JPH0344069A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH0344069A
JPH0344069A JP1177941A JP17794189A JPH0344069A JP H0344069 A JPH0344069 A JP H0344069A JP 1177941 A JP1177941 A JP 1177941A JP 17794189 A JP17794189 A JP 17794189A JP H0344069 A JPH0344069 A JP H0344069A
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well region
thin
forming
gate
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To increase resistance to radiation by laminating a thin field oxide film and a thin gate oxide film formed by wet oxidation at a low temperature. CONSTITUTION:A thin field oxide film 26 of 4000-5000Angstrom in thickness is formed between well regions 24, 28, A thin gate oxide film 30 of 100-200Angstrom in thickness is formed by wet oxidation at a temperature lower than or equal to 850 deg.C. A thin oxide film 31 of 100-200Angstrom in thickness is stacked and formed on the gate oxide film 30 and the field oxide film 26 by LP-CVD method. By forming the field oxide film and the gate oxide film, and stacking the LP-CVD oxide film, excellent resistance to the influence of hole trap caused by total dose of radiation is realized. The same effect can be obtained by damaging the surfaces by plasma processing, instead of stacking the LP CVD oxide film.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は半導体装置、詳しくはCMOS半導体装置の
製造方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a CMOS semiconductor device.

(従来の技術) 従来のCMOS半導体装置の製造方法を第3図を参照し
て説明する。
(Prior Art) A conventional method for manufacturing a CMOS semiconductor device will be described with reference to FIG.

まず第3図(a)に示すように、N型シリコン基板1の
一部にPウェル領域2を公知の方法で形成する。次に、
そのPウェル領域2とPチャンネルMOS)ランジスタ
の形成領域を除く、基板1のフィールド領域となる部分
にイオン注入と公知のLOCO3法でP゛のチャンネル
ストップ領域3およびフィールド酸化膜4を形成する。
First, as shown in FIG. 3(a), a P well region 2 is formed in a part of an N type silicon substrate 1 by a known method. next,
A P channel stop region 3 and a field oxide film 4 are formed by ion implantation and the well-known LOCO3 method in a portion of the substrate 1 that will become a field region, excluding the P well region 2 and the region where the P channel MOS transistor is to be formed.

フィールド酸化膜4は約7000人厚に生成させる。The field oxide film 4 is formed to have a thickness of about 7,000 layers.

次に、LOCO3法で用いた5iJn膜およびその下の
パッド酸化膜を除去した後、基板1のPチャンネルMO
S)ランジスタ形成領域に第3図(b)に示すようにN
ウェル領域5を形成する。このNウェル領域5は、基板
を一度犠牲酸化した後、公知のホトリソ、イオン注入お
よび1000〜1200℃程度のN2雰囲気中でのアニ
ールにより形成する。
Next, after removing the 5iJn film used in the LOCO3 method and the pad oxide film underneath, the P-channel MO of the substrate 1 is removed.
S) N in the transistor formation area as shown in FIG. 3(b).
A well region 5 is formed. This N well region 5 is formed by sacrificial oxidation of the substrate once, and then by known photolithography, ion implantation, and annealing in an N2 atmosphere at about 1000 to 1200°C.

次に犠牲酸化膜を除去した後、Pウェル領域2およびN
ウェル領域5の露出表面に第3図(b)に示すように約
200〜300人厚のゲート酸化膜6を形成する。
Next, after removing the sacrificial oxide film, P well region 2 and N
A gate oxide film 6 having a thickness of approximately 200 to 300 layers is formed on the exposed surface of the well region 5, as shown in FIG. 3(b).

その後、公知のホトリソとイオン注入技術により、第3
図(c)に示すようにNウェル領域5に対して、31p
+によるチャンネルコントロールイオン打込み7を実施
する。
After that, a third
As shown in figure (c), for the N well region 5, 31p
Perform channel control ion implantation 7 using +.

その後、全面にゲート電極としてのポリシリコン膜8を
厚さ3000人程度にLP−CVD法(減圧化学的気相
成長法)により生成させ、31p+を熱拡散させる。さ
らに、そのポリシリコン膜8をゲート酸化膜6とともに
パターニングして第3図(c)に示すようにPウェル領
域2およびNウェル領域5上のゲート領域部にのみ残す
Thereafter, a polysilicon film 8 as a gate electrode is formed on the entire surface to a thickness of about 3,000 layers by LP-CVD (low pressure chemical vapor deposition), and 31p+ is thermally diffused. Furthermore, the polysilicon film 8 is patterned together with the gate oxide film 6 to leave it only in the gate region portion above the P well region 2 and the N well region 5, as shown in FIG. 3(c).

次に、ホトリソ、イオン注入およびアニール処理により
、Pウェル領域2およびNウェル領域5内に、第3図(
d)に示すように、N、P両チャンネルMOS)ランジ
スタのソース・ドレイン領域9゜10を順次形成する。
Next, by photolithography, ion implantation, and annealing treatment, the inside of the P well region 2 and the N well region 5 is formed (FIG. 3).
As shown in d), source and drain regions 9 and 10 of both N and P channel MOS transistors are sequentially formed.

これによりPウェル領域2側にはNチャンネルMOS)
ランジスタ、Nウェル領域5側にはPチャンネルMOS
Lランジスタが完成する。
As a result, the P well region 2 side has an N channel MOS)
transistor, P channel MOS on N well region 5 side
The L transistor is completed.

次に全面にNSC膜(1000〜2000人厚)とBP
SG膜(6000〜8000人厚)を順次生成させ、リ
フローを行うことにより、同第3図(d)に示すように
全面に中間絶縁膜11を形成する。
Next, apply NSC film (1000 to 2000 thickness) and BP on the entire surface.
By sequentially forming SG films (6,000 to 8,000 thick) and performing reflow, an intermediate insulating film 11 is formed over the entire surface as shown in FIG. 3(d).

その後、この中間絶縁膜11に公知のホトリソとエツチ
ング技術により第3図(e)に示すようにコンタクトホ
ール12を開孔し、さらにそのコンタクトホール12を
通してソース・ドレイン領域9゜10に接続される金属
配線13を同様にホトリソとエツチング技術で形成する
Thereafter, a contact hole 12 is formed in this intermediate insulating film 11 by known photolithography and etching techniques, as shown in FIG. Metal wiring 13 is similarly formed using photolithography and etching techniques.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、以上のような従来の製造方法で得られた
構造では、γ線などの放射線の照射がなされた場合、ゲ
ート酸化膜6やフィールド酸化膜4中に、透過した放射
線によって引き起こされた電離したホールがトラップさ
れ正電荷を生じ、しきい値を負にシフトさせたり、ある
いは、基板1との界面において、チャンネル電流に悪影
響を与え、相互コンダクタンスg111の劣化に至る界
面準位の発生等に対して充分な耐性を持っていない状況
にあり、宇宙空間や放射線に係わる装置での使用には無
理があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the structure obtained by the conventional manufacturing method as described above, when irradiation with radiation such as γ rays is performed, the gate oxide film 6 and the field oxide film 4 are Ionized holes caused by the transmitted radiation are trapped and generate positive charges, which may shift the threshold value negatively or adversely affect the channel current at the interface with the substrate 1, leading to deterioration of the transconductance g111. However, it does not have sufficient resistance to the generation of interface states, making it unsuitable for use in equipment related to space or radiation.

この発明は上記の点に鑑みなされたもので、放射線照射
によって引き起こされる種々な特性上の劣化に対し、強
固な構造と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。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can have a strong structure against various characteristic deteriorations caused by radiation irradiation.

(課題を解決するための手段) この発明は、半導体装置、特にCMOS半導体装置の製
造方法において、フィールド酸化膜を薄く形成し、さら
にPウェル領域とNウェル領域上に850℃以下のウェ
ット酸化でゲート酸化膜を薄く形成した後、これらゲー
ト酸化膜とフィールド酸化膜上に、減圧化学的気相成長
法による薄い酸化膜を重ねて形成するようにしたもので
ある。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device, particularly a CMOS semiconductor device, in which a field oxide film is formed thinly, and wet oxidation is performed at 850° C. or lower on a P-well region and an N-well region. After forming a thin gate oxide film, a thin oxide film is formed overlying the gate oxide film and the field oxide film by low pressure chemical vapor deposition.

または、フィールド酸化膜とゲート酸化膜を上記と同様
に形成し、それらの表面にプラズマ処理により損傷を与
えるようにしたものである。また、この損傷を与える方
法においては、その損傷が与えられたフィールド酸化膜
およびゲート酸化膜上に、減圧化学的気相成長法による
薄い酸化膜あるいは薄い熱酸化膜を重ねて形成する。ま
た、半導体基板は、基板部上にエピタキシャル層を有す
る構成とし、このエピタキシャル層は、このエピタキシ
ャル層に形成される前記各ウェル領域の深さと同程度に
薄く形成する。
Alternatively, a field oxide film and a gate oxide film are formed in the same manner as above, and their surfaces are damaged by plasma treatment. Furthermore, in this method of causing damage, a thin oxide film or a thin thermal oxide film is formed over the damaged field oxide film and gate oxide film by low pressure chemical vapor deposition. Further, the semiconductor substrate has an epitaxial layer on the substrate portion, and this epitaxial layer is formed as thin as the depth of each well region formed in this epitaxial layer.

(作 用) 薄いフィールド酸化膜および850℃以下のウェット酸
化で形成した薄いゲート酸化膜は、ホールトラップ密度
が低く、放射線に対する耐性が大きい。しかも、それら
の上にホールトラップ密度の多い減圧化学的気相成長法
による酸化膜(LPGVD酸化膜)を重ねれば、放射線
の照射によりゲート酸化膜およびフィールド酸化膜中に
発生したホールは、基板との界面にはトラップされず(
ここにトラップされると素子特性が劣化する)、上面の
LP−CVD酸化膜との界面にトラップされる。したが
って、上記のようなフィールド酸化膜とゲート酸化膜を
形成することと、LP−CVD酸化膜を重ねることで、
放射線のトータルドーズによるホールトラップの影響に
対し、強固な耐性を有することとなる。
(Function) A thin field oxide film and a thin gate oxide film formed by wet oxidation at 850° C. or lower have a low hole trap density and high resistance to radiation. Moreover, if an oxide film made by low pressure chemical vapor deposition (LPGVD oxide film) with a high hole trap density is layered on top of these, the holes generated in the gate oxide film and field oxide film due to radiation irradiation will be removed from the substrate. It is not trapped at the interface with (
If trapped here, the device characteristics will deteriorate), and trapped at the interface with the LP-CVD oxide film on the upper surface. Therefore, by forming the field oxide film and gate oxide film as described above, and layering the LP-CVD oxide film,
It has strong resistance to the effect of hole traps caused by the total dose of radiation.

一方、前記フィールド酸化膜およびゲート酸化膜上にL
 P −CV D酸化膜を重ねる代わりに、それらの表
面にプラズマ処理により損傷を与えても、L P −C
V D酸化膜を重ねた場合と同様の効果が得られる。つ
まり、フィールド酸化膜およびゲート酸化膜(SiO□
膜)の表面にプラズマ処理により損傷を与えれば、表面
のSiO□中のSiの結合手段の一部が手あきの状態(
例えば0=Si=0が一5i=0となるような状態)と
なり、この手あきの結合手がホールを積極的にトラップ
する。したがって、この場合も放射線に対し強固な耐性
が得られる。
On the other hand, L is formed on the field oxide film and the gate oxide film.
Instead of stacking P-CVD oxide films, even if their surfaces are damaged by plasma treatment, L P-C
The same effect as when VD oxide films are stacked can be obtained. In other words, the field oxide film and gate oxide film (SiO□
If the surface of the film (film) is damaged by plasma treatment, some of the bonding means of Si in the SiO□ on the surface will be left open (
For example, 0=Si=0 -5i=0), and this free bond actively traps holes. Therefore, strong resistance to radiation can also be obtained in this case.

なお、フィールド酸化膜およびゲート酸化膜の表面にプ
ラズマ処理により損傷を与えた場合は、それらの上にゲ
ート耐圧を確保する意味で熱酸化膜あるいはLP−CV
D酸化膜を重ねる。LPGVD酸化膜を重ねた場合は、
該L P−CV D酸化膜によるホールトラップ効果が
加わり、放射線耐性に関してより良好な結果が得られる
Note that if the surfaces of the field oxide film and gate oxide film are damaged by plasma treatment, a thermal oxide film or LP-CV film is placed over them to ensure the gate breakdown voltage.
D Overlap the oxide film. When stacking LPGVD oxide films,
With the addition of the hole trap effect caused by the L P-CVD oxide film, better results in terms of radiation resistance can be obtained.

なお、酸化膜全体としてはホールトラップ密度は少ない
方がよく、そこで、ホールトラップ密度の多いLP−C
VD酸化膜は薄く形成する。
Note that it is better for the oxide film as a whole to have a low hole trap density, so LP-C, which has a high hole trap density,
The VD oxide film is formed thin.

また、この発明では、半導体基板のエピタキシャル層が
薄<、そこに形成される各ウェル領域の深さとほぼ等し
い構造となるので、放射線の中でも重粒子等により半導
体基板中で発生したホールおよび電子によるラッチアッ
プ現象に対しても良好な効果が期待できるようになる。
In addition, in this invention, since the epitaxial layer of the semiconductor substrate is thin and has a structure that is approximately equal to the depth of each well region formed therein, holes and electrons generated in the semiconductor substrate by heavy particles etc., even in the presence of radiation, are A good effect can also be expected on the latch-up phenomenon.

また、フィールド酸化膜が薄ければ段差が少なくなり、
さらにその段差が上に重なるL P−CV D酸化膜や
熱酸化膜でなだらかになるので、上層膜の被覆状態は良
好となる。
Also, if the field oxide film is thinner, there will be fewer steps.
Further, since the level difference is smoothed by the overlying L P-CVD oxide film or thermal oxide film, the covering condition of the upper layer film is improved.

(実施例) 以下この発明の実施例を図面を参照して説明する。最初
にこの発明の第1の実施例を第1図を参照して説明する
(Example) Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第1図(a)において、21は半導体基板である。In FIG. 1(a), 21 is a semiconductor substrate.

この半導体基板21は、N型不純物を1016〜101
018ato/cr&の濃度で含む基板部22上に、同
しくN型の不純物を10”〜101015ato/cJ
程度の濃度で含むN−エピタキシャル層23を4〜6μ
m厚に成長させて形成されている。この半導体基板21
のエピタキシャル層23の一部に、このエピタキシャル
層23の厚さと同一の深さにPウェル領域24を公知の
方法で形成する。次に、そのPウェル領域24とPチャ
ンネルMOSトランジスタ形成領域を除く、エピタキシ
ャル層23のフィールド領域となる部分にイオン注入と
公知のL OCOS法でP+のチャンネルストップ領域
25およびフィールド酸化膜26を形威する。フィール
ド酸化膜26は約70000厚に生成させる。
This semiconductor substrate 21 contains N-type impurities of 1016 to 101
Similarly, N-type impurities are added at a concentration of 10'' to 101015ato/cJ on the substrate portion 22 containing a concentration of 018ato/cr&.
The N-epitaxial layer 23 containing a concentration of about 4 to 6μ
It is formed by growing it to a thickness of m. This semiconductor substrate 21
A P well region 24 is formed in a part of the epitaxial layer 23 at the same depth as the thickness of the epitaxial layer 23 by a known method. Next, a P+ channel stop region 25 and a field oxide film 26 are formed by ion implantation and the well-known LOCOS method in the portion of the epitaxial layer 23 that will become the field region, excluding the P well region 24 and the P channel MOS transistor formation region. Intimidate. The field oxide film 26 is formed to a thickness of approximately 70,000 mm.

次に、LOCO3法で用いたSi:uL膜を除去した後
、公知のウェットエツチングまたはエッチバックを用い
て、第1図6)に示すようにフィールド酸化膜26を4
000人〜5000人程度にまで薄くなるようにエツチ
ングする。この時、LOCO3法で用いた第1図(a)
に示すパッド酸化膜27が同時に除去される。
Next, after removing the Si:uL film used in the LOCO3 method, the field oxide film 26 is etched into four layers using known wet etching or etch-back.
Etch it so that it is as thin as 0.000 to 5000. At this time, Figure 1 (a) used in the LOCO3 method
The pad oxide film 27 shown in FIG. 2 is removed at the same time.

次に、同第1図(b)に示すように、エピタキシャル層
23のPチャンネルMOS)ランジスタ形成領域にNウ
ェル領域28を形成する。このNウェル領域28は、基
板を一度犠牲酸化した後、公知のホトリソ、イオン注入
および1000〜1200℃程度のN2雰囲気中でのア
ニールにより形成する。また、このNウェル領域28は
、エピタキシャル層23の厚みと同一の深さに形威する
。その後、このNウェル領域28に対して、公知のホト
リソとイオン注入によりチャンネルコントロールイオン
打込み29を実施する。その後、犠牲酸化膜を除去する
。この犠牲酸化膜除去後の状態が第1図〜)に描かれて
いる。
Next, as shown in FIG. 1(b), an N-well region 28 is formed in the P-channel MOS transistor forming region of the epitaxial layer 23. This N well region 28 is formed by sacrificial oxidation of the substrate, and then by known photolithography, ion implantation, and annealing in an N2 atmosphere at about 1000 to 1200°C. Further, this N-well region 28 is formed to have the same depth as the thickness of the epitaxial layer 23. Thereafter, channel control ion implantation 29 is performed on this N well region 28 by known photolithography and ion implantation. After that, the sacrificial oxide film is removed. The state after removing this sacrificial oxide film is depicted in FIGS.

次に、Pウェル領域24およびNウェル領域28の露出
表面に850℃以下のウニ・ント酸化によって第1図(
c)に示すようにゲート酸化膜30を厚さ約100〜2
000程度に形成する。さらに、そのゲート酸化膜30
とフィールド酸化膜26上にLP−CVD法によって酸
化膜31を100〜200人厚に形成する。さらに、そ
の酸化膜31上にゲート電極としてのポリシリコン膜3
2をLP−CVD法によって3000人程度0厚さに形
威し、これに31p+ を熱拡散させる。
Next, the exposed surfaces of the P-well region 24 and the N-well region 28 are oxidized at 850° C. or less (see FIG. 1).
As shown in c), the gate oxide film 30 is formed to a thickness of about 100 to 2
000 or so. Furthermore, the gate oxide film 30
Then, an oxide film 31 is formed to a thickness of 100 to 200 layers on the field oxide film 26 by the LP-CVD method. Further, a polysilicon film 3 as a gate electrode is formed on the oxide film 31.
2 is shaped to a thickness of about 3,000 by LP-CVD, and 31p+ is thermally diffused into this.

そして、このポリシリコン膜32を公知のホトリソとエ
ツチングによりバターニングして、第1図(d)に示す
ように各ウェル領域24.28のゲート領域部上にのみ
ゲート電極として残す。
This polysilicon film 32 is then patterned by known photolithography and etching, leaving gate electrodes only on the gate regions of each well region 24, 28, as shown in FIG. 1(d).

その後、ホトリソ、イオン注入およびアニール処理によ
り、N、P両チャンネルMOSトランジスタのソース・
ドレイン領域33.34を同第11 図(d)に示すようにPウェル領域24およびNウェル
領域28内に形成する。これによりPウェル領域24側
にはNチャンネルMOS)ランジスタ、Nウェル領域2
8側にはPチャンネルMOSI−ランジスタが完成する
。なお、NチャンネルMOSトランジスタのソース・ド
レイン領域33は、ここでは二重拡散を用いたDDD構
造(DoubleDoped Drain構造)に形威
している。ソース・ドレイン領域33.34はLDD構
造(Lightlylooped Drain構造)に
形成することも可能である。
After that, photolithography, ion implantation, and annealing are performed to form the source
Drain regions 33 and 34 are formed in the P well region 24 and the N well region 28, as shown in FIG. 11(d). As a result, an N-channel MOS transistor is placed on the P-well region 24 side, and an N-channel MOS transistor is placed on the P-well region 24 side.
A P-channel MOSI transistor is completed on the 8 side. Note that the source/drain region 33 of the N-channel MOS transistor has a DDD structure (Double Doped Drain structure) using double diffusion. The source/drain regions 33 and 34 can also be formed in an LDD structure (Lightly Looped Drain structure).

次に、全面にNSC膜(1000〜2000人厚)とB
PSG膜(6000〜8000Å厚)を生成させ、リフ
ローを行うことにより、第1図(e)に示すように全面
に中間絶縁膜35を形成する。
Next, apply a NSC film (1000 to 2000 thick) on the entire surface and B.
By forming a PSG film (6000 to 8000 Å thick) and performing reflow, an intermediate insulating film 35 is formed over the entire surface as shown in FIG. 1(e).

その後、この中間絶縁膜35と酸化膜31ならびにゲー
ト酸化膜30に公知のホトリソとエツチング技術により
第1図(f)に示すようにコンタクトホール3.6を開
孔し、さらにこのコンタクトホール36を通してソース
・ドレイン領域33.34に接続される金属配線37を
同様にホトリソと工2 ッチング技術で形成する。
Thereafter, a contact hole 3.6 is formed in the intermediate insulating film 35, the oxide film 31, and the gate oxide film 30 using known photolithography and etching techniques, as shown in FIG. Metal wiring 37 connected to source/drain regions 33 and 34 is similarly formed using photolithography and etching techniques.

以上の第1の実施例では、半導体基板21のエピタキシ
ャル層23は4〜6μmと薄く、そこに形成される各ウ
ェル領域24.28の深さと等しい構造となる。また、
フィールド酸化膜26も4000〜5000 Aと薄く
、さらにゲート酸化膜30も850℃以下のウェット酸
化を用いて100〜200人と薄く形威されている。そ
して、このゲート酸化膜30とフィールド酸化膜26上
にLP−CVD法による100〜200人と薄い酸化膜
31が重なる構造となる。
In the first embodiment described above, the epitaxial layer 23 of the semiconductor substrate 21 is as thin as 4 to 6 μm, and has a structure equal to the depth of each well region 24 and 28 formed therein. Also,
The field oxide film 26 is also as thin as 4,000 to 5,000 A, and the gate oxide film 30 is also made as thin as 100 to 200 A by using wet oxidation at 850° C. or lower. Then, a thin oxide film 31 of 100 to 200 layers formed by the LP-CVD method is overlapped on the gate oxide film 30 and the field oxide film 26.

第2図はこの発明の第2の実施例を示す。この第2の実
施例は、フィールド酸化膜とゲート酸化膜を第1の実施
例と同様に形威し、それらの表面にプラズマ処理により
損傷を与えるようにしたものである。
FIG. 2 shows a second embodiment of the invention. In this second embodiment, the field oxide film and gate oxide film are formed in the same manner as in the first embodiment, and their surfaces are damaged by plasma treatment.

この第2の実施例では、第2図(a)、(b)に示すよ
うに、チャンネルコントロールイオン打込み29後の犠
牲酸化膜の除去工程まで第1の実施例と同様の工程を進
める。ただし、この第2の実施例では、L OG OS
工程によってフィールド酸化膜26を約50000厚と
薄く形威している。したがって、LOGO3工程後の工
程−ルド酸化膜26の一部エンチング工程は省略されて
いる。ゆえに、Nウェル領域28の形成工程前にr−a
 c o s工程で用いたS i 3tJ a膜を除去
した時、続いてその下のパッド酸化膜も除去する。
In this second embodiment, as shown in FIGS. 2(a) and 2(b), the same steps as in the first embodiment are performed up to the step of removing the sacrificial oxide film after the channel control ion implantation 29. However, in this second embodiment, LOGOS
Through the process, the field oxide film 26 is made thin with a thickness of approximately 50,000 mm. Therefore, the process of partially etching the field oxide film 26 after the LOGO3 process is omitted. Therefore, before the step of forming the N well region 28, ra
When the S i 3tJ a film used in the cos process is removed, the pad oxide film underneath is also removed.

前記のように同様の工程を進めて犠牲酸化膜を除去した
ならば、次に第2図(c)に示すように、Pウェル領域
24およびNウェル領域28の露出表面に850℃以下
のウェット酸化によってゲート酸化膜30を500〜1
000人厚に形成する。
After the sacrificial oxide film is removed by performing the same process as described above, next, as shown in FIG. The gate oxide film 30 is reduced by 500 to 1
000 people thick.

次に、このゲート酸化膜30をドライエンチングによっ
て第2図(d)に示すように100〜200Åと薄くす
る。この時、このドライエツチングによってフィールド
酸化膜26の一部もエツチングされる。さらに、このド
ライエツチングによってフィールド酸化膜26とゲート
酸化膜30の表面に損傷が与えられるようになる。
Next, this gate oxide film 30 is thinned to 100 to 200 Å by dry etching as shown in FIG. 2(d). At this time, a portion of the field oxide film 26 is also etched by this dry etching. Furthermore, this dry etching causes damage to the surfaces of field oxide film 26 and gate oxide film 30.

なお、この例ではデーl−酸化膜30をドライエツチン
グで薄膜化し、同時にゲート酸化膜30とフィールド酸
化膜26の表面に損傷を与えるのでアルカ、前記850
℃以下のウェット酸化で100〜200人と薄くゲート
酸化膜30を形威して、このゲート酸化膜30とフィー
ルド酸化膜26の表面に損傷のみをプラズマで与えるよ
うにしてもよい。
In this example, the di-oxide film 30 is thinned by dry etching, and the surfaces of the gate oxide film 30 and the field oxide film 26 are damaged at the same time.
The gate oxide film 30 may be formed as thin as 100 to 200 degrees by wet oxidation at temperatures below .degree. C., and only the surfaces of the gate oxide film 30 and the field oxide film 26 may be damaged by plasma.

次に、その損傷が与えられたゲート酸化膜30とフィー
ルド酸化膜26上に同第2図(d)に示すように酸化膜
38を形成する。ここで、酸化膜38としては、ゲート
酸化膜30を同様な方法で熱酸化膜を100〜200人
形成するか、LP−CVD法で酸化膜を100〜200
人形成する。この酸化膜38とゲート酸化膜30のトー
タル厚は、デバイスにより必要に応して決める。
Next, an oxide film 38 is formed on the damaged gate oxide film 30 and field oxide film 26, as shown in FIG. 2(d). Here, the oxide film 38 can be formed by forming a thermal oxide film of 100 to 200 layers using the same method as the gate oxide film 30, or by forming an oxide film of 100 to 200 layers using the LP-CVD method.
Form people. The total thickness of this oxide film 38 and gate oxide film 30 is determined depending on the device as required.

そして、このように酸化膜38を形威した後は、ゲート
電極としてのポリシリコン膜32を形成する工程以降を
第2図(e)〜(ロ)に示すように第1の実施例と同様
に行い、装置を完成させる。この部分の説明は省略する
。なお、ゲート電極はポリサイ5 ド膜で形成することもできる。
After forming the oxide film 38 in this way, the process from the step of forming the polysilicon film 32 as a gate electrode is similar to that of the first embodiment, as shown in FIGS. 2(e) to 2(b). to complete the device. Explanation of this part will be omitted. Note that the gate electrode can also be formed of a polycide film.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、この発明の製造方法によれ
ば、フィールド酸化膜を薄く形威し、さらに850℃以
下のウェット酸化でゲート酸化膜を薄(形成し、それら
の上にLP−CVD法による酸化膜を重ねるか、あるい
はそれらの表面にプラズマによって損傷を与えるように
したので、放射線のトータルドーズによるホールトラッ
プの影響に対し強固な耐性を得ることができる。また、
フィールド酸化膜とゲート酸化膜の表面を損傷させる方
法において、それらの上にゲート耐圧確保のため重ねる
酸化膜としてL P−CV D法の酸化膜を形成すれば
、よりホールトラップの影響に対し強固な耐性を得るこ
とができる。
(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the manufacturing method of the present invention, the field oxide film is formed thinly, and the gate oxide film is further formed thinly by wet oxidation at 850° C. or lower. By overlaying an oxide film using the LP-CVD method or by damaging the surface with plasma, it is possible to obtain strong resistance to the effects of hole traps caused by the total dose of radiation.Also,
In the method of damaging the surfaces of the field oxide film and gate oxide film, if an oxide film of the L P-CVD method is formed as an oxide film on top of them to ensure gate breakdown voltage, it will be more resistant to the effects of hole traps. You can get a lot of resistance.

また、この発明では、半導体基板の上にエピタキシャル
層を薄<シ、そこに形成される各ウェル領域の深さとほ
ぼ等しい構造となるようにしたので、放射線の中でも重
粒子により半導体基板中で発生したホールおよび電子に
よるラツチア・ノブ現■b 象に対しても良好な結果を得ることができる。
In addition, in this invention, the epitaxial layer is thin and has a structure approximately equal to the depth of each well region formed thereon on the semiconductor substrate. Good results can also be obtained for the Lattsier-Knob phenomenon caused by holes and electrons.

また、前記のようにフィールド酸化膜を薄くすれば段差
が少な(なり、さらにそのフィールド酸化膜とゲート酸
化膜つまり全面にL P−CV D法などの酸化膜を重
ねれば、より段差がなだらかとなるので、上層膜の被覆
状態を良好にし得る。
In addition, if the field oxide film is made thinner as mentioned above, the step difference will be smaller (and if the field oxide film and the gate oxide film, that is, the entire surface are covered with an oxide film such as L P-CVD method), the step difference will become more gentle. Therefore, the coating state of the upper layer film can be improved.

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

第1図はこの発明の半導体装置の製造方法の第1の実施
例を示す工程断面図、第2図はこの発明の第2の実施例
を示す工程断面図、第3図は従来の製造方法を示す工程
断面図である。 21・・・半導体基板、22・・・基板部、23・・・
エピタキシャル層、24・・・Pウェル領域、26・・
・フィールド酸化膜、28・・・Nウェル領域、30・
・・ゲート酸化膜、31・・・L P −CV D酸化
膜、32・・・ポリシリコン膜、33.34・=・ソー
ス・ドレイン領域、38・・・酸化膜。 従来の 第 敷積で沫 3図
FIG. 1 is a process sectional view showing a first embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, FIG. 2 is a process sectional view showing a second embodiment of the invention, and FIG. 3 is a conventional manufacturing method. FIG. 21... Semiconductor substrate, 22... Substrate part, 23...
Epitaxial layer, 24...P well region, 26...
・Field oxide film, 28...N well region, 30・
...Gate oxide film, 31...LP-CVD oxide film, 32...Polysilicon film, 33.34...=Source/drain region, 38...Oxide film. 3 figures with conventional 1st floor

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)(a)基板部上にエピタキシャル層を有する半導
体基板を準備する工程と、 (b)その半導体基板のエピタキシャル層にPウェル領
域、Nウェル領域およびフィールド酸化膜を形成し、特
にフィールド酸化膜は薄く形成する工程と、 (c)その後、前記各ウェル領域表面に850℃以下の
ウェット酸化により薄くゲート酸化膜を形成する工程と
、 (d)その後、前記ゲート酸化膜とフィールド酸化膜上
に減圧化学的気相成長法による薄い酸化膜を重ねる工程
と、 (e)その酸化膜上に各ウェル領域のゲート領域部でゲ
ート電極を形成する工程 (f)さらに各ウェル領域内にPチャンネルMOSトラ
ンジスタ、NチャンネルMOSトランジスタのソース・
ドレーン領域を形成する工程とを具備してなる半導体装
置の製造方法。
(1) (a) A step of preparing a semiconductor substrate having an epitaxial layer on the substrate portion, and (b) forming a P-well region, an N-well region, and a field oxide film in the epitaxial layer of the semiconductor substrate, in particular, forming a field oxide film. (c) Then, forming a thin gate oxide film on the surface of each well region by wet oxidation at 850° C. or lower; (d) After that, forming a thin gate oxide film on the gate oxide film and the field oxide film; (e) forming a gate electrode on the oxide film in the gate region of each well region; (f) further forming a P channel in each well region; MOS transistor, N channel MOS transistor source
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming a drain region.
(2)(a)基板部上にエピタキシャル層を有する半導
体基板を準備する工程と、 (b)その半導体基板のエピタキシャル層にPウェル領
域、Nウェル領域およびフィールド酸化膜を形成し、特
にフィールド酸化膜は薄く形成する工程と、 (c)その後、850℃以下のウェット酸化とプラズマ
処理により前記各ウェル領域の表面に薄くゲート酸化膜
を形成し、かつそのゲート酸化膜の表面に前記フィール
ド酸化膜の表面とともに損傷を与える工程と、 (d)その後、前記ゲート酸化膜とフィールド酸化膜上
に薄い熱酸化膜または減圧化学的気相成長法による薄い
酸化膜を形成する工程と、 (e)その熱酸化膜または減圧化学的気相成長法による
酸化膜上に各ウェル領域のゲート領域部でゲート電極を
形成する工程 (f)さらに各ウェル領域内にPチャンネルMOSトラ
ンジスタ、NチャンネルMOSトランジスタのソース・
ドレイン領域を形成する工程とを具備してなる半導体装
置の製造方法。
(2) (a) preparing a semiconductor substrate having an epitaxial layer on the substrate; (b) forming a P-well region, an N-well region, and a field oxide film in the epitaxial layer of the semiconductor substrate, particularly field oxidation. (c) After that, a thin gate oxide film is formed on the surface of each well region by wet oxidation and plasma treatment at 850° C. or lower, and the field oxide film is formed on the surface of the gate oxide film. (d) Thereafter, forming a thin thermal oxide film or a thin oxide film by low pressure chemical vapor deposition on the gate oxide film and the field oxide film; (e) Step (f) of forming a gate electrode in the gate region of each well region on a thermal oxide film or an oxide film formed by low pressure chemical vapor deposition;・
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming a drain region.
(3)半導体基板のエピタキシャル層は、該エピタキシ
ャル層に形成されるウェル領域の深さと同程度に薄いこ
とを特徴とする請求項(1)または(2)記載の半導体
装置の製造方法。
(3) The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein the epitaxial layer of the semiconductor substrate is as thin as the depth of a well region formed in the epitaxial layer.
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