JP2008016496A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Yoshifumi Ota
敬文 太田
Hideyuki Akanuma
英幸 赤沼
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the capacity between a gate and a drain in a semiconductor device having a DMOS transistor. <P>SOLUTION: The semiconductor device has: a plurality of second-conductivity-type impurity regions 22 that are formed on a semiconductor layer 20, function as a body region each, and are separated mutually; a first-conductivity-type impurity region 25 that is formed at one portion of the plurality of second-conductivity-type regions 22 and function as sources and drains; a gate insulation film 23 formed on the second-conductivity-type impurity region 22 positioned between the semiconductor layer 20 and the first-conductivity-type impurity region 25 and on the semiconductor layer 20 positioned among the plurality of second-conductivity-type impurity regions 22; and a semiconductor layer 24 that is formed on the gate insulation film 23 and functions as a gate electrode while impurities are introduced to the semiconductor layer 24. The semiconductor layer 24 has a non-doped region 24a where no impurities are introduced at the upper portion of the plurality of second-conductivity-type regions 22. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、DMOSトランジスタを有する半導体装置及び租の製造方法に関する。特に本発明は、ゲートとドレイン又はソースの間の容量を小さくすることができる半導体装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device having a DMOS transistor and a method for manufacturing a semiconductor device. In particular, the present invention relates to a semiconductor device capable of reducing the capacitance between a gate and a drain or source and a method for manufacturing the same.

図5は、従来の半導体装置の構造を説明する為の断面図である。本図に示す半導体装置は複数のDMOSトランジスタを有している。DMOSトランジスタのゲート酸化膜123は、N型のシリコン基板110上のP型のシリコン層120に形成されており、ゲート電極124はゲート酸化膜123上に形成されている。シリコン層120にはN型のボディ領域122が形成されており、ボディ領域122内に、ソースとして機能するP型の不純物領域125が形成されている。また、ボディ領域122の下方に位置するシリコン基板110には、ドレインとして機能するP型の埋込層111が形成されている。
このように、ゲート電極124と埋込層111はシリコン層120及びゲート酸化膜123を挟んで対向しているため、DMOSトランジスタにはゲート・ドレイン間容量が生じる。
特開平6−69508号公報(第3段落及び図2)
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the structure of a conventional semiconductor device. The semiconductor device shown in this figure has a plurality of DMOS transistors. The gate oxide film 123 of the DMOS transistor is formed on the P-type silicon layer 120 on the N-type silicon substrate 110, and the gate electrode 124 is formed on the gate oxide film 123. An N-type body region 122 is formed in the silicon layer 120, and a P-type impurity region 125 that functions as a source is formed in the body region 122. A P-type buried layer 111 functioning as a drain is formed in the silicon substrate 110 located below the body region 122.
Thus, since the gate electrode 124 and the buried layer 111 are opposed to each other with the silicon layer 120 and the gate oxide film 123 interposed therebetween, a gate-drain capacitance is generated in the DMOS transistor.
JP-A-6-69508 (third paragraph and FIG. 2)

上記したようにDMOSトランジスタにはゲートとドレイン又はソースの間の容量がある。このため、DMOSトランジスタのスイッチング速度を向上させることが難しかった。
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、ゲートとドレイン又はソースの間の容量を小さくすることができる半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
As described above, the DMOS transistor has a capacitance between the gate and the drain or source. For this reason, it has been difficult to improve the switching speed of the DMOS transistor.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of reducing the capacitance between a gate and a drain or a source, and a method for manufacturing the same.

上記課題を解決するため、本発明に係る半導体装置は、第1導電型の半導体基板又は半導体層に形成された複数の第2導電型のDMOSトランジスタのボディ領域と、
前記複数のボディ領域それぞれの一部に形成された第1導電型の第1のソース又はドレイン領域と、
前記複数の第1のソース又はドレイン領域の相互間に位置する前記半導体基板又は半導体層上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成され、半導体層からなるゲート電極と、
前記ボディ領域より下方に形成された第1導電型の第2のソース又はドレイン領域と、
を具備し、
前記ゲート電極は、前記ボディ領域の上方に位置する領域に不純物が導入され、前記ボディ領域相互間の上方に位置する領域に不純物が導入されていないノンドープ領域を有する。
In order to solve the above problems, a semiconductor device according to the present invention includes a body region of a plurality of second conductivity type DMOS transistors formed on a first conductivity type semiconductor substrate or semiconductor layer, and
A first source or drain region of a first conductivity type formed in a part of each of the plurality of body regions;
A gate insulating film formed on the semiconductor substrate or semiconductor layer located between the plurality of first source or drain regions;
A gate electrode formed on the gate insulating film and made of a semiconductor layer;
A second source or drain region of the first conductivity type formed below the body region;
Comprising
The gate electrode has a non-doped region in which an impurity is introduced into a region located above the body region and no impurity is introduced into a region located above the body regions.

この半導体装置によれば、前記ゲート電極にはノンドープ領域が形成されているため、この部分は空乏化する。このため、前記ゲート電極のうち電圧がかかる面積が小さくなり、前記ゲート電極と前記第2のソース又はドレイン領域の間の容量が小さくなる。   According to this semiconductor device, since the non-doped region is formed in the gate electrode, this portion is depleted. For this reason, the area to which a voltage is applied in the gate electrode is reduced, and the capacitance between the gate electrode and the second source or drain region is reduced.

前記半導体層がシリコン層である場合、前記シリコン層上に形成されたシリサイド層を具備するのが好ましい。このようにすると、前記シリコン層に高抵抗のノンドープ領域が設けられていても、前記シリコン層の全面を低抵抗化することができる。このため、前記シリコン層上の層間絶縁膜に設けられるコンタクトホールの数を増やす必要がなくなる。   When the semiconductor layer is a silicon layer, it is preferable to include a silicide layer formed on the silicon layer. In this way, even if a high resistance non-doped region is provided in the silicon layer, the entire resistance of the silicon layer can be reduced. This eliminates the need to increase the number of contact holes provided in the interlayer insulating film on the silicon layer.

本発明に係る半導体装置の製造方法は、第1導電型の半導体基板又は半導体層に、複数の第2導電型のDMOSトランジスタのボディ領域を形成する工程と、
前記半導体基板又は半導体層上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ボディ領域の一部の上方を除いた前記ゲート絶縁膜上に、半導体層からなるゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極のうち、前記ボディ領域の上方に位置する領域に不純物を導入し、かつ前記ボディ領域相互間の上方に位置する領域に不純物を導入しない工程とを具備する。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming body regions of a plurality of second conductivity type DMOS transistors on a first conductivity type semiconductor substrate or semiconductor layer;
Forming a gate insulating film on the semiconductor substrate or semiconductor layer;
Forming a gate electrode made of a semiconductor layer on the gate insulating film excluding a part of the body region; and
A step of introducing impurities into a region of the gate electrode located above the body region and not introducing impurities into a region located above the body regions.

前記ゲート電極がシリコン層である場合、前記ゲート電極に不純物を導入する工程の後に、前記ゲート電極上に金属層を形成する工程と、前記ゲート電極及び前記金属層を加熱することにより、前記ゲート電極上にシリサイド層を形成する工程とを具備するのが好ましい。   When the gate electrode is a silicon layer, after the step of introducing impurities into the gate electrode, a step of forming a metal layer on the gate electrode, and heating the gate electrode and the metal layer to thereby form the gate And a step of forming a silicide layer on the electrode.

本発明に係る他の半導体装置の製造方法は、第1導電型の半導体基板又は半導体層に、複数の第2導電型のDMOSトランジスタのボディ領域を形成する工程と、
前記半導体基板又は半導体層上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上に半導体膜を形成する工程と、
前記半導体膜のうち、前記ボディ領域の上方に位置する領域に不純物を導入し、かつ前記ボディ領域相互間の上方に位置する領域に不純物を導入しない工程と、
前記半導体膜のうち前記ボディ領域の一部上に位置する部分を除去することによりゲート電極を形成する工程と、
前記半導体膜が除去された前記ボディ領域に第1導電型の不純物を導入することにより、ソース又はドレイン領域を形成する工程とを具備する。
Another method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming body regions of a plurality of second conductivity type DMOS transistors on a first conductivity type semiconductor substrate or semiconductor layer,
Forming a gate insulating film on the semiconductor substrate or semiconductor layer;
Forming a semiconductor film on the gate insulating film;
Introducing the impurity into a region of the semiconductor film located above the body region and not introducing the impurity into a region located above the body regions;
Forming a gate electrode by removing a portion of the semiconductor film located on a part of the body region;
Forming a source or drain region by introducing a first conductivity type impurity into the body region from which the semiconductor film has been removed.

この半導体装置の製造方法において、前記半導体膜がシリコン膜である場合、前記半導体膜に不純物を導入する工程と前記ゲート電極を形成する工程の間に、前記半導体膜上に金属層を形成する工程と、前記半導体膜及び前記金属層を加熱することにより、前記半導体膜上にシリサイド層を形成する工程とを具備し、かつ、前記ゲート電極を形成する工程において、前記シリサイド層及び前記半導体膜のうち前記ボディ領域の一部上に位置する部分が除去されるのが好ましい。   In this method of manufacturing a semiconductor device, when the semiconductor film is a silicon film, a step of forming a metal layer on the semiconductor film between the step of introducing impurities into the semiconductor film and the step of forming the gate electrode And heating the semiconductor film and the metal layer to form a silicide layer on the semiconductor film, and in the step of forming the gate electrode, the silicide layer and the semiconductor film Of these, it is preferable that a portion located on a part of the body region is removed.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1及び図2の各図は、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する為の断面図である。本方法により製造される半導体装置は複数のDMOSトランジスタを有する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are cross-sectional views for explaining a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. The semiconductor device manufactured by this method has a plurality of DMOS transistors.

まず、図1(A)に示すように、第1導電型(例えばP型)のシリコン基板10上にレジストパターン(図示せず)を形成し、このレジストパターンをマスクとしてシリコン基板10に第1導電型の不純物を導入する。これにより、シリコン基板10には第1導電型の埋込層12が形成される。その後、レジストパターンを除去する。   First, as shown in FIG. 1A, a resist pattern (not shown) is formed on a silicon substrate 10 of a first conductivity type (for example, P type), and a first pattern is formed on the silicon substrate 10 using this resist pattern as a mask. Conductive impurities are introduced. As a result, a buried layer 12 of the first conductivity type is formed in the silicon substrate 10. Thereafter, the resist pattern is removed.

次いで、シリコン基板10上にレジストパターン(図示せず)を形成し、このレジストパターンをマスクとしてシリコン基板10に第2導電型(例えばN型)の不純物を導入する。これにより、シリコン基板10には第2導電型の埋込層11が形成される。その後、レジストパターンを除去する。   Next, a resist pattern (not shown) is formed on the silicon substrate 10, and a second conductivity type (for example, N-type) impurity is introduced into the silicon substrate 10 using the resist pattern as a mask. As a result, the second conductivity type buried layer 11 is formed in the silicon substrate 10. Thereafter, the resist pattern is removed.

次いで、シリコン基板10上に第2導電型のシリコン層20をエピタキシャル成長する。次いで、シリコン層20上にレジストパターン(図示せず)を形成し、このレジストパターンをマスクとしてシリコン層20に第2導電型の不純物を導入する。これにより、シリコン層20には第2導電型の拡散層21が形成される。拡散層21は埋込層11の一部上に位置しており、埋込層11に電気的に接続している。拡散層21及び埋込層11はDMOSトランジスタのドレインとして機能する。   Next, a second conductivity type silicon layer 20 is epitaxially grown on the silicon substrate 10. Next, a resist pattern (not shown) is formed on the silicon layer 20, and a second conductivity type impurity is introduced into the silicon layer 20 using the resist pattern as a mask. As a result, a diffusion layer 21 of the second conductivity type is formed in the silicon layer 20. The diffusion layer 21 is located on a part of the buried layer 11 and is electrically connected to the buried layer 11. The diffusion layer 21 and the buried layer 11 function as the drain of the DMOS transistor.

次いで、シリコン層20上にレジストパターン(図示せず)を形成し、このレジストパターンをマスクとしてシリコン層20に第1導電型の不純物を導入する。これにより、シリコン層20には第1導電型の拡散層20bが形成される。拡散層20bは埋込層12上に位置しており、埋込層12に電気的に接続している。拡散層20b及び埋込層12により、シリコン基板10及びシリコン層20のうちDMOSトランジスタが形成される領域は他の領域から電気的に分離される。その後、レジストパターンを除去する。   Next, a resist pattern (not shown) is formed on the silicon layer 20, and a first conductivity type impurity is introduced into the silicon layer 20 using the resist pattern as a mask. Thereby, a diffusion layer 20b of the first conductivity type is formed in the silicon layer 20. The diffusion layer 20 b is located on the buried layer 12 and is electrically connected to the buried layer 12. By the diffusion layer 20 b and the buried layer 12, the region where the DMOS transistor is formed in the silicon substrate 10 and the silicon layer 20 is electrically isolated from other regions. Thereafter, the resist pattern is removed.

次いで、シリコン層20上にレジストパターン(図示せず)を形成し、このレジストパターンをマスクとしてシリコン層20に第1導電型の不純物を導入する。不純物のドーズ量は、例えば2×1013/cmである。これにより、埋込層11の上方に位置するシリコン層20には、DMOSトランジスタのボディ領域22が複数形成される。その後、レジストパターンを除去する。 Next, a resist pattern (not shown) is formed on the silicon layer 20, and a first conductivity type impurity is introduced into the silicon layer 20 using the resist pattern as a mask. The dose amount of the impurity is, for example, 2 × 10 13 / cm 2 . As a result, a plurality of body regions 22 of the DMOS transistor are formed in the silicon layer 20 located above the buried layer 11. Thereafter, the resist pattern is removed.

次いで、シリコン層20に窒化シリコン膜を有するマスク膜(図示せず)をCVD法により形成し、このマスク膜をマスクとしてシリコン層20を熱酸化する。これにより、シリコン層20には素子分離膜20aが形成される。その後、マスク膜を除去する。   Next, a mask film (not shown) having a silicon nitride film is formed on the silicon layer 20 by a CVD method, and the silicon layer 20 is thermally oxidized using the mask film as a mask. As a result, an element isolation film 20 a is formed on the silicon layer 20. Thereafter, the mask film is removed.

次いで、シリコン層20を熱酸化する。これにより、シリコン層20にはDMOSトランジスタのゲート酸化膜23が、複数のDMOSトランジスタが形成される素子領域の全面に形成される。次いで、ゲート酸化膜23を含む全面上にポリシリコン膜を形成し、このポリシリコン膜をパターニングする。これにより、ゲート酸化膜23上にはDMOSトランジスタのゲート電極24が形成される。ゲート電極24はボディ領域22の縁部及びボディ領域22の周囲に位置するシリコン層20の上方、及びボディ領域22の相互間に位置するシリコン層20の上方に形成される。このように、ゲート電極24は複数のDMOSトランジスタ相互間で繋がっている。   Next, the silicon layer 20 is thermally oxidized. Thus, the gate oxide film 23 of the DMOS transistor is formed on the silicon layer 20 over the entire element region where the plurality of DMOS transistors are formed. Next, a polysilicon film is formed on the entire surface including the gate oxide film 23, and this polysilicon film is patterned. As a result, the gate electrode 24 of the DMOS transistor is formed on the gate oxide film 23. The gate electrode 24 is formed on the edge of the body region 22 and above the silicon layer 20 positioned around the body region 22 and above the silicon layer 20 positioned between the body regions 22. Thus, the gate electrode 24 is connected between the plurality of DMOS transistors.

次いで、図1(B)に示すように、ゲート電極24の一部上及びボディ領域22の一部上にフォトレジスト膜70を形成し、素子分離膜20a、ゲート電極24、及びフォトレジスト膜70をマスクとして第2導電型の不純物を導入する。これにより、複数のボディ領域22それぞれの一部には第2導電型の不純物が導入され、DMOSトランジスタのソースとなる第2導電型の不純物領域25が形成される。また、拡散層21の上部の不純物濃度が高くなる。なお、シリコン層20に対して垂直な方向から見た場合、不純物領域25は中心部に第2導電型の不純物が導入されていないノンドープ領域を有する。このように不純物領域25は、シリコン層20に対して垂直な方向から見た場合、例えばリング形状を有している。   Next, as shown in FIG. 1B, a photoresist film 70 is formed on part of the gate electrode 24 and part of the body region 22, and the element isolation film 20a, the gate electrode 24, and the photoresist film 70 are formed. As a mask, impurities of the second conductivity type are introduced. As a result, the second conductivity type impurity is introduced into a part of each of the plurality of body regions 22, and the second conductivity type impurity region 25 serving as the source of the DMOS transistor is formed. Further, the impurity concentration in the upper part of the diffusion layer 21 is increased. When viewed from a direction perpendicular to the silicon layer 20, the impurity region 25 has a non-doped region into which the second conductivity type impurity is not introduced at the center. Thus, the impurity region 25 has, for example, a ring shape when viewed from a direction perpendicular to the silicon layer 20.

また、この不純物導入工程において、ゲート電極24には第2導電型の不純物が導入され、導電性を有する。ただし、ゲート電極24のうちボディ領域22の相互間の上方に位置する領域は、ボディ領域22の近傍を除いて、フォトレジスト膜70で覆われているため不純物が導入されず、ノンドープ領域24aとなる。   In this impurity introduction step, the second conductivity type impurity is introduced into the gate electrode 24 to have conductivity. However, since the region of the gate electrode 24 located above the body region 22 is covered with the photoresist film 70 except for the vicinity of the body region 22, impurities are not introduced, and the non-doped region 24a Become.

その後、図2(A)に示すようにフォトレジスト膜70を除去する。次いで、拡散層20b上及び不純物領域25の中心部に位置するノンドープ領域上を除く全面上にフォトレジスト膜71を形成し、フォトレジスト膜71をマスクとして第1導電型の不純物を導入する。これにより、不純物領域25の中心部には第1導電型の不純物領域26が形成され、かつ拡散層20bの上層の不純物濃度は高くなる。   Thereafter, as shown in FIG. 2A, the photoresist film 70 is removed. Next, a photoresist film 71 is formed on the entire surface except on the diffusion layer 20b and the non-doped region located at the center of the impurity region 25, and impurities of the first conductivity type are introduced using the photoresist film 71 as a mask. As a result, the first conductivity type impurity region 26 is formed at the center of the impurity region 25, and the impurity concentration of the upper layer of the diffusion layer 20b is increased.

その後、図2(B)に示すように、フォトレジスト膜70を除去する。次いで、ゲート電極24を含む全面上に絶縁膜(例えば酸化シリコン膜)を形成し、この絶縁膜をエッチバックする。これにより、ゲート電極24の側壁はサイドウォールで覆われる。また、ゲート酸化膜23のうちゲート電極24で覆われていない部分が除去される。   Thereafter, as shown in FIG. 2B, the photoresist film 70 is removed. Next, an insulating film (for example, a silicon oxide film) is formed on the entire surface including the gate electrode 24, and this insulating film is etched back. Thereby, the sidewall of the gate electrode 24 is covered with the sidewall. Further, the portion of the gate oxide film 23 that is not covered with the gate electrode 24 is removed.

次いで、ゲート電極24を含む全面上に金属膜(例えばW膜、Ti膜、Co膜、又はNi膜)を形成し、この金属膜及びゲート電極24を熱処理する。これにより、ゲート電極24の全面上にはシリサイド層27が形成される。その後、シリサイド化していない金属層を除去する。   Next, a metal film (for example, a W film, a Ti film, a Co film, or a Ni film) is formed on the entire surface including the gate electrode 24, and the metal film and the gate electrode 24 are heat-treated. Thereby, a silicide layer 27 is formed on the entire surface of the gate electrode 24. Thereafter, the non-silicided metal layer is removed.

上記した方法により製造された半導体装置は、シリコン基板10に、DMOSトランジスタのドレインとして機能する埋込層11を有している。シリコン基板10上にはシリコン層20が形成されている。シリコン層20には、互いに離間している複数のボディ領域22が形成されている。ボディ領域22の一部には、第1導電型の不純物を導入することにより形成され、DMOSトランジスタのソースとして機能する不純物領域25が形成されている。ゲート酸化膜23は、不純物領域25とシリコン層20の間に位置するボディ領域22上、及び複数のボディ領域22の相互間に位置するシリコン層20上に形成されている。ゲート電極24は、ゲート酸化膜23上に形成されている。   The semiconductor device manufactured by the above-described method has a buried layer 11 that functions as a drain of a DMOS transistor on a silicon substrate 10. A silicon layer 20 is formed on the silicon substrate 10. In the silicon layer 20, a plurality of body regions 22 that are separated from each other are formed. Part of the body region 22 is formed by introducing a first conductivity type impurity, and an impurity region 25 that functions as a source of the DMOS transistor is formed. The gate oxide film 23 is formed on the body region 22 located between the impurity region 25 and the silicon layer 20 and on the silicon layer 20 located between the plurality of body regions 22. The gate electrode 24 is formed on the gate oxide film 23.

ゲート電極24は、複数のボディ領域22の相互間の上方に、不純物が導入されていないノンドープ領域24aを有する。このため、ゲート電極24は、複数のボディ領域22の相互間の上方に位置する部分は空乏化する。従って、DMOSトランジスタのゲート・ドレイン容量が低下し、DMOSトランジスタのスイッチング速度が高速化する。   The gate electrode 24 has a non-doped region 24 a into which no impurity is introduced above the plurality of body regions 22. For this reason, the gate electrode 24 is depleted in the portion located between the plurality of body regions 22. Therefore, the gate / drain capacitance of the DMOS transistor is reduced, and the switching speed of the DMOS transistor is increased.

また、ゲート電極24上にはシリサイド層27が形成されているため、複数のボディ領域22の相互間の上方に高抵抗のノンドープ領域24aが形成されていても、ゲート電極24の全面を低抵抗化することができる。従って、ゲート電極24上の層間絶縁膜(図示せず)に設けられるコンタクトホール(図示せず)の数を増やす必要が無くなる。   Further, since the silicide layer 27 is formed on the gate electrode 24, the entire surface of the gate electrode 24 has a low resistance even when the high resistance non-doped region 24a is formed between the plurality of body regions 22. Can be Therefore, it is not necessary to increase the number of contact holes (not shown) provided in the interlayer insulating film (not shown) on the gate electrode 24.

図3及び図4の各図は、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する為の断面図である。以下、第1の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。   Each of FIGS. 3 and 4 is a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment. Hereinafter, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

まず、図3(A)に示すように、シリコン基板1に埋込層11,12を形成する。次いでシリコン層20及び拡散層20b,21、DMOSトランジスタの複数のボディ領域22、素子分離膜20a、及びゲート酸化膜23を形成する。これらの形成方法は第1の実施形態と同様である。   First, as shown in FIG. 3A, the buried layers 11 and 12 are formed in the silicon substrate 1. Next, a silicon layer 20 and diffusion layers 20b and 21, a plurality of body regions 22 of the DMOS transistor, an element isolation film 20a, and a gate oxide film 23 are formed. These forming methods are the same as those in the first embodiment.

次いで、素子分離膜20a上及びゲート酸化膜23上を含む全面上に、ポリシリコン膜24cを形成する。次いで、ポリシリコン膜24cのうち複数のボディ領域22の相互間の上方に位置する領域を、ボディ領域22の近傍を除いて酸化シリコン膜72で覆う。次いで、酸化シリコン膜72をマスクとしてポリシリコン膜24cに第2導電型の不純物を、例えば熱拡散又はイオン注入により導入する。これにより、ポリシリコン膜24cは低抵抗化し、かつノンドープ領域24aが形成される。   Next, a polysilicon film 24 c is formed on the entire surface including the element isolation film 20 a and the gate oxide film 23. Next, a region located above the plurality of body regions 22 in the polysilicon film 24 c is covered with the silicon oxide film 72 except for the vicinity of the body region 22. Next, a second conductivity type impurity is introduced into the polysilicon film 24c by using, for example, thermal diffusion or ion implantation using the silicon oxide film 72 as a mask. Thereby, the resistance of the polysilicon film 24c is reduced, and the non-doped region 24a is formed.

その後、図3(B)に示すように酸化シリコン膜72を除去する。次いで、ポリシリコン膜24c上に金属膜(例えばW膜、Ti膜、Co膜、又はNi膜)を形成し、この金属膜及びポリシリコン膜24cを熱処理する。これにより、ポリシリコン膜24cの全面上にはシリサイド層27が形成される。その後、シリサイド化していない金属層を除去する。   Thereafter, the silicon oxide film 72 is removed as shown in FIG. Next, a metal film (for example, a W film, a Ti film, a Co film, or a Ni film) is formed on the polysilicon film 24c, and the metal film and the polysilicon film 24c are heat-treated. As a result, a silicide layer 27 is formed on the entire surface of the polysilicon film 24c. Thereafter, the non-silicided metal layer is removed.

次いで、図4(A)に示すように、ポリシリコン膜24c上にレジストパターン(図示せず)を形成し、このレジストパターンをマスクとしてポリシリコン膜24cをエッチングする。これにより、ポリシリコン膜24cは選択的に除去され、ゲート電極24が形成される。その後、レジストパターンを除去する。   Next, as shown in FIG. 4A, a resist pattern (not shown) is formed on the polysilicon film 24c, and the polysilicon film 24c is etched using the resist pattern as a mask. Thereby, the polysilicon film 24c is selectively removed, and the gate electrode 24 is formed. Thereafter, the resist pattern is removed.

次いで、図4(B)に示すように、不純物領域25,26を形成する。これらの形成方法は、第1の実施形態と同様である。なお、本実施形態においてサイドウォール24bは形成されない。
以上、第2の実施形態によっても第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
Next, as shown in FIG. 4B, impurity regions 25 and 26 are formed. These forming methods are the same as those in the first embodiment. In the present embodiment, the sidewall 24b is not formed.
As described above, also in the second embodiment, the same effect as that in the first embodiment can be obtained.

尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

(A),(B)は第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する為の断面図。FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views for explaining a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment. FIGS. (A),(B)は図1の次の工程を説明する為の断面図。(A), (B) is sectional drawing for demonstrating the next process of FIG. (A),(B)は第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する為の断面図。9A and 9B are cross-sectional views for explaining a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment. (A),(B)は図3の次の工程を説明する為の断面図。(A), (B) is sectional drawing for demonstrating the next process of FIG. 従来の半導体装置の構造を説明する為の断面図。Sectional drawing for demonstrating the structure of the conventional semiconductor device.

符号の説明Explanation of symbols

10,110…シリコン基板、11,12,111…埋込層、20,120…シリコン層、20a…素子分離膜、20b,21…拡散層、22,122…ボディ領域、23,123…ゲート酸化膜、24,124…ゲート電極、24a…ノンドープ領域、24b…サイドウォール、24c…ポリシリコン膜、25,26,125…不純物領域、27…シリサイド層、70,71…フォトレジスト膜、72…酸化シリコン膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,110 ... Silicon substrate, 11, 12, 111 ... Embedded layer, 20, 120 ... Silicon layer, 20a ... Element isolation film, 20b, 21 ... Diffusion layer, 22, 122 ... Body region, 23, 123 ... Gate oxidation Films 24, 124 ... gate electrodes, 24a ... non-doped regions, 24b ... sidewalls, 24c ... polysilicon films, 25, 26, 125 ... impurity regions, 27 ... silicide layers, 70, 71 ... photoresist films, 72 ... oxidation Silicon film

Claims (6)

第1導電型の半導体基板又は半導体層に形成された複数の第2導電型のDMOSトランジスタのボディ領域と、
前記複数のボディ領域それぞれの一部に形成された第1導電型の第1のソース又はドレイン領域と、
前記複数の第1のソース又はドレイン領域の相互間に位置する前記半導体基板又は半導体層上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成され、半導体層からなるゲート電極と、
前記ボディ領域より下方に形成された第1導電型の第2のソース又はドレイン領域と、
を具備し、
前記ゲート電極は、前記ボディ領域の上方に位置する領域に不純物が導入され、前記ボディ領域相互間の上方に位置する領域に、不純物が導入されていないノンドープ領域を有する半導体装置。
Body regions of a plurality of second conductivity type DMOS transistors formed on the first conductivity type semiconductor substrate or semiconductor layer;
A first source or drain region of a first conductivity type formed in a part of each of the plurality of body regions;
A gate insulating film formed on the semiconductor substrate or semiconductor layer located between the plurality of first source or drain regions;
A gate electrode formed on the gate insulating film and made of a semiconductor layer;
A second source or drain region of the first conductivity type formed below the body region;
Comprising
The semiconductor device, wherein the gate electrode has a non-doped region in which impurities are introduced into a region located above the body region and no impurity is introduced in a region located above the body regions.
前記半導体層はシリコン層であり、
前記シリコン層上に形成されたシリサイド層を具備する請求項1に記載の半導体装置。
The semiconductor layer is a silicon layer;
The semiconductor device according to claim 1, further comprising a silicide layer formed on the silicon layer.
第1導電型の半導体基板又は半導体層に、複数の第2導電型のDMOSトランジスタのボディ領域を形成する工程と、
前記半導体基板又は半導体層上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ボディ領域の一部の上方を除いた前記ゲート絶縁膜上に、半導体層からなるゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極のうち、前記ボディ領域の上方に位置する領域に不純物を導入し、かつ前記ボディ領域相互間の上方に位置する領域に不純物を導入しない工程と、
を具備する半導体装置の製造方法。
Forming a plurality of second conductivity type DMOS transistor body regions on a first conductivity type semiconductor substrate or semiconductor layer;
Forming a gate insulating film on the semiconductor substrate or semiconductor layer;
Forming a gate electrode made of a semiconductor layer on the gate insulating film excluding a part of the body region; and
A step of introducing impurities into a region of the gate electrode located above the body region and not introducing impurities into a region located above the body regions;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
前記ゲート電極はシリコン層であり、
前記ゲート電極に不純物を導入する工程の後に、
前記ゲート電極上に金属層を形成する工程と、
前記ゲート電極及び前記金属層を加熱することにより、前記ゲート電極上にシリサイド層を形成する工程と、
を具備する請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
The gate electrode is a silicon layer;
After introducing the impurity into the gate electrode,
Forming a metal layer on the gate electrode;
Forming a silicide layer on the gate electrode by heating the gate electrode and the metal layer;
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, comprising:
第1導電型の半導体基板又は半導体層に、複数の第2導電型のDMOSトランジスタのボディ領域を形成する工程と、
前記半導体基板又は半導体層上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上に半導体膜を形成する工程と、
前記半導体膜のうち、前記ボディ領域の上方に位置する領域に不純物を導入し、かつ前記ボディ領域相互間の上方に位置する領域に不純物を導入しない工程と、
前記半導体膜のうち前記ボディ領域の一部上に位置する部分を除去することによりゲート電極を形成する工程と、
前記半導体膜が除去された前記ボディ領域に第1導電型の不純物を導入することにより、ソース又はドレイン領域を形成する工程と、
を具備する半導体装置の製造方法。
Forming a plurality of second conductivity type DMOS transistor body regions on a first conductivity type semiconductor substrate or semiconductor layer;
Forming a gate insulating film on the semiconductor substrate or semiconductor layer;
Forming a semiconductor film on the gate insulating film;
Introducing the impurity into a region of the semiconductor film located above the body region and not introducing the impurity into a region located above the body regions;
Forming a gate electrode by removing a portion of the semiconductor film located on a part of the body region;
Forming a source or drain region by introducing a first conductivity type impurity into the body region from which the semiconductor film has been removed;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
前記半導体膜はシリコン膜であり、
前記半導体膜に不純物を導入する工程と、前記ゲート電極を形成する工程の間に、
前記半導体膜上に金属層を形成する工程と、
前記半導体膜及び前記金属層を加熱することにより、前記半導体膜上にシリサイド層を形成する工程と、
を具備し、
前記ゲート電極を形成する工程において、前記シリサイド層及び前記半導体膜のうち前記ボディ領域の一部上に位置する部分が除去される請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
The semiconductor film is a silicon film;
Between the step of introducing impurities into the semiconductor film and the step of forming the gate electrode,
Forming a metal layer on the semiconductor film;
Forming a silicide layer on the semiconductor film by heating the semiconductor film and the metal layer;
Comprising
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein in the step of forming the gate electrode, a portion of the silicide layer and the semiconductor film located on a part of the body region is removed.
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