JP2000340676A - Cmosデバイス及びcmosデバイスの製造方法 - Google Patents

Cmosデバイス及びcmosデバイスの製造方法

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JP2000340676A
JP2000340676A JP11151180A JP15118099A JP2000340676A JP 2000340676 A JP2000340676 A JP 2000340676A JP 11151180 A JP11151180 A JP 11151180A JP 15118099 A JP15118099 A JP 15118099A JP 2000340676 A JP2000340676 A JP 2000340676A
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JP11151180A
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English (en)
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Shigeki Onodera
繁樹 小野寺
Ichiro Ohashi
一郎 大橋
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Mitsumi Electric Co Ltd
Original Assignee
Mitsumi Electric Co Ltd
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 CMOSデバイスの耐圧を高くする。そのC
MOSデバイスの製造を容易にする。 【解決手段】 一導電型の半導体基板(1)に反対
導電型のウェル(2)を形成し、ウェル(2)に第一の
低ドープのドレイン領域(5)、低ドープのソース領域
(6)、及び半導体基板(1)の表面にチャネルストッ
パー領域(10)を形成するためにイオンを注入し、ウ
ェル(2)にチャネルストッパー領域(9)、及び半導
体基板(1)の表面に第二の低ドープのドレイン領域
(7)、低ドープのソース領域(8)を形成するために
イオンを注入し、上記注入されたイオンを半導体基板内
部に拡散して、第一及び第二の低濃度のドレイン領域
(5、7)、低濃度のソース領域(6、8)、及びチャ
ネルストッパー領域(9,10)を形成し、第一及び第
二の低濃度のドレイン領域(5、7)にそれぞれ同じ導
電型のドレイン領域(5A、7A)を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、PチャネルMOS
トランジスタとNチャネルMOSトランジスタを同一半
導体基板に形成した相補型(C)MOSデバイス及びC
MOSデバイスの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図6はPウェル型CMOSデバイスの一
般的な素子構造を示す断面図である。使用されるシリコ
ン(Si)半導体基板1はn型であり、その表面にはp
型のウェル(well)2が深く形成されている。p型
ウェル2の表面にはnチャネルのMOSトランジスタ
(以下、N−MOSと呼ぶ)3が形成される。n−型の
半導体基板1の表面にはpチャネルのMOSトランジス
タ(以下、P−MOSと呼ぶ)4が形成される。p型ウ
ェル2の表面にはN−MOS3のドレイン/ソースとな
るn+型領域5A,6Aが浅く形成され、半導体基板1
の表面にはP−MOS4のドレイン/ソースとなるp+
型領域7A,8Aが浅く形成されている。更に、N−M
OS3とP−MOS4の間を分離するために、p型ウェ
ル2の表面にはp型のチャネルストッパー9がN−MO
S3寄りに、また半導体基板1の表面にはn型のチャネ
ルストッパー10がP−MOS4寄りに形成されてい
る。
【0003】上述した内部構造を有する半導体基板1の
表面は、素子領域間が厚いフィールド酸化膜(SiO
2)11で分離されており、このフィールド酸化膜11
はLOCOS(Local Oxidation of Silicon)により形
成される。ゲート酸化膜12の上にはゲート電極となる
多結晶シリコン層13が形成され、このゲート酸化膜1
2の下の斜線部で示される部分はチャネル領域1A、2
Aを構成している。デバイス全体の表面には絶縁膜とし
て、例えばBPSG(ボロ・フォスフォ・シリケート・
グラス)膜14が積層されている。このBPSG膜14
の上層にはAl(アルミニウム)等の金属配線層15
A,15B,15Cが積層されている。金属配線層15
A,15B,15Cは、BPSG膜14とその下の酸化
膜の一部に窓開けされたコンタクト窓を介して、ソース
/ドレイン領域5A,6A,7A,8A及びゲート電極
13に接続されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記素子構造
を有するCMOSデバイスは、ドレイン、チャンネル間
の耐圧が十分ではなかった。すなわち、N―MOS3に
おいて、動作時、N+型領域5A側の空乏層の広がりが
小さく、ドレイン5AとP−型領域のチャネル2Aとの
間の電界傾斜が急峻になって、耐圧が低くなり、また、
P−MOS4においても同様に、P+型領域7Aのドレ
インとN−型領域のチャネル1Aとの間の電界傾斜が急
峻になり、耐圧が低くなるという問題がある。
【0005】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、CMOSデバイスにおけるドレイン、チャネル
間の耐圧を高くするCMOSデバイスの提供を目的とす
る。
【0006】また、本発明は、上記CMOSデバイスを
容易に形成するCMOSデバイスの製造方法の提供を目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係るCOMSデ
バイスは、上記課題を解決するために、PチャネルMO
SトランジスタとNチャネルMOSトランジスタを併せ
持つCOMSデバイスにおいて、上記それぞれのトラン
ジスタのドレイン領域に、同じ導電型の低濃度領域を追
加形成する。
【0008】すなわち、ドレイン領域に低濃度領域を追
加形成して、動作時におけるドレインとチャネルとの間
の電界傾斜を緩和し、耐圧を高くする。
【0009】また、本発明に係るCOMSデバイスの製
造方法は、上記課題を解決するために、一導電型の半導
体基板に反対導電型のウェルを形成するウェル形成工程
と、上記ウェルに第一の低ドープのドレイン領域、低ド
ープのソース領域、及び半導体基板の表面に上記両トラ
ンジスタ間の影響を遮断するチャネルストッパー領域を
形成するためにイオンを注入する第一のイオン注入工程
と、上記ウェルにチャネルストッパー領域、及び半導体
基板の表面に第二の低ドープのドレイン領域、低ドープ
のソース領域を形成するためにイオンを注入する第二の
イオン注入工程と、上記第一、第二のイオン注入工程で
注入されたイオンを半導体基板内部に拡散して上記第一
及び第二の低濃度のドレイン領域、低濃度ソース領域、
及びチャネルストッパー領域を形成する熱拡散工程と、
上記第一及び第二の低濃度のドレイン領域にそれぞれ同
じ導電型の第三、第四のドレイン領域を形成するドレイ
ン領域形成工程とを備える。
【0010】すなわち、第一、第二の低濃度のドレイン
領域を形成するのに、あらたな工程を必要とせずに、従
来用いられているチャネルストッパー領域を形成する工
程と同じ工程で形成可能にする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るCMOSデバ
イスの製造方法について図面を参照しながら説明する。
【0012】このCMOSデバイスは、n型シリコン単
結晶をウェーハに切り出し、表面を鏡面研磨し、そのウ
ェーハを高温の酸素雰囲気中にさらし、シリコンの酸化
膜を成長させた後、フォトレジストを使って酸化膜上に
pウエルの領域となるパターンを形成し、pウェル用不
純物をドープし、熱拡散して、pウェルを形成(pウェ
ル形成工程)してから、図1以下に示す各工程を経て製
造される。
【0013】図1(a)の如く、上記ウエル2、及び半
導体基板1上にパッド酸化膜17が形成され、その酸化
膜17上にレジスト20が形成される。そしてp型ウェ
ル2にチャネルストッパー、及びn型半導体基板1の表
面の必要箇所に低濃度のドレイン、低濃度のソース領域
をそれぞれ形成するために、レジスト20の開口から矢
印で示す如く、パッド酸化膜17を通してB(ボロン)
イオンを注入する。次いで、図1(b)の如く、上記ウ
ェル2に低濃度のドレイン、低濃度のソース領域、及び
半導体基板1の表面の必要箇所にチャネルストッパー領
域をそれぞれ形成するために、レジスト21の開口から
パッド酸化膜を通してP(リン)イオンを注入する。次
いで、図1(c)及び図1(d)の如く、低濃度のドレ
イン、低濃度のソース形成領域上に窒化膜22を形成
し、この窒化膜22を利用して、熱を加えフィールド酸
化膜11を形成する。と同時に上記注入されたイオン
B、Pを拡散して、N―MOSの低濃度のドレイン領域
5、低濃度のソース領域6、チャネルストッパー9、及
びM−MOS4の低濃度のドレイン領域7、低濃度のソ
ース領域8、チャネルストッパー10を形成する。
【0014】次いで、図2(a)及び図2(b)の如
く、窒化膜22及び酸化膜17を除去し、ゲート酸化膜
12を形成した後、上面に導電性の多結晶シリコン層2
4を形成する。次いで、図2(c)及び図2(d)の如
く、多結晶シリコン層24の不要部分を除去し、ゲート
電極13を形成する。
【0015】次いで、図3の如く、N−MOS3の低濃
度のドレイン領域5、低濃度のソース領域6内に、酸化
膜12を通してN+型のドレイン領域5A、ソース領域
6Aを形成する。次いで、P−MOS4の低濃度のドレ
イン領域7、低濃度のソース領域8内に、酸化膜12を
通してP+型のドレイン領域7A、ソース領域8Aを形
成する。
【0016】次いで、図4の如く、絶縁膜14が積層さ
れ、その後膜14の上層にはAl(アルミニウム)等の
金属配線層15A,15B,15Cが積層される。 金
属配線層15A,15B,15Cは、膜14とその下の
酸化膜の一部に窓開けされたコンタクト窓を介して、ソ
ース/ドレイン領域5A,6A,7A,8A及びゲート
電極13に接続されている。上記製造工程により、CM
OSデバイスが形成される。
【0017】上記製造工程により形成されたCMOSデ
バイスは、図5の如く、N―MOS3の動作時におい
て、ドレイン5Aとチャネル2Aとの間に逆電界が印加
されるが、その際に空乏層Kが生じる。そして、その空
乏層Kは矢印Aの如く低濃度のドレイン領域5の方向へ
も広がる分が増え、この結果ドレインとチャネルとの間
の電界傾斜が緩和され耐圧を高くしている。P−MOS
4のドレイン7−チャネル1A間の耐圧も同様に高くな
る。
【0018】そして、高濃度のドレイン領域5Aはドレ
イン領域内に生じる抵抗値を減じる役目を有している。
P−MOS4における高濃度のドレイン7Aも同様に抵
抗値を減じている。
【0019】また、従来のCMOSデバイスの製造工程
に比べ、低濃度のドレイン領域5、7、及び低濃度のソ
ース領域6、8の工程数を増やすことなく製造を可能に
している。すなわち、従来のチャネルストッパー領域1
0は、図1(c)で示す窒化膜22を形成した後に形成
していたが、本発明においては、N−MOS3の場合、
上述した如く、チャネルストッパー領域10を、窒化膜
22を形成する前(図1(a)、(b)の工程)に形成
している。このことにより、他方(P−MOS4)のチ
ャネルストッパー領域10を流用して低濃度のドレイン
5領域、低濃度のソース領域6を予め形成している。P
−MOS4についても、同様に、他方(N−MOS3)
のチャネルストッパー領域9を流用して低濃度のドレイ
ン領域7、低濃度のソース領域8を予め形成している。
【0020】なお、上記チャネルストッパー層形成の際
に、例えば、抵抗素子などを同じに形成することも可能
である。
【0021】
【発明の効果】本発明のCMOSデバイスは、ドレイン
領域に低濃度拡散領域を設けたことにより素子耐圧を高
くすることができる。
【0022】また、本発明のCMOSデバイスの製造方
法によれば、CMOSデバイスの低濃度ドレイン領域形
成が、チャネルストッパー層形成工程と同時に行い得る
ので、新たな形成工程を不要とし、上記低濃度のドレイ
ン領域を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のCMOSデバイスの製造方法を説明す
るための第1の図である。
【図2】本発明のCMOSデバイスの製造方法を説明す
るための第2の図である。
【図3】本発明のCMOSデバイスの製造方法により形
成する素子領域を説明するための図である。
【図4】本発明のCMOSデバイスの製造方法により形
成したCMOSデバイスを示す図である。
【図5】上記CMOSデバイスの動作を説明するための
図である。
【図6】一般的なCMOSデバイスを説明するための図
である。
【符号の説明】
1 n型半導体基板 2 pウェル 5、7 ドレイン領域 6、8 ソース領域 5,7 低濃度ドレイン領域 9,10 チャネルストッパー領域

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】PチャネルMOSトランジスタとNチャネ
    ルMOSトランジスタを併せ持つCOMSデバイスにお
    いて、上記それぞれのトランジスタのドレイン領域に、
    同じ導電型の低濃度領域を追加形成したことを特徴とす
    るCMOSデバイス。
  2. 【請求項2】 PチャネルMOSトランジスタとNチャ
    ネルMOSトランジスタを併せ持つCOMSデバイスを
    製造するためのCMOSデバイスの製造方法において、 一導電型の半導体基板に反対導電型のウェルを形成する
    ウェル形成工程と、 上記ウェルに第一の低ドープのドレイン領域、低ドープ
    のソース領域、及び半導体基板の表面に上記両トランジ
    スタ間の影響を遮断するチャネルストッパー領域を形成
    するためにイオンを注入する第一のイオン注入工程と、 上記ウェルにチャネルストッパー領域、及び半導体基板
    の表面に第二の低ドープのドレイン領域、低ドープのソ
    ース領域を形成するためにイオンを注入する第二のイオ
    ン注入工程と、 上記第一、第二のイオン注入工程で注入されたイオンを
    半導体基板内部に拡散して、上記第一及び第二の低濃度
    のドレイン領域、低濃度のソース領域、及びチャネルス
    トッパー領域を形成する熱拡散工程と、 上記第一及び第二の低濃度のドレイン領域にそれぞれ同
    じ導電型の第三、第四のドレイン領域を形成するドレイ
    ン領域形成工程とを備えることを特徴とするCMOSデ
    バイスの製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002289847A (ja) * 2001-03-28 2002-10-04 Seiko Instruments Inc 半導体装置の製造方法
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