JP2002057328A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and its manufacturing method

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JP2002057328A
JP2002057328A JP2000239049A JP2000239049A JP2002057328A JP 2002057328 A JP2002057328 A JP 2002057328A JP 2000239049 A JP2000239049 A JP 2000239049A JP 2000239049 A JP2000239049 A JP 2000239049A JP 2002057328 A JP2002057328 A JP 2002057328A
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JP
Japan
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forming
concentration
gate electrode
conductivity type
semiconductor substrate
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Application number
JP2000239049A
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Japanese (ja)
Inventor
Mika Shiiki
美香 椎木
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a MOS transistor having an intermediate breakdown voltage structure capable of controlling a drain breakdown voltage with a high drain breakdown voltage impossible in a conventional MOS transistor having an LDD structure and forming a plurality of MOS transistors having different breakdown voltages on the same substrate without increasing masks. SOLUTION: The breakdown voltage can be easily changed by altering a distance between one end of a gate electrode and one end of a high concentration diffused region by forming a high concentration diffused region by ion implanting by using a mask.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置及びその
製造方法、特に8Vから30Vの耐圧をもつ中耐圧構造を
有するMOS型トランジスタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a MOS transistor having a medium withstand voltage structure having a withstand voltage of 8 V to 30 V.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来は図4に示すように、シリコン半導
体基板101上に形成するゲート酸化膜102及び両端
にサイドスペーサ103を有する多結晶シリコンゲート
電極104と、前記サイドスペーサの直下に位置するシ
リコン基板表面に形成する低濃度の拡散層105と、ゲ
ート電極両端のシリコン基板表面に形成するソース・ド
レインと呼ばれる高濃度の拡散層106及びその間のチ
ャネル領域107から成っているLDD構造が知られて
いた。
2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 4, a polycrystalline silicon gate electrode 104 having a gate oxide film 102 formed on a silicon semiconductor substrate 101 and side spacers 103 at both ends, and located immediately below the side spacers. An LDD structure including a low-concentration diffusion layer 105 formed on the surface of a silicon substrate, high-concentration diffusion layers 106 called source / drain formed on the surface of the silicon substrate at both ends of the gate electrode, and a channel region 107 therebetween is known. I was

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
LDD構造を有するMOS型トランジスタにおいては前
記サイドスペーサの幅は極めて小さく、それ故、前記不
純物濃度領域の幅も小さく8Vから30Vの耐圧が得られ
ず、また同一基板上に複数の耐圧をもつMOS型トランジ
スタを容易に形成することができないと言う問題点を有
していた。
However, in the conventional MOS transistor having the LDD structure, the width of the side spacer is extremely small, and therefore, the width of the impurity concentration region is also small and a withstand voltage of 8 V to 30 V can be obtained. In addition, there is a problem that a plurality of MOS transistors having a withstand voltage cannot be easily formed on the same substrate.

【0004】本発明は、従来のLDD構造を有するM0
S型トランジスタでは不可能であったドレイン耐圧が大
きく、しかもそのドレイン耐圧を制御することができ、
同一基板上に違う耐圧を持つ複数のMOS型トランジスタ
をマスク増加なしに形成することができる8Vから30V
の耐圧をもつ中耐圧MOS型トランジスタを簡単なプロ
セスにより提供することを目的とする。
[0004] The present invention relates to an M0 having a conventional LDD structure.
The drain withstand voltage, which was impossible with an S-type transistor, is large, and the drain withstand voltage can be controlled.
8V to 30V that allows multiple MOS transistors with different breakdown voltages to be formed on the same substrate without increasing the mask
It is an object of the present invention to provide a medium-breakdown-voltage MOS transistor having a withstand voltage by a simple process.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次の手段を用いた。 (1)一導電型半導体基板上に形成されたフィールド酸
化膜と、前記一導電型半導体基板上にゲート酸化膜を介
して形成されたゲート電極と、前記フィールド酸化膜と
前記ゲート電極とに囲まれていて低濃度の逆導電型ソー
ス・ドレイン領域と、配線と前記低濃度逆導電型ソース
・ドレイン領域とを電気的に接続を行うためのソース・
ドレイン領域だけを選択的に高濃度の逆導電型拡散層と
した事と、前記ゲート電極と前記逆導電型ソース・ドレ
インとそれらの上層に形成される前記配線とを電気的に
絶縁する層間膜と、前記配線と前記ゲート電極と前記高
濃度逆導電型ソース・ドレインとを電気的に接続を行う
ためのコンタクト孔からなる事を特徴とする半導体装
置。 (2)前記低濃度逆導電型ソース・ドレイン領域の不純
物濃度を1E16〜1E18atoms/cm3としたことを特徴
とする半導体装置。 (3)前記高濃度逆導電型拡散層の不純物濃度を1E1
9〜5E20atoms/cm3とした事を特徴とする半導体装
置。 (4)前記ゲート電極の一端部と前記高濃度拡散領域の
一端部との距離を変える事により、前記低濃度拡散領域
の幅を変え、同一基盤上に違う耐圧を持つ複数のMOS型
トランジスタをマスク増加なしに提供できることを特徴
とする半導体装置。 (5)中耐圧構造を有するMOS型トランジスタにおい
て、半導体基板の表面にゲート絶縁膜を形成する工程
と、前記ゲート絶縁膜の上にゲート電極をパターニング
して形成する工程と、前記ゲート電極をマスクとして不
純物を前記半導体基板の表面にイオン注入することによ
り低濃度拡散領域を形成する工程と、レジストを選択的
にエッチングし、前記レジストをマスクとして不純物を
前記半導体基板の表面にイオン注入することにより高濃
度拡散領域を形成する工程と、前面に不純物を含む層間
膜を成膜し、熱処理により平坦化する工程と、前記層間
膜を選択的にエッチングし前記低濃度拡散領域及び前記
ゲート電極にコンタクトホールを形成する工程と、熱処
理を行う工程と、真空蒸着あるいはスパッタリング等に
より金属材を全面的に成膜した後フォトリソグラフィ法
及びエッチングを行い前記金属材をパターニングする工
程と、前記半導体基板の全体を表面保護膜で被覆する工
程とからなることを特徴とした。 (6)前記不純物を含む層間膜がBPSG層間膜である事を
特徴とした。 (7)前記不純物を含む酸化膜成膜後の熱処理を800
〜1050℃の温度で3分以内で行い活性化して形成す
る事を特徴とした。
To achieve the above object, the present invention uses the following means. (1) A field oxide film formed on the one conductivity type semiconductor substrate, a gate electrode formed on the one conductivity type semiconductor substrate via the gate oxide film, and surrounded by the field oxide film and the gate electrode A source / drain region having a low concentration and having a low concentration, and a source / drain region for electrically connecting a wiring with the source / drain region having a low concentration.
A drain region only selectively having a high-concentration reverse conductivity type diffusion layer; and an interlayer film for electrically insulating the gate electrode, the reverse conductivity type source / drain, and the wiring formed thereon. And a contact hole for electrically connecting the wiring, the gate electrode, and the high-concentration reverse conductivity type source / drain. (2) The semiconductor device, wherein the impurity concentration of the low-concentration reverse conductivity type source / drain region is 1E16 to 1E18 atoms / cm 3 . (3) The impurity concentration of the high concentration reverse conductivity type diffusion layer is 1E1
A semiconductor device characterized in that the density is 9 to 5E20 atoms / cm 3 . (4) By changing the distance between one end of the gate electrode and one end of the high-concentration diffusion region, the width of the low-concentration diffusion region is changed, and a plurality of MOS transistors having different breakdown voltages are formed on the same substrate. A semiconductor device which can be provided without increasing the number of masks. (5) In a MOS transistor having a medium breakdown voltage structure, a step of forming a gate insulating film on a surface of a semiconductor substrate, a step of patterning and forming a gate electrode on the gate insulating film, and a step of masking the gate electrode. Forming a low-concentration diffusion region by ion-implanting impurities into the surface of the semiconductor substrate, selectively etching a resist, and ion-implanting impurities into the surface of the semiconductor substrate using the resist as a mask. Forming a high concentration diffusion region, forming an interlayer film containing impurities on the front surface, and planarizing the film by heat treatment, and selectively etching the interlayer film to contact the low concentration diffusion region and the gate electrode. Steps of forming holes, steps of heat treatment, and metallization by vacuum evaporation or sputtering. Patterning the metal material subjected to photolithography and etching after forming, it was characterized by comprising the step of covering the whole of the semiconductor substrate with the surface protective film. (6) The interlayer film containing impurities is a BPSG interlayer film. (7) The heat treatment after the formation of the oxide film containing the impurity is performed by 800
It is characterized in that it is formed at a temperature of 501050 ° C. within 3 minutes and activated.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明の半導体装置によれば、ド
レイン耐圧が大きく、しかもそのドレイン耐圧を制御す
ることができ、同一基板上に違う耐圧を持つ複数のMOS
型トランジスタをマスク増加なしに形成する事ができる
8Vから30Vの動作領域に適したMOS型トランジスタ
を提供すること事ができる。
According to the semiconductor device of the present invention, a plurality of MOS transistors having different withstand voltage on the same substrate can be controlled with a large drain withstand voltage and the drain withstand voltage can be controlled.
It is possible to provide a MOS transistor suitable for an operation region of 8 V to 30 V in which the transistor can be formed without increasing the mask.

【0007】以下、図面を参照して本発明の好適な実施
例を説明する。本発明にかかる半導体装置の第一実施例
を詳細に説明する。図1は本発明の半導体装置の中耐圧
構造を有するPチャネルMOS型トランジスタの模式的断
面図である。
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. A first embodiment of the semiconductor device according to the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a schematic sectional view of a P-channel MOS transistor having a medium breakdown voltage structure of a semiconductor device according to the present invention.

【0008】PチャネルMOS型トランジスタは、P型シリ
コン半導体基板201上に形成されたN型ウェル領域2
02上に形成されたゲート酸化膜211及び多結晶シリ
コンゲート電極205と、ゲート電極両端のシリコン基
板表面に形成する低濃度のP−型拡散層204及び選択
的に形成された高濃度のP+型拡散層203とその間の
チャネル領域207から成っている。素子の間に分離を
目的としてフィールド酸化膜208及びチャネルストッ
プ領域209が形成される。尚、必ずしもP型シリコン
半導体基板を用いて、N型ウェル領域を作る必要はな
く、N型シリコン半導体基板にPチャネルMOS型トランジ
スタを作ってもよい。
[0008] The P-channel MOS type transistor is composed of an N-type well region 2 formed on a P-type silicon semiconductor substrate 201.
02, a gate oxide film 211 and a polycrystalline silicon gate electrode 205, a low-concentration P- type diffusion layer 204 formed on the silicon substrate surface at both ends of the gate electrode, and a high-concentration P + type selectively formed It comprises a diffusion layer 203 and a channel region 207 therebetween. A field oxide film 208 and a channel stop region 209 are formed between the elements for the purpose of isolation. It is not always necessary to form an N-type well region using a P-type silicon semiconductor substrate, and a P-channel MOS transistor may be formed on an N-type silicon semiconductor substrate.

【0009】また、逆導電型NチャネルMOS型トランジス
タを形成する時は、 N型シリコン半導体基板上にP型ウ
ェル領域をつくり、P型ウェル領域上に形成するゲート
酸化膜及び多結晶シリコンゲート電極と、ゲート電極両
端のシリコン基板表面に形成する低濃度のN−型拡散層
及び高濃度のN+型拡散層とその間のチャネル領域から
構成する。素子の間に分離を目的としてフィールド酸化
膜及びチャネルストップ領域が形成される。尚、必ずし
もN型シリコン半導体基板を用いる必要はなく、P型シリ
コン半導体基板を用いて、NチャネルMOS型トランジスタ
を作ってもよい。
When forming a reverse conductivity type N-channel MOS transistor, a P-type well region is formed on an N-type silicon semiconductor substrate, and a gate oxide film and a polycrystalline silicon gate electrode formed on the P-type well region are formed. And a low-concentration N- type diffusion layer and a high-concentration N + type diffusion layer formed on the surface of the silicon substrate at both ends of the gate electrode, and a channel region therebetween. A field oxide film and a channel stop region are formed between the devices for the purpose of isolation. Note that it is not necessary to use an N-type silicon semiconductor substrate, and an N-channel MOS transistor may be manufactured using a P-type silicon semiconductor substrate.

【0010】図1から明らかなように、高濃度な拡散層
の形成位置を変えることにより前記ゲート電極の一端部
と前記高濃度拡散領域の一端部との距離(S1)を容易に変
える事が可能である。つまり、必要とされるドレイン耐
圧に応じて、前記低濃度拡散領域の幅S1及び低濃度拡散
領域の濃度を制御することにより、高集積化・高速化に
適したMOS型トランジスタを得る事ができる。また、S1
を変える事により、容易に同一基板上に耐圧の違うMOS
型トランジスタを複数形成する事ができる。例として、
図2、図3を用いて説明する。
As is apparent from FIG. 1, the distance (S1) between one end of the gate electrode and one end of the high concentration diffusion region can be easily changed by changing the formation position of the high concentration diffusion layer. It is possible. In other words, by controlling the width S1 of the low-concentration diffusion region and the concentration of the low-concentration diffusion region according to the required drain breakdown voltage, a MOS transistor suitable for high integration and high speed can be obtained. . Also, S1
By changing the MOS, the MOS with different breakdown voltage can be easily mounted on the same substrate.
A plurality of type transistors can be formed. As an example,
This will be described with reference to FIGS.

【0011】図2は前記低濃度拡散領域をイオン注入法
によりドーズ量が2.5E12 atom/cm2で形成したとき
の、前記ゲート電極の一端部と前記高濃度な拡散層の一
端部の距離(S1)とドレイン耐圧の関係を示した図であ
る。
FIG. 2 shows the distance (S1) between one end of the gate electrode and one end of the high-concentration diffusion layer when the low-concentration diffusion region is formed at a dose of 2.5E12 atom / cm 2 by ion implantation. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the parentheses and the drain withstand voltage.

【0012】図2より、S1を変化させるとドレイン電圧
が変化していることが分かる。また、前記低濃度領域及
び前記高濃度領域の濃度を変えることにより容易にドレ
イン耐圧を変える事もできる。例えば、同一基板上にS1
=1.0μmのMOS型トランジスタとS1=2μmのMOS型トランジ
スタを形成すると、同一基板上に耐圧が違う15VのMOS型
トランジスタと22VのMOS型トランジスタを形成する事が
できる。
FIG. 2 shows that the drain voltage changes when S1 is changed. Further, the drain withstand voltage can be easily changed by changing the concentrations of the low concentration region and the high concentration region. For example, S1 on the same substrate
By forming a MOS transistor of 1.0 μm and a MOS transistor of S1 = 2 μm, it is possible to form a 15 V MOS transistor and a 22 V MOS transistor having different breakdown voltages on the same substrate.

【0013】図3は、本発明にかかる半導体装置の第一
実施例のPチャネルMOSの製造方法を示す工程順断面図で
ある。
FIG. 3 is a sectional view in the order of steps showing a method for manufacturing a P-channel MOS of a first embodiment of a semiconductor device according to the present invention.

【0014】まず、工程aにおいて、P型シリコン半導
体基板201の表面にNウェル層202を形成する。基
板表面にマスクとして所定の形状にパターニングされた
シリコン窒化膜を形成した後、N型の不純物例えば燐を
2E12atoms/cm2のドーズ量でイオン注入する。この
後、所謂LOCOS処理を行い、前工程で形成されたシリコ
ン窒化膜を除去する。次に、1150℃で6時間加熱処
理を施し、注入された不純物燐の拡散及び活性化を行い
図示するようにNウェル層202を形成する。このNウェ
ル層202にPチャネルMOS型トランジスタが形成され
る。また、必ずしもP型シリコン半導体基板を用いる必
要はなく、N型シリコン半導体基板を用いて、N型ウェ
ル領域を作り、N型ウェル領域中にPチャネルMOS型ト
ランジスタを作ってもよく、またN型シリコン半導体基
板中にPチャネルMOS型トランジスタを作ってもよい。
First, in step a, an N well layer 202 is formed on the surface of a P-type silicon semiconductor substrate 201. After a silicon nitride film patterned into a predetermined shape is formed as a mask on the substrate surface, N-type impurities, for example, phosphorus are ion-implanted at a dose of 2E12 atoms / cm 2 . Thereafter, a so-called LOCOS process is performed to remove the silicon nitride film formed in the previous step. Next, a heat treatment is performed at 1150 ° C. for 6 hours to diffuse and activate the implanted impurity phosphorus, thereby forming an N well layer 202 as shown. A P-channel MOS transistor is formed in N well layer 202. Further, it is not always necessary to use a P-type silicon semiconductor substrate. An N-type silicon semiconductor substrate may be used to form an N-type well region, and a P-channel MOS transistor may be formed in the N-type well region. A P-channel MOS transistor may be formed in a silicon semiconductor substrate.

【0015】工程bにおいてチャネルストップ領域20
9を形成する。この為に、まずトランジスタ素子の形成
される活性領域を被覆するようにシリコン窒化膜601
をパターニング形成する。Nウェル層202の上にはシ
リコン窒化膜601に重ねてフォトレジスト602も形
成する。この状態で不純物ボロンを30KeVの加速エネ
ルギーおよび2E13atoms/cmのドーズ量でイオン
注入しチャネルストップ領域209を形成する。図示す
るように、素子領域を含む部分にチャネルストップ領域
209が形成される。
In step b, the channel stop region 20
9 is formed. For this purpose, first, a silicon nitride film 601 is formed so as to cover an active region where a transistor element is formed.
Is formed by patterning. A photoresist 602 is also formed on the N-well layer 202 so as to overlap the silicon nitride film 601. In this state, impurity boron is ion-implanted at an acceleration energy of 30 KeV and a dose of 2E13 atoms / cm 2 to form a channel stop region 209. As illustrated, a channel stop region 209 is formed in a portion including the element region.

【0016】続いて工程cにおいて所謂LOCOS処理を行
い素子領域を囲むようにフィールド酸化膜206を形成
する。この後、犠牲酸化およびその除去処理を行い、基
板の表面に残された異物を除去し清浄化する。
Subsequently, in step c, a so-called LOCOS process is performed to form a field oxide film 206 so as to surround the element region. After that, sacrificial oxidation and removal treatment are performed to remove and clean foreign substances left on the surface of the substrate.

【0017】工程dにおいて基板表面の熱酸化処理はH2
O雰囲気中でゲート酸化膜211を成膜する。本発明で
は熱酸化処理をH2O雰囲気中で860℃の温度で行い約
300Å程度に酸化膜を成膜した。通常、半導体装置の
信頼性を保証するために熱酸化膜で形成されるゲート絶
縁膜の膜厚は3MV/cm程度の膜厚に設定する必要があ
る。例えば、電源電圧が30VのMOS型トランジスタで
ある時、1000Å以上の酸化膜厚を必要とする。
In the step d, the thermal oxidation treatment of the substrate surface is H2
A gate oxide film 211 is formed in an O atmosphere. In the present invention, the thermal oxidation treatment was performed at a temperature of 860 ° C. in an H 2 O atmosphere to form an oxide film at about 300 °. Usually, in order to guarantee the reliability of a semiconductor device, it is necessary to set the thickness of a gate insulating film formed of a thermal oxide film to a thickness of about 3 MV / cm. For example, when the MOS transistor has a power supply voltage of 30 V, an oxide film thickness of 1000 ° or more is required.

【0018】次に工程eにおいてゲート酸化膜211上
にポリシリコン603をCVD法により堆積させる。本発
明品では4000Åのポリシリコンを形成している。MO
Sトランジスタ用のゲート電極205を形成するため、
ポリシリコン603をN型化する。このポリシリコン6
03にイオン注入ないし不純物核酸炉により不純物元素
である燐を高濃度注入する。注入濃度はイオン注入/ポ
リシリコン膜厚=2E19atoms/cm3以上にする。尚、MO
Sトランジスタ用のゲート電極は必ずしもN型化する必要
はなく、イオン注入ないし不純物拡散炉により不純物元
素であるボロンを高濃度注入し、P型化してもよい。
Next, in step e, a polysilicon 603 is deposited on the gate oxide film 211 by a CVD method. In the present invention, 4000 ° polysilicon is formed. MO
In order to form the gate electrode 205 for the S transistor,
The polysilicon 603 is made N-type. This polysilicon 6
03 is ion-implanted or an impurity nucleic acid furnace is used to implant a high concentration of phosphorus as an impurity element. The implantation concentration is set to ion implantation / polysilicon film thickness = 2E19 atoms / cm 3 or more. In addition, MO
The gate electrode for the S transistor does not necessarily need to be N-type, but may be P-type by implanting boron as an impurity element at a high concentration by ion implantation or an impurity diffusion furnace.

【0019】次に工程fにおいて前工程で形成されたフ
ォトレジストを除去した後、P型MOSトランジスタの低濃
度の拡散層204を形成する。この状態でゲート電極2
05をマスクに利用したセルファアライメントによりP
型不純物であるBF2またはボロンをドーズ量1×1012〜
1×1013atoms/cm2イオン注入する。これは濃度に換算
すると1×1016〜1×1018atoms/cm程度である。
Next, after removing the photoresist formed in the previous step in step f, a low concentration diffusion layer 204 of the P-type MOS transistor is formed. In this state, the gate electrode 2
P by self-alignment using 05 as a mask
The BF 2 or boron is type impurity dose of 1 × 1012~
1 × 10 13 atoms / cm 2 ions are implanted. This is about 1 × 10 16 to 1 × 10 18 atoms / cm 3 in terms of density.

【0020】続いて工程gはPチャネルMOS型トランジス
タの低濃度の拡散層204を形成した後、フォトレジス
トを除去し、P型MOSトランジスタの高濃度の拡散層20
3を形成する。マスクとして所定の形状にパターニング
されたフォトレジストを形成した後、P型不純物例えばB
F2をドーズ量3×1015〜5×1016atoms/cm2イオン注入
する。これは濃度に換算すると1×1019〜5×1020atom
s/cm3程度である。必要となる耐圧に応じて高濃度の拡
散層の形成位置は変わる。
Subsequently, in a step g, after forming the low concentration diffusion layer 204 of the P-channel MOS transistor, the photoresist is removed, and the high concentration diffusion layer 20 of the P-type MOS transistor is removed.
Form 3 After forming a photoresist patterned in a predetermined shape as a mask, a P-type impurity such as B
F 2 ions are implanted at a dose of 3 × 10 15 to 5 × 10 16 atoms / cm 2 . This translates into a concentration of 1 × 10 19 to 5 × 10 20 atom
s / cm 3 . The formation position of the high concentration diffusion layer changes according to the required breakdown voltage.

【0021】続いて工程hにおいてフォトレジストを除
去し前面に例えばBPSG層間膜213を成膜する。この層
間膜は例えばCVD法等により形成され引き続き900〜
950℃で30分〜2時間程度の熱処理により平坦化さ
れる。続いて層間膜213を選択的にエッチングし高濃
度拡散領域203及びゲート電極205にコンタクトホ
ール210を形成する。本発明では前記コンタクトホー
ルはドライエッチング後ウェットエッチングによりラウ
ンドエッチを行った。その後イオン注入した不純物の活
性化及びコンタクト形状改善を行うために熱処理を行
う。本発明では800〜1050℃で3分以内の熱処理
を行った。その後、真空蒸着あるいはスパッタリング等
により金属材を全面的に成膜した後フォトリソグラフィ
法及びエッチングを行いパターニングされたメタル配線
212を形成する。最後に基板の全体を表面保護膜21
4で被覆する。
Subsequently, in a step h, the photoresist is removed and, for example, a BPSG interlayer film 213 is formed on the front surface. This interlayer film is formed by, for example,
It is planarized by a heat treatment at 950 ° C. for about 30 minutes to 2 hours. Subsequently, the interlayer film 213 is selectively etched to form a contact hole 210 in the high concentration diffusion region 203 and the gate electrode 205. In the present invention, the contact hole is round-etched by wet etching after dry etching. Thereafter, heat treatment is performed to activate the ion-implanted impurities and improve the contact shape. In the present invention, heat treatment was performed at 800 to 1050 ° C. for 3 minutes or less. After that, a metal material is entirely formed by vacuum evaporation or sputtering, and then photolithography and etching are performed to form a patterned metal wiring 212. Finally, the entire substrate is covered with a surface protective film 21.
Cover with 4.

【0022】上記はPチャネルMOS型トランジスタの実施
例を説明したが、逆導電型の不純物を用いてNチャネルM
OS型トランジスタを形成して同様な効果は得られる。
Although the embodiment of the P-channel MOS transistor has been described above, an N-channel MOS transistor is formed by using impurities of the opposite conductivity type.
A similar effect can be obtained by forming an OS type transistor.

【0023】[0023]

【発明の効果】上述したように本発明によれば、8Vか
ら30Vの中耐圧領域での動作を要求されるMOS型ト
ランジスタを、マスクを使用しイオン注入を行い、高濃
度拡散領域を形成する事により、容易に高濃度拡散領域
の一端部とゲート電極の一端部の距離を変えることがで
き、これによって、従来のLDD構造を有するMOS型ト
ランジスタでは不可能であったドレイン耐圧が大きく、
しかもそのドレイン耐圧を制御することができ、また同
一基板上に違う耐圧を持つ複数のMOS型トランジスタを
マスク増加なしに形成できるMOS型トランジスタを簡
単なプロセスにより提供することが可能となる。
As described above, according to the present invention, a high-concentration diffusion region is formed by ion-implanting a MOS transistor required to operate in a medium withstand voltage region of 8 V to 30 V using a mask. As a result, the distance between one end of the high-concentration diffusion region and one end of the gate electrode can be easily changed. As a result, the drain withstand voltage, which is impossible with a MOS transistor having a conventional LDD structure, is large.
In addition, it is possible to provide a MOS transistor capable of controlling its drain withstand voltage and capable of forming a plurality of MOS transistors having different withstand voltages on the same substrate without increasing the number of masks by a simple process.

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

【図1】本発明の半導体装置の第一実施例を示すPチャ
ネルMOS型トランジスタの模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a P-channel MOS transistor showing a first embodiment of a semiconductor device of the present invention.

【図2】ゲート電極の一端部とソース・ドレイン用コン
タクトホールの一端部の距離(S1)とドレイン耐圧の関係
を示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a distance (S1) between one end of a gate electrode and one end of a source / drain contact hole and a drain withstand voltage.

【図3】本発明の半導体装置の第一実施例で示したPチ
ャネルMOS型トランジスタの工程順断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view in the order of steps of the P-channel MOS transistor shown in the first embodiment of the semiconductor device of the present invention.

【図4】従来の製造方法での最終断面図である。FIG. 4 is a final sectional view in a conventional manufacturing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 半導体基板 102 ゲート酸化膜 103 サイドスペーサ 104 多結晶シリコンゲート電極 105 低濃度拡散層 106 高濃度拡散層 107 チャネルドープ層 201 P−−型シリコン半導体基板 202 N−−型ウェル層 203 P+型拡散層 204 P-型拡散層 205 多結晶シリコンゲート電極 207 チャネル領域 208 フィールド酸化膜 209 チャネルストップ 210 コンタクトホール 211 ゲート酸化膜 212 メタル配線 213 BPSG層間膜 214 保護膜 601 シリコン窒化膜 602 フォトレジスト 603 ポリシリコン DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Semiconductor substrate 102 Gate oxide film 103 Side spacer 104 Polycrystalline silicon gate electrode 105 Low concentration diffusion layer 106 High concentration diffusion layer 107 Channel dope layer 201 P− type silicon semiconductor substrate 202 N− type well layer 203 P + type diffusion layer 204 P-type diffusion layer 205 Polycrystalline silicon gate electrode 207 Channel region 208 Field oxide film 209 Channel stop 210 Contact hole 211 Gate oxide film 212 Metal wiring 213 BPSG interlayer film 214 Protective film 601 Silicon nitride film 602 Photoresist 603 Polysilicon

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一導電型半導体基板上に形成されたフィ
ールド酸化膜と、前記一導電型半導体基板上にゲート酸
化膜を介して形成されたゲート電極と、前記フィールド
酸化膜と前記ゲート電極とに囲まれていて低濃度の逆導
電型ソース・ドレイン領域と、配線と前記低濃度逆導電
型ソース・ドレイン領域とを電気的に接続を行うための
ソース・ドレイン領域だけを選択的に高濃度の逆導電型
拡散層とした事と、前記ゲート電極と前記逆導電型ソー
ス・ドレインとそれらの上層に形成される前記配線とを
電気的に絶縁する層間膜と、前記配線と前記ゲート電極
と前記高濃度逆導電型ソース・ドレインとを電気的に接
続を行うためのコンタクト孔からなる事を特徴とする半
導体装置。
A field oxide film formed on the one conductivity type semiconductor substrate, a gate electrode formed on the one conductivity type semiconductor substrate via a gate oxide film, the field oxide film and the gate electrode, And a source / drain region having a low concentration and having a low concentration, and a source / drain region for electrically connecting a wiring and the source / drain region having a low concentration are selectively selectively subjected to a high concentration. The reverse conductivity type diffusion layer, an interlayer film that electrically insulates the gate electrode, the reverse conductivity type source / drain and the wiring formed thereon, and the wiring and the gate electrode. A semiconductor device comprising a contact hole for electrically connecting the high-concentration reverse conductivity type source / drain.
【請求項2】 前記低濃度逆導電型ソース・ドレイン領
域の不純物濃度を1E16〜1E18atoms/cm3としたこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein an impurity concentration of said low concentration reverse conductivity type source / drain region is 1E16 to 1E18 atoms / cm 3 .
【請求項3】 前記高濃度逆導電型拡散層の不純物濃度
を1E19〜5E20atoms/cm3とした事を特徴とする請
求項1記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the impurity concentration of the high concentration reverse conductivity type diffusion layer is 1E19 to 5E20 atoms / cm 3 .
【請求項4】 前記ゲート電極の一端部と前記高濃度拡
散領域の一端部との距離を変える事により、前記低濃度
拡散領域の幅を変え、同一基盤上に違う耐圧を持つ複数
のMOS型トランジスタを作成することを特徴とする請求
項1記載の半導体装置。
4. A plurality of MOS transistors having different breakdown voltages on the same substrate by changing the distance between one end of the gate electrode and one end of the high concentration diffusion region to change the width of the low concentration diffusion region. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a transistor is formed.
【請求項5】 中耐圧構造を有するMOS型トランジス
タにおいて、半導体基板の表面にゲート絶縁膜を形成す
る工程と、前記ゲート絶縁膜の上にゲート電極をパター
ニングして形成する工程と、前記ゲート電極をマスクと
して不純物を前記半導体基板の表面にイオン注入するこ
とにより低濃度拡散領域を形成する工程と、レジストを
選択的にエッチングし、前記レジストをマスクとして不
純物を前記半導体基板の表面にイオン注入することによ
り高濃度拡散領域を形成する工程と、前面に不純物を含
む層間膜を成膜し、熱処理により平坦化する工程と、前
記層間膜を選択的にエッチングし前記低濃度拡散領域及
び前記ゲート電極にコンタクトホールを形成する工程
と、熱処理を行う工程と、真空蒸着あるいはスパッタリ
ング等により金属材を全面的に成膜した後フォトリソグ
ラフィ法及びエッチングを行い前記金属材をパターニン
グする工程と、前記半導体基板の全体を表面保護膜で被
覆する工程とからなるMOS型トランジスタの製造方法。
5. A MOS transistor having a medium breakdown voltage structure, a step of forming a gate insulating film on a surface of a semiconductor substrate, a step of patterning and forming a gate electrode on the gate insulating film, Forming a low-concentration diffusion region by ion-implanting impurities into the surface of the semiconductor substrate using the mask as a mask, selectively etching the resist, and ion-implanting impurities into the surface of the semiconductor substrate using the resist as a mask Forming a high-concentration diffusion region, forming an interlayer film containing impurities on the front surface, and flattening by heat treatment, selectively etching the interlayer film to form the low-concentration diffusion region and the gate electrode. Forming a contact hole, performing a heat treatment, and forming a metal material by vacuum evaporation or sputtering. A method of manufacturing a MOS transistor, comprising: a step of patterning the metal material by performing a photolithography method and an etching after forming the entire surface; and a step of covering the entire semiconductor substrate with a surface protective film.
【請求項6】 前記不純物を含む層間膜がBPSG層間膜で
ある事を特徴とする請求項5記載の半導体装置の製造方
法。
6. The method according to claim 5, wherein the interlayer film containing impurities is a BPSG interlayer film.
【請求項7】 前記不純物を含む酸化膜成膜後の熱処理
を800〜1050℃の温度で3分以内で行い活性化し
て形成する事を特徴とする請求項5記載の半導体装置の
製造方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the heat treatment after forming the oxide film containing the impurities is performed at a temperature of 800 to 1050 ° C. within 3 minutes and activated.
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