JPH07169849A - 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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JPH07169849A
JPH07169849A JP5315653A JP31565393A JPH07169849A JP H07169849 A JPH07169849 A JP H07169849A JP 5315653 A JP5315653 A JP 5315653A JP 31565393 A JP31565393 A JP 31565393A JP H07169849 A JPH07169849 A JP H07169849A
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JP
Japan
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insulating film
substrate
channel mos
resist mask
peripheral circuit
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Withdrawn
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JP5315653A
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English (en)
Inventor
Shinichirou Ikemasu
慎一郎 池増
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 CMOS LSIの製法に関し,工程数を削減し,製
造コストを低減する。 【構成】 基板 1にフィールド絶縁膜 2を形成し, 基板
上に各MOS FET のゲート絶縁膜 3, ゲート 4を順に形成
する工程と, セル領域と, 周辺回路部のnチャネルFET
領域とを開口した第1のマスク 6を形成し,基板内に低
濃度のn型不純物のイオンを注入し,マスクを除去する
工程と, 周辺回路部のpチャネルMOS FET領域のみを開
口した第2のマスク10を形成し,基板内に高濃度のp型
不純物のイオンを注入し,マスクを除去する工程と,基
板上に絶縁膜 5を被着し,周辺回路部のnチャネルMOS
FET 領域を開口した第3のマスク 9を形成し,絶縁膜を
異方性エッチングして周辺回路部のnチャネルMOS FET
のゲートの側面に側壁5Aを形成する工程と, 第3のマス
クをそのまま残して,あるいは除去して,基板内に高濃
度のn型不純物のイオンを注入する工程とを有する。

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
係り, 特に, CMOS LSIのソース, ドレインの形成方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】LSI の高集積化に伴い, それを構成する
MOS FET のチャネル長は世代毎に微小化されている。こ
のように微細化されたMOS FET ではその内部の電界が増
大化してドレイン接合付近にホットキャリアを生成し,
これによるゲート絶縁膜の破壊等のホットキャリア効果
と呼ばれる障害が生じている。そこで,このホットキャ
リア効果を抑制する手段としてLDD(Lightly Doped Drai
n)構造が提案され, 現在では広く採用されている。
【0003】LDD 構造は, ドレインが低濃度の拡散層と
高濃度の拡散層とで形成されて, ドレインの電界を緩和
する効果がある。次に, 一般的なLDD 構造の製造方法を
図5(A) 〜(D) に示す。
【0004】図5(A) において,半導体基板 1に素子分
離用のフィールド絶縁膜 2, ゲート絶縁膜 3, ゲート 4
を形成し,次いで, 比較的低濃度 (1013cm-2) のn型不
純物イオン [りんイオン(P+ )]を注入する。注入域は活
性化アニール後 n- 型の低濃度拡散層1NL となる。
【0005】図5(B) において,基板上全面に気相成長
(CVD) による二酸化シリコン(SiO2)膜 5を成膜する。図
5(C) において,SiO2膜 5を異方性エッチングしてゲー
ト側面にSiO2からなる側壁5Aを残す。
【0006】図5(D) において,高濃度 (1015cm-2) の
n型不純物イオン [砒素イオン(As+ )]を注入する。注
入域は活性化アニール後 n+ 型の低濃度拡散層1NH とな
る。
【0007】以上の工程により,nチャネルLDD MOS FE
T が形成される。なお, pチャネルMOS FET の場合は,
ホットキャリア効果は未だ深刻な問題ではなく, 現状で
はLDD 構造にする必要はない。従って, ソース, ドレイ
ン形成のイオン注入は側壁の形成前, あるいは形成後に
どちらで行ってもよい。
【0008】近年, このような側壁を用いるプロセスで
は,ソース, ドレインの接合リークを引き起こすことが
わかってきた。図6(A),(B) はLDD 構造の接合リークを
説明する図である。
【0009】これは,側壁形成時の異方性エッチングの
際に, 基板表面が露出し,エッチング装置からの汚染物
質aが基板内に浸入すること [図6(A) 参照] ,また,
側壁と基板との熱膨張率の相違から, 側壁下部の基板に
結晶欠陥bが発生すること[図6(B) 参照] が原因とな
ることが考えられる。
【0010】ただし,このような接合リークは極く微小
であり, 通常のCMOS回路ではあまり問題にならない。し
かしながら, DRAMセルのように微小な電荷を情報として
用いる場合には, このような微小なリークが大きな問題
となる。
【0011】そのため,DRAM等の製造プロセスとして次
の方法が提案されている。図3(A) 〜(C) ,図4(D),
(E) は従来例のプロセスの説明図である。図の(A) 〜
(E) において, 左側は周辺回路部のnチャネルMOS FET
を, 中央は周辺回路部のpチャネルMOS FET を, 右側は
メモリセル部 (nチャネルMOS FET)を示す。
【0012】図3(A) において, 半導体基板 1に素子分
離用のフィールド絶縁膜 2, p型ウエル1PW,n型ウエル
1NW, ゲート絶縁膜 3, ゲート 4を形成する。次いで,
フォトリソグラフィ工程により,セル領域と, 周辺回路
部のnチャネルのMOS FET 領域とを開口したレジストマ
スク 6を形成し,基板内に低濃度のn型不純物のイオン
を注入する。注入域は活性化アニール後 n- 型の低濃度
拡散層1NL となる。
【0013】図3(B) において,基板上に第1の絶縁膜
としてCVD SiO2膜 5を成長し,セル領域のみを覆うレジ
ストマスク 7を形成し,CVD SiO2膜 5を異方性エッチン
グして, 周辺回路部のnチャネル及びpチャネルFET の
ゲートの側面に側壁5Aを形成する。
【0014】なお, この側壁はLDD 構造の形成のためだ
けでなく, 基板表面の平坦化に効果がある。ゲート側面
が垂直であると後で形成する上層配線膜のエッチングの
際にエッチング残が残ってしまうことがある。
【0015】そこで,さらに図3(C) に示されるよう
に,第2の絶縁膜としてCVD SiO2膜 8を成長し,CVD Si
O2膜 8を異方性エッチングして, すべてのFET のゲート
の側面に側壁8Aを形成する。
【0016】図4(D) において,周辺回路部のnチャネ
ルMOS FET 領域を開口したレジストマスク 9を形成し,
基板内に高濃度のn型不純物のイオンを注入する。注入
域は活性化アニール後 n+ 型の高濃度拡散層1NH とな
る。
【0017】図4(E) において,周辺回路部のpチャネ
ルMOS FET 領域のみを開口したレジストマスク10を形成
し,基板内に高濃度のp型不純物のイオンを注入する。
注入域は活性化アニール後 p+ 型の高濃度拡散層1PH と
なる。
【0018】以上のプロセスにより,セル部の基板表面
を異方性エッチング中に直接曝すことなく, 周辺回路部
のnチャネルMOS FET をLDD 構造とすることができる。
なお,このプロセスでは, セル領域のnチャネルMOS FE
T には高濃度のn型不純物イオンが注入されず,低濃度
層のみとなるが, セルのMOS FET は大きな電流駆動能力
が要求されないので特に問題はない。
【0019】また,このプロセスは本発明に関係する工
程のみを示したが, このプロセスの後, 通常の方法によ
りキャパシタやビット線を形成してDRAMを完成する。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】従来例によるプロセス
では,周辺回路部にのみ側壁を形成した後, 全面に第2
の絶縁膜からなる側壁を形成し,pチャネル,nチャネ
ルMOS FET のソース, ドレイン領域を形成するために2
回のフォトリソグラフィ工程を必要とした。本発明では
これを1回のフォトリソグラフィ工程で行えるようにす
る。
【0021】本発明はセル部と周辺回路部のCMOS FETの
形成のための工程数を削減し,製造コストの低減を目的
とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は,nチ
ャネルMOS FET を含むセルと,nチャネルMOS FET とp
チャネルMOS FET を含む周辺回路で構成されるCMOS LSI
の製造工程であって,半導体基板 1の素子分離領域にフ
ィールド絶縁膜 2を形成し, 該半導体基板上に前記各MO
S FET のゲート絶縁膜 3, ゲート 4を順に形成する工程
と, 該セル領域と, 該周辺回路部のnチャネルMOS FET
領域とを開口した第1のレジストマスク6を形成し,該
半導体基板内に第1のn型不純物のイオンを注入し,該
第1のレジストマスクを除去する工程と, 該周辺回路部
のpチャネルMOS FET 領域のみを開口した第2のレジス
トマスク10を形成し,該半導体基板内にp型不純物のイ
オンを注入し,該第2のレジストマスクを除去する工程
と,該半導体基板上に絶縁膜 5を被着し,該周辺回路部
のnチャネルMOS FET 領域を開口した第3のレジストマ
スク 9を形成し,該絶縁膜を異方性エッチングして, 該
周辺回路部のnチャネルMOS FET のゲートの側面に該絶
縁膜からなる側壁5Aを形成する工程と, 該第3のレジス
トマスクをそのまま残して,あるいは除去して,該半導
体基板内に該第1のn型不純物より高濃度の第2のn型
不純物のイオンを注入する工程とを有する半導体装置の
製造方法により達成される。
【0023】
【作用】本発明では,側壁形成のためのパターニング工
程と,高濃度n型不純物イオンを注入するためのパター
ニング工程とを同時に行うようにし,従来例に比しフォ
トリソグラフィ工程を1回削減するようにしている。
【0024】
【実施例】図1(A) 〜(C) ,図2(D),(E) は本発明の実
施例によるプロセスの説明図である。
【0025】図の(A) 〜(E) において, 左側は周辺回路
部のnチャネルMOS FET を, 中央は周辺回路部のpチャ
ネルMOS FET を, 右側はメモリセル部 (nチャネルMOS
FET)を示す。
【0026】図1(A) において, 半導体基板(Si基板)
1 に素子分離用のフィールド絶縁膜(選択熱酸化による
厚さ5000ÅのSiO2膜) 2,p型ウエル1PW,n型ウエル1NW,
ゲート絶縁膜 (熱酸化による厚さ 150ÅのSiO2膜) 3,
ゲート 4を形成する。
【0027】次いで, フォトリソグラフィ工程により,
セル領域と, 周辺回路部のnチャネルのMOS FET 領域と
を開口した第1のレジストマスク 6を形成し,基板内に
低濃度(1×1013cm-2) のn型不純物イオン [りんイオン
(P+ )]を注入する。注入域は活性化アニール後 n- 型の
低濃度拡散層1NL となる。
【0028】次いで, 第1のレジストマスク10を除去す
る。図1(B) において,周辺回路部のpチャネルMOS FE
T 領域のみを開口した第2のレジストマスク10を形成
し,基板内に高濃度(1×1015cm-2) のp型不純物のイオ
ン [硼素イオン(B+ )]を注入する。注入域は活性化アニ
ール後 p+ 型の高濃度拡散層1PH となる。
【0029】次いで, 第2のレジストマスク10を除去す
る。図1(C) において,基板上に絶縁膜としてCVD SiO2
膜 5を成長し,周辺回路部のnチャネルMOS FET 領域を
開口した第3のレジストマスク 9を形成し,CVD SiO2
5を異方性エッチングして, 周辺回路部のnチャネルFE
T のゲートの側面に側壁5Aを形成する。
【0030】図2(D) において,周辺回路部のnチャネ
ルMOS FET 領域を開口した第3のレジストマスク 9をそ
のまま残して,基板内に高濃度 ( 1×1015cm-2) のn型
不純物のイオン [砒素イオン (As+ )] を注入する。注
入域は活性化アニール後 n+型の高濃度拡散層1NH とな
る。
【0031】なお,この場合, 第3のレジストマスク 9
を除去しても,CVD SiO2膜 5が注入マスクとなる。図2
(E) において,CVD 法により,層間絶縁膜として厚さ10
00Åの硼素を含んだりん珪酸ガラス(BPSG)膜11を成長
し, 900℃, 10分間の熱処理を行って基板表面を平坦化
する。
【0032】この図は, 上記プロセス終了後に, 通常の
工程で形成されたDRAMの断面図である。図で,12はビッ
ト線, 13は層間絶縁膜でBPSG膜, 14はポリシリコンから
なるキャパシタの蓄積電極, 15は誘電体膜, 16はポリシ
リコンからなるキャパシタの対向電極, 17は層間絶縁膜
でBPSG膜, 18はアルミニウム(Al)配線, 19はカバー絶縁
膜である。
【0033】なお,図2(E) において,BPSG膜を用いて
下層を平坦化したが,従来例に示したようにゲートの側
面に側壁を形成することにより平坦化してもよい。以上
のプロセスにより,セル部の基板表面を異方性エッチン
グ中に直接曝すことなく, 周辺回路のnチャネルMOS FE
T をLDD 構造とすることができる。
【0034】すなわち, 実施例ではデバイスの信頼性を
保ちつつ,製造工程数の低減が可能となる。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば,セル部と周辺回路部の
CMOS FETの形成のための工程数を削減でき,製造コスト
を低減することができる。
【0036】特に,本発明をCMOSメモリLSI に適用する
ことにより, 低価格のメモリを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例によるプロセスの説明図(1)
【図2】 本発明の実施例によるプロセスの説明図(2)
【図3】 従来例のプロセスの説明図(1)
【図4】 従来例のプロセスの説明図(2)
【図5】 一般的なLDD 構造の製造方法の説明図
【図6】 LDD 構造の接合リークを説明する図
【符号の説明】
1 半導体基板でSi基板 1PW p型ウエル 1NW n型ウエル 1PH p+ 型の高濃度拡散層 1NH n+ 型の高濃度拡散 1NL n- 型の低濃度拡散層 2 フィールド絶縁膜でSiO2膜 3 ゲート絶縁膜でSiO2膜 4 ゲート 5 絶縁膜でCVD SiO2膜 5A CVD SiO2からなる側壁 6 第1のレジストマスク 9 第3のレジストマスク 10 第2のレジストマスク 11 層間絶縁膜とBPSG膜 12 ビット線 13 層間絶縁膜でBPSG膜 14 ポリシリコンからなるキャパシタの蓄積電極 15 誘電体膜 16 ポリシリコンからなるキャパシタの対向電極 17 層間絶縁膜でBPSG膜 18 アルミニウム(Al)配線 19 カバー絶縁膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/108

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 nチャネルMOS FET を含むセルと,nチ
    ャネルMOS FET とpチャネルMOS FET を含む周辺回路で
    構成されるCMOS LSIの製造工程であって, 半導体基板(1) の素子分離領域にフィールド絶縁膜(2)
    を形成し, 該半導体基板上に前記各MOS FET のゲート絶
    縁膜(3), ゲート(4)を順に形成する工程と, 該セル領域と, 該周辺回路部のnチャネルMOS FET 領域
    とを開口した第1のレジストマスク(6) を形成し,該半
    導体基板内に第1のn型不純物のイオンを注入し,該第
    1のレジストマスクを除去する工程と, 該周辺回路部のpチャネルMOS FET 領域のみを開口した
    第2のレジストマスク(10)を形成し,該半導体基板内に
    p型不純物のイオンを注入し,該第2のレジストマスク
    を除去する工程と, 該半導体基板上に絶縁膜(5) を被着し,該周辺回路部の
    nチャネルMOS FET 領域を開口した第3のレジストマス
    ク(9) を形成し,該絶縁膜を異方性エッチングして, 該
    周辺回路部のnチャネルMOS FET のゲートの側面に該絶
    縁膜からなる側壁 (5A)を形成する工程と, 該第3のレジストマスクをそのまま残して,あるいは除
    去して,該半導体基板内に該第1のn型不純物より高濃
    度の第2のn型不純物のイオンを注入する工程とを有す
    ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP5315653A 1993-12-16 1993-12-16 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH07169849A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010063825A (ko) * 1999-12-24 2001-07-09 정석태 이미지 입력소자의 제조방법
KR100326812B1 (ko) * 1999-12-28 2002-03-04 박종섭 반도체 소자의 제조방법
US6537882B1 (en) 1996-08-15 2003-03-25 Nec Corporation Method of fabricating a semiconductor device in which no side walls are formed adjacent the gates of the MOSFETs of the memory cell
KR100388464B1 (ko) * 2001-06-30 2003-06-25 주식회사 하이닉스반도체 반도체 메모리장치의 제조방법

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Effective date: 20010306