JPH09139433A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置の製造方法

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JPH09139433A
JPH09139433A JP7298104A JP29810495A JPH09139433A JP H09139433 A JPH09139433 A JP H09139433A JP 7298104 A JP7298104 A JP 7298104A JP 29810495 A JP29810495 A JP 29810495A JP H09139433 A JPH09139433 A JP H09139433A
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JP
Japan
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oxide film
field oxide
gate insulating
insulating film
impurity concentration
Prior art date
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Withdrawn
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JP7298104A
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English (en)
Inventor
Kenichi Kawabata
健一 川端
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体集積回路装置の製造方法に関し、ウェ
ル形成用露光マスクをゲート絶縁膜をエッチング除去す
る際に用いても、MOS型高耐圧保護素子のゲート絶縁
膜となるフィールド酸化膜の膜減りを生じない手段を提
供する。 【解決手段】 同一基板1の上にフィールド酸化膜3に
よって画定され薄膜ゲート絶縁膜を具えるMOS型トラ
ンジスタ12と、フィールド酸化膜の一部をゲート絶縁
膜とするMOS型高耐圧トランジスタ13を有する半導
体集積回路装置の製造方法において、MOS型高耐圧ト
ランジスタのゲート絶縁膜となるフィールド酸化膜の上
に、薄膜ゲート絶縁膜を具えるMOS型トランジスタの
ゲート電極を形成するためのポリシリコン層52 を残す
ことによって、その後の製造工程によってMOS型高耐
圧トランジスタのゲート絶縁膜となるフィールド酸化膜
の膜厚が減少するのを防いでMOS型高耐圧トランジス
タの耐圧特性のばらつきを低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、同一の基板の上に
フィールド酸化膜によって画定され薄膜ゲート絶縁膜を
具えるMOS型トランジスタと、例えば、保護素子であ
る、該フィールド酸化膜の一部をゲート絶縁膜とするM
OS型高耐圧トランジスタを有する半導体集積回路装置
の製造方法、特に、MOS型高耐圧トランジスタのゲー
ト絶縁膜となるフィールド酸化膜の膜厚が減少するのを
防ぐ手段に特徴を有する半導体集積回路装置の製造方法
に関するものである。
【0002】近年、半導体集積回路装置の高集積化に伴
い、同一基板上に、MOS型トランジスタ等の低圧回路
素子を形成して例えばマイクロコンピュータなどを構成
し、且つ、MOS型高耐圧トランジスタ等の高耐圧回路
素子を形成して例えば保護素子として用いるなどの必要
が生じている。
【0003】
【従来の技術】一般に、同一基板上にマイクロコンピュ
ータの制御素子等を構成する為の薄膜ゲート絶縁膜を用
いた通常のMOS型トランジスタと、例えば保護素子と
して用いることができる厚膜ゲート絶縁膜を用いたMO
S型高耐圧トランジスタとを形成する場合、通常のトラ
ンジスタに於けるソース及びドレインを形成するのと同
時に高耐圧トランジスタに於けるソース及びドレインも
形成する為、イオン注入用スルー酸化膜の膜厚は、薄膜
ゲート絶縁膜を用いたMOS型トランジスタ及び厚膜ゲ
ート絶縁膜を用いたMOS型高耐圧トランジスタにおい
て同一にする必要がある。
【0004】そのため、半導体基板の上面に選択的に不
純物をイオン注入してウェルを形成し、半導体基板の表
面を選択的に熱酸化して、薄膜ゲート絶縁膜を用いるM
OS型トランジスタと厚膜ゲート絶縁膜を用いるMOS
型高耐圧トランジスタを形成する領域を画定するフィー
ルド酸化膜を形成し、薄膜ゲート絶縁膜を用いるMOS
型トランジスタを形成する領域にゲート絶縁膜を形成
し、このゲート絶縁膜上にポリシリコンのゲート電極を
形成した後に、ゲート電極の下以外のゲート絶縁膜をウ
ェットエッチングして除去している。
【0005】図2は、従来の半導体集積回路装置の製造
工程説明図であり、(A)〜(E)は各工程を示してい
る。この図において、21はp型シリコン基板、22は
ウェル、23はフィールド酸化膜、24はゲート絶縁
膜、25はゲート電極、26はスルー酸化膜、271
低不純物濃度ソース領域、272 は低不純物濃度ドレイ
ン領域、28はサイドウォール、291 は高不純物濃度
ソース領域、292 は高不純物濃度ドレイン領域、29
3 は高不純物濃度ソース領域、30は酸化シリコン膜、
301 ,302,303 はコンタクトホール、311
312 ,313 は電極、32はpチャネルMOS型トラ
ンジスタ、33はpチャネルMOS型高耐圧保護素子で
ある。
【0006】第1工程(図2(A)参照) p型シリコン基板21の上面に、レジスト層を形成し、
このレジスト層をウェル22を形成する予定の領域に開
口を有するウェル形成用露光マスクを用いて露光、現像
して、ウェル22を形成する予定の領域に開口を有する
レジスト層を形成し、このレジスト層の開口を通して、
p型シリコン基板21の上面にn型不純物を選択的に導
入してn型ウェル22を形成し、p型シリコン基板21
の表面のpチャネルMOS型トランジスタ32とpチャ
ネルMOS型高耐圧保護素子33を形成する領域に窒化
シリコン膜を形成し、露出しているp型シリコン基板2
1の上面を熱酸化して、pチャネルMOS型トランジス
タ32を形成する領域とpチャネルMOS型高耐圧保護
素子33を形成する領域を画定するフィールド酸化膜2
3を形成する。
【0007】次いで、フィールド酸化膜23を形成する
ときに用いた窒化シリコン膜を除去した後、pチャネル
MOS型トランジスタ32とpチャネルMOS型高耐圧
保護素子33を形成する領域のp型シリコン基板21の
表面を熱酸化してゲート絶縁膜24を形成する。
【0008】次いで、フィールド酸化膜23とゲート絶
縁膜24の上の全面にCVD法によってポリシリコン層
を形成し、ゲート領域以外のポリシリコン層をドライエ
ッチングによって選択的に除去してポリシリコンからな
るpチャネルMOS型トランジスタ32のゲート電極2
5を形成する。
【0009】第2工程(図2(B)参照) 表面にレジスト層を形成し、このレジスト層を第1工程
で用いたウェル形成用露光マスクを用いて露光、現像し
て、ウェル22に相当する領域に開口を有するレジスト
層を形成し、このレジスト層の開口中に露出しているゲ
ート絶縁膜24をウェットエッチングによって除去す
る。
【0010】第3工程(図2(C)参照) 熱酸化することによって、露出しているp型シリコン基
板21の表面にスルー酸化膜26を形成する。この際、
ポリシリコンからなるゲート電極25の表面も酸化され
る。
【0011】第4工程(図2(D)参照) フィールド酸化膜23とゲート電極25をマスクにし、
スルー酸化膜26を通してp型シリコン基板21の表面
にp型不純物をイオン注入してpチャネルMOS型トラ
ンジスタ32の低不純物濃度ソース領域271 と低不純
物濃度ドレイン領域272 を形成する。
【0012】次いで、CVD法によって全面にシリコン
酸化膜を形成し、異方性エッチングしてゲート電極25
の側面にサイドウォール28を形成し、フィールド酸化
膜23とゲート電極25とサイドウォール28をマスク
にしてp型シリコン基板21の表面にp型不純物をイオ
ン注入して、pチャネルMOS型トランジスタ32の高
不純物濃度ソース領域291 と高不純物濃度ドレイン領
域292 とpチャネルMOS型高耐圧保護素子33の高
不純物濃度ソース領域293 を形成する。
【0013】第5工程(図2(E)参照) 全面にCVD法によって酸化シリコン膜30を形成し、
酸化シリコン膜30のpチャネルMOS型トランジスタ
32の高不純物濃度ソース領域291 と高不純物濃度ド
レイン領域292 およびpチャネルMOS型高耐圧保護
素子33の高不純物濃度ソース領域293 の上にコンタ
クトホール301 ,302 ,303 を形成し、その上の
全面にアルミニウム合金膜を形成し、パターニングする
ことによって、pチャネルMOS型トランジスタ32の
高不純物濃度ソース領域291 と高不純物濃度ドレイン
領域292 およびpチャネルMOS型高耐圧保護素子3
3の高不純物濃度ソース領域293 に接続された電極3
1 ,312 および313を形成する。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】この従来技術によっ
て、同一基板の上に、マイクロコンピュータの制御素子
等を構成する薄膜ゲート絶縁膜を用いたMOS型トラン
ジスタと、例えば、保護素子である厚膜ゲート絶縁膜を
用いたMOS型高耐圧トランジスタを形成して半導体集
積回路装置を製造すると、既に図2(A)以降に描かれ
ているように、第2工程においてゲート絶縁膜24をウ
ェットエッチングする工程で、pチャネルMOS型高耐
圧保護素子33のゲート絶縁膜となるフィールド酸化膜
23が不規則に膜減りし、pチャネルMOS型高耐圧保
護素子33の耐圧が不安定になるという問題を生じてい
た。
【0015】これを防ぐために、ウェル形成用露光マス
クを使用しないで、pチャネルMOS型高耐圧保護素子
33のゲート絶縁膜を覆うレジストを形成しようとする
と、別の露光マスクを作成しなければならず、工程増と
なり、コストを上昇させるという問題を有している。
【0016】本発明は、ウェル形成用露光マスクをゲー
ト絶縁膜をエッチング除去する際に用いても、MOS型
高耐圧保護素子のゲート絶縁膜となるフィールド酸化膜
の膜減りを生じない半導体集積回路装置の製造方法を提
供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる半導体集
積回路装置の製造方法においては、同一の基板の上にフ
ィールド酸化膜によって画定され薄膜ゲート絶縁膜を具
えるMOS型トランジスタと、該フィールド酸化膜の一
部をゲート絶縁膜とするMOS型高耐圧トランジスタを
有する半導体集積回路装置の製造方法において、該MO
S型高耐圧トランジスタのゲート絶縁膜となるフィール
ド酸化膜の上に、該薄膜ゲート絶縁膜を具えるMOS型
トランジスタのゲート電極を形成するためのポリシリコ
ン層を残すことによって、その後の製造工程によって該
MOS型高耐圧トランジスタのゲート絶縁膜となるフィ
ールド酸化膜の膜厚が減少する工程を採用した。
【0018】この方法によると、フィールド酸化膜をゲ
ート絶縁膜とする保護素子等のMOS型高耐圧トランジ
スタのフィールド酸化膜の上に、薄膜ゲート絶縁膜を具
えるMOS型トランジスタのゲート電極を形成するため
のポリシリコン層を残すことによって、特に工程数を増
やすことなく、フィールド酸化膜の膜減りを防ぐことが
でき、安定した耐圧を有するMOS型高耐圧トランジス
タを有する半導体集積回路装置を製造することができ
る。
【0019】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態の半
導体集積回路装置の製造工程説明図であり、(A)〜
(E)は各工程を示している。この図において、1はp
型シリコン基板、2はウェル、3はフィールド酸化膜、
4はゲート絶縁膜、51 ,52 はゲート電極、6はスル
ー酸化膜、71 は低不純物濃度ソース領域、72 は低不
純物濃度ドレイン領域、8はサイドウォール、91 は高
不純物濃度ソース領域、92 は高不純物濃度ドレイン領
域、93 は高不純物濃度ソース領域、10は酸化シリコ
ン膜、101 ,102 ,103 はコンタクトホール、1
1 ,112 ,113 は電極、12はpチャネルMOS
型トランジスタ、13はpチャネルMOS型高耐圧保護
素子である。
【0020】第1工程(図1(A)参照) p型シリコン基板1の上面にレジスト層を形成し、この
レジスト層を、ウェル2を形成する予定の領域に開口を
有するウェル形成用露光マスクを用いて露光、現像して
ウェル2を形成する予定の領域に開口を有するレジスト
層を形成し、この開口を通してp型シリコン基板1中に
n型不純物を選択的に導入してn型ウェル2を形成す
る。
【0021】次いで、p型シリコン基板1の表面のpチ
ャネルMOS型トランジスタ12とpチャネルMOS型
高耐圧保護素子13を形成する領域に窒化シリコン膜を
形成し、露出しているp型シリコン基板1の上面を熱酸
化して、pチャネルMOS型トランジスタ12を形成す
る領域とpチャネルMOS型高耐圧保護素子13を形成
する領域を画定するフィールド酸化膜3を形成する。
【0022】フィールド酸化膜3を形成するときに用い
た窒化シリコン膜を除去した後、pチャネルMOS型ト
ランジスタ12とpチャネルMOS型高耐圧保護素子1
3を形成する領域のp型シリコン基板1の表面を熱酸化
してゲート絶縁膜4を形成する。
【0023】フィールド酸化膜3とゲート絶縁膜4の上
の全面にCVD法によってポリシリコン層を形成し、p
チャネルMOS型トランジスタ12とpチャネルMOS
型高耐圧保護素子13のゲート領域以外のポリシリコン
層をドライエッチングによって選択的に除去してポリシ
リコンからなるゲート電極51 ,52 を形成する。
【0024】第2工程(図1(B)参照) 表面にレジスト層を形成し、このレジスト層を、第1工
程で用いたウェル形成用露光マスクを用いて露光、現像
してウェル2に開口を有するレジスト層を形成し、この
レジストの開口を通して露出しているゲート絶縁膜4を
ウェットエッチングによって除去する。
【0025】第3工程(図1(C)参照) 熱酸化によって、露出しているp型シリコン基板1の表
面にスルー酸化膜6を形成する。この際、ポリシリコン
層からなるゲート電極51 ,52 の表面も酸化される。
【0026】第4工程(図1(D)参照) フィールド酸化膜3とゲート電極51 をマスクにし、ス
ルー酸化膜6を通してp型不純物をイオン注入して低不
純物濃度ソース領域71 と低不純物濃度ドレイン領域7
2 を形成する。
【0027】CVD法によって全面にシリコン酸化膜を
形成し、異方性エッチングしてゲート電極51 ,52
側面にサイドウォール8を形成し、フィールド酸化膜3
とゲート電極51 とサイドウォール8をマスクにしてp
型シリコン基板1の表面にp型不純物をイオン注入して
pチャネルMOS型トランジスタ12の高不純物濃度ソ
ース領域91 と高不純物濃度ドレイン領域92 、および
pチャネルMOS型高耐圧保護素子13の高不純物濃度
ソース領域93 を形成する。
【0028】第5工程(図1(E)参照) その上の全面にCVD法によって酸化シリコン膜10を
形成し、酸化シリコン膜10のpチャネルMOS型トラ
ンジスタ12の高不純物濃度ソース領域91 と高不純物
濃度ドレイン領域92 およびpチャネルMOS型高耐圧
保護素子13の高不純物濃度ソース領域93 の上にコン
タクトホール101 ,102 ,103 を形成する。
【0029】その上の全面にアルミニウム合金層を形成
してパターニングすることに依り、pチャネルMOS型
トランジスタ12の高不純物濃度ソース領域91 と高不
純物濃度ドレイン領域92 およびpチャネルMOS型高
耐圧保護素子13の高不純物濃度ソース領域93 に接続
された電極111 ,112 ,113 を形成する。なお、
pチャネルMOS型高耐圧保護素子13のゲート電極5
2 に対しては、適切な箇所(図示せず)に於いて、酸化
シリコン膜10に電極コンタクト・ホールを形成して電
極・配線を導出し、所要の電圧を印加するか、又は、電
極111などと同電位にするか、更には接地することも
可能である。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
高耐圧保護素子のゲート絶縁膜となるフィールド酸化膜
の膜厚が、後の工程で減少することがなく、耐圧が安定
な高耐圧保護素子を形成することができ、高集積化され
る半導体集積回路装置に関する技術分野において寄与す
るところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の半導体集積回路装置の製
造工程説明図であり、(A)〜(E)は各工程を示して
いる。
【図2】従来の半導体集積回路装置の製造工程説明図で
あり、(A)〜(E)は各工程を示している。
【符号の説明】
1 p型シリコン基板 2 ウェル 3 フィールド酸化膜 4 ゲート絶縁膜 51 ,52 ゲート電極 6 スルー酸化膜 71 低不純物濃度ソース領域 72 低不純物濃度ドレイン領域 8 サイドウォール 91 高不純物濃度ソース領域 92 高不純物濃度ドレイン領域 93 高不純物濃度ソース領域 10 酸化シリコン膜 101 ,102 ,103 コンタクトホール 111 ,112 ,113 電極 12 pチャネルMOS型トランジスタ 13 pチャネルMOS型高耐圧保護素子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一の基板の上にフィールド酸化膜によ
    って画定され薄膜ゲート絶縁膜を具えるMOS型トラン
    ジスタと、該フィールド酸化膜の一部をゲート絶縁膜と
    するMOS型高耐圧トランジスタを有する半導体集積回
    路装置の製造方法において、該MOS型高耐圧トランジ
    スタのゲート絶縁膜となるフィールド酸化膜の上に、該
    薄膜ゲート絶縁膜を具えるMOS型トランジスタのゲー
    ト電極を形成するためのポリシリコン層を残すことを特
    徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
JP7298104A 1995-11-16 1995-11-16 半導体集積回路装置の製造方法 Withdrawn JPH09139433A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1001466A1 (en) * 1998-11-10 2000-05-17 STMicroelectronics S.r.l. High-voltage transistor structure for handling high-voltages in CMOS integrated circuits

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1001466A1 (en) * 1998-11-10 2000-05-17 STMicroelectronics S.r.l. High-voltage transistor structure for handling high-voltages in CMOS integrated circuits

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Effective date: 20030204