JPH1074845A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPH1074845A
JPH1074845A JP8231591A JP23159196A JPH1074845A JP H1074845 A JPH1074845 A JP H1074845A JP 8231591 A JP8231591 A JP 8231591A JP 23159196 A JP23159196 A JP 23159196A JP H1074845 A JPH1074845 A JP H1074845A
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JP
Japan
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type well
well region
region
type
regions
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JP8231591A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Nomura
俊雄 野村
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To significantly reduce the triple well system manufacturing process and to decrease the required number of photomasks. SOLUTION: A plurality of first n-type well regions 4, a plurality of second n-type well regions 5, and a plurality of first p-type well regions 6 are formed in a p-type semiconductor substrate 1. A second p-type well regions 7 is then formed in the first n-type well region 4, and impurity ions 3 are introduced over the entire surface without using masks, thus forming channel-dose regions 8-10 for controlling the threshold value of a transistor being formed in each well regions 5-7.

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及びその
製造方法に関するものであり、特に、トリプルウエル方
式のSRAM(スタティック・ランダム・アクセス・メ
モリ)のチャネル・ドーズ領域の形成方法に特徴のある
半導体装置及びその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor device characterized by a method of forming a channel dose region of a triple-well type SRAM (static random access memory). The present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の半導体装置の高集積化・高性能化
に伴い、α線(アルファ線)の入射による回路誤動作、
即ち、ソフトエラーが問題になっており、この様なソフ
トエラーを抑制するために、その原因となるα線入射に
伴う電子・正孔対の発生を低減することが試みられてお
り、その一つの方法としてメモリセルが配置されるウエ
ル領域の深さを浅くすることが知られている。
2. Description of the Related Art With the recent increase in the degree of integration and performance of semiconductor devices, circuit malfunction due to incidence of α-rays (alpha-rays) has occurred.
That is, a soft error has become a problem, and in order to suppress such a soft error, it has been attempted to reduce the generation of electron-hole pairs due to α-ray incidence, which is one of the causes. One known method is to reduce the depth of a well region in which memory cells are arranged.

【0003】ここで、図4を参照して、従来のSRAM
におけるソフトエラーを説明する。 図4参照 図4は、SRAMのメモリセルにおけるFF(フリップ
・フロップ)を構成する一個のトランジスタの概略的断
面図であり、このトランジスタは、n型シリコン基板4
1内に設けられたp型ウエル領域42に形成され、、ノ
ードを構成するn型ドレイン領域43、n型ソース領域
44、ゲート絶縁膜45、及び、ワード線46で構成さ
れている。
Here, referring to FIG. 4, a conventional SRAM
Will be described. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of one transistor constituting a flip-flop (FF) in a memory cell of an SRAM.
The n-type drain region 43 and the n-type source region 44 which are formed in the p-type well region 42 provided in the semiconductor device 1 and constitute a node, are constituted by a gate insulating film 45, and a word line 46.

【0004】このトランジスタの内部にα線47が入射
すると、α線47は、p型ウエル領域42及びn型シリ
コン基板41等の内部で電子48と正孔49とからなる
電子・正孔対を発生し、この内の電子48が空乏層によ
ってn型ドレイン領域43に集められ、これがフリップ
・フロップに対する新たな入力となって、ノードに記憶
されていた記憶情報を破壊することになる。
When α rays 47 enter the inside of this transistor, the α rays 47 form an electron-hole pair consisting of electrons 48 and holes 49 inside the p-type well region 42 and the n-type silicon substrate 41. Occurs, electrons 48 of which are collected in the n-type drain region 43 by the depletion layer, and serve as a new input to the flip-flop, destroying the stored information stored in the node.

【0005】この様なソフトエラーは、電子・正孔対の
発生量、即ち、α線47の貫通距離に依存するので、図
4の様にnチャネル型トランジスタの能動領域を、n型
領域で囲むこと、即ち、p型ウエル領域42を設けてn
型ドレイン領域43に流入する電子48の数を減少させ
ることによって抑制することができる。
Since such a soft error depends on the amount of electron-hole pairs generated, that is, the penetration distance of the α-ray 47, the active region of the n-channel transistor is replaced with the n-type region as shown in FIG. Surrounding, that is, providing a p-type well region 42 and n
This can be suppressed by reducing the number of electrons 48 flowing into the mold drain region 43.

【0006】この場合、p型ウエル領域42の深さを図
において破線で示す様により浅くすることによって、n
型ドレイン領域43に流入する電子48の数をより少な
くすることができる。
In this case, the depth of the p-type well region 42 is made shallower as shown by a broken line in the figure, thereby providing
The number of electrons 48 flowing into the mold drain region 43 can be further reduced.

【0007】しかし、図4の様にp型ウエル領域42を
形成するためにn型シリコン基板41を用いた場合に
は、n型シリコン基板はp型シリコン基板より高価であ
るため、最終製品のSRAMも高価格になるという問題
がある。
However, when the n-type silicon substrate 41 is used to form the p-type well region 42 as shown in FIG. 4, the n-type silicon substrate is more expensive than the p-type silicon substrate, so that There is a problem that the SRAM is also expensive.

【0008】この様な、価格の問題を解決するために、
安価なp型シリコン基板にn型ウエル領域を形成し、さ
らに、このn型ウエル領域内にp型ウエル領域を設ける
所謂トリプルウエル方式が採用されているので、このト
リプルウエル方式を図5乃至図7を参照して説明する。
In order to solve such a price problem,
A so-called triple well system in which an n-type well region is formed on an inexpensive p-type silicon substrate and a p-type well region is provided in the n-type well region is employed. This will be described with reference to FIG.

【0009】図5(a)参照 このトリプルウエル方式の場合、まず、p型シリコン基
板51に選択酸化によって素子分離酸化膜52を形成し
たのち、第1のフォトレジスト53をマスクとしてP
(燐)イオン54を選択的に注入したのち、熱処理によ
りドライブイン拡散することによって、メモリセルを構
成するnチャネル型トランジスタを形成するためのn型
ウエル領域55、及び、周辺回路の一部を構成するpチ
ャネル型トランジスタを形成するためのn型ウエル領域
56を形成する。
Referring to FIG. 5A, in the case of the triple well method, first, an element isolation oxide film 52 is formed on a p-type silicon substrate 51 by selective oxidation, and then a P-type silicon film 51 is formed using a first photoresist 53 as a mask.
After the (phosphorus) ions 54 are selectively implanted, drive-in diffusion is performed by heat treatment to form an n-type well region 55 for forming an n-channel transistor constituting a memory cell and a part of a peripheral circuit. An n-type well region 56 for forming a p-channel transistor to be formed is formed.

【0010】図5(b)参照 次いで、第1のフォトレジスト53を除去したのち、新
たな第2のフォトレジスト57を形成し、n型ウエル領
域55内にp型ウエル領域を形成するために、この第2
のフォトレジスト57をマスクとしてB(ボロン)イオ
ン58を選択的にイオン注入することによってイオン注
入領域59を形成する。
[0010] Next, after removing the first photoresist 53, a new second photoresist 57 is formed and a p-type well region is formed in the n-type well region 55. This second
An ion implantation region 59 is formed by selectively implanting B (boron) ions 58 using the photoresist 57 as a mask.

【0011】図5(c)参照 次いで、第2のフォトレジスト57を除去したのち、新
たな第3のフォトレジスト60を形成し、この第3のフ
ォトレジスト60をマスクとしてBイオン61を選択的
にイオン注入したのち、熱処理によりドライブイン拡散
することによって、周辺回路の一部を構成するnチャネ
ル型トランジスタを形成するためのp型ウエル領域62
を形成すると同時に、イオン注入領域59のBをドライ
ブイン拡散してp型ウエル領域63を形成する。
Next, after the second photoresist 57 is removed, a new third photoresist 60 is formed, and B ions 61 are selectively used using the third photoresist 60 as a mask. And then drive-in diffusion by heat treatment to form a p-type well region 62 for forming an n-channel transistor forming a part of a peripheral circuit.
At the same time, the p-type well region 63 is formed by drive-in diffusion of B in the ion implantation region 59.

【0012】図6(d)参照 次いで、第3のフォトレジスト60を除去したのち、新
たな第4のフォトレジスト64を形成し、この第4のフ
ォトレジスト64をマスクとしてBイオン65を選択的
にイオン注入することによって、p型ウエル領域52及
びp型ウエル領域53にp+ 型領域からなるチャネル・
ストップ66,67を形成する。
Next, after the third photoresist 60 is removed, a new fourth photoresist 64 is formed, and B ions 65 are selectively used by using the fourth photoresist 64 as a mask. by ion implantation, the channel comprising a p-type well region 52 and p-type well region 53 from the p + -type region
Stops 66 and 67 are formed.

【0013】この場合、イオン注入の加速電圧を制御す
ることによって、素子分離酸化膜52の直下にチャネル
・ストップ66,67を構成するBの濃度のピークが位
置する様にイオン注入を行なう。
In this case, the ion implantation is performed by controlling the acceleration voltage of the ion implantation so that the peak of the concentration of B constituting the channel stops 66 and 67 is located immediately below the element isolation oxide film 52.

【0014】図6(e)参照 次いで、第4のフォトレジスト64を除去したのち、新
たな第5のフォトレジスト68を形成し、この第5のフ
ォトレジスト68をマスクとしてBイオン69を選択的
にイオン注入することによって、p型ウエル領域62の
表面にチャネル・ドーズ領域70を形成し、このp型ウ
エル領域62に形成するnチャネル型トランジスタのし
きい値電圧を任意の値に制御する。
Next, after removing the fourth photoresist 64, a new fifth photoresist 68 is formed, and B ions 69 are selectively used with the fifth photoresist 68 as a mask. A channel dose region 70 is formed on the surface of the p-type well region 62 by ion implantation, and the threshold voltage of an n-channel transistor formed in the p-type well region 62 is controlled to an arbitrary value.

【0015】図7(f)参照 次いで、第5のフォトレジスト68を除去したのち、新
たな第6のフォトレジスト71を形成し、この第6のフ
ォトレジスト71をマスクとしてBイオン72を選択的
にイオン注入することによって、p型ウエル領域63の
表面にチャネル・ドーズ領域73を形成し、このp型ウ
エル領域63に形成するメモリセルを構成するnチャネ
ル型トランジスタのしきい値電圧を任意の値に制御す
る。
Next, after removing the fifth photoresist 68, a new sixth photoresist 71 is formed. Using the sixth photoresist 71 as a mask, B ions 72 are selectively formed. A channel dose region 73 is formed on the surface of the p-type well region 63 by ion implantation, and the threshold voltage of an n-channel type transistor constituting a memory cell formed in the p-type well region 63 is set to an arbitrary value. Control to a value.

【0016】図7(g)参照 次いで、第6のフォトレジスト71を除去したのち、新
たな第7のフォトレジスト74を形成し、この第7のフ
ォトレジスト74をマスクとしてBイオン75を選択的
にイオン注入することによって、n型ウエル領域56の
表面にチャネル・ドーズ領域76を形成し、このn型ウ
エル領域56に形成するpチャネル型トランジスタのし
きい値電圧を任意の値に制御する。
Next, after the sixth photoresist 71 is removed, a new seventh photoresist 74 is formed, and B ions 75 are selectively used with the seventh photoresist 74 as a mask. A channel dose region 76 is formed on the surface of the n-type well region 56, and the threshold voltage of the p-channel transistor formed in the n-type well region 56 is controlled to an arbitrary value.

【0017】次いで、図示しないものの、各ウエル領域
にゲート絶縁膜、ゲート電極、及び、ソース・ドレイン
領域を形成し、所定の配線等を形成することによってS
RAMを完成させる。
Next, although not shown, a gate insulating film, a gate electrode, and a source / drain region are formed in each well region, and a predetermined wiring or the like is formed.
Complete the RAM.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】しかし、この様なトリ
プルウエル方式においては、基板としては安価なp型シ
リコン基板を用いることができるものの、製造工程が複
雑になるという問題がある。
However, in such a triple well system, although an inexpensive p-type silicon substrate can be used as a substrate, there is a problem that the manufacturing process becomes complicated.

【0019】即ち、トリプルウエル方式のSRAMの製
造工程においては、各ウエル領域に形成するトランジス
タのしきい値電圧制御のために3回のフォトリソグラフ
ィー工程及びイオン注入工程を必要としている。
That is, in the manufacturing process of the triple well type SRAM, three photolithography processes and ion implantation processes are required for controlling the threshold voltage of the transistor formed in each well region.

【0020】また、この様なフォトリソグラフィー工程
に用いるフォトマスクも3枚必要とするが、図6(e)
の工程においては、図5(c)の工程に用いたフォトマ
スクを用いることができ、また、図7(f)の工程にお
いては、図5(b)の工程に用いたフォトマスクを用い
ることができるので、図7(g)の工程のために1枚の
新たなフォトマスクが必要になる。
Also, three photomasks used in such a photolithography process are required, but FIG.
In the step of FIG. 5C, the photomask used in the step of FIG. 5C can be used. In the step of FIG. 7F, the photomask used in the step of FIG. Therefore, one new photomask is required for the process of FIG.

【0021】したがって、本発明は、トリプルウエル方
式の製造工程を大幅に減少させ、且つ、必要とするフォ
トマスクの数を減少させることを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to greatly reduce the number of manufacturing steps of a triple well system and to reduce the number of required photomasks.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図1を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図1参照 (1)本発明は、p型半導体基板1中に、複数の第1の
n型ウエル領域4,複数の第2のn型ウエル領域5、及
び、複数の第1のp型ウエル領域6を設けると共に、第
1のn型ウエル領域4内に第2のp型ウエル領域7を設
けた半導体装置において、各ウエル領域5〜7に設けた
しきい値制御用の各チャネル・ドーズ領域8〜10の不
純物濃度と各ウエル領域5〜7の不純物濃度の差が同じ
であることを特徴とする。
FIG. 1 is an explanatory view of the principle configuration of the present invention. Referring to FIG. 1, means for solving the problems in the present invention will be described. See FIG. 1. (1) In the present invention, a plurality of first n-type well regions 4, a plurality of second n-type well regions 5, and a plurality of first p-type wells are formed in a p-type semiconductor substrate 1. In a semiconductor device in which a region 6 is provided and a second p-type well region 7 is provided in a first n-type well region 4, each channel dose for controlling a threshold value provided in each of the well regions 5 to 7 is provided. The difference between the impurity concentration of the regions 8 to 10 and the impurity concentration of each of the well regions 5 to 7 is the same.

【0023】この様に、トリプルウエル方式の半導体装
置において、マスクレスでチャネル・ドーズ領域8〜1
0を形成した場合には、各チャネル・ドーズ領域8〜1
0の不純物濃度と各ウエル領域5〜7の不純物濃度の差
が同じであることが素子構成上の大きな特徴となる。
As described above, in the triple well type semiconductor device, the channel / dose regions 8 to 1 can be maskless.
0 is formed, each channel / dose region 8 to 1
A major feature in the element configuration is that the difference between the impurity concentration of 0 and the impurity concentration of each of the well regions 5 to 7 is the same.

【0024】(2)また、本発明は、上記(1)におい
て、第2のp型ウエル領域7に一対の負荷素子と共にフ
リップフロップ回路を構成する一対のドライバトランジ
スタ、及び、一対のアクセストランジスタを設けると共
に、第2のn型ウエル領域5及び第2のp型ウエル領域
6内に周辺回路を構成するトランジスタを設けたことを
特徴とする。
(2) According to the present invention, in the above (1), a pair of driver transistors and a pair of access transistors constituting a flip-flop circuit together with a pair of load elements are provided in the second p-type well region 7. In addition, a transistor constituting a peripheral circuit is provided in the second n-type well region 5 and the second p-type well region 6.

【0025】この様に、トリプルウエル方式のSRAM
において、各ウエル領域5〜7の不純物濃度を予め所定
の値に制御することによって、各チャネル・ドーズ領域
8〜10の不純物濃度と各ウエル領域5〜7の不純物濃
度の差を同じにしても、即ち、マスクレスでチャネル・
ドーズ領域8〜10を形成しても、各ウエル領域5〜7
に形成する各トランジスタのしきい値電圧を任意に制御
することができる。
As described above, the triple-well SRAM is used.
, The impurity concentration of each of the well regions 5 to 7 is controlled to a predetermined value in advance, so that the difference between the impurity concentration of each of the channel dose regions 8 to 10 and the impurity concentration of each of the well regions 5 to 7 is the same. In other words, channel without mask
Even if the dose regions 8 to 10 are formed, the well regions 5 to 7
Can be arbitrarily controlled.

【0026】(3)また、本発明は、半導体装置の製造
方法において、p型半導体基板1中に、複数の第1のn
型ウエル領域4,複数の第2のn型ウエル領域5、及
び、複数の第1のp型ウエル領域6を形成すると共に、
第1のn型ウエル領域4内に第2のp型ウエル領域7を
形成したのち、マスクを用いずに全面に不純物イオン3
を導入することによって、各ウエル領域5〜7に形成す
るトランジスタのしきい値を制御するためのチャネル・
ドーズ領域8〜10を形成することを特徴とする。
(3) Further, according to the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor device, a plurality of first n
Forming a plurality of second well regions 4, a plurality of second n-type well regions 5, and a plurality of first p-type well regions 6;
After forming the second p-type well region 7 in the first n-type well region 4, the impurity ions 3 are formed on the entire surface without using a mask.
To control the threshold voltage of the transistor formed in each of the well regions 5 to 7.
It is characterized in that dose regions 8 to 10 are formed.

【0027】この様に、トリプルウエル方式の半導体装
置の製造工程において、マスクレスで一度のイオン注入
工程のみで各ウエル領域5〜7にチャネル・ドーズ領域
8〜10を形成することによって、従来のチャネル・ド
ーズ領域形成工程における三度のフォトリソグラフィー
工程及び二度のイオン注入工程を不要とし、且つ、1枚
のフォトマスクを不要とすることができるので、製造工
程を大幅に簡素化することができる。
As described above, in the manufacturing process of the triple-well type semiconductor device, the channel dose regions 8 to 10 are formed in the well regions 5 to 7 only by one ion implantation step without using a mask. Since three photolithography steps and two ion implantation steps in the channel / dose region forming step are not required and one photomask can be omitted, the manufacturing process can be greatly simplified. it can.

【0028】(4)また、本発明は、上記(3)におい
て、第2のp型ウエル領域7に一対の負荷素子と共にフ
リップフロップ回路を構成する一対のドライバトランジ
スタ、及び、一対のアクセストランジスタを形成すると
共に、第2のn型ウエル領域5及び第2のp型ウエル領
域6内に周辺回路を構成するトランジスタを形成するこ
とを特徴とする。
(4) According to the present invention, in the above (3), a pair of driver transistors and a pair of access transistors constituting a flip-flop circuit together with a pair of load elements are provided in the second p-type well region 7. In addition, a transistor forming a peripheral circuit is formed in the second n-type well region 5 and the second p-type well region 6.

【0029】この様に、マスクレスのイオン注入工程に
よりチャネル・ドーズ領域8〜10を一度に形成するこ
とによって、トリプルウエル方式のSRAMの製造工程
を大幅に低減させることができ、したがって、安価なS
RAMを提供することができる。
As described above, by forming the channel dose regions 8 to 10 at a time by the maskless ion implantation process, the manufacturing process of the triple well type SRAM can be greatly reduced, and therefore, the cost can be reduced. S
RAM can be provided.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】ここで、図2及び図3を参照して
本発明の第1の実施の形態を説明する。なお、チャネル
・ストップの形成工程までは、従来のトリプルウエル方
式のSRAMの製造工程と基本的に同様である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Here, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The steps up to the step of forming a channel stop are basically the same as the steps of manufacturing a conventional triple-well SRAM.

【0031】図2(a)参照 まず、p型シリコン基板11に選択酸化によって素子分
離酸化膜12を形成したのち、第1のフォトレジスト1
3をマスクとしてPイオン14を加速エネルギー300
keV、2×1013cm-2のドーズ量で選択的に注入し
たのち、1150℃の窒素雰囲気中で5時間の熱処理を
行なって、注入されたPをドライブイン拡散することに
よって、メモリセルを構成するnチャネル型トランジス
タを形成するためのn型ウエル領域15、及び、周辺回
路の一部を構成するpチャネル型トランジスタを形成す
るためのn型ウエル領域16を形成する。
Referring to FIG. 2A, first, after an element isolation oxide film 12 is formed on a p-type silicon substrate 11 by selective oxidation, a first photoresist 1 is formed.
3 is used as a mask to accelerate P ions 14 to an acceleration energy of 300.
keV is selectively implanted at a dose of 2 × 10 13 cm −2 , and then heat-treated for 5 hours in a nitrogen atmosphere at 1150 ° C. to drive-in and diffuse the implanted P, thereby memory cells are implanted. An n-type well region 15 for forming a constituent n-channel transistor and an n-type well region 16 for forming a p-channel transistor forming a part of a peripheral circuit are formed.

【0032】図2(b)参照 次いで、第1のフォトレジスト13を除去したのち、新
たな第2のフォトレジスト17を形成し、n型ウエル領
域15内にp型ウエル領域を形成するために、この第2
のフォトレジスト17をマスクとしてBイオン18を加
速エネルギー180keV、5×1013cm-2のドーズ
量で選択的にイオン注入することによってイオン注入領
域19を形成する。
Next, after removing the first photoresist 13, a new second photoresist 17 is formed, and a p-type well region is formed in the n-type well region 15. This second
Forming an ion implanted region 19 by the selective ion implantation of B ions 18 using the photoresist 17 as a mask in a dose of an acceleration energy 180keV, 5 × 10 13 cm -2 .

【0033】図2(c)参照 次いで、第2のフォトレジスト17を除去したのち、新
たな第3のフォトレジスト20を形成し、この第3のフ
ォトレジスト20をマスクとしてBイオン21を加速エ
ネルギー180keV、2×1013cm-2のドーズ量で
選択的にイオン注入したのち、1150℃の窒素雰囲気
中で1時間の熱処理を行なって、注入されたBをドライ
ブイン拡散することによって、周辺回路の一部を構成す
るnチャネル型トランジスタを形成するためのp型ウエ
ル領域22を形成すると同時に、イオン注入領域19の
Bもドライブイン拡散して深さ1μmのp型ウエル領域
23を形成する。
Next, after the second photoresist 17 is removed, a new third photoresist 20 is formed, and the B photoresist 21 is accelerated by using the third photoresist 20 as a mask. After selective ion implantation at a dose of 180 keV and 2 × 10 13 cm −2 , heat treatment is performed for 1 hour in a nitrogen atmosphere at 1150 ° C. to drive-diffuse the implanted B, thereby forming a peripheral circuit. Is formed at the same time as forming the p-type well region 22 for forming the n-channel transistor constituting a part of the P-type region, and the B of the ion implantation region 19 is also drive-in diffused to form the p-type well region 23 having a depth of 1 μm.

【0034】なお、2度のドライブイン拡散の結果とし
て、n型ウエル領域15、及び、周辺回路の一部を構成
するpチャネル型トランジスタを形成するためのn型ウ
エル領域16の深さは5μmとなる。
As a result of the twice drive-in diffusion, the depth of the n-type well region 15 and the n-type well region 16 for forming the p-channel type transistor forming a part of the peripheral circuit are 5 μm. Becomes

【0035】図3(d)参照 次いで、第3のフォトレジスト20を除去したのち、新
たな第4のフォトレジスト24を形成し、この第4のフ
ォトレジスト24をマスクとしてBイオン25を加速エ
ネルギー100keV、5×1013cm-2のドーズ量で
選択的にイオン注入することによって、素子分離酸化膜
12の直下にB濃度のピークが位置する様に、p型ウエ
ル領域22及びp型ウエル領域23にp+ 型領域からな
るチャネル・ストップ26,27を形成する。
Next, after the third photoresist 20 is removed, a new fourth photoresist 24 is formed, and the B ions 25 are accelerated using the fourth photoresist 24 as a mask. By selectively implanting ions at a dose of 100 keV and 5 × 10 13 cm −2 , the p-type well region 22 and the p-type well region are positioned so that the B concentration peak is located immediately below the element isolation oxide film 12. At 23, channel stops 26 and 27 made of p + -type regions are formed.

【0036】図3(e)参照 次いで、第4のフォトレジスト24を除去したのち、マ
スクレスでBイオン28を加速エネルギー18keV、
2×1012cm-2のドーズ量で全面にイオン注入するこ
とによって、p型ウエル領域22,23、及び、n型ウ
エル領域16の表面にチャネル・ドーズ領域29乃至3
1を形成する。
Next, after the fourth photoresist 24 is removed, the B ions 28 are irradiated without mask with an acceleration energy of 18 keV and at a rate of 18 keV.
By implanting ions over the entire surface at a dose of 2 × 10 12 cm −2 , the channel dose regions 29 to 3 are formed on the surfaces of the p-type well regions 22 and 23 and the n-type well region 16.
Form one.

【0037】次いで、図示しないものの、従来の製造工
程と同様に、p型ウエル領域23にフリップフロップ回
路を構成する一対のドライバトランジスタ及び一対の負
荷素子、及び、一対のアクセストランジスタを形成する
と共に、p型ウエル領域22及びn型ウエル領域16に
周辺回路構成するトランジスタを形成したのち、所定の
配線等を形成してSRAMが完成する。
Next, although not shown, a pair of driver transistors and a pair of load elements and a pair of access transistors forming a flip-flop circuit are formed in the p-type well region 23 in the same manner as in the conventional manufacturing process. After forming transistors constituting a peripheral circuit in the p-type well region 22 and the n-type well region 16, predetermined wirings and the like are formed to complete the SRAM.

【0038】なお、この場合の負荷素子は、MISFE
T、薄膜トランジスタ(TFT)、或いは、多結晶シリ
コン抵抗素子等で構成する。
The load element in this case is MISFE
T, a thin film transistor (TFT), a polycrystalline silicon resistance element, or the like.

【0039】この様に、本発明の実施の形態において
は、各ウエル領域を形成する際のドーズ量を所定の値に
制御することによって、マスクレスで一度のイオン注入
工程によって各トランジスタのしきい値電圧を制御する
ためのチャネル・ドーズ領域29〜31を形成すること
ができるので、従来の製造工程における三度のフォトレ
ジスト工程を不要にすることができ、また、従来の製造
工程における三度のイオン注入工程のうちの二度のイオ
ン注入工程を不要にすることができる。
As described above, in the embodiment of the present invention, by controlling the dose at the time of forming each well region to a predetermined value, the threshold value of each transistor can be controlled by a single maskless ion implantation step. Since the channel dose regions 29 to 31 for controlling the value voltage can be formed, three photoresist steps in the conventional manufacturing process can be omitted, and three times in the conventional manufacturing process can be eliminated. It is possible to eliminate the need for two ion implantation steps of the above ion implantation steps.

【0040】また、マスクレスのイオン注入であるの
で、従来のチャネル・ドーズ領域形成工程において必要
としていた、新規の一枚のフォトマスクも不要となるの
で、フォトマスクの製造工程及びそのためのコストが不
要になる。
Further, since the maskless ion implantation is used, a new single photomask required in the conventional channel / dose region forming step is not required, so that the photomask manufacturing process and its cost are reduced. It becomes unnecessary.

【0041】なお、本発明のSRAMの構造上の特徴と
しては、各チャネル・ドーズ領域29,30,31の不
純物濃度は、各チャネル・ドーズ領域29,30,31
を形成する際の共通のドーズ量と各ウエル領域22,2
3,16の不純物濃度の和に等しくなるので、各チャネ
ル・ドーズ領域29,30,31の不純物濃度から各ウ
エル領域22,23,16の不純物濃度を引いた差は、
共通のドーズ量となり、イオン注入工程におけるドーズ
量のウェハ面内分布のバラツキ等の範囲内で等しくな
る。
The structure of the SRAM according to the present invention is characterized in that the impurity concentration of each of the channel dose regions 29, 30, and 31 is different from that of each of the channel dose regions 29, 30, and 31.
Dose and well regions 22 and 2 for forming
Therefore, the difference obtained by subtracting the impurity concentration of each of the well regions 22, 23, and 16 from the impurity concentration of each of the channel dose regions 29, 30, and 31 is:
The dose becomes a common dose and becomes equal within a range such as a variation in the distribution of the dose in the wafer surface in the ion implantation process.

【0042】また、上記の実施の形態の説明において
は、素子分離酸化膜を最初の工程で形成しているが、各
ウエル領域16,22,23の形成後に選択酸化を行な
って形成しても良いし、また、n型ウエル領域16を形
成後に選択酸化を行ない、その後にウエル領域22,2
3を形成しても良い。
In the above description of the embodiment, the element isolation oxide film is formed in the first step. However, it may be formed by performing selective oxidation after forming the well regions 16, 22, and 23. Also, selective oxidation is performed after the formation of the n-type well region 16 and then the well regions 22 and 2 are formed.
3 may be formed.

【0043】さらに、この様な素子分離酸化膜は選択酸
化膜である必要はなく、溝を形成したのち、溝内にCV
D(化学気相成長)−絶縁膜を埋め込んで形成しても良
いものである。
Further, such an element isolation oxide film does not need to be a selective oxide film, and after forming a groove, a CV is formed in the groove.
D (Chemical Vapor Deposition)-It may be formed by burying an insulating film.

【0044】また、上記の実施の形態の説明において
は、p型ウエル領域23を形成するためのイオン注入を
行なったのち、p型ウエル領域22を形成するためのイ
オン注入を行なっているが、逆の順序で行なっても良
い。
In the above description of the embodiment, the ion implantation for forming the p-type well region 23 is performed, and then the ion implantation for forming the p-type well region 22 is performed. It may be performed in the reverse order.

【0045】また、上記の実施の形態の説明において
は、n型ウエル領域16の不純物濃度が高いのでチャネ
ル・ストップを形成していないものの、n型ウエル領域
の不純物濃度によっては、Pイオンをイオン注入して、
素子分離酸化膜22の直下にP濃度のピークが位置する
様にn+ 型領域からなるチャネル・ストップを形成して
も良い。
In the above description of the embodiment, although the channel stop is not formed because the impurity concentration of the n-type well region 16 is high, the P ion is ionized depending on the impurity concentration of the n-type well region. Inject,
A channel stop composed of an n + -type region may be formed so that the peak of the P concentration is located immediately below the element isolation oxide film 22.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明によれば、安価なp型シリコン基
板を用いてトリプルウエル方式のSRAM等の半導体装
置を形成する際に、各ウエル領域に形成するトランジス
タのしきい値制御のためのイオン注入をマスクレスで、
一度の工程で行なうことにより、製造工程を大幅に低減
することができ、且つ、使用するフォトマスクの数を少
なくすることができるので、ソフトエラー耐性に優れた
SRAMを安価に、且つ、高スループットで製造するこ
とができる。
According to the present invention, when a semiconductor device such as a triple-well SRAM is formed using an inexpensive p-type silicon substrate, the threshold value of a transistor formed in each well region is controlled. Maskless ion implantation
By performing the steps in one step, the number of manufacturing steps can be significantly reduced, and the number of photomasks to be used can be reduced, so that an SRAM having excellent soft error resistance can be manufactured at low cost and with high throughput. Can be manufactured.

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

【図1】本発明の原理的構成の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a basic configuration of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態の途中までの製造工程の説
明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a manufacturing process partway through an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態の図2以降の製造工程の説
明図である。
FIG. 3 is an explanatory view of a manufacturing process of the embodiment of the present invention after FIG. 2;

【図4】従来のソフト・エラーの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional soft error.

【図5】従来のトリプルウエル方式のメモリセルの途中
までの製造工程の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a manufacturing process of a conventional triple-well type memory cell up to a certain point.

【図6】従来のトリプルウエル方式のメモリセルの図5
以降の製造工程の説明図である。
FIG. 6 shows a conventional triple well type memory cell.
It is explanatory drawing of the following manufacturing process.

【図7】従来のトリプルウエル方式のメモリセルの図6
以降の製造工程の説明図である。
FIG. 7 shows a conventional triple well type memory cell.
It is explanatory drawing of the following manufacturing process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p型半導体基板 2 素子分離酸化膜 3 不純物イオン 4 n型ウエル領域 5 n型ウエル領域 6 p型ウエル領域 7 p型ウエル領域 8 チャネル・ドーズ領域 9 チャネル・ドーズ領域 10 チャネル・ドーズ領域 11 p型シリコン基板 12 素子分離酸化膜 13 第1のフォトレジスト 14 Pイオン 15 n型ウエル領域 16 n型ウエル領域 17 第2のフォトレジスト 18 Bイオン 19 イオン注入領域 20 第3のフォトレジスト 21 Bイオン 22 p型ウエル領域 23 p型ウエル領域 24 第4のフォトレジスト 25 Bイオン 26 チャネル・ストップ 27 チャネル・ストップ 28 Bイオン 29 チャネル・ドーズ領域 30 チャネル・ドーズ領域 31 チャネル・ドーズ領域 41 n型シリコン基板 42 p型ウエル領域 43 n型ドレイン領域 44 n型ソース領域 45 ゲート絶縁膜 46 ワード線 47 α線 48 電子 49 正孔 51 p型シリコン基板 52 素子分離酸化膜 53 第1のフォトレジスト 54 Pイオン 55 n型ウエル領域 56 n型ウエル領域 57 第2のフォトレジスト 58 Bイオン 59 イオン注入領域 60 第3のフォトレジスト 61 Bイオン 62 p型ウエル領域 63 p型ウエル領域 64 第4のフォトレジスト 65 Bイオン 66 チャネル・ストップ 67 チャネル・ストップ 68 第5のフォトレジスト 69 Bイオン 70 チャネル・ドーズ領域 71 第6のフォトレジスト 72 Bイオン 73 チャネル・ドーズ領域 74 第7のフォトレジスト 75 Bイオン 76 チャネル・ドーズ領域 REFERENCE SIGNS LIST 1 p-type semiconductor substrate 2 element isolation oxide film 3 impurity ion 4 n-type well region 5 n-type well region 6 p-type well region 7 p-type well region 8 channel dose region 9 channel dose region 10 channel dose region 11 p Type silicon substrate 12 Element isolation oxide film 13 First photoresist 14 P ion 15 n-type well region 16 n-type well region 17 second photoresist 18 B ion 19 ion implantation region 20 third photoresist 21 B ion 22 p-type well region 23 p-type well region 24 fourth photoresist 25 B ion 26 channel stop 27 channel stop 28 B ion 29 channel dose region 30 channel dose region 31 channel dose region 41 n-type silicon substrate 42 p-type well region 43 n Type drain region 44 n-type source region 45 gate insulating film 46 word line 47 α-line 48 electron 49 hole 51 p-type silicon substrate 52 element isolation oxide film 53 first photoresist 54 P ion 55 n-type well region 56 n-type Well region 57 Second photoresist 58 B ion 59 Ion implantation region 60 Third photoresist 61 B ion 62 p-type well region 63 p-type well region 64 fourth photoresist 65 B ion 66 channel stop 67 channel Stop 68 fifth photoresist 69 B ions 70 channel dose region 71 sixth photoresist 72 B ions 73 channel dose region 74 seventh photoresist 75 B ions 76 channel dose region

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 p型半導体基板中に、複数の第1のn型
ウエル領域,複数の第2のn型ウエル領域、及び、複数
の第1のp型ウエル領域を設けると共に、前記第1のn
型ウエル領域内に第2のp型ウエル領域を設けた半導体
装置において、前記各ウエル領域に設けたしきい値制御
用の各チャネル・ドーズ領域の不純物濃度と前記各ウエ
ル領域の不純物濃度の差が同じであることを特徴とする
半導体装置。
A plurality of first n-type well regions, a plurality of second n-type well regions, and a plurality of first p-type well regions provided in a p-type semiconductor substrate; N
In a semiconductor device in which a second p-type well region is provided in a type well region, a difference between an impurity concentration of each channel dose region for controlling a threshold provided in each of the well regions and an impurity concentration of each of the well regions. Are the same.
【請求項2】 上記第2のp型ウエル領域に一対の負荷
素子と共にフリップフロップ回路を構成する一対のドラ
イバトランジスタ、及び、一対のアクセストランジスタ
を設けると共に、上記第2のn型ウエル領域及び上記第
2のp型ウエル領域内に周辺回路を構成するトランジス
タを設けたことを特徴とする請求項1記載の半導体装
置。
2. A pair of driver transistors and a pair of access transistors constituting a flip-flop circuit together with a pair of load elements in the second p-type well region, and the second n-type well region and the second n-type well region are provided. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a transistor forming a peripheral circuit is provided in the second p-type well region.
【請求項3】 p型半導体基板中に、複数の第1のn型
ウエル領域,複数の第2のn型ウエル領域、及び、複数
の第1のp型ウエル領域を形成すると共に、前記第1の
n型ウエル領域内に第2のp型ウエル領域を形成したの
ち、マスクを用いずに全面に不純物イオンを導入するこ
とによって、前記各ウエル領域に形成するトランジスタ
のしきい値を制御するためのチャネル・ドーズ領域を形
成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. A plurality of first n-type well regions, a plurality of second n-type well regions, and a plurality of first p-type well regions are formed in a p-type semiconductor substrate. After forming a second p-type well region in one n-type well region, impurity ions are introduced into the entire surface without using a mask, thereby controlling a threshold value of a transistor formed in each of the well regions. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising forming a channel dose region for the semiconductor device.
【請求項4】 上記第2のp型ウエル領域に一対の負荷
素子と共にフリップフロップ回路を構成する一対のドラ
イバトランジスタ、及び、一対のアクセストランジスタ
を形成すると共に、上記第2のn型ウエル領域及び上記
第2のp型ウエル領域内に周辺回路を構成するトランジ
スタを形成することを特徴とする請求項3記載の半導体
装置の製造方法。
4. A pair of driver transistors and a pair of access transistors forming a flip-flop circuit together with a pair of load elements in the second p-type well region, and the second n-type well region and 4. The method according to claim 3, wherein a transistor forming a peripheral circuit is formed in the second p-type well region.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6248619B1 (en) 1998-06-05 2001-06-19 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Method of manufacturing a semiconductor device

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