JP2007273816A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress an error of position of a low-concentration impurity area and a high-concentration impurity area without sacrificing a current driving ability. <P>SOLUTION: Forming a semiconductor device 10 having a first MOS transistor 12 and a second MOS transistor 14 includes a process which forms a first low-concentration impurity area by introducing impurities into a first area 18 by using a main electrode 40 as a mask, a process which forms protruded electrodes 42L, 42R to simultaneously form a first gate electrode 36 and a second gate electrode 56, and a process which simultaneously forms first sidewalls 38L, 38R and second sidewalls 58L, 58R. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、低耐圧MOS(Metal−Oxide Semiconductor)トランジスタと高耐圧MOSトランジスタとが共通の基板に配置された半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device in which a low breakdown voltage MOS (Metal-Oxide Semiconductor) transistor and a high breakdown voltage MOS transistor are arranged on a common substrate.

高耐圧のMOSトランジスタ(以下、高耐圧MOS−Trと称する。)と、低耐圧のMOSトランジスタ(以下、低耐圧MOS−Trと称する。)とを共通の基板に形成した半導体装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この種の半導体装置は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)のドライバ駆動回路として用いられる。   2. Description of the Related Art A semiconductor device in which a high breakdown voltage MOS transistor (hereinafter referred to as a high breakdown voltage MOS-Tr) and a low breakdown voltage MOS transistor (hereinafter referred to as a low breakdown voltage MOS-Tr) are formed on a common substrate is known. (For example, refer to Patent Document 1). This type of semiconductor device is used, for example, as a driver drive circuit for an LCD (Liquid Crystal Display).

しかし、特許文献1に記載の半導体装置は、高耐圧MOS−Trの電流駆動能力を十分に大きくすることができなかった。それは、高耐圧MOS−Trにおいて、LDD(Lightly Doped Drain)領域の寄生抵抗を十分には低減できないからである。   However, the semiconductor device described in Patent Document 1 cannot sufficiently increase the current drive capability of the high voltage MOS-Tr. This is because the parasitic resistance in the LDD (Lightly Doped Drain) region cannot be sufficiently reduced in the high voltage MOS-Tr.

寄生抵抗の低減化は、MOS−Trに共通した課題であり、今までに様々な提案がなされている。その一つとして、MOS−TrのLDD領域とゲート電極とをオーバーラップさせる構造(以下、オーバーラップ構造と称する。)が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   Reduction of parasitic resistance is a problem common to MOS-Tr, and various proposals have been made so far. As one of them, a structure in which the LDD region of the MOS-Tr overlaps with the gate electrode (hereinafter referred to as an overlap structure) has been proposed (see, for example, Patent Document 2).

特許文献2に記載のオーバーラップ構造は、おおむね下記の(1)及び(2)の工程で製造される。(1)ゲート電極をマスクとして低濃度不純物領域を形成する。(2)この低濃度不純物領域を被覆するポリシリコン製のサイドウォールを、ゲート電極の側面に形成する。
特開2000−216399号公報 特開平5−218066号公報
The overlap structure described in Patent Document 2 is generally manufactured by the following steps (1) and (2). (1) A low concentration impurity region is formed using the gate electrode as a mask. (2) A side wall made of polysilicon covering the low concentration impurity region is formed on the side surface of the gate electrode.
JP 2000-216399 A JP-A-5-218066

しかし、特許文献2に記載された技術をそのまま高耐圧MOS−Trに応用することはできなかった。その理由は、サイドウォール形成のためのエッチングの際に、低濃度不純物領域(LDD領域)の表面が削られてしまうからである。その結果、低濃度不純物領域の電気抵抗が増大し、高耐圧MOS−Trの電流駆動能力が低下するという問題が生じる。   However, the technique described in Patent Document 2 cannot be applied to the high voltage MOS-Tr as it is. This is because the surface of the low-concentration impurity region (LDD region) is shaved during the etching for forming the sidewall. As a result, there arises a problem that the electric resistance of the low-concentration impurity region is increased and the current driving capability of the high voltage MOS-Tr is reduced.

また、高耐圧MOS−Trと低耐圧MOS−Trとを共通の基板に作成するに当たっては、別の問題も存在する。すなわち、特許文献1に記載された技術では、低濃度不純物領域及び高濃度不純物領域の形成の際に、パターニングされたフォトレジストをマスクとして、不純物をイオン注入する。その結果、マスクパターンの合わせずれに起因して低濃度不純物領域及び高濃度不純物領域に位置誤差が発生するおそれがあった。   Further, another problem exists when the high breakdown voltage MOS-Tr and the low breakdown voltage MOS-Tr are formed on a common substrate. That is, in the technique described in Patent Document 1, impurities are ion-implanted using a patterned photoresist as a mask when forming a low-concentration impurity region and a high-concentration impurity region. As a result, there is a possibility that a position error occurs in the low concentration impurity region and the high concentration impurity region due to misalignment of the mask pattern.

この発明は、このような背景の下でなされたものである。したがって、この発明の目的は、(1)高耐圧MOS−Trの電流駆動能力を犠牲にすることなく、かつ(2)低濃度不純物領域及び高濃度不純物領域に位置誤差を発生させることなく、低耐圧MOS−Trと高耐圧MOS−Trとを共通の基板に備え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 under such a background. Accordingly, the object of the present invention is to reduce (1) without sacrificing the current driving capability of the high voltage MOS-Tr and (2) without causing a position error in the low concentration impurity region and the high concentration impurity region. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device provided with a high voltage MOS-Tr and a high voltage MOS-Tr on a common substrate.

上述した目的を達成するために、この発明は、基板の第1主面に、第1MOSトランジスタと第2MOSトランジスタとを有する半導体装置を形成する方法であって、以下のような工程を含む点を特徴としている。   In order to achieve the above-described object, the present invention provides a method of forming a semiconductor device having a first MOS transistor and a second MOS transistor on a first main surface of a substrate, and includes the following steps: It is a feature.

ここで、第1MOSトランジスタは、第1主面の第1領域に形成されており、主電極、及び主電極の両側面に接続された張出電極を含む第1ゲート電極を備えている。また、第2MOSトランジスタは、第1主面の第2領域に形成されており、第2ゲート電極を備えている。   Here, the first MOS transistor is formed in the first region of the first main surface, and includes a first gate electrode including a main electrode and overhang electrodes connected to both side surfaces of the main electrode. The second MOS transistor is formed in the second region of the first main surface and includes a second gate electrode.

すなわち、半導体装置の形成に当たり、以下の第1〜第9の工程を実施する。   That is, in forming the semiconductor device, the following first to ninth steps are performed.

第1工程では、第1酸化膜を第1領域に、及び第1酸化膜よりも薄い第2酸化膜を第2領域に、それぞれ形成する。   In the first step, a first oxide film is formed in the first region, and a second oxide film thinner than the first oxide film is formed in the second region.

第2工程では、第1領域において、第1酸化膜上に主電極を形成する。   In the second step, a main electrode is formed on the first oxide film in the first region.

第3工程では、第1領域外の第1主面を被覆するマスクパターンと、第1領域に設けられた主電極とをマスクとして、第1領域に不純物を導入することにより、第1低濃度不純物領域を形成する。   In the third step, the first low concentration is introduced by introducing impurities into the first region using the mask pattern covering the first main surface outside the first region and the main electrode provided in the first region as a mask. Impurity regions are formed.

第4工程では、第1及び第2領域の上側全面を導電性膜により被覆する。   In the fourth step, the entire upper surfaces of the first and second regions are covered with a conductive film.

第5工程では、導電性膜をエッチングすることにより、第1酸化膜上に張出電極を形成して第1ゲート電極を作成すると同時に、第2酸化膜上に第2ゲート電極を作成する。   In the fifth step, the conductive film is etched to form an overhanging electrode on the first oxide film to create the first gate electrode, and at the same time, the second gate electrode is created on the second oxide film.

第6工程では、第2領域外の第1主面を被覆するマスクパターンと、第2領域に設けられた第2ゲート電極とをマスクとして、第2領域の部分に不純物を導入することにより、第2低濃度不純物領域を形成する。   In the sixth step, by using the mask pattern covering the first main surface outside the second region and the second gate electrode provided in the second region as a mask, impurities are introduced into the second region, A second low concentration impurity region is formed.

第7工程では、第1及び第2領域の上側全面を絶縁膜により被覆する。   In the seventh step, the entire upper surfaces of the first and second regions are covered with an insulating film.

第8工程では、絶縁膜をエッチングすることにより、第1ゲート電極の両側部に接続された第1サイドウォールを第1酸化膜上に形成すると同時に、第2ゲート電極の両側面に接続された第2サイドウォールを第2絶縁膜上に形成する。   In the eighth step, by etching the insulating film, a first sidewall connected to both sides of the first gate electrode is formed on the first oxide film, and at the same time, connected to both sides of the second gate electrode. A second sidewall is formed on the second insulating film.

第9工程では、第1ゲート電極と第1サイドウォールとからなる構造体、及び、第2ゲート電極と第2サイドウォールとからなる構造体をそれぞれマスクとして、第3工程と同じ導電型の不純物を、第3工程よりも高濃度で導入することにより、第1領域に第1高濃度不純物領域を、及び第2領域に第2高濃度不純物領域をそれぞれ形成する。   In the ninth step, an impurity having the same conductivity type as that in the third step is used with the structure composed of the first gate electrode and the first sidewall and the structure composed of the second gate electrode and the second sidewall as masks. Is introduced at a higher concentration than in the third step, thereby forming a first high concentration impurity region in the first region and a second high concentration impurity region in the second region.

このように、この発明の半導体装置の製造方法によれば、第1MOSトランジスタ(高耐圧MOS−Tr)において、第1低濃度不純物領域の主電極に隣接した部分は、張出電極及び第1サイドウォールにより被覆された状態に保たれる。したがって、この部分は、第5工程及び第8工程で行われるエッチングから保護される。その結果、第1低濃度不純物領域の、この部分における電気抵抗の上昇が抑制される。これにより、第1MOSトランジスタの電流駆動能力を良好に保つことができる。   Thus, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, in the first MOS transistor (high voltage MOS-Tr), the portion adjacent to the main electrode of the first low-concentration impurity region is the overhang electrode and the first side. It is kept covered by the wall. Therefore, this portion is protected from etching performed in the fifth step and the eighth step. As a result, an increase in electrical resistance in this portion of the first low concentration impurity region is suppressed. As a result, the current driving capability of the first MOS transistor can be kept good.

また、第3工程、第6工程及び第9工程で行われる不純物の導入は、すべて自己整合的に行われる。したがって、第1低濃度不純物領域、第1高濃度不純物領域、第2低濃度不純物領域及び第2高濃度不純物領域に、マスクパターンの合わせずれに起因する位置誤差が発生することがない。   The introduction of impurities performed in the third step, the sixth step, and the ninth step is all performed in a self-aligned manner. Therefore, a position error caused by misalignment of the mask pattern does not occur in the first low concentration impurity region, the first high concentration impurity region, the second low concentration impurity region, and the second high concentration impurity region.

なお、ここで、電流駆動能力とは、MOSトランジスタをオンにした場合、すなわち、ゲートとドレイン間に電圧を印加した場合に、ソース−ドレイン間を流れる電流量を示す。   Here, the current driving capability indicates the amount of current flowing between the source and the drain when the MOS transistor is turned on, that is, when a voltage is applied between the gate and the drain.

このように、この発明によれば、高耐圧MOS−Trの電流駆動能力を犠牲にすることなく、かつ、低濃度不純物領域及び高濃度不純物領域に位置誤差が発生することのない半導体装置の製造方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, a semiconductor device is manufactured without sacrificing the current driving capability of the high voltage MOS-Tr and without causing a position error in the low concentration impurity region and the high concentration impurity region. A method can be provided.

以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図は、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係について、この発明が理解できる程度に概略的に示したものにすぎない。また、以下、この発明の好適な構成例について説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。したがって、この発明は、以下の実施の形態に何ら限定されない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Each drawing is merely a schematic representation of the shape, size, and arrangement relationship of each component to the extent that the present invention can be understood. Moreover, although the preferable structural example of this invention is demonstrated hereafter, the material of each component, a numerical condition, etc. are only a suitable example. Therefore, the present invention is not limited to the following embodiment.

(半導体装置の構造)
図1を参照して、まずこの発明に基づいて製造された半導体装置の構造について説明する。図1は、半導体装置10の断面切り口を、一部分を省略して模式的に示す図である。なお、図1において、図面左右方向をゲート長方向と称する場合もある。
(Structure of semiconductor device)
With reference to FIG. 1, the structure of a semiconductor device manufactured according to the present invention will be described first. FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross-sectional cut of the semiconductor device 10 with a part omitted. In FIG. 1, the horizontal direction in the drawing may be referred to as the gate length direction.

半導体装置10は、第1MOSトランジスタとしての高耐圧MOS−Tr12と、この第1MOSトランジスタよりも耐圧が低い第2MOSトランジスタとしての低耐圧MOS−Tr14とを備えている。高耐圧MOS−Tr12及び低耐圧MOS−Tr14は、導電型がp型の基板16の第1主面16a側にそれぞれ形成されている。   The semiconductor device 10 includes a high breakdown voltage MOS-Tr 12 as a first MOS transistor and a low breakdown voltage MOS-Tr 14 as a second MOS transistor having a breakdown voltage lower than that of the first MOS transistor. The high breakdown voltage MOS-Tr 12 and the low breakdown voltage MOS-Tr 14 are respectively formed on the first main surface 16 a side of the substrate 16 having a p-type conductivity.

ここで、基板16は、例えば、第1主面16a及び第2主面16bと有する平行平板状のシリコン基板とする。   Here, the substrate 16 is, for example, a parallel flat silicon substrate having the first main surface 16a and the second main surface 16b.

高耐圧MOS−Tr12は、第1主面16aの第1領域18に形成されている。ここで、第1領域18は、周囲に形成された、約800nmの厚みのフィールド酸化膜22により、隣接する他の素子と電気的に分離されている。また、低耐圧MOS−Tr14は、第1主面16aの第2領域20に形成されている。第2領域20は、周囲に形成された、約800nmの厚みのフィールド酸化膜22により、隣接する他の素子と電気的に分離されている。   The high voltage MOS-Tr12 is formed in the first region 18 of the first main surface 16a. Here, the first region 18 is electrically isolated from other adjacent elements by a field oxide film 22 having a thickness of about 800 nm formed in the periphery. The low breakdown voltage MOS-Tr 14 is formed in the second region 20 of the first main surface 16a. The second region 20 is electrically isolated from other adjacent elements by a field oxide film 22 having a thickness of about 800 nm formed around the second region 20.

まず、高耐圧MOS−Tr12について説明する。   First, the high voltage MOS-Tr12 will be described.

高耐圧MOS−Tr12は、ゲート耐圧が約20Vとなり、及びソース−ドレイン耐圧が約20Vとなるように設計されている。   The high breakdown voltage MOS-Tr12 is designed so that the gate breakdown voltage is about 20V and the source-drain breakdown voltage is about 20V.

高耐圧MOS−Tr12は、第1ソース領域28と、第1ドレイン領域30と、第1チャネル領域32と、第1ゲート酸化膜34と、第1ゲート電極36と、第1サイドウォール38L,38Rとを備えている。   The high breakdown voltage MOS-Tr 12 includes a first source region 28, a first drain region 30, a first channel region 32, a first gate oxide film 34, a first gate electrode 36, and first sidewalls 38L and 38R. And.

周知のとおり、第1ソース領域28、第1ドレイン領域30、及び第1チャネル領域32は、第1主面16aから基板16内部にそれぞれ形成されている。また、第1チャネル領域32は、第1ソース領域28と第1ドレイン領域30との間に位置している。   As is well known, the first source region 28, the first drain region 30, and the first channel region 32 are formed in the substrate 16 from the first main surface 16a. The first channel region 32 is located between the first source region 28 and the first drain region 30.

第1ソース領域28は、導電型がn型の領域である。第1ソース領域28は、n領域28Loとn領域28Hiとを備えている。 The first source region 28 is a region whose conductivity type is n-type. The first source region 28 includes an n region 28Lo and an n + region 28Hi.

第1ソース領域28を構成するn領域28Loは、低濃度のn型不純物(例えばP等)が存在する領域である。n領域28Loは、n領域28Hiと第1チャネル領域32との間に介在するとともに、n領域28Hiの下側に存在している。 The n region 28Lo constituting the first source region 28 is a region where low-concentration n-type impurities (for example, P) are present. The n region 28Lo is interposed between the n + region 28Hi and the first channel region 32 and exists below the n + region 28Hi.

第1ソース領域28を構成するn領域28Hiは、n領域28Loよりも高濃度のn型不純物(例えばAsやP等)が存在する領域である。n領域28Hiは、第1チャネル領域32から離間して存在する。 The n + region 28Hi constituting the first source region 28 is a region where an n-type impurity (for example, As or P) having a higher concentration than the n region 28Lo exists. The n + region 28Hi exists away from the first channel region 32.

第1ドレイン領域30は、導電型がn型の領域である。第1ドレイン領域30は、n領域30Loとn領域30Hiとを備えている。 The first drain region 30 is a region whose conductivity type is n-type. The first drain region 30 includes an n region 30Lo and an n + region 30Hi.

第1ドレイン領域30を構成するn領域30Loは、低濃度のn型不純物(例えばP等)が存在する領域である。n領域30Loは、n領域30Hiと第1チャネル領域32との間に介在するとともに、n領域30Hiの下側に存在している。 The n region 30Lo constituting the first drain region 30 is a region where a low concentration n-type impurity (for example, P or the like) is present. The n region 30Lo is interposed between the n + region 30Hi and the first channel region 32 and exists below the n + region 30Hi.

第1ドレイン領域30を構成するn領域30Hiは、n領域30Loよりも高濃度のn型不純物(例えばAsやP等)が存在する領域である。n領域30Hiは、第1チャネル領域32から離間して存在する。 The n + region 30Hi constituting the first drain region 30 is a region where an n-type impurity (for example, As or P) having a higher concentration than the n region 30Lo exists. The n + region 30Hi exists away from the first channel region 32.

既に説明したとおり、第1チャネル領域32は、第1ソース領域28及び第1ドレイン領域30に挟まれた基板16内部の領域である。より詳細には、第1チャネル領域32は、n領域28Lo及び30Loの間に位置している。第1チャネル領域32の導電型は、基板16と同様にp型とする。 As already described, the first channel region 32 is a region inside the substrate 16 sandwiched between the first source region 28 and the first drain region 30. More specifically, the first channel region 32 is located between the n regions 28Lo and 30Lo. The conductivity type of the first channel region 32 is p-type, similar to the substrate 16.

第1ゲート酸化膜34は、n領域28Lo、第1チャネル領域32、及びn領域30Loを被覆して基板16の第1主面16a上に形成されている。換言すれば、第1ゲート酸化膜34は、n領域28Hiの、第1ゲート電極36側の端部から、n領域30Hiの、第1ゲート電極36側の端部までの間の第1主面16a上に形成されている。第1ゲート酸化膜34は、好ましくは、例えばシリコン酸化膜とする。第1ゲート酸化膜34の膜厚を、好ましくは、例えば約50nmとする。 The first gate oxide film 34 is formed on the first major surface 16a of the substrate 16 so as to cover the n region 28Lo, the first channel region 32, and the n region 30Lo. In other words, the first gate oxide film 34, the n + region 28Hi, from an end portion of the first gate electrode 36 side, the n + region 30Hi, between the end portion of the first gate electrode 36 side first It is formed on main surface 16a. The first gate oxide film 34 is preferably a silicon oxide film, for example. The thickness of the first gate oxide film 34 is preferably about 50 nm, for example.

第1ゲート電極36は、第1ゲート酸化膜34上に形成されている。第1ゲート電極36は、ゲート長方向の長さが第1ゲート酸化膜34よりも短く形成されている。第1ゲート電極36は、ゲート長方向に関して、第1ゲート酸化膜34の中央部に位置している。   The first gate electrode 36 is formed on the first gate oxide film 34. The first gate electrode 36 is formed so that the length in the gate length direction is shorter than that of the first gate oxide film 34. The first gate electrode 36 is located at the center of the first gate oxide film 34 in the gate length direction.

第1ゲート電極36は、主電極40と、その上側のハードマスク41と、第1ゲート電極36のゲート長方向に直交し、かつ互いに対向する2つの側面43L,43Rに設けられた張出電極42L,42Rとを備える。   The first gate electrode 36 includes a main electrode 40, an upper hard mask 41, and overhang electrodes provided on two side surfaces 43L and 43R that are orthogonal to the gate length direction of the first gate electrode 36 and face each other. 42L, 42R.

第1ゲート電極36を構成する主電極40は、第1ゲート酸化膜34越しに第1チャネル領域32を被覆している。つまり、主電極40は、ゲート長方向の長さが第1チャネル領域32と等しく形成されている。主電極40の材料は、好ましくは、例えばポリシリコンとする。また、主電極40の厚みは、好ましくは、例えば約0.25μmとする。また、主電極40のゲート長方向の長さは、好ましくは、例えば約2.5μmとする。   The main electrode 40 constituting the first gate electrode 36 covers the first channel region 32 over the first gate oxide film 34. That is, the main electrode 40 is formed to have the same length in the gate length direction as the first channel region 32. The material of the main electrode 40 is preferably polysilicon, for example. The thickness of the main electrode 40 is preferably about 0.25 μm, for example. The length of the main electrode 40 in the gate length direction is preferably about 2.5 μm, for example.

第1ゲート電極36を構成するハードマスク41は、平面形状が主電極40と同一であり、主電極40上に形成されている。ハードマスク41の材料は、好ましくは、例えばNSG(Nondoped Silicate Glass)とする。また、ハードマスク41の厚みは、好ましくは、例えば約0.25μmとする。   The hard mask 41 constituting the first gate electrode 36 has the same planar shape as the main electrode 40 and is formed on the main electrode 40. The material of the hard mask 41 is preferably NSG (Nondoped Silicate Glass), for example. The thickness of the hard mask 41 is preferably about 0.25 μm, for example.

以下、主電極40及びハードマスク41からなる構造体を主電極構造体43と称する。主電極40の厚みが約0.25μmであり、及びハードマスク41の厚みが約0.25μmであることから、主電極構造体43の厚みは約0.5μmとなる。   Hereinafter, a structure including the main electrode 40 and the hard mask 41 is referred to as a main electrode structure 43. Since the thickness of the main electrode 40 is about 0.25 μm and the thickness of the hard mask 41 is about 0.25 μm, the thickness of the main electrode structure 43 is about 0.5 μm.

第1ゲート電極36を構成する張出電極42L,42Rは、主電極構造体43の互いに対向している両側面43L,43Rに、それぞれ接続されている。張出電極42Lは、ゲート長方向に沿って第1ソース領域28側の第1ゲート酸化膜34上に、張り出している。同様に、張出電極42Rは、ゲート長方向に沿って第1ドレイン領域30側の第1ゲート酸化膜34上に、張り出している。   The overhang electrodes 42L and 42R constituting the first gate electrode 36 are respectively connected to the opposite side surfaces 43L and 43R of the main electrode structure 43. The overhanging electrode 42L extends over the first gate oxide film 34 on the first source region 28 side along the gate length direction. Similarly, the overhang electrode 42R extends over the first gate oxide film 34 on the first drain region 30 side along the gate length direction.

その結果、張出電極42Lは、側面43L近傍のn領域28Loを第1ゲート酸化膜34越しに被覆する。同様に、張出電極42Rは、側面43R近傍のn領域30Loを第1ゲート酸化膜34越しに被覆する。張出電極42L,42Rの材料は、好ましくは、例えばポリシリコンとする。また、張出電極42L,42Rの厚みは、好ましくは、例えば約0.5μmとする。さらに、張出電極42L,42Rのゲート長方向に関する張り出し長さW1は、好ましくは、例えば約0.25μmとする。 As a result, the overhang electrode 42L covers the n region 28Lo near the side surface 43L over the first gate oxide film 34. Similarly, the overhang electrode 42R covers the n region 30Lo near the side surface 43R over the first gate oxide film 34. The material of the extended electrodes 42L and 42R is preferably polysilicon, for example. The thickness of the overhang electrodes 42L and 42R is preferably about 0.5 μm, for example. Further, the overhang length W1 in the gate length direction of the overhang electrodes 42L and 42R is preferably about 0.25 μm, for example.

ここで、張出電極42Lとn領域28Loとが重複する領域をオーバーラップ領域44Lと称する。同様に、張出電極42Rとn領域30Loとが重複する領域をオーバーラップ領域44Rと称する。 Here, a region where the overhanging electrode 42L and the n region 28Lo overlap is referred to as an overlap region 44L. Similarly, a region where the overhang electrode 42R and the n region 30Lo overlap is referred to as an overlap region 44R.

さらに、張出電極42L,42Rのそれぞれに、第1サイドウォール38L,38Rが接続されて設けられている。具体的には、第1サイドウォール38Lは、張出電極42Lの側部42Lsに接し、第1ゲート酸化膜34の、ソース領域28側の端部に至るまでゲート長方向に延在している。同様に、第1サイドウォール38Rは、張出電極42Rの側部42Rsに接し、第1ゲート酸化膜34の、ドレイン領域30側の端部に至るまでゲート長方向に延在している。   Further, the first sidewalls 38L and 38R are connected to the projecting electrodes 42L and 42R, respectively. Specifically, the first sidewall 38L is in contact with the side portion 42Ls of the overhanging electrode 42L and extends in the gate length direction until reaching the end portion of the first gate oxide film 34 on the source region 28 side. . Similarly, the first sidewall 38R is in contact with the side portion 42Rs of the extending electrode 42R and extends in the gate length direction until reaching the end portion of the first gate oxide film 34 on the drain region 30 side.

その結果、第1サイドウォール38Lは、n領域28Hiとオーバーラップ領域44Lとの間に延在するn領域28Loを第1ゲート酸化膜34越しに被覆する。同様に、第1サイドウォール38Rは、n領域30Hiとオーバーラップ領域44Rとの間に延在するn領域30Loを第1ゲート酸化膜34越しに被覆する。 As a result, the first sidewall 38L covers the n region 28Lo extending between the n + region 28Hi and the overlap region 44L over the first gate oxide film 34. Similarly, the first sidewall 38R covers the n region 30Lo extending between the n + region 30Hi and the overlap region 44R over the first gate oxide film 34.

第1サイドウォール38L,38Rの材料は、好ましくは、例えばシリコン酸化膜とする。また、第1サイドウォール38L,38Rの厚みは、好ましくは、例えば約0.5μmとする。さらに、第1サイドウォール38L,38Rのゲート長方向に関する張り出し長さW2は、好ましくは、例えば約0.5μmとする。   The material of the first sidewalls 38L and 38R is preferably a silicon oxide film, for example. The thickness of the first sidewalls 38L and 38R is preferably about 0.5 μm, for example. Furthermore, the overhang length W2 in the gate length direction of the first sidewalls 38L and 38R is preferably about 0.5 μm, for example.

ここで、第1ゲート電極36及び第1サイドウォール38L,38Rから構成される構造体を第1構造体46と称する。第1構造体46の厚みは、主電極構造体43と等しく約0.5μmである。そして、第1構造体46のゲート長方向の長さは約4μmである。これは、主電極40(2.5μm)、張出電極42L,42R(0.25μm×2)、及び第1サイドウォール38L,38R(0.5μm×2)のゲート長方向の長さの和である。   Here, a structure including the first gate electrode 36 and the first sidewalls 38L and 38R is referred to as a first structure 46. The thickness of the first structure 46 is equal to the main electrode structure 43 and is about 0.5 μm. The length of the first structure 46 in the gate length direction is about 4 μm. This is the sum of the lengths in the gate length direction of the main electrode 40 (2.5 μm), the overhang electrodes 42L and 42R (0.25 μm × 2), and the first sidewalls 38L and 38R (0.5 μm × 2). It is.

続いて、低耐圧MOS−Tr14について説明する。   Next, the low voltage MOS-Tr 14 will be described.

まず、低耐圧MOS−Tr14と高耐圧MOS−Tr12との相違点について概説する。   First, the difference between the low breakdown voltage MOS-Tr 14 and the high breakdown voltage MOS-Tr 12 will be outlined.

低耐圧MOS−Tr14は、高耐圧MOS−Tr12よりもゲート耐圧及びソース−ドレイン耐圧が小さくなるように設計されている。具体的には、低耐圧MOS−Tr14のゲート耐圧は約3Vであり、及びソース−ドレイン耐圧は約3Vである。   The low breakdown voltage MOS-Tr 14 is designed so that the gate breakdown voltage and the source-drain breakdown voltage are smaller than those of the high breakdown voltage MOS-Tr 12. Specifically, the gate breakdown voltage of the low breakdown voltage MOS-Tr 14 is about 3V, and the source-drain breakdown voltage is about 3V.

上述した耐圧の違いに由来して、低耐圧MOS−Tr14は、高耐圧MOS−Tr12と構造的にも異なっている。低耐圧MOS−Tr14の、高耐圧MOS−Tr12との主な相違点を以下に列記する。
(1)第2ゲート電極56とn領域48Lo,50Loとの間にオーバーラップ領域が存在しない点
(2)第2ゲート電極56に張出電極が設けられていない点
(3)第2ゲート酸化膜54が第1ゲート酸化膜34よりも薄い点
(4)第2ゲート電極56が、ハードマスクを備えていない点
The low breakdown voltage MOS-Tr 14 is structurally different from the high breakdown voltage MOS-Tr 12 due to the difference in breakdown voltage described above. The main differences between the low voltage MOS-Tr14 and the high voltage MOS-Tr12 are listed below.
(1) No overlap region exists between the second gate electrode 56 and the n regions 48Lo and 50Lo (2) No overhang electrode is provided on the second gate electrode 56 (3) Second gate The point that the oxide film 54 is thinner than the first gate oxide film 34 (4) The point that the second gate electrode 56 does not include a hard mask.

続いて、低耐圧MOS−Tr14の構造につき詳細に説明する。
低耐圧MOS−Tr14は、第2ソース領域48と、第2ドレイン領域50と、第2チャネル領域52と、第2ゲート酸化膜54と、第2ゲート電極56と、第2サイドウォール58L,58Rとを備えている。
Next, the structure of the low breakdown voltage MOS-Tr 14 will be described in detail.
The low breakdown voltage MOS-Tr 14 includes a second source region 48, a second drain region 50, a second channel region 52, a second gate oxide film 54, a second gate electrode 56, and second sidewalls 58L and 58R. And.

第2ソース領域48、第2ドレイン領域50、及び第2チャネル領域52は、第1主面16aから基板16内部に形成されている。第2ソース領域48と第2ドレイン領域50とは、第2チャネル領域52の両側にそれぞれ位置している。   The second source region 48, the second drain region 50, and the second channel region 52 are formed in the substrate 16 from the first major surface 16a. The second source region 48 and the second drain region 50 are located on both sides of the second channel region 52, respectively.

第2ソース領域48は、導電型がn型の領域である。第2ソース領域48は、n領域48Loとn領域48Hiとを備えている。 The second source region 48 is a region whose conductivity type is n-type. The second source region 48 includes an n region 48Lo and an n + region 48Hi.

第2ソース領域48を構成するn領域48Loは、低濃度のn型不純物(例えばP等)が存在する領域である。n領域48Loは、n領域48Hiと第2チャネル領域52との間に介在するとともに、n領域48Hiの下側に存在している。 The n region 48Lo constituting the second source region 48 is a region where a low concentration n-type impurity (for example, P) is present. The n region 48Lo is interposed between the n + region 48Hi and the second channel region 52 and exists below the n + region 48Hi.

第2ソース領域48を構成するn領域48Hiは、n領域48Loよりも高濃度のn型不純物(例えばAsやP等)が存在する領域である。n領域48Hiは、第2チャネル領域52から離間して存在する。 The n + region 48Hi constituting the second source region 48 is a region where an n-type impurity (for example, As or P) having a higher concentration than the n region 48Lo is present. The n + region 48Hi exists away from the second channel region 52.

第2ドレイン領域50は、導電型がn型の領域である。第2ドレイン領域50は、n領域50Loとn領域50Hiとを備えている。 The second drain region 50 is a region whose conductivity type is n-type. The second drain region 50 includes an n region 50Lo and an n + region 50Hi.

第2ドレイン領域50を構成するn領域50Loは、低濃度のn型不純物(例えばP等)が存在する領域である。n領域50Loは、n領域50Hiと第2チャネル領域52との間に介在するとともに、n領域50Hiの下側に存在している。 The n region 50Lo constituting the second drain region 50 is a region where low concentration n-type impurities (for example, P or the like) are present. The n region 50Lo is interposed between the n + region 50Hi and the second channel region 52, and exists below the n + region 50Hi.

第2ドレイン領域50を構成するn領域50Hiは、n領域50Loよりも高濃度のn型不純物(例えばAsやP等)が存在する領域である。n領域50Hiは、第2チャネル領域52から離間して存在する。 The n + region 50Hi constituting the second drain region 50 is a region where an n-type impurity (for example, As or P) having a higher concentration than the n region 50Lo exists. The n + region 50Hi exists apart from the second channel region 52.

第2チャネル領域52は、第2ソース領域48及び第2ドレイン領域50に挟まれた基板16内部の領域である。より詳細には、第2チャネル領域52は、n領域48Lo及び50Loの間に位置している。第2チャネル領域52の導電型は、基板16と同様にp型とする。 The second channel region 52 is a region inside the substrate 16 sandwiched between the second source region 48 and the second drain region 50. More specifically, the second channel region 52 is located between the n regions 48Lo and 50Lo. The conductivity type of the second channel region 52 is p-type, similar to the substrate 16.

第2ゲート酸化膜54は、n領域48Lo、第2チャネル領域52、及びn領域50Loを被覆して基板16の第1主面16a上に形成されている。換言すれば、第2ゲート酸化膜54は、n領域48Hiの、第2ゲート電極56側の端部から、n領域50Hiの、第2ゲート電極56側の端部までの間の第1主面16a上に形成されている。第2ゲート酸化膜54の材料は、好ましくは、例えばシリコン酸化膜とする。第2ゲート酸化膜54の膜厚は、好ましくは、例えば約7nmとする。 The second gate oxide film 54 is formed on the first major surface 16a of the substrate 16 so as to cover the n region 48Lo, the second channel region 52, and the n region 50Lo. In other words, the second gate oxide film 54, the n + region 48Hi, from an end portion of the second gate electrode 56 side, the n + region 50Hi, between the end portion of the second gate electrode 56 side first It is formed on main surface 16a. The material of the second gate oxide film 54 is preferably a silicon oxide film, for example. The thickness of the second gate oxide film 54 is preferably about 7 nm, for example.

第2ゲート電極56は、第2ゲート酸化膜54上に形成されている。第2ゲート電極56は、ゲート長方向の長さが第2ゲート酸化膜54よりも短く形成されている。第2ゲート電極56は、ゲート長方向に関して、第2ゲート酸化膜54の中央部に位置している。   The second gate electrode 56 is formed on the second gate oxide film 54. The second gate electrode 56 is formed so that the length in the gate length direction is shorter than the second gate oxide film 54. The second gate electrode 56 is located at the center of the second gate oxide film 54 in the gate length direction.

第2ゲート電極56の材料は、好ましくは、例えばポリシリコンとする。また、第2ゲート電極56の厚みは、好ましくは、例えば約0.25μmとする。また、第2ゲート電極56のゲート長方向の長さは、好ましくは、例えば約0.6μmとする。   The material of the second gate electrode 56 is preferably polysilicon, for example. The thickness of the second gate electrode 56 is preferably about 0.25 μm, for example. The length of the second gate electrode 56 in the gate length direction is preferably about 0.6 μm, for example.

詳しくは後述するが、第2ゲート電極56は、高耐圧MOS−Tr12の張出電極42L,42Rと同時に形成される。   Although described in detail later, the second gate electrode 56 is formed simultaneously with the overhang electrodes 42L and 42R of the high voltage MOS-Tr12.

第2サイドウォール58L,58Rは、第2ゲート電極56にそれぞれ接続されている。具体的には、第2サイドウォール58Lは、第2ゲート電極56の側面56Lに接し、第2ゲート酸化膜54の、第2ソース領域48側の端部に至るまでゲート長方向に延在している。同様に、第2サイドウォール58Rは、第2ゲート電極56の側面56Rに接し、第2ゲート酸化膜54の、第2ドレイン領域50側の端部に至るまでゲート長方向に延在している。   The second sidewalls 58L and 58R are connected to the second gate electrode 56, respectively. Specifically, the second sidewall 58L is in contact with the side surface 56L of the second gate electrode 56 and extends in the gate length direction until reaching the end of the second gate oxide film 54 on the second source region 48 side. ing. Similarly, the second sidewall 58R is in contact with the side surface 56R of the second gate electrode 56 and extends in the gate length direction until reaching the end of the second gate oxide film 54 on the second drain region 50 side. .

その結果、第2サイドウォール58Lは、n領域48Hiと側面56L(第2チャネル領域52)との間に延在するn領域48Loを第2ゲート酸化膜54越しに被覆する。同様に、第2サイドウォール58Rは、n領域50Hiと側面56R(第2チャネル領域52)との間に延在するn領域50Loを第2ゲート酸化膜54越しに被覆する。 As a result, the second sidewall 58L covers the n region 48Lo extending between the n + region 48Hi and the side surface 56L (second channel region 52) over the second gate oxide film 54. Similarly, the second sidewall 58R covers the n region 50Lo extending between the n + region 50Hi and the side surface 56R (second channel region 52) over the second gate oxide film 54.

第2サイドウォール58L,58Rの材料は、好ましくは、例えばシリコン酸化膜とする。また、第2サイドウォール58L,58Rの厚みは、好ましくは、例えば約0.25μmとする。さらに、第2サイドウォール58L,58Rのゲート長方向に関する張り出し長さは、好ましくは、例えば約0.2μmとする。   The material of the second sidewalls 58L and 58R is preferably a silicon oxide film, for example. The thickness of the second sidewalls 58L and 58R is preferably about 0.25 μm, for example. Further, the overhang length in the gate length direction of the second sidewalls 58L and 58R is preferably about 0.2 μm, for example.

なお、詳しくは後述するが、第2サイドウォール58L,58Rは、高耐圧MOS−Tr12の第1サイドウォール38L,38Rと同時に形成される。   As will be described in detail later, the second sidewalls 58L and 58R are formed simultaneously with the first sidewalls 38L and 38R of the high voltage MOS-Tr12.

ここで、第2ゲート電極56及び第2サイドウォール58L,58Rから構成される構造体を第2構造体60と称する。第2構造体60の厚みは、第2ゲート電極56と等しく約0.25μmである。そして、第2構造体60のゲート長方向の長さは、約1μmである。これは、第2ゲート電極56(0.6μm)、及び第2サイドウォール58L,58R(0.2μm×2)のゲート長方向の長さの和である。   Here, a structure including the second gate electrode 56 and the second sidewalls 58L and 58R is referred to as a second structure 60. The thickness of the second structure 60 is about 0.25 μm, which is equal to the second gate electrode 56. The length of the second structure 60 in the gate length direction is about 1 μm. This is the sum of the lengths of the second gate electrode 56 (0.6 μm) and the second sidewalls 58L and 58R (0.2 μm × 2) in the gate length direction.

(半導体装置の製造工程)
図2〜図6を参照して、半導体装置10の製造工程について説明する。図2(A)及び(B)は、半導体装置10の製造工程における主要段階で得られた構造体を、一部を省略して概略的に示す断面図である。図3(A)及び(B)は、図2(B)に引き続く同様な断面図である。図4(A)及び(B)は、図3(B)に引き続く同様な断面図である。図5(A)及び(B)は、図4(B)に引き続く同様な断面図である。図6(A)及び(B)は、図5(B)に引き続く同様な断面図である。
(Semiconductor device manufacturing process)
A manufacturing process of the semiconductor device 10 will be described with reference to FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views schematically showing a structure obtained at a main stage in the manufacturing process of the semiconductor device 10 with a part omitted. 3A and 3B are similar cross-sectional views subsequent to FIG. FIGS. 4A and 4B are similar cross-sectional views subsequent to FIG. 5A and 5B are similar cross-sectional views subsequent to FIG. 4B. 6 (A) and 6 (B) are similar cross-sectional views subsequent to FIG. 5 (B).

(工程A):図2(A)を参照して説明する。   (Process A): It demonstrates with reference to FIG. 2 (A).

工程Aでは、まず、シリコン基板である基板16の第1主面16a側の全面に、好ましくは、例えば約35nmの厚みの下地酸化膜57を形成する。より詳細には、約850℃の温度において、第1主面16aの熱酸化を行い、シリコン酸化膜からなる下地酸化膜57を形成する。   In step A, first, a base oxide film 57 having a thickness of, for example, about 35 nm is preferably formed on the entire surface on the first main surface 16a side of the substrate 16 which is a silicon substrate. More specifically, the first main surface 16a is thermally oxidized at a temperature of about 850 ° C. to form a base oxide film 57 made of a silicon oxide film.

その後、下地酸化膜57上に、従来周知のパターニング技術を用いて、好ましくは、例えば約100nmの厚みのシリコン窒化膜パターン59を形成する。より詳細には、約750℃の温度において、LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)法により、下地酸化膜57の全面にシリコン窒化膜を形成する。   Thereafter, a silicon nitride film pattern 59 having a thickness of, for example, about 100 nm is preferably formed on the base oxide film 57 using a conventionally known patterning technique. More specifically, a silicon nitride film is formed on the entire surface of the base oxide film 57 by a LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) method at a temperature of about 750 ° C.

その後、フォトリソグラフィ及びエッチングを行うことで、第1及び第2領域18,20の外側に存在するシリコン窒化膜の部分を除去する。これにより、シリコン窒化膜パターン59を形成する。   Thereafter, by performing photolithography and etching, portions of the silicon nitride film existing outside the first and second regions 18 and 20 are removed. Thereby, a silicon nitride film pattern 59 is formed.

(工程B):図2(B)を参照して説明する。   (Process B): It demonstrates with reference to FIG. 2 (B).

工程Bでは、第1及び第2領域18,20の外側に露出している第1主面16aに、好ましくは、例えば約800nmの厚みのフィールド酸化膜22を形成する。より詳細には、約1000℃の温度において、水蒸気酸化を行うことで、フィールド酸化膜22を形成する。   In step B, a field oxide film 22 having a thickness of, for example, about 800 nm is preferably formed on the first major surface 16a exposed outside the first and second regions 18 and 20. More specifically, the field oxide film 22 is formed by performing steam oxidation at a temperature of about 1000 ° C.

その後、第1及び第2領域18,20内に残留する下地酸化膜57とシリコン窒化膜パターン59とを公知の方法で除去する。   Thereafter, the underlying oxide film 57 and the silicon nitride film pattern 59 remaining in the first and second regions 18 and 20 are removed by a known method.

その後、第1及び第2領域18,20内の表面に、好ましくは、例えば約50nmの厚みのシリコン酸化膜を形成する。より詳細には、約850℃の温度で第1主面16aを熱酸化してシリコン酸化膜を形成する。なお、このシリコン酸化膜は、第1酸化膜62の前駆体である。   Thereafter, a silicon oxide film having a thickness of, for example, about 50 nm is preferably formed on the surfaces in the first and second regions 18 and 20. More specifically, the first main surface 16a is thermally oxidized at a temperature of about 850 ° C. to form a silicon oxide film. This silicon oxide film is a precursor of the first oxide film 62.

その後、公知のフォトリソグラフィ及びエッチングにより第2領域20に存在するシリコン酸化膜を除去する。これにより、第1領域18内に、第1酸化膜62がパターニングされて形成される。そして、約850℃の熱酸化により第2領域20に、好ましくは、例えば約7nmの厚みの第2酸化膜64を形成する。その結果、図2(B)に示す構造体が得られる。   Thereafter, the silicon oxide film present in the second region 20 is removed by known photolithography and etching. As a result, the first oxide film 62 is patterned and formed in the first region 18. Then, a second oxide film 64 having a thickness of, for example, about 7 nm is preferably formed in the second region 20 by thermal oxidation at about 850 ° C. As a result, the structure shown in FIG. 2B is obtained.

ここで、第1領域18に形成された第1酸化膜62は、第1ゲート酸化膜34の前駆体である。また、第2領域20に形成された第2酸化膜64は、第2ゲート酸化膜54の前駆体である。   Here, the first oxide film 62 formed in the first region 18 is a precursor of the first gate oxide film 34. The second oxide film 64 formed in the second region 20 is a precursor of the second gate oxide film 54.

なお、工程A及び工程Bが上述した第1工程に相当する。   Step A and step B correspond to the first step described above.

(工程C):図3(A)を参照して説明する。   (Process C): It demonstrates with reference to FIG. 3 (A).

工程Cでは、第1領域18及び第2領域20を含む第1主面16aの全面に、好ましくは、例えば約0.25μmの厚みのポリシリコン膜66を形成する。より詳細には、モノシラン(SiH)とホスフィン(PH)とを所望の比率で混合した原料ガスを用い、圧力が約0.1Torr、及び温度が約600℃の条件で、LPCVD法により、Pがドープされたポリシリコン膜66を形成する。 In step C, a polysilicon film 66 having a thickness of, for example, about 0.25 μm is preferably formed on the entire first main surface 16a including the first region 18 and the second region 20. More specifically, using a source gas in which monosilane (SiH 4 ) and phosphine (PH 3 ) are mixed in a desired ratio, under a pressure of about 0.1 Torr and a temperature of about 600 ° C., by LPCVD, A polysilicon film 66 doped with P is formed.

その後、ポリシリコン膜66の全面に、好ましくは、例えば、約0.25μmの厚みのNSG膜68を形成する。より詳細には、SiHと一酸化二窒素(NO)とを所望の比率で混合した原料ガスを用い、圧力が約0.4Torr、及び温度が約300℃の条件で、プラズマCVD法により、NSG膜68を形成する。なお、NSG膜68は、ハードマスク41の前駆体である。 Thereafter, an NSG film 68 having a thickness of, for example, about 0.25 μm is preferably formed on the entire surface of the polysilicon film 66. More specifically, a plasma CVD method is performed using a source gas in which SiH 4 and dinitrogen monoxide (N 2 O) are mixed at a desired ratio, a pressure of about 0.4 Torr, and a temperature of about 300 ° C. Thereby, the NSG film 68 is formed. Note that the NSG film 68 is a precursor of the hard mask 41.

その後、NSG膜68の全面にポジ型のフォトレジストを約1μmの厚みで塗布する。そして、公知のフォトリソグラフィにより、第1領域18に、後述する主電極構造体43を作成するためのマスクパターン70を形成する。   Thereafter, a positive photoresist is applied to the entire surface of the NSG film 68 with a thickness of about 1 μm. Then, a mask pattern 70 for forming a main electrode structure 43 described later is formed in the first region 18 by known photolithography.

(工程D):図3(B)を参照して説明する。   (Process D): It demonstrates with reference to FIG. 3 (B).

工程Dでは、マスクパターン70をマスクとして、異方性エッチングであるRIE(Reactive Ion Etching)法により、マスクパターン70で被覆されていない領域のポリシリコン膜66及びNSG膜68を除去する。これにより、第1領域18に、主電極40上にハードマスク41が積層された主電極構造体43が形成される。   In step D, the polysilicon film 66 and the NSG film 68 in a region not covered with the mask pattern 70 are removed by RIE (Reactive Ion Etching), which is anisotropic etching, using the mask pattern 70 as a mask. As a result, the main electrode structure 43 in which the hard mask 41 is laminated on the main electrode 40 is formed in the first region 18.

なお、工程Cから主電極構造体43が形成されるまで(工程D)の過程が、上述の第2工程に相当する。   The process from the process C to the formation of the main electrode structure 43 (process D) corresponds to the second process described above.

その後、第1主面16aの全面にポジ型のフォトレジストを約1μmの厚みで塗布する。そして、公知のフォトリソグラフィにより、第1領域18外の第1主面16aの部分を被覆するマスクパターン72を形成して、図3(B)に示す構造体を得る。つまり、マスクパターン72は、第1領域18を露出させるようにパターニングされている。   Thereafter, a positive photoresist is applied to the entire surface of the first main surface 16a with a thickness of about 1 μm. Then, a mask pattern 72 that covers a portion of the first major surface 16a outside the first region 18 is formed by known photolithography to obtain the structure shown in FIG. That is, the mask pattern 72 is patterned so as to expose the first region 18.

その後、マスクパターン72及び主電極構造体43をマスクとして、n型不純物である31をイオン注入する。イオン注入の条件は、注入エネルギーが約500keVであり、及び注入量が約6×1012atoms/cmである。このイオン注入により、主電極構造体43を除いた第1領域18に、自己整合的に第1低濃度不純物領域74L,74Rが形成される。 Thereafter, 31 P + that is an n-type impurity is ion-implanted using the mask pattern 72 and the main electrode structure 43 as a mask. The ion implantation conditions are an implantation energy of about 500 keV and an implantation amount of about 6 × 10 12 atoms / cm 2 . By this ion implantation, first low-concentration impurity regions 74L and 74R are formed in the first region 18 excluding the main electrode structure 43 in a self-aligning manner.

なお、工程Dにおいて、主電極構造体43の形成後、第1低濃度不純物領域74L,74Rが形成されるまでの過程が、上述の第3工程に相当する。   In the process D, the process from the formation of the main electrode structure 43 to the formation of the first low-concentration impurity regions 74L and 74R corresponds to the above-described third process.

(工程E):図4(A)を参照して説明する。   (Process E): It demonstrates with reference to FIG. 4 (A).

工程Eでは、マスクパターン72を公知のプラズマアッシングにより除去する。そして、第1主面16aの上側全面に、第1主面16a上における厚みが、好ましくは、例えば約0.25μmのポリシリコン膜76を形成する。より詳細には、SiHとPHとを所望の比率で混合した原料ガスを用い、圧力が約0.1Torr、及び温度が約600℃の条件で、LPCVD法により、Pがドープされたポリシリコン膜76を形成する。 In step E, the mask pattern 72 is removed by known plasma ashing. Then, a polysilicon film 76 having a thickness on the first main surface 16a of preferably about 0.25 μm, for example, is formed on the entire upper surface of the first main surface 16a. More specifically, using a source gas obtained by mixing SiH 4 and PH 3 in a desired ratio, a pressure of about 0.1 Torr and a temperature of about 600 ° C. A silicon film 76 is formed.

なお、第1低濃度不純物領域74L,74R形成後、ポリシリコン膜76が形成されるまでの過程が、上述の第4工程に相当する。   The process from the formation of the first low-concentration impurity regions 74L and 74R to the formation of the polysilicon film 76 corresponds to the above-described fourth step.

その後、ポリシリコン膜76の全面にポジ型のフォトレジストを約1μmの厚みで塗布する。そして、公知のフォトリソグラフィにより、第2領域20の第2ゲート電極56の形成予定領域を被覆するマスクパターン78を形成する。   Thereafter, a positive photoresist is applied to the entire surface of the polysilicon film 76 with a thickness of about 1 μm. Then, a mask pattern 78 that covers a region where the second gate electrode 56 is to be formed in the second region 20 is formed by known photolithography.

(工程F):図4(B)を参照して説明する。   (Process F): It demonstrates with reference to FIG. 4 (B).

工程Fでは、マスクパターン78をマスクとしてRIE法によりポリシリコン膜76を除去する。これにより、第1ゲート電極36と第2ゲート電極56とが同時に形成される。   In step F, the polysilicon film 76 is removed by RIE using the mask pattern 78 as a mask. Thereby, the first gate electrode 36 and the second gate electrode 56 are formed simultaneously.

より詳細には、第1主面16aに対して垂直方向から異方性エッチングを行うことにより、第1領域18では、主電極構造体43の段差部付近に存在するポリシリコン膜76は、エッチングされずに第1酸化膜62上に残留する。この残留したポリシリコン膜76が張出電極42L,42Rとなる。つまり、張出電極42L,42Rは、主電極構造体43の両側面43L,43Rにそれぞれ接続し、かつ、主電極構造体43の外側に向かって張り出して形成される。   More specifically, by performing anisotropic etching from the direction perpendicular to the first main surface 16a, the polysilicon film 76 existing in the vicinity of the step portion of the main electrode structure 43 is etched in the first region 18. Instead, it remains on the first oxide film 62. The remaining polysilicon film 76 becomes the overhanging electrodes 42L and 42R. That is, the extended electrodes 42L and 42R are formed so as to be connected to both side surfaces 43L and 43R of the main electrode structure 43 and to protrude toward the outside of the main electrode structure 43, respectively.

その結果、張出電極42L,42Rは、第1酸化膜62越しに、主電極構造体43近傍の第1低濃度不純物領域74L,74Rを被覆する。これにより、オーバーラップ領域44L及び44Rが形成される。   As a result, the extended electrodes 42L and 42R cover the first low-concentration impurity regions 74L and 74R near the main electrode structure 43 over the first oxide film 62. Thereby, the overlap regions 44L and 44R are formed.

このようにして、主電極構造体43及び張出電極42L,42Rを備えた第1ゲート電極36が形成される。   In this way, the first gate electrode 36 including the main electrode structure 43 and the overhang electrodes 42L and 42R is formed.

なお、オーバーラップ領域44L及び44Rのゲート長方向の長さ、すなわち、張出電極42L,42R張り出し長さW1は、約0.25μmである。   Note that the lengths of the overlap regions 44L and 44R in the gate length direction, that is, the overhang lengths 42L and 42R, and the overhang length W1 are about 0.25 μm.

一方、第2領域20では、マスクパターン78で被覆された領域に存在するポリシリコン膜76がエッチングされずに残留する。その結果、第2酸化膜64上に第2ゲート電極56が形成される。   On the other hand, in the second region 20, the polysilicon film 76 existing in the region covered with the mask pattern 78 remains without being etched. As a result, the second gate electrode 56 is formed on the second oxide film 64.

なお、ポリシリコン膜76の成膜後、第1ゲート電極36と第2ゲート電極56とが形成されるまでの過程が、上述の第5工程に相当する。   The process from the formation of the polysilicon film 76 to the formation of the first gate electrode 36 and the second gate electrode 56 corresponds to the above-described fifth process.

なお、ポリシリコン膜76のエッチングにおいて、第1及び第2酸化膜62及び64は、エッチングストップ膜として機能する。   In the etching of the polysilicon film 76, the first and second oxide films 62 and 64 function as an etching stop film.

(工程G):図5(A)を参照して説明する。   (Process G): It demonstrates with reference to FIG.

工程Gでは、第1主面16aの上側全面にポジ型のフォトレジストを約1μmの厚みで塗布する。そして、公知のフォトリソグラフィにより、第2領域20外の第1主面16aの部分を被覆するマスクパターン80を形成する。つまり、マスクパターン80は、第2領域20を露出させるようにパターニングされている。   In Step G, a positive photoresist is applied to the entire upper surface of the first major surface 16a with a thickness of about 1 μm. Then, a mask pattern 80 that covers the portion of the first major surface 16a outside the second region 20 is formed by known photolithography. That is, the mask pattern 80 is patterned so as to expose the second region 20.

その後、マスクパターン80及び第2ゲート電極56をマスクとして、n型不純物である31をイオン注入する。イオン注入の条件は、注入エネルギーが約100keVであり、及び注入量が約7×1012atoms/cmである。このイオン注入により、第2ゲート電極56の両側の第2領域20に、自己整合的に第2低濃度不純物領域82L,82Rが形成される。 Thereafter, 31 P + which is an n-type impurity is ion-implanted using the mask pattern 80 and the second gate electrode 56 as a mask. The ion implantation conditions are an implantation energy of about 100 keV and an implantation amount of about 7 × 10 12 atoms / cm 2 . By this ion implantation, second low-concentration impurity regions 82L and 82R are formed in the second region 20 on both sides of the second gate electrode 56 in a self-aligning manner.

なお、工程Gが、上述の第6工程に相当する。   Step G corresponds to the above-described sixth step.

(工程H):図5(B)を参照して説明する。   (Process H): It demonstrates with reference to FIG.5 (B).

工程Hでは、マスクパターン80を公知のプラズマアッシングにより除去する。そして、第1主面16aの上側全面に、第1主面16a上における厚みが、好ましくは、例えば約0.5μmの絶縁膜としてのシリコン酸化膜83を形成する。より詳細には、SiHとOとを所望の比率で混合した原料ガスを用い、温度が約500℃の条件で、常圧CVD法により、シリコン酸化膜83を形成する。 In step H, the mask pattern 80 is removed by known plasma ashing. Then, a silicon oxide film 83 as an insulating film having a thickness on the first main surface 16a of preferably about 0.5 μm, for example, is formed on the entire upper surface of the first main surface 16a. More specifically, the silicon oxide film 83 is formed by atmospheric pressure CVD using a source gas in which SiH 4 and O 2 are mixed at a desired ratio and at a temperature of about 500 ° C.

なお、工程Hが、上述の第7工程に相当する。   Step H corresponds to the seventh step described above.

(工程I):図6(A)を参照して説明する。   (Process I): It demonstrates with reference to FIG. 6 (A).

続いて、RIE法によりシリコン酸化膜83を基板16の第1主面16aに至るまでエッチングする。   Subsequently, the silicon oxide film 83 is etched to reach the first major surface 16a of the substrate 16 by RIE.

これにより、第1領域18においては、第1ゲート電極36に第1サイドウォール38L,38Rが形成され、第1構造体46が完成する。これとともに、第1構造体46で被覆されていない領域の第1酸化膜62が除去され、第1構造体46直下に第1ゲート酸化膜34が形成される。   As a result, in the first region 18, the first sidewalls 38 </ b> L and 38 </ b> R are formed on the first gate electrode 36, and the first structure 46 is completed. At the same time, the first oxide film 62 in the region not covered with the first structure 46 is removed, and the first gate oxide film 34 is formed immediately below the first structure 46.

より詳細には、第1領域18では、第1ゲート電極36の段差部付近に存在するシリコン酸化膜83は、エッチングされずに第1酸化膜62上に残留する。この残留したシリコン酸化膜83が第1サイドウォール38L,38Rとなる。つまり、第1サイドウォール38L,38Rは、張出電極42L,42Rの両側部42Ls,42Rsにそれぞれ接続し、かつ、第1ゲート電極36の外側に向かって第1酸化膜62上に張り出して形成される。その結果、第1サイドウォール38L,38Rは、第1酸化膜62越しに、第1低濃度不純物領域74L,74Rを被覆することとなる。   More specifically, in the first region 18, the silicon oxide film 83 existing in the vicinity of the step portion of the first gate electrode 36 remains on the first oxide film 62 without being etched. The remaining silicon oxide film 83 becomes the first sidewalls 38L and 38R. That is, the first sidewalls 38L and 38R are connected to both side portions 42Ls and 42Rs of the extended electrodes 42L and 42R, respectively, and are formed to protrude on the first oxide film 62 toward the outside of the first gate electrode 36. Is done. As a result, the first sidewalls 38L and 38R cover the first low-concentration impurity regions 74L and 74R over the first oxide film 62.

なお、第1サイドウォール38L,38Rと第1低濃度不純物領域74L,74Rとのゲート長方向に沿ったオーバーラップ長さ、すなわち、第1サイドウォール38L,38Rの張り出し長さW2は、約0.5μmである。   The overlap length along the gate length direction of the first sidewalls 38L, 38R and the first low-concentration impurity regions 74L, 74R, that is, the overhang length W2 of the first sidewalls 38L, 38R is about 0. .5 μm.

また、第2領域20においては、第2ゲート電極56に第2サイドウォール58L,58Rが形成され、第2構造体60が完成する。これとともに、第2構造体60で被覆されていない領域の第2酸化膜64が除去され、第2構造体60直下に第2ゲート酸化膜54が形成される。   In the second region 20, second sidewalls 58 </ b> L and 58 </ b> R are formed on the second gate electrode 56 to complete the second structure 60. At the same time, the second oxide film 64 in a region not covered with the second structure 60 is removed, and a second gate oxide film 54 is formed immediately below the second structure 60.

より詳細には、第2領域20では、第2ゲート電極56の段差部付近に存在するシリコン酸化膜83は、エッチングされずに第2酸化膜64上に残留する。この残留したシリコン酸化膜83が第2サイドウォール58L,58Rとなる。つまり、第2サイドウォール58L,58Rは、第2ゲート電極56の両側面56L,56Rにそれぞれ接続し、かつ、第2ゲート電極56の外側に向かって張り出して形成される。その結果、第2サイドウォール58L,58Rは、第2酸化膜64越しに、第2低濃度不純物領域82L,82Rを被覆することとなる。   More specifically, in the second region 20, the silicon oxide film 83 existing near the step portion of the second gate electrode 56 remains on the second oxide film 64 without being etched. The remaining silicon oxide film 83 becomes the second sidewalls 58L and 58R. That is, the second sidewalls 58L and 58R are formed so as to be connected to both side surfaces 56L and 56R of the second gate electrode 56, respectively, and to protrude toward the outside of the second gate electrode 56. As a result, the second sidewalls 58L and 58R cover the second low-concentration impurity regions 82L and 82R over the second oxide film 64.

なお、第2サイドウォール58L,58Rと第2低濃度不純物領域82L,82Rとのオーバーラップ長さ、すなわち、第1サイドウォール58L,58Rのゲート長方向の長さは、約0.2μmである。   The overlap length between the second sidewalls 58L and 58R and the second low-concentration impurity regions 82L and 82R, that is, the length of the first sidewalls 58L and 58R in the gate length direction is about 0.2 μm. .

なお、工程Iが、上述の第8工程に相当する。   Step I corresponds to the eighth step described above.

(工程J):図6(B)を参照して説明する。   (Process J): It demonstrates with reference to FIG. 6 (B).

続いて、第1構造体46及び第2構造体60をマスクとして、第1領域18と第2領域20とにn型不純物である75Asをイオン注入する。イオン注入の条件は、注入エネルギーが約70keVであり、及び注入量が約1×1015atoms/cmである。 Subsequently, 75 As + which is an n-type impurity is ion-implanted into the first region 18 and the second region 20 using the first structure 46 and the second structure 60 as a mask. The ion implantation conditions are an implantation energy of about 70 keV and an implantation amount of about 1 × 10 15 atoms / cm 2 .

このイオン注入により、第1領域18において、第1ソース領域28及び第1ドレイン領域30が形成される。同時に、第2領域20において、第2ソース領域48及び第2ドレイン領域50が形成される。   By this ion implantation, the first source region 28 and the first drain region 30 are formed in the first region 18. At the same time, the second source region 48 and the second drain region 50 are formed in the second region 20.

より詳細には、第1領域18では、イオン注入により、第1低濃度不純物領域74Lの第1構造体46で被覆されていない領域は、自己整合的にn領域28Hiへと変化する。これにより、第1低濃度不純物領域74LのAsイオン未注入領域が、n領域28Loへと変化する。その結果、第1低濃度不純物領域74Lが存在していた位置に、n領域28Loとn領域28Hiとを備えた第1ソース領域28が形成される。 More specifically, in the first region 18, the region of the first low-concentration impurity region 74 </ b > L that is not covered with the first structure 46 is changed to the n + region 28 Hi in a self-aligned manner by ion implantation. As a result, the As ion non-implanted region of the first low-concentration impurity region 74L changes to the n region 28Lo. As a result, the first source region 28 including the n region 28Lo and the n + region 28Hi is formed at the position where the first low concentration impurity region 74L was present.

同様に、Asのイオン注入により、第1構造体46で被覆されていない第1低濃度不純物領域74Rは、自己整合的にn領域30Hiへと変化する。これにより、第1低濃度不純物領域74RのAsイオン未注入領域が、n領域30Loへと変化する。その結果、第1低濃度不純物領域74Rが存在していた位置に、n領域30Loとn領域30Hiとを備えた第1ドレイン領域30が形成される。 Similarly, as a result of As ion implantation, the first low-concentration impurity region 74R that is not covered with the first structure 46 changes to the n + region 30Hi in a self-aligning manner. As a result, the As ion non-implanted region of the first low-concentration impurity region 74R changes to the n region 30Lo. As a result, the first drain region 30 including the n region 30Lo and the n + region 30Hi is formed at the position where the first low concentration impurity region 74R was present.

第2領域20も、第1領域18とほぼ同様である。すなわち、第2低濃度不純物領域82Lに自己整合的にn領域48Hiが形成され、これと同時にn領域48Loが形成される。その結果、第2低濃度不純物領域82Lが存在していた位置に、n領域48Loとn領域48Hiとを備えた第2ソース領域48が形成される。 The second region 20 is substantially the same as the first region 18. That is, the n + region 48Hi is formed in the second low concentration impurity region 82L in a self-aligning manner, and at the same time, the n region 48Lo is formed. As a result, the second source region 48 including the n region 48Lo and the n + region 48Hi is formed at the position where the second low concentration impurity region 82L was present.

また、第2低濃度不純物領域82Rに自己整合的にn領域50Hiが形成され、これと同時にn領域50Loが形成される。その結果、第2低濃度不純物領域82Rが存在していた位置に、n領域50Loとn領域50Hiとを備えた第2ドレイン領域50が形成される。 Further, the n + region 50Hi is formed in the second low concentration impurity region 82R in a self-aligned manner, and at the same time, the n region 50Lo is formed. As a result, the second drain region 50 including the n region 50Lo and the n + region 50Hi is formed at the position where the second low concentration impurity region 82R was present.

このようにして、図6(B)に示したような半導体装置10が形成される。   In this way, the semiconductor device 10 as shown in FIG. 6B is formed.

次に、この発明の半導体装置の製造方法の奏する効果について説明する。   Next, effects of the semiconductor device manufacturing method of the present invention will be described.

半導体装置10の製造過程において、高耐圧MOS−Tr12のn領域28Lo,30Loは、張出電極42L,42R及び第1サイドウォール38L,38Rで被覆され続ける。つまり、製造工程(工程A〜工程J)中に、n領域28Lo,30Loがエッチングを受けることがない。よって、n領域28Lo,30Loの電気抵抗は増加しない。その結果、高耐圧MOS−Tr12の電流駆動能力の低下が防止される。 In the manufacturing process of the semiconductor device 10, the n regions 28Lo and 30Lo of the high voltage MOS-Tr 12 are continuously covered with the overhanging electrodes 42L and 42R and the first sidewalls 38L and 38R. That is, the n regions 28Lo and 30Lo are not etched during the manufacturing process (step A to step J). Therefore, the electrical resistance of the n regions 28Lo and 30Lo does not increase. As a result, a decrease in the current drive capability of the high voltage MOS-Tr 12 is prevented.

また、この発明の半導体装置の製造方法によれば、不純物(P及びAs)のイオン注入をすべて自己整合的に行っている(工程D,G及びJ)。したがって、イオン注入により形成された第1領域18のn領域28Lo,30Lo及びn領域28Hi,30Hi、並びに第2領域20のn領域48Lo,50Lo及びn領域48Hi,50Hiに位置誤差が発生することがない。つまり、特許文献1の技術では、マスクパターンの合わせずれに対する寸法上のマージンが必要であったが、この発明では、上述の寸法上のマージンが不用となる。その結果、この寸法上のマージン分だけ半導体装置10を微細化することができる。 In addition, according to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, all the impurity (P and As) ion implantations are performed in a self-aligned manner (steps D, G, and J). Therefore, there are positional errors in the n regions 28Lo and 30Lo and the n + regions 28Hi and 30Hi of the first region 18 and the n regions 48Lo and 50Lo and the n + regions 48Hi and 50Hi of the second region 20 formed by ion implantation. It does not occur. That is, in the technique of Patent Document 1, a dimensional margin for mask pattern misalignment is required, but in the present invention, the above-described dimensional margin is unnecessary. As a result, the semiconductor device 10 can be miniaturized by a margin on this dimension.

次に、この発明の半導体装置の製造方法の変形例や設計条件について説明する。   Next, modifications and design conditions of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described.

高耐圧MOS−Tr12のソース−ドレイン耐圧は、張出電極42L,42Rの張り出し長さW1(図1)、及び第1サイドウォール38L,38Rの張り出し長さW2(図1)の両者に主に依存する。   The source-drain breakdown voltage of the high breakdown voltage MOS-Tr 12 is mainly applied to both the extension length W1 of the extension electrodes 42L and 42R (FIG. 1) and the extension length W2 of the first sidewalls 38L and 38R (FIG. 1). Dependent.

より詳細には、張り出し長さW1を大きくするほどソース−ドレイン耐圧が上昇する。この理由は、張り出し長さW1を大きくするほど第1ドレイン領域30側のオーバーラップ領域44Rが長くなり、第1ドレイン領域30における電界集中が緩和されるからである。   More specifically, the source-drain breakdown voltage increases as the overhang length W1 is increased. This is because the overlap region 44R on the first drain region 30 side becomes longer as the overhang length W1 is increased, and the electric field concentration in the first drain region 30 is alleviated.

具体的には、張出電極42L,42Rの張り出し長さW1は、0.2〜0.6μmであることが好ましい。張り出し長さW1を0.2μm以上とすることにより、10V以上のソース−ドレイン耐圧を確保することができる。張り出し長さW1を0.6μm以下とすることにより、25V以下のソース−ドレイン耐圧を確保することができる。   Specifically, the overhang length W1 of the overhang electrodes 42L and 42R is preferably 0.2 to 0.6 μm. By setting the overhang length W1 to 0.2 μm or more, a source-drain breakdown voltage of 10 V or more can be secured. By setting the overhang length W1 to 0.6 μm or less, a source-drain breakdown voltage of 25 V or less can be secured.

張り出し長さW1は、張出電極42L,42Rの前駆体としてのポリシリコン膜76(図4(A))の厚み、及び、主電極構造体43(図3(B))の厚みの兼ね合いで決定される。詳細には、両者76及び43の内で厚みの薄い方の厚みが、張出電極42L,42Rの張り出し長さW1とほぼ等しくなる。つまり、ポリシリコン膜76の厚みをD1とし、主電極構造体43の厚みをD2とすると、(1)D1>D2の場合には、W1≒D2となり、(2)D1<D2の場合には、W1≒D1となる。よって、ポリシリコン膜76及び主電極構造体43の厚みを調整することにより、張出電極42L,42Rの張り出し長さW1を調整することができる。これにより、高耐圧MOS−Tr12のソース−ドレイン耐圧を所望の値に調整することができる。   The overhang length W1 is a balance between the thickness of the polysilicon film 76 (FIG. 4A) as the precursor of the overhang electrodes 42L and 42R and the thickness of the main electrode structure 43 (FIG. 3B). It is determined. In detail, the thickness of the thinner one of both 76 and 43 is substantially equal to the overhang length W1 of the overhang electrodes 42L and 42R. That is, if the thickness of the polysilicon film 76 is D1 and the thickness of the main electrode structure 43 is D2, W1≈D2 when (1) D1> D2, and (2) when D1 <D2. , W1≈D1. Therefore, by adjusting the thicknesses of the polysilicon film 76 and the main electrode structure 43, the overhang lengths W1 of the overhang electrodes 42L and 42R can be adjusted. Thereby, the source-drain breakdown voltage of the high breakdown voltage MOS-Tr 12 can be adjusted to a desired value.

張り出し長さW2についても張り出し長さW1とほぼ同様のことがいえる。つまり、張り出し長さW2を大きくするほどソース−ドレイン耐圧が上昇する。この理由は、張り出し長さW2を大きくするほど第1ドレイン領域30における電界集中が緩和されるからである。   The same applies to the overhang length W2 as with the overhang length W1. That is, the source-drain breakdown voltage increases as the overhang length W2 is increased. This is because the electric field concentration in the first drain region 30 is reduced as the overhang length W2 is increased.

具体的には、第1サイドウォール38L,38Rの張り出し長さW2は、0.2〜0.6μmであることが好ましい。張り出し長さW2を0.2μm以上とすることにより、10V以上のソース−ドレイン耐圧を確保することができる。張り出し長さW2を0.6μm以下とすることにより、25V以下のソース−ドレイン耐圧を確保することができる。   Specifically, the overhang length W2 of the first sidewalls 38L and 38R is preferably 0.2 to 0.6 μm. By setting the overhang length W2 to 0.2 μm or more, a source-drain breakdown voltage of 10 V or more can be secured. By setting the overhang length W2 to 0.6 μm or less, a source-drain breakdown voltage of 25 V or less can be secured.

張出電極42L,42Rの場合と同様に、第1サイドウォール38L,38Rの張り出し長さW2は、シリコン酸化膜83(図5(B))の厚み、及び、第1ゲート電極36(図4(B))の厚みの兼ね合いで決定される。詳細には、両者83及び36の内で厚みの薄い方の厚みが、第1サイドウォール38L,38Rの張り出し長さW2とほぼ等しくなる。よって、シリコン酸化膜83の厚み及び第1ゲート電極36の厚みを調整することによって、第1サイドウォール38L,38Rの張り出し長さW2を調整することができる。これにより、高耐圧MOS−Tr12のソース−ドレイン耐圧を所望の値に調整することができる。   As in the case of the overhanging electrodes 42L and 42R, the overhanging length W2 of the first sidewalls 38L and 38R depends on the thickness of the silicon oxide film 83 (FIG. 5B) and the first gate electrode 36 (FIG. 4). (B)). Specifically, the thickness of the thinner one of both 83 and 36 is substantially equal to the overhanging length W2 of the first sidewalls 38L and 38R. Therefore, by adjusting the thickness of the silicon oxide film 83 and the thickness of the first gate electrode 36, the overhanging length W2 of the first sidewalls 38L and 38R can be adjusted. Thereby, the source-drain breakdown voltage of the high breakdown voltage MOS-Tr 12 can be adjusted to a desired value.

この発明に基づいて製造された半導体装置の断面切り口を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the cross-sectional cut end of the semiconductor device manufactured based on this invention. (A)及び(B)は、半導体装置の製造工程における主要段階を抜き出して概略的に示す断面図である。(A) And (B) is sectional drawing which extracts and shows schematically the main steps in the manufacturing process of a semiconductor device. (A)及び(B)は、図2(B)に引き続いて行われる半導体装置の製造工程における主要段階を抜き出して概略的に示す断面図である。(A) And (B) is sectional drawing which extracts and shows schematically the main steps in the manufacturing process of the semiconductor device performed following FIG.2 (B). (A)及び(B)は、図3(B)に引き続いて行われる半導体装置の製造工程における主要段階を抜き出して概略的に示す断面図である。(A) And (B) is sectional drawing which extracts and shows schematically the main steps in the manufacturing process of the semiconductor device performed following FIG.3 (B). (A)及び(B)は、図4(B)に引き続いて行われる半導体装置の製造工程における主要段階を抜き出して概略的に示す断面図である。(A) And (B) is sectional drawing which extracts and shows roughly the main steps in the manufacturing process of the semiconductor device performed following FIG.4 (B). (A)及び(B)は、図5(B)に引き続いて行われる半導体装置10の製造工程における主要段階を抜き出して概略的に示す断面図である。(A) And (B) is sectional drawing which extracts and shows roughly the main steps in the manufacturing process of the semiconductor device 10 performed following FIG.5 (B).

符号の説明Explanation of symbols

10 半導体装置
12 高耐圧MOS−Tr
14 低耐圧MOS−Tr
16 基板
16a 第1主面
16b 第2主面
18 第1領域
20 第2領域
22 フィールド酸化膜
28 第1ソース領域
28Lo n領域
28Hi n領域
30 第1ドレイン領域
30Lo n領域
30Hi n領域
32 第1チャネル領域
34 第1ゲート酸化膜
36 第1ゲート電極
38L,38R 第1サイドウォール
40 主電極
41 ハードマスク
42L,42R 張出電極
42Ls,42Rs 側部
43 主電極構造体
43L,43R 側面
44L,44R オーバーラップ領域
46 第1構造体
48 第2ソース領域
48Lo n領域
48Hi n領域
50 第2ドレイン領域
50Lo n領域
50Hi n領域
52 第2チャネル領域
54 第2ゲート酸化膜
56 第2ゲート電極
56L,56R 側面
57 下地酸化膜
58L,58R 第2サイドウォール
59 シリコン窒化膜パターン
60 第2構造体
62 第1酸化膜
64 第2酸化膜
66 ポリシリコン膜
68 NSG膜
70 マスクパターン
72 マスクパターン
74L,74R 第1低濃度不純物領域
76 ポリシリコン膜
78 マスクパターン
80 マスクパターン
82L,82R 第2低濃度不純物領域
83 シリコン酸化膜
10 Semiconductor device 12 High voltage MOS-Tr
14 Low voltage MOS-Tr
16 substrate 16a first main surface 16b second principal surface 18 first region 20 second region 22 field oxide film 28 first source region 28Lo n - region 28Hi n + region 30 first drain region 30Lo n - region 30Hi n + region 32 First channel region 34 First gate oxide film 36 First gate electrodes 38L, 38R First sidewall 40 Main electrode 41 Hard masks 42L, 42R Overhang electrodes 42Ls, 42Rs Side portion 43 Main electrode structures 43L, 43R Side surface 44L 44R overlap region 46 first structure 48 second source region 48Lon region 48Hi n + region 50 second drain region 50Lon region 50Hin + region 52 second channel region 54 second gate oxide film 56 second Gate electrodes 56L, 56R Side surface 57 Underlying oxide films 58L, 58R Wall 59 Silicon nitride film pattern 60 Second structure 62 First oxide film 64 Second oxide film 66 Polysilicon film 68 NSG film 70 Mask pattern 72 Mask patterns 74L and 74R First low-concentration impurity regions 76 Polysilicon film 78 Mask pattern 80 Mask patterns 82L and 82R Second low concentration impurity region 83 Silicon oxide film

Claims (3)

基板の第1主面の第1領域に形成されており、主電極、及び該主電極の両側面に接続された張出電極を含む第1ゲート電極を備えた第1MOSトランジスタと、
該第1主面の第2領域に形成されており、第2ゲート電極を備えた第2MOSトランジスタとを有する半導体装置を形成するに当たり、
第1酸化膜を前記第1領域に、及び前記第1酸化膜よりも薄い第2酸化膜を前記第2領域に、それぞれ形成する第1工程と、
前記第1領域において、前記第1酸化膜上に前記主電極を形成する第2工程と、
前記第1領域外の前記第1主面を被覆するマスクパターンと、前記第1領域に設けられた前記主電極とをマスクとして、当該第1領域に不純物を導入することにより、第1低濃度不純物領域を形成する第3工程と、
前記第1及び第2領域の上側全面を導電性膜により被覆する第4工程と、
該導電性膜をエッチングすることにより、前記第1酸化膜上に前記張出電極を形成して前記第1ゲート電極を作成すると同時に、前記第2酸化膜上に前記第2ゲート電極を作成する第5工程と、
前記第2領域外の前記第1主面を被覆するマスクパターンと、前記第2領域に設けられた前記第2ゲート電極とをマスクとして、当該第2領域の部分に不純物を導入することにより、第2低濃度不純物領域を形成する第6工程と、
前記第1及び第2領域の上側全面を絶縁膜により被覆する第7工程と、
当該絶縁膜をエッチングすることにより、前記第1ゲート電極の両側部に接続された第1サイドウォールを前記第1酸化膜上に形成すると同時に、前記第2ゲート電極の両側面に接続された第2サイドウォールを前記第2絶縁膜上に形成する第8工程と、
前記第1ゲート電極と前記第1サイドウォールとからなる構造体、及び、前記第2ゲート電極と前記第2サイドウォールとからなる構造体をそれぞれマスクとして、前記第3工程と同じ導電型の不純物を、前記第3工程よりも高濃度で導入することにより、前記第1領域内に第1高濃度不純物領域を、及び前記第2領域内に第2高濃度不純物領域をそれぞれ形成する第9工程と
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
A first MOS transistor having a first gate electrode formed in a first region of a first main surface of a substrate and including a main electrode and an overhang electrode connected to both side surfaces of the main electrode;
In forming a semiconductor device having the second MOS transistor formed in the second region of the first main surface and having the second gate electrode,
A first step of forming a first oxide film in the first region and a second oxide film thinner than the first oxide film in the second region;
A second step of forming the main electrode on the first oxide film in the first region;
By introducing an impurity into the first region using the mask pattern covering the first main surface outside the first region and the main electrode provided in the first region as a mask, a first low concentration is obtained. A third step of forming an impurity region;
A fourth step of covering the entire upper surface of the first and second regions with a conductive film;
By etching the conductive film, the overhang electrode is formed on the first oxide film to form the first gate electrode, and at the same time, the second gate electrode is formed on the second oxide film. A fifth step;
By introducing an impurity into a portion of the second region by using the mask pattern covering the first main surface outside the second region and the second gate electrode provided in the second region as a mask, A sixth step of forming a second low-concentration impurity region;
A seventh step of covering the entire upper surface of the first and second regions with an insulating film;
By etching the insulating film, first sidewalls connected to both sides of the first gate electrode are formed on the first oxide film, and at the same time, first sidewalls connected to both sides of the second gate electrode are formed. An eighth step of forming two sidewalls on the second insulating film;
Impurities having the same conductivity type as in the third step, using the structure composed of the first gate electrode and the first sidewall and the structure composed of the second gate electrode and the second sidewall as masks, respectively. Is introduced at a higher concentration than in the third step, thereby forming a first high-concentration impurity region in the first region and a second high-concentration impurity region in the second region, respectively. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記第1ゲート電極のゲート長方向に沿って測った前記第1サイドウォールの幅が、0.2〜0.6μmであることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。   2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a width of the first sidewall measured along the gate length direction of the first gate electrode is 0.2 to 0.6 [mu] m. 前記第1ゲート電極のゲート長方向に沿って測った1個の前記張出電極の幅が、0.2〜0.6μmである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 semiconductor device according to claim 1, wherein a width of one overhang electrode measured along a gate length direction of the first gate electrode is 0.2 to 0.6 μm. 4. Production method.
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