JPH11233729A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

Info

Publication number
JPH11233729A
JPH11233729A JP10035657A JP3565798A JPH11233729A JP H11233729 A JPH11233729 A JP H11233729A JP 10035657 A JP10035657 A JP 10035657A JP 3565798 A JP3565798 A JP 3565798A JP H11233729 A JPH11233729 A JP H11233729A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type
semiconductor substrate
conductivity type
oxide film
channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10035657A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keitoku Ueda
佳徳 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP10035657A priority Critical patent/JPH11233729A/en
Publication of JPH11233729A publication Critical patent/JPH11233729A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a semiconductor device in which inverse narrow and narrow effects are controlled by the simplified and low cost method to eliminate the narrow effects in both P-channel and N- channel transistors. SOLUTION: This manufacturing method comprises a process to form the P-type and N-type wells on a P-type semiconductor substrate 1, a process to selectively form an oxidation proof film 5 on a semiconductor substrate 1, a first ion injecting process to inject the P-type impurity ion on the self- alignment basis using the oxidation proof film 5 as the mask, a process to selectively form a field oxide film 6 on one main surface of the semiconductor substrate and a second ion injecting process to inject P-type impurity ion from the upper part of the field oxide film 6.

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】この発明は、半導体装置の製
造方法に関し、Pチャネル(Pch)トランジスタ及び
Nチャネル(Nch)トランジスタにおけるナロー効果
を改善する半導体装置の製造方法に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device for improving a narrow effect in a P-channel (Pch) transistor and an N-channel (Nch) transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2は、従来のフィールド酸化膜(素子
分離領域)で素子分離された半導体装置のチャネル幅
(W)方向の断面図である。図2に示すように、例え
ば、P型シリコン半導体基板20上に周知のLOCOS
法により、フィールド酸化膜21が設けられており、こ
のフィールド酸化膜21の下にはP型チャネルストッパ
ー層22が設けられている。ゲート絶縁膜23を介して
ポリシリコンなどからなるゲート電極24が設けられ、
基板20にはN型ソース−ドレイン25が設けられてい
る。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a cross-sectional view in the channel width (W) direction of a semiconductor device which is isolated by a conventional field oxide film (element isolation region). As shown in FIG. 2, for example, a well-known LOCOS is formed on a P-type silicon semiconductor substrate 20.
A field oxide film 21 is provided by a method, and a P-type channel stopper layer 22 is provided below the field oxide film 21. A gate electrode 24 made of polysilicon or the like is provided via a gate insulating film 23,
An N-type source-drain 25 is provided on the substrate 20.

【0003】ところで、パターンの微細化に伴って、ト
ランジスタの活性化領域の幅は減少し、チャネルストッ
パ層の入り混みの問題、即ち、チャネル幅(W)が小さ
くなるにつれしきい値電圧(Vth)が上昇する現象で
あるナロー効果が問題になってくる。従来、トランジス
タのナロー効果を抑制する方法としては、フィールド酸
化膜下のチャネルストッパ領域からの不純物の浸み出し
を抑えることが有効とされてきた。
By the way, as the pattern becomes finer, the width of the active region of the transistor decreases, and the problem of crowding of the channel stopper layer, that is, the threshold voltage (Vth) decreases as the channel width (W) decreases. The narrow effect, which is a phenomenon in which) rises, becomes a problem. Conventionally, as a method of suppressing the narrow effect of a transistor, it has been effective to suppress the seepage of impurities from a channel stopper region below a field oxide film.

【0004】例えば、特開平3−64946号公報に
は、チャネルストッパの注入エネルギーを大きくし、チ
ャネルストッパの注入ピーク位置を下げてフィールド酸
化膜表面の不純物濃度を薄くすることにより、トランジ
スタチャネル領域へのチャネルストッパ浸み出しを抑制
する方法が開示されている。
For example, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 3-64946 discloses that the implantation energy of a channel stopper is increased, the implantation peak position of the channel stopper is lowered, and the impurity concentration on the surface of the field oxide film is reduced, so that the transistor channel region is reduced. A method for suppressing the seepage of the channel stopper is disclosed.

【0005】また、特開平2−278747号公報に
は、シリコン窒化膜をパターニング後、サイドウォール
スペーサを形成し、後のチャネル領域との距離をかせぐ
と共に、チャネルストッパとして拡散定数の違う2種の
イオン種(例えばAsとP)を用いることにより、トラ
ンジスタのVthを高く保ちつつ、トランジスタの活性
領域エッジ部は拡散定数の大きいイオン種のみで薄く不
純物濃度を設定する方法が開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-278747 discloses that after patterning a silicon nitride film, a sidewall spacer is formed to increase the distance to a subsequent channel region, and two types of diffusion stoppers having different diffusion constants are used as channel stoppers. A method is disclosed in which the ion concentration (for example, As and P) is used to keep the Vth of the transistor high, and to set the impurity concentration at the edge of the active region of the transistor to be thin with only the ion species having a large diffusion constant.

【0006】更に、特開平5ー28351公報には、フ
ィールド酸化後のシリコン窒化膜をマスクにして、チャ
ネルストッパ用のイオン注入を行う。これにより、トラ
ンジスタ活性領域とオフセットを持つことができ、浸み
出しを抑制する方法が示されている。
Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-28351, ion implantation for a channel stopper is performed using the silicon nitride film after field oxidation as a mask. Thereby, a method can be provided in which the transistor active region and the offset can be provided, and oozing is suppressed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、チャ
ネルストッパの注入ピーク位置を下げる方法や、注入時
にオフセット(Offset)領域を持たせ、あらかじ
め横方向拡散分を確保して活性領域への浸み出しを抑え
る方法等が提案されている。
As described above, the method of lowering the injection peak position of the channel stopper, the provision of an offset (Offset) region at the time of injection, the provision of a lateral diffusion amount in advance, and the immersion into the active region are ensured. A method for suppressing protrusion has been proposed.

【0008】しかし、これらの方法では、浸み出しを抑
えることにより、図2に示すように、不純物の低濃度領
域26が生ずる可能性がある。このような場合に、図2
の低濃度領域26の濃度がトランジスタのチャネル領域
の不純物濃度に比べて薄かった場合、通常のナロー効果
とは逆に、チャネル幅(W)が小さくなるほどVthが
下がってしまう逆ナロー効果を示す。図3の破線が逆ナ
ロー効果、実線が通常のナロー効果である。
However, in these methods, as shown in FIG. 2, there is a possibility that a low-concentration region 26 of impurities may be generated by suppressing seepage. In such a case, FIG.
When the concentration of the low-concentration region 26 is lower than the impurity concentration of the channel region of the transistor, an inverse narrow effect is exhibited, in which Vth decreases as the channel width (W) decreases, contrary to the usual narrow effect. The broken line in FIG. 3 indicates the reverse narrow effect, and the solid line indicates the normal narrow effect.

【0009】特に、メモリ等、比較的小さいチャネル幅
(W)のトランジスタ(Tr)を用いる回路では、逆ナ
ロー効果により、スタンバイ電流の増加など、カットオ
フ特性の劣化が問題となる。また同時に、ウェル内のト
ランジスタについては、通常基板側よりウェルの濃度が
比較的濃いため、チャネルストッパは注入されず通常の
ナロー効果を示すことが多い。即ち、基板側のトランジ
スタの逆ナロー効果により、Pch/Nchトランジス
タのVthバランスは非常に悪く、即ち、一方は高く、
他方は低くなるため、回路構成上問題になることが更な
る懸念事項として挙げられる。
In particular, in a circuit using a transistor (Tr) having a relatively small channel width (W), such as a memory, there is a problem of deterioration of cutoff characteristics such as an increase in standby current due to an inverse narrow effect. At the same time, since the concentration of the well in the transistor in the well is usually higher than that of the substrate side, the channel stopper is not implanted and a normal narrow effect is often exhibited. That is, the Vth balance of the Pch / Nch transistor is very poor due to the reverse narrow effect of the transistor on the substrate side, that is, one is high,
Since the other is low, it is a further concern that the problem may occur in the circuit configuration.

【0010】この発明は、上述した従来の問題を鑑みな
されたものにして、できるだけ簡便且つ低コストな方法
で逆ナロー及びナロー効果を抑制し、Pch、Nchト
ランジスタ共ナロー効果の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 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and provides a method of manufacturing a semiconductor device which suppresses reverse narrow and narrow effects by a method as simple and inexpensive as possible, and which has no narrow effect for both Pch and Nch transistors. The aim is to provide a method.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明は、第1の導電
型の半導体基板上に第2の導電型のウェルを形成する工
程と、前記半導体基板上に耐酸化性膜を選択的に形成す
る工程と、前記耐酸化性膜をマスクとし、自己整合的に
第1の導電型の不純物イオンを注入する第1のイオン注
入工程と、前記半導体基板の一主面にフィールド酸化膜
を選択的に形成する工程と、前記フィールド酸化膜上か
ら第1の導電型の不純物イオンを注入する第2のイオン
注入工程と、を含むことを特徴とする。
According to the present invention, a step of forming a second conductivity type well on a first conductivity type semiconductor substrate and selectively forming an oxidation resistant film on the semiconductor substrate are provided. A first ion implantation step of self-aligningly implanting impurity ions of a first conductivity type using the oxidation resistant film as a mask; and selectively depositing a field oxide film on one main surface of the semiconductor substrate. And a second ion implantation step of implanting impurity ions of a first conductivity type from above the field oxide film.

【0012】また、前記第1のイオン注入工程で注入す
るイオンのドーズ量は2E13cm -2以下にすることが
好ましい。
In the first ion implantation step, the ion implantation is performed.
Dose of ions is 2E13cm -2Can be
preferable.

【0013】また、この発明は、前記第1の導電型はP
型、第2の導電型はN型であり、前記第2のイオン注入
工程は、第2の導電型のウェルを被覆した状態で行うこ
とを特徴とする。
Further, according to the present invention, the first conductivity type is P
The mold and the second conductivity type are N-type, and the second ion implantation step is performed in a state where the well of the second conductivity type is covered.

【0014】上記した構成によれば、ナロー効果抑制用
のイオン注入をフィールド酸化前に自己整合的に全面注
入し、チャネルストップ用のイオン注入をフィールド酸
化後に行っているため、NchトランジスタとPchト
ランジスタのナロー効果が抑制できる。
According to the above structure, the ion implantation for suppressing the narrow effect is entirely implanted in a self-aligned manner before the field oxidation, and the ion implantation for the channel stop is performed after the field oxidation. Can reduce the narrow effect.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
き図1に従い説明する。図1は、この発明にかかる半導
体装置の製造方法を工程別に示す断面図である。尚、図
はトランジスタのチャネル幅(W)方向の断面を示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention step by step. The figure shows a cross section of the transistor in the channel width (W) direction.

【0016】まず、図1(a)に示すように、P型シリ
コン半導体基板1に、Nウェル領域2、Pウェル領域3
を形成した後、シリコン酸化膜4を形成する。ここで
は、P型半導体基板1としては、例えば、20Ωcmの
抵抗率、P型不純物濃度が6E14cm-3 のものを用
いる。そして、Nウェル領域、Pウェル領域の不純物濃
度は、例えば1E17cm-3 の濃度に形成する。
First, as shown in FIG. 1A, an N-well region 2 and a P-well region 3 are formed on a P-type silicon semiconductor substrate 1.
Is formed, a silicon oxide film 4 is formed. Here, as the P-type semiconductor substrate 1, for example, a substrate having a resistivity of 20 Ωcm and a P-type impurity concentration of 6E14 cm −3 is used. Then, the impurity concentration of the N well region and the P well region is formed, for example, at a concentration of 1E17 cm −3 .

【0017】また、Pウェル領域3、Nウェル領域2は
レトログレードウェルで形成することも可能で、この場
合、表面付近の濃度は従来型ウェルに比べ薄くなるの
で、逆ナロー効果が出やすく、この発明による抑制効果
が大きい。
Further, the P-well region 3 and the N-well region 2 can be formed of a retrograde well. In this case, since the concentration near the surface is lower than that of the conventional well, the reverse narrow effect is easily obtained. The effect of the present invention is great.

【0018】続いて、耐酸化被膜5として、シリコン酸
化膜4上にシリコン窒化膜を形成し、この耐酸化被膜4
をパターニングする。この後、P型不純物イオン、ここ
ではボロン(B)を全面にイオン注入する。注入条件
は、例えば、加速エネルギー15keV、ドーズ量5E
12cm-2と従来型のフィールド酸化前に一括注入する
方法に比べかなり薄く注入する。これは、この時点での
注入の目的がチャネルストップではなく、ナロー効果の
抑制のみに限られているからである。故に、ドーズ量と
して好ましくは2E13cm-2以下程度である。
Subsequently, a silicon nitride film is formed on the silicon oxide film 4 as the oxidation resistant film 5,
Is patterned. Thereafter, P-type impurity ions, here, boron (B) are ion-implanted over the entire surface. The implantation conditions are, for example, an acceleration energy of 15 keV and a dose of 5E.
The implantation is 12 cm -2 , which is considerably thinner than the conventional method of batch implantation before field oxidation. This is because the purpose of the injection at this point is not channel stop but is limited only to the suppression of the narrow effect. Therefore, the dose is preferably about 2E13 cm −2 or less.

【0019】その後、図1(b)に示すように、周知の
方法により、半導体基板1の一主面にフィールド酸化膜
6を形成した後、レジスト7でNウェル領域2をカバー
して再度ボロン(B)をイオン注入する。このボロンの
注入は、例えば加速エネルギー200keV、ドーズ量
5E12cm-2で行う。この結果、フィールド酸化前に
形成されたボロン注入領域8とフィールド酸化後に形成
されたボロン注入領域9が図のように分布する。
Thereafter, as shown in FIG. 1B, a field oxide film 6 is formed on one main surface of the semiconductor substrate 1 by a well-known method, and then the N well region 2 is covered with a resist 7 and boron is again formed. (B) is ion-implanted. This boron implantation is performed, for example, at an acceleration energy of 200 keV and a dose of 5E12 cm −2 . As a result, the boron implanted regions 8 formed before the field oxidation and the boron implanted regions 9 formed after the field oxidation are distributed as shown in the figure.

【0020】続いて、ポリシリコン膜をデポジション
し、パターニングしてゲート電極10を形成すると、素
子分離領域表面近傍に3種類の不純物濃度領域11、1
2、13を有する図1(c)に示すのような断面形状が
得られる。即ち、Pウェル領域3中にはチャネルストッ
パ用の濃いP型不純物領域11と、逆ナロー効果抑制用
の比較的うすいP型不純物領域12が形成される。そし
て、Nウェル領域2中には、ナロー効果抑制用の比較的
うすいN型領域13が形成される。
Subsequently, when a polysilicon film is deposited and patterned to form a gate electrode 10, three types of impurity concentration regions 11 and 1 are formed near the surface of the element isolation region.
A cross-sectional shape as shown in FIG. That is, in the P-well region 3, a deep P-type impurity region 11 for channel stopper and a relatively thin P-type impurity region 12 for suppressing the reverse narrow effect are formed. In the N-well region 2, a relatively thin N-type region 13 for suppressing a narrow effect is formed.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明したように、半導体装置の製造
方法においては、ナロー効果抑制用のイオン注入をフィ
ールド酸化前に自己整合的に全面注入し、チャネルスト
ップ用のイオン注入をフィールド酸化後に行っているた
め、NchトランジスタとPchトランジスタのナロー
効果抑制あるいは制御を簡便に且つ低コストで行うこと
ができる。
As described above, in the method of manufacturing a semiconductor device, ion implantation for suppressing the narrow effect is entirely performed in a self-aligned manner before field oxidation, and ion implantation for channel stop is performed after field oxidation. Therefore, the narrow effect suppression or control of the Nch transistor and the Pch transistor can be performed easily and at low cost.

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

【図1】この発明にかかる半導体装置の製造方法を工程
別に示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention step by step.

【図2】従来のフィールド酸化膜(素子分離領域)で素
子分離された半導体装置のチャネル幅(W)方向の断面
図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view in a channel width (W) direction of a semiconductor device in which a device is isolated by a conventional field oxide film (element isolation region).

【図3】図2に示す半導体装置のチャネル幅(W)とし
きい値電圧(Vth)の関係を示す図である。
3 is a diagram showing a relationship between a channel width (W) and a threshold voltage (Vth) of the semiconductor device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 Nウェル領域 3 Pウェル領域 6 フィールド酸化膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 N well region 3 P well region 6 Field oxide film

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の導電型の半導体基板上に第2の導
電型のウェルを形成する工程と、前記半導体基板上に耐
酸化性膜を選択的に形成する工程と、前記耐酸化性膜を
マスクとし、自己整合的に第1の導電型の不純物イオン
を注入する第1のイオン注入工程と、前記半導体基板の
一主面にフィールド酸化膜を選択的に形成する工程と、
前記フィールド酸化膜上から第1の導電型の不純物イオ
ンを注入する第2のイオン注入工程と、を含むことを特
徴とする半導体装置の製造方法。
A step of forming a well of a second conductivity type on a semiconductor substrate of a first conductivity type; a step of selectively forming an oxidation-resistant film on the semiconductor substrate; A first ion implantation step of implanting impurity ions of a first conductivity type in a self-aligned manner using the film as a mask, and a step of selectively forming a field oxide film on one main surface of the semiconductor substrate;
A second ion implantation step of implanting impurity ions of a first conductivity type from above the field oxide film.
【請求項2】 前記第1のイオン注入工程で注入するイ
オンのドーズ量は2E13cm-2以下であることを特徴
とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the dose of ions implanted in the first ion implantation step is 2E13 cm −2 or less.
【請求項3】 前記第1の導電型はP型、第2の導電型
はN型であり、前記第2のイオン注入工程は、第2の導
電型のウェルを被覆した状態で行うことを特徴とする請
求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the first conductivity type is P-type, the second conductivity type is N-type, and the second ion implantation step is performed in a state of covering a well of the second conductivity type. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein:
JP10035657A 1998-02-18 1998-02-18 Manufacture of semiconductor device Pending JPH11233729A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10035657A JPH11233729A (en) 1998-02-18 1998-02-18 Manufacture of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10035657A JPH11233729A (en) 1998-02-18 1998-02-18 Manufacture of semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11233729A true JPH11233729A (en) 1999-08-27

Family

ID=12447954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10035657A Pending JPH11233729A (en) 1998-02-18 1998-02-18 Manufacture of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11233729A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7015554B2 (en) 2003-02-17 2006-03-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device and method for fabricating the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7015554B2 (en) 2003-02-17 2006-03-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device and method for fabricating the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR910002037B1 (en) Semiconductor device and manufacture thereof
KR100373580B1 (en) Manufacturing method of semiconductor device inverse injection part with self-aligned punch-through prevention pocket
JPS6055665A (en) Manufacture of semiconductor device
KR20010051913A (en) Semiconductor apparatus and method of manufacture
JPH07122657A (en) Semiconductor memory and fabrication thereof
US6713331B2 (en) Semiconductor device manufacturing using one element separation film
JPH0637309A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPH1012870A (en) Semiconductor device and its manufacture
JPH11233729A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH05326968A (en) Nonvolatile semiconductor memory and manufacture thereof
JP2917301B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR100311177B1 (en) A method of fabricating semiconductor device
JP3168676B2 (en) Complementary MIS transistor device and method of manufacturing the same
KR100333356B1 (en) A method of fabricating a semiconductor device
KR100271801B1 (en) Manufacturing Method of Semiconductor Device
KR100529656B1 (en) Method for fabricating the MOS transistor
KR100904421B1 (en) Method for manufacturing semiconductor memory device
KR100537272B1 (en) Method for fabricating of semiconductor device
KR100600273B1 (en) Method of manufacturing a transistor in a semiconductor device
JPH06283671A (en) Electronic part capable of having negative operating resistance, and manufacture thereof
KR940001399B1 (en) High ic and manufacturing method thereof
KR100348302B1 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
KR100268924B1 (en) method for manufacturing semiconductor device
JP4228416B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JPH11224945A (en) Semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060509

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060707

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070605

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070801

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080219