JP2005045147A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable semiconductor device and the manufacturing method thereof which has in a single semiconductor layer transistors having different gate and drain withstanding voltages from each other. <P>SOLUTION: The semiconductor device includes a semiconductor layer 10, gate insulation layers 60, 62 formed on the semiconductor layer 10, offset trench insulation layers 50, 52 formed on the lateral sides of the gate insulation layers 60, 62 by a trench element separating method, offset impurity layers 30, 32 formed under the offset trench insulation layers 50, 52, and gate electrodes 70, 72 formed on the gate insulation layers 60, 62. Further, in the adjacent ends of the gate insulation layers 60, 62 to the offset trench insulation layers 50, 52, the rear surfaces of the adjacent ends are so inclined respectively as to fall toward the offset trench insulation layers 50, 52. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体装置、特に、ゲート耐圧、ドレイン耐圧の異なるトランジスタを、同一の半導体層内に有する半導体装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having transistors with different gate breakdown voltages and drain breakdown voltages in the same semiconductor layer and a method for manufacturing the same.

現在、高耐圧トランジスタとしては、LOCOS(Local Oxidation of Silicon)オフセット構造を有するものが知られている。LOCOSオフセット構造を有する高耐圧トランジスタは、ゲート絶縁層と、ドレイン領域との間に、電界緩和のためのLOCOS層が設けられ、そのLOCOS層の下方にオフセット不純物層が形成されている。   Currently, high breakdown voltage transistors having a LOCOS (Local Oxidation of Silicon) offset structure are known. In a high breakdown voltage transistor having a LOCOS offset structure, a LOCOS layer for electric field relaxation is provided between a gate insulating layer and a drain region, and an offset impurity layer is formed below the LOCOS layer.

また、近年、電子機器に搭載されるICを縮小化するための研究開発が行われている。このような技術として、低電圧動作用のトランジスタと、高電圧動作用の高耐圧トランジスタとを同一基板(同一チップ)に混載し、ICのチップ面積を縮小化する方法がある。   In recent years, research and development have been conducted to reduce the size of ICs mounted on electronic devices. As such a technique, there is a method in which a low voltage operation transistor and a high voltage operation high voltage transistor are mixedly mounted on the same substrate (same chip) to reduce the chip area of the IC.

前述した電界緩和のためのLOCOS層を設けた高耐圧トランジスタと、低電圧駆動トランジスタとを同一の基板上に形成する場合、たとえば、素子分離のためのLOCOS層と、電界緩和のためのLOCOS層を同一の工程で形成することにより、このような態様の半導体装置の製造を行なうことができる。   In the case where the high breakdown voltage transistor provided with the LOCOS layer for electric field relaxation and the low voltage driving transistor are formed on the same substrate, for example, a LOCOS layer for element isolation and a LOCOS layer for electric field relaxation. Can be manufactured in the same process, so that the semiconductor device having such a mode can be manufactured.

しかし、近年の微細化の要請により、素子分離領域の形成方法は、LOCOS法からトレンチ素子分離法に移行しつつあり、高耐圧トランジスタの電界緩和のためのLOCOS層をトレンチ絶縁層で代用する方法が提案されている。   However, due to the recent demand for miniaturization, the element isolation region forming method is shifting from the LOCOS method to the trench element isolation method, and a method of substituting the LOCOS layer for mitigating the electric field of the high voltage transistor with a trench insulating layer. Has been proposed.

この場合において、高耐圧トランジスタ形成領域に、膜厚の厚いゲート絶縁層を形成すると、ゲート絶縁層の膜厚が、トレンチ絶縁層と隣接する領域において、部分的に薄くなることがある。その結果、膜厚が薄くなった部分で耐圧の低下などを招き、半導体装置の信頼性が損なわれることとなる。   In this case, when a thick gate insulating layer is formed in the high breakdown voltage transistor formation region, the thickness of the gate insulating layer may be partially reduced in a region adjacent to the trench insulating layer. As a result, the breakdown voltage is reduced at the thinned portion, and the reliability of the semiconductor device is impaired.

本発明の目的は、ゲート耐圧、ドレイン耐圧の異なるトランジスタを同一の半導体層内に有する信頼性の高い半導体装置およびその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a highly reliable semiconductor device having transistors with different gate breakdown voltages and drain breakdown voltages in the same semiconductor layer and a method for manufacturing the same.

1.本発明にかかる半導体装置は、
半導体層と、
前記半導体層上に形成されたゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層の側方に、トレンチ素子分離法により形成されたオフセットトレンチ絶縁層と、
前記オフセットトレンチ絶縁層の下方に形成されたオフセット不純物層と、
前記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、を含み、
前記オフセットトレンチ絶縁層と隣接している前記ゲート絶縁層の端部において、該端部の下面は、前記オフセットトレンチ絶縁層に向けて下がるように傾斜している。
1. The semiconductor device according to the present invention is
A semiconductor layer;
A gate insulating layer formed on the semiconductor layer;
An offset trench insulating layer formed by a trench isolation method on the side of the gate insulating layer,
An offset impurity layer formed below the offset trench insulating layer;
A gate electrode formed on the gate insulating layer,
At the end portion of the gate insulating layer adjacent to the offset trench insulating layer, the lower surface of the end portion is inclined so as to be lowered toward the offset trench insulating layer.

この半導体装置によれば、前記オフセットトレンチ絶縁層と隣接している前記ゲート絶縁層の端部において、該端部の下面は、前記オフセットトレンチ絶縁層に向けて下がるように傾斜している。すなわち、前記ゲート絶縁層の端部は下方に突出している。そのため、前記ゲート絶縁層の端部の膜厚は、前記オフセットトレンチ絶縁層と隣接する領域において、前記ゲート絶縁層の端部の下面が傾斜していない場合に比べて厚くなる。その結果、前記ゲート絶縁層の膜厚が、前記オフセットトレンチ絶縁層と隣接する領域において、部分的に薄くなるという問題が解消し、前記ゲート絶縁層の全体が、所望の均一な膜厚となる。したがって、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。   According to this semiconductor device, the lower surface of the end portion of the gate insulating layer adjacent to the offset trench insulating layer is inclined so as to be lowered toward the offset trench insulating layer. That is, the end portion of the gate insulating layer protrudes downward. Therefore, the thickness of the end portion of the gate insulating layer is thicker in the region adjacent to the offset trench insulating layer than when the lower surface of the end portion of the gate insulating layer is not inclined. As a result, the problem that the thickness of the gate insulating layer is partially thinned in a region adjacent to the offset trench insulating layer is solved, and the entire gate insulating layer has a desired uniform thickness. . Therefore, a highly reliable semiconductor device can be provided.

本発明にかかる半導体装置においては、前記ゲート絶縁層における前記端部の下面の水平方向に対する傾斜角は、10〜30°であることができる。   In the semiconductor device according to the present invention, an inclination angle of the lower surface of the end portion in the gate insulating layer with respect to a horizontal direction may be 10 to 30 °.

本発明にかかる半導体装置においては、前記ゲート絶縁層における前記端部の下面の水平方向の長さは、0.1〜0.4μmであることができる。   In the semiconductor device according to the present invention, the horizontal length of the lower surface of the end portion of the gate insulating layer may be 0.1 to 0.4 μm.

2.本発明にかかる半導体装置は、
半導体層と、
前記半導体層に、高耐圧トランジスタ形成領域と低電圧駆動トランジスタ形成領域とを分離する、トレンチ素子分離法により形成された素子分離領域と、
前記高耐圧トランジスタ形成領域に形成された第1ゲート絶縁層と、
前記第1ゲート絶縁層上に形成された第1ゲート電極と、
前記第1ゲート絶縁層の側方に、トレンチ素子分離法により形成されたオフセットトレンチ絶縁層と、
前記オフセットトレンチ絶縁層の下方に形成されたオフセット不純物層と、
前記低電圧駆動トランジスタ形成領域に形成された第2ゲート絶縁層と、
前記第2ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、を含み、
前記オフセットトレンチ絶縁層と隣接している前記第1ゲート絶縁層の端部において、該端部の下面は、前記オフセットトレンチ絶縁層に向けて下がるように傾斜している。
2. The semiconductor device according to the present invention is
A semiconductor layer;
An element isolation region formed by a trench element isolation method for separating the high breakdown voltage transistor formation region and the low voltage drive transistor formation region in the semiconductor layer;
A first gate insulating layer formed in the high breakdown voltage transistor formation region;
A first gate electrode formed on the first gate insulating layer;
An offset trench insulating layer formed by a trench isolation method on a side of the first gate insulating layer;
An offset impurity layer formed below the offset trench insulating layer;
A second gate insulating layer formed in the low-voltage driving transistor formation region;
A gate electrode formed on the second gate insulating layer,
At the end portion of the first gate insulating layer adjacent to the offset trench insulating layer, the lower surface of the end portion is inclined so as to be lowered toward the offset trench insulating layer.

この半導体装置によれば、高耐圧トランジスタの前記オフセットトレンチ絶縁層と隣接している前記第1ゲート絶縁層の端部において、該端部の下面は、前記オフセットトレンチ絶縁層に向けて下がるように傾斜している。すなわち、前記第1ゲート絶縁層の端部は下方に突出している。そのため、前記第1ゲート絶縁層の端部の膜厚は、前記オフセットトレンチ絶縁層と隣接する領域において、前記第1ゲート絶縁層の端部の下面が傾斜していない場合に比べて厚くなる。その結果、前記第1ゲート絶縁層の膜厚が、前記オフセットトレンチ絶縁層と隣接する領域において、部分的に薄くなるという問題が解消し、前記第1ゲート絶縁層の全体が、所望の均一な膜厚となる。したがって、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。   According to this semiconductor device, at the end portion of the first gate insulating layer adjacent to the offset trench insulating layer of the high breakdown voltage transistor, the lower surface of the end portion is lowered toward the offset trench insulating layer. Inclined. That is, the end portion of the first gate insulating layer protrudes downward. Therefore, the thickness of the end portion of the first gate insulating layer is thicker in the region adjacent to the offset trench insulating layer than when the lower surface of the end portion of the first gate insulating layer is not inclined. As a result, the problem that the film thickness of the first gate insulating layer is partially thinned in a region adjacent to the offset trench insulating layer is solved, and the entire first gate insulating layer has a desired uniform thickness. It becomes the film thickness. Therefore, a highly reliable semiconductor device can be provided.

本発明にかかる半導体装置においては、前記第1ゲート絶縁層における前記端部の下面の水平方向に対する傾斜角は、10〜30°であることができる。   In the semiconductor device according to the present invention, an inclination angle of the lower surface of the end portion of the first gate insulating layer with respect to a horizontal direction may be 10 to 30 °.

本発明にかかる半導体装置においては、前記第1ゲート絶縁層における前記端部の下面の水平方向の長さは、0.1〜0.4μmであることができる。   In the semiconductor device according to the present invention, the horizontal length of the lower surface of the end portion of the first gate insulating layer may be 0.1 to 0.4 μm.

3.本発明にかかる半導体装置の製造方法は、
半導体層内に、高耐圧トランジスタ形成領域と低電圧駆動トランジスタ形成領域とを分離する素子分離領域、および該高耐圧トランジスタ形成領域にオフセットトレンチ絶縁層をトレンチ素子分離法により形成する工程と、
前記オフセットトレンチ絶縁層の下方にオフセット不純物層を形成する工程と、
前記オフセットトレンチ絶縁層と隣接する前記半導体層をエッチングし、前記半導体層の上面に対して傾斜した面を形成する工程と、
前記高耐圧トランジスタ形成領域に、ゲート絶縁層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁層上にゲート電極を形成する工程と、を含み、
前記傾斜した面は、前記オフセットトレンチ絶縁層に向けて下がっている。
3. A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes:
Forming a high breakdown voltage transistor formation region and a low voltage drive transistor formation region in a semiconductor layer, and forming an offset trench insulating layer in the high breakdown voltage transistor formation region by a trench element isolation method;
Forming an offset impurity layer below the offset trench insulating layer;
Etching the semiconductor layer adjacent to the offset trench insulating layer to form a surface inclined with respect to the upper surface of the semiconductor layer;
Forming a gate insulating layer in the high breakdown voltage transistor formation region;
Forming a gate electrode on the gate insulating layer,
The inclined surface is lowered toward the offset trench insulating layer.

この半導体装置の製造方法によれば、前記傾斜した面を形成する工程を付加するだけで、前記ゲート絶縁層の膜厚を、前記オフセットトレンチ絶縁層と隣接する領域において、前記傾斜した面を含むトレンチ(以下、「テーパトレンチ」ともいう)を形成する工程がない場合に比べ、厚く形成することができる。したがって、僅かな工程数の増加によって、前記ゲート絶縁層の膜厚が、前記オフセットトレンチ絶縁層と隣接する領域において部分的に薄くなるという問題を解消することができ、前記ゲート絶縁層の全体を、所望の均一な膜厚とすることができる。その結果、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。   According to this method of manufacturing a semiconductor device, the thickness of the gate insulating layer is included in the region adjacent to the offset trench insulating layer only by adding the step of forming the inclined surface. It can be formed thicker than when there is no step of forming a trench (hereinafter also referred to as a “tapered trench”). Therefore, the slight increase in the number of steps can solve the problem that the thickness of the gate insulating layer is partially reduced in a region adjacent to the offset trench insulating layer. , A desired uniform film thickness can be obtained. As a result, a highly reliable semiconductor device can be provided.

本発明にかかる半導体装置の製造方法において、前記傾斜した面の水平方向に対する傾斜角は、10〜30°であることができる。   In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, an inclination angle of the inclined surface with respect to a horizontal direction may be 10 to 30 °.

本発明にかかる半導体装置の製造方法において、前記傾斜した面の水平方向の長さは、1〜2μmであることができる。   In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the horizontal length of the inclined surface may be 1 to 2 μm.

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

1.半導体装置
まず、本実施の形態にかかる半導体装置について説明する。図1は、本実施の形態にかかる半導体装置を模式的に示す断面図であり、図2は、図1の符号Aで示す部分を拡大して示す図である。
1. Semiconductor Device First, the semiconductor device according to this embodiment will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor device according to the present embodiment, and FIG. 2 is an enlarged view showing a portion indicated by reference numeral A in FIG.

本実施の形態にかかる半導体装置は、半導体層10を有する。半導体装置には、高耐圧トランジスタ形成領域100と、低電圧駆動トランジスタ形成領域200とが設けられている。高耐圧トランジスタ形成領域100は、n型高耐圧トランジスタ形成領域100Nと、p型高耐圧トランジスタ形成領域100Pとを有する。低電圧駆動トランジスタ形成領域200は、n型低電圧駆動トランジスタ形成領域200Nと、p型低電圧駆動トランジスタ形成領域200Pとを有する。n型高耐圧トランジスタ形成領域100Nには、n型高耐圧トランジスタ100nが形成され、p型高耐圧トランジスタ形成領域100Pには、p型高耐圧トランジスタ100pが形成されている。同様に、n型低電圧駆動トランジスタ形成領域200Nには、n型低電圧駆動トランジスタ200nが形成され、p型低電圧駆動トランジスタ形成領域200Pには、p型低電圧駆動トランジスタ200pが形成されている。   The semiconductor device according to the present embodiment has a semiconductor layer 10. The semiconductor device is provided with a high breakdown voltage transistor formation region 100 and a low voltage drive transistor formation region 200. The high breakdown voltage transistor formation region 100 includes an n-type high breakdown voltage transistor formation region 100N and a p-type high breakdown voltage transistor formation region 100P. The low voltage drive transistor formation region 200 includes an n-type low voltage drive transistor formation region 200N and a p-type low voltage drive transistor formation region 200P. An n-type high voltage transistor 100n is formed in the n-type high voltage transistor formation region 100N, and a p-type high voltage transistor 100p is formed in the p-type high voltage transistor formation region 100P. Similarly, an n-type low voltage drive transistor 200n is formed in the n-type low voltage drive transistor formation region 200N, and a p-type low voltage drive transistor 200p is formed in the p-type low voltage drive transistor formation region 200P. .

すなわち、同一基板(同一チップ)上に、n型高耐圧トランジスタ100nと、p型高耐圧トランジスタ100pと、n型低電圧駆動トランジスタ200nと、p型低電圧駆動トランジスタ200pと、が混載されている。なお、図1には4つのトランジスタしか記載されていないが、これは便宜的なものであって、同一基板上に各トランジスタが複数形成されていることはいうまでもない。   That is, the n-type high voltage transistor 100n, the p-type high voltage transistor 100p, the n-type low voltage driving transistor 200n, and the p-type low voltage driving transistor 200p are mixedly mounted on the same substrate (same chip). . Although only four transistors are shown in FIG. 1, this is for convenience and it goes without saying that a plurality of transistors are formed on the same substrate.

1.1 高耐圧トランジスタ形成領域100について
まず、高耐圧トランジスタ形成領域100について説明する。高耐圧トランジスタ形成領域100と、低電圧駆動トランジスタ形成領域200との境界には、第1素子分離領域110が形成される。すなわち、第1素子分離領域110は、高耐圧トランジスタ形成領域100と、低電圧駆動トランジスタ形成領域200とを分離する。結果的に、高耐圧トランジスタ形成領域100は、第1素子分離領域110に囲まれる。
1.1 High Voltage Transistor Formation Region 100 First, the high voltage transistor formation region 100 will be described. A first element isolation region 110 is formed at the boundary between the high breakdown voltage transistor formation region 100 and the low voltage drive transistor formation region 200. That is, the first element isolation region 110 separates the high breakdown voltage transistor formation region 100 and the low voltage drive transistor formation region 200. As a result, the high breakdown voltage transistor formation region 100 is surrounded by the first element isolation region 110.

高耐圧トランジスタ形成領域100には、n型高耐圧トランジスタ100nと、p型高耐圧トランジスタ100pとが形成されている。隣り合うn型高耐圧トランジスタ100nと、p型高耐圧トランジスタ100pとの間には、第2素子分離領域120が設けられている。   In the high breakdown voltage transistor formation region 100, an n-type high breakdown voltage transistor 100n and a p-type high breakdown voltage transistor 100p are formed. A second element isolation region 120 is provided between the adjacent n-type high voltage transistor 100n and the p-type high voltage transistor 100p.

次に、n型高耐圧トランジスタ100nおよびp型高耐圧トランジスタ100pの構成について説明する。   Next, the configuration of the n-type high voltage transistor 100n and the p-type high voltage transistor 100p will be described.

n型高耐圧トランジスタ100nは、第1ゲート絶縁層60と、オフセットトレンチ絶縁層50と、ゲート電極70と、n型オフセット不純物層30と、サイドウォール絶縁層80と、n型ソース/ドレイン領域90とを有する。   The n-type high breakdown voltage transistor 100n includes a first gate insulating layer 60, an offset trench insulating layer 50, a gate electrode 70, an n-type offset impurity layer 30, a sidewall insulating layer 80, and an n-type source / drain region 90. And have.

第1ゲート絶縁層60は、少なくとも、p型第1ウェル20およびn型オフセット不純物層30の上方であって、2つのオフセットトレンチ絶縁層50の間に形成されている。p型第1ウェル20は、n型第1ウェル22内の上部に形成されている。そして、図2に示すように、第1ゲート絶縁層60におけるオフセットトレンチ絶縁層50と隣接している端部において、該端部の下面は、オフセットトレンチ絶縁層50に向けて下がるように傾斜している。すなわち、半導体層10は、オフセットトレンチ絶縁層50と隣接する領域において、溝部を有する。この溝部は、オフセットトレンチ絶縁層50に向けて下がるような傾斜面を有する。このために、第1ゲート絶縁層60の端部が下方に突出して形成されている。   The first gate insulating layer 60 is formed at least above the p-type first well 20 and the n-type offset impurity layer 30 and between the two offset trench insulating layers 50. The p-type first well 20 is formed in the upper part of the n-type first well 22. Then, as shown in FIG. 2, the lower surface of the first gate insulating layer 60 adjacent to the offset trench insulating layer 50 is inclined so as to be lowered toward the offset trench insulating layer 50. ing. That is, the semiconductor layer 10 has a groove in a region adjacent to the offset trench insulating layer 50. The groove has an inclined surface that goes down toward the offset trench insulating layer 50. Therefore, the end portion of the first gate insulating layer 60 is formed to protrude downward.

第1ゲート絶縁層60における端部の下面の水平方向に対する傾斜角θ1は、たとえば、10〜30°であり、好ましくは、15〜30°である。傾斜角θ1が10°より小さい場合には、膜厚の厚い第1ゲート絶縁層60を形成すると、オフセットトレンチ絶縁層50と第1ゲート絶縁層60とが隣接する領域において、第1ゲート絶縁層60の膜厚が、所望の膜厚よりも部分的に薄くなることがある。傾斜角θ1が30°を超える場合には、傾斜角θ1が10°より小さい場合と同様に、オフセットトレンチ絶縁層50と第1ゲート絶縁層60とが隣接する領域において、第1ゲート絶縁層60の膜厚が、所望の膜厚よりも部分的に薄くなることがある。   The inclination angle θ1 with respect to the horizontal direction of the lower surface of the end portion of the first gate insulating layer 60 is, for example, 10 to 30 °, and preferably 15 to 30 °. When the tilt angle θ1 is smaller than 10 °, when the thick first gate insulating layer 60 is formed, the first gate insulating layer is formed in a region where the offset trench insulating layer 50 and the first gate insulating layer 60 are adjacent to each other. The film thickness of 60 may be partially thinner than the desired film thickness. When the tilt angle θ1 exceeds 30 °, the first gate insulating layer 60 is located in the region where the offset trench insulating layer 50 and the first gate insulating layer 60 are adjacent, as in the case where the tilt angle θ1 is smaller than 10 °. May be partially thinner than the desired film thickness.

第1ゲート絶縁層60における端部の下面の水平方向の長さL1は、たとえば、0.1〜0.4μmであり、好ましくは、0.1μmである。長さL1が0.1μmより短い場合には、膜厚の厚い第1ゲート絶縁層60を形成すると、オフセットトレンチ絶縁層50と第1ゲート絶縁層60とが隣接する領域において、第1ゲート絶縁層60を所望の膜厚とすることができない。長さL1が0.4μmを超える場合には、第1ゲート絶縁層60の占める平面積が大きくなり、半導体装置の十分な微細化が図れない。   The horizontal length L1 of the lower surface of the end portion of the first gate insulating layer 60 is, for example, 0.1 to 0.4 μm, and preferably 0.1 μm. When the length L1 is shorter than 0.1 μm, when the thick first gate insulating layer 60 is formed, the first gate insulating layer is formed in the region where the offset trench insulating layer 50 and the first gate insulating layer 60 are adjacent to each other. The layer 60 cannot have a desired film thickness. When the length L1 exceeds 0.4 μm, the plane area occupied by the first gate insulating layer 60 becomes large, and the semiconductor device cannot be sufficiently miniaturized.

オフセットトレンチ絶縁層50は、第1ゲート絶縁層60の両端で、n型オフセット不純物層30の上方に設けられている。ゲート電極70は、少なくとも第1ゲート絶縁層60の上方に形成されている。n型オフセット不純物層30は、p型第1ウェル20内の上部に形成されている。サイドウォール絶縁層80は、ゲート電極70の側面に形成されている。n型ソース/ドレイン領域90は、サイドウォール絶縁層80の外側の半導体層10内に設けられている。   The offset trench insulating layer 50 is provided above the n-type offset impurity layer 30 at both ends of the first gate insulating layer 60. The gate electrode 70 is formed at least above the first gate insulating layer 60. The n-type offset impurity layer 30 is formed in the upper part in the p-type first well 20. The sidewall insulating layer 80 is formed on the side surface of the gate electrode 70. The n-type source / drain region 90 is provided in the semiconductor layer 10 outside the sidewall insulating layer 80.

p型高耐圧トランジスタ100pは、第1ゲート絶縁層62と、オフセットトレンチ絶縁層52と、ゲート電極72と、p型オフセット不純物層32と、サイドウォール絶縁層82と、p型ソース/ドレイン領域92とを有する。   The p-type high voltage transistor 100p includes a first gate insulating layer 62, an offset trench insulating layer 52, a gate electrode 72, a p-type offset impurity layer 32, a sidewall insulating layer 82, and a p-type source / drain region 92. And have.

第1ゲート絶縁層62は、少なくとも、n型第1ウェル22およびp型オフセット不純物層32の上方であって、2つのオフセットトレンチ絶縁層52の間に形成されている。そして、第1ゲート絶縁層62におけるオフセットトレンチ絶縁層52と隣接している端部において、該端部の下面は、オフセットトレンチ絶縁層52に向けて下がるように傾斜している。第1ゲート絶縁層62における端部の下面の傾斜角および水平方向の長さについては、前述のn型高耐圧トランジスタ100nの場合と同様であり、その説明を省略する。   The first gate insulating layer 62 is formed at least above the n-type first well 22 and the p-type offset impurity layer 32 and between the two offset trench insulating layers 52. In the end portion of the first gate insulating layer 62 adjacent to the offset trench insulating layer 52, the lower surface of the end portion is inclined so as to be lowered toward the offset trench insulating layer 52. The inclination angle and the horizontal length of the lower surface of the end portion of the first gate insulating layer 62 are the same as those of the n-type high breakdown voltage transistor 100n described above, and the description thereof is omitted.

オフセットトレンチ絶縁層52は、第1ゲート絶縁層62の両端で、p型オフセット不純物層32の上方に設けられている。ゲート電極72は、少なくとも第1ゲート絶縁層62の上方に形成されている。p型オフセット不純物層32は、n型第1ウェル22内の上部に形成されている。サイドウォール絶縁層82は、ゲート電極72の側面に形成されている。p型ソース/ドレイン領域92は、サイドウォール絶縁層82の外側の半導体層10内に設けられている。   The offset trench insulating layer 52 is provided above the p-type offset impurity layer 32 at both ends of the first gate insulating layer 62. The gate electrode 72 is formed at least above the first gate insulating layer 62. The p-type offset impurity layer 32 is formed in the upper part in the n-type first well 22. The sidewall insulating layer 82 is formed on the side surface of the gate electrode 72. The p-type source / drain region 92 is provided in the semiconductor layer 10 outside the sidewall insulating layer 82.

1.2 低電圧駆動トランジスタ形成領域200について
次に、低電圧駆動トランジスタ形成領域200について説明する。低電圧駆動トランジスタ形成領域200には、n型低電圧駆動トランジスタ200nと、p型低電圧駆動トランジスタ200pとが設けられている。隣り合うn型低電圧駆動トランジスタ200nと、p型低電圧駆動トランジスタ200pとの間には、第3素子分離領域210が設けられている。
1.2 Low Voltage Drive Transistor Formation Region 200 Next, the low voltage drive transistor formation region 200 will be described. In the low voltage drive transistor formation region 200, an n-type low voltage drive transistor 200n and a p-type low voltage drive transistor 200p are provided. A third element isolation region 210 is provided between the adjacent n-type low voltage driving transistor 200n and the p-type low voltage driving transistor 200p.

次に、各トランジスタの構成について説明する。   Next, the configuration of each transistor will be described.

n型低電圧駆動トランジスタ200nは、第2ゲート絶縁層64と、ゲート電極74と、サイドウォール絶縁層84と、n型エクステンション領域34と、n型ソース/ドレイン領域94とを有する。   The n-type low voltage driving transistor 200n includes a second gate insulating layer 64, a gate electrode 74, a sidewall insulating layer 84, an n-type extension region 34, and an n-type source / drain region 94.

第2ゲート絶縁層64は、少なくともp型第2ウェル24内のチャネル領域の上方に設けられている。ゲート電極74は、第2ゲート絶縁層64の上方に形成されている。サイドウォール絶縁層84は、ゲート電極74の側面に形成されている。n型エクステンション領域34は、p型第2ウェル24内の上部に形成されている。n型ソース/ドレイン領域94は、サイドウォール絶縁層84の外側の半導体層10内に設けられている。   The second gate insulating layer 64 is provided at least above the channel region in the p-type second well 24. The gate electrode 74 is formed above the second gate insulating layer 64. The sidewall insulating layer 84 is formed on the side surface of the gate electrode 74. The n-type extension region 34 is formed in the upper part in the p-type second well 24. The n-type source / drain region 94 is provided in the semiconductor layer 10 outside the sidewall insulating layer 84.

p型低電圧駆動トランジスタ200pは、第2ゲート絶縁層66と、ゲート電極76と、サイドウォール絶縁層86と、p型エクステンション領域36と、p型ソース/ドレイン領域96とを有する。   The p-type low voltage driving transistor 200p includes a second gate insulating layer 66, a gate electrode 76, a sidewall insulating layer 86, a p-type extension region 36, and a p-type source / drain region 96.

第2ゲート絶縁層66は、少なくともn型第2ウェル26内のチャネル領域の上方に設けられている。ゲート電極76は、第2ゲート絶縁層66の上方に形成されている。サイドウォール絶縁層86は、ゲート電極76の側面に形成されている。p型エクステンション領域36は、n型第2ウェル26内の上部に形成されている。p型ソース/ドレイン領域96は、サイドウォール絶縁層86の外側の半導体層10内に設けられている。   The second gate insulating layer 66 is provided at least above the channel region in the n-type second well 26. The gate electrode 76 is formed above the second gate insulating layer 66. The sidewall insulating layer 86 is formed on the side surface of the gate electrode 76. The p-type extension region 36 is formed in the upper part in the n-type second well 26. The p-type source / drain region 96 is provided in the semiconductor layer 10 outside the sidewall insulating layer 86.

本実施の形態にかかる半導体装置は、以下の特徴を有する。   The semiconductor device according to the present embodiment has the following features.

本実施の形態にかかる半導体装置では、高耐圧トランジスタ100n,100pの第1ゲート絶縁層60,62におけるオフセットトレンチ絶縁層50,52と隣接している端部において、該端部の下面は、オフセットトレンチ絶縁層50,52に向けて下がるように傾斜している。すなわち、第1ゲート絶縁層60,62の端部は下方に突出している。そのため、第1ゲート絶縁層60、62の端部の膜厚は、オフセットトレンチ絶縁層50,52と隣接する領域において、第1ゲート絶縁層60,62の端部の下面が傾斜していない場合に比べて厚くなる。その結果、第1ゲート絶縁層60,62の膜厚が、オフセットトレンチ絶縁層50,52と隣接する領域において、部分的に薄くなるという問題が解消し、第1ゲート絶縁層60,62の全体が、所望の均一な膜厚となる。したがって、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。   In the semiconductor device according to the present embodiment, the lower surfaces of the end portions of the first gate insulating layers 60 and 62 of the high breakdown voltage transistors 100n and 100p adjacent to the offset trench insulating layers 50 and 52 are offset. It inclines so that it may go down toward the trench insulating layers 50 and 52. That is, the end portions of the first gate insulating layers 60 and 62 protrude downward. Therefore, the thickness of the end portions of the first gate insulating layers 60 and 62 is such that the lower surfaces of the end portions of the first gate insulating layers 60 and 62 are not inclined in the region adjacent to the offset trench insulating layers 50 and 52. It is thicker than As a result, the problem that the thickness of the first gate insulating layers 60 and 62 becomes partially thin in the region adjacent to the offset trench insulating layers 50 and 52 is solved, and the entire first gate insulating layers 60 and 62 are eliminated. However, it becomes a desired uniform film thickness. Therefore, a highly reliable semiconductor device can be provided.

また、本実施の形態にかかる半導体装置では、トレンチ素子分離法によって素子分離領域110,120,210およびオフセットトレンチ絶縁層50,52が形成されており、LOCOS法やセミリセスLOCOS法などを用いる場合に比べ、半導体装置の微細化を図ることができるうえ、より少ない製造工程数で、第1ゲート絶縁層60,62の膜厚が部分的に薄くなる問題を解決できる。   Further, in the semiconductor device according to the present embodiment, the element isolation regions 110, 120, 210 and the offset trench insulating layers 50, 52 are formed by the trench element isolation method, and the LOCOS method, the semi-recessed LOCOS method, or the like is used. In comparison, the semiconductor device can be miniaturized and the first gate insulating layers 60 and 62 can be partially thinned with fewer manufacturing steps.

2.半導体装置の製造方法
次に、本実施の形態にかかる半導体装置の製造方法について、図1および図3から図23を参照しながら説明する。図1、図3から図17および図19から図23は、本実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の工程を模式的に示す断面図であり、図18は、図17の符号Aが示す部分を拡大して示す図である。
2. Semiconductor Device Manufacturing Method Next, a semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 3 to 23. 1, FIG. 3 to FIG. 17 and FIG. 19 to FIG. 23 are cross-sectional views schematically showing the steps of the semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment, and FIG. It is a figure which expands and shows a part.

(a)まず図3に示すように、半導体層10の上に、パッド層12を形成する。半導体層10は、少なくともシリコンを含み、シリコン、シリコン−ゲルマニウムなどで構成される。半導体層10は、バルク状のシリコン基板や、SOI(Silicon On Insulator)基板におけるシリコン層であることができる。パッド層12としては、酸化シリコン、窒化酸化シリコンなどを用いることができる。パッド層12は、たとえば、CVD法などにより形成することができる。   (A) First, as shown in FIG. 3, the pad layer 12 is formed on the semiconductor layer 10. The semiconductor layer 10 includes at least silicon and is made of silicon, silicon-germanium, or the like. The semiconductor layer 10 can be a silicon layer in a bulk silicon substrate or an SOI (Silicon On Insulator) substrate. As the pad layer 12, silicon oxide, silicon nitride oxide, or the like can be used. The pad layer 12 can be formed by, for example, a CVD method.

(b)次に、図4に示すように、パッド層12の上に、ストッパ層14を形成する。ストッパ層14としては、たとえば窒化シリコンを用いることができる。ストッパ層14は、たとえばCVD法により形成することができる。   (B) Next, as shown in FIG. 4, the stopper layer 14 is formed on the pad layer 12. As the stopper layer 14, for example, silicon nitride can be used. The stopper layer 14 can be formed by, for example, a CVD method.

ついで、ストッパ層14の上に、所定のパターンのレジスト層R1を形成する。レジスト層R1は、高耐圧トランジスタ形成領域100においては、第1素子分離領域110、第2素子分離領域120およびオフセットトレンチ絶縁層50,52が形成される領域の上方に開口部を有するように形成し、低電圧駆動トランジスタ形成領域200においては、第1素子分離領域110および第3素子分離領域210が形成される領域の上方に開口部を有するように形成する。   Next, a resist layer R1 having a predetermined pattern is formed on the stopper layer 14. In the high breakdown voltage transistor formation region 100, the resist layer R1 is formed to have an opening above the region where the first element isolation region 110, the second element isolation region 120, and the offset trench insulating layers 50 and 52 are formed. The low voltage driving transistor formation region 200 is formed to have an opening above the region where the first element isolation region 110 and the third element isolation region 210 are formed.

(c)次に、図5に示すように、レジスト層R1(図4参照)をマスクとして、ストッパ層14およびパッド層12をエッチングする。次に、レジスト層R1をアッシングなどにより除去する。ついで、ストッパ層14およびパッド層12をマスクとして、半導体層10をエッチングし、オフセットトレンチ40,42およびトレンチ44を形成する。半導体層10のエッチングは、たとえば、ドライエッチングにより行う。   (C) Next, as shown in FIG. 5, the stopper layer 14 and the pad layer 12 are etched using the resist layer R1 (see FIG. 4) as a mask. Next, the resist layer R1 is removed by ashing or the like. Next, using the stopper layer 14 and the pad layer 12 as a mask, the semiconductor layer 10 is etched to form offset trenches 40 and 42 and a trench 44. Etching of the semiconductor layer 10 is performed by dry etching, for example.

(d)次に、図6に示すように、オフセットトレンチ40,42およびトレンチ44の表面にトレンチ酸化物層46を形成する。トレンチ酸化物層46の形成方法は、たとえば、熱酸化法により行なう。トレンチ酸化物層46の膜厚は、たとえば、30〜50nmである。   (D) Next, as shown in FIG. 6, a trench oxide layer 46 is formed on the surfaces of the offset trenches 40, 42 and the trench 44. The trench oxide layer 46 is formed by, for example, a thermal oxidation method. The film thickness of the trench oxide layer 46 is, for example, 30 to 50 nm.

また、トレンチ酸化物層46を形成する前に、必要に応じて、パッド層12の端部をエッチングすることができる。このような態様をとることにより、トレンチ酸化物層46の形成において、オフセットトレンチ40,42およびトレンチ44の上端部での半導体層10およびトレンチ酸化物層46が、丸みを帯びるように形成することができる。そして、オフセットトレンチ40,42およびトレンチ44の上端部での半導体層10が丸みを帯びた形状となることにより、後の工程でゲート絶縁膜がオフセットトレンチ40,42およびトレンチ44の上端部で薄膜化することによるゲート耐圧の低下や、寄生トランジスタ素子の形成といった影響を極力回避することができる。また、オフセットトレンチ40,42およびトレンチ44の上端部でのトレンチ酸化物層46が、丸みを帯びて形成されることにより、段差がなだらかになるため、後の工程でオフセットトレンチ絶縁層50,52およびトレンチ絶縁層48を良好に埋め込むことができる。   Moreover, before forming the trench oxide layer 46, the edge part of the pad layer 12 can be etched as needed. By adopting such an embodiment, in forming the trench oxide layer 46, the semiconductor layer 10 and the trench oxide layer 46 at the upper ends of the offset trenches 40 and 42 and the trench 44 are formed to be rounded. Can do. Then, the semiconductor layer 10 at the upper ends of the offset trenches 40 and 42 and the trench 44 has a rounded shape, so that the gate insulating film becomes a thin film at the upper ends of the offset trenches 40 and 42 and the trench 44 in a later process. Therefore, it is possible to avoid influences such as a decrease in gate breakdown voltage and formation of parasitic transistor elements as much as possible. In addition, since the trench oxide layer 46 at the upper ends of the offset trenches 40 and 42 and the trench 44 is formed to be rounded, the level difference becomes gentle. Therefore, the offset trench insulating layers 50 and 52 are formed in a later step. In addition, the trench insulating layer 48 can be satisfactorily embedded.

(e)次に、図7に示すように、オフセットトレンチ40,42およびトレンチ44を埋め込むように、第1絶縁層54を形成する。第1絶縁層54は、少なくともオフセットトレンチ40,42およびトレンチ44を埋めこみ、さらに、ストッパ層14を覆うように形成する。   (E) Next, as shown in FIG. 7, the first insulating layer 54 is formed so as to fill the offset trenches 40 and 42 and the trench 44. The first insulating layer 54 is formed so as to fill at least the offset trenches 40 and 42 and the trench 44 and further cover the stopper layer 14.

ついで、第1絶縁層54の上に、第2絶縁層56を形成する。第2絶縁層56を形成することにより、次の工程(f)で行われる第1絶縁層54の平坦化を良好に行うことができる。第2絶縁層56としては、たとえばSOGを用いることができる。   Next, a second insulating layer 56 is formed on the first insulating layer 54. By forming the second insulating layer 56, the first insulating layer 54 can be satisfactorily planarized in the next step (f). As the second insulating layer 56, for example, SOG can be used.

また、平坦性を良好にするために別の手段を用いることもできる。たとえば、トレンチ44の形状の影響を受けて凹凸が生じている第1絶縁層54の凹部にレジストなどのマスク層を形成し、第1絶縁層54の凸部を、第1絶縁層54の凹部の高さとほぼ同じ高さになるようにエッチングする、という手段を用いることもできる。   Further, another means can be used to improve the flatness. For example, a mask layer such as a resist is formed in the concave portion of the first insulating layer 54 that is uneven due to the shape of the trench 44, and the convex portion of the first insulating layer 54 is replaced with the concave portion of the first insulating layer 54. It is also possible to use a means of etching so that the height is substantially the same as the height of.

(f)次に、図8に示すように、ストッパ層14の上面が露出するまで第2絶縁層56および第1絶縁層54を除去する。第2絶縁層56および第1絶縁層54の除去は、たとえばCMP法などにより行なわれる。これにより、高耐圧トランジスタ形成領域100においてオフセットトレンチ40,42には、オフセットトレンチ絶縁層50,52が形成される。トレンチ44には、トレンチ絶縁層48が形成される。その結果、第1素子分離領域110、第2素子分離領域120および第3素子分離領域210とが形成される。   (F) Next, as shown in FIG. 8, the second insulating layer 56 and the first insulating layer 54 are removed until the upper surface of the stopper layer 14 is exposed. The removal of the second insulating layer 56 and the first insulating layer 54 is performed by, for example, a CMP method. Thus, offset trench insulating layers 50 and 52 are formed in the offset trenches 40 and 42 in the high breakdown voltage transistor formation region 100. A trench insulating layer 48 is formed in the trench 44. As a result, the first element isolation region 110, the second element isolation region 120, and the third element isolation region 210 are formed.

(g)次に、図9に示すように、ストッパ層14およびパッド層12を除去する。ストッパ層14の除去は、たとえば、熱リン酸によるウェットエッチングにより行なわれる。パッド層12の除去は、たとえばフッ酸によるウェットエッチングにより行なわれる。   (G) Next, as shown in FIG. 9, the stopper layer 14 and the pad layer 12 are removed. The stopper layer 14 is removed by, for example, wet etching with hot phosphoric acid. The pad layer 12 is removed by wet etching with hydrofluoric acid, for example.

(h)次に、図10に示すように、半導体層10の表面に犠牲酸化物層13を形成する。犠牲酸化物層13は、たとえば熱酸化法により形成する。次に、犠牲酸化物層13、オフセットトレンチ絶縁層50,52、およびトレンチ絶縁層48の上にマスク層16を形成する。マスク層16としては、たとえば窒化シリコン膜を用いることができる。マスク層16は、たとえばCVD法により形成できる。   (H) Next, as shown in FIG. 10, a sacrificial oxide layer 13 is formed on the surface of the semiconductor layer 10. The sacrificial oxide layer 13 is formed by, for example, a thermal oxidation method. Next, the mask layer 16 is formed on the sacrificial oxide layer 13, the offset trench insulating layers 50 and 52, and the trench insulating layer 48. As mask layer 16, for example, a silicon nitride film can be used. The mask layer 16 can be formed by, for example, a CVD method.

(i)次に、図11に示すように、p型高耐圧トランジスタ形成領域100Pにおいて、n型第1ウェルとなる第1不純物層22aの形成を行なう。具体的には、リソグラフィ技術により所定のパターンを有するレジスト層R2を形成する。レジスト層R2をマスクとして、リン、砒素などのn型の不純物イオンを半導体層10に導入することにより第1不純物層22aが形成される。その後、レジスト層R2をアッシングにより除去する。次に、半導体層10に熱処理を施すことにより、第1不純物層22aの不純物を熱拡散させる。   (I) Next, as shown in FIG. 11, in the p-type high breakdown voltage transistor formation region 100P, the first impurity layer 22a to be the n-type first well is formed. Specifically, a resist layer R2 having a predetermined pattern is formed by a lithography technique. By introducing n-type impurity ions such as phosphorus and arsenic into the semiconductor layer 10 using the resist layer R2 as a mask, the first impurity layer 22a is formed. Thereafter, the resist layer R2 is removed by ashing. Next, the semiconductor layer 10 is subjected to heat treatment to thermally diffuse the impurities in the first impurity layer 22a.

(j)次に、図12に示すように、n型高耐圧トランジスタ形成領域100Nにおいて、p型第1ウェルとなる第1不純物層20aの形成を行なう。具体的には、リソグラフィ技術により所定のパターンを有するレジスト層R3を形成する。レジスト層R3をマスクとして、ボロンなどのp型不純物を1回もしくは複数回にわたって半導体層10に注入することにより、半導体層10内に第1不純物層20aを形成する。その後、レジスト層R3をアッシングにより除去する。次に、半導体層10に熱処理を施すことにより、p型の第1不純物層20aの不純物と、工程(i)で形成したn型の第1不純物層22aの不純物とを同時に熱拡散させる。   (J) Next, as shown in FIG. 12, in the n-type high breakdown voltage transistor formation region 100N, the first impurity layer 20a to be the p-type first well is formed. Specifically, a resist layer R3 having a predetermined pattern is formed by a lithography technique. Using the resist layer R3 as a mask, a p-type impurity such as boron is implanted into the semiconductor layer 10 once or a plurality of times, thereby forming the first impurity layer 20a in the semiconductor layer 10. Thereafter, the resist layer R3 is removed by ashing. Next, heat treatment is performed on the semiconductor layer 10 to simultaneously thermally diffuse the impurity of the p-type first impurity layer 20a and the impurity of the n-type first impurity layer 22a formed in the step (i).

(k)次に、図13に示すように、n型高耐圧トランジスタ形成領域100Nにおいて、n型高耐圧トランジスタにおけるn型オフセット不純物層となる第2不純物層30aを形成する。具体的にはまず、所定の領域を覆うレジスト層R4を形成する。レジスト層R4をマスクとして、半導体層10にn型不純物を導入することにより、第2不純物層30aを形成する。その後、レジスト層R4をアッシングにより除去する。   (K) Next, as shown in FIG. 13, in the n-type high breakdown voltage transistor formation region 100N, a second impurity layer 30a is formed which becomes an n-type offset impurity layer in the n-type high breakdown voltage transistor. Specifically, first, a resist layer R4 that covers a predetermined region is formed. By introducing n-type impurities into the semiconductor layer 10 using the resist layer R4 as a mask, the second impurity layer 30a is formed. Thereafter, the resist layer R4 is removed by ashing.

(l)次に、図14に示すように、p型高耐圧トランジスタ形成領域100Pにおいて、p型高耐圧トランジスタにおけるp型オフセット不純物層となる第2不純物層32aを形成する。具体的にはまず、所定の領域を覆うレジスト層R5を形成する。レジスト層R5をマスクとして、半導体層10にp型不純物を導入することにより、第2不純物層32aを形成する。その後、レジスト層R5をアッシングにより除去する。なお、工程(j)および(k)の順序は、本実施の形態と逆の順序で行なうこともできる。   (L) Next, as shown in FIG. 14, in the p-type high breakdown voltage transistor formation region 100P, a second impurity layer 32a is formed which becomes a p-type offset impurity layer in the p-type high breakdown voltage transistor. Specifically, first, a resist layer R5 that covers a predetermined region is formed. A second impurity layer 32a is formed by introducing p-type impurities into the semiconductor layer 10 using the resist layer R5 as a mask. Thereafter, the resist layer R5 is removed by ashing. Note that the order of the steps (j) and (k) can be performed in the reverse order of the present embodiment.

(m)次に、図15に示すように、半導体層10に熱処理を施すことにより、p型第1ウェル20、n型第1ウェル22、n型高耐圧トランジスタにおけるn型オフセット不純物層30、p型高耐圧トランジスタにおけるp型オフセット不純物層32が形成される。すなわち、第1不純物層20aの不純物が拡散され、p型第1ウェル20が形成される。第1不純物層22aの不純物が拡散され、n型第1ウェル22が形成される。第2不純物層30aの不純物が拡散され、n型高耐圧トランジスタにおけるn型オフセット不純物層30が形成される。第2不純物層32aの不純物が拡散され、p型高耐圧トランジスタにおけるp型オフセット不純物層32が形成される。熱処理の温度は、たとえば、1100〜1200℃である。   (M) Next, as shown in FIG. 15, the semiconductor layer 10 is subjected to a heat treatment, whereby the p-type first well 20, the n-type first well 22, the n-type offset impurity layer 30 in the n-type high breakdown voltage transistor, A p-type offset impurity layer 32 in the p-type high breakdown voltage transistor is formed. That is, the impurity of the first impurity layer 20a is diffused, and the p-type first well 20 is formed. Impurities in the first impurity layer 22a are diffused to form the n-type first well 22. The impurities of the second impurity layer 30a are diffused to form the n-type offset impurity layer 30 in the n-type high breakdown voltage transistor. The impurities of the second impurity layer 32a are diffused to form the p-type offset impurity layer 32 in the p-type high breakdown voltage transistor. The temperature of heat processing is 1100-1200 degreeC, for example.

(n)次に、図16に示すように、高耐圧トランジスタ形成領域100において、n型高耐圧トランジスタの第1ゲート絶縁層およびp型高耐圧トランジスタの第1ゲート絶縁層を形成する領域以外を覆うように、レジスト層R6を形成する。レジスト層R6をマスクとして、露出しているマスク層16を除去する。ついで、高耐圧トランジスタ形成領域100において、必要に応じてチャネルドープを行なう。チャネルドープは、たとえば、以下の方法により行なうことができる。   (N) Next, as shown in FIG. 16, in the high breakdown voltage transistor formation region 100, the region other than the region where the first gate insulating layer of the n-type high breakdown voltage transistor and the first gate insulating layer of the p-type high breakdown voltage transistor are formed. A resist layer R6 is formed so as to cover it. Using the resist layer R6 as a mask, the exposed mask layer 16 is removed. Next, channel doping is performed in the high breakdown voltage transistor formation region 100 as necessary. Channel doping can be performed, for example, by the following method.

まず、n型高耐圧トランジスタ形成領域100N以外を覆うように、レジスト層(図示せず)を形成する。レジスト層をマスクとして、たとえばリンなどの、n型の不純物を注入する。その後レジスト層をアッシングにより除去する。ついで、p型高耐圧トランジスタ形成領域100P以外を覆うように、レジスト層(図示せず)を形成する。レジスト層をマスクとして、たとえば、ボロンなどのp型の不純物を注入する。その後、レジスト層をアッシングにより除去する。   First, a resist layer (not shown) is formed so as to cover other than the n-type high breakdown voltage transistor formation region 100N. An n-type impurity such as phosphorus is implanted using the resist layer as a mask. Thereafter, the resist layer is removed by ashing. Next, a resist layer (not shown) is formed so as to cover other than the p-type high breakdown voltage transistor formation region 100P. For example, p-type impurities such as boron are implanted using the resist layer as a mask. Thereafter, the resist layer is removed by ashing.

(o)次に、図17に示すように、マスク層16の上に、所定のパターンのレジスト層R7を形成する。レジスト層R7は、高耐圧トランジスタ形成領域100において、第1ゲート絶縁層の端部を下方に突出させて形成する領域(図2参照)の上方に開口部を有するように形成する。   (O) Next, as shown in FIG. 17, a resist layer R 7 having a predetermined pattern is formed on the mask layer 16. In the high breakdown voltage transistor formation region 100, the resist layer R7 is formed so as to have an opening above a region (see FIG. 2) formed by protruding the end portion of the first gate insulating layer downward.

次に、レジスト層R7をマスクとして、犠牲酸化物層13をエッチングする。ついで、レジスト層R7および犠牲酸化物層13をマスクとして、半導体層10をテーパエッチングし、テーパトレンチ18を形成する。テーパートレンチ18は、図18に示すように、オフセットトレンチ絶縁層50に隣接する領域において、テーパトレンチ18の底面が、オフセットトレンチ絶縁層50に向けて下がる傾斜を有するように形成する。   Next, the sacrificial oxide layer 13 is etched using the resist layer R7 as a mask. Next, using the resist layer R7 and the sacrificial oxide layer 13 as a mask, the semiconductor layer 10 is taper-etched to form a taper trench 18. As shown in FIG. 18, the tapered trench 18 is formed in a region adjacent to the offset trench insulating layer 50 so that the bottom surface of the tapered trench 18 has an inclination that decreases toward the offset trench insulating layer 50.

テーパトレンチ18の底面の傾斜は、半導体層10における各面方位のエッチング速度の違いを利用して形成する。たとえば、半導体層10がシリコンである場合に、面方位が[113]であると、テーパトレンチ18の底面の傾斜角θ2は30°となる。たとえば傾斜角θ2は、10〜30°であり、好ましくは、15〜30°である。テーパトレンチ18の底面の水平方向の長さL2は、たとえば0.1〜0.4μmであり、好ましくは、0.1μmである。テーパトレンチ18が、これらの傾斜角θ2および長さL2を有することによって、高耐圧トランジスタ100n,100pのゲート絶縁層60,62における端部の下面の傾斜角θ1および長さL1(図2参照)を所望の値とすることができる。   The inclination of the bottom surface of the taper trench 18 is formed by utilizing the difference in the etching rate of each surface orientation in the semiconductor layer 10. For example, when the semiconductor layer 10 is silicon and the plane orientation is [113], the inclination angle θ2 of the bottom surface of the tapered trench 18 is 30 °. For example, the inclination angle θ2 is 10 to 30 °, and preferably 15 to 30 °. The horizontal length L2 of the bottom surface of the tapered trench 18 is, for example, 0.1 to 0.4 μm, and preferably 0.1 μm. Since the taper trench 18 has the inclination angle θ2 and the length L2, the inclination angle θ1 and the length L1 of the lower surfaces of the end portions of the gate insulating layers 60 and 62 of the high breakdown voltage transistors 100n and 100p (see FIG. 2). Can be set to a desired value.

半導体層10のテーパエッチングは、ドライエッチングまたはウェットエッチングによって行われる。   The taper etching of the semiconductor layer 10 is performed by dry etching or wet etching.

その後、レジスト層R7をアッシングにより除去する。   Thereafter, the resist layer R7 is removed by ashing.

(p)次に、図19に示すように、高耐圧トランジスタ形成領域100に第1ゲート絶縁層60,62を形成する。第1ゲート絶縁層60,62は、選択熱酸化法により形成することができる。前述したように、第1ゲート絶縁層60,62を形成する前に、テーパトレンチ18(図17,18参照)が形成されているため、第1ゲート絶縁層60,62におけるオフセットトレンチ絶縁層50,52と隣接している端部において、該端部の下面が傾斜するように形成できる。第1ゲート絶縁層60,62の膜厚は、たとえば、50〜200nmである。ついで、残存しているマスク層16を除去する。   (P) Next, as shown in FIG. 19, first gate insulating layers 60 and 62 are formed in the high breakdown voltage transistor formation region 100. The first gate insulating layers 60 and 62 can be formed by a selective thermal oxidation method. As described above, since the tapered trench 18 (see FIGS. 17 and 18) is formed before the first gate insulating layers 60 and 62 are formed, the offset trench insulating layer 50 in the first gate insulating layers 60 and 62 is formed. , 52 can be formed so that the lower surface of the end portion is inclined. The film thickness of the first gate insulating layers 60 and 62 is, for example, 50 to 200 nm. Next, the remaining mask layer 16 is removed.

(q)次に、図20に示すように、低電圧駆動トランジスタ形成領域200において、p型第2ウェル24と、n型第2ウェル26を形成する。p型第2ウェル24およびn型第2ウェル26の形成は、具体的には、一般的なリソグラフィ技術を用いて所定のパターンを有するマスク層(図示せず)を形成し、所定の導電型の不純物を導入することにより行なわれる。ついで、必要に応じて、チャネルドープを行うこともできる。   (Q) Next, as shown in FIG. 20, the p-type second well 24 and the n-type second well 26 are formed in the low-voltage drive transistor formation region 200. Specifically, the p-type second well 24 and the n-type second well 26 are formed by forming a mask layer (not shown) having a predetermined pattern using a general lithography technique, and having a predetermined conductivity type. This is done by introducing the impurities. Then, if necessary, channel doping can be performed.

(r)次に、図21に示すように、高耐圧トランジスタ形成領域100において、第1ゲート絶縁層60,62が形成された領域を覆うように、レジスト層R8を形成し、露出しているパッド層12を除去する。パッド層12のエッチングは、たとえば、フッ酸によるウェットエッチングにより行なうことができる。その後、レジスト層R8をアッシングにより除去する。   (R) Next, as shown in FIG. 21, a resist layer R8 is formed and exposed in the high breakdown voltage transistor formation region 100 so as to cover the region where the first gate insulating layers 60 and 62 are formed. The pad layer 12 is removed. The pad layer 12 can be etched by, for example, wet etching with hydrofluoric acid. Thereafter, the resist layer R8 is removed by ashing.

(s)次に、図22に示すように、絶縁層68を形成する。絶縁層68は、n型低電圧駆動トランジスタのゲート絶縁層およびp型低電圧駆動トランジスタのゲート絶縁層となる。絶縁層68は、たとえば、熱酸化法により形成される。絶縁層68の膜厚は、たとえば、1.6〜15nmである。   (S) Next, as shown in FIG. 22, an insulating layer 68 is formed. The insulating layer 68 becomes a gate insulating layer of the n-type low voltage driving transistor and a gate insulating layer of the p-type low voltage driving transistor. The insulating layer 68 is formed by, for example, a thermal oxidation method. The film thickness of the insulating layer 68 is, for example, 1.6 to 15 nm.

次に、高耐圧トランジスタ形成領域100と、低電圧駆動トランジスタ形成領域200との全面に、導電層78を形成する。導電層78としては、たとえば、ポリシリコン層を用いることができる。導電層78の材質として、ポリシリコンを用いる場合には、導電層78に不純物をイオン注入し、導電層78の低抵抗化を図ることができる。   Next, a conductive layer 78 is formed on the entire surface of the high breakdown voltage transistor formation region 100 and the low voltage drive transistor formation region 200. As the conductive layer 78, for example, a polysilicon layer can be used. When polysilicon is used as the material of the conductive layer 78, impurities can be ion-implanted into the conductive layer 78 to reduce the resistance of the conductive layer 78.

(t)次に、図23に示すように、各トランジスタのゲート電極70,72,74,76を形成する。具体的には、まず所定のパターンを有するレジスト層(図示せず)を形成する。ついでレジスト層をマスクとして、導電層78をパターニングすることにより、ゲート電極70,72,74,76が形成される。   (T) Next, as shown in FIG. 23, gate electrodes 70, 72, 74, 76 of the respective transistors are formed. Specifically, first, a resist layer (not shown) having a predetermined pattern is formed. Next, by patterning the conductive layer 78 using the resist layer as a mask, gate electrodes 70, 72, 74, and 76 are formed.

次に、n型低電圧駆動トランジスタ形成領域200Nにおいて、n型エクステンション領域となる不純物層34aを形成する。p型低電圧駆動トランジスタ形成領域200Pにおいて、p型エクステンション領域となる不純物層36aを形成する。不純物層34a,36aは、一般的なリソグラフィ技術を用いてマスク層を形成し、所定の不純物を注入することにより形成することができる。   Next, an impurity layer 34a serving as an n-type extension region is formed in the n-type low voltage driving transistor formation region 200N. In the p-type low voltage driving transistor formation region 200P, an impurity layer 36a that becomes a p-type extension region is formed. The impurity layers 34a and 36a can be formed by forming a mask layer using a general lithography technique and injecting a predetermined impurity.

(u)次に、図1に示すように、全面に絶縁層(図示せず)を形成し、この絶縁層を異方性エッチングすることにより、ゲート電極70,72,74,76の側面にサイドウォール絶縁層80,82,84,86を形成する。さらに、絶縁層68をエッチングすることにより、n型低電圧駆動トランジスタ200nのゲート絶縁層64およびp型低電圧駆動トランジスタ200pのゲート絶縁層66を形成する。   (U) Next, as shown in FIG. 1, an insulating layer (not shown) is formed on the entire surface, and this insulating layer is anisotropically etched to form side surfaces of the gate electrodes 70, 72, 74, and 76. Sidewall insulating layers 80, 82, 84, 86 are formed. Further, the insulating layer 68 is etched to form the gate insulating layer 64 of the n-type low voltage driving transistor 200n and the gate insulating layer 66 of the p-type low voltage driving transistor 200p.

次に、n型高耐圧トランジスタ形成領域100Nおよびn型低電圧駆動トランジスタ形成領域200Nにおける半導体層10の所定の領域に、n型の不純物を導入することにより、サイドウォール絶縁層80,84の外側の半導体層10内にn型ソース/ドレイン領域90,94を形成する。n型ソース/ドレイン領域90,94の形成は、公知の方法により行なうことができる。   Next, by introducing n-type impurities into predetermined regions of the semiconductor layer 10 in the n-type high breakdown voltage transistor forming region 100N and the n-type low voltage driving transistor forming region 200N, the outside of the sidewall insulating layers 80 and 84 is removed. N-type source / drain regions 90 and 94 are formed in the semiconductor layer 10. The n-type source / drain regions 90 and 94 can be formed by a known method.

次に、p型高耐圧トランジスタ形成領域100Pおよびp型低電圧駆動トランジスタ形成領域200Pにおける半導体層10の所定の領域に、p型の不純物を導入することにより、サイドウォール絶縁層82,86の外側の半導体層10内にp型ソース/ドレイン領域92,96を形成する。p型ソース/ドレイン領域92,96の形成は、公知の方法により行なうことができる。   Next, p-type impurities are introduced into predetermined regions of the semiconductor layer 10 in the p-type high breakdown voltage transistor formation region 100P and the p-type low-voltage drive transistor formation region 200P, so that the outside of the sidewall insulating layers 82 and 86 is increased. The p-type source / drain regions 92 and 96 are formed in the semiconductor layer 10. The p-type source / drain regions 92 and 96 can be formed by a known method.

以上の工程によって、本実施の形態にかかる半導体装置を製造することができる。この半導体装置の製造方法によれば、以下の特徴を有する。   The semiconductor device according to this embodiment can be manufactured through the above steps. This method for manufacturing a semiconductor device has the following characteristics.

本実施の形態にかかる半導体装置の製造方法によれば、テーパトレンチ18を形成する工程を付加するだけで、第1ゲート絶縁層60,62の膜厚を、オフセットトレンチ絶縁層50,52と隣接する領域において、テーパトレンチ18を形成する工程がない場合に比べ、厚く形成することができる。したがって、僅かな工程数の増加によって、第1ゲート絶縁層60,62の膜厚が、オフセットトレンチ絶縁層50,52と隣接する領域において部分的に薄くなるという問題を解消することができ、第1ゲート絶縁層60,62の全体を、所望の均一な膜厚とすることができる。その結果、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。   According to the manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment, the thickness of the first gate insulating layers 60 and 62 is made adjacent to the offset trench insulating layers 50 and 52 only by adding the step of forming the tapered trench 18. In the region to be formed, it can be formed thicker than in the case where there is no step of forming the tapered trench 18. Therefore, the slight increase in the number of steps can solve the problem that the thickness of the first gate insulating layers 60 and 62 is partially reduced in the region adjacent to the offset trench insulating layers 50 and 52. The entire gate insulating layers 60 and 62 can have a desired uniform film thickness. As a result, a highly reliable semiconductor device can be provided.

また、本実施の形態にかかる半導体装置の製造方法によれば、テーパトレンチ18を形成する工程を付加するだけで、素子分離領域110,120,210およびオフセットトレンチ絶縁層50,52の形成方法として、トレンチ素子分離法を用いた場合に生じる問題を解消することができる。トレンチ素子分離法を用いた場合に生じる問題とは、第1ゲート絶縁層60,62の膜厚が、オフセットトレンチ絶縁層50,52と隣接する領域において、部分的に薄くなることである。   In addition, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, the element isolation regions 110, 120, and 210 and the offset trench insulating layers 50 and 52 can be formed only by adding the step of forming the tapered trench. The problem caused when the trench element isolation method is used can be solved. A problem that arises when the trench element isolation method is used is that the film thickness of the first gate insulating layers 60 and 62 is partially reduced in a region adjacent to the offset trench insulating layers 50 and 52.

したがって、本実施の形態にかかる半導体装置の製造方法によれば、僅かな工程数の増加によって、素子分離領域110,120,210およびオフセットトレンチ絶縁層50,52の形成方法として、トレンチ素子分離法を用いた場合に生じる問題を解消することができる。すなわち、素子分離領域110,120,210およびオフセットトレンチ絶縁層50,52をトレンチ素子分離法によって形成し、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。そして、LOCOS法やセミリセスLOCOS法などを用いる場合に比べ、半導体装置の微細化を図ることができる。   Therefore, according to the manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment, the trench isolation method is used as a method of forming the isolation regions 110, 120, 210 and the offset trench insulating layers 50, 52 by a slight increase in the number of steps. It is possible to eliminate the problems that occur when using. That is, the element isolation regions 110, 120, 210 and the offset trench insulating layers 50, 52 are formed by the trench element isolation method, and a highly reliable semiconductor device can be provided. Further, the semiconductor device can be miniaturized as compared with the case where the LOCOS method, the semi-recessed LOCOS method, or the like is used.

以上、本発明の実施の形態の一例について述べたが、本発明はこれらに限定されず、その要旨の範囲内で各種の態様を取りうる。たとえば、本実施の形態においては、図17に示すように、複数のテーパトレンチ18を同時に形成する例について述べたが、各テーパトレンチ18は、別工程で形成することができる。たとえば、テーパトレンチ18の底面の傾斜が右下がりであるテーパトレンチと、左下がりであるテーパトレンチとを、別工程で形成することができる。   As mentioned above, although an example of embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, Various aspects can be taken within the range of the summary. For example, in the present embodiment, as shown in FIG. 17, an example in which a plurality of tapered trenches 18 are formed simultaneously has been described, but each tapered trench 18 can be formed in a separate process. For example, the taper trench whose slope of the bottom surface of the taper trench 18 is downwardly inclined and the taper trench whose downward slope is leftward can be formed in separate steps.

また、たとえば、本実施の形態においては、トレンチ44の深さをすべて同じ深さにする例について述べたが、各トレンチの深さは、その機能を果たす範囲内において、異なる深さとすることができる。たとえば、第1素子分離領域110におけるトレンチ44を、第2素子分離領域120におけるトレンチ44およびオフセットトレンチ40,42よりも深く形成することができる。   Further, for example, in the present embodiment, the example in which all the depths of the trenches 44 are set to the same depth has been described. However, the depths of the respective trenches may be different within a range in which the function is performed. it can. For example, the trench 44 in the first element isolation region 110 can be formed deeper than the trench 44 and the offset trenches 40 and 42 in the second element isolation region 120.

実施の形態にかかる半導体装置の製造方法およびその製造方法により形成された半導体装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning embodiment, and the semiconductor device formed by the manufacturing method. 図1の符号Aで示す部分を拡大して示す図。The figure which expands and shows the part shown with the code | symbol A of FIG. 実施の形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning embodiment. 実施の形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning embodiment. 実施の形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning embodiment. 実施の形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning embodiment. 実施の形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning embodiment. 実施の形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning embodiment. 実施の形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning embodiment. 実施の形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning embodiment. 実施の形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning embodiment. 実施の形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning embodiment. 実施の形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning embodiment. 実施の形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning embodiment. 実施の形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning embodiment. 実施の形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning embodiment. 実施の形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning embodiment. 図17の符号Aで示す部分を拡大して示す図。The figure which expands and shows the part shown with the code | symbol A of FIG. 実施の形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning embodiment. 実施の形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning embodiment. 実施の形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning embodiment. 実施の形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning embodiment. 実施の形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 半導体層、 12 パッド層、 13 犠牲酸化物層、 14 ストッパ層、 16 マスク層、 18 テーパトレンチ、 20 p型第1ウェル、 20a 第1不純物層、 22 n型第1ウェル、 22a 第1不純物層、 24 p型第2ウェル、 26 n型第2ウェル、 30 n型オフセット不純物層、 30a 第2不純物層、 32 p型オフセット不純物層、 32a 第2不純物層、 34 n型エクステンション領域、 34a 不純物層、 36 p型エクステンション領域、 36a 不純物層、 50,52 オフセットトレンチ絶縁層、 60,62 第1ゲート絶縁層、 64,66 第2ゲート絶縁層、 68 絶縁層、 70,72,74,76 ゲート電極、 78 導電層、 80,82,84,86 サイドウォール絶縁層、 90 n型ソース/ドレイン領域、 92 p型ソース/ドレイン領域、 94 n型ソース/ドレイン領域、96 p型ソース/ドレイン領域、 100 高耐圧トランジスタ形成領域、 100N n型高耐圧トランジスタ形成領域、 100P p型高耐圧トランジスタ形成領域、 100n n型高耐圧トランジスタ、 100p p型高耐圧トランジスタ、 110 第1素子分離領域、 120 第2素子分離領域、 200 低電圧駆動トランジスタ形成領域、 200N n型低電圧駆動トランジスタ形成領域、 200P p型低電圧駆動トランジスタ形成領域、 200n n型低電圧駆動トランジスタ、 200p p型低電圧駆動トランジスタ、 210 第3素子分離領域 10 semiconductor layer, 12 pad layer, 13 sacrificial oxide layer, 14 stopper layer, 16 mask layer, 18 tapered trench, 20 p-type first well, 20a first impurity layer, 22 n-type first well, 22a first impurity Layer, 24 p-type second well, 26 n-type second well, 30 n-type offset impurity layer, 30a second impurity layer, 32 p-type offset impurity layer, 32a second impurity layer, 34 n-type extension region, 34a impurity Layer, 36 p-type extension region, 36a impurity layer, 50, 52 offset trench insulating layer, 60, 62 first gate insulating layer, 64, 66 second gate insulating layer, 68 insulating layer, 70, 72, 74, 76 gate Electrode, 78 conductive layer, 80, 82, 84, 86 sidewall insulating layer , 90 n-type source / drain region, 92 p-type source / drain region, 94 n-type source / drain region, 96 p-type source / drain region, 100 high breakdown voltage transistor formation region, 100N n-type high breakdown voltage transistor formation region, 100P p-type high breakdown voltage transistor formation region, 100n n-type high breakdown voltage transistor, 100p p-type high breakdown voltage transistor, 110 first element isolation region, 120 second element isolation region, 200 low voltage drive transistor formation region, 200N n type low voltage drive Transistor formation region, 200P p-type low voltage drive transistor formation region, 200n n-type low voltage drive transistor, 200p p-type low voltage drive transistor, 210 third element isolation region

Claims (9)

半導体層と、
前記半導体層上に形成されたゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層の側方に、トレンチ素子分離法により形成されたオフセットトレンチ絶縁層と、
前記オフセットトレンチ絶縁層の下方に形成されたオフセット不純物層と、
前記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、を含み、
前記オフセットトレンチ絶縁層と隣接している前記ゲート絶縁層の端部において、該端部の下面は、前記オフセットトレンチ絶縁層に向けて下がるように傾斜している、半導体装置。
A semiconductor layer;
A gate insulating layer formed on the semiconductor layer;
An offset trench insulating layer formed by a trench isolation method on the side of the gate insulating layer,
An offset impurity layer formed below the offset trench insulating layer;
A gate electrode formed on the gate insulating layer,
The semiconductor device, wherein an end portion of the gate insulating layer adjacent to the offset trench insulating layer is inclined so that a lower surface of the end portion is lowered toward the offset trench insulating layer.
請求項1において、
前記ゲート絶縁層における前記端部の下面の水平方向に対する傾斜角は、10〜30°である、半導体装置。
In claim 1,
The semiconductor device, wherein an inclination angle of the lower surface of the end portion in the gate insulating layer with respect to a horizontal direction is 10 to 30 °.
請求項1または2において、
前記ゲート絶縁層における前記端部の下面の水平方向の長さは、0.1〜0.4μmである、半導体装置。
In claim 1 or 2,
The semiconductor device in which the horizontal length of the lower surface of the end portion in the gate insulating layer is 0.1 to 0.4 μm.
半導体層と、
前記半導体層に、高耐圧トランジスタ形成領域と低電圧駆動トランジスタ形成領域とを分離する、トレンチ素子分離法により形成された素子分離領域と、
前記高耐圧トランジスタ形成領域に形成された第1ゲート絶縁層と、
前記第1ゲート絶縁層上に形成された第1ゲート電極と、
前記第1ゲート絶縁層の側方に、トレンチ素子分離法により形成されたオフセットトレンチ絶縁層と、
前記オフセットトレンチ絶縁層の下方に形成されたオフセット不純物層と、
前記低電圧駆動トランジスタ形成領域に形成された第2ゲート絶縁層と、
前記第2ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、を含み、
前記オフセットトレンチ絶縁層と隣接している前記第1ゲート絶縁層の端部において、該端部の下面は、前記オフセットトレンチ絶縁層に向けて下がるように傾斜している、半導体装置。
A semiconductor layer;
An element isolation region formed by a trench element isolation method for separating the high breakdown voltage transistor formation region and the low voltage drive transistor formation region in the semiconductor layer;
A first gate insulating layer formed in the high breakdown voltage transistor formation region;
A first gate electrode formed on the first gate insulating layer;
An offset trench insulating layer formed by a trench isolation method on a side of the first gate insulating layer;
An offset impurity layer formed below the offset trench insulating layer;
A second gate insulating layer formed in the low-voltage driving transistor formation region;
A gate electrode formed on the second gate insulating layer,
The semiconductor device, wherein an end portion of the first gate insulating layer adjacent to the offset trench insulating layer is inclined so that a lower surface of the end portion is lowered toward the offset trench insulating layer.
請求項4において、
前記第1ゲート絶縁層における前記端部の下面の水平方向に対する傾斜角は、10〜30°である、半導体装置。
In claim 4,
The semiconductor device, wherein an inclination angle of the lower surface of the end portion in the first gate insulating layer with respect to a horizontal direction is 10 to 30 °.
請求項4または5において、
前記第1ゲート絶縁層における前記端部の下面の水平方向の長さは、0.1〜0.4μmである、半導体装置。
In claim 4 or 5,
The length of the lower surface of the said edge part in the said 1st gate insulating layer in the horizontal direction is a semiconductor device which is 0.1-0.4 micrometer.
半導体層内に、高耐圧トランジスタ形成領域と低電圧駆動トランジスタ形成領域とを分離する素子分離領域、および該高耐圧トランジスタ形成領域にオフセットトレンチ絶縁層をトレンチ素子分離法により形成する工程と、
前記オフセットトレンチ絶縁層の下方にオフセット不純物層を形成する工程と、
前記オフセットトレンチ絶縁層と隣接する前記半導体層をエッチングし、前記半導体層の上面に対して傾斜した面を形成する工程と、
前記高耐圧トランジスタ形成領域に、ゲート絶縁層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁層上にゲート電極を形成する工程と、を含み、
前記傾斜した面は、前記オフセットトレンチ絶縁層に向けて下がっている、半導体装置の製造方法。
Forming a high breakdown voltage transistor formation region and a low voltage drive transistor formation region in a semiconductor layer, and forming an offset trench insulating layer in the high breakdown voltage transistor formation region by a trench element isolation method;
Forming an offset impurity layer below the offset trench insulating layer;
Etching the semiconductor layer adjacent to the offset trench insulating layer to form a surface inclined with respect to the upper surface of the semiconductor layer;
Forming a gate insulating layer in the high breakdown voltage transistor formation region;
Forming a gate electrode on the gate insulating layer,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the inclined surface is lowered toward the offset trench insulating layer.
請求項7において、
前記傾斜した面の水平方向に対する傾斜角は、10〜30°である、半導体装置の製造方法。
In claim 7,
The manufacturing method of a semiconductor device, wherein an inclination angle of the inclined surface with respect to a horizontal direction is 10 to 30 °.
請求項7または8において、
前記傾斜した面の水平方向の長さは、1〜2μmである、半導体装置の製造方法。
In claim 7 or 8,
The length of the inclined surface in the horizontal direction is 1 to 2 μm.
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