JPS5832447A - 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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JPS5832447A
JPS5832447A JP56131978A JP13197881A JPS5832447A JP S5832447 A JPS5832447 A JP S5832447A JP 56131978 A JP56131978 A JP 56131978A JP 13197881 A JP13197881 A JP 13197881A JP S5832447 A JPS5832447 A JP S5832447A
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JP
Japan
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resist
channel
diffusion layer
drain
source
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JP56131978A
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English (en)
Inventor
Yoshikazu Obayashi
大林 由和
Hideo Kotani
小谷 秀夫
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS5832447A publication Critical patent/JPS5832447A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture 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
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture 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
    • H01L21/82Manufacture 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
    • H01L21/822Manufacture 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
    • H01L21/8232Field-effect technology
    • H01L21/8234MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
    • H01L21/8238Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS

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  • Power Engineering (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は相補型MO8電界効果トランジスタを用いた
半導体装置の製造方法に関するものである。
第1図(a)〜第1図偽)紘従来の半導体装置の製造方
法を工程順に示す図である。−例として、Nウェル型の
相補型MOB電界効果トランジスタの製造方法について
説明する。これらの図において、(1)はNウエール、
(2)は素子間を分離絶縁のためのフィールド酸化膜、
(3)はゲート酸化膜、(4)は例えに多結晶シリコン
などのゲート電極形成用のゲート金属層、(5)はレジ
ス)、(6)はNチャネルゲート電極、(7)はPチャ
ネルゲート電極、(s)aレジスト、(9)はPチャネ
ルソースドレイン電極拡散層、(10)はNチャネルト
ランジスタの基板へのコンタクト拡散層、(u)itレ
ジスト、(12)はNチャネルソースドレイン電極拡散
層、(13)UNウェルへのコンタクト拡散層、(14
)は相互配線のための配線用層間絶縁膜、(15)は配
線用金属層である。
次に、上記構成による相補型MO8電界効果トランジス
タの□製造方法について工程順に説明する。
まず、第1図(SL)に示すように、P型基板上にPチ
ャネルMO8)ランジスタ素子を形成するためのN型ウ
ェル(1)を形成する。そして、このPチャネルM0B
トランジスタ素子とNチャネルMOB )ランジスタ素
子との間を分離絶縁するため、フィールド酸化膜(2)
を形成する。次に、第1図(b)に示すように、ゲート
酸化膜(3)を成長させたのち、例えば多結晶シリコン
などのゲート電極形成用のゲート金属層(4)を被着す
る。次に1第1図(e)に示すように1ゲート電極形成
用のレジスト(5)を所定のパターンにパターニングす
る。次に、第1図(d)に示すように、このレジスト(
5)を用いて、ゲート金属層(4)をエツチングすると
とKよって、Nチャネルゲート電極(6)およびPチャ
ネルゲート電極(7)を形成する。さらに、露出してい
るゲート酸化膜(3)をエツチングする。次に1第1図
(e)に示すように1ゲート電極形成用のレジスト(5
)を残したまま、Nチャネルトランジスタをおおうよう
に形成すると共KNウェル電極へのコンタクトをとる部
分が残るように、Pチャネルソースドレイン形成用のレ
ジスト(8)をパターニングする。
この結果、レジスト(8)の力い部分はNチャネルトラ
ンジスタの基板へのコンタクト部分およびPチャネルト
ランジスタのソースドレイン電極形成部分となる。そし
て、このレジストパターンを用いて、例えばボロ/など
のP型不純、物をイオン注入などの方法により、基板中
に選択して導入し、Pチャネルソースドレイン電極拡散
層(9)およびNチャネルトランジスタの基板へのコン
タクト拡散層(10)を形成する。次に、第1図(f)
に示すように、ゲート電極形成用のレジスト(5)およ
びPチャネルソースドレイン形成用のレジスト(8)を
除去し、あらたにNチャネルソースドレイン形成用のレ
ジスト(11)をパターニングする。すなわち、Pチャ
ネルソースドレイン電極拡散層(9)およびPチャネル
ゲート電極(7)およびコンタクト拡散層(10)上に
レジスト(11)が被着される。このときKは、Nチャ
ネルソースドレイン電極拡散層(12)、Nチャネルゲ
ート電極(6)およびNウェルへのコンタクト拡散層(
13)が露出された状態になり、砒素、またはリンなど
のN型不純物がイオン注入により基板内へ導入される。
この結果、Nチャネルソースドレイン電極拡散層(12
)およびNウェルへのコンタクト拡散層(13)が形成
される。次に、第1図(g)に示すように、Nチャネル
ソースドレイン形成用のレジスト(11)が除去され、
例え[1000℃〜1100℃程度の熱処理により、各
々のイオン注入による損傷を回復する。次に、第1図偽
)に示すように、相互配線のために、配線用層間絶縁膜
(14)を被着後、配線用金属層(15)を形成し、相
補型Mos電界効果トランジスタを形成することができ
る。
しかしながら、従来の半導体装置の製造方法ではPチャ
ネルソースドレインを形成するためのイオン注入マスク
としてはゲート電極形成用のレジスト(5)およびPチ
ャネルソースドレイン形成用のレジスト(8)を同時に
用いる必要がある。もしこのとき、ゲート電極形成用の
レジスト(5)がPチャネルソースドレイン形成用のレ
ジスト(8)の写真製版上のパターニング時の失敗など
により、イオン注入以前に除去されることに々ると、P
形イオン注入の導入は微細化のために、ゲートを自己整
合法により行なうためには直接、Pチャネルゲート電極
(7)をそのイオン注入のマスクとしなければならなく
なる。このようにおこなうと、例えばボロ/をP型不純
物として用いるときとの飛程は50KeVで約2000
1であるので、もし、Pチャネルゲート電極(7)が例
えば多結晶シリコンで形成され、その厚さが5000λ
〜3000五程度の膜厚とし、またその下のゲート酸化
膜(3)が1000λ以下であると、注入されたpm不
純物の一部はPチャネルゲート電極(7)およびゲート
酸化11[(3)を突きぬけて、チャネル領域に達し、
表面電荷密度を変化させる。このため、とのPチャネル
トランジスタの閾値電圧vthが変化して、この部分の
トランジスタの閾値電圧の制御を困難にし、極端ガ場合
にはノーマリ−オン型のPチャネルデプレッション型素
子になシ、基本素子となるエンハンスメント型Pチャネ
ルMO8電界効果トランジスタ素子が形成できなくなる
。また、イオン注入エネルギーなどを適当に選択して、
直接チャネル領域に注入されるP型不純物を十分減らし
てもPチャネルゲート電極(7)上にレジスト(5)が
なければ、ゲート電極に多量のP型不純物が導入され、
特にP型不純物としてボロンを用いた場合、ゲート酸化
膜(3)中の拡散係数が大きいので、容易に閾値電圧を
変化させ得るP型不純物がチャネル領域に違し、上記の
場合と同様KPチャネルエンハンスメ/ト素子が形成で
き々くなる。このため、従来法では必然的にゲート電極
形成用のレジスト(5)が完全に残されたまま、Pチャ
ネルソースドレイン形成用のレジスト(8)のパターン
ユングを完全に行なう必要があり、このレジスト(8)
の写真製版上のやり直しは許容できない。もし、失敗が
生じた場合に1その基板を廃却して新たに別の基板を用
意して、再び第1図(1)〜第1図(e) K至る製造
工程をやシ直さなければならないため、製造コストが上
昇するなどの欠点があった。
したがって、この発明の目的は写真製版上の失敗に伴う
製造コストの上昇を防止□することができる相補型MO
8電界効果トランジスタなどの半導体装置の製造方法を
提供するものである。
このような目的を達成するため、この発明はPチャネル
ゲート電極のパターンユングとPチャネルソースドレイ
ン拡散層およびPチャネルトランジスタの基板又祉ウェ
ルへのコンタクト拡散層の形成のためのイオン注入マス
クのレジストパターンユングを一枚のマスクによるレジ
ストパターンで処理し、Nチャネルゲート電極のパター
ンユングとNチャネルソースドレイン拡散層およびNチ
ャネルトランジスタの基板又はつ壬次、すのコンタクト
拡散層の形成のためのイオン注入マスクのレジストパタ
ーンユングを他の一枚のマスクによるレジストパターン
で処理するものであり、以下実施例を用いて詳細に説明
する。
第2図(iL)〜第2図中)はこの発明に係る半導体装
置の一実施例を製造工程1iK示す断面図である。
次に、この製造工程について説明する。まず、第2図(
a)に示すように、肥型基板上にPチャネルM08トラ
ンジスタ素子を形成するためのN型ウェル(1)を形成
する。そして、このPチャネルMO8)ランジスタ素子
とNチャネルM08トランジスタ素子との間を分離絶縁
するため、フィールド酸化膜(2)を形成する。次に、
第1図To)に示すように、ゲート酸化膜(3)を成長
させたのち、例えば多結晶シリコンなどのゲート電極形
成用のゲート金属層(4)を被着する。次に、第2図(
e) K示すように、Pチャネルゲート電極用のレジス
ト(8)およびPチャネルソースドレイン形成用のレジ
スト(8)が形成されるようにパターンユングする。こ
の結果、レジスト(8)はPチャネルゲート電極部分、
Nチャネルソースドレインおよびゲート電極部分、およ
びNウェルへのコンタクト部分のみ残るように形成され
る。したがって、レジストパターンの開孔部はPチャネ
ルトランジスタのソースドレイン、Nチャネルトランジ
スタの基板へのコンタクト部分になる。次に、第2図(
d)に示すように、このパターンユングされたレジスト
(8)を用いて、ゲート金属層(4)およびゲート酸化
膜(3)をエツチングする。そして、このレジスト(8
)を残したit、例えばボロ7などのP型不純物をイオ
ン注入により導入し、Pチャネルソースドレイン電極拡
散層(9)およびNチャネルトランジスタの基板へのコ
ンタクト拡散層(10)を形成する。次に、第2図(e
)に示すように、このレジスト(8)を除去したのち、
Nチャネルソースドレイン形成相qレジスト(11)を
パターンユングする。この結果、このレジスト(11)
はNチャネルゲート電極上、Nチャネルトランジスタの
基板へのコンタクト部分、およびPチャネルトランジス
タのソースドレインおよびゲート電極上を覆う。したが
って、開孔部はNチャネルトランジスタのソースドレイ
ン部分およびNウェルへのコンタクト部分になる。次に
第2図(f)に示すように1このレジスト(11)を用
いて、ゲート金属層(4)およびゲート酸化11f (
3)をエツチングする。そして、このレジスト(11)
を残したままN型不純物のイオン注入を行ない、Nチャ
ネルソースドレイン電極拡散層(12)およびNウェル
へのコンタクト拡散層(13)を形成する。次に、第1
図(ロ))に示すように、レジスト(11)を除去した
のち、熱処理により、各々のイオン注入による損傷を回
復する。次に、第1図(h)に示すように、相互配線の
ために、配線用層間絶縁膜(14)を被着後、配線用金
属層(15)を形成し、相補型MOB電界効果トランジ
スタを形成することができる。
なお、上記実施例でdNウェル型の相補型MO8トラン
ジスタについて説明したが、Pウェル型の相補型M08
トランジスタ、あるいはNウェル型とPウェル型の双方
を同一基板上に設ける相補型M08 )う/ジスタにつ
いても同様にできるととはもちろんである。
以上詳細に説明したように、この発明に係る半導体装置
の製造方法によればPチャネルのゲート電極のパターン
ユングおよびPチャネルソースドレインの形成と、Nチ
ャネルのゲート電極のパタ′−ンユングおよびNチャネ
ルソースドレインの形成とを各々のレジストパターンを
用いて独立に形成できるため、写真製版上のやり直しが
許容できる。しかも2枚のマスクによりソースドレイン
電極およびゲート電極が形成できるため、マスク枚数の
低減による生産歩留りが向上するなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(IL)〜第1図偽)は従来の半導体装置の製造
方法を製造工程順に示す断面図、第2図(a)〜第2図
(h)はこの発明に係る半導体装置の、製造方法の一実
施例を製造工程順に示す断面図である。 (1)・・・・Nウェル、(2)・・・・フィールド酸
化膜、(3)・・・・ゲート酸化膜、(4)・・・・ゲ
ート金属層、(5)・・・・レジスト、(6)・・・・
Nチャネルゲート電極、(7)・・・・Pチャネルゲー
ト電極、(8)・・・・レジスト、(9)・・・・Pチ
ャネルソースドレイン電極拡散層、(10)・・・コン
タクト拡散層、(11)・・・・レジスト、(12)・
・・・Nチャネルソースドレイン電極拡散層、(13)
・・・・コンタクト拡散層、(14)・・・・配線用層
間絶縁膜、(15)・・・・配線用金属層。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を  。 示す。 代理人   葛 野 信 −(外1名)第1図 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 相補型Hog電界効果トランジスタのゲート電極および
    ソースドレイン電極の形成工程において、Pチャネルゲ
    ート電極のパターンニングとPチャネルンースドレイy
    拡散層およびPチャネルトランジスタの基板又紘ウェル
    へのコンタクト拡散層の形成のためのイオン注入マスク
    のレジストパターンニングを一枚のマスクによるレジス
    トパターンで処理し、Nチャネルゲート電極のパターン
    ニングとNチャネルソースドレイン拡散層およびNチャ
    ネルトランジスタの基板又はウェルへのコンタクト拡散
    層の形成のためのイオン注入マスクのレジストパターン
    ニングを他の一枚のマスクによるパターンニングで処理
    することを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP56131978A 1981-08-20 1981-08-20 半導体装置の製造方法 Pending JPS5832447A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0136632A2 (en) * 1983-10-06 1985-04-10 International Business Machines Corporation A single mask process for implanting self-aligned source and drain electrodes to form a cmos structure
JPH01120861A (ja) * 1987-11-05 1989-05-12 Fujitsu Ltd Cmos半導体装置の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0136632A2 (en) * 1983-10-06 1985-04-10 International Business Machines Corporation A single mask process for implanting self-aligned source and drain electrodes to form a cmos structure
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