JPH04263468A - 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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JPH04263468A
JPH04263468A JP3024313A JP2431391A JPH04263468A JP H04263468 A JPH04263468 A JP H04263468A JP 3024313 A JP3024313 A JP 3024313A JP 2431391 A JP2431391 A JP 2431391A JP H04263468 A JPH04263468 A JP H04263468A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel
transistor
type
mask
transistors
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3024313A
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English (en)
Inventor
Toshihiko Akiba
秋葉 利彦
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
係り,特にNチャネルとPチャネルの各チャネルが各種
のしきい値電圧をもつLDD構造のトランジスタからな
るCMOSの製造に関する。
【0002】近年,半導体装置に種々の回路を集積され
,そのため,しきい値電圧(Vth)の異なる複数のト
ランジスタを集積した半導体装置が必要となっている。
【0003】
【従来の技術】従来,一つの基板上にVthの異なる複
数のトランジスタを実現するのに,その製造工程おいて
マスクを追加することで対処していた。
【0004】図3(a) 〜(e) 及び図4(f) 
〜(i)は,NチャネルとPチャネルの各チャネルが,
異なるしきい値電圧を持つLDD構造の2種類のトラン
ジスタからなるCMOSの製造における従来例を示す工
程順断面図である。
【0005】以下,これらの図を参照しながら,従来の
工程の概略を説明する。 図3(a) 参照 p−Si基板1にLOCOS工程によってフィールド酸
化膜2を形成する。マスクを用いてn型不純物をイオン
注入し,その後の熱処理でp−Si基板1と逆導電型の
nウエル3を形成する。その後,熱酸化によりゲート絶
縁膜4を形成する。
【0006】図3(b) 参照 NチャネルとPチャネルの第1種のVthを制御するた
めに,全面に第1のイオン注入を行い,基板表面付近に
第1のイオン注入領域5を形成する。
【0007】図3(c) 参照 p−Si基板1の一部とnウエル3の一部を覆うレジス
トマスク7aを形成し, それをマスクにしてNチャネ
ルとPチャネルの第2種のVthを制御するために第2
のイオン注入を行い,第2のイオン注入領域5aを形成
する。
【0008】図3(d) 参照 全面にポリSi膜を成長した後,その膜をパターニング
して各トランジスタ形成領域にゲート電極6a〜6dを
形成する。
【0009】図3(e) 参照 nウエル3上に開口するレジストマスク7bをマスクに
して, nウエル3内トランジスタ(Pチャネル)のL
DD構造の低濃度領域をきめるイオン注入を行い,低濃
度ソース・ドレイン8a, 8bを形成する。なお,こ
の図で第1のイオン注入領域5と第2のイオン注入領域
5aは省略してある。
【0010】図4(f) 参照 p−Si基板1上に開口するレジストマスク7cをマス
クにして, p−Si基板1内トランジスタ(Nチャネ
ル)のLDD構造の低濃度領域をきめるイオン注入を行
い,低濃度ソース・ドレイン8c, 8dを形成する。
【0011】図4(g) 参照 CVD法によりSiO2 膜を成長した後,RIE法に
よる全面エッチングを行い,側壁9を形成する。
【0012】その後,nウエル3上に開口するレジスト
マスク7dをマスクにして, nウエル3内トランジス
タ(Pチャネル)のLDD構造の高濃度領域をきめるイ
オン注入を行い,高濃度ソース・ドレイン10a, 1
0bを形成する。
【0013】図4(h) 参照 p−Si基板1上に開口するレジストマスク7eをマス
クにして, p−Si基板1内トランジスタ(Nチャネ
ル)のLDD構造の高濃度領域をきめるイオン注入を行
い,高濃度ソース・ドレイン10c, 10dを形成す
る。
【0014】図4(i) 参照 全面に絶縁膜11を成長した後電極窓を開孔し,配線金
属を成長し,それをパターニングしてソース・ドレイン
電極12a 〜12d を形成する。
【0015】このようにしてNチャネルとPチャネルの
各チャネルにVthの異なる2種類のトランジスタを持
つCMOSが実現するが,2種類のVthを実現するた
めに,各チャネル1種類のVthを作る時に比べ,マス
クを一層追加して第2のイオン注入を行う工程が増加し
ている。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
鑑み,Nチャネル,Pチャネルの各々にVthの異なる
2種類のトランジスタを持つCMOSを,従来に比べて
工程を増加させることなく実現する方法を提供すること
を目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】図1(a) 〜(e) 
及び図2(f) 〜(h) は本発明の実施例を示す工
程順断面図である。
【0018】上記課題は,NチャネルとPチャネルの各
チャネルが,異なるしきい値電圧を持つLDD構造の2
種類のトランジスタからなるCMOSの製造において,
ウエル3の形成された半導体基体1,3の各トランジス
タ形成領域にゲート電極6a〜6dを形成した後,Nチ
ャネル第1種のトランジスタ及びPチャネル第1種のト
ランジスタの形成領域に開口を持つマスク7aを用いて
一導電型不純物をイオン注入し, Nチャネル第1種の
トランジスタのソース・ドレインと逆導電型の領域8d
及びPチャネル第1種のトランジスタの低濃度ソース・
ドレイン8aを形成する工程と,Nチャネル第2種のト
ランジスタ及びPチャネル第2種のトランジスタの形成
領域に開口を持つマスク7bを用いて反対導電型不純物
をイオン注入し, Nチャネル第2種のトランジスタの
低濃度ソース・ドレイン8c及びPチャネル第2種のト
ランジスタのソース・ドレインと逆導電型の領域8bを
形成する工程とを有し, 各チャネル各種のトランジス
タのしきい値電圧を調整する半導体装置の製造方法によ
って解決される。
【0019】また,NチャネルとPチャネルの各チャネ
ルが,異なるしきい値電圧を持つ,LDD構造の2種類
以上のトランジスタからなるCMOSの製造において,
前記の工程を有する半導体装置の製造方法によって解決
される。
【0020】
【作用】本発明ではLDD構造の低濃度ソース・ドレイ
ン用イオン注入工程時に, しきい値電圧の調整も同時
に行っている。即ち,Nチャネル第1種のトランジスタ
及びPチャネル第1種のトランジスタの形成領域に開口
を持つマスク7aを用いて一導電型不純物をイオン注入
すれば,どちらかのチャネルにはそれと逆の導電型のイ
オンが注入されることになり,イオン注入条件を調整す
ることにより,Nチャネル第1種のトランジスタ及びP
チャネル第1種のトランジスタの両者のしきい値電圧を
所定の値に調整することができる。
【0021】同様にして,Nチャネル第2種のトランジ
スタ及びPチャネル第2種のトランジスタの形成領域に
開口を持つマスク7bを用いて反対導電型不純物をイオ
ン注入すれば,どちらかのチャネルにはそれと逆の導電
型のイオンが注入されることになり,イオン注入条件を
調整することにより,Nチャネル第2種のトランジスタ
及びPチャネル第2種のトランジスタの両者のしきい値
電圧を所定の値に調整することができる。
【0022】本発明では,従来,LDD構造の低濃度ソ
ース・ドレイン用イオン注入工程前に行っているイオン
注入(従来技術の第2のイオン注入)工程が不要となる
から,各チャネルにしきい値電圧の異なるトランジスタ
が1種類づつ増えても,工程を増す必要がない。
【0023】また,NチャネルとPチャネルの各チャネ
ルが,異なるしきい値電圧を持つ,LDD構造の2種類
以上のトランジスタからなるCMOSの製造においても
,各チャネルから2種類づつトランジスタを選んで前記
の工程を適用すれば,従来よりも工程を少なくできる。
【0024】
【実施例】図1(a) 〜(e) は実施例を示す工程
順断面図(その1),図2(f) 〜(h) は実施例
を示す工程順断面図(その2)である。以下,これらの
図を参照しながら実施例について説明する。
【0025】図1(a) 参照 p−Si基板1にLOCOS工程によって厚さ5000
〜10000 ÅのSiO2 のフィールド酸化膜2を
形成する。ウエル形成領域に開口するマスクを用いて,
N型不純物P+ またはAs+ を加速電圧10〜20
keV,ドーズ量1012〜1013cm−2の条件で
イオン注入し,その後の熱処理で基板と逆導電型のnウ
エル3を形成する。その後,熱酸化により厚さ数百Åの
SiO2 のゲート絶縁膜4を形成する。
【0026】図1(b) 参照 nウエル3及びp−Si基板1に形成する第1種のトラ
ンジスタのVthを制御するため,全面に第1のイオン
注入(P型不純物B+ , 加速電圧10〜20keV
,ドーズ量約 1012 cm−2 )を行い,基板表
面付近に第1のイオン注入領域5を形成する。ただし,
このイオン注入はp−Si基板1の不純物濃度及びnウ
エル3の不純物濃度が各チャネルの第1種のトランジス
タのVthに応じて予め調整されている時は行わなくて
もよい。
【0027】図1(c) 参照 全面に厚さ数千ÅのポリSi膜を成長した後,その膜を
パターニングして各トランジスタ形成領域にゲート電極
6a〜6dを形成する。
【0028】図1(d) 参照 nウエル3内第1種のトランジスタ(Pチャネル)形成
領域とp−Si基板1内第1種のトランジスタ(Nチャ
ネル)形成領域に開口するレジストマスク7aをを形成
し,それをマスクにしてイオン注入(P型不純物B+ 
, 加速電圧20〜30keV,ドーズ量約1013 
cm−2)を行い,nウエル3内第1種のトランジスタ
(Pチャネル)のLDD構造の低濃度ソース・ドレイン
8a,及びp−Si基板1内第1種のトランジスタ(N
チャネル)のソース・ドレインと逆電型の領域8dを形
成する。
【0029】これにより,nウエル3内第1種のトラン
ジスタ(Pチャネル)のしきい値電圧を決定し,それと
同時に,p−Si基板1内第1種のトランジスタ(Nチ
ャネル)のしきい値電圧も決定する。なお,図で第1の
イオン注入領域5は省略してある。
【0030】図1(e) 参照 nウエル3内第2種のトランジスタ(Pチャネル)形成
領域とp−Si基板1内第2種のトランジスタ(Nチャ
ネル)形成領域に開口するレジストマスク7bを形成し
,それをマスクにしてイオン注入(N型不純物As+ 
またはP+ , 加速電圧約50keV,ドーズ量 1
013 〜 1014 cm −2 )を行い,p−S
i基板1内第2種のトランジスタ(Nチャネル)のLD
D構造の低濃度ソース・ドレイン8c, 及びnウエル
3内第2種のトランジスタ(Pチャネル)のソース・ド
レインと逆導電型の領域8bを形成する。これにより,
nウエル3内第2種のトランジスタ(Pチャネル)のし
きい値電圧を決定し,それと同時に,p−Si基板1内
第2種のトランジスタ(Nチャネル)のしきい値電圧も
決定する。
【0031】図2(f) 参照 CVD法によりSiO2 膜を成長した後,RIE法に
よる全面エッチングを行い,SiO2 の側壁9を形成
する。
【0032】その後,nウエル3上に開口するレジスト
マスク7cをマスクにして, nウエル3内トランジス
タ(Pチャネル)のLDD構造の高濃度領域をきめるイ
オン注入(P型不純物B+ , 加速電圧20〜30k
eV,ドーズ量約 1015 cm −2 )を行い,
高濃度ソース・ドレイン10a, 10bを形成する。
【0033】図2(g) 参照 p−Si基板1上に開口するレジストマスク7dをマス
クにして, p−Si基板1内トランジスタ(Nチャネ
ル)のLDD構造の高濃度領域をきめるイオン注入(N
型不純物As+ またはP+ , 加速電圧約50ke
V,ドーズ量約 1015 cm −2 )を行い,高
濃度ソース・ドレイン10c, 10dを形成する。
【0034】図2(h) 参照 全面に絶縁膜(PSG)11を成長した後電極窓を開孔
し,配線金属,例えば,Al膜を成長し,それをパター
ニングしてソース・ドレイン電極12a 〜12d を
形成する。
【0035】このようにしてNチャネル,Pチャネルの
各々にVthの異なる2種類のトランジスタを持つCM
OSが実現する。以上の実施例の工程を従来例の工程と
比べると,従来例の第2のイオン注入工程(図3(c)
 )が省略されている。したがって,本発明の方法を採
用することにより,従来よりも製造工程が短縮できる。
【0036】以上,NチャネルとPチャネルの各チャネ
ルが,異なるしきい値電圧を持つ,LDD構造の2種類
のトランジスタからなるCMOSの製造の実施例につい
て説明したが,NチャネルとPチャネルの各チャネルが
,異なるしきい値電圧を持つ,LDD構造の2種類以上
のトランジスタからなるCMOSの製造においても,各
チャネルから2種類づつトランジスタを選んで前記の工
程を適用するようにすれば,従来よりも工程を少なくす
ることができる。
【0037】さらに,本発明の方法はマスクROMのよ
うにユーザーからの設計データを入手するまで作業待ち
時間がある場合,特に有効である。即ち,本発明によれ
ば,図1(c) まで予め工程を進めておき, ユーザ
ーからの設計データを入手した時点でその設計データに
応じて図1(d) 以降の工程を進める。一方,従来の
方法では図3(b) まで予め工程を進めておき, ユ
ーザーからの設計データを入手した時点でその設計デー
タに応じて図3(c) 以降の工程を進めることになる
【0038】したがって,本発明の方法は従来の方法に
比較して図3(c),(d)に相当する分先行している
ことになり,従来よりも納期を短縮できる効果がある。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
NチャネルとPチャネルの各チャネルが,異なるしきい
値電圧を持つLDD構造の2種類以上のトランジスタか
らなるCMOSの製造において,従来よりも製造工程が
短縮できる。
【0040】本発明はマスクROMのようにユーザーか
らの設計データを入手するまで作業待ち時間がある場合
,特に有効で,従来よりも納期を短縮できる効果がある
【図面の簡単な説明】
【図1】(a) 〜(e) は実施例を示す工程順断面
図(その1)である。
【図2】(f) 〜(h) は実施例を示す工程順断面
図(その2)である。
【図3】(a) 〜(e) は従来例を示す工程順断面
図(その1)である。
【図4】(f) 〜(i) は従来例を示す工程順断面
図(その2)である。
【符号の説明】
1は半導体基体であってp−Si基板 2はフィールド酸化膜 3は半導体基体であってnウエル 4はゲート絶縁膜であってSiO2  5は第1のイオン注入領域 5aは第2のイオン注入領域 6a〜6dはゲート電極 7a〜7eはマスクであってレジストマスク8a, 8
cは低濃度ソース・ドレイン8b, 8dはソース・ド
レインと逆導電型の領域9は側壁であってSiO2  10a 〜10d は高濃度ソース・ドレイン11は絶
縁膜であってPSG

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  NチャネルとPチャネルの各チャネル
    が,異なるしきい値電圧を持つLDD構造の2種類のト
    ランジスタからなるCMOSの製造において,ウエル(
    3) の形成された半導体基体(1, 3)の各トラン
    ジスタ形成領域にゲート電極(6a 〜6d) を形成
    した後,Nチャネル第1種のトランジスタ及びPチャネ
    ル第1種のトランジスタの形成領域に開口を持つマスク
    (7a)を用いて一導電型不純物をイオン注入し, N
    チャネル第1種のトランジスタのソース・ドレインと逆
    導電型の領域(8d)及びPチャネル第1種のトランジ
    スタの低濃度ソース・ドレイン(8a)を形成する工程
    と,Nチャネル第2種のトランジスタ及びPチャネル第
    2種のトランジスタの形成領域に開口を持つマスク(7
    b)を用いて反対導電型不純物をイオン注入し, Nチ
    ャネル第2種のトランジスタの低濃度ソース・ドレイン
    (8c)及びPチャネル第2種のトランジスタのソース
    ・ドレインと逆導電型の領域(8b)を形成する工程と
    を有し, 各チャネル各種のトランジスタのしきい値電
    圧を調整することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】  NチャネルとPチャネルの各チャネル
    が,異なるしきい値電圧を持つLDD構造の2種類以上
    のトランジスタからなるCMOSの製造において,請求
    項1記載の工程を有することを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
JP3024313A 1991-02-19 1991-02-19 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH04263468A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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