JP2006339429A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Yasuo Otsuki
康夫 大槻
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of preventing the resistance to hot carriers from degrading. <P>SOLUTION: This method comprises the steps of forming a field oxide film 12, gate oxide films 13a, 13b, and gate electrodes 14a, 14b on a semiconductor substrate 11; forming a first diffusion layer n, in an element region of a normal transistor 2 and an element region of a high breakdown strength transistor 1; coating the surface of the semiconductor substrate 11 with an oxide film 16; coating the high-breakdown voltage transistor 1 with a photoresist R3 as a mask; thereafter, forming a side wall 16s in the gate electrode 14b on the normal transistor 2 side by carrying out RIE in the oxide film 16; forming openings R4a in a photoresist R3 on the high breakdown voltage transistor 1 side and on the oxide film 16; carrying out ion implantation in the semiconductor substrate 11; forming a second diffusion layer n<SP>+</SP>, in the element region of the normal transistor 2; and carrying out ion implantation, from the opening R4a on the high breakdown voltage transistor 1 side, to form the second diffusion layer n<SP>+</SP>. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関し、具体的には、通常耐圧のトランジスタと高耐圧のトランジスタとを同一の半導体基板上に備えた半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more specifically to a method for manufacturing a semiconductor device provided with a normal breakdown voltage transistor and a high breakdown voltage transistor on the same semiconductor substrate.

近年の高集積化したトランジスタによる半導体集積回路は、LDD(Lightly Doped Drain)構造を採用している。LDD構造では、低電圧で駆動されるトランジスタが一般的に使用されている。そして、このトランジスタを基本構成とする半導体集積回路に、例えば高耐圧のトランジスタを含む昇圧回路を同一チップ上に搭載した半導体装置が製造されている。このような半導体装置の製造方法を、図5及び図6を参照して説明する。   2. Description of the Related Art Recent semiconductor integrated circuits using highly integrated transistors employ an LDD (Lightly Doped Drain) structure. In the LDD structure, a transistor driven at a low voltage is generally used. Then, a semiconductor device is manufactured in which a booster circuit including, for example, a high breakdown voltage transistor is mounted on the same chip on a semiconductor integrated circuit having the transistor as a basic configuration. A method for manufacturing such a semiconductor device will be described with reference to FIGS.

先ず、図5(a)に示すように、半導体基板111の表面にフィールド酸化膜112をLOCOS(Local Oxidation on Silicon)法により所定の領域に形成する。次に、高耐圧のトランジスタ101と通常のトランジスタ102のウエル層を半導体基板111に形成する。フィールド酸化膜112に囲まれた領域のうち、高耐圧のトランジスタ101が形成される素子領域と、通常耐圧のトランジスタ102が形成される素子領域とに、それぞれ厚さの異なるゲート酸化膜113a,113bが形成される。ここで、高耐圧のトランジスタ101側に形成されるゲート酸化膜113aが、通常耐圧のトランジスタ102側に形成されるゲート酸化膜113bに比べてより厚い膜厚で形成されている。そして、高耐圧のトランジスタ101と通常のトランジスタ102に、ポリシリコン膜などによるゲート電極114a,114bがそれぞれ形成される。その後、通常のトランジスタ102のみにフォトレジストR11が残るようにパターニングをし、該フォトレジストR11,フィールド酸化膜112,及び,ゲート電極114aをマスクとして、イオン注入を行い、高耐圧のトランジスタ101側に低濃度の不純物によるLDD拡散層(本図ではn層とした。)を形成する。   First, as shown in FIG. 5A, a field oxide film 112 is formed on a surface of a semiconductor substrate 111 in a predetermined region by a LOCOS (Local Oxidation on Silicon) method. Next, a well layer of the high breakdown voltage transistor 101 and the normal transistor 102 is formed on the semiconductor substrate 111. Of the regions surrounded by the field oxide film 112, gate oxide films 113a and 113b having different thicknesses in an element region where the high breakdown voltage transistor 101 is formed and an element region where the normal breakdown voltage transistor 102 is formed. Is formed. Here, the gate oxide film 113a formed on the high breakdown voltage transistor 101 side is formed to be thicker than the gate oxide film 113b formed on the normal breakdown voltage transistor 102 side. Then, gate electrodes 114a and 114b made of a polysilicon film or the like are formed in the high breakdown voltage transistor 101 and the normal transistor 102, respectively. After that, patterning is performed so that the photoresist R11 remains only in the normal transistor 102, and ion implantation is performed using the photoresist R11, the field oxide film 112, and the gate electrode 114a as a mask, and the high breakdown voltage transistor 101 side is formed. An LDD diffusion layer (referred to as n layer in this figure) is formed by a low concentration impurity.

次に、図5(b)に示すように、通常のトランジスタ102のフォトレジストR11を除去するとともに、高耐圧のトランジスタ101にフォトレジストR12を残すパターニングを行う。そして、該フォトレジストR12と、フィールド酸化膜112と、ゲート電極114bをマスクとして、イオン注入を行い、通常のトランジスタ102に、低濃度の不純物によるLDD拡散層(本図ではn層とした。)を形成し、フォトレジストR12を除去する。   Next, as shown in FIG. 5B, patterning is performed in which the photoresist R11 of the normal transistor 102 is removed and the photoresist R12 is left in the high breakdown voltage transistor 101. Then, ion implantation is performed using the photoresist R12, the field oxide film 112, and the gate electrode 114b as a mask, and an LDD diffusion layer (in this figure, n-layer) made of low-concentration impurities is added to the normal transistor 102. And the photoresist R12 is removed.

その後、図5(c)に示すように、高耐圧のトランジスタ101及び通常のトランジスタ102を含め半導体基板111の表面を覆うようにHTO(High Temperature Oxide)などによってSiOからなる酸化膜116を形成する。次に、図6(a)に示すように、RIE(反応性イオンエッチング)によって酸化膜116を異方性エッチングすることで、それぞれのゲート電極114a,114bの両端側面に所定の幅を有するサイドウォール116sを形成する。サイドウォール116sを形成した後、図6(b)に示すように、高耐圧のトランジスタ101にはフォトレジストR13を設けるとともに、フィールド酸化膜112とゲート電極114aとの間に開口を形成し、且つ、該開口がゲート電極114aより適宜離れた位置となるようにパターニングする。そして、高耐圧のトランジスタには、開口からイオン注入(本図ではnとしたが、pとしてもよい。)を行うことで、ゲート電極114aから離れた位置にソース層及びドレイン層を形成する。一方、通常のトランジスタ102は、サイドウォール116sをマスクとすることによってスペーサとして機能させ、サイドウォール116sの幅寸法に応じてゲート電極114bから離れた位置にイオン注入(本図ではnとしたが、pとしてもよい。)を行うことによってソース層及びドレイン層を形成する。 Thereafter, as shown in FIG. 5C, an oxide film 116 made of SiO 2 is formed by HTO (High Temperature Oxide) or the like so as to cover the surface of the semiconductor substrate 111 including the high breakdown voltage transistor 101 and the normal transistor 102. To do. Next, as shown in FIG. 6A, the oxide film 116 is anisotropically etched by RIE (reactive ion etching), whereby side surfaces having predetermined widths on both side surfaces of the respective gate electrodes 114a and 114b. A wall 116s is formed. After forming the sidewall 116s, as shown in FIG. 6B, the high breakdown voltage transistor 101 is provided with a photoresist R13, an opening is formed between the field oxide film 112 and the gate electrode 114a, and Then, the patterning is performed so that the opening is appropriately separated from the gate electrode 114a. In the high breakdown voltage transistor, ion implantation is performed from the opening (in this figure, n + is used, but p + may be used), so that a source layer and a drain layer are formed at a position away from the gate electrode 114a. To do. On the other hand, the normal transistor 102 functions as a spacer by using the sidewall 116s as a mask, and ion implantation is performed at a position away from the gate electrode 114b according to the width dimension of the sidewall 116s (in this figure, n + is used). , P + .) To form a source layer and a drain layer.

特開平7−235675号公報JP-A-7-235675

ところで、図6(a)に示すように、従来の半導体装置の製造方法では、サイドウォール116sが、高耐圧のトランジスタも通常のトランジスタも両方とも同じ酸化膜116(図5(c)参照)に同じエッチング工程を施すことによって形成されていた。通常のトランジスタは、その後のn(又はp)をイオン注入が十分に半導体基板111に打ち込まれるようにするため、サイドウォール形成後のソース層及びドレイン層を形成する部位のSiO膜は所定の厚さ範囲に収めることが必要となる。SiOが厚すぎる場合には、イオン注入された不純物が半導体基板111の内部に十分に入らなくなることが懸念される。一方、高耐圧のトランジスタでは、SiO膜が所定の厚さ範囲より薄い場合には、RIEのチャージダメージによりホットキャリア耐性寿命が短くなるといった問題があった。 Incidentally, as shown in FIG. 6A, in the conventional method for manufacturing a semiconductor device, the sidewall 116s has the same oxide film 116 (see FIG. 5C) for both the high breakdown voltage transistor and the normal transistor. It was formed by performing the same etching process. In a normal transistor, the subsequent n + (or p + ) is sufficiently implanted by ion implantation into the semiconductor substrate 111, so that the SiO 2 film at the site for forming the source layer and drain layer after the sidewall formation is It is necessary to be within a predetermined thickness range. When SiO 2 is too thick, there is a concern that the ion-implanted impurities cannot sufficiently enter the semiconductor substrate 111. On the other hand, in the high breakdown voltage transistor, when the SiO 2 film is thinner than a predetermined thickness range, there is a problem that the hot carrier resistance life is shortened due to RIE charge damage.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ホットキャリア耐性の劣化を防止することができる半導体装置の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of preventing deterioration of hot carrier resistance.

本発明の上記目的は、低電圧で駆動する通常のトランジスタと高耐圧のトランジスタが同一の半導体基板上に形成される半導体装置の製造方法であって、前記半導体基板にフィールド酸化膜と、ゲート酸化膜と、ゲート電極とを形成する工程と、前記通常のトランジスタの素子領域と前記高耐圧のトランジスタの素子領域とに第1の拡散層を形成する工程と、前記半導体基板の表面に酸化膜を被覆する工程と、前記高耐圧のトランジスタをマスクとなるフォトレジストで覆い、その後、前記酸化膜にRIEを行うことによって前記通常のトランジスタ側の前記ゲート電極にサイドウォールを形成する工程と、前記高耐圧のトランジスタ側の前記フォトレジスト及び前記酸化膜に開口部を形成する工程と、前記半導体基板にイオン注入を行い、通常のトランジスタの素子領域に第2の拡散層を形成し、前記高耐圧のトランジスタ側には前記開口部からイオン注入して第2の拡散層を形成する工程と、を有し、前記高耐圧のトランジスタ側のゲート電極と前記開口部との間隔が、前記サイドウォールの幅よりも大きいことを特徴とする半導体装置の製造方法によって達成される。   The object of the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device in which a normal transistor driven at a low voltage and a high withstand voltage transistor are formed on the same semiconductor substrate, wherein a field oxide film and a gate oxide are formed on the semiconductor substrate. Forming a film and a gate electrode; forming a first diffusion layer in the element region of the normal transistor and the element region of the high breakdown voltage transistor; and forming an oxide film on the surface of the semiconductor substrate. Covering the high-breakdown-voltage transistor with a photoresist serving as a mask, and then performing RIE on the oxide film to form a sidewall on the gate electrode on the normal transistor side; and Forming an opening in the photoresist and oxide film on the transistor side of the withstand voltage; and performing ion implantation on the semiconductor substrate; Forming a second diffusion layer in an element region of a normal transistor, and forming a second diffusion layer by ion implantation from the opening on the high breakdown voltage transistor side, This is achieved by a method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the distance between the gate electrode on the transistor side and the opening is larger than the width of the sidewall.

本発明の半導体装置の製造方法によれば、通常のトランジスタのみにRIEによって酸化膜からなるサイドウォールを形成するものである。また、通常のトランジスタにサイドウォールを形成する際に、高耐圧のトランジスタがフォトレジストで覆われている状態となり、該高耐圧のトランジスタ側のゲート電極のサイドだけでなく全体を覆うように酸化膜が残存し、RIEによるプラズマダメージを受けることを防止することができる。こうすれば、製造される半導体装置の、ホットキャリア耐性が劣化することを防止することができる。   According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a sidewall made of an oxide film is formed only on a normal transistor by RIE. In addition, when the sidewall is formed in a normal transistor, the high breakdown voltage transistor is covered with the photoresist, and the oxide film is formed so as to cover not only the side of the gate electrode on the high breakdown voltage transistor side but also the whole. Can remain, and plasma damage due to RIE can be prevented. In this way, it is possible to prevent the hot carrier resistance of the manufactured semiconductor device from deteriorating.

また、本発明の上記目的は、低電圧で駆動する通常のトランジスタと高耐圧のトランジスタが同一の半導体基板上に形成される半導体装置の製造方法であって、前記半導体基板にフィールド酸化膜と、ゲート酸化膜と、ゲート電極とを形成する工程と、前記通常のトランジスタの素子領域と前記高耐圧のトランジスタの素子領域とに第1の拡散層を形成する工程と、前記半導体基板の表面に酸化膜を被覆する工程と、前記高耐圧のトランジスタをマスクとなる導電性材料で覆い、その後、前記酸化膜にRIEを行うことによって前記通常のトランジスタ側の前記ゲート電極にサイドウォールを形成する工程と、前記導電性材料を除去し、前記高耐圧のトランジスタを覆う前記酸化膜に開口部を形成する工程と、前記半導体基板にイオン注入を行い、通常のトランジスタの素子領域に第2の拡散層を形成し、前記高耐圧のトランジスタ側には前記開口部からイオン注入して第2の拡散層を形成する工程と、を有していることを特徴とする半導体装置の製造方法によって達成される。   Another object of the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device in which a normal transistor driven at a low voltage and a high breakdown voltage transistor are formed on the same semiconductor substrate, the field oxide film on the semiconductor substrate, Forming a gate oxide film and a gate electrode; forming a first diffusion layer in the element region of the normal transistor and the element region of the high breakdown voltage transistor; and oxidizing the surface of the semiconductor substrate. A step of covering a film; a step of covering the high-breakdown-voltage transistor with a conductive material serving as a mask; and thereafter forming a sidewall on the gate electrode on the normal transistor side by performing RIE on the oxide film; Removing the conductive material and forming an opening in the oxide film covering the high breakdown voltage transistor; and implanting ions into the semiconductor substrate. A step of forming a second diffusion layer in an element region of a normal transistor, and forming a second diffusion layer by ion implantation from the opening on the high breakdown voltage transistor side. This is achieved by a method for manufacturing a semiconductor device.

本発明の半導体装置の製造方法によれば、通常のトランジスタにサイドウォールを形成する際には、高耐圧のトランジスタが導電性材料で覆われている状態となるため、RIEによるプラズマが導電性材料によって遮蔽され、プラズマダメージを受けてしまうことをより一層確実に防止することができる。こうすれば、製造される半導体装置の、ホットキャリア耐性が劣化することを防止することができる。   According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, when a sidewall is formed on a normal transistor, the high breakdown voltage transistor is covered with the conductive material, so that plasma by RIE is generated by the conductive material. It is possible to more reliably prevent the plasma from being damaged by being damaged by the plasma. In this way, it is possible to prevent the hot carrier resistance of the manufactured semiconductor device from deteriorating.

上記半導体装置の製造方法において、高耐圧のトランジスタ側のゲート電極と開口部との間隔が、サイドウォールの幅よりも大きいことが好ましい。こうすれば、高耐圧のトランジスタのソースドレイン拡散層を、通常のトランジスタ側のソースドレイン拡散層よりもゲート電極から離して形成することができる。   In the method for manufacturing a semiconductor device, it is preferable that the distance between the gate electrode on the high breakdown voltage transistor side and the opening is larger than the width of the sidewall. In this way, the source / drain diffusion layer of the high breakdown voltage transistor can be formed farther from the gate electrode than the source / drain diffusion layer on the normal transistor side.

上記半導体装置の製造方法において、開口部が、バッファードフッ酸でエッチングすることによって高耐圧のトランジスタ側における酸化膜を除去することで形成されていることが好ましい。こうすれば、高耐圧のトランジスタの素子領域にイオン注入をする際に、イオンを半導体基板に確実に打ち込むことができるようになる。
上記本発明の半導体装置の製造方法は、LDD構造を採る半導体装置に好適であり、この場合、第1の拡散層としてLDD拡散層を形成し、前記第2の拡散層としてソースドレイン拡散層を形成することで、RIEによるプラズマダメージを防止し、ホットキャリア耐性が劣化することを防止する効果を得ることができる。
In the method for manufacturing a semiconductor device, the opening is preferably formed by removing the oxide film on the high voltage transistor side by etching with buffered hydrofluoric acid. In this way, when ions are implanted into the element region of the high breakdown voltage transistor, ions can be reliably implanted into the semiconductor substrate.
The semiconductor device manufacturing method of the present invention is suitable for a semiconductor device having an LDD structure. In this case, an LDD diffusion layer is formed as a first diffusion layer, and a source / drain diffusion layer is formed as the second diffusion layer. By forming, the plasma damage due to RIE can be prevented, and the effect of preventing deterioration of hot carrier resistance can be obtained.

本発明によれば、ホットキャリア耐性の劣化を防止することができる半導体装置の製造方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the semiconductor device which can prevent deterioration of hot carrier tolerance can be provided.

以下、本発明にかかる半導体装置の製造方法の第1の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図1、図2及び図3は、本実施形態の半導体装置の製造方法の手順を説明する図である。
A semiconductor device manufacturing method according to a first embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
1, 2 and 3 are diagrams for explaining the procedure of the method of manufacturing the semiconductor device according to this embodiment.

本実施形態の半導体装置の製造方法によって製造される半導体装置10は、LDD構造を採用するものあり、低電圧で駆動する通常のトランジスタ2と高耐圧のトランジスタ1が同一の半導体基板11上に構成される   A semiconductor device 10 manufactured by the semiconductor device manufacturing method of the present embodiment employs an LDD structure, and a normal transistor 2 driven at a low voltage and a high breakdown voltage transistor 1 are configured on the same semiconductor substrate 11. Be done

先ず、図1(a)に示すように、半導体基板11の表面にフィールド酸化膜12をLOCOS法等により、該表面の所定の領域に形成する。その後、高耐圧のトランジスタ1のウエル層と通常のトランジスタ2のウエル層を、図示しないパターニングしたフォトレジストをマスクとしてイオン注入を行い、その後の熱処理による拡散によって形成する。   First, as shown in FIG. 1A, a field oxide film 12 is formed on a surface of a semiconductor substrate 11 in a predetermined region of the surface by a LOCOS method or the like. Thereafter, the well layer of the high breakdown voltage transistor 1 and the well layer of the normal transistor 2 are formed by ion implantation using a patterned photoresist (not shown) as a mask, and then diffusion by heat treatment.

また、高耐圧のトランジスタ1の周囲のフィールド酸化膜12の下に、p型不純物(又はn型不純物でもよい。)のイオン注入することにより、図示しないチャンネルストッパが形成される。   A channel stopper (not shown) is formed by ion implantation of p-type impurities (or n-type impurities) under the field oxide film 12 around the high breakdown voltage transistor 1.

次に、フィールド酸化膜12に囲まれた領域のうち、高耐圧のトランジスタ1が形成される素子領域と、通常耐圧のトランジスタ2が形成される素子領域とに、それぞれ厚さの異なるゲート酸化膜13a,13bが形成される。なお、本実施形態において、通常のトランジスタ2側のゲート酸化膜13bの膜厚を、高耐圧のトランジスタ1側のゲート酸化膜13aの膜厚より薄く形成することで、イオン注入する際に不純物が半導体基板11の内部に十分に打ち込まれるようにしている。高耐圧のトランジスタ1側のゲート酸化膜13aの膜厚を約30nmとし、通常のトランジスタ2側のゲート酸化膜13bの膜厚を約9nmとして、どの熱酸化工程により形成してもよい。   Next, in the region surrounded by the field oxide film 12, a gate oxide film having a different thickness is formed in an element region where the high breakdown voltage transistor 1 is formed and an element region where the normal breakdown voltage transistor 2 is formed. 13a and 13b are formed. In this embodiment, the gate oxide film 13b on the normal transistor 2 side is formed thinner than the gate oxide film 13a on the high breakdown voltage transistor 1 side, so that impurities are introduced during ion implantation. The semiconductor substrate 11 is sufficiently driven into the interior. The gate oxide film 13a on the high breakdown voltage transistor 1 side may have a thickness of about 30 nm, and the gate oxide film 13b on the normal transistor 2 side may have a thickness of about 9 nm.

高耐圧のトランジスタ1側の素子領域上、及び、通常のトランジスタ2側の素子領域上に、それぞれドープしたポリシリコン膜からなるゲート電極14a,14bを形成する。   Gate electrodes 14a and 14b made of doped polysilicon films are formed on the element region on the high breakdown voltage transistor 1 side and on the element region on the normal transistor 2 side, respectively.

次に、図1(b)に示すように、通常のトランジスタ2の素子領域を覆うようにパターニングされたフォトレジストR1を形成し、該フォトレジストR1とフィールド酸化膜12とゲート電極14aとをマスクとして、高耐圧のトランジスタ1の素子領域にイオン注入(本実施形態においてはn型不純物を注入した。)を行い、LDD拡散層nを形成する。   Next, as shown in FIG. 1B, a photoresist R1 patterned so as to cover the element region of the normal transistor 2 is formed, and the photoresist R1, the field oxide film 12, and the gate electrode 14a are masked. As described above, ion implantation (in the present embodiment, n-type impurities are implanted) is performed in the element region of the high breakdown voltage transistor 1 to form the LDD diffusion layer n.

また、図1(c)に示すように、高耐圧のトランジスタ1の素子領域を覆うようにパターニングされたフォトレジストR2を形成し、該フォトレジストR2とフィールド酸化膜12とゲート電極14bとをマスクとして、通常のトランジスタ2の素子領域にイオン注入(本実施形態においてはn型不純物を注入した。)を行い、第1の拡散層としてLDD拡散層nを形成する。なお、通常のトランジスタ2側のLDD拡散層nを、高耐圧のトランジスタ1側のLDD拡散層nより先に形成する手順としてもよい。   Further, as shown in FIG. 1C, a photoresist R2 patterned so as to cover the element region of the high breakdown voltage transistor 1 is formed, and the photoresist R2, the field oxide film 12, and the gate electrode 14b are masked. As described above, ion implantation (in this embodiment, n-type impurities are implanted) is performed on the element region of the normal transistor 2 to form an LDD diffusion layer n as a first diffusion layer. The normal LDD diffusion layer n on the transistor 2 side may be formed before the LDD diffusion layer n on the high breakdown voltage transistor 1 side.

次に、図2(a)に示すように、LDD拡散層nが形成された半導体基板11の表面を覆うように、HTO(High Temperature Oxide)などによってSiOからなる酸化膜16を形成する。 Next, as shown in FIG. 2A, an oxide film 16 made of SiO 2 is formed by HTO (High Temperature Oxide) or the like so as to cover the surface of the semiconductor substrate 11 on which the LDD diffusion layer n is formed.

その後、図2(b)に示すように、酸化膜16上の高耐圧のトランジスタ1側の領域を覆うようにパターニングされたフォトレジストR3を形成する。そして、通常のトランジスタ2側の、フォトレジストR3に覆われていない領域をRIEによって酸化膜16をエッチングする。こうして、図2(c)に示すように、通常のトランジスタ2側のゲート電極14bの両端側面(図中左右端部の側面)に、残存した酸化膜16によってなるサイドウォール16sが形成される。また、このとき、通常のトランジスタ2のゲート酸化膜13bがゲート電極14b及びサイドウォール16sの下方を除き、除去される。本実施形態における作用及び効果については後述する。   Thereafter, as shown in FIG. 2B, a photoresist R3 patterned so as to cover the region on the oxide film 16 on the high breakdown voltage transistor 1 side is formed. Then, the oxide film 16 is etched by RIE in a region not covered with the photoresist R3 on the normal transistor 2 side. Thus, as shown in FIG. 2C, sidewalls 16s made of the remaining oxide film 16 are formed on both side surfaces (side surfaces on the left and right ends in the drawing) of the gate electrode 14b on the normal transistor 2 side. At this time, the gate oxide film 13b of the normal transistor 2 is removed except under the gate electrode 14b and the sidewall 16s. The operation and effect of this embodiment will be described later.

以下に、ソース層及びドレイン拡散層を形成する手順を説明する。
図3(a)に示すように、酸化膜16が被覆された高耐圧のトランジスタ1及び通常のトランジスタ2に、第2の拡散層として機能する高耐圧のトランジスタ1のソース拡散層及びドレイン層(以下、総称してソースドレイン層ともいう。)が形成されるべき箇所を開口するようにパターニングされたフォトレジストR4を、マスクとして形成する。
The procedure for forming the source layer and the drain diffusion layer will be described below.
As shown in FIG. 3A, the source diffusion layer and the drain layer (of the high breakdown voltage transistor 1 functioning as the second diffusion layer) are added to the high breakdown voltage transistor 1 and the normal transistor 2 covered with the oxide film 16. Hereinafter, the photoresist R4 patterned so as to open a portion where the source / drain layer is to be formed is formed as a mask.

図3(b)に示すように、フォトレジストR4の開口部R4aから露呈する、酸化膜16をバッファードHF(バッファードフッ酸)によりエッチングし、除去する。こうして、高耐圧のトランジスタ1側の酸化膜16に開口部16aが形成される。そして、フォトレジストR4を除去した後、高耐圧のトランジスタ1における、酸化膜16より露呈した半導体基板11の表面と、通常のトランジスタ2における、ゲート電極14bとフィールド酸化膜12とで囲まれた領域にn不純物(p不純物を用いてもよい。)をイオン注入し、ソースドレイン層nを形成する。こうすれば、高耐圧のトランジスタ1の素子領域にイオン注入をする際に、不純物イオンを半導体基板11に確実に打ち込むことができるようになる。 As shown in FIG. 3B, the oxide film 16 exposed from the opening R4a of the photoresist R4 is removed by etching with buffered HF (buffered hydrofluoric acid). Thus, an opening 16a is formed in the oxide film 16 on the high breakdown voltage transistor 1 side. After removing the photoresist R4, a region surrounded by the surface of the semiconductor substrate 11 exposed from the oxide film 16 in the high breakdown voltage transistor 1 and the gate electrode 14b and the field oxide film 12 in the normal transistor 2 N + impurity (p + impurity may be used) is ion-implanted to form a source / drain layer n + . This makes it possible to reliably implant impurity ions into the semiconductor substrate 11 when ion implantation is performed in the element region of the high breakdown voltage transistor 1.

こうして、低電圧で駆動する通常のトランジスタ2と高耐圧のトランジスタ1が同一の半導体基板11上に形成され、LDD構造を採る半導体装置10を得ることができる。   In this way, the normal transistor 2 driven at a low voltage and the high breakdown voltage transistor 1 are formed on the same semiconductor substrate 11, and the semiconductor device 10 adopting the LDD structure can be obtained.

本実施形態の半導体装置の製造方法において、高耐圧のトランジスタ1側のゲート電極14aと酸化膜16の開口部16aとの間隔が、サイドウォールの幅よりも大きいことが好ましい。こうすれば、高耐圧のトランジスタ1のソースドレイン拡散層nを、通常のトランジスタ2側のソースドレイン拡散層nよりもゲート電極14aから離した位置に形成することができる。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, the distance between the gate electrode 14a on the high breakdown voltage transistor 1 side and the opening 16a of the oxide film 16 is preferably larger than the width of the sidewall. This arrangement can be formed at a position a source drain diffusion layer n + of the transistor 1 of the high voltage, which releases the normal transistor 2 side of the source-drain diffusion layer n + gate electrode 14a than.

本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、図2(c)に示すように、通常のトランジスタ2のみにRIEによって酸化膜16からなるサイドウォール16sを形成するものである。また、通常のトランジスタ2側のゲート電極14bにサイドウォール16sを形成する際に、高耐圧のトランジスタ1がフォトレジストR3で覆われている状態となり、ゲート電極14aの両端側面だけでなく全体を覆うように酸化膜16が残存した状態が保持され、RIEによるプラズマダメージを受けることを防止することができる。こうすれば、製造される半導体装置10のホットキャリア耐性が劣化することを防止することができる。   According to the method for manufacturing a semiconductor device of this embodiment, as shown in FIG. 2C, the sidewall 16s made of the oxide film 16 is formed only on the normal transistor 2 by RIE. Further, when the sidewall 16s is formed on the gate electrode 14b on the normal transistor 2 side, the high breakdown voltage transistor 1 is covered with the photoresist R3, and covers not only the both side surfaces of the gate electrode 14a but also the whole. Thus, the state in which the oxide film 16 remains is maintained, and plasma damage due to RIE can be prevented. In this way, it is possible to prevent the hot carrier resistance of the manufactured semiconductor device 10 from deteriorating.

次に、本発明にかかる半導体装置の製造方法の第2の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。図4は、本実施形態の半導体装置の製造方法の手順を説明する図である。なお、以下に説明する実施形態において、すでに説明した部材などと同等な構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号又は相当符号を付すことにより、説明を簡略化或いは省略する。   Next, a second embodiment of a semiconductor device manufacturing method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram for explaining the procedure of the method for manufacturing the semiconductor device of this embodiment. In the embodiments described below, members having the same configuration / action as those already described are denoted by the same or corresponding reference numerals in the drawings, and description thereof is simplified or omitted.

本実施形態において、半導体装置10は、通常のトランジスタ2と高耐圧のトランジスタ1とを同一の半導体基板11に設ける構成であり、該半導体基板11にフィールド酸化膜12、ゲート電極14a,14b、LDD拡散層nを形成する方法及び手順については、上記実施形態と同様であるため、省略する。   In the present embodiment, the semiconductor device 10 has a configuration in which the normal transistor 2 and the high breakdown voltage transistor 1 are provided on the same semiconductor substrate 11, and the field oxide film 12, gate electrodes 14 a and 14 b, LDD are formed on the semiconductor substrate 11. Since the method and procedure for forming the diffusion layer n are the same as those in the above embodiment, a description thereof will be omitted.

図4(a)に示すように、LDD拡散層nが形成された半導体基板11の表面に、HTO(High Temperature Oxide)などによってSiOからなる酸化膜16を形成する。そして、高耐圧のトランジスタ1の素子領域上に酸化膜16を介してポリシリコンなどの導電性材料21によって被覆する。その後、この導電性材料21をマスクとして、該導電性材料21に覆われていない通常のトランジスタ2の素子領域上に形成された酸化膜16を、RIEによってエッチングし、除去する。 As shown in FIG. 4A, an oxide film 16 made of SiO 2 is formed on the surface of the semiconductor substrate 11 on which the LDD diffusion layer n is formed, using HTO (High Temperature Oxide) or the like. Then, the element region of the high breakdown voltage transistor 1 is covered with a conductive material 21 such as polysilicon through an oxide film 16. Thereafter, using the conductive material 21 as a mask, the oxide film 16 formed on the element region of the normal transistor 2 that is not covered with the conductive material 21 is etched and removed by RIE.

こうして、図4(b)に示すように、酸化膜16の一部をゲート電極14bの両端側面に残存させることで、該酸化膜16よりなるサイドウォール16sを形成する。サイドウォール16sを形成後、導電性材料21が除去される。そして、上記実施形態の図3で示す手順と同様に、高耐圧のトランジスタ1側の酸化膜16に開口部16aを形成し、所定の位置にソースドレイン拡散層nを形成することで、半導体装置10を製造することができる。 Thus, as shown in FIG. 4B, a part of the oxide film 16 is left on both side surfaces of the gate electrode 14b, thereby forming a sidewall 16s made of the oxide film 16. After forming the sidewall 16s, the conductive material 21 is removed. Then, similarly to the procedure shown in FIG. 3 of the above embodiment, the opening 16a is formed in the oxide film 16 on the high breakdown voltage transistor 1 side, and the source / drain diffusion layer n + is formed at a predetermined position. The device 10 can be manufactured.

上記半導体装置の製造方法によれば、通常のトランジスタ2にサイドウォール16sを形成する際には、高耐圧のトランジスタ1が導電性材料21で覆われている状態となるため、RIEによるプラズマが導電性材料21によって遮蔽され、プラズマダメージを受けてしまうことをより一層確実に防止することができる。こうすれば、製造される半導体装置10の、ホットキャリア耐性が劣化することを防止することができる。   According to the semiconductor device manufacturing method, when the sidewall 16s is formed in the normal transistor 2, the high breakdown voltage transistor 1 is covered with the conductive material 21, so that the plasma by RIE is conductive. It is possible to more reliably prevent the plasma material from being shielded by the conductive material 21. In this way, it is possible to prevent the hot carrier resistance of the manufactured semiconductor device 10 from being deteriorated.

半導体基板に、フィールド酸化膜、ゲート酸化膜、ゲート電極及びLDD拡散膜を形成する手順を説明する図である。It is a figure explaining the procedure which forms a field oxide film, a gate oxide film, a gate electrode, and a LDD diffused film in a semiconductor substrate. 通常のトランジスタ側のゲート電極にサイドウォールを形成する手順を説明する図である。It is a figure explaining the procedure which forms a side wall in the gate electrode by the side of a normal transistor. 高耐圧のトランジスタ及び通常のトランジスタに、ソースドレイン拡散層を形成する手順を説明する図である。It is a figure explaining the procedure which forms a source-drain diffused layer in a high voltage | pressure-resistant transistor and a normal transistor. 本発明に係る半導体装置の製造方法の他の実施形態の手順を説明する図である。It is a figure explaining the procedure of other embodiment of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on this invention. 従来の半導体装置の製造方法の手順を説明する図である。It is a figure explaining the procedure of the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法の手順を説明する図である。It is a figure explaining the procedure of the manufacturing method of the conventional semiconductor device.

符号の説明Explanation of symbols

1 高耐圧のトランジスタ
2 通常のトランジスタ
10 半導体装置
11 半導体基板
12 フィールド酸化膜
13a,13b ゲート酸化膜
14a,14b ゲート電極
16 酸化膜
21 導電性材料
R1〜R4 フォトレジスト
n LDD拡散層(第1の拡散層)
ソースドレイン拡散層(第2の拡散層)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High breakdown voltage transistor 2 Normal transistor 10 Semiconductor device 11 Semiconductor substrate 12 Field oxide film 13a, 13b Gate oxide film 14a, 14b Gate electrode 16 Oxide film 21 Conductive material R1-R4 Photoresist n LDD diffusion layer (first Diffusion layer)
n + source / drain diffusion layer (second diffusion layer)

Claims (5)

低電圧で駆動する通常のトランジスタと高耐圧のトランジスタが同一の半導体基板上に形成される半導体装置の製造方法であって、
前記半導体基板にフィールド酸化膜と、ゲート酸化膜と、ゲート電極とを形成する工程と、
前記通常のトランジスタの素子領域と前記高耐圧のトランジスタの素子領域とに第1の拡散層を形成する工程と、
前記半導体基板の表面に酸化膜を被覆する工程と、
前記高耐圧のトランジスタをマスクとなるフォトレジストで覆い、その後、前記酸化膜にRIEを行うことによって前記通常のトランジスタ側の前記ゲート電極にサイドウォールを形成する工程と、
前記高耐圧のトランジスタ側の前記フォトレジスト及び前記酸化膜に開口部を形成する工程と、
前記半導体基板にイオン注入を行い、通常のトランジスタの素子領域に第2の拡散層を形成し、前記高耐圧のトランジスタ側には前記開口部からイオン注入して第2の拡散層を形成する工程と、を有していることを特徴とする半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device in which a normal transistor driven at a low voltage and a high breakdown voltage transistor are formed on the same semiconductor substrate,
Forming a field oxide film, a gate oxide film, and a gate electrode on the semiconductor substrate;
Forming a first diffusion layer in the element region of the normal transistor and the element region of the high breakdown voltage transistor;
Coating the surface of the semiconductor substrate with an oxide film;
Forming a sidewall on the gate electrode on the normal transistor side by covering the high breakdown voltage transistor with a photoresist serving as a mask and then performing RIE on the oxide film;
Forming an opening in the photoresist and the oxide film on the high breakdown voltage transistor side;
Performing ion implantation on the semiconductor substrate to form a second diffusion layer in an element region of a normal transistor, and forming a second diffusion layer by ion implantation from the opening on the high breakdown voltage transistor side; And a method of manufacturing a semiconductor device.
低電圧で駆動する通常のトランジスタと高耐圧のトランジスタが同一の半導体基板上に形成される半導体装置の製造方法であって、
前記半導体基板にフィールド酸化膜と、ゲート酸化膜と、ゲート電極とを形成する工程と、
前記通常のトランジスタの素子領域と前記高耐圧のトランジスタの素子領域とに第1の拡散層を形成する工程と、
前記半導体基板の表面に酸化膜を被覆する工程と、
前記高耐圧のトランジスタをマスクとなる導電性材料で覆い、その後、前記酸化膜にRIEを行うことによって前記通常のトランジスタ側の前記ゲート電極にサイドウォールを形成する工程と、
前記導電性材料を除去し、前記高耐圧のトランジスタを覆う前記酸化膜に開口部を形成する工程と、
前記半導体基板にイオン注入を行い、通常のトランジスタの素子領域に第2の拡散層を形成し、前記高耐圧のトランジスタ側には前記開口部からイオン注入して第2の拡散層を形成する工程と、を有していることを特徴とする半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device in which a normal transistor driven at a low voltage and a high breakdown voltage transistor are formed on the same semiconductor substrate,
Forming a field oxide film, a gate oxide film, and a gate electrode on the semiconductor substrate;
Forming a first diffusion layer in the element region of the normal transistor and the element region of the high breakdown voltage transistor;
Coating the surface of the semiconductor substrate with an oxide film;
Covering the high-breakdown-voltage transistor with a conductive material serving as a mask, and then performing RIE on the oxide film to form a sidewall on the gate electrode on the normal transistor side;
Removing the conductive material and forming an opening in the oxide film covering the high breakdown voltage transistor;
Performing ion implantation on the semiconductor substrate to form a second diffusion layer in an element region of a normal transistor, and forming a second diffusion layer by ion implantation from the opening on the high breakdown voltage transistor side; And a method of manufacturing a semiconductor device.
前記高耐圧のトランジスタ側のゲート電極と前記開口部との間隔が、前記サイドウォールの幅よりも大きいことを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。   3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a distance between the gate electrode on the high breakdown voltage transistor side and the opening is larger than a width of the sidewall. 前記開口部が、バッファードフッ酸でエッチングすることによって前記高耐圧のトランジスタ側における前記酸化膜を除去することで形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。   The said opening part is formed by removing the said oxide film in the said high voltage | pressure-resistant transistor side by etching with buffered hydrofluoric acid, The any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. Semiconductor device manufacturing method. LDD構造を採り、前記第1の拡散層としてLDD拡散層を形成し、前記第2の拡散層としてソースドレイン拡散層を形成することを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。   5. An LDD structure is employed, an LDD diffusion layer is formed as the first diffusion layer, and a source / drain diffusion layer is formed as the second diffusion layer. Semiconductor device manufacturing method.
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