JPH09266255A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method of manufacturing semiconductor device

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Publication number
JPH09266255A
JPH09266255A JP8073356A JP7335696A JPH09266255A JP H09266255 A JPH09266255 A JP H09266255A JP 8073356 A JP8073356 A JP 8073356A JP 7335696 A JP7335696 A JP 7335696A JP H09266255 A JPH09266255 A JP H09266255A
Authority
JP
Japan
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mos transistor
diffusion layer
forming
high breakdown
oxide film
Prior art date
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Pending
Application number
JP8073356A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeki Teramoto
茂樹 寺本
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH09266255A publication Critical patent/JPH09266255A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the semiconductor device capable of avoiding the dispersion in the drain current (Ids) and the breakdown strength characteristics in the semiconductor device wherein a MOS in LDD(lightly doped drain) structured to be driven at low voltage and a high breakdown strength transistor consolidated with each other. SOLUTION: A sidewall oxide film 22 is formed on a gate electrode sidewall 17 by etching back CVD oxide film by RIE later to form a photoresist covering a MOS transistor 1 forming region further to form the second LDD diffused layer 21 of a high breakdown strength MOS transistor 2. Besides, a photoresist 23 to offset a gate electrode 17 with a source drain diffused layer 24 on a drain 2a of a high breakdown strength MOS transistor 2 later to form the source drain diffused layer 24 by ion implantation. Through these procedures, the title semiconductor device including the high breakdown strength MOS transistor can be manufactured.

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
法に関し、さらに詳しくは、通常のLDD構造MOSト
ランジスタと昇圧回路等の高耐圧MOSトランジスタを
混載した半導体装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device in which a normal LDD structure MOS transistor and a high voltage MOS transistor such as a booster circuit are mounted together.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の高集積化したMOSトランジスタ
による半導体集積回路は、LDD(Lightly D
oped Drain)構造を採り、低電圧で駆動され
るMOSトランジスタが使用されているのが一般的であ
る。このMOSトランジスタを基本構成とする半導体集
積回路に、例えば高耐圧MOSトランジスタを含む昇圧
回路を混載してして1チップ化した半導体装置も、近年
望まれている。このLDD構造を採る、通常のMOSト
ランジスタと高耐圧MOSトランジスタを混載した半導
体装置の製造方法の従来例を、図3を参照して説明す
る。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor integrated circuits using highly integrated MOS transistors are known as LDD (Lightly D
In general, a MOS transistor having an open drain structure and driven at a low voltage is used. In recent years, there has also been a demand for a semiconductor device in which a booster circuit including a high breakdown voltage MOS transistor is mixedly mounted on a semiconductor integrated circuit having the MOS transistor as a basic configuration to form one chip. A conventional example of a method of manufacturing a semiconductor device having the LDD structure, in which an ordinary MOS transistor and a high voltage MOS transistor are mounted together, will be described with reference to FIG.

【0003】まず、図3(a)に示すように、半導体基
板11の表面にフィールド酸化膜12をLOCOS(L
ocal Oxidation on Silico
n)法等により選択的に形成する。その後、通常のMO
Sトランジスタ1のウエル12と、高耐圧MOSトラン
ジスタ2のウエル13をパターニングしたフォトレジス
トをマスクとしてイオン注入を行って、順次形成する。
更にその後、高耐圧MOSトランジスタ2の周囲のフィ
ールド酸化膜12下に、フォトレジストをマスクとした
イオン注入によるチャネルストッパ15を形成する。こ
のチャネルストッパ15の端部とフィールド酸化膜12
の端部の距離Aは高耐圧MOSトランジスタ1が所定の
耐圧確保可能な距離とする。次に、フィールド酸化膜1
2に囲まれた素子形成領域にゲート酸化膜16を形成す
る。その後、通常のMOSトランジスタ1や高耐圧MO
Sトランジスタ2に、ドープされたポリシリコン膜等に
よるゲート電極17を形成する。次に、フォトレジスト
18を塗布し、高耐圧MOSトランジスタ2のみにフォ
トレジスト18が残るようなパターニングをし、その後
このフォトレジスト18、フィールド酸化膜12および
ゲート電極17をマスクとして、イオン注入を行って、
低濃度の不純物による第1のLDD拡散層19を形成す
る。
First, as shown in FIG. 3A, a field oxide film 12 is formed on the surface of a semiconductor substrate 11 by LOCOS (L
ocal Oxidation on Silico
n) Selectively formed by the method or the like. After that, normal MO
The well 12 of the S-transistor 1 and the well 13 of the high breakdown voltage MOS transistor 2 are ion-implanted using the patterned photoresist as a mask, and are sequentially formed.
After that, a channel stopper 15 is formed under the field oxide film 12 around the high breakdown voltage MOS transistor 2 by ion implantation using a photoresist as a mask. The end of the channel stopper 15 and the field oxide film 12
The distance A at the end of is the distance at which the high breakdown voltage MOS transistor 1 can secure a predetermined breakdown voltage. Next, the field oxide film 1
A gate oxide film 16 is formed in the element formation region surrounded by 2. After that, the normal MOS transistor 1 and high-voltage MO
A gate electrode 17 made of a doped polysilicon film or the like is formed on the S transistor 2. Next, a photoresist 18 is applied and patterned so that the photoresist 18 remains only in the high breakdown voltage MOS transistor 2. After that, ion implantation is performed using the photoresist 18, the field oxide film 12 and the gate electrode 17 as a mask. hand,
The first LDD diffusion layer 19 is formed of a low concentration impurity.

【0004】次に、図3(b)に示すように、フォトレ
ジスト20を塗布し、通常のMOSトランジスタ1には
フォトレジスト20を残し、高耐圧MOSトランジスタ
2はフォトレジスト20が除去される状態のパターニン
グをして、このフォトレジスト20、フィールド酸化膜
12およびゲート電極17をマスクとして、イオン注入
を行って、低濃度の不純物による第2のLDD拡散層2
1を形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, a photoresist 20 is applied, the photoresist 20 is left in the normal MOS transistor 1, and the photoresist 20 is removed in the high breakdown voltage MOS transistor 2. Patterning is performed, and ion implantation is performed using the photoresist 20, the field oxide film 12 and the gate electrode 17 as a mask, and the second LDD diffusion layer 2 with a low concentration of impurities is formed.
Form one.

【0005】次に、図3(c)に示すように、CVD法
等によるCVD酸化膜を堆積した後RIE法による異方
性プラズマエッチングでのエッチバックを行って、ゲー
ト電極17の側壁にサイドウォール酸化膜22を形成す
る。その後、フォトレジスト23を塗布し、高耐圧MO
Sトランジスタ2のドレイン2aの一部とゲート電極1
7の一部にフォトレジスト23が残るようなフォトレジ
ストのパターニングをする。この時、ドレイン2aのフ
ォトレジスト23端部とゲート電極17側壁までの距離
Bは、高耐圧MOSトランジスタ1のドレイン2a耐圧
が所定耐圧となる距離とする。次に、フォトレジスト2
3、フィールド酸化膜12およびサイドウォール酸化膜
22を持つゲート電極17をマスクとしてイオン注入
し、高濃度の不純物によるソース・ドレイン拡散層24
を形成する。この様にすることで、高耐圧MOSトラン
ジスタ2のゲート電極17とドレイン2aのソース・ド
レイン拡散層24とは、通常のMOSトランジスタと異
なり、大きなオフセットが取られた状態となる。この後
は、常法に準じた製造工程を行って、半導体装置を作製
する。
Next, as shown in FIG. 3C, after a CVD oxide film is deposited by the CVD method or the like, etch back is performed by anisotropic plasma etching by the RIE method to form side walls on the sidewalls of the gate electrode 17. The wall oxide film 22 is formed. After that, a photoresist 23 is applied and a high breakdown voltage MO is applied.
Part of the drain 2a of the S transistor 2 and the gate electrode 1
The photoresist is patterned so that the photoresist 23 is left on a part of 7. At this time, the distance B between the end of the photoresist 23 of the drain 2a and the side wall of the gate electrode 17 is set to a distance at which the drain 2a breakdown voltage of the high breakdown voltage MOS transistor 1 becomes a predetermined breakdown voltage. Next, photoresist 2
3, the gate electrode 17 having the field oxide film 12 and the sidewall oxide film 22 is used as a mask for ion implantation, and the source / drain diffusion layer 24 is formed by high-concentration impurities.
To form By doing so, the gate electrode 17 of the high breakdown voltage MOS transistor 2 and the source / drain diffusion layer 24 of the drain 2a are in a state where a large offset is taken, unlike an ordinary MOS transistor. After that, a manufacturing process according to a conventional method is performed to manufacture a semiconductor device.

【0006】しかし、上記の製造方法で、通常のMOS
トランジスタ1と高耐圧MOSトランジスタ2を混載す
る半導体装置を作製する際、ゲート電極17側壁にサイ
ドウォール酸化膜22を形成するRIEによるエッチバ
ックは、通常オーバーエッチング条件で行われ、一方サ
イドウォール酸化膜22のCVD酸化膜と半導体基板1
1の単結晶シリコンとのエッチング選択比が十分大きく
ないこともあり、図4(a)に示すように、半導体基板
11の第1のLDD拡散層19や第2のLDD拡散層2
1がエッチングされてしまう。この様なことで、第1の
LDD拡散層19や第2のLDD拡散層21が浅くなる
と、次のイオン注入により形成されるソース・ドレイン
拡散層24は、図4(b)に示すように、第1のLDD
拡散層19や第2のLDD拡散層21より深くなってし
まう。
However, with the above manufacturing method, a conventional MOS
When manufacturing a semiconductor device in which the transistor 1 and the high breakdown voltage MOS transistor 2 are mounted together, the RIE etchback for forming the sidewall oxide film 22 on the side wall of the gate electrode 17 is usually performed under overetching conditions, while the sidewall oxide film is formed. 22 CVD oxide film and semiconductor substrate 1
As shown in FIG. 4A, the first LDD diffusion layer 19 and the second LDD diffusion layer 2 of the semiconductor substrate 11 may not be sufficiently large because the etching selection ratio to the single crystal silicon 1 is not sufficiently large.
1 is etched. As a result, when the first LDD diffusion layer 19 and the second LDD diffusion layer 21 become shallower, the source / drain diffusion layer 24 formed by the next ion implantation becomes as shown in FIG. 4B. , The first LDD
It becomes deeper than the diffusion layer 19 and the second LDD diffusion layer 21.

【0007】上述した状態で高耐圧MOSトランジスタ
2が作製されると、高耐圧MOSトランジスタ2の第2
のLDD拡散層の抵抗の増大となってドレイン電流Id
sが減少する。更に第2のLDD拡散層よりソース・ド
レイン拡散層24が深くなることで、PN接合部の不純
物プロファイルが急峻になりPN接合部の耐圧が低下す
る。また、上述のRIEによるエッチバックによる第2
のLDD拡散層のエッチング量は、製造条件の僅かな変
動で異なってくるため、高耐圧MOSトランジスタ2の
Idsや耐圧特性のばらつきとなるという問題が生ず
る。
When the high breakdown voltage MOS transistor 2 is manufactured in the above-mentioned state, the second breakdown voltage of the high breakdown voltage MOS transistor 2 is increased.
And the drain current Id increases.
s decreases. Further, since the source / drain diffusion layer 24 is deeper than the second LDD diffusion layer, the impurity profile of the PN junction becomes steep and the breakdown voltage of the PN junction is lowered. In addition, the second by the etch back by the above RIE
Since the etching amount of the LDD diffusion layer differs depending on slight fluctuations in manufacturing conditions, there arises a problem that variations in Ids and withstand voltage characteristics of the high withstand voltage MOS transistor 2 occur.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した半
導体装置の製造方法における問題点を解決することをそ
の目的とする。即ち本発明の課題は、LDD構造を取
り、低電圧で駆動するMOSトランジスタと高耐圧MO
Sトランジスタが混載された半導体装置において、高耐
圧MOSトランジスタのIdsや耐圧特性のばらつきが
ない半導体装置の製造方法を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the method of manufacturing a semiconductor device. That is, an object of the present invention is to adopt an LDD structure, a MOS transistor driven at a low voltage, and a high breakdown voltage MO.
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device in which S transistors are mixedly mounted without variations in Ids or withstand voltage characteristics of high breakdown voltage MOS transistors.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、上述の課題を解決するために提案するもので
あり、LDD構造を採り、低電圧で駆動するMOSトラ
ンジスタと高耐圧MOSトランジスタが混載する半導体
装置の製造方法において、ゲート電極を形成する工程
と、高耐圧MOSトランジスタの形成領域にフォトレジ
ストを形成するパターニング工程と、低電圧で駆動する
MOSトランジスタの形成領域に第1のLDD拡散層を
形成するイオン注入工程と、ゲート電極の側壁にサイド
ウォール酸化膜を形成する工程と、このサイドウォール
酸化膜を形成工程後に、低電圧で駆動する前記MOSト
ランジスタの形成領域にフォトレジストを形成するパタ
ーニング工程と、このパターニング工程後に、高耐圧M
OSトランジスタの形成領域に第2のLDD拡散層を形
成するイオン注入工程と、高耐圧MOSトランジスタの
ドレイン領域に形成するソース・ドレイン拡散層をゲー
ト電極に対してオフセットさせるフォトレジストを形成
するパターニング工程と、ソース・ドレイン拡散層を形
成するイオン注入工程とを有することを特徴とするもの
である。また、上述した第2のLDD拡散層を形成する
イオン注入の投影飛程を、ソース・ドレイン拡散層を形
成するイオン注入の投影飛程より大きくすることができ
る。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is proposed to solve the above-mentioned problems, and adopts an LDD structure, and a MOS transistor driven at a low voltage and a high breakdown voltage MOS transistor. In a method of manufacturing a semiconductor device in which a plurality of semiconductor devices are mounted together, a step of forming a gate electrode, a patterning step of forming a photoresist in a formation region of a high breakdown voltage MOS transistor, and a first LDD in a formation region of a MOS transistor driven at a low voltage. An ion implantation step of forming a diffusion layer, a step of forming a side wall oxide film on the side wall of the gate electrode, and a photoresist is formed in the formation region of the MOS transistor driven at a low voltage after the step of forming the side wall oxide film. A patterning step of forming and a high breakdown voltage M after the patterning step.
Ion implantation step of forming a second LDD diffusion layer in the formation region of the OS transistor, and patterning step of forming a photoresist for offsetting the source / drain diffusion layer formed in the drain region of the high breakdown voltage MOS transistor with respect to the gate electrode And an ion implantation step of forming a source / drain diffusion layer. Further, the projected range of ion implantation for forming the second LDD diffusion layer described above can be made larger than the projected range of ion implantation for forming the source / drain diffusion layer.

【0010】本発明によれば、ゲート電極の側壁にサイ
ドウォール酸化膜を形成し、通常のMOSトランジスタ
にフォトレジストを残すための、フォトレジストのパタ
ーニングをした後に、高耐圧MOSトランジスタに第2
のLDD拡散層を形成するイオン注入工程を行うため
に、サイドウォール酸化膜形成のエッチバック時に半導
体基板表面がエッチングされても第2のLDD拡散層の
深さや不純物プロファイルが一定に抑えられ、しかも第
2のLDD拡散層を形成するイオン注入の投影飛程をソ
ース・ドレイン拡散層を形成するイオン注入の投影飛程
より大きくすることでPN接合の不純物プロファイルの
急峻さが無くなること等により、Idsや耐圧特性のば
らつきが無い半導体装置の作製が可能となる。
According to the present invention, the sidewall oxide film is formed on the sidewall of the gate electrode, and the photoresist is patterned to leave the photoresist in the normal MOS transistor.
In order to carry out the ion implantation step of forming the LDD diffusion layer, the depth of the second LDD diffusion layer and the impurity profile are kept constant even if the surface of the semiconductor substrate is etched at the time of etching back the sidewall oxide film formation. By making the projected range of the ion implantation for forming the second LDD diffusion layer larger than the projected range of the ion implantation for forming the source / drain diffusion layers, the steepness of the impurity profile of the PN junction is eliminated, and so on. It is possible to manufacture a semiconductor device without variation in withstand voltage characteristics.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の具体的実施例につき、添付図
面を参照して説明する。なお従来技術の説明で参照した
図3、図4中の構成部分と同様の構成部分には、同一の
参照符号を付すものとする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Components similar to those in FIGS. 3 and 4 referred to in the description of the prior art are denoted by the same reference numerals.

【0012】本実施例はLDD構造を採る、通常のMO
Sトランジスタと高耐圧MOSトランジスタが混載する
半導体装置の製造方法に本発明を適用した例であり、こ
れを図1および図2を参照して説明する。まず、図1
(a)に示すように、N型の半導体基板11の表面にフ
ィールド酸化膜12をLOCOS法等により選択的に形
成する。その後、通常のMOSトランジスタ1のウエル
13と高耐圧MOSトランジスタ2のウエル14をパタ
ーニングしたフォトレジストをマスクとしてP型不純物
のイオン注入を行い、その後の熱処理による拡散で、順
次形成する。更にその後、高耐圧MOSトランジスタ2
の周囲のフィールド酸化膜12下に、フォトレジストを
マスクとしたP型不純物のイオン注入によるチャネルス
トッパ15を形成する。このチャネルストッパ15の端
部とフィールド酸化膜12の端部の距離Aは、高耐圧M
OSトランジスタ2が所定の耐圧確保可能な距離とし
て、例えば約1μmとする。次に、フィールド酸化膜1
2に囲まれた素子形成領域に膜厚約30nmのゲート酸
化膜16を形成する。なお、このゲート酸化膜16は、
通常のMOSトランジスタ1の性能確保のために、通常
のMOSトランジスタ1のゲート酸化膜厚と高耐圧MO
Sトランジスタ2のゲート酸化膜厚とを変え、例えば前
者を約9nm、後者を約30nmとして、2度の熱酸化
工程により形成してもよい。
In this embodiment, an ordinary MO having an LDD structure is used.
This is an example in which the present invention is applied to a method of manufacturing a semiconductor device in which an S transistor and a high voltage MOS transistor are mounted together, and this will be described with reference to FIGS. 1 and 2. First, FIG.
As shown in (a), the field oxide film 12 is selectively formed on the surface of the N-type semiconductor substrate 11 by the LOCOS method or the like. Then, the well 13 of the normal MOS transistor 1 and the well 14 of the high breakdown voltage MOS transistor 2 are used as a mask to perform ion implantation of P-type impurities, and are sequentially formed by diffusion by heat treatment thereafter. After that, the high voltage MOS transistor 2
A channel stopper 15 is formed by ion implantation of P-type impurities using a photoresist as a mask under the field oxide film 12 around the region. The distance A between the end of the channel stopper 15 and the end of the field oxide film 12 is high withstand voltage M.
The distance at which the OS transistor 2 can secure a predetermined breakdown voltage is, for example, about 1 μm. Next, the field oxide film 1
A gate oxide film 16 having a film thickness of about 30 nm is formed in the element formation region surrounded by 2. The gate oxide film 16 is
In order to secure the performance of the normal MOS transistor 1, the gate oxide film thickness and the high breakdown voltage MO of the normal MOS transistor 1 are secured.
The gate oxide film thickness of the S-transistor 2 may be changed to form the former by about 9 nm and the latter by about 30 nm by two thermal oxidation steps.

【0013】その後、通常のMOSトランジスタ1や高
耐圧MOSトランジスタ2に、例えばドープしたポリシ
リコン膜によるゲート電極17を形成する。次に、フォ
トレジスト18を塗布し、高耐圧MOSトランジスタ2
のみにフォトレジスト18が残るようなパターニングを
し、その後このフォトレジスト18、フィールド酸化膜
12およびゲート電極17をマスクとして、N型不純物
のイオン注入を行って、低濃度のN型不純物による第1
のLDD拡散層19を形成する。なお、この第1のLD
D拡散層19のイオン注入条件は、例えばAsイオンを
用い、打ち込みエネルギーを約25KeV、ドーズ量を
2E13/cm2 とする。
After that, the gate electrode 17 made of, for example, a doped polysilicon film is formed on the normal MOS transistor 1 and the high breakdown voltage MOS transistor 2. Next, a photoresist 18 is applied to the high breakdown voltage MOS transistor 2
Patterning is performed so that the photoresist 18 remains only in the first region, and then N-type impurity ions are implanted using the photoresist 18, the field oxide film 12 and the gate electrode 17 as a mask.
The LDD diffusion layer 19 is formed. In addition, this first LD
The ion implantation conditions for the D diffusion layer 19 are, for example, As ions, the implantation energy is about 25 KeV, and the dose amount is 2E13 / cm 2 .

【0014】次に、図1(b)に示すように、フォトレ
ジスト18を除去し、CVD法等によるCVD酸化膜を
堆積した後RIE法による異方性プラズマエッチングで
のエッチバックを行って、ゲート電極17の側壁にサイ
ドウォール酸化膜22を形成する。その後、フォトレジ
スト20を塗布し、通常のMOSトランジスタ1にはフ
ォトレジスト20を残し、高耐圧MOSトランジスタ2
はフォトレジスト20が除去される状態のパターニング
をして、このフォトレジスト20、フィールド酸化膜1
2およびゲート電極17をマスクとして、N型不純物の
イオン注入を行って、低濃度の不純物による第2のLD
D拡散層21を形成する。この第2のLDD拡散層21
形成のイオン注入条件は、例えばPイオンを用い、打ち
込みエネルギーを約60KeV、ドーズ量を8E12/
cm2 とする。なお、この第2のLDD拡散層21形成
のイオン注入を大傾角イオン注入法を用い、ドレイン側
とソース側とより2度の大傾角イオン注入を行うことで
形成してもよい。この第2のLDD拡散層21形成時の
イオン注入では、第1のLDD拡散層19形成時のイオ
ン注入より打ち込みエネルギーが大きいのでイオン注入
の投影飛程が大きくなり、第2のLDD拡散層21の深
さはより深くなっている。
Next, as shown in FIG. 1B, the photoresist 18 is removed, a CVD oxide film is deposited by the CVD method or the like, and then an etch back is performed by anisotropic plasma etching by the RIE method. A sidewall oxide film 22 is formed on the sidewall of the gate electrode 17. After that, a photoresist 20 is applied, the photoresist 20 is left on the normal MOS transistor 1, and the high breakdown voltage MOS transistor 2 is applied.
Is patterned so that the photoresist 20 is removed, and the photoresist 20 and the field oxide film 1 are
2 and the gate electrode 17 are used as a mask to perform ion implantation of an N-type impurity to form a second LD with a low-concentration impurity.
The D diffusion layer 21 is formed. This second LDD diffusion layer 21
The ion implantation conditions for formation are, for example, P ions, implantation energy of about 60 KeV, and dose of 8E12 /.
cm 2 . The ion implantation for forming the second LDD diffusion layer 21 may be performed by using the large-angle ion implantation method and performing the large-angle ion implantation at two degrees on the drain side and the source side. In the ion implantation at the time of forming the second LDD diffusion layer 21, the implantation energy is larger than that at the time of forming the first LDD diffusion layer 19, so that the projection range of the ion implantation becomes large, and the second LDD diffusion layer 21 is formed. The depth of is getting deeper.

【0015】次に、図1(c)に示すように、フォトレ
ジスト23を塗布し、高耐圧MOSトランジスタ2のド
レイン2aの一部とゲート電極17の一部にフォトレジ
スト23が残るようなパターニングをする。この時、ド
レイン2aのフォトレジスト23端部とゲート電極17
側壁までの距離Bは、高耐圧MOSトランジスタ1のド
レイン2a耐圧が所定耐圧となる距離として、例えば約
1μmとする。その後、フォトレジスト23、フィール
ド酸化膜12およびサイドウォール酸化膜22を持つゲ
ート電極17をマスクとしてイオン注入し、高濃度の不
純物によるソース・ドレイン拡散層24を形成する。こ
のソース・ドレイン拡散層24形成のイオン注入条件
は、例えばAsイオンを用い、打ち込みエネルギーを約
35KeV、ドーズ量を5E15/cm2 とする。この
様にすることで、高耐圧MOSトランジスタ2のゲート
電極17とドレイン2aのソース・ドレイン拡散層24
とは、通常のMOSトランジスタと異なり、大きなオフ
セットが取られた状態となる。この後は、常法に準じた
製造工程を行って、半導体装置を作製する。
Next, as shown in FIG. 1C, a photoresist 23 is applied and patterned so that the photoresist 23 remains on a part of the drain 2a of the high breakdown voltage MOS transistor 2 and a part of the gate electrode 17. do. At this time, the end of the photoresist 23 of the drain 2a and the gate electrode 17
The distance B to the side wall is, for example, about 1 μm, which is a distance at which the breakdown voltage of the drain 2a of the high breakdown voltage MOS transistor 1 becomes a predetermined breakdown voltage. After that, ion implantation is performed using the gate electrode 17 having the photoresist 23, the field oxide film 12 and the sidewall oxide film 22 as a mask to form a source / drain diffusion layer 24 of high concentration impurities. As the ion implantation conditions for forming the source / drain diffusion layer 24, for example, As ions are used, the implantation energy is about 35 KeV, and the dose amount is 5E15 / cm 2 . By doing so, the gate electrode 17 of the high breakdown voltage MOS transistor 2 and the source / drain diffusion layer 24 of the drain 2a are formed.
Differs from a normal MOS transistor in that a large offset is taken. After that, a manufacturing process according to a conventional method is performed to manufacture a semiconductor device.

【0016】なお、従来例で説明したCVD酸化膜をR
IEによるエッチバックしてサイドウォール酸化膜22
を形成する工程で半導体基板11の表面がエッチングさ
れた時は、図1(b)、図1(c)がそれぞれ図2
(a)、図2(b)のようになる。即ち、RIEによる
エッチバックで、通常のMOSトランジスタ1の第1の
LDD拡散層19はエッチングされて従来例同様に浅く
なり、高耐圧MOSトランジスタの第2のLDD拡散層
21が形成される半導体基板11の表面部も図2(a)
に示すようにエッチングされるが、このサイドウォール
酸化膜22形成のエッチバック工程後に第2のLDD拡
散層21形成のイオン注入が行われるため、図2(a)
に示すように、第2のLDD拡散層21の深さは所定の
深さで形成される。また、図2(b)に示すように、ソ
ース・ドレイン拡散層24形成のイオン注入後の通常の
MOSトランジスタ1においては、従来例と同様に第1
のLDD拡散層19の深さよりソース・ドレイン拡散層
24の深さが深くなり、高耐圧MOSトランジスタ2に
おいては、所定の深さの第2のLDD拡散層21内にソ
ース・ドレイン拡散層24が形成された状態となる。こ
こで、第2のLDD拡散層21が所定の深さとなり、し
かもソース・ドレイン拡散層24を形成するイオン注入
の投影飛程を第2のLDD拡散層21を形成するイオン
注入の投影飛程より小さくしているために、高耐圧MO
Sトランジスタ2のドレイン2a部において、PN接合
部の不純物プロファイルが急峻にならず、PN接合耐圧
の低下がない。
The CVD oxide film described in the conventional example is replaced with R.
The side wall oxide film 22 is etched back by IE.
When the surface of the semiconductor substrate 11 is etched in the step of forming the structure shown in FIG. 1B and FIG.
It becomes like (a) and FIG.2 (b). That is, by etching back by RIE, the first LDD diffusion layer 19 of the normal MOS transistor 1 is etched to be shallow as in the conventional example, and the second LDD diffusion layer 21 of the high breakdown voltage MOS transistor is formed on the semiconductor substrate. The surface of 11 is also shown in FIG.
However, since the ion implantation for forming the second LDD diffusion layer 21 is performed after the etching back step for forming the sidewall oxide film 22, the etching is performed as shown in FIG.
As shown in, the depth of the second LDD diffusion layer 21 is formed to a predetermined depth. Further, as shown in FIG. 2B, in the normal MOS transistor 1 after the ion implantation for forming the source / drain diffusion layer 24, the first MOS transistor 1 is formed similarly to the conventional example.
The depth of the source / drain diffusion layer 24 becomes deeper than the depth of the LDD diffusion layer 19 and the source / drain diffusion layer 24 is formed in the second LDD diffusion layer 21 having a predetermined depth in the high breakdown voltage MOS transistor 2. It will be in the formed state. Here, the second LDD diffusion layer 21 has a predetermined depth, and the projection range of ion implantation for forming the source / drain diffusion layer 24 is the projection range of ion implantation for forming the second LDD diffusion layer 21. Higher withstand voltage MO due to smaller size
In the drain 2a portion of the S transistor 2, the impurity profile of the PN junction portion does not become steep, and the PN junction breakdown voltage does not decrease.

【0017】上述した製造方法によれば、サイドウォー
ル酸化膜22形成のためのRIEによるエッチバック後
に、高耐圧MOSトランジスタ2の第2のLDD拡散層
21を形成するため、エッチバック時のソース・ドレイ
ンが形成される半導体基板11表面のエッチング量にば
らつきが有っても、第2のLDD拡散層21の深さは一
定に保たれる。また、ソース・ドレイン拡散層24形成
のためのイオン注入の投影飛程を第2のLDD拡散層2
1形成のためのイオン注入の投影飛程より小さくするこ
とで、常に一定深さに形成する第2のLDD拡散層21
内にソース・ドレイン拡散層24を形成することができ
る。従って、高耐圧MOSトランジスタ2のドレイン2
a部の第2のLDD拡散層21は抵抗や不純物プロファ
イルが一定となって、Idsのばらつきがなくなる。ま
た、ソース・ドレイン拡散層24が常に第2のLDD拡
散層21内に形成されるため、PN接合部の不純物プロ
ファイルが急峻にならず、耐圧の低下が起こらないの
で、サイドウォール酸化膜形成時のエッチバックによる
半導体基板11表面のエッチング量にばらつきが有って
も、耐圧のばらつきが起きない。
According to the manufacturing method described above, since the second LDD diffusion layer 21 of the high breakdown voltage MOS transistor 2 is formed after the etching back by RIE for forming the sidewall oxide film 22, the source / source at the time of etching back is formed. Even if the amount of etching on the surface of the semiconductor substrate 11 on which the drain is formed varies, the depth of the second LDD diffusion layer 21 is kept constant. In addition, the projection range of the ion implantation for forming the source / drain diffusion layer 24 is set to the second LDD diffusion layer 2
The second LDD diffusion layer 21 is always formed to have a constant depth by making it smaller than the projected range of the ion implantation for forming 1.
The source / drain diffusion layer 24 can be formed therein. Therefore, the drain 2 of the high breakdown voltage MOS transistor 2
The resistance and the impurity profile of the second LDD diffusion layer 21 of the a portion are constant, and the variation of Ids is eliminated. In addition, since the source / drain diffusion layer 24 is always formed in the second LDD diffusion layer 21, the impurity profile of the PN junction does not become steep and the breakdown voltage does not decrease. Even if there is variation in the amount of etching on the surface of the semiconductor substrate 11 due to the etch back, the variation in withstand voltage does not occur.

【0018】以上、本発明を実施例により説明したが、
本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。例
えば、ゲート電極としてドープしたポリシリコン膜をも
ちいたが、PolySi/WSi等の高融点金属ポリサ
イド膜でもよく、又WSi2 やTiSi2 等の高融点金
属シリサイド膜でもよい。また、上述した実施例では、
N型MOSトランジスタのLDD構造を採る、通常のM
OSトランジスタと高耐圧MOSトランジスタが混載し
た半導体装置の製造方法について述べたが、P型MOS
トランジスタによる半導体装置にも適応できることは明
白である。その他、本発明の技術的思想の範囲内で、プ
ロセス装置やプロセス条件は適宜変更が可能である。
The present invention has been described with reference to the embodiments.
The present invention is not limited to this embodiment. For example, although a doped polysilicon film is used as the gate electrode, a high melting point metal polycide film such as PolySi / WSi or a high melting point metal silicide film such as WSi 2 or TiSi 2 may be used. In the above-described embodiment,
Ordinary M that adopts LDD structure of N-type MOS transistor
The method of manufacturing the semiconductor device in which the OS transistor and the high voltage MOS transistor are mounted together has been described.
Obviously, it can be applied to a semiconductor device using a transistor. In addition, within the scope of the technical concept of the present invention, the process apparatus and process conditions can be appropriately changed.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のLDD構造を採る、低電圧で駆動するMOSトランジ
スタと高耐圧MOSトランジスタを混載した半導体装置
の製造方法は、高耐圧MOSトランジスタの第2のLD
D拡散層を形成するイオン注入をサイドウォール酸化膜
形成後に行い、しかもこのイオン注入の投影飛程をソー
ス・ドレイン拡散層を形成するイオン注入の投影飛程よ
り大きくすることで、Idsや耐圧のばらつきがない高
耐圧MOSトランジスタを含む半導体装置の作製が可能
となる。
As is apparent from the above description, the method of manufacturing a semiconductor device, which adopts the LDD structure of the present invention and in which a MOS transistor driven at a low voltage and a high breakdown voltage MOS transistor are mounted together, is a method of manufacturing a high breakdown voltage MOS transistor. LD of 2
By performing the ion implantation for forming the D diffusion layer after forming the sidewall oxide film and making the projected range of this ion implantation larger than the projected range of the ion implantation for forming the source / drain diffusion layer, Ids and withstand voltage It is possible to manufacture a semiconductor device including a high breakdown voltage MOS transistor without variations.

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

【図1】本発明を適用した実施例の工程を工程順に説明
する、半導体装置の概略断面図で、(a)は通常のMO
Sトランジスタに第1のLDD拡散層を形成した状態、
(b)は高耐圧MOSトランジスタに第2のLDD拡散
層を形成した状態、(c)はソース・ドレイン拡散層を
形成した状態である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device, which illustrates the steps of an embodiment to which the present invention is applied, in the order of steps. FIG.
A state in which the first LDD diffusion layer is formed in the S transistor,
(B) is a state in which the second LDD diffusion layer is formed in the high breakdown voltage MOS transistor, and (c) is a state in which the source / drain diffusion layer is formed.

【図2】本発明を適用した実施例のエッチバック工程で
オーバーエッチングにより半導体基板の表面がエッチン
グされた際の、その後の工程を説明する半導体装置の概
略断面図で、(a)は高耐圧MOSトランジスタに第2
のLDD拡散層を形成した状態、(b)はソース・ドレ
イン拡散層を形成した状態である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device illustrating subsequent steps when the surface of a semiconductor substrate is etched by overetching in an etch back step of an example to which the present invention is applied, in which (a) shows a high breakdown voltage. Second to MOS transistor
The LDD diffusion layer is formed, and (b) is the state where the source / drain diffusion layer is formed.

【図3】従来の半導体装置の工程を工程順に説明する、
半導体装置の概略断面図で、(a)は通常のMOSトラ
ンジスタに第1のLDD拡散層を形成した状態、(b)
は高耐圧MOSトランジスタに第2のLDD拡散層を形
成した状態、(c)はソース・ドレイン拡散層をを形成
した状態である。
3A to 3C illustrate steps of a conventional semiconductor device in order of steps,
1A is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device, in which FIG. 1A is a state in which a first LDD diffusion layer is formed in an ordinary MOS transistor, FIG.
Shows a state where the second LDD diffusion layer is formed in the high breakdown voltage MOS transistor, and (c) shows a state where the source / drain diffusion layer is formed.

【図4】従来の半導体装置のエッチバック工程でオーバ
ーエッチングにより半導体基板の表面がエッチングされ
た際の、その後の工程を説明する半導体装置の概略断面
図で、(a)はエッチバックによりサイドウォール酸化
膜を形成した状態、(b)はソース・ドレイン拡散層を
形成した状態である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device illustrating subsequent steps when a surface of a semiconductor substrate is etched by overetching in a conventional semiconductor device etch-back step. FIG. The state where the oxide film is formed, and the state (b) is the state where the source / drain diffusion layer is formed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…MOSトランジスタ、2…高耐圧MOSトランジス
タ、2a…ドレイン、2b…ソース、11…半導体基
板、12…フィールド酸化膜、13,14…ウエル、1
5…チャネルストッパ、16…ゲート酸化膜、17…ゲ
ート電極、18,20,23…フォトレジスト、19…
第1のLDD拡散層、21…第2のLDD拡散層、22
…サイドウォール酸化膜、24…ソース・ドレイン拡散
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... MOS transistor, 2 ... High breakdown voltage MOS transistor, 2a ... Drain, 2b ... Source, 11 ... Semiconductor substrate, 12 ... Field oxide film, 13, 14 ... Well, 1
5 ... Channel stopper, 16 ... Gate oxide film, 17 ... Gate electrode, 18, 20, 23 ... Photoresist, 19 ...
First LDD diffusion layer, 21 ... Second LDD diffusion layer, 22
... Sidewall oxide film, 24 ... Source / drain diffusion layer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 LDD構造を採り、低電圧で駆動するM
OSトランジスタと高耐圧MOSトランジスタが混載す
る半導体装置の製造方法において、 ゲート電極を形成する工程と、 前記高耐圧MOSトランジスタの形成領域にフォトレジ
ストを形成するパターニング工程と、 前記MOSトランジスタの形成領域に第1のLDD拡散
層を形成するイオン注入工程と、 前記ゲート電極の側壁にサイドウォール酸化膜を形成す
る工程と、 前記サイドウォール酸化膜を形成工程後に、前記MOS
トランジスタの形成領域にフォトレジストを形成するパ
ターニング工程と、 前記パターニング工程後に、前記高耐圧MOSトランジ
スタの形成領域に第2のLDD拡散層を形成するイオン
注入工程と、 前記高耐圧MOSトランジスタのドレイン領域に形成す
るソース・ドレイン拡散層を前記ゲート電極に対してオ
フセットさせるフォトレジストを形成するパターニング
工程と、 ソース・ドレイン拡散層を形成するイオン注入工程とを
有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. An M having an LDD structure and driven at a low voltage.
In a method of manufacturing a semiconductor device in which an OS transistor and a high breakdown voltage MOS transistor are mounted together, a step of forming a gate electrode, a patterning step of forming a photoresist in a formation region of the high breakdown voltage MOS transistor, and a formation region of the MOS transistor After the ion implantation step of forming a first LDD diffusion layer, the step of forming a sidewall oxide film on the sidewall of the gate electrode, and the step of forming the sidewall oxide film, the MOS is formed.
A patterning step of forming a photoresist in a transistor formation region, an ion implantation step of forming a second LDD diffusion layer in the high breakdown voltage MOS transistor formation region after the patterning step, and a drain region of the high breakdown voltage MOS transistor A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a patterning step of forming a photoresist for offsetting the source / drain diffusion layer formed on the substrate with respect to the gate electrode; and an ion implantation step of forming the source / drain diffusion layer. .
【請求項2】 前記第2のLDD拡散層を形成するイオ
ン注入の投影飛程を、前記ソース・ドレイン拡散層を形
成するイオン注入の投影飛程より大きくすることを特徴
とする、請求項1記載の半導体装置の製造方法。
2. The projected range of ion implantation for forming the second LDD diffusion layer is set larger than the projected range of ion implantation for forming the source / drain diffusion layer. A method for manufacturing a semiconductor device as described above.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007027714A (en) * 2005-07-13 2007-02-01 Samsung Electronics Co Ltd Image sensor and its manufacturing method
JP2009033024A (en) * 2007-07-30 2009-02-12 Toshiba Corp Semiconductor device and method of manufacturing the same
US7915655B2 (en) 2007-03-28 2011-03-29 Ricoh Company, Ltd. Semiconductor device
US7928445B2 (en) 2007-03-28 2011-04-19 Ricoh Company, Ltd. Semiconductor MOS transistor device

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