JPS5843562A - 高度集積cmos回路の製造方法 - Google Patents

高度集積cmos回路の製造方法

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JPS5843562A
JPS5843562A JP57142569A JP14256982A JPS5843562A JP S5843562 A JPS5843562 A JP S5843562A JP 57142569 A JP57142569 A JP 57142569A JP 14256982 A JP14256982 A JP 14256982A JP S5843562 A JPS5843562 A JP S5843562A
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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】
この発明は二重ポリシリコン構造から成るスイッチング
キャパシタンスを含む高度集積CMO8電界効果ト、う
1ンジスタ回路を製作する方法1:関する。この方法に
おいてnチャネル又はpfヤネル・トランジスタを収め
る半導・体区塘の形成工程と能動MO8区域に対するイ
オン注入工程の外フィールド酸化膜7塘とゲート酸化膜
の形成、ゲート領域とキャパシタンス構造を作るための
用−ポリシリコン層の析出と構造化は公知の方法で実施
される。                 ゛この発
明の目的は所望の回路の製作に必要な工程段数!できる
だけ少くし・、しかも回路の構成要素の機能が阻害され
ることのないCMO8製作方法を提供することである。 更(二この方法は2シリコン・ゲート方式のスイッチン
グキヤノくシタンス構造がnおよび′pチャネルトラン
シスノiJXら成る回路の製作過程中特別な4スキング
工程段ン追加することなく作られるようになっていなけ
ればならない。 高度集積相補形MO8電界効菓トランジスタ回路(CM
O8回路)を製作する従来の方法ではれチャネルトラン
ジスタとpチャネルトランジスタのソース・ドレン領域
のイオン注入に互に異った掻めて複雑な技術が使用され
た。 T@ 0hKoneその他による論文(Siliean
7Qata n−WllCMO8Process by
 Full Ion −Implantation T
echnolagyIEEIシ Transact、1
lectr、De71vices ED T 2  〒
 、p、1789−1マ95.1980月=よりnチャ
ネル・トランジスタに対するn イオン注入とpチャネ
ル・トランジスタに対するp イオン注入に別々のマス
クを使用することが公知である。この方法は歩留りの点
で橋めて問題の多い製造工程を補助マスクの追加によっ
て更に困難1ニするという欠点を持つ。 別の方法としてソース:・ドレン・−イオン注入に単一
のマスクを使用しそ、、+7?代りに二重の異ったイオ
ン注入を実施し一つの1禰電型の拡散領域に他の導電型
のドーパントをイオン注入して超過ドーピングを行なう
ことが文献(L、C,Pa−rillo et al”
 Twj n Tub 0MO8−A Technol
ogy f o rvLSI−Circuits  ”
 # Techn、Dtg*  IEDMe21j−1
(1980)、9.752−755)l二記載されてい
る。この方法の欠点は垂直侵入深さが05ニ鶴以下の偏
平なソース・ドレン領域が作られないことである。 更にこれらの公知方法では二重ポリシリコン・ゲー)、
CMO8方式においてキャパシタンス構造を作る際に誘
電層の構造形成にマスクの追加が必要となり製造歩留り
の悪化を招くことである。 これらの欠点の総てを除去するために、両方のソース・
ドレンイオン注入に単一のマス′りt使用し、更に一つ
の拡散領−謔に対して二重イオン注入を実施する必要が
なくなるようにすることがこの発明の重要な構成要:累
となる。 上記の目的は冒;に挙げた高度集積CMO8−FET回
路の製造方法に始・)1シて次の工程段階を採用する″
)′1 ことによって達成される。 (a)、ポリシリコン構造が作・られている基板の表、
面全体を熱酸化し、ポリシリコン構造上の酸化膜の厚さ
d、がキャパシタンス構造の絶縁層の所望の厚さに対応
し、同時にソース・ドレン区域上の酸化膜の厚さd、が
後で行われるpチャネルトランジスタの・ソース・ドレ
ン区域形成のためのイオン注入に際してマスク作用を行
なわない厚さとする。 市) pチャネルトランジスタのソース・ドレン7謔を
マスクする窒化シリコン層を続くソース・ドレン・イオ
ン注入のイオンエネルギーに適合した厚さζ二全面的に
析出させる。 (e)  :li化シリコン層に構造を作りpチャネル
トランジスタの各区域とキャパシタンス形成用のポリシ
リコン構造が窒化シリコン層で覆われているようにする
。 (d)  nチャネル・トランジスタのソース・ドレン
区域形成用のイオン注入を実施する。 (e)  表面を熱酸化し、nチャネル・トランジスタ
のソース・ドレン区域上の酸化膜の厚さd6をマスク層
として充分な厚さとする。 (f)  窒化シリコン層を除去、する。 rg)p巴Pヤネル・トランジスメQ〕ソース・ドレン
区域形成のための全面的イオン注入を実施する。 山) 第二ポリシリコン層を析出させ、キャバ、シタと
スを構成する構造を作る。   ・ 、〜(i)  絶
縁層と接触孔と金属導体路構造を公知方法によって作る
。 工程段(a)の酸化処理により一方では基板表面上(二
露出した酸化膜が迷走酸化膜となると同時に絶縁層中に
要求されているコンデンサ醇化膜がポリシリコン構造の
上に所!の厚さに成長して二つのソース・ド、レン・イ
オン注入に際してマスク層と、して作男し、ポリシリコ
ン層の縁端部においてプルパック効果を引き起す。この
効果により注入の縁端がポリシリコン層から引き戻され
るがソース・ドレン・イオン注入シ=対するポリシリコ
ン層の自己整合特性は保持される。続くソース・ドレン
領域からの横方向拡散(二よりゲート領域に僅かな回り
込み拡!&が行なわれミラー容@(ゲート・ソース領域
間およびゲート・ドレン領域間の寄生容量)が著しく減
少する。これによってスイッチング速度が上昇する。従
って酸化時間を決する量はコンデンナ酸化膜の所望の厚
さくd、 −d   )OX である。 上記の工程(:おいて新規でありしかも重要であるのは
この酸化工程が電気通信用のフィルタ要素軒おいてRC
回路の抵抗となるスイッチング・コンデンサ構造の絶縁
膜の形成に使用されることである。これによって従来の
一造工程において必要であった一つのマスクを省略する
ことができる。 この発明&:/J/る、製造工程は補助のスイッチング
・コンデンサを使用しない□相補形電界効果ト、ランジ
スタ回路の製作(:fL★“・形態とすることi可能で
ある。この場合工程段j、−、i彎)は除かれ、工程段
階(a)において作られた酸化膜の厚さの調整は厚さd
3の酸化lIを作り工程段階(e)(!:おいて窒化シ
リコン層の構造を作ってpチャネル・トランジスタ領竣
される。 この発明の一つの実施例に従って製作される途中の処理
品の構造を示した一第1図乃至第6図についてこの発明
を更に詳細に説明する。総ての図面に1いて対応する部
分(二は同じ番号がつけられている。この実施例ではV
LSI技術による集積半導体回路を製作するための0M
O8過程におい7pおよびnチャネルトランジスタのソ
ース・ドレン・イオン注入過程とコンダン4F−構造の
形成過程を説明する。 第1図: 第一ポリシリコン層、5の構造作成までの工程は従来の
0MO8製造工程が採用される。従って従来°”“°″
−z?f¥7ζ、1ご“9“′”″“ランジスタに対す
る 、7区域2゛、フィールド酸化膜3およびゲート酸
化lI!4を除いて図に示されて1(ない、第1図はゲ
ート酸化膜4が厚さdl例え!f a o nmに析出
し、ポリシリコン層5が厚さd。 例えばs o o nmに析出した後の断面構造を示す
。 第2図: ゲート領、#5aとコンデンサ構造5b(下側第一電極
)となる構造を第一ポリシリコン層5に作、つた後表面
合体を熱酸化して厚さd、が40 nmの酸化膜を約5
0 fimの厚さd、まで成長させると同時に厚さd、
が約100 nmの酸化膜6をポリシリコン領jll!
5a−と5bの上に成長させ、nおよびpチャネルのト
ランジスタのソース・ドレン・イオン注入に際してマス
クとして使用し、ポリシリコン領域5aの縁端において
プル・バック効果を発生させる。この酸化処理の時間を
決定する置はポリシリコン領域5aと5bの上にある酸
化III 6.8 d a 5114 d cox T
あう゛。’ニー0)Hイ、6および迷走酸化物5二よっ
て補強された酸化膜
【4】が、ここで形成される窒化シ
リコン層1に対する基礎となる。この窒化シリコン層の
−厚さd、はp型区域2にnチャネル・トラレジスタを
作る際のヒ素イオン注入に対するマスク作用に充分な値
に選ばれる。この実施例ではdllmloonmである
。 第3図: 構造が作られた窒化シリコン層’ra’6続くAr+イ
オン注入8に際してマスクとして使用する。このイオン
注入のイオン面密度と加速エネルギーは3X10cm 
 乃至lXl0  em   、aokeV、乃至xo
okeVに選ぶ。これによりnチャネル・トランジスタ
のソース・ドレン区域9が作られ、続く酸化処理C:際
して増強される。 第4図: + Ar  イオン注入8の後で行なわれる熱酸化によりn
+領域9の酸化層が厚さd6に増強され、pチャネル・
トランジスタ形忌の際のホウ素イオン注入に対して充分
なマスク作用を示す。一つの実施例ではd、 −220
nmであり、nチャネル・トランジスタのゲートの上の
厚さdt  (酸化処理前には厚さdi)は40071
371である。この酸化過程は窒化物層7aが残ってい
るため実際上第二 しacos 過程となる。コンダン
ナ酸化膜の厚さdcoxは窒化物マスク1bに゛より不
変である。 簡単のため基板の全表面に存在する酸化膜には第4図な
らびにそれ以下の図面に13として示されている。 第5図: 窒化物構造フa、マ・bを除去したwtpチャネル・ト
ランジスタ形成のためのホウ素イオン注入がマスク無し
に全面的に実施され、その注入密度とイオンエネルギー
は2×IO乃至4XIOcmおよび2a乃至25keV
 に選ばれる。注入されたイオンを更(:拡散させると
pチャネルトランジスタのソース・ドレン区域11が形
成される。 二重ポリシリコン層方式の場合続いて第二ポリシリコン
層?厚さくdg)500nmに析出させるかあるいはケ
イfヒタン多ル(T a S!t )層を厚さくd、)
200乃至31l11.l、o nmに析出させる。 餐 ′1)) この第二ポリシリコン層又はケイ化物層に構造を作りコ
ンデンサ区域の上方の電極12とすると同時5壬図に示
されていない第二配線層として使用す第6図: 続く絶縁酸化膜14のとりつけ、接触孔の形成、金属導
体路15(例えばアルミニウム/ケイ素、アルミニウム
/ケイ素/チタン)の製作および回路表面の安定化処理
等は公知の方法で行われる。 第6図において■はpチャネルトランジスタ区域。 1はnチャネル・トランジスタ区域、■はコンデンサ区
域である。
【図面の簡単な説明】
@1図乃至@6図はこの発明の一つの実施例の種々の段
階において半導体板に作ら、れている構造の断面図を示
す。 1・・・半導体基板、 2・・・p型区域、 3・・・
フィールド酸化膜、 4・・・ゲート酸化膜、 5a・
・・ゲート7塘、 5.シ・・・コンダンナ構造の電)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 l) 次の工程段で ra)  基板の全表面を熱酸化してポリシリコン構造
    (aa、sb’)の上に形成された酸化膜の厚さd4i
    キャバンタンス構造の絶縁層の所望厚さに対応させると
    同時にソース・ドレ・ン区V (i l)上の酸化膜の
    厚さd。 を後で実施されるpチャネルトランジスタ(11)のソ
    ース・Fレン区域を作るためのイオン注入に対してマス
    ク作用を行なわない値に定める、 (b)   pチャネル・トランジスタのソース・ドレ
    ン区塘ヒマスクする窒化シリコン層(7]をノース・ド
    レン7謔のイオン注入の注入エネルギーに適合した厚さ
    をもって全面的に析出させる、 (c)  pチャネル・トランジスタの各区域およびキ
    ャパシタンスに予定されたポリシリコン構造が窒化i/
    9コン層で覆われているように窒化シリコン層(7a、
    )b〕に構造を作る、 (d)nチャネル・トランジスタのソース拳ドレン区謔
    (9]に対するイオン注入(8]を実施する。 (e)  表面を熱酸化し、nチャネル・トランジスタ
    のソース・ドレン区謔(9)上の酸化膜の厚さd、7続
    くpチャネル・トランジスタのソース・ドレン区M (
    11)!形成させるイオン注入に際してのマスク層とし
    て充分な値にする、 (fi 窒化シリコン層構造(マa 、 7 b)を除
    去する。 rg)   pチャネル・トランジスタのソース書ドレ
    ン区域(11)を作るための全面的イオン注入(10)
    ’4実施する、 市)第二ポリシリコン層(12]を析出させこれに構造
    を作る。 (i)  絶縁層(,14)と接触孔と金属導体路層(
    15)を作る によることビ特徴とする二重シリコン構造のスイッチン
    グキャパシタンスを含む高度集積CMO8回路のシリコ
    ン・ゲート技術番;よる製造方法。 ′) フイグ7グ°キャパシタy3構造を含まない0M
    O8電界効果トランジスタを作るため、特許請求の範囲
    第1項に記載された方法において、 ■ 14段0・)を省略し、 ■ 工程段(a)による讐さd、の酸化膜の形成後七〇
    厚さを調整F・ ′ 0 工程段(c3によるーjヒシリコン層(7a]
    の構造をpチャネルトランジスタ、の区域(1、)だけ
    褌窒化7.具層ア覆ゎ。−’(’Iz、るように作る ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載め方法。 3)第二ポリシリコン層(12)の代を月二高融点金属
    のケイ化物#叫TaSi2の層が使用されることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 4)酸化膜の厚さd4が酸化処理時間を通して50、、
    nmから20 、Onnの町囲内の一つの値  、に調
    整されることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第
    3項のいずれかに記載の方法。 5)窒化シリコン層(7]の厚さdiが501mから1
    .5.0nrnの艷囲内の一つの盛に〒整され 二るこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項乃ゝ) 至第4項のいずれかに記載の方法。 °゛°”゛工’、U、、、、、i’y17)7−“°′
    ″″一区域のヒ素イオ   の際の注入面密度とイ1 オン加速エネルギーがI X I Q  乃至1×−L
    Ocm   および80乃至1o okeV に選ばれ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第5項の
    いずれかに記載の方法。 フ)、酸化膜の厚さd6が酸化膜・理時間を通して10
    0 nmから3 p Onmの範囲内の一つの値に調整
    されることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第6
    項のいずれか(:記載の方法。 8)pチャネル・トランジスタのソース・ドレン区域(
    11〕に対するホウ素イオン注入の面密度とイオン加速
    エネルギーが1×10乃至lXl0  eWm   お
    よび20乃至25 keVに選ばれることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項乃至第7項のいずれかに記載の方
    法。 9〕 第二ポリシリコン層(1”2]の厚さd、が20
    0から500nmの間に、ケイ化層の厚さd8が200
    から300nmの間に調整されることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項乃至第8項のいずれかC二記載の方法
JP57142569A 1981-08-25 1982-08-17 高度集積cmos回路の製造方法 Granted JPS5843562A (ja)

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DE31334687 1981-08-25

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Publication Number Publication Date
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JPH0458191B2 JPH0458191B2 (ja) 1992-09-16

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AT (1) ATE24070T1 (ja)
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