JP2005340579A - Semiconductor device, semiconductor manufacturing method, semiconductor manufacturing device and portable information console unit - Google Patents

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Fumiyoshi Yoshioka
史善 吉岡
Masayuki Nakano
雅行 中野
Satoshi Morishita
敏 森下
Seizo Kakimoto
誠三 柿本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which achieves low power consumption operation and high speed operation by reducing the parasitic capacity of a diffusion layer. <P>SOLUTION: An element separating region 9 is formed in an oblique direction with respect to the surface of the diffusion layer 14 in this semiconductor device whereby a connecting area between the diffusion layer 14 and a well region 8 is reduced, thereby reducing the parasitic capacity. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、例えば、半導体装置、半導体製造方法、半導体製造装置および携帯情報端末機器に関し、特に、拡散層の寄生容量を低減し、低消費電力動作、および高速動作を可能とするものである。   The present invention relates to, for example, a semiconductor device, a semiconductor manufacturing method, a semiconductor manufacturing device, and a portable information terminal device, and in particular, reduces parasitic capacitance of a diffusion layer and enables low power consumption operation and high speed operation.

現在、携帯電話等の携帯情報端末機器が、広く使用されている。一回の充電で、この携帯情報端末機器を長時間使用するためには、この機器に用いられているLSIの消費電力を小さくする必要がある。このLSIの消費電力を低減するためには、配線や拡散層の寄生容量を低減させることが有効である。また、この寄生容量を低減させることによって、高速動作も同時に達成することが可能となる。   Currently, portable information terminal devices such as mobile phones are widely used. In order to use this portable information terminal device for a long time with a single charge, it is necessary to reduce the power consumption of the LSI used in this device. In order to reduce the power consumption of this LSI, it is effective to reduce the parasitic capacitance of the wiring and diffusion layer. Further, by reducing the parasitic capacitance, high speed operation can be achieved at the same time.

図10に、従来の拡散層配線を示す。図10に示すように、従来の拡散層配線は、半導体基板101に第1導電型のウエル領域108が設けられ、この第1導電型のウエル領域108内に第2導電型の拡散層114が形成された構成をしており、上記第2導電型の拡散層114が配線として機能する。   FIG. 10 shows a conventional diffusion layer wiring. As shown in FIG. 10, in the conventional diffusion layer wiring, a first conductivity type well region 108 is provided in a semiconductor substrate 101, and a second conductivity type diffusion layer 114 is provided in the first conductivity type well region 108. The second conductive type diffusion layer 114 functions as a wiring.

しかしながら、図10に示す従来の拡散層配線では、上記拡散層114と上記ウエル領域108との接合面積が大きく、この接合に起因する寄生容量により、消費電力が増大し、高速動作が阻害されるという問題があった。   However, in the conventional diffusion layer wiring shown in FIG. 10, the junction area between the diffusion layer 114 and the well region 108 is large, and due to the parasitic capacitance resulting from this junction, power consumption increases and high speed operation is hindered. There was a problem.

そこで、従来、図11に示すように、素子分離領域109によって上記拡散層114を挟んで、上記拡散層114の側壁と上記ウエル領域108との間の接合容量を低減させるという構成が提言されている(特開平10−163342号公報:特許文献1参照)。   Therefore, conventionally, as shown in FIG. 11, a configuration has been proposed in which the diffusion layer 114 is sandwiched by the element isolation region 109 to reduce the junction capacitance between the sidewall of the diffusion layer 114 and the well region 108. (See Japanese Patent Laid-Open No. 10-163342: Patent Document 1).

また、図12は、従来のエッチング装置を示し、このエッチング装置にて図11の拡散層配線を製造する。このエッチング装置は、真空チャンバー121と、ガス導入口128と、ガス排気口129と、上記真空チャンバー121内でそれぞれ対向して配置された一対の平行電極である上部電極123および下部電極122と、この下部電極122に接続されたブロッキングキャパシタンス125および高周波発生電源126を備える。上記上部電極123は、アース電位に接地されている。そして、図12に示すエッチング装置では、上記上部電極123と上記下部電極122との間でプラズマを発生し、上記下部電極122に設置された被処理基板124の表面に対して垂直方向の電界によって、上記被処理基板124の表面に対して垂直方向のエッチング形状が得られる。   FIG. 12 shows a conventional etching apparatus, and the diffusion layer wiring of FIG. 11 is manufactured by this etching apparatus. The etching apparatus includes a vacuum chamber 121, a gas inlet 128, a gas exhaust port 129, and a pair of parallel electrodes, an upper electrode 123 and a lower electrode 122, which are arranged to face each other in the vacuum chamber 121, A blocking capacitance 125 and a high frequency generation power supply 126 connected to the lower electrode 122 are provided. The upper electrode 123 is grounded to the earth potential. In the etching apparatus shown in FIG. 12, plasma is generated between the upper electrode 123 and the lower electrode 122, and an electric field perpendicular to the surface of the substrate to be processed 124 installed on the lower electrode 122 is used. Thus, an etching shape in a direction perpendicular to the surface of the substrate to be processed 124 is obtained.

しかしながら、図12に示す従来のエッチング装置では、上記被処理基板124に対してほぼ垂直の方向にしかエッチングすることができず、通常、図11に示す従来の半導体装置のように、上記素子分離領域109の底面は、上記素子分離領域109の上面よりも小さくなってしまっていた。このため、上記拡散層114と上記ウエル領域108の接合面積は、上記ウエル領域108から露出する上記拡散層114の表面積よりも大きくなって、消費電力の低減および高速動作は困難であった。
特開平10−163342号公報
However, the conventional etching apparatus shown in FIG. 12 can etch only in a direction substantially perpendicular to the substrate to be processed 124, and usually the element isolation as in the conventional semiconductor apparatus shown in FIG. The bottom surface of the region 109 is smaller than the top surface of the element isolation region 109. For this reason, the junction area between the diffusion layer 114 and the well region 108 is larger than the surface area of the diffusion layer 114 exposed from the well region 108, and it is difficult to reduce power consumption and to operate at high speed.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-163342

そこで、この発明の課題は、素子分離領域を基板表面に対して斜め方向に形成することによって、寄生容量を低減し、低消費電力動作および高速動作を可能とする半導体装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor device that reduces parasitic capacitance and enables low power consumption operation and high speed operation by forming an element isolation region obliquely with respect to the substrate surface. .

上記課題を解決するため、この発明の半導体装置は、
半導体基板と、
素子分離領域と、
上記半導体基板に設けられた第1導電型のウエル領域と、
この第1導電型のウエル領域内に形成された第2導電型の拡散層と
を備え、
上記素子分離領域は、上記拡散層と上記ウエル領域との接する面積が、上記ウエル領域から露出する上記拡散層の表面積より小さくなるように形成されていることを特徴としている。
In order to solve the above problems, a semiconductor device of the present invention is
A semiconductor substrate;
An element isolation region;
A first conductivity type well region provided in the semiconductor substrate;
A diffusion layer of a second conductivity type formed in the well region of the first conductivity type,
The element isolation region is formed so that an area in contact between the diffusion layer and the well region is smaller than a surface area of the diffusion layer exposed from the well region.

ここで、上記第1導電型とは、P型またはN型をいい、上記第1導電型がP型のときは、上記第2導電型はN型であり、上記第1導電型がN型のときは、上記第2導電型はP型である。   Here, the first conductivity type is a P type or an N type. When the first conductivity type is a P type, the second conductivity type is an N type, and the first conductivity type is an N type. In this case, the second conductivity type is a P type.

この発明の半導体装置によれば、上記素子分離領域は、上記拡散層と上記ウエル領域との接する面積が、上記ウエル領域から露出する上記拡散層の表面積より小さくなるように形成されているので、上記拡散層と上記ウエル領域との間の接合面積を低減させることができる。このため、上記拡散層と上記ウエル領域との間の寄生容量を低減することができ、低消費電力動作および高速動作が可能となる。   According to the semiconductor device of the present invention, the element isolation region is formed so that an area where the diffusion layer and the well region are in contact with each other is smaller than a surface area of the diffusion layer exposed from the well region. The junction area between the diffusion layer and the well region can be reduced. For this reason, the parasitic capacitance between the diffusion layer and the well region can be reduced, and low power consumption operation and high speed operation are possible.

また、この発明の半導体装置は、
半導体基板と、
素子分離領域と、
上記半導体基板に設けられた第1導電型のウエル領域と、
この第1導電型のウエル領域上に形成されたゲート絶縁膜と、
このゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、
上記第1導電型のウエル領域内に形成された第2導電型のソース領域およびドレイン領域と、
このソース領域およびドレイン領域の間に形成されたチャネル領域と
を備え、
上記素子分離領域は、ゲート長方向の断面において上記ゲート電極側の上記ウエル領域表面に対して鋭角となるように斜め方向に形成されていることを特徴としている。
The semiconductor device of the present invention is
A semiconductor substrate;
An element isolation region;
A first conductivity type well region provided in the semiconductor substrate;
A gate insulating film formed on the first conductivity type well region;
A gate electrode formed on the gate insulating film;
A second conductivity type source region and drain region formed in the first conductivity type well region;
A channel region formed between the source region and the drain region,
The element isolation region is formed in an oblique direction so as to have an acute angle with respect to the surface of the well region on the gate electrode side in a cross section in the gate length direction.

この発明の半導体装置によれば、電界効果トランジスタにおいて、上記素子分離領域が、ゲート長方向の断面において上記ゲート電極側の上記ウエル領域表面に対して鋭角となるように斜め方向に形成されているので、上記素子分離領域が、上記ウエル領域表面に対して垂直に形成されている場合と比較して、上記ソース領域およびドレイン領域と上記ウエル領域との間の接合面積を低減させることができる。このため、上記ソース領域およびドレイン領域と上記ウエル領域との間の寄生容量を低減することができ、低消費電力動作および高速動作が可能となる。   According to the semiconductor device of the present invention, in the field effect transistor, the element isolation region is formed in an oblique direction so as to have an acute angle with respect to the surface of the well region on the gate electrode side in the cross section in the gate length direction. Therefore, the junction area between the source and drain regions and the well region can be reduced as compared with the case where the element isolation region is formed perpendicular to the surface of the well region. For this reason, parasitic capacitance between the source and drain regions and the well region can be reduced, and low power consumption operation and high speed operation are possible.

また、この発明の半導体装置は、
半導体基板と、
素子分離領域と、
上記半導体基板に設けられた第2導電型の深いウエル領域と、
この第2導電型の深いウエル領域内に形成された第1導電型の浅いウエル領域と、
この第1導電型の浅いウエル領域上に形成されたゲート絶縁膜と、
このゲート絶縁膜上に形成されると共に、上記第1導電型の浅いウエル領域とウエルコンタクト部を通して電気的に接続されたゲート電極と、
上記第1導電型の浅いウエル領域内に形成された第2導電型のソース領域およびドレイン領域と、
このソース領域およびドレイン領域の間に形成されたチャネル領域と
を備え、
上記素子分離領域は、上記浅いウエル領域と上記深いウエル領域との接する面積が、上記深いウエル領域から露出する上記浅いウエル領域の表面積より小さくなるように形成されていることを特徴としている。
The semiconductor device of the present invention is
A semiconductor substrate;
An element isolation region;
A second well-type deep well region provided on the semiconductor substrate;
A first well type shallow well region formed in the second well type deep well region;
A gate insulating film formed on the first conductivity type shallow well region;
A gate electrode formed on the gate insulating film and electrically connected to the shallow well region of the first conductivity type through the well contact portion;
A second conductivity type source region and drain region formed in the first conductivity type shallow well region;
A channel region formed between the source region and the drain region,
The element isolation region is formed so that an area where the shallow well region and the deep well region are in contact with each other is smaller than a surface area of the shallow well region exposed from the deep well region.

この発明の半導体装置によれば、バルク動的しきい値トランジスタ(B−DTMOSFET: Bulk Dynamic Threshold Voltage MOSFET)において、上記素子分離領域は、上記浅いウエル領域と上記深いウエル領域との接する面積が、上記深いウエル領域から露出する上記浅いウエル領域の表面積より小さくなるように形成されているので、上記浅いウエル領域と上記深いウエル領域との接合面積を小さくすることができる。このため、上記接合が起因となる容量増加および寄生縦バイポーラ電流を抑制することができ、高速動作および低消費電力動作が可能となる。   According to the semiconductor device of the present invention, in the bulk dynamic threshold transistor (B-DTMOSFET: Bulk Dynamic Threshold Voltage MOSFET), the element isolation region has an area where the shallow well region and the deep well region are in contact with each other. Since it is formed so as to be smaller than the surface area of the shallow well region exposed from the deep well region, the junction area between the shallow well region and the deep well region can be reduced. For this reason, the increase in capacity and parasitic vertical bipolar current caused by the junction can be suppressed, and high-speed operation and low power consumption operation are possible.

また、一実施形態の半導体装置では、
上記素子分離領域は、ゲート長方向の断面において上記ゲート電極側の上記浅いウエル領域表面に対して鋭角となるように斜め方向に形成されており、
上記浅いウエル領域と上記深いウエル領域との接合部分は、上記素子分離領域の下端付近にある。
In one embodiment of the semiconductor device,
The element isolation region is formed in an oblique direction so as to have an acute angle with respect to the surface of the shallow well region on the gate electrode side in the cross section in the gate length direction,
The junction between the shallow well region and the deep well region is near the lower end of the element isolation region.

この一実施形態の半導体装置によれば、B−DTMOSFETにおける上記浅いウエル領域と上記深いウエル領域の接合面積を効率良く小さくすることができる。   According to the semiconductor device of this embodiment, the junction area between the shallow well region and the deep well region in the B-DTMOSFET can be efficiently reduced.

また、一実施形態の半導体装置では、
上記チャネル領域のゲート長方向の断面における、上記ゲート電極の一の側方(右側)から上記ゲート電極の直下方向に向けて上記浅いウエル領域表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域と、上記ゲート電極の他の側方(左側)から上記ゲート電極の直下方向に向けて上記浅いウエル領域表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域とは、上記ゲート電極の直下でつながっており、
上記ウエルコンタクト部付近のゲート長方向の断面における、上記ゲート電極の一の側方(右側)から上記ゲート電極の直下方向に向けて上記浅いウエル領域表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域と、上記ゲート電極の他の側方(左側)から上記ゲート電極の直下方向に向けて上記浅いウエル領域表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域とは、上記ゲート電極の直下で分離されている。
In one embodiment of the semiconductor device,
In the cross section of the channel region in the gate length direction, an element isolation region formed obliquely with respect to the surface of the shallow well region from one side (right side) of the gate electrode to a direction directly below the gate electrode And an element isolation region formed obliquely with respect to the surface of the shallow well region from the other side (left side) of the gate electrode to a direction directly below the gate electrode is directly below the gate electrode. Connected,
An element formed in an oblique direction with respect to the surface of the shallow well region from one side (right side) of the gate electrode to a direction directly below the gate electrode in a cross section in the gate length direction near the well contact portion. The isolation region and the element isolation region formed in an oblique direction with respect to the surface of the shallow well region from the other side (left side) of the gate electrode to a direction directly below the gate electrode Separated directly below.

この一実施形態の半導体装置によれば、B−DTMOSFETにおける上記チャネル領域下の上記浅いウエル領域と上記深いウエル領域との接合をなくすことができ、上記接合が起因となる容量増加および寄生縦バイポーラ電流をなくすことができるため、さらなる高速動作および低消費電力動作が可能となる。   According to the semiconductor device of this embodiment, the junction between the shallow well region and the deep well region under the channel region in the B-DTMOSFET can be eliminated, and the capacitance increase and parasitic vertical bipolar caused by the junction can be eliminated. Since the current can be eliminated, further high speed operation and low power consumption operation are possible.

また、この発明の半導体装置は、
半導体基板と、
素子分離領域と、
上記半導体基板に設けられた第1導電型のウエル領域と、
この第1導電型のウエル領域上に形成されたゲート絶縁膜と、
このゲート絶縁膜上に形成されると共に、上記第1導電型のウエル領域とウエルコンタクト部を通して電気的に接続されたゲート電極と、
上記第1導電型のウエル領域内に形成された第2導電型のソース領域およびドレイン領域と、
このソース領域およびドレイン領域の間に形成されたチャネル領域と
を備え、
ゲート長方向の断面における、上記ゲート電極の一の側方(右側)から上記ゲート電極の直下方向に向けて上記ウエル領域表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域と、上記ゲート電極の他の側方(左側)から上記ゲート電極の直下方向に向けて上記ウエル領域表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域とは、上記ゲート電極の直下でつながっており、
上記チャネル領域は、上記半導体基板と電気的に分離されていることを特徴としている。
The semiconductor device of the present invention is
A semiconductor substrate;
An element isolation region;
A first conductivity type well region provided in the semiconductor substrate;
A gate insulating film formed on the first conductivity type well region;
A gate electrode formed on the gate insulating film and electrically connected to the well region of the first conductivity type through the well contact portion;
A second conductivity type source region and drain region formed in the first conductivity type well region;
A channel region formed between the source region and the drain region,
In the cross section in the gate length direction, an element isolation region formed obliquely with respect to the surface of the well region from one side (right side) of the gate electrode to a direction directly below the gate electrode, and the gate electrode The element isolation region formed obliquely with respect to the surface of the well region from the other side (left side) in the direction directly below the gate electrode is connected directly below the gate electrode,
The channel region is electrically isolated from the semiconductor substrate.

この発明の半導体装置によれば、バルク動的しきい値トランジスタ(B−DTMOSFET: Bulk Dynamic Threshold Voltage MOSFET)において、ゲート長方向の断面における、上記ゲート電極の一の側方から上記ゲート電極の直下方向に向けて上記ウエル領域表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域と、上記ゲート電極の他の側方から上記ゲート電極の直下方向に向けて上記ウエル領域表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域とは、上記ゲート電極の直下でつながって、上記チャネル領域は、上記半導体基板と電気的に分離されているので、寄生縦バイポーラ素子が形成されないため、リーク電流、寄生容量が減少して、高速動作および低消費電力動作が可能となる。また、B−DTMOSFETで必要だった深いウエル領域が不必要となるため、注入工程を減らすことができる。   According to the semiconductor device of the present invention, in a bulk dynamic threshold voltage transistor (B-DTMOSFET: Bulk Dynamic Threshold Voltage MOSFET), from one side of the gate electrode in the cross section in the gate length direction, directly below the gate electrode. An element isolation region formed obliquely with respect to the surface of the well region toward the direction, and an oblique direction with respect to the surface of the well region from the other side of the gate electrode toward a direction directly below the gate electrode Since the channel region is electrically isolated from the semiconductor substrate, the parasitic vertical bipolar device is not formed because the channel isolation region is connected to the device isolation region formed immediately below the gate electrode. The parasitic capacitance is reduced, and high speed operation and low power consumption operation are possible. Further, since the deep well region necessary for the B-DTMOSFET is not necessary, the implantation process can be reduced.

また、この発明の半導体製造装置は、
一対の対向している第1の電極および第2の電極と、
この第1の電極とこの第2の電極との間にプラズマを発生させるように、この第1の電極または第2の電極に接続されて高周波電力を与える高周波発生用電源と、
上記第1の電極と上記第2の電極とを結ぶ方向に垂直な方向の電界を発生する電界発生手段と
を備えることを特徴としている。
The semiconductor manufacturing apparatus of the present invention is
A pair of opposing first and second electrodes;
A high frequency generating power source that is connected to the first electrode or the second electrode and applies high frequency power so as to generate plasma between the first electrode and the second electrode;
An electric field generating means for generating an electric field in a direction perpendicular to a direction connecting the first electrode and the second electrode is provided.

この発明の半導体製造装置によれば、上記第1の電極、上記第2の電極および上記高周波発生用電源を備えるので、上記第1の電極または上記第2の電極上に配置された被処理基板に対して、プラズマエッチング処理を施すことができる。また、上記電界発生手段を備えるので、上記被処理基板と平行方向の一定電界を形成することができる。このように、上記被処理基板に対して斜め方向のエッチングが可能となる。なお、この電界発生手段は、例えば、一対の対向している第1と第2の電界発生用電極を有し、この第1と第2の電界発生用電極は、上記被処理基板を設置する上記第1の電極または上記第2の電極の近傍で、かつ、上記被処理基板を設置する上記第1の電極または上記第2の電極を挟むように、配置される。   According to the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, since the first electrode, the second electrode, and the high-frequency power supply are provided, the substrate to be processed disposed on the first electrode or the second electrode In contrast, a plasma etching process can be performed. In addition, since the electric field generating means is provided, a constant electric field in a direction parallel to the substrate to be processed can be formed. In this manner, etching in an oblique direction with respect to the substrate to be processed can be performed. The electric field generating means includes, for example, a pair of first and second electric field generating electrodes facing each other, and the first and second electric field generating electrodes are provided with the substrate to be processed. It arrange | positions so that the said 1st electrode or said 2nd electrode which installs the said to-be-processed substrate may be pinched | interposed in the vicinity of the said 1st electrode or the said 2nd electrode.

また、この発明の半導体製造装置は、
一対の対向している第1の電極および第2の電極と、
この第1の電極とこの第2の電極との間にプラズマを発生させるように、この第1の電極または第2の電極に接続されて高周波電力を与える高周波発生用電源と、
上記第1の電極と上記第2の電極とを結ぶ方向に垂直な方向の磁界を発生する磁界発生手段と
を備えることを特徴としている。
The semiconductor manufacturing apparatus of the present invention is
A pair of opposing first and second electrodes;
A high frequency generating power source that is connected to the first electrode or the second electrode and applies high frequency power so as to generate plasma between the first electrode and the second electrode;
Magnetic field generating means for generating a magnetic field in a direction perpendicular to a direction connecting the first electrode and the second electrode is provided.

この発明の半導体製造装置によれば、上記第1の電極、上記第2の電極および上記高周波発生用電源を備えるので、上記第1の電極または上記第2の電極上に配置された被処理基板に対して、プラズマエッチング処理を施すことができる。また、上記磁界発生手段を備えるので、上記被処理基板と平行方向の一定磁界を形成することができる。このように、上記被処理基板に対して斜め方向のエッチングが可能となる。なお、この磁界発生手段は、例えば、一対の対向している第1と第2のコイル(または磁石)を有し、この第1と第2のコイル(または磁石)は、上記被処理基板を設置する上記第1の電極または上記第2の電極の近傍で、かつ、上記被処理基板を設置する上記第1の電極または上記第2の電極を挟むように、配置される。   According to the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, since the first electrode, the second electrode, and the high-frequency power supply are provided, the substrate to be processed disposed on the first electrode or the second electrode In contrast, a plasma etching process can be performed. Further, since the magnetic field generating means is provided, a constant magnetic field in a direction parallel to the substrate to be processed can be formed. In this manner, etching in an oblique direction with respect to the substrate to be processed can be performed. The magnetic field generating means has, for example, a pair of opposing first and second coils (or magnets), and the first and second coils (or magnets) It arrange | positions so that the said 1st electrode or said 2nd electrode which installs the said to-be-processed substrate may be pinched | interposed in the vicinity of the said 1st electrode or the said 2nd electrode to install.

また、一実施形態の半導体製造装置では、上記第1の電極または上記第2の電極を、上記第1の電極と上記第2の電極とを結ぶ方向の回りに回転させる回転手段を備えている。   The semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment further includes a rotating unit that rotates the first electrode or the second electrode around a direction connecting the first electrode and the second electrode. .

この一実施形態の半導体製造装置によれば、上記回転手段を備えるので、上記回転手段にて回転される上記第1の電極または上記第2の電極に、上記被処理基板を設置して、上記被処理基板を回転しながらプラズマエッチング処理を施すことで、上記被処理基板に対して任意方向の斜めエッチングが可能となる。なお、上記回転手段にて回転される上記第1の電極または上記第2の電極は、上記被処理基板の中心を通りかつ上記被処理基板の面に垂直な軸に対して、回転される。   According to the semiconductor manufacturing apparatus of this embodiment, since the rotating means is provided, the substrate to be processed is installed on the first electrode or the second electrode rotated by the rotating means, and By performing plasma etching while rotating the substrate to be processed, oblique etching in an arbitrary direction can be performed on the substrate to be processed. The first electrode or the second electrode rotated by the rotating means is rotated about an axis that passes through the center of the substrate to be processed and is perpendicular to the surface of the substrate to be processed.

また、この発明の半導体製造方法は、
プラズマ発生用の電極に被処理基板を配置する工程と、
上記プラズマ発生用の電極の近傍に上記被処理基板と平行方向の電界をかけた状態で、上記被処理基板にプラズマエッチング処理を施す工程と
を備えることを特徴としている。
The semiconductor manufacturing method of the present invention is
Arranging a substrate to be processed on an electrode for plasma generation;
And a step of performing a plasma etching process on the substrate to be processed in a state where an electric field parallel to the substrate to be processed is applied in the vicinity of the plasma generating electrode.

この発明の半導体製造方法によれば、上記被処理基板に、上記被処理基板と平行方向の電界をかけた状態で、プラズマエッチング処理を施すので、上記被処理基板に斜め方向のエッチング形状が良好に形成される。   According to the semiconductor manufacturing method of the present invention, since the plasma processing is performed on the substrate to be processed while an electric field in a direction parallel to the substrate to be processed is applied, the etching shape in the oblique direction is good on the substrate to be processed. Formed.

また、この発明の半導体製造方法は、
プラズマ発生用の電極に被処理基板を配置する工程と、
上記プラズマ発生用の電極の近傍に上記被処理基板と平行方向の磁界をかけた状態で、上記被処理基板にプラズマエッチング処理を施す工程と
を備えることを特徴としている。
The semiconductor manufacturing method of the present invention is
Arranging a substrate to be processed on an electrode for plasma generation;
And a step of performing a plasma etching process on the substrate to be processed in a state where a magnetic field parallel to the substrate to be processed is applied in the vicinity of the electrode for generating plasma.

この発明の半導体製造方法によれば、上記被処理基板に、上記被処理基板と平行方向の磁界をかけた状態で、プラズマエッチング処理を施すので、上記被処理基板に斜め方向のエッチング形状が良好に形成される。   According to the semiconductor manufacturing method of the present invention, since the plasma etching process is performed on the substrate to be processed in a state where a magnetic field parallel to the substrate to be processed is applied, the etching shape in the oblique direction is good on the substrate to be processed. Formed.

また、この発明の半導体装置は、上記発明の半導体製造方法を用いて製造されることを特徴としている。   The semiconductor device of the present invention is manufactured using the semiconductor manufacturing method of the present invention.

この発明の半導体装置によれば、上記発明の半導体製造方法を用いて製造されるので、素子分離領域が、ゲート長方向の断面においてゲート電極側の基板表面に対して鋭角となるよう形成することができるため、通常のMOSFETにおけるソース領域とドレイン領域の接合容量が小さくなり、高速動作および低消費電力動作が可能となる。   According to the semiconductor device of the present invention, since the semiconductor device is manufactured using the semiconductor manufacturing method of the present invention, the element isolation region is formed to have an acute angle with respect to the substrate surface on the gate electrode side in the cross section in the gate length direction. Therefore, the junction capacitance between the source region and the drain region in a normal MOSFET is reduced, and high speed operation and low power consumption operation are possible.

また、この発明の携帯情報端末機器は、上記発明の半導体装置を含むことを特徴としている。   A portable information terminal device according to the present invention includes the semiconductor device according to the present invention.

この発明の携帯情報端末機器によれば、上記発明の半導体装置を含むので、高速動作および低消費電力動作が可能なため、電池駆動時において、長時間動作が可能である。   According to the portable information terminal device of the present invention, since the semiconductor device of the present invention is included, high-speed operation and low power consumption operation are possible, and therefore, long-time operation is possible during battery driving.

この発明の半導体装置によれば、上記拡散層と上記ウエル領域の接する面積は、上記拡散層表面に対して斜め方向に形成された上記素子分離領域によって、上記ウエル領域から露出する上記拡散層の表面積より小さくなるようにすることによって、寄生容量を減少させることができて、低消費電力動作および高速動作が可能となった。   According to the semiconductor device of the present invention, the area where the diffusion layer and the well region are in contact with each other is such that the diffusion region exposed from the well region is exposed by the element isolation region formed obliquely with respect to the surface of the diffusion layer. By making it smaller than the surface area, the parasitic capacitance can be reduced, and low power consumption operation and high speed operation are possible.

また、バルク半導体基板を用いたB−DTMOSFET(Bulk Dynamic Threshold MOSFET)の素子分離領域を、上記浅いウエル領域と上記深いウエル領域との接合面積が、上記半導体基板上において上記浅いウエル領域が上記素子分離領域により囲まれる面積より小さくなるよう、特に、上記ゲート電極側の上記浅いウエル領域表面に対して鋭角となるよう斜め方向に形成することによって、上記B−DTMOSFETで問題だった寄生容量および寄生縦バイポーラ素子のリーク電流を減少させることができ、高速動作および低消費電力動作が可能となった。   In addition, the element isolation region of a B-DTMOSFET (Bulk Dynamic Threshold MOSFET) using a bulk semiconductor substrate has a junction area between the shallow well region and the deep well region, and the shallow well region is the element on the semiconductor substrate. By forming it in an oblique direction so as to be smaller than the area surrounded by the isolation region, particularly at an acute angle with respect to the surface of the shallow well region on the gate electrode side, the parasitic capacitance and the parasitic problem which are problems in the B-DTMOSFET are obtained. Leakage current of the vertical bipolar element can be reduced, and high speed operation and low power consumption operation are possible.

また、上記B−DTMOSFETにおいて、上記チャネル領域のゲート長方向の断面における、上記ゲート電極の右側から上記ゲート電極の直下方向に向けて上記浅いウエル領域表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域と、上記ゲート電極の左側から上記ゲート電極の直下方向に向けて上記浅いウエル領域表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域とは、上記ゲート電極の直下でつながっており、上記ウエルコンタクト部付近のゲート長方向の断面における、上記ゲート電極の右側から上記ゲート電極の直下方向に向けて上記浅いウエル領域表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域と、上記ゲート電極の左側から上記ゲート電極の直下方向に向けて上記浅いウエル領域表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域とは、上記ゲート電極の直下で分離されていることによって、上記B−DTMOSFETで問題だった深いウエル領域と浅いウエル領域との間の容量および寄生縦バイポーラ素子が著しく減少し、さらなる高速動作および低消費電力動作が可能となった。   Further, in the B-DTMOSFET, in the cross section of the channel region in the gate length direction, an element formed in an oblique direction with respect to the surface of the shallow well region from the right side of the gate electrode toward the direction immediately below the gate electrode. The isolation region and the element isolation region formed in an oblique direction with respect to the surface of the shallow well region from the left side of the gate electrode toward the direction directly below the gate electrode are connected directly below the gate electrode, An isolation region formed in an oblique direction with respect to the surface of the shallow well region from the right side of the gate electrode to a direction directly below the gate electrode in a cross section in the gate length direction near the well contact portion; and the gate It is formed in an oblique direction with respect to the surface of the shallow well region from the left side of the electrode to the direction directly below the gate electrode. The element isolation region is isolated immediately below the gate electrode, so that the capacitance between the deep well region and the shallow well region and the parasitic vertical bipolar device, which were problems in the B-DTMOSFET, are significantly reduced. Further high speed operation and low power consumption operation became possible.

また、上記B−DTMOSFETにおいて、上記浅いウエル領域を、上記浅いウエル領域表面に対して斜め方向に形成された上記素子分離領域によって上記半導体基板と電気的に分離することによって、B−DTMOSFETで問題だった深いウエル領域と浅いウエル領域間の容量および寄生縦バイポーラ素子が全く形成されず、さらなる高速動作および低消費電力動作が可能となった。   Further, in the B-DTMOSFET, the shallow well region is electrically isolated from the semiconductor substrate by the element isolation region formed in an oblique direction with respect to the surface of the shallow well region, thereby causing a problem in the B-DTMOSFET. The capacitance between the deep well region and the shallow well region and the parasitic vertical bipolar element were not formed at all, and further high-speed operation and low power consumption operation became possible.

また、この発明の半導体製造装置によれば、電界または磁界を用いてイオンを被処理基板に対して斜め方向から入射させることができ、従来のプラズマエッチング装置では困難だった被処理基板表面に対して斜め方向のエッチングが可能となる効果がある。   Further, according to the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, ions can be incident on the substrate to be processed from an oblique direction using an electric field or a magnetic field, and the surface of the substrate to be processed, which has been difficult with a conventional plasma etching apparatus, can be obtained. Thus, the etching can be performed in an oblique direction.

また、上記半導体製造装置を用いて通常のMOSFETを作成した場合、素子分離領域をゲート電極側の基板表面に対して鋭角となるよう斜め方向に形成することができ、ソース領域およびドレイン領域の寄生容量を減少させることができるため高速動作が可能となる効果がある。   In addition, when a normal MOSFET is formed using the semiconductor manufacturing apparatus, the element isolation region can be formed in an oblique direction so as to be an acute angle with respect to the substrate surface on the gate electrode side, and the source region and the drain region can be parasitic. Since the capacity can be reduced, there is an effect that high speed operation is possible.

また、この発明の半導体製造方法によれば、上記被処理基板に、上記被処理基板と平行方向の電界または磁界をかけた状態で、プラズマエッチング処理を施すので、上記被処理基板に斜め方向のエッチング形状が良好に形成される。   According to the semiconductor manufacturing method of the present invention, since the plasma etching process is performed on the substrate to be processed in a state where an electric field or a magnetic field in a direction parallel to the substrate to be processed is applied, the substrate to be processed is inclined. The etching shape is formed well.

また、この発明の携帯情報端末機器によれば、上記発明の半導体装置を使用しているので、高速動作および低消費電力動作が可能なため、電池駆動時において、長時間使用が可能となる効果がある。   In addition, according to the portable information terminal device of the present invention, since the semiconductor device of the present invention is used, high-speed operation and low power consumption operation are possible, so that the battery can be used for a long time. There is.

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.

(第1の実施形態)
図1は、この発明の半導体装置の第1の実施形態の断面図を示している。なお、図1(a)では、素子分離領域9の断面形状は、逆V字形状であり、図1(b)では、素子分離領域9の断面形状が、台形形状である。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a first embodiment of a semiconductor device of the present invention. In FIG. 1A, the cross-sectional shape of the element isolation region 9 is an inverted V shape, and in FIG. 1B, the cross-sectional shape of the element isolation region 9 is a trapezoidal shape.

図1(a)および図1(b)に示すように、この半導体装置は、半導体基板1と、素子分離領域9と、上記半導体基板1に設けられた第1導電型のウエル領域8と、この第1導電型のウエル領域8内に形成された第2導電型の拡散層14とを備える。なお、この第1の実施形態では、上記第1導電型とは、P型であり、上記第2導電型とは、N型である。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the semiconductor device includes a semiconductor substrate 1, an element isolation region 9, a first conductivity type well region 8 provided in the semiconductor substrate 1, And a second conductivity type diffusion layer 14 formed in the first conductivity type well region 8. In the first embodiment, the first conductivity type is P-type, and the second conductivity type is N-type.

上記素子分離領域9は、上記拡散層14と上記ウエル領域8との接する面積が、上記ウエル領域8から露出する上記拡散層14の表面積より小さくなるように形成されている。具体的に述べると、上記素子分離領域9は、この素子分離領域9の両側の間隔が上記半導体基板1側ほど広がるように、上記ウエル領域8表面に対して斜め方向に形成されている。   The element isolation region 9 is formed so that the area where the diffusion layer 14 and the well region 8 are in contact with each other is smaller than the surface area of the diffusion layer 14 exposed from the well region 8. Specifically, the element isolation region 9 is formed in an oblique direction with respect to the surface of the well region 8 so that the distance between both sides of the element isolation region 9 increases toward the semiconductor substrate 1 side.

上記構成の半導体装置によれば、上記拡散層14と上記ウエル領域8との間の接合面積が減少するので、上記拡散層14と上記ウエル領域8との間の寄生容量が減少して、低消費電力動作および高速動作が可能となる。   According to the semiconductor device having the above configuration, since the junction area between the diffusion layer 14 and the well region 8 is reduced, the parasitic capacitance between the diffusion layer 14 and the well region 8 is reduced, resulting in a low level. Power consumption operation and high-speed operation are possible.

次に、上記半導体装置における半導体基板1表面に対して斜め方向の素子分離領域9を形成するための半導体製造装置および半導体製造方法を示す。   Next, a semiconductor manufacturing apparatus and a semiconductor manufacturing method for forming the element isolation region 9 in the oblique direction with respect to the surface of the semiconductor substrate 1 in the semiconductor device will be described.

図8(a)は、半導体製造装置の概略構造を示す断面図である。また、図8(b)は、図8(a)における下部電極付近の平面図であり、図8(c)は、斜めエッチングの説明図である。   FIG. 8A is a cross-sectional view showing a schematic structure of a semiconductor manufacturing apparatus. FIG. 8B is a plan view of the vicinity of the lower electrode in FIG. 8A, and FIG. 8C is an explanatory view of oblique etching.

この発明の半導体製造装置は、一対の対向している第1の電極および第2の電極と、この第1の電極とこの第2の電極との間にプラズマを発生させるように、この第1の電極または第2の電極に接続されて高周波電力を与える高周波発生用電源26と、上記第1の電極と上記第2の電極とを結ぶ方向に垂直な方向の電界を発生する電界発生手段50とを備える。   In the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, the first electrode and the second electrode facing each other and the first electrode so as to generate plasma between the first electrode and the second electrode. A high frequency generating power source 26 which is connected to the first electrode or the second electrode and applies a high frequency power, and an electric field generating means 50 which generates an electric field in a direction perpendicular to the direction connecting the first electrode and the second electrode. With.

具体的に述べると、上記半導体製造装置は、ガス導入口28およびガス排気口29を有する真空チャンバー21と、この真空チャンバー21内にそれぞれ対向して配置された一対の平行電極である上部電極23および下部電極22と、下部電極22に接続されたブロッキングキャパシタンス25および高周波発生用電源26とを備える。上記下部電極22上には、被処理基板24が配置される。上記上部電極23はアース電位に接地されている。また、上記半導体製造装置は、上記下部電極22の近傍の上方でかつ上記下部電極22を挟むように、第1の電界発生用電極27aおよび第2の電界発生用電極27bを備え、上記下部電極22近傍に上記被処理基板24表面に対して平行の電界がかけられる構成となっている。   More specifically, the semiconductor manufacturing apparatus includes a vacuum chamber 21 having a gas introduction port 28 and a gas exhaust port 29, and an upper electrode 23 that is a pair of parallel electrodes disposed in the vacuum chamber 21 so as to face each other. And a lower electrode 22, a blocking capacitance 25 connected to the lower electrode 22, and a high frequency generating power source 26. A substrate to be processed 24 is disposed on the lower electrode 22. The upper electrode 23 is grounded to the earth potential. The semiconductor manufacturing apparatus includes a first electric field generating electrode 27a and a second electric field generating electrode 27b so as to sandwich the lower electrode 22 above and in the vicinity of the lower electrode 22, and the lower electrode An electric field parallel to the surface of the substrate to be processed 24 is applied in the vicinity of 22.

上記第1と第2の電界発生用電極27a,27bは、上記電界発生手段50を構成し、上記下部電極22および上記上部電極23は、上記第1の電極および上記第2の電極の一例である。   The first and second electric field generating electrodes 27a and 27b constitute the electric field generating means 50, and the lower electrode 22 and the upper electrode 23 are examples of the first electrode and the second electrode. is there.

次に、上記半導体製造装置を用いた、上記被処理基板24のエッチング処理(すなわち、この発明の半導体製造方法)について説明する。   Next, the etching process of the substrate 24 to be processed (that is, the semiconductor manufacturing method of the present invention) using the semiconductor manufacturing apparatus will be described.

まず、上記下部電極22の表面上に、レジスト10によりパターニングされた上記被処理基板24を配置し、上記ガス導入口28より上記真空チャンバー21内にエッチングガスを導入した後、上記第1と第2の電界発生用電極27a,27bに電圧をかけて、上記下部電極22近傍に一定の電界がかかるようにした後、上記高周波発生用電源26から上記下部電極22に対して高周波電力を与える。   First, the substrate to be processed 24 patterned with the resist 10 is disposed on the surface of the lower electrode 22, an etching gas is introduced into the vacuum chamber 21 through the gas introduction port 28, and then the first and first After applying a voltage to the two electric field generating electrodes 27a and 27b so that a constant electric field is applied in the vicinity of the lower electrode 22, high frequency power is applied from the high frequency generating power source 26 to the lower electrode 22.

すると、上記上部電極23と上記下部電極22との間にプラズマ31が発生し、イオンと電子の質量の違いにより、このプラズマ31は、プラズマポテンシャルと呼ばれる正電位(Vp)に、また、上記下部電極22は、自己バイアス電圧と呼ばれる負電位(Vdc)に自己整合的に帯電する。この電位差(Vp + Vdc)により発生した、上記被処理基板24と垂直方向の電界(E1とする)により、イオンが加速されて、上記下部電極上22の上記被処理基板24表面を衝撃し、エッチングが進行していく。   Then, a plasma 31 is generated between the upper electrode 23 and the lower electrode 22, and the plasma 31 is changed to a positive potential (Vp) called a plasma potential due to a difference in mass between ions and electrons, and the lower electrode 22. The electrode 22 is charged in a self-aligned manner to a negative potential (Vdc) called a self-bias voltage. Ions are accelerated by an electric field (referred to as E1) perpendicular to the substrate 24 generated by this potential difference (Vp + Vdc), impacting the surface of the substrate 24 on the lower electrode 22; Etching proceeds.

ここで、このプラズマ31による上記被処理基板24に対して垂直に形成されるプラズマ電界E1に加えて、上記第1と第2の電界発生用電極27a,27bに電圧を与えることによって、上記被処理基板24表面と平行方向に一定電界(E2とする)を加える。すると、イオンは、図8(c)に示すように、E1とE2のベクトル和の電界Eによって、上記被処理基板24に対して斜め方向に加速進行し、上記被処理基板24に衝突する。   Here, in addition to the plasma electric field E1 formed perpendicularly to the substrate to be processed 24 by the plasma 31, a voltage is applied to the first and second electric field generating electrodes 27a and 27b, whereby A constant electric field (E2) is applied in a direction parallel to the surface of the processing substrate 24. Then, as shown in FIG. 8C, the ions are accelerated in an oblique direction with respect to the substrate to be processed 24 by the electric field E of the vector sum of E1 and E2, and collide with the substrate to be processed 24.

このような方法により、従来の半導体製造装置では困難であった、被処理基板に対して斜め方向にエッチングすることが可能となった。なお、上記第1と第2の電界発生用電極27a,27bに加える電圧を調節すると、任意の角度でエッチングすることが可能である。   By such a method, it has become possible to perform etching in an oblique direction with respect to the substrate to be processed, which has been difficult with a conventional semiconductor manufacturing apparatus. It is possible to perform etching at an arbitrary angle by adjusting the voltage applied to the first and second electric field generating electrodes 27a and 27b.

図1(a)に示す素子分離領域の形状を得るためには、エッチング処理中に図8における上記第1と第2の電界発生用電極27a,27bに加える電圧を反転させて、図8(c)における電界E2を左向きから右向きに反転させることにより達成することができる。   In order to obtain the shape of the element isolation region shown in FIG. 1A, the voltages applied to the first and second electric field generating electrodes 27a and 27b in FIG. This can be achieved by reversing the electric field E2 in c) from left to right.

また、図8に示すように、この半導体製造装置は、上記下部電極22を、上記上部電極23と上記下部電極22とを結ぶ方向の回りに回転させる(モータ等の)回転手段70を備える。具体的に述べると、上記下部電極22は、図8(b)に示すように、上記被処理基板24の中心を通り上記被処理基板24表面に対して垂直な軸に対して自由に回転できる構造になっている。このように、エッチング最中に上記被処理基板24を回転させることによって、図1(a)に示す素子分離領域形状を形成することが可能となる。   As shown in FIG. 8, the semiconductor manufacturing apparatus includes a rotating means 70 (such as a motor) that rotates the lower electrode 22 around a direction connecting the upper electrode 23 and the lower electrode 22. Specifically, as shown in FIG. 8B, the lower electrode 22 can freely rotate with respect to an axis that passes through the center of the substrate 24 to be processed and is perpendicular to the surface of the substrate 24 to be processed. It has a structure. Thus, by rotating the substrate to be processed 24 during etching, the element isolation region shape shown in FIG. 1A can be formed.

また、図8に示すように、上記第1と第2の電界発生用電極27a,27bに加える電圧を調節し、図8(c)における電界E2を左向きから徐々に右向きに変化させることによって、図1(b)に示す素子分離形状を得ることも可能となる。   Further, as shown in FIG. 8, by adjusting the voltage applied to the first and second electric field generating electrodes 27a and 27b, and gradually changing the electric field E2 in FIG. It is also possible to obtain the element isolation shape shown in FIG.

(第2の実施形態)
図2は、この発明の半導体装置の第2の実施形態の断面図を示している。この半導体装置は、半導体基板1上に形成されたN型のMOSFETであって、半導体基板1と、素子分離領域9と、上記半導体基板1に設けられた第1導電型(P型)のウエル領域8と、このウエル領域8上に形成されたゲート絶縁膜4と、このゲート絶縁膜4上に形成されたゲート電極5と、このゲート電極5を挟んだ上記ウエル領域8内に形成された第2導電型(N型)のソース領域6aおよびドレイン領域6bと、このソース領域6aおよびドレイン領域6bの間に形成されたチャネル領域3とを備える。
(Second Embodiment)
FIG. 2 shows a cross-sectional view of a second embodiment of the semiconductor device of the present invention. This semiconductor device is an N-type MOSFET formed on a semiconductor substrate 1, and includes a semiconductor substrate 1, an element isolation region 9, and a first conductivity type (P-type) well provided on the semiconductor substrate 1. A region 8, a gate insulating film 4 formed on the well region 8, a gate electrode 5 formed on the gate insulating film 4, and the well region 8 sandwiching the gate electrode 5. A source region 6a and a drain region 6b of the second conductivity type (N type) and a channel region 3 formed between the source region 6a and the drain region 6b are provided.

上記素子分離領域9は、ゲート長方向の断面において上記ゲート電極5側の上記ウエル領域8表面に対して鋭角となるように斜め方向に形成されている。   The element isolation region 9 is formed in an oblique direction so as to have an acute angle with respect to the surface of the well region 8 on the gate electrode 5 side in the cross section in the gate length direction.

上記構成の半導体装置(MOSFET)によれば、上記素子分離領域9が、上記ゲート電極5側の上記ウエル領域8表面に対して鋭角となるよう斜め方向に形成されているので、上記ソース領域6aと上記ウエル領域8との間の寄生容量17a、および、上記ドレイン領域6bと上記ウエル領域8との間の寄生容量17bは、図2において仮想線で示す素子分離領域9が上記ウエル領域8表面に対して垂直に形成されている場合と比較して、仮想面積18a,18bだけ小さくなる。このため、MOSFETにおいても上記拡散層領域の寄生容量が低減し、高速動作および低消費電力動作が可能となる。   According to the semiconductor device (MOSFET) having the above configuration, since the element isolation region 9 is formed in an oblique direction with respect to the surface of the well region 8 on the gate electrode 5 side, the source region 6a 2 and the parasitic capacitance 17b between the drain region 6b and the well region 8, the element isolation region 9 indicated by a virtual line in FIG. Compared with the case where the vertical area is formed, the virtual areas 18a and 18b become smaller. Therefore, also in the MOSFET, the parasitic capacitance in the diffusion layer region is reduced, and high speed operation and low power consumption operation are possible.

上記仮想面積18aとは、上記素子分離領域9を斜めに形成することによって削減できる上記ソース領域6aと上記ウエル領域8との間の接合領域である。また、上記仮想面積18bとは、上記素子分離領域9を斜めに形成することによって削減できる上記ドレイン領域6bと上記ウエル領域8との間の接合領域である。   The virtual area 18 a is a junction region between the source region 6 a and the well region 8 that can be reduced by forming the element isolation region 9 obliquely. The virtual area 18b is a junction region between the drain region 6b and the well region 8 that can be reduced by forming the element isolation region 9 obliquely.

なお、この第2の実施形態では、N型のMOSFETの場合を示したが、導電型の極性を逆にすることにより、P型のMOSFETにおいても同様に実施できることは明らかである。   In the second embodiment, the case of an N-type MOSFET has been described. However, it is apparent that the present invention can be similarly applied to a P-type MOSFET by reversing the polarity of the conductivity type.

次に、上記半導体装置における半導体基板1表面に対して斜め方向の素子分離領域9を製造するための半導体製造装置および半導体製造方法を示す。   Next, a semiconductor manufacturing apparatus and a semiconductor manufacturing method for manufacturing the element isolation region 9 oblique to the surface of the semiconductor substrate 1 in the semiconductor device will be described.

図9(a)は、半導体製造装置の概略構造を示す断面図である。また、図9(b)は、図9(a)における下部電極付近の平面図であり、図9(c)は、斜めエッチングの説明図である。   FIG. 9A is a cross-sectional view showing a schematic structure of a semiconductor manufacturing apparatus. FIG. 9B is a plan view of the vicinity of the lower electrode in FIG. 9A, and FIG. 9C is an explanatory diagram of oblique etching.

この発明の半導体製造装置は、一対の対向している第1の電極および第2の電極と、この第1の電極とこの第2の電極との間にプラズマを発生させるように、この第1の電極または第2の電極に接続されて高周波電力を与える高周波発生用電源26と、上記第1の電極と上記第2の電極とを結ぶ方向に垂直な方向の磁界を発生する磁界発生手段60とを備える。   In the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, the first electrode and the second electrode facing each other and the first electrode so as to generate plasma between the first electrode and the second electrode. A high frequency generating power source 26 which is connected to the first electrode or the second electrode and applies a high frequency power, and a magnetic field generating means 60 which generates a magnetic field in a direction perpendicular to the direction connecting the first electrode and the second electrode. With.

具体的に述べると、上記半導体製造装置は、ガス導入口28およびガス排気口29を有する真空チャンバー21と、この真空チャンバー21内にそれぞれ対向して配置された一対の平行電極である上部電極23および下部電極22と、下部電極22に接続されたブロッキングキャパシタンス25および高周波発生用電源26とを備える。上記下部電極22上には、被処理基板24が配置される。上記上部電極23はアース電位に接地されている。また、上記半導体製造装置は、上記下部電極22の近傍の上方でかつ上記下部電極22を挟むように、第1の磁界発生用コイル30aおよび第2の磁界発生用コイル30bを備え、上記下部電極22の近傍に上記被処理基板24表面に対して平行の磁界がかけられる構成となっている。   More specifically, the semiconductor manufacturing apparatus includes a vacuum chamber 21 having a gas introduction port 28 and a gas exhaust port 29, and an upper electrode 23 that is a pair of parallel electrodes disposed in the vacuum chamber 21 so as to face each other. And a lower electrode 22, a blocking capacitance 25 connected to the lower electrode 22, and a high frequency generating power source 26. A substrate to be processed 24 is disposed on the lower electrode 22. The upper electrode 23 is grounded to the earth potential. The semiconductor manufacturing apparatus includes a first magnetic field generating coil 30a and a second magnetic field generating coil 30b so as to sandwich the lower electrode 22 above and in the vicinity of the lower electrode 22, and the lower electrode. A magnetic field parallel to the surface of the substrate to be processed 24 is applied in the vicinity of 22.

上記第1と第2の磁界発生用コイル30a,30bは、上記磁界発生手段60を構成し、上記下部電極22および上記上部電極23は、上記第1の電極および上記第2の電極の一例である。   The first and second magnetic field generating coils 30a and 30b constitute the magnetic field generating means 60, and the lower electrode 22 and the upper electrode 23 are examples of the first electrode and the second electrode. is there.

次に、上記半導体製造装置を用いた、上記被処理基板24のエッチング処理(すなわち、この発明の半導体製造方法)について説明する。   Next, the etching process of the substrate 24 to be processed (that is, the semiconductor manufacturing method of the present invention) using the semiconductor manufacturing apparatus will be described.

まず、上記下部電極22の表面上に、レジスト10によりパターニングされた上記被処理基板24を配置し、上記ガス導入口28より上記真空チャンバー21内にエッチングガスを導入した後、上記第1と第2の磁界発生用コイル30a,30bに電流を流し、上記下部電極22近傍に一定の磁界がかかるようにした後、上記高周波発生用電源26から上記下部電極22に対して高周波電力を与える。   First, the substrate to be processed 24 patterned with the resist 10 is disposed on the surface of the lower electrode 22, an etching gas is introduced into the vacuum chamber 21 through the gas introduction port 28, and then the first and first A current is passed through the two magnetic field generating coils 30 a and 30 b so that a constant magnetic field is applied in the vicinity of the lower electrode 22, and then high frequency power is applied from the high frequency generating power supply 26 to the lower electrode 22.

すると、上記上部電極23と上記下部電極22との間にプラズマ31が発生し、上記上部電極23と上記下部電極22の間には電位差(Vp + Vdc)が発生し、イオンは上記被処理基板24に向けて加速される。このとき、上記第1と第2の磁界発生用コイル30a,30bに電流を流すことによって発生する、上記下部電極22近傍にある上記被処理基板24に対して平行な磁界により、加速されたイオンは、qv×B (qは素電荷量、vはイオンの速度、Bは磁束密度) の上記被処理基板24に対して平行方向の力を受け、結果、イオンは上記被処理基板24表面に対して斜め方向に進行する。   Then, a plasma 31 is generated between the upper electrode 23 and the lower electrode 22, a potential difference (Vp + Vdc) is generated between the upper electrode 23 and the lower electrode 22, and ions are supplied to the substrate to be processed. Accelerate towards 24. At this time, ions accelerated by a magnetic field parallel to the substrate to be processed 24 in the vicinity of the lower electrode 22 generated by passing current through the first and second magnetic field generating coils 30a and 30b. Qv × B (q is the amount of elementary charges, v is the velocity of ions, and B is the magnetic flux density) in a direction parallel to the substrate to be processed 24. As a result, ions are applied to the surface of the substrate to be processed 24. On the other hand, it proceeds in an oblique direction.

以上により、従来の装置では困難であった、被処理基板表面に対して斜め方向のエッチングが可能となった。なお、上記第1と第2の磁界発生用コイル30a,30bに流す電流量を調節することにより、上記被処理基板24に対して任意の角度でエッチングすることが可能である。また、上記回転手段70によって、上記下部電極22は、図9(b)に示すように、上記被処理基板24の中心を通り、上記被処理基板24表面に対して垂直な軸に対して自由に回転できる構造になっているため、上記被処理基板24の任意の方向にエッチングが可能である。   As described above, etching in an oblique direction with respect to the surface of the substrate to be processed, which was difficult with a conventional apparatus, can be performed. It is possible to perform etching at an arbitrary angle with respect to the substrate to be processed 24 by adjusting the amount of current flowing through the first and second magnetic field generating coils 30a and 30b. Further, the rotating means 70 allows the lower electrode 22 to freely pass through the center of the substrate to be processed 24 and perpendicular to the surface of the substrate to be processed 24 as shown in FIG. 9B. Therefore, the substrate can be etched in any direction.

上記半導体製造装置および製造方法を用いることによって、図2に示すように、上記半導体基板24の表面に対して斜め方向の上記素子分離領域9の形状を得ることができる。また、上記磁界発生用のコイル30a,30bは、磁石であってもよい。   By using the semiconductor manufacturing apparatus and the manufacturing method, the shape of the element isolation region 9 in an oblique direction with respect to the surface of the semiconductor substrate 24 can be obtained as shown in FIG. The magnetic field generating coils 30a and 30b may be magnets.

(第3の実施形態)
図3は、この発明の半導体装置の第3の実施形態の断面図を示している。なお、図3(a)は、この実施形態におけるB−DTMOSFETの平面図を示し、図3(b)は、図3(a)における切断線A−A'で切断したときの断面図であり、図3(c)は、図3(a)における切断線B−B'で切断したときの断面図である。
(Third embodiment)
FIG. 3 shows a cross-sectional view of a third embodiment of the semiconductor device of the present invention. 3A is a plan view of the B-DTMOSFET in this embodiment, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the cutting line AA ′ in FIG. FIG. 3C is a cross-sectional view taken along the cutting line BB ′ in FIG.

この半導体装置は、半導体基板1上に形成されたN型のB−DTMOSFET(Bulk Dynamic Threshold Voltage MOSFET:バルク動的しきい値トランジスタ)であって、半導体基板1と、素子分離領域9と、上記半導体基板1に設けられた第2導電型(N型)の深いウエル領域7と、この第2導電型の深いウエル領域7内に形成された第1導電型(P型)の浅いウエル領域8と、この第1導電型の浅いウエル領域8上に形成されたゲート絶縁膜4と、このゲート絶縁膜4上に形成されると共に、上記第1導電型の浅いウエル領域7とウエルコンタクト部11を通して電気的に接続されたゲート電極5と、上記第1導電型の浅いウエル領域8内に形成された第2導電型のソース領域6aおよびドレイン領域6bと、このソース領域6aおよびドレイン領域6bの間に形成されたチャネル領域3とを備える。   The semiconductor device is an N-type B-DTMOSFET (Bulk Dynamic Threshold Voltage MOSFET) formed on a semiconductor substrate 1, and includes the semiconductor substrate 1, the element isolation region 9, and the above-described semiconductor device. A second conductivity type (N type) deep well region 7 provided in the semiconductor substrate 1 and a first conductivity type (P type) shallow well region 8 formed in the second conductivity type deep well region 7. A gate insulating film 4 formed on the first conductivity type shallow well region 8, and the first conductivity type shallow well region 7 and well contact portion 11 formed on the gate insulating film 4. A gate electrode 5 electrically connected through the first conductive type shallow well region 8, a second conductive type source region 6a and a drain region 6b formed in the shallow well region 8, and the source region 6a and the drain region 6b. And a channel region 3 formed between the in-area 6b.

上記素子分離領域9は、上記浅いウエル領域8と上記深いウエル領域7との接する面積が、上記深いウエル領域7から露出する上記浅いウエル領域8の表面積より小さくなるように形成されている。   The element isolation region 9 is formed so that the area where the shallow well region 8 and the deep well region 7 are in contact with each other is smaller than the surface area of the shallow well region 8 exposed from the deep well region 7.

具体的に述べると、上記素子分離領域9は、ゲート長方向の断面において上記ゲート電極5側の上記浅いウエル領域8表面に対して鋭角となるように斜め方向に形成されている。上記素子分離領域9によって、上記浅いウエル領域8は、隣接する他の浅いウエル領域8'と電気的に分離されている。この斜め方向に形成された素子分離領域9によって囲まれた部分が、素子領域となる。   More specifically, the element isolation region 9 is formed in an oblique direction so as to have an acute angle with respect to the surface of the shallow well region 8 on the gate electrode 5 side in the cross section in the gate length direction. The shallow well region 8 is electrically isolated from the adjacent shallow well region 8 ′ by the element isolation region 9. A portion surrounded by the element isolation region 9 formed in the oblique direction is an element region.

このように、B−DTMOSFETにおいては、上記浅いウエル領域8と上記ゲート電極5が電気的に接続されているため、素子を独立に動作させるために、隣接する浅いウエル領域同士は電気的に分離されている必要がある。   As described above, in the B-DTMOSFET, the shallow well region 8 and the gate electrode 5 are electrically connected. Therefore, in order to operate the element independently, adjacent shallow well regions are electrically separated from each other. Need to be.

ここで、上記素子分離領域9は、その断面が線対称となるよう形成されている。これにより、隣り合う他の浅いウエル領域8'上に素子を形成したい場合にも、その素子におけるゲート電極5側の基板表面に対して鋭角となるような素子分離領域9を得ることができる。   Here, the element isolation region 9 is formed so that its cross section is line symmetric. As a result, even when it is desired to form an element on another adjacent shallow well region 8 ′, it is possible to obtain the element isolation region 9 having an acute angle with respect to the substrate surface on the gate electrode 5 side in the element.

また、上記ゲート電極5は、開口部であるウエルコンタクト部11を有し、このウエルコンタクト部11には、(プラグの一例である)タングステンプラグ13が嵌め込まれ、このタングステンプラグ13は、上記浅いウエル領域8内に形成されたウエル領域拡散層12と接している。このように、上記ゲート電極5は、上記タングステンプラグ13を介して、上記浅いウエル領域8と電気的につながっている。   The gate electrode 5 has a well contact portion 11 which is an opening, and a tungsten plug 13 (which is an example of a plug) is fitted into the well contact portion 11, and the tungsten plug 13 is shallow. It is in contact with a well region diffusion layer 12 formed in the well region 8. Thus, the gate electrode 5 is electrically connected to the shallow well region 8 through the tungsten plug 13.

上記構成の半導体装置によれば、上記素子分離領域9が、上記ゲート電極5側の上記浅いウエル領域8表面に対して鋭角となるよう斜め方向に形成されることによって、図7に示すように、上記ソース領域6aと上記浅いウエル領域8との間の寄生容量17a、および、上記ドレイン領域6bと上記浅いウエル領域8との間の寄生容量17bが、上記素子分離領域9が上記浅いウエル領域8表面に対して垂直に形成されている従来例の場合(図7において仮想線で示している)と比較して、仮想面積18a,18bぶんだけ小さくなる。また、上記素子分離領域9が、上記ゲート電極5側の上記浅いウエル領域8表面に対して鋭角となるよう斜め方向に形成されることによって、図7に示すように、上記浅いウエル領域8と上記深いウエル領域7との間の寄生容量15が、上記素子分離領域9が浅いウエル領域8表面に対して垂直に形成されている場合(図7において仮想線で示している)と比較して、仮想面積16ぶんだけ小さくなる。このため、これらの間の寄生容量が小さくなって、高速動作および低消費電力動作が可能となる。   According to the semiconductor device having the above configuration, the element isolation region 9 is formed in an oblique direction with an acute angle with respect to the surface of the shallow well region 8 on the gate electrode 5 side, as shown in FIG. The parasitic capacitance 17a between the source region 6a and the shallow well region 8, and the parasitic capacitance 17b between the drain region 6b and the shallow well region 8, the element isolation region 9 is the shallow well region. Compared to the case of the conventional example formed perpendicularly to the eight surfaces (shown by phantom lines in FIG. 7), the imaginary areas 18a and 18b become smaller. Further, the element isolation region 9 is formed in an oblique direction with an acute angle with respect to the surface of the shallow well region 8 on the gate electrode 5 side, so that as shown in FIG. Compared to the case where the parasitic capacitance 15 between the deep well region 7 and the element isolation region 9 is formed perpendicular to the surface of the shallow well region 8 (shown by phantom lines in FIG. 7). The virtual area is reduced by 16 times. For this reason, the parasitic capacitance between them becomes small, and high-speed operation and low power consumption operation become possible.

上記仮想面積18aとは、上記素子分離領域9を斜めに形成することによって削減できる上記ソース領域6aと上記ウエル領域8との間の接合領域である。また、上記仮想面積18bとは、上記素子分離領域9を斜めに形成することによって削減できる上記ドレイン領域6bと上記ウエル領域8との間の接合領域である。また、上記仮想面積16とは、上記素子分離領域9を斜めに形成することによって削減できる上記浅いウエル領域8と上記深いウエル領域7との間の接合領域である。   The virtual area 18 a is a junction region between the source region 6 a and the well region 8 that can be reduced by forming the element isolation region 9 obliquely. The virtual area 18b is a junction region between the drain region 6b and the well region 8 that can be reduced by forming the element isolation region 9 obliquely. The virtual area 16 is a junction region between the shallow well region 8 and the deep well region 7 that can be reduced by forming the element isolation region 9 obliquely.

また、上記素子分離領域9を上記浅いウエル領域8表面に対して斜めに形成することによって、バルク半導体基板を用いたB−DTMOSFETで問題となる、上記深いウエル領域7(N型)、上記浅いウエル領域8(P型)、上記ソース領域6aまたはドレイン領域6b(N型)で形成されるNPN型寄生バイポーラ素子の、コレクタに相当する上記深いウエル領域7と上記浅いウエル領域8との間の接合面積を減らすことができて、トランジスタ動作の有効電流とならない寄生バイポーラ素子電流を減らすことができる。   Further, by forming the element isolation region 9 obliquely with respect to the surface of the shallow well region 8, the deep well region 7 (N type), which is a problem in the B-DTMOSFET using a bulk semiconductor substrate, is shallow. Between the deep well region 7 corresponding to the collector and the shallow well region 8 of the NPN type parasitic bipolar element formed of the well region 8 (P type) and the source region 6a or the drain region 6b (N type). The junction area can be reduced, and the parasitic bipolar element current that does not become an effective current for transistor operation can be reduced.

ここで、上記深いウエル領域7と上記浅いウエル領域8との接合部分は、上記素子分離領域9の下端付近でかつ上記素子分離領域9の下端より上部にあることによって、上記深いウエル領域7と上記浅いウエル領域8との接合面積が、最も小さくなるため、より高速で低消費電力動作が期待できる。   Here, the junction between the deep well region 7 and the shallow well region 8 is located near the lower end of the element isolation region 9 and above the lower end of the element isolation region 9. Since the junction area with the shallow well region 8 is the smallest, higher speed and lower power consumption operation can be expected.

さらに、上記ゲート電極5と上記素子分離領域9との間の距離は、従来例と同じ程度であるため、上記素子分離領域9の応力が、チャネルの移動度を劣化させることはない。このように、この発明の半導体装置では、素子分離の応力により素子の駆動力を低下させることなく、上記浅いウエル領域8と上記深いウエル領域7との間の接合面積を小さくして、寄生容量と縦バイポーラリーク電流を低減することが可能である。   Furthermore, since the distance between the gate electrode 5 and the element isolation region 9 is about the same as the conventional example, the stress of the element isolation region 9 does not deteriorate the channel mobility. As described above, in the semiconductor device of the present invention, the junction area between the shallow well region 8 and the deep well region 7 is reduced without reducing the driving force of the element due to the stress of element isolation, so that the parasitic capacitance is reduced. It is possible to reduce the longitudinal bipolar leakage current.

次に、上記半導体装置の製法の具体例を、図4を用いて説明する。この実施形態ではバルク基板を用いたN型のB−DTMOSFETの場合を示す。ここで、図4(a)は、この実施形態の完成後のB−DTMOSFETの平面図を示す。また、図4(b1)、図4(c1)、図4(d1)、図4(e1)および図4(f1)は、図4(a)に示す切断線B−B'で切断したときの製造工程断面図を示す。また、図4(b2)、図4(c2)、図4(d2)、図4(e2)および図4(f2)は、図4(a)に示す切断線A−A'で切断したときの製造工程断面図を示す。   Next, a specific example of the manufacturing method of the semiconductor device will be described with reference to FIG. In this embodiment, an N-type B-DTMOSFET using a bulk substrate is shown. Here, FIG. 4A shows a plan view of the B-DTMOSFET after completion of this embodiment. 4 (b1), FIG. 4 (c1), FIG. 4 (d1), FIG. 4 (e1), and FIG. 4 (f1) are cut along the cutting line BB ′ shown in FIG. 4 (a). The manufacturing process sectional drawing of is shown. 4 (b2), FIG. 4 (c2), FIG. 4 (d2), FIG. 4 (e2), and FIG. 4 (f2) are cut along the cutting line AA ′ shown in FIG. 4 (a). The manufacturing process sectional drawing of is shown.

まず、図4(b1)および図4(b2)に示すように、上記半導体基板1を酸素雰囲気中850℃程度で熱酸化する事により、5〜30nm程度のパッド酸化膜19を形成し、続いて、CVD(Chemical Vapor Deposition)法によりSiN膜20を100〜200nm程度堆積させる。上記パッド酸化膜19は、上記半導体基板1と上記SiN膜20が直接接しないための緩衝膜となる役割と、後に上記SiN膜20をリン酸で除去する際の保護膜としての役割を果たしている。また、上記SiN膜20は、後のCMP(Chemical Mechanical Polishing)工程において、エッチストッパーの役割を果たすとともに、後に上記半導体基板1を斜め方向にエッチングする際のマスクの役割を果たす。   First, as shown in FIGS. 4B1 and 4B2, a pad oxide film 19 of about 5 to 30 nm is formed by thermally oxidizing the semiconductor substrate 1 in an oxygen atmosphere at about 850 ° C. Then, the SiN film 20 is deposited to a thickness of about 100 to 200 nm by the CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The pad oxide film 19 serves as a buffer film for preventing the semiconductor substrate 1 and the SiN film 20 from being in direct contact with each other, and serves as a protective film when the SiN film 20 is later removed with phosphoric acid. . Further, the SiN film 20 serves as an etch stopper in a later CMP (Chemical Mechanical Polishing) process, and also serves as a mask when the semiconductor substrate 1 is etched in an oblique direction later.

その後、図4(c1)および図4(c2)に示すように、上記SiN膜20を、レジストを用いてパターニングし、通常の異方性エッチングであるRIE(Reactive Ion Etching)により上記SiN膜20および上記パッド酸化膜19を順次エッチングし、その後レジストを除去する。その後、図8または図9に示す半導体製造装置を用いて、上記半導体基板1表面に対して斜め方向にエッチングする。上記斜め方向にエッチングされた素子分離領域9の、上記半導体基板1表面からの深さは、隣り合う浅いウエル領域8,8どうしを電気的に分離し、かつ、深いウエル領域7は電気的に分離しないように、300〜700nm程度とするのが望ましい。この際、後に形成される素子分離領域9が対照に形成されるように、図8または図9における被処理基板24を回転させながら行う。なお、上記被処理基板24表面に対して斜め方向にエッチングする別の方法として、500eV程度に加速したガリウムイオンを、上記ガリウムイオンビームに対して傾斜した角度にセットされた上記被処理基板24に対して照射することによって行う、通常の物理エッチング方法を用いても良い。   Thereafter, as shown in FIGS. 4C1 and 4C2, the SiN film 20 is patterned using a resist, and the SiN film 20 is formed by RIE (Reactive Ion Etching) which is a normal anisotropic etching. The pad oxide film 19 is sequentially etched, and then the resist is removed. Thereafter, etching is performed in an oblique direction with respect to the surface of the semiconductor substrate 1 using the semiconductor manufacturing apparatus shown in FIG. The depth of the element isolation region 9 etched in the oblique direction from the surface of the semiconductor substrate 1 electrically isolates the adjacent shallow well regions 8 and 8, and the deep well region 7 electrically It is desirable that the thickness is about 300 to 700 nm so as not to separate. At this time, the process is performed while rotating the substrate to be processed 24 in FIG. 8 or 9 so that the element isolation region 9 to be formed later is formed as a contrast. As another method of etching in an oblique direction with respect to the surface of the substrate to be processed 24, gallium ions accelerated to about 500 eV are applied to the substrate to be processed 24 set at an angle inclined with respect to the gallium ion beam. Alternatively, a normal physical etching method performed by irradiating the surface may be used.

その後、図4(d1)および図4(d2)に示すように、CVD法により酸化膜を堆積することによってエッチングされた溝を埋め込み、CMPなどで表面を平坦化する。その後、リン酸によるウエットエッチングにより上記SiN膜20を除去し、続いてフッ酸によるウエットエッチング工程により上記パッド酸化膜19を除去することによって、上記素子分離領域9を形成する。   Thereafter, as shown in FIGS. 4D1 and 4D2, grooves etched by depositing an oxide film by a CVD method are filled, and the surface is flattened by CMP or the like. Thereafter, the SiN film 20 is removed by wet etching with phosphoric acid, and then the pad oxide film 19 is removed by a wet etching process with hydrofluoric acid, thereby forming the element isolation region 9.

次に、図4(e1)および図4(e2)に示すように、N型の深いウエル領域7を、注入エネルギー300〜600keV、ドーズ量5e12〜3e13cm-2程度でリンイオンを注入することによって形成する。その後、P型の浅いウエル領域8を、注入エネルギー50〜100keV、ドーズ量1e13〜5e13cm-2程度でボロンイオンを注入することによって形成する。ここで、上記N型の深いウエル領域7とP型の浅いウエル領域8との接合部分は、上記素子分離領域9の下端付近でかつ上部の位置に形成されるように、上記注入条件を調節する。このようにすると、上記深いウエル領域7と上記浅いウエル領域8との間の寄生容量が最も小さくなり、かつ、B−DTMOSFETで問題となる寄生縦バイポーラ素子電流を減少させることができる。 Next, as shown in FIGS. 4 (e1) and 4 (e2), an N-type deep well region 7 is formed by implanting phosphorus ions at an implantation energy of 300 to 600 keV and a dose of about 5e12 to 3e13 cm −2. To do. Thereafter, a P-type shallow well region 8 is formed by implanting boron ions at an implantation energy of 50 to 100 keV and a dose of about 1e13 to 5e13 cm −2 . Here, the implantation conditions are adjusted so that the junction between the N-type deep well region 7 and the P-type shallow well region 8 is formed near the lower end of the element isolation region 9 and at the upper position. To do. In this way, the parasitic capacitance between the deep well region 7 and the shallow well region 8 is minimized, and the parasitic vertical bipolar device current that causes a problem in the B-DTMOSFET can be reduced.

その後、上記半導体基板1表面を酸素雰囲気中800℃程度で熱酸化する事により、2nm程度のゲート絶縁膜4を形成する。そして、ポリシリコンをCVD法によりウエハ全面に200nm程度堆積し、レジスト用いたパターニング後、エッチングすることによってゲート電極5を形成する。ここで、上記ゲート電極5には、後に上記ゲート電極5と上記浅いウエル領域8とを電気的に接続するための開口窓であるウエルコンタクト部11を、上記ソース領域6aと上記ドレイン領域6bとの間に挟まれている領域上以外に形成しておく。   Thereafter, the surface of the semiconductor substrate 1 is thermally oxidized at about 800 ° C. in an oxygen atmosphere to form a gate insulating film 4 of about 2 nm. Then, polysilicon is deposited on the entire surface of the wafer by the CVD method to a thickness of about 200 nm. After patterning using a resist, the gate electrode 5 is formed by etching. Here, the gate electrode 5 includes a well contact portion 11 which is an opening window for electrically connecting the gate electrode 5 and the shallow well region 8 later, and the source region 6a and the drain region 6b. It is formed other than on the region sandwiched between the two.

次に、図4(f1)および図4(f2)に示すように、レジストを用いて上記ソース領域6aと上記ドレイン領域6bに開口部を設け、砒素イオンを注入エネルギー15〜30keV程度、ドーズ量1e15〜1e16cm-2で注入することによりN+領域を形成する。次に、レジストを用いてウエルコンタクト部11に開口部を設け、ボロンイオンを注入エネルギー10keV程度、ドーズ量1e15〜1e16cm-2程度で注入することによりP+型ウエル領域拡散層12を形成する。ここで、上記P+型ウエル領域拡散層12は、上記N+型のソース領域6aおよびドレイン領域6bと接しないよう、上記ウエルコンタクト部11付近にのみ形成される。これは、P+領域とN+領域が接すると、その間でトンネル電流が流れるからである。ここで、上記ソース領域6a、上記ドレイン領域6bおよび上記ゲート電極5は、それぞれの抵抗を下げ、それぞれと接続する配線との導電性を向上させるために、その表面層がシリサイド化されてもよい。シリサイドとしては、タングステンシリサイド、チタンシリサイド、コバルトシリサイド、ニッケルシリサイド等が挙げられる。この後、不純物の活性化アニールを行う。活性化アニールは、不純物が十分に活性化され、かつ不純物が過度に拡散しないようRTA(Rapid Thermal Annealing)により、温度は1000℃程度、時間は10秒程度で行う。 Next, as shown in FIGS. 4 (f1) and 4 (f2), openings are provided in the source region 6a and the drain region 6b using a resist, and arsenic ions are implanted at an energy of about 15 to 30 keV and a dose amount. N @ + regions are formed by implantation at 1e15 to 1e16 cm <-2 >. Next, an opening is formed in the well contact portion 11 using a resist, and boron ions are implanted at an implantation energy of about 10 keV and a dose of about 1e15 to 1e16 cm −2 to form a P + type well region diffusion layer 12. Here, the P + type well region diffusion layer 12 is formed only in the vicinity of the well contact portion 11 so as not to contact the N + type source region 6a and drain region 6b. This is because a tunnel current flows between the P + region and the N + region. Here, the surface layer of the source region 6a, the drain region 6b, and the gate electrode 5 may be silicided in order to lower the resistance and improve the conductivity with the wiring connected to each. . Examples of the silicide include tungsten silicide, titanium silicide, cobalt silicide, nickel silicide, and the like. Thereafter, impurity activation annealing is performed. The activation annealing is performed by RTA (Rapid Thermal Annealing) so that the impurities are sufficiently activated and the impurities do not diffuse excessively at a temperature of about 1000 ° C. and for a time of about 10 seconds.

次に、絶縁膜32を全面に堆積した後、レジストを用いたパターニングおよびエッチング工程により、上記ウエルコンタクト部11の絶縁膜32を除去する。その後、上記ウエルコンタクト部11をタングステンプラグ13で埋め込み、上記ゲート電極5と上記浅いウエル領域8とを電気的に接続する。その後、通常のメタル工程を施すことにより、バルク基板を用いたB−DTMOSFETが完成する。   Next, after the insulating film 32 is deposited on the entire surface, the insulating film 32 of the well contact portion 11 is removed by a patterning and etching process using a resist. Thereafter, the well contact portion 11 is filled with a tungsten plug 13, and the gate electrode 5 and the shallow well region 8 are electrically connected. Thereafter, a normal metal process is performed to complete a B-DTMOSFET using a bulk substrate.

このように、上記素子分離領域9を上記ゲート電極5側の上記浅いウエル領域8表面に対して斜め方向に形成することによって、バルク基板を用いたB−DTMOSFETで問題となっていた、上記ソース領域6aおよび上記ドレイン領域6bと上記浅いウエル領域8との間の寄生容量、および、上記浅いウエル領域8と上記深いウエル領域7との間の寄生容量を大幅に減らすことができて、高速動作が可能となる。また、バルク基板を用いたB−DTMOSFETで問題となっていた、N型の深いウエル領域7、P型の浅いウエル領域8、N型のソース領域6aまたはドレイン領域6bで形成される寄生バイポーラ素子の、トランジスタ動作に関係しないリーク電流成分を大幅に減少させることができて、低消費電力動作が可能となる。   In this way, the element isolation region 9 is formed in an oblique direction with respect to the surface of the shallow well region 8 on the gate electrode 5 side, thereby causing a problem in the B-DTMOSFET using a bulk substrate. The parasitic capacitance between the region 6a and the drain region 6b and the shallow well region 8 and the parasitic capacitance between the shallow well region 8 and the deep well region 7 can be greatly reduced, and high speed operation can be achieved. Is possible. Further, a parasitic bipolar element formed of an N-type deep well region 7, a P-type shallow well region 8, an N-type source region 6a or a drain region 6b, which has been a problem in a B-DTMOSFET using a bulk substrate. The leakage current component not related to the transistor operation can be greatly reduced, and the low power consumption operation becomes possible.

なお、この実施形態では、N型のB−DTMOSFETの場合を示したが、導電型の極性を逆にすることにより、P型のB−DTMOSFETにおいても同様に実施できることは明らかである。   In this embodiment, the case of the N-type B-DTMOSFET has been described. However, it is obvious that the present invention can be similarly applied to the P-type B-DTMOSFET by reversing the polarity of the conductivity type.

また、この発明の半導体装置を用いて(携帯電話等の)携帯情報端末機器を構成すると、上記に示すとおりに、高速動作および低消費電力動作が可能となるため、電池駆動時において、長時間使用が可能となる。   Further, when a portable information terminal device (such as a mobile phone) is configured using the semiconductor device of the present invention, as described above, high-speed operation and low power consumption operation are possible. Can be used.

(第4の実施形態)
図5は、この発明の半導体装置の第4の実施形態の断面図を示している。なお、図5(a)は、この実施形態におけるB−DTMOSFETの平面図を示し、図5(b)は、図5(a)における切断線A−A'で切断したときの断面図であり、図5(c)は、図5(a)における切断線B−B'で切断したときの断面図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 5 shows a cross-sectional view of a fourth embodiment of the semiconductor device of the present invention. 5A is a plan view of the B-DTMOSFET in this embodiment, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the cutting line AA ′ in FIG. FIG. 5C is a cross-sectional view taken along the cutting line BB ′ in FIG.

この半導体装置は、半導体基板1上に形成されたN型のB−DTMOSFET(Bulk Dynamic Threshold Voltage MOSFET:バルク動的しきい値トランジスタ)であって、半導体基板1と、素子分離領域9と、上記半導体基板1に設けられた第2導電型(N型)の深いウエル領域7と、この第2導電型の深いウエル領域7内に形成された第1導電型(P型)の浅いウエル領域8と、この第1導電型の浅いウエル領域8上に形成されたゲート絶縁膜4と、このゲート絶縁膜4上に形成されると共に、上記第1導電型の浅いウエル領域7とウエルコンタクト部11を通して電気的に接続されたゲート電極5と、上記第1導電型の浅いウエル領域8内に形成された第2導電型のソース領域6aおよびドレイン領域6bと、このソース領域6aおよびドレイン領域6bの間に形成されたチャネル領域3とを備える。   The semiconductor device is an N-type B-DTMOSFET (Bulk Dynamic Threshold Voltage MOSFET) formed on a semiconductor substrate 1, and includes the semiconductor substrate 1, the element isolation region 9, and the above-described semiconductor device. A second conductivity type (N type) deep well region 7 provided in the semiconductor substrate 1 and a first conductivity type (P type) shallow well region 8 formed in the second conductivity type deep well region 7. A gate insulating film 4 formed on the first conductivity type shallow well region 8, and the first conductivity type shallow well region 7 and well contact portion 11 formed on the gate insulating film 4. A gate electrode 5 electrically connected through the first conductive type shallow well region 8, a second conductive type source region 6a and a drain region 6b formed in the shallow well region 8, and the source region 6a and the drain region 6b. And a channel region 3 formed between the in-area 6b.

特に図5(c)に示すように、上記チャネル領域3のゲート長方向の断面における、上記ゲート電極5の一の側方(右側)から上記ゲート電極5の直下方向に向けて上記浅いウエル領域8表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域9と、上記ゲート電極5の他の側方(左側)から上記ゲート電極5の直下方向に向けて上記浅いウエル領域8表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域9とは、上記ゲート電極5の直下でつながっている。   In particular, as shown in FIG. 5C, the shallow well region extends from one side (right side) of the gate electrode 5 to a direction directly below the gate electrode 5 in the cross section of the channel region 3 in the gate length direction. The element isolation region 9 formed in an oblique direction with respect to the surface 8 and the surface of the shallow well region 8 from the other side (left side) of the gate electrode 5 to the direction directly below the gate electrode 5 The element isolation region 9 formed in an oblique direction is connected directly below the gate electrode 5.

特に図5(b)に示すように、上記ウエルコンタクト部付11近のゲート長方向の断面における、上記ゲート電極5の一の側方(右側)から上記ゲート電極5の直下方向に向けて上記浅いウエル領域8表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域9と、上記ゲート電極5の他の側方(左側)から上記ゲート電極5の直下方向に向けて上記浅いウエル領域8表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域9とは、上記ゲート電極5の直下で分離されている。   In particular, as shown in FIG. 5B, in the cross section in the gate length direction near the well contact portion 11, the side from the one side (right side) of the gate electrode 5 to the direction directly below the gate electrode 5 An isolation region 9 formed obliquely with respect to the surface of the shallow well region 8, and the surface of the shallow well region 8 from the other side (left side) of the gate electrode 5 toward the direction directly below the gate electrode 5 The element isolation region 9 formed in an oblique direction is isolated immediately below the gate electrode 5.

このような構成にするためには、上記チャネル領域3においては上記素子分離領域9の間隔を狭くし、上記ウエルコンタクト部11付近においては上記素子分離領域9の間隔を広く取ると良い。   In order to achieve such a configuration, it is preferable to narrow the interval between the element isolation regions 9 in the channel region 3 and widen the interval between the element isolation regions 9 in the vicinity of the well contact portion 11.

上記構成の半導体装置によれば、上記素子分離領域9が上記ゲート電極5側の上記浅いウエル領域8表面に対して鋭角となるよう斜めに形成されることによって、上記第3の実施形態の場合と同様に上記ソース領域6aおよび上記ドレイン領域6bと上記浅いウエル領域8との間の接合容量(寄生容量)が小さくなって、高速動作が可能となる。   According to the semiconductor device having the above configuration, the element isolation region 9 is formed obliquely with respect to the surface of the shallow well region 8 on the gate electrode 5 side so as to form an acute angle. Similarly, the junction capacitance (parasitic capacitance) between the source region 6a and the drain region 6b and the shallow well region 8 is reduced, and high-speed operation is possible.

また、上記チャネル領域3下の上記素子分離領域9はつながっており、このチャネル領域3における上記浅いウエル領域8は、上記深いウエル領域7と電気的に分離されているため、上記深いウエル領域7と上記浅いウエル領域8との間の接合容量、および、寄生縦バイポーラ素子は、上記ウエルコンタクト部11の直下のみに形成される。よって、上記接合容量、および、寄生縦バイポーラ素子によるリーク電流が著しく減少するため、上記第3の実施形態と比較して、さらなる高速動作および低消費電力動作が可能となる。   The element isolation region 9 under the channel region 3 is connected, and the shallow well region 8 in the channel region 3 is electrically isolated from the deep well region 7. And the parasitic vertical bipolar element between the shallow well region 8 and the shallow well region 8 are formed only directly below the well contact portion 11. Therefore, since the junction capacitance and the leakage current due to the parasitic vertical bipolar element are remarkably reduced, further high-speed operation and low power consumption operation are possible as compared with the third embodiment.

なお、上記ウエルコンタクト部11付近の上記素子分離領域9は、上記ゲート電極5の直下で分離されているので、上記ウエルコンタクト部11付近の上記浅いウエル領域8は、上記半導体基板1と物理的につながっており、上記チャネル領域3とも物理的につながっている。よって、上記チャネル領域3付近の上記素子分離領域9をエッチング加工により形成する際、上記チャネル領域3が下に落ち込んでしまうことは無い。   The element isolation region 9 in the vicinity of the well contact portion 11 is isolated immediately below the gate electrode 5, so that the shallow well region 8 in the vicinity of the well contact portion 11 is physically connected to the semiconductor substrate 1. And is also physically connected to the channel region 3. Therefore, when the element isolation region 9 in the vicinity of the channel region 3 is formed by etching, the channel region 3 does not fall down.

なお、この実施形態では、N型のB−DTMOSFETの場合を示したが、導電型の極性を逆にすることにより、P型のB−DTMOSFETにおいても同様に実施できることは明らかである。   In this embodiment, the case of the N-type B-DTMOSFET has been described. However, it is obvious that the present invention can be similarly applied to the P-type B-DTMOSFET by reversing the polarity of the conductivity type.

(第5の実施形態)
図6は、この発明の半導体装置の第5の実施形態の断面図を示している。なお、図6(a)は、この実施形態におけるB−DTMOSFETの平面図を示し、図6(b)は、図6(a)における切断線A−A'で切断したときの断面図であり、図6(c)は、図6(a)における切断線B−B'で切断したときの断面図である。
(Fifth embodiment)
FIG. 6 shows a cross-sectional view of a fifth embodiment of the semiconductor device of the present invention. 6A is a plan view of the B-DTMOSFET in this embodiment, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the cutting line AA ′ in FIG. 6A. FIG. 6C is a cross-sectional view taken along the cutting line BB ′ in FIG.

この半導体装置は、半導体基板1上に形成されたN型のB−DTMOSFET(Bulk Dynamic Threshold Voltage MOSFET:バルク動的しきい値トランジスタ)であって、半導体基板1と、素子分離領域9と、上記半導体基板1に設けられた第1導電型(P型)の(浅い)ウエル領域8と、このウエル領域8上に形成されたゲート絶縁膜4と、このゲート絶縁膜4上に形成されると共に、上記ウエル領域8と上記ウエルコンタクト部11を通して電気的に接続されたゲート電極5と、上記ウエル領域8内に形成された第2導電型(N型)のソース領域6aおよびドレイン領域6bと、このソース領域6aおよびドレイン領域6bの間に形成されたチャネル領域3とを備える。   The semiconductor device is an N-type B-DTMOSFET (Bulk Dynamic Threshold Voltage MOSFET) formed on a semiconductor substrate 1, and includes the semiconductor substrate 1, the element isolation region 9, and the above-described semiconductor device. A first conductivity type (P type) (shallow) well region 8 provided on the semiconductor substrate 1, a gate insulating film 4 formed on the well region 8, and a gate insulating film 4 formed on the gate insulating film 4. A gate electrode 5 electrically connected to the well region 8 through the well contact portion 11, a second conductivity type (N-type) source region 6a and a drain region 6b formed in the well region 8, And a channel region 3 formed between the source region 6a and the drain region 6b.

ゲート長方向の断面における、上記ゲート電極5の一の側方(右側)から上記ゲート電極5の直下方向に向けて上記ウエル領域8表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域9と、上記ゲート電極5の他の側方(左側)から上記ゲート電極5の直下方向に向けて上記ウエル領域8表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域9とは、上記ゲート電極5の直下でつながっており、上記チャネル領域3は、上記半導体基板1と電気的に分離されている。   In the cross section in the gate length direction, an element isolation region 9 formed obliquely with respect to the surface of the well region 8 from one side (right side) of the gate electrode 5 to a direction directly below the gate electrode 5; The element isolation region 9 formed obliquely with respect to the surface of the well region 8 from the other side (left side) of the gate electrode 5 to the direction directly below the gate electrode 5 is the gate electrode 5 The channel region 3 is electrically isolated from the semiconductor substrate 1.

上記構成の半導体装置によれば、上記素子分離領域9が上記ゲート電極5側の上記ウエル領域8表面に対して鋭角となるよう斜めに形成されることによって、上記第3の実施形態の場合と同様に上記ソース領域6aおよびドレイン領域6bと上記浅いウエル領域8との間の接合容量が小さくなって、高速動作が可能となる。   According to the semiconductor device having the above configuration, the element isolation region 9 is formed obliquely with respect to the surface of the well region 8 on the gate electrode 5 side so as to form the case of the third embodiment. Similarly, the junction capacitance between the source region 6a and drain region 6b and the shallow well region 8 is reduced, and high speed operation is possible.

また、上記ウエル領域8と上記半導体基板1とが電気的に分離されているため、上記第3の実施形態に示されている、上記浅いウエル領域8と上記深いウエル領域7との間の接合容量、および、寄生縦バイポーラ素子は形成されない。よって、この第5の実施形態の場合、上記接合容量、および、寄生縦バイポーラ素子によるリーク電流が完全になくなるため、上記第3および第4の実施形態と比較して、さらなる高速動作および低消費電力動作が可能となる。   Further, since the well region 8 and the semiconductor substrate 1 are electrically separated, the junction between the shallow well region 8 and the deep well region 7 shown in the third embodiment is used. Capacitance and parasitic vertical bipolar elements are not formed. Therefore, in the case of the fifth embodiment, since the leakage current due to the junction capacitance and the parasitic vertical bipolar element is completely eliminated, further higher speed operation and lower consumption than the third and fourth embodiments. Power operation is possible.

また、上記ウエル領域8と上記半導体基板1とが電気的に分離されているため、深いウエル領域7を形成する必要がなく、製造工程を簡略化する事が可能である。   Further, since the well region 8 and the semiconductor substrate 1 are electrically separated, it is not necessary to form the deep well region 7, and the manufacturing process can be simplified.

なお、上記素子分離領域9をエッチングにより形成する工程において、一度にエッチング加工を行うと、上記チャネル領域3が上記半導体基板1と物理的に分離されてしまうため、まず、上記ゲート電極5の左右どちらか一方の素子分離領域9のみエッチングにより加工後、酸化膜により埋め込む。その後、他方の素子分離領域9をエッチングにより加工し、酸化膜により埋め込むことによって、上記ウエル領域8が上記半導体基板1と電気的に分離された構造を形成できる。   In the step of forming the element isolation region 9 by etching, if the etching process is performed at once, the channel region 3 is physically separated from the semiconductor substrate 1. Only one of the element isolation regions 9 is processed by etching and then filled with an oxide film. Thereafter, the other element isolation region 9 is processed by etching and buried with an oxide film, whereby a structure in which the well region 8 is electrically isolated from the semiconductor substrate 1 can be formed.

なお、この実施形態では、N型のB−DTMOSFETの場合を示したが、導電型の極性を逆にすることにより、P型のB−DTMOSFETにおいても同様に実施できることは明らかである。   In this embodiment, the case of the N-type B-DTMOSFET has been shown. However, it is obvious that the present invention can be similarly applied to the P-type B-DTMOSFET by reversing the polarity of the conductivity type.

本発明の半導体装置の第1の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1st Embodiment of the semiconductor device of this invention. 本発明の半導体装置の第2の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the semiconductor device of this invention. 本発明の半導体装置の第3の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 3rd Embodiment of the semiconductor device of this invention. 本発明の半導体装置の第3の実施形態の製造方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the manufacturing method of 3rd Embodiment of the semiconductor device of this invention. 本発明の半導体装置の第4の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 4th Embodiment of the semiconductor device of this invention. 本発明の半導体装置の第5の実施形態における断面図である。It is sectional drawing in 5th Embodiment of the semiconductor device of this invention. 図3の構造を有するB−DTMOSFETにおいて、素子分離領域を斜めに形成することによって、寄生容量の減少を説明する説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a reduction in parasitic capacitance by forming an element isolation region obliquely in the B-DTMOSFET having the structure of FIG. 3. 本発明の半導体製造装置の一実施形態を示す概略構造図である。It is a schematic structure figure showing one embodiment of a semiconductor manufacturing device of the present invention. 本発明の半導体製造装置の他の実施形態を示す概略構造図である。It is a schematic structure figure showing other embodiments of the semiconductor manufacturing device of the present invention. 従来の拡散層配線である半導体装置を示す概略構造図である。It is a schematic structure diagram showing a semiconductor device which is a conventional diffusion layer wiring. 従来の拡散層配線を素子分離領域を用いて改良した半導体装置を示す概略構造図であるFIG. 6 is a schematic structural diagram showing a semiconductor device in which a conventional diffusion layer wiring is improved by using an element isolation region. 従来のエッチング装置を示す概略構造図である。It is a schematic structure figure which shows the conventional etching apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体基板
3 チャネル領域
4 ゲート絶縁膜
5 ゲート電極
6a ソース領域
6b ドレイン領域
7 深いウエル領域
8 浅いウエル領域
9 素子分離領域
10 レジスト
11 ウエルコンタクト部
12 ウエル領域拡散層
13 タングステンプラグ
14 拡散層
15 浅いウエル領域と深いウエル領域との間の寄生容量
16 素子分離領域を斜めに形成することによって削減できる浅いウエル領域と深いウエル領域との間の接合領域
17a ソース領域と浅いウエル領域との間の寄生容量
17b ドレイン領域と浅いウエル領域との間の寄生容量
18a 素子分離領域を斜めに形成することによって削減できるソース領域と浅いウエル領域との間の接合領域
18b 素子分離領域を斜めに形成することによって削減できるドレイン領域と浅いウエル領域との間の接合領域
19 パッド酸化膜
20 SiN膜
21 真空チャンバー
22 下部電極
23 上部電極
24 被処理基板
25 ブロッキングキャパシタンス
26 高周波発生用電源
27a 第1の電界発生用電極
27b 第2の電界発生用電極
28 ガス導入口
29 ガス排気口
30a 第1の磁界発生用コイル
30b 第2の磁界発生用コイル
31 プラズマ
32 絶縁膜
50 電界発生手段
60 磁界発生手段
70 回転手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 3 Channel region 4 Gate insulating film 5 Gate electrode 6a Source region 6b Drain region 7 Deep well region 8 Shallow well region 9 Element isolation region 10 Resist 11 Well contact portion 12 Well region diffusion layer 13 Tungsten plug 14 Diffusion layer 15 Shallow Parasitic capacitance between well region and deep well region 16 Junction region between shallow well region and deep well region which can be reduced by forming element isolation region obliquely 17a Parasitic between source region and shallow well region Capacitance 17b Parasitic capacitance between the drain region and the shallow well region 18a Junction region between the source region and the shallow well region that can be reduced by forming the element isolation region diagonally 18b By forming the element isolation region diagonally Reduced drain region and shallow well 19 Pad oxide film 20 SiN film 21 Vacuum chamber 22 Lower electrode 23 Upper electrode 24 Substrate 25 Blocking capacitance 26 High frequency generating power source 27a First electric field generating electrode 27b Second electric field generating Electrode 28 Gas introduction port 29 Gas exhaust port 30a First magnetic field generating coil 30b Second magnetic field generating coil 31 Plasma 32 Insulating film 50 Electric field generating means 60 Magnetic field generating means 70 Rotating means

Claims (13)

半導体基板と、
素子分離領域と、
上記半導体基板に設けられた第1導電型のウエル領域と、
この第1導電型のウエル領域内に形成された第2導電型の拡散層と
を備え、
上記素子分離領域は、上記拡散層と上記ウエル領域との接する面積が、上記ウエル領域から露出する上記拡散層の表面積より小さくなるように形成されていることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate;
An element isolation region;
A first conductivity type well region provided in the semiconductor substrate;
A diffusion layer of a second conductivity type formed in the well region of the first conductivity type,
The element isolation region is formed so that an area where the diffusion layer and the well region are in contact with each other is smaller than a surface area of the diffusion layer exposed from the well region.
半導体基板と、
素子分離領域と、
上記半導体基板に設けられた第1導電型のウエル領域と、
この第1導電型のウエル領域上に形成されたゲート絶縁膜と、
このゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、
上記第1導電型のウエル領域内に形成された第2導電型のソース領域およびドレイン領域と、
このソース領域およびドレイン領域の間に形成されたチャネル領域と
を備え、
上記素子分離領域は、ゲート長方向の断面において上記ゲート電極側の上記ウエル領域表面に対して鋭角となるように斜め方向に形成されていることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate;
An element isolation region;
A first conductivity type well region provided in the semiconductor substrate;
A gate insulating film formed on the first conductivity type well region;
A gate electrode formed on the gate insulating film;
A second conductivity type source region and drain region formed in the first conductivity type well region;
A channel region formed between the source region and the drain region,
The semiconductor device is characterized in that the element isolation region is formed in an oblique direction so as to form an acute angle with respect to the surface of the well region on the gate electrode side in a cross section in the gate length direction.
半導体基板と、
素子分離領域と、
上記半導体基板に設けられた第2導電型の深いウエル領域と、
この第2導電型の深いウエル領域内に形成された第1導電型の浅いウエル領域と、
この第1導電型の浅いウエル領域上に形成されたゲート絶縁膜と、
このゲート絶縁膜上に形成されると共に、上記第1導電型の浅いウエル領域とウエルコンタクト部を通して電気的に接続されたゲート電極と、
上記第1導電型の浅いウエル領域内に形成された第2導電型のソース領域およびドレイン領域と、
このソース領域およびドレイン領域の間に形成されたチャネル領域と
を備え、
上記素子分離領域は、上記浅いウエル領域と上記深いウエル領域との接する面積が、上記深いウエル領域から露出する上記浅いウエル領域の表面積より小さくなるように形成されていることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate;
An element isolation region;
A second well-type deep well region provided on the semiconductor substrate;
A first well type shallow well region formed in the second well type deep well region;
A gate insulating film formed on the first conductivity type shallow well region;
A gate electrode formed on the gate insulating film and electrically connected to the shallow well region of the first conductivity type through the well contact portion;
A second conductivity type source region and drain region formed in the first conductivity type shallow well region;
A channel region formed between the source region and the drain region,
The element isolation region is formed so that an area where the shallow well region and the deep well region are in contact with each other is smaller than a surface area of the shallow well region exposed from the deep well region. .
請求項3に記載の半導体装置において、
上記素子分離領域は、ゲート長方向の断面において上記ゲート電極側の上記浅いウエル領域表面に対して鋭角となるように斜め方向に形成されており、
上記浅いウエル領域と上記深いウエル領域との接合部分は、上記素子分離領域の下端付近にあることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 3.
The element isolation region is formed in an oblique direction so as to have an acute angle with respect to the surface of the shallow well region on the gate electrode side in the cross section in the gate length direction,
The semiconductor device according to claim 1, wherein a junction between the shallow well region and the deep well region is in the vicinity of the lower end of the element isolation region.
請求項4に記載の半導体装置において、
上記チャネル領域のゲート長方向の断面における、上記ゲート電極の一の側方から上記ゲート電極の直下方向に向けて上記浅いウエル領域表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域と、上記ゲート電極の他の側方から上記ゲート電極の直下方向に向けて上記浅いウエル領域表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域とは、上記ゲート電極の直下でつながっており、
上記ウエルコンタクト部付近のゲート長方向の断面における、上記ゲート電極の一の側方から上記ゲート電極の直下方向に向けて上記浅いウエル領域表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域と、上記ゲート電極の他の側方から上記ゲート電極の直下方向に向けて上記浅いウエル領域表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域とは、上記ゲート電極の直下で分離されていることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 4,
In the cross section of the channel region in the gate length direction, an element isolation region formed obliquely with respect to the surface of the shallow well region from one side of the gate electrode toward a direction directly below the gate electrode, and The element isolation region formed in an oblique direction with respect to the surface of the shallow well region from the other side of the gate electrode toward the direction directly below the gate electrode is connected directly below the gate electrode,
An isolation region formed in an oblique direction with respect to the surface of the shallow well region from one side of the gate electrode to a direction directly below the gate electrode in a cross section in the gate length direction near the well contact portion; The element isolation region formed obliquely with respect to the surface of the shallow well region from the other side of the gate electrode toward the direction directly below the gate electrode is isolated immediately below the gate electrode. A semiconductor device.
半導体基板と、
素子分離領域と、
上記半導体基板に設けられた第1導電型のウエル領域と、
この第1導電型のウエル領域上に形成されたゲート絶縁膜と、
このゲート絶縁膜上に形成されると共に、上記第1導電型のウエル領域とウエルコンタクト部を通して電気的に接続されたゲート電極と、
上記第1導電型のウエル領域内に形成された第2導電型のソース領域およびドレイン領域と、
このソース領域およびドレイン領域の間に形成されたチャネル領域と
を備え、
ゲート長方向の断面における、上記ゲート電極の一の側方から上記ゲート電極の直下方向に向けて上記ウエル領域表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域と、上記ゲート電極の他の側方から上記ゲート電極の直下方向に向けて上記ウエル領域表面に対して斜め方向に形成されている素子分離領域とは、上記ゲート電極の直下でつながっており、
上記チャネル領域は、上記半導体基板と電気的に分離されていることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate;
An element isolation region;
A first conductivity type well region provided in the semiconductor substrate;
A gate insulating film formed on the first conductivity type well region;
A gate electrode formed on the gate insulating film and electrically connected to the well region of the first conductivity type through the well contact portion;
A second conductivity type source region and drain region formed in the first conductivity type well region;
A channel region formed between the source region and the drain region,
In the cross section in the gate length direction, an element isolation region formed obliquely with respect to the surface of the well region from one side of the gate electrode to a direction directly below the gate electrode, and another gate electrode The element isolation region formed obliquely with respect to the surface of the well region from the side toward the direction directly below the gate electrode is connected directly below the gate electrode,
The semiconductor device, wherein the channel region is electrically isolated from the semiconductor substrate.
一対の対向している第1の電極および第2の電極と、
この第1の電極とこの第2の電極との間にプラズマを発生させるように、この第1の電極または第2の電極に接続されて高周波電力を与える高周波発生用電源と、
上記第1の電極と上記第2の電極とを結ぶ方向に垂直な方向の電界を発生する電界発生手段と
を備えることを特徴とする半導体製造装置。
A pair of opposing first and second electrodes;
A high frequency generating power source that is connected to the first electrode or the second electrode and applies high frequency power so as to generate plasma between the first electrode and the second electrode;
A semiconductor manufacturing apparatus comprising: an electric field generating means for generating an electric field in a direction perpendicular to a direction connecting the first electrode and the second electrode.
一対の対向している第1の電極および第2の電極と、
この第1の電極とこの第2の電極との間にプラズマを発生させるように、この第1の電極または第2の電極に接続されて高周波電力を与える高周波発生用電源と、
上記第1の電極と上記第2の電極とを結ぶ方向に垂直な方向の磁界を発生する磁界発生手段と
を備えることを特徴とする半導体製造装置。
A pair of opposing first and second electrodes;
A high frequency generating power source that is connected to the first electrode or the second electrode and applies high frequency power so as to generate plasma between the first electrode and the second electrode;
A semiconductor manufacturing apparatus comprising magnetic field generating means for generating a magnetic field in a direction perpendicular to a direction connecting the first electrode and the second electrode.
請求項7または8に記載の半導体製造装置において、
上記第1の電極または上記第2の電極を、上記第1の電極と上記第2の電極とを結ぶ方向の回りに回転させる回転手段を備えることを特徴とする半導体製造装置。
The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 7 or 8,
A semiconductor manufacturing apparatus comprising: a rotating means for rotating the first electrode or the second electrode around a direction connecting the first electrode and the second electrode.
プラズマ発生用の電極に被処理基板を配置する工程と、
上記プラズマ発生用の電極の近傍に上記被処理基板と平行方向の電界をかけた状態で、上記被処理基板にプラズマエッチング処理を施す工程と
を備えることを特徴とする半導体製造方法。
Arranging a substrate to be processed on an electrode for plasma generation;
And a step of subjecting the substrate to be processed to plasma etching in a state where an electric field parallel to the substrate to be processed is applied in the vicinity of the electrode for generating plasma.
プラズマ発生用の電極に被処理基板を配置する工程と、
上記プラズマ発生用の電極の近傍に上記被処理基板と平行方向の磁界をかけた状態で、上記被処理基板にプラズマエッチング処理を施す工程と
を備えることを特徴とする半導体製造方法。
Arranging a substrate to be processed on an electrode for plasma generation;
And a step of subjecting the substrate to be processed to plasma etching in a state in which a magnetic field parallel to the substrate to be processed is applied in the vicinity of the electrode for generating plasma.
請求項10または11に記載の半導体製造方法を用いて製造されることを特徴とする半導体装置。   A semiconductor device manufactured using the semiconductor manufacturing method according to claim 10. 請求項1,2,3,4,5,6および12の何れか一つに記載の半導体装置を含むことを特徴とする携帯情報端末機器。   A portable information terminal device comprising the semiconductor device according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, and 12.
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