JPS62281463A - 集積回路装置の製法 - Google Patents

集積回路装置の製法

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JPS62281463A
JPS62281463A JP61124950A JP12495086A JPS62281463A JP S62281463 A JPS62281463 A JP S62281463A JP 61124950 A JP61124950 A JP 61124950A JP 12495086 A JP12495086 A JP 12495086A JP S62281463 A JPS62281463 A JP S62281463A
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JP
Japan
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substrate
insulating film
region
transistor
type
Prior art date
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Pending
Application number
JP61124950A
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English (en)
Inventor
Masahiko Hotta
堀田 正彦
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Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Publication date
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Publication of JPS62281463A publication Critical patent/JPS62281463A/ja
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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

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • 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】 発明の詳細な説明 [産業上の利用分野] この発明は、絶縁ゲート電界効果トランジスタを含む集
積回路装置(いわゆるMOS I C)の改良された製
法に関するものである。
[発明の概要] この発明は、半導体基板の表面を選択的に酸化してフィ
ールド絶縁膜を形成する前に、フィールド絶縁膜直下の
不純物濃度を高める(フィールドトランジスタのしきい
値電圧を高める)ためとMO5型トランジスタのソース
−ドレイン間パンチスルーを防止するためとに兼用の不
純物ドープ領域を形成することにより工程の簡略化を図
ったものである。
[従来の技術] 従来、コンプリメンタリMO5型LSIにあっては、フ
ィールド絶縁膜直下のP型反転を防止するためのN型領
域と、PチャンネルMO5型トランジスタのソース−ド
レイン間パンチスルーを防止するためのN型領域とを別
々の工程で形成することが知られている(例えば、「日
経エレクトロニクスJ 、 1982年6月21日、第
178頁参照)。
このような技術を採用する場合、実際の製造工程は1例
えば第11図乃至第19図に示すようになる。
第11図の工程では、N型半導体基板IOの表面にP型
ウェル領域12を形成した後、基板表面にシリコンオキ
サイド膜14を介してシリコンナイトライドを堆積し、
レジスト層18A及びIEIBをマスクとして選択エツ
チングを行なうことにより所望のアクティブ領域に対応
したシリコンナイトライド膜18A及び18Bを得る。
次に、第12図の工程では、P型ウェル領域12をおお
うように基板上面にレジスト層20を配置した後、この
レジスBjF20とシリコンナイトライド膜18B及び
レジスト層18Bの積層とをマスクとしてリンイオンを
基板表面に選択的に注入することによりリンイオン注入
領域22を形成する。このリンイオン注入領域22は、
後述するフィールド絶縁膜の直下における不純物濃度を
高めてフィールドトランジスタのしきい値電圧を高くす
るためのものである。
第13図の工程では、シリコンナイトライド膜+8A及
び16Bをマスクとして基板表面を選択酸化することに
よりフィールド絶縁l1124を形成する。
そして、シリコンナイトライド膜18A及び18B及び
各々の直下のシリコンオキサイド膜部分を除去した後、
各々の除去面を新たに熱酸化してゲート絶縁膜26A及
び28Bを形成する。
第14図の工程では1ゲート絶縁[28Bを露呈させる
ように基板上面にレジスト層28を配置した後、このレ
ジスト層28及びフィールド絶縁膜24をマスクとして
リンイオンを基板表面に選択的に注入することによりリ
ンイオン注入領域30を形成する。このリンイオン注入
領域30は、後述するPチャンネルMO3型トランジス
タのソース−ドレイン間バンチスルーを防止してトラン
ジスタの微細化を可能にするためのものである。この後
、レジスト層28を除去する。
次に、第15図の工程では、フィールド絶縁膜24をマ
スクとしてポロンイオンを基板表面に選択的に注入する
ことによりゲート絶縁膜2EiA及び28Bの直下にそ
れぞれポロンイオン注入領域32A及び32Bを形成す
る。ポロンイオン注入領域32Aは、後述するNチャン
ネルMO3型トランジスタのしきい値電圧を制御するた
めのものであり、ポロンイオン注入領域32Bは、後述
するPチャンネルMo55トランジスタのしきい値電圧
を制御するためのものである。
第16図の工程では、基板上面にポリシリコンを堆積し
た後、所望のゲートパターンに従って選択エツチングを
行なうことによりゲート絶縁11@26A及び26Bの
上にそれぞれゲート電極用のポリシリコン層34A及び
34Bを形成する。
第17図の工程では、ゲート絶縁膜28A及びポリシリ
コン層34Aを露呈させるように基板上面にレジスト層
38を配置した後、このレジスト層38と。
ゲート絶縁膜21(A及びポリシリコン層34Aの積層
と、フィールド絶縁膜24とをマスクとして例えばリン
イオン(ヒ素イオンでも可)を基板表面に選択的に注入
することによりN°型ソース領域38及びN・型ドレイ
ン領域40を形成する。そして、レジスト層36を除去
する。
第18図の工程では、ゲート絶縁膜28B及びポリシリ
コン層34B Q露呈させるように基板上面にレジスト
層42を配置した後、このレジスト層42と、ゲート絶
縁膜28B及びポリシリコン層34Bの積層と、フィー
ルド絶縁膜24とをマスクとしてポロンイオンを基板表
面に選択的に注入することによりP・型ソース領域44
及びP・型ドレイン領域46を形成する。そして、レジ
スト層42を除去する。
この後、第19図の工程では、CVD (ケミカル・ベ
ーパー・デポジション)法により基板上面にシリコンオ
キサイド膜4日を形成した後、注入不純物の活性化を兼
ねてアニール処理を行なう。そして、ホトリソグラフィ
技術により領域38.40.4.4及び46にそれぞれ
対応したコンタクト孔を設けてから例えばアルミニウム
のような配線金属をスパッタ法等により被着して適宜パ
ターニングすることにより配線層5G、 52及び54
を図示のように形成する。
上記した一連の工程によれば、ウェル領域12内には、
Nゝ型ソース領域38及びN゛型トドレイン領域40有
し且つポリシリコン層34Aをゲート電極とするNチャ
ンネルMOS型トランジスタが形成されると共に、基板
のN型部分には、P゛゛ソース領域44及びP゛型トド
レイン領域46有し且つポリシリコン層34Bをゲート
電極とするPチャンネルMO3型トランジスタが形成さ
れる。
PチャンネルMO5型トランジスタに関し、第19図の
A−A ’線、B−B′線及びc−c ’線にそれぞれ
対応した不純物プロファイルを例示すると、第20図(
A)、(B)及び(C)のようになる。
[発明が解決しようとする問題点] 上記した製法によると、パンチスルー防止用のリンイオ
ン注入領域30を設けるために特別にレジスト配置工程
及びイオン注入工程を追加する必要があり、工程が複雑
化する不都合がある。
[問題点を解決するための手段] この発明の目的は、工程数を増すことなくパンチスルー
防止を可能にすることにある。
、この発明の製法は、フィールド酸化の前にフィールド
トランジスタのしきい値電圧向上及びパンチスルー防止
に兼用の不純物ドープ領域を形成することを特徴とする
ものである。
[作 用] この発明の製法によると、フィールド酸化前に形成した
不純物ドープ領域をフィールドトランジスタのしきい値
電圧向上及びパンチスルー防止に兼用するので、工程数
を増すことなくパンチスルー防止を図ることができる。
[実施例] 第1図乃至第4図は、この発明の一実施例によるコンプ
リメンタリMO5ICの製法を示すもので、各々の図番
に対応する工程(+)〜(4)を順次に説明する。
(1)例えばシリコンからなるN型半導体基板10の表
面に公知の方法によりP型ウェル領域62を形成した後
、基板表面を熱酸化してシリコンオキサイド膜64を形
成する。そして、ウェル領域62をおおうように基板上
面にレジスト層66を形成した後、このレジスト層66
をマスクとしてリンイオンを基板表面に選択的に注入す
ることによりリンイオン注入領域68を形成する。この
リンイオン注入領域6日は、後述するフィールド絶縁膜
の直下における不純物濃度を高めてフィールドトランジ
スタのしきい値電圧を高くすると共に後述するPチャン
ネルMO3型トランジスタのソース−ドレイン間パンチ
スルーを防止するためのものであり、その表面からの深
さは一例として0.3〜0.4μmに設定することがで
きる。
(2)次に、シリコンオキサイド膜84上にCVD法に
よりシリコンナイトライドを堆積する。そして、シリコ
ンナイトライドの堆結膜上に所望のアクティブ領域に対
応するパターンでレジスト層?2A及び72Bを配置し
た後、これらのレジスト層をマスクとして選択エツチン
グを行なうことによりレジスト層?2A及び72Bの直
下にそれぞれシリコンナイトライド1lQ70A及び7
0Bを残存させる。
(3)シリコンナイトライド膜7OA及び70Bをマス
クとして基板表面を選択酸化することによりシリコンオ
キサイドからなるフィールド絶縁膜74を形成する。そ
して、シリコンナイトライド膜70A及び70B及び各
々の直下のシリコンオキサイド膜部分を除去した後、各
々の除去面を新たに熱酸化してゲート絶縁膜78A及び
78Bを形成する。この後、フィールド絶縁膜74をマ
スクとしてポロンイオンを基板表面に選択的に注入する
ことによりしきい値電圧制御用のポロンイオン注入領域
?8A及び711Bを形成する。
(4)この後は、第16図乃至第18図について前述し
たと同様にしてP及びNチャンネルのMOS型トランジ
スタ、配線等を形成する。すなわち、ゲート電極用のポ
リシリコン層80A及び80Bヲソgぞれゲート絶縁膜
78A及び78Bの上に形成した後、ポリシリコン層8
0Aに関してN・型ソース領域82及びN°型トドレイ
ン領域84形成し、さらに、ポリシリコン180Bに関
してP・型ソース領域8B及びP′型ドレイン領域8日
を形成する。そして、CVD法により基板上面にシリコ
ンオキサイド膜90を形成してから必要なコンタクト孔
を設け、図示のようにアルミニウム等からなる配線層9
2.94及び96を形成する。
第4図のA−A′線、B−B ′線及びC−C′線にそ
れぞれ対応した不純物プロファイルを例示すると、第5
図(A)、CB)及び(C)のようになる。
第5図(C)に示すように、フィールド酸化後のシリコ
ンオキサイド−シリコン界面が注入不純物の高濃度部分
に位置するように酸化乃至イオン注入の条件を設定する
のが好ましい。
上記した一連の工程によれば、第19図のものと同様の
機能をはたす集結化構造を得ることができ、しかも第1
4図について前述したレジスト配置工程及びイオン注入
工程は不要である。
[他の実施例] 第6図乃至第9図は、この発明の他の実施例によるNチ
ャンネルN0SICの製法を示すものである。
第6図の工程では、例えばシリコンからなるP型半導体
基板の表面にポロンイオンを注入してポロンイオン注入
領域+02を形成する。このポロンイオン注入領域10
2は、後述するフィールド絶縁膜の直下における不純物
濃度を高めてフィールドトランジスタのしきい値電圧を
高くすると共に後述するNチャンネルMOS型トランジ
スタのソース−ドレイン間パンチスルーを防止するため
のものである0次に、基板表面にシリコンオキサイド[
104を介してシリコンナイトライドを堆積し、レジス
ト層108をマスクとして選択エツチングを行なうこと
により所望のアクティブ領域に対応したシリコンナイト
ライド膜106を得る。
第7図の工程では、シリコンナイトライド膜10Bをマ
スクとして基板表面を選択的に酸化することによりフィ
ールド絶縁膜110を形成する。そして、シリコンナイ
トライド11!+06及びその下のシリコンオキサイド
膜部分を除去した後、その除去面にシリコンオキサイド
からなるゲート絶縁膜112を形成する。この後、フィ
ールド絶縁膜110をマスクとしてポロンイオンを基板
表面に選択的に注入することによりしきい値電圧制御用
のポロンイオン注入領域114を形成する。
第8図の工程では、基板上面にポリシリコンを堆積し、
所望のゲートパターンに従って選択エツチングを行なう
ことによりゲート絶縁膜+12の上にゲート電極用のポ
リシリコン層11Bを形成する。
第9図の工程では、ゲート絶縁膜112及びポリシリコ
ン層+18の積層と、フィールド絶縁膜110とをマス
クとしてリンイオン(又はヒ素イオン)を基板表面に選
択的に注入してN゛゛ソース領域+18及びN゛型トド
レイン領域120形成する。そして、CVD法により基
板上面にシリコンオキサイド膜122を形成した後、注
入不純物の活性化を兼ねてアニール処理を行なう。この
後、領域118及び120に対応したコンタクト孔を設
けてから、アルミニウム等の配線層124及び126を
図示のように形成する。この結果、N゛型のソース領域
118及びドレイン領域120を有し且つポリシリコン
層118をゲート電極とするNチャンネルMOS型トラ
ンジスタが得られる。
第9図のA−A ’線、B−E′線及びc−c ’線に
それぞれ対応した不純物プロファイルを例示すると、第
10図のようになる。
上記した一連の工程によれば1通常の工程に比べて工程
数を増すことなくNチャンネルMOS型トランジスタの
ソース−ドレイン間パンチスルーを防止することができ
、同トランジスタの微細化が可能である。
[発明の効果コ 以上のように、この発明によれば、フィールド酸化の前
にフィールドトランジスタのしきい値電圧向上及びMO
5型トランジスタのパンチスルー防止に兼用の不純物ド
ープ領域を形成するようにしたので、パンチスルー防止
のために特別の工程を追加する必要がなく、少ない工程
数で微細化構造を実現しうる効果が得られるものである
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第4図は、この発明の一実施例によるコンプ
リメンタリMO5ICの製法を示す基板断面図、 第5図(A)、(8)及び(C)は、それぞれ第4図の
A−A ′線、B−B ′線及びc−c ’線に対応し
た不純物プロファイルを示すグラフ、 第6図乃至第9図は、この発明の他の実施例によるNチ
ャンネルMO5ICの製法を示す基板断面図、 第10図(A)、(B)及び(C)は、それぞれ第9図
のA−A ′線、B−B ’線及びc−c ’線に対応
した不純物プロファイルを示すグラフ、 第11図乃至第19図は、従来技術によるコンプリメン
タ9M0SICの製法を示す基板断面図、第20図(A
)、(B)及び(C)は、それぞれ第19図のA−A 
′線、B−B ′線及びc−c ′線に対応した不純物
プロファイルを示すグラフである。 +0.60.100・・・半導体基板、12.132・
・・P型つェル領誠、68・・・導電型反転防止及びパ
ンチスルー防止に兼用のリンイオン注入領域、74.1
10・・・フィールド絶縁膜、?6A 、 78B 、
 112・・・ゲート絶縁膜、78A 、 78B 、
 114・・・しきい値電圧制御用のポロンイオン注入
領域、80A 、 80B 、 liB・・・ゲート電
極用のポリシリコン層、82.118・・・N′型ソー
ス領域、84.120・・・N゛型トドレイン領域86
・・・P°型ソース領域、88・・・P゛型トドレイン
領域102・・・導電型反転防止及びパンチスルー防止
に兼用のポロンイオン注入領域。 出願人  日本楽器製造株式会社 代理人  弁理士 伊 沢 敏 昭 第8 図(ポリンリコン堆積、エラ→ 第9 図(ソース・トレイン形成 及び配線ル有0 1\よ七刊70ファ1〕Vノ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 所定導電型の半導体基板の表面を選択的に酸化すること
    により該表面の所定部分を取囲むようにフィールド絶縁
    膜を形成した後、該所定部分に絶縁ゲート電界効果トラ
    ンジスタを形成することを含む集積回路装置の製法にお
    いて、 前記選択的酸化を行なう前に前記半導体基板の酸化すべ
    き部分及び前記所定部分に同時に前記所定導電型を定め
    る不純物をドープすることにより前記フィールド絶縁膜
    の直下での不純物濃度を高め且つ前記トランジスタのソ
    ース及びドレイン間のパンチスルーを防止するための不
    純物ドープ領域を形成することを特徴とする集積回路装
    置の製法。
JP61124950A 1986-05-30 1986-05-30 集積回路装置の製法 Pending JPS62281463A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0283966A (ja) * 1988-09-09 1990-03-26 Philips Gloeilampenfab:Nv 半導体デバイスの製造方法
JPH02208961A (ja) * 1989-02-08 1990-08-20 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0283966A (ja) * 1988-09-09 1990-03-26 Philips Gloeilampenfab:Nv 半導体デバイスの製造方法
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