JP2015079852A - Semiconductor device and inspection method therefor - Google Patents

Semiconductor device and inspection method therefor Download PDF

Info

Publication number
JP2015079852A
JP2015079852A JP2013216037A JP2013216037A JP2015079852A JP 2015079852 A JP2015079852 A JP 2015079852A JP 2013216037 A JP2013216037 A JP 2013216037A JP 2013216037 A JP2013216037 A JP 2013216037A JP 2015079852 A JP2015079852 A JP 2015079852A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
conductivity type
capacitance
voltage
regions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013216037A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6135447B2 (en
Inventor
助川 孝江
Takae Sukegawa
孝江 助川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Semiconductor Ltd
Original Assignee
Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Semiconductor Ltd filed Critical Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority to JP2013216037A priority Critical patent/JP6135447B2/en
Publication of JP2015079852A publication Critical patent/JP2015079852A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6135447B2 publication Critical patent/JP6135447B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device capable of measuring the amount of overhang at a side of a second conductivity type region adjacent to a first conductivity type region located below a gate electrode.SOLUTION: A plurality of semiconductor devices include: a second conductivity type region 4a that is a region near a center in a lateral direction from one end side of each of a plurality of first conductivity type regions 3a and that is formed by introducing a second conductivity type impurity to a region having a different position of a side edge of the region near the center; and an electrode 6a that is formed, via an insulating film 5a, at a joint part of the first conductivity type region 3a and the second conductivity type region 4a and above a periphery thereof. A method includes the steps of: obtaining a relational expression that indicates a relation between capacitance values at inflection points of a plurality of voltage/capacitance characteristic lines, which are obtained by measuring a capacitance between the second conductivity type region 4a and the electrode 6a, and positions of the side edge in the second conductivity type impurity introduction region; and in addition obtaining the amount of overhang of the second conductivity type region from the side edge on the basis of the relational expression.

Description

本発明は、半導体装置及びその検査方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and an inspection method thereof.

携帯電話基地局用高周波用パワーIC、スイッチング電源用IC、車載用ICなどの高/中耐圧用、高出力用のトランジスタとして、ドレイン端近傍での耐圧に優れたMOSトランジスタ、例えば横方向拡散(LD:Laterally Diffused)MOSトランジスタが知られている。   As a high / medium withstand voltage, high output transistor such as a high frequency power IC for mobile phone base stations, a switching power supply IC, an in-vehicle IC, etc., a MOS transistor having excellent withstand voltage near the drain end, such as lateral diffusion ( An LD (Laterally Diffused) MOS transistor is known.

LDMOSトランジスタは、シリコン基板のうちゲート電極とドレイン領域の間に形成されるドリフト領域を有している。ドリフト領域は、ドレイン領域と同じ導電型、例えばn型に形成される。また、ドリフト領域のn型不純物濃度は、ドレイン領域のn型不純物濃度よりも低濃度に設定される。これにより、ドレイン領域とゲート電極の間の電界強度を緩和させ、耐圧を高くすることが可能になる。   An LDMOS transistor has a drift region formed between a gate electrode and a drain region in a silicon substrate. The drift region is formed in the same conductivity type as the drain region, for example, n-type. Further, the n-type impurity concentration in the drift region is set lower than the n-type impurity concentration in the drain region. Thereby, the electric field strength between the drain region and the gate electrode can be relaxed and the breakdown voltage can be increased.

さらに、LDMOSトランジスタでは、ドリフト領域の上部に埋込絶縁膜が埋め込まれている。このようなドリフト領域では、ドリフト長が埋込絶縁膜の下方やソース付近の領域にまで延びて電圧降下を起こさせ、高い耐圧を確保することができる。また、LDMOSトランジスタでは、ドレイン領域寄りのゲート電極の端部をドリフト領域上部の埋込絶縁膜の上に配置する構造が採用され、これにより、ゲート電極端の電界集中が緩和される。   Further, in the LDMOS transistor, a buried insulating film is buried above the drift region. In such a drift region, the drift length extends to a region below the buried insulating film or near the source, causing a voltage drop, and a high breakdown voltage can be secured. In addition, the LDMOS transistor employs a structure in which the end of the gate electrode near the drain region is disposed on the buried insulating film above the drift region, thereby reducing the electric field concentration at the end of the gate electrode.

また、シリコン基板のうちゲート電極の下では、ドレイン領域とは逆の導電型、例えばp型のウェルがドリフト領域に隣接して形成されている。p型のウェル内において、ゲート電極の側方にはn型のソース領域が形成され、ゲート電極の直下はチャネル領域となる。   Further, under the gate electrode of the silicon substrate, a well having a conductivity type opposite to the drain region, for example, a p-type well is formed adjacent to the drift region. In the p-type well, an n-type source region is formed on the side of the gate electrode, and a channel region immediately below the gate electrode.

特開2012−15388号公報JP 2012-15388 A 特開2007−67436号公報JP 2007-67436 A

上記のp型のウェルは、ゲート電極を形成する前に、マスクを使用してp型不純物をシリコン基板内にイオン注入し、アニールによりp型不純物を活性化する工程により形成される。マスクを使用して形成されるp型のウェルとn型のドリフト領域の境界は、ゲート電極の下方に存在することになる。ウェルの形成の際には、一般に、不純物イオン注入用のマスク端の位置とアニール温度に基づいてウェル形成位置を管理している。   The p-type well is formed by a process of ion-implanting p-type impurities into a silicon substrate using a mask before forming the gate electrode and activating the p-type impurities by annealing. The boundary between the p-type well formed using the mask and the n-type drift region exists below the gate electrode. When forming a well, the well formation position is generally managed based on the position of the mask edge for impurity ion implantation and the annealing temperature.

活性化用アニール時には、p型不純物はイオン注入された部分からその周辺のドリフト領域に拡散するのでウェルが張り出すことになるが、その張り出し量を調べることは難しい。   At the time of annealing for activation, the p-type impurity diffuses from the ion-implanted portion to the drift region around it, so that the well is overhanged, but it is difficult to examine the amount of overhang.

本発明の目的は、ゲート電極の下方に位置する第1導電型ウェル内に形成される第2導電型ウェルの側方の張り出し量を測定するための半導体装置及びその検査方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a semiconductor device for measuring a lateral extension amount of a second conductivity type well formed in a first conductivity type well located below a gate electrode, and an inspection method thereof. is there.

本実施形態の1つの観点によれば、半導体基板内の複数の素子形成領域の各々に形成された複数の第1導電型領域と、前記複数の第1導電型領域の各々の一端側から横方向の中央寄りの領域で、前記中央寄りの側縁の位置を異ならせて第2導電型不純物を導入することにより形成された第2導電型領域と、前記複数の素子形成領域の各々において、前記第1導電型領域及び前記第2導電型領域の境界及びその周囲の上に絶縁膜を介して形成された電極と、前記複数の素子形成領域の各々の前記電極の側方で、前記第1導電型領域、前記第2導電型領域のいずれかで同じ導電型に形成されたコンタクト領域と、を有する半導体装置を用意し、前記複数の素子形成領域の各々において、前記第1導電型領域と前記第2導電型領域のうち前記コンタクト領域に接続される方で前記電極に重なる部分に発生する空乏層のうち前記一端寄りの縁の位置を前記横方向の基準位置と定め、前記複数の素子形成領域の各々について、前記電極と前記コンタクト領域の間に印可する印加電圧と、前記電極と前記コンタクト領域の間の前記容量との関係を測定し、複数の電圧・容量特性線を求め、前記複数の前記電圧・容量特性線において低い値で飽和する共通の前記容量の値を基準容量となし、前記複数の前記電圧・容量特性線の変曲点領域における1つの第1電圧を選択し、前記複数の電圧・容量特性線において前記第1電圧のときの前記容量を複数の変曲点容量値とし、前記変曲点容量値が得られる前記複数の素子形成領域における前記側縁の位置と前記変曲点容量値の関係から前記側縁の位置と前記容量値を変数とした関係式を作成し、前記関係式において、前記容量値が前記基準容量となる前記側縁のはみ出し位置を求め、前記はみ出し位置と前記基準位置の距離を前記第2導電型領域の前記側縁の張り出し量とする、半導体装置の試験方法が提供される。
発明の目的および利点は、請求の範囲に具体的に記載された構成要素および組み合わせによって実現され達成される。前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、典型例および説明のためのものであって、本発明を限定するためのものではない、と理解されるものである。
According to one aspect of the present embodiment, a plurality of first conductivity type regions formed in each of a plurality of element formation regions in a semiconductor substrate and a lateral side from one end side of each of the plurality of first conductivity type regions. In each of the plurality of element formation regions, a second conductivity type region formed by introducing a second conductivity type impurity by changing the position of the side edge near the center in a region near the center in the direction, The electrode formed on the boundary between the first conductivity type region and the second conductivity type region and the periphery thereof via an insulating film, and on the side of each of the plurality of element formation regions, the first And a contact region formed in the same conductivity type in any one of the second conductivity type regions and the first conductivity type region in each of the plurality of element formation regions. And the contour of the second conductivity type region The position of the edge near the one end of the depletion layer generated in the portion that is connected to the electrode and being connected to the electrode region is defined as the lateral reference position, and for each of the plurality of element formation regions, the electrode and Measure the relationship between the applied voltage applied between the contact regions and the capacitance between the electrode and the contact region, determine a plurality of voltage / capacitance characteristic lines, and in the plurality of voltage / capacitance characteristic lines The common capacitance value saturated at a low value is used as a reference capacitance, one first voltage in the inflection point region of the plurality of voltage / capacitance characteristic lines is selected, and the plurality of voltage / capacitance characteristic lines The capacitance at the first voltage is defined as a plurality of inflection point capacitance values, and the relationship between the position of the side edge and the inflection point capacitance value in the plurality of element formation regions where the inflection point capacitance value is obtained. The position of the side edge; A relational expression using a capacitance value as a variable is created, and in the relational expression, a protruding position of the side edge where the capacitance value becomes the reference capacity is obtained, and a distance between the protruding position and the reference position is determined as the second conductivity. A method for testing a semiconductor device is provided in which the amount of protrusion of the side edge of the mold region is set.
The objects and advantages of the invention will be realized and attained by means of the elements and combinations particularly pointed out in the appended claims. It is to be understood that the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory only and are not restrictive of the invention.

本実施形態によれば、ゲート電極の下方に位置する第1導電型領域内に形成される第2導電型領域の側方の張り出し量を測定することができる。   According to the present embodiment, it is possible to measure the amount of lateral protrusion of the second conductivity type region formed in the first conductivity type region located below the gate electrode.

図1は、第1実施形態に係る半導体装置の平面図である。FIG. 1 is a plan view of the semiconductor device according to the first embodiment. 図2は、第1実施形態に係る半導体装置を図1のI−I線から見た断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the first embodiment viewed from the line II of FIG. 図3(a)、(b)は、第1実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。3A and 3B are cross-sectional views illustrating the manufacturing steps of the semiconductor device according to the first embodiment. 図4(a)、(b)は、第1実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。4A and 4B are cross-sectional views illustrating the manufacturing steps of the semiconductor device according to the first embodiment. 図5(a)、(b)は、第1実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。5A and 5B are cross-sectional views illustrating the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment. 図6(a)、(b)は、第1実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。6A and 6B are cross-sectional views illustrating the manufacturing steps of the semiconductor device according to the first embodiment. 図7(a)〜(c)は、第1実施形態に係る半導体装置の試験方法による電圧の変化とキャリアの蓄積の変化を示す断面図である。FIGS. 7A to 7C are cross-sectional views showing changes in voltage and carrier accumulation by the semiconductor device testing method according to the first embodiment. 図8(a)は、第1実施形態に係る半導体装置の電圧・容量特性線を示す図、図8(b)は、第1実施形態に係る半導体装置の容量値とマスク開口部のエッジの位置と容量値の関係を示すエッジ位置・容量特性図である。FIG. 8A is a diagram showing a voltage / capacitance characteristic line of the semiconductor device according to the first embodiment, and FIG. 8B is a diagram showing the capacitance value of the semiconductor device according to the first embodiment and the edge of the mask opening. It is an edge position / capacitance characteristic diagram showing the relationship between the position and the capacitance value. 図9は、第1実施形態に係る半導体装置のウェルの張り出しを示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing the well overhang of the semiconductor device according to the first embodiment. 図10は、第2実施形態に係る半導体装置の平面図である。FIG. 10 is a plan view of the semiconductor device according to the second embodiment. 図11(a)、(b)は、第2実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。11A and 11B are cross-sectional views illustrating the manufacturing steps of the semiconductor device according to the second embodiment. 図12(a)、(b)は、第2実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。12A and 12B are cross-sectional views illustrating the manufacturing steps of the semiconductor device according to the second embodiment. 図13(a)、(b)は、第2実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。13A and 13B are cross-sectional views illustrating the manufacturing steps of the semiconductor device according to the second embodiment. 図14は、第2実施形態に係る半導体装置を図10のII−II線から見た断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the second embodiment viewed from the line II-II in FIG. 図15(a)は、第2実施形態に係る半導体装置の電圧・容量特性線を示す図、図15(b)は、第2実施形態に係る半導体装置の容量値とマスク開口部のエッジの位置と容量値の関係を示すエッジ位置・容量特性図である。FIG. 15A is a diagram illustrating a voltage / capacitance characteristic line of the semiconductor device according to the second embodiment, and FIG. 15B is a diagram illustrating the capacitance value of the semiconductor device according to the second embodiment and the edge of the mask opening. It is an edge position / capacitance characteristic diagram showing the relationship between the position and the capacitance value. 図16は、第2実施形態に係る半導体装置のウェルの張り出しを示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing the well overhang of the semiconductor device according to the second embodiment.

以下に、図面を参照して実施形態を説明する。図面において、同様の構成要素には同じ参照番号が付されている。
(第1の実施の形態)
図1は、本実施形態に係る半導体装置を示す平面図、図2は、図1のI−I線断面図である。
Embodiments will be described below with reference to the drawings. In the drawings, similar components are given the same reference numerals.
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor device according to this embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.

図1、図2において、半導体基板であるシリコン基板1の主面には、素子分離絶縁膜2に囲まれる第1トランジスタ形成領域Aと第1モニタ素子形成領域Bが配置されている。なお、図1の平面図ではシリコン基板1の上面から上の構造は省略して描かれている。第1トランジスタ形成領域Aにはモニタ素子としても使用されるn型LDMOSトランジスタTnが形成され、第1モニタ素子形成領域Bにはn型モニタ素子Mnが形成される。以下に、n型LDMOSトランジスタTnとn型モニタ素子Mnの構造を図3〜図6の断面図に示す製造工程とともに説明する。   1 and 2, a first transistor formation region A and a first monitor element formation region B surrounded by an element isolation insulating film 2 are disposed on the main surface of a silicon substrate 1 which is a semiconductor substrate. In the plan view of FIG. 1, the upper structure from the upper surface of the silicon substrate 1 is omitted. An n-type LDMOS transistor Tn used also as a monitor element is formed in the first transistor formation region A, and an n-type monitor element Mn is formed in the first monitor element formation region B. Hereinafter, the structures of the n-type LDMOS transistor Tn and the n-type monitor element Mn will be described together with the manufacturing steps shown in the cross-sectional views of FIGS.

なお、第1モニタ素子形成領域B内に形成されるn型モニタ素子Mnは、トランジスタ機能を有しないが、ソース領域を有しない他はn型LDMOSトランジスタTnと同様な構造を有する。このため、以下に説明するモニタ素子Mn、Mpでは、LDMOSトランジスタTn、Tpと同じ構造部分は同じ名称で示している。   The n-type monitor element Mn formed in the first monitor element formation region B does not have a transistor function, but has the same structure as the n-type LDMOS transistor Tn except that it does not have a source region. For this reason, in the monitor elements Mn and Mp described below, the same structural portions as those of the LDMOS transistors Tn and Tp are indicated by the same names.

次に、図3(a)に示す構造を形成するまでの工程を説明する。   Next, steps required until a structure shown in FIG.

まず、シリコン基板1の主面において、第1トランジスタ形成領域Aと第1モニタ素子形成領域Bを囲む領域に素子分離絶縁膜2を形成する。素子分離絶縁膜2の形成の際には、第1トランジスタ形成領域Aと第1モニタ素子形成領域Bのそれぞれの第1端部(図中左側)寄りに配置されるp側コンタクト領域4c、4dを内側から仕切る仕切絶縁膜2a、2bがシリコン基板1の主面に形成される。   First, the element isolation insulating film 2 is formed in a region surrounding the first transistor formation region A and the first monitor element formation region B on the main surface of the silicon substrate 1. When the element isolation insulating film 2 is formed, the p-side contact regions 4c and 4d disposed near the first end portions (left side in the drawing) of the first transistor formation region A and the first monitor element formation region B, respectively. Partition insulating films 2 a and 2 b are formed on the main surface of the silicon substrate 1.

また、素子分離絶縁膜2を形成する際には、第1トランジスタ形成領域A内の第2端部(図中右側)寄りに形成される後述のn型ドレイン領域12bを内側から仕切るドリフト絶縁膜2cが形成される。これと同時に、第1モニタ素子形成領域Bの第2端部(図中右側)に形成されるn型ドレイン領域12cを内側から仕切るドリフト絶縁膜2dが形成される。第1トランジスタ形成領域A内のドリフト絶縁膜2cは、n型ドレイン領域12bに流れる込むキャリア(電子)の移動経路を深くする機能も有する。   Further, when the element isolation insulating film 2 is formed, a drift insulating film that partitions an after-mentioned n-type drain region 12b formed near the second end (right side in the drawing) in the first transistor formation region A from the inside. 2c is formed. At the same time, the drift insulating film 2d that partitions the n-type drain region 12c formed at the second end (right side in the drawing) of the first monitor element formation region B from the inside is formed. The drift insulating film 2c in the first transistor formation region A also has a function of deepening the movement path of carriers (electrons) flowing into the n-type drain region 12b.

素子分離絶縁膜2、仕切絶縁膜2a、2b及びドリフト絶縁膜2c、2dとして、シャロートレンチアイソレーション(STI)を形成する。STIは、シリコン基板1の主面に凹部を例えば約400nmの深さに形成した後に、凹部内を絶縁膜、例えばシリコン酸化膜で埋め込んで形成される。なお、素子分離絶縁膜2、仕切絶縁膜2a、2b及びドリフト絶縁膜2c、2dは、LOCOS法により形成されてもよい。   Shallow trench isolation (STI) is formed as the element isolation insulating film 2, the partition insulating films 2a and 2b, and the drift insulating films 2c and 2d. The STI is formed by forming a recess on the main surface of the silicon substrate 1 to a depth of about 400 nm, for example, and then filling the recess with an insulating film, for example, a silicon oxide film. The element isolation insulating film 2, the partition insulating films 2a and 2b, and the drift insulating films 2c and 2d may be formed by a LOCOS method.

素子分離絶縁膜2を形成した後に、シリコン基板1の主面のうち第1トランジスタ形成領域Aと第1モニタ素子形成領域Bのそれぞれにn型不純物、例えばリン(P)をイオン注入し、それぞれにNウェル3a、3bを形成する。リンイオンは、例えば条件を変えて2回に分けて注入される。例えば、1回目では、加速エネルギーを約2MeV、ドーズ量を約2×1012cm―2とし、2回目では、加速エネルギーを約500keV、ドーズ量を約2×1012cm―2に設定する。Nウェル3a、3bは、素子分離絶縁膜2よりも深く形成される。 After the element isolation insulating film 2 is formed, an n-type impurity such as phosphorus (P) is ion-implanted into each of the first transistor formation region A and the first monitor element formation region B in the main surface of the silicon substrate 1. N wells 3a and 3b are formed. Phosphorus ions are implanted, for example, in two portions under different conditions. For example, in the first time, the acceleration energy is set to about 2 MeV and the dose amount is set to about 2 × 10 12 cm −2 . In the second time, the acceleration energy is set to about 500 keV and the dose amount is set to about 2 × 10 12 cm −2 . N wells 3 a and 3 b are formed deeper than element isolation insulating film 2.

次に、シリコン基板1、素子分離絶縁膜2等の上にレジストを塗布し、これに露光、現像等を施し、図3(b)に示すようなレジストパターン51を形成する。レジストパターン51は第1開口部51aと第2開口部51bを有している。第1開口部51aは、第1トランジスタ形成領域A内の第1端部からコンタクト領域4c、仕切絶縁膜2a及びソース形成領域Sを通ってトランジスタのチャネル領域CH1までの領域を露出する平面形状を有している。また、第2開口部51bは、第1モニタ素子形成領域B内の第1端部からコンタクト領域4d、仕切絶縁膜2bを通りチャネル領域CH2までの領域を露出する形状を有している。   Next, a resist is applied on the silicon substrate 1, the element isolation insulating film 2, etc., and subjected to exposure, development, and the like to form a resist pattern 51 as shown in FIG. The resist pattern 51 has a first opening 51a and a second opening 51b. The first opening 51a has a planar shape that exposes a region from the first end in the first transistor formation region A to the channel region CH1 of the transistor through the contact region 4c, the partition insulating film 2a, and the source formation region S. Have. The second opening 51b has a shape that exposes a region from the first end in the first monitor element formation region B to the contact region 4d and the partition insulating film 2b to the channel region CH2.

第1開口51aにおいて、第1トランジスタ形成領域Aの第1端から中央寄りのエッジx1に至る露出範囲の横方向の長さをL11とする。また、第1開口部51aとドリフト絶縁膜2cの間の横方向の距離をLnとする。なお、モニタ素子として複数配置される第1トランジスタ形成領域A内の各々の距離L11及びLnの値は互いに異ならせるが、距離L11と距離Lnの合計の値を実質的に等しくする。 In the first opening 51a, the horizontal length of the exposed range extending from a first end of the first transistor forming region A on the edge x1 near the center and L 11. Further, the lateral distance between the first opening 51a and the drift insulating film 2c and Ln 1. Although the values of the distances L 11 and Ln 1 in the first transistor formation region A arranged as a plurality of monitor elements are different from each other, the total value of the distance L 11 and the distance Ln 1 is made substantially equal. .

第2開口部51bにおいて、第1モニタ素子形成領域Bの第1端から中央寄りのエッジx2に至る露出範囲の横方向の長さをL12とする。また、第2開口部51bとドリフト絶縁膜2dの間の横方向の距離をLnとする。なお、複数の第1モニタ素子形成領域B内の各々の距離L12及びLnの値は互いに異ならせるが、L12とLnの合計の値を実質的に等しくする。 In the second opening portion 51b, the horizontal length of the exposed range extending from a first end of the first monitor device forming region B on the edge x2 near the center and L 12. Further, the lateral distance between the second opening 51b and the drift insulating film 2d and Ln 2. Although the values of the distances L 12 and Ln 2 in the plurality of first monitor element formation regions B are different from each other, the total value of L 12 and Ln 2 is made substantially equal.

上記の距離L11、Ln、L12、Lnと以下に説明する距離或いは長さは、図1の第1端部から第2端部への直線状のI−I線に沿った断面での横方向の距離或いは長さである。また、以下に説明する横方向も、I−I線に沿った方向である。 The distances L 11 , Ln 1 , L 12 , and Ln 2 described above and the distances or lengths described below are cross sections along a linear II line from the first end to the second end in FIG. The horizontal distance or length at The horizontal direction described below is also a direction along the line II.

次に、レジストパターン51をマスクに使用し、第1、第2開口51a、51bを通してNウェル3a、3b内にホウ素(B)をイオン注入し、Pウェル4a、4bを形成する。イオン注入角度は、例えば、基板面に対して略垂直とする。モニタ素子として第1トランジスタ形成領域Aをシリコン基板1に複数配置する場合、複数の第1トランジスタ形成領域Aの各々の第1の開口51aのエッジx1の位置が相違するように形成する。同様に、シリコン基板1において第1モニタ素子形成領域B内が複数配置される場合、複数の第1モニタ素子形成領域B内のそれぞれで第2の開口部51bのエッジx2の位置は異なるように形成される。   Next, using the resist pattern 51 as a mask, boron (B) ions are implanted into the N wells 3a and 3b through the first and second openings 51a and 51b to form P wells 4a and 4b. The ion implantation angle is, for example, substantially perpendicular to the substrate surface. When a plurality of first transistor formation regions A are arranged on the silicon substrate 1 as monitor elements, the first transistor formation regions A are formed such that the positions of the edges x1 of the first openings 51a of the first transistor formation regions A are different. Similarly, when a plurality of first monitor element formation regions B are arranged in the silicon substrate 1, the positions of the edges x2 of the second openings 51b are different in each of the plurality of first monitor element formation regions B. It is formed.

これにより、複数の第1トランジスタ形成領域A内のそれぞれのPウェル4aの第1端から第2端への横方向の長さは最初から互いに相違する。同様に、複数の第1モニタ素子形成領域B内でもPウェル4bの横方向の長さは最初から相違している。イオン注入直後の第1トランジスタ形成領域Aと第1モニタ素子形成領域Bにおいて、Pウェル4a、4bは第1、第2開口部51a、51bと同じ位置に形成され、横方向ではPウェル4a、4bの側縁は、第1、第2開口部51a、51bのエッジx1、x2と実質的に一致する。   Thus, the lateral lengths from the first end to the second end of the P wells 4a in the plurality of first transistor formation regions A are different from each other from the beginning. Similarly, in the plurality of first monitor element formation regions B, the lengths of the P wells 4b in the horizontal direction are different from the beginning. In the first transistor formation region A and the first monitor element formation region B immediately after the ion implantation, the P wells 4a and 4b are formed at the same positions as the first and second openings 51a and 51b. The side edges of 4b substantially coincide with the edges x1 and x2 of the first and second openings 51a and 51b.

Pウェル4a、4bは、素子分離絶縁膜2よりも深く、Nウェル3a、3bより浅く形成される。この場合、Bイオンは、例えば3回に分けて注入される。例えば、1回目では、加速エネルギーを約400keV、ドーズ量を約1×1013cm―2とし、2回目では、加速エネルギーを約150keV、ドーズ量を約5×1012cm―2とする。さらに、3回目では、加速エネルギーを約15keV、ドーズ量を約1×1013cm―2とする。 P wells 4a and 4b are formed deeper than element isolation insulating film 2 and shallower than N wells 3a and 3b. In this case, B ions are implanted, for example, in three times. For example, in the first time, the acceleration energy is about 400 keV and the dose amount is about 1 × 10 13 cm −2, and in the second time, the acceleration energy is about 150 keV and the dose amount is about 5 × 10 12 cm −2 . Further, in the third time, the acceleration energy is about 15 keV and the dose is about 1 × 10 13 cm −2 .

以上の条件により形成されるPウェル4a、4bとNウェル3a、3bの横方向の接合部は、ドリフト絶縁膜2a、2bの一端からコンタクト領域4c、4d寄りに離れて形成される。その後に、レジストパターン51を除去する。   The lateral junction between the P wells 4a, 4b and the N wells 3a, 3b formed under the above conditions is formed away from one end of the drift insulating films 2a, 2b toward the contact regions 4c, 4d. Thereafter, the resist pattern 51 is removed.

以上のようなp型不純物、n型不純物をシリコン基板1内に導入した後に、シリコン基板1を例えば約1000℃でアニールすることによりp型不純物、n型不純物を活性化する。このアニールによれば、Nウェル3a、3b内でp型不純物は周囲に拡散するので、Pウェル4a、4bは横方向に張り出す。張り出し量はPウェル4a、4bの実質的なp型不純物濃度によっても異なる。この場合の横方向の張り出し量を幅Lxとする。 After introducing the p-type impurity and the n-type impurity as described above into the silicon substrate 1, the silicon substrate 1 is annealed at, for example, about 1000 ° C. to activate the p-type impurity and the n-type impurity. According to this annealing, the p-type impurities diffuse to the periphery in the N wells 3a and 3b, so that the P wells 4a and 4b project in the lateral direction. The amount of overhang varies depending on the substantial p-type impurity concentration of the P wells 4a and 4b. The amount of projection of the lateral direction of the case to the width Lx 0.

ところで、シリコン基板1には、p型LDMOSトランジスタとp型モニタ素子が形成される領域も存在する。それらのPウェル、Nウェルを形成する場合には、図4(a)に示すように、第1トランジスタ形成領域Aと第1モニタ素子形成領域Bのシリコン基板1の上面をフォトレジストRで覆い、それらのウェルの形成後にフォトレジストRを除去する。   Incidentally, the silicon substrate 1 also has a region where the p-type LDMOS transistor and the p-type monitor element are formed. When these P wells and N wells are formed, the upper surface of the silicon substrate 1 in the first transistor formation region A and the first monitor element formation region B is covered with a photoresist R as shown in FIG. The photoresist R is removed after the wells are formed.

次に、シリコン基板1の表面にゲート絶縁膜を例えば熱酸化により約15nmの厚さに形成し、さらにその上にポリシリコン膜をCVD法により例えば約150nmの厚さに形成する。その後に、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術により、ポリシリコン膜とゲート絶縁膜をパターニングする。これにより、第1トランジスタ形成領域Aと第1モニタ素子形成領域BのうちNウェル3a、3b、Pウェル4a、4bの上を横切る領域に、ゲート絶縁膜5a、5bを介してポリシリコンの第1、第2のゲート電極6a、6bを形成する。   Next, a gate insulating film is formed on the surface of the silicon substrate 1 to a thickness of about 15 nm by, for example, thermal oxidation, and a polysilicon film is further formed thereon to a thickness of, for example, about 150 nm by a CVD method. Thereafter, the polysilicon film and the gate insulating film are patterned by a photolithography technique and an etching technique. As a result, in the first transistor formation region A and the first monitor element formation region B, the regions crossing over the N wells 3a and 3b and the P wells 4a and 4b are connected to the polysilicon first through the gate insulating films 5a and 5b. First, second gate electrodes 6a and 6b are formed.

第1トランジスタ形成領域Aにおける第1のゲート電極6aの一側部はPウェル4aの一部の上方に位置し、他側部はドリフト絶縁膜2cの上に位置する。これにより、Pウェル4のうち第1のゲート電極6aが重なっている部分の表層は、空乏層が発生し得るチャネル領域CH1となる。また、Pウェル4aとNウェル3aの横方向の接合部(境界)は、第1のゲート電極6aの下方に位置する。   One side portion of the first gate electrode 6a in the first transistor formation region A is located above a part of the P well 4a, and the other side portion is located on the drift insulating film 2c. As a result, the surface layer of the P well 4 where the first gate electrode 6a overlaps becomes a channel region CH1 where a depletion layer can occur. Further, the lateral junction (boundary) between the P well 4a and the N well 3a is located below the first gate electrode 6a.

第1モニタ素子形成領域Bにおける第2のゲート電極6bの一側部の縁は、隣接する仕切絶縁膜2aの上に重なるかその縁に一致するように形成されている。また、第2のゲート電極6bの他側部はドリフト絶縁膜2dの上に位置する。   An edge of one side of the second gate electrode 6b in the first monitor element formation region B is formed so as to overlap with or coincide with the edge of the adjacent partition insulating film 2a. The other side of the second gate electrode 6b is located on the drift insulating film 2d.

次に、図5(a)に示す構造を形成するまでの工程を説明する。
まず、シリコン基板1の上にフォトレジストを塗布し、これに露光、現像等を施し、レジストパターン(不図示)を形成する。このレジストパターンは、第1トランジスタ形成領域A及び第1モニタ素子形成領域Bにおいて、Pウェル4a、4bの第1端部のコンタクト領域4c、4dを覆い、その他の領域を露出させる形状を有する。
Next, steps required until a structure shown in FIG.
First, a photoresist is applied on the silicon substrate 1 and then subjected to exposure, development, and the like to form a resist pattern (not shown). In the first transistor formation region A and the first monitor element formation region B, the resist pattern covers the contact regions 4c and 4d at the first end portions of the P wells 4a and 4b and exposes other regions.

その後に、そのレジストパターンとともに、第1、第2のゲート電極6a、6b、素子分離絶縁膜2、仕切絶縁膜2a、2b、ドリフト絶縁膜2c、2dをマスクに使用し、Nウェル3a、3bとPウェル4a、4bにn型不純物、例えばリンをイオン注入する。これにより、第1トランジスタ形成領域A内のPウェル4aのうち第1のゲート電極6aの一側方にn型エクステンション領域7aを形成する。これと同時に、第1トランジスタ形成領域Aと第1モニタ素子形成領域BのそれぞれのNウェル3a、3b内の第2端部寄りにn型エクステンション領域7b、7cを形成する。n型エクステンション領域7a、7b、7cは、素子分離絶縁膜2よりも浅く形成される。その際、第1、第2のゲート電極6a、6bにもn型不純物が導入される。その後にレジストパターンを除去する。   Thereafter, the first and second gate electrodes 6a and 6b, the element isolation insulating film 2, the partition insulating films 2a and 2b, the drift insulating films 2c and 2d are used as a mask together with the resist pattern, and the N wells 3a and 3b are used. Then, an n-type impurity such as phosphorus is ion-implanted into the P wells 4a and 4b. Thus, the n-type extension region 7a is formed on one side of the first gate electrode 6a in the P well 4a in the first transistor formation region A. At the same time, n-type extension regions 7b and 7c are formed near the second ends of the N wells 3a and 3b in the first transistor formation region A and the first monitor element formation region B, respectively. The n-type extension regions 7 a, 7 b and 7 c are formed shallower than the element isolation insulating film 2. At this time, n-type impurities are also introduced into the first and second gate electrodes 6a and 6b. Thereafter, the resist pattern is removed.

さらに、シリコン基板1の上に新たにフォトレジストを塗布し、これに露光、現像等を施し、レジストパターン(不図示)を形成する。このレジストパターは、第1トランジスタ形成領域Aと第1モニタ素子形成領域Bのそれぞれにおいて、Pウェル4a、4bの第1端部寄りのコンタクト領域4c、4dを露出するとともに、その他の領域を覆う形状を有する。その後に、レジストパターンをマスクにして、Pウェル4a、4bのコンタクト領域4c、4dにp型不純物、例えばホウ素をイオン注入する。これにより、素子分離絶縁膜2に囲まれたコンタクト領域4c、4dの上部に、素子分離絶縁膜2より浅いp型エクステンション領域9a、9bを形成する。   Further, a new photoresist is applied on the silicon substrate 1 and subjected to exposure, development and the like to form a resist pattern (not shown). This resist pattern exposes the contact regions 4c and 4d near the first ends of the P wells 4a and 4b and covers the other regions in the first transistor formation region A and the first monitor element formation region B, respectively. Has a shape. Thereafter, a p-type impurity such as boron is ion-implanted into the contact regions 4c and 4d of the P wells 4a and 4b using the resist pattern as a mask. As a result, p-type extension regions 9 a and 9 b shallower than the element isolation insulating film 2 are formed above the contact regions 4 c and 4 d surrounded by the element isolation insulating film 2.

次に、図5(b)に示す構造を形成するまでの工程を説明する。
まず、シリコン基板1の上に絶縁膜、例えばシリコン窒化膜を形成し、これにより第1、第2のゲート電極6a、6bを覆う。その後に、絶縁膜をエッチバックし、絶縁膜をシリコン基板1の上面上から除去するとともに、第1、第2のゲート電極6a、6bの側壁上に絶縁性のサイドウォール11a、11bとして残す。
Next, steps required until a structure shown in FIG.
First, an insulating film such as a silicon nitride film is formed on the silicon substrate 1, thereby covering the first and second gate electrodes 6a and 6b. Thereafter, the insulating film is etched back, and the insulating film is removed from the upper surface of the silicon substrate 1 and left as insulating side walls 11a and 11b on the side walls of the first and second gate electrodes 6a and 6b.

次に、図6(a)に示す構造を形成するまでの工程を説明する。
まず、シリコン基板1の上にフォトレジストを塗布し、これに露光、現像等を施し、新たなレジストパターン(不図示)を形成する。このレジストパターンは、第1トランジスタ形成領域A及び第1モニタ素子形成領域Bにおいて、Pウェル4a、4bのコンタクト領域4c、4dを覆い、その他の領域を露出させる形状を有する。その後に、そのレジストパターンとともに第1、第2のゲート電極6a、6b、素子分離絶縁膜2、仕切絶縁膜2a、2b及びドリフト絶縁膜2c、2dをマスクに使用し、n型エクステンション領域7a、7b、7cの上部にn型不純物高濃度領域8a、8b、8cを形成する。n型不純物高濃度領域8a、8b、8cは、n型エクステンション領域7a、7b、7cよりn型不純物濃度が高く形成される。その後にレジストパターンを除去する。なお、n型不純物は、第1、第2のゲート電極6a、6bにも導入される。
Next, steps required until a structure shown in FIG.
First, a photoresist is applied on the silicon substrate 1 and subjected to exposure, development and the like to form a new resist pattern (not shown). This resist pattern has a shape that covers the contact regions 4c and 4d of the P wells 4a and 4b and exposes other regions in the first transistor formation region A and the first monitor element formation region B. Thereafter, the first and second gate electrodes 6a and 6b, the element isolation insulating film 2, the partition insulating films 2a and 2b, and the drift insulating films 2c and 2d are used as a mask together with the resist pattern, and the n-type extension region 7a, N-type impurity high concentration regions 8a, 8b and 8c are formed on the upper portions of 7b and 7c. The n-type impurity high concentration regions 8a, 8b and 8c are formed with a higher n-type impurity concentration than the n-type extension regions 7a, 7b and 7c. Thereafter, the resist pattern is removed. The n-type impurity is also introduced into the first and second gate electrodes 6a and 6b.

第1トランジスタ形成領域Aにおいて、Pウェル4a内で第1のゲート電極6aの一側方に形成されたn型エクステンション領域7aとその上部のn型不純物高濃度領域8aはn型ソース領域12aとなる。また、Nウェル4a内でドリフト絶縁膜6cの横に形成されたn型エクステンション領域7cとその上部のn型不純物高濃度領域8cはn型ドレイン領域12bとなる。また、第1モニタ素子形成領域Bにおいて、Nウェル4b内でドリフト絶縁膜6dの横に形成されたn型エクステンション領域7cとその上部のn型不純物高濃度領域8cはn型ドレイン領域12cとなる。なお、n型ドレイン領域12b、12cは、Nウェル3a、3bのn型コンタクト領域として使用してもよい。なお、ドレイン領域12b、12cに接続されるNウェル3a、3bはドリフト領域となる。   In the first transistor formation region A, the n-type extension region 7a formed on one side of the first gate electrode 6a in the P-well 4a and the n-type impurity high-concentration region 8a above the n-type source region 12a Become. Further, the n-type extension region 7c formed on the side of the drift insulating film 6c in the N well 4a and the n-type impurity high concentration region 8c thereabove become an n-type drain region 12b. In the first monitor element formation region B, the n-type extension region 7c formed beside the drift insulating film 6d in the N well 4b and the n-type impurity high concentration region 8c thereabove become an n-type drain region 12c. . The n-type drain regions 12b and 12c may be used as n-type contact regions for the N wells 3a and 3b. N wells 3a and 3b connected to drain regions 12b and 12c serve as drift regions.

レジストパターンを除去した後に、シリコン基板1の上に新たなフォトレジストを塗布し、これに露光、現像等を施し、新たにレジストパターン(不図示)を形成する。このレジストパターンは、第1トランジスタ形成領域Aと第1モニタ素子形成領域Bのそれぞれにおいて、Pウェル4a、4bのコンタクト領域4c、4dを露出するとともに、その他の領域を覆う形状を有する。その後、そのレジストパターンをマスクに使用し、Pウェル3a、3bのコンタクト領域4c、4dにp型不純物イオンを注入する。これにより、p型エクステンション領域9a、9bの上部には、それよりp型不純物濃度が高いp型不純物高濃度領域10a、10bが形成される。その後に、レジストパターンを除去する。その後に、イオン注入されたn型不純物、p型不純物をアニールにより活性化する。   After removing the resist pattern, a new photoresist is applied on the silicon substrate 1 and subjected to exposure, development and the like to form a new resist pattern (not shown). This resist pattern has a shape that exposes the contact regions 4c and 4d of the P wells 4a and 4b and covers other regions in the first transistor formation region A and the first monitor element formation region B, respectively. Thereafter, using the resist pattern as a mask, p-type impurity ions are implanted into the contact regions 4c and 4d of the P wells 3a and 3b. Thereby, p-type impurity high concentration regions 10a and 10b having a higher p-type impurity concentration are formed above the p-type extension regions 9a and 9b. Thereafter, the resist pattern is removed. Thereafter, the ion-implanted n-type impurity and p-type impurity are activated by annealing.

次に、図6(b)に示す構造を形成するまでの工程を説明する。
まず、シリコン基板1、素子分離絶縁膜2、第1、第2のゲート電極6a、6b等の上に金属膜、例えばコバルト(Co)膜を形成し、その後に、Co膜、第1、第2のゲート電極6a、6b、シリコン基板1等をアニールし、サリサイド技術を施す。これにより、第1、第2のゲート電極6a、6b、n型ソース領域12a、n型ドレイン領域12b、12c、コンタクト領域4c、4dの上部にシリサイド層13a〜13gを形成する。その後に、Co膜を除去する。シリサイド層13a〜13gの形成の工程では、Co膜の形成後に第1回目のアニールを施し、Co膜を除去した後に、第2回目のアニールを施してもよい。第2回目のアニールは、例えば、第1回目のアニールより温度を高くする。
Next, steps required until a structure shown in FIG.
First, a metal film, for example, a cobalt (Co) film is formed on the silicon substrate 1, the element isolation insulating film 2, the first and second gate electrodes 6a and 6b, and then the Co film, the first, first, The second gate electrodes 6a and 6b, the silicon substrate 1 and the like are annealed and the salicide technique is applied. Thereby, silicide layers 13a to 13g are formed on the first and second gate electrodes 6a and 6b, the n-type source region 12a, the n-type drain regions 12b and 12c, and the contact regions 4c and 4d. Thereafter, the Co film is removed. In the step of forming the silicide layers 13a to 13g, the first annealing may be performed after the Co film is formed, and the second annealing may be performed after the Co film is removed. In the second annealing, for example, the temperature is set higher than that in the first annealing.

以上により、図1、図2に示したように、第1トランジスタ形成領域Aにはn型LDMOSトランジスタTnが形成され、第1モニタ素子形成領域Bにはn型モニタ素子Mnが形成される。それらの素子の上には、次のような方法により図2に示す絶縁膜、導電性プラグ、配線等が形成される。   1 and 2, the n-type LDMOS transistor Tn is formed in the first transistor formation region A, and the n-type monitor element Mn is formed in the first monitor element formation region B. On these elements, the insulating film, conductive plug, wiring, etc. shown in FIG. 2 are formed by the following method.

まず、シリコン基板1の上に層間絶縁膜14として例えばシリコン酸化膜をCVD法により形成し、層間絶縁膜14によりn型LDMOSトランジスタTn、n型モニタ素子Mn等を覆う。その後に、層間絶縁膜14の上面をCMP法により平坦化する。さらに、層間絶縁膜14上にフォトレジストを塗布し、これに露光、現像等を施すことによりレジストパターン(不図示)を形成する。このレジストパターンは、層間絶縁膜14のうちコンタクトホールを形成しようとする部分に開口部を有する。次に、レジストパターン(不図示)の開口部を通して層間絶縁膜14をエッチングし、シリサイド層13a〜13gに達するコンタクトホール14a〜14gを形成する。   First, a silicon oxide film, for example, is formed as an interlayer insulating film 14 on the silicon substrate 1 by the CVD method, and the n-type LDMOS transistor Tn, the n-type monitor element Mn and the like are covered with the interlayer insulating film 14. Thereafter, the upper surface of the interlayer insulating film 14 is planarized by the CMP method. Further, a photoresist is applied on the interlayer insulating film 14, and a resist pattern (not shown) is formed by exposing and developing the photoresist. This resist pattern has an opening in a portion of the interlayer insulating film 14 where a contact hole is to be formed. Next, the interlayer insulating film 14 is etched through an opening of a resist pattern (not shown) to form contact holes 14a to 14g reaching the silicide layers 13a to 13g.

さらに、コンタクトホール14a〜14g内面にバリアメタルとして例えば窒化チタン(TiN)等を形成し、さらに、コンタクトホール14a〜14g内をタングステン膜により埋め込む。続いて、層間絶縁膜14上のタングステン膜等をCMP法により除去し、その上面を露出させる。これにより、コンタクトホール14a〜14g内に残されたタングステン膜等を導電性プラグ15a〜15gとする。その後に、導電性プラグ15a〜15gに接続される配線16a〜16gを層間絶縁膜14の上に形成し、さらに、別の層間絶縁膜(不図示)、ビア(不図示)、配線(不図示)等を繰り返して形成し、多層配線構造を形成するが、その詳細は省略する。   Further, for example, titanium nitride (TiN) is formed as a barrier metal on the inner surfaces of the contact holes 14a to 14g, and the contact holes 14a to 14g are filled with a tungsten film. Subsequently, the tungsten film or the like on the interlayer insulating film 14 is removed by CMP to expose the upper surface. As a result, the tungsten film or the like remaining in the contact holes 14a to 14g is used as the conductive plugs 15a to 15g. Thereafter, wirings 16a to 16g connected to the conductive plugs 15a to 15g are formed on the interlayer insulating film 14, and further, another interlayer insulating film (not shown), vias (not shown), wirings (not shown). ) And the like are repeated to form a multilayer wiring structure, but details thereof are omitted.

以上のようなn型LDMOSトランジスタTn内のPウェル4aの形成工程では、図3(b)に示したように、イオン注入されたp型不純物がアニールなどにより拡散して注入領域から横方向に張り出す。この場合の、張り出し量Lxは次のような方法により検出される。 In the process of forming the P well 4a in the n-type LDMOS transistor Tn as described above, as shown in FIG. 3B, the ion-implanted p-type impurity is diffused by annealing or the like and laterally extends from the implantation region. Overhang. In this case, the overhang amount Lx 0 is detected by the following method.

モニタ素子として使用されるn型LDMOSトランジスタTnを複数形成する。それらのn型LDMOSトランジスタTnを形成する際には、図3(b)に示すレジストパターン51の開口部の51aのエッジx1の位置が互いに相違する他は同じ条件で形成される。そのように形成されたモニタ素子は次のような電気的試験により張り出し量Lxが求められる。 A plurality of n-type LDMOS transistors Tn used as monitor elements are formed. These n-type LDMOS transistors Tn are formed under the same conditions except that the positions of the edges x1 of the openings 51a of the resist pattern 51 shown in FIG. 3B are different from each other. The monitor element thus formed is required to have an overhang Lx 0 by the following electrical test.

まず、図2に示すように、n型ソース領域12aの電圧をVs、n型ドレイン領域12bの電圧Vd、シリコン基板1の基板電圧をVbとし、それらの電圧を0ボルト(0V)に設定し、p型コンタクト領域4cを0Vに設定する。また、第1のゲート電極6aとp型コンタクト領域4cの間に接続するバイアス電圧、即ち電圧源41の直流印加電圧Vgの大きさを例えば−2Vから+2Vまで掃印して上昇させる。同時に、キャパシタ容量測定器42を使用し、n型LDMOSトランジスタTnにおける第1のゲート電極6aとp型コンタクト領域4cの間でキャパシタの容量Cgbを測定する。 First, as shown in FIG. 2, the voltage of the n-type source region 12a is Vs, the voltage Vd of the n-type drain region 12b, the substrate voltage of the silicon substrate 1 is Vb, and these voltages are set to 0 volt (0V). The p-type contact region 4c is set to 0V. In addition, the bias voltage connected between the first gate electrode 6a and the p-type contact region 4c, that is, the magnitude of the DC applied voltage Vg of the voltage source 41 is swept from, for example, -2V to + 2V and raised. At the same time, the capacitor capacitance measuring device 42 is used to measure the capacitance C gb of the capacitor between the first gate electrode 6a and the p-type contact region 4c in the n-type LDMOS transistor Tn.

そのような条件によれば、Pウェル4aとNウェル3aは、同じ電位なので、直流電圧Vgの変化による互いの影響は無視できる。また、ゲート絶縁膜5aを介したPウェル4aと第1のゲート電極6aの間のキャパシタの容量Cgbは、第1のゲート電極6aとp型コンタクト領域4cに配線16a、16fを介して電気的に接続されるキャパシタ容量測定器42により検出される。 Under such conditions, since the P well 4a and the N well 3a have the same potential, the mutual influence due to the change in the DC voltage Vg can be ignored. The capacitance C gb of the capacitor between the P well 4a and the first gate electrode 6a via the gate insulating film 5a is electrically connected to the first gate electrode 6a and the p-type contact region 4c via the wirings 16a and 16f. It is detected by the capacitor capacity measuring device 42 connected to the same.

直流電圧Vgがマイナスの場合、第1のゲート電極6aに対向するPウェル4aのチャネル領域CH1の表層には図7(a)に例示するように多数キャリアのホール(h+)が移動し、ホール密度が高くなる。従って、直流電圧Vgをマイナス方向に大きくするにつれ、第1のゲート電極6aとp型コンタクト領域4cの間の容量Cgbが大きくなる。また、直流電圧Vgをマイナス方向に大きくするにつれ、Nウェル3aの表層には空乏層が発生し、さらに、少数キャリアであるホールが表層に移動して反転層が形成される。 When the DC voltage Vg is negative, a hole (h +) of majority carriers moves to the surface layer of the channel region CH1 of the P well 4a facing the first gate electrode 6a as illustrated in FIG. Density increases. Therefore, as the DC voltage Vg is increased in the negative direction, the capacitance C gb between the first gate electrode 6a and the p-type contact region 4c increases. Further, as the DC voltage Vg is increased in the minus direction, a depletion layer is generated in the surface layer of the N well 3a, and holes that are minority carriers move to the surface layer to form an inversion layer.

直流電圧Vgが0V又はその近辺の電圧の場合、図7(b)に例示するように、第1のゲート電極6aに対向するPウェル4aの表層のチャネル領域には多数キャリアのホールが存在し、Nウェル3aの表層では多数キャリアの電子(e−)が存在する。このため、容量Cgbとして、Pウェル4aのp型不純物濃度に依存する値が第1のゲート電極6とp型コンタクト領域4cの間に現れる。 When the DC voltage Vg is 0 V or a voltage in the vicinity thereof, majority carrier holes exist in the channel region of the surface layer of the P well 4a facing the first gate electrode 6a as illustrated in FIG. 7B. In the surface layer of the N well 3a, majority carrier electrons (e−) exist. Therefore, a value depending on the p-type impurity concentration of the P well 4a appears between the first gate electrode 6 and the p-type contact region 4c as the capacitance C gb .

さらに、直流電圧Vgがプラスの場合、図7(c)に例示するように、電圧を大きくするにつれてPウェル4aの表層には空乏層が発生し、さらに、少数キャリアである電子が表層に移動して反転層が形成される。この場合、Nウェル4aの表層には多数キャリアの電子が移動する。直流電圧Vgがプラス側に大きくなるほど第1のゲート電極6aとp型コンタクト領域4cの間の容量Cgbはさらに小さくなり飽和する。 Furthermore, when the DC voltage Vg is positive, as illustrated in FIG. 7C, a depletion layer is generated in the surface layer of the P well 4a as the voltage is increased, and electrons that are minority carriers move to the surface layer. Thus, an inversion layer is formed. In this case, majority carrier electrons move to the surface layer of the N well 4a. As the DC voltage Vg increases to the positive side, the capacitance C gb between the first gate electrode 6a and the p-type contact region 4c is further decreased and saturated.

Vg=0V又はその近辺の電圧Vg、Vgでは、シリコン基板1表面の正孔/電子のキャリア分布をそのまま測定できるので、容量CgbはPウェル4aと第1のゲート電極6aの重なる面積、即ち空乏層が発生する領域の長さに対してある相関を持つ。従って、図7(a)、(c)に示したように、強反転/強蓄積を+2V/−2Vで測定すると、第1のゲート電極6aの下にある図2(b)に示したPウェル4aのチャネル領域CH1とNウェル3aの長さの範囲の容量を検出できる。また、Pウェル4aのチャネル領域CH1の長さをLCH1とすると、LCH1/Lnの長さを正確に見積もれるバイアス電圧のVg=0Vとその近辺の電圧条件におけるCgbのLCH依存性が示される。 At Vg = 0 V or voltages Vg 1 and Vg 2 in the vicinity thereof, the hole / electron carrier distribution on the surface of the silicon substrate 1 can be measured as it is, so the capacitance C gb is the area where the P well 4a and the first gate electrode 6a overlap. That is, it has a certain correlation with the length of the region where the depletion layer occurs. Therefore, as shown in FIGS. 7A and 7C, when the strong inversion / strong accumulation is measured at + 2V / −2V, the P shown in FIG. 2B below the first gate electrode 6a is measured. The capacitance in the range of the length of the channel region CH1 of the well 4a and the N well 3a can be detected. Also, P and the length of the channel region CH1 of the well 4a and L CH1, L CH1 / Ln 1 of precisely estimable bias voltage length Vg = 0V and L CH dependent C gb in the voltage conditions in the vicinity thereof Sex is shown.

直流電圧Vgを−2Vから+2Vに上昇させてゆくと、測定される容量Cgbは、例えば図8(a)の電圧・容量特性曲線a、b又はcのように変化し、それらの変曲点はVgが約0Vで現れる。3つの電圧・容量特性曲線a、b、cは、Pウェル4aを形成するために使用されるレジストパターン51の開口部51aのエッジx1の位置を互いに相違させたもので、これにより電圧・容量特性が異なることを示している。また、電圧・容量特性線a、b、cにおいて、プラスの高い電圧値で飽和する共通の容量値を基準容量Cとする。複数の電圧・容量特性線a、b、cにおける変曲点での容量CgbをC、C、Cとし、変曲点での電圧を変曲点電圧とする。ここで、最も高い変曲点容量Cの−10%、+10%の容量が得られる電圧をVg、Vgとする。また、変曲点容量Cに対して−10%〜+10%の範囲の容量を変曲点領域容量と定義し、この場合の電圧の範囲を変曲点領域電圧と定義する。 When the DC voltage Vg is increased from −2V to + 2V, the measured capacitance C gb changes, for example, as shown in the voltage / capacitance characteristic curve a, b or c in FIG. The point appears when Vg is about 0V. Three voltage / capacitance characteristic curves a, b and c are obtained by making the positions of the edges x1 of the openings 51a of the resist pattern 51 used for forming the P well 4a different from each other. It shows that the characteristics are different. The voltage-capacitance characteristic lines a, b, in c, the common capacitance value of saturation plus high voltage value and the reference capacitance C 0. Capacitance C gb at the inflection points in the plurality of voltage / capacitance characteristic lines a, b, c is C a , C b , C c, and the voltage at the inflection points is the inflection point voltage. Here, 10% of the highest inflection point capacitance C a, the voltage + 10% of the capacity is obtained and Vg 1, Vg 2. Further, a capacity in the range of −10% to + 10% with respect to the inflection point capacity C a is defined as an inflection point area capacity, and a voltage range in this case is defined as an inflection point area voltage.

図8(a)の3つの電圧・容量特性曲線a、b、cは、n型LDMOSトランジスタTnにおいて、図3(b)に示した第1トランジスタ形成領域Aの第1端からレジストパターン51の開口部51aのエッジx1までの距離L11の長い順で上から下に示されている。従って、特性曲線a、b及びcによれば、距離L11が短くなるほど第1のゲート電極6aの下方のPウェル4aの面積が狭くなり、Pウェル4aと第1のゲート電極6aの間の容量Cgbが小さくなる。 The three voltage / capacitance characteristic curves a, b, and c in FIG. 8A show the resist pattern 51 in the n-type LDMOS transistor Tn from the first end of the first transistor formation region A shown in FIG. It is shown from top to bottom in descending order of the distance L 11 to the edge x1 openings 51a. Therefore, according to the characteristic curve a, b and c, the distance L 11 is narrowed area of the P-well 4a below the first gate electrode 6a as shorter, between the P-well 4a and the first gate electrode 6a The capacity C gb is reduced.

さらに、複数の第1トランジスタ形成領域Aにおける開口部51aのエッジx1の位置と変曲点容量値C、C、Cの関係を2次元座標にプロットし、それらのプロットを結ぶと図8(b)に示すように直線の特性線が得られ、特性線から一次関数の関係式が得られる。 Further, the relationship between the position of the edge x1 of the opening 51a and the inflection point capacitance values C a , C b , and C c in the plurality of first transistor formation regions A is plotted in two-dimensional coordinates, and the plots are connected. As shown in FIG. 8B, a linear characteristic line is obtained, and a relational expression of a linear function is obtained from the characteristic line.

図8(b)において、縦軸は容量Cgbを示し、その原点を基準容量Cとする。また、横軸は、開口部51のエッジx1、即ちPウェル4aの形成時のp型不純物導入領域の端の位置を示す。この場合、Pウェル4aにおける空乏層発生領域CH1の第1端(図中左)寄りの縁の位置を基準位置Lとし、これを横軸の原点とする。図8(b)の横軸の数値は、基準位置Lからのエッジx1の位置までの距離を示している。ここで、図2における基準位置Lを第1のゲート電極6aの一側端とする。 In FIG. 8B, the vertical axis indicates the capacity C gb , and the origin is the reference capacity C 0 . The horizontal axis indicates the edge x1 of the opening 51, that is, the position of the end of the p-type impurity introduction region when the P well 4a is formed. In this case, the reference position L 0 of the first end position of the edge of the (in the drawing left) side of the depletion layer generating region CH1 in P-well 4a, this is the origin of the horizontal axis. Figures horizontal axis of FIG. 8 (b) shows the distance to the position of the edge x1 from a reference position L 0. Here, the reference position L 0 in FIG. 2 and one end of the first gate electrode 6a.

Pウェル4aの形成に導入するp型不純物が拡散しないものと仮定する場合には、エッジx1が基準位置Lで一致すると仮定すればキャパシタの容量CgbはCとなる。しかし、図9に示すように、Pウェル4a内のp型不純物はアニールにより拡散するので、その縁zの位置は横方向に張り出す。このため、レジストパターン51の開口部51aのエッジx1を基準位置Lに一致させた場合でも、図8(b)の特性線に示すように容量Cgbが基準容量Cよりも大きくなり、縦軸と横軸に切片が生じる。縦軸の切片は、プラス側で容量Cgbの増加分Cαを示す。また、横軸の切片は、マイナス側でドリフト絶縁膜6cに向けたp型不純物の張り出し量Lxとなる。 If it is assumed that the p-type impurity introduced into the formation of P-well 4a is not diffuse, capacitance C gb of the capacitor assuming edges x1 coincides with the reference position L 0 is a C 0. However, as shown in FIG. 9, since the p-type impurity in the P well 4a is diffused by annealing, the position of the edge z extends in the lateral direction. Therefore, even when the edges x1 of the opening 51a of the resist pattern 51 is aligned with the reference position L 0, becomes larger than the capacitance C gb the reference capacitance C 0, as shown by a characteristic line of FIG. 8 (b), Intercepts occur on the vertical and horizontal axes. Sections of the vertical axis represents the increment C alpha capacitance C gb on the positive side. Further, the intercept on the horizontal axis, the projecting amount Lx 0 of p-type impurity for the drift insulating film 6c minus side.

従って、図8(b)の実線は、L=0、C=0とすれば、Cgb=K・x1+Cα(但し、K=Cα/Lx)の関係式が得られる。なお、図9は、テクノロジCADにより計算したホール濃度の2次元プロファイル象に基づいて描かれた断面図である。 Therefore, the solid line in FIG. 8B can be obtained as a relational expression of C gb = K · x1 + C α (where K = C α / Lx 0 ) if L 0 = 0 and C 0 = 0. FIG. 9 is a cross-sectional view drawn based on a two-dimensional profile image of hole concentration calculated by technology CAD.

ところで、図8(a)の特性線a、b、cにおいて変曲点範囲のマイナス側の電圧Vgの場合の変曲点容量Cgbを求めて容量・エッジ位置特性線を描くと、図8(b)の一点鎖線のようになる。また、図8(a)の特性線a、b、cにおいて変曲点範囲のプラス側の電圧Vgの場合の変曲点容量Cgbを求めて容量・エッジ位置特性線を描くと、図8(b)の波線のようになる。いずれにおいても、横軸の切片がほぼ同一であり、同じ張り出し量となることがわかる。容量・エッジ位置特性線の傾きは、Pウェル4aの表層のキャリア濃度が高いほど大きくなる。 By the way, when the inflection point capacitance C gb in the case of the voltage Vg 1 on the minus side of the inflection point range in the characteristic lines a, b, c of FIG. It becomes like the one-dot chain line of 8 (b). Further, when the inflection point capacitance C gb in the case of the voltage Vg 2 on the plus side of the inflection point range is obtained on the characteristic lines a, b, and c in FIG. It becomes like the wavy line of 8 (b). In any case, it can be seen that the intercepts on the horizontal axis are almost the same, and the amount of overhang is the same. The slope of the capacitance / edge position characteristic line increases as the carrier concentration of the surface layer of the P well 4a increases.

以上のPウェル4aの張り出し量の測定方法は、上記のn型モニタ素子Mn内のPウェル4bの張り出し量の測定にも適用することができる。即ち、第2のゲート電極6bとコンタクト領域4dの間の印加電圧Vgに対する容量の関係を測定し、図8(a)に示したような特性線を求め、さらに、レジストパターン51の開口部51bのエッジx2に対する張り出し量を上記と同様な方法で測定することができる。なお、開口部51bのエッジx2の位置は、p型不純物を導入した領域の側縁と実質的に一致する。   The above method for measuring the amount of protrusion of the P well 4a can also be applied to the measurement of the amount of protrusion of the P well 4b in the n-type monitor element Mn. That is, the relationship of the capacitance to the applied voltage Vg between the second gate electrode 6b and the contact region 4d is measured, a characteristic line as shown in FIG. 8A is obtained, and the opening 51b of the resist pattern 51 is further obtained. The overhang amount with respect to the edge x2 can be measured by the same method as described above. The position of the edge x2 of the opening 51b substantially coincides with the side edge of the region into which the p-type impurity is introduced.

この場合、第2のゲート電極6bの下におけるPウェル4bとNウェル3bの合計の横方向の距離は、仕切絶縁膜2bとドリフト絶縁膜2dの間のPウェル4bの空乏層発生領域CH2の長さLCH2とNウェル3bの長さLnの合計の距離である。その距離は、第2のゲート電極6bの位置ズレに影響されることはない。これにより、第2のゲート電極6bの位置ズレに影響されずに図8(a)に示したような容量・電圧特性線が得られ、さらに図8(b)に示した容量Cgbと開口部51bのエッジx2の位置の関係をより高い精度で検出することができる。 In this case, the total lateral distance of the P well 4b and the N well 3b under the second gate electrode 6b is equal to the depletion layer generation region CH2 of the P well 4b between the partition insulating film 2b and the drift insulating film 2d. This is the total distance of the length L CH2 and the length Ln 2 of the N well 3b. The distance is not affected by the positional deviation of the second gate electrode 6b. As a result, the capacitance-voltage characteristic line as shown in FIG. 8A is obtained without being affected by the positional deviation of the second gate electrode 6b, and the capacitance C gb and the opening shown in FIG. The positional relationship of the edge x2 of the part 51b can be detected with higher accuracy.

また、n型モニタ素子Mnは、n型LDMOSトランジスタTnに比べると、n型ソース領域12aを有さず、第2のゲート電極6bと仕切絶縁膜2bの間隔をゼロにするか互いを部分的に重ねる構造を有している。このため、検査時には、n型ソース領域12aのアニールによるn型不純物の張り出しを無視できる。   Further, the n-type monitor element Mn does not have the n-type source region 12a as compared with the n-type LDMOS transistor Tn, and the interval between the second gate electrode 6b and the partition insulating film 2b is set to zero or is partially separated from each other. It has a structure that overlaps. For this reason, the overhang of the n-type impurity due to the annealing of the n-type source region 12a can be ignored during the inspection.

このように、n型モニタ素子Mnを使用する試験によれば、n型LDMOSトランジスタTnを用いて測定する場合に比べ、容量Cαと位置ズレ量Lxをより高い精度で検出することができる。 As described above, according to the test using the n-type monitor element Mn, the capacitance C α and the positional shift amount Lx 0 can be detected with higher accuracy than in the case of measuring using the n-type LDMOS transistor Tn. .

以上の実施形態によれば、複数の第1トランジスタ形成領域A或いは複数の第1モニタ素子形成領域BにおけるPウェル4a、4bを形成する際のレジストパターン51の開口部51a、51bのエッジx1、x2の横方向の位置を互いに相違させている。また、各々のPウェル4a、4bのコンタクト領域4c、4dとゲート電極6a、6bの間に印加する電圧とその間で測定される容量の関係から電圧・容量特性線を求めている。さらに、電圧・容量特性線の変曲点範囲から変曲点電圧と変曲点容量を求める。さらに、Pウェル4a、4bの各々の変曲点容量とレジストパターン51の開口部51a、51bのエッジx1、x2の位置の関係を二次元座標にプロットして特性線の関係式を求める。さらに、特性線のうち容量を示す軸の切片を変化容量Cαとし、エッジx1、x2の位置を示す軸の切片をPウェル4a、4bの張り出し量Lxとしている。このような方法によれば、完成した半導体装置を加工せずにPウェル4a、4bの張り出し量を精度良く求めることができるので、半導体装置の不純物拡散領域の検査が容易になり、しかも電気的特性の把握が容易になる。また、そのようにして求めたPウェル4a、4bの張り出し量Lxを不純物イオン注入量、アニール温度などに関連付け、それらのデータを蓄積することによりLDMOSトランジスタの特性を改善することができる。 According to the above embodiment, the edges x1 of the openings 51a and 51b of the resist pattern 51 when forming the P wells 4a and 4b in the plurality of first transistor formation regions A or the plurality of first monitor element formation regions B, The horizontal positions of x2 are different from each other. Further, a voltage / capacitance characteristic line is obtained from the relationship between the voltage applied between the contact regions 4c and 4d of each P well 4a and 4b and the gate electrodes 6a and 6b and the capacitance measured therebetween. Further, the inflection point voltage and the inflection point capacity are obtained from the inflection point range of the voltage / capacitance characteristic line. Further, the relationship between the inflection point capacitance of each of the P wells 4a and 4b and the positions of the edges x1 and x2 of the openings 51a and 51b of the resist pattern 51 is plotted in two-dimensional coordinates to obtain a relational expression of characteristic lines. Furthermore, sections of the axis indicating the capacity of the characteristic line and changing capacitance C alpha, and sections of the axis indicating a position of the edge x1, x2 and P-well 4a, 4b protruding amount Lx 0 of. According to such a method, the amount of protrusion of the P wells 4a and 4b can be obtained with high accuracy without processing the completed semiconductor device, so that the inspection of the impurity diffusion region of the semiconductor device is facilitated, and the electrical Easy to understand characteristics. Further, P-well 4a was obtained in this way, associate the overhang amount Lx 0 of 4b impurity ion implantation amount, such as annealing temperature, it is possible to improve the characteristics of the LDMOS transistor by storing the data.

ところで、上記の説明では、Pウェル4a、4bのコンタクト領域4c、4dとゲート電極6a、6bの間に電圧を印加し、Pウェル4a、4bとゲート電極6a、6bの間のキャパシタ容量を測定してPウェル4a、4bの張り出し量を求めた。これに対し、Nウェル3a、3bのドレイン領域12b、12cをコンタクト領域として使用し、ドレイン領域12b、12cとゲート電極6a、6bの間に電圧を印加し、Nウェル3a、3bとゲート電極6a、6bの間のキャパシタ容量を測定してPウェル4a、4bの張り出し量を求めてもよい。なお、Pウェルの後に、n型不純物イオン注入によりNウェルを形成する場合には、Nウェルについての張り出し量の測定となる。   By the way, in the above description, a voltage is applied between the contact regions 4c and 4d of the P wells 4a and 4b and the gate electrodes 6a and 6b, and the capacitor capacitance between the P wells 4a and 4b and the gate electrodes 6a and 6b is measured. Thus, the amount of overhang of the P wells 4a and 4b was obtained. In contrast, the drain regions 12b and 12c of the N wells 3a and 3b are used as contact regions, a voltage is applied between the drain regions 12b and 12c and the gate electrodes 6a and 6b, and the N wells 3a and 3b and the gate electrode 6a are applied. , 6b may be measured to determine the amount of protrusion of the P wells 4a, 4b. When the N well is formed by n-type impurity ion implantation after the P well, the overhang amount for the N well is measured.

(第2の実施の形態)
図10は、第2実施形態に係る半導体装置を示す平面図、図11〜図13は、第2実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。図10の平面図ではシリコン基板1の上面から上の構造は省略して描かれている。また、図11〜図13の断面は、図10のII−II線から見た断面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 10 is a plan view showing a semiconductor device according to the second embodiment, and FIGS. 11 to 13 are cross-sectional views showing manufacturing steps of the semiconductor device according to the second embodiment. In the plan view of FIG. 10, the upper structure from the upper surface of the silicon substrate 1 is omitted. Moreover, the cross section of FIGS. 11-13 is sectional drawing seen from the II-II line | wire of FIG.

第2実施形態に係る半導体装置の検査方法は、第1実施形態に示した検査方法をp型LDMOSトランジスタTp、p型モニタ素子Mpに適用したものである。そこで次に、p型LDMOSトランジスタTp、p型モニタ素子Mpの構造をその形成方法とともに説明する。   The semiconductor device inspection method according to the second embodiment is obtained by applying the inspection method shown in the first embodiment to the p-type LDMOS transistor Tp and the p-type monitor element Mp. Then, next, the structure of the p-type LDMOS transistor Tp and the p-type monitor element Mp will be described together with its formation method.

次に、図11(a)に示すような構造を形成するまでの工程を説明する。
まず、シリコン基板1の主面に、図3(a)と同様な方法で、素子分離絶縁膜2、仕切絶縁膜2e、2f、ドリフト絶縁膜2g、2hを形成する。素子分離絶縁膜2は、第2トランジスタ形成領域Dと第2モニタ素子形成領域Eを囲む領域に形成される。また、仕切絶縁膜2e、2fは、第2トランジスタ形成領域Dと第2モニタ素子形成領域Eのそれぞれの第1端(図中左)寄りに配置されるコンタクト領域23c、23dを内側から仕切る部分に形成される。さらに、ドリフト絶縁膜2g、2hは、第2トランジスタ形成領域Dと第2モニタ素子形成領域Eのそれぞれの第2端(図中右)寄り形成されるドレイン領域32b、32cの第1端側の縁から中央寄りの領域に形成される。
Next, steps required until a structure as shown in FIG.
First, the element isolation insulating film 2, partition insulating films 2e and 2f, and drift insulating films 2g and 2h are formed on the main surface of the silicon substrate 1 by the same method as in FIG. The element isolation insulating film 2 is formed in a region surrounding the second transistor formation region D and the second monitor element formation region E. The partition insulating films 2e and 2f partition the contact regions 23c and 23d disposed near the first ends (left in the drawing) of the second transistor formation region D and the second monitor element formation region E from the inside. Formed. Further, the drift insulating films 2g and 2h are disposed on the first end side of the drain regions 32b and 32c formed near the second ends (right side in the drawing) of the second transistor formation region D and the second monitor element formation region E, respectively. It is formed in a region closer to the center from the edge.

その後に、シリコン基板1の主面のうち第2トランジスタ形成領域Dと第2モニタ素子形成領域Eのそれぞれにn型不純物、例えばリンをイオン注入し、それらの領域D、EにNウェル23a、23bを形成する。リンイオンは、例えば、図3(a)に示したNウェル3a、3bの形成と同じ条件で注入される。   Thereafter, an n-type impurity, for example, phosphorus is ion-implanted into each of the second transistor formation region D and the second monitor element formation region E in the main surface of the silicon substrate 1, and an N well 23a, 23b is formed. For example, phosphorus ions are implanted under the same conditions as those for forming the N wells 3a and 3b shown in FIG.

次に、図10に示す平面構造と、11(b)に示す断面構造を形成するまでの工程を説明する。
まず、シリコン基板1及び素子分離絶縁膜2の上にレジストを塗布し、これに露光、現像等を施し、これにより第1開口部52a、第2開口部52bを有するレジストパターン52を形成する。第1、第2開口部52a、52bは、第2トランジスタ形成領域D、第2モニタ素子形成領域E内の第2端寄りのドレイン領域32b、32cとその周囲のドリフト領域を露出する形状に形成される。ドレイン領域32b、32cに接続されるPウェル24a、24bはドリフト領域となる。また、レジストパターン52は、その他の領域を覆う形状を有している。
Next, steps required until a planar structure shown in FIG. 10 and a cross-sectional structure shown in FIG.
First, a resist is applied on the silicon substrate 1 and the element isolation insulating film 2, and this is subjected to exposure, development, and the like, thereby forming a resist pattern 52 having a first opening 52a and a second opening 52b. The first and second openings 52a and 52b are formed in a shape that exposes the drain regions 32b and 32c near the second end in the second transistor formation region D and the second monitor element formation region E and the drift region around them. Is done. The P wells 24a and 24b connected to the drain regions 32b and 32c serve as drift regions. The resist pattern 52 has a shape that covers other regions.

ここで、第2トランジスタ形成領域Dの第1端から第1開口52aの第1端寄りのエッジx3に至る被覆範囲の横方向の長さをL21とする。また、第1開口部52aの第1端寄りのエッジx3とドリフト絶縁膜2gの間の横方向の距離をLpとする。なお、モニタ素子として複数配置される第2トランジスタ形成領域D内の各々の距離L21及びLpの値は互いに異ならせるが、距離L21と距離Lpの合計の値を実質的に等しくする。 Here, the horizontal length of coverage extending from a first end of the second transistor forming region D on the first end side of the edge x3 of the first opening 52a and L 21. Further, the lateral distance between the first end side of the edge x3 and drift insulating film 2g of the first opening 52a and Lp 1. Although the values of the distances L 21 and Lp 1 in the second transistor formation region D arranged as a plurality of monitor elements are different from each other, the total value of the distance L 21 and the distance Lp 1 is made substantially equal. .

第2開口部51bにおいて、第2モニタ素子形成領域Eの第1端から第2開口52bの第1端寄りのエッジx4に至る被覆範囲の横方向の長さをL22とする。また、第2開口部52bの第1端寄りのエッジx4とドリフト絶縁膜2hの間の横方向の距離をLpとする。なお、モニタ素子として複数配置される第2モニタ素子形成領域E内の各々の距離L22及びLpの値は互いに異ならせるが、距離L21と距離Lpの合計の値を実質的に等しくする。 In the second opening portion 51b, the horizontal length of the first end side of the coverage leading to edge x4 of the first end from the second opening 52b of the second monitor element formation region E and L 22. Further, the lateral distance between the first end side of the edge x4 and drift insulating film 2h of the second opening 52b and Lp 2. Although each value of the distance L 22 and Lp 2 of the second monitor element formation region E which is more disposed different from each other as a monitor device, the sum of the values of the distance L 21 and the distance Lp 1 substantially equal To do.

上記の距離L21、Lp、L22、Lpと以下に説明する距離或いは長さは、図10の第1端部から第2端部への直線状のII−II線に沿った断面での横方向の距離或いは長さである。また、以下に説明する横方向も、II−II線に沿った方向である。 The distances L 21 , Lp 1 , L 22 , Lp 2 described above and the distances or lengths described below are cross sections along a straight line II-II from the first end to the second end in FIG. The horizontal distance or length at Moreover, the horizontal direction demonstrated below is also a direction along the II-II line.

次に、レジストパターン52をマスクに使用し、第1、第2開口部52a、52bを通してNウェル23a、23b内にホウ素(B)をイオン注入し、その領域にPウェル24a、24bを形成する。イオン注入角度は、例えば、基板面に垂直方向である。この場合、レジストパターン52の第1、第2開口部52a、52bの第1端側の縁x3、x4は、仕切絶縁膜2a、2bとドリフト絶縁膜2c、2dの間に存在する。また、縁x3は、複数の第2トランジスタ形成領域Dにおいて互いに横方向に異なる位置に形成さ、さらに縁x4は、複数の第2モニタ素子形成領域Eにおいて互いに横方向に異なる位置に形成される。   Next, using the resist pattern 52 as a mask, boron (B) ions are implanted into the N wells 23a and 23b through the first and second openings 52a and 52b, and P wells 24a and 24b are formed in the regions. . The ion implantation angle is, for example, a direction perpendicular to the substrate surface. In this case, the first end edges x3 and x4 of the first and second openings 52a and 52b of the resist pattern 52 exist between the partition insulating films 2a and 2b and the drift insulating films 2c and 2d. Further, the edge x3 is formed at a position different in the lateral direction in the plurality of second transistor formation regions D, and the edge x4 is formed at a position different in the lateral direction in the plurality of second monitor element formation regions E. .

これにより、複数の第2トランジスタ形成領域D内のそれぞれのNウェル23aの第1端から第2端への横方向の長さは最初から互いに相違する。同様に、複数の第2モニタ素子形成領域E内でもNウェル23bの横方向の長さは最初から相違する。イオン注入直後のPウェル24a、24bは、第1、第2開口部52a、52bと同じ領域に形成され、Pウェル24a、24bの側縁は、第1、第2開口部52a、52bのエッジx3、x4と実質的に一致する。   Thus, the lateral lengths from the first end to the second end of the N wells 23a in the plurality of second transistor formation regions D are different from each other from the beginning. Similarly, the lateral length of the N well 23b is different from the beginning in the plurality of second monitor element formation regions E. The P wells 24a and 24b immediately after the ion implantation are formed in the same region as the first and second openings 52a and 52b, and the side edges of the P wells 24a and 24b are the edges of the first and second openings 52a and 52b. It substantially coincides with x3 and x4.

Pウェル24a、24bは、素子分離絶縁膜2、仕切絶縁膜2e、2f及びドリフト絶縁膜2g、2hよりも深く、かつNウェル23a、23bより浅く形成される。この場合、Bイオンは、例えば、図3(b)に示したPウェル4a、4bの形成と同じ条件で注入される。その後に、レジストパターン52を除去し、さらに、シリコン基板1を約1000℃でアニールしてp型不純物、n型不純物を活性化させる。   The P wells 24a and 24b are formed deeper than the element isolation insulating film 2, the partition insulating films 2e and 2f, and the drift insulating films 2g and 2h, and shallower than the N wells 23a and 23b. In this case, B ions are implanted, for example, under the same conditions as the formation of the P wells 4a and 4b shown in FIG. Thereafter, the resist pattern 52 is removed, and the silicon substrate 1 is annealed at about 1000 ° C. to activate p-type impurities and n-type impurities.

このアニールによれば、イオン注入されたp型不純物は周囲に拡散するので、Pウェル24a、24bは、量Lxで横方向に張り出す。従って、Pウェル24a、24bとNウェル23a、23bの横方向の接合部(境界)は、仕切絶縁膜2e、2fに向けて張り出す。従って、接合部とドリフト絶縁膜2g、2hの距離はLp+Lx、Lp+Lxとなる。また、第2トランジスタ形成領域Dの第1端から接合部までの距離はL21−Lxに変わる。さらに、第2モニタ素子形成領域Eでは、第1端から接合部の間の距離がL22−Lxに変わる。 According to this annealing, p-type impurity is ion-implanted so diffused around, P-well 24a, 24b are laterally protruding in an amount Lx 0. Accordingly, the lateral junctions (boundaries) between the P wells 24a and 24b and the N wells 23a and 23b project toward the partition insulating films 2e and 2f. Therefore, the distance between the junction and the drift insulating films 2g and 2h is Lp 1 + Lx 0 and Lp 2 + Lx 0 . In addition, the distance from the first end of the second transistor formation region D to the junction changes to L 21 −Lx 0 . Further, in the second monitor element formation region E, the distance between the first end and the junction changes to L 22 -Lx 0 .

なお、上記の第1トランジスタ形成領域A、第1モニタ素子形成領域Bに不純物をイオン注入する際には、図12(a)に示すように第2トランジスタ形成領域D、第2モニタ素子形成領域EをレジストパターンR21で覆う。 When impurities are ion-implanted into the first transistor formation region A and the first monitor element formation region B, the second transistor formation region D and the second monitor element formation region are formed as shown in FIG. E is covered with a resist pattern R 21.

次に、図12(b)に示す構造を形成するまでの工程を説明する。
まず、Nウェル23a、23b、Pウェル24a、24bの上面を熱酸化してその上面に絶縁膜を形成し、さらにその上にポリシリコン膜をCVD法により形成する。その後に、ポリシリコン膜をフォトリソグラフィ技術、エッチング技術によりパターニングし、第2トランジスタ形成領域D、第2モニタ素子形成領域Eの上を通る領域に第3、第4のゲート電極6c、6dを形成し、それらの下の絶縁膜をゲート絶縁膜5c、5dとする。
Next, steps required until a structure shown in FIG.
First, the upper surfaces of the N wells 23a and 23b and the P wells 24a and 24b are thermally oxidized to form an insulating film on the upper surfaces, and a polysilicon film is further formed thereon by a CVD method. Thereafter, the polysilicon film is patterned by a photolithography technique and an etching technique, and third and fourth gate electrodes 6c and 6d are formed in areas passing over the second transistor formation area D and the second monitor element formation area E. Then, the insulating films under them are referred to as gate insulating films 5c and 5d.

第3のゲート電極6cの一端は、仕切絶縁膜2eとPウェル24aの間の領域のNウェル23aの上に位置し、その他端はドリフト絶縁膜2cの上に位置する。また、第4のゲート電極6dの一端は、仕切絶縁膜2fの第2端側の縁の上か、或いは仕切絶縁膜2fの上に位置し、その他端は、ドリフト絶縁膜2hの上に位置する。これにより、第3、第4のゲート電極6c、6dのそれぞれの下方には、Nウェル23a、23bとPウェル24a、24bの接合部(境界)が存在する。   One end of the third gate electrode 6c is located on the N well 23a in the region between the partition insulating film 2e and the P well 24a, and the other end is located on the drift insulating film 2c. One end of the fourth gate electrode 6d is located on the edge of the second end side of the partition insulating film 2f or on the partition insulating film 2f, and the other end is located on the drift insulating film 2h. To do. Thus, junctions (boundaries) between the N wells 23a and 23b and the P wells 24a and 24b exist below the third and fourth gate electrodes 6c and 6d, respectively.

次に、図13(a)に示す構造を形成するまでの工程を説明する。
まず、第2トランジスタ形成領域Dと第2モニタ素子形成領域Eのうちコンタクト領域23c、23dを除く領域を露出するレジストパターン(不図示)を形成する。
Next, steps required until a structure shown in FIG.
First, a resist pattern (not shown) that exposes the regions other than the contact regions 23c and 23d in the second transistor formation region D and the second monitor element formation region E is formed.

その後に、第2トランジスタ形成領域Dにおいて、レジストパターンと第3のゲート電極6cとドリフト絶縁膜2gと仕切絶縁膜2eをマスクにして、Nウェル23aとPウェル24aにp型不純物イオン、例えばホウ素イオンを注入する。これにより、第3のゲート電極6cの一側方のNウェル23a内にp型エクステンション領域27aを形成する。これと同時に、第3のゲート電極6cの他側方であってドリフト絶縁膜2gと素子分離絶縁膜2の間にp型エクステンション領域27bを形成する。   Thereafter, in the second transistor formation region D, p-type impurity ions such as boron are formed in the N well 23a and the P well 24a using the resist pattern, the third gate electrode 6c, the drift insulating film 2g, and the partition insulating film 2e as a mask. Ions are implanted. Thus, a p-type extension region 27a is formed in the N well 23a on one side of the third gate electrode 6c. At the same time, a p-type extension region 27 b is formed on the other side of the third gate electrode 6 c and between the drift insulating film 2 g and the element isolation insulating film 2.

また、第2モニタ素子形成領域Eにおいて、レジストパターンと第4のゲート電極6dとドリフト絶縁膜2hと仕切絶縁膜2fをマスクにして、Nウェル23bとPウェル24bにp型不純物であるホウ素イオンを注入する。これにより、ドリフト絶縁膜2hと素子分離絶縁膜2の間の領域にp型エクステンション領域27cを形成する。なお、第3、第4のゲート電極6c、6dにもp型不純物がイオン注入される。その後に、レジストパターンを除去する。   In the second monitor element formation region E, boron ions, which are p-type impurities, are formed in the N well 23b and the P well 24b using the resist pattern, the fourth gate electrode 6d, the drift insulating film 2h, and the partition insulating film 2f as a mask. Inject. As a result, a p-type extension region 27 c is formed in a region between the drift insulating film 2 h and the element isolation insulating film 2. A p-type impurity is also ion-implanted into the third and fourth gate electrodes 6c and 6d. Thereafter, the resist pattern is removed.

次に、この場合、コンタクト領域23c、23dを除く領域を覆う新たなレジストパターン(不図示)を形成する。n型不純物イオン、例えばリンイオンをNウェル23a、23bのコンタクト領域23c、23d内に注入する。これにより、第2トランジスタ形成領域Dと第2モニタ素子形成領域Eのそれぞれのコンタクト領域23c、23d内にn型エクステンション領域29a、29bを形成する。   Next, in this case, a new resist pattern (not shown) that covers the region excluding the contact regions 23c and 23d is formed. N-type impurity ions such as phosphorus ions are implanted into the contact regions 23c and 23d of the N wells 23a and 23b. Thus, n-type extension regions 29a and 29b are formed in the contact regions 23c and 23d of the second transistor formation region D and the second monitor element formation region E, respectively.

レジストパターン除去後に、第3、第4のゲート電極6c、6dの側面に絶縁性のサイドウォール31a、31bを形成する。サイドウォール31a、31bは、上記の第1、第2のゲート電極6a、6bの側面上のサイドウォール11a、11bと同様な方法により形成される。   After removing the resist pattern, insulating sidewalls 31a and 31b are formed on the side surfaces of the third and fourth gate electrodes 6c and 6d. The sidewalls 31a and 31b are formed by the same method as the sidewalls 11a and 11b on the side surfaces of the first and second gate electrodes 6a and 6b.

この後に、第2トランジスタ形成領域Dと第2モニタ素子形成領域Eのうちコンタクト領域23c、23dを除く領域を露出するレジストパターン(不図示)を形成する。その後に、レジストパターン(不図示)、第3、第4のゲート電極6c、6d、仕切絶縁膜2e、2f及びドリフト絶縁膜2g、2hをマスクに使用し、Nウェル23a、23bとPウェル24a、24b内に高い濃度でp型不純物イオン、例えばホウ素イオンを注入する。   Thereafter, a resist pattern (not shown) that exposes the regions other than the contact regions 23c and 23d in the second transistor formation region D and the second monitor element formation region E is formed. Thereafter, the resist pattern (not shown), the third and fourth gate electrodes 6c and 6d, the partition insulating films 2e and 2f, and the drift insulating films 2g and 2h are used as masks, and the N wells 23a and 23b and the P well 24a are used. 24b, p-type impurity ions such as boron ions are implanted at a high concentration.

これにより、p型エクステンション領域27a、27b、27cのそれぞれの上部に、p型エクステンションよりもp型不純物濃度が高いp型不純物拡散領域28a、28b、28cを形成する。また、第3、第4のゲート電極6c、6dにもp型不純物がイオン注入される。その後、レジストパターン(不図示)を除去する。   Thus, p-type impurity diffusion regions 28a, 28b, and 28c having a p-type impurity concentration higher than that of the p-type extension are formed on the p-type extension regions 27a, 27b, and 27c, respectively. A p-type impurity is also ion-implanted into the third and fourth gate electrodes 6c and 6d. Thereafter, the resist pattern (not shown) is removed.

さらに、シリコン基板1の上に新たにレジストパターン(不図示)を形成し、このレジストパターンをマスクに使用し、n型不純物イオン、例えばリンイオンをコンタクト領域23c、23dの上部に注入する。これにより、n型エクステンション領域29a、29bの上に、それよりn型不純物濃度の高いn型不純物拡散領域30a、30bを形成する。さらに、レジストパターンを除去した後に、イオン注入されたp型不純物、n型不純物をアニールにより活性化する。   Further, a resist pattern (not shown) is newly formed on the silicon substrate 1, and this resist pattern is used as a mask, and n-type impurity ions, for example, phosphorus ions are implanted into the contact regions 23c and 23d. Thereby, n-type impurity diffusion regions 30a and 30b having a higher n-type impurity concentration are formed on the n-type extension regions 29a and 29b. Further, after removing the resist pattern, the ion-implanted p-type impurity and n-type impurity are activated by annealing.

これにより、第3のゲート電極6cの一側方に形成されたp型エクステンション領域27aとp型不純物拡散領域28aをp型ソース領域32aとする。また、第3のゲート電極6cの他側方のドリフト絶縁膜2gに隣接する領域に形成されたp型エクステンション領域27b、p型不純物拡散領域28bをp型ドレイン領域32bとする。そして、第3のゲート電極6c、p型ソース領域32a、p型ドレイン領域32b等からp型LDMOSトランジスタTpが形成される。   Thus, the p-type extension region 27a and the p-type impurity diffusion region 28a formed on one side of the third gate electrode 6c are used as the p-type source region 32a. The p-type extension region 27b and the p-type impurity diffusion region 28b formed in the region adjacent to the drift insulating film 2g on the other side of the third gate electrode 6c are referred to as a p-type drain region 32b. Then, a p-type LDMOS transistor Tp is formed from the third gate electrode 6c, the p-type source region 32a, the p-type drain region 32b, and the like.

また、第4のゲート電極6dの他側方のドリフト絶縁膜2hに隣接するp型エクステンション領域27c、p型不純物拡散領域28cをp型ドレイン領域32cとする。そして、第4のゲート電極6d、p型ドレイン領域32c等からp型モニタ素子M1が形成される。なお、p型ドレイン領域32b、32cは、Pウェル24a、24bのp型コンタクト領域として使用してもよい。   The p-type extension region 27c and the p-type impurity diffusion region 28c adjacent to the drift insulating film 2h on the other side of the fourth gate electrode 6d are defined as a p-type drain region 32c. Then, a p-type monitor element M1 is formed from the fourth gate electrode 6d, the p-type drain region 32c, and the like. The p-type drain regions 32b and 32c may be used as p-type contact regions for the P wells 24a and 24b.

この後に、図13(b)に例示するように、第3、第4のゲート電極6c、6d、p型ソース領域32a、p型ドレイン領域32b、32c、n型コンタクト領域23c、23dの上にシリサイド層13h〜13nを形成する。シリサイド層13h〜13nは、上記のn型LDMOSトランジスタT、n型モニタ素子Mに形成されるシリサイド層13a〜13gと同時に形成される。   Thereafter, as illustrated in FIG. 13B, on the third and fourth gate electrodes 6c and 6d, the p-type source region 32a, the p-type drain regions 32b and 32c, and the n-type contact regions 23c and 23d. Silicide layers 13h to 13n are formed. The silicide layers 13h to 13n are formed simultaneously with the silicide layers 13a to 13g formed in the n-type LDMOS transistor T and the n-type monitor element M.

次に、図14に例示するように、n型LDMOSトランジスタTn、n型モニタ素子Mnを覆う層間絶縁膜14をp型LDMOSトランジスタTp、p型モニタ素子Mpの上にも形成する。さらに、n型LDMOSトランジスタTn、n型モニタ素子Mnと同様に、p型LDMOSトランジスタTp、p型モニタ素子Mpにも同様に導電性プラグ35h〜35nを接続し、さらに導電性プラグ35h〜35nの上に配線36h〜36nを形成する。   Next, as illustrated in FIG. 14, an interlayer insulating film 14 covering the n-type LDMOS transistor Tn and the n-type monitor element Mn is also formed on the p-type LDMOS transistor Tp and the p-type monitor element Mp. Further, similarly to the n-type LDMOS transistor Tn and the n-type monitor element Mn, the conductive plugs 35h to 35n are similarly connected to the p-type LDMOS transistor Tp and the p-type monitor element Mp, and the conductive plugs 35h to 35n are further connected. Wirings 36h to 36n are formed thereon.

以上のような半導体装置の製造方法に従って複数のp型LDMOSトランジスタTp内のPウェル24aを形成する際に、図11(b)に示したレジストパターン52の開口部52aの縁x3の位置を互いに相違させる。そのような工程を経て形成された複数のp型LDMOSトランジスタTpをモニタ素子として使用し、それらの第3のゲート電極6cとn型コンタクト領域23cのそれぞれの間に電圧を印加して試験する。この場合、n型ドレイン領域32b、シリコン基板1、n型ソース領域32aの電圧Vd、Vb、Vsを0Vに設定する。これにより、第3のゲート電極6c、ゲート絶縁膜5c、Nウェル23aにより形成されるキャパシタの容量値Cgbが測定される。 When the P wells 24a in the plurality of p-type LDMOS transistors Tp are formed according to the semiconductor device manufacturing method as described above, the positions of the edges x3 of the openings 52a of the resist pattern 52 shown in FIG. Make a difference. A plurality of p-type LDMOS transistors Tp formed through such a process are used as monitor elements, and a test is performed by applying a voltage between each of the third gate electrode 6c and the n-type contact region 23c. In this case, the voltages Vd, Vb, and Vs of the n-type drain region 32b, the silicon substrate 1, and the n-type source region 32a are set to 0V. Thereby, the capacitance value C gb of the capacitor formed by the third gate electrode 6c, the gate insulating film 5c, and the N well 23a is measured.

そのような条件によれば、Pウェル24aとNウェル23aは、同じ電位なので、第3のゲート電極6cに印加する直流電圧Vgの変化による互いの影響は無視できる。また、第3のゲート絶縁膜5cを介したPウェル24aとゲート電極6cの間のキャパシタの容量Cgbは、第3のゲート電極6cとn型コンタクト領域23cに配線36h、36mを介して電気的に接続されるキャパシタ容量測定器42により検出される。 Under such conditions, since the P well 24a and the N well 23a have the same potential, the mutual influence due to the change in the DC voltage Vg applied to the third gate electrode 6c can be ignored. Further, the capacitance C gb of the capacitor between the P well 24a and the gate electrode 6c via the third gate insulating film 5c is electrically connected to the third gate electrode 6c and the n-type contact region 23c via the wirings 36h and 36m. It is detected by the capacitor capacity measuring device 42 connected to the same.

Vg=0V又はその近辺の電圧Vg、Vgの範囲では、シリコン基板1表面の正孔/電子のキャリア分布をそのまま測定できるので、容量CgbはNウェル23aと第3のゲート電極6cの重なる面積、即ち空乏層が発生する領域の長さに対してある相関を持つ。従って、強反転/強蓄積を+3V/−3Vで測定すると、第3のゲート電極6cの下にある図14に示したNウェル23aのチャネル領域CH1とPウェル24aの範囲の容量を検出できる。また、Nウェル23aのチャネル領域CH1の長さをLCH1とすると、LCH1/Lpの長さを正確に見積もれるバイアス電圧のVg=0Vとその近辺の電圧条件におけるCgbのLCH1依存性が示される。 Since the hole / electron carrier distribution on the surface of the silicon substrate 1 can be measured as it is in the range of voltages Vg 1 and Vg 2 in the vicinity of Vg = 0 V or Vg 2 , the capacitance C gb is equal to that of the N well 23a and the third gate electrode 6c. There is a certain correlation with the overlapping area, that is, the length of the region where the depletion layer occurs. Therefore, when the strong inversion / strong accumulation is measured at + 3V / −3V, the capacitance in the range of the channel region CH1 and the P well 24a of the N well 23a shown in FIG. 14 below the third gate electrode 6c can be detected. Further, N and the length of the channel region CH1 of the wells 23a and L CH1, L CH1 / Lp 1 and Vg = 0V precisely estimable bias voltage length L CH1 dependent C gb in the voltage conditions in the vicinity thereof Sex is shown.

直流電圧Vgを−3Vから+3Vに上昇させてゆくと、測定される容量Cgbは、例えば図15(a)に示す電圧・容量特性曲線d、e、f、gのように変化し、それらの変曲点はVg=0Vで現れる。4つの電圧・容量特性曲線d、e、f、gは、Pウェル24aを形成するために使用されるレジストパターン52の開口部52aのエッジx2の位置を相違させることにより電圧・容量特性が異なることを示している。 When the DC voltage Vg is increased from −3 V to +3 V, the measured capacitance C gb changes as shown in the voltage / capacitance characteristic curves d, e, f, g shown in FIG. The inflection point of appears at Vg = 0V. The four voltage / capacitance characteristic curves d, e, f, and g have different voltage / capacitance characteristics by changing the position of the edge x2 of the opening 52a of the resist pattern 52 used for forming the P well 24a. It is shown that.

また、電圧・容量特性線d〜gにおいて、負の電圧値で飽和する共通の容量値を基準容量Cとする。複数の電圧・容量特性線d〜gにおける変曲点での容量CgbをC、C、C、Cとし、変曲点での電圧を変曲点電圧とする。ここで、最も高い変曲点容量Cの−10%、+10%の容量が得られる電圧をVg、Vgとする。また、変曲点容量Cに対して−10%〜+10%の範囲の容量を変曲点領域容量と定義し、この場合の電圧の範囲を変曲点領域電圧と定義する。 Further, in the voltage-capacitance characteristic line D-G, and the reference capacitance C 0 of the common capacitance value is saturated at a negative voltage value. Capacitance C gb at the inflection point in the plurality of voltage / capacitance characteristic lines d to g is defined as C d , C e , C f , and C g, and the voltage at the inflection point is defined as the inflection point voltage. Here, -10% of the highest inflection point capacitance C a, the voltage + 10% of the capacity is obtained and Vg 1, Vg 2. Moreover, the capacity in the range of -10% to +10% relative to the inflection point capacitance C d is defined as an inflection point region capacity, defines the range of the voltage in this case the inflection point region voltage.

図15(a)の4つの電圧・容量特性曲線d〜gは、p型LDMOSトランジスタTpにおいて、図11(b)に示した第2トランジスタ形成領域Dの第1端からレジストパターン52の開口部52aのエッジx3までの距離L21の長い順で上から下に示されている。従って、特性曲線d〜gによれば、距離L21が短くなるほど第3のゲート電極6cの下方のNウェル23aの面積が狭くなり、Nウェル23aと第3のゲート電極6cの間の容量Cgbが小さくなる。 The four voltage / capacitance characteristic curves d to g in FIG. 15A indicate the opening of the resist pattern 52 from the first end of the second transistor formation region D shown in FIG. 11B in the p-type LDMOS transistor Tp. The distance L 21 to the edge x3 of 52a is shown from top to bottom in the long order. Therefore, according to the characteristic curve D-G, the distance area under the N well 23a of the third gate electrode 6c as L 21 is shorter becomes narrow, the capacitance between the N-well 23a and the third gate electrode 6c C gb becomes smaller.

さらに、複数の第2トランジスタ形成領域Dにおける開口部52aのエッジx3の位置と変曲点容量値C、C、C、Cの関係を2次元座標にプロットし、それらのプロットを結ぶと図15(b)に示すように直線の特性線が得られ、特性線から一次関数の関係式が得られる。図15(b)において、縦軸は容量Cgbを示し、その原点を基準容量Cとする。また、横軸は、開口部52のエッジx3、即ちPウェル24aの形成時のp型不純物導入領域の端の位置を示す。この場合、Nウェル23aにおける空乏層発生領域CH1の第1端(図中左)寄りの縁の位置を基準位置Lとし、これを横軸の原点とする。図15(b)の横軸の数値は、基準位置Lからのエッジx3の位置までの距離を示している。ここで、図14における基準位置Lを第3のゲート電極6cの一側端とする。 Further, the relationship between the position of the edge x3 of the opening 52a and the inflection point capacitance values C d , C e , C f , C g in the plurality of second transistor formation regions D is plotted in two-dimensional coordinates, and these plots are plotted. When connected, a straight characteristic line is obtained as shown in FIG. 15B, and a relational expression of a linear function is obtained from the characteristic line. In FIG. 15B, the vertical axis indicates the capacity C gb , and the origin is the reference capacity C 0 . The horizontal axis indicates the edge x3 of the opening 52, that is, the position of the end of the p-type impurity introduction region when the P well 24a is formed. In this case, the first end position of the edge of the (in the drawing left) side of the depletion layer generated region CH1 of N-well 23a and the reference position L 0, which is the origin of the horizontal axis. Figures horizontal axis of FIG. 15 (b) shows the distance to the position of the edge x3 from the reference position L 0. Here, the reference position L 0 in FIG. 14 and one end of the third gate electrode 6c.

Pウェル24aの形成のために導入するp型不純物が拡散しないものと仮定する場合には、開口部52のエッジx3を基準位置Lから僅かに離しても、容量CgbはCとなることがある。これは、図16の左向きの矢印に示すように、Pウェル24a内のp型不純物はアニールにより周囲に拡散するので、その縁zの位置は横方向に張り出すからである。このため、図15(b)の特性線では、縦軸と横軸に切片が生じる。横軸の切片は、仕切絶縁膜6eに向けたp型不純物の張り出し量Lxとなる。また、縦軸の切片は、マイナス側で容量の減少分を示すが、実際にはCより小さくならない。 If it is assumed that the p-type impurity to be introduced for forming the P-well 24a does not diffuse, even slightly away edge x3 openings 52 from the reference position L 0, the capacitance C gb becomes C 0 Sometimes. This is because, as indicated by the left-pointing arrow in FIG. 16, the p-type impurity in the P well 24a diffuses to the surroundings by annealing, so that the position of the edge z protrudes laterally. For this reason, in the characteristic line of FIG.15 (b), an intercept arises on a vertical axis | shaft and a horizontal axis. Sections on the horizontal axis, the projecting amount Lx 0 of p-type impurity for the partition insulating layer 6e. Further, the intercept on the vertical axis, shows a decrease of the capacity minus side, not actually smaller than C 0.

従って、図15(b)の実線は、L=0、C=0とすれば、Cgb=K・x3−Cα(但し、K=Cα/Lx)の関係式が得られる。なお、図16は、テクノロジCADにより計算したホール濃度の2次元プロファイル象に基づいて描かれた断面図である。 Accordingly, the solid line in FIG. 15B can be obtained as a relational expression of C gb = K · x 3 −C α (where K = C α / Lx 0 ) if L 0 = 0 and C 0 = 0. . FIG. 16 is a cross-sectional view drawn based on a two-dimensional profile image of the hole concentration calculated by the technology CAD.

ところで、図15(a)の特性線d〜gにおいて変曲点範囲のマイナス側の電圧Vgの場合の変曲点容量Cgbを求めて容量・エッジ位置特性線を描くと、図15(b)の一点鎖線のようになる。また、図15(a)の特性線d〜gにおいて変曲点範囲のプラス側の電圧Vgの場合の変曲点容量Cgbを求めて容量・エッジ位置特性線を描くと、図15(b)の波線のようになる。いずれにおいても、横軸の切片がほぼ同一であり、変曲点範囲ではほぼ同じ張り出し量となることがわかる。なお、容量・エッジ位置特性線の傾きは、Nウェル23aの表層のキャリア濃度が高いほど大きくなる。 By the way, when the inflection point capacitance C gb in the case of the voltage Vg 1 on the minus side of the inflection point range in the characteristic lines d to g in FIG. b) Like a one-dot chain line. Further, when the inflection point capacitance C gb in the case of the voltage Vg 2 on the plus side of the inflection point range in the characteristic lines d to g in FIG. It becomes like the wavy line of b). In any case, the intercepts on the horizontal axis are almost the same, and it is understood that the amount of overhang is almost the same in the inflection point range. Note that the slope of the capacitance / edge position characteristic line increases as the carrier concentration of the surface layer of the N well 23a increases.

以上のPウェル24aの張り出し量の測定方法は、上記のp型モニタ素子Mp内のPウェル24bの張り出し量の測定にも適用することができる。即ち、第4のゲート電極6dとコンタクト領域23dの間の印加電圧Vgに対する容量の関係を測定し、図15(a)に示したような特性線を求め、さらに、レジストパターン51の開口部52bのエッジx4に対する張り出し量を上記と同様な方法で測定することができる。   The method for measuring the amount of protrusion of the P well 24a described above can also be applied to the measurement of the amount of protrusion of the P well 24b in the p-type monitor element Mp. That is, the relationship of the capacitance with respect to the applied voltage Vg between the fourth gate electrode 6d and the contact region 23d is measured, a characteristic line as shown in FIG. 15A is obtained, and the opening 52b of the resist pattern 51 is further obtained. The overhang amount with respect to the edge x4 can be measured by the same method as described above.

この場合、第4のゲート電極6dの下におけるPウェル24bとNウェル23bの合計の横方向の距離は、仕切絶縁膜2fとドリフト絶縁膜2hの間のNウェル23bの空乏層発生領域CH2の長さLCH2とPウェル24bの長さLpの合計の距離である。その距離は、第4のゲート電極6dの位置ズレに影響されることはない。これにより、第4のゲート電極6dの位置ズレに影響されずに図15(a)に示したような容量・電圧特性線を求め、さらに図15(b)に示した容量Cgbと開口部25bのエッジX4の位置の関係をより高い精度で検出することができる。なお、開口部52bのエッジX4の位置は、p型不純物を導入した領域の側縁と実質的に一致する。 In this case, the total lateral distance of the P well 24b and the N well 23b under the fourth gate electrode 6d is the depletion layer generation region CH2 of the N well 23b between the partition insulating film 2f and the drift insulating film 2h. it is the distance of the sum of the length Lp 2 of the length L CH2 and P-well 24b. The distance is not affected by the positional deviation of the fourth gate electrode 6d. Thus, the capacitance / voltage characteristic line as shown in FIG. 15A is obtained without being affected by the positional deviation of the fourth gate electrode 6d, and the capacitance C gb and the opening shown in FIG. 15B are obtained. The positional relationship of the edge X4 of 25b can be detected with higher accuracy. The position of the edge X4 of the opening 52b substantially coincides with the side edge of the region into which the p-type impurity is introduced.

p型モニタ素子Mpは、p型LDMOSトランジスタTpに比べると、p型ソース領域32aを有さず、第4のゲート電極6dと仕切絶縁膜2fの間隔をゼロにする構造か、或いは互いを部分的に重ねる構造を有している。このため、検査時には、p型ソース領域32aのアニールによるp型不純物の張り出しを無視できる。   Compared to the p-type LDMOS transistor Tp, the p-type monitor element Mp does not have the p-type source region 32a and has a structure in which the distance between the fourth gate electrode 6d and the partition insulating film 2f is zero, or a part of each other. It has a structure that overlaps. For this reason, at the time of inspection, the p-type impurity protrusion due to the annealing of the p-type source region 32a can be ignored.

このように、p型モニタ素子Mpを使用する試験によれば、p型LDMOSトランジスタTpを用いて測定する場合に比べ、容量Cαと位置ズレ量Lxをより高い精度で検出することができる。 As described above, according to the test using the p-type monitor element Mp, it is possible to detect the capacitance C α and the positional shift amount Lx 0 with higher accuracy than in the case of measuring using the p-type LDMOS transistor Tp. .

ところで、上記の説明では、Nウェル23a、23bのコンタクト領域23c、23dとゲート電極6c、6dの間に電圧を印加し、Pウェル24a、24bとゲート電極6c、6dの間のキャパシタ容量を測定してPウェル24a、24bの張り出し量を求めた。これに対し、Pウェル24a、24bのドレイン領域32b、32cをコンタクト領域として使用し、ドレイン領域32b、32cとゲート電極6c、6dの間に電圧を印加し、Pウェル24a、24bとゲート電極6c、6dの間のキャパシタ容量を測定してPウェル24a、24bの張り出し量を求めてもよい。なお、Pウェルの後にNウェルを形成する場合には、Nウェルについての張り出し量の測定となる。   In the above description, a voltage is applied between the contact regions 23c, 23d of the N wells 23a, 23b and the gate electrodes 6c, 6d, and the capacitor capacitance between the P wells 24a, 24b and the gate electrodes 6c, 6d is measured. Thus, the overhang amounts of the P wells 24a and 24b were obtained. In contrast, the drain regions 32b and 32c of the P wells 24a and 24b are used as contact regions, a voltage is applied between the drain regions 32b and 32c and the gate electrodes 6c and 6d, and the P wells 24a and 24b and the gate electrode 6c are applied. , 6d may be measured to determine the amount of protrusion of the P wells 24a and 24b. When the N well is formed after the P well, the overhang amount for the N well is measured.

以上の実施形態によれば、複数の第2トランジスタ形成領域D或いは複数の第2モニタ素子形成領域EにおけるPウェル24a、24bを形成する際のレジストパターン52の開口部52a、52bのエッジx3、x4の横方向の位置を互いに相違させている。また、各々のNウェル23a、23bのコンタクト領域23c、23dとゲート電極6c、6dの間に印加する電圧とその間で測定される容量の関係から電圧・容量特性線を求めている。さらに、電圧・容量特性線の変曲点範囲から変曲点電圧と変曲点容量を求める。さらに、Nウェル23a、23bの各々の変曲点容量とレジストパターン52の開口部52a、52bのエッジx3、x4の位置の関係を二次元座標にプロットして特性線の関係式を求める。さらに、特性線のうち容量を示す軸の切片を変化容量Cαとし、エッジx3、x4の位置を示す軸の切片をPウェル24a、24bの張り出し量Lxとしている。このような方法によれば、完成した半導体装置を加工せずにPウェル24a、24bの張り出し量を高い精度で求めることができるので、半導体装置の不純物拡散領域の検査が容易になり、しかも電気的特性の把握が容易になる。また、そのようにして求めたPウェル24a、24bの張り出し量Lxを不純物イオン注入量、アニール温度などに関連付け、それらのデータを蓄積することによりLDMOSトランジスタの特性を改善することができる。 According to the above embodiment, the edges x3 of the openings 52a and 52b of the resist pattern 52 when forming the P wells 24a and 24b in the plurality of second transistor formation regions D or the plurality of second monitor element formation regions E, The horizontal positions of x4 are different from each other. Further, a voltage / capacitance characteristic line is obtained from the relationship between the voltage applied between the contact regions 23c, 23d of the N wells 23a, 23b and the gate electrodes 6c, 6d and the capacitance measured therebetween. Further, the inflection point voltage and the inflection point capacity are obtained from the inflection point range of the voltage / capacitance characteristic line. Further, the relationship between the inflection point capacitance of each of the N wells 23a and 23b and the positions of the edges x3 and x4 of the openings 52a and 52b of the resist pattern 52 is plotted in two-dimensional coordinates to obtain a relational expression of characteristic lines. Furthermore, sections of the axis indicating the capacity of the characteristic line and changing capacitance C alpha, and sections of the axis indicating a position of the edge x3, x4 and P-well 24a, 24b protruding amount Lx 0 of. According to such a method, the amount of protrusion of the P wells 24a and 24b can be obtained with high accuracy without processing the completed semiconductor device, so that the inspection of the impurity diffusion region of the semiconductor device is facilitated, and the electrical It becomes easy to grasp the characteristics. Further, P-well 24a was obtained in this way, associate the overhang amount Lx 0 of 24b impurity ion implantation amount, such as annealing temperature, it is possible to improve the characteristics of the LDMOS transistor by storing the data.

ところで、上記のようにn型LDMOSトランジスタTn、p型MOSトランジスタTpをモニタ素子として形成する場合にはソース領域の形成を省略してもよい。また、試験の際には、ドレイン領域をコンタクト領域に使用し、ゲート電極とドレイン領域の間に電圧を印加し、容量を測定してもよい。なお、上記したモニタ用の素子は複数の基板に形成されてもよい。   By the way, when the n-type LDMOS transistor Tn and the p-type MOS transistor Tp are formed as monitor elements as described above, the formation of the source region may be omitted. In the test, the drain region may be used as a contact region, a voltage may be applied between the gate electrode and the drain region, and the capacitance may be measured. Note that the above-described monitoring elements may be formed on a plurality of substrates.

なお、上記のp型とn型は、一方を第1導電型とすると、他方が第2導電型になる関係を有する。   Note that the p-type and the n-type have a relationship that when one is a first conductivity type, the other is a second conductivity type.

ここで挙げた全ての例および条件的表現は、発明者が技術促進に貢献した発明および概念を読者が理解するのを助けるためのものであり、ここで具体的に挙げたそのような例および条件に限定することなく解釈され、また、明細書におけるそのような例の編成は本発明の優劣を示すこととは関係ない。本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、それに対して種々の変更、置換および変形を施すことができると理解される。   All examples and conditional expressions given here are intended to help the reader understand the inventions and concepts that have contributed to the promotion of technology, such examples and It is interpreted without being limited to the conditions, and the organization of such examples in the specification is not related to showing the superiority or inferiority of the present invention. While embodiments of the present invention have been described in detail, it will be understood that various changes, substitutions and variations can be made thereto without departing from the spirit and scope of the invention.

次に、本発明の実施形態について特徴を付記する。
(付記1)半導体基板内の複数の素子形成領域の各々に形成された複数の第1導電型領域と、前記複数の第1導電型領域の各々の一端側から横方向の中央寄りの領域で、前記中央寄りの側縁の位置を異ならせて第2導電型不純物を導入することにより形成された第2導電型領域と、前記複数の素子形成領域の各々において、前記第1導電型領域及び前記第2導電型領域の接合部及びその周囲の上に絶縁膜を介して形成された電極と、前記複数の素子形成領域の各々の前記電極の側方で、前記第1導電型領域、前記第2導電型領域のいずれかで同じ導電型に形成されたコンタクト領域と、を有する半導体装置を用意し、前記複数の素子形成領域の各々において、前記第1導電型領域と前記第2導電型領域のうち前記コンタクト領域に接続される方で前記電極に重なる部分に発生する空乏層のうち前記一端寄りの縁の位置を前記横方向の基準位置と定め、前記複数の素子形成領域の各々について、前記電極と前記コンタクト領域の間に印可する印加電圧と、前記電極と前記コンタクト領域の間の前記容量との関係を測定し、複数の電圧・容量特性線を求め、前記複数の前記電圧・容量特性線において低い値で飽和する共通の前記容量の値を基準容量となし、前記複数の前記電圧・容量特性線の変曲点領域における1つの第1電圧を選択し、前記複数の電圧・容量特性線において前記第1電圧のときの前記容量を複数の変曲点容量値とし、前記変曲点容量値が得られる前記複数の素子形成領域における前記側縁の位置と前記変曲点容量値の関係から前記側縁の位置と前記容量値を変数とした関係式を作成し、前記関係式において、前記容量値が前記基準容量となる前記側縁のはみ出し位置を求め、前記はみ出し位置と前記基準位置の距離を前記第2導電型領域の前記側縁の張り出し量とする、半導体装置の試験方法。
(付記2)前記変曲点領域は、前記電圧・容量特性線の変曲点の前記容量に対する±10%の範囲となる領域であり、前記第1電圧は、前記電圧・容量特性線の前記変曲点領域から求められる範囲の前記印加電圧であることを特徴とする付記1に記載の半導体装置の試験方法。
(付記3)前記複数の素子形成領域は、前記半導体基板の上部に形成される第1絶縁膜により囲まれることを特徴とする付記1又は付記2に記載の半導体装置の試験方法。
(付記4)前記第1導電型領域はn型領域であり、前記第2導電型領域はp型領域であることを特徴とする付記1乃至付記3のいずれか1つに記載の半導体装置の試験方法。
(付記5)前記複数の素子形成領域の各々の上部で、前記コンタクト領域と前記電極の間の領域には第2絶縁膜が形成されていることを特徴とする付記1乃至付記4のいずれか1つに記載の半導体装置の試験方法。
(付記6)前記複数の素子形成領域の各々の上部で、前記第2絶縁膜と前記電極の間の領域には前記コンタクト領域とは反対導電型の不純物拡散領域が形成されていることを特徴とする付記5に記載の半導体装置の試験方法。
(付記7)前記第1導電型領域と前記第2導電型領域のうち前記コンタクト領域が接続される方の領域の上部で、互いの縁を一致させて前記電極に隣接して形成されるか、前記電極に一部が重ねて形成される第4絶縁膜を有することを特徴とする付記1乃至付記4のいずれか1つに記載の半導体装置の試験方法。
(付記8)前記第1導電型領域と前記第2導電型領域のうち前記コンタクト領域に接続しない方の領域の上部には、前記電極の側端を重ねる第3絶縁膜が前記第1導電型領域と前記第2導電型領域の接合部分から離れて形成されていることを特徴とする付記至1乃至付記7のいずれか1つに記載の半導体装置の試験方法。
(付記9)半導体基板の複数の素子形成領域に形成される複数のモニタ素子を有し、前記複数のモニタ素子は、前記半導体基板内の前記複数の素子形成領域の各々に形成された複数の第1導電型領域と、前記複数の第1導電型領域の各々の一端側から横方向の中央寄りの領域で、前記中央寄りの側縁の位置を異ならせて第2導電型不純物を導入することにより形成された第2導電型領域と、前記複数の素子形成領域の各々において、前記第1導電型領域及び前記第2導電型領域の一部の上に、絶縁膜を介して形成された電極と、前記複数の素子形成領域における前記電極の側方で、前記第1導電型領域、前記第2導電型領域のいずれかで同じ導電型に形成されたコンタクト領域と、前記第1導電型領域と前記第2導電型領域のうち前記コンタクト領域が接続される方の一領域で、前記電極に隣接して互いの縁を一致させて形成されるか、前記電極に一部を重ねて前記半導体基板の上部に形成される絶縁膜と、を有することを特徴とする半導体装置。
(付記10)前記モニタ素子は、前記半導体基板の上部に形成される第1絶縁膜により囲まれていることを特徴とする付記9に記載の半導体装置。
(付記11)前記第1導電型領域はn型領域であり、前記第2導電型領域はp型領域であることを特徴とする付記9又は付記10に記載の半導体装置。
(付記12)前記複数の素子形成領域の各々の上部において、前記コンタクト領域と前記電極の間の領域には第2絶縁膜が形成されていることを特徴とする付記9乃至付記11のいずれか1つに記載の半導体装置。
(付記13)前記第1導電型領域と前記第2導電型領域のうち前記コンタクト領域から離れた方の上部には、前記電極の側端を重ねる第3絶縁膜が前記第1導電型領域と前記第2導電型領域の接合部分から離れて形成されていることを特徴とする付記9乃至付記12のいずれか1つに記載の半導体装置。
Next, features of the embodiment of the present invention will be described.
(Supplementary Note 1) A plurality of first conductivity type regions formed in each of a plurality of element formation regions in a semiconductor substrate, and a region closer to the center in the horizontal direction from one end side of each of the plurality of first conductivity type regions. In each of the plurality of element formation regions, the second conductivity type region formed by introducing the second conductivity type impurity by changing the position of the side edge closer to the center, and the plurality of element formation regions, An electrode formed on the junction of the second conductivity type region and its periphery via an insulating film, and on the side of each of the electrodes in the plurality of element formation regions, the first conductivity type region, And a contact region formed in the same conductivity type in any one of the second conductivity type regions, and the first conductivity type region and the second conductivity type in each of the plurality of element formation regions. Connected to the contact region of the region The position of the edge near the one end of the depletion layer generated in the portion overlapping with the electrode is defined as the reference position in the lateral direction, and is applied between the electrode and the contact region for each of the plurality of element formation regions. Measuring the relationship between the applied voltage and the capacitance between the electrode and the contact region, obtaining a plurality of voltage / capacitance characteristic lines, and saturating at a low value in the plurality of voltage / capacitance characteristic lines. The value of the capacitance is used as a reference capacitance, one first voltage in an inflection point region of the plurality of voltage / capacitance characteristic lines is selected, and the first voltage is selected in the plurality of voltage / capacitance characteristic lines. The capacitance is a plurality of inflection point capacitance values, and the side edge position and the inflection point capacitance value are determined from the relationship between the side edge position and the inflection point capacitance value in the plurality of element formation regions from which the inflection point capacitance value is obtained. With the capacity value as a variable A relational expression is created, and in the relational expression, the protruding position of the side edge where the capacitance value becomes the reference capacity is obtained, and the distance between the protruding position and the reference position is determined as the distance of the side edge of the second conductivity type region. A method for testing a semiconductor device in which the amount of overhang is used.
(Supplementary Note 2) The inflection point region is a region that is within a range of ± 10% of the inflection point of the voltage / capacitance characteristic line with respect to the capacity, and the first voltage is the range of the voltage / capacitance characteristic line. The test method for a semiconductor device according to appendix 1, wherein the applied voltage is in a range obtained from an inflection point region.
(Supplementary note 3) The test method for a semiconductor device according to supplementary note 1 or 2, wherein the plurality of element formation regions are surrounded by a first insulating film formed on an upper portion of the semiconductor substrate.
(Supplementary note 4) The semiconductor device according to any one of supplementary notes 1 to 3, wherein the first conductivity type region is an n-type region and the second conductivity type region is a p-type region. Test method.
(Supplementary note 5) Any one of Supplementary notes 1 to 4, wherein a second insulating film is formed in a region between the contact region and the electrode above each of the plurality of element formation regions. A test method for a semiconductor device according to one of the above.
(Appendix 6) An impurity diffusion region having a conductivity type opposite to that of the contact region is formed in a region between the second insulating film and the electrode above each of the plurality of element formation regions. The test method of the semiconductor device according to appendix 5.
(Appendix 7) Whether the first conductivity type region and the second conductivity type region are formed adjacent to the electrode at the upper portion of the region to which the contact region is connected, with their edges aligned. The method for testing a semiconductor device according to any one of appendices 1 to 4, further comprising a fourth insulating film formed so as to partially overlap the electrode.
(Supplementary Note 8) A third insulating film that overlaps a side edge of the electrode is formed on the first conductive type region and the second conductive type region on a region that is not connected to the contact region. 8. The method for testing a semiconductor device according to any one of Supplementary Notes 1 to 7, wherein the semiconductor device is formed apart from a junction between the region and the second conductivity type region.
(Supplementary Note 9) A plurality of monitor elements formed in a plurality of element formation regions of a semiconductor substrate, wherein the plurality of monitor elements are formed in each of the plurality of element formation regions in the semiconductor substrate. The second conductivity type impurity is introduced by changing the position of the side edge near the center between the first conductivity type region and the region near the center in the lateral direction from one end side of each of the plurality of first conductivity type regions. In each of the second conductivity type region thus formed and the plurality of element formation regions, an insulating film is formed on a part of the first conductivity type region and the second conductivity type region. An electrode, a contact region formed in the same conductivity type in either the first conductivity type region or the second conductivity type region at a side of the electrode in the plurality of element formation regions, and the first conductivity type The contour of the region and the second conductivity type region And an insulating film formed on the upper portion of the semiconductor substrate, with one edge being adjacent to the electrode and having the edges aligned with each other. A semiconductor device comprising:
(Supplementary note 10) The semiconductor device according to supplementary note 9, wherein the monitor element is surrounded by a first insulating film formed on an upper portion of the semiconductor substrate.
(Supplementary note 11) The semiconductor device according to supplementary note 9 or 10, wherein the first conductivity type region is an n-type region and the second conductivity type region is a p-type region.
(Supplementary note 12) Any one of Supplementary notes 9 to 11, wherein a second insulating film is formed in a region between the contact region and the electrode above each of the plurality of element formation regions. The semiconductor device according to one.
(Supplementary Note 13) A third insulating film that overlaps a side end of the electrode is formed on the upper portion of the first conductivity type region and the second conductivity type region, which are away from the contact region, with the first conductivity type region. 13. The semiconductor device according to any one of appendices 9 to 12, wherein the semiconductor device is formed apart from a joint portion of the second conductivity type region.

1 シリコン基板
2 素子分離絶縁膜
2a、2b、2e、2f 仕切絶縁膜
2c、2d、2g、2h ドリフト絶縁膜
3a、3b Nウェル
4a、4b Pウェル
4c、4d コンタクト領域
5a、5b、5c、5d ゲート絶縁膜
6a、6b、6c、6d ゲート電極
11a、11b サイドウォール
12a ソース領域
12b、12c ドレイン領域
23a、23b Nウェル
23c、23d コンタクト領域
24a、24b Pウェル
31a、32b サイドウォール
32a ソース領域
32b、32c ドレイン領域
41 電源
42 容量測定器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 2 Element isolation insulating film 2a, 2b, 2e, 2f Partition insulating film 2c, 2d, 2g, 2h Drift insulating film 3a, 3b N well 4a, 4b P well 4c, 4d Contact region 5a, 5b, 5c, 5d Gate insulating film 6a, 6b, 6c, 6d Gate electrode 11a, 11b Side wall 12a Source region 12b, 12c Drain region 23a, 23b N well 23c, 23d Contact region 24a, 24b P well 31a, 32b Side wall 32a Source region 32b, 32c Drain region 41 Power supply 42 Capacity measuring device

Claims (5)

半導体基板内の複数の素子形成領域の各々に形成された複数の第1導電型領域と、前記複数の第1導電型領域の各々の一端側から横方向の中央寄りの領域で、前記中央寄りの側縁の位置を異ならせて第2導電型不純物を導入することにより形成された第2導電型領域と、前記複数の素子形成領域の各々において、前記第1導電型領域及び前記第2導電型領域の接合部及びその周囲の上に絶縁膜を介して形成された電極と、前記複数の素子形成領域の各々の前記電極の側方で、前記第1導電型領域、前記第2導電型領域のいずれかで同じ導電型に形成されたコンタクト領域と、を有する半導体装置を用意し、
前記複数の素子形成領域の各々において、前記第1導電型領域と前記第2導電型領域のうち前記コンタクト領域に接続される方で前記電極に重なる部分に発生する空乏層のうち前記一端寄りの縁の位置を前記横方向の基準位置と定め、
前記複数の素子形成領域の各々について、前記電極と前記コンタクト領域の間に印可する印加電圧と、前記電極と前記コンタクト領域の間の前記容量との関係を測定し、複数の電圧・容量特性線を求め、
前記複数の前記電圧・容量特性線において低い値で飽和する共通の前記容量の値を基準容量となし、
前記複数の前記電圧・容量特性線の変曲点領域における1つの第1電圧を選択し、
前記複数の電圧・容量特性線において前記第1電圧のときの前記容量を複数の変曲点容量値とし、
前記変曲点容量値が得られる前記複数の素子形成領域における前記側縁の位置と前記変曲点容量値の関係から前記側縁の位置と前記容量値を変数とした関係式を作成し、
前記関係式において、前記容量値が前記基準容量となる前記側縁のはみ出し位置を求め、前記はみ出し位置と前記基準位置の距離を前記第2導電型領域の前記側縁の張り出し量とする、
半導体装置の試験方法。
A plurality of first conductivity type regions formed in each of the plurality of element formation regions in the semiconductor substrate; and a region closer to the center in the lateral direction from one end side of each of the plurality of first conductivity type regions. In each of the plurality of element formation regions and the second conductivity type region formed by introducing the second conductivity type impurities at different positions of the side edges of the first conductivity type region and the second conductivity type An electrode formed on the bonding portion of the mold region and its periphery via an insulating film, and the first conductivity type region and the second conductivity type on a side of each of the plurality of element formation regions. A semiconductor device having a contact region formed in the same conductivity type in any of the regions,
In each of the plurality of element formation regions, a depletion layer generated near a portion of the first conductivity type region and the second conductivity type region that is connected to the contact region and overlaps with the electrode. The edge position is defined as the lateral reference position,
For each of the plurality of element formation regions, a relationship between an applied voltage applied between the electrode and the contact region and the capacitance between the electrode and the contact region is measured, and a plurality of voltage / capacitance characteristic lines are measured. Seeking
The common capacitance value saturated at a low value in the plurality of voltage / capacitance characteristic lines is used as a reference capacitance,
Selecting one first voltage in an inflection point region of the plurality of voltage-capacitance characteristic lines;
In the plurality of voltage-capacitance characteristic lines, the capacitance at the first voltage is a plurality of inflection point capacitance values,
Create a relational expression using the position of the side edge and the capacitance value as a variable from the relationship between the position of the side edge and the inflection point capacitance value in the plurality of element formation regions where the inflection point capacitance value is obtained,
In the relational expression, the protruding position of the side edge where the capacitance value becomes the reference capacity is obtained, and the distance between the protruding position and the reference position is the amount of protrusion of the side edge of the second conductivity type region.
Semiconductor device testing method.
前記変曲点領域は、前記電圧・容量特性線の変曲点の前記容量に対する±10%の範囲となる領域であり、前記第1電圧は、前記電圧・容量特性線の前記変曲点領域から求められる範囲の前記印加電圧であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の試験方法。   The inflection point region is a region that is in a range of ± 10% of the inflection point of the voltage / capacitance characteristic line with respect to the capacitance, and the first voltage is the inflection point region of the voltage / capacitance characteristic line. The test method for a semiconductor device according to claim 1, wherein the applied voltage is in a range obtained from: 前記複数の素子形成領域の各々の上部で、前記コンタクト領域と前記電極の間の領域には前記コンタクト領域とは反対導電型の不純物拡散領域が形成されていることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の半導体装置の試験方法。   The impurity diffusion region having a conductivity type opposite to that of the contact region is formed in a region between the contact region and the electrode above each of the plurality of element formation regions. A test method for a semiconductor device according to claim 3. 前記第1導電型領域と前記第2導電型領域のうち前記コンタクト領域が接続される方の領域の上部で、互いの縁を一致させて前記電極に隣接して形成されるか、前記電極に一部が重ねて形成される第4絶縁膜を有することを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載の半導体装置の試験方法。   The first conductivity type region and the second conductivity type region may be formed adjacent to the electrode with their edges aligned with each other at the upper portion of the region to which the contact region is connected. 5. The semiconductor device testing method according to claim 2, further comprising a fourth insulating film that is partially overlapped. 6. 半導体基板の複数の素子形成領域に形成される複数のモニタ素子を有し、
前記複数のモニタ素子は、
前記半導体基板内の前記複数の素子形成領域の各々に形成された複数の第1導電型領域と、
前記複数の第1導電型領域の各々の一端側から横方向の中央寄りの領域で、前記中央寄りの 側縁の位置を異ならせて第2導電型不純物を導入することにより形成された第2導電型領域と、
前記複数の素子形成領域の各々において、前記第1導電型領域及び前記第2導電型領域の一部の上に、絶縁膜を介して形成された電極と、
前記複数の素子形成領域における前記電極の側方で、前記第1導電型領域、前記第2導電型領域のいずれかで同じ導電型に形成されたコンタクト領域と、
前記第1導電型領域と前記第2導電型領域のうち前記コンタクト領域が接続される方の一領域で、前記電極に隣接して互いの縁を一致させて形成されるか、前記電極に一部を重ねて前記半導体基板の上部に形成される絶縁膜と、
を有することを特徴とする半導体装置。
Having a plurality of monitor elements formed in a plurality of element formation regions of a semiconductor substrate;
The plurality of monitor elements are:
A plurality of first conductivity type regions formed in each of the plurality of element formation regions in the semiconductor substrate;
A second conductivity type region is formed by introducing a second conductivity type impurity in a region closer to the center in the lateral direction from one end side of each of the plurality of first conductivity type regions with the position of the side edge closer to the center being different. A conductive type region;
In each of the plurality of element formation regions, an electrode formed through an insulating film on a part of the first conductivity type region and the second conductivity type region;
A contact region formed in the same conductivity type in either the first conductivity type region or the second conductivity type region on a side of the electrode in the plurality of element formation regions;
One region of the first conductivity type region and the second conductivity type region to which the contact region is connected, and is formed adjacent to the electrode so that their edges coincide with each other. An insulating film formed on top of the semiconductor substrate with overlapping portions;
A semiconductor device comprising:
JP2013216037A 2013-10-17 2013-10-17 Semiconductor device and inspection method thereof Expired - Fee Related JP6135447B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013216037A JP6135447B2 (en) 2013-10-17 2013-10-17 Semiconductor device and inspection method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013216037A JP6135447B2 (en) 2013-10-17 2013-10-17 Semiconductor device and inspection method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015079852A true JP2015079852A (en) 2015-04-23
JP6135447B2 JP6135447B2 (en) 2017-05-31

Family

ID=53011050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013216037A Expired - Fee Related JP6135447B2 (en) 2013-10-17 2013-10-17 Semiconductor device and inspection method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6135447B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017045011A (en) * 2015-08-28 2017-03-02 日本電信電話株式会社 Method for measuring pn junction position of optical modulator

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1012876A (en) * 1996-06-27 1998-01-16 Toyota Autom Loom Works Ltd Semiconductor device
JPH11108985A (en) * 1997-09-30 1999-04-23 Nec Corp Mosfet overlap length measuring method
JP2001338986A (en) * 2000-05-26 2001-12-07 Nec Corp Method and device for overlapping length extraction of misfet, and record medium storing extraction program
JP2002334912A (en) * 2001-05-09 2002-11-22 Mitsubishi Electric Corp Method and device for evaluating semiconductor device, method of managing manufacture of the semiconductor device, method of manufacturing the semiconductor device, and recording medium
JP2013149830A (en) * 2012-01-20 2013-08-01 Denso Corp Simulation method for semiconductor device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1012876A (en) * 1996-06-27 1998-01-16 Toyota Autom Loom Works Ltd Semiconductor device
JPH11108985A (en) * 1997-09-30 1999-04-23 Nec Corp Mosfet overlap length measuring method
JP2001338986A (en) * 2000-05-26 2001-12-07 Nec Corp Method and device for overlapping length extraction of misfet, and record medium storing extraction program
JP2002334912A (en) * 2001-05-09 2002-11-22 Mitsubishi Electric Corp Method and device for evaluating semiconductor device, method of managing manufacture of the semiconductor device, method of manufacturing the semiconductor device, and recording medium
JP2013149830A (en) * 2012-01-20 2013-08-01 Denso Corp Simulation method for semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017045011A (en) * 2015-08-28 2017-03-02 日本電信電話株式会社 Method for measuring pn junction position of optical modulator

Also Published As

Publication number Publication date
JP6135447B2 (en) 2017-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10204996B2 (en) Metal-oxide-semiconductor transistor and method of forming gate layout
US8530931B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP5769915B2 (en) Semiconductor device
US9865716B2 (en) System and method for a vertical tunneling field-effect transistor cell
TWI548086B (en) Trench lateral diffusion metal oxide semiconductor device and manufacturing method of the same
US10103260B1 (en) Semiconductor device structure having low Rdson and manufacturing method thereof
US20120181629A1 (en) HV Interconnection Solution Using Floating Conductors
US20130307609A1 (en) Hall Effect Device
TWI540699B (en) Advanced faraday shield for a semiconductor device
JP5422252B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP6295444B2 (en) Semiconductor device
TWI430449B (en) Lateral stack-type super junction power semiconductor device
US9054185B2 (en) Semiconductor device
US9012979B2 (en) Semiconductor device having an isolation region separating a lateral double diffused metal oxide semiconductor (LDMOS) from a high voltage circuit region
JP6135447B2 (en) Semiconductor device and inspection method thereof
US9466694B2 (en) Metal-oxide-semiconductor transistor device and manufacturing method thereof
US8686499B2 (en) Semiconductor device
JP2008103551A (en) Semiconductor device
JP2017034156A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
KR20110078879A (en) Method manufactruing of lateral double diffused metal oxide semiconductor
TW201304139A (en) Trenched power semiconductor device and fabrication method thereof
JP5989197B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device
CN116435358A (en) Semiconductor high-voltage device and method for manufacturing the same
KR100685583B1 (en) Method for forming semiconductor device
JP2007258568A (en) Method of manufacturing semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160628

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170328

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170330

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170410

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6135447

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees