JPH0653158A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0653158A
JPH0653158A JP20271492A JP20271492A JPH0653158A JP H0653158 A JPH0653158 A JP H0653158A JP 20271492 A JP20271492 A JP 20271492A JP 20271492 A JP20271492 A JP 20271492A JP H0653158 A JPH0653158 A JP H0653158A
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JP
Japan
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photomask
impurity
semiconductor device
aluminum layer
diffusion layer
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Pending
Application number
JP20271492A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Okuzumi
哲也 奥住
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置の製造時に使用するフォトマスク
を減らすことにより、製造コストの低減を計る。 【構成】 半導体装置のある任意箇所へ不純物を注入す
る場合に用いられるフォトマスクのパターン形状が、そ
の不純物が注入される面積より小さな面積のパターンの
集合で形成されていること及びそのフォトマスクを1回
以上用いて半導体装置の任意箇所へ不純物を注入する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関し、特に、半導体装置の任意の箇所へ不純物を注入
する場合に用いられるフォトマスクのパターン形状と、
そのフォトマスクを用いた製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のMOS型半導体装置に用いられて
いる入出力保護回路について、以下図10〜図19を参
照して説明する。
【0003】図10は入出力保護回路のデバイス断面図
であり、その電気的等価回路を示したのが図11であ
る。
【0004】図11に示すように、入出力保護回路の保
護素子としてエンハンスメント型のP−chMOSトラ
ンジスタ(Trp)42が電源であるVDD40とボン
ディングパッド37間に接続され、さらに、エンハンス
メント型のN−chMOSトランジスタ(Trn)43
がボンディングパッド37とGND41間に接続されて
いる。
【0005】また図10は、入出力保護回路のデバイス
断面図であり、ボンディングパッド37に接続されてい
るN+ 拡散層33とP+ 拡散層34のそれぞれの下部に
高濃度不純物P+ 拡散層45及び高濃度不純物N+ 拡散
層44を形成し、N+ 拡散層33とGND41間の逆方
向耐圧とP+ 拡散層34とVDD40間の逆方向耐圧と
を、不純物濃度を変えることで任意に設定することがで
きる。つまり、不純物濃度を上げることで逆方向耐圧を
下げ、外部から印加される過大な電圧に対して入出力保
護回路の応答を速くすることができる。
【0006】次に、図10における不純物拡散層の形成
方法について説明する。
【0007】図12〜図15は、不純物注入時に使用す
るフォトマスクの使用順番ごとに示した入出力保護回路
の平面図である。
【0008】図16(a)〜(e)は、P−chMOS
型トランジスタ部の高濃度不純物N+ 拡散層44を形成
する製造工程を示す断面図である。
【0009】図16(a)は、ゲート電極35を形成後
にアルミニウム層46を半導体装置前面に蒸着し、その
上にポジ型フォトレジスト47を塗布し、さらに第1の
フォトマスク48を用いて任意な箇所のフォトレジスト
を感光させた場合における断面図である。
【0010】次に感光したポジ型フォトレジスト47を
除去すると共に残ったフォトレジスト47をベークし硬
化させた後の断面図が図16(b)である。そして露出
しているアルミニウム層46部分をりん酸の水溶液でエ
ッチング除去した後の断面図が図16(c)である。
【0011】次いで、フォトレジスト47を前面除去
し、パターンニングされたアルミニウム層46をマスク
に、任意の箇所へイオン注入技術により不純物を注入し
たのが図16(d)であり、図16(e)はイオン注入
された不純物を熱処理により活性化した後の断面図であ
る。
【0012】以上説明した工程を、フォトマスクを第2
のフォトマスク、第3のフォトマスク、第4のフォトマ
スクとそれぞれ換えて同様に行ったのが図17(a)〜
(e)、図18(a)〜(e)、図19(a)〜(e)
であり、図17(a)〜(e)はフォトマスク2、49
を用いてN−chMOS型トランジスタのN+ 拡散層3
3を、形成する製造工程断面図であり、図18(a)〜
(e)はフォトマスク3、50を用いてN−chMOS
型トランジスタ部の高濃度不純物P+ 拡散層45を形成
する製造工程断面図であり、図17(a)〜(e)はフ
ォトマスク4、51を用いてP−chMOS型トランジ
スタのP+ 拡散層34を形成する製造工程断面図であ
る。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のMOS型半導体装置の入出力保護回路部不純物
拡散層の形成には、フォトマスクを4種類も必要とし、
しかも、高濃度不純物N+ 拡散層と高濃度不純物P+
散層とを形成するのに用いられるフォトマスクは、入出
力保護回路部だけに不純物を注入するために使われるフ
ォトマスクであり、このことは、半導体装置の製造コス
トの上昇という課題を惹起する。
【0014】本発明は従来の上記実情に鑑みてなされた
ものであり、従って本発明に目的は、従来の技術に内在
する上記課題を解決することを可能とした半導体装置の
新規な製造方法を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体装置
のある任意箇所へ不純物を注入する場合に用いるフォト
マスクパターンの形状を、その不純物が注入される面積
より小さな面積のパターンの集合で形成し、そのフォト
マスクを1回以上用いて半導体装置の任意箇所へ不純物
を注入する工程を備えて構成される。
【0016】
【実施例】次に本発明をその好ましい一実施例について
図面を参照しながら具体的に説明する。
【0017】本発明の実施例を説明する前に先ず本発明
の原理について解説する。
【0018】半導体装置の任意の箇所へ不純物拡散層を
形成する場合には、イオン注入技術と、イオン注入のマ
スク層となるアルミニウム層を設けることが必要であ
る。そして、イオン注入を行う箇所のアルミニウム層を
エッチング除去するために、りん酸の水溶液による等方
性エッチングが行われる。しかしながら、このりん酸の
水溶液は、粘度が高く、アルミニウムのエッチング時に
多数の気泡を発生する。
【0019】よって、アルミニウムをエッチング除去す
るパターン面積が小さいと、エッチング時に発生する気
泡がアルミニウムの表面に付着し、アルミニウムのエッ
チングが進行しない。そこで、本発明では、不純物拡散
層の形成時に使用するフォトマスクのパターンの一部
に、上述したようなアルミニウムがエッチングされない
小さなパターンを含むようにした。
【0020】以下、本発明をMOS型半導体装置に用い
られる入出力保護回路について、図1〜図9を参照しな
がら説明する。
【0021】図1は本発明に係る入出力保護回路の一実
施例を示すデバイス断面図であり、その電気的等価回路
が図2である。動作及び断面構造については叙上の従来
技術と同じであるので、ここでの説明は省略する。
【0022】次に、図1における不純物拡散層の形成方
法について説明する。図3〜図6は不純物注入時に使用
されるフォトマスクの使用順番ごとに示した入出力保護
回路の平面図である。
【0023】図3は、第1のフォトマスク16、16′
を用いて、高濃度不純物N+ 拡散層9を形成する場合で
ある。図7(a)〜(e)は第1のフォトマスク16部
の製造工程断面図であり、図8(a)〜(e)は第1の
フォトマスク16′部の製造工程断面図である。
【0024】図7(a)〜(e)を参照するに、図7
(a)はアルミニウム層14を半導体装置全面に蒸着
し、その上にポジ型フォトレジスト15を塗布し、さら
に第1のフォトマスク16を用いて任意な箇所のフォト
レジストを感光させた断面図である。
【0025】次に、感光したポジ型フォトレジスト15
を除去し、残ったフォトレジスト15をベークして硬化
させた後の断面図が図7(b)である。そして、露出し
ているアルミニウム層14部分をりん酸の水溶液でエッ
チング除去した後の断面図が図7(c)である。
【0026】また、第1のフォトマスク16′部につい
ては、第1のフォトマスク16部と同様にフォトレジス
ト15を感光させた後の断面図を図8(a)に、感光し
たフォトレジスト15を除去した後の断面図を図8
(b)にそれぞれ示す。次に露出しているアルミニウム
層14部をりん酸の水溶液でエッチングした後の断面図
が、図8(c)である。しかし図8(c)では、アルミ
ニウム層14がエッチング除去されていない。これは、
フォトレジスト15′により、アルミニウム層14のエ
ッチング箇所が数μmの寸法間隔xで区切られているこ
とで、エッチングが進行しないためである。
【0027】つまり、以上説明した製造工程では、アル
ミニウム層14がエッチング除去される箇所が、第1の
フォトマスク1、16部だけであるために、第1のフォ
トマスクを用いて、高濃度不純物N+ 拡散層9だけを形
成することができる。
【0028】次に図6において第1のフォトマスク1
6、16′を用いて、P+ 拡散層4を形成する場合につ
いて説明する。
【0029】図9(a)〜(e)は、第1のフォトマス
ク16′部の製造工程断面図である。図9(a)は、ア
ルミニウム層14を半導体装置全面に蒸着し、その上に
ポジ型フォトレジスト15を塗布し、さらに第1のフォ
トマスク16′を用いて任意の箇所のフォトレジストを
感光させた断面図である。そしてこの時、照射する紫外
線光は、前述した図7(a)、図8(a)で照射する紫
外線光より波長が長く、しかも、露光時間を長くするこ
とで第1のフォトマスク16′の下部のポジ型フォトレ
ジスト15′も感光させる。
【0030】図9(b)に感光したポジ型フォトレジス
ト15を除去した後の断面を示す。
【0031】次に露出しているアルミニウム層14をり
ん酸の水溶液でエッチング除去した後の断面図が図9
(c)である。
【0032】次にフォトレジスト14を全面除去し、パ
ターンニングされたアルミニウム層14をマスクに任意
の箇所へイオン注入技術により不純物を注入したのが図
9(d)である。この時図6の第1のフォトマスクの1
6部及び16′部それぞれに不純物が注入される。そし
て図9(e)はイオン注入された不純物を熱処理により
活性化した後の断面図である。以上説明したように、第
1のフォトマスク16、16′を用い、さらにポジ型フ
ォトレジスト15の露光条件を変えることで、一種類の
マスクで高濃度不純物N+ 拡散層9とP+ 拡散層4とを
形成することができる。
【0033】以下同様に、図4と図5に示したフォトマ
スク2、17、17′を用いて高濃度不純物P+ 拡散層
8とN+ 拡散層3とを形成できることは容易に類推でき
る。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体装置のある任意箇所へ不純物を注入する場合に用
いられるフォトマスクパターンの形状を、その不純物が
注入される面積より小さな面積のパターンの集合で形成
し、さらにそのフォトマスクを1回以上用いて半導体装
置の任意箇所へ不純物を注入するという製造方法を用い
ているために、半導体装置へ不純物注入時に用いるフォ
トマスクの種類を減らすことができ、半導体装置の製造
コストの低減が計れるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るMOS型半導体装置に用いられる
入出力保護回路のデバイス断面図である。
【図2】図1に示した入出力保護回路の電気的等価回路
である。
【図3】不純物注入時に使用されるフォトマスクごとに
示した入出力保護回路の平面図である。
【図4】不純物注入時に使用されるフォトマスクごとに
示した入出力保護回路の平面図である。
【図5】不純物注入時に使用されるフォトマスクごとに
示した入出力保護回路の平面図である。
【図6】不純物注入時に使用されるフォトマスクごとに
示した入出力保護回路の平面図である。
【図7】(a)〜(e)は本発明の一実施例を示す製造
工程断面図である。
【図8】(a)〜(e)は本発明の一実施例を示す製造
工程断面図である。
【図9】(a)〜(e)は本発明の一実施例を示す製造
工程断面図である。
【図10】従来のMOS型半導体装置に用いられる入出
力保護回路のデバイス断面図である。
【図11】図10に示した回路の電気的等価回路であ
る。
【図12】不純物注入時に使用されるフォトマスクごと
に示した従来における入出力保護回路の平面図である。
【図13】不純物注入時に使用されるフォトマスクごと
に示した従来における入出力保護回路の平面図である。
【図14】不純物注入時に使用されるフォトマスクごと
に示した従来における入出力保護回路の平面図である。
【図15】不純物注入時に使用されるフォトマスクごと
に示した従来における入出力保護回路の平面図である。
【図16】(a)〜(e)は従来技術による製造工程断
面図である。
【図17】(a)〜(e)は従来技術による製造工程断
面図である。
【図18】(a)〜(e)は従来技術による製造工程断
面図である。
【図19】(a)〜(e)は従来技術による製造工程断
面図である。
【符号の説明】
1…P型シリコン基板 2…フィールド酸化膜 3…N+ 拡散層 4…P+ 拡散層 5…ゲート電極 6…Nウェル 7…ボンディングパッド 8…高濃度不純物P+ 拡散層 9…高濃度不純物N+ 拡散層 10…電源VDD 11…GND 12…P−chMOSトランジスタ(Trp) 13…N−chMOSトランジスタ(Trn) 14…アルミニウム層 15、15′…ポジ型フォトレジスト 16、16′…第1のフォトマスク 17、17′…第2のフォトマスク 31…P型シリコン基板 32…フィールド酸化膜 33…N+ 拡散層 34…P+ 拡散層 35…ゲート電極 36…Nウェル 37…ボンディングパッド 40…電源VDD 41…GND 42…P−chMOSトランジスタ(Trp) 43…N−chMOSトランジスタ(Trn) 44…高濃度不純物N+ 拡散層 45…高濃度不純物P+ 拡散層 46…アルミニウム層 47…ポジ型フォトレジスト 48…第1のフォトマスク 49…第2のフォトマスク 50…第3のフォトマスク 51…第4のフォトマスク

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体装置の任意箇所へ不純物を注入す
    る場合に用いられるフォトマスクのパターン形状におい
    て、不純物注入を行うある箇所のフォトマスクパターン
    の形状がその不純物注入がされる面積より小さな面積の
    パターンの集合で形成されて、そのフォトマスクを1回
    以上用いて半導体装置の任意箇所へ不純物注入を行うこ
    とを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP20271492A 1992-07-29 1992-07-29 半導体装置の製造方法 Pending JPH0653158A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006332180A (ja) * 2005-05-24 2006-12-07 Sumitomo Electric Ind Ltd 炭化珪素半導体装置の製造方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006332180A (ja) * 2005-05-24 2006-12-07 Sumitomo Electric Ind Ltd 炭化珪素半導体装置の製造方法

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