JPH08139328A - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device manufacturing method

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JPH08139328A
JPH08139328A JP30164794A JP30164794A JPH08139328A JP H08139328 A JPH08139328 A JP H08139328A JP 30164794 A JP30164794 A JP 30164794A JP 30164794 A JP30164794 A JP 30164794A JP H08139328 A JPH08139328 A JP H08139328A
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JP
Japan
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mask
type
region
semiconductor device
mos transistor
Prior art date
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Application number
JP30164794A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Morosawa
克彦 両澤
Shinichi Shimomaki
伸一 下牧
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
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  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a method of manufacturing a semiconductor device having an LDD structure, reducing the number of photolithographic steps and number of ion implantation steps. CONSTITUTION: On a glass substrate 31 a poly-Si film 32 is formed on which a first mask 33A is patterned. On this mask a second or third mask 34 or 35 is formed to form a mask region for ion implantation into lightly doped regions and for ion implantation at a low concn. into a lightly doped forming region. When ion implantation is made under a high concn. condition, for example, a p-type heavily doped region 32A and p-type lightly doped region 32B can be formed en bloc to permit the number of steps to be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置の製造方
法に関し、さらに詳しくは、LDD(Light-ly Doped D
rain)構造をもつMOSトランジスタの製造方法に係
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to an LDD (Light-ly Doped D
The present invention relates to a method of manufacturing a MOS transistor having a rain structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、TFT(Thin Film Transistor:
薄膜トランジスタ)を用いたアクティブマトリクス液晶
ディスプレイの進展が著しく、益々の高解像度化、高品
位化が要望されている。これらの要望に応えるために
は、画素やTFTの微細化が必要となる。TFTのよう
なMOSトランジスタのサイズを小さくすると、電界、
ことにドレイン近傍の電界強度はきわめて大きくなる。
このように高電界になると、ホットキャリアが発生し、
しきい値電圧Vthの変動をはじめとするショートチャ
ネル効果をもたらし、トランジスタ素子特性の劣化や、
ソース・ドレイン耐圧の低下などの、デバイスの信頼性
のうえで重大な影響をおよぼす。このような問題の対策
として、MOSトランジスタにLDD構造を採用させる
ことが行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, TFT (Thin Film Transistor:
The progress of active matrix liquid crystal displays using thin film transistors (TFTs) is remarkable, and higher resolution and higher quality are demanded. In order to meet these demands, it is necessary to miniaturize pixels and TFTs. When the size of a MOS transistor such as TFT is reduced, the electric field,
In particular, the electric field strength near the drain becomes extremely large.
In such a high electric field, hot carriers are generated,
A short channel effect such as variation of the threshold voltage Vth is brought about, deterioration of transistor element characteristics,
This has a significant effect on device reliability, such as a reduction in source / drain breakdown voltage. As a measure against such a problem, an LDD structure is adopted for a MOS transistor.

【0003】図7は、LDD構造を採用したMOSトラ
ンジスタをガラス基板1の上に形成した断面を示してい
る。ガラス基板1上にはポリシリコン層2が形成され、
このポリシリコン層2にソース・ドレインである高濃度
不純物領域2A、2Aと、低濃度不純物領域(LDD領
域)2B、2Bが形成されている。また、ポリシリコン
層2の上には、ゲート絶縁膜3を介してゲート電極4が
形成されている。さらに、高濃度不純物領域2A、2A
のそれぞれには、ソース・ドレイン電極6、6が、ゲー
ト絶縁膜3および絶縁膜5に形成したコンタクト孔を介
して接続されている。
FIG. 7 shows a cross section of a MOS transistor having an LDD structure formed on a glass substrate 1. The polysilicon layer 2 is formed on the glass substrate 1,
In this polysilicon layer 2, high-concentration impurity regions 2A and 2A as source / drain and low-concentration impurity regions (LDD regions) 2B and 2B are formed. A gate electrode 4 is formed on the polysilicon layer 2 with a gate insulating film 3 interposed therebetween. Further, the high concentration impurity regions 2A, 2A
Source / drain electrodes 6, 6 are connected to each of these via contact holes formed in the gate insulating film 3 and the insulating film 5.

【0004】また、図8は、LDD構造を有するpMO
SトランジスタとnMOSトランジスタとから構成され
るCMOSを同じくガラス基板1上に形成した断面を示
している。このCMOSは、pMOSトランジスタ側の
ポリシリコン層7に、p型の不純物が高濃度分布になる
ように導入されたソース・ドレイン領域14が形成さ
れ、ソース・ドレイン領域14のそれぞれの内側にp型
のLDD領域(低濃度不純物領域)10Aが形成されて
いる。同様にnMOSトランジスタ側のポリシリコン層
7には、n型の不純物が高濃度分布になるように導入さ
れたソース・ドレイン領域16が形成され、ソース・ド
レイン領域16のそれぞれの内側にn型のLDD領域1
2Aが形成されている。また、pMOS、nMOS両ト
ランジスタのドレイン領域どうしは共通のドレイン電極
17で結ばれている。なお、同図中18はゲート絶縁
膜、19はゲート電極、20は絶縁膜、21はソース電
極を示している。
FIG. 8 shows a pMO having an LDD structure.
A cross section in which a CMOS including an S transistor and an nMOS transistor is formed on the glass substrate 1 is shown. In this CMOS, source / drain regions 14 in which p-type impurities are introduced so as to have a high concentration distribution are formed in the polysilicon layer 7 on the pMOS transistor side, and the p-type is formed inside each of the source / drain regions 14. LDD region (low concentration impurity region) 10A is formed. Similarly, in the polysilicon layer 7 on the nMOS transistor side, source / drain regions 16 are formed in which n-type impurities are introduced so as to have a high concentration distribution, and the n-type impurities are formed inside the source / drain regions 16. LDD region 1
2A is formed. The drain regions of both pMOS and nMOS transistors are connected by a common drain electrode 17. In the figure, 18 is a gate insulating film, 19 is a gate electrode, 20 is an insulating film, and 21 is a source electrode.

【0005】次に、従来のCMOSの製造方法を図9
(A)、(B)および図10(A)、(B)を用いて説
明する。まず、図9(A)に示すように、ガラス基板1
の上に周知の方法によりノンドープのポリシリコン層7
を形成した後、ポリシリコン層7の上にキャップ絶縁膜
8を形成する。次に、キャップ絶縁膜8の上に、フォト
レジスト9をパターニングする。このフォトレジスト9
のパターンは、pMOSトランジスタ形成領域に形成す
べき高濃度不純物領域およびLDD領域上のキャップ絶
縁膜8のみを露出させる形状にする。このフォトレジス
ト9をマスクとして用いて低濃度条件でボロン(B)を
イオン注入し、ポリシリコン層7にp型の低濃度不純物
領域10、10を形成する(1回目のイオン注入工
程)。
Next, a conventional CMOS manufacturing method is shown in FIG.
This will be described with reference to (A), (B) and FIGS. 10 (A), (B). First, as shown in FIG. 9A, the glass substrate 1
A non-doped polysilicon layer 7 by a well-known method.
Then, a cap insulating film 8 is formed on the polysilicon layer 7. Next, a photoresist 9 is patterned on the cap insulating film 8. This photoresist 9
The pattern is such that only the high-concentration impurity region to be formed in the pMOS transistor formation region and the cap insulating film 8 on the LDD region are exposed. Boron (B) is ion-implanted under low concentration conditions using the photoresist 9 as a mask to form p-type low-concentration impurity regions 10 and 10 in the polysilicon layer 7 (first ion implantation step).

【0006】その後、上記したフォトレジスト9を剥離
して、新たにフォトレジスト11を塗布し、リソグラフ
ィー技術を用いて図9(B)に示すような形状にパター
ニングする。このフォトレジスト11のパターンは、上
記フォトレジスト9のパターンと逆の関係にあり、nM
OSトランジスタの形成領域に形成すべき高濃度不純物
領域およびLDD領域上のキャップ絶縁膜8のみを露出
させる形状にする。そして、このフォトレジスト11を
マスクとして低濃度条件で例えばリン(P)をイオン注
入し、ポリシリコン層7にn型の低濃度不純物領域1
2、12を形成する(2回目のイオン注入工程)。
After that, the above-mentioned photoresist 9 is peeled off, a new photoresist 11 is applied, and a pattern as shown in FIG. 9B is formed by using a lithography technique. The pattern of the photoresist 11 has an inverse relationship with the pattern of the photoresist 9 described above.
Only the high-concentration impurity region to be formed in the formation region of the OS transistor and the cap insulating film 8 on the LDD region are exposed. Then, for example, phosphorus (P) is ion-implanted under a low concentration condition by using the photoresist 11 as a mask, and the n-type low concentration impurity region 1 is formed in the polysilicon layer 7.
2 and 12 are formed (second ion implantation step).

【0007】次に、上記したフォトレジスト11を剥離
して、図10(A)に示すように、新たにフォトレジス
ト13をパターニングする。このフォトレジスト13の
パターンは、pMOSトランジスタの形成領域に形成す
べき高濃度不純物領域上のキャップ絶縁膜8のみを露出
させる形状にする。そして、このフォトレジスト13を
マスクとして、高濃度条件でボロンをイオン注入して、
ポリシリコン層7にp型の高濃度不純物領域14を形成
する(3回目のイオン注入工程)。なお、この高濃度不
純物領域14が形成され結果、領域が狭くなった低濃度
不純物領域10は、LDD領域10Aとなる。
Next, the photoresist 11 described above is peeled off, and the photoresist 13 is newly patterned as shown in FIG. The pattern of the photoresist 13 is formed to expose only the cap insulating film 8 on the high concentration impurity region to be formed in the pMOS transistor formation region. Then, using the photoresist 13 as a mask, boron is ion-implanted under a high concentration condition,
A p-type high concentration impurity region 14 is formed in the polysilicon layer 7 (third ion implantation step). As a result of the formation of the high-concentration impurity region 14, the low-concentration impurity region 10 having a narrowed region becomes the LDD region 10A.

【0008】さらに、上記したフォトレジスト13を剥
離して、図10(B)に示すように、新たにフォトレジ
スト15をパターニングする。このフォトレジスト15
のパターンは、nMOSトランジスタの形成領域に形成
すべき高濃度不純物領域上のキャップ絶縁膜8のみを露
出させる形状にする。そして、このフォトレジスト15
をマスクとして、高濃度条件で例えばリンをイオン注入
して、ポリシリコン層7にn型の高濃度不純物領域16
を形成する(4回目のイオン注入工程)。この場合も、
高濃度不純物領域16が形成された結果、領域が狭くな
った低濃度不純物領域12は、LDD領域12Aとな
る。このようにして、ポリシリコン層7に各不純物領域
を形成した後は、素子分離、ゲート絶縁膜の形成、ゲー
ト電極の形成、絶縁膜堆積、コンタクト孔の窓開け、ソ
ース・ドレイン電極の形成等を行って、CMOSデバイ
スが完成する。
Further, the photoresist 13 described above is peeled off, and the photoresist 15 is newly patterned as shown in FIG. This photoresist 15
The pattern is such that only the cap insulating film 8 on the high concentration impurity region to be formed in the nMOS transistor formation region is exposed. And this photoresist 15
Is used as a mask, and, for example, phosphorus is ion-implanted under high-concentration conditions to form an n-type high-concentration impurity region 16 in the polysilicon layer 7.
Are formed (fourth ion implantation step). Also in this case,
As a result of the formation of the high-concentration impurity region 16, the low-concentration impurity region 12 having a narrowed region becomes the LDD region 12A. After each impurity region is formed in the polysilicon layer 7 in this manner, element isolation, gate insulating film formation, gate electrode formation, insulating film deposition, contact hole window formation, source / drain electrode formation, etc. Then, the CMOS device is completed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たCMOSの製造方法では、フォトリソグラフィー工程
とイオン注入工程とがそれぞれ4回ずつ必要であり、フ
ォトリソグラフィー工程の度に洗浄工程、リンス工程等
の後処理工程が伴うため、プロセスが繁雑になる問題が
あった。なお、図7に示したMOSトランジスタを製造
する場合も、LDD用イオン注入工程と、高濃度イオン
注入工程との2回のイオン注入工程が必要であった。こ
のように工程数が多くなる問題は、TFTに限られず単
結晶シリコンなどにMOSトランジスタを作り込む場合
も同様であった。この発明が解決しようとする課題は、
LDD構造を有する半導体装置の製造に際し、フォトリ
ソグラフィー工程数およびイオン注入工程数を削減する
には、どのような手段を講じればよいかという点にあ
る。
However, in the above-described CMOS manufacturing method, the photolithography process and the ion implantation process are required four times each, and a cleaning process, a rinsing process, etc. are performed after each photolithography process. Since the processing steps are involved, there is a problem that the process becomes complicated. In the case of manufacturing the MOS transistor shown in FIG. 7, the ion implantation step for LDD and the high concentration ion implantation step were also required twice. The problem of increasing the number of steps is not limited to the TFT, and is the same when the MOS transistor is formed in single crystal silicon or the like. The problem to be solved by this invention is
In manufacturing a semiconductor device having an LDD structure, what means should be taken to reduce the number of photolithography processes and the number of ion implantation processes.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】そこで、請求項1記載の
発明は、半導体層上に、高濃度条件でのイオン注入によ
る不純物イオンの通過量を減少させる第1マスクを、前
記当該半導体層に形成すべきチャネル領域および低濃度
不純物領域を覆うように、形成する工程と、前記第1マ
スク上に、当該第1マスクよりゲート長方向の幅が狭い
部分を有する第2マスクを、前記第1マスク上面の、ゲ
ート長方向の両端部が露出するように、形成する工程
と、その後、全面に高濃度条件でのイオン注入を行う工
程と、を備えることを、その解決手段としている。ま
た、請求項2記載の発明は、前記半導体層がガラス基板
の上に形成されることを特徴としている。さらに、請求
項3記載の発明は、前記第1マスクがシリコン酸化膜ま
たはシリコン窒化膜であることを特徴としている。請求
項4記載の発明は、前記第2マスクがフォトレジストで
なることを特徴としている。請求項5記載の発明は、前
記半導体層がポリシリコン薄膜であることを特徴として
いる。
Therefore, according to the invention of claim 1, a first mask for reducing the amount of impurity ions passing by ion implantation under a high concentration condition is formed on the semiconductor layer on the semiconductor layer. The step of forming so as to cover the channel region and the low-concentration impurity region to be formed, and the step of forming a second mask on the first mask, the second mask having a portion narrower in the gate length direction than the first mask, The solution is to provide a step of forming the upper surface of the mask so that both ends in the gate length direction are exposed, and a step of performing ion implantation under high concentration conditions on the entire surface thereafter. The invention according to claim 2 is characterized in that the semiconductor layer is formed on a glass substrate. Further, the invention according to claim 3 is characterized in that the first mask is a silicon oxide film or a silicon nitride film. The invention according to claim 4 is characterized in that the second mask is made of a photoresist. The invention according to claim 5 is characterized in that the semiconductor layer is a polysilicon thin film.

【0011】また、請求項6記載の発明は、半導体層上
に、高濃度条件でのイオン注入による不純物イオンの通
過量を減少させる第1マスクを、前記半導体層の第1導
電型のMOSトランジスタ形成領域に形成すべきチャネ
ル領域および低濃度不純物領域と、第2導電型のMOS
トランジスタ形成領域に形成すべきチャネル領域および
低濃度不純物領域と、をそれぞれ覆うように形成する工
程と、前記第2導電型のMOSトランジスタ形成領域を
覆う部分と、前記第1導電型のMOSトランジスタ形成
領域上に形成された前記第1マスク上に形成される部分
とからなる第2マスクを、前記第1導電型のMOSトラ
ンジスタ形成領域の第1マスク上に形成される部分が、
該第1マスクよりゲート長方向の幅が狭く、かつ前記第
1マスク上面のゲート長方向の両端部を露出させるよう
に形成する工程と、その後、第1導電型の不純物イオン
を高濃度条件でイオン注入する工程と、前記第1導電型
のMOSトランジスタ形成領域を覆う部分と、前記第2
導電型のMOSトランジスタ形成領域上に形成された前
記第1マスク上に形成される部分と、からなる第3マス
クを、前記第2導電型のMOSトランジスタ形成領域の
第1マスク上に形成される部分が、該第1マスクよりゲ
ート長方向の幅が狭く、かつ前記第1マスク上面のゲー
ト長方向の両端部を露出させるように形成する工程と、
その後、第2導電型の不純物イオンを高濃度条件でイオ
ン注入する工程と、を備えたことを、解決手段としてい
る。また、請求項7記載の発明は、前記第1導電型のM
OSトランジスタ及び第2導電型のMOSトランジスタ
は、一方がn型で他方がp型であることを特徴としてい
る。さらに、請求項8記載の発明は、前記第1マスクが
シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜であることを特徴
としている。請求項9記載の発明は、前記第2マスクお
よび第3マスクがフォトレジストであることを特徴とし
ている。請求項10記載の発明は、前記半導体層がポリ
シリコン薄膜であることを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, the first conductive type MOS transistor of the semiconductor layer is provided on the semiconductor layer with a first mask for reducing the passage amount of impurity ions due to ion implantation under high concentration conditions. A channel region and a low concentration impurity region to be formed in the formation region, and a second conductivity type MOS
Forming a channel region and a low-concentration impurity region to be formed in the transistor formation region, covering the second conductivity type MOS transistor formation region, and forming the first conductivity type MOS transistor A second mask consisting of a portion formed on the first mask formed on the region, a portion formed on the first mask of the first conductivity type MOS transistor forming region,
A step of forming a width narrower in the gate length direction than the first mask and exposing both ends of the upper surface of the first mask in the gate length direction, and thereafter, impurity ions of the first conductivity type under a high concentration condition. A step of implanting ions, a portion covering the first conductivity type MOS transistor formation region, and a second portion
A third mask consisting of a portion formed on the first mask formed on the conductive type MOS transistor formation region is formed on the first mask of the second conductive type MOS transistor formation region. Forming a portion having a width in the gate length direction narrower than that of the first mask and exposing both ends of the upper surface of the first mask in the gate length direction;
After that, a step of implanting second conductivity type impurity ions under a high concentration condition is provided as a solving means. The invention according to claim 7 is the first conductivity type M.
One of the OS transistor and the second conductivity type MOS transistor is n-type and the other is p-type. Further, the invention according to claim 8 is characterized in that the first mask is a silicon oxide film or a silicon nitride film. The invention according to claim 9 is characterized in that the second mask and the third mask are photoresists. The invention according to claim 10 is characterized in that the semiconductor layer is a polysilicon thin film.

【0012】[0012]

【作用】まず、請求項1記載の発明においては、第1マ
スクが半導体層に形成すべきチャネル領域および低濃度
不純物領域(LDD領域)を覆い、第2マスクが第1マ
スク上に、第1マスクのゲート長方向の両端部を露出さ
せるように形成されている。また、第1マスクは、高濃
度条件でのイオン注入による不純物イオンの通過量を減
少させる作用があるため、第2マスクで覆われていな
い、ゲート長方向の上面両端部から入射したイオンは、
全イオンが下地の半導体層に到達することができない。
したがって、第1マスクの第2マスクで覆われていない
ゲート長方向両端部の下地半導体層部分は、低濃度不純
物導入領域、すなわちLDD領域となる。また、第1マ
スクおよび第2マスクで覆われない半導体層部分の表面
は露出しており、この部分には直接ビームが入射して高
濃度不純物領域、すなわちソース・ドレイン領域が形成
される。なお、上記した低濃度不純物領域および高濃度
不純物領域は、第1マスクについて自己整合的に形成で
きるため、互いに隣接して形成される。さらに、低濃度
不純物領域で挟まれて形成されるチャネル領域は、第2
マスクについて自己整合的に形成できる。このため、ド
レイン近傍の電界強度を低濃度不純物領域で緩和できる
LDD構造を1回のイオン注入で形成することができ
る。
According to the first aspect of the invention, the first mask covers the channel region and the low-concentration impurity region (LDD region) to be formed in the semiconductor layer, and the second mask covers the first mask and the first mask. It is formed so that both ends of the mask in the gate length direction are exposed. Further, since the first mask has a function of reducing the amount of impurity ions passing by ion implantation under a high concentration condition, ions which are not covered by the second mask and which are incident from both end portions of the upper surface in the gate length direction are:
All ions cannot reach the underlying semiconductor layer.
Therefore, the underlying semiconductor layer portions at both ends in the gate length direction which are not covered with the second mask of the first mask become low-concentration impurity introduction regions, that is, LDD regions. Further, the surface of the semiconductor layer portion which is not covered with the first mask and the second mask is exposed, and a high-concentration impurity region, that is, a source / drain region is formed by direct incidence of a beam on this portion. The low-concentration impurity region and the high-concentration impurity region described above can be formed in a self-aligned manner with respect to the first mask, and thus are formed adjacent to each other. Further, the channel region formed by being sandwiched by the low-concentration impurity regions is the second
The mask can be formed in a self-aligned manner. Therefore, the LDD structure capable of relaxing the electric field strength near the drain in the low concentration impurity region can be formed by one-time ion implantation.

【0013】また、請求項2〜請求項5記載の発明にお
いては、半導体層をガラス基板の上に形成することによ
り、液晶表示パネルに形成するTFTの低濃度不純物領
域(LDD領域)を高濃度不純物領域と同時に形成する
ことができ、工程数を削減することが可能となる。そし
て、第1マスクをシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜
で形成する場合、これらの膜厚を制御することにより、
高濃度条件でのイオン注入の際に、低濃度不純物領域へ
のドーズ量を設定することが可能となる。また、これら
の膜は光透過性を有するため、逆スタガー型のTFTを
製造する際に、裏面露光技術にて、フォトレジストでな
る第2マスクを所謂ボトムゲートに自己整合的にパター
ニングすることができる。
Further, in the inventions according to claims 2 to 5, the semiconductor layer is formed on the glass substrate, so that the low concentration impurity region (LDD region) of the TFT formed in the liquid crystal display panel has a high concentration. It can be formed at the same time as the impurity region, and the number of steps can be reduced. When the first mask is formed of a silicon oxide film or a silicon nitride film, by controlling the film thickness of these films,
It is possible to set the dose amount to the low concentration impurity region during the ion implantation under the high concentration condition. Further, since these films have a light-transmitting property, the second mask made of a photoresist can be patterned in a so-called bottom gate in a self-aligned manner by a backside exposure technique when manufacturing a reverse stagger type TFT. it can.

【0014】請求項6記載の発明においては、第1マス
クの上に第2マスクが形成されている場合に高濃度条件
で第1導電型の不純物のイオン注入を行うと、第1マス
クのゲート長方向の両端部が露出しているため、この両
端部の下地半導体層部分には第1導電型の低濃度不純物
領域が形成され、露出している半導体層部分には第1導
電型の高濃度不純物領域が同時に形成される。同様に、
第1マスク上に第3マスクが形成されている場合、高濃
度条件で第2導電型の不純物のイオン注入を行うと、第
1マスクのゲート長方向の両端部が露出しているため、
この両端部の下地半導体層部分には第2導電型の低濃度
不純物領域が形成され、露出している半導体層部分には
第2導電型の高濃度不純物領域が同時に形成される。こ
のようにして、イオン注入工程を2回行うだけで、二種
のトランジスタを構成する半導体装置を形成することが
できる。
According to the sixth aspect of the present invention, when the second mask is formed on the first mask and the first conductivity type impurity is ion-implanted under a high concentration condition, the gate of the first mask is formed. Since both ends in the longitudinal direction are exposed, the first-conductivity-type low-concentration impurity regions are formed in the base semiconductor layer portions at the both ends, and the exposed first-conductivity-type high-concentration impurity regions are formed. Concentrated impurity regions are formed at the same time. Similarly,
When the third mask is formed on the first mask and ion implantation of the second conductivity type impurity is performed under a high concentration condition, both ends of the first mask in the gate length direction are exposed.
Second-conductivity-type low-concentration impurity regions are formed in the underlying semiconductor layer portions at both ends, and second-conductivity-type high-concentration impurity regions are simultaneously formed in the exposed semiconductor layer portions. In this way, a semiconductor device including two types of transistors can be formed by performing the ion implantation process only twice.

【0015】さらに、請求項7〜請求項10記載の発明
においては、n型MOS及びp型MOSとすることによ
り、液晶表示パネルに形成する、CMOSを構成するT
FTの低濃度不純物領域(LDD領域)を高濃度不純物
領域と同時に形成することができ、液晶プロセスの工程
数を削減することが可能となる。そして、第1マスクを
シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜で形成する場合、
これらの膜厚を制御することにより、高濃度条件でのイ
オン注入の際に、低濃度不純物領域へのドーズ量を設定
することが可能となる。
Further, in the inventions of claims 7 to 10, by using an n-type MOS and a p-type MOS, a T forming a CMOS formed in the liquid crystal display panel is formed.
The low concentration impurity region (LDD region) of the FT can be formed at the same time as the high concentration impurity region, and the number of steps of the liquid crystal process can be reduced. When the first mask is formed of a silicon oxide film or a silicon nitride film,
By controlling these film thicknesses, it becomes possible to set the dose amount to the low concentration impurity region at the time of ion implantation under the high concentration condition.

【0016】[0016]

【実施例】以下、この発明に係る半導体装置の製造方法
の詳細を実施例に基づいて説明する。 (実施例1)図1〜図3は、本発明の実施例1を示す工
程断面図である。本実施例は、ガラス基板上にCMOS
を構成するポリシリコンTFTを作成する場合に、本発
明を適用した例である。まず、本実施例では、図1
(A)に示すように、ガラス基板31の上にアモルファ
スシリコン膜(図示省略する)を例えば500Åの膜厚
に堆積させる。その後、このアモルファスシリコン膜に
レーザアニールを施して、半導体層としてのポリシリコ
ン膜32に変化させる。次いで、ポリシリコン膜32の
上に、例えばSiO2でなるマスク材料膜33を、例え
ば200Åの膜厚に堆積させる。なお、このマスク材料
膜33の膜厚は、後に行う高濃度条件でのイオン注入の
条件、特に加速電圧に応じて設定する。すなわち、マス
ク材料膜33を通過するイオンビームの密度(単位面積
あたりのイオンビームの数)が所定の値になるように、
加速電圧を加味してマスク材料膜の膜厚を決定する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to embodiments. (Embodiment 1) FIGS. 1 to 3 are process sectional views showing Embodiment 1 of the present invention. In this embodiment, the CMOS is mounted on the glass substrate.
This is an example in which the present invention is applied to the case where a polysilicon TFT constituting the above is formed. First, in this embodiment, FIG.
As shown in (A), an amorphous silicon film (not shown) is deposited on the glass substrate 31 to have a film thickness of 500 Å, for example. Then, this amorphous silicon film is subjected to laser annealing to change into a polysilicon film 32 as a semiconductor layer. Then, a mask material film 33 made of, for example, SiO 2 is deposited on the polysilicon film 32 to have a film thickness of, for example, 200 Å. The film thickness of the mask material film 33 is set according to the condition of ion implantation under a high concentration condition to be performed later, especially according to the acceleration voltage. That is, the density of the ion beam passing through the mask material film 33 (the number of ion beams per unit area) is set to a predetermined value,
The film thickness of the mask material film is determined in consideration of the acceleration voltage.

【0017】次に、第1マスクを形成する。すなわち、
マスク材料膜33を、リソグラフィー技術およびエッチ
ング技術を用いて、図1(B)に示すようにパターニン
グして第1マスク33Aとする。この第1マスク33A
のパターンは、同図に示すように、第1導電型としての
p型のMOSトランジスタ形成領域上と、第2導電型と
してのn型のMOSトランジスタ形成領域上とを露出さ
せるものであるが、pMOSトランジスタ形成領域内に
形成すべき、後記するチャネル領域および低濃度不純物
領域の設定位置を覆うようにp型用ロングマスク部33
Bも形成され、また、nMOSトランジスタ形成領域内
に形成すべき、後記するチャネル領域および低濃度不純
物領域を覆うような位置にn型用ロングマスク部33C
も形成される。この第1マスク33Aのうち、p型用ロ
ングマスク部33Bとn型用ロングマスク部33C以外
の部分の、マスク材料膜でなる部分は、MOSトランジ
スタを形成しない部分を覆うように設計されている。
Next, a first mask is formed. That is,
The mask material film 33 is patterned using a lithography technique and an etching technique as shown in FIG. 1B to form a first mask 33A. This first mask 33A
As shown in the figure, the pattern (1) exposes the p-type MOS transistor formation region as the first conductivity type and the n-type MOS transistor formation region as the second conductivity type. The p-type long mask portion 33 is formed so as to cover the setting positions of a channel region and a low concentration impurity region, which will be described later, which should be formed in the pMOS transistor formation region.
B is also formed, and the n-type long mask portion 33C is formed at a position to cover a channel region and a low-concentration impurity region described later, which should be formed in the nMOS transistor formation region.
Is also formed. Of the first mask 33A, the portion of the mask material film other than the p-type long mask portion 33B and the n-type long mask portion 33C is designed to cover the portion where the MOS transistor is not formed. .

【0018】次いで、図2(A)に示すように、第2マ
スクとしてのフォトレジスト34のパターニングを行
う。具体的には、まず、全面にフォトレジスト34を塗
布し、露光、現像を行う。このフォトレジス34のパタ
ーンは、pMOSトランジスタ形成領域以外を覆うよう
にするものであるが、pMOSトランジスタ形成領域内
の第1マスク33Aのp型用ロングマスク部33Bの上
にも、このp型用ロングマスク部33Bよりゲート長方
向の幅が狭く、かつp型用ロングマスク部33B上面の
ゲート長方向の両端部を露出させるp型用ショートマス
ク部34Aを有するように設計されている。なお、この
p型用ショートマスク部34Aの幅は、pMOSトラン
ジスタのチャネル長と同一に設定され、後記するチャネ
ル領域の設計位置の上方にp型用ショートマスク部34
Aがオフセットするように設定されている。
Next, as shown in FIG. 2A, the photoresist 34 as the second mask is patterned. Specifically, first, a photoresist 34 is applied on the entire surface, and exposure and development are performed. The pattern of the photoresist 34 covers the area other than the pMOS transistor formation area, but the p-type long mask portion 33B of the first mask 33A in the pMOS transistor formation area is also covered with the p-type area. It is designed to have a width in the gate length direction narrower than that of the long mask portion 33B and to have a p-type short mask portion 34A that exposes both ends in the gate length direction of the upper surface of the p-type long mask portion 33B. The width of the p-type short mask portion 34A is set to be the same as the channel length of the pMOS transistor, and the p-type short mask portion 34A is provided above the design position of the channel region described later.
A is set to be offset.

【0019】このように、第2マスクとしてのフォトレ
ジスト34をパターニングした後、図2(A)に示すよ
うに、第1導電型不純物としてのp型不純物、すなわち
ボロン(B)を、例えば加速電圧10keVでドーズ量
が2E15(2×10の15乗/cm2)程度の条件で
イオン注入を行う。この結果、同図に示すように、pM
OSトランジスタ形成領域のポリシリコン膜32に、p
型高濃度不純物領域32A、32Aと、p型低濃度不純
物領域32B、32Bとが同時に形成される。p型高濃
度不純物領域32Aは、p型用ロングマスク部33Bの
ゲート長方向外側に位置するポリシリコン膜32部分に
形成される。p型低濃度不純物領域32Bは、p型用ロ
ングマスク33Bがp型ショートマスク部34Aで覆わ
れない部分の下に位置するポリシリコン膜32部分に形
成される。また、p型低濃度不純物領域32Bどうしで
挟まれるポリシリコン膜32部分は、pMOSトランジ
スタのチャネル領域32Cとなる。なる、p型低濃度不
純物量32Bのドーズ量は、第1マスク33Aのp型用
ロングマスク部33Bで通過するイオンビームの数が制
限されるため、1E14(1×10の14乗/cm2
程度となる。このようにして、pMOSトランジスタ形
成領域には、ソース・ドレインであるp型高濃度不純物
領域32Aと、LDD領域であるp型低濃度不純物領域
32Bとが、1回のイオン注入で同時に形成できる。
After patterning the photoresist 34 as the second mask in this way, as shown in FIG. 2A, the p-type impurity as the first conductivity type impurity, that is, boron (B) is accelerated, for example. Ion implantation is performed under the conditions of a voltage of 10 keV and a dose amount of about 2E15 (2 × 10 15 / cm 2 ). As a result, as shown in FIG.
In the polysilicon film 32 in the OS transistor formation region, p
The high-concentration type impurity regions 32A and 32A and the low-concentration p-type impurity regions 32B and 32B are formed simultaneously. The p-type high-concentration impurity region 32A is formed in the polysilicon film 32 portion located outside the p-type long mask portion 33B in the gate length direction. The p-type low-concentration impurity region 32B is formed in the polysilicon film 32 portion located below the portion where the p-type long mask 33B is not covered with the p-type short mask portion 34A. The polysilicon film 32 portion sandwiched between the p-type low-concentration impurity regions 32B becomes the channel region 32C of the pMOS transistor. The dose amount of the p-type low-concentration impurity amount 32B is 1E14 (1 × 10 14 / cm 2) because the number of ion beams passing through the p-type long mask portion 33B of the first mask 33A is limited. )
About. In this way, the p-type high-concentration impurity region 32A serving as the source / drain and the p-type low-concentration impurity region 32B serving as the LDD region can be simultaneously formed in the pMOS transistor formation region by one ion implantation.

【0020】その後、フォトレジスト34を剥離し、図
2(B)に示すような、第3マスクとしての新たなフォ
トレジスト35のパターニングを行う。具体的には、上
記したフォトレジスト34のパターニングと同様に、ま
ず、全面にフォトレジスト35を塗布し、露光、現像を
行う。このフォトレジス35のパターンは、nMOSト
ランジスタ形成領域以外を覆うようにするものである
が、nMOSトランジスタ形成領域内の第1マスク33
Aのn型用ロングマスク部33Cの上にも、このn型用
ロングマスク部33Cよりゲート長方向の幅が狭く、か
つn型用ロングマスク部33C上面のゲート長方向の両
端部を露出させるn型用ショートマスク部35Aを有す
るように設計されている。なお、このn型用ショートマ
スク部35Aの幅は、nMOSトランジスタのチャネル
長と同一に設定され、後記するチャネル領域の設計位置
の上方にこのn型用ショートマスク部35Aが覆うよう
に設定されている。
Then, the photoresist 34 is peeled off, and a new photoresist 35 as a third mask is patterned as shown in FIG. Specifically, similarly to the patterning of the photoresist 34 described above, first, the photoresist 35 is first coated on the entire surface, and exposed and developed. The pattern of the photoresist 35 covers the area other than the nMOS transistor forming area, but the first mask 33 in the nMOS transistor forming area is formed.
Also on the n-type long mask portion 33C of A, the width in the gate length direction is narrower than that of the n-type long mask portion 33C, and both ends of the upper surface of the n-type long mask portion 33C in the gate length direction are exposed. It is designed to have an n-type short mask portion 35A. The width of the n-type short mask portion 35A is set to be the same as the channel length of the nMOS transistor, and is set to cover the n-type short mask portion 35A above the design position of the channel region described later. There is.

【0021】このように、第3マスクとしてのフォトレ
ジスト35をパターニングした後、図2(B)に示すよ
うに、第2導電型不純物としてのn型不純物、本実施例
ではリン(P)を、例えば加速電圧10keVでドーズ
量が2E15(2×10の15乗/cm2)程度の条件
でイオン注入を行う。この結果、同図に示すように、n
MOSトランジスタ形成領域のポリシリコン膜32に、
n型高濃度不純物領域32D、32Dと、n型低濃度不
純物領域32E、32Eとが同時に形成される。n型高
濃度不純物領域32Dは、n型用ロングマスク部33C
のゲート長方向外側に位置するポリシリコン膜32部分
に形成される。n型低濃度不純物領域32Eは、n型用
ロングマスク33Cがn型ショートマスク部35Aで覆
われない部分の下に位置するポリシリコン膜32部分に
形成される。また、n型低濃度不純物領域32Eどうし
で挟まれるポリシリコン膜32部分は、nMOSトラン
ジスタのチャネル領域32Fとなる。なお、n型低濃度
不純物領域32Eへのドーズ量は、第1マスク33のn
型用ロングマスク部33Cで通過するイオンビーム数が
制限されるため、1E14(1×10の14乗/c
2)程度となる。このようにして、nMOSトランジ
スタ形成領域には、ソース・ドレインであるn型高濃度
不純物領域32Dと、LDD領域であるn型低濃度不純
物領域32Eとが、1回のイオン注入で同時に形成でき
る。
After patterning the photoresist 35 as the third mask in this way, as shown in FIG. 2B, an n-type impurity as the second conductivity type impurity, phosphorus (P) in this embodiment, is added. For example, the ion implantation is performed under the condition that the acceleration voltage is 10 keV and the dose amount is about 2E15 (2 × 10 15 / cm 2 ). As a result, as shown in FIG.
In the polysilicon film 32 in the MOS transistor formation region,
The n-type high concentration impurity regions 32D and 32D and the n-type low concentration impurity regions 32E and 32E are simultaneously formed. The n-type high-concentration impurity region 32D includes the n-type long mask portion 33C.
Is formed in the portion of the polysilicon film 32 located outside the gate length direction. The n-type low-concentration impurity region 32E is formed in the polysilicon film 32 portion located below the portion where the n-type long mask 33C is not covered with the n-type short mask portion 35A. The polysilicon film 32 portion sandwiched between the n-type low-concentration impurity regions 32E becomes the channel region 32F of the nMOS transistor. The dose amount to the n-type low-concentration impurity region 32E is n of the first mask 33.
Since the number of ion beams passing through the die long mask portion 33C is limited, 1E14 (1 × 10 14 / c
m 2 ). In this way, the n-type high-concentration impurity region 32D which is the source / drain and the n-type low-concentration impurity region 32E which is the LDD region can be simultaneously formed in the nMOS transistor formation region by one ion implantation.

【0022】次に、上記したフォトレジスト35を剥離
した後、第1マスク33Aを下地のポリシリコン膜32
と充分選択比がとれる周知のエッチング技術を用いて除
去する。その後、図3(A)に示すように、素子分離を
行った後、全面にSiO2等でなるゲート絶縁膜36を
堆積させる。次いで、ゲート絶縁膜36上に、それぞれ
のMOSトランジスタ形成領域の所定位置にゲート電極
37をパターニングする。さらに、図3(B)に示すよ
うに、全面に例えばPSGなどのパッシベーション膜3
8を堆積させ、ソース電極39や共通ドレイン電極40
などのコンタクトをとってCMOSを構成する半導体装
置を完成させる。
Next, after the photoresist 35 is removed, the first mask 33A is used as the underlying polysilicon film 32.
And is removed by using a well-known etching technique with which a sufficient selection ratio can be obtained. Thereafter, as shown in FIG. 3A, after element isolation, a gate insulating film 36 made of SiO 2 or the like is deposited on the entire surface. Next, the gate electrode 37 is patterned on the gate insulating film 36 at a predetermined position in each MOS transistor formation region. Further, as shown in FIG. 3B, a passivation film 3 such as PSG is formed on the entire surface.
8 is deposited, and the source electrode 39 and the common drain electrode 40 are deposited.
A semiconductor device that constitutes a CMOS is completed by making contacts such as.

【0023】本実施例においては、各導電型のMOSト
ランジスタの高濃度不純物領域と低濃度不純物領域とが
一括してイオン注入することができるため、CMOSを
構成する半導体装置の不純物拡散領域を2回のイオン注
入工程に削減できる。それに伴って、フォトリソグラフ
ィー工程等も削減でき、半導体装置の製造プロセスを大
幅に簡略化できる利点がある。また、膜厚の制御性の良
好なシリコン系薄膜を第1マスクとして用いれば、低濃
度不純物領域のドーズ量を適切な値に調整することが可
能である。
In the present embodiment, since the high-concentration impurity region and the low-concentration impurity region of each conductivity type MOS transistor can be collectively ion-implanted, the impurity diffusion region of the semiconductor device forming the CMOS can be two. It is possible to reduce the number of ion implantation steps. Along with this, the photolithography process and the like can be reduced, and the manufacturing process of the semiconductor device can be greatly simplified. If a silicon-based thin film having a good controllability of film thickness is used as the first mask, the dose amount of the low concentration impurity region can be adjusted to an appropriate value.

【0024】なお、本実施例においては、CMOSを構
成する半導体装置に本発明を適用して説明したが、単に
MOSトランジスタを製造する場合も工程数を削減でき
ることはいうまでもない。また、上記実施例では、半導
体層としてポリシリコン膜を用いたが、例えばアモルフ
ァスシリコン薄膜や、単結晶シリコン基板を用いること
も可能である。また、本実施例では、マスク材料膜とし
てシリコン酸化膜を用いたが、シリコン窒化膜を用いて
もよい。なお、シリコン酸化膜は、本実施例のようにC
VDによる堆積膜のほか、熱酸化膜としても勿論よい。
Although the present invention is applied to the semiconductor device which constitutes the CMOS in the present embodiment, it goes without saying that the number of steps can be reduced even when a MOS transistor is simply manufactured. Further, although the polysilicon film is used as the semiconductor layer in the above embodiment, it is also possible to use, for example, an amorphous silicon thin film or a single crystal silicon substrate. Further, in this embodiment, the silicon oxide film is used as the mask material film, but a silicon nitride film may be used. The silicon oxide film is made of C as in this embodiment.
Besides the deposited film by VD, a thermal oxide film may be used.

【0025】(実施例2)図4〜図6は、本発明の実施
例2を示す工程断面図である。本実施例は、ガラス基板
上に所謂ボトムゲートを有する構造のポリシリコンTF
Tで構成したCMOSの製造に本発明を適用した例であ
る。まず、図4(A)に示すように、ガラス基板41上
の各MOSトランジスタ形成領域の所定位置にゲート電
極42を形成する。その後、全面に例えばSiO2等で
なるゲート絶縁膜43を所定膜厚に堆積させる。次に、
ゲート絶縁膜43の上にアモルファスシリコン膜(図示
省略する)を堆積させた後、このアモルファスシリコン
膜に例えばレーザ照射等のアニール処理を施してポリシ
リコン膜44に変化させる。その後、ポリシリコン膜4
4の上に、例えばSiO2でなるマスク材料膜45を堆
積させる。
(Embodiment 2) FIGS. 4 to 6 are process sectional views showing Embodiment 2 of the present invention. This embodiment is a polysilicon TF having a structure having a so-called bottom gate on a glass substrate.
This is an example in which the present invention is applied to the manufacture of a CMOS configured by T. First, as shown in FIG. 4A, the gate electrode 42 is formed at a predetermined position in each MOS transistor formation region on the glass substrate 41. After that, a gate insulating film 43 made of, for example, SiO 2 is deposited on the entire surface to a predetermined thickness. next,
After depositing an amorphous silicon film (not shown) on the gate insulating film 43, the amorphous silicon film is annealed such as laser irradiation to be changed into a polysilicon film 44. Then, the polysilicon film 4
A mask material film 45 made of, for example, SiO 2 is deposited on the substrate 4.

【0026】続いて、図4(B)に示すように、上記し
たマスク材料膜45をパターニングして第1マスク45
Aを形成する。この第1マスク45Aのパターンは、上
記実施例1と同様に、第1導電型としてのp型のMOS
トランジスタ形成領域内と、第2導電型としてのn型の
MOSトランジスタ形成領域内とを露出させるものであ
るが、pMOSトランジスタ形成領域内に形成すべき、
後記するチャネル領域および低濃度不純物領域の設定位
置を覆うようにp型用ロングマスク部45Bも形成さ
れ、また、nMOSトランジスタ形成領域内に形成すべ
き、後記するチャネル領域および低濃度不純物領域を覆
うようにn型用ロングマスク部45Cも形成される。こ
の第1マスク45Aのうち、p型用ロングマスク部45
Bとn型用ロングマスク部45C以外の部分の、マスク
材料膜45でなる部分は、MOSトランジスタを形成し
ない部分を覆うように設計されている。なお、本実施例
においてもマスク材料膜45の膜厚は、後に行う高濃度
条件でのイオン注入の条件、特に加速電圧に応じて設定
する。すなわち、マスク材料膜45を通過するイオンビ
ームの密度(単位面積あたりのイオンビームの数)が所
定の値になるように、加速電圧を加味してマスク材料膜
の膜厚を決定する。
Subsequently, as shown in FIG. 4B, the mask material film 45 is patterned to form a first mask 45.
Form A. The pattern of the first mask 45A is the p-type MOS as the first conductivity type, as in the first embodiment.
Although the inside of the transistor formation region and the inside of the n-type MOS transistor formation region of the second conductivity type are exposed, they should be formed within the pMOS transistor formation region,
The p-type long mask portion 45B is also formed so as to cover the setting positions of the channel region and the low-concentration impurity region, which will be described later, and also covers the channel region and the low-concentration impurity region, which will be described later, to be formed in the nMOS transistor formation region. Thus, the n-type long mask portion 45C is also formed. Of the first mask 45A, the long mask portion 45 for p-type
A portion other than B and the long mask portion 45C for n-type, which is made of the mask material film 45, is designed to cover a portion where the MOS transistor is not formed. Also in this embodiment, the film thickness of the mask material film 45 is set according to the condition of ion implantation under a high concentration condition to be performed later, particularly according to the acceleration voltage. That is, the film thickness of the mask material film is determined in consideration of the acceleration voltage so that the density of ion beams passing through the mask material film 45 (the number of ion beams per unit area) becomes a predetermined value.

【0027】次いで、図5(A)に示すように、全面に
フォトレジスト46を塗布し、図5(B)に示すよう
に、このフォトレジスト46が第2マスクとなるように
パターニングを行う。このフォトレジス46のパターン
は、上記した実施例1と同様に、pMOSトランジスタ
形成領域以外を覆うようにするものであるが、pMOS
トランジスタ形成領域内の第1マスク45Aのp型用ロ
ングマスク部45Bの上にも、このp型用ロングマスク
部45Bよりゲート長方向の幅が狭く、かつp型用ロン
グマスク部45B上面のゲート長方向の両端部を露出さ
せるp型用ショートマスク部46Aを有するように設計
されている。なお、このp型用ショートマスク部46A
の幅は、pMOSトランジスタのチャネル長と同一に設
定され、後記するチャネル領域の設計位置の上方にp型
用ショートマスク部46Aが覆うように設定されてい
る。
Next, as shown in FIG. 5A, a photoresist 46 is applied on the entire surface, and as shown in FIG. 5B, patterning is performed so that the photoresist 46 serves as a second mask. The pattern of the photoresist 46 is intended to cover the area other than the pMOS transistor formation region as in the case of the first embodiment.
Also on the p-type long mask portion 45B of the first mask 45A in the transistor formation region, the width in the gate length direction is narrower than the p-type long mask portion 45B, and the gate on the upper surface of the p-type long mask portion 45B is formed. It is designed to have a p-type short mask portion 46A that exposes both ends in the long direction. Incidentally, this p-type short mask portion 46A
Is set to be the same as the channel length of the pMOS transistor, and is set to cover the p-type short mask portion 46A above the design position of the channel region described later.

【0028】このように、第2マスクとしてのフォトレ
ジスト46をパターニングした後、図5(B)に示すよ
うに、第1導電型不純物としてのp型不純物、すなわち
ボロン(B)を、例えば加速電圧10keVでドーズ量
が2E15(2×10の15乗/cm2)程度の条件で
イオン注入を行う。この結果、同図に示すように、pM
OSトランジスタ形成領域のポリシリコン膜44に、p
型高濃度不純物領域44A、44Aと、p型低濃度不純
物領域44B、44Bとが形成される。p型高濃度不純
物領域44Aは、p型用ロングマスク部45Bのゲート
長方向外側に位置するポリシリコン膜44部分に形成さ
れる。p型低濃度不純物領域44Bは、p型用ロングマ
スク45Bがp型ショートマスク部46Aで覆われない
部分の下に位置するポリシリコン膜44部分に形成され
る。また、p型低濃度不純物領域44Bどうしで挟まれ
るポリシリコン膜44部分は、pMOSトランジスタの
チャネル領域44Cとなる。なる、p型低濃度不純物量
44Bのドーズ量は、第1マスク45Aのp型用ロング
マスク部45Bで通過するイオンビームの数が制限され
るため、1E14(1×10の14乗/cm2)程度と
なる。このようにして、pMOSトランジスタ形成領域
には、ソース・ドレインであるp型高濃度不純物領域4
4Aと、LDD領域であるp型低濃度不純物領域44B
とが、1回のイオン注入で同時に形成できる。
After patterning the photoresist 46 as the second mask in this manner, as shown in FIG. 5B, the p-type impurity as the first conductivity type impurity, that is, boron (B) is accelerated, for example. Ion implantation is performed under the conditions of a voltage of 10 keV and a dose amount of about 2E15 (2 × 10 15 / cm 2). As a result, as shown in FIG.
In the polysilicon film 44 in the OS transistor formation region, p
High-concentration type impurity regions 44A and 44A and low-concentration p-type impurity regions 44B and 44B are formed. The p-type high-concentration impurity region 44A is formed in the polysilicon film 44 portion located outside the p-type long mask portion 45B in the gate length direction. The p-type low-concentration impurity region 44B is formed in the polysilicon film 44 portion located below the portion where the p-type long mask 45B is not covered with the p-type short mask portion 46A. The polysilicon film 44 portion sandwiched between the p-type low-concentration impurity regions 44B becomes the channel region 44C of the pMOS transistor. The dose amount of the p-type low concentration impurity amount 44B becomes 1E14 (1 × 10 14 / cm 2) because the number of ion beams passing through the p-type long mask portion 45B of the first mask 45A is limited. ) It will be about. In this manner, the p-type high-concentration impurity region 4 serving as the source / drain is formed in the pMOS transistor formation region.
4A and a p-type low concentration impurity region 44B which is an LDD region
And can be simultaneously formed by one ion implantation.

【0029】その後、フォトレジスト46を剥離し、図
6(A)に示すような、第3マスクとしての新たなフォ
トレジスト47のパターニングを行う。このフォトレジ
ス47のパターンは、nMOSトランジスタ形成領域以
外を覆うようにするものであるが、nMOSトランジス
タ形成領域内の第1マスク45Aのn型用ロングマスク
部45Cの上にも、このn型用ロングマスク部45Cよ
りゲート長方向の幅が狭く、かつn型用ロングマスク部
45C上面のゲート長方向の両端部を露出させるn型用
ショートマスク部47Aを有するように設計されてい
る。なお、このn型用ショートマスク部47Aの幅は、
nMOSトランジスタのチャネル長と同一に設定され、
後記するチャネル領域の設計位置の上方にこのn型用シ
ョートマスク部47Aが覆うように設定されている。
After that, the photoresist 46 is peeled off, and a new photoresist 47 as a third mask is patterned as shown in FIG. 6 (A). The pattern of the photoresist 47 covers the area other than the nMOS transistor forming area. However, the pattern for the n type is also formed on the n type long mask portion 45C of the first mask 45A in the nMOS transistor forming area. It is designed to have a width in the gate length direction narrower than that of the long mask portion 45C and to have an n-type short mask portion 47A exposing both ends in the gate length direction of the upper surface of the n-type long mask portion 45C. The width of the n-type short mask portion 47A is
It is set to the same as the channel length of the nMOS transistor,
The n-type short mask portion 47A is set to cover the design position of the channel region described later.

【0030】このように、第3マスクとしてのフォトレ
ジスト47をパターニングした後、図6(A)に示すよ
うに、第2導電型不純物としてのn型不純物、本実施例
ではリン(P)を、例えば加速電圧10keVでドーズ
量が2E15(2×10の15乗/cm2)程度の条件
でイオン注入を行う。この結果、同図に示すように、n
MOSトランジスタ形成領域のポリシリコン膜44に、
n型高濃度不純物領域44D、44Dと、n型低濃度不
純物領域44E、44Eとが形成される。n型高濃度不
純物領域44Dは、n型用ロングマスク部45Cのゲー
ト長方向外側に位置するポリシリコン膜44部分に形成
される。n型低濃度不純物領域44Eは、n型用ロング
マスク45Cがn型ショートマスク部47Aで覆われな
い部分の下に位置するポリシリコン膜44部分に形成さ
れる。また、n型低濃度不純物領域44Eどうしで挟ま
れるポリシリコン膜44部分は、nMOSトランジスタ
のチャネル領域44Fとなる。なお、n型低濃度不純物
領域44Eへのドーズ量は、第1マスク45Aのn型用
ロングマスク部45Cで通過するイオンビーム数が制限
されるため、1E14(1×10の14乗/cm2)程
度となる。このようにして、nMOSトランジスタ形成
領域には、ソース・ドレインであるn型高濃度不純物領
域44Dと、LDD領域であるn型低濃度不純物領域4
4Eとが、1回のイオン注入で同時に形成できる。
After patterning the photoresist 47 as the third mask in this manner, as shown in FIG. 6A, an n-type impurity as the second conductivity type impurity, phosphorus (P) in this embodiment, is added. For example, the ion implantation is performed under the conditions of an acceleration voltage of 10 keV and a dose of about 2E15 (2 × 10 15th power / cm 2). As a result, as shown in FIG.
In the polysilicon film 44 in the MOS transistor formation region,
N-type high concentration impurity regions 44D and 44D and n-type low concentration impurity regions 44E and 44E are formed. The n-type high-concentration impurity region 44D is formed in the portion of the polysilicon film 44 located outside the n-type long mask portion 45C in the gate length direction. The n-type low-concentration impurity region 44E is formed in the polysilicon film 44 portion located below the portion where the n-type long mask 45C is not covered with the n-type short mask portion 47A. Further, the portion of the polysilicon film 44 sandwiched between the n-type low-concentration impurity regions 44E becomes the channel region 44F of the nMOS transistor. The dose amount to the n-type low-concentration impurity region 44E is 1E14 (1 × 10 14 / cm 2) because the number of ion beams passing through the n-type long mask portion 45C of the first mask 45A is limited. It will be about. Thus, in the nMOS transistor formation region, the n-type high-concentration impurity region 44D which is the source / drain and the n-type low-concentration impurity region 4 which is the LDD region.
4E and 4E can be formed simultaneously by one ion implantation.

【0031】次に、上記したフォトレジスト47を剥離
した後、第1マスク45Aを下地のポリシリコン膜44
と充分選択比がとれる周知のエッチング技術を用いて除
去する。その後、図6(B)に示すように、全面に例え
ばSiO2等でなる絶縁膜48を堆積させる。次に、コ
ンタクト窓開け工程を行った後、ソース電極49や共通
ドレイン電極50などのコンタクトをとってCMOSを
構成する半導体装置を完成させる。本実施例において
は、ポリシリコン膜44に素子分離のためのパターニン
グを行わないため、半導体装置全体を平坦に形成するこ
とができる。そして、本実施例においても、上記実施例
1と同様に製造工程数を大幅に削減することができた。
Next, after the photoresist 47 is removed, the first mask 45A is used as the underlying polysilicon film 44.
And is removed by using a well-known etching technique with which a sufficient selection ratio can be obtained. After that, as shown in FIG. 6B, an insulating film 48 made of, for example, SiO2 is deposited on the entire surface. Next, after performing a contact window opening process, contacts such as the source electrode 49 and the common drain electrode 50 are taken to complete a semiconductor device forming a CMOS. In this embodiment, since the polysilicon film 44 is not patterned for element isolation, the entire semiconductor device can be formed flat. Also in this embodiment, the number of manufacturing steps could be significantly reduced as in the first embodiment.

【0032】以上、実施例1および実施例2について説
明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、
構成の要旨の基づく各種の設計変更、材料変更等が可能
である。例えば、上記両実施例においては、n型の不純
物として、リン(P)を用いたが、ヒ素(As)を用い
てもよい。また、上記両実施例では、ガラス基板上に半
導体装置を形成したが、要はLDD構造を有するMOS
トランジスタの製造全般に本発明を適用することが可能
である。さらに、上記両実施例では、第1導電型をp
型、第2導電型をn型としたが、p型とn型とを逆にし
ても勿論よい。
Although the first and second embodiments have been described above, the present invention is not limited to these.
Various design changes and material changes can be made based on the concept of the structure. For example, although phosphorus (P) is used as the n-type impurity in both of the above embodiments, arsenic (As) may be used. Further, although the semiconductor device is formed on the glass substrate in both of the above-mentioned embodiments, the point is that a MOS having an LDD structure is used.
The present invention can be applied to manufacturing of transistors in general. Furthermore, in both of the above embodiments, the first conductivity type is p
Although the type and the second conductivity type are n-type, of course, the p-type and the n-type may be reversed.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、LDD構造を有する半導体装置の製造のフ
ォトリソグラフィー工程数およびイオン注入工程数を削
減する効果を奏する。また、膜厚の制御性の良好なシリ
コン系薄膜を第1マスクとして用いれば、第1マスクを
通過する不純物の通過量を適切に設定することができ、
このため、低濃度不純物領域(LDD領域)のドーズ量
を適切な値に調整できる効果がある。さらに、この発明
を用いれば、液晶表示パネルの製造を簡略にする効果を
有する。
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to reduce the number of photolithography steps and the number of ion implantation steps for manufacturing a semiconductor device having an LDD structure. Further, if a silicon-based thin film having a good controllability of film thickness is used as the first mask, the amount of impurities passing through the first mask can be set appropriately.
Therefore, there is an effect that the dose amount of the low concentration impurity region (LDD region) can be adjusted to an appropriate value. Furthermore, the use of the present invention has the effect of simplifying the manufacture of liquid crystal display panels.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(A)および(B)は本発明の実施例1の工程
断面図。
1A and 1B are process cross-sectional views of a first embodiment of the present invention.

【図2】(A)および(B)は本発明の実施例1の工程
断面図。
2A and 2B are process cross-sectional views of Embodiment 1 of the present invention.

【図3】(A)および(B)は本発明の実施例1の工程
断面図。
3A and 3B are process cross-sectional views of Embodiment 1 of the present invention.

【図4】(A)および(B)は本発明の実施例2の工程
断面図。
4A and 4B are process cross-sectional views of a second embodiment of the present invention.

【図5】(A)および(B)は本発明の実施例2の工程
断面図。
5A and 5B are process cross-sectional views of a second embodiment of the present invention.

【図6】(A)および(B)は本発明の実施例2の工程
断面図。
6A and 6B are process sectional views of a second embodiment of the present invention.

【図7】LDD構造を有する薄膜トランジスタの断面
図。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a thin film transistor having an LDD structure.

【図8】LDD構造を有する薄膜トランジスタで構成さ
れるCMOSの断面図。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a CMOS including a thin film transistor having an LDD structure.

【図9】(A)および(B)は従来のCMOSの製造工
程を示す断面図。
9A and 9B are cross-sectional views showing a conventional CMOS manufacturing process.

【図10】(A)および(B)は従来のCMOSの製造
工程を示す断面図。
10A and 10B are cross-sectional views showing a conventional CMOS manufacturing process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31 ガラス基板 32 ポリシリコン膜 32A p型高濃度不純物領域 32B p型低濃度不純物領域 32C チャネル領域 32D n型高濃度不純物領域 32E n型低濃度不純物領域 32F チャネル領域 33 マスク材料膜 33A 第1マスク 33B p型用ロングマスク部 33C n型用ロングマスク部 34 フォトレジスト(第2マスク) 34A p型用ショートマスク部 35 フォトレジスト(第3マスク) 35A n型用ショートマスク 36 ゲート絶縁膜 37 ゲート電極 31 glass substrate 32 polysilicon film 32A p type high concentration impurity region 32B p type low concentration impurity region 32C channel region 32D n type high concentration impurity region 32E n type low concentration impurity region 32F channel region 33 mask material film 33A first mask 33B Long mask portion for p-type 33C Long mask portion for n-type 34 Photoresist (second mask) 34A Short mask portion for p-type 35 Photoresist (third mask) 35A Short mask for n-type 36 Gate insulating film 37 Gate electrode

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体層上に、高濃度条件でのイオン注
入による不純物イオンの通過量を減少させる第1マスク
を、前記半導体層に形成すべきチャネル領域および低濃
度不純物領域を覆うように、形成する工程と、 前記第1マスク上に、当該第1マスクよりゲート長方向
の幅が狭い部分を有する第2マスクを、前記第1マスク
上面のゲート長方向の両端部が露出するように形成する
工程と、 その後、全面に高濃度条件でのイオン注入を行う工程
と、を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A first mask, which reduces the amount of impurity ions passing by ion implantation under high concentration conditions, is formed on the semiconductor layer so as to cover a channel region and a low concentration impurity region to be formed in the semiconductor layer. Forming step, and forming a second mask on the first mask, the second mask having a portion whose width in the gate length direction is narrower than that of the first mask so that both ends of the upper surface of the first mask in the gate length direction are exposed. And a step of performing ion implantation under high-concentration conditions on the entire surface after that, a method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項2】 前記半導体層がガラス基板の上に形成さ
れることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造
方法。
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor layer is formed on a glass substrate.
【請求項3】 前記第1マスクがシリコン酸化膜または
シリコン窒化膜であることを特徴とする請求項1記載の
半導体装置の製造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the first mask is a silicon oxide film or a silicon nitride film.
【請求項4】 前記第2マスクがフォトレジストである
ことを特徴とする請求項1または請求項3記載の半導体
装置の製造方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the second mask is a photoresist.
【請求項5】 前記半導体層がポリシリコン薄膜である
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載
の半導体装置の製造方法。
5. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor layer is a polysilicon thin film.
【請求項6】 半導体層上に、高濃度条件でのイオン注
入による不純物イオンの通過量を減少させる第1マスク
を、前記半導体層の第1導電型のMOSトランジスタ形
成領域に形成すべきチャネル領域および低濃度不純物領
域と、第2導電型のMOSトランジスタ形成領域に形成
すべきチャネル領域および低濃度不純物領域と、をそれ
ぞれ覆うように形成する工程と、 前記第2導電型のMOSトランジスタ形成領域を覆う部
分と、前記第1導電型のMOSトランジスタ形成領域上
に形成された前記第1マスク上に形成される部分と、か
らなる第2マスクを、前記第1導電型のMOSトランジ
スタ形成領域の第1マスク上に形成される部分が、該第
1マスクよりゲート長方向の幅が狭く、かつ前記第1マ
スク上面のゲート長方向の両端部を露出させるように形
成する工程と、 その後、第1導電型の不純物イオンを高濃度条件でイオ
ン注入する工程と、 前記第1導電型のMOSトランジスタ形成領域を覆う部
分と、前記第2導電型のMOSトランジスタ形成領域上
に形成された前記第1マスク上に形成される部分と、か
らなる第3マスクを、前記第2導電型のMOSトランジ
スタ形成領域の第1マスク上に形成される部分が、該第
1マスクよりゲート長方向の幅が狭く、かつ前記第1マ
スク上面のゲート長方向の両端部を露出させるように形
成する工程と、 その後、第2導電型の不純物イオンを高濃度条件でイオ
ン注入する工程と、を備えたことを特徴とする半導体装
置の製造方法。
6. A channel region in which a first mask for reducing the passage amount of impurity ions due to ion implantation under high-concentration conditions should be formed on a semiconductor layer in a MOS transistor formation region of the first conductivity type of the semiconductor layer. And a low-concentration impurity region, and a channel region and a low-concentration impurity region to be formed in the second-conductivity-type MOS transistor formation region, respectively, and forming the second-conductivity-type MOS transistor formation region. A second mask including a portion that covers and a portion that is formed on the first mask that is formed on the first-conductivity-type MOS transistor formation region is provided with a second mask of the first-conductivity-type MOS transistor formation region. A portion formed on one mask has a width in the gate length direction narrower than that of the first mask, and both ends of the upper surface of the first mask in the gate length direction are exposed. And a step of implanting first conductivity type impurity ions under a high concentration condition, a portion covering the first conductivity type MOS transistor formation region, and the second conductivity type MOS A third mask consisting of a portion formed on the first mask formed on the transistor formation region and a portion formed on the first mask of the second conductivity type MOS transistor formation region A step of forming the second mask so that the width in the gate length direction is narrower than that of the first mask and exposing both ends of the upper surface of the first mask in the gate length direction; And a step of implanting the semiconductor device.
【請求項7】 前記第1導電型のMOSトランジスタ及
び第2導電型のMOSトランジスタは、一方がn型で他
方がp型であることを特徴とする請求項6記載の半導体
装置の製造方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein one of the first conductivity type MOS transistor and the second conductivity type MOS transistor is n-type and the other is p-type.
【請求項8】 前記第1マスクがシリコン酸化膜または
シリコン窒化膜であることを特徴とする請求項6記載の
半導体装置の製造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the first mask is a silicon oxide film or a silicon nitride film.
【請求項9】 前記第2マスクおよび第3マスクがフォ
トレジストであることを特徴とする請求項6または請求
項8記載の半導体装置の製造方法。
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the second mask and the third mask are photoresists.
【請求項10】 前記半導体層がポリシリコン薄膜であ
るであることを特徴とする請求項6〜請求項9のいずれ
かに記載の半導体装置の製造方法。
10. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the semiconductor layer is a polysilicon thin film.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6204082B1 (en) 1998-06-30 2001-03-20 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Method of manufacturing liquid crystal display device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6204082B1 (en) 1998-06-30 2001-03-20 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Method of manufacturing liquid crystal display device

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