JPH09237894A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH09237894A
JPH09237894A JP4234296A JP4234296A JPH09237894A JP H09237894 A JPH09237894 A JP H09237894A JP 4234296 A JP4234296 A JP 4234296A JP 4234296 A JP4234296 A JP 4234296A JP H09237894 A JPH09237894 A JP H09237894A
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JP
Japan
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oxide film
impurity
film
silicon substrate
buffer layer
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Application number
JP4234296A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuyoshi Takeuchi
信善 竹内
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a semiconductor device, where in an impurity layer can be formed within an adequate range in a channel section of the semiconductor device. SOLUTION: A pad oxide film 12 is formed on a silicon substrate 11, and an amorphous silicon film is provided as a buffer layer onto the pad oxide film 12. BF2 ions are implanted as an impurity species into the amorphous silicon film. Thereafter, an oxide masking layer is locally formed on the amorphous silicon film, and the silicon substrate 11 is subjected to a field oxidation treatment. By this setup, a field oxide film 21 is formed on the silicon substrate 11, and B injected into the amorphous silicon film is diffused into a surface region of the silicon substrate 11 surrounded with the field oxide film 21 for the formation of an impurity layer 22.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、MOS型トランジスタの一般的な
製造工程において、シリコン基板主面にフィールド酸化
膜を形成した後、このフィールド酸化膜により囲まれた
シリコン基板主面に不純物をドープして、完成後のMO
S型トランジスタのチャネル部における不純物濃度を調
節することにより、当該トランジスタのしきい値を調整
することが行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a general MOS transistor manufacturing process, after forming a field oxide film on the main surface of a silicon substrate, the main surface of the silicon substrate surrounded by the field oxide film is doped with impurities. MO after completion
By adjusting the impurity concentration in the channel part of the S-type transistor, the threshold value of the transistor is adjusted.

【0003】以下、従来のNMOS型トランジスタの製
造方法におけるフィールド酸化膜の形成からチャネル部
ドープ用のイオン注入までの工程を図6(A)〜(E)
を参照して説明する。まず、図6(A)に示すように、
P型のシリコン基板61の主面上にパッド酸化膜62を
形成した後、このパッド酸化膜62の上にシリコン窒化
膜63を形成する。次に、図6(B)に示すように、シ
リコン窒化膜63をパターニングする。
The steps from the formation of the field oxide film to the ion implantation for the channel portion doping in the conventional method for manufacturing an NMOS transistor will be described below with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG.
After forming the pad oxide film 62 on the main surface of the P-type silicon substrate 61, the silicon nitride film 63 is formed on the pad oxide film 62. Next, as shown in FIG. 6B, the silicon nitride film 63 is patterned.

【0004】次いで、図6(C)に示すように、シリコ
ン基板61に対して熱酸化を施してフィールド酸化膜6
4を形成する。その後、図6(D)に示すように、パッ
ド酸化膜62の上のシリコン窒化膜63を除去する。
Then, as shown in FIG. 6C, the silicon substrate 61 is thermally oxidized to form the field oxide film 6.
4 is formed. After that, as shown in FIG. 6D, the silicon nitride film 63 on the pad oxide film 62 is removed.

【0005】この後、シリコン基板61に対して、図6
(E)に示すように、P型不純物、例えば、BF2また
はBをパット酸化膜62’を介してイオン注入する。こ
れにより、フィールド酸化膜64で囲まれたシリコン基
板61の主面に不純物65がドープされる。
After that, as shown in FIG.
As shown in (E), P-type impurities, such as BF 2 or B, are ion-implanted through the pad oxide film 62 ′. As a result, the main surface of the silicon substrate 61 surrounded by the field oxide film 64 is doped with the impurities 65.

【0006】半導体デバイスの微細化に伴い、半導体基
板内に形成される不純物領域が浅くなる傾向にある。そ
こで、浅いpn接合を形成するために、不純物としてよ
り重いイオンが用いられるようになっている。具体的に
は、不純物拡散層の形成では、N型不純物としてはリン
(P)からヒ素(As)に、P型不純物としてはボロン
(B)からフッ化ボロン(BF2)に移行する傾向にあ
る。一方、しきい値調整には、ボロン(B)またはフッ
化ボロン(BF2)が用いられている。
With the miniaturization of semiconductor devices, the impurity regions formed in the semiconductor substrate tend to become shallower. Therefore, in order to form a shallow pn junction, heavier ions are used as impurities. Specifically, in the formation of the impurity diffusion layer, there is a tendency that phosphorus (P) is transferred as an N-type impurity to arsenic (As) and boron (B) is transferred as a P-type impurity from boron fluoride (BF 2 ). is there. On the other hand, boron (B) or boron fluoride (BF 2 ) is used for adjusting the threshold value.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述のようにpn接合
の深さを浅くするためにイオン注入に重いイオンを用い
た場合、半導体基板に対するイオン注入によるダメージ
が大きくなる。ダメージを回復するためにアニール処理
を施した場合、半導体基板内で不純物イオンが拡散し、
不純物層が深くなり、また、フィールド酸化膜のエッジ
の下にまで拡散する。
As described above, when heavy ions are used for the ion implantation in order to make the depth of the pn junction shallow, damage to the semiconductor substrate due to the ion implantation becomes large. When annealing is applied to recover damage, impurity ions diffuse in the semiconductor substrate,
The impurity layer becomes deeper and also diffuses below the edge of the field oxide.

【0008】これに対応して、例えば、厚い(例えば膜
厚40nm)バッファ層(例えば、シリコン酸化膜等)
をパッド酸化膜上に形成し、バッファ層およびパッド酸
化膜を通して軽いイオンをイオン注入することが試みら
れているが、軽いイオンは、半導体基板内で容易に拡散
してしまい、浅い不純物層を好適に形成することが難し
い。
Correspondingly, for example, a thick buffer layer (for example, a film thickness of 40 nm) (for example, a silicon oxide film)
Has been attempted to implant light ions through the buffer layer and the pad oxide film, but light ions easily diffuse in the semiconductor substrate, and a shallow impurity layer is preferable. Difficult to form.

【0009】上記バッファ層を用いたイオン注入法にお
いて、軽いイオンに代えて重いイオンを用いた場合、重
いイオンは、図7(A)に示すように、いわゆるガウス
分布をとり、半導体基板表面に近い部分での不純物濃度
が低く、一定の深さDで不純物濃度が最大になる。重い
イオンを注入した半導体基板にアニール処理を施すと、
図7(B)に示すように、イオンは全方位に向かって拡
散しうるため、深さDより表面近くに拡散だけでなく、
深さDよりも深い領域にも拡散してしまう。この結果、
アニール後の不純物分布は、図7(B)に示すように、
半導体基板表面で最も高濃度になるが深さ方向に分布が
拡大してしまう。このため、半導体基板主面にチャネル
部用ドープのための最適な不純物層を形成するために、
適切な注入エネルギーを選択したり、バッファ層の厚さ
を調節する等、試作を繰り返してイオン注入の最適な条
件を決定する必要がある。
In the ion implantation method using the above buffer layer, when heavy ions are used instead of light ions, the heavy ions have a so-called Gaussian distribution as shown in FIG. The impurity concentration in the near portion is low, and the impurity concentration becomes maximum at a constant depth D. When annealing treatment is applied to a semiconductor substrate into which heavy ions are implanted,
As shown in FIG. 7 (B), the ions can diffuse in all directions, so that not only the ions are closer to the surface than the depth D, but also
It also diffuses into a region deeper than the depth D. As a result,
The impurity distribution after annealing is as shown in FIG.
Although the concentration is highest on the surface of the semiconductor substrate, the distribution expands in the depth direction. Therefore, in order to form an optimum impurity layer for doping the channel portion on the main surface of the semiconductor substrate,
It is necessary to repeat the trial manufacture such as selecting an appropriate implantation energy and adjusting the thickness of the buffer layer to determine the optimum conditions for ion implantation.

【0010】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、半導体基板のチャネル部に適切な範囲内に不純
物層を形成することができる半導体装置の製造方法を提
供する。
The present invention has been made in view of the above points, and provides a method of manufacturing a semiconductor device in which an impurity layer can be formed in an appropriate range in a channel portion of a semiconductor substrate.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板上
に酸化膜を形成する工程、前記酸化膜上にバッファ層を
設ける工程、前記バッファ層に不純物イオンをイオン注
入する工程、前記バッファ層上に酸化マスキング層を部
分的に形成する工程、前記半導体基板に対して熱酸化処
理を施すことにより前記半導体基板にフィールド酸化膜
を形成すると共に、前記バッファ層にイオン注入された
前記不純物イオンを前記フィールド酸化膜で囲まれた領
域内の前記半導体基板主面に拡散させる工程を具備する
半導体装置の製造方法を提供する。
According to the present invention, there is provided a step of forming an oxide film on a semiconductor substrate, a step of providing a buffer layer on the oxide film, a step of ion-implanting impurity ions into the buffer layer, and the buffer layer. Forming a field oxide film on the semiconductor substrate by subjecting the semiconductor substrate to thermal oxidation treatment, and forming the oxide masking layer on the buffer layer; Provided is a method of manufacturing a semiconductor device, which comprises a step of diffusing into a main surface of the semiconductor substrate in a region surrounded by the field oxide film.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体装置の製造
方法の一実施形態を図面を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1(A)中11はシリコン基板である。
このシリコン基板11の表面にパッド酸化膜12を形成
する。具体的には、シリコン基板11を、酸化炉におい
て02雰囲気中900℃で酸化し、シリコン基板11の
表面にパッド酸化膜12を膜厚10nmで形成する。
Reference numeral 11 in FIG. 1A is a silicon substrate.
A pad oxide film 12 is formed on the surface of the silicon substrate 11. Specifically, the silicon substrate 11 is oxidized in an oxidizing furnace at 900 ° C. in a 0 2 atmosphere to form a pad oxide film 12 with a film thickness of 10 nm on the surface of the silicon substrate 11.

【0014】次いで、パッド酸化膜12の上にバッファ
層を形成する。この例では、バッファ層は、図1(A)
に示すように、アモルファスシリコン膜13を、500
℃で、ソースガスとしてジシランガス(Si26)を用
いた低圧CVDにより膜厚24nmで形成する。
Next, a buffer layer is formed on the pad oxide film 12. In this example, the buffer layer is as shown in FIG.
As shown in FIG.
A film thickness of 24 nm is formed at low temperature by low pressure CVD using disilane gas (Si 2 H 6 ) as a source gas.

【0015】次いで、このバッファ層に不純物イオンを
イオン注入する。例えば、図1(B)に示すように、こ
のアモルファスシリコン膜13に、BF2を、10Ke
V、5×1015/cm2の条件でイオン注入を行う。
Next, impurity ions are ion-implanted into this buffer layer. For example, as shown in FIG. 1B, BF 2 is added to the amorphous silicon film 13 at 10 Ke.
Ion implantation is performed under the conditions of V and 5 × 10 15 / cm 2 .

【0016】不純物が導入されたバッファ層の上に選択
酸化のための酸化マスキング層を形成する。例えば、図
1(C)に示すように、上記アモルファスシリコン膜1
3の表面上に、例えば、SiH4およびアンモニア(N
3)の混合ガスを用いた790℃での低圧CVDによ
り、膜厚140nmのシリコン窒化膜14を形成する。
このCVD工程においてアモルファスシリコン膜13が
結晶化してポリシリコン膜15になる。
An oxidation masking layer for selective oxidation is formed on the impurity-doped buffer layer. For example, as shown in FIG. 1C, the amorphous silicon film 1
3 on the surface of, for example, SiH 4 and ammonia (N
A silicon nitride film 14 having a thickness of 140 nm is formed by low pressure CVD at 790 ° C. using a mixed gas of H 3 ).
In this CVD process, the amorphous silicon film 13 is crystallized to become the polysilicon film 15.

【0017】この後、シリコン窒化膜14の上に、通常
のフォトリソグラフ技術に従って、素子分離領域のみ露
出させる開口部を有するレジストパターンを形成した
後、CHF3/CF4/H2混合ガスを用いた反応性イオ
ンエッチング(RIE)でシリコン窒化膜14をエッチ
ングして、図1(D)に示すように酸化マスキング層1
4’を形成する。レジストは例えば140℃においてH
2SO4/H22で除去する。
After that, a resist pattern having an opening for exposing only the element isolation region is formed on the silicon nitride film 14 according to a normal photolithography technique, and then a CHF 3 / CF 4 / H 2 mixed gas is used. The silicon nitride film 14 is etched by the above-mentioned reactive ion etching (RIE) to remove the oxide masking layer 1 as shown in FIG.
4 'is formed. The resist is H at 140 ° C, for example
Remove with 2 SO 4 / H 2 O 2 .

【0018】次いで、素子分離領域用のイオン注入のた
めのレジストパターンを、酸化マスキング層14’を含
むポリシリコン膜15の表面上に形成し、シリコン基板
11にボロン(B)を例えば30KeV、3×1013
cm2の条件でイオン注入する。イオン注入されたボロ
ンはシリコン酸化膜中に取り込まれやすいため、フィー
ルド酸化を行う前に、シリコン基板11に高温アニール
処理を施してボロンをシリコン基板11中に押し込んで
も良い。
Next, a resist pattern for ion implantation for element isolation regions is formed on the surface of the polysilicon film 15 including the oxide masking layer 14 ', and boron (B) is added to the silicon substrate 11 at, for example, 30 KeV, 3 KeV. × 10 13 /
Ions are implanted under the condition of cm 2 . Since the ion-implanted boron is easily incorporated into the silicon oxide film, the silicon substrate 11 may be subjected to high-temperature annealing treatment to push the boron into the silicon substrate 11 before performing the field oxidation.

【0019】次に、いわゆるフィールド酸化処理を行
い、図2(A)に示すように、フィールド酸化膜21を
形成する。これと同時にバッファ層としてのポリシリコ
ン膜14からBが、パット酸化膜12を通してフィール
ド酸化膜21で囲まれた領域内のシリコン基板11の主
面に導入される。この結果、不純物層22が形成され
る。なお、フィールド酸化膜21の下側には、上述の素
子分離領域用のイオン注入によりボロン(B)がドープ
された不純物層23が形成される。
Next, so-called field oxidation treatment is performed to form a field oxide film 21 as shown in FIG. At the same time, the polysilicon films 14 to B as the buffer layer are introduced into the main surface of the silicon substrate 11 in the region surrounded by the field oxide film 21 through the pad oxide film 12. As a result, the impurity layer 22 is formed. An impurity layer 23 doped with boron (B) is formed below the field oxide film 21 by ion implantation for the element isolation region described above.

【0020】より詳細に説明すると、フィールド酸化
は、一般的に900〜1000℃の間でH2/O2雰囲気
下で数時間行われる。このフィールド酸化において、バ
ッファ層にドープされた不純物がパッド酸化膜12内を
拡散し、シリコン基板11に到達する。不純物としてイ
オン注入にBあるいは不純物種としてBF2を用いた場
合のBのシリコン酸化膜中での拡散係数Dは下式
(1)、(2)で表される。
More specifically, the field oxidation is generally carried out at 900 to 1000 ° C. under H 2 / O 2 atmosphere for several hours. In this field oxidation, the impurities doped in the buffer layer diffuse in the pad oxide film 12 and reach the silicon substrate 11. The diffusion coefficient D of B in the silicon oxide film when B is used for ion implantation as an impurity or BF 2 is used as an impurity species is expressed by the following equations (1) and (2).

【0021】[0021]

【数1】 上式(1)によれば、不純物種としてBF2の場合にボ
ロン(B)が膜厚10nmのシリコン酸化膜を通過する
のに、1000℃(1273K)で約13分、900℃
で約202分かかる。従って、上記のように一般的なフ
ィールド酸化処理により、バッファ層にドープされた不
純物がパッド酸化膜12内に拡散してこれを通過し、下
層のシリコン基板11に導入されることは明らかであ
る。故に、従来のフィールド酸化工程の条件を変更する
ことなくバッファ層からシリコン基板11への不純物ド
ーピングをフィールド酸化膜21の形成と同時に達成す
ることができる。
[Equation 1] According to the above formula (1), when BF 2 is used as the impurity species, it takes about 13 minutes at 1000 ° C. (1273 K) and 900 ° C. for boron (B) to pass through the silicon oxide film having a film thickness of 10 nm.
It takes about 202 minutes. Therefore, it is obvious that the impurities doped in the buffer layer diffuse into the pad oxide film 12, pass through the pad oxide film 12, and are introduced into the lower silicon substrate 11 by the general field oxidation treatment as described above. . Therefore, the impurity doping from the buffer layer to the silicon substrate 11 can be achieved simultaneously with the formation of the field oxide film 21 without changing the conditions of the conventional field oxidation process.

【0022】また、酸化マスキング層14’の両端部の
下側に位置するバッファ層としてのポリシリコン膜15
は、上述のフィールド酸化中に酸化され、いわゆるバー
ズビークを形成する。
Further, the polysilicon film 15 as a buffer layer located below both ends of the oxide masking layer 14 '.
Are oxidized during the field oxidation described above to form so-called bird's beaks.

【0023】ボロン(B)はシリコン酸化膜中に取り込
れやすい性質を有すると共に、上式(1)および(2)
からわかるようにシリコン酸化膜中での拡散は遅いた
め、酸化マスキング膜14'で覆われていない領域およ
び酸化マスキング層14’の両端部の下側に位置するポ
リシリコン膜15内にドープされている不純物は、シリ
コン基板11に到達する前にシリコン酸化物中に取り込
れてしまう。故に、従来と同じ条件下でのフィールド酸
化により、ボロン(B)は、フィールド酸化膜21で囲
まれた領域内のシリコン基板11の主面にのみドープさ
れ、フィールド酸化膜21のエッジの下側のシリコン基
板11内には出てこなくすることができる。
Boron (B) has the property of being easily incorporated into the silicon oxide film, and also has the above formulas (1) and (2).
As can be seen from the figure, since the diffusion in the silicon oxide film is slow, it is doped in the polysilicon film 15 located in the region not covered with the oxide masking film 14 'and under both ends of the oxide masking layer 14'. The impurities that are present are taken into the silicon oxide before reaching the silicon substrate 11. Therefore, due to the field oxidation under the same conditions as the conventional one, boron (B) is doped only in the main surface of the silicon substrate 11 in the region surrounded by the field oxide film 21, and the lower side of the edge of the field oxide film 21 is doped. It can be prevented from appearing in the silicon substrate 11.

【0024】また、素子形成領域用の不純物層22を形
成するための上記イオン注入において、ボロン(B)は
シリコン酸化膜中に取り込まれ易いため、シリコン基板
11に対してフィールド酸化の前に高温アニールを施し
て、パッド酸化膜12中に取り込まれたボロンをシリコ
ン基板11中に押し出すこともできる。しかしながら、
この際には、高温アニール条件を考慮する必要がある。
すなわち、この高温アニール時に、上述のように先にア
モルファスシリコン膜13にイオン注入されたBが拡散
し、Bがパッド酸化膜12からシリコン基板へしみ出し
てこないような条件にすることが好ましい。この高温ア
ニール条件は、例えばBF2の場合には上記式(1)か
ら求めることができる。具体的には、不純物種がBF2
の場合、膜厚10nmのパッド酸化膜を通過するのに、
1000℃(1273K)で約13分、900℃で約2
02分かかるため、アニール温度が1000℃である場
合は13分未満、900℃の場合に220分未満の処理
時間でアニール処理を行うことが好ましい。
In the above-mentioned ion implantation for forming the impurity layer 22 for the element formation region, since boron (B) is easily taken into the silicon oxide film, the silicon substrate 11 is heated to a high temperature before the field oxidation. By performing annealing, the boron taken in the pad oxide film 12 can be extruded into the silicon substrate 11. However,
At this time, it is necessary to consider the high temperature annealing conditions.
That is, it is preferable to set the condition that B previously ion-implanted into the amorphous silicon film 13 is diffused during the high temperature annealing and the B is not exuded from the pad oxide film 12 to the silicon substrate as described above. This high temperature annealing condition can be obtained from the above equation (1) in the case of BF 2 , for example. Specifically, the impurity species is BF 2
In the case of, in order to pass through the pad oxide film of 10 nm in thickness,
About 13 minutes at 1000 ℃ (1273K), about 2 at 900 ℃
Since it takes 02 minutes, it is preferable to perform the annealing treatment for less than 13 minutes when the annealing temperature is 1000 ° C. and for less than 220 minutes when the annealing temperature is 900 ° C.

【0025】この後、図2(B)に示すように、パッド
酸化膜12上の残されたポリシリコン膜15および酸化
マスキング膜14’を除去する。次いで、常法に従っ
て、ゲート電極31の形成、低濃度不純物領域n-の形
成、スペーサー酸化膜32の形成、高濃度不純物領域n
+の形成を行うことにより、図3に示すNMOS型トラ
ンジスタ30が形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 2B, the polysilicon film 15 and the oxide masking film 14 'remaining on the pad oxide film 12 are removed. Then, the gate electrode 31, the low-concentration impurity region n , the spacer oxide film 32, and the high-concentration impurity region n are formed by a conventional method.
By forming +, the NMOS transistor 30 shown in FIG. 3 is formed.

【0026】図4は、従来の方法によりチャネル部に不
純物がドープされたNMOS型トランジスタを示す断面
図である。このNMOS型トランジスタ40は、フィー
ルド酸化膜21のエッジにおいて、素子分離領域用の不
純物層42とチャネル部ドープ用の不純物層43により
不純物濃度が相加され、過剰な高濃度不純物層p++が形
成される。この過剰な高濃度不純物層p++では、pn接
合の接合破壊電圧が下がり、フィールド酸化膜21のエ
ッジにおいてブレークダウンが起こり易くなっている。
FIG. 4 is a sectional view showing an NMOS transistor in which a channel portion is doped with impurities by a conventional method. In the NMOS transistor 40, the impurity concentration is added at the edge of the field oxide film 21 by the impurity layer 42 for the element isolation region and the impurity layer 43 for the channel portion doping, and an excessive high concentration impurity layer p ++ is formed. It is formed. In this excess high-concentration impurity layer p ++ , the junction breakdown voltage of the pn junction is lowered, and breakdown easily occurs at the edge of the field oxide film 21.

【0027】これに対して、上記の本実施形態で得られ
たNMOS型トランジスタ30では、素子分離領域用の
不純物(B)は、フィールド酸化膜21のエッジの下の
シリコン基板11まで拡散するが、チャネル部ドープ用
にドープされた不純物(BF2)は、フィールド酸化膜
21のエッジの下までほとんど拡散していない。この結
果、NMOS型トランジスタ30においては、フィール
ド酸化膜21のエッジの下における不純物濃度の好まし
くない上昇が抑制され、フィールド酸化膜21のエッジ
でのブレークダウンを防止することができる。
On the other hand, in the NMOS transistor 30 obtained in the above-described embodiment, the impurity (B) for the element isolation region diffuses to the silicon substrate 11 below the edge of the field oxide film 21. The impurity (BF 2 ) doped for the channel portion is hardly diffused below the edge of the field oxide film 21. As a result, in the NMOS transistor 30, an undesired increase in the impurity concentration below the edge of the field oxide film 21 is suppressed, and breakdown at the edge of the field oxide film 21 can be prevented.

【0028】また、本実施形態の半導体装置の製造方法
では、バッファ層としてのポリシリコン膜15にドープ
された不純物を、フィールド酸化膜21の形成と共にバ
ッファ層からパッド酸化膜12に通してフィールド酸化
膜21で囲まれた領域内のシリコン基板11の主面にド
ープしている。このため、図5に示すように、シリコン
基板11の表面での不純物濃度が最も高く、深くなるほ
ど不純物濃度が低くなるような不純物分布を得ることが
できる。この結果、アニール処理を施すことなく所望の
不純物分布を有する不純物層22を容易に形成すること
ができるため、本実施形態の半導体装置の製造方法によ
れば、比較的薄いチャネル部のための不純物層22を有
するMOS型トランジスタを容易に製造することが可能
である。
Further, in the method of manufacturing the semiconductor device of the present embodiment, the impurities doped in the polysilicon film 15 as the buffer layer are field-oxidized from the buffer layer through the pad oxide film 12 together with the formation of the field oxide film 21. The main surface of the silicon substrate 11 in the region surrounded by the film 21 is doped. Therefore, as shown in FIG. 5, it is possible to obtain an impurity distribution in which the impurity concentration on the surface of the silicon substrate 11 is the highest and the impurity concentration decreases as the depth increases. As a result, the impurity layer 22 having a desired impurity distribution can be easily formed without performing the annealing treatment. Therefore, according to the method for manufacturing the semiconductor device of the present embodiment, the impurities for the relatively thin channel portion are formed. It is possible to easily manufacture a MOS type transistor having the layer 22.

【0029】以上説明した本発明の半導体装置の製造方
法の一実施形態では、バッファ層としてアモルファスシ
リコン膜13をパッド酸化膜12の上に形成した例につ
いて説明したが、この他に、バッファ層としてはポリシ
リコンを使用することが可能である。
In the embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention described above, an example in which the amorphous silicon film 13 is formed as the buffer layer on the pad oxide film 12 has been described. It is possible to use polysilicon.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置の製造方法によれば、パッド酸化膜上にバッファ層を
設け、このバッファ層に不純物イオンをイオン注入す
る。この後、半導体基板に対して選択的に熱酸化処理を
施すことにより半導体基板にフィールド酸化膜を形成す
ると共に、バッファ層にイオン注入された不純物イオン
をフィールド酸化膜で囲まれた領域内の半導体基板主面
に拡散させる。これにより、半導体基板にイオン注入に
よるダメージを与えることなく、適切な範囲内にチャン
ネル用の不純物層を形成することができる。この結果、
微細な半導体装置を高い歩留まりで製造することを実現
できる。
As described above, according to the method of manufacturing the semiconductor device of the present invention, the buffer layer is provided on the pad oxide film, and the impurity ions are ion-implanted into the buffer layer. Then, a field oxide film is formed on the semiconductor substrate by selectively subjecting the semiconductor substrate to a thermal oxidation process, and the impurity ions ion-implanted into the buffer layer are removed from the semiconductor in a region surrounded by the field oxide film. Diffuse on the main surface of the substrate. As a result, the impurity layer for the channel can be formed within an appropriate range without damaging the semiconductor substrate due to the ion implantation. As a result,
It is possible to manufacture a fine semiconductor device with a high yield.

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

【図1】(A)〜(D)は本発明の半導体装置の製造方
法の一実施形態の各工程を夫々示す断面図。
1A to 1D are cross-sectional views showing respective steps of an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図2】(A)および(B)は本発明の半導体装置の製
造方法の一実施形態の各工程を夫々示す断面図。
2A and 2B are cross-sectional views showing respective steps of an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図3】本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態に
より得られる半導体装置を示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a semiconductor device obtained by an embodiment of the semiconductor device manufacturing method of the present invention.

【図4】従来の半導体装置の製造方法により得られる半
導体装置を示す断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a semiconductor device obtained by a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図5】本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態に
おけるシリコン基板内の不純物分布を示す特性図。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing an impurity distribution in a silicon substrate in an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図6】(A)〜(E)は従来の半導体装置の製造方法
の各工程を夫々示す断面図。
6A to 6E are cross-sectional views showing respective steps of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図7】(A)は従来の半導体装置の製造方法における
イオン注入後の不純物分布を示す特性図、(B)はアニ
ール後の不純物分布を示す特性図。
FIG. 7A is a characteristic diagram showing an impurity distribution after ion implantation in a conventional semiconductor device manufacturing method, and FIG. 7B is a characteristic diagram showing an impurity distribution after annealing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…シリコン基板、12…パッド酸化膜、13…アモ
ルファスシリコン膜、14…シリコン窒化膜、14'…
酸化マスキング層、15…ポリシリコン膜、21…フィ
ールド酸化膜、22…不純物層、23…不純物層。
11 ... Silicon substrate, 12 ... Pad oxide film, 13 ... Amorphous silicon film, 14 ... Silicon nitride film, 14 '...
Oxide masking layer, 15 ... Polysilicon film, 21 ... Field oxide film, 22 ... Impurity layer, 23 ... Impurity layer.

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 29/78 301R Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location H01L 29/78 301R

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に酸化膜を形成する工程、 前記酸化膜上にバッファ層を設ける工程、 前記バッファ層に不純物イオンをイオン注入する工程、 前記バッファ層上に酸化マスキング層を部分的に形成す
る工程、 前記半導体基板に対して熱酸化処理を施すことにより前
記半導体基板にフィールド酸化膜を形成すると共に、前
記バッファ層にイオン注入された前記不純物イオンを前
記フィールド酸化膜で囲まれた領域内の前記半導体基板
主面に拡散させる工程を具備する半導体装置の製造方
法。
1. A step of forming an oxide film on a semiconductor substrate, a step of providing a buffer layer on the oxide film, a step of implanting impurity ions into the buffer layer, and a step of partially forming an oxide masking layer on the buffer layer. Forming a field oxide film on the semiconductor substrate by subjecting the semiconductor substrate to a thermal oxidation process, and enclosing the impurity ions ion-implanted in the buffer layer with the field oxide film. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a step of diffusing into the main surface of the semiconductor substrate in a region.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007242943A (en) * 2006-03-09 2007-09-20 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Process for fabrication of mos semiconductor device

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