JP2007123338A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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知郎 ▲高▼相
Tomoo Takaai
Kunio Watanabe
邦雄 渡辺
Masahiro Hayashi
正浩 林
Takanao Akiba
高尚 秋場
Han Kenmochi
範 剣持
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a semiconductor device for reducing the occurrence of crystal defects, or the like occurring from an element separation region. <P>SOLUTION: The semiconductor device comprises a process (a) for forming a first recognition mark comprising a first groove 210 on a semiconductor layer 10; a process (b) for forming a well 20 on the semiconductor layer by the first recognition mark 210; a process (c) for forming a mask layer M1 that contains at least the first recognition mark, and has a first opening 42 in a plane shape that is larger than the plane shape of the first recognition mark on the semiconductor layer; a process (d) for forming a second recognition mark comprising a second groove by etching the semiconductor layer by the mask layer M1; a process (e) for forming an element separation insulating layer 22 on the semiconductor layer; and a process (f) for forming a transistor 100 on the semiconductor layer by the second recognition mark. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device.

素子分離領域を有する半導体装置、特に高耐圧トランジスタの製造方法では、たとえば、特許文献1のように、半導体基板に素子分離領域を形成した後、素子分離領域以外の素子形成領域に不純物を導入し、高温で長時間の熱処理をすることにより不純物を半導体基板内の所望の領域に均一に拡散してウェルを形成している。
特開2004−260073号公報
In a method of manufacturing a semiconductor device having an element isolation region, particularly a high voltage transistor, an impurity is introduced into an element formation region other than the element isolation region after the element isolation region is formed in a semiconductor substrate as in Patent Document 1, for example. By performing heat treatment for a long time at high temperature, the well is formed by uniformly diffusing impurities into a desired region in the semiconductor substrate.
JP 2004-260073 A

しかしながら、上記の製造方法では、素子分離領域を形成した半導体基板にウェルを形
成する際の熱処理により、素子分離領域にも熱ストレスが加わってしまうことがある。その結果、例えば、半導体基板と素子分離領域を形成する材質の熱膨張係数が異なる為、そのストレスにより、結晶欠陥が形成され、この欠陥に起因する電流のリークが発生するという問題が生じるおそれがある。
However, in the above manufacturing method, thermal stress may be applied to the element isolation region due to the heat treatment when forming the well in the semiconductor substrate in which the element isolation region is formed. As a result, for example, since the thermal expansion coefficient of the material forming the element isolation region is different from that of the semiconductor substrate, a crystal defect is formed due to the stress, and there is a possibility that a current leakage due to the defect occurs. is there.

本発明の目的は、素子分離領域から発生する結晶欠陥等の発生を低減するための半導体
装置の製造方法および半導体装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device and a semiconductor device for reducing the occurrence of crystal defects and the like generated from an element isolation region.

(1)本発明にかかる半導体装置の製造方法は、
(a)半導体層に第1の溝からなる第1認識マークを形成する工程と、
(b)前記第1認識マークを用いて、前記半導体層にウェルを形成する工程と、
(c)前記半導体層の上に、少なくとも第1認識マークを含み、該第1認識マークの平面形状と比して大きい平面形状の第1の開口を有するマスク層を形成する工程と、
(d)前記マスク層を用いて、前記半導体層をエッチングすることにより第2の溝からなる第2認識マークと、を形成する工程と、
(e)前記半導体層に、素子分離絶縁層を形成する工程と、
(f)前記半導体層に、前記第2認識マークを用いてトランジスタを形成する工程と、を含む。
(1) A manufacturing method of a semiconductor device according to the present invention includes:
(A) forming a first recognition mark comprising a first groove in the semiconductor layer;
(B) forming a well in the semiconductor layer using the first recognition mark;
(C) forming a mask layer including at least a first recognition mark on the semiconductor layer and having a first opening having a planar shape larger than the planar shape of the first recognition mark;
(D) forming a second recognition mark comprising a second groove by etching the semiconductor layer using the mask layer;
(E) forming an element isolation insulating layer on the semiconductor layer;
(F) forming a transistor in the semiconductor layer using the second recognition mark.

本発明にかかる半導体装置の製造方法によれば、半導体層に形成された第1認識マークを用いて、ウェルを形成しその後に素子分離絶縁層が形成される。ウェルの形成では、不純物を半導体基板に拡散するための熱処理工程で、熱ストレスが半導体層に加わることがある。本発明にかかる半導体装置の製造方法によれば、ウェルの形成前に素子分離絶縁層を形成していないため、素子分離絶縁層に熱ストレスによる結晶欠陥等が発生することを抑制することができる。その結果、結晶欠陥等に起因する電流のリークによる不良等を低減することができ、信頼性の向上した半導体装置を製造することができる。   According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the well is formed using the first recognition mark formed in the semiconductor layer, and then the element isolation insulating layer is formed. In the formation of the well, thermal stress may be applied to the semiconductor layer in a heat treatment process for diffusing impurities into the semiconductor substrate. According to the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, since the element isolation insulating layer is not formed before the well is formed, it is possible to suppress the occurrence of crystal defects or the like due to thermal stress in the element isolation insulating layer. . As a result, defects due to current leakage caused by crystal defects and the like can be reduced, and a semiconductor device with improved reliability can be manufactured.

なお、本発明にかかる半導体装置の製造方法は、さらに、下記の態様をとることができる。   In addition, the manufacturing method of the semiconductor device concerning this invention can take the following aspect further.

(2)本発明にかかる半導体装置の製造方法において、
前記第1認識マークは、スクライブ領域に形成されることができる。
(2) In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention,
The first recognition mark may be formed in a scribe area.

(3)本発明にかかる半導体装置の製造方法において、
前記工程(c)において、前記マスク層は、前記素子分離絶縁層を形成する領域の上方に第2の開口を有し、
前記工程(d)においては、さらに第3の溝が形成されることができる。
(3) In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention,
In the step (c), the mask layer has a second opening above a region where the element isolation insulating layer is formed,
In the step (d), a third groove can be further formed.

(4)本発明にかかる半導体装置の製造方法において、
前記工程(e)は、前記第3の溝に絶縁層を埋め込むことを含むことができる。
(4) In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention,
The step (e) may include embedding an insulating layer in the third groove.

(5)本発明にかかる半導体装置は、
チップ領域および認識マーク領域を有する半導体層と、
前記チップ領域に設けられたトランジスタと、
前記認識マーク領域に設けられた認識マークと、を含み、
前記認識マークは、
前記半導体層に設けられた、第1の底面と、該第1の底面とは深さの異なる第2の底面と有する溝である。
(5) A semiconductor device according to the present invention includes:
A semiconductor layer having a chip region and a recognition mark region;
A transistor provided in the chip region;
A recognition mark provided in the recognition mark area,
The recognition mark is
A groove provided in the semiconductor layer has a first bottom surface and a second bottom surface having a different depth from the first bottom surface.

なお、本発明にかかる半導体装置は、さらに、下記の態様をとることができる。   The semiconductor device according to the present invention can further take the following aspects.

(6)本発明にかかる半導体装置において、
前記溝には、絶縁層が形成されていることができる。
(6) In the semiconductor device according to the present invention,
An insulating layer may be formed in the groove.

(7)本発明にかかる半導体装置において、
前記チップ領域に設けられた素子分離絶縁層の底面と、前記第2の底面とは、同一の深さを有することができる。
(7) In the semiconductor device according to the present invention,
The bottom surface of the element isolation insulating layer provided in the chip region and the second bottom surface may have the same depth.

(8)本発明にかかる半導体装置において、
前記トランジスタは、
前記半導体層に設けられたウェルと、
前記半導体層の上方に設けられたゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層の上方に設けられたゲート電極と、
前記半導体層内に形成されたチャネル領域と、
前記半導体層に設けられたソース領域およびドレイン領域と、
前記チャネル領域と、前記ソース領域およびドレイン領域との間に設けられたオフセット絶縁層と、を含むことができる。
(8) In the semiconductor device according to the present invention,
The transistor is
A well provided in the semiconductor layer;
A gate insulating layer provided above the semiconductor layer;
A gate electrode provided above the gate insulating layer;
A channel region formed in the semiconductor layer;
A source region and a drain region provided in the semiconductor layer;
The channel region may include an offset insulating layer provided between the source region and the drain region.

以下、本発明の実施の形態の一例について、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

1.半導体装置
まず、本実施の形態にかかる半導体装置について図1を参照しつつ説明する。図1は、本実施の形態にかかる半導体装置を模式的に示す断面図である。
1. Semiconductor Device First, a semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor device according to the present embodiment.

本実施の形態にかかる半導体装置は、図1に示すように、半導体層10を有する。半導体層10は、チップ領域10Cと認識マーク領域10Sとを有する。チップ領域10Cは、ICチップを構成する各種半導体デバイスが形成される領域である。チップ領域10Cおよび認識マーク領域10Sは、それぞれ素子分離絶縁層22により囲まれていることができる。また、認識マーク領域10Sは、スクライブ領域に含まれていてもよい。なお、この場合、スクライブ領域とは、一つの半導体チップの周囲に設けられ、半導体チップをダイシングする際のダイシングエリアを含む。   The semiconductor device according to the present embodiment includes a semiconductor layer 10 as shown in FIG. The semiconductor layer 10 has a chip region 10C and a recognition mark region 10S. The chip region 10C is a region where various semiconductor devices constituting the IC chip are formed. The chip region 10 </ b> C and the recognition mark region 10 </ b> S can each be surrounded by the element isolation insulating layer 22. Further, the recognition mark area 10S may be included in the scribe area. In this case, the scribe region is provided around one semiconductor chip and includes a dicing area for dicing the semiconductor chip.

チップ領域10Cには、図1に示すように、トランジスタ100が形成されている。トランジスタ100は、高駆動電圧動作用のトランジスタである。トランジスタ100は、ゲート絶縁層110と、ゲート電極112と、サイドウォール絶縁層114と、高濃度不純物層であるソース領域116およびドレイン領域116(以下、ソース領域およびドレイン領域を「ソース領域/ドレイン領域」という。)と、オフセット絶縁層24と、低濃度不純物層118と、ウェル20と、を含む。   As shown in FIG. 1, the transistor 100 is formed in the chip region 10C. The transistor 100 is a transistor for high drive voltage operation. The transistor 100 includes a gate insulating layer 110, a gate electrode 112, a sidewall insulating layer 114, and a source region 116 and a drain region 116 (hereinafter referred to as a source region / drain region) which are high-concentration impurity layers. ”, An offset insulating layer 24, a low-concentration impurity layer 118, and a well 20.

ゲート絶縁層110は、半導体層10の上であって、ウェル20内のチャネル領域の上に設けられている。ゲート電極112は、ゲート絶縁層110の上に形成されている。サイドウォール絶縁層114は、ゲート電極112の側方に形成されている。   The gate insulating layer 110 is provided on the semiconductor layer 10 and on the channel region in the well 20. The gate electrode 112 is formed on the gate insulating layer 110. The sidewall insulating layer 114 is formed on the side of the gate electrode 112.

ソース領域/ドレイン領域116は、低濃度不純物層118内の上部に形成されている。ソース領域/ドレイン領域116では、低濃度不純物層118に比べ、不純物濃度を濃くすることができる。オフセット絶縁層24は、半導体層10の上面側に埋め込まれて形成されている。オフセット絶縁層24は、ソース領域116とゲート絶縁層110下のチャネル領域との間、および、ドレイン領域116とゲート絶縁層110下のチャネル領域との間に形成されている。オフセット絶縁層24は、低濃度不純物層118に内包されている。   The source / drain region 116 is formed in the upper part in the low concentration impurity layer 118. In the source region / drain region 116, the impurity concentration can be made higher than that in the low concentration impurity layer 118. The offset insulating layer 24 is formed to be embedded in the upper surface side of the semiconductor layer 10. The offset insulating layer 24 is formed between the source region 116 and the channel region under the gate insulating layer 110 and between the drain region 116 and the channel region under the gate insulating layer 110. The offset insulating layer 24 is included in the low concentration impurity layer 118.

低濃度不純物層118は、ウェル20内の上部に形成されている。低濃度不純物層118は、ソース領域/ドレイン領域116の全てと重なっており、ソース領域/ドレイン領域116よりも深く形成されている。即ち、低濃度不純物層118は、ソース領域/ドレイン領域116を内包している。ウェル20は、半導体層10内の上部に形成されている。   The low concentration impurity layer 118 is formed in the upper portion of the well 20. The low concentration impurity layer 118 overlaps with all of the source region / drain region 116 and is formed deeper than the source region / drain region 116. That is, the low concentration impurity layer 118 includes the source region / drain region 116. The well 20 is formed in the upper part in the semiconductor layer 10.

なお、本実施の形態にかかる半導体装置では、チップ領域10Cに高駆動電圧用のトランジスタ100のみが設けられている場合を図示したが、このチップ領域には、駆動電圧が異なるトランジスタが複数設けられていてもよいのはいうまでもない。   In the semiconductor device according to the present embodiment, the case where only the high drive voltage transistor 100 is provided in the chip region 10C is illustrated. However, a plurality of transistors having different drive voltages are provided in the chip region. Needless to say, it may be.

認識マーク領域10Sには、認識マーク200が形成されている。認識マーク200はたとえば、トランジスタ100などの形成工程で、半導体層10とマスクの位置あわせを行うために用いられる。認識マーク200は、アライメント方式によって種々の平面パターンを有することができる。   A recognition mark 200 is formed in the recognition mark area 10S. The recognition mark 200 is used, for example, for aligning the semiconductor layer 10 and the mask in the process of forming the transistor 100 or the like. The recognition mark 200 can have various plane patterns depending on the alignment method.

本実施の形態にかかる半導体装置が有する認識マーク200は、第1底面202と、第1の底面202と比して、浅い第2底面204とからなる溝である。つまり、第1の底面202と第2の底面204とで段差を構成していることとなる。この段差が認識マークとして役割を果たす。第2の底面204は、素子分離絶縁層22の底面と同じ位置にあることができる。認識マーク200内には、絶縁層206が設けられている。   The recognition mark 200 included in the semiconductor device according to the present embodiment is a groove including a first bottom surface 202 and a second bottom surface 204 that is shallower than the first bottom surface 202. That is, the first bottom surface 202 and the second bottom surface 204 form a step. This step serves as a recognition mark. The second bottom surface 204 can be at the same position as the bottom surface of the element isolation insulating layer 22. An insulating layer 206 is provided in the recognition mark 200.

本実施の形態にかかる半導体装置によれば、認識マーク200が一旦形成された後は、認識マーク200の形成後に行われる複数の工程を経た後であっても、その形状が維持されることとなる。そのため、本実施の形態にかかる半導体装置に含まれる認識マーク200は、素子分離絶縁層22の形成後の工程でも認識マークとして好適に用いることができる。また、認識マーク200内に、1種の材質である絶縁層206が形成されている。半導体層中に形成された溝には、窒化シリコン膜と酸化シリコン層などの複数種の材質が埋め込まれることがあるが、その場合には、各材質の熱膨張係数の違いにより、熱処理を施すと、ストレスによる結晶欠陥を引き起こすことがある。しかし、本実施の形態では、絶縁層206として、酸化シリコン層のみを用いることにより、ストレスを低減でき熱処理による半導体層10の界面における結晶欠陥の発生が低下された半導体装置を提供することができる。   According to the semiconductor device according to the present embodiment, once the recognition mark 200 is formed, the shape is maintained even after a plurality of steps performed after the formation of the recognition mark 200. Become. Therefore, the recognition mark 200 included in the semiconductor device according to the present embodiment can be suitably used as a recognition mark even in a process after the formation of the element isolation insulating layer 22. In addition, an insulating layer 206 made of one kind of material is formed in the recognition mark 200. A plurality of types of materials such as a silicon nitride film and a silicon oxide layer may be embedded in the groove formed in the semiconductor layer. In that case, heat treatment is performed due to the difference in thermal expansion coefficient of each material. And may cause crystal defects due to stress. However, in this embodiment, by using only the silicon oxide layer as the insulating layer 206, it is possible to provide a semiconductor device in which stress can be reduced and generation of crystal defects at the interface of the semiconductor layer 10 due to heat treatment is reduced. .

2.半導体装置の製造方法
次に、図2ないし図7を参照しつつ、本実施の形態にかかる半導体装置の製造方法について説明する。図2ないし図7は、本実施の形態にかかる半導体装置の製造工程を模式的に示す断面図である。
2. Method for Manufacturing Semiconductor Device Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 7 are cross-sectional views schematically showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the present embodiment.

(1)まず、図2に示すように、チップ領域10Cと認識マーク領域10Sとを有する半導体層10を準備する。半導体層10としては、単結晶シリコン基板などの公知の材質を用いることができる。ついで、認識マーク領域10Sに、後の工程で形成されるウェルを形成するための第1認識マークである第1の溝210を形成する。第1の溝210の形成では、半導体層10の上に、第1の溝210が形成される領域に開口を有するマスク層(図示せず)を形成する。ついで、マスク層を用いて半導体層10をエッチングすることにより、第1の溝210を形成することができる。   (1) First, as shown in FIG. 2, a semiconductor layer 10 having a chip region 10C and a recognition mark region 10S is prepared. A known material such as a single crystal silicon substrate can be used for the semiconductor layer 10. Next, a first groove 210 that is a first recognition mark for forming a well formed in a later process is formed in the recognition mark region 10S. In the formation of the first groove 210, a mask layer (not shown) having an opening in a region where the first groove 210 is formed is formed on the semiconductor layer 10. Next, the first groove 210 can be formed by etching the semiconductor layer 10 using the mask layer.

(2)次に、図3に示すように、第1の溝210を用いて、チップ領域10Cにウェル20を形成する。まず、所定の領域に開口を有するマスク層(図示せず)を形成した後、所定の導電型の不純物を半導体層10に導入する。このマスク層を形成する工程で、たとえば、半導体層10とレチクルとの位置合わせのために第1の溝210が用いられることとなる。ついで、不純物を拡散するための熱処理を施すことで、ウェル20が形成される。この熱処理は、たとえば、800℃以上の温度で行われることができる。   (2) Next, as shown in FIG. 3, the well 20 is formed in the chip region 10 </ b> C using the first groove 210. First, after forming a mask layer (not shown) having an opening in a predetermined region, an impurity of a predetermined conductivity type is introduced into the semiconductor layer 10. In the step of forming the mask layer, for example, the first groove 210 is used for alignment between the semiconductor layer 10 and the reticle. Subsequently, the well 20 is formed by performing heat treatment for diffusing the impurities. This heat treatment can be performed, for example, at a temperature of 800 ° C. or higher.

(3)次に、半導体層10に、素子分離絶縁層22およびオフセット絶縁層24(図1参照)を形成する。素子分離絶縁層22およびオフセット絶縁層24の形成の一例として、STI法により形成した場合を以下に説明する。まず、図4に示すように、半導体層10の全面に酸化膜12および窒化膜14を形成する。半導体層10がシリコン基板の場合には、たとえば、酸化膜12として酸化シリコン膜を、窒化膜14として窒化シリコン膜を形成することができる。ついで、チップ領域10Cにおいては、素子分離絶縁層22およびオフセット絶縁層24を形成する領域に開口40を有し、認識マーク領域10Sにおいては、第1の溝210を含み、第1の溝210の平面形状と比して大きい開口42を有するマスク層M1を形成する。   (3) Next, the element isolation insulating layer 22 and the offset insulating layer 24 (see FIG. 1) are formed in the semiconductor layer 10. As an example of forming the element isolation insulating layer 22 and the offset insulating layer 24, a case where the element isolation insulating layer 22 and the offset insulating layer 24 are formed by the STI method will be described below. First, as shown in FIG. 4, an oxide film 12 and a nitride film 14 are formed on the entire surface of the semiconductor layer 10. When the semiconductor layer 10 is a silicon substrate, for example, a silicon oxide film can be formed as the oxide film 12 and a silicon nitride film can be formed as the nitride film 14. Next, the chip region 10C has an opening 40 in a region where the element isolation insulating layer 22 and the offset insulating layer 24 are formed, and the recognition mark region 10S includes the first groove 210. A mask layer M1 having an opening 42 larger than the planar shape is formed.

(4)次に、マスク層M1を用いて酸化膜12、窒化膜14および半導体層10をエッチングする。この工程により、図5に示すようにトレンチ16が形成される。また、認識マーク領域10Sにおいては、開口42(図4参照)が位置している領域に、第2認識マークである第2の溝200が形成される。第2の溝200は、第1の底面202と、第1の底面202と比して浅い位置にある第2の底面204とを有する。第1の底面202は、トレンチ16の底面と同じ深さに位置する。つまり、第1の底面202と第2の底面204とで段差を構成している。これは、開口42の領域には、先の工程で形成されていた第1の溝210が設けられていたため、その部分がより深い溝となったためである。この工程により形成された第2の溝200の底面に生じた段差部を、後のトランジスタ形成工程での第2認識マークとすることができる。   (4) Next, the oxide film 12, the nitride film 14, and the semiconductor layer 10 are etched using the mask layer M1. By this step, a trench 16 is formed as shown in FIG. In the recognition mark region 10S, a second groove 200 as a second recognition mark is formed in a region where the opening 42 (see FIG. 4) is located. The second groove 200 has a first bottom surface 202 and a second bottom surface 204 that is shallower than the first bottom surface 202. The first bottom surface 202 is located at the same depth as the bottom surface of the trench 16. That is, the first bottom surface 202 and the second bottom surface 204 form a step. This is because the first groove 210 formed in the previous step is provided in the region of the opening 42, so that the portion becomes a deeper groove. A step portion formed on the bottom surface of the second groove 200 formed by this process can be used as a second recognition mark in a subsequent transistor formation process.

(5)次に、トレンチ16および第2の溝200を埋め込むように、半導体層10の上方に絶縁層(図示せず)を形成する。その後、絶縁層を窒化膜14が露出するまで、たとえば、CMP法によりエッチングする。ついで、たとえば、熱リン酸を用いたウェットエッチングにより、窒化膜14を選択的に除去する。ついで、必要に応じて、酸化膜12の上面の高さを基準としたとき、窒化膜14の膜厚の分だけ突出することとなる絶縁層を公知のエッチング方法により除去する。以上の工程により、図6に示すように、素子分離絶縁層22およびオフセット絶縁層24を形成することができる。この工程では、同時に、第2の溝200に絶縁層206が形成されることとなる。この絶縁層206も素子分離のために用いることができる。   (5) Next, an insulating layer (not shown) is formed above the semiconductor layer 10 so as to fill the trench 16 and the second groove 200. Thereafter, the insulating layer is etched by, for example, a CMP method until the nitride film 14 is exposed. Next, the nitride film 14 is selectively removed by wet etching using hot phosphoric acid, for example. Next, if necessary, the insulating layer that protrudes by the thickness of the nitride film 14 when the height of the upper surface of the oxide film 12 is used as a reference is removed by a known etching method. Through the above steps, the element isolation insulating layer 22 and the offset insulating layer 24 can be formed as shown in FIG. In this step, the insulating layer 206 is formed in the second groove 200 at the same time. This insulating layer 206 can also be used for element isolation.

(6)次に、チップ領域10Cにトランジスタ100(図1参照)の形成を行う。このトランジスタ100の形成では、少なくとも一のマスク層を形成する工程で第2の溝200を認識マークとして用いることができる。このように、先の工程で用いられた第1認識マーク(凹部210)を、後の工程でも認識マークとして適用することができる。そのため、本実施の形態にかかる半導体装置の製造方法によれば、特に認識マークを形成する工程を増やす必要がない。その結果、工程数を削減でき、製造コストの削減をも図ることができる。以下に、トランジスタ100の形成方法の一例を説明する。   (6) Next, the transistor 100 (see FIG. 1) is formed in the chip region 10C. In forming the transistor 100, the second groove 200 can be used as a recognition mark in the step of forming at least one mask layer. Thus, the 1st recognition mark (recessed part 210) used in the previous process can be applied as a recognition mark in the subsequent process. Therefore, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, it is not necessary to increase the number of steps for forming the recognition mark. As a result, the number of processes can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced. An example of a method for forming the transistor 100 is described below.

まず、図7に示すように、低濃度不純物層118の形成を行う。この工程では、少なくとも低濃度不純物層118の上方に開口を有するマスク層(図示せず)を形成し、その後、所定の導電型の不純物を半導体層10に導入することで行われる。また、必要に応じて不純物を拡散するための熱処理を施してもよい。なお、この熱処理は、工程(2)で行われる熱処理と比して温度の低下もしくは処理時間が短縮された条件(工程(2)の熱処理と比して熱量の総和が小さい条件)で行われる。   First, as shown in FIG. 7, a low concentration impurity layer 118 is formed. This step is performed by forming a mask layer (not shown) having an opening above at least the low-concentration impurity layer 118 and then introducing an impurity of a predetermined conductivity type into the semiconductor layer 10. Moreover, you may perform the heat processing for diffusing an impurity as needed. This heat treatment is performed under the condition that the temperature is lowered or the treatment time is shortened compared to the heat treatment performed in the step (2) (the condition that the total amount of heat is smaller than the heat treatment of the step (2)). .

ついで、ゲート絶縁層110の形成を行う。ゲート絶縁層110の形成では、ゲート絶縁層110を形成したい領域に開口を有し、耐熱酸化のためのマスク層(図示せず)を形成する。マスク層をとしては、たとえば、窒化シリコン膜を用いることができる。その後、熱酸化を行うことで、ゲート絶縁層110を形成することができる。その後、マスク層は、その材質に応じた公知の除去方法により除去される。   Next, the gate insulating layer 110 is formed. In forming the gate insulating layer 110, an opening is formed in a region where the gate insulating layer 110 is to be formed, and a mask layer (not shown) for heat-resistant oxidation is formed. As the mask layer, for example, a silicon nitride film can be used. Then, the gate insulating layer 110 can be formed by performing thermal oxidation. Thereafter, the mask layer is removed by a known removal method corresponding to the material.

(7)次に、図1に参照されるようにゲート電極112を形成する。この工程では、まず、半導体層10の全面の上方に、導電層(図示せず)を形成する。導電層としては、たとえば、多結晶シリコン層を形成することができる。その後、この導電層をパターニングすることで形成される。ついで、ゲート電極112の側方にサイドウォール絶縁層114を形成する。サイドウォール絶縁層114形成は、半導体層10の上方全面に絶縁層(図示せず)を形成し、この絶縁層に異方性のエッチングを施すことで行われる。ついで、ソース/ドレイン領域116を形成する。ソース領域/ドレイン領域116は、不純物を導入したくない領域をマスク層(図示せず)で覆った後に不純物を導入することで形成される。   (7) Next, as shown in FIG. 1, a gate electrode 112 is formed. In this step, first, a conductive layer (not shown) is formed above the entire surface of the semiconductor layer 10. As the conductive layer, for example, a polycrystalline silicon layer can be formed. Thereafter, the conductive layer is formed by patterning. Next, a sidewall insulating layer 114 is formed on the side of the gate electrode 112. The sidewall insulating layer 114 is formed by forming an insulating layer (not shown) on the entire upper surface of the semiconductor layer 10 and performing anisotropic etching on the insulating layer. Next, source / drain regions 116 are formed. The source region / drain region 116 is formed by introducing an impurity after covering a region where the impurity is not desired to be introduced with a mask layer (not shown).

以上の工程により、本実施の形態にかかる半導体装置を製造することができる。   Through the above steps, the semiconductor device according to the present embodiment can be manufactured.

本実施の形態にかかる半導体装置の製造方法によれば、半導体層10に形成された第1認識マーク210を用いて、ウェル20を形成しその後に素子分離絶縁層22が形成される。ウェル20の形成では、不純物を半導体層10に拡散するための熱処理工程で、熱ストレスが半導体層に加わることがある。特に、本実施の形態にかかる半導体装置に例示されるように、高電圧駆動用のトランジスタの場合には、耐圧を確保するために深いウェル20の形成が必要となってくる。深いウェル20を形成するためには、高温の熱処理を長時間行う必要があり、熱ストレスによる結晶欠陥が起こりやすい。しかし、本実施の形態にかかる半導体装置の製造方法によれば、ウェルの形成前に素子分離絶縁層を形成していないため、素子分離絶縁層22に熱ストレスによる結晶欠陥等が発生することを抑制できる。その結果、結晶欠陥等に起因する電流のリークによる不良等を低減することができ、信頼性の向上した半導体装置を製造することができる。   According to the manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment, the well 20 is formed using the first recognition mark 210 formed in the semiconductor layer 10 and then the element isolation insulating layer 22 is formed. In the formation of the well 20, thermal stress may be applied to the semiconductor layer in a heat treatment process for diffusing impurities into the semiconductor layer 10. In particular, as exemplified by the semiconductor device according to the present embodiment, in the case of a transistor for high voltage driving, it is necessary to form a deep well 20 in order to ensure a withstand voltage. In order to form the deep well 20, it is necessary to perform high-temperature heat treatment for a long time, and crystal defects are likely to occur due to thermal stress. However, according to the manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment, since the element isolation insulating layer is not formed before the well is formed, crystal defects or the like due to thermal stress occur in the element isolation insulating layer 22. Can be suppressed. As a result, defects due to current leakage caused by crystal defects and the like can be reduced, and a semiconductor device with improved reliability can be manufactured.

また、本実施の形態にかかる半導体装置の製造方法では、STI法により素子分離絶縁層22を形成した場合を説明したが、これに限定されることなく。LOCOS法またはセミリセスLOCOS法により形成してもよい。   In the semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment, the case where the element isolation insulating layer 22 is formed by the STI method has been described, but the present invention is not limited to this. It may be formed by the LOCOS method or the semi-recessed LOCOS method.

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(たとえば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible. For example, the present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same purposes and results). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

本実施の形態にかかる半導体装置を模式的に示す断面図。1 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor device according to an embodiment. 本実施の形態にかかる半導体装置の製造工程を説明する図。8A and 8B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device according to this embodiment. 本実施の形態にかかる半導体装置の製造工程を説明する図。8A and 8B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device according to this embodiment. 本実施の形態にかかる半導体装置の製造工程を説明する図。8A and 8B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device according to this embodiment. 本実施の形態にかかる半導体装置の製造工程を説明する図。8A and 8B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device according to this embodiment. 本実施の形態にかかる半導体装置の製造工程を説明する図。8A and 8B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device according to this embodiment. 本実施の形態にかかる半導体装置の製造工程を説明する図。8A and 8B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device according to this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10…半導体層、 10C…チップ領域、 10S…認識マーク領域、 12…酸化膜、 14…窒化膜、 16…トレンチ、 20…ウェル、 22…素子分離絶縁層、 24…オフセット絶縁層、 40、42…開口、 100…トランジスタ、 110…ゲート絶縁層、 112…ゲート電極、 114…サイドウォール絶縁層、 116…ソース領域/ドレイン領域、 118…低濃度不純物層、 200…第2の溝(第2認識マーク)、 202…第1の底面、 204…第2の底面、 206…絶縁層、 210…第1の溝(第1認識マーク)、 M1…マスク層   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Semiconductor layer, 10C ... Chip area | region, 10S ... Recognition mark area | region, 12 ... Oxide film, 14 ... Nitride film, 16 ... Trench, 20 ... Well, 22 ... Element isolation insulating layer, 24 ... Offset insulating layer, 40, 42 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Opening, 100 ... Transistor, 110 ... Gate insulating layer, 112 ... Gate electrode, 114 ... Side wall insulating layer, 116 ... Source region / drain region, 118 ... Low concentration impurity layer, 200 ... Second groove (second recognition) Mark), 202 ... first bottom surface, 204 ... second bottom surface, 206 ... insulating layer, 210 ... first groove (first recognition mark), M1 ... mask layer

Claims (8)

(a)半導体層に第1の溝からなる第1認識マークを形成する工程と、
(b)前記第1認識マークを用いて、前記半導体層にウェルを形成する工程と、
(c)前記半導体層の上に、少なくとも第1認識マークを含み、該第1認識マークの平面形状と比して大きい平面形状の第1の開口を有するマスク層を形成する工程と、
(d)前記マスク層を用いて、前記半導体層をエッチングすることにより第2の溝からなる第2認識マークと、を形成する工程と、
(e)前記半導体層に、素子分離絶縁層を形成する工程と、
(f)前記半導体層に、前記第2認識マークを用いてトランジスタを形成する工程と、を含む、半導体装置の製造方法。
(A) forming a first recognition mark comprising a first groove in the semiconductor layer;
(B) forming a well in the semiconductor layer using the first recognition mark;
(C) forming a mask layer including at least a first recognition mark on the semiconductor layer and having a first opening having a planar shape larger than the planar shape of the first recognition mark;
(D) forming a second recognition mark comprising a second groove by etching the semiconductor layer using the mask layer;
(E) forming an element isolation insulating layer on the semiconductor layer;
(F) forming a transistor in the semiconductor layer by using the second recognition mark. A method for manufacturing a semiconductor device.
請求項1において、
前記第1認識マークは、スクライブ領域に形成される、半導体装置の製造方法。
In claim 1,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the first recognition mark is formed in a scribe region.
請求項1または2において、
前記工程(c)において、前記マスク層は、前記素子分離絶縁層を形成する領域の上方に第2の開口を有し、
前記工程(d)においては、さらに第3の溝が形成される、半導体装置の製造方法。
In claim 1 or 2,
In the step (c), the mask layer has a second opening above a region where the element isolation insulating layer is formed,
In the step (d), a third groove is further formed.
請求項3において、
前記工程(e)は、前記第3の溝に絶縁層を埋め込むことを含む、半導体装置の製造方法。
In claim 3,
The step (e) is a method for manufacturing a semiconductor device, comprising embedding an insulating layer in the third groove.
チップ領域および認識マーク領域を有する半導体層と、
前記チップ領域に設けられたトランジスタと、
前記認識マーク領域に設けられた認識マークと、を含み、
前記認識マークは、
前記半導体層に設けられた、第1の底面と、該第1の底面とは深さの異なる第2の底面と有する溝である、半導体装置。
A semiconductor layer having a chip region and a recognition mark region;
A transistor provided in the chip region;
A recognition mark provided in the recognition mark area,
The recognition mark is
The semiconductor device which is a groove | channel which has the 1st bottom face provided in the said semiconductor layer, and the 2nd bottom face from which this 1st bottom face differs in depth.
請求項5において、
前記溝には、絶縁層が形成されている、半導体装置。
In claim 5,
A semiconductor device, wherein an insulating layer is formed in the groove.
請求項5または6において、
前記チップ領域に設けられた素子分離絶縁層の底面と、前記第2の底面とは、同一の深さを有する、半導体装置。
In claim 5 or 6,
A semiconductor device in which a bottom surface of an element isolation insulating layer provided in the chip region and the second bottom surface have the same depth.
請求項5ないし7のいずれかにおいて、
前記トランジスタは、
前記半導体層に設けられたウェルと、
前記半導体層の上方に設けられたゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層の上方に設けられたゲート電極と、
前記半導体層内に形成されたチャネル領域と、
前記半導体層に設けられたソース領域およびドレイン領域と、
前記チャネル領域と、前記ソース領域およびドレイン領域との間に設けられたオフセット絶縁層と、を含む、半導体装置。
In any of claims 5 to 7,
The transistor is
A well provided in the semiconductor layer;
A gate insulating layer provided above the semiconductor layer;
A gate electrode provided above the gate insulating layer;
A channel region formed in the semiconductor layer;
A source region and a drain region provided in the semiconductor layer;
A semiconductor device comprising: the channel region; and an offset insulating layer provided between the source region and the drain region.
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