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JP4865606B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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JP4865606B2
JP4865606B2 JP2007059004A JP2007059004A JP4865606B2 JP 4865606 B2 JP4865606 B2 JP 4865606B2 JP 2007059004 A JP2007059004 A JP 2007059004A JP 2007059004 A JP2007059004 A JP 2007059004A JP 4865606 B2 JP4865606 B2 JP 4865606B2
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Lapis Semiconductor Co Ltd
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、高耐圧半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor equipment, in particular to a method for manufacturing a high voltage semiconductor equipment.

近年の電子機器の軽薄短小化、高性能化に伴い、これらの電子機器に使用される半導体装置は、小型化、高機能化が要求されている。
これらの要求のうち、特に小型化に対応するため、チャネル長を微小化することが提案されているものの、半導体装置の耐圧低下、及び駆動能力の劣化が問題となっていた。
2. Description of the Related Art As electronic devices have become lighter, thinner, smaller, and higher performance in recent years, semiconductor devices used in these electronic devices are required to be smaller and more functional.
Among these demands, it has been proposed to reduce the channel length in order to cope with the miniaturization in particular. However, the reduction in the breakdown voltage of the semiconductor device and the deterioration of the driving capability have been problems.

この問題を解決するため、図3に示すような構造を含む高耐圧半導体装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
第1導電型半導体基板50にチャネル領域52が形成され、該チャネル領域52を挟むように前記第1導電型半導体基板50の凹部に低濃度不純物拡散層からなるソース領域54、ドレイン領域56が形成され、ソース領域54、及びドレイン領域56の表層領域に、それぞれ高濃度不純物拡散層58、及び高濃度不純物拡散層60が形成されている。さらに、チャネル領域52、ソース領域54、ドレイン領域56、前記高濃度不純物拡散層58、及び前記高濃度不純物拡散層60上にゲート絶縁膜62が形成され、該ゲート絶縁膜62を境界として前記チャネル領域52とは反対側にゲート電極64が形成されている。
このように、従来の高耐圧半導体装置は、ソース領域54、及びドレイン領域56として、低濃度不純物拡散層を用いていた。
In order to solve this problem, a high voltage semiconductor device including a structure as shown in FIG. 3 has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
A channel region 52 is formed in the first conductivity type semiconductor substrate 50, and a source region 54 and a drain region 56 made of a low concentration impurity diffusion layer are formed in the recess of the first conductivity type semiconductor substrate 50 so as to sandwich the channel region 52. Then, a high concentration impurity diffusion layer 58 and a high concentration impurity diffusion layer 60 are formed in the surface layer regions of the source region 54 and the drain region 56, respectively. Further, a gate insulating film 62 is formed on the channel region 52, the source region 54, the drain region 56, the high concentration impurity diffusion layer 58, and the high concentration impurity diffusion layer 60, and the channel is formed with the gate insulating film 62 as a boundary. A gate electrode 64 is formed on the side opposite to the region 52.
As described above, the conventional high breakdown voltage semiconductor device uses the low-concentration impurity diffusion layers as the source region 54 and the drain region 56.

上記半導体デバイスの他にも、拡散層からなるソース領域、及びドレイン領域を有する半導体装置が提案されている(例えば、特許文献2、特許文献3参照)。
特開平6−283678公報 特開平6−29477公報 特開2003−338561公報
In addition to the semiconductor device, a semiconductor device having a source region and a drain region made of a diffusion layer has been proposed (see, for example, Patent Document 2 and Patent Document 3).
JP-A-6-283678 JP-A-6-29477 JP 2003-338561 A

しかしながら、上記のように、特許文献1、及び特許文献2に記載の半導体装置では、ソース領域54、及びドレイン領域56が不純物を注入して低濃度不純物拡散層が形成されていることから、低濃度不純物拡散層の表層領域から底部へ向かって、不純物の濃度が低下する勾配を示すため、駆動能力が低下することになる。また、駆動能力の向上を目的に拡散層の不純物濃度を増加させると、表層付近の濃度も増加されるため駆動能力を向上させることができるが、不純物濃度が高い表層付近に電界集中を招き、半導体装置の耐圧が低下することになる。このように、半導体装置の耐圧と駆動能力はトレードオフの関係が顕著であり、半導体装置の耐圧と駆動能力とを同時に向上させることが要求されている。
また、特許文献3に記載の半導体装置は、低耐圧半導体装置の構造であり、高耐圧半導体装置として用いることが困難である。
However, as described above, in the semiconductor devices described in Patent Document 1 and Patent Document 2, the source region 54 and the drain region 56 are implanted with impurities to form a low-concentration impurity diffusion layer. Since the concentration of the impurity decreases from the surface layer region to the bottom of the concentration impurity diffusion layer, the driving capability decreases. In addition, if the impurity concentration of the diffusion layer is increased for the purpose of improving the driving capability, the driving capability can be improved because the concentration in the vicinity of the surface layer is also increased, but electric field concentration is caused near the surface layer where the impurity concentration is high, The breakdown voltage of the semiconductor device is reduced. Thus, there is a significant trade-off relationship between the breakdown voltage and the driving capability of the semiconductor device, and it is required to simultaneously improve the breakdown voltage and the driving capability of the semiconductor device.
In addition, the semiconductor device described in Patent Document 3 has a structure of a low breakdown voltage semiconductor device and is difficult to use as a high breakdown voltage semiconductor device.

本発明は、前記問題点に鑑みなされたものであり、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明の目的は、耐圧、及び駆動能力に優れる半導体装置の製造方法を提供することにある。
This invention is made | formed in view of the said problem, and makes it a subject to achieve the following objectives.
It is an object of the present invention is to provide a semiconductor equipment manufacturing method which is excellent in withstand voltage, and driving capability.

本発明者は鋭意検討した結果、下記の半導体装置の製造方法を用いることにより、上記問題を解決できることを見出し、上記目的を達成するに至った。 The present inventors have a result of intensive studies, by using the manufacturing method of the semiconductor equipment below, we can solve the above problems, leading to achieve the above object.

即ち、請求項1に記載の半導体装置の製造方法は、
第1導電型のMOSトランジスタ及び第2導電型のMOSトランジスタを有する半導体装置の製造方法であって、
前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域における第1導電型半導体基板の表層領域に、第2導電型の不純物拡散層を形成する工程と、
前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域における前記第2導電型の不純物拡散層の下層領域に、第2導電型の高濃度埋込不純物拡散層を形成する工程と、
前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域における前記第1導電型半導体基板の表層領域と共に、前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域における前記第2導電型の不純物拡散層の表層領域に、不純物濃度が均一な低濃度不純物拡散層である第2導電型の単結晶層を成膜して形成する工程と
前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域における前記第2導電型の単結晶層からなる離間した低濃度ソース領域及び低濃度ドレイン領域を形成するようにして、前記第2導電型の単結晶層に第1導電型の不純物拡散層を形成し、当該第1導電型の不純物拡散層からなるチャネル領域を形成すると同時に、前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域及び前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域を隔離するようにして前記第2導電型の単結晶層に第1導電型の不純物拡散層を形成する工程と、
前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域における前記第2導電型の単結晶層に離間した第1導電型の低濃度不純物拡散層を形成し、前記第1導電型の低濃度不純物拡散層からなる低濃度ソース領域及び低濃度ドレイン領域を形成すると共に、前記第2導電型の単結晶層からなるチャネル領域を形成する工程と、
前記第1導電型のMOSトランジスタの形成予定領域及び前記第2導電型のMOSトランジスタの形成予定領域を隔離するようにして、前記第1導電型半導体基板の表層領域にフィールド酸化膜を形成する工程と、
前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域における前記低濃度ソース領域、前記低濃度ドレイン領域及び前記チャネル領域上に、ゲート酸化膜を形成すると共に、当該ゲート酸化膜を介した前記チャネル領域上にゲート電極を形成する工程と、
前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域における前記低濃度ソース領域、前記低濃度ドレイン領域及び前記チャネル領域上に、ゲート酸化膜を形成すると共に、当該ゲート酸化膜を介した前記チャネル領域上にゲート電極を形成する工程と、
前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域における前記低濃度ソース領域及び前記低濃度ドレイン領域の表層領域に、それぞれ第2導電型の高濃度不純物拡散層を形成し、当該第2導電型の高濃度不純物拡散層からなる高濃度ソース領域及び高濃度ドレイン領域を形成する工程と、
前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域における前記低濃度ソース領域及び前記低濃度ドレイン領域の表層領域に、それぞれ第1導電型の高濃度不純物拡散層を形成し、当該第1導電型の高濃度不純物拡散層からなる高濃度ソース領域及び高濃度ドレイン領域を形成する工程と、
を有する半導体装置の製造方法である。
That is, the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1 comprises:
A method of manufacturing a semiconductor device having a M OS transistor and M OS transistor of the second conductivity type of the first conductivity type,
The surface layer region of the first conductivity type semiconductor substrate in the formation region of the M OS transistor of the first conductivity type, forming an impurity diffusion layer of the second conductivity type,
The lower region of the second conductivity type impurity diffusion layer in the formation region of the M OS transistor of the first conductivity type, forming a high concentration buried impurity diffusion layer of the second conductivity type,
With a surface layer region of the first conductivity type semiconductor substrate in the formation region of the M OS transistor of the second conductivity type, the impurity diffusion layer of the second conductivity type in the formation region of the M OS transistor of the first conductivity type the surface layer region, the second in the formation region of the M OS transistor and forming by forming a single crystal layer of the second conductivity type and the second conductivity type impurity concentration is uniformly low concentration impurity diffusion layer A first conductivity type impurity diffusion layer is formed in the second conductivity type single crystal layer so as to form a lightly doped low concentration source region and a low concentration drain region made of the conductivity type single crystal layer. simultaneously it makes a first conductivity type channel region formed of impurity diffusion layers of the formation planned M OS transistor formation region and the first conductivity type of the second conductivity type M OS transistor Forming an impurity diffusion layer of the first conductivity type in the single crystal layer of the second conductivity type so as to isolate the frequency range,
The low concentration impurity diffusion layer of the first conductivity type formed spaced in the single crystal layer of the second conductivity type in the formation region of the M OS transistor of the first conductivity type low concentration impurity diffusion of the first conductivity type Forming a low-concentration source region and a low-concentration drain region composed of layers, and forming a channel region composed of the single crystal layer of the second conductivity type;
So as to isolate the formation region of the M OS transistor formation region and the second conductivity type of said M OS transistor of the first conductivity type, a field oxide film on the surface region of the first conductivity type semiconductor substrate And a process of
It said lightly doped source region in the forming region of the M OS transistor of the first conductivity type, wherein the lightly doped drain region and the channel region, the channel region with a gate oxide film, through the gate oxide film Forming a gate electrode thereon;
It said lightly doped source region in the forming region of the M OS transistor of the second conductivity type, wherein the lightly doped drain region and the channel region, the channel region with a gate oxide film, through the gate oxide film Forming a gate electrode thereon;
The surface layer region of the lightly doped source region and the lightly doped drain region in the formation region of the M OS transistor of the second conductivity type, respectively to form a high concentration impurity diffusion layer of the second conductivity type, the second conductivity type Forming a high concentration source region and a high concentration drain region made of a high concentration impurity diffusion layer;
The surface layer region of the lightly doped source region and the lightly doped drain region in the formation region of the M OS transistor of the first conductivity type, respectively to form a high concentration impurity diffusion layer of the first conductivity type, the first conductivity type Forming a high concentration source region and a high concentration drain region made of a high concentration impurity diffusion layer;
A method for manufacturing a semiconductor device having

本発明によれば、耐圧、及び駆動能力に優れる半導体装置の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor equipment manufacturing method which is excellent in withstand voltage, and driving capability.

以下に、本発明の半導体装置の製造方法を実施するための最良の形態について、例を用いて図面により説明する。なお、重複する説明は省略する場合がある。 Hereinafter, the best mode for carrying out the manufacturing method of the semiconductor equipment of the present invention will be described with reference to the drawings with an example. In addition, the overlapping description may be omitted.

<半導体装置>
図1は、参考例の半導体装置100の断面図である。
図1に示した半導体装置100は、第1導電型半導体基板10と、第1導電型半導体基板10の表層領域に形成された第1導電型の拡散層からなるチャネル領域12と、チャネル領域12の両側に形成された第2導電型の単結晶層からなるソース領域14、及びドレイン領域16と、ソース領域14、及びドレイン領域16の表層領域に、それぞれ高濃度不純物拡散層18、及び高純度不純物拡散層20を有し、チャネル領域12上に、ゲート絶縁膜22を介してゲート電極24とが設けられている。
以下に、各構成部位について詳述する。
<Semiconductor device>
FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device 100 of a reference example .
A semiconductor device 100 shown in FIG. 1 includes a first conductivity type semiconductor substrate 10, a channel region 12 formed of a first conductivity type diffusion layer formed in a surface layer region of the first conductivity type semiconductor substrate 10, and a channel region 12. The high concentration impurity diffusion layer 18 and the high purity are formed in the source region 14 and the drain region 16 formed from the single crystal layer of the second conductivity type formed on both sides of the semiconductor layer, and the surface region of the source region 14 and the drain region 16, respectively. An impurity diffusion layer 20 is provided, and a gate electrode 24 is provided on the channel region 12 with a gate insulating film 22 interposed therebetween.
Below, each component is explained in full detail.

[ソース領域、ドレイン領域]
参考例の半導体装置100は、ソース領域14、及びドレイン領域16を有する。これらの領域は、不純物濃度が均一な低濃度不純物拡散層である単結晶層により構成されている。
ここで、「不純物濃度が均一な」とは、第2導電型の単結晶層であるソース領域14、及びドレイン領域16(以下、適宜、「S/D領域」と称する)の膜厚方向の不純物濃度が均一であることを表す。
図7は、半導体装置のS/D領域における膜厚方向の不純物濃度を表す図である。図のように、参考例の半導体装置100におけるS/D領域は、膜厚によらず不純物濃度が一定値を示す。これに対し、従来の半導体装置におけるS/D領域は、ゲート絶縁膜に近い領域で不純物濃度が高く、ゲート電極から離れた領域では不純物濃度が低い。
また、不純物濃度の膜厚方向の分布範囲は、耐圧、及び駆動能力の観点から、S/D領域の不純物濃度の平均値に対して、±50%〜±70%であることが好ましい。
[Source region, drain region]
The semiconductor device 100 of the reference example has a source region 14 and a drain region 16. These regions are constituted by a single crystal layer which is a low concentration impurity diffusion layer having a uniform impurity concentration.
Here, “the impurity concentration is uniform” means that the source region 14 and the drain region 16 (hereinafter referred to as “S / D regions” as appropriate) in the film thickness direction, which are second conductivity type single crystal layers. This means that the impurity concentration is uniform.
FIG. 7 is a diagram illustrating the impurity concentration in the film thickness direction in the S / D region of the semiconductor device. As shown in the figure, the impurity concentration of the S / D region in the semiconductor device 100 of the reference example shows a constant value regardless of the film thickness. In contrast, the S / D region in the conventional semiconductor device has a high impurity concentration in a region close to the gate insulating film, and a low impurity concentration in a region away from the gate electrode.
In addition, the distribution range of the impurity concentration in the film thickness direction is preferably ± 50% to ± 70% with respect to the average value of the impurity concentration in the S / D region, from the viewpoint of breakdown voltage and driving capability.

S/D領域の膜厚は、半導体装置100の仕様により適宜変更することができるが、前記単結晶層は、従来の材質からなるSi等の単結晶層に不純物が拡散されているものである。また、不純物としては、単結晶層がP型拡散層である場合には、B等が挙げられ、N型拡散層である場合には、P等が挙げられる。
S/D領域は、不純物を低濃度含む層であり、不純物の濃度は、半導体装置100の耐圧を向上させる観点から、低濃度である必要がある。具体的には、S/D領域の不純物濃度の平均値で、1×1016個/cm〜1×1018個/cmであることが好ましく、電圧仕様が40Vクラスの場合には1×1017個/cm〜5×1017個/cmあることが特に好ましい。
S/D領域は、エピタキシャル成長により形成された単結晶層であることが好ましい。
The film thickness of the S / D region can be appropriately changed according to the specifications of the semiconductor device 100, but the single crystal layer is formed by diffusing impurities in a single crystal layer such as Si made of a conventional material. . Examples of the impurity include B and the like when the single crystal layer is a P-type diffusion layer, and P and the like when the single crystal layer is an N-type diffusion layer.
The S / D region is a layer containing a low concentration of impurities, and the concentration of impurities needs to be low from the viewpoint of improving the breakdown voltage of the semiconductor device 100. Specifically, the average value of the impurity concentration in the S / D region is preferably 1 × 10 16 pieces / cm 3 to 1 × 10 18 pieces / cm 3 , and 1 when the voltage specification is 40 V class. It is particularly preferable that there are × 10 17 pieces / cm 3 to 5 × 10 17 pieces / cm 3 .
The S / D region is preferably a single crystal layer formed by epitaxial growth.

[第1導電型の拡散層]
参考例の半導体装置100は、半導体基板10の表層領域に形成された第1導電型の拡散層からなるチャネル領域12を有する。
チャネル領域12は、不純物が拡散した拡散層により形成されている。このため、基板によらず閾値を制御することができ、且つ後述するソース領域14、及びドレイン領域16を分離するために設けられたものである。また、ソース領域14、及びドレイン領域16とは逆の導電型拡散層である。
[Diffusion layer of first conductivity type]
The semiconductor device 100 of the reference example has a channel region 12 made of a first conductivity type diffusion layer formed in the surface region of the semiconductor substrate 10.
The channel region 12 is formed by a diffusion layer in which impurities are diffused. For this reason, the threshold value can be controlled regardless of the substrate, and is provided for separating a source region 14 and a drain region 16 described later. The source region 14 and the drain region 16 are opposite conductivity type diffusion layers.

チャネル領域12の深さは、ソース領域14、及びドレイン領域16を分離することができるような深さであれば特に限定されないが、パンチスルーを抑制する観点から、ソース領域14、及びドレイン領域16の膜厚とチャネル領域との比は、(ソース領域、及びドレイン領域の膜厚):(チャネル領域の膜厚)=1:3〜1:5が好ましく、1:3程度が特に好ましい。   The depth of the channel region 12 is not particularly limited as long as the source region 14 and the drain region 16 can be separated from each other, but from the viewpoint of suppressing punch-through, the source region 14 and the drain region 16. The ratio of the film thickness to the channel region is preferably (film thickness of the source region and drain region) :( film thickness of the channel region) = 1: 3 to 1: 5, particularly preferably about 1: 3.

チャネル領域12における不純物の濃度は、半導体装置の閾値により適宜調整することができるが、1×1016個/cm〜5×1016個/cmであることが好ましく、電圧仕様が40Vクラスの場合は2×1016個/cm程度であることが特に好ましい。また、チャネル領域12の比抵抗は、前記不純物の濃度に依存するものであり、10Ω・cm〜100Ω・cmであることが好ましく、20Ω・cm〜30Ω・cmであることが特に好ましい。 The impurity concentration in the channel region 12 can be appropriately adjusted according to the threshold value of the semiconductor device, but is preferably 1 × 10 16 / cm 3 to 5 × 10 16 / cm 3 and has a voltage specification of 40 V class. In this case, it is particularly preferably about 2 × 10 16 pieces / cm 3 . Further, the specific resistance of the channel region 12 depends on the concentration of the impurity, and is preferably 10 Ω · cm to 100 Ω · cm, and particularly preferably 20 Ω · cm to 30 Ω · cm.

〔第1導電型半導体基板〕
参考例の半導体装置100は第1導電型半導体基板10を有する。
基板の材質としては、シリコン等が挙げられる。
基板の板厚としては、半導体装置の小型化等に対応するため、300μm以上800μm以下であることが好ましい。
[First conductivity type semiconductor substrate]
The semiconductor device 100 of the reference example has a first conductivity type semiconductor substrate 10.
Examples of the material of the substrate include silicon.
The thickness of the substrate is preferably 300 μm or more and 800 μm or less in order to cope with downsizing of the semiconductor device.

〔ゲート絶縁膜、ゲート電極〕
参考例の半導体基板100は、ゲート絶縁膜22、及びゲート電極24を有する。
図1中のゲート絶縁膜22としては、SiO、酸窒化膜等の従来の酸化物を用いることができる。ゲート電極24としては、PolySi、W等の従来の金属を用いることができる。
ゲート絶縁膜22の膜厚としては、電圧仕様の観点から、Gate膜に印加される電界が3MV/cm以上6MV/cm以下となる膜厚であることが好ましい。
[Gate insulation film, gate electrode]
The semiconductor substrate 100 of the reference example has a gate insulating film 22 and a gate electrode 24.
As the gate insulating film 22 in FIG. 1, a conventional oxide such as SiO 2 or an oxynitride film can be used. As the gate electrode 24, a conventional metal such as PolySi or W can be used.
The thickness of the gate insulating film 22 is preferably such that the electric field applied to the Gate film is 3 MV / cm or more and 6 MV / cm or less from the viewpoint of voltage specifications.

[高濃度不純物拡散層]
参考例の半導体装置100は、ソース領域14、及びドレイン領域16のそれぞれの表層領域に高濃度不純物拡散層18、及び高濃度不純物拡散層20を有する。
第2導電型の第2の高濃度不純物拡散層18、及び第2導電型の第2の高濃度不純物拡散層20は、ソース領域14、及びドレイン領域16と配線(不図示)とを電気的に接続するための接続部である。高不純物濃度を有すると、金属である配線との接続が容易になる。
前記不純物としては、配線と同じ、若しくは配線に含有される元素であることが好ましく、例えば、Al、Cu等が挙げられる。
前記不純物の濃度は、ソース領域14、及びドレイン領域16の濃度の100倍〜1000倍が好ましい。
[High-concentration impurity diffusion layer]
The semiconductor device 100 of the reference example includes the high concentration impurity diffusion layer 18 and the high concentration impurity diffusion layer 20 in the surface layer regions of the source region 14 and the drain region 16.
The second conductivity type second high-concentration impurity diffusion layer 18 and the second conductivity type second high-concentration impurity diffusion layer 20 electrically connect the source region 14 and the drain region 16 to the wiring (not shown). It is a connection part for connecting to. When it has a high impurity concentration, it is easy to connect to a metal wiring.
The impurity is preferably the same element as the wiring or contained in the wiring, and examples thereof include Al and Cu.
The concentration of the impurity is preferably 100 to 1000 times the concentration of the source region 14 and the drain region 16.

〔半導体装置の好ましい態様〕
また、参考例の半導体装置は、第1導電型半導体基板10上の、参考例の半導体装置100が形成されているアクティブ領域と、フィールド絶縁膜で隔てられている他のアクティブ領域に、以下の構造を有する半導体装置200が形成されていることにより、CMOSトランジスタを形成することが好ましい態様として挙げられる。
図2は、半導体装置200の断面図である。
図2に示した半導体装置200は、第1導電型半導体基板10の表層領域に形成された第2導電型の拡散層34と、第2導電型の拡散層34の底面と接するように形成された第2導電型の高濃度埋込不純物拡散層32と、第2導電型の拡散層34の凸部表面上に形成された単結晶層からなるチャネル領域36と、第2導電型の単結晶層からなるチャネル領域36の両側に形成された第1導電型の拡散層からなるソース領域38、及びドレイン領域40と、ソース領域38、及びドレイン領域40の表層領域に、それぞれ高濃度不純物拡散層42、及び高濃度不純物拡散層44を有し、前記チャネル領域36上にゲート絶縁膜46を介して形成されたゲート電極48が設けられている。
以下に、各構成部位について詳述する。
[Preferred Embodiment of Semiconductor Device]
The semiconductor device of the reference example, on the first conductivity type semiconductor substrate 10, an active region where the semiconductor device 100 of the reference example is formed in addition to the active region are separated by a field insulating film, the following It is preferable to form a CMOS transistor by forming the semiconductor device 200 having a structure.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor device 200.
The semiconductor device 200 shown in FIG. 2 is formed so as to be in contact with the second conductivity type diffusion layer 34 formed in the surface region of the first conductivity type semiconductor substrate 10 and the bottom surface of the second conductivity type diffusion layer 34. A second conductivity type high-concentration buried impurity diffusion layer 32, a channel region 36 made of a single crystal layer formed on the convex surface of the second conductivity type diffusion layer 34, and a second conductivity type single crystal. A source region 38 and a drain region 40 made of a first conductivity type diffusion layer formed on both sides of a channel region 36 made of a layer, and a high-concentration impurity diffusion layer in the surface layer region of the source region 38 and the drain region 40, respectively. 42 and a high-concentration impurity diffusion layer 44, and a gate electrode 48 formed on the channel region 36 through a gate insulating film 46 is provided.
Below, each component is explained in full detail.

[第1導電型の高濃度埋込不純物拡散層、第1導電型の拡散層]
参考例の半導体装置200は、第2導電型の拡散層34の底面と接するように第2導電型の高濃度埋込不純物拡散層32を有する。
第2導電型の高濃度埋込不純物拡散層32の不純物濃度は、第2導電型の拡散層34の不純物濃度より高濃度であることが好ましいが、ソース領域38、及びドレイン領域40の耐圧を低下させるものであってはならない。
この条件を満足させるため、第2導電型の高濃度埋込不純物拡散層32の不純物濃度と第2導電型の拡散層34の濃度との比は、(第2導電型の不純物拡散層34):(第2導電型の高濃度埋込不純物拡散層32)1:10〜1:500が好ましく、1:50〜1:100であることが特に好ましい。
また、第2導電型の高濃度埋込不純物拡散層32の高不純物濃度が原因となる半導体装置200の耐圧低下を抑制するため、第2導電型の拡散層34はある程度の膜厚を有することが好ましい。具体的には、高濃度埋込不純物拡散層32の膜厚と第1導電型の拡散層からなるソース領域38との距離が3〜6μmが好ましい。なお、第2導電型の拡散層34の膜厚とは、ソース領域38、又はドレイン領域40の底面と、高濃度埋込不純物拡散層32の表面との距離を表す。
[High conductivity buried impurity diffusion layer of first conductivity type, first conductivity type diffusion layer]
The semiconductor device 200 of the reference example has the second conductivity type high-concentration buried impurity diffusion layer 32 so as to be in contact with the bottom surface of the second conductivity type diffusion layer 34.
The impurity concentration of the second conductivity type high-concentration buried impurity diffusion layer 32 is preferably higher than the impurity concentration of the second conductivity type diffusion layer 34, but the breakdown voltage of the source region 38 and the drain region 40 is reduced. It must not be reduced.
In order to satisfy this condition, the ratio of the impurity concentration of the second conductivity type high-concentration buried impurity diffusion layer 32 and the concentration of the second conductivity type diffusion layer 34 is (second conductivity type impurity diffusion layer 34). : (Second conductivity type high-concentration buried impurity diffusion layer 32) 1:10 to 1: 500 is preferable, and 1:50 to 1: 100 is particularly preferable.
Further, the second conductivity type diffusion layer 34 has a certain thickness in order to suppress a decrease in breakdown voltage of the semiconductor device 200 due to the high impurity concentration of the second conductivity type high concentration buried impurity diffusion layer 32. Is preferred. Specifically, the distance between the film thickness of the high-concentration buried impurity diffusion layer 32 and the source region 38 made of the first conductivity type diffusion layer is preferably 3 to 6 μm. The film thickness of the second conductivity type diffusion layer 34 represents the distance between the bottom surface of the source region 38 or the drain region 40 and the surface of the high concentration buried impurity diffusion layer 32.

[ソース領域、ドレイン領域]
参考例の半導体装置200は、ソース領域38、ドレイン領域40(以下、適宜、「S/D領域」と称する)を有する。
S/D領域は、不純物をイオン注入した拡散層により形成される。
不純物の元素、及び濃度は、半導体装置100と同様である。
[Source region, drain region]
The semiconductor device 200 of the reference example has a source region 38 and a drain region 40 (hereinafter referred to as “S / D region” as appropriate).
The S / D region is formed by a diffusion layer in which impurities are ion-implanted.
The impurity element and concentration are the same as those of the semiconductor device 100.

[チャネル領域]
参考例の半導体装置200は、第2導電型の拡散層34の表層領域に第2導電型の単結晶層からなるチャネル領域36を有する。
チャネル領域36が単結晶層で構成されていることにより、不純物濃度の濃度分布が均一であるため、短チャネル効果を抑制し、半導体装置200の耐圧低下を防ぐ点で好ましい。
チャネル領域36の膜厚は、パンチスルーを抑制する観点から、深さが3μm以上であることが好ましい。
チャネル領域36は、従来の材質からなるSi等の単結晶層に不純物が拡散されているものである。また、不純物としては、単結晶層がP型拡散層である場合には、B等が挙げられ、N型拡散層である場合には、P等が挙げられる。
チャネル領域36における不純物の濃度は、半導体装置の閾値により適宜調整することができるが、1×1016個/cm〜5×1016個/cmであることが好ましい。
[Channel area]
The semiconductor device 200 of the reference example has a channel region 36 made of a second conductivity type single crystal layer in the surface layer region of the second conductivity type diffusion layer 34.
Since the channel region 36 is formed of a single crystal layer, the impurity concentration distribution is uniform, which is preferable in that the short channel effect is suppressed and the breakdown voltage of the semiconductor device 200 is prevented from being lowered.
The thickness of the channel region 36 is preferably 3 μm or more from the viewpoint of suppressing punch-through.
The channel region 36 is formed by diffusing impurities in a single crystal layer made of a conventional material such as Si. Examples of the impurity include B and the like when the single crystal layer is a P-type diffusion layer, and P and the like when the single crystal layer is an N-type diffusion layer.
The concentration of the impurity in the channel region 36 can be appropriately adjusted according to the threshold value of the semiconductor device, but is preferably 1 × 10 16 pieces / cm 3 to 5 × 10 16 pieces / cm 3 .

〔半導体基板、ゲート絶縁膜、ゲート電極、高濃度不純物拡散層〕
基板、実装基板、ゲート絶縁膜、ゲート電極、及び高濃度不純物拡散層は、半導体装置100と同様である。
[Semiconductor substrate, gate insulating film, gate electrode, high-concentration impurity diffusion layer]
The substrate, the mounting substrate, the gate insulating film, the gate electrode, and the high concentration impurity diffusion layer are the same as those of the semiconductor device 100.

上記のように、参考例の半導体装置100は、半導体装置の耐圧、及び駆動能力に優れており、参考例の半導体装置200は、ラッチアップを抑制し、信頼性に優れる。 As described above, the semiconductor device 100 of the reference example, the breakdown voltage of the semiconductor device, and has excellent drivability, the semiconductor device 200 of the reference example suppresses latchup, excellent reliability.

<半導体装置の製造方法>
参考例の半導体装置の製造方法は、第1導電型半導体基板の表層領域に、第2導電型の第1の拡散層を形成する工程と、前記第1導電型半導体基板の表面上に第2導電型の単結晶層を形成する工程と、前記第2導電型の単結晶層に、ソース領域及びドレイン領域と、前記第2導電型の第1の拡散層上に前記第2導電型の単結晶層からなるチャネル領域と、を同時に形成するように、第1導電型の第1拡散層を形成する工程と、前記第2導電型の第1の拡散層上に、第1導電型の第2の拡散層からなるソース領域及びドレイン領域を形成した後に、フィールド酸化膜をする工程と、アクティブ領域にゲート絶縁膜、ゲート電極を形成し、前記ソース領域及び前記ドレイン領域に高濃度不純物拡散層を形成する工程と、を有する。
参考例の半導体装置の製造方法は、第1導電型半導体基板上に、別途第2導電型の単結晶層を形成するが、Nチャネル半導体装置とPチャネル半導体装置とを同一基板上に同時に形成することもできる。
<Method for Manufacturing Semiconductor Device>
A method of manufacturing a semiconductor device according to a reference example includes a step of forming a first diffusion layer of a second conductivity type in a surface layer region of a first conductivity type semiconductor substrate, and a second step on the surface of the first conductivity type semiconductor substrate. A step of forming a conductive type single crystal layer; a source region and a drain region on the second conductive type single crystal layer; and a second conductive type single crystal layer on the second conductive type first diffusion layer. A step of forming a first diffusion layer of the first conductivity type so as to simultaneously form a channel region made of a crystal layer; and a first conductivity type of the first diffusion layer on the second diffusion type of the first diffusion layer. Forming a field oxide film after forming a source region and a drain region comprising two diffusion layers, forming a gate insulating film and a gate electrode in the active region, and forming a high concentration impurity diffusion layer in the source region and the drain region Forming the step.
In the semiconductor device manufacturing method of the reference example , the second conductivity type single crystal layer is separately formed on the first conductivity type semiconductor substrate, and the N channel semiconductor device and the P channel semiconductor device are simultaneously formed on the same substrate. You can also

以下に、参考例の半導体装置の製造方法を用いた、CMOSトランジスタの製造方法の一例を図4に沿って記載する。
図4の(A)工程では、第1導電型半導体基板101上に、公知の酸化技術により膜厚が100nm〜700nmの酸化膜102を形成する。次いで、フォトリソ・エッチング技術にて、第2導電型の第1の拡散層103を形成する領域の酸化膜102を除去した後、残った酸化膜102をマスクとして、インプラ技術によりP等の不純物を100keV〜200keVで1×1012個/cm〜5×1013個/cm注入し、その後、窒素の雰囲気中、1100℃〜1200℃で200分〜500分の拡散技術により、第2導電型の第1の拡散層103を形成する。
An example of a method for manufacturing a CMOS transistor using the method for manufacturing a semiconductor device of a reference example will be described below with reference to FIG.
4A, an oxide film 102 having a thickness of 100 nm to 700 nm is formed on the first conductive type semiconductor substrate 101 by a known oxidation technique. Next, after removing the oxide film 102 in a region where the first diffusion layer 103 of the second conductivity type is formed by a photolithography etching technique, impurities such as P are removed by an implantation technique using the remaining oxide film 102 as a mask. 1 × 10 12 pieces / cm 2 to 5 × 10 13 pieces / cm 2 implanted in 100KeV~200keV, then in an atmosphere of nitrogen, with 1100 ° C. to 1200 200 min 500 min diffusion technology ° C., the second conductive A first diffusion layer 103 of the mold is formed.

図4の(B)工程では、酸化膜102を全面除去した後、公知の単結晶成長技術により、第2導電型の単結晶層104を、1μm〜4μmの膜厚で形成することが好ましく、2μm程度膜厚で形成することが特に好ましい。なお、ここで言う第2導電型の単結晶層104の膜厚とは、第2導電型の第1の拡散層103の表面からの板厚を表す。   In the step (B) of FIG. 4, it is preferable to form the second conductivity type single crystal layer 104 with a film thickness of 1 μm to 4 μm by a known single crystal growth technique after the oxide film 102 is completely removed. It is particularly preferable to form the film with a thickness of about 2 μm. The film thickness of the second conductivity type single crystal layer 104 referred to here represents the plate thickness from the surface of the second conductivity type first diffusion layer 103.

図4の(C)工程では、第2導電型の単結晶層104に、ソース領域及びドレイン領域を隔離するため、及び第2導電型の第1の拡散層103と隔離するため、公知のフォトリソ・インプラ技術にてB等の不純物を注入し、窒素の雰囲気中、1100℃〜1200℃で60分〜200分の拡散技術により、第1導電型の第1の拡散層105を形成する。   4C, in order to isolate the source region and the drain region in the second conductivity type single crystal layer 104 and to isolate the second conductivity type first diffusion layer 103, a known photolithography process is performed. Impurities such as B are implanted by an implantation technique, and a first diffusion layer 105 of the first conductivity type is formed by a diffusion technique at 1100 ° C. to 1200 ° C. for 60 minutes to 200 minutes in a nitrogen atmosphere.

図4の(D)工程では、第2導電型の第1の拡散層103に、公知のフォトリソ・インプラ技術にてB等の不純物を20keV〜50keVで1×1012個/cm〜5×1014個/cmで注入し、窒素雰囲気中、950℃〜1100℃で30分〜100分の拡散技術により、低濃度不純物拡散層である第1導電型の第2の拡散層106を形成する。
その後、公知のLOCOS技術により、フィールド酸化膜107、及びアクティブ領域を形成する。
In the step (D) of FIG. 4, impurities such as B are added to the first conductive layer 103 of the second conductivity type by a known photolithographic implantation technique at 20 keV to 50 keV and 1 × 10 12 ions / cm 2 to 5 ×. The second diffusion layer 106 of the first conductivity type, which is a low-concentration impurity diffusion layer, is formed by injecting at 10 14 / cm 2 and using a diffusion technique at 950 ° C. to 1100 ° C. for 30 minutes to 100 minutes in a nitrogen atmosphere. To do.
Thereafter, a field oxide film 107 and an active region are formed by a known LOCOS technique.

図4の(E)工程では、アクティブ領域にゲート絶縁膜108を公知の技術で形成した後、CDV・フォトリソ・エッチング技術によりゲート電極109を形成する。
その後、公知のフォトリソ・インプラ技術により、第2導電型の単結晶層104の表層領域に、不純物濃度の高い第2導電型の高濃度不純物拡散層110を形成し、第1導電型の第2の拡散層106の表層領域に、不純物濃度の高い第1導電型の高濃度不純物拡散層111を形成する。
前記(A)〜(E)工程を経て、参考例の半導体装置100を有するCMOSトランジスタが形成される。
In the step (E) of FIG. 4, after the gate insulating film 108 is formed in the active region by a known technique, the gate electrode 109 is formed by a CDV / photolitho / etching technique.
Thereafter, the second conductivity type high-concentration impurity diffusion layer 110 having a high impurity concentration is formed in the surface layer region of the second conductivity type single crystal layer 104 by a known photolithographic implantation technique. A high-concentration impurity diffusion layer 111 of a first conductivity type having a high impurity concentration is formed in the surface layer region of the diffusion layer 106.
Through the steps (A) to (E), a CMOS transistor having the semiconductor device 100 of the reference example is formed.

本発明の半導体装置の製造方法>
本発明のCMOSトランジスタの製造方法の一例を図5に沿って記載する。
図5の(A)工程では、図4の(A)工程終了後、酸化膜202をマスクにインプラ技術により再度P等の不純物を1000keV〜3000keVで5×1013個/cm〜1×1015個/cmで注入し、その後、窒素雰囲気中、1000℃〜1200℃で60分〜300分の拡散技術により、第2導電型の高濃度埋込不純物拡散層203を形成する。
他の工程は、図4の(B)〜(E)と同様の工程を経て、参考例の半導体装置100、及び参考例の半導体装置200を有するCMOSトランジスタが形成される。
<Method of manufacturing a semiconductor device of the present invention>
An example of a method for manufacturing a C MOS transistor of the present invention is described along Fig.
In the step (A) of FIG. 5, after the step (A) of FIG. 4 is finished, impurities such as P are again 5 × 10 13 / cm 2 to 1 × 10 at 1000 keV to 3000 keV by the implantation technique using the oxide film 202 as a mask. was injected at 15 / cm 2, then, in a nitrogen atmosphere, a 60 to 300 minutes in diffusion technique at 1000 ° C. to 1200 ° C., to form a high concentration buried impurity diffusion layer 203 of the second conductivity type.
In other processes, CMOS transistors including the semiconductor device 100 of the reference example and the semiconductor device 200 of the reference example are formed through the same processes as in FIGS.

以上のように、本発明の半導体装置は、従来の半導体装置と同程度の工程数で作製することができる。   As described above, the semiconductor device of the present invention can be manufactured with the same number of steps as a conventional semiconductor device.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not restrict | limited to these.

参考例1>
以下のようにして、参考例の第1の実施例であるCMOSトランジスタを作製した。図4に沿って説明する。
(第1工程)
P型半導体基板101上に、公知の酸化技術により膜厚が500nmの酸化膜を形成する。次いで、公知のフォトリソ・エッチング技術にて、N型第1拡散層103を形成する領域の酸化膜を除去した後、残った酸化膜102をマスクとして、公知のインプラ技術により、不純物としてPを150keVで5×1012個/cm注入し、その後、窒素雰囲気中、1200℃で300分処理した後に、N型第1拡散層103を形成した。
< Reference Example 1>
A CMOS transistor as a first example of the reference example was produced as follows. This will be described with reference to FIG.
(First step)
An oxide film having a thickness of 500 nm is formed on the P-type semiconductor substrate 101 by a known oxidation technique. Next, after removing the oxide film in the region where the N-type first diffusion layer 103 is to be formed by a known photolithographic etching technique, the remaining oxide film 102 is used as a mask, and P as an impurity is 150 keV by a known implantation technique. Then, 5 × 10 12 ions / cm 2 were implanted, and after treatment at 1200 ° C. for 300 minutes in a nitrogen atmosphere, an N-type first diffusion layer 103 was formed.

(第2工程)
酸化膜102を全面除去した後、公知の単結晶成長技術により、N型単結晶層104を、2μmの膜厚で形成した。なお、ここで言うN型単結晶層104の膜厚とは、N型第1拡散層103の表面からの板厚を表す。
(Second step)
After removing the oxide film 102 entirely, an N-type single crystal layer 104 was formed to a thickness of 2 μm by a known single crystal growth technique. The film thickness of the N-type single crystal layer 104 referred to here represents the plate thickness from the surface of the N-type first diffusion layer 103.

(第3工程)
N型単結晶層104に、公知のフォトリソ・インプラ技術にて不純物としてBを注入し、窒素雰囲気中、1200℃で60分処理した後、P型第1拡散層105を形成した。
(Third step)
After injecting B as an impurity into the N-type single crystal layer 104 by a known photolithographic implantation technique and treating it at 1200 ° C. for 60 minutes in a nitrogen atmosphere, the P-type first diffusion layer 105 was formed.

(第4工程)
N型第1拡散層103に、公知のフォトリソ・インプラ技術にて不純物としてBを30keVで5×1012個/cmで注入し、窒素雰囲気中、1000℃で30分処理し、低濃度不純物拡散層であるP型第2拡散層106を形成した。
その後、公知のLOCOS技術により、フィールド酸化膜107、及びアクティブ領域を形成した。
(4th process)
Low impurity concentration impurities are implanted into the N-type first diffusion layer 103 as impurities by a well-known photolithographic implantation technique at 30 keV at 5 × 10 12 ions / cm 2 and processed at 1000 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere. A P-type second diffusion layer 106 which is a diffusion layer was formed.
Thereafter, a field oxide film 107 and an active region were formed by a known LOCOS technique.

(第5工程)
アクティブ領域にゲート絶縁膜108を公知の技術で形成した後、CDV・フォトリソ・エッチング技術によりゲート電極109を形成した。
その後、公知のフォトリソ・インプラ技術により、N型単結晶層104の表層領域に、公知の拡散技術によりN型高濃度不純物拡散層110を形成し、P型第2拡散層の表層領域に、P型高濃度不純物拡散層111を形成した。
(5th process)
After forming the gate insulating film 108 in the active region by a known technique, a gate electrode 109 was formed by a CDV / photolitho / etching technique.
Thereafter, an N-type high-concentration impurity diffusion layer 110 is formed by a known diffusion technique in the surface layer region of the N-type single crystal layer 104 by a known photolithographic implantation technique. A type high-concentration impurity diffusion layer 111 was formed.

(評価)
−半導体装置の耐圧−
ゲート、ソース、及び基板を0Vにした時のドレインの耐圧を、従来のDC測定器を用いて測定した。結果を表1に示す。
−駆動能力−
ソース、及び基板を0Vにし、ゲート、及びドレインに40Vを印加したときの電流値を、従来のDC測定器を用いて測定した。結果を表1に示す。
−信頼性の評価−
上記のようにして製造した半導体装置を100個用い、40Vで動作させた時の、Latch−upが発生した電流値を、実施例1を1とした時の相対値で評価した。結果を表1に示す。
(Evaluation)
-Withstand voltage of semiconductor devices-
The breakdown voltage of the drain when the gate, source, and substrate were set to 0 V was measured using a conventional DC measuring instrument. The results are shown in Table 1.
-Drive capability-
The current value when the source and the substrate were set to 0 V and 40 V was applied to the gate and drain was measured using a conventional DC measuring instrument. The results are shown in Table 1.
-Reliability assessment-
When 100 semiconductor devices manufactured as described above were used and operated at 40 V, the current value at which Latch-up was generated was evaluated as a relative value when Example 1 was set to 1. The results are shown in Table 1.

<実施例2>
以下のようにして、本発明の第2の実施例であるCMOSトランジスタを作製した。図5に沿って説明する
参考例1の第1工程と同様の工程を終了後、酸化膜202をマスクにインプラ技術により再度不純物としてPを1500keVで5×1014個/cmで注入し、その後、窒素雰囲気中、1200℃で60分処理した後、N型高濃度埋込不純物拡散層203を形成した。
他の工程は、参考例1の第2〜第5工程と同様の工程を経て、参考例の半導体装置100、及び参考例の半導体装置200を有するCMOSトランジスタを形成した。
<Example 2>
A CMOS transistor according to the second embodiment of the present invention was manufactured as follows. Referring to FIG.
After the same process as the first process of Reference Example 1 is completed, P is implanted at 5 × 10 14 pieces / cm 2 at 1500 keV as an impurity again by an implantation technique using the oxide film 202 as a mask. After processing at 60 ° C. for 60 minutes, an N-type high concentration buried impurity diffusion layer 203 was formed.
Other steps, via the second through fifth steps similar to Reference Example 1, the semiconductor device 100 of the reference example, and to form a CMOS transistor having a semiconductor device 200 of the reference example.

このようにして製造したCMOSトランジスタについて、参考例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。 The CMOS transistor manufactured in this way was evaluated in the same manner as in Reference Example 1. The results are shown in Table 1.

<比較例>
以下のようにして、比較例であるCMOSトランジスタを作製した。図6に沿って説明する。
(第2工程)
参考例1の第1工程と同様の第1工程を終了後、酸化膜302をすべて除去した後、Nチャネルトランジスタを形成する領域に、公知の拡散技術により不純物としてPを180keVで1×1013個/cmで注入し、その後、窒素雰囲気中、1200℃で360分処理した後、N型第2拡散層304を形成し、Pチャネルトランジスタを形成する領域に、前記の拡散技術により不純物としてBを30keVで5×1013個/cmで注入し、その後、窒素雰囲気中、1000℃で60分処理した後、P型第1拡散層305を形成した。
<Comparative example>
A CMOS transistor as a comparative example was manufactured as follows. A description will be given with reference to FIG.
(Second step)
After completing the first step similar to the first step of Reference Example 1, after removing all of the oxide film 302, P as an impurity is formed at a concentration of 1 × 10 13 at 180 keV by a known diffusion technique in a region where an N-channel transistor is to be formed. injected with pieces / cm 2, then, in a nitrogen atmosphere, was treated 360 minutes at 1200 ° C., to form the N-type second diffusion layer 304, the region for forming the P-channel transistor, as an impurity by the diffusion technique B was implanted at 30 keV at 5 × 10 13 pieces / cm 2 , and then treated at 1000 ° C. for 60 minutes in a nitrogen atmosphere, and then a P-type first diffusion layer 305 was formed.

(第3工程)
公知のLOCOS形成工程により、アクティブ領域及びフィールド酸化膜306を形成した。
(Third step)
An active region and a field oxide film 306 were formed by a known LOCOS formation process.

(第4工程)
公知の技術によりゲート絶縁膜307を形成後、CDV・フォトリソ・エッチング技術によりゲート電極308を形成した。
(4th process)
After forming a gate insulating film 307 by a known technique, a gate electrode 308 was formed by a CDV / photolitho / etching technique.

(第5工程)
公知のフォトリソ・インプラ技術により、N型第2拡散層304の表層領域に、不純物濃度の高い高濃度不純物拡散層309を形成し、P型第1拡散層305の表層領域に、高濃度不純物拡散層310を形成した。
(5th process)
A high-concentration impurity diffusion layer 309 having a high impurity concentration is formed in the surface layer region of the N-type second diffusion layer 304 and a high-concentration impurity diffusion is formed in the surface layer region of the P-type first diffusion layer 305 by a known photolithographic implantation technique. Layer 310 was formed.

このようにして製造したCMOSトランジスタについて、参考例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。 The CMOS transistor manufactured in this way was evaluated in the same manner as in Reference Example 1. The results are shown in Table 1.

Figure 0004865606
Figure 0004865606

表1より、本発明の実施例は、比較例に対して半導体装置の耐圧、及び駆動能力に優れることが明らかになった。   From Table 1, it is clear that the example of the present invention is superior in the breakdown voltage and driving capability of the semiconductor device compared to the comparative example.

参考例の第1の実施形態における半導体装置の一部の断面図である。It is a partial sectional view of a semiconductor device in a first embodiment of a reference example . 参考例の第2の実施形態における半導体装置の一部の断面図である。It is a partial sectional view of a semiconductor device in a 2nd embodiment of a reference example . 従来例における半導体装置の一部の断面図である。It is a partial cross-sectional view of a semiconductor device in a conventional example. 参考例の第1の実施形態における半導体装置の製造工程を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device in 1st Embodiment of a reference example . 本発明の半導体装置の製造工程を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device of this invention . 従来例における半導体装置の製造工程を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device in a prior art example. 本発明のS/D領域における膜厚方向の不純物濃度を表す図である。It is a figure showing the impurity concentration of the film thickness direction in the S / D area | region of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10、50、 第1導電型半導体基板
12、36、52 チャネル領域
14、38、54 ソース領域
16、40、56 ドレイン領域
18、20、42、44、58、60 高濃度不純物拡散層
22、46、62、108、209、307 ゲート絶縁膜
24、48、64、109、210、308 ゲート電極
32 第2導電型の高濃度埋込不純物拡散層
34 第2導電型の拡散層
100、200、300 半導体装置
101、201、301 第1導電型半導体基板(P型半導体基板)
102、202、302 酸化膜
103、204、303 第2導電型の第1の拡散層(N型第1拡散層)
104、205 第2導電型の単結晶層(N型単結晶層)
105、206、305 第1導電型の第1の型拡散層(P型第1拡散層)
106、207 第1導電型の第2の拡散層(P型第2拡散層)
107、208、306 フィールド酸化膜
110、211、309 第2導電型の高濃度不純物拡散層(N型高濃度不純物拡散層)
111、212、310 第1導電型の高濃度不純物拡散層(P型高濃度不純物拡散層)
203 第2導電型の高濃度埋込不純物拡散層(N型高濃度埋込不純物拡散層)
304 N型第2拡散層
10, 50, First conductivity type semiconductor substrate 12, 36, 52 Channel region 14, 38, 54 Source region 16, 40, 56 Drain region 18, 20, 42, 44, 58, 60 High concentration impurity diffusion layer 22, 46 , 62, 108, 209, 307 Gate insulating films 24, 48, 64, 109, 210, 308 Gate electrode 32 High-concentration buried impurity diffusion layer 34 of the second conductivity type 34 Diffusion layers 100, 200, 300 of the second conductivity type Semiconductor devices 101, 201, 301 First conductivity type semiconductor substrate (P-type semiconductor substrate)
102, 202, 302 Oxide films 103, 204, 303 Second conductivity type first diffusion layer (N-type first diffusion layer)
104, 205 Second conductivity type single crystal layer (N-type single crystal layer)
105, 206, 305 First conductivity type first type diffusion layer (P type first diffusion layer)
106, 207 First conductivity type second diffusion layer (P-type second diffusion layer)
107, 208, 306 Field oxide films 110, 211, 309 Second conductivity type high concentration impurity diffusion layer (N type high concentration impurity diffusion layer)
111, 212, 310 High-concentration impurity diffusion layer of first conductivity type (P-type high-concentration impurity diffusion layer)
203 Second conductivity type high concentration buried impurity diffusion layer (N type high concentration buried impurity diffusion layer)
304 N-type second diffusion layer

Claims (1)

第1導電型のMOSトランジスタ及び第2導電型のMOSトランジスタを有する半導体装置の製造方法であって、
前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域における第1導電型半導体基板の表層領域に、第2導電型の不純物拡散層を形成する工程と、
前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域における前記第2導電型の不純物拡散層の下層領域に、第2導電型の高濃度埋込不純物拡散層を形成する工程と、
前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域における前記第1導電型半導体基板の表層領域と共に、前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域における前記第2導電型の不純物拡散層の表層領域に、不純物濃度が均一な低濃度不純物拡散層である第2導電型の単結晶層を成膜して形成する工程と
前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域における前記第2導電型の単結晶層からなる離間した低濃度ソース領域及び低濃度ドレイン領域を形成するようにして、前記第2導電型の単結晶層に第1導電型の不純物拡散層を形成し、当該第1導電型の不純物拡散層からなるチャネル領域を形成すると同時に、前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域及び前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域を隔離するようにして前記第2導電型の単結晶層に第1導電型の不純物拡散層を形成する工程と、
前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域における前記第2導電型の単結晶層に離間した第1導電型の低濃度不純物拡散層を形成し、前記第1導電型の低濃度不純物拡散層からなる低濃度ソース領域及び低濃度ドレイン領域を形成すると共に、前記第2導電型の単結晶層からなるチャネル領域を形成する工程と、
前記第1導電型のMOSトランジスタの形成予定領域及び前記第2導電型のMOSトランジスタの形成予定領域を隔離するようにして、前記第1導電型半導体基板の表層領域にフィールド酸化膜を形成する工程と、
前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域における前記低濃度ソース領域、前記低濃度ドレイン領域及び前記チャネル領域上に、ゲート酸化膜を形成すると共に、当該ゲート酸化膜を介した前記チャネル領域上にゲート電極を形成する工程と、
前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域における前記低濃度ソース領域、前記低濃度ドレイン領域及び前記チャネル領域上に、ゲート酸化膜を形成すると共に、当該ゲート酸化膜を介した前記チャネル領域上にゲート電極を形成する工程と、
前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域における前記低濃度ソース領域及び前記低濃度ドレイン領域の表層領域に、それぞれ第2導電型の高濃度不純物拡散層を形成し、当該第2導電型の高濃度不純物拡散層からなる高濃度ソース領域及び高濃度ドレイン領域を形成する工程と、
前記第導電型のMOSトランジスタの形成予定領域における前記低濃度ソース領域及び前記低濃度ドレイン領域の表層領域に、それぞれ第1導電型の高濃度不純物拡散層を形成し、当該第1導電型の高濃度不純物拡散層からなる高濃度ソース領域及び高濃度ドレイン領域を形成する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device having a M OS transistor and M OS transistor of the second conductivity type of the first conductivity type,
The surface layer region of the first conductivity type semiconductor substrate in the formation region of the M OS transistor of the first conductivity type, forming an impurity diffusion layer of the second conductivity type,
The lower region of the second conductivity type impurity diffusion layer in the formation region of the M OS transistor of the first conductivity type, forming a high concentration buried impurity diffusion layer of the second conductivity type,
Totomoni surface layer region of the first conductivity type semiconductor substrate in the formation region of the M OS transistor of the second conductivity type, the impurity diffusion layer of the second conductivity type in the formation region of the M OS transistor of the first conductivity type the surface layer region, the second in the formation region of the M OS transistor and forming by forming a single crystal layer of the second conductivity type and the second conductivity type impurity concentration is uniformly low concentration impurity diffusion layer A first conductivity type impurity diffusion layer is formed in the second conductivity type single crystal layer so as to form a lightly doped low concentration source region and a low concentration drain region made of the conductivity type single crystal layer. simultaneously it makes a first conductivity type channel region formed of impurity diffusion layers of the formation planned M OS transistor formation region and the first conductivity type of the second conductivity type M OS transistor Forming an impurity diffusion layer of the first conductivity type in the single crystal layer of the second conductivity type so as to isolate the frequency range,
The low concentration impurity diffusion layer of the first conductivity type formed spaced in the single crystal layer of the second conductivity type in the formation region of the M OS transistor of the first conductivity type low concentration impurity diffusion of the first conductivity type Forming a low-concentration source region and a low-concentration drain region composed of layers, and forming a channel region composed of the single crystal layer of the second conductivity type;
So as to isolate the formation region of the M OS transistor formation region and the second conductivity type of said M OS transistor of the first conductivity type, a field oxide film on the surface region of the first conductivity type semiconductor substrate And a process of
It said lightly doped source region in the forming region of the M OS transistor of the first conductivity type, wherein the lightly doped drain region and the channel region, the channel region with a gate oxide film, through the gate oxide film Forming a gate electrode thereon;
It said lightly doped source region in the forming region of the M OS transistor of the second conductivity type, wherein the lightly doped drain region and the channel region, the channel region with a gate oxide film, through the gate oxide film Forming a gate electrode thereon;
The surface layer region of the lightly doped source region and the lightly doped drain region in the formation region of the M OS transistor of the second conductivity type, respectively to form a high concentration impurity diffusion layer of the second conductivity type, the second conductivity type Forming a high concentration source region and a high concentration drain region made of a high concentration impurity diffusion layer;
The surface layer region of the lightly doped source region and the lightly doped drain region in the formation region of the M OS transistor of the first conductivity type, respectively to form a high concentration impurity diffusion layer of the first conductivity type, the first conductivity type Forming a high concentration source region and a high concentration drain region made of a high concentration impurity diffusion layer;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
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JPS54161889A (en) * 1978-06-13 1979-12-21 Toshiba Corp Insulated gate type field effect transistor
JPH11214533A (en) * 1998-01-29 1999-08-06 Nec Corp Method for manufacturing semiconductor device
JP3348782B2 (en) * 1999-07-22 2002-11-20 日本電気株式会社 Method for manufacturing semiconductor device
JP2003197908A (en) * 2001-09-12 2003-07-11 Seiko Instruments Inc Semiconductor device and manufacturing method thereof
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