JP2005175351A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特にMOSトランジスタやバイポーラトランジスタ等のデバイスと共に可変容量ダイオードを集積化した半導体装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device in which variable capacitance diodes are integrated with devices such as MOS transistors and bipolar transistors.
近年、携帯電話等の移動体通信機器の小型化が進む中で、周波数シンセサイザ(PLL)と電圧制御発振器(VCO)などの外付け部品を含めた回路の1チップ化が急速に進んでいる。VCOをPLL半導体チップに内蔵化するためには、VCO回路を構成する可変容量ダイオードを、低い直列抵抗、与えられた電圧変化に対する大きな容量変化等の基本特性を損なわずに、集積化する必要がある。 In recent years, as mobile communication devices such as mobile phones are miniaturized, circuits including external components such as a frequency synthesizer (PLL) and a voltage controlled oscillator (VCO) have been rapidly made into one chip. In order to incorporate the VCO in the PLL semiconductor chip, it is necessary to integrate the variable capacitance diodes constituting the VCO circuit without impairing basic characteristics such as a low series resistance and a large capacitance change for a given voltage change. is there.
従来、半導体基板上に形成される可変容量ダイオードとしては、PN接合の空乏層容量を利用して印加電圧によって容量値の制御を行う可変容量ダイオードが多用されている。印加電圧に対し大きな容量変化を得るためには、可変容量ダイオード構造を、PN接合面から離れるに従って不純物濃度が減少する超階段接合にして、PN接合を形成する領域の表面不純物濃度、不純物濃度プロファイル等を最適化することが重要となる。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a variable capacitance diode formed on a semiconductor substrate, a variable capacitance diode that uses a depletion layer capacitance of a PN junction to control a capacitance value with an applied voltage is frequently used. In order to obtain a large capacitance change with respect to the applied voltage, the variable capacitance diode structure is made to be a super staircase junction in which the impurity concentration decreases with increasing distance from the PN junction surface, and the surface impurity concentration and impurity concentration profile of the region forming the PN junction It is important to optimize the above.
以下、従来例として特許文献1および特許文献2に記載の可変容量ダイオードの構造について説明する。
Hereinafter, the structure of the variable capacitance diode described in
図5は、特許文献1に記載の従来の可変容量ダイオードの構造図であり、図6は、図5におけるC−C断面の不純物濃度分布である。図5において、1はn半導体基板、15はn-領域、16はn領域、17はn’領域、18はカソード層、8はPN接合、19はアノード層(p+領域)、12は層間絶縁膜である。図7は、特許文献2に記載の従来の可変容量ダイオードの構造図であり、図8は、図7におけるD−D断面の不純物濃度分布である。図7において、1はn半導体基板、2はp-領域、6はp領域、7はアノード層、8はPN接合、10はカソード層(n+領域)、12は層間絶縁膜、11はアノードコンタクト層、14はアノード電極、13はカソード電極である。
FIG. 5 is a structural diagram of a conventional variable capacitance diode described in
以上のように構成された、可変容量ダイオードの構造図について、以下その動作を説明する。 The operation of the variable capacitance diode configured as described above will be described below.
まず、図5においては、PN接合8に逆バイアスを印加することにより、主としてカソード層18中に広がる空乏層を用いて、可変容量ダイオードを構成することとなる。次に、図7においては、PN接合8に逆バイアスを印加することにより、主としてアノード層7中に広がる空乏層を用いて、可変容量ダイオードを構成することとなる。
しかしながら上記従来の構成では、PN接合を利用した可変容量ダイオードにおいて、まず、素子の微細化に伴い、図5では構造上、カソード層(n領域およびn’領域)に比べてアノード層を大きく形成する必要があり、図7ではアノード層(p領域)とカソード層の合わせズレが生じるため、精度の向上が困難であるという問題があった。次に、可変容量比の大きい、すなわち空乏層容量の逆バイアス電圧依存性の大きい可変容量ダイオードを形成する場合、図6のPN接合部におけるn’領域の濃度勾配、または、図8のPN接合部におけるp領域の濃度勾配がいずれも急峻であるため、製造上のばらつきによるPN接合部の濃度変動が大きくなり、その結果、可変容量比のばらつきが大きくなるという問題があった。 However, in the above-described conventional configuration, in the variable capacitance diode using the PN junction, first, with the miniaturization of the element, in FIG. 5, the anode layer is formed larger than the cathode layer (n region and n ′ region) due to the structure. In FIG. 7, the anode layer (p region) and the cathode layer are misaligned, which makes it difficult to improve accuracy. Next, when forming a variable capacitance diode having a large variable capacitance ratio, that is, a depletion layer capacitance having a large reverse bias voltage dependency, the concentration gradient of the n ′ region in the PN junction of FIG. 6 or the PN junction of FIG. Since the concentration gradient of the p region in each part is steep, the concentration variation of the PN junction due to manufacturing variations increases, and as a result, the variation of the variable capacitance ratio increases.
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、LSI工程における、可変容量ダイオード形成の追加工程を最小限におさえ、なおかつ、ばらつきの少ない高精度な可変容量ダイオードを形成することができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and a semiconductor device capable of forming a highly accurate variable capacitance diode with minimal variation while minimizing an additional step of forming a variable capacitance diode in an LSI process. It aims at providing the manufacturing method of.
この目的を達成するために、本発明の半導体装置の製造方法は、低不純物濃度を有する第1導電型の半導体基板上の可変容量ダイオード形成領域が開口するようにマスクを形成する工程と、前記マスクの開口部にイオン注入法により中不純物濃度を有する第1導電型の半導体領域を形成する工程と、前記マスクの開口部に高不純物濃度を有する第2導電型の半導体領域を形成する工程と、前記半導体基板を熱処理して前記中不純物濃度を有する第1導電型の半導体領域と前記高不純物濃度を有する第2導電型の半導体領域を活性化させることを特徴とする。 In order to achieve this object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a mask so that a variable capacitance diode forming region on a first conductivity type semiconductor substrate having a low impurity concentration is opened, Forming a first conductivity type semiconductor region having a medium impurity concentration in the opening of the mask by ion implantation; and forming a second conductivity type semiconductor region having a high impurity concentration in the opening of the mask; The semiconductor substrate is heat-treated to activate the first conductivity type semiconductor region having the medium impurity concentration and the second conductivity type semiconductor region having the high impurity concentration.
この構成によって、まず、可変容量ダイオードのアノード層とカソード層を同じマスクを用いてイオン注入法により形成することにより、アノード層とカソード層を自己整合的に形成することが可能となる。その結果、アノード層とカソード層の合わせズレがなくなり、素子の微細化に伴う精度の低下を防止できる。また、マスク工程が1回になるため、LSI工程における、可変容量ダイオード形成の追加工程を最小限におさえることが可能である。さらに、CMOSトランジスタ搭載のLSI工程の場合、ソースおよびドレイン領域と同時に形成することにより、マスク工程を追加する必要がなくなり、アノード層またはカソード層のイオン注入工程の1工程追加のみで可変容量ダイオードを形成することが可能である。次に、最終的な中不純物濃度を有する第1導電型の半導体領域のピーク濃度位置が、高不純物濃度を有する第2導電型の半導体領域とのPN接合位置にすることにより、PN接合部における中不純物濃度を有する第1導電型の半導体領域の濃度勾配が緩やかになるため、製造上のばらつきによるPN接合部の濃度変動が小さくなり、その結果、可変容量比のばらつきをおさえることが可能である。 With this configuration, first, the anode layer and the cathode layer of the variable capacitance diode are formed by ion implantation using the same mask, whereby the anode layer and the cathode layer can be formed in a self-aligned manner. As a result, there is no misalignment between the anode layer and the cathode layer, and it is possible to prevent a decrease in accuracy due to element miniaturization. Further, since the mask process is performed once, it is possible to minimize the additional process of forming the variable capacitance diode in the LSI process. Further, in the case of an LSI process equipped with a CMOS transistor, it is not necessary to add a mask process by forming the source and drain regions at the same time. It is possible to form. Next, the peak concentration position of the first conductivity type semiconductor region having a final medium impurity concentration is set to the PN junction position with the second conductivity type semiconductor region having a high impurity concentration, so that Since the concentration gradient of the first conductivity type semiconductor region having a medium impurity concentration becomes gradual, variation in the concentration of the PN junction due to manufacturing variation is reduced, and as a result, variation in the variable capacitance ratio can be suppressed. is there.
本発明の半導体装置の製造方法は、低不純物濃度を有する第1導電型の半導体基板上の可変容量ダイオード形成領域が開口するようにマスクを形成する工程と、前記マスクの開口部にイオン注入法により中不純物濃度を有する第1導電型の半導体領域を形成する工程と、前記マスクの開口部に高不純物濃度を有する第2導電型の半導体領域を形成する工程と、前記半導体基板を熱処理して前記中不純物濃度を有する第1導電型の半導体領域と前記高不純物濃度を有する第2導電型の半導体領域を活性化させる方法を備えている。さらに、前記中不純物濃度を有する第1導電型の半導体領域と高不純物濃度を有する第2導電型の半導体領域を形成する工程を、CMOSトランジスタにおけるソースおよびドレイン領域と同一でかつ、同時に形成する方法を備えている。次に、前記熱処理後の中不純物濃度を有する第1導電型の半導体領域のピーク濃度位置が、高不純物濃度を有する第2導電型の半導体領域とのPN接合位置になることを備えている。この構成によって、まず、可変容量ダイオードのアノード層とカソード層を同じマスクを用いてイオン注入法により形成することにより、アノード層とカソード層を自己整合的に形成することが可能となる。その結果、アノード層とカソード層の合わせズレがなくなり、素子の微細化に伴う精度の低下を防止できる。また、マスク工程が1回になるため、LSI工程における、可変容量ダイオード形成の追加工程を最小限におさえることが可能である。さらに、CMOSトランジスタ搭載のLSI工程の場合、ソースおよびドレイン領域と同時に形成することにより、マスク工程を追加する必要がなくなり、アノード層またはカソード層のイオン注入工程の1工程追加のみで可変容量ダイオードを形成することが可能である。次に、最終的な中不純物濃度を有する第1導電型の半導体領域のピーク濃度位置が、高不純物濃度を有する第2導電型の半導体領域とのPN接合位置にすることにより、PN接合部における中不純物濃度を有する第1導電型の半導体領域の濃度勾配が緩やかになるため、製造上のばらつきによるPN接合部の濃度変動が小さくなり、その結果、可変容量比のばらつきをおさえることが可能となる、優れた半導体装置の製造方法を実現するものである。 A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a mask so that a variable capacitance diode forming region on a first conductivity type semiconductor substrate having a low impurity concentration is opened, and an ion implantation method in the opening of the mask A step of forming a first conductivity type semiconductor region having a medium impurity concentration, a step of forming a second conductivity type semiconductor region having a high impurity concentration in the opening of the mask, and heat-treating the semiconductor substrate. A method of activating the first conductivity type semiconductor region having the medium impurity concentration and the second conductivity type semiconductor region having the high impurity concentration; And forming the first conductive type semiconductor region having a medium impurity concentration and the second conductive type semiconductor region having a high impurity concentration at the same time as the source and drain regions in the CMOS transistor. It has. Next, the peak concentration position of the first conductivity type semiconductor region having a medium impurity concentration after the heat treatment is provided as a PN junction position with the second conductivity type semiconductor region having a high impurity concentration. With this configuration, first, the anode layer and the cathode layer of the variable capacitance diode are formed by ion implantation using the same mask, whereby the anode layer and the cathode layer can be formed in a self-aligned manner. As a result, there is no misalignment between the anode layer and the cathode layer, and it is possible to prevent a decrease in accuracy due to element miniaturization. Further, since the mask process is performed once, it is possible to minimize the additional process of forming the variable capacitance diode in the LSI process. Further, in the case of an LSI process equipped with a CMOS transistor, it is not necessary to add a mask process by forming the source and drain regions at the same time. It is possible to form. Next, the peak concentration position of the first conductivity type semiconductor region having a final medium impurity concentration is set to the PN junction position with the second conductivity type semiconductor region having a high impurity concentration, so that Since the concentration gradient of the first-conductivity-type semiconductor region having a medium impurity concentration becomes gentle, fluctuations in the concentration of the PN junction due to manufacturing variations are reduced, and as a result, variations in the variable capacitance ratio can be suppressed. Thus, an excellent method for manufacturing a semiconductor device is realized.
以下、本発明の第1の実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態における可変容量ダイオードの製造方法を示す、主要工程の断面図であり、図2は、図1におけるA−A断面の不純物濃度分布である。図1において、3はp-半導体基板、4はマスク材料、5はB+イオン注入層、6はp領域、7はアノード層、8はPN接合、9はAs+イオン注入層、10はカソード層(n+領域)、11はアノードコンタクト層、12は層間絶縁膜、13はカソード電極、14はアノード電極である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of main steps showing a variable capacitance diode manufacturing method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an impurity concentration distribution along the line AA in FIG. In FIG. 1, 3 is a p − semiconductor substrate, 4 is a mask material, 5 is a B + ion implantation layer, 6 is a p region, 7 is an anode layer, 8 is a PN junction, 9 is an As + ion implantation layer, and 10 is a cathode. A layer (n + region), 11 is an anode contact layer, 12 is an interlayer insulating film, 13 is a cathode electrode, and 14 is an anode electrode.
以上のように構成された、第1の実施形態の可変容量ダイオードおよびその製造方法について、以下その動作を説明する。 The operation of the variable capacitance diode according to the first embodiment and the manufacturing method thereof configured as described above will be described below.
まず、p-半導体基板3上に可変容量ダイオード形成領域上が開口するようにマスク材料4を形成する(図1(a)を参照)。
First, the
次に、p領域6の濃度のピークが、最終的にn+領域10とのPN接合8部になるように、B+イオン注入層5をイオン注入法により形成する(図1(b)を参照)。
Next, the B +
次に、n+領域10の濃度のピークが、p-半導体基板3表面付近になるように、As+イオン注入層9をイオン注入法により形成する(図1(c)を参照)。
Next, the As +
次に、マスク材料4を除去して、p-半導体基板3内にB+イオン注入層5及びAs+イオン注入層9を得る(図1(d)を参照)。
Next, the
次に、熱処理により、B+イオン注入層5及びAs+イオン注入層9を活性化させ、それぞれアノード層7及びカソード層10を形成する(図1(e)を参照)。
Next, the B +
最後に、アノードコンタクト層11、層間絶縁膜12、カソード電極13、アノード電極14を順次形成して、可変容量ダイオード素子を搭載したp-半導体基板3を得る(図1(f)を参照)。
Finally, the
以上のように第1の実施形態によれば、まず、可変容量ダイオードのアノード層とカソード層とを同じマスクを用いてイオン注入法により形成することにより、アノード層とカソード層を自己整合的に形成することが可能となる。さらに、CMOSトランジスタ搭載のLSI工程の場合、可変容量ダイオードのカソード層とNchMOSトランジスタのソースおよびドレイン領域、可変容量ダイオードのアノードコンタクト層とPchMOSトランジスタのソースおよびドレイン領域とをそれぞれ同時に形成することにより、マスク工程を追加する必要がなくなり、アノード層のp領域のイオン注入工程の1工程追加のみで可変容量ダイオードを形成することが可能となる。次に、p領域の濃度のピークが、最終的にn+領域とのPN接合部になるように、B+イオン注入層をイオン注入法により形成することにより、PN接合部におけるp領域の濃度勾配が緩やかになるため、製造上のばらつきによるPN接合部の濃度変動が小さくなり、その結果、可変容量比のばらつきをおさえることが可能である。 As described above, according to the first embodiment, first, the anode layer and the cathode layer of the variable capacitance diode are formed by ion implantation using the same mask, so that the anode layer and the cathode layer are self-aligned. It becomes possible to form. Further, in the case of an LSI process equipped with a CMOS transistor, by simultaneously forming the cathode layer of the variable capacitance diode and the source and drain regions of the NchMOS transistor, the anode contact layer of the variable capacitance diode and the source and drain region of the PchMOS transistor, respectively. There is no need to add a mask process, and it becomes possible to form a variable capacitance diode by adding only one process of ion implantation of the p region of the anode layer. Next, by forming a B + ion implantation layer by ion implantation so that the concentration peak of the p region finally becomes the PN junction with the n + region, the concentration of the p region at the PN junction is determined. Since the gradient becomes gentle, fluctuations in the concentration of the PN junction due to manufacturing variations are reduced, and as a result, variations in the variable capacitance ratio can be suppressed.
次に、本発明の第2の実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図3は本発明の第2の実施形態における可変容量ダイオードの製造方法を示す、主要工程の断面図であり、図4は、図3におけるB−B断面の不純物濃度分布である。図3において、1はn半導体基板、2はp-領域、4はマスク材料、5はB+イオン注入層、6はp領域、7はアノード層、8はPN接合、9はAs+イオン注入層、10はカソード層(n+領域)、11はアノードコンタクト層、12は層間絶縁膜、13はカソード電極、14はアノード電極である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of main steps showing a method for manufacturing a variable capacitance diode according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an impurity concentration distribution of a BB cross section in FIG. In FIG. 3, 1 is an n semiconductor substrate, 2 is a p − region, 4 is a mask material, 5 is a B + ion implantation layer, 6 is a p region, 7 is an anode layer, 8 is a PN junction, and 9 is an As + ion implantation.
以上のように構成された、第2の実施形態の可変容量ダイオードおよびその製造方法について、以下その動作を説明する。 The operation of the variable capacitance diode configured as described above and the method of manufacturing the same according to the second embodiment will be described below.
まず、n半導体基板1上にp-領域2を形成した後、可変容量ダイオード形成領域上が開口するようにマスク材料4を形成する(図3(a)を参照)。
First, after forming the p − region 2 on the
次に、p領域6の濃度のピークが、最終的にn+領域10とのPN接合8部になるように、B+イオン注入層5をイオン注入法により形成する(図3(b)を参照)。
Next, the B +
次に、n+領域10の濃度のピークが、p-半導体基板3表面付近になるように、As+イオン注入層9をイオン注入法により形成する(図3(c)を参照)。
Next, the As +
次に、マスク材料4を除去して、p-半導体基板3内にB+イオン注入層5及びAs+イオン注入層9を得る(図3(d)を参照)。
Next, the
次に、熱処理により、B+イオン注入層5及びAs+イオン注入層9を活性化させ、それぞれアノード層7及びカソード層10を形成する(図3(e)を参照)。
Next, the B +
最後に、アノードコンタクト層11、層間絶縁膜12、カソード電極13、アノード電極14を順次形成して、可変容量ダイオード素子を搭載したn半導体基板1を得る(図3(f)を参照)。
Finally, the
以上のように第2の実施形態によれば、第1の実施形態に加えて以下に示す効果がある。すなわち、まずn半導体基板上にp-領域を形成した後、p-領域中に可変容量ダイオードを形成することにより、可変容量ダイオードのアノードおよびカソードが基板から電気的にフローティングな状態となる。つまり、可変容量ダイオードの使用方法として、第1の実施形態では、可変容量ダイオードの構造上、アノード電位が基板電位と常に同電位にして使用する必要があるのに対して、第2の実施形態では、可変容量ダイオードのアノードおよびカソードが基板から電気的にフローティングな状態となっているため、アノードおよびカソード電位を任意の電位にして使用することが可能となる。さらに、CMOSトランジスタ搭載のLSI工程の場合、可変容量ダイオードのアノード層のp-領域とNchMOSトランジスタのpウエル領域とを同時に形成することにより、追加工程なしで可変容量ダイオードを形成することが可能となる。 As described above, according to the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the first embodiment. That is, a p − region is first formed on an n semiconductor substrate, and then a variable capacitance diode is formed in the p − region, whereby the anode and cathode of the variable capacitance diode are in an electrically floating state from the substrate. That is, as a method of using the variable capacitance diode, in the first embodiment, the anode potential needs to be always set to the same potential as the substrate potential due to the structure of the variable capacitance diode. Then, since the anode and cathode of the variable capacitance diode are in an electrically floating state from the substrate, the anode and cathode potentials can be used at arbitrary potentials. Further, in the case of an LSI process equipped with a CMOS transistor, it is possible to form a variable capacitance diode without an additional process by simultaneously forming the p − region of the anode layer of the variable capacitance diode and the p well region of the NchMOS transistor. Become.
なお、カソード層(n+領域)10の形成方法として、As+イオンのイオン注入法を用いたが、蒸着拡散法等を用いてもよく、形成方法を限定するものではない。次に、B+イオン注入層5およびAs+イオン注入層9は、形成の順序を逆、すなわち、As+イオン注入層9を先に形成した後にB+イオン注入層5を形成しても、同等な効果が得られた。また、B+イオン注入層5およびAs+イオン注入層9は、それぞれの導電型を満たしていれば、注入のイオン種を限定するものではない。
As the method for forming the cathode layer (n + region) 10, an As + ion implantation method is used, but a vapor deposition diffusion method or the like may be used, and the formation method is not limited. Next, the order of formation of the B +
また、第1導電型としてP型、第2導電型としてN型を用いて説明したが、これは逆に、第1導電型としてN型、第2導電型としてP型を用いてもよく、その場合も同等な効果が得られた。さらに、イオン注入する際の表面保護膜の有無、マスク材料の膜種及び膜厚、層間絶縁膜の膜種及び膜厚と詳細条件、を限定するものではない。 Further, although the P type is used as the first conductivity type and the N type is used as the second conductivity type, conversely, the N type may be used as the first conductivity type, and the P type may be used as the second conductivity type. In that case, the same effect was obtained. Further, the presence / absence of a surface protective film at the time of ion implantation, the film type and film thickness of the mask material, the film type and film thickness of the interlayer insulating film, and detailed conditions are not limited.
本発明の半導体装置の製造方法は、低不純物濃度を有する第1導電型の半導体基板上の可変容量ダイオード形成領域が開口するようにマスクを形成する工程と、前記マスクの開口部にイオン注入法により中不純物濃度を有する第1導電型の半導体領域を形成する工程と、前記マスクの開口部に高不純物濃度を有する第2導電型の半導体領域を形成する工程と、前記半導体基板を熱処理して前記中不純物濃度を有する第1導電型の半導体領域と前記高不純物濃度を有する第2導電型の半導体領域を活性化させる方法を備えている。さらに、前記中不純物濃度を有する第1導電型の半導体領域と高不純物濃度を有する第2導電型の半導体領域を形成する工程を、CMOSトランジスタにおけるソースおよびドレイン領域と同一でかつ、同時に形成する方法を備えている。次に、前記熱処理後の中不純物濃度を有する第1導電型の半導体領域のピーク濃度位置が、高不純物濃度を有する第2導電型の半導体領域とのPN接合位置になることを備えている。この構成によって、まず、可変容量ダイオードのアノード層とカソード層を同じマスクを用いてイオン注入法により形成することにより、アノード層とカソード層を自己整合的に形成することが可能となる。その結果、アノード層とカソード層の合わせズレがなくなり、素子の微細化に伴う精度の低下を防止できる。また、マスク工程が1回になるため、LSI工程における、可変容量ダイオード形成の追加工程を最小限におさえることが可能である。さらに、CMOSトランジスタ搭載のLSI工程の場合、ソースおよびドレイン領域と同時に形成することにより、マスク工程を追加する必要がなくなり、アノード層またはカソード層のイオン注入工程の1工程追加のみで可変容量ダイオードを形成することが可能である。次に、最終的な中不純物濃度を有する第1導電型の半導体領域のピーク濃度位置が、高不純物濃度を有する第2導電型の半導体領域とのPN接合位置にすることにより、PN接合部における中不純物濃度を有する第1導電型の半導体領域の濃度勾配が緩やかになるため、製造上のばらつきによるPN接合部の濃度変動が小さくなり、その結果、可変容量比のばらつきをおさえることが可能となる、優れた半導体装置の製造方法を実現するものである。 A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a mask so that a variable capacitance diode forming region on a first conductivity type semiconductor substrate having a low impurity concentration is opened, and an ion implantation method in the opening of the mask A step of forming a first conductivity type semiconductor region having a medium impurity concentration, a step of forming a second conductivity type semiconductor region having a high impurity concentration in the opening of the mask, and heat-treating the semiconductor substrate. A method of activating the first conductivity type semiconductor region having the medium impurity concentration and the second conductivity type semiconductor region having the high impurity concentration; And forming the first conductive type semiconductor region having a medium impurity concentration and the second conductive type semiconductor region having a high impurity concentration at the same time as the source and drain regions in the CMOS transistor. It has. Next, the peak concentration position of the first conductivity type semiconductor region having a medium impurity concentration after the heat treatment is provided as a PN junction position with the second conductivity type semiconductor region having a high impurity concentration. With this configuration, first, the anode layer and the cathode layer of the variable capacitance diode are formed by ion implantation using the same mask, whereby the anode layer and the cathode layer can be formed in a self-aligned manner. As a result, there is no misalignment between the anode layer and the cathode layer, and it is possible to prevent a decrease in accuracy due to element miniaturization. Further, since the mask process is performed once, it is possible to minimize the additional process of forming the variable capacitance diode in the LSI process. Further, in the case of an LSI process equipped with a CMOS transistor, it is not necessary to add a mask process by forming the source and drain regions at the same time. It is possible to form. Next, the peak concentration position of the first conductivity type semiconductor region having a final medium impurity concentration is set to the PN junction position with the second conductivity type semiconductor region having a high impurity concentration, so that Since the concentration gradient of the first-conductivity-type semiconductor region having a medium impurity concentration becomes gentle, fluctuations in the concentration of the PN junction due to manufacturing variations are reduced, and as a result, variations in the variable capacitance ratio can be suppressed. Thus, an excellent method for manufacturing a semiconductor device is realized.
1 n半導体基板
2 p-領域
3 p-半導体基板
4 マスク材料
5 B+イオン注入層
6 p領域
7 アノード層
8 PN接合
9 As+イオン注入層
10 カソード層(n+領域)
11 アノードコンタクト層
12 層間絶縁膜
13 カソード電極
14 アノード電極
15 n-領域
16 n領域
17 n’領域
18 カソード層
19 アノード層(p+領域)
1 n semiconductor substrate 2 p - region 3 p - semiconductor substrate 4 mask material 5 B + ion-implanted layer 6
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