JP2011040524A - Method of manufacturing semiconductor device, and semiconductor device - Google Patents

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JP2011040524A JP2009185581A JP2009185581A JP2011040524A JP 2011040524 A JP2011040524 A JP 2011040524A JP 2009185581 A JP2009185581 A JP 2009185581A JP 2009185581 A JP2009185581 A JP 2009185581A JP 2011040524 A JP2011040524 A JP 2011040524A
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Kenji Ishikawa
健治 石川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce formation area of an nMOS transistor and a pMOS transistor that a semiconductor device includes. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the semiconductor device includes the processes of: forming an annular projection portion on a substrate; forming a first n-type channel region at the annular projection portion; forming a first p-type channel region at the annular projection portion; and forming a first nMOS transistor and a first pMOS transistor by forming a first gate electrode straddling the first n-type channel region and first p-type channel region formed at the annular projection portion. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置の製造方法及び半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device.

露光技術の進歩により、幅が数十ナノメートル、あるいはそれ以下のパターンを有する微細化された半導体装置の製造が可能になっている。このような微細化のトレンドをさらに進めて、より微細化された半導体装置を量産しようとすると、ステッパやレチクルなどに多額の投資が必要となり、半導体装置の製造費用が増加する。   Advances in exposure technology make it possible to manufacture miniaturized semiconductor devices having a pattern with a width of several tens of nanometers or less. If the trend of miniaturization is further advanced and mass production of a miniaturized semiconductor device is attempted, a large investment is required for a stepper, a reticle, etc., and the manufacturing cost of the semiconductor device increases.

特開2007−235037号公報JP 2007-235037 A 特開2008−205168号公報JP 2008-205168 A

本件は、半導体装置が備えるnMOSトランジスタ及びpMOSトランジスタの形成面積を縮小する技術を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a technique for reducing the formation area of an nMOS transistor and a pMOS transistor included in a semiconductor device.

本件の一観点によれば、半導体装置の製造方法は、基板上に環状の突起部を形成する工程と、環状の突起部に第1のn型チャネル領域を形成する工程と、環状の突起部に第1のp型チャネル領域を形成する工程と、環状の突起部に形成された第1のn型チャネル領域及び第1のp型チャネル領域を跨ぐ第1のゲート電極を形成することにより、第1のnMOSトランジスタ及び第1のpMOSトランジスタを形成する工程と、を備える。   According to one aspect of the present invention, a method for manufacturing a semiconductor device includes a step of forming an annular protrusion on a substrate, a step of forming a first n-type channel region on the annular protrusion, and an annular protrusion. Forming a first p-type channel region, and forming a first n-type channel region formed in the annular protrusion and a first gate electrode straddling the first p-type channel region, Forming a first nMOS transistor and a first pMOS transistor.

本件によれば、半導体装置が備えるnMOSトランジスタ及びpMOSトランジスタの形成面積を縮小することができる。   According to this case, the formation area of the nMOS transistor and the pMOS transistor included in the semiconductor device can be reduced.

半導体基板1上に環状の突起部2を形成した場合の半導体装置の部分上面図及び部分断面図である。FIG. 6 is a partial top view and a partial cross-sectional view of a semiconductor device when an annular protrusion 2 is formed on a semiconductor substrate 1. 半導体基板1上に環状の突起部2を形成する工程の第一の例における半導体装置の部分上面図及び部分断面図である。FIG. 4 is a partial top view and a partial cross-sectional view of a semiconductor device in a first example of a step of forming an annular protrusion 2 on a semiconductor substrate 1. 半導体基板1上に環状の突起部2を形成する工程の第一の例における半導体装置の部分断面図である。2 is a partial cross-sectional view of a semiconductor device in a first example of a step of forming an annular protrusion 2 on a semiconductor substrate 1; FIG. 半導体基板1上に環状の突起部2を形成する工程の第二の例における半導体装置の部分断面図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a semiconductor device in a second example of a step of forming an annular protrusion 2 on a semiconductor substrate 1. 半導体基板1上に環状の突起部2を形成する工程の第三の例における半導体装置の部分断面図である。FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a semiconductor device in a third example of a step of forming an annular protrusion 2 on a semiconductor substrate 1. 異なる型の不純物をそれぞれ異なる方向から半導体基板1上に形成された環状の突起部2に添加する場合の半導体装置の部分上面図及び部分断面図である。FIG. 4 is a partial top view and a partial cross-sectional view of a semiconductor device when different types of impurities are added to the annular protrusions 2 formed on the semiconductor substrate 1 from different directions. 左斜め上方向からp型の不純物のイオン注入が行われる場合及び右斜め上方向からn型の不純物のイオン注入が行われる場合の半導体装置の部分断面図である。2 is a partial cross-sectional view of a semiconductor device when p-type impurity ion implantation is performed from the upper left direction and when n type impurity ion implantation is performed from the upper right direction. FIG. イオン注入により異なる型の不純物をそれぞれ異なる方向から環状の突起部2に添加する場合の半導体装置の部分断面図である。7 is a partial cross-sectional view of a semiconductor device when different types of impurities are added to annular projections 2 from different directions by ion implantation. FIG. 環状の突起部2の特定の箇所の上にレジストパターン30を形成した場合の半導体装置の部分上面図である。FIG. 6 is a partial top view of a semiconductor device when a resist pattern 30 is formed on a specific portion of an annular protrusion 2. 環状の突起部2の一部を除去した場合の半導体装置の部分上面図である。It is a partial top view of a semiconductor device when a part of the annular protrusion 2 is removed. ゲート電極50を半導体基板1上に形成した場合の半導体装置の部分上面図である。2 is a partial top view of a semiconductor device when a gate electrode 50 is formed on a semiconductor substrate 1; FIG. 接続配線40を半導体基板1上に形成した場合の半導体装置の部分上面図である。2 is a partial top view of a semiconductor device when connection wiring 40 is formed on a semiconductor substrate 1; FIG. 半導体基板1上に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜にコンタクトを形成した場合の半導体装置の部分上面図である。2 is a partial top view of a semiconductor device when an interlayer insulating film is formed on a semiconductor substrate 1 and a contact is formed on the interlayer insulating film. FIG.

以下、図面を参照して発明を実施するための形態(以下、実施形態という)に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置について具体例を挙げて説明する。以下では、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を適用してSRAM(Static Random Access Memory)素
子を有する半導体装置を製造する方法について説明する。
Hereinafter, a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device according to a mode for carrying out the invention (hereinafter referred to as an embodiment) and the semiconductor device will be described with reference to the drawings. Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device having an SRAM (Static Random Access Memory) element by applying the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment will be described.

本実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、図1の(A)及び(B)に示すように、半導体基板1上に環状の突起部2を形成する。半導体基板1は、例えば、シリコン(Si)基板である。本実施形態における環状は、楕円形でもよいし、四角形等の多角形でもよい。図1の(A)は、半導体基板1上に環状の突起部2を形成した場合の半導体装置の部分上面図である。図1の(B)は、図1の(A)の点線A1で示した位置を矢印方向A2から見た半導体装置の部分断面図である。   In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, as shown in FIGS. 1A and 1B, an annular protrusion 2 is formed on a semiconductor substrate 1. The semiconductor substrate 1 is, for example, a silicon (Si) substrate. The ring in the present embodiment may be an ellipse or a polygon such as a quadrangle. FIG. 1A is a partial top view of a semiconductor device when an annular protrusion 2 is formed on a semiconductor substrate 1. FIG. 1B is a partial cross-sectional view of the semiconductor device when the position indicated by the dotted line A1 in FIG.

半導体基板1上に環状の突起部2を形成する工程の具体例を図2から図5を参照して説明する。半導体基板1上に環状の突起部2を形成する工程の第一の例について、図2及び図3を参照して説明する。   A specific example of the process of forming the annular protrusion 2 on the semiconductor substrate 1 will be described with reference to FIGS. A first example of the step of forming the annular protrusion 2 on the semiconductor substrate 1 will be described with reference to FIGS.

半導体基板1上に環状の突起部2を形成する工程の第一の例においては、まず、半導体基板1上に半導体基板1とは異なる材料の薄膜3を形成する。薄膜3は、半導体基板1及び環状の突起部2を構成する材料とは異なり、半導体基板1及び環状の突起部2に対して選択的に除去される材料であればよく、例えば、少なくとも窒素を含んだ金属窒化物である窒化ケイ素(SiN)又は窒化チタン(TiN)である。薄膜3の形成は、例えば、Chemical Vapor Deposition(CVD、化学気相成長)法又はPhysical Vapor Deposition(PVD、スパッタ製膜)法により行われる。薄膜3の膜厚は、例えば、60nmである。   In the first example of the step of forming the annular protrusion 2 on the semiconductor substrate 1, first, the thin film 3 made of a material different from that of the semiconductor substrate 1 is formed on the semiconductor substrate 1. The thin film 3 may be any material that can be selectively removed with respect to the semiconductor substrate 1 and the annular protrusion 2, unlike the material constituting the semiconductor substrate 1 and the annular protrusion 2. The metal nitride contained is silicon nitride (SiN) or titanium nitride (TiN). The thin film 3 is formed by, for example, a chemical vapor deposition (CVD) method or a physical vapor deposition (PVD, sputter deposition) method. The film thickness of the thin film 3 is, for example, 60 nm.

次に、薄膜3上にレジストパターンを形成する。レジストパターンの形成は、例えば、スピンコート法により薄膜3上にフォトレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィ技術を用いてフォトレジスト膜をパターニングすることにより行われる。   Next, a resist pattern is formed on the thin film 3. The resist pattern is formed, for example, by forming a photoresist film on the thin film 3 by a spin coating method and patterning the photoresist film using a photolithography technique.

そして、前記レジストパターンをマスクにして薄膜3に対して異方性エッチングを行い、薄膜3を部分的に除去することによりパターン転写を行う。薄膜3を部分的に除去することにより、半導体基板1上にダミーパターンとして機能する薄膜3が形成される。なお、ダミーパターンとして機能する薄膜3のパターン形状は楕円形であってもよいし、四角形等の多角形であってもよい。次に、薄膜3上に残ったレジストを除去する。図2の(A)は、薄膜3を部分的に除去した場合の半導体装置の部分上面図である。図2の(B)は、図2の(A)の点線B1で示した位置を矢印方向B2から見た半導体装置の部分断面図である。   Then, anisotropic etching is performed on the thin film 3 using the resist pattern as a mask, and the pattern transfer is performed by partially removing the thin film 3. By partially removing the thin film 3, the thin film 3 functioning as a dummy pattern is formed on the semiconductor substrate 1. The pattern shape of the thin film 3 functioning as a dummy pattern may be an ellipse or a polygon such as a quadrangle. Next, the resist remaining on the thin film 3 is removed. FIG. 2A is a partial top view of the semiconductor device when the thin film 3 is partially removed. FIG. 2B is a partial cross-sectional view of the semiconductor device when the position indicated by the dotted line B1 in FIG.

ダミーパターンとして機能する薄膜3の最小幅は30nmであり、本実施形態で用いられるフォトリソグラフィの解像度限界である。すなわち、ダミーパターンとして機能する
薄膜3の最小幅30nmは、本実施形態で用いられるフォトリソグラフィ技術によって形成可能な最小加工寸法である。但し、ダミーパターンとして機能する薄膜3の最小幅30nmは例示であり、本実施形態で用いられるフォトリソグラフィ技術における露光波長の長短に応じて、ダミーパターンとして機能する薄膜3の最小幅は変動する。図2の(A)においては、薄膜3の最小幅を符号Xで示している。
The minimum width of the thin film 3 functioning as a dummy pattern is 30 nm, which is the resolution limit of photolithography used in this embodiment. That is, the minimum width 30 nm of the thin film 3 functioning as a dummy pattern is the minimum processing dimension that can be formed by the photolithography technique used in this embodiment. However, the minimum width 30 nm of the thin film 3 functioning as a dummy pattern is an example, and the minimum width of the thin film 3 functioning as a dummy pattern varies according to the length of the exposure wavelength in the photolithography technique used in the present embodiment. In FIG. 2A, the minimum width of the thin film 3 is indicated by the symbol X.

そして、半導体基板1及び薄膜3を覆うように半導体膜4を形成する。半導体膜4は、例えば、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、シリコンゲルマニウム(SiGe)又はアモルファスシリコン(a−Si)である。半導体膜4の形成は、例えば、CVD法により行われる。図3の(A)は、半導体基板1及び薄膜3を覆うように半導体膜4を形成した場合の半導体装置の部分断面図である。図3の(A)に示す半導体装置の断面の位置については、図2の(B)に示す半導体装置の断面の位置と同じである。   Then, a semiconductor film 4 is formed so as to cover the semiconductor substrate 1 and the thin film 3. The semiconductor film 4 is, for example, silicon (Si), germanium (Ge), silicon germanium (SiGe), or amorphous silicon (a-Si). The formation of the semiconductor film 4 is performed by, for example, a CVD method. FIG. 3A is a partial cross-sectional view of the semiconductor device when the semiconductor film 4 is formed so as to cover the semiconductor substrate 1 and the thin film 3. The position of the cross section of the semiconductor device illustrated in FIG. 3A is the same as the position of the cross section of the semiconductor device illustrated in FIG.

次に、半導体膜4に対して異方性エッチングを行い、半導体膜4を部分的に除去することにより薄膜3の側面に堆積された半導体膜4からなる環状の突起部2を形成する。すなわち、半導体基板1及び薄膜3の上面に形成されている半導体膜4を除去し、薄膜3の側面に半導体膜4を残存させることで薄膜3の側面に環状の突起部2を形成する。例えば、異方性エッチングは、塩素ガス(Cl)、フッ素ガス(F)及び臭素ガス(Br)のうちの少なくとも一種類のガスを含む気体に高周波を印加して生成するプラズマを用いるプラズマエッチング法により行われる。図3の(B)は、薄膜3の側面に環状の突起部2を形成した場合の半導体装置の部分断面図である。   Next, anisotropic etching is performed on the semiconductor film 4 to partially remove the semiconductor film 4, thereby forming the annular protrusion 2 made of the semiconductor film 4 deposited on the side surface of the thin film 3. That is, the semiconductor film 4 formed on the upper surfaces of the semiconductor substrate 1 and the thin film 3 is removed, and the semiconductor film 4 is left on the side surfaces of the thin film 3 to form the annular protrusions 2 on the side surfaces of the thin film 3. For example, the anisotropic etching is a plasma etching method using plasma generated by applying a high frequency to a gas containing at least one of a chlorine gas (Cl), a fluorine gas (F), and a bromine gas (Br). Is done. FIG. 3B is a partial cross-sectional view of the semiconductor device when the annular protrusion 2 is formed on the side surface of the thin film 3.

環状の突起部2の幅は10nmであり、本実施形態で用いられるフォトリソグラフィの解像度よりも狭い幅である。すなわち、環状の突起部2の幅10nmは、本実施形態で用いられるフォトリソグラフィ技術によって形成可能な最小加工寸法よりも狭くなっている。   The width of the annular protrusion 2 is 10 nm, which is narrower than the resolution of photolithography used in this embodiment. That is, the width 10 nm of the annular protrusion 2 is narrower than the minimum processing dimension that can be formed by the photolithography technique used in this embodiment.

そして、環状の突起部2の内側に存在する薄膜3を選択的に除去する。環状の突起部2の内側に存在する薄膜3の除去は、例えば、高温リン酸(H3PO4)溶液又はフッ酸(HF)溶液を用いて薄膜3をエッチングすることにより行われる。図3の(C)は、環状の突起部2の内側に存在する薄膜3を除去した場合の半導体装置の部分断面図である。 Then, the thin film 3 existing inside the annular protrusion 2 is selectively removed. Removal of the thin film 3 present inside the annular protrusion 2 is performed by etching the thin film 3 using, for example, a high-temperature phosphoric acid (H 3 PO 4 ) solution or a hydrofluoric acid (HF) solution. FIG. 3C is a partial cross-sectional view of the semiconductor device when the thin film 3 existing inside the annular protrusion 2 is removed.

ここでは、環状の突起部2の内側に存在する薄膜3を除去する場合の例を示している。しかし、半導体基板1上に環状の突起部2を形成する工程の第一の例において環状の突起部2の内側に存在する薄膜3を除去せずに、後述するイオン注入の工程の後に環状の突起部2の内側に存在する薄膜3を除去してもよい。   Here, an example in which the thin film 3 existing inside the annular projection 2 is removed is shown. However, in the first example of the step of forming the annular protrusion 2 on the semiconductor substrate 1, the thin film 3 existing inside the annular protrusion 2 is not removed, and the annular shape is formed after the ion implantation step described later. The thin film 3 present inside the protrusion 2 may be removed.

半導体基板1上に環状の突起部2を形成する工程の第一の例において、半導体基板1上にシリコン酸化膜(SiO2膜)5を形成し、シリコン酸化膜5上に薄膜3を形成しても
よい。すなわち、Silicon On Insulator(SOI)基板に形成されているシリコン酸化膜5上に環状の突起部2を形成してもよい。シリコン酸化膜5の形成は、例えば、シランガス(SiH4)と亜酸化窒素(N2O)ガスを用いたCVD法により行われる。図3の(D)は、シリコン酸化膜5上に環状の突起部2を形成した場合の半導体装置の部分断面図である。図3の(C)に示す半導体装置と図3の(D)に示す半導体装置との間で異なる点は、図3の(C)に示す半導体装置では半導体基板1上に環状の突起部2が形成されているのに対して、図3の(D)に示す半導体装置ではシリコン酸化膜5上に環状の突起部2が形成されていることである。
In the first example of the step of forming the annular protrusion 2 on the semiconductor substrate 1, a silicon oxide film (SiO 2 film) 5 is formed on the semiconductor substrate 1, and a thin film 3 is formed on the silicon oxide film 5. May be. That is, the annular protrusion 2 may be formed on the silicon oxide film 5 formed on the silicon on insulator (SOI) substrate. The silicon oxide film 5 is formed by, for example, a CVD method using silane gas (SiH 4 ) and nitrous oxide (N 2 O) gas. FIG. 3D is a partial cross-sectional view of the semiconductor device when the annular protrusion 2 is formed on the silicon oxide film 5. The difference between the semiconductor device shown in FIG. 3C and the semiconductor device shown in FIG. 3D is that the semiconductor device shown in FIG. 3C has an annular protrusion 2 on the semiconductor substrate 1. In contrast, in the semiconductor device shown in FIG. 3D, the annular protrusion 2 is formed on the silicon oxide film 5.

半導体基板1上に環状の突起部2を形成する工程の第二の例について、図4を参照して説明する。半導体基板1上に環状の突起部2を形成する工程の第二の例においては、まず
、半導体基板1上に半導体膜10を形成する。半導体膜10は、例えば、シリコン(Si)、多結晶シリコン(poly−Si)、ゲルマニウム(Ge)、シリコンゲルマニウム(SiGe)又はアモルファスシリコン(a−Si)である。
A second example of the step of forming the annular protrusion 2 on the semiconductor substrate 1 will be described with reference to FIG. In the second example of the step of forming the annular protrusion 2 on the semiconductor substrate 1, first, the semiconductor film 10 is formed on the semiconductor substrate 1. The semiconductor film 10 is, for example, silicon (Si), polycrystalline silicon (poly-Si), germanium (Ge), silicon germanium (SiGe), or amorphous silicon (a-Si).

そして、半導体膜10とは異なる材料からなる薄膜11を半導体膜10上に形成する。薄膜11は、例えば、二酸化ケイ素(SiO2)、窒化ケイ素(SiN)又は窒化チタン
(TiN)である。薄膜11の形成は、例えば、CVD法又はPVD法により行われる。より具体的には、薄膜11が二酸化ケイ素(SiO2)又は窒化ケイ素(SiN)である
場合、CVD法を用いて薄膜11が形成される。薄膜11が窒化チタン(TiN)である場合、CVD法又はPVD法を用いて薄膜11が形成される。
Then, a thin film 11 made of a material different from that of the semiconductor film 10 is formed on the semiconductor film 10. The thin film 11 is, for example, silicon dioxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN), or titanium nitride (TiN). The thin film 11 is formed by, for example, a CVD method or a PVD method. More specifically, when the thin film 11 is silicon dioxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN), the thin film 11 is formed using a CVD method. When the thin film 11 is titanium nitride (TiN), the thin film 11 is formed using a CVD method or a PVD method.

次に、薄膜11上にレジストパターンを形成する。レジストパターンの形成は、例えば、スピンコート法により薄膜11上にフォトレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィ技術を用いてフォトレジスト膜をパターニングすることにより行われる。   Next, a resist pattern is formed on the thin film 11. The resist pattern is formed by, for example, forming a photoresist film on the thin film 11 by a spin coating method and patterning the photoresist film using a photolithography technique.

そして、レジストパターンをマスクにして薄膜11に対して異方性エッチングを行い、薄膜11を部分的に除去することによりパターン転写を行う。薄膜11を部分的に除去することにより、半導体膜10上にダミーパターンとして機能する薄膜11が形成される。なお、ダミーパターンとして機能する薄膜11のパターン形状は楕円形であってもよいし、四角形等の多角形であってもよい。例えば、異方性エッチングは、フルオロカーボンガス(CxFy)の気体に高周波を印加して生成するプラズマを用いるプラズマエッチング法により行われる。次に、薄膜11上に残ったレジストを除去する。例えば、レジスト除去は、酸素ガス(O2)又は水素ガス(H2)を含む気体に高周波を印加して生成するプラズマを生成して活性種を作用させるアッシング(灰化)法、又はレジストの剥離作用を有する有機溶剤を用いたウェットエッチング法のいずれかもしくは両方により行われる。図4の(A)は、薄膜11を部分的に除去した場合の半導体装置の部分断面図である。図4の(A)に示す半導体装置の断面の位置については、図2の(B)に示す半導体装置の断面の位置と同じである。 Then, anisotropic etching is performed on the thin film 11 using the resist pattern as a mask, and pattern transfer is performed by partially removing the thin film 11. The thin film 11 that functions as a dummy pattern is formed on the semiconductor film 10 by partially removing the thin film 11. The pattern shape of the thin film 11 functioning as a dummy pattern may be an ellipse or a polygon such as a quadrangle. For example, anisotropic etching is performed by a plasma etching method using plasma generated by applying a high frequency to a gas of fluorocarbon gas (CxFy). Next, the resist remaining on the thin film 11 is removed. For example, the resist removal may be performed by an ashing (ashing) method in which plasma generated by applying a high frequency to a gas containing oxygen gas (O 2 ) or hydrogen gas (H 2 ) is generated and activated species are applied, This is performed by either or both of wet etching methods using an organic solvent having a peeling action. FIG. 4A is a partial cross-sectional view of the semiconductor device when the thin film 11 is partially removed. The position of the cross section of the semiconductor device illustrated in FIG. 4A is the same as the position of the cross section of the semiconductor device illustrated in FIG.

ダミーパターンとして機能する薄膜11の最小幅は30nmであり、本実施形態で用いられるフォトリソグラフィの解像度限界である。すなわち、ダミーパターンとして機能する薄膜11の最小幅30nmは、本実施形態で用いられるフォトリソグラフィ技術によって形成可能な最小加工寸法である。但し、ダミーパターンとして機能する薄膜11の最小幅30nmは例示であり、本実施形態で用いられるフォトリソグラフィ技術における露光波長の長短に応じて、ダミーパターンとして機能する薄膜11の最小幅は変動する。図4の(A)においては、薄膜11の最小幅を符号Xで示している。   The minimum width of the thin film 11 functioning as a dummy pattern is 30 nm, which is the resolution limit of photolithography used in this embodiment. That is, the minimum width 30 nm of the thin film 11 functioning as a dummy pattern is the minimum processing dimension that can be formed by the photolithography technique used in this embodiment. However, the minimum width 30 nm of the thin film 11 functioning as a dummy pattern is an example, and the minimum width of the thin film 11 functioning as a dummy pattern varies depending on the length of the exposure wavelength in the photolithography technique used in this embodiment. In FIG. 4A, the minimum width of the thin film 11 is indicated by the symbol X.

次に、半導体膜10及び薄膜11を覆うように、半導体膜10及び薄膜11とは異なる材料からなる薄膜12を形成する。薄膜12は、例えば、二酸化ケイ素(SiO2)、窒
化ケイ素(SiN)又は窒化チタン(TiN)である。この場合、薄膜11に用いる材料と薄膜12に用いる材料とは異なる材料とする。すなわち、薄膜11が二酸化ケイ素(SiO2)である場合、薄膜12は窒化ケイ素(SiN)又は窒化チタン(TiN)である
。薄膜11が窒化ケイ素(SiN)である場合、薄膜12は二酸化ケイ素(SiO2)又
は窒化チタン(TiN)である。薄膜11が窒化チタン(TiN)である場合、薄膜12は二酸化ケイ素(SiO2)又は窒化ケイ素(SiN)である。
Next, a thin film 12 made of a material different from that of the semiconductor film 10 and the thin film 11 is formed so as to cover the semiconductor film 10 and the thin film 11. The thin film 12 is, for example, silicon dioxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN), or titanium nitride (TiN). In this case, the material used for the thin film 11 and the material used for the thin film 12 are different materials. That is, when the thin film 11 is silicon dioxide (SiO 2 ), the thin film 12 is silicon nitride (SiN) or titanium nitride (TiN). When the thin film 11 is silicon nitride (SiN), the thin film 12 is silicon dioxide (SiO 2 ) or titanium nitride (TiN). When the thin film 11 is titanium nitride (TiN), the thin film 12 is silicon dioxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN).

薄膜12の形成は、例えば、CVD法又はPVD法により行われる。より具体的には、薄膜12が二酸化ケイ素(SiO2)又は窒化ケイ素(SiN)である場合、CVD法を
用いて薄膜12が形成される。薄膜12が窒化チタン(TiN)である場合、CVD法又はPVD法を用いて薄膜12が形成される。図4の(B)は、半導体膜10及び薄膜11
を覆うように薄膜12を形成した場合の半導体装置の部分断面図である。
The thin film 12 is formed by, for example, a CVD method or a PVD method. More specifically, when the thin film 12 is silicon dioxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN), the thin film 12 is formed using a CVD method. When the thin film 12 is titanium nitride (TiN), the thin film 12 is formed using a CVD method or a PVD method. FIG. 4B shows a semiconductor film 10 and a thin film 11.
It is a fragmentary sectional view of the semiconductor device at the time of forming the thin film 12 so that it may cover.

次に、薄膜12に対して異方性エッチングを行い、薄膜12を部分的に除去することにより薄膜11の側面に環状の薄膜12を形成する。すなわち、半導体膜10及び薄膜11の上面に形成されている薄膜12を除去し、薄膜11の側面に堆積した薄膜12を残存させることで薄膜11の側面に環状の薄膜12を形成する。例えば、異方性エッチングは、フルオロカーボンガス(CxFy)の気体に高周波を印加して生成するプラズマを用いるプラズマエッチング法により行われる。薄膜12に窒化チタン(TiN)を用いた場合の異方性エッチングは、フッ素ガス(F)及び塩素ガス(Cl)のうちの少なくとも一種類のガスを含む気体に高周波を印加して生成するプラズマを用いるプラズマエッチング法により行われる。図4の(C)は、薄膜11の側面に環状の薄膜12を形成した場合の半導体装置の部分断面図である。   Next, anisotropic etching is performed on the thin film 12, and the thin film 12 is partially removed to form the annular thin film 12 on the side surface of the thin film 11. That is, the thin film 12 formed on the upper surfaces of the semiconductor film 10 and the thin film 11 is removed, and the thin film 12 deposited on the side surfaces of the thin film 11 is left to form the annular thin film 12 on the side surfaces of the thin film 11. For example, anisotropic etching is performed by a plasma etching method using plasma generated by applying a high frequency to a gas of fluorocarbon gas (CxFy). The anisotropic etching when titanium nitride (TiN) is used for the thin film 12 is a plasma generated by applying a high frequency to a gas containing at least one of a fluorine gas (F) and a chlorine gas (Cl). This is performed by a plasma etching method using FIG. 4C is a partial cross-sectional view of the semiconductor device when the annular thin film 12 is formed on the side surface of the thin film 11.

次に、環状の薄膜12の内側に存在する薄膜11を選択的に除去する。環状の薄膜12の内側に存在する薄膜11の選択除去は、薄膜11に窒化ケイ素(SiN)を用いた場合には高温リン酸(H3PO4)溶液を使用できる。又は薄膜11に窒化チタン(TiN)を用いた場合にはアルカリ薬液と過酸化水素水(H22)との混合液を使用できる。又は薄膜11に二酸化ケイ素(SiO2)を用いた場合にはフッ酸(HF)溶液、フッ化水素(
HF)ガスを用いてドライエッチングにより行われる。すなわち、薄膜11が二酸化ケイ素(SiO2)である場合、フッ酸(HF)溶液もしくはフッ化水素(HF)ガスを用い
る。薄膜11が窒化ケイ素(SiN)である場合、高温リン酸(H3PO4)溶液を用いる。薄膜11が窒化チタン(TiN)である場合、例えばアンモニア(NH3)などのアル
カリ薬液と過酸化水素水(H22)との混合液を用いる。上述したように、薄膜11に用いる材料と薄膜12に用いる材料とは異なる材料であるため、環状の薄膜12の内側に存在する薄膜11のみを除去することが可能である。
Next, the thin film 11 existing inside the annular thin film 12 is selectively removed. The selective removal of the thin film 11 existing inside the annular thin film 12 can use a high temperature phosphoric acid (H 3 PO 4 ) solution when silicon nitride (SiN) is used for the thin film 11. Alternatively, when titanium nitride (TiN) is used for the thin film 11, a mixed solution of an alkaline chemical solution and hydrogen peroxide solution (H 2 O 2 ) can be used. Alternatively, when silicon dioxide (SiO 2 ) is used for the thin film 11, a hydrofluoric acid (HF) solution, hydrogen fluoride (
HF) gas is used for dry etching. That is, when the thin film 11 is silicon dioxide (SiO 2 ), a hydrofluoric acid (HF) solution or hydrogen fluoride (HF) gas is used. When the thin film 11 is silicon nitride (SiN), a high temperature phosphoric acid (H 3 PO 4 ) solution is used. When the thin film 11 is titanium nitride (TiN), for example, a mixed solution of an alkaline chemical solution such as ammonia (NH 3 ) and hydrogen peroxide solution (H 2 O 2 ) is used. As described above, since the material used for the thin film 11 and the material used for the thin film 12 are different materials, only the thin film 11 existing inside the annular thin film 12 can be removed.

次に、環状の薄膜12をマスクにして半導体膜10に対して異方性エッチングを行い、半導体膜10を部分的に除去することにより、半導体基板1上に環状の突起部2を形成する。例えば、異方性エッチングは、塩素ガス(Cl)、フッ素ガス(F)及び臭素ガス(Br)のうちの少なくとも一種類のガスを含む気体に高周波を印加して生成するプラズマを用いるプラズマエッチング法により行われる。図4の(D)は、半導体膜10を部分的に除去することにより、半導体基板1上に環状の突起部2を形成した場合の半導体装置の部分断面図である。   Next, anisotropic etching is performed on the semiconductor film 10 using the annular thin film 12 as a mask to partially remove the semiconductor film 10, thereby forming the annular protrusion 2 on the semiconductor substrate 1. For example, the anisotropic etching is a plasma etching method using plasma generated by applying a high frequency to a gas containing at least one of a chlorine gas (Cl), a fluorine gas (F), and a bromine gas (Br). Is done. FIG. 4D is a partial cross-sectional view of the semiconductor device when the annular protrusion 2 is formed on the semiconductor substrate 1 by partially removing the semiconductor film 10.

環状の突起部2の幅は10nmであり、本実施形態で用いられるフォトリソグラフィの解像度よりも狭い幅である。すなわち、環状の突起部2の幅10nmは、本実施形態で用いられるフォトリソグラフィ技術によって形成可能な最小加工寸法よりも狭くなっている。   The width of the annular protrusion 2 is 10 nm, which is narrower than the resolution of photolithography used in this embodiment. That is, the width 10 nm of the annular protrusion 2 is narrower than the minimum processing dimension that can be formed by the photolithography technique used in this embodiment.

半導体基板1上に環状の突起部2を形成する工程の第二の例において、半導体基板1上にシリコン酸化膜(SiO2膜)13を形成し、シリコン酸化膜13上に半導体膜10を
形成してもよい。すなわち、SOI基板に形成されているシリコン酸化膜13上に環状の突起部2を形成してもよい。図4の(E)は、シリコン酸化膜13上に環状の突起部2を形成した場合の半導体装置の部分断面図である。図4の(D)に示す半導体装置と図4の(E)に示す半導体装置との間で異なる点は、図4の(D)に示す半導体装置では半導体基板1上に環状の突起部2が形成されているのに対して、図4の(E)に示す半導体装置ではシリコン酸化膜13上に環状の突起部2が形成されていることである。
In the second example of the step of forming the annular protrusion 2 on the semiconductor substrate 1, a silicon oxide film (SiO 2 film) 13 is formed on the semiconductor substrate 1 and the semiconductor film 10 is formed on the silicon oxide film 13. May be. That is, the annular protrusion 2 may be formed on the silicon oxide film 13 formed on the SOI substrate. FIG. 4E is a partial cross-sectional view of the semiconductor device when the annular protrusion 2 is formed on the silicon oxide film 13. A difference between the semiconductor device shown in FIG. 4D and the semiconductor device shown in FIG. 4E is that the semiconductor device shown in FIG. 4D has an annular protrusion 2 on the semiconductor substrate 1. In contrast, in the semiconductor device shown in FIG. 4E, the annular protrusion 2 is formed on the silicon oxide film 13.

半導体基板1上に環状の突起部2を形成する工程の第二の例において、後述するイオン注入の工程の後に環状の突起部2上に形成されている環状の薄膜12を除去してもよい。   In the second example of the step of forming the annular protrusion 2 on the semiconductor substrate 1, the annular thin film 12 formed on the annular protrusion 2 may be removed after the ion implantation step described later. .

半導体基板1上に環状の突起部2を形成する工程の第三の例について、図5を参照して説明する。半導体基板1上に環状の突起部2を形成する工程の第三の例においては、まず、半導体基板1上に半導体膜20を形成する。半導体膜20は、例えば、シリコン(Si)、多結晶シリコン(poly−Si)、ゲルマニウム(Ge)、シリコンゲルマニウム(SiGe)又はアモルファスシリコン(a−Si)である。半導体膜20の形成は、例えば、CVD法により行われる。   A third example of the step of forming the annular protrusion 2 on the semiconductor substrate 1 will be described with reference to FIG. In the third example of the step of forming the annular protrusion 2 on the semiconductor substrate 1, first, the semiconductor film 20 is formed on the semiconductor substrate 1. The semiconductor film 20 is, for example, silicon (Si), polycrystalline silicon (poly-Si), germanium (Ge), silicon germanium (SiGe), or amorphous silicon (a-Si). The formation of the semiconductor film 20 is performed by, for example, a CVD method.

次に、半導体膜20上にレジストパターンを形成する。レジストパターンの形成は、例えば、スピンコート法により半導体膜20上にフォトレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィ技術を用いてフォトレジスト膜をパターニングすることにより行われる。   Next, a resist pattern is formed on the semiconductor film 20. The resist pattern is formed by, for example, forming a photoresist film on the semiconductor film 20 by spin coating and patterning the photoresist film using a photolithography technique.

そして、レジストパターンをマスクにして半導体膜20に対して異方性エッチングを行い、半導体膜20を部分的に除去することによりパターン転写を行う。半導体膜20を部分的に除去することにより、半導体基板1上にダミーパターンとして機能する半導体膜20が形成される。なお、ダミーパターンとして機能する半導体膜20のパターン形状は楕円形であってもよいし、四角形等の多角形であってもよい。次に、半導体膜20上のレジストパターンを除去する。例えば、異方性エッチングは、塩素ガス(Cl)、フッ素ガス(F)及び臭素ガス(Br)のうちの少なくとも一種類のガスを含む気体に高周波を印加して生成するプラズマを用いるプラズマエッチング法により行われる。図5の(A)は、半導体膜20を部分的に除去した場合の半導体装置の部分断面図である。図5の(A)に示す半導体装置の断面の位置については、図2の(B)に示す半導体装置の断面の位置と同じである。   Then, anisotropic etching is performed on the semiconductor film 20 using the resist pattern as a mask, and pattern transfer is performed by partially removing the semiconductor film 20. By partially removing the semiconductor film 20, the semiconductor film 20 that functions as a dummy pattern is formed on the semiconductor substrate 1. The pattern shape of the semiconductor film 20 functioning as a dummy pattern may be an ellipse or a polygon such as a quadrangle. Next, the resist pattern on the semiconductor film 20 is removed. For example, the anisotropic etching is a plasma etching method using plasma generated by applying a high frequency to a gas containing at least one of a chlorine gas (Cl), a fluorine gas (F), and a bromine gas (Br). Is done. FIG. 5A is a partial cross-sectional view of the semiconductor device when the semiconductor film 20 is partially removed. The position of the cross section of the semiconductor device illustrated in FIG. 5A is the same as the position of the cross section of the semiconductor device illustrated in FIG.

ダミーパターンとして機能する半導体膜20の最小幅は30nmであり、本実施形態で用いられるフォトリソグラフィの解像度限界である。すなわち、ダミーパターンとして機能する半導体膜20の最小幅30nmは、本実施形態で用いられるフォトリソグラフィ技術によって形成可能な最小加工寸法である。但し、ダミーパターンとして機能する半導体膜20の最小幅30nmは例示であり、本実施形態で用いられるフォトリソグラフィ技術における露光波長の長短に応じて、ダミーパターンとして機能する半導体膜20の最小幅は変動する。図5の(A)においては、半導体膜20の最小幅を符号Xで示している。   The minimum width of the semiconductor film 20 functioning as a dummy pattern is 30 nm, which is the resolution limit of photolithography used in this embodiment. That is, the minimum width 30 nm of the semiconductor film 20 functioning as a dummy pattern is the minimum processing dimension that can be formed by the photolithography technique used in this embodiment. However, the minimum width 30 nm of the semiconductor film 20 functioning as a dummy pattern is an example, and the minimum width of the semiconductor film 20 functioning as a dummy pattern varies according to the length of the exposure wavelength in the photolithography technique used in this embodiment. To do. In FIG. 5A, the minimum width of the semiconductor film 20 is indicated by a symbol X.

そして、半導体基板1及び半導体膜20を覆うように、半導体基板1及び半導体膜20とは異なる材料からなる薄膜21を形成する。薄膜21は、例えば、シリコン酸化膜(SiO2膜)である。薄膜21の形成は、例えば、CVD法により行われる。図5の(B)
は、半導体基板1及び半導体膜20を覆うように薄膜21を形成した場合の半導体装置の部分断面図である。
Then, a thin film 21 made of a material different from that of the semiconductor substrate 1 and the semiconductor film 20 is formed so as to cover the semiconductor substrate 1 and the semiconductor film 20. The thin film 21 is, for example, a silicon oxide film (SiO 2 film). The thin film 21 is formed by, for example, a CVD method. (B) of FIG.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a semiconductor device when a thin film 21 is formed so as to cover the semiconductor substrate 1 and the semiconductor film 20.

次に、薄膜21に対して異方性エッチングを行い、薄膜21を部分的に除去することにより半導体膜20の側面に環状の薄膜21を形成する。すなわち、半導体膜20の上面に形成されている薄膜21を除去し、半導体膜20の側面に薄膜21を残存させることで半導体膜20の側面に環状の薄膜21を形成する。例えば、異方性エッチングは、フルオロカーボンガス(CxFy)の気体に高周波を印加して生成するプラズマを用いるプラズマエッチング法により行われる。図5の(C)は、半導体膜20の側面に環状の薄膜21を形成した場合の半導体装置の部分断面図である。   Next, anisotropic etching is performed on the thin film 21, and the thin film 21 is partially removed to form the annular thin film 21 on the side surface of the semiconductor film 20. That is, the thin film 21 formed on the upper surface of the semiconductor film 20 is removed, and the thin film 21 is left on the side surface of the semiconductor film 20, thereby forming the annular thin film 21 on the side surface of the semiconductor film 20. For example, anisotropic etching is performed by a plasma etching method using plasma generated by applying a high frequency to a gas of fluorocarbon gas (CxFy). FIG. 5C is a partial cross-sectional view of the semiconductor device when the annular thin film 21 is formed on the side surface of the semiconductor film 20.

そして、環状の薄膜21の内側に存在する半導体膜20を除去する。環状の薄膜21の内側に存在する半導体膜20の除去は、例えば、アンモニア(NH3)又はトリメチルア
ンモニウム(TMA)などのアルカリ薬液のウェット処理により行われる。このとき、半導体基板1が結晶であり、半導体膜20が多結晶又はアモルファスである場合、多結晶又
はアモルファスに対するエッチング速度が高い条件でエッチングが施されることで、半導体膜20の選択除去が行われる。図5の(D)は、環状の薄膜21の内側に存在する半導体膜20を除去した場合の半導体装置の部分断面図である。
Then, the semiconductor film 20 existing inside the annular thin film 21 is removed. The removal of the semiconductor film 20 existing inside the annular thin film 21 is performed, for example, by wet treatment with an alkaline chemical such as ammonia (NH 3 ) or trimethylammonium (TMA). At this time, in the case where the semiconductor substrate 1 is a crystal and the semiconductor film 20 is polycrystalline or amorphous, the semiconductor film 20 is selectively removed by performing etching under conditions where the etching rate for the polycrystalline or amorphous is high. Is called. FIG. 5D is a partial cross-sectional view of the semiconductor device when the semiconductor film 20 existing inside the annular thin film 21 is removed.

他にも、半導体膜20の製膜前に下地となる半導体基板1上に自然酸化膜などの酸化膜(図示せず)が形成されていれば、半導体基板1上に形成されている酸化膜が半導体膜20のエッチングの工程において保護膜として機能することにより、半導体基板1上の半導体膜20のみを選択的に除去することが可能である。この場合、塩素ガス(Cl)又はフッ素ガス(F)を少なくとも含むガスを用いたエッチングにより半導体膜20の選択除去が行われる。このことは、半導体膜20が多結晶シリコン(poly−Si)又はアモルファスシリコン(a−Si)である場合、半導体基板1と半導体膜20とは、塩素ガス(Cl)又はフッ素ガス(F)のエッチングレートが異なるため、半導体基板1上の半導体膜20のみを選択的に除去することが可能である。   In addition, if an oxide film (not shown) such as a natural oxide film is formed on the underlying semiconductor substrate 1 before the semiconductor film 20 is formed, the oxide film formed on the semiconductor substrate 1 However, by functioning as a protective film in the etching process of the semiconductor film 20, only the semiconductor film 20 on the semiconductor substrate 1 can be selectively removed. In this case, the semiconductor film 20 is selectively removed by etching using a gas containing at least chlorine gas (Cl) or fluorine gas (F). This is because when the semiconductor film 20 is polycrystalline silicon (poly-Si) or amorphous silicon (a-Si), the semiconductor substrate 1 and the semiconductor film 20 are made of chlorine gas (Cl) or fluorine gas (F). Since the etching rates are different, only the semiconductor film 20 on the semiconductor substrate 1 can be selectively removed.

次に、環状の薄膜21をマスクにして半導体基板1に対して異方性エッチングを行い、半導体基板1を部分的に除去することにより、半導体基板1上に環状の突起部2を形成する。例えば、異方性エッチングは、塩素ガス(Cl)、フッ素ガス(F)及び臭素ガス(Br)のうちの少なくとも一種類のガスを含む気体に高周波を印加して生成するプラズマを用いるプラズマエッチング法により行われる。図5の(E)は、半導体基板1を部分的に除去することにより、半導体基板1上に環状の突起部2を形成した場合の半導体装置の部分断面図である。   Next, anisotropic etching is performed on the semiconductor substrate 1 using the annular thin film 21 as a mask, and the semiconductor substrate 1 is partially removed to form the annular protrusions 2 on the semiconductor substrate 1. For example, the anisotropic etching is a plasma etching method using plasma generated by applying a high frequency to a gas containing at least one of a chlorine gas (Cl), a fluorine gas (F), and a bromine gas (Br). Is done. FIG. 5E is a partial cross-sectional view of the semiconductor device when the annular protrusion 2 is formed on the semiconductor substrate 1 by partially removing the semiconductor substrate 1.

環状の突起部2の幅は10nmであり、本実施形態で用いられるフォトリソグラフィの解像度よりも狭い幅である。すなわち、環状の突起部2の幅10nmは、本実施形態で用いられるフォトリソグラフィ技術によって形成可能な最小加工寸法よりも狭くなっている。   The width of the annular protrusion 2 is 10 nm, which is narrower than the resolution of photolithography used in this embodiment. That is, the width 10 nm of the annular protrusion 2 is narrower than the minimum processing dimension that can be formed by the photolithography technique used in this embodiment.

半導体基板1上に環状の突起部2を形成する工程の第三の例では、後述するイオン注入の工程の後に、環状の突起部2上に形成されている環状の薄膜21を除去してもよい。   In the third example of the step of forming the annular protrusion 2 on the semiconductor substrate 1, the annular thin film 21 formed on the annular protrusion 2 may be removed after the ion implantation step described later. Good.

半導体基板1上に環状の突起部2を形成する工程の後、イオン注入により異なる型の不純物をそれぞれ異なる方向から環状の突起部2に添加(ドーピング)する。イオン注入により異なる型の不純物をそれぞれ異なる方向から環状の突起部2に添加する場合の例を図6に示す。   After the step of forming the annular protrusion 2 on the semiconductor substrate 1, different types of impurities are added (doping) to the annular protrusion 2 from different directions by ion implantation. FIG. 6 shows an example in which different types of impurities are added to the annular protrusion 2 from different directions by ion implantation.

図6の(A)は、異なる型の不純物をそれぞれ異なる方向から半導体基板1上に形成された環状の突起部2に添加する場合の半導体装置の部分上面図である。図6の(B)は、図6の(A)の点線C1で示した位置を矢印方向C2から見た半導体装置の部分断面図である。図6の(A)及び(B)では、イオン注入の方向を矢印で示している。なお、図6の(A)は、半導体装置の部分上面図であるため、イオン注入の方向が縦方向の矢印で示されているが、実際上は半導体基板1に対してイオン注入は左斜め上方向又は右斜め上方向から行われる。   FIG. 6A is a partial top view of the semiconductor device when different types of impurities are added to the annular protrusions 2 formed on the semiconductor substrate 1 from different directions. 6B is a partial cross-sectional view of the semiconductor device when the position indicated by the dotted line C1 in FIG. 6A is viewed from the arrow direction C2. In FIGS. 6A and 6B, the direction of ion implantation is indicated by arrows. 6A is a partial top view of the semiconductor device, the direction of ion implantation is indicated by a vertical arrow. However, in practice, the ion implantation is performed obliquely to the left of the semiconductor substrate 1. FIG. It is performed from above or diagonally upward from the right.

図6の(B)に示すように、イオン注入により左斜め上方向からp型の不純物を環状の突起部2に添加し、イオン注入により右斜め上方向からn型の不純物を環状の突起部2に添加する。p型の不純物は、例えば、ボロン(B)やボロンの化合物(BF2、BxHy
)である。n型の不純物は、例えば、リン(P)や砒素(As)、又はリンや砒素の化合物である。イオン注入の傾斜注入角度は、環状の突起部2の形状や不純物のドーズ量によって決定される。ただし、図6に示すイオン注入の方向は例示であって、本実施形態はこれに限定されない。例えば、イオン注入により右斜め上方向からp型の不純物を環状の突
起部2に添加してもよいし、イオン注入により左斜め上方向からn型の不純物を環状の突起部2に添加してもよい。
As shown in FIG. 6B, a p-type impurity is added to the annular protrusion 2 from the upper left direction by ion implantation, and an n-type impurity is added to the annular protrusion from the upper right direction by ion implantation. Add to 2. Examples of p-type impurities include boron (B) and boron compounds (BF 2 , BxHy).
). The n-type impurity is, for example, phosphorus (P) or arsenic (As), or a compound of phosphorus or arsenic. The tilt angle of ion implantation is determined by the shape of the annular protrusion 2 and the dose of impurities. However, the direction of ion implantation shown in FIG. 6 is merely an example, and the present embodiment is not limited to this. For example, a p-type impurity may be added to the annular protrusion 2 from the upper right direction by ion implantation, or an n-type impurity may be added to the annular protrusion 2 from the upper left direction by ion implantation. Also good.

イオン注入により異なる型の不純物をそれぞれ異なる方向から環状の突起部2に添加することにより、環状の突起部2には異なる型のチャネル領域が形成される。例えば、図6の(B)に示すように、イオン注入により左斜め上方向からp型の不純物が環状の突起部2に添加されることにより、環状の突起部2の一部にn型チャネル領域が形成される。ここでは、後述するゲート電極に電圧を印加し、ゲート電界により突起部2のp型半導体部分の表面を反転状態にしてn型チャネルを形成する。また、図6の(B)に示すように、イオン注入により右斜め上方向からn型の不純物が環状の突起部2に添加されることにより、環状の突起部2の一部にp型チャネル領域が形成される。ここでは、後述するゲート電極に電圧を印加し、ゲート電界により突起部2のn型半導体部分の表面を反転状態にしてp型チャネルを形成する。   Different types of channel regions are formed in the annular projection 2 by adding different types of impurities to the annular projection 2 from different directions by ion implantation. For example, as shown in FIG. 6B, a p-type impurity is added to the annular protrusion 2 from the upper left direction by ion implantation, whereby an n-type channel is formed in a part of the annular protrusion 2. A region is formed. Here, a voltage is applied to a gate electrode to be described later, and the surface of the p-type semiconductor portion of the protrusion 2 is inverted by a gate electric field to form an n-type channel. Further, as shown in FIG. 6B, an n-type impurity is added to the annular protrusion 2 from the upper right direction by ion implantation, whereby a p-type channel is formed in a part of the annular protrusion 2. A region is formed. Here, a voltage is applied to a gate electrode described later, and the surface of the n-type semiconductor portion of the protrusion 2 is inverted by a gate electric field to form a p-type channel.

図7の(A)は、左斜め上方向からp型の不純物のイオン注入が行われる場合の半導体装置の部分断面図である。図7の(A)に示す半導体装置の断面の位置については、図6の(B)に示す半導体装置の断面の位置と同じである。図7の(A)に示すように、左斜め上方向からp型の不純物のイオン注入が行われる場合、環状の突起部2の左部分については、左側面の全体及び上面の全体にp型の不純物が添加される。一方、環状の突起部2の右部分については、環状の突起部2の左部分によって遮蔽されることにより、左側面の一部及び上面の全体にp型の不純物が添加される。   FIG. 7A is a partial cross-sectional view of the semiconductor device in the case where ion implantation of p-type impurities is performed from the upper left oblique direction. The position of the cross section of the semiconductor device illustrated in FIG. 7A is the same as the position of the cross section of the semiconductor device illustrated in FIG. As shown in FIG. 7A, when ion implantation of p-type impurities is performed from the upper left oblique direction, the left portion of the annular protrusion 2 is p-type on the entire left side and the entire upper surface. Impurities are added. On the other hand, the right portion of the annular protrusion 2 is shielded by the left portion of the annular protrusion 2, so that p-type impurities are added to a part of the left side and the entire upper surface.

図7の(B)は、右斜め上方向からn型の不純物のイオン注入が行われる場合の半導体装置の部分断面図である。図7の(B)に示す半導体装置の断面の位置については、図6の(B)に示す半導体装置の断面の位置と同じである。図7の(B)に示すように、右斜め上方向からn型の不純物のイオン注入が行われる場合、環状の突起部2の右部分については、右側面の全体及び上面の全体にn型の不純物が添加される。一方、環状の突起部2の左部分については、環状の突起部2の右部分によって遮蔽されることにより、右側面の一部及び上面の全体にn型の不純物が添加される。   FIG. 7B is a partial cross-sectional view of the semiconductor device in the case where ion implantation of n-type impurities is performed from the upper right direction. The position of the cross section of the semiconductor device illustrated in FIG. 7B is the same as the position of the cross section of the semiconductor device illustrated in FIG. As shown in FIG. 7B, in the case where ion implantation of n-type impurities is performed from the upper right direction, the right portion of the annular protrusion 2 is n-type on the entire right side and the entire upper surface. Impurities are added. On the other hand, the left portion of the annular protrusion 2 is shielded by the right portion of the annular protrusion 2 so that an n-type impurity is added to a part of the right side and the entire upper surface.

図7の(A)及び(B)に示すように、環状の突起部2の左部分と右部分とでは、p型の不純物が添加されるドーズ量が異なるとともに、n型の不純物が添加されるドーズ量が異なる。環状の突起部2の左部分についてはp型の不純物のドーズ量がn型の不純物のドーズ量よりも多いため、環状の突起部2の左部分にn型チャネル領域が形成される。一方、環状の突起部2の右部分についてはn型の不純物のドーズ量がp型の不純物のドーズ量よりも多いため、環状の突起部2の右部分にp型チャネル領域が形成される。   As shown in FIGS. 7A and 7B, the left portion and the right portion of the annular protrusion 2 have different dose amounts to which p-type impurities are added, and n-type impurities are added. Different dose amount. Since the dose of p-type impurities is larger than the dose of n-type impurities in the left portion of the annular protrusion 2, an n-type channel region is formed in the left portion of the annular protrusion 2. On the other hand, since the dose amount of the n-type impurity is larger than the dose amount of the p-type impurity in the right portion of the annular protrusion 2, a p-type channel region is formed in the right portion of the annular protrusion 2.

上述したように、半導体基板1上に環状の突起部2を形成する工程の第一の例において環状の突起部2の内側に存在する薄膜3を除去しない場合がある。環状の突起部2の内側に存在する薄膜3を除去しない状態で、イオン注入により異なる型の不純物をそれぞれ異なる方向から環状の突起部2に添加する場合の例を図8の(A)に示す。図8の(A)は、半導体基板1上に形成された環状の突起部2の内側に存在する薄膜3を除去しない状態で、異なる型の不純物をそれぞれ異なる方向から環状の突起部2に添加する場合の半導体装置の部分断面図である。図8の(A)に示す半導体装置の断面の位置については、図6の(B)に示す半導体装置の断面の位置と同じである。   As described above, in the first example of the step of forming the annular protrusion 2 on the semiconductor substrate 1, the thin film 3 present inside the annular protrusion 2 may not be removed. FIG. 8A shows an example in which different types of impurities are added to the annular projection 2 from different directions by ion implantation without removing the thin film 3 existing inside the annular projection 2. . FIG. 8A shows a state in which different types of impurities are added to the annular protrusions 2 from different directions without removing the thin film 3 existing inside the annular protrusions 2 formed on the semiconductor substrate 1. It is a fragmentary sectional view of the semiconductor device in the case of doing. The position of the cross section of the semiconductor device illustrated in FIG. 8A is the same as the position of the cross section of the semiconductor device illustrated in FIG.

図8の(A)に示すように、イオン注入により左斜め上方向からp型の不純物を環状の突起部2に添加し、イオン注入により右斜め上方向からn型の不純物を環状の突起部2に添加する。p型の不純物は、例えば、ボロン(B)やボロンの化合物(BF2、BxHy
)である。n型の不純物は、例えば、リン(P)や砒素(As)、又はリンや砒素の化合
物である。イオン注入の傾斜注入角度は、環状の突起部2の形状や不純物のドーズ量によって決定される。
As shown in FIG. 8A, p-type impurities are added to the annular protrusion 2 from the upper left direction by ion implantation, and n-type impurities are added to the annular protrusion from the upper right direction by ion implantation. Add to 2. Examples of p-type impurities include boron (B) and boron compounds (BF 2 , BxHy).
). The n-type impurity is, for example, phosphorus (P) or arsenic (As), or a compound of phosphorus or arsenic. The tilt angle of ion implantation is determined by the shape of the annular protrusion 2 and the dose of impurities.

図8の(A)に示すように、左斜め上方向からp型の不純物のイオン注入が行われる場合、環状の突起部2の左部分については、左側面の全体及び上面の全体にp型の不純物が添加される。一方、環状の突起部2の右部分については、環状の突起部2の内側に存在する薄膜3によって遮蔽されることにより、上面の全体にp型の不純物が添加される。   As shown in FIG. 8A, when ion implantation of a p-type impurity is performed from the diagonally upper left direction, the left portion of the annular protrusion 2 is p-type on the entire left side and the entire top surface. Impurities are added. On the other hand, the right portion of the annular protrusion 2 is shielded by the thin film 3 existing inside the annular protrusion 2, so that p-type impurities are added to the entire upper surface.

図8の(A)に示すように、右斜め上方向からn型の不純物のイオン注入が行われる場合、環状の突起部2の右部分については、右側面の全体及び上面の全体にn型の不純物が添加される。一方、環状の突起部2の左部分については、環状の突起部2の内側に存在する薄膜3によって遮蔽されることにより、上面の全体にn型の不純物が添加される。   As shown in FIG. 8A, when ion implantation of n-type impurities is performed from the upper right direction, the right portion of the annular protrusion 2 is n-type on the entire right side and the entire upper surface. Impurities are added. On the other hand, the left portion of the annular protrusion 2 is shielded by the thin film 3 existing inside the annular protrusion 2, so that an n-type impurity is added to the entire upper surface.

図8の(A)に示すように、環状の突起部2の左部分と右部分とでは、p型の不純物が添加されるドーズ量が異なるとともに、n型の不純物が添加されるドーズ量が異なる。環状の突起部2の左部分についてはp型の不純物のドーズ量がn型の不純物のドーズ量よりも多いため、環状の突起部2の左部分にn型チャネル領域が形成される。一方、環状の突起部2の右部分についてはn型の不純物のドーズ量がp型の不純物のドーズ量よりも多いため、環状の突起部2の右部分にp型チャネル領域が形成される。   As shown in FIG. 8A, the left portion and the right portion of the annular protrusion 2 differ in the dose amount to which the p-type impurity is added and the dose amount to which the n-type impurity is added. Different. Since the dose of p-type impurities is larger than the dose of n-type impurities in the left portion of the annular protrusion 2, an n-type channel region is formed in the left portion of the annular protrusion 2. On the other hand, since the dose amount of the n-type impurity is larger than the dose amount of the p-type impurity in the right portion of the annular protrusion 2, a p-type channel region is formed in the right portion of the annular protrusion 2.

図8の(A)に示すように、左斜め上方向からp型の不純物のイオン注入が行われる場合、環状の突起部2の右部分については上面にのみp型の不純物が添加される。そのため、環状の突起部2の内側に薄膜3が存在しない場合と比較して、環状の突起部2の右部分に添加されるp型の不純物の量が少ない。また、図8の(A)に示すように、右斜め上方向からn型の不純物のイオン注入が行われる場合、環状の突起部2の左部分については上面にのみn型の不純物が添加される。そのため、環状の突起部2の内側に薄膜3が存在しない場合と比較して、環状の突起部2の左部分に添加されるn型の不純物のドーズ量が少ない。   As shown in FIG. 8A, when ion implantation of p-type impurities is performed from the diagonally upper left direction, the p-type impurities are added only to the upper surface of the right portion of the annular protrusion 2. Therefore, the amount of p-type impurities added to the right portion of the annular protrusion 2 is smaller than when the thin film 3 is not present inside the annular protrusion 2. In addition, as shown in FIG. 8A, when ion implantation of n-type impurities is performed from the upper right direction, n-type impurities are added only to the upper surface of the left portion of the annular protrusion 2. The Therefore, compared with the case where the thin film 3 does not exist inside the annular protrusion 2, the dose amount of the n-type impurity added to the left portion of the annular protrusion 2 is small.

また、上述したように、半導体基板1上に環状の突起部2を形成する工程の第二の例において環状の突起部2上に形成されている環状の薄膜12を除去しない場合がある。更に、上述したように、半導体基板1上に環状の突起部2を形成する工程の第三の例において環状の突起部2上に形成されている環状の薄膜21を除去しない場合がある。環状の突起部2上に形成されている環状の薄膜12を除去しない状態で、イオン注入により異なる型の不純物をそれぞれ異なる方向から環状の突起部2に添加する場合の例を図8の(B)に示す。図8の(B)は、半導体基板1上に形成された環状の突起部2上に形成されている環状の薄膜12を除去しない状態で、異なる型の不純物をそれぞれ異なる方向から環状の突起部2に添加する場合の半導体装置の部分断面図である。図8の(B)に示す半導体装置の断面の位置については、図6の(B)に示す半導体装置の断面の位置と同じである。   In addition, as described above, in the second example of the step of forming the annular protrusion 2 on the semiconductor substrate 1, the annular thin film 12 formed on the annular protrusion 2 may not be removed. Furthermore, as described above, in the third example of the step of forming the annular protrusion 2 on the semiconductor substrate 1, the annular thin film 21 formed on the annular protrusion 2 may not be removed. An example of adding different types of impurities to the annular projection 2 from different directions by ion implantation without removing the annular thin film 12 formed on the annular projection 2 is shown in FIG. ). FIG. 8B shows an annular protrusion from different directions in different types of impurities without removing the annular thin film 12 formed on the annular protrusion 2 formed on the semiconductor substrate 1. 2 is a partial cross-sectional view of a semiconductor device when added to 2. FIG. The position of the cross section of the semiconductor device illustrated in FIG. 8B is the same as the position of the cross section of the semiconductor device illustrated in FIG.

以下では、環状の突起部2上に形成されている環状の薄膜12を除去しない状態でイオン注入を行う例を説明するが、環状の突起部2上に形成されている環状の薄膜21を除去しない状態でイオン注入を行う場合も図8の(B)に示す例と同様である。すなわち、環状の突起部2上に形成されている環状の薄膜21を除去しない状態で、イオン注入により異なる型の不純物をそれぞれ異なる方向から環状の突起部2に添加する場合については、図8の(B)における薄膜12を薄膜21に変更すればよい。   Hereinafter, an example in which ion implantation is performed without removing the annular thin film 12 formed on the annular protrusion 2 will be described. However, the annular thin film 21 formed on the annular protrusion 2 is removed. The case where ion implantation is performed in a state where no ion is applied is similar to the example shown in FIG. That is, in the state where the annular thin film 21 formed on the annular projection 2 is not removed, different types of impurities are added to the annular projection 2 from different directions by ion implantation. The thin film 12 in (B) may be changed to the thin film 21.

図8の(B)に示すように、イオン注入により左斜め上方向からp型の不純物を環状の突起部2に添加し、イオン注入により右斜め上方向からn型の不純物を環状の突起部2に添加する。p型の不純物は、例えば、ボロン(B)やボロンの化合物(BF2、BxHy
)である。n型の不純物は、例えば、リン(P)や砒素(As)、又はリンや砒素の化合物である。イオン注入の傾斜注入角度は、環状の突起部2の形状や不純物のドーズ量によって決定される。
As shown in FIG. 8B, a p-type impurity is added to the annular protrusion 2 from the upper left direction by ion implantation, and an n-type impurity is added to the annular protrusion from the upper right direction by ion implantation. Add to 2. Examples of p-type impurities include boron (B) and boron compounds (BF 2 , BxHy).
). The n-type impurity is, for example, phosphorus (P) or arsenic (As), or a compound of phosphorus or arsenic. The tilt angle of ion implantation is determined by the shape of the annular protrusion 2 and the dose of impurities.

図8の(B)に示すように、左斜め上方向からp型の不純物のイオン注入が行われる場合、環状の突起部2の左部分については、環状の突起部2上に形成されている環状の薄膜12によって遮蔽されることにより、左側面にのみp型の不純物が添加される。一方、環状の突起部2の右部分については、環状の突起部の左部分及び環状の薄膜12によって遮蔽されることにより、p型の不純物が添加されない。   As shown in FIG. 8B, when ion implantation of p-type impurities is performed from the upper left direction, the left portion of the annular protrusion 2 is formed on the annular protrusion 2. By being shielded by the annular thin film 12, a p-type impurity is added only to the left side surface. On the other hand, the right portion of the annular protrusion 2 is shielded by the left portion of the annular protrusion and the annular thin film 12, so that no p-type impurity is added.

図8の(B)に示すように、右斜め上方向からn型の不純物のイオン注入が行われる場合、環状の突起部2の右部分については、環状の突起部2上に形成されている環状の薄膜12によって遮蔽されることにより、右側面にのみn型の不純物が添加される。一方、環状の突起部2の左部分については、環状の突起部2の右部分及び環状の薄膜12によって遮蔽されることにより、n型の不純物が添加されない。   As shown in FIG. 8B, when ion implantation of n-type impurities is performed from the upper right direction, the right portion of the annular protrusion 2 is formed on the annular protrusion 2. By being shielded by the annular thin film 12, an n-type impurity is added only to the right side surface. On the other hand, the left portion of the annular protrusion 2 is shielded by the right portion of the annular protrusion 2 and the annular thin film 12, so that no n-type impurity is added.

図8の(B)に示すように、左斜め上方向からp型の不純物のイオン注入が行われる場合、環状の突起部2の左部分についてはp型の不純物のみが添加されるため、環状の突起部2の左部分にn型チャネル領域が形成される。一方、図8の(B)に示すように、右斜め上方向からn型の不純物のイオン注入が行われる場合、環状の突起部2の右部分についてはn型の不純物のみが添加されるため、環状の突起部2の右部分にp型チャネル領域が形成される。   As shown in FIG. 8B, when ion implantation of p-type impurities is performed from the diagonally upper left direction, only the p-type impurities are added to the left portion of the annular protrusion 2, so that An n-type channel region is formed on the left portion of the protrusion 2 of the first electrode. On the other hand, as shown in FIG. 8B, when n-type impurity ions are implanted from the upper right direction, only the n-type impurity is added to the right portion of the annular protrusion 2. A p-type channel region is formed in the right part of the annular protrusion 2.

なお、n型の不純物のイオン注入が行われる場合、環状の突起部2の特定の箇所の上にレジストパターン30を形成することにより、n型の不純物を環状の突起部2に添加しないようにしてもよい。図9は、環状の突起部2の特定の箇所の上にレジストパターン30を形成した場合の半導体装置の部分上面図である。図9に示すように、環状の突起部2の特定の箇所の上にレジストパターン30を形成して、n型の不純物のイオン注入を行った場合、レジストパターン30が形成されている部分の下に存在する環状の突起部2はp型の不純物のみの添加されることになる。したがって、レジストパターン30が形成されている部分の下に存在する環状の突起部2には、n型チャネル領域が形成される。また、p型の不純物のイオン注入が行われる場合において、環状の突起部2の特定の箇所の上にレジストパターン30を形成することにより、p型の不純物を環状の突起部2に添加しないようにしてもよい。そして、n型の不純物のイオン注入が行われる場合、環状の突起部の上にはレジストパターン30を形成しないようにする。この場合、レジストパターン30が形成されている部分の下に存在する環状の突起部2には、p型チャネル領域が形成される。   When ion implantation of n-type impurities is performed, a resist pattern 30 is formed on a specific portion of the annular protrusion 2 so that the n-type impurity is not added to the annular protrusion 2. May be. FIG. 9 is a partial top view of the semiconductor device when the resist pattern 30 is formed on a specific portion of the annular protrusion 2. As shown in FIG. 9, when a resist pattern 30 is formed on a specific portion of the annular protrusion 2 and ion implantation of n-type impurities is performed, the portion below the portion where the resist pattern 30 is formed. The ring-shaped protrusion 2 existing in is added with only p-type impurities. Therefore, an n-type channel region is formed in the annular protrusion 2 existing under the portion where the resist pattern 30 is formed. Further, when ion implantation of p-type impurities is performed, a p-type impurity is not added to the annular protrusion 2 by forming a resist pattern 30 on a specific portion of the annular protrusion 2. It may be. When ion implantation of n-type impurities is performed, the resist pattern 30 is not formed on the annular protrusion. In this case, a p-type channel region is formed in the annular protrusion 2 existing under the portion where the resist pattern 30 is formed.

半導体基板1上に形成された環状の突起部2に対するイオン注入の工程の後、環状の突起部2を熱酸化することにより、環状の突起部2の表面にゲート酸化膜を形成する。例えば、900℃に設定した熱処理炉に環状の突起部2が形成された半導体基板1を入れ、酸化性雰囲気中で環状の突起部2に対して熱酸化を行う。熱酸化により、環状の突起部2の表面にゲート酸化膜が形成される。   After the ion implantation step for the annular protrusion 2 formed on the semiconductor substrate 1, the annular protrusion 2 is thermally oxidized to form a gate oxide film on the surface of the annular protrusion 2. For example, the semiconductor substrate 1 on which the annular protrusion 2 is formed is placed in a heat treatment furnace set at 900 ° C., and thermal oxidation is performed on the annular protrusion 2 in an oxidizing atmosphere. A gate oxide film is formed on the surface of the annular protrusion 2 by thermal oxidation.

なお、酸化性雰囲気は、乾燥酸素、水素・酸素燃焼炎(パイロジェニック)による水蒸気、酸素含有のガスをプラズマによって解離生成した酸素原子、を含む雰囲気であってもよい。また、酸化性雰囲気は、窒素含有の化合物を含む雰囲気であってよい。更に、酸化性雰囲気は、一酸化窒素(NO)、亜酸化窒素(N2O)、窒素(N2)、アンモニア(NH3)等を含有したガスやプラズマを含む雰囲気であってもよい。 The oxidizing atmosphere may be an atmosphere containing dry oxygen, water vapor by hydrogen / oxygen combustion flame (pyrogenic), and oxygen atoms dissociated and generated by plasma from an oxygen-containing gas. The oxidizing atmosphere may be an atmosphere containing a nitrogen-containing compound. Furthermore, the oxidizing atmosphere may be an atmosphere containing a gas or plasma containing nitrogen monoxide (NO), nitrous oxide (N 2 O), nitrogen (N 2 ), ammonia (NH 3 ), or the like.

環状の突起部2がアモルファスシリコン(a−Si)の場合、環状の突起部2を熱酸化することにより、環状の突起部2の表面にシリコン酸化膜(SiO2膜)が形成されてい
くことで、環状の突起部2に応力が印加される。そのため、環状の突起部2の中心部分のシリコンには結晶化したナノワイヤ状のシリコンチャネルが形成される。例えば、900℃に設定した熱処理炉に、環状の突起部2が形成された半導体基板1を入れ、環状の突起部2に対して熱酸化を行う。熱酸化により、環状の突起部2の表面にシリコン酸化膜(SiO2膜)が成長して、環状の突起部2の中心部分にシリコンが集中して直径断面10n
mのシリコンチャネルが形成される。また、表面にシリコン酸化膜(SiO2膜)、中心
部分にシリコンチャネルを備える環状の突起部2に対して、再度熱酸化を行ってもよい。
When the annular protrusion 2 is amorphous silicon (a-Si), a silicon oxide film (SiO 2 film) is formed on the surface of the annular protrusion 2 by thermally oxidizing the annular protrusion 2. Thus, stress is applied to the annular protrusion 2. Therefore, a crystallized nanowire-like silicon channel is formed in the silicon at the center of the annular protrusion 2. For example, the semiconductor substrate 1 on which the annular protrusion 2 is formed is placed in a heat treatment furnace set at 900 ° C., and the annular protrusion 2 is thermally oxidized. Due to thermal oxidation, a silicon oxide film (SiO 2 film) grows on the surface of the annular protrusion 2, and silicon concentrates on the central portion of the annular protrusion 2, resulting in a diameter cross section of 10 n.
m silicon channels are formed. Alternatively, thermal oxidation may be performed again on the annular protrusion 2 having a silicon oxide film (SiO 2 film) on the surface and a silicon channel in the center.

又は、シリコン酸化する他に、CVD法により高誘電率ゲート絶縁膜(High−k)を堆積して、例えばハフニウム酸窒化(HfSiON)を環状の突起部2の表面に形成してもよい。   Alternatively, in addition to silicon oxidation, a high dielectric constant gate insulating film (High-k) may be deposited by CVD to form, for example, hafnium oxynitride (HfSiON) on the surface of the annular protrusion 2.

環状の突起部2の表面にゲート酸化膜を形成する工程の後、環状の突起部2の一部を除去するためのレジストパターンを半導体基板1上に形成する。そして、エッチングを行うことにより、環状の突起部2の一部を除去する。レジストパターンの形成は、例えば、スピンコート法により半導体基板1上にフォトレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィ技術を用いてフォトレジスト膜をパターニングすることにより行われる。   After the step of forming a gate oxide film on the surface of the annular protrusion 2, a resist pattern for removing a part of the annular protrusion 2 is formed on the semiconductor substrate 1. Then, a part of the annular protrusion 2 is removed by etching. The resist pattern is formed by, for example, forming a photoresist film on the semiconductor substrate 1 by spin coating and patterning the photoresist film using a photolithography technique.

表面にシリコン酸化膜(SiO2膜)、中心部分にシリコンチャネルを備える環状の突
起部2の一部を除去する例を以下に示す。例えば、フルオロカーボンガス(CxFy)の気体に高周波を印加して生成するプラズマを用いるプラズマエッチング法により、環状の突起部2の表面に形成されたシリコン酸化膜(SiO2膜)をエッチングすることにより
ゲート酸化膜を除去する。そして、塩素ガス(Cl)、フッ素ガス(F)及び臭素ガス(Br)のうちの少なくとも一種類のガスを含む気体に高周波を印加して生成するプラズマを用いるプラズマエッチング法によりシリコンを除去して、シリコンチャネルを除去する。ゲート絶縁膜をHigh−k膜とする場合には、三塩化ホウ素(BCl3)又は塩素(
Cl)を少なくとも含む気体に高周波を印加して生成するプラズマを用いるプラズマエッチング法を使用して行われる。図10は、環状の突起部2の一部を除去した場合の半導体装置の部分上面図である。図10に示すように、幅広のパターンに形成されている環状の突起部2の一部が除去され、一部の突起部2が2本の細線に分割されている。
An example in which a part of the annular protrusion 2 having a silicon oxide film (SiO 2 film) on the surface and a silicon channel in the center is removed will be described below. For example, a gate is obtained by etching a silicon oxide film (SiO 2 film) formed on the surface of the annular protrusion 2 by a plasma etching method using plasma generated by applying a high frequency to a fluorocarbon gas (CxFy) gas. The oxide film is removed. Then, silicon is removed by a plasma etching method using plasma generated by applying a high frequency to a gas containing at least one of chlorine gas (Cl), fluorine gas (F) and bromine gas (Br). Remove the silicon channel. When the gate insulating film is a high-k film, boron trichloride (BCl 3 ) or chlorine (
This is performed using a plasma etching method using plasma generated by applying a high frequency to a gas containing at least Cl). FIG. 10 is a partial top view of the semiconductor device when a part of the annular protrusion 2 is removed. As shown in FIG. 10, a part of the annular protrusion 2 formed in a wide pattern is removed, and a part of the protrusion 2 is divided into two thin lines.

そして、ゲート電極50を半導体基板1上に形成する。この場合、半導体基板1上には2種類のゲート電極50が形成される。図11は、ゲート電極50を半導体基板1上に形成した場合の半導体装置の部分上面図である。図11においては、2種類のゲート電極50の一方をゲート電極50Aと表記する。図11に示すように、ゲート電極50Aは、環状の突起部2を跨ぐように半導体基板1上に形成される。図11においては、2種類のゲート電極50の他方をゲート電極50Bと表記する。ゲート電極50Bは、2本の細線に分割された突起部2の一方を跨ぐように半導体基板1上に形成される。   Then, the gate electrode 50 is formed on the semiconductor substrate 1. In this case, two types of gate electrodes 50 are formed on the semiconductor substrate 1. FIG. 11 is a partial top view of the semiconductor device when the gate electrode 50 is formed on the semiconductor substrate 1. In FIG. 11, one of the two types of gate electrodes 50 is represented as a gate electrode 50A. As shown in FIG. 11, the gate electrode 50 </ b> A is formed on the semiconductor substrate 1 so as to straddle the annular protrusion 2. In FIG. 11, the other of the two types of gate electrodes 50 is referred to as a gate electrode 50B. The gate electrode 50B is formed on the semiconductor substrate 1 so as to straddle one of the protrusions 2 divided into two thin lines.

例えば、不純物が添加されたシリコンをCVD法により半導体基板1上に膜厚50nm堆積し、次に、レジストパターンをシリコン上に形成し、レジストパターンをマスクにして異方性エッチングを行うことにより、半導体基板1上にゲート電極50を形成してもよい。なお、シリコンを半導体基板1上に形成した後に不純物をシリコンに添加してもよい。   For example, silicon to which impurities are added is deposited by CVD to a thickness of 50 nm on the semiconductor substrate 1, then a resist pattern is formed on the silicon, and anisotropic etching is performed using the resist pattern as a mask. A gate electrode 50 may be formed on the semiconductor substrate 1. Note that impurities may be added to silicon after silicon is formed on the semiconductor substrate 1.

ゲート電極50の材料として、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、ハフニウム(Hf)、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、金(Au)、白金(Pt)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)又はケイ素(Si)のいずれかを採用
してもよい。
As the material of the gate electrode 50, titanium (Ti), tantalum (Ta), tungsten (W), hafnium (Hf), molybdenum (Mo), aluminum (Al), gold (Au), platinum (Pt), cobalt (Co ), Nickel (Ni), or silicon (Si) may be employed.

ゲート電極50の材料として、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、ハフニウム(Hf)又はモリブデン(Mo)のいずれかの窒化物を採用してもよい。   As a material for the gate electrode 50, any one of nitrides of titanium (Ti), tantalum (Ta), tungsten (W), hafnium (Hf), and molybdenum (Mo) may be employed.

ゲート電極50の材料として、チタン(Ti)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)又はタンタル(Ta)のシリサイドを採用してもよい。   As a material of the gate electrode 50, silicide of titanium (Ti), cobalt (Co), nickel (Ni), platinum (Pt), tungsten (W), molybdenum (Mo), or tantalum (Ta) may be employed.

ゲート電極50の材料として、チタン(Ti)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)又はタンタル(Ta)のシリサイドに窒素を含有したものを採用してもよい。更に、ゲート電極50は、これらの金属、金属窒化物及び窒素含有金属のいずれかとシリサイドとの積層構造であってもよい。   As a material of the gate electrode 50, a material containing nitrogen in a silicide of titanium (Ti), cobalt (Co), nickel (Ni), platinum (Pt), tungsten (W), molybdenum (Mo) or tantalum (Ta). It may be adopted. Furthermore, the gate electrode 50 may have a laminated structure of any of these metals, metal nitrides, and nitrogen-containing metals and silicide.

例えば、シリサイドを形成する場合、半導体基板1の全面にニッケル(Ni)の薄膜を10nm堆積し、酸化防止のための窒化チタン(TiN)を30nm被覆する。そして、400℃、120秒の条件で熱処理を行うことにより、ニッケル(Ni)の下にシリコンが存在する部分のみに自己整合的に低抵抗のニッケルシリサイドが形成される。この場合、ニッケルの製膜厚さは下地のシリコンの量に合わせて調整される。シリサイドが形成された後、例えば硫酸などの酸薬液処理を行うことにより、未反応のニッケル(Ni)及び窒化チタン(TiN)を取り除く。ここでは、ニッケルシリサイドを形成する例を示したが、これに限らず、チタン(Ti)、コバルト(Co)、モリブデン(Mo)、白金(Pt)等のシリサイドを形成してもよい。   For example, when silicide is formed, a nickel (Ni) thin film is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1 to a thickness of 10 nm, and titanium nitride (TiN) for preventing oxidation is covered with a thickness of 30 nm. Then, by performing heat treatment at 400 ° C. for 120 seconds, a low resistance nickel silicide is formed in a self-aligned manner only in a portion where silicon is present under nickel (Ni). In this case, the nickel film thickness is adjusted according to the amount of the underlying silicon. After the silicide is formed, unreacted nickel (Ni) and titanium nitride (TiN) are removed by performing an acid chemical treatment such as sulfuric acid. Although an example in which nickel silicide is formed is shown here, the present invention is not limited to this, and silicide such as titanium (Ti), cobalt (Co), molybdenum (Mo), or platinum (Pt) may be formed.

次に、イオン注入により、ゲート電極50をマスクとして環状の突起部2に不純物を添加することで、環状の突起部2にソース領域及びドレイン領域を形成する。この場合、イオン注入により異なる型の不純物をそれぞれ異なる方向から環状の突起部2に添加することにより、環状の突起部2に対して、異なる型のソース領域及びドレイン領域をそれぞれ形成する。   Next, by ion implantation, an impurity is added to the annular protrusion 2 using the gate electrode 50 as a mask, thereby forming a source region and a drain region in the annular protrusion 2. In this case, different types of impurities are added to the annular protrusions 2 from different directions by ion implantation, whereby different types of source and drain regions are formed in the annular protrusions 2.

p型チャネル領域が形成されている側の環状の突起部2に対してはp型の不純物を斜め方向から注入することにより、環状の突起部2にp型ソース領域及びp型ドレイン領域を形成する。p型の不純物は、例えば、ボロン(B)やボロンの化合物(BF2、BxHy
)である。環状の突起部2にp型ソース領域及びp型ドレイン領域を形成することにより、半導体基板1にpMOSトランジスタが形成される。
A p-type source region and a p-type drain region are formed in the annular protrusion 2 by injecting a p-type impurity from the oblique direction into the annular protrusion 2 on the side where the p-type channel region is formed. To do. Examples of p-type impurities include boron (B) and boron compounds (BF 2 , BxHy).
). A pMOS transistor is formed on the semiconductor substrate 1 by forming a p-type source region and a p-type drain region on the annular protrusion 2.

また、n型チャネル領域が形成されている側の環状の突起部2に対してはn型の不純物を斜め方向から注入することにより、環状の突起部2にn型ソース領域及びn型ドレイン領域を形成する。n型の不純物は、例えば、リン(P)や砒素(As)、又はリンや砒素の化合物である。環状の突起部2にn型ソース領域及びn型ドレイン領域を形成することにより、半導体基板1にnMOSトランジスタが形成される。   Further, an n-type impurity is implanted into the annular protrusion 2 on the side where the n-type channel region is formed from an oblique direction, so that an n-type source region and an n-type drain region are formed in the annular protrusion 2. Form. The n-type impurity is, for example, phosphorus (P) or arsenic (As), or a compound of phosphorus or arsenic. By forming an n-type source region and an n-type drain region on the annular protrusion 2, an nMOS transistor is formed on the semiconductor substrate 1.

なお、p型チャネル領域のみを形成した環状の突起部2に対しては、レジストパターンを形成してn型の不純物の添加を行わないようにすることにより、環状の突起部2にp型ソース領域及びp型ドレイン領域を形成する。また、n型チャネル領域のみを形成した環状の突起部2に対しては、レジストパターンを形成してp型の不純物の添加を行わないようにすることにより、環状の突起部2にn型ソース領域及びn型ドレイン領域を形成する。   It should be noted that a resist pattern is formed on the annular protrusion 2 in which only the p-type channel region is formed, and an n-type impurity is not added, so that the p-type source is added to the annular protrusion 2. A region and a p-type drain region are formed. In addition, for the annular protrusion 2 in which only the n-type channel region is formed, a resist pattern is formed so that p-type impurities are not added, so that an n-type source is added to the annular protrusion 2. A region and an n-type drain region are formed.

p型及びn型の不純物を環状の突起部2に添加した後、低バジェットな熱処理(レーザ
ーアニールなど)でp型及びn型の不純物を活性化する。
After the p-type and n-type impurities are added to the annular protrusion 2, the p-type and n-type impurities are activated by a low budget heat treatment (laser annealing or the like).

次に、環状の突起部2の半導体チャネル、2本の細線に分割された突起部2の一方の半導体チャネル、ソース・ドレイン領域などを接続するために、環状の突起部2の所定箇所に形成されているゲート絶縁膜を剥離する。例えば、フルオロカーボンガス(CxFy)の気体に高周波を印加して生成するプラズマを用いるプラズマエッチング法で、ゲート酸化膜をエッチングしてゲート酸化膜を除去し、半導体チャネルを露出させる。   Next, in order to connect the semiconductor channel of the annular protrusion 2, one semiconductor channel of the protrusion 2 divided into two thin lines, the source / drain region, etc., it is formed at a predetermined position of the annular protrusion 2. The gate insulating film is peeled off. For example, the gate oxide film is removed by plasma etching using plasma generated by applying a high frequency to a fluorocarbon gas (CxFy) gas to expose the semiconductor channel.

そして、図12に示すように、環状の突起部2の半導体チャネル及び2本の細線に分割された突起部2の一方の半導体チャネルを電気的に接続する接続配線40を形成する。図12は、接続配線40を半導体基板1上に形成した場合の半導体装置の部分上面図である。例えば、PVD法又はCVD法によって接続配線40を形成する。接続配線40は、低抵抗の材料を用いる。例えば、接続配線40は、高濃度の不純物が添加されたシリコン、金属であってもよい。接続配線40のパターニングは、スピンコート法により半導体基板1上にフォトレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィ技術を用いてフォトレジスト膜をパターニングし、パターニングされたフォトレジスト膜をマスクに接続配線40をエッチングすることにより行われる。ここで、前記露出した半導体チャネルにはシリサイドを形成してコンタクト抵抗を下げるようにしてもよい。   Then, as shown in FIG. 12, a connection wiring 40 is formed to electrically connect the semiconductor channel of the annular protrusion 2 and one semiconductor channel of the protrusion 2 divided into two thin lines. FIG. 12 is a partial top view of the semiconductor device when the connection wiring 40 is formed on the semiconductor substrate 1. For example, the connection wiring 40 is formed by the PVD method or the CVD method. The connection wiring 40 uses a low-resistance material. For example, the connection wiring 40 may be silicon or metal to which a high concentration impurity is added. The connection wiring 40 is patterned by forming a photoresist film on the semiconductor substrate 1 by a spin coating method, patterning the photoresist film using a photolithography technique, and etching the connection wiring 40 using the patterned photoresist film as a mask. Is done. Here, silicide may be formed on the exposed semiconductor channel to lower the contact resistance.

次に、半導体基板1上に層間絶縁膜を形成する。層間絶縁膜は、例えば、シリコン酸化膜(SiO2膜)であり、シリコン酸化膜の形成は、例えば、シランガスと亜酸化窒素(
2O)ガスを用いたCVD法により行われる。そして、異方性エッチングを行うことに
より、層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する。次に、層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールにタングステン(W)や銅(Cu)などの金属を埋設することにより、層間絶縁膜にコンタクトを形成する。
Next, an interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate 1. The interlayer insulating film is, for example, a silicon oxide film (SiO 2 film), and the silicon oxide film is formed by, for example, silane gas and nitrous oxide (
This is performed by a CVD method using N 2 O) gas. Then, contact holes are formed in the interlayer insulating film by performing anisotropic etching. Next, a contact is formed in the interlayer insulating film by burying a metal such as tungsten (W) or copper (Cu) in the contact hole formed in the interlayer insulating film.

図13は、半導体基板1上に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜にコンタクトを形成した場合の半導体装置の部分上面図である。なお、図13では、層間絶縁膜については図示を省略している。図13は、4セル分のSRAM素子が示されており、図13に示す点線で囲まれた領域に1セル分のSRAM素子が示されている。図13に示す点線で囲まれた領域には、nMOSトランジスタとpMOSトランジスタを相補型とするCMOSインバータが2組形成されている。   FIG. 13 is a partial top view of the semiconductor device when an interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate 1 and a contact is formed on the interlayer insulating film. In FIG. 13, illustration of the interlayer insulating film is omitted. FIG. 13 shows SRAM elements for four cells, and SRAM elements for one cell are shown in a region surrounded by a dotted line shown in FIG. In the region surrounded by the dotted line shown in FIG. 13, two sets of CMOS inverters having nMOS transistors and pMOS transistors as complementary types are formed.

nMOSトランジスタTr1のn型ソース領域S1の上には、電源電圧ライン(Vdd)に接続するためのコンタクトC1が形成されている。また、pMOSトランジスタTr2のp型ソース領域S2の上には、接地電圧ライン(Vss)に接続するためのコンタクトC2が形成されている。nMOSトランジスタTr1及びpMOSトランジスタTr2は、ゲート電極50Aが共通となっている。   On the n-type source region S1 of the nMOS transistor Tr1, a contact C1 for connecting to the power supply voltage line (Vdd) is formed. A contact C2 for connecting to the ground voltage line (Vss) is formed on the p-type source region S2 of the pMOS transistor Tr2. The nMOS transistor Tr1 and the pMOS transistor Tr2 have a common gate electrode 50A.

トランジスタTr3のゲート電極50Bの上には、ワードライン(WL)と接続するためのコンタクトC3が形成されている。トランジスタTr3のソース領域S3の上には、ビットライン(BL)と接続するためのコンタクトC4が形成されている。   A contact C3 for connection to the word line (WL) is formed on the gate electrode 50B of the transistor Tr3. A contact C4 for connecting to the bit line (BL) is formed on the source region S3 of the transistor Tr3.

nMOSトランジスタTr4のn型ソース領域S4の上には、電源電圧ライン(Vdd)に接続するためのコンタクトC5が形成されている。また、pMOSトランジスタTr5のp型ソース領域S5の上には、接地電圧ライン(Vss)に接続するためのコンタクトC6が形成されている。nMOSトランジスタTr4及びpMOSトランジスタTr5は、ゲート電極50Aが共通となっている。   A contact C5 for connecting to the power supply voltage line (Vdd) is formed on the n-type source region S4 of the nMOS transistor Tr4. A contact C6 for connecting to the ground voltage line (Vss) is formed on the p-type source region S5 of the pMOS transistor Tr5. The nMOS transistor Tr4 and the pMOS transistor Tr5 have a common gate electrode 50A.

トランジスタTr6のゲート電極50Bの上には、ワードライン(WL)と接続するた
めのコンタクトC7が形成されている。トランジスタTr6のソース領域S6の上には、反転ビットライン(/BL)と接続するためのコンタクトC8が形成されている。
A contact C7 for connecting to the word line (WL) is formed on the gate electrode 50B of the transistor Tr6. A contact C8 for connecting to the inverted bit line (/ BL) is formed on the source region S6 of the transistor Tr6.

そして、層間絶縁膜に形成されたコンタクトと導通するワードライン(WL)やビットライン(BL)や反転ビットライン(/BL)等の配線を形成することにより、SRAMを有する半導体装置が形成される。なお、図13に示す点線で囲まれた領域以外のセルにおける各素子の符号を省略しているが、図13に示す点線で囲まれた領域のセルと同様である。   Then, by forming wiring such as a word line (WL), a bit line (BL), and an inverted bit line (/ BL) that are electrically connected to the contact formed in the interlayer insulating film, a semiconductor device having an SRAM is formed. . In addition, although the code | symbol of each element in cells other than the area | region enclosed with the dotted line shown in FIG. 13 is abbreviate | omitted, it is the same as that of the cell of the area | region enclosed with the dotted line shown in FIG.

本実施形態では、nMOSトランジスタ及びpMOSトランジスタのチャネル領域、ソース領域及びドレイン領域が共通の環状の突起部2に形成されている。例えば、図13に示すように、nMOSトランジスタTr1のn型チャネル領域、n型ソース領域S1及びn型ドレイン領域D1と、pMOSトランジスタTr2のp型チャネル領域、p型ソース領域S2及びp型ドレイン領域D2とが共通の環状の突起部2に形成されている。すなわち、共通の環状の突起部2にnMOSトランジスタTr1及びpMOSトランジスタTr2が形成されている。本実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、nMOSトランジスタ及びpMOSトランジスタが共通の環状の突起部2に形成されていない場合と比較して、半導体装置におけるnMOSトランジスタ及びpMOSトランジスタの形成面積を縮小することができる。その結果、本実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、nMOSトランジスタ及びpMOSトランジスタが共通の環状の突起部2に形成されていない場合と比較して、半導体装置における1セル分のSRAM素子の形成面積を縮小することができる。   In this embodiment, the channel region, the source region, and the drain region of the nMOS transistor and the pMOS transistor are formed on the common annular protrusion 2. For example, as shown in FIG. 13, the n-type channel region, n-type source region S1 and n-type drain region D1 of the nMOS transistor Tr1, and the p-type channel region, p-type source region S2 and p-type drain region of the pMOS transistor Tr2. D2 and the common annular protrusion 2 are formed. That is, the nMOS transistor Tr1 and the pMOS transistor Tr2 are formed on the common annular protrusion 2. According to the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, compared to the case where the nMOS transistor and the pMOS transistor are not formed on the common annular protrusion 2, the formation area of the nMOS transistor and the pMOS transistor in the semiconductor device is reduced. Can be reduced. As a result, according to the manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment, the SRAM element for one cell in the semiconductor device is compared with the case where the nMOS transistor and the pMOS transistor are not formed on the common annular protrusion 2. The formation area of can be reduced.

本実施形態では、隣接する2つのセルにおけるnMOSトランジスタ及びpMOSトランジスタが共通の環状の突起部2に形成されている。例えば、図13に示すように、点線で囲まれた領域のセルにおけるnMOSトランジスタTr1及びpMOSトランジスタTr2と、点線で囲まれた領域のセルと隣接するセルにおけるnMOSトランジスタTr7及びpMOSトランジスタTr8とが共通の突起部2に形成されている。本実施形態によれば、隣接する2つのセルにおけるnMOSトランジスタ及びpMOSトランジスタが共通の突起部2に形成されていない場合に比較して、半導体装置におけるSRAM素子の形成面積を縮小することができる。   In this embodiment, the nMOS transistor and the pMOS transistor in two adjacent cells are formed on the common annular protrusion 2. For example, as shown in FIG. 13, the nMOS transistor Tr1 and the pMOS transistor Tr2 in the cell surrounded by the dotted line and the nMOS transistor Tr7 and the pMOS transistor Tr8 in the cell adjacent to the cell surrounded by the dotted line are common. The protrusion 2 is formed. According to this embodiment, the formation area of the SRAM element in the semiconductor device can be reduced as compared with the case where the nMOS transistor and the pMOS transistor in two adjacent cells are not formed on the common protrusion 2.

フォトリソグラフィに用いられる露光装置の光源波長を短波長化することにより、半導体装置におけるnMOSトランジスタ及びpMOSトランジスタの形成面積を縮小する場合、レジストパターンにラフネス(凹凸)が発生しやすくなる。本実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、フォトリソグラフィに用いられる露光装置の光源波長を短波長化せずに、半導体装置におけるnMOSトランジスタ及びpMOSトランジスタの形成面積を縮小することができる。したがって、本実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、レジストパターンにおけるラフネス(凹凸)の発生を抑制しつつ、半導体装置におけるnMOSトランジスタ及びpMOSトランジスタの形成面積を縮小することができる。   When the light source wavelength of an exposure apparatus used for photolithography is shortened to reduce the formation area of the nMOS transistor and the pMOS transistor in the semiconductor device, roughness (unevenness) is likely to occur in the resist pattern. According to the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, the formation area of the nMOS transistor and the pMOS transistor in the semiconductor device can be reduced without shortening the light source wavelength of the exposure apparatus used for photolithography. Therefore, according to the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, the formation area of the nMOS transistor and the pMOS transistor in the semiconductor device can be reduced while suppressing the occurrence of roughness (unevenness) in the resist pattern.

本実施形態に係る半導体装置の製造方法を適用してSRAM素子を有する半導体装置を製造する方法について説明したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を、CMOSトランジスタを有する半導体装置を製造する場合に適用してもよい。また、例えば、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を、CMOSインバータが襷がけて形成されるラッチ回路を有する半導体装置を製造する場合に適用してもよい。   Although a method for manufacturing a semiconductor device having an SRAM element by applying the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment has been described, the present embodiment is not limited to this. For example, the semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment may be applied to manufacturing a semiconductor device having a CMOS transistor. Further, for example, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment may be applied to a case where a semiconductor device having a latch circuit formed by spreading a CMOS inverter is manufactured.

1 半導体基板
2 突起部
3、11、12、21 薄膜
4、10、20 半導体膜
5、13 シリコン酸化膜
30 レジストパターン
40 接続配線
50、50A、50B ゲート電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 Protrusion part 3, 11, 12, 21 Thin film 4, 10, 20 Semiconductor film 5, 13 Silicon oxide film 30 Resist pattern 40 Connection wiring 50, 50A, 50B Gate electrode

Claims (6)

基板上に環状の突起部を形成する工程と、
前記環状の突起部に第1のn型チャネル領域を形成する工程と、
前記環状の突起部に第1のp型チャネル領域を形成する工程と、
前記環状の突起部に形成された前記第1のn型チャネル領域及び前記第1のp型チャネル領域を跨ぐ第1のゲート電極を形成することにより、第1のnMOSトランジスタ及び第1のpMOSトランジスタを形成する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming an annular protrusion on the substrate;
Forming a first n-type channel region on the annular protrusion;
Forming a first p-type channel region on the annular protrusion;
A first nMOS transistor and a first pMOS transistor are formed by forming a first gate electrode straddling the first n-type channel region and the first p-type channel region formed in the annular protrusion. Forming a step;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記環状の突起部に第2のn型チャネル領域を形成する工程と、
前記環状の突起部に第2のp型チャネル領域を形成する工程と、
前記環状の突起部に形成された前記第2のn型チャネル領域及び前記第2のp型チャネル領域を跨ぐ第2のゲート電極を形成することにより、第2のnMOSトランジスタ及び第2のpMOSトランジスタを形成する工程と、
を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
Forming a second n-type channel region on the annular protrusion;
Forming a second p-type channel region on the annular protrusion;
A second nMOS transistor and a second pMOS transistor are formed by forming a second gate electrode straddling the second n-type channel region and the second p-type channel region formed in the annular protrusion. Forming a step;
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising:
前記環状の突起部に前記第1のn型チャネル領域を形成する工程は、p型の不純物を前記環状の突起部に対して第1の斜め方向からイオン注入することを含み、
前記環状の突起部に前記第1のp型チャネル領域を形成する工程は、n型の不純物を前記環状の突起部に対して第2の斜め方向からイオン注入することを含み、
前記第1の斜め方向と前記第2の斜め方向とは異なる方向であることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
Forming the first n-type channel region in the annular protrusion includes ion implantation of a p-type impurity from the first oblique direction into the annular protrusion;
The step of forming the first p-type channel region in the annular protrusion includes ion implantation of an n-type impurity from the second oblique direction with respect to the annular protrusion,
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the first oblique direction and the second oblique direction are different directions.
前記環状の突起部に前記第2のn型チャネル領域を形成する工程は、p型の不純物を前記環状の突起部に対して前記第1の斜め方向からイオン注入することを含み、
前記環状の突起部に前記第2のp型チャネル領域を形成する工程は、n型の不純物を前記環状の突起部に対して前記第2の斜め方向からイオン注入することを含む、ことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
The step of forming the second n-type channel region in the annular protrusion includes ion implantation of p-type impurities into the annular protrusion from the first oblique direction,
The step of forming the second p-type channel region in the annular protrusion includes ion implantation of n-type impurities from the second oblique direction with respect to the annular protrusion. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3.
第1のpMOSトランジスタと、
第1のnMOSトランジスタと、
環状の突起部と、を備え、
前記第1のnMOSトランジスタのn型チャネル領域及び前記第1のpMOSトランジスタのp型チャネル領域が前記環状の突起部に形成されていることを特徴とする半導体装置。
A first pMOS transistor;
A first nMOS transistor;
An annular protrusion,
An n-type channel region of the first nMOS transistor and a p-type channel region of the first pMOS transistor are formed in the annular protrusion.
第2のnMOSトランジスタと、
第2のpMOSトランジスタと、を更に備え、
前記第2のnMOSトランジスタのn型チャネル領域及び前記第2のpMOSトランジスタのp型チャネル領域が前記環状の突起部に形成されていることを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。
A second nMOS transistor;
A second pMOS transistor,
6. The semiconductor device according to claim 5, wherein an n-type channel region of the second nMOS transistor and a p-type channel region of the second pMOS transistor are formed in the annular protrusion.
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