JP2001196475A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and its manufacturing method

Info

Publication number
JP2001196475A
JP2001196475A JP2000003912A JP2000003912A JP2001196475A JP 2001196475 A JP2001196475 A JP 2001196475A JP 2000003912 A JP2000003912 A JP 2000003912A JP 2000003912 A JP2000003912 A JP 2000003912A JP 2001196475 A JP2001196475 A JP 2001196475A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate electrode
drain
semiconductor device
threshold value
oxide film
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
JP2000003912A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsunori Fukura
満徳 福羅
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial 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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2000003912A priority Critical patent/JP2001196475A/en
Publication of JP2001196475A publication Critical patent/JP2001196475A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the deterioration of a gate oxide film due to threshold ion implantation damage in a semiconductor device incorporating a mask ROM that is composed by two kinds MOS transistors with high and low thresholds. SOLUTION: This semiconductor device contains a source and a drain that are formed on a semiconductor substrate, and a gate electrode that is formed via a gate insulation film on the semiconductor substrate, the end part of the gate electrode is separated from that of the drain, and the end part of the drain is not located under the gate electrode in a memory cell by a MOS transistor.

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、特に
ROM(Read Only Memory)及びその
製造方法に関する。
The present invention relates to a semiconductor device, particularly to a ROM (Read Only Memory) and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路装置は、微細化・
高機能化と共に、それに内蔵するROMの記憶容量が増
大し、記憶素子であるメモリセルの面積を小さくするこ
とが重要な課題の一つとなってきている。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor integrated circuit devices have become smaller and smaller.
Along with the sophistication, the storage capacity of a built-in ROM has increased, and it has become one of the important issues to reduce the area of a memory cell as a storage element.

【0003】一般にコンタクトホールを用いるマスクR
OMの場合、メモリセルは、ワード線をゲートとするM
OSトランジスタと、半導体基板に設けられた拡散層上
の1個のコンタクトホールあるいはコンタクトホールが
収まる拡散層領域と、拡散層を他のメモリセルから分離
するための分離領域の3つが必要となるため、メモリセ
ルの面積が大きくなってしまうという特質を有する。
Generally, a mask R using a contact hole
In the case of OM, the memory cell is M
Since an OS transistor, one contact hole on a diffusion layer provided in a semiconductor substrate or a diffusion layer region in which a contact hole is accommodated, and an isolation region for isolating the diffusion layer from other memory cells are required. In addition, there is a characteristic that the area of the memory cell is increased.

【0004】一方、高低2種類のしきい値(例えば低い
しきい値は0.6V程度、高いしきい値は5V以上)を
用いるマスクROMでは、ワード線をゲートとする所定
のしきい値を有するMOSトランジスタと、隣接するメ
モリセルと共有するコンタクトホールの半分とだけで基
本的なメモリセルが構成できることから、コンタクトホ
ールを用いるマスクROMよりもメモリセルの面積を小
さくすることができ、マスクROMの主流となってい
る。
On the other hand, in a mask ROM using two kinds of high and low threshold values (for example, a low threshold value is about 0.6 V, and a high threshold value is 5 V or more), a predetermined threshold value using a word line as a gate is determined. Since a basic memory cell can be constituted only by a MOS transistor having the MOS transistor and a half of a contact hole shared with an adjacent memory cell, the area of the memory cell can be made smaller than that of a mask ROM using a contact hole. Has become mainstream.

【0005】以下、従来から良く用いられている高低2
種類のしきい値を有するソース/ドレインがLDD(Lig
htly Doped Drain)構造のN型MOSトランジスタで構
成したマスクROMを内蔵する半導体装置の製造方法に
ついて、図6から図11を参照しながら説明する。図6
から図11は、従来の半導体装置の製造方法における工
程順断面図であり、2種類のしきい値を有するトランジ
スタ部分を示している。
[0005] In the following, high and low 2 which are conventionally used well are described.
LDD (Lig)
A method of manufacturing a semiconductor device having a built-in mask ROM constituted by an N-type MOS transistor having an (htly doped drain) structure will be described with reference to FIGS. FIG.
11 to 11 are cross-sectional views in the order of steps in a conventional method of manufacturing a semiconductor device, showing a transistor portion having two types of thresholds.

【0006】まず図6に示すように、シリコン基板11
上に周知のLOCOS法等によって分離酸化膜12を形
成する。次にシリコン基板11上に、この半導体装置の
他の部分を覆うイオン注入用レジストマスクを用いたイ
オン注入により、P型ウェル13と低いしきい値を制御
するP型チャネル領域14を形成する。
[0006] First, as shown in FIG.
An isolation oxide film 12 is formed thereon by a known LOCOS method or the like. Next, a P-type well 13 and a P-type channel region 14 for controlling a low threshold value are formed on the silicon substrate 11 by ion implantation using an ion implantation resist mask covering other portions of the semiconductor device.

【0007】そして、熱酸化によりゲート酸化膜15を
形成し、さらにCVD(ChemicalVapor deposition)法に
よりポリシリコン膜16を形成した後に、リソグラフィ
ーとエッチング技術によってゲート酸化膜15とポリシ
リコン膜16を所望のゲート電極パターン状に形成す
る。
Then, after forming a gate oxide film 15 by thermal oxidation and further forming a polysilicon film 16 by a CVD (Chemical Vapor deposition) method, the gate oxide film 15 and the polysilicon film 16 are formed by lithography and etching techniques as desired. It is formed in a gate electrode pattern.

【0008】次に、図7に示すように、半導体装置の他
の部分を覆うイオン注入用レジストマスクを用いたイオ
ン注入により、2つのトランジスタにおける各々のソー
ス/ドレイン領域において、ゲート電極の下の半導体基
板領域にも一部入るようにN型低濃度不純物層17を形
成する。
Next, as shown in FIG. 7, by ion implantation using an ion implantation resist mask covering other portions of the semiconductor device, in each of the source / drain regions of the two transistors, a portion below the gate electrode is formed. An N-type low-concentration impurity layer 17 is formed so as to partially enter the semiconductor substrate region.

【0009】次に図8に示すように、CVD法によりサ
イドウォール酸化膜18を構成するための膜をゲート電
極のポリシリコン膜16を被覆するよう全面に形成した
後、エッチバック法によりポリシリコン膜16の側壁に
のみサイドウォール酸化膜18を残す。そして、図9に
示すように、半導体装置の他の部分を覆うイオン注入用
レジストマスクを用いて、ソース/ドレイン領域にN型
高濃度不純物層19を形成する。
Next, as shown in FIG. 8, after a film for forming the sidewall oxide film 18 is formed on the entire surface so as to cover the polysilicon film 16 of the gate electrode by the CVD method, the polysilicon is formed by the etch back method. The sidewall oxide film 18 is left only on the side wall of the film 16. Then, as shown in FIG. 9, an N-type high-concentration impurity layer 19 is formed in the source / drain regions using an ion implantation resist mask covering other portions of the semiconductor device.

【0010】次に図10に示すように、周知のリソグラ
フィー技術により、高いしきい値のMOSトランジスタ
のゲート電極であるポリシリコン膜16を有する部分を
開口するレジスト20のパターンを形成する。
Next, as shown in FIG. 10, a pattern of a resist 20 is formed by a well-known lithography technique to open a portion having a polysilicon film 16 which is a gate electrode of a MOS transistor having a high threshold value.

【0011】最後に、図11に示すように、レジスト2
0のパターンをマスクとしてポリシリコン膜16とゲー
ト酸化膜15を通して、半導体基板のP型ウエル表面領
域に例えばボロンイオン等を注入することにより、高い
しきい値を制御するP型チャネル領域21を選択的に形
成する。このP型チャネル領域21は、P型不純物濃度
が他のNチャンネルトランジスタのチャンネル領域より
も高いので、高いしきい値のMOSトランジスタとな
る。以上の工程を経て、高低2種類のしきい値のMOS
トランジスタが形成され、マスクROMとして完成す
る。
Finally, as shown in FIG.
The P-type channel region 21 for controlling a high threshold is selected by implanting, for example, boron ions or the like into the P-type well surface region of the semiconductor substrate through the polysilicon film 16 and the gate oxide film 15 using the pattern of 0 as a mask. It is formed. Since the P-type channel region 21 has a higher P-type impurity concentration than the channel regions of other N-channel transistors, the P-type channel region 21 becomes a MOS transistor having a high threshold value. Through the above steps, two types of high and low threshold MOS
Transistors are formed and completed as a mask ROM.

【0012】ここで、完成したマスクROMのメモリセ
ルNチャンネルトランジスタのサイズは、例えばチャン
ネル幅7.2μm、ゲート長0.4μm程度のものであ
る。低いしきい値の当該MOSトランジスタのVG(ゲ
ート電圧)−ID(ドレイン電流)特性を図12に、ま
た、従来の高いしきい値のMOSトランジスタのVG−
ID特性を図13に示す。
Here, the size of the memory cell N-channel transistor of the completed mask ROM is, for example, about 7.2 μm in channel width and about 0.4 μm in gate length. FIG. 12 shows VG (gate voltage) -ID (drain current) characteristics of the low threshold MOS transistor, and FIG.
FIG. 13 shows the ID characteristics.

【0013】ドレイン電流10―7Aの時のVGをしき
い値とすると、図12より低いしきい値は0.6Vであ
り、図13より高いしきい値は8.0Vとなっているこ
とがわかる。
[0013] The VG when the drain current 10- 7 A to the threshold, lower threshold than 12 is 0.6V, the higher threshold than 13 has a 8.0V I understand.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のマスクROMの製造方法では、高いしきい値を制御
するためにゲート酸化膜を通してイオン注入を行ってい
ることから、高いしきい値のMOSトランジスタのゲー
ト酸化膜にダメージを与え、ゲート酸化膜の耐圧に関す
る真性寿命の低下や偶発的な不良の発止率増加等、イオ
ン注入を行わないトランジスタに比較して信頼性が著し
く劣化するという問題点があった。
However, in the above-described conventional mask ROM manufacturing method, ions are implanted through a gate oxide film in order to control a high threshold value. Problems such as damage to the gate oxide film and a decrease in the intrinsic lifetime with respect to the breakdown voltage of the gate oxide film and an increase in the stoppage rate of accidental failures. was there.

【0015】本発明は、上記問題点を解消すべく、高い
しきい値のMOSトランジスタにおいてもゲート酸化膜
の信頼性劣化を抑制することができる半導体装置及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a semiconductor device and a method of manufacturing the same, which can suppress the deterioration of the reliability of a gate oxide film even in a MOS transistor having a high threshold value in order to solve the above problems. I do.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にかかる半導体装置は、半導体基板に形成され
たソース及びドレインと、半導体基板上にゲート絶縁膜
を介して形成されたゲート電極とを含み、ゲート電極の
端部とドレインの端部とが離間して配置されたMOSト
ランジスタによってメモリセルが構成され、ドレインの
端部がゲート電極の下に位置していないことを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention comprises a source and a drain formed on a semiconductor substrate and a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film. Wherein the memory cell is constituted by a MOS transistor in which the end of the gate electrode and the end of the drain are spaced apart from each other, and the end of the drain is not located below the gate electrode. .

【0017】かかる構成により、ゲート電極の端部とド
レインの端部とが離間して配置された構造のものを使用
していることから、高いしきい値を実現できるととも
に、その製造工程において、ゲート酸化膜を通したイオ
ン注入を行わないような工程とすることが可能となるの
で、ゲート酸化膜のダメージがなくなり、ゲート酸化膜
の信頼性劣化を抑制することが可能となる。
[0017] With this configuration, since a structure in which the end of the gate electrode and the end of the drain are arranged apart from each other is used, a high threshold value can be realized, and in the manufacturing process, Since a process in which ion implantation through the gate oxide film is not performed can be performed, damage to the gate oxide film is eliminated, and deterioration in reliability of the gate oxide film can be suppressed.

【0018】また、本発明にかかる半導体装置は、ゲー
ト電極の側壁に形成されたサイドウォールをさらに含
み、ドレインの端部がサイドウォールの下に位置してい
ることが好ましい。サイドウォールによってソース/ド
レインをオフセット位置に配置することができるからで
ある。
The semiconductor device according to the present invention preferably further includes a sidewall formed on a side wall of the gate electrode, and an end of the drain is preferably located below the sidewall. This is because the source / drain can be arranged at the offset position by the sidewall.

【0019】また、本発明にかかる半導体装置は、メモ
リセルが、高いしきい値を有するMOSトランジスタ
と、ソース及びドレインの端部がゲート電極の下に位置
し、低いしきい値を有する第2のMOSトランジスタと
で構成されていることが好ましい。メモリセル領域を比
較的小さくすることができるからである。
Further, in the semiconductor device according to the present invention, the memory cell has a MOS transistor having a high threshold value and a second transistor having a low threshold value in which the source and drain ends are located below the gate electrode. And the MOS transistor of This is because the memory cell area can be made relatively small.

【0020】次に、上記目的を達成するために本発明に
かかる半導体装置の製造方法は、半導体基板上における
ROMのメモリセルを形成すべき領域に、ゲート絶縁膜
を介して導電膜からなるゲート電極を形成する工程と、
ゲート電極のドレインとなるべき半導体基板領域に面す
る側壁にサイドウォールを形成し、サイドウォール下部
とゲート電極の下部をチャンネル領域とする工程と、ゲ
ート電極及びサイドウォールをマスクとして、半導体基
板にチャンネル領域とは反対導電型の不純物を導入し、
ソース/ドレインを形成する工程とを含むことを特徴と
する。
Next, in order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is directed to a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: Forming an electrode;
Forming a sidewall on a side wall facing a semiconductor substrate region to be a drain of a gate electrode, and using a lower portion of the sidewall and a lower portion of the gate electrode as a channel region; and forming a channel on the semiconductor substrate using the gate electrode and the sidewall as a mask. Introduce impurities of the opposite conductivity type to the region,
Forming a source / drain.

【0021】かかる構成により、ゲート酸化膜を通した
イオン注入を行わないで高いしきい値を実現できること
から、ゲート酸化膜のダメージがなくなり、ゲート酸化
膜の信頼性劣化を抑制することが可能となる。
With this configuration, a high threshold value can be realized without performing ion implantation through the gate oxide film, so that damage to the gate oxide film is eliminated and deterioration in reliability of the gate oxide film can be suppressed. Become.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態にかか
る半導体装置について、図面を参照しながら説明する。
図1から図5は、本発明の実施の形態にかかる高低2種
類のしきい値を有するN型MOSトランジスタで構成し
たマスクROMを内蔵する半導体装置の製造方法を示す
工程順断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 5 are cross-sectional views in the order of steps showing a method for manufacturing a semiconductor device having a built-in mask ROM constituted by N-type MOS transistors having two kinds of high and low threshold values according to the embodiment of the present invention.

【0023】実際のマスクROMの断面はもう少し複雑
ではあるが、図1から図5においては、高低2種類のし
きい値のN型MOSトランジスタにおいて、高低どちら
か一方のしきい値のMOSトランジスタを含むメモリセ
ル部に注目して製造工程を説明することから、説明の便
宜上2種類のしきい値を有するN型MOSトランジスタ
を並べて表示している。
Although the cross section of the actual mask ROM is a little more complicated, FIGS. 1 to 5 show two types of N-type MOS transistors having high and low threshold values, and a MOS transistor having one of high and low threshold values is used. Since the manufacturing process will be described with a focus on the memory cell portion including the N-type MOS transistors having two types of thresholds, they are displayed side by side for convenience of description.

【0024】まず、図1に示すように、シリコン基板1
上に周知のLOCOS法で素子の電気的分離用の分離酸
化膜2を形成する。次に、シリコン基板1上にP型MO
Sトランジスタ領域等、不要な部分を覆いメモリセルの
トランジスタ部分は露出するレジストパターンであるイ
オン注入用マスクを形成し、これをマスクとして例えば
ボロンやBF2等を異なるエネルギ量及びドーズ量でイ
オン注入し、P型ウェル3と低いしきい値を制御するP
型チャネル領域4の両方を独立に形成する。そして、熱
酸化によりゲート酸化膜5を形成し、周知のCVD法に
よりシリコン膜6を形成した後に、リソグラフィーとエ
ッチング技術によりゲート酸化膜5とポリシリコン膜6
を所望のゲート電極パターンに形成する。
First, as shown in FIG.
An isolation oxide film 2 for electrically isolating the elements is formed on the substrate by the well-known LOCOS method. Next, a P-type MO is formed on the silicon substrate 1.
An ion implantation mask, which is a resist pattern that covers an unnecessary portion such as an S transistor region and covers an unnecessary portion of the memory cell, is formed and ion implantation of, for example, boron or BF 2 is performed using the mask as a different energy amount and dose. And the P-type well 3 and the P controlling the low threshold
Both of the mold channel regions 4 are formed independently. Then, a gate oxide film 5 is formed by thermal oxidation, a silicon film 6 is formed by a known CVD method, and then the gate oxide film 5 and the polysilicon film 6 are formed by lithography and etching techniques.
Is formed in a desired gate electrode pattern.

【0025】次に、図2に示すように、周知のリソグラ
フィー技術により、高いしきい値を有するMOSトラン
ジスタのゲート電極となる左側のポリシリコン膜6を覆
うレジスト7を形成する。
Next, as shown in FIG. 2, a resist 7 is formed by a well-known lithography technique so as to cover the left polysilicon film 6 serving as a gate electrode of a MOS transistor having a high threshold value.

【0026】そして、図3に示すように、イオン注入に
よりトランジスタのソース/ドレインとなるべき領域に
N型低濃度不純物層8をリン等のイオン注入で形成す
る。ここで、低いしきい値を有するMOSトランジスタ
(右側)では、ゲート電極となるポリシリコン膜6をマ
スクとしてN型低濃度不純物層8が形成されるので、そ
のゲート電極下のシリコン基板表面領域にも一部N型低
濃度不純物層8が入り込んでいる。一方、高いしきい値
を有するMOSトランジスタでは、レジストがマスクと
なり、ゲート電極となるポリシリコン膜6の端部とN型
低濃度不純物層8の端部はオフセット構造となってい
る。
Then, as shown in FIG. 3, an N-type low-concentration impurity layer 8 is formed by ion implantation of phosphorus or the like in a region to be a source / drain of the transistor by ion implantation. Here, in the MOS transistor having a low threshold value (right side), the N-type low-concentration impurity layer 8 is formed using the polysilicon film 6 serving as a gate electrode as a mask. Also, a part of the N-type low concentration impurity layer 8 enters. On the other hand, in a MOS transistor having a high threshold value, a resist serves as a mask, and an end portion of the polysilicon film 6 serving as a gate electrode and an end portion of the N-type low concentration impurity layer 8 have an offset structure.

【0027】次に、図4に示すように、周知のCVD法
により酸化膜をゲート電極を覆って全面に形成した後、
エッチバック法によりポリシリコン膜6の側壁にのみサ
イドウォール酸化膜9を、幅約150nm程度残す。
Next, as shown in FIG. 4, after an oxide film is formed on the entire surface covering the gate electrode by a known CVD method,
By the etch back method, a sidewall oxide film 9 having a width of about 150 nm is left only on the side wall of the polysilicon film 6.

【0028】最後に図5に示すように、メモリセル以外
の所定の部分を覆うレジストパターンをマスクとしてA
s等のイオンを注入することで、両トランジスタのソー
ス/ドレイン領域にN型高濃度不純物層10を接合深さ
約150nm程度で形成する。以上により、高低2種類
のしきい値を有するMOSトランジスタが形成され、マ
スクROMが完成する。
Finally, as shown in FIG. 5, the resist pattern covering a predetermined portion other than the memory cell is
By implanting ions such as s, an N-type high concentration impurity layer 10 is formed in the source / drain regions of both transistors with a junction depth of about 150 nm. As described above, a MOS transistor having two kinds of thresholds, high and low, is formed, and a mask ROM is completed.

【0029】この完成状態のトランジスタ構造から明ら
かなように、低いしきい値を有するトランジスタについ
ては通常のN型不純物層からなるソース/ドレイン配置
となっている。これに対し、高いしきい値を有するトラ
ンジスタにおいては、サイドウォール酸化膜9の下部に
はN型高濃度不純物層10からなるソース/ドレインが
入り込んでいるが、ゲート電極ポリシリコン6の端部か
らは、当該N型高濃度不純物層10の端部は一定の距離
だけ離れた位置、すなわちオフセットの配置となってい
ることに特徴を有する。本実施の形態においては、この
オフセット長は約80nmとなっている。
As is clear from the transistor structure in the completed state, the transistor having a low threshold voltage has a source / drain arrangement composed of a normal N-type impurity layer. On the other hand, in the transistor having a high threshold value, the source / drain composed of the N-type high-concentration impurity layer 10 enters under the sidewall oxide film 9, but from the end of the gate electrode polysilicon 6. Is characterized in that the end of the N-type high-concentration impurity layer 10 is located at a position separated by a certain distance, that is, an offset arrangement. In the present embodiment, this offset length is about 80 nm.

【0030】かかるオフセットを有するソース/ドレイ
ン領域の配置にすると、ゲート電極に正の電圧を印加す
ればゲート電極直下の半導体基板は反転状態になってチ
ャンネルが形成されるが、電圧が低い場合はソース/ド
レインN型高濃度不純物層10と接続されないことから
ドレイン電流が流れない。しかし、ある程度電圧を高く
していくと、チャンネルが横方向に広がっていくことか
ら、ゲート電極端部からソース/ドレインN型高濃度不
純物層10にかけてチャンネルが形成され、電気的に両
者が接続されて電流が流れはじめる。このようにしてソ
ース/ドレインをオフセット配置に形成することによっ
て高いしきい値のトランジスタが形成できるのである。
With the arrangement of the source / drain regions having such an offset, when a positive voltage is applied to the gate electrode, the semiconductor substrate immediately below the gate electrode is inverted and a channel is formed. Since it is not connected to the source / drain N-type high-concentration impurity layer 10, no drain current flows. However, when the voltage is increased to some extent, the channel expands in the horizontal direction, so that a channel is formed from the end of the gate electrode to the source / drain N-type high-concentration impurity layer 10, and both are electrically connected. Current begins to flow. By forming the source / drain in the offset arrangement in this manner, a transistor having a high threshold value can be formed.

【0031】本実施の形態に示す構造を有する高いしき
い値のトランジスタのVG−ID特性の例を図14に示
す。図14において、ドレイン電流10―7Aの時のV
Gをしきい値とすると、しきい値は10V以上と高いし
きい値となっていることがわかる。このように本実施の
形態によれば、オフセット構造にすることによって、ゲ
ート酸化膜5にイオン注入をすることなしに、高いしき
い値を有するトランジスタを実現することが可能となる
ことから、ゲート酸化膜5にダメージを与える可能性が
全くなく、耐圧等の信頼性が劣化することを未然に防止
することが可能となる。
FIG. 14 shows an example of VG-ID characteristics of a high threshold transistor having the structure shown in this embodiment. In FIG 14, V at a drain current 10- 7 A
Assuming that G is the threshold value, the threshold value is as high as 10 V or more. As described above, according to the present embodiment, a transistor having a high threshold value can be realized without ion implantation into gate oxide film 5 by adopting the offset structure. There is no possibility of damaging the oxide film 5, and it is possible to prevent the reliability such as withstand voltage from deteriorating.

【0032】また、本実施の形態においては、ソース/
ドレインをオフセット配置に形成し、その形成条件を選
択することによって、しきい値を決定することができ
る。具体的には、ゲート電極の端部とソース/ドレイン
の端部とのオフセット距離を調整することで任意のしき
い値とすることができる。
In this embodiment, the source /
The threshold value can be determined by forming the drains in an offset arrangement and selecting the formation conditions. Specifically, an arbitrary threshold value can be set by adjusting the offset distance between the end of the gate electrode and the end of the source / drain.

【0033】そして、当該オフセット距離は、サイドウ
ォール酸化膜9の厚さとN型高濃度不純物層10の横方
向広がりを設定することで定めることができる。すなわ
ち、N型高濃度不純物層10の横方向広がりは熱処理温
度及び低いしきい値を制御するP型チャネル領域4の不
純物濃度に依存しているからである。
The offset distance can be determined by setting the thickness of the sidewall oxide film 9 and the lateral spread of the N-type high-concentration impurity layer 10. That is, the lateral spread of the N-type high-concentration impurity layer 10 depends on the heat treatment temperature and the impurity concentration of the P-type channel region 4 for controlling the low threshold value.

【0034】しかしながら、高いしきい値は低いしきい
値と区別してメモリ状態を識別できれば足り、その点で
半導体装置に使用する電源電圧よりも高い値になってい
れば特に上限は存在しない。従って、ある程度高い値で
あればしきい値制御にはそれほど厳密性を要するもので
はない。
However, it is sufficient that the high threshold can be distinguished from the low threshold to identify the memory state, and there is no particular upper limit at that point if the value is higher than the power supply voltage used for the semiconductor device. Therefore, if the value is high to some extent, the threshold value control does not require much strictness.

【0035】なお、本実施の形態においては、図2の工
程でレジスト7のパターン端部をソース/ドレイン領域
上にあるものとしているが、レジスト7を分離絶縁膜上
まで延長してソース/ドレイン領域を覆うようにしても
良い。この後工程のN型高濃度不純物層10形成工程に
おいてソース/ドレインが確保できるからである。
In the present embodiment, the pattern end of the resist 7 is located on the source / drain region in the step of FIG. 2, but the resist 7 is extended to the isolation insulating film to extend the source / drain. The area may be covered. This is because the source / drain can be secured in the subsequent step of forming the N-type high concentration impurity layer 10.

【0036】また、マスクROMを搭載する半導体装置
としては、このようなメモリセルアレイだけでなく、そ
の周辺回路やロジック部を構成するN型MOSトランジ
スタが存在するが、これらトランジスタのしきい値とメ
モリセルの低いしきい値のトランジスタのしきい値とを
共通にするために、図1に示す工程において低いしきい
値を制御するP型チャネル領域4の形成工程を、周辺回
路やロジック部にもメモリセルアレイと同時に適用する
ことが工程数削減や低コスト製造のためには望ましい。
As a semiconductor device on which a mask ROM is mounted, not only such a memory cell array, but also N-type MOS transistors constituting its peripheral circuits and a logic portion exist. In order to make the threshold value of the transistor having the low threshold voltage of the cell common to the threshold value of the transistor, the step of forming the P-type channel region 4 for controlling the low threshold value in the step shown in FIG. It is desirable to apply it simultaneously with the memory cell array in order to reduce the number of processes and to manufacture at low cost.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上のように本発明にかかる半導体装置
によれば、ゲート酸化膜を通したイオン注入を行わない
で、ソース/ドレインをオフセット構造とすることによ
って高いしきい値を実現することで、高いしきい値のM
OSトランジスタのゲート酸化膜ダメージがなくなり、
ゲート酸化膜の信頼性劣化を抑制することができるとい
う効果を発揮する。
As described above, according to the semiconductor device of the present invention, a high threshold value can be realized by forming the source / drain into an offset structure without performing ion implantation through the gate oxide film. And the high threshold M
OS transistor gate oxide film damage is eliminated,
This has the effect of suppressing the deterioration of the reliability of the gate oxide film.

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

【図1】 本発明の実施の形態にかかる半導体装置の製
造方法を示す工程順断面図
FIG. 1 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in order of steps.

【図2】 本発明の実施の形態にかかる半導体装置の製
造方法を示す工程順断面図
FIG. 2 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps;

【図3】 本発明の実施の形態にかかる半導体装置の製
造方法を示す工程順断面図
FIG. 3 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps.

【図4】 本発明の実施の形態にかかる半導体装置の製
造方法を示す工程順断面図
FIG. 4 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in order of steps.

【図5】 本発明の実施の形態にかかる半導体装置の製
造方法を示す工程順断面図
FIG. 5 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in order of steps.

【図6】 従来の半導体装置の製造方法における工程順
断面図
FIG. 6 is a sectional view in the order of steps in a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図7】 従来の半導体装置の製造方法における工程順
断面図
FIG. 7 is a sectional view in the order of steps in a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図8】 従来の半導体装置の製造方法における工程順
断面図
FIG. 8 is a sectional view in the order of steps in a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図9】 従来の半導体装置の製造方法における工程順
断面図
FIG. 9 is a sectional view in the order of steps in a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図10】 従来の半導体装置の製造方法における工程
順断面図
FIG. 10 is a sectional view in the order of steps in a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図11】 従来の半導体装置の製造方法における工程
順断面図
FIG. 11 is a sectional view in the order of steps in a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図12】 従来の低いしきい値を有するトランジスタ
のVG−ID特性図
FIG. 12 is a VG-ID characteristic diagram of a conventional transistor having a low threshold value.

【図13】 従来の高いしきい値を有するトランジスタ
のVG−ID特性図
FIG. 13 is a VG-ID characteristic diagram of a conventional transistor having a high threshold value.

【図14】 本発明の実施の形態にかかる半導体装置に
おける高いしきい値を有するトランジスタのVG−ID
特性の例示図
FIG. 14 illustrates a VG-ID of a transistor having a high threshold value in a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
Illustration of characteristics

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11 シリコン基板 2、12 分離酸化膜 3、13 P型ウェル 4、14、21 P型チャネル領域 5、15 ゲート酸化膜 6、16 ポリシリコン膜 7、20 レジスト 8、17 N型低濃度不純物層 9、18 サイドウォール酸化膜 10、19 N型高濃度不純物層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11 Silicon substrate 2, 12 Isolation oxide film 3, 13 P-type well 4, 14, 21 P-type channel region 5, 15 Gate oxide film 6, 16 Polysilicon film 7, 20 Resist 8, 17 N-type low concentration impurity Layer 9, 18 Side wall oxide film 10, 19 N-type high concentration impurity layer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板に形成されたソース及びドレ
インと、 前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲ
ート電極とを含み、 前記ゲート電極の端部と前記ドレインの端部とが離間し
て配置されたMOSトランジスタによってメモリセルが
構成され、前記ドレインの端部が前記ゲート電極の下に
位置していないことを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device comprising: a source and a drain formed on a semiconductor substrate; and a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film, wherein an end of the gate electrode and an end of the drain are formed. A semiconductor device, wherein a memory cell is formed by MOS transistors that are spaced apart from each other, and an end of the drain is not located below the gate electrode.
【請求項2】 前記ゲート電極の側壁に形成されたサイ
ドウォールをさらに含み、前記ドレインの端部が前記サ
イドウォールの下に位置している請求項1記載の半導体
装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a sidewall formed on a side wall of said gate electrode, wherein an end of said drain is located below said sidewall.
【請求項3】 前記メモリセルが、高いしきい値を有す
る前記MOSトランジスタと、前記ソース及び前記ドレ
インの端部が前記ゲート電極の下に位置し、低いしきい
値を有する第2のMOSトランジスタとで構成されてい
る請求項1記載の半導体装置。
3. The MOS transistor in which the memory cell has a high threshold value, and a second MOS transistor in which an end of the source and the drain is located below the gate electrode and has a low threshold value. 2. The semiconductor device according to claim 1, comprising:
【請求項4】 半導体基板上におけるROMのメモリセ
ルを形成すべき領域に、ゲート絶縁膜を介して導電膜か
らなるゲート電極を形成する工程と、 前記ゲート電極のドレインとなるべき前記半導体基板領
域に面する側壁にサイドウォールを形成し、前記サイド
ウォール下部と前記ゲート電極の下部をチャンネル領域
とする工程と、 前記ゲート電極及び前記サイドウォールをマスクとし
て、前記半導体基板に前記チャンネル領域とは反対導電
型の不純物を導入し、ソース/ドレインを形成する工程
とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. A step of forming a gate electrode made of a conductive film via a gate insulating film in a region where a memory cell of a ROM is to be formed on a semiconductor substrate, and the semiconductor substrate region to be a drain of the gate electrode Forming a sidewall on a side wall facing the semiconductor device, and using the lower portion of the sidewall and the lower portion of the gate electrode as a channel region; and using the gate electrode and the sidewall as a mask, opposing the channel region on the semiconductor substrate. Forming a source / drain by introducing a conductivity type impurity.
JP2000003912A 2000-01-12 2000-01-12 Semiconductor device and its manufacturing method Pending JP2001196475A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000003912A JP2001196475A (en) 2000-01-12 2000-01-12 Semiconductor device and its manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000003912A JP2001196475A (en) 2000-01-12 2000-01-12 Semiconductor device and its manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001196475A true JP2001196475A (en) 2001-07-19

Family

ID=18532773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000003912A Pending JP2001196475A (en) 2000-01-12 2000-01-12 Semiconductor device and its manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001196475A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005217061A (en) * 2004-01-28 2005-08-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
WO2011077606A1 (en) * 2009-12-21 2011-06-30 パナソニック株式会社 Semiconductor device and process for manufacture thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005217061A (en) * 2004-01-28 2005-08-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
WO2011077606A1 (en) * 2009-12-21 2011-06-30 パナソニック株式会社 Semiconductor device and process for manufacture thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2689888B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US5407852A (en) Method of making NOR-type ROM with LDD cells
US6207484B1 (en) Method for fabricating BiCDMOS device and BiCDMOS device fabricated by the same
US7964457B2 (en) Semiconductor integrated circuit device and a manufacturing method for the same
KR100510541B1 (en) High voltage transistor and method for manufacturing the same
JPH11265987A (en) Nonvolatile memory and its manufacture
KR20010014742A (en) Semiconductor device and method of fabricating the same
JP2001156290A (en) Semiconductor device
US5786265A (en) Methods of forming integrated semiconductor devices having improved channel-stop regions therein, and devices formed thereby
US6635966B2 (en) Method for fabricating SRAM cell
KR100221064B1 (en) A fabrication method of semiconductor device
JP4477197B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
KR100251229B1 (en) Advanced nor type read only memory and fabricating method thereof
JP2000012851A (en) Field-effect transistor and manufacture thereof
KR100260043B1 (en) Method for fabricating semiconductor device
JP2001196475A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
US20060148185A1 (en) Method for manufacturing high voltage transistor
KR100262456B1 (en) Method of fabrication semiconductor device
KR100713904B1 (en) Method for fabricating semiconductor device
KR100371284B1 (en) Method for fabricating a flat-cell semiconductor memory device
JP2005322730A (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor
KR100213237B1 (en) High power transistor and method for fabricating the same
US7157336B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device
US20110101458A1 (en) SOI type semiconductor device having a protection circuit
KR100245814B1 (en) Transistor for protecting static electricity