JP2008182118A - Semiconductor device and manufacturing method therefor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device comprising both regions of a logic power circuit region and a power circuit region on the same semiconductor substrate in which an increase in power consumption in the power circuit region can be inhibited while a high integration is maintained in the logic circuit region, and to provide a manufacturing method therefor. <P>SOLUTION: In the logic circuit 10, a recessed LOCOS oxide film 45 is employed that is formed such that an upper surface thereof is flush with the upper surface of the semiconductor substrate 30 and that insulates a p-type MOS transistor element from an n-type MOS transistor element which constitute a CMOS transistor element. In contrast, in the power circuit 20, a LOCOS oxide film 56 is employed that is formed by selectively oxidizing the surface of the semiconductor substrate 30 and that insulates a drain region 51 and a gate electrode 57 which constitute a horizontal MOS transistor element. In this manner, insulating films for separating elements are separately manufactured for the logic circuit 10 and the power circuit 20. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、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 and a manufacturing method thereof.

半導体装置では、一般に、素子間を分離するためのフィールド酸化膜として、LOCOS(local oxidation of silicon)が使用されることが多い。こうしたLOCOS技術では、例えばシリコン(Si)からなる半導体基板の上表面に、例えば酸化シリコン(SiO2)からなる酸化膜を形成する。この酸化膜の上表面に、さらに、耐酸化性を有する例えば窒化シリコン(Si3N4)からなるマスクを選択的に形成する。そして、半導体基板の上表面のうちのマスクによって覆われていない部分を局所的に熱酸化して、LOCOSが形成される。   In semiconductor devices, LOCOS (local oxidation of silicon) is often used as a field oxide film for isolating elements. In such a LOCOS technology, an oxide film made of, for example, silicon oxide (SiO 2) is formed on the upper surface of a semiconductor substrate made of, for example, silicon (Si). A mask made of, for example, silicon nitride (Si3N4) having oxidation resistance is selectively formed on the upper surface of the oxide film. Then, a portion of the upper surface of the semiconductor substrate that is not covered with the mask is locally thermally oxidized to form LOCOS.

ところで、こうした熱酸化の際、マスクとして使用した窒化シリコン膜の端部下にも酸素が入り込み、半導体基板の表面に沿った方向にも熱酸化が進行してしまうことがある。そうなると、窒化シリコン膜の端部下に、いわゆるバーズビークが形成される。そして、このバーズビークは横方向へ広がるため、半導体装置の集積化が妨げられることになる。   By the way, during such thermal oxidation, oxygen may enter under the edge of the silicon nitride film used as a mask, and thermal oxidation may proceed in the direction along the surface of the semiconductor substrate. As a result, a so-called bird's beak is formed under the edge of the silicon nitride film. Since the bird's beak spreads in the lateral direction, the integration of the semiconductor device is hindered.

そこで従来、例えば0.35μm以下のデザインルールでは、例えば特許文献1に記載の技術のような、上表面が半導体基板と同一平面に収まるように形成することで横方向への広がりを抑制したリセスLOCOSや、半導体基板表面に形成された浅い溝に酸化膜を埋設したSTI(shallow trench isolation)が採用されている。
昭和64−9639号公報
Therefore, conventionally, with a design rule of, for example, 0.35 μm or less, a recess that suppresses lateral spread by forming the upper surface so as to be flush with the semiconductor substrate, as in the technique described in Patent Document 1, for example. LOCOS and STI (shallow trench isolation) in which an oxide film is buried in a shallow groove formed on the surface of a semiconductor substrate are employed.
Showa 64-9639

このように、上記リセスLOCOSや上記STIは、一般的なLOCOSと比較して、バーズビーク角度が大きいため、横方向への広がりを抑制することができ、基本的に、半導体装置の高集積化を図ることができる。   Thus, since the recess LOCOS and the STI have a bird's beak angle larger than that of a general LOCOS, the lateral spread can be suppressed. Can be planned.

しかしながら、CMOSトランジスタ素子を含むロジック回路が内部に形成されるロジック回路領域、及び、横型MOSトランジスタ素子を含むパワー回路が内部に形成されるパワー回路領域が同一の半導体基板の表層部に形成される、いわゆる複合半導体装置に対し、上記リセスLOCOSやSTIをそのまま用いると、次のような不具合が生じることがある。   However, a logic circuit region in which a logic circuit including a CMOS transistor element is formed and a power circuit region in which a power circuit including a lateral MOS transistor element is formed are formed in the surface layer portion of the same semiconductor substrate. If the recess LOCOS or STI is used as it is for a so-called composite semiconductor device, the following problems may occur.

すなわち、例えば横型MOSトランジスタ素子を含むパワー回路領域においては、その構造上、上記リセスLOCOSやSTIを採用すると、バーズビーク角度が大きいことから、電流の流れる経路が長くなる、あるいは、電流の流れる方向が急激に変化するなど、オン抵抗値が増大する。そうしたオン抵抗値の増大がパワー回路領域の消費電力に与える影響は大きい。したがって、オン抵抗値を低減するため、パワー回路領域の面積を大きくすることが必要となってしまう。このように、いわゆる複合半導体装置に対し、上記リセスLOCOSやSTIをそのまま適用したところで、当該半導体装置の高集積化を図ることは難しい。   That is, in the power circuit region including, for example, a lateral MOS transistor element, when the recess LOCOS or STI is adopted due to its structure, the bird's beak angle is large, so that the current flow path becomes longer or the current flow direction is The on-resistance value increases, such as a sudden change. Such an increase in the on-resistance value has a great influence on the power consumption in the power circuit area. Therefore, it is necessary to increase the area of the power circuit region in order to reduce the on-resistance value. As described above, when the recesses LOCOS and STI are applied as they are to a so-called composite semiconductor device, it is difficult to achieve high integration of the semiconductor device.

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ロジック回路領域及びパワー回路領域の両領域を同一の半導体基板に有する半導体装置に対し、ロジック回路領域における高い集積度を維持しながらも、パワー回路領域における消費電力の増大を抑制することの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。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to achieve a high degree of integration in the logic circuit region with respect to a semiconductor device having both the logic circuit region and the power circuit region on the same semiconductor substrate. An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of suppressing an increase in power consumption in a power circuit region while maintaining the same, and a manufacturing method thereof.

こうした目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、CMOSトランジスタ素子を含むロジック回路が内部に形成されるロジック回路領域、及び、横型MOSトランジスタ素子を含むパワー回路が内部に形成されるパワー回路領域が同一の半導体基板の表層部に形成される半導体装置として、前記パワー回路の素子分離用絶縁膜の側面に沿った方向と前記半導体基板の表面に沿った方向とがなす角のうちの小さい方の角度である、前記パワー回路の素子分離用絶縁膜のバーズビーク角度が、前記ロジック回路の素子分離用絶縁膜の側面に沿った方向と前記半導体基板の表面に沿った方向とがなす角のうちの小さい方の角度である、前記ロジック回路の素子分離用絶縁膜のバーズビーク角度よりも小さくなるように、これら両回路の素子分離用絶縁膜が造り分けられていることとした。   In order to achieve such an object, according to the first aspect of the present invention, a logic circuit region in which a logic circuit including a CMOS transistor element is formed and a power circuit in which a power circuit including a lateral MOS transistor element is formed are provided. As a semiconductor device in which the circuit region is formed on the surface layer portion of the same semiconductor substrate, of the angles formed by the direction along the side surface of the element isolation insulating film of the power circuit and the direction along the surface of the semiconductor substrate The angle between the direction along the side surface of the element isolation insulating film of the logic circuit and the direction along the surface of the semiconductor substrate, which is the smaller angle, is the bird's beak angle of the element isolation insulating film of the power circuit. Of these two circuits so that the smaller one of them is smaller than the bird's beak angle of the element isolation insulating film of the logic circuit. It was decided to release insulating film is divided into build.

ここで、バーズビーク角度が小さくなると、素子分離用絶縁膜の端部がよりなだらかになるため、電流の流れる経路が短くなったり、電流の流れる方向が直線に近くなるなど、オン抵抗値が低減する。換言すれば、消費電力を低減することができるようになる。ちなみに、バーズビーク角度が大きくなると、素子分離用絶縁膜の端部がより急峻になるため、素子分離用絶縁膜の横方向の広がりが抑制され、半導体基板表面に占める素子分離用絶縁膜の面積は小さくなる。換言すれば、半導体装置の高集積化を図ることができるようになる。   Here, when the bird's beak angle is decreased, the end portion of the insulating film for element isolation becomes gentler, so that the on-resistance value decreases, for example, the current flow path becomes shorter and the current flow direction becomes closer to a straight line. . In other words, power consumption can be reduced. By the way, as the bird's beak angle increases, the edge of the element isolation insulating film becomes steeper, so that the lateral expansion of the element isolation insulating film is suppressed, and the area of the element isolation insulating film on the surface of the semiconductor substrate is Get smaller. In other words, high integration of the semiconductor device can be achieved.

したがって、半導体装置としての上記構成によれば、パワー回路領域における素子分離用絶縁膜のバーズビーク角度の方が、ロジック回路領域における素子分離用絶縁膜のバーズビーク角度よりも小さくなるように、これら両回路の素子分離用絶縁膜が造り分けられているため、ロジック回路領域における高い集積度を維持しながらも、パワー回路領域における消費電力の増大を抑制することができるようになる。   Therefore, according to the above configuration as the semiconductor device, both of these circuits are configured such that the bird's beak angle of the element isolation insulating film in the power circuit region is smaller than the bird's beak angle of the element isolation insulating film in the logic circuit region. Therefore, the increase in power consumption in the power circuit region can be suppressed while maintaining a high degree of integration in the logic circuit region.

具体的には、上記請求項1に記載の構成において、例えば請求項2に記載の発明のように、前記パワー回路の素子分離用絶縁膜は、前記半導体基板表面が選択的に酸化されて形成された、前記横型MOSトランジスタ素子を構成するゲート電極とドレイン領域とを絶縁するLOCOS酸化膜であり、前記ロジック回路の素子分離用絶縁膜は、その上表面が前記半導体基板表面と同一平面に収まるように形成された、前記CMOSトランジスタ素子を構成するp型MOSトランジスタ素子とn型MOSトランジスタ素子とを絶縁するリセスLOCOS酸化膜であることとしてもよい。   Specifically, in the configuration according to claim 1, for example, as in the invention according to claim 2, the element isolation insulating film of the power circuit is formed by selectively oxidizing the surface of the semiconductor substrate. The LOCOS oxide film that insulates the gate electrode and the drain region constituting the lateral MOS transistor element, and the upper surface of the element isolation insulating film of the logic circuit is flush with the surface of the semiconductor substrate. The recess LOCOS oxide film that insulates the p-type MOS transistor element and the n-type MOS transistor element that constitute the CMOS transistor element from each other may be used.

あるいは、上記請求項1に記載の構成において、例えば請求項3に記載の発明のように、前記パワー回路の素子分離用絶縁膜は、前記半導体基板表面が選択的に酸化されて形成された、前記横型MOSトランジスタ素子を構成するゲート電極とドレイン領域とを絶縁するLOCOS酸化膜であり、前記ロジック回路の素子分離用絶縁膜は、前記半導体基板表面に形成された溝に酸化膜が埋設されて形成された、前記CMOSトランジスタ素子を構成するp型MOSトランジスタ素子とn型MOSトランジスタ素子とを絶縁するSTIであることとしてもよい。   Alternatively, in the configuration according to claim 1, for example, as in the invention according to claim 3, the element isolation insulating film of the power circuit is formed by selectively oxidizing the surface of the semiconductor substrate. A LOCOS oxide film that insulates the gate electrode and drain region constituting the lateral MOS transistor element, and the element isolation insulating film of the logic circuit has an oxide film embedded in a groove formed on the surface of the semiconductor substrate. The formed STI may insulate the p-type MOS transistor element and the n-type MOS transistor element that constitute the CMOS transistor element.

素子分離用絶縁膜のバーズビーク角度は、一般に、「通常のLOCOS酸化膜<リセスLOCOS酸化膜<STI」といった関係となっている。上記請求項2に記載の発明では、上記パワー回路の素子分離用絶縁膜として通常のLOCOS酸化膜を採用しているとともに、上記ロジック回路の素子分離用絶縁膜としてリセスLOCOS酸化膜を採用しているため、パワー回路領域の素子分離用絶縁膜のバーズビーク角度の方が、ロジック回路領域の素子分離用絶縁膜のバーズビーク角度よりも小さい。   The bird's beak angle of the element isolation insulating film generally has a relationship of “normal LOCOS oxide film <recess LOCOS oxide film <STI”. In the second aspect of the present invention, a normal LOCOS oxide film is employed as the element isolation insulating film of the power circuit, and a recess LOCOS oxide film is employed as the element isolation insulating film of the logic circuit. Therefore, the bird's beak angle of the element isolation insulating film in the power circuit region is smaller than the bird's beak angle of the element isolation insulating film in the logic circuit region.

同様に、上記請求項3に記載の発明では、上記パワー回路の素子分離用絶縁膜として通常のLOCOS酸化膜を採用しており、上記ロジック回路の素子分離用絶縁膜としてSTIを採用しているため、素子分離用絶縁膜のバーズビーク角度は、パワー回路領域における方が、ロジック回路領域におけるよりも小さい。したがって、請求項2及び3に記載の構成によれば、ロジック回路領域における高い集積度を維持しながらも、パワー回路領域における消費電力の増大を抑制することができるようになる。   Similarly, in the third aspect of the invention, a normal LOCOS oxide film is employed as the element isolation insulating film of the power circuit, and STI is employed as the element isolation insulating film of the logic circuit. Therefore, the bird's beak angle of the element isolation insulating film is smaller in the power circuit region than in the logic circuit region. Therefore, according to the configuration described in claims 2 and 3, it is possible to suppress an increase in power consumption in the power circuit area while maintaining a high degree of integration in the logic circuit area.

また、上記請求項1に記載の構成において、例えば請求項4に記載の発明のように、前記パワー回路の素子分離用絶縁膜は、化学気相成長を通じて前記半導体基板表面に堆積されてパターニングされた、前記横型MOSトランジスタ素子を構成するゲート電極とドレイン領域とを絶縁する絶縁膜であり、前記ロジック回路の素子分離絶縁膜は、その上表面が前記半導体基板表面と同一平面に収まるように形成された、前記CMOSトランジスタ素子を構成するp型MOSトランジスタ素子とn型MOSトランジスタ素子とを絶縁するリセスLOCOS酸化膜であることとしてもよい。   Further, in the configuration according to claim 1, as in the invention according to claim 4, for example, the element isolation insulating film of the power circuit is deposited and patterned on the surface of the semiconductor substrate through chemical vapor deposition. In addition, an insulating film that insulates a gate electrode and a drain region constituting the lateral MOS transistor element, and the element isolation insulating film of the logic circuit is formed so that an upper surface thereof is flush with the surface of the semiconductor substrate. The recess LOCOS oxide film that insulates the p-type MOS transistor element and the n-type MOS transistor element constituting the CMOS transistor element may be used.

あるいは、上記請求項1に記載の構成において、例えば請求項5に記載の発明のように、前記パワー回路の素子分離用絶縁膜は、化学気相成長を通じて前記半導体基板表面に堆積されてパターニングされた、前記横型MOSトランジスタ素子を構成するゲート電極とドレイン領域とを絶縁する絶縁膜であり、前記ロジック回路の素子分離用絶縁膜は、前記半導体基板表面に形成された溝に酸化膜が埋設されて形成された、前記CMOSトランジスタ素子を構成するp型MOSトランジスタ素子とn型MOSトランジスタ素子とを絶縁するSTIであることとしてもよい。   Alternatively, in the configuration according to claim 1, as in the invention according to claim 5, the element isolation insulating film of the power circuit is deposited and patterned on the surface of the semiconductor substrate through chemical vapor deposition. Further, the insulating film for insulating the gate electrode and the drain region constituting the lateral MOS transistor element, and the insulating film for element isolation of the logic circuit has an oxide film embedded in a groove formed on the surface of the semiconductor substrate. It is good also as STI which insulates the p-type MOS transistor element and n-type MOS transistor element which comprise the said CMOS transistor element, and was formed.

上記請求項4に記載の発明では、上記パワー回路の素子分離用絶縁膜として、いわゆるCVDを通じて堆積された絶縁膜を採用しているとともに、上記ロジック回路の素子分離用絶縁膜として、リセスLOCOS酸化膜を採用している。なお、このCVDを通じて堆積された絶縁膜は、リセスLOCOS酸化膜のバーズビーク角よりも小さくなるように、パターニングされている。同様に、上記請求項5に記載の発明では、上記パワー回路の素子分離用絶縁膜として、いわゆるCVDを通じて堆積された絶縁膜を採用しているとともに、上記ロジック回路の素子分離用絶縁膜として、STIを採用している。なお、このCVDを通じて堆積された絶縁膜は、STIのバーズビーク角よりも小さくなるように、パターニングされている。したがって、請求項4及び5に記載の構成によっても、ロジック回路領域における高い集積度を維持しながらも、パワー回路領域における消費電力の増大を抑制することができるようになる。   In the invention described in claim 4, an insulating film deposited through so-called CVD is employed as the element isolation insulating film of the power circuit, and a recess LOCOS oxidation film is used as the element isolation insulating film of the logic circuit. A membrane is adopted. The insulating film deposited through CVD is patterned so as to be smaller than the bird's beak angle of the recess LOCOS oxide film. Similarly, in the invention according to the fifth aspect, an insulating film deposited through so-called CVD is employed as the element isolation insulating film of the power circuit, and as the element isolation insulating film of the logic circuit, STI is adopted. The insulating film deposited through CVD is patterned so as to be smaller than the bird's beak angle of STI. Therefore, even with the configuration described in claims 4 and 5, an increase in power consumption in the power circuit region can be suppressed while maintaining a high degree of integration in the logic circuit region.

特に、上記請求項4または5に記載の発明において、例えば請求項6に記載の発明のように、前記横型MOSトランジスタ素子を構成するソース領域の上表面とドレイン領域の上表面との間に、これら両領域間のオン抵抗値を低減するための段差が形成されていることとしてもよい。これにより、これら両領域間を流れるチャネル電流が流れることのできる面積をより大きくすることができるため、オン抵抗値がより小さくなり、パワー回路領域における消費電力の増大をさらに抑制することができるようになる。   Particularly, in the invention according to claim 4 or 5, as in the invention according to claim 6, for example, between the upper surface of the source region and the upper surface of the drain region constituting the lateral MOS transistor element, A step for reducing the on-resistance value between these two regions may be formed. As a result, the area in which the channel current flowing between these two regions can flow can be increased, so that the on-resistance value can be further reduced and an increase in power consumption in the power circuit region can be further suppressed. become.

一方、上記目的を達成するため、請求項7に記載の発明では、CMOSトランジスタ素子を含むロジック回路が内部に形成されるロジック回路領域、及び、横型MOSトランジスタ素子を含むパワー回路が内部に形成されるパワー回路領域が同一の半導体基板の表層部に形成される半導体装置を製造する方法として、前記パワー回路の素子分離用絶縁膜の側面に沿った方向と前記半導体基板の表面に沿った方向とがなす角のうちの小さい方の角度である、前記パワー回路の素子分離用絶縁膜のバーズビーク角度が、前記ロジック回路の素子分離用絶縁膜の側面に沿った方向と前記半導体基板の表面に沿った方向とがなす角のうちの小さい方の角度である、前記ロジック回路の素子分離用絶縁膜のバーズビーク角度よりも小さくなるように、これら両回路の素子分離用絶縁膜を造り分けることとした。   On the other hand, in order to achieve the above object, in the invention described in claim 7, a logic circuit region including a CMOS transistor element is formed therein, and a power circuit including a lateral MOS transistor element is formed therein. As a method for manufacturing a semiconductor device in which the power circuit region is formed on the surface layer portion of the same semiconductor substrate, the direction along the side surface of the element isolation insulating film of the power circuit and the direction along the surface of the semiconductor substrate The bird's beak angle of the insulating film for element isolation of the power circuit, which is the smaller one of the angles formed by the power circuit, is along the side surface of the insulating film for element isolation of the logic circuit and along the surface of the semiconductor substrate. This is smaller than the bird's beak angle of the element isolation insulating film of the logic circuit, which is the smaller one of the angles formed by the two directions. It was decided to divide build isolation insulating film Luo both circuits.

ここで、既述したように、バーズビーク角度が小さくなると、素子分離用絶縁膜の端部がよりなだらかになるため、電流の流れる経路が短くなったり、電流の流れる方向が直線に近くなるなど、オン抵抗値が低減する。換言すれば、消費電力を低減することができるようになる。またちなみに、バーズビーク角度が大きくなると、素子分離用絶縁膜の端部がより急峻になるため、素子分離用絶縁膜の横方向の広がりが抑制され、半導体基板表面に占める素子分離用絶縁膜の面積は小さくなる。換言すれば、高集積化を図ることができるようになる。   Here, as described above, when the bird's beak angle is reduced, the end portion of the element isolation insulating film becomes smoother, so that the current flow path is shortened, the current flow direction is close to a straight line, etc. The on-resistance value is reduced. In other words, power consumption can be reduced. Incidentally, when the bird's beak angle is increased, the edge of the element isolation insulating film becomes steeper, so that the lateral expansion of the element isolation insulating film is suppressed, and the area of the element isolation insulating film occupying the surface of the semiconductor substrate Becomes smaller. In other words, high integration can be achieved.

したがって、半導体装置の製造方法としての上記方法によれば、パワー回路領域における素子分離用絶縁膜のバーズビーク角度が、ロジック回路領域における素子分離用絶縁膜のバーズビーク角度よりも小さくなるように、これら両回路の素子分離用絶縁膜を造り分けるため、ロジック回路領域における高い集積度を維持しながらも、パワー回路領域における消費電力の増大を抑制することのできる半導体装置を製造することができるようになる。   Therefore, according to the above method as a method for manufacturing a semiconductor device, both of the bird's beak angles of the element isolation insulating film in the power circuit region are smaller than the bird's beak angle of the element isolation insulating film in the logic circuit region. Since the circuit element isolation insulating film is manufactured separately, it is possible to manufacture a semiconductor device capable of suppressing an increase in power consumption in the power circuit region while maintaining high integration in the logic circuit region. .

具体的には、上記請求項7に記載の方法において、例えば請求項8に記載の発明のように、前記パワー回路の素子分離用絶縁膜として、前記半導体基板表面の選択的な酸化を通じて、前記横型MOSトランジスタ素子を構成するゲート電極とドレイン領域とを絶縁するLOCOS酸化膜を形成し、前記ロジック回路の素子分離用絶縁膜として、その上表面が前記半導体基板表面と同一平面に収まるように、前記CMOSトランジスタ素子を構成するp型MOSトランジスタ素子とn型MOSトランジスタ素子とを絶縁するリセスLOCOS酸化膜を形成することとしてもよい。   Specifically, in the method according to claim 7, for example, as in the invention according to claim 8, the element isolation insulating film of the power circuit is selectively oxidized through the surface of the semiconductor substrate. A LOCOS oxide film that insulates a gate electrode and a drain region constituting a lateral MOS transistor element is formed, and an upper surface of the logic circuit element isolation insulating film is flush with the surface of the semiconductor substrate. A recess LOCOS oxide film that insulates the p-type MOS transistor element and the n-type MOS transistor element constituting the CMOS transistor element may be formed.

あるいは、上記請求項7に記載の方法において、例えば請求項9に記載の発明のように、前記パワー回路の素子分離用絶縁膜として、前記半導体基板表面の選択的な酸化を通じて、前記横型MOSトランジスタ素子を構成するゲート電極とドレイン領域とを絶縁するLOCOS酸化膜を形成し、前記ロジック回路の素子分離用絶縁膜として、前記半導体基板表面に形成された溝に酸化膜を埋設することを通じて、前記CMOSトランジスタ素子を構成するp型MOSトランジスタ素子とn型MOSトランジスタ素子とを絶縁するSTIを形成することとしてもよい。   Alternatively, in the method according to claim 7, as in the invention according to claim 9, for example, the lateral MOS transistor can be used as an element isolation insulating film of the power circuit through selective oxidation of the surface of the semiconductor substrate. By forming a LOCOS oxide film that insulates a gate electrode and a drain region constituting an element, and burying an oxide film in a groove formed on the surface of the semiconductor substrate as an element isolation insulating film of the logic circuit, An STI that insulates the p-type MOS transistor element and the n-type MOS transistor element that constitute the CMOS transistor element may be formed.

これも既述したように、素子分離用絶縁膜のバーズビーク角度は、「通常のLOCOS酸化膜<リセスLOCOS酸化膜<STI」といった関係となっている。上記請求項8に記載の発明では、上記パワー回路の素子分離用絶縁膜として通常のLOCOS酸化膜を採用しているとともに、上記ロジック回路の素子分離用絶縁膜としてリセスLOCOS酸化膜を採用しているため、素子分離用絶縁膜のバーズビーク角度は、パワー回路領域における方がロジック回路領域におけるよりも小さい。同様に、上記請求項9に記載の発明では、上記パワー回路の素子分離用絶縁膜として通常のLOCOS酸化膜を採用しており、上記ロジック回路の素子分離用絶縁膜としてSTIを採用しているため、素子分離用絶縁膜のバーズビーク角度は、パワー回路領域における方が、ロジック回路領域におけるよりも小さい。したがって、請求項8及び9に記載の方法によれば、ロジック回路領域における高い集積度を維持しながらも、パワー回路領域における消費電力の増大を抑制することのできる半導体装置を製造することができる。また、こうした半導体装置を、特別な製法を用いることなく、一般的な製法を用いて製造することができる。   As described above, the bird's beak angle of the element isolation insulating film has a relationship of “normal LOCOS oxide film <recess LOCOS oxide film <STI”. In the invention described in claim 8, a normal LOCOS oxide film is employed as the element isolation insulating film of the power circuit, and a recess LOCOS oxide film is employed as the element isolation insulating film of the logic circuit. Therefore, the bird's beak angle of the element isolation insulating film is smaller in the power circuit region than in the logic circuit region. Similarly, in the invention described in claim 9, a normal LOCOS oxide film is employed as the element isolation insulating film of the power circuit, and STI is employed as the element isolation insulating film of the logic circuit. Therefore, the bird's beak angle of the element isolation insulating film is smaller in the power circuit region than in the logic circuit region. Therefore, according to the methods of claims 8 and 9, it is possible to manufacture a semiconductor device capable of suppressing an increase in power consumption in the power circuit region while maintaining a high degree of integration in the logic circuit region. . Moreover, such a semiconductor device can be manufactured using a general manufacturing method without using a special manufacturing method.

また、上記請求項7に記載の方法において、例えば請求項10に記載の発明のように、前記パワー回路の素子分離用絶縁膜として、化学気相成長を通じて、前記横型MOSトランジスタ素子を構成するゲート電極とドレイン領域とを絶縁する絶縁膜を、前記半導体基板表面に堆積して形成し、前記ロジック回路の素子分離用絶縁膜として、その上表面が前記半導体基板表面と同一平面に収まるように、前記CMOSトランジスタ素子を構成するp型MOSトランジスタ素子とn型MOSトランジスタ素子とを絶縁するリセスLOCOS酸化膜を形成することとしてもよい。   Further, in the method according to claim 7, as in the invention according to claim 10, for example, a gate constituting the lateral MOS transistor element through chemical vapor deposition as an element isolation insulating film of the power circuit. An insulating film that insulates the electrode from the drain region is deposited on the surface of the semiconductor substrate, and as an insulating film for element isolation of the logic circuit, the upper surface thereof is flush with the surface of the semiconductor substrate. A recess LOCOS oxide film that insulates the p-type MOS transistor element and the n-type MOS transistor element constituting the CMOS transistor element may be formed.

あるいは、上記請求項7に記載の方法において、例えば請求項11に記載の発明のように、前記パワー回路の素子分離用絶縁膜として、化学気相成長を通じて、前記横型MOSトランジスタ素子を構成するゲート電極とドレイン領域とを絶縁する絶縁膜を、前記半導体基板表面に堆積して形成し、前記ロジック回路の素子分離用絶縁膜として、前記半導体基板表面に形成された溝に酸化膜を埋設することを通じて、前記CMOSトランジスタ素子を構成するp型MOSトランジスタ素子とn型MOSトランジスタ素子とを絶縁するSTIを形成することとしてもよい。   Alternatively, in the method according to claim 7, as in the invention according to claim 11, for example, as a device isolation insulating film of the power circuit, a gate constituting the lateral MOS transistor device through chemical vapor deposition. An insulating film that insulates the electrode from the drain region is deposited on the surface of the semiconductor substrate, and an oxide film is embedded in a groove formed on the surface of the semiconductor substrate as an insulating film for element isolation of the logic circuit. Then, an STI that insulates the p-type MOS transistor element and the n-type MOS transistor element that constitute the CMOS transistor element may be formed.

上記請求項10に記載の発明では、上記パワー回路の素子分離用絶縁膜として、いわゆるCVDを通じて絶縁膜を形成しているとともに、上記ロジック回路の素子分離用絶縁膜として、リセスLOCOS酸化膜を形成している。なお、このCVDを通じて形成した絶縁膜は、リセスLOCOS酸化膜のバーズビーク角よりも小さくなるように、パターニングしている。同様に、上記請求項11に記載の発明では、上記パワー回路の素子分離用絶縁膜として、いわゆるCVDを通じて絶縁膜を形成しているとともに、上記ロジック回路の素子分離用絶縁膜として、STIを採用している。なお、このCVDを通じて形成した絶縁膜は、STIのバーズビーク角よりも小さくなるように、パターニングしている。したがって、請求項10及び11に記載の方法によっても、ロジック回路領域における高い集積度を維持しながらも、パワー回路領域における消費電力の増大を抑制することのできる半導体装置を製造することができる。また、こうした半導体装置を、特別な製法を用いることなく、一般的な製法を用いて製造することができる。   In the invention described in claim 10, an insulating film is formed through so-called CVD as an element isolation insulating film of the power circuit, and a recess LOCOS oxide film is formed as an element isolation insulating film of the logic circuit. is doing. The insulating film formed through the CVD is patterned so as to be smaller than the bird's beak angle of the recess LOCOS oxide film. Similarly, in the invention described in claim 11, an insulating film is formed through so-called CVD as an element isolation insulating film of the power circuit, and STI is adopted as an element isolation insulating film of the logic circuit. is doing. The insulating film formed through CVD is patterned so as to be smaller than the STI bird's beak angle. Therefore, the method according to claims 10 and 11 can also manufacture a semiconductor device capable of suppressing an increase in power consumption in the power circuit region while maintaining a high degree of integration in the logic circuit region. Moreover, such a semiconductor device can be manufactured using a general manufacturing method without using a special manufacturing method.

特に、上記請求項10または11に記載の発明において、例えば請求項12に記載の発明のように、前記横型MOSトランジスタ素子を構成するソース領域の上表面とドレイン領域の上表面との間に、これら両領域間のオン抵抗値を低減するための段差を形成することとしてもよい。これにより、これら両領域間を流れるチャネル電流が流れることのできる面積をより大きくすることができるため、オン抵抗値がより小さくなり、パワー回路領域における消費電力の増大をさらに抑制することができるようになる。   In particular, in the invention according to claim 10 or 11, as in the invention according to claim 12, for example, between the upper surface of the source region and the upper surface of the drain region constituting the lateral MOS transistor element, A step for reducing the on-resistance value between these two regions may be formed. As a result, the area in which the channel current flowing between these two regions can flow can be increased, so that the on-resistance value can be further reduced and an increase in power consumption in the power circuit region can be further suppressed. become.

(第1の実施の形態)
以下、本発明に係る半導体装置の第1の実施の形態について、図1を参照しつつ説明する。なお、図1は、第1の実施の形態の半導体装置の側面断面図である。
(First embodiment)
A first embodiment of a semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a side sectional view of the semiconductor device according to the first embodiment.

同図1に示されるように、本実施の形態の半導体装置1は、基本的に、CMOSトランジスタ素子を含むロジック回路10が内部に形成されるロジック回路領域と、横型MOSトランジスタ素子を含むパワー回路20が内部に形成されるパワー回路領域とを、同一の半導体基板30の表層部に有している。   As shown in FIG. 1, the semiconductor device 1 according to the present embodiment basically includes a logic circuit region in which a logic circuit 10 including CMOS transistor elements is formed and a power circuit including lateral MOS transistor elements. A power circuit region 20 is formed in the surface layer portion of the same semiconductor substrate 30.

詳しくは、ロジック回路10は、図1に示されるように、例えばN型の半導体基板30内部に低濃度のP型のPウェル40を有しており、この半導体基板30の表層部(すなわちPウェル40)には、N型の不純物領域が2つ、互いに離間して形成されている。こうした不純物領域のうちの一方は、pチャネル形MOSトランジスタ素子のドレイン領域41として機能し、他方は、pチャネル形MOSトランジスタ素子のソース領域42として機能する。なお、ドレイン領域41上表面に接するように、ドレイン電極46が例えばアルミニウム(Al)などの金属を用いて形成されているとともに、ソース領域42上表面に接するように、ソース電極47が同じくアルミニウム(Al)などの金属を用いて形成されている。そして、これらドレイン領域41とソース領域42との間に位置する、半導体基板30の上表面には、絶縁膜44にて被覆されたゲート電極43が例えば多結晶シリコンにて形成されている。この電極43は、上記pチャネル形MOSトランジスタ素子のゲート電極として機能する。このように、「ドレイン領域41/ゲート電極43/ソース領域42」が形成されることで、半導体基板30のロジック回路領域には、pチャネル形MOSトランジスタ素子が構成されている。また、図示を割愛するが、半導体基板30のロジック回路領域には、同様に、nチャネル形MOSトランジスタ素子も構成されている。これらpチャネル形MOSトランジスタ素子及びnチャネル形MOSトランジスタ素子が組み合わされて、CMOSトランジスタ素子が構成される。また、図1に示されるように、半導体基板30のロジック回路領域には、こうした素子間を電気的に分離するための素子分離用絶縁膜として、上表面が半導体基板30の上表面と同一平面に収まるように、リセスLOCOS酸化膜45が形成されている。こうしたリセスLOCOS酸化膜45については、後述する。   Specifically, as shown in FIG. 1, the logic circuit 10 includes, for example, a low-concentration P-type P well 40 inside an N-type semiconductor substrate 30, and a surface layer portion (that is, P) of the semiconductor substrate 30. In the well 40), two N-type impurity regions are formed apart from each other. One of these impurity regions functions as the drain region 41 of the p-channel MOS transistor element, and the other functions as the source region 42 of the p-channel MOS transistor element. The drain electrode 46 is formed using a metal such as aluminum (Al) so as to be in contact with the upper surface of the drain region 41, and the source electrode 47 is also made of aluminum (so as to be in contact with the upper surface of the source region 42. It is formed using a metal such as Al). A gate electrode 43 covered with an insulating film 44 is formed of, for example, polycrystalline silicon on the upper surface of the semiconductor substrate 30 located between the drain region 41 and the source region 42. This electrode 43 functions as the gate electrode of the p-channel MOS transistor element. Thus, by forming “drain region 41 / gate electrode 43 / source region 42”, a p-channel MOS transistor element is configured in the logic circuit region of the semiconductor substrate 30. Although not shown, an n-channel MOS transistor element is also configured in the logic circuit region of the semiconductor substrate 30 in the same manner. These p-channel MOS transistor elements and n-channel MOS transistor elements are combined to form a CMOS transistor element. As shown in FIG. 1, the logic circuit region of the semiconductor substrate 30 has an upper surface that is flush with the upper surface of the semiconductor substrate 30 as an element isolation insulating film for electrically isolating such elements. A recess LOCOS oxide film 45 is formed so as to be within the range. The recess LOCOS oxide film 45 will be described later.

一方、パワー回路20は、図1に示されるように、半導体基板30の表層部に、N型の高濃度の不純物領域が形成されており、この不純物領域は、横型MOSトランジスタ素子のドレイン領域51として機能する。なお、ドレイン領域51の上表面に接するように、例えばアルミニウム(Al)などの金属を用いてドレイン電極58が形成されている。同様に、半導体基板30の表層部のうち、ドレイン領域51から離間する位置には、N型の不純物領域が2つ形成されており、これら不純物領域は、横型MOSトランジスタ素子のソース領域52として機能する。これらソース領域52の上表面には、例えばアルミニウム(Al)などの金属を用いてソース電極59が形成されている。また、この半導体基板30の表層部のうち、ドレイン領域51とソース領域52との間に位置するP型の低濃度の不純物領域及びP型の高濃度の不純物領域は、横型MOSトランジスタ素子のチャネル領域53及び54として機能する。さらに、図1に示されるように、チャネル領域54及び53に渡って、例えば酸化シリコン(SiO2)等の絶縁材料を用いて、ゲート絶縁膜55や、素子分離用絶縁膜としてのLOCOS酸化膜56が形成されており、これらゲート絶縁膜55やLOCOS酸化膜56を介して、ゲート電極57が例えば多結晶シリコン等の導電材料を用いて形成されている。なお、LOCOS酸化膜56については、後述する。   On the other hand, in the power circuit 20, as shown in FIG. 1, an N-type high-concentration impurity region is formed in the surface layer portion of the semiconductor substrate 30, and this impurity region is the drain region 51 of the lateral MOS transistor element. Function as. A drain electrode 58 is formed using a metal such as aluminum (Al) so as to be in contact with the upper surface of the drain region 51. Similarly, two N-type impurity regions are formed at positions spaced from the drain region 51 in the surface layer portion of the semiconductor substrate 30, and these impurity regions function as the source region 52 of the lateral MOS transistor element. To do. A source electrode 59 is formed on the upper surface of the source region 52 using a metal such as aluminum (Al). In the surface layer portion of the semiconductor substrate 30, a P-type low-concentration impurity region and a P-type high-concentration impurity region located between the drain region 51 and the source region 52 are formed in the channel of the lateral MOS transistor element. Functions as regions 53 and 54. Further, as shown in FIG. 1, over the channel regions 54 and 53, an insulating material such as silicon oxide (SiO 2) is used to form a gate insulating film 55 and a LOCOS oxide film 56 as an element isolating insulating film. The gate electrode 57 is formed using a conductive material such as polycrystalline silicon through the gate insulating film 55 and the LOCOS oxide film 56. The LOCOS oxide film 56 will be described later.

このように、当該半導体装置1は、同一の半導体基板の表層部に、ロジック回路及びパワー回路を備える、いわゆる複合半導体装置となっている。こうした複合半導体装置にあっては、その高集積化を図るべく、素子間分離用の絶縁膜として、通常のLOCOS酸化膜よりもバーズビーク角度が小さいリセスLOCOSやSTIを単純に採用しても、他の不具合が生じてしまうことが発明者らによって確認されている。この点について、図2及び図3を併せ参照して、さらに説明する。なお、図2(a)〜(c)は、通常のLOCOS酸化膜、リセスLOCOS酸化膜、及びSTIの別に、バーズビーク角を示す側面断面図である。   As described above, the semiconductor device 1 is a so-called composite semiconductor device including a logic circuit and a power circuit in the surface layer portion of the same semiconductor substrate. In such a composite semiconductor device, a recess LOCOS or STI having a bird's beak angle smaller than that of a normal LOCOS oxide film can be simply adopted as an insulating film for element isolation in order to achieve high integration. The inventors have confirmed that this problem occurs. This point will be further described with reference to FIGS. 2A to 2C are side cross-sectional views showing bird's beak angles in addition to a normal LOCOS oxide film, a recess LOCOS oxide film, and an STI.

図2(a)に示されるような通常のLOCOS酸化膜は、背景技術の欄でも記載したように、例えば次のようにして形成される。すなわち、まず、シリコンからなる半導体基板の上表面に、酸化シリコンからなる酸化膜が形成される。次に、この酸化膜の上表面に、耐酸化性を有する窒化シリコンからなるマスクが選択的に形成され、半導体基板の上表面のうちのマスクによって覆われていない部分が局所的に熱酸化される。こうした熱酸化の際、マスクとして使用した窒化シリコン膜の端部下にも酸素が入り込み、半導体基板の表面に沿った方向にも熱酸化が進行する。そのため、図2(a)に示されるように、LOCOS酸化膜は、鳥のくちばしのような形状となる。なお、この図において、LOCOS酸化膜の側面に沿った直線と半導体基板上表面に沿った直線とがなす角のうちの小さい方の角度αが、通常のLOCOS酸化膜のバーズビーク角であり、一般的に、およそ「30度」となる。   A normal LOCOS oxide film as shown in FIG. 2A is formed as follows, for example, as described in the background art section. That is, first, an oxide film made of silicon oxide is formed on the upper surface of a semiconductor substrate made of silicon. Next, a mask made of silicon nitride having oxidation resistance is selectively formed on the upper surface of the oxide film, and a portion of the upper surface of the semiconductor substrate that is not covered with the mask is locally thermally oxidized. The During such thermal oxidation, oxygen enters under the edge of the silicon nitride film used as a mask, and thermal oxidation proceeds in a direction along the surface of the semiconductor substrate. Therefore, as shown in FIG. 2A, the LOCOS oxide film has a shape like a bird's beak. In this figure, the smaller angle α of the angle formed by the straight line along the side surface of the LOCOS oxide film and the straight line along the surface on the semiconductor substrate is the bird's beak angle of a normal LOCOS oxide film. Therefore, it is about “30 degrees”.

また、図2(b)に示されるような、リセスLOCOS酸化膜は、基本的には、通常のLOCOS酸化膜に準じて形成される。ただし、酸化膜の上表面に窒化シリコンからなるマスクが選択的に形成された後、該マスクの周辺が浅くエッチング除去され、エッチング除去された半導体基板の上表面のうちのマスクによって覆われていない部分が局所的に熱酸化される。このようにして、上表面が半導体基板表面と同一平面に収まるように形成されている。なお、この図において、リセスLOCOS酸化膜の側面に沿った直線と半導体基板上表面に沿った直線とがなす角のうちの小さい方の角度βが、リセスLOCOS酸化膜のバーズビーク角であり、一般的に、およそ「55度」となる。   Further, the recess LOCOS oxide film as shown in FIG. 2B is basically formed according to a normal LOCOS oxide film. However, after a mask made of silicon nitride is selectively formed on the upper surface of the oxide film, the periphery of the mask is shallowly removed by etching and is not covered by the mask on the upper surface of the removed semiconductor substrate. The part is thermally oxidized locally. In this way, the upper surface is formed so as to be flush with the surface of the semiconductor substrate. In this figure, the smaller angle β of the angle formed by the straight line along the side surface of the recessed LOCOS oxide film and the straight line along the surface on the semiconductor substrate is the bird's beak angle of the recessed LOCOS oxide film. Therefore, it is about “55 degrees”.

またさらに、図2(c)に示されるような、STIは、例えば次のようにして形成される。すなわち、まず、シリコンからなる半導体基板の上表面に、酸化シリコンからなる酸化膜が形成され、この酸化膜の上表面に、耐酸化性を有する窒化シリコンが形成される。次に、これら窒化シリコン及び酸化シリコンをマスクとして、半導体基板がエッチングされ、浅いトレンチが形成される。そして、こうして形成されたトレンチの内壁が酸化され、トレンチ内壁には酸化シリコンからなる酸化膜が形成される。こうして形成されたトレンチ内部及び半導体基板(正確には窒化シリコン)上表面に、例えばCVDを通じて、酸化シリコンが埋め込まれる、あるいは、堆積される。そして、窒化シリコンをストッパーとして、例えばCMP等を通じて、半導体基板上表面が平坦化される。このようにして、STIも上記リセスLOCOS酸化膜と同様に、上表面が半導体基板表面と同一平面に収まるように形成されている。なお、この図において、STIの側面に沿った直線と半導体基板上表面に沿った直線とがなす角のうちの小さい方の角度γが、STIのバーズビーク角であり、一般的に、およそ「80度」となる。   Still further, the STI as shown in FIG. 2C is formed as follows, for example. That is, first, an oxide film made of silicon oxide is formed on the upper surface of a semiconductor substrate made of silicon, and silicon nitride having oxidation resistance is formed on the upper surface of the oxide film. Next, the semiconductor substrate is etched using these silicon nitride and silicon oxide as a mask to form a shallow trench. The inner wall of the trench thus formed is oxidized, and an oxide film made of silicon oxide is formed on the inner wall of the trench. Silicon oxide is embedded or deposited in the trench thus formed and on the upper surface of the semiconductor substrate (specifically, silicon nitride) through, for example, CVD. Then, using the silicon nitride as a stopper, the surface of the semiconductor substrate is planarized through, for example, CMP. In this way, the STI is formed so that the upper surface thereof is flush with the surface of the semiconductor substrate, like the recess LOCOS oxide film. In this figure, the smaller angle γ of the angle formed by the straight line along the side surface of the STI and the straight line along the surface on the semiconductor substrate is the bird's beak angle of the STI. Degree ".

以上説明したように、素子分離用絶縁膜のバーズビーク角度は、一般に、「通常のLOCOS酸化膜<リセスLOCOS酸化膜<STI」といった関係となる。そして、こうした関係があるために、また、図2(a)〜(c)の対比からも分かるように、半導体基板表面に沿った方向(横方向)の広がりは、「STI<リセスLOCOS酸化膜<通常のLOCOS酸化膜」といった関係となる。そのため、半導体装置の高集積化を図るためには、素子分離用絶縁膜として、通常のLOCOS酸化膜よりも、リセスLOCOS酸化膜あるいはSTIを採用した方が良いとされている。   As described above, the bird's beak angle of the element isolation insulating film generally has a relationship of “normal LOCOS oxide film <recess LOCOS oxide film <STI”. Because of this relationship, and as can be seen from the comparison of FIGS. 2A to 2C, the spread in the direction (lateral direction) along the surface of the semiconductor substrate is “STI <recessed LOCOS oxide film”. <Normal LOCOS oxide film> Therefore, in order to achieve high integration of the semiconductor device, it is better to adopt a recess LOCOS oxide film or STI as an element isolation insulating film than a normal LOCOS oxide film.

しかしながら、例えば横型MOSトランジスタ素子を含むパワー回路領域においては、その構造上、素子分離用絶縁膜として、上記リセスLOCOSやSTIを採用すると、バーズビーク角度が大きいことから、図3(a)〜(c)にそれぞれ示すように、電流の流れる経路が長くなったり、電流の流れる方向が急激に変化するなど、オン抵抗値が増大してしまう。すなわち、オン抵抗値については、「通常のLOCOS酸化膜<リセスLOCOS酸化膜<STI」といった関係となる。具体的には、図12に示すように、通常のLOCOS酸化膜をリセスLOCOS酸化膜に置き換えることにより、オン抵抗値はおよそ「10%」増大し、通常のLOCOS酸化膜をSTIに置き換えることにより、オン抵抗値はおよそ「20%」増大することとなる。そうしたオン抵抗値の増大がパワー回路の消費電力に与える影響は大きい。したがって、オン抵抗値をそのまま維持するためには、あるいは、低減するためには、パワー回路の面積を大きくする必要が生じてしまう。このように、いわゆる複合半導体装置に対し、通常のLOCOS酸化膜を上記リセスLOCOS酸化膜あるいはSTIに単純に置き換えたところで、半導体装置の高集積化を図ることは難しい。   However, for example, in the power circuit region including the lateral MOS transistor element, when the recess LOCOS or STI is used as the element isolation insulating film, the bird's beak angle is large, and therefore, FIGS. ), The on-resistance value increases, for example, the current flow path becomes longer or the current flow direction changes abruptly. In other words, the on-resistance value has a relationship of “normal LOCOS oxide film <recess LOCOS oxide film <STI”. Specifically, as shown in FIG. 12, by replacing the normal LOCOS oxide film with the recess LOCOS oxide film, the on-resistance increases by about “10%”, and by replacing the normal LOCOS oxide film with STI, The on-resistance value increases by about “20%”. Such an increase in the on-resistance value has a great influence on the power consumption of the power circuit. Therefore, in order to maintain the on-resistance value as it is or to reduce it, it is necessary to increase the area of the power circuit. As described above, when a normal LOCOS oxide film is simply replaced with the recess LOCOS oxide film or STI in a so-called composite semiconductor device, it is difficult to achieve high integration of the semiconductor device.

そこで、本実施の形態では、上述したように、ロジック回路10においては、素子分離用絶縁膜として、通常のLOCOS酸化膜に替えて、バーズビーク角度の小さいリセスLOCOS酸化膜を採用することで、pチャネル形MOSトランジスタ素子とnチャネル形MOSトランジスタ素子とが絶縁分離されるとともに、半導体装置の高集積化が図られている。一方、パワー回路20においては、素子分離用絶縁膜として、通常のLOCOS酸化膜を採用することで、横型MOSトランジスタ素子のゲート電極57とドレイン領域51とが絶縁分離されるとともに、半導体装置の消費電力の低減が図られている。このように、両回路の素子分離用絶縁膜が造り分けられているため、ロジック回路領域における高い集積度を維持しながらも、パワー回路領域における消費電力の増大を抑制することができるようになる。   Therefore, in the present embodiment, as described above, the logic circuit 10 employs a recess LOCOS oxide film having a small bird's beak angle as the element isolation insulating film instead of the normal LOCOS oxide film, thereby reducing the p. The channel type MOS transistor element and the n channel type MOS transistor element are insulated and separated, and the semiconductor device is highly integrated. On the other hand, in the power circuit 20, by adopting a normal LOCOS oxide film as the element isolation insulating film, the gate electrode 57 and the drain region 51 of the lateral MOS transistor element are insulated and separated, and the semiconductor device is consumed. Electric power is reduced. Thus, since the element isolation insulating films of both circuits are separately formed, it is possible to suppress an increase in power consumption in the power circuit region while maintaining a high degree of integration in the logic circuit region. .

以下、上述のように構成された半導体装置1を製造する方法について、図4及び図5を併せ参照して説明する。なお、図4(a)〜(e)は、半導体装置1を製造する方法について、ロジック回路領域及びパワー回路領域の両領域における素子分離用絶縁膜を形成する製造プロセスを模式的に示す側面断面図である。図5(a)〜(d)は、図4に続く製造プロセスであって、ロジック回路領域及びパワー回路領域の両領域における半導体素子を形成する製造プロセスを模式的に示す側面断面図である。   Hereinafter, a method for manufacturing the semiconductor device 1 configured as described above will be described with reference to FIGS. 4A to 4E are side cross-sectional views schematically showing a manufacturing process for forming an element isolation insulating film in both the logic circuit region and the power circuit region in the method of manufacturing the semiconductor device 1. FIG. 5A to 5D are side cross-sectional views schematically showing a manufacturing process for forming semiconductor elements in both the logic circuit region and the power circuit region, which is a manufacturing process subsequent to FIG.

半導体装置1を製造するにあたっては、まず、図4(a)に示すように、シリコンからなるN型の半導体基板30を準備し、これを酸化炉に収容する。この酸化炉において、シリコンと酸素とを反応させることで、半導体基板30上表面の全面に酸化シリコンを成長させ、一定膜厚のシリコン酸化膜(SiO2)を形成する。その後、例えばCVDを通じて、シラン(SiH4)ガスとアンモニアガス(NH3)を気相にて化学反応させ、シリコン窒化膜(Si3N4)をシリコン酸化膜上表面の全面に堆積・形成する。   In manufacturing the semiconductor device 1, first, as shown in FIG. 4A, an N-type semiconductor substrate 30 made of silicon is prepared and accommodated in an oxidation furnace. In this oxidation furnace, silicon and oxygen are reacted to grow silicon oxide over the entire surface of the semiconductor substrate 30 to form a silicon oxide film (SiO 2) having a constant thickness. Thereafter, for example, through CVD, silane (SiH 4) gas and ammonia gas (NH 3) are chemically reacted in a gas phase to deposit and form a silicon nitride film (Si 3 N 4) on the entire surface of the silicon oxide film.

次に、図4(b)に示すように、シリコン窒化膜上表面の全面にレジストを塗布し、所定の位置のレジストのみが残るように、このレジストをパターニングする。そして、パターニングされたレジストをマスクとして、シリコン窒化膜のうち、レジストが残されていない部分をエッチング除去する。なおこのとき、シリコン窒化膜下層のシリコン酸化膜をエッチング除去することなく残す。そして、このシリコン窒化膜のエッチング除去を終えた後、このプロセスで使用したレジストを除去しておく。そして、図4(c)に示すように、パワー回路が作製されるパワー回路領域の、半導体基板30(正確には、シリコン窒化膜及びシリコン酸化膜)上表面にのみ、レジストを形成する。   Next, as shown in FIG. 4B, a resist is applied to the entire surface of the upper surface of the silicon nitride film, and this resist is patterned so that only the resist at a predetermined position remains. Then, using the patterned resist as a mask, the portion of the silicon nitride film where the resist is not left is removed by etching. At this time, the silicon oxide film under the silicon nitride film is left without being etched away. Then, after the etching removal of the silicon nitride film is finished, the resist used in this process is removed. Then, as shown in FIG. 4C, a resist is formed only on the surface of the semiconductor substrate 30 (more precisely, a silicon nitride film and a silicon oxide film) in the power circuit region where the power circuit is manufactured.

また次に、図4(d)に示すように、ロジック回路が作製されるロジック回路領域のシリコン窒化膜をマスクとして、シリコン酸化膜及び半導体基板30上表面の一部をエッチング除去し、半導体基板30上表面の一部に浅い溝45aを形成する。また、パワー回路領域に残されていたレジストを除去する。   Next, as shown in FIG. 4D, the silicon oxide film and a part of the upper surface of the semiconductor substrate 30 are removed by etching using the silicon nitride film in the logic circuit region in which the logic circuit is manufactured as a mask. 30 A shallow groove 45a is formed in a part of the upper surface. Also, the resist left in the power circuit area is removed.

こうした半導体基板30を酸化性雰囲気にさらしつつ高温状態にすると、すなわち、半導体基板30を熱酸化すると、図4(e)に示すように、ロジック回路領域においては、上表面が半導体基板30上表面(正確にはシリコン窒化膜上表面)と同一平面に収まる、リセスLOCOS酸化膜45が形成される。一方、パワー回路領域においては、上表面が半導体基板30上表面(正確にはシリコン酸化膜上表面)よりも上方に達する、通常のLOCOS酸化膜56が形成されることとなる。このように、素子間分離用の絶縁膜が造り分けられている。   When such a semiconductor substrate 30 is exposed to an oxidizing atmosphere and brought to a high temperature state, that is, when the semiconductor substrate 30 is thermally oxidized, the upper surface is the upper surface of the semiconductor substrate 30 in the logic circuit region as shown in FIG. A recess LOCOS oxide film 45 is formed that fits in the same plane as (precisely the upper surface of the silicon nitride film). On the other hand, in the power circuit region, a normal LOCOS oxide film 56 whose upper surface reaches above the upper surface of the semiconductor substrate 30 (more precisely, the upper surface of the silicon oxide film) is formed. In this way, insulating films for element isolation are separately formed.

こうして、リセスLOCOS酸化膜45及び通常のLOCOS酸化膜56がロジック回路領域及びパワー回路領域にそれぞれ形成されると、図5(a)〜(d)に示すように、半導体素子を各領域にそれぞれ形成する。   Thus, when the recess LOCOS oxide film 45 and the normal LOCOS oxide film 56 are formed in the logic circuit region and the power circuit region, respectively, as shown in FIGS. Form.

まず、図5(a)に示すように、リセスLOCOS酸化膜45、通常のLOCOS酸化膜56、及びシリコン酸化膜を半導体基板30上表面に残し、シリコン窒化膜を除去する。次に、図5(b)に示すように、半導体基板30のロジック回路領域には、所定の低濃度にてP型のPウェル40を形成する一方、半導体基板30のパワー回路領域には、所定の濃度にてN型のNウェルを形成する。   First, as shown in FIG. 5A, the recess LOCOS oxide film 45, the normal LOCOS oxide film 56, and the silicon oxide film are left on the surface of the semiconductor substrate 30, and the silicon nitride film is removed. Next, as shown in FIG. 5B, a P-type P well 40 is formed at a predetermined low concentration in the logic circuit region of the semiconductor substrate 30, while in the power circuit region of the semiconductor substrate 30, An N-type N well is formed at a predetermined concentration.

そして、図5(c)に示すように、半導体基板30のロジック回路領域には、半導体基板30の表層部に、例えばイオン注入を通じて、所定の濃度にてP型あるいはN型の不純物領域を複数形成する。このうち、N型の不純物領域は、既述したpチャネル形MOSトランジスタ素子のドレイン領域41あるいはソース領域42として機能することとなる。また、半導体基板30(正確にはシリコン酸化膜)上表面のうちのドレイン領域41及びソース領域42の間に位置する箇所には、例えばCVDを通じて、多結晶シリコン膜を堆積する。こうして堆積された多結晶シリコン膜は、pチャネル形MOSトランジスタ素子のゲート電極43として機能することとなる。   As shown in FIG. 5C, in the logic circuit region of the semiconductor substrate 30, a plurality of P-type or N-type impurity regions are formed in the surface layer portion of the semiconductor substrate 30 at a predetermined concentration by, for example, ion implantation. Form. Among these, the N-type impurity region functions as the drain region 41 or the source region 42 of the above-described p-channel MOS transistor element. In addition, a polycrystalline silicon film is deposited on a portion of the upper surface of the semiconductor substrate 30 (more precisely, a silicon oxide film) between the drain region 41 and the source region 42 by, for example, CVD. The polycrystalline silicon film thus deposited functions as the gate electrode 43 of the p-channel MOS transistor element.

一方、同じく図5(c)に示すように、半導体基板30のパワー回路領域には、半導体基板30の表層部に、例えばイオン注入を通じて、所定の濃度にてP型あるいはN型の不純物領域を複数、複数回に分けて形成する。このうち、通常のLOCOS酸化膜56の間に形成された不純物領域は、横型MOSトランジスタ素子のドレイン領域51として機能する。同様に、半導体基板30の表層部のうち、ドレイン領域51から離間する位置に形成されたN型の不純物領域は、横型MOSトランジスタ素子のソース領域52として機能する。また、半導体基板30の表層部のうち、ドレイン領域51とソース領域52との間に位置するP型の低濃度の不純物領域及びP型の高濃度の不純物領域は、横型MOSトランジスタ素子のチャネル領域53及び54として機能する。さらに、図5(c)に示すように、チャネル領域54及び53に渡って既に形成されているシリコン酸化膜は、ゲート絶縁膜55として機能する。そして、このゲート絶縁膜55上表面には、例えばCVDを通じて、多結晶シリコン膜を堆積する。こうして堆積された多結晶シリコン膜は、横型MOSトランジスタ素子のゲート電極57として機能することとなる。   On the other hand, as shown in FIG. 5C, in the power circuit region of the semiconductor substrate 30, a P-type or N-type impurity region is formed at a predetermined concentration in the surface layer portion of the semiconductor substrate 30 by, for example, ion implantation. It is formed by dividing into a plurality of times. Among these, the impurity region formed between the normal LOCOS oxide films 56 functions as the drain region 51 of the lateral MOS transistor element. Similarly, an N-type impurity region formed in a position away from the drain region 51 in the surface layer portion of the semiconductor substrate 30 functions as the source region 52 of the lateral MOS transistor element. Further, in the surface layer portion of the semiconductor substrate 30, the P-type low-concentration impurity region and the P-type high-concentration impurity region located between the drain region 51 and the source region 52 are the channel region of the lateral MOS transistor element. Functions as 53 and 54. Further, as shown in FIG. 5C, the silicon oxide film already formed over the channel regions 54 and 53 functions as the gate insulating film 55. Then, a polycrystalline silicon film is deposited on the upper surface of the gate insulating film 55 by, for example, CVD. The polycrystalline silicon film thus deposited functions as the gate electrode 57 of the lateral MOS transistor element.

次に、図5(d)に示すように、半導体基板30上表面の全面に渡って保護膜を例えばBPSGにて形成するとともに、この保護膜の上表面にレジストを塗布し、このレジストをパターニングする。このパターニングされたレジストをマスクとして、保護膜をエッチング除去し、電極を形成することにより、先の図1に示す半導体装置1が製造されることとなる。なお、この保護膜は、絶縁膜44として機能することとなる。   Next, as shown in FIG. 5D, a protective film is formed over the entire surface of the semiconductor substrate 30 by, for example, BPSG, a resist is applied to the upper surface of the protective film, and the resist is patterned. To do. Using the patterned resist as a mask, the protective film is removed by etching to form an electrode, whereby the semiconductor device 1 shown in FIG. 1 is manufactured. This protective film functions as the insulating film 44.

なお、本発明にかかる半導体装置及びその製造方法は、上記第1の実施の形態にて例示した構成及び方法に限られるものではなく、同実施の形態を適宜変更した例えば次の形態として実施することもできる。   Note that the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present invention are not limited to the configuration and method illustrated in the first embodiment, and the embodiment is implemented as, for example, the following form as appropriate. You can also.

上記第1の実施の形態では、ロジック回路10の素子分離用絶縁膜として、通常のLOCOS酸化膜よりもバーズビーク角度の大きいリセスLOCOS酸化膜を採用し、パワー回路20の素子分離用絶縁膜として、通常のLOCOS酸化膜を採用していたが、これに限られない。他に例えば、ロジック回路10の素子分離用絶縁膜として、リセスLOCOS酸化膜よりもバーズビーク角度の大きいSTIを採用し、パワー回路20の素子分離用絶縁膜として、通常のLOCOS酸化膜を採用することとしてもよい。これにより、半導体装置の高集積化をさらに図ることができるようになる。   In the first embodiment, a recess LOCOS oxide film having a bird's beak angle larger than that of a normal LOCOS oxide film is employed as the element isolation insulating film of the logic circuit 10, and the element isolation insulating film of the power circuit 20 is used as the element isolation insulating film. Although a normal LOCOS oxide film has been employed, the present invention is not limited to this. In addition, for example, an STI having a larger bird's beak angle than the recess LOCOS oxide film is used as the element isolation insulating film of the logic circuit 10, and a normal LOCOS oxide film is used as the element isolation insulating film of the power circuit 20. It is good. As a result, the semiconductor device can be further highly integrated.

上記第1の実施の形態では、リセスLOCOS酸化膜を形成するための浅い溝45aを、半導体基板30上表面の所定位置に形成する際(図4(d)参照)、ロジック回路領域及びパワー回路領域に関係なく、半導体基板30上表面のシリコン酸化膜の厚さは、一定の膜厚にて形成されていたがこれに限られない。半導体基板30のロジック回路領域におけるシリコン酸化膜の厚さを、半導体基板30のパワー回路領域におけるシリコン酸化膜の厚さよりも薄く形成した上で、リセスLOCOS酸化膜を形成するための浅い溝を形成してもよい。一般に、シリコン酸化膜が薄いほど、リセスLOCOS酸化膜の、半導体基板30上表面に沿った方向(横方向)の広がりが小さくなるため、半導体装置の高集積化をさらに図ることができるようになる。   In the first embodiment, when the shallow groove 45a for forming the recess LOCOS oxide film is formed at a predetermined position on the upper surface of the semiconductor substrate 30 (see FIG. 4D), the logic circuit region and the power circuit are formed. Regardless of the region, the thickness of the silicon oxide film on the upper surface of the semiconductor substrate 30 is a constant thickness, but is not limited thereto. The thickness of the silicon oxide film in the logic circuit region of the semiconductor substrate 30 is made thinner than the thickness of the silicon oxide film in the power circuit region of the semiconductor substrate 30, and then a shallow groove for forming the recess LOCOS oxide film is formed. May be. In general, the thinner the silicon oxide film, the smaller the extension of the recess LOCOS oxide film in the direction (lateral direction) along the upper surface of the semiconductor substrate 30, so that the semiconductor device can be further highly integrated. .

(第2の実施の形態)
次に、本発明に係る半導体装置の第2の実施の形態について、図6及び図7を併せ参照しつつ説明する。これら図6及び図7においては、先の図1〜図5に示した要素と同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示しており、それら各要素についての重複する説明は割愛する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7, the same elements as those shown in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and redundant description of each element is omitted.

図6は、第2の実施の形態の側面断面図である。この図6に示されるように、本実施の形態も、先の第1の実施の形態に準じた構造となっている。ただし、本実施の形態の半導体装置2aでは、パワー回路20aの素子分離用絶縁膜として、化学気相成長を通じて半導体基板30上表面に堆積され、パターニングされた、CVD絶縁膜56aを採用している。   FIG. 6 is a side sectional view of the second embodiment. As shown in FIG. 6, this embodiment also has a structure according to the first embodiment. However, in the semiconductor device 2a of the present embodiment, the CVD insulating film 56a deposited and patterned on the surface of the semiconductor substrate 30 through chemical vapor deposition is employed as the element isolation insulating film of the power circuit 20a. .

パワー回路20aは、図6に示されるように、半導体基板30の表層部に、N型の高濃度の不純物領域が形成されており、この不純物領域は、横型MOSトランジスタ素子のドレイン領域51として機能する。なお、ドレイン領域51の上表面に接するように、例えばアルミニウム(Al)などの金属を用いてドレイン電極58が形成されている。同様に、半導体基板30の表層部のうち、ドレイン領域51から離間する位置には、N型の不純物領域が2つ形成されており、これら不純物領域は、横型MOSトランジスタ素子のソース領域52として機能する。これらソース領域52の上表面には、例えばアルミニウム(Al)などの金属を用いてソース電極59が形成されている。また、この半導体基板30の表層部のうち、ドレイン領域51とソース領域52との間に位置するP型の低濃度の不純物領域及びP型の高濃度の不純物領域は、横型MOSトランジスタ素子のチャネル領域53及び54として機能する。さらに、図6に示されるように、チャネル領域54及び53に渡って、例えば酸化シリコン(SiO2)等の絶縁材料を用いて、ゲート絶縁膜55や、素子分離用絶縁膜としてのCVD絶縁膜56aが形成されており、これらゲート絶縁膜55やCVD絶縁膜56aを介して、ゲート電極57が例えば多結晶シリコン等の導電材料を用いて形成されている。   In the power circuit 20a, as shown in FIG. 6, an N-type high-concentration impurity region is formed in the surface layer portion of the semiconductor substrate 30, and this impurity region functions as the drain region 51 of the lateral MOS transistor element. To do. A drain electrode 58 is formed using a metal such as aluminum (Al) so as to be in contact with the upper surface of the drain region 51. Similarly, two N-type impurity regions are formed at positions spaced from the drain region 51 in the surface layer portion of the semiconductor substrate 30, and these impurity regions function as the source region 52 of the lateral MOS transistor element. To do. A source electrode 59 is formed on the upper surface of the source region 52 using a metal such as aluminum (Al). In the surface layer portion of the semiconductor substrate 30, a P-type low-concentration impurity region and a P-type high-concentration impurity region located between the drain region 51 and the source region 52 are formed in the channel of the lateral MOS transistor element. Functions as regions 53 and 54. Further, as shown in FIG. 6, over the channel regions 54 and 53, an insulating material such as silicon oxide (SiO 2) is used to form a gate insulating film 55 and a CVD insulating film 56a as an element isolating insulating film. The gate electrode 57 is formed using a conductive material such as polycrystalline silicon through the gate insulating film 55 and the CVD insulating film 56a.

こうしたCVD絶縁膜56aのバーズビーク角度及びオン抵抗値について、図7(a)及び(b)を参照して説明する。   The bird's beak angle and on-resistance value of the CVD insulating film 56a will be described with reference to FIGS. 7 (a) and 7 (b).

図7(a)に示されるように、CVD絶縁膜56aの側面に沿った直線と半導体基板30上表面に沿った直線とがなす角のうちの小さい方の角度δが、CVD絶縁膜56aのバーズビーク角度である。このCVD絶縁膜56aのバーズビーク角度は、パターニングする設備の性能にもよるが、通常のLOCOS酸化膜のバーズビーク角度と同程度の大きさとなっている。   As shown in FIG. 7A, the smaller angle δ of the angles formed by the straight line along the side surface of the CVD insulating film 56a and the straight line along the upper surface of the semiconductor substrate 30 is the CVD insulating film 56a. Bird's beak angle. The bird's beak angle of the CVD insulating film 56a is approximately the same as the bird's beak angle of a normal LOCOS oxide film, although it depends on the performance of the patterning equipment.

また、CVD絶縁膜56aは、半導体基板30上表面に堆積して形成される。そのため、図7(b)に示されるように、CVD絶縁膜56aが形成されることに起因して、電流の流れる経路が長くなったり、電流の流れる方向が急激に変化したりするようなことはほとんどない。したがって、電流は直線状に流れることができるようになり、オン抵抗値が増大することはほとんどない。   Further, the CVD insulating film 56 a is formed by being deposited on the surface of the semiconductor substrate 30. Therefore, as shown in FIG. 7B, due to the formation of the CVD insulating film 56a, the current flow path becomes longer or the current flow direction changes abruptly. There is almost no. Therefore, the current can flow linearly, and the on-resistance value hardly increases.

このように、本実施の形態では、ロジック回路10においては、素子分離用絶縁膜として、通常のLOCOS酸化膜に替えて、バーズビーク角度の小さいリセスLOCOS酸化膜を採用することで、pチャネル形MOSトランジスタ素子とnチャネル形MOSトランジスタ素子とが絶縁分離されるとともに、半導体装置の高集積化が図られている。一方、パワー回路20aにおいては、素子分離用絶縁膜として、CVDを通じて半導体基板30上表面に堆積され、パターニングされたCVD絶縁膜56aを採用することで、横型MOSトランジスタ素子のゲート電極57とドレイン領域51とが絶縁分離されるとともに、半導体装置の消費電力の低減が図られている。このように、両回路の素子分離用絶縁膜が造り分けられているため、ロジック回路領域における高い集積度を維持しながらも、パワー回路領域における消費電力の増大を抑制することができるようになる。   As described above, in the present embodiment, in the logic circuit 10, by adopting a recess LOCOS oxide film having a small bird's beak angle instead of a normal LOCOS oxide film as an element isolation insulating film, a p-channel type MOS The transistor element and the n-channel MOS transistor element are insulated and separated, and the semiconductor device is highly integrated. On the other hand, in the power circuit 20a, the gate insulating film 56a and the drain region of the lateral MOS transistor element are adopted by adopting a CVD insulating film 56a deposited and patterned on the surface of the semiconductor substrate 30 through CVD as an element isolation insulating film. 51 is insulated and separated, and the power consumption of the semiconductor device is reduced. Thus, since the element isolation insulating films of both circuits are separately formed, it is possible to suppress an increase in power consumption in the power circuit region while maintaining a high degree of integration in the logic circuit region. .

以下、上述のように構成された半導体装置2aを製造する方法について、図8〜図10を併せ参照して説明する。なお、図8(a)〜(e)は、半導体装置2aを製造する方法について、ロジック回路領域における素子分離用絶縁膜を形成する製造プロセスを模式的に示す側面断面図である。図9(a)〜(c)は、図8に続く製造プロセスであって、パワー回路領域における素子分離用絶縁膜を形成する製造プロセスを模式的に示す側面断面図である。また、図10(a)〜(d)は、図9に続く製造プロセスであって、ロジック回路領域及びパワー回路領域の両領域における半導体素子を形成する製造プロセスを模式的に示す側面断面図である。なお、この製造方法も、基本的には、先の図4及び図5に示した、半導体装置1を製造する方法に準じた方法となっている。   Hereinafter, a method of manufacturing the semiconductor device 2a configured as described above will be described with reference to FIGS. 8A to 8E are side cross-sectional views schematically showing a manufacturing process for forming an element isolation insulating film in the logic circuit region in the method for manufacturing the semiconductor device 2a. 9A to 9C are side cross-sectional views schematically showing the manufacturing process for forming the element isolation insulating film in the power circuit region, which is a manufacturing process subsequent to FIG. FIGS. 10A to 10D are side cross-sectional views schematically showing a manufacturing process subsequent to FIG. 9 and forming a semiconductor element in both the logic circuit region and the power circuit region. is there. This manufacturing method is also basically a method according to the method for manufacturing the semiconductor device 1 shown in FIGS.

半導体装置2aを製造するにあたっては、先の図4(a)と同様に、まず、図8(a)に示すように、シリコンからなるN型の半導体基板30を準備し、これを酸化炉に収容する。この酸化炉において、シリコンと酸素とを反応させることで、半導体基板30上表面の全面に酸化シリコンを成長させ、一定膜厚のシリコン酸化膜(SiO2)を形成する。その後、例えばCVDを通じて、シラン(SiH4)ガスとアンモニアガス(NH3)を気相にて化学反応させ、シリコン窒化膜(Si3N4)をシリコン酸化膜上表面の全面に堆積・形成する。   In manufacturing the semiconductor device 2a, as shown in FIG. 4A, first, as shown in FIG. 8A, an N-type semiconductor substrate 30 made of silicon is prepared, and this is used in an oxidation furnace. Accommodate. In this oxidation furnace, silicon and oxygen are reacted to grow silicon oxide over the entire surface of the semiconductor substrate 30 to form a silicon oxide film (SiO 2) having a constant thickness. Thereafter, for example, through CVD, silane (SiH 4) gas and ammonia gas (NH 3) are chemically reacted in a gas phase to deposit and form a silicon nitride film (Si 3 N 4) on the entire surface of the silicon oxide film.

次に、図8(b)に示すように、シリコン窒化膜上表面の全面にレジストを塗布し、所定の位置のレジストのみが残るように、このレジストをパターニングする。そして、パターニングされたレジストをマスクとして、シリコン窒化膜のうち、レジストが残されていない部分をエッチング除去する。なお、このとき、シリコン窒化膜下層のシリコン酸化膜までは、エッチング除去することなく残す。そして、このシリコン窒化膜のエッチング除去を終えた後、このプロセスで使用したレジストを除去しておく。そして、図8(c)に示すように、パワー回路が作製されるパワー回路領域の、半導体基板30(正確には、シリコン窒化膜及びシリコン酸化膜)上表面にのみ、レジストを形成する。   Next, as shown in FIG. 8B, a resist is applied to the entire surface of the upper surface of the silicon nitride film, and this resist is patterned so that only the resist at a predetermined position remains. Then, using the patterned resist as a mask, the portion of the silicon nitride film where the resist is not left is removed by etching. At this time, the silicon oxide film below the silicon nitride film is left without being removed by etching. Then, after the etching removal of the silicon nitride film is finished, the resist used in this process is removed. Then, as shown in FIG. 8C, a resist is formed only on the surface of the semiconductor substrate 30 (more precisely, a silicon nitride film and a silicon oxide film) in the power circuit region where the power circuit is manufactured.

また次に、図8(d)に示すように、ロジック回路が作製されるロジック回路領域のシリコン窒化膜をマスクとして、シリコン酸化膜及び半導体基板30上表面の一部をエッチング除去し、半導体基板30上表面の一部に浅い溝45bを形成する。また、パワー回路領域に残されていたレジストを除去する。   Next, as shown in FIG. 8D, the silicon oxide film and a part of the upper surface of the semiconductor substrate 30 are removed by etching using the silicon nitride film in the logic circuit region in which the logic circuit is manufactured as a mask. 30 A shallow groove 45b is formed in a part of the upper surface. Also, the resist left in the power circuit area is removed.

こうした半導体基板30を酸化性雰囲気にさらしつつ高温状態にすると、すなわち、半導体基板30を熱酸化すると、図8(e)に示すように、ロジック回路領域においては、上表面が半導体基板30上表面(正確にはシリコン窒化膜上表面)と同一平面に収まる、リセスLOCOS酸化膜45が形成される。一方、パワー回路領域においては、半導体基板30の上表面が雰囲気に露出していないため、素子分離用絶縁膜は形成されることなく、図9に示す製造プロセスを通じて形成される。   When such a semiconductor substrate 30 is exposed to an oxidizing atmosphere and brought to a high temperature state, that is, when the semiconductor substrate 30 is thermally oxidized, the upper surface is the upper surface of the semiconductor substrate 30 in the logic circuit region as shown in FIG. A recess LOCOS oxide film 45 is formed that fits in the same plane as (precisely the upper surface of the silicon nitride film). On the other hand, in the power circuit region, since the upper surface of the semiconductor substrate 30 is not exposed to the atmosphere, the element isolation insulating film is not formed and is formed through the manufacturing process shown in FIG.

まず、図9(a)に示すように、先の図8(e)において、半導体基板30上表面に残されているシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を除去する。シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜が除去されて露出された半導体基板30上表面の全面に対し、例えばCVDを通じて、所定の膜厚にて、シリコン酸化膜(CVD膜)を堆積・形成する。   First, as shown in FIG. 9A, the silicon oxide film and silicon nitride film remaining on the upper surface of the semiconductor substrate 30 in FIG. 8E are removed. A silicon oxide film (CVD film) is deposited and formed with a predetermined thickness on the entire surface of the semiconductor substrate 30 exposed by removing the silicon oxide film and the silicon nitride film, for example, by CVD.

次に、図9(b)に示すように、CVD膜上表面の全面にレジストを塗布し、所定の位置のレジストのみが残るように、このレジストをパターニングする。そして、パターニングされたレジストをマスクとして、CVD膜のうち、レジストが残されていない部分をエッチング除去する。なおこのとき、半導体基板30上表面が再び露出する。このように、CVD膜のエッチング除去が実行されると、図9(c)に示すように、パワー回路領域の所定の位置に、CVD絶縁膜56aが形成されることとなる。   Next, as shown in FIG. 9B, a resist is applied to the entire surface of the upper surface of the CVD film, and this resist is patterned so that only the resist at a predetermined position remains. Then, using the patterned resist as a mask, a portion of the CVD film where the resist is not left is removed by etching. At this time, the upper surface of the semiconductor substrate 30 is exposed again. As described above, when the CVD film is removed by etching, the CVD insulating film 56a is formed at a predetermined position in the power circuit region as shown in FIG. 9C.

こうして、リセスLOCOS酸化膜45及びCVD絶縁膜56aがロジック回路領域及びパワー回路領域にそれぞれ形成されると、図10(a)〜(d)に示すように、半導体素子を各領域にそれぞれ形成する。   Thus, when the recess LOCOS oxide film 45 and the CVD insulating film 56a are formed in the logic circuit region and the power circuit region, respectively, semiconductor elements are formed in the respective regions as shown in FIGS. .

まず、図10(a)に示すように、CVD絶縁膜56aが位置する部分を除く半導体基板30の上表面に、所定の膜厚にて、シリコン酸化膜を形成する。次に、図10(b)に示すように、半導体基板30のロジック回路領域には、所定の低濃度にてP型のPウェル40を形成する一方、半導体基板30のパワー回路領域には、所定の濃度にてN型のNウェルを形成する。   First, as shown in FIG. 10A, a silicon oxide film is formed with a predetermined film thickness on the upper surface of the semiconductor substrate 30 excluding a portion where the CVD insulating film 56a is located. Next, as shown in FIG. 10B, a P-type P well 40 is formed at a predetermined low concentration in the logic circuit region of the semiconductor substrate 30, while in the power circuit region of the semiconductor substrate 30, An N-type N well is formed at a predetermined concentration.

そして、図10(c)に示すように、半導体基板30のロジック回路領域及びパワー回路領域には、先の図5(c)と同様に、CMOSトランジスタ素子及び横型MOSトランジスタ素子が形成される。   Then, as shown in FIG. 10C, CMOS transistor elements and lateral MOS transistor elements are formed in the logic circuit area and the power circuit area of the semiconductor substrate 30 as in FIG. 5C.

さらに、図10(d)に示すように、半導体基板30上表面の全面に渡って保護膜を例えばBPSGにて形成するとともに、この保護膜の上表面にレジストを塗布し、このレジストをパターニングする。このパターニングされたレジストをマスクとして、保護膜をエッチング除去し、電極を形成することにより、先の図6に示す半導体装置2aが製造されることとなる。なお、この保護膜は、絶縁膜44として機能することとなる。   Further, as shown in FIG. 10D, a protective film is formed over the entire surface of the semiconductor substrate 30 by, for example, BPSG, a resist is applied to the upper surface of the protective film, and the resist is patterned. . Using this patterned resist as a mask, the protective film is removed by etching to form an electrode, whereby the semiconductor device 2a shown in FIG. 6 is manufactured. This protective film functions as the insulating film 44.

なお、本発明にかかる半導体装置及びその製造方法は、上記第2の実施の形態にて例示した構成及び方法に限られるものではなく、同実施の形態を適宜変更した例えば次の形態として実施することもできる。   Note that the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present invention are not limited to the configuration and method illustrated in the second embodiment, and the embodiment is implemented as, for example, the following form as appropriate. You can also.

上記第2の実施の形態では、ロジック回路10の素子分離用絶縁膜として、通常のLOCOS酸化膜よりもバーズビーク角度の大きいリセスLOCOS酸化膜を採用し、パワー回路20の素子分離用絶縁膜として、通常のLOCOS酸化膜と同程度のバーズビーク角度であるCVD絶縁膜56aを採用していたが、これに限られない。他に例えば、ロジック回路10の素子分離用絶縁膜として、リセスLOCOS酸化膜よりもバーズビーク角度の大きいSTIを採用し、パワー回路20の素子分離用絶縁膜として、CVD絶縁膜56aを採用することとしてもよい。これにより、パワー回路部のオン抵抗値がより低減されるため、ロジック回路領域における高い集積度を維持しながらも、パワー回路領域における消費電力の増大をさらに抑制することができるようになる。   In the second embodiment, a recess LOCOS oxide film having a bird's beak angle larger than that of a normal LOCOS oxide film is employed as the element isolation insulating film of the logic circuit 10, and the element isolation insulating film of the power circuit 20 is used as the element isolation insulating film. Although the CVD insulating film 56a having the same bird's beak angle as that of a normal LOCOS oxide film is employed, the present invention is not limited to this. In addition, for example, STI having a larger bird's beak angle than the recess LOCOS oxide film is employed as the element isolation insulating film of the logic circuit 10, and the CVD insulating film 56 a is employed as the element isolation insulating film of the power circuit 20. Also good. As a result, the on-resistance value of the power circuit portion is further reduced, so that an increase in power consumption in the power circuit region can be further suppressed while maintaining a high degree of integration in the logic circuit region.

上記第2の実施の形態では、リセスLOCOS酸化膜を形成するための浅い溝45bを、半導体基板30上表面の所定位置に形成する際(図8(d)参照)、ロジック回路領域及びパワー回路領域に関係なく、半導体基板30上表面のシリコン酸化膜の厚さは、一定の膜厚にて形成されていたがこれに限られない。半導体基板30のロジック回路領域におけるシリコン酸化膜の厚さを、半導体基板30のパワー回路領域におけるシリコン酸化膜の厚さよりも薄く形成した上で、リセスLOCOS酸化膜を形成するための浅い溝を形成してもよい。一般に、シリコン酸化膜が薄いほど、リセスLOCOS酸化膜の、半導体基板30上表面に沿った方向(横方向)の広がりが小さくなるため、半導体装置の高集積化をさらに図ることができるようになる。   In the second embodiment, when the shallow groove 45b for forming the recess LOCOS oxide film is formed at a predetermined position on the upper surface of the semiconductor substrate 30 (see FIG. 8D), the logic circuit region and the power circuit are formed. Regardless of the region, the thickness of the silicon oxide film on the upper surface of the semiconductor substrate 30 is a constant thickness, but is not limited thereto. The thickness of the silicon oxide film in the logic circuit region of the semiconductor substrate 30 is made thinner than the thickness of the silicon oxide film in the power circuit region of the semiconductor substrate 30, and then a shallow groove for forming the recess LOCOS oxide film is formed. May be. In general, the thinner the silicon oxide film, the smaller the extension of the recess LOCOS oxide film in the direction (lateral direction) along the upper surface of the semiconductor substrate 30, so that the semiconductor device can be further highly integrated. .

上記第2の実施の形態(変形例を含む)では、半導体基板30は平板であるため、パワー回路20aを構成する横型MOSトランジスタ素子のソース領域52上表面とドレイン領域51上表面との間に、半導体基板30上表面の垂直方向の段差がない構造であったが、こうした構造に限られない。他に例えば、図6に対応する図として図11に示されるように、パワー回路20bを構成する横型MOSトランジスタ素子のソース領域52上表面とドレイン領域51上表面との間に、これら両領域間のオン抵抗値を低減するための、半導体基板30a上表面の垂直方向の段差Dが形成された半導体装置2aとしてもよい。これにより、これら両領域間を流れるチャネル電流が流れることのできる面積をより大きくすることができるため、オン抵抗値がより小さくなり、パワー回路領域における消費電力の増大をさらに抑制することができるようになる。   In the second embodiment (including modifications), since the semiconductor substrate 30 is a flat plate, it is between the upper surface of the source region 52 and the upper surface of the drain region 51 of the lateral MOS transistor element constituting the power circuit 20a. Although the structure has no vertical step on the upper surface of the semiconductor substrate 30, the structure is not limited to this. In addition, for example, as shown in FIG. 11 as a diagram corresponding to FIG. 6, between the upper surface of the source region 52 and the upper surface of the drain region 51 of the lateral MOS transistor element constituting the power circuit 20b, The semiconductor device 2a may be formed with a step D in the vertical direction on the upper surface of the semiconductor substrate 30a for reducing the on-resistance value. As a result, the area in which the channel current flowing between these two regions can flow can be increased, so that the on-resistance value can be further reduced and an increase in power consumption in the power circuit region can be further suppressed. become.

その他にも、上記第1及び第2の実施の形態にて例示した構成及び方法(変形例を含む)に共通して変更可能な要素として、次のようなものもある。   In addition, there are the following elements that can be changed in common with the configurations and methods (including modifications) exemplified in the first and second embodiments.

上記各実施の形態(変形例を含む)では、ロジック回路10の素子分離用絶縁膜として、リセスLOCOS酸化膜あるいはSTIを採用し、パワー回路20〜20bの素子分離用絶縁膜として、通常のLOCOS酸化膜あるいはCVD絶縁膜を採用していたが、これに限られない。要は、パワー回路の素子分離用絶縁膜のバーズビーク角度が、ロジック回路の素子分離用絶縁膜のバーズビーク角度よりも小さくなるように、これら両回路の素子分離用絶縁膜が造り分けられていれば、所期の目的を達成することはできる。   In each of the above-described embodiments (including modifications), a recess LOCOS oxide film or STI is adopted as the element isolation insulating film of the logic circuit 10, and a normal LOCOS is used as the element isolation insulating film of the power circuits 20 to 20b. Although an oxide film or a CVD insulating film has been employed, the present invention is not limited to this. In short, if the insulating films for element isolation of these circuits are made so that the bird's beak angle of the insulating film for element isolation of the power circuit is smaller than the bird's beak angle of the insulating film for element isolation of the logic circuit Can achieve the intended purpose.

本発明に係る半導体装置の第1の実施の形態について、その側面構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the side structure about 1st Embodiment of the semiconductor device which concerns on this invention. (a)は、通常のLOCOS酸化膜のバーズビーク角度を示す側面断面図。(b)は、リセスLOCOS酸化膜のバーズビーク角度を示す側面断面図。(c)は、STIのバーズビーク角度を示す側面断面図。(A) is side surface sectional drawing which shows the bird's beak angle of a normal LOCOS oxide film. (B) is side surface sectional drawing which shows the bird's beak angle of a recess LOCOS oxide film. (C) is side surface sectional drawing which shows the bird's beak angle of STI. (a)は、通常のLOCOS酸化膜周囲を流れる電流の電流経路を示す側面断面図。(b)は、リセスLOCOS酸化膜周囲を流れる電流の電流経路を示す側面断面図。(c)は、STI周囲を流れる電流の電流経路を示す側面断面図。(A) is side surface sectional drawing which shows the current pathway of the electric current which flows around a normal LOCOS oxide film. (B) is a side sectional view showing a current path of a current flowing around the recess LOCOS oxide film. (C) is a side sectional view showing a current path of a current flowing around the STI. 第1の実施の形態の半導体装置を製造する方法について、(a)〜(e)は、その製造プロセスを模式的に示す側面断面図。(A)-(e) is side surface sectional drawing which shows typically the manufacturing process about the method of manufacturing the semiconductor device of 1st Embodiment. 第1の実施の形態の半導体装置を製造する方法について、(a)〜(d)は、図4に続く製造プロセスを模式的に示す側面断面図。FIGS. 5A to 5D are side cross-sectional views schematically showing a manufacturing process following FIG. 4 for the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 本発明に係る半導体装置の第2の実施の形態について、その側面構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the side structure about 2nd Embodiment of the semiconductor device which concerns on this invention. (a)は、CVD絶縁膜のバーズビーク角度を示す側面断面図。(b)は、CVD絶縁膜直下を流れる電流の電流経路を示す側面断面図。(A) is side surface sectional drawing which shows the bird's beak angle of a CVD insulating film. (B) is a side cross-sectional view showing a current path of a current flowing directly under a CVD insulating film. 第2の実施の形態の半導体装置を製造する方法について、(a)〜(e)は、その製造プロセスを模式的に示す側面断面図。(A)-(e) is side surface sectional drawing which shows typically the manufacturing process about the method of manufacturing the semiconductor device of 2nd Embodiment. 第2の実施の形態の半導体装置を製造する方法について、(a)〜(c)は、図7に続く製造プロセスを模式的に示す側面断面図。FIGS. 8A to 8C are side cross-sectional views schematically showing a manufacturing process following FIG. 7 for the method for manufacturing the semiconductor device of the second embodiment. 第2の実施の形態の半導体装置を製造する方法について、(a)〜(d)は、図8に続く製造プロセスを模式的に示す側面断面図。FIGS. 9A to 9D are side cross-sectional views schematically showing a manufacturing process following FIG. 8 for the method for manufacturing the semiconductor device of the second embodiment. 第2の実施の形態の半導体装置の変形例について、その側面構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the side structure about the modification of the semiconductor device of 2nd Embodiment. バーズビーク角度とオン抵抗値との関係を示す図。The figure which shows the relationship between a bird's beak angle and on-resistance value.

符号の説明Explanation of symbols

1、2a、2b…半導体装置、10…ロジック回路、20、20a、20b…パワー回路、30、30a…半導体基板、40…Pウェル、41、42…不純物領域、43…ゲート電極、44…絶縁膜、45…リセスLOCOS酸化膜(素子分離用絶縁膜)、45a、45b…浅い溝、46…ドレイン電極、47…ソース電極、51…ドレイン領域、52…ソース領域、53、54…チャネル領域、55…ゲート絶縁膜、56…LOCOS酸化膜(素子分離用絶縁膜)、56a…CVD絶縁膜(素子分離用絶縁膜)、57…ゲート電極、58…ドレイン電極、59…ソース電極。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2a, 2b ... Semiconductor device, 10 ... Logic circuit, 20, 20a, 20b ... Power circuit, 30, 30a ... Semiconductor substrate, 40 ... P well, 41, 42 ... Impurity region, 43 ... Gate electrode, 44 ... Insulation 45, Recessed LOCOS oxide film (element isolation insulating film), 45a, 45b ... Shallow groove, 46 ... Drain electrode, 47 ... Source electrode, 51 ... Drain region, 52 ... Source region, 53, 54 ... Channel region, 55... Gate insulating film, 56... LOCOS oxide film (element isolation insulating film), 56 a .. CVD insulating film (element isolation insulating film), 57... Gate electrode, 58.

Claims (12)

CMOSトランジスタ素子を含むロジック回路が内部に形成されるロジック回路領域、及び、横型MOSトランジスタ素子を含むパワー回路が内部に形成されるパワー回路領域が同一の半導体基板の表層部に形成される半導体装置であって、
前記パワー回路の素子分離用絶縁膜の側面に沿った方向と前記半導体基板の表面に沿った方向とがなす角のうちの小さい方の角度である、前記パワー回路の素子分離用絶縁膜のバーズビーク角度が、前記ロジック回路の素子分離用絶縁膜の側面に沿った方向と前記半導体基板の表面に沿った方向とがなす角のうちの小さい方の角度である、前記ロジック回路の素子分離用絶縁膜のバーズビーク角度よりも小さくなるように、これら両回路の素子分離用絶縁膜が造り分けられていることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device in which a logic circuit area in which a logic circuit including a CMOS transistor element is formed and a power circuit area in which a power circuit including a lateral MOS transistor element is formed are formed in a surface layer portion of the same semiconductor substrate Because
The bird's beak of the element isolation insulating film of the power circuit, which is the smaller of the angles formed by the direction along the side surface of the element isolation insulating film of the power circuit and the direction along the surface of the semiconductor substrate Insulation for element isolation of the logic circuit, wherein the angle is a smaller one of angles formed by the direction along the side surface of the element isolation insulating film of the logic circuit and the direction along the surface of the semiconductor substrate. A semiconductor device characterized in that the insulating films for element isolation of these two circuits are separately formed so as to be smaller than the bird's beak angle of the film.
前記パワー回路の素子分離用絶縁膜は、前記半導体基板表面が選択的に酸化されて形成された、前記横型MOSトランジスタ素子を構成するゲート電極とドレイン領域とを絶縁するLOCOS酸化膜であり、
前記ロジック回路の素子分離用絶縁膜は、その上表面が前記半導体基板表面と同一平面に収まるように形成された、前記CMOSトランジスタ素子を構成するp型MOSトランジスタ素子とn型MOSトランジスタ素子とを絶縁するリセスLOCOS酸化膜であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
The element isolation insulating film of the power circuit is a LOCOS oxide film that is formed by selectively oxidizing the surface of the semiconductor substrate and insulates a gate electrode and a drain region constituting the lateral MOS transistor element,
The element isolation insulating film of the logic circuit comprises a p-type MOS transistor element and an n-type MOS transistor element constituting the CMOS transistor element, the upper surface of which is formed to be flush with the surface of the semiconductor substrate. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a recess LOCOS oxide film to be insulated.
前記パワー回路の素子分離用絶縁膜は、前記半導体基板表面が選択的に酸化されて形成された、前記横型MOSトランジスタ素子を構成するゲート電極とドレイン領域とを絶縁するLOCOS酸化膜であり、
前記ロジック回路の素子分離用絶縁膜は、前記半導体基板表面に形成された溝に酸化膜が埋設されて形成された、前記CMOSトランジスタ素子を構成するp型MOSトランジスタ素子とn型MOSトランジスタ素子とを絶縁するSTIであることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
The element isolation insulating film of the power circuit is a LOCOS oxide film that is formed by selectively oxidizing the surface of the semiconductor substrate and insulates a gate electrode and a drain region constituting the lateral MOS transistor element,
The element isolation insulating film of the logic circuit includes a p-type MOS transistor element and an n-type MOS transistor element constituting the CMOS transistor element, wherein an oxide film is buried in a groove formed on the surface of the semiconductor substrate. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is an STI that insulates.
前記パワー回路の素子分離用絶縁膜は、化学気相成長を通じて前記半導体基板表面に堆積されてパターニングされた、前記横型MOSトランジスタ素子を構成するゲート電極とドレイン領域とを絶縁する絶縁膜であり、
前記ロジック回路の素子分離絶縁膜は、その上表面が前記半導体基板表面と同一平面に収まるように形成された、前記CMOSトランジスタ素子を構成するp型MOSトランジスタ素子とn型MOSトランジスタ素子とを絶縁するリセスLOCOS酸化膜であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
The element isolation insulating film of the power circuit is an insulating film that is deposited on the surface of the semiconductor substrate through chemical vapor deposition and patterned, and insulates the gate electrode and the drain region constituting the lateral MOS transistor element,
The element isolation insulating film of the logic circuit is formed so that an upper surface thereof is flush with the surface of the semiconductor substrate, and insulates the p-type MOS transistor element and the n-type MOS transistor element constituting the CMOS transistor element. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a recess LOCOS oxide film.
前記パワー回路の素子分離用絶縁膜は、化学気相成長を通じて前記半導体基板表面に堆積されてパターニングされた、前記横型MOSトランジスタ素子を構成するゲート電極とドレイン領域とを絶縁する絶縁膜であり、
前記ロジック回路の素子分離用絶縁膜は、前記半導体基板表面に形成された溝に酸化膜が埋設されて形成された、前記CMOSトランジスタ素子を構成するp型MOSトランジスタ素子とn型MOSトランジスタ素子とを絶縁するSTIであることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
The element isolation insulating film of the power circuit is an insulating film that is deposited on the surface of the semiconductor substrate through chemical vapor deposition and patterned, and insulates the gate electrode and the drain region constituting the lateral MOS transistor element,
The element isolation insulating film of the logic circuit includes a p-type MOS transistor element and an n-type MOS transistor element forming the CMOS transistor element, wherein an oxide film is buried in a groove formed on the surface of the semiconductor substrate. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is an STI that insulates.
前記横型MOSトランジスタ素子を構成するソース領域の上表面とドレイン領域の上表面との間に、これら両領域間のオン抵抗値を低減するための段差が形成されていることを特徴とする請求項4または5に記載の半導体装置。   2. A step is formed between an upper surface of a source region and an upper surface of a drain region constituting the lateral MOS transistor element for reducing an on-resistance value between the two regions. 4. The semiconductor device according to 4 or 5. CMOSトランジスタ素子を含むロジック回路が内部に形成されるロジック回路領域、及び、横型MOSトランジスタ素子を含むパワー回路が内部に形成されるパワー回路領域が同一の半導体基板の表層部に形成される半導体装置を製造する方法であって、
前記パワー回路の素子分離用絶縁膜の側面に沿った方向と前記半導体基板の表面に沿った方向とがなす角のうちの小さい方の角度である、前記パワー回路の素子分離用絶縁膜のバーズビーク角度が、前記ロジック回路の素子分離用絶縁膜の側面に沿った方向と前記半導体基板の表面に沿った方向とがなす角のうちの小さい方の角度である、前記ロジック回路の素子分離用絶縁膜のバーズビーク角度よりも小さくなるように、これら両回路の素子分離用絶縁膜を造り分けることを特徴とする、半導体装置の製造方法。
A semiconductor device in which a logic circuit area in which a logic circuit including a CMOS transistor element is formed and a power circuit area in which a power circuit including a lateral MOS transistor element is formed are formed in a surface layer portion of the same semiconductor substrate A method of manufacturing
The bird's beak of the element isolation insulating film of the power circuit, which is the smaller of the angles formed by the direction along the side surface of the element isolation insulating film of the power circuit and the direction along the surface of the semiconductor substrate Insulation for element isolation of the logic circuit, wherein the angle is a smaller one of angles formed by the direction along the side surface of the element isolation insulating film of the logic circuit and the direction along the surface of the semiconductor substrate. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising separately forming an insulating film for element isolation of both circuits so as to be smaller than a bird's beak angle of the film.
前記パワー回路の素子分離用絶縁膜として、前記半導体基板表面の選択的な酸化を通じて、前記横型MOSトランジスタ素子を構成するゲート電極とドレイン領域とを絶縁するLOCOS酸化膜を形成し、
前記ロジック回路の素子分離用絶縁膜として、その上表面が前記半導体基板表面と同一平面に収まるように、前記CMOSトランジスタ素子を構成するp型MOSトランジスタ素子とn型MOSトランジスタ素子とを絶縁するリセスLOCOS酸化膜を形成することを特徴とする、請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
As the element isolation insulating film of the power circuit, a LOCOS oxide film that insulates the gate electrode and the drain region constituting the lateral MOS transistor element through selective oxidation of the surface of the semiconductor substrate is formed.
A recess that insulates the p-type MOS transistor element and the n-type MOS transistor element constituting the CMOS transistor element so that the upper surface of the logic circuit element isolation insulating film is flush with the surface of the semiconductor substrate. 8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein a LOCOS oxide film is formed.
前記パワー回路の素子分離用絶縁膜として、前記半導体基板表面の選択的な酸化を通じて、前記横型MOSトランジスタ素子を構成するゲート電極とドレイン領域とを絶縁するLOCOS酸化膜を形成し、
前記ロジック回路の素子分離用絶縁膜として、前記半導体基板表面に形成された溝に酸化膜を埋設することを通じて、前記CMOSトランジスタ素子を構成するp型MOSトランジスタ素子とn型MOSトランジスタ素子とを絶縁するSTIを形成することを特徴とする、請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
As the element isolation insulating film of the power circuit, a LOCOS oxide film that insulates the gate electrode and the drain region constituting the lateral MOS transistor element through selective oxidation of the surface of the semiconductor substrate is formed.
As an insulating film for element isolation of the logic circuit, an oxide film is buried in a groove formed on the surface of the semiconductor substrate, thereby insulating the p-type MOS transistor element and the n-type MOS transistor element constituting the CMOS transistor element. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the STI is formed.
前記パワー回路の素子分離用絶縁膜として、化学気相成長を通じて、前記横型MOSトランジスタ素子を構成するゲート電極とドレイン領域とを絶縁する絶縁膜を、前記半導体基板表面に堆積して形成し、
前記ロジック回路の素子分離用絶縁膜として、その上表面が前記半導体基板表面と同一平面に収まるように、前記CMOSトランジスタ素子を構成するp型MOSトランジスタ素子とn型MOSトランジスタ素子とを絶縁するリセスLOCOS酸化膜を形成することを特徴とする、請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
As the element isolation insulating film of the power circuit, an insulating film that insulates the gate electrode and the drain region constituting the lateral MOS transistor element through chemical vapor deposition is deposited on the surface of the semiconductor substrate,
A recess that insulates the p-type MOS transistor element and the n-type MOS transistor element constituting the CMOS transistor element so that the upper surface of the logic circuit element isolation insulating film is flush with the surface of the semiconductor substrate. 8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein a LOCOS oxide film is formed.
前記パワー回路の素子分離用絶縁膜として、化学気相成長を通じて、前記横型MOSトランジスタ素子を構成するゲート電極とドレイン領域とを絶縁する絶縁膜を、前記半導体基板表面に堆積して形成し、
前記ロジック回路の素子分離用絶縁膜として、前記半導体基板表面に形成された溝に酸化膜を埋設することを通じて、前記CMOSトランジスタ素子を構成するp型MOSトランジスタ素子とn型MOSトランジスタ素子とを絶縁するSTIを形成することを特徴とする、請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
As the element isolation insulating film of the power circuit, an insulating film that insulates the gate electrode and the drain region constituting the lateral MOS transistor element through chemical vapor deposition is deposited on the surface of the semiconductor substrate,
As an insulating film for element isolation of the logic circuit, an oxide film is buried in a groove formed on the surface of the semiconductor substrate, thereby insulating the p-type MOS transistor element and the n-type MOS transistor element constituting the CMOS transistor element. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the STI is formed.
前記横型MOSトランジスタ素子を構成するソース領域の上表面とドレイン領域の上表面との間に、これら両領域間のオン抵抗値を低減するための段差を形成することを特徴とする、請求項10または11に記載の半導体装置の製造方法。   11. A step is formed between an upper surface of a source region and an upper surface of a drain region constituting the lateral MOS transistor element to reduce an on-resistance value between these two regions. Or a method of manufacturing a semiconductor device according to 11;
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