JP2002343964A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents
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Landscapes
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、STI(Shallow T
rench Isolation)技術を用いて素子分離を行う半導体装
置及びその製造方法に関する。The present invention relates to an STI (Shallow T
1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device for performing element isolation using a technique of "rench isolation" and a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体装置における集積回路にはメモリ
トランジスタやLogicに使用されるトランジスタ等
が形成されている。図13はこの様な種々のトランジス
タのうち、Logicに使用されるトランジスタの従来
の構成を示す概略断面図である。図13に示すように、
トランジスタがSTI技術により絶縁分離される場合、
半導体基板201の表層部にトレンチ202が形成され
てトレンチ202の側壁に酸化膜203が形成され、こ
のトレンチ202に素子分離絶縁膜204が埋め込まれ
る。そして、絶縁分離された領域にトランジスタが形成
される。2. Description of the Related Art In an integrated circuit in a semiconductor device, a memory transistor, a transistor used for Logic, and the like are formed. FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a conventional configuration of a transistor used for Logic among such various transistors. As shown in FIG.
If the transistors are isolated by STI technology,
A trench 202 is formed in a surface portion of the semiconductor substrate 201, an oxide film 203 is formed on a side wall of the trench 202, and an element isolation insulating film 204 is embedded in the trench 202. Then, a transistor is formed in the insulated region.
【0003】このトランジスタでは、絶縁分離された半
導体基板201の表層部にソース領域とドレイン領域が
形成され、半導体基板201のうちソース領域とドレイ
ン領域の間の部位上における半導体基板201の表面に
ゲート絶縁膜205が形成され、ゲート絶縁膜205上
にゲート電極206が形成されている。In this transistor, a source region and a drain region are formed in a surface layer portion of an insulated semiconductor substrate 201, and a gate is formed on a surface of the semiconductor substrate 201 on a portion of the semiconductor substrate 201 between the source region and the drain region. An insulating film 205 is formed, and a gate electrode 206 is formed over the gate insulating film 205.
【0004】また、半導体基板201上には複数個のト
ランジスタが形成され、その各々のトランジスタには製
品の要求仕様により様々な電圧がゲート電極に印加され
るため、各々のトランジスタでは印加電圧に応じた膜厚
のゲート絶縁膜とされている。Further, a plurality of transistors are formed on a semiconductor substrate 201, and various voltages are applied to the gate electrodes of the respective transistors according to the required specifications of the product. The gate insulating film has a large thickness.
【0005】そして、例えば、ゲート絶縁膜の膜厚が異
なる2つのトランジスタ(以下、第1及び第2のトラン
ジスタといい、図13に示すトランジスタを第2のトラ
ンジスタとする)を形成する場合、まず、半導体基板を
STI技術により素子分離する。そして、第1のトラン
ジスタのゲート絶縁膜(第1のゲート絶縁膜)を形成す
る際に、第2のトランジスタのゲート絶縁膜(第2のゲ
ート絶縁膜)205を形成する領域においても、第1の
ゲート絶縁膜と同じ膜厚の絶縁膜が形成される。[0005] For example, in the case of forming two transistors having different gate insulating film thicknesses (hereinafter referred to as first and second transistors, and the transistor shown in FIG. 13 as a second transistor), first, Then, the semiconductor substrate is separated by STI technology. When the gate insulating film (first gate insulating film) of the first transistor is formed, the first region is also formed in the region where the gate insulating film (second gate insulating film) 205 of the second transistor is formed. An insulating film having the same thickness as that of the gate insulating film is formed.
【0006】そのため、第2のゲート絶縁膜205を形
成する際は、第2のトランジスタにおける第1のゲート
絶縁膜と同じ膜厚の絶縁膜をエッチングして除去した
後、第2のゲート絶縁膜205を所望の膜厚で形成す
る。Therefore, when the second gate insulating film 205 is formed, an insulating film having the same thickness as the first gate insulating film in the second transistor is removed by etching, and then the second gate insulating film is formed. 205 is formed with a desired film thickness.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第2の
ゲート絶縁膜205を形成する際、第1のゲート絶縁膜
と同じ膜厚の絶縁膜の除去と同時に素子分離絶縁膜もエ
ッチングされてしまう。特にウェットエッチングにより
絶縁膜を除去すると、ウェットエッチングは等方的に進
行するため、素子分離絶縁膜204の角部においてエッ
チング量が大きくなる。そして、図13に示すように、
半導体基板のうちトレンチ202の上部の側壁が素子分
離絶縁膜204から露出してしまう。However, when the second gate insulating film 205 is formed, the insulating film having the same thickness as the first gate insulating film is removed and the element isolation insulating film is also etched. In particular, when the insulating film is removed by wet etching, the wet etching proceeds isotropically, so that the etching amount at the corner of the element isolation insulating film 204 becomes large. Then, as shown in FIG.
The side wall above the trench 202 in the semiconductor substrate is exposed from the element isolation insulating film 204.
【0008】そして、この状態で熱酸化等により第2の
ゲート絶縁膜205を形成することで、この露出したト
レンチ202の側壁まで第2のゲート絶縁膜205が延
設される。また、ゲート電極206がトレンチ202上
部の側壁付近まで形成されるため、トレンチ202の上
部においてもトランジスタが形成されてしまう。以下、
このトレンチ202の上部に形成されるトランジスタを
寄生トランジスタという。[0008] Then, by forming the second gate insulating film 205 by thermal oxidation or the like in this state, the second gate insulating film 205 is extended to the exposed side wall of the trench 202. Further, since the gate electrode 206 is formed up to the vicinity of the side wall above the trench 202, a transistor is formed also above the trench 202. Less than,
The transistor formed above the trench 202 is called a parasitic transistor.
【0009】この寄生トランジスタでは、第2のゲート
絶縁膜205のうち半導体基板201の表面に形成され
た部位を用いた本来の第2のトランジスタと比較して、
ゲート絶縁膜の膜厚が薄くなっており、ゲートにおける
しきい値電圧を調節するために半導体基板201の表層
部に形成されているイオン注入層207のイオン濃度が
低くなっている。In this parasitic transistor, compared to the original second transistor using the portion of the second gate insulating film 205 formed on the surface of the semiconductor substrate 201,
The thickness of the gate insulating film is small, and the ion concentration of the ion implantation layer 207 formed in the surface portion of the semiconductor substrate 201 is low in order to adjust the threshold voltage at the gate.
【0010】このうち、ゲート絶縁膜の膜厚が薄いの
は、半導体基板201の面方位によって絶縁膜の形成さ
れ易さが異なり、半導体基板の表面よりもトレンチの側
壁の方が絶縁膜が形成され難いためであると思われる。
また、イオン注入層207はトランジスタ部のしきい値
電圧を調節するために、半導体基板201の表面近傍の
イオン濃度を調節することを目的として形成されてい
る。そのため、半導体基板201の表面から遠ざかるに
連れてこのイオン濃度は低くなっている。The reason why the thickness of the gate insulating film is small is that the ease with which the insulating film is formed varies depending on the plane orientation of the semiconductor substrate 201, and the insulating film is formed more on the side wall of the trench than on the surface of the semiconductor substrate. It seems that it is hard to be done.
The ion implantation layer 207 is formed for the purpose of adjusting the ion concentration near the surface of the semiconductor substrate 201 in order to adjust the threshold voltage of the transistor portion. Therefore, the ion concentration decreases as the distance from the surface of the semiconductor substrate 201 increases.
【0011】この様に、寄生トランジスタでは、ゲート
絶縁膜の膜厚が薄く、イオン濃度が低くなっているた
め、しきい値電圧が低くなっている。そのため、ゲート
電極206に電圧を印加した際に寄生トランジスタが作
動してトランジスタにキンク特性が生じたり、サブスレ
ッショルドリークが発生したりする。As described above, in the parasitic transistor, the threshold voltage is low because the gate insulating film is thin and the ion concentration is low. Therefore, when a voltage is applied to the gate electrode 206, a parasitic transistor operates to cause a kink characteristic of the transistor or a subthreshold leak.
【0012】本発明は、上記問題点に鑑み、寄生トラン
ジスタが作動すること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。In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of suppressing the operation of a parasitic transistor and a method of manufacturing the same.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明では、半導体基板(1)と、
該半導体基板に形成されたトレンチ(2)と、該トレン
チ内に埋め込まれた素子分離絶縁膜(4)とを有して形
成されるSTI領域と、半導体基板のうちSTI領域に
より絶縁分離された領域である素子形成領域と、素子形
成領域の表層部に形成されたソース領域(7)及びドレ
イン領域(8)と、ソース領域及びドレイン領域の間に
おける半導体基板の表面に形成されたゲート絶縁膜(1
0、100)と、ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電
極(11、110)とを有してなるトランジスタ部を備
えた半導体装置において、素子分離絶縁膜はトレンチの
上部において角部が除去されており、この角部が除去さ
れた領域までゲート絶縁膜が延設されていると共に、ト
レンチの内表面のうち、ゲート絶縁膜が延設された部位
と対向する部位にイオン注入層(14)が形成され、ゲ
ート絶縁膜を挟んでイオン注入層の反対側にはゲート電
極が延設されていることを特徴としている。To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a semiconductor substrate (1) includes:
An STI region formed having a trench (2) formed in the semiconductor substrate and an element isolation insulating film (4) buried in the trench; A gate insulating film formed on the surface of the semiconductor substrate between an element forming region which is a region, a source region (7) and a drain region (8) formed in a surface layer of the element forming region, and a source region and a drain region (1
0, 100) and a transistor portion having a gate electrode (11, 110) formed on the gate insulating film, the element isolation insulating film has a corner portion removed above the trench. The gate insulating film extends to a region from which the corners have been removed, and an ion-implanted layer (14) is formed on a portion of the inner surface of the trench opposite to the portion where the gate insulating film extends. Is formed, and a gate electrode is provided on the opposite side of the ion implantation layer with the gate insulating film interposed therebetween.
【0014】これにより、イオン注入層のイオン濃度を
調節することでトレンチの側壁に形成される寄生トラン
ジスタのしきい値電圧を調節することができる。従っ
て、寄生トランジスタが作動することを抑制することが
できる半導体装置を提供することができる。Thus, the threshold voltage of the parasitic transistor formed on the side wall of the trench can be adjusted by adjusting the ion concentration of the ion implantation layer. Therefore, a semiconductor device capable of suppressing the operation of the parasitic transistor can be provided.
【0015】この場合、請求項2に記載の発明では、ト
ランジスタ部におけるしきい値電圧の値が、トレンチの
側壁の上部において延設されたゲート絶縁膜を含んで形
成される寄生トランジスタにおけるしきい値電圧の値よ
りも小さいことを特徴としている。In this case, according to the second aspect of the present invention, the value of the threshold voltage in the transistor portion is determined by the threshold value in the parasitic transistor formed including the gate insulating film extending above the sidewall of the trench. It is characterized in that it is smaller than the value of the value voltage.
【0016】これにより、トレンチの側壁に形成される
寄生トランジスタが作動することを好適に抑制すること
ができる。Accordingly, the operation of the parasitic transistor formed on the side wall of the trench can be suitably suppressed.
【0017】また、請求項3に記載の発明では、半導体
基板(1)にトレンチ(2)を形成するトレンチ形成工
程と、少なくともトレンチの側壁の内表面にイオンを注
入するイオン注入工程と、トレンチに素子分離絶縁膜
(4)を埋め込み半導体基板を絶縁分離するSTI領域
を形成する絶縁分離工程と、トレンチの側壁のうちの上
部を含み、半導体基板のうちのSTI領域により絶縁さ
れた素子形成領域の表面にゲート絶縁膜(10、10
0)を形成する工程と、トレンチの側壁の上部及び素子
形成領域の表面におけるゲート絶縁膜上に、ゲート電極
(11、110)を形成する工程とを有することを特徴
としている。According to the third aspect of the present invention, a trench forming step of forming a trench (2) in the semiconductor substrate (1), an ion implanting step of implanting ions into at least the inner surface of the side wall of the trench, An isolation step for forming an STI region for insulating and isolating the semiconductor substrate by embedding an element isolation insulating film (4) in the semiconductor substrate, and an element formation region including an upper portion of the sidewall of the trench and insulated by the STI region of the semiconductor substrate Gate insulating film (10, 10
0) and a step of forming a gate electrode (11, 110) on the gate insulating film on the side wall of the trench and on the surface of the element formation region.
【0018】これにより、請求項1に記載の半導体装置
を適切に製造することができる。Thus, the semiconductor device according to the first aspect can be appropriately manufactured.
【0019】この場合、具体的には、請求項4に記載の
発明の様に、イオン注入工程をトレンチ形成工程と絶縁
分離工程の間に行い、トレンチの側壁からイオン注入を
行うと良い。In this case, specifically, it is preferable that the ion implantation step is performed between the trench forming step and the isolation step, and the ion implantation is performed from the side wall of the trench.
【0020】また、請求項5に記載の発明の様に、請求
項3の発明において、イオン注入工程を絶縁分離工程の
後に行い、半導体基板の表面から該表面に略平行な層状
にイオンを注入しても良い。According to a fifth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, the ion implantation step is performed after the insulation separation step, and ions are implanted from the surface of the semiconductor substrate in a layer substantially parallel to the surface. You may.
【0021】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。Note that the reference numerals in parentheses of the above means indicate the correspondence with specific means described in the embodiments described later.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】(第1実施形態)以下、図に示す
実施形態について説明する。本実施形態は、同一の半導
体基板上に、少なくともゲート絶縁膜の膜厚が異なる2
種類のLogicに使用されるトランジスタ(以下、単
にトランジスタという)とメモリトランジスタとが形成
された半導体装置に本発明を適用したものとして説明す
る。まず、本実施形態の半導体装置に形成された1つの
トランジスタを挙げて、図1〜3を用いて、トランジス
タ部の構成について説明する。図1は本実施形態のトラ
ンジスタのレイアウトを示す上面図であり、図2は図1
におけるA−A断面を模式的に示す図であって、図3は
図1におけるB−B断面を模式的に示す図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) The embodiment shown in the drawings will be described below. In the present embodiment, at least the thickness of the gate insulating film is different on the same semiconductor substrate.
A description will be given assuming that the present invention is applied to a semiconductor device in which a transistor (hereinafter simply referred to as a transistor) used for a type of Logic and a memory transistor are formed. First, the configuration of the transistor unit will be described with reference to FIGS. 1 to 3 using one transistor formed in the semiconductor device of the present embodiment. FIG. 1 is a top view showing the layout of the transistor of the present embodiment, and FIG.
3 is a diagram schematically showing an AA section, and FIG. 3 is a diagram schematically showing a BB cross section in FIG.
【0023】Si等からなる半導体基板(以下、単に基
板という)1の表層部にはトレンチ2が形成され、トレ
ンチ2内に素子分離絶縁膜4が埋め込まれてSTI領域
が形成されている。そして、STI領域により基板1が
絶縁分離されて素子形成領域が形成されている。A trench 2 is formed in a surface layer portion of a semiconductor substrate (hereinafter, simply referred to as a substrate) 1 made of Si or the like, and an element isolation insulating film 4 is buried in the trench 2 to form an STI region. The substrate 1 is insulated and separated by the STI region to form an element formation region.
【0024】詳しくは、このSTI領域では基板1の表
面から基板1の途中までトレンチ2が形成され、このト
レンチ2の側壁に酸化膜(以下、側壁酸化膜という)3
が形成され、トレンチ2の内部が素子分離絶縁膜4によ
って充填されている。More specifically, in this STI region, a trench 2 is formed from the surface of the substrate 1 to the middle of the substrate 1, and an oxide film (hereinafter referred to as a sidewall oxide film) 3 is formed on the side wall of the trench 2.
Is formed, and the inside of the trench 2 is filled with the element isolation insulating film 4.
【0025】また、素子形成領域における基板1の表層
部には、ソース領域7とドレイン領域8が形成されてい
る。そして、ソース領域7とドレイン領域8の間におけ
る基板1の表面にゲート絶縁膜としてのゲート酸化膜1
0が形成されている。なお、以下、基板1のうちソース
領域7とドレイン領域8との間の部位をチャネル領域9
という。A source region 7 and a drain region 8 are formed in the surface layer of the substrate 1 in the element formation region. A gate oxide film 1 serving as a gate insulating film is formed on the surface of the substrate 1 between the source region 7 and the drain region 8.
0 is formed. Hereinafter, a portion of the substrate 1 between the source region 7 and the drain region 8 is referred to as a channel region 9.
That.
【0026】また、ゲート酸化膜10の上にはゲート電
極11が形成されている。この様に、ゲート酸化膜10
を介してチャネル領域9とゲート電極11とが対向配置
され、トランジスタ部が形成されている。On the gate oxide film 10, a gate electrode 11 is formed. Thus, the gate oxide film 10
The channel region 9 and the gate electrode 11 are arranged to face each other with a via formed therebetween, and a transistor portion is formed.
【0027】また、トレンチ2内に埋め込まれた素子分
離絶縁膜4はトレンチ2の上部において角部が除去され
ており、この角部が除去された領域において側壁酸化膜
3も除去されている。そして、この角部が除去された領
域、つまりトレンチ2の側壁の上部までゲート酸化膜1
0が延設されている。以下、ゲート酸化膜10のうちト
レンチ2の側壁の上部の部位を側壁ゲート酸化膜10a
という。The corners of the element isolation insulating film 4 buried in the trenches 2 are removed at the upper portions of the trenches 2, and the sidewall oxide films 3 are also removed in the regions where the corners are removed. Then, the gate oxide film 1 is extended to a region where the corner is removed, that is, to the upper portion of the side wall of the trench 2.
0 is extended. Hereinafter, a portion of the gate oxide film 10 above the sidewall of the trench 2 is referred to as a sidewall gate oxide film 10a.
That.
【0028】また、ゲート電極11は、図1に示すよう
に、チャネル領域9の電流の流れ方向に直交する方向に
おいて、素子分離絶縁膜4上まで延設されている。そし
て、素子分離絶縁膜4において角部が除去されている部
位にもゲート電極11が延設されている。Further, as shown in FIG. 1, the gate electrode 11 extends on the element isolation insulating film 4 in a direction perpendicular to the direction of current flow in the channel region 9. The gate electrode 11 also extends to a portion of the element isolation insulating film 4 where the corner is removed.
【0029】換言すれば、ゲート電極11下のトレンチ
2の側壁のうち、素子分離絶縁膜4の角部が除去された
部位において、側壁ゲート酸化膜10aを介してトレン
チ2の側壁とゲート電極11とが対向配置された状態と
なる。つまり、トレンチ2の側壁に寄生トランジスタが
形成されている。In other words, at a portion of the side wall of the trench 2 below the gate electrode 11 where the corner of the element isolation insulating film 4 is removed, the side wall of the trench 2 and the gate electrode 11 are interposed via the side wall gate oxide film 10a. Are placed facing each other. That is, a parasitic transistor is formed on the side wall of the trench 2.
【0030】また、チャネル領域9にはイオンが注入さ
れており、トランジスタ部におけるゲート電極11と基
板1とのしきい値の調節を行っている。また、トレンチ
2の内表面のうち少なくとも側壁ゲート酸化膜10aと
対向する部位、つまり寄生トランジスタにおけるチャネ
ル領域(以下、寄生チャネル領域という)13にイオン
注入層14が形成されている。従って、側壁ゲート酸化
膜10aを挟んでイオン注入層14の反対側にゲート電
極11が配置されている。Further, ions are implanted into the channel region 9 to adjust the threshold value between the gate electrode 11 and the substrate 1 in the transistor portion. An ion implantation layer 14 is formed on at least a portion of the inner surface of the trench 2 facing the side wall gate oxide film 10a, that is, a channel region (hereinafter referred to as a parasitic channel region) 13 of the parasitic transistor. Therefore, the gate electrode 11 is arranged on the opposite side of the ion implantation layer 14 with the side wall gate oxide film 10a interposed therebetween.
【0031】このイオン注入層14は寄生トランジスタ
のしきい値電圧を調節するために形成されており、以
下、寄生Tr調節用イオン注入層という。なお、本実施
形態では、図2に示すように、寄生Tr調節用イオン注
入層14は、寄生チャネル領域13のみではなく、寄生
チャネル領域13からトレンチ2の内表面に沿ってトレ
ンチ2の深さまで形成されている。The ion implantation layer 14 is formed to adjust the threshold voltage of the parasitic transistor, and is hereinafter referred to as a parasitic Tr adjustment ion implantation layer. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the parasitic Tr adjusting ion-implanted layer 14 extends not only from the parasitic channel region 13 but also from the parasitic channel region 13 to the depth of the trench 2 along the inner surface of the trench 2. Is formed.
【0032】そして、トランジスタ部におけるゲート電
圧のしきい値が、寄生トランジスタのゲート電圧のしき
い値よりも小さくなるように、ゲート酸化膜10の厚み
や、各々のチャネル濃度等を調節している。これらの具
体的な数値等については、後述の製造方法において示
す。The thickness of the gate oxide film 10 and the channel concentration of each are adjusted so that the threshold value of the gate voltage in the transistor section is smaller than the threshold value of the gate voltage of the parasitic transistor. . These specific numerical values and the like will be described in a manufacturing method described later.
【0033】また、素子形成領域における基板1の表層
部にはウェル領域5が形成されており、トレンチ2の直
下の深さにレトログレードウェル6が形成されている。
また、チャネル領域9の下方には、パンチスルー防止用
のイオン注入層12が形成されている。A well region 5 is formed in a surface layer portion of the substrate 1 in the element formation region, and a retrograde well 6 is formed at a depth immediately below the trench 2.
An ion implantation layer 12 for preventing punch-through is formed below the channel region 9.
【0034】また、ゲート電極11上には絶縁膜15が
形成され、この絶縁膜上にこの絶縁膜15と成分の異な
る層間絶縁膜16が形成され、層間絶縁膜16上にAl
等からなる配線(図示せず)が形成され、層間絶縁膜1
6にコンタクトホール16aが形成され、このコンタク
トホール16aに配線部材17aが充填されて配線とソ
ース領域7及びドレイン領域8が各々電気的に接続され
ている。また配線上に保護膜18が形成されている。こ
の様にして、トランジスタが形成された半導体装置が構
成されている。An insulating film 15 is formed on the gate electrode 11, an interlayer insulating film 16 having a different composition from that of the insulating film 15 is formed on the insulating film, and an Al film is formed on the interlayer insulating film 16.
Wiring (not shown) is formed, and the interlayer insulating film 1 is formed.
6, a contact hole 16a is formed. The contact hole 16a is filled with a wiring member 17a, and the wiring is electrically connected to the source region 7 and the drain region 8, respectively. Further, a protective film 18 is formed on the wiring. Thus, a semiconductor device in which a transistor is formed is configured.
【0035】次に、この様な構成の半導体装置の製造方
法をゲート酸化膜10の膜厚が異なる2種類のトランジ
スタとメモリトランジスタとが同一基板1上に形成され
た例で説明する。図4〜図11は半導体装置の製造方法
を各トランジスタの断面構成にて示す工程図である。な
お、図4〜図11において、左の領域がメモリトランジ
スタを形成するメモリ形成領域Aであり、中央の領域が
Nチャネルのトランジスタを形成するNchTr形成領
域Bであり、右の領域がPチャネルのトランジスタを形
成するPchTr形成領域Cである。また、上記図1〜
図3において示したトランジスタはPチャネルのトラン
ジスタに相当するものとする。Next, a method of manufacturing a semiconductor device having such a configuration will be described with an example in which two types of transistors having different thicknesses of the gate oxide film 10 and a memory transistor are formed on the same substrate 1. 4 to 11 are process diagrams showing a method of manufacturing a semiconductor device in a cross-sectional configuration of each transistor. 4 to 11, the left region is a memory formation region A for forming a memory transistor, the center region is an NchTr formation region B for forming an N-channel transistor, and the right region is a P-channel region. This is a PchTr formation region C where a transistor is formed. In addition, FIG.
The transistor illustrated in FIG. 3 corresponds to a P-channel transistor.
【0036】[図4(a)に示す工程] まず、基板1
を用意して基板1の表面に酸化膜21を形成し、酸化膜
21上に窒化膜22を形成する。そして、トレンチ2を
形成する予定の部位が開口するようにレジスト23を形
成する。[Step shown in FIG. 4A] First, the substrate 1
Is prepared, an oxide film 21 is formed on the surface of the substrate 1, and a nitride film 22 is formed on the oxide film 21. Then, a resist 23 is formed such that a portion where the trench 2 is to be formed is opened.
【0037】[図4(b)に示す工程] レジスト23
をマスクとして酸化膜22と窒化膜23をパターニング
し、トレンチ2を形成する予定の部位において基板1の
表面を露出させる。そして、窒化膜23をマスクとして
エッチング等を行うことで基板1にトレンチ2を形成す
る。以上、図4(a)、(b)に示す工程がトレンチ形
成工程である。[Step shown in FIG. 4B] Resist 23
Is used as a mask to pattern oxide film 22 and nitride film 23 to expose the surface of substrate 1 at a portion where trench 2 is to be formed. Then, the trench 2 is formed in the substrate 1 by performing etching or the like using the nitride film 23 as a mask. As described above, the steps shown in FIGS. 4A and 4B are trench forming steps.
【0038】[図5(a)に示す工程] トレンチ2の
側壁に側壁酸化膜3を形成した後、トレンチ2の内表面
に斜めにイオンを注入することで寄生Tr調節用イオン
注入層14を形成する(イオン注入工程)。この寄生T
r調節用イオン注入層14は、必ずしもトレンチ2の内
表面の全面に形成しなくても、少なくとも寄生チャネル
領域13に形成すれば良い。具体的には、素子分離絶縁
膜4の角部が除去される深さにもよるが、トレンチ2の
内表面のうち基板1の表面から500nm程度の深さの
部位までイオンを注入する。[Step shown in FIG. 5A] After the sidewall oxide film 3 is formed on the sidewall of the trench 2, ions are implanted obliquely into the inner surface of the trench 2 to form the ion implantation layer 14 for adjusting the parasitic Tr. (Ion implantation step). This parasitic T
The ion implantation layer 14 for r adjustment does not necessarily need to be formed on the entire inner surface of the trench 2, but may be formed on at least the parasitic channel region 13. Specifically, depending on the depth at which the corners of the element isolation insulating film 4 are removed, ions are implanted into the inner surface of the trench 2 to a depth of about 500 nm from the surface of the substrate 1.
【0039】また、この寄生チャネル領域13のキャリ
ア濃度はトランジスタ部におけるチャネル領域9のキャ
リア濃度と同等以上にする。また、このイオンは注入さ
れた領域の導電型をN型にするものであり、例えばリン
を用いることができる。The carrier concentration of the parasitic channel region 13 is equal to or higher than the carrier concentration of the channel region 9 in the transistor portion. In addition, these ions change the conductivity type of the implanted region to N-type, and for example, phosphorus can be used.
【0040】[図5(b)に示す工程] 次に、メモリ
形成領域AとNchTr形成領域Bの基板1上にレジス
ト24を形成する。そして、PchTr形成領域Cにお
いて、上記図5(a)に示す工程と同様に、トレンチ2
の内表面にイオンを注入して寄生Tr調節用イオン注入
層14を形成する(イオン注入工程)。このイオンは注
入された領域の導電型をP型にするものであり、例えば
ホウ素を用いることができる。[Step shown in FIG. 5B] Next, a resist 24 is formed on the substrate 1 in the memory formation region A and the NchTr formation region B. Then, in the PchTr formation region C, similarly to the step shown in FIG.
Are implanted into the inner surface of the substrate to form a parasitic Tr adjusting ion implantation layer 14 (ion implantation step). These ions make the conductivity type of the implanted region P-type, and for example, boron can be used.
【0041】[図6(a)に示す工程] トレンチ2に
素子分離絶縁膜4を埋め込み、窒化膜22をストッパと
して素子分離絶縁膜4を平坦化して、基板1を絶縁分離
するSTI領域を形成する(絶縁分離工程)。[Step shown in FIG. 6A] The element isolation insulating film 4 is buried in the trench 2, the element isolation insulating film 4 is flattened using the nitride film 22 as a stopper, and an STI region for insulating and isolating the substrate 1 is formed. (Insulation separation step).
【0042】[図6(b)に示す工程] 窒化膜22を
除去した後、まず、PchTr形成領域C上をレジスト
で覆い、メモリ形成領域AとNchTr形成領域Bにお
いてP型のウェル領域5とレトログレードウェル6を形
成する。次に、メモリ形成領域AとNchTr形成領域
Bの上をレジスト25で覆い、PchTr形成領域Cに
おいてN型のウェル領域5とレトログレードウェル6を
形成する。これらのウェル領域5のキャリア濃度は、ト
ランジスタ部のチャネル領域9のキャリア濃度よりも1
桁以上薄くなっている。[Step shown in FIG. 6B] After the nitride film 22 is removed, first, the PchTr formation region C is covered with a resist, and the P-type well region 5 is formed in the memory formation region A and the NchTr formation region B. A retrograde well 6 is formed. Next, the memory formation region A and the NchTr formation region B are covered with a resist 25, and an N-type well region 5 and a retrograde well 6 are formed in the PchTr formation region C. The carrier concentration of these well regions 5 is 1% lower than the carrier concentration of channel region 9 of the transistor portion.
It is thinner than an order of magnitude.
【0043】[図7(a)に示す工程] NchTr形
成領域BとPchTr形成領域Cの上をレジスト26で
覆い、メモリ形成領域Aにおいてパンチスルー防止用の
イオン注入層12を形成する。また、基板1の表層部の
メモリ用のチャネル領域9にイオン注入を行う。[Step shown in FIG. 7A] The NchTr formation region B and the PchTr formation region C are covered with a resist 26, and an ion implantation layer 12 for preventing punch-through is formed in the memory formation region A. In addition, ions are implanted into the memory channel region 9 in the surface layer of the substrate 1.
【0044】[図7(b)に示す工程] レジスト26
を除去した後、熱酸化等によりメモリ用のゲート酸化膜
(以下、メモリゲート酸化膜という)100を形成す
る。この際、NchTr形成領域BとPchTr形成領
域Cにおいてもメモリゲート酸化膜100と同じ膜厚の
酸化膜27が形成される。[Step shown in FIG. 7B] Resist 26
Is removed, a gate oxide film for memory (hereinafter, referred to as a memory gate oxide film) 100 is formed by thermal oxidation or the like. At this time, an oxide film 27 having the same thickness as the memory gate oxide film 100 is formed also in the NchTr formation region B and the PchTr formation region C.
【0045】そして、メモリゲート酸化膜100上にポ
リシリコン等によりフローティングゲート110を形成
し、フローティングゲート110上にONO膜等の絶縁
膜160を形成する。この際、NchTr形成領域Bと
PchTr形成領域Cにおいてもフローティングゲート
110と絶縁膜160が形成される。Then, a floating gate 110 is formed of polysilicon or the like on the memory gate oxide film 100, and an insulating film 160 such as an ONO film is formed on the floating gate 110. At this time, the floating gate 110 and the insulating film 160 are also formed in the NchTr formation region B and the PchTr formation region C.
【0046】[図8(a)に示す工程] メモリ形成領
域Aにおける絶縁膜160上にレジスト28を形成し、
NchTr形成領域BとPchTr形成領域Cにおける
絶縁膜160とフローティングゲート110を除去す
る。そして、メモリゲート酸化膜100を形成する際に
形成された酸化膜27を除去する。[Step shown in FIG. 8A] A resist 28 is formed on the insulating film 160 in the memory formation region A,
The insulating film 160 and the floating gate 110 in the NchTr formation region B and the PchTr formation region C are removed. Then, the oxide film 27 formed when the memory gate oxide film 100 is formed is removed.
【0047】この酸化膜27の除去はウェットエッチン
グにより行う。この際、ウェットエッチングはエッチン
グが等方的に進行するため、素子分離絶縁膜4の角部で
は特にエッチング量が大きくなりこの角部が除去され
る。また、この角部が除去された部位において側壁酸化
膜3も除去され、基板1が露出する。The removal of the oxide film 27 is performed by wet etching. At this time, since the etching in the wet etching proceeds isotropically, the amount of etching is particularly large at the corners of the element isolation insulating film 4 and the corners are removed. Further, the side wall oxide film 3 is also removed at the portion where the corner is removed, and the substrate 1 is exposed.
【0048】その後、トレンチ2の側壁のうちの上部を
含み、基板1のうちのSTI領域により絶縁された素子
形成領域の表面にゲート酸化膜29を形成する(ゲート
酸化膜を形成する工程)。つまり、このゲート酸化膜を
形成する工程は、トレンチ2の側壁の上部において基板
1が露出した状態で行うため、トレンチ2の側壁の上部
までゲート酸化膜が延設され、側壁ゲート酸化膜が形成
される。Thereafter, a gate oxide film 29 is formed on the surface of the element forming region of the substrate 1 including the upper part of the side wall of the trench 2 and insulated by the STI region (step of forming a gate oxide film). That is, since the step of forming the gate oxide film is performed in a state where the substrate 1 is exposed above the side wall of the trench 2, the gate oxide film is extended to above the side wall of the trench 2, and the side wall gate oxide film is formed. Is done.
【0049】このゲート酸化膜29は、Nchトランジ
スタに合わせた膜厚で熱酸化等により形成する。但し、
Nchトランジスタでは、後述の[図9(a)に示す工
程]において、Pchトランジスタにおけるゲート酸化
膜を形成する際に、更にゲート酸化膜の膜厚が厚くなる
ため、半導体装置が完成した際の所望の膜厚からPch
トランジスタのゲート酸化膜10を形成する際に形成さ
れる酸化膜の膜厚を差し引いた厚さでこのゲート酸化膜
29を形成する。また、NchTr形成領域Bのみでな
く、PchTr形成領域Cにおいても、Nchトランジ
スタに合わせた膜厚の酸化膜30が形成される。The gate oxide film 29 is formed by thermal oxidation or the like so as to have a thickness suitable for the Nch transistor. However,
In the Nch transistor, when the gate oxide film in the Pch transistor is formed in the later-described [step shown in FIG. 9A], the thickness of the gate oxide film is further increased. From the film thickness of Pch
This gate oxide film 29 is formed with a thickness obtained by subtracting the thickness of the oxide film formed when the gate oxide film 10 of the transistor is formed. In addition, an oxide film 30 having a thickness suitable for the Nch transistor is formed not only in the NchTr formation region B but also in the PchTr formation region C.
【0050】次に、Nchトランジスタ及びPchトラ
ンジスタの各々に合わせたキャリア濃度で、各々の領域
B、Cにおいて、パンチスルー防止用イオン注入層12
を形成し、しきい値電圧を調整するためにチャネル領域
9にイオンを注入する。これらのチャネル領域9のキャ
リア濃度は1×1016〜5×1017/cm3程度になっ
ている。また、これらのチャネル領域9は、例えば基板
1の表面から100nm程度の深さまで形成されてい
る。Next, in each of the regions B and C, the ion implantation layer 12 for preventing punch-through is formed at a carrier concentration suitable for each of the Nch transistor and the Pch transistor.
Is formed, and ions are implanted into the channel region 9 to adjust the threshold voltage. The carrier concentration of these channel regions 9 is about 1 × 10 16 to 5 × 10 17 / cm 3 . These channel regions 9 are formed, for example, to a depth of about 100 nm from the surface of the substrate 1.
【0051】[図8(b)に示す工程] メモリ形成領
域AとNchTr形成領域B上にレジスト31を形成
し、PchTr形成領域Cにおいて、上記Nchトラン
ジスタに合わせて形成された酸化膜30を除去する。こ
れにより、PchTr形成領域Cにおけるトレンチ2の
側壁の上部において、上記図8(a)に示す工程と同様
に基板1が露出する。[Step shown in FIG. 8B] A resist 31 is formed on the memory formation region A and the NchTr formation region B, and the oxide film 30 formed in accordance with the Nch transistor is removed in the PchTr formation region C. I do. As a result, the substrate 1 is exposed above the sidewall of the trench 2 in the PchTr formation region C in the same manner as in the step shown in FIG.
【0052】[図9(a)に示す工程] レジスト31
を除去した後、Pchトランジスタのゲート酸化膜10
を熱酸化等により形成する(ゲート酸化膜を形成する工
程)。これにより、Pchトランジスタにおいても、図
8(a)に示す工程と同様に側壁ゲート酸化膜10aが
形成される。[Step shown in FIG. 9A] Resist 31
Is removed, the gate oxide film 10 of the Pch transistor is removed.
Is formed by thermal oxidation or the like (step of forming a gate oxide film). Thus, also in the Pch transistor, the side wall gate oxide film 10a is formed in the same manner as in the step shown in FIG.
【0053】また、Nchトランジスタのゲート酸化膜
29上にも酸化膜が形成されて、Nchトランジスタの
ゲート酸化膜が上述の[図8(a)に示す工程]で形成
された厚みよりも厚くなり、所望の厚みのゲート酸化膜
10となる。その結果、例えば、Nchトランジスタの
ゲート酸化膜10は厚みが10〜40nm程度となり、
Pchトランジスタのゲート酸化膜10は厚みが3〜1
0nmとなる。Also, an oxide film is formed on the gate oxide film 29 of the Nch transistor, and the gate oxide film of the Nch transistor becomes thicker than the thickness formed in the above-described step shown in FIG. The gate oxide film 10 has a desired thickness. As a result, for example, the gate oxide film 10 of the Nch transistor has a thickness of about 10 to 40 nm,
The gate oxide film 10 of the Pch transistor has a thickness of 3 to 1
0 nm.
【0054】これにより、完成した半導体装置では、N
chTr形成領域B及びPchTr形成領域Cにおける
トランジスタ部のしきい値電圧は0.4〜1.0V程度
となり、NchTr形成領域B及びPchTr形成領域
Cにおける寄生トランジスタのしきい値電圧はトランジ
スタ部のしきい値電圧と同等以上となる。As a result, in the completed semiconductor device, N
The threshold voltage of the transistor portion in the chTr formation region B and the PchTr formation region C is about 0.4 to 1.0 V, and the threshold voltage of the parasitic transistor in the NchTr formation region B and the PchTr formation region C is lower than that of the transistor portion. It is equal to or higher than the threshold voltage.
【0055】[図9(b)に示す工程] メモリ形成領
域Aにおける絶縁膜160上、及びNchTr形成領域
B及びPchMOSFET形成領域C上におけるゲート
酸化膜10上にポリシリコン層を形成し、ポリシリコン
層をパターニングすることでゲート電極11を形成する
(ゲート電極を形成する工程)。これにより、トレンチ
2の側壁の上部及び素子形成領域の表面におけるゲート
酸化膜10上にゲート電極11が形成される。[Step shown in FIG. 9B] A polysilicon layer is formed on the insulating film 160 in the memory formation region A and on the gate oxide film 10 on the NchTr formation region B and the PchMOSFET formation region C. The gate electrode 11 is formed by patterning the layer (step of forming a gate electrode). Thus, a gate electrode 11 is formed on the gate oxide film 10 above the sidewalls of the trench 2 and on the surface of the element formation region.
【0056】[図10(a)に示す工程] ゲート電極
11上に絶縁膜15を形成し、更にこの絶縁膜15とは
成分の異なる層間絶縁膜16を形成する。[Step shown in FIG. 10A] An insulating film 15 is formed on the gate electrode 11, and an interlayer insulating film 16 having a component different from that of the insulating film 15 is formed.
【0057】[図10(b)に示す工程] 層間絶縁膜
16上にAl等の導体膜を形成し、この導体膜をパター
ニングすることにより配線17を形成する。[Step shown in FIG. 10B] A conductive film such as Al is formed on the interlayer insulating film 16, and the wiring 17 is formed by patterning the conductive film.
【0058】[図11に示す工程] 配線17を含む層
間絶縁膜16上に保護膜18を形成する。この様にし
て、本実施形態の半導体装置が完成する。[Step shown in FIG. 11] A protective film 18 is formed on the interlayer insulating film 16 including the wiring 17. Thus, the semiconductor device of the present embodiment is completed.
【0059】この様に、STI技術を用いてトランジス
タを形成する場合、素子形成領域の表面に形成された酸
化膜を除去する際に素子分離絶縁膜4の角部が除去され
ることでトレンチ2の側壁に寄生トランジスタが形成さ
れるが、この寄生トランジスタの寄生チャネル領域13
にイオンを注入し、このイオン濃度を調節することで寄
生トランジスタのゲート電圧のしきい値を調節すること
ができる。従って、ゲート電極11に電圧を印加した際
に、寄生トランジスタが作動することを抑制し、トラン
ジスタにおいてキンク特性やサブスレッショルドリーク
が発生することを抑制することができる。As described above, when the transistor is formed by using the STI technique, the corner of the element isolation insulating film 4 is removed when the oxide film formed on the surface of the element forming region is removed. A parasitic transistor is formed on the side wall of the parasitic transistor.
The threshold voltage of the gate voltage of the parasitic transistor can be adjusted by adjusting the ion concentration. Therefore, when a voltage is applied to the gate electrode 11, the operation of the parasitic transistor can be suppressed, and the occurrence of kink characteristics and sub-threshold leakage in the transistor can be suppressed.
【0060】特に、本実施形態では、寄生トランジスタ
のゲート電圧のしきい値をトランジスタ部のゲート電圧
のしきい値以上にしているため、寄生トランジスタが作
動することを好適に抑制することができる。In particular, in the present embodiment, the threshold value of the gate voltage of the parasitic transistor is set to be equal to or higher than the threshold value of the gate voltage of the transistor portion. Therefore, the operation of the parasitic transistor can be suitably suppressed.
【0061】但し、寄生チャネル領域13におけるキャ
リア濃度を大きくし過ぎるとアバランシェ耐圧が低下す
る恐れがある。従って、必ずしも寄生トランジスタのゲ
ート電圧のしきい値をトランジスタ部のゲート電圧のし
きい値以上にしなくても、アバランシェ耐圧の低下を抑
制しつつ寄生トランジスタが作動することを抑制して、
キンク特性やサブスレッショルドリークが発生すること
を抑制することができるように、寄生チャネル領域13
のキャリア濃度を調節すれば良い。However, if the carrier concentration in the parasitic channel region 13 is too high, the avalanche breakdown voltage may decrease. Therefore, even if the threshold value of the gate voltage of the parasitic transistor is not necessarily set to be equal to or higher than the threshold value of the gate voltage of the transistor portion, the operation of the parasitic transistor is suppressed while suppressing a decrease in the avalanche withstand voltage.
In order to suppress generation of kink characteristics and sub-threshold leakage, a parasitic channel region 13 is formed.
May be adjusted.
【0062】また、寄生トランジスタのしきい値を調節
するために、トレンチ2の側壁の内表面のみにイオンを
注入するようにしているため、このイオンが拡散するな
どしてトランジスタ部のチャネル領域9に対して影響を
及ぼすことを抑制することができる。Further, in order to adjust the threshold value of the parasitic transistor, ions are implanted only into the inner surface of the side wall of the trench 2. Can be suppressed.
【0063】なお、メモリトランジスタは他のトランジ
スタよりも先に形成されており、酸化膜の除去を何回も
行う必要がないため、メモリトランジスタを素子分離し
ている素子分離絶縁膜4における角部の除去量は少なく
なっている。そのため、トレンチ2の側壁までフローテ
ィングゲート110が配置される可能性は少ない。しか
しながら、本実施形態の様にメモリ形成領域Aにおいて
もトレンチ2の側壁の内表面に寄生Tr調節用イオン注
入層14を形成することにより、仮に、素子分離絶縁膜
4の除去量が大きくなったとしても、メモリトランジス
タにおいても寄生トランジスタが作動することを抑制す
ることができる。Since the memory transistor is formed before the other transistors, and the oxide film does not need to be removed many times, the corners of the element isolation insulating film 4 that separates the memory transistor from each other are formed. Has been reduced. Therefore, the possibility that the floating gate 110 is arranged up to the side wall of the trench 2 is small. However, even in the memory formation region A, the removal amount of the element isolation insulating film 4 is increased by forming the parasitic Tr adjusting ion implantation layer 14 on the inner surface of the side wall of the trench 2 as in the present embodiment. However, the operation of the parasitic transistor in the memory transistor can be suppressed.
【0064】(第2実施形態)図12は本実施形態に係
る半導体装置のうちトランジスタが形成されている部位
の概略断面図である。本実施形態は第1実施形態と比較
して、寄生Tr調節用イオン注入層14の配置が異な
る。以下、主として第1実施形態と異なる部分について
述べ、図12中、図2と同一部分は同一符号を付して説
明を省略する。(Second Embodiment) FIG. 12 is a schematic sectional view of a portion where a transistor is formed in a semiconductor device according to the present embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in the arrangement of the ion implantation layer 14 for adjusting the parasitic Tr. Hereinafter, parts different from the first embodiment will be mainly described, and in FIG. 12, the same parts as those in FIG. 2 will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
【0065】本実施形態では、寄生チャネル領域13の
イオン濃度を調節するために、トランジスタ部のチャネ
ル領域9の直下において、基板1の表面に略平行な層状
に寄生Tr調節用イオン注入層14が形成されている。
この寄生Tr調節用イオン注入層14は、寄生チャネル
領域13に寄生Tr調節用イオン注入層14の端部が配
置されるような深さに形成されている。In this embodiment, in order to adjust the ion concentration of the parasitic channel region 13, the parasitic Tr adjusting ion implantation layer 14 is formed in a layer substantially parallel to the surface of the substrate 1 immediately below the channel region 9 of the transistor portion. Is formed.
The parasitic Tr adjusting ion implantation layer 14 is formed at a depth such that the end of the parasitic Tr adjusting ion implantation layer 14 is disposed in the parasitic channel region 13.
【0066】これにより、寄生チャネル領域13のキャ
リア濃度を調節することで、寄生トランジスタのしきい
値を調節して寄生トランジスタが作動することを抑制す
ることができる。Thus, by adjusting the carrier concentration of the parasitic channel region 13, the threshold value of the parasitic transistor can be adjusted and the operation of the parasitic transistor can be suppressed.
【0067】この様に、チャネル領域9に対して層状に
寄生Tr調節用イオン注入層14を形成する場合は、ト
レンチ形成工程の後に絶縁分離工程を行い、その後チャ
ネル領域9にイオンを注入する工程と同じ工程で基板1
の表面からイオンを注入することで寄生Tr調節用イオ
ン注入層14を形成すれば良い。As described above, in the case where the parasitic Tr adjusting ion implantation layer 14 is formed in a layer shape with respect to the channel region 9, an insulation separation process is performed after the trench formation process, and then a process of implanting ions into the channel region 9 is performed. Substrate 1 in the same process as
May be formed by implanting ions from the surface of the substrate.
【図1】本発明の第1実施形態に係るトランジスタの部
分上面図である。FIG. 1 is a partial top view of a transistor according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1におけるA−A断面を模式的に示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram schematically showing an AA cross section in FIG. 1;
【図3】図1におけるB−B断面を模式的に示す図であ
る。FIG. 3 is a view schematically showing a BB section in FIG. 1;
【図4】本発明の第1実施形態に係るトランジスタの製
造方法を概略断面にて示す工程図である。FIG. 4 is a process drawing schematically showing a cross section of the method for manufacturing the transistor according to the first embodiment of the present invention.
【図5】図4に続く製造工程を示す工程図である。FIG. 5 is a process chart showing a manufacturing step following FIG. 4;
【図6】図5に続く製造工程を示す工程図である。FIG. 6 is a process chart showing a manufacturing step following FIG. 5;
【図7】図6に続く製造工程を示す工程図である。FIG. 7 is a process chart showing a manufacturing process following FIG. 6;
【図8】図7に続く製造工程を示す工程図である。FIG. 8 is a process diagram showing a manufacturing process following FIG. 7;
【図9】図8に続く製造工程を示す工程図である。FIG. 9 is a process diagram showing a manufacturing process following FIG. 8;
【図10】図9に続く製造工程を示す工程図である。FIG. 10 is a process chart showing a manufacturing process following FIG. 9;
【図11】図10に続く製造工程を示す概略断面図であ
る。FIG. 11 is a schematic sectional view showing a manufacturing step following FIG. 10;
【図12】本発明の第2実施形態に係るトランジスタの
概略断面図である。FIG. 12 is a schematic sectional view of a transistor according to a second embodiment of the present invention.
【図13】従来のトランジスタの概略断面図である。FIG. 13 is a schematic sectional view of a conventional transistor.
1…基板(半導体基板)、2…トレンチ、4…素子分離
絶縁膜、7…ソース領域、8…ドレイン領域、10…ゲ
ート絶縁膜、11…ゲート電極、14…寄生Tr調節用
イオン注入層、100…メモリゲート酸化膜、110…
フローティングゲート。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate (semiconductor substrate), 2 ... Trench, 4 ... Element isolation insulating film, 7 ... Source region, 8 ... Drain region, 10 ... Gate insulating film, 11 ... Gate electrode, 14 ... Ion implantation layer for parasitic Tr adjustment, 100 ... memory gate oxide film, 110 ...
Floating gate.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 27/115 H01L 27/08 321C 29/788 29/792 Fターム(参考) 5F032 AA35 AA44 AA45 BA01 CA17 DA24 DA43 DA53 5F048 AB01 AC03 BA01 BB05 BB16 BC06 BD04 BE03 BG01 BG13 BH07 DA25 5F083 EP02 EP23 EP49 NA01 NA08 PR37 5F101 BA01 BA29 BB05 BD14 BD36 5F140 AA16 AB03 AC32 BA01 BB13 BC06 BC07 BE07 BF01 BF04 BF42 BG08 CB04 CB10 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (reference) H01L 27/115 H01L 27/08 321C 29/788 29/792 F term (reference) 5F032 AA35 AA44 AA45 BA01 CA17 DA24 DA43 DA53 5F048 AB01 AC03 BA01 BB05 BB16 BC06 BD04 BE03 BG01 BG13 BH07 DA25 5F083 EP02 EP23 EP49 NA01 NA08 PR37 5F101 BA01 BA29 BB05 BD14 BD36 5F140 AA16 AB03 AC32 BA01 BB13 BC06 BC07 BE07 BF01 BF04 CB42 BG04 CB04
Claims (5)
チ内に埋め込まれた素子分離絶縁膜(4)とを有して形
成されるSTI領域と、 前記半導体基板のうち前記STI領域により絶縁分離さ
れた領域である素子形成領域と、 前記素子形成領域の表層部に形成されたソース領域
(7)及びドレイン領域(8)と、 前記ソース領域及びドレイン領域の間における前記半導
体基板の表面に形成されたゲート絶縁膜(10、10
0)と、 前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極(11、1
10)とを有してなるトランジスタ部を備えた半導体装
置において、 前記素子分離絶縁膜は前記トレンチの上部において角部
が除去されており、この角部が除去された領域まで前記
ゲート絶縁膜が延設されていると共に、前記トレンチの
内表面のうち、前記ゲート絶縁膜が延設された部位と対
向する部位にイオン注入層(14)が形成され、前記ゲ
ート絶縁膜を挟んで前記イオン注入層の反対側には前記
ゲート電極が延設されていることを特徴とする半導体装
置。An STI region formed having a semiconductor substrate (1), a trench (2) formed in the semiconductor substrate, and an element isolation insulating film (4) embedded in the trench. An element formation region which is a region of the semiconductor substrate which is insulated and separated by the STI region; a source region (7) and a drain region (8) formed in a surface layer of the element formation region; A gate insulating film (10, 10) formed on the surface of the semiconductor substrate between drain regions
0), and a gate electrode (11, 1) formed on the gate insulating film.
10) In the semiconductor device provided with the transistor portion having the above, a corner of the element isolation insulating film is removed at an upper portion of the trench, and the gate insulating film extends to a region where the corner is removed. An ion-implanted layer (14) is formed on a portion of the inner surface of the trench opposite to the portion on which the gate insulating film is extended, and the ion-implanted layer is formed with the gate insulating film interposed therebetween. A semiconductor device, wherein the gate electrode extends on the opposite side of the layer.
圧の値が、前記トレンチの側壁の上部において前記延設
されたゲート絶縁膜を含んで形成される寄生トランジス
タにおけるしきい値電圧の値よりも小さいことを特徴と
する請求項1に記載の半導体装置。2. A threshold voltage value of the transistor portion is smaller than a threshold voltage value of a parasitic transistor formed on the sidewall of the trench and including the extended gate insulating film. The semiconductor device according to claim 1, wherein:
成するトレンチ形成工程と、 少なくとも前記トレンチの側壁の内表面にイオンを注入
するイオン注入工程と、 前記トレンチに素子分離絶縁膜(4)を埋め込み前記半
導体基板を絶縁分離するSTI領域を形成する絶縁分離
工程と、 前記トレンチの側壁のうちの上部を含み、前記半導体基
板のうちの前記STI領域により絶縁された素子形成領
域の表面にゲート絶縁膜(10、100)を形成する工
程と、 前記トレンチの側壁の上部及び前記素子形成領域の表面
における前記ゲート絶縁膜上に、ゲート電極(11、1
10)を形成する工程とを有することを特徴とする半導
体装置の製造方法。A trench forming step of forming a trench in the semiconductor substrate; an ion implanting step of implanting ions into at least an inner surface of a side wall of the trench; An insulating isolation step of forming an STI region that insulates and separates the semiconductor substrate, and including an upper portion of a sidewall of the trench and a surface of an element forming region of the semiconductor substrate that is insulated by the STI region. Forming a gate insulating film (10, 100); and forming a gate electrode (11, 1) on the gate insulating film on the side wall of the trench and on the surface of the element formation region.
Forming a semiconductor device.
工程と前記絶縁分離工程の間に行い、前記トレンチの側
壁からイオン注入を行うことを特徴とする請求項3に記
載の半導体装置の製造方法。4. The method according to claim 3, wherein the ion implantation step is performed between the trench forming step and the insulation separation step, and the ion implantation is performed from a side wall of the trench.
の後に行い、前記半導体基板の表面から該表面に略平行
な層状に前記イオンを注入することを特徴とする請求項
3に記載の半導体装置の製造方法。5. The semiconductor device according to claim 3, wherein the ion implantation step is performed after the insulation separation step, and the ions are implanted from a surface of the semiconductor substrate into a layer substantially parallel to the surface. Manufacturing method.
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