JP2010147325A - Semiconductor device, and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関し、特に互いに隣接する素子間を分離するための素子分離層が設けられたMOS型半導体素子を含む半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device including a MOS type semiconductor element provided with an element isolation layer for isolating adjacent elements.
MOS( Metal-Oxide-Semiconductor )構造を有する半導体装置は公知である。図1に特許文献1に記載されたMOS型半導体装置の構造を示すとともに、その製造方法について説明する。まず、p型半導体基板1上に選択的にイオン注入を行うためのマスクを形成し、これにリンイオン(31P+)を注入して低濃度不純物拡散領域2を形成し、続いてヒ素イオン(75As+)を注入して高濃度不純物拡散領域3を形成する。次に低濃度不純物拡散領域2および高濃度不純物拡散領域3の外側に設けられた素子分離領域にLOCOS法により素子分離層4を形成する。次に、p型半導体基板1の表面にウェット酸化膜5を形成する。このとき、高濃度不純物拡散領域3は、チャンネル領域および低濃度不純物拡散領域2よりも不純物濃度が高いので、高濃度不純物拡散領域3上のウェット酸化膜5の成長が促進され、この部分の膜厚が他の領域よりも厚くなる。このように形成されたウェット酸化膜5の表面に多結晶シリコン膜を堆積し、これをドライエッチングしてゲート電極6を形成する。その後、ゲート電極6が形成されていない部分のウェット酸化膜を除去し、ゲート酸化膜5を残存させ、高濃度不純物拡散領域3上にソース・ドレイン電極を形成して完成となる。
このように特許文献1に記載のMOS型半導体装置においては、高濃度不純物拡散領域と低濃度不純物拡散領域の上に互いに厚みが異なるウェット酸化膜を形成することにより耐圧が最も低いゲート酸化膜の両端部の厚みを厚くしてゲート耐圧を高めるとともに、ゲート電極が形成されていない部分のウェット酸化膜を除去することによりゲート酸化膜を従来よりも短縮し、素子の微細化を図っている。
As described above, in the MOS type semiconductor device described in
しかしながら、上記特許文献1に記載のMOS型半導体装置に設けられる素子分離層は、従来のLOCOS法を用いて形成され、端部に所謂バーズビーク(bird’s beak)と呼ばれる部分を含む構造となっている。その結果、素子分離領域の幅が増大して素子の微細化を困難にしているといった問題があった。また、ゲート耐圧の向上を目的としてゲート酸化膜の両端部の厚みを厚く形成するように構成されているものの、高濃度不純物拡散領域の端部はウェット酸化膜の膜厚の薄い部分の直下に位置するため、ゲート−ドレイン間およびゲート−ソース間に電圧を印加すると、ゲート酸化膜の膜厚の薄い部分に電界が印加されることとなり、所望のゲート耐圧を得ることが困難であった。
本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、従来の同一サイズの半導体装置と比較してゲート耐圧を向上させるとともに、素子分離層をバーズビークを含まない構造とすることにより素子分割領域の面積を縮小し、素子の微細化を図ることができる半導体装置および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
However, the element isolation layer provided in the MOS type semiconductor device described in
The present invention has been made in view of the above points, and improves the gate breakdown voltage as compared with a conventional semiconductor device of the same size, and has an element isolation region that does not include a bird's beak. An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a semiconductor device manufacturing method capable of reducing the area of the semiconductor device and miniaturizing elements.
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体素子が設けられた素子形成領域と、互いに隣接する半導体素子間を絶縁分離する素子分離層が設けられた素子分離領域とを含む半導体装置の製造方法であって、半導体基板表面に前記素子形成領域から前記素子分割領域に亘って延在するLOCOS膜を形成する工程と、前記素子形成領域内の前記半導体基板上に前記LOCOS膜に接続されたゲート酸化膜を形成する工程と、前記LOCOS膜および前記ゲート酸化膜を覆うように導電膜を形成する工程と、前記導電膜を部分的にエッチングして前記ゲート酸化膜および前記LOCOS膜の一部を覆うゲート電極を形成する工程と、前記導電膜のエッチングによって露出した前記LOCOS膜を部分的にエッチングして前記LOCOS膜を前記素子分離層と前記ゲート酸化膜の端部を構成する高膜厚部とに分割する工程と、前記LOCOS膜のエッチングによって露出した前記半導体基板の表面にイオン注入を行って前記ゲート電極を挟む位置にドレイン領域およびソース領域を形成する工程と、を含むことを特徴としている。
また、本発明の半導体装置は、半導体素子が設けられた素子形成領域と、互いに隣接する半導体素子間を絶縁分離する素子分離層が設けられた素子分離領域とを含む半導体装置であって、前記半導体素子は、前記素子形成領域内の半導体基板上にゲート酸化膜を介して形成されたゲート電極と、前記半導体基板表面の前記ゲート酸化膜下方のチャンネル領域を挟む位置に設けられたドレイン領域およびソース領域と、を含み、前記ゲート酸化膜は、前記ゲート長方向両端部に他の部分よりも膜厚の厚い高膜厚部を有し、前記素子分離層および前記高膜厚部は、共通のLOCOS膜を分割することによってそれぞれ形成されることを特徴としている。
The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device including an element formation region provided with semiconductor elements and an element isolation region provided with element isolation layers that insulate and isolate adjacent semiconductor elements. A step of forming a LOCOS film extending from the element formation region to the element division region on the surface of the semiconductor substrate, and a gate oxidation connected to the LOCOS film on the semiconductor substrate in the element formation region Forming a film; forming a conductive film so as to cover the LOCOS film and the gate oxide film; and partially etching the conductive film to cover a part of the gate oxide film and the LOCOS film. Forming a gate electrode; and partially etching the LOCOS film exposed by etching the conductive film to form the LOCOS film in the element A step of dividing into a delamination layer and a high-thickness portion constituting an end portion of the gate oxide film, and ion implantation is performed on the surface of the semiconductor substrate exposed by etching of the LOCOS film to sandwich the gate electrode And a step of forming a drain region and a source region.
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including: an element formation region provided with a semiconductor element; and an element isolation region provided with an element isolation layer that insulates and isolates adjacent semiconductor elements. A semiconductor element includes a gate electrode formed on a semiconductor substrate in the element formation region via a gate oxide film, a drain region provided at a position sandwiching a channel region below the gate oxide film on the surface of the semiconductor substrate, and The gate oxide film has a high-thickness portion thicker than other portions at both ends in the gate length direction, and the element isolation layer and the high-thickness portion are common. Each LOCOS film is formed by dividing the LOCOS film.
本発明のMOS型半導体装置によれば、バーズビークを含まない素子分離層を形成することができ、同一サイズの従来のMOS型半導体装置と比較してゲート耐圧の向上を図ることが可能となる。 According to the MOS type semiconductor device of the present invention, an element isolation layer that does not contain a bird's beak can be formed, and the gate breakdown voltage can be improved as compared with a conventional MOS type semiconductor device of the same size.
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。尚、以下に示す図において、実質的に同一又は等価な構成要素、部分には同一の参照符を付している。
(第1実施例)
図2に本発明の第1実施例に係る半導体装置の断面図を示す。本実施例に係る半導体装置は、素子形成領域100と素子分離領域200とを含み、素子分離領域100内にはMOSFETが形成され、素子分離領域200内には当該MOSFETとこれと隣接する他の半導体素子とを電気的に分離するSiO2からなる素子分離層14bが形成される。
素子形成領域100において、p型のシリコン基板10上にSiO2からなるゲート酸化膜15を介してゲート電極16が形成される。ゲート電極15は、例えばポリシリコンにより形成される。シリコン基板10の表面には、ゲート酸化膜15直下のチャンネル領域を挟んだ両側にn型の低濃度不純物拡散領域18が形成される。低濃度不純物拡散領域18内にはこれよりも不純物濃度の高いn型の高濃度不純物拡散領域19が形成される。すなわち、高濃度不純物拡散領域19は、低濃度不純物拡散領域18よりもゲート長方向においてチャンネル領域から離間した位置に形成され、低濃度不純物拡散領域18よりも浅く形成されている。そして、低濃度不純物拡散領域18と高濃度不純物拡散領域19がMOSFETのソース又はドレインとして機能する。低濃度不純物拡散領域18を高濃度不純物拡散領域19とチャンネル領域との間に介在させることにより、高濃度不純物拡散領域の端部近傍の電界を緩和させ、ドレイン−ソース間の耐圧を向上させることができる。
ゲート酸化膜15は、ゲート長方向両端部の厚みが中央部よりも厚く形成されており、この厚みの厚い部分(以下高膜厚部14aと称する)の直下に高濃度不純物拡散領域19の端部が位置している。このように、ゲート電極16と高濃度不純物拡散領域19の端部との間に高膜厚部14aを介在させることにより、ゲート−ドレイン間若しくはゲート−ソース間に電圧が印加されたときのゲート酸化膜に印加される電界を緩和することができ、従来のMOSFETと比較してゲート耐圧を向上させることが可能となる。
かかる構造を有するMOSFETの両端に位置する素子分離領域200内には、当該MOSFETと、これと隣接する他の半導体素子とを電気的に分離するためのSiO2からなる素子分離層14bが設けられている。素子分離層14bは、後述するようにLOCOS法を用いて形成されるが、バーズビークを含まない構造となっており、素子分離領域200の面積が従来構造と比較して縮小されている。
以下において本実施例に係る半導体装置の製造方法について説明する。図3および図4は、上記した本発明の第1実施例に係る半導体装置の各製造工程毎の断面図である。
はじめに、p型のシリコンウエハを酸溶液で洗浄し、超純水でリンスした後、遠心乾燥機で乾燥させる。次に、洗浄済みのウエハを例えば雰囲気温度900℃に設定された炉に搬入し酸素とシリコンとを反応させてシリコン基板10上にパッド酸化膜(SiO2)11を成長させる。その後、シラン(SiH4)とアンモニア(NH3)ガスの熱化学反応によりパッド酸化膜(SiO2)11上にシリコン窒化膜(Si3N4)12を堆積させる(図3(a))。
次に、シリコン窒化膜12上にレジストマスク(図示せず)を形成し、ドライエッチングによりシリコン窒化膜12にパターニングを施す。このとき、次工程においてLOCOS膜14を形成すべき部分のパッド酸化膜11を露出させる(図3(b))。
次に、レジストマスクを除去し洗浄した後、耐酸性を有するシリコン窒化膜12をマスクとして、熱酸化法によりSiO2からなるLOCOS膜14を選択的に成長させる。その後、シリコン窒化膜12を熱リン酸(H3PO4)で除去し、続いてシリコン窒化膜12下部に残ったパッド酸化膜11をフッ酸(HF)で除去する。その後、LOCOS膜14に挟まれたシリコン基板10のチャンネル領域上に熱酸化法によりゲート酸化膜15を形成する(図3(c))。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings shown below, substantially the same or equivalent components and parts are denoted by the same reference numerals.
(First embodiment)
FIG. 2 is a sectional view of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. The semiconductor device according to the present embodiment includes an
In the
The
In the
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment will be described below. 3 and 4 are cross-sectional views for each manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
First, a p-type silicon wafer is washed with an acid solution, rinsed with ultrapure water, and then dried with a centrifugal dryer. Next, the cleaned wafer is carried into a furnace set at an atmospheric temperature of 900 ° C., for example, and oxygen and silicon are reacted to grow a pad oxide film (SiO 2) 11 on the
Next, a resist mask (not shown) is formed on the
Next, after removing and cleaning the resist mask, a LOCOS
次に、シラン(SiH4)を反応ガスとして使用したLP−CVD法等によってゲート酸化膜15およびLOCOS膜14上を覆うようにポリシリコン膜16aを堆積させる(図3(d))。尚、この後、ポリシリコン膜16aの電気抵抗を下げるため、ポリシリコン膜16a内にリン(P)を適量添加することとしてもよい。
次に、ポリシリコン膜16a上にレジストマスク(図示せず)を形成し、ドライエッチングによりポリシリコン膜16aにパターニングを施し、ゲート電極16を形成する。このとき、ゲート電極16の端部がLOCOS膜14の端部の比較的膜厚の厚い部分の上に位置するようにパターニングを施す(図3(e))。
Next, a
Next, a resist mask (not shown) is formed on the
次に、パターニングされたゲート電極16上およびLOCOS膜14上の素子分離層14bを形成する部分にレジストマスク17を形成する(図4(f))。続いて、ドライエッチング法によりレジストマスク17の開口部から露出したLOCOS膜14を選択的にエッチングする。これにより、LOCOS膜14は、ゲート酸化膜15の端部を構成するゲート酸化膜15の膜厚よりも厚い高膜厚部14aと素子分離領域200内に延在する素子分離層14bとに分割される。このように、素子分離層14bは、LOCOS膜14を選択的にエッチングすることにより形成され、かかるエッチングによって端部処理がなされるためバーズビークを含まない構造となる。このエッチングによりLOCOS膜14が除去された部分においてシリコン基板10が露出する(図4(g))。
次に、素子分離層14bおよびゲート電極16をマスクとして露出したシリコン基板10の表面にリンイオン(31P+)を注入して、ゲート電極16および素子分離層14bに対して自己整合的にn型の低濃度不純物拡散領域18を形成する。この時のイオン注入エネルギーは、例えば180KeV、ドーズ量は5.0×1012〜1.0×1013cm−2とし、チルト角を例えば45°に設定する。チルト角とは、ウエハ面の法線をウエハ中心に立てた時、この法線とイオンビームとが交差する角度をいう(図4(h))。
続いて、素子分離領域14bおよびゲート電極16をマスクとしてヒ素イオン(75As+)を注入してゲート電極16および素子分離層14bに対して自己整合的にn型の高濃度不純物拡散領域19を形成する。この時のイオン注入エネルギーは、例えば40KeV、ドーズ量は6.0×1015cm−2とし、チルト角を例えば0°に設定する(図4(i))。このようにゲート電極16および素子分離層14bをマスクとして自己整合的に高濃度不純物拡散領域19を形成することにより、ゲート領域と高濃度不純物拡散領域19とのオーバラップ量が減り、ゲート酸化膜の両端部に形成された高膜厚部の下方に高濃度不純物拡散領域19の端部を位置させることが可能となる。イオン注入を行った後、800〜900℃でウエハのアニール処理を行い、イオン注入によって生じた結晶の損傷を回復させるとともに、注入したイオンの活性化を行う。
その後、ウエハ上に層間絶縁膜を形成し、ゲート、ソース、ドレイン領域に電極引き出し用のコンタクトホールを形成し、その上に配線用のALを蒸着法やスパッタリング法等で形成し、AL配線のパターニングを施す。そして、水素(H2)と窒素(N2)とのフォーミングガス雰囲気中でシンタリングを行い、MOS型半導体装置を完成させる。
このように、本実施例に係るMOS型半導体装置によれば、ゲート酸化膜の両端部に膜厚の厚い部分(高膜厚部)を形成するとともに、この高膜厚部の直下に高濃度不純物拡散領域の端部が位置するように構成したので、ゲート電極と高濃度不純物拡散領域との距離が広がり、ゲート電極と高濃度不純物拡散領域との間に電圧を印加した際の電界が緩和され、従来の同一サイズのデバイスと比較してゲートの高耐圧化を図ることができる。
また、本実施例に係るMOS型半導体装置の製造方法によれば、共通のLOCOS膜を用いて上記高膜厚部と素子分離層とを一括処理で形成することができるので、製造工程が煩雑になるといった弊害もない。また、素子分離層はLOCOS膜のエッチング処理を経て形成され、このエッチングにより端部処理がなされるので、バーズビークを含まない構造とすることができる。従って、従来のLOCOS膜をそのまま素子分離層として使用する従来構造と比較して素子分離領域の面積を小さくすることが可能となり、素子の微細化を図ることができる。
Next, a resist
Next, phosphorus ions (31P +) are implanted into the exposed surface of the
Subsequently, arsenic ions (75As +) are implanted using the
After that, an interlayer insulating film is formed on the wafer, contact holes for extracting electrodes are formed in the gate, source, and drain regions, and an AL for wiring is formed thereon by a vapor deposition method, a sputtering method, etc. Patterning is performed. Then, sintering is performed in a forming gas atmosphere of hydrogen (H 2) and nitrogen (N 2) to complete a MOS type semiconductor device.
As described above, according to the MOS type semiconductor device of the present embodiment, thick portions (high film thickness portions) are formed at both ends of the gate oxide film, and a high concentration is formed immediately below the high film thickness portion. Since the edge of the impurity diffusion region is positioned, the distance between the gate electrode and the high concentration impurity diffusion region is widened, and the electric field is reduced when a voltage is applied between the gate electrode and the high concentration impurity diffusion region. As a result, the gate can have a higher breakdown voltage than a conventional device having the same size.
In addition, according to the method for manufacturing a MOS semiconductor device according to the present embodiment, the high-thickness portion and the element isolation layer can be formed by a batch process using a common LOCOS film, so that the manufacturing process is complicated. There is no harmful effect of becoming. Further, since the element isolation layer is formed through the etching process of the LOCOS film, and the edge process is performed by this etching, a structure including no bird's beak can be obtained. Therefore, the area of the element isolation region can be reduced as compared with the conventional structure using the conventional LOCOS film as the element isolation layer as it is, and the element can be miniaturized.
(第2実施例)
次に第2実施例に係る半導体装置の製造方法について説明する。第2実施例に係る半導体装置は、第1実施例の構成と比較して素子分離層14b上にポリシリコン配線20が形成されている点が異なる。シリコン基板10上にLOCOS膜14およびゲート酸化膜15を形成した後、全面をポリシリコン膜16aで覆う工程までは、上記第1実施例と同様である。図5(a)〜(d)は、第2実施例に係るMOS型半導体装置の各製造工程毎の断面図であり、ポリシリコン膜16aの形成工程以降の工程が示されている。
シリコン基板10上の全面にポリシリコン膜16aを形成した後、素子形成領域100内のゲート電極形成部分と、素子分離領域200内の配線形成部分のポリシリコン膜16a上にレジストマスク30を形成する(図5(a))。
次にレジストマスク30を介してポリシリコン膜16aをエッチングしてパターニングを施し、素子形成領域100にゲート電極16を形成するとともに、素子分離領域200にポリシリコン配線20を形成する。このとき、ゲート電極16の端部がLOCOS膜14の端部の比較的膜厚の厚い部分の上に位置するようにパターニングを施す(図5(b))。
これに続いて、レジストマスク30の開口部において露出したLOCOS膜14を選択的にエッチングする。これにより、LOCOS膜14は、ゲート酸化膜15の端部を構成する比較的膜厚の厚いゲート酸化膜の高膜厚部14aと素子分離領域200内に延在する素子分離層14bに分割される。このように、素子分離層14bは、LOCOS膜14を選択的にエッチングすることにより形成され、かかるエッチングによって端部処理がなされるためバーズビークを含まない構造となる。このエッチングによりLOCOS膜14が除去された部分においてシリコン基板10が露出する(図5(c))。
次に、レジストマスク30を除去した後、ポリシリコン配線20およびゲート電極16をマスクとして露出したシリコン基板10の表面にリンイオン(31P+)を注入して、ゲート電極16および素子分離層14bに対して自己整合的にn型の低濃度不純物拡散領域18を形成する。この時のイオン注入エネルギーは、例えば180KeV、ドーズ量は5.0×1012〜1.0×1013cm−2とし、チルト角を例えば45°に設定する。続いて、ポリシリコン配線20およびゲート電極16をマスクとしてヒ素イオン(75As+)を注入してゲート電極16および素子分離層14bに対して自己整合的にn型の高濃度不純物拡散領域19を形成する。この時のイオン注入エネルギーは、例えば40KeV、ドーズ量は6.0×1015cm−2とし、チルト角を例えば0°に設定する(図5(d))。このように、ゲート電極16およびポリシリコン配線20をマスクとして自己整合的に高濃度不純物拡散領域19を形成することにより、ゲート領域と高濃度不純物拡散領域19とのオーバラップ量が減り、ゲート酸化膜の両端部に形成された高膜厚部の下方に高濃度不純物拡散領域19の端部を位置させることが可能となる。イオン注入を行った後、800〜900℃でウエハのアニール処理を行い、イオン注入によって生じた結晶の損傷を回復させるとともに、注入したイオンの活性化を行う。
その後、ウエハ上に層間絶縁膜を形成し、ゲート、ソース、ドレイン領域に電極引き出し用のコンタクトホールを形成し、その上に配線用のALを蒸着法やスパッタリング法等で形成し、AL配線のパターニングを施す。そして、水素(H2)と窒素(N2)とのフォーミングガス雰囲気中でシンタリングを行い、MOS型半導体装置を完成させる。
このように、第2実施例のMOS型半導体装置の製造方法によれば、素子分離層上に配線を含む構造とすることができる。かかる配線は、ゲート電極材料と同一材料であるポリシリコンからなるため、ゲート電極のパターニングと、素子分離層上配線のパターニングを一括処理で行うことが可能となる。また、本実施例のように、素子分離層上の配線のパターニングと素子分離層のパターニングを共通のマスクを用いて行うことにより処理時間の短縮とマスクずれの問題を回避することが可能であり、素子分離層と配線の位置合わせを精度よく行うことが可能となる。
尚、上記各実施例では、素子形成領域にnチャンネルMOSFETを形成する場合を例に説明したが、素子形成領域にはpチャンネルMOSFETを形成することも可能である。
(Second embodiment)
Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment will be described. The semiconductor device according to the second example is different from the configuration of the first example in that a
After the
Next, the
Subsequently, the
Next, after removing the resist
After that, an interlayer insulating film is formed on the wafer, contact holes for extracting electrodes are formed in the gate, source, and drain regions, and an AL for wiring is formed thereon by a vapor deposition method, a sputtering method, etc. Patterning is performed. Then, sintering is performed in a forming gas atmosphere of hydrogen (H 2) and nitrogen (N 2) to complete a MOS type semiconductor device.
Thus, according to the manufacturing method of the MOS type semiconductor device of the second embodiment, the structure including the wiring on the element isolation layer can be obtained. Since such wiring is made of polysilicon, which is the same material as the gate electrode material, the patterning of the gate electrode and the patterning of the wiring on the element isolation layer can be performed in a batch process. In addition, as in this embodiment, the patterning of the wiring on the element isolation layer and the patterning of the element isolation layer are performed using a common mask, so that it is possible to reduce the processing time and the problem of mask misalignment. In addition, the alignment between the element isolation layer and the wiring can be performed with high accuracy.
In each of the above embodiments, the case where an n-channel MOSFET is formed in the element formation region has been described as an example. However, a p-channel MOSFET can also be formed in the element formation region.
10 シリコン基板
11 パッド酸化膜
12 シリコン窒化膜
14 LOCOS膜
14a 高膜厚部
14b 素子分離層
15 ゲート酸化膜
16a ゲート電極
18 低濃度不純物拡散領域
19 高濃度不純物拡散領域
20 ポリシリコン配線
DESCRIPTION OF
Claims (7)
半導体基板表面に前記素子形成領域から前記素子分割領域に亘って延在するLOCOS膜を形成する工程と、
前記素子形成領域内の前記半導体基板上に前記LOCOS膜に接続されたゲート酸化膜を形成する工程と、
前記LOCOS膜および前記ゲート酸化膜を覆うように導電膜を形成する工程と、
前記導電膜を部分的にエッチングして前記ゲート酸化膜および前記LOCOS膜の一部を覆うゲート電極を形成する工程と、
前記導電膜のエッチングによって露出した前記LOCOS膜を部分的にエッチングして前記LOCOS膜を前記素子分離層と前記ゲート酸化膜の端部を構成する高膜厚部とに分割する工程と、
前記LOCOS膜のエッチングによって露出した前記半導体基板の表面にイオン注入を行って前記ゲート電極を挟む位置にドレイン領域およびソース領域を形成する工程と、を含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: an element formation region provided with a semiconductor element; and an element isolation region provided with an element isolation layer that insulates and isolates adjacent semiconductor elements.
Forming a LOCOS film extending from the element formation region to the element division region on the surface of the semiconductor substrate;
Forming a gate oxide film connected to the LOCOS film on the semiconductor substrate in the element formation region;
Forming a conductive film so as to cover the LOCOS film and the gate oxide film;
Partially etching the conductive film to form a gate electrode that covers part of the gate oxide film and the LOCOS film;
Partially etching the LOCOS film exposed by etching of the conductive film to divide the LOCOS film into the element isolation layer and a high-thickness portion constituting the end of the gate oxide film;
Forming a drain region and a source region at positions sandwiching the gate electrode by performing ion implantation on the surface of the semiconductor substrate exposed by etching the LOCOS film.
前記ゲート電極をマスクとして前記半導体基板の導電型とは異なる導電型の不純物を前記半導体基板にイオン注入して低濃度不純物拡散領域を形成する第1注入工程と、
前記ゲート電極をマスクとして前記低濃度不純物拡散領域と同一の導電型の不純物を前記半導体基板にイオン注入して前記低濃度不純物領域よりも不純物濃度の高い高濃度不純物拡散領域を前記低濃度不純物領域内に形成する第2注入工程と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 The step of forming the drain region and the source region includes
A first implantation step of forming a low-concentration impurity diffusion region by implanting ions of a conductivity type different from that of the semiconductor substrate into the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask;
Impurities having the same conductivity type as the low-concentration impurity diffusion region are ion-implanted into the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask, and the high-concentration impurity diffusion region having a higher impurity concentration than the low-concentration impurity region is used as the low-concentration impurity region. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a second implantation step formed in the semiconductor device.
半導体基板表面に前記素子形成領域から前記素子分割領域に亘って延在するLOCOS膜を形成する工程と、
前記素子形成領域内の前記半導体基板上に前記LOCOS膜に接続されたゲート酸化膜を形成する工程と、
前記LOCOS膜および前記ゲート酸化膜を覆うように導電膜を形成する工程と、
前記導電膜を部分的にエッチングして前記ゲート酸化膜および前記LOCOS膜の一部を覆うゲート電極と前記素子分離領域内の前記LOCOS膜を覆う配線部とを形成する工程と、
前記導電膜のエッチングによって露出した前記LOCOS膜を部分的にエッチングして、前記LOCOS膜を前記素子分離層と前記ゲート酸化膜の端部を構成する高膜厚部とに分割する工程と、
前記LOCOS膜のエッチングによって露出した前記半導体基板の表面にイオン注入を行って前記ゲート電極を挟む両側にドレイン領域およびソース領域を形成する工程と、を含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: an element formation region provided with a semiconductor element; and an element isolation region provided with an element isolation layer that insulates and isolates adjacent semiconductor elements.
Forming a LOCOS film extending from the element formation region to the element division region on the surface of the semiconductor substrate;
Forming a gate oxide film connected to the LOCOS film on the semiconductor substrate in the element formation region;
Forming a conductive film so as to cover the LOCOS film and the gate oxide film;
Partially etching the conductive film to form a gate electrode that covers part of the gate oxide film and the LOCOS film and a wiring part that covers the LOCOS film in the element isolation region;
Partially etching the LOCOS film exposed by etching the conductive film to divide the LOCOS film into the element isolation layer and a high-thickness portion constituting the end of the gate oxide film;
And a step of ion-implanting the surface of the semiconductor substrate exposed by etching the LOCOS film to form a drain region and a source region on both sides of the gate electrode.
前記ゲート電極および前記配線部をマスクとして前記半導体基板の導電型とは異なる導電型の不純物を前記半導体基板にイオン注入して低濃度不純物拡散領域を形成する第1注入工程と、
前記ゲート電極および前記配線部をマスクとして前記低濃度不純物拡散領域と同一の導電型の不純物を前記半導体基板にイオン注入して前記低濃度不純物領域よりも不純物濃度の高い高濃度不純物拡散領域を前記低濃度不純物領域内に形成する第2注入工程と、を含むことを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。 The step of forming the drain region and the source region includes
A first implantation step of forming a low-concentration impurity diffusion region by ion-implanting impurities of a conductivity type different from that of the semiconductor substrate into the semiconductor substrate using the gate electrode and the wiring portion as a mask;
Using the gate electrode and the wiring portion as a mask, an impurity having the same conductivity type as that of the low concentration impurity diffusion region is ion-implanted into the semiconductor substrate to form a high concentration impurity diffusion region having a higher impurity concentration than the low concentration impurity region. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, further comprising a second implantation step formed in the low concentration impurity region.
前記半導体素子は、
前記素子形成領域内の半導体基板上にゲート酸化膜を介して形成されたゲート電極と、
前記半導体基板表面の前記ゲート酸化膜下方のチャンネル領域を挟む位置に設けられたドレイン領域およびソース領域と、を含み、
前記ゲート酸化膜は、前記ゲート長方向両端部に他の部分よりも膜厚の厚い高膜厚部を有し、
前記素子分離層および前記高膜厚部は、共通のLOCOS膜を分割することによってそれぞれ形成されることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device including an element formation region provided with a semiconductor element and an element isolation region provided with an element isolation layer that insulates and isolates adjacent semiconductor elements.
The semiconductor element is
A gate electrode formed on a semiconductor substrate in the element formation region via a gate oxide film;
A drain region and a source region provided at a position sandwiching a channel region below the gate oxide film on the semiconductor substrate surface,
The gate oxide film has a high-thickness portion thicker than other portions at both ends in the gate length direction,
The element isolation layer and the high-thickness portion are formed by dividing a common LOCOS film, respectively.
前記半導体基板表面の前記ゲート酸化膜下方のチャンネル領域を挟む位置に設けられた前記半導体基板の導電型とは異なる導電型の不純物を含む1対の低濃度不純物拡散領域と、
前記低濃度不純物拡散領域の各々の内部であってゲート長方向において前記チャンネル領域から離間した位置に設けられ、前記低濃度不純物拡散領域と同一の導電型であり且つ前記低濃度不純物拡散領域よりも高濃度の不純物を含む1対の高濃度不純物拡散領域と、を含み、
前記高濃度不純物拡散領域の前記チャンネル領域を挟んで向かい合う端部の各々が前記高膜厚部の下方に位置していることを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。 The drain region and the source region are
A pair of low-concentration impurity diffusion regions containing impurities of a conductivity type different from the conductivity type of the semiconductor substrate provided at a position sandwiching a channel region below the gate oxide film on the surface of the semiconductor substrate;
Each of the low-concentration impurity diffusion regions is provided at a position separated from the channel region in the gate length direction, has the same conductivity type as the low-concentration impurity diffusion region, and is lower than the low-concentration impurity diffusion region A pair of high-concentration impurity diffusion regions containing high-concentration impurities,
6. The semiconductor device according to claim 5, wherein each of the end portions of the high-concentration impurity diffusion region facing each other across the channel region is located below the high-thickness portion.
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