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JPH1050820A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

Info

Publication number
JPH1050820A
JPH1050820A JP20396396A JP20396396A JPH1050820A JP H1050820 A JPH1050820 A JP H1050820A JP 20396396 A JP20396396 A JP 20396396A JP 20396396 A JP20396396 A JP 20396396A JP H1050820 A JPH1050820 A JP H1050820A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epitaxial layer
field shield
silicon epitaxial
silicon
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP20396396A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Wada
俊男 和田
Shigeki Amano
茂樹 天野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UMC Japan Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Semiconductor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Semiconductor Corp filed Critical Nippon Steel Semiconductor Corp
Priority to JP20396396A priority Critical patent/JPH1050820A/en
Publication of JPH1050820A publication Critical patent/JPH1050820A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Element Separation (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make gettering effect of a heaving doped semiconductor substrate work and make metallic contamination which enters a silicon epitaxial layer trapped in a semiconductor substrate in a manufacturing process by forming a lightly doped silicon epitaxial layer on a high concentration semiconductor substrate. SOLUTION: A field shield part 24 for insulating and separating active regions 39 mutually is formed on a heaving doped P-type silicon single crystalline substrate 23. The field shield part 24 is constituted of a polycrystalline silicon layer 29 as a field electrode part and a silicon dioxide film 30. The field shield part 24 is buried by a single crystalline silicon epitaxial layer 25a and an MOS transistor 26 is formed on the single crystalline silicon epitaxial layer 25a. The MOS transistor 26 is constituted of a gate electrode part 31, a heavly doped N-type diffusion layer and a source/drain region 32 comprised of a heavly doped N-type diffusion layer. Thereby, charge storage characteristic of the transistor 26 can be improved.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置および
その製造方法に関し、特に、素子分離手段の一つである
フィールドシールド素子分離構造とその形成方法に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a field shield element isolation structure which is one of element isolation means and a method of forming the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】シリコンを半導体基板として使用した半
導体装置においては、素子分離法として、従来からLO
COS(Local Oxidation of Silicon)法がよく用いら
れてきた。ところが、LOCOS法では活性領域に向か
って横方向に成長するバーズビークが微細化の障害とな
るため、近年、他の技術、特にフィールドシールド素子
分離技術が注目されてきている。フィールドシールド素
子分離技術とは、半導体素子を形成する活性領域の間に
フィールドシールド絶縁膜とフィールドシールド電極か
らなる一つのMOS構造を形成し、フィールドシールド
電極をある基準電位に固定することにより、基板表面に
寄生チャネルが生じることを防止して活性領域間の絶縁
分離を行うというものである。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device using silicon as a semiconductor substrate, an element isolation method has conventionally been used for LO.
The COS (Local Oxidation of Silicon) method has often been used. However, in the LOCOS method, bird's beaks growing laterally toward the active region hinder miniaturization, and in recent years, other techniques, particularly field shield element isolation techniques, have attracted attention. Field shield element isolation technology is to form a single MOS structure consisting of a field shield insulating film and a field shield electrode between active regions forming semiconductor elements, and fix the field shield electrode to a certain reference potential, thereby forming a substrate. This is to prevent the occurrence of a parasitic channel on the surface and to perform isolation between the active regions.

【0003】例えば、特開昭62−162353号公報
には、フィールドシールド素子分離構造を有する半導体
装置およびその製造方法が開示されている。以下、その
半導体装置およびその製造方法について図4を用いて説
明する。まず、P型シリコン基板1上に熱酸化法等によ
り二酸化シリコン膜2を形成する。そして、二酸化シリ
コン膜2上に減圧CVD(Chemical Vapor Deposition,
以下、CVDと記す)法等により多結晶シリコン膜を形
成し、その上にCVD法等により二酸化シリコン膜を新
たに形成した後、これら二酸化シリコン膜、多結晶シリ
コン膜を選択的にエッチングする。すると、エッチング
後に残った多結晶シリコン膜がフィールド電極部3とな
り、二酸化シリコン膜がフィールド電極部3を覆う絶縁
膜4となって、フィールドシールド部5が形成される。
ここで、フィールドシールド部5に挟まれ、二酸化シリ
コン膜、多結晶シリコン膜が選択的にエッチングされた
領域が活性領域6となる。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-162353 discloses a semiconductor device having a field shield element isolation structure and a method of manufacturing the same. Hereinafter, the semiconductor device and its manufacturing method will be described with reference to FIG. First, a silicon dioxide film 2 is formed on a P-type silicon substrate 1 by a thermal oxidation method or the like. Then, a low pressure CVD (Chemical Vapor Deposition,
Hereinafter, a polycrystalline silicon film is formed by a CVD method or the like, and a silicon dioxide film is newly formed thereon by a CVD method or the like. Then, the silicon dioxide film and the polycrystalline silicon film are selectively etched. Then, the polycrystalline silicon film remaining after the etching becomes the field electrode portion 3, the silicon dioxide film becomes the insulating film 4 covering the field electrode portion 3, and the field shield portion 5 is formed.
Here, the region where the silicon dioxide film and the polycrystalline silicon film are selectively etched between the field shield portions 5 becomes the active region 6.

【0004】次に、二酸化シリコン膜、多結晶シリコン
膜、二酸化シリコン膜が順次積層されてなるゲート電極
部7を活性領域6上に形成した後、このゲート電極部7
をマスクとしてリンやヒ素等のn型不純物イオンを注入
し、活性領域6内のP型シリコン基板1上にN+ 型拡散
層8を形成する。このN+ 型拡散層8がMOSトランジ
スタのソース・ドレインとなる。そして、N+ 型拡散層
8上に二酸化シリコン膜9を形成し、フィールドシール
ド部5の絶縁膜4上にゲート電極と同層の多結晶シリコ
ン膜からなる電極配線10を形成した後、中間絶縁膜と
してのPSG膜11を全面に成長させる。この際、PS
G膜11の膜厚は場所によらずほぼ同一なため、P型シ
リコン基板1表面からの高さは、フィールドシールド部
5とN+型拡散層8の段差、およびゲート電極7とN+
型拡散層8の段差を有するものとなる。そして、コンタ
クトホール12を形成した後、PSG膜11の上面にA
l−Si膜からなる金属配線13を形成する。
Next, a gate electrode portion 7 in which a silicon dioxide film, a polycrystalline silicon film, and a silicon dioxide film are sequentially laminated is formed on the active region 6, and then the gate electrode portion 7 is formed.
Is used as a mask to implant an n-type impurity ion such as phosphorus or arsenic to form an N + -type diffusion layer 8 on the P-type silicon substrate 1 in the active region 6. This N + type diffusion layer 8 becomes the source / drain of the MOS transistor. Then, a silicon dioxide film 9 is formed on the N + type diffusion layer 8, and an electrode wiring 10 made of a polycrystalline silicon film of the same layer as the gate electrode is formed on the insulating film 4 of the field shield portion 5, and then an intermediate insulating film is formed. A PSG film 11 as a film is grown on the entire surface. At this time, PS
Since the film thickness of the G film 11 is almost the same regardless of the location, the height from the surface of the P-type silicon substrate 1 is different from the step between the field shield portion 5 and the N + -type diffusion layer 8 and the gate electrode 7 and N +
The mold diffusion layer 8 has a step. Then, after forming the contact hole 12, A
A metal wiring 13 made of an l-Si film is formed.

【0005】上記公報に記載のフィールドシールド素子
分離構造における問題点は、フィールドシールド部とn
型拡散層の段差やゲート電極部とn型拡散層の段差を有
することである。そのために、ゲート電極部を形成する
工程においてデフォーカスが生じることになる。ここで
言うデフォーカスとは、上記段差のためにゲート電極部
の幅の設計値に対してフォトリソグラフィーで実際にパ
ターニングされたゲート電極部の幅の方が大きくなる現
象である。そこで、この問題点を解決すべく他のフィー
ルドシールド素子分離技術が、特開平3−296247
号公報に開示されている。
The problem with the field shield element isolation structure described in the above publication is that the field shield part and the n
In other words, the semiconductor device has a step of the n-type diffusion layer and a step of the n-type diffusion layer. For this reason, defocus occurs in the step of forming the gate electrode portion. Here, the defocus is a phenomenon in which the width of the gate electrode portion actually patterned by photolithography is larger than the designed value of the width of the gate electrode portion due to the step. In order to solve this problem, another field shield element isolation technique is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-296247.
No. 6,086,045.

【0006】この公報に記載された半導体装置は、活性
領域を囲んで略均一な高さで形成された素子分離絶縁層
と、素子分離絶縁層と略同じ高さで活性領域内に平坦に
形成された半導体層を備え、この半導体層の表面を素子
形成領域としたものである。また、この公報に記載され
た半導体装置の製造方法は、半導体基板上に素子分離絶
縁層を選択的にパターニング形成する工程と、その後、
半導体基板上に半導体層を形成する工程と、全面にレジ
スト膜を塗布する工程と、半導体層とレジスト膜をほぼ
同一の選択比でエッチングすることにより、素子分離絶
縁層を露出させるとともに、半導体層と素子分離絶縁層
で段差が生じないように平坦化する工程と、半導体表面
に素子を形成する工程、を有するものである。
[0006] The semiconductor device described in this publication has an element isolation insulating layer formed at a substantially uniform height surrounding the active region, and formed flat in the active region at substantially the same height as the element isolation insulating layer. The semiconductor layer is provided, and the surface of the semiconductor layer is used as an element formation region. Further, the method of manufacturing a semiconductor device described in this publication includes a step of selectively patterning and forming an element isolation insulating layer on a semiconductor substrate,
Forming a semiconductor layer on a semiconductor substrate, applying a resist film over the entire surface, and etching the semiconductor layer and the resist film at substantially the same selectivity to expose the element isolation insulating layer and And a step of flattening the element isolation insulating layer so as to prevent a step from occurring, and a step of forming an element on the semiconductor surface.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載された従来の技術では、活性領域とフィールド
シールド部間の平坦性は確かに改善されるが、半導体基
板と半導体層間の接合リークや半導体層への金属汚染に
よって電荷蓄積特性が劣化する、という特性上の問題が
ある。また、活性領域間隔を縮小した超微細MOS型L
SIの場合、半導体基板と半導体層間での不整合欠陥に
よって電気的分離が不充分となる、という問題もある。
さらに、図5を用いてこの技術における製造方法上の問
題点を説明する。
However, according to the prior art described in the above publication, the flatness between the active region and the field shield portion is certainly improved, but the junction leakage between the semiconductor substrate and the semiconductor layer and the semiconductor are not improved. There is a characteristic problem that the charge storage characteristics are degraded due to metal contamination of the layer. Also, an ultra-fine MOS type L with a reduced active area interval
In the case of SI, there is also a problem that electrical isolation becomes insufficient due to a mismatch defect between the semiconductor substrate and the semiconductor layer.
Further, a problem in a manufacturing method in this technique will be described with reference to FIG.

【0008】図5(a)に示すように、まず、P型半導
体基板15上にフィールドシールド部16を形成し、フ
ィールドシールド部16以外の半導体基板15表面を露
出した状態で気相エピタキシャル成長法(Vapor Phase
Epitaxy,以下、VPEと記す)を行い、シリコンエピタ
キシャル膜18を形成する。この成長方法では、原料気
体としてSiCl4とH2を反応管に導入してSiを析出
させる。析出したSiは活性領域17上でエピタキシャ
ル成長した部分は不均質な単結晶シリコンとなり、フィ
ールドシールド部16上でエピタキシャル成長した部分
は多結晶シリコンとなる。その後、シリコンエピタキシ
ャル膜18表面の全面にレジスト膜19を塗布し、スピ
ンナーにより半導体基板15を高速回転させてレジスト
膜19を平坦化する。
As shown in FIG. 1A, first, a field shield portion 16 is formed on a P-type semiconductor substrate 15, and a vapor phase epitaxial growth method (with a surface of the semiconductor substrate 15 other than the field shield portion 16 exposed) is performed. Vapor Phase
Epitaxy (hereinafter, referred to as VPE) is performed to form a silicon epitaxial film 18. In this growth method, SiCl 4 and H 2 are introduced as raw material gases into a reaction tube to precipitate Si. The portion of the deposited Si epitaxially grown on the active region 17 becomes heterogeneous single crystal silicon, and the portion epitaxially grown on the field shield portion 16 becomes polycrystalline silicon. Thereafter, a resist film 19 is applied on the entire surface of the silicon epitaxial film 18 and the semiconductor substrate 15 is rotated at a high speed by a spinner to flatten the resist film 19.

【0009】次に、図5(b)に示すように、シリコン
エピタキシャル膜18とフィールドシールド部16の上
面が平坦でかつほぼ同一平面上になるようにエッチング
を行う。そのエッチングの方法は、具体的には、エッチ
ングガスとしてCF4 等を用いたスパッタエッチング法
を用いて、シリコンエピタキシャル膜18とレジスト膜
19を同一の選択比でエッチングする。ところが、フィ
ールドシールド部16上の多結晶シリコン析出部が不均
質であり、かつフィールドシールド部16上部の二酸化
シリコン膜20もエッチングされてしまうため、エッチ
ング加工後の平坦度が不充分である、という問題が生じ
る。
Next, as shown in FIG. 5B, etching is performed so that the upper surfaces of the silicon epitaxial film 18 and the field shield portion 16 are flat and substantially coplanar. Specifically, the silicon epitaxial film 18 and the resist film 19 are etched at the same selectivity using a sputter etching method using CF 4 or the like as an etching gas. However, since the polycrystalline silicon deposition portion on the field shield portion 16 is heterogeneous, and the silicon dioxide film 20 on the field shield portion 16 is also etched, the flatness after the etching process is insufficient. Problems arise.

【0010】次に、図5(c)に示すように、活性領域
17にMOSトランジスタ21を形成するが、このMO
Sトランジスタ21形成後にガラス層を被覆したとして
も、下地の不均質による凹凸が増幅されるため、中間絶
縁膜および金属配線に段差ができ、金属配線を形成する
工程においてはやはりデフォーカスが生じてしまう、と
いう問題があった。すなわち、この技術においては、フ
ィールドシールド部16がシリコンエピタキシャル膜1
8で埋め込まれ、そのシリコンエピタキシャル膜18上
に素子を形成したことで構造的にはかなり平坦化がなさ
れたように見えるが、実際には配線上に段差が生じ、デ
フォーカスの問題は依然として解決されないままであ
る。
Next, as shown in FIG. 5C, a MOS transistor 21 is formed in the active region 17.
Even if the glass layer is covered after the S transistor 21 is formed, unevenness due to the inhomogeneity of the base is amplified, so that a step is formed in the intermediate insulating film and the metal wiring, and defocus also occurs in the step of forming the metal wiring. There was a problem that. That is, in this technique, the field shield part 16 is
Although the device is buried with the silicon nitride film 8 and the device is formed on the silicon epitaxial film 18, the structure seems to be considerably flattened. However, a step is actually formed on the wiring, and the problem of defocus is still solved. Remains untouched.

【0011】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、特性的および製造プロセス的に優
れたフィールドシールド素子分離構造を有する半導体装
置およびその製造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a semiconductor device having a field shield element isolation structure excellent in characteristics and a manufacturing process, and a method of manufacturing the same. And

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の半導体装置は、第一導電型の不純物を高
濃度に含有する半導体基板と、半導体基板上に順次形成
された絶縁膜、フィールドシールド電極、絶縁膜からな
り、活性領域間を絶縁分離するフィールドシールド部
と、フィールドシールド部を埋め込んでその上面がフィ
ールドシールド部の上面と略同じ高さとされた、第一導
電型の不純物を低濃度に含有するシリコンエピタキシャ
ル層と、シリコンエピタキシャル層上に形成されたゲー
ト電極部と第一導電型と逆導電型の不純物拡散層からな
るMOSトランジスタと、を有することを特徴とするも
のである。具体的には、前記半導体基板を、ボロンを高
濃度に含有し比抵抗が5/1000〜50/1000Ω
・cmの単結晶シリコン基板とし、前記シリコンエピタキ
シャル層を、ボロンを低濃度に含有し比抵抗が0.5〜
15Ω・cmのシリコンエピタキシャル層とすることが望
ましい。また、前記MOSトランジスタおよびフィール
ドシールド部を覆う中間絶縁膜としてBPSG膜を設
け、BPSG膜上に配線を設けるようにしてもよい。
To achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention comprises a semiconductor substrate containing a first conductive type impurity at a high concentration and an insulating substrate formed on the semiconductor substrate in order. A field shield part comprising a film, a field shield electrode, and an insulating film, which insulates and isolates between active regions, and a first conductive type of the first conductive type, in which the field shield part is embedded and the upper surface is substantially the same height as the upper surface of the field shield part. Characterized by having a silicon epitaxial layer containing impurities at a low concentration, and a MOS transistor comprising a gate electrode portion formed on the silicon epitaxial layer and an impurity diffusion layer of a first conductivity type and a reverse conductivity type. It is. Specifically, the semiconductor substrate contains boron at a high concentration and has a specific resistance of 5/1000 to 50 / 1000Ω.
Cm single crystal silicon substrate, the silicon epitaxial layer contains boron at a low concentration and has a specific resistance of 0.5 to
It is desirable to use a silicon epitaxial layer of 15 Ω · cm. Further, a BPSG film may be provided as an intermediate insulating film covering the MOS transistor and the field shield portion, and wiring may be provided on the BPSG film.

【0013】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
第一導電型の不純物を高濃度に含有する半導体基板上に
絶縁膜、フィールドシールド電極、絶縁膜を順次形成す
ることにより、フィールドシールド部を形成する工程
と、全面に第一導電型の不純物を低濃度に含有するシリ
コンエピタキシャル層を形成する工程と、強アルカリ溶
液を用いた化学機械研磨またはウェットエッチングを用
いてフィールドシールド部上のシリコンエピタキシャル
層を選択的に除去することにより、フィールドシールド
部上面とシリコンエピタキシャル層上面が略同じ高さに
なるように平坦化する工程と、シリコンエピタキシャル
層上にゲート電極部および第一導電型と逆導電型の不純
物拡散層を形成することにより、MOSトランジスタを
形成する工程と、を有することを特徴とするものであ
る。
Further, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention
A step of forming a field shield portion by sequentially forming an insulating film, a field shield electrode, and an insulating film on a semiconductor substrate containing a first conductive type impurity at a high concentration; A step of forming a silicon epitaxial layer containing a low concentration, and selectively removing the silicon epitaxial layer on the field shield part by chemical mechanical polishing or wet etching using a strong alkaline solution, thereby forming an upper surface of the field shield part. Forming a gate electrode portion and an impurity diffusion layer of a conductivity type opposite to the first conductivity type on the silicon epitaxial layer. And a step of forming.

【0014】本発明では、高濃度の半導体基板上に低濃
度のシリコンエピタキシャル層を形成することによって
高濃度半導体基板のゲッタリング効果が作用し、製造プ
ロセス中でシリコンエピタキシャル層中に侵入する金属
汚染が半導体基板に捕獲される。また、本発明では不純
物を低濃度に含むシリコンエピタキシャル層を形成する
ため、フィールドシールド部上に形成される多結晶シリ
コン層が均質なものとなる。それに加えて、フィールド
シールド部上の多結晶シリコン層を強アルカリを使用し
たCMPやウェットエッチングで除去する方法を採って
いるが、これらの方法は選択比が高いため、均質な多結
晶シリコン層のみを確実に除去することができる。その
結果、フィールドシールド部上面とシリコンエピタキシ
ャル層上面の平坦度を高めることができる。
According to the present invention, the gettering effect of the high-concentration semiconductor substrate acts by forming the low-concentration silicon epitaxial layer on the high-concentration semiconductor substrate, and metal contamination penetrating into the silicon epitaxial layer during the manufacturing process. Is captured on the semiconductor substrate. Further, in the present invention, since the silicon epitaxial layer containing impurities at a low concentration is formed, the polycrystalline silicon layer formed on the field shield portion becomes uniform. In addition, the polycrystalline silicon layer on the field shield is removed by CMP or wet etching using a strong alkali. However, since these methods have a high selectivity, only the homogeneous polycrystalline silicon layer is removed. Can be reliably removed. As a result, the flatness of the upper surface of the field shield portion and the upper surface of the silicon epitaxial layer can be improved.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
1〜図3を参照して説明する。図1は本実施の形態の半
導体装置を示す図であって、図中符号23は高濃度P型
シリコン単結晶基板(半導体基板)、24はフィールド
シールド部、25aは単結晶シリコンエピタキシャル層
(シリコンエピタキシャル層)、26はMOSトランジ
スタ、27はBPSG膜、28はAl配線(配線)、で
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a view showing a semiconductor device according to the present embodiment. In the figure, reference numeral 23 denotes a high-concentration P-type silicon single crystal substrate (semiconductor substrate), reference numeral 24 denotes a field shield portion, and reference numeral 25a denotes a single crystal silicon epitaxial layer (silicon). Epitaxial layer), 26 is a MOS transistor, 27 is a BPSG film, and 28 is an Al wiring (wiring).

【0016】図1に示すように、高濃度P型シリコン単
結晶基板23上に活性領域39間を絶縁分離するための
フィールドシールド部24が形成されている。高濃度P
型シリコン単結晶基板23は、1020〜1021atom/cm3
程度の高濃度のボロンを含有し、比抵抗5/1000〜
50/1000Ω・cmのシリコン単結晶基板(P++
板)である。フィールドシールド部24は、フィールド
電極部としての多結晶シリコン層29と二酸化シリコン
膜30とで構成されている。そして、フィールドシール
ド部24は、単結晶シリコンエピタキシャル層25aで
埋め込まれ、単結晶シリコンエピタキシャル層25上に
MOSトランジスタ26が形成されている。単結晶シリ
コンエピタキシャル層25aは、1017atom/cm3程度の
低濃度のボロンを含有し、比抵抗0.5〜15Ω・cmの
ものである。また、MOSトランジスタ26は、ゲート
電極部31と、高濃度n型拡散層、高濃度N型拡散層か
らなるソース/ドレイン領域32、32で構成されてお
り、LDD構造のNchトランジスタとなっている。
As shown in FIG. 1, a field shield portion 24 for insulating and isolating between active regions 39 is formed on a high-concentration P-type silicon single crystal substrate 23. High concentration P
Type silicon single crystal substrate 23 is 10 20 to 10 21 atom / cm 3
Contains boron at a high concentration of about 5 / 1000-
It is a silicon single crystal substrate (P ++ substrate) of 50 / 1000Ω · cm. The field shield part 24 includes a polycrystalline silicon layer 29 as a field electrode part and a silicon dioxide film 30. The field shield portion 24 is embedded with a single-crystal silicon epitaxial layer 25a, and a MOS transistor 26 is formed on the single-crystal silicon epitaxial layer 25. The single crystal silicon epitaxial layer 25a contains boron at a low concentration of about 10 17 atom / cm 3 and has a specific resistance of 0.5 to 15 Ω · cm. The MOS transistor 26 includes a gate electrode portion 31 and source / drain regions 32, 32 each formed of a high-concentration n-type diffusion layer and a high-concentration N-type diffusion layer, and is an Nch transistor having an LDD structure. .

【0017】また、フィールドシールド部24上面には
シリコン窒化膜33が形成され、このシリコン窒化膜3
3上およびゲート電極部31上には中間絶縁膜としての
BPSG(Boron Phosphorous Silicate Glass)膜27
が形成されている。そして、これらBPSG膜27、シ
リコン窒化膜33を貫通してソース/ドレイン領域32
に達する溝34が形成され、溝34内にTi/TiN膜
35、Wプラグ36、Al配線28が順次形成されてい
る。
A silicon nitride film 33 is formed on the upper surface of the field shield portion 24.
A BPSG (Boron Phosphorous Silicate Glass) film 27 as an intermediate insulating film is formed on the gate electrode 3 and the gate electrode 31.
Are formed. The source / drain region 32 penetrates through the BPSG film 27 and the silicon nitride film 33.
Are formed, and a Ti / TiN film 35, a W plug 36, and an Al wiring 28 are sequentially formed in the groove 34.

【0018】次に、上記構成の半導体装置の製造方法を
図2および図3を用いて説明する。図2および図3は、
本実施の形態の半導体装置の製造方法を工程順を追って
示すプロセスフロー図である。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device having the above configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 2 and FIG.
FIG. 4 is a process flow chart showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment in the order of steps.

【0019】図2(a)に示すように、まず、1020
1021atom/cm3程度の高濃度のボロンを含有し、比抵抗
5/1000〜50/1000Ω・cmの高濃度P型シリ
コン単結晶基板23を用意し、その表面にフィールドシ
ールド部24を形成する。その際には、例えば基板上
に、熱酸化法等による二酸化シリコン膜、減圧CVD法
等による多結晶シリコン膜、CVD法等による二酸化シ
リコン膜を順次形成した後、これら二酸化シリコン膜、
多結晶シリコン膜を選択的にエッチングする。すると、
エッチング後に残った多結晶シリコン膜29がフィール
ド電極部となり、二酸化シリコン膜30がフィールド電
極部を覆う絶縁膜となって、フィールドシールド部24
が形成される。
As shown in FIG. 2 (a), first, 10 20 ~
A high-concentration P-type silicon single crystal substrate 23 containing boron at a high concentration of about 10 21 atom / cm 3 and a specific resistance of 5/1000 to 50/1000 Ω · cm is prepared, and a field shield portion 24 is formed on the surface thereof. I do. In this case, for example, a silicon dioxide film formed by a thermal oxidation method or the like, a polycrystalline silicon film formed by a low-pressure CVD method or the like, and a silicon dioxide film formed by a CVD method or the like are sequentially formed on the substrate.
The polycrystalline silicon film is selectively etched. Then
The polycrystalline silicon film 29 remaining after the etching becomes a field electrode portion, and the silicon dioxide film 30 becomes an insulating film covering the field electrode portion.
Is formed.

【0020】次に、フィールドシールド部24以外の高
濃度P型シリコン単結晶基板23表面が露出した状態
で、フィールドシールド部24表面および単結晶基板2
3表面にシリコンエピタキシャル層25を形成する。こ
の際、フィールドシールド部24の上面には均質かつ平
坦な多結晶シリコン層25bが成長し、フィールドシー
ルド部24に囲まれた活性領域39上には単結晶シリコ
ンエピタキシャル層25aが形成される。シリコンエピ
タキシャル層を形成する際は、CVD法の一種であるV
PE法を用い、原料気体としてモノシラン(Si
4)、水素(H2)、ジボラン(B26)を用い、10
00℃の高温で気相成長させることによりシリコンを析
出させる。活性領域上に析出した単結晶シリコンは、1
17atom/cm3程度の低濃度のボロンを含有し、比抵抗
0.5〜15Ω・cmの単結晶シリコンエピタキシャル膜
25aとなる。
Next, with the surface of the high-concentration P-type silicon single crystal substrate 23 other than the field shield portion 24 exposed, the surface of the field shield portion 24 and the single crystal substrate 2 are exposed.
A silicon epitaxial layer 25 is formed on the three surfaces. At this time, a uniform and flat polycrystalline silicon layer 25b grows on the upper surface of the field shield portion 24, and a single crystal silicon epitaxial layer 25a is formed on the active region 39 surrounded by the field shield portion 24. When forming a silicon epitaxial layer, V is a type of CVD method.
Using the PE method, monosilane (Si
H 4 ), hydrogen (H 2 ) and diborane (B 2 H 6 ).
Silicon is deposited by vapor phase growth at a high temperature of 00 ° C. The single crystal silicon deposited on the active region is 1
A single crystal silicon epitaxial film 25a containing boron at a low concentration of about 0 17 atom / cm 3 and having a specific resistance of 0.5 to 15 Ω · cm is obtained.

【0021】次に、図2(b)に示すように、化学機械
研磨法(Chemical Mechanical Polishing,以下、CMP
と記す)により薬液および研磨材を用いて表面を研磨す
る、あるいは水酸化カリウム溶液を用いたウェットエッ
チングを行う、のいずれかの方法を用いて、フィールド
シールド部24上の多結晶シリコン層25bを除去す
る。CMP法による強アルカリ系の薬液および研磨剤を
用いた研磨では、突出した多結晶シリコン層25bを研
磨除去してフィールドシールド部24と単結晶シリコン
エピタキシャル層25aの上面を段差なく平坦化するこ
とができる。また、水酸化カリウム溶液のような強アル
カリ系薬液によるウェットエッチングでは、多結晶シリ
コン層25bのみを選択的に化学蝕刻することができ、
フィールドシールド部24の二酸化シリコン膜30や単
結晶シリコンエピタキシャル層25aが除去されること
はない。したがって、CMP法に代えて、85℃の水酸
化カリウム溶液によるウェットエッチングを実施して
も、多結晶シリコン層25bを二酸化シリコン膜30や
単結晶シリコンエピタキシャル層25aに比べて著しく
優勢に選択エッチングすることができ、フィールドシー
ルド部24と単結晶シリコンエピタキシャル層25aの
上面を段差なく平坦化できる、というCMP法と同様の
平坦化処理が可能となる。
Next, as shown in FIG. 2B, chemical mechanical polishing (hereinafter, referred to as CMP).
The surface is polished using a chemical solution and an abrasive, or wet etching is performed using a potassium hydroxide solution. Remove. In the polishing using a strong alkaline chemical solution and an abrasive by the CMP method, the protruding polycrystalline silicon layer 25b is polished and removed to flatten the upper surfaces of the field shield portion 24 and the single crystal silicon epitaxial layer 25a without any step. it can. Also, by wet etching using a strong alkaline chemical such as a potassium hydroxide solution, only the polycrystalline silicon layer 25b can be selectively chemically etched,
The silicon dioxide film 30 and the single crystal silicon epitaxial layer 25a of the field shield portion 24 are not removed. Therefore, even if wet etching using a potassium hydroxide solution at 85 ° C. is performed instead of the CMP method, the polycrystalline silicon layer 25b is selectively etched significantly more favorably than the silicon dioxide film 30 and the single crystal silicon epitaxial layer 25a. Thus, the planarization process similar to the CMP method, in which the upper surfaces of the field shield portion 24 and the single crystal silicon epitaxial layer 25a can be planarized without any step, can be performed.

【0022】次に、図2(c)に示すように、単結晶シ
リコンエピタキシャル層25a上に周知の方法によって
MOSトランジスタ26を形成する。MOSトランジス
タ26のゲート電極部31は、CVD法によって不純物
をドープした多結晶シリコン層40と、それを覆う二酸
化シリコン膜41で構成される。ゲート電極部31形成
後、このゲート電極部31をマスクとしてリンやヒ素等
のn型不純物イオンを基板全面に注入することにより、
MOSトランジスタ26のソース/ドレイン領域となる
高濃度n型拡散層42、42が形成される。
Next, as shown in FIG. 2C, a MOS transistor 26 is formed on the single crystal silicon epitaxial layer 25a by a known method. The gate electrode portion 31 of the MOS transistor 26 includes a polycrystalline silicon layer 40 doped with impurities by a CVD method and a silicon dioxide film 41 covering the polycrystalline silicon layer 40. After the gate electrode portion 31 is formed, n-type impurity ions such as phosphorus and arsenic are implanted over the entire surface of the substrate using the gate electrode portion 31 as a mask,
High-concentration n-type diffusion layers 42, 42 serving as source / drain regions of MOS transistor 26 are formed.

【0023】次に、図3(d)に示すように、高濃度n
型拡散層領域42にその一部を残して、リンやヒ素等の
n型不純物イオンを基板全面に注入することにより、高
濃度N型拡散層43が形成される。高濃度n型拡散層4
2および高濃度N型拡散層43の形成により、ゲート電
極部31の両側に基板23と逆導電型であるn型のLD
D構造のソース/ドレイン領域32、32が形成され
る。その後、ゲート電極部31を除く単結晶シリコンエ
ピタキシャル層25a表面およびフィールドシールド部
24表面にシリコン窒化膜33を形成する。
Next, as shown in FIG.
A high concentration N-type diffusion layer 43 is formed by implanting n-type impurity ions such as phosphorus and arsenic over the entire surface of the substrate, leaving a part of the diffusion layer in the region 42. High concentration n-type diffusion layer 4
2 and the high-concentration N-type diffusion layer 43, an n-type LD having a conductivity type opposite to that of the substrate 23 is formed on both sides of the gate electrode portion 31.
Source / drain regions 32 having a D structure are formed. Thereafter, a silicon nitride film 33 is formed on the surface of the single-crystal silicon epitaxial layer 25a except for the gate electrode portion 31 and on the surface of the field shield portion 24.

【0024】次に、図3(e)に示すように、ゲート電
極部31とシリコン窒化膜33の上部に、リンおよびボ
ロンを高濃度に添加したシリコン酸化膜であるBPSG
膜27を中間絶縁膜として堆積させ、熱処理によりリフ
ローさせて平坦化する。そして、図3(f)に示すよう
に、BPSG膜27、シリコン窒化膜33をエッチング
して高濃度N型拡散層43に達する溝34を形成し、そ
の溝34内にTi/TiN膜35、Wプラグ36、Al
配線28を順次形成する。なお、高濃度N型拡散層43
上にTi/TiN膜35を設けるのは、高濃度N型拡散
層43に対するアロイ・スパイク防止のためである。こ
のようにして、本実施の形態の半導体装置が完成する。
Next, as shown in FIG. 3E, a BPSG, which is a silicon oxide film doped with phosphorus and boron at a high concentration, is formed on the gate electrode portion 31 and the silicon nitride film 33.
The film 27 is deposited as an intermediate insulating film, and is flattened by reflow by heat treatment. Then, as shown in FIG. 3F, a groove 34 reaching the high-concentration N-type diffusion layer 43 is formed by etching the BPSG film 27 and the silicon nitride film 33, and a Ti / TiN film 35 is formed in the groove 34. W plug 36, Al
The wirings 28 are sequentially formed. The high-concentration N-type diffusion layer 43
The reason why the Ti / TiN film 35 is provided thereon is to prevent alloy spikes on the high-concentration N-type diffusion layer 43. Thus, the semiconductor device of the present embodiment is completed.

【0025】本実施の形態の半導体装置においては、特
性面で以下のような効果を奏することができる。高濃度
P型シリコン単結晶基板23上に低濃度の単結晶シリコ
ンエピタキシャル層25aを形成することによって高濃
度P型シリコン単結晶基板23のゲッタリング効果が作
用し、製造プロセス中で単結晶シリコンエピタキシャル
層25a中に含まれる金属汚染が高濃度P型シリコン単
結晶基板23中に取り込まれる。その結果、素子特性に
大きな影響を持つ単結晶シリコンエピタキシャル層25
a表面の活性領域39から金属汚染が排除されるので、
MOSトランジスタ26の電荷蓄積特性を向上させるこ
とができる。また、高濃度P型シリコン単結晶基板23
の使用により、反転n層の誘起を完全になくすことがで
きる。そして、単結晶シリコンエピタキシャル層25a
のゲート電極部31直下の領域は低濃度P型領域、N型
拡散層は高濃度N型領域となることでこれらの接合部分
はPN接合の耐圧を持つことになるため、耐圧の低下が
生じることがない。
In the semiconductor device of the present embodiment, the following effects can be obtained in terms of characteristics. By forming the low-concentration single-crystal silicon epitaxial layer 25a on the high-concentration P-type silicon single-crystal substrate 23, the gettering effect of the high-concentration P-type silicon single-crystal substrate 23 acts, and the single-crystal silicon epitaxial Metal contamination contained in the layer 25a is taken into the high-concentration P-type silicon single crystal substrate 23. As a result, the single-crystal silicon epitaxial layer 25 having a large effect on the device characteristics
Since metal contamination is excluded from the active region 39 on the a surface,
The charge storage characteristics of the MOS transistor 26 can be improved. Also, a high-concentration P-type silicon single crystal substrate 23
, The induction of the inverted n-layer can be completely eliminated. Then, the single crystal silicon epitaxial layer 25a
Since the region immediately below the gate electrode portion 31 becomes a low-concentration P-type region and the N-type diffusion layer becomes a high-concentration N-type region, these junctions have the breakdown voltage of the PN junction. Nothing.

【0026】なお、高濃度P型シリコン単結晶基板23
の比抵抗を5/1000〜50/1000Ω・cmとした
理由は、比抵抗5/1000Ω・cm未満では、ボロン濃
度が小さくなって単結晶シリコンエピタキシャル層25
a中に含まれる金属汚染をコントロールすることができ
ず、反転n層の誘起を完全になくすことができないから
である。一方、比抵抗50/1000Ω・cm超では、ボ
ロン濃度が大きくなって単結晶シリコンエピタキシャル
層25a中に含まれる金属汚染を高濃度P型シリコン単
結晶基板23に取り込むことが妨害され、ゲッタリング
効果が作用しないからである。したがって、比抵抗5/
1000〜50/1000Ω・cmの範囲でゲッタリング
効果が有効に生じることになる。また、単結晶シリコン
エピタキシャル層25aの比抵抗を0.5〜15Ω・cm
とした理由は、0.5Ω・cm未満ではシリコンの単結晶
化に不適切であり、15Ω・cm超ではラッチ・アップ現
象が発生する問題と活性領域39間の電気的分離が不充
分であるという問題が起こり、特に0.4μm以下の超
微細LSI構造での絶縁分離特性を得難いためである。
The high-concentration P-type silicon single crystal substrate 23
The reason for setting the specific resistance to 5/1000 to 50/1000 Ω · cm is that if the specific resistance is less than 5/1000 Ω · cm, the boron concentration becomes small and the single crystal silicon epitaxial layer 25
This is because the metal contamination contained in a cannot be controlled, and the induction of the inversion n layer cannot be completely eliminated. On the other hand, when the specific resistance exceeds 50/1000 Ω · cm, the boron concentration becomes large, so that the metal contamination contained in the single-crystal silicon epitaxial layer 25 a is prevented from being taken into the high-concentration P-type silicon single-crystal substrate 23, resulting in a gettering effect. Does not work. Therefore, the specific resistance 5 /
The gettering effect is effectively generated in the range of 1000 to 50/1000 Ω · cm. Further, the specific resistance of the single crystal silicon epitaxial layer 25a is set to 0.5 to 15 Ω · cm.
The reason is that if it is less than 0.5 Ω · cm, it is inappropriate for single crystallization of silicon, and if it exceeds 15 Ω · cm, there is a problem that a latch-up phenomenon occurs and electrical isolation between the active regions 39 is insufficient. This is because it is difficult to obtain the isolation characteristics particularly in an ultra-fine LSI structure of 0.4 μm or less.

【0027】また、製造プロセス面では以下のような効
果を奏することができる。従来技術では不純物を含まな
いシリコンエピタキシャル層を形成していたのに対し
て、本発明では不純物を低濃度に含むシリコンエピタキ
シャル層25を形成するため、フィールドシールド部2
4上に形成される多結晶シリコン層25bが均質なもの
となる。それに加えて、フィールドシールド部24上の
多結晶シリコン層25bを強アルカリを使用したCMP
やウェットエッチングで除去する方法を採っているが、
これらの方法は選択比が高いため、多結晶シリコン層2
5bのみを確実に除去することができ、フィールドシー
ルド部24上面と単結晶シリコンエピタキシャル層25
a上面の平坦度を従来に比べて高めることができる。し
たがって、その上に形成するBPSG膜27等に大きな
段差ができないため、Al配線28を形成する工程でデ
フォーカスが生じるのを防止することができる。
Further, the following effects can be obtained in the manufacturing process. In the prior art, a silicon epitaxial layer containing no impurities is formed, whereas in the present invention, a silicon epitaxial layer 25 containing impurities at a low concentration is formed.
The polycrystalline silicon layer 25b formed on the substrate 4 becomes uniform. In addition, the polycrystalline silicon layer 25b on the field shield portion 24 is
Or a method of removing by wet etching,
Since these methods have a high selectivity, the polycrystalline silicon layer 2
5b can be reliably removed, and the upper surface of the field shield portion 24 and the single crystal silicon epitaxial layer 25 can be removed.
a The flatness of the upper surface can be increased as compared with the related art. Therefore, since a large step cannot be formed on the BPSG film 27 and the like formed thereon, defocus can be prevented from occurring in the step of forming the Al wiring 28.

【0028】さらに、従来技術では中間絶縁膜としてP
SG膜を採用しているが、PSG膜はBPSG膜27等
と比べて流動性が低いため、仮に本実施の形態の素子構
造にPSG膜を採用したとすると、PSG膜がシリコン
窒化膜33とゲート電極部31の段差を反映してしま
い、平坦化が困難となる。それに対して、本実施の形態
の場合、中間絶縁膜としてより流動性が高いBPSG膜
27を採用したため、シリコン窒化膜33とゲート電極
部31の段差が打ち消され、容易に平坦化を図ることが
できる。
Furthermore, in the prior art, P is used as an intermediate insulating film.
Although the SG film is employed, the PSG film has a lower fluidity than the BPSG film 27 and the like. Therefore, if the PSG film is employed in the element structure of the present embodiment, the PSG film is formed of a silicon nitride film 33. The level difference of the gate electrode portion 31 is reflected, and it is difficult to planarize. On the other hand, in the case of the present embodiment, since the BPSG film 27 having higher fluidity is used as the intermediate insulating film, the step between the silicon nitride film 33 and the gate electrode portion 31 is canceled, and flattening can be easily achieved. it can.

【0029】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば本実施の形態では、高濃度P型シリコン単結晶基板
23上に低濃度P型シリコンエピタキシャル層25aを
形成し、その上にNchトランジスタ26を形成する例を
示したが、これとは逆に、N型シリコン単結晶基板上に
N型シリコンエピタキシャル層を形成し、その上にPch
トランジスタを形成するようにしてもよい。また、各種
の膜の膜厚や製造条件等の具体的な数値に関しては適宜
設定することができる。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in this embodiment, an example is shown in which the low-concentration P-type silicon epitaxial layer 25a is formed on the high-concentration P-type silicon single crystal substrate 23, and the Nch transistor 26 is formed thereon. , An N-type silicon epitaxial layer is formed on an N-type silicon single crystal substrate, and a Pch
A transistor may be formed. Further, specific numerical values such as the film thickness of various films and manufacturing conditions can be appropriately set.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
半導体装置およびその製造方法によれば、高濃度半導体
基板上に低濃度シリコンエピタキシャル層を形成するこ
とによって高濃度半導体基板のゲッタリング効果が作用
し、製造プロセス中でシリコンエピタキシャル層中に含
まれる金属汚染が高濃度半導体基板中に取り込まれる。
その結果、素子特性に大きな影響を持つシリコンエピタ
キシャル層表面の活性領域から金属汚染が排除されるの
で、MOSトランジスタの電荷蓄積特性が向上する。ま
た、接合耐圧の確保、ラッチ・アップ現象の防止といっ
た点でも優れた特性を得ることができる。さらに、製造
プロセス面においては、フィールドシールド部上に形成
される多結晶シリコン層が均質なものとなり、この均質
な多結晶シリコン層のみを選択比の高いCMP法または
ウェットエッチング法で確実に除去することができ、フ
ィールドシールド部上面とシリコンエピタキシャル層上
面の平坦度を従来に比べて高めることができる。その結
果、その上に形成する中間絶縁膜や金属配線に大きな段
差ができないため、金属配線を形成する工程でデフォー
カスが生じるのを防止することができる。
As described above in detail, according to the semiconductor device and the method of manufacturing the same of the present invention, gettering of a high-concentration semiconductor substrate by forming a low-concentration silicon epitaxial layer on a high-concentration semiconductor substrate. The effect works, and the metal contamination contained in the silicon epitaxial layer is taken into the high-concentration semiconductor substrate during the manufacturing process.
As a result, metal contamination is eliminated from the active region on the surface of the silicon epitaxial layer which has a great influence on the device characteristics, and the charge storage characteristics of the MOS transistor are improved. Also, excellent characteristics can be obtained in terms of securing the junction breakdown voltage and preventing the latch-up phenomenon. Further, in terms of the manufacturing process, the polycrystalline silicon layer formed on the field shield portion becomes homogeneous, and only this homogeneous polycrystalline silicon layer is surely removed by the CMP method or the wet etching method having a high selectivity. Therefore, the flatness of the upper surface of the field shield portion and the upper surface of the silicon epitaxial layer can be increased as compared with the related art. As a result, since a large step cannot be formed in the intermediate insulating film and the metal wiring formed thereon, defocus can be prevented from occurring in the step of forming the metal wiring.

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

【図1】 本発明の一実施の形態である半導体装置を示
す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 同、半導体装置の製造方法を工程順を追って
示すプロセスフロー図である。
FIG. 2 is a process flow diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device in the order of steps.

【図3】 同、プロセスフロー図の続きである。FIG. 3 is a continuation of the process flow diagram.

【図4】 フィールドフィールド素子分離構造を有する
従来の半導体装置の一例を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional semiconductor device having a field-field element isolation structure.

【図5】 フィールドフィールド素子分離構造を有する
従来の半導体装置の他の例を示す工程断面図である。
FIG. 5 is a process sectional view showing another example of a conventional semiconductor device having a field-field element isolation structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

23 高濃度P型シリコン単結晶基板(半導体基板) 24 フィールドシールド部 25 シリコンエピタキシャル層 25a 単結晶シリコンエピタキシャル層(シリコンエ
ピタキシャル層) 25b 多結晶シリコン層 26 MOSトランジスタ 27 BPSG膜 28 Al配線(配線) 31 ゲート電極部 32 ソース/ドレイン領域 39 活性領域 42 高濃度n型拡散層 43 高濃度N型拡散層
Reference Signs List 23 High-concentration P-type silicon single crystal substrate (semiconductor substrate) 24 Field shield portion 25 Silicon epitaxial layer 25a Single crystal silicon epitaxial layer (silicon epitaxial layer) 25b Polycrystalline silicon layer 26 MOS transistor 27 BPSG film 28 Al wiring (wiring) 31 Gate electrode part 32 Source / drain region 39 Active region 42 High concentration n-type diffusion layer 43 High concentration N-type diffusion layer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第一導電型の不純物を高濃度に含有する
半導体基板と、 該半導体基板上に順次形成された絶縁膜、フィールドシ
ールド電極、絶縁膜からなり、活性領域間を絶縁分離す
るフィールドシールド部と、 該フィールドシールド部を埋め込んでその上面が該フィ
ールドシールド部の上面と略同じ高さとされ、第一導電
型の不純物を低濃度に含有するシリコンエピタキシャル
層と、 該シリコンエピタキシャル層上に形成されたゲート電極
部と、前記第一導電型と逆導電型の不純物拡散層からな
るMOSトランジスタと、 を有することを特徴とする半導体装置。
1. A field which comprises a semiconductor substrate containing an impurity of a first conductivity type at a high concentration, an insulating film, a field shield electrode, and an insulating film sequentially formed on the semiconductor substrate, and insulates and separates active regions from each other. A shield portion, a silicon epitaxial layer in which the field shield portion is buried, the upper surface of which is substantially the same height as the upper surface of the field shield portion, and the first epitaxial layer contains a first conductivity type impurity at a low concentration; A semiconductor device comprising: a formed gate electrode portion; and a MOS transistor including an impurity diffusion layer of a conductivity type opposite to the first conductivity type.
【請求項2】 請求項1に記載の半導体装置において、 前記半導体基板が、ボロンを高濃度に含有し比抵抗が5
/1000〜50/1000Ω・cmの単結晶シリコン基
板であり、 前記シリコンエピタキシャル層が、ボロンを低濃度に含
有し比抵抗が0.5〜15Ω・cmのシリコンエピタキシ
ャル層であることを特徴とする半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor substrate contains boron at a high concentration and has a specific resistance of 5%.
/ 1000 to 50/1000 Ω · cm, wherein the silicon epitaxial layer is a silicon epitaxial layer containing boron at a low concentration and having a specific resistance of 0.5 to 15 Ω · cm. Semiconductor device.
【請求項3】 請求項1または2に記載の半導体装置に
おいて、 前記MOSトランジスタおよびフィールドシールド部を
覆う中間絶縁膜としてBPSG膜が設けられ、該BPS
G膜上に配線が設けられたことを特徴とする半導体装
置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein a BPSG film is provided as an intermediate insulating film covering said MOS transistor and a field shield portion.
A semiconductor device, wherein a wiring is provided on a G film.
【請求項4】 第一導電型の不純物を高濃度に含有する
半導体基板上に、絶縁膜、フィールドシールド電極、絶
縁膜を順次形成することにより、フィールドシールド部
を形成する工程と、 全面に第一導電型の不純物を低濃度に含有するシリコン
エピタキシャル層を形成する工程と、 強アルカリ溶液を用いた化学機械研磨またはウェットエ
ッチングを用いて前記フィールドシールド部上の前記シ
リコンエピタキシャル層を選択的に除去することによ
り、フィールドシールド部上面とシリコンエピタキシャ
ル層上面が略同じ高さになるように平坦化する工程と、 前記シリコンエピタキシャル層上にゲート電極部および
前記第一導電型と逆導電型の不純物拡散層を形成するこ
とにより、MOSトランジスタを形成する工程と、を有
することを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. A step of forming a field shield portion by sequentially forming an insulating film, a field shield electrode, and an insulating film on a semiconductor substrate containing a first conductive type impurity at a high concentration; Forming a silicon epitaxial layer containing one conductivity type impurity at a low concentration; and selectively removing the silicon epitaxial layer on the field shield portion by chemical mechanical polishing or wet etching using a strong alkaline solution. A step of flattening the upper surface of the field shield portion and the upper surface of the silicon epitaxial layer so as to have substantially the same height; and a step of diffusing an impurity of a gate electrode portion and a conductivity type opposite to the first conductivity type on the silicon epitaxial layer. Forming a MOS transistor by forming a layer. Semiconductor device manufacturing method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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