JP2006147768A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置およびその製造方法に係り、特に、微細化に好適な構造を有する半導体装置およびその製造方法を提供する。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and particularly provides a semiconductor device having a structure suitable for miniaturization and a manufacturing method thereof.
半導体装置の高集積化に伴って、チップサイズの増大を抑制するためにMOSトランジスの微細化や、回路パターンレイアウトの最適化が求められている。 As semiconductor devices are highly integrated, miniaturization of MOS transistors and optimization of circuit pattern layout are required in order to suppress an increase in chip size.
MOSトランジスの微細化により、チャンネル長が短くなるとパンチスルーなどのショートチャネル効果が発生しやすくなるので、ゲート電極下の浅い領域に不純物イオンを導入して、パンチスルーなどのショートチャネル効果の発生を抑制している。 With the miniaturization of MOS transistors, short channel effects such as punch-through are more likely to occur when the channel length is shortened. Impurity ions are introduced into a shallow region under the gate electrode, thereby generating short channel effects such as punch-through. Suppressed.
従来、ゲート電極下の浅い領域に不純物イオンを導入するために用いられる斜めイオン注入工程では、半導体基板にゲート電極パターンとゲート電極パターンに離間して対向したフォトレジストパターンが形成され、フォトレジストパターンは基板の垂直方向より所定角度傾けた方向から注入される不純物イオンの注入を遮断するブロック層として用いられている。 Conventionally, in an oblique ion implantation process used to introduce impurity ions into a shallow region under a gate electrode, a photoresist pattern opposite to the gate electrode pattern and spaced apart from the gate electrode pattern is formed on the semiconductor substrate. Is used as a block layer that blocks implantation of impurity ions implanted from a direction inclined by a predetermined angle from the vertical direction of the substrate.
然しながら、フォトレジストパターンにより不純物イオンが遮られ、不純物イオンが注入されない影領域できるので、半導体装置の集積度の向上が妨げられるという問題がある。 However, since the impurity ions are blocked by the photoresist pattern and a shadow region where no impurity ions are implanted is formed, there is a problem that improvement in the integration degree of the semiconductor device is hindered.
これに対して、斜めイオン注入工程においてブロック層の影となってイオン注入できない領域を低減させ、半導体装置の集積度を向上させる方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 On the other hand, a method is known in which an area where ions cannot be implanted due to a shadow of the block layer in the oblique ion implantation process is reduced, and the integration degree of the semiconductor device is improved (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に開示された半導体装置の製造方法では、半導体基板上にゲート電極パターンを形成する工程と、半導体基板上および電極パターン上にフォトレジストを形成する工程と、フォトレジストの表面が電極パターンの表面と同じ高さになるようにフォトレジストを薄膜化する工程と、フォトレジストをパターニングする工程と、電極パターンおよびフォトレジストが形成された半導体基板に対して、半導体基板表面の垂直方向より所定角度傾けた方向から不純物イオンを注入する工程とを有している。 In the method of manufacturing a semiconductor device disclosed in Patent Document 1, a step of forming a gate electrode pattern on a semiconductor substrate, a step of forming a photoresist on the semiconductor substrate and on the electrode pattern, and the surface of the photoresist is an electrode pattern. The step of thinning the photoresist so as to be the same height as the surface of the substrate, the step of patterning the photoresist, and the semiconductor substrate on which the electrode pattern and the photoresist are formed are predetermined from the direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate. And a step of implanting impurity ions from a tilted direction.
即ち、ゲート電極より厚いフォトレジストを形成した後、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法などを用いてフォトレジストを研磨し、フォトレジストの表面高さがゲート電極パターンの表面と同じ高さにしている。これにより、厚いフォトレジストに比べて、斜めイオン注入による影領域を減少させ、半導体装置の集積度を向上させている。 That is, after a photoresist thicker than the gate electrode is formed, the photoresist is polished using a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method or the like so that the surface height of the photoresist is the same as the surface of the gate electrode pattern. As a result, the shadow region due to the oblique ion implantation is reduced and the integration degree of the semiconductor device is improved as compared with the thick photoresist.
然しながら、フォトレジストを研磨により薄膜化する場合に、フォトレジストはゲート電極より柔らかいので、ゲート電極より薄くなりやすい。
フォトレジストが薄くなり過ぎると、注入されたイオンがフォトレジストを突き抜けてしまい、イオンの侵入を阻止できなくなる問題がある。
However, when the photoresist is thinned by polishing, since the photoresist is softer than the gate electrode, it tends to be thinner than the gate electrode.
If the photoresist becomes too thin, there is a problem that the implanted ions penetrate the photoresist and cannot prevent the intrusion of ions.
また、ゲート電極のパターニングとフォトレジストのパターニングはそれぞれ別工程で行なっているので、露光装置の位置合わせ精度に依存してゲート電極パターンとフォトレジストパターンとの間隔にずれが生じ、斜めイオン注入による影領域の長さがばらつく問題がある。
本発明は、斜めイオン注入工程でイオン注入できない影領域を安定して低減させ、微細化に好適な構造を有する半導体装置およびその製造方法を提供する。 The present invention provides a semiconductor device having a structure suitable for miniaturization, and a method for manufacturing the same, by stably reducing shadow regions that cannot be ion-implanted in an oblique ion implantation process.
上記目的を達成するために、本発明の一態様の半導体装置の製造方法では、半導体基板表面の第1導電型のウェル領域表面に、前記ウェル領域を第1および第2領域に区画するように絶縁分離層を形成する工程と、前記絶縁分離層と離間して前記第1領域に設けられた第1ゲート電極と、前記絶縁分離層と前記第2領域とに跨がり、且つ前記第1ゲート電極と相対向する第2ゲート電極とを同時に形成する工程と、前記第1ゲート電極を含む前記第1領域および前記第1ゲート電極側の前記第2ゲート電極部分を露出する開口を有する第1フォトレジストパターンを前記半導体基板表面に形成する工程と、前記第1および第2ゲート電極をマスクとして、前記半導体基板の垂直方向より所定角度傾けた方向から第1導電型の不純物イオンを前記第1領域に注入し、更に前記半導体基板の垂直方向より第2導電型の不純物イオンを前記第1領域に注入してソース/ドレイン領域を形成する工程と、前記第1フォトレジストパターンを除去する工程と、前記第2領域に前記第2ゲート電極の一部を含む前記第2領域を露出する開口を有する第2フォトレジストパターンを前記半導体基板表面に形成する工程と、前記第2ゲート電極をマスクとして前記第2領域へのコンタクト手段を形成する工程と、を有することを特徴としている。 In order to achieve the above object, in the method for manufacturing a semiconductor device of one embodiment of the present invention, the well region is partitioned into first and second regions on the surface of the first conductivity type well region on the surface of the semiconductor substrate. A step of forming an insulating isolation layer; a first gate electrode provided in the first region apart from the insulating isolation layer; straddling the insulating isolation layer and the second region; and the first gate. A step of simultaneously forming a second gate electrode opposite to the electrode, and a first region having an opening exposing the first region including the first gate electrode and the second gate electrode portion on the first gate electrode side. A step of forming a photoresist pattern on the surface of the semiconductor substrate, and using the first and second gate electrodes as a mask, the first conductivity type impurity ions are introduced from a direction inclined by a predetermined angle from the vertical direction of the semiconductor substrate. Implanting into the first region, and further implanting second conductivity type impurity ions into the first region from the vertical direction of the semiconductor substrate to form source / drain regions, and removing the first photoresist pattern. Forming a second photoresist pattern on the surface of the semiconductor substrate, the second photoresist pattern having an opening exposing the second region including a part of the second gate electrode in the second region; and Forming a contact means to the second region as a mask.
また、本発明の一態様の半導体装置では、半導体基板と、前記半導体基板表面に形成された第1導電型のウェル領域と、前記ウェル領域表面に形成され、且つ前記ウェル領域を第1および第2領域に区画する絶縁分離層と、前記絶縁分離層と離間して前記第1領域に形成された第1ゲート電極と、前記絶縁分離層と前記第2領域とに跨がり、且つ前記第1ゲート電極と相対向して形成された第2ゲート電極と、前記第1ゲート電極に隣接して前記第1領域に形成された第1導電型の不純物領域と、前記第1導電型の不純物領域と前記絶縁分離層との間の前記第1領域に形成された第2導電型のソース/ドレイン領域と、前記第2領域に前記第2ゲート電極に隣接して形成された第1導電型のセルフアラインコンタクト手段と、を有することを特徴としている。 In the semiconductor device of one embodiment of the present invention, a semiconductor substrate, a first conductivity type well region formed on the surface of the semiconductor substrate, a well region formed on the surface of the well region, and the well region defined by the first and first well regions. An insulating isolation layer partitioned into two regions; a first gate electrode formed in the first region spaced apart from the insulating isolation layer; straddling the insulating isolation layer and the second region; and A second gate electrode formed opposite to the gate electrode; a first conductivity type impurity region formed in the first region adjacent to the first gate electrode; and the first conductivity type impurity region. And a second conductivity type source / drain region formed in the first region between the first and second insulating layers, and a first conductivity type formed in the second region adjacent to the second gate electrode. Having self-aligning contact means, It is a symptom.
本発明の半導体装置の製造方法によれば、十分なイオン遮断能力と高いパターン精度を有するブロック層が得られる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a block layer having sufficient ion blocking ability and high pattern accuracy can be obtained.
その結果、1つのブロック層で、斜めイオン注入工程においてはブロック層の一端をマスクとしてイオンが注入されない影領域を安定して低減することができ、ブロック層の他端をマスクとしてセルフアラインコンタクトを形成することにより、コンタクトプラグ周りの絶縁スペースを短縮することができる。 As a result, one block layer can stably reduce a shadow region where ions are not implanted using one end of the block layer as a mask in the oblique ion implantation process, and self-alignment contact can be performed using the other end of the block layer as a mask. By forming, the insulating space around the contact plug can be shortened.
従って、微細化によりチップサイズが小さく集積度の高い半導体装置を提供することができる。 Therefore, a semiconductor device with a small chip size and a high degree of integration can be provided by miniaturization.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の実施例に係る半導体装置の要部を示す図で、図1(a)はその平面図、図1(b)は図1(a)のA−A線に沿って切断し矢印方向に眺めた断面図、図2乃至図7は半導体装置の製造工程を示す図で、半導体装置のMOSトランジスタを製造する工程を順に示す断面図である。 1A and 1B are diagrams showing a main part of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan view thereof, and FIG. 1B is cut along a line AA in FIG. FIG. 2 to FIG. 7 are views showing the manufacturing process of the semiconductor device, and are sectional views sequentially showing the process of manufacturing the MOS transistor of the semiconductor device.
本実施例は、MOSトランジスの微細化により、短チャネル化にともなうパンチスルーなどのショートチャネル効果の発生を抑制するためにゲート電極下の浅い領域に不純物イオンを導入し、pn接合界面の電界を緩和して耐圧を向上するためにソース/ドレイン領域を低濃度領域と高濃度領域の2種類の不純物領域で形成した2重ドレイン構造と、ウェル領域へのセルフアラインコンタクト構造のMOSトランジスタを有する半導体装置の例である。 In this embodiment, by miniaturizing the MOS transistor, impurity ions are introduced into a shallow region under the gate electrode in order to suppress the occurrence of a short channel effect such as punch-through accompanying the shortening of the channel, and the electric field at the pn junction interface is reduced. A semiconductor having a double drain structure in which source / drain regions are formed of two types of impurity regions, a low concentration region and a high concentration region, and a MOS transistor having a self-aligned contact structure to the well region in order to relax and improve breakdown voltage It is an example of an apparatus.
本明細書において、「ソース/ドレイン領域」とは「ソース領域またはドレイン領域」を意味している。 In this specification, “source / drain region” means “source region or drain region”.
図1に示すように、本実施例の半導体装置10は、半導体基板11、例えばn型シリコン基板に形成されたp型ウェル領域12と、p型ウェル領域12を第1および第2領域12a、12bに区画する絶縁分離層(Shallow Trench Isolation : STI)13、14と、絶縁分離層13と離間して第1領域12a形成された第1ゲート電極16と、絶縁分離層13と第2ウェル層12bとに跨り、且つ第1ゲート電極16と相対向して形成された第2ゲート電極17と、第1ゲート電極16に隣接して第1領域12aに形成されたp型の不純物領域18と、不純物領域18と絶縁分離層13との間の第1領域12aに形成されたn型のソース/ドレイン領域19、20と、第2領域12bに形成されたウェルコンタクト層21とを有している。
As shown in FIG. 1, a
更に、ウェルコンタクト層21およびソース領域19にそれぞれ電気的接続されたコンタクトプラグ22、23と、コンタクトプラグ22、23間の短絡を防止するための層間絶縁膜25とを有し、ウェルコンタクトプラグ22はp型ウェル領域12上の第2ゲート電極17に隣接してセルフアラインコンタクトを形成している。
Further, the
第1および第2ゲート電極16、17には、それぞれ上面および側面を保護するためのオフセットスペーサ26、27が形成され、ソース/ドレイン領域19、20には、pn接合界面の電界を緩和するために浅い高濃度層と深い低濃度層を備えた2重ドレイン構造30とが形成されている。
The first and
次に、半導体装置10の製造方法について説明する。始に、図2に示すように、p型ウェル領域12が形成された半導体基板11の表面に、例えばシリコン酸化膜とシリコン窒化膜とTEOS膜を積層した保護膜50を形成し、フォトリソグラフィ技術によりトレンチ開口のパターニングを行い、異方性エッチング、例えばRIE法により保護膜50を所定の形状にエッチングして、半導体基板11の上面の一部を露出させる。
次に、TEOS膜をマスクとして異方性エッチングにより半導体基板11をエッチングして、例えば深さ0.3μm程度のトレンチを形成する。
次に、トレンチの内壁を熱酸化した後、例えばCVD法によりシリコン酸化膜を形成してトレンチを埋め込むことにより、p型ウェル領域12を第1および第2領域12a、12bに区画するように絶縁分離層13、14を形成する。
Next, a method for manufacturing the
Next, the
Next, after thermally oxidizing the inner wall of the trench, for example, a silicon oxide film is formed by a CVD method and the trench is embedded to insulate the p-
次に、図3に示すように、例えば熱酸化法を用いて、全面にシリコン酸化膜を厚さ8nm程度に形成する。このシリコン酸化膜はゲート絶縁膜51となる。次に、CVD法を用いて、全面にポリシリコン膜を厚さ100nm程度に形成する。
そして、例えばスパッタ法を用いて、ポリシリコン膜の上面にタングステンシリサイド膜を厚さ55nm程度に形成する。さらに、例えばCVD法を用いて、タングステンシリサイド膜の上面にシリコン窒化膜を厚さ150nm程度に形成する。
さらに、シリコン窒化膜の上面に所定の形状にパターニングされた図示せぬレジストをマスクとして、異方性エッチング、例えばRIE(Reactive Ion Etching)法を用いてシリコン窒化膜及びタングステンシリサイド膜並びにポリシリコン膜をエッチングする。
Next, as shown in FIG. 3, a silicon oxide film is formed to a thickness of about 8 nm on the entire surface by using, for example, a thermal oxidation method. This silicon oxide film becomes the
Then, a tungsten silicide film is formed to a thickness of about 55 nm on the upper surface of the polysilicon film by using, for example, a sputtering method. Further, for example, a CVD method is used to form a silicon nitride film on the upper surface of the tungsten silicide film to a thickness of about 150 nm.
Further, using a resist (not shown) patterned in a predetermined shape on the upper surface of the silicon nitride film as a mask, the silicon nitride film, the tungsten silicide film, and the polysilicon film using anisotropic etching, for example, RIE (Reactive Ion Etching) method Etch.
このシリコン窒化膜及びタングステンシリサイド膜並びにポリシリコン膜が第1および第2ゲート電極16、17となり、絶縁分離層13と離間して第1領域12aに設けられた第1ゲート電極16と、絶縁分離層13と第2領域12bに跨り、且つ第1ゲート電極16と相対向する第2ゲート電極17が同時に形成される。
The silicon nitride film, the tungsten silicide film, and the polysilicon film become the first and
次に、図4に示すように、第1および第2ゲート電極16、17が形成された半導体基板11の表面に、フォトレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィ技術により第2ゲート電極17の一部が露出するようにソース/ドレイン領域19、20の開口のパターニングを行ない、第1フォトレジストパターン52を形成する。
次に、一部が露出した第2ゲート電極17と第1フォトレジストパターン52をマスクとして近導体基板11に垂直な方向より所定角度θだけ傾けた方向から、硼素(B)イオンを第1領域12aに加速電圧20KeV、ドーズ1E13atoms/cm2程度でイオン注入し、p型不純物領域18を形成する。
Next, as shown in FIG. 4, a photoresist film is formed on the surface of the
Next, boron (B) ions are applied to the first region from a direction inclined by a predetermined angle θ from a direction perpendicular to the near-
ここで、第1ゲート電極16と第2ゲート電極17間の距離L1は、ソース領域19の長さL2と第2ゲート電極17により斜めから入射するBイオンが注入されない影領域の長さL3の和に等しく設定されている。
Here, the distance L1 between the
ソース領域19の長さL2は、MOSトランジスタの要求仕様に基づいて適宜定めればよいが、例えば330nmで、影領域の長さL3は、例えば斜め入射角度θが20°、第2ゲート電極17の高さH1が300nmの場合に、L3=H1×tan(θ)より110nmとなる。
The length L2 of the
次に、図5に示すように、露出した第2ゲート電極17と第1フォトレジストパターン52をマスクとして半導体基板11に垂直な方向より砒素(As)イオンを第1領域12aに加速電圧10KeV、ドーズ1E15atoms/cm2程度でイオン注入し、2重ドレイン構造となる低濃度層53を形成する。
Next, as shown in FIG. 5, using the exposed
次に、図6に示すように、一旦第1フォトレジストパターン52を除去した後、第1および第2ゲート電極16、17が形成された半導体基板11の表面にシリコン窒化膜を形成し、RIE法により選択加工することにより、第1および第2ゲート電極16、17の上面および側面にそれぞれオフセットスペーサ26、27を形成する。
次に、第1および第2ゲート電極16、17が形成された半導体基板11の表面に、フォトレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィ技術により第2ゲート電極17の一部が露出するようにソース/ドレイン領域19、20の開口のパターニングを行ない、再び第1フォトレジストパターン54を形成する。
次に、露出した第2ゲート電極17と第1フォトレジストパターン54をマスクとして半導体基板11に垂直な方向より、Asイオンを第1領域12aに加速電圧20KeV、ドーズ1E15atoms/cm2程度でイオン注入し、2重ドレイン構造となる高濃度層55を形成する。
Next, as shown in FIG. 6, after the
Next, a photoresist film is formed on the surface of the
Next, As ions are implanted into the
次に、図7に示すように、第1および第2ゲート電極16、17が形成された半導体基板11の表面に、フォトレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィ技術により第2ゲート電極17の一部が露出するようにウェルコンタクト層21の開口のパターニングを行ない、第2フォトレジストパターン56を形成する。
次に、一部が露出した第2ゲート電極17と第2フォトレジストパターン56をマスクとして半導体基板11に垂直な方向より、Bイオンを第2領域12bに加速電圧10KeV、ドーズ1E15atoms/cm2程度でイオン注入することにより、ウェルコンタクト層21が形成される。
Next, as shown in FIG. 7, a photoresist film is formed on the surface of the
Next, B ions are applied to the
ここで、絶縁分離層13とウェルコンタクト21間の距離L4は、第2ゲート電極17に対するセルフアラインコンタクトプラグの電気的絶縁性を確保できる距離、例えば110nm程度に設定されている。
Here, the distance L4 between the insulating
次に、第1および第2ゲート電極16、17が形成された半導体基板11の表面に層間絶縁膜25、例えばシリコン酸化膜をCVD法により形成し、フォトリソグラフィ技術、RIE法により、第2ゲート電極17の一部が露出するようにウェルコンタクト層21のコンタクトホール(図示せず)を形成する。
次に、CVD法により不純物を添加したポリシリコンまたはタングステンをコンタクトホールに埋め込み、第2ゲート電極17に対するセルフアラインコンタクトプラグ22を形成する。
Next, an
Next, polysilicon or tungsten doped with impurities is buried in the contact hole by a CVD method to form a self-aligned contact plug 22 for the
次に、同様にして、ソース領域19のコンタクトプラグ23、およびドレイン領域20のコンタクトプラグ(図示せず)を形成することにより、図1に示す半導体装置10が完成する。
Next, the
図8は、第2ゲート電極17による微細化の効果を従来例と比較して示す図で、図8(a)が本実施例の場合、図8(b)が従来例の場合である。
8A and 8B are diagrams showing the effect of miniaturization by the
図8(a)に示すように、絶縁分離層13と第2領域12bとに跨り、且つ第1ゲート電極と相対向した第2ゲート電極17を第1ゲート電極16と同時に形成したので、図6に示すように、プロセスばらつきによりレジスト開口端がMOSトランジスタ部Aとウェルコンタクト部Bの境界からずれてウェルコンタクト活性化領域C上に到達した場合には、第2ゲート電極17がブロック層となり、ウェルコンタクト活性化領域Cにソース/ドレイン領域を形成するためのAsイオンの誤注入が行われることを防ぐことが可能である。
As shown in FIG. 8A, the
また、ウェルコンタクト層21へのコンタクトプラグ22に第2ゲート配線17に対するセルフアラインコンタクトを用いているので、第2ゲート配線17とコンタクトプラグ22間に必要なスペースを削減することができる。
In addition, since a self-aligned contact with the
従って、ソース領域19からウェルコンタクトプラグ22との距離L5は、影領域の長さL3(110nm)と絶縁分離層13と第2ゲート電極17の間の距離L4(110nm)と露光装置の位置合わせ誤差、例えば170nmを考慮して340nm程度あれば十分である。
Therefore, the distance L5 from the
一方、図8(b)に示すように、MOSトランジスタ部Eとウェルコンタクト部Fを電気的に分離する絶縁分離層63上に形成されるブロック層が従来のフォトレジストの場合には、フォトレジストの高さは1000nm程度であり、斜めイオン注入による影領域の長さL6は360nm程度になる。
露光装置の位置合わせ誤差、例えば170nmを考慮して、ソース領域19に斜めイオン注入がされない不良を防止するために、絶縁分離層63の長さL7は影領域の長さL6と露光装置の位置合わせ誤差の和の530nm程度が必要である。
On the other hand, as shown in FIG. 8B, when the block layer formed on the insulating
In consideration of the alignment error of the exposure apparatus, for example, 170 nm, the length L7 of the insulating
また、ソース/ドレイン領域を形成するためのAsイオン注入工程においては、ブロック層の位置ズレによりウェルコンタクト活性化領域Cの一部にAsイオンが誤注入されるのを防止するために、絶縁分離層63とブロック層の重ね合わせ長さは露光装置の位置合わせ誤差を見込む必要があるので、絶縁分離層63の長さL7としては530nm程度が妥当である。
In addition, in the As ion implantation process for forming the source / drain regions, insulation isolation is performed in order to prevent As ions from being erroneously implanted into a part of the well contact activation region C due to the displacement of the block layer. Since the overlap length of the
従って、ソース領域19からウェルコンタクトプラグ62との距離L8は、絶縁分離層63の長さL7(530nm)と絶縁分離層63とウェルコンタクトプラグ62間の距離L4(110nm)の和の640nm程度が必要である。
Therefore, the distance L8 from the
これにより、第2ゲート電極17をブロック層に用いることにより、ソース領域19からウェルコンタクトプラグ22との距離は、従来のL8(640nm)からL5(340nm)に短縮することが可能である。
Accordingly, by using the
以上説明したように、本発明の実施例に係わる半導体装置の製造方法によれば、第1ゲート電極16とイオン注入工程においてブロック層となる第2ゲート電極17を同時に形成しているので、十分なイオン遮断能力と高いパターン精度を有するブロック層が得られる。
As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention, the
その結果、1つのブロック層で、斜めイオン注入工程においてはブロック層の一端をマスクとしてイオンが注入されない影領域を安定して低減することができ、ブロック層の他端をマスクとしてセルフアラインコンタクトを形成することにより、コンタクトプラグ周りの絶縁スペースを短縮することができる。
従って、微細化によりチップサイズが小さく集積度の高い半導体装置が得られる。
As a result, one block layer can stably reduce a shadow region where ions are not implanted using one end of the block layer as a mask in the oblique ion implantation process, and self-alignment contact can be performed using the other end of the block layer as a mask. By forming, the insulating space around the contact plug can be shortened.
Therefore, a semiconductor device with a small chip size and a high degree of integration can be obtained by miniaturization.
ここでは、不純物領域18と絶縁分離層13との間の第1領域12aにソース領域19を形成した場合について説明したが、ドレイン領域20を形成する場合についても同様に行なうことができる。
Here, the case where the
10 半導体装置
11 半導体基板
12 p型ウェル領域
12a 第1領域
12b 第2領域
13、14、63 絶縁分離層(STI)
16 第1ゲート電極
17 第2ゲート電極
18 p型不純物層
19 ソース領域
20 ドレイン領域
21、61 ウェルコンタクト層
22、23、62 コンタクトプラグ
25 層間絶縁膜
26、27 オフセットスペーサ
30 2重ドレイン構造
50 保護膜
51 ゲート絶縁膜
52、54 第1フォトレジストパターン
53 低濃度層
55 高濃度層
56 第2フォトレジストパターン
DESCRIPTION OF
16
Claims (4)
前記第2ゲート電極をマスクとして前記半導体基板の垂直方向より所定角度傾けた方向から不純物イオンを注入して、前記第1ゲート電極下の前記半導体基板内に不純物領域を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a first gate electrode and a second gate electrode that are spaced apart from each other and opposite each other on the surface of the semiconductor substrate;
And implanting impurity ions from a direction inclined at a predetermined angle from the vertical direction of the semiconductor substrate using the second gate electrode as a mask to form an impurity region in the semiconductor substrate under the first gate electrode. A method of manufacturing a semiconductor device.
前記絶縁分離層と離間して前記第1領域に設けられた第1ゲート電極と、前記絶縁分離層と前記第2領域とに跨がり、且つ前記第1ゲート電極と相対向する第2ゲート電極とを同時に形成する工程と、
前記第1ゲート電極を含む前記第1領域および前記第1ゲート電極側の前記第2ゲート電極部分を露出する開口を有する第1フォトレジストパターンを前記半導体基板表面に形成する工程と、
前記第1および第2ゲート電極をマスクとして、前記半導体基板の垂直方向より所定角度傾けた方向から第1導電型の不純物イオンを前記第1領域に注入し、更に前記半導体基板の垂直方向より第2導電型の不純物イオンを前記第1領域に注入してソース/ドレイン領域を形成する工程と、
前記第1フォトレジストパターンを除去する工程と、
前記第2領域に前記第2ゲート電極の一部を含む前記第2領域を露出する開口を有する第2フォトレジストパターンを前記半導体基板表面に形成する工程と、
前記第2ゲート電極をマスクとして前記第2領域へのコンタクト手段を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming an insulating isolation layer on the surface of the first conductivity type well region on the surface of the semiconductor substrate so as to partition the well region into first and second regions;
A first gate electrode provided in the first region apart from the insulating isolation layer, and a second gate electrode straddling the insulating isolation layer and the second region and facing the first gate electrode And simultaneously forming
Forming a first photoresist pattern on the surface of the semiconductor substrate having an opening exposing the first region including the first gate electrode and the second gate electrode portion on the first gate electrode side;
Using the first and second gate electrodes as masks, impurity ions of the first conductivity type are implanted into the first region from a direction inclined by a predetermined angle from the vertical direction of the semiconductor substrate, and further from the vertical direction of the semiconductor substrate. Implanting two conductivity type impurity ions into the first region to form source / drain regions;
Removing the first photoresist pattern;
Forming a second photoresist pattern on the surface of the semiconductor substrate having an opening exposing the second region including a part of the second gate electrode in the second region;
Forming a contact means with respect to the second region using the second gate electrode as a mask.
前記半導体基板表面に形成された第1導電型のウェル領域と、
前記ウェル領域表面に形成され、且つ前記ウェル領域を第1および第2領域に区画する絶縁分離層と、
前記絶縁分離層と離間して前記第1領域に形成された第1ゲート電極と、
前記絶縁分離層と前記第2領域とに跨がり、且つ前記第1ゲート電極と相対向して形成された第2ゲート電極と、
前記第1ゲート電極に隣接して前記第1領域に形成された第1導電型の不純物領域と、
前記第1導電型の不純物領域と前記絶縁分離層との間の前記第1領域に形成された第2導電型のソース/ドレイン領域と、
前記第2領域に前記第2ゲート電極に隣接して形成された第1導電型のセルフアラインコンタクト手段と
を有することを特徴とする半導体装置。 A semiconductor substrate;
A first conductivity type well region formed on the surface of the semiconductor substrate;
An insulating isolation layer formed on the surface of the well region and partitioning the well region into first and second regions;
A first gate electrode formed in the first region apart from the insulating separation layer;
A second gate electrode formed across the insulating isolation layer and the second region and facing the first gate electrode;
A first conductivity type impurity region formed in the first region adjacent to the first gate electrode;
A second conductivity type source / drain region formed in the first region between the first conductivity type impurity region and the insulating isolation layer;
A semiconductor device comprising: a first conductivity type self-alignment contact means formed adjacent to the second gate electrode in the second region.
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