JPS6066461A - 相補型半導体装置の製造方法 - Google Patents

相補型半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPS6066461A
JPS6066461A JP58175328A JP17532883A JPS6066461A JP S6066461 A JPS6066461 A JP S6066461A JP 58175328 A JP58175328 A JP 58175328A JP 17532883 A JP17532883 A JP 17532883A JP S6066461 A JPS6066461 A JP S6066461A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
well
oxide film
pattern
mask
nitride film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58175328A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiichi Kagawa
恵一 香川
Tadanaka Yoneda
米田 忠央
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP58175328A priority Critical patent/JPS6066461A/ja
Publication of JPS6066461A publication Critical patent/JPS6066461A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

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】 (Comp i emen t ry ) ivr O
S (以下CMO3と略す素子作製の工程の簡略化と、
容易性を目指したものであり、特にウェル工程をアンモ
ニアガス等の窒化性雰囲気で行なう事に関するものであ
る。
従来例の構成とその問題点 従来のCMOS素子の試作プロセスを8r!1図のシリ
コン基板i)[面図のプロセス70−に従って説明する
。0MO8素子は、NチャネルMO’S(以下NMO9
と略す)とPチャネルMO3(以下PMO8と略す)を
同一シリコン基板」二に作製するために、NMO3をP
型シリコン基板(I!+1に作製すれば、PMO3を作
製するためにはNウェルを形成する必要が生じる。ある
いはその逆も考えられる。更には高比抵抗基板を用いて
、PウェルとNウェルの両方を作る事もある。Pウェル
の(夕1jを以下に示す。
面方位が(1oo)、比抵抗か2.6Q−、fi ノN
型/リコン基板1上に、7,000への/リコン酸化膜
2を形成し、それをマスクとして、ウェル形成用の不純
′吻、この場合、ホウ素を5×1012/cm2イオン
注入する。その後1,15σCの不活性ガス雰囲気中で
24時間の高温ドライブイン処理を行なって、深さ6μ
mのPウェル3を形成する。次に、新たに、選択酸化法
を用いて、8.QOoへのフィールド酸化膜4を形成す
る。その後、MO3素子の特性を決定しうるゲート酸化
膜6と多結晶ノリコンゲート電極6を成長させる。そし
て砒素を4×1015/cIn2 イオン注入して高濃
度のNチャネルソース・ドレイン7を設け、ホウ素を2
×10/σイオン注入し、高濃度のPチャネルリース・
ドレイン8を形成する。その後、ゲート電極と上部配線
電極との層間絶縁膜9を堆積し、コンタクト窓10を通
して、出力を外部に取り出すだめの電極配線11を設け
る。
以上がCMOSプロセスの眠要であるが、このうち、ウ
ェルの形成部分のみに再度注目する。第2図に示す様に
先ず、/リコン基板1を厚く酸化7ooo人の酸化膜2
1を形成する。次にウェルのパターンを転写して、レジ
ストをマスクに酸化膜をエツチングして500人の酸化
膜2またけ残す。
次にウェル形成用のイオン注入を行なって高温のドライ
ブイン処理を行なってウェル3を形成する0この時、前
述の薄い酸化膜22は、イオンn−人に対するチャネリ
ング(特定の面方位のみ深く注入され尾を引くプロフィ
ールを示す)を防市すると共に、ドライブイン処理時の
シリコン基板表面の荒れを防ぐ為に、形成されているも
のである0次にドライブイン後に再度、厚い酸化膜ジ3
をやはり7,000人形成する。この酸化によって、ウ
ェル以外の厚い酸化膜部での酸化膜成長率と、ウェル部
の薄い酸化膜部での酸化膜成長率とが違う為に、シリコ
ン基板表面のウェル形成部に2.000人程鹿の段差が
生じる。次に、これらの酸化膜を全面除去して、標準M
OSプロセスに用いられる下敷酸化膜と選択酸化用窒化
膜を形成して、以下第1図に示す通りのプロセスを行な
う。
上記のウェル形成法を用いるのは、次工程の選択酸化工
程に対する位置合わせの1]安を必要とするからである
。従って、ドライブイン後の酸化膜23形成を実行しな
ければ、シリコン基板の表面の段差は形成されず位置合
わせが不5丁能になる。
しかし、この酸化膜形成は、元来素子特性には役立たな
いものであり、しかもウェル形成後に行なうため、せっ
かく形成したウェルの不純物プロファイルが、不純物の
酸化膜中への偏析により変化してしまう欠点を持ってい
る。
又、別の方法として第3図に示す様に7,000人の厚
い酸化膜21の形成後、ウェルのパターン形成を行なっ
て不要部分の酸化膜を除去する。次に1.200人の薄
い酸化膜24を形成する。この時、酸化膜が厚くついて
いる部分には、酸化膜厚の増加はほんのわずかしか見ら
れないが、シリコン基板のウェル部分には500人のシ
リコン基板が1200への酸化膜24に変化してし丑っ
て、500への段差のついた酸化膜24が形成されてい
る。この酸化膜24は又、前述のイオンtlミ人による
チャネリングの防ILと次工程のドライブインに」:る
シリコン基板ダ;Zれを防ぐものである。第3図(b)
の状態にあるものに対して、ウェル形成用のイオ7 i
に人を行ない、高温熱処理を行なってウェル3を形成す
る。次に、これらの酸化膜を全て除去して第3図(d)
の様にした後、選択酸化を行なう/(二めに、下敷酸化
膜26と窒化膜26を形成する。後は選択酸化パターン
を形成してフィールド酸化を行えは第1図(b)の様に
なり、以降、標準MOSプロセスで試作する。
以上の方法を用いれば、前述の方法の欠点である酸化膜
中へのウェルイオンの偏析、シよ解決出来るが、次工程
のマスクに対する位置合わせが不可能となる。それは余
りにも段差が少ないためである。
又、この段差を増やす為に酸化膜24形成を厚くしても
、今度は、その酸化膜を通してウェルのイオン注入を行
なう為、非常に高い加速電圧を心安として、実用的では
ない。
以上のように従来のウェルの形成は位置合わせ。
ウェルイオンの偏析等、複雑で再現性の悪いプロセスと
なっている。
発明の目的 本発明d2、相補型半導体装置の作製工程において、特
にウェルの形成及びフィルド酸化エイ?におけるパター
ン位置合わせ工程の容易上、 ii〕略化の為に、マス
ク合わせ工程を変更し、更に、(14方向の入り込みの
少ないフィルド酸化膜を提供しするものである。
発明の構成 本発明は、従来方式と共に、選択酸化パターンをウェル
パターンのマスク合わぜ位置基準とじて用いて工程を容
易にし、かつ、ウェルのドライブインをアンモニア雰囲
気中で行なう事によって同時に耐酸化性の窒化膜を形成
し、この窒化膜を用いて選択酸化膜パターンを形成する
ものである。
実施例の説明 以下、本発明の実施例を第4図に従って説明する。
フィルド酸化膜形成のだめの選択酸化パターンを形成す
る。この様γ・を第4図(b)に示す。次にこの選択酸
化パターンを位置合わせ基亭としてウェルのレジメ1〜
パターン31出しを行なう。この11.′l、酸化膜2
7の膜厚段差は成長膜厚のみであるが、シリコン基板の
段差と異なり、酸化膜の場合は干渉色が見えるため、6
00人以上酸化膜がついてさえいれば良い。
次にこのウェルのにシストパターン31をマスクとして
イオン注入を行なう。これを第4図(C)に示す。この
時前述のチャネリング等の為に酸化膜を必要とするなら
、第6図に示す様に、選択酸化パターン出しの時に、酸
化膜エッチを除中でやめて、その後、選択酸化バター/
レジストを除去し、ウェルパターンを形成して、イオン
注入を行なう。
この時、酸化膜厚は高々200人 もあれば良い。
第6図(a)に酸化膜27の選択酸化パターンの部分酸
化膜エッチパターンを出し、更に、ウェル形成のレジス
トパターン31を合わせた所を示す。
次にこのレジストをマスクとしてイオン注入を行なって
イオン注入領域3八を形成する。第4図の様にシリコン
基板が露出していても、チャネリング効果は注入時にお
けるシリコン基板面を適切の場合は、何ら心配は不要で
ある。次にこれらレジストを除去した後ドライブインを
行なうわけであるが、この場合、シリコン基板表面を露
出させておく必要がある。従って第6図の場合は、先程
残しておいた酸化膜271だけをエツチングする時間で
全面エッチを行ない、第4図(C)、第6図(b)の様
に選択酸化パターン部のみを表面露出の状態にしておく
次にこの試料を1150”Cあるいは1200”Cでア
ンモニアガス雰囲気中で熱処理を行なう。この場合、不
活性ガスと同時にアンモニアガスを数チル数十チ流す。
あるいは又、アンモニア水を詰めた容器の中に、不活性
ガスを通してバブリングさせても良い。この場合、不活
性ガスは単なるギヤリアガス、稀釈ガスであって、反応
に必要なのはアンモニア成分である。1150’“Cで
24時間、1200℃なら10時間ドライブインする!
JLによって、ウェル3が形成されると同時に前述のソ
、(板の露出部で形成されているわけである。従ってこ
のウェル3が形成された時点において、耐酸化1イ1−
の選択酸化パターン28も形成されており、次エイ“1
゛は直ちに窒化膜をマスクとしてフィルド酸化を行えば
、という事で、本発明を用いれば、マスク合わせ基準が
選択酸化パターンの酸化膜で非常に簡易であり、かつ、
ウェル形成ドライブインと選択酸化用窒化膜形成とを同
時に処理形成することが出来る為に工程が非常に短かぐ
、簡単なものとなる。
なお、ドライブイン工程で、アンモニアを用いずに窒素
だけでは、シリコン基板表面が部分的に窒化されるだけ
で、均一で厚い窒化膜を形成する事は不可能である。
更に、第2の実施例を示す。第6図(a)に示すように
P型(100)で10Q−儂のシリコン基板1」−化膜
を形成するため選択酸化パターンを、ホトす堆積は4o
○℃位の化学堆積法による砒素不純物を含んだCVD酸
化膜あるいはアルコールに溶融させた砒素ガラスをスピ
ンコー(・させるか、もしくは酸化膜を形成した後に、
酸化膜中のみに砒素をイオン注入しておくかすれば良い
。但し、これらの場合、砒素はノリコン基板中には、未
だ拡散されておらず、基板と反対導電型のNウェルとな
と同じように、選択酸化パターンを位置合わせ基準とし
て、Nウェルのレジストパターン31を形うする事によ
って選択酸化用パターン部には熱窒化膜28とウェル3
が形成されると共に、ウェルの周辺には、砒素の拡散層
61も同時に形成される。従って、ウェルはウェル中に
形成されるトランジスタのしきい値電圧に適した濃度の
−j−1であるが、ウェル周辺は、より濃度の濃い層6
1がウェルが取9囲む格好になっている。この実施例の
鳴合、砒素をとりあげたが、その理由は拡散係数が非常
に小さく、横方向への広がりも少なくて済むため、微細
化されたCMOS構造にふされしいと考えられるからで
ある。もし寸法に余裕が持たせられるなら、燐でも良く
、更に、ウェルが本実施例と異なる。Pウェル形成なら
ばホウ素入りのガラスを用いても良い。以上のようにす
れば、ウェルの周辺にはウェルよりも濃度の高い部分が
形成されガートバンドとなって0MO3構造特有のラッ
チアップを防ぐ事が出来るようになるわけである。
発明の効果 以上光たように、本発明を用いれば、ドライブイン工程
と窒化膜形成工程が同1時に処理出来、更に、従来面倒
であったマスク合わせ基準の作製が容易に出来、工程の
簡略化、4」J現性の良好化を411し進める事が可能
になった。史には直接熱窒化膜を用いている為、従来の
化学堆積窒化膜に比べ、はるかに入り込みが少なく、か
つ結晶欠陥の発生しにくいフィルド酸化膜が得られるよ
うになり、今後の微細化の酸化膜絶縁分離法に対して、
非常に役立つすぐれた効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(−)〜(i)は従来のCMOSプロセス工程断
面図、第2図(a)〜(e)、第3図(a)〜(e)は
従来のウェル形成プロセス工程断面図、8I¥4図(a
)〜(e) tよ本発明の一実施例のウェル形成プロセ
スエ’i’、+’= 11ノi而図、第5図体)〜(c
)は本発明の他の実施例のウェル形成プロセス工程断面
図、第6図体)〜(f棟1不発明の他の実施例のウェル
形成プロセス工程断面図である。 1・・・・・−7!j コンM& 、3・・・・・ウェ
ル、27・・・・・・酸化膜、28・・・・・・熱窒化
膜、31・・・・・・ウェル形成用レジストパターン、
6o・・印・選択酸化膜、。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 clか1名@
 1 図 (f)7 第 2 図 第3図 @41!4 第 5 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板上に形成した選択酸化パターンをウェル形成
    パターンのマスク合わぜ位iff ;!I!::411
    とする工程と、前記6択酸化パターンを有する半導体基
    板をアンモニア雰囲気中で熱処理して、窒化膜を形成す
    る工程と、前記窒化膜をマスクとして、前記基板を選択
    酸化する工程とを有するルを特徴とする相補型半導体装
    置の製造方法。
JP58175328A 1983-09-22 1983-09-22 相補型半導体装置の製造方法 Pending JPS6066461A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58175328A JPS6066461A (ja) 1983-09-22 1983-09-22 相補型半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58175328A JPS6066461A (ja) 1983-09-22 1983-09-22 相補型半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6066461A true JPS6066461A (ja) 1985-04-16

Family

ID=15994150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58175328A Pending JPS6066461A (ja) 1983-09-22 1983-09-22 相補型半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6066461A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995022174A1 (en) * 1994-02-15 1995-08-17 National Semiconductor Corporation High-voltage cmos transistors for a standard cmos process

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995022174A1 (en) * 1994-02-15 1995-08-17 National Semiconductor Corporation High-voltage cmos transistors for a standard cmos process
US5578855A (en) * 1994-02-15 1996-11-26 National Semiconductor Corporation High-voltage CMOS transistors on a standard CMOS wafer
US5789786A (en) * 1994-02-15 1998-08-04 National Semiconductor Corporation High-Voltage CMOS transistors on a standard CMOS wafer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3077760B2 (ja) 固相拡散方法
JPS6066461A (ja) 相補型半導体装置の製造方法
JPS6251216A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS58105571A (ja) 半導体素子の製造方法
JPS62266829A (ja) 浅い接合層の形成方法
JPH0212960A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH02133929A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2633525B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP3188132B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS63177561A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS62131538A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS61251163A (ja) Bi−MIS集積回路の製造方法
JP2709714B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH02192125A (ja) 縦型mosfetの製造方法
JPS61166154A (ja) Mis型半導体装置の製造方法
JPS6126223B2 (ja)
JPH0214788B2 (ja)
JP2002313943A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPS58220461A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0225261B2 (ja)
JPH08222738A (ja) 電界効果型半導体装置の製造方法
JPS63193567A (ja) 半導体装置
JPH03191566A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS61280670A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH01265554A (ja) 半導体装置の製造方法