JPS6115595B2 - - Google Patents

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JPS6115595B2
JPS6115595B2 JP53116535A JP11653578A JPS6115595B2 JP S6115595 B2 JPS6115595 B2 JP S6115595B2 JP 53116535 A JP53116535 A JP 53116535A JP 11653578 A JP11653578 A JP 11653578A JP S6115595 B2 JPS6115595 B2 JP S6115595B2
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JP
Japan
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conductivity type
oxide film
region
forming
type semiconductor
Prior art date
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JP53116535A
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English (en)
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JPS5543850A (en
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Koichi Nagasawa
Satoshi Meguro
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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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

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は相補型MOS(CMOSと略称する)
半導体装置の製造技術に関する。
CMOS・ICの製造において、例えばn導電型
シリコン半導体基板の一部にP−ウエルと称する
p導電型領域を形成し、n型基板側にはp+型部
分拡散を、p型領域にはn+型部分拡散を行なつ
てpチヤンネルMOSFET及びnチャンネル
MOSFETをそれぞれ形成する。従来よりこのよ
うなプロセスでp+またはn+拡散を行なう際にそ
れぞれの工程でマスクを設けて不純物拡散を行な
つている。すなわち、p−ウエル側表面にCVD
(気相化学堆積法)酸化膜によるマスクを形成し
てn基板側にp+拡散し、その後上記マスクを取
除きn基板側に新しくCVD酸化膜によるマスク
を形成してp−ウエル側にn+拡散を行なうもの
である。このために単独のpチャンネルMOSIC
やnチャンネルMOSICに比べてマスク形成のた
めのCVD工程及びフオトエツチング工程が少な
くとも2回は必要であり、工程数が増えてプロセ
スが繁雑になり、そのうえ度重なるフオトエツチ
ング工程のためにフイールド部の段差が大きくな
り、その表面に多層に形成される配線に不良を来
たす等の問題を生じた。
本発明は上記した従来技術による欠点を解消す
るべくなされたものである。したがつてこの発明
の1つの目的はCMOSICプロセスのp+及びn+
ース・ドレイン形成の際の工程単縮化であり、他
の目的はIC表面の平坦化による配線の安定化で
ある。
上記目的を達成するため本発明においては、異
なる2つの導電型領域上のゲート酸化膜(ソー
ス・ドレイン上に残した膜)に対し同時にそれら
を突き抜けない程度のエネルギ条件で不純物イオ
ン打込みを行ない、上記不純物と逆導電の不純物
を拡散したい一方の導電型領域上のゲート酸化膜
を除去した状態で他方の導電型領域にゲート絶縁
膜よりのソース・ドレイン拡散を行ない、表面酸
化膜を形成し、2つの領域の酸化膜厚差を利用し
て一方の導電型領域に逆導電型不純物のイオン打
込みによるソース・ドレインを形成することから
成るものである。
以下本発明を実施例に沿つて具体的に説明す
る。
第1図a〜fは本発明によるCMOS半導体装置
の製造プロセスの一実施例を示し、下記の各工程
a〜fとそれぞれ対応するものである。
(a) n-型Si(シリコン)半導体基板(ウエハ)1
の一主面に選択的ボロン(B)イオン打込みにより
p−ウエル2を形成する。一方、ウエツトO2
雰囲気による表面酸化、フオトエツチングによ
りフイールド酸化物(SiO2)膜3を形成する。
以下このフイールド酸化物膜1により囲まれた
アクテイブ領域となるn-型基板表面領域を領
域、p−ウエル表面領域を領域とする。
(b) ドライO2雰囲気による表面酸化を行なつて
領域、の表面に一部がゲートとなる薄い
(500Å程度)酸化物(SiO2)膜4,5を形成
し、その上にポリシリコン層を3000〜5000Åの
厚さにデポジツトし、公知のフオトエツチング
技術によりポリシリコン層の一部を取除き、ソ
ース・ドレインとなるべき対応部分の前記酸化
物膜4,5を露出させるとともにポリシリコン
ゲート6,7を残存させる。
(c) ポリシリコンゲートに対してドナ、例えば
As(ヒ素、リン)をイオン打込みすると同時
に領域、上の酸化物膜に対してそれを突き
抜けないエネルギ条件でイオン打込みをする。
例えばAsの場合、不純物量1×1016cm-2、VAC
=50Kevとする。Pの場合はこれと異なる条
件となる。いずれの場合も酸化物膜に不純物打
込み直後に、その不純物がSi基板表面に転移し
ない条件で行なうことが必要である。
(d) このあと全面をフオトレジスト(感光性耐食
樹脂)で覆い、部分的感光現像処理によつて領
域に形成したマスク(同図に破線8で示され
る)により、領域側の酸化物膜4を選択的に
エツチングしてn-基板1を露出させる。この
状態で熱処理(アニール)することにより、領
域上の酸化物膜5中の不純物を半導体(p-
ウエル表面に拡散し、n+型ソース9、ドレイ
ン10を形成する。
(e) 酸化処理を行なうことにより、領域におい
て露出するn-半導体基板表面及びポリシリコ
ンゲート表面に薄く(約500〜1000Å)酸化物
膜11を形成すると同時に領域においてはソ
ース・ドレイン表面の酸化物膜5の膜厚を増加
させる(1000〜1500Å)ことになる。
(f) 全面にアクセプタ例えばB(ボロン)イオン
打込みを行なう。このBイオン打込みは領域
側の薄い酸化物膜11を透過して下地n-基板
にBをドープし、p+型ソース12、ドレイン
13を形成するが、領域例では比較的厚い酸
化物膜5によつてBがn+ソース・ドレインに
影響を与えることのない程度のエネルギー条件
で行なうものとする。例えばこの場合イオン打
込みされるB不純物量は3×1015cm-2程度とす
る。
このあと図示されないが、アクテイブ領域の酸
化物膜をエツチング除去し、PSG(リン・シリケ
ート・ガラス)をデボジシヨンし、アニールを行
ない、領域、におけるソース・ドレイン及び
ポリシリコンゲートに対するコンタクト・フオト
エツチング・アルミニウム(Al)蒸着、配線パ
ターンエツチングと行なつてCMOS半導体装置を
完成する。
第2図a〜cは本発明によるCMOS半導体装置
の製造プロセスの他の実施例を示し、下記の各工
程a〜cとそれぞれ対応するものである。
(a) 前記実施例で第1図a〜bにより説明した同
様のプロセスを経て領域、上に酸化物膜
4,5及びポリシリコンゲート6,7を形成し
た後、アクセプタ、例えばボロンBイオン打込
みを領域、上の酸化物膜に対してそれを突
き抜けないエネルギ条件で行なう。
(b) このあと領域側にフオトレジスト処理で形
成したマスク(破線14で示される)により、
領域側の酸化物膜5を選択的にエツチングし
てp−ウエル7表面を露出させ、この状態でア
ニールすることにより領域上の酸化物膜中の
不純物Bをn-基板表面に拡散し、p+型ソース
15ドレイン16を形成する。
(c) 酸化処理を行ないp−ウエル表面に薄い酸化
物膜17を形成した後、全面にドナ例えば
As、Pのイオン打込みを行ない、領域と
とにおける酸化物膜厚の差を利用して領域表
面に不純物をドープしn+型ソース18、ドレ
イン19を形成する。
以上実施例で述べた本発明の構成において
p+n+ソース・ドレイン形成工程でフオトエツチ
ング処理が従来法の2回に比べて1回に減少する
ことになり、又、従来法での拡散マスクのための
2回にわたるCVDデポジシヨン工程が不要とな
つた。したがつて本発明によれば(1)工程が短縮さ
れるとともに簡易化される、(2)マスクによる誤差
が少ないから高歩留り化できる、(3)表面の段差が
少ないためアルミニウム配線の断線不良が少なく
なる、(4)製品の信頼性が向上する、(5)コストが節
減できる等の多くの効果が得られる。
本発明は前記実施例に限定されるものでなく、
本発明の思想から逸脱しない限りにおいて多くの
形で応用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図a〜fは本発明によるCMOSプロセスの
一実施例において主要工程の半導体装置の形態を
示す縦断面図である、第2図a〜cは本発明によ
るMOSプロセスの他の実施例において一部の主
要工程の半導体装置の形態を示す縦断面図であ
る。 1……n-型Si半導体基板、2……p-ウエル、
3……フイールド酸化物膜、4,5……一部ゲー
トとなる酸化物膜、6,7……ポリシリコンゲー
ト、8……フオトレジスト・マスク、9……n+
型ソース、10……n+型ドレイン、11……酸
化物膜、12……p型ソース、13……p型ドレ
イン、14……フオトレジスト・マスク、15…
…p+型ソース、16……p+型ドレイン、17…
…酸化物膜、18……n+型ソース、19……n+
型ドレイン。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 半導体基板の一主面にアクテイブ領域として
    第1導電型半導体領域と第2導電型半導体領域と
    を形成するとともに各アクテイブ領域の周囲のフ
    イルド領域に厚い絶縁膜を形成する工程、各導電
    型半導体領域表面に一部がゲート絶縁膜となる薄
    い半導体酸化膜を形成する工程、前記酸化膜の上
    のゲート部分に多結晶半導体層を形成する工程、
    全面に第1導電型をつくる不純物を前記酸化膜を
    突き抜けない程度のエネルギ条件でイオン打込み
    する工程、第1導電型領域表面に露出する前記酸
    化膜を除去した状態で熱処理を行なうことにより
    第2導電型領域表面のソース・ドレイン部分に前
    記酸化膜よりの第1導電型不純物を拡散する工
    程、露出する第1導電型半導体領域表面及び酸化
    膜で覆われた第2導電型半導体領域表面に新しい
    酸化膜を形成する工程、第2導電型をつくる不純
    物を酸化膜厚の差を利用して第1導電型半導体領
    域表面のソース・ドレイン部分に選択的にイオン
    打込みする工程とを少なくとも包含する相補型
    MOS半導体装置の製造方法。
JP11653578A 1978-09-25 1978-09-25 Manufacture of complementary mos semiconductor device Granted JPS5543850A (en)

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US4474624A (en) * 1982-07-12 1984-10-02 Intel Corporation Process for forming self-aligned complementary source/drain regions for MOS transistors
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