JPH02119172A - 半導体装置の製法 - Google Patents

半導体装置の製法

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JPH02119172A
JPH02119172A JP1245104A JP24510489A JPH02119172A JP H02119172 A JPH02119172 A JP H02119172A JP 1245104 A JP1245104 A JP 1245104A JP 24510489 A JP24510489 A JP 24510489A JP H02119172 A JPH02119172 A JP H02119172A
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region
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JP1245104A
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Koichi Nagasawa
幸一 長沢
Satoshi Meguro
目黒 怜
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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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】 本発明は、半導体装置の製法に関し、更に詳しくは相補
型絶縁ゲート電界効果トランジスタを構成する半導体集
積回路装置の製造技術に関する。
従来のCMO8ICプロセスとしては、N型シリコン基
板の表面にP型ウェル領域を形成した後。
このP型ウェル領域に位置合せしてN型及びP型のチャ
ンネルストッパ領域を形成し、さらに選択酸化処理によ
りフィールド5in2膜を形成するものがある。このよ
うなプロセスは例えば本願出願人と同一出願人によって
出願された特開昭53−62487号公報によって知ら
れている。ところが、かかる公報に記載された発明によ
ればP型ウェル領域に対してチャンネルストッパーを位
置合せして形成するために特別のマスク合せ工程が8以
下余白 要とされる問題点がある。
本発明の目的は、上記問題点を解決した新規な半導体装
置の製法を提供することKある。
本発明による製法は、半導体基板の表面に導電型の異な
る領域を自己整合的に形成することを特徴とするもので
、以下、添付図面に示す実施例について詳述する。
第1a図乃至第10図は、本発明の一実施例による0M
O8ICの製造工程を示すもので、各々の図に対応する
(aJ〜(0)の各工程は次の通りである。
(1)例えば(100)の結晶方位を呈する比抵抗10
ΩαのN−型シリコンからなる半導体基板10を用意し
た後、この基板100表面に熱酸化法により約300A
の厚さのSin、膜11を形成する。そして、Sin、
膜11上にはCVD法などによりSi3N4膜12を被
着した後、このSi、N4膜12を所定のN型ウェル形
成パターンに対応して選択的にエッチ除去する。エツチ
ング液は熱リン酸が用いられる。他の方法としてはプラ
ズマエチな用いてもよい。このとき、Sin、膜11は
エツチングストッパーとして役立つ。次に、残存するS
i、N4膜12をマスクとして、例えば矢印で示す如く
ヒ素イオンを基板表面内に選択的にイオン打込みし、イ
オン打込み領域13Aを形成する。すなわち、イオン打
込みは基板10の主面全体に施される。しかしながら、
Si、N4膜12が形成された基板10表面内にはヒ素
イオンが達しない。このため基板10内にはSi、N4
膜12によって規定されたイオン打込み領域13Aが形
成される。打込みエネルギーは125KeV、イオンの
ドーズ量は1.3 X 10” atoins /(7
/(が好ましい。
(b)次に、基板10表面を熱酸化し、Si、N4膜1
2によって規定された約110OAの淳さのSin、膜
14を形成すると共に、このときの熱処理によりイオン
打込み領域13A中のヒ素イオンを活性化且つ再分布さ
せてN−型ウェル領域13をSin、膜14の下の基板
10表面内に形成する。
この結果、N−型ウェル領域13はSin、膜14に自
己整合した関係において形成される。このN−型ウェル
領域の一部はチャンネルストッパートシての役目をはた
すために形成される。
(c)Si3N41漠12を除去した後、膜厚差を利用
した不純物導入が行なわれる。すなわち、厚いSin、
膜14を通さないが薄いSin!膜11を通すようなエ
ネルギー例えば55KeVのエネルギーで例えばI3F
、イオンを選択的に基板10表面内に打込み、イオン打
込み領域15Aを形成する。
すなわちSin、膜14によって規定されたイオン打込
み領域が選択的に形成される。このときのイオンのドー
ズ量は3.8X10電” a toms /にJが好ま
しい。
(d1次に、N7等の不活性ガス雰囲気中で例えば12
06℃で6時間の熱処理を行なうことによりイオン打込
み領域15A中のイオンを活性化且つ再分布させてP−
型ウェル領域15を形成する。
このとき、P−型ウェル領域15はN−型フェル領域1
3に自己整合した形で形成される。この後、約140 
OAの厚さの新らたなSi、N4をデポジットし、その
不要部を選択的にエッチ除去することによりアクティブ
領域配置パターンに対応した5isN4膜16a、16
b、16cを残存させる。
(elsi、N4膜16bとSin、膜14およびSi
、N、膜16CとをマスクとしてP−型ウェル領域15
表面内に選択的にBF、イオンを打込み、チャンネルス
トッパ用イオン打込み領域17Aを形成する。この時の
イオン打込みエネルギーは5QI(eV、イオンのドー
ズ量は4X10”atoms/CrIが好ましい。
(f)次に、Si、N4膜16a、161)、16cを
マスクとして基板表面を選択的に熱酸化して約1μmの
厚さのフィールドS i O,膜18を形成すると共に
、このときの熱処理によりイオン打込領域17A中のイ
オンを活性化且つ再分布させてチャンネルストッパー用
P型領域17を形成すると同時にN−型ウェル領域13
の不純物(ヒ素)をフィールドSin、膜18の下で引
伸し拡散してチャンネルストッパー用N−型領域19を
形成する。
この結果、フィールドSin、膜18の下には、N−型
ウェル領域13に自己整合した形でチャンネルスト、パ
ー用N−型領域19が形成されると共に、N−型ウェル
領域13及びP−型ウェル領域15に自己整合した形で
チャンネルストッパー用P型領域17が形成され、しか
もこれらの領域17゜19はフィールドSin、膜18
にも自己整合した形で形成される。
(gls!3N4膜16a、16b及びこれらの下のS
in、膜をフィールドSin、膜18をマスクとする選
択的エッチ処理により除去してアクティブ領域配置用の
孔18a、tab、18cをフィールド5in1膜18
に設ける。
(1リフイールドSin、膜18の孔18a、18b。
18c内のN−型ウェル領域13およびP−型ウェル領
域15の表面を熱酸化して約40OAの厚さにゲートS
in、膜20,21a、21bを形成する。その上に (i) S i O,膜18,20.21a、21b上
に約350OAの厚さの多結晶シリコン層をCVD法に
よりデポジットし、これにリンをドープして低抵抗化し
た後、さらにこの低抵抗化されたポリ8iをパターンニ
ングしてゲート電極層22及び23を形成する。
(jlゲート電極層22 、、230表面および露出し
たN−型ウェル領域とP−型ウェル領域の表面を熱酸化
してSin、膜24でおおう。
(10基板上面にSi、N4膜25をデポジットする。
このSI、N4膜25の厚さは500八程度がよい。
(1) S l s N< Its 25上面K CV
 D法により厚さ3000Aの5in2膜26を形成す
る。このSin。
膜を選択的にエツチング除去してPチャンネルMOSト
ランジスタのソースおよびドレイン領域を形成すべきN
−型ウェル領域13上のSi、N4膜25を露出させる
。しかる後、イオン打込処理によりゲート部(ゲート電
極層22及びその下のゲ−)Sin、膜20)に自己整
合した形のP+型イオン打込み領域40A及びP+型イ
オン打込み領域41AをN−型ウェル領域13内に形成
する。
この時の不純物イオンはポロンが用いられる。また、イ
オン打込みエネルギーは301(eVであり、イオン打
込みドーズ量は3 X 10” atoms /(iで
ある。
(+r)SiOt膜2Gを残した状態で再びCVD法に
よりSi、N、膜25上面に厚さ3000AのSin。
膜27をデポジットする。そして、このSin、膜27
およびその下のSin、膜26を選択的にエツチング除
去してNチャンネルMOSトランジスタのソースおよび
ドレイン領域を形成すべきP−型ウェル領域15上のS
i、N4膜25を露出させる。
しかる後、イオン打込処理によりゲート部(ゲート電極
層23及びその下のゲートSiO,膜21a)に自己整
合した形のN+型イオン打込み領域42A及びN+型イ
オン打込み領域43AをP−型ウェル領域15内に形成
する。この時の不純物イオンはリンが用いられる。また
、イオン打込みエネルギーは8QI(eVであり、イオ
ン打込みドーズ量は8 X 10” atoms /d
である。
(n) S i OH膜27.26を除去し、さら1c
si、N。
膜25を除去する。しかる後、基板lO上面に厚さ60
00AのPSG(リンケイ酸ガラス)膜28を被着する
。しかる後、Nt雰囲気中で熱処理し、イオン打込み領
域40A、41A、42Aおよび43A中の不純物を活
性化し、引伸し拡散する。この結果、P十型ソース領域
40.P+型ドレイン領域41.N+型ドレイン領域4
2およびN+型ソース領域43が所望の深さに形成され
る。なお、N十型領域44は他のNチャンネルMO8)
ランリスタのソース領域もしくはドレイン領域を示す。
(o) P S G膜28およびその下のSin、膜2
4を選択的にエツチングすることKよってコンタクト孔
を形成した後、A7等の電極金属を蒸着し、適宜パター
ンニングすることにより電極(または配線層)29,3
0.31.32を形成する。ここで、電極層31はNチ
ャンネルMO8型FETのソース領域43にオーミック
接触するもので、通常、接地される。また、電極層30
はNチャンネルMO8型F E Tのドレイン領域42
とPチャンネルMO8型FETのドレイン領域41とを
相互接続するもので、出力端子となるものである。さら
に、電極層29はPチャンネルMO8型PETのソース
領域40にオーミック接触するもので、動作電圧源に接
続される。なお、ゲート電極層22及び33は図示しな
い部分で一体になっており、これには入力端子が接続さ
れる。このような接続関係によっ【、上記したPチャン
ネルMO8型F E TとNチャンネルMO8型PET
とはインバータ回路を構成する。なお、このような接続
関係は単なる一実施例であり、本発明を何等制限するも
のではない。
以上のように、本発明の方法によれば、酸化膜厚の差を
利用することによりN型ウェル領域に対して自己整一金
的にP型ウェル領域を形成するので特別のマスク合せ作
業が不要なこと、また、P。
Nの各チャンネルのMOSトランジスタはそれぞれN、
Pの各ウェル領域に形成されるのでVTll等の特性が
基板の不純物濃度によって直接的に支配されないことな
どの優れた作用効果が得られる。
その上、P、Nの各ウェル領域と各々に対応するチャン
ネルストッパ領域とが自己整合的に形成されると共に各
チャンネルストッパ領域とフィールドS i O,膜(
分離用絶縁膜)とが自己整合的に形成されるので、これ
らの点に関しても本来ならば必要であるマスク合せ作業
が不要となり、プロセスの簡単化の観点から有益である
。そして、上記のようKいくつかのマスク合せ作業が不
要になるということはそれに対応して基板上にマスク合
せ余裕を設けなくてよいことを意味するから、本発明に
よる製法が高集積度の0MO8ICを実現するのに好適
なものであることは明らかである。
さらk、本発明の具体的方法によれば工程(k)の段階
で8i、N4膜を形成した点に大きな特徴を有している
。すなわち、このSi、N4膜の存在により工程(1)
および工8&四の段階でSin、膜26゜27を選択的
にエツチングする際にフィールドSin、膜18がエッ
チされることがない。このため、フィールドSin、膜
18に段差が生ずることがないから配線層の段切れが全
く生じなくなる。
本発明の方法によれば耐酸化膜とし7Si、N4膜12
が単独で用いられているが何等これに限定されるもので
はなく多結晶シリコン膜の上にS i、N4膜が形成さ
れた多層膜としてもよい。そして特にこの多結晶シリコ
ン膜の一部を配線あるいは電極としてそのまま残してお
〜・てもよい。
【図面の簡単な説明】
第1a図乃至第10図は、本発明の一実施例による0M
O8ICの装造工程を示す基板断面図である。 10・・・半導体基板、11.14・・・5in2膜、
12.16a 、16b、 16c・−8i、N4膜、
13・・・N−型ウェル領域、15・・・P−型ウェル
領域、17・・・チャンネルストッパ用P型領域、18
・・・フィー/’ )’ S i Ox Ill 9・
・・チャンネルストッパ用N型領域、25・・・S i
 、 N4膜、28・・・PSO膜。 第 図 /2 第 図 第 図 第 図 第 図 第 因 第 を 図 第 図 第 J 図 第 図 第 ! 因

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、半導体基板の表面上に第1の耐酸化性被膜を選択的
    に配置する工程と、前記第1の耐酸化性被膜をマスクと
    する選択的不純物導入処理により前記基板表面に第1導
    電型の不純物を導入する工程と、前記第1の耐酸化性被
    膜をマスクとする選択的酸化処理により前記第1導電型
    の不純物が導入された基板表面に酸化物膜を形成する工
    程と、前記第1の耐酸化性被膜を除去した後前記酸化物
    膜をマスクとする選択的不純物導入処理により前記基板
    表面に前記第1導電型とは逆の第2導電型の不純物を導
    入する工程と、前記導入された第1導電型及び第2導電
    型の不純物を拡散して第1導電型の第1のウェル領域及
    び第2導電型の第2のウェル領域を形成する工程と、前
    記第1及び第2のウェル領域上それぞれに不純物導入用
    マスクとなる被膜を選択的に配置する工程と、前記酸化
    物膜及び前記被膜をマスクとする選択的不純物導入処理
    により前記第2のウェル領域表面に第2導電型で且つ前
    記第2のウェル領域よりも不純物濃度の高い不純物を導
    入する工程と、前記第2導電型の不純物が導入された前
    記第2のウエル領域表面を選択的に酸化処理することに
    よりフィールド酸化物膜を形成する工程とを有すること
    を特徴とする半導体装置の製法。
JP1245104A 1989-09-22 1989-09-22 半導体装置の製法 Granted JPH02119172A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5520496A (en) * 1978-07-20 1980-02-13 Exxon Research Engineering Co Method and apparatus for testing set pressure of value

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5520496A (en) * 1978-07-20 1980-02-13 Exxon Research Engineering Co Method and apparatus for testing set pressure of value

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