JPH10189711A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JPH10189711A
JPH10189711A JP9223043A JP22304397A JPH10189711A JP H10189711 A JPH10189711 A JP H10189711A JP 9223043 A JP9223043 A JP 9223043A JP 22304397 A JP22304397 A JP 22304397A JP H10189711 A JPH10189711 A JP H10189711A
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昇一 岩佐
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10B69/00Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make element size small without impairing element isolation function, by a method wherein a pattern is formed over the element activated region, wherein impurity diffusion layer close to the first conductive film is formed, and the first and the second conductive films, which are capacitive coupled with lower layer of the impurity diffusion layer, are integrally formed. SOLUTION: A side electrode 6 is formed on an element active region, where an impurity diffusion layer 4 is formed through a gate oxide film 8, and an electrode film is capacitive coupled with the impurity diffusion layer 5. The electrode film is formed on a silicon semiconductor substrate 1 through the gate oxide film 8. The gate electrode 4, which is formed by patterning in such a manner that it is formed in the vicinity of the boundary part of a field shield element isolation structure 2 and the element active region, is integrally formed with the side electrode 7, which is formed by patterning in the vicinity of the boundary part of the field shield element isolation structure 2 and the element active region. As a result, element isolation can be accurately accomplished by a shield plate electrode 22, and the breakdown strength of an MOS transistor can be improved.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に関し、特に、素子活性領域を画定する素子
分離構造として、絶縁膜内に電極膜が埋設形成されてな
るフィールドシールド素子分離構造を有する半導体装置
及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a field shield element isolation structure in which an electrode film is buried in an insulating film as an element isolation structure for defining an element active region. And a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時における半導体装置の更なる大規模
化及び高集積化に伴って、素子形成領域の縮小化が図ら
れている。これに対応した半導体素子における素子分離
技術の1つとして、いわゆるフィールドシールド素子分
離法が注目されている。この素子分離法は、シリコン半
導体基板上の素子分離領域にフィールドシールド素子分
離構造を形成して素子活性領域を画定する手法である。
フィールドシールド素子分離構造は、SiO2 等からな
る絶縁膜内に多結晶シリコン等からなる導電膜であるシ
ールドプレート電極が埋設形成されてなる素子分離構造
であり、このシールドプレート電極の電位を接地電位或
いは他の所定電位に固定することにより確実な素子分離
を行うことができるものである。
2. Description of the Related Art In recent years, as semiconductor devices have become larger and more highly integrated, the size of element formation regions has been reduced. As one of the element isolation techniques in a semiconductor element corresponding to this, a so-called field shield element isolation method has attracted attention. This element isolation method is a technique of forming a field shield element isolation structure in an element isolation region on a silicon semiconductor substrate to define an element active region.
The field shield element isolation structure is an element isolation structure in which a shield plate electrode, which is a conductive film made of polycrystalline silicon or the like, is buried in an insulating film made of SiO 2 or the like. Alternatively, the element can be reliably separated by fixing it to another predetermined potential.

【0003】また、素子形成領域の縮小化の要請によ
り、各種金属配線のレイアウトに制約が課されることに
なる。この場合、例えばメモリセルの縮小化に伴ってソ
ース/ドレイン拡散層が薄く形成されたり、ソース/ド
レイン拡散層に対するコンタクト孔の配置可能な領域が
制限されたりすることとなるが、そのためにソース/ド
レイン拡散層の電気抵抗値の増大化が招来され、MOS
トランジスタの論理動作の高速化が妨げられることにな
る。
[0003] In addition, the demand for reducing the size of the element formation region imposes restrictions on the layout of various metal wirings. In this case, for example, as the size of the memory cell is reduced, the thickness of the source / drain diffusion layer is reduced, or the area where the contact hole can be arranged with respect to the source / drain diffusion layer is limited. The electric resistance of the drain diffusion layer is increased, and the MOS
The increase in the speed of the logic operation of the transistor is hindered.

【0004】ここで、ドレイン拡散層の電気抵抗値が大
きくなると、論理回路の出力抵抗値が増大し、電流値は
さほど小さくならないが、出力抵抗値と負荷容量との積
で決定されるいわゆるRC遅延が大きくなる。また、ソ
ース拡散層の電気抵抗値が大きくなると、実質的な相互
コンダクタンスが低下して電流値が小さくなり、負荷駆
動能力が低下する。したがって、信号伝搬時間の遅延を
抑えて論理動作を高速化させるためには、ソース/ドレ
イン拡散層の電気抵抗値を低減させることが必要であ
る。
Here, when the electrical resistance of the drain diffusion layer increases, the output resistance of the logic circuit increases, and the current does not decrease so much. However, a so-called RC determined by the product of the output resistance and the load capacitance is used. The delay increases. In addition, when the electric resistance of the source diffusion layer increases, the substantial transconductance decreases, the current decreases, and the load driving capability decreases. Therefore, it is necessary to reduce the electric resistance value of the source / drain diffusion layers in order to increase the logic operation speed by suppressing the delay of the signal propagation time.

【0005】具体的に、ソース/ドレイン拡散層の電気
抵抗値の低減を図る方法として、例えば特開平5−23
5309号公報には、ゲートアレイ型の半導体集積回路
において、ソース・ドレイン領域のコンタクト数を充分
に確保できるように電源線を配置することが開示されて
いる。
More specifically, as a method for reducing the electric resistance of the source / drain diffusion layers, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
No. 5309 discloses that in a gate array type semiconductor integrated circuit, power supply lines are arranged so that the number of contacts in source / drain regions can be sufficiently secured.

【0006】すなわち、この特開平5−235309号
公報においては、MOSトランジスタから構成され規則
的に配置された複数の基本セルを横切って配置された第
1配線層の第1電源線を取り除き、機能ブロックへの電
源供給を、第2配線層に配置された第2電源線からスル
ーホールを介して第1配線層に設けた電源配線により行
う。したがって、前記基本セルから構成された機能ブロ
ックへの電源配線には、第1電源線による制約がなくな
り、前記機能ブロックが第1電源線の間に形成された場
合でもソース・ドレイン領域のコンタクトを多く設ける
ことができ、ソース・ドレイン領域の抵抗値の低減化が
実現される。
That is, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-235309, the first power supply line of the first wiring layer, which is arranged across a plurality of regularly arranged basic cells composed of MOS transistors, is removed. Power is supplied to the block from a second power supply line disposed in the second wiring layer by a power supply wiring provided in the first wiring layer via a through hole. Therefore, the power supply wiring to the functional block composed of the basic cells is not restricted by the first power supply line, and even if the functional block is formed between the first power supply lines, the contact of the source / drain region is not required. Many can be provided, and reduction of the resistance value of the source / drain region is realized.

【0007】また、特開平4−237165号公報に
は、ソース・ドレイン領域の表面の一部に、Mo,W等
を材料とする高融点金属層を堆積して熱処理することに
よりシリサイド層を形成することが開示されている。こ
の場合、前記シリサイド層により、ソース・ドレイン領
域の抵抗値が大幅に低減して信号伝搬の遅延が抑えられ
る。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-237165 discloses that a silicide layer is formed by depositing a high melting point metal layer made of Mo, W or the like on a part of the surface of a source / drain region and performing heat treatment. Is disclosed. In this case, the silicide layer significantly reduces the resistance value of the source / drain region and suppresses signal propagation delay.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、近時では、
MOSトランジスタに代表される半導体素子は更なる縮
小傾向にあり、それに伴って例えばMOSトランジスタ
のゲート電極の形成時に以下に示すような問題が生じて
いる。
By the way, recently,
Semiconductor devices typified by MOS transistors have been further shrinking, and the following problems have arisen, for example, when forming gate electrodes of MOS transistors.

【0009】MOSトランジスタ等のゲート電極を形成
する際には、ゲート電極形成時のフォトリソグラフィー
工程において、シリコン半導体基板上に堆積形成された
多結晶シリコン膜の上に電極形状のフォトレジストを塗
布し、所定のパターンが形成されたフォトマスクを用い
てこのフォトレジストに露光を施す。ここで、素子サイ
ズが縮小されるにつれて、素子活性領域に形成されるゲ
ート電極と近接する素子分離構造との離間距離も小さく
なるため、素子分離構造の素子活性領域に対する段差部
位からの反射光が無視できなくなる。即ち、本来ならば
フォトレジストのフォトマスクのパターンによって遮光
されて未露光部分となるべき部位、例えばフォトレジス
トの側面部位が前記反射光によって露光され、完成した
レジストマスクの側面部位に細りが生じ、当初の設計寸
法と異なるレジストマスクとなる。
In forming a gate electrode of a MOS transistor or the like, an electrode-shaped photoresist is applied on a polycrystalline silicon film deposited and formed on a silicon semiconductor substrate in a photolithography step in forming the gate electrode. The photoresist is exposed using a photomask on which a predetermined pattern is formed. Here, as the element size is reduced, the separation distance between the gate electrode formed in the element active region and the adjacent element isolation structure also becomes smaller, so that the reflected light from the step portion with respect to the element active region of the element isolation structure becomes smaller. It cannot be ignored. That is, a part that should be an unexposed part that is originally shielded from light by the pattern of the photoresist photomask, for example, the side part of the photoresist is exposed by the reflected light, and the side part of the completed resist mask is thinned, The resist mask becomes different from the original design dimensions.

【0010】このレジストマスクを用いて多結晶シリコ
ン膜をエッチングしてゲート電極を形成すると、形成さ
れるゲート電極もレジストマスクの形状に倣って括れた
形状となり、トランジスタのサブスレショルド電流の増
加やスタンバイリーク電流の増加等の不都合が招来され
ることになる。
When a gate electrode is formed by etching a polycrystalline silicon film using this resist mask, the formed gate electrode also has a constricted shape in accordance with the shape of the resist mask, which increases the sub-threshold current of the transistor and increases the standby state. Inconveniences such as an increase in leak current are caused.

【0011】この傾向は、最近一般的に用いられるg線
やi線等の単波長光を光源とする場合に顕著に現れ、前
記細りはひどい場合では片側約0.1μm〜0.15μ
mにもなり、ゲート電極幅が0.5μmサイズに近づく
につれて益々問題視されつつある。
This tendency is remarkable when a single wavelength light such as a g-line or an i-line, which is generally used recently, is used as a light source, and when the thickness is severe, it is about 0.1 μm to 0.15 μm on one side.
m, and as the gate electrode width approaches the size of 0.5 μm, it is being increasingly viewed as a problem.

【0012】そこで、例えば特開平6−342905号
公報や特開平7−297379号公報に開示されている
ように、ゲート電極の形成時に、LOCOS法により形
成された素子分離構造であるフィールド酸化膜とソース
拡散層及びドレイン拡散層(特開平7−297379号
公報ではドレイン拡散層のみ)との境界部にも電極を形
成する手法がある。この手法によれば、ゲート電極形成
時のフォトリソグラフィー工程において、バーズビーク
面での反射光によるゲート電極の括れの発生が防止され
る。
Therefore, as disclosed in, for example, JP-A-6-342905 and JP-A-7-297379, a field oxide film having an element isolation structure formed by a LOCOS method when forming a gate electrode is used. There is a method of forming an electrode also at a boundary portion between a source diffusion layer and a drain diffusion layer (in JP-A-7-297379, only the drain diffusion layer). According to this method, in the photolithography process at the time of forming the gate electrode, it is possible to prevent the gate electrode from being constricted by light reflected on the bird's beak surface.

【0013】しかしながら、上述の手法を素子分離構造
としてフィールドシールド素子分離構造が形成された半
導体素子に適用させる場合、前記境界部に形成された電
極に印加させる電位がフィールドシールド素子分離構造
による素子分離機能を損なうおそれがある。また、例え
ばゲート電極が複数形成される場合では、隣接するゲー
ト電極の配置の仕方も考慮する必要があり、様々なレイ
アウトに対応して前記括れの発生を効率良く抑止するよ
うに工夫しなければならない。
However, when the above-described method is applied to a semiconductor device having a field shield element isolation structure as an element isolation structure, the potential applied to the electrode formed at the boundary is determined by the field isolation element isolation structure. Function may be impaired. In addition, for example, in the case where a plurality of gate electrodes are formed, it is necessary to consider how to arrange adjacent gate electrodes, and it is necessary to take measures to efficiently suppress the occurrence of the constriction corresponding to various layouts. No.

【0014】また、特公平6−105772号公報に
は、ゲート電極に近接するフィールド酸化膜上からシリ
コン酸化膜を介したn型拡散領域上にかけて前記ゲート
電極と隣接するようにキャパシタの上部電極が設けられ
てなるDRAMが開示されている。ところがこの場合、
上部電極は、島状に独立した形状に形成する必要があ
り、ゲート電極に近接するフィールド酸化膜を全て覆う
ように形成されるものではない。更にこの場合、n型拡
散領域及び上部電極を形成した後に、ゲート電極を形成
するため、上部電極はゲート電極形成時の細り防止には
殆ど寄与することはないものと思われる。
Japanese Patent Publication No. 6-105772 discloses that an upper electrode of a capacitor extends from a field oxide film adjacent to a gate electrode to an n-type diffusion region via a silicon oxide film so as to be adjacent to the gate electrode. A DRAM provided is disclosed. However, in this case,
The upper electrode needs to be formed in an island-shaped independent shape, and is not formed so as to cover the entire field oxide film adjacent to the gate electrode. Further, in this case, since the gate electrode is formed after forming the n-type diffusion region and the upper electrode, it is considered that the upper electrode hardly contributes to prevention of thinning at the time of forming the gate electrode.

【0015】また、特開平3−257861号公報に
は、ゲート電極を素子領域からフィールド領域に跨がる
ように略U字状に形成し、その内側にソース領域が、外
側にドレイン領域が形成されてなるMOSFETが開示
されている。しかしながら、この場合でも、ゲート電極
とフィールド領域とが近接して対向する部位が存するた
め、ゲート電極形成時に細りを防止することは困難であ
る。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-257861, a gate electrode is formed in a substantially U shape so as to extend from an element region to a field region, and a source region is formed inside the gate electrode and a drain region is formed outside the gate region. A disclosed MOSFET is disclosed. However, even in this case, it is difficult to prevent the thinning at the time of forming the gate electrode because there is a part where the gate electrode and the field region are closely adjacent to each other.

【0016】また、特開平6−177328号公報に
は、ドレイン拡散層と接するフィールド領域端上にゲー
ト電極と接続された配線材料を備えたMISFETが開
示されている。しかしながら、この場合でも、ソース拡
散層と接するフィールド領域端上には配線材料は存しな
いため、ゲート電極形成時に細りを防止することは困難
である。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 6-177328 discloses a MISFET having a wiring material connected to a gate electrode on an end of a field region in contact with a drain diffusion layer. However, even in this case, since there is no wiring material on the end of the field region in contact with the source diffusion layer, it is difficult to prevent thinning when forming the gate electrode.

【0017】また、ソース拡散層の電気抵抗値の増大化
に起因する信号伝搬遅延時間の増加とドレイン拡散層の
電気抵抗値の増大化に起因する信号伝搬遅延時間の増加
とを比較すると、電流値が低下するソース拡散層の方が
影響が大きい。したがって、ドレイン拡散層の電気抵抗
値を低減させることに優先してソース拡散層の電気抵抗
値を低減させることが重要である。
Further, when comparing the increase in the signal propagation delay time caused by the increase in the electric resistance value of the source diffusion layer with the increase in the signal propagation delay time caused by the increase in the electric resistance value of the drain diffusion layer, The source diffusion layer having a lower value has a greater effect. Therefore, it is important to reduce the electrical resistance of the source diffusion layer in preference to reducing the electrical resistance of the drain diffusion layer.

【0018】しかしながら、ソース拡散層の電気抵抗値
を低減させることにより、ノイズマージンが小さくな
り、センス増幅器の誤動作を招きやすくなるという問題
がある。すなわち、上述したようにソース拡散層(及び
ドレイン拡散層)の電気抵抗値を低減させて信号伝搬の
遅延を抑えるのに好適な手法は存するが、ノイズマージ
ンの低下という深刻な問題を生ぜしめることとなる。ま
た、半導体装置の実質的な部分では、大きな駆動電流を
得るために、しきい値電圧の絶対値を小さくする手法が
あり、一般的に採用されているが、この手法を用いても
ノイズマージンの低下を抑えることはできない。
However, reducing the electric resistance of the source diffusion layer causes a problem that the noise margin is reduced and the malfunction of the sense amplifier is likely to occur. That is, as described above, there is a method suitable for reducing the electric resistance value of the source diffusion layer (and the drain diffusion layer) to suppress the delay of signal propagation, but it causes a serious problem of lowering a noise margin. Becomes Further, in a substantial part of the semiconductor device, there is a method of reducing the absolute value of the threshold voltage in order to obtain a large driving current, which is generally adopted. Can not be suppressed.

【0019】そこで、本発明の目的は、素子分離構造と
してバーズビーク等の不都合が発生することのないフィ
ールドシールド素子分離構造を用いた場合に、素子分離
機能を損なうことなく、複数のゲート電極を形成する際
にも素子サイズの縮小化に伴うゲート電極の微細化を当
該ゲート電極の形状異常を発生させることなく達成する
ことを可能とする半導体装置及びその製造方法を提供す
ることである。
Therefore, an object of the present invention is to form a plurality of gate electrodes without impairing the element isolation function when a field shield element isolation structure that does not cause inconvenience such as bird's beak is used as the element isolation structure. An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same, which can achieve the miniaturization of the gate electrode accompanying the reduction in the element size without causing an abnormal shape of the gate electrode.

【0020】更に、本発明の別の目的は、ノイズマージ
ンを充分に確保しつつも、高速動作を行うことを可能と
する半導体装置及びその製造方法を提供することであ
る。
Still another object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of performing a high-speed operation while ensuring a sufficient noise margin, and a method of manufacturing the same.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体基板上で素子分離構造により画定された素子活性
領域にゲート電極と前記ゲート電極の両側にソース/ド
レインとして機能する一対の不純物拡散層とを有するト
ランジスタが形成されてなる半導体装置であって、前記
素子活性領域上をゲート絶縁膜を介して帯状にパターン
形成されて前記ゲート電極として機能する第1の導電膜
と、前記素子分離構造と前記素子活性領域との境界部位
のうち、前記第1の導電膜に近接して対向する部位の少
なくとも前記不純物拡散層が形成された前記素子活性領
域上を覆うように帯状にパターン形成されており、前記
ゲート絶縁膜を介して下層の前記不純物拡散層と対向し
て容量結合する第2の導電膜とを含み、前記第1の導電
膜と前記第2の導電膜とが一体形成されている。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
A semiconductor device comprising: a transistor having a gate electrode in a device active region defined by a device isolation structure on a semiconductor substrate; and a pair of impurity diffusion layers functioning as a source / drain on both sides of the gate electrode. A first conductive film patterned on the device active region in a band shape with a gate insulating film interposed therebetween and functioning as the gate electrode; and a first conductive film of a boundary portion between the device isolation structure and the device active region. A strip-shaped pattern is formed so as to cover at least the element active region in which the impurity diffusion layer is formed at a portion opposed to and close to the conductive film, and the lower impurity diffusion layer is interposed via the gate insulating film. And a second conductive film that is capacitively coupled in opposition to the first conductive film, wherein the first conductive film and the second conductive film are integrally formed.

【0022】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記素子分離構造が、絶縁膜内にシールドプレート
電極が埋設されてなるフィールドシールド素子分離構造
である。
In one embodiment of the semiconductor device according to the present invention, the element isolation structure is a field shield element isolation structure in which a shield plate electrode is embedded in an insulating film.

【0023】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記シールドプレート電極の電位と前記導電膜の電
位とが互いに異なる値に設定されている。
In one embodiment of the semiconductor device of the present invention, the potential of the shield plate electrode and the potential of the conductive film are set to different values.

【0024】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記素子分離構造が、前記半導体基板に形成された
溝内に絶縁膜が埋め込まれてなるトレンチ型素子分離構
造である。
In one embodiment of the semiconductor device according to the present invention, the element isolation structure is a trench-type element isolation structure in which an insulating film is embedded in a groove formed in the semiconductor substrate.

【0025】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記第1及び第2の導電膜は、各々の一端部におい
て接続されてなるものである。
In one embodiment of the semiconductor device of the present invention, the first and second conductive films are connected at one end thereof.

【0026】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記第1及び第2の導電膜が2層の導電膜構造とさ
れている。
In one embodiment of the semiconductor device of the present invention, the first and second conductive films have a two-layer conductive film structure.

【0027】本発明の半導体装置は、半導体基板上にお
いて素子活性領域を画定する素子分離構造を備えた半導
体装置であって、前記素子活性領域に絶縁膜を介して少
なくとも1本の帯状の導電膜がパターン形成されている
とともに、前記素子分離構造と前記素子活性領域との境
界部位のうち、前記素子活性領域に形成された前記導電
膜に近接して対向する部位の少なくとも前記素子活性領
域上を前記絶縁膜を介して覆うように、他の前記導電膜
が形成されている。
The semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device having an element isolation structure for defining an element active region on a semiconductor substrate, wherein at least one strip-shaped conductive film is provided on the element active region via an insulating film. Is patterned, and at least a portion of the boundary between the element isolation structure and the element active region, which is a portion opposed to and close to the conductive film formed in the element active region, on the element active region. Another conductive film is formed so as to cover with the insulating film interposed therebetween.

【0028】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記素子活性領域に形成された前記導電膜と前記境
界部位に形成された前記導電膜とが各々の一端部におい
て電気的に接続されており、両者が同電位とされる。
In one embodiment of the semiconductor device of the present invention, the conductive film formed in the element active region and the conductive film formed in the boundary portion are electrically connected at one end thereof. And both are set to the same potential.

【0029】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記素子分離構造が、絶縁層内にシールドプレート
電極が埋設されてなるフィールドシールド素子分離構造
である。
In one embodiment of the semiconductor device according to the present invention, the element isolation structure is a field shield element isolation structure in which a shield plate electrode is embedded in an insulating layer.

【0030】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記素子分離構造が、前記半導体基板に形成された
溝内に絶縁膜が埋め込まれてなるトレンチ型素子分離構
造である。
In one embodiment of the semiconductor device of the present invention, the element isolation structure is a trench-type element isolation structure in which an insulating film is buried in a groove formed in the semiconductor substrate.

【0031】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記シールドプレート電極の電位と前記境界部位に
形成された前記導電膜の電位とが互いに異なる値に設定
されている。
In one embodiment of the semiconductor device of the present invention, the potential of the shield plate electrode and the potential of the conductive film formed at the boundary are set to different values.

【0032】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記素子活性領域に形成された前記第2の導電膜が
トランジスタのゲート電極であって、このゲート電極の
両側の前記半導体基板の表面領域にソース拡散層及びド
レイン拡散層を有し、前記ソース拡散層は前記境界部位
の存する前記素子活性領域の前記半導体基板の表面領域
に形成されており、前記ゲート電極と接続された前記境
界部位の前記導電膜の少なくとも一部が前記絶縁膜を介
して前記ソース拡散層と対向して両者が容量結合し、前
記ソース拡散層と前記ドレイン拡散層とが同電位とされ
る。
In one embodiment of the semiconductor device of the present invention, the second conductive film formed in the element active region is a gate electrode of a transistor, and a surface region of the semiconductor substrate on both sides of the gate electrode. A source diffusion layer and a drain diffusion layer, wherein the source diffusion layer is formed in the surface region of the semiconductor substrate in the element active region where the boundary region exists, and is located at the boundary region connected to the gate electrode. At least a part of the conductive film faces the source diffusion layer via the insulating film and is capacitively coupled to each other, so that the source diffusion layer and the drain diffusion layer have the same potential.

【0033】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記素子活性領域に前記絶縁膜を介した前記導電膜
が2本パターン形成されており、これらの前記導電膜の
うち、一方の前記導電膜とこれに近接した前記境界部位
に形成された前記導電膜とが接続されているとともに、
他方の前記導電膜とこれに近接した前記境界部位に形成
された前記導電膜とが接続されている。
In one embodiment of the semiconductor device according to the present invention, two conductive films are formed in the element active region with the insulating film interposed therebetween, and one of the conductive films is formed of the conductive film. A film and the conductive film formed at the boundary portion adjacent to the film are connected,
The other conductive film is connected to the conductive film formed at the boundary portion adjacent to the other conductive film.

【0034】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記素子活性領域に形成された前記導電膜の両側の
前記半導体基板の表面領域に不純物が導入されてなる一
対の不純物拡散層を有し、少なくとも一方の前記不純物
拡散層が前記導電膜とこれと近接した前記境界部位に形
成された前記導電膜との間の前記半導体基板の表面領域
に形成されている。
In one embodiment of the semiconductor device of the present invention, the semiconductor device has a pair of impurity diffusion layers in which impurities are introduced into a surface region of the semiconductor substrate on both sides of the conductive film formed in the element active region. At least one of the impurity diffusion layers is formed in a surface region of the semiconductor substrate between the conductive film and the conductive film formed at the boundary portion adjacent to the conductive film.

【0035】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記導電膜が2層構造とされている。
In one embodiment of the semiconductor device of the present invention, the conductive film has a two-layer structure.

【0036】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
基板上の素子分離領域に第1の絶縁膜内に第1の導電膜
が埋設されてなるフィールドシールド素子分離構造を形
成し、前記半導体基板上に素子活性領域を画定する第1
の工程と、前記素子活性領域に第2の絶縁膜を形成する
第2の工程と、前記フィールドシールド素子分離構造上
及び前記第2の絶縁膜上に第2の導電膜を形成する第3
の工程と、前記第2の導電膜及び前記第2の絶縁膜をパ
ターニングして、前記素子活性領域上及び前記素子活性
領域と前記フィールドシールド素子分離構造との境界部
位における少なくとも前記素子活性領域に前記第2の導
電膜及び前記第2の絶縁膜を帯状のパターンに加工し、
前記素子活性領域上に形成された前記第2の導電膜のパ
ターンの長手方向に沿った近傍に他の前記第2の導電膜
のパターンが延在するように各パターンを形成する第4
の工程とを有する。
In a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a field shield element isolation structure in which a first conductive film is buried in a first insulating film is formed in an element isolation region on a semiconductor substrate. First defining the device active area on top
And a second step of forming a second insulating film in the element active region; and a third step of forming a second conductive film on the field shield element isolation structure and on the second insulating film.
And patterning the second conductive film and the second insulating film to form a pattern on at least the device active region on the device active region and at a boundary portion between the device active region and the field shield device isolation structure. Processing the second conductive film and the second insulating film into a band-shaped pattern;
Forming each pattern such that another pattern of the second conductive film extends in the vicinity of the pattern of the second conductive film formed on the element active region along the longitudinal direction;
And the step of

【0037】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記第1の導電膜の電位と前記境界部位の
前記第2の導電膜の電位とを互いに異なる値に設定す
る。
In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the potential of the first conductive film and the potential of the second conductive film at the boundary are set to different values.

【0038】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記第4の工程において、前記素子活性領
域上に形成する前記第2の導電膜のパターンと、この第
2の導電膜と近接する前記境界部位の少なくとも前記素
子活性領域に形成する前記第2の導電膜のパターンとを
各々の一端部において一体形成し、両者を同電位とす
る。
In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in the fourth step, a pattern of the second conductive film formed on the element active region, A pattern of the second conductive film formed at least in the element active region of the adjacent boundary portion is integrally formed at one end thereof, and both are set to the same potential.

【0039】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記素子活性領域に形成された前記第2の
導電膜をトランジスタのゲート電極とし、前記第4の工
程の後に、前記ゲート電極の両側の前記半導体基板の表
面領域にソース拡散層及びドレイン拡散層を形成する第
5の工程を有し、前記ソース拡散層を前記境界部位の存
する前記素子活性領域の前記半導体基板の表面領域に形
成し、前記ゲート電極と接続された前記境界部位の前記
第2の導電膜の少なくとも一部を前記第2の絶縁膜を介
して前記ソース拡散層と対向させて両者を容量結合さ
せ、前記ソース拡散層と前記ドレイン拡散層とを同電位
とする。
In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the second conductive film formed in the element active region is used as a gate electrode of a transistor, and the gate electrode is formed after the fourth step. Forming a source diffusion layer and a drain diffusion layer in a surface region of the semiconductor substrate on both sides of the semiconductor substrate, wherein the source diffusion layer is formed in a surface region of the semiconductor substrate in the element active region where the boundary region exists. Forming at least a part of the second conductive film at the boundary portion connected to the gate electrode to face the source diffusion layer with the second insulating film interposed therebetween; The diffusion layer and the drain diffusion layer have the same potential.

【0040】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記第4の工程において、前記素子活性領
域に前記第2の絶縁膜を介した前記第2の導電膜のパタ
ーンを2本形成するとともに、各々の前記第2の導電膜
のパターンとこれに近接した前記境界部位における前記
第2の導電膜のパターンとを一体形成する。
In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in the fourth step, two patterns of the second conductive film with the second insulating film interposed therebetween are formed in the element active region. At the same time, the pattern of each of the second conductive films and the pattern of the second conductive film at the boundary portion adjacent thereto are integrally formed.

【0041】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記第3の工程において、前記第2の絶縁
膜上に前記第2の導電膜、第3の絶縁膜及び第3の導電
膜を順次形成し、前記第4の工程において、前記第3の
導電膜、前記第3の絶縁膜、前記第2の導電膜及び前記
第2の絶縁膜をパターニングする。
In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in the third step, the second conductive film, the third insulating film, and the third conductive film are formed on the second insulating film. Films are sequentially formed, and in the fourth step, the third conductive film, the third insulating film, the second conductive film, and the second insulating film are patterned.

【0042】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記第4の工程において、前記素子活性領
域上に形成する前記第2及び第3の導電膜のパターン
と、この第2及び第3の導電膜と近接する前記境界部位
の少なくとも前記素子活性領域に形成する前記第2及び
第3の導電膜のパターンとを一体形成し、両者を同電位
とする。
In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in the fourth step, the patterns of the second and third conductive films formed on the element active region, and the second and third conductive films are formed. A third conductive film and a pattern of the second and third conductive films formed at least in the element active region at the boundary portion adjacent to the third conductive film are integrally formed, and both are set to the same potential.

【0043】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記第4の工程において、前記素子活性領
域に前記第2及び第3の導電膜のパターンを2本形成す
るとともに、各々の前記第2及び第3の導電膜のパター
ンとこれに近接した前記境界部位における前記第2及び
第3の導電膜のパターンとを一体形成する。
In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in the fourth step, two patterns of the second and third conductive films are formed in the element active region, The pattern of the second and third conductive films and the pattern of the second and third conductive films at the boundary portion adjacent thereto are integrally formed.

【0044】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
基板上の素子分離領域に溝を形成した後、当該溝内に第
1の絶縁膜を埋め込んでトレンチ型素子分離構造を形成
し、前記半導体基板上に素子活性領域を画定する第1の
工程と、前記素子活性領域に第2の絶縁膜を形成する第
2の工程と、前記トレンチ型素子分離構造上及び前記第
2の絶縁膜上に導電膜を形成する第3の工程と、前記導
電膜及び前記第2の絶縁膜をパターニングして、前記素
子活性領域上及び前記素子活性領域と前記トレンチ型素
子分離構造との境界部位における少なくとも前記素子活
性領域に前記導電膜及び前記第2の絶縁膜を帯状のパタ
ーンに加工する第4の工程と、前記素子活性領域上の前
記導電膜の両側の前記半導体基板の表面領域に一対の不
純物拡散層を形成し、前記境界部位に存する前記導電膜
の少なくとも一部と前記不純物拡散層とを前記第2の絶
縁膜を介して対向させる第5の工程を有する。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, after forming a groove in an element isolation region on a semiconductor substrate, a first insulating film is buried in the groove to form a trench-type element isolation structure. A first step of defining an element active region on the substrate, a second step of forming a second insulating film in the element active region, and a step of forming a second insulating film on the trench type element isolation structure and the second insulating film. A third step of forming a conductive film, and patterning the conductive film and the second insulating film to form at least the element active region and at least the boundary region between the element active region and the trench-type element isolation structure. A fourth step of processing the conductive film and the second insulating film into a band-shaped pattern in an element active region, and a pair of impurity diffusion in a surface region of the semiconductor substrate on both sides of the conductive film on the element active region. Form a layer , Having a fifth step of facing and at least a portion between the impurity diffusion layers of the conductive layer existing in the boundary portion via the second insulating film.

【0045】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記第4の工程において、前記素子活性領
域上に形成する前記導電膜のパターンと、この導電膜と
近接する前記境界部位の少なくとも前記素子活性領域に
形成する前記導電膜のパターンとを各々の一端部におい
て一体形成し、両者を同電位とする。
In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in the fourth step, the pattern of the conductive film formed on the element active region and the boundary portion adjacent to the conductive film are formed. At least one end of the conductive film pattern formed in the element active region is integrally formed with the conductive film pattern, and both are set to the same potential.

【0046】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記素子活性領域に形成された前記導電膜
をトランジスタのゲート電極とし、前記一対の不純物拡
散層の一方であるソース拡散層を前記境界部位の存する
前記素子活性領域の前記半導体基板の表面領域に形成
し、前記ゲート電極と接続された前記境界部位の前記導
電膜の少なくとも一部を前記第2の絶縁膜を介して前記
ソース拡散層と対向させて両者を容量結合させ、前記ソ
ース拡散層と前記一対の不純物拡散層の他方であるドレ
イン拡散層とを同電位とする。
In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the conductive film formed in the element active region is used as a gate electrode of a transistor, and a source diffusion layer which is one of the pair of impurity diffusion layers is formed. The device is formed in the surface region of the semiconductor substrate in the element active region where the boundary portion exists, and at least a part of the conductive film at the boundary portion connected to the gate electrode is connected to the source through the second insulating film. The two are capacitively coupled to face the diffusion layer, and the source diffusion layer and the drain diffusion layer, which is the other of the pair of impurity diffusion layers, have the same potential.

【0047】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記第4の工程において、前記素子活性領
域に前記第2の絶縁膜を介した前記導電膜のパターンを
2本形成するとともに、各々の前記導電膜のパターンと
これに近接した前記境界部位における前記導電膜のパタ
ーンとを一体形成する。
In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in the fourth step, two patterns of the conductive film are formed in the element active region via the second insulating film. Forming a pattern of each of the conductive films and a pattern of the conductive film at the boundary portion close to the conductive film.

【0048】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記第3の工程において、前記第2の絶縁
膜上に前記導電膜、第3の絶縁膜及び上部導電膜を順次
形成し、前記第4の工程において、前記上部導電膜、前
記第3の絶縁膜、前記導電膜及び前記第2の絶縁膜をパ
ターニングする。
In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in the third step, the conductive film, the third insulating film, and the upper conductive film are sequentially formed on the second insulating film. In the fourth step, the upper conductive film, the third insulating film, the conductive film, and the second insulating film are patterned.

【0049】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記第4の工程において、前記素子活性領
域上に形成する前記上部導電膜及び前記導電膜のパター
ンと、この上部導電膜及び前記導電膜と近接する前記境
界部位の少なくとも前記素子活性領域に形成する前記第
2及び第3の導電膜のパターンとを一体形成し、両者を
同電位とする。
In one embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in the fourth step, the upper conductive film and the pattern of the conductive film to be formed on the element active region; The conductive film and the pattern of the second and third conductive films formed in at least the element active region at the boundary portion close to the conductive film are integrally formed, and both are set to the same potential.

【0050】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記第4の工程において、前記素子活性領
域に前記上部導電膜及び前記導電膜のパターンを2本形
成するとともに、各々の前記上部導電膜及び前記導電膜
のパターンとこれに近接した前記境界部位における前記
上部導電膜及び前記導電膜のパターンとを一体形成す
る。
In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in the fourth step, two patterns of the upper conductive film and the conductive film are formed in the element active region, and each of the patterns is formed. The upper conductive film and the pattern of the conductive film and the pattern of the upper conductive film and the pattern of the conductive film at the boundary portion adjacent thereto are integrally formed.

【0051】本発明の半導体装置は、半導体基板上にお
いて素子活性領域を画定する素子分離構造を備えた半導
体装置であって、前記素子活性領域に形成された第1の
絶縁膜と、前記素子分離構造と前記素子活性領域との境
界領域の前記半導体基板に形成された不純物拡散層と、
前記第1の絶縁膜上に形成された第1の導電膜とを有
し、前記境界領域において、前記第1の導電膜と前記不
純物拡散層とが前記第1の絶縁膜を介して対向配置され
ている。
A semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device having an element isolation structure for defining an element active region on a semiconductor substrate, comprising: a first insulating film formed in the element active region; An impurity diffusion layer formed on the semiconductor substrate in a boundary region between a structure and the element active region;
A first conductive film formed on the first insulating film, wherein the first conductive film and the impurity diffusion layer are opposed to each other via the first insulating film in the boundary region. Have been.

【0052】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記素子分離構造が、第2の絶縁膜内にシールドプ
レート電極が埋設されてなるフィールドシールド素子分
離構造である。
In one embodiment of the semiconductor device of the present invention, the element isolation structure is a field shield element isolation structure in which a shield plate electrode is embedded in a second insulating film.

【0053】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記第1の導電膜が前記素子分離構造と前記素子活
性領域との境界領域の少なくとも一部の前記第2の絶縁
膜上及び前記第1の絶縁膜上に形成されている。
In one embodiment of the semiconductor device according to the present invention, the first conductive film is formed on at least a part of a boundary region between the element isolation structure and the element active region on the second insulating film and on the second insulating film. It is formed on one insulating film.

【0054】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記素子活性領域には、更に、前記第1の絶縁膜上
に形成された第2の導電膜と、前記第2の導電膜の両側
の前記半導体基板に形成されたソース拡散層及びドレイ
ン拡散層とが設けられ、前記第2の導電膜と前記第1の
導電膜とが結線され、且つ、前記第1の導電膜が前記ソ
ース拡散層側の前記境界領域に形成されている。
In one embodiment of the semiconductor device of the present invention, the element active region further includes a second conductive film formed on the first insulating film, and both sides of the second conductive film. A source diffusion layer and a drain diffusion layer formed on the semiconductor substrate, the second conductive film is connected to the first conductive film, and the first conductive film is connected to the source diffusion layer. It is formed in the boundary area on the layer side.

【0055】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記ソース拡散層及び前記ドレイン拡散層とが、前
記半導体基板内において接触している。
In one embodiment of the semiconductor device of the present invention, the source diffusion layer and the drain diffusion layer are in contact in the semiconductor substrate.

【0056】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記素子分離構造が、前記半導体基板の素子分離領
域に形成された溝内に第3の絶縁膜が埋め込まれてなる
トレンチ型素子分離構造である。
In one embodiment of the semiconductor device of the present invention, the element isolation structure is a trench type element isolation structure in which a third insulating film is embedded in a groove formed in an element isolation region of the semiconductor substrate. It is.

【0057】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記第1の導電膜が前記素子分離構造と前記素子活
性領域との境界領域の少なくとも一部の前記第3の絶縁
膜上及び前記第1の絶縁膜上に形成されている。
In one embodiment of the semiconductor device of the present invention, the first conductive film is formed on at least a part of the third insulating film in a boundary region between the element isolation structure and the element active region and the first conductive film. It is formed on one insulating film.

【0058】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記素子活性領域には、更に、前記第1の絶縁膜上
に形成された第2の導電膜と、前記第2の導電膜の両側
の前記半導体基板に形成されたソース拡散層及びドレイ
ン拡散層とが設けられ、前記第2の導電膜と前記第1の
導電膜とが結線され、且つ、前記第1の導電膜が前記ソ
ース拡散層側の前記境界領域に形成されている。
In one embodiment of the semiconductor device of the present invention, the element active region further includes a second conductive film formed on the first insulating film, and both sides of the second conductive film. A source diffusion layer and a drain diffusion layer formed on the semiconductor substrate, the second conductive film is connected to the first conductive film, and the first conductive film is connected to the source diffusion layer. It is formed in the boundary area on the layer side.

【0059】本発明の半導体装置は、半導体基板上にお
いて画定された素子活性領域の前記半導体基板の表面に
絶縁層を介して設けられた導電層と、前記導電層の両側
の前記半導体基板に設けられた一対の不純物拡散層であ
るソース拡散層及びドレイン拡散層と、前記ソース拡散
層と電気的に接続された第1の配線層と、前記第1の配
線層に容量結合した第2の配線層とを有する。
A semiconductor device according to the present invention includes a conductive layer provided on a surface of the semiconductor substrate in an element active region defined on the semiconductor substrate via an insulating layer, and provided on the semiconductor substrate on both sides of the conductive layer. A source diffusion layer and a drain diffusion layer, which are a pair of impurity diffusion layers, a first wiring layer electrically connected to the source diffusion layer, and a second wiring capacitively coupled to the first wiring layer. And a layer.

【0060】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記第2の配線層が電源配線層或いは接地配線層で
ある。
In one embodiment of the semiconductor device of the present invention, the second wiring layer is a power supply wiring layer or a ground wiring layer.

【0061】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記ドレイン拡散層と電気的に接続された下部電極
層と、前記下部電極層に容量結合した上部電極層とを有
する。
In one embodiment of the semiconductor device according to the present invention, the semiconductor device includes a lower electrode layer electrically connected to the drain diffusion layer, and an upper electrode layer capacitively coupled to the lower electrode layer.

【0062】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記第1の配線層が前記素子活性領域を画定する素
子分離構造の上に延在し、当該第1の配線層と前記第2
の配線層とが絶縁層を介して前記素子分離構造の上で対
向配置されている。
In one embodiment of the semiconductor device according to the present invention, the first wiring layer extends over an element isolation structure defining the element active region, and the first wiring layer and the second wiring layer are connected to each other.
Are disposed on the element isolation structure with an insulating layer interposed therebetween.

【0063】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記素子分離構造が、シールドプレート電極を備え
たフィールドシールド素子分離構造である。
In one embodiment of the semiconductor device of the present invention, the element isolation structure is a field shield element isolation structure having a shield plate electrode.

【0064】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記素子分離構造が、LOCOS法により形成され
たフィールド酸化膜である。
In one embodiment of the semiconductor device according to the present invention, the element isolation structure is a field oxide film formed by a LOCOS method.

【0065】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記素子分離構造が、前記半導体基板上の素子分離
領域に形成された溝内に絶縁膜が埋め込まれてなるトレ
ンチ型素子分離構造である。
In one embodiment of the semiconductor device of the present invention, the element isolation structure is a trench type element isolation structure in which an insulating film is buried in a groove formed in an element isolation region on the semiconductor substrate. .

【0066】本発明の半導体装置は、半導体基板上に形
成されたシールドプレート電極を備えたフィールドシー
ルド素子分離構造と、前記フィールドシールド素子分離
構造により囲まれて画定された素子活性領域の前記半導
体基板の表面に絶縁層を介して設けられた導電層と、前
記導電層の両側の前記半導体基板に設けられた一対の不
純物拡散層と、前記一対の不純物拡散層のうちの一方と
電気的に接続され、且つ前記シールドプレート電極に容
量結合された配線層とを有する。
A semiconductor device according to the present invention includes a field shield element isolation structure having a shield plate electrode formed on a semiconductor substrate, and an element active region defined by being surrounded by the field shield element isolation structure. A conductive layer provided on the surface of the semiconductor substrate via an insulating layer, a pair of impurity diffusion layers provided on the semiconductor substrate on both sides of the conductive layer, and electrically connected to one of the pair of impurity diffusion layers. And a wiring layer capacitively coupled to the shield plate electrode.

【0067】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
基板上の素子分離領域に素子分離構造を形成する工程
と、前記素子分離構造により囲まれた素子活性領域の前
記半導体基板の表面に第1の絶縁層を形成する工程と、
前記第1の絶縁層の上に所定パターンの導電層を形成す
る工程と、前記導電層をマスクとして、前記導電層の両
側の前記半導体基板に不純物を導入して一対の不純物拡
散層を形成する工程と、前記一対の不純物拡散層のうち
少なくとも一方の存する領域の前記半導体基板を異方性
エッチングして凹部を形成し、この凹部の側壁面のみに
前記一方の不純物拡散層の一部を残す工程と、前記凹部
の底面上のみに第2の絶縁層を形成する工程と、前記凹
部内に半導体材料を堆積させて前記凹部の側壁面のみに
存する前記一方の不純物拡散層の一部及び前記第2の絶
縁層を埋め込む工程とを有する。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises the steps of: forming an element isolation structure in an element isolation region on a semiconductor substrate; and forming a first element on a surface of the semiconductor substrate in an element active region surrounded by the element isolation structure. Forming an insulating layer of
Forming a conductive layer of a predetermined pattern on the first insulating layer; and forming a pair of impurity diffusion layers by introducing impurities into the semiconductor substrate on both sides of the conductive layer using the conductive layer as a mask. Forming a recess by anisotropically etching the semiconductor substrate in a region where at least one of the pair of impurity diffusion layers is present, and leaving a part of the one impurity diffusion layer only on a side wall surface of the recess. A step of forming a second insulating layer only on the bottom surface of the concave portion; and depositing a semiconductor material in the concave portion to form a part of the one impurity diffusion layer existing only on the side wall surface of the concave portion. Embedding a second insulating layer.

【0068】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記一対の不純物拡散層を前記導電層をゲ
ート電極とするトランジスタのソース拡散層及びドレイ
ン拡散層とし、ソース拡散層内に前記第2の絶縁層を埋
設形成する。
In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the pair of impurity diffusion layers are a source diffusion layer and a drain diffusion layer of a transistor having the conductive layer as a gate electrode, and the source diffusion layer is formed in the source diffusion layer. A second insulating layer is buried.

【0069】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記素子分離構造が、シールドプレート電
極を備えたフィールドシールド素子分離構造である。
In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the element isolation structure is a field shield element isolation structure having a shield plate electrode.

【0070】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記素子分離構造が、LOCOS法により
形成されたフィールド酸化膜である。
In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the element isolation structure is a field oxide film formed by a LOCOS method.

【0071】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記素子分離構造が、前記半導体基板上の
素子分離領域に形成された溝内に絶縁膜が埋め込まれて
なるトレンチ型素子分離構造である。
In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the element isolation structure is a trench type element isolation in which an insulating film is buried in a groove formed in an element isolation region on the semiconductor substrate. Structure.

【0072】本発明の半導体装置は、半導体基板上で素
子分離構造により区画された素子活性領域と、前記素子
分離構造と前記素子活性領域との境界領域の前記半導体
基板に形成された第1の不純物拡散層と、前記境界領域
の前記第1の不純物拡散層上に形成された第1の絶縁膜
と、前記第1の絶縁膜上に形成され、前記第1の絶縁膜
を介して前記第1の不純物拡散層と対向するように形成
された第1の電極と、前記半導体基板の前記素子活性領
域上に形成された第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上
に形成された第2の電極と、前記第2の電極の両側の前
記半導体基板に形成された一対の第2の不純物拡散層と
を含み、前記一対の第2の不純物拡散層の一方の不純物
拡散層が、前記半導体基板内で前記第1の不純物拡散層
と接続され、前記第1の電極と前記第2の電極とが結線
されている。
A semiconductor device according to the present invention is characterized in that an element active region defined by an element isolation structure on a semiconductor substrate and a first region formed on the semiconductor substrate at a boundary region between the element isolation structure and the element active region. An impurity diffusion layer; a first insulating film formed on the first impurity diffusion layer in the boundary region; and a second insulating film formed on the first insulating film, and the first insulating film interposed therebetween. A first electrode formed to face the first impurity diffusion layer, a second insulating film formed on the element active region of the semiconductor substrate, and a second electrode formed on the second insulating film. A second electrode, and a pair of second impurity diffusion layers formed on the semiconductor substrate on both sides of the second electrode, wherein one of the pair of second impurity diffusion layers is Connected to the first impurity diffusion layer in the semiconductor substrate, First electrode and the second electrode are connected.

【0073】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記素子分離構造が、絶縁膜内にシールド
プレート電極が埋設されてなるフィールドシールド素子
分離構造である。
In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the element isolation structure is a field shield element isolation structure in which a shield plate electrode is embedded in an insulating film.

【0074】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記素子分離構造が、前記半導体基板に形
成された溝内に絶縁膜が埋め込まれてなるトレンチ型素
子分離構造である。
In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the element isolation structure is a trench-type element isolation structure in which an insulating film is embedded in a groove formed in the semiconductor substrate.

【0075】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記シールドプレート電極の電位と前記第
1の電極の電位とが互いに異なる値に設定されている。
In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the potential of the shield plate electrode and the potential of the first electrode are set to different values.

【0076】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
基板上の素子分離領域に第1の絶縁膜内に第1の導電膜
が埋設されてなるフィールドシールド素子分離構造を形
成し、前記半導体基板上に素子活性領域を画定する第1
の工程と、前記素子活性領域に第2の絶縁膜を形成する
第2の工程と、前記フィールドシールド素子分離構造上
及び前記第2の絶縁膜上に第2の導電膜及び低エッチン
グレートの第3の絶縁膜を順次形成する第3の工程と、
前記第3の絶縁膜、前記第2の導電膜及び前記第2の絶
縁膜をパターニングして、前記素子活性領域上及び前記
素子活性領域と前記フィールドシールド素子分離構造と
の境界部位における少なくとも前記素子活性領域に前記
第3の絶縁膜、前記第2の導電膜及び前記第2の絶縁膜
を帯状のパターンに加工し、前記素子活性領域上に形成
された前記第2の導電膜のパターンの長手方向に沿った
近傍に他の前記第2の導電膜のパターンが延在するよう
に各パターンを形成する第4の工程と、少なくとも前記
第2の導電膜の側面に低エッチングレートの第4の絶縁
膜を形成する第5の工程とを含む。
According to a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a field shield element isolation structure in which a first conductive film is embedded in a first insulating film is formed in an element isolation region on a semiconductor substrate. First defining the device active area on top
And a second step of forming a second insulating film in the element active region; and forming a second conductive film and a low etching rate on the field shield element isolation structure and the second insulating film. A third step of sequentially forming the third insulating film;
Patterning the third insulating film, the second conductive film, and the second insulating film to form at least the device on the device active region and at a boundary portion between the device active region and the field shield device isolation structure; The third insulating film, the second conductive film, and the second insulating film are processed into a band-like pattern in an active region, and a longitudinal direction of a pattern of the second conductive film formed on the element active region is formed. A fourth step of forming each pattern so that another pattern of the second conductive film extends in the vicinity of the second conductive film, and a fourth step having a low etching rate on at least a side surface of the second conductive film. And a fifth step of forming an insulating film.

【0077】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記素子活性領域に形成された前記第2の
導電膜をトランジスタのゲート電極とし、前記第5の工
程の後に、前記ゲート電極の両側の前記半導体基板の表
面領域にソース拡散層及びドレイン拡散層を形成する第
6の工程と、前記第3の絶縁膜、前記第2の導電膜、前
記第2の絶縁膜及び前記第4の絶縁膜を覆うように層間
絶縁膜を形成する第7の工程と、前記層間絶縁膜に前記
ソース拡散層及び/又は前記ドレイン拡散層に通じるコ
ンタクト孔を形成する第8の工程とを更に含む。
In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the second conductive film formed in the element active region is used as a gate electrode of a transistor, and after the fifth step, the gate electrode is formed. A sixth step of forming a source diffusion layer and a drain diffusion layer in surface regions of the semiconductor substrate on both sides of the third insulating film, the third insulating film, the second conductive film, the second insulating film, and the fourth Further comprising: a seventh step of forming an interlayer insulating film so as to cover the insulating film; and an eighth step of forming a contact hole communicating with the source diffusion layer and / or the drain diffusion layer in the interlayer insulating film. .

【0078】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記第8の工程において、前記第3の絶縁
膜及び/又は前記第4の絶縁膜の一部が露出するよう
に、前記コンタクト孔を形成する。
In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in the eighth step, the third insulating film and / or the fourth insulating film is partially exposed so as to be partially exposed. A contact hole is formed.

【0079】本発明の半導体装置の製造方法の一態様例
においては、前記ソース拡散層を前記境界部位の存する
前記素子活性領域の前記半導体基板の表面領域に形成
し、前記ゲート電極と接続された前記境界部位の前記第
2の導電膜の少なくとも一部を前記第2の絶縁膜を介し
て前記ソース拡散層と対向させて両者を容量結合させ、
前記ソース拡散層と前記ドレイン拡散層とを同電位とす
る。
In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the source diffusion layer is formed in a surface region of the semiconductor substrate in the element active region where the boundary region exists, and is connected to the gate electrode. At least a portion of the second conductive film at the boundary portion is opposed to the source diffusion layer via the second insulating film to capacitively couple the two,
The source diffusion layer and the drain diffusion layer have the same potential.

【0080】[0080]

【作用】本発明の半導体装置においては、例えばゲート
電極として機能する少なくとも1本の帯状の導電膜が素
子活性領域に設けられるとともに、素子分離構造と素子
活性領域との境界部位の少なくとも一部にも第2の絶縁
膜(ゲート絶縁膜)を介して帯状の導電膜が形成されて
いる。そして、この半導体装置は、素子活性領域に形成
された1本の導電膜(ゲート電極)に着目した場合、素
子分離構造と素子活性領域との境界部位のうち、この導
電膜の近傍に存し且つ当該導電膜の長手方向に沿った境
界部位の少なくとも素子活性領域に、他の導電膜が延在
するように構成されている。ここで、ゲート電極である
導電膜が複数存する場合では、この他の導電膜はゲート
電極である場合もある。
In the semiconductor device of the present invention, for example, at least one strip-shaped conductive film functioning as a gate electrode is provided in the element active region, and at least a part of the boundary between the element isolation structure and the element active region. Also, a band-shaped conductive film is formed via a second insulating film (gate insulating film). When attention is paid to one conductive film (gate electrode) formed in the element active region, the semiconductor device exists near the conductive film in a boundary portion between the element isolation structure and the element active region. Further, another conductive film is configured to extend at least in the element active region at a boundary portion along the longitudinal direction of the conductive film. Here, when there are a plurality of conductive films serving as gate electrodes, the other conductive films may be gate electrodes.

【0081】ところで、素子活性領域に導電膜(ゲート
電極)を形成する場合、フォトリソグラフィー工程にお
いて素子分離構造の段差部位からの反射光がゲート電極
の形成に悪影響を及ぼすが、直接悪影響を及ぼす反射光
は、当該ゲート電極の近傍に位置し、その長手方向に沿
った素子分離構造との境界部位における段差部からのも
のである。従って、この境界部位にもフォトレジストの
パターンが存するようにして上述のような第2の導電膜
を形成するようにすれば、フィールドシールド素子分離
構造の如き前記段差部の高い素子分離構造をもつ半導体
装置においても、ゲート電極を細りや括れのない所望の
形状に効率良く形成することができる。
When a conductive film (gate electrode) is formed in the element active region, the reflected light from the step portion of the element isolation structure adversely affects the formation of the gate electrode in the photolithography step, but has a direct adverse effect. The light is emitted from a step located at a boundary portion between the gate electrode and the element isolation structure along the longitudinal direction. Therefore, if the above-mentioned second conductive film is formed such that the photoresist pattern also exists at this boundary portion, an element isolation structure having a high step portion such as a field shield element isolation structure can be obtained. Also in a semiconductor device, a gate electrode can be efficiently formed into a desired shape without thinning or constriction.

【0082】また、本発明の半導体装置においては、一
対の不純物拡散層のうちのソース拡散層と電気的に接続
された第1の配線層と、前記第1の配線層に容量結合し
た第2の配線層とによって、大きな対向面積を有し、従
って大きな負荷容量をもつキャパシタが形成されてい
る。
Further, in the semiconductor device of the present invention, the first wiring layer electrically connected to the source diffusion layer of the pair of impurity diffusion layers, and the second wiring layer capacitively coupled to the first wiring layer. With this wiring layer, a capacitor having a large facing area and thus a large load capacitance is formed.

【0083】ここで、前記ソース拡散層の抵抗値が比較
的高い場合でも、前記キャパシタの電気容量が大きいた
めに、この大きな電気容量が半導体基板部位と前記ソー
ス拡散層との間のインピーダンスを支配し、直流的な観
点から見れば前記ソース拡散層の大きな電気抵抗が存在
しているにも関わらず、交流電流が流れたときに前記ソ
ース拡散層の電気抵抗による電圧降下が生じることなく
負荷容量の放電が短時間で行われる。すなわち、本発明
の半導体装置の製造方法によれば、前記ソース拡散層の
電気抵抗値が比較的大きいために十分なノイズマージン
が確保されるとともに、信号伝搬時間の遅延が抑制され
て論理動作の高速化が実現される。
Here, even when the resistance value of the source diffusion layer is relatively high, since the capacitance of the capacitor is large, the large electric capacitance governs the impedance between the semiconductor substrate portion and the source diffusion layer. However, when viewed from a DC point of view, despite the presence of a large electric resistance of the source diffusion layer, when an AC current flows, a voltage drop due to the electric resistance of the source diffusion layer does not occur and the load capacitance is reduced. Discharge is performed in a short time. That is, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a sufficient noise margin is ensured because the electric resistance value of the source diffusion layer is relatively large, and a delay in signal propagation time is suppressed, so that a logic operation is suppressed. Higher speed is realized.

【0084】本発明の半導体装置の製造方法において
は、不純物拡散層中の底部に第2の絶縁層が埋め込まれ
たかたちに形成されることになり、当該不純物拡散層と
前記第2の絶縁層を介する半導体基板とにより大きな電
気容量を有するキャパシタが構成される。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the second insulating layer is formed so as to be embedded in the bottom of the impurity diffusion layer, and the impurity diffusion layer and the second insulating layer are formed. And a semiconductor substrate through which a capacitor having a large electric capacitance is formed.

【0085】ここで、前記不純物拡散層の抵抗値が比較
的高い場合でも、前記キャパシタの電気容量が大きいた
めに、この大きな電気容量が半導体基板部位と前記不純
物拡散層との間のインピーダンスを支配し、直流的な観
点から見れば前記不純物拡散層の大きな電気抵抗が存在
しているにも関わらず、交流電流が流れたときに前記不
純物拡散層の電気抵抗による電圧降下が生じることなく
負荷容量の放電が短時間で行われる。すなわち、本発明
の半導体装置によれば、不純物拡散層の電気抵抗値が比
較的大きいために十分なノイズマージンが確保されると
ともに、信号伝搬時間の遅延が抑制されて論理動作の高
速化が実現される。
Here, even when the resistance value of the impurity diffusion layer is relatively high, since the electric capacity of the capacitor is large, this large electric capacity controls the impedance between the semiconductor substrate portion and the impurity diffusion layer. However, when viewed from a DC point of view, despite the presence of a large electric resistance of the impurity diffusion layer, a voltage drop due to the electric resistance of the impurity diffusion layer does not occur when an AC current flows. Discharge is performed in a short time. That is, according to the semiconductor device of the present invention, a sufficient noise margin is secured because the electric resistance value of the impurity diffusion layer is relatively large, and a delay in signal propagation time is suppressed, thereby realizing high-speed logic operation. Is done.

【0086】[0086]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
半導体装置及びその製造方法のいくつかの好適な実施の
形態について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some preferred embodiments of a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0087】(第1の実施形態)先ず、本発明の第1の
実施形態について説明する。この第1の実施形態におい
ては、半導体装置としてゲート電極とソース/ドレイン
拡散層とを有するMOSトランジスタを例示する。図1
は、第1の実施形態によるMOSトランジスタの概略平
面図であり、図2は、図1中の破線A−A’に沿った概
略断面図である。なお、図1では、後述の各電極膜を覆
う各種絶縁膜の図示は省略されている。
(First Embodiment) First, a first embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, a MOS transistor having a gate electrode and a source / drain diffusion layer will be exemplified as a semiconductor device. FIG.
FIG. 2 is a schematic plan view of the MOS transistor according to the first embodiment, and FIG. 2 is a schematic sectional view taken along a broken line AA ′ in FIG. In FIG. 1, illustration of various insulating films covering each electrode film described later is omitted.

【0088】このMOSトランジスタは、素子活性領域
にゲート電極を2つ有する2入力のカスケード接続され
てなるものであり、p型シリコン半導体基板1上の素子
分離領域に形成されて素子活性領域を画定するフィール
ドシールド素子分離構造2と、素子活性領域に存するゲ
ート電極3を一部としてなる略U字形状の電極膜11
と、素子活性領域でゲート電極3に隣接して存するゲー
ト電極4を一部としてなる略逆U字形状の電極膜12
と、ゲート電極3及びゲート電極4(の一部)の両側の
シリコン半導体基板1の表面領域に形成されてなる各不
純物拡散層5とを有して構成されている。
This MOS transistor is a cascade-connected two-input device having two gate electrodes in an element active region, and is formed in an element isolation region on a p-type silicon semiconductor substrate 1 to define an element active region. Field shield element isolation structure 2 and a substantially U-shaped electrode film 11 partially including the gate electrode 3 existing in the element active region.
And a substantially inverted U-shaped electrode film 12 partially including the gate electrode 4 existing adjacent to the gate electrode 3 in the element active region.
And impurity diffusion layers 5 formed in the surface region of the silicon semiconductor substrate 1 on both sides of (part of) the gate electrode 3 and the gate electrode 4.

【0089】フィールドシールド素子分離構造2は、図
1に示すように、素子活性領域を囲むように形成されて
おり、図2に示すように、シリコン酸化膜21a〜21
c内に多結晶シリコン膜よりなるシールドプレート電極
22が埋設形成されてなる素子分離構造であり、シール
ドプレート電極22の下部のシリコン酸化膜21aがゲ
ート絶縁膜として機能する。このシールドプレート電極
22の電位を固定することにより各素子活性領域が他の
素子活性領域からそれぞれ電気的に分離されることにな
る。
The field shield element isolation structure 2 is formed so as to surround an element active region as shown in FIG. 1, and as shown in FIG.
An element isolation structure in which a shield plate electrode 22 made of a polycrystalline silicon film is buried and formed in c, and a silicon oxide film 21a below the shield plate electrode 22 functions as a gate insulating film. By fixing the potential of the shield plate electrode 22, each element active region is electrically separated from other element active regions.

【0090】不純物拡散層5は、電極膜11,12をマ
スクとしてフィールドシールド素子分離構造2により囲
まれた素子活性領域のシリコン半導体基板1の表面領域
にn型の不純物がイオン注入されて形成されており、一
方がソース拡散層、他方がドレイン拡散層となり、隣接
する不純物拡散層5に挟まれたゲート電極3,4の直下
のシリコン半導体基板1の表面領域がそれぞれゲート電
極3,4のチャネル部となる。但し、ゲート電極4は、
その先端近傍の一部位がフィールドシールド素子分離構
造2と素子活性領域との境界部位近傍にかかっており、
この部位にはチャネル部は形成されていない。
The impurity diffusion layer 5 is formed by ion-implanting n-type impurities into the surface region of the silicon semiconductor substrate 1 in the element active region surrounded by the field shield element isolation structure 2 using the electrode films 11 and 12 as a mask. One is a source diffusion layer, the other is a drain diffusion layer, and the surface region of the silicon semiconductor substrate 1 immediately below the gate electrodes 3 and 4 sandwiched between the adjacent impurity diffusion layers 5 is the channel of the gate electrodes 3 and 4, respectively. Department. However, the gate electrode 4 is
One part near the tip is located near the boundary between the field shield element isolation structure 2 and the element active region,
No channel portion is formed in this portion.

【0091】電極膜11は、シリコン半導体基板1上に
ゲート酸化膜8を介して略U字形状に形成された多結晶
シリコン膜であり、素子活性領域に帯状にパターン形成
されたゲート電極3と、フィールドシールド素子分離構
造2と素子活性領域との境界部位でフィールドシールド
素子分離構造2及び素子活性領域に跨がりゲート電極3
の長手方向に沿ってパターン形成された側部電極6とが
各々の一端部にて一体形成され構成されている。本第1
の実施形態においては、側部電極6はソース拡散層とな
る不純物拡散層5が形成された素子活性領域の上部にゲ
ート酸化膜8を介して形成され、即ち側部電極6がソー
ス拡散層となる不純物拡散層5とゲート酸化膜8を介し
て対向配置されており、電極膜11は側部電極6の部位
によりゲート酸化膜8を誘電体膜としてソース拡散層と
なる不純物拡散層5と容量結合している。
The electrode film 11 is a polycrystalline silicon film formed in a substantially U shape on the silicon semiconductor substrate 1 with the gate oxide film 8 interposed therebetween. A gate electrode 3 extending over the field shield element isolation structure 2 and the element active region at the boundary between the field shield element isolation structure 2 and the element active area.
And a side electrode 6 pattern-formed along the longitudinal direction is integrally formed at one end thereof. Book first
In the embodiment, the side electrode 6 is formed via the gate oxide film 8 above the element active region in which the impurity diffusion layer 5 serving as the source diffusion layer is formed, that is, the side electrode 6 is connected to the source diffusion layer. The electrode film 11 is opposed to the impurity diffusion layer 5 with the gate oxide film 8 interposed therebetween, and the electrode film 11 is formed by the side electrode 6 with the gate oxide film 8 as a dielectric film and the impurity diffusion layer 5 serving as a source diffusion layer. Are combined.

【0092】この電極膜11は、その両側面に側壁絶縁
膜13が、その上部にはキャップ絶縁膜14がそれぞれ
形成され、これらの絶縁膜に覆われたかたちとされてい
る。そして、この電極膜11には、フィールドシールド
素子分離構造2のシールドプレート電極22に印加され
る電位(例えば0(V))と異なる電位が印加されると
ともに、上述のように側部電極6の部位がソース拡散層
となる不純物拡散層5と容量結合しているためにソース
拡散層となる不純物拡散層5とドレイン拡散層となる不
純物拡散層5とが完全に同電位となる。
The electrode film 11 is formed such that side wall insulating films 13 are formed on both side surfaces thereof and a cap insulating film 14 is formed thereon, and these are covered with these insulating films. A potential different from the potential (for example, 0 (V)) applied to the shield plate electrode 22 of the field shield element isolation structure 2 is applied to the electrode film 11, and the potential of the side electrode 6 is increased as described above. Since the portion is capacitively coupled to the impurity diffusion layer 5 serving as a source diffusion layer, the impurity diffusion layer 5 serving as a source diffusion layer and the impurity diffusion layer 5 serving as a drain diffusion layer have completely the same potential.

【0093】電極膜12は、シリコン半導体基板1上に
ゲート酸化膜8を介して略逆U字形状に形成された多結
晶シリコン膜であり、素子活性領域から先端近傍の一部
位がフィールドシールド素子分離構造2と素子活性領域
との境界部位近傍にかかるように帯状にパターン形成さ
れたゲート電極4と、フィールドシールド素子分離構造
2と素子活性領域との境界部位近傍でゲート電極4の長
手方向に沿ってパターン形成された側部電極7とが各々
の一端部にて一体形成され構成されている。この電極膜
12は、その両側面に側壁絶縁膜13が、その上部には
キャップ絶縁膜14がそれぞれ形成され、これらの絶縁
膜に覆われたかたちとされている。ここで、電極膜11
と同様に、側部電極7はソース拡散層となる不純物拡散
層5が形成された素子活性領域の上部にゲート酸化膜8
を介して形成され、即ち側部電極7がソース拡散層とな
る不純物拡散層5とゲート酸化膜8を介して対向配置さ
れており、電極膜12は側部電極7の部位によりゲート
酸化膜8を誘電体膜としてソース拡散層となる不純物拡
散層5と容量結合している。
The electrode film 12 is a polycrystalline silicon film formed in a substantially inverted U-shape on the silicon semiconductor substrate 1 with the gate oxide film 8 interposed therebetween. A gate electrode 4 patterned in a strip shape so as to cover the vicinity of the boundary between the isolation structure 2 and the element active region; and the gate electrode 4 in the longitudinal direction of the gate electrode 4 near the boundary between the field shield device isolation structure 2 and the element active region. Along with the side electrodes 7 pattern-formed along one end, each is integrally formed at one end. The electrode film 12 has a sidewall insulating film 13 formed on both side surfaces thereof and a cap insulating film 14 formed thereon, and is covered with these insulating films. Here, the electrode film 11
Similarly, the side electrode 7 has a gate oxide film 8 on the element active region where the impurity diffusion layer 5 serving as a source diffusion layer is formed.
In other words, the side electrode 7 is opposed to the impurity diffusion layer 5 serving as a source diffusion layer via the gate oxide film 8, and the electrode film 12 is formed by the side electrode 7 at the gate oxide film 8. Is capacitively coupled to the impurity diffusion layer 5 serving as a source diffusion layer as a dielectric film.

【0094】そして、電極膜11と同様に、この電極膜
12には、フィールドシールド素子分離構造2のシール
ドプレート電極22に印加される電位(例えば0
(V))と異なる電位が印加されるとともに、側部電極
7の部位がソース拡散層となる不純物拡散層5と容量結
合して、ソース拡散層となる不純物拡散層5とドレイン
拡散層となる不純物拡散層5とが完全に同電位となる。
Then, like the electrode film 11, the potential (for example, 0 V) applied to the shield plate electrode 22 of the field shield element isolation structure 2 is applied to the electrode film 12.
(V), a potential different from that of (V) is applied, and the portion of the side electrode 7 is capacitively coupled with the impurity diffusion layer 5 serving as a source diffusion layer, thereby forming the impurity diffusion layer 5 serving as a source diffusion layer and the drain diffusion layer. The potential of the impurity diffusion layer 5 is completely the same as that of the impurity diffusion layer 5.

【0095】そして、フィールドシールド素子分離構造
2や電極膜11,12を含む全面に層間絶縁膜15が形
成され、この層間絶縁膜15には、ゲート電極3と側部
電極6の間に形成された不純物拡散層5と、ゲート電極
4と側部電極7の間に形成された不純物拡散層5との各
表面の一部をそれぞれ露出させる各コンタクト孔16が
開孔形成されている。
Then, an interlayer insulating film 15 is formed on the entire surface including the field shield element isolation structure 2 and the electrode films 11 and 12, and the interlayer insulating film 15 is formed between the gate electrode 3 and the side electrode 6. Each contact hole 16 for exposing a part of each surface of the impurity diffusion layer 5 formed and the impurity diffusion layer 5 formed between the gate electrode 4 and the side electrode 7 is formed.

【0096】更に、各コンタクト孔16内を含む層間絶
縁膜15上にアルミニウム合金膜からなる配線層17が
パターン形成され、この配線層17がコンタクト孔16
を介して不純物拡散層5と電気的に接続され、MOSト
ランジスタが構成されている。
Further, a wiring layer 17 made of an aluminum alloy film is formed on the interlayer insulating film 15 including the inside of each contact hole 16 by patterning.
Are electrically connected to the impurity diffusion layer 5 through the MOS transistor to form a MOS transistor.

【0097】第1の実施形態によるMOSトランジスタ
によれば、素子活性領域に形成された1本のゲート電極
に着目した場合、フィールドシールド素子分離構造2と
素子活性領域との境界部位のうち、このゲート電極の近
傍に存し且つ当該ゲート電極の長手方向に沿った境界部
位の少なくとも素子活性領域に、他のゲート電極或いは
側部電極が延在するように構成されている。具体的に、
ゲート電極3に着目すると、図1でゲート電極3の右側
の近傍における長手方向のフィールドシールド素子分離
構造2との境界部位には側部電極6が延在しており、ゲ
ート電極3の左側の前記境界部位にはゲート電極4の一
部(先端部位近傍)が延在している。また、ゲート電極
4に着目すると、図1でゲート電極4の右側には前記境
界部位、即ちフィールドシールド素子分離構造2は存在
しないが、ゲート電極4の左側の前記境界部位には側部
電極7が延在している。
According to the MOS transistor according to the first embodiment, when attention is paid to one gate electrode formed in the element active region, this MOS transistor is included in the boundary between the field shield element isolation structure 2 and the element active region. Another gate electrode or side electrode is configured to extend at least in the element active region near the gate electrode and at a boundary portion along the longitudinal direction of the gate electrode. Specifically,
Focusing on the gate electrode 3, the side electrode 6 extends at a boundary portion with the field shield element isolation structure 2 in the longitudinal direction in the vicinity of the right side of the gate electrode 3 in FIG. A part of the gate electrode 4 (near the front end part) extends to the boundary part. Also, focusing on the gate electrode 4, the boundary portion, that is, the field shield element isolation structure 2 does not exist on the right side of the gate electrode 4 in FIG. Extends.

【0098】従って、後述するように、ゲート電極3,
4を形成する際のフォトリソグラフィー工程において、
ゲート電極3,4がハレーションの悪影響を受けること
がなく、ゲート電極3,4の幅寸法が0.5μmオーダ
ーのものであっても、ゲート電極3,4は括れ等のない
所望の形状に形成されている。
Therefore, as described later, the gate electrodes 3 and
In the photolithography process for forming 4,
The gate electrodes 3 and 4 are not adversely affected by halation. Even if the width of the gate electrodes 3 and 4 is on the order of 0.5 μm, the gate electrodes 3 and 4 are formed in a desired shape without constriction or the like. Have been.

【0099】更に、ゲート電極3が側部電極6と、ゲー
ト電極4が側部電極7とそれぞれ一体形成されて電極膜
11,12とされているため、ゲート電極3と側部電極
6及びゲート電極4と側部電極7がそれぞれ同一電位と
なる。また、電極膜11,12には、フィールドシール
ド素子分離構造2のシールドプレート電極22に印加さ
れる電位と異なる電位が印加されるため、シールドプレ
ート電極22による確実な素子分離が実現するととも
に、MOSトランジスタの耐圧を向上させることが可能
となる。
Further, since the gate electrode 3 is formed integrally with the side electrode 6 and the gate electrode 4 is formed integrally with the side electrode 7 to form the electrode films 11 and 12, the gate electrode 3, the side electrode 6 and the gate electrode are formed. The electrode 4 and the side electrode 7 have the same potential. Further, since a potential different from the potential applied to the shield plate electrode 22 of the field shield element isolation structure 2 is applied to the electrode films 11 and 12, reliable element isolation by the shield plate electrode 22 is realized, and MOS The withstand voltage of the transistor can be improved.

【0100】なお、例えば図3に示すように、ゲート電
極3,4間、ゲート電極3と側部電極6間及びゲート電
極4と側部電極7間を側壁絶縁膜13及びキャップ絶縁
膜14を介して充填し、各々が下部の不純物拡散層5と
電気的に接続されるように各パッド多結晶シリコン膜2
3をパターン形成し、コンタクト孔16のアスペクト比
を緩和するようにしてもよい。
As shown in FIG. 3, for example, between the gate electrodes 3 and 4, between the gate electrode 3 and the side electrode 6, and between the gate electrode 4 and the side electrode 7, a side wall insulating film 13 and a cap insulating film 14 are formed. Through each pad polycrystalline silicon film 2 such that each is electrically connected to the lower impurity diffusion layer 5.
3 may be patterned to relax the aspect ratio of the contact hole 16.

【0101】また、このMOSトランジスタは、例えば
電極膜11のゲート電極3を有するトランジスタ部にお
いて、そのソース拡散層とドレイン拡散層とを完全に同
電位とすることができるため、各種の半導体回路に適用
することが可能である。
Further, in the MOS transistor, for example, in the transistor portion having the gate electrode 3 of the electrode film 11, the source diffusion layer and the drain diffusion layer can be made completely at the same potential. It is possible to apply.

【0102】例えば、図4(a)に示すように、電極膜
11を有するトランジスタ部をブートストラップ回路に
適用することができる。このブートストラップ回路は、
図4(b)に示すように、ゲート電極3とソース/ドレ
イン(不純物拡散層5)とで構成されるMOSトランジ
スタMと、側部電極6と誘電体膜(ゲート酸化膜8)を
介したソースとで構成される寄生キャパシタC(図中の
円内に示す)と、電極膜11に形成されたコンタクト孔
φとドレインが接続されてスイッチとして機能するMO
SトランジスタSとから構成されている。
For example, as shown in FIG. 4A, a transistor portion having an electrode film 11 can be applied to a bootstrap circuit. This bootstrap circuit
As shown in FIG. 4B, a MOS transistor M including a gate electrode 3 and a source / drain (impurity diffusion layer 5), a side electrode 6 and a dielectric film (gate oxide film 8) are interposed. A parasitic capacitor C (shown in a circle in the figure) constituted by a source and a contact hole φ formed in the electrode film 11 and a drain are connected to each other to function as a switch.
And an S transistor S.

【0103】このブートストラップ回路においては、M
OSトランジスタMが、そのソースとドレインとが同電
位となるため、利率がほぼ1の増幅器として機能し、M
OSトランジスタMのドレインに電圧Vppが印加される
と、例えばDRAMのメモリセルMCのワード線WLに
電圧Vppが印加されることになる。
In this bootstrap circuit, M
Since the source and the drain of the OS transistor M have the same potential, the OS transistor M functions as an amplifier having an almost equal interest rate.
When the voltage Vpp is applied to the drain of the OS transistor M, the voltage Vpp is applied to, for example, the word line WL of the memory cell MC of the DRAM.

【0104】なお、図5に示すように、ゲート電極3の
括れ等を防止するため、ドレインとして機能する不純物
拡散層5側にも、フィールドシールド素子分離構造2と
の境界部位に側部電極6を形成するようにしてもよい。
As shown in FIG. 5, in order to prevent the gate electrode 3 from being constricted, the side electrode 6 is also provided on the side of the impurity diffusion layer 5 functioning as a drain at the boundary with the field shield element isolation structure 2. May be formed.

【0105】また、例えば、図6に示すように、電極膜
11を有するトランジスタ部を、半導体回路をその耐圧
を越えるサージ電圧から保護する入力保護回路(ESD
保護回路)に適用することができる。この場合、入/出
力パッドI/Oと内部回路Iとの間に入力保護回路のド
レインを結線し、ソースを接地する。ここで、入/出力
パッドI/Oに内部回路Iの耐圧を越えるサージ電圧が
印加されても、入/出力パッドI/Oとソースとの間で
サージ電流を流すことによって電荷を放出し、内部回路
Iにはサージ電圧は印加されない。
For example, as shown in FIG. 6, an input protection circuit (ESD) for protecting a transistor portion having an electrode film 11 from a surge voltage exceeding a withstand voltage of a semiconductor circuit.
Protection circuit). In this case, the drain of the input protection circuit is connected between the input / output pad I / O and the internal circuit I, and the source is grounded. Here, even if a surge voltage exceeding the withstand voltage of the internal circuit I is applied to the input / output pad I / O, a charge is released by flowing a surge current between the input / output pad I / O and the source, No surge voltage is applied to the internal circuit I.

【0106】以下、第1の実施形態によるMOSトラン
ジスタの製造方法について説明する。図7〜図9は、こ
のMOSトランジスタの製造方法を工程順に示す概略断
面図であり、図10は、電極膜11,12の形成時にお
けるフォトリソグラフィー工程を示す概略平面図であ
る。
Hereinafter, the method for fabricating the MOS transistor according to the first embodiment will be described. 7 to 9 are schematic cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the MOS transistor in the order of steps, and FIG. 10 is a schematic plan view illustrating a photolithography step when forming the electrode films 11 and 12.

【0107】先ず、図7(a)に示すように、シリコン
半導体基板1の表面にフィールドシールド素子分離構造
2を形成し、これらフィールドシールド素子分離構造2
により素子活性領域をそれぞれ画定する。
First, as shown in FIG. 7A, a field shield element isolation structure 2 is formed on the surface of a silicon semiconductor substrate 1, and these field shield element isolation structures 2 are formed.
Respectively define element active regions.

【0108】即ち、シリコン半導体基板1上に、シリコ
ン酸化膜21a、多結晶シリコン膜22及びシリコン酸
化膜21bを順次形成する。
That is, on the silicon semiconductor substrate 1, a silicon oxide film 21a, a polycrystalline silicon film 22, and a silicon oxide film 21b are sequentially formed.

【0109】その後、これらシリコン酸化膜21a、多
結晶シリコン膜22及びシリコン酸化膜22bをフォト
リソグラフィー及びそれに続くドライエッチング等によ
りパターニングし、それぞれ選択的に除去して素子活性
領域を画定する。
Thereafter, the silicon oxide film 21a, the polycrystalline silicon film 22, and the silicon oxide film 22b are patterned by photolithography and subsequent dry etching, and selectively removed to define an element active region.

【0110】しかる後、残存したシリコン酸化膜21
a、多結晶シリコン膜22及びシリコン酸化膜21bを
覆うように全面にシリコン酸化膜を成膜した後に、当該
シリコン酸化膜の全面をRIE等により異方性ドライエ
ッチングしてシリコン酸化膜21a、多結晶シリコン膜
22及びシリコン酸化膜21bの側壁にシリコン酸化物
を残し、側壁保護膜21cを形成する。
Thereafter, the remaining silicon oxide film 21
a, after a silicon oxide film is formed on the entire surface so as to cover the polycrystalline silicon film 22 and the silicon oxide film 21b, the entire surface of the silicon oxide film is anisotropically dry-etched by RIE or the like to form the silicon oxide film 21a. Silicon oxide is left on the side walls of the crystalline silicon film 22 and the silicon oxide film 21b to form a side wall protective film 21c.

【0111】これにより、シリコン酸化膜21a,21
b,21cからなるシリコン酸化膜により囲まれた多結
晶シリコン膜からなるシールドプレート電極22を備え
たフィールドシールド素子分離構造2が形成される。
Thus, the silicon oxide films 21a, 21
A field shield element isolation structure 2 having a shield plate electrode 22 made of a polycrystalline silicon film surrounded by a silicon oxide film made of b and 21c is formed.

【0112】次いで、フィールドシールド素子分離構造
2に囲まれて画定された素子活性領域において、シリコ
ン半導体基板1の表面に熱酸化を施して、或いはCVD
法等により膜厚が10nm程度のゲート酸化膜8を形成
した後、フィールドシールド素子分離構造2上を含む全
面に低圧CVD法等により多結晶シリコン膜31及びシ
リコン酸化膜32を順次堆積形成する。
Then, the surface of the silicon semiconductor substrate 1 is subjected to thermal oxidation or CVD in the element active region defined and surrounded by the field shield element isolation structure 2.
After forming a gate oxide film 8 having a thickness of about 10 nm by a method or the like, a polycrystalline silicon film 31 and a silicon oxide film 32 are sequentially deposited and formed on the entire surface including the field shield element isolation structure 2 by a low-pressure CVD method or the like.

【0113】続いて、シリコン酸化膜32上の全面にフ
ォトレジストを塗布形成した後、図7(b)及び図10
に示すように、石英からなる基板42上にクロムからな
る所定パターン43が形成されてなるフォトマスク(レ
チクル)41を用いて、このフォトマスク41をフォト
レジストの上方にマスク合わせして設置する。そして、
フォトマスク41の上方から露光等を施し、フォトマス
ク41のパターン43に倣ってフォトレジストを残し
て、電極膜11,12が形成されるべき部位にレジスト
パターン44を形成する。
Subsequently, a photoresist is applied and formed on the entire surface of the silicon oxide film 32, and then the photoresist is formed as shown in FIG.
As shown in (1), using a photomask (reticle) 41 in which a predetermined pattern 43 made of chromium is formed on a substrate 42 made of quartz, this photomask 41 is masked and set above the photoresist. And
Exposure or the like is performed from above the photomask 41 to leave a photoresist following the pattern 43 of the photomask 41, and a resist pattern 44 is formed at a portion where the electrode films 11 and 12 are to be formed.

【0114】ここで、レジストパターン44のうち、ゲ
ート電極3,4が形成されるべき部位のものをパターン
45,46とすると、フィールドシールド素子分離構造
2と素子活性領域との境界部位のうち、パターン45,
46の近傍に存し且つ当該パターン45,46の長手方
向に沿った境界部位にもレジストパターン44の一部が
形成されている。ここで、図10に示すように、レジス
トパターン44の一部としては側部電極6,7が形成さ
れるべき部位のパターン47,48のみならず、パター
ン46の一部46aも含む。即ち、パターン45に着目
した場合、パターン45の右側の近傍における長手方向
のフィールドシールド素子分離構造2との境界部位には
パターン47が延在しており、パターン45の左側の近
傍における前記境界部位にはパターン46の一部46a
が延在している。また、パターン46に着目すると、パ
ターン46の右側には前記境界部位、即ちフィールドシ
ールド素子分離構造2は存在しないが、パターン46の
左側の前記境界部位にはパターン48が延在している。
Here, in the resist pattern 44, those where the gate electrodes 3 and 4 are to be formed are referred to as patterns 45 and 46. Assuming that the resist pattern 44 is the boundary portion between the field shield element isolation structure 2 and the element active region, Pattern 45,
A part of the resist pattern 44 is also formed near the boundary 46 and along the boundary between the patterns 45 and 46 in the longitudinal direction. Here, as shown in FIG. 10, a part of the resist pattern 44 includes not only the patterns 47 and 48 where the side electrodes 6 and 7 are to be formed but also a part 46 a of the pattern 46. That is, when attention is paid to the pattern 45, the pattern 47 extends at the boundary portion with the field shield element isolation structure 2 in the longitudinal direction near the right side of the pattern 45, and the boundary portion near the left side of the pattern 45. Has a part 46a of the pattern 46
Extends. Focusing on the pattern 46, the boundary portion, that is, the field shield element isolation structure 2 does not exist on the right side of the pattern 46, but the pattern 48 extends on the boundary portion on the left side of the pattern 46.

【0115】露光時にパターン45,46に直接悪影響
を及ぼす反射光は、パターン45,46の近傍であって
これらの長手方向に沿ったフィールドシールド素子分離
構造2との境界部位における段差部からのものである
が、この段差部には、全てレジストパターン44が形成
されている。従って、この段差部からの反射光は生じ
ず、ハレーションが発生することなく細りや括れ等のな
いパターン45,46を有するレジストパターン44が
形成されることになる。
The reflected light which directly adversely affects the patterns 45 and 46 at the time of exposure is from a step portion near the patterns 45 and 46 and along the longitudinal direction at the boundary with the field shield element isolation structure 2. However, a resist pattern 44 is formed on all of the steps. Therefore, reflected light from the step does not occur, and a resist pattern 44 having patterns 45 and 46 without narrowing or constriction without halation is formed.

【0116】続いて、レジストパターン44をマスクと
して、シリコン酸化膜32、多結晶シリコン膜31及び
ゲート酸化膜8にドライエッチングを施して、図8
(a)に示すように、レジストパターン44に倣った形
状を有し上部にキャップ絶縁膜14をもつ電極膜11
(3,6),12(4,7)をパターン形成する。ここ
で、形成された電極膜11,12のうち、素子活性領域
に存する帯状の部分がゲート電極3,4となり、前記境
界部位に沿った帯状の部分が側部電極6,7となるが、
上述のようにゲート電極3,4を形成するためのレジス
トパターン44のパターン45,46に細りや括れ等が
生じていないので、ゲート電極3,4もこれらの形状に
倣って細りや括れ等のない所望形状に形成されることに
なる。
Then, using the resist pattern 44 as a mask, the silicon oxide film 32, the polycrystalline silicon film 31, and the gate oxide film 8 are dry-etched to obtain a structure shown in FIG.
As shown in FIG. 2A, an electrode film 11 having a shape following the resist pattern 44 and having a cap insulating film 14 on the upper portion.
(3, 6) and 12 (4, 7) are patterned. Here, of the formed electrode films 11 and 12, strip-shaped portions existing in the element active region become the gate electrodes 3 and 4, and strip-shaped portions along the boundary portions become the side electrodes 6 and 7.
As described above, since the patterns 45 and 46 of the resist pattern 44 for forming the gate electrodes 3 and 4 are not thinned or constricted, the gate electrodes 3 and 4 also follow the shape of the thinned or constricted parts. Will not be formed in the desired shape.

【0117】続いて、レジストパターン44を灰化処理
等により除去した後、ゲート電極3,4上の各キャップ
絶縁膜14をマスクとして、ゲート電極3,4の両側の
シリコン半導体基板1の表面領域にn型不純物、ここで
はリンをイオン注入し、所定の熱処理を施して、ソース
/ドレインとなる各不純物拡散層5を形成する。このと
き、ソース拡散層となる不純物拡散層5を形成する際
に、例えば斜めイオン注入を施して、形成された不純物
拡散層5とゲート酸化膜8を介して側部電極6,7がそ
れぞれ対向配置されるように当該ソース拡散層となる不
純物拡散層5を形成することが好適である。
Subsequently, after the resist pattern 44 is removed by an ashing process or the like, the surface regions of the silicon semiconductor substrate 1 on both sides of the gate electrodes 3 and 4 are masked using the cap insulating films 14 on the gate electrodes 3 and 4 as masks. Then, an n-type impurity, here, phosphorus is ion-implanted, and a predetermined heat treatment is performed to form each impurity diffusion layer 5 serving as a source / drain. At this time, when the impurity diffusion layer 5 serving as the source diffusion layer is formed, oblique ion implantation is performed, for example, so that the formed impurity diffusion layer 5 and the side electrodes 6 and 7 face each other via the gate oxide film 8. It is preferable to form the impurity diffusion layer 5 serving as the source diffusion layer so as to be disposed.

【0118】続いて、図8(b)に示すように、低圧C
VD法等により、電極膜11(3,6),12(4,
7)及びフィールドシールド素子分離構造2を含む全面
にシリコン酸化膜を堆積形成し、このシリコン酸化膜に
異方性ドライエッチングを施して、電極膜11,12の
各側面部に側壁絶縁膜13をそれぞれ形成する。
Subsequently, as shown in FIG.
The electrode films 11 (3, 6), 12 (4,
7) A silicon oxide film is deposited and formed on the entire surface including the field shield element isolation structure 2, and this silicon oxide film is subjected to anisotropic dry etching to form a side wall insulating film 13 on each side surface of the electrode films 11 and 12. Form each.

【0119】続いて、常圧CVD法等により、電極膜1
1,12及びフィールドシールド素子分離構造2を含む
全面にBPSG膜からなる層間絶縁膜15を堆積形成
し、図9に示すように、ゲート電極3と側部電極6の間
に形成された不純物拡散層5と、ゲート電極4と側部電
極7の間に形成された不純物拡散層5との各表面の一部
をそれぞれ露出させる各コンタクト孔16を開孔形成す
る。
Subsequently, the electrode film 1 is formed by a normal pressure CVD method or the like.
An interlayer insulating film 15 made of a BPSG film is deposited and formed on the entire surface including the first and second field shield element isolation structures 2 and the impurity diffusion formed between the gate electrode 3 and the side electrode 6 as shown in FIG. Each contact hole 16 for exposing a part of each surface of the layer 5 and the impurity diffusion layer 5 formed between the gate electrode 4 and the side electrode 7 is formed.

【0120】ところで、層間絶縁膜15にコンタクト孔
16を形成する際に、チップサイズが縮小されるにつれ
てコンタクト孔16のアスペクト比が大きくなるという
問題が生じるが、ここでは側部電極6,7が設けられて
いるため、例えば図11に示すようにコンタクト孔16
をアスペクト比を小さく形成してその形成部位にずれが
生じた場合でも、側部電極6,7(ここでは側部電極
7)がコンタクト孔16の開孔時のストッパーとなる。
従って、コンタクト孔16の形成位置に対する要求精度
が緩和されることになる。
When the contact holes 16 are formed in the interlayer insulating film 15, there is a problem that the aspect ratio of the contact holes 16 increases as the chip size is reduced. Since the contact holes 16 are provided, for example, as shown in FIG.
The side electrodes 6 and 7 (here, the side electrodes 7) serve as stoppers when the contact holes 16 are opened even when the aspect ratio is reduced and the formed portions are displaced.
Therefore, the required accuracy for the position where the contact hole 16 is formed is eased.

【0121】そして、スパッタ法等により、各コンタク
ト孔16内を含む層間絶縁膜15の全面にアルミニウム
合金膜を堆積形成し、このアルミニウム合金膜にフォト
リソグラフィー及びそれに続くドライエッチング等を施
して、各コンタクト孔16内を充填して不純物拡散層5
と電気的に接続された配線層17をパターン形成し、M
OSトランジスタを完成させる。
Then, an aluminum alloy film is deposited and formed on the entire surface of the interlayer insulating film 15 including the inside of each contact hole 16 by a sputtering method or the like, and the aluminum alloy film is subjected to photolithography and subsequent dry etching, etc. The inside of the contact hole 16 is filled and the impurity diffusion layer 5
Patterning a wiring layer 17 electrically connected to
The OS transistor is completed.

【0122】なお、コンタクト孔16のアスペクト比を
緩和させるためのパッド多結晶シリコン膜23(図3)
を形成する場合には、先ず、不純物拡散層5を形成する
際に、例えば加速エネルギーが60(keV)、ドーズ
量が3×1012(/cm2 )の条件でイオン注入してn
- の不純物拡散層を形成する。そして、図8(b)に示
したように側壁絶縁膜13を形成した後、図9に示した
ように層間絶縁膜15を形成する前に、CVD法等によ
り、全面にノンドープの多結晶シリコン膜を堆積形成す
る。続いてこの多結晶シリコン膜をパターニングして、
ゲート電極3,4間、ゲート電極3と側部電極6間及び
ゲート電極4と側部電極7間を側壁絶縁膜13及びキャ
ップ絶縁膜14を介して充填し、各々が下部のn- 不純
物拡散層と電気的に接続されるように各パッド多結晶シ
リコン膜23を形成する。しかる後、各パッド多結晶シ
リコン膜23に、加速エネルギーが75(keV)、ド
ーズ量が1×1016(/cm2 )の条件で砒素をイオン
注入して、n+ の不純物拡散層5を形成する。
Note that a pad polycrystalline silicon film 23 for relaxing the aspect ratio of the contact hole 16 (FIG. 3)
Is formed, first, when the impurity diffusion layer 5 is formed, ions are implanted under the conditions of, for example, an acceleration energy of 60 (keV) and a dose of 3 × 10 12 (/ cm 2 ).
- forming an impurity diffusion layer. Then, after forming the sidewall insulating film 13 as shown in FIG. 8B and before forming the interlayer insulating film 15 as shown in FIG. 9, non-doped polycrystalline silicon is entirely formed by CVD or the like. A film is deposited and formed. Next, pattern this polycrystalline silicon film,
The space between the gate electrodes 3 and 4, the space between the gate electrode 3 and the side electrode 6, and the space between the gate electrode 4 and the side electrode 7 are filled via the side wall insulating film 13 and the cap insulating film 14, each of which is a lower n impurity diffusion region. Each pad polycrystalline silicon film 23 is formed so as to be electrically connected to the layer. Thereafter, arsenic is ion-implanted into each of the pad polycrystalline silicon films 23 under the conditions of an acceleration energy of 75 (keV) and a dose of 1 × 10 16 (/ cm 2 ) to form an n + impurity diffusion layer 5. Form.

【0123】−変形例− ここで、第1の実施例の変形例について説明する。この
変形例においては、第1の実施例と同様に半導体装置と
してゲート電極とソース/ドレイン拡散層とを有するM
OSトランジスタを例示するが、ゲート電極のキャップ
絶縁膜及び側壁絶縁膜が異なる点で相違する。図12
は、この変形例のMOSトランジスタの概略平面図であ
り、図13〜15はその製造方法を工程順に示し、図1
2中の破線A−A’に沿った断面に対応する概略断面図
である。なお、第1の実施例のMOSトランジスタと同
一の構成部材等については同符号を記す。
-Modification- Here, a modification of the first embodiment will be described. In this modification, as in the first embodiment, an M semiconductor having a gate electrode and source / drain diffusion layers as a semiconductor device is provided.
An OS transistor is exemplified, but is different in that a cap insulating film and a sidewall insulating film of a gate electrode are different. FIG.
FIG. 13 is a schematic plan view of a MOS transistor of this modified example, and FIGS.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view corresponding to a cross section taken along a broken line AA ′ in FIG. The same components as those of the MOS transistor of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0124】このMOSトランジスタは、第1の実施例
の場合と同様に、素子活性領域にゲート電極を2つ有す
る2入力のカスケード接続されてなるものであり、p型
シリコン半導体基板1上の素子分離領域に形成されて素
子活性領域を画定するフィールドシールド素子分離構造
2と、素子活性領域に存するゲート電極3及びこのゲー
ト電極3と一体形成されてなる側部電極6を含む略U字
形状の電極膜11と、素子活性領域でゲート電極3に隣
接して存するゲート電極4及びこのゲート電極4と一体
形成されてなる側部電極7を含む略逆U字形状の電極膜
12と、ゲート電極3及びゲート電極4(の一部)の両
側のシリコン半導体基板1の表面領域に形成されてなる
各不純物拡散層5とを有して構成されている。
This MOS transistor is a two-input cascade-connected MOS transistor having two gate electrodes in the element active region, as in the first embodiment. A field shield element isolation structure 2 formed in the isolation region to define an element active region, a substantially U-shaped including a gate electrode 3 existing in the element active region and a side electrode 6 formed integrally with the gate electrode 3 A substantially inverted U-shaped electrode film 12 including an electrode film 11, a gate electrode 4 existing adjacent to the gate electrode 3 in the element active region, and a side electrode 7 formed integrally with the gate electrode 4; 3 and each impurity diffusion layer 5 formed in the surface region of the silicon semiconductor substrate 1 on both sides of (a part of) the gate electrode 4.

【0125】この変形例のMOSトランジスタにおいて
は、電極膜11,12及びその両側面を覆う側壁絶縁膜
96及び上部を覆うキャップ絶縁膜97が、シリコン窒
化膜から形成されている。そして、フィールドシールド
素子分離構造2や電極膜11,12を含む全面に層間絶
縁膜15が形成され、この層間絶縁膜15には、ゲート
電極3と側部電極6の間に形成された不純物拡散層5
と、ゲート電極4と側部電極7の間に形成された不純物
拡散層5との各表面の一部をそれぞれ露出させる各コン
タクト孔98が開孔形成されている。この変形例におい
ては、MOSトランジスタの更なる微細化に対応するた
め、コンタクト孔98の側面に側壁絶縁膜96が露出す
る場合について例示する。
In the MOS transistor of this modification, the side wall insulating film 96 covering the electrode films 11, 12 and both side surfaces thereof, and the cap insulating film 97 covering the upper portion are formed of a silicon nitride film. Then, an interlayer insulating film 15 is formed on the entire surface including the field shield element isolation structure 2 and the electrode films 11 and 12. The interlayer insulating film 15 has an impurity diffusion layer formed between the gate electrode 3 and the side electrode 6. Layer 5
Each contact hole 98 for exposing a part of each surface of the impurity diffusion layer 5 formed between the gate electrode 4 and the side electrode 7 is formed. In this modification, a case where the sidewall insulating film 96 is exposed on the side surface of the contact hole 98 will be exemplified in order to cope with further miniaturization of the MOS transistor.

【0126】そして、各コンタクト孔98内を含む層間
絶縁膜15上にアルミニウム合金膜からなる配線層17
がパターン形成され、この配線層17がコンタクト孔9
8を介して不純物拡散層5と電気的に接続され、MOS
トランジスタが構成されている。
The wiring layer 17 made of an aluminum alloy film is formed on the interlayer insulating film 15 including the inside of each contact hole 98.
Are formed in a pattern, and the wiring layer 17 is
MOS transistor 8 is electrically connected to impurity diffusion layer 5 through
A transistor is configured.

【0127】第1の実施例の変形例によるMOSトラン
ジスタによれば、素子活性領域に形成された1本のゲー
ト電極に着目した場合、フィールドシールド素子分離構
造2と素子活性領域との境界部位のうち、このゲート電
極の近傍に存し且つ当該ゲート電極の長手方向に沿った
境界部位の少なくとも素子活性領域に、他のゲート電極
或いは側部電極が延在するように構成されている。具体
的に、ゲート電極3に着目すると、図12でゲート電極
3の右側の近傍における長手方向のフィールドシールド
素子分離構造2との境界部位には側部電極6が延在して
おり、ゲート電極3の左側の前記境界部位にはゲート電
極4の一部(先端部位近傍)が延在している。また、ゲ
ート電極4に着目すると、図12でゲート電極4の右側
には前記境界部位、即ちフィールドシールド素子分離構
造2は存在しないが、ゲート電極4の左側の前記境界部
位には側部電極7が延在している。
According to the MOS transistor according to the modified example of the first embodiment, when attention is paid to one gate electrode formed in the element active region, a boundary portion between the field shield element isolation structure 2 and the element active region is formed. Among them, another gate electrode or a side electrode is configured to extend at least in the element active region at a boundary portion in the vicinity of the gate electrode and along the longitudinal direction of the gate electrode. Specifically, focusing on the gate electrode 3, the side electrode 6 extends at the boundary between the gate electrode 3 and the field shield element isolation structure 2 in the longitudinal direction near the right side of the gate electrode 3 in FIG. A part of the gate electrode 4 (near the front end part) extends to the boundary part on the left side of 3. Focusing on the gate electrode 4, the boundary portion, that is, the field shield element isolation structure 2 does not exist on the right side of the gate electrode 4 in FIG. Extends.

【0128】従って、後述するように、ゲート電極3,
4を形成する際のフォトリソグラフィー工程において、
ゲート電極3,4がハレーションの悪影響を受けること
がなく、ゲート電極3,4の幅寸法が0.5μmオーダ
ーのものであっても、ゲート電極3,4は括れ等のない
所望の形状に形成されている。
Therefore, as described later, the gate electrodes 3 and
In the photolithography process for forming 4,
The gate electrodes 3 and 4 are not adversely affected by halation. Even if the width of the gate electrodes 3 and 4 is on the order of 0.5 μm, the gate electrodes 3 and 4 are formed in a desired shape without constriction or the like. Have been.

【0129】更に、ゲート電極3が側部電極6と、ゲー
ト電極4が側部電極7とそれぞれ一体形成されて電極膜
11,12とされているため、ゲート電極3と側部電極
6及びゲート電極4と側部電極7がそれぞれ同一電位と
なる。また、電極膜11,12には、フィールドシール
ド素子分離構造2のシールドプレート電極22に印加さ
れる電位と異なる電位が印加されるため、シールドプレ
ート電極22による確実な素子分離が実現するととも
に、MOSトランジスタの耐圧を向上させることが可能
となる。
Further, since the gate electrode 3 and the side electrode 7 are formed integrally with the side electrode 6 to form the electrode films 11 and 12, respectively, the gate electrode 3, the side electrode 6 and the gate electrode are formed. The electrode 4 and the side electrode 7 have the same potential. Further, since a potential different from the potential applied to the shield plate electrode 22 of the field shield element isolation structure 2 is applied to the electrode films 11 and 12, reliable element isolation by the shield plate electrode 22 is realized, and MOS The withstand voltage of the transistor can be improved.

【0130】更に、この変形例のMOSトランジスタに
よれば、コンタクト孔98を形成する際に、後述するよ
うにコンタクト孔98の形成部位が側壁絶縁膜96やキ
ャップ絶縁膜97にかかった場合でも、シリコン窒化膜
のエッチングレートはシリコン酸化膜等に比して極めて
低いため、コンタクト孔98の形成時に側部電極6,7
やゲート電極3,4が露出することはなく、コンタクト
孔98の形成位置に対する要求精度が緩和されるととも
に、ほぼ設計通りのコンタクト孔98が形成されること
になる。
Further, according to the MOS transistor of this modification, when the contact hole 98 is formed, even when the contact hole 98 is formed on the side wall insulating film 96 or the cap insulating film 97, as described later, Since the etching rate of the silicon nitride film is extremely lower than that of the silicon oxide film or the like, the side electrodes 6, 7 are formed when the contact holes 98 are formed.
The gate electrodes 3 and 4 are not exposed, and the required accuracy for the formation position of the contact hole 98 is relaxed, and the contact hole 98 is formed almost as designed.

【0131】以下、第1の実施例の変形例によるMOS
トランジスタの製造方法について説明する。図13〜図
15は、このMOSトランジスタの製造方法を工程順に
示す概略断面図であり、図16は、電極膜11,12の
形成時におけるフォトリソグラフィー工程を示す概略平
面図である。
Hereinafter, a MOS transistor according to a modification of the first embodiment will be described.
A method for manufacturing a transistor will be described. 13 to 15 are schematic cross-sectional views showing the manufacturing method of the MOS transistor in the order of steps, and FIG. 16 is a schematic plan view showing a photolithography step when forming the electrode films 11 and 12.

【0132】先ず、図13(a)に示すように、シリコ
ン半導体基板1の表面にフィールドシールド素子分離構
造2を形成し、これらフィールドシールド素子分離構造
2により素子活性領域をそれぞれ画定する。
First, as shown in FIG. 13A, a field shield element isolation structure 2 is formed on the surface of a silicon semiconductor substrate 1, and an element active region is defined by each of the field shield element isolation structures 2.

【0133】即ち、シリコン半導体基板1上に、シリコ
ン酸化膜21a、多結晶シリコン膜22及びシリコン酸
化膜21bを順次形成する。
That is, on the silicon semiconductor substrate 1, a silicon oxide film 21a, a polycrystalline silicon film 22, and a silicon oxide film 21b are sequentially formed.

【0134】その後、これらシリコン酸化膜21a、多
結晶シリコン膜22及びシリコン酸化膜22bをフォト
リソグラフィー及びそれに続くドライエッチング等によ
りパターニングし、それぞれ選択的に除去して素子活性
領域を画定する。
Thereafter, the silicon oxide film 21a, the polycrystalline silicon film 22, and the silicon oxide film 22b are patterned by photolithography and subsequent dry etching, and selectively removed to define an element active region.

【0135】しかる後、残存したシリコン酸化膜21
a、多結晶シリコン膜22及びシリコン酸化膜21bを
覆うように全面にシリコン酸化膜を成膜した後に、当該
シリコン酸化膜の全面をRIE等により異方性ドライエ
ッチングしてシリコン酸化膜21a、多結晶シリコン膜
22及びシリコン酸化膜21bの側壁にシリコン酸化物
を残し、側壁保護膜21cを形成する。
Thereafter, the remaining silicon oxide film 21
a, after a silicon oxide film is formed on the entire surface so as to cover the polycrystalline silicon film 22 and the silicon oxide film 21b, the entire surface of the silicon oxide film is anisotropically dry-etched by RIE or the like to form the silicon oxide film 21a. Silicon oxide is left on the side walls of the crystalline silicon film 22 and the silicon oxide film 21b to form a side wall protective film 21c.

【0136】これにより、シリコン酸化膜21a,21
b,21cからなるシリコン酸化膜により囲まれた多結
晶シリコン膜からなるシールドプレート電極22を備え
たフィールドシールド素子分離構造2が形成される。
As a result, the silicon oxide films 21a, 21
A field shield element isolation structure 2 having a shield plate electrode 22 made of a polycrystalline silicon film surrounded by a silicon oxide film made of b and 21c is formed.

【0137】次いで、フィールドシールド素子分離構造
2に囲まれて画定された素子活性領域において、シリコ
ン半導体基板1の表面に熱酸化を施して、或いはCVD
法等により膜厚が10nm程度のゲート酸化膜8を形成
した後、フィールドシールド素子分離構造2上を含む全
面に低圧CVD法等により多結晶シリコン膜31及びシ
リコン窒化膜99を順次堆積形成する。
Next, in the device active region defined and surrounded by the field shield device isolation structure 2, the surface of the silicon semiconductor substrate 1 is subjected to thermal oxidation or CVD.
After a gate oxide film 8 having a thickness of about 10 nm is formed by a method or the like, a polycrystalline silicon film 31 and a silicon nitride film 99 are sequentially deposited and formed on the entire surface including the field shield element isolation structure 2 by a low-pressure CVD method or the like.

【0138】続いて、シリコン窒化膜99上の全面にフ
ォトレジストを塗布形成した後、図13(b)及び図1
6に示すように、石英からなる基板42上にクロムから
なる所定パターン43が形成されてなるフォトマスク
(レチクル)41を用いて、このフォトマスク41をフ
ォトレジストの上方にマスク合わせして設置する。そし
て、フォトマスク41の上方から露光等を施し、フォト
マスク41のパターン43に倣ってフォトレジストを残
して、電極膜11,12が形成されるべき部位にレジス
トパターン44を形成する。
Subsequently, after a photoresist is applied and formed on the entire surface of the silicon nitride film 99, FIG. 13B and FIG.
As shown in FIG. 6, using a photomask (reticle) 41 in which a predetermined pattern 43 made of chromium is formed on a substrate 42 made of quartz, the photomask 41 is placed above the photoresist so as to be aligned with the mask. . Then, exposure or the like is performed from above the photomask 41 to leave a photoresist following the pattern 43 of the photomask 41, and a resist pattern 44 is formed in a region where the electrode films 11 and 12 are to be formed.

【0139】ここで、レジストパターン44のうち、ゲ
ート電極3,4が形成されるべき部位のものをパターン
45,46とすると、フィールドシールド素子分離構造
2と素子活性領域との境界部位のうち、パターン45,
46の近傍に存し且つ当該パターン45,46の長手方
向に沿った境界部位にもレジストパターン44の一部が
形成されている。ここで、図16に示すように、レジス
トパターン44の一部としては側部電極6,7が形成さ
れるべき部位のパターン47,48のみならず、パター
ン46の一部46aも含む。即ち、パターン45に着目
した場合、パターン45の右側の近傍における長手方向
のフィールドシールド素子分離構造2との境界部位には
パターン47が延在しており、パターン45の左側の近
傍における前記境界部位にはパターン46の一部46a
が延在している。また、パターン46に着目すると、パ
ターン46の右側には前記境界部位、即ちフィールドシ
ールド素子分離構造2は存在しないが、パターン46の
左側の前記境界部位にはパターン48が延在している。
Here, in the resist pattern 44, the portions where the gate electrodes 3 and 4 are to be formed are referred to as patterns 45 and 46. Assuming that the resist pattern 44 is the boundary portion between the field shield element isolation structure 2 and the element active region, Pattern 45,
A part of the resist pattern 44 is also formed near the boundary 46 and along the boundary between the patterns 45 and 46 in the longitudinal direction. Here, as shown in FIG. 16, a part of the resist pattern 44 includes not only the patterns 47 and 48 where the side electrodes 6 and 7 are to be formed, but also a part 46a of the pattern 46. That is, when attention is paid to the pattern 45, the pattern 47 extends at the boundary portion with the field shield element isolation structure 2 in the longitudinal direction near the right side of the pattern 45, and the boundary portion near the left side of the pattern 45. Has a part 46a of the pattern 46
Extends. Focusing on the pattern 46, the boundary portion, that is, the field shield element isolation structure 2 does not exist on the right side of the pattern 46, but the pattern 48 extends on the boundary portion on the left side of the pattern 46.

【0140】露光時にパターン45,46に直接悪影響
を及ぼす反射光は、パターン45,46の近傍であって
これらの長手方向に沿ったフィールドシールド素子分離
構造2との境界部位における段差部からのものである
が、この段差部には、全てレジストパターン44が形成
されている。従って、この段差部からの反射光は生じ
ず、ハレーションが発生することなく細りや括れ等のな
いパターン45,46を有するレジストパターン44が
形成されることになる。
The reflected light which directly adversely affects the patterns 45 and 46 at the time of exposure is from the step near the patterns 45 and 46 and along the longitudinal direction at the boundary with the field shield element isolation structure 2. However, a resist pattern 44 is formed on all of the steps. Therefore, reflected light from the step does not occur, and a resist pattern 44 having patterns 45 and 46 without narrowing or constriction without halation is formed.

【0141】続いて、レジストパターン44をマスクと
して、シリコン窒化膜99、多結晶シリコン膜31及び
ゲート酸化膜8にドライエッチングを施して、図14
(a)に示すように、レジストパターン44に倣った形
状を有し上部にシリコン窒化膜からなるキャップ絶縁膜
97をもつ電極膜11(3,6),12(4,7)をパ
ターン形成する。ここで、形成された電極膜11,12
のうち、素子活性領域に存する帯状の部分がゲート電極
3,4となり、前記境界部位に沿った帯状の部分が側部
電極6,7となるが、上述のようにゲート電極3,4を
形成するためのレジストパターン44のパターン45,
46に細りや括れ等が生じていないので、ゲート電極
3,4もこれらの形状に倣って細りや括れ等のない所望
形状に形成されることになる。
Subsequently, dry etching is performed on the silicon nitride film 99, the polycrystalline silicon film 31, and the gate oxide film 8 by using the resist pattern 44 as a mask, and FIG.
As shown in (a), the electrode films 11 (3, 6) and 12 (4, 7) having a shape following the resist pattern 44 and having a cap insulating film 97 made of a silicon nitride film on the upper side are patterned. . Here, the formed electrode films 11 and 12 are formed.
Of these, the strip-shaped portions existing in the element active region become the gate electrodes 3 and 4, and the strip-shaped portions along the boundary portions become the side electrodes 6 and 7. The gate electrodes 3 and 4 are formed as described above. 45 of the resist pattern 44 for performing
Since there is no thinning or constriction in 46, the gate electrodes 3 and 4 are also formed in a desired shape without any thinning or constriction according to these shapes.

【0142】続いて、レジストパターン44を灰化処理
等により除去した後、ゲート電極3,4上の各キャップ
絶縁膜97をマスクとして、ゲート電極3,4の両側の
シリコン半導体基板1の表面領域にn型不純物、ここで
はリンをイオン注入し、所定の熱処理を施して、ソース
/ドレインとなる各不純物拡散層5を形成する。このと
き、ソース拡散層となる不純物拡散層5を形成する際
に、例えば斜めイオン注入を施して、形成された不純物
拡散層5とゲート酸化膜8を介して側部電極6,7がそ
れぞれ対向配置されるように当該ソース拡散層となる不
純物拡散層5を形成することが好適である。
Subsequently, after the resist pattern 44 is removed by ashing or the like, the surface regions of the silicon semiconductor substrate 1 on both sides of the gate electrodes 3 and 4 are masked using the cap insulating films 97 on the gate electrodes 3 and 4 as masks. Then, an n-type impurity, here, phosphorus is ion-implanted, and a predetermined heat treatment is performed to form each impurity diffusion layer 5 serving as a source / drain. At this time, when the impurity diffusion layer 5 serving as the source diffusion layer is formed, oblique ion implantation is performed, for example, so that the formed impurity diffusion layer 5 and the side electrodes 6 and 7 face each other via the gate oxide film 8. It is preferable to form the impurity diffusion layer 5 serving as the source diffusion layer so as to be disposed.

【0143】続いて、図14(b)に示すように、低圧
CVD法等により、電極膜11(3,6),12(4,
7)及びフィールドシールド素子分離構造2を含む全面
にシリコン窒化膜を堆積形成し、このシリコン窒化膜に
異方性ドライエッチングを施して、電極膜11,12の
各側面部に側壁絶縁膜96をそれぞれ形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 14B, the electrode films 11 (3, 6), 12 (4,
7) A silicon nitride film is deposited and formed on the entire surface including the field shield element isolation structure 2, and the silicon nitride film is subjected to anisotropic dry etching to form a side wall insulating film 96 on each side surface of the electrode films 11 and 12. Form each.

【0144】続いて、常圧CVD法等により、電極膜1
1,12及びフィールドシールド素子分離構造2を含む
全面にBPSG膜からなる層間絶縁膜15を堆積形成
し、図11Eに示すように、ゲート電極3と側部電極6
の間に形成された不純物拡散層5と、ゲート電極4と側
部電極7の間に形成された不純物拡散層5との各表面の
一部をそれぞれ露出させる各コンタクト孔98を開孔形
成する。
Subsequently, the electrode film 1 is formed by a normal pressure CVD method or the like.
An interlayer insulating film 15 made of a BPSG film is deposited and formed on the entire surface including the first and second field shield element isolation structures 2, and the gate electrode 3 and the side electrode 6 are formed as shown in FIG.
Each contact hole 98 for exposing a part of each surface of the impurity diffusion layer 5 formed therebetween and the impurity diffusion layer 5 formed between the gate electrode 4 and the side electrode 7 is formed. .

【0145】この変形例においては、MOSトランジス
タの更なる微細化に対応するため、コンタクト孔98の
孔径が側壁絶縁膜96と側壁保護膜21cとの間の距離
よりも相対的に大きく形成された場合について例示す
る。即ち、図15に示す如く、コンタクト孔98の形成
時に側壁保護膜96やキャップ絶縁膜97の一部もエッ
チングされることになるが、これら側壁絶縁膜96及び
キャップ絶縁膜97はシリコン窒化膜からなるため、B
PSG膜からなる層間絶縁膜15に比して極めてエッチ
ングレートが低く、殆どエッチングされることはない。
従って、側部電極6,7やゲート電極3,4が露出する
ことはなく、従って、コンタクト孔98の形成位置に対
する要求精度が緩和されるとともに、ほぼ設計通りのコ
ンタクト孔98が形成されることになる。
In this modification, in order to cope with further miniaturization of the MOS transistor, the hole diameter of the contact hole 98 is formed to be relatively larger than the distance between the side wall insulating film 96 and the side wall protective film 21c. An example will be described. That is, as shown in FIG. 15, when the contact hole 98 is formed, a part of the side wall protective film 96 and the cap insulating film 97 are also etched. However, the side wall insulating film 96 and the cap insulating film 97 are made of a silicon nitride film. B
The etching rate is extremely lower than that of the interlayer insulating film 15 made of a PSG film, and the etching is hardly performed.
Therefore, the side electrodes 6 and 7 and the gate electrodes 3 and 4 are not exposed, so that the required accuracy for the formation position of the contact hole 98 is relaxed and the contact hole 98 is formed almost as designed. become.

【0146】そして、スパッタ法等により、各コンタク
ト孔98内を含む層間絶縁膜15の全面にアルミニウム
合金膜を堆積形成し、このアルミニウム合金膜にフォト
リソグラフィー及びそれに続くドライエッチング等を施
して、各コンタクト孔98内を充填して不純物拡散層5
と電気的に接続された配線層17をパターン形成し、M
OSトランジスタを完成させる。
Then, an aluminum alloy film is deposited and formed on the entire surface of the interlayer insulating film 15 including the inside of each contact hole 98 by a sputtering method or the like, and this aluminum alloy film is subjected to photolithography and subsequent dry etching, etc. Filling the inside of the contact hole 98 to form the impurity diffusion layer 5
Patterning a wiring layer 17 electrically connected to
The OS transistor is completed.

【0147】(第2の実施形態)以下、本発明の第2の
実施形態について説明する。この第2の実施形態におい
ては、第1の実施形態と同様に半導体装置としてゲート
電極とソース/ドレイン拡散層とを有するMOSトラン
ジスタを例示するが、素子分離構造が異なる点で相違す
る。図17は、第2の実施形態のMOSトランジスタの
概略平面図であり、図18は図17中の破線B−B’に
沿った概略断面図である。なお、第1の実施形態のMO
Sトランジスタと同一の構成部材等については同符号を
記す。なお、図17では、電極膜を覆う各種絶縁膜の図
示は省略されている。
(Second Embodiment) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, a MOS transistor having a gate electrode and a source / drain diffusion layer is exemplified as a semiconductor device as in the first embodiment, but is different in that the element isolation structure is different. FIG. 17 is a schematic plan view of the MOS transistor according to the second embodiment, and FIG. 18 is a schematic cross-sectional view along the broken line BB ′ in FIG. The MO of the first embodiment
The same components as those of the S transistor are denoted by the same reference numerals. In FIG. 17, illustration of various insulating films covering the electrode films is omitted.

【0148】このMOSトランジスタは、第1の実施形
態のMOSトランジスタと同様に、素子活性領域にゲー
ト電極を2つ有する2入力のカスケード接続されてなる
ものであり、p型シリコン半導体基板1上の素子分離領
域に形成されて素子活性領域を画定するトレンチ型素子
分離構造90と、素子活性領域に存するゲート電極3を
一部としてなる略U字形状の電極膜11と、素子活性領
域でゲート電極3に隣接して存するゲート電極4を一部
としてなる略逆U字形状の電極膜12と、ゲート電極3
及びゲート電極4(の一部)の両側のシリコン半導体基
板1の表面領域に形成されてなる各不純物拡散層5とを
有して構成されている。
This MOS transistor is, similarly to the MOS transistor of the first embodiment, a cascade-connected two-input device having two gate electrodes in the element active region. A trench-type element isolation structure 90 formed in the element isolation region to define an element active region; a substantially U-shaped electrode film 11 partially including the gate electrode 3 existing in the element active region; A substantially inverted U-shaped electrode film 12 partially including the gate electrode 4 existing adjacent to the gate electrode 3;
And impurity diffusion layers 5 formed in the surface region of the silicon semiconductor substrate 1 on both sides of (a part of) the gate electrode 4.

【0149】トレンチ型素子分離構造90は、図17に
示すように、素子活性領域を囲むように形成されてお
り、図18に示すように、シリコン半導体基板1上の素
子分離領域に形成された溝91内に、熱酸化膜92を介
してシリコン酸化膜93が充填されて形成されている。
このシリコン酸化膜93により各素子活性領域が他の素
子活性領域からそれぞれ電気的に分離されることにな
る。ここで、十分な素子分離機能を確保するため、溝9
1の深さは0.3μm〜0.4μm程度にすることが好
適である。
The trench type element isolation structure 90 is formed so as to surround the element active region as shown in FIG. 17, and is formed in the element isolation region on the silicon semiconductor substrate 1 as shown in FIG. The trench 91 is formed by filling a silicon oxide film 93 with a thermal oxide film 92 interposed therebetween.
Each element active region is electrically separated from other element active regions by the silicon oxide film 93. Here, in order to secure a sufficient element isolation function, the groove 9
Preferably, the depth of 1 is about 0.3 μm to 0.4 μm.

【0150】不純物拡散層5は、電極膜11,12をマ
スクとしてトレンチ型素子分離構造90により囲まれた
素子活性領域のシリコン半導体基板1の表面領域にn型
の不純物がイオン注入されて形成されており、一方がソ
ース拡散層、他方がドレイン拡散層となり、隣接する不
純物拡散層5に挟まれたゲート電極3,4の直下のシリ
コン半導体基板1の表面領域がそれぞれゲート電極3,
4のチャネル部となる。但し、ゲート電極4は、その先
端近傍の一部位がトレンチ型素子分離構造90と素子活
性領域との境界部位近傍にかかっており、この部位には
チャネル部は形成されていない。
The impurity diffusion layer 5 is formed by ion-implanting n-type impurities into the surface region of the silicon semiconductor substrate 1 in the element active region surrounded by the trench-type element isolation structure 90 using the electrode films 11 and 12 as a mask. One is a source diffusion layer and the other is a drain diffusion layer. The surface regions of the silicon semiconductor substrate 1 immediately below the gate electrodes 3 and 4 sandwiched between the adjacent impurity diffusion layers 5 are gate electrodes 3 and 4, respectively.
4 channel section. However, one portion of the gate electrode 4 near its tip extends over the vicinity of the boundary between the trench-type device isolation structure 90 and the device active region, and no channel portion is formed in this portion.

【0151】電極膜11は、シリコン半導体基板1上に
ゲート酸化膜8を介して略U字形状に形成された多結晶
シリコン膜であり、素子活性領域に帯状にパターン形成
されたゲート電極3と、トレンチ型素子分離構造90と
素子活性領域との境界部位でトレンチ型素子分離構造9
0及び素子活性領域に跨がりゲート電極3の長手方向に
沿ってパターン形成された側部電極6とが各々の一端部
にて一体形成され構成されている。第2の実施形態にお
いては、側部電極6はソース拡散層となる不純物拡散層
5が形成された素子活性領域の上部にゲート酸化膜8を
介して形成され、即ち側部電極6がソース拡散層となる
不純物拡散層5とゲート酸化膜8を介して対向配置され
ており、電極膜11は側部電極6の部位によりゲート酸
化膜8を誘電体膜としてソース拡散層となる不純物拡散
層5と容量結合している。
The electrode film 11 is a polycrystalline silicon film formed in a substantially U shape on the silicon semiconductor substrate 1 with the gate oxide film 8 interposed therebetween. At the boundary between the trench type element isolation structure 90 and the element active region, the trench type element isolation structure 9 is formed.
A side electrode 6 is formed integrally at one end with a pattern formed along the longitudinal direction of the gate electrode 3 over the 0 and element active regions. In the second embodiment, the side electrode 6 is formed via the gate oxide film 8 above the element active region in which the impurity diffusion layer 5 serving as the source diffusion layer is formed. The electrode film 11 is opposed to the impurity diffusion layer 5 serving as a layer with the gate oxide film 8 interposed therebetween. The electrode film 11 is formed by the side electrode 6 with the gate oxide film 8 serving as a dielectric film and the impurity diffusion layer 5 serving as a source diffusion layer. And capacitive coupling.

【0152】この電極膜11は、その両側面に側壁絶縁
膜13が、その上部にはキャップ絶縁膜14がそれぞれ
形成され、これらの絶縁膜に覆われたかたちとされてい
る。そして、この電極膜11には、上述のように側部電
極6の部位がソース拡散層となる不純物拡散層5と容量
結合しているためにソース拡散層となる不純物拡散層5
とドレイン拡散層となる不純物拡散層5とが完全に同電
位となる。
The electrode film 11 is formed such that sidewall insulating films 13 are formed on both side surfaces thereof, and a cap insulating film 14 is formed thereon, and these are covered with these insulating films. The electrode film 11 includes the impurity diffusion layer 5 serving as a source diffusion layer because the portion of the side electrode 6 is capacitively coupled to the impurity diffusion layer 5 serving as a source diffusion layer as described above.
And the impurity diffusion layer 5 serving as a drain diffusion layer are completely at the same potential.

【0153】電極膜12は、シリコン半導体基板1上に
ゲート酸化膜8を介して略逆U字形状に形成された多結
晶シリコン膜であり、素子活性領域から先端近傍の一部
位がトレンチ型素子分離構造90と素子活性領域との境
界部位近傍にかかるように帯状にパターン形成されたゲ
ート電極4と、トレンチ型素子分離構造90と素子活性
領域との境界部位近傍でゲート電極4の長手方向に沿っ
てパターン形成された側部電極7とが各々の一端部にて
一体形成され構成されている。この電極膜12は、その
両側面に側壁絶縁膜13が、その上部にはキャップ絶縁
膜14がそれぞれ形成され、これらの絶縁膜に覆われた
かたちとされている。ここで、電極膜11と同様に、側
部電極7はソース拡散層となる不純物拡散層5が形成さ
れた素子活性領域の上部にゲート酸化膜8を介して形成
され、即ち側部電極7がソース拡散層となる不純物拡散
層5とゲート酸化膜8を介して対向配置されており、電
極膜12は側部電極7の部位によりゲート酸化膜8を誘
電体膜としてソース拡散層となる不純物拡散層5と容量
結合している。
The electrode film 12 is a polycrystalline silicon film formed in a substantially inverted U-shape on the silicon semiconductor substrate 1 with the gate oxide film 8 interposed therebetween. The gate electrode 4 is formed in a strip pattern so as to extend near the boundary between the isolation structure 90 and the element active region, and in the longitudinal direction of the gate electrode 4 near the boundary between the trench type element isolation structure 90 and the element active region. Along with the side electrodes 7 pattern-formed along one end, each is integrally formed at one end. The electrode film 12 has a sidewall insulating film 13 formed on both side surfaces thereof and a cap insulating film 14 formed thereon, and is covered with these insulating films. Here, similarly to the electrode film 11, the side electrode 7 is formed via the gate oxide film 8 above the element active region in which the impurity diffusion layer 5 serving as the source diffusion layer is formed. The electrode diffusion layer 5 is opposed to the impurity diffusion layer 5 serving as a source diffusion layer with a gate oxide film 8 interposed therebetween. It is capacitively coupled with the layer 5.

【0154】そして、電極膜11と同様に、この電極膜
12においては、側部電極7の部位がソース拡散層とな
る不純物拡散層5と容量結合して、ソース拡散層となる
不純物拡散層5とドレイン拡散層となる不純物拡散層5
とが完全に同電位となる。
As in the case of the electrode film 11, in the electrode film 12, the portion of the side electrode 7 is capacitively coupled to the impurity diffusion layer 5 serving as the source diffusion layer, and the impurity diffusion layer 5 serving as the source diffusion layer is formed. And impurity diffusion layer 5 serving as a drain diffusion layer
Are completely at the same potential.

【0155】そして、トレンチ型素子分離構造90や電
極膜11,12を含む全面に層間絶縁膜15が形成さ
れ、この層間絶縁膜15には、ゲート電極3と側部電極
6の間に形成された不純物拡散層5と、ゲート電極4と
側部電極7の間に形成された不純物拡散層5との各表面
の一部をそれぞれ露出させる各コンタクト孔16が開孔
形成されている。
Then, an interlayer insulating film 15 is formed on the entire surface including the trench type element isolation structure 90 and the electrode films 11 and 12, and the interlayer insulating film 15 is formed between the gate electrode 3 and the side electrode 6. Each contact hole 16 for exposing a part of each surface of the impurity diffusion layer 5 formed and the impurity diffusion layer 5 formed between the gate electrode 4 and the side electrode 7 is formed.

【0156】更に、各コンタクト孔16内を含む層間絶
縁膜15上にアルミニウム合金膜からなる配線層17が
パターン形成され、この配線層17がコンタクト孔16
を介して不純物拡散層5と電気的に接続され、MOSト
ランジスタが構成されている。
Further, a wiring layer 17 made of an aluminum alloy film is formed on the interlayer insulating film 15 including the inside of each contact hole 16 by patterning.
Are electrically connected to the impurity diffusion layer 5 through the MOS transistor to form a MOS transistor.

【0157】第2の実施形態によるMOSトランジスタ
によれば、素子活性領域に形成された1本のゲート電極
に着目した場合、トレンチ型素子分離構造90と素子活
性領域との境界部位のうち、このゲート電極の近傍に存
し且つ当該ゲート電極の長手方向に沿った境界部位の少
なくとも素子活性領域に、他のゲート電極或いは側部電
極が延在するように構成されている。具体的に、ゲート
電極3に着目すると、図17でゲート電極3の右側の近
傍における長手方向のトレンチ型素子分離構造90との
境界部位には側部電極6が延在しており、ゲート電極3
の左側の前記境界部位にはゲート電極4の一部(先端部
位近傍)が延在している。また、ゲート電極4に着目す
ると、図17でゲート電極4の右側には前記境界部位、
即ちトレンチ型素子分離構造90は存在しないが、ゲー
ト電極4の左側の前記境界部位には側部電極7が延在し
ている。
According to the MOS transistor according to the second embodiment, when attention is paid to one gate electrode formed in an element active region, the MOS transistor in the boundary portion between the trench type element isolation structure 90 and the element active region is Another gate electrode or side electrode is configured to extend at least in the element active region near the gate electrode and at a boundary portion along the longitudinal direction of the gate electrode. Specifically, focusing on the gate electrode 3, the side electrode 6 extends in the vicinity of the right side of the gate electrode 3 in FIG. 17 and at the boundary with the trench-type element isolation structure 90 in the longitudinal direction. 3
A part of the gate electrode 4 (near the front end portion) extends to the boundary portion on the left side of FIG. Focusing on the gate electrode 4, the boundary portion is located on the right side of the gate electrode 4 in FIG.
That is, the trench type element isolation structure 90 does not exist, but the side electrode 7 extends to the boundary portion on the left side of the gate electrode 4.

【0158】このトレンチ型素子分離構造90は、第1
の実施形態におけるフィールドシールド素子分離構造2
のような大きな段差を有するものではないものの、リー
ク電流の防止等を確実に行うため、シリコン酸化膜93
が外方へ若干突出するように形成されている。第2の実
施形態のMOSトランジスタにおいては、ゲート電極
3,4を形成する際のフォトリソグラフィー工程におい
て、ゲート電極3,4がハレーションの悪影響を受ける
ことがなく、ゲート電極3,4の幅寸法が0.5μmオ
ーダーのものであっても、ゲート電極3,4は括れ等の
ない所望の形状に形成されている。
This trench-type element isolation structure 90 has the first
Field Shield Element Separation Structure 2 in Third Embodiment
Although it does not have such a large step, the silicon oxide film 93 is used to surely prevent leakage current and the like.
Are formed so as to slightly protrude outward. In the MOS transistor of the second embodiment, in the photolithography process for forming the gate electrodes 3 and 4, the gate electrodes 3 and 4 are not adversely affected by halation and the width of the gate electrodes 3 and 4 is reduced. The gate electrodes 3 and 4 are formed in a desired shape without constriction or the like even in the order of 0.5 μm.

【0159】なお、例えば図19に示すように、ゲート
電極3,4間、ゲート電極3と側部電極6間及びゲート
電極4と側部電極7間を側壁絶縁膜13及びキャップ絶
縁膜14を介して充填し、各々が下部の不純物拡散層5
と電気的に接続されるように各パッド多結晶シリコン膜
23をパターン形成し、コンタクト孔16のアスペクト
比を緩和するようにしてもよい。
As shown in FIG. 19, for example, between the gate electrodes 3 and 4, between the gate electrode 3 and the side electrode 6, and between the gate electrode 4 and the side electrode 7, a side wall insulating film 13 and a cap insulating film 14 are formed. And each is filled with a lower impurity diffusion layer 5.
The pad polycrystalline silicon film 23 may be patterned so as to be electrically connected to the contact hole 16 so as to reduce the aspect ratio of the contact hole 16.

【0160】また、このMOSトランジスタは、例えば
電極膜11のゲート電極3を有するトランジスタ部にお
いて、そのソース拡散層とドレイン拡散層とを完全に同
電位とすることができるため、第1の実施形態のMOS
トランジスタと同様に、ブートストラップ回路や入力保
護回路等の各種の半導体回路に適用することが可能であ
る。
Further, in the MOS transistor, for example, in the transistor portion having the gate electrode 3 of the electrode film 11, the source diffusion layer and the drain diffusion layer can be made completely at the same potential. MOS
Like the transistor, the present invention can be applied to various semiconductor circuits such as a bootstrap circuit and an input protection circuit.

【0161】以下、第2の実施形態によるMOSトラン
ジスタの製造方法について説明する。図20〜図23
は、このMOSトランジスタの製造方法を工程順に示す
概略断面図であり、図24は、図22(a)中の電極膜
11,12の形成時におけるフォトリソグラフィー工程
を示す概略平面図である。
Hereinafter, the method of manufacturing the MOS transistor according to the second embodiment will be described. 20 to 23
FIG. 24 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing the MOS transistor in the order of steps, and FIG. 24 is a schematic plan view showing a photolithography step when forming the electrode films 11 and 12 in FIG.

【0162】先ず、シリコン半導体基板1上の素子分離
領域にトレンチ型素子分離構造90を形成し、シリコン
半導体基板上に素子活性領域を画定する。
First, a trench type element isolation structure 90 is formed in an element isolation region on a silicon semiconductor substrate 1, and an element active region is defined on the silicon semiconductor substrate.

【0163】即ち、先ず図20(a)に示すように、シ
リコン半導体基板1の表面を熱酸化して、パッド熱酸化
膜94を形成し、このパッド熱酸化膜94上にCVD法
等によりシリコン窒化膜95を形成する。
That is, as shown in FIG. 20A, the surface of the silicon semiconductor substrate 1 is thermally oxidized to form a pad thermal oxide film 94, and the pad thermal oxide film 94 is formed on the pad thermal oxide film 94 by a CVD method or the like. A nitride film 95 is formed.

【0164】続いて、図20(b)に示すように、シリ
コン窒化膜95、パッド熱酸化膜94及びシリコン半導
体基板1をパターニングして、シリコン半導体基板1上
の素子分離領域に溝91を深さ0.3μm〜0.4μm
程度に形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 20B, the silicon nitride film 95, the pad thermal oxide film 94 and the silicon semiconductor substrate 1 are patterned to form a groove 91 in the element isolation region on the silicon semiconductor substrate 1. 0.3 μm to 0.4 μm
Formed to the extent.

【0165】続いて、図20(c)に示すように、溝9
1の内壁に熱処理を施して熱酸化膜92を形成した後、
CVD法等により全面にシリコン酸化膜93を堆積形成
し、溝91内をシリコン酸化膜93で埋め込む。
Subsequently, as shown in FIG.
After performing a heat treatment on the inner wall of No. 1 to form a thermal oxide film 92,
A silicon oxide film 93 is deposited and formed on the entire surface by a CVD method or the like, and the inside of the groove 91 is filled with the silicon oxide film 93.

【0166】続いて、図21(a)に示すように、シリ
コン窒化膜95をストッパーとしてシリコン酸化膜93
をCMP(Chemical Mechanical Polishing )法等によ
り表面研磨して平坦化する。
Subsequently, as shown in FIG. 21A, a silicon oxide film 93 is formed using the silicon nitride film 95 as a stopper.
Is planarized by CMP (Chemical Mechanical Polishing) or the like.

【0167】しかる後、図21(b)に示すように、シ
リコン窒化膜95及びその下層のパッド熱酸化膜94を
除去することにより、トレンチ型素子分離構造90を完
成させる。
Thereafter, as shown in FIG. 21B, the trench type element isolation structure 90 is completed by removing the silicon nitride film 95 and the pad thermal oxide film 94 thereunder.

【0168】次いで、図21(c)に示すように、トレ
ンチ型素子分離構造90に囲まれて画定された素子活性
領域において、シリコン半導体基板1の表面に熱酸化を
施して、或いはCVD法等により膜厚が10nm程度の
ゲート酸化膜8を形成した後、トレンチ型素子分離構造
90上を含む全面に低圧CVD法等により多結晶シリコ
ン膜31及びシリコン酸化膜32を順次堆積形成する。
Next, as shown in FIG. 21C, the surface of the silicon semiconductor substrate 1 is subjected to thermal oxidation in a device active region defined by being surrounded by the trench type device isolation structure 90, or a CVD method or the like. After forming a gate oxide film 8 having a film thickness of about 10 nm, a polycrystalline silicon film 31 and a silicon oxide film 32 are sequentially deposited on the entire surface including the trench type element isolation structure 90 by a low pressure CVD method or the like.

【0169】続いて、シリコン酸化膜32上の全面にフ
ォトレジストを塗布形成した後、図22(a)及び図2
4に示すように、石英からなる基板42上にクロムから
なる所定パターン43が形成されてなるフォトマスク
(レチクル)41を用いて、このフォトマスク41をフ
ォトレジストの上方にマスク合わせして設置する。そし
て、フォトマスク41の上方から露光等を施し、フォト
マスク41のパターン43に倣ってフォトレジストを残
して、電極膜11,12が形成されるべき部位にレジス
トパターン44を形成する。
Subsequently, after a photoresist is applied to the entire surface of the silicon oxide film 32 by coating, the photoresist shown in FIG.
As shown in FIG. 4, using a photomask (reticle) 41 in which a predetermined pattern 43 made of chromium is formed on a substrate 42 made of quartz, the photomask 41 is placed above the photoresist by masking. . Then, exposure or the like is performed from above the photomask 41 to leave a photoresist following the pattern 43 of the photomask 41, and a resist pattern 44 is formed in a region where the electrode films 11 and 12 are to be formed.

【0170】ここで、レジストパターン44のうち、ゲ
ート電極3,4が形成されるべき部位のものをパターン
45,46とすると、トレンチ型素子分離構造90と素
子活性領域との境界部位のうち、パターン45,46の
近傍に存し且つ当該パターン45,46の長手方向に沿
った境界部位にもレジストパターン44の一部が形成さ
れている。ここで、図24に示すように、レジストパタ
ーン44の一部としては側部電極6,7が形成されるべ
き部位のパターン47,48のみならず、パターン46
の一部46aも含む。即ち、パターン45に着目した場
合、パターン45の右側の近傍における長手方向のトレ
ンチ型素子分離構造90との境界部位にはパターン47
が延在しており、パターン45の左側の近傍における前
記境界部位にはパターン46の一部46aが延在してい
る。また、パターン46に着目すると、図24でパター
ン46の右側には前記境界部位、即ちトレンチ型素子分
離構造90は存在しないが、パターン46の左側の前記
境界部位にはパターン48が延在している。
Here, in the resist pattern 44, the portions where the gate electrodes 3 and 4 are to be formed are referred to as patterns 45 and 46. Assuming that the resist pattern 44 is the boundary portion between the trench type element isolation structure 90 and the element active region, A part of the resist pattern 44 is formed near the patterns 45 and 46 and also at a boundary portion along the longitudinal direction of the patterns 45 and 46. Here, as shown in FIG. 24, as a part of the resist pattern 44, not only the patterns 47 and 48 where the side electrodes 6 and 7 are to be formed, but also the pattern 46.
Also includes a part 46a. That is, when attention is paid to the pattern 45, the pattern 47 is located near the right side of the pattern 45 at the boundary with the trench-type element isolation structure 90 in the longitudinal direction.
Is extended, and a part 46a of the pattern 46 extends to the boundary portion near the left side of the pattern 45. When focusing on the pattern 46, the boundary portion, that is, the trench-type element isolation structure 90 does not exist on the right side of the pattern 46 in FIG. 24, but the pattern 48 extends on the boundary portion on the left side of the pattern 46. I have.

【0171】露光時にパターン45,46に直接悪影響
を及ぼす反射光は、パターン45,46の近傍であって
これらの長手方向に沿ったトレンチ型素子分離構造90
との境界部位における段差部からのものであるが、この
段差部には、全てレジストパターン44が形成されてい
る。従って、この段差部からの反射光は生じず、ハレー
ションが発生することなく細りや括れ等のないパターン
45,46を有するレジストパターン44が形成される
ことになる。
The reflected light that directly adversely affects the patterns 45 and 46 during exposure is near the patterns 45 and 46 and extends along the longitudinal direction of the trench type element isolation structure 90.
The resist pattern 44 is formed in all of the steps at the boundary between the steps. Therefore, reflected light from the step does not occur, and a resist pattern 44 having patterns 45 and 46 without narrowing or constriction without halation is formed.

【0172】続いて、レジストパターン44をマスクと
して、シリコン酸化膜32、多結晶シリコン膜31及び
ゲート酸化膜8にドライエッチングを施して、図22
(b)に示すように、レジストパターン44に倣った形
状を有し上部にキャップ絶縁膜14をもつ電極膜11
(3,6),12(4,7)をパターン形成する。ここ
で、形成された電極膜11,12のうち、素子活性領域
に存する帯状の部分がゲート電極3,4となり、前記境
界部位に沿った帯状の部分が側部電極6,7となるが、
上述のようにゲート電極3,4を形成するためのレジス
トパターン44のパターン45,46に細りや括れ等が
生じていないので、ゲート電極3,4もこれらの形状に
倣って細りや括れ等のない所望形状に形成されることに
なる。
Subsequently, using the resist pattern 44 as a mask, the silicon oxide film 32, the polycrystalline silicon film 31, and the gate oxide film 8 are dry-etched to obtain a structure shown in FIG.
As shown in (b), the electrode film 11 has a shape following the resist pattern 44 and has the cap insulating film 14 on the upper portion.
(3, 6) and 12 (4, 7) are patterned. Here, of the formed electrode films 11 and 12, strip-shaped portions existing in the element active region become the gate electrodes 3 and 4, and strip-shaped portions along the boundary portions become the side electrodes 6 and 7.
As described above, since the patterns 45 and 46 of the resist pattern 44 for forming the gate electrodes 3 and 4 are not thinned or constricted, the gate electrodes 3 and 4 also follow the shape of the thinned or constricted parts. Will not be formed in the desired shape.

【0173】続いて、レジストパターン44を灰化処理
等により除去した後、ゲート電極3,4上の各キャップ
絶縁膜14をマスクとして、ゲート電極3,4の両側の
シリコン半導体基板1の表面領域にn型不純物、ここで
はリンをイオン注入し、所定の熱処理を施して、ソース
/ドレインとなる各不純物拡散層5を形成する。このと
き、ソース拡散層となる不純物拡散層5を形成する際
に、例えば斜めイオン注入を施して、形成された不純物
拡散層5とゲート酸化膜8を介して側部電極6,7がそ
れぞれ対向配置されるように当該ソース拡散層となる不
純物拡散層5を形成することが好適である。
Subsequently, after the resist pattern 44 is removed by ashing or the like, the surface regions of the silicon semiconductor substrate 1 on both sides of the gate electrodes 3 and 4 are masked using the cap insulating films 14 on the gate electrodes 3 and 4 as masks. Then, an n-type impurity, here, phosphorus is ion-implanted, and a predetermined heat treatment is performed to form each impurity diffusion layer 5 serving as a source / drain. At this time, when the impurity diffusion layer 5 serving as the source diffusion layer is formed, oblique ion implantation is performed, for example, so that the formed impurity diffusion layer 5 and the side electrodes 6 and 7 face each other via the gate oxide film 8. It is preferable to form the impurity diffusion layer 5 serving as the source diffusion layer so as to be disposed.

【0174】続いて、図23(a)に示すように、低圧
CVD法等により、電極膜11(3,6),12(4,
7)及びトレンチ型素子分離構造90を含む全面にシリ
コン酸化膜を堆積形成し、このシリコン酸化膜に異方性
ドライエッチングを施して、電極膜11,12の各側面
部に側壁絶縁膜13をそれぞれ形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 23A, the electrode films 11 (3, 6), 12 (4,
7) A silicon oxide film is deposited and formed on the entire surface including the trench type element isolation structure 90, and the silicon oxide film is subjected to anisotropic dry etching to form a side wall insulating film 13 on each side surface of the electrode films 11 and 12. Form each.

【0175】続いて、常圧CVD法等により、電極膜1
1,12及びトレンチ型素子分離構造90を含む全面に
BPSG膜からなる層間絶縁膜15を堆積形成し、図2
3(b)に示すように、ゲート電極3と側部電極6の間
に形成された不純物拡散層5と、ゲート電極4と側部電
極7の間に形成された不純物拡散層5との各表面の一部
をそれぞれ露出させる各コンタクト孔16を開孔形成す
る。
Subsequently, the electrode film 1 is formed by a normal pressure CVD method or the like.
An interlayer insulating film 15 made of a BPSG film is deposited and formed on the entire surface including the trenches 1 and 12 and the trench type element isolation structure 90.
As shown in FIG. 3B, each of an impurity diffusion layer 5 formed between the gate electrode 3 and the side electrode 6 and an impurity diffusion layer 5 formed between the gate electrode 4 and the side electrode 7 are formed. Each contact hole 16 for exposing a part of the surface is formed.

【0176】ところで、層間絶縁膜15にコンタクト孔
16を形成する際に、チップサイズが縮小されるにつれ
てコンタクト孔16のアスペクト比が大きくなるという
問題が生じるが、ここでは側部電極6,7が設けられて
いるため、例えばコンタクト孔16をアスペクト比を小
さく形成してその形成部位にずれが生じた場合でも、側
部電極6,7がコンタクト孔16の開孔時のストッパー
となる。従って、コンタクト孔16の形成位置に対する
要求精度が緩和されることになる。
When the contact hole 16 is formed in the interlayer insulating film 15, there is a problem that the aspect ratio of the contact hole 16 increases as the chip size is reduced. Since the contact holes 16 are provided, the side electrodes 6 and 7 serve as stoppers when the contact holes 16 are opened, for example, even when the contact holes 16 are formed with a small aspect ratio and the formed portions are displaced. Therefore, the required accuracy for the position where the contact hole 16 is formed is eased.

【0177】そして、スパッタ法等により、各コンタク
ト孔16内を含む層間絶縁膜15の全面にアルミニウム
合金膜を堆積形成し、このアルミニウム合金膜にフォト
リソグラフィー及びそれに続くドライエッチング等を施
して、各コンタクト孔16内を充填して不純物拡散層5
と電気的に接続された配線層17をパターン形成し、M
OSトランジスタを完成させる。
Then, an aluminum alloy film is deposited and formed on the entire surface of the interlayer insulating film 15 including the inside of each contact hole 16 by a sputtering method or the like, and the aluminum alloy film is subjected to photolithography and subsequent dry etching to obtain an aluminum alloy film. The inside of the contact hole 16 is filled and the impurity diffusion layer 5 is formed.
Patterning a wiring layer 17 electrically connected to
The OS transistor is completed.

【0178】なお、コンタクト孔16のアスペクト比を
緩和させるためのパッド多結晶シリコン膜23を形成す
る場合には、先ず、不純物拡散層5を形成する際に、例
えば加速エネルギーが60(keV)、ドーズ量が3×
1012(/cm2 )の条件でイオン注入してn- の不純
物拡散層を形成する。そして、図23(a)に示したよ
うに側壁絶縁膜13を形成した後、図23(b)に示し
たように層間絶縁膜15を形成する前に、CVD法等に
より、全面にノンドープの多結晶シリコン膜を堆積形成
する。続いてこの多結晶シリコン膜をパターニングし
て、ゲート電極3,4間、ゲート電極3と側部電極6間
及びゲート電極4と側部電極7間を側壁保護膜13及び
キャップ絶縁膜14を介して充填し、各々が下部のn-
不純物拡散層と電気的に接続されるように各パッド多結
晶シリコン膜23を形成する。しかる後、各パッド多結
晶シリコン膜23に、加速エネルギーが75(ke
V)、ドーズ量が1×1016(/cm2 )の条件で砒素
をイオン注入して、n+ の不純物拡散層5を形成する。
When the pad polycrystalline silicon film 23 for relaxing the aspect ratio of the contact hole 16 is formed, first, when the impurity diffusion layer 5 is formed, for example, the acceleration energy is 60 (keV). 3 × dose
Ions are implanted under the condition of 10 12 (/ cm 2 ) to form an n impurity diffusion layer. Then, after forming the side wall insulating film 13 as shown in FIG. 23A, before forming the interlayer insulating film 15 as shown in FIG. A polycrystalline silicon film is deposited and formed. Subsequently, the polycrystalline silicon film is patterned, and the gate electrode 3 and the gate electrode 4, the gate electrode 3 and the side electrode 6, and the gate electrode 4 and the side electrode 7 are interposed via the side wall protective film 13 and the cap insulating film 14. filling Te, each of the lower n -
Each pad polycrystalline silicon film 23 is formed so as to be electrically connected to the impurity diffusion layer. Thereafter, the acceleration energy of 75 (ke) is applied to each pad polycrystalline silicon film 23.
V), arsenic is ion-implanted under the conditions of a dose of 1 × 10 16 (/ cm 2 ) to form an n + impurity diffusion layer 5.

【0179】(第3の実施形態)以下、本発明の第3の
実施形態について説明する。この第3の実施形態におい
ては、半導体装置としてEEPROM等のシリコンシグ
ニチャを例示する。図25は、第3の実施形態によるシ
リコンシグニチャの概略平面図であり、図26は、図2
5中の破線C−C’に沿った概略断面図である。
(Third Embodiment) Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, a silicon signature such as an EEPROM is exemplified as the semiconductor device. FIG. 25 is a schematic plan view of a silicon signature according to the third embodiment, and FIG.
FIG. 5 is a schematic sectional view taken along a broken line CC ′ in FIG.

【0180】このシリコンシグニチャは、EEPROM
等において書き込み/消去動作時に予めプログラム装置
に対して指示するプログラム/消去電圧及び時間等の設
定をコード化して記憶する半導体装置であり、通常では
メモリセルの端部に配置される。そして、メモリアレイ
の下端部に1本のワード線を共有しており、各トランジ
スタの素子活性領域の有無によってコード情報が記憶さ
れる、いわゆる「マスクROM」として機能する。
This silicon signature is an EEPROM
Is a semiconductor device that encodes and stores settings of a program / erase voltage, time, and the like instructed to a program device in advance during a write / erase operation, and is usually arranged at an end of a memory cell. One word line is shared at the lower end of the memory array, and functions as a so-called "mask ROM" in which code information is stored depending on the presence or absence of an element active region of each transistor.

【0181】このシリコンシグニチャは、p型シリコン
半導体基板51上の素子分離領域に形成されて素子活性
領域を画定するフィールドシールド素子分離構造52
と、フィールドシールド素子分離構造52上を含むシリ
コン半導体基板51上に帯状にパターン形成されてなる
ゲート電極53,54と、ゲート電極53に近接し長手
方向に延在するフィールドシールド素子分離構造52と
素子活性領域との境界部位に前記長手方向と略平行にパ
ターン形成されてなる側部電極56と、ゲート電極5
3,54の両側のシリコン半導体基板1の表面領域に形
成されてなる各不純物拡散層55とを有して構成されて
いる。
This silicon signature is formed in the element isolation region on the p-type silicon semiconductor substrate 51 to define the element active region.
And gate electrodes 53 and 54 formed in a strip pattern on the silicon semiconductor substrate 51 including on the field shield element isolation structure 52; and a field shield element isolation structure 52 that is adjacent to the gate electrode 53 and extends in the longitudinal direction. A side electrode 56 pattern-formed substantially parallel to the longitudinal direction at a boundary portion with the element active region;
3, 54, and each impurity diffusion layer 55 formed in the surface region of the silicon semiconductor substrate 1 on both sides.

【0182】フィールドシールド素子分離構造52は、
第1の実施形態によるMOSトランジスタのフィールド
シールド素子分離構造2と同様に、シリコン酸化膜61
a〜61c内に多結晶シリコン膜よりなるシールドプレ
ート電極62が埋設形成されてなる素子分離構造であ
り、シールドプレート電極62の下部のシリコン酸化膜
61aがゲート絶縁膜として機能する。このシールドプ
レート電極62の電位を固定することにより各素子活性
領域が他の素子活性領域からそれぞれ電気的に分離され
ることになる。
The field shield element isolation structure 52 is
Similarly to the field shield element isolation structure 2 of the MOS transistor according to the first embodiment, the silicon oxide film 61
This is an element isolation structure in which a shield plate electrode 62 made of a polycrystalline silicon film is buried in a to 61c, and a silicon oxide film 61a below the shield plate electrode 62 functions as a gate insulating film. By fixing the potential of the shield plate electrode 62, each element active region is electrically separated from other element active regions.

【0183】なお、素子分離構造としては、第2の実施
形態の場合と同様に、フィールドシールド素子分離構造
52の代わりに、シリコン半導体基板51上の素子分離
領域に形成された溝内にシリコン酸化膜が埋め込まれて
なるトレンチ型素子分離構造を形成してもよい。
As in the case of the second embodiment, instead of the field shield element isolation structure 52, silicon oxide is formed in a groove formed in an element isolation region on the silicon semiconductor substrate 51 as in the second embodiment. A trench-type element isolation structure in which a film is embedded may be formed.

【0184】ゲート電極53,54は、各素子活性領域
上に形成されたゲート酸化膜58を介して帯状に形成さ
れている。ここで、ゲート電極53は、2層の多結晶シ
リコン膜64,65により構成され、ゲート電極54
は、誘電体膜63を介した2層の多結晶シリコン膜6
4,65により構成されている。このゲート電極54
は、メモリセルの浮遊ゲート、誘電体膜及び制御ゲート
と同一材料で形成されるものである。
The gate electrodes 53 and 54 are formed in a band shape via a gate oxide film 58 formed on each element active region. Here, the gate electrode 53 is constituted by two layers of polycrystalline silicon films 64 and 65, and the gate electrode 54
Is a two-layer polycrystalline silicon film 6 via a dielectric film 63
4,65. This gate electrode 54
Are formed of the same material as the floating gate, dielectric film and control gate of the memory cell.

【0185】側部電極56は、2層の多結晶シリコン膜
64,65が積層されてパターン形成されたものであ
り、ゲート電極53と略平行に形成されており、ゲート
酸化膜58を介して不純物拡散層55の一部と対向配置
されている。この側部電極56は、ゲート電極53と同
電位とされており、この電位は、フィールドシールド素
子分離構造52のシールドプレート電極62に印加され
る電位(例えば0(V))とは異なる値とされる。
The side electrode 56 is formed by laminating two layers of polycrystalline silicon films 64 and 65 and forming a pattern. The side electrode 56 is formed substantially in parallel with the gate electrode 53, and has a gate oxide film 58 interposed therebetween. It is arranged to face a part of the impurity diffusion layer 55. The side electrode 56 has the same potential as the gate electrode 53, and this potential has a value different from the potential (for example, 0 (V)) applied to the shield plate electrode 62 of the field shield element isolation structure 52. Is done.

【0186】そして、ゲート電極53,54及び側部電
極56には、各々の両側面に側壁絶縁膜66が、上部に
はキャップ絶縁膜67がそれぞれ形成され、これらの絶
縁膜に覆われたかたちとされている。
The gate electrodes 53 and 54 and the side electrode 56 are formed with a sidewall insulating film 66 on both sides and a cap insulating film 67 on the upper portion, respectively, and are covered with these insulating films. It has been.

【0187】不純物拡散層55は、ゲート電極53,5
4及び側部電極56をマスクとしてフィールドシールド
素子分離構造52により仕切られた素子活性領域のシリ
コン半導体基板51の表面領域にn型の不純物がイオン
注入されて形成されており、隣接する不純物拡散層55
に挟まれたゲート電極53,54の直下のシリコン半導
体基板51の表面領域がそれぞれゲート電極53,54
のチャネル部となる。
The impurity diffusion layer 55 is formed by the gate electrodes 53 and 5
An n-type impurity is ion-implanted into the surface region of the silicon semiconductor substrate 51 in the element active region partitioned by the field shield element isolation structure 52 with the mask 4 and the side electrode 56 as masks. 55
The surface regions of the silicon semiconductor substrate 51 immediately below the gate electrodes 53 and 54 sandwiched between the gate electrodes 53 and 54
Channel section.

【0188】更に、ゲート電極53,54間、ゲート電
極53と側部電極56間等を側壁絶縁膜66及びキャッ
プ絶縁膜67を介して充填し、各々が下部の不純物拡散
層55と電気的に接続されるように各パッド多結晶シリ
コン膜71が形成されている。
Further, the space between the gate electrodes 53 and 54, the space between the gate electrode 53 and the side electrode 56, and the like are filled via the side wall insulating film 66 and the cap insulating film 67, and each of them is electrically connected to the lower impurity diffusion layer 55. Each pad polycrystalline silicon film 71 is formed so as to be connected.

【0189】そして、各パッド多結晶シリコン膜71及
びフィールドシールド素子分離構造52を含む全面に層
間絶縁膜68が形成され、この層間絶縁膜68には、ゲ
ート電極53,54間のパッド多結晶シリコン膜71の
表面の一部を露出させる各コンタクト孔69が開孔形成
されている。
Then, an interlayer insulating film 68 is formed on the entire surface including each pad polycrystalline silicon film 71 and the field shield element isolation structure 52. The interlayer polycrystalline silicon film 68 has pad polycrystalline silicon between the gate electrodes 53 and 54. Each contact hole 69 exposing a part of the surface of the film 71 is formed.

【0190】更に、各コンタクト孔69内を含む層間絶
縁膜68上にアルミニウム合金膜からなる各配線層70
が、ゲート電極53,54及び側部電極56と略直交
し、各々が略平行となるようにパターン形成され、各配
線層70がコンタクト孔69を介して不純物拡散層55
とそれぞれ電気的に接続され、シリコンシグニチャが構
成されている。
Further, each wiring layer 70 made of an aluminum alloy film is formed on the interlayer insulating film 68 including the inside of each contact hole 69.
Are formed so as to be substantially perpendicular to the gate electrodes 53 and 54 and the side electrodes 56 and to be substantially parallel to each other.
Are electrically connected to each other to form a silicon signature.

【0191】ここで、図26に示す如く、例えばゲート
電極53と各配線層70との交差部位を順にQj-1 ,Q
j ,Qj+1 ,Qj+2 ,Qj+3 ・・・と番号を付けた場合
に、Qj+1 に相当する部位のゲート電極53の両側には
フィールドシールド素子分離構造52が位置しており、
素子活性領域が存しないために不純物拡散層55が形成
されていない。従って、このシリコンシグニチャにおい
ては、ワード線として機能するゲート電極53が選択さ
れると、Qj+1 の部位のみが非導通状態となるようにプ
ログラムされている。
Here, as shown in FIG. 26, for example, the intersections between the gate electrode 53 and each wiring layer 70 are sequentially determined as Q j−1 , Q
j , Q j + 1 , Q j + 2 , Q j + 3 ..., field shield element isolation structures 52 are provided on both sides of the gate electrode 53 at a portion corresponding to Q j + 1. Is located,
Since there is no element active region, the impurity diffusion layer 55 is not formed. Therefore, in this silicon signature, when the gate electrode 53 functioning as a word line is selected, only the portion at Q j + 1 is programmed to be non-conductive.

【0192】第3の実施形態によるシリコンシグニチャ
によれば、例えばゲート電極53に着目すると、図26
でゲート電極53の下側の近傍における長手方向のフィ
ールドシールド素子分離構造52との境界部位に側部電
極56が延在している。従って、後述するように、ゲー
ト電極53を形成する際のフォトリソグラフィー工程に
おいて、ゲート電極53がハレーションの悪影響を受け
ることがなく、ゲート電極53の幅寸法が0.5μmオ
ーダーのものであっても、ゲート電極53は括れ等のな
い所望の形状に形成されている。
According to the silicon signature of the third embodiment, for example, when attention is paid to the gate electrode 53, FIG.
The side electrode 56 extends at a boundary portion with the field shield element isolation structure 52 in the longitudinal direction near the lower side of the gate electrode 53. Therefore, as will be described later, in the photolithography process for forming the gate electrode 53, the gate electrode 53 is not adversely affected by halation, and even if the width of the gate electrode 53 is on the order of 0.5 μm. The gate electrode 53 is formed in a desired shape without constriction or the like.

【0193】更に、側部電極56は、ゲート電極53と
同電位とされており、この電位は、フィールドシールド
素子分離構造52のシールドプレート電極62に印加さ
れる電位とは異なる電位が印加されるため、シールドプ
レート電極62による確実な素子分離が実現するととも
に、不純物拡散層55に高電圧(約20(V))が印加
された場合でも、耐圧低下を緩和させることが可能とな
る。
Further, the side electrode 56 has the same potential as the gate electrode 53, and this potential is different from the potential applied to the shield plate electrode 62 of the field shield element isolation structure 52. Therefore, reliable element isolation by the shield plate electrode 62 is realized, and even when a high voltage (approximately 20 (V)) is applied to the impurity diffusion layer 55, a decrease in breakdown voltage can be reduced.

【0194】以下、第3の実施形態によるシリコンシグ
ニチャの製造方法について説明する。図27〜図29
は、このシリコンシグニチャの製造方法を工程順に示す
概略断面図であり、図30は、図27中のゲート電極5
3,54及び側部電極56の形成時におけるフォトリソ
グラフィー工程を示す概略平面図である。
Hereinafter, a method for manufacturing a silicon signature according to the third embodiment will be described. 27 to 29
FIG. 30 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing the silicon signature in the order of steps, and FIG.
FIG. 9 is a schematic plan view showing a photolithography step at the time of forming 3, 54 and side electrodes 56.

【0195】先ず、図27(a)に示すように、シリコ
ン半導体基板51の表面に第1の実施形態によるMOS
トランジスタのフィールドシールド素子分離構造2と同
様に、シリコン酸化膜61a,61b,61cからなる
シリコン酸化膜61内にシールドプレート電極62が埋
設形成されてなるフィールドシールド素子分離構造52
を形成し、これらフィールドシールド素子分離構造52
により素子活性領域をそれぞれ画定する。
First, as shown in FIG. 27A, the MOS semiconductor according to the first embodiment is formed on the surface of a silicon semiconductor substrate 51.
Similar to the field shield element isolation structure 2 of the transistor, a field shield element isolation structure 52 in which a shield plate electrode 62 is buried in a silicon oxide film 61 composed of silicon oxide films 61a, 61b, 61c.
Are formed, and these field shield element isolation structures 52 are formed.
Respectively define element active regions.

【0196】続いて、フィールドシールド素子分離構造
52に仕切られて画定された各素子活性領域において、
シリコン半導体基板51の表面に熱酸化を施して、或い
はCVD法等により膜厚が10nm程度のゲート酸化膜
58を形成した後、図示しないメモリセル領域に浮遊ゲ
ート及び誘電体膜を形成する工程を利用して、フィール
ドシールド素子分離構造52上を含む全面に低圧CVD
法等により多結晶シリコン膜72及び誘電体膜73を順
次堆積形成する。
Subsequently, in each element active region defined by being partitioned by the field shield element isolation structure 52,
After a thermal oxidation is performed on the surface of the silicon semiconductor substrate 51 or a gate oxide film 58 having a thickness of about 10 nm is formed by a CVD method or the like, a step of forming a floating gate and a dielectric film in a memory cell region (not shown) is performed. Utilizing low pressure CVD over the entire surface including the field shield element isolation structure 52
A polycrystalline silicon film 72 and a dielectric film 73 are sequentially deposited by a method or the like.

【0197】続いて、フィールドシールド素子分離構造
52の近傍の誘電体膜73をドライエッチング等により
除去した後、前記メモリセル領域に制御ゲートを形成す
る工程を利用して、誘電体膜73及び多結晶シリコン膜
72上に多結晶シリコン膜74及びシリコン酸化膜75
を順次堆積形成する。
Subsequently, after the dielectric film 73 near the field shield element isolation structure 52 is removed by dry etching or the like, the process of forming a control gate in the memory cell region is used to form the dielectric film 73 and the multi-layer. Polycrystalline silicon film 74 and silicon oxide film 75 on crystalline silicon film 72
Are sequentially deposited.

【0198】続いて、シリコン酸化膜75上の全面にフ
ォトレジストを塗布形成した後、図27(b)に示すよ
うに、石英からなる基板82上にクロムからなる所定パ
ターン83が形成されてなるフォトマスク(レチクル)
81を用いて、このフォトマスク81をフォトレジスト
の上方にマスク合わせして設置する。そして、フォトマ
スク81の上方から露光等を施し、フォトマスク81の
パターン83に倣ってフォトレジストを残して、ゲート
電極53,54及び側部電極56が形成されるべき部位
にレジストパターン84を形成する。
Subsequently, after a photoresist is applied and formed on the entire surface of the silicon oxide film 75, a predetermined pattern 83 made of chromium is formed on a substrate 82 made of quartz, as shown in FIG. Photomask (reticle)
Using 81, the photomask 81 is mask-aligned and installed above the photoresist. Then, exposure or the like is performed from above the photomask 81 to leave a photoresist following the pattern 83 of the photomask 81, and a resist pattern 84 is formed at a portion where the gate electrodes 53 and 54 and the side electrode 56 are to be formed. I do.

【0199】ここで、図30に示すように、レジストパ
ターン84のうち、ゲート電極53が形成されるべき部
位のものをパターン85とすると、フィールドシールド
素子分離構造52と素子活性領域との境界部位のうち、
パターン85の近傍に存し且つ当該パターン85の長手
方向に沿った境界部位に側部電極56が形成されるべき
パターン86が形成されている。即ち、パターン85に
着目した場合、パターン85の下側の近傍における長手
方向のフィールドシールド素子分離構造52との境界部
位にはパターン86が延在している。
Here, as shown in FIG. 30, when the pattern 85 is a portion of the resist pattern 84 where the gate electrode 53 is to be formed, a boundary portion between the field shield element isolation structure 52 and the element active region is formed. Of which
A pattern 86 in which the side electrode 56 is to be formed is formed near the pattern 85 and at a boundary portion along the longitudinal direction of the pattern 85. That is, when attention is paid to the pattern 85, the pattern 86 extends at the boundary portion with the field shield element isolation structure 52 in the longitudinal direction near the lower side of the pattern 85.

【0200】露光時にパターン85に直接悪影響を及ぼ
す反射光は、パターン85の近傍であってこれらの長手
方向に沿ったフィールドシールド素子分離構造52との
境界部位における段差部からのものであるが、この段差
部には、レジストパターン86が形成されている。従っ
て、この段差部からの反射光は生じず、ハレーションが
発生することなく細りや括れ等のないパターン85を有
するレジストパターン84が形成されることになる。
The reflected light which directly adversely affects the pattern 85 at the time of exposure is from the step near the pattern 85 and at the boundary with the field shield isolation structure 52 along the longitudinal direction. A resist pattern 86 is formed on this step. Therefore, reflected light from the step does not occur, and a resist pattern 84 having a pattern 85 without thinning or constriction without halation is formed.

【0201】続いて、レジストパターン84をマスクと
して、シリコン酸化膜75、多結晶シリコン膜74、誘
電体膜73、多結晶シリコン膜72及びゲート酸化膜5
8にドライエッチングを施して、図28(a)に示すよ
うに、レジストパターン84に倣った形状を有し上部に
キャップ絶縁膜67をもつゲート電極53,54及び側
部電極56をパターン形成する。この場合、ゲート電極
53は2層の多結晶シリコン膜64,65により構成さ
れ、ゲート電極54は誘電体膜63を介した2層の多結
晶シリコン膜64,65により構成されることになる。
ここで、上述のようにゲート電極53を形成するための
レジストパターン84のパターン85に細りや括れ等が
生じていないので、ゲート電極53もこれらの形状に倣
って細りや括れ等のない所望形状に形成されることにな
る。
Subsequently, using resist pattern 84 as a mask, silicon oxide film 75, polycrystalline silicon film 74, dielectric film 73, polycrystalline silicon film 72 and gate oxide film 5
8 is subjected to dry etching, and as shown in FIG. 28 (a), gate electrodes 53 and 54 and a side electrode 56 having a shape following the resist pattern 84 and having a cap insulating film 67 on the upper side are patterned. . In this case, the gate electrode 53 is composed of two layers of polycrystalline silicon films 64 and 65, and the gate electrode 54 is composed of two layers of polycrystalline silicon films 64 and 65 via a dielectric film 63.
Here, as described above, the pattern 85 of the resist pattern 84 for forming the gate electrode 53 does not have any narrowing or constriction or the like, so that the gate electrode 53 follows the desired shape without any thinning or constriction. Will be formed.

【0202】続いて、レジストパターン84を灰化処理
等により除去した後、ゲート電極53,54及び側部電
極56上の各キャップ絶縁膜67をマスクとして、ゲー
ト電極53,54の両側のシリコン半導体基板51の表
面領域にn型不純物、ここではリンをイオン注入して、
- の各不純物拡散層を形成する。
Subsequently, after the resist pattern 84 is removed by ashing or the like, the silicon semiconductor on both sides of the gate electrodes 53 and 54 is masked using the cap insulating films 67 on the gate electrodes 53 and 54 and the side electrodes 56 as masks. An n-type impurity, here, phosphorus is ion-implanted into a surface region of the substrate 51,
to form an n - the impurity diffusion layer.

【0203】続いて、図28(b)に示すように、低圧
CVD法等により、ゲート電極53,54及び側部電極
56並びにフィールドシールド素子分離構造2を含む全
面にシリコン酸化膜を堆積形成し、このシリコン酸化膜
に異方性ドライエッチングを施して、ゲート電極53,
54及び側部電極56の各側面部に側壁絶縁膜66をそ
れぞれ形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 28B, a silicon oxide film is deposited and formed on the entire surface including the gate electrodes 53 and 54, the side electrodes 56 and the field shield element isolation structure 2 by a low pressure CVD method or the like. The silicon oxide film is subjected to anisotropic dry etching to form a gate electrode 53,
A side wall insulating film 66 is formed on each side surface of the side electrode 54 and the side electrode 56.

【0204】続いて、全面にノンドープの多結晶シリコ
ン膜を堆積形成し、この多結晶シリコン膜をパターニン
グして、ゲート電極53,54間、ゲート電極53と側
部電極56間等を側壁絶縁膜66及びキャップ絶縁膜6
7を介して充填し、各々が下部のn- 不純物拡散層と電
気的に接続されるように各パッド多結晶シリコン膜71
を形成する。
Subsequently, a non-doped polycrystalline silicon film is deposited and formed on the entire surface, and the polycrystalline silicon film is patterned to form a sidewall insulating film between the gate electrodes 53 and 54, between the gate electrode 53 and the side electrode 56, and the like. 66 and cap insulating film 6
, And each pad polycrystalline silicon film 71 is filled so as to be electrically connected to the lower n impurity diffusion layer.
To form

【0205】そして、各パッド多結晶シリコン膜71に
砒素をイオン注入して、n+ の不純物拡散層55を形成
する。
Then, arsenic is ion-implanted into each pad polycrystalline silicon film 71 to form an n + impurity diffusion layer 55.

【0206】続いて、常圧CVD法等により、フィール
ドシールド素子分離構造2を含む全面にBPSG膜から
なる層間絶縁膜68を堆積形成し、図29に示すよう
に、ゲート電極53,54間のパッド多結晶シリコン膜
71の表面の一部をそれぞれ露出させる各コンタクト孔
69を開孔形成する。
Subsequently, an interlayer insulating film 68 made of a BPSG film is deposited and formed on the entire surface including the field shield element isolation structure 2 by a normal pressure CVD method or the like, and as shown in FIG. Each contact hole 69 for exposing a part of the surface of the pad polycrystalline silicon film 71 is formed.

【0207】そして、スパッタ法等により、各コンタク
ト孔69内を含む層間絶縁膜68の全面にアルミニウム
合金膜を堆積形成し、このアルミニウム合金膜にフォト
リソグラフィー及びそれに続くドライエッチング等を施
して、各コンタクト孔69内を充填して不純物拡散層5
5と電気的に接続された配線層70をパターン形成し、
シリコンシグニチャを完成させる。
Then, an aluminum alloy film is deposited and formed on the entire surface of the interlayer insulating film 68 including the inside of each contact hole 69 by a sputtering method or the like, and this aluminum alloy film is subjected to photolithography and subsequent dry etching, etc. Filling the contact hole 69 with the impurity diffusion layer 5
Patterning a wiring layer 70 electrically connected to 5,
Complete the silicon signature.

【0208】(第4の実施形態)次に、第4の実施形態
について説明する。この第4の実施形態においては、半
導体装置としてCMOSインバータを例示する。図31
は、このCMOSインバータを示す概略断面図である。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, a CMOS inverter is exemplified as a semiconductor device. FIG.
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the CMOS inverter.

【0209】このCMOSインバータにおいては、p型
のシリコン半導体基板101にp型,n型ウェル拡散層
111,112が形成されており、フィールドシールド
素子分離構造102により各素子活性領域が画定され、
p型ウェル拡散層111上の素子活性領域にはnMOS
FET131が、n型ウェル拡散層112上の素子活性
領域にはpMOSFET132がそれぞれ形成されてい
る。
In this CMOS inverter, p-type and n-type well diffusion layers 111 and 112 are formed on a p-type silicon semiconductor substrate 101, and each element active region is defined by a field shield element isolation structure 102.
The element active region on the p-type well diffusion layer 111 has an nMOS
In the FET 131, a pMOSFET 132 is formed in an element active region on the n-type well diffusion layer 112.

【0210】ここで、フィールドシールド素子分離構造
102は、シリコン酸化膜102a,102c,102
d内に導電膜よりなるシールドプレート電極102bが
埋設されてなる素子分離構造であり、シールドプレート
電極102bにより各素子活性領域が他の素子活性領域
からそれぞれ電気的に分離されている。
Here, the field shield element isolation structure 102 is formed of silicon oxide films 102a, 102c, 102
This is an element isolation structure in which a shield plate electrode 102b made of a conductive film is buried in d. Each element active region is electrically separated from other element active regions by the shield plate electrode 102b.

【0211】さらに、各素子活性領域を含むシリコン半
導体基板101の全面にゲート酸化膜103が形成さ
れ、各素子活性領域のゲート酸化膜103の上に多結晶
シリコンを材料とする所定パターンのゲート電極104
が形成されている。さらに、ゲート電極104の上面に
はキャップ絶縁膜113が、側面には絶縁膜である側壁
絶縁膜114がそれぞれ形成され、ゲート電極104が
キャップ絶縁膜113及び側壁絶縁膜114に覆われた
かたちとされている。
Further, a gate oxide film 103 is formed on the entire surface of the silicon semiconductor substrate 101 including each element active region, and a gate electrode of a predetermined pattern made of polycrystalline silicon is formed on the gate oxide film 103 of each element active region. 104
Are formed. Further, a cap insulating film 113 is formed on the upper surface of the gate electrode 104, and a side wall insulating film 114, which is an insulating film, is formed on the side surface, and the gate electrode 104 is covered with the cap insulating film 113 and the side wall insulating film 114. Have been.

【0212】そして、p型,n型ウェル拡散層111,
112における各ゲート電極104の両側に、p型ウェ
ル拡散層111側にはn型の不純物が導入され、n型ウ
ェル拡散層112側にはp型の不純物が導入されて、そ
れぞれ一対の不純物拡散層であるソース拡散層105及
びドレイン拡散層106が形成されている。
Then, the p-type and n-type well diffusion layers 111,
An n-type impurity is introduced into the p-type well diffusion layer 111 side and a p-type impurity is introduced into the n-type well diffusion layer 112 on both sides of each gate electrode 104 in the pair 112. A source diffusion layer 105 and a drain diffusion layer 106, which are layers, are formed.

【0213】さらに、各ソース拡散層105の近傍に存
するフィールドシールド素子分離構造102上に、ソー
ス配線層107が所定パターンに形成されており、各素
子活性領域を含むシリコン半導体基板101の全面にキ
ャップ絶縁膜113、側壁絶縁膜114及びソース配線
層107を覆うように層間絶縁膜108が形成されてい
る。
Further, a source wiring layer 107 is formed in a predetermined pattern on the field shield element isolation structure 102 near each source diffusion layer 105, and a cap is formed on the entire surface of the silicon semiconductor substrate 101 including each element active region. An interlayer insulating film 108 is formed to cover the insulating film 113, the side wall insulating film 114, and the source wiring layer 107.

【0214】ソース拡散層105の上及びドレイン拡散
層106の上には、層間絶縁膜108を穿ってソース拡
散層105及びドレイン拡散層106の表面を露出させ
るコンタクト孔109,110が形成され、さらにソー
ス配線層107の上には同様に層間絶縁膜108を穿っ
てソース配線層107の表面を露出させるコンタクト孔
121が形成されている。そして、ソース拡散層105
の近傍においては、コンタクト孔109及びコンタクト
孔121を充填し、層間絶縁膜108上でコンタクト孔
109からコンタクト孔121にかけて延在する金属配
線層122が所定パタ−ンに形成されている。他方、ド
レイン拡散層106の近傍においては、コンタクト孔1
10を充填し、層間絶縁膜8上でnMOSFET131
のコンタクト孔110からpMOSFET132のコン
タクト孔110にかけて延在する金属配線層123が所
定パタ−ンに形成されている。
On the source diffusion layer 105 and the drain diffusion layer 106, contact holes 109 and 110 are formed to expose the surfaces of the source diffusion layer 105 and the drain diffusion layer 106 by piercing the interlayer insulating film 108. Similarly, a contact hole 121 is formed on the source wiring layer 107 to expose the surface of the source wiring layer 107 by piercing the interlayer insulating film 108. Then, the source diffusion layer 105
In the vicinity of the contact hole 109 and the contact hole 121, a metal wiring layer 122 extending from the contact hole 109 to the contact hole 121 on the interlayer insulating film 108 is formed in a predetermined pattern. On the other hand, in the vicinity of the drain diffusion layer 106, the contact hole 1
10 and the nMOSFET 131 on the interlayer insulating film 8
A metal wiring layer 123 extending from the contact hole 110 to the contact hole 110 of the pMOSFET 132 is formed in a predetermined pattern.

【0215】すなわち、金属配線層122の一端部がソ
ース拡散層105と、他端部がソース配線層107と電
気的に接続されており、従って金属配線層122を介し
てソース拡散層105とソース配線層107が電気的に
接続されている。他方、金属配線層123の一端部がn
MOSFET131のドレイン拡散層106と、他端部
がpMOSFET132のドレイン拡散層106と電気
的に接続されて、nMOSFET131とpMOSFE
T132とが直列に接続されている。
That is, one end of the metal wiring layer 122 is electrically connected to the source diffusion layer 105, and the other end is electrically connected to the source wiring layer 107. Therefore, the source diffusion layer 105 is connected to the source diffusion layer 105 via the metal wiring layer 122. The wiring layer 107 is electrically connected. On the other hand, one end of the metal wiring layer 123 is n
The drain diffusion layer 106 of the MOSFET 131 and the other end are electrically connected to the drain diffusion layer 106 of the pMOSFET 132, and the nMOSFET 131 and the pMOSFE
T132 is connected in series.

【0216】さらに、各素子活性領域を含むシリコン半
導体基板101の全面に金属配線層122,123を覆
うように層間絶縁膜124が形成され、ソース拡散層1
05の近傍に存するフィールドシールド素子分離構造1
02上の層間絶縁膜124の上には、金属配線層125
がソース配線層107と層間絶縁膜108,124を介
して対向するように所定パタ−ンに形成されている。こ
こで、nMOSFET131においては、金属配線層1
25は負電源電位(Vbb)又は接地電位(GND)と
されており、pMOSFET132においては、金属配
線層125は正電源電位(Vdd)とされている。
Further, an interlayer insulating film 124 is formed on the entire surface of silicon semiconductor substrate 101 including each element active region so as to cover metal wiring layers 122 and 123, and source diffusion layer 1 is formed.
Field Shield Element Isolation Structure 1 in the Neighborhood Area 05
02, a metal wiring layer 125 is formed on the interlayer insulating film 124.
Are formed in a predetermined pattern so as to face the source wiring layer 107 via the interlayer insulating films 108 and 124. Here, in the nMOSFET 131, the metal wiring layer 1
Reference numeral 25 denotes a negative power supply potential (Vbb) or a ground potential (GND). In the pMOSFET 132, the metal wiring layer 125 has a positive power supply potential (Vdd).

【0217】すなわち、ソース拡散層105の近傍に存
するフィールドシールド素子分離構造102上におい
て、ソース配線層107と金属配線層125が層間絶縁
膜108,124を介して対向配置されており、層間絶
縁膜108,124を挟むソース配線層107及び金属
配線層125によりキャパシタCが構成されている。こ
こで、金属配線層125は、電源配線をフィールドシー
ルド素子分離構造102上に延長させたり、ウェルコン
タクトをとるための配線を延長させたりしたものを用い
る。このキャパシタCは、大きな面積を有する層間絶縁
膜108,124を介してソース配線層107上に金属
配線層125ができる限り幅広に形成されるために、大
きな電気容量を有している。
That is, on the field shield element isolation structure 102 near the source diffusion layer 105, the source wiring layer 107 and the metal wiring layer 125 are arranged to face each other with the interlayer insulating films 108 and 124 interposed therebetween. A capacitor C is constituted by the source wiring layer 107 and the metal wiring layer 125 sandwiching the layers 108 and 124. Here, the metal wiring layer 125 is formed by extending the power supply wiring on the field shield element isolation structure 102 or extending the wiring for making a well contact. This capacitor C has a large electric capacity because the metal wiring layer 125 is formed as wide as possible on the source wiring layer 107 via the interlayer insulating films 108 and 124 having a large area.

【0218】そして、各素子活性領域を含むシリコン半
導体基板101の全面に金属配線層125を覆うように
絶縁膜126が形成され、第1の実施の形態のCMOS
インバータが構成されている。
Then, an insulating film 126 is formed on the entire surface of the silicon semiconductor substrate 101 including each element active region so as to cover the metal wiring layer 125, and the CMOS according to the first embodiment is formed.
An inverter is configured.

【0219】第4の実施形態のCMOSインバータの等
価回路を図32(a)に示す。このように、nMOSF
ET131とpMOSFET132とが直列に接続され
てCMOSインバータが構成される。
FIG. 32A shows an equivalent circuit of the CMOS inverter according to the fourth embodiment. Thus, the nMOSF
The ET 131 and the pMOSFET 132 are connected in series to form a CMOS inverter.

【0220】いま、論理信号が入力されたCMOSイン
バータの動作について考える。ここで、CMOSインバ
ータに立ち上がりの論理信号が入力された場合、nMO
SFET131の動作が支配的となるため、ここではn
MOSFET131の動作について説明する。このnM
OSFET131の等価回路を図32(b)に示す。こ
こで、Rsはソース拡散層105の電気抵抗、Rdはド
レイン拡散層106の電気抵抗をそれぞれ示し、Cgs
はゲート電極104−ソース拡散層105間の電気容
量、Cbsはシリコン半導体基板101(p型ウェル拡
散層111)−ソース拡散層105間の電気容量、Cg
dはゲート電極104−ドレイン拡散層106間の電気
容量、Cbdはシリコン半導体基板101(p型ウェル
拡散層111)−ドレイン拡散層106間の電気容量、
Cgbはゲート電極104−シリコン半導体基板101
(p型ウェル拡散層111)間の電気容量をそれぞれ示
す。
Now, consider the operation of a CMOS inverter to which a logic signal has been input. Here, when a rising logic signal is input to the CMOS inverter, nMO
Since the operation of the SFET 131 is dominant, here n
The operation of the MOSFET 131 will be described. This nM
FIG. 32B shows an equivalent circuit of the OSFET 131. Here, Rs indicates the electric resistance of the source diffusion layer 105, Rd indicates the electric resistance of the drain diffusion layer 106, and Cgs
Is the electric capacitance between the gate electrode 104 and the source diffusion layer 105, Cbs is the electric capacitance between the silicon semiconductor substrate 101 (p-type well diffusion layer 111) and the source diffusion layer 105, Cg
d is the electric capacity between the gate electrode 104 and the drain diffusion layer 106, Cbd is the electric capacity between the silicon semiconductor substrate 101 (p-type well diffusion layer 111) and the drain diffusion layer 106,
Cgb is the gate electrode 104-the silicon semiconductor substrate 101
The electric capacitance between the (p-type well diffusion layers 111) is shown.

【0221】ゲート電極104から論理信号が入力する
と、ゲート電極104−ドレイン拡散層106間の電圧
が上昇し、所定のしきい値電圧を越えると、nMOSF
ET131に電流が流れ、負荷容量を放出して論理信号
が次段に伝搬される。
When a logic signal is input from gate electrode 104, the voltage between gate electrode 104 and drain diffusion layer 106 increases.
A current flows through the ET 131, releases the load capacitance, and the logic signal is propagated to the next stage.

【0222】ここで重要となるのは、ソース拡散層10
5の電気抵抗値Rsを通して接地されたノードNvsの
電位Vnvsである。ノードNvsにおける対地インピ
ーダンスZsは、図32(c)に示すように、RsとC
bsとの並列結合として表される。この対地インピーダ
ンスZsの絶対値|Zs|は、その周波数特性が図33
に示すようになり、周波数fc=1/(2π・Rs・C
bs)より十分低い周波数ではRsが支配的となって一
定値Rsとなる。他方、周波数fcより十分高い周波数
ではCbsが支配的となって|Zs|≒1/(2π・f
・Cbs)となる。
What is important here is that the source diffusion layer 10
5 is the potential Vnvs of the node Nvs grounded through the electric resistance value Rs. The ground impedance Zs at the node Nvs is, as shown in FIG.
bs in parallel. The absolute value | Zs | of the ground impedance Zs has a frequency characteristic shown in FIG.
And the frequency fc = 1 / (2π · Rs · C
At frequencies sufficiently lower than bs), Rs becomes dominant and has a constant value Rs. On the other hand, at a frequency sufficiently higher than the frequency fc, Cbs becomes dominant and | Zs | ≒ 1 / (2π · f
Cbs).

【0223】すなわち、論理信号の立ち上がり(又は立
ち下がり)の周波数frがfcより大きければ、|Zs
|はほぼ1/(2π・f・Cbs)となってRsより小
さくなる。論理信号の立ち上がり波形は、理想的には図
34(a)に示すようなランプ波形で扱われることが多
いが、実際の波形は図34(b)に示すようになだらか
な曲線となるのが通例である。そこで、図34(c)に
示すように、この波形に正弦波の半分をフィッティング
することにより、立ち上がりに相当する周波数frが得
られる。
That is, if the frequency fr of the rising (or falling) of the logic signal is higher than fc, | Zs
Is approximately 1 / (2π · f · Cbs), which is smaller than Rs. Ideally, the rising waveform of the logic signal is often treated as a ramp waveform as shown in FIG. 34A, but the actual waveform should be a gentle curve as shown in FIG. It is customary. Then, as shown in FIG. 34 (c), by fitting half of the sine wave to this waveform, a frequency fr corresponding to the rising can be obtained.

【0224】ここで、p型ウェル拡散層111−ソース
拡散層105間の電気容量Cbsを大きくする、即ち電
気容量の大きい前記キャパシタCを設けることにより、
ノードNvsの電位Vnvsの上昇が抑えられ、信号伝
搬遅延時間が小さくなる。しかも、直流的な観点から見
ればソース拡散層105の大きな電気抵抗Rsが存在し
ているため、ノイズマージンは十分に確保される。
Here, by increasing the electric capacitance Cbs between the p-type well diffusion layer 111 and the source diffusion layer 105, that is, by providing the capacitor C having a large electric capacitance,
The increase in the potential Vnvs of the node Nvs is suppressed, and the signal propagation delay time is reduced. In addition, a large electric resistance Rs of the source diffusion layer 105 exists from a DC viewpoint, so that a sufficient noise margin is secured.

【0225】このように、第4の実施形態に係るCMO
Sインバータによれば、ソース拡散層105の電気抵抗
値が比較的大きいために十分なノイズマージンが確保さ
れるとともに、p型ウェル拡散層111−ソース拡散層
105間及びn型ウェル拡散層112−ソース拡散層1
05間にそれぞれ電気容量の大きいキャパシタCが形成
されているために信号伝搬時間の遅延が抑制されて論理
動作の高速化が実現される。
As described above, the CMO according to the fourth embodiment
According to the S inverter, a sufficient noise margin is secured because the electric resistance value of the source diffusion layer 105 is relatively large, and at the same time, the p-type well diffusion layer 111 and the n-type well diffusion layer 112- Source diffusion layer 1
Since the capacitors C having a large electric capacity are formed between the capacitors 05, the delay of the signal propagation time is suppressed, and the speed of the logic operation is increased.

【0226】なお、第4の実施形態においては、素子分
離構造としてフィールドシールド素子分離構造102を
例示したが、このフィールドシールド素子分離構造10
2の代わりに、図35に示すように、いわゆるLOCO
S法によりフィールド酸化膜133を形成してもよい。
In the fourth embodiment, the field shield element isolation structure 102 has been exemplified as the element isolation structure.
Instead of the so-called LOCO, as shown in FIG.
The field oxide film 133 may be formed by the S method.

【0227】また、素子分離構造として、第2の実施形
態と同様に、シリコン半導体基板101上の素子分離領
域に形成された溝内がシリコン酸化膜により埋め込まれ
てなるトレンチ型素子分離構造を形成してもよい。
As in the second embodiment, a trench-type element isolation structure in which the inside of the groove formed in the element isolation region on the silicon semiconductor substrate 101 is filled with a silicon oxide film is formed as in the second embodiment. May be.

【0228】以下、第4の実施形態に係るCMOSイン
バータの製造方法について説明する。図36〜図41
は、このCMOSインバータの形成過程を工程順に示す
概略断面図であり、これら図36〜図41に示した符号
は、図31に示した符号に対応するように記載されてい
る。
Hereinafter, a method for manufacturing the CMOS inverter according to the fourth embodiment will be described. 36 to 41
31 is a schematic cross-sectional view showing a process of forming the CMOS inverter in the order of steps, and the reference numerals shown in FIGS. 36 to 41 are described so as to correspond to the reference numerals shown in FIG.

【0229】先ず、図36に示すように、p型のシリコ
ン半導体基板101にイオン注入法によりp型,n型ウ
ェル拡散層111,112を形成する。続いて、これら
p型,n型ウェル拡散層111,112の表面にフィー
ルドシールド素子分離構造102をそれぞれ形成し、こ
れらフィールドシールド素子分離構造102により各素
子活性領域を画定する。
First, as shown in FIG. 36, p-type and n-type well diffusion layers 111 and 112 are formed in a p-type silicon semiconductor substrate 101 by an ion implantation method. Subsequently, a field shield element isolation structure 102 is formed on the surface of each of the p-type and n-type well diffusion layers 111 and 112, and each element active region is defined by the field shield element isolation structure 102.

【0230】すなわち、シリコン半導体基板101の上
に、シリコン酸化膜102c,多結晶シリコン膜102
b及びシリコン酸化膜102aを順次形成し、これらシ
リコン酸化膜102c,多結晶シリコン膜102b及び
シリコン酸化膜102aをフォトリソグラフィー及びそ
れに続くドライエッチング等によりパターニングしてそ
れぞれ選択的に除去して素子活性領域を画定する。しか
る後、残存したシリコン酸化膜102c,多結晶シリコ
ン膜102b及びシリコン酸化膜102aを覆うように
全面にシリコン酸化膜を成膜した後に、当該シリコン酸
化膜の全面をRIE等により異方性ドライエッチングし
てシリコン酸化膜102c,多結晶シリコン膜102b
及びシリコン酸化膜102aの側壁にのみシリコン酸化
物を残し、側壁保護膜102dを形成する。これによ
り、シリコン酸化膜102a,102c,102dによ
り囲まれた多結晶シリコン膜からなるシールドプレート
電極102bを備えたフィールドシールド素子分離構造
102が形成される。
That is, a silicon oxide film 102c and a polycrystalline silicon film 102 are formed on a silicon semiconductor substrate 101.
b and a silicon oxide film 102a are sequentially formed, and the silicon oxide film 102c, the polycrystalline silicon film 102b and the silicon oxide film 102a are selectively removed by patterning by photolithography and subsequent dry etching or the like, thereby selectively removing the element active region. Is defined. Thereafter, after a silicon oxide film is formed on the entire surface so as to cover the remaining silicon oxide film 102c, polycrystalline silicon film 102b, and silicon oxide film 102a, the entire surface of the silicon oxide film is anisotropically dry-etched by RIE or the like. To form a silicon oxide film 102c and a polycrystalline silicon film 102b.
The silicon oxide is left only on the side walls of the silicon oxide film 102a, and the side wall protective film 102d is formed. As a result, a field shield element isolation structure 102 including a shield plate electrode 102b made of a polycrystalline silicon film surrounded by the silicon oxide films 102a, 102c, and 102d is formed.

【0231】次いで、図37に示すように、シリコン半
導体基板101の表面に熱酸化を施してゲート酸化膜1
03を形成する。さらに、ゲート酸化膜103の全面に
CVD等の真空蒸着法により多結晶シリコン膜を堆積形
成した後、これをフォトリソグラフィー及びそれに続く
ドライエッチング等によりパターニングして、p型,n
型ウェル拡散層111,112上のゲート酸化膜103
の上にゲート電極4を形成するとともに、各ソース拡散
層105となる部分の近傍に存するフィールドシールド
素子分離構造102上にのみ前記多結晶シリコン膜を所
定パタ−ンに残してソース配線層107をそれぞれ形成
する。
Next, as shown in FIG. 37, the surface of silicon semiconductor substrate 101 is subjected to thermal oxidation to form gate oxide film 1.
03 is formed. Further, after a polycrystalline silicon film is deposited and formed on the entire surface of the gate oxide film 103 by a vacuum evaporation method such as CVD, the film is patterned by photolithography and subsequent dry etching to obtain a p-type, n-type.
Oxide film 103 on type well diffusion layers 111 and 112
A gate electrode 4 is formed on the gate electrode 4 and the source wiring layer 107 is left only on the field shield element isolation structure 102 near the portion to become each source diffusion layer 105 while leaving the polycrystalline silicon film in a predetermined pattern. Form each.

【0232】次いで、図38に示すように、ゲート電極
104を覆うようにCVD等の真空蒸着法により全面に
シリコン酸化膜を堆積形成し、続いて当該シリコン酸化
膜の全面をRIE等により異方性ドライエッチングし
て、ゲート電極104の上面及び側面にのみ前記シリコ
ン酸化膜を残してゲート電極104を覆うキャップ絶縁
膜113及び側壁絶縁膜114を形成する。
Next, as shown in FIG. 38, a silicon oxide film is deposited on the entire surface by a vacuum deposition method such as CVD so as to cover the gate electrode 104, and then the entire surface of the silicon oxide film is anisotropically formed by RIE or the like. By dry etching, a cap insulating film 113 and a side wall insulating film 114 are formed to cover the gate electrode 104 while leaving the silicon oxide film only on the upper surface and side surfaces of the gate electrode 104.

【0233】続いて、p型ウェル拡散層111の上に形
成されたゲート電極104のキャップ絶縁膜113をマ
スクとして、p型ウェル拡散層111に対して砒素(A
s)のイオン注入を施してnMOSFET131のソー
ス拡散層105及びドレイン拡散層106を形成し、さ
らに、n型ウェル拡散層112の上に形成されたゲート
電極104のキャップ絶縁膜113をマスクとして、n
型ウェル拡散層112に対してホウ素(B)のイオン注
入を施してpMOSFET132のソース拡散層105
及びドレイン拡散層106を形成する。
Subsequently, arsenic (A) is applied to the p-type well diffusion layer 111 using the cap insulating film 113 of the gate electrode 104 formed on the p-type well diffusion layer 111 as a mask.
s) is performed to form the source diffusion layer 105 and the drain diffusion layer 106 of the nMOSFET 131, and further, using the cap insulating film 113 of the gate electrode 104 formed on the n-type well diffusion layer 112 as a mask,
(B) ions are implanted into the p-type well diffusion layer 112 to form the source diffusion layer 105 of the pMOSFET 132.
And a drain diffusion layer 106 is formed.

【0234】次いで、図39に示すように、ソース配線
層107を含む全面にCVD等の真空蒸着法によりシリ
コン酸化膜を堆積させて層間絶縁膜108を形成する。
続いて、層間絶縁膜108にフォトリソグラフィー及び
それに続くドライエッチング等を施して、ソース拡散層
105の上及びドレイン拡散層108の上に、層間絶縁
膜108を穿ってソース拡散層105及びドレイン拡散
層108の表面を露出させるコンタクト孔109,11
0を形成し、更にソース配線層107の上に同様に層間
絶縁膜108を穿ってソース配線層107の表面を露出
させるコンタクト孔121を形成する。
Next, as shown in FIG. 39, a silicon oxide film is deposited on the entire surface including the source wiring layer 107 by a vacuum deposition method such as CVD to form an interlayer insulating film.
Subsequently, photolithography and subsequent dry etching are performed on the interlayer insulating film 108 to form the interlayer insulating film 108 on the source diffusion layer 105 and the drain diffusion layer 108, thereby forming the source diffusion layer 105 and the drain diffusion layer. Contact holes 109 and 11 for exposing the surface of
Then, a contact hole 121 for exposing the surface of the source wiring layer 107 is also formed on the source wiring layer 107 by forming an interlayer insulating film 108 in the same manner.

【0235】次いで、図40に示すように、各コンタク
ト孔109,110,121を含む全面にスパッタ法等
の真空蒸着法によりアルミニウムからなる金属膜を成膜
した後、当該金属膜にフォトリソグラフィー及びそれに
続くドライエッチング等を施すことにより、コンタクト
孔109及びコンタクト孔121を充填し、層間絶縁膜
108上でコンタクト孔109からコンタクト孔121
にかけて延在する金属配線層122と、コンタクト孔1
10を充填し、層間絶縁膜108上でnMOSFET1
31のコンタクト孔110からpMOSFET132の
コンタクト孔110にかけて延在する金属配線層123
とをそれぞれ所定パターンに形成する。
Next, as shown in FIG. 40, a metal film made of aluminum is formed on the entire surface including the contact holes 109, 110, and 121 by a vacuum deposition method such as a sputtering method. The contact holes 109 and 121 are filled by performing subsequent dry etching or the like, and the contact holes 109 are removed from the contact holes 109 on the interlayer insulating film 108.
Metal wiring layer 122 extending to the contact hole 1
10, and the nMOSFET 1 is
Metal wiring layer 123 extending from contact hole 110 of contact 31 to contact hole 110 of pMOSFET 132
Are formed in a predetermined pattern.

【0236】このとき、金属配線層122の一端部がソ
ース拡散層105と、他端部がソース配線層107と電
気的に接続され、従って金属配線層122を介してソー
ス拡散層105とソース配線層107が電気的に接続さ
れる。他方、金属配線層123の一端部がnMOSFE
T131のドレイン拡散層106と、他端部がpMOS
FET132のドレイン拡散層106と電気的に接続さ
れ、pMOSFET131とnMOSFET132とが
直列に接続される。
At this time, one end of the metal wiring layer 122 is electrically connected to the source diffusion layer 105 and the other end is electrically connected to the source wiring layer 107. Therefore, the source diffusion layer 105 and the source wiring are connected via the metal wiring layer 122. The layer 107 is electrically connected. On the other hand, one end of the metal wiring layer 123 is nMOSFE
The drain diffusion layer 106 of T131 and the other end are pMOS
The pMOSFET 131 and the nMOSFET 132 are electrically connected to the drain diffusion layer 106 of the FET 132, and are connected in series.

【0237】次いで、図41に示すように、金属配線層
122,123を覆うように全面にCVD等の真空蒸着
法によりシリコン酸化膜を堆積させて層間絶縁膜124
を形成する。
Next, as shown in FIG. 41, a silicon oxide film is deposited on the entire surface by a vacuum deposition method such as CVD so as to cover the metal wiring layers 122 and 123, thereby forming an interlayer insulating film 124.
To form

【0238】続いて、層間絶縁膜124の上にスパッタ
法等の真空蒸着法によりアルミニウムからなる金属膜を
成膜し、当該金属膜にフォトリソグラフィー及びそれに
続くドライエッチング等を施して、金属配線層122の
上で層間絶縁膜124を介してソース配線層107と対
向するように所定パターンの金属配線層125を形成す
る。このとき、層間絶縁膜108,124を介して対向
配置されたソース配線層107及び金属配線層125に
よりキャパシタCが構成される。
Subsequently, a metal film made of aluminum is formed on the interlayer insulating film 124 by a vacuum deposition method such as a sputtering method, and the metal film is subjected to photolithography and subsequent dry etching to form a metal wiring layer. A metal wiring layer 125 having a predetermined pattern is formed on the metal wiring layer 122 so as to face the source wiring layer 107 with an interlayer insulating film 124 interposed therebetween. At this time, the capacitor C is configured by the source wiring layer 107 and the metal wiring layer 125 which are arranged to face each other with the interlayer insulating films 108 and 124 interposed therebetween.

【0239】しかる後、金属配線層125を含む全面に
真空蒸着法によりシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を
順次堆積させて絶縁膜126を形成し、所定の後処理を
施すことにより、第4の実施形態のCMOSインバータ
を完成させる。
Thereafter, a silicon oxide film and a silicon nitride film are sequentially deposited on the entire surface including the metal wiring layer 125 by a vacuum evaporation method to form an insulating film 126, and a predetermined post-processing is performed to thereby perform the fourth embodiment. The CMOS inverter of the form is completed.

【0240】(第5の実施形態)以下、本発明の第5の
実施形態について説明する。この第5の実施形態におい
ては、第4の実施形態と同様に半導体装置としてCMO
Sインバータを例示する。この第5の実施形態のCMO
Sインバータは、金属配線層125を有さず、ソース拡
散層105の近傍に存するフィールドシールド素子分離
構造が若干異なる点で第4の実施形態のそれと相違す
る。図42は、このCMOSインバータを示す概略断面
図である。ここで、第4の実施形態において例示したC
MOSインバータの構成要素に対応するものについては
同符号を記して説明を省略する。
(Fifth Embodiment) Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the fifth embodiment, as in the fourth embodiment, a CMO
The S inverter will be exemplified. CMO of the fifth embodiment
The S-inverter differs from that of the fourth embodiment in that the S-inverter does not have the metal wiring layer 125 and has a slightly different field shield element isolation structure near the source diffusion layer 105. FIG. 42 is a schematic sectional view showing this CMOS inverter. Here, C exemplified in the fourth embodiment
Components corresponding to the components of the MOS inverter are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

【0241】このCMOSインバータにおいては、p型
シリコン半導体基板101にp型,n型ウェル拡散層1
11,112が形成されており、ソース拡散層105の
近傍ではフィールドシールド素子分離構造141によ
り、それ以外ではフィールドシールド素子分離構造10
2により各素子活性領域が画定され、p型ウェル拡散層
111上の素子活性領域にはnMOSFET131が、
n型ウェル拡散層112上の素子活性領域にはpMOS
FET132がそれぞれ形成されている。
In this CMOS inverter, p-type and n-type well diffusion layers 1 are formed on p-type silicon semiconductor substrate 101.
11 and 112 are formed. The field shield element isolation structure 141 is provided near the source diffusion layer 105, and the field shield element isolation structure 10 is provided in other areas.
Each element active region is defined by 2, and an nMOSFET 131 is provided in the element active region on the p-type well diffusion layer 111.
The pMOS is used for the element active region on the n-type well diffusion layer 112.
FETs 132 are respectively formed.

【0242】ここで、フィールドシールド素子分離構造
141は、第4の実施形態で示したフィールドシールド
素子分離構造102と同様に、シリコン酸化膜141
a,141c,141d内に導電膜よりなるシールドプ
レート電極141bが埋設されてなる素子分離構造であ
るが、そのシールドプレート電極141b上のシリコン
酸化膜141aの膜厚がフィールドシールド素子分離構
造102のシリコン酸化膜102aの膜厚に比して薄く
形成されている。ここでは、シールドプレート電極14
1bをその膜厚がシールドプレート電極102bの膜厚
に比して厚くなるように形成することにより、結果とし
てシールドプレート電極141bの上のシリコン酸化膜
141aの膜厚がシールドプレート電極102bの上の
シリコン酸化膜102aの膜厚より薄くなるようにす
る。
The field shield element isolation structure 141 has a silicon oxide film 141 similar to the field shield element isolation structure 102 shown in the fourth embodiment.
a, 141c, and 141d have a shield plate electrode 141b made of a conductive film embedded therein. The silicon oxide film 141a on the shield plate electrode 141b has a film thickness of silicon of the field shield element isolation structure 102. The oxide film 102a is formed thinner than the film thickness. Here, the shield plate electrode 14
1b is formed so that its film thickness is larger than the film thickness of shield plate electrode 102b, and as a result, the film thickness of silicon oxide film 141a on shield plate electrode 141b becomes larger on shield plate electrode 102b. The thickness is made smaller than the thickness of the silicon oxide film 102a.

【0243】因みに、フィールドシールド素子分離構造
102,141を形成するには、以下に示す方法が考え
られる。
Incidentally, in order to form the field shield element isolation structures 102 and 141, the following method can be considered.

【0244】先ず、第1の方法として、シールドプレー
ト電極102b,141bとなる多結晶シリコン膜を薄
く(即ち、シールドプレート電極102bの厚みに)形
成した後に、フィールドシールド素子分離構造141と
なる部位を除いてマスクを形成し、更に多結晶シリコン
膜を形成してシールドプレート電極102bに比して厚
い膜厚にシールドプレート電極141bを形成する。こ
の場合、シールドプレート電極141bの上に堆積形成
されるシリコン酸化膜141aは、シールドプレート電
極102bの上に堆積形成されるシリコン酸化膜102
aに比して薄く形成される。
First, as a first method, after a polycrystalline silicon film serving as the shield plate electrodes 102b and 141b is formed thin (that is, the thickness of the shield plate electrode 102b), a portion serving as the field shield element isolation structure 141 is formed. Then, a mask is formed, a polycrystalline silicon film is further formed, and the shield plate electrode 141b is formed to have a larger thickness than the shield plate electrode 102b. In this case, the silicon oxide film 141a deposited and formed on the shield plate electrode 141b becomes the silicon oxide film 102 deposited and formed on the shield plate electrode 102b.
It is formed thinner than a.

【0245】次いで、第2の方法として、シールドプレ
ート電極102b,141bとなる多結晶シリコン膜を
厚く(即ち、シールドプレート電極141bの厚みに)
形成した後に、フィールドシールド素子分離構造102
となる部位を除いてマスクを形成し、前記多結晶シリコ
ン膜をエッチングしてシールドプレート電極141bに
比して薄い膜厚にシールドプレート電極102bを形成
する。この場合も、シールドプレート電極141bの上
に堆積形成されるシリコン酸化膜141aは、シールド
プレート電極102bの上に堆積形成されるシリコン酸
化膜102aに比して薄く形成される。
Next, as a second method, the thickness of the polycrystalline silicon film to be the shield plate electrodes 102b and 141b is increased (that is, the thickness of the shield plate electrode 141b is increased).
After the formation, the field shield element isolation structure 102
Then, a mask is formed except for a portion to be formed, and the polycrystalline silicon film is etched to form the shield plate electrode 102b with a smaller thickness than the shield plate electrode 141b. Also in this case, the silicon oxide film 141a deposited and formed on the shield plate electrode 141b is formed thinner than the silicon oxide film 102a deposited and formed on the shield plate electrode 102b.

【0246】そして、第4の実施形態に係るCMOSイ
ンバータと同様に、各ソース拡散層105の近傍に存す
るフィールドシールド素子分離構造141上に、ソース
配線層107が所定パターンに形成されており、各素子
活性領域を含むシリコン半導体基板101の全面にキャ
ップ絶縁膜113、側壁絶縁膜114及びソース配線層
107を覆うように層間絶縁膜108が形成されてい
る。
As in the CMOS inverter according to the fourth embodiment, a source wiring layer 107 is formed in a predetermined pattern on a field shield element isolation structure 141 near each source diffusion layer 105. An interlayer insulating film 108 is formed on the entire surface of the silicon semiconductor substrate 101 including the element active region so as to cover the cap insulating film 113, the sidewall insulating film 114, and the source wiring layer 107.

【0247】さらに、ソース拡散層105の上及びドレ
イン拡散層106の上には、層間絶縁膜108を穿って
ソース拡散層105及びドレイン拡散層106の表面を
露出させるコンタクト孔109,110が形成され、さ
らにソース配線層107の上には同様に層間絶縁膜10
8を穿ってソース配線層107の表面を露出させるコン
タクト孔121が形成されている。そして、ソース拡散
層105の近傍においては、コンタクト孔109及びコ
ンタクト孔121を充填し、層間絶縁膜108上でコン
タクト孔109からコンタクト孔121にかけて延在す
る金属配線層122が所定パタ−ンに形成されている。
他方、ドレイン拡散層106の近傍においては、コンタ
クト孔110を充填し、層間絶縁膜108上でnMOS
FET131のコンタクト孔110からpMOSFET
132のコンタクト孔110にかけて延在する金属配線
層123が所定パタ−ンに形成されている。
Further, contact holes 109 and 110 are formed on the source diffusion layer 105 and the drain diffusion layer 106 to expose the surfaces of the source diffusion layer 105 and the drain diffusion layer 106 by piercing the interlayer insulating film 108. The interlayer insulating film 10 is similarly formed on the source wiring layer 107.
8, a contact hole 121 for exposing the surface of the source wiring layer 107 is formed. In the vicinity of the source diffusion layer 105, the contact hole 109 and the contact hole 121 are filled, and a metal wiring layer 122 extending from the contact hole 109 to the contact hole 121 on the interlayer insulating film 108 is formed in a predetermined pattern. Have been.
On the other hand, in the vicinity of the drain diffusion layer 106, the contact hole 110 is filled, and the nMOS
From the contact hole 110 of the FET 131 to the pMOSFET
A metal wiring layer 123 extending to the contact hole 110 of 132 is formed in a predetermined pattern.

【0248】すなわち、金属配線層122の一端部がソ
ース拡散層105と、他端部がソース配線層107と電
気的に接続されており、従って金属配線層122を介し
てソース拡散層5とソース配線層7が電気的に接続され
ている。他方、金属配線層123の一端部がnMOSF
ET131のドレイン拡散層106と、他端部がpMO
SFET132のドレイン拡散層106と電気的に接続
されて、nMOSFET131とpMOSFET132
とが直列に接続されている。
That is, one end of the metal wiring layer 122 is electrically connected to the source diffusion layer 105, and the other end is connected to the source wiring layer 107. Therefore, the source diffusion layer 5 and the source diffusion layer 105 are connected via the metal wiring layer 122. The wiring layer 7 is electrically connected. On the other hand, one end of the metal wiring layer 123 is nMOSF
The drain diffusion layer 106 of ET131 and the other end are pMO
The nMOSFET 131 and the pMOSFET 132 are electrically connected to the drain diffusion layer 106 of the SFET 132.
And are connected in series.

【0249】ここで、フィールドシールド素子分離構造
141の近傍では、当該フィールドシールド素子分離構
造141のシールドプレート電極141bとソース配線
層107とがシールドプレート電極141b上のシリコ
ン酸化膜141aを介して対向配置されており、シリコ
ン酸化膜141aを介したシールドプレート電極141
b及びソース配線層107によりキャパシタC’が構成
されている。すなわち、p型ウェル拡散層111の上に
おいては、このp型ウェル拡散層111が負電源電位
(Vbb)とされ、ソース拡散層105及びシールドプ
レート電極141bがそれぞれ接地電位(GND)とさ
れてソース拡散層105とシールドプレート電極141
bとが容量結合しており、n型ウェル拡散層112の上
においては、このn型ウェル拡散層112が正電源電位
(Vdd)とされ、ソース拡散層105及びシールドプ
レート電極141bもそれぞれ正電源電位(Vdd)と
されてソース拡散層105とシールドプレート電極14
1bとが容量結合している。このキャパシタC’が、第
4の実施形態で示したキャパシタCと同様の働きをな
す。
Here, near the field shield element isolation structure 141, the shield plate electrode 141b of the field shield element isolation structure 141 and the source wiring layer 107 are opposed to each other via the silicon oxide film 141a on the shield plate electrode 141b. And the shield plate electrode 141 via the silicon oxide film 141a.
b and the source wiring layer 107 constitute a capacitor C ′. That is, on the p-type well diffusion layer 111, the p-type well diffusion layer 111 is set to the negative power supply potential (Vbb), and the source diffusion layer 105 and the shield plate electrode 141b are set to the ground potential (GND), respectively. Diffusion layer 105 and shield plate electrode 141
b is capacitively coupled, the n-type well diffusion layer 112 has a positive power supply potential (Vdd) on the n-type well diffusion layer 112, and the source diffusion layer 105 and the shield plate electrode 141b also have a positive power supply potential. The source diffusion layer 105 and the shield plate electrode 14 are set to a potential (Vdd).
1b is capacitively coupled. This capacitor C 'has the same function as the capacitor C shown in the fourth embodiment.

【0250】そして、各素子活性領域を含むシリコン半
導体基板101の全面に金属配線層122,123を覆
うように絶縁膜126が形成され、第5の実施形態のC
MOSインバータが構成されている。
Then, an insulating film 126 is formed on the entire surface of the silicon semiconductor substrate 101 including each element active region so as to cover the metal wiring layers 122 and 123, and the C film of the fifth embodiment is formed.
A MOS inverter is configured.

【0251】このように、第5の実施形態に係るCMO
Sインバータによれば、ソース拡散層105の電気抵抗
値が比較的大きいために十分なノイズマージンが確保さ
れるとともに、p型ウェル拡散層111−ソース拡散層
105間及びn型ウェル拡散層112−ソース拡散層1
05間にそれぞれ電気容量の大きいキャパシタC’が形
成されているために信号伝搬時間の遅延が抑制されて論
理動作の高速化が実現される。
As described above, the CMO according to the fifth embodiment
According to the S inverter, a sufficient noise margin is secured because the electric resistance value of the source diffusion layer 105 is relatively large, and at the same time, between the p-type well diffusion layer 111 and the source diffusion layer 105 and between the n-type well diffusion layer 112 and Source diffusion layer 1
Since the capacitors C 'having large electric capacitances are formed between the capacitors 05, the delay of the signal propagation time is suppressed and the speed of the logic operation is increased.

【0252】(第6の実施形態)以下、本発明の第6の
実施の形態について説明する。この第6の実施形態にお
いては、CMOSインバータの製造方法を例示する。図
43〜図49は、このCMOSインバータの形成過程を
工程順に示す概略断面図である。
(Sixth Embodiment) Hereinafter, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the sixth embodiment, a method for manufacturing a CMOS inverter will be described. 43 to 49 are schematic cross-sectional views showing steps of forming the CMOS inverter in the order of steps.

【0253】先ず、図43に示すように、p型のシリコ
ン半導体基板101にイオン注入法によりp型,n型ウ
ェル拡散層111,112を形成する。続いて、これら
p型,n型ウェル拡散層111,112の表面にフィー
ルドシールド素子分離構造102をそれぞれ形成し、こ
れらフィールドシールド素子分離構造102により各素
子活性領域を画定する。
First, as shown in FIG. 43, p-type and n-type well diffusion layers 111 and 112 are formed in a p-type silicon semiconductor substrate 101 by an ion implantation method. Subsequently, a field shield element isolation structure 102 is formed on the surface of each of the p-type and n-type well diffusion layers 111 and 112, and each element active region is defined by the field shield element isolation structure 102.

【0254】すなわち、シリコン半導体基板101の上
に、シリコン酸化膜102c,多結晶シリコン膜102
b及びシリコン酸化膜102aを順次形成し、これらシ
リコン酸化膜102c,多結晶シリコン膜102b及び
シリコン酸化膜102aをフォトリソグラフィー及びそ
れに続くドライエッチング等によりパターニングしてそ
れぞれ選択的に除去して素子活性領域を画定する。しか
る後、残存したシリコン酸化膜102c,多結晶シリコ
ン膜102b及びシリコン酸化膜102aを覆うように
全面にシリコン酸化膜を成膜した後に、当該シリコン酸
化膜の全面をRIE等により異方性ドライエッチングし
てシリコン酸化膜102c,多結晶シリコン膜102b
及びシリコン酸化膜102aの側壁にのみシリコン酸化
物を残し、側壁保護膜102dを形成する。これによ
り、シリコン酸化膜102a,102c,102dによ
り囲まれた多結晶シリコン膜からなるシールドプレート
電極102bを備えたフィールドシールド素子分離構造
2が形成される。
That is, a silicon oxide film 102c and a polycrystalline silicon film 102 are formed on a silicon semiconductor substrate 101.
b and a silicon oxide film 102a are sequentially formed, and the silicon oxide film 102c, the polycrystalline silicon film 102b, and the silicon oxide film 102a are selectively removed by patterning by photolithography and subsequent dry etching or the like to selectively remove the element active region. Is defined. Thereafter, after a silicon oxide film is formed on the entire surface so as to cover the remaining silicon oxide film 102c, polycrystalline silicon film 102b, and silicon oxide film 102a, the entire surface of the silicon oxide film is anisotropically dry-etched by RIE or the like. To form a silicon oxide film 102c and a polycrystalline silicon film 102b.
The silicon oxide is left only on the side walls of the silicon oxide film 102a, and the side wall protective film 102d is formed. As a result, a field shield element isolation structure 2 including a shield plate electrode 102b made of a polycrystalline silicon film surrounded by the silicon oxide films 102a, 102c, and 102d is formed.

【0255】次いで、シリコン半導体基板101の表面
に熱酸化を施してゲート酸化膜103を形成する。更
に、ゲート酸化膜103の全面に真空蒸着法により多結
晶シリコン膜を形成した後、これをフォトリソグラフィ
ー及びそれに続くドライエッチング等によりパターニン
グして、p型,n型ウェル拡散層111,112上のゲ
ート酸化膜103の上にゲート電極104を形成する。
Next, thermal oxidation is performed on the surface of silicon semiconductor substrate 101 to form gate oxide film 103. Further, after a polycrystalline silicon film is formed on the entire surface of the gate oxide film 103 by a vacuum evaporation method, the polycrystalline silicon film is patterned by photolithography and subsequent dry etching or the like to form p-type and n-type well diffusion layers 111 and 112. A gate electrode 104 is formed on the gate oxide film 103.

【0256】次いで、ゲート電極104を覆うように真
空蒸着法により全面にシリコン酸化膜を堆積形成し、続
いて当該シリコン酸化膜の全面をRIE等により異方性
ドライエッチングして、ゲート電極104の上面及び側
面にのみ前記シリコン酸化膜を残してゲート電極104
を覆うキャップ絶縁膜113及び側壁絶縁膜114を形
成する。
Next, a silicon oxide film is deposited and formed on the entire surface by a vacuum evaporation method so as to cover the gate electrode 104. Subsequently, the entire surface of the silicon oxide film is anisotropically dry-etched by RIE or the like. The gate electrode 104 is left while leaving the silicon oxide film only on the top and side surfaces.
Forming a cap insulating film 113 and a side wall insulating film 114 covering the semiconductor substrate.

【0257】続いて、p型ウェル拡散層111の上に形
成されたゲート電極104のキャップ絶縁膜113をマ
スクとして、p型ウェル拡散層111に対して砒素(A
s)のイオン注入を施してnMOSFET131のソー
ス拡散層105及びドレイン拡散層106を形成し、更
に、n型ウェル拡散層112の上に形成されたゲート電
極104のキャップ絶縁膜113をマスクとして、n型
ウェル拡散層112に対してホウ素(B)のイオン注入
を施してpMOSFET132のソース拡散層105及
びドレイン拡散層106を形成する。
Subsequently, arsenic (A) is applied to the p-type well diffusion layer 111 using the cap insulating film 113 of the gate electrode 104 formed on the p-type well diffusion layer 111 as a mask.
s) is performed to form the source diffusion layer 105 and the drain diffusion layer 106 of the nMOSFET 131, and further, the n-type well diffusion layer 112 is formed by using the cap insulating film 113 of the gate electrode 104 formed on the n-type well diffusion layer 112 as a mask. The source diffusion layer 105 and the drain diffusion layer 106 of the pMOSFET 132 are formed by implanting boron (B) ions into the type well diffusion layer 112.

【0258】次いで、図44に示すように、nMOSF
ET131及びpMOSFET132の各ソース拡散層
105に、水酸化カリウム水溶液等のエッチング液を用
いた異方性エッチングを施して凹部143を形成し、こ
の凹部143内の側壁面のみにソース拡散層105の一
部(側壁部142)を残す。
Next, as shown in FIG.
Each of the source diffusion layers 105 of the ET 131 and the pMOSFET 132 is subjected to anisotropic etching using an etching solution such as an aqueous solution of potassium hydroxide to form a recess 143, and only one side surface of the source diffusion layer 105 is formed inside the recess 143. Part (side wall part 142) is left.

【0259】ここで、水酸化カリウム水溶液をエッチン
グ液として用いた前記異方性エッチングを施すに際し
て、ソース拡散層105とシリコン半導体基板101と
の界面まで制御性良くエッチングするには、以下の条件
下でエッチングを行うことが好適である。
Here, in performing the anisotropic etching using an aqueous solution of potassium hydroxide as an etching solution, etching to the interface between the source diffusion layer 105 and the silicon semiconductor substrate 101 with good controllability is performed under the following conditions. It is preferable to perform etching at

【0260】先ず、p型ウェル拡散層111のソース拡
散層105に凹部143を形成する際には、p型ウェル
拡散層111の電位を水酸化カリウム水溶液の電位を基
準として−0.5V以上とし、n型ウェル拡散層112
の電位を水酸化カリウム水溶液の電位を基準として−
1.2V以下とする。他方、n型ウェル拡散層112の
ソース拡散層105に凹部143を形成する際には、n
型ウェル拡散層112の電位を水酸化カリウム水溶液の
電位を基準として−1V以上とし、p型ウェル拡散層1
11の電位を浮遊状態とする。
First, when forming the recess 143 in the source diffusion layer 105 of the p-type well diffusion layer 111, the potential of the p-type well diffusion layer 111 is set to −0.5 V or more with respect to the potential of the aqueous potassium hydroxide solution. , N-type well diffusion layer 112
With reference to the potential of the aqueous solution of potassium hydroxide.
1.2V or less. On the other hand, when forming the concave portion 143 in the source diffusion layer 105 of the n-type well diffusion layer 112, n
The potential of the p-type well diffusion layer 112 is set to −1 V or more with respect to the potential of the aqueous potassium hydroxide solution,
The potential of No. 11 is in a floating state.

【0261】次いで、図45に示すように、異方性エッ
チングされたシリコン半導体基板101に熱酸化を施し
て、ゲート酸化膜103と同程度の膜厚のシリコン酸化
膜を形成した後、当該シリコン酸化膜にフォトリソグラ
フィー及びそれに続くドライエッチング等を施すことに
よりパターニングして、凹部143の底面のみにシリコ
ン酸化膜を残して底部絶縁膜144を形成する。
Next, as shown in FIG. 45, the silicon semiconductor substrate 101 anisotropically etched is subjected to thermal oxidation to form a silicon oxide film having a thickness substantially equal to that of the gate oxide film 103. The oxide film is patterned by subjecting it to photolithography and subsequent dry etching, etc., to form a bottom insulating film 144 while leaving the silicon oxide film only on the bottom surface of the concave portion 143.

【0262】続いて、図46に示すように、真空蒸着法
によりシリコン半導体基板101の上に多結晶シリコン
を堆積させて凹部143を充填し、フォトリソグラフィ
ー及びそれに続くドライエッチング等を施すことにより
パターニングするとともに、凹部143上に隆起した多
結晶シリコンに表面研磨、ここでは化学機械研磨(CM
P)を施して表面を平坦化する。このCMP研磨法は、
所定の薬液と研磨剤とのスラリーを用いる研磨法であ
り、ミリメートルのオーダーの段差でさえも解消して高
精度な平坦化、例えば表面の段差を0.05μm程度に
抑えることができるという利点を有している。
Subsequently, as shown in FIG. 46, polycrystalline silicon is deposited on the silicon semiconductor substrate 101 by a vacuum deposition method to fill the recess 143, and patterning is performed by photolithography and subsequent dry etching. At the same time, the surface of the polycrystalline silicon raised on the concave portion 143 is polished,
P) is applied to flatten the surface. This CMP polishing method
This is a polishing method that uses a slurry of a predetermined chemical solution and an abrasive, and has the advantage that even steps on the order of millimeters can be eliminated and high-precision flattening, for example, the step on the surface can be suppressed to about 0.05 μm. Have.

【0263】次いで、図47に示すように、全面に真空
蒸着法によりシリコン酸化膜を堆積させて層間絶縁膜1
08を形成し、この層間絶縁膜108にフォトリソグラ
フィー及びそれに続くドライエッチング等を施して、ソ
ース拡散層105の上及びドレイン拡散層106の上
に、層間絶縁膜108を穿ってソース拡散層105及び
ドレイン拡散層106の表面を露出させるコンタクト孔
109,110を形成する。
Next, as shown in FIG. 47, a silicon oxide film is deposited on the entire surface by vacuum evaporation to form an interlayer insulating film 1.
08, the interlayer insulating film 108 is subjected to photolithography and subsequent dry etching or the like, so that the interlayer insulating film 108 is formed on the source diffusion layer 105 and the drain diffusion layer 106 to form the source diffusion layer 105 and Contact holes 109 and 110 for exposing the surface of the drain diffusion layer 106 are formed.

【0264】次いで、図48に示すように、各コンタク
ト孔109,110を含む全面に真空蒸着法によりアル
ミニウムからなる金属膜を成膜し、当該金属膜にフォト
リソグラフィー及びそれに続くドライエッチング等を施
して、コンタクト孔109を充填し、層間絶縁膜108
上でコンタクト孔109からフィールドシールド素子分
離構造102にかけて延在する金属配線層122と、コ
ンタクト孔110を充填し、層間絶縁膜108上でコン
タクト孔110からフィールドシールド素子分離構造1
02にかけて延在する金属配線層123をそれぞれ所定
パターンに形成する。
Next, as shown in FIG. 48, a metal film made of aluminum is formed on the entire surface including the contact holes 109 and 110 by a vacuum evaporation method, and the metal film is subjected to photolithography and subsequent dry etching. To fill the contact hole 109,
The metal wiring layer 122 extending from the contact hole 109 to the field shield element isolation structure 102 and the contact hole 110 are filled, and the field shield element isolation structure 1
Each of the metal wiring layers 123 extending to 02 is formed in a predetermined pattern.

【0265】しかる後、図49に示すように、金属配線
層122、123を含む全面に真空蒸着法によりシリコ
ン酸化膜及びシリコン窒化膜を順次堆積させて絶縁膜1
26を形成し、所定の後処理を施すことにより、第6の
実施形態のCMOSインバータを完成させる。
Thereafter, as shown in FIG. 49, a silicon oxide film and a silicon nitride film are sequentially deposited on the entire surface including the metal wiring layers 122 and 123 by a vacuum deposition method to form an insulating film 1.
The CMOS inverter according to the sixth embodiment is completed by forming 26 and performing predetermined post-processing.

【0266】この第6の実施形態において製造されるC
MOSインバータにおいては、ソース拡散層105の底
部にシリコン酸化膜からなる底部絶縁膜144が形成さ
れている。MOSトランジスタは、その機能を果たすた
めにソース拡散層の側壁部は半導体材料からなる必要が
あるが、底部はその必要がない。第6の実施形態におい
ては、この底部に底部絶縁膜144を設けることによ
り、nMOSFET131においてはp型ウェル拡散層
111及びソース拡散層105が、pMOSFET13
2においてはn型ウェル拡散層112及びソース拡散層
105がそれぞれ底部絶縁膜144を介してキャパシタ
を構成し、この底部絶縁膜144が存しない場合に比し
て電気容量が概ね30〜40倍となる。
The C manufactured in the sixth embodiment
In the MOS inverter, a bottom insulating film 144 made of a silicon oxide film is formed at the bottom of source diffusion layer 105. In the MOS transistor, the side wall portion of the source diffusion layer needs to be made of a semiconductor material in order to perform its function, but the bottom portion is not required. In the sixth embodiment, by providing the bottom insulating film 144 on the bottom, the p-type well diffusion layer 111 and the source diffusion layer 105 in the nMOSFET 131 are
In No. 2, the n-type well diffusion layer 112 and the source diffusion layer 105 each constitute a capacitor via the bottom insulating film 144, and the electric capacity is about 30 to 40 times that of the case where the bottom insulating film 144 does not exist. Become.

【0267】このように、第3の実施形態に係るCMO
Sインバータによれば、ソース拡散層105の電気抵抗
値が比較的大きいために十分なノイズマージンが確保さ
れるとともに、p型ウェル拡散層111−ソース拡散層
105間及びn型ウェル拡散層112−ソース拡散層1
05間にそれぞれ電気容量の大きいキャパシタが形成さ
れているために信号伝搬時間の遅延が抑制されて論理動
作の高速化が実現される。
As described above, the CMO according to the third embodiment
According to the S inverter, a sufficient noise margin is secured because the electric resistance value of the source diffusion layer 105 is relatively large, and at the same time, between the p-type well diffusion layer 111 and the source diffusion layer 105 and between the n-type well diffusion layer 112 and Source diffusion layer 1
Since capacitors each having a large electric capacity are formed between the capacitors 05, the delay of the signal propagation time is suppressed, and the speed of the logic operation is increased.

【0268】(第7の実施形態)以下、第7の実施形態
について説明する。この第7の実施形態においては、半
導体装置であるDRAMの製造方法を例示する。図50
〜図51は、このDRAMの形成過程を工程順に示す概
略断面図である。
(Seventh Embodiment) Hereinafter, a seventh embodiment will be described. In the seventh embodiment, a method for manufacturing a DRAM as a semiconductor device will be described. FIG.
FIG. 51 to FIG. 51 are schematic sectional views showing the process of forming the DRAM in the order of steps.

【0269】先ず、図50(a)に示すように、p型の
シリコン半導体基板101の表面にフィールドシールド
素子分離構造102をそれぞれ形成し、これらフィール
ドシールド素子分離構造102により各素子活性領域を
画定する。
First, as shown in FIG. 50A, a field shield element isolation structure 102 is formed on the surface of a p-type silicon semiconductor substrate 101, and each element active region is defined by the field shield element isolation structure 102. I do.

【0270】すなわち、シリコン半導体基板101の上
に、シリコン酸化膜102c,多結晶シリコン膜102
b及びシリコン酸化膜102aを順次形成し、これらシ
リコン酸化膜102c,多結晶シリコン膜102b及び
シリコン酸化膜102aをフォトリソグラフィー及びそ
れに続くドライエッチング等によりパターニングしてそ
れぞれ選択的に除去して素子活性領域を画定する。しか
る後、残存したシリコン酸化膜102c,多結晶シリコ
ン膜102b及びシリコン酸化膜102aを覆うように
全面にシリコン酸化膜を成膜した後に、当該シリコン酸
化膜の全面をRIE等により異方性ドライエッチングし
てシリコン酸化膜102c,多結晶シリコン膜102b
及びシリコン酸化膜102aの側壁にのみシリコン酸化
物を残し、側壁保護膜102dを形成する。これによ
り、シリコン酸化膜102a,102c,102dによ
り囲まれた多結晶シリコン膜からなるシールドプレート
電極102bを備えたフィールドシールド素子分離構造
102が形成される。
That is, a silicon oxide film 102c and a polycrystalline silicon film 102 are formed on a silicon semiconductor substrate 101.
b and a silicon oxide film 102a are sequentially formed, and the silicon oxide film 102c, the polycrystalline silicon film 102b, and the silicon oxide film 102a are selectively removed by patterning by photolithography and subsequent dry etching or the like to selectively remove the element active region. Is defined. Thereafter, after a silicon oxide film is formed on the entire surface so as to cover the remaining silicon oxide film 102c, polycrystalline silicon film 102b, and silicon oxide film 102a, the entire surface of the silicon oxide film is anisotropically dry-etched by RIE or the like. To form a silicon oxide film 102c and a polycrystalline silicon film 102b.
The silicon oxide is left only on the side walls of the silicon oxide film 102a, and the side wall protective film 102d is formed. As a result, a field shield element isolation structure 102 including a shield plate electrode 102b made of a polycrystalline silicon film surrounded by the silicon oxide films 102a, 102c, and 102d is formed.

【0271】次いで、シリコン半導体基板101の表面
に熱酸化を施してゲート酸化膜103を形成する。さら
に、ゲート酸化膜103の全面にCVD等の真空蒸着法
により多結晶シリコン膜を堆積形成した後、これをフォ
トリソグラフィー及びそれに続くドライエッチング等に
よりパターニングして、ゲート酸化膜103の上にゲー
ト電極104を形成するとともに、各ソース拡散層10
5及び各ドレイン拡散層106となる部分の近傍に存す
るフィールドシールド素子分離構造102上に前記多結
晶シリコン膜を所定パタ−ンに残してソース配線層10
7及びドレイン電極層151をそれぞれ形成する。
Next, thermal oxidation is performed on the surface of silicon semiconductor substrate 101 to form gate oxide film 103. Further, a polycrystalline silicon film is deposited and formed on the entire surface of the gate oxide film 103 by a vacuum deposition method such as CVD, and then patterned by photolithography and subsequent dry etching to form a gate electrode on the gate oxide film 103. 104, and each source diffusion layer 10
5 and the source wiring layer 10 while leaving the polycrystalline silicon film in a predetermined pattern on the field shield element isolation structure 102 in the vicinity of the part to be each drain diffusion layer 106.
7 and the drain electrode layer 151 are formed.

【0272】次いで、ゲート電極104を覆うようにC
VD等の真空蒸着法により全面にシリコン酸化膜を堆積
形成し、続いて当該シリコン酸化膜の全面をRIE等に
より異方性ドライエッチングして、ゲート電極104の
上面及び側面にのみ前記シリコン酸化膜を残してゲート
電極104を覆うキャップ絶縁膜113及び側壁絶縁膜
114を形成する。
Next, C is applied to cover the gate electrode 104.
A silicon oxide film is deposited and formed on the entire surface by a vacuum evaporation method such as VD, and then the entire surface of the silicon oxide film is anisotropically dry-etched by RIE or the like, so that the silicon oxide film is formed only on the upper surface and side surfaces of the gate electrode 104. A cap insulating film 113 and a sidewall insulating film 114 are formed to cover the gate electrode 104 except for the above.

【0273】続いて、ゲート電極104のキャップ絶縁
膜113をマスクとして、シリコン半導体基板101に
対して砒素(As)のイオン注入を施してnMOSFE
T161のソース拡散層105及びドレイン拡散層10
6を形成する。
Subsequently, arsenic (As) ions are implanted into the silicon semiconductor substrate 101 by using the cap insulating film 113 of the gate electrode 104 as a mask to form nMOSFE.
Source diffusion layer 105 and drain diffusion layer 10 of T161
6 is formed.

【0274】次いで、図50(b)に示すように、ソー
ス配線層107及びドレイン電極層151を含む全面に
CVD等の真空蒸着法によりシリコン酸化膜を堆積させ
て層間絶縁膜108を形成する。続いて、層間絶縁膜1
08にフォトリソグラフィー及びそれに続くドライエッ
チング等を施して、ソース拡散層105の上及びドレイ
ン拡散層106の上に、層間絶縁膜108を穿ってソー
ス拡散層105及びドレイン拡散層106の表面を露出
させるコンタクト孔109,110を形成し、さらにソ
ース配線層107及びドレイン電極層151の上に同様
に層間絶縁膜108を穿ってソース配線層107及びド
レイン電極層151の表面を露出させるコンタクト孔1
21,152をそれぞれ形成する。
Next, as shown in FIG. 50B, a silicon oxide film is deposited on the entire surface including the source wiring layer 107 and the drain electrode layer 151 by a vacuum deposition method such as CVD to form an interlayer insulating film. Subsequently, the interlayer insulating film 1
08 is subjected to photolithography and subsequent dry etching or the like to expose the surfaces of the source diffusion layer 105 and the drain diffusion layer 106 by piercing the interlayer insulating film 108 on the source diffusion layer 105 and the drain diffusion layer 106. The contact holes 109 and 110 are formed, and the interlayer insulating film 108 is similarly formed on the source wiring layer 107 and the drain electrode layer 151 to expose the surfaces of the source wiring layer 107 and the drain electrode layer 151.
21 and 152 are respectively formed.

【0275】次いで、図51(a)に示すように、各コ
ンタクト孔109,110,121,152を含む全面
にスパッタ法等の真空蒸着法によりアルミニウムからな
る金属膜を成膜した後、当該金属膜にフォトリソグラフ
ィー及びそれに続くドライエッチング等を施すことによ
り、コンタクト孔109及びコンタクト孔121を充填
し、層間絶縁膜108上でコンタクト孔19からコンタ
クト孔121にかけて延在する金属配線層122と、コ
ンタクト孔110及びコンタクト孔152を充填し、層
間絶縁膜108上でコンタクト孔110からコンタクト
孔152にかけて延在する金属配線層153とをそれぞ
れ所定パターンに形成する。
Next, as shown in FIG. 51A, a metal film made of aluminum is formed on the entire surface including the contact holes 109, 110, 121, and 152 by a vacuum deposition method such as a sputtering method. By subjecting the film to photolithography and subsequent dry etching or the like, the contact hole 109 and the contact hole 121 are filled, and a metal wiring layer 122 extending from the contact hole 19 to the contact hole 121 on the interlayer insulating film 108 is formed. The hole 110 and the contact hole 152 are filled, and a metal wiring layer 153 extending from the contact hole 110 to the contact hole 152 is formed in a predetermined pattern on the interlayer insulating film 108.

【0276】このとき、金属配線層122の一端部がソ
ース拡散層105と、他端部がソース配線層107と電
気的に接続され、従って金属配線層122を介してソー
ス拡散層105とソース配線層107とが電気的に接続
される。他方、金属配線層153の一端部がドレイン拡
散層106と、他端部がドレイン電極層151と電気的
に接続され、従って金属配線層153を介してドレイン
拡散層106とドレイン電極層151とが電気的に接続
される。
At this time, one end of the metal wiring layer 122 is electrically connected to the source diffusion layer 105 and the other end is connected to the source wiring layer 107. Therefore, the source diffusion layer 105 is connected to the source wiring layer 107 via the metal wiring layer 122. The layer 107 is electrically connected. On the other hand, one end of the metal wiring layer 153 is electrically connected to the drain diffusion layer 106, and the other end is electrically connected to the drain electrode layer 151. Therefore, the drain diffusion layer 106 and the drain electrode layer 151 are connected via the metal wiring layer 153. Electrically connected.

【0277】次いで、図51(b)に示すように、金属
配線層122及び金属配線層153を覆うように全面に
CVD等の真空蒸着法によりシリコン酸化膜を堆積させ
て層間絶縁膜124を形成する。
Next, as shown in FIG. 51B, an interlayer insulating film 124 is formed by depositing a silicon oxide film on the entire surface by a vacuum deposition method such as CVD so as to cover the metal wiring layer 122 and the metal wiring layer 153. I do.

【0278】続いて、層間絶縁膜124の上にスパッタ
法等の真空蒸着法によりアルミニウムからなる金属膜を
成膜し、当該金属膜にフォトリソグラフィー及びそれに
続くドライエッチング等を施して、金属配線層122の
上で層間絶縁膜124を介してソース配線層107と対
向するように所定パターンの金属配線層125を形成す
るとともに、金属配線層153の上で層間絶縁膜124
を介してドレイン電極層151と対向するように所定パ
ターンの金属電極層154を形成する。このとき、層間
絶縁膜108,124を介して対向配置されたソース配
線層107及び金属配線層125によりキャパシタCが
構成されるとともに、層間絶縁膜108,124を介し
て対向配置されたドレイン電極層151及び金属電極層
154によりDRAMのキャパシタ162が構成され
る。ここで、キャパシタ162においては、ドレイン電
極層151がストレージノード電極として、金属電極層
154がセルプレート電極として機能する。
Subsequently, a metal film made of aluminum is formed on the interlayer insulating film 124 by a vacuum deposition method such as a sputtering method, and the metal film is subjected to photolithography and subsequent dry etching to form a metal wiring layer. A metal wiring layer 125 having a predetermined pattern is formed on the metal wiring layer 153 so as to face the source wiring layer 107 with the interlayer insulating film 124 interposed therebetween.
A metal electrode layer 154 having a predetermined pattern is formed so as to face the drain electrode layer 151 with the interposition therebetween. At this time, the capacitor C is constituted by the source wiring layer 107 and the metal wiring layer 125 which are opposed to each other via the interlayer insulating films 108 and 124, and the drain electrode layer which is opposed to the source wiring layer 107 and the interlayer insulating films 108 and 124. 151 and the metal electrode layer 154 form a capacitor 162 of the DRAM. Here, in the capacitor 162, the drain electrode layer 151 functions as a storage node electrode, and the metal electrode layer 154 functions as a cell plate electrode.

【0279】しかる後、金属配線層125及び金属電極
層154を含む全面に真空蒸着法によりシリコン酸化膜
及びシリコン窒化膜を順次堆積させて絶縁膜126を形
成し、所定の後処理を施すことにより、第7の実施形態
のDRAMを完成させる。
Thereafter, a silicon oxide film and a silicon nitride film are sequentially deposited on the entire surface including the metal wiring layer 125 and the metal electrode layer 154 by a vacuum evaporation method to form an insulating film 126, and a predetermined post-processing is performed. Then, the DRAM of the seventh embodiment is completed.

【0280】このように、本第7の実施形態に係るDR
AMの製造方法によれば、ソース拡散層105の電気抵
抗値が比較的大きいために十分なノイズマージンが確保
されるとともに、シリコン半導体基板101−ソース拡
散層105間に電気容量の大きいキャパシタCが形成さ
れるために信号伝搬時間の遅延が抑制されて論理動作の
高速化が実現される。
As described above, the DR according to the seventh embodiment is described.
According to the AM manufacturing method, a sufficient noise margin is secured because the electric resistance value of the source diffusion layer 105 is relatively large, and a capacitor C having a large electric capacitance is provided between the silicon semiconductor substrate 101 and the source diffusion layer 105. As a result, the delay of the signal propagation time is suppressed, and the speed of the logic operation is increased.

【0281】しかも、キャパシタC及びDRAMのキャ
パシタ162の各層が整合性良く同時形成されるため、
製造工程を削減することが可能となる。
In addition, since the layers of the capacitor C and the capacitor 162 of the DRAM are simultaneously formed with good matching,
The number of manufacturing steps can be reduced.

【0282】(第8の実施形態)以下、第8の実施形態
について説明する。この第8の実施形態においては、半
導体装置であるDRAMの製造方法を例示する。図53
は、このDRAMの概略平面図であり、図52は、この
図53のA−A’線に沿った断面に対応した概略断面図
である。なお、この第8の実施形態によるDRAMの製
造方法においては、先ず、第7の実施形態において図5
0(a)、図50(b)、図51(a)を用いて説明し
た各工程と同一の工程が行われる。
(Eighth Embodiment) Hereinafter, an eighth embodiment will be described. In the eighth embodiment, a method for manufacturing a DRAM as a semiconductor device will be described. FIG.
FIG. 52 is a schematic plan view of the DRAM, and FIG. 52 is a schematic sectional view corresponding to a section taken along line AA ′ of FIG. Incidentally, in the method of manufacturing the DRAM according to the eighth embodiment, first, in the seventh embodiment, FIG.
0 (a), the same steps as those described with reference to FIG. 50 (b) and FIG. 51 (a) are performed.

【0283】すなわち、先ず図50(a)に示すよう
に、p型のシリコン半導体基板101の表面にフィール
ドシールド素子分離構造102をそれぞれ形成し、これ
らフィールドシールド素子分離構造102により各素子
活性領域を画定する。
That is, first, as shown in FIG. 50A, field shield element isolation structures 102 are respectively formed on the surface of a p-type silicon semiconductor substrate 101, and each element active region is formed by these field shield element isolation structures 102. Define.

【0284】次いで、シリコン半導体基板101の表面
に熱酸化を施してゲート酸化膜103を形成する。さら
に、ゲート酸化膜103の全面にCVD等の真空蒸着法
により多結晶シリコン膜を堆積形成した後、これをフォ
トリソグラフィー及びそれに続くドライエッチング等に
よりパターニングして、ゲート酸化膜103の上にゲー
ト電極104を形成するとともに、各ソース拡散層10
5及び各ドレイン拡散層106となる部分の近傍に存す
るフィールドシールド素子分離構造102上に前記多結
晶シリコン膜を所定パタ−ンに残してソース配線層10
7及びドレイン電極層151をそれぞれ形成する。
Next, thermal oxidation is performed on the surface of silicon semiconductor substrate 101 to form gate oxide film 103. Further, a polycrystalline silicon film is deposited and formed on the entire surface of the gate oxide film 103 by a vacuum deposition method such as CVD, and then patterned by photolithography and subsequent dry etching to form a gate electrode on the gate oxide film 103. 104, and each source diffusion layer 10
5 and the source wiring layer 10 while leaving the polycrystalline silicon film in a predetermined pattern on the field shield element isolation structure 102 in the vicinity of the part to be each drain diffusion layer 106.
7 and the drain electrode layer 151 are formed.

【0285】次いで、ゲート電極104を覆うようにC
VD等の真空蒸着法により全面にシリコン酸化膜を堆積
形成し、続いて当該シリコン酸化膜の全面をRIE等に
より異方性ドライエッチングして、ゲート電極104の
上面及び側面にのみ前記シリコン酸化膜を残してゲート
電極104を覆うキャップ絶縁膜113及び側壁絶縁膜
114を形成する。
Next, C is applied to cover the gate electrode 104.
A silicon oxide film is deposited and formed on the entire surface by a vacuum evaporation method such as VD, and then the entire surface of the silicon oxide film is anisotropically dry-etched by RIE or the like, so that the silicon oxide film is formed only on the upper surface and side surfaces of the gate electrode 104. A cap insulating film 113 and a sidewall insulating film 114 are formed to cover the gate electrode 104 except for the above.

【0286】続いて、ゲート電極104のキャップ絶縁
膜113をマスクとして、シリコン半導体基板101に
対して砒素(As)のイオン注入を施してnMOSFE
T161のソース拡散層105及びドレイン拡散層10
6を形成する。
Subsequently, arsenic (As) ions are implanted into the silicon semiconductor substrate 101 by using the cap insulating film 113 of the gate electrode 104 as a mask to form nMOSFE.
Source diffusion layer 105 and drain diffusion layer 10 of T161
6 is formed.

【0287】次いで、図50(b)に示すように、ソー
ス配線層107及びドレイン電極層151を含む全面に
CVD等の真空蒸着法によりシリコン酸化膜を堆積させ
て層間絶縁膜108を形成する。続いて、層間絶縁膜1
08にフォトリソグラフィー及びそれに続くドライエッ
チング等を施して、ソース拡散層105の上及びドレイ
ン拡散層106の上に、層間絶縁膜108を穿ってソー
ス拡散層105及びドレイン拡散層106の表面を露出
させるコンタクト孔109,110を形成し、さらにソ
ース配線層107及びドレイン電極層151の上に同様
に層間絶縁膜108を穿ってソース配線層107及びド
レイン電極層151の表面を露出させるコンタクト孔1
21,152をそれぞれ形成する。
Next, as shown in FIG. 50B, a silicon oxide film is deposited on the entire surface including the source wiring layer 107 and the drain electrode layer 151 by a vacuum deposition method such as CVD to form an interlayer insulating film. Subsequently, the interlayer insulating film 1
08 is subjected to photolithography and subsequent dry etching or the like to expose the surfaces of the source diffusion layer 105 and the drain diffusion layer 106 by piercing the interlayer insulating film 108 on the source diffusion layer 105 and the drain diffusion layer 106. The contact holes 109 and 110 are formed, and the interlayer insulating film 108 is similarly formed on the source wiring layer 107 and the drain electrode layer 151 to expose the surfaces of the source wiring layer 107 and the drain electrode layer 151.
21 and 152 are respectively formed.

【0288】次いで、図51(a)に示すように、各コ
ンタクト孔109,110,121,152を含む全面
にスパッタ法等の真空蒸着法によりアルミニウムからな
る金属膜を成膜した後、当該金属膜にフォトリソグラフ
ィー及びそれに続くドライエッチング等を施すことによ
り、コンタクト孔109及びコンタクト孔121を充填
し、層間絶縁膜108上でコンタクト孔109からコン
タクト孔121にかけて延在する金属配線層122と、
コンタクト孔110及びコンタクト孔152を充填し、
層間絶縁膜108上でコンタクト孔110からコンタク
ト孔152にかけて延在する金属配線層153とをそれ
ぞれ所定パターンに形成する。
Next, as shown in FIG. 51A, a metal film made of aluminum is formed on the entire surface including the contact holes 109, 110, 121, and 152 by a vacuum deposition method such as a sputtering method. By performing photolithography and subsequent dry etching on the film, the contact hole 109 and the contact hole 121 are filled, and a metal wiring layer 122 extending from the contact hole 109 to the contact hole 121 on the interlayer insulating film 108;
Filling the contact hole 110 and the contact hole 152,
On the interlayer insulating film 108, a metal wiring layer 153 extending from the contact hole 110 to the contact hole 152 is formed in a predetermined pattern.

【0289】このとき、金属配線層122の一端部がソ
ース拡散層105と、他端部がソース配線層107と電
気的に接続され、従って金属配線層122を介してソー
ス拡散層105とソース配線層107とが電気的に接続
される。他方、金属配線層153の一端部がドレイン拡
散層106と、他端部がドレイン電極層151と電気的
に接続され、従って金属配線層153を介してドレイン
拡散層105とドレイン電極層151とが電気的に接続
される。
At this time, one end of the metal wiring layer 122 is electrically connected to the source diffusion layer 105 and the other end is electrically connected to the source wiring layer 107. Therefore, the source diffusion layer 105 and the source wiring are connected via the metal wiring layer 122. The layer 107 is electrically connected. On the other hand, one end of the metal wiring layer 153 is electrically connected to the drain diffusion layer 106, and the other end is electrically connected to the drain electrode layer 151. Therefore, the drain diffusion layer 105 and the drain electrode layer 151 are connected via the metal wiring layer 153. Electrically connected.

【0290】次いで、図52(a)に示すように、金属
配線層122及び金属配線層153を覆うように全面に
CVD等の真空蒸着法によりシリコン酸化膜を堆積させ
て層間絶縁膜124を形成する。
Next, as shown in FIG. 52A, an interlayer insulating film 124 is formed by depositing a silicon oxide film over the entire surface by a vacuum deposition method such as CVD so as to cover the metal wiring layer 122 and the metal wiring layer 153. I do.

【0291】続いて、層間絶縁膜124の上にCVD法
により多結晶シリコン膜163を成膜し、当該多結晶シ
リコン上にフォトレジスト164を塗布する。続いて、
このフォトレジスト164が図53に斜線で示す領域R
のみに残存するようにその他の部位のフォトレジスト1
64を除去する。そして、このフォトレジスト164を
マスクとして、イオン注入法により多結晶シリコン膜1
63にリンやホウ素、砒素等の不純物を導入して、多結
晶シリコン膜163のイオン注入された部位、即ち領域
Rを除く部位に導電性をもたせる。
Subsequently, a polycrystalline silicon film 163 is formed on the interlayer insulating film 124 by the CVD method, and a photoresist 164 is applied on the polycrystalline silicon. continue,
This photoresist 164 corresponds to a region R indicated by oblique lines in FIG.
Photoresist 1 of other parts so that it remains only in
Remove 64. Then, using this photoresist 164 as a mask, the polycrystalline silicon film 1 is formed by ion implantation.
Impurities such as phosphorus, boron and arsenic are introduced into 63 so as to impart conductivity to the portion of the polycrystalline silicon film 163 where ions are implanted, that is, the portion excluding the region R.

【0292】このとき、多結晶シリコン膜163には、
領域Rにより互いに電気的に分離されてなる2つの島状
の導電性領域が形成されることになる。即ち、図Xに示
すように、これら島状の導電性領域のうち、一方が金属
配線層122の上で層間絶縁膜124を介してソース配
線層107と対向する所定パターンの配線層125’と
なり、他方が金属配線層153の上で層間絶縁膜124
を介してドレイン電極層151と対向する所定パターン
の電極層154’となる。このように、配線層125’
と電極層154’は同一の層(多結晶シリコン層16
3)から形成されているため、第7の実施形態に示すパ
ターン形成された金属配線層125及び金属電極層15
4に比べて、段差部を低減させる役割を果たしている。
At this time, the polycrystalline silicon film 163 has
Two island-shaped conductive regions which are electrically separated from each other by the region R are formed. That is, as shown in FIG. X, one of these island-shaped conductive regions becomes a wiring pattern 125 ′ of a predetermined pattern facing the source wiring layer 107 via the interlayer insulating film 124 on the metal wiring layer 122. The other is on the metal wiring layer 153 and the interlayer insulating film 124 is formed.
The electrode layer 154 'has a predetermined pattern facing the drain electrode layer 151 through the electrode layer 154'. Thus, the wiring layer 125 '
And the electrode layer 154 'are the same layer (polycrystalline silicon layer 16).
3), the patterned metal wiring layers 125 and metal electrode layers 15 shown in the seventh embodiment are formed.
4 plays a role of reducing the level difference portion.

【0293】ここで、層間絶縁膜108,124を介し
て対向配置されたソース配線層107及び配線層12
5’によりキャパシタCが構成されるとともに、層間絶
縁膜108,124を介して対向配置されたドレイン電
極層151及び電極層154’によりDRAMのキャパ
シタ162が構成される。ここで、キャパシタ162に
おいては、ドレイン電極層151がストレージノード電
極として、電極層154’がセルプレート電極として機
能する。
Here, the source wiring layer 107 and the wiring layer 12 opposed to each other via the interlayer insulating films 108 and 124 are provided.
The capacitor C is constituted by 5 ', and the capacitor 162 of the DRAM is constituted by the drain electrode layer 151 and the electrode layer 154' opposed to each other via the interlayer insulating films 108 and 124. Here, in the capacitor 162, the drain electrode layer 151 functions as a storage node electrode, and the electrode layer 154 'functions as a cell plate electrode.

【0294】しかる後、図52(b)に示すように、フ
ォトレジスト164を除去し、配線層125’及び電極
層154’を含む全面に真空蒸着法によりシリコン酸化
膜及びシリコン窒化膜を順次堆積させて絶縁膜126を
形成して、所定の後処理を施すことにより、第8の実施
形態のDRAMを完成させる。
Thereafter, as shown in FIG. 52B, the photoresist 164 is removed, and a silicon oxide film and a silicon nitride film are sequentially deposited on the entire surface including the wiring layer 125 'and the electrode layer 154' by a vacuum deposition method. In this way, an insulating film 126 is formed, and a predetermined post-process is performed to complete the DRAM of the eighth embodiment.

【0295】このように、本第8の実施形態に係るDR
AMの製造方法によれば、ソース拡散層105の電気抵
抗値が比較的大きいために十分なノイズマージンが確保
されるとともに、シリコン半導体基板101−ソース拡
散層105間に電気容量の大きいキャパシタCが形成さ
れるために信号伝搬時間の遅延が抑制されて論理動作の
高速化が実現される。
As described above, the DR according to the eighth embodiment is described.
According to the AM manufacturing method, a sufficient noise margin is secured because the electric resistance value of the source diffusion layer 105 is relatively large, and a capacitor C having a large electric capacitance is provided between the silicon semiconductor substrate 101 and the source diffusion layer 105. As a result, the delay of the signal propagation time is suppressed, and the speed of the logic operation is increased.

【0296】[0296]

【実施例】以下、第1の実施の形態のCMOSインバー
タ及び第6の実施形態において製造したCMOSインバ
ータを用いて、その効果を確認した具体的な実施例につ
いて説明する。
EXAMPLES Hereinafter, specific examples in which the effects are confirmed using the CMOS inverter according to the first embodiment and the CMOS inverter manufactured according to the sixth embodiment will be described.

【0297】(実施例1)先ず、実施例1について説明
する。ここでは、第4の実施形態のCMOSインバータ
について調べた。
Example 1 First, Example 1 will be described. Here, the CMOS inverter of the fourth embodiment was examined.

【0298】具体的に、このCMOSインバータのnM
OSFET31については、ゲート電極104の幅を4
μmとし、ソース拡散層105の深さを0.25μm、
抵抗率を0.01ΩcmとしてRs≒100Ωとした。
また、入力する論理信号の立ち上がりの周波数frは1
0GHz程度となった。Cbsについては、Cbs>
0.16pFを満たす値であれば良いので、フィールド
シールド素子分離構造102の上で金属配線層122と
対向する金属配線層125の面積を30μm2 とした。
この程度の面積ならば容易に確保することができる。
Specifically, the nM of this CMOS inverter
For the OSFET 31, the width of the gate electrode 104 is set to 4
μm, the depth of the source diffusion layer 105 is 0.25 μm,
The resistivity was set to 0.01Ωcm and Rs ≒ 100Ω.
The rising frequency fr of the input logic signal is 1
It became about 0 GHz. For Cbs, Cbs>
Since it suffices if the value satisfies 0.16 pF, the area of the metal wiring layer 125 facing the metal wiring layer 122 on the field shield element isolation structure 102 is set to 30 μm 2 .
This area can be easily secured.

【0299】また、pMOSFET132については、
ゲート電極104の幅を10μmとし、ソース拡散層1
05の深さを0.4μm、抵抗率を0.03Ωcmとし
てRs≒75Ωとした。また、入力する論理信号の立ち
上がりの周波数frは12GHz程度となった。Cbs
については、Cbs>0.18pFを満たす値であれば
良いので、フィールドシールド素子分離構造102の上
で金属配線層122と対向する金属配線層125の面積
を34μm2 とした。この程度の面積ならば容易に確保
することができる。
[0299] Also, regarding the pMOSFET 132,
The width of the gate electrode 104 is 10 μm, and the source diffusion layer 1
05 was 0.4 μm, the resistivity was 0.03 Ωcm, and RsR75Ω. Further, the rising frequency fr of the input logical signal was about 12 GHz. Cbs
Since it suffices that the value satisfy Cbs> 0.18 pF, the area of the metal wiring layer 125 facing the metal wiring layer 122 on the field shield element isolation structure 102 is set to 34 μm 2 . This area can be easily secured.

【0300】上述の具体的な条件を備えたCMOSイン
バータを用いて、立ち上がり(或いは立ち下がり)の論
理信号を入力したところ、キャパシタCを有しない従来
のCMOSインバータに比して信号伝搬遅延時間が大幅
に減少し、高速動作することが確認された。またこのと
き、直流的な観点から見れば大きな値であるRsが存在
するために、ノイズマージンの減少を示すことはなかっ
た。
When a rising (or falling) logic signal was input using a CMOS inverter having the above specific conditions, the signal propagation delay time was longer than that of a conventional CMOS inverter having no capacitor C. It was confirmed that the operation was greatly reduced and the operation was performed at high speed. At this time, the presence of Rs, which is a large value from a DC point of view, did not show a decrease in the noise margin.

【0301】このように、第4の実施形態のCMOSイ
ンバータによれば、十分なノイズマージンを確保しつつ
も、動作速度を向上させることが可能であることがわか
った。
As described above, according to the CMOS inverter of the fourth embodiment, it has been found that the operation speed can be improved while securing a sufficient noise margin.

【0302】(実施例2)次に、実施例2について説明
する。ここでは、第6の実施形態において製造したCM
OSインバータについて調べた。
(Embodiment 2) Next, Embodiment 2 will be described. Here, the CM manufactured in the sixth embodiment is used.
The OS inverter was examined.

【0303】具体的に、このCMOSインバータのnM
OSFET31については、ゲート電極104の幅を4
μmとし、ソース拡散層105の深さを0.25μm、
抵抗率を0.1ΩcmとしてRs≒1kΩとした。ま
た、入力する論理信号の立ち上がりの周波数frは10
GHz程度となった。Cbsについては、Cbs>0.
016pFを満たす値であれば良いので、ソース拡散層
105の底部に形成する底部絶縁膜144の面積を4μ
2 とした。この程度の面積ならば容易に確保すること
ができる。
Specifically, the nM of this CMOS inverter
For the OSFET 31, the width of the gate electrode 104 is set to 4
μm, the depth of the source diffusion layer 105 is 0.25 μm,
The resistivity was set to 0.1 Ωcm and Rs ≒ 1 kΩ. The rising frequency fr of the input logic signal is 10
It became about GHz. For Cbs, Cbs> 0.
It is sufficient if the value satisfies 016 pF, and the area of the bottom insulating film 144 formed on the bottom of the source diffusion layer 105 is
It was m 2. This area can be easily secured.

【0304】また、pMOSFET132については、
ゲート電極104の幅を10μmとし、ソース拡散層1
05の深さを0.3μm、抵抗率を0.2Ωcmとして
Rs≒670Ωとした。また、入力する論理信号の立ち
上がりの周波数frは12GHz程度となった。Cbs
については、Cbs>0.02pFを満たす値であれば
良いので、ソース拡散層105の底部に形成する底部絶
縁膜144の面積を5μm2 とした。この程度の面積な
らば容易に確保することができる。
[0304] Also, regarding the pMOSFET 132,
The width of the gate electrode 104 is 10 μm, and the source diffusion layer 1
05 was 0.3 μm, the resistivity was 0.2 Ωcm, and Rs ≒ 670 Ω. Further, the rising frequency fr of the input logical signal was about 12 GHz. Cbs
Since it suffices that the value satisfy Cbs> 0.02 pF, the area of the bottom insulating film 144 formed on the bottom of the source diffusion layer 105 is set to 5 μm 2 . This area can be easily secured.

【0305】上述の具体的な条件を備えたCMOSイン
バータを用いて、立ち上がり(或いは立ち下がり)の論
理信号を入力したところ、底部絶縁膜144を有しない
従来のCMOSインバータに比して信号伝搬遅延時間が
大幅に減少し、高速動作することが確認された。またこ
のとき、直流的な観点から見れば大きな値であるRsが
存在するために、ノイズマージンの減少を示すことはな
かった。
When a rising (or falling) logic signal is inputted using a CMOS inverter having the above specific conditions, the signal propagation delay is shorter than that of a conventional CMOS inverter having no bottom insulating film 144. It was confirmed that time was greatly reduced and high-speed operation was performed. At this time, the presence of Rs, which is a large value from a DC point of view, did not show a decrease in the noise margin.

【0306】このように、第6の実施形態のCMOSイ
ンバータによれば、十分なノイズマージンを確保しつつ
も、動作速度を向上させることが可能であることがわか
った。
As described above, according to the CMOS inverter of the sixth embodiment, it has been found that the operation speed can be improved while securing a sufficient noise margin.

【0307】[0307]

【発明の効果】本発明によれば、素子分離構造としてバ
ーズビーク等の不都合が発生することのないフィールド
シールド素子分離構造を用いた場合に、素子分離機能を
損なうことなく、複数のゲート電極を形成する際にも素
子サイズの縮小化に伴うゲート電極の微細化を当該ゲー
ト電極の形状異常を発生させることなく達成することが
可能となる。
According to the present invention, a plurality of gate electrodes can be formed without impairing the element isolation function when a field shield element isolation structure which does not cause inconvenience such as bird's beak is used as the element isolation structure. In this case, it is possible to achieve the miniaturization of the gate electrode accompanying the reduction in the element size without causing the shape abnormality of the gate electrode.

【0308】また、本発明によれば、半導体装置の更な
る高集積化を推進しつつも、ノイズマージンを充分に確
保するとともに、信号伝搬遅延時間を低減させて高速動
作を行う半導体装置を実現することが可能となる。
Further, according to the present invention, a semiconductor device which performs a high-speed operation while sufficiently securing a noise margin and reducing a signal propagation delay time while promoting further higher integration of the semiconductor device is realized. It is possible to do.

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

【図1】本発明の第1の実施形態におけるMOSトラン
ジスタを示す概略平面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view showing a MOS transistor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施形態におけるMOSトラン
ジスタを示す概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a MOS transistor according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施形態におけるMOSトラン
ジスタの他の例を示す概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing another example of the MOS transistor according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施形態におけるMOSトラン
ジスタをブートストラップ回路に適用した一例を示す概
略平面図及び結線図である。
FIG. 4 is a schematic plan view and a connection diagram illustrating an example in which the MOS transistor according to the first embodiment of the present invention is applied to a bootstrap circuit.

【図5】本発明の第1の実施形態におけるMOSトラン
ジスタをブートストラップ回路に適用した一例を示す概
略平面図及び結線図である。
FIG. 5 is a schematic plan view and a connection diagram illustrating an example in which the MOS transistor according to the first embodiment of the present invention is applied to a bootstrap circuit.

【図6】本発明の第1の実施形態におけるMOSトラン
ジスタを入力保護回路に適用した一例を示す結線図であ
る。
FIG. 6 is a connection diagram illustrating an example in which a MOS transistor according to the first embodiment of the present invention is applied to an input protection circuit.

【図7】本発明の第1の実施形態におけるMOSトラン
ジスタの製造方法を工程順に示す概略断面図である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing the MOS transistor according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図8】図7に引き続き、本発明の第1の実施形態にお
けるMOSトランジスタの製造方法を工程順に示す概略
断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing the MOS transistor according to the first embodiment of the present invention in the order of steps, following FIG. 7;

【図9】図8に引き続き、本発明の第1の実施形態にお
けるMOSトランジスタの製造方法を工程順に示す概略
断面図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing method of the MOS transistor according to the first embodiment of the present invention in the order of steps, following FIG. 8;

【図10】ゲート電極を構成要素として有する電極膜の
形成時におけるフォトリソグラフィー工程を示す概略平
面図である。
FIG. 10 is a schematic plan view showing a photolithography step when forming an electrode film having a gate electrode as a component.

【図11】不純物拡散層との導通をとるためのコンタク
ト孔を形成する際に、形成部位にずれが生じた様子を示
す概略断面図である。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a state where a formation portion is shifted when a contact hole for establishing conduction with an impurity diffusion layer is formed.

【図12】本発明の第1の実施形態の変形例におけるM
OSトランジスタを示す概略平面図である。
FIG. 12 shows M in a modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic plan view showing an OS transistor.

【図13】本発明の第1の実施形態におけるMOSトラ
ンジスタの製造方法を工程順に示す概略断面図である。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing the MOS transistor according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図14】図13に引き続き、本発明の第1の実施形態
におけるMOSトランジスタの製造方法を工程順に示す
概略断面図である。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing method of the MOS transistor according to the first embodiment of the present invention in the order of steps, following FIG. 13;

【図15】図14に引き続き、本発明の第1の実施形態
におけるMOSトランジスタの製造方法を工程順に示す
概略断面図である。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing the MOS transistor according to the first embodiment of the present invention in the order of steps, following FIG. 14;

【図16】ゲート電極を構成要素として有する電極膜の
形成時におけるフォトリソグラフィー工程を示す概略平
面図である。
FIG. 16 is a schematic plan view showing a photolithography step when forming an electrode film having a gate electrode as a component.

【図17】本発明の第2の実施形態におけるMOSトラ
ンジスタを示す概略平面図である。
FIG. 17 is a schematic plan view showing a MOS transistor according to a second embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第2の実施形態におけるMOSトラ
ンジスタを示す概略断面図である。
FIG. 18 is a schematic sectional view showing a MOS transistor according to a second embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第2の実施形態におけるMOSトラ
ンジスタの他の例を示す概略断面図である。
FIG. 19 is a schematic sectional view showing another example of the MOS transistor according to the second embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第2の実施形態におけるMOSトラ
ンジスタの製造方法を工程順に示す概略断面図である。
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing a MOS transistor according to the second embodiment of the present invention in the order of steps.

【図21】図20に引き続き、本発明の第2の実施形態
におけるMOSトランジスタの製造方法を工程順に示す
概略断面図である。
FIG. 21 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing the MOS transistor according to the second embodiment of the present invention in the order of steps, following FIG. 20;

【図22】図21に引き続き、本発明の第2の実施形態
におけるMOSトランジスタの製造方法を工程順に示す
概略断面図である。
FIG. 22 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing method of the MOS transistor according to the second embodiment of the present invention in the order of steps, following FIG. 21;

【図23】図22に引き続き、本発明の第2の実施形態
におけるMOSトランジスタの製造方法を工程順に示す
概略断面図である。
FIG. 23 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing the MOS transistor according to the second embodiment of the present invention in the order of steps, following FIG. 22;

【図24】ゲート電極を構成要素として有する電極膜の
形成時におけるフォトリソグラフィー工程を示す概略平
面図である。
FIG. 24 is a schematic plan view showing a photolithography step when forming an electrode film having a gate electrode as a constituent element.

【図25】本発明の第3の実施形態におけるシリコンシ
グニチャを示す概略平面図である。
FIG. 25 is a schematic plan view showing a silicon signature according to the third embodiment of the present invention.

【図26】本発明の第3の実施形態におけるシリコンシ
グニチャを示す概略断面図である。
FIG. 26 is a schematic cross-sectional view showing a silicon signature according to the third embodiment of the present invention.

【図27】本発明の第3の実施形態におけるシリコンシ
グニチャの製造方法を工程順に示す概略断面図である。
FIG. 27 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing a silicon signature according to the third embodiment of the present invention in the order of steps.

【図28】図27に引き続き、本発明の第3の実施形態
におけるシリコンシグニチャの製造方法を工程順に示す
概略断面図である。
FIG. 28 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing a silicon signature according to the third embodiment of the present invention in the order of steps, following FIG. 27;

【図29】図28に引き続き、本発明の第3の実施形態
におけるシリコンシグニチャの製造方法を工程順に示す
概略断面図である。
FIG. 29 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing the silicon signature according to the third embodiment of the present invention in the order of steps, following FIG. 28;

【図30】ゲート電極等の形成時におけるフォトリソグ
ラフィー工程を示す概略平面図である。
FIG. 30 is a schematic plan view showing a photolithography step when forming a gate electrode and the like.

【図31】本発明の第4の実施形態に係るCMOSイン
バータを示す概略断面図である。
FIG. 31 is a schematic sectional view showing a CMOS inverter according to a fourth embodiment of the present invention.

【図32】本発明の第4の実施形態に係るCMOSイン
バータ及びその構成要素であるnMOSFETを示す等
価回路図である。
FIG. 32 is an equivalent circuit diagram showing a CMOS inverter according to a fourth embodiment of the present invention and an nMOSFET which is a component thereof.

【図33】RsとCbsとの並列結合として表される対
地インピーダンスZsの周波数特性を示す特性図であ
る。
FIG. 33 is a characteristic diagram illustrating a frequency characteristic of a ground impedance Zs expressed as a parallel connection of Rs and Cbs.

【図34】論理信号の立ち上がり波形を示す波形図であ
る。
FIG. 34 is a waveform diagram showing a rising waveform of a logic signal.

【図35】本発明の第4の実施形態に係るCMOSイン
バータの他の例を示す概略断面図である。
FIG. 35 is a schematic sectional view showing another example of the CMOS inverter according to the fourth embodiment of the present invention.

【図36】本発明の第4の実施形態に係るCMOSイン
バータの製造方法を示す概略断面図である。
FIG. 36 is a schematic sectional view showing the method for manufacturing the CMOS inverter according to the fourth embodiment of the present invention.

【図37】図36に引き続き、本発明の第4の実施形態
に係るCMOSインバータの製造方法を示す概略断面図
である。
FIG. 37 is a schematic sectional view, following FIG. 36, illustrating the method for manufacturing the CMOS inverter according to the fourth embodiment of the present invention.

【図38】図37に引き続き、本発明の第4の実施形態
に係るCMOSインバータの製造方法を示す概略断面図
である。
FIG. 38 is a schematic sectional view, following FIG. 37, illustrating the method for manufacturing the CMOS inverter according to the fourth embodiment of the present invention.

【図39】図38に引き続き、本発明の第4の実施形態
に係るCMOSインバータの製造方法を示す概略断面図
である。
FIG. 39 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing the CMOS inverter according to the fourth embodiment of the present invention, following FIG. 38;

【図40】図39に引き続き、本発明の第4の実施形態
に係るCMOSインバータの製造方法を示す概略断面図
である。
FIG. 40 is a schematic sectional view, following FIG. 39, illustrating the method for manufacturing the CMOS inverter according to the fourth embodiment of the present invention.

【図41】図40に引き続き、本発明の第4の実施形態
に係るCMOSインバータの製造方法を示す概略断面図
である。
FIG. 41 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing the CMOS inverter according to the fourth embodiment of the present invention, following FIG. 40;

【図42】本発明の第5の実施形態に係るCMOSイン
バータを示す概略断面図である。
FIG. 42 is a schematic sectional view showing a CMOS inverter according to a fifth embodiment of the present invention.

【図43】本発明の第6の実施形態に係るCMOSイン
バータの製造方法を示す概略断面図である。
FIG. 43 is a schematic sectional view showing the method for manufacturing the CMOS inverter according to the sixth embodiment of the present invention.

【図44】図43に引き続き、本発明の第6の実施形態
に係るCMOSインバータの製造方法を示す概略断面図
である。
FIG. 44 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing the CMOS inverter according to the sixth embodiment of the present invention, following FIG. 43;

【図45】図44に引き続き、本発明の第6の実施形態
に係るCMOSインバータの製造方法を示す概略断面図
である。
FIG. 45 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing the CMOS inverter according to the sixth embodiment of the present invention, following FIG. 44;

【図46】図45に引き続き、本発明の第6の実施形態
に係るCMOSインバータの製造方法を示す概略断面図
である。
FIG. 46 is a schematic sectional view, following FIG. 45, illustrating the method for manufacturing the CMOS inverter according to the sixth embodiment of the present invention.

【図47】図46に引き続き、本発明の第6の実施形態
に係るCMOSインバータの製造方法を示す概略断面図
である。
FIG. 47 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing the CMOS inverter according to the sixth embodiment of the present invention, following FIG. 46;

【図48】図47に引き続き、本発明の第6の実施形態
に係るCMOSインバータの製造方法を示す概略断面図
である。
FIG. 48 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing the CMOS inverter according to the sixth embodiment of the present invention, following FIG. 47;

【図49】図48に引き続き、本発明の第6の実施形態
に係るCMOSインバータの製造方法を示す概略断面図
である。
FIG. 49 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing the CMOS inverter according to the sixth embodiment of the present invention, following FIG. 48;

【図50】本発明の第7の実施形態に係るDRAMの製
造方法を示す概略断面図である。
FIG. 50 is a schematic cross-sectional view showing the method for manufacturing the DRAM according to the seventh embodiment of the present invention.

【図51】図50に引き続き、本発明の第7の実施形態
に係るDRAMの製造方法を示す概略断面図である。
FIG. 51 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing the DRAM according to the seventh embodiment of the present invention, following FIG. 50;

【図52】本発明の第8の実施形態に係るDRAMの製
造方法を示す概略断面図である。
FIG. 52 is a schematic sectional view showing the method for manufacturing the DRAM according to the eighth embodiment of the present invention;

【図53】本発明の第8の実施形態に係るDRAMの製
造方法を示す概略平面図である。
FIG. 53 is a schematic plan view showing the method for manufacturing the DRAM according to the eighth embodiment of the present invention.

【符号の説明】 1,51,101 シリコン半導体基板 2,52,102,141 フィールドシールド素子分
離構造 3,4,53,54 104 ゲート電極 5,55 不純物拡散層 6,7,56 側部電極 8,58,103 ゲート酸化膜 11,12 電極膜 13,66,96,114 側壁絶縁膜 14,67,97,113 キャップ絶縁膜 15,68 層間絶縁膜 16,69,98 コンタクト孔 17,70 配線層 21a〜21c,32,61,75,93 シリコン酸
化膜 22,62,102b,141b シールドプレート電
極 23,71 パッド多結晶シリコン膜 31,64,65,72,74,163 多結晶シリコ
ン膜 41,81 フォトマスク 43,45,46,47,48,83,85,86 パ
ターン 44,84 レジストパターン 73 誘電体膜 90 トレンチ型素子分離構造 94 熱酸化膜 99 シリコン窒化膜 105 ソース拡散層 106 ドレイン拡散層 107 ソース配線層 108,124 層間絶縁膜 109,110,121,152 コンタクト孔 111 p型ウェル拡散層 112 n型ウェル拡散層 122,123,125,153 金属配線層 125’ 配線層 126 絶縁膜 131 nMOSFET 132 pMOSFET 142 側壁部 143 凹部 144 底部絶縁膜 151 ドレイン電極層 154’ 電極層 162 キャパシタ 164 フォトレジスト
[Description of Signs] 1,51,101 Silicon semiconductor substrate 2,52,102,141 Field shield element isolation structure 3,4,53,54 104 Gate electrode 5,55 Impurity diffusion layer 6,7,56 Side electrode 8 , 58, 103 Gate oxide film 11, 12 Electrode film 13, 66, 96, 114 Side wall insulating film 14, 67, 97, 113 Cap insulating film 15, 68 Interlayer insulating film 16, 69, 98 Contact hole 17, 70 Wiring layer 21a to 21c, 32, 61, 75, 93 Silicon oxide film 22, 62, 102b, 141b Shield plate electrode 23, 71 Pad polycrystalline silicon film 31, 64, 65, 72, 74, 163 Polycrystalline silicon film 41, 81 Photomask 43, 45, 46, 47, 48, 83, 85, 86 Pattern 44, 84 Resist pattern 73 Dielectric film 90 Trench type element isolation structure 94 Thermal oxide film 99 Silicon nitride film 105 Source diffusion layer 106 Drain diffusion layer 107 Source wiring layer 108, 124 Interlayer insulation film 109, 110, 121, 152 Contact hole 111 P-type well Diffusion layer 112 N-type well diffusion layer 122, 123, 125, 153 Metal wiring layer 125 'Wiring layer 126 Insulating film 131 nMOSFET 132 pMOSFET 142 Side wall 143 Depression 144 Bottom insulating film 151 Drain electrode layer 154' Electrode layer 162 Capacitor 164 Photo Resist

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/78 H01L 29/78 301X 21/8247 301R 29/788 371 29/792 Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 29/78 H01L 29/78 301X 21/8247 301R 29/788 371 29/792

Claims (60)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上で素子分離構造により画定
された素子活性領域にゲート電極と前記ゲート電極の両
側にソース/ドレインとして機能する一対の不純物拡散
層とを有するトランジスタが形成されてなる半導体装置
において、 前記素子活性領域上をゲート絶縁膜を介して帯状にパタ
ーン形成されて前記ゲート電極として機能する第1の導
電膜と、前記素子分離構造と前記素子活性領域との境界
部位のうち、前記第1の導電膜に近接して対向する部位
の少なくとも前記不純物拡散層が形成された前記素子活
性領域上を覆うように帯状にパターン形成されており、
前記ゲート絶縁膜を介して下層の前記不純物拡散層と対
向して容量結合する第2の導電膜とを含み、 前記第1の導電膜と前記第2の導電膜とが一体形成され
ていることを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor comprising a transistor having a gate electrode in a device active region defined by a device isolation structure on a semiconductor substrate and a pair of impurity diffusion layers functioning as a source / drain on both sides of the gate electrode. In the device, a first conductive film which is patterned in a band shape on the element active region via a gate insulating film and functions as the gate electrode, and a boundary portion between the element isolation structure and the element active region, A band-shaped pattern is formed so as to cover at least a portion of the element active region where the impurity diffusion layer is formed at a portion opposed to and opposed to the first conductive film;
A second conductive film that is capacitively opposed to the lower impurity diffusion layer via the gate insulating film, wherein the first conductive film and the second conductive film are integrally formed; A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 前記素子分離構造が、絶縁膜内にシール
ドプレート電極が埋設されてなるフィールドシールド素
子分離構造であることを特徴とする請求項1に記載の半
導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the element isolation structure is a field shield element isolation structure in which a shield plate electrode is buried in an insulating film.
【請求項3】 前記シールドプレート電極の電位と前記
導電膜の電位とが互いに異なる値に設定されていること
を特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein a potential of said shield plate electrode and a potential of said conductive film are set to values different from each other.
【請求項4】 前記素子分離構造が、前記半導体基板に
形成された溝内に絶縁膜が埋め込まれてなるトレンチ型
素子分離構造であることを特徴とする請求項1に記載の
半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein said element isolation structure is a trench-type element isolation structure in which an insulating film is buried in a groove formed in said semiconductor substrate.
【請求項5】 前記第1及び第2の導電膜は、各々の一
端部において接続されてなるものであることを特徴とす
る請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein said first and second conductive films are connected at one end thereof.
【請求項6】 前記第1及び第2の導電膜が2層の導電
膜構造とされていることを特徴とする請求項1〜5のい
ずれか1項に記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein said first and second conductive films have a two-layer conductive film structure.
【請求項7】 半導体基板上において素子活性領域を画
定する素子分離構造を備えた半導体装置において、 前記素子活性領域に絶縁膜を介して少なくとも1本の帯
状の導電膜がパターン形成されているとともに、 前記素子分離構造と前記素子活性領域との境界部位のう
ち、前記素子活性領域に形成された前記導電膜に近接し
て対向する部位の少なくとも前記素子活性領域上を前記
絶縁膜を介して覆うように、他の前記導電膜が形成され
ていることを特徴とする半導体装置。
7. A semiconductor device having an element isolation structure for defining an element active region on a semiconductor substrate, wherein at least one strip-shaped conductive film is formed in a pattern on the element active region via an insulating film. Covering at least a portion of the boundary between the element isolation structure and the element active region, which is opposed to the conductive film formed in the element active region, at least over the element active region via the insulating film; A semiconductor device, wherein the other conductive film is formed as described above.
【請求項8】 前記素子活性領域に形成された前記導電
膜と前記境界部位に形成された前記導電膜とが各々の一
端部において電気的に接続されており、両者が同電位と
されることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。
8. The conductive film formed in the element active region and the conductive film formed in the boundary portion are electrically connected at one end thereof, and both are set to the same potential. The semiconductor device according to claim 7, wherein:
【請求項9】 前記素子分離構造が、絶縁層内にシール
ドプレート電極が埋設されてなるフィールドシールド素
子分離構造であることを特徴とする請求項7又は8に記
載の半導体装置。
9. The semiconductor device according to claim 7, wherein the element isolation structure is a field shield element isolation structure in which a shield plate electrode is embedded in an insulating layer.
【請求項10】 前記素子分離構造が、前記半導体基板
に形成された溝内に絶縁膜が埋め込まれてなるトレンチ
型素子分離構造であることを特徴とする請求項7又は8
に記載の半導体装置。
10. The device isolation structure according to claim 7, wherein the device isolation structure is a trench-type device isolation structure in which an insulating film is buried in a groove formed in the semiconductor substrate.
3. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項11】 前記シールドプレート電極の電位と前
記境界部位に形成された前記導電膜の電位とが互いに異
なる値に設定されていることを特徴とする請求項9に記
載の半導体装置。
11. The semiconductor device according to claim 9, wherein a potential of said shield plate electrode and a potential of said conductive film formed at said boundary portion are set to values different from each other.
【請求項12】 前記素子活性領域に形成された前記第
2の導電膜がトランジスタのゲート電極であって、この
ゲート電極の両側の前記半導体基板の表面領域にソース
拡散層及びドレイン拡散層を有し、 前記ソース拡散層は前記境界部位の存する前記素子活性
領域の前記半導体基板の表面領域に形成されており、前
記ゲート電極と接続された前記境界部位の前記導電膜の
少なくとも一部が前記絶縁膜を介して前記ソース拡散層
と対向して両者が容量結合し、前記ソース拡散層と前記
ドレイン拡散層とが同電位とされることを特徴とする請
求項7〜11のいずれか1項に記載の半導体装置。
12. The second conductive film formed in the element active region is a gate electrode of a transistor, and has a source diffusion layer and a drain diffusion layer in a surface region of the semiconductor substrate on both sides of the gate electrode. The source diffusion layer is formed in a surface region of the semiconductor substrate in the element active region where the boundary region exists, and at least a part of the conductive film in the boundary region connected to the gate electrode is insulated from the insulating layer. 12. The semiconductor device according to claim 7, wherein the source diffusion layer and the source diffusion layer are capacitively coupled to each other through a film, and the source diffusion layer and the drain diffusion layer have the same potential. 13. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項13】 前記素子活性領域に前記絶縁膜を介し
た前記導電膜が2本パターン形成されており、これらの
前記導電膜のうち、一方の前記導電膜とこれに近接した
前記境界部位に形成された前記導電膜とが接続されてい
るとともに、他方の前記導電膜とこれに近接した前記境
界部位に形成された前記導電膜とが接続されていること
を特徴とする請求項7〜12のいずれか1項に記載の半
導体装置。
13. The conductive film having two patterns formed on the element active region with the insulating film interposed therebetween, wherein one of the conductive films and one of the conductive films and the boundary portion adjacent to the conductive film are formed. 13. The semiconductor device according to claim 7, wherein the formed conductive film is connected to the conductive film, and the other conductive film is connected to the conductive film formed at the boundary portion close to the conductive film. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項14】 前記素子活性領域に形成された前記導
電膜の両側の前記半導体基板の表面領域に不純物が導入
されてなる一対の不純物拡散層を有し、少なくとも一方
の前記不純物拡散層が前記導電膜とこれと近接した前記
境界部位に形成された前記導電膜との間の前記半導体基
板の表面領域に形成されていることを特徴とする請求項
7〜13のいずれか1項に記載の半導体装置。
14. A semiconductor device comprising: a pair of impurity diffusion layers in which impurities are introduced into a surface region of the semiconductor substrate on both sides of the conductive film formed in the element active region; at least one of the impurity diffusion layers is 14. The semiconductor device according to claim 7, wherein the conductive film is formed in a surface region of the semiconductor substrate between the conductive film and the conductive film formed at the boundary portion adjacent to the conductive film. Semiconductor device.
【請求項15】 前記導電膜が2層構造とされているこ
とを特徴とする請求項7〜14のいずれか1項に記載の
半導体装置。
15. The semiconductor device according to claim 7, wherein said conductive film has a two-layer structure.
【請求項16】 半導体基板上の素子分離領域に第1の
絶縁膜内に第1の導電膜が埋設されてなるフィールドシ
ールド素子分離構造を形成し、前記半導体基板上に素子
活性領域を画定する第1の工程と、 前記素子活性領域に第2の絶縁膜を形成する第2の工程
と、 前記フィールドシールド素子分離構造上及び前記第2の
絶縁膜上に第2の導電膜を形成する第3の工程と、 前記第2の導電膜及び前記第2の絶縁膜をパターニング
して、前記素子活性領域上及び前記素子活性領域と前記
フィールドシールド素子分離構造との境界部位における
少なくとも前記素子活性領域に前記第2の導電膜及び前
記第2の絶縁膜を帯状のパターンに加工し、前記素子活
性領域上に形成された前記第2の導電膜のパターンの長
手方向に沿った近傍に他の前記第2の導電膜のパターン
が延在するように各パターンを形成する第4の工程とを
有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
16. A field shield element isolation structure in which a first conductive film is embedded in a first insulating film is formed in an element isolation region on a semiconductor substrate, and an element active region is defined on the semiconductor substrate. A first step, a second step of forming a second insulating film in the element active region, and a second step of forming a second conductive film on the field shield element isolation structure and on the second insulating film. Step 3; patterning the second conductive film and the second insulating film to form at least the device active region on the device active region and at a boundary between the device active region and the field shield device isolation structure. The second conductive film and the second insulating film are processed into a band-shaped pattern, and the other conductive film and the other insulating film are formed near the longitudinal direction of the pattern of the second conductive film formed on the element active region. Second And a fourth step of forming each pattern so that the pattern of the conductive film extends.
【請求項17】 前記第1の導電膜の電位と前記境界部
位の前記第2の導電膜の電位とを互いに異なる値に設定
することを特徴とする請求項16に記載の半導体装置の
製造方法。
17. The method according to claim 16, wherein the potential of the first conductive film and the potential of the second conductive film at the boundary portion are set to different values. .
【請求項18】 前記第4の工程において、前記素子活
性領域上に形成する前記第2の導電膜のパターンと、こ
の第2の導電膜と近接する前記境界部位の少なくとも前
記素子活性領域に形成する前記第2の導電膜のパターン
とを各々の一端部において一体形成し、両者を同電位と
することを特徴とする請求項16又は17に記載の半導
体装置の製造方法。
18. The pattern of the second conductive film formed on the element active region in the fourth step, and a pattern formed on at least the element active region at the boundary portion close to the second conductive film. 18. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 16, wherein the pattern of the second conductive film to be formed is integrally formed at one end of each, and both are set to the same potential.
【請求項19】 前記素子活性領域に形成された前記第
2の導電膜をトランジスタのゲート電極とし、 前記第4の工程の後に、前記ゲート電極の両側の前記半
導体基板の表面領域にソース拡散層及びドレイン拡散層
を形成する第5の工程を有し、 前記ソース拡散層を前記境界部位の存する前記素子活性
領域の前記半導体基板の表面領域に形成し、前記ゲート
電極と接続された前記境界部位の前記第2の導電膜の少
なくとも一部を前記第2の絶縁膜を介して前記ソース拡
散層と対向させて両者を容量結合させ、前記ソース拡散
層と前記ドレイン拡散層とを同電位とすることを特徴と
する請求項18に記載の半導体装置の製造方法。
19. The method according to claim 19, wherein the second conductive film formed in the element active region is used as a gate electrode of a transistor. After the fourth step, a source diffusion layer is formed in a surface region of the semiconductor substrate on both sides of the gate electrode. And a fifth step of forming a drain diffusion layer, wherein the source diffusion layer is formed in a surface region of the semiconductor substrate in the element active region where the boundary part exists, and the boundary part connected to the gate electrode At least a portion of the second conductive film is opposed to the source diffusion layer via the second insulating film to capacitively couple the two, so that the source diffusion layer and the drain diffusion layer have the same potential. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 18, wherein:
【請求項20】 前記第4の工程において、前記素子活
性領域に前記第2の絶縁膜を介した前記第2の導電膜の
パターンを2本形成するとともに、各々の前記第2の導
電膜のパターンとこれに近接した前記境界部位における
前記第2の導電膜のパターンとを一体形成することを特
徴とする請求項18又は19に記載の半導体装置の製造
方法。
20. In the fourth step, two patterns of the second conductive film are formed in the element active region with the second insulating film interposed therebetween, and each pattern of the second conductive films is formed. 20. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 18, wherein a pattern and a pattern of the second conductive film at the boundary portion adjacent to the pattern are integrally formed.
【請求項21】 前記第3の工程において、前記第2の
絶縁膜上に前記第2の導電膜、第3の絶縁膜及び第3の
導電膜を順次形成し、 前記第4の工程において、前記第3の導電膜、前記第3
の絶縁膜、前記第2の導電膜及び前記第2の絶縁膜をパ
ターニングすることを特徴とする請求項18に記載の半
導体装置の製造方法。
21. In the third step, the second conductive film, the third insulating film, and the third conductive film are sequentially formed on the second insulating film, and in the fourth step, The third conductive film, the third conductive film;
20. The method according to claim 18, wherein the insulating film, the second conductive film, and the second insulating film are patterned.
【請求項22】 前記第4の工程において、前記素子活
性領域上に形成する前記第2及び第3の導電膜のパター
ンと、この第2及び第3の導電膜と近接する前記境界部
位の少なくとも前記素子活性領域に形成する前記第2及
び第3の導電膜のパターンとを一体形成し、両者を同電
位とすることを特徴とする請求項21に記載の半導体装
置の製造方法。
22. In the fourth step, at least the pattern of the second and third conductive films formed on the element active region and at least the boundary portion close to the second and third conductive films. 22. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 21, wherein the patterns of the second and third conductive films formed in the element active region are integrally formed, and both are set to the same potential.
【請求項23】 前記第4の工程において、前記素子活
性領域に前記第2及び第3の導電膜のパターンを2本形
成するとともに、各々の前記第2及び第3の導電膜のパ
ターンとこれに近接した前記境界部位における前記第2
及び第3の導電膜のパターンとを一体形成することを特
徴とする請求項21に記載の半導体装置の製造方法。
23. In the fourth step, two patterns of the second and third conductive films are formed in the element active region, and the patterns of the second and third conductive films are respectively formed. The second at the boundary portion close to
22. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 21, wherein a pattern of the third conductive film is formed integrally with the third conductive film.
【請求項24】 半導体基板上の素子分離領域に溝を形
成した後、当該溝内に第1の絶縁膜を埋め込んでトレン
チ型素子分離構造を形成し、前記半導体基板上に素子活
性領域を画定する第1の工程と、 前記素子活性領域に第2の絶縁膜を形成する第2の工程
と、 前記トレンチ型素子分離構造上及び前記第2の絶縁膜上
に導電膜を形成する第3の工程と、 前記導電膜及び前記第2の絶縁膜をパターニングして、
前記素子活性領域上及び前記素子活性領域と前記トレン
チ型素子分離構造との境界部位における少なくとも前記
素子活性領域に前記導電膜及び前記第2の絶縁膜を帯状
のパターンに加工する第4の工程と、 前記素子活性領域上の前記導電膜の両側の前記半導体基
板の表面領域に一対の不純物拡散層を形成し、前記境界
部位に存する前記導電膜の少なくとも一部と前記不純物
拡散層とを前記第2の絶縁膜を介して対向させる第5の
工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
24. After forming a groove in an element isolation region on a semiconductor substrate, a first insulating film is buried in the groove to form a trench-type element isolation structure, and an element active region is defined on the semiconductor substrate. A second step of forming a second insulating film in the element active region; and a third step of forming a conductive film on the trench-type element isolation structure and on the second insulating film. Patterning the conductive film and the second insulating film,
A fourth step of processing the conductive film and the second insulating film into a band-shaped pattern on at least the element active region on the element active region and at a boundary portion between the element active region and the trench-type element isolation structure; Forming a pair of impurity diffusion layers in a surface region of the semiconductor substrate on both sides of the conductive film on the element active region, and forming at least a part of the conductive film and the impurity diffusion layer existing at the boundary portion by the second 5. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a fifth step of facing the semiconductor device via the second insulating film.
【請求項25】 前記第4の工程において、前記素子活
性領域上に形成する前記導電膜のパターンと、この導電
膜と近接する前記境界部位の少なくとも前記素子活性領
域に形成する前記導電膜のパターンとを各々の一端部に
おいて一体形成し、両者を同電位とすることを特徴とす
る請求項24に記載の半導体装置の製造方法。
25. A pattern of the conductive film formed on the element active region in the fourth step, and a pattern of the conductive film formed on at least the element active region at the boundary portion adjacent to the conductive film. 25. The method according to claim 24, wherein the semiconductor device and the semiconductor device are integrally formed at one end of the semiconductor device, and the semiconductor device and the semiconductor device have the same potential.
【請求項26】 前記素子活性領域に形成された前記導
電膜をトランジスタのゲート電極とし、 前記一対の不純物拡散層の一方であるソース拡散層を前
記境界部位の存する前記素子活性領域の前記半導体基板
の表面領域に形成し、前記ゲート電極と接続された前記
境界部位の前記導電膜の少なくとも一部を前記第2の絶
縁膜を介して前記ソース拡散層と対向させて両者を容量
結合させ、前記ソース拡散層と前記一対の不純物拡散層
の他方であるドレイン拡散層とを同電位とすることを特
徴とする請求項24又は25に記載の半導体装置の製造
方法。
26. The semiconductor substrate of the element active region where the boundary region exists, wherein the conductive film formed in the element active region is used as a gate electrode of a transistor, and a source diffusion layer, which is one of the pair of impurity diffusion layers, has the boundary portion. Formed in the surface region of the conductive layer, at least a part of the conductive film at the boundary portion connected to the gate electrode is opposed to the source diffusion layer via the second insulating film, and both are capacitively coupled, 26. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 24, wherein the source diffusion layer and a drain diffusion layer that is the other of the pair of impurity diffusion layers have the same potential.
【請求項27】 前記第4の工程において、前記素子活
性領域に前記第2の絶縁膜を介した前記導電膜のパター
ンを2本形成するとともに、各々の前記導電膜のパター
ンとこれに近接した前記境界部位における前記導電膜の
パターンとを一体形成することを特徴とする請求項25
又は26に記載の半導体装置の製造方法。
27. In the fourth step, two patterns of the conductive film are formed in the element active region with the second insulating film interposed therebetween, and each of the patterns of the conductive film is formed in close proximity to the pattern. 26. The pattern of the conductive film at the boundary portion is integrally formed.
Or a method for manufacturing a semiconductor device according to item 26.
【請求項28】 前記第3の工程において、前記第2の
絶縁膜上に前記導電膜、第3の絶縁膜及び上部導電膜を
順次形成し、 前記第4の工程において、前記上部導電膜、前記第3の
絶縁膜、前記導電膜及び前記第2の絶縁膜をパターニン
グすることを特徴とする請求項25〜27のいずれか1
項に記載の半導体装置の製造方法。
28. In the third step, the conductive film, the third insulating film, and the upper conductive film are sequentially formed on the second insulating film. In the fourth step, the upper conductive film, 28. The semiconductor device according to claim 25, wherein the third insulating film, the conductive film, and the second insulating film are patterned.
13. The method for manufacturing a semiconductor device according to the above item.
【請求項29】 前記第4の工程において、前記素子活
性領域上に形成する前記上部導電膜及び前記導電膜のパ
ターンと、この上部導電膜及び前記導電膜と近接する前
記境界部位の少なくとも前記素子活性領域に形成する前
記第2及び第3の導電膜のパターンとを一体形成し、両
者を同電位とすることを特徴とする請求項28に記載の
半導体装置の製造方法。
29. In the fourth step, a pattern of the upper conductive film and the conductive film formed on the element active region, and at least the device at the boundary portion close to the upper conductive film and the conductive film. 29. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 28, wherein a pattern of the second and third conductive films formed in an active region is integrally formed, and both are set to the same potential.
【請求項30】 前記第4の工程において、前記素子活
性領域に前記上部導電膜及び前記導電膜のパターンを2
本形成するとともに、各々の前記上部導電膜及び前記導
電膜のパターンとこれに近接した前記境界部位における
前記上部導電膜及び前記導電膜のパターンとを一体形成
することを特徴とする請求項28に記載の半導体装置の
製造方法。
30. In the fourth step, the pattern of the upper conductive film and the conductive film is formed in the element active region by two times.
29. The method according to claim 28, wherein each of the upper conductive film and the pattern of the conductive film and the pattern of the upper conductive film and the pattern of the conductive film at the boundary portion adjacent thereto are integrally formed. The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項31】 半導体基板上において素子活性領域を
画定する素子分離構造を備えた半導体装置において、 前記素子活性領域に形成された第1の絶縁膜と、 前記素子分離構造と前記素子活性領域との境界領域の前
記半導体基板に形成された不純物拡散層と、 前記第1の絶縁膜上に形成された第1の導電膜とを有
し、 前記境界領域において、前記第1の導電膜と前記不純物
拡散層とが前記第1の絶縁膜を介して対向配置されてい
ることを特徴とする半導体装置。
31. A semiconductor device provided with an element isolation structure for defining an element active region on a semiconductor substrate, wherein: a first insulating film formed in the element active region; And an impurity diffusion layer formed on the semiconductor substrate in a boundary region of the semiconductor device, and a first conductive film formed on the first insulating film. A semiconductor device, wherein an impurity diffusion layer is disposed to face the first insulating film with the first insulating film interposed therebetween.
【請求項32】 前記素子分離構造が、第2の絶縁膜内
にシールドプレート電極が埋設されてなるフィールドシ
ールド素子分離構造であることを特徴とする請求項31
に記載の半導体装置。
32. A field shield element isolation structure in which a shield plate electrode is buried in a second insulating film.
3. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項33】 前記第1の導電膜が前記素子分離構造
と前記素子活性領域との境界領域の少なくとも一部の前
記第2の絶縁膜上及び前記第1の絶縁膜上に形成された
ことを特徴とする請求項31又は32に記載の半導体装
置。
33. The device according to claim 33, wherein the first conductive film is formed on at least a part of the second insulating film and on the first insulating film in a boundary region between the element isolation structure and the element active region. 33. The semiconductor device according to claim 31, wherein:
【請求項34】 前記素子活性領域には、更に、前記第
1の絶縁膜上に形成された第2の導電膜と、前記第2の
導電膜の両側の前記半導体基板に形成されたソース拡散
層及びドレイン拡散層とが設けられ、 前記第2の導電膜と前記第1の導電膜とが結線され、且
つ、前記第1の導電膜が前記ソース拡散層側の前記境界
領域に形成されていることを特徴とする請求項31〜3
3のいずれか1項に記載の半導体装置。
34. The device active region further includes a second conductive film formed on the first insulating film, and a source diffusion formed on the semiconductor substrate on both sides of the second conductive film. A layer and a drain diffusion layer are provided, the second conductive film is connected to the first conductive film, and the first conductive film is formed in the boundary region on the source diffusion layer side. Claims 3 to 3
4. The semiconductor device according to any one of 3.
【請求項35】 前記ソース拡散層及び前記ドレイン拡
散層とが、前記半導体基板内において接触していること
を特徴とする請求項34に記載の半導体装置。
35. The semiconductor device according to claim 34, wherein the source diffusion layer and the drain diffusion layer are in contact in the semiconductor substrate.
【請求項36】 前記素子分離構造が、前記半導体基板
の素子分離領域に形成された溝内に第3の絶縁膜が埋め
込まれてなるトレンチ型素子分離構造であることを特徴
とする請求項31に記載の半導体装置。
36. The device isolation structure according to claim 31, wherein the device isolation structure is a trench-type device isolation structure in which a third insulating film is embedded in a groove formed in an element isolation region of the semiconductor substrate. 3. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項37】 前記第1の導電膜が前記素子分離構造
と前記素子活性領域との境界領域の少なくとも一部の前
記第3の絶縁膜上及び前記第1の絶縁膜上に形成された
ことを特徴とする請求項36に記載の半導体装置。
37. The first conductive film is formed on the third insulating film and at least a part of a boundary region between the element isolation structure and the element active region and on the first insulating film. 37. The semiconductor device according to claim 36, wherein:
【請求項38】 前記素子活性領域には、更に、前記第
1の絶縁膜上に形成された第2の導電膜と、前記第2の
導電膜の両側の前記半導体基板に形成されたソース拡散
層及びドレイン拡散層とが設けられ、 前記第2の導電膜と前記第1の導電膜とが結線され、且
つ、前記第1の導電膜が前記ソース拡散層側の前記境界
領域に形成されていることを特徴とする請求項36又は
37に記載の半導体装置。
38. The device active region further includes a second conductive film formed on the first insulating film, and a source diffusion formed on the semiconductor substrate on both sides of the second conductive film. A layer and a drain diffusion layer are provided, the second conductive film is connected to the first conductive film, and the first conductive film is formed in the boundary region on the source diffusion layer side. The semiconductor device according to claim 36 or 37, wherein
【請求項39】 半導体基板上において画定された素子
活性領域の前記半導体基板の表面に絶縁層を介して設け
られた導電層と、 前記導電層の両側の前記半導体基板に設けられた一対の
不純物拡散層であるソース拡散層及びドレイン拡散層
と、 前記ソース拡散層と電気的に接続された第1の配線層
と、 前記第1の配線層に容量結合した第2の配線層とを有す
ることを特徴とする半導体装置。
39. A conductive layer provided on a surface of the semiconductor substrate in an element active region defined on the semiconductor substrate via an insulating layer, and a pair of impurities provided on the semiconductor substrate on both sides of the conductive layer. Having a source diffusion layer and a drain diffusion layer that are diffusion layers, a first wiring layer electrically connected to the source diffusion layer, and a second wiring layer capacitively coupled to the first wiring layer A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
【請求項40】 前記第2の配線層が電源配線層或いは
接地配線層であることを特徴とする請求項39に記載の
半導体装置。
40. The semiconductor device according to claim 39, wherein the second wiring layer is a power supply wiring layer or a ground wiring layer.
【請求項41】 前記ドレイン拡散層と電気的に接続さ
れた下部電極層と、 前記下部電極層に容量結合した上部電極層とを有するこ
とを特徴とする請求項39又は40に記載の半導体装
置。
41. The semiconductor device according to claim 39, further comprising: a lower electrode layer electrically connected to the drain diffusion layer; and an upper electrode layer capacitively coupled to the lower electrode layer. .
【請求項42】 前記第1の配線層が前記素子活性領域
を画定する素子分離構造の上に延在し、当該第1の配線
層と前記第2の配線層とが絶縁層を介して前記素子分離
構造の上で対向配置されていることを特徴とする請求項
39〜41のいずれか1項に記載の半導体装置。
42. The first wiring layer extends over an element isolation structure defining the element active region, and the first wiring layer and the second wiring layer are connected via an insulating layer. The semiconductor device according to any one of claims 39 to 41, wherein the semiconductor device is arranged to face the element isolation structure.
【請求項43】 前記素子分離構造が、シールドプレー
ト電極を備えたフィールドシールド素子分離構造である
ことを特徴とする請求項39〜42のいずれか1項に記
載の半導体装置。
43. The semiconductor device according to claim 39, wherein said element isolation structure is a field shield element isolation structure having a shield plate electrode.
【請求項44】 前記素子分離構造が、LOCOS法に
より形成されたフィールド酸化膜であることを特徴とす
る請求項39〜42のいずれか1項に記載の半導体装
置。
44. The semiconductor device according to claim 39, wherein said element isolation structure is a field oxide film formed by a LOCOS method.
【請求項45】 前記素子分離構造が、前記半導体基板
上の素子分離領域に形成された溝内に絶縁膜が埋め込ま
れてなるトレンチ型素子分離構造であることを特徴とす
る請求項39〜42のいずれか1項に記載の半導体装
置。
45. The device isolation structure according to claim 39, wherein the device isolation structure is a trench-type device isolation structure in which an insulating film is buried in a groove formed in an element isolation region on the semiconductor substrate. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項46】 半導体基板上に形成されたシールドプ
レート電極を備えたフィールドシールド素子分離構造
と、 前記フィールドシールド素子分離構造により囲まれて画
定された素子活性領域の前記半導体基板の表面に絶縁層
を介して設けられた導電層と、 前記導電層の両側の前記半導体基板に設けられた一対の
不純物拡散層と、 前記一対の不純物拡散層のうちの一方と電気的に接続さ
れ、且つ前記シールドプレート電極に容量結合された配
線層とを有することを特徴とする半導体装置。
46. A field shield element isolation structure provided with a shield plate electrode formed on a semiconductor substrate, and an insulating layer on a surface of the semiconductor substrate in an element active region defined and surrounded by the field shield element isolation structure. A pair of impurity diffusion layers provided on the semiconductor substrate on both sides of the conductive layer; and a shield electrically connected to one of the pair of impurity diffusion layers. A semiconductor device having a wiring layer capacitively coupled to a plate electrode.
【請求項47】 前記一対の不純物拡散層が前記導電層
をゲート電極とするトランジスタのソース拡散層及びド
レイン拡散層であり、前記配線層が前記ソース拡散層と
電気的に接続されていることを特徴とする請求項46に
記載の半導体装置。
47. A semiconductor device according to claim 47, wherein the pair of impurity diffusion layers are a source diffusion layer and a drain diffusion layer of a transistor having the conductive layer as a gate electrode, and the wiring layer is electrically connected to the source diffusion layer. 47. The semiconductor device according to claim 46, wherein:
【請求項48】 半導体基板上の素子分離領域に素子分
離構造を形成する工程と、 前記素子分離構造により囲まれた素子活性領域の前記半
導体基板の表面に第1の絶縁層を形成する工程と、 前記第1の絶縁層の上に所定パターンの導電層を形成す
る工程と、 前記導電層をマスクとして、前記導電層の両側の前記半
導体基板に不純物を導入して一対の不純物拡散層を形成
する工程と、 前記一対の不純物拡散層のうち少なくとも一方の存する
領域の前記半導体基板を異方性エッチングして凹部を形
成し、この凹部の側壁面のみに前記一方の不純物拡散層
の一部を残す工程と、 前記凹部の底面上のみに第2の絶縁層を形成する工程
と、 前記凹部内に半導体材料を堆積させて前記凹部の側壁面
のみに存する前記一方の不純物拡散層の一部及び前記第
2の絶縁層を埋め込む工程とを有することを特徴とする
半導体装置の製造方法。
48. A step of forming an element isolation structure in an element isolation region on a semiconductor substrate; and a step of forming a first insulating layer on a surface of the semiconductor substrate in an element active region surrounded by the element isolation structure. Forming a conductive layer of a predetermined pattern on the first insulating layer; forming a pair of impurity diffusion layers by introducing impurities into the semiconductor substrate on both sides of the conductive layer using the conductive layer as a mask; Forming a recess by anisotropically etching the semiconductor substrate in a region where at least one of the pair of impurity diffusion layers is present, and forming a part of the one impurity diffusion layer only on a side wall surface of the recess. Leaving a step, forming a second insulating layer only on the bottom surface of the concave portion, depositing a semiconductor material in the concave portion, and part of the one impurity diffusion layer existing only on the side wall surface of the concave portion, The said Embedding the second insulating layer.
【請求項49】 前記一対の不純物拡散層を前記導電層
をゲート電極とするトランジスタのソース拡散層及びド
レイン拡散層とし、ソース拡散層内に前記第2の絶縁層
を埋設形成することを特徴とする請求項48に記載の半
導体装置の製造方法。
49. The transistor according to claim 49, wherein the pair of impurity diffusion layers are a source diffusion layer and a drain diffusion layer of a transistor having the conductive layer as a gate electrode, and the second insulating layer is buried in the source diffusion layer. 49. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 48.
【請求項50】 前記素子分離構造が、シールドプレー
ト電極を備えたフィールドシールド素子分離構造である
ことを特徴とする請求項48又は49に記載の半導体装
置の製造方法。
50. The method according to claim 48, wherein the element isolation structure is a field shield element isolation structure having a shield plate electrode.
【請求項51】 前記素子分離構造が、LOCOS法に
より形成されたフィールド酸化膜であることを特徴とす
る請求項48又は49に記載の半導体装置の製造方法。
51. The method according to claim 48, wherein the element isolation structure is a field oxide film formed by a LOCOS method.
【請求項52】 前記素子分離構造が、前記半導体基板
上の素子分離領域に形成された溝内に絶縁膜が埋め込ま
れてなるトレンチ型素子分離構造であることを特徴とす
る請求項48又は49に記載の半導体装置の製造方法。
52. The device isolation structure according to claim 48, wherein the device isolation structure is a trench-type device isolation structure in which an insulating film is buried in a groove formed in an element isolation region on the semiconductor substrate. 13. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 5.
【請求項53】 半導体基板上で素子分離構造により区
画された素子活性領域と、 前記素子分離構造と前記素子活性領域との境界領域の前
記半導体基板に形成された第1の不純物拡散層と、 前記境界領域の前記第1の不純物拡散層上に形成された
第1の絶縁膜と、 前記第1の絶縁膜上に形成され、前記第1の絶縁膜を介
して前記第1の不純物拡散層と対向するように形成され
た第1の電極と、 前記半導体基板の前記素子活性領域上に形成された第2
の絶縁膜と、 前記第2の絶縁膜上に形成された第2の電極と、 前記第2の電極の両側の前記半導体基板に形成された一
対の第2の不純物拡散層とを含み、 前記一対の第2の不純物拡散層の一方の不純物拡散層
が、前記半導体基板内で前記第1の不純物拡散層と接続
され、 前記第1の電極と前記第2の電極とが結線されているこ
とを特徴とする半導体装置。
53. An element active region defined on a semiconductor substrate by an element isolation structure, a first impurity diffusion layer formed on the semiconductor substrate at a boundary region between the element isolation structure and the element active region, A first insulating film formed on the first impurity diffusion layer in the boundary region; and a first insulating film formed on the first insulating film via the first insulating film. A first electrode formed so as to face the second electrode, and a second electrode formed on the element active region of the semiconductor substrate.
An insulating film, a second electrode formed on the second insulating film, and a pair of second impurity diffusion layers formed on the semiconductor substrate on both sides of the second electrode; One of the pair of second impurity diffusion layers is connected to the first impurity diffusion layer in the semiconductor substrate, and the first electrode and the second electrode are connected. A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
【請求項54】 前記素子分離構造が、絶縁膜内にシー
ルドプレート電極が埋設されてなるフィールドシールド
素子分離構造であることを特徴とする請求項53に記載
の半導体装置。
54. The semiconductor device according to claim 53, wherein the element isolation structure is a field shield element isolation structure in which a shield plate electrode is embedded in an insulating film.
【請求項55】 前記素子分離構造が、前記半導体基板
に形成された溝内に絶縁膜が埋め込まれてなるトレンチ
型素子分離構造であることを特徴とする請求項53に記
載の半導体装置。
55. The semiconductor device according to claim 53, wherein the element isolation structure is a trench-type element isolation structure in which an insulating film is embedded in a groove formed in the semiconductor substrate.
【請求項56】 前記シールドプレート電極の電位と前
記第1の電極の電位とが互いに異なる値に設定されてい
ることを特徴とする請求項54に記載の半導体装置。
56. The semiconductor device according to claim 54, wherein a potential of said shield plate electrode and a potential of said first electrode are set to values different from each other.
【請求項57】 半導体基板上の素子分離領域に第1の
絶縁膜内に第1の導電膜が埋設されてなるフィールドシ
ールド素子分離構造を形成し、前記半導体基板上に素子
活性領域を画定する第1の工程と、 前記素子活性領域に第2の絶縁膜を形成する第2の工程
と、 前記フィールドシールド素子分離構造上及び前記第2の
絶縁膜上に第2の導電膜及び低エッチングレートの第3
の絶縁膜を順次形成する第3の工程と、 前記第3の絶縁膜、前記第2の導電膜及び前記第2の絶
縁膜をパターニングして、前記素子活性領域上及び前記
素子活性領域と前記フィールドシールド素子分離構造と
の境界部位における少なくとも前記素子活性領域に前記
第3の絶縁膜、前記第2の導電膜及び前記第2の絶縁膜
を帯状のパターンに加工し、前記素子活性領域上に形成
された前記第2の導電膜のパターンの長手方向に沿った
近傍に他の前記第2の導電膜のパターンが延在するよう
に各パターンを形成する第4の工程と、 少なくとも前記第2の導電膜の側面に低エッチングレー
トの第4の絶縁膜を形成する第5の工程とを含むことを
特徴とする半導体装置の製造方法。
57. A field shield element isolation structure in which a first conductive film is embedded in a first insulating film is formed in an element isolation region on a semiconductor substrate, and an element active region is defined on the semiconductor substrate. A first step, a second step of forming a second insulating film in the element active region, and a second conductive film and a low etching rate on the field shield element isolation structure and the second insulating film. The third
A third step of sequentially forming an insulating film, and patterning the third insulating film, the second conductive film, and the second insulating film to form a pattern on the element active region and the element active region, The third insulating film, the second conductive film, and the second insulating film are processed into a band-shaped pattern at least in the element active region at a boundary portion with the field shield element isolation structure, and are formed on the element active region. A fourth step of forming each pattern so that another pattern of the second conductive film extends in the vicinity of the formed pattern of the second conductive film along the longitudinal direction; Forming a fourth insulating film having a low etching rate on the side surface of the conductive film.
【請求項58】 前記素子活性領域に形成された前記第
2の導電膜をトランジスタのゲート電極とし、 前記第5の工程の後に、前記ゲート電極の両側の前記半
導体基板の表面領域にソース拡散層及びドレイン拡散層
を形成する第6の工程と、 前記第3の絶縁膜、前記第2の導電膜、前記第2の絶縁
膜及び前記第4の絶縁膜を覆うように層間絶縁膜を形成
する第7の工程と、 前記層間絶縁膜に前記ソース拡散層及び/又は前記ドレ
イン拡散層に通じるコンタクト孔を形成する第8の工程
とを更に含むことを特徴とする請求項57に記載の半導
体装置の製造方法。
58. The second conductive film formed in the element active region is used as a gate electrode of a transistor. After the fifth step, a source diffusion layer is formed in a surface region of the semiconductor substrate on both sides of the gate electrode. And a sixth step of forming a drain diffusion layer; and forming an interlayer insulating film so as to cover the third insulating film, the second conductive film, the second insulating film, and the fourth insulating film. 58. The semiconductor device according to claim 57, further comprising: a seventh step; and an eighth step of forming a contact hole communicating with the source diffusion layer and / or the drain diffusion layer in the interlayer insulating film. Manufacturing method.
【請求項59】 前記第8の工程において、前記第3の
絶縁膜及び/又は前記第4の絶縁膜の一部が露出するよ
うに、前記コンタクト孔を形成することを特徴とする請
求項58に記載の半導体装置の製造方法。
59. The method according to claim 58, wherein in the eighth step, the contact hole is formed such that a part of the third insulating film and / or the fourth insulating film is exposed. 13. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 5.
【請求項60】 前記ソース拡散層を前記境界部位の存
する前記素子活性領域の前記半導体基板の表面領域に形
成し、前記ゲート電極と接続された前記境界部位の前記
第2の導電膜の少なくとも一部を前記第2の絶縁膜を介
して前記ソース拡散層と対向させて両者を容量結合さ
せ、前記ソース拡散層と前記ドレイン拡散層とを同電位
とすることを特徴とする請求項58又は59に記載の半
導体装置の製造方法。
60. The source diffusion layer is formed in a surface region of the semiconductor substrate in the element active region where the boundary region exists, and at least one of the second conductive films at the boundary region connected to the gate electrode is provided. 60. A part is opposed to the source diffusion layer via the second insulating film to couple the two capacitively, so that the source diffusion layer and the drain diffusion layer have the same potential. 13. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 5.
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