JP2009246014A - Manufacturing method of semiconductor device, and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
【課題】同一半導体基板上に第1導電型MOSトランジスタと第2導電型トランジスタとMOSキャパシタを形成するための半導体装置の製造方法において、製造工程を追加することなく、MOSトランジスタのしきい値電圧近傍で安定した容量をもつMOSキャパシタを製造する。
【解決手段】工程(2)でNchMOSトランジスタ9nの形成領域のP型ウェル3及びMOSキャパシタ11の形成領域のN型ウェル5にNchMOSトランジスタ9nのしきい値電圧調整用ボロンイオンを同時に注入し、かつPchMOSトランジスタ9pの形成領域のN型ウェル5には上記ボロンイオンを注入せず、MOSキャパシタ11とPchMOSトランジスタ9pでN型ウェル5の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルを異ならせる。
【選択図】図1In a method of manufacturing a semiconductor device for forming a first conductivity type MOS transistor, a second conductivity type transistor and a MOS capacitor on the same semiconductor substrate, the threshold voltage of the MOS transistor is added without adding a manufacturing process. A MOS capacitor having a stable capacitance in the vicinity is manufactured.
In step (2), boron ions for adjusting the threshold voltage of the NchMOS transistor 9n are simultaneously implanted into the P-type well 3 in the formation region of the NchMOS transistor 9n and the N-type well 5 in the formation region of the MOS capacitor 11. Further, the boron ions are not implanted into the N-type well 5 in the formation region of the Pch MOS transistor 9p, and the impurity ion concentration profiles near the surface of the N-type well 5 are made different between the MOS capacitor 11 and the Pch MOS transistor 9p.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、半導体装置の製造方法及び半導体装置に関し、特に、同一半導体基板上に第1導電型MOSトランジスタと第2導電型トランジスタとMOSキャパシタを形成するための半導体装置の製造方法及びその製造方法によって形成された半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device, and more particularly, to a semiconductor device manufacturing method and a manufacturing method thereof for forming a first conductivity type MOS transistor, a second conductivity type transistor and a MOS capacitor on the same semiconductor substrate. The present invention relates to a semiconductor device formed by.
金属(Metal)−絶縁物(Insulator)−半導体(Semiconductor)の構造は、一般にはMIS構造といわれている。MIS構造の中で絶縁物を特に酸化物(Oxide film)に限定したものがMOS構造である。MOS構造のゲート電極にゲート電圧VGを加えると容量素子として使用でき、このような用途のMOS構造はMOSダイオード又はMOSキャパシタと呼ばれている。 The structure of metal (metal) -insulator (semiconductor) -semiconductor is generally called a MIS structure. In the MIS structure, the MOS structure is particularly limited to an oxide (Oxide film). When a gate voltage VG is applied to the gate electrode of the MOS structure, it can be used as a capacitive element, and the MOS structure for such use is called a MOS diode or a MOS capacitor.
MOSキャパシタのゲート電極の両側に二つの不純物イオン拡散層領域を設けるとMOSトランジスタ構造になるが、MOSトランジスタ構造のソース及びドレインを結線して短絡させることによりMOSキャパシタとして使用できる。また、MOSトランジスタ構造と似た構造で、半導体層とソース及びドレインが同一導電型のMOSキャパシタもある(例えば特許文献1を参照)。 If two impurity ion diffusion layer regions are provided on both sides of the gate electrode of the MOS capacitor, a MOS transistor structure is obtained. However, the MOS capacitor structure can be used as a MOS capacitor by connecting and shorting the source and drain. There is also a MOS capacitor having a structure similar to the MOS transistor structure, in which the semiconductor layer and the source and drain have the same conductivity type (see, for example, Patent Document 1).
通常、MOSキャパシタは同一半導体基板に形成されるMOSトランジスタと同時に形成され、MOSトランジスタと同じ構造をもつ。
図13にNchトMOSランジスタのC−V特性(容量−ゲート電圧特性)を示す。縦軸は容量(F(ファラド))、横軸はゲート電圧(V(ボルト))を示す。
Usually, the MOS capacitor is formed simultaneously with the MOS transistor formed on the same semiconductor substrate, and has the same structure as the MOS transistor.
FIG. 13 shows the CV characteristic (capacitance-gate voltage characteristic) of the Nch MOS transistor. The vertical axis represents capacity (F (farad)), and the horizontal axis represents gate voltage (V (volt)).
ゲート電圧が十分にマイナス側では空乏層が存在せず、ゲート絶縁膜の容量のみとなる。ゲート電圧が0V付近では、空乏層が広がり、ゲート絶縁膜と空乏層の直列容量となり、容量が落ち込む。ゲート電圧がプラス側では反転層にキャリアがたまり、容量が増大する。このように、MOSキャパシタは、ゲート電極に電圧を印加したときの空乏層の広がりにより容量が変化する。特にMOSトランジスタのしきい値電圧(Vth)付近では容量が低くなる。特許文献1に開示された、半導体層とソース及びドレインが同一導電型のMOSキャパシタも図13に示したものと同様のC−V特性をもつ。
When the gate voltage is sufficiently negative, there is no depletion layer, and only the capacity of the gate insulating film is obtained. When the gate voltage is around 0 V, the depletion layer spreads, and the gate insulating film and the depletion layer become series capacitance, and the capacitance drops. When the gate voltage is on the plus side, carriers accumulate in the inversion layer and the capacitance increases. Thus, the capacitance of the MOS capacitor changes due to the spread of the depletion layer when a voltage is applied to the gate electrode. In particular, the capacitance decreases near the threshold voltage (Vth) of the MOS transistor. The MOS capacitor having the same conductivity type as the semiconductor layer and the source and drain disclosed in
通常、MOSトランジスタのしきい値は1V未満であり、1V未満では空乏層の広がりにより容量が低くなる。したがって、従来のMOSキャパシタで安定した容量を得るためには1V以上のゲート電圧領域で使用する必要があった。 Usually, the threshold value of the MOS transistor is less than 1V, and if it is less than 1V, the capacitance is lowered due to the spread of the depletion layer. Therefore, in order to obtain a stable capacity with the conventional MOS capacitor, it was necessary to use it in a gate voltage region of 1 V or more.
キャパシタにおいて1V未満で安定した容量を得るためには、例えばPIP(Poly silicon-Insulator-Poly silicon)構造のキャパシタを使用する方法がある。
しかし、PIP構造を形成するための専用の工程が必要なため、製造コストが増加するという問題があった。さらにPIP構造のキャパシタはMOSキャパシタに比べて単位容量が小さいため、チップ面積が増大するという問題があった。
In order to obtain a stable capacitance at less than 1 V in the capacitor, for example, there is a method of using a capacitor having a PIP (Poly silicon-Insulator-Poly silicon) structure.
However, since a dedicated process for forming the PIP structure is required, there is a problem that the manufacturing cost increases. Furthermore, since the PIP structure capacitor has a smaller unit capacity than the MOS capacitor, there is a problem that the chip area increases.
本発明は、同一半導体基板上に第1導電型MOSトランジスタと第2導電型トランジスタとMOSキャパシタを形成するための半導体装置の製造方法及びその製造方法によって形成された半導体装置において、製造工程を追加することなく、MOSトランジスタのしきい値電圧近傍で安定した容量をもつMOSキャパシタを製造することを目的とするものである。 The present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device for forming a first conductivity type MOS transistor, a second conductivity type transistor, and a MOS capacitor on the same semiconductor substrate, and a manufacturing process for the semiconductor device formed by the method. Accordingly, an object of the present invention is to manufacture a MOS capacitor having a stable capacitance near the threshold voltage of the MOS transistor.
本発明にかかる半導体装置の製造方法の第1局面は、同一半導体基板上に第1導電型MOSトランジスタと第2導電型トランジスタとMOSキャパシタを形成するための半導体装置の製造方法において、以下の工程(A)〜(E)をその順に含む半導体装置の製造方法である。
(A)同一半導体基板に、第2導電型MOSトランジスタが形成される第1導電型半導体層と、第1導電型MOSトランジスタ及びMOSキャパシタが形成される第2導電型半導体層を形成する工程、
(B)第2導電型MOSトランジスタ形成領域の上記第1導電型半導体層及びMOSキャパシタ形成領域の上記第2導電型半導体層に第2導電型MOSトランジスタのしきい値電圧調整用不純物イオンを同時に注入し、かつ第1導電型MOSトランジスタ形成領域の第2導電型半導体層には上記第2導電型MOSトランジスタのしきい値電圧調整用不純物イオンを注入せず、上記MOSキャパシタ形成領域と上記第1導電型MOSトランジスタ形成領域で上記第2導電型半導体層の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルを異ならせる工程、
(C)上記第1導電型半導体層上及び上記第2導電型半導体層上にゲート絶縁膜を形成した後、上記第1導電型MOSトランジスタ形成領域及び上記MOSキャパシタ形成領域の上記ゲート絶縁膜上に第1導電型半導体膜からなる第1導電型ゲート電極を同時に形成し、上記第2導電型MOSトランジスタ形成領域の上記ゲート絶縁膜上に第2導電型半導体膜からなる第2導電型ゲート電極を形成する工程、
(D)上記第1導電型MOSトランジスタ形成領域の上記第2導電型半導体層に第1導電型ソース及び第1導電型ドレインを形成して第1導電型MOSトランジスタを形成するのと同時に上記MOSキャパシタ形成領域の上記第2導電型半導体層に第1導電型ソース及び第1導電型ドレインを形成してMOSキャパシタを形成し、別途、上記第2導電型MOSトランジスタ形成領域の上記第1導電型半導体層に第2導電型ソース及び第2導電型ドレインを形成して第2導電型MOSトランジスタを形成する工程、
(E)上記第1導電型MOSトランジスタ、上記第2導電型トランジスタ及び上記MOSキャパシタを覆う層間絶縁膜を形成し、上記層間絶縁膜にコンタクトホールを形成し、上記コンタクトホール内及び上記層間絶縁膜上に金属材料からなるメタル配線を形成して上記MOSキャパシタの上記第1導電型ソース及び上記第1導電型ドレインを短絡する工程。
A first aspect of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes the following steps in a method for manufacturing a semiconductor device for forming a first conductivity type MOS transistor, a second conductivity type transistor, and a MOS capacitor on the same semiconductor substrate. A method of manufacturing a semiconductor device including (A) to (E) in that order.
(A) forming a first conductive type semiconductor layer in which a second conductive type MOS transistor is formed and a second conductive type semiconductor layer in which a first conductive type MOS transistor and a MOS capacitor are formed on the same semiconductor substrate;
(B) Impurity ions for adjusting the threshold voltage of the second conductivity type MOS transistor are simultaneously applied to the first conductivity type semiconductor layer in the second conductivity type MOS transistor formation region and the second conductivity type semiconductor layer in the MOS capacitor formation region. The impurity ions for adjusting the threshold voltage of the second conductivity type MOS transistor are not implanted into the second conductivity type semiconductor layer of the first conductivity type MOS transistor formation region and the MOS capacitor formation region and the first conductivity type are not implanted. Differentiating impurity ion concentration profiles near the surface of the second conductivity type semiconductor layer in the one conductivity type MOS transistor formation region;
(C) After forming a gate insulating film on the first conductive type semiconductor layer and the second conductive type semiconductor layer, on the gate insulating film in the first conductive type MOS transistor forming region and the MOS capacitor forming region. The first conductivity type gate electrode made of the first conductivity type semiconductor film is simultaneously formed, and the second conductivity type gate electrode made of the second conductivity type semiconductor film is formed on the gate insulating film in the second conductivity type MOS transistor formation region. Forming a process,
(D) At the same time as forming the first conductivity type MOS transistor by forming the first conductivity type source and the first conductivity type drain in the second conductivity type semiconductor layer of the first conductivity type MOS transistor formation region, the MOS A MOS capacitor is formed by forming a first conductivity type source and a first conductivity type drain in the second conductivity type semiconductor layer of the capacitor formation region, and separately, the first conductivity type of the second conductivity type MOS transistor formation region. Forming a second conductivity type MOS transistor by forming a second conductivity type source and a second conductivity type drain in the semiconductor layer;
(E) forming an interlayer insulating film covering the first conductive type MOS transistor, the second conductive type transistor and the MOS capacitor; forming a contact hole in the interlayer insulating film; and in the contact hole and the interlayer insulating film Forming a metal wiring made of a metal material on the MOS capacitor to short-circuit the first conductivity type source and the first conductivity type drain of the MOS capacitor;
本願特許請求の範囲及び明細書において、第1導電型とはP型又はN型を意味し、第2導電型とは第1導電型とは反対導電型のN型又はP型を意味する。また、第1導電型MOSトランジスタとはPchMOSトランジスタ又はNchMOSトランジスタを意味し、第2導電型トランジスタとはNchMOSトランジスタ又はPchMOSトランジスタを意味する。 In the claims and the specification of the present application, the first conductivity type means P type or N type, and the second conductivity type means N type or P type opposite to the first conductivity type. The first conductivity type MOS transistor means a PchMOS transistor or an NchMOS transistor, and the second conductivity type transistor means an NchMOS transistor or a PchMOS transistor.
本発明にかかる半導体装置の第1態様は、本発明の半導体装置の製造方法の第1局面によって形成されたものであって、上記MOSキャパシタと上記第1導電型MOSトランジスタで上記第2導電型半導体層の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルが異なっているものである。 A first aspect of the semiconductor device according to the present invention is formed by the first aspect of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, wherein the second conductivity type includes the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor. The impurity ion concentration profiles near the surface of the semiconductor layer are different.
本発明の半導体装置の製造方法の第1局面及び半導体装置の第1態様では、MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタで第2導電型半導体層の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルが異なっている。これにより、MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタでC−V特性が互いに異なるものになり、MOSキャパシタは第1導電型MOSトランジスタのしきい値電圧近傍で安定した容量をもつ。 In the first aspect of the semiconductor device manufacturing method of the present invention and the first mode of the semiconductor device, the impurity ion concentration profiles in the vicinity of the surface of the second conductivity type semiconductor layer are different between the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor. As a result, the CV characteristics of the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor are different from each other, and the MOS capacitor has a stable capacitance near the threshold voltage of the first conductivity type MOS transistor.
さらに、MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタで第2導電型半導体層の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルを異ならせる方法は、上記工程(B)で、第2導電型MOSトランジスタ形成領域の第1導電型半導体層に第2導電型MOSトランジスタのしきい値電圧調整用不純物イオンを注入する際に、MOSキャパシタ形成領域の第2導電型半導体層に上記しきい値電圧調整用不純物イオンを同時に注入し、かつ第1導電型MOSトランジスタ形成領域の第2導電型半導体層には上記しきい値電圧調整用不純物イオンを注入しないようにすることによって行なっているので、製造工程が増加することはない。 Further, the method of making the impurity ion concentration profile near the surface of the second conductivity type semiconductor layer different between the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor is the first step of the second conductivity type MOS transistor formation region in the step (B). When the impurity ions for adjusting the threshold voltage of the second conductivity type MOS transistor are implanted into the conductive semiconductor layer, the impurity ions for adjusting the threshold voltage are simultaneously implanted into the second conductivity type semiconductor layer in the MOS capacitor forming region. In addition, since the threshold voltage adjusting impurity ions are not implanted into the second conductive semiconductor layer in the first conductive MOS transistor formation region, the manufacturing process does not increase. .
本発明の半導体装置の製造方法の第1局面において、上記工程(A)と上記工程(C)の間で、上記工程(B)に替えて、又は上記工程(B)に加え、上記第1導電型MOSトランジスタ形成領域の上記第2導電型半導体層に第1導電型MOSトランジスタのしきい値電圧調整用不純物イオンを注入し、かつ上記第2導電型MOSトランジスタ形成領域の第1導電型半導体層及び上記MOSキャパシタ形成領域の上記第2導電型半導体層には上記第1導電型MOSトランジスタのしきい値電圧調整用不純物イオンを注入せず、上記MOSキャパシタ形成領域と上記第1導電型MOSトランジスタ形成領域で上記第2導電型半導体層の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルを異ならせる工程(B’)を行なうようにしてもよい。この局面においても、製造工程を増加させることなく、MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタで第2導電型半導体層の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルを異ならせることができる。 In the first aspect of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the first step may be performed in place of the step (B) or in addition to the step (B) between the step (A) and the step (C). Impurity ions for adjusting the threshold voltage of the first conductivity type MOS transistor are implanted into the second conductivity type semiconductor layer in the conductivity type MOS transistor formation region, and the first conductivity type semiconductor in the second conductivity type MOS transistor formation region The impurity ions for adjusting the threshold voltage of the first conductivity type MOS transistor are not implanted into the second conductivity type semiconductor layer of the layer and the MOS capacitor formation region, and the MOS capacitor formation region and the first conductivity type MOS are not implanted. You may make it perform the process (B ') which makes the impurity ion concentration profile near the surface of the said 2nd conductivity type semiconductor layer differ in a transistor formation area. Also in this aspect, the impurity ion concentration profiles in the vicinity of the surface of the second conductivity type semiconductor layer can be made different between the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor without increasing the number of manufacturing steps.
また、上記工程(D)で、上記第1導電型MOSトランジスタ形成領域の上記第2導電型半導体層に上記第1導電型ソース及び上記第1導電型ドレインを形成して上記第1導電型MOSトランジスタを形成する際に上記MOSキャパシタ形成領域への上記第1導電型ソース及び上記第1導電型ドレインの形成は行なわず、上記第2導電型MOSトランジスタ形成領域の上記第1導電型半導体層に上記第2導電型ソース及び上記第2導電型ドレインを形成するのと同時に上記MOSキャパシタ形成領域の上記第2導電型半導体層に第2導電型ソース及び第2導電型ドレインを形成してMOSキャパシタを形成し、上記工程(E)で、メタル配線により上記MOSキャパシタの上記第2導電型ソース及び上記第2導電型ドレインを短絡するようにしてもよい。MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタでソース及びドレインの導電型を互いに異ならせることによってもC−V特性が互いに異なるものになる。 In the step (D), the first conductivity type MOS and the first conductivity type drain are formed in the second conductivity type semiconductor layer of the first conductivity type MOS transistor formation region to form the first conductivity type MOS. When the transistor is formed, the first conductivity type source and the first conductivity type drain are not formed in the MOS capacitor formation region, and the first conductivity type semiconductor layer in the second conductivity type MOS transistor formation region is not formed. At the same time when the second conductivity type source and the second conductivity type drain are formed, the second conductivity type source and the second conductivity type drain are formed in the second conductivity type semiconductor layer of the MOS capacitor formation region to form a MOS capacitor. In the step (E), the second conductive type source and the second conductive type drain of the MOS capacitor are short-circuited by the metal wiring. It may be. The CV characteristics are also different from each other by changing the source and drain conductivity types of the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor.
また、上記工程(C)で、上記MOSキャパシタのゲート電極として第1導電型のものではなく第2導電型のものを上記第2導電型MOSトランジスタの上記第2導電型ゲート電極と同時に形成するようにしてもよい。MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタでゲート電極の導電型を互いに異ならせることによってもC−V特性が互いに異なるものになる。 In the step (C), the gate electrode of the MOS capacitor is formed with a second conductivity type instead of the first conductivity type simultaneously with the second conductivity type gate electrode of the second conductivity type MOS transistor. You may do it. The CV characteristics are also different from each other by changing the conductivity type of the gate electrode between the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor.
本発明にかかる半導体装置の製造方法の第2局面は、同一半導体基板上に第1導電型MOSトランジスタと第2導電型トランジスタとMOSキャパシタを形成するための半導体装置の製造方法であって、以下の工程(A)〜(D)をその順に含む半導体装置の製造方法である。
(A)同一半導体基板に、第2導電型MOSトランジスタが形成される第1導電型半導体層と、第1導電型MOSトランジスタ及びMOSキャパシタが形成される第2導電型半導体層を形成する工程、
(B)上記第1導電型半導体層上及び上記第2導電型半導体層上にゲート絶縁膜を形成した後、第2導電型MOSトランジスタ形成領域及びMOSキャパシタ形成領域の上記ゲート絶縁膜上に第2導電型半導体膜からなる第2導電型ゲート電極を形成し、第1導電型MOSトランジスタ形成領域の上記ゲート絶縁膜上に第1導電型半導体膜からなる第1導電型ゲート電極を形成する工程、
(C)上記第2導電型MOSトランジスタ形成領域の上記第1導電型半導体層に第2導電型ソース及び第2導電型ドレインを形成し、別途、上記第1導電型MOSトランジスタ形成領域の上記第2導電型半導体層に第1導電型ソース及び第1導電型ドレインを形成して第1導電型MOSトランジスタを形成するのと同時に上記MOSキャパシタ形成領域の上記第2導電型半導体層に第1導電型ソース及び第1導電型ドレインを形成してMOSキャパシタを形成する工程、
(D)上記第1導電型MOSトランジスタ、上記第2導電型トランジスタ及びMOSキャパシタを覆う層間絶縁膜を形成し、上記層間絶縁膜にコンタクトホールを形成し、上記コンタクトホール内及び上記層間絶縁膜上に金属材料からなるメタル配線を形成して上記MOSキャパシタの上記第1導電型ソース及び上記第1導電型ドレインを短絡する工程。
A second aspect of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device for forming a first conductivity type MOS transistor, a second conductivity type transistor, and a MOS capacitor on the same semiconductor substrate. A method for manufacturing a semiconductor device including the steps (A) to (D) in that order.
(A) forming a first conductive type semiconductor layer in which a second conductive type MOS transistor is formed and a second conductive type semiconductor layer in which a first conductive type MOS transistor and a MOS capacitor are formed on the same semiconductor substrate;
(B) After forming a gate insulating film on the first conductive type semiconductor layer and the second conductive type semiconductor layer, a second insulating layer is formed on the gate insulating film in the second conductive type MOS transistor forming region and the MOS capacitor forming region. Forming a second conductivity type gate electrode made of a two conductivity type semiconductor film, and forming a first conductivity type gate electrode made of the first conductivity type semiconductor film on the gate insulating film in the first conductivity type MOS transistor formation region; ,
(C) forming a second conductivity type source and a second conductivity type drain in the first conductivity type semiconductor layer of the second conductivity type MOS transistor formation region, and separately forming the first conductivity type MOS transistor formation region in the first conductivity type; The first conductive type source and the first conductive type drain are formed in the two conductive type semiconductor layer to form the first conductive type MOS transistor, and at the same time, the first conductive type is formed in the second conductive type semiconductor layer in the MOS capacitor forming region. Forming a MOS source by forming a type source and a first conductivity type drain;
(D) forming an interlayer insulating film covering the first conductive type MOS transistor, the second conductive type transistor and the MOS capacitor, forming a contact hole in the interlayer insulating film, and in the contact hole and on the interlayer insulating film; Forming a metal wiring made of a metal material to short-circuit the first conductivity type source and the first conductivity type drain of the MOS capacitor.
本発明にかかる半導体装置の第2態様は、上記MOSキャパシタは第2導電型半導体膜からなる上記第2導電型ゲート電極を備え、上記第1導電型MOSトランジスタは第1導電型半導体膜からなる上記第1導電型ゲート電極を備えているものである。 According to a second aspect of the semiconductor device of the present invention, the MOS capacitor includes the second conductivity type gate electrode made of a second conductivity type semiconductor film, and the first conductivity type MOS transistor consists of a first conductivity type semiconductor film. The first conductivity type gate electrode is provided.
本発明の半導体装置の製造方法の第2局面及び半導体装置の第2態様では、MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタでゲート電極の導電型が異なっている。これにより、MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタでC−V特性が互いに異なるものになり、MOSキャパシタは第1導電型MOSトランジスタのしきい値電圧近傍で安定した容量をもつ。 In the second aspect of the semiconductor device manufacturing method of the present invention and the second embodiment of the semiconductor device, the conductivity type of the gate electrode differs between the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor. As a result, the CV characteristics of the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor are different from each other, and the MOS capacitor has a stable capacitance near the threshold voltage of the first conductivity type MOS transistor.
さらに、MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタでゲート電極の導電型を異ならせる方法は、上記工程(B)で、第2導電型MOSトランジスタの第2導電型ゲート電極を形成するのと同時にMOSキャパシタの第2導電型ゲート電極を形成することによって行なっているので、製造工程が増加することはない。 Further, the method of making the conductivity type of the gate electrode different between the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor is that the MOS transistor is formed at the same time as the second conductivity type gate electrode of the second conductivity type MOS transistor is formed in the step (B). Since the process is performed by forming the second conductivity type gate electrode of the capacitor, the manufacturing process does not increase.
本発明の半導体装置の製造方法の第2局面において、上記工程(C)で、上記第1導電型MOSトランジスタ形成領域の上記第2導電型半導体層に上記第1導電型ソース及び上記第1導電型ドレインを形成して上記第1導電型MOSトランジスタを形成する際に上記MOSキャパシタ形成領域への上記第1導電型ソース及び上記第1導電型ドレインの形成は行なわず、上記第2導電型MOSトランジスタ形成領域の上記第1導電型半導体層に上記第2導電型ソース及び上記第2導電型ドレインを形成するのと同時に上記MOSキャパシタ形成領域の上記第2導電型半導体層に第2導電型ソース及び第2導電型ドレインを形成してMOSキャパシタを形成し、上記工程(D)で、メタル配線により上記MOSキャパシタの上記第2導電型ソース及び上記第2導電型ドレインを短絡するようにしてもよい。MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタでソース及びドレインの導電型を互いに異ならせることによってもC−V特性が互いに異なるものになる。 In the second aspect of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, in the step (C), the first conductivity type source and the first conductivity are formed on the second conductivity type semiconductor layer in the first conductivity type MOS transistor formation region. When the first conductivity type MOS transistor is formed by forming the type drain, the first conductivity type source and the first conductivity type drain are not formed in the MOS capacitor formation region, but the second conductivity type MOS is formed. The second conductivity type source is formed in the second conductivity type semiconductor layer of the MOS capacitor formation region simultaneously with the formation of the second conductivity type source and the second conductivity type drain in the first conductivity type semiconductor layer of the transistor formation region. And a second conductivity type drain is formed to form a MOS capacitor, and in the step (D), the second conductivity type source of the MOS capacitor is formed by metal wiring. May be short fine said second conductivity type drain. The CV characteristics are also different from each other by changing the source and drain conductivity types of the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor.
本発明の半導体装置の製造方法の第1局面では、工程(B)で第2導電型MOSトランジスタ形成領域の第1導電型半導体層及びMOSキャパシタ形成領域の第2導電型半導体層に第2導電型MOSトランジスタのしきい値電圧調整用不純物イオンを同時に注入し、かつ第1導電型MOSトランジスタ形成領域の第2導電型半導体層には第2導電型MOSトランジスタのしきい値電圧調整用不純物イオンを注入せず、MOSキャパシタ形成領域と第1導電型MOSトランジスタ形成領域で第2導電型半導体層の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルを異ならせるようにした。
本発明の半導体装置の第1態様では、本発明の半導体装置の製造方法の第1局面によって形成されたものであって、MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタで第2導電型半導体層の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルが異なっているようにした。
このように、本発明の半導体装置の製造方法の第1局面及び半導体装置の第1態様では、製造工程を増加させることなく、MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタで第2導電型半導体層の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルが異なっているようにしたので、MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタでC−V特性を互いに異ならせることができ、MOSキャパシタに第1導電型MOSトランジスタのしきい値電圧近傍で安定した容量をもたせることができる。
In the first aspect of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, in step (B), the second conductivity type semiconductor layer in the second conductivity type MOS transistor formation region and the second conductivity type semiconductor layer in the MOS capacitor formation region are subjected to the second conductivity. Impurity ions for adjusting the threshold voltage of the MOS transistor are implanted at the same time, and the impurity ions for adjusting the threshold voltage of the second conductivity type MOS transistor are implanted into the second conductivity type semiconductor layer of the first conductivity type MOS transistor formation region. The impurity ion concentration profiles in the vicinity of the surface of the second conductivity type semiconductor layer are made different between the MOS capacitor formation region and the first conductivity type MOS transistor formation region.
According to a first aspect of the semiconductor device of the present invention, the surface of the second conductivity type semiconductor layer is formed by the first aspect of the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention and includes a MOS capacitor and a first conductivity type MOS transistor. The impurity ion concentration profiles in the vicinity were made different.
As described above, in the first aspect of the method for manufacturing a semiconductor device and the first embodiment of the semiconductor device of the present invention, the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor can form the second conductivity type semiconductor layer without increasing the number of manufacturing steps. Since the impurity ion concentration profiles in the vicinity of the surface are different, the CV characteristics of the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor can be made different from each other. A stable capacity can be provided near the value voltage.
本発明の半導体装置の製造方法の第1局面において、工程(A)と工程(C)の間で、工程(B)に替えて、又は工程(B)に加え、第1導電型MOSトランジスタ形成領域の第2導電型半導体層に第1導電型MOSトランジスタのしきい値電圧調整用不純物イオンを注入し、かつ第2導電型MOSトランジスタ形成領域の第1導電型半導体層及びMOSキャパシタ形成領域の第2導電型半導体層には第1導電型MOSトランジスタのしきい値電圧調整用不純物イオンを注入せず、MOSキャパシタ形成領域と第1導電型MOSトランジスタ形成領域で第2導電型半導体層の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルを異ならせる工程(B’)を行なうようにしてもよい。これによっても、製造工程を増加させることなく、MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタで第2導電型半導体層の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルを異ならせることができる。また、工程(B)に加えて工程(B’)を行なう場合には、MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタでC−V特性をさらに大きく互いに異ならせることができ、MOSキャパシタに第1導電型MOSトランジスタのしきい値電圧近傍でさらに安定した容量をもたせることができる。 In the first aspect of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a first conductivity type MOS transistor is formed between step (A) and step (C) instead of step (B) or in addition to step (B). Impurity ions for adjusting the threshold voltage of the first conductivity type MOS transistor are implanted into the second conductivity type semiconductor layer in the region, and the first conductivity type semiconductor layer and the MOS capacitor formation region in the second conductivity type MOS transistor formation region are implanted. The second conductivity type semiconductor layer is not implanted with impurity ions for adjusting the threshold voltage of the first conductivity type MOS transistor, and the surface of the second conductivity type semiconductor layer is formed in the MOS capacitor formation region and the first conductivity type MOS transistor formation region. You may make it perform the process (B ') which changes the impurity ion concentration profile of the vicinity. This also makes it possible to make the impurity ion concentration profiles near the surface of the second conductivity type semiconductor layer different between the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor without increasing the number of manufacturing steps. Further, when the step (B ′) is performed in addition to the step (B), the CV characteristics can be made different from each other in the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor. A more stable capacitance can be provided near the threshold voltage of the MOS transistor.
また、本発明の半導体装置の製造方法の第1局面において、工程(D)で、第1導電型MOSトランジスタ形成領域の第2導電型半導体層に第1導電型ソース及び第1導電型ドレインを形成して第1導電型MOSトランジスタを形成する際にMOSキャパシタ形成領域への第1導電型ソース及び第1導電型ドレインの形成は行なわず、第2導電型MOSトランジスタ形成領域の第1導電型半導体層に第2導電型ソース及び第2導電型ドレインを形成するのと同時にMOSキャパシタ形成領域の第2導電型半導体層に第2導電型ソース及び第2導電型ドレインを形成してMOSキャパシタを形成し、工程(E)で、メタル配線によりMOSキャパシタの第2導電型ソース及び第2導電型ドレインを短絡するようにしてもよい。MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタでソース及びドレインの導電型を互いに異ならせることによって、MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタでC−V特性をさらに大きく互いに異ならせることができ、MOSキャパシタに第1導電型MOSトランジスタのしきい値電圧近傍でさらに安定した容量をもたせることができる。 In the first aspect of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, in step (D), the first conductivity type source and the first conductivity type drain are provided in the second conductivity type semiconductor layer of the first conductivity type MOS transistor formation region. When forming the first conductivity type MOS transistor, the first conductivity type source and the first conductivity type drain are not formed in the MOS capacitor formation region, but the first conductivity type of the second conductivity type MOS transistor formation region is not formed. The second conductivity type source and the second conductivity type drain are formed in the semiconductor layer, and at the same time, the second conductivity type source and the second conductivity type drain are formed in the second conductivity type semiconductor layer in the MOS capacitor formation region to form the MOS capacitor. In step (E), the second conductivity type source and the second conductivity type drain of the MOS capacitor may be short-circuited by the metal wiring. By differentiating the source and drain conductivity types of the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor, the CV characteristics of the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor can be made greatly different from each other. A more stable capacitance can be provided in the vicinity of the threshold voltage of the first conductivity type MOS transistor.
また、本発明の半導体装置の製造方法の第1局面において、工程(C)で、MOSキャパシタのゲート電極として第1導電型のものではなく第2導電型のものを第2導電型MOSトランジスタの第2導電型ゲート電極と同時に形成するようにしてもよい。MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタでゲート電極の導電型を互いに異ならせることによって、MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタでC−V特性をさらに大きく互いに異ならせることができ、MOSキャパシタに第1導電型MOSトランジスタのしきい値電圧近傍でさらに安定した容量をもたせることができる。 Further, in the first aspect of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, in the step (C), the second conductivity type instead of the first conductivity type is used as the gate electrode of the MOS capacitor in the second conductivity type MOS transistor. It may be formed simultaneously with the second conductivity type gate electrode. By differentiating the conductivity type of the gate electrode between the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor, the CV characteristics can be further greatly different between the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor. A more stable capacitance can be provided in the vicinity of the threshold voltage of the one conductivity type MOS transistor.
本発明の半導体装置の製造方法の第2局面では、工程(B)で、第1導電型半導体層上及び第2導電型半導体層上にゲート絶縁膜を形成した後、第2導電型MOSトランジスタ形成領域及びMOSキャパシタ形成領域のゲート絶縁膜上に第2導電型半導体膜からなる第2導電型ゲート電極を形成し、第1導電型MOSトランジスタ形成領域のゲート絶縁膜上に第1導電型半導体膜からなる第1導電型ゲート電極を形成するようにした。
本発明の半導体装置の第2態様では、本発明の半導体装置の製造方法の第2局面によって形成されたものであって、MOSキャパシタは第2導電型半導体膜からなる第2導電型ゲート電極を備え、第1導電型MOSトランジスタは第1導電型半導体膜からなる第1導電型ゲート電極を備えているようにした。
このように、本発明の半導体装置の製造方法の第2局面及び半導体装置の第2態様では、製造工程を増加させることなく、MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタでゲート電極の導電型が異なっているようにしたので、MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタでC−V特性を互いに異ならせることができ、MOSキャパシタに第1導電型MOSトランジスタのしきい値電圧近傍で安定した容量をもたせることができる。
In the second aspect of the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, after forming a gate insulating film on the first conductive type semiconductor layer and the second conductive type semiconductor layer in the step (B), the second conductive type MOS transistor is formed. A second conductive type gate electrode made of a second conductive type semiconductor film is formed on the gate insulating film in the forming region and the MOS capacitor forming region, and the first conductive type semiconductor is formed on the gate insulating film in the first conductive type MOS transistor forming region. A first conductivity type gate electrode made of a film was formed.
According to a second aspect of the semiconductor device of the present invention, the MOS capacitor is formed by the second aspect of the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, and the MOS capacitor includes a second conductivity type gate electrode made of a second conductivity type semiconductor film. The first conductivity type MOS transistor includes a first conductivity type gate electrode made of a first conductivity type semiconductor film.
Thus, in the second aspect of the semiconductor device manufacturing method of the present invention and the second embodiment of the semiconductor device, the conductivity type of the gate electrode differs between the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor without increasing the number of manufacturing steps. Therefore, the CV characteristics of the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor can be made different from each other, and the MOS capacitor can have a stable capacitance near the threshold voltage of the first conductivity type MOS transistor. be able to.
本発明の半導体装置の製造方法の第2局面において、工程(C)で、第1導電型MOSトランジスタ形成領域の第2導電型半導体層に第1導電型ソース及び第1導電型ドレインを形成して第1導電型MOSトランジスタを形成する際にMOSキャパシタ形成領域への第1導電型ソース及び第1導電型ドレインの形成は行なわず、第2導電型MOSトランジスタ形成領域の第1導電型半導体層に第2導電型ソース及び第2導電型ドレインを形成するのと同時にMOSキャパシタ形成領域の第2導電型半導体層に第2導電型ソース及び第2導電型ドレインを形成してMOSキャパシタを形成し、工程(D)で、メタル配線によりMOSキャパシタの第2導電型ソース及び第2導電型ドレインを短絡するようにしてもよい。MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタでソース及びドレインの導電型を互いに異ならせることにより、MOSキャパシタと第1導電型MOSトランジスタでC−V特性をさらに大きく互いに異ならせることができ、MOSキャパシタに第1導電型MOSトランジスタのしきい値電圧近傍でさらに安定した容量をもたせることができる。 In the second aspect of the semiconductor device manufacturing method of the present invention, in step (C), a first conductivity type source and a first conductivity type drain are formed in the second conductivity type semiconductor layer of the first conductivity type MOS transistor formation region. When forming the first conductivity type MOS transistor, the first conductivity type source and the first conductivity type drain are not formed in the MOS capacitor formation region, and the first conductivity type semiconductor layer in the second conductivity type MOS transistor formation region is not formed. Forming a second conductivity type source and a second conductivity type drain simultaneously with forming a second conductivity type source and a second conductivity type drain in the second conductivity type semiconductor layer of the MOS capacitor formation region to form a MOS capacitor. In the step (D), the second conductivity type source and the second conductivity type drain of the MOS capacitor may be short-circuited by the metal wiring. By differentiating the source and drain conductivity types of the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor, the CV characteristics of the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor can be made greatly different from each other. A more stable capacitance can be provided in the vicinity of the threshold voltage of the first conductivity type MOS transistor.
図1は、半導体装置の製造方法の第1局面の一実施例を説明するための概略的な工程断面図である。図1(5)は半導体装置の第1態様の一実施例を示している。図1中のかっこ数字(1)〜(5)は以下に説明する工程(1)〜(5)に対応している。
まず、図1(5)を参照して半導体装置の第1態様の一実施例について説明する。
FIG. 1 is a schematic process cross-sectional view for explaining an embodiment of a first aspect of a method for manufacturing a semiconductor device. FIG. 1 (5) shows an embodiment of the first aspect of the semiconductor device. The parenthesized numerals (1) to (5) in FIG. 1 correspond to the steps (1) to (5) described below.
First, an embodiment of the first aspect of the semiconductor device will be described with reference to FIG.
例えば抵抗率が20Ω(オーム)のP型シリコン基板(Psub)1に、P型ウェル(PW、第1導電型半導体層)3とN型ウェル(NW、第2導電型半導体層)5が形成されている。P型ウェル3及びN型ウェル5の表面に例えば膜厚が500nm(ナノメートル)の素子分利用のフィールド酸化膜7が形成されている。フィールド酸化膜7により、P型ウェル3にNchMOSトランジスタ(第2導電型MOSトランジスタ)9nの形成領域が画定され、N型ウェル5にMOSキャパシタ11の形成領域とPchMOSトランジスタ(第1導電型MOSトランジスタ)9pの形成領域が画定されている。
For example, a P-type well (PW, first conductive semiconductor layer) 3 and an N-type well (NW, second conductive semiconductor layer) 5 are formed on a P-type silicon substrate (Psub) 1 having a resistivity of 20Ω (ohms). Has been. On the surface of the P-
NchMOSトランジスタ9nの形成領域のP型ウェル3上に、例えば膜厚が6nmのゲート酸化膜(ゲート絶縁膜)13aを介してN型ポリシリコン膜(第2導電型半導体膜)からなるN型ゲート電極(第2導電型ゲート電極)15nが形成されている。N型ゲート電極15nはN型ポリシリコン膜とタングステンシリサイドの積層膜によって形成されているが、図1ではN型ポリシリコン膜とタングステンシリサイドを一体的に図示している。NchMOSトランジスタ9nの形成領域のP型ウェル3に、上方から見てN型ゲート電極15nを挟んで、N型ソース及びN型ドレイン(第2導電型ソース及び第2導電型ドレイン)を構成するN型高濃度拡散層(N+)17nが形成されている。これによりNchMOSトランジスタ9nが形成されている。
On the P-type well 3 in the formation region of the Nch MOS transistor 9n, for example, an N-type gate made of an N-type polysilicon film (second conductivity type semiconductor film) through a gate oxide film (gate insulating film) 13a having a thickness of 6 nm, for example. An electrode (second conductivity type gate electrode) 15n is formed. The N-
MOSキャパシタ11の形成領域のN型ウェル5上に、例えば膜厚が13nmのゲート酸化膜13bを介してP型ポリシリコン膜(第1導電型半導体膜)からなるP型ゲート電極(第1導電型ゲート電極)15pが形成されている。P型ゲート電極15pはP型ポリシリコン膜とタングステンシリサイドの積層膜によって形成されているが、図1ではP型ポリシリコン膜とタングステンシリサイドを一体的に図示している。MOSキャパシタ11の形成領域のN型ウェル5に、上方から見てP型ゲート電極15pを挟んで、P型ソース及びP型ドレイン(第1導電型ソース及び第1導電型ドレイン)を構成するP型高濃度拡散層(P+)17pが形成されている。これによりMOSキャパシタ11が形成されている。
On the N-type well 5 in the formation region of the MOS capacitor 11, for example, a P-type gate electrode (first conductive type film) made of a P-type polysilicon film (first conductive type semiconductor film) through a
PchMOSトランジスタ9pの形成領域のN型ウェル5上にゲート酸化膜13bを介してP型ポリシリコン膜からなるP型ゲート電極15pが形成されている。PchMOSトランジスタ9pの形成領域のN型ウェル5に、上方から見てP型ゲート電極15pを挟んで、P型ソース及びP型ドレインを構成するP型高濃度拡散層17pが形成されている。これによりPchMOSトランジスタ9pが形成されている。
A P-
NchMOSトランジスタ9nの形成領域、PchMOSトランジスタ9pの形成領域、MOSキャパシタ11の形成領域を覆う層間絶縁膜19が形成されている。層間絶縁膜19にコンタクトホールが形成されている。コンタクトホール内及び層間絶縁膜19上に金属材料からなるメタル配線21が形成されている。MOSキャパシタ11の2つのP型高濃度拡散層17p,17pはメタル配線21により結線されて短絡されている。
An interlayer insulating
この実施例では、MOSキャパシタ11とPchMOSトランジスタ9pで、ゲート酸化膜13b下のN型ウェル5の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルが異なっている。
In this embodiment, the impurity ion concentration profiles in the vicinity of the surface of the N-type well 5 under the
図1を参照して半導体装置の製造方法の第1局面の一実施例を説明する。
(1)例えば抵抗率が20ΩのP型シリコン基板1に、NchMOSトランジスタ9nの形成を形成するのに適切なボロンイオン濃度のP型ウェル3と、PchMOSトランジスタ9pを形成するのに適切なリンイオン濃度のN型ウェル5を通常の方法で形成する。P型ウェル3及びN型ウェル5の表面に素子分利用のフィールド酸化膜7を形成する。ここでは、イオン注入法により、P型ウェル3の形成のためにBF2イオンを180KeVの加速エネルギー、1.0×1013/cm2のドーズ量の条件でNchMOSトランジスタ9nの形成領域に注入し、N型ウェル5の形成のためにリンイオンを180KeVの加速エネルギー、4.0×1012/cm2のドーズ量の条件でPchMOSトランジスタ9p及びMOSキャパシタ11の形成領域に注入した後、1100℃、60分の条件で熱拡散処理を行なった。フィールド酸化膜7の形成は通常のLOCOS(Local Oxidation of Silicon)法により行なった。
An embodiment of the first aspect of the semiconductor device manufacturing method will be described with reference to FIG.
(1) For example, a P-type well 3 having a boron ion concentration appropriate for forming the NchMOS transistor 9n and a phosphorus ion concentration appropriate for forming the PchMOS transistor 9p on the P-
(2)写真製版技術により、PchMOSトランジスタ9pの形成領域を覆い、NchトMOSランジスタ9n及びMOSキャパシタ11の形成領域に開口部をもつフォトレジスト23を形成する。イオン注入法により、フォトレジスト23をマスクにして、NchMOSトランジスタ9nの形成領域のP型ウェル3及びMOSキャパシタ11の形成領域のN型ウェル5にNchMOSトランジスタ9nのしきい値電圧調整用のボロンイオンを同時に注入する。ここで、PchMOSトランジスタ9pの形成領域のN型ウェル5はフォトレジスト23で覆われているので、PchMOSトランジスタ9pの形成領域のN型ウェル5にはボロンイオンは注入されない。例えば、しきい値電圧調整用のボロンイオンの注入条件は、注入種がBF2イオン、加速エネルギーが80KeV、ドーズ量が4.0×1012/cm2である。
(2) Photoresist technology is used to form a
(3)フォトレジスト23を除去する。熱酸化処理を施して、プリゲート酸化膜を形成する。写真製版技術及びウェットエッチング技術により、NchMOSトランジスタ9nの形成領域のプリゲート酸化膜を除去する。PchMOSトランジスタ9p及びMOSキャパシタ11の形成領域のプリゲート酸化膜が残っている状態で、熱酸化処理を施して、NchMOSトランジスタ9nの形成領域のP型ウェル3上に膜厚が6nmのゲート酸化膜13aを形成し、PchMOSトランジスタ9p及びMOSキャパシタ11の形成領域のN型ウェル5上に膜厚が13nmのゲート酸化膜13bを形成する。例えば膜厚が250nmのポリシリコン膜を堆積し、その上に膜厚が80nmのタングステンシリサイドを堆積する。写真製版技術及びイオン注入法により、NchMOSトランジスタ9nの形成領域のポリシリコン膜にリンイオンを注入してN型にし、PchMOSトランジスタ9p及びMOSキャパシタ11の形成領域のポリシリコン膜にボロンイオンを注入してP型にする。写真製版技術及びエッチング技術によりシリサイド膜及びポリシリコン膜をパターニングして、NchMOSトランジスタ9nの形成領域のP型ウェル3上にゲート酸化膜13aを介してN型ゲート電極15nを形成し、PchMOSトランジスタ9p及びMOSキャパシタ11の形成領域のN型ウェル5上にゲート酸化膜13bを介してP型ゲート電極15pを形成する。ゲート酸化膜の膜厚は、ここではゲート酸化膜13a,13bの2種類であるが、PchMOSトランジスタ9p、NchMOSトランジスタ9n及びMOSキャパシタ11の形成領域で一種類であってもよい。
(3) The
(4)写真製版技術及びイオン注入法により、PchMOSトランジスタ9pの形成領域のN型ウェル5にP型ソース及びP型ドレイン用のP型高濃度拡散層17p,17pを形成するためのボロンイオンを注入するのと同時に、MOSキャパシタ11の形成領域のN型ウェル5にP型ソース及びP型ドレイン用のP型高濃度拡散層17p,17pを形成するためのボロンイオンを注入する。また、別途、写真製版技術及びイオン注入法により、NchMOSトランジスタ9nの形成領域のP型ウェル3にN型ソース及びN型ドレイン用のN型高濃度拡散層17n,17nを形成するためのヒ素イオンを注入する。その後、熱拡散処理を施して、P型高濃度拡散層17p及びN型高濃度拡散層17nを形成する。例えば、ボロンイオンの注入条件は、注入種がBF2イオン、加速エネルギーが20KeV、ドーズ量が3.0×1015/cm2である。また、ヒ素イオンの注入条件は、加速エネルギーが50KeV、ドーズ量が4.0×1015/cm2である。
(4) Boron ions for forming P type high concentration diffusion layers 17p and 17p for the P type source and P type drain are formed in the N type well 5 in the formation region of the Pch MOS transistor 9p by photolithography and ion implantation. Simultaneously with the implantation, boron ions for forming P-type high concentration diffusion layers 17p and 17p for the P-type source and P-type drain are implanted into the N-type well 5 in the formation region of the MOS capacitor 11. In addition, arsenic ions for forming N-type high-
(5)通常の半導体装置製造プロセスにより、層間絶縁膜19を形成し、層間絶縁膜19にコンタクトホールを形成し、コンタクトホール内及び層間絶縁膜上に金属材料からなるメタル配線21を形成する。このとき、MOSキャパシタ11のP型ソース及びP型ドレインを構成するP型高濃度拡散層17p,17pをメタル配線21により短絡させてMOSキャパシタ11をMOSキャパシタとして機能するようにする。
(5) By an ordinary semiconductor device manufacturing process, an
このようにして、耐圧が3V程度のエンハンスメント型のNchMOSトランジスタ9n、耐圧が6V程度のエンハンスメント型のPchMOSトランジスタ9p、耐圧が6V程度のデプレッション型のPchMOSトランジスタからなるMOSキャパシタ11を形成した。 In this way, the MOS capacitor 11 including the enhancement type NchMOS transistor 9n having a breakdown voltage of about 3V, the enhancement type PchMOS transistor 9p having a breakdown voltage of about 6V, and the depletion type PchMOS transistor having a breakdown voltage of about 6V was formed.
この実施例では、MOSキャパシタ11とPchMOSトランジスタ9pで、ゲート酸化膜13b下のN型ウェル5の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルが異なっている。MOSキャパシタ11はデプレッション型のPchMOSトランジスタになっている。MOSキャパシタ11を形成するデプレッション型のPchMOSトランジスタは、PchMOSトランジスタ9pに比べ、ゲート酸化膜13b下に多量のボロンイオンが注入されており、チャネルが導通してしまっているためMOSトランジスタとして動作しない。しかし、ゲート容量のC−V特性はマイナス側で安定した容量を示すため、PchMOSトランジスタ9pのしきい値電圧近傍で安定した容量をもち、MOSキャパシタとして有用である。
In this embodiment, the impurity ion concentration profiles in the vicinity of the surface of the N-type well 5 under the
図2は、半導体装置の製造方法の第1局面の他の実施例を説明するための概略的な工程断面図である。図2(5)は半導体装置の第1態様の他の実施例を示している。図2中のかっこ数字(1)〜(5)は以下に説明する工程(1)〜(5)に対応している。図2において図1と同じ機能を果たす部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。
まず、図2(5)を参照して半導体装置の第1態様の他の実施例について説明する。
FIG. 2 is a schematic process cross-sectional view for explaining another embodiment of the first aspect of the semiconductor device manufacturing method. FIG. 2 (5) shows another embodiment of the first aspect of the semiconductor device. The parenthesized numerals (1) to (5) in FIG. 2 correspond to the steps (1) to (5) described below. 2, parts having the same functions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
First, another embodiment of the first aspect of the semiconductor device will be described with reference to FIG.
P型シリコン基板1に、P型ウェル3、N型ウェル5及びフィールド酸化膜7が形成されている。フィールド酸化膜7により、NchMOSトランジスタ9n、PchMOSトランジスタ9p、MOSキャパシタ11の形成領域が画定されている。
A P-
この実施例において、MOSキャパシタ11は、図1(5)に示したP型高濃度拡散層17p,17pに代えて、N型ソース及びN型ドレインを構成するN型高濃度拡散層(N+)17nを備えている。NchMOSトランジスタ9nは、図1(5)に示したゲート酸化膜13aに代えて膜厚が13nmのゲート酸化膜13bを備えている。PchMOSトランジスタ9pの構造は図1(5)に示したものと同じである。
In this embodiment, the MOS capacitor 11 includes an N-type high concentration diffusion layer (N +) constituting an N-type source and an N-type drain instead of the P-type high concentration diffusion layers 17p and 17p shown in FIG. 17n. The Nch MOS transistor 9n includes a
この実施例では、MOSキャパシタ11とPchMOSトランジスタ9pで、ゲート酸化膜13b下のN型ウェル5の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルが異なっている。さらに、MOSキャパシタ11とPchMOSトランジスタ9pで、ソース及びドレインを構成する拡散層17p,19nの導電型が異なっている。
In this embodiment, the impurity ion concentration profiles in the vicinity of the surface of the N-type well 5 under the
図2を参照して半導体装置の製造方法の第1局面の他の実施例を説明する。
(1)図1(1)を参照して説明した上記工程(1)と同じ工程で、P型シリコン基板1にP型ウェル3、N型ウェル5、フィールド酸化膜7を形成する。
With reference to FIG. 2, another embodiment of the first aspect of the semiconductor device manufacturing method will be described.
(1) A P-
(2)図1(2)を参照して説明した上記工程(2)と同様の工程で、フォトレジスト23を形成し、フォトレジスト23をマスクにして、NchMOSトランジスタ9nの形成領域のP型ウェル3及びMOSキャパシタ11の形成領域のN型ウェル5にNchMOSトランジスタ9nのしきい値電圧調整用のボロンイオンを同時に注入する。例えば、しきい値電圧調整用のボロンイオンの注入条件は、注入種がBF2イオン、加速エネルギーが15KeV、ドーズ量が8.0×1011/cm2である。
(2) A
(3)フォトレジスト23を除去する。熱酸化処理により、NchMOSトランジスタ9nの形成領域のP型ウェル3上、ならびにPchMOSトランジスタ9p及びMOSキャパシタ11の形成領域のN型ウェル5上に膜厚が13nmのゲート酸化膜13bを形成する。図1(3)を参照して説明した上記工程(3)におけるゲート電極15p,15nの形成工程と同じ工程で、NchMOSトランジスタ9nの形成領域のP型ウェル3上にゲート酸化膜13bを介してN型ゲート電極15nを形成し、PchMOSトランジスタ9p及びMOSキャパシタ11の形成領域のN型ウェル5上にゲート酸化膜13bを介してP型ゲート電極15pを形成する。ここで、図1(3)を参照して説明した上記工程(3)におけるゲート酸化膜13a,13bと同様に、NchMOSトランジスタ9nとMOSキャパシタ11及びPchMOSトランジスタ9pとでゲート酸化膜厚を互いに異ならせてもよい。
(3) The
(4)写真製版技術及びイオン注入法により、NchMOSトランジスタ9nの形成領域のP型ウェル3にN型ソース及びN型ドレイン用のN型高濃度拡散層17n,17nを形成するためのヒ素イオンを注入するのと同時に、MOSキャパシタ11の形成領域のN型ウェル5にN型ソース及びN型ドレイン用のN型高濃度拡散層17n,17nを形成するためのヒ素イオンを注入する。また、別途、PchMOSトランジスタ9pの形成領域のN型ウェル5にP型ソース及びP型ドレイン用のP型高濃度拡散層17p,17pを形成するためのボロンイオンを注入する。その後、熱拡散処理を施して、P型高濃度拡散層17p及びN型高濃度拡散層17nを形成する。例えば、ボロンイオンの注入条件は、注入種がBF2イオン、加速エネルギーが20KeV、ドーズ量が3.0×1015/cm2である。また、ヒ素イオンの注入条件は、加速エネルギーが50KeV、ドーズ量が4.0×1015/cm2である。
(4) Arsenic ions for forming N-type high-
(5)通常の半導体装置製造プロセスにより、層間絶縁膜19を形成し、層間絶縁膜19にコンタクトホールを形成し、コンタクトホール内及び層間絶縁膜上に金属材料からなるメタル配線21を形成する。このとき、MOSキャパシタ11のN型ソース及びN型ドレインを構成するN型高濃度拡散層17n,17nをメタル配線21により短絡させてMOSキャパシタ11をMOSキャパシタとして機能するようにする。
(5) By an ordinary semiconductor device manufacturing process, an
このようにして、耐圧が6V程度のエンハンスメント型のNchMOSトランジスタ9n、耐圧が6V程度のエンハンスメント型のPchMOSトランジスタ9p、耐圧が6V程度のデプレッション型のNchMOSトランジスタからなるMOSキャパシタ11を形成した。 In this manner, the enhancement type NchMOS transistor 9n having a breakdown voltage of about 6V, the enhancement type PchMOS transistor 9p having a breakdown voltage of about 6V, and the MOS capacitor 11 including a depletion type NchMOS transistor having a breakdown voltage of about 6V were formed.
この実施例では、MOSキャパシタ11とPchMOSトランジスタ9pで、ゲート酸化膜13b下のN型ウェル5の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルが異なっている。さらに、MOSキャパシタ11とPchMOSトランジスタ9pで、ソース及びドレインを構成する拡散層17p,19nの導電型が異なっている。MOSキャパシタ11は、基板とソース及びドレインが同じ導電型であるためソース及びドレインが導通しており、MOSトランジスタとしては動作しない。しかし、MOSキャパシタ11のゲート容量のC−V特性はプラス側で安定した容量を示すため、MOSキャパシタ11は、NchMOSトランジスタ9nのしきい値電圧近傍で安定した容量をもち、MOSキャパシタとして有用である。
In this embodiment, the impurity ion concentration profiles in the vicinity of the surface of the N-type well 5 under the
図1に示した実施例及び図2に示した実施例において、上記工程(2)でMOSキャパシタ11の形成領域のN型ウェル5にボロンイオン注入を1回のみ行なっているが、同一半導体基板にボロンイオン注入を用いるデバイスがある場合は、そのデバイスのボロンイオン注入の際に、同時にMOSキャパシタ11の形成領域のN型ウェル5にボロンイオン注入を行なうようにしてもよい。そうすれば、MOSキャパシタ11とPchMOSトランジスタ9pでC−V特性をさらに大きく互いに異ならせることができ、MOSキャパシタ11にPchMOSトランジスタ9pのしきい値電圧近傍でさらに安定した容量をもたせることができる。 In the embodiment shown in FIG. 1 and the embodiment shown in FIG. 2, boron ion implantation is performed only once in the N-type well 5 in the formation region of the MOS capacitor 11 in the step (2). If there is a device using boron ion implantation, boron ion implantation may be simultaneously performed on the N-type well 5 in the formation region of the MOS capacitor 11 at the time of boron ion implantation of the device. By doing so, the CV characteristics can be made greatly different between the MOS capacitor 11 and the Pch MOS transistor 9p, and the MOS capacitor 11 can have a more stable capacitance near the threshold voltage of the Pch MOS transistor 9p.
また、図1に示した実施例及び図2に示した実施例では、MOSキャパシタ11とPchMOSトランジスタ9pはともにP型ゲート電極15pを備えているが、MOSキャパシタ11のゲート電極としてNchMOSトランジスタ9nのN型ゲート電極15nと同時に形成されたN型ゲート電極を備えているようにしてもよい。
Further, in the embodiment shown in FIG. 1 and the embodiment shown in FIG. 2, both the MOS capacitor 11 and the Pch MOS transistor 9p are provided with the P-
図3は、半導体装置の半導体装置の第1態様のさらに他の実施例を概略的に示す断面図である。
この実施例では、図1(5)に示した実施例と比較して、MOSキャパシタ11はNchMOSトランジスタ9nのN型ゲート電極15nと同時に形成されたN型ゲート電極15nを備えている。図1(3)を参照して説明した上記工程(3)でNchMOSトランジスタ9nのN型ゲート電極15nと同時にMOSキャパシタ11の形成領域にN型ゲート電極15nを形成するようにすることにより、この構造を得ることができる。
FIG. 3 is a sectional view schematically showing still another embodiment of the first aspect of the semiconductor device of the semiconductor device.
In this embodiment, as compared with the embodiment shown in FIG. 1 (5), the MOS capacitor 11 includes an N-
この実施例によれば、図1(5)に示した実施例と比較して、MOSキャパシタ11とPchMOSトランジスタ9pでC−V特性をさらに大きく互いに異ならせることができ、MOSキャパシタ11にPchMOSトランジスタ9pのしきい値電圧近傍でさらに安定した容量をもたせることができる。 According to this embodiment, compared with the embodiment shown in FIG. 1 (5), the CV characteristics can be made different from each other by the MOS capacitor 11 and the Pch MOS transistor 9p. A more stable capacity can be provided in the vicinity of the threshold voltage of 9p.
なお、MOSキャパシタ11がNchMOSトランジスタ9nのN型ゲート電極15nと同時に形成されたN型ゲート電極15nを備えている構造は図2に示した実施例にも適用できることは容易に推測できる。
It can be easily estimated that the structure in which the MOS capacitor 11 includes the N-
また、PchMOSトランジスタ9pのしきい値電圧を調整するための不純物イオン注入を行なう場合には、図1を参照して説明した上記工程(1)と(2)の間、又は上記工程(2)と(3)の間に、図4に示すように、PchMOSトランジスタ9pのしきい値電圧を調整するための不純物イオン、例えばリンイオンをPchMOSトランジスタ9pの形成領域のN型ウェル5に注入する工程(2’)を行なってもよい。この際、図4に示すように、NchMOSトランジスタ9n及びMOSキャパシタ11の形成領域を覆い、PchMOSトランジスタ9pの形成領域に開口部をもつフォトレジスト25を形成するようにすれば、MOSキャパシタ11の形成領域のN型ウェル5にリンイオンが注入されるのを遮断して、MOSキャパシタ11とPchMOSトランジスタ9pでN型ウェル5の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルを互いに異ならせることができる。
When impurity ion implantation for adjusting the threshold voltage of the Pch MOS transistor 9p is performed, it is performed between the steps (1) and (2) described with reference to FIG. 1 or the step (2). And (3), as shown in FIG. 4, a step of implanting impurity ions, for example, phosphorus ions, for adjusting the threshold voltage of the PchMOS transistor 9p into the N-type well 5 in the formation region of the PchMOS transistor 9p (see FIG. 2 ′) may be performed. At this time, as shown in FIG. 4, if the
また、NchMOSトランジスタ9nのしきい値電圧調整用の不純物イオン注入を行なわない場合には、図1(2)を参照して説明した上記工程(2)を行なわず、図4を参照して説明した上記工程(2’)を行なうことにより、MOSキャパシタ11とPchMOSトランジスタ9pでN型ウェル5の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルを互いに異ならせることができる。
また、図4を参照して説明した上記工程(2’)を図2に示した実施例にも適用できることは容易に推測できる。
Further, when the impurity ion implantation for adjusting the threshold voltage of the Nch MOS transistor 9n is not performed, the step (2) described with reference to FIG. 1 (2) is not performed, and the description will be given with reference to FIG. By performing the above step (2 ′), the impurity ion concentration profiles in the vicinity of the surface of the N-
Further, it can be easily estimated that the step (2 ′) described with reference to FIG. 4 can be applied to the embodiment shown in FIG.
上記実施例ではMOSキャパシタをN型ウェル5に形成しているが、P型ウェル3に形成することもできる。
図5は、半導体装置の製造方法の第1局面のさらに他の実施例を説明するための概略的な工程断面図である。図5(5)は半導体装置の第1態様のさらに他の実施例を示している。図5中のかっこ数字(1)〜(5)は以下に説明する工程(1)〜(5)に対応している。図5において図1と同じ機能を果たす部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。
まず、図5(5)を参照して半導体装置の第1態様の他の実施例について説明する。
Although the MOS capacitor is formed in the N-type well 5 in the above embodiment, it can be formed in the P-
FIG. 5 is a schematic process cross-sectional view for explaining still another embodiment of the first aspect of the semiconductor device manufacturing method. FIG. 5 (5) shows still another embodiment of the first mode of the semiconductor device. The parenthesized numerals (1) to (5) in FIG. 5 correspond to the steps (1) to (5) described below. 5, parts having the same functions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
First, another embodiment of the first aspect of the semiconductor device will be described with reference to FIG.
P型シリコン基板1に、P型ウェル3、N型ウェル5及びフィールド酸化膜7が形成されている。フィールド酸化膜7により、NchMOSトランジスタ9n、PchMOSトランジスタ9p、MOSキャパシタ11の形成領域が画定されている。MOSキャパシタ11の形成領域はP型ウェル3に設けられている。
A P-
この実施例において、MOSキャパシタ11は、P型ウェル3に形成されており、N型ゲート電極15nとN型ソース及びN型ドレインを構成するN型高濃度拡散層(N+)17nを備えている。NchMOSトランジスタ9nは、図1(5)に示したゲート酸化膜13aに代えて膜厚が13nmのゲート酸化膜13bを備えている。PchMOSトランジスタ9pの構造は図1(5)に示したものと同じである。
In this embodiment, the MOS capacitor 11 is formed in a P-
この実施例では、MOSキャパシタ11とNchMOSトランジスタ9nで、ゲート酸化膜13b下のP型ウェル3の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルが異なっている。
In this embodiment, the MOS capacitor 11 and the Nch MOS transistor 9n have different impurity ion concentration profiles in the vicinity of the surface of the P-type well 3 under the
図5を参照して半導体装置の製造方法の第1局面のさらに他の実施例を説明する。
(1)図1(1)を参照して説明した上記工程(1)と同様の工程で、P型シリコン基板1にP型ウェル3、N型ウェル5、フィールド酸化膜7を形成する。MOSキャパシタ11の形成領域はP型ウェル3に形成する。
Still another embodiment of the first aspect of the semiconductor device manufacturing method will be described with reference to FIG.
(1) A P-
(2)写真製版技術により、PchMOSトランジスタ9p及びMOSキャパシタ11の形成領域を覆い、NchトMOSランジスタ9nの形成領域に開口部をもつフォトレジスト27を形成する。イオン注入法により、フォトレジスト27をマスクにして、NchMOSトランジスタ9nの形成領域のP型ウェル3にNchMOSトランジスタ9nのしきい値電圧調整用のボロンイオンを注入する。ここで、PchMOSトランジスタ9pの形成領域のN型ウェル5及びMOSキャパシタ11の形成領域のP型ウェル3はフォトレジスト27で覆われているので、PchMOSトランジスタ9pの形成領域のN型ウェル5及びMOSキャパシタ11の形成領域のP型ウェル3にはボロンイオンは注入されない。これにより、MOSキャパシタ11とNchMOSトランジスタ9nでP型ウェル3の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルが互いに異なる。例えば、しきい値電圧調整用のボロンイオンの注入条件は、注入種がBF2イオン、加速エネルギーが80KeV、ドーズ量が4.0×1012/cm2である。
(2) Photoresist technology is used to form a
(3)フォトレジスト27を除去する。熱酸化処理により、NchMOSトランジスタ9n及びMOSキャパシタ11の形成領域のP型ウェル3上、ならびにPchMOSトランジスタ9pの形成領域のN型ウェル5上に膜厚が13nmのゲート酸化膜13bを形成する。図1(3)を参照して説明した上記工程(3)におけるゲート電極15p,15nの形成工程と同様の工程でゲート電極15p,15nを形成する。ただし、NchMOSトランジスタ9n及びMOSキャパシタ11の形成領域のP型ウェル3上にゲート酸化膜13bを介してN型ゲート電極15n,15nを同時に形成し、PchMOSトランジスタ9pの形成領域のN型ウェル5上にゲート酸化膜13bを介してP型ゲート電極15pを形成する。ここで、PchMOSトランジスタ9pとMOSキャパシタ11及びNchMOSトランジスタ9nとでゲート酸化膜厚を互いに異ならせてもよい。
(3) The
(4)写真製版技術及びイオン注入法により、NchMOSトランジスタ9nの形成領域のP型ウェル3にN型ソース及びN型ドレイン用のN型高濃度拡散層17n,17nを形成するためのヒ素イオンを注入するのと同時に、MOSキャパシタ11の形成領域のN型ウェル5にN型ソース及びN型ドレイン用のN型高濃度拡散層17n,17nを形成するためのヒ素イオンを注入する。また、別途、PchMOSトランジスタ9pの形成領域のN型ウェル5にP型ソース及びP型ドレイン用のP型高濃度拡散層17p,17pを形成するためのボロンイオンを注入する。その後、熱拡散処理を施して、P型高濃度拡散層17p及びN型高濃度拡散層17nを形成する。例えば、ボロンイオンの注入条件は、注入種がBF2イオン、加速エネルギーが20KeV、ドーズ量が3.0×1015/cm2である。また、ヒ素イオンの注入条件は、加速エネルギーが50KeV、ドーズ量が4.0×1015/cm2である。
(4) Arsenic ions for forming N-type high-
(5)通常の半導体装置製造プロセスにより、層間絶縁膜19を形成し、層間絶縁膜19にコンタクトホールを形成し、コンタクトホール内及び層間絶縁膜上に金属材料からなるメタル配線21を形成する。このとき、MOSキャパシタ11のN型ソース及びN型ドレインを構成するN型高濃度拡散層17n,17nをメタル配線21により短絡させてMOSキャパシタ11をMOSキャパシタとして機能するようにする。
(5) By an ordinary semiconductor device manufacturing process, an
このようにして、耐圧が6V程度のエンハンスメント型のNchMOSトランジスタ9n、耐圧が6V程度のエンハンスメント型のPchMOSトランジスタ9p、耐圧が6V程度のエンハンスメント型のNchMOSトランジスタからなるMOSキャパシタ11を形成した。 In this manner, the enhancement type NchMOS transistor 9n having a breakdown voltage of about 6V, the enhancement type PchMOS transistor 9p having a breakdown voltage of about 6V, and the enhancement type NchMOS transistor having a breakdown voltage of about 6V were formed.
この実施例では、MOSキャパシタ11とNchMOSトランジスタ9nで、ゲート酸化膜13b下のP型ウェル3の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルが異なっている。MOSキャパシタ11を形成するNchMOSトランジスタは、NchMOSトランジスタ9nに比べ、ゲート酸化膜13b下のボロンイオン濃度が小さく、MOSキャパシタ11を形成するNchMOSトランジスタとNchMOSトランジスタ9nではしきい値電圧が異なり、ゲート容量のC−V特性も異なる。したがって、MOSキャパシタ11を形成するNchMOSトランジスタは、NchMOSトランジスタ9nのしきい値電圧近傍で安定した容量をもち、MOSキャパシタとして有用である。
In this embodiment, the MOS capacitor 11 and the Nch MOS transistor 9n have different impurity ion concentration profiles in the vicinity of the surface of the P-type well 3 under the
図6は、半導体装置の製造方法の第1局面のさらに他の実施例を説明するための概略的な工程断面図である。図6(5)は半導体装置の第1態様のさらに他の実施例を示している。図6中のかっこ数字(1)〜(5)は以下に説明する工程(1)〜(5)に対応している。図6において図1、図5と同じ機能を果たす部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。
まず、図6(5)を参照して半導体装置の第1態様の他の実施例について説明する。
FIG. 6 is a schematic process cross-sectional view for explaining still another embodiment of the first aspect of the semiconductor device manufacturing method. FIG. 6 (5) shows still another embodiment of the first mode of the semiconductor device. The parenthesized numerals (1) to (5) in FIG. 6 correspond to the steps (1) to (5) described below. 6, parts having the same functions as those in FIGS. 1 and 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
First, another embodiment of the first aspect of the semiconductor device will be described with reference to FIG.
P型シリコン基板1に、P型ウェル3、N型ウェル5及びフィールド酸化膜7が形成されている。フィールド酸化膜7により、NchMOSトランジスタ9n、PchMOSトランジスタ9p、MOSキャパシタ11の形成領域が画定されている。
A P-
この実施例において、MOSキャパシタ11は、図5(5)に示したN型高濃度拡散層17n,17nに代えて、P型ソース及びP型ドレインを構成するP型高濃度拡散層(P+)17pを備えている。PchMOSトランジスタ9p及びNchMOSトランジスタの構造は図5(5)に示したものと同じである。
In this embodiment, the MOS capacitor 11 includes a P-type high concentration diffusion layer (P +) constituting a P-type source and a P-type drain instead of the N-type high
この実施例では、MOSキャパシタ11とNchMOSトランジスタ9nで、ゲート酸化膜13b下のP型ウェル3の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルが異なっている。さらに、MOSキャパシタ11とNchMOSトランジスタ9nで、ソース及びドレインを構成する拡散層17p,19nの導電型が異なっている。
In this embodiment, the MOS capacitor 11 and the Nch MOS transistor 9n have different impurity ion concentration profiles in the vicinity of the surface of the P-type well 3 under the
図6を参照して半導体装置の製造方法の第1局面のさらに他の実施例を説明する。
(1)図1(1)を参照して説明した上記工程(1)と同じ工程で、P型シリコン基板1にP型ウェル3、N型ウェル5、フィールド酸化膜7を形成する。MOSキャパシタ11の形成領域はP型ウェル3に形成する。
Still another embodiment of the first aspect of the semiconductor device manufacturing method will be described with reference to FIG.
(1) A P-
(2)図5(2)を参照して説明した上記工程(2)と同じ工程で、フォトレジスト27を形成し、フォトレジスト27をマスクにして、NchMOSトランジスタ9nの形成領域のP型ウェル3にNchMOSトランジスタ9nのしきい値電圧調整用のボロンイオンを注入する。例えば、しきい値電圧調整用のボロンイオンの注入条件は、注入種がBF2イオン、加速エネルギーが15KeV、ドーズ量が8.0×1011/cm2である。
(2) The
(3)図5(3)を参照して説明した上記工程(2)と同じ工程で、フォトレジスト27を除去し、ゲート酸化膜13bを形成し、NchMOSトランジスタ9n及びMOSキャパシタ11の形成領域のP型ウェル3上にゲート酸化膜13bを介してN型ゲート電極15n,15nを同時に形成し、PchMOSトランジスタ9pの形成領域のN型ウェル5上にゲート酸化膜13bを介してP型ゲート電極15pを形成する。ここで、PchMOSトランジスタ9pとMOSキャパシタ11及びNchMOSトランジスタ9nとでゲート酸化膜厚を互いに異ならせてもよい。
(3) In the same process as the process (2) described with reference to FIG. 5 (3), the
(4)写真製版技術及びイオン注入法により、PchMOSトランジスタ9pの形成領域のN型ウェル5にP型ソース及びP型ドレイン用のP型高濃度拡散層17p,17pを形成するためのボロンイオンを注入するのと同時に、MOSキャパシタ11の形成領域のP型ウェル3にP型ソース及びP型ドレイン用のP型高濃度拡散層17p,17pを形成するためのボロンイオンを注入する。また、別途、NchMOSトランジスタ9nの形成領域のP型ウェル3にN型ソース及びN型ドレイン用のN型高濃度拡散層17n,17nを形成するためのヒ素イオンを注入する。その後、熱拡散処理を施して、P型高濃度拡散層17p及びN型高濃度拡散層17nを形成する。例えば、ボロンイオンの注入条件は、注入種がBF2イオン、加速エネルギーが20KeV、ドーズ量が3.0×1015/cm2である。また、ヒ素イオンの注入条件は、加速エネルギーが50KeV、ドーズ量が4.0×1015/cm2である。
(4) Boron ions for forming P type high concentration diffusion layers 17p and 17p for the P type source and P type drain are formed in the N type well 5 in the formation region of the Pch MOS transistor 9p by photolithography and ion implantation. Simultaneously with the implantation, boron ions for forming the P-type high
(5)通常の半導体装置製造プロセスにより、層間絶縁膜19を形成し、層間絶縁膜19にコンタクトホールを形成し、コンタクトホール内及び層間絶縁膜上に金属材料からなるメタル配線21を形成する。このとき、MOSキャパシタ11のP型ソース及びP型ドレインを構成するP型高濃度拡散層17p,17pをメタル配線21により短絡させてMOSキャパシタ11をMOSキャパシタとして機能するようにする。
(5) By an ordinary semiconductor device manufacturing process, an
このようにして、耐圧が6V程度のエンハンスメント型のNchMOSトランジスタ9n、耐圧が6V程度のエンハンスメント型のPchMOSトランジスタ9p、耐圧が6V程度のデプレッション型のPchMOSトランジスタからなるMOSキャパシタ11を形成した。 In this manner, the enhancement type NchMOS transistor 9n having a breakdown voltage of about 6V, the enhancement type PchMOS transistor 9p having a breakdown voltage of about 6V, and the depletion type PchMOS transistor having a breakdown voltage of about 6V were formed.
この実施例では、MOSキャパシタ11とNchMOSトランジスタ9nで、ゲート酸化膜13b下のP型ウェル3の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルが異なっている。さらに、MOSキャパシタ11とNchMOSトランジスタ9nで、ソース及びドレインを構成する拡散層17p,19nの導電型が異なっている。MOSキャパシタ11は、基板とソース及びドレインが同じ導電型であるためソース及びドレインが導通しており、MOSトランジスタとしては動作しない。しかし、MOSキャパシタ11のゲート容量のC−V特性は、PchMOSトランジスタ9pのゲート容量のC−V特性とは大きく異なり、マイナス側で安定した容量を示すため、MOSキャパシタ11は、PchMOSトランジスタ9pのしきい値電圧近傍で安定した容量をもち、MOSキャパシタとして有用である。
In this embodiment, the MOS capacitor 11 and the Nch MOS transistor 9n have different impurity ion concentration profiles in the vicinity of the surface of the P-type well 3 under the
図5に示した実施例及び図6に示した実施例では、MOSキャパシタ11とNchMOSトランジスタ9nはともにN型ゲート電極15nを備えているが、MOSキャパシタ11のゲート電極としてPchMOSトランジスタ9pのP型ゲート電極15pと同時に形成されたP型ゲート電極を備えているようにしてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 5 and the embodiment shown in FIG. 6, both the MOS capacitor 11 and the Nch MOS transistor 9n are provided with the N
図7は、半導体装置の半導体装置の第1態様のさらに他の実施例を概略的に示す断面図である。
この実施例では、図5(5)に示した実施例と比較して、MOSキャパシタ11はPchMOSトランジスタ9pのP型ゲート電極15pと同時に形成されたP型ゲート電極15pを備えている。図5(3)を参照して説明した上記工程(3)でPchMOSトランジスタ9pのP型ゲート電極15pと同時にMOSキャパシタ11の形成領域にP型ゲート電極15pを形成するようにすることにより、この構造を得ることができる。
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing still another embodiment of the first aspect of the semiconductor device of the semiconductor device.
In this embodiment, as compared with the embodiment shown in FIG. 5 (5), the MOS capacitor 11 includes a P-
この実施例によれば、図5(5)に示した実施例と比較して、MOSキャパシタ11とNchMOSトランジスタ9nでC−V特性をさらに大きく互いに異ならせることができ、MOSキャパシタ11にNchMOSトランジスタ9nのしきい値電圧近傍でさらに安定した容量をもたせることができる。 According to this embodiment, compared with the embodiment shown in FIG. 5 (5), the CV characteristics can be made different from each other in the MOS capacitor 11 and the Nch MOS transistor 9n. A more stable capacity can be provided in the vicinity of the threshold voltage of 9n.
なお、MOSキャパシタ11がPchMOSトランジスタ9pのP型ゲート電極15pと同時に形成されたP型ゲート電極15pを備えている構造は図6に示した実施例にも適用できることは容易に推測できる。
It can be easily estimated that the structure in which the MOS capacitor 11 includes the P-
また、PchMOSトランジスタ9pのしきい値電圧を調整するための不純物イオン注入を行なう場合には、図5を参照して説明した上記工程(1)と(2)の間、又は上記工程(2)と(3)の間に、図8に示すように、PchMOSトランジスタ9pのしきい値電圧を調整するための不純物イオン、例えばリンイオンをPchMOSトランジスタ9pの形成領域のN型ウェル5に注入する工程(2’)を行なってもよい。この際、図8に示すように、NchMOSトランジスタ9nの形成領域を覆い、PchMOSトランジスタ9p及びMOSキャパシタ11の形成領域に開口部をもつフォトレジスト29を形成するようにすれば、MOSキャパシタ11の形成領域のP型ウェル3にもリンイオンが注入され、MOSキャパシタ11とNchMOSトランジスタ9nでP型ウェル3の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルを互いに異ならせることができる。これにより、MOSキャパシタ11を構成するNchMOSトランジスタはデプレッション型になる。
Further, when impurity ion implantation for adjusting the threshold voltage of the PchMOS transistor 9p is performed, it is performed between the steps (1) and (2) described with reference to FIG. 5 or the step (2). And (3), as shown in FIG. 8, a step of implanting impurity ions for adjusting the threshold voltage of the PchMOS transistor 9p, for example, phosphorus ions, into the N-type well 5 in the formation region of the PchMOS transistor 9p (see FIG. 2 ′) may be performed. At this time, as shown in FIG. 8, if the
また、NchMOSトランジスタ9nのしきい値電圧調整用の不純物イオン注入を行なわない場合には、図5(2)を参照して説明した上記工程(2)を行なわず、図8を参照して説明した上記工程(2’)を行なうことにより、MOSキャパシタ11とNchMOSトランジスタ9nでP型ウェル3の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルを互いに異ならせることができる。
また、図8を参照して説明した上記工程(2’)を図6に示した実施例にも適用できることは容易に推測できる。
Further, when the impurity ion implantation for adjusting the threshold voltage of the Nch MOS transistor 9n is not performed, the step (2) described with reference to FIG. 5 (2) is not performed, and the description will be given with reference to FIG. By performing the above step (2 ′), the impurity ion concentration profiles in the vicinity of the surface of the P-
Further, it can be easily estimated that the step (2 ′) described with reference to FIG. 8 can be applied to the embodiment shown in FIG.
図9は、半導体装置の製造方法の第2局面の一実施例を説明するための概略的な工程断面図である。図9(5)は半導体装置の第2態様の一実施例を示している。図8中のかっこ数字(1)〜(5)は以下に説明する工程(1)〜(5)に対応している。
まず、図9(5)を参照して半導体装置の第2態様の一実施例について説明する。
FIG. 9 is a schematic process cross-sectional view for explaining an example of the second aspect of the method for manufacturing a semiconductor device. FIG. 9 (5) shows an embodiment of the second mode of the semiconductor device. The parenthesized numerals (1) to (5) in FIG. 8 correspond to the steps (1) to (5) described below.
First, an example of the second mode of the semiconductor device will be described with reference to FIG.
例えば抵抗率が20Ω(オーム)のP型シリコン基板(Psub)31に、P型ウェル(PW、第1導電型半導体層)33とN型ウェル(NW、第2導電型半導体層)35が形成されている。P型ウェル33及びN型ウェル35の表面に例えば膜厚が500nm(ナノメートル)の素子分利用のフィールド酸化膜37が形成されている。フィールド酸化膜37により、P型ウェル33にNchMOSトランジスタ(第2導電型MOSトランジスタ)39nの形成領域が画定され、N型ウェル35にMOSキャパシタ41の形成領域とPchMOSトランジスタ(第1導電型MOSトランジスタ)39pの形成領域が画定されている。
For example, a P-type well (PW, first conductive semiconductor layer) 33 and an N-type well (NW, second conductive semiconductor layer) 35 are formed on a P-type silicon substrate (Psub) 31 having a resistivity of 20Ω (ohms). Has been. On the surface of the P-
NchMOSトランジスタ39nの形成領域のP型ウェル33上に、例えば膜厚が6nmのゲート酸化膜(ゲート絶縁膜)43を介してN型ポリシリコン膜(第2導電型半導体膜)からなるN型ゲート電極(第2導電型ゲート電極)45nが形成されている。N型ゲート電極45nはN型ポリシリコン膜とタングステンシリサイドの積層膜によって形成されているが、図9ではN型ポリシリコン膜とタングステンシリサイドを一体的に図示している。NchMOSトランジスタ39nの形成領域のP型ウェル33に、上方から見てN型ゲート電極45nを挟んで、N型ソース及びN型ドレイン(第2導電型ソース及び第2導電型ドレイン)を構成するN型高濃度拡散層(N+)47nが形成されている。これによりNchMOSトランジスタ39nが形成されている。
On the P-type well 33 in the formation region of the Nch MOS transistor 39n, for example, an N-type gate made of an N-type polysilicon film (second conductivity type semiconductor film) through a gate oxide film (gate insulating film) 43 having a thickness of 6 nm, for example. An electrode (second conductivity type gate electrode) 45n is formed. The N-
MOSキャパシタ41の形成領域のN型ウェル35上に、ゲート酸化膜43を介してN型ポリシリコン膜からなるN型ゲート電極45nが形成されている。MOSキャパシタ41の形成領域のN型ウェル35に、上方から見てP型ゲート電極45pを挟んで、P型ソース及びP型ドレイン(第1導電型ソース及び第1導電型ドレイン)を構成するP型高濃度拡散層(P+)47pが形成されている。これによりMOSキャパシタ41が形成されている。
An N-
PchMOSトランジスタ39pの形成領域のN型ウェル35上にゲート酸化膜43を介してP型ポリシリコン膜(第1導電型半導体膜)からなるP型ゲート電極(第1導電型ゲート電極)45pが形成されている。P型ゲート電極45pはP型ポリシリコン膜とタングステンシリサイドの積層膜によって形成されているが、図9ではP型ポリシリコン膜とタングステンシリサイドを一体的に図示している。PchMOSトランジスタ39pの形成領域のN型ウェル35に、上方から見てP型ゲート電極45pを挟んで、P型ソース及びP型ドレインを構成するP型高濃度拡散層47pが形成されている。これによりPchMOSトランジスタ39pが形成されている。
A P-type gate electrode (first conductivity type gate electrode) 45p made of a P-type polysilicon film (first conductivity type semiconductor film) is formed on the N-type well 35 in the formation region of the Pch MOS transistor 39p via a
NchMOSトランジスタ39nの形成領域、PchMOSトランジスタ39pの形成領域、MOSキャパシタ41の形成領域を覆う層間絶縁膜49が形成されている。層間絶縁膜49にコンタクトホールが形成されている。コンタクトホール内及び層間絶縁膜49上に金属材料からなるメタル配線51が形成されている。MOSキャパシタ41の2つのP型高濃度拡散層47p,47pはメタル配線51により結線されて短絡されている。
この実施例では、MOSキャパシタ41とPchMOSトランジスタ39pで、ゲート電極45p,45nの導電型が互いに異なっている。
An interlayer insulating
In this embodiment, the conductivity types of the
図9を参照して半導体装置の製造方法の第2局面の一実施例を説明する。
(1)例えば抵抗率が20ΩのP型シリコン基板1に、NchMOSトランジスタ39nの形成を形成するのに適切なボロンイオン濃度のP型ウェル33と、PchMOSトランジスタ39pを形成するのに適切なリンイオン濃度のN型ウェル35を通常の方法で形成する。P型ウェル33及びN型ウェル35の表面に素子分利用のフィールド酸化膜37を形成する。ここでは、イオン注入法により、P型ウェル33の形成のためにBF2イオンを180KeVの加速エネルギー、1.0×1013/cm2のドーズ量の条件でNchMOSトランジスタ39nの形成領域に注入し、N型ウェル35の形成のためにリンイオンを180KeVの加速エネルギー、4.0×1012/cm2のドーズ量の条件でPchMOSトランジスタ39p及びMOSキャパシタ41の形成領域に注入した後、1100℃、60分の条件で熱拡散処理を行なった。フィールド酸化膜37の形成は通常のLOCOS法により行なった。
An embodiment of the second aspect of the semiconductor device manufacturing method will be described with reference to FIG.
(1) For example, on a P-
(2)写真製版技術により、PchMOSトランジスタ39p及びMOSキャパシタ41の形成領域を覆い、NchトMOSランジスタ39nの形成領域に開口部をもつフォトレジスト53を形成する。イオン注入法により、フォトレジスト53をマスクにして、NchMOSトランジスタ39nの形成領域のP型ウェル33NchMOSトランジスタ39nのしきい値電圧調整用のボロンイオンを同時に注入する。ここで、PchMOSトランジスタ39p及びMOSキャパシタ41の形成領域のN型ウェル35はフォトレジスト53で覆われているので、PchMOSトランジスタ39pの形成領域のN型ウェル35にはボロンイオンは注入されない。例えば、しきい値電圧調整用のボロンイオンの注入条件は、注入種がBF2イオン、加速エネルギーが80KeV、ドーズ量が4.0×1012/cm2である。
(2) Photoresist technology is used to form a
(3)フォトレジスト53を除去する。熱酸化処理により、NchMOSトランジスタ39nの形成領域のP型ウェル33上、ならびにPchMOSトランジスタ39p及びMOSキャパシタ41の形成領域のN型ウェル35上に膜厚が13nmのゲート酸化膜43を形成する。例えば膜厚が250nmのポリシリコン膜を堆積し、その上に膜厚が80nmのタングステンシリサイドを堆積する。写真製版技術及びイオン注入法により、NchMOSトランジスタ39n及びMOSキャパシタ41の形成領域のポリシリコン膜にリンイオンを注入してN型にし、PchMOSトランジスタ39pの形成領域のポリシリコン膜にボロンイオンを注入してP型にする。写真製版技術及びエッチング技術によりシリサイド膜及びポリシリコン膜をパターニングして、NchMOSトランジスタ39nの形成領域のP型ウェル33上及びMOSキャパシタ41の形成領域のN型ウェル35上にゲート酸化膜43を介してN型ゲート電極45nを形成し、PchMOSトランジスタ39pの形成領域のN型ウェル35上にゲート酸化膜43を介してP型ゲート電極45pを形成する。ここで、NchMOSトランジスタ39nとMOSキャパシタ41及びPchMOSトランジスタ39pとでゲート酸化膜厚を互いに異ならせてもよい。このように、PchMOSトランジスタ39pとMOSキャパシタ41でゲート電極45p,45nの導電型を互いに異ならせる。
(3) The
(4)写真製版技術及びイオン注入法により、PchMOSトランジスタ39pの形成領域のN型ウェル35にP型ソース及びP型ドレイン用のP型高濃度拡散層47p,47pを形成するためのボロンイオンを注入するのと同時に、MOSキャパシタ41の形成領域のN型ウェル35にP型ソース及びP型ドレイン用のP型高濃度拡散層47p,47pを形成するためのボロンイオンを注入する。また、別途、写真製版技術及びイオン注入法により、NchMOSトランジスタ39nの形成領域のP型ウェル33にN型ソース及びN型ドレイン用のN型高濃度拡散層47n,47nを形成するためのヒ素イオンを注入する。その後、熱拡散処理を施して、P型高濃度拡散層47p及びN型高濃度拡散層47nを形成する。例えば、ボロンイオンの注入条件は、注入種がBF2イオン、加速エネルギーが20KeV、ドーズ量が3.0×1015/cm2である。また、ヒ素イオンの注入条件は、加速エネルギーが50KeV、ドーズ量が4.0×1015/cm2である。
(4) Boron ions for forming P-type high concentration diffusion layers 47p and 47p for the P-type source and P-type drain are formed in the N-type well 35 in the formation region of the Pch MOS transistor 39p by photolithography and ion implantation. Simultaneously with the implantation, boron ions for forming P-type high concentration diffusion layers 47p and 47p for the P-type source and P-type drain are implanted into the N-type well 35 in the formation region of the MOS capacitor 41. Separately, arsenic ions for forming N-type high-
(5)通常の半導体装置製造プロセスにより、層間絶縁膜49を形成し、層間絶縁膜49にコンタクトホールを形成し、コンタクトホール内及び層間絶縁膜上に金属材料からなるメタル配線51を形成する。このとき、MOSキャパシタ41のP型ソース及びP型ドレインを構成するP型高濃度拡散層47p,47pをメタル配線51により短絡させてMOSキャパシタ41をMOSキャパシタとして機能するようにする。
(5) By an ordinary semiconductor device manufacturing process, an
このようにして、耐圧が6V程度のエンハンスメント型のNchMOSトランジスタ39n、耐圧が6V程度のエンハンスメント型のPchMOSトランジスタ39p、耐圧が6V程度のエンハンスメント型のPchMOSトランジスタからなるMOSキャパシタ41を形成した。 In this manner, the enhancement type NchMOS transistor 39n having a breakdown voltage of about 6V, the enhancement type PchMOS transistor 39p having a breakdown voltage of about 6V, and the MOS capacitor 41 including the enhancement type PchMOS transistor having a breakdown voltage of about 6V were formed.
この実施例では、MOSキャパシタ41とPchMOSトランジスタ39pで、ゲート電極45p,45nの導電型が互いに異なっている。MOSキャパシタ41を構成するPchMOSトランジスタはN型ゲート電極45nを備えていることにより、P型ゲート電極45pをもつPchMOSトランジスタ39pに比べ、しきい値電圧が高くなっている。この実施例ではMOSキャパシタ41を構成するPchMOSトランジスタのしきい値電圧は−1.5V、PchMOSトランジスタ39pのしきい値電圧は−1V以上である。MOSキャパシタ41を構成するPchMOSトランジスタのゲート容量のC−V特性はプラス側で安定した容量を示すため、PchMOSトランジスタ39pのしきい値電圧近傍で安定した容量をもち、MOSキャパシタとして有用である。
In this embodiment, the conductivity types of the
図10は、半導体装置の製造方法の第2局面の他の実施例を説明するための概略的な工程断面図である。図10(5)は半導体装置の第2態様の他の実施例を示している。図10中のかっこ数字(1)〜(5)は以下に説明する工程(1)〜(5)に対応している。図10において図9と同じ機能を果たす部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。
まず、図10(5)を参照して半導体装置の第1態様の他の実施例について説明する。
FIG. 10 is a schematic process cross-sectional view for explaining another embodiment of the second aspect of the semiconductor device manufacturing method. FIG. 10 (5) shows another embodiment of the second mode of the semiconductor device. The parenthesized numerals (1) to (5) in FIG. 10 correspond to the steps (1) to (5) described below. 10, parts having the same functions as those in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
First, another embodiment of the first aspect of the semiconductor device will be described with reference to FIG.
P型シリコン基板1に、P型ウェル33、N型ウェル35及びフィールド酸化膜37が形成されている。フィールド酸化膜37により、NchMOSトランジスタ39n、PchMOSトランジスタ39p、MOSキャパシタ41の形成領域が画定されている。
A P-
この実施例において、MOSキャパシタ41は、図9(5)に示したP型高濃度拡散層47p,47pに代えて、N型ソース及びN型ドレインを構成するN型高濃度拡散層(N+)47nを備えている。PchMOSトランジスタ39p及びNchMOSトランジスタ39nの構造は図9(5)に示したものと同じである。 In this embodiment, the MOS capacitor 41 includes an N-type high concentration diffusion layer (N +) constituting an N-type source and an N-type drain instead of the P-type high concentration diffusion layers 47p and 47p shown in FIG. 47n. The structures of the Pch MOS transistor 39p and the Nch MOS transistor 39n are the same as those shown in FIG.
この実施例では、MOSキャパシタ41とPchMOSトランジスタ39pで、ゲート電極45p,45nの導電型が互いに異なっている。さらに、MOSキャパシタ41とPchMOSトランジスタ39pで、ソース及びドレインを構成する拡散層47p,49nの導電型が異なっている。
In this embodiment, the conductivity types of the
図10を参照して半導体装置の製造方法の第2局面の他の実施例を説明する。
(1)図9(1)を参照して説明した上記工程(1)と同じ工程で、P型シリコン基板1にP型ウェル33、N型ウェル35、フィールド酸化膜37を形成する。
Another embodiment of the second aspect of the semiconductor device manufacturing method will be described with reference to FIG.
(1) The P-
(2)図9(2)を参照して説明した上記工程(2)と同じ工程で、フォトレジスト53を形成し、フォトレジスト53をマスクにして、NchMOSトランジスタ39nの形成領域のP型ウェル33にNchMOSトランジスタ39nのしきい値電圧調整用のボロンイオンを同時に注入する。
(2) The
(3)図9(1)を参照して説明した上記工程(1)と同じ工程で、フォトレジスト53を除去し、ゲート酸化膜43を形成し、ゲート電極45p,45nを形成する。ここで、NchMOSトランジスタ39nとMOSキャパシタ41及びPchMOSトランジスタ39pとでゲート酸化膜厚を互いに異ならせてもよい。
(3) In the same step (1) described with reference to FIG. 9 (1), the
(4)写真製版技術及びイオン注入法により、NchMOSトランジスタ39nの形成領域のP型ウェル33にN型ソース及びN型ドレイン用のN型高濃度拡散層47n,47nを形成するためのヒ素イオンを注入するのと同時に、MOSキャパシタ41の形成領域のN型ウェル35にN型ソース及びN型ドレイン用のN型高濃度拡散層47n,47nを形成するためのヒ素イオンを注入する。また、別途、PchMOSトランジスタ39pの形成領域のN型ウェル35にP型ソース及びP型ドレイン用のP型高濃度拡散層47p,47pを形成するためのボロンイオンを注入する。その後、熱拡散処理を施して、P型高濃度拡散層47p及びN型高濃度拡散層47nを形成する。例えば、ボロンイオンの注入条件は、注入種がBF2イオン、加速エネルギーが20KeV、ドーズ量が3.0×1015/cm2である。また、ヒ素イオンの注入条件は、加速エネルギーが50KeV、ドーズ量が4.0×1015/cm2である。
(4) Arsenic ions for forming N-type high-
(5)通常の半導体装置製造プロセスにより、層間絶縁膜49を形成し、層間絶縁膜49にコンタクトホールを形成し、コンタクトホール内及び層間絶縁膜上に金属材料からなるメタル配線51を形成する。このとき、MOSキャパシタ41のN型ソース及びN型ドレインを構成するN型高濃度拡散層47n,47nをメタル配線51により短絡させてMOSキャパシタ41をMOSキャパシタとして機能するようにする。
(5) By an ordinary semiconductor device manufacturing process, an
このようにして、耐圧が6V程度のエンハンスメント型のNchMOSトランジスタ39n、耐圧が6V程度のエンハンスメント型のPchMOSトランジスタ39p、耐圧が6V程度のデプレッション型のNchMOSトランジスタからなるMOSキャパシタ41を形成した。 In this way, the enhancement type NchMOS transistor 39n having a breakdown voltage of about 6V, the enhancement type PchMOS transistor 39p having a breakdown voltage of about 6V, and the MOS capacitor 41 including a depletion type NchMOS transistor having a breakdown voltage of about 6V were formed.
この実施例では、MOSキャパシタ41とPchMOSトランジスタ39pで、ゲート電極45p,45nの導電型が互いに異なっている。さらに、MOSキャパシタ41とPchMOSトランジスタ39pで、ソース及びドレインを構成する拡散層47p,49nの導電型が異なっている。MOSキャパシタ41は、基板とソース及びドレインが同じ導電型であるためソース及びドレインが導通しており、MOSトランジスタとしては動作しない。しかし、MOSキャパシタ41のゲート容量のC−V特性はプラス側で安定した容量を示すため、MOSキャパシタ41は、NchMOSトランジスタ39nのしきい値電圧近傍で安定した容量をもち、MOSキャパシタとして有用である。
In this embodiment, the conductivity types of the
図9及び図10に示した上記実施例ではMOSキャパシタをN型ウェル35に形成しているが、MOSキャパシタをP型ウェルに形成することもできる。トリプルウェルを用いた実施例を参照してその態様を説明する。ただし、MOSキャパシタをP型ウェルに形成する態様はトリプルウェルを用いたものに限定されるものではない。
9 and 10, the MOS capacitor is formed in the N-
図11は、半導体装置の製造方法の第2局面のさらに他の実施例を説明するための概略的な工程断面図である。図11(5)は半導体装置の第2態様のさらに他の実施例を示している。図11中のかっこ数字(1)〜(5)は以下に説明する工程(1)〜(5)に対応している。図11において図9と同じ機能を果たす部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。
まず、図11(5)を参照して半導体装置の第2態様の他の実施例について説明する。
FIG. 11 is a schematic process cross-sectional view for explaining still another embodiment of the second aspect of the semiconductor device manufacturing method. FIG. 11 (5) shows still another embodiment of the second mode of the semiconductor device. The parenthesized numerals (1) to (5) in FIG. 11 correspond to the steps (1) to (5) described below. 11, parts having the same functions as those in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
First, another embodiment of the second aspect of the semiconductor device will be described with reference to FIG.
P型シリコン基板31に、P型ウェル33、N型ウェル35及びフィールド酸化膜37が形成されている。P型ウェル33はP型シリコン基板31に形成されたN型ウェル55内に形成されている。フィールド酸化膜37により、NchMOSトランジスタ39n、PchMOSトランジスタ39p、MOSキャパシタ41の形成領域が画定されている。MOSキャパシタ41の形成領域はP型ウェル33に設けられている。
A P-
この実施例において、MOSキャパシタ41は、P型ウェル33に形成されており、P型ゲート電極45pとN型ソース及びN型ドレインを構成するN型高濃度拡散層47nを備えている。PchMOSトランジスタ39p及びNchMOSトランジスタ39nの構造は図9(5)に示したものと同じである。
この実施例では、MOSキャパシタ41とNchMOSトランジスタ39nで、ゲート電極45p,45nの導電型が互いに異なっている。
In this embodiment, the MOS capacitor 41 is formed in a P-
In this embodiment, the conductivity types of the
図11を参照して半導体装置の製造方法の第2局面のさらに他の実施例を説明する。
(1)通常の半導体装置製造プロセスにより、例えば抵抗率が20ΩのP型シリコン基板1に、PchMOSトランジスタ39pを形成するのに適切なリンイオン濃度のN型ウェル35と、トリプルウェル用のN型ウェル55を形成し、N型ウェル55にNchMOSトランジスタ39nの形成を形成するのに適切なボロンイオン濃度のP型ウェル33を形成する。P型ウェル33、N型ウェル35及びN型ウェル55の表面に素子分利用のフィールド酸化膜37を形成する。ここでは、イオン注入法により、N型ウェル55の形成のためにリンイオンを180KeVの加速エネルギー、2.0×1013/cm2のドーズ量の条件でPchMOSトランジスタ39p及びMOSキャパシタ41の形成領域に注入した後、1000℃、120分の条件で熱拡散処理を行ない、さらに1200℃、300分の条件で熱拡散処理を行なった。さらに、イオン注入法により、P型ウェル33の形成のためにBF2イオンを180KeVの加速エネルギー、3.5×1012/cm2のドーズ量の条件でNchMOSトランジスタ39n及びMOSキャパシタ41の形成領域に注入し、N型ウェル35の形成のためにリンイオンを180KeVの加速エネルギー、1.0×1013/cm2のドーズ量の条件でPchMOSトランジスタ39pの形成領域に注入した後、1100℃、60分の条件で熱拡散処理を行なった。フィールド酸化膜37の形成は通常のLOCOS法により行なった。
Still another embodiment of the second aspect of the semiconductor device manufacturing method will be described with reference to FIG.
(1) An N-type well 35 having a phosphorus ion concentration suitable for forming a PchMOS transistor 39p on a P-
(2)写真製版技術により、PchMOSトランジスタ39pの形成領域を覆い、NchトMOSランジスタ39n及びMOSキャパシタ41の形成領域に開口部をもつフォトレジスト57を形成する。イオン注入法により、フォトレジスト57をマスクにして、NchMOSトランジスタ39n及びMOSキャパシタ41の形成領域のP型ウェル33にNchMOSトランジスタ39nのしきい値電圧調整用のボロンイオンを注入する。例えば、しきい値電圧調整用のボロンイオンの注入条件は、注入種がBF2イオン、加速エネルギーが15KeV、ドーズ量が8.3×1011/cm2である。
(2) Photoresist technology is used to form a
(3)フォトレジスト57を除去する。熱酸化処理により、NchMOSトランジスタ39n及びMOSキャパシタ41の形成領域のP型ウェル33上、ならびにPchMOSトランジスタ39pの形成領域のN型ウェル35上に膜厚が13nmのゲート酸化膜43を形成する。図9(3)を参照して説明した上記工程(3)におけるゲート電極45p,45nの形成工程と同様の工程でゲート電極45p,45nを形成する。ただし、NchMOSトランジスタ39nの形成領域のP型ウェル33上にゲート酸化膜43を介してN型ゲート電極45n,45nを形成し、PchMOSトランジスタ39p及びMOSキャパシタ41の形成領域のN型ウェル35上にゲート酸化膜43を介してP型ゲート電極45pを形成する。ここで、PchMOSトランジスタ39pとMOSキャパシタ41及びNchMOSトランジスタ39nとでゲート酸化膜厚を互いに異ならせてもよい。
(3) The
(4)写真製版技術及びイオン注入法により、NchMOSトランジスタ39nの形成領域のP型ウェル33にN型ソース及びN型ドレイン用のN型高濃度拡散層47n,47nを形成するためのヒ素イオンを注入するのと同時に、MOSキャパシタ41の形成領域のN型ウェル35にN型ソース及びN型ドレイン用のN型高濃度拡散層47n,47nを形成するためのヒ素イオンを注入する。また、別途、PchMOSトランジスタ39pの形成領域のN型ウェル35にP型ソース及びP型ドレイン用のP型高濃度拡散層47p,47pを形成するためのボロンイオンを注入する。その後、熱拡散処理を施して、P型高濃度拡散層47p及びN型高濃度拡散層47nを形成する。例えば、ボロンイオンの注入条件は、注入種がBF2イオン、加速エネルギーが20KeV、ドーズ量が3.0×1015/cm2である。また、ヒ素イオンの注入条件は、加速エネルギーが50KeV、ドーズ量が4.0×1015/cm2である。
(4) Arsenic ions for forming N-type high-
(5)通常の半導体装置製造プロセスにより、層間絶縁膜19を形成し、層間絶縁膜19にコンタクトホールを形成し、コンタクトホール内及び層間絶縁膜上に金属材料からなるメタル配線21を形成する。このとき、MOSキャパシタ41のN型ソース及びN型ドレインを構成するN型高濃度拡散層47n,47nをメタル配線21により短絡させてMOSキャパシタ41をMOSキャパシタとして機能するようにする。
(5) By an ordinary semiconductor device manufacturing process, an
このようにして、耐圧が6V程度のエンハンスメント型のNchMOSトランジスタ39n、耐圧が6V程度のエンハンスメント型のPchMOSトランジスタ39p、耐圧が6V程度のエンハンスメント型のNchMOSトランジスタからなるMOSキャパシタ41を形成した。 In this manner, the enhancement type NchMOS transistor 39n having a breakdown voltage of about 6V, the enhancement type PchMOS transistor 39p having a breakdown voltage of about 6V, and the MOS capacitor 41 including the enhancement type NchMOS transistor having a breakdown voltage of about 6V were formed.
この実施例では、MOSキャパシタ41とNchMOSトランジスタ39nで、ゲート電極45p,45nの導電型が互いに異なっている。MOSキャパシタ41を構成するNchMOSトランジスタはP型ゲート電極45pを備えていることにより、N型ゲート電極45nをもつNchMOSトランジスタ39nに比べ、しきい値電圧が高くなっている。この実施例ではMOSキャパシタ41を構成するNchMOSトランジスタのしきい値電圧は1.5V、NchMOSトランジスタ39nのしきい値電圧は1V以下である。MOSキャパシタ41を構成するNchMOSトランジスタのゲート容量のC−V特性はマイナス側で安定した容量を示すため、NchMOSトランジスタ39nのしきい値電圧近傍で安定した容量をもち、MOSキャパシタとして有用である。
In this embodiment, the conductivity types of the
図12は、半導体装置の半導体装置の第2態様のさらに他の実施例を概略的に示す断面図である。
この実施例では、図11(5)に示した実施例と比較して、MOSキャパシタ11はPchMOSトランジスタ39pのP型高濃度拡散層47と同時に形成されたP型高濃度拡散層47を備えている。図11(4)を参照して説明した上記工程(4)で、PchMOSトランジスタ39pの形成領域のN型ウェル35にP型ソース及びP型ドレイン用のP型高濃度拡散層47p,47pを形成するためのボロンイオンを注入するのと同時に、MOSキャパシタ41の形成領域のN型ウェル35にP型ソース及びP型ドレイン用のP型高濃度拡散層47p,47pを形成するためのボロンイオンを注入し、別途、NchMOSトランジスタ39nの形成領域のP型ウェル33にN型ソース及びN型ドレイン用のN型高濃度拡散層47n,47nを形成するためのヒ素イオンを注入することにより、この構造を得ることができる。
FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing still another embodiment of the second aspect of the semiconductor device of the semiconductor device.
In this embodiment, as compared with the embodiment shown in FIG. 11 (5), the MOS capacitor 11 includes a P-type high
この実施例によれば、図1(5)に示した実施例と比較して、MOSキャパシタ41とNchMOSトランジスタ39nでC−V特性をさらに大きく互いに異ならせることができ、MOSキャパシタ41にNchMOSトランジスタ39nのしきい値電圧近傍でさらに安定した容量をもたせることができる。 According to this embodiment, compared to the embodiment shown in FIG. 1 (5), the CV characteristics can be made different from each other in the MOS capacitor 41 and the Nch MOS transistor 39n. A more stable capacitance can be provided in the vicinity of the 39n threshold voltage.
図11に示した実施例及び図12では、MOSキャパシタ41をトリプルウェル内に形成しているので、マイナス側で使用することもできる。ただし、MOSキャパシタ41を必ずしもトリプルウェル内に形成しなくてもよい。また、図1〜図10に示した実施例においても、MOSキャパシタ11,41をトリプルウェル内に形成することは可能である。 In the embodiment shown in FIG. 11 and FIG. 12, since the MOS capacitor 41 is formed in the triple well, it can be used on the minus side. However, the MOS capacitor 41 is not necessarily formed in the triple well. Also in the embodiment shown in FIGS. 1 to 10, the MOS capacitors 11 and 41 can be formed in the triple well.
以上、本発明の実施例を説明したが、材料、形状、配置等は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。 As mentioned above, although the Example of this invention was described, material, a shape, arrangement | positioning, etc. are examples, this invention is not limited to these, Various within the range of this invention described in the claim Can be changed.
1,31 P型シリコン基板
3,33 P型ウェル
5,35 N型ウェル
9n,39n NchMOSトランジスタ
9p,39p PchMOSトランジスタ
11,41 MOSキャパシタ
13a,13b,43 ゲート酸化膜
15n,45n N型ゲート電極
15p,45p P型ゲート電極
17n,47n N型高濃度拡散層
17p,47p P型高濃度拡散層
19,49 層間絶縁膜
21,51 メタル配線
23,25,27 フォトレジスト
1, 31 P-
Claims (8)
(A)同一半導体基板に、第2導電型MOSトランジスタが形成される第1導電型半導体層と、第1導電型MOSトランジスタ及びMOSキャパシタが形成される第2導電型半導体層を形成する工程、
(B)第2導電型MOSトランジスタ形成領域の前記第1導電型半導体層及びMOSキャパシタ形成領域の前記第2導電型半導体層に第2導電型MOSトランジスタのしきい値電圧調整用不純物イオンを同時に注入し、かつ第1導電型MOSトランジスタ形成領域の第2導電型半導体層には前記第2導電型MOSトランジスタのしきい値電圧調整用不純物イオンを注入せず、前記MOSキャパシタ形成領域と前記第1導電型MOSトランジスタ形成領域で前記第2導電型半導体層の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルを異ならせる工程、
(C)前記第1導電型半導体層上及び前記第2導電型半導体層上にゲート絶縁膜を形成した後、前記第1導電型MOSトランジスタ形成領域及び前記MOSキャパシタ形成領域の前記ゲート絶縁膜上に第1導電型半導体膜からなる第1導電型ゲート電極を同時に形成し、前記第2導電型MOSトランジスタ形成領域の前記ゲート絶縁膜上に第2導電型半導体膜からなる第2導電型ゲート電極を形成する工程、
(D)前記第1導電型MOSトランジスタ形成領域の前記第2導電型半導体層に第1導電型ソース及び第1導電型ドレインを形成して第1導電型MOSトランジスタを形成するのと同時に前記MOSキャパシタ形成領域の前記第2導電型半導体層に第1導電型ソース及び第1導電型ドレインを形成してMOSキャパシタを形成し、別途、前記第2導電型MOSトランジスタ形成領域の前記第1導電型半導体層に第2導電型ソース及び第2導電型ドレインを形成して第2導電型MOSトランジスタを形成する工程、
(E)前記第1導電型MOSトランジスタ、前記第2導電型トランジスタ及び前記MOSキャパシタを覆う層間絶縁膜を形成し、前記層間絶縁膜にコンタクトホールを形成し、前記コンタクトホール内及び前記層間絶縁膜上に金属材料からなるメタル配線を形成して前記MOSキャパシタの前記第1導電型ソース及び前記第1導電型ドレインを短絡する工程。 In a method of manufacturing a semiconductor device for forming a first conductivity type MOS transistor, a second conductivity type transistor and a MOS capacitor on the same semiconductor substrate, the manufacture of a semiconductor device including the following steps (A) to (E) in that order: Method.
(A) forming a first conductive type semiconductor layer in which a second conductive type MOS transistor is formed and a second conductive type semiconductor layer in which a first conductive type MOS transistor and a MOS capacitor are formed on the same semiconductor substrate;
(B) Impurity ions for adjusting the threshold voltage of the second conductivity type MOS transistor are simultaneously applied to the first conductivity type semiconductor layer in the second conductivity type MOS transistor formation region and the second conductivity type semiconductor layer in the MOS capacitor formation region. The impurity ions for adjusting the threshold voltage of the second conductivity type MOS transistor are not implanted into the second conductivity type semiconductor layer of the first conductivity type MOS transistor formation region, and the MOS capacitor formation region and the first conductivity type are not implanted. Differentiating impurity ion concentration profiles in the vicinity of the surface of the second conductivity type semiconductor layer in the one conductivity type MOS transistor formation region;
(C) After forming a gate insulating film on the first conductive type semiconductor layer and the second conductive type semiconductor layer, on the gate insulating film in the first conductive type MOS transistor forming region and the MOS capacitor forming region. A first conductivity type gate electrode made of a first conductivity type semiconductor film is simultaneously formed, and a second conductivity type gate electrode made of a second conductivity type semiconductor film is formed on the gate insulating film in the second conductivity type MOS transistor formation region. Forming a process,
(D) forming the first conductivity type MOS transistor by forming the first conductivity type source and the first conductivity type drain in the second conductivity type semiconductor layer of the first conductivity type MOS transistor forming region to form the MOS at the same time A MOS transistor is formed by forming a first conductivity type source and a first conductivity type drain in the second conductivity type semiconductor layer of the capacitor formation region, and separately, the first conductivity type of the second conductivity type MOS transistor formation region. Forming a second conductivity type MOS transistor by forming a second conductivity type source and a second conductivity type drain in the semiconductor layer;
(E) forming an interlayer insulating film covering the first conductive type MOS transistor, the second conductive type transistor and the MOS capacitor; forming a contact hole in the interlayer insulating film; and in the contact hole and the interlayer insulating film Forming a metal wiring made of a metal material thereon to short-circuit the first conductivity type source and the first conductivity type drain of the MOS capacitor;
前記工程(E)で、メタル配線により前記MOSキャパシタの前記第2導電型ソース及び前記第2導電型ドレインを短絡する、請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。 In the step (D), the first conductive type MOS transistor is formed by forming the first conductive type source and the first conductive type drain in the second conductive type semiconductor layer of the first conductive type MOS transistor forming region. During the formation, the first conductive type source and the first conductive type drain are not formed in the MOS capacitor forming region, and the first conductive type semiconductor layer in the second conductive type MOS transistor forming region is formed in the first conductive type semiconductor layer. A MOS capacitor is formed by forming a second conductivity type source and a second conductivity type drain in the second conductivity type semiconductor layer of the MOS capacitor formation region simultaneously with forming a two conductivity type source and the second conductivity type drain. And
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein, in the step (E), the second conductivity type source and the second conductivity type drain of the MOS capacitor are short-circuited by a metal wiring.
請求項1から4のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法によって形成されたものであって、
前記MOSキャパシタと前記第1導電型MOSトランジスタで前記第2導電型半導体層の表面近傍の不純物イオン濃度プロファイルが異なっていることを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device comprising a first conductivity type MOS transistor, a second conductivity type transistor and a MOS capacitor on the same semiconductor substrate,
It is formed by the manufacturing method of the semiconductor device according to any one of claims 1 to 4,
A semiconductor device, wherein the MOS capacitor and the first conductivity type MOS transistor have different impurity ion concentration profiles near the surface of the second conductivity type semiconductor layer.
(A)同一半導体基板に、第2導電型MOSトランジスタが形成される第1導電型半導体層と、第1導電型MOSトランジスタ及びMOSキャパシタが形成される第2導電型半導体層を形成する工程、
(B)前記第1導電型半導体層上及び前記第2導電型半導体層上にゲート絶縁膜を形成した後、第2導電型MOSトランジスタ形成領域及びMOSキャパシタ形成領域の前記ゲート絶縁膜上に第2導電型半導体膜からなる第2導電型ゲート電極を形成し、第1導電型MOSトランジスタ形成領域の前記ゲート絶縁膜上に第1導電型半導体膜からなる第1導電型ゲート電極を形成する工程、
(C)前記第2導電型MOSトランジスタ形成領域の前記第1導電型半導体層に第2導電型ソース及び第2導電型ドレインを形成し、別途、前記第1導電型MOSトランジスタ形成領域の前記第2導電型半導体層に第1導電型ソース及び第1導電型ドレインを形成して第1導電型MOSトランジスタを形成するのと同時に前記MOSキャパシタ形成領域の前記第2導電型半導体層に第1導電型ソース及び第1導電型ドレインを形成してMOSキャパシタを形成する工程、
(D)前記第1導電型MOSトランジスタ、前記第2導電型トランジスタ及びMOSキャパシタを覆う層間絶縁膜を形成し、前記層間絶縁膜にコンタクトホールを形成し、前記コンタクトホール内及び前記層間絶縁膜上に金属材料からなるメタル配線を形成して前記MOSキャパシタの前記第1導電型ソース及び前記第1導電型ドレインを短絡する工程。 In a method of manufacturing a semiconductor device for forming a first conductivity type MOS transistor, a second conductivity type transistor, and a MOS capacitor on the same semiconductor substrate, the manufacture of a semiconductor device including the following steps (A) to (D) in that order: Method.
(A) forming a first conductive type semiconductor layer in which a second conductive type MOS transistor is formed and a second conductive type semiconductor layer in which a first conductive type MOS transistor and a MOS capacitor are formed on the same semiconductor substrate;
(B) After forming a gate insulating film on the first conductive type semiconductor layer and the second conductive type semiconductor layer, a second insulating layer is formed on the gate insulating film in the second conductive type MOS transistor forming region and the MOS capacitor forming region. Forming a second conductivity type gate electrode made of a two conductivity type semiconductor film, and forming a first conductivity type gate electrode made of the first conductivity type semiconductor film on the gate insulating film in the first conductivity type MOS transistor formation region; ,
(C) forming a second conductivity type source and a second conductivity type drain in the first conductivity type semiconductor layer of the second conductivity type MOS transistor formation region, and separately forming the first conductivity type MOS transistor formation region in the first conductivity type; The first conductive type source and the first conductive type drain are formed in the two conductive type semiconductor layer to form the first conductive type MOS transistor, and at the same time, the first conductive type is formed in the second conductive type semiconductor layer in the MOS capacitor forming region. Forming a MOS source by forming a type source and a first conductivity type drain;
(D) forming an interlayer insulating film covering the first conductive type MOS transistor, the second conductive type transistor and the MOS capacitor; forming a contact hole in the interlayer insulating film; and in the contact hole and on the interlayer insulating film Forming a metal wiring made of a metal material on the first capacitor and short-circuiting the first conductivity type source and the first conductivity type drain of the MOS capacitor.
前記工程(D)で、メタル配線により前記MOSキャパシタの前記第2導電型ソース及び前記第2導電型ドレインを短絡する、請求項6に記載の半導体装置の製造方法。 In the step (C), the first conductive type MOS transistor is formed by forming the first conductive type source and the first conductive type drain in the second conductive type semiconductor layer of the first conductive type MOS transistor forming region. During the formation, the first conductive type source and the first conductive type drain are not formed in the MOS capacitor forming region, and the first conductive type semiconductor layer in the second conductive type MOS transistor forming region is formed in the first conductive type semiconductor layer. A MOS capacitor is formed by forming a second conductivity type source and a second conductivity type drain in the second conductivity type semiconductor layer of the MOS capacitor formation region simultaneously with forming a two conductivity type source and the second conductivity type drain. And
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein in the step (D), the second conductivity type source and the second conductivity type drain of the MOS capacitor are short-circuited by a metal wiring.
請求項6又は7に記載の半導体装置の製造方法によって形成されたものであって、
前記MOSキャパシタは第2導電型半導体膜からなる前記第2導電型ゲート電極を備え、前記第1導電型MOSトランジスタは第1導電型半導体膜からなる前記第1導電型ゲート電極を備えていることを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device comprising a first conductivity type MOS transistor, a second conductivity type transistor and a MOS capacitor on the same semiconductor substrate,
It is formed by the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6 or 7,
The MOS capacitor has the second conductivity type gate electrode made of a second conductivity type semiconductor film, and the first conductivity type MOS transistor has the first conductivity type gate electrode made of a first conductivity type semiconductor film. A semiconductor device characterized by the above.
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