JPS6035560A - Manufacture of n-well complementary type semiconductor device - Google Patents
Manufacture of n-well complementary type semiconductor deviceInfo
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- JPS6035560A JPS6035560A JP58143689A JP14368983A JPS6035560A JP S6035560 A JPS6035560 A JP S6035560A JP 58143689 A JP58143689 A JP 58143689A JP 14368983 A JP14368983 A JP 14368983A JP S6035560 A JPS6035560 A JP S6035560A
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- H01L21/82—Manufacture 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
- H01L21/822—Manufacture 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
- H01L21/8232—Field-effect technology
- H01L21/8234—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
- H01L21/8238—Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(技術分野)
この発明は、工程の短縮化、製造コストの低減化を期す
るようにしたNウェル相補型半導体装置の製造方法に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a method for manufacturing an N-well complementary semiconductor device, which is intended to shorten process steps and reduce manufacturing costs.
(従来技術)
従来、NMO8)ランジスタを使用した半導体装C(た
とえば、EFROM、RAM、CCD)などにおいて、
消費電力の大きい回路部をCMO8回路化して、NMO
8)ランジスタと0MO8)ランジスタを同一半導体基
板上にワンチップ化することが望まれていた@
0M08部はNウェル領域を有する構造体にすることに
より、NMO8IC部と関連した製造工程を比較的簡単
にすることができる。(Prior art) Conventionally, in semiconductor devices C (for example, EFROM, RAM, CCD) using NMO8 transistors,
The circuit section with high power consumption is converted into a CMO8 circuit, and the NMO
8) It was desired to integrate the transistor and the 0MO8) transistor into one chip on the same semiconductor substrate. By making the 0M08 part a structure with an N-well region, the manufacturing process related to the NMO8IC part can be made relatively simple. It can be done.
ここで、従来のNウェル相補型半導体装置におけるソー
ス・ドレイン領の形成方法について、工程順序を側条書
きにして述べることにする。Here, a method for forming source/drain regions in a conventional N-well complementary semiconductor device will be described with the process order as side notes.
(1) Pチャンネルトランジスタ全体をホトレジスト
膜にて覆う。(1) Cover the entire P-channel transistor with a photoresist film.
(2) ホトレジスト膜をマスクとして、Asイオンを
Nチャンネルトランジスタのソース・ドレイン領域にイ
オン注入する。このときのイオン注入の条件として、4
0KeVの エネルギでI E 16 cln−”の不
純物密度で行う。(2) Using the photoresist film as a mask, As ions are implanted into the source/drain regions of the N-channel transistor. The conditions for ion implantation at this time are 4
It is performed at an energy of 0 KeV and an impurity density of IE 16 cln-''.
(3) ホトレジスト膜を0.プラズマにて除去する。(3) Coat the photoresist film to 0. Remove with plasma.
(4)半導体基板全体を1000 ’Cの乾燥窒素中に
て60分高温アニールし、ヒ素の不純物贋金〜0.5μ
mの接合深さとする。(4) High-temperature annealing of the entire semiconductor substrate in dry nitrogen at 1000'C for 60 minutes to eliminate arsenic impurities of ~0.5μ
The joining depth is m.
(5) 次に、Nチャンネルトランジスタ全体をホトレ
ジスト膜にて覆う。(5) Next, cover the entire N-channel transistor with a photoresist film.
(6) ホトレジスト膜をマスクとして、ポロンイオン
をPチャンネルトランジスタのソース・ドレイン領域に
イオン注入する。このときのイオン注入条件としては、
40KeVのエネルギでI Ecm−”の不純物密度で
ある。(6) Using the photoresist film as a mask, implant boron ions into the source/drain regions of the P-channel transistor. The ion implantation conditions at this time are:
At an energy of 40 KeV, the impurity density is I Ecm-''.
(7) ホトレジスト膜を02プラズマにて除去する。(7) Remove the photoresist film using 02 plasma.
(8)次に、ポロンを活性化させるためのアニールを1
000℃の乾燥窒素中にて30分行う。(8) Next, annealing is performed for 1 time to activate Poron.
The test is carried out for 30 minutes in dry nitrogen at 000°C.
以上の方法にて、Nウェル相補型半導体装置のソース・
ドレインを形成した場合、ヒ素およびポロンイオン注入
を選択的に行うためのホトレジスト膜形成工程で2度の
ホトリソグラフィが必要となる欠点があった。By the above method, the source and
When a drain is formed, there is a drawback that photolithography is required twice in the process of forming a photoresist film for selectively implanting arsenic and poron ions.
また、微細MOSトランジスタにおけるショートチャン
ネル効果およびパンチスルーなどの問題も内在していた
。Further, problems such as short channel effect and punch-through in fine MOS transistors were also inherent.
(発明の目的)
この発明は、上記従来の欠点を除去するためになされた
もので、工程の短縮化と製造コストの低減化ならびにシ
ョートチャンネル効果およびパンチスルーを防止できる
Nウェル相補型半導体装置の製造方法を提供すること金
目的とする◇(発明の概要)
この発明のNウェル相補型半導体装置の製造方法は、N
ウェル層を有しかつフィールド領域に酸化膜を有する半
導体基板のアクティブ領域にゲート酸化膜およびゲート
ポリシリコンを順次形成するとともにPチャンネルトラ
ンジスタおよびNチャンネルトランジスタのソース・ド
レイン領域全形成し、Nチャンネルトランジスタのアク
ティブ領域にソース・ドレイン形成用不純物のイオン注
入を行い、Nチャンネルトランジスタのアクティブ領域
においてイオンを注入してアニールを行い、Nチャンネ
ルトランジスタのソース・ドレイン不純物層を形成し、
Nチャンネルトランジスタのソース・ドレイン不純物層
形成後Pチャンネルトランジスタのアクティブ領域にイ
オンを注入してアニールを行ってPチャンネルトランジ
スタのソース・ドレイン不純物層を形成するとともにN
チャンネルトランジスタのソース・ドレイン不純物層に
隣接して第2の不純物層を形成するようにしたものであ
る。(Object of the Invention) The present invention has been made to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks, and is to provide an N-well complementary semiconductor device that can shorten the process, reduce manufacturing costs, and prevent short channel effects and punch-through. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method for an N-well complementary semiconductor device.
A gate oxide film and gate polysilicon are sequentially formed in an active region of a semiconductor substrate having a well layer and an oxide film in a field region, and the source/drain regions of a P-channel transistor and an N-channel transistor are all formed, and an N-channel transistor is formed. ion implantation of impurity for source/drain formation into the active region of the N-channel transistor, and annealing by implanting ions into the active region of the N-channel transistor to form a source/drain impurity layer of the N-channel transistor;
After forming the source/drain impurity layer of the N-channel transistor, ions are implanted into the active region of the P-channel transistor and annealing is performed to form the source/drain impurity layer of the P-channel transistor.
A second impurity layer is formed adjacent to the source/drain impurity layer of the channel transistor.
(実施例)
以下、この発明のNウェル相補型半導体装置の製造方法
の実施例について図面に基づき説明する。(Example) Hereinafter, an example of the method for manufacturing an N-well complementary semiconductor device of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図ないし第4図はその一実施例の工程説明図であシ
、P型半導体基板上にトランジスタのゲート領域まで形
成したNウェルを有する相補型半導体装置のNチャンネ
ルおよびPチャンネルトランジスタの断面構造を示して
いる。1 to 4 are process explanatory diagrams of one embodiment of the present invention, in which cross sections of N-channel and P-channel transistors of a complementary semiconductor device having an N-well formed on a P-type semiconductor substrate up to the gate region of the transistor are shown. It shows the structure.
まず、第1図に示すように、20〜30ΩαのP型半導
体基板1上にN型不純物を〜I E 16 cm−3の
密度でNウェル層2を形成する。First, as shown in FIG. 1, an N-type impurity layer 2 is formed on a P-type semiconductor substrate 1 of 20 to 30 Ωα with an N-type impurity at a density of ˜I E 16 cm −3 .
次に、フィールド領域に1μmの厚さをもつSin。Next, Sin with a thickness of 1 μm in the field region.
膜3を熱酸化にて形成し、さらに、順次500大のゲー
ト酸化膜4.4000大のゲートポリシリコン5をアク
ティブ領域に形成する。このとき、同時にPチャンネル
トランジスタ100のソース・ドレイン領域6、Nチャ
ンネルトランジスタ200のソース・ドレイン領域6′
も形成される。A film 3 is formed by thermal oxidation, and then a gate oxide film of 500 mm and a gate polysilicon 5 of 4000 mm are sequentially formed in the active region. At this time, at the same time, the source/drain region 6 of the P-channel transistor 100 and the source/drain region 6' of the N-channel transistor 200 are
is also formed.
次に、第2図に示すように、Nチャンネルトランジスタ
200のソース・ドレイン形成領域以外をホトレジスト
膜7にて覆い、Nチャンネルトランジスタ2000ンー
ス・ドレイン形成用不純物であるヒ素を40KeV 、
I El 6cy+−”の条件にて、イオン8を注入
する。Next, as shown in FIG. 2, areas other than the source/drain forming regions of the N-channel transistor 200 are covered with a photoresist film 7, and arsenic, which is an impurity for forming the source/drain of the N-channel transistor 2000, is heated at 40 KeV.
Ion 8 is implanted under the condition of "I El 6cy+-".
次に、第3崗に示すように、ホトレジスト膜7(たとえ
ば、厚み8000λ)をO,プラズマにて除去し、さら
に、ヒ素イオンの活性化およびヒ素を半導体基板1内へ
拡散させるためのアニールを1000℃の乾燥窒素中で
10〜30分間行い、Nチャンネルトランジスタ200
のソース・ドレイン不純物1脅10を形成する。Next, as shown in the third diagram, the photoresist film 7 (for example, thickness 8000λ) is removed using O plasma, and further annealing is performed to activate arsenic ions and diffuse arsenic into the semiconductor substrate 1. The process was carried out for 10 to 30 minutes in dry nitrogen at 1000°C, and the N-channel transistor 200
Source/drain impurities 1 and 10 are formed.
次に、Pチャンネルトランジスタ100のソース・ドレ
イン形成用不純物であるBFまたはBF2イオンを]0
i(eV以上でI E 15crn−”の条件によシイ
オン注入9を行う。Next, BF or BF2 ions, which are impurities for forming the source and drain of the P-channel transistor 100, are added to ]0
Ion implantation 9 is performed under the conditions of IE 15crn-'' at i(eV or higher).
次に、第4図に示すように、さらに900〜1000℃
の乾JgM窒素中で30分のアニールを行う。このアニ
ールにより、Pチャンネルトランジスタのたとえば、1
01s〜10 ” cm−”不純物濃度のソース・ドレ
イン不純物層11、Nチャンネルトランジスタのソース
・ドレイン不純物層10およびそれに隣接して形成され
る1 0 ” 〜10 ” cm−”のBFまたはBF
2不純物ill’を形成する。Next, as shown in Figure 4, the temperature is further increased to 900-1000°C
Anneal for 30 minutes in dry JgM nitrogen. By this annealing, for example, 1
The source/drain impurity layer 11 with an impurity concentration of 01s to 10"cm-", the source/drain impurity layer 10 of the N-channel transistor, and the BF or BF with an impurity concentration of 10" to 10"cm-" formed adjacent thereto.
2 impurity ill' is formed.
このときの不純物濃度はBFまたはBF2イオ・ンの注
入条件およびアニールの条件により制御される。この第
4図におけるA−A’の不純物分布は第5図に示されて
いる。The impurity concentration at this time is controlled by the implantation conditions of BF or BF2 ions and the annealing conditions. The impurity distribution along line AA' in FIG. 4 is shown in FIG.
この第5図は横軸に深さをとり、縦軸に不純物濃度をと
って示したものであシ、図中の101はAs(ヒ素)を
と9.102はBFまたはBF2.103は基板濃度を
示す。This Figure 5 shows the depth on the horizontal axis and the impurity concentration on the vertical axis. In the figure, 101 is As (arsenic), 9.102 is BF or BF2.103 is the substrate. Indicates concentration.
以上説明したように、上記第1の実施例では、Nチャン
ネルトランジスタのソース・ドレイン不純物層で第5図
のような不純物分布が得られるため、微細なMOS)ラ
ンジスタにおいて問題となるショートチャンネル効果(
BFまたはB F 2不純物層11′が形成されている
ので、ドレイン領域10からの空乏層の広が9が押えら
れる)およびチャンネルスルーを防止できる。As explained above, in the first embodiment, the impurity distribution as shown in FIG. 5 is obtained in the source/drain impurity layer of the N-channel transistor.
Since the BF or B F 2 impurity layer 11' is formed, the spread 9 of the depletion layer from the drain region 10 can be suppressed) and channel through can be prevented.
また、Pチャンネルトランジスタ100およびNチャン
ネルトランジスタ200のソース・ドレイン形成のため
のホトリソグラフィを1回減少できる。Furthermore, the number of photolithography steps required to form the sources and drains of the P-channel transistor 100 and the N-channel transistor 200 can be reduced by one.
(発明の効果)
以上のように、この発明のNウェル相補型半導体装置の
製造方法によれば、Nウェル層を有しかつフィールド領
域に酸化膜を有する半導体基板のアクティブ領域にゲー
ト酸化膜およびゲートポリシリコンを順次形成するとと
もにPチャンネルトランジスタおよびNチャンネルトラ
ンジスタのソース・ドレイン領域を形成し、Nチャンネ
ルトランジスタのアクティブ領域にソース−ドレイン形
成用不純物のイオン注入を行い、Nチャンネルトランジ
スタのアクティブ領域においてイオンを注入してアニー
ルを行い、Nチャンネルトランジスタのソース・ドレイ
ン不純物層を形成し、Nチャンネルトランジスタのソー
ス・ドレイン不純物層形成後Pチャンネルトランジスタ
のアクティブ領域にイオンを注入してアニールを行って
Pチャンネルトランジスタのソース・ドレイン不純物層
を形成するとともにNチャンネルトランジスタのソース
・ドレイン不純物層に隣接して第2の不純物層を形成す
るようにしたので、微細MOSトランジスタのショート
チャンネル効果およびバンチスルーを防止できる。(Effects of the Invention) As described above, according to the method of manufacturing an N-well complementary semiconductor device of the present invention, a gate oxide film and Gate polysilicon is sequentially formed, and the source/drain regions of the P-channel transistor and N-channel transistor are formed, and impurity ions for forming the source-drain are implanted into the active region of the N-channel transistor. Ions are implanted and annealed to form the source/drain impurity layers of the N-channel transistor. After forming the source/drain impurity layers of the N-channel transistor, ions are implanted into the active region of the P-channel transistor and annealed to form the P-channel transistor. By forming the source/drain impurity layer of the channel transistor and forming the second impurity layer adjacent to the source/drain impurity layer of the N-channel transistor, short channel effect and bunch-through of the fine MOS transistor can be prevented. can.
また、PチャンネルトランジスタおよびNチャンネルト
ランジスタのソース・ドレイン形成に要するホトリン・
グラフィを1回にて行うことができ、高耐圧、高集積、
高歩留り、低消費電力を目的とする半導体装置の製造に
利用できる。In addition, the photorin required for forming the source and drain of P-channel transistors and N-channel transistors is
Graphics can be performed in one go, high voltage resistance, high integration,
It can be used to manufacture semiconductor devices aiming at high yield and low power consumption.
第1図ないし第4図はそれぞれこの発明のNシェル相補
型半導体装置の製造方法の一実施例の工程説明図、第5
図は第4図におけるA−A’線部分の不純物分布を示す
図である。
1・・・P型半導体基板、2・・・Nウェル層、3・・
・5in2膜、4・・・ゲート酸化膜、5・・・ゲート
ポリシリコン、6 、6’・・・ソース・ドレイン領域
、7・・・ホトレジスト、8・・・イオン、9・・・イ
オン注入、工0゜11・・・ソース・ドレイン不純物層
、11′・・・BF’またはBF2不純物層、lOO・
・・Pチャンネルトランジスタ、200・・・Nチャン
ネルトランジスタ。
手続補正書
昭和58年躯5月23日
特許庁長官若 杉 和 夫殿
1、事件の表示
昭和58年 特 許 願第143689 号2、@明の
名称
Nウェル相補型半滌体装II!1の知命方法3、補正を
する者
事件との関係 特 許 出願人
(029)沖知気工梨株式会社
4、代理人
5、補正命令の日付 昭和 年 月 日 (自発)6、
補正の対象
明細ゼトの発明の詐〃u1な説すイの欄および図面の簡
単な説明の櫃)ならひに図面
7、補正の内容
別紙の通り
7 補正の内容
1)明細智2頁7行「化を」を「化及び電気的特性の向
上を」と訂正する。
2)同2頁10行「半導体上」を・「半麻体工」と訂正
する。
3)同2負末行「領の」を1領域の」と訂正する。
4)同3頁11行、4負4行、6頁19行、7頁3杓(
2個所)、8貞6行各々「ヒ素j金「ヒ素」と各々訂正
する。
5)同3負19行r l E cm−2J k [l
E 15om−2Jと訂正する。
6)同8頁6省「をとシ」を「であり」と訂正する。
7)巨18頁15行[チャンネルJ ’(il−r ”
ンチ」と訂正する。
8)IiffJ1ON14行「8・・イオン、9・・・
イオン注入」を「8・・・Asイオン注入、9・・・B
F又はBB’zイオン注入」と訂正する。1 to 4 are process explanatory diagrams of an embodiment of the method for manufacturing an N-shell complementary semiconductor device of the present invention, and FIG.
The figure is a diagram showing the impurity distribution along the line AA' in FIG. 4. 1... P-type semiconductor substrate, 2... N well layer, 3...
・5in2 film, 4... Gate oxide film, 5... Gate polysilicon, 6, 6'... Source/drain region, 7... Photoresist, 8... Ion, 9... Ion implantation , 0゜11...source/drain impurity layer, 11'...BF' or BF2 impurity layer, lOO.
...P channel transistor, 200...N channel transistor. Procedural amendment dated May 23, 1980 Kazuo Wakasugi, Commissioner of the Patent Office 1, Indication of the case 1981 Patent Application No. 143689 2, @ Ming name N-well complementary half-frame body II! 1. Chimei method 3, relationship with the case of the person making the amendment Patent Applicant (029) Okichikari Co., Ltd. 4, Agent 5, Date of amendment order Showa year, month, day (self-motivated) 6,
Specification to be amended: Fraud of Zeto's invention (U1, Explanation A column and brief description of the drawings) Drawing 7, Contents of the amendment As shown in the attached sheet 7 Contents of the amendment 1) Specification, page 2, line 7 Correct ``to change'' to ``to change and improve electrical characteristics.'' 2) On page 2, line 10, ``semiconductor'' is corrected to ``half-height engineering''. 3) Correct the negative ending line ``Ryo no'' to ``1 area''. 4) Page 3, line 11, page 6, line 19, page 6, line 19, page 7, line 3 (
(2 places), each of the 8th and 6th lines is corrected as ``arsenic j gold ``arsenic''. 5) Same 3 negative 19 line r l E cm-2J k [l
Correct it to E 15om-2J. 6) On page 8 of the same page, 6 ministries, ``wotoshi'' is corrected to ``deari''. 7) Giant 18 pages 15 lines [Channel J'(il-r”
"I'm sorry," he corrected. 8) IiffJ1ON line 14 “8...ion, 9...
ion implantation" to "8...As ion implantation, 9...B
"F or BB'z ion implantation".
Claims (1)
半導体基板のアクティブ領域にゲート酸化膜およびゲー
トポリシリコンを順次形成するとともにPチャンネルト
ランジスタおよびNチャンネルトランジスタのソース・
ドレイン領域を形成する工程と、上記Nチャンネルトラ
ンジスタのアクティブ領域にソース・ドレイン形成用不
純物のイオン注入を行う工程と、上記Nチャンネルトラ
ンジスタのアクティブ領域においてイオンを注入してア
ニールを行いNチャンネルトランジスタのソース・ドレ
イン不純物層を形成する工程と、上記Nチャンネルトラ
ンジスタのノースードレイン不純物層形成後上記Pチャ
ンネルトランジスタのアクティブ領域にイオンを注入し
てアニールを行ってPチャンネルトランジスタのソース
・ドレイン不純物層を形成するとともにNチャンネルト
ランジスタの上記ソース・ドレイン不純物層に隣接して
第2の不純物層を形成する工程とよりなるNウェル相補
型半導体装置の製造方法。A gate oxide film and gate polysilicon are sequentially formed in the active region of a semiconductor substrate having an N-well layer and an oxide film in the field region, and the sources and gates of the P-channel transistor and the N-channel transistor are
A step of forming a drain region, a step of implanting impurity ions for forming a source/drain into the active region of the N-channel transistor, and a step of implanting ions into the active region of the N-channel transistor and annealing the N-channel transistor. The step of forming a source/drain impurity layer, and after forming the north drain impurity layer of the N channel transistor, ions are implanted into the active region of the P channel transistor and annealing is performed to form the source/drain impurity layer of the P channel transistor. A method for manufacturing an N-well complementary semiconductor device, comprising the steps of forming a second impurity layer adjacent to the source/drain impurity layer of the N-channel transistor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58143689A JPS6035560A (en) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | Manufacture of n-well complementary type semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58143689A JPS6035560A (en) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | Manufacture of n-well complementary type semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6035560A true JPS6035560A (en) | 1985-02-23 |
Family
ID=15344663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58143689A Pending JPS6035560A (en) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | Manufacture of n-well complementary type semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6035560A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0908947A2 (en) * | 1997-09-29 | 1999-04-14 | Matsushita Electronics Corporation | Method for fabricating semiconductor device with pMIS transistor |
-
1983
- 1983-08-08 JP JP58143689A patent/JPS6035560A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0908947A2 (en) * | 1997-09-29 | 1999-04-14 | Matsushita Electronics Corporation | Method for fabricating semiconductor device with pMIS transistor |
EP0908947A3 (en) * | 1997-09-29 | 2000-08-16 | Matsushita Electronics Corporation | Method for fabricating semiconductor device with pMIS transistor |
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