JP2001160623A - Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor - Google Patents

Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor

Info

Publication number
JP2001160623A
JP2001160623A JP34382199A JP34382199A JP2001160623A JP 2001160623 A JP2001160623 A JP 2001160623A JP 34382199 A JP34382199 A JP 34382199A JP 34382199 A JP34382199 A JP 34382199A JP 2001160623 A JP2001160623 A JP 2001160623A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
active region
mosfet
semiconductor device
element isolation
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
JP34382199A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Wataru Kikuchi
渉 菊地
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.)
NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
Original Assignee
NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
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 NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd filed Critical NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
Priority to JP34382199A priority Critical patent/JP2001160623A/en
Publication of JP2001160623A publication Critical patent/JP2001160623A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device for eliminating the deterioration of transistor characteristics due to a bump phenomenon. SOLUTION: An active area 101 is formed in an area decided by an element separating film 106 formed by a trench element separating method, and an MOSFET is formed in the active area 101 so that this semiconductor device can be constituted. A channel edge part 104 at the lower part of a gate 102 of the MOSFET is constituted so as to be formed outside an area 103 into which high density impurity ion is injected.

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、半導体装置とその
製造方法に係わり、特に、トレンチ素子分離法で形成さ
れたMOSFETにおいて、閾値電圧を安定にせしめた
半導体装置とそ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 and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device having a stable threshold voltage in a MOSFET formed by a trench isolation method and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】素子間の絶縁方法は、従来、工程が簡単
になることから、選択的酸化による素子分離(Local Ox
idation of Silicon; LOCOS)法が用いられてきた。し
かし、最近の集積度の高い製品では、LOCOS法に変
って、酸化膜などの絶縁物をトレンチに埋め込んで、素
子間を絶縁するトレンチ素子分離(shallow trench iso
lation; STI)法が用いられるようになってきた。この
STI法は、素子分離膜の形成において、LOCOS法
のように、熱酸化工程によらないため、熱酸化工程によ
る種々の問題点を軽減することができる。また、トレン
チの深さを調節することにより、素子分離幅をさらに小
さくすることが可能である。
2. Description of the Related Art Conventionally, an isolation method between devices has been simplified because the process is simplified.
idation of Silicon; LOCOS) methods have been used. However, in recent high-density products, instead of the LOCOS method, an insulator such as an oxide film is buried in the trench to isolate the element from each other.
lation; STI) method has come to be used. In the STI method, unlike the LOCOS method, the formation of the element isolation film does not rely on the thermal oxidation step, so that various problems due to the thermal oxidation step can be reduced. Further, by adjusting the depth of the trench, the element isolation width can be further reduced.

【0003】図5が、MOSトランジスタの平面図であ
る。また、図5のB−B断面において、STI法による
素子分離の各製造工程を、図6〜図14に示した。
FIG. 5 is a plan view of a MOS transistor. Further, in the BB cross section of FIG. 5, each manufacturing process of element isolation by the STI method is shown in FIGS.

【0004】次に、これらの図を参照して、従来のST
I法による素子分離の製造方法を説明する。
Next, referring to these figures, a conventional ST will be described.
A method of manufacturing an element isolation by the I method will be described.

【0005】先ず、半導体基板308上にパッド酸化膜
305と、シリコン窒化膜306とを順に積層した後、
パターニングしたフォトレジスト307(図6)によ
り、不活性領域の半導体基板が露出されるようにエッチ
ングし、フォトレジスト307を剥離する(図7)。次
に、シリコン窒化膜305をマスクとして、半導体基板
308を4000Å程度の深さまでエッチングすること
により、素子分離のためのトレンチ309を形成する
(図8)。形成されたトレンチ309を数千オングスト
ロームSiOなどの絶縁物310で完全に埋め込んだ
(図9)後、化学的機械研磨(Chemical Mechnical Pol
ishing; CMP)法等を利用して、シリコン窒化膜306
が露出されるまで、絶縁物310をエッチングすること
で平坦化する(図10)。その後、シリコン窒化膜30
6及びパッド酸化膜305を順にウエットエッチンング
で除去(図11、12)することにより、素子分離膜3
14を形成する。続いて、トランジスタの閾値電圧を調
整するための不純物イオンを活性領域301のチャネル
形成領域に注入した後、ゲート酸化膜315、ゲート電
極302を順に形成し(図13)、最後に、ソース・ド
レインを形成するための高濃度の不純物イオンを領域3
03に注入して、MOSトランジスタを形成する(図1
4)。
First, after a pad oxide film 305 and a silicon nitride film 306 are sequentially laminated on a semiconductor substrate 308,
Etching is performed so that the semiconductor substrate in the inactive region is exposed by the patterned photoresist 307 (FIG. 6), and the photoresist 307 is stripped (FIG. 7). Next, using the silicon nitride film 305 as a mask, the semiconductor substrate 308 is etched to a depth of about 4000 ° to form a trench 309 for element isolation (FIG. 8). After the formed trench 309 is completely buried with an insulator 310 such as several thousand angstroms of SiO 2 (FIG. 9), chemical mechanical polishing (Chemical Mechanical Polling) is performed.
The silicon nitride film 306 is formed using an ishing (CMP) method or the like.
Until is exposed, the insulator 310 is planarized by etching (FIG. 10). Then, the silicon nitride film 30
6 and the pad oxide film 305 are sequentially removed by wet etching (FIGS. 11 and 12), whereby the element isolation film 3 is removed.
14 is formed. Subsequently, after impurity ions for adjusting the threshold voltage of the transistor are implanted into the channel formation region of the active region 301, a gate oxide film 315 and a gate electrode 302 are sequentially formed (FIG. 13). To form a region 3 with a high concentration of impurity ions.
03 to form a MOS transistor (FIG. 1
4).

【0006】シリコン窒化膜306及びパッド酸化膜3
05のエッチング過程で、素子分離膜314と半導体基
板境界部分311がエチングされ、窪み312が生じ
る。また、この窪み312は、シリコン窒化膜306と
埋め込み絶縁膜310の密着性が悪ければ、さらに大き
くなる可能性もある。また、STI法を用いた素子分離
の形成方法によれば、トレンチ309に隣接した活性領
域で、尖ったエッジ部313を形成する問題もある。更
に、NMOSトランジスタの場合、閾値電圧調節のため
に、活性領域301に注入される不純物イオンとしてボ
ロンを使うため、偏析効果により後工程の熱処理時に、
ボロンが酸化膜である素子分離膜314中に吸い出され
やすい性質がある。このため、チャネルエッジ部304
の不純物イオン濃度が、他のチャネル領域に比べ低下し
てしまう問題がある。
[0006] Silicon nitride film 306 and pad oxide film 3
In the etching process of 05, the boundary portion 311 between the element isolation film 314 and the semiconductor substrate is etched, and a depression 312 is generated. In addition, if the adhesion between the silicon nitride film 306 and the buried insulating film 310 is poor, the depression 312 may be even larger. Further, according to the element isolation forming method using the STI method, there is a problem that a sharp edge portion 313 is formed in an active region adjacent to the trench 309. Further, in the case of an NMOS transistor, boron is used as impurity ions implanted into the active region 301 for adjusting the threshold voltage, so that the segregation effect causes a heat treatment in a later process.
There is a property that boron is easily absorbed into the element isolation film 314 which is an oxide film. Therefore, the channel edge unit 304
Has a problem that the impurity ion concentration of the channel region is lower than that of other channel regions.

【0007】上記した素子分離膜縁部の窪み312や活
性領域エッジ部の尖った形状313により、トランジス
タのゲート電極302に電圧が印加されると、チャネル
エッジ部304の電界の強さは、本来のトランジスタの
チャネルより強くなることから、チャネルエッジ部30
4において、反転層が先に形成される。また、同様に、
チャネルエッジ部304の不純物イオン濃度低下も反転
層で先に起こる。その結果、本来、図15(a)に示す
ような特性になるはずのものが、図15(b)に示すよ
うなハンプのある特性になり、このようなトランジスタ
は動作中に閾値電圧が変化するようになり、サブスレッ
ショルド領域で電流のハンプ現象を起こす。したがっ
て、トランジスタのリーク電流の増加及びオン・オフ特
性の劣化を招く。このような問題点は、トランジスタの
チャネル幅が狭くなるほど、即ち、集積度が高くなるほ
ど顕著になる。
When a voltage is applied to the gate electrode 302 of the transistor due to the recess 312 at the edge of the element isolation film and the sharp shape 313 at the edge of the active region, the intensity of the electric field at the channel edge 304 originally increases. Channel edge portion 30
At 4, an inversion layer is formed first. Similarly,
The reduction of the impurity ion concentration in the channel edge portion 304 also occurs first in the inversion layer. As a result, what originally should have the characteristics as shown in FIG. 15A has characteristics with a hump as shown in FIG. 15B, and the threshold voltage of such a transistor changes during operation. , Causing a current hump phenomenon in the sub-threshold region. Therefore, the leakage current of the transistor is increased and the on / off characteristics are deteriorated. Such a problem becomes more conspicuous as the channel width of the transistor is reduced, that is, as the integration degree is increased.

【0008】このような問題を解決するため、製造上い
ろいろな工夫がおこなわれている。
In order to solve such a problem, various devices have been devised in manufacturing.

【0009】即ち、トレンチに絶縁物質を埋め込む前後
に熱処理を加えることで、尖ったエッジ部を丸めたり、
トレンチと埋め込み絶縁物質との密着性を高めたりする
ことで影響を緩和できる。また、素子分離膜と接する領
域に選択的に高濃度のp型不純物領域を設けるような製
造工程を追加することで、チャネルエッジ部での不純物
濃度の低下を防ぐこともできる。
That is, by applying a heat treatment before and after embedding an insulating material in a trench, a sharp edge can be rounded,
The effect can be reduced by increasing the adhesion between the trench and the buried insulating material. Further, by adding a manufacturing process for selectively providing a high-concentration p-type impurity region in a region in contact with the element isolation film, a decrease in impurity concentration at a channel edge portion can be prevented.

【0010】以上の対策により、ハンプ現象の発生をで
きる限り小さく抑えることで、通常のCMOS回路を利
用したデジタル回路では問題のないレベルになってい
る。しかし、閾値電圧を利用して回路を動作させている
ものが少なからず存在しており、そのような回路の場
合、わずかなハンプ現象によっても、遅延、誤動作、出
力電圧レベルの低下等の影響を受けるため、更なる対策
が必要となっている。
[0010] With the above measures, the occurrence of the hump phenomenon is suppressed as small as possible, so that the level is no problem in a digital circuit using a normal CMOS circuit. However, there are quite a few circuits that operate using a threshold voltage, and in such a circuit, even a slight hump phenomenon can affect the effects of delay, malfunction, and a decrease in output voltage level. Therefore, further measures are needed.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した従来技術の欠点を改良し、特に、ハンプ現象による
悪影響を低減し、遅延、誤動作、出力電圧レベルの低下
等の不具合を改善した新規な半導体装置とその製造方法
を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the above-mentioned disadvantages of the prior art, in particular, to reduce the adverse effects caused by the hump phenomenon, and to improve the problems such as delay, malfunction, and lower output voltage level. A new semiconductor device and a method for manufacturing the same are provided.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、基本的には、以下に記載されたような技
術構成を採用するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention basically employs the following technical configuration to achieve the above object.

【0013】即ち、本発明に係わる半導体装置の第1態
様は、トレンチ素子分離法で形成された素子分離膜で画
定された領域に活性領域を形成し、この活性領域内にM
OSFETを形成した半導体装置において、前記活性領
域の端部の前記MOSFETのゲート下部のチャンネル
エッジ部分が、ソース・ドレイン領域を形成するための
高濃度不純物イオンを注入する領域外になるように構成
したことを特徴とするものであり、叉、第2態様は、ト
レンチ素子分離法で形成された素子分離膜で画定された
領域に活性領域を形成し、この活性領域内にMOSFE
Tを形成すると共に、前記活性領域の端部の前記MOS
FETのゲート下部のチャンネルエッジ部分が、ソース
・ドレイン領域を形成するための高濃度不純物イオンを
注入する領域外になるように構成し、このように構成し
たMOSFETのソース・ドレインを接続すると共に、
このように接続したMOSFETを複数直列に接続し、
この回路に定電流を加え、この回路から基準電圧を取り
出すように構成したことを特徴とするものであり、叉、
第3態様は、トレンチ素子分離法で形成された素子分離
膜で画定された領域に活性領域を形成し、この活性領域
内にMOSFETを形成を形成すると共に、前記活性領
域の端部の前記MOSFETのゲート下部のチャンネル
エッジ部分が、ソース・ドレイン領域を形成するための
高濃度不純物イオンを注入する領域外になるように構成
し、このように構成した一対のMOSFETを、互いに
交差接続したことを特徴とするものであり、叉、第4態
様は、チャンネルの中央部分での前記ゲートを挟んだ前
記活性領域の幅に対して、前記チャンネルエッジ部分で
の前記ゲートを挟んだ活性領域の幅を小さく形成したこ
とを特徴とするものである。
That is, in a first aspect of the semiconductor device according to the present invention, an active region is formed in a region defined by an element isolation film formed by a trench element isolation method, and an M region is formed in the active region.
In the semiconductor device in which the OSFET is formed, the channel edge portion under the gate of the MOSFET at the end of the active region is configured to be outside the region into which high-concentration impurity ions for forming source / drain regions are implanted. In a second aspect, an active region is formed in a region defined by an element isolation film formed by a trench element isolation method, and a MOSFE is formed in the active region.
T and the MOS at the end of the active region.
The channel edge portion under the gate of the FET is configured so as to be outside of a region into which high-concentration impurity ions for forming source / drain regions are implanted.
A plurality of MOSFETs connected in this way are connected in series,
It is characterized in that a constant current is applied to this circuit, and a reference voltage is taken out from this circuit.
In a third aspect, an active region is formed in a region defined by an element isolation film formed by a trench element isolation method, a MOSFET is formed in the active region, and the MOSFET at an end of the active region is formed. That the channel edge portion under the gate of the semiconductor device is outside the region into which high-concentration impurity ions for forming source / drain regions are implanted, and that a pair of MOSFETs thus configured is cross-connected to each other. In the fourth aspect, the width of the active region sandwiching the gate at the channel edge portion is set to be greater than the width of the active region sandwiching the gate at the center portion of the channel. It is characterized by being formed small.

【0014】叉、本発明に係わる半導体装置の製造方法
の態様は、トレンチ素子分離法で形成された素子分離膜
で画定された領域に活性領域を形成し、この活性領域内
にMOSFETを形成した半導体装置の製造方法におい
て、高濃度不純物イオンを注入してソース・ドレイン領
域を形成する際、前記活性領域の端部の前記MOSFE
Tのゲート下部のチャンネルエッジ部分に、高濃度不純
物イオンを注入しないようにイオン注入することを特徴
とするものである。
In another aspect of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, an active region is formed in a region defined by an element isolation film formed by a trench element isolation method, and a MOSFET is formed in the active region. In the method of manufacturing a semiconductor device, when a high concentration impurity ion is implanted to form a source / drain region, the MOSFE at an end of the active region is formed.
It is characterized in that ions are implanted into the channel edge portion below the gate of T so that high-concentration impurity ions are not implanted.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明に係わる半導体装置は、ト
レンチ素子分離法で形成された素子分離膜で画定された
領域に活性領域を形成し、この活性領域内にMOSFE
Tを形成した半導体装置において、前記活性領域の端部
の前記MOSFETのゲート下部のチャンネルエッジ部
分が、ソース・ドレイン領域を形成するための高濃度不
純物イオンを注入する領域外になるように構成したこと
を特徴とするものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a semiconductor device according to the present invention, an active region is formed in a region defined by an element isolation film formed by a trench element isolation method, and a MOSFE is formed in the active region.
In the semiconductor device in which T is formed, a channel edge portion below a gate of the MOSFET at an end of the active region is configured to be outside a region into which high-concentration impurity ions for forming source / drain regions are implanted. It is characterized by the following.

【0016】[0016]

【実施例】以下に、本発明に係わる半導体装置とその製
造方法の具体例を図面を参照しながら詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A specific example of a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0017】(第1の具体例)図1乃至図3は、本発明
に係わる半導体装置とその製造方法の第1の具体例の構
造を示す図であって、これらの図には、トレンチ素子分
離法で形成された素子分離膜106で画定された領域に
活性領域101を形成し、この活性領域101内にMO
SFETを形成した半導体装置において、前記活性領域
101の端部の前記MOSFETのゲート102下部の
チャンネルエッジ部104が、ソース・ドレイン領域を
形成するための高濃度不純物イオンを注入する領域10
3外になるように構成したことを特徴とする半導体装置
が示されている。
FIGS. 1 to 3 show the structure of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. An active region 101 is formed in a region defined by an element isolation film 106 formed by an isolation method, and an MO is formed in the active region 101.
In a semiconductor device in which an SFET is formed, a channel edge portion 104 below a gate 102 of the MOSFET at an end of the active region 101 is formed in a region 10 into which high concentration impurity ions for forming source / drain regions are implanted.
3 shows a semiconductor device characterized in that the semiconductor device is configured so as to be outside.

【0018】また、トレンチ素子分離法で形成された素
子分離膜107で画定された領域に活性領域101を形
成し、この活性領域101内にMOSFETを形成する
と共に、前記活性領域101の端部の前記MOSFET
のゲート102下部のチャンネルエッジ部104が、ソ
ース・ドレイン領域を形成するための高濃度不純物イオ
ンを注入する領域103外になるように構成し、このよ
うに構成したMOSFET10のソース・ドレインを接
続すると共に、このように接続したMOSFET10を
複数直列に接続し、この回路に定電流11を加え、この
回路から基準電圧12を取り出すように構成した半導体
装置が示され、又、トレンチ素子分離法で形成された素
子分離膜で画定された領域に活性領域を形成し、この活
性領域内にMOSFETを形成を形成すると共に、前記
活性領域の端部の前記MOSFETのゲート下部のチャ
ンネルエッジ部分が、ソース・ドレイン領域を形成する
ための高濃度不純物イオンを注入する領域外になるよう
に構成し、このように構成した一対のMOSFET13
A、13Bを、互いに交差接続したことを特徴とする半
導体装置が示されている。
Also, an active region 101 is formed in a region defined by an element isolation film 107 formed by a trench element isolation method, a MOSFET is formed in the active region 101, and an end of the active region 101 is formed. The MOSFET
The channel edge portion 104 under the gate 102 is located outside the region 103 into which high-concentration impurity ions for forming source / drain regions are implanted, and the source / drain of the MOSFET 10 thus configured is connected. In addition, there is shown a semiconductor device in which a plurality of MOSFETs 10 connected in this way are connected in series, a constant current 11 is applied to the circuit, and a reference voltage 12 is extracted from the circuit. An active region is formed in a region defined by the element isolation film thus formed, a MOSFET is formed in the active region, and a channel edge portion below a gate of the MOSFET at an end of the active region is formed as a source region. It is configured so as to be outside the region where high-concentration impurity ions for forming the drain region are implanted. A pair of configured to MOSFET13
A semiconductor device is shown in which A and 13B are cross-connected to each other.

【0019】以下に、第1の具体例を更に詳細に説明す
る。
Hereinafter, the first example will be described in more detail.

【0020】図1は、本発明のMOSトランジスタの平
面図、図2は、図1のA−A線の断面図、図3は、本発
明のMOSFETを用いた回路の一例を示す回路図であ
る。
FIG. 1 is a plan view of a MOS transistor of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a circuit using the MOSFET of the present invention. is there.

【0021】本発明のMOSトランジスタは、活性領域
101と、ゲート電極102と、ソース・ドレインを形
成するための高濃度不純物イオン注入領域103とから
構成される。STI法を用いて、活性領域101の周囲
に、素子分離膜106を形成する。その後、ゲート酸化
膜107、ゲート電極102を順に形成する。続いて、
ゲート電極102を利用して、高濃度不純物イオン注入
領域103にソース・ドレインを形成するが、チャネル
エッジ部104を、高濃度不純物イオン注入領域103
の外側になるように設定する。イオン注入領域の位置精
度は、それほど良いものではなく、そのバラツキをx0
とすると、不純物イオン注入領域103は、チャネルエ
ッジ104からx0+α(x0だけ、チャネルエッジ方
向にばらついても、ネルエッジが不純物イオン注入領域
に入らない程度のマージン)以上チャネルエッジ104
から内側に設定する。なお、この説明は、シングルドレ
イン構造の場合である。
The MOS transistor of the present invention comprises an active region 101, a gate electrode 102, and a high-concentration impurity ion implantation region 103 for forming a source / drain. An element isolation film 106 is formed around the active region 101 by using the STI method. After that, a gate oxide film 107 and a gate electrode 102 are sequentially formed. continue,
A source / drain is formed in the high-concentration impurity ion-implanted region 103 using the gate electrode 102.
Set to be outside of. The positional accuracy of the ion-implanted region is not so good, and the variation is x0.
Then, the impurity ion-implanted region 103 is at least x0 + α from the channel edge 104 (a margin that does not allow the flannel edge to enter the impurity ion-implanted region even if it varies by x0 in the channel edge direction).
Set inside from. This description is for a single drain structure.

【0022】現在では、一般的に耐圧や信頼性の向上を
計るため、MOSトランンジスタには、低濃度ドレイン
(Light doped drain; LDD)構造が用いられている。こ
の場合には、ゲート電極102形成後、ウェハ全面に低
濃度不純物イオンを注入し、n−領域を活性領域101
全面に形成した後、ゲート電極102を利用してn+ソ
ース・ドレイン領域105を形成することで、それ以外
の領域がn−領域108となる(図2(b))。この場
合も、イオン注入領域の位置精度は、それほどよいもの
ではなく、そのばらつきをx0、チャネルエッジ104
で生じるハンプ現象の影響から回避するのに必要な高濃
度不純物イオン注入領域103からチャネルエッジ10
4までの抵抗値から算出した距離をx1とすると、不純
物イオン注入領域103はチャネルエッジ104から
(x0+x1)以上チャネルエッジ104から内側に設
定する。
At present, generally, in order to improve the breakdown voltage and the reliability, a lightly doped drain (LDD) structure is used for a MOS transistor. In this case, after the gate electrode 102 is formed, low-concentration impurity ions are implanted into the entire surface of the wafer, and the n − region is formed in the active region 101.
After being formed on the entire surface, an n + source / drain region 105 is formed using the gate electrode 102, and the other region becomes the n− region 108 (FIG. 2B). Also in this case, the positional accuracy of the ion-implanted region is not so good.
From the high-concentration impurity ion implantation region 103 necessary to avoid the effect of the hump phenomenon caused by
Assuming that the distance calculated from the resistance values up to 4 is x1, the impurity ion implanted region 103 is set at (x0 + x1) or more inside the channel edge 104 from the channel edge 104.

【0023】シングルドレイン構造のMOSトランジス
タを用いた場合(図2(a))、チャネルエッジ部10
4が、MOSトランジスタの動作領域外に存在するた
め、ハンプ現象が発生しない。
When a MOS transistor having a single drain structure is used (FIG. 2A), the channel edge 10
4 exists outside the operation region of the MOS transistor, so that the hump phenomenon does not occur.

【0024】LDD構造のMOSトランジスタを用いた
場合(図2(b))、チャネルエッジ部104は、n−
領域108の一部となり、n+領域105と電気的な接
続関係を持つことになるが、一般に、n+領域105の
層抵抗が数十〜数百オームであるのに対し、n−領域1
08の層抵抗は、数千オームであることから、ハンプ現
象によるトランジスタ特性の変化の影響を受けにくいM
OSトランジスタを作ることができる。
When the MOS transistor having the LDD structure is used (FIG. 2B), the channel edge portion 104 is n-type.
Although it becomes a part of the region 108 and has an electrical connection relationship with the n + region 105, the layer resistance of the n + region 105 is generally several tens to several hundreds ohms, while the n− region 1
08 has a thickness of several thousand ohms, so that M is not easily affected by a change in transistor characteristics due to the hump phenomenon.
An OS transistor can be made.

【0025】このようなハンプ現象を発生させない、又
は、ハンプ減少によるトランジスタ特性の変化の影響を
受けにくいMOSトランジスタを利用することで効果的
な回路例を図3に示す。
FIG. 3 shows an example of a circuit which is effective by using a MOS transistor which does not cause such a hump phenomenon or which is less affected by a change in transistor characteristics due to a decrease in hump.

【0026】図3(a)は、基準電圧を発生回路である
が、閾値電圧Vtの値を直接利用しており、その基準電
圧は、MOSトランジスタ10の数とその閾値電圧Vt
の積となる。従来の回路の場合、ハンプ特性によりトラ
ンジスタ特性に変化が起きることで出力される基準電圧
も影響を受け、この基準電圧を利用する回路の特性に悪
影響を与えてしまうことになる。
FIG. 3A shows a circuit for generating a reference voltage, which directly uses the value of the threshold voltage Vt. The reference voltage is based on the number of MOS transistors 10 and the threshold voltage Vt.
Multiplied by In the case of a conventional circuit, a change in the transistor characteristics due to the hump characteristic also affects the output reference voltage, which adversely affects the characteristics of a circuit using this reference voltage.

【0027】また、図3(b)は、DRAM用のセンス
アンプとしてよく知られている交差結合型アンプである
が、ペアとなるトランジスタ13A、13Bの閾値電圧
がハンプ特性により大きくばらつくと、動作の遅延、反
転できずに誤動作を起すといった可能性が考えられる。
FIG. 3B shows a cross-coupled amplifier which is well known as a sense amplifier for a DRAM. However, if the threshold voltages of the paired transistors 13A and 13B greatly vary due to the hump characteristic, the operation will be described. There is a possibility that a malfunction may occur due to delay and inversion.

【0028】(第2の具体例)図4は、本発明の第2の
具体例を示す図であって、これらの図には、チャンネル
の中央部分での前記ゲートを挟んだ前記活性領域101
の幅101aに対して、前記チャンネルエッジ部分での
前記ゲート102を挟んだ活性領域101の幅101b
を小さく形成したことを特徴とする半導体装置が示され
ている。
(Second Specific Example) FIGS. 4A and 4B show a second specific example of the present invention. In these figures, the active region 101 sandwiching the gate at the center of the channel is shown.
The width 101a of the active region 101 with the gate 102 interposed therebetween at the channel edge portion.
Is shown in which a semiconductor device is formed small.

【0029】以下に、第2の具体例を更に詳細に説明す
る。
Hereinafter, the second specific example will be described in more detail.

【0030】第1の具体例は、本発明を一般的なMOS
トランジスタの形状である矩形に適用したものである。
この場合、トランジスタの実効的なサイズは、素子分離
膜106によって囲まれた形状から決まるのではなく、
高濃度不純物イオン注入領域103から決まることにな
るが、イオン注入の領域の位置精度は、それほどよいも
のではないため、誤差x0が生じるため、設定したトラ
ンジスタサイズx4に対し、x0の2倍程度ばらつくか
ら、トランジスタサイズが小さいほど影響が大きくな
る。
In a first embodiment, the present invention is applied to a general MOS transistor.
This is applied to a rectangle which is the shape of a transistor.
In this case, the effective size of the transistor is not determined by the shape surrounded by the element isolation film 106, but
Although it is determined by the high-concentration impurity ion implantation region 103, the position accuracy of the ion implantation region is not so good, and an error x0 occurs. Thus, the smaller the transistor size, the greater the effect.

【0031】第2の具体例では、そのトランジスタサイ
ズのばらつきを、第1の具体例より格段に減少させると
共に、ハンプ現象によるトランジスタ特性の変化からの
影響も同時に減少させるものであり、そのMOSトラン
ジスタの平面図を図4に示す。
In the second embodiment, the variation in the transistor size is significantly reduced as compared with the first embodiment, and at the same time, the influence of the change in transistor characteristics due to the hump phenomenon is also reduced. Is shown in FIG.

【0032】チャネルエッジ部104を含む一定領域x
2において、ゲート電極102と素子分離膜106の距
離x3を通常の領域よりも小さくすると共に、高濃度不
純物イオン注入領域103が、誤差x0以上重なり、且
つ、チャネルエッジ部104を含まないようにMOSト
ランジスタを形成する。
Constant region x including channel edge portion 104
2, the distance x3 between the gate electrode 102 and the element isolation film 106 is made smaller than the normal region, and the MOS is formed so that the high-concentration impurity ion-implanted region 103 overlaps the error x0 or more and does not include the channel edge portion 104. A transistor is formed.

【0033】このような構成の場合、チャネルエッジ部
104を含む一定領域x2は、第1の具体例に比べ高抵
抗となるため、高濃度不純物イオン注入領域103がば
らついても、設定したトランジスタサイズに対するばら
つきが小さく抑えられるうえ、高濃度不純物イオン注入
領域103からチャネルエッジ104までも高抵抗とな
るため、ハンプ現象によるトランジスタ特性の変化の影
響を、更に低減できる。
In such a configuration, the constant region x2 including the channel edge portion 104 has a higher resistance than the first specific example. Therefore, even if the high-concentration impurity ion-implanted region 103 varies, the set transistor size is not changed. And the resistance from the high-concentration impurity ion-implanted region 103 to the channel edge 104 is also high, so that the effect of the change in transistor characteristics due to the hump phenomenon can be further reduced.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明に係わる半導体装置とその製造方
法は、上述のように構成したので、バンプ現象によるト
ランジスタ特性の悪化を改善することが出来る。
Since the semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the present invention are constructed as described above, deterioration of transistor characteristics due to the bump phenomenon can be improved.

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

【図1】本発明に係わる半導体装置の第1の具体例の平
面図である。
FIG. 1 is a plan view of a first specific example of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】図1のA−A線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】本発明の半導体装置を用いた回路例を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram illustrating a circuit example using the semiconductor device of the present invention.

【図4】第2の具体例の平面図である。FIG. 4 is a plan view of a second specific example.

【図5】従来例の平面図である。FIG. 5 is a plan view of a conventional example.

【図6】従来例の製造工程を示す図である。FIG. 6 is a view showing a manufacturing process of a conventional example.

【図7】図6に続く製造工程を示す図である。FIG. 7 is a view showing a manufacturing step following FIG. 6;

【図8】図7に続く製造工程を示す図である。FIG. 8 is a view illustrating a manufacturing step following FIG. 7;

【図9】図8に続く製造工程を示す図である。FIG. 9 is a view showing a manufacturing step following FIG. 8;

【図10】図9に続く製造工程を示す図である。FIG. 10 is a view showing a manufacturing step following FIG. 9;

【図11】図10に続く製造工程を示す図である。FIG. 11 is a view showing a manufacturing step following FIG. 10;

【図12】図11に続く製造工程を示す図である。FIG. 12 is a view showing a manufacturing step following FIG. 11;

【図13】図12に続く製造工程を示す図である。FIG. 13 is a view showing a manufacturing step following FIG. 12;

【図14】図13に続く製造工程を示す図である。FIG. 14 is a view showing a manufacturing step following FIG. 13;

【図15】(a)は、バンプがない状態のトランジスタ
の特性図、(b)は、バンプがある場合のトランジスタ
の特性図である。
15A is a characteristic diagram of a transistor without a bump, and FIG. 15B is a characteristic diagram of a transistor with a bump.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、13A、13B MOSFET 11 定電流電源 12 基準電圧 101 活性領域 102 ゲート電極 103 高濃度不純物イオン注入領域 104 チャンネルエッジ部分 105 ソース・ドレイン領域(n+領域) 106 素子分離膜 107 ゲート酸化膜 108 n−領域 10, 13A, 13B MOSFET 11 Constant current power supply 12 Reference voltage 101 Active region 102 Gate electrode 103 High-concentration impurity ion implantation region 104 Channel edge portion 105 Source / drain region (n + region) 106 Element isolation film 107 Gate oxide film 108 n− region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F038 BB02 5F040 DC01 EA08 EA09 EF01 EF02 EK01 EK05 FB02 FB04 FC10 5F083 AD00 GA11 GA30 LA03 NA01 PR36  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5F038 BB02 5F040 DC01 EA08 EA09 EF01 EF02 EK01 EK05 FB02 FB04 FC10 5F083 AD00 GA11 GA30 LA03 NA01 PR36

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 トレンチ素子分離法で形成された素子分
離膜で画定された領域に活性領域を形成し、この活性領
域内にMOSFETを形成した半導体装置において、 前記活性領域の端部の前記MOSFETのゲート下部の
チャンネルエッジ部分が、ソース・ドレイン領域を形成
するための高濃度不純物イオンを注入する領域外になる
ように構成したことを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device in which an active region is formed in a region defined by a device isolation film formed by a trench device isolation method, and a MOSFET is formed in the active region, wherein the MOSFET at an end of the active region is provided. Wherein the channel edge portion below the gate is outside the region into which high-concentration impurity ions for forming source / drain regions are implanted.
【請求項2】 トレンチ素子分離法で形成された素子分
離膜で画定された領域に活性領域を形成し、この活性領
域内にMOSFETを形成すると共に、前記活性領域の
端部の前記MOSFETのゲート下部のチャンネルエッ
ジ部分が、ソース・ドレイン領域を形成するための高濃
度不純物イオンを注入する領域外になるように構成し、
このように構成したMOSFETのソース・ドレインを
接続すると共に、このように接続したMOSFETを複
数直列に接続し、この回路に定電流を加え、この回路か
ら基準電圧を取り出すように構成したことを特徴とする
半導体装置。
2. An active region is formed in a region defined by an element isolation film formed by a trench element isolation method, a MOSFET is formed in the active region, and a gate of the MOSFET at an end of the active region is formed. The lower channel edge portion is configured to be outside a region where high concentration impurity ions for forming source / drain regions are implanted,
The source and the drain of the MOSFET thus configured are connected, a plurality of MOSFETs connected in this way are connected in series, a constant current is applied to the circuit, and a reference voltage is extracted from the circuit. Semiconductor device.
【請求項3】 トレンチ素子分離法で形成された素子分
離膜で画定された領域に活性領域を形成し、この活性領
域内にMOSFETを形成を形成すると共に、前記活性
領域の端部の前記MOSFETのゲート下部のチャンネ
ルエッジ部分が、ソース・ドレイン領域を形成するため
の高濃度不純物イオンを注入する領域外になるように構
成し、このように構成した一対のMOSFETを、互い
に交差接続したことを特徴とする半導体装置。
3. An active region is formed in a region defined by an element isolation film formed by a trench element isolation method, a MOSFET is formed in the active region, and the MOSFET at an end of the active region is formed. That the channel edge portion under the gate of the semiconductor device is outside the region into which high-concentration impurity ions for forming source / drain regions are implanted, and that a pair of MOSFETs thus configured is cross-connected to each other. Characteristic semiconductor device.
【請求項4】 チャンネルの中央部分での前記ゲートを
挟んだ前記活性領域の幅に対して、前記チャンネルエッ
ジ部分での前記ゲートを挟んだ活性領域の幅を小さく形
成したことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載
の半導体装置。
4. The width of the active region sandwiching the gate at the channel edge portion is smaller than the width of the active region sandwiching the gate at a central portion of the channel. Item 4. The semiconductor device according to any one of Items 1 to 3.
【請求項5】 トレンチ素子分離法で形成された素子分
離膜で画定された領域に活性領域を形成し、この活性領
域内にMOSFETを形成した半導体装置の製造方法に
おいて、 高濃度不純物イオンを注入してソース・ドレイン領域を
形成する際、前記活性領域の端部の前記MOSFETの
ゲート下部のチャンネルエッジ部分に、高濃度不純物イ
オンを注入しないようにイオン注入することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
5. A method for manufacturing a semiconductor device in which an active region is formed in a region defined by an element isolation film formed by a trench element isolation method, and a MOSFET is formed in the active region. Forming a source / drain region by implanting ions into a channel edge portion below a gate of the MOSFET at an end of the active region so as not to implant high-concentration impurity ions. Method.
JP34382199A 1999-12-02 1999-12-02 Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor Pending JP2001160623A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34382199A JP2001160623A (en) 1999-12-02 1999-12-02 Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34382199A JP2001160623A (en) 1999-12-02 1999-12-02 Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001160623A true JP2001160623A (en) 2001-06-12

Family

ID=18364507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34382199A Pending JP2001160623A (en) 1999-12-02 1999-12-02 Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001160623A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7259054B2 (en) 2003-11-14 2007-08-21 Renesas Technology Corp. Method of manufacturing a semiconductor device that includes a process for forming a high breakdown voltage field effect transistor
JP2008193093A (en) * 2007-02-02 2008-08-21 Samsung Electronics Co Ltd High-voltage transistor and manufacturing method thereof
WO2011036841A1 (en) * 2009-09-28 2011-03-31 パナソニック株式会社 Semiconductor device and method for manufacturing same
KR20160002352A (en) * 2014-06-27 2016-01-07 엘지디스플레이 주식회사 Thin film transistor of display device
US10026738B2 (en) 2015-10-20 2018-07-17 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device and semiconductor integrated circuit using the same

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7259054B2 (en) 2003-11-14 2007-08-21 Renesas Technology Corp. Method of manufacturing a semiconductor device that includes a process for forming a high breakdown voltage field effect transistor
US7592669B2 (en) 2003-11-14 2009-09-22 Renesas Technology Corp. Semiconductor device with MISFET that includes embedded insulating film arranged between source/drain regions and channel
JP2008193093A (en) * 2007-02-02 2008-08-21 Samsung Electronics Co Ltd High-voltage transistor and manufacturing method thereof
WO2011036841A1 (en) * 2009-09-28 2011-03-31 パナソニック株式会社 Semiconductor device and method for manufacturing same
KR20160002352A (en) * 2014-06-27 2016-01-07 엘지디스플레이 주식회사 Thin film transistor of display device
KR102395635B1 (en) 2014-06-27 2022-05-10 엘지디스플레이 주식회사 Thin film transistor of display device
US10026738B2 (en) 2015-10-20 2018-07-17 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device and semiconductor integrated circuit using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6524903B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor device having two peaks in an impurity concentration distribution
US7192816B2 (en) Self-aligned body tie for a partially depleted SOI device structure
JP3965064B2 (en) Method for forming an integrated circuit having a body contact
JP2965783B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR20040102052A (en) Semiconductor device formed over a multiple thickness buried oxide layer, and methods of making same
US6545318B1 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
WO2002052649A1 (en) Semiconductor device and portable electronic device
US6258644B1 (en) Mixed voltage CMOS process for high reliability and high performance core and I/O transistors with reduced mask steps
KR100391959B1 (en) Semiconductor apparatus and method of manufacture
US6605843B1 (en) Fully depleted SOI device with tungsten damascene contacts and method of forming same
US6908800B1 (en) Tunable sidewall spacer process for CMOS integrated circuits
JPH0982793A (en) Manufacture of semiconductor integrated circuit
JP2001085533A (en) Semiconductor device and manufactue thereof
JP3529220B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR980005383A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2001160623A (en) Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor
JP3425043B2 (en) Method for manufacturing MIS type semiconductor device
KR100331844B1 (en) Complementary metal oxide semiconductor device
KR100457222B1 (en) Method of manufacturing high voltage device
JP2845186B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR100318463B1 (en) Method for fabricating body contact SOI device
JP2002343964A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
KR100597462B1 (en) Method for fabricating transistor of semiconductor device
KR20010061597A (en) Transistor and method for manufacturing the same
KR100214491B1 (en) Semiconductor chip and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041105

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20060224

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060822

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20061219