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JP6339404B2 - Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device - Google Patents

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JP6339404B2 JP2014081320A JP2014081320A JP6339404B2 JP 6339404 B2 JP6339404 B2 JP 6339404B2 JP 2014081320 A JP2014081320 A JP 2014081320A JP 2014081320 A JP2014081320 A JP 2014081320A JP 6339404 B2 JP6339404 B2 JP 6339404B2
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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

本発明は、半導体装置の製造方法及び半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device.

近年、パワーエレクトロニクス分野における電源機器の小型化や高性能化の要求に伴い、電源機器に用いられる半導体装置の高耐圧化、大電流化及び高速動作化が求められている。このような高耐圧化を実現した半導体装置として、例えば以下の特許文献1に示すような、ドレイン近傍の不純物層が横方向に拡散した構造のLDMOS(Laterally Diffused MOS;横方向拡散MOS)トランジスタが知られている。このような半導体装置では、オフセットゲート構造にイオン注入技術を用いて高抵抗層を追加し、高耐圧化を図っている。   In recent years, with the demand for miniaturization and high performance of power supply equipment in the field of power electronics, there has been a demand for higher breakdown voltage, higher current, and higher speed operation of semiconductor devices used in power supply equipment. As a semiconductor device that realizes such a high breakdown voltage, for example, an LDMOS (Laterally Diffused MOS) transistor having a structure in which an impurity layer in the vicinity of a drain is diffused in a lateral direction as shown in Patent Document 1 below, is used. Are known. In such a semiconductor device, a high resistance layer is added to the offset gate structure using an ion implantation technique to increase the breakdown voltage.

また、特許文献1における半導体装置では、高速動作化を実現するために、基板に設けられた導電型ソース・ドレイン層の上部と、ゲート電極の上部の不純物拡散抑制膜と接していない領域とに、抵抗を下げるための金属シリサイド層が形成されている。金属シリサイド層を必要箇所のみに形成するために、マスクとなるシリサイドブロック絶縁膜を用いて金属シリサイド層を形成している。   In addition, in the semiconductor device disclosed in Patent Document 1, in order to realize high-speed operation, an upper portion of a conductive type source / drain layer provided on the substrate and a region not in contact with the impurity diffusion suppression film above the gate electrode are provided. A metal silicide layer for reducing the resistance is formed. In order to form the metal silicide layer only at a necessary location, the metal silicide layer is formed using a silicide block insulating film serving as a mask.

シリサイドブロック絶縁膜を用いて必要箇所のみに金属シリサイド層を形成する方法について説明する。
図13は、従来例に係る半導体装置300の一構成例を示す断面図である。半導体装置300は、高耐圧特性及び高速動作特性を有する横方向拡散MOSトランジスタ320を備える。
A method for forming a metal silicide layer only at a necessary location using a silicide block insulating film will be described.
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a semiconductor device 300 according to a conventional example. The semiconductor device 300 includes a lateral diffusion MOS transistor 320 having high breakdown voltage characteristics and high-speed operation characteristics.

図13に示すように、この半導体装置300は、例えば、P型のシリコン基板(P型基板)310と、P型基板310上に配置されたLDMOSトランジスタ320と、LDMOSトランジスタ320の不純物拡散層(N型ドリフト層)をP型基板310の他の領域や他の素子と分離する第1素子分離層340a及び第2素子分離層340bと、P型基板310上に配置されてLDMOSトランジスタ320を覆う層間絶縁膜350と、層間絶縁膜350を貫いてLDMOSトランジスタ320に接続する第1コンタクト電極360a及び第2コンタクト電極360bと、層間絶縁膜350上に配置されて第1コンタクト電極360a及び第2コンタクト電極360bにそれぞれ接続する第1配線層370a及び第2配線層370bと、層間絶縁膜350上に配置されて第1配線層370a及び第2配線層370bを覆う保護層380と、第1ウェルコンタクト層390a及び第2ウェルコンタクト層390bと、を備える。   As shown in FIG. 13, the semiconductor device 300 includes, for example, a P-type silicon substrate (P-type substrate) 310, an LDMOS transistor 320 disposed on the P-type substrate 310, and an impurity diffusion layer ( The first element isolation layer 340a and the second element isolation layer 340b that isolate the N-type drift layer from other regions and other elements of the P-type substrate 310, and the LDMOS transistor 320 are disposed on the P-type substrate 310. The interlayer insulating film 350, the first contact electrode 360a and the second contact electrode 360b that pass through the interlayer insulating film 350 and connect to the LDMOS transistor 320, and the first contact electrode 360a and the second contact disposed on the interlayer insulating film 350. A first wiring layer 370a and a second wiring layer 370b respectively connected to the electrode 360b; Includes a protective layer 380 covering the first wiring layer 370a and the second wiring layer 370b are disposed Enmaku 350 on a first well contact layer 390a and the second well contact layer 390b, a.

LDMOSトランジスタ320は、P型基板310上に形成されたP型のウェル層(P型ウェル層)321と、P型ウェル層321上に配置された第1ゲート酸化膜322a及び第2ゲート酸化膜322bと、第1ゲート酸化膜322a及び第2ゲート酸化膜322b上にそれぞれ配置された第1ゲート電極323a及び第2ゲート電極323bと、第1ゲート酸化膜322a及び第1ゲート電極323aの両端面をそれぞれ覆う第1サイドウォール324a及び第2サイドウォール324bと、並びに第1ゲート酸化膜322b及び第2ゲート電極323bの両端面をそれぞれ覆う第3サイドウォール324c及び第4サイドウォール324dと、を備えている。   The LDMOS transistor 320 includes a P-type well layer (P-type well layer) 321 formed on the P-type substrate 310, and a first gate oxide film 322 a and a second gate oxide film disposed on the P-type well layer 321. 322b, a first gate electrode 323a and a second gate electrode 323b disposed on the first gate oxide film 322a and the second gate oxide film 322b, respectively, and both end surfaces of the first gate oxide film 322a and the first gate electrode 323a A first sidewall 324a and a second sidewall 324b that respectively cover the first and second sidewalls 324b, and a third sidewall 324c and a fourth sidewall 324d that respectively cover both end faces of the first gate oxide film 322b and the second gate electrode 323b. ing.

また、LDMOSトランジスタ320は、P型ウェル層321のうちの第1ゲート電極323a及び第2ゲート電極323b間の領域に形成されたソース電極327と、P型ウェル層321のうちの第1ゲート電極323a及び第2ゲート電極323bの外側領域に形成された第1ドレイン電極328a及び第2ドレイン電極328bと、ソース電極327の下の領域に形成された第2N型ドリフト層326bと、第1ドレイン電極328a及び第2ドレイン電極328b下の領域を含んで形成された第1N型ドリフト層326a及び第3N型ドリフト層326cと、第2N型ドリフト層326bの下の領域に形成されたP型のボディ層(P型ボディ層)325と、を備える。   The LDMOS transistor 320 includes a source electrode 327 formed in a region between the first gate electrode 323a and the second gate electrode 323b in the P-type well layer 321, and a first gate electrode in the P-type well layer 321. The first drain electrode 328a and the second drain electrode 328b formed in the outer region of the H.323 and the second gate electrode 323b, the second N-type drift layer 326b formed in the region under the source electrode 327, and the first drain electrode The first N-type drift layer 326a and the third N-type drift layer 326c formed to include the region under 328a and the second drain electrode 328b, and the P-type body layer formed in the region under the second N-type drift layer 326b (P-type body layer) 325.

さらに、LDMOSトランジスタ320は、第1N型ドリフト層326a及び第3N型ドリフト層326cのうちP型ウェル層321の表面に露出する領域にそれぞれ形成された第1シリサイドブロック絶縁膜329b及び第2シリサイドブロック絶縁膜329cと、第1ウェルコンタクト層390a、第1ドレイン電極328a、第1ゲート電極323a、ソース電極327、第2ゲート電極323b、第2ドレイン電極328b及び第2ウェルコンタクト層390b上にそれぞれ形成された第1金属シリサイド層331a、第2金属シリサイド層331b、第3金属シリサイド層331c、第4金属シリサイド層331d、第5金属シリサイド層331e、第6金属シリサイド層331f及び第7金属シリサイド層331gと、を備える。   Furthermore, the LDMOS transistor 320 includes a first silicide block insulating film 329b and a second silicide block formed in regions exposed to the surface of the P-type well layer 321 in the first N-type drift layer 326a and the third N-type drift layer 326c, respectively. The insulating film 329c is formed on the first well contact layer 390a, the first drain electrode 328a, the first gate electrode 323a, the source electrode 327, the second gate electrode 323b, the second drain electrode 328b, and the second well contact layer 390b, respectively. The first metal silicide layer 331a, the second metal silicide layer 331b, the third metal silicide layer 331c, the fourth metal silicide layer 331d, the fifth metal silicide layer 331e, the sixth metal silicide layer 331f, and the seventh metal silicide layer 331g And comprising

ここで、半導体装置300では、第1ドレイン電極328a及び第2ドレイン電極328bの周辺領域に電界を緩和するためのオフセットドレイン(第1N型ドリフト層326a及び第3N型ドリフト層326c)を設けており、チャネル領域とドレイン領域との距離をとることで電界を緩和させて高耐圧化を図っている。
しかしながら、第1N型ドリフト層326a及び第3N型ドリフト層326c上に金属シリサイド層が設けられると電界の緩和効果が低下して、第1N型ドリフト層326a及び第3N型ドリフト層326cを設けることによる高耐圧化効果が低下してしまう。このため、第1N型ドリフト層326a及び第3N型ドリフト層326c上には金属シリサイド層が形成されないように、第1シリサイドブロック絶縁膜329b及び第2シリサイドブロック絶縁膜329cを設けている。
Here, in the semiconductor device 300, offset drains (first N-type drift layer 326a and third N-type drift layer 326c) for relaxing an electric field are provided in the peripheral region of the first drain electrode 328a and the second drain electrode 328b. By increasing the distance between the channel region and the drain region, the electric field is relaxed to increase the breakdown voltage.
However, if a metal silicide layer is provided on the first N-type drift layer 326a and the third N-type drift layer 326c, the effect of relaxing the electric field is reduced, and the first N-type drift layer 326a and the third N-type drift layer 326c are provided. The effect of increasing the breakdown voltage will be reduced. Therefore, the first silicide block insulating film 329b and the second silicide block insulating film 329c are provided on the first N-type drift layer 326a and the third N-type drift layer 326c so that the metal silicide layer is not formed.

図14(a)から図14(d)及び図15(a)から図15(d)は、従来例に係る半導体装置300において、第1金属シリサイド層331aから第7金属シリサイド層331gを形成する方法の一例を示す工程断面図である。なお、P型ウェル層321、第1ゲート酸化膜322a及び第2ゲート酸化膜322b、第1ゲート電極323a及び第2ゲート電極323b、第1サイドウォール324a、第2サイドウォール324b、第3サイドウォール324c及び第4サイドウォール324d、P型ボディ層325、ソース電極327、第1ドレイン電極328a及び第2ドレイン電極328b、第1N型ドリフト層326a、第2N型ドリフト層326b及び第3N型ドリフト層326c、並びに第1ウェルコンタクト層390a及び第2ウェルコンタクト層390bは、従来知られている方法によりP型基板310上に形成されたものとする。   14 (a) to 14 (d) and FIGS. 15 (a) to 15 (d), the first metal silicide layer 331a to the seventh metal silicide layer 331g are formed in the semiconductor device 300 according to the conventional example. It is process sectional drawing which shows an example of a method. The P-type well layer 321, the first gate oxide film 322a and the second gate oxide film 322b, the first gate electrode 323a and the second gate electrode 323b, the first sidewall 324a, the second sidewall 324b, and the third sidewall. 324c and fourth sidewall 324d, P-type body layer 325, source electrode 327, first drain electrode 328a and second drain electrode 328b, first N-type drift layer 326a, second N-type drift layer 326b, and third N-type drift layer 326c The first well contact layer 390a and the second well contact layer 390b are formed on the P-type substrate 310 by a conventionally known method.

図14(a)に示すように、P型ウェル層321の表面に露出する第1N型ドリフト層326a及び第3N型ドリフト層326cを少なくとも覆うように、シリサイドブロック絶縁膜329aを形成する。シリサイドブロック絶縁膜329aは、例えば酸化シリコン膜等の酸化絶縁膜からなる。
図14(b)に示すように、シリサイドブロック絶縁膜329a上を覆うようにフォトレジストPRを形成する。
As shown in FIG. 14A, a silicide block insulating film 329a is formed so as to cover at least the first N-type drift layer 326a and the third N-type drift layer 326c exposed on the surface of the P-type well layer 321. The silicide block insulating film 329a is made of an oxide insulating film such as a silicon oxide film.
As shown in FIG. 14B, a photoresist PR is formed so as to cover the silicide block insulating film 329a.

図14(c)に示すように、フォトレジストPRの一部を除去する。このとき、フォトリソグラフィ技術を用いて、第1N型ドリフト層326a及び第3N型ドリフト層326c上の領域にのみフォトレジストPRのパターン(エッチング用マスク)が残存するようにフォトレジストPRの一部を除去する。
図14(d)に示すように、ドライエッチング技術を用いて、フォトレジストPRをマスクとしてシリサイドブロック絶縁膜329aの一部を除去する。これにより、第1N型ドリフト層326a及び第3N型ドリフト層326c上の領域にのみそれぞれ第1シリサイドブロック絶縁膜329b及び第2シリサイドブロック絶縁膜329cを形成する。
As shown in FIG. 14C, a part of the photoresist PR is removed. At this time, by using a photolithography technique, a part of the photoresist PR is formed so that a pattern (etching mask) of the photoresist PR remains only in a region on the first N-type drift layer 326a and the third N-type drift layer 326c. Remove.
As shown in FIG. 14D, a part of the silicide block insulating film 329a is removed by using a dry etching technique using the photoresist PR as a mask. Thus, the first silicide block insulating film 329b and the second silicide block insulating film 329c are formed only in the regions on the first N type drift layer 326a and the third N type drift layer 326c, respectively.

図15(a)に示すように、フォトレジストPRを除去する。
図15(b)に示すように、少なくとも第1ウェルコンタクト層390a、第1ドレイン電極328a、第1ゲート電極323a、ソース電極327、第2ゲート電極323b、第2ドレイン電極328b及び第2ウェルコンタクト層390bを覆うように、例えばコバルト(Co)等の金属膜330をスパッタ法により形成する。
As shown in FIG. 15A, the photoresist PR is removed.
As shown in FIG. 15B, at least the first well contact layer 390a, the first drain electrode 328a, the first gate electrode 323a, the source electrode 327, the second gate electrode 323b, the second drain electrode 328b, and the second well contact. A metal film 330 such as cobalt (Co) is formed by a sputtering method so as to cover the layer 390b.

図15(c)に示すように、熱処理を行うことにより、金属膜330を局所的にシリサイド化させる。具体的には、シリコンもしくはポリシリコンを含んで形成される第1ウェルコンタクト層390a、第1ドレイン電極328a、第1ゲート電極323a、ソース電極327、第2ゲート電極323b、第2ドレイン電極328b及び第2ウェルコンタクト層390b上の金属膜330をシリサイド化させる。これにより、第1金属シリサイド層331a、第2金属シリサイド層331b、第3金属シリサイド層331c、第4金属シリサイド層331d、第5金属シリサイド層331e、第6金属シリサイド層331f及び第7金属シリサイド層331gが形成される。このとき、第1N型ドリフト層326a及び第3N型ドリフト層326c上に第1シリサイドブロック絶縁膜329b及び第2シリサイドブロック絶縁膜329cを介して形成された金属膜330は、シリサイド化されない。   As shown in FIG. 15C, the metal film 330 is locally silicided by performing heat treatment. Specifically, the first well contact layer 390a, the first drain electrode 328a, the first gate electrode 323a, the source electrode 327, the second gate electrode 323b, the second drain electrode 328b, which are formed including silicon or polysilicon, The metal film 330 on the second well contact layer 390b is silicided. Accordingly, the first metal silicide layer 331a, the second metal silicide layer 331b, the third metal silicide layer 331c, the fourth metal silicide layer 331d, the fifth metal silicide layer 331e, the sixth metal silicide layer 331f, and the seventh metal silicide layer. 331 g is formed. At this time, the metal film 330 formed on the first N-type drift layer 326a and the third N-type drift layer 326c via the first silicide block insulating film 329b and the second silicide block insulating film 329c is not silicided.

図15(d)に示すように、シリサイド化されていない金属膜330を除去する。
最後に、層間絶縁膜350と、第1コンタクト電極360a及び第2コンタクト電極360bと、第1配線層370a及び第2配線層370bと、保護層380とを形成することにより、図13に示す半導体装置300を得ることができる。
また、以下の特許文献2では、半導体装置の高速動作を可能とするために、スイッチング損失低減の要求に応えるLDMOSトランジスタが開示されている。特許文献2に記載のLDMOSトランジスタでは、高速動作化のために、ゲート電極とゲート絶縁膜を介して対峙する領域のN型ドリフト層の幅をセルフアラインにて従来よりも狭く形成することができる。このため、特許文献2に記載のLDMOSトランジスタでは従来のようなゲート電極形成時のマスク併せ精度を考慮したゲート長にする必要がなく、チップサイズの縮小を可能としている。
As shown in FIG. 15D, the non-silicided metal film 330 is removed.
Finally, by forming the interlayer insulating film 350, the first contact electrode 360a and the second contact electrode 360b, the first wiring layer 370a and the second wiring layer 370b, and the protective layer 380, the semiconductor shown in FIG. A device 300 can be obtained.
Patent Document 2 below discloses an LDMOS transistor that meets the demand for switching loss reduction in order to enable high-speed operation of a semiconductor device. In the LDMOS transistor described in Patent Document 2, the N-type drift layer in the region facing the gate electrode and the gate insulating film can be formed narrower than the conventional one by self-alignment for high speed operation. . For this reason, in the LDMOS transistor described in Patent Document 2, it is not necessary to set the gate length in consideration of the mask alignment accuracy when forming the gate electrode as in the conventional case, and the chip size can be reduced.

特開2013−021030号公報JP 2013-021030 A 特開2012−033841号公報JP 2012-033841 A

しかしながら、引用文献1に記載されたような半導体装置の製造時においては、第1シリサイドブロック絶縁膜329b及び第2シリサイドブロック絶縁膜329c形成のためのフォトレジストPRの形成時には、非常に高い位置精度が要求される。フォトレジストPRの合わせずれが生じた場合、図16に示すように、本来形成されるべき位置からずれてシリサイドブロック絶縁膜429a,429b,429cが形成される。シリサイドブロック絶縁膜429a,429b,429cが形成された状態で金属シリサイド層形成工程を経ると、金属シリサイド層431a〜431gが形成される。この場合、金属シリサイド層431a〜431gのうち金属シリサイド層431b,431eは、高耐圧化のために本来金属シリサイド層が形成されるべきでないN型ドリフト層326a,326c上の領域に形成されるという問題が生じる。   However, when manufacturing the semiconductor device as described in the cited document 1, very high positional accuracy is required when forming the photoresist PR for forming the first silicide block insulating film 329b and the second silicide block insulating film 329c. Is required. When misalignment of the photoresist PR occurs, silicide block insulating films 429a, 429b, and 429c are formed with a deviation from the position where they should originally be formed, as shown in FIG. When the metal silicide layer forming process is performed in a state where the silicide block insulating films 429a, 429b, and 429c are formed, metal silicide layers 431a to 431g are formed. In this case, among the metal silicide layers 431a to 431g, the metal silicide layers 431b and 431e are formed in regions on the N-type drift layers 326a and 326c where the metal silicide layer should not be originally formed in order to increase the breakdown voltage. Problems arise.

また、第1ゲート電極323a上の領域及び第2ドレイン電極328bの一部領域上にシリサイドブロック絶縁膜429b、429cが形成される。このため、高速化のために本来金属シリサイド層が形成されるべき第1ゲート電極323a上の領域及び第2ドレイン電極328bの一部領域上に金属シリサイド層が形成されないという問題が生じる。   In addition, silicide block insulating films 429b and 429c are formed on a region over the first gate electrode 323a and a partial region of the second drain electrode 328b. For this reason, there arises a problem that the metal silicide layer is not formed on the region on the first gate electrode 323a and the partial region of the second drain electrode 328b where the metal silicide layer should be originally formed for speeding up.

すなわち、従来の金属シリサイド層形成工程では、第1N型ドリフト層326aから第3N型ドリフト層326c上に金属シリサイド層が形成されて、半導体装置300の高耐圧化が阻害されてしまうおそれがある。また、従来の金属シリサイド層形成工程では、第1ゲート電極323a及び第2ゲート電極323b上に金属シリサイド層が形成されずに、半導体装置300の高速化が阻害されてしまうおそれがある。   In other words, in the conventional metal silicide layer forming step, a metal silicide layer is formed on the first N-type drift layer 326a to the third N-type drift layer 326c, which may hinder the high breakdown voltage of the semiconductor device 300. Further, in the conventional metal silicide layer forming step, the metal silicide layer is not formed on the first gate electrode 323a and the second gate electrode 323b, and there is a possibility that the speeding up of the semiconductor device 300 may be hindered.

特に、半導体装置300の高速動作化を図るために半導体装置300を微細構造とするほどフォトレジストPRの合わせずれが生じやすくなり、半導体装置300の高耐圧化、高速化が阻害されやすくなる。
また、引用文献2に記載の半導体装置では、ゲート電極とゲート絶縁膜を介して対峙する領域のN型ドリフト層の幅をセルフアラインにて従来よりも狭く形成することで、半導体装置の高速動作化を実現している。このため、金属シリサイド層の形成に係る課題は検討されていない。
In particular, as the semiconductor device 300 has a fine structure in order to increase the operation speed of the semiconductor device 300, misalignment of the photoresist PR is more likely to occur, and the higher breakdown voltage and higher speed of the semiconductor device 300 are likely to be hindered.
Moreover, in the semiconductor device described in the cited document 2, the width of the N-type drift layer in the region facing the gate electrode and the gate insulating film is formed narrower than before by self-alignment, so that the semiconductor device operates at high speed. Has been realized. For this reason, the subject regarding formation of a metal silicide layer is not examined.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、簡易な工程で、必要な領域のみに金属シリサイド層を高精度で形成可能な半導体装置の製造方法及び当該製造方法で製造された半導体装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of forming a metal silicide layer with high accuracy only in a necessary region in a simple process, and An object of the present invention is to provide a semiconductor device manufactured by a manufacturing method.

本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板に、第1導電型の不純物を注入して第1導電型のウェル層を形成するウェル層形成工程と、
前記半導体基板に、素子分離層を形成する素子分離層形成工程と、
前記ウェル層形成工程及び前記素子分離層形成工程を行った後で、前記素子分離層を部分的に除去して前記ウェル層を露出させた第1の領域を形成する第1の領域形成工程と、
前記第1の領域において露出する前記ウェル層上にゲート酸化膜を形成し、該ゲート酸化膜を介してゲート電極を形成するゲート形成工程と、
前記ゲート電極をマスクとして、前記第1の領域において露出する前記ウェル層に第2導電型の不純物を注入して、第2導電型の第1ドリフト層を形成する第1ドリフト層形成工程と、
前記ウェル層のうち前記素子分離層から露出し、かつ前記第1の領域から離れた第2の領域から前記素子分離層下の前記ウェル層にかけて、第2導電型の不純物を注入して第2導電型の第2ドリフト層を形成する第2ドリフト層形成工程と、
前記第2の領域の前記第2ドリフト層に、第2導電型の不純物を注入して第2導電型のドレイン電極を形成するドレイン電極形成工程と、
前記第1ドリフト層に、第2導電型の不純物を注入して第2導電型のソース電極を形成するソース電極形成工程と、
前記ゲート電極上、前記ソース電極上及び前記ドレイン電極上のそれぞれに、金属シリサイド層を形成する金属シリサイド層形成工程と、
を備えることを特徴とする。
The present invention has been made in order to achieve such an object, and a method for manufacturing a semiconductor device according to one embodiment of the present invention includes implanting a first conductivity type impurity into a semiconductor substrate to obtain a first conductivity type. A well layer forming step of forming a well layer of
An element isolation layer forming step of forming an element isolation layer on the semiconductor substrate;
A first region forming step of forming a first region in which the well layer is exposed by partially removing the device isolation layer after performing the well layer forming step and the device isolation layer forming step; ,
Forming a gate oxide film on the well layer exposed in the first region, and forming a gate electrode through the gate oxide film; and
A first drift layer forming step of implanting a second conductivity type impurity into the well layer exposed in the first region using the gate electrode as a mask to form a second conductivity type first drift layer;
A second conductivity type impurity is implanted from the second region of the well layer exposed from the element isolation layer and away from the first region into the well layer below the element isolation layer. A second drift layer forming step of forming a conductive type second drift layer;
A drain electrode formation step of forming a second conductivity type drain electrode by injecting a second conductivity type impurity into the second drift layer of the second region;
A source electrode forming step of forming a second conductivity type source electrode by injecting a second conductivity type impurity into the first drift layer;
A metal silicide layer forming step of forming a metal silicide layer on each of the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode;
It is characterized by providing.

また、上述の半導体装置の製造方法が備える前記金属シリサイド層形成工程において、前記素子分離層と、前記ゲート電極と、前記ソース電極と、前記ドレイン電極とが表面に形成された前記半導体基板上にマスクを介することなく金属層を形成し、熱処理を行うことにより、前記ゲート電極上、前記ソース電極上及び前記ドレイン電極上に形成された前記金属層のみをシリサイド化させて前記金属シリサイド層を形成する。   In the metal silicide layer forming step included in the method for manufacturing a semiconductor device, the element isolation layer, the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode are formed on the semiconductor substrate on a surface. A metal layer is formed without using a mask, and heat treatment is performed so that only the metal layer formed on the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode is silicided to form the metal silicide layer. To do.

また、上述の半導体装置の製造方法が備える前記ゲート形成工程において、前記ゲート酸化膜及び前記ゲート電極を、前記ゲート酸化膜及び前記ゲート電極のそれぞれの一方の端面が前記素子分離層の壁部に接するようにして形成することが好ましい。
また、上述の半導体装置の製造方法が備える前記ゲート形成工程後に、前記ゲート酸化膜及び前記ゲート電極の他方の端面を覆う絶縁側壁部を形成する絶縁側壁部形成工程を備えることが好ましい。
Further, in the gate forming step included in the method for manufacturing a semiconductor device described above, the gate oxide film and the gate electrode, and one end face of each of the gate oxide film and the gate electrode is on the wall portion of the element isolation layer It is preferable to form it in contact.
In addition, it is preferable to include an insulating sidewall portion forming step of forming an insulating sidewall portion covering the other end face of the gate oxide film and the gate electrode after the gate forming step included in the semiconductor device manufacturing method.

また、上述の半導体装置の製造方法が備える前記第1ドリフト層形成工程前に、前記ゲート電極をマスクとして、前記第1の領域に、第1導電型の不純物を注入して第1導電型のボディ層を形成するボディ層形成工程を備えることが好ましい。
また、上述の半導体装置の製造方法が備える前記ゲート形成工程において、前記ゲート電極を、前記第1の領域から前記素子分離層の表面上の領域の一部にかけて形成するようにしてもよい。
In addition, before the first drift layer forming step included in the method for manufacturing a semiconductor device described above, a first conductivity type impurity is implanted into the first region using the gate electrode as a mask. It is preferable to provide a body layer forming step for forming the body layer.
Further, in the gate forming step included in the method for manufacturing a semiconductor device described above, the gate electrode may be formed from the first region to a part of the region on the surface of the element isolation layer.

さらに、本発明の一態様に係る半導体装置は、半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された第1導電型のウェル層と、
前記ウェル層の一部に形成された素子分離層と、
前記ウェル層のうち前記素子分離層から露出した第1の領域に、ゲート酸化膜を介して形成されたゲート電極と、
前記ウェル層が露出する第1の領域に形成された第2導電型のソース電極と、
前記ソース電極の下の領域に形成された、該ソース電極より第2導電型の不純物の濃度が低い第2導電型の第1ドリフト層と、
前記ウェル層のうち前記素子分離層から露出し、かつ前記第1の領域から離れた第2の領域に形成された第2導電型のドレイン電極と、
前記ドレイン電極の下の領域から前記素子分離層の下の領域にかけて形成された、該ドレイン電極より第2導電型の不純物の濃度が低い第2導電型の第2ドリフト層と、
前記ゲート電極上、前記ソース電極上及び前記ドレイン電極上のそれぞれに形成された金属シリサイド層と、を備え
前記ゲート電極は、その一方の端面が前記素子分離層の側壁に接しており、
前記ソース電極は、前記第2ドリフト層のうち前記素子分離層の下の領域に形成された部分から側方に離れた位置に設けられていることを特徴とする。
Furthermore, a semiconductor device according to one embodiment of the present invention includes a semiconductor substrate,
A first conductivity type well layer formed on the semiconductor substrate;
An element isolation layer formed in a part of the well layer;
A gate electrode formed in a first region exposed from the element isolation layer in the well layer via a gate oxide film;
A second conductivity type source electrode formed in the first region where the well layer is exposed;
A second conductivity type first drift layer formed in a region under the source electrode and having a second conductivity type impurity concentration lower than that of the source electrode;
A drain electrode of a second conductivity type formed in a second region of the well layer exposed from the element isolation layer and distant from the first region;
A second conductivity type second drift layer having a lower concentration of impurities of the second conductivity type than the drain electrode, formed from a region under the drain electrode to a region under the element isolation layer;
A metal silicide layer formed on each of the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode , and
One end face of the gate electrode is in contact with the side wall of the element isolation layer,
The source electrode is characterized that you have provided at a position spaced laterally from the portion which is formed in a region below the isolation layer of said second drift layer.

本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、簡易な工程で、必要な領域のみに金属シリサイド層を高精度で形成した半導体装置を得ることができる。   According to the method for manufacturing a semiconductor device of one embodiment of the present invention, a semiconductor device in which a metal silicide layer is formed with high accuracy only in a necessary region can be obtained with a simple process.

本発明の第1実施形態に係る半導体装置の一構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one structural example of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る半導体装置の一構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one structural example of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る半導体装置の一構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of 1 structure of the semiconductor device which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 従来例に係る半導体装置の一構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one structural example of the semiconductor device which concerns on a prior art example. 従来例に係る半導体装置の製造方法の一例を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on a prior art example. 従来例に係る半導体装置の製造方法の一例を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on a prior art example. 従来例に係る半導体装置の一構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one structural example of the semiconductor device which concerns on a prior art example.

1.第1実施形態
以下、図面を参照して本発明の第1実施形態について説明する。
<1−1.半導体装置の構成>
図1は、本発明の第1実施形態に係る半導体装置100の一構成例を示す断面図である。半導体装置100は、金属シリサイド層を設けることにより高耐圧特性及び高速動作特性を備えるLDMOS(横方向拡散MOS)トランジスタ20を備える。
1. First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<1-1. Configuration of Semiconductor Device>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of the semiconductor device 100 according to the first embodiment of the present invention. The semiconductor device 100 includes an LDMOS (lateral diffusion MOS) transistor 20 having high breakdown voltage characteristics and high-speed operation characteristics by providing a metal silicide layer.

図1に示すように、この半導体装置100は、例えば、P型基板10と、P型基板10上に配置されたLDMOSトランジスタ20と、LDMOSトランジスタ20の不純物拡散層(後述するN型ドリフト層)をP型基板10の他の領域や他の素子と分離する第1素子分離層40b、第2素子分離層40c、第3素子分離層40d及び第4素子分離層40eと、P型基板10上に配置されてLDMOSトランジスタ20を覆う層間絶縁膜50と、層間絶縁膜50を貫いてLDMOSトランジスタ20に接続する第1コンタクト電極60a及び第2コンタクト電極60bと、層間絶縁膜50上に配置されて第1コンタクト電極60a及び第2コンタクト電極60bにそれぞれ接続する第1配線層70a及び第2配線層70bと、層間絶縁膜50上に配置されて第1配線層70a及び第2配線層70bを覆う保護層80と、第1ウェルコンタクト層90a及び第2ウェルコンタクト層90bと、を備える。   As shown in FIG. 1, this semiconductor device 100 includes, for example, a P-type substrate 10, an LDMOS transistor 20 disposed on the P-type substrate 10, and an impurity diffusion layer (an N-type drift layer described later) of the LDMOS transistor 20. On the P-type substrate 10, the first element isolation layer 40 b, the second element isolation layer 40 c, the third element isolation layer 40 d, and the fourth element isolation layer 40 e that isolate the substrate from other regions and other elements. An interlayer insulating film 50 that covers the LDMOS transistor 20, a first contact electrode 60 a and a second contact electrode 60 b that penetrate the interlayer insulating film 50 and connect to the LDMOS transistor 20, and an interlayer insulating film 50. The first wiring layer 70a and the second wiring layer 70b connected to the first contact electrode 60a and the second contact electrode 60b, respectively, and the interlayer insulating film 50 Disposed in provided with a protective layer 80 covering the first wiring layer 70a and the second wiring layer 70b, and a first well contact layer 90a and the second well contact layer 90b, a.

P型基板10は、例えば単結晶のシリコン(Si)基板である。
第1素子分離層40b、第2素子分離層40c、第3素子分離層40d及び第4素子分離層40eは、例えばSTI(Shallow Trench Isolation)法で形成された絶縁層であり、シリコン酸化膜(SiO)からなる。或いは、第1素子分離層40b及び第2素子分離層40cは、LOCOS(Local Oxidation of Silicon)法で形成された絶縁層であってもよい。
The P-type substrate 10 is, for example, a single crystal silicon (Si) substrate.
The first element isolation layer 40b, the second element isolation layer 40c, the third element isolation layer 40d, and the fourth element isolation layer 40e are insulating layers formed by, for example, an STI (Shallow Trench Isolation) method, and a silicon oxide film ( SiO 2 ). Alternatively, the first element isolation layer 40b and the second element isolation layer 40c may be insulating layers formed by a LOCOS (Local Oxidation of Silicon) method.

第1ウェルコンタクト層90a及び第2ウェルコンタクト層90bは、例えば、後述するソース電極及びドレイン電極の形成時に同時に形成する不純物拡散領域である。第1ウェルコンタクト層90a及び第2ウェルコンタクト層90bは、後述するP型ウェル層21中に形成され、図示しない電極がコンタクトする。
LDMOSトランジスタ20は、P型基板10上に形成されたP型ウェル層21と、P型ウェル層21の一部に形成された第3素子分離層40d及び第4素子分離層40eと、P型ウェル層21上のうち第3素子分離層40d及び第4素子分離層40e間に露出した領域に形成された第1ゲート酸化膜22b及び第2ゲート酸化膜22cと、第1ゲート酸化膜22b及び第2ゲート酸化膜22c上にそれぞれ形成された第1ゲート電極23b及び第2ゲート電極23cと、第1ゲート酸化膜22b及び第1ゲート電極23bの端面を覆う第1サイドウォール24bと、第2ゲート酸化膜22c及び第2ゲート電極23cの端面を覆う第2サイドウォール24cと、を備えている。
The first well contact layer 90a and the second well contact layer 90b are, for example, impurity diffusion regions that are formed simultaneously with the formation of a source electrode and a drain electrode described later. The first well contact layer 90a and the second well contact layer 90b are formed in a P-type well layer 21 described later, and are in contact with an electrode (not shown).
The LDMOS transistor 20 includes a P-type well layer 21 formed on the P-type substrate 10, a third element isolation layer 40 d and a fourth element isolation layer 40 e formed on a part of the P-type well layer 21, and a P-type The first gate oxide film 22b, the second gate oxide film 22c, the first gate oxide film 22b, and the first gate oxide film 22b formed in the region exposed between the third element isolation layer 40d and the fourth element isolation layer 40e on the well layer 21. A first gate electrode 23b and a second gate electrode 23c respectively formed on the second gate oxide film 22c; a first sidewall 24b covering end faces of the first gate oxide film 22b and the first gate electrode 23b; And a second sidewall 24c covering the end surfaces of the gate oxide film 22c and the second gate electrode 23c.

また、LDMOSトランジスタ20は、第1ゲート電極23b及び第2ゲート電極23c間のP型ウェル層21が露出した領域に形成されたソース電極(N+層)27と、ソース電極27の下の領域に形成された第1N型ドリフト層(N−層)26aと、第1N型ドリフト層(N−層)26aの下の領域に形成されたP型ボディ層25と、を備える。また、LDMOSトランジスタ20は、P型ウェル層21のうち、第3素子分離層40d及び第4素子分離層40eから露出し、かつソース電極27を形成した領域から離れた他の領域に形成された第1ドレイン電極(N+層)28a及び第2ドレイン電極(N+層)28bと、第1ドレイン電極(N+層)28aの下の領域から第3素子分離層40dの下の領域にかけて形成された第2N型ドリフト層(N−層)26d及び第2ドレイン電極(N+層)28bの下の領域から第4素子分離層40eの下の領域にかけて形成された第3N型ドリフト層(N−層)26eと、を備える。   The LDMOS transistor 20 includes a source electrode (N + layer) 27 formed in a region where the P-type well layer 21 between the first gate electrode 23 b and the second gate electrode 23 c is exposed, and a region below the source electrode 27. A first N-type drift layer (N− layer) 26a formed; and a P-type body layer 25 formed in a region under the first N-type drift layer (N− layer) 26a. Also, the LDMOS transistor 20 is formed in another region of the P-type well layer 21 that is exposed from the third element isolation layer 40d and the fourth element isolation layer 40e and that is away from the region where the source electrode 27 is formed. The first drain electrode (N + layer) 28a, the second drain electrode (N + layer) 28b, and a first drain electrode (N + layer) 28a formed from a region under the first drain electrode (N + layer) 28a to a region under the third element isolation layer 40d. A third N type drift layer (N− layer) 26e formed from a region under the 2N type drift layer (N− layer) 26d and the second drain electrode (N + layer) 28b to a region under the fourth element isolation layer 40e. And comprising.

さらに、LDMOSトランジスタ20は、第1ウェルコンタクト層90a、第1ドレイン電極28a、第1ゲート電極23b、ソース電極27、第2ゲート電極23c、第2ドレイン電極28b及び第2ウェルコンタクト層90b上にそれぞれ形成された第1金属シリサイド層31a、第2金属シリサイド層31b、第3金属シリサイド層31c、第4金属シリサイド層31d、第5金属シリサイド層31e、第6金属シリサイド層31f及び第7金属シリサイド層31gを備える。   Further, the LDMOS transistor 20 is formed on the first well contact layer 90a, the first drain electrode 28a, the first gate electrode 23b, the source electrode 27, the second gate electrode 23c, the second drain electrode 28b, and the second well contact layer 90b. The first metal silicide layer 31a, the second metal silicide layer 31b, the third metal silicide layer 31c, the fourth metal silicide layer 31d, the fifth metal silicide layer 31e, the sixth metal silicide layer 31f, and the seventh metal silicide formed respectively. A layer 31g is provided.

ここで、本実施形態に係るLDMOSトランジスタ20には、図13に示す半導体装置300の第1シリサイドブロック絶縁膜329b及び第2シリサイドブロック絶縁膜329cのような、金属シリサイド層の形成を阻害するシリサイドブロック絶縁膜は設けられていない。
なお、以下、第1素子分離層40b、第2素子分離層40c、第3素子分離層40d及び第4素子分離層40eを区別しない場合には、素子分離層40と記載する場合がある。第1ゲート酸化膜22b及び第2ゲート酸化膜22cを区別しない場合には、ゲート酸化膜22と記載する場合がある。第1ゲート電極23b及び第2ゲート電極23cを区別しない場合には、ゲート電極23と記載する場合がある。第1サイドウォール24b及び第2サイドウォール24cを区別しない場合には、サイドウォール24と記載する場合がある。第1ドレイン電極28a及び第2ドレイン電極28bを区別しない場合には、ドレイン電極28と記載する場合がある。第1N型ドリフト層26a、第2N型ドリフト層26d及び第3N型ドリフト層26eを区別しない場合には、N型ドリフト層26と記載する場合がある。第1金属シリサイド層31a、第2金属シリサイド層31b、第3金属シリサイド層31c、第4金属シリサイド層31d、第5金属シリサイド層31e、第6金属シリサイド層31f及び第7金属シリサイド層31gを区別しない場合には、金属シリサイド層31と記載する場合がある。第1ウェルコンタクト層90a及び第2ウェルコンタクト層90bを区別しない場合には、ウェルコンタクト層90と記載する場合がある。
Here, the LDMOS transistor 20 according to the present embodiment includes a silicide that inhibits formation of a metal silicide layer, such as the first silicide block insulating film 329b and the second silicide block insulating film 329c of the semiconductor device 300 shown in FIG. A block insulating film is not provided.
Hereinafter, when the first element isolation layer 40b, the second element isolation layer 40c, the third element isolation layer 40d, and the fourth element isolation layer 40e are not distinguished, they may be referred to as the element isolation layer 40. When the first gate oxide film 22b and the second gate oxide film 22c are not distinguished from each other, they may be referred to as a gate oxide film 22. If the first gate electrode 23b and the second gate electrode 23c are not distinguished, they may be referred to as the gate electrode 23. When the first sidewall 24b and the second sidewall 24c are not distinguished, they may be referred to as sidewalls 24. If the first drain electrode 28a and the second drain electrode 28b are not distinguished, they may be referred to as the drain electrode 28. When the first N-type drift layer 26a, the second N-type drift layer 26d, and the third N-type drift layer 26e are not distinguished, they may be referred to as the N-type drift layer 26. The first metal silicide layer 31a, the second metal silicide layer 31b, the third metal silicide layer 31c, the fourth metal silicide layer 31d, the fifth metal silicide layer 31e, the sixth metal silicide layer 31f, and the seventh metal silicide layer 31g are distinguished. If not, it may be referred to as a metal silicide layer 31. When the first well contact layer 90a and the second well contact layer 90b are not distinguished from each other, they may be referred to as well contact layers 90.

本実施形態に係る半導体装置1では、ゲート領域として開口部40fが設けられ、開口部40fを挟んで第3素子分離層40d及び第4素子分離層40eが形成されている。開口部40f内には、第1ゲート酸化膜22b及び第2ゲート酸化膜22c並びに第1ゲート電極23b及び第2ゲート電極23cが形成されている。第1ゲート電極23b及び第2ゲート電極23cは、それぞれ分離して設けられる。第1ゲート酸化膜22b及び第1ゲート電極23bは、第1ゲート酸化膜22b及び第1ゲート電極23bの一方の端面が第3素子分離層40dの壁部に接するように形成されている。また、第2ゲート酸化膜22c及び第2ゲート電極23cは、第2ゲート酸化膜22c及び第2ゲート電極23cの一方の端面が第4素子分離層40eの壁部に接するように形成されている。第1ゲート電極23b及び第2ゲート電極23cは、例えばポリシリコンからなる。   In the semiconductor device 1 according to this embodiment, the opening 40f is provided as a gate region, and the third element isolation layer 40d and the fourth element isolation layer 40e are formed with the opening 40f interposed therebetween. A first gate oxide film 22b and a second gate oxide film 22c, and a first gate electrode 23b and a second gate electrode 23c are formed in the opening 40f. The first gate electrode 23b and the second gate electrode 23c are provided separately from each other. The first gate oxide film 22b and the first gate electrode 23b are formed so that one end face of the first gate oxide film 22b and the first gate electrode 23b is in contact with the wall portion of the third element isolation layer 40d. The second gate oxide film 22c and the second gate electrode 23c are formed such that one end face of the second gate oxide film 22c and the second gate electrode 23c is in contact with the wall portion of the fourth element isolation layer 40e. . The first gate electrode 23b and the second gate electrode 23c are made of, for example, polysilicon.

第1サイドウォール24b及び第2サイドウォール24cは、ソース電極27の形成領域を調整するために設けられる。第1サイドウォール24b及び第2サイドウォール24cは、例えば窒化シリコン、酸化シリコン等の絶縁性シリコン化合物からなる。
ソース電極27は、第1ゲート電極23b及び第2ゲート電極23c間のP型ウェル層21が露出した領域(開口部40fの底面部分)に形成されている。ソース電極27は、ソース電極27の下の領域に形成された第1N型ドリフト層26aよりも不純物の濃度が高くなるように形成されている。
The first sidewall 24b and the second sidewall 24c are provided to adjust the formation region of the source electrode 27. The first sidewall 24b and the second sidewall 24c are made of an insulating silicon compound such as silicon nitride or silicon oxide.
The source electrode 27 is formed in a region (a bottom portion of the opening 40f) where the P-type well layer 21 is exposed between the first gate electrode 23b and the second gate electrode 23c. The source electrode 27 is formed so that the impurity concentration is higher than that of the first N-type drift layer 26 a formed in the region under the source electrode 27.

第1N型ドリフト層26aは、ソース電極27の下の領域に形成されている。このため、第1N型ドリフト層26aは、P型ウェル層21表面に露出せずに、P型ウェル層21内部に形成されている。第1N型ドリフト層26aは、ソース電極27よりも不純物の濃度が低くなるように形成されている。
P型ボディ層25は、第1N型ドリフト層26aの領域下から、第1ゲート電極23bの一部の領域下及び第2ゲート電極23cの一部の領域下までそれぞれ延出して形成されている。P型ボディ層25は、P型ウェル層21よりも不純物の濃度が高くなるように形成されている。
The first N-type drift layer 26 a is formed in a region below the source electrode 27. Therefore, the first N-type drift layer 26 a is formed in the P-type well layer 21 without being exposed on the surface of the P-type well layer 21. The first N-type drift layer 26 a is formed so that the impurity concentration is lower than that of the source electrode 27.
The P-type body layer 25 is formed to extend from below the first N-type drift layer 26a to below a part of the first gate electrode 23b and below a part of the second gate electrode 23c. . The P-type body layer 25 is formed so that the impurity concentration is higher than that of the P-type well layer 21.

第1ドレイン電極28aは、第2N型ドリフト層26dよりも不純物の濃度が高くなるように形成されている。第2ドレイン電極28bは、第3N型ドリフト層26eよりも不純物の濃度が高くなるように形成されている。また、第1ドレイン電極28a及び第2ドレイン電極28bは、第1ゲート電極23b及び第2ゲート電極23cと同じ高さで形成されていることが好ましい。第1配線層70a及び第2配線層70b等の配線層を形成する配線工程が容易となるためである。   The first drain electrode 28a is formed so that the impurity concentration is higher than that of the second N-type drift layer 26d. The second drain electrode 28b is formed to have a higher impurity concentration than the third N-type drift layer 26e. The first drain electrode 28a and the second drain electrode 28b are preferably formed at the same height as the first gate electrode 23b and the second gate electrode 23c. This is because a wiring process for forming wiring layers such as the first wiring layer 70a and the second wiring layer 70b is facilitated.

第2N型ドリフト層26dは、第1ドレイン電極28aの下の領域から第3素子分離層40dの下の領域にかけて形成されている。第3N型ドリフト層26eは、第2ドレイン電極28bの下の領域から第4素子分離層40eの下の領域にかけて形成されている。すなわち、第2N型ドリフト層26d及び第3N型ドリフト層26eはP型ウェル層21表面に露出せずに、P型ウェル層21内部に形成されている。   The second N-type drift layer 26d is formed from a region below the first drain electrode 28a to a region below the third element isolation layer 40d. The third N-type drift layer 26e is formed from a region below the second drain electrode 28b to a region below the fourth element isolation layer 40e. That is, the second N-type drift layer 26 d and the third N-type drift layer 26 e are formed in the P-type well layer 21 without being exposed on the surface of the P-type well layer 21.

第2N型ドリフト層26dのうち第1ゲート電極23bの一部の領域下に延出する延出領域には、第1ゲート電極23bに正のバイアスが加えられたときに、多数キャリアが第1ゲート酸化膜22b側に引き寄せられて蓄積される。同様に、第3N型ドリフト層26eのうち、第2ゲート電極23cの一部の領域下に延出する延出領域には、第2ゲート電極23cに正のバイアスが加えられたときに、多数キャリアが第2ゲート酸化膜22c側に引き寄せられて蓄積される。   In the extended region of the second N-type drift layer 26d that extends below a portion of the first gate electrode 23b, the majority carriers are the first when a positive bias is applied to the first gate electrode 23b. It is attracted to and accumulated on the gate oxide film 22b side. Similarly, in the third N-type drift layer 26e, an extension region extending below a part of the second gate electrode 23c has a large number when a positive bias is applied to the second gate electrode 23c. Carriers are attracted and accumulated on the second gate oxide film 22c side.

第1金属シリサイド層31a、第2金属シリサイド層31b、第3金属シリサイド層31c、第4金属シリサイド層31d、第5金属シリサイド層31e、第6金属シリサイド層31f及び第7金属シリサイド層31gは、例えばコバルト(Co)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、モリブテン(Mo)又はタングステン(W)等の金属とシリコン(Si)との化合物からなる。   The first metal silicide layer 31a, the second metal silicide layer 31b, the third metal silicide layer 31c, the fourth metal silicide layer 31d, the fifth metal silicide layer 31e, the sixth metal silicide layer 31f, and the seventh metal silicide layer 31g are: For example, it consists of a compound of a metal such as cobalt (Co), titanium (Ti), nickel (Ni), molybdenum (Mo) or tungsten (W) and silicon (Si).

本実施形態における半導体装置1では、第2N型ドリフト層26d及び第3N型ドリフト層26eが、第3素子分離層40d及び第4素子分離層40eの領域下に形成されている。このため、第2N型ドリフト層26d及び第3N型ドリフト層26eの表面に金属シリサイド層31が形成されることがない。
また、本実施形態における半導体装置1では、シリサイドブロック絶縁膜を形成して第2N型ドリフト層26d及び第3N型ドリフト層26eの表面への金属シリサイド層31の形成を阻害する必要がない。このため、金属シリサイド層31の形成位置がシリサイドブロック絶縁膜の位置合わせに左右されることがなくなり、高い位置精度でゲート電極23、ソース電極27、ドレイン電極28及びウェルコンタクト層90上のみに金属シリサイド層31が設けられた半導体装置1を得ることができる。
In the semiconductor device 1 according to the present embodiment, the second N-type drift layer 26d and the third N-type drift layer 26e are formed under the regions of the third element isolation layer 40d and the fourth element isolation layer 40e. Therefore, the metal silicide layer 31 is not formed on the surfaces of the second N-type drift layer 26d and the third N-type drift layer 26e.
In the semiconductor device 1 according to the present embodiment, it is not necessary to form a silicide block insulating film to inhibit the formation of the metal silicide layer 31 on the surfaces of the second N-type drift layer 26d and the third N-type drift layer 26e. Therefore, the formation position of the metal silicide layer 31 does not depend on the alignment of the silicide block insulating film, and the metal is formed only on the gate electrode 23, the source electrode 27, the drain electrode 28, and the well contact layer 90 with high positional accuracy. The semiconductor device 1 provided with the silicide layer 31 can be obtained.

<1−2.半導体装置の製造方法>
次に、図2から図6を参照して、図1に示した半導体装置1の製造方法について説明する。図2から図6は、半導体装置1の製造方法の一例を示す工程断面図である。
図2(a)に示すように、P型基板10の表面に、ホウ素(B)等のP型不純物をイオン注入して(第1不純物注入工程)、P型ウェル層21を形成する。
図2(b)に示すように、例えばドライエッチング技術を用いて、P型ウェル層21表面に第1トレンチ21a、第2トレンチ21b及び第3トレンチ21cを形成する。
図2(c)に示すように、第1トレンチ21a、第2トレンチ21b及び第3トレンチ21cのそれぞれを酸化シリコン(SiO)等の絶縁材料で埋め戻して、素子分離層40a,40b及び40cを形成する。この時、機械化学研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)等により、P型ウェル層21並びに素子分離層40a,40b及び40cの表面を平坦化する。
<1-2. Manufacturing Method of Semiconductor Device>
Next, a method for manufacturing the semiconductor device 1 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2 to 6 are process cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing the semiconductor device 1.
As shown in FIG. 2A, a P-type well layer 21 is formed by ion-implanting a P-type impurity such as boron (B) into the surface of the P-type substrate 10 (first impurity implantation step).
As shown in FIG. 2B, the first trench 21a, the second trench 21b, and the third trench 21c are formed on the surface of the P-type well layer 21 by using, for example, a dry etching technique.
As shown in FIG. 2C, each of the first trench 21a, the second trench 21b, and the third trench 21c is backfilled with an insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ), and element isolation layers 40a, 40b, and 40c are formed. Form. At this time, the surfaces of the P-type well layer 21 and the element isolation layers 40a, 40b, and 40c are flattened by mechanical chemical polishing (CMP) or the like.

図2(d)に示すように、第1トレンチ21a、第2トレンチ21b及び第3トレンチ21cを形成したP型ウェル層21の表面上にフォトレジストPRのパターン(エッチング用マスク)を形成する。このとき、フォトレジストPRのパターンを、素子分離層40aの中央部を除く領域上に形成する。
図2(e)に示すように、ドライエッチング技術を用いて、フォトレジストPRのパターンをマスクとして素子分離層40aを部分的に除去して開口部40fを形成し、P型ウェル層21を露出させる。これにより、P型ウェル層21が露出したゲート領域40gが形成される。また、開口部40fにより分離した素子分離層40d,40eが形成される。その後、フォトレジストPRのパターンを除去する。なお、以下、素子分離層40bを第1素子分離層、素子分離層40cを第2素子分離層、素子分離層40dを第3素子分離層、素子分離層40eを第4素子分離層と記載する。
As shown in FIG. 2D, a photoresist PR pattern (etching mask) is formed on the surface of the P-type well layer 21 in which the first trench 21a, the second trench 21b, and the third trench 21c are formed. At this time, a pattern of the photoresist PR is formed on a region excluding the central portion of the element isolation layer 40a.
As shown in FIG. 2E, by using a dry etching technique, the element isolation layer 40a is partially removed using the photoresist PR pattern as a mask to form an opening 40f, and the P-type well layer 21 is exposed. Let Thereby, the gate region 40g where the P-type well layer 21 is exposed is formed. In addition, element isolation layers 40d and 40e separated by the opening 40f are formed. Thereafter, the pattern of the photoresist PR is removed. Hereinafter, the element isolation layer 40b is referred to as a first element isolation layer, the element isolation layer 40c is referred to as a second element isolation layer, the element isolation layer 40d is referred to as a third element isolation layer, and the element isolation layer 40e is referred to as a fourth element isolation layer. .

続いて、ゲート領域40gにおいて第1ゲート酸化膜22b及び第2ゲート酸化膜22cと、第1ゲート電極23b及び第2ゲート電極23cとを形成する。
図3(a)に示すように、熱酸化処理を行うことにより、開口部40fの底面に露出したP型ウェル層21の表面を熱酸化させて、ゲート酸化膜22aを形成する。
図3(b)に示すように、開口部40f内を埋めるように、第1素子分離層40b、第2素子分離層40c、第3素子分離層40d及び第4素子分離層40eを形成したP型ウェル層21の表面上にポリシリコン膜23aを堆積させる。ポリシリコン膜23aは、例えば化学気相成長(CVD;Chemical Vapor Deposition)法により形成する。
Subsequently, a first gate oxide film 22b and a second gate oxide film 22c, and a first gate electrode 23b and a second gate electrode 23c are formed in the gate region 40g.
As shown in FIG. 3A, by performing a thermal oxidation process, the surface of the P-type well layer 21 exposed on the bottom surface of the opening 40f is thermally oxidized to form a gate oxide film 22a.
As shown in FIG. 3B, the first element isolation layer 40b, the second element isolation layer 40c, the third element isolation layer 40d, and the fourth element isolation layer 40e are formed so as to fill the opening 40f. A polysilicon film 23 a is deposited on the surface of the mold well layer 21. The polysilicon film 23a is formed by, for example, a chemical vapor deposition (CVD) method.

図3(c)に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて、ポリシリコン膜23a上の所定の位置にフォトレジストPRのパターンを形成する。フォトレジストPRは、例えば開口部40fの壁部から開口部40fの内側の領域に設ける。
図3(d)に示すように、ドライエッチング技術を用いて、フォトレジストPRをマスクとしてゲート酸化膜22a及びポリシリコン膜23aをパターニングする。これにより、第1ゲート酸化膜22b及び第2ゲート酸化膜22c並びに第1ゲート電極23b及び第2ゲート電極23cが形成される。このとき、第1ゲート酸化膜22b及び第1ゲート電極23bは、第1ゲート酸化膜22b及び第1ゲート電極23bの一方の端面が素子分離層40dの側壁に接するようにして形成される。また、第2ゲート酸化膜22c及び第2ゲート電極23cは、第2ゲート酸化膜22c及び第2ゲート電極23cの一方の端面が、素子分離層40の側壁に接するようにして形成される。第1ゲート電極23b及び第2ゲート電極23cの形成後、図3(c)に示すフォトレジストPRを除去する。
As shown in FIG. 3C, a pattern of a photoresist PR is formed at a predetermined position on the polysilicon film 23a by using a photolithography technique. For example, the photoresist PR is provided in a region inside the opening 40f from the wall of the opening 40f.
As shown in FIG. 3D, the gate oxide film 22a and the polysilicon film 23a are patterned using the photoresist PR as a mask by using a dry etching technique. Thereby, the first gate oxide film 22b and the second gate oxide film 22c, and the first gate electrode 23b and the second gate electrode 23c are formed. At this time, the first gate oxide film 22b and the first gate electrode 23b are formed such that one end face of the first gate oxide film 22b and the first gate electrode 23b is in contact with the side wall of the element isolation layer 40d. The second gate oxide film 22c and the second gate electrode 23c, one end face of the second gate oxide film 22c and the second gate electrode 23c is formed so as to contact with the side walls of the isolation layer 40 c. After the formation of the first gate electrode 23b and the second gate electrode 23c, the photoresist PR shown in FIG. 3C is removed.

図4(a)に示すように、第1ゲート電極23b及び第2ゲート電極23cをマスクとして、第1ゲート電極23b及び第2ゲート電極23c間のP型ウェル層21が露出する領域にP型の不純物を注入する。このとき、P型の不純物を注入する領域以外の領域には、フォトレジストPRを形成する。次に、不純物注入技術を用いて、ホウ素(B)等のP型不純物をP型ウェル層21に選択的にイオン注入する(第2不純物注入工程)。   As shown in FIG. 4A, using the first gate electrode 23b and the second gate electrode 23c as a mask, a P-type is formed in a region where the P-type well layer 21 between the first gate electrode 23b and the second gate electrode 23c is exposed. Implant impurities. At this time, a photoresist PR is formed in a region other than the region where the P-type impurity is implanted. Next, a P-type impurity such as boron (B) is selectively ion-implanted into the P-type well layer 21 using an impurity implantation technique (second impurity implantation step).

図4(b)に示すように、第1ゲート電極23b及び第2ゲート電極23cをマスクとして、第2不純物注入工程においてホウ素(B)等のP型不純物をイオン注入した領域に対して、さらにリン(P)等のN型不純物をイオン注入する(第3不純物注入工程)。なお、第3不純物注入工程では、第2不純物注入工程よりも低エネルギーでN型不純物をイオン注入する。これにより、N型不純物の注入深さを第2不純物注入工程におけるP型不純物の注入深さよりも浅くする。   As shown in FIG. 4B, with the first gate electrode 23b and the second gate electrode 23c as a mask, a region where P-type impurities such as boron (B) are ion-implanted in the second impurity implantation step is further applied. N-type impurities such as phosphorus (P) are ion-implanted (third impurity implantation step). In the third impurity implantation step, N-type impurities are ion-implanted with lower energy than in the second impurity implantation step. Thereby, the implantation depth of the N-type impurity is made shallower than the implantation depth of the P-type impurity in the second impurity implantation step.

図4(c)に示すように、P型ウェル層21の表面上に、絶縁膜24aを堆積させる。絶縁膜24aは、例えば窒化シリコン、酸化シリコン等のシリコン化合物からなり、化学気相成長(CVD;Chemical Vapor Deposition)法により形成する。
図4(d)に示すように、フォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術を用いて絶縁膜24aをエッチバックすることにより、第1サイドウォール24b及び第2サイドウォール24cを形成する。第1サイドウォール24bは、第1ゲート酸化膜22b及び第1ゲート電極23bの他方の端面を覆う絶縁側壁部であり、第2サイドウォール24cは、第2ゲート酸化膜22c及び第2ゲート電極23cの他方の端面を覆う絶縁側壁部である。
As shown in FIG. 4C, an insulating film 24 a is deposited on the surface of the P-type well layer 21. The insulating film 24a is made of, for example, a silicon compound such as silicon nitride or silicon oxide, and is formed by a chemical vapor deposition (CVD) method.
As shown in FIG. 4D, the first sidewall 24b and the second sidewall 24c are formed by etching back the insulating film 24a using a photolithography technique and a dry etching technique. The first sidewall 24b is an insulating sidewall that covers the other end face of the first gate oxide film 22b and the first gate electrode 23b, and the second sidewall 24c is the second gate oxide film 22c and the second gate electrode 23c. It is an insulation side wall part which covers the other end surface.

図5(a)に示すように、フォトリソグラフィ技術及び不純物注入技術を用いて、P型ウェル層21のうちの一部領域にリン(P)等のN型不純物をイオン注入する(第4不純物注入工程)。第4不純物注入工程では、P型ウェル層21のうち表面に露出し、かつソース電極27等の形成領域から離れた第1素子分離層40b及び第3素子分離層40d間の領域から、第3素子分離層40dの領域下のP型ウェル層21にかけてN型不純物をイオン注入する。また、第4不純物注入工程では、P型ウェル層21のうち表面に露出し、かつソース電極27等の形成領域から離れた第2素子分離層40c及び第3素子分離層40d間の領域から、第4素子分離層40eの領域下のP型ウェル層21にかけてN型不純物をイオン注入する。第4不純物注入工程後、フォトレジストPRを除去する。   As shown in FIG. 5A, an N-type impurity such as phosphorus (P) is ion-implanted into a partial region of the P-type well layer 21 using a photolithography technique and an impurity implantation technique (fourth impurity). Injection process). In the fourth impurity implantation step, the third region is exposed from the region between the first element isolation layer 40b and the third element isolation layer 40d that is exposed on the surface of the P-type well layer 21 and is separated from the formation region of the source electrode 27 and the like. N-type impurities are ion-implanted over the P-type well layer 21 below the element isolation layer 40d. Further, in the fourth impurity implantation step, from the region between the second element isolation layer 40c and the third element isolation layer 40d that are exposed on the surface of the P-type well layer 21 and that is separated from the formation region of the source electrode 27 and the like. N-type impurities are ion-implanted over the P-type well layer 21 below the region of the fourth element isolation layer 40e. After the fourth impurity implantation step, the photoresist PR is removed.

図5(b)に示すように、第2不純物注入工程から第4不純物注入工程において不純物を注入した領域を熱処理することにより、注入した不純物を熱拡散させて、第1N型ドリフト層26a、第2N型ドリフト層26dの一部となるN型ドリフト層26b及び第3N型ドリフト層26eの一部となるN型ドリフト層26cを形成する。
図5(c)に示すように、フォトリソグラフィ技術及び不純物注入技術を用いて、P型ウェル層21のうちの一部領域にリン(P)等のN型不純物をイオン注入する(第5不純物注入工程)。第5不純物注入工程では、第1素子分離層40b及び第3素子分離層40d間の領域並びに第2素子分離層40c及び第3素子分離層40d間の領域に対してN型不純物をイオン注入する。第5不純物注入工程では、第4不純物注入工程よりも低エネルギーでN型不純物のイオン注入を行うことにより、不純物の注入深さを第4不純物注入工程における注入深さよりも浅くする。第5不純物注入工程後、フォトレジストPRを除去する。
As shown in FIG. 5B, the regions implanted with the impurities in the second impurity implantation step to the fourth impurity implantation step are heat-treated to thermally diffuse the implanted impurities, and the first N-type drift layer 26a, An N type drift layer 26b that becomes a part of the 2N type drift layer 26d and an N type drift layer 26c that becomes a part of the third N type drift layer 26e are formed.
As shown in FIG. 5C, an N-type impurity such as phosphorus (P) is ion-implanted into a partial region of the P-type well layer 21 using a photolithography technique and an impurity implantation technique (fifth impurity). Injection process). In the fifth impurity implantation step, N-type impurities are ion-implanted into the region between the first element isolation layer 40b and the third element isolation layer 40d and the region between the second element isolation layer 40c and the third element isolation layer 40d. . In the fifth impurity implantation step, N-type impurity ions are implanted with lower energy than in the fourth impurity implantation step, so that the impurity implantation depth is shallower than the implantation depth in the fourth impurity implantation step. After the fifth impurity implantation step, the photoresist PR is removed.

図5(d)に示すように、フォトリソグラフィ技術及び不純物注入技術を用いて、P型ウェル層21及び第1N型ドリフト層26aのそれぞれのうちの一部領域にリン(P)等のN型不純物をイオン注入する(第6不純物注入工程)。第6不純物注入工程では、第1N型ドリフト層26a、第1素子分離層40b及び第3素子分離層40d間の領域並びに第2素子分離層40c及び第3素子分離層40d間の領域に対してN型不純物をイオン注入する。第6不純物注入工程では、第5不純物注入工程よりも低エネルギーでN型不純物のイオン注入を行うことにより、不純物の注入深さを第5不純物注入工程における注入深さよりも浅くする。第6不純物注入工程後、フォトレジストPRを除去する。   As shown in FIG. 5D, an N type such as phosphorus (P) is formed in a partial region of each of the P type well layer 21 and the first N type drift layer 26a by using a photolithography technique and an impurity implantation technique. Impurities are ion-implanted (sixth impurity implantation step). In the sixth impurity implantation step, the region between the first N-type drift layer 26a, the first element isolation layer 40b and the third element isolation layer 40d and the area between the second element isolation layer 40c and the third element isolation layer 40d are compared. N-type impurities are ion-implanted. In the sixth impurity implantation step, the N-type impurity ions are implanted with lower energy than in the fifth impurity implantation step, so that the impurity implantation depth is shallower than the implantation depth in the fifth impurity implantation step. After the sixth impurity implantation step, the photoresist PR is removed.

なお、図5(a)から図5(d)のいずれかのイオン注入のタイミングと同時に、第1ウェルコンタクト層90a及び第2ウェルコンタクト層90bを形成するための不純物をP型ウェル層21にイオン注入してもよい。
図5(e)に示すように、熱処理を行うことによりイオン注入したN型不純物を熱拡散させて、第2N型ドリフト層26d及び第3N型ドリフト層26e、ソース電極27、並びに第1ドレイン電極28a及び第2ドレイン電極28bを形成する。また、このとき、熱処理を行うことにより、ソース電極27等と同時に不純物拡散領域である第1ウェルコンタクト層90a及び第2ウェルコンタクト層90bを形成する。
Note that impurities for forming the first well contact layer 90a and the second well contact layer 90b are added to the P-type well layer 21 at the same time as the ion implantation timing of any of FIGS. 5A to 5D. Ion implantation may be performed.
As shown in FIG. 5E, the N-type impurity ion-implanted by performing heat treatment is thermally diffused so that the second N-type drift layer 26d, the third N-type drift layer 26e, the source electrode 27, and the first drain electrode 28a and the second drain electrode 28b are formed. At this time, heat treatment is performed to form the first well contact layer 90a and the second well contact layer 90b which are impurity diffusion regions simultaneously with the source electrode 27 and the like.

続いて、金属シリサイド層を形成する。
図6(a)に示すように、スパッタ法を用いて、ゲート電極23、ソース電極27、及びドレイン電極28等を形成したP型ウェル層21の表面上に、例えばコバルト(Co)等の金属膜30を形成する。
図6(b)に示すように、熱処理を行うことにより、金属膜30を局所的にシリサイド化させる。具体的には、シリコンもしくはポリシリコンを含んで形成される第1ウェルコンタクト層90a、第1ドレイン電極28a、第1ゲート電極23b、ソース電極27、第2ゲート電極23c、第2ドレイン電極28b及び第2ウェルコンタクト層90b上の金属膜30をシリサイド化させる。これにより、第1金属シリサイド層31a、第2金属シリサイド層31b、第3金属シリサイド層31c、第4金属シリサイド層31d、第5金属シリサイド層31e、第6金属シリサイド層31f及び第7金属シリサイド層31gが形成される。
Subsequently, a metal silicide layer is formed.
As shown in FIG. 6A, a metal such as cobalt (Co) is formed on the surface of the P-type well layer 21 on which the gate electrode 23, the source electrode 27, the drain electrode 28, and the like are formed by sputtering. A film 30 is formed.
As shown in FIG. 6B, the metal film 30 is silicided locally by performing heat treatment. Specifically, the first well contact layer 90a, the first drain electrode 28a, the first gate electrode 23b, the source electrode 27, the second gate electrode 23c, the second drain electrode 28b, which are formed to include silicon or polysilicon, The metal film 30 on the second well contact layer 90b is silicided. Accordingly, the first metal silicide layer 31a, the second metal silicide layer 31b, the third metal silicide layer 31c, the fourth metal silicide layer 31d, the fifth metal silicide layer 31e, the sixth metal silicide layer 31f, and the seventh metal silicide layer. 31g is formed.

図6(c)に示すように、シリサイド化されていない金属膜30を除去する。
最後に、層間絶縁膜50と、第1コンタクト電極60a及び第2コンタクト電極60bと、第1配線層70a及び第2配線層70bと、保護層80とを形成することにより、図1に示す半導体装置1を得ることができる。
As shown in FIG. 6C, the non-silicided metal film 30 is removed.
Finally, by forming the interlayer insulating film 50, the first contact electrode 60a and the second contact electrode 60b, the first wiring layer 70a and the second wiring layer 70b, and the protective layer 80, the semiconductor shown in FIG. Device 1 can be obtained.

<1−3.第1実施形態の効果>
以上説明した第1実施形態に係る半導体装置の製造方法では、以下の効果を奏する。
(1)金属シリサイド層形成防止用のマスク等の使用を不要とし、セルフアラインにて、金属シリサイド層が必要な領域のみに金属シリサイド層31を高精度で形成することが可能である。
(2)第1N型ドリフト層をP型ウェル層表面に露出させずに形成することができるため、フォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術を用いることなく、第1N型ドリフト層表面への金属シリサイド層の形成を防止することができる。
<1-3. Effects of First Embodiment>
The semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment described above has the following effects.
(1) It is possible to form the metal silicide layer 31 with high accuracy only in a region where the metal silicide layer is necessary by self-alignment without using a mask for preventing the formation of the metal silicide layer.
(2) Since the first N-type drift layer can be formed without being exposed on the surface of the P-type well layer, the metal silicide layer on the surface of the first N-type drift layer can be formed without using a photolithography technique and a dry etching technique. Formation can be prevented.

(3)第1N型ドリフト層をP型ウェル層表面に露出させずに形成することができるため、シリサイドブロック絶縁膜を形成する必要がなく、金属シリサイド層の形成位置にずれが生じない。
(4)以上から、第1実施形態に係る半導体装置の製造方法を用いることにより、簡易な工程で、高耐圧特性及び高速動作特性を備える半導体装置を得ることができる。
2.第2実施形態
(3) Since the first N-type drift layer can be formed without being exposed on the surface of the P-type well layer, it is not necessary to form a silicide block insulating film, and the formation position of the metal silicide layer is not shifted.
(4) From the above, by using the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment, a semiconductor device having high breakdown voltage characteristics and high-speed operation characteristics can be obtained with simple steps.
2. Second embodiment

<2−1.半導体装置の構成>
図7は、第2実施形態に係る半導体装置100の一構成例を示す断面図である。図7において、図1に記載の第1実施形態に係る半導体装置1の構成と対応する部分には同一の参照符号を付す。なお、第1実施形態に係る半導体装置1の構成と対応する部分であるP型基板10、P型ウェル層21、第1ゲート酸化膜22b及び第2ゲート酸化膜22c、P型ボディ層25、第1N型ドリフト層26a、第2N型ドリフト層26d及び第3N型ドリフト層26e、ソース電極27、第1ドレイン電極28a及び第2ドレイン電極28b、層間絶縁膜50、第1コンタクト電極60a及び第2コンタクト電極60b、第1配線層70a及び第2配線層70b、保護層80及び第1ウェルコンタクト層90a及び第2ウェルコンタクト層90bについては、説明を省略する。
<2-1. Configuration of Semiconductor Device>
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the semiconductor device 100 according to the second embodiment. 7, parts corresponding to those of the configuration of the semiconductor device 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Note that the P-type substrate 10, the P-type well layer 21, the first gate oxide film 22 b and the second gate oxide film 22 c, the P-type body layer 25, and the parts corresponding to the configuration of the semiconductor device 1 according to the first embodiment. First N-type drift layer 26a, second N-type drift layer 26d and third N-type drift layer 26e, source electrode 27, first drain electrode 28a and second drain electrode 28b, interlayer insulating film 50, first contact electrode 60a and second The description of the contact electrode 60b, the first wiring layer 70a and the second wiring layer 70b, the protective layer 80, the first well contact layer 90a and the second well contact layer 90b will be omitted.

図7に示すように、第2実施形態に係る半導体装置100は、LDMOSトランジスタ120を備えている。
LDMOSトランジスタ120は、第1ゲート電極123b及び第2ゲート電極123cと、第1ゲート電極123bの壁部をそれぞれ覆う第1サイドウォール124a及び第2サイドウォール124bと、第1ゲート電極123bの壁部をそれぞれ覆う第3サイドウォール124c及び第4サイドウォール124dと、を備える。
As shown in FIG. 7, the semiconductor device 100 according to the second embodiment includes an LDMOS transistor 120.
The LDMOS transistor 120 includes a first gate electrode 123b and a second gate electrode 123c, a first sidewall 124a and a second sidewall 124b that cover the wall of the first gate electrode 123b, and a wall of the first gate electrode 123b, respectively. A third side wall 124c and a fourth side wall 124d.

また、LDMOSトランジスタ120は、第1ウェルコンタクト層90a、第1ドレイン電極28a、第1ゲート電極23b、ソース電極27、第2ゲート電極23c、第2ドレイン電極28b及び第2ウェルコンタクト層90b上にそれぞれ形成された第1金属シリサイド層131a、第2金属シリサイド層131b、第3金属シリサイド層131c、第4金属シリサイド層131d、第5金属シリサイド層131e、第6金属シリサイド層131f及び第7金属シリサイド層131gを備える。   The LDMOS transistor 120 is also formed on the first well contact layer 90a, the first drain electrode 28a, the first gate electrode 23b, the source electrode 27, the second gate electrode 23c, the second drain electrode 28b, and the second well contact layer 90b. The first metal silicide layer 131a, the second metal silicide layer 131b, the third metal silicide layer 131c, the fourth metal silicide layer 131d, the fifth metal silicide layer 131e, the sixth metal silicide layer 131f, and the seventh metal silicide formed respectively. A layer 131g is provided.

第1ゲート電極123bは、ゲート領域内、すなわち開口部40fの内の領域から第3素子分離層40dの表面上の領域の一部にかけて形成されている。同様に、第2ゲート電極123cは、ゲート領域内、すなわち開口部40fの内の領域から第4素子分離層40eの表面上の領域の一部にかけて形成されている。第1ゲート電極123b及び第2ゲート電極123cは、例えばポリシリコンからなる。   The first gate electrode 123b is formed in the gate region, that is, from the region in the opening 40f to a part of the region on the surface of the third element isolation layer 40d. Similarly, the second gate electrode 123c is formed from the gate region, that is, the region in the opening 40f to a part of the region on the surface of the fourth element isolation layer 40e. The first gate electrode 123b and the second gate electrode 123c are made of, for example, polysilicon.

第1サイドウォール124aは、第3素子分離層40dの表面上の領域の一部に形成された第1ゲート電極123bの側壁を覆うように形成されている。第4サイドウォール124dは、第3素子分離層40eの表面上の領域の一部に形成された第2ゲート電極123cの側壁を覆うように形成されている。
第1サイドウォール124a、第2サイドウォール124b、第3サイドウォール124c及び第4サイドウォール124dは、フォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術を用いて第1ゲート電極123b及び第2ゲート電極123cを覆うように形成された絶縁膜をエッチバックすることにより形成される。
The first sidewall 124a is formed so as to cover the sidewall of the first gate electrode 123b formed in a part of the region on the surface of the third element isolation layer 40d. The fourth sidewall 124d is formed so as to cover the sidewall of the second gate electrode 123c formed in a part of the region on the surface of the third element isolation layer 40e.
The first sidewall 124a, the second sidewall 124b, the third sidewall 124c, and the fourth sidewall 124d cover the first gate electrode 123b and the second gate electrode 123c by using a photolithography technique and a dry etching technique. It is formed by etching back the formed insulating film.

第1サイドウォール124a、第2サイドウォール124b、第3サイドウォール124c及び第4サイドウォール124dは、例えば窒化シリコン、酸化シリコン等のシリコン化合物からなる。
なお、上述した第2実施形態の半導体装置100において、各層の導電型は記載された導電型に限られない。例えば、P型ウェル層21は、n型ウェル層であってもよい。
The first sidewall 124a, the second sidewall 124b, the third sidewall 124c, and the fourth sidewall 124d are made of, for example, a silicon compound such as silicon nitride or silicon oxide.
In the semiconductor device 100 of the second embodiment described above, the conductivity type of each layer is not limited to the described conductivity type. For example, the P-type well layer 21 may be an n-type well layer.

<2−2.半導体装置の製造方法>
第2実施形態に係る半導体装置100は、第1実施形態に係る半導体装置1の製造方法において、ゲート酸化膜形成用のフォトレジストPRの形成幅を変更することで製造することができる。
<2-2. Manufacturing Method of Semiconductor Device>
The semiconductor device 100 according to the second embodiment can be manufactured by changing the formation width of the photoresist PR for forming the gate oxide film in the method for manufacturing the semiconductor device 1 according to the first embodiment.

図8から図11を参照して、図7に示した半導体装置100の製造方法について説明する。図8から図11は、第2実施形態の半導体装置100の製造方法の一例を示す工程断面図である。図8から図11に記載の工程断面図は、第1実施形態の半導体装置1の製造構成を説明する図3から図6の各工程断面図に対応する。
まず、第1実施形態の図2(a)から図2(e)と同様の工程により、P型ウェル層21表面に形成したトレンチ内に、第1素子分離層40b、第2素子分離層40c、第3素子分離層40d及び第4素子分離層40e、並びにゲート領域40gを形成する。
A manufacturing method of the semiconductor device 100 shown in FIG. 7 will be described with reference to FIGS. 8 to 11 are process cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing the semiconductor device 100 of the second embodiment. The process sectional views shown in FIGS. 8 to 11 correspond to the process sectional views of FIGS. 3 to 6 for explaining the manufacturing configuration of the semiconductor device 1 of the first embodiment.
First, the first element isolation layer 40b and the second element isolation layer 40c are formed in the trench formed on the surface of the P-type well layer 21 by the same processes as those in FIGS. 2A to 2E of the first embodiment. The third element isolation layer 40d, the fourth element isolation layer 40e, and the gate region 40g are formed.

続いて、ゲート領域40gにおいて第1ゲート酸化膜22b及び第2ゲート酸化膜22cと、第1ゲート電極123b及び第2ゲート電極123cとを形成する。
図8(a)に示すように、熱酸化処理を行うことにより、開口部40fの底面に露出したP型ウェル層21の表面を熱酸化させて、ゲート酸化膜22aを形成する。
図8(b)に示すように、開口部40f内を埋めるように、第1素子分離層40b、第2素子分離層40c、第3素子分離層40d及び第4素子分離層40eを形成したP型ウェル層21の表面上にポリシリコン膜123aを堆積させる。
Subsequently, a first gate oxide film 22b and a second gate oxide film 22c, and a first gate electrode 123b and a second gate electrode 123c are formed in the gate region 40g.
As shown in FIG. 8A, by performing a thermal oxidation process, the surface of the P-type well layer 21 exposed on the bottom surface of the opening 40f is thermally oxidized to form a gate oxide film 22a.
As shown in FIG. 8B, the first element isolation layer 40b, the second element isolation layer 40c, the third element isolation layer 40d, and the fourth element isolation layer 40e are formed so as to fill the opening 40f. A polysilicon film 123 a is deposited on the surface of the mold well layer 21.

図8(c)に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて、ポリシリコン膜123a上の所定の位置にフォトレジストPRのパターンを形成する。このとき、フォトレジストPRを、例えば開口部40fの壁部よりも外側の領域から開口部40fの内側の領域にかけて設ける。この点が、第1実施形態の半導体装置1の製造方法と異なる。
図8(d)に示すように、ドライエッチング技術を用いて、フォトレジストPRをマスクとしてゲート酸化膜22a及びポリシリコン膜123aをパターニングする。これにより、第1ゲート酸化膜22b及び第2ゲート酸化膜22c並びに第1ゲート電極123b及び第2ゲート電極123cを形成する。
As shown in FIG. 8C, a pattern of a photoresist PR is formed at a predetermined position on the polysilicon film 123a by using a photolithography technique. At this time, the photoresist PR is provided, for example, from a region outside the wall of the opening 40f to a region inside the opening 40f. This point is different from the manufacturing method of the semiconductor device 1 of the first embodiment.
As shown in FIG. 8D, the gate oxide film 22a and the polysilicon film 123a are patterned using the photoresist PR as a mask by using a dry etching technique. Thereby, the first gate oxide film 22b and the second gate oxide film 22c, and the first gate electrode 123b and the second gate electrode 123c are formed.

このとき、第1ゲート酸化膜22b及び第2ゲート酸化膜22cは、第1ゲート酸化膜22b及び第2ゲート酸化膜22cの一方の端面が素子分離層40d及び40eの壁部に接するようにして形成される。また、第1ゲート電極123bは、ゲート領域内から第3素子分離層40dの表面上の領域の一部にかけて形成されて、第2ゲート電極123cは、ゲート領域内から第4素子分離層40eの表面上の領域の一部にかけて形成される。第1ゲート電極123b及び第2ゲート電極123cの形成後、図8(c)に示すフォトレジストPRを除去する。   At this time, the first gate oxide film 22b and the second gate oxide film 22c are arranged such that one end faces of the first gate oxide film 22b and the second gate oxide film 22c are in contact with the wall portions of the element isolation layers 40d and 40e. It is formed. The first gate electrode 123b is formed from the gate region to a part of the region on the surface of the third element isolation layer 40d, and the second gate electrode 123c is formed from the gate region to the fourth element isolation layer 40e. It is formed over part of the area on the surface. After the formation of the first gate electrode 123b and the second gate electrode 123c, the photoresist PR shown in FIG. 8C is removed.

図9(a)から図9(b)に示すように、第1ゲート電極123b及び第2ゲート電極123cをマスクとして、P型ウェル層21が露出する領域にホウ素(B)等のP型不純物を注入(第2不純物注入工程)した後、さらにリン(P)等のN型不純物をP型不純物よりも浅くイオン注入する(第3不純物注入工程)。
図9(c)に示すように、P型ウェル層21の表面上に、絶縁膜124aを堆積させる。
As shown in FIGS. 9A to 9B, using the first gate electrode 123b and the second gate electrode 123c as a mask, a P-type impurity such as boron (B) is exposed in a region where the P-type well layer 21 is exposed. Then, an N-type impurity such as phosphorus (P) is ion-implanted shallower than the P-type impurity (third impurity implantation step).
As shown in FIG. 9C, an insulating film 124 a is deposited on the surface of the P-type well layer 21.

図9(d)に示すように、フォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術を用いて絶縁膜124aをエッチバックする。これにより、第1ゲート電極123bの端面を覆う絶縁側壁部である第1サイドウォール124a及び第2サイドウォール124bと、第2ゲート電極123cの端面を覆う絶縁側壁部である第3サイドウォール124c及び第4サイドウォール124dとを形成する。   As shown in FIG. 9D, the insulating film 124a is etched back using a photolithography technique and a dry etching technique. Thus, the first and second sidewalls 124a and 124b, which are insulating sidewalls covering the end face of the first gate electrode 123b, and the third sidewall 124c and the insulating sidewall part covering the end face of the second gate electrode 123c, A fourth sidewall 124d is formed.

図10(a)から図10(e)に示すように、フォトリソグラフィ技術及び不純物注入技術を用いて、図5(a)から図5(e)と同様の不純物注入工程(第4不純物注入工程から第6不純物注入工程)及び熱拡散工程を行う。これにより、第2N型ドリフト層26d及び第3N型ドリフト層26e、ソース電極27、並びに第1ドレイン電極28a及び第2ドレイン電極28b、並びに第1ウェルコンタクト層90a及び第2ウェルコンタクト層90bを形成する。   As shown in FIGS. 10A to 10E, an impurity implantation step (fourth impurity implantation step) similar to that in FIGS. 5A to 5E is performed using a photolithography technique and an impurity implantation technique. To 6th impurity implantation step) and a thermal diffusion step. Thus, the second N-type drift layer 26d and the third N-type drift layer 26e, the source electrode 27, the first drain electrode 28a and the second drain electrode 28b, and the first well contact layer 90a and the second well contact layer 90b are formed. To do.

続いて、金属シリサイド層を形成する。
図11(a)に示すように、スパッタ法を用いて、第1ゲート電極123b及び第2ゲート電極123c、並びに第1サイドウォール124aから第4サイドウォール124d等を形成したP型ウェル層21の表面上に、金属膜130を形成する。
図11(b)に示すように、熱処理を行うことにより、金属膜130を局所的にシリサイド化させる。これにより、第1金属シリサイド層131a、第2金属シリサイド層131b、第3金属シリサイド層131c、第4金属シリサイド層131d、第5金属シリサイド層131e、第6金属シリサイド層131f及び第7金属シリサイド層131gが形成される。
Subsequently, a metal silicide layer is formed.
As shown in FIG. 11A, the first gate electrode 123b, the second gate electrode 123c, the first sidewall 124a to the fourth sidewall 124d, and the like are formed by sputtering. A metal film 130 is formed on the surface.
As shown in FIG. 11B, the metal film 130 is locally silicided by performing heat treatment. Accordingly, the first metal silicide layer 131a, the second metal silicide layer 131b, the third metal silicide layer 131c, the fourth metal silicide layer 131d, the fifth metal silicide layer 131e, the sixth metal silicide layer 131f, and the seventh metal silicide layer. 131g is formed.

図11(c)に示すように、シリサイド化されていない金属膜130を除去する。
最後に、層間絶縁膜50と、第1コンタクト電極60a及び第2コンタクト電極60bと、第1配線層70a及び第2配線層70bと、保護層80とを形成することにより、図7に示す半導体装置100を得ることができる。
As shown in FIG. 11C, the non-silicided metal film 130 is removed.
Finally, by forming the interlayer insulating film 50, the first contact electrode 60a and the second contact electrode 60b, the first wiring layer 70a and the second wiring layer 70b, and the protective layer 80, the semiconductor shown in FIG. Device 100 can be obtained.

<2−3.第2実施形態の効果>
以上説明した第2実施形態に係る半導体装置100の構成及び製造方法では、以下の効果を奏する。なお、(1)〜(4)の効果は、第1実施形態の効果と共通する。
(1)セルフアラインにて、金属シリサイド層が必要な領域のみに金属シリサイド層31を高精度で形成することが可能である。
<2-3. Effect of Second Embodiment>
The configuration and manufacturing method of the semiconductor device 100 according to the second embodiment described above have the following effects. The effects (1) to (4) are the same as the effects of the first embodiment.
(1) It is possible to form the metal silicide layer 31 with high accuracy only in a region where the metal silicide layer is required by self-alignment.

(2)第1N型ドリフト層をP型ウェル層表面に露出させずに形成することができるため、フォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術を用いることなく、第1N型ドリフト層表面への金属シリサイド層の形成を防止することができる。
(3)第1N型ドリフト層をP型ウェル層表面に露出させずに形成することができるため、シリサイドブロック絶縁膜を形成する必要がなく、金属シリサイド層の形成位置にずれが生じない。
(2) Since the first N-type drift layer can be formed without being exposed on the surface of the P-type well layer, the metal silicide layer on the surface of the first N-type drift layer can be formed without using a photolithography technique and a dry etching technique. Formation can be prevented.
(3) Since the first N-type drift layer can be formed without being exposed on the surface of the P-type well layer, it is not necessary to form a silicide block insulating film, and the formation position of the metal silicide layer is not shifted.

(4)以上から、第1実施形態に係る半導体装置の製造方法を用いることにより、簡易な工程で、高耐圧特性及び高速動作特性を備える半導体装置を得ることができる。
(5)第1ゲート電極及び第2ゲート電極形成時において、エッチング用マスクであるフォトレジスト形成時に高い位置精度が要求されないため、フォトレジストの位置合わせが容易となる、という効果を奏する。
3.第3実施形態
(4) From the above, by using the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment, a semiconductor device having high breakdown voltage characteristics and high-speed operation characteristics can be obtained with simple steps.
(5) When the first gate electrode and the second gate electrode are formed, high positional accuracy is not required when forming the photoresist which is the etching mask, so that it is possible to easily align the photoresist.
3. Third embodiment

<3−1.半導体装置の構成>
図12は、第3実施形態に係る半導体装置の一構成例を示す断面図である。図12において、図1に記載の第1実施形態に係る半導体装置の構成と対応する部分には同一の参照符号を付す。なお、第1実施形態に係る半導体装置の構成と対応する部分であるP型基板10、P型ウェル層21、第1ゲート酸化膜22b及び第2ゲート酸化膜22c、P型ボディ層25、第1N型ドリフト層26a、第2N型ドリフト層26d及び第3N型ドリフト層26e、ソース電極27、第1ドレイン電極28a及び第2ドレイン電極28b及び第1ウェルコンタクト層90a及び第2ウェルコンタクト層90bについては、説明を省略する。また、図12では、層間絶縁膜、コンタクト電極、配線層及び保護層の図示を省略している。第3実施形態に係る半導体装置の層間絶縁膜、コンタクト電極、配線層及び保護層は、第1実施形態に係る半導体装置100の層間絶縁膜50、コンタクト電極60、配線層70及び保護層80と同様の構成である。
<3-1. Configuration of Semiconductor Device>
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a configuration example of the semiconductor device according to the third embodiment. 12, parts corresponding to those of the semiconductor device according to the first embodiment shown in FIG. Note that the P-type substrate 10, the P-type well layer 21, the first gate oxide film 22 b and the second gate oxide film 22 c, the P-type body layer 25, the first part corresponding to the configuration of the semiconductor device according to the first embodiment. About the 1N-type drift layer 26a, the second N-type drift layer 26d, the third N-type drift layer 26e, the source electrode 27, the first drain electrode 28a, the second drain electrode 28b, the first well contact layer 90a, and the second well contact layer 90b Will not be described. In FIG. 12, the interlayer insulating film, the contact electrode, the wiring layer, and the protective layer are not shown. The interlayer insulating film, contact electrode, wiring layer, and protective layer of the semiconductor device according to the third embodiment are the same as the interlayer insulating film 50, contact electrode 60, wiring layer 70, and protective layer 80 of the semiconductor device 100 according to the first embodiment. It is the same composition.

図12に示すように、第3実施形態に係る半導体装置は、LDMOSトランジスタ220を備えている。
LDMOSトランジスタ220は、第1ゲート電極223b及び第2ゲート電極223cと、第1ゲート電極223bの両端面をそれぞれ覆う第1サイドウォール224a及び第2サイドウォール224bと、第1ゲート電極223bの両端面をそれぞれ覆う第3サイドウォール224c及び第4サイドウォール224dと、を備える。
As shown in FIG. 12, the semiconductor device according to the third embodiment includes an LDMOS transistor 220.
The LDMOS transistor 220 includes first and second gate electrodes 223b and 223c, first and second sidewalls 224a and 224b that cover both end surfaces of the first gate electrode 223b, and both end surfaces of the first gate electrode 223b. 3rd side wall 224c and 4th side wall 224d which cover each.

また、LDMOSトランジスタ220は、第1ウェルコンタクト層90a、第1ドレイン電極28a、第1ゲート電極23b、ソース電極27、第2ゲート電極23c、第2ドレイン電極28b及び第2ウェルコンタクト層90b上にそれぞれ形成された第1金属シリサイド層231a、第2金属シリサイド層231b、第3金属シリサイド層231c、第4金属シリサイド層231d、第5金属シリサイド層231e、第6金属シリサイド層231f及び第7金属シリサイド層231gを備える。   Also, the LDMOS transistor 220 is formed on the first well contact layer 90a, the first drain electrode 28a, the first gate electrode 23b, the source electrode 27, the second gate electrode 23c, the second drain electrode 28b, and the second well contact layer 90b. The first metal silicide layer 231a, the second metal silicide layer 231b, the third metal silicide layer 231c, the fourth metal silicide layer 231d, the fifth metal silicide layer 231e, the sixth metal silicide layer 231f, and the seventh metal silicide formed respectively. A layer 231g is provided.

第1ゲート電極223b及び第2ゲート電極223cは、第1実施形態の半導体装置100の第1ゲート電極23b及び第2ゲート電極23cと比較して薄く形成されている。
第1ゲート電極223bは、第3素子分離層40dの表面上の領域の一部、第3素子分離層40dの側壁、並びに第3素子分離層40d及び第4素子分離層40e間に露出するP型ウェル層21の表面上の領域の一部に沿って形成されている。同様に、第2ゲート電極223cは、第4素子分離層40eの表面上の領域の一部、第4素子分離層40eの側壁、並びに第4素子分離層40e及び第3素子分離層40d間に露出するP型ウェル層21の表面上の領域の一部に沿って形成されている。第1ゲート電極223b及び第2ゲート電極223cは、例えばポリシリコンからなる。
The first gate electrode 223b and the second gate electrode 223c are formed thinner than the first gate electrode 23b and the second gate electrode 23c of the semiconductor device 100 of the first embodiment.
The first gate electrode 223b is a portion of the region on the surface of the third element isolation layer 40d, the side wall of the third element isolation layer 40d, and the P exposed between the third element isolation layer 40d and the fourth element isolation layer 40e. It is formed along a part of the region on the surface of the mold well layer 21. Similarly, the second gate electrode 223c is part of the region on the surface of the fourth element isolation layer 40e, the side wall of the fourth element isolation layer 40e, and between the fourth element isolation layer 40e and the third element isolation layer 40d. It is formed along a part of the region on the surface of the exposed P-type well layer 21. The first gate electrode 223b and the second gate electrode 223c are made of, for example, polysilicon.

第1サイドウォール224aは、第3素子分離層40dの表面上の領域の一部に形成された第1ゲート電極223bの外壁を覆うように形成されている。第4サイドウォール224dは、第3素子分離層40eの表面上の領域の一部に形成された第2ゲート電極223cの外壁を覆うように形成されている。
第2サイドウォール224bは、第1ゲート酸化膜22b及び第1ゲート電極223bの内壁を覆うように形成されている。第3サイドウォール224cは、第2ゲート酸化膜22c及び第2ゲート電極223cの内壁を覆うように形成されている。
The first sidewall 224a is formed so as to cover the outer wall of the first gate electrode 223b formed in a part of the region on the surface of the third element isolation layer 40d. The fourth sidewall 224d is formed so as to cover the outer wall of the second gate electrode 223c formed in a part of the region on the surface of the third element isolation layer 40e.
The second sidewall 224b is formed so as to cover the inner walls of the first gate oxide film 22b and the first gate electrode 223b. The third sidewall 224c is formed so as to cover the inner walls of the second gate oxide film 22c and the second gate electrode 223c.

第1サイドウォール224a、第2サイドウォール224b、第3サイドウォール224c及び第4サイドウォール224dは、フォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術を用いて第1ゲート電極123b及び第2ゲート電極123cを覆うように形成された絶縁膜をエッチバックすることにより形成される。
第1サイドウォール224a、第2サイドウォール224b、第3サイドウォール224c及び第4サイドウォール224dは、例えば窒化シリコン、酸化シリコン等のシリコン化合物からなる。
The first sidewall 224a, the second sidewall 224b, the third sidewall 224c, and the fourth sidewall 224d cover the first gate electrode 123b and the second gate electrode 123c by using a photolithography technique and a dry etching technique. It is formed by etching back the formed insulating film.
The first sidewall 224a, the second sidewall 224b, the third sidewall 224c, and the fourth sidewall 224d are made of, for example, a silicon compound such as silicon nitride or silicon oxide.

<3−2.半導体装置の製造方法>
第3実施形態に係る半導体装置は、第2実施形態に係る半導体装置の製造方法において、ゲート酸化膜形成用のポリシリコン膜23aを薄く堆積させることで製造することができる。
<3-2. Manufacturing Method of Semiconductor Device>
The semiconductor device according to the third embodiment can be manufactured by thinly depositing the polysilicon film 23a for forming the gate oxide film in the method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment.

<3−3.第3実施形態の効果>
以上説明した第3実施形態に係る半導体装置の構成及び製造方法では、以下の効果を奏する。なお、(1)〜(4)の効果は、第1実施形態の効果と共通する。
(1)セルフアラインにて、金属シリサイド層が必要な領域のみに金属シリサイド層31を高精度で形成することが可能である。
(2)第1N型ドリフト層をP型ウェル層表面に露出させずに形成することができるため、フォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術を用いることなく、第1N型ドリフト層表面への金属シリサイド層の形成を防止することができる。
<3-3. Effect of Third Embodiment>
The configuration and manufacturing method of the semiconductor device according to the third embodiment described above have the following effects. The effects (1) to (4) are the same as the effects of the first embodiment.
(1) It is possible to form the metal silicide layer 31 with high accuracy only in a region where the metal silicide layer is required by self-alignment.
(2) Since the first N-type drift layer can be formed without being exposed on the surface of the P-type well layer, the metal silicide layer on the surface of the first N-type drift layer can be formed without using a photolithography technique and a dry etching technique. Formation can be prevented.

(3)第1N型ドリフト層をP型ウェル層表面に露出させずに形成することができるため、シリサイドブロック絶縁膜を形成する必要がなく、金属シリサイド層の形成位置にずれが生じない。
(4)以上から、第1実施形態に係る半導体装置の製造方法を用いることにより、簡易な工程で、高耐圧特性及び高速動作特性を備える半導体装置を得ることができる。
(3) Since the first N-type drift layer can be formed without being exposed on the surface of the P-type well layer, it is not necessary to form a silicide block insulating film, and the formation position of the metal silicide layer is not shifted.
(4) From the above, by using the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment, a semiconductor device having high breakdown voltage characteristics and high-speed operation characteristics can be obtained with simple steps.

(5)第1ゲート電極及び第2ゲート電極形成時において、エッチング用マスクであるフォトレジスト形成時に高い位置精度が要求されないため、フォトレジストの位置合わせが容易となる、という効果を奏する。
(6)第1ゲート電極及び第2ゲート電極を薄く形成することにより、表面に金属シリサイド層を形成した第1ゲート電極及び第2ゲート電極と、素子分離層等の半導体基板表面との段差を小さくすることができる。このため、第1ゲート電極及び第2ゲート電極形成後のフォトリソグラフィ工程における位置合わせが容易となる。
(5) When the first gate electrode and the second gate electrode are formed, high positional accuracy is not required when forming the photoresist which is the etching mask, so that it is possible to easily align the photoresist.
(6) By forming the first gate electrode and the second gate electrode thinly, a step between the first gate electrode and the second gate electrode having a metal silicide layer formed on the surface and the surface of the semiconductor substrate such as an element isolation layer is formed. Can be small. This facilitates alignment in the photolithography process after forming the first gate electrode and the second gate electrode.
.

本発明の範囲は、図示又は記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらす全ての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、全ての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。   The scope of the present invention is not limited to the exemplary embodiments shown or described, but includes all embodiments that provide the same effects as those intended by the present invention. Further, the scope of the invention is not limited to the combinations of features of the invention defined by the claims, but can be defined by any desired combination of specific features among all the disclosed features.

10・・・P型基板
20,120,220・・・LDMOSトランジスタ
21・・・P型ウェル層
21a,21b,21c・・・トレンチ
22a,22b,22c・・・ゲート酸化膜
23a・・・ポリシリコン膜
23b,23c,123b,123c,223b,223c・・・ゲート電極
24a・・・絶縁膜
24b,24c,124a〜124d,224a〜224d・・・サイドウォール
25・・・ボディ層
26a,26c,26e・・・ドリフト層
27・・・ソース電極
28a,28b・・・ドレイン電極
30・・・金属膜
31a〜31g,131a〜131g,231a〜231g・・・金属シリサイド層
40a〜40e・・・素子分離層
40f・・・開口部
40g・・・ゲート領域
50・・・層間絶縁膜
60a,60b・・・コンタクト電極
70a,70b・・・配線層
80・・・保護層
90a,90b・・・ウェルコンタクト層
1,100・・・半導体装置
10. P-type substrate 20, 120, 220 ... LDMOS transistor 21 ... P-type well layers 21a, 21b, 21c ... Trench 22a, 22b, 22c ... Gate oxide film 23a ... Poly Silicon film 23b, 23c, 123b, 123c, 223b, 223c ... gate electrode 24a ... insulating films 24b, 24c, 124a-124d, 224a-224d ... sidewall 25 ... body layers 26a, 26c, 26e ... Drift layer 27 ... Source electrodes 28a, 28b ... Drain electrode 30 ... Metal films 31a-31g, 131a-131g, 231a-231g ... Metal silicide layers 40a-40e ... Elements Isolation layer 40f ... opening 40g ... gate region 50 ... interlayer insulating films 60a, 60b ... con Transfected electrodes 70a, 70b ... wiring layer 80 ... protective layer 90a, 90b ... well contact layer, 100 ... semiconductor device

Claims (7)

半導体基板に、第1導電型の不純物を注入して第1導電型のウェル層を形成するウェル層形成工程と、
前記半導体基板に、素子分離層を形成する素子分離層形成工程と、
前記ウェル層形成工程及び前記素子分離層形成工程を行った後で、前記素子分離層を部分的に除去して前記ウェル層を露出させた第1の領域を形成する第1の領域形成工程と、
前記第1の領域において露出する前記ウェル層上にゲート酸化膜を形成し、該ゲート酸化膜を介してゲート電極を形成するゲート形成工程と、
前記ゲート電極をマスクとして、前記第1の領域において露出する前記ウェル層に第2導電型の不純物を注入して、第2導電型の第1ドリフト層を形成する第1ドリフト層形成工程と、
前記ウェル層のうち前記素子分離層から露出し、かつ前記第1の領域から離れた第2の領域から前記素子分離層下の前記ウェル層にかけて、第2導電型の不純物を注入して第2導電型の第2ドリフト層を形成する第2ドリフト層形成工程と、
前記第2の領域の前記第2ドリフト層に、第2導電型の不純物を注入して第2導電型のドレイン電極を形成するドレイン電極形成工程と、
前記第1ドリフト層に、第2導電型の不純物を注入して第2導電型のソース電極を形成するソース電極形成工程と、
前記ゲート電極上、前記ソース電極上及び前記ドレイン電極上のそれぞれに、金属シリサイド層を形成する金属シリサイド層形成工程と、
を備える
半導体装置の製造方法。
Forming a first conductivity type well layer by injecting a first conductivity type impurity into a semiconductor substrate;
An element isolation layer forming step of forming an element isolation layer on the semiconductor substrate;
A first region forming step of forming a first region in which the well layer is exposed by partially removing the device isolation layer after performing the well layer forming step and the device isolation layer forming step; ,
Forming a gate oxide film on the well layer exposed in the first region, and forming a gate electrode through the gate oxide film; and
A first drift layer forming step of implanting a second conductivity type impurity into the well layer exposed in the first region using the gate electrode as a mask to form a second conductivity type first drift layer;
A second conductivity type impurity is implanted from the second region of the well layer exposed from the element isolation layer and away from the first region into the well layer below the element isolation layer. A second drift layer forming step of forming a conductive type second drift layer;
A drain electrode formation step of forming a second conductivity type drain electrode by injecting a second conductivity type impurity into the second drift layer of the second region;
A source electrode forming step of forming a second conductivity type source electrode by injecting a second conductivity type impurity into the first drift layer;
A metal silicide layer forming step of forming a metal silicide layer on each of the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
前記金属シリサイド層形成工程において、
前記素子分離層と、前記ゲート電極と、前記ソース電極と、前記ドレイン電極とが表面に形成された前記半導体基板上にマスクを介することなく金属層を形成し、熱処理を行うことにより、前記ゲート電極上、前記ソース電極上及び前記ドレイン電極上に形成された前記金属層のみをシリサイド化させて前記金属シリサイド層を形成する
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
In the metal silicide layer forming step,
A metal layer is formed on the surface of the semiconductor substrate on which the element isolation layer, the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode are formed without using a mask, and heat treatment is performed to thereby form the gate. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein only the metal layer formed on the electrode, the source electrode, and the drain electrode is silicided to form the metal silicide layer.
前記ゲート形成工程において、前記ゲート酸化膜及び前記ゲート電極を、前記ゲート酸化膜及び前記ゲート電極のそれぞれの一方の端面が前記素子分離層の壁部に接するようにして形成する
請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
3. The gate forming step, wherein the gate oxide film and the gate electrode are formed such that one end face of each of the gate oxide film and the gate electrode is in contact with a wall portion of the element isolation layer. The manufacturing method of the semiconductor device as described in any one of.
前記ゲート形成工程後に、前記ゲート酸化膜及び前記ゲート電極の他方の端面を覆う絶縁側壁部を形成する絶縁側壁部形成工程を備える
請求項1から3のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
4. The manufacturing of a semiconductor device according to claim 1, further comprising an insulating sidewall forming step of forming an insulating sidewall covering the other end face of the gate oxide film and the gate electrode after the gate forming step. 5. Method.
前記第1ドリフト層形成工程前に、前記ゲート電極をマスクとして、前記第1の領域に、第1導電型の不純物を注入して第1導電型のボディ層を形成するボディ層形成工程を備える
請求項1から4のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
Before the first drift layer forming step, there is provided a body layer forming step of forming a first conductive type body layer by implanting a first conductive type impurity into the first region using the gate electrode as a mask. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
前記ゲート形成工程において、前記ゲート電極を、前記第1の領域から前記素子分離層の表面上の領域の一部にかけて形成する
請求項1から5のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein, in the gate formation step, the gate electrode is formed from the first region to a part of a region on the surface of the element isolation layer. 7. .
半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された第1導電型のウェル層と、
前記ウェル層の一部に形成された素子分離層と、
前記ウェル層のうち前記素子分離層から露出した第1の領域に、ゲート酸化膜を介して形成されたゲート電極と、
前記ウェル層が露出する第1の領域に形成された第2導電型のソース電極と、
前記ソース電極の下の領域に形成された、該ソース電極より第2導電型の不純物の濃度が低い第2導電型の第1ドリフト層と、
前記ウェル層のうち前記素子分離層から露出し、かつ前記第1の領域から離れた第2の領域に形成された第2導電型のドレイン電極と、
前記ドレイン電極の下の領域から前記素子分離層の下の領域にかけて形成された、該ドレイン電極より第2導電型の不純物の濃度が低い第2導電型の第2ドリフト層と、
前記ゲート電極上、前記ソース電極上及び前記ドレイン電極上のそれぞれに形成された金属シリサイド層と、
を備え
前記ゲート電極は、その一方の端面が前記素子分離層の側壁に接しており、
前記ソース電極は、前記第2ドリフト層のうち前記素子分離層の下の領域に形成された部分から側方に離れた位置に設けられている半導体装置。
A semiconductor substrate;
A first conductivity type well layer formed on the semiconductor substrate;
An element isolation layer formed in a part of the well layer;
A gate electrode formed in a first region exposed from the element isolation layer in the well layer via a gate oxide film;
A second conductivity type source electrode formed in the first region where the well layer is exposed;
A second conductivity type first drift layer formed in a region under the source electrode and having a second conductivity type impurity concentration lower than that of the source electrode;
A drain electrode of a second conductivity type formed in a second region of the well layer exposed from the element isolation layer and distant from the first region;
A second conductivity type second drift layer having a lower concentration of impurities of the second conductivity type than the drain electrode, formed from a region under the drain electrode to a region under the element isolation layer;
A metal silicide layer formed on each of the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode;
Equipped with a,
One end face of the gate electrode is in contact with the side wall of the element isolation layer,
The source electrode, the semiconductor device that are provided at a position spaced laterally from the region in a portion formed under the element isolation layer of said second drift layer.
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