JP2826024B2 - Method for manufacturing MOS transistor - Google Patents

Method for manufacturing MOS transistor

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JP2826024B2
JP2826024B2 JP4277276A JP27727692A JP2826024B2 JP 2826024 B2 JP2826024 B2 JP 2826024B2 JP 4277276 A JP4277276 A JP 4277276A JP 27727692 A JP27727692 A JP 27727692A JP 2826024 B2 JP2826024 B2 JP 2826024B2
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、MOS型トランジスタ
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a MOS transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図11に、集積回路(以下、「IC:in
tegrated circuit」という)に利用されるMOS型電界
効果トランジスタ(以下、「MOSFET:metal oxid
e semiconductor field effect transistor 」という)
の基本的な断面構造を示す。MOSFETは、図11の
如く、P型シリコン基板1の表層部に、チャネル領域2
を挟んでN型ソース領域3およびN型ドレイン領域4が
形成されている。そして、シリコン基板1のチャネル領
域2上に、ソース領域3およびドレイン領域4を橋渡す
状態で、ゲート酸化膜5を介してゲート6が形成されて
いる。
2. Description of the Related Art FIG. 11 shows an integrated circuit (hereinafter referred to as "IC: in").
MOS field effect transistor (hereinafter referred to as “MOSFET: metal oxid
e semiconductor field effect transistor ")
1 shows a basic cross-sectional structure. As shown in FIG. 11, the MOSFET includes a channel region 2 in a surface layer portion of a P-type silicon substrate 1.
An N-type source region 3 and an N-type drain region 4 are formed sandwiching. Then, a gate 6 is formed on the channel region 2 of the silicon substrate 1 via a gate oxide film 5 so as to bridge the source region 3 and the drain region 4.

【0003】近年の半導体産業の発展に伴い、素子の高
集積化が望まれており、これに対処するため、MOSF
ETの微細化が行われている。すなわち、MOSFET
の微細化は、Dennard 等の提唱したスケーリング則に従
って、MOSFETの各部の寸法をスケールダウンさせ
て、素子の高集積化に対応している。スケーリングの基
本的な考え方は、MOSFETの横方向の寸法、すなわ
ちチャネル領域2の長さ、幅を1/α(α:スケーリン
グ係数)にした場合、MOSFETの縦方向の寸法、す
なわちゲート酸化膜5の厚さ、ソース領域3およびドレ
イン領域4の接合深さも1/αに縮小比例する。それと
同時に、電圧もすべて1/αにすることにより、MOS
FETの各部の電位分布を一定に保つのである。
[0003] With the recent development of the semiconductor industry, high integration of elements has been desired.
ET is being miniaturized. That is, MOSFET
In accordance with the scaling rule proposed by Dennard et al., The dimensions of each part of the MOSFET are scaled down to cope with high integration of devices. The basic concept of scaling is that when the lateral dimension of the MOSFET, that is, the length and width of the channel region 2 are 1 / α (α: scaling factor), the vertical dimension of the MOSFET, that is, the gate oxide film 5 And the junction depth of the source region 3 and the drain region 4 are also reduced in proportion to 1 / α. At the same time, by setting all voltages to 1 / α, MOS
The potential distribution of each part of the FET is kept constant.

【0004】上記スケーリング則によると、電圧はすべ
て1/αにスケールダウンしなければならない。しか
し、実際はこの基本原則が守られておらず、微細化した
MOSFETの電源電圧は、スケーリング前の電源電圧
で一定のまま使用されていた。ドレイン電圧を一定とし
たままでチャネル領域2の長さ(チャネル長)をどんど
ん短くしていくと、当然のことながらチャネル中の電界
は、スケーリング係数で大きくなる。これは、MOSF
ET飽和領域で動作しているときに大きな問題、すな
わち短チャネル効果を引き起こす。なぜなら、ピンチオ
フ状態では、ドレイン電圧、正確にはVD −VDsatがほ
とんどそのままピンチオフ点とドレイン領域4間の空乏
層にかかるため、ドレイン領域4近傍に非常に大きな電
界のピークが現れるからである。一般に、大きな電界に
よって加速され、熱エネルギーよりも高いエネルギーを
持った電子のことをホットエレクトロンと呼び、ドレイ
ン領域近傍では、このホットエレクトロンが多数発生
し、これが問題を引き起こす。
According to the above scaling rule, all voltages must be scaled down to 1 / α. However, in practice, this basic principle was not adhered to, and the power supply voltage of the miniaturized MOSFET was used at a constant power supply voltage before scaling. If the length (channel length) of the channel region 2 is made shorter and shorter with the drain voltage kept constant, the electric field in the channel naturally increases with the scaling factor. This is MOSF
Major problems when ET is operating in the saturation region, i.e., causing short channel effect. This is because, in the pinch-off state, the drain voltage, more precisely, V D −V Dsat is almost directly applied to the depletion layer between the pinch-off point and the drain region 4, so that a very large electric field peak appears near the drain region 4. . Generally, electrons that are accelerated by a large electric field and have higher energy than thermal energy are called hot electrons, and a large number of these hot electrons are generated near the drain region, which causes a problem.

【0005】まず、第1は、インパクトイオン化(impac
t ionization) といって、ホットエレクトロンがシリコ
ン基板1のシリコン結晶にぶつかり、その結合をきるた
めに、電子−正孔対が生成され、余分の電流が流れる現
象である。この電流は、電子がドレイン領域4に引き込
まれ、ホールが基板1に流れ込む結果生じる電流で、ド
レイン領域4と基板1の間に流れる。この電流が多くな
ると、図12に示したように、基板1の抵抗(実効的な
抵抗を「RS 」と表現した)による電圧効果が生じ、ソ
ース領域3近傍の基板1の電位が上昇する。特に、基板
1がグランドに接地されているときには、IRsub >φ
BI(拡散電位)となると、ソース領域3が順方向バイア
スとなり、多量の電子が基板1に注入される。これは、
一種の正帰還現象であり、遂にはソース領域3、ドレイ
ン領域4は導通状態になって、制御不能な多大の電流が
流れて素子の破壊に至る場合もある。
[0005] First, impact ionization (impac
This is a phenomenon in which hot electrons collide with the silicon crystal of the silicon substrate 1 and an electron-hole pair is generated to break the bond, thereby causing an excess current to flow. This current is generated as a result of electrons being drawn into the drain region 4 and holes flowing into the substrate 1, and flows between the drain region 4 and the substrate 1. When this current increases, as shown in FIG. 12, a voltage effect occurs due to the resistance of the substrate 1 (effective resistance is expressed as “R S ”), and the potential of the substrate 1 near the source region 3 increases. . In particular, when the substrate 1 is grounded, IR sub > φ
When the potential becomes BI (diffusion potential), the source region 3 becomes forward biased, and a large amount of electrons are injected into the substrate 1. this is,
This is a kind of positive feedback phenomenon, and finally, the source region 3 and the drain region 4 become conductive, and a large amount of uncontrollable current flows, sometimes leading to destruction of the element.

【0006】ここまで電流が増加しないまでも、ドレイ
ン領域4でのインパクトイオン化により光が発生し、こ
れが、近くのデバイスのPN接合部に電子−正孔対を生
成し、余分の電流を生じさせるという問題も引き起こ
す。ホットエレクトロンの最もやっかいなのは、高エネ
ルギーを持った電子がシリコン基板1−ゲート酸化膜5
界面のバリアを乗り越え、ゲート酸化膜5中に入ってく
る現象である。これは、ホットエレクトロンの一部がゲ
ート酸化膜5中にトラップされ、負の固定電荷となるた
めに、しきい値を正方向にシフトさせる。このように、
しきい値が正方向にシフトすると、回路が動作している
うちに、除々に電流が流れにくくなり、MOSFETの
特性が変化していくため、ICの信頼性を低下させるこ
とになる。これを、一般にホットエレクトロン効果と呼
んでいる。
Even if the current does not increase so far, light is generated by the impact ionization in the drain region 4, which generates an electron-hole pair at a PN junction of a nearby device and generates an extra current. This also causes the problem. The worst thing about hot electrons is that electrons with high energy are converted to silicon substrate 1-gate oxide film 5.
This is a phenomenon that gets over the barrier at the interface and enters the gate oxide film 5. This shifts the threshold value in the positive direction because some of the hot electrons are trapped in the gate oxide film 5 and become negative fixed charges. in this way,
When the threshold value shifts in the positive direction, the current gradually becomes difficult to flow while the circuit is operating, and the characteristics of the MOSFET change, thereby lowering the reliability of the IC. This is generally called a hot electron effect.

【0007】上記短チャネル効果、詳細にはホットエレ
クトロン効果の問題は、すべてドレイン領域4近傍にお
ける高電界が原因となっているため、従来より、この電
界を緩和するデバイスが種々提案されている。その代表
的なものが、LDD(lightlydoped drain) 構造を有す
るMOSFET(以下、「LDDMOSFET」とい
う)である。
The short channel effect, specifically the hot electron effect, is caused by a high electric field in the vicinity of the drain region 4. Therefore, various devices for relaxing the electric field have been proposed. A typical example is a MOSFET having an LDD (lightly doped drain) structure (hereinafter, referred to as an “LDDMOSFET”).

【0008】図13に、LDDMOSFETの概略的な
断面構造を示す。LDDMOSFETは、図13の如
く、ドレイン領域4の不純物分布をなるべくなだらかに
するように、ドレイン領域4を、N型拡散層4aと、N
型拡散層4aのソース領域3側端部に設けられ、N型拡
散層4aよりも不純物濃度が低いN- 型LDD拡散層4
bとから構成している。また、ソース領域3も、N型拡
散層3aと、N型拡散層3aのドレイン領域4側端部に
設けられ、N型拡散層3aよりも不純物濃度が低いN-
型拡散層3bとから構成されている。
FIG. 13 shows a schematic sectional structure of an LDDMOSFET. As shown in FIG. 13, the LDDMOSFET is formed by forming the drain region 4 with an N-type diffusion layer 4a and an N-type diffusion layer 4a so as to make the impurity distribution of the drain region 4 as gentle as possible.
N type LDD diffusion layer 4, which is provided at the end of source type diffusion layer 4 a on the side of source region 3 and has a lower impurity concentration than N type diffusion layer 4 a
b. The source region 3 is also a N-type diffusion layer 3a, provided at four side end drain region of the N-type diffusion layer 3a, impurity concentration than the N-type diffusion layer 3a lower N -
And the diffusion layer 3b.

【0009】上記LDDMOSFETの製造方法につい
て、図13を参照して簡単に説明する。まず、P型シリ
コン基板1上にフィールド酸化膜7およびゲート酸化膜
5を形成した後、ゲート酸化膜5上にゲート6を形成す
る。次に、ゲート6をマスクとしてP+ を低濃度に注入
拡散し、チャネル領域2を挟んでN- 型拡散層3bおよ
びN- 型LDD拡散層4bをそれぞれ形成する。そし
て、ゲート6の両側に一対のサイドスペーサ8,9をそ
れぞれ形成し、ゲート6および一対のサイドスペーサ
8,9をマスクとしてAs+ 、P+ を高濃度に注入拡散
し、N- 型拡散層3bおよびN- 型LDD拡散層4bの
ゲート6側端部より外側においてチャネル領域2を挟ん
で、N型拡散層3a,4aをそれぞれ形成する。
A method for manufacturing the above LDD MOSFET will be briefly described with reference to FIG. First, after a field oxide film 7 and a gate oxide film 5 are formed on a P-type silicon substrate 1, a gate 6 is formed on the gate oxide film 5. Next, P + is implanted and diffused at a low concentration using the gate 6 as a mask, and an N -type diffusion layer 3b and an N -type LDD diffusion layer 4b are formed with the channel region 2 interposed therebetween. Then, each forming a pair of side spacers 8,9 on both sides of the gate 6, As + gate 6 and a pair of side spacers 8,9 as a mask to inject diffused P + high concentration, N - -type diffusion layer N-type diffusion layers 3a and 4a are formed on both sides of the channel region 2 outside the gate 6 side end of the N - type LDD diffusion layer 4b and the N - type LDD diffusion layer 4b.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記LDDMOSFE
Tは、N- 型LDD拡散層4bがドレイン領域4近傍に
おける高電界を緩和することにより、ここにできる空乏
層の電界が高くならないで済む。このため、アバランシ
ェ現象が生じにくくなり、高エネルギーのホットエレク
トロンが発生しにくくなる。よって、ホットエレクトロ
ン効果を防止できる。
The above-mentioned LDDMOSFE
In the case of T, the N -type LDD diffusion layer 4b alleviates the high electric field near the drain region 4, so that the electric field of the depletion layer formed here does not need to be increased. For this reason, the avalanche phenomenon hardly occurs, and high-energy hot electrons hardly occur. Therefore, the hot electron effect can be prevented.

【0011】しかしながら、LDDMOSFETにあっ
ては、上述のスケールダウンによりゲート酸化膜5の膜
厚が薄くなっている。そのため、ドレイン−基板耐圧と
ゲート耐圧との関係は、図14に示すように、電圧を上
げていくとドレイン−基板耐圧X>ゲート耐圧Yとな
り、電流は基板1側よりもむしろゲート6側に流れやす
くなる。つまり、静電耐圧が低くなっている。
However, in the LDD MOSFET, the thickness of the gate oxide film 5 is reduced due to the aforementioned scale down. Therefore, as shown in FIG. 14, the relationship between the drain-substrate withstand voltage and the gate withstand voltage is such that as the voltage is increased, the drain-substrate withstand voltage X> gate withstand voltage Y, and the current flows to the gate 6 rather than the substrate 1 side. Easy to flow. That is, the electrostatic withstand voltage is low.

【0012】このLDDMOSFETは、ICの製造プ
ロセスの関係上、ICの内部素子部のみならず、入出力
部(以下、「I/O(input/output)部」という)にも使
用されるのが通常である。すなわち、I/O部において
は、図15に示すように、LDDMOSFET10のド
レインが入出力パッド11に直接接続されており、サー
ジ電圧が入出力パッド11に印加されると、ドレイン−
基板耐圧>ゲート耐圧となっているから、サージ電流
は、図13において矢印で示すように、N型拡散層4
a、N- 型LDD拡散層4bおよびゲート酸化膜5を通
過してゲート6に流れる。そのため、ゲート6のドレイ
ン領域4側における下方のゲート酸化膜5(図13のA
参照)が破壊される場合がある。また、図13にAで示
すゲート酸化膜5の破壊に至らないまでも、ゲート酸化
膜5に電荷がチャージされ、ソフトリークが発生する。
よって、内部素子部に悪影響を与え、ICの信頼性を低
下させることがあった。
This LDDMOSFET is used not only for the internal element part of the IC but also for the input / output part (hereinafter referred to as "I / O (input / output) part") due to the manufacturing process of the IC. Normal. That is, in the I / O section, as shown in FIG. 15, the drain of the LDD MOSFET 10 is directly connected to the input / output pad 11, and when a surge voltage is applied to the input / output pad 11, the drain
Since the substrate withstand voltage> gate withstand voltage, the surge current flows through the N-type diffusion layer 4 as shown by the arrow in FIG.
a, flows to the gate 6 through the N type LDD diffusion layer 4 b and the gate oxide film 5. Therefore, the lower gate oxide film 5 on the drain region 4 side of the gate 6 (A in FIG.
May be destroyed. Further, even if the gate oxide film 5 is not destroyed as indicated by A in FIG. 13, the charge is charged in the gate oxide film 5 and soft leak occurs.
Therefore, the internal elements may be adversely affected, and the reliability of the IC may be reduced.

【0013】本発明は、上記に鑑み、微細化によりゲー
ト絶縁膜を薄くしても、静電耐圧を高くできるMOS型
トランジスタの製造方法の提供を目的とする。
[0013] The present invention has been made in view of the above, even if the thin gate insulating film due to miniaturization, and an object thereof is to provide a method for producing M OS transistor that can increase the electrostatic breakdown voltage.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段および作用】Means and action for solving the problem

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【0018】[0018]

【0019】請求項記載のMOS型トランジスタの製
造方法は、LDDMOS型トランジスタが内部素子部に
使用されている集積回路において、内部素子部との入出
力を行う入出力部に使用されるMOS型トランジスタで
あって、 チャネル領域、ならびにチャネル領域を挟んで
ソース領域およびドレイン領域が形成された半導体基板
と、 半導体基板のチャネル領域上に、ソース領域および
ドレイン領域を橋渡す状態で、ゲート絶縁膜を介して形
成されたゲートとを備え、 上記チャネル領域の長さは、
内部素子部のLDDMOSFETのチャネル長よりも長
く設けられており、 上記ゲートの少なくともドレイン領
域側端部の下方における予め定める領域のゲート絶縁膜
は、ドレイン領域のソース領域側端部における予め定め
る領域を完全に覆うように、他の領域のゲート絶縁膜よ
りも厚く設けられているMOS型トランジスタを、上記
内部素子部のLDDMOS型トランジスタと並行して製
造するための方法であって、半導体基板上にゲート絶縁
膜およびゲートを順次形成する工程、ゲートをマスクと
して、半導体基板へLDDイオンを注入した後、ゲート
のソース領域側およびドレイン領域側に一対のサイドス
ペーサを形成する工程、等方性エッチングにより、少な
くとも、ドレイン領域側のサイドスペーサ、およびドレ
イン領域側のゲート絶縁膜を除去し、半導体基板を露出
させる工程、熱酸化により、前記工程で露出された半導
体基板上に再度ゲート絶縁膜を形成する工程、ならびに
ゲートをマスクとした半導体基板へのイオン注入によ
り、自己整合的にドレイン領域およびソース領域を形成
する工程を含むものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a MOS transistor, wherein the LDDMOS transistor is provided in the internal element portion.
Ingress and egress of internal elements in the integrated circuit used
MOS type transistors used for input / output
There, the channel region, and across the channel region
Semiconductor substrate having source and drain regions formed
And a source region and a channel region on the channel region of the semiconductor substrate.
With the drain region bridging, it is formed through the gate insulating film.
And a gate formed, wherein the length of the channel region is:
Longer than the channel length of the LDDMOSFET in the internal element
And at least the drain area of the gate
Gate insulating film in a predetermined region below the region-side end
Is predetermined at the end of the drain region on the source region side.
The gate insulating film in other areas so as to completely cover the
A method for manufacturing a MOS transistor provided with a greater thickness in parallel with the LDDMOS transistor in the internal element portion, wherein a gate insulating film and a gate are sequentially formed on a semiconductor substrate. Forming a pair of side spacers on the source region side and the drain region side of the gate after the LDD ions are implanted into the semiconductor substrate using the gate as a mask. Removing the spacer and the gate insulating film on the drain region side to expose the semiconductor substrate, forming the gate insulating film again on the semiconductor substrate exposed in the above step by thermal oxidation, and using the gate as a mask Forming a drain region and a source region in a self-aligned manner by ion implantation into a semiconductor substrate Than it is.

【0020】上記製造方法において、LDDイオンを注
入し、LDD構造を得るための一対のサイドスペーサを
形成した後に、ゲートをマスクとして、等方性エッチン
グにより、少なくとも、ドレイン領域側のサイドスペー
サ、およびドレイン領域側のゲート絶縁膜を除去し、半
導体基板を露出させることで、エッチングは縦方向のみ
ならず横方向へも進み、ゲートのドレイン領域側端部の
下方におけるゲート絶縁膜を除去することができるか
ら、再ゲート熱酸化工程において、ゲートのドレイン領
域側端部の下方における予め定める領域のゲート酸化膜
を、容易に他の領域のゲート絶縁膜よりも厚く形成する
ことができる。
In the above manufacturing method, after a pair of side spacers for forming an LDD structure are formed by implanting LDD ions, at least the side spacers on the drain region side and the gate region are masked by isotropic etching. By removing the gate insulating film on the drain region side and exposing the semiconductor substrate, the etching proceeds not only in the vertical direction but also in the horizontal direction, and it is possible to remove the gate insulating film below the drain region side end of the gate. Therefore, in the re-gate thermal oxidation process, the gate oxide film in the predetermined region below the end of the gate on the drain region side can be easily formed thicker than the gate insulating film in the other region.

【0021】また、ゲートのドレイン領域側端部の下方
における予め定める領域の厚いゲート絶縁膜で、ドレイ
ン領域のソース領域側端部における予め定める領域を完
全に覆いつつ、容易にドレイン領域を形成できる。つま
り、ドレイン領域のマスク合わせが容易かつ正確に行う
ことができる。請求項記載のMOS型トランジスタの
製造方法は、LDDMOS型トランジスタが内部素子部
に使用されている集積回路において、内部素子部との入
出力を行う入出力部に使用されるMOS型トランジスタ
であって、 チャネル領域、ならびにチャネル領域を挟ん
でソース領域およびドレイン領域が形成された半導体基
板と、 半導体基板のチャネル領域上に、ソース領域およ
びドレイン領域を橋渡す状態で、ゲート絶縁膜を介して
形成されたゲートとを備え、 上記チャネル領域の長さ
は、内部素子部のLDDMOSFETのチャネル長より
も長く設けられており、 上記ソース領域は、ソース拡散
層と、ソース拡散層のドレイン領域側端部に設けられ、
ソース拡散層よりも薄い不純物濃度の拡散層とから構成
されており、 上記ドレイン領域は、単一の不純物拡散構
造を有しており、 上記ゲートのドレイン領域側端部の下
方における予め定める領域のゲート絶縁膜は、ドレイン
領域のソース領域側端部における予め定める領域を完全
に覆うように、他の領域のゲート絶縁膜よりも厚く設け
られているMOS型トランジスタを、上記内部素子部の
LDDMOS型トランジスタと並行して製造するための
方法であって、半導体基板上にゲート絶縁膜およびゲー
トを順次形成する工程、ゲートをマスクとして、半導体
基板へLDDイオンを注入した後、ゲートのソース領域
側およびドレイン領域側に一対のサイドスペーサを形成
する工程、等方性エッチングにより、ドレイン領域側の
サイドスペーサ、およびドレイン領域側のゲート絶縁膜
を除去し、半導体基板を露出させる工程、熱酸化によ
り、前記工程で露出した半導体基板上に再度ゲート絶縁
膜を形成する工程、ならびにゲートおよびソース領域側
のサイドスペーサをマスクとした半導体基板へのイオン
注入により、自己整合的にドレイン領域およびソース領
域を形成する工程を含むものである。
Further, the drain region can be easily formed while completely covering the predetermined region at the end of the drain region on the source region side with the thick gate insulating film of the predetermined region below the end portion of the gate on the drain region side. . That is, the mask alignment of the drain region can be easily and accurately performed. 3. The method for manufacturing a MOS transistor according to claim 2 , wherein the LDD MOS transistor has an internal element portion.
In the integrated circuit used for
MOS type transistor used for input / output unit that performs output
A is, across the channel region and the channel region,
Semiconductor substrate with source and drain regions formed by
Board and a source region and a channel region on a semiconductor substrate.
Through the gate insulating film while bridging the drain and drain regions.
A gate formed and a length of the channel region
Is based on the channel length of the LDD MOSFET in the internal element.
The source region is also provided with a source diffusion region.
A layer and an end of the source diffusion layer on the drain region side,
Consists of a diffusion layer with a lower impurity concentration than the source diffusion layer
It is, the drain region, a single impurity diffusion structure
Has a forming, under the drain region side end portion of the gate
The gate insulating film in the predetermined region in
Complete the predefined area at the source area side end of the area
Thicker than the gate insulating film in other areas to cover
A MOS transistor which is a method for manufacturing in parallel with LDDMOS transistor of the internal element, sequentially forming a gate insulating film and a gate on a semiconductor substrate, a gate as a mask, A step of forming a pair of side spacers on the source region side and the drain region side of the gate after injecting LDD ions into the semiconductor substrate, and a side spacer on the drain region side and a gate insulating film on the drain region side by isotropic etching Removing the semiconductor substrate, exposing the semiconductor substrate by thermal oxidation, forming a gate insulating film again on the semiconductor substrate exposed in the above step, and removing the semiconductor substrate using the side spacers on the gate and source region side as a mask. Forming a drain region and a source region in a self-aligned manner by ion implantation; Is Dressings.

【0022】上記製造方法において、LDDイオンを注
入し、LDD構造を得るための一対のサイドスペーサを
形成した後、ゲートおよびソース領域側のサイドペーサ
をマスクとして、等方性エッチングにより、ドレイン領
域側のサイドスペーサ、およびゲート絶縁膜を除去し、
半導体基板を露出させることで、ゲートのドレイン領域
側端部の下方におけるゲート絶縁膜が、いわゆるサイド
エッチングされるから、再ゲート熱酸化工程において、
ゲートのドレイン領域側端部の下方における予め定める
領域のゲート絶縁膜を、容易に他の領域のゲート絶縁膜
よりも厚く形成することができる。
In the above manufacturing method, LDD ions are implanted to form a pair of side spacers for obtaining an LDD structure, and isotropic etching is performed by isotropic etching using the side spacers on the gate and source regions as masks. Remove the side spacer and gate insulating film,
By exposing the semiconductor substrate, the gate insulating film below the edge of the gate on the drain region side is so-called side-etched.
The gate insulating film in the predetermined region below the end of the gate on the drain region side can be easily formed thicker than the gate insulating films in other regions.

【0023】また、ゲートのドレイン領域側端部の下方
における予め定める領域の厚いゲート絶縁膜で、ドレイ
ン領域のソース領域側端部における予め定める領域を完
全に覆いつつ、容易にドレイン領域のみを単一不純物拡
散構造とすることができる。つまり、単一不純物拡散構
造のドレイン領域のマスク合わせが容易かつ正確に行う
ことができる。
Further, a thick gate insulating film of a predetermined region below the end of the gate on the drain region side can easily cover only the drain region while completely covering the predetermined region on the source region side end of the drain region. A single impurity diffusion structure can be used. That is, the mask alignment of the drain region having the single impurity diffusion structure can be easily and accurately performed.

【0024】請求項記載のMOS型トランジスタの製
造方法は、LDDMOS型トランジスタが内部素子部に
使用されている集積回路において、内部素子部との入出
力を行う入出力部に使用されるMOS型トランジスタで
あって、 チャネル領域、ならびにチャネル領域を挟んで
ソース領域およびドレイン領域が形成された半導体基板
と、 半導体基板のチャネル領域上に、ソース領域および
ドレイン領域を橋渡す状態で、ゲート絶縁膜を介して形
成されたゲートとを備え、 上記チャネル領域の長さは、
内部素子部のLDDMOSFETのチャネル長よりも長
く設けられており、 上記ソース領域およびドレイン領域
の両方が、単一の不純物拡散構造を有しており、 上記ゲ
ートのソース領域側およびドレイン領域側両端部の下方
における予め定める領域のゲート絶縁膜は、ソース領域
側のドレイン領域側端部およびドレイン領域のソース領
域側端部における予め定める領域を完全に覆うように、
他の領域のゲート絶縁膜よりも厚く設けられているMO
S型トランジスタを、上記内部素子部のLDDMOS型
トランジスタと並行して製造するための方法であって、
半導体基板上にゲート絶縁膜およびゲートを順次形成す
る工程、ゲートをマスクとして、半導体基板へLDDイ
オンを注入した後、ゲートのソース領域側およびドレイ
ン領域側に一対のサイドスペーサを形成する工程、等方
性エッチングにより、一対のサイドスペーサ、ならびに
ソース領域側およびドレイン領域側のゲート絶縁膜を除
去し、半導体基板を露出させる工程、熱酸化により、前
記工程で露出された半導体基板上に再度ゲート絶縁膜を
形成する工程、ならびにゲートをマスクとした半導体基
板へのイオン注入により、自己整合的にドレイン領域お
よびソース領域を形成する工程を含むものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a MOS transistor, wherein the LDDMOS transistor is provided in the internal element portion.
Ingress and egress of internal elements in the integrated circuit used
MOS type transistors used for input / output
There, the channel region, and across the channel region
Semiconductor substrate having source and drain regions formed
And a source region and a channel region on the channel region of the semiconductor substrate.
With the drain region bridging, it is formed through the gate insulating film.
And a gate formed, wherein the length of the channel region is:
Longer than the channel length of the LDDMOSFET in the internal element
Ku is provided, the source and drain regions
Both are have a single impurity diffusion structure, the gate
Below both ends of the source and drain regions
The gate insulating film in a predetermined region in the source region
Drain region side edge and drain region source region
To completely cover the predetermined area at the area side end,
MO provided thicker than the gate insulating film in other regions
The S-type transistor, a method for manufacturing in parallel with LDDMOS transistor of the internal element,
A step of sequentially forming a gate insulating film and a gate on a semiconductor substrate, a step of implanting LDD ions into the semiconductor substrate using the gate as a mask, and forming a pair of side spacers on the source region side and the drain region side of the gate, and the like. A step of removing the pair of side spacers and the gate insulating film on the source region side and the drain region side by isotropic etching and exposing the semiconductor substrate, and performing a gate insulating process on the semiconductor substrate exposed in the above step by thermal oxidation. The method includes a step of forming a film and a step of forming a drain region and a source region in a self-aligned manner by ion implantation into a semiconductor substrate using a gate as a mask.

【0025】上記製造方法において、LDDイオンを注
入し、LDD構造を得るための一対のサイドスペーサを
形成した後に、ゲートをマスクとして、等方性エッチン
グにより、一対のサイドスペーサ、ならびにソース領域
側およびドレイン領域側のゲート絶縁膜を除去し、半導
体基板を露出させることで、ゲートのソース領域側およ
びドレイン領域側両端部の下方におけるゲート絶縁膜が
サイドエッチングされるから、再ゲート熱酸化工程にお
いて、ゲートのソース領域側およびドレイン領域側両端
部の下方における予め定める領域のゲート絶縁膜を、容
易に他の領域のゲート絶縁膜よりも厚く形成できる。
In the above manufacturing method, after a pair of side spacers for forming an LDD structure is formed by implanting LDD ions, a pair of side spacers and a source region side and a source region side are formed by isotropic etching using a gate as a mask. By removing the gate insulating film on the drain region side and exposing the semiconductor substrate, the gate insulating film below both ends of the source region side and the drain region side of the gate is side-etched. The gate insulating film in a predetermined region below both ends of the gate on the source region side and the drain region side can be easily formed thicker than the gate insulating films in other regions.

【0026】また、ゲートのソース領域側およびドレイ
ン領域側両端部の下方における予め定める領域の厚いゲ
ート絶縁膜で、ソース領域のドレイン領域側端部および
ドレイン領域のソース領域側端部における予め定める領
域を完全に覆いつつ、容易にソース領域およびドレイン
領域を単一不純物拡散構造とすることができる。つま
り、単一不純物拡散構造のソース領域およびドレイン領
域のマスク合わせが容易かつ正確に行うことができる。
A thick gate insulating film of a predetermined region below both ends of the gate on the source region side and the drain region side, the predetermined region at the drain region side end of the source region and the predetermined region at the source region side end of the drain region , The source region and the drain region can easily have a single impurity diffusion structure. That is, the mask alignment of the source region and the drain region of the single impurity diffusion structure can be easily and accurately performed.

【0027】[0027]

【実施例】以下、本発明の第1実施例を図1ないし図7
に基づいて詳述する。図7は本発明の第1実施例に係る
MOSFETが利用されるICの構成を簡略化して示す
図である。図7を参照しつつ、本実施例に係るMOSF
ETが利用されるIC20の構成について説明する。
1 to 7 show a first embodiment of the present invention.
It will be described in detail based on. FIG. 7 is a diagram schematically showing the configuration of an IC using the MOSFET according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, the MOSF according to the present embodiment will be described.
The configuration of the IC 20 using the ET will be described.

【0028】IC20は、図7の如く、1つのP型シリ
コン基板21上に、所定の集積回路設計に基づいて電子
回路が高密度に作り込まれている。すなわち、IC20
は、P型シリコン基板21の中央部に例えばCPU等を
含む内部素子部22が形成されており、内部素子部22
の周囲に、当該内部素子部22と周辺回路(図示せず)
との間で入出力を行う複数のI/O部23が形成されて
いる。そして、内部素子部22には、LDDMOSFE
T(図示せず)が使用されており、各I/O部23に
は、本実施例に係るMOSFET30(図1参照)が使
用されている。
As shown in FIG. 7, in the IC 20, electronic circuits are formed at high density on one P-type silicon substrate 21 based on a predetermined integrated circuit design. That is, IC20
Has an internal element portion 22 including a CPU or the like formed at a central portion of a P-type silicon substrate 21.
Around the internal element portion 22 and peripheral circuits (not shown)
And a plurality of I / O units 23 that perform input and output between them. The internal element section 22 includes LDDMMOSFE.
T (not shown) is used, and the MOSFET 30 (see FIG. 1) according to the present embodiment is used for each I / O unit 23.

【0029】図1は本発明の第1実施例に係るMOSF
ETの構造を示す概略断面図である。図1を参照しつ
つ、本実施例に係るMOSFET30の構造について説
明する。本実施例のMOSFET30は、図1の如く、
P型シリコン基板21の表面上に形成されたフィールド
酸化膜31により素子分離されており、フィールド酸化
膜31により分離された領域のシリコン基板21の表層
部に、チャネル領域32、ならびにチャネル領域32を
挟んでN型ソース領域33およびN型ドレイン領域34
が形成されている。そして、シリコン基板21のチャネ
ル領域32上に、ソース領域33およびドレイン領域3
4を橋渡す状態で、ゲート酸化膜35を介してゲート3
6が設けられている。
FIG. 1 shows a MOSF according to a first embodiment of the present invention.
It is a schematic sectional drawing which shows the structure of ET. The structure of the MOSFET 30 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The MOSFET 30 of the present embodiment is, as shown in FIG.
The device is isolated by a field oxide film 31 formed on the surface of the P-type silicon substrate 21, and a channel region 32 and a channel region 32 are formed on the surface layer of the silicon substrate 21 in a region separated by the field oxide film 31. N-type source region 33 and N-type drain region 34
Are formed. Then, the source region 33 and the drain region 3 are formed on the channel region 32 of the silicon substrate 21.
4 and the gate 3 via the gate oxide film 35.
6 are provided.

【0030】P型シリコン基板21は、比抵抗が5〜2
0Ωcmくらいの比較的不純物濃度が低いものが用いら
れている。フィールド酸化膜31は、例えばSiO2
の絶縁物質からなり、素子分離のために約10000Å
程度に厚く設けられている。そして、フィールド酸化膜
31の直下には、MOSFET30のしきい値をコント
ロールして、フィールド酸化膜31下に寄生チャネルが
形成されるのを防止するため、例えばB+ 等のチャネル
スットプイオン濃度を高くしたP型不純物拡散層(以
下、「チャネルストッパ」という)37が形成されてい
る。
The P-type silicon substrate 21 has a specific resistance of 5-2.
A material having a relatively low impurity concentration of about 0 Ωcm is used. The field oxide film 31 is made of, for example, an insulating material such as SiO 2 and has a thickness of about 10,000
It is provided as thick as possible. Then, immediately below the field oxide film 31, to control the threshold of MOSFET 30, to prevent the field oxide film 31 parasitic channel below is formed, for example, a channel Suttopu ion concentration of B +, such as high A P-type impurity diffusion layer (hereinafter, referred to as a “channel stopper”) 37 is formed.

【0031】チャネル領域32の長さ(チャネル長)
は、内部素子部22で使用されているLDDMOSFE
Tのチャネル長よりも長く設定されている。N型ソース
領域33は、当該ソース領域33の不純物分布をなるべ
くなだらかにした構造を有している。すなわち、ソース
領域33は、例えばAs+ 、P+ 等のN型イオン濃度を
高くしたN型拡散層33aと、N型拡散層33aのドレ
イン領域34側端部に突出して設けられ、例えばP+
のLDDイオン濃度がN型拡散層33aよりも低いN-
型拡散層33bとから構成されている。
Length of channel region 32 (channel length)
Is the LDDMOSFE used in the internal element section 22.
It is set longer than the channel length of T. The N-type source region 33 has a structure in which the impurity distribution of the source region 33 is as gentle as possible. That is, the source region 33 is, for example As +, and N-type diffusion layer 33a that high N-type ion concentration of P +, etc., provided to protrude into the drain region 34 side end portion of the N-type diffusion layer 33a, for example, P + LDD ion concentration equal less than N-type diffusion layer 33a N -
And the diffusion layer 33b.

【0032】N型ドレイン領域34は、例えばAs+
+ 等のN型イオン濃度を高くしたシングルドレイン構
造を有している。ゲート酸化膜35は、例えばSiO2
等の絶縁物質からなり、その膜厚が約250Å程度に薄
く設けられていると共に、フィールド酸化膜31に接続
している。また、ゲート36のドレイン領域34側端部
の下方における予め定める領域のゲート酸化膜35c
は、MOSFET30の静電耐圧を強くすべく、約35
0Å程度をもって他の領域のゲート酸化膜35よりも厚
く設けられており、ドレイン領域34のソース領域33
側端部における予め定める領域を完全に覆っている。
The N-type drain region 34 is made of, for example, As + ,
It has a single drain structure in which the concentration of N-type ions such as P + is increased. The gate oxide film 35 is made of, for example, SiO 2
And the like, is provided with a thin film thickness of about 250 ° and is connected to the field oxide film 31. A gate oxide film 35c in a predetermined region below the end of the gate 36 on the drain region 34 side is formed.
Is about 35 to increase the electrostatic withstand voltage of the MOSFET 30.
It is provided approximately 0 ° thicker than the gate oxide film 35 in the other region, and is formed in the source region 33 of the drain region 34.
It completely covers the predetermined area at the side edge.

【0033】ゲート36は、例えばリンを高濃度にドー
プして低抵抗化したポリシリコン等の導電性物質からな
り、ゲート36のソース領域33側端部には、ソース領
域33をLDD構造とするための、例えばSiO2 等の
絶縁物質からなるサイドスペーサ38が被着されてい
る。すなわち、ゲート36はSiO2 等の絶縁膜により
取り囲まれている。
The gate 36 is made of, for example, a conductive material such as polysilicon whose resistance is reduced by doping phosphorus at a high concentration. At the end of the gate 36 on the source region 33 side, the source region 33 has an LDD structure. For this purpose, a side spacer 38 made of an insulating material such as SiO 2 is attached. That is, the gate 36 is surrounded by an insulating film such as SiO 2 .

【0034】さらに、シリコン基板21の全面は、Pド
ープのSiO2 であるPSG(phospho-silicate glass)
中にBを混入したBPSG(boron-phospho-silicate gl
ass)等の絶縁物質からなる層間絶縁膜39で被覆されて
いる。そして、層間絶縁膜39およびゲート酸化膜35
において、ソース領域33のN型拡散層33aに対応す
る部分には、ソースコンタクトホール40が形成されて
おり、ソースコンタクトホール40を通してソース電極
配線41がN型拡散層33aに接触するように形成され
ている。また、同様にドレイン領域34に対応する部分
には、ドレインコンタクトホール42が形成されてお
り、ドレインコンタクトホール42を通してドレイン電
極配線43がドレイン領域34に接触するように形成さ
れている。さらに、ゲート36に対応する部分には、ゲ
ートコンタクトホール44が形成されており、ゲートコ
ンタクトホール44を通してゲート電極配線45がゲー
ト36に接触するように形成されている。それゆえ、ソ
ース電極配線41、ドレイン電極配線43およびゲート
電極配線45は、層間絶縁膜39により互いに絶縁され
ている。
Further, the entire surface of the silicon substrate 21 is made of PSG (phospho-silicate glass), which is P-doped SiO 2.
BPSG (boron-phospho-silicate gl) mixed with B
ass) or the like. Then, the interlayer insulating film 39 and the gate oxide film 35
, A source contact hole 40 is formed in a portion of the source region 33 corresponding to the N-type diffusion layer 33a, and a source electrode wiring 41 is formed through the source contact hole 40 so as to contact the N-type diffusion layer 33a. ing. Similarly, a drain contact hole 42 is formed in a portion corresponding to the drain region 34, and a drain electrode wiring 43 is formed so as to contact the drain region 34 through the drain contact hole 42. Further, a gate contact hole 44 is formed in a portion corresponding to the gate 36, and a gate electrode wiring 45 is formed through the gate contact hole 44 so as to contact the gate 36. Therefore, the source electrode wiring 41, the drain electrode wiring 43, and the gate electrode wiring 45 are insulated from each other by the interlayer insulating film 39.

【0035】ソース電極配線41、ドレイン電極配線4
3およびゲート電極配線45は、Al等の導電性物質か
らなり、各電極配線41,43,45上においては、M
OSFET30の表面を保護すると共に、外部からの汚
染物質の侵入を防止するための、例えばPSG等の絶縁
物質からなるパッシベーション膜46が、シリコン基板
21の全面に積層されている。
Source electrode wiring 41, drain electrode wiring 4
3 and the gate electrode wiring 45 are made of a conductive material such as Al.
A passivation film 46 made of an insulating material such as PSG for protecting the surface of the OSFET 30 and preventing intrusion of contaminants from the outside is laminated on the entire surface of the silicon substrate 21.

【0036】上記構成において、ゲート36のドレイン
領域34側端部の下方における予め定める領域のゲート
酸化膜35cを、他の領域のゲート酸化膜35よりも厚
く設け、この他の領域のゲート酸化膜35よりも厚く設
けたゲート酸化膜35cで、ドレイン領域34のソース
領域33側端部における予め定める領域を完全に覆って
いるので、MOSFET30のドレイン−基板耐圧とゲ
ート耐圧との関係は図2に示すようになる。すなわち、
ドレイン−基板耐圧とゲート耐圧との関係は、微細化に
よりゲート酸化膜35を薄くしても、ドレイン−基板耐
圧X<ゲート耐圧Yとなり、電流はゲート36側よりも
むしろシリコン基板21側に流れやすくなる。つまり、
MOSFET30の静電耐圧が強くなる。
In the above structure, the gate oxide film 35c in the predetermined region below the end of the gate 36 on the drain region 34 side is provided thicker than the gate oxide film 35 in the other region. Since the gate oxide film 35c thicker than 35 completely covers a predetermined region at the end of the drain region 34 on the source region 33 side, the relationship between the drain-substrate breakdown voltage and the gate breakdown voltage of the MOSFET 30 is shown in FIG. As shown. That is,
The relationship between the drain-substrate breakdown voltage and the gate breakdown voltage is such that even if the gate oxide film 35 is thinned by miniaturization, the drain-substrate breakdown voltage X <gate breakdown voltage Y is satisfied, and the current flows to the silicon substrate 21 side rather than the gate 36 side. It will be easier. That is,
The electrostatic breakdown voltage of the MOSFET 30 increases.

【0037】IC20のI/O部23において、MOS
FET30のドレインは入出力パッド(図示せず)に直
接接続されている。MOSFET30は、上記のよう
に、静電耐圧が高く、ドレイン−基板耐圧<ゲート耐圧
となっているので、サージ電圧が入出力パッドに印加さ
れると、サージ電流は、ドレイン領域34から基板21
に流れ、ドレイン領域34端部上のゲート酸化膜35c
が破壊されにくくなると共に、ゲート酸化膜35に電荷
がチャージされにくいので、ソフトリークが発生しにく
くなる。よって、内部素子部22に悪影響を与えること
もなく、IC20の信頼性を向上させることができる。
In the I / O section 23 of the IC 20, a MOS
The drain of the FET 30 is directly connected to an input / output pad (not shown). As described above, MOSFET 30 has a high electrostatic withstand voltage and a drain-substrate withstand voltage <gate withstand voltage. Therefore, when a surge voltage is applied to the input / output pad, a surge current flows from drain region 34 to substrate 21.
To the gate oxide film 35c on the end of the drain region 34.
Is hardly destroyed and the gate oxide film 35 is hardly charged with electric charge, so that soft leak hardly occurs. Therefore, the reliability of the IC 20 can be improved without adversely affecting the internal element section 22.

【0038】なお、MOSFET30のドレイン領域3
4を、LDD構造ではなくシングルドレイン構造とした
のは、MOSFET30のチャネル長が、内部素子部2
2で使用されているLDDMOSFETのチャネル長よ
りも長く設定されており、ホットエレクトロンをさほど
考慮しなくても済むからである。図3(a)〜(d)、
図4(a)〜(d)、図5(a)〜(c)および図6
(a)〜(c)は上記MOSFETの製造方法を工程順
に示す概略断面図である。図3(a)〜(d)、図4
(a)〜(d)、図5(a)〜(c)および図6(a)
〜(c)を参照しつつ、上記MOSFET30の製造方
法について説明する。なお、MOSFET30は、内部
素子部22のLDDMOSFETと並行してP型シリコ
ン基板21に作り込まれる。
The drain region 3 of the MOSFET 30
4 has a single drain structure instead of an LDD structure because the channel length of the MOSFET 30 is
This is because the length is set longer than the channel length of the LDD MOSFET used in No. 2 and hot electrons need not be considered so much. 3A to 3D,
4 (a) to 4 (d), FIGS. 5 (a) to 5 (c) and FIG.
(A)-(c) is schematic sectional drawing which shows the manufacturing method of the said MOSFET in order of a process. 3 (a) to 3 (d), FIG.
(A)-(d), FIGS. 5 (a)-(c) and FIG. 6 (a)
A method of manufacturing the MOSFET 30 will be described with reference to FIGS. The MOSFET 30 is formed on the P-type silicon substrate 21 in parallel with the LDD MOSFET of the internal element section 22.

【0039】まず、素子分離を行う。すなわち、図3
(a)に示すように、P型シリコン基板21を約900
〜1000℃で熱酸化し、シリコン基板21上に約10
00Åのパッド酸化膜50を形成する。ついで、図3
(b)に示すように、CVD(chemical vapor depositi
on) 法により、パッド酸化膜50上に窒化シリコン(S
3 4 )膜51を約1000Å積層する。そして、S
3 4 膜51の所定領域上にレジストパターン52を
形成する。このレジストパターン52が、これからトラ
ンジスタを形成する領域を規定するパターンとなる。
First, element isolation is performed. That is, FIG.
As shown in (a), the P-type silicon substrate 21 is about 900
Thermal oxidation at about 1000 ° C.
A pad oxide film 50 having a thickness of 00 ° is formed. Then, FIG.
As shown in (b), CVD (chemical vapor depositi)
on) silicon nitride (S)
i 3 N 4 ) Film 51 is laminated at about 1000 °. And S
A resist pattern 52 is formed on a predetermined region of the i 3 N 4 film 51. The resist pattern 52 is a pattern that defines a region where a transistor is to be formed.

【0040】その後、図3(c)に示すように、レジス
トパターン52をマスクとして、Si3 4 膜51の一
部をエッチンングする。このエッチンングには、例えば
CF 4 /O2 のプラズマエッチングを用いるのが好まし
い。次に、同じレジストパターン52をマスクとして、
例えばB+ 等のチャネルストップイオンを〜1013cm
-2程度注入する。この時点で、マスクとして用いたレジ
ストパターン52は用済みとなるので、O2 プラズマ処
理によってレジストパターン52をアッシング(ashing)
する。
Thereafter, as shown in FIG.
Using the pattern 52 as a mask,ThreeNFourOne of membrane 51
Etching part. In this etching, for example,
CF Four/ OTwoIt is preferable to use plasma etching
No. Next, using the same resist pattern 52 as a mask,
For example, B+Channel stop ion13cm
-2About to inject. At this point, the registration
Since the strike pattern 52 is no longer used,TwoPlasma processing
Ashing the resist pattern 52
I do.

【0041】そして、図3(d)に示すように、シリコ
ン基板21を約1000℃の水蒸気(H2 O)雰囲気で
約6〜7時間酸化し、Si3 4 膜51で覆われていな
い部分のシリコン基板21の表面に約10000Åのフ
ィールド酸化膜31を成長させる。そうすると、フィー
ルド酸化膜31直下にP型チャネルストッパ37が形成
される。ここで、ドライ酸素ではなく、H2 Oを用いる
のは、酸化速度が大きく酸化時間を短くできるからであ
る。
Then, as shown in FIG. 3D, the silicon substrate 21 is oxidized in a steam (H 2 O) atmosphere at about 1000 ° C. for about 6 to 7 hours, and is not covered with the Si 3 N 4 film 51. A field oxide film 31 of about 10000 ° is grown on the surface of a portion of the silicon substrate 21. Then, a P-type channel stopper 37 is formed immediately below field oxide film 31. Here, H 2 O is used instead of dry oxygen because the oxidation rate is high and the oxidation time can be shortened.

【0042】上記素子分離工程が終了すると、ゲート酸
化およびゲート形成を行う。すなわち、図4(a)に示
すように、パッド酸化膜50およびSi3 4 膜51を
エッチング除去し、シリコン基板21の表面を露出させ
る。ついで、図4(b)に示すように、シリコン基板2
1を約900〜1000℃で熱酸化し、図4(a)で露
出されたシリコン基板21上に約250Åのゲート酸化
膜53を形成する。このとき、ゲート酸化膜53の両端
は、フィールド酸化膜31のバーズビーク(bird's bea
k) に接続する。そして、CVD法によりポリシリコン
を全面に堆積し、ポリシリコン中に例えばP等を添加す
る。その後、ポリシリコンの所定領域上にレジストパタ
ーン(図示せず)を形成し、レジストパターンをマスク
としてポリシリコンをエッチングしゲート36を形成す
る。ポリシリコンのエッチングについては、レジストパ
ターン通りの正確なエッチング加工が行われることが重
要であるので、RIE(reactive ion etching)を用いる
のが好ましい。
When the above-described device isolation step is completed, gate oxidation and gate formation are performed. That is, as shown in FIG. 4A, the pad oxide film 50 and the Si 3 N 4 film 51 are removed by etching, and the surface of the silicon substrate 21 is exposed. Next, as shown in FIG.
1 is thermally oxidized at about 900 to 1000 ° C. to form a gate oxide film 53 of about 250 ° on the silicon substrate 21 exposed in FIG. At this time, both ends of the gate oxide film 53 are connected to the bird's beak of the field oxide film 31.
k). Then, polysilicon is deposited on the entire surface by the CVD method, and for example, P is added to the polysilicon. Thereafter, a resist pattern (not shown) is formed on a predetermined region of the polysilicon, and the polysilicon is etched using the resist pattern as a mask to form a gate 36. Since it is important to perform accurate etching according to a resist pattern for etching of polysilicon, it is preferable to use RIE (reactive ion etching).

【0043】上記ゲート酸化工程、ゲート形成工程が終
了すると、イオンを注入する。すなわち、図4(c)に
示すように、ゲート36をマスクとして、例えばP+
のLDDイオンを〜1013cm-2程度シリコン基板21
の表層部に注入する。ついで、図4(c)に示すよう
に、CVD法によりSiO2 を全面に堆積し、RIEに
より全面をエッチバックすることにより、ゲート36の
両側(ソース領域33側およびドレイン領域34側)に
一対のサイドスペーサ38,54を形成する。
When the gate oxidation step and the gate formation step are completed, ions are implanted. That is, FIG. 4 (c), the gate 36 as a mask, the silicon approximately to 10 13 cm -2 to LDD ions such as P + substrate 21
Into the surface layer of Then, as shown in FIG. 4C, SiO 2 is deposited on the entire surface by the CVD method, and the entire surface is etched back by RIE, thereby forming a pair on both sides (the source region 33 side and the drain region 34 side) of the gate 36. Are formed.

【0044】その後、図5(a)に示すように、全面に
レジスト55を塗布してマスキングする。そして、図5
(b)に示すように、HFを用いた等方性エッチングに
より、ドレイン領域34側のレジスト55、サイドスペ
ーサ54およびゲート酸化膜53を取り除きシリコン基
板21を露出させる。このとき、縦方向、横方向とも等
方的にエッチングが進行していき、ゲート36のドレイ
ン領域34側端部の下方におけるゲート酸化膜53も、
いわゆるサイドエッチングにより除去される。この結
果、ゲート36は、ドレイン領域34側にせりだしたオ
ーバーハング状態で、残存しているゲート酸化膜53上
に載ったかたちとなる。この時点で、マスクとして用い
たレジスト55は用済みとなるので、O2 プラズマ処理
によってアッシングする。
Thereafter, as shown in FIG. 5A, a resist 55 is applied to the entire surface and masked. And FIG.
As shown in FIG. 2B, the silicon substrate 21 is exposed by removing the resist 55 on the drain region 34 side, the side spacers 54 and the gate oxide film 53 by isotropic etching using HF. At this time, the etching proceeds isotropically in both the vertical and horizontal directions, and the gate oxide film 53 below the end of the gate 36 on the drain region 34 side also becomes
It is removed by so-called side etching. As a result, the gate 36 is placed on the remaining gate oxide film 53 in an overhang state protruding toward the drain region 34 side. At this point, since the resist 55 used as the mask is used up, ashing is performed by O 2 plasma processing.

【0045】そして、図5(c)に示すように、再びシ
リコン基板21を約900〜1000℃で熱酸化し、シ
リコン基板21上に約250Åのゲート酸化膜35を形
成する。このとき、ゲート36におけるドレイン領域3
4側のポリシリコンも同時に酸化されるので、ゲート3
6のドレイン領域34側端部の下方における予め定める
領域のゲート酸化膜35cは、約350Å程度に他の領
域のゲート酸化膜35よりも厚く形成されることにな
る。また、ゲート36は、絶縁膜で取り囲まれる。その
後、約900℃でアニールを行う。そうすると、自己整
合的に、N- 型拡散層33bおよびN- 型LDD拡散層
34bが、チャネル領域32を挟んでP型シリコン基板
21にそれぞれ接合する。
Then, as shown in FIG. 5C, the silicon substrate 21 is thermally oxidized again at about 900 to 1000 ° C. to form a gate oxide film 35 of about 250 ° on the silicon substrate 21. At this time, the drain region 3 in the gate 36
Since the polysilicon on the fourth side is also oxidized at the same time, the gate 3
The gate oxide film 35c in the predetermined region below the end of the drain region 34 on the side of No. 6 is formed to be about 350 ° thicker than the gate oxide film 35 in other regions. The gate 36 is surrounded by an insulating film. Thereafter, annealing is performed at about 900 ° C. Then, N -type diffusion layer 33b and N -type LDD diffusion layer 34b are joined to P-type silicon substrate 21 with channel region 32 interposed therebetween in a self-aligned manner.

【0046】次に、図6(a)に示すように、ゲート3
6およびサイドスペーサ38をマスクとして、例えばA
+ 等を6×1015cm-2程度シリコン基板21に注入
し、さらに同じくゲート36およびサイドスペーサ38
をマスクとして、例えばP+を6×1015cm-2程度シ
リコン基板21に注入する。上記イオン注入が終了する
と、層間絶縁膜を形成する。すなわち、図6(b)に示
すように、CVD法によりBPSGを堆積して層間絶縁
膜39を形成する。そして、リフローを行い、層間絶縁
膜39の表面を平坦にしてやる。その後、約900〜9
50℃でアニールを行う。そうすると、自己整合的に、
高濃度のN型拡散層33aおよびN型ドレイン領域34
が、チャネル領域32を挟んでP型シリコン基板21に
それぞれ接合する。つまり、ドレイン領域34のみシン
グルドレイン構造となる。また、ドレイン領域34のソ
ース領域33側端部における予め定める領域は、ゲート
36のドレイン領域34側端部の下方における予め定め
る領域の厚いゲート酸化膜35cで完全に覆われる。
Next, as shown in FIG.
6 and the side spacer 38 as a mask, for example, A
s + or the like is implanted into the silicon substrate 21 at about 6 × 10 15 cm −2,
Is used as a mask, for example, P + is implanted into the silicon substrate 21 at about 6 × 10 15 cm −2 . After the completion of the ion implantation, an interlayer insulating film is formed. That is, as shown in FIG. 6B, BPSG is deposited by the CVD method to form the interlayer insulating film 39. Then, reflow is performed to flatten the surface of the interlayer insulating film 39. After that, about 900-9
Anneal at 50 ° C. Then, in a self-consistent manner,
High concentration N-type diffusion layer 33a and N-type drain region 34
Are bonded to the P-type silicon substrate 21 with the channel region 32 interposed therebetween. That is, only the drain region 34 has a single drain structure. The predetermined region at the end of the drain region 34 on the source region 33 side is completely covered with the thick gate oxide film 35c in the predetermined region below the end of the gate 36 on the drain region 34 side.

【0047】上記層間絶縁膜形成工程が終了すると、メ
タライゼーションおよびペッジベーション膜を形成す
る。すなわち、図6(c)に示すように、マスク合わせ
のため、全面にレジスト(図示せず)を塗布し、配線の
取り出し口にみレジストに孔を開ける。次いで、レジス
トをマスクにして、層間絶縁膜39および下のゲート酸
化膜35をRIEによってエッチング除去し、ソース領
域33のN型拡散層33aおよびドレイン領域34、ゲ
ート36上にコンタクトホール40,42,44をそれ
ぞれ開口する。そして、レジストを剥離した後、例えば
スパッタリング等により全面に例えばAl等を蒸着し、
マスク合わせおよびRIEを用いて、各電極配線41,
43,45をパターン形成する。しかる後、CVD法に
より全面に例えばPSGを堆積してパッシベーション膜
46を形成する。
When the above-described interlayer insulating film forming step is completed, a metallization and a pegation film are formed. That is, as shown in FIG. 6C, a resist (not shown) is applied to the entire surface for mask alignment, and a hole is formed in the resist only at an opening of the wiring. Then, using the resist as a mask, the interlayer insulating film 39 and the underlying gate oxide film 35 are removed by etching by RIE, and the contact holes 40, 42, 44 are respectively opened. Then, after removing the resist, for example, Al or the like is deposited on the entire surface by, for example, sputtering,
Using the mask alignment and RIE, each electrode wiring 41,
Patterns 43 and 45 are formed. Thereafter, for example, PSG is deposited on the entire surface by a CVD method to form a passivation film 46.

【0048】上記のような製造方法によると、図4
(d)の工程で、LDD構造を得るためのゲート36の
ソース領域33側およびドレイン領域34側両端に一対
のサイドスペーサ38,54を形成した後、図5(b)
の工程で、ゲート36およびソース領域33側のサイド
ペーサ38をマスクとして、等方性エッチングにより、
ドレイン領域34側のサイドスペーサ54およびゲート
酸化膜53を取り除きシリコン基板21を露出させるこ
とで、ゲート36のドレイン領域34側端部の下方にお
けるゲート酸化膜53をサイドエッチングすることがで
きるから、再ゲート熱酸化工程において、ゲート36の
ドレイン領域34側端部の下方における予め定める領域
のゲート酸化膜35cを、容易に他の領域のゲート酸化
膜35よりも厚く形成することができる(図5(c)参
照)。
According to the above manufacturing method, FIG.
In the step (d), after forming a pair of side spacers 38 and 54 at both ends of the gate 36 for obtaining the LDD structure on the source region 33 side and the drain region 34 side, FIG.
In the step, using the gate 36 and the side spacer 38 on the source region 33 side as a mask, isotropic etching is performed.
By removing the side spacer 54 and the gate oxide film 53 on the drain region 34 side and exposing the silicon substrate 21, the gate oxide film 53 below the end of the gate 36 on the drain region 34 side can be side-etched. In the gate thermal oxidation step, the gate oxide film 35c in the predetermined region below the end of the gate 36 on the drain region 34 side can be easily formed thicker than the gate oxide film 35 in other regions (FIG. 5 ( c)).

【0049】また、ゲート36のドレイン領域34側端
部の下方における予め定める領域の厚いゲート酸化膜3
5cで、ドレイン領域34のソース領域33側端部にお
ける予め定める領域を完全に覆いつつ、容易にドレイン
領域34のみをシングルドレイン構造とすることができ
る(図6(b)参照)。つまり、シングルドレイン構造
のドレイン領域34のマスク合わせが容易かつ正確に行
うことができる。
A thick gate oxide film 3 of a predetermined region below the end of the gate 36 on the drain region 34 side.
5c, it is possible to easily form only the drain region 34 into a single drain structure while completely covering the predetermined region at the end of the drain region 34 on the source region 33 side (see FIG. 6B). That is, the mask alignment of the drain region 34 having the single drain structure can be easily and accurately performed.

【0050】次に、本発明の第2実施例を図8ないし図
10に基づいて詳述する。図8は本発明の第2実施例に
係るMOSFETの構造を示す概略断面図である。図8
を参照しつつ、本実施例に係るMOSFET30の構造
について説明する。本実施例のMOSFET30が第1
実施例と異なっているのは、図8の如く、N型ソース領
域33がシングルソース構造を有しており、ゲート36
のソース領域33側端部の下方における予め定める領域
のゲート酸化膜35dが、約350Å程度をもって他の
領域のゲート酸化膜35よりも厚く設けられており、か
つ厚いゲート酸化膜35dによりソース領域34の予め
定める領域が完全に覆われている点にある。その他の構
成および作用、効果は第1実施例と同様である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 8 is a schematic sectional view showing the structure of the MOSFET according to the second embodiment of the present invention. FIG.
The structure of the MOSFET 30 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The MOSFET 30 of this embodiment is the first
The difference from the embodiment is that the N-type source region 33 has a single source structure as shown in FIG.
The gate oxide film 35d in a predetermined region below the end of the source region 33 on the side of the source region 33 is provided at a thickness of about 350 ° thicker than the gate oxide film 35 in the other regions, and the source region 34 is formed by the thick gate oxide film 35d. Is completely covered. Other configurations, operations, and effects are the same as those of the first embodiment.

【0051】なお、ソース領域33もシングルソース構
造としたのは、MOSFET30のチャネル長が、内部
素子部22で使用されているLDDMOSFETのチャ
ネル長よりも長く設定されており、ホットエレクトロン
をさほど考慮しなくても済むからである。図9(a)〜
(c)および図10(a)(b)は上記MOSFETの
製造方法を工程順に示す概略断面図である。図9(a)
〜(c)および図10(a)(b)を参照しつつ、上記
MOSFET30の製造方法について説明する。なお、
図3(a)〜(d)、図4(a)〜(d)および図5
(a)までの工程は第1実施例と同様であるので説明を
省略する。
The source region 33 also has a single-source structure because the channel length of the MOSFET 30 is set longer than the channel length of the LDD MOSFET used in the internal element section 22 and hot electrons are taken into account. It is not necessary. FIG. 9 (a)-
(C) and FIGS. 10 (a) and 10 (b) are schematic sectional views showing a method of manufacturing the MOSFET in the order of steps. FIG. 9 (a)
A method of manufacturing the MOSFET 30 will be described with reference to FIGS. In addition,
3 (a) to 3 (d), FIGS. 4 (a) to 4 (d) and FIG.
The steps up to (a) are the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0052】LDD構造を得るためにゲート36の両端
にサイドスペーサ38,54を形成し、全面をレジスト
55で覆った後(図5(a)参照)、図9(a)に示す
ように、HFを用いた等方性エッチングにより、一対の
サイドスペーサ38,54、ならびにソース領域33側
およびドレイン領域35側のゲート酸化膜53を取り除
きP型シリコン基板21を露出させる。このとき、縦方
向、横方向とも等方的にエッチングが進行していき、ゲ
ート36のソース領域33側およびドレイン領域34側
両端部の下方におけるゲート酸化膜53も除去される。
この結果、ゲート36は、ソース領域33側およびドレ
イン領域34側の両側にせりだしたオーバーハング状態
で、残存しているゲート酸化膜53上に載ったかたちと
なる。マスクとして用いたレジスト60は、この時点で
用済みとなるのでアッシングする。
To obtain the LDD structure, side spacers 38 and 54 are formed at both ends of the gate 36, and after covering the entire surface with a resist 55 (see FIG. 5A), as shown in FIG. The pair of side spacers 38 and 54 and the gate oxide film 53 on the source region 33 side and the drain region 35 side are removed by isotropic etching using HF to expose the P-type silicon substrate 21. At this time, etching proceeds isotropically in both the vertical and horizontal directions, and the gate oxide film 53 below both ends of the gate 36 on the source region 33 side and the drain region 34 side is also removed.
As a result, the gate 36 is mounted on the remaining gate oxide film 53 in an overhang state protruding on both sides of the source region 33 and the drain region 34. Ashing is performed on the resist 60 used as the mask because it is now used up.

【0053】そして、図9(b)に示すように、再びシ
リコン基板21を約900〜1000℃で熱酸化し、シ
リコン基板21上に約250Åのゲート酸化膜35を形
成する。このとき、ゲート36におけるソース領域33
側およびドレイン領域34側のポリシリコンも同時に酸
化されるので、ゲート36のソース領域33側およびド
レイン領域34側端部の下方における予め定める領域の
ゲート酸化膜35cは、約350Å程度に他の領域のゲ
ート酸化膜35よりも厚く形成されることになる。ま
た、ゲート36は、絶縁膜で取り囲まれる。その後、ア
ニールを行うと、自己整合的に、N- 型LDD拡散層3
3bおよびN- 型LDD拡散層34bが、チャネル領域
32を挟んでP型シリコン基板21にそれぞれ接合す
る。
Then, as shown in FIG. 9B, the silicon substrate 21 is thermally oxidized again at about 900 to 1000 ° C. to form a gate oxide film 35 of about 250 ° on the silicon substrate 21. At this time, the source region 33 in the gate 36
Since the polysilicon on the side and the drain region 34 is also oxidized at the same time, the gate oxide film 35c in a predetermined region below the end of the gate 36 on the side of the source region 33 and the drain region 34 is reduced to about 350 ° Is formed thicker than the gate oxide film 35 of FIG. The gate 36 is surrounded by an insulating film. Thereafter, when annealing is performed, the N -type LDD diffusion layer 3 is self-aligned.
3b and the N -type LDD diffusion layer 34b are joined to the P-type silicon substrate 21 with the channel region 32 interposed therebetween.

【0054】以後の製造工程は、通常のMOSFETを
製造する場合と同じである。ソースおよびドレイン形成
工程では、図9(c)に示すように、ゲート36をマス
クとして、例えばAs+ およびP+ をシリコン基板21
に注入する。層間絶縁膜形成工程では、図10(a)に
示すように、BPSGを堆積して層間絶縁膜39を形成
した後、リフローを行い、層間絶縁膜39の表面を平坦
にする。その後、アニールを行う。そうすると、自己整
合的に、N型ソース領域33およびN型ドレイン領域3
4が、チャネル領域32を挟んでP型シリコン基板21
にそれぞれ接合する。つまり、ソース領域33はシング
ルソース構造となり、ドレイン領域34はシングルドレ
イン構造となる。また、ソース領域33のドレイン領域
34側端部およびドレイン領域33のソース領域33側
端部における予め定める領域は、ゲート36のソース領
域33側およびドレイン領域34側両端部の下方におけ
る予め定める領域の厚いゲート酸化膜35c,35dで
完全に覆われる。
The subsequent manufacturing steps are the same as those for manufacturing a normal MOSFET. In the source and drain formation step, as shown in FIG. 9C, for example, As + and P + are
Inject into In the interlayer insulating film forming step, as shown in FIG. 10A, after the BPSG is deposited to form the interlayer insulating film 39, reflow is performed to flatten the surface of the interlayer insulating film 39. After that, annealing is performed. Then, the N-type source region 33 and the N-type drain region 3 are self-aligned.
4 is the P-type silicon substrate 21 with the channel region 32 interposed therebetween.
To each other. That is, the source region 33 has a single source structure, and the drain region 34 has a single drain structure. The predetermined regions at the end of the source region 33 on the drain region 34 side and the end of the drain region 33 on the source region 33 side are the predetermined regions below the both ends of the gate 36 on the source region 33 side and the drain region 34 side. It is completely covered with the thick gate oxide films 35c and 35d.

【0055】メタライゼーションおよびペッジベーショ
ン膜形成工程では、図10(b)に示すように、ソース
領域33、ドレイン領域34およびゲート36上にコン
タクトホール40,42,44をそれぞれ開口して、各
電極配線41,43,45をパターン形成する。その
後、全面に例えばPSGを堆積してパッシベーション膜
46を形成する。
In the step of forming a metallization film and a pedge film, as shown in FIG. 10B, contact holes 40, 42, and 44 are opened on the source region 33, the drain region 34, and the gate 36, respectively. The electrode wirings 41, 43 and 45 are formed by patterning. Thereafter, for example, PSG is deposited on the entire surface to form a passivation film 46.

【0056】上記のような製造方法によると、LDD構
造を得るためのゲート36のソース領域33側およびド
レイン領域34側両端に一対のサイドスペーサ38,5
4を形成した後、図9(a)の工程で、ゲート36をマ
スクとして、等方性エッチングにより、ソース領域33
側およびドレイン領域34側のゲート酸化膜53を取り
除きシリコン基板21を露出させることで、ゲート36
のソース領域33側およびドレイン領域34側両端部の
下方におけるゲート酸化膜53をサイドエッチングする
ことができるから、再ゲート熱酸化工程において、ゲー
ト36のソース領域33側およびドレイン領域34側両
端部の下方における予め定める領域のゲート酸化膜35
c,35dを、容易に他の領域のゲート酸化膜35より
も厚く形成できる(図9(b)参照)。
According to the above-described manufacturing method, a pair of side spacers 38, 5 are provided at both ends of the gate 36 for obtaining the LDD structure on the source region 33 side and the drain region 34 side.
4 is formed, in the step of FIG. 9A, the source region 33 is formed by isotropic etching using the gate 36 as a mask.
By removing the gate oxide film 53 on the side of the drain region 34 and exposing the silicon substrate 21, the gate 36 is exposed.
The gate oxide film 53 below both ends of the source region 33 side and the drain region 34 side can be side-etched. Therefore, in the re-gate thermal oxidation step, both ends of the gate 36 on the source region 33 side and the drain region 34 side are removed. Gate oxide film 35 in predetermined region below
c and 35d can be easily formed thicker than the gate oxide film 35 in other regions (see FIG. 9B).

【0057】また、ゲート36のソース領域33側およ
びドレイン領域34側両端部の下方における予め定める
領域の厚いゲート酸化膜35c,35dで、ソース領域
33のドレイン領域34側端部およびドレイン領域34
のソース領域33側端部における予め定める領域を完全
に覆いつつ、容易にソース領域33をシングルソース構
造とし、ドレイン領域34をシングルドレイン構造とす
ることができる(図10(a)参照)。つまり、シング
ルソース構造のソース領域33およびシングルドレイン
構造のドレイン領域34のマスク合わせが容易かつ正確
に行うことができる。
The thick gate oxide films 35c and 35d of predetermined regions below both ends of the gate 36 on the source region 33 side and the drain region 34 side are used to form the end of the source region 33 on the drain region 34 side and the drain region 34.
The source region 33 can easily have a single source structure and the drain region 34 can have a single drain structure while completely covering the predetermined region at the end of the source region 33 side (see FIG. 10A). That is, the mask alignment of the source region 33 having the single source structure and the drain region 34 having the single drain structure can be easily and accurately performed.

【0058】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で多くの変更または修正
を加え得ることは勿論である。上記実施例においては、
NチャネルMOSFETについて記載したが、本発明を
PチャネルMOSFETに適用してもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that many changes or modifications can be made within the scope of the present invention. In the above embodiment,
Although an N-channel MOSFET has been described, the present invention may be applied to a P-channel MOSFET.

【0059】[0059]

【発明の効果】【The invention's effect】

【0060】[0060]

【0061】請求項の製造方法によると、再ゲート熱
酸化工程において、ゲートのドレイン領域側端部の下方
における予め定める領域のゲート酸化膜を、容易に他の
領域のゲート絶縁膜よりも厚く形成することができる。
また、ゲートのドレイン領域側端部の下方における予め
定める領域の厚いゲート絶縁膜で、ドレイン領域のソー
ス領域側端部における予め定める領域を完全に覆う、ド
レイン領域のマスク合わせを容易かつ正確に行うことが
できる。
According to the manufacturing method of the first aspect , in the re-gate thermal oxidation step, the gate oxide film in the predetermined region below the end of the gate on the drain region side is easily thicker than the gate insulating film in the other region. Can be formed.
Also, the masking of the drain region is easily and accurately performed by completely covering the predetermined region at the source region side end of the drain region with the thick gate insulating film in the predetermined region below the drain region side end. be able to.

【0062】請求項の製造方法では、再ゲート熱酸化
工程において、ゲートのドレイン領域側端部の下方にお
ける予め定める領域のゲート絶縁膜を、容易に他の領域
のゲート絶縁膜よりも厚く形成することができる。ま
た、ゲートのドレイン領域側端部の下方における予め定
める領域の厚いゲート絶縁膜で、ドレイン領域のソース
領域側端部における予め定める領域を完全に覆う、単一
不純物拡散構造のドレイン領域のマスク合わせを容易か
つ正確に行うことができる。
According to the manufacturing method of the second aspect , in the re-gate thermal oxidation step, the gate insulating film in the predetermined region below the end of the gate on the drain region side is easily formed thicker than the gate insulating film in the other region. can do. In addition, the mask alignment of the drain region of the single impurity diffusion structure, which completely covers the predetermined region at the source region side end of the drain region with the thick gate insulating film in the predetermined region below the gate drain region side end. Can be easily and accurately performed.

【0063】請求項の製造方法では、再ゲート熱酸化
工程において、ゲートのソース領域側およびドレイン領
域側両端部の下方における予め定める領域のゲート絶縁
膜を、容易に他の領域のゲート絶縁膜よりも厚く形成で
きる。また、ゲートのソース領域側およびドレイン領域
側両端部の下方における予め定める領域の厚いゲート絶
縁膜で、ソース領域のドレイン領域側端部およびドレイ
ン領域のソース領域側端部における予め定める領域を完
全に覆う、単一不純物拡散構造のソース領域およびドレ
イン領域のマスク合わせを容易かつ正確に行うことがで
きる。
According to a third aspect of the present invention, in the re-gate thermal oxidation step, the gate insulating film in a predetermined region below both ends of the gate on the source region side and the drain region side can be easily replaced with the gate insulating film in another region. It can be formed thicker. Further, the thick gate insulating film having a predetermined region below both ends of the gate on the source region side and the drain region side completely covers the predetermined region at the drain region side end of the source region and the source region side end of the drain region. Masking of the source region and the drain region of the single impurity diffusion structure to be covered can be easily and accurately performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例に係るMOSFETの構造
を示す概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the structure of a MOSFET according to a first embodiment of the present invention.

【図2】MOSFETのドレイン−基板耐圧とゲート耐
圧との関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a drain-substrate breakdown voltage and a gate breakdown voltage of a MOSFET.

【図3】MOSFETの製造方法を工程順に示す概略断
面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing a MOSFET in the order of steps.

【図4】図3につづくMOSFETの製造方法を工程順
に示す概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing the MOSFET continued from FIG. 3 in the order of steps;

【図5】図4につづくMOSFETの製造方法を工程順
に示す概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing the MOSFET continued from FIG. 4 in the order of steps;

【図6】図5につづくMOSFETの製造方法を工程順
に示す概略断面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing the MOSFET continued from FIG. 5 in the order of steps;

【図7】MOSFETが利用されるICの構成を簡略化
して示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a simplified configuration of an IC using a MOSFET.

【図8】本発明の第2実施例に係るMOSFETの構造
を示す概略断面図である。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing the structure of a MOSFET according to a second embodiment of the present invention.

【図9】MOSFETの製造方法を工程順に示す概略断
面図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing the MOSFET in the order of steps.

【図10】図9につづくMOSFETの製造方法を工程
順に示す概略断面図である。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the method of manufacturing the MOSFET continued from FIG. 9 in the order of steps;

【図11】最も基本的なMOSFETの断面構造を示す
図である。
FIG. 11 is a diagram showing a cross-sectional structure of the most basic MOSFET.

【図12】MOSFETの短チャネル効果を図解的に示
す図である。
FIG. 12 is a diagram schematically showing a short channel effect of a MOSFET.

【図13】LDDMOSFETの構造を示す概略断面図
である。
FIG. 13 is a schematic sectional view showing a structure of an LDD MOSFET.

【図14】LDDMOSFETのドレイン−基板耐圧と
ゲート耐圧との関係を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a relationship between a drain-substrate breakdown voltage and a gate breakdown voltage of an LDDMOSFET.

【図15】LDDMOSFETをICのI/O部に使用
した場合の等価回路図である。
FIG. 15 is an equivalent circuit diagram when an LDDMOSFET is used for an I / O unit of an IC.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 IC 21 P型シリコン基板 22 内部素子部 23 I/O部 30 MOSFET 32 チャネル領域 33 N型ソース領域 33a N型拡散層 33b N- 型拡散層 34 N型ドレイン領域 35,53 ゲート酸化膜 35c ゲートのドレイン領域側端部の下方における予
め定める領域のゲート酸化膜 35d ゲートのソース領域側端部の下方における予め
定める領域のゲート酸化膜 36 ゲート 38,54 サイドスペーサ
Reference Signs List 20 IC 21 P-type silicon substrate 22 Internal element part 23 I / O part 30 MOSFET 32 Channel region 33 N-type source region 33a N-type diffusion layer 33b N - type diffusion layer 34 N-type drain region 35, 53 Gate oxide film 35c Gate 35d Gate oxide film in a predetermined region below the end of the drain region on the side of the gate 35d Gate oxide film in a predetermined region below the end of the gate on the side of the source region 36 Gate 38, 54 Side spacer

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】LDDMOS型トランジスタが内部素子部
に使用されている集積回路において、内部素子部との入
出力を行う入出力部に使用されるMOS型トランジスタ
であって、 チャネル領域、ならびにチャネル領域を挟んでソース領
域およびドレイン領域が形成された半導体基板と、 半導体基板のチャネル領域上に、ソース領域およびドレ
イン領域を橋渡す状態で、ゲート絶縁膜を介して形成さ
れたゲートとを備え、 上記チャネル領域の長さは、内部素子部のLDDMOS
FETのチャネル長よりも長く設けられており、 上記ゲートの少なくともドレイン領域側端部の下方にお
ける予め定める領域のゲート絶縁膜は、ドレイン領域の
ソース領域側端部における予め定める領域を完全に覆う
ように、他の領域のゲート絶縁膜よりも厚く設けられて
いるMOS型トランジスタを、 上記内部素子部のLDD
MOS型トランジスタと並行して製造するための方法で
あって、 半導体基板上にゲート絶縁膜およびゲートを順次形成す
る工程、 ゲートをマスクとして、半導体基板へLDDイオンを注
入した後、ゲートのソース領域側およびドレイン領域側
に一対のサイドスペーサを形成する工程、 等方性エッチングにより、少なくとも、ドレイン領域側
のサイドスペーサ、およびドレイン領域側のゲート絶縁
膜を除去し、半導体基板を露出させる工程、 熱酸化により、前記工程で露出された半導体基板上に再
度ゲート絶縁膜を形成する工程、ならびにゲートをマス
クとした半導体基板へのイオン注入により、自己整合的
にドレイン領域およびソース領域を形成する工程を含む
ことを特徴とするMOS型トランジスタの製造方法。
1. An LDDMOS transistor comprising an internal element section
In the integrated circuit used for
MOS type transistor used for input / output unit that performs output
The channel region and the source region across the channel region.
A source region and a drain region on a semiconductor substrate on which a region and a drain region are formed, and on a channel region of the semiconductor substrate.
Formed through the gate insulating film while bridging the
And the length of the channel region is the LDDMOS of the internal element portion.
The length of the gate is longer than the channel length of the FET .
The gate insulating film in the predetermined region in
Completely covers the predetermined area at the source area side end
So that it is provided thicker than the gate insulating film in other areas
The MOS type transistor is replaced with the LDD of the internal element section.
A method for manufacturing in parallel with the MOS transistor, sequentially forming a gate insulating film and a gate on a semiconductor substrate, a gate as a mask, after implanting LDD ions into the semiconductor substrate, the gate and the source of Forming a pair of side spacers on the region side and the drain region side; removing at least the drain spacers on the drain region side and the gate insulating film on the drain region side by isotropic etching to expose the semiconductor substrate; A step of forming a gate insulating film again on the semiconductor substrate exposed in the above step by thermal oxidation, and a step of forming a drain region and a source region in a self-aligned manner by ion implantation into the semiconductor substrate using the gate as a mask A method for manufacturing a MOS transistor, comprising:
【請求項2】LDDMOS型トランジスタが内部素子部
に使用されている集積回路において、内部素子部との入
出力を行う入出力部に使用されるMOS型トランジスタ
であ って、 チャネル領域、ならびにチャネル領域を挟んでソース領
域およびドレイン領域が形成された半導体基板と、 半導体基板のチャネル領域上に、ソース領域およびドレ
イン領域を橋渡す状態で、ゲート絶縁膜を介して形成さ
れたゲートとを備え、 上記チャネル領域の長さは、内部素子部のLDDMOS
FETのチャネル長よりも長く設けられており、 上記ソース領域は、ソース拡散層と、ソース拡散層のド
レイン領域側端部に設けられ、ソース拡散層よりも薄い
不純物濃度の拡散層とから構成されており、 上記ドレイン領域は、単一の不純物拡散構造を有してお
り、 上記ゲートのドレイン領域側端部の下方における予め定
める領域のゲート絶縁膜は、ドレイン領域のソース領域
側端部における予め定める領域を完全に覆うように、他
の領域のゲート絶縁膜よりも厚く設けられているMOS
型トランジスタを、 上記内部素子部のLDDMOS型ト
ランジスタと並行して製造するための方法であって、 半導体基板上にゲート絶縁膜およびゲートを順次形成す
る工程、 ゲートをマスクとして、半導体基板へLDDイオンを注
入した後、ゲートのソース領域側およびドレイン領域側
に一対のサイドスペーサを形成する工程、 等方性エッチングにより、ドレイン領域側のサイドスペ
ーサ、およびドレイン領域側のゲート絶縁膜を除去し、
半導体基板を露出させる工程、 熱酸化により、前記工程で露出した半導体基板上に再度
ゲート絶縁膜を形成する工程、ならびにゲートおよびソ
ース領域側のサイドスペーサをマスクとした半導体基板
へのイオン注入により、自己整合的にドレイン領域およ
びソース領域を形成する工程を含むことを特徴とするM
OS型トランジスタの製造方法。
2. An LDDMOS type transistor comprising :
In the integrated circuit used for
MOS type transistor used for input / output unit that performs output
I der, source territory on both sides of the channel region and the channel region,
A source region and a drain region on a semiconductor substrate on which a region and a drain region are formed, and on a channel region of the semiconductor substrate.
Formed through the gate insulating film while bridging the
And the length of the channel region is the LDDMOS of the internal element portion.
The source region is longer than the channel length of the FET, and the source region includes a source diffusion layer and a drain of the source diffusion layer.
Provided at the end of the rain region side and thinner than the source diffusion layer
And a diffusion layer having an impurity concentration. The drain region has a single impurity diffusion structure.
Predetermined below the end of the gate on the drain region side.
The gate insulating film in the region to be
Make sure to completely cover the predetermined area on the side edge
MOS thicker than the gate insulating film in the region
LDD type transistors, a process for manufacturing in parallel with LDDMOS transistor of the internal element, sequentially forming a gate insulating film and a gate on a semiconductor substrate, a gate as a mask, the semiconductor substrate A step of forming a pair of side spacers on the source region side and the drain region side of the gate after the ion implantation, removing the side spacers on the drain region side and the gate insulating film on the drain region side by isotropic etching;
A step of exposing the semiconductor substrate, a step of forming a gate insulating film again on the semiconductor substrate exposed in the step by thermal oxidation, and an ion implantation into the semiconductor substrate using the side spacers on the gate and source region side as a mask, M including a step of forming a drain region and a source region in a self-aligned manner.
A method for manufacturing an OS transistor.
【請求項3】LDDMOS型トランジスタが内部素子部
に使用されている集積回路において、内部素子部との入
出力を行う入出力部に使用されるMOS型トランジスタ
であって、 チャネル領域、ならびにチャネル領域を挟んでソース領
域およびドレイン領域が形成された半導体基板と、 半導体基板のチャネル領域上に、ソース領域およびドレ
イン領域を橋渡す状態で、ゲート絶縁膜を介して形成さ
れたゲートとを備え、 上記チャネル領域の長さは、内部素子部のLDDMOS
FETのチャネル長よりも長く設けられており、 上記ソース領域およびドレイン領域の両方が、単一の不
純物拡散構造を有しており、 上記ゲートのソース領域側およびドレイン領域側両端部
の下方における予め定める領域のゲート絶縁膜は、ソー
ス領域側のドレイン領域側端部およびドレイン領域のソ
ース領域側端部における予め定める領域を完全に覆うよ
うに、他の領域のゲート絶縁膜よりも厚く設けられてい
るMOS型トランジスタを、 上記内部素子部のLDDM
OS型トランジスタと並行して製造するための方法であ
って、 半導体基板上にゲート絶縁膜およびゲートを順次形成す
る工程、 ゲートをマスクとして、半導体基板へLDDイオンを注
入した後、ゲートのソース領域側およびドレイン領域側
に一対のサイドスペーサを形成する工程、 等方性エッチングにより、一対のサイドスペーサ、なら
びにソース領域側およびドレイン領域側のゲート絶縁膜
を除去し、半導体基板を露出させる工程、 熱酸化により、前記工程で露出された半導体基板上に再
度ゲート絶縁膜を形成する工程、ならびにゲートをマス
クとした半導体基板へのイオン注入により、自己整合的
にドレイン領域およびソース領域を形成する工程を含む
ことを特徴とするMOS型トランジスタの製造方法。
3. The LDDMOS transistor is an internal element part.
In the integrated circuit used for
MOS type transistor used for input / output unit that performs output
The channel region and the source region across the channel region.
A source region and a drain region on a semiconductor substrate on which a region and a drain region are formed, and on a channel region of the semiconductor substrate.
Formed through the gate insulating film while bridging the
And the length of the channel region is the LDDMOS of the internal element portion.
It provided longer than the channel length of the FET, both the source and drain regions, a single non
It has a pure substance diffusion structure, and has both ends of the gate on the source region side and the drain region side
The gate insulating film in the predetermined region below the
End of the drain region on the source region side and the source
Cover the predetermined area at the side edge of the source area.
As described above, the gate insulating film is thicker than other regions.
The MOS transistor is connected to the LDDM of the internal element section.
A method for manufacturing in parallel with OS-type transistor, sequentially forming a gate insulating film and a gate on a semiconductor substrate, a gate as a mask, after implanting LDD ions into the semiconductor substrate, the gate and the source of Forming a pair of side spacers on the region side and the drain region side, removing the pair of side spacers and the gate insulating film on the source region side and the drain region side by isotropic etching, exposing the semiconductor substrate, A step of forming a gate insulating film again on the semiconductor substrate exposed in the above step by thermal oxidation, and a step of forming a drain region and a source region in a self-aligned manner by ion implantation into the semiconductor substrate using the gate as a mask A method for manufacturing a MOS transistor, comprising:
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