JPS60233857A - 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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JPS60233857A
JPS60233857A JP8968084A JP8968084A JPS60233857A JP S60233857 A JPS60233857 A JP S60233857A JP 8968084 A JP8968084 A JP 8968084A JP 8968084 A JP8968084 A JP 8968084A JP S60233857 A JPS60233857 A JP S60233857A
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Takashi Aizawa
孝 相澤
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NEC Corp
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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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】 (発明の属する技術分野) 本発明は半導体装置の製造方法、特に寄生バイポーラ効
果のない半導体装置の製造方法に関するものである。
(従来技術とその問題点) 絶縁f−ト型電界効果トランジスタの基板内部にはソー
スをエミッタ、基板をペース、ドレインをコレクタとす
るラテラル構造の寄生バイポーラトランジスタが必ず存
在する。雪崩れ降伏などが原因で基板電位が変わシ、ソ
ース・基板間が順方向にバイアスされると、この寄生バ
イポーラトランジスタはターンオンする。このため、ド
レインの電圧・電流特性に負性抵抗が表われたシ、永久
破壊したシする不都合が起こる。この現象は高比抵抗基
板を用いる高耐圧絶縁ダート型電界効果トランジスタで
は特に顕著に起こる。
また、低消費電力回路として良く知られているC、MO
8回路では、ウェル構造が加わるため、その基板内には
前述のラテラル構造の寄生バイポーラトランジスタに加
え、パーティカル構造の寄生バイポーラトランジスタが
存在する。この二つの構造の寄生バイポーラトランジス
タが被合的に働き、PNPN動作を引き起こすのがいわ
ゆるラッチアップであシ、素子破壊の大きな原因となっ
ている。
このような寄生バイポーラ効果を防止する有力な手段の
一つとしてシールデッドソース構造が特願昭54−13
0143号によって提案されている。
シールデッドソース構造はソース下面を基板と同一導電
形の高濃度層でシールドし、これをソースと等電位にし
たものである。この構造を用いれば、ソース・基板間の
接合が順方向にバイアスされることがないので、寄生バ
イポーラトランジスタがターンオンすることはない。従
って、本構造は高耐圧MO8の寄生バイポーラ効果の防
止、 CMO8のラッチアップ防止に非常に効果がある
シールプツト構造をオフセット形の高耐圧MOSトラン
ジスタに応用した例を第1図に示す。第1図において、
11はP型の高比抵抗シリコン基板、12はトランジス
タの動作に寄与しないソース側面を覆うためのP型拡散
層、13はソース下面を覆うためのP型高濃度、14.
16はN型高濃度層で各々ソースとドレインとなる。ま
た15はN型の低不純物濃度層よシなるオフセットダー
ト、17は多結晶シリコンダート電極である。第1図の
様にソース14はMOS )ランジスタのチャネルに面
した側面を除いて全て高濃度P層でシールドされている
。また、シールド層はソースと同電位になっている。
第1図の高耐圧MO8)ランノスタを製造する方法を以
下に述べる。第2.第3図は従来の製造方法を説明する
ための図である。第2図に示すようにP型シリコン基板
11にピロンの選択拡散によってP型拡散層12を形成
し、基板11の表面上に約9000にの厚さに酸化膜(
8102) 18を設け、その上を窒化膜(5t3N4
) 19で覆う。次にフォトエツチング技術を用いてソ
ース領域20とドレイン領域21との5t3N419を
除去する。この状態でソース領域20をフォトレジスト
で覆い、ドレイン領域21の5IO218を除去し、リ
ン拡散することによって、ドレイン16を形成する。そ
の後、ドレイン16上に厚さ約7000Xの5i022
2を押し込み酸化とCVD法によシ設け、ドレイ/領域
21をフォトレジストで覆い、ソース領域20の810
218を除去する。次に、開口されたソース領域20か
ら基板ll内にボロンのイオン注入(加速電圧150 
keV 、ドーズ(i5X10 cm )とヒ累のイオ
ン注入(加速電圧100 keV 、ドーズ量5X10
15cm 2)とを行ない、シールド層13とソース1
4とを形成する。その後、5i3N4i 9 rSin
218を除去し、第3図に示すように、リンのイオン注
入(加速電圧100 keV 、ドーズ量1.5 X 
10cm−2) ヲ行ってオフセットダート23を形成
する。
次に810224 ヲ厚さ1300X設け、その上にC
VD(化学気相成長)法で約50001の厚さに多結晶
シリコンを堆積さぜ、す/をドーズして・ぞターニング
することによシダート電極17を形成する。
次に810225をCVD法により設け、コンタクトホ
ールを形成した後、蒸着法で厚さ約12μmのアルミニ
ウムを設ける。最後にアルミニウムをパターニングし、
電極26を形成することによってシールドソース構造を
応用したオフセット型の高耐圧MO8)ランノスタが得
られる。
このように、イオン注入打込み法を用いればシールデッ
ドソース構造は自己整合的に形成できるので、微細化、
高密展化にも十分対応できる。
ところで、シールド層はソースよシ深く形成する必要が
あるため、ボロンの打込みは高エネルギーで行なう必要
がある。しかし、高エネルギーのイオン打込み装置は単
位時間内に打込めるドーズ量が小さいので、高エネルギ
ーでシールデッドソース構造を形成すると、生産性が悪
くなるという欠点がある。しかし、低エネルギーで形成
すると、不純物ピークが表面に近くなるため、その後の
熱処理工程によシ、ボロンが横方向に広が、9、MOS
のチャネル層内に突き出し、トランジスタのスレッショ
ルド電圧が高くなる恐れがある。このような欠点を取シ
除くため、以下のようなプロセスが行なわれている。
以下、シールデッド構造を形成するプロセスだけを抜き
出して説明する。
前述の第2図のプロセスに続いて、先ず、開口されたソ
ース領域20から基板ll内にぎロンのイオン注入(条
件は前述と同様)を行ない、シールド層13を形成する
。次に第4図に示すように、5s51’l、s 19を
マスクにして開口されたソース領域20の5in218
側面を約50001エツチングし、その後、5i3N4
19を除去し、ヒ素のイオン注入(栄件は前述と同様)
を行ないソース14を形成する。
このようにすればソース14はシールド層13よシ大き
くできるので、シールド層13層がソース14を越えて
チャネル領域に突き出さないようにすることができる。
従って、本ゾロセスを用いれば、比較的打込みエネルギ
ーの小さなイオン打込み装置を用いてもシールデッドソ
ース構造を自己整合的に形成できる。しかし、本プロセ
スにはシールド層を形成する際に窒化膜のひさしがある
状態できロンを打込むので、打込み領域の境界の制御に
問題があった。
また窒化膜のひさしがある状態で酸化膜のサイドエッチ
全行なうため、サイドエッチ量の制御が難しく、サイド
エッチを多口に行なう必要があった。
このため、微細化を更に進めて行く上での妨げになって
いた。
(本発明の目的) 本発明の目的は上述の様な欠点がないシールデッドソー
ス構造の製造方法に提供することにある。
(発明の構成) 本発明は大きさの異る開口部を持った第1のマスクと第
2のマスクとを使って半導体基板内にイオン打込みを行
ない、それぞれの開口部の大きさに応じた半導体層を該
半導体基板内に形成する工程を少なくとも含む半導体装
置の製造方法において、前記第1のマスクの上から全面
にイオン打込みマスク用の被膜を堆積し、リアクティブ
イオンエッチ法によシ、該第1のマスク開口部の側面に
のみ被膜を残してマスク開口部を縮径し、該マスクを前
記第2のマスクとして用いること全特徴とする半導体装
置の製造方法である。
(発明の原理) 本発明では、第1のマスクの上から全面にイオン打込み
マスク用の被膜を堆積し、リアクティブイオンエッチ法
によシ、第1のマスク開口部の側面にのみ被膜を残して
マスク開口部を縮径し、該マスクを第2のマスクとして
用いることによって、イオン打込みに対して大きさの異
なる開口部を自己整合的に形成するものである。
(実施例) 本発明をオフセット型高耐圧MO8に応用した例をもと
に説明する。
シールデッドソース構造を形成するまでは第2図と同様
である。
第5図において、51はP型の比抵抗ρ=20−の基板
、52はトランジスタ動作に寄与しないソース側面を覆
うためのP型高濃層、53はN型高濃層(ドレイン)、
54.55は5in2.56はソース領域である。先ず
、開口されたソース領域56から510254を第1の
マスクとして基板51内にヒ素のイオン注入(加速電圧
100ksV、ドーズ量5×1015i2)を行ないN
型の高濃度層(ソース)57を形成する。次に第6図に
示すように減圧CVD法によシ約5000Xの多結晶シ
リコン、酸化膜、窒化膜、あるいはこれらの多層による
被膜58を810254の全面に設け、リアクティブイ
オンエッチ法で5in254の平坦部の被膜58を除去
する。すると、ソース領域56の開口されている810
254の側面の被膜58はそのまま残った状態に形成さ
れ、ソース領域56の開口径は被膜58の厚さの分だけ
縮径された状態になる。この開口径が縮径された5IO
454を第2のマスクとして用い、ボロンのイオン注入
(加速電圧150keV r ドーズ量5×1015c
rn−2)を行ないシールド層59を形成する。
あるいは、第5図においてソース領域56を開口した後
、第6図に示すようにソース領域56の5IO254の
側面のみに被膜58を形成し、ソース領域56の開口径
を縮径し、この状態の5in254を第2のマスクとし
て用いて先ずゾロンのイオン注入を行ない、シールド層
59を形成する。その後、5in254の側面の被膜5
8を除去してその開口径を拡径し、この状態の5in2
54を第1のマスクとしてヒ素のイオン注入を行ないソ
ース57を形成する。
このようにして、シールデッドソース構造が形成される
。以下のプロセスは第3Mと同擾である。
(発明の効果) このように本発明によれば従来に比べ大きさの異る二つ
の半導体領域をよシ精度良く自己整合的に形成できるの
で、従来に比べ、よシ微細化、高密度化が可能な寄生バ
イポーラ効果防止のシールデッドソース構造が実現でき
る。
従って、本発明を用いれば従来に比べよシ高集積密度な
二次破壊のない高耐圧MO8)ランジスタ、あるいはう
、チアツブのないCMO8ICが実現できる効果を有す
るものである。
【図面の簡単な説明】
、J 1図〜第4図は従来の製造方法による半導体装置
の断面構造図、第5図〜第6図は本発明の製造方法によ
る半導体装置の断面構造図である。 図において、11.51はP型半導体基板、12.52
はP型拡散層、13.59はP型高濃度層(シールド層
)、14.57はN型高濃度層(ソース)、15.23
は低抵抗層、16.53はN型拡散層(ドレイン)、1
7はダート電極、18.22.24,25.55は酸化
膜、54は第1及び第2のマスクとして用いる酸化膜、
19は窒化膜、20.56はソース領域、21はドレイ
ン領域、26はアルミニウム電極、58は被膜をそれぞ
れ示す。 特許出願人 日本電気株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (リ 大きさの異る開口部を持った第1のマスクと第2
    のマスクとを使って半纏体基板内にイオン打込みを行な
    い、それぞれの開口部の大きさに応じた半尋体層′j&
    :該半導体基板内に形成する工程を少なくとも含む半導
    体装置の製造方法において、前記第1のマスクの上から
    全面にイオン打込みマスク用の被膜を堆積し、リアクテ
    ィブイオンエッチ法により、該第1のマスク開口部の周
    縁にのみ該被膜を残してマスク開口部を縮径し、該マス
    クを前記第2のマスクとして用いることを特徴とする前
    記半導体装置の製造方法。
JP8968084A 1984-05-04 1984-05-04 半導体装置の製造方法 Pending JPS60233857A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5420055A (en) * 1992-01-22 1995-05-30 Kopin Corporation Reduction of parasitic effects in floating body MOSFETs
EP0717448A1 (en) * 1994-12-16 1996-06-19 Sun Microsystems, Inc. Asymmetric low power MOS devices

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