JPH0397261A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0397261A JPH0397261A JP1232904A JP23290489A JPH0397261A JP H0397261 A JPH0397261 A JP H0397261A JP 1232904 A JP1232904 A JP 1232904A JP 23290489 A JP23290489 A JP 23290489A JP H0397261 A JPH0397261 A JP H0397261A
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- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
- H01L21/8232—Field-effect technology
- H01L21/8234—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
- H01L21/8238—Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS
- H01L21/823892—Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS with a particular manufacturing method of the wells or tubs, e.g. twin tubs, high energy well implants, buried implanted layers for lateral isolation [BILLI]
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は、半導体装置及びその製造方法に係り,とくに
相補型MOS集積回路に適用されるウェル及びその形成
方法に関するものである.(従来の技術) 集積回路の微細化が進むにつれて、たとえば、DRAM
のようなメモリは従来の平面構造からたて構造を多く採
用するようになって来ている。したがって,このDRA
Mのようなメモリなどにはトレンチ構造のキャパシタが
良く使われるようになった.しかし、トレンチキャパシ
タをメモリに組み込むには,製造上の色々の問題がある
.たとえば、ウェルが浅いとトレンチ間リークが生ずる
ために,それを抑えるためにウェル領域を深くしなけれ
ばならないなどの問題である。
相補型MOS集積回路に適用されるウェル及びその形成
方法に関するものである.(従来の技術) 集積回路の微細化が進むにつれて、たとえば、DRAM
のようなメモリは従来の平面構造からたて構造を多く採
用するようになって来ている。したがって,このDRA
Mのようなメモリなどにはトレンチ構造のキャパシタが
良く使われるようになった.しかし、トレンチキャパシ
タをメモリに組み込むには,製造上の色々の問題がある
.たとえば、ウェルが浅いとトレンチ間リークが生ずる
ために,それを抑えるためにウェル領域を深くしなけれ
ばならないなどの問題である。
従来の相補型MOS集積回路(以下、CMO SICと
略記する)の一般的なツィンウェル( T winW
e 11 )形成方法は第3図(a)〜(f)に示すと
おりである. p型シリコン基板l(不純物濃度IXIO”〜5×10
1″am−”)を酸素雰囲気中で熱酸化することにより
1000人の第1の酸化膜2を形成する(第3図(a)
)。
略記する)の一般的なツィンウェル( T winW
e 11 )形成方法は第3図(a)〜(f)に示すと
おりである. p型シリコン基板l(不純物濃度IXIO”〜5×10
1″am−”)を酸素雰囲気中で熱酸化することにより
1000人の第1の酸化膜2を形成する(第3図(a)
)。
p型ウェルを形成するため、フォトエッチングにより、
n型ウェル形成領域上に感光性樹脂3を.形成する。こ
の感光性樹脂3をマスクにしてホウ素をイオン注入する
。このとき、活性化していないホウ素により、第工のダ
メージ層4ができる(第3図(b))。
n型ウェル形成領域上に感光性樹脂3を.形成する。こ
の感光性樹脂3をマスクにしてホウ素をイオン注入する
。このとき、活性化していないホウ素により、第工のダ
メージ層4ができる(第3図(b))。
つぎに、後のフォトエッチング工程の合せマークを形成
するため感光性樹脂3をマスクにして、フッ化アンモン
液(NH,F)にて、 pウェル形成領域上の酸化膜2
を除去する。その後感光性樹脂3を除去する(第3図(
C))。
するため感光性樹脂3をマスクにして、フッ化アンモン
液(NH,F)にて、 pウェル形成領域上の酸化膜2
を除去する。その後感光性樹脂3を除去する(第3図(
C))。
フォトエッチング工程の合せマークを形成するため、酸
素雰囲気中で熱拡散することによりp型ウェル6を形成
する。このとき、同時に,pウェル上に酸化膜5が形成
され、シリコン基板1表面に合せマークとなる酸化膜の
段差が形成される(第3図(d))。
素雰囲気中で熱拡散することによりp型ウェル6を形成
する。このとき、同時に,pウェル上に酸化膜5が形成
され、シリコン基板1表面に合せマークとなる酸化膜の
段差が形成される(第3図(d))。
次にフォトエッチング工程によりp型ウェル領域上に感
光性樹脂7を形戊する.この感光性樹脂7をマスクにし
てリンをイオン注入する。このとき、活性化していない
リンにより第2のダメージ層8ができる(第3図(e)
). 次に感光性樹脂7を除去した後、不純物の活性化及び希
望とする拡散深さにするため熱拡散を行なってnウェル
9を形成し,ツィンウェル構或をつくることができる(
第3図(f))。このあと適宜に従来の手法で、この半
導体基板に1−レンチキャパシタなどを形成する. (発明が解決しようとする課題) 以上の従来技術において、第3図CQ”)のようにpウ
ェル形成領域上のシリコン基板lがあらわれている状態
で,酸素雰囲気中で熱拡散すると,酸化誘起積層欠陥(
OSF)が発生する。OSFはリンイオン注入領域より
ホウ素イオン注入領域により発生しやすく、イオン注入
ドーズ量に比例して増加する。また、前述のようにDR
AMでトレンチキャパシタを形成する場合、トレンチー
トレンチ間リークをおさえるため、深いpウェル領域を
形成する必要がある。深いpウェルを形成するためには
ホウ素のイオン注入ドーズ量を増やし、さらに、はじめ
にpウェルを形戊する必要があるため、O S F’は
発生しやすくなる。
光性樹脂7を形戊する.この感光性樹脂7をマスクにし
てリンをイオン注入する。このとき、活性化していない
リンにより第2のダメージ層8ができる(第3図(e)
). 次に感光性樹脂7を除去した後、不純物の活性化及び希
望とする拡散深さにするため熱拡散を行なってnウェル
9を形成し,ツィンウェル構或をつくることができる(
第3図(f))。このあと適宜に従来の手法で、この半
導体基板に1−レンチキャパシタなどを形成する. (発明が解決しようとする課題) 以上の従来技術において、第3図CQ”)のようにpウ
ェル形成領域上のシリコン基板lがあらわれている状態
で,酸素雰囲気中で熱拡散すると,酸化誘起積層欠陥(
OSF)が発生する。OSFはリンイオン注入領域より
ホウ素イオン注入領域により発生しやすく、イオン注入
ドーズ量に比例して増加する。また、前述のようにDR
AMでトレンチキャパシタを形成する場合、トレンチー
トレンチ間リークをおさえるため、深いpウェル領域を
形成する必要がある。深いpウェルを形成するためには
ホウ素のイオン注入ドーズ量を増やし、さらに、はじめ
にpウェルを形戊する必要があるため、O S F’は
発生しやすくなる。
また、ツィンウェルを形成するために、二度のフォトエ
ッチング工程が必要なため、工程数が増えるなどの製造
上の問題もある。
ッチング工程が必要なため、工程数が増えるなどの製造
上の問題もある。
本発明は、前記事情に鑑みて発明されたものであり、新
規な構造のツィンウェルと,このツィンウェルの形成に
おいて結晶欠陥の発生をおさえ、かつ製造工程数を減ら
すことによって高信頼性の半導体装置を容易に製造する
方法を提供することを目的とするものである。
規な構造のツィンウェルと,このツィンウェルの形成に
おいて結晶欠陥の発生をおさえ、かつ製造工程数を減ら
すことによって高信頼性の半導体装置を容易に製造する
方法を提供することを目的とするものである。
(課題を解決するための手段)
本発明は、半導体基板全面に形成したこの基板より不純
物濃度の高い第↓のウェルの深さをこの第1のウェル内
の所望の領域に形成した第2のウェルの深さの2倍以上
にすることを特徴とした半導体装置及び半導体基板に酸
化膜を形成してからイオン注入と熱拡散を行なって第1
のウェルを形成する工程と、第2のウェル形成領域にこ
の酸化膜を通してイオン注入を行なう工程と、この第2
のウェル形成領域に形成された酸化膜を除去してから熱
拡散を行なって第2のウェルを形成する工程とを具備し
てなることを特徴とする前記半導体装置の製造方法を提
供するものである。
物濃度の高い第↓のウェルの深さをこの第1のウェル内
の所望の領域に形成した第2のウェルの深さの2倍以上
にすることを特徴とした半導体装置及び半導体基板に酸
化膜を形成してからイオン注入と熱拡散を行なって第1
のウェルを形成する工程と、第2のウェル形成領域にこ
の酸化膜を通してイオン注入を行なう工程と、この第2
のウェル形成領域に形成された酸化膜を除去してから熱
拡散を行なって第2のウェルを形成する工程とを具備し
てなることを特徴とする前記半導体装置の製造方法を提
供するものである。
(作用)
本発明のような構或によって、半導体装置にトレンチキ
ャパシタを適用した際のトレンチ間リークが著しく減少
することができ、また、この半導体装置の製造方法によ
って、ツィンウェル形成時の結晶欠陥の発生を効果的に
抑えることができる, (実施例) この発咀の一実施例の半導体装置は第1図(e)に示さ
れている。
ャパシタを適用した際のトレンチ間リークが著しく減少
することができ、また、この半導体装置の製造方法によ
って、ツィンウェル形成時の結晶欠陥の発生を効果的に
抑えることができる, (実施例) この発咀の一実施例の半導体装置は第1図(e)に示さ
れている。
p型シリコン基板(不純物濃度1〜5X].0”a1’
″3)には、第1のウェル6 (p型領域、不純物濃度
3xlO”cm−’)と第2のウェル9 (n型領域、
不純物濃度6 X 10” cs−3)とが形成されて
おり,表面は酸化膜(SiO,)5が形成されている。
″3)には、第1のウェル6 (p型領域、不純物濃度
3xlO”cm−’)と第2のウェル9 (n型領域、
不純物濃度6 X 10” cs−3)とが形成されて
おり,表面は酸化膜(SiO,)5が形成されている。
第1ウェルの深さは約10pであり、第2ウェルの深さ
は約5μsである。第1ウェルの深さは,第2ウェルの
2倍になっている。この半導体装置(たとえばDRAM
)にトレンチキャパシタが組み込まれるが、その深さは
3〜54であり、トレンチ間リークの非常に少ないもの
が形成される. この一実施例の半導体装置は、以下のように、jjS1
図(a)〜(e)を参照して説明する。
は約5μsである。第1ウェルの深さは,第2ウェルの
2倍になっている。この半導体装置(たとえばDRAM
)にトレンチキャパシタが組み込まれるが、その深さは
3〜54であり、トレンチ間リークの非常に少ないもの
が形成される. この一実施例の半導体装置は、以下のように、jjS1
図(a)〜(e)を参照して説明する。
p型シリコン基板↓を酸素雰囲気中熱酸化することによ
り1000大の酸化膜2を形成する。その後、p型シリ
コン基板1の全面に酸化膜2をとおして,ホウ素をイオ
ン注入(150 k eV , 1.5 X 10”
am’″t)する.このとき、ホウ素のイオン注入によ
り、ダメージ層4が形成される(第工図(a)).第1
のウェル(pウェル領域)6を形成するため、酸素雰囲
気中、熱拡散(1190℃200分)を行なう。ただし
この熱拡散時、シリコン基板1は、第1のダメージ層4
があるがダメージ層4の表面には、酸化膜2がおおわれ
ている.このため酸素雰囲気中で熱拡散を行なっても○
SFは発生しない(第1図(b)). 次にフォトエッチング工程により、ウェル領域以外を感
光性樹脂3でおおう6この感光性樹脂3をマスクにして
、リンをイオン注入(150keV,2.5X1013
cs−”)する.このとき活性化していないリンにより
ダメージ層8ができる(第1図(Q)).次に、後のフ
ォトエッチング工程の合せマークを形成するため感光性
樹脂3をマスクにして、フッ化アンモン液(NH.F)
にて、 nウェル領域上の酸化膜2を除去する。その後
、感光性樹脂を除去する(第1図(d))。
り1000大の酸化膜2を形成する。その後、p型シリ
コン基板1の全面に酸化膜2をとおして,ホウ素をイオ
ン注入(150 k eV , 1.5 X 10”
am’″t)する.このとき、ホウ素のイオン注入によ
り、ダメージ層4が形成される(第工図(a)).第1
のウェル(pウェル領域)6を形成するため、酸素雰囲
気中、熱拡散(1190℃200分)を行なう。ただし
この熱拡散時、シリコン基板1は、第1のダメージ層4
があるがダメージ層4の表面には、酸化膜2がおおわれ
ている.このため酸素雰囲気中で熱拡散を行なっても○
SFは発生しない(第1図(b)). 次にフォトエッチング工程により、ウェル領域以外を感
光性樹脂3でおおう6この感光性樹脂3をマスクにして
、リンをイオン注入(150keV,2.5X1013
cs−”)する.このとき活性化していないリンにより
ダメージ層8ができる(第1図(Q)).次に、後のフ
ォトエッチング工程の合せマークを形成するため感光性
樹脂3をマスクにして、フッ化アンモン液(NH.F)
にて、 nウェル領域上の酸化膜2を除去する。その後
、感光性樹脂を除去する(第1図(d))。
次に不純物の活性化及び希望とする拡散深さにするため
、熱拡散(1190℃480分)することにより第2の
ウェル(n領域)9が形成され、ツィンウェル構成を形
成することができる. このような、ツィンウェル形成方式にすることにより、
OSFの発生をおさえることが可能となる. なお,本発明は上記実施例において、トレンチキャパシ
タを有するDRAMを考慮に入れたため,深いpウェル
を形成するため、第1の熱拡散を行なったが、トレンチ
キャパシタを有しないDRAM(スタックトキャバシタ
や平面キャパシタを用いるもの)では、この熱拡散を省
略し、Pウェル,nウェル拡散を第2の熱拡散で兼ねる
こともできる。
、熱拡散(1190℃480分)することにより第2の
ウェル(n領域)9が形成され、ツィンウェル構成を形
成することができる. このような、ツィンウェル形成方式にすることにより、
OSFの発生をおさえることが可能となる. なお,本発明は上記実施例において、トレンチキャパシ
タを有するDRAMを考慮に入れたため,深いpウェル
を形成するため、第1の熱拡散を行なったが、トレンチ
キャパシタを有しないDRAM(スタックトキャバシタ
や平面キャパシタを用いるもの)では、この熱拡散を省
略し、Pウェル,nウェル拡散を第2の熱拡散で兼ねる
こともできる。
さらに、本発明はツィンウェル形成について述べたが、
第2のウェル9を形成した後、同様の方法により、第3
のウェルを形成し,三重ウェルを形成することもできる
.以上のことをくり返し、四重ウェル,五重ウェル,・
・・と多層のウェルを形成することができる。
第2のウェル9を形成した後、同様の方法により、第3
のウェルを形成し,三重ウェルを形成することもできる
.以上のことをくり返し、四重ウェル,五重ウェル,・
・・と多層のウェルを形成することができる。
また、本発明は、P型シリコン基板について述べたが、
N型シリコン基板を用いてもよい。
N型シリコン基板を用いてもよい。
また、本発明は第lのウェルをPウェル,第2のウェル
をNウェルとしたが、逆にしてもよい。
をNウェルとしたが、逆にしてもよい。
以上詳述したように、この発明によれば、第lの熱拡散
時間,Nウェル領域形成のためのリンのイオン注入条件
(加速エネルギー ドーズ量),および第2の熱拡散時
間を変えることにより、従来のNウェルプロファイルに
近づけることができる。第4図に従来方式で形成したN
ウェル濃度プロファイルを示し、第2図に本発明のNウ
ェル濃度プロファイルを示す。
時間,Nウェル領域形成のためのリンのイオン注入条件
(加速エネルギー ドーズ量),および第2の熱拡散時
間を変えることにより、従来のNウェルプロファイルに
近づけることができる。第4図に従来方式で形成したN
ウェル濃度プロファイルを示し、第2図に本発明のNウ
ェル濃度プロファイルを示す。
また,本発明ではPウェル領域を形成するため、酸化W
12でシリコン基板1の表面をおおい、熱拡散を行なう
ため、OSFの発生を0.2ケ/一程度におさえること
ができ、さらにpn接合リークをおさえることができ、
高品質,高信頼性の半導体装置を形成することが可能に
なる. また、ツィンウェル形成において、フォトエッチング工
程方式では2回必要であったが、本発明では1回だけで
十分であり、工程短縮に役立つ.〔発明の効果〕 本発明により、トレンチ間リークのない高信頼性の半導
体装置を提供することができるようになり、また熱拡散
時の酸化誘起積層欠陥(○SF)の発生を効果的に抑え
ることができる.
12でシリコン基板1の表面をおおい、熱拡散を行なう
ため、OSFの発生を0.2ケ/一程度におさえること
ができ、さらにpn接合リークをおさえることができ、
高品質,高信頼性の半導体装置を形成することが可能に
なる. また、ツィンウェル形成において、フォトエッチング工
程方式では2回必要であったが、本発明では1回だけで
十分であり、工程短縮に役立つ.〔発明の効果〕 本発明により、トレンチ間リークのない高信頼性の半導
体装置を提供することができるようになり、また熱拡散
時の酸化誘起積層欠陥(○SF)の発生を効果的に抑え
ることができる.
第1図(a)〜(6)は本発明の半導体装置及びその製
造工程断面図,第2図は本発明のNウェル不純物プロフ
ァイルを示す図、第3図は従来例の半導体装置及びその
製造工程断面図、第4図は従来例のNウェル不純物プロ
ファイルを示す図である. l・・・p型シリコン基板、 2,5・・・酸化膜、3
,7・・・感光性樹脂, 4,8・・・ダメージ層、6
・・・第1のウェル(p型領域)、 9・・・第2のウェル(n型領域).
造工程断面図,第2図は本発明のNウェル不純物プロフ
ァイルを示す図、第3図は従来例の半導体装置及びその
製造工程断面図、第4図は従来例のNウェル不純物プロ
ファイルを示す図である. l・・・p型シリコン基板、 2,5・・・酸化膜、3
,7・・・感光性樹脂, 4,8・・・ダメージ層、6
・・・第1のウェル(p型領域)、 9・・・第2のウェル(n型領域).
Claims (2)
- (1)半導体基板全面に形成した前記基板より不純物濃
度の高い第1のウェルと前記第1のウェル内の所望の領
域に第2のウェルを具備してなる半導体装置において、
第1のウェルの深さは、第2のウェル深さの2倍以上で
あることを特徴とする半導体装置。 - (2)半導体基板に酸化膜を形成してからイオン注入を
前記基板全面に行なう工程と、熱拡散を行なうことによ
り第1のウェルを形成する工程と、第2のウェル形成領
域に前記酸化膜を通してイオン注入を行なう工程と前記
第2のウェル形成領域に形成された酸化膜を除去してか
ら熱拡散を行なって第2のウェルを形成する工程とを具
備してなる特許請求の範囲第1項の半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (6)
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---|---|---|---|
JP1232904A JPH081930B2 (ja) | 1989-09-11 | 1989-09-11 | 半導体装置の製造方法 |
US07/580,319 US5460984A (en) | 1989-09-11 | 1990-09-10 | Method of manufacturing a semi conductor device having a second well formed within a first well |
DE69031702T DE69031702T2 (de) | 1989-09-11 | 1990-09-11 | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung |
KR1019900014302A KR940004454B1 (ko) | 1989-09-11 | 1990-09-11 | 반도체장치의 제조방법 |
EP90117452A EP0417715B1 (en) | 1989-09-11 | 1990-09-11 | Method of manufacturing a semicondcutor device |
US08/858,879 US6011292A (en) | 1989-09-11 | 1997-05-19 | Semiconductor device having an alignment mark |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1232904A JPH081930B2 (ja) | 1989-09-11 | 1989-09-11 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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JPH081930B2 JPH081930B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
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Family Applications (1)
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---|---|
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EP (1) | EP0417715B1 (ja) |
JP (1) | JPH081930B2 (ja) |
KR (1) | KR940004454B1 (ja) |
DE (1) | DE69031702T2 (ja) |
Cited By (1)
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- 1990-09-10 US US07/580,319 patent/US5460984A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-09-11 KR KR1019900014302A patent/KR940004454B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1990-09-11 DE DE69031702T patent/DE69031702T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-09-11 EP EP90117452A patent/EP0417715B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-05-19 US US08/858,879 patent/US6011292A/en not_active Expired - Fee Related
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---|---|
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KR910007132A (ko) | 1991-04-30 |
DE69031702T2 (de) | 1998-04-02 |
JPH081930B2 (ja) | 1996-01-10 |
DE69031702D1 (de) | 1997-12-18 |
KR940004454B1 (ko) | 1994-05-25 |
US5460984A (en) | 1995-10-24 |
US6011292A (en) | 2000-01-04 |
EP0417715A1 (en) | 1991-03-20 |
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