JPS60138955A - 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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JPS60138955A
JPS60138955A JP58246476A JP24647683A JPS60138955A JP S60138955 A JPS60138955 A JP S60138955A JP 58246476 A JP58246476 A JP 58246476A JP 24647683 A JP24647683 A JP 24647683A JP S60138955 A JPS60138955 A JP S60138955A
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JP
Japan
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well
conductivity type
ions
implanted
substrate
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JP58246476A
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English (en)
Inventor
Kinnosuke Okutsu
奥津 金之介
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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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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】 〔発明の技術分野〕 不発萌は半導体装置の製造方法に関するもので、特に同
一基板中に一導電型ウエルと逆導電型ウェルを有疹る0
M0EI半導体装置の製造に使用されるものである。
〔発明の技術的背景〕
相補型脳os(0MO8)半導体装置は同一基板上にP
チャネルトランジスタとnチャ゛ネルトランジスタを形
成したもので、これらが直列接続されることにより一方
が導通状態、他方がしゃ断状態にあることから消費電力
が少ないという長所を有する。
従来→OMO′8半導体装置は、半導体基板中に−この
基板白杖逆導電型領域であるpウェルまたはnウェル讐
i成j、との半導体基板上およびpウェルまたはnウェ
ルの上にそれぞれトランジスタを形成するようにしてい
るが、近時の高密度化の要請から半導体素子が小さくて
も良好な動作を行うように基板中にnウェルとnウェル
の双方を形成することが行われる。
第1図はこのようなnウェルとnウェルの双方を有する
ciMos半導体装置における従来のウェル形成工程の
各段階を示す断面図であって、例えばn型半導体基板/
をまず熱酸化し、後に行われるイオン注入の際に基板を
保護するのに必要な厚さ分の熱酸化膜コを形成する(第
1図(a))。次に低濃度側ウェルであるn−ウェルを
形成するため、このn−ウェル領域外の領域上にイオン
注入を阻止するためのレジスト層3奢形成してリン(p
)tたはヒ素(A8)イオンを注入し、約1OOO′C
の熱処理を行うことによυnnタウルグを形成する(第
7図(b))。次に、レジスト3を除去し、n−ウェル
上をレジスト層jで被い、ホウ素(B)イオンを注入し
て同様に熱処理を行ってn−ウェルよシも濃度の高い逆
導電型不純物拡散領域であるp−ウェル6を形成する(
第1図(C))。このときp−領域n−領域よシもはド
ーズ量がl−λ桁長いため深さ方向だけでなく横方向に
も拡散する。すなわちp−拡散領域6は下方に拡散する
だけでなくレジメ)jの縁部よシも横方向拡散長さXj
+たけ侵入した形となる。最後にレジストjを除去すれ
ば、n−ウェルとp−ウェルを有する基板lが完成する
◎この基板を使用して各領域にトランジスタを公知の方
法を用いて形成すればCMOB半導体装置が得られる。
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、上述の横方向拡散長さXj+は深さ方向
拡散長さzjに対してSO〜bO%であってかなシ大き
く素子の微細化を図る上での支障となっている。
また、両ウェルを別工程で行っておシ、レジストマスク
を2種類準備しなければならない他、レジスト塗布や熱
処理は2回ずつ行うため、工程が複雑であるという問題
がある。
〔発明の目的〕
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、両
溝電型ウェルのうちの濃度の高いウェルの横方向拡散長
さを小さくすると共に工程の簡略な0MO8半導体装置
の製造方法を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
上記目的達成のため、本発明においては、ウェル形成領
域全体に一導電型不純物イオンを低濃度に注入し、ウェ
ル形成領域の一部をマスキングして逆導霜型不純物イオ
ンを一導電型不純物イオンよシも高い濃度に注入した後
熱処理を行って一導電型ウエルと逆導電型ウェルとを同
時に拡散形成するようにしており、簡単々工程で横方向
拡散−さの短かいCMO8半導体装置を得ることができ
尿ものである。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照しながら本発明の一実施例嶽詳細に説
明する。
第2図は、本発明にかかる半導体装置の製造方法の各工
程を示す断面図であって、n型半導体基板//を熱酸化
してイオン注入の際の保護膜と々る熱酸化膜lコをまず
形成する(第1図(1))。なお、図示した領域はすべ
てウェル形成領域であるとする。次にこのウェル形成領
域全体にリン(p)イオンを低濃度(ドーズf1oII
〜1012crn−りに注入すると基板//の表面近く
には注入層13が形成される(第、2図(b))。次に
n−ウェル形成領域の上にレジスト/44をリソメラフ
ィ技術を用いて形成し、ウェル形成領域全体にホウ素(
B)イオンをりンよシも高い濃度(ドーズ量10It〜
101*tWI−″)に注入すると、レジス)/ダの形
成されながったp−ウェル形成領域側の基板//の表面
近くにはリンイオンとホウ素イオンが共存する注入層i
sが形成される(第2図(C))。レジストはイオン注
入後は不要であるので除去し、この基板全体をイオン拡
散のため約1ooo’cの雰囲気中で加熱する(第λ図
@))と、リンイオンの拡散によってn−領域/6が、
ホウ素イオンの拡散によってp−領域i’yがそれぞれ
同時に形成される。
ところで、基板の表面近くに不純物イオンを注入し、熱
処理によって不純物拡散を行ったときの横方向拡散長x
jは次の式で表わされる。
xj#、2、/fT1n(”7/、。B)ここでp:拡
散係数(不純物の81類による)t:熱処理時間 CB−表面濃度 CB:基板濃度 であるから、cs/oBの値が小さいtlど横方向拡散
長が小さいことがわかる。本発明(おいて祉p−拡散は
n−拡散とともに行っておシ、表面濃度差は基板に対す
る場合と比べてれるかに小さいから、p−拡散によるp
ウェルの横方向拡散Xjsは基板に直接pウェルを形成
する場合に比べて減少する。
すなわち第3図に示されるように一点鎖線で表わされる
レジスト/’If)端部位置からレジスト側にp−拡散
が拡がった距離をxjl、深さ方向拡散長をzjとすれ
は、Xjtとsajとの関係を調べた実験結果は第μ回
においてOで示された曲線によシ示される。これは、基
板にpウェルのみを形成した場合を表わすA、基板にn
ウェルとpウェルを別個に形成した場合を示すBと比べ
て低下し、特にPに対しては約%〜ケ、の値となってお
シ、本発明の適用によ°シ検方向拡散長が減少したこと
が確認された◎ 第コ図&3)の状態からpウェルi’tおよびnウェル
16にトランジスタ等を公知の方法を用いて形成すれば
CMOB半導体装置が得られる。
以上の実施例においては基板表面保饅のために基板上に
熱酸化膜を形成するようにL7ているが、イオン注入条
件によって基板の損傷が少ないときは省略することがで
きる。また、イオン法人時には熱酸化膜を設けておき、
不純物拡散を行う熱処理工程前に除去するようにしても
よい。
また、実施例においては通常の0MO8に見られるよう
に基板をn型低纒度ウェルをn−1これよシ高濃度のウ
ェルをp−としたが必要に応じてp型基板を用い、低濃
度ウェルをp−1これよシ高濃度のウェルをn−として
もよい。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明においては一導電型ウエル形成領
域と逆導電型ウェル形成領域に一導電型不純物を低濃度
に注入し、次に逆導電型ウェル形成領域のみが露出する
ように適尚なマスキン〆を行って逆導電型ウェル形成領
域に逆導電型不純物な一導電型不純物よりも高い濃度に
注入し、熱処理を行って一導電型ウエルと逆導電型ウェ
ルを同時に拡散形成しておシ、イオン一度差によシ逆導
電型ウェルの横方向拡散長を減少させ、高精度のトラン
ジスタ形成が可能となって素子の微細化を図ることがで
きる。
また、両ウェルは一回の熱処理によシ同時に拡。
数形成されるため、工程が簡単で、コストダウン′:を
可能にする。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のn−ウェルとp″″″ウエル含有10M
O8半導体装置の製造工程の一部を示す断面図、第2図
は本発明の一実施例における製造工程を示。 すW1面図、193図は横方向拡散長さを示す断面図こ
第4図は本発明の効果を示すグラフである。 /弘・・・レジスト、≠、/A・・・11−領域、6.
/り・・・p−領域、/J、/j・・・注入層、xj・
・・横方向拡散長。 出顧人代理人猪股消 第1図 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 /、半導体基板のウェル形成領域全体に一導電型不純物
    イオンを低濃度に注入する工程と、前記ウェル形成領域
    中の所定−分をマスキレダし、マスキングを行わない部
    分のみに逆導電。 型不純物イオンを前記−導電型示純物イオンよりも高い
    濃度に注入する工程と、 所定の熱処理を行って、前記一導電型不純物イオンのみ
    が注入された領域においてれこの一導電型不純物イオン
    の拡散によって一導電型ウェルを、前記一導電型不純物
    イオンおよび前記逆導電型不純物イオンが注入さhi領
    領域おいてはこれら両不純物イオンの拡散によって逆導
    電型ウェルを同時に形成する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 コ、イオン注入が、半導体基板上に形成された熱酸化膜
    を通して行われるものである特許請求の範囲第1項記載
    の半導体装置のi造パ方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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