JPH03218662A - Manufacture of cmos semiconductor device - Google Patents

Manufacture of cmos semiconductor device

Info

Publication number
JPH03218662A
JPH03218662A JP2012736A JP1273690A JPH03218662A JP H03218662 A JPH03218662 A JP H03218662A JP 2012736 A JP2012736 A JP 2012736A JP 1273690 A JP1273690 A JP 1273690A JP H03218662 A JPH03218662 A JP H03218662A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
well
region
semiconductor device
oxidation
selectively
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
JP2012736A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Kaneko
新二 金子
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.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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 Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP2012736A priority Critical patent/JPH03218662A/en
Publication of JPH03218662A publication Critical patent/JPH03218662A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To increase a parasitic MOSFET in reverse voltage by a method wherein an oxidation-resistant film is selectively formed on an element region, and boron ions are implanted into all the surface of the isolating regions of a p well and an n well before the isolating region is selectively oxidized. CONSTITUTION:An n well 2 and a p well 3 are formed on a p-type semiconductor substrate 1 of low concentration, then a pad oxide film 4 and a silicon nitride 5 are formed on the whole face of a wafer, an element region is masked with a resist pattern 6, and the silicon nitride film 5 on a region other than the element region or on a field region is selectively removed. Then, boron ions 7 are implanted into the whose face of the field region using the resist pattern 6 as a mask. By this setup, a parasitic MOSFET can be enhanced enough in reverse voltage.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、CMOS半導体装置の製造方法に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a method for manufacturing a CMOS semiconductor device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、両ウェル構造でLOCOS法によって素子分離
を行うCMOS半導体装置においては、フィールド酸化
膜をゲート絶縁膜とする寄生MOSFETの反転電圧を
十分高くする必要がある。
Generally, in a CMOS semiconductor device in which elements are isolated by the LOCOS method in both well structures, it is necessary to make the inversion voltage of a parasitic MOSFET using a field oxide film as a gate insulating film sufficiently high.

これに対処するためには、フィールド領域のウェルの表
面濃度を高《すればよいが、ウェルの濃度はソース・ド
レインの接合容量やパンチスルー耐性から最適化される
ので、ウェルのフィールド領域に選択的に、その表面濃
度を増加させるために、イオン注入を行うのが一般的で
ある。
To deal with this, it is possible to increase the surface concentration of the well in the field region, but since the well concentration is optimized based on the source/drain junction capacitance and punch-through resistance, Generally, ion implantation is performed to increase the surface concentration.

従来のこの表面濃度を選択的に増加させるCMOS半導
体装置の製造方法の一例を、第3図八〜(0)に基づい
て説明する。まず第3図^に示すように、半導体基11
01にnウェル1o2トpウェル1o3を形成したのち
、パッド酸化膜104と耐酸化マスクとなるシリコン窒
化膜105を全面を形成し、沙いで素子領域をレジスト
パターン106でマスクし素子領域以外の領域、すなわ
ちフィールド領域のシリコン窒化膜105を選択的に除
去する。次に第3図■)に示すように、レジストパター
ン106を除去してpウェル103SI域にレジストパ
ターン107を形成し、これとシリコン窒化膜105を
マスクとしてnウェル102のフィールド領域に選択的
にりん108をイオン注入する。
An example of a conventional method of manufacturing a CMOS semiconductor device in which the surface concentration is selectively increased will be described with reference to FIGS. 8-8(0). First, as shown in FIG.
After forming an n-well 1o2 and a p-well 1o3 in 01, a pad oxide film 104 and a silicon nitride film 105 serving as an oxidation-resistant mask are formed on the entire surface, and then the element area is masked with a resist pattern 106 to mask the area other than the element area. That is, the silicon nitride film 105 in the field region is selectively removed. Next, as shown in FIG. 3 (■), the resist pattern 106 is removed to form a resist pattern 107 in the p-well 103SI region, and using this and the silicon nitride film 105 as a mask, the resist pattern 107 is selectively applied to the field region of the n-well 102. Ion implantation of phosphorus 108 is performed.

次に第3図(C)に示すように、レジストパターン10
7を除去してnウェル102tii域にレジストパター
ン109を形成し、これとシリコン窒化膜105をマス
クとしてpウェル103のフィールドelmに選択的に
ボロン110をイオン注入する。次に第3図(0)に示
すように、酸化雰囲気で熱処理してフィールド酸化膜1
11を形成する。次いでシリコン窒化膜105を除去し
、公知の方法によってCMOS半導体装置を完成させる
ようにしている。
Next, as shown in FIG. 3(C), a resist pattern 10
A resist pattern 109 is formed in the n-well 102tii region, and boron 110 is selectively ion-implanted into the field elm of the p-well 103 using this resist pattern 109 and the silicon nitride film 105 as a mask. Next, as shown in FIG. 3(0), the field oxide film 1 is heat-treated in an oxidizing atmosphere.
11 is formed. Next, the silicon nitride film 105 is removed, and a CMOS semiconductor device is completed by a known method.

この製造方法によれば、pウェル及びnウェルの表面濃
度を、フィールド領域のみ高くすることができるので、
寄生MOSFETの反転電圧を高くすることができる。
According to this manufacturing method, the surface concentration of the p-well and n-well can be increased only in the field region.
The inversion voltage of the parasitic MOSFET can be increased.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来の製造方法によれば、CMOS半導体装置にお
ける寄生MOSFETの反転電圧を高くすることが可能
であるが、従来の製造方法においては、そのために2回
の追加のフォト工程を要し、工数が増大するという問題
があった. 一般的にはnウェルについては、フィールド酸化膜の厚
さとウヱルの濃度を比較的大きく設定すれば、フィール
ド領域へのイオン注入を省略することも可能であるが、
pウェルについては、不純物であるボロンの酸化膜への
偏析係数が大きいので、フィールド酸化工程によって表
面濃度が低下する傾向があり、フィールド頷域へのイオ
ン注入を省略することはできない。したがって寄生MO
SFETの反転電圧を高くするためには、少なくとも1
回のフォト工程を必要とした。
According to the conventional manufacturing method described above, it is possible to increase the inversion voltage of the parasitic MOSFET in a CMOS semiconductor device, but in the conventional manufacturing method, two additional photo steps are required for this purpose, which increases the number of man-hours. The problem was that it was increasing. Generally, for n-wells, if the thickness of the field oxide film and the concentration of the well are set relatively large, it is possible to omit ion implantation into the field region.
Regarding the p-well, since the segregation coefficient of boron, which is an impurity, in the oxide film is large, the surface concentration tends to decrease by the field oxidation process, and ion implantation into the field nodule region cannot be omitted. Therefore, parasitic MO
In order to increase the inversion voltage of SFET, at least 1
It required multiple photo processes.

本発明は、従来のCMOS半導体装置の製造方法におけ
る上記問題点を解決するためになされたもので、フォト
工程を追加することなくフィールド酸化膜をゲート絶縁
膜とする寄生MOSFETの反転電圧が高いCMOS半
導体装置を製造できる方法を提供することを目的とする
. 〔課題を解決するための手段及び作用〕上記問題点を解
決するため、本発明は、半導体基板にPチャネルMOS
FETを形成するnウェルとnチャネルMOSFETを
形成するpウェルを備え、inウェル及びpウェルの素
子領域に選択的に耐酸化膜を形成して、分離領域を選択
的に酸化してフィールド酸化膜を形成するCMOS半導
体装置の製造方法において、前記素子領域に選択的に耐
酸化膜を形成したのち分離領域の選択的な酸化を行う前
に、前記pウェル及びnウェルの両方の分離領域全面に
対して、ボロンをイオン注入するものである。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems in the conventional manufacturing method of CMOS semiconductor devices. The purpose is to provide a method for manufacturing semiconductor devices. [Means and effects for solving the problem] In order to solve the above problems, the present invention provides a P-channel MOS on a semiconductor substrate.
It has an n-well that forms an FET and a p-well that forms an n-channel MOSFET, and an oxidation-resistant film is selectively formed in the element regions of the in-well and p-well, and the isolation region is selectively oxidized to form a field oxide film. In a method for manufacturing a CMOS semiconductor device in which an oxidation-resistant film is selectively formed in the element region, and before selective oxidation of the isolation region is performed, the entire surface of the isolation region of both the p-well and the n-well is coated. On the other hand, boron ions are implanted.

二のように分離領域全面にポロンをイオン注入すること
により、nウェルについては適切なイオン注入条件及び
分M領域酸化条件を設定することによウて、分離領域の
酸化時のnウェルの不純物のパイルアップにより、注入
されたポロンを補償し、寄生MOSFETの反転電圧を
十分に高くすることが可能となる。
By implanting poron ions into the entire surface of the isolation region as shown in step 2, by setting appropriate ion implantation conditions and oxidation conditions for the M region for the n-well, impurities in the n-well during oxidation of the isolation region can be removed. The pile-up of the injected poron compensates for the injected poron and makes it possible to make the inversion voltage of the parasitic MOSFET sufficiently high.

〔実施例〕〔Example〕

次に実施例について説明する。第1図八〜[C]は、本
発明に係るCMOS半導体装置の製造方法の一実施例を
説明するための製造工程図である。まず、第1図^に示
すように、低濃度のp型半導体基板1に、表面濃度が2
 XIO”/cdでりんを不純物とするnウェル2と、
表面濃度がI XIO”/cjでボロンを不純物とする
pウェル3を形成し、次いで500人の厚さのパッド酸
化膜4と1000人の耐酸化マスクとなるシリコン窒化
膜5をウエハー全面に形成し、素子頷域をレジストパタ
ーン6でマスクして、素子領域以外の領域、すなわちフ
ィールド領域のシリコン窒化膜5を選択的に除去する。
Next, an example will be described. 8 to [C] are manufacturing process diagrams for explaining one embodiment of the method for manufacturing a CMOS semiconductor device according to the present invention. First, as shown in FIG. 1, a p-type semiconductor substrate 1 with a surface concentration of 2
n-well 2 with phosphorus as an impurity in XIO”/cd,
A p-well 3 containing boron as an impurity with a surface concentration of IXIO''/cj is formed, and then a pad oxide film 4 with a thickness of 500 mm and a silicon nitride film 5 serving as an oxidation-resistant mask of 1000 mm are formed over the entire surface of the wafer. Then, the device edge region is masked with a resist pattern 6, and the silicon nitride film 5 in the region other than the device region, that is, the field region, is selectively removed.

次に第1図田)に示すように、レジストパターン6をマ
スクとして、フィールド領域全面にボロン7を加速電圧
80KeVでイオン注入する.この際、レジストパター
ン6を除去してからシリコン窒化膜5をマスクとしてイ
オン注入することもできるが、この場合は注入されたボ
ロンが素子領域に入らないように、比較的低い加速電圧
で注入しなければならない。この注入されたボロンの分
布が浅い場合は、フィールド酸化時に、より多くのボロ
ンが偏析によって酸化膜中に取り込まれるので、厚いレ
ジストパターンをマスクとしてやや深《までボロンをイ
オン注入することが望ましい.次に第1図(C)に示す
ように、900℃の水蒸気雰囲気でフィールド領域を選
択的に酸化して、厚さ6000人のフィールド酸化膜8
を形成する。この際、nウェル2の表面はフィールド酸
化前にはp型不純物であるボロン7のイオン注入によっ
てp型化しているが、フィールド酸化によるりんのパイ
ルアップでこれを補償し、更に寄生MOSFETの反転
電圧が十分に高くなるようにしなければならない.りん
のパイルアップは高温よりも低温の酸化において、より
顕著となるので、上記のように900゜C以下の比較的
低温で酸化する必要がある.その後はシリコン窒化膜5
を除去し、通常の工程によってCMOS半導体装置を完
成させる。
Next, as shown in Figure 1), using the resist pattern 6 as a mask, boron 7 is ion-implanted into the entire field region at an acceleration voltage of 80 KeV. At this time, ions can be implanted using the silicon nitride film 5 as a mask after removing the resist pattern 6, but in this case, the implantation is performed at a relatively low acceleration voltage to prevent the implanted boron from entering the element region. There must be. If the implanted boron distribution is shallow, more boron will be incorporated into the oxide film by segregation during field oxidation, so it is desirable to implant boron ions to a slightly deeper depth using a thick resist pattern as a mask. Next, as shown in FIG. 1(C), the field region is selectively oxidized in a water vapor atmosphere at 900° C. to form a field oxide film with a thickness of 6,000 μm.
form. At this time, the surface of the n-well 2 has been made p-type by ion implantation of boron 7, which is a p-type impurity, before field oxidation, but this is compensated for by phosphorus pile-up due to field oxidation, and the parasitic MOSFET is inverted. You need to make sure the voltage is high enough. Pile-up of phosphorus becomes more noticeable during oxidation at low temperatures than at high temperatures, so as mentioned above, it is necessary to oxidize at a relatively low temperature of 900°C or less. After that, silicon nitride film 5
is removed and a CMOS semiconductor device is completed through normal steps.

次に、本実施例における、フィールド酸化膜をゲート絶
縁膜とした寄生MOSFETの反転電圧と、前記ボロン
のイオン注入量の関係を測定した結果を第2図に示す。
Next, FIG. 2 shows the results of measuring the relationship between the inversion voltage of the parasitic MOSFET using the field oxide film as the gate insulating film and the boron ion implantation amount in this example.

なお第2図において、曲線aはnウェル、曲線bはpウ
ェルの特性を示している。この第2図からわかるように
、ボロンのイオン注入量を4×lO′!/cd程度とす
ることにより、pウェル及びnウェル上の寄生MOSF
ETの反転電圧を12V以上とすることができる。この
反転電圧は、5V程度でのCMOS集積回路を構成する
ことを考えた場合、十分な値であるといえる。
In FIG. 2, curve a shows the characteristics of an n-well, and curve b shows the characteristics of a p-well. As can be seen from Fig. 2, the boron ion implantation amount is 4×lO'! /cd, the parasitic MOSF on the p-well and n-well
The inversion voltage of ET can be 12V or more. This inversion voltage can be said to be a sufficient value when considering the construction of a CMOS integrated circuit of about 5V.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上実施例に基づいて説明したように、本発明によれば
、フォト工程を追加することなく、寄生MOSFETの
反転電圧が十分に高いCMOS半導体装置を容易に製造
することができる。
As described above based on the embodiments, according to the present invention, a CMOS semiconductor device with a sufficiently high inversion voltage of a parasitic MOSFET can be easily manufactured without adding a photo process.

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

第1図八〜(Clは、本発明に係るCMOS半導体装置
の製造方法の一実施例を説明するための製造工程図、第
2図は、寄生MO S F ETの反転電圧とボロンの
イオン注入量との関係を示す図、第3図八〜fD)は、
従来のCMOS半導体装置の製造方法を示す製造工程図
である。 図において、lはP型半導体基板、2はnウェル、3は
pウェル、4はパッド酸化膜、5はシリコンIt化膜、
6はレジストパターン、7はボロン、8はフィールド酸
化膜を示す。
1-8 (Cl is a manufacturing process diagram for explaining one embodiment of the method for manufacturing a CMOS semiconductor device according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the inversion voltage of a parasitic MOSFET and boron ion implantation. The diagram showing the relationship with the amount, Figure 3 8-fD) is
1 is a manufacturing process diagram showing a conventional method for manufacturing a CMOS semiconductor device. In the figure, l is a P-type semiconductor substrate, 2 is an n-well, 3 is a p-well, 4 is a pad oxide film, 5 is a silicon It film,
Reference numeral 6 indicates a resist pattern, 7 indicates a boron film, and 8 indicates a field oxide film.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体基板にpチャネルMOSFETを形成するn
ウェルとnチャネルMOSFETを形成するpウェルを
備え、該nウェル及びpウェルの素子領域に選択的に耐
酸化膜を形成して、分離領域を選択的に酸化してフィー
ルド酸化膜を形成するCMOS半導体装置の製造方法に
おいて、前記素子領域に選択的に耐酸化膜を形成したの
ち分離領域の選択的な酸化を行う前に、前記pウェル及
びnウェルの両方の分離領域全面に対して、ボロンをイ
オン注入することを特徴とするCMOS半導体装置の製
造方法。 2、前記分離領域の選択的な酸化は、900℃以下の水
蒸気雰囲気で行われることを特徴とする請求項1記載の
CMOS半導体装置の製造方法。 3、前記ボロンのイオン注入は、前記耐酸化膜上に設け
たレジストパターンをマスクとして行われることを特徴
とする請求項1又は2記載のCMOS半導体装置の製造
方法。
[Claims] 1. Forming a p-channel MOSFET on a semiconductor substrate
A CMOS comprising a p-well forming a well and an n-channel MOSFET, an oxidation-resistant film is selectively formed in the element regions of the n-well and p-well, and a field oxide film is formed by selectively oxidizing the isolation region. In a method for manufacturing a semiconductor device, after selectively forming an oxidation-resistant film in the element region and before selectively oxidizing the isolation region, boron is applied to the entire surface of the isolation region of both the p-well and the n-well. 1. A method for manufacturing a CMOS semiconductor device, comprising ion implantation. 2. The method of manufacturing a CMOS semiconductor device according to claim 1, wherein the selective oxidation of the isolation region is performed in a steam atmosphere at a temperature of 900° C. or lower. 3. The method of manufacturing a CMOS semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein the boron ion implantation is performed using a resist pattern provided on the oxidation-resistant film as a mask.
JP2012736A 1990-01-24 1990-01-24 Manufacture of cmos semiconductor device Pending JPH03218662A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012736A JPH03218662A (en) 1990-01-24 1990-01-24 Manufacture of cmos semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012736A JPH03218662A (en) 1990-01-24 1990-01-24 Manufacture of cmos semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03218662A true JPH03218662A (en) 1991-09-26

Family

ID=11813720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012736A Pending JPH03218662A (en) 1990-01-24 1990-01-24 Manufacture of cmos semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03218662A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR940005891B1 (en) Semiconductor memory device and fabricating method thereof
EP0135243B1 (en) A method of producing a semiconductor structure on a substrate and a semiconductor device manufactured thereby
JP2778550B2 (en) Method for manufacturing semiconductor integrated circuit
JP2000216268A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0272661A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH1126392A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH09172062A (en) Semiconductor device and its manufacture
JP2751853B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH03218662A (en) Manufacture of cmos semiconductor device
JPH06268057A (en) Manufacture of semiconductor device
JP3128482B2 (en) Method for manufacturing CMOS semiconductor device
JP2000299387A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPS62265765A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JP3216110B2 (en) Method of manufacturing complementary semiconductor device
JP3188132B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH0113229B2 (en)
JP2633525B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3128481B2 (en) Method for manufacturing CMOS semiconductor device
JP2001110910A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0422345B2 (en)
JPH05114609A (en) Manufacture of semiconductor device
JP3162937B2 (en) Method for manufacturing CMOS semiconductor device
JPH03227055A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH1050859A (en) Manufacture of semiconductor integrated circuit
JPS6281051A (en) Semiconductor device and manufacture thereof