JPH0364913A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0364913A
JPH0364913A JP1202172A JP20217289A JPH0364913A JP H0364913 A JPH0364913 A JP H0364913A JP 1202172 A JP1202172 A JP 1202172A JP 20217289 A JP20217289 A JP 20217289A JP H0364913 A JPH0364913 A JP H0364913A
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JP
Japan
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region
semiconductor substrate
ion implantation
substrate
mask
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JP1202172A
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English (en)
Inventor
Katsuro Yashima
八島 勝郎
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 半導体装置の製造方法、特にレジストをマスクにして不
純物のイオン注入を行う方法の改良に関し、 デバイス性能に影響を及ぼす領域を通過する放電量を減
少させて、イオン注入の際のチャージアップによるデバ
イス性能の劣化を防止することを目的とし、 レジスト膜をマスクにして半導体基板内に選択的に不純
物のイオン注入を行うに際して、該半導体基板上に、フ
ィールド絶縁膜が開口された不純物を導入しようとする
領域及びダミー領域を形成し、該基板上に該不純物を導
入しようとする領域及びダミー領域を共に表出する一体
の開孔を有するレジスト膜を形成し、該レジスト膜をマ
スクにしイオン注入を行って、該イオン注入中にイオン
照射面に発生する電荷を、該ダミー領域を介し該半導体
基板内に流失せしめる工程、または、半導体基板上に、
該半導体基板上のフィールド絶縁膜が開口されてなるス
クライブラインを表出する第1の開孔と、不純物を導入
しようとする領域を表出し且つ該第1の開孔まで延在す
る第2の開孔とを有するレジスト膜を形成し、該レジス
ト膜をマスクにし該半導体基板内に不純物のイオン注入
を行って、該イオン注入中にイオン照射面に発生する電
荷を、該スクライブラインを介し該半導体基板内に流失
せしめる工程、または、半導体基板上に不純物の導入を
避ける領域を選択的に覆うレジストパターンを形成し、
該レジストパターンをマスクにしイオン注入を行って、
該イオン注入中にイオン照射面に発生する電荷を、表出
する該半導体基板上のフィールド絶縁膜の開口部を介し
半導体基板内に流出せしめる工程の、少なくとも一つを
有して構成される。
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置の製造方法、特にレジストをマスク
にして不純物のイオン注入を行う方法の改良に関する。
例えばMO3IGの製造工程においては、高集積化に伴
う素子の微細化のために、不純物の高ドーズ量イオン注
入に際してのイオン照射面のチャージアップによるゲー
ト絶縁膜破壊の問題が生じている。
これを防止するためにイオン注入装置側においては、被
処理基板の表面に電子を照射して負に帯電せしめておき
、これによって注入されるイオンの電荷を中和する等の
方法が講じられているが、未だ不充分であり、デバイス
側でも構造、プロセスの改良により耐チャージアップ性
を向上させる必要がある。
〔従来の技術〕
従来のイオン注入技術においては、第5図にレジストマ
スクの模式平面図を示すように、不純物のイオン注入を
行おうとする被処理基板上即ちこの基板上に配列される
チップ領域51上に、マスクとなるレジスト膜52を形
成し、このレジスト膜52にイオン注入を行う領域のみ
を選択的に表出する開孔53を形成し、この開孔53を
介して上記被処理基板のチップ領域51内に、選択的に
不純物のイオン注入がなされていた。
即ち例えばMOSFETのソース/ドレイン領域を形成
するための不純物のイオン注入を行うに際しては、例え
ば第6図に平面図(a)、A−A矢視断面図(b)、B
−B矢視断面図(C)を模式的に示すように、p型シリ
コン(St)基板1面のフィールド酸化膜2により画定
された素子形成領域3上にゲート酸化膜4を形成し、そ
の上に例えば素子形tc9M域3を横切るゲート電極5
を形成した後、この基板上にマスクとなるレジスト膜6
を形成し、このレジスト膜6に前記素子形成領域3を位
置合わせ誤差を見込んでやや広く表出するイオン注入用
の開孔7を形成し、この開孔7を介し、ゲート電極5を
マスクにし、ゲート酸化膜4を貫いてn型不純物例えば
砒素(As”)を高濃度にイオン注入する方法が用いら
れた。(108はAs”注入領域)〔発明が解決しよう
とする課題〕 しかし上記従来方法においては、チャージ(電荷)の流
れを模式的に示す第7図のように、例えばポリSi等か
らなるゲート電極5に直に打ち込まれたイオンによる正
電荷(+)の逃げ道は、矢印PIに示すように、絶縁耐
圧の低いゲート酸化膜4を介してのみとなるため、高ド
ーズ量のイオン注入(1,1)によりチャージアップ量
が増大した際には、この放電に際してゲート酸化膜4が
破壊されることがある。
また従来の方法においては前述のように、イオン注入を
行う部分以外は総てレジスト膜6(第5図52参照)で
覆われるので、同じく第7図に示すようにイオン照射さ
れてチャージアップしたレジスト膜6(第5図52参照
)の表面からの正電荷(+)のゲート電極5への放電(
矢印pg)を考えた場合、1チツプ当たりの開孔7の数
が少ないときには、レジスト膜6表面の電荷(+)の、
レジスト膜6に形成されたイオン注入用の開孔7内に表
出するゲート電極5を介して基板lに向かう放電に対す
る電荷の供給量が多くなり、この点でもゲート酸化膜4
の絶縁破壊を生じ易いという問題があった。(lは半導
体基板、2はフィールド酸化膜) そして更に、図示しないがレジスト膜下部の例えばゲー
ト電極にもレジスト膜表面の電荷によって電位が誘起さ
れ、これにゲート酸化膜を通して基板から流れ込む電子
によってゲート酸化膜が劣化するという問題もあった。
そこで本発明は、デバイス性能に影響を及ぼす領域を通
過する放電量を減少させて、イオン注入の際のチャージ
アップによるデバイス性能の劣化を防止することを目的
とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題は、レジスト膜をマスクにして半導体基板内に
選択的に不純物のイオン注入を行うに際して、該半導体
基板上に、フィールド絶縁膜が開口された不純物を導入
しようとする領域及びダ藁−領域を形成し、該基板上に
該不純物を導入しようとする領域及びダミー領域を共に
表出する一体の開孔を有するレジスト膜を形成し、該レ
ジスト膜をマスクにしイオン注入を行って、該イオン注
入中にイオン照射面に発生する電荷を、該ダご一領域を
介し該半導体基板内に流失せしめる工程、及び、半導体
基板上に、該半導体基板上のフィールド絶縁膜が開口さ
れてなるスクライブラインを表出する第1の開孔と、不
純物を導入しようとする領域を表出し且つ該第1の開孔
まで延在する第2の開孔とを有するレジスト膜を形成し
、該レジスト膜をマスクにして該半導体基板内に不純物
のイオン注入を行って、該イオン注入中にイオン照射面
に発生する電荷を、該スクライブラインを介し該半導体
基板内に流失せしめる工程、及び、レジスト膜をマスク
にして半導体基板内に選択的に不純物のイオン注入を行
うに際して、該半導体基板上に不純物の導入を避ける領
域を選択的に覆うレジストパターンを形成し、該レジス
トパターンをマスクにしてイオン注入を行って、該イオ
ン注入中にイオン照射面に発生する電荷を、表出する該
半導体基板上のフィールド絶縁膜の開口部を介し半導体
基板内に流出せしめる工程、の何れかを寺===Mを有
する本発明による半導体装置の製造方法によって解決さ
れる。
〔作 用〕
即ち第1の発明においては、半導体基板上に不純物が導
入される素子形成領域とは別にその近傍にフィールド絶
縁膜の除去されたダミー領域(ダミーフィールド)を設
け、レジストマスクのイオン注入用の一つの開孔内に上
記ダミ一領域と素子形成領域とを一緒に表出させ、上記
フィールド絶縁膜がなくイオン注入の際に導体化するダ
ミー領域から、イオン照射面に発生する電荷を優先的に
基板内へ放電させる。また第2の発明においては、イオ
ン注入用レジストマスクとして、スクライブラインを表
出する第1の開孔を有し、且つ不純物を導入しようとす
る領域上のイオン注入用の第2の開孔を延長して前記第
1の開孔に接続させたマスクを用い、第2の開孔の延長
部に表出されイオン照射によって導体化するフィールド
絶縁膜の表面を放電パスとし、イオン注入に際しイオン
注入領域及びレジスト上を含むその近傍領域に発生した
電荷を上記放電パスを介して基板内に放電させる。また
第3の発明においては、レジストマスクが覆う領域をイ
オン注入を避けたい最小の領域とすることによって、レ
ジスト表面に発生する電荷の総量を減少させて、レジス
ト表面から基板内に向かう放電電:ffL量を減少させ
る。
以上により、イオン注入に際してイオン照射面に発生し
た電荷が素子形成領域内の素子性能に影響を及ぼす領域
を介して基板に放電される量を減少させ、これによって
高ドーズ量イオン注入の際のチャージアップによるデバ
イス性能の劣化を防止する。
〔実施例〕
以下本発明を、図示実施例により具体的に説゛明する。
第1図は本発明の方法の第1の実施例の模式図で、(a
)は平面図、(ロ)はA−A矢視断面図、(C)はB−
B矢視断面図、(d)はC−C矢視断面図、第2図は第
1の実施例に係る半導体装置の模式側断面図、第3図は
第2の実施例の模式図で、(a)は平面図、(ハ)はA
−A矢視断面図、第4図は第3の実施例の模式図で、(
a)は平面図、(ハ)はA−A矢視断面図、(C)はB
−B矢視断面図、(d)はC−C矢視断面図である。全
図を通じ同一対象物は同一符合で示す。
本発明の方法により例えばnチャネルMO3FETを形
成するに際しては、p型St基板1上に例えば通常の選
択酸化手段により、素子形成領域3及びそれをゲート電
極5が配設される領域を残して取り囲むダミー領域(ダ
ミーフィールド)9を画定表出するフィールド酸化膜2
を形成し、素子形成領域3上においてゲート酸化膜4を
下部に有し素子形成領域3上からフィールド酸化膜2上
に延在するゲート電極(ポリSi等からなる)5を形成
し、素子形成領域3及びダミー領域9のsi表出面と、
ゲート電極5の表面にイオン注入不純物を透過するスル
ー酸化膜10を形成した後、この基板1上に前記素子形
$7.95域3とダミー領域9を一緒に表出するイオン
注入用諮問孔7を有するレジスト膜6を形成して、この
レジスト膜6をマスクにしてAs”イオンを全面に照射
し、ゲート電極5に覆われない素子形成領域3内に選択
的に、ソース/ドレイン(S/D) TJ域を形成する
As”を例えば1016〜10′?程度の高ドーズ量で
イオン注入する。なおこの際、ダミー領域9にも同様に
As”が注入される。なお108A、 108B、 1
08cはAs”注入領域を示している。
イオン注入が行われている時点では絶縁膜即ちフィール
ド酸化膜2のイオンが注入される表層部は、正、負電荷
のベアーの発生により導電状態になっており、且つイオ
ンが透過する薄い絶縁膜即ちスルー酸化膜10ば底面ま
でが完全に導体化される。そこでイオン注入によってゲ
ート電極5の表内に放電されると同時に、フィールド酸
化膜2の表面及びスルー酸化膜10を介してダs、 +
+ I?、M域9から基板1内へ放電される。従って絶
縁抵抗を有するゲート酸化膜4を通しての放電は殆ど皆
無になるのでゲート酸化膜4の絶縁破壊は防止される。
またイオン注入中にイオンに照射されるレジスト膜6の
表面に発生した多量の正電荷(+)は、化膜10を介し
てゲート部を囲んでいるダミー領域9から基板1内に放
電されるので、この電荷がゲート酸化膜4を通過するこ
とは殆どなくなり、ゲート酸化膜4の絶縁破壊は防止さ
れる。
第2図は上記イオン注入の後、通常の方法に従って形成
された半導体装置の側断面図を模式的に示したもので、
図中、8Aはn“型ソース領域、8Bはn9型ドレイン
領域、11は不純物ブロック用酸化膜、12は眉間絶縁
膜、13はコンタクト窓、14はソース配線、15はド
レイン配線、その他の符号は第1図と同一対象物を示す
第3図は本発明の方法の第2の実施例を模式的に示す平
面図(a)及びA−A矢視断面図(b)である。
この方法においては、St基板1上にイオン注入用マス
クとして形成されるレジスト膜6に、チップ領域16を
画定するスクライブライン17全域を表出する第1の開
孔107と、チップ領域16内の素子形成領域3を表出
し且つスクライブライン17上まで延在して前記第1の
開孔107に接続するイオン注入用の第2の開孔207
を形成し、不純物イオンの全面照射により上記レジスト
膜6の第1の開孔207を介しスルー酸化膜10を通し
て素子形成領域3内へ不純物のイオン注入がなされる。
このようにすると、イオン照射中、素子形成領域3を囲
むレジスト膜6の表面に発生した電荷(+)は図示のよ
うに、第2の開孔207内に表出しイオン照射により導
体化しているフィールド酸化膜2の表面を伝ってスクラ
イブライン17上の第1の開孔107に達し、イオン照
射により底部まで導体化されているスルー酸化膜10を
通してSt基板1内に放電されるので、素子形成領域3
内に形成されているゲート酸化膜4等に絶縁破壊を生せ
しめることがなくなる。
第4図はCMO3ICを形成する際における本発明の方
法の第3の実施例を模式的に示す平面図(a)、A−A
矢視断面図(b)、B−B矢視断面図(C)、C−C矢
視断面図(d)である。
この例においては、例えばnチャネルMO3FETの形
tc %M域3 NchとpチャネルMO3FETO形
成領域3 PchO間のゲート電極5の両側にフィール
ド酸化膜2が開孔するダミー領域9A及び9Bが形成さ
れる。
そして例えばnチャネルMO3FETの形成領域3 M
e)iにソース/ドレイン形成用のn型不純物をイオン
注入する際には、不純物の導入を避けなければならない
pチャネルMO3FETの形成領域3Pchの上部のみ
にマスクとなるレジストパターン6Pが形成されてイオ
ン注入がなされる。會このようにすると、ゲート電極5
上にイオン照射により発生する電荷(+)は図示のよう
に導体化するフィールド酸化膜2の表面を伝ってダミー
領域9A、9Bから基板l内に放電される。
また、レジストマスク(レジストパターン6P)の表面
積は著しく小さくなってその表面にイオン照射により発
生する総電荷量が大幅に減少するので、ダミー領域9A
、 9Bによる放電が急速になされるようになり、nチ
ャネルMO3FETの形成領域S Nch内に形成され
る図示されないゲート酸化膜等の絶縁破壊の防止はより
完全になる。
なおpチャネルMO3FETの形成領域3 Pchにソ
ース/ドレイン形成用のp型不純物をイオン注入する際
には、nチャネルMO3FETO形成S’JA域3N−
h上のみを覆うレジストパターンが形成される。
〔発明の効果〕
以上説明のように本発明によれば、イオン注入に際して
イオン照射面に発生した電荷が、素子形成領域内の素子
性能に影響を及ぼす領域を介して基板内に放電する量を
減少させ、これによって高ドーズ量イオン注入の際のチ
ャージアップによるデバイス性能の劣化が防止される。
従って本発明は高集積化されるMO3IC等の製造歩留
りや信頼性を向上させるうえに有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法の第1の実施例の模式図で、(a
)は平面図、(ロ)はA−A矢視断面図、(C)はB−
B矢視断面図、(d)はC−C矢視断面図、第2図は本
発明の方法の第1の実施例に係る半導体装置の模式側断
面図、 第3図は本発明の方法の第2の実施例の模式図で、(a
)は平面図、(ハ)はA−A矢視断面図、第4図は本発
明の方法の第3の実施例の模式図で、(a)は平面図、
中)はA−A矢視断面図、(C)はB−B矢視断面図、
(イ)はC−C矢視断面図、第5図は従来のレジストマ
スクの模式平面図、第6図は従来方法の模式図で、(a
)は平面図、(b)はA−A矢視断面図、(C)はB−
B矢視断面図、第7図は従来方法におけるチャージの流
れの模式図である。 図において、 1はSi基板、     2はフィールド酸化膜、3は
素子形成領域、  4はゲート酸化膜、5はゲート電極
、    6はレジスト膜、7はイオン注入用開孔、8
Aはn゛型ソース領域、8Bはn+型トドレイン領域 
8Cは n“型領域、9はダミー領域(ダミーフィール
ド)、10はスルー酸化膜 を示す。 不発日月の方5去の冨10実施例1;イO半欅忰装置の
榎メ庸11δ杓′顔図′$ 2 口 (α)平面図 不発明の机或/l箒2/)実塘伊1の梗六口冨 3 図 (17ンA−A’Aa##[2 (C)F3−B件曳舛面図 (d)C−C夫視@め図 千□李と日月のみ三去のk111/)実禰介1n榎弐旧
(α)平面図 CF)) A−A Emm面図 CC)B−B 夕(視dダY迂わ匹う (d)C−Cる(、橿d斥dわ岳コ 7!:発朗の方法の竿3の実施中In頑六旧第 4 回 イ足猥のレジス)−Yスク/l榎六平面図第  5 図 (#)A−A矢視#面図 (c)δ、−B矢asiu イ足釆方;六/)榎六起 算6図 1!1llli” 碓来木埴j;おけろ今ヤージの流出0榎六口第 図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)レジスト膜をマスクにして半導体基板内に選択的
    に不純物のイオン注入を行うに際して、該半導体基板上
    に、フィールド絶縁膜が開口された不純物を導入しよう
    とする領域及びダミー領域を形成し、 該基板上に該不純物を導入しようとする領域及びダミー
    領域を共に表出する一体の開孔を有するレジスト膜を形
    成し、 該レジスト膜をマスクにしイオン注入を行って、該イオ
    ン注入中にイオン照射面に発生する電荷を、該ダミー領
    域を介し該半導体基板内に流失せしめる工程を有するこ
    とを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. (2)レジスト膜をマスクにして半導体基板内に選択的
    に不純物のイオン注入を行うに際して、該半導体基板上
    に、該半導体基板上のフィールド絶縁膜が開口されてな
    るスクライブラインを表出する第1の開孔と、不純物を
    導入しようとする領域を表出し且つ該第1の開孔まで延
    在する第2の開孔とを有するレジスト膜を形成し、 該レジスト膜をマスクにして該半導体基板内に不純物の
    イオン注入を行って、該イオン注入中にイオン照射面に
    発生する電荷を、該スクライブラインを介し該半導体基
    板内に流失せしめる工程を有することを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
  3. (3)レジスト膜をマスクにして半導体基板内に選択的
    に不純物のイオン注入を行うに際して、該半導体基板上
    に不純物の導入を避ける領域を選択的に覆うレジストパ
    ターンを形成し、 該レジストパターンをマスクにしてイオン注入を行って
    、該イオン注入中にイオン照射面に発生する電荷を、表
    出する該半導体基板上のフィールド絶縁膜の開口部を介
    し半導体基板内に流出せしめる工程を有することを特徴
    とする半導体装置の製造方法。
JP1202172A 1989-08-03 1989-08-03 半導体装置の製造方法 Pending JPH0364913A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11289094A (ja) * 1998-04-04 1999-10-19 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2002208705A (ja) * 2001-01-09 2002-07-26 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置及びその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11289094A (ja) * 1998-04-04 1999-10-19 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2002208705A (ja) * 2001-01-09 2002-07-26 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置及びその製造方法

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