JPH08250445A - 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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JPH08250445A
JPH08250445A JP7959895A JP7959895A JPH08250445A JP H08250445 A JPH08250445 A JP H08250445A JP 7959895 A JP7959895 A JP 7959895A JP 7959895 A JP7959895 A JP 7959895A JP H08250445 A JPH08250445 A JP H08250445A
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JP
Japan
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oxide film
diffusion layer
film
selective
resistance element
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JP7959895A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Nimata
洋幸 二俣
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高抵抗素子を成す低濃度拡散層11prを選
択酸化膜10下に有する半導体装置の製造方法におい
て、その低濃度拡散層11prの抵抗値の精度を高め
る。 【構成】 基板1の表面部の低濃度拡散層を形成すべき
領域にその形成すべき拡散層と同じ導電型の不純物9を
打ち込み、基板1表面の選択酸化膜10を形成すべき部
分以外を耐酸化性マスク膜3で覆って基板1表面部を加
熱酸化することにより上記不純物9からなる低濃度拡散
層11、11prを下側に有する選択酸化膜10を形成
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、特に高抵
抗素子あるいはキャパシタの電極等をなす低濃度拡散層
を選択酸化膜下に有する、例えばワンチップマイクロコ
ンピュータ等の半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ワンチップマイクロコンピュータには、
用途(蛍光表示管コントローラあるいはドライバ用等)
により例えば110KΩというような値の高抵抗素子を
備えたものが少なくない。このような高抵抗素子は一般
に選択酸化膜下の低濃度拡散層により形成される場合が
多い。図2(A)乃至(F)は高抵抗素子を有する半導
体装置の製造方法の従来例を工程順に示す断面図であ
る。 (A)半導体基板1表面に例えば熱酸化によりパッド酸
化膜(膜厚例えば50nm)2を形成し、該パッド酸化
膜2上にシリコンナイトライドからなる耐酸化膜(膜厚
例えば100〜150nm)3を例えばCVDにより形
成する。図2(A)は耐酸化膜3形成後の状態を示す。
【0003】(B)次に、図2(B)に示すように、上
記耐酸化膜3を例えばRIEにより選択的にエッチング
する。この選択的エッチングは選択酸化膜(10)を形
成すべき部分に対して行う。尚、このエッチングにより
耐酸化膜3の下地であるパッド酸化膜2も若干エッチン
グされて、即ちオーバーエッチングされて膜厚が薄くな
る。 (C)次に、図2(C)に示すように、N型ウエル4、
6及びP型ウエル5を順次選択的イオン打ち込み及び拡
散により形成する。
【0004】(D)次に、P型ウエル5をレジスト膜8
でマスクし、その状態で図2(D)に示すように、N型
ウエル4、6の表面部にP型不純物9をイオン打ち込み
(エネルギー例えば20KeV)する。この不純物は後
に形成する選択酸化膜(10)直下の低濃度拡散層(1
1p)を成す不純物である。 (E)次に、上記レジスト膜8を除去し、別のレジスト
膜でN型ウエル4、6をマスクしP型ウエル表面にN型
不純物をイオン打ち込みする。この不純物はP型ウエル
5内に後で形成される選択酸化膜(10)下の低濃度拡
散層(11n)を成す不純物である。
【0005】その後、そのN型ウエル4、6をマスクす
るレジスト膜(図示しない)を除去し、その状態で、上
記耐酸化膜3をマスクとして各ウエル4、5、6の表面
部を加熱酸化して選択酸化膜10を形成する。すると、
選択酸化膜10下にはP- 型拡散層11p、N- 型拡散
層11nが形成される。そして、11pのうち11pr
が高抵抗素子を成すP- 型拡散層である。その後、耐酸
化膜3及びパッド酸化膜2を除去する。図2(E)は該
膜3、2除去後の状態を示す。 (F)その後、選択酸化膜10で囲繞された各アクチー
ブ領域内に例えば周知の技術によりトランジスタ、高抵
抗素子用電極等を形成する。図2(F)はトランジス
タ、高抵抗素子用電極等の形成後の状態を示す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図2に示し
た従来の製造方法によれば、高抵抗素子11prの抵抗
値の精度を必要にして充分な高さまで高めることが難し
いという問題があった。この問題について詳しく説明す
ると、高抵抗素子11prの抵抗値は、例えば110K
Ωよりも110KΩ高い値220KΩと、110KΩよ
りも40KΩ低い値70KΩとの間でバラつくというよ
うなケースが少なくない。これでは、高抵抗素子に要求
される精度よりも低い精度になる。
【0007】一方、図2に示した従来の製造方法によれ
ば、第1に、高抵抗素子11pr形成のための不純物の
イオン打ち込みを、素子分離用の選択酸化膜10を形成
するためのマスクとする耐酸化膜3を形成した後に行う
ので、イオン打ち込みエネルギーが制約を受け、選択酸
化膜10の膜厚による抵抗値の変動が大きい。即ち、従
来の場合、100〜150nmの膜厚のシリコンナイト
ライドからなる耐酸化膜3を突き抜けないが50nmの
膜厚のパッド酸化膜2を突き抜けるエネルギーでイオン
打ち込みする必要があり、それには20KeV程度が好
適であるが、低濃度拡散層からなる高抵抗素子の抵抗値
の安定化には都合が悪いのである。低濃度拡散層からな
る高抵抗素子の抵抗値の安定化の面では40〜60Ke
Vという高いエネルギーが好ましいのである。これが高
抵抗素子の抵抗値の安定化を阻む第1の要因である。
【0008】高抵抗素子の抵抗値の安定化を阻む第2の
要因は、イオン打ち込みされる不純物が通過するパッド
絶縁膜2の膜厚のバラツキが少なくないことにある。即
ち、耐酸化膜3の選択的エッチングによりその下地であ
るパッド酸化膜3の露出する部分と露出しない部分とが
生じ、イオン打ち込みされる不純物9はそのパッド酸化
膜2の露出した部分を通過してウエル4、6の表面部に
進入するわけであるが、そのパッド膜2の露出部分にお
ける厚さはその不純物9の濃度分布等に大きく影響し、
延いては、高抵抗素子の抵抗値にも大きく影響する。と
ころで、そのパッド酸化膜2の耐酸化膜3選択エッチン
グ後における露出部の膜厚は、パッド酸化膜2の加熱酸
化工程で決まる本来の厚さと、耐酸化膜3の選択エッチ
ング工程で決まるパッド酸化膜2のオーバーエッチング
量により決定されるので、二つの工程で生じるバラツキ
の影響を受ける。従って、そのパッド酸化膜2の露出部
における膜厚のバラツキは無視できないほど大きくな
り、延いては、高抵抗素子の抵抗値のバラツキが大きく
なるのである。これが高抵抗素子の抵抗値の安定化を阻
む第2の要因である。このように、二つの要因によっ
て、高抵抗素子11prを高い精度で形成することが阻
まれたのであり、そのことが上述した例えばワンチップ
マイクロコンピュータの歩留まりの向上を阻む要因にな
っていた。
【0009】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、高抵抗素子あるいはキャパシタの電
極等を成す低濃度拡散層を選択酸化膜下に有する半導体
装置の製造方法において、その低濃度拡散層の抵抗値の
精度を高めることができるようにすることを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の半導体装置の
製造方法は、基板の表面部の低濃度拡散層拡散層を形成
すべき領域に形成すべき拡散層と同じ導電型の不純物を
打ち込み、上記基板表面の選択酸化膜を形成すべき部分
以外を耐酸化性マスク膜で覆って該基板表面部を加熱酸
化することにより上記不純物からなる低濃度拡散層を下
側に有する選択酸化膜を形成することを特徴とする。
【0011】
【作用】請求項1の半導体装置の製造方法によれば、選
択酸化膜下の低濃度拡散層となる不純物を選択酸化膜形
成用の耐酸化膜の形成前に選択的に打ち込むので、この
ときのマスクとして充分なマスク効果を持つものを用い
ることにより抵抗値の安定化に必要にして充分なエネル
ギーにより不純物の打ち込みができる。しかも、イオン
打ち込みされる不純物は、従来におけるように耐酸化膜
の選択エッチングの際にパッド酸化膜のオーバーエッチ
ングされた部分を通るということがないので、パッド酸
化膜の不純物が通過する部分の膜厚のバラツキ要因が従
来よりも少なくなる。依って、従来に比較して選択酸化
膜下の低濃度拡散層の不純物濃度分布等のバラツキが少
なくなり、延いては、抵抗値のバラツキが少なくなる。
【0012】
【実施例】以下、本発明を図示実施例に従って詳細に説
明する。図1(A)乃至(F)は本発明の一つの実施例
を工程順に示す断面図である。 (A)半導体基板1表面部にN型ウエル4、6とP型ウ
エル5を順次形成する。各導電型のウエルの形成は、例
えば、酸化膜の形成、該酸化膜の選択エッチングによる
窓開け、該窓を通しての不純物のイオン打ち込み、拡散
という順序で行う。各導電型のウエル4、6、5の形成
後、半導体基板1表面部に例えば加熱酸化によりパッド
酸化膜(膜厚例えば50nm)2を形成する。図1
(A)は該パッド酸化膜2の形成後の状態を示す。
【0013】(B)次に、上記パッド酸化膜2上に、レ
ジスト膜8を選択的に形成し、図1(B)に示すよう
に、該レジスト膜8をマスクとして半導体基板1表面部
に例えば40〜60KeVというような図2で示した従
来例における工程(D)の場合よりも高いエネルギー
で、高抵抗素子(11pr)となるP型不純物9をイオ
ン打ち込みをする。このエネルギーは、従来におけるよ
うに100〜150nmの膜厚のシリコンナイトライド
膜を突き抜けないが50nmの膜厚のパッド酸化膜を突
き抜けるという制約がなく、50nmの膜厚のパッド酸
化膜3を越えることだけが制約であり、上限の制約がな
いので、選択酸化膜(10)下の低濃度拡散層からなる
高抵抗素子(11pr)の抵抗値の精度を高くするのに
好ましい高さとして選ばれたものである。
【0014】尚、レジスト膜8はN型ウエル4、6のア
クチーブ領域となる部分とP型ウエル5を覆うように形
成し、その厚さは半導体基板1への不純物の侵入を完全
に阻むように設定する。従って、半導体基板1のN型ウ
エル4、6の選択酸化膜(10)を形成すべき部分にの
み低濃度拡散層9が打ち込まれた状態になる。 (C)次に、上記レジスト膜8を除去し、その後、図1
(C)に示すように、上記パッド酸化膜2上に例えばナ
イトライドからなる耐酸化膜(膜厚例えば100〜15
0nm)3を形成する。
【0015】(D)次に、図1(D)に示すように、上
記耐酸化膜3をフォトエッチングにより選択的に除去す
る。この選択的除去は選択酸化膜(10)を形成すべき
部分に対して行う。 (E)次に、図示しないレジスト膜でN型ウエル5上を
マスクした状態で、上記P型ウエル5上の耐酸化膜3を
マスクとしてN型不純物をイオン打ち込みする。これは
P型ウエル5内において選択酸化膜10下の低濃度拡散
層(11pr)となる不純物である。
【0016】その後、そのレジスト膜を除去し、上記耐
酸化膜3をマスクとして半導体基板1の表面部を酸化す
ることにより素子間分離用の選択酸化膜10を形成す
る。すると、選択酸化膜10下にはP- 型拡散層11
p、N- 型拡散層11nが形成される。そして、P-
拡散層11pのうち11prが高抵抗素子を成すP-
拡散層である。しかる後、耐酸化膜3及びパッド酸化膜
2を除去する。図1(E)は該膜3、2除去後の状態を
示す。 (F)その後、選択酸化膜10で囲繞された各アクチー
ブ領域内に例えば周知の技術によりトランジスタ、高抵
抗素子用電極等を形成する。図1(F)はトランジス
タ、高抵抗素子用電極等の形成後の状態を示す。
【0017】このような半導体装置の製造方法によれ
ば、選択酸化膜10下の低濃度拡散層11prとなる不
純物を選択酸化膜10形成用のマスクとなる耐酸化膜3
の形成前に選択的に打ち込むので、このときのマスクは
耐酸化膜以外のレジスト膜8を用いることができ、それ
に充分なマスク機能を持たせることができる。従って、
イオン打ち込みエネルギーを、耐酸化膜を突き抜けない
高さにするという制約がない。従って、高抵抗素子11
prの抵抗値の安定化に必要にして充分なエネルギー、
例えば40〜60KeVで高抵抗素子形成用の不純物の
イオン打ち込みができる。しかも、不純物がイオン打ち
込みにより通過する部分は耐酸化膜2の形成前のパッド
酸化膜2であり、そのときの膜厚は耐酸化膜2の選択エ
ッチングによるオーバーエッチングの生じる前における
膜厚であるので、バラツキは従来の場合よりも少ない。
従って、この点でも高抵抗素子11prの抵抗値のバラ
ツキ要因は従来よりも少なくて済む。
【0018】依って、高抵抗素子11prの抵抗値のバ
ラツキを従来よりもきわめて小さくすることができる。
具体的には、110KΩより30KΩ大きい140KΩ
と、110Ωより20KΩ小さい90KΩとの間の範囲
内に抵抗値の変動を納めることが可能になった。従っ
て、高抵抗素子を有するワンチップマイクロコンピュー
タの歩留まりを著しく向上させることができた。尚、本
発明は上記実施例のように選択酸化膜下の低濃度拡散層
が高抵抗素子を成す半導体装置の製造方法のみならず、
低濃度拡散層がそれ以外のもの、例えばキャパシタの電
極等抵抗値に比較的高い精度を要求されるものを成す半
導体装置の製造方法に広く適用できる。また、上記実施
例において選択酸化膜下の低濃度拡散層は高抵抗素子表
面部に形成されたウエル内に形成されていた。しかし、
本発明はウエルではなく半導体基板1の表面部に直接選
択酸化膜10下の低濃度拡散層11が形成される半導体
装置の製造方法にも適用することができることはいうま
でもない。
【0019】
【発明の効果】請求項1の半導体装置の製造方法によれ
ば、選択酸化膜下の低濃度拡散層となる不純物を選択酸
化膜形成用のマスクとなる耐酸化膜の形成前に選択的に
打ち込むので、イオン打ち込みエネルギーの上限に制約
がなく選択酸化膜の抵抗値の安定化に都合のよい充分に
高いエネルギーにより不純物の打ち込みができる。しか
も、その打ち込まれる不純物は、従来におけるような耐
酸化膜の選択エッチングの際のオーバーエッチングによ
り膜厚がバラついたパッド酸化膜を通過するということ
がないので、低濃度拡散層の不純物濃度分布などのバラ
ツキ要因が従来よりも少ない。従って、低濃度拡散層の
抵抗値のバラツキが少なくなる。具体的には、110K
Ωより30KΩ大きい140KΩと、110Ωより20
KΩ小さい90KΩとの間の範囲内に抵抗値の変動を納
めることが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)乃至(F)は本発明の一つの実施例を工
程順に示す断面図である。
【図2】(A)乃至(F)は従来例を工程順に示す断面
図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 パッド酸化膜 3 耐酸化膜 4、5、6 ウエル 9 不純物 10 選択酸化膜 11 選択酸化膜下の低濃度拡散層 11pr 高抵抗素子を成す低濃度拡散層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板あるいはその表面部のウエル
    内に、選択酸化膜下に位置し上記基板あるいはウエルと
    逆導電型の低濃度拡散層を有する半導体装置の製造方法
    において、 上記基板の表面部の低濃度拡散層を形成すべき領域に、
    その形成すべき拡散層と同じ導電型の不純物を打ち込む
    不純物打ち込み工程と、 上記基板表面の選択酸化膜を形成すべき部分以外を耐酸
    化膜で覆って該基板表面部を加熱酸化することにより上
    記不純物打ち込み工程で打ち込まれた不純物からなる低
    濃度拡散層を下側に有する選択酸化膜を形成する選択酸
    化工程と、 を少なくとも有することを特徴とする半導体装置の製造
    方法
JP7959895A 1995-03-11 1995-03-11 半導体装置の製造方法 Pending JPH08250445A (ja)

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