JPH03101263A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH03101263A JPH03101263A JP1237314A JP23731489A JPH03101263A JP H03101263 A JPH03101263 A JP H03101263A JP 1237314 A JP1237314 A JP 1237314A JP 23731489 A JP23731489 A JP 23731489A JP H03101263 A JPH03101263 A JP H03101263A
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Links
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Landscapes
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (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。
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、半導体装置の製造方法に関するものであり、
特にLDD (Lightly Doped Drai
n )構造を有するMO3型トランジスタの製造方法に
関するものである。
特にLDD (Lightly Doped Drai
n )構造を有するMO3型トランジスタの製造方法に
関するものである。
(従来の技術)
MO3型トランジスタにおいては、NMO5FETのホ
ットキャリヤによる特性変動を防止するために、ピンチ
オフ状態で生じるドレイン空乏層のピーク電界強度を緩
和する必要がある。このため、ドレインの不純物濃度を
低くして空乏層をドレイン側に伸ばし、基板側で受は持
つ電圧を小さくして電界を弱めるようにしている。この
低濃度ドレイン構造を実現する方法として、高濃度n゛
ドレイン領域内側にオフセットした低濃度n−ドレイン
領域を形成するいわゆるLDD構造が提案されている。
ットキャリヤによる特性変動を防止するために、ピンチ
オフ状態で生じるドレイン空乏層のピーク電界強度を緩
和する必要がある。このため、ドレインの不純物濃度を
低くして空乏層をドレイン側に伸ばし、基板側で受は持
つ電圧を小さくして電界を弱めるようにしている。この
低濃度ドレイン構造を実現する方法として、高濃度n゛
ドレイン領域内側にオフセットした低濃度n−ドレイン
領域を形成するいわゆるLDD構造が提案されている。
このLDD構造を形成する従来の製造方法ではゲート電
極をマスクとして低濃度n−ドレイン領域を形成した後
、ゲート電極側面に側壁を形成して、その側壁をマスク
として高濃度n゛ ドレイン領域を形成するいわゆるサ
イドウオール法が採られていた。
極をマスクとして低濃度n−ドレイン領域を形成した後
、ゲート電極側面に側壁を形成して、その側壁をマスク
として高濃度n゛ ドレイン領域を形成するいわゆるサ
イドウオール法が採られていた。
第2図は、このサイドウオール法によるLDD構造を有
する0MO3)ランジスタの順次の製造工程を示す図で
ある。まず、第2図(A)に示すようにp型半導体基板
21にウェル形成を行って、基板表面をNMOS領域2
2とPMO3領域23に分離する。次いで、L OG
OS (Local 0xidation ofSil
icon )法によってフィールド絶縁膜24を形成し
て素子分離を行い、素子領域表面を露出させた後、酸化
処理を施してゲート酸化膜25を形成する。
する0MO3)ランジスタの順次の製造工程を示す図で
ある。まず、第2図(A)に示すようにp型半導体基板
21にウェル形成を行って、基板表面をNMOS領域2
2とPMO3領域23に分離する。次いで、L OG
OS (Local 0xidation ofSil
icon )法によってフィールド絶縁膜24を形成し
て素子分離を行い、素子領域表面を露出させた後、酸化
処理を施してゲート酸化膜25を形成する。
このゲート酸化膜25の上にポリシリコンより成るゲー
ト電極26を形成する。
ト電極26を形成する。
さらに、第2図(A) に示すように、PMO3領域2
3をフォトレジスト膜27aでマスクし、燐(P+)イ
オンを注入する。NMOS領域22では、ポリシタコン
ゲート電極26、フィールド酸化膜24がマスクとなり
、第2図(B) に示すように領域表面にn−ソース・
ドレイン層28が形成される。
3をフォトレジスト膜27aでマスクし、燐(P+)イ
オンを注入する。NMOS領域22では、ポリシタコン
ゲート電極26、フィールド酸化膜24がマスクとなり
、第2図(B) に示すように領域表面にn−ソース・
ドレイン層28が形成される。
次に、第2図(B)に示すように、NMOS領域22を
フォトレジスト膜27bでマスクし、フッ化ホウ素(B
F2”) イオンを注入してPMO3領域23に、p
+ソース・ドレイン層29を形成する。
フォトレジスト膜27bでマスクし、フッ化ホウ素(B
F2”) イオンを注入してPMO3領域23に、p
+ソース・ドレイン層29を形成する。
次に、第2図(C) に示すように、CVD(Che
mical Vapor Deposition )法
によりウェル全体に酸化シリコン膜30を堆積した後、
プラズマ異方性エツチングによって酸化シリコン膜30
を除去する。
mical Vapor Deposition )法
によりウェル全体に酸化シリコン膜30を堆積した後、
プラズマ異方性エツチングによって酸化シリコン膜30
を除去する。
ここで、異方性エツチングで酸化シリコン膜30を除去
するようにしており、横方向へのエツチングがほとんど
進まないため、第2図(D)に示すように、ゲート電極
26の側方に、サイドウオール30aが残ることとなる
。次に、PMO3領域23にフォトレジスト膜27cを
マスクして、ひ素(As”)イオンを注入する。この時
、NMOS領域22では、前記n−領域28と整合する
ようにn+ソースおよびドレイン領域31が形成される
が、第2図(B)に示すように、サイドウオール30a
がマスクとして働くため、サイドウオール30aの直下
にはn+領域31は形成されず、n゛領域31の内側に
n−領域28が延在するいわゆるLDD構造が形成され
る。
するようにしており、横方向へのエツチングがほとんど
進まないため、第2図(D)に示すように、ゲート電極
26の側方に、サイドウオール30aが残ることとなる
。次に、PMO3領域23にフォトレジスト膜27cを
マスクして、ひ素(As”)イオンを注入する。この時
、NMOS領域22では、前記n−領域28と整合する
ようにn+ソースおよびドレイン領域31が形成される
が、第2図(B)に示すように、サイドウオール30a
がマスクとして働くため、サイドウオール30aの直下
にはn+領域31は形成されず、n゛領域31の内側に
n−領域28が延在するいわゆるLDD構造が形成され
る。
最後に、サイドウオール30aを除去して、デバイス全
体にリンガラス膜等の絶縁膜を形成し、さらにコンタク
ト孔を開孔して配線処理を施して、0MO3)ランジス
タを形成する。
体にリンガラス膜等の絶縁膜を形成し、さらにコンタク
ト孔を開孔して配線処理を施して、0MO3)ランジス
タを形成する。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、上述のサイドウオール法によると、酸化
膜30をプラズマ異方性エツチングによって除去するよ
うにしているため、ソース・ドレイン領域表面でオーバ
エツチングが生じ、プラズマ粒子が領域表面に入り込ん
でそのまま残留するため、ソース・ドレイン領域表面に
汚染、結晶欠陥が発生し、MOSデバイスの電気的特性
が悪くなるという欠点があった。また、異方性エツチン
グによって形成するサイドウオール30aの大きさにば
らつきが生じるため、n−領域28の長さにもばらつき
が生じてしまい、精度が悪くなるとともに再現性も低下
するという問題もあった。
膜30をプラズマ異方性エツチングによって除去するよ
うにしているため、ソース・ドレイン領域表面でオーバ
エツチングが生じ、プラズマ粒子が領域表面に入り込ん
でそのまま残留するため、ソース・ドレイン領域表面に
汚染、結晶欠陥が発生し、MOSデバイスの電気的特性
が悪くなるという欠点があった。また、異方性エツチン
グによって形成するサイドウオール30aの大きさにば
らつきが生じるため、n−領域28の長さにもばらつき
が生じてしまい、精度が悪くなるとともに再現性も低下
するという問題もあった。
本発明は上記課題を解決し、ソース・ドレイン領域表面
に損傷がなく、したがって電気的特性が良いLDD構造
を有するMOS)ランジスタの製造方法を提供するもの
である。また、本発明は、NMOS領域を全面酸化する
際の酸化膜の膜厚を制御することによりn”’領域の長
さを正確に制御することが可能なMOS)ランジスタの
製造方法を提供することを目的とする。
に損傷がなく、したがって電気的特性が良いLDD構造
を有するMOS)ランジスタの製造方法を提供するもの
である。また、本発明は、NMOS領域を全面酸化する
際の酸化膜の膜厚を制御することによりn”’領域の長
さを正確に制御することが可能なMOS)ランジスタの
製造方法を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段及び作用)上記課題を解決
するために、本発明は第1導電型の半導体基体表面に、
ゲート酸化膜を形成する工程と、前記ゲート酸化膜上に
ポリシリコンより成るゲート電極を形成する工程と、前
記ゲート電極をマスクとするイオン注入によって第2導
電型の高濃度ソース・ドレイン領域を形成する工程と、
前記半導体基体表面及び前記ゲート電極に酸化処理を施
して酸化膜を形成する工程と、前記酸化膜をウェットエ
ツチングによって除去する工程と、前記ゲート電極をマ
スクとするイオン注入によって第2導電型の低濃度拡散
層を前記高濃度ソース・ドレイン領域の内側に形成する
工程とを含むことを特徴とするものである。
するために、本発明は第1導電型の半導体基体表面に、
ゲート酸化膜を形成する工程と、前記ゲート酸化膜上に
ポリシリコンより成るゲート電極を形成する工程と、前
記ゲート電極をマスクとするイオン注入によって第2導
電型の高濃度ソース・ドレイン領域を形成する工程と、
前記半導体基体表面及び前記ゲート電極に酸化処理を施
して酸化膜を形成する工程と、前記酸化膜をウェットエ
ツチングによって除去する工程と、前記ゲート電極をマ
スクとするイオン注入によって第2導電型の低濃度拡散
層を前記高濃度ソース・ドレイン領域の内側に形成する
工程とを含むことを特徴とするものである。
上述のとおり、本発明では、LDD構造を形成するに際
して、高濃度ソース・ドレイン領域を形成した後、半導
体基体表面及びゲート電極を酸化して、その酸化膜をウ
ェットエツチングによって除去し、再度イオン注入を行
って低濃度拡散層を前記ソース・ドレイン層の内側に形
成するようにしている。酸化部分をウェットエツチング
で除去しているため、ソース・ドレイン表面にプラズマ
による汚染や、結晶欠陥が生じることがなく、デバイス
の電気的特性を向上させることができる。
して、高濃度ソース・ドレイン領域を形成した後、半導
体基体表面及びゲート電極を酸化して、その酸化膜をウ
ェットエツチングによって除去し、再度イオン注入を行
って低濃度拡散層を前記ソース・ドレイン層の内側に形
成するようにしている。酸化部分をウェットエツチング
で除去しているため、ソース・ドレイン表面にプラズマ
による汚染や、結晶欠陥が生じることがなく、デバイス
の電気的特性を向上させることができる。
また、全面酸化する際に、酸化膜の膜厚を制御すること
により、低濃度層の長さを正確かつ容易に制御すること
ができる。
により、低濃度層の長さを正確かつ容易に制御すること
ができる。
(実施例)
第1図は、本発明の製造方法の一実施例の順次の製造工
程を示す図である。
程を示す図である。
第1図(A)に示すとおり、通常のプロセスを用いてp
型半導体基板1にウェルを形成してNMO3)ランジス
タ形成領域2とPMO3)ランジスタ形成領域3を形成
した後、LOCO3法により8000人〜10000人
の厚さのフィールド絶縁膜4を形成して素子分離を行う
。素子領域表面を露出させシリコン表面を酸化して、各
領域に厚さ約200人のゲート酸化膜5を形成し、この
ゲート酸化膜5を介しておのおのの領域にチャネルイオ
ン注入を行う。次に、ゲート絶縁膜5の上にゲート長駒
1.0μmのポリシリコンゲート電極6を選択的に形成
する。このゲート電極6の厚さは約6000人とし、通
常のMOSデバイスのゲート電極よりも厚くする。これ
は、後に述べる全面酸化の際に、ゲート電極6の周辺も
酸化されるため、あらかじめ厚く形成しておいて、ゲー
ト電極としての機能を確保するようにしたものである。
型半導体基板1にウェルを形成してNMO3)ランジス
タ形成領域2とPMO3)ランジスタ形成領域3を形成
した後、LOCO3法により8000人〜10000人
の厚さのフィールド絶縁膜4を形成して素子分離を行う
。素子領域表面を露出させシリコン表面を酸化して、各
領域に厚さ約200人のゲート酸化膜5を形成し、この
ゲート酸化膜5を介しておのおのの領域にチャネルイオ
ン注入を行う。次に、ゲート絶縁膜5の上にゲート長駒
1.0μmのポリシリコンゲート電極6を選択的に形成
する。このゲート電極6の厚さは約6000人とし、通
常のMOSデバイスのゲート電極よりも厚くする。これ
は、後に述べる全面酸化の際に、ゲート電極6の周辺も
酸化されるため、あらかじめ厚く形成しておいて、ゲー
ト電極としての機能を確保するようにしたものである。
次に、デバイス全面に窒化シリコン(S i N)膜7
を形成し、PMO3)ランジスタ形成領域3上にフォト
レジスト膜8を形成してマスクし、窒化シリコン膜7を
選択エツチングしてNMO3)ランジスタ形成領域2上
の窒化シリコン膜を除去した後、5 XIO15am−
’の濃度のひ素(As”) イオンを180 KeV
のエネルギで約1000人の深さに注入して、第1図(
B)に示すとおり高濃度のn+ ドレイン・ソース領域
9を形成する。この場合、基板1が後述の酸化及びエツ
チングにより削られることを考慮して通常より高いエネ
ルギで深め、にイオン注入を行うようにする。NMOS
トランジスタ形成領域2ではポリシリコンゲート電極6
とフィールド酸化膜4とがマスクとなり、第1図(B)
に示すように高濃度のn+ドレイン・ソース領域9が形
成される。
を形成し、PMO3)ランジスタ形成領域3上にフォト
レジスト膜8を形成してマスクし、窒化シリコン膜7を
選択エツチングしてNMO3)ランジスタ形成領域2上
の窒化シリコン膜を除去した後、5 XIO15am−
’の濃度のひ素(As”) イオンを180 KeV
のエネルギで約1000人の深さに注入して、第1図(
B)に示すとおり高濃度のn+ ドレイン・ソース領域
9を形成する。この場合、基板1が後述の酸化及びエツ
チングにより削られることを考慮して通常より高いエネ
ルギで深め、にイオン注入を行うようにする。NMOS
トランジスタ形成領域2ではポリシリコンゲート電極6
とフィールド酸化膜4とがマスクとなり、第1図(B)
に示すように高濃度のn+ドレイン・ソース領域9が形
成される。
次に、第1図(B)に示すようにPMO3I−ランジス
タ形成領域3上のレジスト膜8を除去した後、デバイス
全面に約900℃の温度で約100分間熱酸化処理を施
す。PMOSトランジスタ形成領域3では窒化シリコン
膜7が耐酸化膜となるが、NMO3)ランジスタ形成領
域2の表面及びゲート電極6の表面には約2000人の
厚さの酸化膜10が形成される。
タ形成領域3上のレジスト膜8を除去した後、デバイス
全面に約900℃の温度で約100分間熱酸化処理を施
す。PMOSトランジスタ形成領域3では窒化シリコン
膜7が耐酸化膜となるが、NMO3)ランジスタ形成領
域2の表面及びゲート電極6の表面には約2000人の
厚さの酸化膜10が形成される。
次に、第1図(C)に示すとおり、PMO3)ランジス
タ形成領域3の窒化シリコン膜7を除去した後、2XI
Q−15cafの濃度のフッ化ホウ素(BF2”)イオ
ンを60 KeVのエネルギで注入して、PMOSトラ
ンジスタ形成領域3にpo ドレイン・ソース領域11
を形成する。この時NMO3)ランジスタ形成領域2で
は前記酸化膜10がイオン注入に対するマスクとしての
役割を果たす。
タ形成領域3の窒化シリコン膜7を除去した後、2XI
Q−15cafの濃度のフッ化ホウ素(BF2”)イオ
ンを60 KeVのエネルギで注入して、PMOSトラ
ンジスタ形成領域3にpo ドレイン・ソース領域11
を形成する。この時NMO3)ランジスタ形成領域2で
は前記酸化膜10がイオン注入に対するマスクとしての
役割を果たす。
次に、フッ酸系エッチエンドを使ってデバイス全体にウ
ェットエツチングを施す。本実施例では疎水性の有無を
目視判断しながらHF:H2Oが1:lOのフッ化水素
水溶液を24℃に設定したものをエッチエンドとして使
用し、約1分間ウェットエツチングを行う。このウェッ
トエツチングによって、NMOSトランジスタ形成領域
及びゲート電極6の表面の酸化膜10及びPMO3)ラ
ンジスタ形成領域3のゲート酸化膜4のデバイス表面に
露出している部分が除去される。
ェットエツチングを施す。本実施例では疎水性の有無を
目視判断しながらHF:H2Oが1:lOのフッ化水素
水溶液を24℃に設定したものをエッチエンドとして使
用し、約1分間ウェットエツチングを行う。このウェッ
トエツチングによって、NMOSトランジスタ形成領域
及びゲート電極6の表面の酸化膜10及びPMO3)ラ
ンジスタ形成領域3のゲート酸化膜4のデバイス表面に
露出している部分が除去される。
次に、第1図(0) に示すとおり、PMO3)ランジ
スタ形成領域20表面のレジスト膜12を形成してマス
クした後、6 XIO”cm−2の濃度の燐(P+)イ
オンを30 KeVのエネルギで注入し、NMOSトラ
ンジスタ形成領域2に高濃度n+ソース・ドレイン領域
9と低濃度n−ソース・ドレイン領域13のオフセット
領域を形成し、第1図 (B) に示すように、低濃度
n−ソース・ドレイン領域13をチャネル側に延在させ
るようにして、LDD構造を形成する。PMO3)ラン
ジスタ形成領域3のレジスト膜12を除去した後、通常
のプロセスにてデバイス全体に絶縁膜を被覆し、コンタ
クト孔を開孔し、配線を施してCMO3)ランジスタを
形成する。
スタ形成領域20表面のレジスト膜12を形成してマス
クした後、6 XIO”cm−2の濃度の燐(P+)イ
オンを30 KeVのエネルギで注入し、NMOSトラ
ンジスタ形成領域2に高濃度n+ソース・ドレイン領域
9と低濃度n−ソース・ドレイン領域13のオフセット
領域を形成し、第1図 (B) に示すように、低濃度
n−ソース・ドレイン領域13をチャネル側に延在させ
るようにして、LDD構造を形成する。PMO3)ラン
ジスタ形成領域3のレジスト膜12を除去した後、通常
のプロセスにてデバイス全体に絶縁膜を被覆し、コンタ
クト孔を開孔し、配線を施してCMO3)ランジスタを
形成する。
上述の実施例では、LOCO3法によってフィールド酸
化膜を形成するようにしたが、5ILO(Sealed
Interface Local 0xidatio
n )、 SWAMI (Sidewall Mas
ked l5olation )等の方法によって形成
しても良いことは勿論である。
化膜を形成するようにしたが、5ILO(Sealed
Interface Local 0xidatio
n )、 SWAMI (Sidewall Mas
ked l5olation )等の方法によって形成
しても良いことは勿論である。
(発明の効果)
本発明によると、オフセット構造のソース・ドレイン領
域を形成する際にウェットエツチングを用いて酸化膜1
0を除去するようにしているため、デバイス表面にプラ
ズマ等による損傷が生じない。
域を形成する際にウェットエツチングを用いて酸化膜1
0を除去するようにしているため、デバイス表面にプラ
ズマ等による損傷が生じない。
従って、リーク電流の発生がなく、デバイスの信頼性が
向上する。また、ウェルの全面酸化を行う際に、酸化膜
10の膜厚を制御することで、n−領域の長さを正確に
制御することができるので、デバイスの精度が向上する
とともに再現性も高いものとなる。
向上する。また、ウェルの全面酸化を行う際に、酸化膜
10の膜厚を制御することで、n−領域の長さを正確に
制御することができるので、デバイスの精度が向上する
とともに再現性も高いものとなる。
第1部は、本発明の製造方法の一実施例の順次の工程図
、 第2図は、LDD構造を有するCMO3)ランジスタの
従来の製造方法を示す順次の工程図である。 1・・・半導体基板 2.3・・・トランジスタ形成領域 4・・・フィールド絶縁膜 5・・・ゲート絶縁膜 6・・・ポリシリコンゲート電極 7・・・窒化シリコン膜 8,12・・・レジスト
膜9・・・高濃度n+ドレイン・ソース領域10・・・
酸化膜 11・・・高濃度p゛ドレインソース領域13・・・低
濃度n−ドレイン・ソース領域。 く に) (E、) (D) (E) 第1図 第2図 第2図 2づ (C) 手 続 補 正 書(方式) %式% 1、事件の表示 平成 年 特 許 願 第237314号 2、発明の名称 半導体装置の製造方法 3、補正をする者 事件との関係
、 第2図は、LDD構造を有するCMO3)ランジスタの
従来の製造方法を示す順次の工程図である。 1・・・半導体基板 2.3・・・トランジスタ形成領域 4・・・フィールド絶縁膜 5・・・ゲート絶縁膜 6・・・ポリシリコンゲート電極 7・・・窒化シリコン膜 8,12・・・レジスト
膜9・・・高濃度n+ドレイン・ソース領域10・・・
酸化膜 11・・・高濃度p゛ドレインソース領域13・・・低
濃度n−ドレイン・ソース領域。 く に) (E、) (D) (E) 第1図 第2図 第2図 2づ (C) 手 続 補 正 書(方式) %式% 1、事件の表示 平成 年 特 許 願 第237314号 2、発明の名称 半導体装置の製造方法 3、補正をする者 事件との関係
Claims (1)
- 1、第1導電型の半導体基体表面に、ゲート酸化膜を形
成する工程と、前記ゲート酸化膜上にポリシリコンより
成るゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極をマ
スクとするイオン注入によって第2導電型の高濃度ソー
ス及びドレイン領域を形成する工程と、前記半導体基体
表面及び前記ゲート電極に酸化処理を施して酸化膜を形
成する工程と、前記酸化膜をウェットエッチングによっ
て除去する工程と、前記ゲート電極をマスクとするイオ
ン注入によって第2導電型の低濃度拡散層を前記高濃度
ソース及びドレイン領域の内側に形成する工程とを含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1237314A JPH03101263A (ja) | 1989-09-14 | 1989-09-14 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1237314A JPH03101263A (ja) | 1989-09-14 | 1989-09-14 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03101263A true JPH03101263A (ja) | 1991-04-26 |
Family
ID=17013532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1237314A Pending JPH03101263A (ja) | 1989-09-14 | 1989-09-14 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03101263A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007222075A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Koiwa Kanaami Co Ltd | 階段構造物 |
-
1989
- 1989-09-14 JP JP1237314A patent/JPH03101263A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007222075A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Koiwa Kanaami Co Ltd | 階段構造物 |
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