JPH06260607A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
Semiconductor device and manufacturing method thereofInfo
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- JPH06260607A JPH06260607A JP5047733A JP4773393A JPH06260607A JP H06260607 A JPH06260607 A JP H06260607A JP 5047733 A JP5047733 A JP 5047733A JP 4773393 A JP4773393 A JP 4773393A JP H06260607 A JPH06260607 A JP H06260607A
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、CMOS構造に特有な、導
電型の異なる領域を形成するためのリソグラフィ工程を
簡略化するプロセスを提供し、かつ、このプロセスを使
用した半導体装置を提供することにある。
【構成】 プロセス的には、ホトレジストマスクを通り
抜けるイオン打ち込みや、ホトレジストパターンを反転
する方法を用いて、1回のリソグラフィ工程だけで、導
電型のことなる領域が形成できるようにする。また、こ
の結果、デバイス的には、ウェル領域の深さが異なる基
板が形成される。
【効果】 リソグラフィ工程が簡略化されることで、L
SIチップの製造工程数が減少し、コストの低減にな
る。
(57) [Abstract] It is an object of the present invention to provide a process for simplifying a lithographic process for forming regions having different conductivity types, which is peculiar to a CMOS structure, and a semiconductor using this process. To provide a device. [Structure] In terms of process, an ion implantation through a photoresist mask or a method of reversing a photoresist pattern is used so that a region having a different conductivity type can be formed by only one lithography step. Further, as a result, in terms of devices, substrates having different well region depths are formed. [Effect] Since the lithography process is simplified, L
The number of manufacturing steps of the SI chip is reduced and the cost is reduced.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置およびその
製造方法に係り、特に製造工程を簡略化できる金属−酸
化膜−半導体型の電界効果半導体装置(Metal Oxide Se
miconductorfield effect transistor;以下、MOSF
ETと略す)およびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a metal-oxide film-semiconductor type field effect semiconductor device (metal oxide semiconductor) capable of simplifying the manufacturing process.
miconductorfield effect transistor; hereinafter MOSF
(Abbreviated as ET) and its manufacturing method.
【0002】[0002]
【従来の技術】MOSFETを用いた集積回路の代表例
であるダイナミック・ランダムアクセス・メモリは、現
在、0.8ミクロンの技術を用いて、4メガビットの量
産が行われている。また、次世代の0.5ミクロン技術
を使用する16メガビットも小規模ながら量産化が始ま
っている。今後も、微細化技術の進歩と相俟って、半導
体素子が縮小され、集積度の向上が実現されるのは間違
いない。ところで、MOSFETなどの半導体素子の微
細化は、単に寸法の縮小だけで達成されてきたのではな
く、寸法の縮小に伴って顕著になる、短チャネル効果
や、パンチスルー現象などの望ましくない現象を、効果
的に抑制してきた結果でもある。この際の指針となった
のが、比例縮小則であり、これに従って、寸法の縮小と
ともに、基板濃度を増加させ、ゲート酸化膜を薄くし、
かつ、ソースドレインの拡散層を浅くしてきた。今後も
半導体素子、特に、MOSFETを微細化して行くため
には、この指針に従わざるを得ないが、このために、M
OSFETの製造工数が増加し、製造コストの増加とい
う大きな問題を引き起こしている。2. Description of the Related Art A dynamic random access memory, which is a typical example of an integrated circuit using a MOSFET, is currently mass-produced at 4 megabits using a 0.8-micron technology. In addition, mass production of 16-megabit, which uses the next-generation 0.5 micron technology, has started even though it is small. There is no doubt that semiconductor devices will be reduced in size and the degree of integration will be improved in combination with advances in miniaturization technology. By the way, miniaturization of semiconductor elements such as MOSFET has not been achieved simply by reducing the size, but an undesirable phenomenon such as a short channel effect and a punch-through phenomenon which becomes remarkable as the size is reduced. It is also the result of effective suppression. The guideline in this case is the proportional reduction rule, and according to this, along with the size reduction, the substrate concentration is increased, the gate oxide film is thinned,
In addition, the source / drain diffusion layers have been made shallow. In the future, in order to miniaturize semiconductor elements, especially MOSFETs, it is unavoidable to follow this guideline.
The number of man-hours for manufacturing the OSFET is increasing, which causes a big problem of increasing manufacturing cost.
【0003】ゲート電極寸法が0.5μm以下のMOS
FETでは、その断面形状は図2に示すようになってい
る。消費電力の増加を抑制するために、CMOS構造が
採用されており、また、微細化に対応するために、特
に、基板内部の不純物層が複雑に形成されている。例え
ば、(5)(6)は、素子分離特性を向上させるために
形成される不純物層である。これらの不純物層は、基板
構造がCMOSであるために、後述するように、一方の
領域をホトレジストなどのマスクで被い、開口している
部分にのみ不純物をイオン打ち込みし、さらに、この工
程を、異なる領域を形成するためにもう1回繰り返す。
このように、異なる不純物領域を形成するためのホトレ
ジスト工程は、後述するように、ウェル形成工程、素子
分離形成工程、しきい値電圧制御のためのチャネルイオ
ン打ち込み工程、低濃度拡散層形成工程、高濃度拡散層
形成工程など、CMOS構造では不可欠な工程になって
いる。MOS with a gate electrode size of 0.5 μm or less
The cross-sectional shape of the FET is as shown in FIG. A CMOS structure is adopted in order to suppress an increase in power consumption, and in particular, an impurity layer inside the substrate is complicatedly formed in order to cope with miniaturization. For example, (5) and (6) are impurity layers formed to improve element isolation characteristics. Since these impurity layers have a CMOS substrate structure, as will be described later, one region is covered with a mask such as a photoresist, and the impurities are ion-implanted only in the open portions. , Repeat once again to form a different region.
Thus, the photoresist process for forming different impurity regions includes a well forming process, an element isolation forming process, a channel ion implantation process for controlling the threshold voltage, a low concentration diffusion layer forming process, as described later. It is an indispensable step in the CMOS structure such as a high-concentration diffusion layer forming step.
【0004】図3から図6を用いて、従来の半導体装置
の製造工程を詳細に説明する。まず図3(a)に示した
ように、p型10Ω・cmの半導体基板(1)表面に、
公知の熱酸化法を用いて、酸化膜(20)を20nm程
度成長させる。さらに、この表面に、これも公知の気層
成長法を用いて、シリコン窒化膜(21)を100nm
程度堆積する。次に、図3(b)に示したように、ホト
レジストマスク(22)を用いて、窒化膜(21)を所
望の形状に加工して、酸化膜(20)表面を露出させ
る。窒化膜(21)の加工は酸化膜(20)で止まるよ
うにする。さらに、図3(c)のように、窒化膜(2
1)をマスクにして、リンをイオン打ち込みする。打ち
込み量は1012〜1013/cm2程度である。また、打
ち込みエネルギーは60KeVとした。その後、図3
(d)に示したように、表面を酸化すると、窒化膜(2
1)で被われた領域は酸化しないので、基板表面に選択
的に酸化膜(20’)が成長する。A conventional manufacturing process of a semiconductor device will be described in detail with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 3A, on the surface of the p-type 10 Ω · cm semiconductor substrate (1),
An oxide film (20) is grown to a thickness of about 20 nm by using a known thermal oxidation method. Further, a silicon nitride film (21) having a thickness of 100 nm is formed on this surface by using a known vapor deposition method.
Deposit to a degree. Next, as shown in FIG. 3B, the nitride film (21) is processed into a desired shape using the photoresist mask (22) to expose the surface of the oxide film (20). The processing of the nitride film (21) is stopped at the oxide film (20). Further, as shown in FIG. 3C, the nitride film (2
Using 1) as a mask, phosphorus is ion-implanted. The implantation amount is about 10 12 to 10 13 / cm 2 . The implantation energy was 60 KeV. After that, FIG.
As shown in (d), when the surface is oxidized, the nitride film (2
Since the region covered in 1) is not oxidized, the oxide film (20 ') selectively grows on the substrate surface.
【0005】そして今度は、図3(e)のように、窒化
膜(22)を除去して、選択的に成長した酸化膜(2
0’)をマスクに、ボロンをイオン打ち込みする。打ち
込み量は1012〜1013/cm2である。ここでは、B
F2イオンを用いて、ボロンを導入した。打ち込みエネ
ルギーは60KeVである。Then, as shown in FIG. 3E, the nitride film (22) is removed and the selectively grown oxide film (2) is formed.
Boron is ion-implanted using 0 ') as a mask. The implantation amount is 10 12 to 10 13 / cm 2 . Here, B
Boron was introduced using F 2 ions. The implantation energy is 60 KeV.
【0006】次に、図4(a)に示したように、110
0℃での熱処理を行って、基板(1)に打ち込んだリン
(2)とボロン(3)を熱拡散させて、深さ3μm程度
のウェル領域を作る。これで、同一基板(1)内に、導
電型の異なるウェル領域を形成する工程が終了する。ウ
ェル形成では、選択酸化法を用いているので、ホトレジ
ストのパターン形成工程は一回でよい。次に、素子分離
領域の形成を行う。この工程でも、上述したような選択
酸化法を使用する。図4(b)に示したように、基板
(1)表面を酸化膜(20)と窒化膜(21)で被う。
酸化膜と窒化膜の膜厚は、それぞれ、15nmと100
nmである。この窒化膜(21)を図4(c)に示した
ように、ホトレジスト(22)をマスクとして、MOS
FETの活性領域(MOSFETのソース・ドレインや
チャネルが形成される領域)のパターンに加工する。そ
して、図4(d)に示したように、基板表面を1000
℃程度で酸化すると、選択的に酸化が進行するために、
窒化膜(21)で被われていない領域にのみ、酸化膜
(4)が成長する。膜厚は400nm程度である。この
ままでは素子分離特性が不十分なので、酸化膜(4)と
基板の界面の不純物濃度を高くし、分離特性を改善す
る。そこで、酸化膜(4)を通りこすイオン打ち込みを
行う。このために、pウェル領域(3)を被うホトレジ
ストマスク(22)を形成して、開口しているnウェル
領域(2)にリンをイオン打ち込みする。酸化膜(4)
と基板の界面に不純物層のピーク濃度位置が来るように
するために、リンを200KeVで打ち込んだ。打ち込
み量は1013/cm2程度である。Next, as shown in FIG.
A heat treatment is performed at 0 ° C. to thermally diffuse phosphorus (2) and boron (3) implanted in the substrate (1) to form a well region having a depth of about 3 μm. This completes the step of forming well regions having different conductivity types in the same substrate (1). Since the selective oxidation method is used in the well formation, the photoresist pattern forming step may be performed only once. Next, an element isolation region is formed. Also in this step, the selective oxidation method as described above is used. As shown in FIG. 4B, the surface of the substrate (1) is covered with an oxide film (20) and a nitride film (21).
The oxide film and the nitride film have film thicknesses of 15 nm and 100, respectively.
nm. As shown in FIG. 4C, the nitride film (21) is used as a mask with the photoresist (22) as a mask.
A pattern is formed in the active region of the FET (region where the source / drain and channel of the MOSFET are formed). Then, as shown in FIG.
When oxidized at about ℃, the oxidation proceeds selectively,
The oxide film (4) grows only in the region not covered with the nitride film (21). The film thickness is about 400 nm. As it is, the element isolation characteristics are insufficient, so that the impurity concentration at the interface between the oxide film (4) and the substrate is increased to improve the isolation characteristics. Therefore, ion implantation is performed through the oxide film (4). For this purpose, a photoresist mask (22) covering the p-well region (3) is formed, and phosphorus is ion-implanted into the opened n-well region (2). Oxide film (4)
Phosphorus was implanted at 200 KeV in order to bring the peak concentration position of the impurity layer to the interface between the substrate and the substrate. The implantation amount is about 10 13 / cm 2 .
【0007】次に、図5(a)に示したように、nウェ
ル領域(2)をホトレジストマスク(22)で被い、ボ
ロンを酸化膜(4)界面に濃度のピーク位置が存在する
条件でイオン打ち込みを行う。打ち込みエネルギーは1
50KeV、打ち込み量は1013/cm2程度である。
通常は、このイオン打ち込みの後で、MOSFETの短
チャネル特性を改善するためや、しきい値電圧の調整の
ために、nウェル、pウェルにそれぞれマスクプロセス
を用いて、適当な不純物をイオン打ち込みする。しか
し、ここでは、説明を簡単にするために、この工程は省
略した。これで、素子分離領域の形成が終了し、MOS
FETの作成に工程が移る。そこでまず、基板(2)表
面を清浄にして、活性領域の基板表面を露出させた後
に、10nm程度のゲート酸化膜(7)を成長させ、さ
らに、図5(b)に示したように、ゲート電極(8)を
形成する。ゲート電極には、リンを1020/cm3以上
含んだ、多結晶シリコンを用いた。次に、MOSFET
のソースとドレインとなる拡散層を形成する。このため
に、まず、図5(c)に示したように、ホトレジストマ
スク(22)を用いて、pMOSFETとなるMOSF
ETを露出させて、ここにBF2を20KeV、5x1
013/cm2の条件でイオン打ち込みする。ここでは、
いわゆる電界緩和型のMOSFET構造を用いてプロセ
スを説明しており、この工程は低濃度のp型拡散層
(9)を形成するためにある。同様に、n型の拡散層を
形成するために、nMOSFETとなるMOSFETを
露出させて、リンを20KeV、5x1013/cm2の
条件でイオン打ち込みする。これによって、低濃度のn
型拡散層(10)が形成される(図5(d))。Next, as shown in FIG. 5 (a), the n-well region (2) is covered with a photoresist mask (22), and a boron concentration peak position exists at the interface of the oxide film (4). Ion implantation is performed with. Driving energy is 1
50 KeV, the implantation amount is about 10 13 / cm 2 .
Usually, after this ion implantation, a mask process is applied to each of the n-well and p-well to improve the short channel characteristics of the MOSFET and to adjust the threshold voltage, and appropriate impurities are ion-implanted. To do. However, this step is omitted here for the sake of simplicity. This completes the formation of the element isolation region, and the MOS
The process shifts to the production of the FET. Therefore, first, the surface of the substrate (2) is cleaned to expose the substrate surface in the active region, and then a gate oxide film (7) of about 10 nm is grown, and further, as shown in FIG. A gate electrode (8) is formed. Polycrystalline silicon containing 10 20 / cm 3 or more of phosphorus was used for the gate electrode. Next, MOSFET
A diffusion layer to be the source and drain of is formed. Therefore, first, as shown in FIG. 5C, a MOSF to be a pMOSFET is formed by using a photoresist mask (22).
ET is exposed and BF 2 is added here at 20 KeV, 5x1
Ion implantation is performed under the condition of 0 13 / cm 2 . here,
The process is described using a so-called electric field relaxation type MOSFET structure, and this step is for forming a low-concentration p-type diffusion layer (9). Similarly, in order to form an n-type diffusion layer, the MOSFET to be an nMOSFET is exposed and phosphorus is ion-implanted under the conditions of 20 KeV and 5 × 10 13 / cm 2 . As a result, the low concentration n
A mold diffusion layer (10) is formed (FIG. 5 (d)).
【0008】次に、高濃度の拡散層を形成するが、その
前に、図5(e)に示したように、ゲート電極(8)の
側壁にのみ、側壁絶縁膜(11)を形成する。これは、
基板全面に堆積した絶縁膜を、公知の異方性ドライエッ
チング法で除去することにより、自己整合的に作ること
ができる。Next, a high-concentration diffusion layer is formed. Before that, a sidewall insulating film (11) is formed only on the sidewall of the gate electrode (8) as shown in FIG. 5 (e). . this is,
By removing the insulating film deposited on the entire surface of the substrate by a known anisotropic dry etching method, it can be formed in a self-aligned manner.
【0009】そして、図6(a)に示したように、再び
pMOSFETとなる領域を露出させて、BF2を30
KeV、5x1015/cm2の条件でイオン打ち込みす
る。ゲート電極(8)の側壁には側壁絶縁膜(11)が
あるので、低濃度拡散層(9)と高濃度拡散層(12)
とには、側壁絶縁膜の膜厚に応じたずれが生じ、電界緩
和に効果がある。同様に、図6(b)に示したように、
nMOSFETとなる領域を露出させて、ヒ素を30K
eV、5x1015/cm2の条件でイオン打ち込みした
(13)。図6の(c)と(d)は、層間絶縁膜の形
成、および、配線の形成工程を示しており、(14)が
層間絶縁膜、(15)がコンタクト孔を埋めているタン
グステン、(16)が配線となるアルミを主成分として
金属である。Then, as shown in FIG. 6 (a), the region to be the pMOSFET is exposed again, and BF 2 is added to 30.
Ion implantation is performed under the conditions of KeV and 5 × 10 15 / cm 2 . Since the side wall insulating film (11) is provided on the side wall of the gate electrode (8), the low concentration diffusion layer (9) and the high concentration diffusion layer (12) are formed.
And are displaced according to the film thickness of the sidewall insulating film, and are effective in alleviating the electric field. Similarly, as shown in FIG.
Arsenic is exposed to 30K by exposing the region that will be the nMOSFET.
Ion implantation was performed under the conditions of eV and 5 × 10 15 / cm 2 (13). 6C and 6D show a process of forming an interlayer insulating film and a wiring, wherein (14) is an interlayer insulating film, (15) is tungsten filling a contact hole, ( 16) is a metal whose main component is aluminum, which serves as wiring.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】以上詳細に説明したよ
うに、従来のCMOS構造のLSIの製造方法では、同
一基板上に導電型の異なるMOSFETを作成しなけれ
ばならないために、不純物を導入するたびに、一方のM
OSFETをホトレジストマスクで被うという工程を必
要とする。この工程は、レジスト膜の塗布、露光機によ
る露光、現像液を用いた現像、レジストを硬化させるた
めのベーキングなどの工程からなっており、前述したよ
うに、CMOS構造においては、数回にわたって繰り返
される工程である。さらに、イオン打ち込み後には、マ
スクとなったレジストの除去などの洗浄工程がある。レ
ジストの除去には、通常、酸素プラズマを使用するため
に、ゲート酸化膜が露出しているような状況では、ゲー
ト酸化膜を破壊する懸念がある。また、レジストの除去
に際して、レジスト中に打ち込まれた、イオン打ち込み
に起因する重金属汚染などが、基板表面に残るなどの問
題があり、LSIの歩留まり低下の原因のひとつとなっ
ている。As described in detail above, in the conventional method for manufacturing an LSI having a CMOS structure, it is necessary to form MOSFETs having different conductivity types on the same substrate, and therefore impurities are introduced. Each time, one M
A step of covering the OSFET with a photoresist mask is required. This step includes the steps of coating a resist film, exposing with an exposure machine, developing with a developing solution, and baking for hardening the resist. As described above, in the CMOS structure, it is repeated several times. It is a process that is performed. Further, after the ion implantation, there is a cleaning step such as removing the resist used as a mask. Since oxygen plasma is usually used for removing the resist, there is a risk of destroying the gate oxide film in a situation where the gate oxide film is exposed. In addition, when removing the resist, there is a problem that heavy metal contamination or the like, which is implanted in the resist and is caused by ion implantation, remains on the substrate surface, which is one of the causes of a decrease in the yield of LSI.
【0011】従って、本発明の目的は、CMOS構造に
特有な、導電型の異なる領域を形成するためのリソグラ
フィ工程を簡略化することの可能な半導体装置およびそ
の製造方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of simplifying a lithography process for forming regions having different conductivity types, which is peculiar to a CMOS structure, and a manufacturing method thereof.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】これらの問題を解決し
て、CMOS構造を形成するための不純物導入工程を簡
略化して、LSIの製造コストを低減するために、本発
明では以下に述べるようなプロセスを考案した。その詳
細は実施例で述べることにするが、その要点は、一方の
MOSFETを被うマスクだけを用いて、種類の異なる
不純物イオンを打ち込むことにある。ひとつの方法は、
マスクを通したイオン打ち込みである。マスクで被われ
ていない領域にも当然不純物は打ち込まれるが、打ち込
みエネルギーとマスクの膜厚を調整することで、図1の
本発明の半導体装置の断面図に示したように、デバイス
特性には影響を及ぼさない、基板の深い領域に不純物層
を形成することができる。図1では、ボロン打ち込みを
マスクを通して行っているので、ボロンによる不純物層
(3のpウェルと、6)が、nウェル(2)や(5)で
示した、リンによる不純物層より深い位置に存在してい
る。また、このようなマスクを通した不純物のイオン打
ち込みには、メガボルトの加速電圧が得られる、高エネ
ルギーイオン打ち込みを用いた。もうひとつの方法は、
第2の実施例で述べられているが、マスクパターンを転
写するという方法である。光に対する感光特性の異なる
ホトレジストを用いることで、一方のパターンの反転パ
ターンを容易に形成できる方法を用いた。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve these problems and simplify the impurity introduction process for forming a CMOS structure and reduce the manufacturing cost of LSI, the present invention is as described below. Devised a process. The details will be described in the embodiment, but the main point is to implant different types of impurity ions using only a mask covering one MOSFET. One way is
Ion implantation through a mask. Impurities are, of course, implanted into the region not covered with the mask, but by adjusting the implantation energy and the film thickness of the mask, as shown in the sectional view of the semiconductor device of the present invention in FIG. It is possible to form an impurity layer in a deep region of the substrate that does not affect. In FIG. 1, since the boron implantation is performed through the mask, the impurity layer made of boron (p well of 3 and 6) is located deeper than the impurity layer made of phosphorus shown in the n wells (2) and (5). Existing. Further, for the ion implantation of impurities through such a mask, high-energy ion implantation capable of obtaining an acceleration voltage of megavolt was used. Another way is
As described in the second embodiment, it is a method of transferring a mask pattern. By using photoresists having different photosensitivity to light, a method capable of easily forming an inverted pattern of one pattern was used.
【0013】[0013]
【作用】本発明による不純物の導入方法は、高エネルギ
ーイオン打ち込みを用いた場合には、2重ウェル形成、
および、素子分離酸化膜界面への不純物の導入に使用で
きる。この他にも、CMOS構造においては、しきい値
電圧の設定にもこの方法が使用できる可能性がある。し
かし、比較的浅い接合を必要とする、ソースドレインな
どの拡散層の形成に関しては、高エネルギーイオン打ち
込みを用いた場合、不純物分布がエネルギーに応じ広が
るために、この方法を使用するのは難しい。しかし、あ
まり微細化を必要としないLSIにおいては、マスクの
膜厚を適当に選ぶことにより、拡散層の形成工程にま
で、本発明を適用することも可能である。In the method of introducing impurities according to the present invention, when high energy ion implantation is used, double well formation,
It can also be used for introducing impurities into the interface of the element isolation oxide film. In addition to this, in the CMOS structure, there is a possibility that this method can be used for setting the threshold voltage. However, regarding the formation of a diffusion layer such as a source / drain that requires a relatively shallow junction, it is difficult to use this method when the high-energy ion implantation is used because the impurity distribution spreads according to the energy. However, in an LSI which does not require much miniaturization, the present invention can be applied to the step of forming the diffusion layer by appropriately selecting the film thickness of the mask.
【0014】また、マスクパターンの転写法を用いれ
ば、上記のどの工程にも本発明を適用することが可能で
ある。本発明を用いることで、不純物を導入する工程に
おける工数が減少するとともに、露光装置のように高価
な装置を使う回数も減り、露光装置をより効率的に使え
るようになる。その結果、LSIチップの製造コストを
低減することが可能となる。簡単な試算は難しいが、最
大20%程度の工数を削減できるものと考えられる。If a mask pattern transfer method is used, the present invention can be applied to any of the above steps. By using the present invention, the number of steps in the step of introducing impurities is reduced, the number of times an expensive apparatus such as an exposure apparatus is used is reduced, and the exposure apparatus can be used more efficiently. As a result, the manufacturing cost of the LSI chip can be reduced. It is difficult to make a simple trial calculation, but it is thought that the maximum man-hours can be reduced by about 20%.
【0015】[0015]
【実施例】以下、図を参照して、本発明の実施例を詳細
に説明する。まず、これまでのCMOS構造の半導体装
置の製造法においては、図3(d)に示したように、選
択酸化法を用いることで、nウェル領域(2)と、pウ
ェル領域(3)には段差ができる。この段差は、活性領
域のホトレジストパターン(22)形成に際して(図4
(c))、位置合わせの基準となり、正確な位置合わせ
を行うのには不可欠である。一方、本発明の実施例では
選択酸化法を用いていないために、マスク合わせの基準
となる段差は形成されない。そこで予め、別のパターン
を用いて、位置合わせパターンを基板表面に形成してお
くことも可能であるが、これでは、工程簡略化を目標と
した本発明の目的には適さない。そこで、本発明では、
特開昭62−115164号公報に開示されている、基
板裏面のパターンを検出する方法を採用した。この方法
は、従来、基板表面に形成した検出用パターンに加え
て、裏面にもパターンを作り、合わせ精度を向上させる
ものである。本発明の実施例では、図7(a)の基板の
模式図に示したように、基板製造メーカーが裏面にレー
ザー加工装置でシリアル番号を入れる際に、検出用パタ
ーンも形成するようにしたものである。これを、裏面に
も検出光を当てられるように改造した露光装置を用い
て、リソグラフィを行った。この裏面による検出を必要
とするのは、ウェルパターンと素子分離領域パターンの
形成工程だけであり、それ以降では、素子分離パターン
で形成される段差を検出に使うことができる。このよう
に裏面に検出パターンを有する半導体基板(1)(p型
10Ω・cm)の表面に、図7(a)に示すように酸化
膜(20)を20nm程度成長させる。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. First, in the conventional method of manufacturing a semiconductor device having a CMOS structure, as shown in FIG. 3D, by using the selective oxidation method, the n well region (2) and the p well region (3) are formed. Can make a step. This step is formed when the photoresist pattern (22) in the active region is formed (see FIG.
(C)) It serves as a reference for alignment and is indispensable for performing accurate alignment. On the other hand, in the embodiment of the present invention, since the selective oxidation method is not used, the step as a reference for mask alignment is not formed. Therefore, it is possible to previously form another alignment pattern on the substrate surface by using another pattern, but this is not suitable for the purpose of the present invention aiming at simplification of the process. Therefore, in the present invention,
The method of detecting the pattern on the back surface of the substrate, which is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-115164, is adopted. In this method, in addition to the conventional detection pattern formed on the front surface of the substrate, a pattern is also formed on the back surface to improve the alignment accuracy. In the embodiment of the present invention, as shown in the schematic diagram of the substrate of FIG. 7A, when the substrate manufacturer puts the serial number on the back surface with the laser processing device, the detection pattern is also formed. Is. Lithography was performed using an exposure apparatus modified so that the back surface could also be irradiated with detection light. Only the step of forming the well pattern and the element isolation region pattern needs to be detected by the back surface, and after that, the step formed by the element isolation pattern can be used for detection. As shown in FIG. 7A, an oxide film (20) is grown to a thickness of about 20 nm on the surface of the semiconductor substrate (1) (p-type 10 Ω · cm) having the detection pattern on the back surface as described above.
【0016】この表面にホトレジストパターン(22)
を形成して、図7(b)に示したように、nウェル領域
用に、リンをイオン打ち込みする。本実施例では、上述
した従来のCMOS構造と異なり、ウェル拡散という長
時間の熱処理を必要とする工程を省くために、高エネル
ギーイオン打ち込みを用いて、不純物分布の設定を行っ
た。そのために、リンを2MeV、1MeV、0.5M
eVの加速エネルギーで3回に分けて打ち込んだ。打ち
込み量は、5x1012から1x1013/cm2である。
このリンの不純物分布を示したのが、図12である。高
エネルギーイオン打ち込みの特徴として、表面方向に分
布がなだらかになる、非対称形状が得られている。熱処
理後の濃度は約3x1016/cm3であり、深さは約3
μmである。また、このリンがpウェル領域に打ち込ま
れないようにするために、ホトレジストマスク(22)
の厚さは3〜4μmとした。次に、図7(c)に示した
ように、このホトレジストマスク(22)を残したまま
で、pウェルを形成するために、ボロンをイオン打ち込
みする。ホトレジストマスクを通過して、基板にボロン
が打ち込まれるようにするために、打ち込みエネルギー
を最大5MeVとして、4MeV、3MeVの3回に分
けて打ち込んだ。打ち込み量は、5x1012から1x1
013/cm2である。この時の不純物分布を図11に示
した。リンの場合とほぼ同じ分布が得られており、深さ
は2.5μm程度であった。一方、ホトレジストマスク
で被われていないnウェル領域にもボロンが打ち込ま
れ、リンの不純物層の下に、ボロン層が形成される。こ
の様子を示したのが、図12であり、深さにして4μm
から6μmの間にボロンが存在しているのがわかった。
なお、打ち込み量が少ないために、基板内部には欠陥な
どは観測されなかった。この基板を1000℃で60分
程度熱処理し、図7(d)に示したような、ウェル分布
を持つ基板を得た。nウェル領域(2)の下に、基板
(1)よりは濃度の高いp型領域(3)が存在するの
が、本発明による基板の特徴である。また、従来のウェ
ル構造を実現するためには、1100℃程度の高温で数
十時間の熱処理を必要としていたが、本発明では100
0℃で60分の熱処理しか行っていない。これは、処理
時間の短縮、エネルギーの節約につながる。この基板の
表面に、図7(e)に示したように、酸化膜(4)を約
400nm堆積する。この酸化膜(4)は素子分離領域
を形成する酸化膜となる。従来のMOSFETでは、上
述したように、選択酸化法を用いて素子分離領域を形成
していたが、この工程には長時間の酸化を必要とする。
また、素子分離特性は、これも前述したように、酸化膜
界面に打ち込んだ不純物の分布で決まっているので、必
ずしも、これまでの選択酸化法を採用する必要はない。
本実施例では、工程時間の短縮をも考慮して、堆積した
酸化膜を素子分離領域に用いた。A photoresist pattern (22) is formed on this surface.
Are formed, and phosphorus is ion-implanted for the n-well region as shown in FIG. In the present embodiment, unlike the above-described conventional CMOS structure, the impurity distribution is set by using high energy ion implantation in order to omit the step of well diffusion requiring a long heat treatment. Therefore, phosphorus was added at 2 MeV, 1 MeV, 0.5 M
It was driven in 3 times with the acceleration energy of eV. The implantation amount is 5 × 10 12 to 1 × 10 13 / cm 2 .
FIG. 12 shows the impurity distribution of phosphorus. As a characteristic of high energy ion implantation, an asymmetric shape with a smooth distribution in the surface direction has been obtained. The concentration after heat treatment is about 3 × 10 16 / cm 3 , and the depth is about 3
μm. Also, in order to prevent this phosphorus from being implanted into the p well region, a photoresist mask (22)
Had a thickness of 3 to 4 μm. Next, as shown in FIG. 7C, boron is ion-implanted in order to form a p-well while leaving the photoresist mask (22). In order to implant boron into the substrate through the photoresist mask, the implanting energy was set to a maximum of 5 MeV, and the implanting was performed in three steps of 4 MeV and 3 MeV. The driving amount is from 5x10 12 to 1x1
It is 0 13 / cm 2 . The impurity distribution at this time is shown in FIG. Almost the same distribution as that of phosphorus was obtained, and the depth was about 2.5 μm. On the other hand, boron is also implanted into the n-well region not covered with the photoresist mask, and a boron layer is formed below the phosphorus impurity layer. This is shown in FIG. 12, which has a depth of 4 μm.
It was found that boron was present in the range of 6 μm.
No defect was observed inside the substrate due to the small implantation amount. This substrate was heat-treated at 1000 ° C. for about 60 minutes to obtain a substrate having a well distribution as shown in FIG. 7 (d). It is a feature of the substrate according to the invention that there is a p-type region (3) having a higher concentration than the substrate (1) under the n-well region (2). Further, in order to realize the conventional well structure, heat treatment at a high temperature of about 1100 ° C. for several tens of hours is required.
Only heat treatment at 0 ° C. for 60 minutes is performed. This leads to shorter processing time and energy savings. On the surface of this substrate, as shown in FIG. 7E, an oxide film (4) is deposited to a thickness of about 400 nm. This oxide film (4) becomes an oxide film forming an element isolation region. In the conventional MOSFET, the element isolation region is formed by using the selective oxidation method as described above, but this step requires long-time oxidation.
Further, since the element isolation characteristics are determined by the distribution of the impurities implanted in the oxide film interface as described above, it is not always necessary to adopt the conventional selective oxidation method.
In this example, the deposited oxide film was used for the element isolation region in consideration of shortening the process time.
【0017】次に、図8(a)に示したように、MOS
FETの活性領域を露出させるためのパターン形成を行
う。この素子分離領域のパターン形成にも、裏面の合わ
せパターンを用いた、マスク合わせ法を採用した。そし
て、ウェル形成に用いた方法により、同一のマスク(2
2)を用いて、酸化膜界面に導電型の異なる不純物イオ
ンを打ち込む。まず、図8(b)に示したように、基板
表面に、イオン打ち込みに伴う汚染を防止する酸化膜
(20)を成長させる。さらに、pウェル領域(3)を
保護するマスク(22)を形成して、リンをイオン打ち
込みする。酸化膜界面にピーク濃度位置が来るようにす
るために、リンイオンを、200KeVのエネルギーで
打ち込んだ。酸化膜で被われていない基板内部にも、リ
ン(5)は打ち込まれる。打ち込み量は、1x1013/
cm2である。次に、ホトレジストマスク(22)を残
したままで、図8(c)に示したように、p型領域にボ
ロンをイオン打ち込みする。マスク(22)の厚さが1
μmで、酸化膜(4)が400nmなので、ボロンの打
ち込みエネルギーは1.5MeV程度とした。レジスト
マスクのイオンの阻止能力(イオンの進行を止める能力
を表すパラメータ)は、酸化膜の半分程度なので、酸化
膜(4)で被われていないウェル領域でのボロンの深さ
は、約0.5μmとなり、表面に作られるn型MOSF
ETの特性には影響を及ぼすことはない。また、マスク
(22)で被っていないpウェル領域にも、ボロンが打
ち込まれるが、これは2μm程度の深さであるために、
p型MOSFETの特性には影響はない。次に、図8
(d)に示したように、ホトレジストマスクを除去し
て、熱処理を加え、打ち込んだ不純物を活性化させる。
熱処理時間は、900℃、10分である。さらに、図8
(e)に示したように、酸化膜(4)の側壁に、側壁酸
化膜(4’)を形成して、酸化膜の作る段差に傾斜をつ
ける。これ以降の工程におけるパターン形成を容易にす
るためである。Next, as shown in FIG.
A pattern is formed to expose the active region of the FET. A mask alignment method using a backside alignment pattern was also used for patterning the element isolation region. Then, the same mask (2
2) is used to implant impurity ions having different conductivity types into the oxide film interface. First, as shown in FIG. 8B, an oxide film (20) for preventing contamination due to ion implantation is grown on the substrate surface. Further, a mask (22) for protecting the p well region (3) is formed, and phosphorus is ion-implanted. In order to bring the peak concentration position to the oxide film interface, phosphorus ions were implanted with an energy of 200 KeV. Phosphorus (5) is also implanted into the substrate not covered with the oxide film. The driving amount is 1 × 10 13 /
cm 2 . Next, with the photoresist mask (22) left as it is, as shown in FIG. 8C, boron is ion-implanted into the p-type region. The thickness of the mask (22) is 1
Since the oxide film (4) has a thickness of 400 μm and a thickness of 400 nm, the implantation energy of boron is set to about 1.5 MeV. Since the resist mask has an ion blocking ability (a parameter indicating the ability to stop the progress of ions) of about half that of an oxide film, the depth of boron in the well region not covered with the oxide film (4) is about 0. N-type MOSF that is 5 μm and is formed on the surface
It does not affect the characteristics of ET. Further, boron is also implanted into the p-well region not covered by the mask (22), but since this is about 2 μm deep,
It does not affect the characteristics of the p-type MOSFET. Next, FIG.
As shown in (d), the photoresist mask is removed, and heat treatment is applied to activate the implanted impurities.
The heat treatment time is 900 ° C. and 10 minutes. Furthermore, FIG.
As shown in (e), a sidewall oxide film (4 ') is formed on the sidewall of the oxide film (4), and the step formed by the oxide film is inclined. This is to facilitate pattern formation in the subsequent steps.
【0018】これ以降の工程は、従来CMOSFETの
製造工程とまったくおなじである。まず、図9(a)に
示したように、ゲート酸化膜(7)を成長させ、ゲート
電極(8)を所望の形状にする。次に、図9(b)のよ
うに、ホトレジストマスク(22)を形成して、pMO
SFETの低濃度拡散層となるp型層(9)をBF2打
ち込みで形成する。さらに、図9(c)のように、nM
OSFETの領域を開けたホトレジストマスク(22)
を形成して、リンをイオン打ち込みする。続いて、図9
(d)のように、ゲート電極(8)の側壁に側壁絶縁膜
(11)を形した後に、pMOSFETの領域を開口し
て、高濃度のp型拡散層(12)を形成する。同じよう
に、図9(e)のように、高濃度n型拡散層(13)を
形成する。最後に、図10(a)、(b)に示したよう
に、層間絶縁膜(14)の堆積、コンタクト孔形成、そ
の埋込(15)、配線(16)の形成を終了して、本発
明の半導体装置を完成する。The subsequent steps are exactly the same as the conventional CMOSFET manufacturing steps. First, as shown in FIG. 9A, a gate oxide film (7) is grown to form a gate electrode (8) into a desired shape. Next, a photoresist mask (22) is formed as shown in FIG.
A p-type layer (9) to be a low concentration diffusion layer of SFET is formed by BF 2 implantation. Further, as shown in FIG. 9C, nM
Photoresist mask (22) with the OSFET region opened
Are formed, and phosphorus is ion-implanted. Then, in FIG.
After forming the sidewall insulating film (11) on the sidewall of the gate electrode (8) as shown in (d), a region of the pMOSFET is opened to form a high-concentration p-type diffusion layer (12). Similarly, a high concentration n-type diffusion layer (13) is formed as shown in FIG. Finally, as shown in FIGS. 10A and 10B, the deposition of the interlayer insulating film (14), the formation of the contact hole, the filling (15) thereof, and the formation of the wiring (16) are completed, and the The semiconductor device of the invention is completed.
【0019】上記の本発明の第1の実施例では、高エネ
ルギーイオン打ち込み技術を用いて、1回のマスクパタ
ーン形成だけで、異なるウェル領域に不純物を打ち込ん
だ例を述べた。しかし、高エネルギーイオン打ち込みで
は、分布の制御が非常に難しく、予め、最適な条件を求
めておく必要がある。CMOS構造を実現するために頻
繁に行われる、不純物導入に伴うホトレジストマスク形
成工程を、1回のマスク工程で行うことにより、工程を
簡略化するため、第2の実施例として、高エネルギーイ
オン打ち込みを使用しない方法を考案した。このために
は、パターン形成したホトレジスト上に別のホトレジス
トを塗布して、既存のパターンの反転パターンを形成す
る方法を採用した。この第2の実施例を、図13を用い
て説明する。なお、本実施例は、高エネルギーイオン打
ち込みを用いた第1の実施例と異なり、MOSFETの
拡散層の形成など、高濃度のイオン打ち込みを必要とす
る工程にも使用できるが、手順はすべての工程で共通な
ので、ここでは、ウェル形成を例に説明して、他は省略
することにする。まず、図13(a)に示したように、
p型10Ω・cmの基板(1)表面に、20nm程度の
酸化膜(20)を成長させる。次に、図13(b)に示
したように、ホトレジストパターン(22)を形成した
後に、リンをイオン打ち込みする。打ち込み条件は、従
来のCMOS構造を作る際の条件と同じである。ホトレ
ジストは、光が照射された領域が残る、ポジ型のレジス
トである。次に、図13(c)に示したように、全面に
ネガ型のホトレジスト(22’)を塗布する。ネガ型の
ホトレジストは、図中に示したように、ポジ型のレジス
トの上にも形成される。そこで、図13(d)に示した
ように、酸素プラズマ中でポジ型のレジスト(22)の
表面近傍を除去して、ネガ型レジスト(22’)の表面
を露出させる。そして、全面に光を照射すると、ポジ型
のレジスト(22)は光に感光して現像液で除去できる
ようになる。その結果、図14(a)に示したように、
パターンが反転されたネガ型のレジスト(22’)が残
る。これをマスクにして、図14(b)に示したよう
に、pウェルを作るために、ボロンをイオン打ち込みす
る。さらに、図14(c)に示したように、熱処理を行
って、2重ウェル構造を実現する。In the above-described first embodiment of the present invention, the example in which the high-energy ion implantation technique is used to implant impurities in different well regions by only one mask pattern formation is described. However, in high-energy ion implantation, it is very difficult to control the distribution, and it is necessary to find optimal conditions in advance. In order to simplify the process by performing the photoresist mask formation process accompanying the introduction of impurities, which is frequently performed to realize the CMOS structure, in one mask process, as a second embodiment, high energy ion implantation is performed. I devised a method that does not use. For this purpose, a method of applying another photoresist on the patterned photoresist and forming a reverse pattern of the existing pattern was adopted. The second embodiment will be described with reference to FIG. Note that this embodiment is different from the first embodiment using high-energy ion implantation, and can be used for steps requiring high-concentration ion implantation, such as the formation of a MOSFET diffusion layer, but the procedure is the same for all steps. Since the steps are common, the well formation will be described here as an example, and the others will be omitted. First, as shown in FIG.
An oxide film (20) of about 20 nm is grown on the surface of the p-type 10 Ω · cm substrate (1). Next, as shown in FIG. 13B, after forming a photoresist pattern (22), phosphorus is ion-implanted. The implantation conditions are the same as the conditions used when forming a conventional CMOS structure. The photoresist is a positive type resist in which a region irradiated with light remains. Next, as shown in FIG. 13C, a negative photoresist (22 ') is applied on the entire surface. The negative photoresist is also formed on the positive resist as shown in the figure. Therefore, as shown in FIG. 13D, the surface of the negative resist (22 ′) is exposed by removing the vicinity of the surface of the positive resist (22) in oxygen plasma. Then, when the entire surface is irradiated with light, the positive resist (22) is exposed to the light and can be removed by the developing solution. As a result, as shown in FIG.
The negative resist (22 ') with the pattern reversed is left. Using this as a mask, boron is ion-implanted to form a p-well as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 14C, heat treatment is performed to realize a double well structure.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上述べてきた本発明を使用すれば、導
電型の異なる領域を作るために、2回のリソグラフィ工
程を通す必要がなくなる。第1の実施例では、高エネル
ギーイオン打ち込みという特殊な装置を用いているため
に、結晶欠陥などの問題から、高濃度の不純物層を作る
ことはできないが、第2の実施例では、反転パターンを
形成するだけなので、どのようなイオン打ち込みプロセ
スにも対応できる。According to the present invention described above, it is not necessary to perform two lithographic steps to form regions having different conductivity types. In the first embodiment, since a special device called high-energy ion implantation is used, it is not possible to form a high-concentration impurity layer due to problems such as crystal defects, but in the second embodiment, an inversion pattern is used. Therefore, any ion implantation process can be applied.
【0021】CMOS構造では、このような不純物層形
成のためのリソグラフィ工程が、ウェル形成工程、素子
分離形成工程、チャネルイオン打ち込み工程、低濃度拡
散層形成工程、高濃度拡散層形成工程、などに必要であ
り、CMOS工程の約20%程度を占めている。これら
の工程において、本発明を実施すれば、工程が短縮でき
るだけではなく、また、第1の実施例でも述べたよう
に、高温の熱処理工程をなくすことなどができるため
に、製造ラインの維持費などの削減にも貢献し、チップ
コストの低減がはかれる。In the CMOS structure, the lithography process for forming such an impurity layer includes a well forming process, an element isolation forming process, a channel ion implantation process, a low concentration diffusion layer forming process, a high concentration diffusion layer forming process, and the like. It is necessary and occupies about 20% of the CMOS process. In these steps, if the present invention is carried out, not only the steps can be shortened, but also the high temperature heat treatment step can be eliminated as described in the first embodiment, so that the maintenance cost of the manufacturing line can be reduced. It also contributes to the reduction of chip costs, etc., and the chip cost can be reduced.
【図1】本発明の実施例による半導体装置の断面図であ
る。FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
【図2】従来の半導体装置の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device.
【図3】従来の半導体装置の製造工程を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process of a conventional semiconductor device.
【図4】従来の半導体装置の製造工程を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of a conventional semiconductor device.
【図5】従来の半導体装置の製造工程を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process of a conventional semiconductor device.
【図6】従来の半導体装置の製造工程を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing process of a conventional semiconductor device.
【図7】本発明の第1の実施例による半導体装置の製造
工程を示す図である。FIG. 7 is a view showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
【図8】本発明の第1の実施例による半導体装置の製造
工程を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
【図9】本発明の第1の実施例による半導体装置の製造
工程を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
【図10】本発明の第1の実施例による半導体装置の製
造工程を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
【図11】pウェル領域のボロン濃度分布である。FIG. 11 is a boron concentration distribution in the p-well region.
【図12】nウェル領域のリンとボロンの濃度分布であ
る。FIG. 12 is a phosphorus and boron concentration distribution in an n-well region.
【図13】本発明の第2の実施例による半導体装置の製
造工程を示す図である。FIG. 13 is a view showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the invention.
【図14】本発明の第2の実施例による半導体装置の製
造工程を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the invention.
1…p型半導体基板、2…nウェル領域、3…pウェル
領域、4、4’…素子分離領域、5…リン不純物層、6
…ボロンの不純物層、7…ゲート酸化膜、8…ゲート電
極、9…ボロンの低濃度拡散層、10…リンの低濃度拡
散層、11…側壁酸化膜、12…ボロンの高濃度拡散
層、13…ヒ素の高濃度拡散層、14…層間絶縁膜、1
5…コンタクト孔を埋める金属、16…配線金属、20
…酸化膜、21…窒化膜、22、22’…ホトレジス
ト。1 ... P-type semiconductor substrate, 2 ... N-well region, 3 ... P-well region, 4, 4 '... Element isolation region, 5 ... Phosphorus impurity layer, 6
... Boron impurity layer, 7 ... Gate oxide film, 8 ... Gate electrode, 9 ... Boron low concentration diffusion layer, 10 ... Phosphorus low concentration diffusion layer, 11 ... Side wall oxide film, 12 ... Boron high concentration diffusion layer, 13 ... Arsenic high-concentration diffusion layer, 14 ... Interlayer insulating film, 1
5 ... Metal filling contact holes, 16 ... Wiring metal, 20
... oxide film, 21 ... nitride film, 22, 22 '... photoresist.
フロントページの続き (72)発明者 大湯 静憲 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内Front page continuation (72) Inventor Shizuka Oyu 1-280 Higashi Koigokubo, Kokubunji, Tokyo Inside Hitachi Central Research Laboratory
Claims (5)
より濃度が高い第1導電型および第2導電型の半導体領
域を具備し、 該第1導電型の半導体領域の下に該第2導電型の半導体
領域が存在するか、もしくは、該第2導電型の半導体領
域の下に該第1導電型の半導体領域が存在するかのどち
らかであることを特徴とする半導体装置。1. A first-conductivity-type semiconductor substrate is provided with a first-conductivity-type semiconductor region and a second-conductivity-type semiconductor region having a concentration higher than that of the semiconductor substrate, and the first-conductivity-type semiconductor region is provided below the first-conductivity-type semiconductor region. A semiconductor device, wherein a semiconductor region of two-conductivity type is present, or a semiconductor region of the first-conductivity type is present under the semiconductor region of the second-conductivity type.
の領域と同じ導電型で濃度の高い、第3、第4の半導体
領域を具備し、 該第3半導体領域の下に該第4半導体領域と導電型およ
び濃度がほぼ等しい半導体領域が存在するか、もしく
は、該第4半導体領域の下に該第3半導体領域と導電型
および濃度がほぼ等しい半導体領域が存在するかのどち
らかであることを特徴とする請求項1に記載の半導体装
置。2. The first and second semiconductor regions are provided with third and fourth semiconductor regions having the same conductivity type as the respective regions and having a high concentration, and the third and fourth semiconductor regions are provided under the third semiconductor region. Either there is a semiconductor region whose conductivity type and concentration are substantially the same as those of the fourth semiconductor region, or there is a semiconductor region whose conductivity type and concentration are substantially the same as that of the third semiconductor region below the fourth semiconductor region. The semiconductor device according to claim 1, wherein
縁膜およびゲート電極を有するMOSトランジスタを具
備してなることを特徴とする請求項1または請求項2に
記載の半導体装置。3. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a MOS transistor having a gate insulating film and a gate electrode formed on the surface of the semiconductor substrate.
の有機膜を形成する第1の工程と、 該第1の有機膜をマスクにして、該第1の有機膜に被わ
れていない半導体領域に不純物を数回にわたってイオン
打ち込みする第2の工程と、 該第2の工程で形成した半導体領域とは導電型の異なる
領域を形成するために、上記第1の有機膜を通して不純
物を数回にわたってイオン打ち込みを行う第3の工程
と、 上記半導体基板に熱処理を加える第4の工程と、 上記半導体基板の表面の第2の所望部分に酸化膜を形成
する第5の工程と、 上記半導体基板の表面の上記第1の所望部分に第2の有
機膜を形成して、これをマスクにして、該第2の有機膜
で被われていない半導体領域に不純物をイオン打ち込み
する第6の工程と、 上記第6の工程でイオン打ち込みされる上記不純物と導
電型の異なる領域を形成するために上記第2の有機膜を
通して上記半導体基板の表面に不純物をイオン打ち込み
する第7の工程と、 上記第2の有機膜を除去する第8の工程と、 上記半導体基板の表面にゲート酸化膜、ゲート電極、ソ
ース・ドレイン領域、を有するMOSトランジスタを形
成する第9の工程とを含むことを特徴とする半導体装置
の製造方法。4. A first desired portion of the surface of the semiconductor substrate is first formed.
And a second step of ion-implanting impurities into the semiconductor region not covered with the first organic film several times by using the first organic film as a mask. A third step of implanting impurities through the first organic film several times to form a region having a conductivity type different from that of the semiconductor region formed in the second step; A fourth step of applying a heat treatment, a fifth step of forming an oxide film on a second desired portion of the surface of the semiconductor substrate, and a second organic film on the first desired portion of the surface of the semiconductor substrate. Is formed, and using this as a mask, a sixth step of ion-implanting impurities into the semiconductor region not covered with the second organic film; and the impurity and conductivity that are ion-implanted in the sixth step. Form areas of different molds To do so, a seventh step of implanting impurities into the surface of the semiconductor substrate through the second organic film, an eighth step of removing the second organic film, and a gate oxidation on the surface of the semiconductor substrate. And a ninth step of forming a MOS transistor having a film, a gate electrode, and a source / drain region.
型の第1の光感応性有機膜を形成する第1の工程と、 該第1の光感応性有機膜をマスクにして、該第1の光感
応性有機膜に被われていない半導体領域に不純物をイオ
ン打ち込みする第2の工程と、 しかる後、上記半導体基板の表面にネガ型の第2の光感
応性有機膜を形成する第3の工程と、 上記第3の工程で形成した上記第2の光感応性有機膜の
表面近傍を除去して、上記第1の工程で形成した第1の
光感応性有機膜の表面を露出させる第4の工程と、 しかる後、上記第1と第2の光感応性有機膜の全面に光
を照射して、上記第1の工程で形成したポジ型の上記第
1の光感応性有機膜を感光させ、上記第1の光感応性有
機膜を選択的に除去する第5の工程と、 しかる後、上記半導体基板の表面に残った上記第2の光
感応性有機膜をマスクとして、上記第2の工程でイオン
打ち込みされる上記不純物と導電型の異なる不純物をイ
オン打ち込みする第6の工程とを含むことを特徴とする
半導体装置の製造方法。5. A first step of forming a positive type first photosensitive organic film on a first desired portion of the surface of a semiconductor substrate, and using the first photosensitive organic film as a mask, A second step of ion-implanting an impurity into a semiconductor region not covered with the first photosensitive organic film, and thereafter forming a negative second photosensitive organic film on the surface of the semiconductor substrate; And a surface of the first photosensitive organic film formed in the first step by removing the vicinity of the surface of the second photosensitive organic film formed in the third step. Exposing the entire surface of the first and second light-sensitive organic films, and then exposing the positive-type first light-sensitive layer formed in the first step. Fifth step of exposing the photosensitive organic film to light and selectively removing the first photosensitive organic film, and thereafter, the semiconductor A sixth step of ion-implanting an impurity having a different conductivity type from the impurity ion-implanted in the second step using the second photosensitive organic film remaining on the surface of the plate as a mask. A method for manufacturing a characteristic semiconductor device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5047733A JPH06260607A (en) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5047733A JPH06260607A (en) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06260607A true JPH06260607A (en) | 1994-09-16 |
Family
ID=12783546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5047733A Pending JPH06260607A (en) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06260607A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08316168A (en) * | 1995-05-24 | 1996-11-29 | Nec Corp | Method for manufacturing semiconductor device |
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-
1993
- 1993-03-09 JP JP5047733A patent/JPH06260607A/en active Pending
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