JPH10308458A - Cmos素子の製造方法 - Google Patents
Cmos素子の製造方法Info
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- JPH10308458A JPH10308458A JP9187790A JP18779097A JPH10308458A JP H10308458 A JPH10308458 A JP H10308458A JP 9187790 A JP9187790 A JP 9187790A JP 18779097 A JP18779097 A JP 18779097A JP H10308458 A JPH10308458 A JP H10308458A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
- H01L21/8232—Field-effect technology
- H01L21/8234—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
- H01L21/8238—Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS
- H01L21/823807—Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS with a particular manufacturing method of the channel structures, e.g. channel implants, halo or pocket implants, or channel materials
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 一度の低いしきい電圧用イオン注入工程のみ
で低いしきい電圧のPMOS/NMOSトランジスタを
製造することにより、工程段階を最少化して収率を向上
させ、且つ製造費用を減らすCMOS素子の製造方法を
提供する。 【解決手段】 第1、第2活性領域の表面の近くに第1
しきい電圧の調節のためにN形不純物のイオン注入層を
形成する。第3活性領域15を露出して、Pウェルを形
成する段階と、Pウェルの半導体基板表面の近くに第2
しきい電圧の調節のためにP形不純物の第1イオン注入
層を形成する段階と、第1 17b、第4活性領域17
aを露出する第3マスクパターン113を形成する段階
と、露出された第1、第4活性領域の表面の近くに第3
しきい電圧の調節のためにP形不純物の第2イオン注入
層を形成する段階と、第1乃至第4活性領域上の所定部
分にゲート酸化膜を含むゲート電極を形成する段階とを
含む。
で低いしきい電圧のPMOS/NMOSトランジスタを
製造することにより、工程段階を最少化して収率を向上
させ、且つ製造費用を減らすCMOS素子の製造方法を
提供する。 【解決手段】 第1、第2活性領域の表面の近くに第1
しきい電圧の調節のためにN形不純物のイオン注入層を
形成する。第3活性領域15を露出して、Pウェルを形
成する段階と、Pウェルの半導体基板表面の近くに第2
しきい電圧の調節のためにP形不純物の第1イオン注入
層を形成する段階と、第1 17b、第4活性領域17
aを露出する第3マスクパターン113を形成する段階
と、露出された第1、第4活性領域の表面の近くに第3
しきい電圧の調節のためにP形不純物の第2イオン注入
層を形成する段階と、第1乃至第4活性領域上の所定部
分にゲート酸化膜を含むゲート電極を形成する段階とを
含む。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はCMOS(complemen
tary metalーoxide semiconductor)素子の製造方法に係
り、特に製造工程を単純化するのみならず、半導体素子
のしきい電圧を低くしたn−チャネル及びp−チャネル
素子を形成することのできるCMOS素子の製造方法に
関する。
tary metalーoxide semiconductor)素子の製造方法に係
り、特に製造工程を単純化するのみならず、半導体素子
のしきい電圧を低くしたn−チャネル及びp−チャネル
素子を形成することのできるCMOS素子の製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体装置の高集積化及び機能
の複雑化に応じて、集積回路に特殊な性能が要求されて
おり、このために特定領域にしきい電圧が相対的に低い
NMOSトランジスタとPMOSトランジスタを形成し
て、ソース/ドレイン間の電圧降下を最少化したCMO
Sトランジスタを使用することにより、半導体装置の特
性を向上させる。
の複雑化に応じて、集積回路に特殊な性能が要求されて
おり、このために特定領域にしきい電圧が相対的に低い
NMOSトランジスタとPMOSトランジスタを形成し
て、ソース/ドレイン間の電圧降下を最少化したCMO
Sトランジスタを使用することにより、半導体装置の特
性を向上させる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような低
いしきい電圧のNMOS/PMOSトランジスタを形成
するためには、低いしきい電圧のNMOSトランジスタ
領域とPMOSトランジスタ領域に、それぞれ別途のマ
スク工程とイオン注入工程を進行させるべきなので、工
程段階が増加し、このため収率が減少し、且つ製造費用
が追加される問題点がある。
いしきい電圧のNMOS/PMOSトランジスタを形成
するためには、低いしきい電圧のNMOSトランジスタ
領域とPMOSトランジスタ領域に、それぞれ別途のマ
スク工程とイオン注入工程を進行させるべきなので、工
程段階が増加し、このため収率が減少し、且つ製造費用
が追加される問題点がある。
【0004】従って、本発明の目的は、低いしきい電圧
のNMOS/PMOSトランジスタを含むCMOS素子
の製造時に、別途のマスク工程及びイオン注入工程を追
加せずに、カウンタドーピング法を利用して、一度の低
いしきい電圧用イオン注入工程のみで、低いしきい電圧
のPMOS/NMOSトランジスタを製造することによ
り、工程段階を最小化して収率を向上させ、且つ製造費
用を減らすCMOS素子の製造方法を提供することにあ
る。
のNMOS/PMOSトランジスタを含むCMOS素子
の製造時に、別途のマスク工程及びイオン注入工程を追
加せずに、カウンタドーピング法を利用して、一度の低
いしきい電圧用イオン注入工程のみで、低いしきい電圧
のPMOS/NMOSトランジスタを製造することによ
り、工程段階を最小化して収率を向上させ、且つ製造費
用を減らすCMOS素子の製造方法を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、P形半導体基板の所望領域に順次に位
置する第1乃至第4活性領域を定義する素子分離膜を形
成する段階と、前記第1乃至第4活性領域上にスクリー
ン酸化膜を形成する段階と、前記第1及び第2活性領域
を露出する第1マスクパターンを形成する段階と、前記
第1及び第2活性領域の所定の深さにNウェルを形成す
る段階と、前記第1及び第2活性領域の表面の近くに第
1しきい電圧を調節するために、N形不純物のイオン注
入層を形成する段階と、前記第1マスクパターンを取り
除く段階と、前記第3活性領域を露出する第2マスクパ
ターンを形成する段階と、前記露出された第3活性領域
にPウェルを形成する段階と、前記Pウェルの半導体基
板表面の近くに第2しきい電圧を調節するために、P形
不純物の第1イオン注入層を形成する段階と、前記第2
マスクパターンを取り除く段階と、前記第1及び第4活
性領域を露出する第3マスクパターンを形成する段階
と、前記露出された第1、第4活性領域の表面の近くに
第3しきい電圧を調節するために、P形不純物の第2イ
オン注入層を形成する段階と、前記第1乃至第4活性領
域上の所定部分にゲート酸化膜を含むゲート電極を形成
する段階とから成ることを特徴とする。
めに、本発明は、P形半導体基板の所望領域に順次に位
置する第1乃至第4活性領域を定義する素子分離膜を形
成する段階と、前記第1乃至第4活性領域上にスクリー
ン酸化膜を形成する段階と、前記第1及び第2活性領域
を露出する第1マスクパターンを形成する段階と、前記
第1及び第2活性領域の所定の深さにNウェルを形成す
る段階と、前記第1及び第2活性領域の表面の近くに第
1しきい電圧を調節するために、N形不純物のイオン注
入層を形成する段階と、前記第1マスクパターンを取り
除く段階と、前記第3活性領域を露出する第2マスクパ
ターンを形成する段階と、前記露出された第3活性領域
にPウェルを形成する段階と、前記Pウェルの半導体基
板表面の近くに第2しきい電圧を調節するために、P形
不純物の第1イオン注入層を形成する段階と、前記第2
マスクパターンを取り除く段階と、前記第1及び第4活
性領域を露出する第3マスクパターンを形成する段階
と、前記露出された第1、第4活性領域の表面の近くに
第3しきい電圧を調節するために、P形不純物の第2イ
オン注入層を形成する段階と、前記第1乃至第4活性領
域上の所定部分にゲート酸化膜を含むゲート電極を形成
する段階とから成ることを特徴とする。
【0006】上記の目的を達成するために、また他の本
発明は、P形半導体基板の所望領域に順次に位置する第
1乃至第4活性領域を定義する素子分離膜を形成する段
階と、前記第1乃至第4活性領域上にスクリーン酸化膜
を形成する段階と、前記第1、第2活性領域を露出する
第1マスクパターンを形成する段階と、前記第1、第2
活性領域の所定の深さにNウェルを形成する段階と、前
記第1、第2活性領域の表面の近くに第1しきい電圧の
調節のためにN形不純物の第1イオン注入層を形成する
段階と、前記第1マスクパターンを除去する段階と、前
記第3、第4活性領域を露出する第2マスクパターンを
形成する段階と、前記露出された第3、第4活性領域に
Pウェルを形成する段階と、前記Pウェルの半導体基板
表面の近くに第2しきい電圧を調節するためにP形不純
物のイオン注入層を形成する段階と、前記第2マスクパ
ターンを取り除く段階と、前記第2及び第4の活性領域
を露出する第3マスクパターンを形成する段階と、前記
露出された第2、第4活性領域表面の近くに第3しきい
電圧を調節するためにN形不純物の第2イオン注入層を
形成する段階とから成ることを特徴とする。
発明は、P形半導体基板の所望領域に順次に位置する第
1乃至第4活性領域を定義する素子分離膜を形成する段
階と、前記第1乃至第4活性領域上にスクリーン酸化膜
を形成する段階と、前記第1、第2活性領域を露出する
第1マスクパターンを形成する段階と、前記第1、第2
活性領域の所定の深さにNウェルを形成する段階と、前
記第1、第2活性領域の表面の近くに第1しきい電圧の
調節のためにN形不純物の第1イオン注入層を形成する
段階と、前記第1マスクパターンを除去する段階と、前
記第3、第4活性領域を露出する第2マスクパターンを
形成する段階と、前記露出された第3、第4活性領域に
Pウェルを形成する段階と、前記Pウェルの半導体基板
表面の近くに第2しきい電圧を調節するためにP形不純
物のイオン注入層を形成する段階と、前記第2マスクパ
ターンを取り除く段階と、前記第2及び第4の活性領域
を露出する第3マスクパターンを形成する段階と、前記
露出された第2、第4活性領域表面の近くに第3しきい
電圧を調節するためにN形不純物の第2イオン注入層を
形成する段階とから成ることを特徴とする。
【0007】上記の目的を達成するためのまた他の本発
明は、P形半導体基板の所望領域に順次に位置する第1
乃至第4活性領域を定義する素子分離膜を形成する段階
と、前記第1乃至第4活性領域上にスクリーン酸化膜を
形成する段階と、前記第1、第2活性領域を露出する第
1マスクパターンを形成する段階と、前記第1、第2活
性領域に所定の深さのNウェルを形成する段階と、前記
第1、第2活性領域の表面の近くに第1しきい電圧の調
節のためにN形不純物のイオン注入層を形成する段階
と、前記第1マスクパターンを除去する段階と、前記第
3、第4活性領域を露出する第2マスクパターンを形成
する段階と、前記露出された第3、第4活性領域にPウ
ェルを形成する段階と、前記第2、第4活性領域の表面
の近くに第2しきい電圧の調節のためにP形不純物の第
1イオン注入層を形成する段階と、前記第2マスクパタ
ーンを取り除く段階と、前記第1、第3活性領域を露出
する第3マスクパターンを形成する段階と、前記露出さ
れた第1、第3活性領域の表面の近くに第3しきい電圧
の調節のために、P形不純物の第2イオン注入層を形成
する段階とから成ることを特徴とする。
明は、P形半導体基板の所望領域に順次に位置する第1
乃至第4活性領域を定義する素子分離膜を形成する段階
と、前記第1乃至第4活性領域上にスクリーン酸化膜を
形成する段階と、前記第1、第2活性領域を露出する第
1マスクパターンを形成する段階と、前記第1、第2活
性領域に所定の深さのNウェルを形成する段階と、前記
第1、第2活性領域の表面の近くに第1しきい電圧の調
節のためにN形不純物のイオン注入層を形成する段階
と、前記第1マスクパターンを除去する段階と、前記第
3、第4活性領域を露出する第2マスクパターンを形成
する段階と、前記露出された第3、第4活性領域にPウ
ェルを形成する段階と、前記第2、第4活性領域の表面
の近くに第2しきい電圧の調節のためにP形不純物の第
1イオン注入層を形成する段階と、前記第2マスクパタ
ーンを取り除く段階と、前記第1、第3活性領域を露出
する第3マスクパターンを形成する段階と、前記露出さ
れた第1、第3活性領域の表面の近くに第3しきい電圧
の調節のために、P形不純物の第2イオン注入層を形成
する段階とから成ることを特徴とする。
【0008】前記の本発明によると、半導体素子の製造
工程は別途のマスク工程及びイオン注入工程を追加せず
に、ノーマルのNMOS/PMOSトランジスタと低し
きい電圧(LOW Vt)NMOS/PMOSトランジ
スタが形成できる。
工程は別途のマスク工程及びイオン注入工程を追加せず
に、ノーマルのNMOS/PMOSトランジスタと低し
きい電圧(LOW Vt)NMOS/PMOSトランジ
スタが形成できる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明の好ましい実施例を説明する。
発明の好ましい実施例を説明する。
【0010】本発明は、これらの実施例に限定されな
い。
い。
【0011】図1乃至図4は本発明の第1実施例による
低しきい電圧のNMOS/PMOSトランジスタを含む
CMOS素子の製造工程を示す断面図である。
低しきい電圧のNMOS/PMOSトランジスタを含む
CMOS素子の製造工程を示す断面図である。
【0012】図1に示すように、P形半導体基板10の
所望された領域に素子分離膜11を形成した後、以後の
工程で基板の損傷を防止するために全体構造上にスクリ
ーン酸化膜12を形成する。そして、選択的に半導体基
板の一定の深さ内に不純物の埋込層を形成することがで
きるが、ここでは示していない。続いて、所望されたN
ウェル領域が露出されるように厚さ約2〜4μmのNウ
ェルマスクパターン111を形成した後、半導体基板1
0にN形不純物である燐(phosphorus)を700KeV〜
1.5MeV、1×1013〜5×1013イオン/cm2 で
イオン注入してNウェル13を形成する。そして、ノー
マルPMOSトランジスタしきい電圧を−0.45〜−
0.7V程度に調節するために、Ph原子を180〜2
50KeV、5×1012〜5×1013イオン/cm2 でイ
オン注入した後、再び30〜80KeV、2×1012〜
8×1012イオン/cm2 でイオン注入して、ノーマルP
MOSトランジスタ及び低しきい電圧のPMOSトラン
ジスタ領域にそれぞれ第1不純物層14a,14bを形
成する。
所望された領域に素子分離膜11を形成した後、以後の
工程で基板の損傷を防止するために全体構造上にスクリ
ーン酸化膜12を形成する。そして、選択的に半導体基
板の一定の深さ内に不純物の埋込層を形成することがで
きるが、ここでは示していない。続いて、所望されたN
ウェル領域が露出されるように厚さ約2〜4μmのNウ
ェルマスクパターン111を形成した後、半導体基板1
0にN形不純物である燐(phosphorus)を700KeV〜
1.5MeV、1×1013〜5×1013イオン/cm2 で
イオン注入してNウェル13を形成する。そして、ノー
マルPMOSトランジスタしきい電圧を−0.45〜−
0.7V程度に調節するために、Ph原子を180〜2
50KeV、5×1012〜5×1013イオン/cm2 でイ
オン注入した後、再び30〜80KeV、2×1012〜
8×1012イオン/cm2 でイオン注入して、ノーマルP
MOSトランジスタ及び低しきい電圧のPMOSトラン
ジスタ領域にそれぞれ第1不純物層14a,14bを形
成する。
【0013】前記Nウェルマスクパターン111を除去
した後、図2に示すように、0.45〜0.7Vのしき
い電圧を持つノーマルNMOSトランジスタ領域だけが
露出されるように厚さ約2〜4μmのPウェルマスクパ
ターン112を形成した後、Pウェル15を形成するた
めにホウ素原子を500〜700KeV、1×1013〜
5×1013イオン/cm2 でイオン注入する。その後、P
ウェル15の表面にホウ素イオンを70〜120Ke
V、1×1013〜5×1013イオン/cm2 でイオン注入
した後、再び10〜50KeV、1×1012〜5×10
12イオン/cm2 でイオン注入して第2不純物層16を形
成する。
した後、図2に示すように、0.45〜0.7Vのしき
い電圧を持つノーマルNMOSトランジスタ領域だけが
露出されるように厚さ約2〜4μmのPウェルマスクパ
ターン112を形成した後、Pウェル15を形成するた
めにホウ素原子を500〜700KeV、1×1013〜
5×1013イオン/cm2 でイオン注入する。その後、P
ウェル15の表面にホウ素イオンを70〜120Ke
V、1×1013〜5×1013イオン/cm2 でイオン注入
した後、再び10〜50KeV、1×1012〜5×10
12イオン/cm2 でイオン注入して第2不純物層16を形
成する。
【0014】続いて前記のPウェルマスクパターン11
2を取り除いた後、図3に示すように、低しきい電圧の
NMOS/PMOSトランジスタが形成される領域が露
出されるように、Vt Imp.マスク113を形成する。
この時、低しきい電圧 NMOSトランジスタはウェル
が形成されていない半導体基板10に形成される。続い
て、ホウ素イオンを10〜50KeV、1×1012〜5
×1012イオン/cm2でイオン注入して低しきい電圧の
NMOSトランジスタのしきい電圧が0.2〜0.4V
となるように、第3不純物層17a,17bを形成す
る。この時、前記低しきい電圧のPMOSトランジスタ
の第1不純物層14bは、第3不純物層17bとカウン
タドーピングされて低しきい電圧のPMOSトランジス
タしきい電圧は−0.2〜−0.4Vとなる。
2を取り除いた後、図3に示すように、低しきい電圧の
NMOS/PMOSトランジスタが形成される領域が露
出されるように、Vt Imp.マスク113を形成する。
この時、低しきい電圧 NMOSトランジスタはウェル
が形成されていない半導体基板10に形成される。続い
て、ホウ素イオンを10〜50KeV、1×1012〜5
×1012イオン/cm2でイオン注入して低しきい電圧の
NMOSトランジスタのしきい電圧が0.2〜0.4V
となるように、第3不純物層17a,17bを形成す
る。この時、前記低しきい電圧のPMOSトランジスタ
の第1不純物層14bは、第3不純物層17bとカウン
タドーピングされて低しきい電圧のPMOSトランジス
タしきい電圧は−0.2〜−0.4Vとなる。
【0015】その次、Vt Imp.マスクパターン113
を除去し、図4に示すように、全体構造上にゲート酸化
膜18とそれぞれのゲート電極19a,19b,19c
及び19dを形成する。以後の工程は従来と同一であ
る。
を除去し、図4に示すように、全体構造上にゲート酸化
膜18とそれぞれのゲート電極19a,19b,19c
及び19dを形成する。以後の工程は従来と同一であ
る。
【0016】このように、別途のマスク工程やイオン注
入工程を追加せず、カウンタドーピング法を利用して一
度のイオン注入工程のみで、低いしきい電圧を持つMO
Sトランジスタを製造することができる。
入工程を追加せず、カウンタドーピング法を利用して一
度のイオン注入工程のみで、低いしきい電圧を持つMO
Sトランジスタを製造することができる。
【0017】また、図5に示すように、前記工程のうち
半導体基板20にフィールド酸化膜21を形成し、Nウ
ェルマスクパターンを形成して、Nウェル22及び第1
不純物層23a,23bを形成した後、1.5〜1.8
MeV、1×1013〜5×1013イオン/cm2 でホウ素
原子をNウェル下部に深くイオン注入して、半導体基板
内に不純物埋込層24を形成する。この時、埋込層は前
記Nウェルマスクパターンによって段差が生じる。即
ち、Nウェル下部の埋込層がNウェルマスクパターン下
部の埋込層より深く形成される。この後のイオン注入工
程及びゲート形成工程は前記の通りであり、Pウェルは
埋込層下部に生成されないようにする。図6乃至図9
は、本発明の第2実施例による低しきい電圧のNMOS
/PMOSトランジスタを含むCMOS素子の製造工程
を示す断面図である。
半導体基板20にフィールド酸化膜21を形成し、Nウ
ェルマスクパターンを形成して、Nウェル22及び第1
不純物層23a,23bを形成した後、1.5〜1.8
MeV、1×1013〜5×1013イオン/cm2 でホウ素
原子をNウェル下部に深くイオン注入して、半導体基板
内に不純物埋込層24を形成する。この時、埋込層は前
記Nウェルマスクパターンによって段差が生じる。即
ち、Nウェル下部の埋込層がNウェルマスクパターン下
部の埋込層より深く形成される。この後のイオン注入工
程及びゲート形成工程は前記の通りであり、Pウェルは
埋込層下部に生成されないようにする。図6乃至図9
は、本発明の第2実施例による低しきい電圧のNMOS
/PMOSトランジスタを含むCMOS素子の製造工程
を示す断面図である。
【0018】図6に示すように、P形半導体基板30の
所望された領域に素子分離膜31を形成した後、以後の
工程で基板の損傷を防止するために、全体構造上にスク
リーン酸化膜32を形成する。そして、第1実施例のよ
うに選択的に半導体基板の一定厚さ内に不純物埋込層を
形成することができるが、ここでは示してない。続い
て、所望されたNウェル領域が露出されるように厚さ約
2〜4μmのNウェルマスクパターン311を形成した
後、半導体基板30にN形不純物である燐(phosphorin
e) を700KeV〜1.5MeV、1×1013〜5×
1013イオン/cm2でイオン注入してNウェル33を形
成する。そして、ノーマルのPMOSトランジスタのし
きい電圧を−0.1〜−0.45V程度に調節するため
に、燐原子を180〜250KeV、5×1012〜2×
1013イオン/cm2 でイオン注入した後、再び30〜8
0KeV,5×1011〜5×1012イオン/cm2 でイオ
ン注入して、ノーマルPMOSトランジスタ及び低しき
い電圧のPMOSトランジスタ領域にそれぞれ第1不純
物層34a,34bを形成する。
所望された領域に素子分離膜31を形成した後、以後の
工程で基板の損傷を防止するために、全体構造上にスク
リーン酸化膜32を形成する。そして、第1実施例のよ
うに選択的に半導体基板の一定厚さ内に不純物埋込層を
形成することができるが、ここでは示してない。続い
て、所望されたNウェル領域が露出されるように厚さ約
2〜4μmのNウェルマスクパターン311を形成した
後、半導体基板30にN形不純物である燐(phosphorin
e) を700KeV〜1.5MeV、1×1013〜5×
1013イオン/cm2でイオン注入してNウェル33を形
成する。そして、ノーマルのPMOSトランジスタのし
きい電圧を−0.1〜−0.45V程度に調節するため
に、燐原子を180〜250KeV、5×1012〜2×
1013イオン/cm2 でイオン注入した後、再び30〜8
0KeV,5×1011〜5×1012イオン/cm2 でイオ
ン注入して、ノーマルPMOSトランジスタ及び低しき
い電圧のPMOSトランジスタ領域にそれぞれ第1不純
物層34a,34bを形成する。
【0019】前記Nウェルマスクパターン311を除去
した後、図3Bに示すように、厚さ2〜4μmのPウェ
ルマスクパターン312を形成した後、Pウェル35を
形成するためにホウ素原子を500〜700KeV、1
×1013〜5×1013イオン/cm2 でイオン注入する。
その次に、Pウェル35の表面にホウ素イオンを70〜
120KeV、5×1012〜2×1013イオン/cm2 で
イオン注入した後、再び10〜30KeV、1×1012
〜5×1012イオン/cm2 でイオン注入して、第2不純
物層36a,36bを形成することにより、ノーマルの
NMOSトランジスタのしきい電圧が0.45〜0.7
Vとなるようにする。
した後、図3Bに示すように、厚さ2〜4μmのPウェ
ルマスクパターン312を形成した後、Pウェル35を
形成するためにホウ素原子を500〜700KeV、1
×1013〜5×1013イオン/cm2 でイオン注入する。
その次に、Pウェル35の表面にホウ素イオンを70〜
120KeV、5×1012〜2×1013イオン/cm2 で
イオン注入した後、再び10〜30KeV、1×1012
〜5×1012イオン/cm2 でイオン注入して、第2不純
物層36a,36bを形成することにより、ノーマルの
NMOSトランジスタのしきい電圧が0.45〜0.7
Vとなるようにする。
【0020】続いて、前記Pウェルマスクパターン31
2を取り除いた後、図8に示すように、低しきい電圧の
NMOSトランジスタとノーマルのPMOSトランジス
タの領域が露出されるように、Vt Imp.マスク313
を形成する。この時、低しきい電圧のNMOSトランジ
スタは第1実施例とは異なってPウェル上に形成され
る。そして、燐イオンを30〜80KeV、1×1012
〜8×1012イオン/cm2 でイオン注入して第3不純物
層37a,37bを形成する。この際、前記ノーマルの
PMOSトランジスタは第1不純物層34aと合算され
てしきい電圧が−0.45〜−0.7Vとなり、前記低
しきい電圧のNMOSトランジスタは第2不純物層36
bとカウンタドーピングされて、しきい電圧が0.1〜
0.4Vとなる。その次、Vt Imp.マスクパターン3
13を除去し、図9に示すように、全体構造上にゲート
酸化膜38とそれぞれのゲート電極39a,39b,3
9c及び39dを形成する。以後の工程は従来と同一で
ある。尚、前記第1実施例のようにホウ素を1.5〜
2.5MeV、1×1013〜5×1013イオン/cm2 で
イオン注入して不純物埋込層を形成することもできる。
2を取り除いた後、図8に示すように、低しきい電圧の
NMOSトランジスタとノーマルのPMOSトランジス
タの領域が露出されるように、Vt Imp.マスク313
を形成する。この時、低しきい電圧のNMOSトランジ
スタは第1実施例とは異なってPウェル上に形成され
る。そして、燐イオンを30〜80KeV、1×1012
〜8×1012イオン/cm2 でイオン注入して第3不純物
層37a,37bを形成する。この際、前記ノーマルの
PMOSトランジスタは第1不純物層34aと合算され
てしきい電圧が−0.45〜−0.7Vとなり、前記低
しきい電圧のNMOSトランジスタは第2不純物層36
bとカウンタドーピングされて、しきい電圧が0.1〜
0.4Vとなる。その次、Vt Imp.マスクパターン3
13を除去し、図9に示すように、全体構造上にゲート
酸化膜38とそれぞれのゲート電極39a,39b,3
9c及び39dを形成する。以後の工程は従来と同一で
ある。尚、前記第1実施例のようにホウ素を1.5〜
2.5MeV、1×1013〜5×1013イオン/cm2 で
イオン注入して不純物埋込層を形成することもできる。
【0021】図10乃至図13は本発明の第3実施例に
よる低しきい電圧のNMOS/PMOSトランジスタを
含むCMOS素子の製造工程を示す断面図である。
よる低しきい電圧のNMOS/PMOSトランジスタを
含むCMOS素子の製造工程を示す断面図である。
【0022】図10に示すように、P形半導体基板40
の所望された領域に素子分離膜41とスクリーン膜42
を形成した後、所望されたNウェル領域が露出されるよ
うに厚さ2〜4μmのNウェルマスクパターン411を
形成し、半導体基板40に第1実施例のようにN形不純
物である燐をイオン注入して、Nウェル43を形成す
る。そして、第2実施例のようにスクリーン酸化膜を形
成した後、選択的に半導体基板の一定の深さ内に不純物
埋込層を形成することもできる。この次、PMOSトラ
ンジスタのしきい電圧を−0.45〜−0.7V程度に
調整するために燐原子を180〜250KeV、5×1
012〜2×1013イオン/cm2 でイオン注入した後、再
び30〜80KeV、2×1012〜8×1012イオン/
cm2 でイオン注入して、ノーマルのPMOSトランジス
タ及び低しきい電圧のPMOSトランジスタ領域にそれ
ぞれ第1不純物層44a,44bを形成する。
の所望された領域に素子分離膜41とスクリーン膜42
を形成した後、所望されたNウェル領域が露出されるよ
うに厚さ2〜4μmのNウェルマスクパターン411を
形成し、半導体基板40に第1実施例のようにN形不純
物である燐をイオン注入して、Nウェル43を形成す
る。そして、第2実施例のようにスクリーン酸化膜を形
成した後、選択的に半導体基板の一定の深さ内に不純物
埋込層を形成することもできる。この次、PMOSトラ
ンジスタのしきい電圧を−0.45〜−0.7V程度に
調整するために燐原子を180〜250KeV、5×1
012〜2×1013イオン/cm2 でイオン注入した後、再
び30〜80KeV、2×1012〜8×1012イオン/
cm2 でイオン注入して、ノーマルのPMOSトランジス
タ及び低しきい電圧のPMOSトランジスタ領域にそれ
ぞれ第1不純物層44a,44bを形成する。
【0023】前記Nウェルマスクパターン411を除去
した後、図11に示すように、厚さ2〜4μmのPウェ
ルマスクパターン412を形成した後、第1実施例のよ
うに、Pウェル45を形成し、Pウェル45の表面にホ
ウ素を70〜120KeV、5×1012〜2×1013イ
オン/cm2 でイオン注入した後、再び10〜30Ke
V、2×1011〜3×1012イオン/cm2 でイオン注入
して、第2不純物層46a,46bを形成することによ
り、低しきい電圧のNMOSトランジスタのしきい電圧
が0.1〜0.4Vとなるようにする。続いて、前記P
ウェルマスクパターン412を除去した後、図12に示
すように、低しきい電圧のPMOSトランジスタとノー
マルのNMOSトランジスタの領域が露出されるよう
に、Vt imp.マスク413を形成する。続いて、ホウ
素を10〜30KeV、1×1012〜5×1012イオン
/cm2 でイオン注入して第3不純物層47a,47bを
形成する。この時、前記ノーマルのNMOSトランジス
タは第2不純物層46aと合算されてしきい電圧0.4
5〜0.7Vとなり、前記低しきい電圧PMOSトラン
ジスタは第1不純物層44bとカウンタドーピングされ
てしきい電圧が−0.1〜−0.4Vとなる。
した後、図11に示すように、厚さ2〜4μmのPウェ
ルマスクパターン412を形成した後、第1実施例のよ
うに、Pウェル45を形成し、Pウェル45の表面にホ
ウ素を70〜120KeV、5×1012〜2×1013イ
オン/cm2 でイオン注入した後、再び10〜30Ke
V、2×1011〜3×1012イオン/cm2 でイオン注入
して、第2不純物層46a,46bを形成することによ
り、低しきい電圧のNMOSトランジスタのしきい電圧
が0.1〜0.4Vとなるようにする。続いて、前記P
ウェルマスクパターン412を除去した後、図12に示
すように、低しきい電圧のPMOSトランジスタとノー
マルのNMOSトランジスタの領域が露出されるよう
に、Vt imp.マスク413を形成する。続いて、ホウ
素を10〜30KeV、1×1012〜5×1012イオン
/cm2 でイオン注入して第3不純物層47a,47bを
形成する。この時、前記ノーマルのNMOSトランジス
タは第2不純物層46aと合算されてしきい電圧0.4
5〜0.7Vとなり、前記低しきい電圧PMOSトラン
ジスタは第1不純物層44bとカウンタドーピングされ
てしきい電圧が−0.1〜−0.4Vとなる。
【0024】その次に、Vt imp.マスクパターン41
3を除去し、図13に示すように、全体構造上にゲート
酸化膜48とそれぞれのゲート電極49a,49b,4
9c及び49dを形成する。以後の工程は従来の工程と
同一である。尚、前記第2実施例のように不純物埋込層
を形成することもできる。
3を除去し、図13に示すように、全体構造上にゲート
酸化膜48とそれぞれのゲート電極49a,49b,4
9c及び49dを形成する。以後の工程は従来の工程と
同一である。尚、前記第2実施例のように不純物埋込層
を形成することもできる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一度のイオン工程のみで低しきい電圧NMOS/PMO
Sトランジスタを同時に形成することにより、工程段階
を減らすことができる。
一度のイオン工程のみで低しきい電圧NMOS/PMO
Sトランジスタを同時に形成することにより、工程段階
を減らすことができる。
【図1】本発明の第1実施例を説明するための概略的な
工程段階を示す断面図である。
工程段階を示す断面図である。
【図2】本発明の第1実施例を説明するための概略的な
工程段階を示す断面図である。
工程段階を示す断面図である。
【図3】本発明の第1実施例を説明するための概略的な
工程段階を示す断面図である。
工程段階を示す断面図である。
【図4】本発明の第1実施例を説明するための概略的な
工程段階を示す断面図である。
工程段階を示す断面図である。
【図5】半導体基板内に不純物埋込層をさらに備えた変
形された本発明の第1実施例をを示す断面図である。
形された本発明の第1実施例をを示す断面図である。
【図6】本発明の第2実施例を説明するための概略的な
工程段階を示す断面図である。
工程段階を示す断面図である。
【図7】本発明の第2実施例を説明するための概略的な
工程段階を示す断面図である。
工程段階を示す断面図である。
【図8】本発明の第2実施例を説明するための概略的な
工程段階を示す断面図である。
工程段階を示す断面図である。
【図9】本発明の第2実施例を説明するための概略的な
工程段階を示す断面図である。
工程段階を示す断面図である。
【図10】本発明の第3実施例を説明するための概略的
な工程段階を示す断面図である。
な工程段階を示す断面図である。
【図11】本発明の第3実施例を説明するための概略的
な工程段階を示す断面図である。
な工程段階を示す断面図である。
【図12】本発明の第3実施例を説明するための概略的
な工程段階を示す断面図である。
な工程段階を示す断面図である。
【図13】本発明の第3実施例を説明するための概略的
な工程段階を示す断面図である。
な工程段階を示す断面図である。
12、32、42:スクリーン酸化膜 13、22、33、43:ウェル 18、38、48:ゲート酸化膜 24:不純物埋込層 113、313:Vt Imp.マスクパターン
Claims (30)
- 【請求項1】 P形半導体基板の所望領域に順次に位置
し、第1乃至第4活性領域を定義する素子分離膜を形成
する段階と、 前記第1乃至第4活性領域上にスクリーン酸化膜を形成
する段階と、 前記第1及び第2活性領域を露出する第1マスクパター
ンを形成する段階と、 前記第1及び第2活性領域の所定の深さにNウェルを形
成する段階と、 前記第1及び第2活性領域の表面の近くに第1しきい電
圧を調節するために、N形不純物のイオン注入層を形成
する段階と、 前記第1マスクパターンを取り除く段階と、 前記第3活性領域を露出する第2マスクパターンを形成
する段階と、 前記露出された第3活性領域にPウェルを形成する段階
と、 前記Pウェルの半導体基板表面の近くに第2しきい電圧
を調節するために、P形不純物の第1イオン注入層を形
成する段階と、 前記第2マスクパターンを取り除く段階と、 前記第1及び第4活性領域を露出する第3マスクパター
ンを形成する段階と、 前記露出された第1及び第4活性領域の表面の近くに第
3しきい電圧を調節するために、P形不純物の第2イオ
ン注入層を形成する段階と、 前記第1乃至第4活性領域上の所定部分にゲート酸化膜
を含むゲート電極を形成する段階とから成ることを特徴
とするCMOS素子の製造方法。 - 【請求項2】 前記スクリーン酸化膜を形成する段階と
前記第1マスクパターンを形成する段階との間に、半導
体基板内に不純物埋込層を形成する段階をさらに含むこ
とを特徴とする請求項1記載のCMOS素子の製造方
法。 - 【請求項3】 前記第1しきい電圧を調節するために、
イオン注入層の形成段階と前記第1マスクパターンを除
去する段階との間に、半導体基板内に不純物埋込層を形
成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項1記載
のCMOS素子の製造方法。 - 【請求項4】 前記不純物埋込層はホウ素を1.5〜
1.8MeV且つ1×1013〜5×1013イオン/cm2
でイオン注入して形成されることを特徴とする請求項3
記載のCMOS素子の製造方法。 - 【請求項5】 前記第1マスクパターンの厚さが、2〜
4μmであることを特徴とする請求項1記載のCMOS
素子の製造方法。 - 【請求項6】 前記Nウェルは燐を700KeV〜1.
5MeV且つ1×1013〜5×1013イオン/cm2 でイ
オン注入して形成されることを特徴とする請求項1記載
のCMOS素子の製造方法。 - 【請求項7】 前記第1しきい電圧を調節するために、
イオン注入層は、燐を180〜250KeV且つ5×1
012〜5×1013イオン/cm2 でイオン注入した後、再
び30〜80KeV且つ2×1012〜8×1012イオン
/cm2 でイオン注入して形成されることを特徴とする請
求項1記載のCMOS素子の製造方法。 - 【請求項8】 前記Pウェルはホウ素を500〜700
KeV且つ1×1013〜5×1013イオン/cm2 でイオ
ン注入して形成されることを特徴とする請求項1記載の
CMOS素子の製造方法。 - 【請求項9】 前記第2しきい電圧を調節するために、
イオン注入層は、ホウ素を70〜120KeV且つ5×
1012〜2×1013イオン/cm2 でイオン注入した後、
再び10〜30KeV且つ1×1012〜5×1012イオ
ン/cm2 でイオン注入して形成されることを特徴とする
請求項1記載のCMOS素子の製造方法。 - 【請求項10】 前記第3しきい電圧を調節するため
に、イオン注入工程は、ホウ素を10〜50KeV且つ
1×1012〜5×1012イオン/cm2 でイオン注入する
ことを特徴とする請求項1記載のCMOS素子の製造方
法。 - 【請求項11】 半導体基板の所望領域に素子分離膜を
形成する段階と、 前記素子分離膜の表面上にスクリーン酸化膜を形成する
段階と、 前記半導体上に所望されたNウェル領域が露出されるよ
うに第1マスクパターンを形成する段階と、 前記第1マスクパターンによって露出された半導体基板
にN形不純物をイオン注入して、Nウェルを形成する段
階と、 前記Nウェルの半導体基板の表面に第1しきい電圧調節
のために、イオン注入する段階と、 前記第1マスクパターンを取り除く段階と、 前記半導体基板上に所望されたPウェル領域が露出され
るように、第2マスクパターンを形成する段階と、 前記第2マスクパターンによって露出された半導体基板
に、P形不純物をイオン注入してPウェルを形成する段
階と、 前記Pウェルの半導体基板の表面に第2しきい電圧を調
節するために、イオン注入する段階と、 前記第2マスクパターンを取り除く段階と、 前記半導体基板上に所望された低いしきい電圧のNMO
Sトランジスタ及びノーマルPMOSトランジスタ領域
が露出されるように、第3マスクパターンを形成する段
階と、 前記低いしきい電圧のNMOSトランジスタ及びノーマ
ルPMOSトランジスタ領域に第3しきい電圧を調節す
るために、イオン注入する段階とから成ることを特徴と
するCMOS素子の製造方法。 - 【請求項12】 前記スクリーン酸化膜を形成する段階
と、前記第1マスクパターンを形成する段階との間に、
半導体基板内に不純物埋込層を形成する段階をさらに含
むことを特徴とする請求項11記載のCMOS素子の製
造方法。 - 【請求項13】 前記第1しきい電圧を調節するため
に、イオン注入層の形成段階と、前記第1マスクパター
ンを取り除く段階との間に、半導体基板内に不純物埋込
層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項
12記載のCMOS素子の製造方法。 - 【請求項14】 前記不純物埋込層は、ボロンを1.5
〜2.5MeV且つ1×1013〜5×1013イオン/cm
2 でイオン注入して形成されることを特徴とする請求項
12記載のCMOS素子の製造方法。 - 【請求項15】 前記第1マスクパターンの厚さが2〜
4μmであることを特徴とする請求項11記載のCMO
S素子の製造方法。 - 【請求項16】 前記Nウェルは燐を700KeV〜
1.5MeV、1×1013〜5×1013イオン/cm2 で
イオン注入して形成されることを特徴とする請求項11
記載のCMOS素子の製造方法。 - 【請求項17】 前記第1しきい電圧の調節のためのイ
オン注入層は、燐を180〜250KeV、5×1012
〜2×1013イオン/cm2 でイオン注入後、再び30〜
80KeV,5×1011〜5×1012イオン/cm2 でイ
オン注入して形成されることを特徴とする請求項11記
載のCMOS素子の製造方法。 - 【請求項18】 前記Pウェルはホウ素を500〜70
0KeV、1×1013〜5×1013イオン/cm2 でイオ
ン注入して形成されることを特徴とする請求項11記載
のCMOS素子の製造方法。 - 【請求項19】 前記第2しきい電圧の調節のためのイ
オン注入工程は、ホウ素を70〜120KeV、5×1
012〜2×1013イオン/cm2 でイオン注入した後、再
び10〜30KeV、1×1012〜5×1012イオン/
cm2 でイオン注入して形成されることを特徴とする請求
項11記載のCMOS素子の製造方法。 - 【請求項20】 前記第3しきい電圧の調節のためのイ
オン注入工程は、燐を30〜80KeV、1×1012〜
8×1012イオン/cm2 でイオン注入することを特徴と
する請求項11記載のCMOS製造方法。 - 【請求項21】 P形半導体基板の所望領域に素子分離
膜を形成する段階と、 前記素子分離膜上にスクリーン酸化膜を形成する段階
と、 前記半導体基板上に所望されたNウェル領域が露出され
るように、第1マスクパターンを形成する段階と、 前記第1マスクパターンによって露出された半導体基板
にN形不純物をイオン注入してNウェルを形成する段階
と、 前記Nウェルの半導体基板表面に第1しきい電圧調節の
ためにイオン注入する段階と、 前記第1マスクパターンを取り除く段階と、 前記半導体基板上に所望されたPウェル領域が露出され
るように第2マスクパターンを形成する段階と、 前記第2マスクパターンによって露出された半導体基板
にP形不純物をイオン注入してPウェルを形成する段階
と、 前記Pウェルの半導体基板表面に第2しきい電圧調節の
ためにイオン注入する段階と、 前記第2マスクパターンを取り除く段階と、 前記半導体基板上の所望されたノーマルNMOSトラン
ジスタ及び低いしきい電圧のPMOSトランジスタ領域
が露出されるように、第3マスクパターンを形成する段
階と、 前記ノーマルNMOSトランジスタ及び低いしきい電圧
のPMOSトランジスタ領域に、第3しきい電圧調節の
ためにイオン注入する段階とから成ることを特徴とする
CMOS素子の製造方法。 - 【請求項22】 前記スクリーン酸化膜を形成する段階
と、前記第1マスクパターンを形成する段階との間に、
半導体基板内に不純物埋込層を形成する段階をさらに含
むことを特徴とする請求項21記載のCMOS製造方
法。 - 【請求項23】 前記Nウェルの半導体基板表面に、第
1しきい電圧を調節するために、イオン注入層の形成段
階と前記第1マスクパターンを取り除く段階との間に、
半導体基板内に不純物埋込層を形成する段階をさらに含
むことを特徴とする請求項21記載のCMOS素子の製
造方法。 - 【請求項24】 前記不純物埋込層はホウ素を1.5〜
2.5MeV、1×1013〜5×1013イオン/cm2 で
イオン注入して形成されることを特徴とする請求項22
記載のCMOS素子の製造方法。 - 【請求項25】 前記第1マスクパターンの厚さが2〜
4μmであることを特徴とする請求項21記載のCMO
S素子の製造方法。 - 【請求項26】 前記Nウェルは、燐を700KeV〜
1.5MeV、1×1013〜5×1013イオン/cm2 で
イオン注入して形成することを特徴とする請求項21記
載のCMOS素子の製造方法。 - 【請求項27】 前記第1しきい電圧を調節するための
イオン注入工程は、燐を180〜250KeV、5×1
012〜2×1013イオン/cm2 でイオン注入した後、再
び30〜80KeV,2×1012〜8×1012イオン/
cm2 でイオン注入して形成されることを特徴とする請求
項21記載のCMOS素子の製造方法。 - 【請求項28】 前記Pウェルはホウ素を500〜70
0KeV、1×1013〜5×1013イオン/cm2 でイオ
ン注入して形成されることを特徴とする請求項21記載
のCMOS素子の製造方法。 - 【請求項29】 前記第2しきい電圧を調節するための
イオン注入工程は、ホウ素を70〜120KeV、5×
1012〜2×1013イオン/cm2 でイオン注入した後、
再び10〜30KeV、2×1011〜3×1012イオン
/cm2 でイオン注入して形成されることを特徴とする請
求項21記載のCMOS素子の製造方法。 - 【請求項30】 前記第3しきい電圧を調節するための
イオン注入工程は、ホウ素を10〜30KeV、1×1
012〜5×1012イオン/cm2 でイオン注入することを
特徴とする請求項21記載のCMOS素子の製造方法。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1996P26318 | 1996-06-29 | ||
KR1996P26294 | 1996-06-29 | ||
KR1019960026294A KR100212172B1 (ko) | 1996-06-29 | 1996-06-29 | 반도체 소자 및 그 제조방법 |
KR1019960026318A KR100212174B1 (ko) | 1996-06-29 | 1996-06-29 | 4중 웰 구조의 반도체 장치 제조방법 |
Publications (1)
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