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JP2003031680A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

Info

Publication number
JP2003031680A
JP2003031680A JP2001214811A JP2001214811A JP2003031680A JP 2003031680 A JP2003031680 A JP 2003031680A JP 2001214811 A JP2001214811 A JP 2001214811A JP 2001214811 A JP2001214811 A JP 2001214811A JP 2003031680 A JP2003031680 A JP 2003031680A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
forming
region
channel
semiconductor device
impurity
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
JP2001214811A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Sakai
健志 坂井
Kazuyoshi Shiba
和佳 志波
Shiro Kanbara
史朗 蒲原
Nobue Nakajima
伸恵 中嶋
Kenichi Kuroda
謙一 黒田
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2001214811A priority Critical patent/JP2003031680A/en
Priority to PCT/JP2002/004255 priority patent/WO2003009374A1/en
Publication of JP2003031680A publication Critical patent/JP2003031680A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve electrical characteristics of a field effect transistor. SOLUTION: The method for manufacturing a semiconductor device comprises the steps of forming a gate insulating film 3 and a gate electrode 4a on a semiconductor substrate 1S, and then implanting an impurity to form a channel region 6 of the field effect transistor.

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、半導体装置の製造
技術に関し、特に、電界効果トランジスタを有する半導
体装置の製造技術に適用して有効な技術に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device manufacturing technique, and more particularly to a technique effectively applied to a semiconductor device manufacturing technique having a field effect transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明者らが検討した電界効果トランジ
スタの形成方法においては、半導体基板にウエルおよび
チャネル形成用の不純物イオンを導入した後に、ゲート
絶縁膜およびゲート電極を順に形成し、さらにソースお
よびドレイン用の半導体領域を半導体基板に形成するも
のである。
2. Description of the Related Art In the method of forming a field effect transistor studied by the present inventors, a gate insulating film and a gate electrode are sequentially formed after introducing impurity ions for forming a well and a channel into a semiconductor substrate, and a source is further formed. And a semiconductor region for drain is formed on the semiconductor substrate.

【0003】なお、例えば特開平7−254645号公
報には、CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semicon
ductor)の製造プロセスにおいて、フィールド絶縁膜と
ゲート電極とを形成した後に、両者を透過するエネルギ
ーで所定の不純物を半導体基板にイオン打ち込みをして
nチャネル型のMIS・FET(Metal InsulatorSemic
onductor Field Effect Transistor)形成領域にpウエ
ルを、pチャネル型のMIS・FET形成領域にnウエ
ルを形成する技術が開示されている。
Incidentally, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-254645 discloses a CMOS (Complementary Metal Oxide Semicon).
In a manufacturing process of a ductor, after forming a field insulating film and a gate electrode, a predetermined impurity is ion-implanted into a semiconductor substrate with energy that passes through the n-channel type MIS • FET (Metal InsulatorSemic).
A technique for forming a p-well in an on-ductor field effect transistor forming region and an n-well in a p-channel type MIS • FET forming region is disclosed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記発明者
らが検討した電界効果トランジスタの形成技術において
は、以下の課題があることを本発明者らは見出した。
However, the inventors of the present invention have found that the field effect transistor formation technique studied by the above inventors has the following problems.

【0005】すなわち、第1は、ウエルおよびチャネル
形成のための不純物イオンの注入処理に際してフォトレ
ジストマスクパターンを別々に形成する必要がある。特
に、CMIS回路を有する半導体装置の製造工程におい
ては、nチャネル型およびpチャネル型の電界効果トラ
ンジスタ形成領域毎にウエルおよびチャネル形成用の不
純物を打ち分けなければならないので、フォトレジスト
パターンの形成工程が増大する。このため、半導体装置
の製造工程数および製造コストが増大する問題がある。
That is, first, it is necessary to separately form a photoresist mask pattern in the process of implanting impurity ions for forming a well and a channel. In particular, in the process of manufacturing a semiconductor device having a CMIS circuit, it is necessary to implant impurities for forming wells and channels for each of n-channel type and p-channel type field effect transistor forming regions. Will increase. Therefore, there is a problem that the number of manufacturing steps of the semiconductor device and the manufacturing cost increase.

【0006】第2は、ウエルおよびチャネル形成のため
の不純物イオン注入処理後の熱処理により、ウエルおよ
びチャネルの不純物プロファイルに再分布が起こり、所
望の不純物プロファイルを形成することが困難である。
特に、CMIS回路を有する半導体装置においてpチャ
ネル型の電界効果トランジスタでは、n型のゲート電極
を使用しているが、ゲート長の微細化に伴い、上記不純
物プロファイルの再分布等に起因する短チャネル効果の
問題が顕在化し、所望の電気的特性が得られないという
問題がある。そこで、短チャネル効果を抑制または防止
すべく、nチャネル型の電界効果トランジスタのゲート
電極をn型とし、かつ、pチャネル型の電界効果トラン
ジスタのゲート電極をp型とする、いわゆるデュアルゲ
ート電極構造を採用している場合がある。しかし、この
技術では、ゲート電極の導電型をnチャネル型の電界効
果トランジスタとpチャネル型の電界効果トランジスタ
とで別々にしなければならないため、そのためのフォト
レジストマスクパターンの形成工程および不純物導入工
程が増える結果、半導体装置の製造工程数および製造コ
ストが増大する問題がある。
Second, due to the heat treatment after the impurity ion implantation process for forming the well and channel, redistribution occurs in the impurity profile of the well and channel, and it is difficult to form a desired impurity profile.
In particular, in a p-channel field effect transistor in a semiconductor device having a CMIS circuit, an n-type gate electrode is used. However, with the miniaturization of the gate length, a short channel caused by the redistribution of the above-mentioned impurity profile and the like. There is a problem in that the effect problem becomes apparent and desired electrical characteristics cannot be obtained. Therefore, in order to suppress or prevent the short channel effect, a so-called dual gate electrode structure is used in which the gate electrode of an n-channel field effect transistor is n-type and the gate electrode of a p-channel field-effect transistor is p-type. May have been adopted. However, in this technique, the conductivity type of the gate electrode has to be different for the n-channel field effect transistor and the p-channel field effect transistor, and therefore the photoresist mask pattern forming step and the impurity introducing step for that purpose are performed. As a result, the number of semiconductor device manufacturing steps and the manufacturing cost increase.

【0007】本発明の目的は、電界効果トランジスタの
電気的特性を向上させることのできる技術を提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to provide a technique capable of improving the electric characteristics of a field effect transistor.

【0008】また、本発明の他の目的は、半導体装置の
コストを低減することのできる技術を提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of reducing the cost of a semiconductor device.

【0009】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
Among the inventions disclosed in the present application, a brief description will be given to the outline of typical ones.
It is as follows.

【0011】すなわち、本発明は、ゲート絶縁膜上にゲ
ート電極を形成した後に、そのゲート電極下の半導体基
板にチャネルを形成するための不純物を導入する工程を
有するものである。
That is, the present invention comprises a step of forming a gate electrode on a gate insulating film and then introducing an impurity for forming a channel into a semiconductor substrate below the gate electrode.

【0012】また、本発明は、前記チャネルを形成する
ための不純物の導入工程にマスクとして使用したマスキ
ング層をマスクとして、半導体基板にウエル形成用の不
純物を導入するものである。
Further, according to the present invention, the well forming impurities are introduced into the semiconductor substrate using the masking layer used as a mask in the impurity introducing step for forming the channel as a mask.

【0013】また、本発明は、前記チャネルを形成する
ための不純物の導入工程にマスクとして使用したマスキ
ング層をマスクとして、半導体基板に電界効果トランジ
スタのソースおよびドレイン用の半導体領域を形成する
ための不純物を導入するものである。
Further, according to the present invention, a semiconductor region for a source and a drain of a field effect transistor is formed on a semiconductor substrate by using a masking layer used as a mask in an impurity introducing step for forming the channel as a mask. It introduces impurities.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本願発明を詳細に説明する前に、
本願における用語の意味を説明すると次の通りである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Before describing the present invention in detail,
The meanings of the terms in the present application are as follows.

【0015】1.本願において半導体装置というとき
は、特に単結晶シリコン基板上に作られるものだけでな
く、特にそうでない旨が明示された場合を除き、SOI
(Silicon On Insulator)基板やTFT(Thin Film Trans
istor)液晶製造用基板などといった他の基板上に作られ
るものを含むものとする。
1. In the present application, the term “semiconductor device” means not only a device formed on a single crystal silicon substrate but also an SOI device unless otherwise specified.
(Silicon On Insulator) substrate and TFT (Thin Film Trans
istor) shall include those made on other substrates such as substrates for liquid crystal manufacturing.

【0016】2.ウエハとは、半導体集積回路の製造に
用いるシリコンその他の半導体単結晶の薄板(半導体ウ
エハとも呼ばれ、一般にほぼ円板形)、サファイア基
板、ガラス基板、その他の絶縁、反絶縁または半導体基
板等並びにそれらの複合的基板を言う。
2. Wafers are thin plates of silicon or other semiconductor single crystals (also called semiconductor wafers, generally in the shape of a disk), sapphire substrates, glass substrates, other insulating, anti-insulating or semiconductor substrates, etc. used in the manufacture of semiconductor integrated circuits. We refer to those composite substrates.

【0017】3.半導体集積回路チップまたは半導体チ
ップ(以下、単にチップという)とは、ウエハ工程(ウ
エハプロセスまたは前工程)が完了したウエハを単位回
路群に分割したものを言う。
3. A semiconductor integrated circuit chip or a semiconductor chip (hereinafter, simply referred to as a chip) refers to a wafer in which a wafer process (wafer process or previous process) is completed is divided into unit circuit groups.

【0018】4.表面チャネルとは、回路動作条件下に
おいて、トランジスタにゲート電圧を印加した際に、チ
ャネル電流が半導体基板の表面を流れる構造を言う。n
チャネル型のMIS・FETにおいては、ゲート電極の
ポリシリコンをn型の極性とし、pチャネル型のMIS
・FETにおいては、ゲート電極のポリシリコンをp型
の極性とすることで、Si基板のフェルミ準位を調整
し、チャネル領域がゲート酸化膜とSi基板との界面に
形成される。
4. A surface channel refers to a structure in which a channel current flows on the surface of a semiconductor substrate when a gate voltage is applied to a transistor under circuit operating conditions. n
In the channel type MIS • FET, the polysilicon of the gate electrode has the n type polarity and the p channel type MIS
In the FET, the Fermi level of the Si substrate is adjusted by making the polysilicon of the gate electrode have the p-type polarity, and the channel region is formed at the interface between the gate oxide film and the Si substrate.

【0019】5.埋め込みチャネルとは、回路動作条件
下において、トランジスタにゲート電圧を印加した際
に、チャネル電流が半導体基板の表面およびそれよりも
深い内部を流れる構造を言う。例えばpチャネル型のM
IS・FETのゲート電極をn型とすることで、Si基
板の内部のnp接合近傍にチャネル領域が形成される。
5. A buried channel refers to a structure in which a channel current flows on the surface of a semiconductor substrate and inside deeper than that when a gate voltage is applied to a transistor under circuit operating conditions. For example, p-channel type M
By making the gate electrode of the IS-FET n-type, a channel region is formed near the np junction inside the Si substrate.

【0020】以下の実施の形態においては便宜上その必
要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に
分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それら
はお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部ま
たは全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
In the following embodiments, when there is a need for convenience, they will be described by dividing them into a plurality of sections or embodiments, but unless otherwise specified, they are not unrelated to each other, One is in the relation of some or all of modifications of the other, details, supplementary explanations, and the like.

【0021】また、以下の実施の形態において、要素の
数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場
合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数
に限定される場合等を除き、その特定の数に限定される
ものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.) of elements, it is clearly limited to a specific number when explicitly stated and in principle. The number is not limited to the specific number except the case, and may be a specific number or more or less.

【0022】さらに、以下の実施の形態において、その
構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場
合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合
等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまで
もない。
Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps, etc.) are not always essential unless otherwise specified or in principle considered to be essential in principle. Needless to say

【0023】同様に、以下の実施の形態において、構成
要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示
した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられ
る場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似
するもの等を含むものとする。このことは、上記数値お
よび範囲についても同様である。
Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the constituent elements, etc., except when explicitly indicated or when it is considered that the principle is not clear, it is substantially the same. In addition, the shape and the like are included or similar. This also applies to the above numerical values and ranges.

【0024】また、本実施の形態を説明するための全図
において同一機能を有するものは同一の符号を付し、そ
の繰り返しの説明は省略する。
Further, components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted.

【0025】また、本実施の形態で用いる図面において
は、平面図であっても図面を見易くするためにハッチン
グを付す場合もある。
In the drawings used in the present embodiment, hatching may be used even in a plan view so as to make the drawings easy to see.

【0026】また、本実施の形態においては、電界効果
トランジスタを代表するMIS・FET(Metal Insula
tor Semiconductor Field Effect Transistor)をMI
Sと略し、pチャネル型のMIS・FETをpMISと
略し、nチャネル型のMIS・FETをnMISと略
す。
Further, in this embodiment, a MIS • FET (Metal Insula) representing a field effect transistor is used.
tor Semiconductor Field Effect Transistor) MI
Abbreviated as S, p-channel type MIS • FET is abbreviated as pMIS, and n-channel type MIS • FET is abbreviated as nMIS.

【0027】以下、本発明の実施の形態を図面に基づい
て詳細に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0028】(実施の形態1)まず、本実施の形態にお
ける半導体装置の製造方法の基本例を図1〜図6により
説明する。
(Embodiment 1) First, a basic example of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0029】図1は、その半導体装置の製造工程中にお
けるウエハの要部断面図を示している。ウエハ1を構成
する半導体基板(以下、単に基板という)1Sは、例え
ばp型の単結晶シリコンからなる平面円形状の薄板から
なり、その主面(デバイス形成面)には、溝形の分離部
(STI:Shallow Trench Isolation)2が形成されて
いる。この溝形の分離部2は、基板1Sの主面に形成さ
れた溝内に、例えば酸化シリコン膜等が埋め込まれて形
成されている。分離部2に囲まれた基板1Sの領域が活
性領域(またはデバイス形成領域)となっている。本実
施の形態においては、その活性領域にpMISを形成す
る場合について説明する。分離部2は、SGIに限定さ
れるものではなく種々変更可能であり、例えば選択酸化
法(LOCOS;Local Oxidation of Silicon)法で形
成された構造のものでも良い。
FIG. 1 is a sectional view of the essential part of a wafer during the manufacturing process of the semiconductor device. A semiconductor substrate (hereinafter, simply referred to as a substrate) 1S forming the wafer 1 is made of a flat circular thin plate made of, for example, p-type single crystal silicon, and has a groove-shaped separation portion on its main surface (device formation surface). (STI: Shallow Trench Isolation) 2 is formed. The groove-shaped separating portion 2 is formed by embedding, for example, a silicon oxide film in the groove formed on the main surface of the substrate 1S. A region of the substrate 1S surrounded by the isolation portion 2 is an active region (or device formation region). In the present embodiment, a case will be described in which a pMIS is formed in the active region. The separation part 2 is not limited to SGI, but can be variously modified, and may have a structure formed by, for example, a selective oxidation (LOCOS; Local Oxidation of Silicon) method.

【0030】基板1Sの主面上には、例えば酸化シリコ
ン(SiOx)からなるゲート絶縁膜3が熱酸化法等に
よって形成されている。ゲート絶縁膜3は、酸化シリコ
ンに代えて酸窒化シリコン(SiON)で構成しても良
い。すなわち、ゲート絶縁膜3と基板1Sとの界面に窒
素を偏析させる構造としても良い。酸窒化シリコン膜
は、酸化シリコン膜に比べて膜中における界面準位の発
生を抑制したり、電子トラップを低減したりする効果が
高いので、ゲート絶縁膜3のホットキャリア耐性を向上
でき、絶縁耐性を向上させることができる。
A gate insulating film 3 made of, for example, silicon oxide (SiO x ) is formed on the main surface of the substrate 1S by a thermal oxidation method or the like. The gate insulating film 3 may be made of silicon oxynitride (SiON) instead of silicon oxide. That is, the structure may be such that nitrogen is segregated at the interface between the gate insulating film 3 and the substrate 1S. Since the silicon oxynitride film has a higher effect of suppressing the generation of interface states in the film and reducing electron traps than the silicon oxide film, the hot carrier resistance of the gate insulating film 3 can be improved, and the insulating property can be improved. The resistance can be improved.

【0031】また、ゲート絶縁膜3を、例えば窒化シリ
コン膜、あるいは酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との
複合絶縁膜で形成しても良い。酸化シリコン膜からなる
ゲート絶縁膜3を二酸化シリコン換算膜厚で5nm未
満、特に3nm未満まで薄くすると、直接トンネル電流
の発生やストレス起因のホットキャリア等による絶縁破
壊耐圧の低下が顕在化する。窒化シリコン膜は、酸化シ
リコン膜よりも誘電率が高いためにその二酸化シリコン
換算膜厚は実際の膜厚よりも薄くなる。すなわち、窒化
シリコン膜を有する場合には、物理的に厚くても、相対
的に薄い二酸化シリコン膜と同等の容量を得ることがで
きる。従って、ゲート絶縁膜3を単一の窒化シリコン膜
あるいはそれと酸化シリコン膜との複合膜で構成するこ
とにより、その実効膜厚を、酸化シリコン膜で構成され
たゲート絶縁膜よりも厚くすることができるので、トン
ネル漏れ電流の発生やホットキャリアによる絶縁破壊耐
圧の低下を改善することができる。
Further, the gate insulating film 3 may be formed of, for example, a silicon nitride film or a composite insulating film of a silicon oxide film and a silicon nitride film. If the gate insulating film 3 made of a silicon oxide film is thinned to a silicon dioxide equivalent film thickness of less than 5 nm, particularly less than 3 nm, the breakdown voltage breakdown becomes obvious due to generation of direct tunnel current or hot carriers caused by stress. Since the silicon nitride film has a higher dielectric constant than the silicon oxide film, its silicon dioxide equivalent film thickness becomes thinner than the actual film thickness. That is, in the case of having a silicon nitride film, a capacitance equivalent to that of a relatively thin silicon dioxide film can be obtained even if it is physically thick. Therefore, by forming the gate insulating film 3 with a single silicon nitride film or a composite film of the same and a silicon oxide film, its effective film thickness can be made larger than that of the gate insulating film formed with a silicon oxide film. Therefore, the occurrence of tunnel leakage current and the reduction of breakdown voltage due to hot carriers can be improved.

【0032】ゲート絶縁膜3上には、例えば低抵抗多結
晶シリコンからなるゲート電極4aaがパターニングさ
れている。ゲート電極4aは、例えばリン(P)が含有
されてn型に設定されている。ゲート電極4aをn型に
する方法としては、例えばゲート電極4aを形成するた
めの多結晶シリコン膜をCVD法で堆積する際に同時に
リン等をドーピングする方法、ゲート電極を形成するた
めのノンドープの多結晶シリコン膜をCVD法で堆積し
た後に、その多結晶シリコン膜に、例えばリンまたはヒ
素(As)をイオン注入法等によって導入する方法また
はそのノンドープの多結晶シリコン膜上にリン等を含有
する絶縁膜等を堆積した後にその絶縁膜中のリンをノン
ドープの多結晶シリコン膜に熱拡散する方法等を用いれ
ば良い。
A gate electrode 4aa made of, for example, low resistance polycrystalline silicon is patterned on the gate insulating film 3. The gate electrode 4a contains, for example, phosphorus (P) and is set to be n-type. Examples of a method of making the gate electrode 4a n-type include, for example, a method of simultaneously doping phosphorus and the like when depositing a polycrystalline silicon film for forming the gate electrode 4a by a CVD method, and a non-doped method of forming a gate electrode. After depositing the polycrystalline silicon film by the CVD method, a method of introducing phosphorus or arsenic (As) into the polycrystalline silicon film by, for example, an ion implantation method, or containing phosphorus or the like on the non-doped polycrystalline silicon film. A method of depositing an insulating film or the like and then thermally diffusing phosphorus in the insulating film into a non-doped polycrystalline silicon film may be used.

【0033】図2は、図1に続く半導体装置の製造工程
中におけるウエハの要部断面図を示している。ここで
は、例えばホウ素(B)等のような不純物を基板1Sの
主面側からイオン注入法によって導入することにより、
基板1Sの主面にソースおよびドレイン用のp-型の半
導体領域5aを形成する。このp-型の半導体領域5a
は、ホットキャリアを抑制または防止する機能を持つ、
いわゆるLDD(LightlyDoped Drain)構造形成用の領
域である。すなわち、p-型の半導体領域5aは、ホッ
トキャリアを抑制または防止する低不純物濃度領域であ
る。
FIG. 2 is a sectional view of the essential part of the wafer during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. Here, for example, by introducing an impurity such as boron (B) from the main surface side of the substrate 1S by an ion implantation method,
P type semiconductor regions 5a for source and drain are formed on the main surface of the substrate 1S. This p type semiconductor region 5a
Has the function of suppressing or preventing hot carriers,
This is a region for forming a so-called LDD (Lightly Doped Drain) structure. That is, the p type semiconductor region 5a is a low impurity concentration region that suppresses or prevents hot carriers.

【0034】図3は、図2に続く半導体装置の製造工程
中におけるウエハの要部断面図を示している。ここで
は、例えばリンまたはヒ素等のような不純物を基板1S
の主面側からゲート電極4aを貫通させて基板1Sにイ
オン注入法によって導入することにより、基板1Sの主
面から所定の深さに渡って広がるnウエルNWLを形成
する。なお、この際の不純物導入処理においては、既に
ゲート電極4aが形成されているので、ゲート電極4a
が存在する領域下における不純物の到達深さが、ゲート
電極4aが存在しない領域下における不純物の到達深さ
よりも浅くなっている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of essential parts of the wafer during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. Here, impurities such as phosphorus or arsenic are added to the substrate 1S.
The n-well NWL is formed by penetrating the gate electrode 4a from the main surface side of the substrate 1S and introducing it into the substrate 1S by an ion implantation method so as to spread over a predetermined depth from the main surface of the substrate 1S. In the impurity introduction process at this time, since the gate electrode 4a is already formed, the gate electrode 4a
The arrival depth of the impurities under the region where the gate electrode 4a exists is shallower than the arrival depth of the impurity under the region where the gate electrode 4a does not exist.

【0035】図4は、図3に続く半導体装置の製造工程
中におけるウエハの要部断面図を示している。ここで
は、例えばホウ素等のような不純物を基板1Sの主面側
からゲート電極4aを貫通させて基板1Sにイオン注入
法によって導入することにより、基板1Sにおいてゲー
ト電極4aの直下にp-型の埋込みチャネル領域6を形
成する。この埋込みチャネル領域6は、基板1Sの主面
から所定の深さに不純物濃度のピークを有するように形
成されている。本実施の形態においては、この埋込みチ
ャネル領域6の形成処理を、例えばゲート絶縁膜3の形
成工程等のような熱処理を伴う工程の後に行うことによ
り、埋込みチャネル領域6中の不純物の再拡散を抑制す
ることができる。このため、その埋込みチャネル領域6
を所望の不純物プロファイルで形成することが可能とな
る。したがって、pMISの電気的特性を向上させるこ
とが可能となる。ただし、図2〜図4の処理順序は上記
のものに限定されるものではなく、どのような順序で行
っても構わない。第1の概念は、埋込みチャネル領域6
を形成するための不純物導入工程を、ゲート電極4aの
パターニング工程後に行うことである。第2の概念は、
後述するように、これら図2〜図4の不純物導入処理を
共通のマスキング層、例えばフォトレジストパターンを
マスクとして連続的に行うことである。これら不純物導
入処理時に用いるフォトレジストパターンを共通とする
ことにより、フォトレジスト膜の塗布、露光、現像、ベ
ークおよび洗浄を伴う一連のフォトリソグラフィ工程を
1工程で済ませることができる。すなわち、それらの不
純物導入工程を別々に行った場合に比べてフォトリソグ
ラフィ工程を2工程削減できる。また、フォトマスクの
枚数も減らせる。したがって、半導体装置の開発時間や
製造時間を短縮できる。また、材料費、燃料費および作
業量を減らすことができ、半導体装置のコストを低減で
きる。
FIG. 4 is a sectional view of the essential part of the wafer during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. Here, for example, impurities such as boron are introduced into the substrate 1S from the main surface side of the substrate 1S through the gate electrode 4a by an ion implantation method, so that the p -type impurity is directly formed on the substrate 1S just below the gate electrode 4a. A buried channel region 6 is formed. The buried channel region 6 is formed to have a peak of impurity concentration at a predetermined depth from the main surface of the substrate 1S. In the present embodiment, the process of forming the buried channel region 6 is performed after the process involving the heat treatment such as the process of forming the gate insulating film 3 so that the impurities in the buried channel region 6 are re-diffused. Can be suppressed. Therefore, the buried channel region 6
Can be formed with a desired impurity profile. Therefore, the electrical characteristics of pMIS can be improved. However, the processing order of FIGS. 2 to 4 is not limited to the above, and any order may be performed. The first concept is that the buried channel region 6
That is, the impurity introducing step for forming the is performed after the patterning step of the gate electrode 4a. The second concept is
As will be described later, the impurity introduction process of FIGS. 2 to 4 is continuously performed by using a common masking layer, for example, a photoresist pattern as a mask. By using a common photoresist pattern for use in the impurity introduction process, a series of photolithography processes including coating, exposure, development, baking and cleaning of the photoresist film can be completed in one step. That is, the photolithography process can be reduced by two processes as compared with the case where the impurity introduction processes are performed separately. Also, the number of photomasks can be reduced. Therefore, the development time and manufacturing time of the semiconductor device can be shortened. Further, the material cost, the fuel cost, and the work amount can be reduced, and the cost of the semiconductor device can be reduced.

【0036】図5は、図4に続く半導体装置の製造工程
中におけるウエハの要部断面図を示している。ここで
は、基板1の主面上に、酸化シリコン膜からなる絶縁膜
をCVD(Chemical Vapor Deposition)法等によって
堆積した後、これを異方性のドライエッチング法等によ
ってエッチバックすることにより、ゲート電極4aの側
面に、例えば酸化シリコンからなるサイドウォール7を
形成する。
FIG. 5 is a sectional view of the essential part of the wafer during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. Here, an insulating film made of a silicon oxide film is deposited on the main surface of the substrate 1 by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or the like, and then etched back by an anisotropic dry etching method or the like, thereby forming a gate. A sidewall 7 made of, for example, silicon oxide is formed on the side surface of the electrode 4a.

【0037】図6は、図5に続く半導体装置の製造工程
中におけるウエハの要部断面図を示している。ここで
は、例えばホウ素等のような不純物を基板1Sの主面側
からイオン注入法によって導入することにより、基板1
Sの主面にソースおよびドレイン用のp+型の半導体領
域5bを形成する。この工程は、上記のようにサイドウ
ォール7を形成した後に行うので、p+型の半導体領域
5bは、基板1Sにおいて、上記サイドウォール7の平
面幅寸法分だけゲート電極4aから離間した位置に形成
される。したがって、p+型の半導体領域5bは、埋込
みチャネル領域6の端部からp-型の半導体領域5a分
だけ離間した位置に設けられる。このようにしてpMI
SQpを形成する。すなわち、p+型の半導体領域5b
は、前記p-型の半導体領域5aよりも高い不純物濃度
を有する高不純物濃度領域である。
FIG. 6 is a sectional view of the essential part of the wafer during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. Here, the substrate 1S is introduced by introducing an impurity such as boron from the main surface side of the substrate 1S by an ion implantation method.
A p + type semiconductor region 5b for source and drain is formed on the main surface of S. Since this step is performed after forming the sidewall 7 as described above, the p + type semiconductor region 5b is formed in the substrate 1S at a position separated from the gate electrode 4a by the plane width dimension of the sidewall 7. To be done. Therefore, the p + type semiconductor region 5b is provided at a position separated from the end of the buried channel region 6 by the p type semiconductor region 5a. In this way pMI
SQp is formed. That is, the p + type semiconductor region 5b
Is a high impurity concentration region having a higher impurity concentration than the p type semiconductor region 5a.

【0038】図7は、このようにして製造された半導体
装置のゲート電極直下の基板1における不純物プロファ
イルを示している。図7(a)は不純物プロファイルを
イオン種別に示し、図7(b)は導電型別に示してい
る。図7(a)の実線はホウ素のプロファイル、破線は
リンのプロファイルをそれぞれ示している。また、図7
(b)の実線はp型の半導体領域の不純物プロファイ
ル、破線はn型の半導体領域の不純物プロファイルをそ
れぞれ示している。本実施の形態においては、図7
(a),(b)に示すように、p-型の埋込みチャネル
領域6を形成するための不純物プロファイルのピークが
基板1の主面から所定の深さ位置に急峻なピークを描く
ように明確な状態で形成されていることが分かる。すな
わち、本実施の形態によれば、p-型の埋込みチャネル
6の深さ位置を、設計通りに、または、その設計値に極
めて近い状態で形成することができる。したがって、上
記のようにpMISQpの電気的特性を向上させること
ができるので、半導体装置の動作信頼性および動作性能
を向上させることが可能となる。
FIG. 7 shows the impurity profile in the substrate 1 immediately below the gate electrode of the semiconductor device manufactured in this way. FIG. 7A shows the impurity profile by ion type, and FIG. 7B shows it by conductivity type. The solid line in FIG. 7A shows the boron profile, and the broken line shows the phosphorus profile. Also, FIG.
The solid line in (b) shows the impurity profile of the p-type semiconductor region, and the broken line shows the impurity profile of the n-type semiconductor region. In the present embodiment, FIG.
As shown in (a) and (b), the peak of the impurity profile for forming the p type buried channel region 6 is clear so that a sharp peak is drawn from the main surface of the substrate 1 to a predetermined depth position. It can be seen that it is formed in such a state. That is, according to the present embodiment, the depth position of the p type buried channel 6 can be formed as designed or in a state very close to the designed value. Therefore, since the electrical characteristics of the pMISQp can be improved as described above, it is possible to improve the operation reliability and the operation performance of the semiconductor device.

【0039】一方、図8は、本発明者らが検討した技術
であって、ゲート電極形成前にチャネル形成用の不純物
を導入する技術を用いて製造された半導体装置の要部断
面図を比較のために示している。また、図9は、図8の
半導体装置のゲート電極直下の基板における不純物プロ
ファイルを示している。図9(a)は不純物プロファイ
ルをイオン種別に示し、図9(b)は導電型別に示して
いる。図9(a)の実線はホウ素のプロファイル、破線
はリンのプロファイルをそれぞれ示している。また、図
9(b)の実線はp型の半導体領域の不純物プロファイ
ル、破線はn型の半導体領域の不純物プロファイルをそ
れぞれ示している。
On the other hand, FIG. 8 is a technique studied by the inventors of the present invention, in which cross-sectional views of main parts of a semiconductor device manufactured by using a technique of introducing impurities for forming a channel before forming a gate electrode are compared. Show for. Further, FIG. 9 shows an impurity profile in the substrate immediately below the gate electrode of the semiconductor device of FIG. 9A shows the impurity profile by ion type, and FIG. 9B shows it by conductivity type. The solid line and the broken line in FIG. 9A indicate the boron profile and the phosphorus profile, respectively. The solid line in FIG. 9B shows the impurity profile of the p-type semiconductor region, and the broken line shows the impurity profile of the n-type semiconductor region.

【0040】図8において、符号50は基板、51はn
ウエル、52aはp-型の半導体領域、52bはp+型の
半導体領域、53はp型の埋込みチャネル領域、54は
ゲート絶縁膜、55はゲート電極をそれぞれ示してい
る。この技術では、nウエル51を形成するための不純
物をゲート電極55の形成前に導入しているので、その
深さはゲート電極4aの直下でもゲート電極4aの存在
したい領域でもほぼ同じとなっている。そして、図9
(a),(b)に示すように、p型の埋込みチャネル領
域53を形成するための不純物プロファイルのピークが
基板50の所定の深さ位置から基板1の主面側まで延び
てしまったような状態で形成されていることが分かる。
In FIG. 8, reference numeral 50 is a substrate and 51 is n.
Wells, 52a are p type semiconductor regions, 52b are p + type semiconductor regions, 53 is a p type buried channel region, 54 is a gate insulating film, and 55 is a gate electrode. In this technique, since the impurities for forming the n-well 51 are introduced before the formation of the gate electrode 55, the depth thereof is almost the same either directly under the gate electrode 4a or in the region where the gate electrode 4a is desired to exist. There is. And in FIG.
As shown in (a) and (b), it seems that the peak of the impurity profile for forming the p-type buried channel region 53 extends from the predetermined depth position of the substrate 50 to the main surface side of the substrate 1. It can be seen that it is formed in such a state.

【0041】すなわち、本実施の形態においては、ゲー
ト電極4aを介してチャネル形成用の不純物を導入する
ことにより、n型のゲート電極のpMISQpを容易に
形成することが可能となる。n型のゲート電極のpMI
Sでは、ゲート電極4aと基板1Sとの仕事関数差が小
さいので、MISをオンさせるのに、バンドギャップ電
圧より少し低い電圧(例えば−1V程度)を印加しなけ
ればならない。そこで、ゲート電極4aの直下における
基板1Sの主面部に、例えばホウ素または二フッ化ホウ
素等のようなチャネル形成用の不純物イオンをイオン注
入し、その基板1Sの主面部をp-型の半導体領域(埋
込みチャネル領域6)を形成することにより、しきい値
電圧を低くし、動作速度の向上を推進している。基板1
Sの主面部に、p-型の半導体領域が形成されているの
に、ゲート電極4aがゼロバイアスでソースおよびドレ
イン間がオンしないのは、n型のゲート電極4aとp-
型の半導体領域との仕事関数差により、p-型の半導体
領域が空乏化されるためである。この構造は、ゲート電
極4aを負バイアスすると、基板1Sの内部のnp接合
近傍でチャネルが形成されるので、一般に埋込みチャネ
ル型と呼ばれている。
That is, in the present embodiment, the pMISQp of the n-type gate electrode can be easily formed by introducing the impurity for forming the channel through the gate electrode 4a. pMI of n-type gate electrode
In S, since the work function difference between the gate electrode 4a and the substrate 1S is small, a voltage slightly lower than the bandgap voltage (for example, about -1V) must be applied to turn on the MIS. Therefore, impurity ions for forming a channel such as boron or boron difluoride are ion-implanted into the main surface portion of the substrate 1S immediately below the gate electrode 4a, and the main surface portion of the substrate 1S is ap type semiconductor region. By forming the (buried channel region 6), the threshold voltage is lowered and the operation speed is promoted. Board 1
Although the p type semiconductor region is formed on the main surface portion of S, the gate electrode 4a does not turn on between the source and the drain due to the zero bias, because the n type gate electrode 4a and the p type semiconductor region are not turned on.
This is because the p type semiconductor region is depleted due to the work function difference from the type semiconductor region. This structure is generally called a buried channel type because a channel is formed near the np junction inside the substrate 1S when the gate electrode 4a is negatively biased.

【0042】しかし、この方式では、しきい値電圧をさ
らに低くするためにホウ素等のような不純物イオンの注
入量を多くすると、基板1Sがゼロバイアスで、基板1
S内部のp-型の半導体領域が空乏化されないため、ソ
ースおよびドレイン間にリークが発生してしまう。そこ
で、別の構造として、しきい値電圧を低くするために
は、ゲート電極をp型化し、リン等のようなチャネル形
成用の不純物イオンをイオン注入する。この場合は、チ
ャネルは基板1Sの主面部に形成されるので、一般に表
面チャネル型と呼ばれる。しかし、pMISのゲート電
極4aをp型にすると、前記したように、レジストパタ
ーンの形成工程(およびフォトマスク枚数)が増える問
題が生じる。以上の説明では、しきい値電圧を低くする
ために表面チャネル型にすると説明したが、上記p-
の半導体領域がイオン注入後の熱処理により拡散し、p
n接合が基板1Sの主面部から深くなった場合にも、そ
のp -型の半導体領域は空乏化されずに、ソースおよび
ドレイン間にリークが発生してしまう。すなわち、n型
のゲート電極のpMISにおいて、p-型の半導体領域
形成のためにイオン注入した後、ゲート絶縁膜形成工程
等のような熱処理を行うことにより、pn接合が基板の
主面部から深くなり、p-型の半導体領域は空乏化され
ずに、ソースおよびドレイン間のリーク電流が大きくな
る。特に、上記のようなソースおよびドレイン間のリー
クの問題は、ゲート長の縮小に伴って顕著となる。この
ような不具合に対して、本実施の形態においては、p-
型の半導体領域を形成するための不純物イオンの注入工
程を、ゲート絶縁膜3やゲート電極4aの形成工程の後
に行うため、熱履歴を経ておらず、p-型の半導体領域
の不純物が基板1Sの内部に広がらないため、ゲート電
極4aをp型としなくても充分なカットオフ特性を得る
ことができる。
However, in this method, the threshold voltage is
In order to make it even lower, injection of impurity ions such as boron
The substrate 1S is zero-biased when the amount is increased.
P inside S-Type semiconductor region is not depleted, so
A leak occurs between the drain and the drain. There
So, as another structure, to lower the threshold voltage
Makes the gate electrode p-type and has a channel shape like phosphorus.
Ion implantation of impurity ions for production. In this case,
Since the channel is formed on the main surface of the substrate 1S, it is generally exposed.
It is called a surface channel type. However, the gate voltage of pMIS
When the pole 4a is of p type, as described above, the resist pattern is
The number of process steps (and the number of photomasks) to increase
A problem arises. In the above explanation, the threshold voltage is lowered.
For this reason, it was explained that the surface channel type was used.-Type
Of the semiconductor region is diffused by heat treatment after ion implantation,
Even if the n-junction is deepened from the main surface of the substrate 1S,
P -Type semiconductor region is not depleted, the source and
A leak will occur between the drains. That is, n-type
PMIS of the gate electrode of-Mold semiconductor region
Gate insulating film formation process after ion implantation for formation
By performing heat treatment such as
Deepening from the main surface, p-Type semiconductor region is depleted
Without increasing the leakage current between the source and drain.
It In particular, the leakage between the source and drain as described above
The problem of noise becomes more remarkable as the gate length is reduced. this
In the present embodiment, p.-
Of impurity ions for forming a semiconductor region of the mold
After the step of forming the gate insulating film 3 and the gate electrode 4a,
Since it does not go through the heat history, p-Mold semiconductor region
Impurities do not spread inside the substrate 1S,
Sufficient cut-off characteristics are obtained even if the pole 4a is not p-type
be able to.

【0043】次に、例えばフラッシュメモリを有する半
導体装置の製造方法に本発明の技術思想を適用した場合
について図10〜図31により説明する。
Next, a case where the technical idea of the present invention is applied to a method of manufacturing a semiconductor device having a flash memory will be described with reference to FIGS.

【0044】図10は、その半導体装置の製造工程中に
おける要部断面図を示している。この図10には、フラ
ッシュメモリのメモリセル領域(フラッシュメモリの形
成領域)M、高耐圧nMIS形成領域(第2領域)H
N、高耐圧pMIS形成領域(第2領域)HP、ロジッ
ク用のnMIS形成領域(第1領域)LNおよびロジッ
ク用のpMIS形成領域(第1領域)LPが示されてい
る。基板1Sの主面上には、例えば酸化シリコンからな
る絶縁膜8aが形成されている。
FIG. 10 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing the semiconductor device. In FIG. 10, a memory cell region (flash memory formation region) M of the flash memory and a high breakdown voltage nMIS formation region (second region) H are shown.
N, a high breakdown voltage pMIS formation region (second region) HP, an nMIS formation region (first region) LN for logic, and a pMIS formation region (first region) LP for logic are shown. An insulating film 8a made of, for example, silicon oxide is formed on the main surface of the substrate 1S.

【0045】図11は、図10に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図を示している。ここでは、基板1S
の主面上に、高耐圧nMIS形成領域HNおよび高耐圧
pMIS形成領域HPが覆われ、メモリセル領域M、ロ
ジック用のnMIS形成領域LNおよびpMIS形成領
域LPが露出されるようなフォトレジストパターン(以
下、単にレジストパターンという)PR1をフォトリソ
グラフィ技術によって形成する。続いて、このレジスト
パターンPR1をマスクとして、例えばリンをイオン注
入法によって基板1Sに導入する。これにより、基板1
Sの深い位置に深いnウエルNBLを形成する。その
後、レジストパターンPR1を除去する。
FIG. 11 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device, following FIG. Here, the substrate 1S
A photoresist pattern (that covers the high breakdown voltage nMIS formation region HN and the high breakdown voltage pMIS formation region HP and exposes the memory cell region M, the logic nMIS formation region LN and the pMIS formation region LP on the main surface of PR1 (hereinafter simply referred to as a resist pattern) is formed by a photolithography technique. Then, using this resist pattern PR1 as a mask, for example, phosphorus is introduced into the substrate 1S by an ion implantation method. As a result, the substrate 1
A deep n well NBL is formed at a deep position of S. Then, the resist pattern PR1 is removed.

【0046】図12は、図11に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図を示している。ここでは、まず、基
板1Sの主面上に、高耐圧pMIS形成領域HP、ロジ
ック用のnMIS形成領域LNおよびpMIS形成領域
LPが覆われ、メモリセル領域Mおよび高耐圧nMIS
形成領域HNが露出されるようなレジストパターンPR
2をフォトリソグラフィ技術によって形成する。続い
て、このレジストパターンPR2をマスクとして、例え
ばホウ素をイオン注入法によって基板1Sに導入する。
これにより、基板1Sのメモリセル領域Mおよび高耐圧
nMIS形成領域HNにpウエル9Pを形成する。メモ
リセル領域Mのpウエル9Pは、その外周(側面および
底面)が深いnウエルNBLに取り囲まれ、基板1Sか
ら電気的に分離されている。続いて、同じレジストパタ
ーンPR2をマスクとして、例えば二フッ化ホウ素(B
2)をイオン注入法によって基板1Sに導入する。こ
の不純物導入工程は、メモリセルおよび高耐圧nMIS
のしきい値電圧調整用の不純物導入工程、すなわち、チ
ャネル領域を形成するための不純物導入工程である。こ
の場合のチャネル領域は表面チャネルとされている。こ
の際の条件としては、ドーズ量が、例えば2.5×10
12/cm2程度、イオン打ち込みエネルギーが、例えば
100keV程度である。上記pウエル9N形成のため
の不純物導入工程と、メモリセルおよび高耐圧nMIS
のチャネル形成のための不純物導入工程とで順序を逆に
しても良い。その後、レジストパターンPR2を除去す
る。
FIG. 12 shows a cross-sectional view of essential parts in the manufacturing process of a semiconductor device, following FIG. Here, first, on the main surface of the substrate 1S, the high breakdown voltage pMIS formation region HP, the logic nMIS formation region LN and the pMIS formation region LP are covered, and the memory cell region M and the high breakdown voltage nMIS are formed.
A resist pattern PR that exposes the formation region HN
2 is formed by a photolithography technique. Then, using this resist pattern PR2 as a mask, for example, boron is introduced into the substrate 1S by an ion implantation method.
As a result, the p well 9P is formed in the memory cell region M and the high breakdown voltage nMIS formation region HN of the substrate 1S. The p-well 9P in the memory cell region M is surrounded by the deep n-well NBL on the outer periphery (side surface and bottom surface) and is electrically isolated from the substrate 1S. Then, using the same resist pattern PR2 as a mask, for example, boron difluoride (B
F 2 ) is introduced into the substrate 1S by the ion implantation method. This impurity introduction step is performed in the memory cell and the high breakdown voltage nMIS.
Is an impurity introducing step for adjusting the threshold voltage, that is, an impurity introducing step for forming a channel region. The channel region in this case is a surface channel. The condition at this time is that the dose amount is, for example, 2.5 × 10 5.
The ion implantation energy is about 12 / cm 2 , and the ion implantation energy is, for example, about 100 keV. Impurity introduction step for forming the p well 9N, memory cell and high breakdown voltage nMIS
The order may be reversed in the impurity introduction step for forming the channel. Then, the resist pattern PR2 is removed.

【0047】図13は、図12に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図を示している。ここでは、まず、基
板1Sの主面上に、メモリセル領域M、高耐圧nMIS
形成領域HN、ロジック用のnMIS形成領域LNおよ
びpMIS形成領域LPが覆われ、高耐圧pMIS形成
領域HPが露出されるようなレジストパターンPR3を
フォトリソグラフィ技術によって形成する。このレジス
トパターンPR3をマスクとして、例えばリンをイオン
注入法によって基板1Sに導入する。これにより、基板
1Sの高耐圧pMIS形成領域HPにnウエル10Nを
形成する。続いて、同じレジストパターンPR3をマス
クとして、例えば二フッ化ホウ素(BF 2)をイオン注
入法によって基板1Sに導入する。この不純物導入工程
は、高耐圧pMISのしきい値電圧調整用の不純物導入
工程、すなわち、チャネル領域を形成するための不純物
導入工程である。この場合のチャネル領域は埋込みチャ
ネルとされている。この際の条件としては、ドーズ量
が、例えば1.6×1012/cm2程度、イオン打ち込
みエネルギーが、例えば100keV程度である。上記
nウエル10N形成のための不純物導入工程と、高耐圧
pMISのチャネル形成のための不純物導入工程とで順
序を逆にしても良い。その後、レジストパターンPR3
を除去した後、絶縁膜8aを除去する。
FIG. 13 shows the fabrication of the semiconductor device following FIG.
The principal part sectional drawing in the process is shown. Here, first,
The memory cell region M and the high breakdown voltage nMIS are formed on the main surface of the plate 1S.
The formation region HN, the nMIS formation region LN for logic, and
And the pMIS formation region LP are covered to form a high breakdown voltage pMIS.
A resist pattern PR3 that exposes the region HP is formed.
It is formed by a photolithography technique. This register
Using the pattern PR3 as a mask, for example, phosphorus ions
It is introduced into the substrate 1S by the injection method. This allows the substrate
An n well 10N is formed in the 1S high breakdown voltage pMIS formation region HP.
Form. Then, the same resist pattern PR3 is masked.
For example, boron difluoride (BF) 2) Ion injection
It is introduced into the substrate 1S by an injection method. This impurity introduction process
Is the introduction of impurities for adjusting the threshold voltage of the high breakdown voltage pMIS.
Process, that is, impurities for forming a channel region
This is an introduction process. In this case, the channel region is
It is said to be a flannel. The conditions at this time are the dose amount
Is, for example, 1.6 × 1012/ Cm2Degree, ion implantation
The apparent energy is, for example, about 100 keV. the above
Impurity introduction process for forming n-well 10N and high breakdown voltage
This is followed by the impurity introduction process for forming the pMIS channel.
You may reverse the order. After that, the resist pattern PR3
Then, the insulating film 8a is removed.

【0048】図14は、図13に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図を示している。ここでは、まず、基
板1Sに対して、例えば800℃、23分程度の熱酸化
処理を施すことにより、活性領域上に、例えば厚さ11
nm程度の薄い酸化シリコンからなるゲート絶縁膜(第
3ゲート絶縁膜)3aを形成する。このゲート絶縁膜3
aは、メモリセルのトンネル絶縁膜として機能するもの
である。続いて、そのゲート絶縁膜3aを形成後の基板
1Sの主面上に、例えば低抵抗多結晶シリコン構造の導
体膜11をCVD法等によって堆積した後、その上に、
例えば酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸化シリ
コン膜を図14の下層から順に堆積してなる層間膜12
をCVD法等によって堆積する。
FIG. 14 is a cross-sectional view of essential parts in the manufacturing process of a semiconductor device, following FIG. Here, first, the substrate 1S is subjected to a thermal oxidation process at, for example, 800 ° C. for about 23 minutes to form a film having a thickness of, for example, 11
A gate insulating film (third gate insulating film) 3a made of silicon oxide having a thickness of about nm is formed. This gate insulating film 3
a functions as a tunnel insulating film of the memory cell. Then, a conductor film 11 having, for example, a low resistance polycrystalline silicon structure is deposited on the main surface of the substrate 1S on which the gate insulating film 3a has been formed, by the CVD method or the like, and then, thereon.
For example, an interlayer film 12 formed by sequentially depositing a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film from the lower layer in FIG.
Are deposited by the CVD method or the like.

【0049】図15は、図14に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図を示している。ここでは、まず、層
間膜12上に、メモリセル領域Mが覆われ、高耐圧nM
IS形成領域HN、高耐圧pMIS形成領域HP、ロジ
ック用のnMIS形成領域LNおよびpMIS形成領域
LPが露出されるようなレジストパターンPR4をフォ
トリソグラフィ技術によって形成する。続いて、そのレ
ジストパターンPR4をエッチングマスクとして、そこ
から露出される層間膜12および導体膜11をドライエ
ッチング法によってエッチング除去する。その後、レジ
ストパターンPR4を除去する。
FIG. 15 is a cross-sectional view of essential parts in the manufacturing process of a semiconductor device, following FIG. Here, first, the memory cell region M is covered on the interlayer film 12, and the high breakdown voltage nM is applied.
A resist pattern PR4 that exposes the IS formation region HN, the high breakdown voltage pMIS formation region HP, the logic nMIS formation region LN, and the pMIS formation region LP is formed by a photolithography technique. Then, using the resist pattern PR4 as an etching mask, the interlayer film 12 and the conductor film 11 exposed therefrom are removed by etching by a dry etching method. Then, the resist pattern PR4 is removed.

【0050】図16は、図15に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図を示している。ここでは、基板1S
に対して、例えば800℃、8分程度の熱酸化処理を施
すことにより、導体膜11から露出する領域のゲート絶
縁膜3aを成長させて、高耐圧nMIS形成領域HN、
高耐圧pMIS形成領域HP、ロジック用のnMIS形
成領域LNおよびpMIS形成領域LPに、例えば厚さ
16nm程度の相対的に厚いゲート絶縁膜3bを形成す
る。このゲート絶縁膜3bは、高耐圧nMISおよび高
耐圧pMISのゲート絶縁膜(第2ゲート絶縁膜)3b
である。
FIG. 16 is a cross-sectional view of essential parts in the manufacturing process of a semiconductor device, following FIG. Here, the substrate 1S
On the other hand, the gate insulating film 3a in the region exposed from the conductor film 11 is grown by performing a thermal oxidation process at 800 ° C. for about 8 minutes, and the high breakdown voltage nMIS formation region HN,
A relatively thick gate insulating film 3b having a thickness of, for example, about 16 nm is formed in the high breakdown voltage pMIS formation region HP, the logic nMIS formation region LN, and the pMIS formation region LP. The gate insulating film 3b is a gate insulating film (second gate insulating film) 3b having a high breakdown voltage nMIS and a high breakdown voltage pMIS.
Is.

【0051】図17は、図16に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図を示している。ここでは、まず、基
板1Sの主面上に、メモリセル領域M、高耐圧nMIS
形成領域HNおよび高耐圧pMIS形成領域HPが覆わ
れ、ロジック用のnMIS形成領域LNおよびpMIS
形成領域LPが露出されるようなレジストパターンPR
5を形成する。続いて、そのレジストパターンPR5を
エッチングマスクとして、そこから露出する絶縁膜3b
をエッチング除去する。その後、レジストパターンPR
5を除去する。
FIG. 17 is a cross-sectional view of essential parts in the manufacturing process of a semiconductor device, following FIG. Here, first, on the main surface of the substrate 1S, the memory cell region M and the high breakdown voltage nMIS are formed.
The formation region HN and the high breakdown voltage pMIS formation region HP are covered, and the logic nMIS formation regions LN and pMIS are formed.
Resist pattern PR such that the formation region LP is exposed
5 is formed. Subsequently, the resist pattern PR5 is used as an etching mask to expose the insulating film 3b.
Are removed by etching. After that, the resist pattern PR
Remove 5.

【0052】図18は、図17に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図を示している。ここでは、基板1S
に対して、例えば750℃、7分程度または900℃、
30分程度の熱酸化処理を施すことにより、ロジック用
のnMIS形成領域LNおよびpMIS形成領域LP
に、例えば酸化シリコンからなるゲート絶縁膜(第1ゲ
ート絶縁膜)3cを形成する。このとき、絶縁膜3bも
成長し、高耐圧nMIS形成領域HN、高耐圧pMIS
形成領域HPには、絶縁膜3a,3bの双方の膜厚の和
程度の暑さのゲート絶縁膜3dが形成される。ゲート絶
縁膜3cの厚さは、例えば4nm程度であり、絶縁膜3
aよりも薄く、絶縁膜3bよりも薄く形成されている。
また、ゲート絶縁膜3dの厚さは、例えば20nm程度
となる。続いて、基板1Sの主面上に、ゲート電極形成
用の導体膜13をCVD法等によって堆積する。この導
体膜13は、例えばリンが含有されたn型の低抵抗多結
晶シリコンからなる。導体膜13をn型にする方法とし
ては、例えば導体膜13をCVD法で堆積する際に同時
にリン等をドーピングする方法、ノンドープの多結晶シ
リコン膜をCVD法で堆積した後に、その多結晶シリコ
ン膜に、例えばリンまたはヒ素(As)をイオン注入法
等によって導入する方法またはそのノンドープの多結晶
シリコン膜上にリン等を含有する絶縁膜等を堆積した後
にその絶縁膜中のリンをノンドープの多結晶シリコン膜
に熱拡散する方法等を用いれば良い。このように、本実
施の形態においては、nMISおよびpMISのゲート
電極を共通の導電型とすることができるので、不純物の
打ち分け処理を不要とすることができる。すなわち、n
MISとpMISとでゲート電極の導電型を異なるよう
にした場合に必要なレジストパターンの形成工程を1工
程分削減できる。したがって、レジスト膜の塗布、露
光、現像、ベークおよび洗浄等のような一連のリソグラ
フィ工程を削減できる。また、フォトマスクを1枚削減
できる。このため、半導体装置の開発時間および製造時
間を短縮できる。また、材料費、燃料費および作業量を
減らすことができるので、半導体装置のコストを低減で
きる。
FIG. 18 shows a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device, following FIG. Here, the substrate 1S
In contrast, for example, 750 ° C, about 7 minutes or 900 ° C,
By performing thermal oxidation treatment for about 30 minutes, the nMIS formation region LN and the pMIS formation region LP for logic are formed.
Then, a gate insulating film (first gate insulating film) 3c made of, for example, silicon oxide is formed. At this time, the insulating film 3b also grows, and the high breakdown voltage nMIS formation region HN and the high breakdown voltage pMIS are formed.
In the formation region HP, the gate insulating film 3d having a heat about the sum of the film thicknesses of the insulating films 3a and 3b is formed. The gate insulating film 3c has a thickness of, for example, about 4 nm.
It is thinner than a and thinner than the insulating film 3b.
The thickness of the gate insulating film 3d is, for example, about 20 nm. Then, a conductor film 13 for forming a gate electrode is deposited on the main surface of the substrate 1S by a CVD method or the like. The conductor film 13 is made of, for example, n-type low resistance polycrystalline silicon containing phosphorus. As a method of making the conductor film 13 n-type, for example, a method of simultaneously doping phosphorus when the conductor film 13 is deposited by the CVD method, or a method of depositing a non-doped polycrystalline silicon film by the CVD method and then forming the polycrystalline silicon For example, a method in which phosphorus or arsenic (As) is introduced into the film by an ion implantation method or an insulating film containing phosphorus or the like is deposited on the non-doped polycrystalline silicon film, and then phosphorus in the insulating film is non-doped. A method such as thermal diffusion to a polycrystalline silicon film may be used. As described above, in the present embodiment, the gate electrodes of the nMIS and the pMIS can be made to have the common conductivity type, so that the impurity implantation process can be omitted. That is, n
The step of forming a resist pattern required when the conductivity types of the gate electrode are different between MIS and pMIS can be reduced by one step. Therefore, a series of lithographic steps such as application of resist film, exposure, development, baking and cleaning can be omitted. Also, the number of photomasks can be reduced by one. Therefore, the development time and the manufacturing time of the semiconductor device can be shortened. Further, since the material cost, the fuel cost and the work amount can be reduced, the cost of the semiconductor device can be reduced.

【0053】図19は、図18に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図を示している。ここでは、導体膜1
3をフォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技
術によってパターニングすることにより、高耐圧nMI
S、高耐圧pMIS、ロジック用のnMISおよびロジ
ック用のpMISのn型のゲート電極13aを形成す
る。なお、ロジック用のpMIS形成領域のゲート電極
13aは、上記ゲート電極4aに相当する。
FIG. 19 is a cross-sectional view of essential parts in the manufacturing process of a semiconductor device, following FIG. Here, the conductor film 1
3 is patterned by a photolithography technique and a dry etching technique, so that a high breakdown voltage nMI can be obtained.
An n-type gate electrode 13a of S, a high breakdown voltage pMIS, a logic nMIS, and a logic pMIS is formed. The gate electrode 13a in the pMIS formation region for logic corresponds to the gate electrode 4a.

【0054】図20は、図19に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図を示している。ここでは、メモリセ
ル領域Mに残されている導体膜13、層間膜12および
導体膜11をフォトリソグラフィ技術およびドライエッ
チング技術によってパターニングすることにより、メモ
リセルのフローティングゲート電極11a、層間膜12
およびコントロールゲート電極13bを形成する。
FIG. 20 is a cross-sectional view of essential parts in the manufacturing process of a semiconductor device, following FIG. Here, the conductor film 13, the interlayer film 12 and the conductor film 11 remaining in the memory cell region M are patterned by the photolithography technique and the dry etching technique, so that the floating gate electrode 11a of the memory cell and the interlayer film 12 are patterned.
And the control gate electrode 13b is formed.

【0055】図21は、図20に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図を示している。ここでは、まず、基
板1Sの主面上に、レジストパターンPR6をフォトリ
ソグラフィ技術によって形成する。レジストパターンP
R6は、高耐圧nMIS形成領域HN、高耐圧pMIS
形成領域HP、ロジック用のnMIS形成領域LNおよ
びpMIS形成領域LPを覆い、メモリセル領域Mを露
出させるように形成されている。続いて、そのレジスト
パターンPR6をマスクとして、例えばリンまたはヒ素
をイオン注入法によって基板1Sに導入することによ
り、メモリセルのソースおよびドレイン用のn-型の半
導体領域14aを形成する。その後、そのレジストパタ
ーンPR6をマスクとして、例えばホウ素または二フッ
化ホウ素をイオン注入法等によって基板1Sに導入する
ことにより、パンチスルーを抑制または防止するp型の
パンチスルーストッパ領域(ポケット領域またはハロー
領域とも呼ばれている)を形成しても良い。このパンチ
スルーストッパ領域を形成するための不純物導入工程
と、上記半導体領域14aを形成するための不純物導入
工程との順序は逆でも良い。その後、レジストパターン
PR6を除去する。
FIG. 21 shows a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device, following FIG. Here, first, a resist pattern PR6 is formed on the main surface of the substrate 1S by a photolithography technique. Resist pattern P
R6 is a high breakdown voltage nMIS formation region HN, a high breakdown voltage pMIS
The memory cell region M is formed so as to cover the formation region HP, the logic nMIS formation region LN, and the pMIS formation region LP. Subsequently, using the resist pattern PR6 as a mask, for example, phosphorus or arsenic is introduced into the substrate 1S by an ion implantation method to form the n type semiconductor regions 14a for the source and drain of the memory cell. After that, using the resist pattern PR6 as a mask, for example, boron or boron difluoride is introduced into the substrate 1S by an ion implantation method or the like to p-type punch-through stopper region (pocket region or halo) for suppressing or preventing punch-through. (Also called an area) may be formed. The order of the impurity introducing step for forming the punch-through stopper region and the impurity introducing step for forming the semiconductor region 14a may be reversed. Then, the resist pattern PR6 is removed.

【0056】図22は、図21に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図を示している。ここでは、まず、基
板1Sの主面上に、レジストパターンPR7をフォトリ
ソグラフィ技術によって形成する。レジストパターンP
R7は、メモリセル領域M、高耐圧pMIS形成領域H
P、ロジック用のnMIS形成領域LNおよびpMIS
形成領域LPを覆い、高耐圧nMIS形成領域HNを露
出させるように形成されている。続いて、そのレジスト
パターンPR7をマスクとして、例えばリンまたはヒ素
をイオン注入法によって基板1Sに導入することによ
り、高耐圧nMISのソースおよびドレイン用のn-
の半導体領域15aを形成する。その後、そのレジスト
パターンPR7をマスクとして、例えばホウ素または二
フッ化ホウ素をイオン注入法等によって基板1Sに導入
することにより、パンチスルーを抑制または防止するp
型のパンチスルーストッパ領域(ポケット領域)を形成
しても良い。このパンチスルーストッパ領域を形成する
ための不純物導入工程と、上記半導体領域15aを形成
するための不純物導入工程との順序は逆でも良い。その
後、レジストパターンPR7を除去する。
FIG. 22 shows a cross-sectional view of essential parts in the manufacturing process of a semiconductor device, following FIG. Here, first, a resist pattern PR7 is formed on the main surface of the substrate 1S by a photolithography technique. Resist pattern P
R7 is a memory cell region M, a high breakdown voltage pMIS formation region H
P, logic nMIS formation region LN and pMIS
It is formed so as to cover the formation region LP and expose the high breakdown voltage nMIS formation region HN. Then, using the resist pattern PR7 as a mask, for example, phosphorus or arsenic is introduced into the substrate 1S by an ion implantation method to form n type semiconductor regions 15a for the source and drain of the high breakdown voltage nMIS. Then, using the resist pattern PR7 as a mask, boron or boron difluoride is introduced into the substrate 1S by an ion implantation method or the like to suppress or prevent punch through p
A punch through stopper region (pocket region) of the mold may be formed. The order of the impurity introducing step for forming the punch-through stopper region and the impurity introducing step for forming the semiconductor region 15a may be reversed. Then, the resist pattern PR7 is removed.

【0057】図23は、図22に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図を示している。ここでは、まず、基
板1Sの主面上に、レジストパターンPR8をフォトリ
ソグラフィ技術によって形成する。レジストパターンP
R8は、メモリセル領域M、高耐圧nMIS形成領域H
N、ロジック用のnMIS形成領域LNおよびpMIS
形成領域LPを覆い、高耐圧pMIS形成領域HPを露
出させるように形成されている。続いて、そのレジスト
パターンPR8をマスクとして、例えば二フッ化ホウ素
またはホウ素をイオン注入法によって基板1Sに導入す
ることにより、高耐圧pMISのソースおよびドレイン
用のp-型の半導体領域16aを形成する。その後、そ
のレジストパターンPR8をマスクとして、例えばリン
をイオン注入法等によって基板1Sに導入することによ
り、パンチスルーを抑制または防止するn型のパンチス
ルーストッパ領域(ポケット領域)を形成しても良い。
このパンチスルーストッパ領域を形成するための不純物
導入工程と、上記半導体領域16aを形成するための不
純物導入工程との順序は逆でも良い。その後、レジスト
パターンPR8を除去する。
FIG. 23 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device, following FIG. Here, first, a resist pattern PR8 is formed on the main surface of the substrate 1S by a photolithography technique. Resist pattern P
R8 is a memory cell region M, a high breakdown voltage nMIS formation region H
N, nMIS formation region LN and pMIS for logic
It is formed so as to cover the formation region LP and expose the high breakdown voltage pMIS formation region HP. Subsequently, using the resist pattern PR8 as a mask, boron difluoride or boron is introduced into the substrate 1S by an ion implantation method to form p type semiconductor regions 16a for the source and drain of the high breakdown voltage pMIS. . Thereafter, using the resist pattern PR8 as a mask, for example, phosphorus may be introduced into the substrate 1S by an ion implantation method or the like to form an n-type punch-through stopper region (pocket region) for suppressing or preventing punch-through. .
The order of the impurity introducing step for forming the punch through stopper region and the impurity introducing step for forming the semiconductor region 16a may be reversed. Then, the resist pattern PR8 is removed.

【0058】図24および図25は、図23に続く半導
体装置の製造工程中の要部断面図を示している。ここで
は、まず、基板1Sの主面上に、レジストパターンPR
9をフォトリソグラフィ技術によって形成する。レジス
トパターン(マスキング層)PR9は、メモリセル領域
M、高耐圧nMIS形成領域HN、高耐圧pMIS形成
領域HPおよびロジック用のpMIS形成領域LPを覆
い、ロジック用のnMIS形成領域LNを露出させるよ
うに形成されている。続いて、図24に示すように、そ
のレジストパターンPR9をマスクとして、例えばホウ
素をイオン注入法によってゲート電極13aを貫通させ
て基板1Sに導入することにより、ロジック用のnMI
S形成領域LNにpウエルPWLを形成する。この際の
条件としては、ドーズ量が、例えば1.5×1013/c
2程度、イオン打ち込みエネルギーが、例えば300
keV程度である。その後、そのレジストパターンPR
9をマスクとして、例えばホウ素をイオン注入法等によ
ってゲート電極13aを貫通させて基板1Sに導入する
ことにより、p-型の表面チャネル領域を形成する。こ
の際の条件としては、ドーズ量が、例えば1.3×10
13/cm2程度、イオン打ち込みエネルギーが、例えば
100keV程度である。
24 and 25 are sectional views of the essential part in the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. Here, first, the resist pattern PR is formed on the main surface of the substrate 1S.
9 is formed by a photolithography technique. The resist pattern (masking layer) PR9 covers the memory cell region M, the high breakdown voltage nMIS formation region HN, the high breakdown voltage pMIS formation region HP and the logic pMIS formation region LP, and exposes the logic nMIS formation region LN. Has been formed. Then, as shown in FIG. 24, using the resist pattern PR9 as a mask, for example, boron is introduced into the substrate 1S by penetrating the gate electrode 13a by an ion implantation method.
A p well PWL is formed in the S formation region LN. The condition at this time is that the dose amount is, for example, 1.5 × 10 13 / c
m 2 and ion implantation energy is, for example, 300
It is about keV. After that, the resist pattern PR
Using p. 9 as a mask, for example, boron is introduced into the substrate 1S through the gate electrode 13a by an ion implantation method or the like to form a p type surface channel region. The conditions at this time are, for example, 1.3 × 10
The ion implantation energy is about 13 / cm 2 , and the ion implantation energy is about 100 keV, for example.

【0059】次いで、図25に示すように、そのレジス
トパターンPR9をマスクとして、例えばリンまたはヒ
素をイオン注入法等によって基板1Sに導入することに
より、ロジック用のnMISのソースおよびドレイン用
のn-型の半導体領域17aを形成する。続いて、その
レジストパターンPR9をマスクとして、例えばホウ素
または二フッ化ホウ素をイオン注入法等によって基板1
Sに導入することにより、パンチスルーを抑制または防
止するp型のパンチスルーストッパ領域(ポケット領
域)を形成しても良い。これらpウエルPWL、p型の
表面チャネル、n -型の半導体領域17aおよびp型の
パンチスルーストッパ領域を形成するための不純物導入
工程は、どのような順序で行っても構わない。その後、
レジストパターンPR9を除去する。
Then, as shown in FIG.
Using the pattern PR9 as a mask, for example, phosphorus or diamond
To introduce the element into the substrate 1S by the ion implantation method or the like.
For nMIS source and drain for logic
N-The semiconductor region 17a of the mold is formed. Then, that
Using the resist pattern PR9 as a mask, for example, boron
Alternatively, boron difluoride is ion-implanted into the substrate 1
Introduction into S suppresses or prevents punch through
P-type punch-through stopper area (pocket area)
Area) may be formed. These p-well PWL and p-type
Surface channel, n -Type semiconductor region 17a and p type
Impurity introduction for forming punch-through stopper region
The steps may be performed in any order. afterwards,
The resist pattern PR9 is removed.

【0060】本実施の形態においては、pウエルPW
L、p型の表面チャネル、n-型の半導体領域17aお
よびp型のパンチスルーストッパ領域を形成するための
不純物導入工程に際して、共通のレジストパターンPR
9をマスクとして用いることができる。このため、上記
と同様に、フォトレジスト膜の塗布、露光、現像、ベー
クおよび洗浄を伴う一連のフォトリソグラフィ工程を削
減できる。また、フォトマスクの枚数も減らせる。した
がって、半導体装置の開発時間や製造時間を短縮でき
る。また、材料費、燃料費および作業量を減らすことが
でき、半導体装置のコストを低減できる。
In this embodiment, the p well PW is used.
A common resist pattern PR is used in the impurity introduction process for forming the L and p type surface channels, the n type semiconductor region 17a and the p type punch through stopper region.
9 can be used as a mask. Therefore, similar to the above, it is possible to reduce a series of photolithography steps involving application, exposure, development, baking and cleaning of the photoresist film. Also, the number of photomasks can be reduced. Therefore, the development time and manufacturing time of the semiconductor device can be shortened. Further, the material cost, the fuel cost, and the work amount can be reduced, and the cost of the semiconductor device can be reduced.

【0061】また、このnMISのp-型の表面チャネ
ル領域を形成するための不純物導入工程を、ゲート電極
13aの形成工程後に行うことにより、そのp-型の表
面チャネル領域中の不純物の拡散による再分布を抑制ま
たは防止でき、そのp-型の表面チャネル領域を設計通
りの(またはそれに極めて近い状態での)深さ位置や不
純物分布状態で形成できるので、ソースおよびドレイン
間でのリーク電流の発生を抑制または防止できる等、ロ
ジック用のnMISの電気的特性を向上させることが可
能となる。
[0061] Also, p in the nMIS - the impurity introducing step for forming the mold surface channel region of, by proceeding after the step of forming the gate electrode 13a, the p - due to diffusion of impurity in the surface channel region of the The redistribution can be suppressed or prevented, and the p -type surface channel region can be formed at the depth position as designed (or in a state very close to it) and the impurity distribution state, so that the leakage current between the source and the drain can be prevented. It is possible to improve the electrical characteristics of the nMIS for logic such that the occurrence can be suppressed or prevented.

【0062】図26および図27は、図24および図2
5に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図を示して
いる。ここでは、まず、基板1Sの主面上に、レジスト
パターン(マスキング層)PR10をフォトリソグラフ
ィ技術によって形成する。レジストパターンPR10
は、メモリセル領域M、高耐圧nMIS形成領域HN、
高耐圧pMIS形成領域HPおよびロジック用のnMI
S形成領域LNを覆い、ロジック用のpMIS形成領域
LPを露出させるように形成されている。続いて、図2
6に示すように、そのレジストパターンPR10をマス
クとして、例えばリンをイオン注入法によってゲート電
極13aを貫通させて基板1Sに導入することにより、
ロジック用のpMIS形成領域LPにnウエルNWLを
形成する。この際の条件としては、ドーズ量が、例えば
1.2×1013/cm2程度、イオン打ち込みエネルギ
ーが、例えば480keV程度である。その後、そのレ
ジストパターンPR10をマスクとして、例えばホウ素
をイオン注入法等によってゲート電極13aを貫通させ
て基板1Sに導入することにより、p-型の埋込みチャ
ネル領域を形成する。この際の条件としては、ドーズ量
が、例えば5×1012/cm2程度、イオン打ち込みエ
ネルギーが、例えば80keV程度である。
26 and 27 are the same as FIGS. 24 and 2.
5 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device following step 5. Here, first, a resist pattern (masking layer) PR10 is formed on the main surface of the substrate 1S by a photolithography technique. Resist pattern PR10
Is a memory cell region M, a high breakdown voltage nMIS formation region HN,
High breakdown voltage pMIS formation region HP and logic nMI
It is formed so as to cover the S formation region LN and expose the pMIS formation region LP for logic. Then, FIG.
6, using the resist pattern PR10 as a mask, for example, phosphorus is introduced into the substrate 1S through the gate electrode 13a by an ion implantation method.
An n well NWL is formed in the pMIS formation region LP for logic. As the conditions at this time, the dose amount is, for example, about 1.2 × 10 13 / cm 2 , and the ion implantation energy is, for example, about 480 keV. Then, using the resist pattern PR10 as a mask, for example, boron is introduced into the substrate 1S through the gate electrode 13a by an ion implantation method or the like to form a p -type buried channel region. The conditions at this time are, for example, a dose amount of about 5 × 10 12 / cm 2 and an ion implantation energy of about 80 keV.

【0063】次いで、図27に示すように、そのレジス
トパターンPR10をマスクとして、例えばホウ素また
は二フッ化ホウ素をイオン注入法等によって基板1Sに
導入することにより、ロジック用のpMISのソースお
よびドレイン用のp-型の半導体領域18aを形成す
る。続いて、そのレジストパターンPR10をマスクと
して、例えばリンをイオン注入法等によって基板1Sに
導入することにより、パンチスルーを抑制または防止す
るn型のパンチスルーストッパ領域(ポケット領域)を
形成しても良い。これらnウエルNWL、p型の埋込み
チャネル、p-型の半導体領域18aおよびn型のパン
チスルーストッパ領域を形成するための不純物導入工程
は、どのような順序で行っても構わない。その後、レジ
ストパターンPR10を除去する。
Then, as shown in FIG. 27, by using the resist pattern PR10 as a mask, for example, boron or boron difluoride is introduced into the substrate 1S by an ion implantation method or the like, so that for the source and drain of the pMIS for logic. Forming a p type semiconductor region 18a. Then, using the resist pattern PR10 as a mask, for example, phosphorus is introduced into the substrate 1S by an ion implantation method or the like to form an n-type punch-through stopper region (pocket region) for suppressing or preventing punch-through. good. The impurity introducing steps for forming the n well NWL, the p type buried channel, the p type semiconductor region 18a and the n type punch through stopper region may be performed in any order. Then, the resist pattern PR10 is removed.

【0064】本実施の形態においては、nウエルNW
L、p型の埋込みチャネル、p-型の半導体領域18a
およびn型のパンチスルーストッパ領域を形成するため
の不純物導入工程に際して、共通のレジストパターンP
R10をマスクとして用いることができる。このため、
上記と同様に、フォトリソグラフィ工程を削減できる。
また、フォトマスクの枚数も減らせる。したがって、半
導体装置の開発時間や製造時間を短縮できる。また、材
料費、燃料費および作業量を減らすことができ、半導体
装置のコストを低減できる。
In this embodiment, the n-well NW is used.
L, p type buried channel, p type semiconductor region 18a
And a common resist pattern P in the impurity introducing step for forming the n-type punch through stopper region.
R10 can be used as a mask. For this reason,
Similar to the above, the photolithography process can be reduced.
Also, the number of photomasks can be reduced. Therefore, the development time and manufacturing time of the semiconductor device can be shortened. Further, the material cost, the fuel cost, and the work amount can be reduced, and the cost of the semiconductor device can be reduced.

【0065】また、このpMISのp-型の埋込みチャ
ネル領域を形成するための不純物導入工程を、ゲート電
極13aの形成工程後に行うことにより、そのp-型の
埋込みチャネル領域中の不純物の拡散による再分布を抑
制または防止でき、そのp-型の埋込みチャネル領域を
設計通りの(またはそれに極めて近い状態での)深さ位
置や不純物分布状態で形成できるので、ソースおよびド
レイン間でのリーク電流の発生を抑制または防止できる
等、ロジック用のpMISの電気的特性を向上させるこ
とが可能となる。
[0065] Also, p in the pMIS - the impurity introducing step for forming the type buried channel region of, by proceeding after the step of forming the gate electrode 13a, the p - by diffusion of impurities in the buried channel region of the Redistribution can be suppressed or prevented, and the p -type buried channel region can be formed at the depth position as designed (or in a state very close to it) and the impurity distribution state, so that the leakage current between the source and the drain can be prevented. It is possible to improve the electrical characteristics of the pMIS for logic such that the generation can be suppressed or prevented.

【0066】図28は、図26および図27に続く半導
体装置の製造工程中の要部断面図を示している。ここで
は、基板1Sの主面上に、例えば酸化シリコンからなる
絶縁膜をCVD法等によって堆積した後、その絶縁膜を
異方性のドライエッチング法によってエッチバックする
ことにより、ゲート電極13aの側面と、メモリセルの
フローティングゲート電極11a、層間膜12およびコ
ントロールゲート電極13bで構成されるパターンの側
面とにサイドウォール7aを形成する。
FIG. 28 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device, following FIG. 26 and FIG. Here, an insulating film made of, for example, silicon oxide is deposited on the main surface of the substrate 1S by a CVD method or the like, and then the insulating film is etched back by an anisotropic dry etching method to form side surfaces of the gate electrode 13a. Then, a sidewall 7a is formed on the side surface of the pattern formed by the floating gate electrode 11a, the interlayer film 12 and the control gate electrode 13b of the memory cell.

【0067】図29は、図28に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図を示している。ここでは、まず、基
板1Sの主面上に、レジストパターンPR11をフォト
リソグラフィ技術によって形成する。レジストパターン
PR11は、高耐圧pMIS形成領域HPおよびロジッ
ク用のpMIS形成領域LPを覆い、nMIS形成領
域、すなわち、メモリセル領域M、高耐圧nMIS形成
領域HNおよびロジック用のnMIS形成領域LNを露
出させるように形成されている。続いて、そのレジスト
パターンPR11をマスクとして、例えばヒ素またはリ
ンをイオン注入法によって基板1Sに導入することによ
り、メモリセルMC、高耐圧nMISQhnおよびロジ
ック用のnMISQlnのソースおよびドレイン用のn
+型の半導体領域14b,15b、17bを形成する。
その後、レジストパターンPR11を除去する。
FIG. 29 is a cross-sectional view of essential parts in the manufacturing process of a semiconductor device, following FIG. 28. Here, first, a resist pattern PR11 is formed on the main surface of the substrate 1S by a photolithography technique. The resist pattern PR11 covers the high breakdown voltage pMIS formation region HP and the logic pMIS formation region LP, and exposes the nMIS formation region, that is, the memory cell region M, the high breakdown voltage nMIS formation region HN, and the logic nMIS formation region LN. Is formed. Then, by using the resist pattern PR11 as a mask, for example, arsenic or phosphorus is introduced into the substrate 1S by an ion implantation method, and n for source and drain of the memory cell MC, the high breakdown voltage nMISQhn, and the logic nMISQln is introduced.
The + type semiconductor regions 14b, 15b and 17b are formed.
Then, the resist pattern PR11 is removed.

【0068】図30は、図29に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図を示している。ここでは、まず、基
板1Sの主面上に、レジストパターンPR12をフォト
リソグラフィ技術によって形成する。レジストパターン
PR12は、メモリセル領域M、高耐圧nMIS形成領
域HNおよびロジック用のnMIS形成領域LNを覆
い、高耐圧pMIS形成領域HPおよびロジック用のp
MIS形成領域LP、すなわち、pMIS形成領域を露
出させるように形成されている。続いて、そのレジスト
パターンPR12をマスクとして、例えば二フッ化ホウ
素またはホウ素をイオン注入法によって基板1Sに導入
することにより、高耐圧pMISQhpおよびロジック
用のpMISQlpのソースおよびドレイン用のp+
の半導体領域16b,18bを形成する。その後、レジ
ストパターンPR12を除去する。
FIG. 30 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device, following FIG. 29. Here, first, a resist pattern PR12 is formed on the main surface of the substrate 1S by a photolithography technique. The resist pattern PR12 covers the memory cell region M, the high breakdown voltage nMIS formation region HN and the logic nMIS formation region LN, and the high breakdown voltage pMIS formation region HP and the logic pMIS formation region LN.
It is formed so as to expose the MIS formation region LP, that is, the pMIS formation region. Then, using the resist pattern PR12 as a mask, for example, boron difluoride or boron is introduced into the substrate 1S by an ion implantation method to form a p + type semiconductor for the source and drain of the high breakdown voltage pMISQhp and the logic pMISQlp. Regions 16b and 18b are formed. Then, the resist pattern PR12 is removed.

【0069】なお、高耐圧nMISQhnおよび高耐圧
pMISQhpのゲート長は、例えば0.9μm程度で
ある。また、高耐圧nMISQhnのしきい値電圧(V
th)は、例えば0.45V程度、高耐圧pMISQh
pのしきい値電圧(Vth)は、例えば−0.45V程
度である。また、高耐圧nMISQhnおよび高耐圧p
MISQhpの駆動電源電圧は、例えば3.3V程度で
ある。
The gate lengths of the high breakdown voltage nMISQhn and the high breakdown voltage pMISQhp are, for example, about 0.9 μm. Further, the threshold voltage (V of the high breakdown voltage nMISQhn
th) is, for example, about 0.45 V and has a high breakdown voltage pMISQh.
The threshold voltage (Vth) of p is, for example, about −0.45V. In addition, high breakdown voltage nMISQhn and high breakdown voltage p
The drive power supply voltage of MISQhp is, for example, about 3.3V.

【0070】また、ロジック用のnMISQlnおよび
pMISQlpのゲート長は、例えば0.25μmまた
は0.32μm程度である。また、ロジック用のnMI
SQlnのしきい値電圧(Vth)は、例えば0.15
V程度、ロジック用のpMISQlpのしきい値電圧
(Vth)は、例えば−0.15V程度である。また、
ロジック用のnMISQlnおよびpMISQlpの駆
動電源電圧は、例えば1.8V程度である。
The gate lengths of the logic nMISQln and pMISQlp are, for example, about 0.25 μm or 0.32 μm. In addition, nMI for logic
The threshold voltage (Vth) of SQln is, for example, 0.15.
About V, the threshold voltage (Vth) of the pMISQlp for logic is about -0.15V, for example. Also,
The driving power supply voltage of the logic nMISQln and pMISQlp is, for example, about 1.8V.

【0071】図31は、このようにして製造された半導
体装置を構成するチップ1Cの回路構成を模式的に示す
平面図である。チップ1Cの主面には、フラッシュメモ
リのメモリセル領域M、高耐圧MIS形成領域(上記高
耐圧nMIS形成領域HNおよび高耐圧pMIS形成領
域HP)HMおよび低しきい値電圧(Vth)のMIS
形成領域(上記ロジック用のnMIS形成領域LNおよ
びpMIS形成領域LP)LMが配置されている。
FIG. 31 is a plan view schematically showing the circuit configuration of the chip 1C which constitutes the semiconductor device manufactured in this manner. On the main surface of the chip 1C, a memory cell region M of the flash memory, a high breakdown voltage MIS formation region (the high breakdown voltage nMIS formation region HN and the high breakdown voltage pMIS formation region HP) HM, and a low threshold voltage (Vth) MIS.
A formation region (nMIS formation region LN and pMIS formation region LP for logic) LM is arranged.

【0072】(実施の形態2)本実施の形態において
は、チャネル領域形成用不純物の導入工程時の変形例を
図32〜図41により説明する。
(Embodiment 2) In the present embodiment, a modification of the step of introducing a channel region forming impurity will be described with reference to FIGS.

【0073】図32は、本実施の形態2の半導体装置の
製造工程中の要部断面図を示している。基板1Sの主面
上には、ゲート絶縁膜3を介して導体膜4が堆積されて
いる。この導体膜4は、例えばリンが含有されたn型の
低抵抗多結晶シリコンからなる。導体膜4をn型にする
方法は、前記実施の形態1で説明したのと同じなので説
明を省略する。導体膜4上には、レジストパターンPR
13がフォトリソグラフィ技術によって形成されてい
る。レジストパターンPR13は、ゲート電極形成用の
マスキング層であり、ゲート電極形成領域を覆い、それ
以外が露出されるように形成されている。なお、Nは、
nMIS形成領域(第1領域)、Pは、pMIS形成領
域(第1領域)をそれぞれ示している。
FIG. 32 shows a cross-sectional view of the essential parts in the manufacturing process of the semiconductor device of the second embodiment. A conductor film 4 is deposited on the main surface of the substrate 1S via a gate insulating film 3. The conductor film 4 is made of, for example, n-type low resistance polycrystalline silicon containing phosphorus. The method of making the conductor film 4 n-type is the same as that described in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. A resist pattern PR is formed on the conductor film 4.
13 is formed by the photolithography technique. The resist pattern PR13 is a masking layer for forming a gate electrode and is formed so as to cover the gate electrode forming region and expose the other portions. Note that N is
The nMIS formation region (first region) and P indicate the pMIS formation region (first region), respectively.

【0074】図33は、図32に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図を示している。ここでは、図32に
示したレジストパターンPR13をエッチングマスクと
して、そこから露出される導体膜4をドライエッチング
法等によってエッチング除去する。これにより、nMI
SおよびpMISの両方のn型のゲート電極4aを同時
にパターン形成する。その後、レジストパターンPR1
3が除去されている。
FIG. 33 is a cross-sectional view of essential parts in the manufacturing process of a semiconductor device, following FIG. 32. Here, using the resist pattern PR13 shown in FIG. 32 as an etching mask, the conductor film 4 exposed therefrom is removed by etching by a dry etching method or the like. As a result, nMI
Both the S and pMIS n-type gate electrodes 4a are simultaneously patterned. Then, the resist pattern PR1
3 has been removed.

【0075】図34は、図33に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図を示している。ここでは、まず、基
板1Sの主面上に、レジストパターンPR14をフォト
リソグラフィ技術によって形成する。このレジストパタ
ーンPR14は、pMIS形成領域Pが覆われ、nMI
S形成領域Nが露出されるように形成されている。続い
て、そのレジストパターンPR14をマスクとして、例
えばリンまたはヒ素をイオン注入法等によって基板1S
に導入することにより、nMISのソースおよびドレイ
ン用のn-型の半導体領域17aを形成する。この工程
において、前記実施の形態1と同様にパンチスルースト
ッパ領域を形成するための不純物導入工程を行っても良
い。その後、レジストパターンPR14を除去する。
FIG. 34 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device, following FIG. 33. Here, first, a resist pattern PR14 is formed on the main surface of the substrate 1S by a photolithography technique. The resist pattern PR14 covers the pMIS formation region P and
It is formed so that the S formation region N is exposed. Then, using the resist pattern PR14 as a mask, for example, phosphorus or arsenic is ion-implanted or the like to form the substrate 1S.
To form an n type semiconductor region 17a for the source and drain of the nMIS. In this step, the impurity introducing step for forming the punch-through stopper region may be performed as in the first embodiment. Then, the resist pattern PR14 is removed.

【0076】図35は、図34に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図を示している。ここでは、まず、基
板1Sの主面上に、レジストパターンPR15をフォト
リソグラフィ技術によって形成する。このレジストパタ
ーンPR15は、nMIS形成領域Nが覆われ、pMI
S形成領域Pが露出されるように形成されている。続い
て、そのレジストパターンPR15をマスクとして、例
えばホウ素または二フッ化ホウ素をイオン注入法等によ
って基板1Sに導入することにより、pMISのソース
およびドレイン用のp-型の半導体領域18aを形成す
る。この工程において、前記実施の形態1と同様にパン
チスルーストッパ領域を形成するための不純物導入工程
を行っても良い。その後、レジストパターンPR15を
除去する。
FIG. 35 is a cross-sectional view of essential parts in the manufacturing process of a semiconductor device, following FIG. 34. Here, first, a resist pattern PR15 is formed on the main surface of the substrate 1S by a photolithography technique. The resist pattern PR15 covers the nMIS formation region N, and the pMI
It is formed so that the S formation region P is exposed. Then, using the resist pattern PR15 as a mask, for example, boron or boron difluoride is introduced into the substrate 1S by an ion implantation method or the like to form p type semiconductor regions 18a for pMIS source and drain. In this step, the impurity introducing step for forming the punch-through stopper region may be performed as in the first embodiment. Then, the resist pattern PR15 is removed.

【0077】図36は、図35に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図を示している。ここでは、前記実施
の形態1と同様にして、ゲート電極4aの側面にサイド
ウォール7aを形成する。
FIG. 36 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device, following FIG. 35. Here, the sidewalls 7a are formed on the side surfaces of the gate electrode 4a in the same manner as in the first embodiment.

【0078】図37および図38は、図36に続く半導
体装置の製造工程中の要部断面図を示している。ここで
は、まず、基板1Sの主面上に、レジストパターン(マ
スキング層)PR16をフォトリソグラフィ技術によっ
て形成する。レジストパターンPR16は、pMIS形
成領域Pを覆い、nMIS形成領域Nを露出させるよう
に形成されている。続いて、図37に示すように、その
レジストパターンPR16をマスクとして、例えばヒ素
またはリンをイオン注入法によって基板1Sに導入する
ことにより、nMISQlnのソースおよびドレイン用
のn+型の半導体領域17bを形成する。
37 and 38 are sectional views of the essential part in the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 36. Here, first, a resist pattern (masking layer) PR16 is formed on the main surface of the substrate 1S by a photolithography technique. The resist pattern PR16 is formed so as to cover the pMIS formation region P and expose the nMIS formation region N. Then, as shown in FIG. 37, using the resist pattern PR16 as a mask, for example, arsenic or phosphorus is introduced into the substrate 1S by an ion implantation method to form the n + type semiconductor regions 17b for the source and drain of the nMISQln. Form.

【0079】続いて、図38の実線の矢印で示すよう
に、そのレジストパターンPR16をマスクとして、例
えばホウ素をイオン注入法によってゲート電極4aを貫
通させて基板1Sに導入することにより、nMIS形成
領域NにpウエルPWLを形成する。この際の条件は、
前記実施の形態1と同じである。その後、図38の波線
の矢印で示すように、そのレジストパターンPR16を
マスクとして、例えばホウ素をイオン注入法等によって
ゲート電極4aを貫通させて基板1Sに導入することに
より、p-型の表面チャネル領域6aを形成する。その
後、レジストパターンPR16を除去する。なお、n+
型の半導体領域17b、pウエルPWLおよび表面チャ
ネル領域6aを形成するための不純物導入工程は、どの
ような順序でも構わない。
Then, as shown by the solid line arrow in FIG. 38, using the resist pattern PR16 as a mask, for example, boron is introduced into the substrate 1S through the gate electrode 4a by an ion implantation method to form an nMIS formation region. P well PWL is formed in N. The conditions at this time are
This is the same as the first embodiment. After that, as shown by the wavy line arrow in FIG. 38, using the resist pattern PR16 as a mask, for example, boron is introduced into the substrate 1S through the gate electrode 4a by an ion implantation method or the like, whereby a p -type surface channel is formed. The region 6a is formed. Then, the resist pattern PR16 is removed. Note that n +
The impurity introduction steps for forming the p-type semiconductor region 17b, the p well PWL, and the surface channel region 6a may be performed in any order.

【0080】図39および図40は、図38に続く半導
体装置の製造工程中の要部断面図を示している。ここで
は、まず、基板1Sの主面上に、レジストパターン(マ
スキング層)PR17をフォトリソグラフィ技術によっ
て形成する。レジストパターンPR17は、nMIS形
成領域Nを覆い、pMIS形成領域Pを露出させるよう
に形成されている。続いて、図39に示すように、その
レジストパターンPR17をマスクとして、例えばホウ
素または二フッ化ホウ素をイオン注入法によって基板1
Sに導入することにより、pMISQlpのソースおよ
びドレイン用のp+型の半導体領域18bを形成する。
39 and 40 are sectional views of the essential part in the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 38. Here, first, a resist pattern (masking layer) PR17 is formed on the main surface of the substrate 1S by a photolithography technique. The resist pattern PR17 is formed so as to cover the nMIS formation region N and expose the pMIS formation region P. Subsequently, as shown in FIG. 39, using the resist pattern PR17 as a mask, for example, boron or boron difluoride is ion-implanted into the substrate 1
By introducing into S, ap + type semiconductor region 18b for the source and drain of pMISQlp is formed.

【0081】続いて、図40の実線の矢印で示すよう
に、そのレジストパターンPR17をマスクとして、例
えばリンまたはヒ素をイオン注入法によってゲート電極
4aを貫通させて基板1Sに導入することにより、pM
IS形成領域PにnウエルNWLを形成する。この際の
条件は、前記実施の形態1と同じである。その後、図4
0の波線の矢印で示すように、そのレジストパターンP
R17をマスクとして、例えばホウ素をイオン注入法等
によってゲート電極4aを貫通させて基板1Sに導入す
ることにより、p-型の埋込みチャネル領域6bを形成
する。その後、レジストパターンPR17を除去する。
なお、p+型の半導体領域18b、nウエルNWLおよ
び埋込みチャネル領域6bを形成するための不純物導入
工程は、どのような順序でも構わない。
Then, as shown by the solid arrow in FIG. 40, using the resist pattern PR17 as a mask, phosphorus or arsenic is introduced into the substrate 1S through the gate electrode 4a by the ion implantation method, and pM is introduced.
An n well NWL is formed in the IS formation region P. The conditions at this time are the same as those in the first embodiment. After that, FIG.
As indicated by the wavy line arrow 0, the resist pattern P
Using R17 as a mask, for example, boron is introduced into the substrate 1S through the gate electrode 4a by an ion implantation method or the like to form the p type buried channel region 6b. Then, the resist pattern PR17 is removed.
Note that the impurity introduction steps for forming the p + type semiconductor region 18b, the n well NWL, and the buried channel region 6b may be performed in any order.

【0082】図41は、図40に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図を示している。ここでは、まず、基
板1Sの主面の一部(n+型の半導体領域17bおよび
+型の半導体領域18b)およびゲート電極4aの上
面を露出させた後、基板1Sの主面上に、例えばタング
ステンまたはコバルト等のような高融点金属膜をスパッ
タリング法またはCVD法等によって堆積する。続い
て、基板1Sに対して熱処理を施すことにより、その金
属膜とシリコンとの接触部でシリサイド反応を生じさせ
る。その後、未反応の金属膜を除去することにより、例
えばタングステンシリサイドまたはコバルトシリサイド
等からなるシリサイド層19をn+型の半導体領域17
b、p+型の半導体領域18bおよびゲート電極4aの
上面に自己整合的に形成する(サリサイドプロセス)。
FIG. 41 is a cross-sectional view of essential parts in the manufacturing process of a semiconductor device, following FIG. 40. Here, first, part of the main surface of the substrate 1S (n + type semiconductor region 17b and p + type semiconductor region 18b) and the upper surface of the gate electrode 4a are exposed, and then, on the main surface of the substrate 1S, A refractory metal film such as tungsten or cobalt is deposited by a sputtering method, a CVD method or the like. Subsequently, the substrate 1S is subjected to heat treatment to cause a silicide reaction at the contact portion between the metal film and silicon. Then, by removing the unreacted metal film, the silicide layer 19 made of, for example, tungsten silicide or cobalt silicide is formed into the n + -type semiconductor region 17.
It is formed in a self-aligned manner on the upper surface of the b, p + type semiconductor region 18b and the gate electrode 4a (salicide process).

【0083】図42は、このようにして製造された半導
体装置のゲート電極直下の基板1における不純物プロフ
ァイルを示している。図42(a)は不純物プロファイ
ルをイオン種別に示し、図42(b)は導電型別に示し
ている。図42(a)の実線はホウ素のプロファイル、
破線はリンのプロファイルをそれぞれ示している。ま
た、図42(b)の実線はp型の半導体領域の不純物プ
ロファイル、破線はn型の半導体領域の不純物プロファ
イルをそれぞれ示している。本実施の形態においては、
前記実施の形態1と同様に、p-型の埋込みチャネル領
域6bを形成するための不純物プロファイルのピークが
基板1Sの主面から所定の深さ位置に急峻なピークを描
くように明確な状態で形成されていることが分かる。す
なわち、本実施の形態によれば、p-型の埋込みチャネ
ル6bの深さ位置を、設計通りに、または、その設計値
に極めて近い状態で形成することができる。したがっ
て、上記のようにpMISQlpの電気的特性を向上さ
せることができるので、半導体装置の動作信頼性および
動作性能を向上させることが可能となる。このような効
果は、nMISQlnでも同様の効果を得ることができ
る。
FIG. 42 shows the impurity profile in the substrate 1 immediately below the gate electrode of the semiconductor device manufactured in this way. 42A shows the impurity profile by ion type, and FIG. 42B shows it by conductivity type. The solid line in FIG. 42A is the profile of boron,
The dashed lines indicate the phosphorus profiles, respectively. The solid line in FIG. 42B shows the impurity profile of the p-type semiconductor region, and the broken line shows the impurity profile of the n-type semiconductor region. In the present embodiment,
As in the first embodiment, the peak of the impurity profile for forming the p -type buried channel region 6b is clearly defined so that a sharp peak is drawn from the main surface of the substrate 1S to a predetermined depth position. You can see that it is formed. That is, according to this embodiment, the depth position of the p type buried channel 6b can be formed as designed or in a state very close to the designed value. Therefore, the electrical characteristics of the pMISQlp can be improved as described above, and the operation reliability and the operation performance of the semiconductor device can be improved. Similar effects can be obtained with nMISQln.

【0084】このように、本実施の形態2においても前
記実施の形態1と同様の効果を得ることが可能となる。
As described above, also in the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

【0085】(実施の形態3)本実施の形態3において
は、前記パンチスルーストッパ領域を有するpMIS構
造を説明する。図43は、そのpMISQpの要部断面
図を示している。パンチスルーストッパ領域20は、例
えばリンまたはヒ素等が導入されてn型に設定されてお
り、p-型の半導体領域5aの側部および下部を取り囲
むような不純物分布で形成されている。このようなパン
チスルーストッパ領域20を設けることにより、pMI
SQpでの短チャネル効果を抑制または防止できる。す
なわち、pMISQpのソースおよびドレイン間のリー
ク電流の発生を抑制または防止できる。この構造をnM
ISに適用する場合、パンチスルーストッパ領域20
は、例えばホウ素または二フッ化ホウ素が導入されてp
型に設定される。
(Third Embodiment) In the third embodiment, a pMIS structure having the punch-through stopper region will be described. FIG. 43 shows a sectional view of the main part of the pMISQp. The punch-through stopper region 20 is set to be n-type by introducing, for example, phosphorus or arsenic, and is formed with an impurity distribution surrounding the side portion and the lower portion of the p -type semiconductor region 5a. By providing such a punch through stopper region 20, pMI
The short channel effect in SQp can be suppressed or prevented. That is, it is possible to suppress or prevent the generation of the leak current between the source and the drain of the pMISQp. This structure is nM
When applied to IS, punch through stopper area 20
Is p, for example, when boron or boron difluoride is introduced.
Set to type.

【0086】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

【0087】例えば基板がシリコンからなる場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく種々変更
可能であり、例えば絶縁膜上に半導体層を設けてなるS
OI基板、半導体基板の表面にエピタキシャル層を設け
てなるエピタキシャル基板を用いても良い。
For example, the case where the substrate is made of silicon has been described, but the present invention is not limited to this and various modifications can be made. For example, a semiconductor layer S provided on an insulating film is used.
An OI substrate or an epitaxial substrate in which an epitaxial layer is provided on the surface of a semiconductor substrate may be used.

【0088】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるフラッ
シュメモリを有する半導体装置の製造方法に適用した場
合について説明したが、それに限定されるものではな
く、他のメモリ、例えばDRAM(Dynamic Random Acc
ess Memory)またはSRAM(Static Random Access M
emory)等のような他のメモリ回路を有する半導体装置
の製造方法、マイクロプロセッサ等のような論理回路を
有する半導体装置の製造方法あるいは上記メモリ回路と
論理回路とを同一基板に設けている混載型の半導体装置
の製造方法にも適用できる。
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to the method of manufacturing a semiconductor device having a flash memory which is the field of application of the invention has been described, but the invention is not limited thereto. , Other memory such as DRAM (Dynamic Random Acc
ess Memory) or SRAM (Static Random Access M)
method of manufacturing a semiconductor device having another memory circuit such as an emory), a method of manufacturing a semiconductor device having a logic circuit such as a microprocessor, or a mixed mounting type in which the memory circuit and the logic circuit are provided on the same substrate. It is also applicable to the method of manufacturing a semiconductor device.

【0089】[0089]

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。 (1).ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成した後に、その
ゲート電極下の半導体基板にチャネルを形成するための
不純物を導入することにより、チャネル形成用の不純物
の熱拡散による再分布を抑制または防止でき、そのチャ
ネルの形成状態を良好にすることができるので、電界効
果トランジスタの電気的特性を向上させることが可能と
なる。 (2).前記チャネルを形成するための不純物の導入工程に
マスクとして使用したマスキング層をマスクとして、半
導体基板にウエル形成用の不純物を導入することによ
り、マスキング層を形成するためのフォトリソグラフィ
工程を削減でき、また、フォトマスクを減らせるので、
半導体装置のコストを低減することが可能となる。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed by the present application will be briefly described as follows.
It is as follows. (1) .After forming the gate electrode on the gate insulating film, by introducing the impurities for forming the channel into the semiconductor substrate under the gate electrode, the redistribution of the impurities for forming the channel due to thermal diffusion is suppressed. Alternatively, it can be prevented, and the formation state of the channel can be improved, so that the electrical characteristics of the field effect transistor can be improved. (2). A photolithography step for forming a masking layer by introducing impurities for forming a well into a semiconductor substrate using the masking layer used as a mask in the step of introducing impurities for forming the channel as a mask. Can be reduced and the number of photomasks can be reduced,
It is possible to reduce the cost of the semiconductor device.

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

【図1】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
工程中におけるウエハの要部断面図である。
FIG. 1 is a fragmentary cross-sectional view of a wafer during a manufacturing process of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に続く半導体装置の製造工程中におけるウ
エハの要部断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the essential part of the wafer during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 1;

【図3】図2に続く半導体装置の製造工程中におけるウ
エハの要部断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the essential part of the wafer during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 2;

【図4】図3に続く半導体装置の製造工程中におけるウ
エハの要部断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of the essential part of the wafer during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 3;

【図5】図4に続く半導体装置の製造工程中におけるウ
エハの要部断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the essential part of the wafer during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 4;

【図6】図5に続く半導体装置の製造工程中におけるウ
エハの要部断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the essential part of the wafer during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 5;

【図7】(a)および(b)は図1〜図6で説明した方
法で製造された半導体装置のゲート電極直下の半導体基
板における不純物プロファイルの説明図である。
7A and 7B are explanatory views of impurity profiles in a semiconductor substrate directly below a gate electrode of a semiconductor device manufactured by the method described in FIGS.

【図8】本発明者らが検討した技術であって、ゲート電
極形成前にチャネル形成用の不純物を導入する技術を用
いて製造された半導体装置の要部断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of essential parts of a semiconductor device manufactured using a technique studied by the present inventors, which is a technique of introducing an impurity for forming a channel before forming a gate electrode.

【図9】(a)および(b)は図8の半導体装置のゲー
ト電極直下の半導体基板における不純物プロファイルの
説明図である。
9A and 9B are explanatory views of an impurity profile in a semiconductor substrate immediately below a gate electrode of the semiconductor device in FIG.

【図10】本発明の一実施の形態である半導体装置の製
造工程中における要部断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device being an embodiment of the present invention.

【図11】図10に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
FIG. 11 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 10;

【図12】図11に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
12 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device subsequent to FIG.

【図13】図12に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
FIG. 13 is a main-portion cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 12;

【図14】図13に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
FIG. 14 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 13;

【図15】図14に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
FIG. 15 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 14;

【図16】図15に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
16 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device subsequent to FIG.

【図17】図16に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
FIG. 17 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 16;

【図18】図17に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
FIG. 18 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 17;

【図19】図18に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
FIG. 19 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 18;

【図20】図19に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
FIG. 20 is a main-portion cross-sectional view of the semiconductor device during the manufacturing process thereof, which is subsequent to FIG. 19;

【図21】図20に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
FIG. 21 is a main-portion cross-sectional view of the semiconductor device during the manufacturing process thereof, which is subsequent to FIG. 20;

【図22】図21に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
22 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device subsequent to FIG.

【図23】図22に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
23 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device subsequent to FIG.

【図24】図23に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
24 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device subsequent to FIG.

【図25】図23に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
25 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device subsequent to FIG. 23.

【図26】図24および図25に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図である。
FIG. 26 is a main-portion cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step, which is subsequent to FIGS. 24 and 25;

【図27】図24および図25に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図である。
27 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device, following FIG. 24 and FIG. 25.

【図28】図26および図27に続く半導体装置の製造
工程中の要部断面図である。
28 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device, following FIG. 26 and FIG. 27.

【図29】図28に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
29 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device subsequent to FIG. 28. FIG.

【図30】図29に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
30 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device subsequent to FIG. 29. FIG.

【図31】半導体装置を構成する半導体チップの回路構
成を模式的に示す平面図である。
FIG. 31 is a plan view schematically showing a circuit configuration of a semiconductor chip that constitutes a semiconductor device.

【図32】本発明の他の実施の形態である半導体装置の
製造工程中の要部断面図である。
FIG. 32 is a main-portion cross-sectional view of a semiconductor device which is another embodiment of the present invention during a manufacturing step.

【図33】図32に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
33 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device subsequent to FIG. 32.

【図34】図33に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
34 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device subsequent to FIG. 33. FIG.

【図35】図34に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
FIG. 35 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device subsequent to FIG. 34.

【図36】図35に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
36 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device subsequent to FIG. 35.

【図37】図36に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
FIG. 37 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device subsequent to FIG. 36.

【図38】図36に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
38 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device subsequent to FIG. 36. FIG.

【図39】図38に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
FIG. 39 is a main-portion cross-sectional view of the semiconductor device during the manufacturing process thereof, which is subsequent to FIG. 38;

【図40】図38に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
FIG. 40 is a main-portion cross-sectional view of the semiconductor device during the manufacturing process thereof, which is subsequent to FIG. 38;

【図41】図40に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。
41 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing a semiconductor device subsequent to FIG. 40. FIG.

【図42】(a)および(b)は図32〜図42で説明
した方法で製造された半導体装置のゲート電極直下の半
導体基板における不純物プロファイルの説明図である。
42 (a) and 42 (b) are explanatory views of an impurity profile in a semiconductor substrate immediately below a gate electrode of a semiconductor device manufactured by the method described in FIGS. 32 to 42.

【図43】本発明のさらに他の実施の形態である半導体
装置の要部断面図である。
FIG. 43 is a cross-sectional view of essential parts of a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ウエハ 1S 半導体基板 1C 半導体チップ 2 分離部 3 ゲート絶縁膜 3a ゲート絶縁膜(第3ゲート絶縁膜) 3b ゲート絶縁膜(第2ゲート絶縁膜) 3c ゲート絶縁膜(第1ゲート絶縁膜) 3d ゲート絶縁膜 4a ゲート電極 5a 半導体領域 5b 半導体領域 6 埋込みチャネル領域 6a 表面チャネル領域 6b 埋込みチャネル領域 7 サイドウォール 7a サイドウォール 8a 絶縁膜 9P pウエル 10N nウエル 11 導体膜 11a フローティングゲート電極 12 層間膜 13 導体膜 13b コントロールゲート電極 13a ゲート電極 14a 半導体領域 14b 半導体領域 15a 半導体領域 15b 半導体領域 16a 半導体領域 16b 半導体領域 17a 半導体領域 17b 半導体領域 18a 半導体領域 18b 半導体領域 19 シリサイド層 20 パンチスルーストッパ領域 50 半導体基板 51 nウエル 52a p-型の半導体領域 52b p+型の半導体領域 53 埋込みチャネル領域 54 ゲート絶縁膜 55 ゲート電極 NWL nウエル PWL pウエル M フラッシュメモリのメモリセル領域(フラッシュメ
モリの形成領域) HN 高耐圧nチャネル型のMIS・FET形成領域
(第2領域) HP 高耐圧pチャネル型のMIS・FET形成領域
(第2領域) HM 高耐圧MIS形成領域 LM 低しきい値電圧のMIS形成領域 LN ロジック用のnチャネル型のMIS・FET形成
領域(第1領域) LP ロジック用のpチャネル型のMIS・FET形成
領域(第1領域) N nチャネル型のMIS・FET形成領域(第1領
域) P pチャネル型のMIS・FET形成領域(第1領
域) PR1〜PR17 フォトレジストパターン Qp pチャネル型のMIS・FET Qhn 高耐圧nチャネル型のMIS・FET Qln nチャネル型のMIS・FET Qhp 高耐圧pチャネル型のMIS・FET Qlp pチャネル型のMIS・FET MC メモリセル
1 Wafer 1S Semiconductor Substrate 1C Semiconductor Chip 2 Separation Part 3 Gate Insulating Film 3a Gate Insulating Film (Third Gate Insulating Film) 3b Gate Insulating Film (Second Gate Insulating Film) 3c Gate Insulating Film (First Gate Insulating Film) 3d Gate Insulating film 4a Gate electrode 5a Semiconductor region 5b Semiconductor region 6 Buried channel region 6a Surface channel region 6b Buried channel region 7 Sidewall 7a Sidewall 8a Insulating film 9P p well 10N n well 11 Conductive film 11a Floating gate electrode 12 Interlayer film 13 Conductor Film 13b Control gate electrode 13a Gate electrode 14a Semiconductor region 14b Semiconductor region 15a Semiconductor region 15b Semiconductor region 16a Semiconductor region 16b Semiconductor region 17a Semiconductor region 17b Semiconductor region 18a Semiconductor region 18b Semiconductor region 19 Silicide layer 2 0 punch through stopper region 50 semiconductor substrate 51 n well 52a p type semiconductor region 52b p + type semiconductor region 53 buried channel region 54 gate insulating film 55 gate electrode NWL n well PWL p well M memory cell region of flash memory ( Flash memory formation region) HN High breakdown voltage n-channel type MIS • FET formation region (second region) HP High breakdown voltage p-channel type MIS • FET formation region (second region) HM High breakdown voltage MIS formation region LM Low threshold Value voltage MIS formation region LN n-channel type MIS • FET formation region for logic (first region) LP p-channel type MIS • FET formation region (first region) N n-channel MIS • FET Formation region (first region) P p-channel type MIS • FET formation region (first region) PR PR15 photoresist pattern Qp p-channel type MIS • FET Qhn high breakdown voltage n-channel type MIS • FET Qln n channel type MIS • FET Qhp high breakdown voltage p-channel type MIS • FET Qlp p-channel type MIS • FET MC Memory cell

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/792 (72)発明者 蒲原 史朗 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 中嶋 伸恵 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 黒田 謙一 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 Fターム(参考) 5F048 AA09 AB03 AC01 AC03 BA01 BB05 BB11 BB16 BE02 BE03 BG14 5F083 EP18 EP23 EP63 EP64 EP68 EP69 GA28 JA04 JA32 PR12 PR36 PR42 PR52 ZA12 5F101 BA45 BB05 BD07 BD27 BH03 BH09 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 29/792 (72) Inventor Shiro Kambara 5-20-1 Kamimizumoto-cho, Kodaira-shi, Tokyo Stock company Hitachi, Ltd. Semiconductor Group (72) Inventor Nobue Nakajima 5-20-1 Kamimizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo Hitachi Ltd. Semiconductor Group (72) Inventor Kenichi Kuroda 5-chome, Mizumizumoto-cho, Kodaira-shi, Tokyo No. 1 F-term in semiconductor group, Hitachi, Ltd. (reference) 5F048 AA09 AB03 AC01 AC03 BA01 BB05 BB11 BB16 BE02 BE03 BG14 5F083 EP18 EP23 EP63 EP64 EP68 EP69 GA28 JA04 JA32 PR12 PR36 PR42 PR52 ZA12 5F101 BA45 BB05 B07 BD07 BD27 BD27 BD09

Claims (25)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 以下の工程を有することを特徴とする半
導体装置の製造方法; (a)半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程、
(b)前記ゲート絶縁膜上にn型のゲート電極を形成す
る工程、(c)前記(b)工程後、前記半導体基板上に
pチャネル型の電界効果トランジスタの形成領域および
n型のゲート電極が開口されるマスキング層を形成する
工程、(d)前記(c)工程後、前記n型のゲート電極
下に埋込みチャネルが形成されるように、前記マスキン
グ層をマスクとして前記半導体基板にチャネル形成用の
不純物を導入する工程。
1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: (a) a step of forming a gate insulating film on a semiconductor substrate;
(B) a step of forming an n-type gate electrode on the gate insulating film, (c) a step of forming a p-channel type field effect transistor and an n-type gate electrode on the semiconductor substrate after the step (b). A step of forming a masking layer having openings formed therein, and (d) after the step (c), a channel is formed in the semiconductor substrate using the masking layer as a mask so that a buried channel is formed under the n-type gate electrode. Introducing impurities for use.
【請求項2】 請求項1記載の半導体装置の製造方法に
おいて、前記マスキング層をマスクとして、前記半導体
基板におけるpチャネル型の電界効果トランジスタの形
成領域に、n型のウエルを形成するための不純物を導入
する工程、ソースおよびドレイン用のp-型の半導体領
域を形成するための不純物を導入する工程の少なくとも
一方の工程を有することを特徴とする半導体装置の製造
方法。
2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein an impurity for forming an n-type well is formed in a formation region of a p-channel type field effect transistor on the semiconductor substrate by using the masking layer as a mask. And a step of introducing impurities for forming p type semiconductor regions for source and drain.
【請求項3】 請求項1記載の半導体装置の製造方法に
おいて、前記マスキング層をマスクとして、前記半導体
基板におけるpチャネル型の電界効果トランジスタの形
成領域に、n型のウエルを形成するための不純物を導入
する工程、ソースおよびドレイン用のp+型の半導体領
域を形成するための不純物を導入する工程の少なくとも
一方の工程を有することを特徴とする半導体装置の製造
方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the masking layer is used as a mask to form an n-type well in a p-channel field-effect transistor formation region of the semiconductor substrate. And a step of introducing impurities for forming p + -type semiconductor regions for the source and drain.
【請求項4】 請求項1、2または3記載の半導体装置
の製造方法において、前記チャネル形成用の不純物は、
前記半導体基板にp型の半導体領域を形成することが可
能な不純物からなることを特徴とする半導体装置の製造
方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the impurity for channel formation is
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising an impurity capable of forming a p-type semiconductor region on the semiconductor substrate.
【請求項5】 以下の工程を有することを特徴とする半
導体装置の製造方法; (a)半導体基板上に、第1領域が覆われ、第2領域が
開口されるマスキング層を形成する工程、(b)前記第
2領域の半導体基板にウエル形成のための不純物を導入
する工程、(c)前記第2領域の半導体基板にチャネル
形成のための不純物を導入する工程、(d)前記(a)
〜(c)工程後、第1領域の半導体基板上に第1ゲート
絶縁膜を形成する工程、(e)前記(a)〜(c)工程
後、前記第2領域の半導体基板上に前記第1ゲート絶縁
膜よりも厚い第2ゲート絶縁膜を形成する工程、(f)
前記第1、第2ゲート絶縁膜上にn型のゲート電極を形
成する工程、(g)前記(f)工程後、前記半導体基板
上に、前記第2領域が覆われ、前記第1領域が開口され
るマスキング層を形成した後、そのマスキング層をマス
クとして、前記半導体基板に前記第1領域における電界
効果トランジスタのチャネル形成用の不純物を導入する
工程。
5. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: (a) forming a masking layer on a semiconductor substrate, the masking layer covering the first region and opening the second region; (B) introducing an impurity for forming a well into the semiconductor substrate of the second region, (c) introducing an impurity for forming a channel into the semiconductor substrate of the second region, (d) above (a) )
After the steps (c) to (c), a step of forming a first gate insulating film on the semiconductor substrate in the first region; (e) After the steps (a) to (c), the first gate insulating film is formed on the semiconductor substrate in the second region. Forming a second gate insulating film thicker than one gate insulating film, (f)
A step of forming an n-type gate electrode on the first and second gate insulating films, (g) after the step (f), the second region is covered on the semiconductor substrate, and the first region is After forming a masking layer to be opened, using the masking layer as a mask, introducing an impurity for forming a channel of the field effect transistor in the first region into the semiconductor substrate.
【請求項6】 請求項5記載の半導体装置の製造方法に
おいて、前記(g)工程に際して、前記マスキング層を
マスクとして、前記半導体基板における電界効果トラン
ジスタの形成領域に、ウエルを形成するための不純物を
導入する工程、ソースおよびドレイン用の低不純物濃度
の半導体領域を形成するための不純物を導入する工程の
少なくとも一方の工程を有することを特徴とする半導体
装置の製造方法。
6. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein in the step (g), an impurity for forming a well is formed in the field effect transistor formation region of the semiconductor substrate using the masking layer as a mask. And a step of introducing an impurity for forming a low-impurity-concentration semiconductor region for a source and a drain.
【請求項7】 請求項5記載の半導体装置の製造方法に
おいて、前記(g)工程に際して、前記マスキング層を
マスクとして、前記半導体基板における電界効果トラン
ジスタの形成領域に、ウエルを形成するための不純物を
導入する工程、ソースおよびドレイン用の高不純物濃度
の半導体領域を形成するための不純物を導入する工程の
少なくとも一方の工程を有することを特徴とする半導体
装置の製造方法。
7. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein in the step (g), the masking layer is used as a mask to form an impurity for forming a well in a field effect transistor formation region of the semiconductor substrate. And a step of introducing an impurity for forming a high impurity concentration semiconductor region for a source and a drain, the method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項8】 請求項5、6または7記載の半導体装置
の製造方法において、前記第1領域はロジック用の電界
効果トランジスタの形成領域であり、前記第2領域は高
耐圧用の電界効果トランジスタの形成領域であることを
特徴とする半導体装置の製造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, 6 or 7, wherein the first region is a region for forming a field effect transistor for logic, and the second region is a field effect transistor for high breakdown voltage. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項9】 請求項5〜8のいずれか1項に記載の半
導体装置の製造方法において、前記(g)工程は、以下
の工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方
法;前記第1領域においてnチャネル型の電界効果トラ
ンジスタの形成領域が覆われ、pチャネル型の電界効果
トランジスタの形成領域が開口されるマスキング層を形
成した後、そのマスキング層をマスクとして、前記半導
体基板に前記pチャネル型の電界効果トランジスタにお
けるチャネル形成用の不純物を導入する工程。
9. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the step (g) includes the following steps: the method for manufacturing a semiconductor device; After forming a masking layer covering the formation region of the n-channel type field effect transistor and opening the formation region of the p-channel type field effect transistor in one region, the masking layer is used as a mask to form the mask on the semiconductor substrate. A step of introducing an impurity for forming a channel in a p-channel field effect transistor.
【請求項10】 請求項5〜8のいずれか1項に記載の
半導体装置の製造方法において、前記(g)工程は、以
下の工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方
法;前記第1領域においてpチャネル型の電界効果トラ
ンジスタの形成領域が覆われ、nチャネル型の電界効果
トランジスタの形成領域が開口されるマスキング層を形
成した後、そのマスキング層をマスクとして、前記半導
体基板に前記nチャネル型の電界効果トランジスタにお
けるチャネル形成用の不純物を導入する工程。
10. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the step (g) includes the following steps: the method for manufacturing a semiconductor device; After forming a masking layer in which the formation region of the p-channel type field effect transistor is covered in one region and the formation region of the n-channel type field effect transistor is opened, the masking layer is used as a mask to form the mask on the semiconductor substrate. A step of introducing an impurity for forming a channel in the n-channel field effect transistor.
【請求項11】 請求項5〜8のいずれか1項に記載の
半導体装置の製造方法において、前記(g)工程は、以
下の工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方
法;前記第1領域においてnチャネル型の電界効果トラ
ンジスタの形成領域が覆われ、pチャネル型の電界効果
トランジスタの形成領域が開口されるマスキング層を形
成した後、そのマスキング層をマスクとして、前記半導
体基板に前記pチャネル型の電界効果トランジスタにお
けるチャネル形成用の不純物を導入する工程、 前記第1領域においてpチャネル型の電界効果トランジ
スタの形成領域が覆われ、nチャネル型の電界効果トラ
ンジスタの形成領域が開口されるマスキング層を形成し
た後、そのマスキング層をマスクとして、前記半導体基
板に前記nチャネル型の電界効果トランジスタにおける
チャネル形成用の不純物を導入する工程。
11. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the step (g) includes the following steps: the method for manufacturing a semiconductor device; After forming a masking layer covering the formation region of the n-channel type field effect transistor and opening the formation region of the p-channel type field effect transistor in one region, the masking layer is used as a mask to form the mask on the semiconductor substrate. a step of introducing an impurity for forming a channel in a p-channel type field effect transistor, the formation region of the p-channel type field effect transistor is covered with the first region, and the formation region of the n-channel type field effect transistor is opened. After forming a masking layer, the masking layer is used as a mask and the n-channel type electrode is applied to the semiconductor substrate. Introducing an impurity for forming the channel in effect transistors.
【請求項12】 以下の工程を有することを特徴とする
半導体装置の製造方法; (a)半導体基板上に、第1領域が覆われ、フラッシュ
メモリの形成領域が開口されるマスキング層を形成する
工程、(b)前記フラッシュメモリの形成領域における
半導体基板にウエル形成のための不純物を導入する工
程、(c)前記フラッシュメモリの形成領域における半
導体基板にチャネル形成のための不純物を導入する工
程、(d)前記(a)〜(c)工程後、前記第1領域の
半導体基板上に第1ゲート絶縁膜を形成する工程、
(e)前記(a)〜(c)工程後、前記フラッシュメモ
リの形成領域における半導体基板上に第3ゲート絶縁膜
を形成する工程、(f)前記第1ゲート絶縁膜上にn型
のゲート電極を形成する工程、(g)前記(f)工程
後、前記半導体基板上に、前記フラッシュメモリの形成
領域が覆われ、前記第1領域が開口されるマスキング層
を形成した後、そのマスキング層をマスクとして、前記
半導体基板に前記第1領域における電界効果トランジス
タのチャネル形成用の不純物を導入する工程。
12. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: (a) forming a masking layer on a semiconductor substrate, the masking layer covering the first region and opening a formation region of a flash memory. (B) introducing impurities for forming wells into the semiconductor substrate in the flash memory forming region, (c) introducing impurities for forming channels into the semiconductor substrate in the flash memory forming region, (D) a step of forming a first gate insulating film on the semiconductor substrate in the first region after the steps (a) to (c),
(E) After the steps (a) to (c), a step of forming a third gate insulating film on the semiconductor substrate in the formation region of the flash memory, and (f) an n-type gate on the first gate insulating film. After the step (g) and the step (f) of forming an electrode, a masking layer is formed on the semiconductor substrate, the masking layer covering the formation region of the flash memory and opening the first region, and then forming the masking layer. Using the mask as a mask, introducing an impurity for forming a channel of the field effect transistor in the first region into the semiconductor substrate.
【請求項13】 請求項12記載の半導体装置の製造方
法において、前記(g)工程に際して、前記マスキング
層をマスクとして、前記半導体基板における電界効果ト
ランジスタの形成領域に、ウエルを形成するための不純
物を導入する工程、ソースおよびドレイン用の低不純物
濃度の半導体領域を形成するための不純物を導入する工
程の少なくとも一方の工程を有することを特徴とする半
導体装置の製造方法。
13. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein in the step (g), an impurity for forming a well is formed in the field effect transistor formation region of the semiconductor substrate using the masking layer as a mask. And a step of introducing an impurity for forming a low-impurity-concentration semiconductor region for a source and a drain.
【請求項14】 請求項12記載の半導体装置の製造方
法において、前記(g)工程に際して、前記マスキング
層をマスクとして、前記半導体基板における電界効果ト
ランジスタの形成領域に、ウエルを形成するための不純
物を導入する工程、ソースおよびドレイン用の高不純物
濃度の半導体領域を形成するための不純物を導入する工
程の少なくとも一方の工程を有することを特徴とする半
導体装置の製造方法。
14. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein in the step (g), an impurity for forming a well is formed in the field effect transistor formation region of the semiconductor substrate using the masking layer as a mask. And a step of introducing an impurity for forming a high impurity concentration semiconductor region for a source and a drain, the method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項15】 請求項12、13または14記載の半
導体装置の製造方法において、前記第1領域はロジック
用の電界効果トランジスタの形成領域であることを特徴
とする半導体装置の製造方法。
15. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12, 13 or 14, wherein the first region is a formation region of a field effect transistor for logic.
【請求項16】 請求項12〜15のいずれか1項に記
載の半導体装置の製造方法において、前記(g)工程
は、以下の工程を有することを特徴とする半導体装置の
製造方法;前記第1領域においてnチャネル型の電界効
果トランジスタの形成領域が覆われ、pチャネル型の電
界効果トランジスタの形成領域が開口されるマスキング
層を形成した後、そのマスキング層をマスクとして、前
記半導体基板に前記pチャネル型の電界効果トランジス
タにおけるチャネル形成用の不純物を導入する工程。
16. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the step (g) includes the following steps: the method for manufacturing a semiconductor device; After forming a masking layer covering the formation region of the n-channel type field effect transistor and opening the formation region of the p-channel type field effect transistor in one region, the masking layer is used as a mask to form the mask on the semiconductor substrate. A step of introducing an impurity for forming a channel in a p-channel field effect transistor.
【請求項17】 請求項12〜15のいずれか1項に記
載の半導体装置の製造方法において、前記(g)工程
は、以下の工程を有することを特徴とする半導体装置の
製造方法;前記第1領域においてpチャネル型の電界効
果トランジスタの形成領域が覆われ、nチャネル型の電
界効果トランジスタの形成領域が開口されるマスキング
層を形成した後、そのマスキング層をマスクとして、前
記半導体基板に前記nチャネル型の電界効果トランジス
タにおけるチャネル形成用の不純物を導入する工程。
17. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the step (g) includes the following steps: the method for manufacturing a semiconductor device; After forming a masking layer in which the formation region of the p-channel type field effect transistor is covered in one region and the formation region of the n-channel type field effect transistor is opened, the masking layer is used as a mask to form the mask on the semiconductor substrate. A step of introducing an impurity for forming a channel in the n-channel field effect transistor.
【請求項18】 請求項12〜15のいずれか1項に記
載の半導体装置の製造方法において、前記(g)工程
は、以下の工程を有することを特徴とする半導体装置の
製造方法;前記第1領域においてnチャネル型の電界効
果トランジスタの形成領域が覆われ、pチャネル型の電
界効果トランジスタの形成領域が開口されるマスキング
層を形成した後、そのマスキング層をマスクとして、前
記半導体基板に前記pチャネル型の電界効果トランジス
タにおけるチャネル形成用の不純物を導入する工程、 前記第1領域においてpチャネル型の電界効果トランジ
スタの形成領域が覆われ、nチャネル型の電界効果トラ
ンジスタの形成領域が開口されるマスキング層を形成し
た後、そのマスキング層をマスクとして、前記半導体基
板に前記nチャネル型の電界効果トランジスタにおける
チャネル形成用の不純物を導入する工程。
18. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the step (g) includes the following steps: After forming a masking layer covering the formation region of the n-channel type field effect transistor and opening the formation region of the p-channel type field effect transistor in one region, the masking layer is used as a mask to form the mask on the semiconductor substrate. a step of introducing an impurity for forming a channel in a p-channel type field effect transistor, the formation region of the p-channel type field effect transistor is covered with the first region, and the formation region of the n-channel type field effect transistor is opened. And forming an n-channel type mask on the semiconductor substrate using the masking layer as a mask. Introducing an impurity for forming the channel in field effect transistors.
【請求項19】 以下の工程を有することを特徴とする
半導体装置の製造方法; (a)半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程、
(b)前記ゲート絶縁膜上にn型のゲート電極を形成す
る工程、(c)前記(b)工程後、前記半導体基板上に
pチャネル型の電界効果トランジスタの形成領域が開口
されるマスキング層を形成した後、そのマスキング層を
マスクとして、前記半導体基板にpチャネル型の電界効
果トランジスタのチャネル形成用の不純物を導入する工
程、(d)前記(b)工程後、前記半導体基板上にnチ
ャネル型の電界効果トランジスタの形成領域が開口され
るマスキング層を形成した後、そのマスキング層をマス
クとして、前記半導体基板にnチャネル型の電界効果ト
ランジスタのチャネル形成用の不純物を導入する工程。
19. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: (a) a step of forming a gate insulating film on a semiconductor substrate;
(B) a step of forming an n-type gate electrode on the gate insulating film, (c) a masking layer in which a formation region of a p-channel type field effect transistor is opened on the semiconductor substrate after the step (b). And then, using the masking layer as a mask, introducing an impurity for forming a channel of a p-channel field effect transistor into the semiconductor substrate, (d) after the step (b), n is formed on the semiconductor substrate. A step of forming a masking layer in which a formation region of the channel type field effect transistor is opened, and then introducing an impurity for forming a channel of the n channel type field effect transistor into the semiconductor substrate using the masking layer as a mask.
【請求項20】 請求項19記載の半導体装置の製造方
法において、前記(c)工程に際して、前記マスキング
層をマスクとして、前記半導体基板におけるpチャネル
型の電界効果トランジスタの形成領域に、n型のウエル
を形成するための不純物を導入する工程、ソースおよび
ドレイン用のp-型の半導体領域を形成するための不純
物を導入する工程の少なくとも一方の工程を有すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
20. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 19, wherein in the step (c), the n-type is formed in the formation region of the p-channel type field effect transistor on the semiconductor substrate using the masking layer as a mask. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising at least one of a step of introducing an impurity for forming a well and a step of introducing an impurity for forming a p type semiconductor region for a source and a drain. .
【請求項21】 請求項19記載の半導体装置の製造方
法において、前記(c)工程に際して、前記マスキング
層をマスクとして、前記半導体基板におけるpチャネル
型の電界効果トランジスタの形成領域に、n型のウエル
を形成するための不純物を導入する工程、ソースおよび
ドレイン用のp+型の半導体領域を形成するための不純
物を導入する工程の少なくとも一方の工程を有すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
21. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 19, wherein in the step (c), an n-type field effect transistor is formed in the semiconductor substrate using the masking layer as a mask. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising at least one of a step of introducing an impurity for forming a well and a step of introducing an impurity for forming a p + type semiconductor region for a source and a drain. .
【請求項22】 請求項19記載の半導体装置の製造方
法において、前記(d)工程に際して、前記マスキング
層をマスクとして、前記半導体基板におけるnチャネル
型の電界効果トランジスタの形成領域に、p型のウエル
を形成するための不純物を導入する工程、ソースおよび
ドレイン用のn-型の半導体領域を形成するための不純
物を導入する工程の少なくとも一方の工程を有すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
22. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 19, wherein in the step (d), the masking layer is used as a mask, and a p-type field effect transistor is formed in a region where the n-channel field-effect transistor is formed on the semiconductor substrate. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising at least one of a step of introducing an impurity for forming a well and a step of introducing an impurity for forming an n type semiconductor region for a source and a drain. .
【請求項23】 請求項19記載の半導体装置の製造方
法において、前記(d)工程に際して、前記マスキング
層をマスクとして、前記半導体基板におけるnチャネル
型の電界効果トランジスタの形成領域に、p型のウエル
を形成するための不純物を導入する工程、ソースおよび
ドレイン用のn+型の半導体領域を形成するための不純
物を導入する工程の少なくとも一方の工程を有すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
23. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 19, wherein in the step (d), the masking layer is used as a mask, and a p-type field effect transistor is formed in a region of the semiconductor substrate. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising at least one of a step of introducing an impurity for forming a well and a step of introducing an impurity for forming an n + type semiconductor region for a source and a drain. .
【請求項24】 請求項19〜23のいずれか1項に記
載の半導体装置の製造方法において、前記pチャネル型
の電界効果トランジスタおよびnチャネル型の電界効果
トランジスタのチャネル形成用の不純物は、前記半導体
基板にp型の半導体領域を形成することが可能な不純物
からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
24. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 19, wherein the channel forming impurities of the p-channel field effect transistor and the n-channel field effect transistor are the impurities. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising an impurity capable of forming a p-type semiconductor region on a semiconductor substrate.
【請求項25】 以下の工程を有することを特徴とする
半導体装置の製造方法; (a)半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程、
(b)前記ゲート絶縁膜上にn型のゲート電極を形成す
る工程、(c)前記(b)工程後、前記半導体基板上に
電界効果トランジスタの形成領域およびn型のゲート電
極が開口されるマスキング層を形成する工程、(d)前
記(c)工程後、前記n型のゲート電極下にチャネルが
形成されるように、前記マスキング層をマスクとして前
記半導体基板にチャネル形成用の不純物を導入する工
程。
25. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: (a) forming a gate insulating film on a semiconductor substrate;
(B) a step of forming an n-type gate electrode on the gate insulating film, (c) after the step (b), a field effect transistor formation region and an n-type gate electrode are opened on the semiconductor substrate. Forming a masking layer, (d) introducing impurities for forming a channel into the semiconductor substrate using the masking layer as a mask so that a channel is formed under the n-type gate electrode after the step (c). The process of doing.
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