JPH02189965A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH02189965A
JPH02189965A JP1010508A JP1050889A JPH02189965A JP H02189965 A JPH02189965 A JP H02189965A JP 1010508 A JP1010508 A JP 1010508A JP 1050889 A JP1050889 A JP 1050889A JP H02189965 A JPH02189965 A JP H02189965A
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polycrystalline silicon
photoresist
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wells
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Isami Sakai
勲美 酒井
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にCMO8集
積回路装置のウェル形成方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、CMO8集積回路装置のウェル形成は一般的に第
3図に示す工程により形成されている。
すなわち、まずP型シリコン基板1010表面に酸化膜
201を500人形成し、フォトレジスト202を写真
食刻法により形成し、これをマスクにリンをイオン注入
してリンイオン注入層106を形成する(第2図(a)
)。
次に、フォトレジスト202を除去し、リンイオン注入
層103を覆うようにフォトレジスト203を写真食刻
法により形成し、これをマスクにボロンをイオン注入し
、ボロンイオン注入層109を形成する(第2図(b)
)。
次に熱処理によりリンイオン注入層106及びボロンイ
オン注入層109を拡散し、Nウェル110及びPウェ
ル111を形成する(第2図(C乃。
その後通常の工程に従ってNウェル110上にPチャネ
ルMO8)ランジスタを、Pウェル111」二にNチャ
ネルMO8)ランジスタをそれぞれ形成してCMO8集
積回路装置は完成する。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来のCMO8集積回路装置のウェル形成方法
では、2種類のウェル、つまりNウェルとPウェルを形
成するために2回のフォトレジスト工程が必要である。
このフォトレジスト工程は、最も工数のかかる工程のた
め、2回のフォトレジスト工程はコストの面また歩留り
の面から考えて好まいしものではないと言う問題点があ
った。
また、NウェルとPウェルの接する部分での両ウェルの
不純物濃度は、目合せのずれによって異なってくるため
、各製造ロットごとにウェル耐圧やラッチアップ耐性が
異なり、十分なラッチア、ツブ耐性を確保するためには
PチャネルMO8)ランジスタとNチャネルMO8)ラ
ンジスタの間隔を大きくしなくてはならず集積度を向上
させることができないと言う問題点があった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、半導体装置の製造方法において一導電型の半
導体基板主表面に第1の絶縁膜を形成しその上に多結晶
シリコンを形成し、さらにその上に第2の絶縁膜を形成
する工程と、第2の絶縁膜上に写真食刻法により選択的
にフォトレジストを形成し、このフォトレジストをマス
クに第2の絶縁膜を選択的に除去する工程と、このフォ
トレジストと選択的に残された第2の絶縁膜をマスクに
第1の不純物を一導電型の半導体基板に選択的に注入す
る工程と、選択的に残された第2の絶縁膜をマスクに多
結晶シリコンを選択的に酸化して酸化膜を形成する工程
と、選択的に残された第2の絶縁膜と、多結晶シリコン
の酸化されていない部分を除去する工程と、多結晶シリ
コンの酸化膜をマスクに一導電型の半導体基板に選択的
に第2の不純物を注入する工程を有することを特徴とす
る。
第1の絶縁膜としては窒化膜あるいは酸化膜を用いるこ
とが好ましい。
さらに、第1の絶縁膜としては窒化膜と酸化膜の多層膜
を用いることもできる。
また、第2の絶縁膜としては窒化膜あるいは窒化膜と酸
化膜の多層膜を用いることができる。
上述した従来のCMO8集積回路装置のウェル形成法は
2種類のウェルを形成するために2回のフォトレジスト
工程を必要とするのに対し、本発明においては同様の2
種類のウェルを形成するのに1回のフォトレジスト工程
で行なえ、また2種類のウェルが自己整合的に形成され
る。
=5− 〔実施例〕 次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図(a)〜(f)は本発明の一実施例の工程断面図
である。
第1図(a) : P型シリコン基板101に窒化膜1
02を500人程成長する。次に多結晶シリコン103
を1500〜2000人程成長し、その変成窒化膜10
4を1000人程成変成る。
第1図(b):次に写真食刻法によりフォトレジスト1
05を形成し、リアクティブイオンエッチにより窒化膜
104を選択的にエツチングする。
次にリンを200〜300KeVのエネルギードーズ量
I X 1013〜10”cm ”でP型シリコン基板
101にイオン注入しリンイオン注入層106を形成す
る。
第1図(C):次にフォトレジスト105を除去し、窒
化膜104をマスクに熱酸化法により多結晶シリコン1
03を酸化し3000〜4000人の酸化膜107を形
成する。この時の熱処理によりリンイオン注入層106
はリンが活性化され、N型拡散層108となる。
第1図(d):次に窒化膜104及び多結晶シリコン1
03を除去する。次に残った酸化膜107をマスクにボ
ロンを30〜50KeVのエネルギでドーズ量I X 
1013〜I X 10”cm−2程イオン注入し、P
型シリコン基板101にボロンイオン注入層109を形
成する。
第1図(e):次に酸化膜107を除去し、窒素雰囲気
中で1100℃、6時間の熱処理をしてN型拡散層10
8及びボロンイオン注入層109の不純物を拡散してN
ウェル110及びPウェル111をそれぞれ形成する。
第1図(r):その後通常の工程に従ってMOSトラン
ジスタを形成する。すなわちP+チャネルストッパー1
12及びフィールド酸化膜113を形成した後、ゲート
酸化膜114を成長する。次にゲート電極115を写真
食刻法により形成し、N+拡散層116.P+拡散層1
17を形成し、次に層間絶縁膜118を成長し、アルミ
ニウム電極119を形成して、CMOS集積回路装置は
完成する。
なお本実施例ではN型の不純物であるリンを最初にイオ
ン注入し、次にP型の不純物であるボロンをイオン注入
して、ウェルを形成しているが、イオン注入の順序を逆
にしても注入エネルギーを適当に選べば、何ら問題はな
く本実施例と同様のウェルを形成することができる。
第2図(a)〜(d)は本発明の他の実施例の工程断面
図である。
第2図(a) : P型シリコン基板101に深さ5μ
の溝を形成し、そこに酸化膜301を埋設する。
次に酸化膜302を500人程形成し、引き続いて多結
晶シリコン103を1000〜1500人程形成し、次
に変成膜104を1000〜1500人程形成する。
第変成(b)二次に写真食刻法によりフォトレジスト1
05を形成し、窒化膜104をフォトレジスト105を
マスクにエツチングして除去する。
次にボロンをエネルギー50〜150KeVでドーズ量
1×1013〜I X 1014cm−2程イオン注入
しボロンイオン注入層109を形成する。
第2図(C)二次にフォトレジス)105を除去し、残
っている窒化膜104をマスクに多結晶シリコン103
を酸化し、酸化膜107を2000人〜3000人形成
する。この時の熱工程により注入されたボロンが活性化
され、P型拡散層303となる。次に酸化膜107をマ
スクにリンをエネルギー10O−200KeVでドーズ
量1×1013〜I X 1014cm−2程イオン注
入し、リンイオン注入層106を形成する。
第2図(d):次に窒素雰囲気中で1100℃6時間の
熱処理により不純物を拡散し、Nウェル110、Pウェ
ル111を形成する。その後、通常の工程に従ってNウ
ェル110上にPチャネルMO8)ランジスタ、Pウェ
ル111上にNチャネルMOS)ランジスタを形成して
完成する。
この実施例では、NウェルとPウェルの間に溝が形成さ
れているためウェルの耐圧を向上させることができ、ま
たラッチアップ耐性も向上でき、より集積度を向上でき
るという利点がある。
一 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明は、NウェルとPウェルの2
種類のウェルを形成する際に、多結晶シリコンの選択酸
化を利用することにより、1回のフォトレジスト工程だ
けで、2種類のウェルを形成することができるため、従
来のウェル形成法に比べ大幅な工程数を削減でき、従っ
て製造コストを低減でき、また歩留を向上させることが
できる効果がある。
また不純物のイオン注入のマスクとして用いる酸化膜は
多結晶シリコンの選択酸化によって形成されるため、シ
リコン基板を選択酸化する場合に比べ、基板に与えるス
トレスが少なく結晶欠陥の発生を抑えることができる効
果がある。
また、多結晶シリコンの選択酸化時にイオン注入した不
純物の再分布が生じるが、多結晶シリコンとシリコン基
板との間に絶縁膜があるため、不純物の多結晶シリコン
への拡散を抑えることが出来、MOS)ランジスタの特
性に大きな影響を与えるシリコン基板表面の不純物濃度
の変動が大きくならない。従って、MOS)ランジスタ
の特性変動が少ない信頼性の高い集積回路を得ることが
できる。
また、2種類のウェルが自己整合的に形成されるため、
従来の2回のフォトレジスト工程で必要であった目金マ
ージンが必要でなくなり、PチャネルMO8)ランジス
タとNチャネルMO8)ランジスタの間隔を小さくする
ことができ、集積度を向上させることができる効果があ
る。
また、2種類のウェルが自己整合的に形成されるため2
種類のウェル、つまりPウェルとNウェルの接している
部分の両ウェルの不純物濃度が常に同じに保たれ、ウェ
ルの耐圧や0MO8特有のラッチアップ耐性の変動が小
さくなる。従って、PチャネルMOSトランジスタとN
チャネルMOSトランジスタの間隔を小さくした場合で
も、ラッチアップ耐性を確保でき、信頼性の高い集積回
路を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(f)は本発明の一実施例1の工程断面
図、第2図(a)〜(d)は本発明の他の実施例2の工
程断面図、第3図(a)〜(c)は従来のウェル形成の
工程断面図である。 101・・・・・・P型シリコン基板、102,104
・・・・・・窒化膜、103・・・・・・多結晶シリコ
ン、105゜202.203・・・・・・フォトレジス
l−1106・・・・・・リンイオン注入層、107,
201,302・・・・・・酸化膜、108・・・・・
・N型拡散層、109・・・・・・ボロンイオン注入層
、110・・・・・・Nウェル、111・・・・・・P
ウェル、112・・・・・・P+チャネルスト、ジノく
−113・・・・・・フィールド酸化膜、114・・・
・・・ゲート酸化膜、115・・・・・・ゲート電極、
116・・・・・・N+拡散層、117・・・・・・P
+拡散層、118・・・・・・層間絶縁膜、119・・
・・・アルミ電極、303・・・・・・P型拡散層。 代理人 弁理士  内 原   晋

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体装置の製造方法において、半導体基板主表
    面上に多結晶シリコン層を形成する工程と、前記多結晶
    シリコン層の上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜
    上に選択的にフォトレジストを形成し、前記フォトレジ
    ストをマスクに前記絶縁膜を選択的に除去する工程と前
    記フォトレジストと前記絶縁膜の選択的に残された部分
    をマスクに一導電型の不純物を前記半導体基板に選択的
    に注入する工程と、前記絶縁膜の選択的に残された部分
    をマスクに前記多結晶シリコン層を選択的に酸化し酸化
    膜を形成する工程と、前記絶縁膜の選択的に残された部
    分と、前記多結晶シリコン層の酸化されていない部分を
    除去する工程と、前記多結晶シリコン層を選択的に酸化
    して形成された酸化膜をマスクに他の導電型の不純物を
    前記半導体基板に選択的に注入する工程とを有すること
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. (2)前記多結晶シリコン層を形成する以前に前記半導
    体基板主表面に他の絶縁膜を形成する工程をさらに有す
    ることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5219768A (en) * 1989-05-10 1993-06-15 Oki Electric Industry Co., Ltd. Method for fabricating a semiconductor device
US5362670A (en) * 1992-08-10 1994-11-08 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor device producing method requiring only two masks for completion of element isolation regions and P- and N-wells
JPH0945794A (ja) * 1995-07-26 1997-02-14 Lg Semicon Co Ltd 半導体素子のツインウェルの形成方法

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JPS61290754A (ja) * 1985-06-19 1986-12-20 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法

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