JPS6035560A - Νウエル相補型半導体装置の製造方法 - Google Patents

Νウエル相補型半導体装置の製造方法

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JPS6035560A
JPS6035560A JP58143689A JP14368983A JPS6035560A JP S6035560 A JPS6035560 A JP S6035560A JP 58143689 A JP58143689 A JP 58143689A JP 14368983 A JP14368983 A JP 14368983A JP S6035560 A JPS6035560 A JP S6035560A
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JP
Japan
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channel transistor
source
drain
forming
annealing
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JP58143689A
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Norio Murakami
則夫 村上
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/01Manufacture or treatment
    • H10D84/0123Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs
    • H10D84/0126Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs
    • H10D84/0165Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs the components including complementary IGFETs, e.g. CMOS devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/01Manufacture or treatment
    • H10D84/02Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies
    • H10D84/03Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies using Group IV technology, e.g. silicon technology or silicon-carbide [SiC] technology
    • H10D84/038Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies using Group IV technology, e.g. silicon technology or silicon-carbide [SiC] technology using silicon technology, e.g. SiGe

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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) この発明は、工程の短縮化、製造コストの低減化を期す
るようにしたNウェル相補型半導体装置の製造方法に関
する。
(従来技術) 従来、NMO8)ランジスタを使用した半導体装C(た
とえば、EFROM、RAM、CCD)などにおいて、
消費電力の大きい回路部をCMO8回路化して、NMO
8)ランジスタと0MO8)ランジスタを同一半導体基
板上にワンチップ化することが望まれていた@ 0M08部はNウェル領域を有する構造体にすることに
より、NMO8IC部と関連した製造工程を比較的簡単
にすることができる。
ここで、従来のNウェル相補型半導体装置におけるソー
ス・ドレイン領の形成方法について、工程順序を側条書
きにして述べることにする。
(1) Pチャンネルトランジスタ全体をホトレジスト
膜にて覆う。
(2) ホトレジスト膜をマスクとして、Asイオンを
Nチャンネルトランジスタのソース・ドレイン領域にイ
オン注入する。このときのイオン注入の条件として、4
0KeVの エネルギでI E 16 cln−”の不
純物密度で行う。
(3) ホトレジスト膜を0.プラズマにて除去する。
(4)半導体基板全体を1000 ’Cの乾燥窒素中に
て60分高温アニールし、ヒ素の不純物贋金〜0.5μ
mの接合深さとする。
(5) 次に、Nチャンネルトランジスタ全体をホトレ
ジスト膜にて覆う。
(6) ホトレジスト膜をマスクとして、ポロンイオン
をPチャンネルトランジスタのソース・ドレイン領域に
イオン注入する。このときのイオン注入条件としては、
40KeVのエネルギでI Ecm−”の不純物密度で
ある。
(7) ホトレジスト膜を02プラズマにて除去する。
(8)次に、ポロンを活性化させるためのアニールを1
000℃の乾燥窒素中にて30分行う。
以上の方法にて、Nウェル相補型半導体装置のソース・
ドレインを形成した場合、ヒ素およびポロンイオン注入
を選択的に行うためのホトレジスト膜形成工程で2度の
ホトリソグラフィが必要となる欠点があった。
また、微細MOSトランジスタにおけるショートチャン
ネル効果およびパンチスルーなどの問題も内在していた
(発明の目的) この発明は、上記従来の欠点を除去するためになされた
もので、工程の短縮化と製造コストの低減化ならびにシ
ョートチャンネル効果およびパンチスルーを防止できる
Nウェル相補型半導体装置の製造方法を提供すること金
目的とする◇(発明の概要) この発明のNウェル相補型半導体装置の製造方法は、N
ウェル層を有しかつフィールド領域に酸化膜を有する半
導体基板のアクティブ領域にゲート酸化膜およびゲート
ポリシリコンを順次形成するとともにPチャンネルトラ
ンジスタおよびNチャンネルトランジスタのソース・ド
レイン領域全形成し、Nチャンネルトランジスタのアク
ティブ領域にソース・ドレイン形成用不純物のイオン注
入を行い、Nチャンネルトランジスタのアクティブ領域
においてイオンを注入してアニールを行い、Nチャンネ
ルトランジスタのソース・ドレイン不純物層を形成し、
Nチャンネルトランジスタのソース・ドレイン不純物層
形成後Pチャンネルトランジスタのアクティブ領域にイ
オンを注入してアニールを行ってPチャンネルトランジ
スタのソース・ドレイン不純物層を形成するとともにN
チャンネルトランジスタのソース・ドレイン不純物層に
隣接して第2の不純物層を形成するようにしたものであ
る。
(実施例) 以下、この発明のNウェル相補型半導体装置の製造方法
の実施例について図面に基づき説明する。
第1図ないし第4図はその一実施例の工程説明図であシ
、P型半導体基板上にトランジスタのゲート領域まで形
成したNウェルを有する相補型半導体装置のNチャンネ
ルおよびPチャンネルトランジスタの断面構造を示して
いる。
まず、第1図に示すように、20〜30ΩαのP型半導
体基板1上にN型不純物を〜I E 16 cm−3の
密度でNウェル層2を形成する。
次に、フィールド領域に1μmの厚さをもつSin。
膜3を熱酸化にて形成し、さらに、順次500大のゲー
ト酸化膜4.4000大のゲートポリシリコン5をアク
ティブ領域に形成する。このとき、同時にPチャンネル
トランジスタ100のソース・ドレイン領域6、Nチャ
ンネルトランジスタ200のソース・ドレイン領域6′
も形成される。
次に、第2図に示すように、Nチャンネルトランジスタ
200のソース・ドレイン形成領域以外をホトレジスト
膜7にて覆い、Nチャンネルトランジスタ2000ンー
ス・ドレイン形成用不純物であるヒ素を40KeV 、
 I El 6cy+−”の条件にて、イオン8を注入
する。
次に、第3崗に示すように、ホトレジスト膜7(たとえ
ば、厚み8000λ)をO,プラズマにて除去し、さら
に、ヒ素イオンの活性化およびヒ素を半導体基板1内へ
拡散させるためのアニールを1000℃の乾燥窒素中で
10〜30分間行い、Nチャンネルトランジスタ200
のソース・ドレイン不純物1脅10を形成する。
次に、Pチャンネルトランジスタ100のソース・ドレ
イン形成用不純物であるBFまたはBF2イオンを]0
i(eV以上でI E 15crn−”の条件によシイ
オン注入9を行う。
次に、第4図に示すように、さらに900〜1000℃
の乾JgM窒素中で30分のアニールを行う。このアニ
ールにより、Pチャンネルトランジスタのたとえば、1
01s〜10 ” cm−”不純物濃度のソース・ドレ
イン不純物層11、Nチャンネルトランジスタのソース
・ドレイン不純物層10およびそれに隣接して形成され
る1 0 ” 〜10 ” cm−”のBFまたはBF
2不純物ill’を形成する。
このときの不純物濃度はBFまたはBF2イオ・ンの注
入条件およびアニールの条件により制御される。この第
4図におけるA−A’の不純物分布は第5図に示されて
いる。
この第5図は横軸に深さをとり、縦軸に不純物濃度をと
って示したものであシ、図中の101はAs(ヒ素)を
と9.102はBFまたはBF2.103は基板濃度を
示す。
以上説明したように、上記第1の実施例では、Nチャン
ネルトランジスタのソース・ドレイン不純物層で第5図
のような不純物分布が得られるため、微細なMOS)ラ
ンジスタにおいて問題となるショートチャンネル効果(
BFまたはB F 2不純物層11′が形成されている
ので、ドレイン領域10からの空乏層の広が9が押えら
れる)およびチャンネルスルーを防止できる。
また、Pチャンネルトランジスタ100およびNチャン
ネルトランジスタ200のソース・ドレイン形成のため
のホトリソグラフィを1回減少できる。
(発明の効果) 以上のように、この発明のNウェル相補型半導体装置の
製造方法によれば、Nウェル層を有しかつフィールド領
域に酸化膜を有する半導体基板のアクティブ領域にゲー
ト酸化膜およびゲートポリシリコンを順次形成するとと
もにPチャンネルトランジスタおよびNチャンネルトラ
ンジスタのソース・ドレイン領域を形成し、Nチャンネ
ルトランジスタのアクティブ領域にソース−ドレイン形
成用不純物のイオン注入を行い、Nチャンネルトランジ
スタのアクティブ領域においてイオンを注入してアニー
ルを行い、Nチャンネルトランジスタのソース・ドレイ
ン不純物層を形成し、Nチャンネルトランジスタのソー
ス・ドレイン不純物層形成後Pチャンネルトランジスタ
のアクティブ領域にイオンを注入してアニールを行って
Pチャンネルトランジスタのソース・ドレイン不純物層
を形成するとともにNチャンネルトランジスタのソース
・ドレイン不純物層に隣接して第2の不純物層を形成す
るようにしたので、微細MOSトランジスタのショート
チャンネル効果およびバンチスルーを防止できる。
また、PチャンネルトランジスタおよびNチャンネルト
ランジスタのソース・ドレイン形成に要するホトリン・
グラフィを1回にて行うことができ、高耐圧、高集積、
高歩留り、低消費電力を目的とする半導体装置の製造に
利用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図はそれぞれこの発明のNシェル相補
型半導体装置の製造方法の一実施例の工程説明図、第5
図は第4図におけるA−A’線部分の不純物分布を示す
図である。 1・・・P型半導体基板、2・・・Nウェル層、3・・
・5in2膜、4・・・ゲート酸化膜、5・・・ゲート
ポリシリコン、6 、6’・・・ソース・ドレイン領域
、7・・・ホトレジスト、8・・・イオン、9・・・イ
オン注入、工0゜11・・・ソース・ドレイン不純物層
、11′・・・BF’またはBF2不純物層、lOO・
・・Pチャンネルトランジスタ、200・・・Nチャン
ネルトランジスタ。 手続補正書 昭和58年躯5月23日 特許庁長官若 杉 和 夫殿 1、事件の表示 昭和58年 特 許 願第143689 号2、@明の
名称 Nウェル相補型半滌体装II!1の知命方法3、補正を
する者 事件との関係 特 許 出願人 (029)沖知気工梨株式会社 4、代理人 5、補正命令の日付 昭和 年 月 日 (自発)6、
補正の対象 明細ゼトの発明の詐〃u1な説すイの欄および図面の簡
単な説明の櫃)ならひに図面 7、補正の内容 別紙の通り 7 補正の内容 1)明細智2頁7行「化を」を「化及び電気的特性の向
上を」と訂正する。 2)同2頁10行「半導体上」を・「半麻体工」と訂正
する。 3)同2負末行「領の」を1領域の」と訂正する。 4)同3頁11行、4負4行、6頁19行、7頁3杓(
2個所)、8貞6行各々「ヒ素j金「ヒ素」と各々訂正
する。 5)同3負19行r l E cm−2J k [l 
E 15om−2Jと訂正する。 6)同8頁6省「をとシ」を「であり」と訂正する。 7)巨18頁15行[チャンネルJ ’(il−r ”
ンチ」と訂正する。 8)IiffJ1ON14行「8・・イオン、9・・・
イオン注入」を「8・・・Asイオン注入、9・・・B
F又はBB’zイオン注入」と訂正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Nウェル層を有しかつフィールド領域に酸化膜を有する
    半導体基板のアクティブ領域にゲート酸化膜およびゲー
    トポリシリコンを順次形成するとともにPチャンネルト
    ランジスタおよびNチャンネルトランジスタのソース・
    ドレイン領域を形成する工程と、上記Nチャンネルトラ
    ンジスタのアクティブ領域にソース・ドレイン形成用不
    純物のイオン注入を行う工程と、上記Nチャンネルトラ
    ンジスタのアクティブ領域においてイオンを注入してア
    ニールを行いNチャンネルトランジスタのソース・ドレ
    イン不純物層を形成する工程と、上記Nチャンネルトラ
    ンジスタのノースードレイン不純物層形成後上記Pチャ
    ンネルトランジスタのアクティブ領域にイオンを注入し
    てアニールを行ってPチャンネルトランジスタのソース
    ・ドレイン不純物層を形成するとともにNチャンネルト
    ランジスタの上記ソース・ドレイン不純物層に隣接して
    第2の不純物層を形成する工程とよりなるNウェル相補
    型半導体装置の製造方法。
JP58143689A 1983-08-08 1983-08-08 Νウエル相補型半導体装置の製造方法 Pending JPS6035560A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0908947A3 (en) * 1997-09-29 2000-08-16 Matsushita Electronics Corporation Method for fabricating semiconductor device with pMIS transistor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0908947A3 (en) * 1997-09-29 2000-08-16 Matsushita Electronics Corporation Method for fabricating semiconductor device with pMIS transistor

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