JP2002368123A - Mos型半導体装置の製造方法 - Google Patents

Mos型半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JP2002368123A
JP2002368123A JP2001171983A JP2001171983A JP2002368123A JP 2002368123 A JP2002368123 A JP 2002368123A JP 2001171983 A JP2001171983 A JP 2001171983A JP 2001171983 A JP2001171983 A JP 2001171983A JP 2002368123 A JP2002368123 A JP 2002368123A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate electrode
breakdown voltage
transistor
conductivity type
mos
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001171983A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayuki Nagai
隆行 永井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2001171983A priority Critical patent/JP2002368123A/ja
Publication of JP2002368123A publication Critical patent/JP2002368123A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高耐圧特性を得るために、深ジャンクション
の低不純物濃度ソース・ドレイン領域を形成するMOS
型半導体装置の製造において、低不純物濃度ソース・ド
レイン領域を自己整合法にて形成すると共に注入イオン
がチャネル領域へ突き抜けることのないようにする。 【解決手段】 Pウェル102、Nウェル103の形成
された基板上にポリシリコン層105を形成し、フォト
レジストパターン106をマスクとして、Pウェル10
2上にゲート電極105Aを形成した後、フォトレジス
トパターン106が残存した状態でイオン注入を行って
NチャネルMOSのLDD領域を形成する。Pチャネル
MOSのLDD領域も同様にフォトレジストが残存した
状態でイオン注入を行って形成する。その後、Nチャネ
ルMOSとPチャネルMOSとの高不純物濃度ソース・
ドレイン領域を形成して、高耐圧・LDD構造のMOS
トランジスタを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、MOS型半導体装
置の製造方法に関し、特に、LDD(lightly doped dr
ain)構造などの低不純物濃度拡散層を有する高耐圧M
OSトランジスタを含むMOS型半導体装置の製造方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】MOSトランジスタは、ホットキャリア
に起因するゲート絶縁膜の劣化を抑制するためにLDD
構造に形成されることが多い。通常、LDD構造のMO
Sトランジスタは次のようにして形成される。 ゲート電極をマスクとして例えば低ドーズ量のN型不
純物を低加速エネルギーにてイオン注入して低不純物濃
度ソース・ドレイン領域(いわゆるLDD領域)を形成
する、 ゲート電極の側面に絶縁物からなるサイドウォールを
形成する、 ゲート電極およびサイドウォールをマスクとして例え
ばN型不純物を高ドーズ量で高加速エネルギーにてイオ
ン注入して高不純物濃度ソース・ドレイン領域を形成す
る。
【0003】而して、MOS型半導体装置では同一基板
上に低耐圧トランジスタと高耐圧トランジスタ、Nチャ
ネルトランジスタとPチャネルトランジスタなどと複数
種のトランジスタを形成する必要が生じる場合が多い
が、高耐圧トランジスタの場合には、高耐圧特性を得る
ためにLDD領域のジャンクション深さを深く形成する
必要があり、そのためには高エネルギーでのイオン注入
を行うことが必要となる。この場合に、上記のの工程
において高エネルギーのイオン注入を行うと注入イオン
がゲート電極を突き抜けてしまう可能性が高くなる。イ
オン突き抜けを避ける深ジャンクションLDD領域の形
成方法として、特に異なる種類のトランジスタとの混載
が必要であるとき、従来は、 低ドーズ量のイオン注入の後に熱処理をして注入され
たイオンを拡散させる(以下、第1の従来例)、 ゲート電極形成前に深ジャンクションのLDD領域を
形成する(以下、第2の従来例)、 のいずれかの方法が用いられてきた。そして、いずれの
場合においても複数種のトランジスタのゲート電極を1
回のリソグラフィ工程により形成していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した第1の従来例
では、高温/長時間の熱処理が必要となるため、それま
でに形成された拡散層の不純物分布が崩れてしまう、と
いうことが問題となる。また、高精度にソース・ドレイ
ン領域を形成することが困難になることも問題となる。
また、第2の従来例では、自己整合法を用いるものでは
ないため、特性の安定したトランジスタを形成すること
が困難となる。本願発明の課題は、上述した従来技術の
問題点を解決することであって、その目的は、自己整合
法を使用しつつ、注入イオンがゲート電極を突き抜ける
事のない深ジャンクションのLDD領域を形成できるよ
うにすることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明によれば、低ドーズ量の不純物導入と、前記
低ドーズ量の不純物導入時より低エネルギーで行われる
高ドーズ量の不純物導入とによって第1導電型高耐圧ト
ランジスタのソース・ドレイン領域を形成するMOS型
半導体装置の製造方法において、低ドーズ量の不純物導
入を、第1ゲート電極上をフォトレジストで被覆した状
態で行うことを特徴とするMOS型半導体装置の製造方
法、が提供される。
【0006】また、上記の目的を達成するため、本発明
によれば、(1)半導体基板上にゲート絶縁膜を介して
導電体を形成する工程と、(2)前記導電体上にフォト
レジストパターンを形成する工程と、(3)前記フォト
レジストパターンをマスクとして前記導電体をパターニ
ングして第1導電型高耐圧トランジスタの形成領域に第
1ゲート電極を形成する工程と、(4)前記第1ゲート
電極上と前記フォトレジストパターンが被着された状態
において、第1導電型不純物を第1の加速エネルギーに
て低ドーズ量でイオン注入する工程と、(5)前記第1
ゲート電極の側面にサイドウォールを形成する工程と、
(6)前記第1ゲート電極および前記サイドウォールを
マスクとして、第1導電型不純物を前記第1の加速エネ
ルギーより低い第2の加速エネルギーにて高ドーズ量で
イオン注入する工程と、を含むことを特徴とするMOS
型半導体装置の製造方法、が提供される。
【0007】そして、好ましくは、同一半導体基板上
に、前記第1導電型高耐圧トランジスタとは異なる種類
のトランジスタが、前記第1ゲート電極と同一層の導電
体を用い前記第1ゲート電極とは異なるリソグラフィ工
程においてパターニングされた第2ゲート電極を用いて
形成される。また、好ましくは、前記第1導電型高耐圧
トランジスタとは異なる種類の前記トランジスタが、第
1導電型低耐圧トランジスタまたは第2導電型トランジ
スタである。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。図1(a)〜図3
(i)は、本発明の第1の実施形態の製造工程を説明す
るための工程順の断面図である。本実施形態の製造方法
によって製造されるMOS型半導体装置においては、高
耐圧NチャネルMOSトランジスタ(以後、高耐圧NM
OSと呼ぶ)と高耐圧PチャネルMOSトランジスタ
(以後、高耐圧PMOSと呼ぶ)とが同一のP型半導体
基板に混載される。まず、例えば、面指数(100)、
比抵抗15Ω・cmのP型基板101に、膜厚500n
mのフィールド酸化膜104をLOCOS法により形成
する。次に、通常のフォトリソグラフィ法を用いて高耐
圧NMOS領域120に開口を有するフォトレジストパ
ターンを形成する。この開口を有するフォトレジストパ
ターンをマスクとして、高耐圧MOS用Pウェル102
を形成するためのイオン注入を行う。同様に、高耐圧P
MOS領域130に開口を有するフォトレジストパター
ンを形成しこれをマスクとして高耐圧MOS用Nウェル
103を形成するためのイオン注入を行う。高耐圧MO
S用Pウェル102のイオン注入は、例えば注入イオン
にボロンを用いた場合、加速エネルギー:400keV
でドーズ量:1х1013cm−2、加速エネルギー:
200keVでドーズ量:1х1012cm−2、加速
エネルギー:30keVでドーズ量:1х1012cm
−2と3つの条件で行う。高耐圧MOS用Nウェル10
3のイオン注入は、例えば注入イオンとしてリンを用い
た場合、加速エネルギー:700keVでドーズ量:1
х1013cm−2、加速エネルギー:250keVで
ドーズ量:1х1012cm−2、加速エネルギー:7
0keVでドーズ量:1х1012cm−2と3つの条
件で行う。こうしたイオン注入によって、高耐圧MOS
用Pウェル102、高耐圧MOS用Nウェル103はい
ずれもいわゆるレトログレードウェルとなり、ラッチア
ップの低減が図られる。こうして、高耐圧NMOS領域
120に高耐圧MOS用Pウェル102、高耐圧PMO
S領域130に高耐圧MOS用Nウェル103が形成さ
れる〔図1(a)〕。
【0009】次に、熱酸化によりゲート酸化膜107を
全面に形成した後、ゲート酸化膜107の上に、高耐圧
NMOSおよび高耐圧PMOSのゲート電極となるポリ
シリコン層105を、例えばCVD法により300nm
の膜厚に堆積し、さらに、ポリシリコン層105の上
に、通常のフォトリソグラフィ法により、高耐圧PMO
S領域130上を覆い、かつ、高耐圧NMOS領域12
0上でゲート電極パターンを画成するフォトレジストパ
ターン106を形成する〔図1(b)〕。
【0010】次に、フォトレジストパターン106をマ
スクとしてポリシリコン層105のエッチングを行っ
て、高耐圧NMOS領域120に第1のゲート電極10
5Aを形成する。次いで、第1のゲート電極105Aの
上と高耐圧PMOS領域130の上とにフォトレジスト
パターン106を残したまま、これをマスクとして第1
の拡散層形成のためのイオン注入を行い〔図1
(c)〕、高耐圧NMOSのソース・ドレイン低濃度拡
散層108を形成する〔図2(d)〕。このときのイオ
ン注入条件は、例えば注入イオンとしてリンを用いた場
合、加速エネルギー:300keVでドーズ量:5х1
12cm−2の程度とする。
【0011】同様に、通常のフォトリソグラフィ法によ
り、高耐圧NMOS領域120上を覆い、かつ、高耐圧
PMOS領域130上でゲート電極パターンを画成する
フォトレジストパターン106Aを形成する〔図2
(e)〕。フォトレジストパターン106Aをマスクと
してポリシリコン層105のエッチングを行い、高耐圧
PMOS領域130に第2のゲート電極105Bを形成
する。次いで、高耐圧NMOS領域120の上と第2の
ゲート電極105Bとの上にフォトレジストパターン1
06Aを残したまま、これをマスクとして低濃度拡散層
を形成するためのイオン注入を行い〔図2(f)〕、高
耐圧PMOSのソース・ドレイン低濃度拡散層113を
形成する〔図3(g)〕。このときのイオン注入条件
は、例えば注入イオンとしてボロンを用いた場合、加速
エネルギー:200keVでドーズ量:1х1013
−2の程度とする。
【0012】さらに、CVD法により全面にシリコン酸
化膜を形成した後、異方性エッチングを行うことにより
第1および第2のゲート電極105A、105Bの両側
にサイドウォール110を形成する。次いで、ゲート電
極およびサイドウォール110をマスクとして、高耐圧
NMOSおよび高耐圧PMOSのソース・ドレイン形成
領域に、それぞれ異なる工程で高濃度不純物注入を行
い、高耐圧NMOSにN 型拡散層109を、高耐圧P
MOSにP型拡散層114を形成することによって、
LDD構造の形成が完了する〔図3(h)〕。このと
き、サイドウォール110の幅を0.2μmとして、N
型拡散層109は、例えば注入イオンとしてヒ素を用
いた場合、加速エネルギー:70keVでドーズ量:1
х1015cm−2程度のイオン注入によって形成する
のが適当である。P型拡散層114は、例えば注入イ
オンとしてボロンを用いた場合、加速エネルギー:70
keVでドーズ量:1х1015cm−2程度のイオン
注入によって形成するのが適当である。
【0013】次いで、CVD法によりBPSG(ボロン
リンガラス)などの絶縁物を全面に堆積して層間絶縁膜
111を形成し、これにコンタクトホールを開口した
後、それぞれのトランジスタのソース・ドレイン領域に
接触するAl電極112を形成することによって、本実
施形態の半導体装置の製造工程が完了する。
【0014】本実施形態によれば、拡散層の導電タイプ
が異なる2種類の高耐圧MOSトランジスタのソース・
ドレイン領域となる拡散層へのイオン注入がそれぞれ独
立の工程によって行なわれ、かつ、いずれの工程におい
てもゲート電極上にフォトレジストが存在した状態で、
それぞれのイオン注入が行なわれるために、注入された
イオンがゲート電極を突き抜けてチャネル領域まで届く
という事態を発生させることなく、拡散層の導電タイプ
が異なる2種類の高耐圧MOSトランジスタのおのおの
の拡散層へ所望のイオン注入を実現できる。また、一方
の高耐圧MOSトランジスタのソース・ドレイン領域と
なる拡散層の形成時に他方の高耐圧MOS領域全体がフ
ォトレジストで覆われているので、他方の高耐圧MOS
トランジスタのソース・ドレイン領域にイオンが注入さ
れて、トランジスタ特性を変えてしまうということがな
い。しかも、拡散層の導電タイプが異なる2種類の高耐
圧MOSのそれぞれのゲート電極とフォトレジストとは
基板表面上で上下に重なって形成されているので、ソー
ス・ゲート領域となる拡散層がゲート電極に対して自己
整合的に形成される。これらのことにより、高耐圧NM
OSとしての安定した特性を得ることができる。
【0015】次に、図4、図5を参照して本発明の第2
の実施形態について詳細に説明する。図4(a)〜図5
(f)は、本発明の第2の実施形態の製造工程を説明す
るための工程順の断面図である。本実施形態の製造方法
によって製造されるMOS型半導体装置においては、拡
散層の導電型が同じであるが互いに異なる耐圧を持つ2
種類の高耐圧NチャネルMOSトランジスタ(以後、2
種類の高耐圧NチャネルMOSトランジスタのそれぞれ
を、第1の高耐圧NMOS、第2の高耐圧NMOSと呼
ぶ)が同一のP型半導体基板に混載されている。まず、
第1の実施形態の場合と同様に、例えば、面指数(10
0)、比抵抗15Ω・cmのP型基板201に、膜厚5
00nmのフィールド酸化膜204をLOCOS法によ
り形成する。次に、第1の高耐圧NMOS領域220お
よび第2の高耐圧NMOS領域221に対して一括して
イオン注入を行うことによって、全体にまたがる高耐圧
MOS用Pウェル202を形成する〔図4(a)〕。こ
のときのイオン注入条件は、第1の実施形態における高
耐圧MOS用Pウェル102を形成する際のイオン注入
条件と同じである。
【0016】次に、第1の実施形態と同様な製造工程に
よって、ゲート酸化膜207、ポリシリコン層205、
フォトレジストパターン206を形成した後、フォトレ
ジストパターン206をマスクとしてポリシリコン層2
05をエッチングすることにより、第1の高耐圧NMO
S領域220に第1のゲート電極205Aを形成する。
次いで、第1のゲート電極205Aの上と第2の高耐圧
NMOS領域221の上とにフォトレジストパターン2
06を残したまま、フォトレジストパターン206をマ
スクとして第1の拡散層形成のためのイオン注入を行い
〔図4(b)〕、第1の高耐圧NMOSのソース・ドレ
イン低濃度拡散層208を形成する〔図4(c)〕。こ
のときのイオン注入条件は、例えば注入イオンとしてリ
ンを用いた場合、加速エネルギー:200keVでドー
ズ量:1х1013cm−2の程度とする。
【0017】次に、通常のフォトリソグラフィ法によっ
て、第1の高耐圧NMOS領域220上を覆い、第2の
高耐圧NMOS領域221上にゲート電極パターンを画
成するフォトレジストパターン206Aを形成し、これ
をマスクとしてポリシリコン層をエッチングして、第2
の高耐圧NMOS領域221に第2のゲート電極205
Bを形成した後、第2のゲート電極205Bの上と第1
の高耐圧NMOS領域220との上にフォトレジストパ
ターン206Aを残したまま、第2の拡散層形成のため
のイオン注入を行い〔図5(d)〕、第2の高耐圧NM
OSのソース・ドレイン低濃度拡散層208Aを形成す
る〔図5(e)〕。このときのイオン注入条件は、例え
ば注入イオンとしてリンを用いた場合、加速エネルギ
ー:400keVでドーズ量:5х1012cm−2
程度とする。
【0018】さらに、第1のゲート電極205Aおよび
第2のゲート電極205Bの両側に、それぞれ、サイド
ウォール210を形成し、第1、第2のゲート電極およ
びサイドウォール210をマスクとして、第1および第
2の高耐圧NMOS形成領域に一括して高濃度不純物注
入を行いN型拡散層209を形成することによって、
第1および第2の高耐圧NMOSのLDD構造が完成す
る〔図5(f)〕。このときのイオン注入条件は、例え
ば注入イオンとしてヒ素を用い、加速エネルギー:70
keVでドーズ量:1х1015cm−2程度とする。
その後、図示は省略するが、第1の実施形態と同様に、
層間絶縁膜を形成した後、コンタクトホールを開口しA
l電極を形成することによって、本実施形態の半導体装
置の製造工程が完了する。
【0019】第1の実施形態においては、拡散層の導電
型が異なる2種類のMOSトランジスタが混在している
のに対して、本実施形態においては、ジャンクション耐
圧が異なる2種類の高耐圧NMOSトランジスタが混在
しているが、本実施形態においても、ソース・ドレイン
領域となる拡散層へのイオン注入をそれぞれのトランジ
スタで独立に行い、かつ、いずれの工程においてもゲー
ト電極上にフォトレジストが存在した状態で、それぞれ
のイオン注入が行なわれるために、注入されたイオンが
ゲート電極を突き抜けてチャネル領域まで届いてしまう
というような事態を生じることなく、2種類のジャンク
ション耐圧の異なる高耐圧NMOSトランジスタのおの
おのの拡散層へ所望のイオン注入を実現できる。また、
一方の高耐圧MOSトランジスタのソース・ドレイン領
域となる拡散層の形成時に他方の高耐圧MOS領域全体
がフォトレジストで覆われているので、他方の高耐圧M
OSトランジスタのソース・ドレイン領域にイオンが注
入されて、トランジスタ特性を変えてしまうということ
がない。ソース・ドレイン拡散層がゲート電極に対して
自己整合的に形成されるのも、第1の実施形態の場合と
同様である。これらのことにより、高耐圧NMOSとし
ての安定した特性を得ることができる。
【0020】次に、図6、図7を参照して本発明の第3
の実施形態について詳細に説明する。図6(a)〜図7
(f)は、本発明の第3の実施形態の製造工程を説明す
るための工程順の断面図である。本実施形態の製造方法
によって製造されるMOS型半導体装置においては、低
耐圧NチャネルMOSトランジスタ(以後、低耐圧NM
OSと呼ぶ)と高耐圧NチャネルMOSトランジスタ
(高耐圧NMOS)とが同一のP型半導体基板に混載さ
れる。まず、第1の実施形態と同様に、例えば、面指数
(100)、比抵抗15Ω・cmのP型基板301に、
膜厚500nmのフィールド酸化膜304をLOCOS
法により形成する。次に、第1の実施形態における高耐
圧MOS用Pウェル102の形成の場合と同様の工程を
用いて、低耐圧NMOS領域325に低耐圧MOS用P
ウェル315を、高耐圧NMOS領域320に高耐圧M
OS用Pウェル302を形成する〔図6(a)〕。高耐
圧MOS用Pウェル302のイオン注入条件は、第1の
実施形態における高耐圧MOS用Pウェル102形成の
イオン注入条件と同じである。低耐圧MOS用Pウェル
315のイオン注入条件は、例えば注入イオンにボロン
を用いる場合、加速エネルギー:300keVでドーズ
量:1х1013cm−2、加速エネルギー:120k
eVでドーズ量:1х10 12cm−2、加速エネルギ
ー:30keVでドーズ量:1х1012cm−2と、
高耐圧MOS用Pウェル302のイオン注入に比して、
最下層および中間層のウェルに対するイオン注入の加速
エネルギーを低くしている。
【0021】次に、第1の実施形態と同様の工程によ
り、熱酸化によりゲート酸化膜307を形成した後、ゲ
ート酸化膜307の上にポリシリコン層305を、例え
ばCVD法により300nmの膜厚に堆積し、さらに、
フォトレジストパターン306を形成する〔図6
(b)〕。
【0022】次に、フォトレジストパターン306をマ
スクとしてポリシリコン層305のエッチングを行い、
低耐圧NMOS領域325に第1のゲート電極305A
を形成する。次いで、第1のゲート電極305Aの上お
よび高耐圧NMOS領域320の上からフォトレジスト
パターン306を除去した後、第1のゲート電極305
Aをマスクとして自己整合的に第1の拡散層作成のため
のイオン注入を行い〔図6(c)〕、低耐圧NMOSの
ソース・ドレイン低濃度拡散層316を形成する。この
ときのイオン注入条件は、例えば注入イオンとしてリン
を用いた場合、加速エネルギー:70keVでドーズ
量:1х1013cm−2の程度とする。
【0023】次に、低耐圧NMOS領域325上を覆
い、高耐圧NMOS領域320上のポリシリコン層30
5の上にゲート電極パターンを画成するフォトレジスト
パターン306Aを形成し、これをマスクとしてポリシ
リコン層のエッチングを行って第2のゲート電極305
Bを形成する。そして、第2のゲート電極305Bの上
と低耐圧NMOS領域325の上のフォトレジストパタ
ーン306Aををマスクとして第2の拡散層形成のため
のイオン注入を行い〔図7(d)〕、高耐圧NMOSの
ソース・ドレイン低濃度拡散層308を形成する〔図7
(e)〕。このときのイオン注入条件は、例えば注入イ
オンとしてリンを用いた場合、加速エネルギー:300
keVでドーズ量:5х1012cm−2の程度とす
る。
【0024】さらに、第1のゲート電極305Aおよび
第2のゲート電極305Bの両側に、 それぞれ、サイ
ドウォール310を形成し、第1、第2のゲート電極お
よびサイドウォール310をマスクとして、第1および
第2の高耐圧NMOS形成領域に一括して高濃度不純物
注入を行いN型拡散層309を形成することによっ
て、低耐圧NMOSと高耐圧NMOSにLDD構造が完
成する〔図7(f)〕。このときのイオン注入条件は、
例えば注入イオンとしてヒ素を用い、加速エネルギー:
70keV、ドーズ量:1х1015cm−2程度とす
る。その後、図示は省略するが、第1の実施形態と同様
に、層間絶縁膜を形成した後、コンタクトホールを開口
し、Al電極を形成することによって、本実施形態の半
導体装置の製造工程が完了する。
【0025】本実施形態においては、第1および第2の
実施形態と違って、第1の拡散層を形成するためのイオ
ン注入においてフォトレジストパターン306を除去し
た後にイオン注入を行っているが、このイオン注入は低
耐圧NMOSの低濃度拡散層の形成のためのものであ
り、70keVという低い加速エネルギーで行なわれる
ために、低耐圧NMOSトランジスタのチャネル領域へ
のイオン突き抜けや高耐圧NMOS領域25へのイオン
注入が発生することはない。また、第2の拡散層形成の
ためのイオン注入においては、第2のゲート電極305
Bの直上にフォトマスク306Aが存在するために、高
耐圧NMOSのチャネル領域へのイオン突き抜けはな
い。このとき、低耐圧NMOS領域325は全面に渡っ
てフォトレジストパターン306Aによって覆われてい
るので、低耐圧NMOSのソース・ドレイン領域にイオ
ンが注入されて、トランジスタ特性を変えてしまうとい
うことがない。また、低濃度拡散層316、302は、
それぞれ、ゲート電極305A、305Bと自己整合的
に形成される。
【0026】次に、図8、図9を参照して本発明の第4
の実施形態について詳細に説明する。図8(a)〜図9
(f)は、本発明の第4の実施形態の製造工程を説明す
るための工程順の断面図である。本実施形態の製造方法
によって製造されるMOS型半導体装置においては、低
耐圧NチャネルMOSトランジスタ(低耐圧NMO
S)、高耐圧NチャネルMOSトランジスタ(高耐圧N
MOS)および高耐圧PチャネルMOSトランジスタ
(高耐圧PMOS)とが同一のP型半導体基板に混載さ
れる。まず、例えば、面指数(100)、比抵抗15Ω
・cmのP型基板401に、膜厚500nmのフィール
ド酸化膜404をLOCOS法により形成する。次に、
前述の実施形態と同様の方法を用いて、3回のフォトリ
ソグラフィ工程とそれぞれのフォトリソグラフィ工程に
続く3回のイオン注入工程によって、低耐圧NMOS領
域425、高耐圧NMOS領域420、高耐圧PMOS
領域430に、それぞれ、低耐圧MOS用Pウェル41
5、高耐圧MOS用Pウェル402、高耐圧MOS用N
ウェル403を形成する〔図8(a)〕。それぞれのウ
ェルのイオン注入条件は、第3の実施形態における低耐
圧MOS用Pウェル315、第1の実施形態における高
耐圧MOS用Pウェル102、第1の実施形態における
高耐圧MOS用Nウェル103形成のためのイオン注入
条件と同じである。
【0027】次に、熱酸化によりゲート酸化膜407を
形成した後、ゲート酸化膜407の上にポリシリコン層
405を、例えばCVD法により300nmの膜厚に堆
積する。次いで、フォトエッチング法により、低耐圧N
MOS領域425のポリシリコン層405をパターニン
グして第1のゲート電極405Aを形成した後、第1の
ゲート電極405Aをマスクとして、第3の実施形態に
おける低耐圧NMOSのソース・ドレイン低濃度拡散層
316の形成工程と同条件で、イオン注入を行い〔図8
(b)〕、ソース・ドレイン低濃度拡散層416を形成
する。この際、第1のゲート電極405Aの上、高耐圧
NMOS領域420の上および高耐圧PMOS領域43
0の上からフォトレジストを除去した状態でイオン注入
を行う。
【0028】次に、通常のフォトリソグラフィ法によ
り、低耐圧NMOS領域425上および高耐圧PMOS
領域430上を覆い、高耐圧NMOS領域420上にゲ
ート電極パターンを画成するフォトレジストパターン4
06Aを形成し、これをマスクとしてポリシリコン層4
05をエッチングして第2のゲート電極405Bを形成
した後、フォトレジストパターン406Aをマスクとし
て、第1の実施形態にて高耐圧NMOSのソース・ドレ
イン低濃度拡散層108を形成した場合と同条件で、イ
オン注入を行って〔図8(c)〕、ソース・ドレイン低
濃度拡散層408を形成する。次に、通常のフォトリソ
グラフィ法により、低耐圧NMOS領域425上および
高耐圧NMOS領域420上を覆い、高耐圧PMOS領
域430上にゲート電極パターンを画成するフォトレジ
ストパターン406Bを形成し、これをマスクとしてポ
リシリコン層405をエッチングして第3のゲート電極
405Cを形成した後、第1の実施形態にて高耐圧PM
OSのソース・ドレイン低濃度拡散層113を形成した
場合と同条件で、イオン注入を行って〔図9(d)〕、
ソース・ドレイン低濃度拡散層413を形成する〔図9
(e)〕。
【0029】さらに、第1、第2、第3のゲート電極4
05A、405B、405Cの両側に、それぞれ、サイ
ドウォール410を形成し、これらのゲート電極および
サイドウォール410をマスクとして、低耐圧NMOS
と高耐圧NMOSとにN型拡散層409を、高耐圧P
MOSにP型拡散層414を、それぞれヒ素、BF
を、加速エネルギー:70keV、ドーズ量:1х10
15cm−2程度で注入して、形成する〔図9
(f)〕。図示は省略するが、その後、層間絶縁膜を形
成し、コンタクトホールを開口しAl電極を形成するこ
とによって、本実施形態の半導体装置の製造工程が完了
する。
【0030】本実施形態においては、低耐圧NMOSと
高耐圧NMOSのみではなく、拡散層の導電型が異なる
高耐圧PMOSが混載されているが、フォトレジストを
適切に利用することによって、ゲート電極の突き抜けを
防止しながら、他のMOSトランジスタのソース・ドレ
イン領域に影響を与えることなく、拡散層が形成されて
いる。即ち、本実施形態においては、第3の実施形態と
同様に、第1の拡散層形成において、フォトレジストを
除去した状態でのイオン注入が可能である。また、第
2、第3の拡散層形成のためのイオン注入においては、
それぞれ、第2のゲート電極405B、第3のゲート電
極405Cの直上にフォトレジストパターン406A、
406Bが存在するために、高耐圧NMOSおよび高耐
圧PMOSのチャネル領域へのイオン突き抜けはない。
このとき、他のMOS領域は全面に渡ってそれぞれフォ
トレジストパターン406A、406Bによって覆われ
ているので、他のMOS領域のソース・ドレイン領域に
イオンが注入されて、トランジスタ特性を変えてしまう
ということがない。また、低濃度拡散層416、40
8、413は、それぞれ、ゲート電極405A、405
B、405Cと自己整合的に形成される。
【0031】以上、本発明をその好適な実施の形態に基
づいて説明したが、本発明の半導体装置の製造方法は、
上述した実施の形態のみに制限されるものではなく,本
願発明の要旨を変更しない範囲で種々の変化を施したM
OS型半導体装置の製造方法も、本発明の範囲に含まれ
る。例えば、半導体基板にP型基板を用いたが、N型基
板を用いてもよいし、NチャネルMOSトランジスタと
PチャネルMOSトランジスタの組合せは自由に選択し
てよい。また、トランジスタの種類は3種類以下に制限
されない。さらに、トランジスタの拡散層の構造はLD
D構造ではなく、DDD(double diffused drain)構
造であってもよい。また、低耐圧NMOSやPMOSは
シングルドレイン構造であってもよい。シングルドレイ
ン構造の場合には、拡散層内の抵抗を低くするために、
拡散層がN拡散層となるように最初から高濃度イオン
注入が行われる。また、上述の実施の形態においては、
イオン注入後や層間絶縁膜形成後などにおける熱処理に
ついての説明は省略したが、注入したイオンの活性化や
リフローのための熱処理は適切に行なわれる。さらに、
レトログレードウェルは、3回のイオン注入による形成
に限られるわけではなく、要求される耐圧に応じて、そ
れ以下の回数でもそれ以上の回数であってもよい。ま
た、レトログレードウェルだけではなく通常のウェルも
用い得る。また、ウェルは、MOSトランジスタ形成領
域全てに必ず必要なわけではなく、拡散層の導電型と半
導体基板の導電型とが異なるMOSトランジスタ形成領
域では、適宜省略できる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるMO
S型半導体装置の製造方法は、フォトレジストパターン
をマスクとしてゲート電極を形成した後、そのフォトレ
ジストパターンをマスクとして高エネルギーのイオン注
入を行ってソース・ドレイン領域を構成する低濃度拡散
層を形成するものであるので、高耐圧MOS用の深ジャ
ンクションの拡散層をチャネル領域ヘのイオン突き抜け
を防止しつつ自己整合法にて形成することが可能にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を説明するための工程
順の断面図(その1)。
【図2】本発明の第1の実施形態を説明するための工程
順の断面図(その2)。
【図3】本発明の第1の実施形態を説明するための工程
順の断面図(その3)。
【図4】本発明の第2の実施形態を説明するための工程
順の断面図(その1)。
【図5】本発明の第2の実施形態を説明するための工程
順の断面図(その2)。
【図6】本発明の第3の実施形態を説明するための工程
順の断面図(その1)。
【図7】本発明の第3の実施形態を説明するための工程
順の断面図(その2)。
【図8】本発明の第4の実施形態を説明するための工程
順の断面図(その1)。
【図9】本発明の第4の実施形態を説明するための工程
順の断面図(その2)。
【符号の説明】
101、201、301、401 P型基板 102、202、302、402 高耐圧MOS用Pウ
ェル 103、403 高耐圧MOS用Nウェル 104、204、304、404 フィールド酸化膜 105、205、305、405 ポリシリコン層 105A、205A、305A、405A 第1のゲー
ト電極 105B、205B、305B、405B 第2のゲー
ト電極 405C 第3のゲート電極 106、106A、206、206A、306、306
A、406、406A、406B フォトレジストパタ
ーン 107、207、307、407 ゲート酸化膜 108、308、408 高耐圧NMOSのソース・ド
レイン低濃度拡散層 208 第1の高耐圧NMOSのソース・ドレイン低濃
度拡散層 208A 第2の高耐圧NMOSのソース・ドレイン低
濃度拡散層 109、209、309、409 高耐圧NMOSのN
型拡散層 110、210、310、410 サイドウォール 111 層間絶縁膜 112 Al電極 113、413 高耐圧PMOSのソース・ドレイン低
濃度拡散層 114、414 高耐圧PMOSのP型拡散層 315、415 低耐圧MOS用Pウェル 316、416 低耐圧NMOSのソース・ドレイン低
濃度拡散層 120、320、420 高耐圧NMOS領域 220 第1の高耐圧NMOS領域 221 第2の高耐圧NMOS領域 325、425 低耐圧NMOS領域 130、430 高耐圧PMOS領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 27/092 Fターム(参考) 4M104 AA01 BB01 CC05 DD04 DD43 DD63 DD91 EE09 GG09 GG10 GG14 GG18 5F048 AA03 AA05 AC01 AC03 BA01 BB05 BB12 BC06 BC07 BC18 BC19 BD04 BE03 BE04 BF02 DA17 DA25

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 低ドーズ量の不純物導入と、前記低ドー
    ズ量の不純物導入時より低エネルギーで行われる高ドー
    ズ量の不純物導入とによって第1導電型高耐圧トランジ
    スタのソース・ドレイン領域を形成するMOS型半導体
    装置の製造方法において、低ドーズ量の不純物導入を、
    第1ゲート電極上をフォトレジストで被覆した状態で行
    うことを特徴とするMOS型半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 (1)半導体基板上にゲート絶縁膜を介
    して導電体を形成する工程と、(2)前記導電体上にフ
    ォトレジストパターンを形成する工程と、(3)前記フ
    ォトレジストパターンをマスクとして前記導電体をパタ
    ーニングして第1導電型高耐圧トランジスタの形成領域
    に第1ゲート電極を形成する工程と、(4)前記第1ゲ
    ート電極上に前記フォトレジストパターンが被着された
    状態において、第1導電型不純物を第1の加速エネルギ
    ーにて低ドーズ量でイオン注入する工程と、(5)前記
    第1ゲート電極の側面にサイドウォールを形成する工程
    と、(6)前記第1ゲート電極および前記サイドウォー
    ルをマスクとして、第1導電型不純物を前記第1の加速
    エネルギーより低い第2の加速エネルギーにて高ドーズ
    量でイオン注入する工程と、を含むことを特徴とするM
    OS型半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 同一半導体基板上に、前記第1導電型高
    耐圧トランジスタとは異なる種類のトランジスタが、前
    記第1ゲート電極と同一層の導電体を用い前記第1ゲー
    ト電極とは異なるリソグラフィ工程においてパターニン
    グされた第2ゲート電極を用いて形成されることを特徴
    とする請求項1または2記載のMOS型半導体装置の製
    造方法。
  4. 【請求項4】 前記第1導電型高耐圧トランジスタとは
    異なる種類の前記トランジスタが、前記第1導電型高耐
    圧トランジスタとは異なる耐圧を有する第1導電型高耐
    圧トランジスタ、および/または、第1導電型低耐圧ト
    ランジスタ、および/または、第2導電型トランジスタ
    であることを特徴とする請求項3記載のMOS型半導体
    装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記第1導電型高耐圧トランジスタとは
    異なる種類の前記トランジスタが、前記第1導電型高耐
    圧トランジスタとは異なる耐圧を有する第1導電型第2
    高耐圧トランジスタ、または、第1導電型低耐圧トラン
    ジスタであって、前記第1導電型第2高耐圧トランジス
    タ、または、前記第1導電型低耐圧トランジスタのソー
    ス・ドレイン領域の形成工程の少なくとも一部は、前記
    第1導電型高耐圧トランジスタを形成する際の高ドーズ
    量の不純物導入工程と共通になされることを特徴とする
    請求項3記載のMOS型半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記第1導電型第2高耐圧トランジス
    タ、または、前記第1導電型低耐圧トランジスタがLD
    D構造を有するものであることを特徴とする請求項5記
    載のMOS型半導体装置の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記第1導電型高耐圧トランジスタとは
    異なる種類の前記トランジスタが、LDD構造を有する
    第2導電型高耐圧トランジスタであることを特徴とする
    請求項3記載のMOS型半導体装置の製造方法。
  8. 【請求項8】 前記第2導電型高耐圧トランジスタのソ
    ース・ドレイン領域が、低ドーズ量の不純物導入と、前
    記低ドーズ量の不純物導入時より低エネルギーで行われ
    る高ドーズ量の不純物導入とによって形成されることを
    特徴とする請求項7記載のMOS型半導体装置の製造方
    法。
  9. 【請求項9】 前記第1ゲート電極がポリシリコンによ
    り形成されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか
    に記載のMOS型半導体装置の製造方法。
JP2001171983A 2001-06-07 2001-06-07 Mos型半導体装置の製造方法 Pending JP2002368123A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001171983A JP2002368123A (ja) 2001-06-07 2001-06-07 Mos型半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001171983A JP2002368123A (ja) 2001-06-07 2001-06-07 Mos型半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002368123A true JP2002368123A (ja) 2002-12-20

Family

ID=19013672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001171983A Pending JP2002368123A (ja) 2001-06-07 2001-06-07 Mos型半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002368123A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006032654A (ja) * 2004-07-16 2006-02-02 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP2010067748A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Rohm Co Ltd 半導体装置および半導体装置の製造方法
US8878301B2 (en) 2010-09-09 2014-11-04 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device with transistors having different source/drain region depths

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63272066A (ja) * 1987-04-30 1988-11-09 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JPH08204021A (ja) * 1995-01-20 1996-08-09 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法
JPH11121743A (ja) * 1997-10-15 1999-04-30 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JP2002124668A (ja) * 2000-10-18 2002-04-26 Sony Corp 半導体装置の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63272066A (ja) * 1987-04-30 1988-11-09 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JPH08204021A (ja) * 1995-01-20 1996-08-09 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法
JPH11121743A (ja) * 1997-10-15 1999-04-30 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JP2002124668A (ja) * 2000-10-18 2002-04-26 Sony Corp 半導体装置の製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006032654A (ja) * 2004-07-16 2006-02-02 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP2010067748A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Rohm Co Ltd 半導体装置および半導体装置の製造方法
US8878301B2 (en) 2010-09-09 2014-11-04 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device with transistors having different source/drain region depths

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6790781B2 (en) Dual depth trench isolation
KR100265227B1 (ko) 씨모스 트랜지스터의 제조 방법
US6096589A (en) Low and high voltage CMOS devices and process for fabricating same
JP2000260987A (ja) 半導体装置とその製造方法
JP2802263B2 (ja) 半導体素子の製造方法
US6137145A (en) Semiconductor topography including integrated circuit gate conductors incorporating dual layers of polysilicon
US5124775A (en) Semiconductor device with oxide sidewall
JP2745228B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
US5830789A (en) CMOS process forming wells after gate formation
JP3356629B2 (ja) 横型mosトランジスタの製造方法
KR20010035856A (ko) 반도체소자 및 그 제조방법
JP2002368123A (ja) Mos型半導体装置の製造方法
JP2000068499A (ja) 半導体装置とその製造方法
KR100292939B1 (ko) 반도체장치및그의제조방법
JP2796047B2 (ja) Cmosトランジスタの製造方法
JPH07321212A (ja) チャネルストップ拡散層の形成方法
KR100312808B1 (ko) 이중전압모오스트랜지스터들의제조방법
JPH0423329A (ja) 半導体装置の製造方法
KR950012035B1 (ko) 상보 모스 트랜지스터 제조방법
JPH063808B2 (ja) Mos型半導体装置の製造方法
JP2002158349A (ja) 半導体装置とその製造方法
JPH0377377A (ja) 半導体装置の製造方法
KR0161884B1 (ko) 반도체 소자의 제조방법
KR100190045B1 (ko) 반도체장치의 제조방법 및 그 구조
KR0175369B1 (ko) 반도체 장치의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080314

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20100426

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20100427

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100611

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100622

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100823

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110726