JPH05315556A - 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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JPH05315556A
JPH05315556A JP4117253A JP11725392A JPH05315556A JP H05315556 A JPH05315556 A JP H05315556A JP 4117253 A JP4117253 A JP 4117253A JP 11725392 A JP11725392 A JP 11725392A JP H05315556 A JPH05315556 A JP H05315556A
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mos transistor
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▲隆▼ 野口
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豊隆 片岡
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Abstract

(57)【要約】 【目的】浅い接合が可能で、しかもレジストマスクの使
用回数を減少せしめた相補型MOS半導体装置の製造方
法を提供する。 【構成】1導電型MOSトランジスタと反対導電型MO
Sトランジスタとを同一基板1上に形成する際、いずれ
か一方の素子形成領域に対応する導電型の不純物をイオ
ン注入し、その領域上に透光性絶縁膜11を形成し、そ
の絶縁膜11をマスクとして全面にエキシマレーザード
ーピングを行い、他の一方の素子形成領域に反対導電型
の不純物を自己整合的にイオン注入し、且つアニールす
ると同時に、上記透光性絶縁膜11を介して上記不純物
イオン注入領域(6a,6b)をアニールする工程を有
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】相補型MOS(CMOS)半導体
装置の製造方法に係り、特にエキシマレーザードーピン
グ(アニール)を用いて、p−MOSの接合形成とn−
MOSの活性化が同時処理できるCMOS半導体装置の
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】LSIの高集積化と共に、MOSFET
では微細化のために高濃度でかつ浅い接合(Shallow Ju
nction)が必要となっている。
【0003】このような浅い接合の形成は、従来イオン
注入(II)の後に炉アニールする方法が主流となって
行なわれている。
【0004】図2は従来のCMOSトランジスタの製造
工程を示す断面図である。まず、図2(a)に示すよう
に、nウェル3を有し、LOCOS酸化膜2を素子分離
膜とするp型シリコン基板1にnMOSトランジスタと
pMOSトランジスタになるゲート電極5a及び5bが
形成されている。ゲート電極5aと5bの下には、ゲー
ト酸化膜(SiO2)4が形成されている。
【0005】pMOSトランジスタ側(nウェル3形成
側)上にレジスト膜10aを塗布し、全面に砒素イオン
(As+)をイオン注入し、n+イオン注入領域6a,6
bを形成する。
【0006】次に、図2(b)に示すように、レジスト
膜10aを除去した後、炉アニールを施し、イオン注入
領域を活性化してn+ソース(S)領域7a、n+ドレイ
ン(D)領域7bを形成する。
【0007】次に、図2(c)に示すように、nMOS
トランジスタ側上にレジスト膜10bを塗布し、全面に
ボロンイオン(B+)を注入してp+イオン注入領域6
c,6dを形成する。
【0008】次に、図2(d)に示すように、レジスト
膜10bを除去した後、アニールを施し、イオン注入領
域を活性化してp+ソース(S)領域7c、p+ドレイン
(D)領域7dを形成する。
【0009】このようにして、同一のシリコン基板上に
nMOSトランジスタ、pMOSトランジスタが相補的
に形成される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のCMOS形
成方法では、レジスト膜のマスクをそれぞれ図2(a)
工程及び図2(c)工程の2回必要であり、このレジス
ト膜のマスク工程はプロセス上非常に繁雑で生産性が悪
い。しかも、上記従来方法では、特に図2(c)工程、
図2(d)工程のp+ソース、ドレイン領域7c,7d
形成においてはイオン注入時のB(ボロン)原子のチャ
ネリングの問題により高濃度でかつ浅い接合を形成する
ことが困難であった。
【0011】そこで本発明は、浅い接合が可能で、しか
もレジストマスクの使用回数を減少せしめた相補型MO
S半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、1導電型MOSトランジスタと反対導電型MOSト
ランジスタを同一基板上に形成する相補型MOS半導体
装置の製造に際し、絶縁分離された前記1導電型MOS
トランジスタ及び前記反対導電型MOSトランジスタの
いずか一方の素子形成領域に該対応する導電型の不純物
をイオン注入する工程、前記イオン注入した領域上に透
光性絶縁膜を形成する工程、及び前記透光性絶縁膜をマ
スクとして全面にエキシマレーザードーピングを行なっ
て他の一方の素子形成領域に前記不純物イオンの導電型
に対して反対導電型の不純物を自己整合的にイオン注入
し、且つアニールすると同時に、前記透光性絶縁膜を介
して前記不純物イオン注入領域をアニールする工程、を
有することを特徴とする相補型MOS半導体装置の製造
方法によって解決される。
【0013】
【作用】本発明によれば、図1に示したように、nMO
Sトランジスタ形成領域にn型不純物である砒素イオン
(As+)をイオン注入し、その後As+のイオン注入領
域をSiO2等の透光性絶縁膜マスク11で覆い、全面
にエキシマレーザードーピングを行なっている。このエ
キシマレーザードーピング工程では、p型の不純物イオ
ン(B26、またはB26ガスが解離したB+)がpM
OS形成領域にイオン注入され、アニールにより活性化
されると同時に、透光性絶縁膜マスク11の下のAs+
イオン注入領域(6a,6b)もマスクを透過したレー
ザーによりアニールされ活性化される。
【0014】従って、本発明では、nMOS領域の不純
物注入領域の活性化アニール工程が、pMOS領域の不
純物注入、そしてその活性化アニール工程と同時になさ
れ、従来工程よりもマスク形成工程が減少し、生産能率
の向上が図られる。しかもエキシマレーザードーピング
のため、p,n共に超浅接合のMOS形成が可能とな
る。
【0015】レーザー(XeClレーザー)の波長は3
08nmで、Siに対する吸収係数はα〜106/cm
と大きく、1J/cm2程度のエネルギーを照射すると
大部分がSi表面から100nm程度の深さで吸収され
て熱に変化し、熱伝導により深さ方向へ熱が伝達され
る。このとき、最表面付近は約100数十nsecにわた
り溶融する。従って、低加速イオン注入により不純物注
入した浅い領域のみを極めて短時間だけ溶融し、不純物
の再分布を抑えた状態で活性化することができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0017】図1は、本発明のCMOSトランジスタの
一実施例を示す工程断面図である。
【0018】本発明に係るCMOSは、まず図1(a)
に示すように、p型シリコン基板1上に通常の工程によ
り素子分離膜としてLOCOS酸化膜(SiO2)2を
形成し、nウェル(Well)3、ゲート酸化膜(Si
2)4、ゲート電極5が形成されており、nウェル3
側の素子形成領域(pMOS形成側)にレジスト膜10
を被覆し、レジスト膜10をマスクとしてn型不純物で
ある砒素イオン(As+)をドーズ量2×1015/c
2、注入エネルギー20KeVでイオン注入してイオ
ン注入領域6a,6bを形成する。
【0019】このAs+イオン注入までは、ソース
(S)/ドレイン(D)接合部、ゲート部はまだ活性化
されていない。
【0020】そこで、次に図1(b)に示すように、図
1(a)のレジスト膜10を除去し、p型シリコン基板
のnMOS形成側にのみ、例えば、波長308nmのX
eClエキシマレーザーの紫外光が透過する透光性絶縁
膜マスク(SiO2、SiO1 -xx、Six1-x)ある
いはSOG(スピンオングラス)11を形成する。
【0021】次に、上方から紫外光(例えばXeClエ
キシマレーザー光)をドーピングガスB26ガス中で4
00mJ/cm2の均一な光照射エネルギー密度で数回
照射してエキシマレーザードーピング(ELD)を行な
った。
【0022】上記ドーピングガスB26ガスとしては、
26をN2ガス中にて5%に希釈したものを分圧5To
rr程度で用いた。
【0023】上記のELD(pMOS側)又はELA
(エキシマレーザーアニーリング)により、pMOSの
側ではBのドープ及びアニールがなされ、p+ソース
(S)/ドレイン(D)領域8a,8bの活性領域が形
成されると、同時にnMOS側のn+イオン注入領域6
a,6bが自己整合的にアニールされる。n+ソース
(S)/ドレイン(D)領域7a,7bも形成される。
このELD及びELA工程では絶縁膜マスク11のエキ
シマレーザーに対する吸収係数は、絶縁膜透過後のエキ
シマレーザーのエネルギーがELAに有効なようにSi
x1-x中のNの組成比あるいはSOG中の添加物を適正
化する。
【0024】次に、図1(b)に示した透光性絶縁膜マ
スク11はレジストでないためこのままにして、通常の
パッシベーション膜(PSG)を全面にCVD法により
形成し、その後PSGをドライエッチングすることによ
りコンタクトホール(接合孔)を形成し、更に真空蒸着
によりアルミニウム(Al)を被着させパターニングす
ることによりAl配線を形成した。
【0025】上記実施例は、バルク型のCMOSトラン
ジスタを示したが、TFT(薄膜トランジスタ)でも利
用される。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来のCMOS製造工程によりマスク形成工程が1回減
少し、生産能率の向上が図られると共に、製造過程にお
いてクリーン化にも好適に利用される。
【0027】しかも、本発明ではp,nの不純物拡散領
域(ソース/ドレイン領域)では超浅接合のMOS形成
あるいは超薄膜のTFT形成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のCMOSトランジスタの製造工程の一
実施例を示す要部工程断面図である。
【図2】従来のCMOSトランジスタの製造工程の要部
工程断面図である。
【符号の説明】
1 p型シリコン基板 2 LOCOS酸化膜(SiO2) 3 nウェル 4 ゲート酸化膜(SiO2) 5a,5b ゲート電極 6a,6b n+ イオン注入領域 7a n+ソース(S)領域 7b n+ドレイン(D)領域 8a p+ソース(S)領域 8b p+ドレイン(D)領域 10,10a,10b レジスト膜 11 透孔性絶縁膜マスク

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1導電型MOSトランジスタと反対導電
    型MOSトランジスタを同一基板上に形成する相補型M
    OS半導体装置の製造に際し、 絶縁分離された前記1導電型MOSトランジスタ及び前
    記反対導電型MOSトランジスタのいずか一方の素子形
    成領域に該対応する導電型の不純物をイオン注入する工
    程、 前記イオン注入した領域上に透光性絶縁膜を形成する工
    程、及び前記透光性絶縁膜をマスクとして全面にエキシ
    マレーザードーピングを行なって他の一方の素子形成領
    域に前記不純物イオンの導電型に対して反対導電型の不
    純物を自己整合的にイオン注入し、且つアニールすると
    同時に、前記透光性絶縁膜を介して前記不純物イオン注
    入領域をアニールする工程、を有することを特徴とする
    相補型MOS半導体装置の製造方法。
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