JPH05121675A - 半導体集積回路の製造方法 - Google Patents
半導体集積回路の製造方法Info
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- JPH05121675A JPH05121675A JP3281549A JP28154991A JPH05121675A JP H05121675 A JPH05121675 A JP H05121675A JP 3281549 A JP3281549 A JP 3281549A JP 28154991 A JP28154991 A JP 28154991A JP H05121675 A JPH05121675 A JP H05121675A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 膜厚に差をつけた酸化膜パターンを利用する
ことにより、NchMOSのしきい値コントロール用の
ホトマスクを減らす。 【構成】 厚い酸化膜(15)をホトエッチングして開
口部を形成し、開口部内に薄い酸化膜(18)を形成す
る。両者の膜厚の差を利用して、先ずP型不純物をイオ
ン注入、熱拡散してP型ウェル領域(19)を形成す
る。再度膜厚の差を利用して、同じ領域にしきい値電圧
VtをコントロールするためのN型不純物をイオン注入
する。
ことにより、NchMOSのしきい値コントロール用の
ホトマスクを減らす。 【構成】 厚い酸化膜(15)をホトエッチングして開
口部を形成し、開口部内に薄い酸化膜(18)を形成す
る。両者の膜厚の差を利用して、先ずP型不純物をイオ
ン注入、熱拡散してP型ウェル領域(19)を形成す
る。再度膜厚の差を利用して、同じ領域にしきい値電圧
VtをコントロールするためのN型不純物をイオン注入
する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、LOCOS構造とCM
IS素子を有する半導体集積回路の製造方法に関する。
IS素子を有する半導体集積回路の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のLOCOS構造のCMIS半導体
装置の使用電圧は、素子活性領域のしきい値電圧Vtと
フィールド酸化膜領域の寄生MOSトランジスタのしき
い値電圧Vtによって規定されているため、その使用電
圧を高めようとすると前記素子活性領域のしきい値電圧
Vtや寄生MOSトランジスタのしきい値電圧Vtを所定
の値にコントロールする必要がある。しきい値電圧Vt
をコントロールするためには、従来より、前記素子活性
領域やフィールド酸化膜領域にP型又はN型の不純物を
イオン注入して、基板の不純物濃度を部分的に変化させ
ることが行われている(例えば、特公昭63−8622
号公報)。
装置の使用電圧は、素子活性領域のしきい値電圧Vtと
フィールド酸化膜領域の寄生MOSトランジスタのしき
い値電圧Vtによって規定されているため、その使用電
圧を高めようとすると前記素子活性領域のしきい値電圧
Vtや寄生MOSトランジスタのしきい値電圧Vtを所定
の値にコントロールする必要がある。しきい値電圧Vt
をコントロールするためには、従来より、前記素子活性
領域やフィールド酸化膜領域にP型又はN型の不純物を
イオン注入して、基板の不純物濃度を部分的に変化させ
ることが行われている(例えば、特公昭63−8622
号公報)。
【0003】素子活性領域のしきい値電圧Vtをコント
ロールする従来のプロセスを図9から図12に従って説
明する。 (イ)PchMOSを形成するN型エピタキシャル層
(1)の表面を熱酸化して膜厚数百Åの酸化膜(2)を
形成する(図9)。 (ロ)酸化膜(2)の上に第1のホトレジスト(3)を
形成し、酸化膜(2)を通してP型不純物(ボロン等)
を選択的にイオン注入する(図10)。
ロールする従来のプロセスを図9から図12に従って説
明する。 (イ)PchMOSを形成するN型エピタキシャル層
(1)の表面を熱酸化して膜厚数百Åの酸化膜(2)を
形成する(図9)。 (ロ)酸化膜(2)の上に第1のホトレジスト(3)を
形成し、酸化膜(2)を通してP型不純物(ボロン等)
を選択的にイオン注入する(図10)。
【0004】(ハ)第1のホトレジスト(3)を除去し
た後、前工程でイオン注入したP型不純物を熱拡散する
ことにより、NchMOS形成用のP型ウェル領域
(4)を形成する(図11)。 (ニ)再度ホトリソ工程を行うことにより、酸化膜
(2)の上に第2のホトレジスト(5)を形成し、酸化
膜(2)を通してP型ウェル領域(4)の表面にN型不
純物(ヒ素等)を選択的にイオン注入する(図12)。
た後、前工程でイオン注入したP型不純物を熱拡散する
ことにより、NchMOS形成用のP型ウェル領域
(4)を形成する(図11)。 (ニ)再度ホトリソ工程を行うことにより、酸化膜
(2)の上に第2のホトレジスト(5)を形成し、酸化
膜(2)を通してP型ウェル領域(4)の表面にN型不
純物(ヒ素等)を選択的にイオン注入する(図12)。
【0005】そして、フィールド酸化膜の形成、ゲート
酸化膜とゲート電極の形成、およびN+型ソース・ドレ
イン領域とP+型ソース・ドレイン領域の形成を行う
と、前記ゲート電極下のチャンネル部分の不純物濃度が
前記N型不純物のドープにより緩和されるので、Nch
MOSのしきい値電圧Vtをコントロール(低下)でき
る、というものである。
酸化膜とゲート電極の形成、およびN+型ソース・ドレ
イン領域とP+型ソース・ドレイン領域の形成を行う
と、前記ゲート電極下のチャンネル部分の不純物濃度が
前記N型不純物のドープにより緩和されるので、Nch
MOSのしきい値電圧Vtをコントロール(低下)でき
る、というものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなLOCOS構造とCMIS半導体装置を備えた半導
体装置は製造に用いるマスク数が多く、そのプロセスに
よっては20枚前後にも達する。特にバイポーラ素子と
CMOS素子とを一体化したBi−CMOS半導体装置
においては、組み込む素子の数が多種類にわたり、プロ
セスが複雑化するためにマスク数が一層増大し易い。
うなLOCOS構造とCMIS半導体装置を備えた半導
体装置は製造に用いるマスク数が多く、そのプロセスに
よっては20枚前後にも達する。特にバイポーラ素子と
CMOS素子とを一体化したBi−CMOS半導体装置
においては、組み込む素子の数が多種類にわたり、プロ
セスが複雑化するためにマスク数が一層増大し易い。
【0007】従来の素子活性領域のしきい値電圧Vtの
コントロール方法は、P型ウェル領域(4)を一担高温
熱拡散する必要性から、P型ウェル領域(4)形成用ホ
トリソ工程とN型不純物導入用ホトリソ工程とを別個に
行う必要があり、それに伴って個々にホトマスクを必要
とする。そのため、前記マスク数の増大を助長し、工程
の複雑化とコスト高を招く欠点があった。
コントロール方法は、P型ウェル領域(4)を一担高温
熱拡散する必要性から、P型ウェル領域(4)形成用ホ
トリソ工程とN型不純物導入用ホトリソ工程とを別個に
行う必要があり、それに伴って個々にホトマスクを必要
とする。そのため、前記マスク数の増大を助長し、工程
の複雑化とコスト高を招く欠点があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した欠点に
鑑み成されたもので、厚い酸化膜(15)をパターニン
グして開口部(17)を形成する工程と、開口部(1
7)内のエピタキシャル層(14)表面に薄い酸化膜
(18)を形成する工程と、厚い酸化膜(15)と薄い
酸化膜(18)の膜厚の差により選択的にP型不純物を
イオン注入する工程と、P型不純物を拡散してP型ウェ
ル領域(19)を形成する工程と、再び厚い酸化膜(1
5)と薄い酸化膜(18)の膜厚の差を利用してウェル
領域(19)の表面にN型不純物を選択的にイオン注入
する工程と、を具備することにより、マスク数を減らし
たしきい値電圧Vtのコントロール方法を提供するもの
である。
鑑み成されたもので、厚い酸化膜(15)をパターニン
グして開口部(17)を形成する工程と、開口部(1
7)内のエピタキシャル層(14)表面に薄い酸化膜
(18)を形成する工程と、厚い酸化膜(15)と薄い
酸化膜(18)の膜厚の差により選択的にP型不純物を
イオン注入する工程と、P型不純物を拡散してP型ウェ
ル領域(19)を形成する工程と、再び厚い酸化膜(1
5)と薄い酸化膜(18)の膜厚の差を利用してウェル
領域(19)の表面にN型不純物を選択的にイオン注入
する工程と、を具備することにより、マスク数を減らし
たしきい値電圧Vtのコントロール方法を提供するもの
である。
【0009】
【作用】本発明によれば、厚い酸化膜(15)と薄い酸
化膜(18)との膜厚の差を利用してP型ウェル領域
(19)の形成とN型不純物の導入を行うので、ホトリ
ソ工程が1回で済み、従来例に比べてマスク数を1枚減
らすことができる。
化膜(18)との膜厚の差を利用してP型ウェル領域
(19)の形成とN型不純物の導入を行うので、ホトリ
ソ工程が1回で済み、従来例に比べてマスク数を1枚減
らすことができる。
【0010】
【実施例】図1から図8は、本発明の一実施例(Bi−
CMOS)による製造方法を工程順に示す断面図であ
る。以下にその製造方法を図面に従って説明する。 (イ)先ずP型シリコン半導体基板(11)の表面にN
+型埋込層(12)とP+型埋込層(13)を形成し、そ
の上に気相成長法によってN型のエピタキシャル層(1
4)を形成する。次いでエピタキシャル層(14)全面
に熱酸化によって膜厚数千Åの比較的厚い酸化膜(1
5)を形成する(図1)。
CMOS)による製造方法を工程順に示す断面図であ
る。以下にその製造方法を図面に従って説明する。 (イ)先ずP型シリコン半導体基板(11)の表面にN
+型埋込層(12)とP+型埋込層(13)を形成し、そ
の上に気相成長法によってN型のエピタキシャル層(1
4)を形成する。次いでエピタキシャル層(14)全面
に熱酸化によって膜厚数千Åの比較的厚い酸化膜(1
5)を形成する(図1)。
【0011】(ロ)厚い酸化膜(15)の上にホトレジ
ストを塗布、露光、現像してホトレジスト層(16)を
形成し、ホトレジスト層(16)をマスクとして厚い酸
化膜(15)を異方性ドライエッチングすることにより
開口部(17)を形成する(図2)。 (ハ)ホトレジスト層(16)を除去した後、再度基板
全体を熱酸化して開口部(17)内のエピタキシャル層
(14)表面に膜厚数百Åの比較的薄い酸化膜(18)
を形成する(図3)。尚、開口部(17)は基板(1
1)表面に埋込まれたP+型埋込層(13)の位置と一
致する。
ストを塗布、露光、現像してホトレジスト層(16)を
形成し、ホトレジスト層(16)をマスクとして厚い酸
化膜(15)を異方性ドライエッチングすることにより
開口部(17)を形成する(図2)。 (ハ)ホトレジスト層(16)を除去した後、再度基板
全体を熱酸化して開口部(17)内のエピタキシャル層
(14)表面に膜厚数百Åの比較的薄い酸化膜(18)
を形成する(図3)。尚、開口部(17)は基板(1
1)表面に埋込まれたP+型埋込層(13)の位置と一
致する。
【0012】(ニ)薄い酸化膜(18)を貫通し、厚い
酸化膜(15)を貫通しない加速電圧(数十KeV)に
てP型不純物(ボロン等)をイオン注入することによっ
て、P+型埋込層(13)に対応するエピタキシャル層
(14)の表面にP型ウェル領域(19)を形成する
(図4)。 (ホ)基板全体を加熱処理することにより、前工程でイ
オン注入したP型不純物を拡散し、P+型埋込層(1
3)に連結するP型ウェル領域(19)を形成する(図
5)。この拡散は、P型ウェル領域(19)の表面が薄
い酸化膜(18)で覆われているので、拡散熱処理と同
時的に酸化膜を成長させることのない非酸化性雰囲気内
で処理を行うことができる。また、非酸化性雰囲気内で
処理することによって、P型ウェル領域(19)の上に
厚い酸化膜(15)と薄い酸化膜(18)による膜厚の
差を持つ酸化膜形状を維持できる。
酸化膜(15)を貫通しない加速電圧(数十KeV)に
てP型不純物(ボロン等)をイオン注入することによっ
て、P+型埋込層(13)に対応するエピタキシャル層
(14)の表面にP型ウェル領域(19)を形成する
(図4)。 (ホ)基板全体を加熱処理することにより、前工程でイ
オン注入したP型不純物を拡散し、P+型埋込層(1
3)に連結するP型ウェル領域(19)を形成する(図
5)。この拡散は、P型ウェル領域(19)の表面が薄
い酸化膜(18)で覆われているので、拡散熱処理と同
時的に酸化膜を成長させることのない非酸化性雰囲気内
で処理を行うことができる。また、非酸化性雰囲気内で
処理することによって、P型ウェル領域(19)の上に
厚い酸化膜(15)と薄い酸化膜(18)による膜厚の
差を持つ酸化膜形状を維持できる。
【0013】(ヘ)再び厚い酸化膜(15)と薄い酸化
膜(18)との膜厚の差を利用して、薄い酸化膜(1
8)を貫通し厚い酸化膜(15)を貫通しない加速電圧
(数十〜数百KeV)にてP型ウェル領域(19)の表
面にしきい値電圧VtをコントロールするためのN型不
純物(ヒ素等)をイオン注入する(図6)。 (ト)P+分離領域(20)を完成させ、酸化膜(1
5)(18)を全面除去した後、エピタキシャル層(1
4)の表面に清浄な熱酸化膜(21)を形成し、シリコ
ン窒化膜(SiN)の形成と選択酸化によりフィールド
酸化膜(22)を形成する(図7)。
膜(18)との膜厚の差を利用して、薄い酸化膜(1
8)を貫通し厚い酸化膜(15)を貫通しない加速電圧
(数十〜数百KeV)にてP型ウェル領域(19)の表
面にしきい値電圧VtをコントロールするためのN型不
純物(ヒ素等)をイオン注入する(図6)。 (ト)P+分離領域(20)を完成させ、酸化膜(1
5)(18)を全面除去した後、エピタキシャル層(1
4)の表面に清浄な熱酸化膜(21)を形成し、シリコ
ン窒化膜(SiN)の形成と選択酸化によりフィールド
酸化膜(22)を形成する(図7)。
【0014】(チ)素子活性領域となるエピタキシャル
層(14)表面に清浄なゲート酸化膜を形成し、ついで
ゲート酸化膜表面に多結晶シリコン層を形成し、ホトエ
ッチングによりゲート電極(23)を形成する。残され
たゲート電極を利用した選択拡散によりPchMOSの
ソース・ドレイン領域(24)、NchMOSのソース
・ドレイン領域(25)を形成する(図8)。尚、図示
した以外の領域には、NPN,PNPトランジスタ、抵
抗、コンデンサ等が作り込まれる。その後、CVD酸化
膜の形成、コンタクト孔形成、Al堆積とホトエッチン
グ等の工程を経てウェハー処理工程を終了する。
層(14)表面に清浄なゲート酸化膜を形成し、ついで
ゲート酸化膜表面に多結晶シリコン層を形成し、ホトエ
ッチングによりゲート電極(23)を形成する。残され
たゲート電極を利用した選択拡散によりPchMOSの
ソース・ドレイン領域(24)、NchMOSのソース
・ドレイン領域(25)を形成する(図8)。尚、図示
した以外の領域には、NPN,PNPトランジスタ、抵
抗、コンデンサ等が作り込まれる。その後、CVD酸化
膜の形成、コンタクト孔形成、Al堆積とホトエッチン
グ等の工程を経てウェハー処理工程を終了する。
【0015】上述した本発明の製造方法は、厚い酸化膜
(15)と薄い酸化膜(18)との膜厚の差を利用して
選択的なイオン注入を行うので、P型ウェル領域(1
9)の形成としきい値電圧Vtコントロール用不純物の
イオン注入を1回のホトレジスト工程で行うことができ
る。そのため、従来の方法に比べてマスク数を1枚減ら
すことができる。
(15)と薄い酸化膜(18)との膜厚の差を利用して
選択的なイオン注入を行うので、P型ウェル領域(1
9)の形成としきい値電圧Vtコントロール用不純物の
イオン注入を1回のホトレジスト工程で行うことができ
る。そのため、従来の方法に比べてマスク数を1枚減ら
すことができる。
【0016】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明によれば、
P型ウェル領域(19)の形成としきい値電圧Vtコン
トロール用不純物の導入とを1回のホトリソ工程で行う
ことができる利点を有する。そのため、従来例に比べて
マスク数を1枚低減でき、工程の簡素化と装置のコスト
ダウンに寄与できる利点を有する。
P型ウェル領域(19)の形成としきい値電圧Vtコン
トロール用不純物の導入とを1回のホトリソ工程で行う
ことができる利点を有する。そのため、従来例に比べて
マスク数を1枚低減でき、工程の簡素化と装置のコスト
ダウンに寄与できる利点を有する。
【図1】本発明を説明するための第1の断面図である。
【図2】本発明を説明するための第2の断面図である。
【図3】本発明を説明するための第3の断面図である。
【図4】本発明を説明するための第4の断面図である。
【図5】本発明を説明するための第5の断面図である。
【図6】本発明を説明するための第6の断面図である。
【図7】本発明を説明するための第7の断面図である。
【図8】本発明を説明するための第8の断面図である。
【図9】従来例を説明するための第1の断面図である。
【図10】従来例を説明するための第2の断面図であ
る。
る。
【図11】従来例を説明するための第3の断面図であ
る。
る。
【図12】従来例を説明するための第4の断面図であ
る。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 一導電型半導体領域の表面に厚い絶縁膜
を形成する工程、 前記厚い絶縁膜をパターニングして、逆導電型半導体領
域の形成予定領域を開口する工程、 前記開口内の一導電型半導体領域表面に前記厚い絶縁膜
より膜厚が薄い絶縁膜を形成する工程、 前記薄い絶縁膜を貫通し前記厚い絶縁膜を貫通しない加
速電圧にて前記逆導電型半導体領域を形成する逆導電型
の不純物をイオン注入する工程、 前記イオン注入した不純物を拡散して逆導電型半導体領
域を形成する工程、 前記厚い絶縁膜と薄い絶縁膜の膜厚の差により、前記逆
導電型半導体領域の表面に前記他方導電型トランジスタ
のしきい値電圧Vtをコントロールする一導電型の不純
物を選択的にイオン注入する工程、とを具備することを
特徴とする半導体集積回路の製造方法。 - 【請求項2】 前記一導電型不純物がヒ素、逆導電型の
不純物がボロンであることを特徴とする請求項1記載の
半導体集積回路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3281549A JPH05121675A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 半導体集積回路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3281549A JPH05121675A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 半導体集積回路の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05121675A true JPH05121675A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17640733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3281549A Pending JPH05121675A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 半導体集積回路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05121675A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100232197B1 (ko) * | 1996-12-26 | 1999-12-01 | 김영환 | 반도체 소자의 제조 방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50104577A (ja) * | 1974-01-17 | 1975-08-18 | ||
| JPH02264464A (ja) * | 1989-04-05 | 1990-10-29 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-10-28 JP JP3281549A patent/JPH05121675A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50104577A (ja) * | 1974-01-17 | 1975-08-18 | ||
| JPH02264464A (ja) * | 1989-04-05 | 1990-10-29 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100232197B1 (ko) * | 1996-12-26 | 1999-12-01 | 김영환 | 반도체 소자의 제조 방법 |
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