JP2007081040A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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.
近年、携帯用電子機器の軽量化・小型化が進み、該電子機器に搭載される半導体装置を縮小化するための研究開発が行われている。このような技術として、トランジスタと、MOSキャパシタとを同一基板(同一チップ)に混載し、電子機器に搭載される半導体装置の全体を縮小化する方法がある(例えば特開平5−82730号公報参照)。
本発明の目的は、生産性の向上および生産コストの低減を図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。 An object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method capable of improving productivity and reducing production costs.
本発明に係る半導体装置の製造方法は、
(A)半導体層に素子分離領域を形成する工程と、
(B)トランジスタ形成領域の前記半導体層内に第1導電型の第1ウェルを形成する工程と、
(C)キャパシタ形成領域の前記半導体層内に第2導電型の第2ウェルを形成する工程と、
(D)前記トランジスタ形成領域の前記半導体層内に第1導電型の不純物を注入してチャネルドープを行い、同時に、前記キャパシタ形成領域の前記半導体層内に第1導電型の第1不純物層を形成する工程と、
(E)前記トランジスタ形成領域にゲート絶縁層を形成し、前記キャパシタ形成領域の前記第1不純物層の上方に誘電体層を形成する工程と、
(F)前記ゲート絶縁層の上方にゲート電極を形成する工程と、
(G)前記誘電体層の上方に導電層を形成する工程と、
(H)前記トランジスタ形成領域に第2導電型のソース領域およびドレイン領域を形成する工程と、
(I)前記キャパシタ形成領域の前記導電層の側方であって前記半導体層内に、第1導電型の第2不純物層および第3不純物層を形成する工程と、を含む。
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes:
(A) forming an element isolation region in the semiconductor layer;
(B) forming a first well of the first conductivity type in the semiconductor layer in the transistor formation region;
(C) forming a second well of the second conductivity type in the semiconductor layer in the capacitor formation region;
(D) Channel doping is performed by implanting a first conductivity type impurity into the semiconductor layer in the transistor formation region, and simultaneously, a first conductivity type first impurity layer is formed in the semiconductor layer in the capacitor formation region. Forming, and
(E) forming a gate insulating layer in the transistor formation region, and forming a dielectric layer above the first impurity layer in the capacitor formation region;
(F) forming a gate electrode above the gate insulating layer;
(G) forming a conductive layer above the dielectric layer;
(H) forming a second conductivity type source region and drain region in the transistor formation region;
(I) forming a second impurity layer of a first conductivity type and a third impurity layer in the semiconductor layer on the side of the conductive layer in the capacitor formation region.
この半導体装置の製造方法では、前記トランジスタ形成領域の前記半導体層内に第1導電型の前記不純物を注入してチャネルドープを行い、同時に、前記キャパシタ形成領域の前記半導体層内に第1導電型の前記第1不純物層を形成する。これにより、例えば、前記キャパシタ形成領域をレジスト層により覆った状態で、前記トランジスタ形成領域にチャネルドープを行い、別工程として、前記第1トランジスタ形成領域をレジスト層により覆った状態で、前記キャパシタ形成領域に前記第1不純物層を形成するような場合に比べ、製造工程の簡素化を図ることができる。延いては、生産性の向上および生産コストの低減を図ることができる。 In this method of manufacturing a semiconductor device, the first conductivity type impurity is implanted into the semiconductor layer in the transistor formation region to perform channel doping, and at the same time, the first conductivity type is introduced into the semiconductor layer in the capacitor formation region. Forming the first impurity layer. Thus, for example, the transistor formation region is channel-doped while the capacitor formation region is covered with a resist layer, and the capacitor formation is performed as a separate step with the first transistor formation region covered with a resist layer. The manufacturing process can be simplified as compared with the case where the first impurity layer is formed in the region. As a result, productivity can be improved and production cost can be reduced.
なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの(以下「A」という)の「上方」に他の特定のもの(以下「B」という)を形成する」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、A上に直接Bを形成するような場合と、A上に他のものを介してBを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。 In the description of the present invention, the word “upper” is, for example, “forms another specific thing (hereinafter referred to as“ B ”)“ above ”a specific thing (hereinafter referred to as“ A ”)”. Etc. In the description according to the present invention, in the case of this example, the case where B is directly formed on A and the case where B is formed on A via another are included. The word “upward” is used.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1. まず、本実施形態に係る半導体装置について説明する。図1は、本実施形態に係る半導体装置を模式的に示す断面図である。 1. First, the semiconductor device according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the semiconductor device according to the present embodiment.
本実施形態に係る半導体装置は、半導体層10を有する。半導体層10は、例えばp型のシリコン基板などからなることができる。半導体装置には、第1トランジスタ形成領域100Pと、第2トランジスタ形成領域100Nと、キャパシタ形成領域200Cとが設けられている。第1トランジスタ形成領域100Pには、p型の第1トランジスタ100pが形成されている。第2トランジスタ形成領域100Nには、n型の第2トランジスタ100nが形成されている。キャパシタ形成領域200Cには、キャパシタ200が形成されている。
The semiconductor device according to this embodiment includes a
即ち、同一基板(同一チップ)に、p型の第1トランジスタ100pと、n型の第2トランジスタ100nと、キャパシタ200と、が混載されている。なお、図1には2つのトランジスタおよび1つのキャパシタしか記載されていないが、これは便宜的なものであって、各トランジスタおよびキャパシタの個数は特に限定されない。
That is, the p-type
以下、第1トランジスタ形成領域100P、第2トランジスタ形成領域100N、およびキャパシタ形成領域200Cについて、具体的に説明する。
Hereinafter, the first
1.1. まず、第1トランジスタ形成領域100Pについて説明する。
1.1. First, the first
第1トランジスタ形成領域100Pには、p型第1トランジスタ100pが設けられている。第1トランジスタ形成領域100Pは、素子分離領域20に囲まれている。第1トランジスタ形成領域100Pは、第2トランジスタ形成領域100Nと隣り合っており、その境界には、素子分離領域20が形成されている。
A p-type
p型第1トランジスタ100pは、第1ゲート絶縁層70と、第1ゲート電極72と、p型の第1ソース領域74と、p型の第1ドレイン領域76と、第1チャネル領域78と、n型の第1ウェル80と、を含む。
The p-type
第1ゲート絶縁層70は、第1ウェル80内の第1チャネル領域78の上に設けられている。第1ゲート電極72は、第1ゲート絶縁層70の上に形成されている。第1ソース領域74および第1ドレイン領域76は、第1ウェル80内の上部であって、第1ゲート絶縁層70下の第1チャネル領域78と素子分離領域20との間に形成されている。第1ウェル80は、半導体層10内の上部に形成されている。第1ウェル80は、第1ソース領域74、第1ドレイン領域76、および第1チャネル領域78を内包している。
The first
1.2. 次に、第2トランジスタ形成領域100Nについて説明する。
1.2. Next, the second
第2トランジスタ形成領域100Nには、n型第2トランジスタ100nが設けられている。第2トランジスタ形成領域100Nは、素子分離領域20に囲まれている。
An n-type second transistor 100n is provided in the second
n型第2トランジスタ100nは、第2ゲート絶縁層50と、第2ゲート電極52と、n型の第2ソース領域54と、n型の第2ドレイン領域56と、第2チャネル領域58と、p型の第2ウェル40と、を含む。
The n-type second transistor 100n includes a second
第2ゲート絶縁層50は、第2ウェル40内の第2チャネル領域58の上に設けられている。第2ゲート電極52は、第2ゲート絶縁層50の上に形成されている。第2ソース領域54および第2ドレイン領域56は、第2ウェル40内の上部であって、第2ゲート絶縁層50下の第2チャネル領域58と素子分離領域20との間に形成されている。第2ウェル40は、半導体層10内の上部に形成されている。第2ウェル40は、第2ソース領域54、第2ドレイン領域56、および第2チャネル領域58を内包している。第2ウェル40は、第2トランジスタ形成領域100Nおよびキャパシタ形成領域200Cにおいて、連続して形成されている。
The second
1.3. 次に、キャパシタ形成領域200Cについて説明する。
1.3. Next, the
キャパシタ形成領域200Cには、キャパシタ200が設けられている。キャパシタ形成領域200Cは、素子分離領域20に囲まれている。キャパシタ形成領域200Cは、第2トランジスタ形成領域100Nと隣り合っており、その境界には、素子分離領域20が形成されている。
The
キャパシタ200は、誘電体層30と、導電層32と、n型の第1不純物層38と、n型の第2不純物層34と、n型の第3不純物層36と、p型の第2ウェル40と、を含む。
The
誘電体層30は、第2ウェル40内の第1不純物層38の上に設けられている。導電層32は、誘電体層30の上に形成されている。第2不純物層34および第3不純物層36は、第2ウェル40内の上部であって、誘電体層30下の第1不純物層38と素子分離領域20との間に形成されている。第2ウェル40は、半導体層10内の上部に形成されている。第2ウェル40は、第1〜第3不純物層38,34,36を内包している。
The
2. 次に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。図2〜図4は、本実施形態に係る半導体装置の一製造工程を模式的に示す断面図である。なお、図2〜図4は、それぞれ図1に示す断面図に対応している。 2. Next, a method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment will be described. 2 to 4 are sectional views schematically showing one manufacturing process of the semiconductor device according to the present embodiment. 2 to 4 correspond to the cross-sectional view shown in FIG.
(1)まず、公知の方法により、図2に示すように、第1トランジスタ形成領域100Pの半導体層10内にn型の第1ウェル80を形成する。同様にして、第2トランジスタ形成領域100Nおよびキャパシタ形成領域200Cの半導体層10内にp型の第2ウェル40を形成する。なお、第1ウェル80および第2ウェル40を形成する順番は特に限定されない。次に、図2に示すように、例えばSTI法などにより、素子分離領域20を形成する。
(1) First, an n-type first well 80 is formed in the
(2)次に、図3に示すように、半導体層10の上に、所定のパターンのレジスト層R1を形成する。次に、レジスト層R1をマスクとして、p型の不純物90を半導体層10内に注入してチャネルドープを行う。これにより、第2トランジスタ形成領域100Nの第2チャネル領域58が形成される。その後、レジスト層R1を除去する。
(2) Next, as shown in FIG. 3, a resist layer R <b> 1 having a predetermined pattern is formed on the
(3)次に、図4に示すように、半導体層10の上に、所定のパターンのレジスト層R2を形成する。次に、レジスト層R2をマスクとして、第1トランジスタ形成領域100Pの半導体層10内にn型の不純物92を注入してチャネルドープを行う。同時に、キャパシタ形成領域200Cの半導体層10内にn型の不純物92を注入する。その結果、第1トランジスタ形成領域100Pの第1チャネル領域78が形成され、キャパシタ形成領域200Cの第1不純物層38が形成される。n型の不純物92としては、例えば、ヒ素(As)やリン(P)などを用いることができる。本工程における不純物92の注入条件としては、例えば、注入エネルギーを30keV〜100keV、ドーズ量を1.0×1013/cm2〜3.0×1013/cm2とすることができる。その後、レジスト層R2を除去する。
(3) Next, as shown in FIG. 4, a resist layer R <b> 2 having a predetermined pattern is formed on the
(4)次に、図1に示すように、熱酸化法により、第1トランジスタ形成領域100Pの第1ゲート絶縁層70、第2トランジスタ形成領域100Nの第2ゲート絶縁層50、および、キャパシタ形成領域200Cの誘電体層30を形成する。第1ゲート絶縁層70、第2ゲート絶縁層50、および誘電体層30は、公知の方法によりパターニングされることができる。
(4) Next, as shown in FIG. 1, the first
次に、第1ゲート絶縁層70の上に第1ゲート電極72を形成し、第2ゲート絶縁層50の上に第2ゲート電極52を形成し、誘電体層30の上に導電層32を形成する。第1ゲート電極72、第2ゲート電極52、および導電層32は、例えばCVD法などにより形成される。第1ゲート電極72としては、例えばp型のポリシリコンなどを用いることができる。第2ゲート電極52および導電層32としては、例えばn型のポリシリコンなどを用いることができる。第1ゲート電極72、第2ゲート電極52、および導電層32は、公知のリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いてパターニングされる。
Next, the
次に、所定のパターンを有するレジスト層(図示せず)を形成し、このレジスト層をマスクとして、n型の不純物イオンを第2トランジスタ形成領域100Nおよびキャパシタ形成領域200Cにおける半導体層10の所定の領域に注入する。これにより、図1に示すように、第2トランジスタ形成領域100Nの第2ソース領域54および第2ドレイン領域56、並びに、キャパシタ形成領域200Cの第2不純物層34および第3不純物層36が形成される。その後、レジスト層を除去する。同様にして、第1トランジスタ形成領域100Pにおける半導体層10の所定の領域に、第1ソース領域74および第1ドレイン領域76を形成する。
Next, a resist layer (not shown) having a predetermined pattern is formed, and using this resist layer as a mask, n-type impurity ions are applied to the predetermined regions of the
以上の工程によって、本実施形態に係る半導体装置を製造することができる。 The semiconductor device according to this embodiment can be manufactured through the above steps.
3. 本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、第1トランジスタ形成領域100Pの半導体層10内にn型の不純物92を注入してチャネルドープを行い、同時に、キャパシタ形成領域200Cの半導体層10内にn型の第1不純物層38を形成する(図4参照)。これにより、例えば、キャパシタ形成領域200Cをレジスト層により覆った状態で、第1トランジスタ形成領域100Pにチャネルドープを行い、別工程として、第1トランジスタ形成領域100Pをレジスト層により覆った状態で、キャパシタ形成領域200Cに第1不純物層38を形成するような場合に比べ、製造工程の簡素化を図ることができる。延いては、生産性の向上および生産コストの低減を図ることができる。
3. In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, n-type impurities 92 are implanted into the
4. 上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。 4). As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail. However, those skilled in the art can easily understand that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. . Accordingly, all such modifications are included in the scope of the present invention.
例えば、上述した実施形態における各層のp型とn型とをすべて入れ替えて半導体装置を形成することができる。 For example, the semiconductor device can be formed by exchanging all the p-type and n-type layers in the above-described embodiments.
10 半導体層、20 素子分離領域、30 誘電体層、32 導電層、34 第2不純物層、36 第3不純物層、38 第1不純物層、40 第2ウェル、50 第2ゲート絶縁層、52 第2ゲート電極、54 第2ソース領域、56 第2ドレイン領域、58 第2チャネル領域、70 第1ゲート絶縁層、72 第1ゲート電極、74 第1ソース領域、76 第1ドレイン領域、78 第1チャネル領域、80 第1ウェル、90 不純物、92 不純物、100p 第1トランジスタ、100P 第1トランジスタ形成領域、100n 第2トランジスタ、100N 第2トランジスタ形成領域、200 キャパシタ,200C キャパシタ形成領域
DESCRIPTION OF
Claims (1)
(B)トランジスタ形成領域の前記半導体層内に第1導電型の第1ウェルを形成する工程と、
(C)キャパシタ形成領域の前記半導体層内に第2導電型の第2ウェルを形成する工程と、
(D)前記トランジスタ形成領域の前記半導体層内に第1導電型の不純物を注入してチャネルドープを行い、同時に、前記キャパシタ形成領域の前記半導体層内に第1導電型の第1不純物層を形成する工程と、
(E)前記トランジスタ形成領域にゲート絶縁層を形成し、前記キャパシタ形成領域の前記第1不純物層の上方に誘電体層を形成する工程と、
(F)前記ゲート絶縁層の上方にゲート電極を形成する工程と、
(G)前記誘電体層の上方に導電層を形成する工程と、
(H)前記トランジスタ形成領域に第2導電型のソース領域およびドレイン領域を形成する工程と、
(I)前記キャパシタ形成領域の前記導電層の側方であって前記半導体層内に、第1導電型の第2不純物層および第3不純物層を形成する工程と、を含む、半導体装置の製造方法。 (A) forming an element isolation region in the semiconductor layer;
(B) forming a first well of the first conductivity type in the semiconductor layer in the transistor formation region;
(C) forming a second well of the second conductivity type in the semiconductor layer in the capacitor formation region;
(D) Channel doping is performed by implanting a first conductivity type impurity into the semiconductor layer in the transistor formation region, and simultaneously, a first conductivity type first impurity layer is formed in the semiconductor layer in the capacitor formation region. Forming, and
(E) forming a gate insulating layer in the transistor formation region, and forming a dielectric layer above the first impurity layer in the capacitor formation region;
(F) forming a gate electrode above the gate insulating layer;
(G) forming a conductive layer above the dielectric layer;
(H) forming a second conductivity type source region and drain region in the transistor formation region;
(I) forming a first impurity type second impurity layer and a third impurity layer in the semiconductor layer on the side of the conductive layer in the capacitor formation region, Method.
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JP2005265482A JP2007081040A (en) | 2005-09-13 | 2005-09-13 | Manufacturing method of semiconductor device |
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Cited By (1)
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JP2009164202A (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Seiko Epson Corp | Sample holding circuit, integrated circuit device, electrooptical device, and electronic equipment |
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2005
- 2005-09-13 JP JP2005265482A patent/JP2007081040A/en not_active Withdrawn
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