JPH0485871A - 相補型mos半導体装置の製造方法 - Google Patents

相補型mos半導体装置の製造方法

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JPH0485871A
JPH0485871A JP2198820A JP19882090A JPH0485871A JP H0485871 A JPH0485871 A JP H0485871A JP 2198820 A JP2198820 A JP 2198820A JP 19882090 A JP19882090 A JP 19882090A JP H0485871 A JPH0485871 A JP H0485871A
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JP
Japan
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diffusion layer
drain
source
type
forming
Prior art date
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Pending
Application number
JP2198820A
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English (en)
Inventor
Matsuo Ichikawa
市川 松雄
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (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] 本発明は相補型MOS半導体装置の製造方法に関し、シ
リコンゲートの如き自己整合プロセスの、より改善され
た方法およびそれに基づく新基な構造を提供し、微細化
に対応する事を目的としている。
L従来の技術I VLS Iで使用されるMOSトランジスターはそのゲ
ート中が小さくなるに伴い、ドレインにかかる電圧が、
ゲート近傍で集中し、ゲート電極へのホットキャリヤー
の注入により、素子特性の劣化という問題に直面するよ
うになった。
1.2μm 〜1.3μmプロセスからLDD(L、i
ght Doped Drainの略、以後LDDと書
く)構造のトランジスターが主流をしめるようになった
。その主な構造及び製造方法について説明する。
第2図(a)〜第2図(d)に工程順の断面略図を示し
以下に従来技術について説明する。
第2図(a)に示す如く、N型単結晶31基板21内に
N Wel122及びP Wel123を形成した後、
選択酸化法によってLOCO5酸化膜24を形成する。
LOCO5酸化膜24の形成されている領域以外の領域
にゲート酸化膜25を形成し、その上に多結晶シリコン
層を形成した後、N゛拡散おこないN゛多結晶シリコン
層にする。N′多結晶シリコンを選択エツチングし、ゲ
ート電極26を形成する。その後、a!化性雰囲気の中
でライト酸化をおこない薄い酸化膜27を形成する6第
2図(b)に示す如く、選択的にボロンのイオン打込み
をおこなう事によって、Pチャンネルトランジスターの
ソース、ドレインの拡散層として、第1のP型拡散層2
8を形成する。その時の打込みエネルギーは20kev
〜40kevで。
打込み濃度は5×10目/cm2〜5XI O”7cm
”がのぞましい、その後、選択的にリンのイオン打込み
をおこなう事によって、Nチャンネルトランジスターの
ソース、トレインの拡散層として、第1のN型拡散層2
9を形成する。その時の打込みエネルギーは30kev
 〜60kevで、打込み濃度は5x 10”/am”
 〜5×I O”7cm”がのぞましい。
その後、酸化雰囲気中でライト酸化し、その上にCVD
5 i 02![30を形成する。膜厚ハ2000人〜
4000人の間である。
第2図(C)に示す如く、上から異方性エツチングによ
ってCVD5 i O,膜30及び薄い酸化1127を
エツチング除去することによって、ゲート電極の両側に
サイドウオール膜31を形成する。そして選択的にボロ
ンのイオン打込みをおこなう事によって、Pチャンネル
トランジスターのソース、ドレインの拡散層として、第
2のP型拡散層32を形成する。その時の打込みエネル
ギーは20kev 〜60kevで、打込み濃度は1x
10”/am” 〜l x l O”7cm”がのぞま
しい、その後、選択的にヒ素のイオン打込みをおこなう
事によって、Nチャンネルトランジスターのソース、ド
レインの拡散層として、第2のN型拡散層33を形成す
る。その時の打込みエネルギーは40kev 〜80k
evで、打込み濃度はl×10”7cm” 〜l x 
10”7cm”がのぞましい。
第2図(d)に示す如く、その上にCVD5 i Oz
 11134を形成し、拡散層のコンタクト部を選択的
にエツチングしてコンタクトホールを形成する。その上
にAL配線35を形成する。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記のように、従来の方法によるとゲート電極の両側に
付けるサイドウオール膜のもとにあるCVD5iOi[
Iは、減圧法、プラズマ形成法、常圧法と種々の形成法
がある。どの方法も、5“ψウェハー、6“ψウェハー
の全面に均一の膜厚で、又、ねらった膜厚を付けるのが
むずがしい。
ねらった膜厚の±20%程度、又、ウェハーの全面±1
5%程度のバラツキがあり、ウェハー内では3000人
の膜厚に対して900人のバラ゛ンキがあり、ウェハー
間では全体で1200人のバラツキがある。
このように膜厚のバラツキが大きい事によって形成され
るサイドウオール膜の厚みのバラツキが大きい、この巾
が異なると、濃度を薄く拡散した第1のP型及びN型拡
散層の長さがバラツキ、これがシリーズに入っているト
ランジスターに、抵抗として関与して、トランジスター
の性能のバラツキとなる。
微細化が進み、ゲート電極長がさらに短くなると、この
シリーズに入っている抵抗(第1のP型及びN型拡散層
の長さ)の大きさももちろん性能を悪くするが、バラツ
キが大きくなって問題が生じ、微細化には不適当である
本発明の目的は、サイドウオール膜の厚みのバラツキを
なくし、第1のP型及びN型拡散層の拡散長のバラツキ
をなくし、ウェハー内及びウェハー間のトランジスター
の性能の均一化をはかり、より微細化に対処できるよう
にしたものである。
[課題を解決するための手段] 本発明の手段は、形成した時のウェハー間、ウェハー内
、及びバッチ間の膜厚のバラツキが少なく、しかも加工
上の均一性もすぐれているシリコン窒化膜を用い、電極
の両側にもうけるサイドウオール膜として、第1のP型
及びN型拡散層の長さをコントロールして、ウェハー内
、ウェハー間、バッチ間のトランジスターの性能の均一
化をはかると供に、微細化にも対応できるようにしたも
のである。
[実 施 例] 第1図(a)〜第1図(e)に工程順の断面略図を示し
以下に本発明の方法について説明する。
第1図(a)に示す如く、N型単結晶Si基板1内にN
 Wel12及びP Wel13を形成した後、選択酸
化法を用いてLOCOS酸化M4酸化酸4る。
LOCO5酸化膜4の形成されている領域以外の領域に
ゲート酸化膜5を形成し、その上に多結晶シリコン層を
形成した後、N0拡散をおこない、N8多結晶シリコン
層にする。N0多結晶シリコン層を選択エツチングし、
ゲート電極6を形成する。
その後、酸化性雰囲気の中でライト酸化をおこない薄い
酸化Ii7を形成する。
第1図(b)に示す如く1選択的にボロンのイオン打込
みをおこなう事によって、Pチャンネルトランジスター
のソース、ドレインの拡散層として、第1のP型拡散層
8を形成する。その時の打込ミエネルギーは20kev
 〜40kevで、打込み濃度は5 x 10 ”7c
m” 〜5 x 10 ”7cm”がのぞましい、その
後、選択的にリンのイオン打込みをおこなう事によって
、Nチャンネルトランジスターのソース、ドレインの拡
散層として、第1のN型拡散層9を形成する。その時の
打込みエネルギーは30kev 〜60kevで、打込
み濃度は5x 10”7cm” 〜5x 10”7cm
”がのぞましい。
その後、酸化雰囲気中でライト酸化し、その上にシリコ
ン窒化膜10を形成する。膜厚は1000人〜4000
人の間である。
第1図(C)に示す如く、上から異方性エツチングによ
ってシリコン窒化膜10をエツチング除去し、ゲート電
極の両側にシリコン窒化膜のサイドウオール膜11を形
成する。
その後、選択的にボロンのイオン打込みをおこなう事に
よって、Pチャンネルトランジスターのソース、ドレイ
ンの拡散層として、第2のP型拡敢層12を形成する。
その時の打込みエネルギーは20kev 〜60kev
で、打込み濃度は1×101s/Cm” 〜I X 1
0”7cm”がのぞましい。
その後、選択的にヒ素のイオン打込みをおこなう事によ
って、少なくとも一部のNチャンネルトランジスターの
ソース、ドレインの拡散層として、第2のN型拡散層1
3を形成する。その時の打込みエネルギーは、40ke
v〜80kevで、打込み濃度は1 x 10”7cm
” 〜I Xl016/Cm2がのぞましい。
第1図(d)に示す如く、等方性のドライエッチ法か、
熱リン酸液で、サイドウオール膜であるシリコン窒化膜
をエツチング除去する。その上から、選択的にヒ素のイ
オン打込みをおこなう事によって、少なくとも一部のN
チャンネルトランジスターのソース、ドレインの拡散層
として、第3のN型拡散層14を形成する。その時の打
込みエネルギーは40kev〜80kevで、打込み濃
度は1 x 10”/cm” 〜1 x 10”/cm
’がのぞましい。
第1図(e)に示す如く、酸化性雰囲気でライト酸化し
た後、PSG[14を形成し、アニールした後、コンタ
クト部分のPSGI[14と薄い酸化膜7を一層エッチ
ング除去してコンタクトホールを形成する。その上に、
AL配線15を形成する。
[発明の効果1 本発明の方法によると、シリコン窒化膜厚のバラツキは
ウェハー間が±5%以内で、ウェハー内が±3%以内で
そしてロット間が±7%以内である。
そして、平坦部とゲート電極の両側の側面につく厚みも
ほとんどかわらない、これに対して、CVD5 i O
−膜は側面につく厚みが薄(なりがちであり、しかも形
状で変形(サイドの上の方と下の方でつきがたが異なる
)した状態になる。
シリコン窒化膜は以上のように膜厚が駒−なため、ゲー
ト電極の側面に形成されたサイドウオールの厚みが均一
になり、しいては、第一のP型及びN型拡散層の長さが
均一になり、トランジスターのシリーズ抵抗が均一とな
り、しかして、トランジスターの性能が均一となる。な
お微細化への対応にもよういである。
又、CVD5 i O,膜にくらべ、シリコン窒化膜の
方がドライエツチングの加工性にすぐれ、下地の薄い酸
化膜で終点を検出できるので、より一層の均一化がはか
れる。
又、CVD5 i O=膜では、サイドウオールとして
厚い膜が薄い拡散層上に残って汚れを含みやすく、チャ
ージアップしやすく、トランジスターの性能を劣化、又
は変化させやすいが、本発明の方法でシリコン窒化膜の
サイドウオール膜は、後で除去されてしまうので、その
ような欠点はない。
そして、他の効果は、LDD構造のトランジスターと、
通常構造のトランジスターを同一基板内に内蔵できるの
で、耐圧の高いトランジスター及びホットエレクトロン
に対して注意をはられなければならないトランジスター
にはLDD構造を採用し、スピード及びアウトプット電
流を必要とす゛るトランジスター、それに、かかる電圧
が低い所のトランジスター等にはLDD構造ではない通
常のトラジスタ−構造を使用する事ができる。
例えば、メモリーの周辺回路の必要な部分だけにはLD
D構造のトランジスターをおもに配置し、他の部分と電
圧がさげられてかけられるメモノーセル部には・従来の
構造のトランジスターを配置して、スピードを早(する
事ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜第1図(e)は本発明の方法による工程
順の断面略図である。 第2図(a)〜第2図(d)は従来の方法による工程順
の断面略図である。 $1  図面 箱 1 口(b) 算 1 図(c) 以上 箪 tb 笛 釦 (り 算 の ■ 第 1]  tbノ 築 11zlviノ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 半導体基板内にPチャンネルMOSトランジスターとN
    チャンネルMOSトランジスターを、おのおの複数個有
    する相補型MOS半導体装置の製造方法において、 a)該半導体基板上にゲート絶縁膜をかいしてゲート電
    極を形成する工程、 b)ゲート電極及びソース、ドレイン上に薄い絶縁膜を
    形成する工程、 c)該PチャンネルMOSトランジスターの該ソース、
    ドレインに第一のP型拡散層を形成する工程、 d)該NチャンネルMOSトランジスターの該ソース、
    ドレインに第一のN型拡散層を形成する工程、 e)該半導体基板上にシリコン窒化膜を形成する工程、 f)異方性ドライエッチングにより、該ゲート電極のサ
    イドに、少なくとも一部を残すようにして該シリコン窒
    化膜を除去する工程、 g)該PチャンネルMOSトランジスターの、該ソース
    、ドレインに第2のP型拡散層を形成する工程、 h)少なくとも一部の該NチャンネルMOSトランジス
    ターの該ソース、ドレインに第2のN型拡散層を形成す
    る工程、 i)該ゲート電極のサイドに残る該シリコン窒化膜を、
    等方性のドライエッチング、もしくは液体によるエッチ
    ングで除去する工程、 j)少なくとも一部の該NチャンネルMOSトランジス
    ターの該ソース、ドレインに第3のN型拡散層を形成す
    る工程、 とを具備する事を特徴とする相補型MOS半導体装置の
    製造方法。
JP2198820A 1990-04-24 1990-07-26 相補型mos半導体装置の製造方法 Pending JPH0485871A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006339415A (ja) * 2005-06-02 2006-12-14 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006339415A (ja) * 2005-06-02 2006-12-14 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法
JP4651457B2 (ja) * 2005-06-02 2011-03-16 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法

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