JP5549410B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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Description

この発明は、トレンチ分離の構造を有する半導体装置の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device having a trench isolation structure.

半導体素子の縮小化に伴い、素子間分離も微小になってきている。シリコン基板を熱酸化して分離領域を定義する、いわゆるLOCOS(Local Oxidation of Silicon)法には必ず大きなバーズビークが存在し、分離領域に挟まれた微細な活性領域は、このバーズビークにより消失する欠点があった。これを解決するためにはトレンチ分離法を使用してバーズビークを抑制することが一般的な解決策であることが広く知られている。   Along with the reduction in the size of semiconductor elements, the separation between elements has become minute. The so-called LOCOS (Local Oxidation of Silicon) method, which defines the isolation region by thermally oxidizing the silicon substrate, always has a large bird's beak, and the fine active region sandwiched between the isolation regions has the disadvantage of disappearing due to this bird's beak. there were. In order to solve this, it is widely known that the suppression of bird's beak using a trench isolation method is a common solution.

トレンチ分離はシリコン基板に設けられた溝に、絶縁膜を埋込むものであり、埋込後にはシリコン主表面近傍まで、絶縁膜をエッチングする。埋込酸化膜の平坦化にはドライエッチングやCMP法が広く用いられている。
実際の半導体装置では、図23に示すように半導体基板10の活性領域11と分離領域21aが混在しているが、分離領域21aを形成する埋込酸化膜が活性領域11の主表面より上げるようにしている。21bは、バーズビークを示す。この構造では、LOCOS分離同様に分離酸化膜がシリコン基板10より上げることにより寄生MOS発生の抑制が可能であること、トレンチ開口部端のエッジ形状が急峻になる場合などでゲートとの耐圧低下を防ぐことが可能であった。
In trench isolation, an insulating film is embedded in a groove provided in a silicon substrate. After the filling, the insulating film is etched to the vicinity of the main surface of the silicon. Dry etching and CMP methods are widely used for planarizing the buried oxide film.
In the actual semiconductor device, as shown in FIG. 23, the active region 11 and the isolation region 21a of the semiconductor substrate 10 are mixed, but the buried oxide film forming the isolation region 21a is raised from the main surface of the active region 11. I have to. 21b shows a bird's beak. In this structure, as with the LOCOS isolation, it is possible to suppress the generation of parasitic MOS by raising the isolation oxide film from the silicon substrate 10, and when the edge shape at the end of the trench opening becomes steep, the breakdown voltage with the gate is reduced. It was possible to prevent.

特開平09−252129号公報JP 09-252129 A 特開平11−177084号公報JP-A-11-177084 特開平08−335700号公報JP 08-335700 A 特開昭59−086241号公報JP 59-086241 A 特開平10−223747号公報JP-A-10-223747

しかしながら、このような従来のものでは、次のような課題があった。
図24は、従来の半導体装置のゲート幅の方向での断面図を表している。図中の矢印が示すように、従来例では、実効的なゲート幅が狭くなり、ドレイン電流が減少する。
また、図25は、従来の他の半導体装置のゲート幅の方向での断面図を表している。このような従来例では、半導体基板10の例えばp型層15の上にn型層16が形成される。このとき、サリサイド80の下のn型層(逆導電型の層)の接合エッジが接近しているため、空乏層がサリサイドに近づきやすく耐圧が低下する。
However, such conventional devices have the following problems.
FIG. 24 is a cross-sectional view of the conventional semiconductor device in the gate width direction. As indicated by the arrows in the figure, in the conventional example, the effective gate width becomes narrow and the drain current decreases.
FIG. 25 shows a cross-sectional view in the direction of the gate width of another conventional semiconductor device. In such a conventional example, the n-type layer 16 is formed on the p-type layer 15 of the semiconductor substrate 10, for example. At this time, since the junction edge of the n-type layer (reverse conductivity type layer) under the salicide 80 is approaching, the depletion layer tends to approach the salicide and the breakdown voltage is lowered.

従来のトレンチ分離は以上のような構造を取っていたため、狭チヤネル効果が表れやすく、微細化していくにつれトランジスタの閾値が上昇しやすく、閾値が制御困難でドレイン電流が流れなくなるなど、動作不能の状態になったりしがちであった。   The conventional trench isolation has a structure as described above, so that the narrow channel effect is likely to appear, and the transistor threshold is likely to rise as the transistor is miniaturized, the threshold is difficult to control, and the drain current does not flow. I tend to be in a state.

この発明は、以上のような従来の課題を解決するためになされたもので、トランジスタのドレイン電流の減少などを防止し改善された半導体装置とその製造方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to obtain an improved semiconductor device and a method for manufacturing the same by preventing a decrease in drain current of the transistor.

この発明の請求項1に係る半導体装置の製造方法は、
半導体基板の主表面にトレンチ分離用溝を形成する工程と、
前記トレンチ分離用溝の内壁に直接に第1の絶縁膜を形成する工程と、
前記半導体基板の主表面の上と、前記トレンチ分離用溝を埋設するように、前記第1の絶縁膜と異なる材料を含む埋込材としての第2の絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の絶縁膜をエッチバックして、前記半導体基板の主表面上の前記第2の絶縁膜を除去し、前記トレンチ分離用溝に埋込材として残す工程と、
前記第1の絶縁膜上面が前記埋込材上面よりも低く、かつ、前記半導体基板の主表面より前記第1の絶縁膜上面が低くなるように、前記第1の絶縁膜を所定の厚さ除去する工程とを備えた、ものである。
A manufacturing method of a semiconductor device according to claim 1 of the present invention is as follows:
Forming a trench isolation groove on the main surface of the semiconductor substrate;
Forming a first insulating film directly on the inner wall of the trench isolation trench;
Forming a second insulating film as an embedding material including a material different from the first insulating film so as to embed the trench isolation trench on the main surface of the semiconductor substrate;
Etching back the second insulating film to remove the second insulating film on the main surface of the semiconductor substrate and leaving it as a filling material in the trench isolation trench;
The first insulating film has a predetermined thickness so that the upper surface of the first insulating film is lower than the upper surface of the filling material and the upper surface of the first insulating film is lower than the main surface of the semiconductor substrate. And a step of removing.

また、この発明の請求項2に係る半導体装置の製造方法は、請求項1に記載のものにおいて、
前記第1の絶縁膜を所定の厚さ除去する工程の後、
前記半導体基板の主表面上に第3の絶縁膜を形成する工程と、
前記第3の絶縁膜、前記第1の絶縁膜及び前記埋込材の上に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜と前記第3の絶縁膜をパターニングして、ゲート電極及びゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート電極を含む前記半導体基板の主表面上に第4の絶縁膜を形成する工程と、
前記第4の絶縁膜をパターニングして前記ゲート電極の側壁にサイドウォール絶縁膜を形成するとともに、前記第1の絶縁膜の上部の前記トレンチ分離用溝の内壁を覆うようにサイドウォール絶縁膜を形成する工程とをさらに備えた、ものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device manufacturing method according to the first aspect ,
After the step of removing the first insulating film by a predetermined thickness,
Forming a third insulating film on the main surface of the semiconductor substrate;
Forming a conductive film on the third insulating film, the first insulating film, and the filling material;
Patterning the conductive film and the third insulating film to form a gate electrode and a gate insulating film;
Forming a fourth insulating film on the main surface of the semiconductor substrate including the gate electrode;
The fourth insulating film is patterned to form a side wall insulating film on the side wall of the gate electrode, and a side wall insulating film is formed so as to cover the inner wall of the trench isolation trench above the first insulating film. And a forming step.

また、この発明の請求項3に係る半導体装置の製造方法は、請求項2に記載のものにおいて、
前記サイドウォール絶縁膜を形成する工程の後、
前記半導体基板の主表面上に高融点金属膜を形成する工程と、
前記高融点金属膜を熱処理して、前記サイドウォール絶縁膜から露出した前記半導体基板の主表面上にサリサイド構造を形成する工程とをさらに備えた、ものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device manufacturing method according to the second aspect ,
After the step of forming the sidewall insulating film,
Forming a refractory metal film on the main surface of the semiconductor substrate;
And a step of heat-treating the refractory metal film to form a salicide structure on the main surface of the semiconductor substrate exposed from the sidewall insulating film.

また、この発明の請求項4に係る半導体装置の製造方法は、請求項1乃至3のいずれかに記載のものにおいて、
前記半導体基板がシリコン基板で、前記第1の絶縁膜は窒素を含み、前記埋込材はシリコン酸化膜である、ものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device manufacturing method according to any one of the first to third aspects,
The semiconductor substrate is a silicon substrate, the first insulating film contains nitrogen, and the filling material is a silicon oxide film.

この発明によればトレンチ分離構造を改善し、トランジスタのドレイン電流の増加、あるいは、接合耐圧の向上などを図った改善された特性を有する半導体装置とその製造方法を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a semiconductor device having improved characteristics in which the trench isolation structure is improved and the drain current of the transistor is increased or the junction breakdown voltage is improved, and a method for manufacturing the same.

本発明の実施の形態1による半導体装置の部分平面図。1 is a partial plan view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 図1のトレンチ部分断面図。The trench partial sectional view of FIG. 本発明の実施の形態1によるMOSFET半導体装置の部分平面図。1 is a partial plan view of a MOSFET semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 図3のトレンチ横断線に沿った断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view along the trench crossing line of FIG. 3. 実施の形態1の作用を説明する断面図。Sectional drawing explaining the effect | action of Embodiment 1. FIG. 本発明の実施の形態1の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2による半導体装置の部分断面図。FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態3によるMOSFET半導体装置の部分平面図。FIG. 9 is a partial plan view of a MOSFET semiconductor device according to a third embodiment of the present invention. 図8のトレンチ横断線に沿った断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the trench crossing line of FIG. 8. 本発明の実施の形態3による半導体装置の作用を説明する断面図。Sectional drawing explaining the effect | action of the semiconductor device by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4による半導体装置の部分平面図。FIG. 9 is a partial plan view of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態4によるMOSFET半導体装置の部分断面図。The fragmentary sectional view of the MOSFET semiconductor device by Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5によるMOSFET半導体装置の部分断面図。FIG. 10 is a partial cross-sectional view of a MOSFET semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態6によるMOSFET半導体装置の部分断面図。FIG. 10 is a partial cross-sectional view of a MOSFET semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態6による半導体装置の動作を説明する部分断面図。FIG. 10 is a partial cross-sectional view illustrating the operation of a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態7による半導体装置の部分断面図。FIG. 10 is a partial cross-sectional view of a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態7の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of Embodiment 7 of this invention. 本発明の実施の形態8によるMOSFET半導体装置の部分断面図。FIG. 10 is a partial sectional view of a MOSFET semiconductor device according to an eighth embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態9による半導体装置の部分断面図。FIG. 10 is a partial cross-sectional view of a semiconductor device according to a ninth embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態9の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of Embodiment 9 of this invention. 本発明の実施の形態10によるMOSFET半導体装置の部分断面図。FIG. 10 is a partial sectional view of a MOSFET semiconductor device according to a tenth embodiment of the present invention. 従来例の半導体装置のトレンチ横断線に沿った部分断面図。The fragmentary sectional view in alignment with the trench transverse line of the semiconductor device of a prior art example. 従来例の半導体装置の動作を説明するためのトレンチ部分断面図。FIG. 9 is a partial cross-sectional view of a trench for explaining the operation of a conventional semiconductor device. 従来例のMOSFET半導体装置の部分断面図。The fragmentary sectional view of the MOSFET semiconductor device of a prior art example.

以下に本発明の実施の形態について説明する。図中、同一または相当する部分には同一の符号を付してその説明を簡略化または省略する場合がある。
実施の形態1.
図1および図2は、本発明実施の形態1による半導体装置の部分図を示すもので、図1は平面図、図2は図1のII‐II線の断面図を示すものである。
図1及び図2において、10は半導体基板であり、例えばシリコン基板、11はその活性領域、20はトレンチ、21はトレンチ分離領域を形成する埋込材である。本実施の形態では、図2の断面図に示すように、トレンチ埋込材21の表面全体が半導体基板10の主表面より所定量低くなっているのが特徴である。この所定量落込ませる段差は、2〜5nm程度とする。そして、ゲート酸化後にもこの落込み段差が残るようにする。
Embodiments of the present invention will be described below. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be simplified or omitted.
Embodiment 1 FIG.
1 and 2 are partial views of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view and FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
1 and 2, reference numeral 10 denotes a semiconductor substrate, for example, a silicon substrate, 11 an active region thereof, 20 a trench, and 21 a filling material for forming a trench isolation region. The present embodiment is characterized in that the entire surface of the trench filling material 21 is lower by a predetermined amount than the main surface of the semiconductor substrate 10 as shown in the cross-sectional view of FIG. The step for dropping the predetermined amount is about 2 to 5 nm. Then, the step is left after the gate oxidation.

また、トレンチ20の断面は、図2に示すように、下側に狭まり、上側に広がった形状になっている。
また、半導体基板10の主表面と、半導体基板10がトレンチ埋込材21に接する側面とは鈍角を形成し、かつその主表面から側面にかけて曲面を形成している。すなわち、トレンチ開口部では、半導体基板のエッジが丸められている。
Further, as shown in FIG. 2, the cross section of the trench 20 has a shape that narrows downward and widens upward.
The main surface of the semiconductor substrate 10 and the side surface where the semiconductor substrate 10 contacts the trench filling material 21 form an obtuse angle, and a curved surface is formed from the main surface to the side surface. That is, the edge of the semiconductor substrate is rounded in the trench opening.

図3および図4は、本実施の形態によるMOSFETの構造を示す図で、図3は平面図、図4は図3のIV-IV線の断面図を示す。
図3および図4において、12はソースまたはドレイン領域、13はソースまたはドレインコンタクト、30はゲート絶縁膜(酸化膜)、40はゲート電極を示す。
図2および図4に示すようなMOSFETへの適用例によれば、MOSFET の駆動能力を上げることができる。
なお、ゲート電極40は、図示したような単層のみならず、例えばポリサイドのような2層以上の構造を持っていてもよい。
3 and 4 are views showing the structure of the MOSFET according to the present embodiment, FIG. 3 is a plan view, and FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG.
3 and 4, reference numeral 12 denotes a source or drain region, 13 denotes a source or drain contact, 30 denotes a gate insulating film (oxide film), and 40 denotes a gate electrode.
According to the application example to the MOSFET as shown in FIGS. 2 and 4, the driving capability of the MOSFET can be increased.
Note that the gate electrode 40 may have not only a single layer as shown, but also a structure of two or more layers such as polycide.

図5は、この実施の形態における半導体装置のゲート幅の方向での断面図を表している。
図中の矢印が示すように、本実施の形態では、図24に示した従来例に比べて、実効的なゲート幅が広くなっており、その分ドレイン電流が増加する。また、バックバイアスによる閾値の上昇も抑えられ、ソース抵抗の影響を受けにくいMOSFET が実現できる。
FIG. 5 shows a cross-sectional view in the direction of the gate width of the semiconductor device in this embodiment.
As shown by the arrows in the figure, in this embodiment, the effective gate width is wider than that of the conventional example shown in FIG. 24, and the drain current is increased accordingly. In addition, an increase in threshold due to back bias is suppressed, and a MOSFET that is less susceptible to source resistance can be realized.

図6は、本実施の形態における半導体装置の製造方法の一例を説明するための部分断面図である。
図6(a)に示すように、半導体基板10の表面に例えば窒化膜50(あるいは酸化膜)のマスクを形成し、このマスクパターンを介してトレンチエッチを行ってトレンチ20を形成し、トレンチ内壁を酸化し、さらに埋込材(酸化膜)60を堆積させる。
次に図6(a)のものから、ドライエッチやCMPにより余分な埋込材60を除去して図6(b)に示す形状を形成する。次に、図6(b)のものから、フツ酸で埋込材60の上層部を一部落とし、図6(c)に示す形状を形成する。
次に、図6(c)のものから、熱リン酸で窒化膜50を除去して、図6(d)の形状を形成する。最後に、図6(d)のものから、さらに埋込材60の上層部をフツ酸で所定量落として図6(e)に示すように、図1で示したと同様な本実施の形態の形状を得る。なお、埋込材60の基板表面からの所定量の落込み段差は、2〜5nm程度とし、ゲート酸化後にも段差が残るようにする。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view for explaining an example of a method for manufacturing a semiconductor device in the present embodiment.
As shown in FIG. 6A, a mask of, for example, a nitride film 50 (or oxide film) is formed on the surface of the semiconductor substrate 10, and trench etching is performed through this mask pattern to form the trench 20, and the inner wall of the trench Then, an embedding material (oxide film) 60 is deposited.
Next, from FIG. 6A, the excess filling material 60 is removed by dry etching or CMP to form the shape shown in FIG. 6B. Next, a part of the upper layer portion of the embedding material 60 is dropped from that of FIG. 6B with hydrofluoric acid to form the shape shown in FIG.
Next, from FIG. 6C, the nitride film 50 is removed with hot phosphoric acid to form the shape of FIG. 6D. Finally, as shown in FIG. 6E, the upper layer portion of the embedding material 60 is dropped by a predetermined amount with hydrofluoric acid from that of FIG. 6D, and this embodiment similar to that shown in FIG. Get shape. Note that a predetermined amount of drop from the substrate surface of the burying material 60 is about 2 to 5 nm so that the step remains even after gate oxidation.

ここで、シリコン基板10の不純物については特定していないが、例えばトレンチ内壁を酸化した後で斜めイオン注入によりドーピングを行ってもよいし、最初に窒化膜/酸化膜マスクを堆積する前にドーピングを熱処理で深く拡散させてもよい。   Here, although the impurities of the silicon substrate 10 are not specified, for example, doping may be performed by oblique ion implantation after oxidizing the inner wall of the trench, or doping may be performed before first depositing the nitride film / oxide film mask. May be deeply diffused by heat treatment.

以上説明したように、本実施の形態の半導体装置は、半導体基板10の主表面に活性領域を分離するトレンチ埋込材(トレンチ分離領域)21を備えている。そして、トレンチ埋込材の表面が少なくとも半導体基板10に接する部分では、半導体基板の主表面より所定高さ落ち込むように形成している。
また、半導体基板10の主表面上にゲート絶縁膜(酸化膜)30を形成し、この絶縁膜30およびトレンチ埋込材21の表面上に連続してゲート電極(導電膜)40を形成している。
As described above, the semiconductor device of the present embodiment includes the trench filling material (trench isolation region) 21 that isolates the active region on the main surface of the semiconductor substrate 10. The trench filling material is formed so as to drop at a predetermined height from the main surface of the semiconductor substrate at least at a portion where the surface of the trench filling material is in contact with the semiconductor substrate 10.
Further, a gate insulating film (oxide film) 30 is formed on the main surface of the semiconductor substrate 10, and a gate electrode (conductive film) 40 is continuously formed on the surface of the insulating film 30 and the trench filling material 21. Yes.

この実施の形態によれば、トランジスタのドレイン電流(Id)の増加、トランジスタの基板効果低減、さらには応力・界面準位の抑制を図ることができる。   According to this embodiment, it is possible to increase the drain current (Id) of the transistor, reduce the substrate effect of the transistor, and further suppress the stress / interface state.

実施の形態2.
図7は、本発明の実施の形態2による半導体装置を説明するための断面図である。図4と同様に、図3の平面図のIV−IV線における断面に対応する。この実施の形態は、実施の形態1を更に改良したものである。
図7において、14a,14b,14cは、半導体基板10の中の異なる深さに形成された特定の不純物層を示している。
このように、この実施の形態では、トレンチ20の設けられたシリコン基板10中の不純物濃度を不均一にしていることが特徴である。トレンチ20を完成させたあと、イオン注入によって不純物層14a,14b,14c(イオン注入層)を作っている。これにより、隣接するMOSFETへのパンチスルーを抑制することが可能である。なお、イオン注入層は2層以上なら何層でもよい。
また、半導体基板10にエピタキシャル成長基板を使ってもよい。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. Similar to FIG. 4, this corresponds to a cross section taken along line IV-IV in the plan view of FIG. This embodiment is a further improvement of the first embodiment.
In FIG. 7, reference numerals 14 a, 14 b, and 14 c denote specific impurity layers formed at different depths in the semiconductor substrate 10.
As described above, this embodiment is characterized in that the impurity concentration in the silicon substrate 10 provided with the trench 20 is nonuniform. After the trench 20 is completed, impurity layers 14a, 14b, and 14c (ion implantation layers) are formed by ion implantation. Thereby, punch-through to adjacent MOSFETs can be suppressed. The number of ion-implanted layers is not limited as long as it is two or more.
Further, an epitaxial growth substrate may be used as the semiconductor substrate 10.

以上説明したように、本実施の形態の半導体装置は、半導体基板10の異なる所定深さにイオン注入により複数の不純物層14a,14b,14cを形成している。
この実施の形態によれば、トランジスタのドレイン電流の増加、トランジスタの基板効果低減、トランジスタのパンチスルー抑制、さらには応力・界面準位の抑制を図ることができる。
As described above, in the semiconductor device according to the present embodiment, the plurality of impurity layers 14 a, 14 b, and 14 c are formed by ion implantation at different predetermined depths of the semiconductor substrate 10.
According to this embodiment, it is possible to increase the drain current of the transistor, reduce the substrate effect of the transistor, suppress the punch through of the transistor, and further suppress the stress / interface state.

実施の形態3.
図8および図9は、この発明の実施の形態3による半導体装置を説明するための図であり、図8はMOSFETを形成した半導体装置の平面図、図9は図8のIX−IX線の断面図を示す。ただし、図8は、サイドウォールおよびサリサイド形成前の平面図である。
図8および図9において、12はソースまたはドレイン領域、13はソースまたはドレインコンタクト、30はゲート絶縁膜(酸化膜)、40はゲート電極、70はゲート電極40の側面のサイドウォール、71はサイドウォール70と共に形成された絶縁膜(半導体基板10の側面のサイドウォール)、80はサリサイドである。
この実施の形態は、実施の形態1にサリサイドを適用したものである。
サリサイド80は、Ti,Co,Ni,Wなどで代表される金属をスパッタし、ランプ加熱をすることによって、シリコン基板10を反応させて、サリサイド構造を作るものである。
Embodiment 3 FIG.
8 and 9 are diagrams for explaining the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 8 is a plan view of the semiconductor device in which the MOSFET is formed, and FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX in FIG. A cross-sectional view is shown. However, FIG. 8 is a plan view before forming the sidewalls and salicide.
8 and 9, 12 is a source or drain region, 13 is a source or drain contact, 30 is a gate insulating film (oxide film), 40 is a gate electrode, 70 is a side wall of the gate electrode 40, and 71 is a side. An insulating film (side wall on the side surface of the semiconductor substrate 10) formed together with the wall 70, 80 is a salicide.
In this embodiment, salicide is applied to the first embodiment.
The salicide 80 is made by sputtering a metal typified by Ti, Co, Ni, W or the like and heating the lamp to cause the silicon substrate 10 to react to form a salicide structure.

この実施の形態では従来例でみられたような接合耐圧の劣化がみられなくなる特徴がある。
図10で説明する。図10は、この実施の形態による半導体装置の動作を説明するための部分拡大断面図である。
図10において、10は半導体基板、11はその活性領域、15はそのうちの例えばp型基板領域、16は活性領域11のうちのn型導電層、20はトレンチ、21はトレンチ埋込材、71は絶縁膜、80はサリサイドを示す。
図10に示すように、この実施の形態では、トレンチ埋込材21がトレンチ20に落ち込んでいるために、逆導電型層であるn型導電層16がトレンチエッジで深く入り、さらに絶縁膜71が存在するためにサリサイド80が接合エッジから遠い位置で形成されるため、耐圧が上昇する。
This embodiment is characterized in that the deterioration of the junction breakdown voltage as seen in the conventional example is not observed.
This will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a partial enlarged cross-sectional view for explaining the operation of the semiconductor device according to this embodiment.
In FIG. 10, 10 is a semiconductor substrate, 11 is an active region thereof, 15 is a p-type substrate region, 16 is an n-type conductive layer of the active region 11, 20 is a trench, 21 is a trench filling material, 71 Indicates an insulating film, and 80 indicates salicide.
As shown in FIG. 10, in this embodiment, since the trench filling material 21 falls into the trench 20, the n-type conductive layer 16, which is a reverse conductivity type layer, enters deeply at the trench edge, and further the insulating film 71. Since salicide 80 is formed at a position far from the bonding edge, the breakdown voltage increases.

以上説明したように、本実施の形態の半導体装置は、半導体基板10の主表面でトレンチ埋込材21に近接する所定の領域にサリサイド80を形成し、トレンチ埋込材21が落ち込んだ部分の半導体基板10の表面にサリサイド80に連続する絶縁膜71を形成している。   As described above, in the semiconductor device according to the present embodiment, salicide 80 is formed in a predetermined region adjacent to trench filling material 21 on the main surface of semiconductor substrate 10, and the portion where trench filling material 21 falls is formed. An insulating film 71 continuous with the salicide 80 is formed on the surface of the semiconductor substrate 10.

この実施の形態によれば、サリサイドの接合耐圧向上、および応力・界面準位の抑制を図ることができる。   According to this embodiment, it is possible to improve the salicide junction breakdown voltage and to suppress the stress / interface state.

なお、この発明において、図3の構造と図8の構造とは、同一の半導体装置の異なる部分を示している。すなわち、実施の形態1と3とは、同一の半導体装置の異なる部分で実現されるものである。   In the present invention, the structure of FIG. 3 and the structure of FIG. 8 show different parts of the same semiconductor device. That is, the first and third embodiments are realized by different parts of the same semiconductor device.

実施の形態4.
図11はこの発明の実施の形態4による半導体装置を説明するための図であり、トレンチ横断線での断面図を示す。
図11において、90はトレンチ外縁部の落ち込みとして形成された凹部を示す。
この実施の形態では、トレンチ埋込材21の表面は、半導体基板10の表面とほぼ同じ高さ(レベル)に形成されているが、半導体基板10と接する表面の縁部では、半導体基板10の主表面より低くなるように、凹部90が形成されている。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 11 is a view for explaining the semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, and shows a cross-sectional view taken along a trench transverse line.
In FIG. 11, reference numeral 90 denotes a recess formed as a depression at the outer edge of the trench.
In this embodiment, the surface of the trench filling material 21 is formed at substantially the same height (level) as the surface of the semiconductor substrate 10, but at the edge of the surface in contact with the semiconductor substrate 10, A recess 90 is formed to be lower than the main surface.

図12は、本実施の形態によるMOSFETの構造を示す断面図である。
図12に示す半導体装置が、実施の形態1の図3及び図4に示した半導体装置に比べて得られる効果は、ゲート容量の低減が可能であることである。これはトレンチエッジ部以外の大部分の埋込材表面が高くなっていることで、シリコン基板1との寄生容量が減り、半導体装置を全体的に高速化できるためである。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the structure of the MOSFET according to the present embodiment.
The effect obtained by the semiconductor device shown in FIG. 12 compared to the semiconductor device shown in FIGS. 3 and 4 of the first embodiment is that the gate capacitance can be reduced. This is because the bulk of the surface of the embedded material other than the trench edge is high, thereby reducing the parasitic capacitance with the silicon substrate 1 and increasing the overall speed of the semiconductor device.

図13は、この実施の形態における半導体装置の製造方法の一例を説明するたまの断面図である。
図13(a)は、図6(a)と同様にトレンチエッチを経て埋込材(酸化膜)60を堆積した直後である。図13(b)も図6(b)同様、ドライエッチやCMP法で埋込材60を平坦化した状態である。次に、図13(c)のように熱リン酸で窒化膜50を除去し、さらに図13(d)のようにフツ酸で埋込材60を溶解させると、エッジ部が落ち込んだ形状となり凹部90が容易に形成できる。
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to this embodiment.
FIG. 13A shows a state immediately after depositing a filling material (oxide film) 60 through trench etching as in FIG. FIG. 13B also shows a state in which the embedded material 60 is flattened by dry etching or CMP, as in FIG. 6B. Next, when the nitride film 50 is removed with hot phosphoric acid as shown in FIG. 13C and the embedding material 60 is dissolved with hydrofluoric acid as shown in FIG. The recess 90 can be easily formed.

以上説明したように、本実施の形態の半導体装置は、トレンチ埋込材(分離領域)21の表面が半導体基板10の主表面とほぼ同じ高さに形成され、トレンチ埋込材21が半導体基板10と接する部分においてのみ所定高さ落ち込むように形成されている。   As described above, in the semiconductor device according to the present embodiment, the surface of trench filling material (isolation region) 21 is formed at substantially the same height as the main surface of semiconductor substrate 10, and trench filling material 21 is formed on the semiconductor substrate. It is formed so as to drop a predetermined height only at a portion in contact with 10.

この実施の形態によれば、トランジスタのドレイン電流の増加、トランジスタの基板効果低減、トランスファゲートと基板との間の寄生容量の低減、さらには応力・界面準位の抑制をはかることができる。   According to this embodiment, it is possible to increase the drain current of the transistor, reduce the substrate effect of the transistor, reduce the parasitic capacitance between the transfer gate and the substrate, and further suppress the stress / interface state.

実施の形態5.
図14は、この発明の実施の形態5による半導体装置を説明するための断面図であり、トレンチ横断線での断面図を示す。
図14において、14a,14b,14cは、半導体基板10の中の特定の不純物層を示している。
このように、この実施の形態では、実施の形態4の構造において、トレンチ20の設けられたシリコン基板10中の不純物濃度を不均一にしたものである。トレンチ20を完成させたあと、イオン注入によって不純物層14a,14b,14c(イオン注入層)を作っている。これにより、隣接するMOSFETへのパンチスルーを抑制することが可能である。さらに、実施の形態4と同様の効果に加えて、寄生容量の低減を図ることが可能である。
なお、半導体基板10にエピタキシャル成長基板を使ってもよい。また、イオン注入層は2層以上なら何層でもよい。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining the semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention, and shows a cross-sectional view taken along a trench transverse line.
In FIG. 14, 14 a, 14 b and 14 c indicate specific impurity layers in the semiconductor substrate 10.
Thus, in this embodiment, in the structure of the fourth embodiment, the impurity concentration in the silicon substrate 10 provided with the trench 20 is made nonuniform. After the trench 20 is completed, impurity layers 14a, 14b, and 14c (ion implantation layers) are formed by ion implantation. Thereby, punch-through to adjacent MOSFETs can be suppressed. Furthermore, in addition to the same effects as in the fourth embodiment, it is possible to reduce the parasitic capacitance.
An epitaxial growth substrate may be used for the semiconductor substrate 10. Further, the number of ion-implanted layers is not limited as long as it is two or more.

この実施の形態によれば、トランジスタのドレイン電流の増加、トランジスタの基板効果低減、トランジスタのパンチスルー抑制、トランスファゲートと基板との間の寄生容量の低減、さらには応力・界面準位の抑制を図ることができる。   According to this embodiment, the drain current of the transistor is increased, the substrate effect of the transistor is reduced, the punch through of the transistor is suppressed, the parasitic capacitance between the transfer gate and the substrate is reduced, and the stress and interface state are suppressed. Can be planned.

実施の形態6.
図15は、この発明の実施の形態6による半導体装置を説明するための図であり、トレンチ横断線での断面図を示す。
図15において、90はトレンチ外縁部の凹部(落ち込み)を示す。また、71は、凹部90を埋めている絶縁膜右(酸化膜)、80はサリサイドを示す。
この実施の形態は、実施の形態4のものにサリサイドを適用したものである。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 15 is a diagram for explaining the semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention, and shows a cross-sectional view taken along a trench transverse line.
In FIG. 15, reference numeral 90 denotes a recess (sag) at the outer edge of the trench. Reference numeral 71 denotes an insulating film right (oxide film) filling the recess 90, and 80 denotes salicide.
In this embodiment, salicide is applied to the fourth embodiment.

図16は、この実施の形態による半導体装置の動作を説明するための部分拡大図である。
図16において、10は半導体基板、11はその活性領域、15はそのうちの例えばp型基板領域、16は活性領域11のうちのn型導電層、20はトレンチ、21はトレンチ埋込材、90はトレンチ埋込材エッジの凹部、71は凹部90を埋めた酸化膜、80はサリサイドを示す。
図16に示すように、この実施の形態では、トレンチ埋込材21のエッジで凹部90が形成されて落ち込んでおり、さらにこの凹部に絶縁膜(酸化膜)71が充填されている。このために、逆導電型層であるn型導電層16がトレンチエッジで深く入り、さらに絶縁膜(酸化膜)71がこの落込みを塞いでいるため、サリサイド80が接合エッジから遠くなり、空乏層が伸びることが可能となり、結果的に耐圧が上昇する。
なお、絶縁膜(酸化膜)71は、ゲートサイドウォール(酸化膜)70と同時に形成することができる。
FIG. 16 is a partially enlarged view for explaining the operation of the semiconductor device according to this embodiment.
In FIG. 16, 10 is a semiconductor substrate, 11 is its active region, 15 is a p-type substrate region, 16 is an n-type conductive layer of the active region 11, 20 is a trench, 21 is a trench filling material, 90 Denotes a recess at the edge of the trench filling material, 71 denotes an oxide film filling the recess 90, and 80 denotes salicide.
As shown in FIG. 16, in this embodiment, a recess 90 is formed and falls at the edge of the trench filling material 21, and further, this recess is filled with an insulating film (oxide film) 71. For this reason, the n-type conductive layer 16, which is a reverse conductivity type layer, penetrates deeply at the trench edge, and the insulating film (oxide film) 71 blocks this drop, so that the salicide 80 becomes far from the junction edge and is depleted. The layer can be stretched, resulting in an increase in breakdown voltage.
The insulating film (oxide film) 71 can be formed simultaneously with the gate sidewall (oxide film) 70.

以上説明したように、本実施の形態の半導体装置は、トレンチ埋込材(分離領域)21が落ち込んだ部分90の半導体基板10の表面にサリサイド80に連続する絶縁膜71を形成するとともに、トレンチ埋込材21が落ち込んだ部分90を絶縁膜71で充填している。   As described above, in the semiconductor device of the present embodiment, the insulating film 71 continuous to the salicide 80 is formed on the surface of the semiconductor substrate 10 in the portion 90 where the trench filling material (isolation region) 21 falls, and the trench The insulating film 71 fills the portion 90 where the embedded material 21 has fallen.

この実施の形態によれば、サリサイドの接合耐圧向上、トランスファゲートと基板との間の寄生容量の低減、および応力・界面準位の抑制を図ることができる。   According to this embodiment, salicide junction breakdown voltage can be improved, parasitic capacitance between the transfer gate and the substrate can be reduced, and stress and interface states can be suppressed.

実施の形態7.
図17は、この発明の実施の形態7による半導体装置を説明するための図であり、トレンチ横断線での断面図を示す。
図17において、20はトレンチ、21は埋込材(酸化膜)、101は窒化膜、91はトレンチエッチでの凹部(落込み)を示す。
Embodiment 7 FIG.
FIG. 17 is a diagram for explaining the semiconductor device according to the seventh embodiment of the present invention, and shows a cross-sectional view taken along a trench crossing line.
In FIG. 17, 20 is a trench, 21 is a filling material (oxide film), 101 is a nitride film, and 91 is a recess (drop) in trench etching.

図18は、この実施の形態における半導体装置の製造方法の一例を説明するための部分断面図である。
図18(a)を参照して、半導体基板10に窒化膜50をマスクとしてトレンチ20を形成し、窒化膜100をトレンチ内壁に直接堆積する。さら図18(b)に示すように、この上に埋込材(酸化膜)60を堆積する。
FIG. 18 is a partial cross-sectional view for explaining an example of a method of manufacturing a semiconductor device in this embodiment.
Referring to FIG. 18A, trench 20 is formed in semiconductor substrate 10 using nitride film 50 as a mask, and nitride film 100 is directly deposited on the inner wall of the trench. Further, as shown in FIG. 18B, an embedding material (oxide film) 60 is deposited thereon.

次に、ドライエッチバックやCMPで埋込材(酸化膜)60をエッチバックして、図18(c)に示す形状にする。さらに図18(d)において熱リン酸で窒化膜50を除去するとともに、窒化膜100を所定量除去する。このとき、内壁に埋め込まれた窒化膜100が落ち込んで凹部91を形成し、窒化膜101の形状ができあがる。
このように、この実施の形態ではトレンチ内部の埋込材料を2種類使うことを特徴としている。これにより、例えば埋込材(酸化膜)60と窒化膜100とのエッチングレートの違いによりトレンチエッジでの凹部(落ち込み)91を実現している。
Next, the embedded material (oxide film) 60 is etched back by dry etch back or CMP to obtain the shape shown in FIG. Further, in FIG. 18D, the nitride film 50 is removed with hot phosphoric acid, and a predetermined amount of the nitride film 100 is removed. At this time, the nitride film 100 embedded in the inner wall falls to form a recess 91, and the shape of the nitride film 101 is completed.
As described above, this embodiment is characterized in that two types of filling materials inside the trench are used. As a result, for example, a recess (sag) 91 at the trench edge is realized due to a difference in etching rate between the filling material (oxide film) 60 and the nitride film 100.

以上説明したように、本実施の形態の半導体装置は、トレンチ分離領域を、半導体基板10に接するとともに半導体基板10の主表面から所定高さ落ち込んだ窒化膜(第1の絶縁膜)101と、この窒化膜101の内側を埋める埋込材21とで形成している。   As described above, the semiconductor device according to the present embodiment includes the nitride film (first insulating film) 101 in which the trench isolation region is in contact with the semiconductor substrate 10 and falls from the main surface of the semiconductor substrate 10 by a predetermined height. The nitride film 101 is formed with an embedding material 21 filling the inside.

この実施の形態によれば、トランジスタのドレイン電流の増加、トランジスタの基板効果低減、およびトランスファゲートと基板との間の寄生容量の低減を図ることができる。   According to this embodiment, it is possible to increase the drain current of the transistor, reduce the substrate effect of the transistor, and reduce the parasitic capacitance between the transfer gate and the substrate.

実施の形態8.
図19は、この発明の実施の形態8による半導体装置を説明するための図であり、MOSFET構造を示す断面図である。
この実施の形態は、実施の形態7に、実施の形態3で説明したサリサイドを適用したものである。
図19において、101はトレンチ内面に形成した窒化膜、21はその内側に形成したトレンチ埋込材(トレンチ酸化膜)、91は窒化膜101の落込みにより形成した凹部、71はこの凹部を埋めた絶縁膜(酸化膜)、80はサリサイドである。
サリサイド80は、Ti,Co,Ni,Wなどで代表される金属をスパッタし、ランプ加熱をすることによって、シリコン基板10を反応させて、サリサイド構造を作るものである。
このような構造により、実施の形態3のサリサイドによる効果と、実施の形態7のトレンチエッジの落込みによる効果とを重畳した効果をあげることができ、一層耐圧を上げることができる。
なお、エッチングレートの異なる材料なら他の組み合わせでもよい。
Embodiment 8 FIG.
FIG. 19 is a diagram for illustrating a semiconductor device according to an eighth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view showing a MOSFET structure.
In this embodiment, the salicide described in the third embodiment is applied to the seventh embodiment.
In FIG. 19, 101 is a nitride film formed on the inner surface of the trench, 21 is a trench filling material (trench oxide film) formed on the inner side, 91 is a recess formed by dropping the nitride film 101, and 71 is filling the recess. The insulating film (oxide film) 80 is salicide.
The salicide 80 is made by sputtering a metal typified by Ti, Co, Ni, W or the like and heating the lamp to cause the silicon substrate 10 to react to form a salicide structure.
With such a structure, the effect obtained by superimposing the effect of the salicide in the third embodiment and the effect of the trench edge drop in the seventh embodiment can be obtained, and the breakdown voltage can be further increased.
Note that other combinations may be used as long as the materials have different etching rates.

この実施の形態によれば、サリサイドの接合耐圧向上、およびトランスファゲートと基板との間の寄生容量の低減を図ることができる。   According to this embodiment, it is possible to improve the salicide junction breakdown voltage and reduce the parasitic capacitance between the transfer gate and the substrate.

実施の形態9.
図20は、この発明の実施の形態9による半導体装置を説明するための図であり、トレンチ横断線での断面図を示す。
図20において、20はトレンチ、110はトレンチ20の内面に形成された薄い絶縁膜(酸化膜)、101は絶縁膜(酸化膜)110の内側に形成された窒化膜、21は窒化膜101の内側を埋めたトレンチ埋込材を示す。また、92は、窒化膜101の落込みにより形成されたトレンチエッジの凹部を示す。
この実施の形態は、トレンチ埋込を3層化したものである。これは実施の形態8のようにトレンチ埋込が2層の場合、窒化膜101が直接トレンチエッジに張り付くため、内壁での応力や界面準位などが生じる可能性があるが、この実施の形態のように3層にすればこれを防ぐことが可能である。
Embodiment 9 FIG.
FIG. 20 is a diagram for explaining the semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention, and shows a cross-sectional view taken along a trench transverse line.
In FIG. 20, 20 is a trench, 110 is a thin insulating film (oxide film) formed on the inner surface of the trench 20, 101 is a nitride film formed inside the insulating film (oxide film) 110, and 21 is a nitride film 101. The trench filling material which filled the inner side is shown. Reference numeral 92 denotes a recess at the trench edge formed by dropping the nitride film 101.
In this embodiment, the trench filling is made into three layers. This is because the nitride film 101 sticks directly to the edge of the trench when there are two layers of trench filling as in the eighth embodiment, which may cause stress on the inner wall, interface state, etc. This can be prevented by using three layers as shown in FIG.

図21は、この実施の形態における半導体装置の製造方法の一例を説明するための断面図である。
図21(a)は、半導体基板10を窒化膜50をマスクとしてトレンチエッチした後、トレンチ内壁酸化を行い、さらに窒化膜100を堆積した状態を示している。これに埋込材(酸化膜)60を図21(b)のごとく堆積し、さらに図21(c)のようにエッチバックを行う。最後に図21(d)のように熱リン酸で窒化膜50を除去するとともに、窒化膜100を所定量除去して落込み92を形成し、窒化膜101を残し、最終形状である図20に示した構造を得る。
FIG. 21 is a cross-sectional view for explaining an example of a method of manufacturing a semiconductor device in this embodiment.
FIG. 21A shows a state in which the semiconductor substrate 10 is trench-etched using the nitride film 50 as a mask, the inner wall of the trench is oxidized, and the nitride film 100 is further deposited. An embedding material (oxide film) 60 is deposited thereon as shown in FIG. 21B, and etch back is further performed as shown in FIG. Finally, as shown in FIG. 21 (d), the nitride film 50 is removed with hot phosphoric acid, and a predetermined amount of the nitride film 100 is removed to form a depression 92, leaving the nitride film 101, and the final shape of FIG. The structure shown in is obtained.

以上説明したように、本実施の形態の半導体装置は、トレンチ分離領域を、半導体基板10に接する厚さの薄い絶縁膜(第1の絶縁膜)110(酸化膜)と、この薄い絶縁膜110の内側に接して形成するとともに半導体基板10の主表面から所定高さ落ち込んだ窒化膜(第2の絶縁膜)101と、窒化膜101の内側を埋める埋込材21とで形成している。   As described above, in the semiconductor device of the present embodiment, the trench isolation region is divided into a thin insulating film (first insulating film) 110 (oxide film) in contact with the semiconductor substrate 10 and the thin insulating film 110. A nitride film (second insulating film) 101 that is formed in contact with the inner surface of the semiconductor substrate 10 and has a predetermined height dropped from the main surface of the semiconductor substrate 10, and an embedding material 21 that fills the inner side of the nitride film 101.

この実施の形態によれば、トランジスタのドレイン電流の増加、トランジスタの基板効果低減、トランスファゲートと基板との間の寄生容量の低減、さらには応力・界面準位の抑制を図ることができる。   According to this embodiment, it is possible to increase the drain current of the transistor, reduce the substrate effect of the transistor, reduce the parasitic capacitance between the transfer gate and the substrate, and further suppress the stress / interface state.

実施の形態10.
図22は、この発明の実施の形態10による半導体装置を説明するための図であり、MOSFET構造を示す断面図である。
図22において、20はトレンチ、110はトレンチ内面を覆う薄い絶縁膜(酸化膜)、101はその内面を覆う窒化膜、21はトレンチ埋込材、92はトレンチエッジの凹部(落込み)、71は凹部92を埋めた絶縁膜(酸化膜)、80はサリサイドを示す。
この実施の形態は、実施の形態9にサリサイドを適用したものである。このような複合構造によって、さらに耐圧を上昇させる効果がある。
Embodiment 10 FIG.
FIG. 22 is a diagram for illustrating the semiconductor device according to the tenth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view showing the MOSFET structure.
In FIG. 22, 20 is a trench, 110 is a thin insulating film (oxide film) covering the inner surface of the trench, 101 is a nitride film covering the inner surface, 21 is a trench filling material, 92 is a recess (drop) at the trench edge, 71 Denotes an insulating film (oxide film) filling the recess 92, and 80 denotes salicide.
In this embodiment, salicide is applied to the ninth embodiment. Such a composite structure has an effect of further increasing the breakdown voltage.

10 半導体基板、 11 活性領域、 12 ソースまたはドレイン領域、 13 ソースまたはドレインコンタクト、 14a,14b,14c 不純物層(イオン注入層)、 15 p型基板領域、 16 n型導電層、 20 トレンチ、 21 トレンチ埋込材(トレンチ分離領域)、 30 ゲート絶縁膜、 40 ゲート電極、 50 窒化膜、 60 埋込材、 70 サイドウォール、 71 絶縁膜、 80 サリサイド、 90,91,92 落込(凹部)、 100,101 窒化膜。   10 semiconductor substrate, 11 active region, 12 source or drain region, 13 source or drain contact, 14a, 14b, 14c impurity layer (ion implantation layer), 15 p-type substrate region, 16 n-type conductive layer, 20 trench, 21 trench Embedded material (trench isolation region), 30 gate insulating film, 40 gate electrode, 50 nitride film, 60 embedded material, 70 sidewall, 71 insulating film, 80 salicide, 90, 91, 92 recessed (recessed), 100, 101 Nitride film.

Claims (4)

半導体基板の主表面にトレンチ分離用溝を形成する工程と、
前記トレンチ分離用溝の内壁に直接に第1の絶縁膜を形成する工程と、
前記半導体基板の主表面の上と、前記トレンチ分離用溝を埋設するように、前記第1の絶縁膜と異なる材料を含む埋込材としての第2の絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の絶縁膜をエッチバックして、前記半導体基板の主表面上の前記第2の絶縁膜を除去し、前記トレンチ分離用溝に埋込材として残す工程と、
前記第1の絶縁膜上面が前記埋込材上面よりも低く、かつ、前記半導体基板の主表面より前記第1の絶縁膜上面が低くなるように、前記第1の絶縁膜を所定の厚さ除去する工程とを備えた、半導体装置の製造方法。
Forming a trench isolation groove on the main surface of the semiconductor substrate;
Forming a first insulating film directly on the inner wall of the trench isolation trench;
Forming a second insulating film as an embedding material including a material different from the first insulating film so as to embed the trench isolation trench on the main surface of the semiconductor substrate;
Etching back the second insulating film to remove the second insulating film on the main surface of the semiconductor substrate and leaving it as a filling material in the trench isolation trench;
The first insulating film has a predetermined thickness so that the upper surface of the first insulating film is lower than the upper surface of the filling material and the upper surface of the first insulating film is lower than the main surface of the semiconductor substrate. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of removing.
前記第1の絶縁膜を所定の厚さ除去する工程の後、After the step of removing the first insulating film by a predetermined thickness,
前記半導体基板の主表面上に第3の絶縁膜を形成する工程と、Forming a third insulating film on the main surface of the semiconductor substrate;
前記第3の絶縁膜、前記第1の絶縁膜及び前記埋込材の上に導電膜を形成する工程と、Forming a conductive film on the third insulating film, the first insulating film, and the filling material;
前記導電膜と前記第3の絶縁膜をパターニングして、ゲート電極及びゲート絶縁膜を形成する工程と、Patterning the conductive film and the third insulating film to form a gate electrode and a gate insulating film;
前記ゲート電極を含む前記半導体基板の主表面上に第4の絶縁膜を形成する工程と、Forming a fourth insulating film on the main surface of the semiconductor substrate including the gate electrode;
前記第4の絶縁膜をパターニングして前記ゲート電極の側壁にサイドウォール絶縁膜を形成するとともに、前記第1の絶縁膜の上部の前記トレンチ分離用溝の内壁を覆うようにサイドウォール絶縁膜を形成する工程とをさらに備えた、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。The fourth insulating film is patterned to form a side wall insulating film on the side wall of the gate electrode, and a side wall insulating film is formed so as to cover the inner wall of the trench isolation trench above the first insulating film. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a forming step.
前記サイドウォール絶縁膜を形成する工程の後、After the step of forming the sidewall insulating film,
前記半導体基板の主表面上に高融点金属膜を形成する工程と、Forming a refractory metal film on the main surface of the semiconductor substrate;
前記高融点金属膜を熱処理して、前記サイドウォール絶縁膜から露出した前記半導体基板の主表面上にサリサイド構造を形成する工程とをさらに備えた、請求項2に記載の半導体装置の製造方法。The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, further comprising: heat-treating the refractory metal film to form a salicide structure on the main surface of the semiconductor substrate exposed from the sidewall insulating film.
前記半導体基板がシリコン基板で、前記第1の絶縁膜は窒素を含み、前記埋込材はシリコン酸化膜である、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is a silicon substrate, the first insulating film contains nitrogen, and the filling material is a silicon oxide film. 5.
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