JPH0897292A - Mosトランジスタ及び相補型mosトランジスタの製造方法 - Google Patents
Mosトランジスタ及び相補型mosトランジスタの製造方法Info
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- JPH0897292A JPH0897292A JP6228529A JP22852994A JPH0897292A JP H0897292 A JPH0897292 A JP H0897292A JP 6228529 A JP6228529 A JP 6228529A JP 22852994 A JP22852994 A JP 22852994A JP H0897292 A JPH0897292 A JP H0897292A
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- mos transistor
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 製造工程を削減することによりその製造コス
トを低減しうるMOSトランジスタ及び相補型MOSト
ランジスタの製造方法を提供する。 【構成】 半導体基板の活性領域上に絶縁膜を介して導
電膜を形成する工程、導電膜をエッチングしてゲート電
極を形成する工程、第1導電型の不純物をゲート電極を
含む半導体基板全面に注入し第1導電型ウエルを形成す
る工程、活性領域上に開口をもつ第1レジストパターン
を形成する工程、第1レジストパターン及びゲート電極
をマスクとして第2導電型の不純物を注入してソース/
ドレイン領域を形成する工程により第2導電型MOSト
ランジスタを製造する。更に、導電型を逆にすること以
外は、第2導電型MOSトランジスタの製造と同様にし
て、第1導電型MOSトランジスタを製造することによ
り相補型MOSトランジスタを製造する。
トを低減しうるMOSトランジスタ及び相補型MOSト
ランジスタの製造方法を提供する。 【構成】 半導体基板の活性領域上に絶縁膜を介して導
電膜を形成する工程、導電膜をエッチングしてゲート電
極を形成する工程、第1導電型の不純物をゲート電極を
含む半導体基板全面に注入し第1導電型ウエルを形成す
る工程、活性領域上に開口をもつ第1レジストパターン
を形成する工程、第1レジストパターン及びゲート電極
をマスクとして第2導電型の不純物を注入してソース/
ドレイン領域を形成する工程により第2導電型MOSト
ランジスタを製造する。更に、導電型を逆にすること以
外は、第2導電型MOSトランジスタの製造と同様にし
て、第1導電型MOSトランジスタを製造することによ
り相補型MOSトランジスタを製造する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はMOSトランジスタ及び
相補型MOSトランジスタの製造方法に関する。更に詳
しくは、本発明は製造工程を削減することによりその製
造コストを低減しうるMOSトランジスタ及び相補型M
OSトランジスタの製造方法に関する。
相補型MOSトランジスタの製造方法に関する。更に詳
しくは、本発明は製造工程を削減することによりその製
造コストを低減しうるMOSトランジスタ及び相補型M
OSトランジスタの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】1枚のチップ上でnチャネル型とpチャ
ネル型の両方のMOSトランジスタと使用する相補型M
OS(CMOS)トランジスタは、VLSI応用の主要
な技術である。従来、CMOSトランジスタの作成は、
図25〜36に示すように製造されている。以下図25
〜36を説明する。
ネル型の両方のMOSトランジスタと使用する相補型M
OS(CMOS)トランジスタは、VLSI応用の主要
な技術である。従来、CMOSトランジスタの作成は、
図25〜36に示すように製造されている。以下図25
〜36を説明する。
【0003】すなわち、基板21の表面に酸化膜22及
び窒化膜23をこの順で堆積する。この後、ウエル形成
用フォトレジストパターン24を窒化膜23上に形成
し、これをマスクとしてNウエル領域の窒化膜23を除
去し酸化膜22が露出するまで開口する。更に、ウエル
形成用フォトレジストパターン24をマスクとして、N
型不純物(P+,As+ など)を注入する(図25参
照)。
び窒化膜23をこの順で堆積する。この後、ウエル形成
用フォトレジストパターン24を窒化膜23上に形成
し、これをマスクとしてNウエル領域の窒化膜23を除
去し酸化膜22が露出するまで開口する。更に、ウエル
形成用フォトレジストパターン24をマスクとして、N
型不純物(P+,As+ など)を注入する(図25参
照)。
【0004】次に、ウエル形成用フォトレジストパター
ン24を除去した後、選択酸化を行いNウエル領域を酸
化し酸化膜25を形成する(図26参照)。次に、窒化
膜23を除去し、酸化膜25をマスクとしてPウエル領
域にP型の不純物注入(B+ など)を行い、熱処理をほ
どこし2重ウエル(ツインウエル)を形成する(図27
参照)。
ン24を除去した後、選択酸化を行いNウエル領域を酸
化し酸化膜25を形成する(図26参照)。次に、窒化
膜23を除去し、酸化膜25をマスクとしてPウエル領
域にP型の不純物注入(B+ など)を行い、熱処理をほ
どこし2重ウエル(ツインウエル)を形成する(図27
参照)。
【0005】次に、基板21上の酸化膜22及び25を
除去し、酸化膜26及び窒化膜27をこの順で全面に形
成する。この後、活性領域形成用フォトレジストパター
ン28を窒化膜27上に形成し、これをマスクに素子分
離領域の酸化膜26及び窒化膜27を異方性エッチング
により除去する(図28参照)。次に、活性領域形成用
フォトレジストパターン28を除去した後、選択酸化を
行い素子分離用酸化膜(いわゆるLOCOS酸化膜)2
9を形成する(図29参照)。
除去し、酸化膜26及び窒化膜27をこの順で全面に形
成する。この後、活性領域形成用フォトレジストパター
ン28を窒化膜27上に形成し、これをマスクに素子分
離領域の酸化膜26及び窒化膜27を異方性エッチング
により除去する(図28参照)。次に、活性領域形成用
フォトレジストパターン28を除去した後、選択酸化を
行い素子分離用酸化膜(いわゆるLOCOS酸化膜)2
9を形成する(図29参照)。
【0006】次に、酸化膜26及び窒化膜27を除去し
た後、犠牲酸化膜(注入前酸化膜)30を形成する。こ
の後、NMOS及びPMOSに必要な閾値合わせ、パン
チスルーストッパー及び反転防止のために活性領域に不
純物注入を行う。その際、NMOS及びPMOSの活性
領域を打ち分けるため最低2回のフォトリソグラフィー
工程が必要である(図30及び31参照)。
た後、犠牲酸化膜(注入前酸化膜)30を形成する。こ
の後、NMOS及びPMOSに必要な閾値合わせ、パン
チスルーストッパー及び反転防止のために活性領域に不
純物注入を行う。その際、NMOS及びPMOSの活性
領域を打ち分けるため最低2回のフォトリソグラフィー
工程が必要である(図30及び31参照)。
【0007】次に、犠牲酸化膜30を除去し、ゲート酸
化膜31及びポリシリコンをこの順で積層する。この
後、ポリシリコン上にゲート電極形成用フォトレジスト
パターン33を形成し、それをマスクとしてポリシリコ
ンを加工し、ゲート電極32を形成する(図32参
照)。次に、NMOS及びPMOSに必要な高濃度領域
34(ソース・ドレイン)形成の為の注入を行う。その
際、NMOS及びPMOSの活性領域を打ち分けるため
最低2回のフォトリソグラフィー工程が必要である(図
33及び34参照)。
化膜31及びポリシリコンをこの順で積層する。この
後、ポリシリコン上にゲート電極形成用フォトレジスト
パターン33を形成し、それをマスクとしてポリシリコ
ンを加工し、ゲート電極32を形成する(図32参
照)。次に、NMOS及びPMOSに必要な高濃度領域
34(ソース・ドレイン)形成の為の注入を行う。その
際、NMOS及びPMOSの活性領域を打ち分けるため
最低2回のフォトリソグラフィー工程が必要である(図
33及び34参照)。
【0008】次に、層間絶縁膜35を形成し、更に活性
化熱処理を施す(図35参照)。次に、既知のコンタク
ト開口、配線工程を行い配線36を施せばCMOSトラ
ンジスタが完成する(図36参照)。
化熱処理を施す(図35参照)。次に、既知のコンタク
ト開口、配線工程を行い配線36を施せばCMOSトラ
ンジスタが完成する(図36参照)。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記のCMOSトラン
ジスタの製造方法は、9枚のマスク(ウエル形成、活性
領域形成、NMOS閾値注入、PMOS閾値注入、ゲー
ト電極形成、NMOS高濃度領域注入、PMOS高濃度
領域注入、コンタクト開口、配線加工用)が必要とな
る。更に、2回の選択酸化(Nウエル酸化、LOCOS
酸化)も必要となり、工程が非常に複雑である。
ジスタの製造方法は、9枚のマスク(ウエル形成、活性
領域形成、NMOS閾値注入、PMOS閾値注入、ゲー
ト電極形成、NMOS高濃度領域注入、PMOS高濃度
領域注入、コンタクト開口、配線加工用)が必要とな
る。更に、2回の選択酸化(Nウエル酸化、LOCOS
酸化)も必要となり、工程が非常に複雑である。
【0010】また、素子分離法として選択酸化を用いて
いるため、酸化時にはバーズビークと呼ばれる酸化膜の
食い込みが生じるので、パターンがシフトしてしまい所
望のパターンを得ることが困難である。一方、特開昭6
0−130137号には、素子分離形成用の選択酸化を
使わない方法が報告されている。この方法を図37〜3
9により簡単に説明する。
いるため、酸化時にはバーズビークと呼ばれる酸化膜の
食い込みが生じるので、パターンがシフトしてしまい所
望のパターンを得ることが困難である。一方、特開昭6
0−130137号には、素子分離形成用の選択酸化を
使わない方法が報告されている。この方法を図37〜3
9により簡単に説明する。
【0011】まず、基板41上に酸化膜42を形成した
後、ホウ素イオンを注入し基板41表面に反転防止層4
3を形成する(図37参照)。次に、フォトレジスト4
4をマスクとして、活性領域上の酸化膜42を除去する
ことにより基板41を露出させる。この後、ゲート酸化
を行いゲート酸化膜45を形成する(図38参照)。
後、ホウ素イオンを注入し基板41表面に反転防止層4
3を形成する(図37参照)。次に、フォトレジスト4
4をマスクとして、活性領域上の酸化膜42を除去する
ことにより基板41を露出させる。この後、ゲート酸化
を行いゲート酸化膜45を形成する(図38参照)。
【0012】次に、ポリシリコンを堆積し、加工してゲ
ート電極46を形成する。この後、閾値合わせの注入を
行う(図39参照)。しかし、この方法では、反転防止
の注入を全面に行い、注入イオンの一部を酸化膜42に
残し、その後の工程で素子分離領域に残存イオンを拡散
させることにより分離領域の濃度を上げている。従っ
て、拡散により分離領域を形成する場合、濃度のコント
ロールが難しい。また、この方法をCMOSに適用する
場合でも、N型反転防止注入、P型反転防止注入、活性
領域形成、ゲート電極形成、NMOS閾値注入、PMO
S閾値注入、コンタクト開口、配線加工用の8枚のマス
クが必要とされ、工程が非常に複雑である。
ート電極46を形成する。この後、閾値合わせの注入を
行う(図39参照)。しかし、この方法では、反転防止
の注入を全面に行い、注入イオンの一部を酸化膜42に
残し、その後の工程で素子分離領域に残存イオンを拡散
させることにより分離領域の濃度を上げている。従っ
て、拡散により分離領域を形成する場合、濃度のコント
ロールが難しい。また、この方法をCMOSに適用する
場合でも、N型反転防止注入、P型反転防止注入、活性
領域形成、ゲート電極形成、NMOS閾値注入、PMO
S閾値注入、コンタクト開口、配線加工用の8枚のマス
クが必要とされ、工程が非常に複雑である。
【0013】
【課題を解決するための手段】かくして本発明によれ
ば、半導体基板の活性領域上に絶縁膜を介して導電膜を
形成する工程、導電膜をエッチングしてゲート電極を形
成する工程、第1導電型の不純物をゲート電極を含む半
導体基板全面に注入し第1導電型ウエルを形成する工
程、活性領域上に開口をもつ第1レジストパターンを形
成する工程、第1レジストパターン及びゲート電極をマ
スクとして第2導電型の不純物を注入してソース/ドレ
イン領域を形成する工程からなることを特徴とするMO
Sトランジスタの製造方法が提供される。
ば、半導体基板の活性領域上に絶縁膜を介して導電膜を
形成する工程、導電膜をエッチングしてゲート電極を形
成する工程、第1導電型の不純物をゲート電極を含む半
導体基板全面に注入し第1導電型ウエルを形成する工
程、活性領域上に開口をもつ第1レジストパターンを形
成する工程、第1レジストパターン及びゲート電極をマ
スクとして第2導電型の不純物を注入してソース/ドレ
イン領域を形成する工程からなることを特徴とするMO
Sトランジスタの製造方法が提供される。
【0014】更に本発明によれば、半導体基板の第1導
電型MOSトランジスタ及び第2導電型MOSトランジ
スタの形成領域並びに第1導電型及び第2導電型MOS
トランジスタの形成領域周辺の素子分離領域の形成領域
上に絶縁膜を介して導電膜を形成する工程、導電膜をエ
ッチングしてゲート電極を第1導電型MOSトランジス
タ及び第2導電型MOSトランジスタの形成領域上に形
成する工程、第1導電型MOSトランジスタの形成領域
の周辺の素子分離領域の形成領域を少なくとも含む第1
領域上に開口をもつ第1レジストパターンを形成する工
程、第1レジストパターンをマスクとして第2導電型不
純物を半導体基板に注入する工程、第1レジストパター
ンを除去後、第1導電型MOSトランジスタの活性領域
上のみに開口をもつ第2レジストパターンを形成し、第
2レジストパターン及びゲート電極をマスクとして、第
1導電型不純物を注入してソース/ドレイン領域を形成
することにより第1導電型MOSトランジスタを形成す
る工程、第2導電型MOSトランジスタの形成領域の周
辺の素子分離領域の形成領域を少なくとも含む第2領域
上に開口をもつ第3レジストパターンを形成する工程、
第3レジストパターンをマスクとして第1導電型不純物
を半導体基板に注入する工程、第3のレジストパターン
を除去後、第2導電型MOSトランジスタの活性領域上
のみに開口をもつ第4レジストパターンを形成し、第4
のレジストパターン及びゲート電極をマスクとして、第
2導電型不純物を注入してソース/ドレイン領域を形成
することにより第2導電型MOSトランジスタを形成す
る工程からなることを特徴とする相補型MOSトランジ
スタの製造方法が提供される。
電型MOSトランジスタ及び第2導電型MOSトランジ
スタの形成領域並びに第1導電型及び第2導電型MOS
トランジスタの形成領域周辺の素子分離領域の形成領域
上に絶縁膜を介して導電膜を形成する工程、導電膜をエ
ッチングしてゲート電極を第1導電型MOSトランジス
タ及び第2導電型MOSトランジスタの形成領域上に形
成する工程、第1導電型MOSトランジスタの形成領域
の周辺の素子分離領域の形成領域を少なくとも含む第1
領域上に開口をもつ第1レジストパターンを形成する工
程、第1レジストパターンをマスクとして第2導電型不
純物を半導体基板に注入する工程、第1レジストパター
ンを除去後、第1導電型MOSトランジスタの活性領域
上のみに開口をもつ第2レジストパターンを形成し、第
2レジストパターン及びゲート電極をマスクとして、第
1導電型不純物を注入してソース/ドレイン領域を形成
することにより第1導電型MOSトランジスタを形成す
る工程、第2導電型MOSトランジスタの形成領域の周
辺の素子分離領域の形成領域を少なくとも含む第2領域
上に開口をもつ第3レジストパターンを形成する工程、
第3レジストパターンをマスクとして第1導電型不純物
を半導体基板に注入する工程、第3のレジストパターン
を除去後、第2導電型MOSトランジスタの活性領域上
のみに開口をもつ第4レジストパターンを形成し、第4
のレジストパターン及びゲート電極をマスクとして、第
2導電型不純物を注入してソース/ドレイン領域を形成
することにより第2導電型MOSトランジスタを形成す
る工程からなることを特徴とする相補型MOSトランジ
スタの製造方法が提供される。
【0015】すなわち本発明は、ゲート電極を所望の形
状に所望個形成した後、不純物注入により活性領域及び
素子分離領域を形成することを特徴としている。尚、上
記本発明の製造方法中、第1導電型及び第2導電型は、
P型或いはN型を意味する。更に、第1導電型がP型の
場合は、第2導電型はN型であり、第1導電型がN型の
場合は、第2導電型はP型であることを意味する。ま
た、P型を与える不純物には、ホウ素、インジウム等、
N型を与える不純物には、リン、砒素、アンチモン等が
挙げられる。
状に所望個形成した後、不純物注入により活性領域及び
素子分離領域を形成することを特徴としている。尚、上
記本発明の製造方法中、第1導電型及び第2導電型は、
P型或いはN型を意味する。更に、第1導電型がP型の
場合は、第2導電型はN型であり、第1導電型がN型の
場合は、第2導電型はP型であることを意味する。ま
た、P型を与える不純物には、ホウ素、インジウム等、
N型を与える不純物には、リン、砒素、アンチモン等が
挙げられる。
【0016】以下、本発明のMOSトランジスタの製造
方法を説明する。まず、半導体基板の活性領域上に絶縁
膜を介して導電膜を形成する。本発明に使用される半導
体基板は、当該分野で使用される半導体基板をいずれも
使用することができ、例えばシリコン基板が挙げられ
る。半導体基板には、予めP型或いはN型の不純物が注
入されていてもよい。この半導体基板上には絶縁膜が形
成される。絶縁膜には、膜厚50〜150Åの酸化シリ
コン、窒化シリコン或いはこれらの積層膜等が挙げら
れ、その形成方法には熱酸化法、CVD法等が挙げられ
る。更に、絶縁膜上に、後にゲート電極となる導電膜が
形成される。導電膜には、膜厚500〜2000Åのポ
リシリコン或いはWSi/ポリシリコンからなる2層構
造等を使用することができる。WSi/ポリシリコンを
使用した場合は、後に形成される配線層との抵抗を小さ
くすることができるので好ましい。更に、ポリシリコン
には必要に応じて不純物を注入しておいてもよい。
方法を説明する。まず、半導体基板の活性領域上に絶縁
膜を介して導電膜を形成する。本発明に使用される半導
体基板は、当該分野で使用される半導体基板をいずれも
使用することができ、例えばシリコン基板が挙げられ
る。半導体基板には、予めP型或いはN型の不純物が注
入されていてもよい。この半導体基板上には絶縁膜が形
成される。絶縁膜には、膜厚50〜150Åの酸化シリ
コン、窒化シリコン或いはこれらの積層膜等が挙げら
れ、その形成方法には熱酸化法、CVD法等が挙げられ
る。更に、絶縁膜上に、後にゲート電極となる導電膜が
形成される。導電膜には、膜厚500〜2000Åのポ
リシリコン或いはWSi/ポリシリコンからなる2層構
造等を使用することができる。WSi/ポリシリコンを
使用した場合は、後に形成される配線層との抵抗を小さ
くすることができるので好ましい。更に、ポリシリコン
には必要に応じて不純物を注入しておいてもよい。
【0017】次に、導電膜をエッチングしてゲート電極
を形成する。エッチング方法は、特に限定されないが、
プラズマエッチング、反応性イオンエッチング、イオン
ビームエッチング、スパッタエッチング等のドライエッ
チング法或いはウエットエッチング法が挙げられる。半
導体基板には、素子分離用の選択酸化膜が形成されてい
ないので、平坦であり、段差部のエッチング残りやゲー
ト電極配線の断線等は起こらない。
を形成する。エッチング方法は、特に限定されないが、
プラズマエッチング、反応性イオンエッチング、イオン
ビームエッチング、スパッタエッチング等のドライエッ
チング法或いはウエットエッチング法が挙げられる。半
導体基板には、素子分離用の選択酸化膜が形成されてい
ないので、平坦であり、段差部のエッチング残りやゲー
ト電極配線の断線等は起こらない。
【0018】次に、第1導電型の不純物をゲート電極を
含む半導体基板全面に注入し第1導電型ウエルを形成す
る。ウエルの不純物濃度は5×1016〜2×1017/c
m3、その深さは1〜2μmとすることができる。更
に、不純物の注入方法は、ゲート電極下の領域とそれ以
外の領域で所望の不純物の濃度プロファイルを得るため
に、複数回不純物を注入する多段法を使用することが好
ましい。例えば、ゲート電極にポリシリコンを使用した
NMOS場合は、注入エネルギー/注入量が、20〜9
0KeV/1×1012〜4×1012cm-2、60〜21
0KeV/1×1012〜4×1012cm-2、120〜3
90KeV/1×1012〜4×1012cm -2、200〜
360KeV/1×1012〜4×1012cm-2の多段法
によりウエルを形成することができる。また、ウエル形
成と同時に閾値調整のための不純物を注入することもで
きる。不純物の注入条件は、使用する不純物によっても
相違するが、注入エネルギー5〜30KeV、注入量1
×1012〜4×1012cm-2とすることができる。
含む半導体基板全面に注入し第1導電型ウエルを形成す
る。ウエルの不純物濃度は5×1016〜2×1017/c
m3、その深さは1〜2μmとすることができる。更
に、不純物の注入方法は、ゲート電極下の領域とそれ以
外の領域で所望の不純物の濃度プロファイルを得るため
に、複数回不純物を注入する多段法を使用することが好
ましい。例えば、ゲート電極にポリシリコンを使用した
NMOS場合は、注入エネルギー/注入量が、20〜9
0KeV/1×1012〜4×1012cm-2、60〜21
0KeV/1×1012〜4×1012cm-2、120〜3
90KeV/1×1012〜4×1012cm -2、200〜
360KeV/1×1012〜4×1012cm-2の多段法
によりウエルを形成することができる。また、ウエル形
成と同時に閾値調整のための不純物を注入することもで
きる。不純物の注入条件は、使用する不純物によっても
相違するが、注入エネルギー5〜30KeV、注入量1
×1012〜4×1012cm-2とすることができる。
【0019】次に、活性領域上に開口をもつ第1レジス
トパターンを形成する。更に、第1レジストパターン及
びゲート電極をマスクとして第2導電型の不純物を注入
してソース/ドレイン領域を形成する。不純物の注入条
件は、使用する不純物によっても相違するが、注入エネ
ルギー40〜150KeV、注入量1×1015〜5×1
015cm-2とすることができる。この後、公知の方法に
より層間絶縁膜を積層し、ゲート電極及びソース/ドレ
イン領域に配線層を形成することによりMOSトランジ
スタを製造することができる。
トパターンを形成する。更に、第1レジストパターン及
びゲート電極をマスクとして第2導電型の不純物を注入
してソース/ドレイン領域を形成する。不純物の注入条
件は、使用する不純物によっても相違するが、注入エネ
ルギー40〜150KeV、注入量1×1015〜5×1
015cm-2とすることができる。この後、公知の方法に
より層間絶縁膜を積層し、ゲート電極及びソース/ドレ
イン領域に配線層を形成することによりMOSトランジ
スタを製造することができる。
【0020】なお、第1レジストパターン及びゲート電
極をマスクとして閾値調整のための不純物を注入するこ
ともできる。それによって、ウエル形成のための不純物
注入の際、素子分離がなされる程度の濃度としておくこ
とも可能である。また、ソース/ドレイン領域を形成し
たのち、更に活性領域を覆う第2レジストパターンを形
成し、第2レジストパターンをマスクとして、素子分離
領域形成のために第2導電型不純物を注入することもで
きる。この不純物の注入条件は、使用する不純物によっ
ても相違するが、注入エネルギー5〜30KeV、注入
量1×1012〜3×1012cm-2とすることができる。
極をマスクとして閾値調整のための不純物を注入するこ
ともできる。それによって、ウエル形成のための不純物
注入の際、素子分離がなされる程度の濃度としておくこ
とも可能である。また、ソース/ドレイン領域を形成し
たのち、更に活性領域を覆う第2レジストパターンを形
成し、第2レジストパターンをマスクとして、素子分離
領域形成のために第2導電型不純物を注入することもで
きる。この不純物の注入条件は、使用する不純物によっ
ても相違するが、注入エネルギー5〜30KeV、注入
量1×1012〜3×1012cm-2とすることができる。
【0021】次に、本発明の相補型MOSトランジスタ
の製造方法を以下に説明する。まず、半導体基板の第1
導電型MOSトランジスタ及び第2導電型MOSトラン
ジスタの形成領域並びに第1導電型及び第2導電型MO
Sトランジスタの形成領域周辺の素子分離領域の形成領
域上に絶縁膜を介して導電膜を形成する。更に、導電膜
をエッチングしてゲート電極を第1導電型MOSトラン
ジスタ及び第2導電型MOSトランジスタの形成領域上
に形成する。この工程における半導体基板、絶縁膜、導
電膜及びゲート電極の形成方法は、上記MOSトランジ
スタの製造方法において説明したものと同様である。
の製造方法を以下に説明する。まず、半導体基板の第1
導電型MOSトランジスタ及び第2導電型MOSトラン
ジスタの形成領域並びに第1導電型及び第2導電型MO
Sトランジスタの形成領域周辺の素子分離領域の形成領
域上に絶縁膜を介して導電膜を形成する。更に、導電膜
をエッチングしてゲート電極を第1導電型MOSトラン
ジスタ及び第2導電型MOSトランジスタの形成領域上
に形成する。この工程における半導体基板、絶縁膜、導
電膜及びゲート電極の形成方法は、上記MOSトランジ
スタの製造方法において説明したものと同様である。
【0022】次に、第1導電型MOSトランジスタの形
成領域の周辺の素子分離領域の形成領域を少なくとも含
む第1領域上に開口をもつ第1レジストパターンを形成
する工程、第1レジストパターンをマスクとして第2導
電型不純物を半導体基板に注入する工程、第1レジスト
パターンを除去後、第1導電型MOSトランジスタの活
性領域上のみに開口をもつ第2レジストパターンを形成
し、第2レジストパターン及びゲート電極をマスクとし
て、第1導電型不純物を注入してソース/ドレイン領域
を形成することにより第1導電型MOSトランジスタを
形成することができる。
成領域の周辺の素子分離領域の形成領域を少なくとも含
む第1領域上に開口をもつ第1レジストパターンを形成
する工程、第1レジストパターンをマスクとして第2導
電型不純物を半導体基板に注入する工程、第1レジスト
パターンを除去後、第1導電型MOSトランジスタの活
性領域上のみに開口をもつ第2レジストパターンを形成
し、第2レジストパターン及びゲート電極をマスクとし
て、第1導電型不純物を注入してソース/ドレイン領域
を形成することにより第1導電型MOSトランジスタを
形成することができる。
【0023】ここで、第1領域が第1導電型MOSトラ
ンジスタ及びその周辺の素子分離領域の形成領域である
場合(第1方法とする)、第2導電型不純物の注入条件
は、ゲート電極下の領域とそれ以外の形成領域で所望の
不純物の濃度プロファイルを得るために、複数回不純物
を注入する多段法を使用することが好ましい。例えば、
ゲート電極にポリシリコンを使用したNMOS場合は、
注入エネルギー/注入量が、20〜90KeV/1×1
012〜4×1012cm-2、60〜210KeV/1×1
012〜4×1012cm-2、120〜390KeV/1×
1012〜4×1012cm-2、200〜360KeV/1
×1012〜4×1012cm-2の多段法により第2導電型
ウエルを形成することができる。また、ウエル形成と同
時に閾値調整のための不純物を注入することもできる。
不純物の注入条件は、使用する不純物によっても相違す
るが、注入エネルギー5〜30KeV、注入量1×10
12〜4×1012cm-2とすることができる。この注入に
より、第2導電型ウエルが形成される。
ンジスタ及びその周辺の素子分離領域の形成領域である
場合(第1方法とする)、第2導電型不純物の注入条件
は、ゲート電極下の領域とそれ以外の形成領域で所望の
不純物の濃度プロファイルを得るために、複数回不純物
を注入する多段法を使用することが好ましい。例えば、
ゲート電極にポリシリコンを使用したNMOS場合は、
注入エネルギー/注入量が、20〜90KeV/1×1
012〜4×1012cm-2、60〜210KeV/1×1
012〜4×1012cm-2、120〜390KeV/1×
1012〜4×1012cm-2、200〜360KeV/1
×1012〜4×1012cm-2の多段法により第2導電型
ウエルを形成することができる。また、ウエル形成と同
時に閾値調整のための不純物を注入することもできる。
不純物の注入条件は、使用する不純物によっても相違す
るが、注入エネルギー5〜30KeV、注入量1×10
12〜4×1012cm-2とすることができる。この注入に
より、第2導電型ウエルが形成される。
【0024】上記第1レジストパターンを除去後、第1
導電型MOSトランジスタの活性領域上のみに開口をも
つ第2レジストパターンを形成し、第2レジストパター
ン及びゲート電極をマスクとして、第1導電型不純物を
注入してソース/ドレイン領域を形成する。不純物の注
入条件は、使用する不純物によっても相違するが、注入
エネルギー40〜150KeV、注入量1×1015〜5
×1015cm-2とすることができる。
導電型MOSトランジスタの活性領域上のみに開口をも
つ第2レジストパターンを形成し、第2レジストパター
ン及びゲート電極をマスクとして、第1導電型不純物を
注入してソース/ドレイン領域を形成する。不純物の注
入条件は、使用する不純物によっても相違するが、注入
エネルギー40〜150KeV、注入量1×1015〜5
×1015cm-2とすることができる。
【0025】一方、第1領域が第1導電型MOSトラン
ジスタの形成領域の周辺の素子分離領域の形成領域であ
る場合(第2方法とする)、第2導電型不純物の注入条
件は、複数回不純物を注入する多段法を使用すること
が、素子分離領域の表面の不純物濃度を精度良く調節す
ることができるので好ましい。例えば、ゲート電極にポ
リシリコンを使用した場合は、注入エネルギー/注入量
が、20〜90KeV/1×1012〜4×1012c
m-2、60〜210KeV/1×1012〜4×1012c
m-2、120〜390KeV/1×1012〜4×1012
cm-2、200〜360KeV/1×1012〜4×10
12cm-2の多段法により素子分離領域に不純物を注入す
ることができる。
ジスタの形成領域の周辺の素子分離領域の形成領域であ
る場合(第2方法とする)、第2導電型不純物の注入条
件は、複数回不純物を注入する多段法を使用すること
が、素子分離領域の表面の不純物濃度を精度良く調節す
ることができるので好ましい。例えば、ゲート電極にポ
リシリコンを使用した場合は、注入エネルギー/注入量
が、20〜90KeV/1×1012〜4×1012c
m-2、60〜210KeV/1×1012〜4×1012c
m-2、120〜390KeV/1×1012〜4×1012
cm-2、200〜360KeV/1×1012〜4×10
12cm-2の多段法により素子分離領域に不純物を注入す
ることができる。
【0026】上記第1レジストパターンを除去後、第1
導電型MOSトランジスタの活性領域上のみに開口をも
つ第2レジストパターンを形成する。この第2レジスト
パターンをマスクとして第2導電型ウエルを形成し、続
けて第2レジストパターン及びゲート電極をマスクとし
て、第1導電型不純物を注入してソース/ドレイン領域
を形成する。ウエル形成の条件は、上記第1方法のウエ
ル形成の条件と同様とすることができる。また、ウエル
形成と同時に閾値調整のための不純物を上記第1方法と
同様にして注入することもできる。更に、ソース/ドレ
イン領域の形成条件も第1方法と同様とすることができ
る。
導電型MOSトランジスタの活性領域上のみに開口をも
つ第2レジストパターンを形成する。この第2レジスト
パターンをマスクとして第2導電型ウエルを形成し、続
けて第2レジストパターン及びゲート電極をマスクとし
て、第1導電型不純物を注入してソース/ドレイン領域
を形成する。ウエル形成の条件は、上記第1方法のウエ
ル形成の条件と同様とすることができる。また、ウエル
形成と同時に閾値調整のための不純物を上記第1方法と
同様にして注入することもできる。更に、ソース/ドレ
イン領域の形成条件も第1方法と同様とすることができ
る。
【0027】上記第1方法は、ソース/ドレイン領域の
パンチスルー耐圧を向上させることが要求されるトラン
ジスタに使用することができる。一方、第2方法は、素
子分離領域をより高濃度にすることが要求されるトラン
ジスタに使用することができる。これらの方法は、要求
されるトランジスタの特性に応じて選択することができ
る。
パンチスルー耐圧を向上させることが要求されるトラン
ジスタに使用することができる。一方、第2方法は、素
子分離領域をより高濃度にすることが要求されるトラン
ジスタに使用することができる。これらの方法は、要求
されるトランジスタの特性に応じて選択することができ
る。
【0028】次に、第2導電型MOSトランジスタを形
成するが、その形成方法は、上記第1導電型MOSトラ
ンジスタの方法の導電型を逆にすること以外は同様とす
ることができる。この後、公知の方法により層間絶縁膜
を積層し、ゲート電極及びソース/ドレイン領域に配線
層を形成することにより上記工程により、NMOS及び
PMOSからなる相補型MOSトランジスタを形成する
ことができる。
成するが、その形成方法は、上記第1導電型MOSトラ
ンジスタの方法の導電型を逆にすること以外は同様とす
ることができる。この後、公知の方法により層間絶縁膜
を積層し、ゲート電極及びソース/ドレイン領域に配線
層を形成することにより上記工程により、NMOS及び
PMOSからなる相補型MOSトランジスタを形成する
ことができる。
【0029】本発明のMOSトランジスタ及び相補型M
OSトランジスタは、所望の個数を同時に形成すること
もできる。
OSトランジスタは、所望の個数を同時に形成すること
もできる。
【0030】
【作用】本発明のMOSトランジスタの製造方法は、半
導体基板の活性領域上に絶縁膜を介して導電膜を形成す
る工程、導電膜をエッチングしてゲート電極を形成する
工程、第1導電型の不純物をゲート電極を含む半導体基
板全面に注入し第1導電型ウエルを形成する工程、活性
領域上に開口をもつ第1レジストパターンを形成する工
程、第1レジストパターン及びゲート電極をマスクとし
て第2導電型の不純物を注入してソース/ドレイン領域
を形成する工程からなることを特徴とするので、バーズ
ビークの生じる選択酸化による素子分離工程を必要とす
ることなくゲート電極形成後に注入により活性化領域が
形成される。
導体基板の活性領域上に絶縁膜を介して導電膜を形成す
る工程、導電膜をエッチングしてゲート電極を形成する
工程、第1導電型の不純物をゲート電極を含む半導体基
板全面に注入し第1導電型ウエルを形成する工程、活性
領域上に開口をもつ第1レジストパターンを形成する工
程、第1レジストパターン及びゲート電極をマスクとし
て第2導電型の不純物を注入してソース/ドレイン領域
を形成する工程からなることを特徴とするので、バーズ
ビークの生じる選択酸化による素子分離工程を必要とす
ることなくゲート電極形成後に注入により活性化領域が
形成される。
【0031】また、ソース/ドレイン領域を形成した
後、活性領域を覆う第2レジストパターンを形成し、第
2レジストパターンをマスクとして第1導電型の不純物
を注入することにより、簡便に素子分離領域が形成され
る。更に、第1導電型ウエル形成のための不純物注入
を、閾値調整のための不純物注入と同時に行うことによ
り、使用するマスクの枚数が削減される。
後、活性領域を覆う第2レジストパターンを形成し、第
2レジストパターンをマスクとして第1導電型の不純物
を注入することにより、簡便に素子分離領域が形成され
る。更に、第1導電型ウエル形成のための不純物注入
を、閾値調整のための不純物注入と同時に行うことによ
り、使用するマスクの枚数が削減される。
【0032】また、第1レジストパターンを、閾値調整
のための不純物注入におけるマスクとして使用すること
により、使用するマスクの枚数が削減される。更に、本
発明の相補型MOSトランジスタの製造方法によれば、
半導体基板の第1導電型MOSトランジスタ及び第2導
電型MOSトランジスタの形成領域並びに第1導電型及
び第2導電型MOSトランジスタの形成領域周辺の素子
分離領域の形成領域上に絶縁膜を介して導電膜を形成す
る工程、導電膜をエッチングしてゲート電極を第1導電
型MOSトランジスタ及び第2導電型MOSトランジス
タの形成領域上に形成する工程、第1導電型MOSトラ
ンジスタの形成領域の周辺の素子分離領域の形成領域を
少なくとも含む第1領域上に開口をもつ第1レジストパ
ターンを形成する工程、第1レジストパターンをマスク
として第2導電型不純物を半導体基板に注入する工程、
第1レジストパターンを除去後、第1導電型MOSトラ
ンジスタの活性領域上のみに開口をもつ第2レジストパ
ターンを形成し、第2レジストパターン及びゲート電極
をマスクとして、第1導電型不純物を注入してソース/
ドレイン領域を形成することにより第1導電型MOSト
ランジスタを形成する工程、第2導電型MOSトランジ
スタの形成領域の周辺の素子分離領域の形成領域を少な
くとも含む第2領域上に開口をもつ第3レジストパター
ンを形成する工程、第3レジストパターンをマスクとし
て第1導電型不純物を半導体基板に注入する工程、第3
のレジストパターンを除去後、第2導電型MOSトラン
ジスタの活性領域上のみに開口をもつ第4レジストパタ
ーンを形成し、第4のレジストパターン及びゲート電極
をマスクとして、第2導電型不純物を注入してソース/
ドレイン領域を形成することにより第2導電型MOSト
ランジスタを形成する工程からなることを特徴とするの
で、ゲート電極形成、NMOSウエル形成、PMOSウ
エル形成、NMOS用高濃度領域注入、PMOS用高濃
度領域注入、コンタクト領域開口、配線用の7枚のマス
クでCMOSが形成される。
のための不純物注入におけるマスクとして使用すること
により、使用するマスクの枚数が削減される。更に、本
発明の相補型MOSトランジスタの製造方法によれば、
半導体基板の第1導電型MOSトランジスタ及び第2導
電型MOSトランジスタの形成領域並びに第1導電型及
び第2導電型MOSトランジスタの形成領域周辺の素子
分離領域の形成領域上に絶縁膜を介して導電膜を形成す
る工程、導電膜をエッチングしてゲート電極を第1導電
型MOSトランジスタ及び第2導電型MOSトランジス
タの形成領域上に形成する工程、第1導電型MOSトラ
ンジスタの形成領域の周辺の素子分離領域の形成領域を
少なくとも含む第1領域上に開口をもつ第1レジストパ
ターンを形成する工程、第1レジストパターンをマスク
として第2導電型不純物を半導体基板に注入する工程、
第1レジストパターンを除去後、第1導電型MOSトラ
ンジスタの活性領域上のみに開口をもつ第2レジストパ
ターンを形成し、第2レジストパターン及びゲート電極
をマスクとして、第1導電型不純物を注入してソース/
ドレイン領域を形成することにより第1導電型MOSト
ランジスタを形成する工程、第2導電型MOSトランジ
スタの形成領域の周辺の素子分離領域の形成領域を少な
くとも含む第2領域上に開口をもつ第3レジストパター
ンを形成する工程、第3レジストパターンをマスクとし
て第1導電型不純物を半導体基板に注入する工程、第3
のレジストパターンを除去後、第2導電型MOSトラン
ジスタの活性領域上のみに開口をもつ第4レジストパタ
ーンを形成し、第4のレジストパターン及びゲート電極
をマスクとして、第2導電型不純物を注入してソース/
ドレイン領域を形成することにより第2導電型MOSト
ランジスタを形成する工程からなることを特徴とするの
で、ゲート電極形成、NMOSウエル形成、PMOSウ
エル形成、NMOS用高濃度領域注入、PMOS用高濃
度領域注入、コンタクト領域開口、配線用の7枚のマス
クでCMOSが形成される。
【0033】また、第1領域及び/又は第2領域を、第
1導電型及び/又は第2導電型MOSトランジスタを形
成するためのウエル領域とすることにより、ソース/ド
レイン領域のパンチスルー耐圧が改善されたCMOSが
得られる。更に、第1領域及び/又は第2領域を、第1
導電型及び/又はMOSトランジスタの素子分離領域で
あり、ソース/ドレイン領域を形成に使用される第2及
び/又は第4レジストパターンをマスクとして更に不純
物注入を行い第2導電型ウエル領域を形成することによ
り、素子分離領域をより高濃度にすることが要求される
トランジスタが提供される。
1導電型及び/又は第2導電型MOSトランジスタを形
成するためのウエル領域とすることにより、ソース/ド
レイン領域のパンチスルー耐圧が改善されたCMOSが
得られる。更に、第1領域及び/又は第2領域を、第1
導電型及び/又はMOSトランジスタの素子分離領域で
あり、ソース/ドレイン領域を形成に使用される第2及
び/又は第4レジストパターンをマスクとして更に不純
物注入を行い第2導電型ウエル領域を形成することによ
り、素子分離領域をより高濃度にすることが要求される
トランジスタが提供される。
【0034】
【実施例】以下に本発明法を用いた表面チャネル型NM
OSと埋め込みチャネル型PMOSからなるCMOSト
ランジスタの工程例を示す。尚、文中に用いている条件
は一例で本特許を限定するものではない。 実施例1 図1〜13を用いて本発明のCMOSトランジスタの製
造方法を更に詳細に説明する。
OSと埋め込みチャネル型PMOSからなるCMOSト
ランジスタの工程例を示す。尚、文中に用いている条件
は一例で本特許を限定するものではない。 実施例1 図1〜13を用いて本発明のCMOSトランジスタの製
造方法を更に詳細に説明する。
【0035】まず、シリコン基板1全面を900℃で熱
酸化することにより膜厚100Åのゲート酸化膜2を形
成し、ゲート酸化膜2上にLPCVD法により膜厚60
0Åのポリシリコン3を形成した。この後、ゲート電極
形成用フォトレジストパターン4をポリシリコン3に形
成し、それをマスクとしてポリシリコン3をゲート酸化
膜2が露出するまで除去した(図1及びその平面図の図
2参照)。
酸化することにより膜厚100Åのゲート酸化膜2を形
成し、ゲート酸化膜2上にLPCVD法により膜厚60
0Åのポリシリコン3を形成した。この後、ゲート電極
形成用フォトレジストパターン4をポリシリコン3に形
成し、それをマスクとしてポリシリコン3をゲート酸化
膜2が露出するまで除去した(図1及びその平面図の図
2参照)。
【0036】次に、フォトレジストパターン4を除去し
た後、NMOSウエル形成用レジストパターン51でN
MOSを形成するためにP型のウエル領域を開口した。
この後、閾値合わせ、P型ウエル形成に必要な濃度プロ
ファイルを得るためのホウ素イオン(B+ )注入を多段
法により行った。注入の条件は、注入エネルギー/注入
量を10KeV/1.5×1012cm-2、30KeV/
1.5×1012cm-2、70KeV/2.0×1012c
m-2、130KeV/2.0×1012cm-2、210K
eV/3.0×1012cm-2とした。この注入により深
さ1μmのウエルが形成された(図3及びその平面図の
図4参照) 次に、レジストパターン51を除去し、NMOS高濃度
領域形成用レジストパターン61でNMOS活性領域を
開口し、高濃度領域(ソース/ドレイン領域)用注入
(As+ ;50KeV/3×1015cm-2) を行い、高
濃度領域5を形成した(図5及びその平面図の図6参
照)。
た後、NMOSウエル形成用レジストパターン51でN
MOSを形成するためにP型のウエル領域を開口した。
この後、閾値合わせ、P型ウエル形成に必要な濃度プロ
ファイルを得るためのホウ素イオン(B+ )注入を多段
法により行った。注入の条件は、注入エネルギー/注入
量を10KeV/1.5×1012cm-2、30KeV/
1.5×1012cm-2、70KeV/2.0×1012c
m-2、130KeV/2.0×1012cm-2、210K
eV/3.0×1012cm-2とした。この注入により深
さ1μmのウエルが形成された(図3及びその平面図の
図4参照) 次に、レジストパターン51を除去し、NMOS高濃度
領域形成用レジストパターン61でNMOS活性領域を
開口し、高濃度領域(ソース/ドレイン領域)用注入
(As+ ;50KeV/3×1015cm-2) を行い、高
濃度領域5を形成した(図5及びその平面図の図6参
照)。
【0037】次に、PMOSウエル形成用レジストパタ
ーン71でPMOSの素子分離領域を開口した。この
後、N型ウエル形成に必要な濃度プロファイルを得るた
めのリンイオン(P+ )注入を多段法により行った。注
入の条件は、注入エネルギー/注入量を60KeV/3
×1012cm-2、100KeV/1.0×1012c
m-2、230KeV/2.0×1012cm-2、400K
eV/4.0×1012cm-2、600KeV/4.0×
1012cm-2とした(図7及びその平面図の図8参
照)。
ーン71でPMOSの素子分離領域を開口した。この
後、N型ウエル形成に必要な濃度プロファイルを得るた
めのリンイオン(P+ )注入を多段法により行った。注
入の条件は、注入エネルギー/注入量を60KeV/3
×1012cm-2、100KeV/1.0×1012c
m-2、230KeV/2.0×1012cm-2、400K
eV/4.0×1012cm-2、600KeV/4.0×
1012cm-2とした(図7及びその平面図の図8参
照)。
【0038】次に、レジストパターン71を除去し、P
MOS高濃度領域形成用レジストパターン81でPMO
S活性領域を開口し、閾値合わせ、N型ウエル形成に必
要な濃度プロファイルを得るためのリンイオン(P+ )
注入を多段法により行った。閾値合わせのための注入の
条件は、30KeV/3×1012cm-2でホウ素イオン
を注入することし、N型ウエル形成のための注入の条件
は、注入エネルギー/注入量を100KeV/1.0×
1012cm-2、230KeV/2.0×1012cm-2、
400KeV/4.0×1012cm-2、600KeV/
4.0×1012cm-2とした。この後、高濃度領域用注
入(BF2 + ;50KeV/3×1015cm-2)を行
い、高濃度領域6を形成した(図9及びその平面図の図
10参照)。
MOS高濃度領域形成用レジストパターン81でPMO
S活性領域を開口し、閾値合わせ、N型ウエル形成に必
要な濃度プロファイルを得るためのリンイオン(P+ )
注入を多段法により行った。閾値合わせのための注入の
条件は、30KeV/3×1012cm-2でホウ素イオン
を注入することし、N型ウエル形成のための注入の条件
は、注入エネルギー/注入量を100KeV/1.0×
1012cm-2、230KeV/2.0×1012cm-2、
400KeV/4.0×1012cm-2、600KeV/
4.0×1012cm-2とした。この後、高濃度領域用注
入(BF2 + ;50KeV/3×1015cm-2)を行
い、高濃度領域6を形成した(図9及びその平面図の図
10参照)。
【0039】次に、レジストパターン81を除去した
後、層間絶縁膜10(NSG;4000Å)を全面に堆
積した(図11参照)。次に、N2 雰囲気下、900℃
で10分間、活性化用熱処理を施し、既知のコンタクト
工程、メタル工程で高濃度領域5及び6、ゲート電極3
に配線11を施せば、7枚のマスク(ゲート電極、NM
OSウエル注入、PMOSウエル注入、NMOS高濃度
領域形成、PMOS高濃度領域形成、コンタクト開口、
配線用)で素子分離に酸化工程を用いないCMOSトラ
ンジスタができた(図12参照)。
後、層間絶縁膜10(NSG;4000Å)を全面に堆
積した(図11参照)。次に、N2 雰囲気下、900℃
で10分間、活性化用熱処理を施し、既知のコンタクト
工程、メタル工程で高濃度領域5及び6、ゲート電極3
に配線11を施せば、7枚のマスク(ゲート電極、NM
OSウエル注入、PMOSウエル注入、NMOS高濃度
領域形成、PMOS高濃度領域形成、コンタクト開口、
配線用)で素子分離に酸化工程を用いないCMOSトラ
ンジスタができた(図12参照)。
【0040】この実施例1における各工程に要する処理
時間を、従来のLOCOS酸化法によるCMOSトラン
ジスタの各工程に要する処理時間とあわせて表1に示し
た。
時間を、従来のLOCOS酸化法によるCMOSトラン
ジスタの各工程に要する処理時間とあわせて表1に示し
た。
【0041】
【表1】
【0042】表1から明らかなように、本発明の製造方
法は従来の製造方法と比べて処理時間を約半分にするこ
とができた。 実施例2 まず、シリコン基板1全面を900℃で熱酸化すること
により膜厚100Åのゲート酸化膜2を形成し、ゲート
酸化膜2上にLPCVD法により膜厚600Åのポリシ
リコン3を形成した。この後、ゲート電極形成用フォト
レジストパターン4をポリシリコン3に形成し、それを
マスクとしてポリシリコン3をゲート酸化膜2が露出す
るまで除去した(図1及びその平面図の図2参照)。
法は従来の製造方法と比べて処理時間を約半分にするこ
とができた。 実施例2 まず、シリコン基板1全面を900℃で熱酸化すること
により膜厚100Åのゲート酸化膜2を形成し、ゲート
酸化膜2上にLPCVD法により膜厚600Åのポリシ
リコン3を形成した。この後、ゲート電極形成用フォト
レジストパターン4をポリシリコン3に形成し、それを
マスクとしてポリシリコン3をゲート酸化膜2が露出す
るまで除去した(図1及びその平面図の図2参照)。
【0043】次に、レジストパターン4を除去した後、
P型ウエル形成用レジストパターン91でNMOSの周
辺の素子分離領域を開口した。この後、P型ウエル形成
に必要な濃度プロファイルを得るためのホウ素イオン
(B+ )注入を多段法により行った。注入の条件は、注
入エネルギー/注入量を10KeV/4.5×1012c
m-2、30KeV/1.5×1012cm-2、70KeV
/2.0×1012cm-2、130KeV/2.0×10
12cm-2、210KeV/3.0×1012cm-2とした
(図13及びその平面図の図14参照)。
P型ウエル形成用レジストパターン91でNMOSの周
辺の素子分離領域を開口した。この後、P型ウエル形成
に必要な濃度プロファイルを得るためのホウ素イオン
(B+ )注入を多段法により行った。注入の条件は、注
入エネルギー/注入量を10KeV/4.5×1012c
m-2、30KeV/1.5×1012cm-2、70KeV
/2.0×1012cm-2、130KeV/2.0×10
12cm-2、210KeV/3.0×1012cm-2とした
(図13及びその平面図の図14参照)。
【0044】以下、上記実施例1の図5以降同様にして
CMOSトランジスタを形成した。この実施例2では、
素子分離領域のみをウエル領域全体を形成するための不
純物注入とは別に不純物注入をする。従って、実施例1
と比べ注入回数は増加するが素子領域、素子分離領域へ
のウエル注入量を変えられ、素子領域及び素子分離領域
の表面濃度をよりコントロールすることができた。
CMOSトランジスタを形成した。この実施例2では、
素子分離領域のみをウエル領域全体を形成するための不
純物注入とは別に不純物注入をする。従って、実施例1
と比べ注入回数は増加するが素子領域、素子分離領域へ
のウエル注入量を変えられ、素子領域及び素子分離領域
の表面濃度をよりコントロールすることができた。
【0045】また、閾値合わせと高濃度領域の形成を同
じマスクで行うのでマスク数が削減でき、ゲート電極形
成、NMOS閾値合わせ、NMOS用反転防止、PMO
S用反転防止、コンタクト開口、配線用の7枚のマスク
でCMOSトランジスタを作成できた。次に、図15〜
19に実施例1及び2のNMOSトランジスタ、図20
〜23に実施例1及び2のPMOSトランジスタのチャ
ネル領域、素子分離領域、ポリシリコン下の素子分離領
域、高濃度領域の濃度のプロファイルを示した。
じマスクで行うのでマスク数が削減でき、ゲート電極形
成、NMOS閾値合わせ、NMOS用反転防止、PMO
S用反転防止、コンタクト開口、配線用の7枚のマスク
でCMOSトランジスタを作成できた。次に、図15〜
19に実施例1及び2のNMOSトランジスタ、図20
〜23に実施例1及び2のPMOSトランジスタのチャ
ネル領域、素子分離領域、ポリシリコン下の素子分離領
域、高濃度領域の濃度のプロファイルを示した。
【0046】また、上記実施例において、PMOSトラ
ンジスタを実施例1のNMOSトランジスタの形成と同
様に行ってもよい。さらに、PMOSトランジスタやN
MOSトランジスタの高濃度領域形成時、ゲート電極3
下へ低濃度の不純物を注入することにより、埋込みチャ
ネル型のMOSトランジスタとすることも可能である。
ンジスタを実施例1のNMOSトランジスタの形成と同
様に行ってもよい。さらに、PMOSトランジスタやN
MOSトランジスタの高濃度領域形成時、ゲート電極3
下へ低濃度の不純物を注入することにより、埋込みチャ
ネル型のMOSトランジスタとすることも可能である。
【0047】図1〜14では、1つのNMOSトランジ
スタと1つのPMOSトランジスタからなるCMOSト
ランジスタを示したが、複数素子を形成する場合でも同
一構造のMOSトランジスタを複数個存在させることも
できる(図24参照)。
スタと1つのPMOSトランジスタからなるCMOSト
ランジスタを示したが、複数素子を形成する場合でも同
一構造のMOSトランジスタを複数個存在させることも
できる(図24参照)。
【0048】
【発明の効果】本発明のMOSトランジスタの製造方法
は、半導体基板の活性領域上に絶縁膜を介して導電膜を
形成する工程、導電膜をエッチングしてゲート電極を形
成する工程、第1導電型の不純物をゲート電極を含む半
導体基板全面に注入し第1導電型ウエルを形成する工
程、活性領域上に開口をもつ第1レジストパターンを形
成する工程、第1レジストパターン及びゲート電極をマ
スクとして第2導電型の不純物を注入してソース/ドレ
イン領域を形成する工程からなることを特徴とするの
で、複雑な素子分離工程を必要とすることなくゲート電
極形成後に注入により活性化領域を形成できる。そのた
め、LOCOS法において必要であった酸化工程を2回
削減することができる。更に、ウエル形成と閾値合わ
せ、又は閾値合わせと高濃度領域の形成を同じマスクで
行うのでマスク数を削減できる。
は、半導体基板の活性領域上に絶縁膜を介して導電膜を
形成する工程、導電膜をエッチングしてゲート電極を形
成する工程、第1導電型の不純物をゲート電極を含む半
導体基板全面に注入し第1導電型ウエルを形成する工
程、活性領域上に開口をもつ第1レジストパターンを形
成する工程、第1レジストパターン及びゲート電極をマ
スクとして第2導電型の不純物を注入してソース/ドレ
イン領域を形成する工程からなることを特徴とするの
で、複雑な素子分離工程を必要とすることなくゲート電
極形成後に注入により活性化領域を形成できる。そのた
め、LOCOS法において必要であった酸化工程を2回
削減することができる。更に、ウエル形成と閾値合わ
せ、又は閾値合わせと高濃度領域の形成を同じマスクで
行うのでマスク数を削減できる。
【0049】更に、本発明の相補型MOSトランジスタ
の製造方法によれば、半導体基板の第1導電型MOSト
ランジスタ及び第2導電型MOSトランジスタの形成領
域並びに第1導電型及び第2導電型MOSトランジスタ
の形成領域周辺の素子分離領域の形成領域上に絶縁膜を
介して導電膜を形成する工程、導電膜をエッチングして
ゲート電極を第1導電型MOSトランジスタ及び第2導
電型MOSトランジスタの形成領域上に形成する工程、
第1導電型MOSトランジスタの形成領域の周辺の素子
分離領域の形成領域を少なくとも含む第1領域上に開口
をもつ第1レジストパターンを形成する工程、第1レジ
ストパターンをマスクとして第2導電型不純物を半導体
基板に注入する工程、第1レジストパターンを除去後、
第1導電型MOSトランジスタの活性領域上のみに開口
をもつ第2レジストパターンを形成し、第2レジストパ
ターン及びゲート電極をマスクとして、第1導電型不純
物を注入してソース/ドレイン領域を形成することによ
り第1導電型MOSトランジスタを形成する工程、第2
導電型MOSトランジスタの形成領域の周辺の素子分離
領域の形成領域を少なくとも含む第2領域上に開口をも
つ第3レジストパターンを形成する工程、第3レジスト
パターンをマスクとして第1導電型不純物を半導体基板
に注入する工程、第3のレジストパターンを除去後、第
2導電型MOSトランジスタの活性領域上のみに開口を
もつ第4レジストパターンを形成し、第4のレジストパ
ターン及びゲート電極をマスクとして、第2導電型不純
物を注入してソース/ドレイン領域を形成することによ
り第2導電型MOSトランジスタを形成する工程からな
ることを特徴とするので、ゲート電極形成、NMOSウ
エル形成、PMOSウエル形成、NMOS用高濃度領域
注入、PMOS用高濃度領域注入、コンタクト領域開
口、配線用の7枚のマスクでCMOSを形成できる。
の製造方法によれば、半導体基板の第1導電型MOSト
ランジスタ及び第2導電型MOSトランジスタの形成領
域並びに第1導電型及び第2導電型MOSトランジスタ
の形成領域周辺の素子分離領域の形成領域上に絶縁膜を
介して導電膜を形成する工程、導電膜をエッチングして
ゲート電極を第1導電型MOSトランジスタ及び第2導
電型MOSトランジスタの形成領域上に形成する工程、
第1導電型MOSトランジスタの形成領域の周辺の素子
分離領域の形成領域を少なくとも含む第1領域上に開口
をもつ第1レジストパターンを形成する工程、第1レジ
ストパターンをマスクとして第2導電型不純物を半導体
基板に注入する工程、第1レジストパターンを除去後、
第1導電型MOSトランジスタの活性領域上のみに開口
をもつ第2レジストパターンを形成し、第2レジストパ
ターン及びゲート電極をマスクとして、第1導電型不純
物を注入してソース/ドレイン領域を形成することによ
り第1導電型MOSトランジスタを形成する工程、第2
導電型MOSトランジスタの形成領域の周辺の素子分離
領域の形成領域を少なくとも含む第2領域上に開口をも
つ第3レジストパターンを形成する工程、第3レジスト
パターンをマスクとして第1導電型不純物を半導体基板
に注入する工程、第3のレジストパターンを除去後、第
2導電型MOSトランジスタの活性領域上のみに開口を
もつ第4レジストパターンを形成し、第4のレジストパ
ターン及びゲート電極をマスクとして、第2導電型不純
物を注入してソース/ドレイン領域を形成することによ
り第2導電型MOSトランジスタを形成する工程からな
ることを特徴とするので、ゲート電極形成、NMOSウ
エル形成、PMOSウエル形成、NMOS用高濃度領域
注入、PMOS用高濃度領域注入、コンタクト領域開
口、配線用の7枚のマスクでCMOSを形成できる。
【0050】更に、上記製造方法により活性領域、素子
分離領域がフォト工程で決定されるため露光機によりマ
ージンが決まり、プロセスの再現性を確認しやすくな
る。つまり、フォト工程後の検査を十分に行えば精度良
く同じものを生産できる。
分離領域がフォト工程で決定されるため露光機によりマ
ージンが決まり、プロセスの再現性を確認しやすくな
る。つまり、フォト工程後の検査を十分に行えば精度良
く同じものを生産できる。
【図1】本発明のCMOSトランジスタの製造工程の概
略断面図である。
略断面図である。
【図2】図1の概略平面図である。
【図3】本発明のCMOSトランジスタの製造工程の概
略断面図である。
略断面図である。
【図4】図3の概略平面図である。
【図5】本発明のCMOSトランジスタの製造工程の概
略断面図である。
略断面図である。
【図6】図5の概略平面図である。
【図7】本発明のCMOSトランジスタの製造工程の概
略断面図である。
略断面図である。
【図8】図7の概略平面図である。
【図9】本発明のCMOSトランジスタの製造工程の概
略断面図である。
略断面図である。
【図10】図9の概略平面図である。
【図11】本発明のCMOSトランジスタの製造工程の
概略断面図である。
概略断面図である。
【図12】本発明のCMOSトランジスタの製造工程の
概略断面図である。
概略断面図である。
【図13】本発明のCMOSトランジスタの製造工程の
概略断面図である。
概略断面図である。
【図14】図13の概略平面図である。
【図15】本発明の実施例1及び2のNMOSトランジ
スタ側のチャネル領域下の濃度プロファイルである。
スタ側のチャネル領域下の濃度プロファイルである。
【図16】本発明の実施例1及び2のNMOSトランジ
スタ側のソース/ドレイン領域下の濃度プロファイルで
ある。
スタ側のソース/ドレイン領域下の濃度プロファイルで
ある。
【図17】本発明の実施例1のNMOSトランジスタ側
の素子分離領域下の濃度プロファイルである。
の素子分離領域下の濃度プロファイルである。
【図18】本発明の実施例2のNMOSトランジスタ側
の素子分離領域下の濃度プロファイルである。
の素子分離領域下の濃度プロファイルである。
【図19】本発明の実施例2のNMOSトランジスタ側
の素子分離領域(ポリシリコン)下の濃度プロファイル
である。
の素子分離領域(ポリシリコン)下の濃度プロファイル
である。
【図20】本発明の実施例1及び2のPMOSトランジ
スタ側のチャネル領域下の濃度プロファイルである。
スタ側のチャネル領域下の濃度プロファイルである。
【図21】本発明の実施例1及び2のPMOSトランジ
スタ側のソース/ドレイン領域下の濃度プロファイルで
ある。
スタ側のソース/ドレイン領域下の濃度プロファイルで
ある。
【図22】本発明の実施例1及び2のPMOSトランジ
スタ側の素子分離領域下の濃度プロファイルである。
スタ側の素子分離領域下の濃度プロファイルである。
【図23】本発明の実施例1及び2のPMOSトランジ
スタ側の素子分離領域(ポリシリコン)下の濃度プロフ
ァイルである。
スタ側の素子分離領域(ポリシリコン)下の濃度プロフ
ァイルである。
【図24】本発明のCMOSトランジスタを複数個配置
した場合の概略平面図である。
した場合の概略平面図である。
【図25】従来のCMOSトランジスタの製造工程の概
略断面図である。
略断面図である。
【図26】従来のCMOSトランジスタの製造工程の概
略断面図である。
略断面図である。
【図27】従来のCMOSトランジスタの製造工程の概
略断面図である。
略断面図である。
【図28】従来のCMOSトランジスタの製造工程の概
略断面図である。
略断面図である。
【図29】従来のCMOSトランジスタの製造工程の概
略断面図である。
略断面図である。
【図30】従来のCMOSトランジスタの製造工程の概
略断面図である。
略断面図である。
【図31】従来のCMOSトランジスタの製造工程の概
略断面図である。
略断面図である。
【図32】従来のCMOSトランジスタの製造工程の概
略断面図である。
略断面図である。
【図33】従来のCMOSトランジスタの製造工程の概
略断面図である。
略断面図である。
【図34】従来のCMOSトランジスタの製造工程の概
略断面図である。
略断面図である。
【図35】従来のCMOSトランジスタの製造工程の概
略断面図である。
略断面図である。
【図36】従来のCMOSトランジスタの製造工程の概
略断面図である。
略断面図である。
【図37】従来のMOSトランジスタの製造工程の概略
断面図である。
断面図である。
【図38】従来のMOSトランジスタの製造工程の概略
断面図である。
断面図である。
【図39】従来のMOSトランジスタの製造工程の概略
断面図である。
断面図である。
1 基板 2 ゲート酸化膜 3 ゲート電極 4 レジストパターン 5、6 高濃度領域 7、10 Pウエル 8、9 Nウエル 11 層間絶縁膜 12 配線 51、61、71、81、91 レジストパターン
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/336 H01L 29/78 301 Y
Claims (9)
- 【請求項1】 半導体基板の活性領域上に絶縁膜を介し
て導電膜を形成する工程、 導電膜をエッチングしてゲート電極を形成する工程、 第1導電型の不純物をゲート電極を含む半導体基板全面
に注入し第1導電型ウエルを形成する工程、 活性領域上に開口をもつ第1レジストパターンを形成す
る工程、 第1レジストパターン及びゲート電極をマスクとして第
2導電型の不純物を注入してソース/ドレイン領域を形
成する工程からなることを特徴とするMOSトランジス
タの製造方法。 - 【請求項2】 ソース/ドレイン領域を形成した後、活
性領域を覆う第2レジストパターンを形成し、第2レジ
ストパターンをマスクとして第1導電型の不純物を注入
することにより素子分離領域を形成する請求項1記載の
MOSトランジスタの製造方法。 - 【請求項3】 第1導電型ウエル形成のための不純物注
入が、閾値調整のための不純物注入と同時に行われる請
求項1又は2記載のMOSトランジスタの製造方法。 - 【請求項4】 第1レジストパターンが、閾値調整のた
めの不純物注入におけるマスクとして使用される請求項
1又は2記載のMOSトランジスタの製造方法。 - 【請求項5】 半導体基板の第1導電型MOSトランジ
スタ及び第2導電型MOSトランジスタの形成領域並び
に第1導電型及び第2導電型MOSトランジスタの形成
領域周辺の素子分離領域の形成領域上に絶縁膜を介して
導電膜を形成する工程、 導電膜をエッチングしてゲート電極を第1導電型MOS
トランジスタ及び第2導電型MOSトランジスタの形成
領域上に形成する工程、 第1導電型MOSトランジスタの形成領域の周辺の素子
分離領域の形成領域を少なくとも含む第1領域上に開口
をもつ第1レジストパターンを形成する工程、第1レジ
ストパターンをマスクとして第2導電型不純物を半導体
基板に注入する工程、第1レジストパターンを除去後、
第1導電型MOSトランジスタの活性領域上のみに開口
をもつ第2レジストパターンを形成し、第2レジストパ
ターン及びゲート電極をマスクとして、第1導電型不純
物を注入してソース/ドレイン領域を形成することによ
り第1導電型MOSトランジスタを形成する工程、 第2導電型MOSトランジスタの形成領域の周辺の素子
分離領域の形成領域を少なくとも含む第2領域上に開口
をもつ第3レジストパターンを形成する工程、第3レジ
ストパターンをマスクとして第1導電型不純物を半導体
基板に注入する工程、第3のレジストパターンを除去
後、第2導電型MOSトランジスタの活性領域上のみに
開口をもつ第4レジストパターンを形成し、第4のレジ
ストパターン及びゲート電極をマスクとして、第2導電
型不純物を注入してソース/ドレイン領域を形成するこ
とにより第2導電型MOSトランジスタを形成する工程
からなることを特徴とする相補型MOSトランジスタの
製造方法。 - 【請求項6】 第1領域が、第1導電型MOSトランジ
スタを形成するためのウエル領域である請求項5記載の
相補型MOSトランジスタの製造方法。 - 【請求項7】 第2領域が、第2導電型MOSトランジ
スタを形成するためのウエル領域である請求項6記載の
相補型MOSトランジスタの製造方法。 - 【請求項8】 第1領域が、第1導電型MOSトランジ
スタの素子分離領域であり、ソース/ドレイン領域を形
成に使用される第2レジストパターンをマスクとして更
に不純物注入を行い第2導電型ウエル領域を形成する請
求項5記載の相補型MOSトランジスタの製造方法。 - 【請求項9】 第2領域が、第2導電型MOSトランジ
スタの素子分離領域であり、ソース/ドレイン領域を形
成に使用される第4レジストパターンをマスクとして更
に不純物注入を行い第1導電型ウエル領域を形成する請
求項8記載の相補型MOSトランジスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6228529A JPH0897292A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | Mosトランジスタ及び相補型mosトランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6228529A JPH0897292A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | Mosトランジスタ及び相補型mosトランジスタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0897292A true JPH0897292A (ja) | 1996-04-12 |
Family
ID=16877845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6228529A Pending JPH0897292A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | Mosトランジスタ及び相補型mosトランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0897292A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2004025732A1 (ja) * | 2002-09-12 | 2006-01-12 | 松下電器産業株式会社 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
-
1994
- 1994-09-22 JP JP6228529A patent/JPH0897292A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2004025732A1 (ja) * | 2002-09-12 | 2006-01-12 | 松下電器産業株式会社 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
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