JPS63219152A - Mos集積回路の製造方法 - Google Patents

Mos集積回路の製造方法

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JPS63219152A
JPS63219152A JP62052556A JP5255687A JPS63219152A JP S63219152 A JPS63219152 A JP S63219152A JP 62052556 A JP62052556 A JP 62052556A JP 5255687 A JP5255687 A JP 5255687A JP S63219152 A JPS63219152 A JP S63219152A
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Hiroki Naraoka
浩喜 楢岡
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    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
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    • H01L21/8232Field-effect technology
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    • H01L21/8238Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS
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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】 産業上の利用分野 本発明は、LDD構造のMO3電界効果型トランジスタ
(以下MOS形トランジスタと記す)を使用した集積回
路の製造方法に関するものである。
従来の技術 従来のMOS形トランジスタの構造ではトレイン領域近
傍の高電界領域でホットキャリアが発生し、そのMO3
O3形ンジスタの劣化や不安定性の増長につながり、M
OS形トランジスタの閾値電圧の変動や相互コンダクタ
ンスの低下が生しる。このようなホットキャリアの影響
を緩和することのできる構造としてトレイン領域のゲー
ト電極付近の不純物濃度を低く、コンタクト領域の不純
物濃度を高くするいわゆるL D D構造のMOS形ト
ランジスタが利用されている。
以下にLDD構造のMO3集積回路の製造方法を第2図
A〜Hに示した相補形MOS(CMO3)形トランジス
タの工程断面図を参照して説明する。まず、比抵抗10
〜15Ω・0111のP形シリコン基板1にPウェル領
域2とNウェル領域3を選択的に形成した後、表面に選
択酸化法により酸化シリコン膜による素子分離領域4を
形成する。この後、膜厚が250〜300人のゲート酸
化膜となる酸化シリコン膜5と膜厚が4000A程度の
ゲート電極となる多結晶シリコン膜6を順次成長させ、
これをフォトリソグラフィ一工程により所望のMOS形
ゲート構造をPウェル領域2とNウェル領域3の中に形
成する(第2図A)。次に、NチャンネルMOS形トラ
ンジスタを形成するPウェル領域2以外を、イオン注入
用マスクとしてフォトレジスト膜7で覆った後、燐イオ
ンを1、 X 10 ”’cm−2程度のドーズ量でイ
オン注入し、Nチャンネルのソース領域とトレイン領域
となる低不純物濃度のN形の拡散領域8を形成する(第
2図B)。次に、フォトレジスト7を取り去り、Nウェ
ル領域3以外をフォトレジスト膜9で覆った後、ボロン
イオンをI X 1013cm−2程度のドーズ量でイ
オン注入し、Pチャンネルのソース領域とドレイン領域
となる低不純物濃度のP形の拡散領域10を形成する(
第2図C)。続いて、フォトレジスト膜9を除去した後
、ゲート電極6を保護するために、全体を900℃の温
度で乾燥酸素(流量12 Q /m1n)雰囲気中で酸
化させてシリコン基板1の上で150人、多結晶シリコ
ン膜6の上で300人程度の厚さの酸化シリコン膜11
を形成する。この酸化シリコン膜11の上に減圧化学的
気相成長法により多結晶シリコン膜12を、膜厚が30
00A程度になるまて成長させる(第2図D)。次に、
この多結晶シリコン膜12を酸化シリコン膜11よりは
るかに選択性が高くかつ、異方性の条件でドライエツチ
ング(エッチバック)を行いゲート電極6の両端側壁に
多結晶シリコン膜12を残すことによりスペーサー13
を形成する(第2図E)。次に、第2図Bと同様にNチ
ャンネルMOS形トランジスタ4を形成するPウェル領
域2以外を、イオン注入用マスクとしてフォトレジスト
膜14て再び覆った後、砒素イオンを5 X 1015
am−2程度のドーズ量でイオン注入し、Nチャンネル
のソース領域とトレイン領域となる高不純物濃度のN形
の拡散領域15をPウェル領域2の内に形成する(第2
図F)。次に、フォトレジスト14を除去した後、Nウ
ェル領域3以外をフォトレジスト16で覆い、ボロンイ
オンを5 X 1015cm−2程度のドーズ量でイオ
ン注入し、Pチャンネルのソース領域とトレイン領域と
なる高不純物濃度のP形の拡散領域17を形成する(第
2図G)。この後、フォトレジスト膜16を除去した後
多結晶シリコン膜てできたスムーザ−13除去してCM
O3形トランジスタを形成する。
発明が解決しようとする問題点 従来の製造方法では、L D D構造のCMOS形トラ
ンジスタを形成する際、一方のチャンネルのMOS形ト
ランジスタを形成する間に他方のチャンネルのMOS形
トランジスタ形成領域をイオン注入用のマスクとしてフ
ォトレジスト膜で覆う工程が2回必要である。このため
、製造工程数が増加し、それに伴い、ダストの発生およ
びその付着等により、MOS集積回路の歩留まりが低下
して生産コストがアップするという問題点があった。
 5一 本発明は上記の問題点を解決するものでイオン注入の際
、マスクとしてのフォトレジスト膜の形成工程を半分に
減らし、製造工程数を減少させることを目的とするもの
である。
問題点を解決するための手段 本発明のMOS集積回路の製造方法は、−導電形の半導
体基板の表面にMOSゲート酸化膜とMOSゲート電極
を選択的に形成する工程と、イオン不透過性被膜を前記
MOSゲート電極の両端側壁にスペーサーとして形成す
る工程と、他の素子形成領域をフォトレジストで被覆し
た後、表面に前記半導体基板とは逆導電形のイオンを注
入してソース領域とドレイン領域の高不純物濃度の拡散
領域を形成する工程と、前記スペーサーを除去した後、
前記半導体基板と逆導電形のイオンを注入してソース領
域とトレイン領域となる低不純物濃度の拡散領域を形成
する工程と、前記フォトレジストを除去した後、前記他
の素子を形成する工程とを備えたものである。
作用 本発明のMOS集積回路の製造方法によればLDD構造
のMOS形トランジスタを形成する為にイオン注入の際
、マスクとしてのフォトレジスト膜のパターン形成工程
を従来は2回必要であったのを1回で済ませることがで
きる。
実施例 本発明のMOS集積回路の製造方法の実施例を第1図A
−Hに示したCMOSトランジスタの工程断面図を参照
して説明する。
まず、比抵抗10〜15Ω・cmのP形シリコン基板1
にPウェル領域2とNウェル領域3を選択的に形成した
後、表面に選択酸化法により酸化シリコン膜による素子
分離領域4を形成する。この後膜厚が250〜300A
のゲート酸化膜となる酸化シリコン膜5を熱酸化法で形
成し、さらにこの上に膜厚が4000A程度のゲート電
極となる多結晶シリコン膜6を減圧化学的気相成長法に
より成長させ、これをフォトリソグラフィ一工程により
所望のMOSO8−ト構造をPウェル領域2とNウェル
領域3に形成する(第1図A)。次にゲート電極6を保
護するために全体を900”Cの温度で、乾燥酸素(流
量12f!/m1n)雰囲気中で酸化させてシリコン基
板1の上で150人、多結晶シリコン膜6の上で300
人程度の厚さの酸化シリコン膜11を形成する。この酸
化シリコン膜11の上に減圧化学的気相成長法により多
結晶シリコン膜12を、膜厚が3000A程になるまで
成長さぜる(第1図B)。次に、この多結晶シリコン膜
12を酸化シリコン膜11よりはるかに選択性が高く、
かつ、異方性の条件でドライエツチング(エッチバック
)を行い、ゲート電極6の両端側壁に多結晶シリコン膜
12を残してスペーサー13を形成する(第2図C)。
次に、LDD構造のNチャンネルMOS形トランジスタ
を形成するPウェル領域2以外を、イオン注入用マスク
としてフォトレジスト膜7で覆った後、砒素イオンを5
 X 10”cm”−2程度のドーズ量でイオン注入し
、Nチャンネルのソース領域とドレイン領域となる高不
純物濃度のN形の拡散領域15をPウェル領域2の内に
形成する(第1図D)。次に、NチャンネルMOSトラ
ンジスタ形成領域にある多結晶シリコン膜でできたスペ
ーサ−13を酸化シリコン膜11やフォトレジスト膜7
よりはるかに多結晶シリコン膜の方が、選択性の高いエ
ツチング条件でドライエツチングを行い、ゲート電極6
の両端側壁のスペーサー13を除去し、更に燐イオンを
I X 1.0”cm−2程度のドーズ量でイオン注入
し、Nチャンネルのソース領域とドレイン領域となる低
不純物濃度のN形の拡散領域8をPウェル領域2の内に
形成し、LDD構造のNチャンネルMOS形トランジス
タを形成する(第1図E)。
次にフォトレジスト膜7を除去し、新たにNウェル領域
3以外をフォトレジスト膜14で覆った後、ボロンイオ
ンを5 X I Q 15 cm−2程度のドーズ量で
イオン注入し、Pチャンネルのソース領域とドレイン領
域となる高不純物濃度のP形の拡散領域17を形成する
(第1図F)。次に、PチャンネルMO3形トランジス
タ形成領域にあるスペーサ−13を除去した後、ボロン
イオンをI X 1.013cm−2程度のドーズ量で
イオン注入しPチャンネルのソース領域とドレイン領域
となる低不純物濃度のP形の拡散領域10を形成する(
第1図G)。最後に、レジスト膜14を除去することに
よりLDD構造のCMOS形トランジスタを形成するこ
とができる(第1図H)。
以上のように本実施例によれば、LDD構造の一方のチ
ャンネルトランジスタを形成する為にイオン注入の際に
必要なフォトレジスト膜のパターン形成工程を従来の2
回より1回で済ませることができる。このためにダスト
がシリコン基板に付着するのを減少させることができる
。具体的な例を示すと、lum以下のダスト数が500
ケから10ケ未満に減少する。
なお、実施例の各エツチングはトライエツチングに限定
するものではな(、エツチング後の形状が酷似でかつ、
各種膜(フォトレジストも含む)のエツチング選択性の
バランスが適当であれば、たとえウェットエツチングで
も構わない。更に、ゲート電極やスペーサーの材料を多
結晶シリコン膜に、ゲート酸化膜およびゲート保護膜を
酸化シリコン膜に、イオン注入用のマスク材料をフォト
レジストに限定するものではない。例えば、ゲート電極
として多結晶シリコン膜の代りにタングステン、チタン
、モリブデン等の高融点金属やそれらのシリサイド化し
たもの、又はアルミニウム等の軽金属を用いてもよい。
また、スペーサーの材料として酸化シリコン膜や窒化シ
リコン膜を用いてもよい。
更に、多結晶シリコン膜やその他の膜の成長方法は膜質
が多少違ってもMO3O3形ンジスタの特性に影響がな
ければどんな方法でもよい。またイオン注入の際のイオ
ン種についても同じ(特性に影響を及さなければどんな
イオン種でもよい。
発明の効果 本発明のMOS集積回路の製造方法によれば、LDD構
造の一方のチャンネルのMOS形トランジスタを形成す
るためにイオン注入の際、マスクとしてのフォトレジス
ト膜のパターン形成を2回より1回に短縮することがで
きるため、それにともなうフォトリソグラフィ一工程や
その前後の洗浄およびフォトレジスト膜の除去といった
工程を各2回をより1回に短縮できる。
これによって、前述の工程の際発生するダストがシリコ
ン基板に付着するのを減少させることができるためMO
3集積回路の製造歩留まりを向上させることができ生産
コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図A−−Fは本発明のMOS集積回路の製造方法の
一実施例を説明する為の製造工程断面図、第2図A−1
は従来のMO3集積回路の製造方法を説明する為の製造
工程断面図である。 1・・・・・・P形シリコン基板、2・・・・・・Pウ
ェル領域、3・・・・・・Nウェル領域、4・・・・・
・素子分離領域、5.11・・・・・・酸化シリコン膜
、6・・・・・・ゲート電極となる多結晶シリコン膜、
7,9,14.16・・・・・・フォトレジスト膜、8
・・・・・・低不純物濃度のN形拡散領域、10・・・
・・・低不純物濃度のP形拡散領域、12・・・・・・
多結晶シリコン膜、13・・・・・・スペーサー、15
・・・・・・高不純物濃度のN形拡散領域、17・・・
・・・高不純物濃度のP形拡散領域。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名m    
   し       史 守             エ 塚    τ         両 (Q 第2図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一導電形の半導体基板の表面にMOSゲート酸化膜とM
    OSゲート電極を選択的に形成する工程と、イオン不透
    過性被膜を前記MOSゲート電極の両端側壁にスペーサ
    ーとして形成する工程と、他の素子形成領域をフォトレ
    ジストで被覆した後、表面に前記半導体基板とは逆導電
    形のイオンを注入してソース領域とドレイン領域の高不
    純物濃度の拡散領域を形成する工程と、前記スペーサー
    を除去した後、前記半導体基板とは逆導電形のイオンを
    注入してソース領域とドレイン領域の低不純物濃度の拡
    散領域を形成する工程と、前記フォトレジストを除去し
    た後、前記他の素子を形成する工程とを備えたことを特
    徴とするMOS集積回路の製造方法。
JP62052556A 1987-03-06 1987-03-06 Mos集積回路の製造方法 Pending JPS63219152A (ja)

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