JPH08102496A - 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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JPH08102496A
JPH08102496A JP6237479A JP23747994A JPH08102496A JP H08102496 A JPH08102496 A JP H08102496A JP 6237479 A JP6237479 A JP 6237479A JP 23747994 A JP23747994 A JP 23747994A JP H08102496 A JPH08102496 A JP H08102496A
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JP
Japan
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oxide film
mos transistor
gate oxide
voltage mos
breakdown voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP6237479A
Other languages
English (en)
Inventor
Shuichi Kikuchi
修一 菊地
Yuichi Watanabe
雄一 渡辺
Eiichi Mitsusaka
栄一 三坂
Yuji Tsukada
雄二 塚田
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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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】 【目的】 通常耐圧MOSトランジスタと高耐圧MOS
トランジスタとを同一基板上に混載した半導体装置にお
いて、製造工程の削減を図るととともに、高耐圧MOト
ランジスタのオン抵抗を低減する。 【構成】 薄いゲート酸化膜24上に通常耐圧MOSト
ランジスタのゲート電極26Bを、厚いゲート酸化膜2
2上に高耐圧MOSトランジスタのゲート電極26Aを
形成し、それらのゲート電極26A,26Bをマスクと
してゲート酸化膜24,25を略300Å以下となるま
でドライエッチングし、その後、上記厚いゲート酸化膜
22を薄膜化した領域に、高耐圧MOSトランジスタの
高濃度のソース・ドレイン層32,33とを形成すると
ともに、高耐圧MOSトランジスタの高濃度のドレイン
層33については、ゲート電極26Aからオフセットさ
れた位置に形成する。

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
に関し、さらに詳しく言えば高耐圧MOSトランジスタ
と通常耐圧MOSトランジスタとが同一基板上に混載さ
れた半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】LCDドライバーICにおいては、高耐
圧MOSトランジスタと通常耐圧MOSトランジスタと
を同一基板上に形成し、ドライバー回路等の高電源(4
0V程度)が供給される回路については高耐圧MOSト
ランジスタで構成し、シフトレジスタ等の低電源(3V
程度)が供給される回路については通常耐圧MOSトラ
ンジスタで構成するということが一般に行われている。
【0003】しかし、上記2種類のMOSトランジスタ
のゲート酸化膜厚が異なるために、ソース・ドレイン層
の形成にあたって、通常耐圧MOSトランジスタと高耐
圧MOSトランジスタのそれぞれについて別々のイオン
種(リンおよびヒ素)を用いる必要があり、ソース・ド
レイン層形成用のイオン注入工程を共通化することがで
きなかった。
【0004】そこで、本願出願人は、従来別々に行って
いたソース・ドレイン層形成用のイオン注入工程を共通
化し、製造工程を大幅に削減した半導体装置の製造方法
に係る発明について特許出願をした(特願平6−202
284号)。以下で、かかる半導体装置の製造方法を図
7乃至図12を参照しながら説明する。
【0005】図7において、P型Si基板1上に選択酸
化法によりLOCOS酸化膜2を形成し、LOCOS酸
化膜2を除く領域に、1000Å程度の厚いゲート酸化
膜3を熱酸化により形成する。次に、図8において、通
常耐圧MOSトランジスタ形成領域の厚いゲート酸化膜
3と高耐圧MOSトランジスタの高濃度のソース・ドレ
イン形成領域上の厚いゲート酸化膜3をエッチング除去
する。そして、図9において再度熱酸化を行い、通常耐
圧MOSトランジスタ形成領域上に300Å程度の薄い
ゲート酸化膜4Aを形成するとともに、高耐圧MOSト
ランジスタの高濃度のソース・ドレイン形成領域上に薄
い酸化膜4Bを形成する。この薄い酸化膜4Bは、上記
薄いゲート酸化膜4Aと同一工程で形成しているので、
同一の膜厚(300Å程度)を有する。
【0006】次に、図10において、厚いゲート酸化膜
3および薄いゲート酸化膜4A上にポリシリコン等から
なるゲート電極5A,5Bを形成する。このとき、マス
クずれによりゲート電極5Aが厚いゲート酸化膜3から
はみ出し、薄い酸化膜4B上に延在すると、ゲート耐圧
が劣化してしまう。そこで、ゲート電極5Aは、厚いゲ
ート酸化膜3の端から一定の距離L(1ミクロン程度)
を離して、形成している。
【0007】そして、通常耐圧MOSトランジスタ形成
領域上をレジスト膜6で被覆し、31+イオンを例え
ば、5E12/cm2,100KeVの条件でイオン注
入し、所定の熱拡散を行い、n-型のソース層7とドレ
イン層8を形成する。次いで、図11において、通常耐
圧MOSトランジスタ形成領域及び高耐圧MOSトラン
ジスタの高濃度のソース・ドレイン形成領域に開口を有
するレジスト膜9を形成し、その開口から75As+イオ
ンを例えば5E15/cm2,80KeVの条件でイオ
ン注入し、通常耐圧MOSトランジスタのn+型のソー
ス層10、ドレイン層11と、高耐圧MOSトランジス
タの高濃度のソース層12、ドレイン層13を同時に形
成する。本工程では、高耐圧MOSトランジスタの高濃
度のソース・ドレイン形成領域上には薄い酸化膜4Bが
形成されているので、ソース・ドレイン層10,11を
浅く形成するためにイオンの飛程(Rp)を小さくして
も、イオンが酸化膜24を通過することができる。 こ
れにより、従来別々に行っていた高濃度のソース・ドレ
イン層形成用のイオン注入工程を共通化することができ
る。
【0008】次に、図12において、全面にBPSG膜
等の層間絶縁膜14を形成し、n+型のソース・ドレイ
ン層10,11,12,13とコンタクトするAl電極
層15を形成する。これにより、通常耐圧MOSトラン
ジスタ(図において、左側のもの)と高耐圧MOSトラ
ンジスタ(図において、右側のもの)が完成する。この
ように、本実施例によれば、通常耐圧MOSトランジス
タの薄いゲート酸化膜4Aと高耐圧MOSトランジスタ
の高濃度のソース・ドレイン層の形成領域上の酸化膜4
Bとを同一の酸化工程で形成しているので、通常耐圧M
OSトランジスタのソースドレイン層10,11を浅く
形成するためにイオン種として75As+イオンを採用し
その飛程(Rp)を小さくしても、イオンが薄い酸化膜
44を通過することができる。 これにより、従来別々
に行っていた高濃度のソース・ドレイン層形成用のイオ
ン注入工程を共通化することができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に高耐
圧MOSトランジスタのソースを接地して使用する場合
には、ソースには高電圧がかかることがないので、本
来、低濃度のソース層7は設ける必要性はない。すなわ
ち、ドレイン側にのみ低濃度のドレイン層8を設ければ
足りる。
【0010】しかしながら、上記の製造方法では、図1
0に示すように、ゲート耐圧を確保するために、ゲート
電極5Aを厚いゲート酸化膜3の端から一定の距離L
(1ミクロン程度)離して形成する必要があった。しか
も、高濃度のソース層12を形成する際には、75As+
イオンを使用しているので、該イオンは上記厚いゲート
酸化膜3を通過することができない。このため、本来不
必要な低濃度のソース層7を形成しなければならず、ソ
ース側にもゲート・オフセット領域Fが形成されること
となり、その分トランジスタのオン抵抗が高くなるとい
う問題があった。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、図3に示すように、薄いゲート酸化膜
24上に通常耐圧MOSトランジスタのゲート電極26
Bを、厚いゲート酸化膜22上に高耐圧MOSトランジ
スタのゲート電極26Aを形成し、それらのゲート電極
26A,26Bをマスクとしてゲート酸化膜24,25
を略300Å以下となるまでドライエッチングし、その
後、図4に示すように、ゲート電極26Aの片側に31
+イオンをイオン注入することにより、低濃度のドレイ
ン層28を形成し、次いで、図5に示すように、75As
+イオンをイオン注入することにより、通常耐圧MOS
トランジスタ高濃度のソース・ドレイン層30,31
と、高耐圧MOSトランジスタの高濃度のソース・ドレ
イン層32,33とを形成するとともに、前記高耐圧M
OSトランジスタの高濃度のドレイン層33について
は、ゲート電極26Aからオフセットされた位置に形成
した。
【0012】
【作用】本発明によれば、高濃度ソース・ドレイン層を
形成するゲート酸化膜の薄膜化領域を高耐圧MOSトラ
ンジスタのゲート電極26Aに対して自己整合的に形成
しているので、ソース側のゲート・オフセット領域Fを
不要にできる。これにより、従来に比してトランジスタ
のオン抵抗を低くできるとともに、トランジスタのパタ
ーンサイズを小さくできる。
【0013】
【実施例】次に、本発明の一実施例に係る半導体装置の
製造方法を図1乃至図6を参照しながら説明する。図1
において、P型Si基板21上に選択酸化法によりLO
COS酸化膜22を形成し、LOCOS酸化膜22を除
く領域に、1000Å程度の厚いゲート酸化膜23を熱
酸化により形成する。
【0014】次に、図2において、通常耐圧MOSトラ
ンジスタ形成領域の厚いゲート酸化膜21をエッチング
して除去する。再度熱酸化を行い、通常耐圧MOSトラ
ンジスタ形成領域上に300Å程度の薄いゲート酸化膜
24を形成する。次に、図3において、リンドープ・ポ
リシリコン等のゲート電極材料を前記基板21の一面に
被着し、フォトレジスト25をマスクとして、該ゲート
電極材料をドライエッチングすることにより、ゲート電
極26A,26Bを形成し、続いて前記フォトレジスト
25およびゲート電極26A,26Bをマスクとして、
前記厚いゲート酸化膜22をその膜厚が略300Å以下
となるまでドライエッチングし、高濃度のソース・ドレ
イン層を形成すべき薄膜化領域を形成する。
【0015】本工程において、ポリシリコンのドライエ
ッチングは、例えば、エッチングガスとして、He、HB
r、Cl2を使用し、圧力400mT、RFパワー200W
の条件で行う。また、酸化膜のドライエッチングは、エ
ッチングガスとして、CHF3、CH4、Arを使用し、圧力1
300mT、RFパワー250Wの条件で行う。なお、
厚いゲート酸化膜22をエッチングする際には、フォト
レジスト25を除去した後に、ゲート電極26A,26
Bのみをマスクとしてエッチングを行ってもよい。ま
た、厚いゲート酸化膜22を略300Å以下となるまで
エッチングすると当然、薄いゲート酸化膜24は、すべ
て除去される。
【0016】次に、図4に示すように、フォトレジスト
27をマスクとしてゲート電極26Aの片側に31+
オンを例えば、5E12/cm2,100KeVの条件
でイオン注入し、1000℃程度の非酸化性雰囲気中で
熱拡散を行うことにより、低濃度のドレイン層28を形
成する。次に、図5に示すように、高耐圧MOSトラン
ジスタのドレイン側のゲート・オフセット領域を被覆す
るフォトレジスト29をマスクとして、75As+イオン
をイオン注入することにより、通常耐圧MOSトランジ
スタ高濃度のソース・ドレイン層30,31と、高耐圧
MOSトランジスタの高濃度のソース・ドレイン層3
2,33とを形成するとともに、前記高耐圧MOSトラ
ンジスタの高濃度のドレイン層33については、ゲート
電極26Aからオフセットされた位置に形成する。本工
程において、ソース・ドレイン層が形成される領域上の
酸化膜は、上記エッチング工程を施したことにより、略
300Å以下となっているので、75As+イオンであっ
ても、これを十分通過することができる。これにより、
高濃度のソース・ドレイン層30,31,32,33は
従来と同様1回のイオン注入で形成することができる。
【0017】そして、図6に示すように、全面にBPS
G膜等の層間絶縁膜34を形成し、n+型のソース・ド
レイン層30,31,32,33とコンタクトするAl
電極層35を形成する。これにより、通常耐圧MOSト
ランジスタ(図において、左側のもの)と高耐圧MOS
トランジスタ(図において、右側のもの)が完成する。
【0018】このように、本発明によれば、高濃度ソー
ス・ドレイン層を形成するゲート酸化膜の薄膜化領域
を、高耐圧MOSトランジスタのゲート電極26Aに対
して自己整合的に形成しているので、従来のように、ソ
ース側に低濃度のソース層を設ける必要がなく、ソース
側の高抵抗のゲート・オフセット領域Fを不要にでき
る。これにより、従来に比してトランジスタのオン抵抗
を低くできるとともに、トランジスタのパターンサイズ
を小さくできる。
【0019】なお、本実施例は、NチャネルのMOSト
ランジスタを例に説明したが、本発明は、これに限定さ
れず、PチャネルのMOSトランジスタについても適用
でき、さらにはCMOS構造にも適用できることは明ら
かである。なお、PチャネルのMOSトランジスタに適
用する場合には、低濃度のドレイン層を形成するための
イオン種としては、例えばボロン(11B+)を用い、高濃
度のソース・ドレイン層を形成するためには、二フッ化
ボロン(49BF2+)を用いることができる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
通常耐圧MOSトランジスタとドレイン側のみ高耐圧構
造とした高耐圧MOSトランジスタとが混載された半導
体装置の製造方法において、高濃度ソース・ドレイン層
32,33を形成する厚いゲート酸化膜23の薄膜化領
域を高耐圧MOSトランジスタのゲート電極26Aに対
して自己整合的に形成しているので、ゲート電極26A
の端に対して自己整合的に高濃度ソース層32を形成で
き、ソース側のゲート・オフセット領域Fを不要にでき
る。これにより、従来に比してトランジスタのオン抵抗
を低くできるとともに、トランジスタのパターンサイズ
を小さくできるという効果を有する。
【0021】さらに、上記厚いゲート酸化膜23を薄膜
化した領域に、1回のイオン注入で通常耐圧MOSトラ
ンジスタと高耐圧MOSトランジスタの高濃度ソース・
ドレイン層30,31,32,33を形成でき、製造工
程が短縮される利点も有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造方法
を説明する第1の断面図である。
【図2】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造方法
を説明する第2の断面図である。
【図3】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造方法
を説明する第3の断面図である。
【図4】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造方法
を説明する第4の断面図である。
【図5】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造方法
を説明する第5の断面図である。
【図6】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造方法
を説明する第6の断面図である。
【図7】従来例に係る半導体装置の製造方法を説明する
第1の断面図である。
【図8】従来例に係る半導体装置の製造方法を説明する
第2の断面図である。
【図9】従来例に係る半導体装置の製造方法を説明する
第3の断面図である。
【図10】従来例に係る半導体装置の製造方法を説明す
る第4の断面図である。
【図11】従来例に係る半導体装置の製造方法を説明す
る第5の断面図である。
【図12】従来例に係る半導体装置の製造方法を説明す
る第6の断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/78 301 S (72)発明者 塚田 雄二 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高濃度のソース・ドレイン層29と薄い
    ゲート酸化膜22を有する通常耐圧MOSトランジスタ
    と、低濃度のドレイン層27及び高濃度のソース・ドレ
    イン層30と厚いゲート酸化膜22を有する高耐圧MO
    Sトランジスタとを同一の半導体基板21上に形成する
    半導体装置の製造方法において、 一導電型の半導体基板21上に選択酸化膜22を形成
    し、該選択酸化膜22が形成された領域以外の基板21
    上に厚いゲート酸化膜23を形成する工程と、 通常耐圧MOSトランジスタの形成領域上の厚いゲート
    酸化膜22を除去する工程と、 厚いゲート酸化膜22を除去した領域に薄いゲート酸化
    膜24を形成する工程と、 ゲート電極材料を前記基板21の一面に被着し、フォト
    レジスト25をマスクとして、該ゲート電極材料をドラ
    イエッチングすることにより、ゲート電極26A,26
    Bを形成し、続いて前記フォトレジスト25およびゲー
    ト電極26A,26Bをマスクとして、前記厚いゲート
    酸化膜22をその膜厚が略300Å以下となるまでドラ
    イエッチングする工程と、 前記ゲート電極26Aの片側に第1の逆導電型不純物を
    イオン注入することにより、低濃度のドレイン層28を
    形成する工程と、 第2の逆導電型不純物をイオン注入することにより、通
    常耐圧MOSトランジスタ高濃度のソース・ドレイン層
    30,31と、高耐圧MOSトランジスタの高濃度のソ
    ース・ドレイン層32,33とを形成するとともに、前
    記高耐圧MOSトランジスタの高濃度のドレイン層33
    については、ゲート電極26Aからオフセットされた位
    置に形成する工程とを有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】 前記第1の逆導電型不純物がリンであ
    り、かつ第2の逆導電型不純物がヒ素であることを特徴
    とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
JP6237479A 1994-09-30 1994-09-30 半導体装置の製造方法 Pending JPH08102496A (ja)

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