JPH09172063A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JPH09172063A
JPH09172063A JP7330112A JP33011295A JPH09172063A JP H09172063 A JPH09172063 A JP H09172063A JP 7330112 A JP7330112 A JP 7330112A JP 33011295 A JP33011295 A JP 33011295A JP H09172063 A JPH09172063 A JP H09172063A
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JP
Japan
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film
element isolation
region
gate electrode
semiconductor device
Prior art date
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Pending
Application number
JP7330112A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiki Yabu
俊樹 藪
Takashi Uehara
隆 上原
Mizuki Segawa
瑞樹 瀬川
Takashi Nakabayashi
隆 中林
Kyoji Yamashita
恭司 山下
Takaaki Uketa
高明 受田
Masatoshi Arai
雅利 荒井
Takayuki Yamada
隆順 山田
Michiichi Matsumoto
道一 松元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority to KR1019960030658A priority patent/KR100403009B1/en
Priority to DE69637701T priority patent/DE69637701D1/en
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Priority to US10/454,682 priority patent/US6967409B2/en
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device where the occurrence of junction leakage, deterioration of junction withstand voltage, flowing of a short-circuit current, etc., are prevented and to provide a manufacturing method for such a semiconductor device. SOLUTION: A stepped part higher on an element isolation 5A side is formed between an element forming region Refet and a groove-shaped element isolation 5a. On the sides of a gate electrode 7a and the stepped part, there are sidewalls 8a of the electrode part and sidewalls 8c of the stepped part formed simultaneously. On heavily doped source/drain regions 6b, source/drain electrodes 9c silicidized are formed. By the stepped part between the element forming region Refet and the element isolation 5a, and the sidewalls of the stepped part, intrusion of impurity ions into the lower parts of the end parts of the element isolation 5a and into the interface between a silicon substrate 1 of a silicide layer and the element isolation 5a is blocked.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術の分野】本発明は、溝埋め込み分離
型の素子分離を有する半導体装置の構造及びその製造方
法の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a structure of a semiconductor device having a groove-buried isolation type element isolation and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置の高集積化、高性能化
の進展にともない、益々微細化の要求が高まっている。
そのため従来の技術の改良だけではそれらの要求に追随
できず、新規技術導入が余儀なくされている技術分野も
ある。例えば素子分離形成方法として、従来はその製法
の簡便さと低コスト性の観点からLOCOS分離法によ
り素子分離が形成されてきたが、最近では、より微細な
半導体装置を形成するには溝埋め込み分離型の素子分離
(以下、単に溝型素子分離という)を設けた方が有利で
あると考えられてきている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the progress of higher integration and higher performance of semiconductor devices, there is an increasing demand for miniaturization.
Therefore, there is a technical field in which introduction of new technology is unavoidable because it is not possible to keep up with the demands only by improving conventional technology. For example, as an element isolation formation method, conventionally, element isolation has been formed by the LOCOS isolation method from the viewpoint of the manufacturing method's simplicity and low cost, but recently, in order to form a finer semiconductor device, a groove-embedded isolation method is used. It has been considered advantageous to provide the element isolation (hereinafter, simply referred to as groove type element isolation).

【0003】すなわち、LOCOS分離法は、選択酸化
の方式をとっているため、その酸化を防止するためのマ
スクとの境界でいわゆるバーズビークが発生し、実際の
マスク寸法よりも素子領域側に分離領域の絶縁膜が侵入
して寸法変化が生じ、この変化量が0.5μm世代以降
の微細化には許容できない数値となる。そのため、量産
技術の分野においても寸法シフトのきわめて少ないトレ
ンチ分離法への転換が始まりつつある。例えばIBM社
が0.5μmCMOSプロセスとしてMPUの量産に溝
型素子分離構造を導入している(参考文献:IBM J
ournalof Research and Dev
elopment、VOL.39、NO.1/2、19
95、33−42頁)。
That is, since the LOCOS isolation method uses a selective oxidation method, so-called bird's beak occurs at the boundary with the mask for preventing the oxidation, and the isolation region is closer to the element region than the actual mask size. The insulating film invades to cause a dimensional change, and the amount of change becomes an unacceptable value for miniaturization after the 0.5 μm generation. Therefore, even in the field of mass production technology, the shift to the trench isolation method with extremely small size shift is beginning. For example, IBM has introduced a groove type element isolation structure for mass production of MPU as a 0.5 μm CMOS process (reference: IBM J
ouralof Research and Dev
element, VOL. 39, NO. 1/2, 19
95, 33-42).

【0004】図6は、従来のトレンチ分離とMOSFE
Tとが設けられた半導体装置の例を示す断面図である。
同図に示すように、シリコン基板101には溝型の素子
分離105aが形成されている。そして、素子分離10
5aによって囲まれた活性領域上には、ゲート絶縁膜1
03a及びゲート電極107aと、ゲート電極107a
の両側面上の電極部サイドウォール108aとが設けら
れている。また、活性領域においてゲート電極107a
の両側方に位置する領域に低濃度ソース・ドレイン両い
い106aと、高濃度ソース・ドレイン領域106bと
が設けられ、素子分離105aの下方にチャネルストッ
プ領域115が設けられている。また、素子分離105
aの及び活性領域として機能しないシリコン基板101
の上に亘ってゲート電極107aと同じポリシリコン膜
からなるゲート配線107bがゲート絶縁膜103bを
介して設けられ、その両側面上には配線部サイドウォー
ル108bが設けられている。さらに、ゲート電極10
7a,ゲート配線107b及び高濃度ソース・ドレイン
領域106bの上には、それぞれシリサイドからなる上
部ゲート電極109aと、上部ゲート配線109bと、
ソース・ドレイン電極109cとが設けられている。さ
らに、シリコン酸化膜からなる層間絶縁膜11と、層間
絶縁膜111上に形成された金属配線112と、層間絶
縁膜111内に形成されたコンタクトホール内に埋め込
まれ、金属配線112とソース・ドレイン電極109c
との間を接続するコンタクト部113とが設けられてい
る。
FIG. 6 shows a conventional trench isolation and MOSFE.
It is sectional drawing which shows the example of the semiconductor device in which T and was provided.
As shown in the figure, a groove-type element isolation 105a is formed on the silicon substrate 101. Then, element isolation 10
The gate insulating film 1 is formed on the active region surrounded by 5a.
03a and the gate electrode 107a, and the gate electrode 107a
And the electrode part sidewalls 108a on both side surfaces thereof are provided. In addition, in the active region, the gate electrode 107a
A low-concentration source / drain region 106a and a high-concentration source / drain region 106b are provided in regions located on both sides of each of the above, and a channel stop region 115 is provided below the element isolation 105a. In addition, element isolation 105
Silicon substrate 101 that does not function as an active region of a
A gate wiring 107b made of the same polysilicon film as the gate electrode 107a is provided over the gate insulating film 103b, and wiring sidewalls 108b are provided on both side surfaces thereof. Furthermore, the gate electrode 10
7a, the gate wiring 107b, and the high-concentration source / drain region 106b, an upper gate electrode 109a made of silicide, and an upper gate wiring 109b, respectively.
Source / drain electrodes 109c are provided. Further, the interlayer insulating film 11 made of a silicon oxide film, the metal wiring 112 formed on the interlayer insulating film 111, and the contact hole formed in the interlayer insulating film 111 are filled with the metal wiring 112 and the source / drain. Electrode 109c
And a contact portion 113 for connecting between and.

【0005】次に、図7(a)〜(e)を参照しなが
ら、上記図6に示す従来の溝型素子分離とMOSFET
とを有する半導体装置の製造工程について説明する。
Next, referring to FIGS. 7A to 7E, the conventional trench type element isolation and MOSFET shown in FIG.
A manufacturing process of a semiconductor device having the above will be described.

【0006】まず、図7(a)に示すように、シリコン
酸化膜105(図示せず)を堆積してから、シリコン窒
化膜117の表面が露出するまで全面を平坦化する。こ
の工程によって、素子分離領域Reisoには、上記溝部1
04に埋め込まれたシリコン酸化膜からなる溝型の素子
分離105aが形成される。その後、いったんシリコン
酸化膜116を除去した後、ゲート酸化膜103を全面
に形成する。
First, as shown in FIG. 7A, a silicon oxide film 105 (not shown) is deposited and then the entire surface is planarized until the surface of the silicon nitride film 117 is exposed. By this step, the groove portion 1 is formed in the element isolation region Reiso.
A trench-type element isolation 105a made of a silicon oxide film embedded in the trench 04 is formed. Then, the silicon oxide film 116 is once removed, and then the gate oxide film 103 is formed on the entire surface.

【0007】次に、図7(c)に示すように、素子分離
105aの下方に不純物イオンの打ち込みを行って、チ
ャネルストップ領域115を形成した後、全面にポリシ
リコン膜107を堆積し、その上にゲート形成領域以外
の領域を開口させたフォトレジスト膜121を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 7C, after implanting impurity ions below the element isolation 105a to form a channel stop region 115, a polysilicon film 107 is deposited on the entire surface. A photoresist film 121 having an opening other than the gate formation region is formed on the photoresist film 121.

【0008】次に、図7(d)に示すように、フォトレ
ジスト膜121をマスクとして、ポリシリコン膜107
のドライエッチングを行い、素子形成領域Refet内のM
OSFETのゲート電極107aと、素子分離105a
上からシリコン基板101上に跨るゲート配線107b
とを形成する。そして、フォトレジスト膜121を除去
した後、ゲート電極107aをマスクとしてシリコン基
板101内に不純物イオンの注入を行って、低濃度ソー
ス・ドレイン領域106aを形成する。その後、基板の
全面上にシリコン酸化膜108を堆積する。
Next, as shown in FIG. 7D, the polysilicon film 107 is formed using the photoresist film 121 as a mask.
Dry etching is performed to remove M in the element formation region Refet.
Gate electrode 107a of OSFET and element isolation 105a
Gate wiring 107b extending from above to the silicon substrate 101
And are formed. Then, after removing the photoresist film 121, impurity ions are implanted into the silicon substrate 101 using the gate electrode 107a as a mask to form the low concentration source / drain regions 106a. Then, a silicon oxide film 108 is deposited on the entire surface of the substrate.

【0009】次に、図7(e)に示すように、シリコン
酸化膜108の異方性ドライエッチングを行ってゲート
電極107a及びゲート配線107bの両側面上に、そ
れぞれ電極部サイドウォール108a及び配線部サイド
ウォール108bを形成する。その際、シリコン酸化膜
108下方のゲート酸化膜103も同時に除去され、ゲ
ート電極107aの下方のゲート酸化膜103aと、ゲ
ート配線107bの下方のゲート酸化膜103bのみが
残る。その後、ゲート電極107a及び電極部サイドウ
ォール108aをマスクとして不純物イオンを斜め方向
から注入し、高濃度ソース・ドレイン領域106bを形
成する。その後、全面にTi膜を堆積した後、高温熱処
理を行って、Ti膜とTi膜に直接接触するシリコンで
構成される部材とを反応させてシリサイドからなる上部
ゲート電極109aと、上部ゲート配線109bと、ソ
ース・ドレイン電極109cとを形成する。
Next, as shown in FIG. 7E, anisotropic dry etching of the silicon oxide film 108 is performed to form the electrode side wall 108a and the wiring on both side surfaces of the gate electrode 107a and the gate wiring 107b, respectively. The partial sidewall 108b is formed. At that time, the gate oxide film 103 below the silicon oxide film 108 is also removed at the same time, and only the gate oxide film 103a below the gate electrode 107a and the gate oxide film 103b below the gate wiring 107b remain. After that, impurity ions are obliquely implanted using the gate electrode 107a and the electrode portion sidewall 108a as a mask to form the high-concentration source / drain regions 106b. Then, after depositing a Ti film on the entire surface, a high temperature heat treatment is performed to react the Ti film with a member made of silicon which is in direct contact with the Ti film to cause an upper gate electrode 109a made of silicide and an upper gate wiring 109b. And the source / drain electrodes 109c are formed.

【0010】その後の工程は省略し、MOSFETの最
終的な構造を図5に示す。図5において、層間絶縁膜1
11の上に金属配線112が形成され、金属配線112
とソース・ドレイン電極109cとの間は、コンタクト
ホールを埋め込んだWプラグ等からなるコンタクト部1
13により接続されている。
The subsequent steps are omitted, and the final structure of the MOSFET is shown in FIG. In FIG. 5, the interlayer insulating film 1
11, the metal wiring 112 is formed, and the metal wiring 112
Between the source and drain electrode 109c and the source / drain electrode 109c.
It is connected by 13.

【0011】上述のような溝型素子分離構造を採用する
場合、熱酸化により厚いシリコン酸化膜を形成するLO
COS法のようなバーズビークつまり活性領域内への酸
化膜の入り込みがないので、ソース・ドレイン領域の寸
法シフトが抑制される。そして、図7(c)に示す工程
では、素子分離105aと素子形成領域Refetのシリコ
ン基板101とが平坦化されている。
When the groove-type element isolation structure as described above is adopted, LO that forms a thick silicon oxide film by thermal oxidation is used.
Since the bird's beak, that is, the oxide film does not enter the active region unlike the COS method, the dimensional shift of the source / drain regions is suppressed. Then, in the step shown in FIG. 7C, the element isolation 105a and the silicon substrate 101 in the element formation region Refet are planarized.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなトレンチ構造の素子分離を有する半導体装置で
は、以下のような問題があった。
However, the semiconductor device having the element isolation of the trench structure as described above has the following problems.

【0013】すなわち、図7(d)に示す状態から同図
(e)に示す状態に移行する際に、シリコン酸化膜10
8の異方性エッチングを行って各サイドウォール108
a,108bを形成するが、そのときオーバーエッチン
グを行う必要がある。このオーバーエッチングによっ
て、素子分離105aの表面がある程度下方まで掘り込
まれる。
That is, when the state shown in FIG. 7D is changed to the state shown in FIG.
8 is anisotropically etched to form each sidewall 108.
Although a and 108b are formed, it is necessary to perform overetching at that time. By this over-etching, the surface of the element isolation 105a is dug down to some extent.

【0014】図8(a),(b)は、このときの高濃度
ソース・ドレイン領域106bと素子分離105aとの
境界付近を拡大して示す断面図である。
FIGS. 8A and 8B are enlarged sectional views showing the vicinity of the boundary between the high concentration source / drain region 106b and the element isolation 105a at this time.

【0015】同図(a)に示すように、図7(d)に示
す工程と図7(e)に示す工程との間で、不純物イオン
を斜め方向から注入して高濃度ソース・ドレイン領域1
06bを形成する工程を行うが、素子分離105aが下
方まで掘れ下がっているので、このイオン注入の際、素
子分離105aの端部の下方にまで高濃度ソース・ドレ
イン領域106bが形成されてしまう。したがって、高
濃度ソース・ドレイン領域106bとチャネルストップ
領域115との近接が生じ、接合耐圧劣化や接合リーク
の増大等の不具合を招く。
As shown in FIG. 7A, impurity ions are obliquely implanted between the step shown in FIG. 7D and the step shown in FIG. 7E to form the high concentration source / drain regions. 1
Although the step of forming 06b is performed, since the element isolation 105a is dug down to the lower side, the high concentration source / drain region 106b is formed below the end portion of the element isolation 105a during this ion implantation. Therefore, the high-concentration source / drain region 106b and the channel stop region 115 come close to each other, which causes problems such as deterioration of junction breakdown voltage and increase of junction leak.

【0016】また、図8(b)に示すように、高濃度ソ
ース・ドレイン領域106bの上にTi膜等を堆積して
下方のシリコンと反応させるシリサイド化を行うもので
は、シリサイド層がシリコン基板101と素子分離10
5aとの界面に侵食しやすくなり、シリサイドからなる
ソース・ドレイン電極109cとチャネルストップ領域
115との間で短絡電流の発生を招く虞れもあった。
Further, as shown in FIG. 8B, in the case where a Ti film or the like is deposited on the high-concentration source / drain regions 106b and silicidation is made to react with the silicon below, the silicide layer is a silicon substrate. 101 and element isolation 10
The interface with 5a is likely to be eroded, which may cause a short-circuit current between the source / drain electrode 109c made of silicide and the channel stop region 115.

【0017】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、上述のサイドウォール形成の際のオ
ーバーエッチングによる溝型素子分離領域の掘り下がり
を防止する手段を講ずることにより、溝型素子分離構造
を有しながら、接合リークや接合耐圧の劣化、短絡電流
等のない微細かつ高性能な半導体装置及びその製造方法
を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide means for preventing the trench type element isolation region from being dug down due to overetching at the time of forming the sidewalls. It is an object of the present invention to provide a fine and high-performance semiconductor device having a groove type element isolation structure, without junction leakage, deterioration of junction breakdown voltage, short-circuit current, and the like, and a manufacturing method thereof.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の講じた解決手段は、素子形成領域の半導体
基板と溝型素子分離との間に、溝型素子分離の側が高く
なるような段差部を形成し、この段差部にサイドウォー
ルを設けたものである。具体的には、請求項1〜5に記
載される半導体装置と、請求項6〜12に記載される半
導体装置の製造方法とに関する手段を講じている。
In order to achieve the above-mentioned object, the solution means taken by the present invention is such that the groove-type element isolation side is higher between the semiconductor substrate in the element formation region and the groove-type element isolation. Such a step portion is formed and a sidewall is provided on the step portion. Specifically, the means concerning the semiconductor device described in claims 1 to 5 and the method for manufacturing the semiconductor device described in claims 6 to 12 are taken.

【0019】本発明の半導体装置は、請求項1に記載さ
れるように、半導体基板と、上記半導体基板の一部に設
けられた素子形成領域と、上記素子形成領域を取り囲
み、上記素子形成領域との間に上記素子形成領域の半導
体基板よりもステップ状に高くなる段差部を有し絶縁性
材料からなる溝型素子分離と、上記素子形成領域と溝型
素子分離との間の段差部の側面上に形成された段差部サ
イドウォールとを備えている。
As described in claim 1, a semiconductor device of the present invention includes a semiconductor substrate, an element formation region provided in a part of the semiconductor substrate, and the element formation region, and the element formation region. Between the element formation region and the groove-shaped element isolation, and the groove-shaped element isolation made of an insulating material and having a stepped portion higher than the semiconductor substrate in the element formation region between And a step portion sidewall formed on the side surface.

【0020】この構成により、溝型素子分離の端部に溝
型素子分離の表面が素子形成領域の半導体基板表面より
も高くなった段差部が設けられているので、半導体装置
の不純物拡散層を形成する際の不純物イオンの注入の際
に素子分離の端部下方への不純物イオンの注入が阻止さ
れる。また、シリサイドからなるソース・ドレイン電極
を設ける構造を採用する場合にも、段差部サイドウォー
ルによってシリサイド層の奥方への侵入が阻止されてい
るので、ソース・ドレイン電極とチャネルストップ領域
等の基板領域との間に短絡電流が発生するのを防止する
ことができる。したがって、溝型素子分離における各半
導体装置間の分離機能の低下が防止されることになる。
With this structure, since the step of which the surface of the groove type element isolation is higher than the surface of the semiconductor substrate in the element forming region is provided at the end of the groove type element isolation, the impurity diffusion layer of the semiconductor device is formed. Impurity ions are prevented from being implanted below the end portion of the element isolation when the impurity ions are implanted during formation. Further, even when adopting the structure of providing the source / drain electrodes made of silicide, since the stepped side walls prevent the invasion into the depth of the silicide layer, the substrate regions such as the source / drain electrodes and the channel stop regions are blocked. It is possible to prevent a short-circuit current from being generated. Therefore, the deterioration of the isolation function between the semiconductor devices in the trench type element isolation can be prevented.

【0021】請求項2に記載されるように、請求項1に
おいて、上記段差部サイドウォールを、絶縁性材料で構
成することができる。
As described in claim 2, in claim 1, the step portion side wall can be made of an insulating material.

【0022】請求項3に記載されるように、請求項1に
おいて、上記素子形成領域に、ゲート電極,該ゲート電
極の両側面上の電極部サイドウォールを有するMISF
ETを形成し、上記段差部サイドウォールの少なくとも
一部を、上記電極部サイドウォールと同時に形成するこ
とができる。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the MISF has a gate electrode in the element formation region and electrode sidewalls on both side surfaces of the gate electrode.
By forming ET, at least a part of the step portion side wall can be formed simultaneously with the electrode portion side wall.

【0023】請求項4に記載されるように、請求項3に
おいて、上記電極部サイドウォールを、ゲート電極の側
面及び上記半導体基板の上に亘って保護酸化膜を介して
形成されたほぼ一定の厚みのL字状シリコン窒化膜で構
成し、上記段差部サイドウォールを、上記素子形成領域
と溝型素子分離との間の段差部の側面及び半導体基板の
上に亘って保護酸化膜を介して形成されたほぼ一定厚み
のL字状シリコン窒化膜で構成することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the electrode side wall is formed over the side surface of the gate electrode and the semiconductor substrate with a protective oxide film interposed therebetween, and has a substantially constant thickness. The sidewall of the step portion is formed of an L-shaped silicon nitride film having a thickness, and the side wall of the step portion between the element forming region and the trench type element isolation and the semiconductor substrate are covered with a protective oxide film. It can be composed of the formed L-shaped silicon nitride film having a substantially constant thickness.

【0024】この構成により、段差部に設けられたL字
状シリコン窒化膜によって溝型素子分離における各半導
体装置間の分離機能の低下が防止される。しかも、サイ
ドウォールを形成する際のオーバーエッチングによって
も溝型素子分離の膜厚が低減することのない構造となる
ので、段差の値を小さくすることが可能となる。したが
って、ゲート電極をパターニングする際の活性領域上の
半導体基板と溝型素子分離とがフラットな状態に近付く
ので、ゲートの仕上がり寸法精度が向上することにな
る。
With this structure, the L-shaped silicon nitride film provided in the step portion can prevent the deterioration of the isolation function between the semiconductor devices in the trench type element isolation. Moreover, since the structure is such that the film thickness of the trench type element isolation is not reduced even by the over-etching when forming the sidewalls, it is possible to reduce the step value. Therefore, when the gate electrode is patterned, the semiconductor substrate on the active region and the groove-type element isolation are close to a flat state, and the finished dimension accuracy of the gate is improved.

【0025】請求項5に記載されるように、請求項3に
おいて、上記電極部サイドウォール及び段差部サイドウ
ォールをいずれもシリコン膜で構成し、上記電極部サイ
ドウォールと上記ゲート電極及びシリコン基板との間に
介設された絶縁膜と、上記電極部サイドウォール上から
上記素子形成領域のソース・ドレイン領域上を経て上記
段差部サイドウォールに至る領域の上に形成され、シリ
サイドからなるソース・ドレイン電極とをさらに設ける
ことができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the third aspect, both the electrode portion sidewall and the step portion sidewall are made of a silicon film, and the electrode portion sidewall, the gate electrode, and the silicon substrate are formed. A source / drain formed of a silicide formed on the insulating film interposed between the electrode side wall, the source / drain region of the element formation region and the stepped side wall. An electrode can be further provided.

【0026】この構成により、段差部サイドウォールに
よる不純物イオンの注入阻止機能と、シリサイド化工程
におけるシリサイド層の奥方への侵入阻止機能とが得ら
れる。しかも、電極部サイドウォール,ソース・ドレイ
ン領域及び段差部サイドウォールに亘る広い領域の上に
シリサイド層からなるソース・ドレイン電極が設けられ
ているので、上層の配線からのコンタクトの形成が容易
かつ確実となり、信頼性が向上するとともに素子形成領
域の面積の低減が可能となる。
With this structure, the function of preventing the implantation of the impurity ions by the side wall of the step portion and the function of preventing the invasion into the depth of the silicide layer in the silicidation process can be obtained. In addition, since the source / drain electrodes made of the silicide layer are provided on the wide area extending over the electrode side wall, the source / drain region and the step side wall, it is easy and reliable to form the contact from the upper wiring. Therefore, the reliability is improved and the area of the element formation region can be reduced.

【0027】本発明に係る第1の半導体装置の製造方法
は、請求項6に記載されるように、半導体基板上に酸化
膜を形成する第1の工程と、上記酸化膜の上に上記酸化
膜とは異なる材料で構成されるエッチングストッパ膜を
堆積する第2の工程と、上記エッチングストッパ膜のう
ち素子分離を形成しようとする領域を開口し、この開口
部の半導体基板をエッチングして溝部を形成する第3の
工程と、上記溝部の深さ及び上記エッチングストッパ膜
の膜厚を加えた値以上の厚みの絶縁膜を全面に堆積する
第4の工程と、上記絶縁膜が堆積された状態の半導体基
板を少なくとも上記エッチングストッパ膜の表面が露出
するまで平坦化するとともに、上記溝部に上記素子形成
領域を取り囲む溝型素子分離を形成する第5の工程と、
エッチングにより、少なくとも上記エッチングストッパ
膜及び酸化膜を除去し、上記素子形成領域と溝型素子分
離との間に上記溝型素子分離の側が上記素子形成領域の
半導体基板よりもステップ状に高くなった段差部を露出
させる第6の工程と、上記基板上にゲート酸化膜及び導
電膜を堆積した後、該導電膜から少なくともゲート電極
をパターニングする第7の工程と、基板の全面上に絶縁
膜を堆積した後、異方性エッチングにより、上記ゲート
電極及び上記段差部の各側面上に上記絶縁膜からなるサ
イドウォールを形成する第8の工程と、上記ゲート電極
の両側の素子形成領域の半導体基板内に不純物を導入し
てソース・ドレイン領域を形成する第9の工程とを備え
ている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a first method of manufacturing a semiconductor device, wherein a first step of forming an oxide film on a semiconductor substrate and the oxidation of the oxide film on the oxide film are performed. The second step of depositing an etching stopper film made of a material different from that of the film, and opening a region of the etching stopper film where element isolation is to be formed, and etching the semiconductor substrate in this opening to form a groove portion. And a fourth step of depositing an insulating film having a thickness equal to or more than the sum of the depth of the groove and the thickness of the etching stopper film, and the insulating film is deposited. A fifth step of planarizing the semiconductor substrate in the state until at least the surface of the etching stopper film is exposed, and forming a groove type element isolation surrounding the element formation region in the groove part;
At least the etching stopper film and the oxide film were removed by etching, and the side of the trench type element isolation between the element forming region and the trench type element isolation became higher in steps than the semiconductor substrate in the element forming region. A sixth step of exposing the step portion, a seventh step of depositing a gate oxide film and a conductive film on the substrate, and then patterning at least a gate electrode from the conductive film, and an insulating film over the entire surface of the substrate. After deposition, an eighth step of forming sidewalls made of the insulating film on each side surface of the gate electrode and the step portion by anisotropic etching, and a semiconductor substrate in an element formation region on both sides of the gate electrode A ninth step of forming a source / drain region by introducing impurities into the inside.

【0028】この方法により、第6の工程が終了した段
階で素子形成領域の半導体基板と溝型素子分離との間に
段差部が形成されているので、第9の工程における不純
物イオンの注入の際に、溝型素子分離の端部下方への不
純物イオンの注入が阻止される。また、後にソース・ド
レイン領域の表面付近をシリサイド化する場合にも、絶
縁膜からなる段差部のサイドウォールによってシリサイ
ド層の奥方への侵入は阻止される。したがって、接合耐
圧の劣化や接合リーク等を防止できるとともに、ソース
・ドレイン電極とチャネルストップ領域等の基板領域と
の短絡電流の発生を防止できる。
According to this method, since the step portion is formed between the semiconductor substrate in the element forming region and the trench type element isolation at the stage when the sixth step is completed, the impurity ion implantation in the ninth step is performed. At this time, the implantation of the impurity ions below the end of the trench type element isolation is prevented. Further, even when the vicinity of the surface of the source / drain region is silicidized later, the side wall of the step portion formed of the insulating film prevents the invasion of the silicide layer into the depth. Therefore, it is possible to prevent the junction breakdown voltage from deteriorating, the junction leak, and the like, and it is possible to prevent the occurrence of a short-circuit current between the source / drain electrodes and the substrate region such as the channel stop region.

【0029】請求項7に記載されるように、請求項6に
おいて、上記第2の工程では、少なくとも上記第8の工
程におけるオーバーエッチング量を考慮して、上記第6
の工程で所定値以上の高低差を有する段差部が露出され
るようにエッチングストッパ膜の膜厚を定めることがで
きる。
As described in claim 7, in claim 6, in the second step, at least the over-etching amount in the eighth step is taken into consideration in the sixth step.
In the step of, the thickness of the etching stopper film can be determined so that the step portion having a height difference of a predetermined value or more is exposed.

【0030】この方法により、第6の工程においてエッ
チングストッパ膜を除去したときに、オーバーエッチン
グ量による溝型素子分離の膜減りを見込んだ高低差が確
保される。したがって、請求項6の作用が有効に得られ
ることになる。
According to this method, when the etching stopper film is removed in the sixth step, the height difference is ensured in consideration of the film reduction of the groove type element isolation due to the overetching amount. Therefore, the action of claim 6 can be effectively obtained.

【0031】本発明に係る第2の半導体装置の製造方法
は、請求項8に記載されるように、半導体基板上に酸化
膜を形成する第1の工程と、上記酸化膜の上にゲート電
極となる第1の導電膜を堆積する第2の工程と、上記第
1の導電膜のうち溝型素子分離を形成しようとする領域
を開口し、この開口部の半導体基板をエッチングして溝
部を形成する第3の工程と、上記溝部の深さ及び上記第
1の導電膜の膜厚を加えた値以上の厚みの絶縁膜を全面
に堆積する第4の工程と、上記絶縁膜が堆積された状態
の半導体基板を、少なくとも上記第1の導電膜の表面が
露出するまで平坦化するとともに、上記溝部に上記素子
形成領域を取り囲む溝型素子分離を形成する第5の工程
と、上記平坦化された基板の全面上に少なくとも上部ゲ
ート電極となる第2の導電膜を堆積する第6の工程と、
上記第1及び第2の導電膜から少なくともゲート電極を
パターニングするとともに、上記素子形成領域と溝型素
子分離との間に上記溝型素子分離の側が上記素子形成領
域の半導体基板よりもステップ状に高くなった段差部を
露出させる第7の工程と、基板の全面上に絶縁膜を堆積
した後、異方性エッチングにより、上記ゲート電極及び
上記段差部の各側面上に上記絶縁膜からなるサイドウォ
ールを形成する第8の工程と、上記ゲート電極の両側の
素子形成領域の半導体基板内に不純物を導入してソース
・ドレイン領域を形成する第9の工程とを備えている。
According to a second method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, as described in claim 8, a first step of forming an oxide film on a semiconductor substrate and a gate electrode on the oxide film. A second step of depositing a first conductive film to be formed, and a region of the first conductive film in which the trench type element isolation is to be formed is opened, and the semiconductor substrate in this opening is etched to form the trench. A third step of forming, a fourth step of depositing an insulating film having a thickness not less than the sum of the depth of the groove and the film thickness of the first conductive film, and the insulating film is deposited. The semiconductor substrate in the opened state is planarized until at least the surface of the first conductive film is exposed, and a fifth step of forming a groove type element isolation surrounding the element formation region in the groove section; On at least the upper gate electrode on the entire surface of the formed substrate. A sixth step of depositing a conductive film,
At least a gate electrode is patterned from the first and second conductive films, and the groove-type element isolation side is stepped between the element-forming region and the groove-type element isolation than the semiconductor substrate in the element-forming region. A seventh step of exposing the raised step portion, and an insulating film is deposited on the entire surface of the substrate and then anisotropic etching is performed to form a side formed of the insulating film on each side surface of the gate electrode and the step portion. An eighth step of forming a wall and a ninth step of forming a source / drain region by introducing impurities into the semiconductor substrate in the element forming regions on both sides of the gate electrode are provided.

【0032】この方法により、請求項6と同様の作用が
得られるとともに、ゲート電極のパターニング工程で
は、基板全面がフルフラットな状態となっているので、
ゲート電極のパターニング精度が向上する。
According to this method, the same effect as that of the sixth aspect can be obtained, and in the gate electrode patterning step, the entire surface of the substrate is in a fully flat state.
The patterning accuracy of the gate electrode is improved.

【0033】請求項9に記載されるように、請求項8に
おいて、上記第2の工程では、少なくとも上記第8の工
程におけるオーバーエッチング量を考慮して、上記第7
の工程で所定値以上の高低差を有する段差が露出される
ように上記導電膜の膜厚を定めることができる。
As described in claim 9, in claim 8, in the second step, at least the over-etching amount in the eighth step is taken into consideration in the seventh step.
The film thickness of the conductive film can be determined so that a step having a height difference of a predetermined value or more is exposed in the step of.

【0034】この方法により、請求項7と同様の作用が
得られる。
With this method, the same effect as that of the seventh aspect can be obtained.

【0035】請求項10に記載されるように、請求項6
又は8において、上記第9の工程を終了した後に、少な
くとも上記ソース・ドレイン領域の表面付近の領域をシ
リサイド化する工程をさらに設けることができる。
As described in claim 10, claim 6
Alternatively, a step of silicidating at least a region near the surface of the source / drain region can be further provided after finishing the ninth step in Step 8.

【0036】この工程により、低抵抗のソース・ドレイ
ン電極が形成されるので、低電圧かつ高速で作動する半
導体装置が形成されることになる。
By this step, the low resistance source / drain electrodes are formed, so that a semiconductor device which operates at a low voltage and at a high speed is formed.

【0037】請求項11に記載されるように、請求項6
又は8において、上記第7の工程の後上記第8の工程の
前に基板の全面上に保護用酸化膜を堆積する工程をさら
に設け、上記第8の工程では、上記保護用酸化膜の上に
サイドウォール形成用シリコン窒化膜とマスク用膜とを
順次堆積し、上記マスク用膜をエッチバックして上記ゲ
ート電極及び段差部の側方に上記シリコン窒化膜をパタ
ーニングするためのマスクを残し、該マスクを用いて上
記シリコン窒化膜から上記ゲート電極及び段差部の側方
にサイドウォールとなるL字状シリコン窒化膜をパター
ニングした後、上記マスクを除去するように行うことが
できる。
As described in claim 11, claim 6
Or 8, further comprising a step of depositing a protective oxide film on the entire surface of the substrate after the seventh step and before the eighth step, and in the eighth step, the protective oxide film is formed on the protective oxide film. A silicon nitride film for forming a sidewall and a mask film are sequentially deposited on the mask film, and the mask film is etched back to leave a mask for patterning the silicon nitride film on the side of the gate electrode and the step portion, The mask may be removed after patterning an L-shaped silicon nitride film to be a sidewall from the silicon nitride film to the side of the gate electrode and the step portion using the mask.

【0038】この方法により、段差部に残されたL字状
の窒化膜からなる段差部サイドウォールの存在によっ
て、第9の工程におけるイオン注入の際における素子分
離の端部下方への不純物イオンの注入が阻止される。ま
た、シリサイドからなるソース・ドレイン電極を設ける
工程を後に行うようにした場合にも、シリコン窒化膜か
らなる段差部サイドウォールによってシリサイド層の奥
方への侵入が阻止される。しかも、第8の工程におい
て、サイドウォールを形成する際のオーバーエッチング
が行われても、溝型素子分離の上に保護用酸化膜が堆積
されているので、溝型素子分離の膜減りが生じない。し
たがって、その分溝型素子分離と活性領域内の半導体基
板との間の段差を小さくすることができ、第7の工程で
ゲート電極をパターニングする際の段差が低減すること
で、ゲート電極のパターニング精度が向上する。
According to this method, the presence of the side wall of the step portion made of the L-shaped nitride film left in the step portion causes the impurity ions below the end portion of the element isolation during the ion implantation in the ninth step. Injection is blocked. Even when the step of providing the source / drain electrodes made of silicide is performed later, the step side wall made of the silicon nitride film prevents the silicide layer from penetrating into the interior. In addition, in the eighth step, even if over-etching is performed when forming the sidewalls, the protective oxide film is deposited on the trench type element isolation, so that film loss due to the trench type element isolation occurs. Absent. Therefore, it is possible to reduce the step difference between the trench-type element isolation and the semiconductor substrate in the active region, and the step difference when patterning the gate electrode in the seventh step is reduced. Accuracy is improved.

【0039】請求項12に記載されるように、請求項6
又は8において、上記第7の工程では、上記導電膜の上
にさらに第1の保護用絶縁膜を堆積し、該第1の保護用
絶縁膜をゲート電極とともにパターニングし、上記第7
の工程の後上記第8の工程の前に基板の全面上に第2の
保護用絶縁膜を堆積する工程をさらに備え、上記第8の
工程では、上記第2の保護用絶縁膜の上にサイドウォー
ル形成用シリコン膜を堆積し、上記ゲート電極及び段差
部の側面上に上記シリコン膜からなる電極部サイドウォ
ール及び段差部サイドウォールを形成し、上記第9の工
程の後に、上記電極部サイドウォール,上記ソース・ド
レイン領域及び上記段差部サイドウォールに跨る領域を
シリサイド化する工程をさらに設けることができる。
As described in claim 12, claim 6
Alternatively, in the seventh step, in the seventh step, a first protective insulating film is further deposited on the conductive film, the first protective insulating film is patterned together with a gate electrode, and the seventh protective film is formed.
And the step of depositing a second protective insulating film on the entire surface of the substrate after the step of, and in the eighth step, the second protective insulating film is deposited on the second protective insulating film. A silicon film for forming a sidewall is deposited, an electrode part sidewall and a step part sidewall made of the silicon film are formed on the side surfaces of the gate electrode and the step part, and after the ninth step, the electrode part side is formed. A step of siliciding the wall, the source / drain region, and the region extending over the stepped sidewall can be further provided.

【0040】この方法により、請求項6又は請求項8と
同様の作用が得られる。また、ソース・ドレイン領域の
表面付近をシリサイド化する工程において、シリコン膜
からなるからなる段差部のサイドウォールの表面がシリ
サイド化されるものの、シリサイド層の奥方への侵入は
阻止される。したがって、ソース・ドレイン電極とチャ
ネルストップ領域等の基板領域との短絡電流の発生を防
止することが可能となる。しかも、電極部サイドウォー
ル−ソース・ドレイン領域−段差部サイドウォールの広
い範囲に跨ってシリサイド化されたソース・ドレイン電
極が形成されるので、上層配線からのコンタクト部の形
成が容易となり、半導体装置の占有面積の低減も可能と
なる。
By this method, the same operation as that of claim 6 or 8 can be obtained. Further, in the step of silicidizing the vicinity of the surface of the source / drain region, the surface of the sidewall of the step portion made of the silicon film is silicidized, but the penetration of the silicide layer into the depth is prevented. Therefore, it becomes possible to prevent the occurrence of a short circuit current between the source / drain electrodes and the substrate region such as the channel stop region. Moreover, since the silicided source / drain electrodes are formed over a wide range of the electrode portion sidewall-source / drain region-step portion sidewall, the contact portion can be easily formed from the upper layer wiring, and the semiconductor device It is also possible to reduce the area occupied by.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1の実施形態)まず、第1の実施形態について、図
1及び図2(a)〜(e)を参照しながら説明する。図
1は、本実施形態に係る半導体装置の構造を示す断面図
であり、図2(a)〜(e)は、図1に示す半導体装置
の構造を実現するための製造工程を示す断面図である。
(First Embodiment) First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2A to 2E. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the semiconductor device according to the present embodiment, and FIGS. 2A to 2E are cross-sectional views showing a manufacturing process for realizing the structure of the semiconductor device shown in FIG. Is.

【0042】図1において、一導電型のシリコン基板
(又はウェル)1上に、シリコン基板1の表面付近の領
域を多数の素子形成領域Refetに区画する素子分離領域
Reisoには、溝型の素子分離5aが形成されている。こ
の素子分離5aの表面は素子形成領域Refetのシリコン
基板1の表面よりも十分に高く、両者間には所定の高低
差を有する段差部が形成されている。この素子分離5a
は、後述のようにシリコン基板1に形成された溝内に絶
縁性材料を埋め込んで形成されたものである。そして、
少なくとも素子分離5aの底部には、シリコン基板1と
同一導電型のチャネルストップ領域15が形成されてい
る。
In FIG. 1, on a silicon substrate (or well) 1 of one conductivity type, a groove type element is provided in an element isolation region Reiso which divides a region near the surface of the silicon substrate 1 into a large number of element formation regions Refet. A separation 5a is formed. The surface of the element isolation 5a is sufficiently higher than the surface of the silicon substrate 1 in the element formation region Refet, and a step portion having a predetermined height difference is formed between them. This element isolation 5a
Is formed by embedding an insulating material in the groove formed in the silicon substrate 1 as described later. And
A channel stop region 15 of the same conductivity type as the silicon substrate 1 is formed at least at the bottom of the element isolation 5a.

【0043】一方、上記素子分離5aにより画成された
素子形成領域Refetには、ゲート電極4,ゲート酸化膜
3,電極部サイドウォール8a,低濃度ソース・ドレイ
ン領域6a,高濃度ソース・ドレイン領域6bからなる
MOSトランジスタが形成されている。また、高濃度の
不純物拡散層からなるソース・ドレイン電極5等を有す
るMOS形トランジスタ等が形成されている。また、素
子形成領域Refet以外の半導体基板上及び素子分離5a
上にも、上記ゲート電極7aと同時に形成されたゲート
配線7b及び配線部サイドウォール7bが形成されてい
る。さらに、ゲート電極7a,ゲート配線7b及び高濃
度ソース・ドレイン領域6bの上部は、それぞれチタン
シリサイド(TiSi2 )で構成された上部ゲート電極
9a,上部ゲート配線9b及びソース・ドレイン電極9
cが形成されている。
On the other hand, in the element formation region Refet defined by the element isolation 5a, the gate electrode 4, the gate oxide film 3, the electrode side wall 8a, the low concentration source / drain region 6a, and the high concentration source / drain region are formed. A MOS transistor composed of 6b is formed. Further, a MOS transistor or the like having the source / drain electrodes 5 and the like made of a high-concentration impurity diffusion layer is formed. In addition, on the semiconductor substrate other than the element formation region Refet and the element isolation 5a
A gate wiring 7b and a wiring portion sidewall 7b, which are formed at the same time as the gate electrode 7a, are also formed thereon. Further, the upper portions of the gate electrode 7a, the gate wiring 7b, and the high-concentration source / drain region 6b are respectively composed of titanium silicide (TiSi2), and the upper gate electrode 9a, the upper gate wiring 9b, and the source / drain electrode 9 are formed.
c is formed.

【0044】ここで、本実施形態の特徴として、上記素
子分離5aの段差部側面には、上記電極部サイドウォー
ル8a,配線部サイドウォール8bと同時に形成された
段差部サイドウォール8cが形成されている。この段差
部サイドウォール8cの一部は上記電極部サイドウォー
ル8a及び配線部サイドウォール8bとつながる構造と
なっている。
Here, as a feature of this embodiment, a step portion side wall 8c formed at the same time as the electrode portion side wall 8a and the wiring portion side wall 8b is formed on the side surface of the step portion of the element isolation 5a. There is. A part of the step side wall 8c is connected to the electrode side wall 8a and the wiring side wall 8b.

【0045】また、上記素子分離5aやゲート電極7a
等が形成された基板の全面上には層間絶縁膜11及び第
1層目金属配線12が形成されており、第1層目金属配
線12はコンタクト部13を介して素子形成領域の上部
ゲート電極9aやソース・ドレイン電極9cと接続され
ている。
The element isolation 5a and the gate electrode 7a are also provided.
An interlayer insulating film 11 and a first-layer metal wiring 12 are formed on the entire surface of the substrate on which the above-described elements are formed. The first-layer metal wiring 12 is connected through a contact portion 13 to the upper gate electrode in the element formation region. 9a and the source / drain electrode 9c.

【0046】次に、上記図1の構造を実現するための製
造工程について、図2(a)〜(e)を参照しながら説
明する。
Next, a manufacturing process for realizing the structure of FIG. 1 will be described with reference to FIGS.

【0047】まず、図2(a)に示すように、シリコン
基板1上に、シリコン酸化膜16及びシリコン窒化膜1
7を堆積し、素子分離領域Reisoを開口し素子形成領域
Refetを覆うフォトレジスト膜20をパターニングした
後、フォトレジスト膜20をマスクとして、上記シリコ
ン窒化膜17及びシリコン酸化膜16を選択的に除去
し、さらに、シリコン基板1をエッチングして、溝部4
を形成する。このとき、従来の溝部方法とは異なり、シ
リコン窒化膜17の膜厚を150〜200nm程度に厚
くしておく、ただし、シリコン酸化膜16の膜厚は従来
の方法と同様に10〜20nmである。そして、溝部4
の深さも従来の方法と同程度でよく、500nm程度で
ある。その後、後に形成されるソース・ドレイン領域に
注入される不純物の導電型とは逆導電型の不純物イオン
の注入を行って、チャネルストップ領域15を形成す
る。
First, as shown in FIG. 2A, a silicon oxide film 16 and a silicon nitride film 1 are formed on a silicon substrate 1.
7 is deposited, the photoresist film 20 which opens the element isolation region Reiso and covers the element formation region Refet is patterned, and then the silicon nitride film 17 and the silicon oxide film 16 are selectively removed using the photoresist film 20 as a mask. Then, the silicon substrate 1 is etched to form the groove 4
To form At this time, unlike the conventional groove method, the thickness of the silicon nitride film 17 is increased to about 150 to 200 nm, but the thickness of the silicon oxide film 16 is 10 to 20 nm as in the conventional method. . And the groove 4
The depth may be about the same as in the conventional method and is about 500 nm. After that, impurity ions of a conductivity type opposite to the conductivity type of impurities implanted into the source / drain regions to be formed later are implanted to form the channel stop region 15.

【0048】次に、図2(b)に示すように、上記フォ
トレジスト膜20を除去した後、溝部4の深さ及び残存
するシリコン窒化膜17の厚みを加えた値つまり溝部4
の底からシリコン窒化膜17の表面までの高さよりも十
分な厚さの絶縁膜5(図示せず)を堆積し、化学的機械
研磨(CMP)を行ってこの絶縁膜5をシリコン窒化膜
17の表面が露出するまで除去し、基板面全体を平坦化
する。この工程によって、素子分離領域Reisoに、絶縁
膜5で構成される溝型の素子分離5aが形成される。こ
の平坦化方法については、本実施形態に限定されるもの
ではなく、フォトレジスト膜で素子形成領域Refetの反
転パターンを用いてエッチバックする方法などを用いて
もよい。
Next, as shown in FIG. 2B, after removing the photoresist film 20, a value obtained by adding the depth of the groove portion 4 and the thickness of the remaining silicon nitride film 17, that is, the groove portion 4.
An insulating film 5 (not shown) having a thickness which is more than the height from the bottom of the silicon nitride film 17 to the surface of the silicon nitride film 17 is deposited, and chemical mechanical polishing (CMP) is performed to remove the insulating film 5 from the silicon nitride film 17 The surface of the substrate is removed until it is exposed, and the entire surface of the substrate is flattened. By this step, a groove-type element isolation 5a made of the insulating film 5 is formed in the element isolation region Reiso. This flattening method is not limited to this embodiment, and a method of etching back using a reverse pattern of the element formation region Refet with a photoresist film may be used.

【0049】その後、図示しないが、上記シリコン窒化
膜17を燐酸ボイル液などを用いて除去し、さらにフッ
酸系のウェットエッチング液などを用いてシリコン酸化
膜16を除去して、素子形成領域Refetのシリコン基板
1表面を露出させる。この時点で、素子形成領域Refet
のシリコン基板1表面と素子分離5aの表面との間に十
分な高低差を有する段差部が露出されていることが本実
施形態の特徴であり、その高低差は後述のサイドウォー
ル形成工程におけるオーバーエッチング量等を考慮し
て、50〜100nm程度である。ただし、本実施形態
の効果を有効に得るためには、次に行われるサイドウォ
ール形成時のサイドウォール用絶縁膜の厚さ及びオーバ
ーエッチング量を適正に定める必要がある。
Thereafter, although not shown, the silicon nitride film 17 is removed using a boil phosphate solution or the like, and the silicon oxide film 16 is removed using a hydrofluoric acid-based wet etching solution or the like to form an element formation region Refet. The surface of the silicon substrate 1 is exposed. At this point, the element formation region Refet
The feature of this embodiment is that a step portion having a sufficient height difference is exposed between the surface of the silicon substrate 1 and the surface of the element isolation 5a. Considering the etching amount and the like, it is about 50 to 100 nm. However, in order to effectively obtain the effect of the present embodiment, it is necessary to properly determine the thickness and the over-etching amount of the sidewall insulating film when the sidewall is formed next.

【0050】次に、図2(c)に示すように、シリコン
基板1及び素子分離5aの上にポリシリコン膜7を堆積
し、その上に、ゲート電極及びゲート配線が形成される
領域以外の領域を開口したフォトレジスト膜21を形成
する。そして、図示しないが、このフォトレジスト膜2
1をマスクとして、ドライエッチングを行って、ゲート
電極7a及びゲート配線7bをパターニングする。
Next, as shown in FIG. 2C, a polysilicon film 7 is deposited on the silicon substrate 1 and the element isolation 5a, and a polysilicon film 7 is formed on the polysilicon film 7 except the region where the gate electrode and the gate wiring are formed. A photoresist film 21 having an open area is formed. Although not shown, this photoresist film 2
Using 1 as a mask, dry etching is performed to pattern the gate electrode 7a and the gate wiring 7b.

【0051】次に、図2(d)に示すように、基板の全
面上に絶縁膜(シリコン酸化膜)を堆積し、この絶縁膜
の異方性エッチングを行って、図2(e)に示すよう
に、ゲート電極7aの側面上には電極部サイドウォール
8aを、ゲート配線7bの側面上には配線部サイドウォ
ール8bを形成する。その際、素子形成領域Refetのシ
リコン基板1と素子分離5aとの間の段差部の側面上に
も段差部サイドウォール8cが形成される。そして、こ
の状態で不純物イオンの注入を行って、高濃度ソース・
ドレイン領域6bを形成する。この時点でも、素子形成
領域Refetのシリコン基板1と素子分離5aとの間の段
差部の高低差が十分確保されている。
Next, as shown in FIG. 2 (d), an insulating film (silicon oxide film) is deposited on the entire surface of the substrate, and this insulating film is anisotropically etched to obtain the structure shown in FIG. 2 (e). As shown, the electrode portion sidewall 8a is formed on the side surface of the gate electrode 7a, and the wiring portion sidewall 8b is formed on the side surface of the gate wiring 7b. At that time, the step portion sidewall 8c is also formed on the side surface of the step portion between the silicon substrate 1 and the element isolation 5a in the element formation region Refet. Then, in this state, the impurity ions are implanted to
The drain region 6b is formed. Even at this time, the height difference of the step portion between the silicon substrate 1 in the element formation region Refet and the element isolation 5a is sufficiently secured.

【0052】その後の工程の図示は省略するが、シリサ
イド工程による上部ゲート電極9a,上部ゲート配線9
b及びソース・ドレイン電極9cの形成と、層間絶縁膜
11の堆積及びコンタクトホールの形成と、コンタクト
ホールへの金属の埋め込み及び第1層目金属配線12の
形成とを経て、図1に示す溝埋め込み型分離構造を有す
るMOS型トランジスタが形成される。
Although illustration of the subsequent steps is omitted, the upper gate electrode 9a and the upper gate wiring 9 by the silicide step are formed.
1b and the source / drain electrode 9c, the interlayer insulating film 11 is deposited and the contact hole is formed, the contact hole is filled with metal and the first-layer metal wiring 12 is formed, and then the groove shown in FIG. A MOS transistor having a buried isolation structure is formed.

【0053】なお、上記工程では、LDD構造を有する
トランジスタを形成するために電極部サイドウォール8
a等を形成したが、ソース・ドレイン領域とチャネル領
域との間に逆導電型の不純物を注入してパンチスルース
トッパを設けるいわゆるポケット注入構造を有するトラ
ンジスタにおいても、電極部サイドウォール8a等を形
成することがあり、本発明はかかるポケット注入構造を
有するトランジスタにも適用される。
In the above process, the electrode side wall 8 is formed to form the transistor having the LDD structure.
Although a and the like are formed, the electrode side wall 8a and the like are formed also in a transistor having a so-called pocket injection structure in which an impurity of opposite conductivity type is injected between the source / drain region and the channel region to provide a punch-through stopper. However, the present invention is also applied to a transistor having such a pocket injection structure.

【0054】本実施形態のごとく、1μm以下のゲート
長を有するMOSトランジスタを形成する場合には、短
チャネル効果を抑制しトランジスタの信頼性を確保する
ためのLDD構造やポケット注入構造を有するトランジ
スタを形成するためにゲート電極7aの側壁に電極部サ
イドウォール8aを形成する必要がある。このときの電
極部サイドウォール8aの厚さは必要とされるデバイス
の特性から決定されるが、異方性の強いドライエッチン
グ技術で形成するため、膜厚の制御としてはほぼ堆積膜
厚で一意に決めることができる。しかしながら、ウェハ
面内におけるエッチング速度のバラツキや堆積膜厚のバ
ラツキなどを考慮して、通常10〜30%程度のオーバ
ーエッチングを行っている。例えば100nm厚さの絶
縁膜から電極部サイドウォール8aを形成する場合、1
10〜130nmの厚みの絶縁膜を除去するのに相当す
る時間だけエッチングを施す。
When a MOS transistor having a gate length of 1 μm or less is formed as in this embodiment, a transistor having an LDD structure or a pocket injection structure for suppressing the short channel effect and ensuring the reliability of the transistor is used. In order to form it, it is necessary to form the electrode part sidewall 8a on the sidewall of the gate electrode 7a. The thickness of the electrode side wall 8a at this time is determined from the required characteristics of the device, but since it is formed by the dry etching technique having a strong anisotropy, the film thickness is controlled substantially by the deposited film thickness. Can be decided. However, in consideration of variations in etching rate within the wafer surface, variations in deposited film thickness, and the like, overetching is usually performed at about 10 to 30%. For example, when the electrode side wall 8a is formed from an insulating film having a thickness of 100 nm, 1
Etching is performed for a time corresponding to removing the insulating film having a thickness of 10 to 130 nm.

【0055】このとき、酸化膜で構成される素子分離5
aは素子形成領域Refetのシリコン基板1よりも高い選
択比でエッチングされるので、例えば10〜30nm程
度の膜減りが発生する。そのため、従来の構造では、図
8(a),(b)に示すように、素子分離105aの表
面がシリコン基板101の表面よりも低くなり、上述の
ような不具合を生じる。それに対し、本実施形態では、
図2(d)に示す状態で、素子分離5aの表面が素子形
成領域Refetのシリコン基板面よりも高くなるような段
差部が形成されているので、上述のような不具合を有効
に防止することができる。すなわち、高濃度ソース・ド
レイン領域8bの形成の際に斜め方向から不純物イオン
が注入されても、段差部の素子分離5aの膜厚が十分あ
るので、不純物イオンの素子分離5aの端部下方への打
ち込みが阻止される。したがって、高濃度ソース・ドレ
イン領域6bとチャネルストップ領域15との間の距離
はほぼ一定に保持され、接合耐圧の劣化や接合リークの
増大を未然に防止することができる。また、高濃度ソー
ス・ドレイン領域6bの上にシリサイドからなるソース
・ドレイン電極9cを形成する際にも、段差部サイドウ
ォール8cによって、シリサイド層がシリコン基板1と
素子分離5aとの境界面に浸蝕しようとするのを阻止し
得る。したがって、ソース・ドレイン電極9cとチャネ
ルストップ領域15との間で短絡電流が生じるのを有効
に防止することができる。
At this time, element isolation 5 made of an oxide film
Since a is etched with a higher selection ratio than the silicon substrate 1 in the element formation region Refet, a film loss of, for example, about 10 to 30 nm occurs. Therefore, in the conventional structure, as shown in FIGS. 8A and 8B, the surface of the element isolation 105a is lower than the surface of the silicon substrate 101, and the above-mentioned problems occur. On the other hand, in the present embodiment,
In the state shown in FIG. 2D, since the step portion is formed so that the surface of the element isolation 5a is higher than the silicon substrate surface of the element formation region Refet, it is possible to effectively prevent the above problems. You can That is, even when impurity ions are implanted from an oblique direction when forming the high-concentration source / drain regions 8b, the element isolation 5a at the step portion has a sufficient film thickness. Is stopped. Therefore, the distance between the high-concentration source / drain region 6b and the channel stop region 15 is kept substantially constant, and the deterioration of junction breakdown voltage and the increase of junction leak can be prevented. Also, when the source / drain electrodes 9c made of silicide are formed on the high-concentration source / drain regions 6b, the silicide layer erodes the boundary surface between the silicon substrate 1 and the element isolation 5a by the stepped side wall 8c. It can prevent you from trying. Therefore, it is possible to effectively prevent a short circuit current from occurring between the source / drain electrode 9c and the channel stop region 15.

【0056】ただし、本実施形態において、上述のよう
な効果を有効に発揮するためには、少なくともサイドウ
ォール形成工程におけるオーバーエッチング量つまり1
0〜30nm程度の膜減り以上の高低差があることが好
ましい。また、実際には素子分離5aの形成後にもシリ
コン酸化膜16の除去工程を始め素子分離5aを構成す
るシリコン酸化膜の膜減りが伴う工程があるため、この
膜減り量なども考慮した高い高低差を有する段差を事前
に形成しておくことが好ましい。したがって、上記図2
(a)に示す工程において堆積されるシリコン窒化膜1
7の膜厚の下限値は、オーバーエッチング量やシリコン
酸化膜16の除去工程のエッチング量から決定されるこ
とになる。
However, in this embodiment, in order to effectively exhibit the above effects, at least the amount of overetching in the sidewall forming step, that is, 1
It is preferable that there is a film thickness reduction of about 0 to 30 nm or more. In addition, in practice, even after the element isolation 5a is formed, there is a step accompanied by the film reduction of the silicon oxide film forming the element isolation 5a, including the step of removing the silicon oxide film 16, so that the high and low values are taken into consideration in consideration of the film reduction amount. It is preferable to form a step having a difference in advance. Therefore, FIG.
Silicon nitride film 1 deposited in the step shown in FIG.
The lower limit of the film thickness of No. 7 is determined from the over-etching amount and the etching amount in the step of removing the silicon oxide film 16.

【0057】ただし、本実施形態では溝部4を形成する
ためのエッチングマスクとしてシリコン窒化膜17を用
いたが、この膜の材質はシリコン酸化膜よりもエッチン
グ選択比の小さい材質であれば良く、例えばポリシリコ
ン膜等で代用することも可能である。
However, although the silicon nitride film 17 is used as the etching mask for forming the groove portion 4 in this embodiment, the material of this film may be any material having an etching selection ratio smaller than that of the silicon oxide film. It is also possible to substitute a polysilicon film or the like.

【0058】なお、本実施形態では、低抵抗化のために
上部ゲート電極9aとソース・ドレイン電極9cとが同
時に自己整合的にシリサイド化されたいわゆるサリサイ
ド構造を有する実施形態について説明したが、ゲート電
極をあらかじめポリサイド電極で形成し、後にソース・
ドレイン電極のみシリサイド化した構造としてもよいこ
とは言うまでもない。
In the present embodiment, an embodiment having a so-called salicide structure in which the upper gate electrode 9a and the source / drain electrode 9c are simultaneously silicided in a self-aligned manner in order to reduce the resistance has been described. The electrode is formed with a polycide electrode in advance, and the source
It goes without saying that only the drain electrode may be silicided.

【0059】(第2の実施形態)次に、図3(a)〜
(e)を参照しながら、第2の実施形態について説明す
る。本実施形態と上記第1の実施形態とが異なる点は、
溝型素子分離を形成する前にゲート酸化膜及びゲート電
極となるポリシリコン膜の堆積を終了している点であ
る。
(Second Embodiment) Next, FIG.
The second embodiment will be described with reference to (e). The difference between this embodiment and the first embodiment is that
The point is that the deposition of the gate oxide film and the polysilicon film to be the gate electrode is completed before forming the trench type element isolation.

【0060】まず、図3(a)に示すように、シリコン
基板1上に、ゲート酸化膜3及びMOS型トランジスタ
のゲート電極となるポリシリコン膜7を順次堆積し、そ
の上に、素子分離形成領域Reisoを開口し素子形成領域
Refetを覆うフォトレジスト膜20をパターニングす
る。このフォトレジスト膜20をマスクとして、上記ポ
リシリコン膜7及びゲート酸化膜3を選択的に除去し、
さらに、シリコン基板1をエッチングして、素子分離領
域となる溝部4を形成する。このとき、従来の溝部方法
とは異なり、ポリシリコン膜7の膜厚は、上記第1の実
施形態におけるシリコン窒化膜とほぼ同じ程度つまり1
50〜200nm程度にしておく、ゲート酸化膜3の膜
厚は10〜20nmである。溝部4の深さは、500n
m程度である。その後、後に形成されるソース・ドレイ
ン領域に注入される不純物の導電型とは逆導電型の不純
物イオンの注入を行って、チャネルストップ領域15を
形成する。
First, as shown in FIG. 3A, a gate oxide film 3 and a polysilicon film 7 to be a gate electrode of a MOS transistor are sequentially deposited on a silicon substrate 1, and element isolation formation is performed thereon. The photoresist film 20 that opens the region Reiso and covers the element formation region Refet is patterned. Using the photoresist film 20 as a mask, the polysilicon film 7 and the gate oxide film 3 are selectively removed,
Further, the silicon substrate 1 is etched to form a groove portion 4 which will be an element isolation region. At this time, unlike the conventional groove method, the thickness of the polysilicon film 7 is about the same as that of the silicon nitride film in the first embodiment, that is, 1
The thickness of the gate oxide film 3 is set to about 50 to 200 nm and is 10 to 20 nm. The depth of the groove 4 is 500n
m. After that, impurity ions of a conductivity type opposite to the conductivity type of impurities implanted into the source / drain regions to be formed later are implanted to form the channel stop region 15.

【0061】次に、フォトレジスト膜20を除去した
後、溝部4の深さ及び残存するポリシリコン膜7の厚み
を加えた値つまり溝部4の底からポリシリコン膜7の表
面までの高さよりも十分な厚さの絶縁膜5(図示せず)
を堆積し、化学的機械研磨(CMP)を行ってこの絶縁
膜5をポリシリコン膜7の表面が露出するまで除去し、
基板面全体を平坦化する。この工程によって、素子分離
領域Reisoに、絶縁膜5で構成される溝型の素子分離5
aが形成される。この平坦化方法については、本実施形
態に限定されるものではなく、フォトレジスト膜で素子
形成領域Refetの反転パターンを用いてエッチバックす
る方法などを用いてもよい。
Next, after removing the photoresist film 20, a value obtained by adding the depth of the groove portion 4 and the thickness of the remaining polysilicon film 7, that is, the height from the bottom of the groove portion 4 to the surface of the polysilicon film 7. Insulation film 5 with sufficient thickness (not shown)
Is deposited and chemical mechanical polishing (CMP) is performed to remove the insulating film 5 until the surface of the polysilicon film 7 is exposed.
The entire substrate surface is flattened. By this step, the groove-type element isolation 5 formed of the insulating film 5 is formed in the element isolation region Reiso.
a is formed. This flattening method is not limited to this embodiment, and a method of etching back using a reverse pattern of the element formation region Refet with a photoresist film may be used.

【0062】次に、図3(b)に示すように、平坦化さ
れた基板上にゲート電極配線層となる導電膜18(導電
性ポリシリコン膜でもよいし、WSiやTiSi等のシ
リサイド膜でもよい。さらに低抵抗化のためにTiN等
のバリヤメタルを介してW等の高融点金属を用いてもよ
い。)と絶縁膜からなる保護膜19とを堆積し、ゲート
電極及びゲート配線が形成される領域以外の領域を開口
したフォトレジスト膜21を形成する。そして、図示し
ないが、このフォトレジスト膜21をマスクとして、ド
ライエッチングを行って、ゲート電極7a,上部ゲート
電極18a及び保護膜19aと、ゲート配線7b,上部
ゲート配線18b及び保護膜19bとをパターニングす
る。この時点で、素子形成領域Refetのシリコン基板1
表面と素子分離5aの表面との間に十分な高低差を有す
る段差部が露出されていることが本実施形態の特徴であ
り、その高低差は後述のサイドウォール形成工程におけ
るオーバーエッチング量等を考慮して、50〜100n
m程度である。ただし、本実施形態の効果を有効に得る
ためには、次に行われるサイドウォール形成時のサイド
ウォール用絶縁膜の厚さ及びオーバーエッチング量を適
正に定める必要がある。
Next, as shown in FIG. 3B, a conductive film 18 (conductive polysilicon film or a silicide film such as WSi or TiSi) which will be a gate electrode wiring layer is formed on the flattened substrate. Further, a refractory metal such as W may be used via a barrier metal such as TiN for lowering the resistance.) And a protective film 19 made of an insulating film are deposited to form a gate electrode and a gate wiring. A photoresist film 21 having an opening in a region other than the region is formed. Then, although not shown, dry etching is performed using the photoresist film 21 as a mask to pattern the gate electrode 7a, the upper gate electrode 18a and the protective film 19a, and the gate wiring 7b, the upper gate wiring 18b and the protective film 19b. To do. At this point, the silicon substrate 1 in the element formation region Refet
A feature of the present embodiment is that a step portion having a sufficient height difference is exposed between the surface and the surface of the element isolation 5a. The height difference is caused by the over-etching amount in the sidewall formation process described later. Considering 50-100n
m. However, in order to effectively obtain the effect of the present embodiment, it is necessary to properly determine the thickness and the over-etching amount of the sidewall insulating film when the sidewall is formed next.

【0063】次に、図3(c)に示すように、第1の実
施形態と同様に、基板の全面上に絶縁膜(シリコン酸化
膜)を堆積し、この絶縁膜の異方性エッチングを行っ
て、図3(d)に示すように、ゲート電極7a等の側面
上には電極部サイドウォール8aを、ゲート配線7b等
の側面上には配線部サイドウォール8bを形成する。そ
の際、素子形成領域Refetのシリコン基板1と素子分離
5aとの間の段差部の側面上にも段差部サイドウォール
8cが形成される。そして、この状態で不純物イオンの
注入を行って、高濃度ソース・ドレイン領域6bを形成
する。この時点でも、素子形成領域Refetのシリコン基
板1と素子分離5aとの間の段差部の高低差が十分確保
されている。
Next, as shown in FIG. 3C, similarly to the first embodiment, an insulating film (silicon oxide film) is deposited on the entire surface of the substrate, and the insulating film is anisotropically etched. Then, as shown in FIG. 3D, the electrode portion sidewall 8a is formed on the side surface of the gate electrode 7a and the like, and the wiring portion sidewall 8b is formed on the side surface of the gate wiring 7b and the like. At that time, the step portion sidewall 8c is also formed on the side surface of the step portion between the silicon substrate 1 and the element isolation 5a in the element formation region Refet. Then, impurity ions are implanted in this state to form the high concentration source / drain regions 6b. Even at this time, the height difference of the step portion between the silicon substrate 1 in the element formation region Refet and the element isolation 5a is sufficiently secured.

【0064】次に、図3(e)に示すように、高濃度ソ
ース・ドレイン領域6bの上のみにシリサイドからなる
ソース・ドレイン電極9cを形成する。
Next, as shown in FIG. 3E, source / drain electrodes 9c made of silicide are formed only on the high-concentration source / drain regions 6b.

【0065】その後の工程の図示は省略するが、層間絶
縁膜11の堆積及びコンタクトホールの形成と、コンタ
クトホールへの金属の埋め込み及び第1層目金属配線1
2の形成とを経て、図1に示す構造と類似した溝埋め込
み型分離構造を有するMOS型トランジスタが形成され
る。ただし、本実施形態では、ゲート電極7a及びゲー
ト配線7bの上に、それぞれ導電性ポリシリコン,ある
いはシリサイド等からなる上部ゲート電極18a,上部
ゲート配線18bと、絶縁膜からなる保護膜19a,1
9bとが形成され、シリサイドからなるソース・ドレイ
ン電極9cは上部ゲート電極18aや上部ゲート配線1
8bとは別の工程で形成されている。
Although illustration of the subsequent steps is omitted, deposition of an interlayer insulating film 11 and formation of a contact hole, burying metal in the contact hole, and first-layer metal wiring 1
2 is formed, a MOS type transistor having a groove-separated isolation structure similar to the structure shown in FIG. 1 is formed. However, in the present embodiment, on the gate electrode 7a and the gate wiring 7b, the upper gate electrode 18a and the upper gate wiring 18b made of conductive polysilicon or silicide, respectively, and the protective films 19a and 1 made of an insulating film are formed.
9b is formed, and the source / drain electrode 9c made of silicide is used as the upper gate electrode 18a and the upper gate wiring 1
It is formed in a process different from 8b.

【0066】以上のように、本実施形態によれば、素子
形成領域Refetのシリコン基板1と素子分離5aとの間
に素子分離5a側が高い段差部が形成され、段差部の側
面上に段差部サイドウォール8cが形成されているの
で、工程数を削減しながら、上記第1の実施形態と同様
の効果を発揮することができる。
As described above, according to the present embodiment, a step portion having a high element isolation 5a side is formed between the silicon substrate 1 and the element isolation 5a in the element formation region Refet, and the step portion is formed on the side surface of the step portion. Since the sidewalls 8c are formed, it is possible to achieve the same effect as that of the first embodiment while reducing the number of steps.

【0067】加えて、本実施形態では、図3(b)に示
す状態からゲート電極7a及びゲート配線7bをパター
ニングする工程を、素子分離5aの端部における段差部
の影響を全く受けることなくフルフラットな状態で実施
できるため、微細パターンを安定に形成できるという利
点がある。
In addition, in this embodiment, the step of patterning the gate electrode 7a and the gate wiring 7b from the state shown in FIG. 3B is completely performed without being affected by the stepped portion at the end of the element isolation 5a. Since it can be performed in a flat state, there is an advantage that a fine pattern can be stably formed.

【0068】(第3の実施形態)次に、第3の実施形態
について説明する。図4(a)〜(f)は、第3の実施
形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described. 4A to 4F are cross-sectional views showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the third embodiment.

【0069】図4(a)に示す状態に至るまでに、溝型
の素子分離5a,チャネルストップ領域15,低濃度ソ
ース・ドレイン領域6a,ゲート絶縁膜3,ゲート電極
7a,ゲート配線7b等を上記第1の実施形態と同様の
工程によって形成した後、基板上に保護酸化膜31と、
サイドウォール用のシリコン窒化膜32と、マスク用ポ
リシリコン膜33とを、いずれもCVD法により堆積す
る。このとき、ゲート電極7a及びゲート配線7bを構
成するポリシリコン膜の厚みは330nm,最小線幅は
0.35ミクロンであり、保護酸化膜31の厚みは約2
0nmであり、シリコン窒化膜32の厚さは約30nm
であり、ポリシリコン膜33の厚さは約100nmであ
る。
By the time the state shown in FIG. 4A is reached, the trench type element isolation 5a, the channel stop region 15, the low concentration source / drain region 6a, the gate insulating film 3, the gate electrode 7a, the gate wiring 7b, etc. are formed. After forming by the same process as the first embodiment, a protective oxide film 31 is formed on the substrate,
Both the silicon nitride film 32 for the sidewall and the polysilicon film 33 for the mask are deposited by the CVD method. At this time, the thickness of the polysilicon film forming the gate electrode 7a and the gate wiring 7b is 330 nm, the minimum line width is 0.35 μm, and the thickness of the protective oxide film 31 is about 2 mm.
The thickness of the silicon nitride film 32 is about 30 nm.
The thickness of the polysilicon film 33 is about 100 nm.

【0070】次に、図4(b)に示すように、RIEに
より、ポリシリコン膜33をエッチバックし、ゲート電
極7a,ゲート配線7b及び段差部の各側面上にそれぞ
れ電極部ポリシリコンマスク33a,配線部ポリシリコ
ンマスク33b及び段差部ポリシリコンマスク33cを
形成する。このとき、ポリシリコン膜33とシリコン窒
化膜32とのエッチング選択比は大きい。
Next, as shown in FIG. 4B, the polysilicon film 33 is etched back by RIE, and the electrode portion polysilicon mask 33a is formed on each side surface of the gate electrode 7a, the gate wiring 7b and the step portion. A wiring part polysilicon mask 33b and a step part polysilicon mask 33c are formed. At this time, the etching selection ratio between the polysilicon film 33 and the silicon nitride film 32 is large.

【0071】次に、図4(c)に示すように、残存する
ポリシリコンマスク33a,33b,33cをマスクと
してH3 PO4 (150℃の熱燐酸)によるウェットエ
ッチングを行ない、シリコン窒化膜32のうち各ポリシ
リコンマスク33a,33b,33cに覆われた部分の
み残し他の部分を除去する。このとき、シリコン窒化膜
32とポリシリコンマスク33a,33b,33cとの
エッチングの選択比は、30:1程度にすることができ
る。この工程により、ゲート電極7a,ゲート配線7b
及び段差部の各側方に、いずれもL字状の電極部サイド
ウォール32a,配線部サイドウォール32b及び段差
部サイドウォール32cが残存する状態となる。
Next, as shown in FIG. 4C, wet etching with H3 PO4 (hot phosphoric acid at 150 ° C.) is performed using the remaining polysilicon masks 33a, 33b, 33c as masks to remove the silicon nitride film 32. Only the portion covered by each polysilicon mask 33a, 33b, 33c is left and the other portions are removed. At this time, the etching selection ratio between the silicon nitride film 32 and the polysilicon masks 33a, 33b, 33c can be set to about 30: 1. By this step, the gate electrode 7a and the gate wiring 7b
The L-shaped electrode part sidewall 32a, the wiring part sidewall 32b, and the step part sidewall 32c are left on each side of the step part.

【0072】次に、図4(d)に示すように、ゲート電
極7a,保護酸化膜31,電極部ポリシリコンマスク3
3a,電極部サイドウォール32a,段差部ポリシリコ
ンマスク33c及び段差部サイドウォール32cをマス
クとして、活性領域のシリコン基板1内に不純物イオン
を高濃度で注入し、高濃度ソース・ドレイン領域6bを
形成する。
Next, as shown in FIG. 4D, the gate electrode 7a, the protective oxide film 31, the electrode portion polysilicon mask 3 are formed.
3a, the electrode portion sidewall 32a, the stepped portion polysilicon mask 33c, and the stepped portion sidewall 32c are used as masks to implant high concentration impurity ions into the silicon substrate 1 in the active region to form high concentration source / drain regions 6b. To do.

【0073】その後、図4(e)に示すように、ドライ
エッチング又はウェットエッチングにより、ポリシリコ
ンマスク33a,33b,33cを除去する。
Thereafter, as shown in FIG. 4E, the polysilicon masks 33a, 33b, 33c are removed by dry etching or wet etching.

【0074】次に、図4(f)に示すように、HF系の
エッチング液を用いて、基板上で露出した部分の保護酸
化膜31を除去する。その後、チタン膜を堆積し、1回
目のRTA処理を行なって、チタンとシリコンとの反応
によりTiSi2 膜からなるシリサイド層を形成する。
そして、チタン膜を除去した後、2回目のRTA処理を
行なって、ゲート電極7a,ゲート配線7b及びソース
・ドレイン領域6bの上に抵抗率の低いシリサイド層か
らなる上部電極9a,上部配線9b及びソース・ドレイ
ン電極9cをそれぞれ形成する。その後、層間絶縁膜の
堆積、平坦化、コンタクトホールの開口、金属配線膜の
堆積、金属配線の形成等を行って、LSIを形成する。
Next, as shown in FIG. 4F, the protective oxide film 31 on the exposed portion on the substrate is removed by using an HF-based etching solution. Then, a titanium film is deposited and the first RTA process is performed to form a silicide layer made of a TiSi2 film by the reaction between titanium and silicon.
After removing the titanium film, a second RTA process is performed to form an upper electrode 9a made of a silicide layer having a low resistivity on the gate electrode 7a, the gate wiring 7b, and the source / drain region 6b, an upper wiring 9b, and The source / drain electrodes 9c are formed respectively. Then, an LSI is formed by depositing an interlayer insulating film, flattening, opening a contact hole, depositing a metal wiring film, forming a metal wiring, and the like.

【0075】本実施形態の方法では、図4(f)に示す
工程で、段差部の側面上に保護酸化膜31c及びL字状
の段差部サイドウォール32cが形成されているので、
活性領域のシリコン基板1と素子分離5aとの境界への
シリサイド層の侵入を有効に防止することができる。
In the method of this embodiment, since the protective oxide film 31c and the L-shaped step portion sidewall 32c are formed on the side surface of the step portion in the step shown in FIG. 4 (f),
It is possible to effectively prevent the silicide layer from entering the boundary between the silicon substrate 1 and the element isolation 5a in the active region.

【0076】また、図4(c),(d)に示す工程で、
保護酸化膜31が素子分離5a及び活性領域のシリコン
基板1の上に形成されているので、L字状のサイドウォ
ール32a,32b,32cを形成する際に素子分離5
aの膜厚の減小が生じない。したがって、その分素子分
離5aとシリコン基板1との間の段差を低減することが
でき、ゲートのパターニング精度の向上を図ることがで
きる。
Further, in the steps shown in FIGS. 4 (c) and 4 (d),
Since the protective oxide film 31 is formed on the element isolation 5a and the silicon substrate 1 in the active region, the element isolation 5 is formed when the L-shaped sidewalls 32a, 32b, 32c are formed.
The film thickness of a does not decrease. Therefore, the step difference between the element isolation 5a and the silicon substrate 1 can be reduced accordingly, and the patterning accuracy of the gate can be improved.

【0077】なお、ゲート電極を形成する工程は、上記
第2の実施形態と同様に第1,第2の導電膜で形成する
ようにしてもよく、その場合にも本実施形態と同様の効
果を発揮することができる。
The step of forming the gate electrode may be performed by using the first and second conductive films as in the case of the second embodiment, and in that case, the same effect as that of the present embodiment is obtained. Can be demonstrated.

【0078】(第4の実施形態)上記各実施形態では、
上記各サイドウォールを絶縁材料であるシリコン酸化膜
又はシリコン窒化膜で構成したが、各サイドウォールを
導電性材料例えばポリシリコン膜で構成してもよい。図
5(a)〜(e)は、導電性のサイドウォールを形成し
た場合における半導体装置の製造工程を示す断面図であ
る。
(Fourth Embodiment) In each of the above embodiments,
Although each of the sidewalls is made of a silicon oxide film or a silicon nitride film which is an insulating material, each of the sidewalls may be made of a conductive material such as a polysilicon film. 5A to 5E are cross-sectional views showing a manufacturing process of a semiconductor device when a conductive sidewall is formed.

【0079】図5(a)に示す状態に至るまでに、溝型
の素子分離5a,チャネルストップ領域15,低濃度ソ
ース・ドレイン領域6a,ゲート絶縁膜3,ゲート電極
7a,ゲート配線7b等を上記第1の実施形態と同様の
工程によって形成した後、基板上に保護酸化膜31と、
サイドウォール用のポリシリコン膜34とを、いずれも
CVD法により堆積する。ただし、本実施形態では、ゲ
ート電極7a及びゲート配線7bの上には、それぞれ保
護酸化膜10a,10bが形成されている。このとき、
ゲート電極7a及びゲート配線7bを構成するポリシリ
コン膜の厚みは330nm,最小線幅は0.35ミクロ
ンであり、保護酸化膜31の厚みは約20nmであり、
ポリシリコン膜34の厚さは約100nmである。
By the time the state shown in FIG. 5A is reached, the trench type element isolation 5a, the channel stop region 15, the low concentration source / drain region 6a, the gate insulating film 3, the gate electrode 7a, the gate wiring 7b, etc. are formed. After forming by the same process as the first embodiment, a protective oxide film 31 is formed on the substrate,
The sidewall polysilicon film 34 and the polysilicon film 34 are both deposited by the CVD method. However, in the present embodiment, the protective oxide films 10a and 10b are formed on the gate electrode 7a and the gate wiring 7b, respectively. At this time,
The thickness of the polysilicon film forming the gate electrode 7a and the gate wiring 7b is 330 nm, the minimum line width is 0.35 μm, and the thickness of the protective oxide film 31 is about 20 nm.
The thickness of the polysilicon film 34 is about 100 nm.

【0080】次に、図5(b)に示すように、RIEに
より、ポリシリコン膜34をエッチバックして、ゲート
電極7a,ゲート配線7b及び段差部の各側方に、ポリ
シリコン膜からなる電極部サイドウォール32a,配線
部サイドウォール32b及び段差部サイドウォール32
cを形成する。
Next, as shown in FIG. 5B, the polysilicon film 34 is etched back by RIE, and the polysilicon film is formed on each side of the gate electrode 7a, the gate wiring 7b, and the step portion. Electrode part side wall 32a, wiring part side wall 32b, and step part side wall 32
Form c.

【0081】次に、図5(c)に示すように、ゲート電
極7a,保護酸化膜31,電極部サイドウォール34a
及び段差部サイドウォール34cをマスクとして、活性
領域のシリコン基板1内に不純物イオンを高濃度で注入
し、高濃度ソース・ドレイン領域6bを形成する。
Next, as shown in FIG. 5C, the gate electrode 7a, the protective oxide film 31, the electrode portion sidewall 34a.
Using the stepped sidewall 34c as a mask, impurity ions are implanted at high concentration into the silicon substrate 1 in the active region to form the high concentration source / drain regions 6b.

【0082】その後、図5(d)に示すように、HF系
のエッチング液を用いて、基板上で露出した部分の保護
酸化膜31を除去する。その後、チタン膜を堆積し、1
回目のRTA処理を行なって、チタンとシリコンとの反
応によりTiSi2 膜からなるシリサイド層を形成す
る。そして、チタン膜を除去した後、2回目のRTA処
理を行なって、電極部サイドウォール34a,高濃度ソ
ース・ドレイン領域6b及び段差部サイドウォール34
cの上に跨るシリサイド層からなるソース・ドレイン電
極9dを形成する。なお、配線部サイドウォール34b
の上にもシリサイド層が形成されるので、そのままで
は、このシリサイド層はソース・ドレイン電極と接続さ
れ得る。本実施形態では、素子分離5a上で、フォトレ
ジスト膜等を用いて、エッチングを行い、ゲート配線7
bの両側方の配線部サイドウォール34b及びその上の
シリサイド層を選択的に除去して、各活性領域のソース
・ドレイン電極9dが相互に接続されないようにしてい
る。ただし、ポリシリコン膜からなるサイドウォール3
4a,34b,34cを形成した後、すぐにゲート配線
7bの両側方の配線部サイドウォール34bのみを選択
的に除去するようにしてもよい。
After that, as shown in FIG. 5D, the protective oxide film 31 on the exposed portion on the substrate is removed by using an HF-based etching solution. Then deposit a titanium film and
A second RTA process is performed to form a silicide layer made of a TiSi2 film by the reaction between titanium and silicon. Then, after removing the titanium film, a second RTA process is performed to perform the electrode part sidewall 34a, the high-concentration source / drain region 6b, and the step part sidewall 34.
A source / drain electrode 9d made of a silicide layer extending over c is formed. The wiring side wall 34b
Since the silicide layer is also formed on the above, the silicide layer can be directly connected to the source / drain electrodes. In the present embodiment, etching is performed on the element isolation 5a using a photoresist film or the like to form the gate wiring 7
The wiring part sidewalls 34b on both sides of b and the silicide layer thereon are selectively removed so that the source / drain electrodes 9d in each active region are not connected to each other. However, the sidewall 3 made of a polysilicon film
Immediately after forming 4a, 34b and 34c, only the wiring part sidewalls 34b on both sides of the gate wiring 7b may be selectively removed.

【0083】その後、層間絶縁膜の堆積、平坦化、コン
タクトホールの開口、金属配線膜の堆積、金属配線の形
成等を行って、LSIを形成する。
After that, an LSI is formed by depositing an interlayer insulating film, flattening, opening a contact hole, depositing a metal wiring film, forming a metal wiring, and the like.

【0084】本実施形態では、最終的に電極部サイドウ
ォール34a−高濃度ソース・ドレイン領域6b−段差
部サイドウォール8c間に跨る広い範囲にシリサイド層
からなるソース・ドレイン電極9cが形成される。した
がって、素子形成領域Refetと素子分離5aとの間の段
差の存在によって不純物イオンの注入時における高濃度
ソース・ドレイン領域6bとチャネルストップ領域15
との近接を有効に防止することができる。また、高濃度
ソース・ドレイン領域6bの上にシリサイドからなるソ
ース・ドレイン電極9cを形成する際に、段差部サイド
ウォール34cもある程度の厚み分だけシリサイド化さ
れるものの、シリサイド層の奥方への侵入は阻止される
ので、シリサイド層の素子分離−シリコン基板間の界面
への浸透に起因するソース・ドレイン電極9cとチャネ
ルストップ領域15との短絡電流の発生を有効に防止す
ることができる。しかも、このような実施形態では、電
極部サイドウォール34aから高濃度ソース・ドレイン
領域6bを経て段差部サイドウォール34cに至る広い
領域がシリサイド化されるので、上方の第1層目配線と
のコンタクト部を形成するのが極めて容易となり、その
分、素子形成領域Refetの面積を低減し得る。つまり、
半導体装置の集積度を向上させることができる利点があ
る。なお、電極部サイドウォール34a及び配線部サイ
ドウォール34bが導電膜であるポリシリコンで構成さ
れているものの、各サイドウォール34a,34bとゲ
ート電極7a,ゲート配線7bとの間が保護酸化膜31
で絶縁されているので、サイドウォール−ゲート間で短
絡等を生じる虞れはない。
In the present embodiment, finally, the source / drain electrodes 9c made of a silicide layer are formed in a wide range over the electrode side wall 34a-high-concentration source / drain region 6b-step side wall 8c. Therefore, due to the presence of the step between the element formation region Refet and the element isolation 5a, the high-concentration source / drain region 6b and the channel stop region 15 at the time of impurity ion implantation are formed.
It is possible to effectively prevent the proximity to. Further, when the source / drain electrodes 9c made of silicide are formed on the high-concentration source / drain regions 6b, the stepped sidewalls 34c are also silicided by a certain amount of thickness, but penetrate into the depth of the silicide layer. Therefore, it is possible to effectively prevent generation of a short-circuit current between the source / drain electrode 9c and the channel stop region 15 due to the penetration of the silicide layer into the interface between the element isolation and the silicon substrate. Moreover, in such an embodiment, since a wide region from the electrode side wall 34a to the stepped side wall 34c via the high-concentration source / drain regions 6b is silicided, contact with the upper first layer wiring is made. It becomes extremely easy to form the portion, and the area of the element formation region Refet can be reduced accordingly. That is,
There is an advantage that the degree of integration of the semiconductor device can be improved. Although the electrode side wall 34a and the wiring side wall 34b are made of polysilicon which is a conductive film, the protective oxide film 31 is formed between each side wall 34a, 34b and the gate electrode 7a and the gate wiring 7b.
Since it is insulated by, there is no possibility that a short circuit or the like will occur between the sidewall and the gate.

【0085】なお、ゲート電極を形成する工程は、上記
第2の実施形態と同様に第1,第2の導電膜で形成する
ようにしてもよく、その場合にも本実施形態と同様の効
果を発揮することができる。
The step of forming the gate electrode may be performed by using the first and second conductive films as in the case of the second embodiment, and in that case, the same effect as that of the present embodiment is obtained. Can be demonstrated.

【0086】また、本実施形態では、各サイドウォール
をポリシリコン膜で構成したが、アモルファスシリコン
膜で構成してもよい。さらに、シリコン膜だけでなく、
他の金属等の導電性材料からなるサイドウォールを形成
してもよく、サイドウォールをシリサイド化する必要は
必ずしもない。
In the present embodiment, each sidewall is made of a polysilicon film, but it may be made of an amorphous silicon film. Furthermore, not only the silicon film,
A side wall made of a conductive material such as another metal may be formed, and it is not always necessary to silicidize the side wall.

【0087】[0087]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1〜3の半
導体装置によれば、溝型素子分離構造を有する半導体装
置において、素子形成領域の半導体基板と溝型素子分離
との間に溝型素子分離の方がステップ状に高くなる段差
部を形成し、この段差部の側面上にサイドウォールを形
成する構造としたので、接合耐圧劣化や接合リーク増大
の防止と、ソース・ドレイン電極のシリサイド化による
ソース・ドレイン電極と基板領域との間の短絡電流の発
生を防止することができる。
As described above, according to the semiconductor device of the first to third aspects, in the semiconductor device having the trench type element isolation structure, the trench is provided between the semiconductor substrate in the element forming region and the trench type element isolation. Since the stepped portion where the die element isolation becomes higher stepwise is formed and the sidewall is formed on the side surface of this stepped portion, the deterioration of the junction breakdown voltage and the increase of the junction leakage are prevented, and the source / drain electrode It is possible to prevent the occurrence of a short circuit current between the source / drain electrodes and the substrate region due to silicidation.

【0088】請求項4によれば、上記各サイドウォール
を保護酸化膜を介して形成されたL字状のシリコン窒化
膜で構成したので、請求項1の効果に加えて、段差の低
減によるゲート電極の仕上がり寸法の向上を図ることが
できる。
According to the fourth aspect, since each of the sidewalls is formed of the L-shaped silicon nitride film formed through the protective oxide film, in addition to the effect of the first aspect, the gate is reduced by the step difference. The finished size of the electrode can be improved.

【0089】請求項5によれば、上記各サイドウォール
をシリコン膜で形成し、さらに電極部サイドウォール,
ソース・ドレイン領域及び段差部サイドウォールに亘る
広い領域に跨るシリサイド層からなるソース・ドレイン
電極を設けたので、請求項1の効果に加えて、上層配線
からのコンタクトの形成を容易とし、半導体装置の集積
度の向上を図ることができる。
According to the fifth aspect, each of the sidewalls is formed of a silicon film,
Since the source / drain electrodes made of the silicide layer are provided over a wide area extending over the source / drain regions and the side wall of the step portion, in addition to the effect of claim 1, the formation of the contact from the upper layer wiring is facilitated, and the semiconductor device is provided. The degree of integration can be improved.

【0090】請求項6又は7によれば、溝型素子分離構
造を有する半導体装置の製造方法として、溝型素子分離
を形成した後エッチングストッパ膜を除去したときに、
溝型素子分離側が素子形成領域の半導体基板よりも高い
段差部を露出させ、ゲート電極のサイドウォール形成と
同時に段差部の側面にもサイドウォールが形成されるよ
うにしたので、請求項1の効果を発揮する半導体装置の
製造の容易化を図ることができる。
According to the sixth or seventh aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device having a trench type element isolation structure, wherein when the etching stopper film is removed after the trench type element isolation is formed,
The step of which the trench type element isolation side is higher than the semiconductor substrate in the element formation region is exposed so that the sidewall is formed on the side surface of the step at the same time when the sidewall of the gate electrode is formed. It is possible to facilitate the manufacturing of a semiconductor device that exhibits the above-mentioned characteristics.

【0091】請求項8又は9によれば、上記請求項6又
は7の方法におけるエッチングストッパ膜をゲート電極
として機能し得る第1の導電膜で構成し、ゲート電極を
この第1の導電膜とその上に堆積された第2の導電膜と
で形成するようにしたので、ゲート電極をパターニング
する工程をフルフラットな状態で行うことができ、上記
請求項6又は7の方法の効果に加え、ゲート電極のパタ
ーンニング精度の向上を図ることができる。
According to claim 8 or 9, the etching stopper film in the method according to claim 6 or 7 is formed of a first conductive film capable of functioning as a gate electrode, and the gate electrode is formed of this first conductive film. Since it is formed with the second conductive film deposited thereon, the step of patterning the gate electrode can be performed in a fully flat state, and in addition to the effect of the method of claim 6 or 7, It is possible to improve the patterning accuracy of the gate electrode.

【0092】請求項10によれば、請求項6又は8にお
いて、ソース・ドレイン領域をシリサイド化する工程を
さらに設けたので、低抵抗のソース・ドレイン電極を有
し、低電圧かつ高速で作動する半導体装置の製造を図る
ことができる。
According to the tenth aspect of the present invention, since the step of siliciding the source / drain regions is further provided in the sixth or eighth aspect, the source / drain electrode having a low resistance is provided, and the low voltage and high speed operation is performed. A semiconductor device can be manufactured.

【0093】請求項11によれば、請求項6又は8にお
いて、ゲート電極をパターニングした後、基板上に保護
酸化膜,サイドウォール用シリコン窒化膜及びマスク用
膜を堆積し、エッチバックにより形成したマスクを用い
てシリコン窒化膜からL字状のサイドウォールをパター
ニングするようにしたので、請求項6又は8の効果に加
えて、ゲート電極のパターニング精度の向上を図ること
ができる。
According to the eleventh aspect, in the sixth or the eighth aspect, after the gate electrode is patterned, a protective oxide film, a sidewall silicon nitride film and a masking film are deposited on the substrate and formed by etching back. Since the L-shaped sidewall is patterned from the silicon nitride film using the mask, the patterning accuracy of the gate electrode can be improved in addition to the effect of the sixth or eighth aspect.

【0094】請求項12によれば、請求項6又は8にお
いて、ゲート電極及び段差部のサイドウォールをシリコ
ン膜で構成し、ゲート電極の側面からソース・ドレイン
領域の表面を経て段差部の側面に至る領域の上にシリサ
イドからなるソース・ドレイン電極を形成するようにし
たので、信頼性の高いかつ集積度の高い半導体装置の製
造を図ることができる。
According to a twelfth aspect, in the sixth or eighth aspect, the side wall of the gate electrode and the step portion is made of a silicon film, and the side surface of the gate electrode extends from the side surface of the source / drain region to the side surface of the step portion. Since the source / drain electrodes made of silicide are formed on the entire region, it is possible to manufacture a highly reliable and highly integrated semiconductor device.

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

【図1】第1の実施形態における半導体装置の構造を示
す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a semiconductor device according to a first embodiment.

【図2】第1の実施形態に係る半導体装置の製造工程を
示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment.

【図3】第2の実施形態に係る半導体装置の製造工程を
示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment.

【図4】第3の実施形態に係る半導体装置の製造工程を
示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the third embodiment.

【図5】第4の実施形態に係る半導体装置の製造工程を
示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device according to a fourth embodiment.

【図6】従来の溝型素子分離構造を有する半導体装置の
構造を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional semiconductor device having a groove-type element isolation structure.

【図7】従来の溝型素子分離を有する半導体装置の製造
工程を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a conventional semiconductor device having groove type element isolation.

【図8】従来の溝型素子分離を有する半導体装置の不純
物イオン注入工程とシリサイド化工程とにおける不具合
を示すための部分断面図である。
FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a defect in the impurity ion implantation step and the silicidation step of the conventional semiconductor device having the groove type element isolation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板(半導体基板) 3 ゲート酸化膜 4 溝部 5 シリコン酸化膜(絶縁膜) 5a 溝型素子分離 6a 低濃度ソース・ドレイン領域 6b 高濃度ソース・ドレイン領域 7 ポリシリコン膜(導電膜) 7a ゲート電極 7b ゲート配線 8 シリコン酸化膜 8a 電極部サイドウォール 8b 配線部サイドウォール 8c 段差部サイドウォール 9a 上部ゲート電極 9b 上部ゲート配線 9c ソース・ドレイン電極 11 層間絶縁膜 12 第1層目金属配線 13 コンタクト部 15 チャネルストップ領域 16 シリコン酸化膜 17 シリコン窒化膜(エッチングストッパ膜) 20,21 フォトレジスト膜 1 Silicon Substrate (Semiconductor Substrate) 3 Gate Oxide Film 4 Groove 5 Silicon Oxide Film (Insulating Film) 5a Groove Element Isolation 6a Low Concentration Source / Drain Region 6b High Concentration Source / Drain Region 7 Polysilicon Film (Conductive Film) 7a Gate Electrode 7b Gate wiring 8 Silicon oxide film 8a Electrode side wall 8b Wiring side wall 8c Stepped side wall 9a Upper gate electrode 9b Upper gate wiring 9c Source / drain electrode 11 Interlayer insulating film 12 First layer metal wiring 13 Contact section 15 channel stop region 16 silicon oxide film 17 silicon nitride film (etching stopper film) 20, 21 photoresist film

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─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成8年7月16日[Submission date] July 16, 1996

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【書類名】 明細書[Document Name] Statement

【発明の名称】 半導体装置及びその製造方法Patent application title: Semiconductor device and manufacturing method thereof

【特許請求の範囲】[Claims]

請求項4】 請求項記載の半導体装置において、少なくとも上記活性領域の表面付近の部分をシリサイド
化してなるソース・ドレイン電極を さらに備えているこ
とを特徴とする半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1 , wherein at least a portion near the surface of the active region is silicided.
A semiconductor device , further comprising a source / drain electrode formed by forming a semiconductor.

請求項5】 半導体基板上に下敷き絶縁膜を形成する
第1の工程と、 上記下敷き絶縁膜の上にエッチングストッパ膜を堆積す
る第2の工程と、 上記エッチングストッパ膜及び上記下敷き絶縁膜のうち
素子分離を形成しようとする領域を開口し、この開口部
の半導体基板をエッチングして溝部を形成する第3の工
程と、基板の全面上に分離用絶縁膜を堆積した後、基板 を少な
くとも上記エッチングストッパ膜の表面が露出するまで
平坦化するとともに、上記溝部に素子形成領域を取り囲
む溝型素子分離を形成する第の工程と、 エッチングにより、少なくとも上記エッチングストッパ
膜及び上記下敷き絶縁膜を除去し、上記素子形成領域と
上記溝型素子分離との間に段差部を露出させる第の工
程と、 上記基板上にゲート酸化膜及び導電膜を堆積した後、該
導電膜から少なくともゲート電極をパターニングする第
の工程と、 基板の全面上にサイドウォール用絶縁膜を堆積した後、
異方性エッチングを行って、上記ゲート電極及び上記段
差部の各側面上に上記絶縁膜からなる電極部サイドウォ
ール及び段差部サイドウォールをそれぞれ形成する第7
の工程と、 上記ゲート電極の両側の素子形成領域の半導体基板内に
不純物を導入してソース・ドレイン領域を形成する第
の工程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製
造方法。
A first step of forming a 5. underlay insulating film on a semiconductor substrate, a second step of depositing or falling edge of quenching stopper film on the underlay insulating film, the etching stopper film and the underlay insulating film A third step of forming an opening in a region where element isolation is to be formed and etching the semiconductor substrate in the opening to form a groove, and after depositing an isolation insulating film on the entire surface of the substrate , with planarized to the surface of the etching stopper film is exposed, and a fourth step of forming a trench isolation surrounding the element formation region in the groove by etching, at least the etching stopper layer and the underlay insulating film removal of the gate oxide film and the conductive film and the fifth step of exposing the step difference portion, on the substrate between the device formation region and the trench isolation After deposition, the patterning at least the gate electrode from the conductive layer
Step 6 , and after depositing the sidewall insulating film on the entire surface of the substrate,
Performing anisotropic etching, the electrode portions Saidowo made of the insulating film on the gate electrode and on each side of the step portion
No. 7 for forming a side wall and a step side wall respectively
And steps, eighth forming the source and drain regions by introducing impurities into the semiconductor substrate on both sides of the element forming region of the gate electrode
And a method for manufacturing a semiconductor device.

請求項6】 請求項記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 上記第2の工程では、少なくとも上記第の工程におけ
るオーバーエッチング量を考慮して、上記第の工程で
所定値以上の高低差を有する段差部が露出されるように
エッチングストッパ膜の膜厚を定めることを特徴とする
半導体装置の製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein in the second step, at least a predetermined value or more in the fifth step is taken into consideration in consideration of the over-etching amount in the seventh step. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a film thickness of an etching stopper film is determined so that a step having a difference is exposed.

請求項7】 半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する
第1の工程と、 上記ゲート絶縁膜の上にゲート電極となる第1の導電膜
を堆積する第2の工程と、 上記第1の導電膜のうち溝型素子分離を形成しようとす
る領域を開口し、この開口部の半導体基板をエッチング
して溝部を形成する第3の工程と、基板の全面上に分離用絶縁膜を堆積した後、基板を 少な
くとも上記第1の導電膜の表面が露出するまで平坦化す
るとともに、上記溝部に素子形成領域を取り囲む溝型素
子分離を形成する第の工程と、 上記平坦化された基板の全面上に少なくとも上部ゲート
電極となる第2の導電膜を堆積する第の工程と、 上記第1及び第2の導電膜から少なくともゲート電極を
パターニングするとともに、上記素子形成領域と溝型素
子分離との間に段差部を露出させる第の工程と、 基板の全面上にサイドウォール用絶縁膜を堆積した後、
異方性エッチングを行って、上記ゲート電極及び上記段
差部の各側面上に上記絶縁膜からなる電極部サイドウォ
ール及び段差部サイドウォールを形成する第の工程
と、 上記ゲート電極の両側の素子形成領域の半導体基板内に
不純物を導入してソース・ドレイン領域を形成する第
の工程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製
造方法。
7. A first step of forming a gate insulating film on a semiconductor substrate, a second step of depositing a first conductive film to be a gate electrode on the gate insulating film , and the first step. A third step of forming an opening in a region of the conductive film where a groove type element isolation is to be formed and etching the semiconductor substrate in the opening to form a groove, and an isolation insulating film is deposited on the entire surface of the substrate. after the substrate with at least the surface of the first conductive film substrate is planarized to expose a fourth step of forming a trench isolation surrounding the element formation region in the groove, which is the flattened A fifth step of depositing at least a second conductive film to be an upper gate electrode on the entire surface of the substrate, patterning at least the gate electrode from the first and second conductive films, and forming the element formation region and the trench type element. stage difference between the separation A sixth step of exposing the, after depositing an insulating film sidewall onto the entire surface of the substrate,
Performing anisotropic etching, the electrode portions Saidowo made of the insulating film on the gate electrode and on each side of the step portion
8 to form a seventh step of forming a Lumpur and the stepped portion side walls, the source and drain regions by introducing impurities into the semiconductor substrate on both sides of the element forming region of the gate electrode
And a method for manufacturing a semiconductor device.

【請求項】 請求項記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 上記第2の工程では、少なくとも上記第の工程におけ
るオーバーエッチング量を考慮して、上記第の工程で
所定値以上の高低差を有する段差が露出されるように上
記第1の導電膜の膜厚を定めることを特徴とする半導体
装置の製造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein in the second step, at least a predetermined value or more in the fifth step is taken into consideration in consideration of the over-etching amount in the seventh step. A method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that the film thickness of the first conductive film is determined so that a step having a difference is exposed.

請求項9】 請求項5又は7記載の半導体装置の製造
方法において、 上記第の工程を終了した後に、少なくとも上記ソース
・ドレイン領域の表面付近の領域をシリサイド化する工
程をさらに備えていることを特徴とする半導体装置の製
造方法。
9. The method according to claim 5 or 7, wherein, after completion of the eighth step, further comprising the step of siliciding the region in the vicinity of the surface of at least the source and drain regions A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:

請求項10】 請求項5又は7の半導体装置の製造方
法において、 上記第の工程では、上記導電膜の上にさらに第1の保
護用絶縁膜を堆積し、該第1の保護用絶縁膜をゲート電
極とともにパターニングし、 上記第の工程の後上記第の工程の前に基板の全面上
に第2の保護用絶縁膜を堆積する工程をさらに備え、 上記第の工程では、サイドウォール用シリコン膜とし
てシリコン酸化膜を堆積し、 上記第8の工程の後に、 上記電極部サイドウォール,上
記ソース・ドレイン領域及び上記段差部サイドウォール
に跨る領域をシリサイド化する工程をさらに備えている
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
10. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5 , wherein in the sixth step, a first protective insulating film is further deposited on the conductive film, and the first protective insulating film is deposited. film is patterned along with the gate electrode, the further comprises a step of depositing a second protective insulating film on the entire surface of the substrate prior to the sixth to the seventh step after step, in the seventh step, As a silicon film for sidewalls
Further comprising a step of depositing a silicon oxide film by means of a silicon oxide film, and silicidizing a region extending over the electrode side wall, the source / drain region and the step part side wall after the eighth step. Of manufacturing a semiconductor device.

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術の分野】本発明は、溝埋め込み分離
型の素子分離を有する半導体装置の構造及びその製造方
法の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a structure of a semiconductor device having a groove-buried isolation type element isolation and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置の高集積化、高性能化
の進展にともない、益々微細化の要求が高まっている。
そのため従来の技術の改良だけではそれらの要求に追随
できず、新規技術導入が余儀なくされている技術分野も
ある。例えば素子分離形成方法として、従来はその製法
の簡便さと低コスト性の観点からLOCOS分離法によ
り素子分離が形成されてきたが、最近では、より微細な
半導体装置を形成するには溝埋め込み分離型の素子分離
(以下、単に溝型素子分離という)を設けた方が有利で
あると考えられてきている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the progress of higher integration and higher performance of semiconductor devices, there is an increasing demand for miniaturization.
Therefore, there is a technical field in which introduction of new technology is unavoidable because it is not possible to keep up with the demands only by improving conventional technology. For example, as an element isolation formation method, conventionally, element isolation has been formed by the LOCOS isolation method from the viewpoint of the manufacturing method's simplicity and low cost, but recently, in order to form a finer semiconductor device, a groove-embedded isolation method is used. It has been considered advantageous to provide the element isolation (hereinafter, simply referred to as groove type element isolation).

【0003】すなわち、LOCOS分離法は、選択酸化
の方式をとっているため、その酸化を防止するためのマ
スクとの境界でいわゆるバーズビークが発生し、実際の
マスク寸法よりも素子領域側に分離領域の絶縁膜が侵入
して寸法変化が生じ、この変化量が0.5μm世代以降
の微細化には許容できない数値となる。そのため、量産
技術の分野においても寸法シフトのきわめて少ないトレ
ンチ分離法への転換が始まりつつある。例えばIBM社
が0.5μmCMOSプロセスとしてMPUの量産に溝
型素子分離構造を導入している(参考文献:IBM J
ournalof Research and Dev
elopment、VOL.39、NO.1/2、19
95、33−42頁)。
That is, since the LOCOS isolation method uses a selective oxidation method, so-called bird's beak occurs at the boundary with the mask for preventing the oxidation, and the isolation region is closer to the element region than the actual mask size. The insulating film invades to cause a dimensional change, and the amount of change becomes an unacceptable value for miniaturization after the 0.5 μm generation. Therefore, even in the field of mass production technology, the shift to the trench isolation method with extremely small size shift is beginning. For example, IBM has introduced a groove type element isolation structure for mass production of MPU as a 0.5 μm CMOS process (reference: IBM J
ouralof Research and Dev
element, VOL. 39, NO. 1/2, 19
95, 33-42).

【0004】図6は、従来のトレンチ分離とサリサイド
構造を有するMOSFETとが設けられた半導体装置の
例を示す断面図である。同図に示すように、シリコン基
板101には溝型の素子分離105aが形成されてい
る。そして、素子分離105aによって囲まれた活性領
域上には、ゲート絶縁膜103a及びゲート電極107
aと、ゲート電極107aの両側面上の電極部サイドウ
ォール108aとが設けられている。また、活性領域に
おいてゲート電極107aの両側方に位置する領域に低
濃度ソース・ドレイン領域106aと、高濃度ソース・
ドレイン領域106bとが設けられ、素子分離105a
の下方にチャネルストップ領域115が設けられてい
る。また、素子分離105a及び活性領域として機能し
ないシリコン基板101の上に亘ってゲート電極107
aと同じポリシリコン膜からなるゲート配線107bが
ゲート絶縁膜103bを介して設けられ、その両側面上
には配線部サイドウォール108bが設けられている。
さらに、ゲート電極107a,ゲート配線107b及び
高濃度ソース・ドレイン領域106bの上には、それぞ
れシリサイドからなる上部ゲート電極109aと、上部
ゲート配線109bと、ソース・ドレイン電極109c
とが設けられている。さらに、シリコン酸化膜からなる
層間絶縁膜111と、層間絶縁膜111上に形成された
金属配線112と、層間絶縁膜111内に形成されたコ
ンタクトホール内に埋め込まれ、金属配線112とソー
ス・ドレイン電極109cとの間を接続するコンタクト
部113とが設けられている。
FIG. 6 shows conventional trench isolation and salicide.
It is sectional drawing which shows the example of the semiconductor device in which the MOSFET which has a structure was provided. As shown in the figure, a groove-type element isolation 105a is formed on the silicon substrate 101. The gate insulating film 103a and the gate electrode 107 are formed on the active region surrounded by the element isolation 105a.
a and an electrode portion sidewall 108a on both side surfaces of the gate electrode 107a are provided. Further, in the active region, on both sides of the gate electrode 107a, the low concentration source / drain regions 106a and the high concentration source / drain regions 106a are formed.
A drain region 106b is provided and element isolation 105a is provided.
A channel stop region 115 is provided below. The gate electrode 107 over the top of the silicon substrate 101 which does not function as an element isolation 105 a及 beauty active region
A gate wiring 107b made of the same polysilicon film as a is provided via a gate insulating film 103b, and wiring side wall walls 108b are provided on both side surfaces thereof.
Further, on the gate electrode 107a, the gate wiring 107b, and the high-concentration source / drain region 106b, an upper gate electrode 109a made of silicide, an upper gate wiring 109b, and a source / drain electrode 109c, respectively.
Are provided. Further, the interlayer insulating film 111 made of a silicon oxide film, the metal wiring 112 formed on the interlayer insulating film 111, and the contact hole formed in the interlayer insulating film 111 are embedded to form the metal wiring 112 and the source / drain. A contact portion 113 that connects the electrode 109c is provided.

【0005】次に、図7(a)〜(e)を参照しなが
ら、上記図6に示す従来の溝型素子分離とMOSFET
とを有する半導体装置の製造工程について説明する。
Next, referring to FIGS. 7A to 7E, the conventional trench type element isolation and MOSFET shown in FIG.
A manufacturing process of a semiconductor device having the above will be described.

【0006】まず、図7(a)に示すように、シリコン
基板101の上に、シリコン酸化膜116及びシリコン
窒化膜117を順次堆積し、素子分離領域を開口し素子
形成領域を覆うレジスト膜120をシリコン窒化膜11
7の上に形成した後、レジスト膜120をマスクとして
エッチングを行なって、上記シリコン窒化膜116及び
シリコン酸化膜117を選択的に除去し、さらに、シリ
コン基板101をエッチングして、溝部104を形成す
る。さらに、溝部104の底部に不純物イオンを注入し
てチャネルストップ領域115を形成する。
First, as shown in FIG. 7A, silicon is used.
Silicon oxide film 116 and silicon are formed on the substrate 101.
A nitride film 117 is sequentially deposited, and an element isolation region is opened to form an element.
A resist film 120 covering the formation region is formed on the silicon nitride film 11
7 is formed, and then the resist film 120 is used as a mask
By etching, the silicon nitride film 116 and
The silicon oxide film 117 is selectively removed, and
The con substrate 101 is etched to form the groove 104.
You. Further, by implanting impurity ions into the bottom of the groove 104,
To form the channel stop region 115.

【0007】次に、図7()に示すように、シリコン
酸化膜(図示せず)を堆積してから、シリコン窒化膜1
17の表面が露出するまで全面を平坦化する。この工程
によって、素子分離領域Reisoには、上記溝部104に
埋め込まれたシリコン酸化膜からなる溝型の素子分離1
05aが形成される。
[0007] Next, as shown in FIG. 7 (b), a silicon
After depositing an oxide film (not shown), the silicon nitride film 1
The entire surface is flattened until the surface of 17 is exposed. This process
In the element isolation region Reiso,
Groove-type element isolation consisting of embedded silicon oxide film 1
05a is formed.

【0008】次に、図7(c)に示すように、いったん
シリコン窒化膜117及びシリコン酸化膜116を除去
した後、シリコン基板101の上に、ゲート酸化膜10
3を形成し、さらに基板の全面上ポリシリコン膜107
を堆積した後、ポリシリコン膜107の上にゲート形成
領域以外の領域を開口させたフォトレジスト膜121を
形成する。
Next, as shown in FIG. 7 (c),
Silicon nitride film 117 and silicon oxide film 116 are removed
Then, the gate oxide film 10 is formed on the silicon substrate 101.
3 is formed, and the polysilicon film 107 is further formed on the entire surface of the substrate.
After depositing, a gate is formed on the polysilicon film 107.
The photoresist film 121 in which the area other than the area is opened
Form.

【0009】次に、図7(d)に示すように、フォトレ
ジスト膜121をマスクとして、ポリシリコン膜107
のドライエッチングを行い、ポリシリコン膜107及び
ゲート酸化膜103を選択的に除去して、素子形成領域
Refet内のMOSFETのゲート電極107aと、素子
分離105a上からシリコン基板101上に跨るゲート
配線107bとを形成する。そして、フォトレジスト膜
121を除去した後、ゲート電極107aをマスクとし
てシリコン基板101内に不純物イオンの注入を行っ
て、低濃度ソース・ドレイン領域106aを形成する。
その後、基板の全面上にシリコン酸化膜108を堆積す
る。
Next, as shown in FIG. 7D, the polysilicon film 107 is formed using the photoresist film 121 as a mask.
Of the polysilicon film 107 and
The gate oxide film 103 is selectively removed to form a gate electrode 107a of the MOSFET in the element formation region Refet and a gate wiring 107b extending over the element isolation 105a and the silicon substrate 101. Then, after removing the photoresist film 121, impurity ions are implanted into the silicon substrate 101 using the gate electrode 107a as a mask to form the low concentration source / drain regions 106a.
Then, a silicon oxide film 108 is deposited on the entire surface of the substrate.

【0010】次に、図7(e)に示すように、シリコン
酸化膜108の異方性ドライエッチングを行ってゲート
電極107a及びゲート配線107bの両側面上に、そ
れぞれ電極部サイドウォール108a及び配線部サイド
ウォール108bを形成する。その際、シリコン酸化膜
108下方のゲート酸化膜103も同時に除去され、ゲ
ート電極107aの下方のゲート酸化膜103aと、ゲ
ート配線107bの下方のゲート酸化膜103bのみが
残る。その後、ゲート電極107a及び電極部サイドウ
ォール108aをマスクとして不純物イオンを斜め方向
から注入し、高濃度ソース・ドレイン領域106bを形
成する。その後、全面にTi膜を堆積した後、高温熱処
理を行って、Ti膜とTi膜に直接接触するシリコンで
構成される部材とを反応させてシリサイドからなる上部
ゲート電極109aと、上部ゲート配線109bと、ソ
ース・ドレイン電極109cとを形成する。
Next, as shown in FIG. 7E, anisotropic dry etching of the silicon oxide film 108 is performed to form the electrode side wall 108a and the wiring on both side surfaces of the gate electrode 107a and the gate wiring 107b, respectively. The partial sidewall 108b is formed. At that time, the gate oxide film 103 below the silicon oxide film 108 is also removed at the same time, and only the gate oxide film 103a below the gate electrode 107a and the gate oxide film 103b below the gate wiring 107b remain. After that, impurity ions are obliquely implanted using the gate electrode 107a and the electrode portion sidewall 108a as a mask to form the high-concentration source / drain regions 106b. Then, after depositing a Ti film on the entire surface, a high temperature heat treatment is performed to react the Ti film with a member made of silicon which is in direct contact with the Ti film to cause an upper gate electrode 109a made of silicide and an upper gate wiring 109b. And the source / drain electrodes 109c are formed.

【0011】その後の工程は省略するが、最終的に図6
に示される構造を有するMOSFETを備えた半導体装
置が得られる。図6において、層間絶縁膜111の上に
金属配線112が形成され、金属配線112とソース・
ドレイン電極109cとの間は、コンタクトホールを埋
め込んだWプラグ等からなるコンタクト部113により
接続されている。
[0011] Subsequent steps are omitted Suruga finally 6
A semiconductor device including a MOSFET having the structure shown in FIG.
Is obtained. In FIG. 6 , a metal wiring 112 is formed on the interlayer insulating film 111, and the metal wiring 112 and the source
The drain electrode 109c is connected to a contact portion 113 made of a W plug or the like with a contact hole buried therein.

【0012】上述のような溝型素子分離構造を採用する
場合、熱酸化により厚いシリコン酸化膜を形成するLO
COS法のようなバーズビークつまり活性領域内への酸
化膜の入り込みがないので、ソース・ドレイン領域の寸
法シフトが抑制される。そして、図7(c)に示す工程
では、素子分離105aと素子形成領域Refetのシリコ
ン基板101とが平坦化されている。
When the groove-type element isolation structure as described above is adopted, LO that forms a thick silicon oxide film by thermal oxidation is used.
Since the bird's beak, that is, the oxide film does not enter the active region unlike the COS method, the dimensional shift of the source / drain regions is suppressed. Then, in the step shown in FIG. 7C, the element isolation 105a and the silicon substrate 101 in the element formation region Refet are planarized.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなトレンチ構造の素子分離を有する半導体装置で
は、以下のような問題があった。
However, the semiconductor device having the element isolation of the trench structure as described above has the following problems.

【0014】すなわち、図7(d)に示す状態から同図
(e)に示す状態に移行する際に、シリコン酸化膜10
8の異方性エッチングを行って各サイドウォール108
a,108bを形成するが、そのときオーバーエッチン
グを行う必要がある。このオーバーエッチングによっ
て、素子分離105aの表面がある程度下方まで掘り込
まれる。
That is, when the state shown in FIG. 7D is changed to the state shown in FIG.
8 is anisotropically etched to form each sidewall 108.
Although a and 108b are formed, it is necessary to perform overetching at that time. By this over-etching, the surface of the element isolation 105a is dug down to some extent.

【0015】図8(a),(b)は、このときの高濃度
ソース・ドレイン領域106bと素子分離105aとの
境界付近を拡大して示す断面図である。
8 (a) and 8 (b) are enlarged sectional views showing the vicinity of the boundary between the high concentration source / drain region 106b and the element isolation 105a at this time.

【0016】同図(a)に示すように、図7(d)に示
す工程と図7(e)に示す工程との間で、不純物イオン
を斜め方向から注入して高濃度ソース・ドレイン領域1
06bを形成する工程を行うが、素子分離105aが下
方まで掘れ下がっているので、このイオン注入の際、素
子分離105aの端部の下方にまで高濃度ソース・ドレ
イン領域106bが形成されてしまう。したがって、高
濃度ソース・ドレイン領域106bとチャネルストップ
領域115との近接が生じ、接合耐圧劣化や接合リーク
の増大等の不具合を招く。
As shown in FIG. 7A, impurity ions are obliquely implanted between the step shown in FIG. 7D and the step shown in FIG. 7E to form the high concentration source / drain regions. 1
Although the step of forming 06b is performed, since the element isolation 105a is dug down to the lower side, the high concentration source / drain region 106b is formed below the end portion of the element isolation 105a during this ion implantation. Therefore, the high-concentration source / drain region 106b and the channel stop region 115 come close to each other, which causes problems such as deterioration of junction breakdown voltage and increase of junction leak.

【0017】また、図8(b)に示すように、高濃度ソ
ース・ドレイン領域106bの上にTi膜等を堆積して
下方のシリコンと反応させるシリサイド化を行うもので
は、シリサイド層がシリコン基板101と素子分離10
5aとの界面に侵食しやすくなり、シリサイドからなる
ソース・ドレイン電極109cとチャネルストップ領域
115との間で短絡電流の発生を招く虞れもあった。
Further, as shown in FIG. 8B, in the case where a Ti film or the like is deposited on the high-concentration source / drain region 106b and silicidation is made to react with silicon below, the silicide layer is a silicon substrate. 101 and element isolation 10
The interface with 5a is likely to be eroded, which may cause a short-circuit current between the source / drain electrode 109c made of silicide and the channel stop region 115.

【0018】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、上述のサイドウォール形成の際のオ
ーバーエッチングによる溝型素子分離領域の掘り下がり
を防止する手段を講ずることにより、溝型素子分離構造
を有しながら、接合リークや接合耐圧の劣化、短絡電流
等のない微細かつ高性能な半導体装置及びその製造方法
を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide means for preventing the trench type element isolation region from being dug down due to overetching at the time of forming the sidewalls. It is an object of the present invention to provide a fine and high-performance semiconductor device having a groove type element isolation structure, without junction leakage, deterioration of junction breakdown voltage, short-circuit current, and the like, and a manufacturing method thereof.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の講じた解決手段は、素子形成領域の半導体
基板と溝型素子分離との間に、溝型素子分離の側が高く
なるような段差部を形成し、この段差部にサイドウォー
ルを設けたものである。具体的には、請求項1〜4に記
載される半導体装置と、請求項5〜10に記載される半
導体装置の製造方法とに関する手段を講じている。
In order to achieve the above-mentioned object, the solution means taken by the present invention is such that the groove-type element isolation side is higher between the semiconductor substrate in the element formation region and the groove-type element isolation. Such a step portion is formed and a sidewall is provided on the step portion. Specifically, the means concerning the semiconductor device described in claims 1 to 4 and the method for manufacturing a semiconductor device described in claims 5 to 10 is taken.

【0020】本発明の半導体装置は、請求項1に記載さ
れるように、半導体基板の複数の活性領域にそれぞれ半
導体素子を配設してなる半導体装置において、上記活性
領域の表面よりも高い上面を有し、かつ上記活性領域と
の境界に段差部を形成しながら上記各活性領域を分離す
るように取り囲む溝型素子分離と、上記溝型素子分離の
段差部の側面上に形成された段差部サイドウォールと
備えている。
A semiconductor device according to the present invention has a plurality of active regions on a semiconductor substrate, each of which has a semi-conductive region.
In a semiconductor device having a conductor element, the active
Has an upper surface that is higher than the surface of the region, and
Separate each active area while forming a step on the boundary of
Of the groove-type element isolation surrounding the
The step portion sidewall is formed on the side surface of the step portion .

【0021】この構成により、溝型素子分離の端部に溝
型素子分離の表面が素子形成領域の半導体基板表面より
も高くなった段差部が設けられているので、半導体装置
の不純物拡散層を形成する際の不純物イオンの注入の際
に素子分離の端部下方への不純物イオンの注入が阻止さ
れる。また、シリサイドからなるソース・ドレイン電極
を設ける構造を採用する場合にも、段差部サイドウォー
ルによってシリサイド層の奥方への侵入が阻止されてい
るので、ソース・ドレイン電極とチャネルストップ領域
等の基板領域との間に短絡電流が発生するのを防止する
ことができる。したがって、溝型素子分離における各半
導体装置間の分離機能の低下が防止されることになる。
With this structure, since the stepped portion in which the surface of the groove type element isolation is higher than the surface of the semiconductor substrate in the element forming region is provided at the end of the groove type element isolation, the impurity diffusion layer of the semiconductor device is formed. Impurity ions are prevented from being implanted below the end portion of the element isolation when the impurity ions are implanted during formation. Further, even when adopting the structure of providing the source / drain electrodes made of silicide, since the stepped side walls prevent the invasion into the depth of the silicide layer, the substrate regions such as the source / drain electrodes and the channel stop regions are blocked. It is possible to prevent a short-circuit current from being generated. Therefore, the deterioration of the isolation function between the semiconductor devices in the trench type element isolation can be prevented.

【0022】請求項2に記載されるように、請求項1に
おいて、上記段差部サイドウォールを、絶縁性材料で構
成することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the step portion sidewall can be made of an insulating material.

【0023】請求項3に記載されるように、請求項1に
おいて、上記半導体素子は、上記活性領域の上に形成さ
れたゲート絶縁膜及びゲート電極と、上記活性領域の上
記ゲート電極の両側方に位置する領域に形成されたソー
ス・ドレイン領域とを備えたMISFETであり、上記
ゲート電極の両側面上に形成された電極部サイドウォー
ルをさらに備え、上記段差部サイドウォールは、上記電
極部サイドウォールと同時に形成されたものであるよう
に構成することができる。
As described in claim 3, in claim 1, the semiconductor element is formed on the active region.
The gate insulating film and the gate electrode formed on the active region.
Saw formed in the regions located on both sides of the gate electrode
A drain and a drain region,
Electrode side walls formed on both sides of the gate electrode
Further comprising a Le, as the step portion sidewall, and is formed simultaneously with the electrode portion side wall
Can be configured to .

【0024】請求項4に記載されるように、請求項1に
おいて、少なくとも上記活性領域の表面付近の部分をシ
リサイド化してなるソース・ドレイン電極をさらに備え
ることができる。
As described in claim 4 , in claim 1, at least a portion near the surface of the active region is shielded.
It may further include source / drain electrodes which are formed into a silicide .

【0025】この構成により、段差部サイドウォールに
よる不純物イオンの注入阻止機能と、シリサイド化工程
におけるシリサイド層の奥方への侵入阻止機能とが得ら
れる。しかも、電極部サイドウォール,ソース・ドレイ
ン領域及び段差部サイドウォールに亘る広い領域の上に
シリサイド層からなるソース・ドレイン電極が設けられ
ているので、上層の配線からのコンタクトの形成が容易
かつ確実となり、信頼性が向上するとともに素子形成領
域の面積の低減が可能となる。
With this structure, the function of preventing the implantation of impurity ions by the side wall of the step portion and the function of preventing the penetration of the silicide layer into the depth of the silicide layer in the silicidation process can be obtained. In addition, since the source / drain electrodes made of the silicide layer are provided on the wide area extending over the electrode side wall, the source / drain region and the step side wall, it is easy and reliable to form the contact from the upper wiring. Therefore, the reliability is improved and the area of the element formation region can be reduced.

【0026】本発明に係る第1の半導体装置の製造方法
は、請求項に記載されるように、半導体基板上に下敷
き絶縁膜を形成する第1の工程と、上記下敷き絶縁膜
にエッチングストッパ膜を堆積する第2の工程と、上
記エッチングストッパ膜及び上記下敷き絶縁膜のうち素
子分離を形成しようとする領域を開口し、この開口部の
半導体基板をエッチングして溝部を形成する第3の工程
と、基板の全面上に分離用絶縁膜を堆積した後、基板
少なくとも上記エッチングストッパ膜の表面が露出する
まで平坦化するとともに、上記溝部に上記素子形成領域
を取り囲む溝型素子分離を形成する第の工程と、エッ
チングにより、少なくとも上記エッチングストッパ膜及
上記下敷き絶縁膜を除去し、上記素子形成領域と上記
溝型素子分離との間に段差部を露出させる第の工程
と、上記基板上にゲート酸化膜及び導電膜を堆積した
後、該導電膜から少なくともゲート電極をパターニング
する第の工程と、基板の全面上にサイドウォール用
縁膜を堆積した後、異方性エッチングを行って、上記ゲ
ート電極及び上記段差部の各側面上に上記絶縁膜からな
電極部サイドウォール及び段差部サイドウォールをそ
れぞれ形成する第7の工程と、上記ゲート電極の両側の
素子形成領域の半導体基板内に不純物を導入してソース
・ドレイン領域を形成する第の工程とを備えている。
The first method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, as described in claim 5, underlay on a semiconductor substrate
A first step of forming a can insulating film, the region to form a second step of depositing or falling edge of quenching stopper film on the underlay insulating film, the isolation of the etching stopper layer and the underlay insulating film And a third step of forming a groove by etching the semiconductor substrate in the opening, and after depositing an isolation insulating film on the entire surface of the substrate , at least the surface of the etching stopper film is exposed on the substrate. A fourth step of forming a groove-type element isolation surrounding the element forming region in the groove while flattening the surface, and removing at least the etching stopper film and the underlying insulating film by etching to form the element forming region. a fifth step of exposing the stepped difference portion between the trench element isolation, after depositing a gate oxide film and a conductive film on the substrate, less the conductive film A sixth step of patterning the gate electrode with, after depositing the insulation <br/> Enmaku sidewall over the entire surface of the substrate, performing anisotropic etching, the gate electrode and each side of the step portion Overlying the electrode part sidewall and the step part sidewall made of the above-mentioned insulating film
The seventh step of respectively forming, and a eighth step of forming a source and drain region by introducing impurities into the semiconductor substrate on both sides of the element forming region of the gate electrode.

【0027】この方法により、第6の工程が終了した段
階で素子形成領域の半導体基板と溝型素子分離との間に
段差部が形成されているので、第の工程における不純
物イオンの注入の際に、溝型素子分離の端部下方への不
純物イオンの注入が阻止される。また、後にソース・ド
レイン領域の表面付近をシリサイド化する場合にも、絶
縁膜からなる段差部のサイドウォールによってシリサイ
ド層の奥方への侵入は阻止される。したがって、接合耐
圧の劣化や接合リーク等を防止できるとともに、ソース
・ドレイン電極とチャネルストップ領域等の基板領域と
の短絡電流の発生を防止できる。
According to this method, since the step portion is formed between the semiconductor substrate in the element forming region and the trench type element isolation at the stage when the sixth step is completed, the impurity ion implantation in the eighth step is performed. At this time, the implantation of the impurity ions below the end of the trench type element isolation is prevented. Further, even when the vicinity of the surface of the source / drain region is silicidized later, the side wall of the step portion formed of the insulating film prevents the invasion of the silicide layer into the depth. Therefore, it is possible to prevent the junction breakdown voltage from deteriorating, the junction leak, and the like, and it is possible to prevent the occurrence of a short-circuit current between the source / drain electrodes and the substrate region such as the channel stop region.

【0028】請求項に記載されるように、請求項
おいて、上記第2の工程では、少なくとも上記第8の工
程におけるオーバーエッチング量を考慮して、上記第
の工程で所定値以上の高低差を有する段差部が露出され
るようにエッチングストッパ膜の膜厚を定めることがで
きる。
As described in claim 6 , in claim 5 , in the second step, at least the over-etching amount in the eighth step is taken into consideration in the fifth step.
In the step of, the thickness of the etching stopper film can be determined so that the step portion having a height difference of a predetermined value or more is exposed.

【0029】この方法により、第の工程においてエッ
チングストッパ膜を除去したときに、オーバーエッチン
グ量による溝型素子分離の膜減りを見込んだ高低差が確
保される。したがって、請求項の作用が有効に得られ
ることになる。
According to this method, when the etching stopper film is removed in the fifth step, the height difference is ensured in consideration of the film reduction of the groove type element isolation due to the overetching amount. Therefore, the action of claim 5 can be effectively obtained.

【0030】本発明に係る第2の半導体装置の製造方法
は、請求項に記載されるように、半導体基板上にゲー
ト絶縁膜を形成する第1の工程と、上記ゲート絶縁膜
上にゲート電極となる第1の導電膜を堆積する第2の工
程と、上記第1の導電膜のうち溝型素子分離を形成しよ
うとする領域を開口し、この開口部の半導体基板をエッ
チングして溝部を形成する第3の工程と、基板の全面上
に分離用絶縁膜を堆積した後、基板を少なくとも上記第
1の導電膜の表面が露出するまで平坦化するとともに、
上記溝部に上記素子形成領域を取り囲む溝型素子分離を
形成する第の工程と、上記平坦化された基板の全面上
に少なくとも上部ゲート電極となる第2の導電膜を堆積
する第の工程と、上記第1及び第2の導電膜から少な
くともゲート電極をパターニングするとともに、上記素
子形成領域と溝型素子分離との間に段差部を露出させる
の工程と、基板の全面上にサイドウォール用絶縁膜
を堆積した後、異方性エッチングを行って、上記ゲート
電極及び上記段差部の各側面上に上記絶縁膜からなる
極部サイドウォール及び段差部サイドウォールを形成す
る第の工程と、上記ゲート電極の両側の素子形成領域
の半導体基板内に不純物を導入してソース・ドレイン領
域を形成する第の工程とを備えている。
The second method for fabricating a semiconductor device according to the present invention, as described in claim 7, gate on a semiconductor substrate
A first step of forming a gate insulating film , a second step of depositing a first conductive film to serve as a gate electrode on the gate insulating film , and a trench type element isolation of the first conductive film. A third step of opening a region to be formed and etching the semiconductor substrate in the opening to form a groove, and the whole surface of the substrate
After depositing the isolation insulating film on the substrate, the substrate is planarized until at least the surface of the first conductive film is exposed, and
A fourth step of forming a groove type element isolation surrounding the element forming region in the groove section, and a fifth step of depositing at least a second conductive film to be an upper gate electrode on the entire surface of the flattened substrate. When, with patterning at least the gate electrode from the first and second conductive films, a sixth step of exposing the stepped difference portion between the element forming region and the groove type element separation, over the entire surface of the substrate after depositing the sidewall insulating film by performing anisotropic etching, electrodeposition made of the insulating film on the gate electrode and on each side of the step portion
A seventh step of forming a pole sidewall and the step portion sidewall, and an eighth step of introducing an impurity to form source and drain regions in the semiconductor substrate on both sides of the element forming region of the gate electrode I have it.

【0031】この方法により、請求項と同様の作用が
得られるとともに、ゲート電極のパターニング工程で
は、基板全面がフルフラットな状態となっているので、
ゲート電極のパターニング精度が向上する。
According to this method, the same effect as that of the fifth aspect can be obtained, and in the step of patterning the gate electrode, the entire surface of the substrate is in a fully flat state.
The patterning accuracy of the gate electrode is improved.

【0032】請求項に記載されるように、請求項8に
おいて、上記第2の工程では、少なくとも上記第の工
程におけるオーバーエッチング量を考慮して、上記第
の工程で所定値以上の高低差を有する段差が露出される
ように上記導電膜の膜厚を定めることができる。
[0032] As described in claim 8, in claim 8, in the second step, taking into account the amount of over-etching of at least the seventh step, the fifth
The film thickness of the conductive film can be determined so that a step having a height difference of a predetermined value or more is exposed in the step of.

【0033】この方法により、請求項と同様の作用が
得られる。
With this method, the same effect as that of the sixth aspect can be obtained.

【0034】請求項に記載されるように、請求項5又
は7において、上記第の工程を終了した後に、少なく
とも上記ソース・ドレイン領域の表面付近の領域をシリ
サイド化する工程をさらに設けることができる。
As described in claim 9 , claim 5 or
7 , the method may further include a step of silicidizing at least a region near the surface of the source / drain region after the eighth step is completed.

【0035】この工程により、低抵抗のソース・ドレイ
ン電極が形成されるので、低電圧かつ高速で作動する半
導体装置が形成されることになる。
By this step, low-resistance source / drain electrodes are formed, so that a semiconductor device which operates at low voltage and high speed is formed.

【0036】請求項10に記載されるように、請求項
又は7において、上記第の工程では、上記導電膜の上
にさらに第1の保護用絶縁膜を堆積し、該第1の保護用
絶縁膜をゲート電極とともにパターニングし、上記第
の工程の後上記第の工程の前に基板の全面上に第2の
保護用絶縁膜を堆積する工程をさらに備え、上記第
工程では、上記サイドウォール用シリコン膜としてシリ
コン酸化膜を堆積し、上記第8の工程の後に、上記電極
部サイドウォール,上記ソース・ドレイン領域及び上記
段差部サイドウォールに跨る領域をシリサイド化する工
程をさらに設けることができる。
As described in claim 10 , claim 5
Alternatively , in the sixth step, in the sixth step, a first protective insulating film is further deposited on the conductive film, and the first protective insulating film is patterned together with a gate electrode to form the sixth protective film.
Further comprising the step of depositing the second protective insulating film on the entire surface of the substrate prior to the seventh step after step, in the seventh step, silicon as the silicon film for the sidewall
After the eighth step, a step of silicidizing the electrode sidewall, the source / drain region, and the step portion sidewall may be further provided after depositing a conoxide film .

【0037】この方法により、請求項5又は請求項7と
同様の作用が得られる。また、ソース・ドレイン領域の
表面付近をシリサイド化する工程において、シリコン膜
からなるからなる段差部のサイドウォールの表面がシリ
サイド化されるものの、シリサイド層の奥方への侵入は
阻止される。したがって、ソース・ドレイン電極とチャ
ネルストップ領域等の基板領域との短絡電流の発生を防
止することが可能となる。しかも、電極部サイドウォー
ル−ソース・ドレイン領域−段差部サイドウォールの広
い範囲に跨ってシリサイド化されたソース・ドレイン電
極が形成されるので、上層配線からのコンタクト部の形
成が容易となり、半導体装置の占有面積の低減も可能と
なる。
With this method, the same operation as in claim 5 or 7 can be obtained. Further, in the step of silicidizing the vicinity of the surface of the source / drain region, the surface of the sidewall of the step portion made of the silicon film is silicidized, but the penetration of the silicide layer into the depth is prevented. Therefore, it becomes possible to prevent the occurrence of a short circuit current between the source / drain electrodes and the substrate region such as the channel stop region. Moreover, since the silicided source / drain electrodes are formed over a wide range of the electrode portion sidewall-source / drain region-step portion sidewall, the contact portion can be easily formed from the upper layer wiring, and the semiconductor device It is also possible to reduce the area occupied by.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】 (第1の実施形態)まず、第1の実施形態について、図
1及び図2(a)〜(e)を参照しながら説明する。図
1は、本実施形態に係る半導体装置の構造を示す断面図
であり、図2(a)〜(e)は、図1に示す半導体装置
の構造を実現するための製造工程を示す断面図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (First Embodiment) First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2A to 2E. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the semiconductor device according to the present embodiment, and FIGS. 2A to 2E are cross-sectional views showing a manufacturing process for realizing the structure of the semiconductor device shown in FIG. Is.

【0039】図1において、一導電型のシリコン基板
(又はウェル)1上に、シリコン基板1の表面付近の領
域を多数の素子形成領域Refetに区画する素子分離領域
Reisoには、溝型の素子分離5aが形成されている。こ
の素子分離5aの表面は素子形成領域Refetのシリコン
基板1の表面よりも十分に高く、両者間には所定の高低
差を有する段差部が形成されている。この素子分離5a
は、後述のようにシリコン基板1に形成された溝内に絶
縁性材料を埋め込んで形成されたものである。そして、
少なくとも素子分離5aの底部には、シリコン基板1と
同一導電型のチャネルストップ領域15が形成されてい
る。
In FIG. 1, on a silicon substrate (or well) 1 of one conductivity type, a groove type element is provided in an element isolation region Reiso that divides a region near the surface of the silicon substrate 1 into a large number of element formation regions Refet. A separation 5a is formed. The surface of the element isolation 5a is sufficiently higher than the surface of the silicon substrate 1 in the element formation region Refet, and a step portion having a predetermined height difference is formed between them. This element isolation 5a
Is formed by embedding an insulating material in the groove formed in the silicon substrate 1 as described later. And
A channel stop region 15 of the same conductivity type as the silicon substrate 1 is formed at least at the bottom of the element isolation 5a.

【0040】一方、上記素子分離5aにより画成された
素子形成領域Refetには、ゲート電極4,ゲート酸化膜
3,電極部サイドウォール8a,低濃度ソース・ドレイ
ン領域6a,高濃度ソース・ドレイン領域6bからなる
MOSトランジスタが形成されている。また、素子形成
領域Refet以外の半導体基板上及び素子分離5a上に
も、上記ゲート電極7aと同時に形成されたゲート配線
7b及び配線部サイドウォール7bが形成されている。
さらに、ゲート電極7a,ゲート配線7b及び高濃度ソ
ース・ドレイン領域6bの上部は、それぞれチタンシリ
サイド(TiSi2 )で構成された上部ゲート電極9
a,上部ゲート配線9b及びソース・ドレイン電極9c
が形成されている。
On the other hand, in the element forming region Refet defined by the element isolation 5a, the gate electrode 4, the gate oxide film 3, the electrode side wall 8a, the low concentration source / drain region 6a, and the high concentration source / drain region are formed. MOS transistor consisting 6b is that has been formed. Also, even the element formation region on a semiconductor substrate other than Refet and isolation 5a on, the gate electrode 7a at the same time formed the gate line 7b and the wiring portion side walls 7b are formed.
Further, the upper portions of the gate electrode 7a, the gate wiring 7b, and the high-concentration source / drain regions 6b are formed of titanium silicide (TiSi2), respectively.
a, upper gate wiring 9b and source / drain electrodes 9c
Are formed.

【0041】ここで、本実施形態の特徴として、上記素
子分離5aの段差部側面には、上記電極部サイドウォー
ル8a,配線部サイドウォール8bと同時に形成された
段差部サイドウォール8cが形成されている。この段差
部サイドウォール8cの一部は上記電極部サイドウォー
ル8a及び配線部サイドウォール8bとつながる構造と
なっている。
Here, as a feature of this embodiment, a step portion sidewall 8c formed at the same time as the electrode portion sidewall 8a and the wiring portion sidewall 8b is formed on the side surface of the step portion of the element isolation 5a. There is. A part of the step side wall 8c is connected to the electrode side wall 8a and the wiring side wall 8b.

【0042】また、上記素子分離5aやゲート電極7a
等が形成された基板の全面上には層間絶縁膜11及び第
1層目金属配線12が形成されており、第1層目金属配
線12はコンタクト部13を介して素子形成領域の上部
ゲート電極9aやソース・ドレイン電極9cと接続され
ている。
The element isolation 5a and the gate electrode 7a are also provided.
An interlayer insulating film 11 and a first-layer metal wiring 12 are formed on the entire surface of the substrate on which the above-described elements are formed. The first-layer metal wiring 12 is connected through a contact portion 13 to the upper gate electrode in the element formation region. 9a and the source / drain electrode 9c.

【0043】次に、上記図1の構造を実現するための製
造工程について、図2(a)〜(e)を参照しながら説
明する。
Next, a manufacturing process for realizing the structure shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.

【0044】まず、図2(a)に示すように、シリコン
基板1上に、シリコン酸化膜16及びエッチングストッ
パ膜となるシリコン窒化膜17を堆積し、素子分離領域
Reisoを開口し素子形成領域Refetを覆うフォトレジス
ト膜20をパターニングした後、フォトレジスト膜20
をマスクとして、上記シリコン窒化膜17及びシリコン
酸化膜16を選択的に除去し、さらに、シリコン基板1
をエッチングして、溝部4を形成する。このとき、従来
の溝部方法とは異なり、シリコン窒化膜17の膜厚を1
50〜200nm程度に厚くしておく、ただし、シリコ
ン酸化膜16の膜厚は従来の方法と同様に10〜20n
mである。そして、溝部4の深さも従来の方法と同程度
でよく、500nm程度である。その後、後に形成され
るソース・ドレイン領域に注入される不純物の導電型と
は逆導電型の不純物イオンの注入を行って、チャネルス
トップ領域15を形成する。
First, as shown in FIG. 2A, a silicon oxide film 16 and an etching stopper are formed on the silicon substrate 1.
After depositing a silicon nitride film 17 serving as a barrier film, patterning the photoresist film 20 which opens the element isolation region Reiso and covers the element formation region Refet,
The silicon nitride film 17 and the silicon oxide film 16 are selectively removed using the mask as a mask, and the silicon substrate 1
Is etched to form the groove portion 4. At this time, unlike the conventional groove method, the thickness of the silicon nitride film 17 is set to 1
The thickness of the silicon oxide film 16 is set to about 50 to 200 nm, but the thickness of the silicon oxide film 16 is set to 10 to 20 n as in the conventional method.
m. The depth of the groove 4 may be about the same as in the conventional method and is about 500 nm. After that, impurity ions of a conductivity type opposite to the conductivity type of impurities implanted into the source / drain regions to be formed later are implanted to form the channel stop region 15.

【0045】次に、図2(b)に示すように、上記フォ
トレジスト膜20を除去した後、溝部4の深さ及び残存
するシリコン窒化膜17の厚みを加えた値つまり溝部4
の底からシリコン窒化膜17の表面までの高さよりも十
分な厚さの絶縁膜5(図示せず)を堆積し、化学的機械
研磨(CMP)を行ってこの絶縁膜5をシリコン窒化膜
17の表面が露出するまで除去し、基板面全体を平坦化
する。この工程によって、素子分離領域Reisoに、絶縁
膜5で構成される溝型の素子分離5aが形成される。こ
の平坦化方法については、本実施形態に限定されるもの
ではなく、フォトレジスト膜で素子形成領域Refetの反
転パターンを用いてエッチバックする方法などを用いて
もよい。
Next, as shown in FIG. 2B, after removing the photoresist film 20, a value obtained by adding the depth of the groove portion 4 and the thickness of the remaining silicon nitride film 17, that is, the groove portion 4.
An insulating film 5 (not shown) having a thickness which is more than the height from the bottom of the silicon nitride film 17 to the surface of the silicon nitride film 17 is deposited, and chemical mechanical polishing (CMP) is performed to remove the insulating film 5 from the silicon nitride film 17 The surface of the substrate is removed until it is exposed, and the entire surface of the substrate is flattened. By this step, a groove-type element isolation 5a made of the insulating film 5 is formed in the element isolation region Reiso. This flattening method is not limited to this embodiment, and a method of etching back using a reverse pattern of the element formation region Refet with a photoresist film may be used.

【0046】その後、図示しないが、上記シリコン窒化
膜17を燐酸ボイル液などを用いて除去し、さらにフッ
酸系のウェットエッチング液などを用いてシリコン酸化
膜16を除去して、素子形成領域Refetのシリコン基板
1表面を露出させる。この時点で、素子形成領域Refet
のシリコン基板1表面と素子分離5aの表面との間に十
分な高低差を有する段差部が露出されていることが本実
施形態の特徴であり、その高低差は後述のサイドウォー
ル形成工程におけるオーバーエッチング量等を考慮し
て、50〜100nm程度である。ただし、本実施形態
の効果を有効に得るためには、次に行われるサイドウォ
ール形成時のサイドウォール用絶縁膜の厚さ及びオーバ
ーエッチング量を適正に定める必要がある。
Thereafter, although not shown, the silicon nitride film 17 is removed by using a phosphoric acid boil solution or the like, and further, the silicon oxide film 16 is removed by using a hydrofluoric acid-based wet etching solution or the like to form an element formation region Refet. The surface of the silicon substrate 1 is exposed. At this point, the element formation region Refet
The feature of this embodiment is that a step portion having a sufficient height difference is exposed between the surface of the silicon substrate 1 and the surface of the element isolation 5a. Considering the etching amount and the like, it is about 50 to 100 nm. However, in order to effectively obtain the effect of the present embodiment, it is necessary to properly determine the thickness and the over-etching amount of the sidewall insulating film when the sidewall is formed next.

【0047】次に、図2(c)に示すように、シリコン
基板1及び素子分離5aの上にポリシリコン膜7を堆積
し、その上に、ゲート電極及びゲート配線が形成される
領域以外の領域を開口したフォトレジスト膜21を形成
する。そして、図示しないが、このフォトレジスト膜2
1をマスクとして、ドライエッチングを行って、ゲート
電極7a及びゲート配線7bを形成する。
Next, as shown in FIG. 2C, a polysilicon film 7 is deposited on the silicon substrate 1 and the element isolation 5a, and a polysilicon film 7 is formed on the polysilicon film 7 except the region where the gate electrode and the gate wiring are formed. A photoresist film 21 having an open area is formed. Although not shown, this photoresist film 2
1 as a mask, dry etching is performed to form the gate electrode 7a and the gate wiring 7b.

【0048】次に、図2(d)に示すように、ゲート電
極7aをマスクとして低濃度の不純物イオンを注入を行
って低濃度ソース・ドレイン領域6aを形成した後、基
板の全面上に絶縁膜(シリコン酸化膜)を堆積する。
Next, as shown in FIG.
Impurity ions of low concentration are implanted using the pole 7a as a mask.
After forming the low concentration source / drain regions 6a,
An insulating film (silicon oxide film) is deposited on the entire surface of the plate.

【0049】次に、図2(e)に示すように、この絶縁
膜の異方性エッチングを行って、ゲート電極7aの側面
上には電極部サイドウォール8aを、ゲート配線7bの
側面上には配線部サイドウォール8bを形成する。その
際、素子形成領域Refetのシリコン基板1と素子分離5
aとの間の段差部の側面上にも段差部サイドウォール8
cが形成される。そして、この状態で不純物イオンの注
入を行って、高濃度ソース・ドレイン領域6bを形成す
る。この時点でも、素子形成領域Refetのシリコン基板
1と素子分離5aとの間の段差部の高低差が十分確保さ
れている。
Next, as shown in FIG.
Anisotropic etching is performed on the film to form the electrode side wall 8a on the side surface of the gate electrode 7a and the wiring side wall 8b on the side surface of the gate wiring 7b. At that time, the element isolation region Refet and the silicon substrate 1 and the element isolation 5
The side wall 8 of the step portion is also formed on the side surface of the step portion between a and
c is formed. Then, impurity ions are implanted in this state to form the high concentration source / drain regions 6b. Even at this time, the height difference of the step portion between the silicon substrate 1 in the element formation region Refet and the element isolation 5a is sufficiently secured.

【0050】その後の工程の図示は省略するが、シリサ
イド工程による上部ゲート電極9a,上部ゲート配線9
b及びソース・ドレイン電極9cの形成と、層間絶縁膜
11の堆積及びコンタクトホールの形成と、コンタクト
ホールへの金属の埋め込み及び第1層目金属配線12の
形成とを経て、図1に示す溝埋め込み型分離構造を有す
るMOS型トランジスタが形成される。
Although illustration of subsequent steps is omitted, the upper gate electrode 9a and the upper gate wiring 9 by the silicide step are formed.
1b and the source / drain electrode 9c, the interlayer insulating film 11 is deposited and the contact hole is formed, the contact hole is filled with metal and the first-layer metal wiring 12 is formed, and then the groove shown in FIG. A MOS transistor having a buried isolation structure is formed.

【0051】なお、上記工程では、LDD構造を有する
トランジスタを形成するために電極部サイドウォール8
a等を形成したが、ソース・ドレイン領域とチャネル領
域との間に逆導電型の不純物を注入してパンチスルース
トッパを設けるいわゆるポケット注入構造を有するトラ
ンジスタにおいても、電極部サイドウォール8a等を形
成することがあり、本発明はかかるポケット注入構造を
有するトランジスタにも適用される。
In the above process, the electrode side wall 8 is formed in order to form the transistor having the LDD structure.
Although a and the like are formed, the electrode side wall 8a and the like are formed also in a transistor having a so-called pocket injection structure in which an impurity of opposite conductivity type is injected between the source / drain region and the channel region to provide a punch-through stopper. However, the present invention is also applied to a transistor having such a pocket injection structure.

【0052】本実施形態のごとく、1μm以下のゲート
長を有するMOSトランジスタを形成する場合には、短
チャネル効果を抑制しトランジスタの信頼性を確保する
ためのLDD構造やポケット注入構造を有するトランジ
スタを形成するためにゲート電極7aの側壁に電極部サ
イドウォール8aを形成する必要がある。このときの電
極部サイドウォール8aの厚さは必要とされるデバイス
の特性から決定されるが、異方性の強いドライエッチン
グ技術で形成するため、膜厚の制御としてはほぼ堆積膜
厚で一意に決めることができる。しかしながら、ウェハ
面内におけるエッチング速度のバラツキや堆積膜厚のバ
ラツキなどを考慮して、通常10〜30%程度のオーバ
ーエッチングを行っている。例えば100nm厚さの絶
縁膜から電極部サイドウォール8aを形成する場合、1
10〜130nmの厚みの絶縁膜を除去するのに相当す
る時間だけエッチングを施す。
When a MOS transistor having a gate length of 1 μm or less is formed as in this embodiment, a transistor having an LDD structure or a pocket injection structure for suppressing the short channel effect and ensuring the reliability of the transistor is formed. In order to form it, it is necessary to form the electrode part sidewall 8a on the sidewall of the gate electrode 7a. The thickness of the electrode side wall 8a at this time is determined from the required characteristics of the device, but since it is formed by the dry etching technique having a strong anisotropy, the film thickness is controlled substantially by the deposited film thickness. Can be decided. However, in consideration of variations in etching rate within the wafer surface, variations in deposited film thickness, and the like, overetching is usually performed at about 10 to 30%. For example, when the electrode side wall 8a is formed from an insulating film having a thickness of 100 nm, 1
Etching is performed for a time corresponding to removing the insulating film having a thickness of 10 to 130 nm.

【0053】このとき、酸化膜で構成される素子分離5
aは素子形成領域Refetのシリコン基板1よりも高い選
択比でエッチングされるので、例えば10〜30nm程
度の膜減りが発生する。そのため、従来の構造では、図
8(a),(b)に示すように、素子分離105aの表
面がシリコン基板101の表面よりも低くなり、上述の
ような不具合を生じる。それに対し、本実施形態では、
図2(d)に示す状態で、素子分離5aの表面が素子形
成領域Refetのシリコン基板面よりも高くなるような段
差部が形成されているので、上述のような不具合を有効
に防止することができる。すなわち、高濃度ソース・ド
レイン領域8bの形成の際に斜め方向から不純物イオン
が注入されても、段差部の素子分離5aの膜厚が十分あ
るので、不純物イオンの素子分離5aの端部下方への打
ち込みが阻止される。したがって、高濃度ソース・ドレ
イン領域6bとチャネルストップ領域15との間の距離
はほぼ一定に保持され、接合耐圧の劣化や接合リークの
増大を未然に防止することができる。また、高濃度ソー
ス・ドレイン領域6bの上にシリサイドからなるソース
・ドレイン電極9cを形成する際にも、段差部サイドウ
ォール8cによって、シリサイド層がシリコン基板1と
素子分離5aとの境界面に浸蝕しようとするのを阻止し
得る。したがって、ソース・ドレイン電極9cとチャネ
ルストップ領域15との間で短絡電流が生じるのを有効
に防止することができる。
At this time, the element isolation 5 composed of an oxide film
Since a is etched with a higher selection ratio than the silicon substrate 1 in the element formation region Refet, a film loss of, for example, about 10 to 30 nm occurs. Therefore, in the conventional structure, as shown in FIGS. 8A and 8B, the surface of the element isolation 105a is lower than the surface of the silicon substrate 101, and the above-mentioned problems occur. On the other hand, in the present embodiment,
In the state shown in FIG. 2D, since the step portion is formed so that the surface of the element isolation 5a is higher than the silicon substrate surface of the element formation region Refet, it is possible to effectively prevent the above problems. You can That is, even when impurity ions are implanted from an oblique direction when forming the high-concentration source / drain regions 8b, the element isolation 5a at the step portion has a sufficient film thickness. Is stopped. Therefore, the distance between the high-concentration source / drain region 6b and the channel stop region 15 is kept substantially constant, and the deterioration of junction breakdown voltage and the increase of junction leak can be prevented. Also, when the source / drain electrodes 9c made of silicide are formed on the high-concentration source / drain regions 6b, the silicide layer erodes the boundary surface between the silicon substrate 1 and the element isolation 5a by the stepped side wall 8c. It can prevent you from trying. Therefore, it is possible to effectively prevent a short circuit current from occurring between the source / drain electrode 9c and the channel stop region 15.

【0054】ただし、本実施形態において、上述のよう
な効果を有効に発揮するためには、少なくともサイドウ
ォール形成工程におけるオーバーエッチング量つまり1
0〜30nm程度の膜減り以上の高低差があることが好
ましい。また、実際には素子分離5aの形成後にもシリ
コン酸化膜16の除去工程を始め素子分離5aを構成す
るシリコン酸化膜の膜減りが伴う工程があるため、この
膜減り量なども考慮した高い高低差を有する段差を事前
に形成しておくことが好ましい。したがって、上記図2
(a)に示す工程において堆積されるシリコン窒化膜1
7の膜厚の下限値は、オーバーエッチング量やシリコン
酸化膜16の除去工程のエッチング量から決定されるこ
とになる。
However, in this embodiment, in order to effectively exert the above-mentioned effects, at least the over-etching amount in the sidewall forming step, that is, 1
It is preferable that there is a film thickness reduction of about 0 to 30 nm or more. In addition, in practice, even after the element isolation 5a is formed, there is a step accompanied by the film reduction of the silicon oxide film forming the element isolation 5a, including the step of removing the silicon oxide film 16, so that the high and low values are taken into consideration in consideration of the film reduction amount. It is preferable to form a step having a difference in advance. Therefore, FIG.
Silicon nitride film 1 deposited in the step shown in FIG.
The lower limit of the film thickness of No. 7 is determined from the over-etching amount and the etching amount in the step of removing the silicon oxide film 16.

【0055】ただし、本実施形態では溝部4を形成する
ためのエッチングマスクとしてシリコン窒化膜17を用
いたが、この膜の材質はシリコン酸化膜よりもエッチン
グ選択比の小さい材質であれば良く、例えばポリシリコ
ン膜等で代用することも可能である。
However, in the present embodiment, the silicon nitride film 17 is used as the etching mask for forming the groove portion 4, but the material of this film may be any material having an etching selection ratio smaller than that of the silicon oxide film, for example, It is also possible to substitute a polysilicon film or the like.

【0056】なお、本実施形態では、低抵抗化のために
上部ゲート電極9aとソース・ドレイン電極9cとが同
時に自己整合的にシリサイド化されたいわゆるサリサイ
ド構造を有する実施形態について説明したが、ゲート電
極をあらかじめポリサイド電極で形成し、後にソース・
ドレイン電極のみシリサイド化した構造としてもよいこ
とは言うまでもない。
In the present embodiment, an embodiment having a so-called salicide structure in which the upper gate electrode 9a and the source / drain electrode 9c are simultaneously silicided in a self-aligned manner in order to reduce the resistance has been described. The electrode is formed with a polycide electrode in advance, and the source
It goes without saying that only the drain electrode may be silicided.

【0057】(第2の実施形態)次に、図3(a)〜
(e)を参照しながら、第2の実施形態について説明す
る。本実施形態と上記第1の実施形態とが異なる点は、
溝型素子分離を形成する前にゲート酸化膜及びゲート電
極となるポリシリコン膜の堆積を終了している点であ
る。
(Second Embodiment) Next, FIG.
The second embodiment will be described with reference to (e). The difference between this embodiment and the first embodiment is that
The point is that the deposition of the gate oxide film and the polysilicon film to be the gate electrode is completed before forming the trench type element isolation.

【0058】まず、図3(a)に示すように、シリコン
基板1上に、ゲート酸化膜3及びMOS型トランジスタ
のゲート電極となるポリシリコン膜7を順次堆積し、そ
の上に、素子分離形成領域Reisoを開口し素子形成領域
Refetを覆うフォトレジスト膜20をパターニングす
る。このフォトレジスト膜20をマスクとして、上記ポ
リシリコン膜7及びゲート酸化膜3を選択的に除去し、
さらに、シリコン基板1をエッチングして、素子分離領
域となる溝部4を形成する。このとき、従来の溝部の形
方法とは異なり、ポリシリコン膜7の膜厚は、上記第
1の実施形態におけるシリコン窒化膜とほぼ同じ程度つ
まり150〜200nm程度にしておく、ゲート酸化膜
3の膜厚は10〜20nmである。溝部4の深さは、5
00nm程度である。その後、後に形成されるソース・
ドレイン領域に注入される不純物の導電型とは逆導電型
の不純物イオンの注入を行って、チャネルストップ領域
15を形成する。
First, as shown in FIG. 3A, a gate oxide film 3 and a polysilicon film 7 to be a gate electrode of a MOS transistor are sequentially deposited on a silicon substrate 1, and element isolation formation is performed thereon. The photoresist film 20 that opens the region Reiso and covers the element formation region Refet is patterned. Using the photoresist film 20 as a mask, the polysilicon film 7 and the gate oxide film 3 are selectively removed,
Further, the silicon substrate 1 is etched to form a groove portion 4 which will be an element isolation region. At this time, the shape of the conventional groove
Unlike the forming method, the film thickness of the polysilicon film 7 is set to about the same as the silicon nitride film in the first embodiment, that is, about 150 to 200 nm, and the film thickness of the gate oxide film 3 is 10 to 20 nm. is there. The depth of the groove 4 is 5
It is about 00 nm. Then the source formed later
Impurity ions having a conductivity type opposite to that of the impurities implanted into the drain region are implanted to form the channel stop region 15.

【0059】次に、フォトレジスト膜20を除去した
後、溝部4の深さ及び残存するポリシリコン膜7の厚み
を加えた値つまり溝部4の底からポリシリコン膜7の表
面までの高さよりも十分な厚さの絶縁膜5(図示せず)
を堆積し、化学的機械研磨(CMP)を行ってこの絶縁
膜5をポリシリコン膜7の表面が露出するまで除去し、
基板面全体を平坦化する。この工程によって、素子分離
領域Reisoに、絶縁膜5で構成される溝型の素子分離5
aが形成される。この平坦化方法については、本実施形
態に限定されるものではなく、フォトレジスト膜で素子
形成領域Refetの反転パターンを用いてエッチバックす
る方法などを用いてもよい。
Next, after removing the photoresist film 20, a value obtained by adding the depth of the groove 4 and the thickness of the remaining polysilicon film 7, that is, the height from the bottom of the groove 4 to the surface of the polysilicon film 7. Insulation film 5 with sufficient thickness (not shown)
Is deposited and chemical mechanical polishing (CMP) is performed to remove the insulating film 5 until the surface of the polysilicon film 7 is exposed.
The entire substrate surface is flattened. By this step, the groove-type element isolation 5 formed of the insulating film 5 is formed in the element isolation region Reiso.
a is formed. This flattening method is not limited to this embodiment, and a method of etching back using a reverse pattern of the element formation region Refet with a photoresist film may be used.

【0060】次に、図3(b)に示すように、平坦化さ
れた基板上にゲート配線層となる導電膜18(導電性ポ
リシリコン膜でもよいし、WSiやTiSi等のシリサ
イド膜でもよい。さらに低抵抗化のためにTiN等のバ
リヤメタルを介してW等の高融点金属を用いてもよ
い。)と絶縁膜からなる保護膜19とを堆積し、ゲート
電極及びゲート配線が形成される領域以外の領域を開口
したフォトレジスト膜21を形成する。そして、図示し
ないが、このフォトレジスト膜21をマスクとして、ド
ライエッチングを行って、ゲート電極7a,上部ゲート
電極18a及び保護膜19aと、ゲート配線7b,上部
ゲート配線18b及び保護膜19bとをパターニングす
る。この時点で、素子形成領域Refetのシリコン基板1
表面と素子分離5aの表面との間に十分な高低差を有す
る段差部が露出されていることが本実施形態の特徴であ
り、その高低差は後述のサイドウォール形成工程におけ
るオーバーエッチング量等を考慮して、50〜100n
m程度である。ただし、本実施形態の効果を有効に得る
ためには、次に行われるサイドウォール形成時のサイド
ウォール用絶縁膜の厚さ及びオーバーエッチング量を適
正に定める必要がある。
Next, as shown in FIG. 3 (b), may be a conductive film 18 (conductive polysilicon film serving as a gate wiring layer on a planarized substrate, a silicide film such as WSi or TiSi Further, a refractory metal such as W may be used via a barrier metal such as TiN to reduce the resistance.) And a protective film 19 made of an insulating film are deposited to form a gate electrode and a gate wiring. A photoresist film 21 having an opening other than the exposed area is formed. Then, although not shown, dry etching is performed using the photoresist film 21 as a mask to pattern the gate electrode 7a, the upper gate electrode 18a and the protective film 19a, and the gate wiring 7b, the upper gate wiring 18b and the protective film 19b. To do. At this point, the silicon substrate 1 in the element formation region Refet
A feature of the present embodiment is that a step portion having a sufficient height difference is exposed between the surface and the surface of the element isolation 5a. The height difference is caused by the over-etching amount in the sidewall formation process described later. Considering 50-100n
m. However, in order to effectively obtain the effect of the present embodiment, it is necessary to properly determine the thickness and the over-etching amount of the sidewall insulating film when the sidewall is formed next.

【0061】次に、図3(c)に示すように、第1の実
施形態と同様に、活性領域内のゲート電極7aの両側方
に位置する領域に低濃度ソース・ドレイン領域6aを形
成した後、基板の全面上に絶縁膜(シリコン酸化膜)を
堆積し、この絶縁膜の異方性エッチングを行って、図3
(d)に示すように、ゲート電極7a等の側面上には電
極部サイドウォール8aを、ゲート配線7b等の側面上
には配線部サイドウォール8bを形成する。その際、素
子形成領域Refetのシリコン基板1と素子分離5aとの
間の段差部の側面上にも段差部サイドウォール8cが形
成される。そして、この状態で不純物イオンの注入を行
って、高濃度ソース・ドレイン領域6bを形成する。こ
の時点でも、素子形成領域Refetのシリコン基板1と素
子分離5aとの間の段差部の高低差が十分確保されてい
る。
Next, as shown in FIG. 3C , both sides of the gate electrode 7a in the active region are formed as in the first embodiment.
The low concentration source / drain region 6a is formed in the region
After the formation, an insulating film (silicon oxide film) is deposited on the entire surface of the substrate, and the insulating film is anisotropically etched to form the insulating film shown in FIG.
As shown in (d), an electrode portion sidewall 8a is formed on the side surface of the gate electrode 7a and the like, and a wiring portion sidewall 8b is formed on the side surface of the gate wiring 7b and the like. At that time, the step portion sidewall 8c is also formed on the side surface of the step portion between the silicon substrate 1 and the element isolation 5a in the element formation region Refet. Then, impurity ions are implanted in this state to form the high concentration source / drain regions 6b. Even at this time, the height difference of the step portion between the silicon substrate 1 in the element formation region Refet and the element isolation 5a is sufficiently secured.

【0062】次に、図3(e)に示すように、高濃度ソ
ース・ドレイン領域6bの上のみにシリサイドからなる
ソース・ドレイン電極9cを形成する。
Next, as shown in FIG. 3E, source / drain electrodes 9c made of silicide are formed only on the high-concentration source / drain regions 6b.

【0063】その後の工程の図示は省略するが、層間絶
縁膜11の堆積及びコンタクトホールの形成と、コンタ
クトホールへの金属の埋め込み及び第1層目金属配線1
2の形成とを経て、図1に示す構造と類似した溝埋め込
み型分離構造を有するMOS型トランジスタが形成され
る。ただし、本実施形態では、ゲート電極7a及びゲー
ト配線7bの上に、それぞれ導電性ポリシリコン,ある
いはシリサイド等からなる上部ゲート電極18a,上部
ゲート配線18bと、絶縁膜からなる保護膜19a,1
9bとが形成され、シリサイドからなるソース・ドレイ
ン電極9cは上部ゲート電極18aや上部ゲート配線1
8bとは別の工程で形成されている。
Although illustration of subsequent steps is omitted, deposition of an interlayer insulating film 11 and formation of a contact hole, burying metal in the contact hole, and first-layer metal wiring 1
2 is formed, a MOS type transistor having a groove-separated isolation structure similar to the structure shown in FIG. 1 is formed. However, in the present embodiment, on the gate electrode 7a and the gate wiring 7b, the upper gate electrode 18a and the upper gate wiring 18b made of conductive polysilicon or silicide, respectively, and the protective films 19a and 1 made of an insulating film are formed.
9b is formed, and the source / drain electrode 9c made of silicide is used as the upper gate electrode 18a and the upper gate wiring 1
It is formed in a process different from 8b.

【0064】以上のように、本実施形態によれば、素子
形成領域Refetのシリコン基板1と素子分離5aとの間
に素子分離5a側が高い段差部が形成され、段差部の側
面上に段差部サイドウォール8cが形成されているの
で、工程数を削減しながら、上記第1の実施形態と同様
の効果を発揮することができる。
As described above, according to the present embodiment, a step portion having a high element isolation 5a side is formed between the silicon substrate 1 and the element isolation 5a in the element formation region Refet, and the step portion is formed on the side surface of the step portion. Since the sidewalls 8c are formed, it is possible to achieve the same effect as that of the first embodiment while reducing the number of steps.

【0065】加えて、本実施形態では、図3(b)に示
す状態からゲート電極7a及びゲート配線7bをパター
ニングする工程を、素子分離5aの端部における段差部
の影響を全く受けることなくフルフラットな状態で実施
できるため、微細パターンを安定に形成できるという利
点がある。
In addition, in the present embodiment, the step of patterning the gate electrode 7a and the gate wiring 7b from the state shown in FIG. 3B is completely performed without being affected by the stepped portion at the end of the element isolation 5a. Since it can be performed in a flat state, there is an advantage that a fine pattern can be stably formed.

【0066】(第3の実施形態)次に、第3の実施形態
について説明する。図4(a)〜(f)は、第3の実施
形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described. 4A to 4F are cross-sectional views showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the third embodiment.

【0067】図4(a)に示す状態に至るまでに、溝型
の素子分離5a,チャネルストップ領域15,低濃度ソ
ース・ドレイン領域6a,ゲート絶縁膜3,ゲート電極
7a,ゲート配線7b等を上記第1の実施形態と同様の
工程によって形成した後、基板上に保護酸化膜31と、
サイドウォール用のシリコン窒化膜32と、マスク用ポ
リシリコン膜33とを、いずれもCVD法により堆積す
る。このとき、ゲート電極7a及びゲート配線7bを構
成するポリシリコン膜の厚みは330nm,最小線幅は
0.35ミクロンであり、保護酸化膜31の厚みは約2
0nmであり、シリコン窒化膜32の厚さは約30nm
であり、ポリシリコン膜33の厚さは約100nmであ
る。
By the time the state shown in FIG. 4A is reached, the trench type element isolation 5a, the channel stop region 15, the low concentration source / drain region 6a, the gate insulating film 3, the gate electrode 7a, the gate wiring 7b, etc. are formed. After forming by the same process as the first embodiment, a protective oxide film 31 is formed on the substrate,
Both the silicon nitride film 32 for the sidewall and the polysilicon film 33 for the mask are deposited by the CVD method. At this time, the thickness of the polysilicon film forming the gate electrode 7a and the gate wiring 7b is 330 nm, the minimum line width is 0.35 μm, and the thickness of the protective oxide film 31 is about 2 mm.
The thickness of the silicon nitride film 32 is about 30 nm.
The thickness of the polysilicon film 33 is about 100 nm.

【0068】次に、図4(b)に示すように、RIEに
より、ポリシリコン膜33をエッチバックし、ゲート電
極7a,ゲート配線7b及び段差部の各側面上にそれぞ
れ電極部ポリシリコンマスク33a,配線部ポリシリコ
ンマスク33b及び段差部ポリシリコンマスク33cを
形成する。このとき、ポリシリコン膜33とシリコン窒
化膜32とのエッチング選択比は大きい。
Next, as shown in FIG. 4B, the polysilicon film 33 is etched back by RIE, and the electrode portion polysilicon mask 33a is formed on each side surface of the gate electrode 7a, the gate wiring 7b and the step portion. A wiring part polysilicon mask 33b and a step part polysilicon mask 33c are formed. At this time, the etching selection ratio between the polysilicon film 33 and the silicon nitride film 32 is large.

【0069】次に、図4(c)に示すように、残存する
ポリシリコンマスク33a,33b,33cをマスクと
してH3 PO4 (150℃の熱燐酸)によるウェットエ
ッチングを行ない、シリコン窒化膜32のうち各ポリシ
リコンマスク33a,33b,33cに覆われた部分の
み残し他の部分を除去する。このとき、シリコン窒化膜
32とポリシリコンマスク33a,33b,33cとの
エッチングの選択比は、30:1程度にすることができ
る。この工程により、ゲート電極7a,ゲート配線7b
及び段差部の各側方に、いずれもL字状の電極部サイド
ウォール32a,配線部サイドウォール32b及び段差
部サイドウォール32cが残存する状態となる。
Next, as shown in FIG. 4C, wet etching with H3 PO4 (hot phosphoric acid at 150 ° C.) is performed using the remaining polysilicon masks 33a, 33b, 33c as masks to remove the silicon nitride film 32. Only the portion covered by each polysilicon mask 33a, 33b, 33c is left and the other portions are removed. At this time, the etching selection ratio between the silicon nitride film 32 and the polysilicon masks 33a, 33b, 33c can be set to about 30: 1. By this step, the gate electrode 7a and the gate wiring 7b
The L-shaped electrode part sidewall 32a, the wiring part sidewall 32b, and the step part sidewall 32c are left on each side of the step part.

【0070】次に、図4(d)に示すように、ゲート電
極7a,保護酸化膜31,電極部ポリシリコンマスク3
3a,電極部サイドウォール32a,段差部ポリシリコ
ンマスク33c及び段差部サイドウォール32cをマス
クとして、活性領域のシリコン基板1内に不純物イオン
を高濃度で注入し、高濃度ソース・ドレイン領域6bを
形成する。
Next, as shown in FIG. 4D, the gate electrode 7a, the protective oxide film 31, the electrode portion polysilicon mask 3 are formed.
3a, the electrode portion sidewall 32a, the stepped portion polysilicon mask 33c, and the stepped portion sidewall 32c are used as masks to implant high concentration impurity ions into the silicon substrate 1 in the active region to form high concentration source / drain regions 6b. To do.

【0071】その後、図4(e)に示すように、ドライ
エッチング又はウェットエッチングにより、ポリシリコ
ンマスク33a,33b,33cを除去する。
Thereafter, as shown in FIG. 4E, the polysilicon masks 33a, 33b, 33c are removed by dry etching or wet etching.

【0072】次に、図4(f)に示すように、HF系の
エッチング液を用いて、基板上で露出した部分の保護酸
化膜31を除去する。その後、チタン膜を堆積し、1回
目のRTA処理を行なって、チタンとシリコンとの反応
によりTiSi2 膜からなるシリサイド層を形成する。
そして、チタン膜を除去した後、2回目のRTA処理を
行なって、ゲート電極7a,ゲート配線7b及びソース
・ドレイン領域6bの上に抵抗率の低いシリサイド層か
らなる上部電極9a,上部配線9b及びソース・ドレイ
ン電極9cをそれぞれ形成する。その後、層間絶縁膜の
堆積、平坦化、コンタクトホールの開口、金属配線膜の
堆積、金属配線の形成等を行って、LSIを形成する。
Next, as shown in FIG. 4F, the protective oxide film 31 on the exposed portion on the substrate is removed using an HF-based etching solution. Then, a titanium film is deposited and the first RTA process is performed to form a silicide layer made of a TiSi2 film by the reaction between titanium and silicon.
After removing the titanium film, a second RTA process is performed to form an upper electrode 9a made of a silicide layer having a low resistivity on the gate electrode 7a, the gate wiring 7b, and the source / drain region 6b, an upper wiring 9b, and The source / drain electrodes 9c are formed respectively. Then, an LSI is formed by depositing an interlayer insulating film, flattening, opening a contact hole, depositing a metal wiring film, forming a metal wiring, and the like.

【0073】本実施形態の方法では、図4(f)に示す
工程で、段差部の側面上に保護酸化膜31及びL字状の
段差部サイドウォール32cが形成されているので、活
性領域のシリコン基板1と素子分離5aとの境界へのシ
リサイド層の侵入を有効に防止することができる。
[0073] In the method of this embodiment, in the step shown in FIG. 4 (f), since the step portion sidewall 32c side of the protective oxide film 3 1及 beauty L-shape on the step portion is formed, the active It is possible to effectively prevent the silicide layer from entering the boundary between the silicon substrate 1 and the element isolation 5a in the region.

【0074】また、図4(c),(d)に示す工程で、
保護酸化膜31が素子分離5a及び活性領域のシリコン
基板1の上に形成されているので、L字状のサイドウォ
ール32a,32b,32cを形成する際に素子分離5
aの膜厚の減小が生じない。したがって、その分素子分
離5aとシリコン基板1との間の段差を低減することが
でき、ゲートのパターニング精度の向上を図ることがで
きる。
Further, in the steps shown in FIGS. 4 (c) and 4 (d),
Since the protective oxide film 31 is formed on the element isolation 5a and the silicon substrate 1 in the active region, the element isolation 5 is formed when the L-shaped sidewalls 32a, 32b, 32c are formed.
The film thickness of a does not decrease. Therefore, the step difference between the element isolation 5a and the silicon substrate 1 can be reduced accordingly, and the patterning accuracy of the gate can be improved.

【0075】なお、ゲート電極を形成する工程は、上記
第2の実施形態と同様に第1,第2の導電膜で形成する
ようにしてもよく、その場合にも本実施形態と同様の効
果を発揮することができる。
The step of forming the gate electrode may be performed by using the first and second conductive films as in the case of the second embodiment, and in that case, the same effect as that of the present embodiment is obtained. Can be demonstrated.

【0076】(第4の実施形態)上記各実施形態では、
上記各サイドウォールを絶縁材料であるシリコン酸化膜
又はシリコン窒化膜で構成したが、各サイドウォールを
導電性材料例えばポリシリコン膜で構成してもよい。図
5(a)〜(e)は、導電性のサイドウォールを形成し
た場合における半導体装置の製造工程を示す断面図であ
る。
(Fourth Embodiment) In each of the above embodiments,
Although each of the sidewalls is made of a silicon oxide film or a silicon nitride film which is an insulating material, each of the sidewalls may be made of a conductive material such as a polysilicon film. 5A to 5E are cross-sectional views showing a manufacturing process of a semiconductor device when a conductive sidewall is formed.

【0077】図5(a)に示す状態に至るまでに、溝型
の素子分離5a,チャネルストップ領域15,低濃度ソ
ース・ドレイン領域6a,ゲート絶縁膜3,ゲート電極
7a,ゲート配線7b等を上記第1の実施形態と同様の
工程によって形成した後、基板上に保護酸化膜31と、
サイドウォール用のポリシリコン膜34とを、いずれも
CVD法により堆積する。ただし、本実施形態では、ゲ
ート電極7a及びゲート配線7bの上には、それぞれ保
護酸化膜10a,10bが形成されている。このとき、
ゲート電極7a及びゲート配線7bを構成するポリシリ
コン膜の厚みは330nm,最小線幅は0.35ミクロ
ンであり、保護酸化膜31の厚みは約20nmであり、
ポリシリコン膜34の厚さは約100nmである。
Before reaching the state shown in FIG. 5A, the trench type element isolation 5a, the channel stop region 15, the low concentration source / drain region 6a, the gate insulating film 3, the gate electrode 7a, the gate wiring 7b, etc. are formed. After forming by the same process as the first embodiment, a protective oxide film 31 is formed on the substrate,
The sidewall polysilicon film 34 and the polysilicon film 34 are both deposited by the CVD method. However, in the present embodiment, the protective oxide films 10a and 10b are formed on the gate electrode 7a and the gate wiring 7b, respectively. At this time,
The thickness of the polysilicon film forming the gate electrode 7a and the gate wiring 7b is 330 nm, the minimum line width is 0.35 μm, and the thickness of the protective oxide film 31 is about 20 nm.
The thickness of the polysilicon film 34 is about 100 nm.

【0078】次に、図5(b)に示すように、RIEに
より、ポリシリコン膜34をエッチバックして、ゲート
電極7a,ゲート配線7b及び段差部の各側方に、ポリ
シリコン膜からなる電極部サイドウォール32a,配線
部サイドウォール32b及び段差部サイドウォール32
cを形成する。
Next, as shown in FIG. 5B, the polysilicon film 34 is etched back by RIE, and the polysilicon film is formed on each side of the gate electrode 7a, the gate wiring 7b, and the step portion. Electrode part side wall 32a, wiring part side wall 32b, and step part side wall 32
Form c.

【0079】次に、図5(c)に示すように、ゲート電
極7a,保護酸化膜31,電極部サイドウォール34a
及び段差部サイドウォール34cをマスクとして、活性
領域のシリコン基板1内に不純物イオンを高濃度で注入
し、高濃度ソース・ドレイン領域6bを形成する。
Next, as shown in FIG. 5C, the gate electrode 7a, the protective oxide film 31, the electrode side wall 34a.
Using the stepped sidewall 34c as a mask, impurity ions are implanted at high concentration into the silicon substrate 1 in the active region to form the high concentration source / drain regions 6b.

【0080】その後、図5(d)に示すように、HF系
のエッチング液を用いて、基板上で露出した部分の保護
酸化膜31を除去する。その後、チタン膜を堆積し、1
回目のRTA処理を行なって、チタンとシリコンとの反
応によりTiSi2 膜からなるシリサイド層を形成す
る。そして、チタン膜を除去した後、2回目のRTA処
理を行なって、電極部サイドウォール34a,高濃度ソ
ース・ドレイン領域6b及び段差部サイドウォール34
cの上に跨るシリサイド層からなるソース・ドレイン電
極9dを形成する。なお、配線部サイドウォール34b
の上にもシリサイド層が形成されるので、そのままで
は、このシリサイド層はソース・ドレイン電極と接続さ
れ得る。本実施形態では、素子分離5a上で、フォトレ
ジスト膜等を用いて、エッチングを行い、ゲート配線7
bの両側方の配線部サイドウォール34b及びその上の
シリサイド層を選択的に除去して、各活性領域のソース
・ドレイン電極9dが相互に接続されないようにしてい
る。ただし、ポリシリコン膜からなるサイドウォール3
4a,34b,34cを形成した後、すぐにゲート配線
7bの両側方の配線部サイドウォール34bのみを選択
的に除去するようにしてもよい。
After that, as shown in FIG. 5D, the protective oxide film 31 on the exposed portion on the substrate is removed by using an HF-based etching solution. Then deposit a titanium film and
A second RTA process is performed to form a silicide layer made of a TiSi2 film by the reaction between titanium and silicon. Then, after removing the titanium film, a second RTA process is performed to perform the electrode part sidewall 34a, the high-concentration source / drain region 6b, and the step part sidewall 34.
A source / drain electrode 9d made of a silicide layer extending over c is formed. The wiring side wall 34b
Since the silicide layer is also formed on the above, the silicide layer can be directly connected to the source / drain electrodes. In the present embodiment, etching is performed on the element isolation 5a using a photoresist film or the like to form the gate wiring 7
The wiring part sidewalls 34b on both sides of b and the silicide layer thereon are selectively removed so that the source / drain electrodes 9d in each active region are not connected to each other. However, the sidewall 3 made of a polysilicon film
Immediately after forming 4a, 34b and 34c, only the wiring part sidewalls 34b on both sides of the gate wiring 7b may be selectively removed.

【0081】その後、層間絶縁膜の堆積、平坦化、コン
タクトホールの開口、金属配線膜の堆積、金属配線の形
成等を行って、LSIを形成する。
After that, deposition of an interlayer insulating film, planarization, opening of a contact hole, deposition of a metal wiring film, formation of a metal wiring, etc. are performed to form an LSI.

【0082】本実施形態では、最終的に電極部サイドウ
ォール34a−高濃度ソース・ドレイン領域6b−段差
部サイドウォール8c間に跨る広い範囲にシリサイド層
からなるソース・ドレイン電極9が形成される。した
がって、素子形成領域Refetと素子分離5aとの間の段
差の存在によって不純物イオンの注入時における高濃度
ソース・ドレイン領域6bとチャネルストップ領域15
との近接を有効に防止することができる。また、高濃度
ソース・ドレイン領域6bの上にシリサイドからなるソ
ース・ドレイン電極9cを形成する際に、段差部サイド
ウォール34cもある程度の厚み分だけシリサイド化さ
れるものの、シリサイド層の奥方への侵入は阻止される
ので、シリサイド層の素子分離−シリコン基板間の界面
への浸透に起因するソース・ドレイン電極9cとチャネ
ルストップ領域15との短絡電流の発生を有効に防止す
ることができる。しかも、このような実施形態では、電
極部サイドウォール34aから高濃度ソース・ドレイン
領域6bを経て段差部サイドウォール34cに至る広い
領域がシリサイド化されるので、上方の第1層目配線と
のコンタクト部を形成するのが極めて容易となり、その
分、素子形成領域Refetの面積を低減し得る。つまり、
半導体装置の集積度を向上させることができる利点があ
る。なお、電極部サイドウォール34a及び配線部サイ
ドウォール34bが導電膜であるポリシリコンで構成さ
れているものの、各サイドウォール34a,34bとゲ
ート電極7a,ゲート配線7bとの間が保護酸化膜31
で絶縁されているので、サイドウォール−ゲート間で短
絡等を生じる虞れはない。
[0082] In this embodiment, the source and drain electrodes 9 d comprising a wide range of final span between the electrode portion side walls 34a- high concentration source and drain regions 6b- step portion sidewall 8c silicide layer is formed . Therefore, due to the presence of the step between the element formation region Refet and the element isolation 5a, the high-concentration source / drain region 6b and the channel stop region 15 at the time of impurity ion implantation are formed.
It is possible to effectively prevent the proximity to. Further, when the source / drain electrodes 9c made of silicide are formed on the high-concentration source / drain regions 6b, the stepped sidewalls 34c are also silicided by a certain amount of thickness, but penetrate into the depth of the silicide layer. Therefore, it is possible to effectively prevent generation of a short-circuit current between the source / drain electrode 9c and the channel stop region 15 due to the penetration of the silicide layer into the interface between the element isolation and the silicon substrate. Moreover, in such an embodiment, since a wide region from the electrode side wall 34a to the stepped side wall 34c via the high-concentration source / drain regions 6b is silicided, contact with the upper first layer wiring is made. It becomes extremely easy to form the portion, and the area of the element formation region Refet can be reduced accordingly. That is,
There is an advantage that the degree of integration of the semiconductor device can be improved. Although the electrode side wall 34a and the wiring side wall 34b are made of polysilicon which is a conductive film, the protective oxide film 31 is formed between each side wall 34a, 34b and the gate electrode 7a and the gate wiring 7b.
Since it is insulated by, there is no possibility that a short circuit or the like will occur between the sidewall and the gate.

【0083】なお、ゲート電極を形成する工程は、上記
第2の実施形態と同様に第1,第2の導電膜で形成する
ようにしてもよく、その場合にも本実施形態と同様の効
果を発揮することができる。
The step of forming the gate electrode may be performed by using the first and second conductive films as in the case of the second embodiment, and in that case, the same effect as that of the present embodiment is obtained. Can be demonstrated.

【0084】また、本実施形態では、各サイドウォール
をポリシリコン膜で構成したが、アモルファスシリコン
膜で構成してもよい。さらに、シリコン膜だけでなく、
他の金属等の導電性材料からなるサイドウォールを形成
してもよく、サイドウォールをシリサイド化する必要は
必ずしもない。
Further, in the present embodiment, each sidewall is made of a polysilicon film, but it may be made of an amorphous silicon film. Furthermore, not only the silicon film,
A side wall made of a conductive material such as another metal may be formed, and it is not always necessary to silicidize the side wall.

【0085】[0085]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1〜4によ
れば、溝型素子分離構造を有する半導体装置において、
素子形成領域の半導体基板と溝型素子分離との間に溝型
素子分離の方がステップ状に高くなる段差部を形成し、
この段差部の側面上にサイドウォールを形成する構造と
したので、接合耐圧劣化や接合リーク増大の防止と、ソ
ース・ドレイン電極のシリサイド化によるソース・ドレ
イン電極と基板領域との間の短絡電流の発生を防止する
ことができる。
As described above, according to the first to fourth aspects, in the semiconductor device having the groove type element isolation structure,
A step portion is formed between the semiconductor substrate in the element formation region and the groove-type element isolation so that the groove-type element isolation is stepwise higher.
Since the side wall is formed on the side surface of the stepped portion, deterioration of junction breakdown voltage and increase of junction leakage are prevented, and short circuit current between the source / drain electrode and the substrate region due to silicidation of the source / drain electrode is prevented. Occurrence can be prevented.

【0086】請求項5〜10によれば、溝型素子分離構
造を有する半導体装置の製造方法として、溝型素子分離
を形成した後エッチングストッパ膜又はゲート電極とな
る第1の導電膜を除去したときに、溝型素子分離側が素
子形成領域の半導体基板よりも高い段差部を露出させ、
ゲート電極のサイドウォール形成と同時に段差部の側面
にもサイドウォールが形成されるようにしたので、請求
1〜4の効果を発揮する半導体装置の製造の容易化を
図ることができる。
[0086] According to claim 5 to 10, as a method of manufacturing a semiconductor device having a trench isolation structure, it an etching stopper film or the gate electrode after forming a trench isolation
When the first conductive film is removed, the stepped portion on the isolation side of the groove type, which is higher than the semiconductor substrate in the element formation region, is exposed,
Since the sidewall is formed on the side surface of the step portion at the same time when the sidewall of the gate electrode is formed, it is possible to facilitate the manufacture of a semiconductor device exhibiting the effects of the first to fourth aspects.

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

【図1】第1の実施形態における半導体装置の構造を示
す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a semiconductor device according to a first embodiment.

【図2】第1の実施形態に係る半導体装置の製造工程を
示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment.

【図3】第2の実施形態に係る半導体装置の製造工程を
示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment.

【図4】第3の実施形態に係る半導体装置の製造工程を
示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the third embodiment.

【図5】第4の実施形態に係る半導体装置の製造工程を
示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device according to a fourth embodiment.

【図6】従来の溝型素子分離構造を有する半導体装置の
構造を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional semiconductor device having a groove-type element isolation structure.

【図7】従来の溝型素子分離を有する半導体装置の製造
工程を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a conventional semiconductor device having groove type element isolation.

【図8】従来の溝型素子分離を有する半導体装置の不純
物イオン注入工程とシリサイド化工程とにおける不具合
を示すための部分断面図である。
FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a defect in the impurity ion implantation step and the silicidation step of the conventional semiconductor device having the groove type element isolation.

【符号の説明】 1 シリコン基板(半導体基板) 3 ゲート酸化膜 4 溝部 5 シリコン酸化膜(絶縁膜) 5a 溝型素子分離 6a 低濃度ソース・ドレイン領域 6b 高濃度ソース・ドレイン領域 7 ポリシリコン膜(導電膜) 7a ゲート電極 7b ゲート配線 8 シリコン酸化膜 8a 電極部サイドウォール 8b 配線部サイドウォール 8c 段差部サイドウォール 9a 上部ゲート電極 9b 上部ゲート配線 9c ソース・ドレイン電極 11 層間絶縁膜 12 第1層目金属配線 13 コンタクト部 15 チャネルストップ領域 16 シリコン酸化膜 17 シリコン窒化膜(エッチングストッパ膜) 20,21 フォトレジスト膜[Explanation of symbols] 1 silicon substrate (semiconductor substrate) 3 gate oxide film 4 groove part 5 silicon oxide film (insulating film) 5a groove type element isolation 6a low concentration source / drain region 6b high concentration source / drain region 7 polysilicon film ( Conductive film) 7a Gate electrode 7b Gate wiring 8 Silicon oxide film 8a Electrode side wall 8b Wiring side wall 8c Step side wall 9a Upper gate electrode 9b Upper gate wiring 9c Source / drain electrode 11 Interlayer insulating film 12 First layer Metal wiring 13 Contact part 15 Channel stop region 16 Silicon oxide film 17 Silicon nitride film (etching stopper film) 20, 21 Photoresist film

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図7[Name of item to be corrected] Figure 7

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図7】 FIG. 7

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中林 隆 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山下 恭司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 受田 高明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 荒井 雅利 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山田 隆順 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松元 道一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Takashi Nakabayashi 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Kyoji Yamashita, 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Takaaki Ueda 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor, Masatoshi Arai 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture (72) Takashi Yamada, Inventor Shun 1006, Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor, Doichi Matsumoto, 1006 Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板と、 上記半導体基板の一部に設けられた素子形成領域と、 上記素子形成領域を取り囲み、上記素子形成領域との間
に上記素子形成領域の半導体基板よりもステップ状に高
くなる段差部を有し絶縁性材料からなる溝型素子分離
と、 上記素子形成領域と溝型素子分離との間の段差部の側面
上に形成された段差部サイドウォールとを備えているこ
とを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor substrate, an element formation region provided in a part of the semiconductor substrate, and a stepped shape surrounding the element formation region and between the element formation region more than the semiconductor substrate in the element formation region. A groove-type element isolation made of an insulating material and having a step portion that becomes higher in height, and a step-portion sidewall formed on a side surface of the step portion between the element forming region and the groove-type element isolation. A semiconductor device characterized by the above.
【請求項2】 請求項1記載の半導体装置において、 上記段差部サイドウォールは、絶縁性材料で構成されて
いることを特徴とする半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the step portion side wall is made of an insulating material.
【請求項3】 請求項1記載の半導体装置において、 上記素子形成領域には、ゲート電極,該ゲート電極の両
側面上の電極部サイドウォールを有するMISFETが
形成されており、 上記段差部サイドウォールは、上記電極部サイドウォー
ルと同時に形成されていることを特徴とする半導体装
置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein a MISFET having a gate electrode and electrode sidewalls on both side surfaces of the gate electrode is formed in the element formation region, and the stepped sidewall is formed. Is a semiconductor device formed at the same time as the electrode part sidewall.
【請求項4】 請求項3記載の半導体装置において、 上記電極部サイドウォールは、ゲート電極の側面及び上
記半導体基板の上に亘って保護酸化膜を介して形成され
たほぼ一定の厚みのL字状シリコン窒化膜で構成され、 上記段差部サイドウォールは、上記素子形成領域と溝型
素子分離との間の段差部の側面及び半導体基板の上に亘
って保護酸化膜を介して形成されたほぼ一定厚みのL字
状シリコン窒化膜で構成されていることを特徴とする半
導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the electrode side wall is formed in an L-shape having a substantially constant thickness over the side surface of the gate electrode and the semiconductor substrate via a protective oxide film. Formed of a silicon nitride film, the stepped portion sidewall is formed over the side surface of the stepped portion between the element forming region and the trench type element isolation and the semiconductor substrate through a protective oxide film. A semiconductor device comprising an L-shaped silicon nitride film having a constant thickness.
【請求項5】 請求項3記載の半導体装置において、 上記電極部サイドウォール及び段差部サイドウォールは
いずれもシリコン膜で構成されており、 上記電極部サイドウォールと上記ゲート電極及びシリコ
ン基板との間に介設された絶縁膜と、 上記電極部サイドウォール上から上記素子形成領域のソ
ース・ドレイン領域上を経て上記段差部サイドウォール
に至る領域の上に形成され、シリサイドからなるソース
・ドレイン電極とをさらに備えていることを特徴とする
半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 3, wherein both the electrode side wall and the stepped side wall are made of a silicon film, and between the electrode side wall and the gate electrode and the silicon substrate. And a source / drain electrode made of silicide, which is formed on a region extending from the electrode side wall to the step side wall through the source / drain region of the element formation region and the insulating film interposed between A semiconductor device further comprising:
【請求項6】 半導体基板上に酸化膜を形成する第1の
工程と、 上記酸化膜の上に上記酸化膜とは異なる材料で構成され
るエッチングストッパ膜を堆積する第2の工程と、 上記エッチングストッパ膜のうち素子分離を形成しよう
とする領域を開口し、この開口部の半導体基板をエッチ
ングして溝部を形成する第3の工程と、 上記溝部の深さ及び上記エッチングストッパ膜の膜厚を
加えた値以上の厚みの絶縁膜を全面に堆積する第4の工
程と、 上記絶縁膜が堆積された状態の半導体基板を少なくとも
上記エッチングストッパ膜の表面が露出するまで平坦化
するとともに、上記溝部に上記素子形成領域を取り囲む
溝型素子分離を形成する第5の工程と、 エッチングにより、少なくとも上記エッチングストッパ
膜及び酸化膜を除去し、上記素子形成領域と上記溝型素
子分離との間に上記溝型素子分離の側が上記素子形成領
域の半導体基板よりもステップ状に高くなる段差部を露
出させる第6の工程と、 上記基板上にゲート酸化膜及び導電膜を堆積した後、該
導電膜から少なくともゲート電極をパターニングする第
7の工程と、 基板の全面上に絶縁膜を堆積した後、異方性エッチング
により、上記ゲート電極及び上記段差部の各側面上に上
記絶縁膜からなるサイドウォールを形成する第8の工程
と、 上記ゲート電極の両側の素子形成領域の半導体基板内に
不純物を導入してソース・ドレイン領域を形成する第9
の工程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製
造方法。
6. A first step of forming an oxide film on a semiconductor substrate, a second step of depositing an etching stopper film made of a material different from that of the oxide film on the oxide film, A third step of opening a region of the etching stopper film where element isolation is to be formed and etching the semiconductor substrate in the opening to form a groove, and the depth of the groove and the film thickness of the etching stopper film. A fourth step of depositing an insulating film having a thickness equal to or more than the above value on the entire surface, and planarizing the semiconductor substrate on which the insulating film is deposited at least until the surface of the etching stopper film is exposed. A fifth step of forming a groove-type element isolation surrounding the element formation region in the groove, and removing at least the etching stopper film and the oxide film by etching, A sixth step of exposing a stepped portion between the region and the trench type element isolation where the side of the trench type element isolation is stepwise higher than the semiconductor substrate in the element forming region, and a gate oxide film on the substrate. And a seventh step of patterning at least the gate electrode from the conductive film after depositing the conductive film, and anisotropy etching after depositing an insulating film on the entire surface of the substrate to remove the gate electrode and the step portion. Eighth step of forming sidewalls made of the insulating film on each side surface, and ninth step of forming impurities by introducing impurities into the semiconductor substrate in the element forming regions on both sides of the gate electrode.
And a method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項7】 請求項6記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 上記第2の工程では、少なくとも上記第8の工程におけ
るオーバーエッチング量を考慮して、上記第6の工程で
所定値以上の高低差を有する段差部が露出されるように
エッチングストッパ膜の膜厚を定めることを特徴とする
半導体装置の製造方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein in the second step, at least a predetermined value or more in the sixth step is taken into consideration in consideration of the over-etching amount in the eighth step. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a film thickness of an etching stopper film is determined so that a step having a difference is exposed.
【請求項8】 半導体基板上に酸化膜を形成する第1の
工程と、 上記酸化膜の上にゲート電極となる第1の導電膜を堆積
する第2の工程と、 上記第1の導電膜のうち溝型素子分離を形成しようとす
る領域を開口し、この開口部の半導体基板をエッチング
して溝部を形成する第3の工程と、 上記溝部の深さ及び上記第1の導電膜の膜厚を加えた値
以上の厚みの絶縁膜を全面に堆積する第4の工程と、 上記絶縁膜が堆積された状態の半導体基板を、少なくと
も上記第1の導電膜の表面が露出するまで平坦化すると
ともに、上記溝部に上記素子形成領域を取り囲む溝型素
子分離を形成する第5の工程と、 上記平坦化された基板の全面上に少なくとも上部ゲート
電極となる第2の導電膜を堆積する第6の工程と、 上記第1及び第2の導電膜から少なくともゲート電極を
パターニングするとともに、上記素子形成領域と溝型素
子分離との間に上記素子分離の側が上記素子形成領域の
半導体基板よりもステップ状に高くなる段差部を露出さ
せる第7の工程と、 基板の全面上に絶縁膜を堆積した後、異方性エッチング
により、上記ゲート電極及び上記段差部の各側面上に上
記絶縁膜からなるサイドウォールを形成する第8の工程
と、 上記ゲート電極の両側の素子形成領域の半導体基板内に
不純物を導入してソース・ドレイン領域を形成する第9
の工程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製
造方法。
8. A first step of forming an oxide film on a semiconductor substrate, a second step of depositing a first conductive film to be a gate electrode on the oxide film, and the first conductive film. A third step of forming an opening in a region where a groove type element isolation is to be formed and etching the semiconductor substrate in the opening to form a groove, and the depth of the groove and the film of the first conductive film. A fourth step of depositing an insulating film having a thickness equal to or larger than a value obtained by adding the thickness on the entire surface, and flattening the semiconductor substrate on which the insulating film is deposited until at least the surface of the first conductive film is exposed. And a fifth step of forming a groove-type element isolation surrounding the element formation region in the groove portion, and a second conductive film which becomes at least an upper gate electrode is deposited on the entire surface of the flattened substrate. 6 and the first and second conductive films A seventh step of patterning at least the gate electrode and exposing a stepped portion between the element formation region and the trench type element isolation, in which the element isolation side is stepwise higher than the semiconductor substrate in the element formation region. An eighth step of depositing an insulating film on the entire surface of the substrate, and then forming a sidewall made of the insulating film on each side surface of the gate electrode and the step portion by anisotropic etching; A source / drain region is formed by introducing impurities into the semiconductor substrate in the element formation region on both sides of the electrode.
And a method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項9】 請求項8記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 上記第2の工程では、少なくとも上記第8の工程におけ
るオーバーエッチング量を考慮して、上記第7の工程で
所定値以上の高低差を有する段差が露出されるように上
記第1の導電膜の膜厚を定めることを特徴とする半導体
装置の製造方法。
9. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein in the second step, at least a predetermined value or higher in the seventh step is taken into consideration in consideration of an overetching amount in the eighth step. A method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that the film thickness of the first conductive film is determined so that a step having a difference is exposed.
【請求項10】 請求項6又は8記載の半導体装置の製
造方法において、 上記第9の工程を終了した後に、少なくとも上記ソース
・ドレイン領域の表面付近の領域をシリサイド化する工
程をさらに備えていることを特徴とする半導体装置の製
造方法。
10. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, further comprising a step of silicidizing at least a region near the surface of the source / drain region after the completion of the ninth step. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項11】 請求項6又は8記載の半導体装置の製
造方法において、 上記第7の工程の後上記第8の工程の前に基板の全面上
に保護用酸化膜を堆積する工程をさらに備え、 上記第8の工程では、上記保護用酸化膜の上にサイドウ
ォール形成用シリコン窒化膜とマスク用膜とを順次堆積
し、上記マスク用膜をエッチバックして上記ゲート電極
及び段差部の側方に上記シリコン窒化膜をパターニング
するためのマスクを残し、該マスクを用いて上記シリコ
ン窒化膜から上記ゲート電極及び段差部の側方にサイド
ウォールとなるL字状シリコン窒化膜をパターニングし
た後、上記マスクを除去するように行うことを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, further comprising a step of depositing a protective oxide film on the entire surface of the substrate after the seventh step and before the eighth step. In the eighth step, a sidewall forming silicon nitride film and a masking film are sequentially deposited on the protective oxide film, and the masking film is etched back to form the gate electrode and the step portion side. A mask for patterning the silicon nitride film is left on one side, and the L-shaped silicon nitride film to be a sidewall is patterned from the silicon nitride film to the side of the gate electrode and the step portion using the mask, A method for manufacturing a semiconductor device, which is performed so as to remove the mask.
【請求項12】 請求項6又は8の半導体装置の製造方
法において、 上記第7の工程では、上記導電膜の上にさらに第1の保
護用絶縁膜を堆積し、該第1の保護用絶縁膜をゲート電
極とともにパターニングし、 上記第7の工程の後上記第8の工程の前に基板の全面上
に第2の保護用絶縁膜を堆積する工程をさらに備え、 上記第8の工程では、上記第2の保護用絶縁膜の上にサ
イドウォール形成用シリコン膜を堆積し、上記ゲート電
極及び段差部の側面上に上記からなる電極部サイドウォ
ール及び段差部サイドウォールを形成し、 上記第9の工程の後に、上記電極部サイドウォール,上
記ソース・ドレイン領域及び上記段差部サイドウォール
に跨る領域をシリサイド化する工程をさらに備えている
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
12. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein in the seventh step, a first protective insulating film is further deposited on the conductive film, and the first protective insulating film is deposited. The method further comprises the step of patterning the film together with a gate electrode and depositing a second protective insulating film on the entire surface of the substrate after the seventh step and before the eighth step. A sidewall forming silicon film is deposited on the second protective insulating film, and an electrode part sidewall and a step part sidewall made of the above are formed on the side surfaces of the gate electrode and the step part. The method for manufacturing a semiconductor device, further comprising a step of silicidizing a region extending over the electrode side wall, the source / drain region, and the stepped side wall after the step of.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000091417A (en) * 1998-09-09 2000-03-31 Sony Corp Semiconductor device and its manufacture
US6232640B1 (en) 1999-04-30 2001-05-15 Mitsubishi Denki Kabishiki Kaisha Semiconductor device provided with a field-effect transistor and method of manufacturing the same
KR100325599B1 (en) * 1999-05-11 2002-02-25 황인길 a manufacturing method of contact holes of semiconductor devices
JP2006344663A (en) * 2005-06-07 2006-12-21 Sony Corp Semiconductor device and its manufacturing method
JP2008047824A (en) * 2006-08-21 2008-02-28 Toshiba Corp Semiconductor device and its manufacturing method
WO2011083523A1 (en) * 2010-01-07 2011-07-14 パナソニック株式会社 Semiconductor device, and method for producing same

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000091417A (en) * 1998-09-09 2000-03-31 Sony Corp Semiconductor device and its manufacture
US6232640B1 (en) 1999-04-30 2001-05-15 Mitsubishi Denki Kabishiki Kaisha Semiconductor device provided with a field-effect transistor and method of manufacturing the same
KR100325599B1 (en) * 1999-05-11 2002-02-25 황인길 a manufacturing method of contact holes of semiconductor devices
JP2006344663A (en) * 2005-06-07 2006-12-21 Sony Corp Semiconductor device and its manufacturing method
JP2008047824A (en) * 2006-08-21 2008-02-28 Toshiba Corp Semiconductor device and its manufacturing method
WO2011083523A1 (en) * 2010-01-07 2011-07-14 パナソニック株式会社 Semiconductor device, and method for producing same

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