圧等のデバイス特性に優れる半導体装置を得ることが
できるものの、トレンチ分離とLOCOS法の技術の両
方をを用いているため、工程数が多くなり、相対的にコ
ストが高くなるという問題があった。
However, according to the above-described method, although a semiconductor device having excellent device characteristics such as high withstand voltage can be obtained, the number of steps is increased because both the trench isolation and the LOCOS method are used. However, there is a problem that the cost is relatively high.

【0013】従って、高耐圧等のデバイス特性に優れる
MOSトランジスタを有する半導体装置を、より簡便、
かつ、より低コストで製造することのできる技術が求め
られている。
Therefore, a semiconductor device having a MOS transistor having excellent device characteristics such as a high withstand voltage can be manufactured more simply and more easily.
In addition, there is a need for a technology that can be manufactured at lower cost.

【0014】そこで、本発明は、高耐圧のMOSトラン
ジスタを有する半導体装置、特に、薄いSOI基板を用
いて、完全な誘電体分離と適切な厚みのドリフト領域を
形成することにより、高耐圧のMOS型トランジスタを
有する半導体装置を、より簡便、より低コストに製造す
ることのできる半導体装置の製造方法を提供することを
目的とする。
Therefore, the present invention provides a semiconductor device having a high breakdown voltage MOS transistor, in particular, a thin SOI substrate and a complete dielectric isolation and formation of a drift region having an appropriate thickness. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device which can manufacture a semiconductor device having a type transistor more simply and at lower cost.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成すべく、少なくとも第1の絶縁膜、および該第1の絶
縁膜上に、一方導電型の不純物を含有するシリコン層を
有する基板上に、第2の絶縁膜および第3の絶縁膜を順
次積層する工程と、前記第2の絶縁膜、前記第3の絶縁
膜および前記シリコン層の一部を、素子分離膜形成のた
めに選択的にエッチングする工程と、少なくとも前記第
3の絶縁膜をドリフト領域形成のために選択的にエッチ
ングする工程と、前記素子分離膜形成のためにエッチン
グされた部分および前記第3の絶縁膜のエッチングされ
た部分とを選択的に酸化することによって、酸化膜を形
成する工程を有する半導体装置の製造方法を提供する。
According to the present invention, there is provided a substrate having at least a first insulating film and a silicon layer containing an impurity of one conductivity type on the first insulating film. A step of sequentially stacking a second insulating film and a third insulating film thereon, and forming the second insulating film, the third insulating film, and a part of the silicon layer into a device isolation film. A step of selectively etching, at least a step of selectively etching the third insulating film to form a drift region, and a step of etching the portion etched to form the element isolation film and the third insulating film. Provided is a method for manufacturing a semiconductor device, which includes a step of forming an oxide film by selectively oxidizing an etched portion.

【0016】本発明の半導体装置の製造方法において
は、前記少なくとも第1の絶縁膜および該第1の絶縁膜
上に、一方導電型の不純物を含有するシリコン層を有す
る基板は、SOI基板であるのが好ましい。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the substrate having at least the first insulating film and the silicon layer containing one conductivity type impurity on the first insulating film is an SOI substrate. Is preferred.

【0017】また、前記第3の絶縁膜は、前記第2の絶
縁膜および前記一方導電型の不純物を含有するシリコン
層を酸化する際に、耐酸化性を有する膜であるのが好ま
しい。
Preferably, the third insulating film is a film having oxidation resistance when oxidizing the second insulating film and the silicon layer containing the one conductivity type impurity.

【0018】前記本発明の半導体装置の製造方法におい
ては、第1の絶縁膜は、酸化シリコン膜であり、前記第
2の絶縁膜は、酸化シリコン膜であり、前記第3の絶縁
膜は、窒化シリコン膜であるのがより好ましい。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the first insulating film is a silicon oxide film, the second insulating film is a silicon oxide film, and the third insulating film is More preferably, it is a silicon nitride film.

【0019】また、本発明は、MOSトランジスタを有
する半導体装置の製造方法において、少なくとも第1の
絶縁膜、および該第1の絶縁膜上に、一方導電型の不純
物を含有するシリコン層を有する基板上に、酸化シリコ
ン膜および窒化シリコン膜を順次積層する工程と、前記
酸化シリコン膜、前記窒化シリコン膜および前記シリコ
ン層の一部を、素子分離膜形成のために選択的にエッチ
ングする工程と、少なくとも前記第3の絶縁膜をドリフ
ト領域形成のために選択的にエッチングする工程と、前
記素子分離膜形成のためにエッチングされた部分および
第3の絶縁膜のエッチングされた部分とを、同時にLO
COS法により酸化することによって、酸化シリコン膜
を形成する工程と、素子分離領域にゲート酸化膜を形成
する工程と、前記ゲート酸化膜上にゲート電極を形成す
る工程と、前記ゲート酸化膜下にチャネル領域を形成す
る工程と、前記シリコン層の素子分離領域にソース領域
及びドレイン領域を形成する工程と、並びに前記ソース
領域及びドレイン領域とそれぞれ電気的に接続するソー
ス及びドレインを形成する工程を有する、MOSトラン
ジスタを有する半導体装置の製造方法を提供する。
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device having a MOS transistor, comprising: a substrate having at least a first insulating film and a silicon layer containing an impurity of one conductivity type on the first insulating film. A step of sequentially stacking a silicon oxide film and a silicon nitride film thereon, and a step of selectively etching the silicon oxide film, the silicon nitride film and part of the silicon layer to form an element isolation film, At least the step of selectively etching the third insulating film to form a drift region and the step of simultaneously etching the portion etched for forming the element isolation film and the etched portion of the third insulating film are performed simultaneously.
Forming a silicon oxide film by oxidizing by a COS method; forming a gate oxide film in an element isolation region; forming a gate electrode on the gate oxide film; Forming a channel region, forming a source region and a drain region in the element isolation region of the silicon layer, and forming a source and a drain electrically connected to the source region and the drain region, respectively. And a method of manufacturing a semiconductor device having a MOS transistor.

【0020】本発明の半導体装置の製造方法によれば、
高耐圧等のデバイス特性に優れるMOSトランジスタを
有する半導体装置を、完全な誘電体分離と適切な厚みの
ドリフト領域を形成することのできる高耐圧のMOS型
トランジスタを有する半導体装置を、より簡便、かつよ
り低コストに製造することができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention,
A semiconductor device having a MOS transistor having a high withstand voltage and the like, and a semiconductor device having a MOS transistor with a high withstand voltage capable of completely forming a dielectric region and forming a drift region having an appropriate thickness can be more simply and It can be manufactured at lower cost.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照にしながら、発
明の実施の形態により本発明を詳細に説明する。図3
(i)に示すのは、本発明の半導体装置の製造方法によ
り製造される横型電界効果型NMOSトランジスタを有
する半導体装置の一例である。この半導体装置は、支持
基板であるn型シリコン半導体基板101上に、酸化シ
リコンからなる埋め込み酸化膜102及び比較的低濃度
のn型不純物がドープされたシリコン単結晶層103か
らなるSOI基板に、埋め込み型のLOCOS(Rec
essed LOCOS)酸化膜107により分離され
た素子分離領域のドリフト領域C上に、厚い膜厚のLO
COS(Non−recessed LOCOS)酸化
膜107と、該酸化膜107の上にゲート酸化膜108
を介してゲート電極109を有している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings according to embodiments of the present invention. FIG.
(I) shows an example of a semiconductor device having a lateral field-effect NMOS transistor manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. This semiconductor device includes an SOI substrate including a buried oxide film 102 made of silicon oxide and a silicon single crystal layer 103 doped with a relatively low concentration of n-type impurity on an n-type silicon semiconductor substrate 101 serving as a support substrate. Embedded LOCOS (Rec
Essed LOCOS) A thick LO film is formed on the drift region C of the element isolation region separated by the oxide film 107.
A COS (Non-recessed LOCOS) oxide film 107 and a gate oxide film 108 on the oxide film 107
And a gate electrode 109 interposed therebetween.

【0022】さらに、前記素子分離領域には、拡散層1
11とソース拡散層112がチャネル拡散層110に設
けられソース115と導通している。また、ドレイン1
16は、ドレイン拡散層113と導通するように設けら
れている。
Further, a diffusion layer 1 is provided in the element isolation region.
11 and the source diffusion layer 112 are provided in the channel diffusion layer 110 and are electrically connected to the source 115. Drain 1
Reference numeral 16 is provided so as to conduct with the drain diffusion layer 113.

【0023】ゲート電極109は、LOCOS酸化膜1
07上に僅かにかかる程度の短い所定距離だけ延在し、
ドレイン116とソース115の端部からその近傍のL
OCOS酸化膜107の下のドリフト領域Cにかけて発
生する高電界を緩和するようにフィールドプレートとし
て機能する。
The gate electrode 109 is made of the LOCOS oxide film 1
07 over a short predetermined distance of a small extent,
From the ends of the drain 116 and the source 115 to L
It functions as a field plate so as to reduce a high electric field generated over the drift region C below the OCOS oxide film 107.

【0024】以下、図3(i)に示す半導体装置を製造
する手順を図面を用いながら、詳細に説明する。先ず、
図3(a)に示すように、支持基板として、例えば、n
型シリコン半導体基板101、酸化シリコンからなる埋
め込み酸化膜102及び比較的低濃度のリンや砒素等の
n型不純物がドープされたシリコン単結晶層103から
なるSOI基板を用意する。該SOI基板のシリコン単
結晶層103の厚みは、例えば、700〜1000nm
程度とする。
Hereinafter, a procedure for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 3 (i) will be described in detail with reference to the drawings. First,
As shown in FIG. 3A, as the supporting substrate, for example, n
An SOI substrate including a silicon semiconductor substrate 101, a buried oxide film 102 made of silicon oxide, and a silicon single crystal layer 103 doped with an n-type impurity such as phosphorus or arsenic at a relatively low concentration is prepared. The thickness of the silicon single crystal layer 103 of the SOI substrate is, for example, 700 to 1000 nm.
Degree.

【0025】本発明においては、上記の層構成を有する
基板であれば、特に制限無く用いることができるが、S
OI基板を用いることがより好ましい。また、本実施形
態では、シリコン基板を用いたSOI基板の例を説明し
ているが、埋め込み絶縁層は酸化シリコン層でなくても
よく、例えば、サイファイヤの上にSi薄膜を形成する
SOS(Silicon on Sapphire)基
板でもよい。
In the present invention, any substrate having the above-mentioned layer structure can be used without any particular limitation.
It is more preferable to use an OI substrate. In the present embodiment, an example of an SOI substrate using a silicon substrate is described. However, the buried insulating layer may not be a silicon oxide layer. For example, an SOS ( (Silicon on Sapphire) substrate may be used.

【0026】SOI基板は、例えば、シリコン基板に、
イオン注入法により酸素を所定量、所定の深さに打ち込
む工程と、結晶性回復のための1300℃以上の高温ア
ニール工程によりSOI基板を作製する酸素イオン注入
法(SIMOX法)や、ベースウェーハと酸化膜で覆わ
れたボンドウェーハとを、洗浄、室温結合、1100
℃、2時間程度の結合アニール工程を経て結合させた
後、研磨することによりSOI基板を作製する結合SO
I法のほか、固相エピ法、横方向気相エピ法、FIPO
S(Full Isolation by Pouro
us Oxidized Silicon)法、スマー
トカット法(水素イオン注入法)等が挙げられる。
The SOI substrate is, for example, a silicon substrate,
A step of implanting oxygen into a predetermined amount and a predetermined depth by an ion implantation method, an oxygen ion implantation method (SIMOX method) for producing an SOI substrate by a high-temperature annealing step at 1300 ° C. or more for crystallinity recovery, and a base wafer. Cleaning and bonding at room temperature with bond wafer covered with oxide film, 1100
After bonding through a bonding annealing process at about 2 ° C. for about 2 hours, bonding is performed, followed by polishing to form a bonded SOI substrate.
In addition to I method, solid phase epi method, lateral vapor phase epi method, FIPO
S (Full Isolation by Puro)
us Oxidized Silicon) method, smart cut method (hydrogen ion implantation method) and the like.

【0027】また、上述したSOI基板の作製法のう
ち、品質や汎用性の面から、酸素イオン注入法及び結合
SOI法が一般的である。
Of the above-described SOI substrate manufacturing methods, the oxygen ion implantation method and the combined SOI method are generally used from the viewpoint of quality and versatility.

【0028】次いで、図1(b)に示すように、前記シ
リコン単結晶層103の上に、第2の絶縁膜105及び
第3の絶縁膜106を順次積層する。
Next, as shown in FIG. 1B, a second insulating film 105 and a third insulating film 106 are sequentially stacked on the silicon single crystal layer 103.

【0029】本発明においては、前記第2及び第3の絶
縁膜の材質には特に制限はない。しかしながら、後の工
程で述べるように、Recessed LOCOS酸化
膜である素子分離膜と、ドリフト領域上にNon−Re
cessed LOCOS酸化膜であるLOCOS酸化
膜とを、LOCOS酸化法により一工程で形成するもの
である。従って、前記第2の酸化膜及び前記シリコン単
結晶層を酸化する場合に、その酸化に対して耐酸化性を
有する物質で第3の酸化膜を形成する必要がある。
In the present invention, the material of the second and third insulating films is not particularly limited. However, as will be described in a later step, a non-reactive oxide film is formed on the element isolation film and the drift region.
A LOCOS oxide film, which is a ESSOC film, is formed in one step by a LOCOS oxidation method. Therefore, when oxidizing the second oxide film and the silicon single crystal layer, it is necessary to form the third oxide film using a substance having oxidation resistance to the oxidation.

【0030】例えば、前記第2の絶縁膜として酸化シリ
コン膜、前記第3の絶縁膜として窒化シリコン膜を挙げ
ることができる。前記第2の絶縁膜105が酸化シリコ
ン膜の場合には、例えば、熱酸化法、SiH4 −O2
TEOS(Tetraethylorthosilic
ate)−O2 等を用いるCVD法等により、例えば、
膜厚50〜100nm程度で形成することができる。
For example, a silicon oxide film can be used as the second insulating film, and a silicon nitride film can be used as the third insulating film. When the second insulating film 105 is a silicon oxide film, for example, a thermal oxidation method, SiH 4 —O 2 or TEOS (tetraethylorthosilic) is used.
ate) By a CVD method using -O 2 or the like, for example,
It can be formed with a film thickness of about 50 to 100 nm.

【0031】また、第3の絶縁膜が窒化シリコン膜であ
る場合には、例えば、SiH4 +O2 +N2 系やSiH
4 +N2 O系のガスを用いるCVD法により、例えば、
膜厚50〜150nm程度で形成することができる。
When the third insulating film is a silicon nitride film, for example, a SiH 4 + O 2 + N 2 system or a SiH 4
By a CVD method using a 4 + N 2 O-based gas, for example,
It can be formed with a thickness of about 50 to 150 nm.

【0032】次に、図1(c)に示すように、素子分離
膜を形成する部位を図示しないレジスト膜を全面に成膜
して、該レジスト膜をマスクとして、前記第3の絶縁膜
106、第2の絶縁膜105及びシリコン単結晶層10
3の一部を選択的にエッチングして開口する。このとき
開口部Aの深さは、例えば、シリコン単結晶層103の
上面から400nm程度とする。この深さは、用いる基
板の種類、基板の各層の膜厚等により適宜変更すること
ができる。エッチングの度合いは、エッチング装置の出
力、エッチング時間、エッチングガスの流量等により、
適宜設定することができる。このときのエッチングは、
例えば、エッチングガスとして、CF4、CHF3 −O
2 、C4 8 +CHF3 +O2 、S2 2 、SF6 等を
用いることができる。
Next, as shown in FIG. 1C, a resist film (not shown) is formed on the entire surface at a portion where an element isolation film is to be formed, and the third insulating film 106 is formed using the resist film as a mask. , Second insulating film 105 and silicon single crystal layer 10
3 is selectively etched to form an opening. At this time, the depth of the opening A is, for example, about 400 nm from the upper surface of the silicon single crystal layer 103. This depth can be appropriately changed depending on the type of the substrate to be used, the thickness of each layer of the substrate, and the like. The degree of etching depends on the output of the etching apparatus, the etching time, the flow rate of the etching gas, etc.
It can be set appropriately. Etching at this time,
For example, as an etching gas, CF 4 , CHF 3 —O
2 , C 4 F 8 + CHF 3 + O 2 , S 2 F 2 , SF 6 and the like can be used.

【0033】その後、図2(d)に示すように、将来ド
レイン領域を形成する領域上の少なくとも前記第3の絶
縁膜105を選択的にエッチング除去する。このとき、
前記第2の絶縁膜104の一部がエッチングされてもよ
いが、第2の絶縁膜104が残存するようにエッチング
するのが好ましい。このときのエッチングは、例えば、
エッチングガスとして、CF4 、CHF3 −O2 、C4
8 +CHF3 +O2、S2 2 、SF6 等を用いるこ
とができる。エッチングの度合いは、エッチング装置の
出力、エッチング時間、エッチングガスの流量等によ
り、適宜設定することができる。
Thereafter, as shown in FIG. 2D, at least the third insulating film 105 on a region where a drain region is to be formed in the future is selectively removed by etching. At this time,
Although a part of the second insulating film 104 may be etched, it is preferable to perform etching so that the second insulating film 104 remains. The etching at this time is, for example,
CF 4 , CHF 3 —O 2 , C 4
F 8 + CHF 3 + O 2 , S 2 F 2 , SF 6 or the like can be used. The degree of etching can be appropriately set according to the output of the etching apparatus, the etching time, the flow rate of the etching gas, and the like.

【0034】次いで、図2(e)に示すように、熱酸化
法により、表面から1μm程度を選択的に酸化する。こ
の時の酸化温度は1000〜1300℃程度である。こ
の操作により、前記開口部A内にLOCOS酸化膜10
6が形成され、該酸化膜106は、埋め込み酸化膜10
2にまで達するようにする。このようにすることによっ
て、完全な素子分離(誘電体分離)を行うことができ
る。また、開口部の大きさが小さい場合には、開口部A
内に形成されたLOCOS酸化膜は、前掲図2(e)に
示すように、開口部周辺で盛り上がる形状となる。
Next, as shown in FIG. 2E, the surface is selectively oxidized by about 1 μm from the surface by a thermal oxidation method. The oxidation temperature at this time is about 1000 to 1300 ° C. By this operation, the LOCOS oxide film 10 is formed in the opening A.
6 is formed, and the oxide film 106 is
To reach 2. By doing so, complete element isolation (dielectric isolation) can be performed. When the size of the opening is small, the opening A
The LOCOS oxide film formed therein has a shape protruding around the opening as shown in FIG.

【0035】また、ドリフト領域上にLOCOS酸化膜
107がこれと同時に形成される。該酸化膜107の下
部は、ドリフト領域となるが、ドリフト領域は、この操
作により、例えば、0.3〜0.4μm程度と適切な厚
さを確保することができる。このようにすることによ
り、ドレインが高バイアスされたとき、ドリフト領域の
シリコン単結晶層が完全に空乏化し、高耐圧特性が確保
される。
Further, a LOCOS oxide film 107 is simultaneously formed on the drift region. The lower portion of the oxide film 107 becomes a drift region. By this operation, the drift region can have an appropriate thickness of, for example, about 0.3 to 0.4 μm. By doing so, when the drain is highly biased, the silicon single crystal layer in the drift region is completely depleted, and high breakdown voltage characteristics are secured.

【0036】本発明は、前記Recessed LOC
OS酸化膜106と、Non−Recessed LO
COS酸化膜107を同一工程で、同時に形成する点に
特徴を有する。適切なドリフト領域の厚さを確保し、か
つ、完全な素子分離を達成するためには、前記SOI基
板の厚み、材質等により、前記開口部Aの深さとLOC
OS酸化の程度を適宜調節する必要がある。
According to the present invention, the above-mentioned recessed LOC is used.
OS oxide film 106 and Non-Recessed LO
The feature is that the COS oxide film 107 is formed simultaneously in the same step. In order to secure an appropriate drift region thickness and achieve complete element isolation, the depth of the opening A and the LOC are determined by the thickness and material of the SOI substrate.
It is necessary to appropriately adjust the degree of OS oxidation.

【0037】次に、残存する第2の絶縁膜105を除去
した後、前記LOCOS酸化膜107の周辺部からLO
COS酸化膜107上にかけて、ゲート電極109を、
ゲート酸化膜108を介して形成する。ゲート酸化膜1
08は、例えば、SiH4 −O2 やTEOS−O2 等を
用いるCVD法により、酸化シリコン膜を全面に堆積さ
せたのち、所定のパターニングとフォトエッチングの技
術により形成することができる。
Next, after the remaining second insulating film 105 is removed, the LO
Over the COS oxide film 107, the gate electrode 109 is
The gate oxide film 108 is formed. Gate oxide film 1
08 can be formed, for example, by depositing a silicon oxide film on the entire surface by a CVD method using SiH 4 —O 2 , TEOS—O 2, or the like, and then performing a predetermined patterning and photoetching technique.

【0038】また、ゲート電極109は、ゲート酸化膜
108を形成した後、例えば、ポリシリコンをCVD法
により全面に堆積させた後、所定の加工を施すことによ
り形成することができる。ゲート電極109は、LOC
OS酸化膜107上に僅かにかかる程度の短い所定距離
だけ延在させることにより、後に形成するドレイン11
6とソース115の端部からその近傍のLOCOS酸化
膜107の下のドリフト領域Cにかけて発生する高電界
を緩和するようにフィールドプレートとして機能するよ
うに形成する。以上のようにして得られた構造を図2
(f)に示す。
The gate electrode 109 can be formed by forming a gate oxide film 108, depositing, for example, polysilicon over the entire surface by a CVD method, and then performing predetermined processing. The gate electrode 109 has a LOC
By extending the OS 11 on the OS oxide film 107 by a predetermined distance as short as possible, the drain 11
6 and the source 115 are formed so as to function as a field plate so as to reduce a high electric field generated from the end of the source 115 to the drift region C under the LOCOS oxide film 107. FIG. 2 shows the structure obtained as described above.
(F).

【0039】その後、図3(g)に示すように、ソース
を形成する素子分離領域に、例えば、ホウ素等の不純物
をイオン注入することにより、pチャネル領域110を
形成し、次いで、ドレインを形成する素子分離領域及び
前記pチャネル領域110内に、リンや砒素等のn型の
不純物をイオン注入することにより、ドレイン拡散領域
113及びソース拡散領域112をそれぞれ形成する。
また、pチャネル領域内でソース拡散領域を形成しない
部位にホウ素等のp型不純物を比較的高濃度でイオン注
入することにより、p+ 拡散層111を形成する。
Then, as shown in FIG. 3G, a p-channel region 110 is formed by ion-implanting an impurity such as boron into the element isolation region where the source is to be formed, and then a drain is formed. The drain diffusion region 113 and the source diffusion region 112 are formed by ion-implanting n-type impurities such as phosphorus and arsenic into the element isolation region and the p-channel region 110 to be formed.
In addition, a p-type impurity such as boron is ion-implanted at a relatively high concentration into a portion where the source diffusion region is not formed in the p-channel region, thereby forming the p + diffusion layer 111.

【0040】次いで、図3(h)に示すように、全面に
層間絶縁膜114を形成する。層間絶縁膜114は、表
面が平坦である方が好ましいため、例えば、PH3 −B
2 6 −TEOSを用いるCVD法により形成すること
ができる。また、成膜後、表面を熱処理することによ
り、平坦化を行うのも好ましい。
Next, as shown in FIG. 3H, an interlayer insulating film 114 is formed on the entire surface. Since it is preferable that the surface of the interlayer insulating film 114 is flat, for example, PH 3 -B
It can be formed by a CVD method using 2 H 6 -TEOS. It is also preferable that the surface is heat-treated after the film is formed, so that the surface is flattened.

【0041】さらに、前記pチャネル領域110及びソ
ース拡散領域112上、及び前記ドレイン拡散領域11
3上の層間絶縁膜114に、ソース及びドレインを形成
するための開口部を形成する。該開口部は、例えば、図
示しないレジスト膜をマスクとするフォトエッチングの
技術を用いることにより形成することができる。
Further, the p-channel region 110 and the source diffusion region 112 and the drain diffusion region 11
An opening for forming a source and a drain is formed in the interlayer insulating film 114 on the third layer. The opening can be formed, for example, by using a photo-etching technique using a resist film (not shown) as a mask.

【0042】次いで、アルミニウム、タングステン、ア
ルミニウム合金、タングステン合金、銅あるいは銅合金
等の導電性物質を、例えば、スパッタリング法、CVD
法、真空蒸着法等により、前記開口部を埋めるように全
面に堆積させ、次いで、ソース、ドレイン形成のための
所定の加工を施すことにより、図3(i)に示すような
構造を得ることができる。
Next, a conductive material such as aluminum, tungsten, an aluminum alloy, a tungsten alloy, copper or a copper alloy is deposited by sputtering,
The structure shown in FIG. 3 (i) is obtained by depositing the entire surface so as to fill the opening by vacuum deposition, vacuum deposition, or the like, and then performing a predetermined process for forming the source and drain. Can be.

【0043】その後は、全面に層間絶縁膜を形成した
後、所定の配線加工等を行うことにより、所望の半導体
装置を製造することができる。
Thereafter, a desired semiconductor device can be manufactured by forming an interlayer insulating film on the entire surface and then performing predetermined wiring processing or the like.

【0044】本実施形態によれば、1回の選択酸化によ
り、Recessed LOCOS酸化膜とNon−R
ecessed LOCOS酸化膜を形成することがで
き、完全な誘電体分離と適切な厚みのドリフト領域を有
する高耐圧のNチャネル横型MOSトランジスタを有す
る半導体装置を、より簡便、かつより低コストに製造す
ることができる。
According to the present embodiment, the recessed LOCOS oxide film and the non-R
To manufacture a semiconductor device having a high-breakdown-voltage N-channel lateral MOS transistor having a completely dielectric isolation and a drift region having an appropriate thickness, capable of forming an etched LOCOS oxide film, more simply and at lower cost. Can be.

【0045】上記実施形態では、Nチャネル横型MOS
トランジスタを有する半導体装置の製造例を説明した
が、本発明はPMOSトランジスタを有する半導体装置
のほか、ドリフト領域を有する他のNチャネル、Pチャ
ネルデバイスの製造に好ましく適用することができる。
In the above embodiment, the N-channel lateral MOS
Although the example of manufacturing a semiconductor device having a transistor has been described, the present invention can be preferably applied to the manufacture of other N-channel and P-channel devices having a drift region in addition to a semiconductor device having a PMOS transistor.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
完全な誘電体分離と適切な厚みのドリフト領域を形成す
ることのできる高耐圧のMOSトランジスタを有する半
導体装置を、より簡便、かつより低コストに製造するこ
とができる。
As described above, according to the present invention,
A semiconductor device having a high breakdown voltage MOS transistor capable of forming a complete dielectric isolation and a drift region having an appropriate thickness can be manufactured more easily and at lower cost.

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

【図1】図1は、本発明の半導体装置の製造方法による
Nチャネル横型MOSトランジスタを有する半導体装置
の主要工程断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a main process of a semiconductor device having an N-channel lateral MOS transistor according to a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図2】図2は、本発明の半導体装置の製造方法による
Nチャネル横型MOSトランジスタを有する半導体装置
の主要工程断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing main steps of a semiconductor device having an N-channel lateral MOS transistor according to a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図3】図3は、本発明の半導体装置の製造方法による
Nチャネル横型MOSトランジスタを有する半導体装置
の主要工程断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing main processes of a semiconductor device having an N-channel lateral MOS transistor according to a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図4】図4は、従来の半導体装置の製造方法によるN
MOSトランジスタを有する半導体装置の主要工程断面
図である。
FIG. 4 is a diagram showing N by a conventional semiconductor device manufacturing method;
FIG. 3 is a cross-sectional view of main processes of a semiconductor device having a MOS transistor.

【図5】図5は、従来の半導体装置の製造方法によるN
MOSトランジスタを有する半導体装置の主要工程断面
図である。
FIG. 5 is a diagram showing N by a conventional semiconductor device manufacturing method;
FIG. 3 is a cross-sectional view of main processes of a semiconductor device having a MOS transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,201…支持基板、102,202…埋め込み
酸化膜(第1の絶縁膜)、103,203…シリコン単
結晶層、104…第2の絶縁膜(酸化シリコン膜)、1
05…第3の絶縁膜(窒化シリコン膜)、106…素子
分離膜、107,208…LOCOS酸化膜、108…
ゲート酸化膜、109…ゲート電極、110…pチャネ
ル領域、111…p+ 拡散領域、112…ソース拡散領
域、113…ドレイン拡散領域、114…層間絶縁膜、
115…ソース、116…ドレイン、204,205…
埋め込みシリコン層、206…酸化シリコン膜、207
…窒化シリコン膜、A,D…開口部、B,E…ドリフト
領域上のエッチング部、C…ドリフト領域
101, 201: support substrate; 102, 202: buried oxide film (first insulating film); 103, 203: silicon single crystal layer; 104: second insulating film (silicon oxide film);
05: third insulating film (silicon nitride film), 106: element isolation film, 107, 208: LOCOS oxide film, 108:
Gate oxide film, 109 gate electrode, 110 p channel region, 111 p + diffusion region, 112 source diffusion region, 113 drain drain region, 114 interlayer insulating film,
115 ... source, 116 ... drain, 204, 205 ...
Embedded silicon layer, 206: silicon oxide film, 207
... Silicon nitride film, A, D ... opening, B, E ... etching part on drift region, C ... drift region

フロントページの続き Fターム(参考) 5F040 DA20 DB01 EC07 ED09 EH02 EK01 EK05 EM05 FB04 5F110 AA11 DD04 DD05 DD13 DD24 EE09 EE22 EE45 EE50 FF02 FF29 GG02 GG12 HJ01 HJ13 HL02 HL03 HL04 HL06 HL22 HL23 HL24 NN02 NN62 NN66 QQ04 QQ19 Continued on the front page F-term (reference) 5F040 DA20 DB01 EC07 ED09 EH02 EK01 EK05 EM05 FB04 5F110 AA11 DD04 DD05 DD13 DD24 EE09 EE22 EE45 EE50 FF02 FF29 GG02 GG12 HJ01 HJ13 HL02 HL03 HL04 NN04 NN06

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも第1の絶縁膜、および該第1の
絶縁膜上に、一方導電型の不純物を含有するシリコン層
を有する基板上に、 第2の絶縁膜および第3の絶縁膜を順次積層する工程
と、 前記第2の絶縁膜、前記第3の絶縁膜および前記シリコ
ン層の一部を、素子分離膜形成のために選択的にエッチ
ングする工程と、 少なくとも前記第3の絶縁膜を、ドリフト領域形成のた
めに選択的にエッチングする工程と、 前記素子分離膜形成のためにエッチングされた部分およ
び前記第3の絶縁膜のエッチングされた部分とを選択的
に酸化することによって、酸化膜を形成する工程を有す
る、 半導体装置の製造方法。
A second insulating film and a third insulating film are formed on a substrate having at least a first insulating film and a silicon layer containing an impurity of one conductivity type on the first insulating film. Sequentially stacking; selectively etching the second insulating film, the third insulating film, and part of the silicon layer to form an element isolation film; at least the third insulating film Selectively etching to form a drift region; and selectively oxidizing a portion etched for forming the element isolation film and an etched portion of the third insulating film. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of forming an oxide film.
【請求項2】前記少なくとも第1の絶縁膜、および該第
1の絶縁膜上に、前記一方導電型の不純物を含有するシ
リコン層を有する基板は、SOI(Silicon o
nInsulator)基板である、 請求項1記載の半導体装置の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the substrate having at least the first insulating film and the silicon layer containing the one-conductivity-type impurity on the first insulating film is formed using an SOI (silicon oxide).
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the substrate is an nInsulator substrate.
【請求項3】前記第3の絶縁膜は、前記第2の絶縁膜お
よび前記一方導電型の不純物を含有するシリコン層を酸
化する際に、耐酸化性を有する膜である、 請求項1記載の半導体装置の製造方法。
3. The film according to claim 1, wherein the third insulating film is a film having oxidation resistance when oxidizing the second insulating film and the silicon layer containing the one conductivity type impurity. Of manufacturing a semiconductor device.
【請求項4】前記第1の絶縁膜は、酸化シリコン膜であ
る、 請求項1記載の半導体装置の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the first insulating film is a silicon oxide film.
【請求項5】前記第2の絶縁膜は、酸化シリコン膜であ
る、 請求項1記載の半導体装置の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein said second insulating film is a silicon oxide film.
【請求項6】前記第3の絶縁膜は、窒化シリコン膜であ
る、 請求項1記載の半導体装置の製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein said third insulating film is a silicon nitride film.
【請求項7】MOSトランジスタを有する半導体装置の
製造方法において、 少なくとも第1の絶縁膜、および該第1の絶縁膜上に、
一方導電型の不純物を含有するシリコン層を有する基板
上に、 酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を順次積層する工
程と、 前記酸化シリコン膜、前記窒化シリコン膜および前記シ
リコン層の一部を、素子分離膜形成のために選択的にエ
ッチングする工程と、 少なくとも前記第3の絶縁膜をドリフト領域形成のため
に選択的にエッチングする工程と、 前記素子分離膜形成のためにエッチングされた部分およ
び前記第3の絶縁膜のエッチングされた部分とを、同時
にLOCOS(Local Oxidation of
Silicon)法により酸化することによって、酸
化シリコン膜を形成する工程と、 素子分離領域にゲート酸化膜を形成する工程と、 前記ゲート酸化膜上にゲート電極を形成する工程と、 前記ゲート酸化膜下にチャネル領域を形成する工程と、 前記シリコン層の素子分離領域にソース領域およびドレ
イン領域を形成する工程と、 前記ソース領域およびドレイン領域と、それぞれ電気的
に接続するソースおよびドレインを形成する工程を有す
る、 MOSトランジスタを有する半導体装置の製造方法。
7. A method for manufacturing a semiconductor device having a MOS transistor, comprising: at least a first insulating film;
On the other hand, a step of sequentially stacking a silicon oxide film and a silicon nitride film on a substrate having a silicon layer containing a conductive type impurity; and isolating the silicon oxide film, the silicon nitride film and a part of the silicon layer by element isolation. Selectively etching for forming a film; selectively etching at least the third insulating film for forming a drift region; 3 and the etched portion of the insulating film at the same time, LOCOS (Local Oxidation of
Forming a silicon oxide film by oxidizing by a silicon (Silicone) method; forming a gate oxide film in an element isolation region; forming a gate electrode on the gate oxide film; Forming a source region and a drain region in the element isolation region of the silicon layer; and forming a source and a drain electrically connected to the source region and the drain region, respectively. A method for manufacturing a semiconductor device having a MOS transistor.
JP10293930A 1998-10-15 1998-10-15 Manufacture of semiconductor device Pending JP2000124458A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10293930A JP2000124458A (en) 1998-10-15 1998-10-15 Manufacture of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10293930A JP2000124458A (en) 1998-10-15 1998-10-15 Manufacture of semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000124458A true JP2000124458A (en) 2000-04-28

Family

ID=17801017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10293930A Pending JP2000124458A (en) 1998-10-15 1998-10-15 Manufacture of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000124458A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012119718A (en) * 2004-10-27 2012-06-21 Samsung Electronics Co Ltd High breakdown voltage transistor and method of manufacturing the same
JP5021301B2 (en) * 2004-08-17 2012-09-05 ローム株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5021301B2 (en) * 2004-08-17 2012-09-05 ローム株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
US8394695B2 (en) 2004-08-17 2013-03-12 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device production method
JP2012119718A (en) * 2004-10-27 2012-06-21 Samsung Electronics Co Ltd High breakdown voltage transistor and method of manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7767546B1 (en) Low cost fabrication of double box back gate silicon-on-insulator wafers with built-in shallow trench isolation in back gate layer
JP4814304B2 (en) Integrated circuit and manufacturing method thereof
KR101175342B1 (en) Semiconductor device and method of making semiconductor device comprising multiple stacked hybrid orientation layers
US8507989B2 (en) Extremely thin semiconductor-on-insulator (ETSOI) FET with a back gate and reduced parasitic capacitance
EP0166218B1 (en) Silicon-on-insulator transistors
US7935993B2 (en) Semiconductor device structure having enhanced performance FET device
US7247569B2 (en) Ultra-thin Si MOSFET device structure and method of manufacture
JPH077144A (en) Soi transistor and forming method therefor
JP2002314065A (en) Mos semiconductor device and its manufacturing method
JPH098135A (en) Manufacture of semiconductor device
JP2000124458A (en) Manufacture of semiconductor device
JP2839088B2 (en) Semiconductor device
JPH08241999A (en) Semiconductor device and fabrication thereof
JP2000183355A (en) Manufacture of semiconductor integrated circuit device
US20040235283A1 (en) Multiple-gate MOS device and method for making the same
WO1993017458A1 (en) Soi-type semiconductor device and method of producing the same
JP2713940B2 (en) Semiconductor device
JPH07273285A (en) Manufacture of semiconductor device and semiconductor device
JP2005064194A (en) Semiconductor substrate having soi structure, manufacturing method thereof and semiconductor device
JPH0837312A (en) Soi-type semiconductor device and its manufacture
JPS61252656A (en) Manufacture of semiconductor device
JP2002118261A (en) Semiconductor device and its fabricating method
JP2009059963A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JPS5984462A (en) Complementary type metallic oxide semiconductor device
JP2002057336A (en) Semiconductor device and its manufacturing method