JP2015149355A - Semiconductor element and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor element and a manufacturing method of the same, which can efficiently reduce on-resistance and reduce field concentration occurring at a corner part of an element isolation film.SOLUTION: A middle voltage semiconductor element HV1 (HV2) according to the present embodiment comprises: an Si substrate 1 including a drift layer 25 and a drift layer 7; a gate oxide film 33 formed on a channel region 5 sandwiched between the drift layer 25 and the drift layer 27; a gate electrode 35 formed on the gate oxide film 33; a source electrode 49 formed on the drift layer 25; a drain electrode 51 formed on the drift layer 27; and a LOCOS oxide film 23 which is formed on the drift layer 25 and the drift layer 27 and continues to the gate oxide film 33. In a depth direction of the Si substrate 1, a surface 33a of the gate oxide film 33 is provided at a position the same with a surface 23a of the LOCOS oxide film 23 or at a deep position farther from the gate electrode 35 than the surface 23a of the LOCOS oxide film 23.

Description

本発明は、半導体素子及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof.

ゲート電極に数十から百数十V程度の電圧が印加されるMOS(Metal−Oxide−Semiconductor)トランジスタ、いわゆるゲート中耐圧MOSトランジスタ(以下、「中耐圧半導体素子」ともいう。)の従来技術には、例えば、特許文献1に開示されたものがある。以下、従来技術に係る中耐圧半導体素子の一般的な構造について、図15を参照しつつ、簡単に説明する。   A conventional technique of a MOS (Metal-Oxide-Semiconductor) transistor in which a voltage of about tens to hundreds of tens of volts is applied to the gate electrode, that is, a so-called gate medium voltage MOS transistor (hereinafter also referred to as “medium voltage semiconductor element”). Is disclosed in Patent Document 1, for example. Hereinafter, a general structure of a medium voltage semiconductor device according to the prior art will be briefly described with reference to FIG.

図15は、従来技術に係る中耐圧半導体素子の構造を模式的に示した断面図である。図15に示すように、従来技術に係る中耐圧半導体素子HV3は、シリコン(Si)基板1を備えており、このSi基板1には、ウェル層3が形成されている。そして、ウェル層3内には、ドリフト層25とドリフト層27とが互いに分離して形成されている。このドリフト層25、27は、それぞれソース領域、ドレイン領域と呼ばれることもある。ドリフト層25、27は、周囲と比較して不純物イオン濃度(導電性に寄与する不純物イオンの濃度)の高い高濃度領域37、39をそれぞれ含んで構成されている。なお、高濃度領域37、39は、ドリフト層25、27の表層部(図面上側)に形成されている。高濃度領域37、39には、タングステン(W)プラグ45、47を通じてソース電極49とドレイン電極51がそれぞれ接続されており、これらの電極を介してドリフト層25、27にそれぞれ電圧が印加される。なお、ドリフト層25、27は、Si基板1の深さ方向(図面上下方向)で不純物イオン濃度が異なっていることが多い。   FIG. 15 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a conventional medium voltage semiconductor device. As shown in FIG. 15, the medium withstand voltage semiconductor element HV3 according to the related art includes a silicon (Si) substrate 1, and a well layer 3 is formed on the Si substrate 1. In the well layer 3, a drift layer 25 and a drift layer 27 are formed separately from each other. The drift layers 25 and 27 are sometimes called a source region and a drain region, respectively. The drift layers 25 and 27 are configured to include high-concentration regions 37 and 39 each having a higher impurity ion concentration (concentration of impurity ions contributing to conductivity) than the surroundings. The high concentration regions 37 and 39 are formed in the surface layer portions (upper side in the drawing) of the drift layers 25 and 27. A source electrode 49 and a drain electrode 51 are connected to the high concentration regions 37 and 39 through tungsten (W) plugs 45 and 47, respectively, and a voltage is applied to the drift layers 25 and 27 through these electrodes, respectively. . The drift layers 25 and 27 often have different impurity ion concentrations in the depth direction of the Si substrate 1 (the vertical direction in the drawing).

ドリフト層25、27の間にはチャネルとなる領域(以下、「チャネル領域」ともいう。)5がある。そして、チャネル領域5上には、中耐圧ゲート酸化膜(以下、単に「ゲート酸化膜」ともいう。)33が形成されている。そして、ゲート酸化膜33と高濃度領域37、39との間には、ゲート酸化膜33と連続する素子分離膜23がそれぞれ形成されている。また、ゲート酸化膜33上には、中耐圧ゲート電極(以下、単に「ゲート電極」ともいう。)35が形成されている。中耐圧半導体素子HV3の動作時には、このゲート電極35に電圧が印加される。なお、図15に示した、高濃度領域37から高濃度領域39へ向かう矢印は、中耐圧半導体素子HV3の動作時における電流経路R2を示している。   Between the drift layers 25 and 27, there is a region 5 (hereinafter also referred to as “channel region”) that becomes a channel. On the channel region 5, an intermediate breakdown voltage gate oxide film (hereinafter also simply referred to as “gate oxide film”) 33 is formed. An element isolation film 23 that is continuous with the gate oxide film 33 is formed between the gate oxide film 33 and the high concentration regions 37 and 39. Further, on the gate oxide film 33, an intermediate withstand voltage gate electrode (hereinafter also simply referred to as “gate electrode”) 35 is formed. A voltage is applied to the gate electrode 35 during the operation of the medium voltage semiconductor element HV3. Note that the arrow from the high concentration region 37 to the high concentration region 39 shown in FIG. 15 indicates the current path R2 during the operation of the medium withstand voltage semiconductor element HV3.

国際公開2006/018974号International Publication No. 2006/018974

図15に示すように、ゲート酸化膜33のSi基板1側の面33aは、素子分離膜23のSi基板1側の面23aよりゲート電極35側(図面上側)に設けられている。つまり、Si基板1の深さ方向で、ゲート酸化膜33の面33aと素子分離膜23の面23aとは、離れた位置に設けられている。したがって、中耐圧半導体素子HV3の動作時に、キャリア(例えば、電子)は、ドリフト層25、27内において異なる深さの領域を通過することとなる。つまり、電流経路R2は、Si基板1の厚さ方向に蛇行しており(上下しており)、電流経路R2における不純物イオン濃度は不均一なものとなっている。電流経路R2において不純物イオン濃度が不均一であると、電流量は抵抗が高い、すなわち、不純物イオン濃度の低い領域の影響を受ける。このため、中耐圧半導体素子HV3には、いわゆるオン抵抗を低減しにくいといった課題がある。   As shown in FIG. 15, the surface 33 a on the Si substrate 1 side of the gate oxide film 33 is provided closer to the gate electrode 35 (upper side in the drawing) than the surface 23 a on the Si substrate 1 side of the element isolation film 23. That is, in the depth direction of the Si substrate 1, the surface 33 a of the gate oxide film 33 and the surface 23 a of the element isolation film 23 are provided at positions separated from each other. Therefore, carriers (for example, electrons) pass through regions having different depths in the drift layers 25 and 27 during the operation of the medium withstand voltage semiconductor element HV3. That is, the current path R2 meanders in the thickness direction of the Si substrate 1 (up and down), and the impurity ion concentration in the current path R2 is nonuniform. If the impurity ion concentration is non-uniform in the current path R2, the amount of current is affected by a region having a high resistance, that is, a low impurity ion concentration. For this reason, the medium voltage semiconductor element HV3 has a problem that it is difficult to reduce so-called on-resistance.

また、上述のように、Si基板1の深さ方向でゲート酸化膜33の面33aと素子分離膜23の面23aとは離れた位置に設けられているため、素子分離膜23のゲート酸化膜33側には、素子分離膜23の面23aとゲート酸化膜33の面33aとの段差に起因する角部23bが形成されやすい。したがって、ゲート電極35に電圧を印加すると、角部23bで電界集中が起こりやすいといった課題がある。なお、角部23bで電界集中が発生すると、半導体素子の劣化や破損が起こることがある。   Further, as described above, since the surface 33a of the gate oxide film 33 and the surface 23a of the element isolation film 23 are provided in the depth direction of the Si substrate 1, the gate oxide film of the element isolation film 23 is provided. On the 33 side, a corner 23 b is easily formed due to a step between the surface 23 a of the element isolation film 23 and the surface 33 a of the gate oxide film 33. Therefore, when a voltage is applied to the gate electrode 35, there is a problem that electric field concentration tends to occur at the corner portion 23b. Note that when electric field concentration occurs in the corner 23b, the semiconductor element may be deteriorated or damaged.

そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、オン抵抗を効率よく低減でき、且つ素子分離膜の角部で起こる電界集中を低減できるようにした半導体素子及びその製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and a semiconductor device capable of efficiently reducing on-resistance and reducing electric field concentration occurring at a corner of the device isolation film, and a method for manufacturing the same. The purpose is to provide.

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、ドレイン領域と、ソース領域とを備えた半導体基板と、前記ドレイン領域と前記ソース領域とに挟まれたチャネル領域上に形成されたゲート酸化膜と、前記ゲート酸化膜上に形成されたゲート電極と、前記ドレイン領域上の一部に形成されたドレイン電極と、前記ソース領域上の一部に形成されたソース電極と、前記ドレイン領域の前記チャネル領域側の端部と、前記ソース領域の前記チャネル領域側の端部とを覆うように形成され、前記ゲート酸化膜と連続する素子分離膜と、を備え、前記ゲート酸化膜及び前記素子分離膜の形成面である前記半導体基板の主面から前記半導体基板の裏面に向かう深さ方向において、前記ゲート酸化膜の前記半導体基板側の面は、前記素子分離膜の前記半導体基板側の面と同じ位置、または前記素子分離膜の前記半導体基板側の面より前記ゲート電極から離れた深い位置に設けられている半導体素子である。   In order to solve the above problems, one embodiment of the present invention includes a semiconductor substrate including a drain region and a source region, and gate oxidation formed over a channel region sandwiched between the drain region and the source region. A gate electrode formed on the gate oxide film; a drain electrode formed on a part of the drain region; a source electrode formed on a part of the source region; An element isolation film that is formed so as to cover an end portion on the channel region side and an end portion on the channel region side of the source region, and is continuous with the gate oxide film, and includes the gate oxide film and the element In the depth direction from the main surface of the semiconductor substrate, which is the formation surface of the isolation film, to the back surface of the semiconductor substrate, the surface of the gate oxide film on the semiconductor substrate side is the semiconductor of the element isolation film. The same position as the substrate-side surface, or a semiconductor element provided at a deep position apart from the gate electrode from the semiconductor substrate side surface of the isolation layer.

また、上記の半導体素子において、前記素子分離膜は、LOCOS酸化膜であってもよい。
また、上記の半導体素子において、前記ゲート酸化膜は、熱酸化膜であってもよい。
また、上記の半導体素子において、前記深さ方向において、前記ゲート酸化膜の前記半導体基板側の面は、前記素子分離膜の前記半導体基板側の面より前記ゲート電極から離れた深い位置に設けられていてもよい。
In the above semiconductor element, the element isolation film may be a LOCOS oxide film.
In the semiconductor device, the gate oxide film may be a thermal oxide film.
Further, in the semiconductor element, in the depth direction, the surface of the gate oxide film on the semiconductor substrate side is provided at a position farther from the gate electrode than the surface of the element isolation film on the semiconductor substrate side. It may be.

また、上記の半導体素子において、前記深さ方向において、前記ゲート酸化膜の前記半導体基板側の面は、前記ドレイン領域及び前記ソース領域にそれぞれ含まれ、導電性に寄与する不純物イオンの濃度ピークの位置と同じ位置に設けられていてもよい。
また、本発明の別の態様は、半導体基板に含まれる第1素子形成領域に、第1ドレイン領域と、第1ソース領域とを形成する工程と、前記第1ドレイン領域と前記第1ソース領域とに挟まれた第1チャネル領域と、前記第1ドレイン領域の前記第1チャネル領域側の端部と、前記第1ソース領域の前記第1チャネル領域側の端部とを一体的に覆う第1素子分離膜を形成する工程と、前記第1チャネル領域上に形成された前記第1素子分離膜を除去して、前記第1チャネル領域を露出させる工程と、露出させた前記第1チャネル領域上に、前記第1素子分離膜と連続する第1ゲート酸化膜を形成する工程と、前記第1ゲート酸化膜上に第1ゲート電極を形成する工程と、前記第1ゲート電極の形成後、前記第1ドレイン領域上に第1ドレイン電極を形成し、前記第1ソース領域上に第1ソース電極を形成する工程と、を有する半導体素子の製造方法である。
Further, in the semiconductor element, in the depth direction, the surface of the gate oxide film on the semiconductor substrate side is included in the drain region and the source region, respectively, and has a concentration peak of impurity ions contributing to conductivity. It may be provided at the same position as the position.
According to another aspect of the present invention, a step of forming a first drain region and a first source region in a first element formation region included in a semiconductor substrate, the first drain region and the first source region A first channel region sandwiched between the first channel region, an end of the first drain region on the first channel region side, and an end of the first source region on the first channel region side integrally covering the first channel region. Forming a single element isolation film; removing the first element isolation film formed on the first channel region to expose the first channel region; and exposing the first channel region. A step of forming a first gate oxide film continuous with the first element isolation film; a step of forming a first gate electrode on the first gate oxide film; and after forming the first gate electrode, A first drain current is formed on the first drain region. Forming a a method for manufacturing a semiconductor device having a step of forming a first source electrode, the said first source region.

また、本発明の別の態様は、第1導電型の半導体基板に含まれる第1素子形成領域に第2導電型の不純物を注入し、前記第1素子形成領域に第1ウェル層を形成する工程と、前記第1ウェル層上の一部に第1素子分離膜を形成する工程と、前記第1素子分離膜を介し、前記第1ウェル層の一部に前記第1導電型の不純物を注入して、前記第1ウェル層に第1チャネル領域を含むボディ層を形成する工程と、前記第1チャネル領域上に形成された前記第1素子分離膜を除去して、前記第1チャネル領域を露出させる工程と、露出した前記第1チャネル領域上に、前記第1素子分離膜と連続する第1ゲート酸化膜を形成する工程と、前記第1ゲート酸化膜上に第1ゲート電極を形成する工程と、前記第1ゲート電極の形成後、前記第1ウェル層のうち、前記第1チャネル領域を挟んで対向する一方の領域である第1ドレイン領域上に第1ドレイン電極を形成し、他方の領域である第1ソース領域上に第1ソース電極を形成する工程と、を有する半導体素子の製造方法である。   According to another aspect of the present invention, a second conductivity type impurity is implanted into a first element formation region included in a first conductivity type semiconductor substrate, and a first well layer is formed in the first element formation region. A step of forming a first element isolation film on a part of the first well layer, and an impurity of the first conductivity type in a part of the first well layer via the first element isolation film. Implanting and forming a body layer including a first channel region in the first well layer; removing the first element isolation film formed on the first channel region; and Exposing the first channel region, forming a first gate oxide film continuous with the first element isolation film on the exposed first channel region, and forming a first gate electrode on the first gate oxide film And forming the first gate electrode after forming the first gate electrode. That is, a step of forming a first drain electrode on a first drain region that is one region facing each other across the first channel region and forming a first source electrode on a first source region that is the other region. And a method for manufacturing a semiconductor device.

上記の半導体素子の製造方法において、前記第1チャネル領域を露出させる工程では、前記第1素子分離膜を、前記第1チャネル領域上のみ除去してもよい。
また、上記の半導体素子の製造方法において、前記第1ゲート酸化膜を形成する工程では、前記第1ゲート酸化膜及び前記第1素子分離膜の形成面である前記半導体基板の主面から前記半導体基板の裏面に向かう深さ方向において、前記第1ゲート酸化膜の前記半導体基板側の面が、前記第1素子分離膜の前記半導体基板側の面と同じ位置、または前記第1素子分離膜の前記半導体基板側の面より前記第1ゲート電極から離れた深い位置に達するまで、前記第1ゲート酸化膜の形成を継続してもよい。
In the method for manufacturing a semiconductor element, in the step of exposing the first channel region, the first element isolation film may be removed only on the first channel region.
In the method of manufacturing a semiconductor device, in the step of forming the first gate oxide film, the semiconductor is formed from a main surface of the semiconductor substrate which is a formation surface of the first gate oxide film and the first element isolation film. In the depth direction toward the back surface of the substrate, the surface of the first gate oxide film on the semiconductor substrate side is at the same position as the surface of the first element isolation film on the semiconductor substrate side, or on the first element isolation film. The formation of the first gate oxide film may be continued until reaching a deep position away from the first gate electrode from the surface on the semiconductor substrate side.

また、上記の半導体素子の製造方法において、前記第1ゲート酸化膜を形成する工程では、前記深さ方向において、前記第1ゲート酸化膜の前記半導体基板側の面が、前記第1ドレイン領域及び前記第1ソース領域にそれぞれ含まれ、導電性に寄与する不純物イオンの濃度ピークの位置と同じ位置に達するまで、前記第1ゲート酸化膜の形成を継続してもよい。   In the method of manufacturing a semiconductor device, in the step of forming the first gate oxide film, a surface of the first gate oxide film on the semiconductor substrate side in the depth direction is the first drain region and The formation of the first gate oxide film may be continued until reaching the same position as the concentration peak of impurity ions that are included in the first source region and contribute to conductivity.

また、上記の半導体素子の製造方法において、前記第1素子分離膜を形成する工程と同時に、前記半導体基板に含まれ、前記第1素子形成領域とは異なる第2素子形成領域の一部に第2素子分離膜を形成する工程と、前記第1ゲート酸化膜を形成する工程後、前記第2素子形成領域に前記第1導電型または前記第2導電型の不純物を導入し、第2ウェル層を形成する工程と、前記第2ウェル層を形成する工程後であって前記第1ゲート電極を形成する工程前に、前記第2素子形成領域に第2ゲート絶縁膜を形成する工程と、前記第1ゲート電極を形成する工程と同時に、前記第2ゲート絶縁膜上に第2ゲート電極を形成する工程と、前記第2ゲート電極を形成する工程後であって前記第1ドレイン電極及び前記第1ソース電極を形成する工程前に、前記第2ゲート電極下から露出した前記第2素子形成領域に第2ドレイン領域及び第2ソース領域を形成する工程と、前記第1ドレイン電極及び前記第1ソース電極を形成する工程と同時に、前記第2ドレイン領域上に第2ドレイン電極を形成し、前記第2ソース領域上に第2ソース電極を形成する工程とを、さらに有してもよい。   In the method of manufacturing a semiconductor element, the first element isolation film may be formed in a part of a second element formation region that is included in the semiconductor substrate and is different from the first element formation region simultaneously with the step of forming the first element isolation film. After the step of forming a two-element isolation film and the step of forming the first gate oxide film, an impurity of the first conductivity type or the second conductivity type is introduced into the second element formation region, and a second well layer is formed. Forming a second gate insulating film in the second element formation region after the step of forming the second well layer and before the step of forming the first gate electrode, Simultaneously with the step of forming the first gate electrode, after the step of forming the second gate electrode on the second gate insulating film and the step of forming the second gate electrode, the first drain electrode and the first gate electrode are formed. Step of forming one source electrode And simultaneously forming the second drain region and the second source region in the second element formation region exposed from under the second gate electrode, and forming the first drain electrode and the first source electrode. And a step of forming a second drain electrode on the second drain region and forming a second source electrode on the second source region.

また、上記の半導体素子の製造方法において、前記第1素子分離膜を形成する工程では、前記第1ソース電極及び前記第1ドレイン電極が形成される領域上に、SiN膜を形成してからLOCOS酸化して、前記第1素子分離膜を形成してもよい。
また、上記の半導体素子の製造方法において、前記第1素子分離膜を形成する工程では、前記第1ソース電極及び前記第1ドレイン電極が形成される領域上、及び、前記第2ゲート絶縁膜と前記第2ドレイン領域と前記第2ソース領域上に、SiN膜を形成してからLOCOS酸化して、前記第1素子分離膜及び前記第2素子分離膜を形成してもよい。
In the method of manufacturing a semiconductor element, in the step of forming the first element isolation film, a LOCOS is formed after forming a SiN film on a region where the first source electrode and the first drain electrode are formed. The first element isolation film may be formed by oxidation.
In the method of manufacturing a semiconductor device, in the step of forming the first element isolation film, the region on which the first source electrode and the first drain electrode are formed, and the second gate insulating film The first element isolation film and the second element isolation film may be formed by forming a SiN film on the second drain region and the second source region and then performing LOCOS oxidation.

本発明の一態様によれば、オン抵抗を効率よく低減でき、且つ素子分離膜の角部で起こる電界集中を低減できる。   According to one embodiment of the present invention, on-resistance can be efficiently reduced, and electric field concentration occurring in a corner portion of an element isolation film can be reduced.

第1実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す製造工程断面図である。FIG. 6 is a manufacturing process cross-sectional view illustrating the manufacturing method of the semiconductor device according to the first embodiment in the order of processes. 第1実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す製造工程断面図である。FIG. 6 is a manufacturing process cross-sectional view illustrating the manufacturing method of the semiconductor device according to the first embodiment in the order of processes. 第2実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す製造工程断面図である。It is manufacturing process sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment in process order. 第2実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す製造工程断面図である。It is manufacturing process sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment in process order. 第3実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the semiconductor device which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す製造工程断面図である。It is manufacturing process sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 3rd Embodiment in process order. 第3実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す製造工程断面図である。It is manufacturing process sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 3rd Embodiment in process order. 第3実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す製造工程断面図である。It is manufacturing process sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 3rd Embodiment in process order. 第4実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the semiconductor device which concerns on 4th Embodiment. 第4実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す製造工程断面図である。It is manufacturing process sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 4th Embodiment in order of a process. 第4実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す製造工程断面図である。It is manufacturing process sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 4th Embodiment in order of a process. 第4実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す製造工程断面図である。It is manufacturing process sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 4th Embodiment in order of a process. 課題を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating a subject.

以下、本発明の各実施形態を、図面を用いて説明する。なお、各図面において、同一の構成で同一の機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
<第1実施形態>
(構成)
図1は、本発明の第1実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。図1に示すように、本実施形態に係る半導体装置100は、中耐圧半導体素子HV1を備えた半導体装置である。中耐圧半導体素子HV1は、P型のSi基板1を備えており、このSi基板1には、P型のウェル層3が形成されている。そして、ウェル層3内には、N型のソース側ドリフト層(以下、単に「ドリフト層」ともいう。)25と、N型のドレイン側ドリフト層(以下、単に「ドリフト層」ともいう。)27とが互いに分離して形成されている。また、ドリフト層25、27の直下には、ウェル層3がそれぞれ位置している。以下、便宜的に、ドリフト層25とウェル層3との界面を「界面25a」と表記し、ドリフト層27とウェル層3との界面を「界面27a」と表記する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that, in each drawing, the same reference numerals are given to portions having the same configuration and the same function, and repeated description thereof is omitted.
<First Embodiment>
(Constitution)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the semiconductor device 100 according to the present embodiment is a semiconductor device including a medium withstand voltage semiconductor element HV1. The medium withstand voltage semiconductor element HV1 includes a P-type Si substrate 1, and a P-type well layer 3 is formed on the Si substrate 1. In the well layer 3, an N-type source-side drift layer (hereinafter simply referred to as “drift layer”) 25 and an N-type drain-side drift layer (hereinafter also simply referred to as “drift layer”). 27 are separated from each other. Further, the well layers 3 are respectively located immediately below the drift layers 25 and 27. Hereinafter, for convenience, the interface between the drift layer 25 and the well layer 3 is referred to as “interface 25a”, and the interface between the drift layer 27 and the well layer 3 is referred to as “interface 27a”.

ドリフト層25、27は、周囲と比較して不純物イオン濃度の高い高濃度領域37、39を含んで構成されており、この高濃度領域37、39は、ドリフト層25、27の表層部に形成されている。なお、ドリフト層25、27に示された破線は、ドリフト層25、27内において、不純物イオン濃度の最も高い領域(つまり、不純物イオン濃度のピーク位置)を示すものである。   The drift layers 25 and 27 are configured to include high concentration regions 37 and 39 having a higher impurity ion concentration than the surroundings. The high concentration regions 37 and 39 are formed in the surface layer portion of the drift layers 25 and 27. Has been. The broken lines shown in the drift layers 25 and 27 indicate the highest impurity ion concentration region (that is, the peak position of the impurity ion concentration) in the drift layers 25 and 27.

ドリフト層25、27の間には、中耐圧半導体素子HV1の動作時に、チャネルとなる領域(以下、「チャネル領域」ともいう。)5が形成されている。そして、チャネル領域5の直上には、膜厚が1500Å程度のゲート酸化膜33が形成されている。より詳しくは、ゲート酸化膜33はチャネル領域5上を覆っており、ゲート酸化膜33の両端部は、ドリフト層25、27のチャネル領域5側の端部上をそれぞれ覆っている。なお、ゲート酸化膜33は、熱酸化膜であることが好ましい。   Between the drift layers 25 and 27, a region 5 (hereinafter also referred to as “channel region”) 5 that becomes a channel when the medium withstand voltage semiconductor element HV1 operates is formed. A gate oxide film 33 having a thickness of about 1500 mm is formed immediately above the channel region 5. More specifically, the gate oxide film 33 covers the channel region 5, and both end portions of the gate oxide film 33 cover the end portions of the drift layers 25 and 27 on the channel region 5 side, respectively. The gate oxide film 33 is preferably a thermal oxide film.

ドリフト層25、27上には、素子分離膜として、膜厚が4000Å程度のLOCOS酸化膜21、23が形成されている。また、LOCOS酸化膜21、23の間には、ドリフト層25、27にソース電極49及びドレイン電極51をそれぞれ接合するためのコンタクトホール44、46が形成されている。また、LOCOS酸化膜23のゲート酸化膜33側の端部は、ゲート酸化膜33とそれぞれ一体化している。   On the drift layers 25 and 27, LOCOS oxide films 21 and 23 having a thickness of about 4000 mm are formed as element isolation films. In addition, contact holes 44 and 46 for joining the source electrode 49 and the drain electrode 51 to the drift layers 25 and 27, respectively, are formed between the LOCOS oxide films 21 and 23. The end of the LOCOS oxide film 23 on the gate oxide film 33 side is integrated with the gate oxide film 33, respectively.

ここで、ゲート酸化膜33やLOCOS酸化膜21、23が形成されたSi基板1の主面(図面上側に位置するSi基板1の面)からSi基板1の裏面(図面下側に位置するSi基板1の面)に向かう方向を「深さ方向」と定義する。この深さ方向において、ゲート酸化膜33のSi基板1側の面33aは、LOCOS酸化膜23のSi基板1側の面23aより深い位置に設けられている。換言すると、深さ方向において、ゲート酸化膜33の面33aは、LOCOS酸化膜23の面23aより界面25a、27a側に設けられている。さらに換言すると、深さ方向において、LOCOS酸化膜23の面23aは、ゲート酸化膜33の面33aよりゲート電極35側に設けられている。   Here, the Si substrate 1 on which the gate oxide film 33 and the LOCOS oxide films 21 and 23 are formed (the surface of the Si substrate 1 located on the upper side of the drawing) to the back surface of the Si substrate 1 (the Si located on the lower side of the drawing). A direction toward the surface of the substrate 1 is defined as a “depth direction”. In this depth direction, the surface 33a of the gate oxide film 33 on the Si substrate 1 side is provided at a position deeper than the surface 23a of the LOCOS oxide film 23 on the Si substrate 1 side. In other words, in the depth direction, the surface 33 a of the gate oxide film 33 is provided closer to the interfaces 25 a and 27 a than the surface 23 a of the LOCOS oxide film 23. In other words, in the depth direction, the surface 23 a of the LOCOS oxide film 23 is provided closer to the gate electrode 35 than the surface 33 a of the gate oxide film 33.

なお、ゲート酸化膜33の面33aを、ドリフト層25、27における不純物イオン濃度のピーク位置(破線で示した位置)と同じ深さに設けることが好ましいが、界面25a、27aと同じ深さまでであれば設けることができる。また、ゲート酸化膜33の面33aを、LOCOS酸化膜23の面23aと同じ深さに設けてもよい。つまり、ゲート酸化膜33の面33aと、LOCOS酸化膜23の面23aとを共に、不純物イオン濃度のピーク位置に設けるのが最も好ましい。   The surface 33a of the gate oxide film 33 is preferably provided at the same depth as the impurity ion concentration peak positions (positions indicated by broken lines) in the drift layers 25 and 27, but up to the same depth as the interfaces 25a and 27a. If there is, it can be provided. Further, the surface 33 a of the gate oxide film 33 may be provided at the same depth as the surface 23 a of the LOCOS oxide film 23. That is, it is most preferable to provide both the surface 33a of the gate oxide film 33 and the surface 23a of the LOCOS oxide film 23 at the peak position of the impurity ion concentration.

ゲート酸化膜33上及びLOCOS酸化膜23上の一部には、ポリシリコンからなるゲート電極35が形成されている。より詳しくは、ゲート電極35はゲート酸化膜33上を覆い、ゲート電極35の端部(図面左右方向に位置する端部)のそれぞれは、LOCOS酸化膜23のゲート酸化膜33側の端部上を覆っている。このように、ゲート電極35の端部をゲート酸化膜33よりも膜厚が厚いLOCOS酸化膜23上にそれぞれ設けることで、ゲート酸化膜33に電界が集中するのを防ぐことができ、半導体素子の耐圧性を向上させることができる。また、LOCOS酸化膜23上には、ゲート電極35の側面に接するサイドウォール41が形成されている。なお、中耐圧半導体素子HV1の動作時には、ゲート電極35に電圧が印加される。   On part of the gate oxide film 33 and the LOCOS oxide film 23, a gate electrode 35 made of polysilicon is formed. More specifically, the gate electrode 35 covers the gate oxide film 33, and each of the end portions (end portions located in the left-right direction in the drawing) of the gate electrode 35 is on the end portion of the LOCOS oxide film 23 on the gate oxide film 33 side. Covering. Thus, by providing the end portions of the gate electrode 35 on the LOCOS oxide film 23 having a thickness larger than that of the gate oxide film 33, it is possible to prevent the electric field from concentrating on the gate oxide film 33, and thus the semiconductor element. It is possible to improve the pressure resistance. On the LOCOS oxide film 23, a sidewall 41 in contact with the side surface of the gate electrode 35 is formed. A voltage is applied to the gate electrode 35 during the operation of the medium withstand voltage semiconductor element HV1.

層間絶縁膜43は、ゲート電極35、サイドウォール41、LOCOS酸化膜21、23を覆うように形成されている。層間絶縁膜43には、層間絶縁膜43を貫通し、高濃度領域37、39と電気的に接続するWプラグ45、47がそれぞれ形成されている。また、層間絶縁膜43上には、Wプラグ45、47と電気的に接続するソース電極49とドレイン電極51とがそれぞれ形成されている。なお、ソース電極49とドレイン電極51とは、アルミニウム(Al)合金で形成されている。   The interlayer insulating film 43 is formed so as to cover the gate electrode 35, the sidewall 41, and the LOCOS oxide films 21 and 23. In the interlayer insulating film 43, W plugs 45 and 47 that penetrate the interlayer insulating film 43 and are electrically connected to the high concentration regions 37 and 39 are formed, respectively. A source electrode 49 and a drain electrode 51 that are electrically connected to the W plugs 45 and 47 are formed on the interlayer insulating film 43, respectively. Note that the source electrode 49 and the drain electrode 51 are formed of an aluminum (Al) alloy.

中耐圧半導体素子HV1の動作時に、電流は電流経路R1に沿って流れる。この電流経路R1は、図15に示した従来技術に係る中耐圧半導体装置HV3の電流経路R2と比較して、基板深さ方向(図面上下方向)における変化量が少ない。つまり、電流経路R1は、電流経路R2と比較して、経路の蛇行が低減されている。また、中耐圧半導体装置HV1は、中耐圧半導体装置HV3と比較して、素子分離膜23の面23aとゲート酸化膜33の面33aとの段差が少なくなる。よって、素子分離膜23の面23aとゲート酸化膜33の面33aには、ゲート電極35に電圧を印加した場合に電界が集中する程度の角部は形成されにくくなる。   During operation of the medium withstand voltage semiconductor element HV1, a current flows along the current path R1. This current path R1 has a smaller amount of change in the substrate depth direction (the vertical direction in the drawing) than the current path R2 of the medium voltage semiconductor device HV3 according to the prior art shown in FIG. That is, in the current path R1, the meandering of the path is reduced compared to the current path R2. Further, the medium withstand voltage semiconductor device HV1 has less step between the surface 23a of the element isolation film 23 and the surface 33a of the gate oxide film 33 than the medium withstand voltage semiconductor device HV3. Therefore, it is difficult to form corners on the surface 23 a of the element isolation film 23 and the surface 33 a of the gate oxide film 33 to the extent that an electric field concentrates when a voltage is applied to the gate electrode 35.

(変形例)
本実施形態では、NMOSトランジスタ(つまり、P型のウェル層3内にN型のドリフト層25、27が形成されたトランジスタ)について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、PMOSトランジスタ(つまり、N型のウェル層内にP型のドリフト層が形成されたトランジスタ)であってもよい。
(Modification)
In the present embodiment, the NMOS transistor (that is, the transistor in which the N type drift layers 25 and 27 are formed in the P type well layer 3) has been described, but the present invention is not limited to this. For example, it may be a PMOS transistor (that is, a transistor in which a P-type drift layer is formed in an N-type well layer).

(製造方法)
次に、上述の第1実施形態に係る半導体装置100の製造方法について、図2及び図3を参照しつつ説明する。
図2及び図3は、本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程順を示した製造工程断面図である。本実施形態に係る半導体装置100の製造方法では、まず、P型のSi基板1を用意する。次に、Si基板1にP型の不純物をイオン注入する。このイオン注入工程では、P型の不純物として、例えばホウ素を用いる。また、イオン注入のドーズ量は、1E+12〜5E+12cm−2とする。その後、Si基板1に熱を加え、Si基板1に注入した不純物イオンを熱拡散させる。こうして、図2(a)に示すように、Si基板1の表層部にP型のウェル層3を形成する。
(Production method)
Next, a method for manufacturing the semiconductor device 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
2 and 3 are cross-sectional views of manufacturing steps showing the order of steps of the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. In the method for manufacturing the semiconductor device 100 according to the present embodiment, first, a P-type Si substrate 1 is prepared. Next, a P-type impurity is ion-implanted into the Si substrate 1. In this ion implantation process, for example, boron is used as a P-type impurity. The dose amount for ion implantation is 1E + 12 to 5E + 12 cm −2 . Thereafter, heat is applied to the Si substrate 1, and the impurity ions implanted into the Si substrate 1 are thermally diffused. In this way, as shown in FIG. 2A, the P-type well layer 3 is formed in the surface layer portion of the Si substrate 1.

次に、図2(b)に示すように、ウェル層3に含まれるチャネル領域5をフォトレジスト7で覆う。フォトレジスト7は、例えば、ウェル層3を覆うように形成したフォトレジスト膜(図示せず)をフォトリソグラフィー法によってパターニングして形成する。続いて、フォトレジスト7をマスクとして、ウェル層3の表層部にN型の不純物をイオン注入する。こうして、不純物イオン注入層9、11を形成する。このイオン注入工程では、N型の不純物として、ヒ素もしくはリンを用いる。また、イオン注入のドーズ量は、1E+12〜5E+12cm−2とする。なお、上述のイオン注入の際、チャネル領域5はフォトレジスト7で覆われているため、チャネル領域5にN型の不純物は注入されない。 Next, as shown in FIG. 2B, the channel region 5 included in the well layer 3 is covered with a photoresist 7. For example, the photoresist 7 is formed by patterning a photoresist film (not shown) formed so as to cover the well layer 3 by a photolithography method. Subsequently, N-type impurities are ion-implanted into the surface layer portion of the well layer 3 using the photoresist 7 as a mask. Thus, impurity ion implanted layers 9 and 11 are formed. In this ion implantation process, arsenic or phosphorus is used as an N-type impurity. The dose amount for ion implantation is 1E + 12 to 5E + 12 cm −2 . In the above-described ion implantation, the channel region 5 is covered with the photoresist 7, so that no N-type impurity is implanted into the channel region 5.

次に、図2(c)に示すように、フォトレジスト7を除去し、不純物イオン注入層9、11及びチャネル領域5の表面全域を覆う酸化膜13を形成する。酸化膜13は、例えば、SiOからなる膜である。続いて、CVD(Chemical Vapor Deposition)法によって、酸化膜13の表面全域を覆う窒化シリコン(SiN)膜(図示せず)を形成する。形成されたSiN膜は、1200Å程度の膜厚を有している。その後、図1に示したコンタクトホール44、46を形成する領域(以下、「コンタクトホール形成領域」ともいう。)44a、46aをそれぞれ覆うように、上述のSiN膜をパターニングする。こうして、SiN膜15を形成する。なお、SiN膜のパターニング方法としては、例えば、ドライエッチングである反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion Etching)が挙げられる。 Next, as shown in FIG. 2C, the photoresist 7 is removed, and an oxide film 13 covering the entire surface of the impurity ion implanted layers 9 and 11 and the channel region 5 is formed. The oxide film 13 is a film made of, for example, SiO 2 . Subsequently, a silicon nitride (SiN) film (not shown) that covers the entire surface of the oxide film 13 is formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The formed SiN film has a thickness of about 1200 mm. Thereafter, the above-described SiN film is patterned so as to cover regions (hereinafter also referred to as “contact hole forming regions”) 44a and 46a in which contact holes 44 and 46 are formed as shown in FIG. Thus, the SiN film 15 is formed. As a method for patterning the SiN film, for example, reactive ion etching (RIE), which is dry etching, can be given.

次に、SiN膜15をマスクにした熱酸化処理を実施する。この熱酸化処理によって、SiN膜15で覆われていない領域に素子分離膜(熱酸化膜)を形成する。上記熱酸化の方法としては、例えば、LOCOS(Local Oxidation of Silicon)法が挙げられる。図2(d)には、LOCOS法によって形成された素子分離膜(以下、「LOCOS酸化膜」ともいう。)21、23が示されている。このLOCOS酸化膜21、23は、4000Å程度の膜厚を有している。また、上記熱酸化によって、LOCOS酸化膜21、23が形成されるとともに、不純物イオン注入層9、11に存在するN型の不純物が熱拡散し、ウェル層3内にドリフト層25、27がそれぞれ形成される。なお、SiN膜15の両端部は、基板裏面側(図面下側)から基板主面側(図面上側)に向かって突出している。これは、LOCOS酸化膜21、23の形成時に、SiN膜15の端部がLOCOS酸化膜21、23の端部(いわゆる、バーズビーク)によって基板裏面側から基板主面側に向かって押し上げられたからである。なお、SiN膜15の直下には、酸化膜13の一部が残存している。   Next, a thermal oxidation process using the SiN film 15 as a mask is performed. By this thermal oxidation treatment, an element isolation film (thermal oxide film) is formed in a region not covered with the SiN film 15. Examples of the thermal oxidation method include a LOCOS (Local Oxidation of Silicon) method. FIG. 2D shows element isolation films (hereinafter also referred to as “LOCOS oxide films”) 21 and 23 formed by the LOCOS method. The LOCOS oxide films 21 and 23 have a thickness of about 4000 mm. In addition, LOCOS oxide films 21 and 23 are formed by the thermal oxidation, and N-type impurities existing in the impurity ion implantation layers 9 and 11 are thermally diffused, and drift layers 25 and 27 are formed in the well layer 3 respectively. It is formed. Note that both end portions of the SiN film 15 protrude from the substrate back side (lower side in the drawing) toward the substrate main surface side (upper side in the drawing). This is because, when the LOCOS oxide films 21 and 23 are formed, the end portions of the SiN film 15 are pushed up from the substrate back side toward the substrate main surface side by the end portions of the LOCOS oxide films 21 and 23 (so-called bird's beaks). is there. Note that a portion of the oxide film 13 remains immediately below the SiN film 15.

次に、LOCOS酸化膜21、23とSiN膜15とをフォトレジスト29で覆う。続いて、図2(e)に示すように、チャネル領域5の上方に位置するLOCOS酸化膜23の表面を露出させるように、フォトレジスト29に開口部31を形成する。なお、開口部31の形成には、例えば、リソグラフィー法を用いることができる。その後、チャネル領域5が露出するように、フォトレジスト29をマスクにしてLOCOS酸化膜23をエッチングする。この際、LOCOS酸化膜23は、サイドエッチングされつつ、基板深さ方向にエッチングされる。なお、チャネル領域5を露出させる際、異方性エッチング等の手法を用いて、チャネル領域5上だけ、LOCOS酸化膜23を除去することが好ましい。また、LOCOS酸化膜23は、例えば、バッファードフッ酸を用いてエッチングされる。   Next, the LOCOS oxide films 21 and 23 and the SiN film 15 are covered with a photoresist 29. Subsequently, as shown in FIG. 2E, an opening 31 is formed in the photoresist 29 so as to expose the surface of the LOCOS oxide film 23 located above the channel region 5. For example, a lithography method can be used to form the opening 31. Thereafter, the LOCOS oxide film 23 is etched using the photoresist 29 as a mask so that the channel region 5 is exposed. At this time, the LOCOS oxide film 23 is etched in the substrate depth direction while being side-etched. When the channel region 5 is exposed, it is preferable to remove the LOCOS oxide film 23 only on the channel region 5 using a technique such as anisotropic etching. The LOCOS oxide film 23 is etched using, for example, buffered hydrofluoric acid.

次に、フォトレジスト29を除去する。続いて、図3(a)に示すように、露出したチャネル領域5の表面に熱酸化処理を施すことで、チャネル領域5上にゲート酸化膜33を形成する。
ゲート酸化膜33を形成する際には、Si基板1の主面からSi基板の裏面に向かう深さ方向において、酸化膜33の面33aが、LOCOS酸化膜23の面23aと同じ位置、またはLOCOS酸化膜23の面23aよりゲート電極33から離れた深い位置に達するまで、ゲート酸化膜33の形成を継続する。より好ましくは、基板深さ方向において、ゲート酸化膜33の面33aが、ドリフト層25、27にそれぞれ含まれる不純物イオンの濃度ピークの位置と同じ位置に達するまで、ゲート酸化膜33の形成を継続する。
Next, the photoresist 29 is removed. Subsequently, as shown in FIG. 3A, a gate oxide film 33 is formed on the channel region 5 by performing thermal oxidation treatment on the exposed surface of the channel region 5.
When the gate oxide film 33 is formed, the surface 33a of the oxide film 33 is located at the same position as the surface 23a of the LOCOS oxide film 23 or in the depth direction from the main surface of the Si substrate 1 to the back surface of the Si substrate. The formation of the gate oxide film 33 is continued until reaching a deeper position away from the gate electrode 33 than the surface 23a of the oxide film 23. More preferably, formation of the gate oxide film 33 is continued until the surface 33a of the gate oxide film 33 reaches the same position as the concentration peak of impurity ions contained in the drift layers 25 and 27 in the substrate depth direction. To do.

こうして形成されたゲート酸化膜33は、LOCOS酸化膜23のゲート酸化膜33側の端部と一体化している。なお、ゲート酸化膜33は、1500Å程度の膜厚を有している。その後、SiN膜15及び酸化膜13を順次除去する。SiN膜15の除去は、例えば、基板を熱リン酸液に浸漬させて行う。また、酸化膜13の除去は、基板をフッ酸に浸漬させて行う。なお、図3(b)は、SiN膜15及び酸化膜13を順次除去した状態を示している。   The gate oxide film 33 thus formed is integrated with the end portion of the LOCOS oxide film 23 on the gate oxide film 33 side. The gate oxide film 33 has a thickness of about 1500 mm. Thereafter, the SiN film 15 and the oxide film 13 are sequentially removed. For example, the SiN film 15 is removed by immersing the substrate in a hot phosphoric acid solution. The oxide film 13 is removed by immersing the substrate in hydrofluoric acid. FIG. 3B shows a state in which the SiN film 15 and the oxide film 13 are sequentially removed.

次に、図3(c)に示すように、ポリシリコンからなるゲート電極35を形成する。ゲート電極35は、例えば、Si基板1の全面を覆うようにポリシリコン膜(図示せず)を形成した後、このポリシリコン膜をエッチングして形成することができる。
次に、ゲート電極35の側面(図面左右方向に位置する側面)にサイドウォール41を形成する。その後、LOCOS酸化膜21、23をマスクにして、ドリフト層25、27にN型の不純物をイオン注入する。このイオン注入工程では、N型の不純物として、ヒ素もしくはリンを用いる。また、イオン注入のドーズ量は、1E+15〜1E+16cm−2とする。こうして、ドリフト層25、27内に高濃度領域37、39を形成する。
Next, as shown in FIG. 3C, a gate electrode 35 made of polysilicon is formed. The gate electrode 35 can be formed, for example, by forming a polysilicon film (not shown) so as to cover the entire surface of the Si substrate 1 and then etching the polysilicon film.
Next, sidewalls 41 are formed on the side surfaces of the gate electrode 35 (side surfaces located in the horizontal direction of the drawing). Thereafter, N-type impurities are ion-implanted into the drift layers 25 and 27 using the LOCOS oxide films 21 and 23 as a mask. In this ion implantation process, arsenic or phosphorus is used as an N-type impurity. The dose amount for ion implantation is 1E + 15 to 1E + 16 cm −2 . Thus, the high concentration regions 37 and 39 are formed in the drift layers 25 and 27.

これ以降の工程は、標準的な多層配線プロセスを用い、電気的接続を行う。即ち、図3(d)に示すように、層間絶縁膜43を形成し、層間絶縁膜43を貫いて、高濃度領域37、39を底面とする孔を形成し、その孔内に電極材(例えば、W)を埋め込む。こうして、ドリフト層25、27に電気的に接続するWプラグ45、47を形成する。
最後に、Wプラグ45、47が形成された層間絶縁膜43上に金属配線膜(図示せず)を形成し、その金属配線膜をパターニングする。こうして、Wプラグ45、47とそれぞれ電気的に接続したソース電極49及びドレイン電極51を形成する。
In the subsequent steps, electrical connection is performed using a standard multilayer wiring process. That is, as shown in FIG. 3D, an interlayer insulating film 43 is formed, holes are formed through the interlayer insulating film 43 with the high-concentration regions 37 and 39 as bottom surfaces, and an electrode material ( For example, W) is embedded. In this way, W plugs 45 and 47 electrically connected to the drift layers 25 and 27 are formed.
Finally, a metal wiring film (not shown) is formed on the interlayer insulating film 43 on which the W plugs 45 and 47 are formed, and the metal wiring film is patterned. Thus, the source electrode 49 and the drain electrode 51 electrically connected to the W plugs 45 and 47 are formed.

以上の工程を経て、図1に示した、半導体素子HV1を備えた半導体装置100が完成する。
なお、この実施形態では、ドリフト層25、27が本発明の(第1)ソース領域及び(第1)ドレイン領域に対応している。また、LOCOS酸化膜23が本発明の(第1)素子分離膜に対応している。また、図面に示された領域(つまり、半導体素子HV1の形成領域)が本願発明の第1素子形成領域に対応する。
(変形例)
本実施形態では、NMOSトランジスタの製造方法について説明したが、これに限定されるものではない。本実施形態に係る製造方法を用いて、例えば、注入する不純物の極性を変えることで、PMOSトランジスタを製造することもできる。
Through the above steps, the semiconductor device 100 including the semiconductor element HV1 shown in FIG. 1 is completed.
In this embodiment, the drift layers 25 and 27 correspond to the (first) source region and the (first) drain region of the present invention. The LOCOS oxide film 23 corresponds to the (first) element isolation film of the present invention. Further, the region shown in the drawing (that is, the formation region of the semiconductor element HV1) corresponds to the first element formation region of the present invention.
(Modification)
In the present embodiment, the manufacturing method of the NMOS transistor has been described, but the present invention is not limited to this. Using the manufacturing method according to this embodiment, for example, a PMOS transistor can be manufactured by changing the polarity of the impurity to be implanted.

<第2実施形態>
(構成)
図4は、本発明の第2実施形態に係る半導体装置の構成例を示す断面図である。図4に示すように、本実施形態に係る半導体装置101は、中耐圧半導体素子HV2を備えた半導体装置である。中耐圧半導体素子HV2の構造は、上述した中耐圧半導体素子HV1の構造と比較して、ドリフト層59、61とボディ層54を備えている点で異なるが、他の構造は略同じである。そこで、中耐圧半導体素子HV1と異なる部分である、ドリフト層59、61とボディ層54について説明し、その他については説明を省略する。なお、このボディ層54は、ゲート酸化膜33側に(第1)チャネル領域を含んでいる。
Second Embodiment
(Constitution)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration example of a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the semiconductor device 101 according to the present embodiment is a semiconductor device including a medium withstand voltage semiconductor element HV2. The structure of the medium voltage semiconductor element HV2 is different from the structure of the medium voltage semiconductor element HV1 described above in that it includes the drift layers 59 and 61 and the body layer 54, but the other structures are substantially the same. Accordingly, the drift layers 59 and 61 and the body layer 54 which are different from the medium withstand voltage semiconductor element HV1 will be described, and the description of the rest will be omitted. The body layer 54 includes a (first) channel region on the gate oxide film 33 side.

中耐圧半導体素子HV2は、P型のSi基板1を備えており、このSi基板1には、N型のドリフト層59、61が互いに分離して形成されている。ドリフト層59、61は、高濃度領域37、39をそれぞれ含んで構成されており、この高濃度領域37、39は、ドリフト層59、61の表層部に形成されている。ここで、ドリフト層59、61の直下には、第1実施形態で説明したウェル層3は存在しない。   The medium breakdown voltage semiconductor element HV2 includes a P-type Si substrate 1, and N-type drift layers 59 and 61 are formed on the Si substrate 1 so as to be separated from each other. The drift layers 59 and 61 are configured to include high-concentration regions 37 and 39, respectively, and the high-concentration regions 37 and 39 are formed in the surface layer portion of the drift layers 59 and 61. Here, the well layer 3 described in the first embodiment does not exist immediately below the drift layers 59 and 61.

ドリフト層59、61の間には、P型のボディ層54が形成されている。そして、ボディ層54の直上に、膜厚が1500Å程度のゲート酸化膜33が形成されている。基板深さ方向において、ゲート酸化膜33の面33aは、LOCOS酸化膜23の面23aより深い位置に設けられている。換言すると、深さ方向において、ゲート酸化膜33の面33aは、LOCOS酸化膜23の面23aよりSi基板1側に設けられている。さらに換言すると、深さ方向において、LOCOS酸化膜23の面23aは、ゲート酸化膜33の面33aよりゲート電極35側に設けられている。   A P-type body layer 54 is formed between the drift layers 59 and 61. A gate oxide film 33 having a thickness of about 1500 mm is formed immediately above the body layer 54. In the substrate depth direction, the surface 33 a of the gate oxide film 33 is provided at a position deeper than the surface 23 a of the LOCOS oxide film 23. In other words, in the depth direction, the surface 33 a of the gate oxide film 33 is provided closer to the Si substrate 1 than the surface 23 a of the LOCOS oxide film 23. In other words, in the depth direction, the surface 23 a of the LOCOS oxide film 23 is provided closer to the gate electrode 35 than the surface 33 a of the gate oxide film 33.

中耐圧半導体素子HV2の動作時に、電流は、電流経路R1に沿って流れる。この電流経路R1は、図15に示した従来技術に係る中耐圧半導体装置HV3の電流経路R2と比較して、基板深さ方向(図面上下方向)における変化量が少ない。つまり、電流経路R1は、電流経路R2と比較して、経路の蛇行が低減されている。また、中耐圧半導体装置HV2は、中耐圧半導体装置HV3と比較して、素子分離膜23の面23aとゲート酸化膜33の面33aとの段差が少なくなる。よって、素子分離膜23の面23aとゲート酸化膜33の面33aには、ゲート電極35に電圧を印加した場合に電界が集中する程度の角部は形成されにくくなる。   During the operation of the medium withstand voltage semiconductor element HV2, a current flows along the current path R1. This current path R1 has a smaller amount of change in the substrate depth direction (the vertical direction in the drawing) than the current path R2 of the medium voltage semiconductor device HV3 according to the prior art shown in FIG. That is, in the current path R1, the meandering of the path is reduced compared to the current path R2. Further, in the medium withstand voltage semiconductor device HV2, the level difference between the surface 23a of the element isolation film 23 and the surface 33a of the gate oxide film 33 is reduced as compared with the medium withstand voltage semiconductor device HV3. Therefore, it is difficult to form corners on the surface 23 a of the element isolation film 23 and the surface 33 a of the gate oxide film 33 to the extent that an electric field concentrates when a voltage is applied to the gate electrode 35.

(製造方法)
次に、上述の第2実施形態に係る半導体装置101の製造方法について、図5及び図6を参照しつつ説明する。
図5及び図6は、本発明の第2実施形態に係る半導体装置101の製造方法の工程順を示した製造工程断面図である。本実施形態に係る半導体装置101の製造方法では、まず、P型のSi基板1を用意する。次に、Si基板1の表層部にN型の不純物をイオン注入する。このイオン注入工程では、N型の不純物として、ヒ素もしくはリンを用いる。また、イオン注入のドーズ量は、1E+12〜5E+12cm−2とする。その後、Si基板1に熱を加え、Si基板1に注入したN型の不純物イオンを熱拡散させる。こうして、図5(a)に示すように、Si基板1にN型のドリフト層53を形成する。
(Production method)
Next, a method for manufacturing the semiconductor device 101 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
5 and 6 are cross-sectional views of manufacturing steps showing the order of steps of the method of manufacturing the semiconductor device 101 according to the second embodiment of the present invention. In the method for manufacturing the semiconductor device 101 according to this embodiment, first, a P-type Si substrate 1 is prepared. Next, N-type impurities are ion-implanted into the surface layer portion of the Si substrate 1. In this ion implantation process, arsenic or phosphorus is used as an N-type impurity. The dose amount for ion implantation is 1E + 12 to 5E + 12 cm −2 . Thereafter, heat is applied to the Si substrate 1 to thermally diffuse the N-type impurity ions implanted into the Si substrate 1. Thus, as shown in FIG. 5A, an N-type drift layer 53 is formed on the Si substrate 1.

次に、図5(b)に示すように、ドリフト層53の表面全域を覆うように酸化膜13を形成する。酸化膜13は、例えば、SiOからなる膜である。続いて、CVD法によって、ドリフト層53の表面全域を覆うSiN膜(図示せず)を形成する。形成されたSiN膜は、1200Å程度の膜厚を有している。その後、コンタクトホール形成領域44a、46aをそれぞれ覆うように、上述のSiN膜をパターニングする。こうして、SiN膜15を形成する。なお、SiN膜のパターニング方法としては、例えば、RIEが挙げられる。 Next, as shown in FIG. 5B, the oxide film 13 is formed so as to cover the entire surface of the drift layer 53. The oxide film 13 is a film made of, for example, SiO 2 . Subsequently, an SiN film (not shown) that covers the entire surface of the drift layer 53 is formed by a CVD method. The formed SiN film has a thickness of about 1200 mm. Thereafter, the SiN film is patterned so as to cover the contact hole formation regions 44a and 46a, respectively. Thus, the SiN film 15 is formed. An example of the SiN film patterning method is RIE.

次に、SiN膜15をマスクにした熱酸化処理を実施する。この熱酸化処理によって、SiN膜15で覆われていない領域に素子分離膜(熱酸化膜)を形成する。上記熱酸化の方法としては、例えば、LOCOS法が挙げられる。図5(c)には、上記素子分離膜として形成されたLOCOS酸化膜21、23が示されている。形成されたLOCOS酸化膜21、23は、4000Å程度の膜厚を有している。なお、SiN膜15の両端部は、基板裏面側(図面下側)から基板主面側(図面上側)に向かって突出している。これは、LOCOS酸化膜21、23の形成時に、SiN膜15の端部がLOCOS酸化膜21、23の端部によって基板裏面側から基板主面側に向かって押し上げられたからである。なお、SiN膜15の直下には、酸化膜13の一部が残存している。   Next, a thermal oxidation process using the SiN film 15 as a mask is performed. By this thermal oxidation treatment, an element isolation film (thermal oxide film) is formed in a region not covered with the SiN film 15. Examples of the thermal oxidation method include a LOCOS method. FIG. 5C shows the LOCOS oxide films 21 and 23 formed as the element isolation films. The formed LOCOS oxide films 21 and 23 have a thickness of about 4000 mm. Note that both end portions of the SiN film 15 protrude from the substrate back side (lower side in the drawing) toward the substrate main surface side (upper side in the drawing). This is because, when the LOCOS oxide films 21 and 23 are formed, the end portions of the SiN film 15 are pushed up from the substrate rear surface side to the substrate main surface side by the end portions of the LOCOS oxide films 21 and 23. Note that a portion of the oxide film 13 remains immediately below the SiN film 15.

次に、LOCOS酸化膜21、23とSiN膜15とをフォトレジスト29で覆う。続いて、ボディ層54となる領域(以下、「ボディ領域」ともいう。)57の上方に位置するLOCOS酸化膜23の表面を露出させるように、フォトレジスト29に開口部31を形成する。なお、開口部31の形成には、例えば、リソグラフィー法を用いることができる。その後、LOCOS酸化膜23を介して、ボディ領域57にP型の不純物をイオン注入する。このイオン注入工程では、P型の不純物として、例えばホウ素を用いる。また、イオン注入のドーズ量は、1E+12〜1E+13cm−2とする。なお、上述のイオン注入の際、フォトレジスト29で覆われている領域には、P型の不純物は注入されない。こうして、図5(d)に示すように、ボディ層54を形成する。また、ボディ層54を形成することで、ボディ層54を挟んで対向するドリフト層59、61が形成される。 Next, the LOCOS oxide films 21 and 23 and the SiN film 15 are covered with a photoresist 29. Subsequently, an opening 31 is formed in the photoresist 29 so as to expose the surface of the LOCOS oxide film 23 located above the region (hereinafter also referred to as “body region”) 57 to be the body layer 54. For example, a lithography method can be used to form the opening 31. Thereafter, P-type impurities are ion-implanted into the body region 57 through the LOCOS oxide film 23. In this ion implantation process, for example, boron is used as a P-type impurity. The dose amount for ion implantation is 1E + 12 to 1E + 13 cm −2 . In the above ion implantation, the P-type impurity is not implanted into the region covered with the photoresist 29. Thus, the body layer 54 is formed as shown in FIG. In addition, by forming the body layer 54, drift layers 59 and 61 that face each other with the body layer 54 interposed therebetween are formed.

次に、図5(e)に示すように、ボディ層54が露出するように、フォトレジスト29をマスクにしてLOCOS酸化膜23をエッチングする。この際、LOCOS酸化膜23は、サイドエッチングされつつ、基板深さ方向にエッチングされる。なお、LOCOS酸化膜23は、例えば、バッファードフッ酸を用いてエッチングされる。また、ボディ層54を露出させる際、異方性エッチング等の手法を用いて、ボディ層54上だけ、LOCOS酸化膜23を除去することが好ましい。   Next, as shown in FIG. 5E, the LOCOS oxide film 23 is etched using the photoresist 29 as a mask so that the body layer 54 is exposed. At this time, the LOCOS oxide film 23 is etched in the substrate depth direction while being side-etched. The LOCOS oxide film 23 is etched using, for example, buffered hydrofluoric acid. Further, when exposing the body layer 54, it is preferable to remove the LOCOS oxide film 23 only on the body layer 54 using a technique such as anisotropic etching.

次に、フォトレジスト29を除去する。続いて、図6(a)に示すように、露出したボディ層54の表面に熱酸化処理を施すことで、ボディ層54上にゲート酸化膜33を形成する。こうして形成されたゲート酸化膜33は、LOCOS酸化膜23のゲート酸化膜33側の端部と一体化している。
ゲート酸化膜33を形成する際には、Si基板1の主面からSi基板の裏面に向かう深さ方向において、酸化膜33の面33aが、LOCOS酸化膜23の面23aと同じ位置、またはLOCOS酸化膜23の面23aよりゲート電極33から離れた深い位置に達するまで、ゲート酸化膜33の形成を継続する。より好ましくは、基板深さ方向において、ゲート酸化膜33の面33aが、ドリフト層59、61にそれぞれ含まれる不純物イオンの濃度ピークの位置と同じ位置に達するまで、ゲート酸化膜33の形成を継続する。
Next, the photoresist 29 is removed. Subsequently, as shown in FIG. 6A, a gate oxide film 33 is formed on the body layer 54 by performing a thermal oxidation process on the exposed surface of the body layer 54. The gate oxide film 33 thus formed is integrated with the end portion of the LOCOS oxide film 23 on the gate oxide film 33 side.
When the gate oxide film 33 is formed, the surface 33a of the oxide film 33 is located at the same position as the surface 23a of the LOCOS oxide film 23 or in the depth direction from the main surface of the Si substrate 1 to the back surface of the Si substrate. The formation of the gate oxide film 33 is continued until reaching a deeper position away from the gate electrode 33 than the surface 23a of the oxide film 23. More preferably, the formation of the gate oxide film 33 is continued until the surface 33a of the gate oxide film 33 reaches the same position as the concentration peak of impurity ions contained in the drift layers 59 and 61 in the substrate depth direction. To do.

こうして形成されたゲート酸化膜33は、LOCOS酸化膜23のゲート酸化膜33側の端部と一体化している。なお、ゲート酸化膜33は、1500Å程度の膜厚を有している。
ゲート酸化膜33の形成後の工程は、第1実施形態で説明した工程と同じであり、図6(b)から図6(d)に示した工程は、図3(b)から図3(d)に示した工程にそれぞれ対応するものである。即ち、図6(b)に示すように、SiN膜15及び酸化膜13を順次除去する。次に、図6(c)に示すように、LOCOS酸化膜23上及びゲート酸化膜33上にゲート電極35を形成する。次に、図6(d)に示すように、サイドウォール41、高濃度領域37、39、層間絶縁膜43、Wプラグ45、47、ソース電極49及びドレイン電極51を順次形成する。
The gate oxide film 33 thus formed is integrated with the end portion of the LOCOS oxide film 23 on the gate oxide film 33 side. The gate oxide film 33 has a thickness of about 1500 mm.
The steps after the formation of the gate oxide film 33 are the same as those described in the first embodiment, and the steps shown in FIGS. 6B to 6D are the same as those shown in FIGS. These correspond to the steps shown in d). That is, as shown in FIG. 6B, the SiN film 15 and the oxide film 13 are sequentially removed. Next, as shown in FIG. 6C, the gate electrode 35 is formed on the LOCOS oxide film 23 and the gate oxide film 33. Next, as shown in FIG. 6D, sidewalls 41, high-concentration regions 37 and 39, an interlayer insulating film 43, W plugs 45 and 47, a source electrode 49, and a drain electrode 51 are sequentially formed.

以上の工程を経て、図4に示した、半導体素子HV2を備えた半導体装置101が完成する。
なお、この実施形態では、ドリフト層59、61が本発明の(第1)ソース領域及び(第1)ドレイン領域に対応している。また、LOCOS酸化膜23が本発明の(第1)素子分離膜に対応している。また、図面に示された領域(つまり、半導体素子HV2の形成領域)が本願発明の第1素子形成領域に対応する。
Through the above steps, the semiconductor device 101 including the semiconductor element HV2 shown in FIG. 4 is completed.
In this embodiment, the drift layers 59 and 61 correspond to the (first) source region and the (first) drain region of the present invention. The LOCOS oxide film 23 corresponds to the (first) element isolation film of the present invention. Further, the region shown in the drawing (that is, the formation region of the semiconductor element HV2) corresponds to the first element formation region of the present invention.

<第3実施形態>
(構成)
図7は、本発明の第3実施形態に係る半導体装置の構成例を示す断面図である。図7に示すように、本実施形態に係る半導体装置102は、中耐圧半導体素子HV1と低耐圧半導体素子LVとを同一基板に備えた半導体装置である。ここで、本実施形態に係る中耐圧半導体素子HV1の構造は、第1実施形態で説明した中耐圧半導体素子HV1の構造と同じである。そこで、本実施形態では、低耐圧半導体素子LVの構造についてのみ説明し、中耐圧半導体素子HV1の構造については、その説明を省略する。以下、便宜的に、Si基板1に含まれる中耐圧半導体素子HV1の形成領域を「領域RH」と表記し、低耐圧半導体素子LVの形成領域を「領域RL」と表記する。
<Third Embodiment>
(Constitution)
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration example of a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the semiconductor device 102 according to the present embodiment is a semiconductor device provided with a medium breakdown voltage semiconductor element HV1 and a low breakdown voltage semiconductor element LV on the same substrate. Here, the structure of the medium voltage semiconductor element HV1 according to the present embodiment is the same as the structure of the medium voltage semiconductor element HV1 described in the first embodiment. Therefore, in the present embodiment, only the structure of the low breakdown voltage semiconductor element LV will be described, and the description of the structure of the medium breakdown voltage semiconductor element HV1 will be omitted. Hereinafter, for convenience, the formation region of the medium breakdown voltage semiconductor element HV1 included in the Si substrate 1 is referred to as “region RH”, and the formation region of the low breakdown voltage semiconductor element LV is referred to as “region RL”.

[低耐圧半導体素子LV]
領域RLは、P型のSi基板1の形成されたLOCOS酸化膜65で素子分離されている。この領域RL内に低耐圧半導体素子LVが形成されている。領域RL内のSi基板1には、P型のウェル層67が形成されている。そして、ウェル層67内には、チャネル領域69を挟んでソース領域81とドレイン領域83とが対向して配置されている(以下、両領域を「ソース・ドレイン領域81、83」とも表記する。)。そして、ソース・ドレイン領域81、83のチャネル領域69側には、ソース・ドレイン領域81、83と比較して不純物イオン濃度の低い低濃度領域77、79が形成されている。この低濃度領域77、79は、ウェル層67の表層部に形成されている。なお、ソース・ドレイン領域81、83及び低濃度領域77、79は、N型の導電性を備えた領域である。つまり、低耐圧半導体素子LVは、いわゆるLDD(Lightly Doped Drain)構造を備えた半導体素子である。
[Low voltage semiconductor device LV]
The region RL is element-isolated by a LOCOS oxide film 65 on which a P-type Si substrate 1 is formed. A low breakdown voltage semiconductor element LV is formed in this region RL. A P-type well layer 67 is formed on the Si substrate 1 in the region RL. In the well layer 67, a source region 81 and a drain region 83 are arranged to face each other with a channel region 69 therebetween (hereinafter, both regions are also referred to as “source / drain regions 81, 83”). ). Low concentration regions 77 and 79 having a lower impurity ion concentration than the source / drain regions 81 and 83 are formed on the channel region 69 side of the source / drain regions 81 and 83. The low concentration regions 77 and 79 are formed in the surface layer portion of the well layer 67. The source / drain regions 81 and 83 and the low concentration regions 77 and 79 are regions having N-type conductivity. That is, the low breakdown voltage semiconductor element LV is a semiconductor element having a so-called LDD (Lightly Doped Drain) structure.

チャネル領域69の直上には、例えば、膜厚が130Å程度の低耐圧ゲート酸化膜(以下、単に「ゲート酸化膜」ともいう。)71が形成されている。そして、ゲート酸化膜71の直上には、ポリシリコンからなる低耐圧ゲート電極(以下、単に「ゲート電極」ともいう。)73が形成されている。なお、低耐圧半導体素子LVの動作時には、ゲート電極73に電圧が印加される。   A low breakdown voltage gate oxide film (hereinafter also simply referred to as “gate oxide film”) 71 having a film thickness of, for example, about 130 mm is formed immediately above the channel region 69. A low breakdown voltage gate electrode (hereinafter also simply referred to as “gate electrode”) 73 made of polysilicon is formed immediately above the gate oxide film 71. A voltage is applied to the gate electrode 73 during the operation of the low breakdown voltage semiconductor element LV.

ゲート酸化膜71及びゲート電極73の側面(図面左右方向に位置する側面)には、サイドウォール75がそれぞれ形成されている。このサイドウォール75の直下には、低濃度領域77、79が位置している。
層間絶縁膜43は、ゲート電極73、サイドウォール75を覆うように形成されている。層間絶縁膜43には、層間絶縁膜43を貫通し、ソース・ドレイン領域81、83と電気的に接続したWプラグ85、87がそれぞれ形成されている。また、層間絶縁膜43上には、Wプラグ85、87と電気的に接続したソース電極89とドレイン電極91とがそれぞれ形成されている。低耐圧半導体素子LVの動作時には、ソース電極89とドレイン電極91とを介してソース・ドレイン領域81、83にそれぞれ電圧が印加される。なお、ソース電極89とドレイン電極91とは、Al合金で形成されている。
Side walls 75 are formed on the side surfaces (side surfaces located in the horizontal direction of the drawing) of the gate oxide film 71 and the gate electrode 73, respectively. Immediately below the sidewall 75, low concentration regions 77 and 79 are located.
The interlayer insulating film 43 is formed so as to cover the gate electrode 73 and the sidewall 75. In the interlayer insulating film 43, W plugs 85 and 87 that penetrate the interlayer insulating film 43 and are electrically connected to the source / drain regions 81 and 83 are formed, respectively. A source electrode 89 and a drain electrode 91 electrically connected to the W plugs 85 and 87 are formed on the interlayer insulating film 43, respectively. During operation of the low breakdown voltage semiconductor element LV, voltages are applied to the source / drain regions 81 and 83 via the source electrode 89 and the drain electrode 91, respectively. Note that the source electrode 89 and the drain electrode 91 are made of an Al alloy.

(製造方法)
次に、上述の第3実施形態に係る半導体装置102の製造方法について、図8から図10を参照しつつ説明する。
図8から図10は、本発明の第3実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程順を示した製造工程断面図である。各図面において、左側は領域RHを示し、右側は領域RLを示している。つまり、図面の左側に中耐圧半導体素子HV1が形成され、図面の右側に低耐圧半導体素子LVが形成される。なお、本実施形態に係る中耐圧半導体素子HV1の製造方法は、第1実施形態で説明した中耐圧半導体素子HV1の製造方法と同じである。よって、中耐圧半導体素子HV1の製造方法については、適宜省略して説明する。
(Production method)
Next, a method for manufacturing the semiconductor device 102 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS.
8 to 10 are manufacturing process cross-sectional views illustrating the order of processes in the method of manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. In each drawing, the left side shows a region RH, and the right side shows a region RL. That is, the medium withstand voltage semiconductor element HV1 is formed on the left side of the drawing, and the low withstand voltage semiconductor element LV is formed on the right side of the drawing. Note that the method of manufacturing the medium voltage semiconductor element HV1 according to the present embodiment is the same as the method of manufacturing the medium voltage semiconductor element HV1 described in the first embodiment. Therefore, the method of manufacturing the medium withstand voltage semiconductor element HV1 will be described by omitting as appropriate.

本実施形態に係る半導体装置102の製造方法では、まず、P型のSi基板1を用意する。次に、領域RH内のSi基板1にP型の不純物をイオン注入する。この際、領域RL内のSi基板1にはP型の不純物をイオン注入しない。その後、Si基板1に熱を加え、Si基板1に注入したP型の不純物イオンを熱拡散させる。こうして、図8(a)に示すように、領域RH内のSi基板1にウェル層3を形成する。   In the method for manufacturing the semiconductor device 102 according to the present embodiment, first, a P-type Si substrate 1 is prepared. Next, a P-type impurity is ion-implanted into the Si substrate 1 in the region RH. At this time, P-type impurities are not ion-implanted into the Si substrate 1 in the region RL. Thereafter, heat is applied to the Si substrate 1 to thermally diffuse the P-type impurity ions implanted into the Si substrate 1. Thus, as shown in FIG. 8A, the well layer 3 is formed on the Si substrate 1 in the region RH.

次に、図8(b)に示すように、フォトレジスト7をマスクにしてウェル層3の表層部にN型の不純物をイオン注入する。こうして、不純物イオン注入領域9、11を形成する。この際、領域RL内のSi基板1にはN型不純物をイオン注入しない。
次に、図8(c)に示すように、フォトレジスト7を除去し、Si基板1の表面全域を覆うように酸化膜13を形成する。つまり、領域RH内の不純物イオン注入領域9、11及びチャネル領域5の表面と、領域RL内のSi基板1の表面とに酸化膜13をそれぞれ形成する。酸化膜13は、例えば、SiOからなる膜である。続いて、領域RH内のコンタクトホール形成領域44a、46aと、領域RLの一部(第2ゲート絶縁膜と第2ドレイン領域と第2ソース領域)とを覆うように、SiN膜15、63を形成する。
Next, as shown in FIG. 8B, N-type impurities are ion-implanted into the surface layer portion of the well layer 3 using the photoresist 7 as a mask. Thus, impurity ion implantation regions 9 and 11 are formed. At this time, N-type impurities are not ion-implanted into the Si substrate 1 in the region RL.
Next, as shown in FIG. 8C, the photoresist 7 is removed, and an oxide film 13 is formed so as to cover the entire surface of the Si substrate 1. That is, the oxide films 13 are formed on the surfaces of the impurity ion implantation regions 9 and 11 and the channel region 5 in the region RH and the surface of the Si substrate 1 in the region RL, respectively. The oxide film 13 is a film made of, for example, SiO 2 . Subsequently, the SiN films 15 and 63 are formed so as to cover the contact hole forming regions 44a and 46a in the region RH and a part of the region RL (second gate insulating film, second drain region, and second source region). Form.

次に、SiN膜15、63をマスクにした熱酸化処理を実施する。この熱酸化処理によって、SiN膜15、63で覆われていない領域にLOCOS酸化膜21、23、65を形成する。図9(a)には、上記熱酸化処理によって形成されたLOCOS酸化膜21、23、65が示されている。なお、SiN膜15、63の直下には、酸化膜13の一部が残存している。   Next, a thermal oxidation process using the SiN films 15 and 63 as a mask is performed. By this thermal oxidation treatment, LOCOS oxide films 21, 23, and 65 are formed in regions not covered with the SiN films 15 and 63. FIG. 9A shows the LOCOS oxide films 21, 23, and 65 formed by the thermal oxidation process. Note that a part of the oxide film 13 remains immediately below the SiN films 15 and 63.

次に、LOCOS酸化膜21、23、65とSiN膜15、63とを覆うようにフォトレジスト29を形成する。続いて、図9(b)に示すように、領域RH内のチャネル領域5の上方に位置するLOCOS酸化膜23の表面を露出させるように、フォトレジスト29に開口部31を形成する。その後、領域RH内のチャネル領域5が露出するように、フォトレジスト29をマスクにしてLOCOS酸化膜23をエッチングする。なお、領域RL内のLOCOS酸化膜65は、フォトレジスト29で覆われているため、エッチングされない。   Next, a photoresist 29 is formed so as to cover the LOCOS oxide films 21, 23 and 65 and the SiN films 15 and 63. Subsequently, as shown in FIG. 9B, an opening 31 is formed in the photoresist 29 so as to expose the surface of the LOCOS oxide film 23 located above the channel region 5 in the region RH. Thereafter, the LOCOS oxide film 23 is etched using the photoresist 29 as a mask so that the channel region 5 in the region RH is exposed. Note that the LOCOS oxide film 65 in the region RL is not etched because it is covered with the photoresist 29.

次に、フォトレジスト29を除去する。続いて、図9(c)に示すように、領域RH内のチャネル領域5の表面に熱酸化処理を施すことで、領域RH内のチャネル領域5上に中耐圧ゲート酸化膜33を形成する。その後、SiN膜15、63及び酸化膜13を順次除去する。図10(a)は、SiN膜15、63及び酸化膜13を順次除去した状態を示している。   Next, the photoresist 29 is removed. Subsequently, as shown in FIG. 9C, a medium oxidation gate oxide film 33 is formed on the channel region 5 in the region RH by performing a thermal oxidation process on the surface of the channel region 5 in the region RH. Thereafter, the SiN films 15 and 63 and the oxide film 13 are sequentially removed. FIG. 10A shows a state where the SiN films 15 and 63 and the oxide film 13 are sequentially removed.

次に、領域RL内のSi基板1の表層部にP型の不純物をイオン注入する。このイオン注入工程では、P型の不純物として、例えばホウ素を用いる。また、イオン注入のドーズ量は、1E+12〜1E+13cm−2とする。その後、Si基板1に熱を加え、領域RLに注入したP型の不純物イオンを熱拡散させる。なお、このイオン注入工程では、領域RH内のSi基板1には、P型の不純物をイオン注入しない。こうして、図10(a)に示すように、領域RL内にウェル層67を形成する。 Next, P-type impurities are ion-implanted into the surface layer portion of the Si substrate 1 in the region RL. In this ion implantation process, for example, boron is used as a P-type impurity. The dose amount for ion implantation is 1E + 12 to 1E + 13 cm −2 . Thereafter, heat is applied to the Si substrate 1 to thermally diffuse the P-type impurity ions implanted into the region RL. In this ion implantation step, P-type impurities are not ion-implanted into the Si substrate 1 in the region RH. Thus, the well layer 67 is formed in the region RL as shown in FIG.

次に、領域RL内のチャネル領域69上にゲート酸化膜71を形成する。続いて、図10(b)に示すように、領域RH内のゲート酸化膜33上及びLOCOS酸化膜23上にゲート電極35を形成すると同時に、領域RL内のゲート酸化膜71上にゲート電極73を形成する。より詳しくは、まず、領域RLを覆うように熱酸化膜(図示せず)を形成する。続いて、領域RH及び領域RLを覆うように、ポリシリコン膜(図示せず)を形成する。その後、ポリシリコン膜をパターニングして、領域RH及び領域RLにゲート電極35、73を形成する。そして、領域RLに形成されたゲート電極73をマスクにして、領域RL内の熱酸化膜をパターニングすることで、ゲート酸化膜71を形成する。   Next, a gate oxide film 71 is formed on the channel region 69 in the region RL. Subsequently, as shown in FIG. 10B, the gate electrode 35 is formed on the gate oxide film 33 and the LOCOS oxide film 23 in the region RH, and at the same time, the gate electrode 73 is formed on the gate oxide film 71 in the region RL. Form. More specifically, first, a thermal oxide film (not shown) is formed so as to cover the region RL. Subsequently, a polysilicon film (not shown) is formed so as to cover the region RH and the region RL. Thereafter, the polysilicon film is patterned to form gate electrodes 35 and 73 in the region RH and the region RL. Then, the gate oxide film 71 is formed by patterning the thermal oxide film in the region RL using the gate electrode 73 formed in the region RL as a mask.

次に、ゲート電極73とゲート酸化膜71とをマスクにして、領域RLのウェル層67の表層部にN型の不純物をイオン注入する。このイオン注入工程では、N型の不純物として、ヒ素もしくはリンを用いる。また、イオン注入のドーズ量は、1E+13〜1E+14cm−2とする。こうして、ウェル層67に、低濃度領域77、79を形成する。なお、上述のイオン注入の際、領域RHにN型の不純物は注入されないが、注入される形態であってもよい。続いて、ゲート電極35、73の両側面にそれぞれサイドウォール41、75を形成する。その後、LOCOS酸化膜21、23をマスクにして、ドリフト層25、27にN型の不純物をイオン注入すると同時に、ゲート電極73及びサイドウォール75をマスクにして、領域RL内のウェル層67にN型の不純物をイオン注入する。こうして、図10(c)に示すように、ドリフト層25、27に高濃度領域37、39を形成し、ウェル層67にソース・ドレイン領域81、83をそれぞれ形成する。 Next, using the gate electrode 73 and the gate oxide film 71 as a mask, N-type impurities are ion-implanted into the surface layer portion of the well layer 67 in the region RL. In this ion implantation process, arsenic or phosphorus is used as an N-type impurity. The dose amount for ion implantation is 1E + 13 to 1E + 14 cm −2 . Thus, the low concentration regions 77 and 79 are formed in the well layer 67. Note that, in the above-described ion implantation, an N-type impurity is not implanted into the region RH, but may be implanted. Subsequently, sidewalls 41 and 75 are formed on both side surfaces of the gate electrodes 35 and 73, respectively. Thereafter, N-type impurities are ion-implanted into the drift layers 25 and 27 using the LOCOS oxide films 21 and 23 as a mask, and at the same time, N well is added to the well layer 67 in the region RL using the gate electrode 73 and the sidewall 75 as a mask. Ions of type impurities are implanted. Thus, as shown in FIG. 10C, the high concentration regions 37 and 39 are formed in the drift layers 25 and 27, and the source / drain regions 81 and 83 are formed in the well layer 67, respectively.

これ以降の工程は、標準的な多層配線プロセスを用い、電気的接続を行う。即ち、図10(c)に示すように、層間絶縁膜43を形成し、層間絶縁膜43を貫いて、高濃度領域37、39及びソース・ドレイン領域81、83を底面とするホールを形成し、これらホール内にそれぞれ電極材(例えば、W)を埋め込む。これにより、ドリフト層25、27及びソース・ドレイン領域81、83に、電気的に接続するWプラグ45、47、85、87をそれぞれ形成する。   In the subsequent steps, electrical connection is performed using a standard multilayer wiring process. That is, as shown in FIG. 10C, the interlayer insulating film 43 is formed, and the holes having the bottom surfaces of the high concentration regions 37 and 39 and the source / drain regions 81 and 83 are formed through the interlayer insulating film 43. Each of these holes is filled with an electrode material (for example, W). As a result, W plugs 45, 47, 85, 87 that are electrically connected are formed in the drift layers 25, 27 and the source / drain regions 81, 83, respectively.

最後に、Wプラグ45、47、85、87が形成された層間絶縁膜43上に金属配線膜(図示せず)を形成し、その金属配線膜をパターニングする。こうして、Wプラグ45、47、85、87とそれぞれ電気的に接続したソース電極49、89及びドレイン電極51、91を形成する。
以上の工程を経て、図7に示した、中耐圧半導体素子HV1と低耐圧半導体素子LVとを同一基板に備えた半導体装置102が完成する。
Finally, a metal wiring film (not shown) is formed on the interlayer insulating film 43 on which the W plugs 45, 47, 85, 87 are formed, and the metal wiring film is patterned. Thus, source electrodes 49 and 89 and drain electrodes 51 and 91 electrically connected to the W plugs 45, 47, 85, and 87 are formed.
Through the above steps, the semiconductor device 102 including the medium breakdown voltage semiconductor element HV1 and the low breakdown voltage semiconductor element LV shown in FIG. 7 on the same substrate is completed.

なお、この実施形態では、領域RL(低耐圧半導体素子LVの形成領域)が本願発明の第2素子形成領域に対応する。また、LOCOS酸化膜65が本発明の第2素子分離膜に対応している。また、ウェル層67が本発明の第2ウェル層に対応している。また、ゲート絶縁膜71及びゲート電極73が本発明の第2ゲート絶縁膜及び第2ゲート電極に対応している。また、ソース領域81及び低濃度領域77が本発明の第2ソース領域に対応している。また、ドレイン領域83及び低濃度領域79が本発明の第2ドレイン領域に対応している。また、ソース電極89及びドレイン電極91が本発明の第2ソース電極及び第2ドレイン電極に対応している。   In this embodiment, the region RL (the formation region of the low breakdown voltage semiconductor element LV) corresponds to the second element formation region of the present invention. The LOCOS oxide film 65 corresponds to the second element isolation film of the present invention. The well layer 67 corresponds to the second well layer of the present invention. The gate insulating film 71 and the gate electrode 73 correspond to the second gate insulating film and the second gate electrode of the present invention. The source region 81 and the low concentration region 77 correspond to the second source region of the present invention. The drain region 83 and the low concentration region 79 correspond to the second drain region of the present invention. The source electrode 89 and the drain electrode 91 correspond to the second source electrode and the second drain electrode of the present invention.

(変形例)
本実施形態では、中耐圧半導体素子HV1を製造するとともに、NMOSトランジスタである低耐圧半導体素子LVを製造する方法について説明したが、これに限定されるものではない。本実施形態に係る製造方法を用いて、例えば、注入する不純物の極性を変えることで、中耐圧半導体素子HV1を製造するとともに、PMOSトランジスタである低耐圧半導体素子を製造することもできる。
(Modification)
In the present embodiment, the method of manufacturing the low breakdown voltage semiconductor element LV that is an NMOS transistor while manufacturing the medium breakdown voltage semiconductor element HV1 has been described. However, the present invention is not limited to this. By using the manufacturing method according to the present embodiment, for example, by changing the polarity of the impurity to be implanted, the medium withstand voltage semiconductor element HV1 can be manufactured and the low withstand voltage semiconductor element that is a PMOS transistor can be manufactured.

<第4実施形態>
(構成)
図11は、本発明の第4実施形態に係る半導体装置の構成例を示す断面図である。図11に示すように、本実施形態に係る半導体装置103は、中耐圧半導体素子HV2と低耐圧半導体素子LVとを同一基板に備えた半導体装置である。ここで、本実施形態に係る中耐圧半導体素子HV2の構造は、第2実施形態で説明した中耐圧半導体素子HV2の構造と同じである。また、本実施形態に係る低耐圧半導体素子LVの構造は、第3実施形態で説明した低耐圧半導体素子LVの構造と同じである。つまり、本実施形態に係る半導体装置103は、第2実施形態で説明した中耐圧半導体素子HV2と、第3実施形態で説明した低耐圧半導体素子LVとを同一基板に混載させたものである。そこで、本実施形態では、中耐圧半導体素子HV2と低耐圧半導体素子LVの各構造については、その説明を省略する。以下、便宜的に、Si基板1に含まれる中耐圧半導体素子HV2の形成領域を「領域RH」と表記し、低耐圧半導体素子LVの形成領域を「領域RL」と表記する。
<Fourth embodiment>
(Constitution)
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration example of a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, the semiconductor device 103 according to the present embodiment is a semiconductor device provided with a medium breakdown voltage semiconductor element HV2 and a low breakdown voltage semiconductor element LV on the same substrate. Here, the structure of the medium voltage semiconductor element HV2 according to the present embodiment is the same as the structure of the medium voltage semiconductor element HV2 described in the second embodiment. The structure of the low breakdown voltage semiconductor element LV according to the present embodiment is the same as the structure of the low breakdown voltage semiconductor element LV described in the third embodiment. That is, the semiconductor device 103 according to the present embodiment is obtained by mounting the medium withstand voltage semiconductor element HV2 described in the second embodiment and the low withstand voltage semiconductor element LV described in the third embodiment on the same substrate. Therefore, in the present embodiment, the description of the structures of the medium withstand voltage semiconductor element HV2 and the low withstand voltage semiconductor element LV is omitted. Hereinafter, for convenience, the formation region of the medium breakdown voltage semiconductor element HV2 included in the Si substrate 1 is referred to as “region RH”, and the formation region of the low breakdown voltage semiconductor element LV is referred to as “region RL”.

(製造方法)
次に、上述の第4実施形態に係る半導体装置103の製造方法について、図12から図14を参照しつつ説明する。
図12から図14は、本発明の第4実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程順を示した製造工程断面図である。各図面において、左側は領域RHを示し、右側は領域RLを示している。つまり、図面の左側に中耐圧半導体素子HV2が形成され、図面の右側に低耐圧半導体素子LVが形成される。なお、本実施形態に係る中耐圧半導体素子HV2の製造方法は、第2実施形態で説明した中耐圧半導体素子HV2の製造方法と同じである。よって、中耐圧半導体素子HV2の製造方法については、適宜省略して説明する。
(Production method)
Next, a method for manufacturing the semiconductor device 103 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS.
12 to 14 are manufacturing process cross-sectional views illustrating the order of processes in the method of manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention. In each drawing, the left side shows a region RH, and the right side shows a region RL. That is, the medium withstand voltage semiconductor element HV2 is formed on the left side of the drawing, and the low withstand voltage semiconductor element LV is formed on the right side of the drawing. Note that the method for manufacturing the medium voltage semiconductor element HV2 according to the present embodiment is the same as the method for manufacturing the medium voltage semiconductor element HV2 described in the second embodiment. Therefore, the method of manufacturing the medium withstand voltage semiconductor element HV2 will be described by omitting as appropriate.

本実施形態に係る半導体装置103の製造方法では、まず、P型のSi基板1を用意する。次に、領域RH内のSi基板1の表層部にN型の不純物をイオン注入する。この際、領域RL内のSi基板1には、N型不純物をイオン注入しない。その後、Si基板1に熱を加え、Si基板1に注入されたN型の不純物イオンを熱拡散させる。こうして、図12(a)に示すように、領域RH内のSi基板1にN型のドリフト層53を形成する。   In the method for manufacturing the semiconductor device 103 according to the present embodiment, first, a P-type Si substrate 1 is prepared. Next, N-type impurities are ion-implanted into the surface layer portion of the Si substrate 1 in the region RH. At this time, N-type impurities are not ion-implanted into the Si substrate 1 in the region RL. Thereafter, heat is applied to the Si substrate 1 to thermally diffuse the N-type impurity ions implanted into the Si substrate 1. Thus, as shown in FIG. 12A, the N type drift layer 53 is formed on the Si substrate 1 in the region RH.

次に、図12(b)に示すように、Si基板1の表面全域を覆うように酸化膜13を形成する。つまり、領域RH内のドリフト層53の表面と、領域RL内のSi基板1の表面とに酸化膜13を形成する。酸化膜13は、例えば、SiOからなる膜である。続いて、領域RH内のコンタクトホール形成領域44a、46aと、領域RLの一部(第2ゲート絶縁膜と第2ドレイン領域と第2ソース領域)とを覆うように、SiN膜15、63を形成する。 Next, as shown in FIG. 12B, an oxide film 13 is formed so as to cover the entire surface of the Si substrate 1. That is, the oxide film 13 is formed on the surface of the drift layer 53 in the region RH and the surface of the Si substrate 1 in the region RL. The oxide film 13 is a film made of, for example, SiO 2 . Subsequently, the SiN films 15 and 63 are formed so as to cover the contact hole forming regions 44a and 46a in the region RH and a part of the region RL (second gate insulating film, second drain region, and second source region). Form.

次に、SiN膜15、63をマスクにした熱酸化処理を実施する。この熱酸化処理によって、SiN膜15、63で覆われていない領域にLOCOS酸化膜21、23、65を形成する。図12(c)には、上記熱酸化処理によって形成されたLOCOS酸化膜21、23、65が示されている。
次に、LOCOS酸化膜21、23、65とSiN膜15、63とをフォトレジスト29で覆う。続いて、図13(a)に示すように、領域RH内のチャネル領域5の上方に位置するLOCOS酸化膜23の表面を露出させるように、領域RH内のフォトレジスト29に開口部31を形成する。その後、LOCOS酸化膜23を介して、ボディ領域57にP型の不純物をイオン注入する。こうして、ドリフト層53内にボディ層54を形成する。なお、上述のイオン注入の際、フォトレジスト29で覆われている領域にはP型の不純物は注入されない。
Next, a thermal oxidation process using the SiN films 15 and 63 as a mask is performed. By this thermal oxidation treatment, LOCOS oxide films 21, 23, and 65 are formed in regions not covered with the SiN films 15 and 63. FIG. 12C shows the LOCOS oxide films 21, 23, and 65 formed by the thermal oxidation process.
Next, the LOCOS oxide films 21, 23 and 65 and the SiN films 15 and 63 are covered with a photoresist 29. Subsequently, as shown in FIG. 13A, an opening 31 is formed in the photoresist 29 in the region RH so as to expose the surface of the LOCOS oxide film 23 located above the channel region 5 in the region RH. To do. Thereafter, P-type impurities are ion-implanted into the body region 57 through the LOCOS oxide film 23. Thus, the body layer 54 is formed in the drift layer 53. In the above-described ion implantation, no P-type impurity is implanted into the region covered with the photoresist 29.

次に、図13(b)に示すように、領域RH内のチャネル領域5が露出するように、フォトレジスト29をマスクにしてLOCOS酸化膜23をエッチングする。なお、領域RL内のLOCOS酸化膜65は、フォトレジスト29で覆われているため、エッチングされない。
次に、フォトレジスト29を除去する。続いて、図13(c)に示すように、ボディ層54の表面に熱酸化処理を施すことで、ボディ層54上にゲート酸化膜33を形成する。
Next, as shown in FIG. 13B, the LOCOS oxide film 23 is etched using the photoresist 29 as a mask so that the channel region 5 in the region RH is exposed. Note that the LOCOS oxide film 65 in the region RL is not etched because it is covered with the photoresist 29.
Next, the photoresist 29 is removed. Subsequently, as shown in FIG. 13C, a gate oxide film 33 is formed on the body layer 54 by performing a thermal oxidation process on the surface of the body layer 54.

ゲート酸化膜33の形成後の工程は、第3実施形態で説明した工程と同じであり、図14(a)から図14(c)に示した工程は、図10(a)から図10(c)に示した工程にそれぞれ対応するものである。即ち、図14(a)に示すように、領域RH及び領域RLに形成されたSiN膜15、63及び酸化膜13を順次除去する。そして、領域RLにウェル層67を形成する。その後、図14(b)に示すように、領域RLにゲート酸化膜71を形成した後に、領域RHと領域RLにゲート電極35、73を形成する。その後、図14(c)に示すように、領域RLに低濃度領域77、79を形成し、領域RH及び領域RLに高濃度領域37、39及びソース・ドレイン領域81、83をそれぞれ形成する。最後に、領域RH及び領域RLに、層間絶縁膜43と、Wプラグ45、47、85、87と、ソース電極49、89及びドレイン電極51、91を順次形成する。   The steps after the formation of the gate oxide film 33 are the same as those described in the third embodiment, and the steps shown in FIGS. 14A to 14C are the same as those shown in FIGS. These correspond to the steps shown in c). That is, as shown in FIG. 14A, the SiN films 15 and 63 and the oxide film 13 formed in the region RH and the region RL are sequentially removed. Then, a well layer 67 is formed in the region RL. Then, as shown in FIG. 14B, after forming the gate oxide film 71 in the region RL, the gate electrodes 35 and 73 are formed in the region RH and the region RL. Then, as shown in FIG. 14C, low concentration regions 77 and 79 are formed in the region RL, and high concentration regions 37 and 39 and source / drain regions 81 and 83 are formed in the region RH and the region RL, respectively. Finally, an interlayer insulating film 43, W plugs 45, 47, 85, 87, source electrodes 49, 89, and drain electrodes 51, 91 are sequentially formed in the region RH and the region RL.

以上の工程を経て、図11に示した、中耐圧半導体素子HV2と低耐圧半導体素子LVとを同一基板に備えた半導体装置103が完成する。
なお、この実施形態では、領域RL(低耐圧半導体素子LVの形成領域)が本願発明の第2素子形成領域に対応する。また、LOCOS酸化膜65が本発明の第2素子分離膜に対応している。また、ウェル層67が本発明の第2ウェル層に対応している。また、ゲート絶縁膜71及びゲート電極73が本発明の第2ゲート絶縁膜及び第2ゲート電極に対応している。また、ソース領域81及び低濃度領域77が本発明の第2ソース領域に対応している。また、ドレイン領域83及び低濃度領域79が本発明の第2ドレイン領域に対応している。また、ソース電極89及びドレイン電極91が本発明の第2ソース電極及び第2ドレイン電極に対応している。
Through the above steps, the semiconductor device 103 including the medium breakdown voltage semiconductor element HV2 and the low breakdown voltage semiconductor element LV shown in FIG. 11 on the same substrate is completed.
In this embodiment, the region RL (the formation region of the low breakdown voltage semiconductor element LV) corresponds to the second element formation region of the present invention. The LOCOS oxide film 65 corresponds to the second element isolation film of the present invention. The well layer 67 corresponds to the second well layer of the present invention. The gate insulating film 71 and the gate electrode 73 correspond to the second gate insulating film and the second gate electrode of the present invention. The source region 81 and the low concentration region 77 correspond to the second source region of the present invention. The drain region 83 and the low concentration region 79 correspond to the second drain region of the present invention. The source electrode 89 and the drain electrode 91 correspond to the second source electrode and the second drain electrode of the present invention.

(変形例)
本実施形態では、中耐圧半導体素子HV2を製造するとともに、NMOSトランジスタである低耐圧半導体素子LVを製造する方法について説明したが、これに限定されるものではない。本実施形態に係る製造方法を用いて、例えば、注入する不純物の極性を変えることで、中耐圧半導体素子HV2を製造するとともに、PMOSトランジスタである低耐圧半導体素子を製造することもできる。
(Modification)
In the present embodiment, the method of manufacturing the low withstand voltage semiconductor element LV that is an NMOS transistor while manufacturing the medium withstand voltage semiconductor element HV2 has been described. However, the present invention is not limited to this. By using the manufacturing method according to the present embodiment, for example, by changing the polarity of the impurity to be implanted, the medium breakdown voltage semiconductor element HV2 can be manufactured and the low breakdown voltage semiconductor element that is a PMOS transistor can be manufactured.

(実施形態の効果)
上述の実施形態は、以下の効果を奏する。
(1)上述の各実施形態であれば、Si基板1の主面からSi基板1の裏面に向かう深さ方向において、ゲート酸化膜33の面33aは、LOCOS酸化膜23の面23aと同じ位置、またはLOCOS酸化膜23の面23aよりゲート電極35から離れた深い位置に設けられている。このため、従来技術と比較して、深さ方向で、ゲート酸化膜33の面33aとLOCOS酸化膜23の面23aとの段差を少なくすることができる。こうすることで、電流はドリフト層25、27内の略一定の深さを通過するため、電流経路R1における不純物イオン濃度の均一性を高めることができる。よって、電流経路R1における不純物イオン濃度の最適化が容易となり、オン抵抗を効率よく低減することが可能となる。
(Effect of embodiment)
The above-described embodiment has the following effects.
(1) In the above-described embodiments, the surface 33 a of the gate oxide film 33 is located at the same position as the surface 23 a of the LOCOS oxide film 23 in the depth direction from the main surface of the Si substrate 1 to the back surface of the Si substrate 1. Alternatively, the LOCOS oxide film 23 is provided at a deeper position away from the gate electrode 35 than the surface 23 a of the LOCOS oxide film 23. Therefore, the step between the surface 33a of the gate oxide film 33 and the surface 23a of the LOCOS oxide film 23 can be reduced in the depth direction as compared with the prior art. By doing so, since the current passes through a substantially constant depth in the drift layers 25 and 27, the uniformity of the impurity ion concentration in the current path R1 can be improved. Therefore, the impurity ion concentration in the current path R1 can be easily optimized, and the on-resistance can be efficiently reduced.

また、深さ方向で、ゲート酸化膜33の面33aとLOCOS酸化膜23の面23aとの段差を少なくすることで、LOCOS酸化膜23のゲート酸化膜33側には電界が集中する程度の角部が形成されにくくなる。このため、ゲート電極35に電圧を印加した場合であっても、LOCOS酸化膜23の角部23bで起こる電界集中を低減することが可能となる。よって、上記電界集中を原因とする半導体素子の劣化や破損を低減することができる。   Further, by reducing the step between the surface 33a of the gate oxide film 33 and the surface 23a of the LOCOS oxide film 23 in the depth direction, an angle at which the electric field concentrates on the gate oxide film 33 side of the LOCOS oxide film 23 is obtained. The part is difficult to be formed. For this reason, even when a voltage is applied to the gate electrode 35, it is possible to reduce electric field concentration occurring at the corner 23b of the LOCOS oxide film 23. Therefore, deterioration and breakage of the semiconductor element due to the electric field concentration can be reduced.

(2)また、上述の各実施形態であれば、素子分離膜をLOCOS酸化膜21としているため、耐圧性の高い素子分離膜を容易に形成することができる。
(3)また、上述の各実施形態であれば、ゲート酸化膜33を熱酸化膜としているため、ゲート酸化膜33の面33aを、LOCOS酸化膜23の面23aと同じ位置、またはLOCOS酸化膜23の面23aよりゲート電極35から離れた深い位置に容易に設けることができる。
(2) In the above-described embodiments, since the element isolation film is the LOCOS oxide film 21, it is possible to easily form an element isolation film with high pressure resistance.
(3) In each of the above embodiments, since the gate oxide film 33 is a thermal oxide film, the surface 33a of the gate oxide film 33 is located at the same position as the surface 23a of the LOCOS oxide film 23, or the LOCOS oxide film. 23 can be easily provided at a position farther from the gate electrode 35 than the surface 23a of the surface 23a.

(4)また、上述の各実施形態であれば、Si基板1の深さ方向において、ゲート酸化膜33の面33aは、LOCOS酸化膜23の面23aよりゲート電極35から離れた深い位置に設けられている。このため、ゲート酸化膜33の面33aを、ドリフト層25、27にそれぞれ含まれる不純物イオンの濃度ピークの位置に接近させることができる。このため、電流経路R1における不純物イオン濃度の均一性を高めることができ、オン抵抗を効率よく低減することが可能となる。 (4) In the above-described embodiments, the surface 33a of the gate oxide film 33 is provided at a deeper position away from the gate electrode 35 than the surface 23a of the LOCOS oxide film 23 in the depth direction of the Si substrate 1. It has been. For this reason, the surface 33a of the gate oxide film 33 can be brought close to the position of the impurity ion concentration peak contained in the drift layers 25 and 27, respectively. For this reason, the uniformity of the impurity ion concentration in the current path R1 can be increased, and the on-resistance can be efficiently reduced.

(5)また、上述の各実施形態であれば、Si基板1の深さ方向において、ゲート酸化膜33の面は、ドリフト層25、27にそれぞれ含まれる不純物イオンの濃度ピークの位置と同じ位置に設けられている。こうすることで、電流経路R1における不純物イオン濃度が最適となり、オン抵抗を効率よく低減することが可能となる。 (5) In the above embodiments, in the depth direction of the Si substrate 1, the surface of the gate oxide film 33 is at the same position as the position of the concentration peak of impurity ions contained in the drift layers 25 and 27, respectively. Is provided. By doing so, the impurity ion concentration in the current path R1 is optimized, and the on-resistance can be efficiently reduced.

(6)また、上述の各実施形態であれば、チャネル領域5上に形成されたLOCOS酸化膜23を除去して、チャネル領域5を露出させた後に、チャネル領域5上に、LOCOS酸化膜23と連続するゲート酸化膜33を形成している。このため、従来技術と比較して、深さ方向で、ゲート酸化膜33の面33aとLOCOS酸化膜23の面23aとの段差を少なくすることができる。こうすることで、電流はドリフト層25、27内の略一定の深さを通過するため、電流経路R1における不純物イオン濃度の均一性を高めることができる。よって、電流経路R1における不純物イオン濃度を最適化が容易となり、オン抵抗を効率よく低減することが可能となる。 (6) In the above-described embodiments, the LOCOS oxide film 23 formed on the channel region 5 is removed to expose the channel region 5, and then the LOCOS oxide film 23 is formed on the channel region 5. A gate oxide film 33 is formed. Therefore, the step between the surface 33a of the gate oxide film 33 and the surface 23a of the LOCOS oxide film 23 can be reduced in the depth direction as compared with the prior art. By doing so, since the current passes through a substantially constant depth in the drift layers 25 and 27, the uniformity of the impurity ion concentration in the current path R1 can be improved. Therefore, the impurity ion concentration in the current path R1 can be easily optimized, and the on-resistance can be efficiently reduced.

また、深さ方向で、ゲート酸化膜33の面33aとLOCOS酸化膜23の面23aとの段差を少なくすることで、LOCOS酸化膜23のゲート酸化膜33側には電界が集中する程度の角部が形成されにくくなる。このため、ゲート電極35に電圧を印加した場合であっても、LOCOS酸化膜23の角部23bで起こる電界集中を低減することが可能となる。よって、上記電界集中を原因とする半導体素子の劣化や破損を低減することができる。
(7)また、上述の各実施形態であれば、チャネル領域5を露出させる際には、LOCOS酸化膜23を、チャネル領域5上のみ除去している。このため、中耐圧ゲート酸化膜33をチャネル領域5のみに選択的に形成することができる。
Further, by reducing the step between the surface 33a of the gate oxide film 33 and the surface 23a of the LOCOS oxide film 23 in the depth direction, an angle at which the electric field concentrates on the gate oxide film 33 side of the LOCOS oxide film 23 is obtained. The part is difficult to be formed. For this reason, even when a voltage is applied to the gate electrode 35, it is possible to reduce electric field concentration occurring at the corner 23b of the LOCOS oxide film 23. Therefore, deterioration and breakage of the semiconductor element due to the electric field concentration can be reduced.
(7) In the above-described embodiments, the LOCOS oxide film 23 is removed only on the channel region 5 when the channel region 5 is exposed. Therefore, the intermediate breakdown voltage gate oxide film 33 can be selectively formed only in the channel region 5.

(8)また、上述の各実施形態であれば、ゲート酸化膜33を形成する際には、Si基板1の深さ方向において、ゲート酸化膜33の面33aが、LOCOS酸化膜23の面23aと同じ位置、またはLOCOS酸化膜23の面23aよりゲート電極35から離れた深い位置に達するまで、ゲート酸化膜33の形成を継続している。このため、従来技術と比較して、深さ方向で、ゲート酸化膜33の面33aとLOCOS酸化膜23の面23aとの段差を少なくすることができる。こうすることで、電流はドリフト層25、27内の略一定の深さを通過するため、電流経路R1における不純物イオン濃度の均一性を高めることができる。
また、深さ方向で、ゲート酸化膜33の面33aとLOCOS酸化膜23の面23aとの段差を少なくすることで、LOCOS酸化膜23のゲート酸化膜33側には電界が集中する程度の角部が形成されにくくなる。
(8) In each of the above-described embodiments, when forming the gate oxide film 33, the surface 33 a of the gate oxide film 33 is the surface 23 a of the LOCOS oxide film 23 in the depth direction of the Si substrate 1. The formation of the gate oxide film 33 is continued until it reaches the same position as that of the LOCOS oxide film 23 or a position deeper than the gate electrode 35 from the surface 23a of the LOCOS oxide film 23. Therefore, the step between the surface 33a of the gate oxide film 33 and the surface 23a of the LOCOS oxide film 23 can be reduced in the depth direction as compared with the prior art. By doing so, since the current passes through a substantially constant depth in the drift layers 25 and 27, the uniformity of the impurity ion concentration in the current path R1 can be improved.
Further, by reducing the step between the surface 33a of the gate oxide film 33 and the surface 23a of the LOCOS oxide film 23 in the depth direction, an angle at which the electric field concentrates on the gate oxide film 33 side of the LOCOS oxide film 23 is obtained. The part is difficult to be formed.

(9)また、上述の各実施形態であれば、ゲート酸化膜33を形成する際には、Si基板1の深さ方向において、ゲート酸化膜33の面33aが、ドリフト層25、27にそれぞれ含まれる不純物イオンの濃度ピークの位置と同じ位置に達するまで、ゲート酸化膜33の形成を継続している。このため、電流経路R1における不純物イオン濃度が最適となり、オン抵抗を効率よく低減することが可能となる。 (9) In each of the above-described embodiments, when forming the gate oxide film 33, the surface 33 a of the gate oxide film 33 is formed on the drift layers 25 and 27 in the depth direction of the Si substrate 1, respectively. The formation of the gate oxide film 33 is continued until it reaches the same position as the concentration peak of the impurity ions contained. For this reason, the impurity ion concentration in the current path R1 is optimized, and the on-resistance can be efficiently reduced.

(10)上述の実施形態であれば、中耐圧半導体素子HV1(HV2)と低耐圧半導体素子LVとを同一基板上に混載した半導体装置を製造することができる。より詳しくは、中耐圧半導体素子HV1(HV2)のゲート電極35と、低耐圧半導体素子LVのゲート電極73とを同時に形成することができる。また、中耐圧半導体素子HV1(HV2)のソース電極49及びドレイン電極51と、低耐圧半導体素子LVのソース電極89及びドレイン電極91とを同時に形成することができる。このため、中耐圧半導体素子HV1(HV2)と低耐圧半導体素子LVとを同一基板上に混載した半導体装置を製造する場合に、従来技術と比較して、製造工程数を少なくすることができる。
(11)上述の実施形態であれば、SiN膜15、63を形成してからLOCOS酸化し、LOCOS酸化膜21、23、65を形成している。このため、LOCOS酸化膜21、23、65を予定した領域に、確実性を高めて形成することができる。
(10) According to the above embodiment, a semiconductor device in which the medium withstand voltage semiconductor element HV1 (HV2) and the low withstand voltage semiconductor element LV are mixedly mounted on the same substrate can be manufactured. More specifically, the gate electrode 35 of the medium withstand voltage semiconductor element HV1 (HV2) and the gate electrode 73 of the low withstand voltage semiconductor element LV can be formed simultaneously. Further, the source electrode 49 and the drain electrode 51 of the medium withstand voltage semiconductor element HV1 (HV2) and the source electrode 89 and the drain electrode 91 of the low withstand voltage semiconductor element LV can be formed simultaneously. For this reason, when manufacturing a semiconductor device in which the medium breakdown voltage semiconductor element HV1 (HV2) and the low breakdown voltage semiconductor element LV are mixedly mounted on the same substrate, the number of manufacturing steps can be reduced as compared with the prior art.
(11) In the above embodiment, the LOCOS oxidation is performed after the SiN films 15 and 63 are formed, and the LOCOS oxide films 21, 23, and 65 are formed. For this reason, the LOCOS oxide films 21, 23, 65 can be formed in a predetermined region with increased reliability.

<その他>
本発明は、以上に記載した実施形態に限定されうるものではない。当業者の知識に基づいて実施形態に設計の変更等を加えることが可能であり、そのような変形が加えられた態様も本発明の範囲に含まれる。換言すると、本発明は、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。なお、図面中、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
<Others>
The present invention is not limited to the embodiment described above. Based on the knowledge of those skilled in the art, design changes and the like can be made to the embodiments, and such a modified embodiment is also included in the scope of the present invention. In other words, the present invention can be implemented with various modifications within the scope of the gist. In the drawings, positional relationships such as up, down, left and right are based on the positional relationships shown in the drawings unless otherwise specified. Further, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.

1 Si基板
3、67 ウェル層
5、69 チャネル領域
7、29 フォトレジスト
9、11 不純物イオン注入層
13 酸化膜
15、63 SiN膜
21、23、65 LOCOS酸化膜(素子分離膜)
23a、33a 面
23b 角部
25、27、53、59、61 ドリフト層
25a、27a 界面
31 開口部
33、71 ゲート酸化膜(熱酸化膜)
35、73 ゲート電極
37、39、 高濃度領域
41、75 サイドウォール
43 層間絶縁膜
44、46 コンタクトホール
44a、46a コンタクトホール形成領域
45、47、85、87 Wプラグ
49、89 ソース電極
51、91 ドレイン電極
54 ボディ層
57 ボディ領域
77、79 低濃度領域
81 ソース領域
83 ドレイン領域
100、101、102、103 半導体装置
RH、RL 領域
HV1、HV2、HV3 中耐圧半導体素子
LV 低耐圧半導体素子
R1、R2 電流経路
1 Si substrate 3, 67 well layer 5, 69 channel region 7, 29 photoresist 9, 11 impurity ion implantation layer 13 oxide film 15, 63 SiN film 21, 23, 65 LOCOS oxide film (element isolation film)
23a, 33a Surface 23b Corners 25, 27, 53, 59, 61 Drift layer 25a, 27a Interface 31 Opening 33, 71 Gate oxide film (thermal oxide film)
35, 73 Gate electrodes 37, 39, High concentration regions 41, 75 Side walls 43 Interlayer insulating films 44, 46 Contact holes 44a, 46a Contact hole forming regions 45, 47, 85, 87 W plugs 49, 89 Source electrodes 51, 91 Drain electrode 54 Body layer 57 Body region 77, 79 Low concentration region 81 Source region 83 Drain region 100, 101, 102, 103 Semiconductor device RH, RL regions HV1, HV2, HV3 Medium breakdown voltage semiconductor element LV Low breakdown voltage semiconductor elements R1, R2 Current path

Claims (13)

ドレイン領域と、ソース領域とを備えた半導体基板と、
前記ドレイン領域と前記ソース領域とに挟まれたチャネル領域上に形成されたゲート酸化膜と、
前記ゲート酸化膜上に形成されたゲート電極と、
前記ドレイン領域上の一部に形成されたドレイン電極と、
前記ソース領域上の一部に形成されたソース電極と、
前記ドレイン領域の前記チャネル領域側の端部と、前記ソース領域の前記チャネル領域側の端部とを覆うように形成され、前記ゲート酸化膜と連続する素子分離膜と、を備え、
前記ゲート酸化膜及び前記素子分離膜の形成面である前記半導体基板の主面から前記半導体基板の裏面に向かう深さ方向において、前記ゲート酸化膜の前記半導体基板側の面は、前記素子分離膜の前記半導体基板側の面と同じ位置、または前記素子分離膜の前記半導体基板側の面より前記ゲート電極から離れた深い位置に設けられている半導体素子。
A semiconductor substrate comprising a drain region and a source region;
A gate oxide film formed on a channel region sandwiched between the drain region and the source region;
A gate electrode formed on the gate oxide film;
A drain electrode formed in a part on the drain region;
A source electrode formed in a part on the source region;
An element isolation film formed so as to cover an end portion of the drain region on the channel region side and an end portion of the source region on the channel region side, and continuous with the gate oxide film,
In the depth direction from the main surface of the semiconductor substrate, which is the formation surface of the gate oxide film and the element isolation film, to the back surface of the semiconductor substrate, the surface of the gate oxide film on the semiconductor substrate side is the element isolation film A semiconductor element provided at the same position as the surface on the semiconductor substrate side, or at a deeper position away from the gate electrode than the surface on the semiconductor substrate side of the element isolation film.
前記素子分離膜は、LOCOS酸化膜である請求項1に記載の半導体素子。   The semiconductor element according to claim 1, wherein the element isolation film is a LOCOS oxide film. 前記ゲート酸化膜は、熱酸化膜である請求項1または請求項2に記載の半導体素子。   The semiconductor element according to claim 1, wherein the gate oxide film is a thermal oxide film. 前記深さ方向において、前記ゲート酸化膜の前記半導体基板側の面は、前記素子分離膜の前記半導体基板側の面より前記ゲート電極から離れた深い位置に設けられている請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の半導体素子。   The surface of the gate oxide film on the semiconductor substrate side in the depth direction is provided at a deeper position away from the gate electrode than the surface of the element isolation film on the semiconductor substrate side. 4. The semiconductor element according to any one of 3. 前記深さ方向において、前記ゲート酸化膜の前記半導体基板側の面は、前記ドレイン領域及び前記ソース領域にそれぞれ含まれ、導電性に寄与する不純物イオンの濃度ピークの位置と同じ位置に設けられている請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の半導体素子。   In the depth direction, the surface of the gate oxide film on the semiconductor substrate side is included in the drain region and the source region, respectively, and is provided at the same position as the concentration peak of impurity ions contributing to conductivity. The semiconductor device according to any one of claims 1 to 4. 半導体基板に含まれる第1素子形成領域に、第1ドレイン領域と、第1ソース領域とを形成する工程と、
前記第1ドレイン領域と前記第1ソース領域とに挟まれた第1チャネル領域と、前記第1ドレイン領域の前記第1チャネル領域側の端部と、前記第1ソース領域の前記第1チャネル領域側の端部とを一体的に覆う第1素子分離膜を形成する工程と、
前記第1チャネル領域上に形成された前記第1素子分離膜を除去して、前記第1チャネル領域を露出させる工程と、
露出させた前記第1チャネル領域上に、前記第1素子分離膜と連続する第1ゲート酸化膜を形成する工程と、
前記第1ゲート酸化膜上に第1ゲート電極を形成する工程と、
前記第1ゲート電極の形成後、前記第1ドレイン領域上に第1ドレイン電極を形成し、前記第1ソース領域上に第1ソース電極を形成する工程と、を有する半導体素子の製造方法。
Forming a first drain region and a first source region in a first element formation region included in the semiconductor substrate;
A first channel region sandwiched between the first drain region and the first source region; an end of the first drain region on the first channel region side; and the first channel region of the first source region. Forming a first element isolation film integrally covering the side end portion;
Removing the first element isolation film formed on the first channel region to expose the first channel region;
Forming a first gate oxide film continuous with the first element isolation film on the exposed first channel region;
Forming a first gate electrode on the first gate oxide film;
Forming a first drain electrode on the first drain region and forming a first source electrode on the first source region after forming the first gate electrode.
第1導電型の半導体基板に含まれる第1素子形成領域に第2導電型の不純物を注入し、前記第1素子形成領域に第1ウェル層を形成する工程と、
前記第1ウェル層上の一部に第1素子分離膜を形成する工程と、
前記第1素子分離膜を介し、前記第1ウェル層の一部に前記第1導電型の不純物を注入して、前記第1ウェル層に第1チャネル領域を含むボディ層を形成する工程と、
前記第1チャネル領域上に形成された前記第1素子分離膜を除去して、前記第1チャネル領域を露出させる工程と、
露出した前記第1チャネル領域上に、前記第1素子分離膜と連続する第1ゲート酸化膜を形成する工程と、
前記第1ゲート酸化膜上に第1ゲート電極を形成する工程と、
前記第1ゲート電極の形成後、前記第1ウェル層のうち、前記第1チャネル領域を挟んで対向する一方の領域である第1ドレイン領域上に第1ドレイン電極を形成し、他方の領域である第1ソース領域上に第1ソース電極を形成する工程と、を有する半導体素子の製造方法。
Injecting a second conductivity type impurity into the first element formation region included in the first conductivity type semiconductor substrate, and forming a first well layer in the first element formation region;
Forming a first isolation layer on a portion of the first well layer;
Injecting the first conductivity type impurity into a part of the first well layer through the first element isolation film to form a body layer including a first channel region in the first well layer;
Removing the first element isolation film formed on the first channel region to expose the first channel region;
Forming a first gate oxide film continuous with the first element isolation film on the exposed first channel region;
Forming a first gate electrode on the first gate oxide film;
After the formation of the first gate electrode, a first drain electrode is formed on a first drain region which is one of the first well layers facing each other across the first channel region, and in the other region Forming a first source electrode on a certain first source region. A method for manufacturing a semiconductor device.
前記第1チャネル領域を露出させる工程では、前記第1素子分離膜を、前記第1チャネル領域上のみ除去する請求項6または請求項7に記載の半導体素子の製造方法。   8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein in the step of exposing the first channel region, the first element isolation film is removed only on the first channel region. 前記第1ゲート酸化膜を形成する工程では、前記第1ゲート酸化膜及び前記第1素子分離膜の形成面である前記半導体基板の主面から前記半導体基板の裏面に向かう深さ方向において、前記第1ゲート酸化膜の前記半導体基板側の面が、前記第1素子分離膜の前記半導体基板側の面と同じ位置、または前記第1素子分離膜の前記半導体基板側の面より前記第1ゲート電極から離れた深い位置に達するまで、前記第1ゲート酸化膜の形成を継続する請求項6から請求項8のいずれか一項に記載の半導体素子の製造方法。   In the step of forming the first gate oxide film, in the depth direction from the main surface of the semiconductor substrate, which is the formation surface of the first gate oxide film and the first element isolation film, to the back surface of the semiconductor substrate, The surface of the first gate oxide film on the semiconductor substrate side is the same position as the surface of the first element isolation film on the semiconductor substrate side or the surface of the first element isolation film on the semiconductor substrate side. 9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the formation of the first gate oxide film is continued until reaching a deep position away from the electrode. 前記第1ゲート酸化膜を形成する工程では、前記深さ方向において、前記第1ゲート酸化膜の前記半導体基板側の面が、前記第1ドレイン領域及び前記第1ソース領域にそれぞれ含まれ、導電性に寄与する不純物イオンの濃度ピークの位置と同じ位置に達するまで、前記第1ゲート酸化膜の形成を継続する請求項6から請求項9のいずれか一項に記載の半導体素子の製造方法。   In the step of forming the first gate oxide film, in the depth direction, the surface of the first gate oxide film on the semiconductor substrate side is included in the first drain region and the first source region, respectively, 10. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the formation of the first gate oxide film is continued until reaching the same position as the position of the concentration peak of impurity ions contributing to the property. 前記第1素子分離膜を形成する工程と同時に、前記半導体基板に含まれ、前記第1素子形成領域とは異なる第2素子形成領域の一部に、第2素子分離膜を形成する工程と、
前記第1ゲート酸化膜を形成する工程後、前記第2素子形成領域に前記第1導電型または前記第2導電型の不純物を導入し、第2ウェル層を形成する工程と、
前記第2ウェル層を形成する工程後であって前記第1ゲート電極を形成する工程前に、前記第2素子形成領域に第2ゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記第1ゲート電極を形成する工程と同時に、前記第2ゲート絶縁膜上に第2ゲート電極を形成する工程と、
前記第2ゲート電極を形成する工程後であって前記第1ドレイン電極及び前記第1ソース電極を形成する工程前に、前記第2ゲート電極下から露出した前記第2素子形成領域に第2ドレイン領域及び第2ソース領域を形成する工程と、
前記第1ドレイン電極及び前記第1ソース電極を形成する工程と同時に、前記第2ドレイン領域上に第2ドレイン電極を形成し、前記第2ソース領域上に第2ソース電極を形成する工程とを、さらに有する請求項6から請求項10のいずれか一項に記載の半導体素子の製造方法。
Simultaneously with the step of forming the first element isolation film, forming a second element isolation film in a part of the second element formation region included in the semiconductor substrate and different from the first element formation region;
After the step of forming the first gate oxide film, introducing the first conductivity type or the second conductivity type impurity into the second element formation region to form a second well layer;
Forming a second gate insulating film in the second element formation region after the step of forming the second well layer and before the step of forming the first gate electrode;
Forming the second gate electrode on the second gate insulating film simultaneously with the step of forming the first gate electrode;
After the step of forming the second gate electrode and before the step of forming the first drain electrode and the first source electrode, a second drain is formed in the second element formation region exposed from below the second gate electrode. Forming a region and a second source region;
A step of forming a second drain electrode on the second drain region and a second source electrode on the second source region simultaneously with the step of forming the first drain electrode and the first source electrode; Furthermore, the manufacturing method of the semiconductor element as described in any one of Claims 6-10 which has further.
前記第1素子分離膜を形成する工程では、前記第1ソース電極及び前記第1ドレイン電極が形成される領域上に、SiN膜を形成してからLOCOS酸化して、前記第1素子分離膜を形成する請求項6から請求項10のいずれか一項に記載の半導体素子の製造方法。   In the step of forming the first element isolation film, a SiN film is formed on a region where the first source electrode and the first drain electrode are formed, and then LOCOS oxidation is performed to form the first element isolation film. The manufacturing method of the semiconductor element as described in any one of Claim 6 to 10 formed. 前記第1素子分離膜を形成する工程では、前記第1ソース電極及び前記第1ドレイン電極が形成される領域上、及び、前記第2ゲート絶縁膜と前記第2ドレイン領域と前記第2ソース領域上に、SiN膜を形成してからLOCOS酸化して、前記第1素子分離膜及び前記第2素子分離膜を形成する請求項11に記載の半導体素子の製造方法。   In the step of forming the first element isolation film, the second gate insulating film, the second drain region, and the second source region are formed on a region where the first source electrode and the first drain electrode are formed. 12. The method of manufacturing a semiconductor element according to claim 11, wherein a SiN film is formed and then LOCOS oxidation is performed to form the first element isolation film and the second element isolation film.
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