JPH0480955A - 相補型mos半導体装置の製造方法 - Google Patents

相補型mos半導体装置の製造方法

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JPH0480955A
JPH0480955A JP2195855A JP19585590A JPH0480955A JP H0480955 A JPH0480955 A JP H0480955A JP 2195855 A JP2195855 A JP 2195855A JP 19585590 A JP19585590 A JP 19585590A JP H0480955 A JPH0480955 A JP H0480955A
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JP
Japan
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film
forming
source
drain
polycrystalline silicon
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Pending
Application number
JP2195855A
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English (en)
Inventor
Matsuo Ichikawa
市川 松雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は相補型MOS半導体装置の製造方法に関し、シ
リコンゲートの如き自己整合プロセスCより改善された
方法およびそれに基づ(新基た構造を提供し、微細化に
対応する事を目的としている。
〔従来の技術〕
VLSIで使用されるMOSトランジスターはそのゲー
ト巾が小さ(なるに伴い、ドレインにかかる電圧が、ゲ
ート近ぼ5で集中し、ゲート電柵へのホットキャリヤー
の注入により、素子特性C劣化という問題に直面するよ
うになった。
1.2μrrL〜1゜5pmプロセスからL D D 
(Light Dopea Drainの略、以後LD
Dと書()構造のトランジスターが主流をしめるように
なった。
その主な構造及び製造方法について説明する。
第2図(a)〜第2図(d)に工程順の断面略図を示し
以下に従来技術について説明する。
第2図(a)に示す如く、N型巣結晶$1基板21内に
N Well 22及びF Well 23を形成した
後、選択酸化法によってLOC!O3酸化膜24を形成
する。LOOO3酸化膜24の形成されている領域以外
の領域にゲート酸化膜25を形成し、その上に多結晶シ
リコン層を形成した後、N 多結晶シリコン層にする。
N+多結晶シリコンを選択エツチングし、ゲート電極2
6を形成する。その後、酸化性雰囲気の中でライト酸化
をおこない薄い酸化膜27を形成する。
第2図(b)に示す如く、選択的にボロンのイオン打込
みをおこなう事によって、Pチャンネルトランジスター
のソース、ドレインの拡散層として、 第1のP型拡散層28を形成する。その時の打込みエネ
ルギーは20 kev 〜40 kevで、打込み濃度
は5X1012/−〜5X101/cJがのぞましい。
その後、選択的にリンのイオン打込みをおこなう事によ
って、Nチャンネルトランジスターのソース、ドレイン
の拡散層として、第1のN型拡散層29を形成する。そ
の時の打込みエネルギーは50 kev 〜60 ke
vで、打込み濃度+!5 X 1 o12/ in〜5
 X i o13/ ctlがのぞましい。
その後、酸化雰囲気中でライト酸化し、その上にcvD
sio、膜6oを形成する。膜厚は2゜00λ〜400
0Xの間である。
第2図(c)に示す如(、上から、異方性エツチングに
よってO’VDSiO,膜3o及び薄い酸化膜27をエ
ツチング除去することによって、ゲート電極の両側にサ
イドウオール膜51を形成する。そして、選択的にボロ
ンのイオン打込みをおこなう事によって、Pチャンネル
トランジスターのソース、ドレインの拡散層として、 第2のP型拡散層52を形成する。その時の打込みエネ
ルギーは2 (lkev〜60 kevで、打込み濃度
はI X 101s/a!〜I X i (f111/
cjIがのぞましい。その後、選択的にヒ素のイオン打
込みをおこなう事によって、Nチャンネルトランジスタ
ーのソース、ドレインの拡散層として、第2のN型拡散
層63を形成する。その時の打込みエネルギーは40に
θV〜80 kevで、打込み濃度はlX10工S/a
d〜I X 101’/c!がのぞましい。
第2図Cd)に示す如(、その上にcvDsi○2膜3
4を形成し、拡散層のコンタクト部を選択的にエツチン
グしてコンタクトホールを形成する。その上にA4.配
線35を形成する。
上記のように、従来の方法によるとゲート電極の両側に
付けるサイドウオール膜のもとになるCVDSiO2膜
は、減圧法、プラズマ形成法、常圧法と種々の形成法が
ある。どの方法も、5“φウェハー 6“φウェハーの
全面に均一の膜厚で又、ねらった膜厚を付けるのがむず
かしい。ねらった膜厚の±20%程度、又、ウェハーの
全面±15%程度のバラツキがあり、ウェハー内ではg
oooXの膜厚に対して900Hのバラツキがあり、ウ
ェハー間では全体で1200久のバラツキがある。
このように膜厚のバラツキが大きい事によって形成され
るサイドウオール膜の厚みのバラツキが大きい。この巾
ρ・異なると、濃度を薄(拡散した第1のP型及びN型
拡散層の長さがバラツキ。
これがシリーズに入っているトランジスターに、抵抗と
してかんよして、トランジスターの性能のバラツキとな
る。
微細化が進み、ゲート電極長がさらに短か(なると、こ
のシリーズに入っている抵抗(第1のP型及びN型拡散
層の長さ)の大きさももちろん性能を悪くするが、バラ
ツキが太き(なって問題が生じ、微細化には不適当であ
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、サイドウオール膜の厚みのバラツキをなくし
、第1のP型及びN型拡散層の拡散長のバラツキをな(
シ、ウェハー内及びウェハー間のトランジスターの性能
の均一化をはかり、より微細化に対しょできるようにし
たものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の手段は、形成した時のウニ/・−間、ウェハー
内、及びパッチ間の膜厚のバラツキが少なく、しかも加
工上の均一性もすぐれている多結晶シリコン膜を用い、
電極の両側にもうけるサイドウオール膜として、第1の
P型及びN型拡散層の長さをコントロールして、ウェハ
ー内、ウニ/%−間、バッチ間のトランジスターの性能
の均一化をはかると供に、微細化にも対応できるように
したものである。
〔実施例〕
第1図(a)〜第1図(−)に工程順の断面略図を示し
以下に本発明の方法について説明する。
第1図(a)に示す如(、N型牟結晶Si基板1内にN
 Wel’l 2及びP Well 5を形成した後、
選択酸化法を用いてLOOQS酸化膜4を形成するLO
(!OS酸化膜4の形成されている領域以外の領域にゲ
ート酸化膜5を形成し、その上に多結晶シリコン層を形
成した後、N 拡散をおこない、N+多結晶シリコン層
にする。N+多結晶シリコン層を選択エツチングし、ゲ
ート電極6を形成する。
その後、酸化性雰囲気の中でライト酸化をおこない薄い
酸化膜7を形成する。
第1図(b)に示す如(、選択的にボロンのイオン打込
みをおこなう事によって、Pチャンネルトランジスター
のソース、ドレインの拡散層として、 第1のP型拡散層8を形成する。その時の打込みエネル
ギーは20にθV〜40にθVで、打込み濃度は5X1
012/i〜5 X 1013/cy+!がのぞましい
。その後、選択的にリンのイオン打込みをおこなう事に
よって、Nチャンネルトランジスターのソース、ドレイ
ンの拡散層として、第1のN型拡散層9を形成する。そ
の時の打込みエネルギーは50にθV〜60 kevで
、打込み濃度は5×1o”/cJ〜5X1013/d 
 がのぞましい。
その後、酸化雰囲気中でライト酸化し、その上に多結晶
シリコン膜10を形成する。膜厚は1000^〜aoo
oXの間である。
第1図(c)に示す如(、上から異方性エツチングによ
って多結晶シリコン膜10をエツチング除去し、ゲート
電極の両側に多結晶シリコンのサイドウオール膜11を
形成する。
その後、選択的にボロンのイオン打込みをおこなう事に
よって、Pチャンネルトランジスターのソース、ドレイ
ンの拡散層として、第2のP型拡散層12を形成する。
その時の打込みエネルギーは20 kev〜60 ke
vで、打込み濃度は1×101s/ cfl〜I X 
10 ”/ allがのぞましい。
その後、選択的にヒ素のイオン打込みをおこなう事によ
って、少な(とも一部のNチャンネルトランジスターの
ソース、ドレインの拡散層として第2のX型拡散層13
を形成する。その時の打込みエネルギーは40 kev
〜80 keVで、打込み濃度はI X 10 ”/ 
tJl〜1×1016/dがのぞましい。
第1図Cd)に示す如(等方性のドライエッチ法か、硝
弗酸液で、サイドウオール膜である多結晶シリコン膜を
エツチング除去する。その上から選択的にヒ素のイオン
打込みをおこなう事によっテ、少ナクとも一部のNチャ
ンネルトランジスターのンース、ドレインの拡散層とし
て、第6のN型拡散層14を形成する。その時の打込み
エネルギーは40 kev 〜8 D kevで、打込
み濃度は1×1015/d〜1×1o16/dがのぞま
しい。
第1図(c)に示す如く、酸化性雰囲気でライト酸化し
た後、PSG膜14を形成し、アニールした後、コンタ
クト部分のPSG膜14と薄い酸化膜7を一部エッチン
グ除去してコンタクトホールを形成する。その上に、A
L配線15を形成する。
〔発明の効果〕
本発明の方法によると、多結晶シリコン膜厚のバラツキ
はウェハー間が±5%以内でウェハー内が±3%以内で
、そしてロフト間が±7%以内である。
そして、平担部とゲート電極の両側の側面につ(厚みも
ほとんどかわらない。これに対してvCVDSiO2膜
は側面につく厚みか薄くなりがちであり、しかも形状が
変形(サイドの上の方と下の方でつきがたが異なる)し
た状態になる。
多結晶シリコン膜は以上のように膜厚が均一なため、ゲ
ート電極の側面に形成されたサイドウオールの厚みが均
一になり、しいては、第一のP型\ 及びN型拡散層の長さが均一になり、トランジスターの
シリーズ抵抗が均一となり、しかして、トランジスター
の性能が均一となる。なお微細化への対応にも容易であ
る。
又、0VDSiO,膜にくらべ、多結晶シリコンの方が
ドライエツチングの加工性にすぐれ、下地の薄い酸化膜
で終点を検出できるので、より一層の均一化がはかれる
。
又、0VDSi02膜では、サイドウオールとして厚い
膜が薄い拡散層上に残って汚れを含みやスフ、チャージ
アップしやすく、トランジスターの性能を劣化、又は変
イヒさせやすいが、本発明の方法で多結晶シリコン膜の
サイドウオー/上膜は、後で除去されてしまうので、そ
のような欠点はない。
そして、他の効果は、LDD構造のトランジスターと、
通常構造のトランジスターを同一基板内に内蔵できるの
で、耐圧の高いトランジスター及びホットエレクトロン
に対して注意をはられなければならないトランジスター
にはLDD構造を採用し、スピード及びアウトプット電
流を必要とするトランジスター それに、かかる電圧が
低い所のトランジスター等にはLDD構造ではない通常
のトランジスター構造を使用する事ができる。
たとえば、メモリーの周辺回路、必要な部分だけにはL
DD構造のトランジスターをおもに配置し、他の部分と
電圧がさげられてかげられるメモリーセル部には従来の
構造のトランジスターを配置して、スピードを早(する
事ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜第1図C−)は本発明の方法による工程
順の断面略図である。 第2図 )〜第2図(d )は従来の方法によ る工程順の断面略図である。 以 上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)半導体基板内にPチャンネルMOSトランジスター
    とNチャンネルMOSトランジスターを、おのおの複数
    個有する相補型MOS半導体装置の製造方法において、 (a)半導体基板上にゲート絶縁膜をかいしてゲート電
    極を形成する工程、 (b)ゲート電極及びソース、ドレイン上に薄い絶縁膜
    を形成する工程、 (c)該PチャンネルMOSトランジスターの該ソース
    、ドレインに第一のP型拡散層を形成する工程、 (d)該NチャンネルMOSトランジスターの該ソース
    、ドレインに第一のN型拡散層を形成する工程、 (e)該半導体基板上に多結晶シリコン膜を形成する工
    程、 (f)異方性エッチングにより、該ゲート電極のサイド
    に、少なくとも一部を残すようにして該多結晶シリコン
    膜をエッチング除去する工程、 (g)該PチャンネルMOSトランジスターの該ソース
    、ドレインに第2のP型拡散層をおこなう工程、 (h)少なくとも一部の該NチャンネルMOSトランジ
    スターの該ソース、ドレインに第2のN型拡散層を形成
    する工程、 (i)該ゲート電極のサイドに残る該多結晶シリコン膜
    を、等方性のドライエッチング、もしくは液体によるエ
    ッチングで除去する工程、 (j)少なくとも一部の該NチャンネルMOSトランジ
    スターの該ソース、ドレインに第3のN型拡散層を形成
    する工程、 とを具備する事を特徴とする相補型MOS半導体装置の
    製造方法。
JP2195855A 1990-07-24 1990-07-24 相補型mos半導体装置の製造方法 Pending JPH0480955A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002359369A (ja) * 2001-06-01 2002-12-13 Sony Corp 半導体装置の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002359369A (ja) * 2001-06-01 2002-12-13 Sony Corp 半導体装置の製造方法

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