JPS6074663A - 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

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JPS6074663A
JPS6074663A JP58182654A JP18265483A JPS6074663A JP S6074663 A JPS6074663 A JP S6074663A JP 58182654 A JP58182654 A JP 58182654A JP 18265483 A JP18265483 A JP 18265483A JP S6074663 A JPS6074663 A JP S6074663A
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JP
Japan
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region
conductivity type
oxide film
well region
regions
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JP58182654A
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English (en)
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Minoru Kimura
実 木村
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • 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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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

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〕 本発明は相補型半導体装置の製造方法に関し、特に微細
化されたチャネル長を有する相補型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〕
MO8半導体装置では微細化が進むKっれ、ドレイン領
域近傍のチャネル領域において電界集中が起こり、ホッ
トキャリアが発生して、これがダート絶縁膜にトラップ
されることにより、しきい値電圧が変動する等トランジ
スタの不安定性が増大する。
そこで、ドレイン領域(及びソース領域)をチャネル領
域近傍の低濃度不純物領域とこの領域に隣接する高濃度
不純物領域とから構成したいわゆるLDD (Ligh
tly Doped Drain )構造のMOS )
ランリスタが提案されている。こうしたMOS )ラン
リスタではチャネル領域における電界集中を抑制してト
ランジスタの不安定性を減少することができる。
上述したLDD構造を相補型MO8半導体装置に適用し
た場合の製造方法を第1図(a)〜(g)を参照して説
明する。
まず、P−型シリコン基板1表面に部分的にf型ウェル
領域2を形成した後、通常の選択酸化法によりフィール
ド酸化膜3を形成する。次に、フィールド酸化膜3に囲
まれた素子領域にそれぞれダート酸化膜4.4を介して
ゲート電極51.5.を形成する(第1図(、)図示)
。つづいて、ウェル領域2上にホトレジストパターン6
を形成した後、このホトレジストパターン6、ウェル領
域2以外の基板1上のr−)電極51、及びフィールド
酸化膜3をマスクとして例えば砒素(75All+ )
を低ドーズ量でイオン注入する(同図(b)図示)。つ
づいて、前記ホトレジストパターン6を除去した後、ウ
ェル領域2以外の基板1上にホトレジストパターン7を
形成し、このホトレジストノ量ターン7、ウェル領域2
上のダート電極52及びフィールド酸化膜3をマスクと
して例えばがロン(11B+)を低ドーズ量でイオン注
入する(同図(c)図示)。
次いで、前記ホトレジストパターン7を除去した後、全
面に例えば厚さ3000XのCVD酸化膜を堆積し、更
に例えば反応性イオンエツチングによりダート電極51
.52の側壁にCVD酸化膜8.・・・を残存させる(
同図(d)図示)。つづいて、ウェル領域2上にホトレ
ジストパターン9を形成した後、このホ(レジストパタ
ーン9、ウェル領域2以外の基板1上のダート電極52
とその側壁に残存したCVD酸化膜8,8及びフィール
ド酸化膜3をマスクとして例えば75As+を比較的高
ドーズ量、例えば加速エネルギー40 KeV、ドーズ
量2 X 10 ” /cn?の条件でイオン注入する
(同図(、)図示)。つづいて、前記ホトレジストパタ
ーン9を除去した後、ウェル領域2以外の基板1上にホ
トレジス) tJ?ターン10を形成し、このホトレジ
ストノ量ターン10、ウェル領域2上のグー、ト電極5
冨とその側壁に残存したCVD酸化膜8,8及びフィー
ルド酸化膜3をマスクとして例えばIIB+を比較的高
ドーズ量、例えば加速エネルギー4 Q KeV 。
ドーズ量2〜3 X 10 ” 7cm”の条件でイオ
ン注入する(同図(f)図示)。
次いで、前記ホトレジストパターン10を除去した後、
熱処理を行ない不純物を拡散させる。
この結果、ウェル領域2以外の基板1表面にはチャネル
領域近傍のn−型不純物領域11&。
12mとこれらの領域に隣接するn+型不純物領域11
b、12bとからなるソース、ドレイン領域11.12
が形成され、nチャネルトランジスタが形成される。ま
た、ウェル領域2表面にはチャネル領域近傍のp−型不
純物領域13a。
14ILとこれらの領域に隣接するp 型不純物領域1
3b、14bとからなるソース、ドレイン5− 領域13.14が形成され、pチャネルトランジスタが
形成される(同図0)図示)。以下、層間絶縁膜、配線
等が形成されLDD構造の0MO8が製造される。
なお、Pチャネルトランジスタについては第1図(、)
の工程におけるがロンの低ドーズ量のイオン注入を行な
わなくとも、同図(d)の工程においてダート電極5!
の側壁にCVD酸化膜8,8を残存させた後、同図(f
)の工程でのポロンの高ドーズ量のイオン注入だけで、
熱処理時のポロンの拡散係数が大きいことを利用してL
DD構造構造ニラース、ドレイン領域を形成できると考
えられていた。しかし、このような方法ではPチャネル
トランジスタがオフセットになり易く、相互コンダクタ
ンスの低下を招くため、Pチャネルトランジスタについ
てもnチャネルトランジスタと同様に低ドーズ量のがロ
ンイオン注入が必要となる。
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、上述した従来のLDD構造の6− 0MO8の製造方法では、第1図(b)の工程における
砒素の低ドーズイオン注入、同図(C)の工程にオ6け
るゾロンの低ドーズイオン注入、同図(、)の工程にお
ける砒素の高ドーズイオン注入及び同図(f)の工程に
おけるづゾロンの高ドーズイオン注入の4回のイオン注
入工程についてそれぞれ写真蝕刻工程(PEP工程)が
必要であり、製造工程が極めて煩雑化するという欠点が
ある。
〔発明の目的〕
本発明は上記欠点を解消するためになされたものであり
、簡便な工程でLDD構造の相補型半導体装置を製造し
得る方法を提供しようとするものである。
〔発明の概要〕
本発明の相補型半導体装置の製造方法は、第1導電型の
半導体基板に第1及び第2導電型の素子領域を形成し、
それぞれの素子領域上にダート絶縁膜を介してダート電
極を形成した後、例えばシリコンをイオン注入してソー
ス、ドレイン予定部の結晶性を悪化させ、次いで?−)
電極側壁に絶縁膜を残存させた後、それぞれの素子領域
に選択的にソース、ドレイン形成用のイオン注入を行な
い、更に熱処理により不純物を拡散させてLDD構造の
ソース、ドレイン領域を形成することを特徴とするもの
である。
こうした方法によれば、ダート電極近傍の結晶性を悪化
させることにより不純物が拡散しやすくなっていること
を利用して、低濃度不純物領域用のイオン注入を行なわ
なくても通常のソース、ドレイン形成用のイオン注入と
その後の熱処理だけの極めて簡便な工程でLDD構造の
0MO8を製造することができる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を第2図(&)〜(イ)を参照し
て説明する。
まず、P−型シリコン基板21表面に部分的にN−型ウ
ェル領域22を形成した後、通常の選択酸化法によりフ
ィールド酸化膜23を形成する。
次に、フィールド酸化膜23により囲まれた素子領域表
面に熱酸化膜を形成した後、全面に多結晶シリコン膜を
堆積し、更にこれらを順次選択的にエツチングし、ウェ
ル領域22以外の基板2ノ上にダート酸化膜24を介し
てダート電極251を、ウェル領域22上にダート酸化
膜24を介してダート電極251をそれぞれ形成する(
第2図(、)図示)。つづいて、ダート電極251.2
52及びフィールド酸化膜23をマスクとして例えばS
l+あるいはAr+を加速エネルギー10〜60KeV
、ドーズ量1015〜1019Δ−の条件でイオン注入
する。この結果、露出した各素子領域の表面(ソース、
ドレイン予定部)では結晶性が悪化する(同図(b)図
示)。
次いで、全面に厚さ3000XのCVD酸化膜を堆積し
た後、反応性イオンエツチング(RIE)によりダート
電極251,251の側壁にCVD酸化膜26.・・・
を残存させる(同図(c)図示)。
つづいて、ウェル領域22上にホトレジストパターン2
7を形成した後、このホトレジストパターン27、ウェ
ル領域22以外の基板21上のダート電極251とその
側壁に残存したCVD9− 酸化膜26.26及びフィールド酸化膜23をマスクと
して砒素(7″Am )を加速エネルギー40 KeV
 、ドーズ量2 X 10 ” ’ 7cm2の条件で
イオン注入する(同図(d)図示)。つづいて、前記ホ
トレジストパターン27を除去した後、ウェル領域22
以外の基板21上にホトレジストパターン28を形成し
、このホトレジストパターン28、ウェル領域22上の
ダート電極252とその側壁に残存したCVD酸化膜2
6.26及びフィールド酸化膜23をマスクとしてがロ
ン(11B+)を加速エネルギー40 KeV 、ドー
ズ量2〜3 X 10 ” 7cm”の条件でイオン注
入する(同図(、)図示)。
次いで、前記ホトレジストパターン28を除去した後、
熱処理を行ない不純物を拡散させる。
この際、ダート電極251 、i!52側壁に残存した
CVD酸化膜26.・・・下の素子領域は第2図(b)
の工程の81+(あるいはAr+)のイオン注入により
結晶性が悪くなっており、不純物が拡散しやすくなって
いる。一方、第2図(d)及び(e)の−1〇− 工程でイオン注入された不純物の濃度プロファイルは素
子領域表面では低濃度となっている。
このため、熱処理により不純物が横方向に拡散すると、
ダート電極251,25.近傍では素子領域の他の部分
より低濃度かつ浅い不純物領域が形成され、しかもトラ
ンジスタがオフセットとなることはない、この結果、シ
ェル領域22以外の基板21表面にはチャネル領域近傍
のn−型不純物領域1j9@、30*とこれらの領域に
隣接するnfi不純物領域29b 、30bとからなる
ソース、ドレイン領域29.30が形成され、nチャネ
ルトランジスタが形成される。
また、ウェル領域22表面にはチャネル領域近傍のp″
′″型不純物領域31m、32mとこれらの領域に隣接
するp %不純物領域31b、32bとからなるソース
、ドレイン領域31.32が形成され、pチャネルトラ
ンジスタが形成される。つづいて、全面に厚さ3000
Xのcvn酸化膜及び厚さ7000XのBP8G膜を順
次堆積し、層11− 間絶縁膜33を形成した後、コンタクトホール34、・
・・を開孔する。つづいて、全面にAl膜を蒸着した後
、バターニングしてAl配線35.・・・を形成し、 
LDD構造の0MO8を製造する(同図(f)図示)。
しかして本発明方法によれば、第2図(b)の工程で8
1+(あるいはAr+)のイオン注入によりソース、ド
レイン予定部の結晶性を悪化させ、同図(c)の工程で
r−ト電極251,252側壁にCVD酸化膜26.・
・・を残存させ、更に同図(d)の工程でAs f選択
的にイオン注入し、同図(e)の工程でB+を選択的に
イオン注入した後、同図(f)の工程で熱処理のみで制
御性よ< LDD構造のソース、ドレイン領域29,3
.0,31.32を形成することができる。すなわち、
必要とするイオン注入工程は3回、イオン注入のための
PEP工程は2回となり、極めて簡便な工程で信頼性の
高いLDD構造の0MO8を製造することができ、素子
の微細化に対応することができる。
12− 〔発明の効果〕 以上詳述した如く本発明の相補型半導体装置の製造方法
によれば、極めて簡便な工程で信頼性の高いLDD構造
の0MO8を製造することができ、素子の微細化に対応
できる等顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(g)は従来のLDD構造の0MO8の
製造方法を示す断面図、第2図(a)〜(f)は本発明
の実施例におけるCMOBの製造方法を示す断面図であ
る。 21・・・P−型シリコン基板、22・・・r凰つェル
領域、23・・・フィールド酸化膜、24・・・ダート
酸化膜、j 51.、、251・・・e−)電極、26
・・・CVD酸化膜、27!、2B・・・ホトレジスト
パターン、29*、30&・・・n−型不純物領域、2
9b。 sob・・・層型不純物領域、29.30・・・ソース
、ドレイン領域、31m、32m・・・p!不純物領域
、31b、32b・・・p 型不純物領域、31゜32
・・・ソース、ドレイン領域、33・・・層間絶縁13
− 膜、34・・・コンタクトホール、35・・・AI配線
。 14− 良へ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1導電型の半導体基板に第1及び第2導電型の素子領
    域を形成する工程と、それぞれの素子領域上Kr−)絶
    縁膜を介してダート電極を形成する工程と、これらダー
    ト電極をマスクとして利用しイオン注入を行ない、露出
    したそれぞれの素子領域表面の結晶性を悪化させる工程
    と、全面に絶縁膜を堆積した後、異方性エツチングによ
    り各ダート電極側壁に該絶縁膜を残存させ、る工程と、
    r−ト電極及びその側壁に残存した絶縁膜をマスクとし
    て利用し、第1導電型の素子領域に選択的に第2導電型
    の不純物を、第2導電型の素子領域に選択的W第1導電
    壓の不純物をそれぞれイオン注入する工程と、熱処理に
    より不純物を拡散させ、第1導電型の素子領域にチャネ
    ル領域近傍の低濃度不純物領域とこれらの領域に隣接す
    る高濃度不純物領域とからなる第2導電型のソース、ド
    レイン領域を、第2導電型の素子領域にチャネル領域近
    傍の低濃度不純物領域とこれらの領域に隣接する高濃度
    不純物領域とからなるソース、ドレイン領域をそれぞれ
    形成する工程とを具備したことを特徴とする相補型半導
    体装置の製造方法。
JP58182654A 1983-09-30 1983-09-30 相補型半導体装置の製造方法 Pending JPS6074663A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07130998A (ja) * 1993-11-01 1995-05-19 Nec Corp 半導体装置の製造方法
US5976925A (en) * 1997-12-01 1999-11-02 Advanced Micro Devices Process of fabricating a semiconductor devise having asymmetrically-doped active region and gate electrode
US6057185A (en) * 1995-09-08 2000-05-02 Sony Corporation Method of manufacturing semiconductor device
US6977392B2 (en) * 1991-08-23 2005-12-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor display device

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