JPH10163478A - 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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JPH10163478A
JPH10163478A JP32367696A JP32367696A JPH10163478A JP H10163478 A JPH10163478 A JP H10163478A JP 32367696 A JP32367696 A JP 32367696A JP 32367696 A JP32367696 A JP 32367696A JP H10163478 A JPH10163478 A JP H10163478A
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JP
Japan
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resist film
gate electrode
resist
film
mask
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Application number
JP32367696A
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English (en)
Inventor
So Nakayama
創 中山
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 チャネル領域直下のみへ不純物を注入して短
チャネル効果の抑制を図ること。 【解決手段】 半導体基板1上にゲート絶縁膜2、ゲー
ト電極層3、各々感光特性の異なる第1レジスト膜4、
第2レジスト膜5を順に形成し、第1レジスト膜4およ
び第2レジスト膜5の一括露光を行い、第2レジスト膜
5に対する現像を行って、これをマスクとしてチャネル
領域の直下へ不純物を注入し、第2レジスト膜5を除去
するとともに第1レジスト膜4に対する現像を行って、
第1レジスト膜4をマスクとしたゲート酸化膜およびゲ
ート電極層のエッチング、ゲート電極の形成とともに、
ゲート電極をマスクとしたソース領域およびドレイン領
域の形成を行う半導体装置の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、チャネル領域の下
側にパンチスルー、短チャネル効果を抑制する目的の不
純物イオンインプラテーションを行う際、PN接合リー
クおよび拡散層PN接合要領を低減するための不純物イ
オンインプラテーションを施す半導体装置の製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】図8は従来例を説明する概略断面図であ
り、MOS型のトランジスタの構造を示すものである。
すなわち、この半導体装置10’は、シリコン等から成
る半導体基板1のチャネル領域C上にゲート絶縁膜2を
介して設けられたゲート電極3’と、チャネル領域Cの
両側にLDD領域11を介して各々設けられたドレイン
領域Dおよびソース領域Sとを備える構造となってい
る。
【0003】また、この半導体装置10’には、素子寸
法の微細化に伴い発生するパンチスルーリーク電流やし
きい値低下をもたらす短チャネル効果を抑制するため、
チャネル領域Cの直下に半導体基板1と同じ導電型の不
純物イオンを注入した不純物領域7’が形成されてい
る。
【0004】この不純物領域7’は、ゲート電極3’や
ドレイン領域Dおよびソース領域Sを形成する前に半導
体基板1の全面に対してイオン注入を施すことによって
所定の深さに形成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに半導体基板の全面に対してイオン注入を行うことで
不純物領域を形成すると、ドレイン領域やソース領域の
拡散領域におけるPN接合の濃度勾配を急峻にしてしま
う。この結果、拡散層接合領域における空乏層幅が短く
なり、空乏層中電界の増大、接合リークの増大、接合容
量の増加などの問題を引き起こす原因となっている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために成された半導体装置の製造方法であ
る。すなわち、本発明は、半導体基板上にゲート絶縁膜
を形成した後、絶縁膜上の全面にゲート電極層を形成す
る工程と、ゲート電極層上に各々感光特性の異なる2層
のレジスト膜を順に形成する工程と、2層のレジスト膜
のうち上側のレジスト膜の現像によってゲート電極と対
応する部分以外の部分が残り、かつ下側のレジスト膜の
現像によってゲート電極と対応する部分が残るような一
括露光を行う工程と、2層のレジスト膜のうち上側のレ
ジスト膜に対する現像を行ってゲート電極と対応する部
分以外の部分を残す工程と、上側のレジスト膜をマスク
として半導体基板におけるチャネル領域の直下へ所定の
不純物を注入する工程と、上側のレジスト膜を除去する
とともに、下側のレジスト膜に対する現像を行ってゲー
ト電極と対応する部分を残す工程と、下側のレジスト膜
をマスクとしてゲート酸化膜およびゲート電極層をエッ
チングしてゲート電極を形成するとともに、ゲート電極
をマスクとしてソース領域およびドレイン領域へ所定の
不純物を注入する工程とから成る半導体装置の製造方法
である。
【0007】また、半導体基板上にゲート絶縁膜を形成
した後、絶縁膜上の全面にゲート電極層を形成する工程
と、ゲート電極層上にネガ型のレジスト膜を形成し、そ
の上にポジ型のレジスト膜を形成する工程と、ポジ型の
レジスト膜のゲート電極と対応する部分を露光および現
像して、ゲート電極と対応する部分を除去する工程と、
ポジ型のレジスト膜をマスクとして半導体基板における
チャネル領域の直下へ所定の不純物を注入する工程と、
ポジ型のレジスト膜をマスクとしてネガ型のレジスト膜
を露光し、現像によってポジ型のレジスト膜を除去する
とともに、ネガ型のレジスト膜のゲート電極と対応する
部分を残す工程と、ネガ型のレジスト膜をマスクとして
ゲート酸化膜およびゲート電極層をエッチングしてゲー
ト電極を形成するとともに、ゲート電極をマスクとして
ソース領域およびドレイン領域へ所定の不純物を注入す
る工程とから成る半導体装置の製造方法である。
【0008】本発明では、ゲート電極層上に各々感光特
性の異なる2層のレジストを順に形成しているため、チ
ャネル領域と対応する部分を開口するための上側のレジ
スト膜への露光と、ゲート電極と対応する部分を残すた
めの下側のレジスト膜への露光を一括で行うことができ
るようになる。つまり、この一括露光によって、上側の
レジスト膜を現像した際の開口部と下側のレジスト膜を
現像した際の開口部とが正確にアライメントされること
になる。しかも、上側のレジスト膜をマスクとした不純
物注入によってチャネル領域直下のみに不純物領域を形
成でき、下側のレジスト膜をマスクとしたエッチングに
よってこの不純物領域と対応して正確にゲート電極およ
びその周辺のソース領域、ドレイン領域を各々形成でき
るようになる。
【0009】また、2層のレジスト膜の下側のレジスト
膜がネガ型、上側のレジスト膜がポジ型の場合には、初
めに上側のレジスト膜のみを露光、現像してゲート電極
と対応する部分の開口を行い、チャネル領域の直下に不
純物を注入した後、この開口した上側のレジスト膜をマ
スクとして下側のレジスト膜を露光、現像することによ
って、下側のレジスト膜でゲート電極と対応する部分の
みをマスクできるようになる。これによっても、上側の
レジスト膜を現像した際の開口部と下側のレジスト膜を
現像した際の開口部とが正確にアライメントされること
になる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の半導体装置の製
造方法における実施の形態を図に基づいて説明する。図
1〜図3は第1実施形態を説明する概略断面図である。
本実施形態では、主としてMOS型トランジスタを製造
するにあたり、チャネル領域の直下のみに所定の不純物
を注入してパンチスルーおよび短チャネル効果抑制を図
ることができる半導体装置を製造する点に特徴がある。
【0011】先ず、図1(a)に示すように、シリコン
等から成る半導体基板1の上に酸化シリコン等から成る
ゲート絶縁膜2を形成し、その上に多結晶シリコン等か
ら成るゲート電極層3を形成する。また、このゲート電
極層3の上に第1レジスト4と第2レジスト5とを順に
塗布する。
【0012】この第1レジスト4を例えばネガ型とした
場合、第2レジスト5はその反対の感光特性となるポジ
型を使用する。また、第1レジスト4を例えばポジ型と
した場合、第2レジスト5はネガ型を使用する。
【0013】次に、第1レジスト4としてネガ型、第2
レジスト5としてポジ型を使用した場合には、図1
(b)に示すように、後述するゲート電極と対応する部
分にのみ光が照射されるようなマスク6を用いて第1レ
ジスト4および第2レジスト5への一括露光を行う。ま
た、第1レジスト4としてポジ型、第2レジスト5とし
てネガ型を使用した場合には、図2(a)に示すよう
に、後述するゲート電極領域以外の領域にのみ光が照射
されるようなマスク6’を用いて第1レジスト4および
第2レジスト5への一括露光を行う。
【0014】この一括露光を行った後、第2レジスト5
のチャネル領域に対応する部分のみ例えば薬液によって
除去し、残った第2レジスト5をマスクとして図2
(b)に示すような例えば砒素(As)のイオン注入を
行い、チャネル領域の直下にのみ不純物領域7を形成す
る。
【0015】次いで、第2レジスト5が残っている部分
の第1レジスト4を例えば薬液によって除去し、図3
(a)に示すようなゲート電極に対応する第1レジスト
4のみを残すようにする。この第1レジスト4には、図
1(b)または図2(a)に示す一括露光によって、現
像でチャネル領域に対応する部分のみが残るような露光
が施されている。すなわち、第2レジスト5とは反対の
感光特性となっていることから、一括露光および現像に
よって第2レジスト5の現像後の形状と完全に反転した
形状が得られることになる。
【0016】なお、この第1レジスト4の現像を行うに
あたり、図3(b)に示すような第2レジスト5をマス
クとした第1レジスト4のアッシングを施すことで、第
1レジスト4に形成された段差部分から薬液が第1レジ
スト5の下方第2レジスト4へ浸透し、確実に現像を行
うことが可能となる。
【0017】図3(a)に示すような第1レジスト4の
現像を行った後は、この第1レジスト4をマスクとして
図4に示すようなゲート電極3’、LDD領域11、ソ
ース領域Sおよびドレイン領域Dの形成を行って半導体
装置10を完成させる。このような製造方法によって、
正確にチャネル領域Cの直下にのみ不純物領域7を形成
することが可能となる。
【0018】なお、第1実施形態において第1レジスト
膜4をネガ型、第2レジスト膜5をポジ型とした場合に
は、初めに第2レジスト膜5のみを露光、現像してゲー
ト電極と対応する部分の開口を行い、その後、チャネル
領域Cの直下にイオン注入を行った後、この第2レジス
ト膜5をマスクとして第1レジスト膜4を露光、現像す
ることによって、図3(a)に示すような第1レジスト
膜4を正確に残すことができるようになる。
【0019】次に、本発明における第2実施形態の説明
を行う。図5〜図7は第2実施形態を説明する概略断面
図である。第2実施形態では、図5(a)に示すよう
に、半導体基板1上にゲート絶縁膜2およびゲート電極
層3を形成し、その上に第1レジスト4、第2レジスト
5を形成するにあたり、第1レジスト4と第2レジスト
5との間に反射防止膜8を形成している点に特徴があ
る。
【0020】先ず、図5(a)に示すように、シリコン
等から成る半導体基板1の上に酸化シリコン等から成る
ゲート絶縁膜2を形成し、その上に多結晶シリコン等か
ら成るゲート電極層3を形成する。また、このゲート電
極層3の上に第1レジスト4を形成し、反射防止膜8を
形成した上に第2レジスト4とを順に塗布する。
【0021】第1レジスト4および第2レジスト5の各
々の感光特性は、第1レジスト4をネガ型、第2レジス
ト5をポジ型としておく。また、反射防止膜8として
は、第2レジスト5と同じ感光特性としておく。
【0022】次に、図5(b)に示すように、後述する
ゲート電極と対応する部分にのみ光が照射されるような
マスク6’を用いて第1レジスト4の露光を行う。
【0023】この露光を行うにあたり、第1レジスト4
と第2レジスト5との間に反射防止膜8が形成されてい
ることで、入射光が反射して露光したくない部分へ光が
混入することを防止することができる。
【0024】この露光を行った後、第2レジスト5およ
び反射防止膜8のチャネル領域に対応する部分のみ例え
ば薬液によって除去し、残った第2レジスト5をマスク
として図6に示すような砒素(As)等のイオン注入を
行い、チャネル領域の直下にのみ不純物領域7を形成す
る。
【0025】次いで、残っている第2レジスト5および
反射防止膜8をマスクとして第1レジスト4の露光を行
い、その後、第1レジスト4を例えば薬液によって除去
する。
【0026】なお、この第1レジスト4の現像を行うに
あたり、図7に示すような第2レジスト5および反射防
止膜8をマスクとした第1レジスト4のアッシングを施
すことで、第1レジスト4に形成された段差部分から薬
液が第1レジスト5の下方第2レジスト4へ浸透し、確
実に現像を行うことが可能となる。
【0027】第1レジスト4の現像を行った後は、第1
実施形態と同様に、この第1レジスト4をマスクとして
図4に示すようなゲート電極3’、LDD領域11、ソ
ース領域Sおよびドレイン領域Dの形成を行って半導体
装置10を完成させる。このような製造方法によって、
正確にチャネル領域Cの直下にのみ不純物領域7を形成
することが可能となる。
【0028】このような反射防止膜8を設けることで、
基板/レジスト界面での第1反射を抑制できるので、多
重干渉・ハレーションを低減でき、より均一な加工を行
うことが可能となる。
【0029】
【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次のような効果がある。すなわ
ち、感光特性の異なる2層のレジスト膜を形成し、露
光、現像を行うことにより、マスク合わせずれを生じる
ことなく正確にチャネル領域直下のみへ不純物を注入す
ることができるようになる。これにより、ソース領域や
ドレイン領域の拡散領域におけるPN接合の濃度勾配が
急峻となることを防止でき、チャネル領域直下のみ不純
物領域による短チャネル効果の抑制とともに、空乏層中
電界の増大、接合リークの増大、接合容量の増加を抑制
することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態を説明する概略断面図(その1)
である。
【図2】第1実施形態を説明する概略断面図(その2)
である。
【図3】第1実施形態を説明する概略断面図(その3)
である。
【図4】半導体装置を説明する概略断面図である。
【図5】第2実施形態を説明する概略断面図(その1)
である。
【図6】第2実施形態を説明する概略断面図(その2)
である。
【図7】第2実施形態を説明する概略断面図(その3)
である。
【図8】従来例を説明する概略断面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 ゲート絶縁膜 3 ゲート電
極層 4 第1レジスト膜 5 第2レジスト膜 6 マ
スク 7 不純物領域

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上にゲート絶縁膜を形成した
    後、該絶縁膜上の全面にゲート電極層を形成する工程
    と、 前記ゲート電極層上に各々感光特性の異なる2層のレジ
    スト膜を順に形成する工程と、 前記2層のレジスト膜のうち上側のレジスト膜の現像に
    よってゲート電極と対応する部分以外の部分が残り、か
    つ下側のレジスト膜の現像によってゲート電極と対応す
    る部分が残るような一括露光を行う工程と、 前記2層のレジスト膜のうち上側のレジスト膜に対する
    現像を行ってゲート電極と対応する部分以外の部分を残
    す工程と、 前記上側のレジスト膜をマスクとして前記半導体基板に
    おけるチャネル領域の直下へ所定の不純物を注入する工
    程と、 前記上側のレジスト膜を除去するとともに、前記下側の
    レジスト膜に対する現像を行ってゲート電極と対応する
    部分を残す工程と、 前記下側のレジスト膜をマスクとして前記ゲート酸化膜
    および前記ゲート電極層をエッチングしてゲート電極を
    形成するとともに、該ゲート電極をマスクとしてソース
    領域およびドレイン領域へ所定の不純物を注入する工程
    とから成ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記2層のレジスト膜の間に反射防止膜
    を形成しておき、該2層のレジスト膜のうち上側のレジ
    スト膜に対する露光および現像と同じ処理を行うことを
    特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 半導体基板上にゲート絶縁膜を形成した
    後、該絶縁膜上の全面にゲート電極層を形成する工程
    と、 前記ゲート電極層上にネガ型のレジスト膜を形成し、そ
    の上にポジ型のレジスト膜を形成する工程と、 前記ポジ型のレジスト膜のゲート電極と対応する部分を
    露光および現像して、 該ゲート電極と対応する部分を除去する工程と、 前記ポジ型のレジスト膜をマスクとして前記半導体基板
    におけるチャネル領域の直下へ所定の不純物を注入する
    工程と、 前記ポジ型のレジスト膜をマスクとして前記ネガ型のレ
    ジスト膜を露光し、現像によって該ポジ型のレジスト膜
    を除去するとともに、該ネガ型のレジスト膜のゲート電
    極と対応する部分を残す工程と、 前記ネガ型のレジスト膜をマスクとして前記ゲート酸化
    膜および前記ゲート電極層をエッチングしてゲート電極
    を形成するとともに、該ゲート電極をマスクとしてソー
    ス領域およびドレイン領域へ所定の不純物を注入する工
    程とから成ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP32367696A 1996-12-04 1996-12-04 半導体装置の製造方法 Pending JPH10163478A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017092256A (ja) * 2015-11-10 2017-05-25 富士電機株式会社 半導体デバイスの製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017092256A (ja) * 2015-11-10 2017-05-25 富士電機株式会社 半導体デバイスの製造方法

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