JP2970376B2 - Method of manufacturing complementary semiconductor device - Google Patents

Method of manufacturing complementary semiconductor device

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JP2970376B2
JP2970376B2 JP5347356A JP34735693A JP2970376B2 JP 2970376 B2 JP2970376 B2 JP 2970376B2 JP 5347356 A JP5347356 A JP 5347356A JP 34735693 A JP34735693 A JP 34735693A JP 2970376 B2 JP2970376 B2 JP 2970376B2
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oxide film
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、相補型半導体装置
造方法に関し、特に相補型半導体装置の集積度と動作速
度を劣化させることなく、耐放射線を強化できる相補型
半導体装置製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION This invention complementary relates manufacturing <br/> manufacturing method of a semiconductor device, without particularly deteriorating the degree of integration and the operation speed of the complementary semiconductor device, complementary semiconductor capable enhance radiation-resistant a method of manufacture of the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】相補型半導体装置を宇宙搭載機器用部品
として使用する場合、宇宙線(例えばγ線)により静消
費電流が増加するという問題が起こる。これは、γ線な
どが照射されたことにより、フィールド酸化膜中に、正
孔−電子対が発生し、このうち移動度の小さい正孔がシ
リコン基板とシリコン酸化膜界面に捕獲されて固定正電
荷となり、この固定正電荷のため、寄生nMOSトラン
ジスタのしきい値電圧が低下してフィールド酸化膜と接
するシリコン基板表面が容易に反転するようになってリ
ーク電流が増大することによる。
2. Description of the Related Art When a complementary semiconductor device is used as a component for space-borne equipment, there arises a problem that cosmic rays (for example, γ rays) increase static current consumption. This is because the irradiation of γ-rays or the like causes a hole-electron pair to be generated in the field oxide film, and holes having a low mobility are captured at the interface between the silicon substrate and the silicon oxide film and fixed. This fixed positive charge causes the threshold voltage of the parasitic nMOS transistor to decrease, so that the surface of the silicon substrate in contact with the field oxide film is easily inverted and the leak current increases.

【0003】従来、このリーク電流の増加を防止する手
段として、ウェルの境界付近にガードバンドと呼ばれる
高不純物濃度領域を設け、これにより基板表面の反転を
防止するようにしていた。図5(c)は、特開平2−3
09664号公報にて提案された、ガードバンドを有す
る相補型半導体装置の断面図であり、図5(a)、
(b)は、その製造方法を説明するための工程断面図で
ある。
Conventionally, as a means for preventing the increase of the leak current, a high impurity concentration region called a guard band is provided near the boundary of the well, thereby preventing the inversion of the substrate surface. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a complementary semiconductor device having a guard band proposed in Japanese Patent Application Publication No. 09664,
(B) is a step sectional view for illustrating the manufacturing method.

【0004】まず、n型シリコン基板1aにボロンを選
択的にイオン注入してp型ウェル3を形成し、全面にシ
リコン窒化膜を成長させ、素子分離領域となる部分のシ
リコン窒化膜をエッチング除去する。ここで、素子分離
領域となるp型ウェル3とn型シリコン基板1aとの境
界にもシリコン窒化膜を残すことにより、この部分が酸
化されることのないようにする。この残す部分はp型ウ
ェル3とn型シリコン基板1aとにまたがっている。
First, boron is selectively ion-implanted into an n-type silicon substrate 1a to form a p-type well 3, a silicon nitride film is grown on the entire surface, and a portion of the silicon nitride film to be an element isolation region is removed by etching. I do. Here, by leaving a silicon nitride film also at the boundary between the p-type well 3 serving as an element isolation region and the n-type silicon substrate 1a, this portion is prevented from being oxidized. This remaining portion straddles the p-type well 3 and the n-type silicon substrate 1a.

【0005】次に、シリコン窒化膜をマスク材として選
択的酸化(LOCOS法:LOCal Oxidation of Silico
n)を行い、フィールド酸化膜5を約350nmの膜厚
に形成する。次に、先ほど酸化せずにおいたn型シリコ
ン基板1aとp型ウェル3との境界上のシリコン窒化膜
を除去し、この部分にボロンをイオン注入し、p型ウェ
ル3よりも不純物濃度を高くしたp+ 型ガードバンド7
を形成する。さらに熱酸化を行ってp+ 型ガードバンド
7上に膜厚約150nmの中間膜厚酸化膜8を形成す
る。次に素子領域上のシリコン窒化膜を除去し、全面に
熱酸化を行ってゲート酸化膜9を、例えば厚さ25nm
程度に形成する[図5(a)]。
Next, a selective oxidation (LOCOS method: LOCal Oxidation of Silico) is performed using a silicon nitride film as a mask material.
n) is performed to form the field oxide film 5 to a thickness of about 350 nm. Next, the silicon nitride film on the boundary between the n-type silicon substrate 1a and the p-type well 3 which has not been oxidized earlier is removed, and boron is ion-implanted into this portion to make the impurity concentration higher than that of the p-type well 3. P + type guard band 7
To form Further, an intermediate oxide film 8 having a thickness of about 150 nm is formed on the p + guard band 7 by performing thermal oxidation. Next, the silicon nitride film on the element region is removed, and thermal oxidation is performed on the entire surface to form a gate oxide film 9 having a thickness of, for example, 25 nm.
[FIG. 5A].

【0006】次に、CVD(Chemical Vapor Depositio
n )法にて全面にゲート電極となるポリシリコン層を堆
積し、フォトレジストを用いて所定の形状にパターニン
グして、ゲート電極10を形成する。この時、p型ウェ
ル3内のp+ 型ガードバンド7の上部にポリシリコン層
が残留するようにパターニングする。さらに、図示され
ていないが、ゲート電極10をマスクとするイオン注入
によりn型シリコン基板1aにp型ソース・ドレイン領
域を、p型ウェル3にn型ソース・ドレイン領域を形成
する[図5(b)]。
Next, CVD (Chemical Vapor Depositio)
A gate electrode 10 is formed by depositing a polysilicon layer serving as a gate electrode on the entire surface by the method n) and patterning it into a predetermined shape using a photoresist. At this time, patterning is performed so that the polysilicon layer remains on the p + -type guard band 7 in the p-type well 3. Further, although not shown, p-type source / drain regions are formed in the n-type silicon substrate 1a and n-type source / drain regions are formed in the p-type well 3 by ion implantation using the gate electrode 10 as a mask [FIG. b)].

【0007】次いで、CVD法にて全面に二酸化シリコ
ンによる層間絶縁膜13を形成し、コンタクト孔をあ
け、アルミニウム配線14を形成し、ゲート電極間を接
続する。その上に二酸化シリコンからなるパッシベーシ
ョン膜15を形成して、本従来例の相補型半導体装置の
製造が完了する[図5(c)]。
Next, an interlayer insulating film 13 of silicon dioxide is formed on the entire surface by CVD, a contact hole is made, an aluminum wiring 14 is formed, and the gate electrodes are connected. A passivation film 15 made of silicon dioxide is formed thereon, and the fabrication of the complementary semiconductor device of the conventional example is completed [FIG. 5 (c)].

【0008】このような構造の相補型半導体装置では、
+ 型ガードバンド7上部の中間膜厚酸化膜8の厚さが
フィールド酸化膜5より薄く形成されていることによ
り、この部分でのγ線照射により発生する固定正電荷量
は少なくなり、これによりしきい値の負方向のシフトが
小さくなり、リーク電流を少なくできる。さらに、薄い
+ 型ガードバンド上の中間膜厚酸化膜8の上部の、少
なくともp型ウェル3の上部にゲート電極10が残留す
るようにしたことにより、ゲート電極10の下の熱酸化
膜と、層間絶縁膜13のCVD酸化膜とを分断して形成
することができ、CVD酸化膜である層間絶縁膜13の
結晶欠陥を少なくすることができる。このことより固定
正電荷の蓄積をさらに少なくすることができる。
In the complementary semiconductor device having such a structure,
Since the thickness of the intermediate thickness oxide film 8 above the p + -type guard band 7 is formed thinner than the field oxide film 5, the amount of fixed positive charges generated by γ-ray irradiation in this portion is reduced. As a result, the shift of the threshold value in the negative direction is reduced, and the leakage current can be reduced. Further, since the gate electrode 10 remains at least above the p-type well 3 above the intermediate thickness oxide film 8 on the thin p + -type guard band, the thermal oxide film below the gate electrode 10 In addition, the interlayer insulating film 13 can be formed separately from the CVD oxide film, and crystal defects of the interlayer insulating film 13 which is the CVD oxide film can be reduced. This can further reduce the accumulation of the fixed positive charge.

【0009】なお、ラッチアップ防止の目的のためのも
のであるが、特開平1−308067号公報には、高い
不純物イオン濃度の半導体層部分の上層の素子分離膜を
ゲート酸化膜より厚く、他の素子分離用酸化膜よりは薄
くした相補型半導体装置が記載されている。この公報に
記載された相補型半導体装置の製造方法では、フィール
ド酸化膜形成後に、p+ 型ガードバンド形成予定領域上
のシリコン窒化膜を除去し、中間膜厚酸化膜を形成し新
たにフォトレジスト膜を設けこれをマスクにボロンをイ
オン注入してp+ 型ガードバンドを形成している。
For the purpose of preventing latch-up, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-308077 discloses that an upper element isolation film of a semiconductor layer portion having a high impurity ion concentration is thicker than a gate oxide film. A complementary semiconductor device thinner than the element isolation oxide film is described. In the method of manufacturing has been complementary semiconductor device according to this publication, the field after oxide film type formed, removing the silicon nitride film of the p + -type guard band to be formed on the region, to form an intermediate thickness oxide film newly Images A resist film is provided, and boron is ion-implanted using the resist film as a mask to form a p + -type guard band.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述した特開平2−3
09664号公報に記載された従来例では、図5に示し
たように、p+ 型ガードバンド7はn型シリコン基板1
aとp型ウェル3とにまたがって形成されている。しか
し静消費電流の増加を防ぐためには、最低p型ウェル3
の一部分にp+ 型ガードバンド7を形成すればよく、n
型シリコン基板1aの部分には、p+ 型ガードバンド7
を作る必要はない。よって、この従来技術のものは、不
必要にガードバンドの面積が広くなり集積度を損なう結
果となっている。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned JP-A-Hei 2-3 has been described.
In the conventional example disclosed in 09664 JP, as shown in FIG. 5, p + -type guard band 7 is n-type silicon substrate 1
It is formed over a and the p-type well 3. However, in order to prevent an increase in static current consumption, at least the p-type well 3
P + guard band 7 may be formed in a part of
The p + type guard band 7 is provided on the portion of the type silicon substrate 1a.
There is no need to make. Therefore, according to the prior art, the area of the guard band is unnecessarily widened and the integration is impaired.

【0011】また、図5に示した従来技術においては、
ガードバンド用のイオン注入を行った後に熱酸化を行っ
て中間膜厚酸化膜8を形成しているが、このように高濃
度に不純物を導入した後に長時間の熱酸化を行う方法で
は、基板内に多くの欠陥が発生しリーク増大の原因を与
えることになる。これに対し、特開平1−308067
号公報に記載された従来技術では、中間膜厚酸化膜を形
成した後にガードバンド形成用のボロンイオンの注入を
行っているため上記問題点は解決されている。しかし、
この場合、ガードバンド形成領域上のシリコン窒化膜の
除去と、ガードバンド用のイオン注入マスクの2回のフ
ォトレジスト工程が必要となり、工数が多くかかるとい
う欠点がある。
In the prior art shown in FIG.
Although the intermediate thickness oxide film 8 is formed by performing thermal oxidation after performing guard band ion implantation, the method of performing thermal oxidation for a long time after introducing impurities at a high concentration as described above requires a substrate. Many defects occur in the inside, causing a cause of an increase in leak. On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No.
In the prior art described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-157, the above problem is solved because boron ions for guard band formation are implanted after the formation of the intermediate oxide film. But,
In this case, it is necessary to remove the silicon nitride film on the guard band formation region and perform two photoresist steps for the ion implantation mask for the guard band, resulting in a large number of steps.

【0012】さらに、上記両公報に記載された従来例で
は、p+ 型ガードバンド上全体に中間膜厚の酸化膜を形
成しているが、CVD酸化膜に比較して熱酸化膜はより
正孔を捕獲し易いため、上記構成の相補型半導体装置で
は、γ線照射により固定正電荷の蓄積量が多くなり、し
きい値のシフト量が多くなるという欠点があった。
Further, in the conventional examples described in the above publications, an oxide film having an intermediate thickness is formed on the entire p + -type guard band, but the thermal oxide film is more positive than the CVD oxide film. Since the holes are easily captured, the complementary semiconductor device having the above configuration has a drawback that the amount of fixed positive charge accumulated by γ-ray irradiation increases, and the amount of shift of the threshold increases.

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明によれば、半導体基板(1)上にn型ウェル
(2)とこれに接するp型ウェル(3)とを形成する工
程と、前記全面にシリコン窒化膜(4)を形成し、素子
分離絶縁膜形成予定個所のシリコン窒化膜を除去する工
程と、熱酸化を行い、前記シリコン窒化膜の除去部分に
厚い素子分離膜(5)を形成する工程と、フォトレジス
ト膜(6)を選択的に形成して該フォトレジスト膜をマ
スクにしてガードバンド形成予定領域上でかつゲート電
極通過予定領域上の前記シリコン窒化膜を除去し、前記
フォトレジスト膜および前記素子分離絶縁膜をマスクに
p型不純物を選択的に導入して、両領域の接する部分の
p型ウェル側内にp+型ガードバンド(7)を形成する
工程と、熱酸化を行って前記p+型ガードバンド上に前
記素子分離絶縁膜の膜厚より薄くゲート絶縁膜の膜厚よ
り厚い第3の絶縁膜(8)を形成する工程と、残りのp
+型ガードバンド形成予定領域上のシリコン窒化膜を除
去し、そのシリコン窒化膜の除去部分にp型不純物を導
入して残りの部分のp+型ガードバンドを形成する工程
と、を備えることを特徴とする相補型半導体装置の製造
方法が提供される。
Means for Solving the Problems To solve the above problems,
According to the present invention, a step of forming an n-type well (2) and a p-type well (3) in contact with the same on a semiconductor substrate (1), and forming a silicon nitride film (4) on the entire surface. Removing a silicon nitride film at a place where an element isolation insulating film is to be formed, performing a thermal oxidation to form a thick element isolation film (5) at a portion where the silicon nitride film is removed, and a photoresist film (6). Is selectively formed, and the silicon nitride film on the region where the guard band is to be formed and the region where the gate electrode is to be passed is removed using the photoresist film as a mask, and the photoresist film and the element isolation insulating film are masked. Into the region where both regions are in contact with each other.
forming a p + -type guard band (7) in the p-type well side; and performing thermal oxidation to form a p + -type guard band on the p + -type guard band that is thinner than the element isolation insulating film and thicker than the gate insulating film. forming a third insulating film (8), the remaining p
Excluding the silicon nitride film on the area where the + guard band is to be formed
And introduce p-type impurities to the removed portion of the silicon nitride film.
Forming the remaining part of the p + type guard band
And a method for manufacturing a complementary semiconductor device, comprising:

【0015】[0015]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1(a)は、本発明の実施例を示す平
面図であり、図1(b)、図1(c)は、それぞれ図1
(a)のA−A′線、B−B′線の断面図である。図1
に示されるように、p型シリコン基板1上にはn型ウェ
ル2とp型ウェル3が形成されており、p型ウェル3の
n型ウェル2寄りの部分には、p+ 型ガードバンド7、
7aが形成されている。ここで、p+ 型ガードバンド7
aは、p型ウェル3に基板電位を与える拡散層を兼ねて
いる。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a plan view showing an embodiment of the present invention, and FIGS. 1B and 1C respectively show FIGS.
It is sectional drawing of the AA 'line and BB' line of (a). FIG.
As shown in FIG. 1, an n-type well 2 and a p-type well 3 are formed on a p-type silicon substrate 1, and a p + -type guard band 7 is formed in a portion of the p-type well 3 near the n-type well 2. ,
7a are formed. Here, p + type guard band 7
“a” also serves as a diffusion layer for applying a substrate potential to the p-type well 3.

【0016】p+ 型ガードバンド7、7aの両側には素
子分離用のフィールド酸化膜5が形成されており、ま
た、p+ 型ガードバンド7上には、フィールド酸化膜5
より薄くゲート酸化膜より厚い中間膜厚酸化膜8が形成
されており、さらにp+ 型ガードバンド7a上にはゲー
ト酸化膜9が形成されている。また、n型ウェル2およ
びp型ウェル3の活性領域上にはゲート酸化膜9が形成
されている。両ウェル上には、それぞれゲート電極10
が形成されており、各ウェルにおいてゲート電極10の
両側には、ソース・ドレイン領域を構成するp+ 型拡散
層11、n+ 型拡散層12が形成され、そこにpチャネ
ルMOSトランジスタQp、nチャネルMOSトランジ
スタQnが形成されている。両ウェル上のゲート電極1
0はフィールド酸化膜上で接続されており、ゲート電極
はフィールド酸化膜上において上層のアルミニウム配線
とのコンタクトのために活性領域上よりも幅広に形成さ
れている。
Field oxide films 5 for element isolation are formed on both sides of the p + -type guard bands 7 and 7a, and the field oxide films 5 are formed on the p + -type guard bands 7.
An intermediate oxide film 8 which is thinner and thicker than the gate oxide film is formed, and a gate oxide film 9 is formed on the p + -type guard band 7a. A gate oxide film 9 is formed on the active regions of n-type well 2 and p-type well 3. A gate electrode 10 is provided on each of the wells.
Are formed on both sides of the gate electrode 10 in each well, p + -type diffusion layers 11 and n + -type diffusion layers 12 constituting source / drain regions are formed, and p-channel MOS transistors Qp, n A channel MOS transistor Qn is formed. Gate electrode 1 on both wells
Numeral 0 is connected on the field oxide film, and the gate electrode is formed wider on the field oxide film than on the active region for contact with the upper aluminum wiring.

【0017】次に、図2、図3を参照して本実施例の製
造方法について説明する。図2(a)〜(c)は、図1
(a)のA−A′線断面での工程断面図であり、図3
(a)〜(c)は、図1(a)のB−B′線断面での工
程断面図である。ボロンの1×1015cm-3程度ドープ
されたp型シリコン半導体基板1に、リンを1016cm
-3程度ドープしてn型ウェル2を、またボロンを1016
cm-3程度ドープしてp型ウェル3を、両者が接するよ
うに形成する。全面にシリコン窒化膜4を約120nm
の膜厚に成長させ、素子分離領域形成部のシリコン窒化
膜4を選択的に除去する。ここで、素子分離領域となる
n型ウェル2とp型ウェル3との境界付近にもシリコン
窒化膜4を残すことにより、この部分が酸化されること
を防ぐ。この残す部分は、p型ウェル3の部分の中と
し、n型ウェル2内に入らないようにする。次に、シリ
コン窒化膜4をマスク材として選択的酸化を行い、厚さ
約450nmのフィールド酸化膜5を形成する[図2
(a)、図3(a)]。
Next, the manufacturing method of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIGS. 2 (a) to 2 (c) show FIG.
FIG. 3A is a process cross-sectional view taken along a line AA ′ of FIG.
(A)-(c) is process sectional drawing in the BB 'line | wire cross section of FIG.1 (a). Phosphorus is added to the p-type silicon semiconductor substrate 1 doped with boron at about 1 × 10 15 cm −3 for 10 16 cm.
-3 is doped into n-type well 2 and boron is added to 10 16
A p-type well 3 is formed by doping about cm −3 so that both are in contact with each other. A silicon nitride film 4 having a thickness of about 120 nm
Then, the silicon nitride film 4 in the element isolation region forming portion is selectively removed. Here, the silicon nitride film 4 is also left near the boundary between the n-type well 2 and the p-type well 3 serving as an element isolation region, thereby preventing this portion from being oxidized. The remaining portion is set in the p-type well 3 so as not to enter the n-type well 2. Next, selective oxidation is performed using the silicon nitride film 4 as a mask material to form a field oxide film 5 having a thickness of about 450 nm [FIG.
(A), FIG. 3 (a)].

【0018】次に、フォトレジストを塗付し、露光・現
像を行って、ガードバンド形成予定領域上でかつゲート
電極通過予定領域上のシリコン窒化膜4を露出させるフ
ォトレジスト膜6を形成し、これをマスクにシリコン窒
化膜を除去し、次いで、このフォトレジスト膜6および
フィールド酸化膜5をマスクとして、ボロンをエネルギ
ー30keV、ドーズ5×1015cm-2程度でイオン注
入し、p型ウェル3よりも不純物濃度の高い(1020
-3程度)p+ 型ガードバンド7を形成する[図2
(b)、図3(b)]。
Next, a photoresist is applied, and exposure and development are performed to form a photoresist film 6 exposing the silicon nitride film 4 on the area where the guard band is to be formed and on the area where the gate electrode is to be passed. Using this as a mask, the silicon nitride film is removed. Then, using the photoresist film 6 and the field oxide film 5 as a mask, boron is ion-implanted at an energy of 30 keV and a dose of about 5 × 10 15 cm −2 to form a p-type well 3. Impurity concentration (10 20 c
m −3 ) p + guard band 7 is formed [FIG.
(B), FIG. 3 (b)].

【0019】フォトレジスト膜6を剥離した後、熱酸化
を行ってシリコン窒化膜除去部分(すなわち、p+ 型ガ
ードバンド7形成領域上)に膜厚約200nmの中間膜
厚酸化膜8を形成する[図2(c)、図3(c)]。次
に、残りのシリコン窒化膜4を除去し、その下の下敷酸
化膜を除去した後、熱酸化を行い、膜厚約20nmのゲ
ート酸化膜9を形成する。このとき、p+ 型ガードバン
ド7a形成予定領域上にもゲート酸化膜9が形成され
る。
After the photoresist film 6 is peeled off, thermal oxidation is performed to form an intermediate oxide film 8 having a thickness of about 200 nm on the portion where the silicon nitride film has been removed (that is, on the p + -type guard band 7 formation region). [FIG. 2 (c), FIG. 3 (c)]. Next, after removing the remaining silicon nitride film 4 and removing the underlying oxide film thereunder, thermal oxidation is performed to form a gate oxide film 9 having a thickness of about 20 nm. At this time, the gate oxide film 9 is also formed on the region where the p + -type guard band 7a is to be formed.

【0020】次に、CVD法とスパッタ法にて全面にゲ
ート電極を形成するためのポリサイド層を堆積し、フォ
トリソグラフィ法およびRIE(Reactive Ion Etchin
g)法により所定の形状にパターニングして、ゲート電
極10を形成する。続いて、p型ウェル3の活性領域上
以外の領域をフォトレジストでマスクし、リンをイオン
注入してn+ 型拡散層12を形成してp型ウェル3上に
nチャネルMOSトランジスタQnを形成する。同様に
して、p型ウェル3の活性領域上をフォトレジストでマ
スクし、ボロンをイオン注入してp+ 型拡散層11を形
成してn型ウェル2上にpチャネルMOSトランジスタ
Qpを形成するとともにp型ウェル3上のフィールド酸
化膜5に挟まれた領域内に、ウェルの電位固定用の拡散
層を兼ねるp+ 型ガードバンド7aを形成する[図1
(a)、(b)、(c)]。
Next, a polycide layer for forming a gate electrode is deposited on the entire surface by CVD and sputtering, and photolithography and RIE (reactive ion etching) are performed.
The gate electrode 10 is formed by patterning into a predetermined shape by the method g). Subsequently, a region other than the active region of the p-type well 3 is masked with a photoresist, phosphorus is ion-implanted to form an n + -type diffusion layer 12, and an n-channel MOS transistor Qn is formed on the p-type well 3. I do. Similarly, the active region of the p-type well 3 is masked with a photoresist, boron ions are implanted to form ap + -type diffusion layer 11, and a p-channel MOS transistor Qp is formed on the n-type well 2. A p + -type guard band 7a also serving as a diffusion layer for fixing the potential of the well is formed in a region on the p-type well 3 interposed between the field oxide films 5 [FIG.
(A), (b), (c)].

【0021】その後、図示されてはいないが、定法に従
い、CVD法により全面に二酸化シリコンを堆積して層
間絶縁膜を形成し、これにコンタクト孔をあけ、例えば
スパッタ法によりアルミニウムを被着しこれをパターニ
ングしてアルミニウム配線を形成する。最後に、全面に
二酸化シリコン等からなるパッシベーション膜を形成し
て本実施例の相補型半導体装置の製造を完了する。
Thereafter, although not shown, according to a standard method, silicon dioxide is deposited on the entire surface by a CVD method to form an interlayer insulating film, a contact hole is formed in the interlayer insulating film, and aluminum is deposited by, for example, a sputtering method. Is patterned to form an aluminum wiring. Finally, a passivation film made of silicon dioxide or the like is formed on the entire surface to complete the manufacture of the complementary semiconductor device of this embodiment.

【0022】このようにして形成された相補型半導体装
置では、p+ 型ガードバンドはp型ウェル3内のみに形
成されているため、余分なスペースを占めることがなく
高密度化に適した構造となっている。また、p+ 型ガー
ドバンド上でのシリコン酸化膜は、大部分の領域ではゲ
ート酸化膜の薄い酸化膜であり中間膜厚酸化膜8はごく
一部に形成されるのみである。したがって、熱酸化によ
る高不純物濃度領域への欠陥の導入を少なく抑えること
ができるとともに酸化膜中に蓄積される固定正電荷量を
少なく抑えてリーク電流の増大を防止することができ
る。また、上記製造方法では、p+ 型ガードバンド7形
成領域上のシリコン窒化膜4を選択的に除去する工程
と、p+ 型ガードバンド7を形成するためのイオン注入
工程とを一つのフォトリソグラフィ工程により実行する
ことができるので、より少ない工数により本実施例の半
導体装置を製造することができる。
In the complementary semiconductor device formed as described above, the p + -type guard band is formed only in the p-type well 3, so that it has a structure suitable for high density without occupying an extra space. It has become. Further, the silicon oxide film on the p + -type guard band is a thin oxide film of the gate oxide film in most regions, and the intermediate thickness oxide film 8 is formed only in a part. Therefore, introduction of defects into the high impurity concentration region due to thermal oxidation can be reduced, and the amount of fixed positive charges accumulated in the oxide film can be reduced to prevent an increase in leak current. In the above manufacturing method, the step of selectively removing the silicon nitride film 4 on the p + -type guard band 7 formation region and the ion implantation step for forming the p + -type guard band 7 are performed by one photolithography. Since the semiconductor device according to the present embodiment can be implemented by steps, the semiconductor device of the present embodiment can be manufactured with less man-hours.

【0023】図4(a)は、本発明の参考例を示す平面
図であり、図4(b)、(c)はそれぞれ図4(a)の
A−A′線、B−B′線での断面図である。図4におい
て、図1に示す先の実施例の部分と対応する部分には同
一の参照番号が付されているので、重複する説明は省略
するが、本参考例においては、p+型ガードバンド7が
1回のイオン注入により形成され、その上には全体に中
間膜厚酸化膜8が形成されている。本参考例の半導体装
置は、フィールド酸化膜5形成後のシリコン窒化膜の選
択的除去工程において、p+ 型ガードバンド形成予定領
域の全てのシリコン窒化膜を除去しその部分にボロンの
イオン注入を行ってp+ 型ガードバンドを形成し次いで
その部分に熱酸化による中間膜厚酸化膜8を形成するこ
とにより製作することができる。
FIG. 4 (a) is a plan view showing a reference example of the present invention, and FIGS. 4 (b) and 4 (c) are lines AA 'and BB' in FIG. 4 (a), respectively. FIG. 4, since the portion corresponding to those of the previous embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, in the present embodiment, p + -type guard band 7 is formed by one ion implantation, and an intermediate oxide film 8 is entirely formed thereon. In the semiconductor device of this reference example, in the step of selectively removing the silicon nitride film after the formation of the field oxide film 5, all the silicon nitride film in the region where the p + -type guard band is to be formed is removed, and boron ions are implanted into the portion. To form a p + -type guard band, and then forming an intermediate-thickness oxide film 8 by thermal oxidation at that portion.

【0024】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるされるものではな
く、要旨の変更を伴わない範囲内において各種の変更が
可能である。例えば、実施例では、p型シリコン基板を
用いていたが、n型シリコン基板やエピタキシャル基板
を用いてもよい。また実施例ではツインウェル方式の場
合について説明したが、n型ウェル方式、p型ウェルの
場合においても同様に本発明を適用することができる。
さらに、ゲート電極材料として、ポリサイドに代え、n
型あるいはp型ポリシリコンを用いることができる。
The preferred embodiment has been described above.
The present invention is not limited to these examples, and various changes can be made without departing from the scope of the invention. For example, although the p-type silicon substrate is used in the embodiment, an n-type silicon substrate or an epitaxial substrate may be used. In the embodiment, the case of the twin well system has been described, but the present invention can be similarly applied to the case of the n-type well and the p-type well.
Further, instead of polycide, n
Type or p-type polysilicon can be used.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、p+
ガードバンド幅を必要最小限に小さくしたので、従来例
のn型ウェルに入っていたp+ 型ガードバンドの幅分だ
け集積度を上げることができ、その面積分だけ寄生ゲー
ト容量を小さくできる効果がある。また、p+ 型ガード
バンド上の中間膜厚のシリコン酸化膜をゲート電極通過
部分のみに限定し他の領域は薄いゲート酸化膜としたの
で、高濃度領域形成後の熱酸化工程を短くして基板内で
の欠陥の発生を抑制することができ、さらにp+型ガー
ドバンド上における固定正電荷の蓄積を少なく抑えてリ
ーク電流の増大を防止することができる。また、p+
ガードバンド形成予定領域上のシリコン窒化膜の除去
と、p+ 型ガードバンド用のイオン注入とを一つのフォ
トレジストマスクを用いて行っているので、より少ない
工数により耐放射性の高い相補性半導体装置を製造する
ことができる。
As described above, according to the present invention, the width of the p + -type guard band is reduced to a necessary minimum, so that the p + -type guard band is integrated by the width of the p + -type guard band in the conventional n-type well. And the parasitic gate capacitance can be reduced by the area. Further, since the silicon oxide film having an intermediate film thickness on the p + -type guard band is limited only to the portion passing through the gate electrode and the other region is a thin gate oxide film, the thermal oxidation process after forming the high concentration region is shortened. Generation of defects in the substrate can be suppressed, and accumulation of fixed positive charges on the p + -type guard band can be suppressed to prevent an increase in leak current. In addition, since the removal of the silicon nitride film on the region where the p + -type guard band is to be formed and the ion implantation for the p + -type guard band are performed using one photoresist mask, the radiation resistance is reduced by a smaller number of steps. A highly complementary semiconductor device can be manufactured.

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

【図1】本発明の実施例を示す平面図と断面図。FIG. 1 is a plan view and a cross-sectional view illustrating one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例の製造方法を説明するための
工程断面図。
FIG. 2 is a process cross-sectional view for explaining a manufacturing method according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例の製造方法を説明するための
工程断面図。
FIG. 3 is a process cross-sectional view for explaining a manufacturing method according to one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の参考例を示す平面図と断面図。FIG. 4 is a plan view and a cross-sectional view illustrating a reference example of the present invention.

【図5】従来例の製造方法を説明するため工程断面図。FIG. 5 is a process sectional view for explaining the manufacturing method of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p型シリコン基板 1a n型シリコン基板 2 n型ウェル 3 p型ウェル 4 シリコン窒化膜 5 フィールド酸化膜 6 フォトレジスト膜 7、7a p+ 型ガードバンド 8 中間膜厚酸化膜 9 ゲート酸化膜 10 ゲート電極 11 p+ 型拡散層 12 n+ 型拡散層 13 層間絶縁膜 14 アルミニウム配線 15 パッシベーション膜REFERENCE SIGNS LIST 1 p-type silicon substrate 1 a n-type silicon substrate 2 n-type well 3 p-type well 4 silicon nitride film 5 field oxide film 6 photoresist film 7, 7 ap + guard band 8 intermediate oxide film 9 gate oxide film 10 gate Electrode 11 p + type diffusion layer 12 n + type diffusion layer 13 interlayer insulating film 14 aluminum wiring 15 passivation film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/8234 - 21/8238 H01L 21/8249 H01L 27/08 H01L 27/088 - 27/092 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 21/8234-21/8238 H01L 21/8249 H01L 27/08 H01L 27/088-27/092

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板上に第1導電型領域とこれに
接する第2導電型領域とを設ける工程と、 全面にシリコン窒化膜を形成し、素子分離絶縁膜形成予
定個所のシリコン窒化膜を除去する工程と、 熱酸化を行い、前記シリコン窒化膜の除去部分に厚い素
子分離膜を形成する工程と、 フォトレジスト膜を選択的に形成して該フォトレジスト
膜をマスクにしてガードバンド形成予定領域上でかつゲ
ート電極通過予定領域上の前記シリコン窒化膜を除去
し、前記フォトレジスト膜および前記素子分離絶縁膜を
マスクに第2導電型不純物を選択的に導入して、両領域
の接する部分の第2導電型領域側内に高不純物濃度第2
導電型ガードバンドの一部を形成する工程と、 熱酸化を行って前記高不純物濃度第2導電型ガードバン
ド上に前記素子分離絶縁膜の膜厚より薄くゲート絶縁膜
の膜厚より厚い第3の絶縁膜を形成する工程と、 残りの高不純物濃度第2導電型ガードバンド形成予定領
域上のシリコン窒化膜を除去し、そのシリコン窒化膜の
除去部分に高不純物濃度第2導電型不純物を導入して残
りの部分の高不純物濃度第2導電型ガードバンドを形成
する工程と、 を備えることを特徴とする相補型半導体装置の製造方
法。
A step of providing a first conductivity type region and a second conductivity type region in contact with the semiconductor substrate on a semiconductor substrate; forming a silicon nitride film on the entire surface; and forming a silicon nitride film at a location where an element isolation insulating film is to be formed. Removing, thermally oxidizing to form a thick device isolation film on the removed portion of the silicon nitride film, and selectively forming a photoresist film to form a guard band using the photoresist film as a mask. Removing the silicon nitride film on the region and the region where the gate electrode is to pass, selectively introducing a second conductivity type impurity using the photoresist film and the element isolation insulating film as a mask, and contacting the two regions. High impurity concentration second
Forming a part of a conductive type guard band; and performing a third thermal oxidation on the high impurity concentration second conductive type guard band, the third thickness being smaller than the thickness of the element isolation insulating film and being larger than the thickness of the gate insulating film. Forming the insulating film, removing the remaining silicon nitride film on the region where the high impurity concentration second conductivity type guard band is to be formed, and introducing the high impurity concentration second conductivity type impurity into the removed portion of the silicon nitride film. Forming a high impurity concentration second conductivity type guard band in the remaining portion.
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