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JP3148227B2 - 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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Publication number
JP3148227B2
JP3148227B2 JP26570990A JP26570990A JP3148227B2 JP 3148227 B2 JP3148227 B2 JP 3148227B2 JP 26570990 A JP26570990 A JP 26570990A JP 26570990 A JP26570990 A JP 26570990A JP 3148227 B2 JP3148227 B2 JP 3148227B2
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JP
Japan
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nitride film
forming
film
photoresist
conductivity type
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JP26570990A
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JPH04142748A (ja
Inventor
和敏 石井
Original Assignee
セイコーインスツルメンツ株式会社
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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)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、MOS型半導体装置およびその製造方法に関
する。
〔発明の概要〕
第1導電型半導体基板上に、一般論理用CMOSと、高耐
圧MOSトランジスタを作製する場合において、半導体基
板表面付近にパターンニングされた第1の窒化膜をマス
クに第2導電型のドーバントをイオン注入し、第2の窒
化膜を堆積し異方性エッチングすることにより第1の窒
化膜の両サイドに第2の窒化膜のサイドウォールを形成
し、熱酸化することにより選択的にフィールド酸化膜を
形成し、同時に第2導電型不純物拡散領域を形成する。
このとき、第2の窒化膜を酸化マスクとして選択的にフ
ィールド酸化膜を形成するため、第1の窒化膜をインプ
ラマスクとして第2導電型のドーバントをイオン注入
し、熱酸化時に拡散されて形成した不純物拡散領域は、
フィールド酸化膜より大きく形成される。このため、高
耐圧MOSトランジスタのオン抵抗を低減し、静電破壊耐
圧をも向上したものである。
〔従来の技術〕
従来、第2図(a)に示したように第1導電型半導体
基板1表面付近に、窒化膜2を堆積し、選択的にエッチ
ング除去する工程と、第2図(b)に示したように、パ
ターンニングされた第1のフォトレジスト3および窒化
膜2をマスクとして第2導電型ドーバントをイオン注入
する工程と、第2図(c)に示したようにパターンニン
グされた第2のフォトレジスト7および窒化膜2をマス
クとして第1導電型のドーバントをイオン注入する工程
と、第2図(d)に示したように、熱酸化することによ
り選択的にフィールド酸化膜10および第2導電型不純物
拡散領域9および第1導電型不純物拡散領域16を形成す
る工程と、第2図(e)に示したように、ゲート酸化膜
11を形成し、ポリシリコンを堆積し、パターンニングす
ることによりゲート電極12を形成し、さらにソース13,
ドレイン14を形成する工程を形成する工程とによって、
高耐圧MOSトランジスタおよび一般論理用CMOS回路を形
成していた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、このような従来の技術によって得られた半導
体装置は、高耐圧MOSトランジスタのオン抵抗の低減お
よび静電破壊耐圧の上昇が困難であるという問題点を有
していた。
本発明は上記の問題を解決した半導体装置とその製造
方法を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は上記目的を達成するためになされたもので、
本発明による半導体装置は、第1導電型半導体基板表面
付近に選択的にフィールド酸化膜を設け、前記フィール
ド酸化膜に囲まれた第1の領域上から前記フィールド酸
化膜上の一部にまで延在するゲート電極を設け、前記第
1の領域を囲むチャネル方向側の前記フィールド酸化膜
の下側に、前記フィールド酸化膜領域よりも大きい第2
導電型低濃度不純物拡散領域を設け、前記第2導電型低
濃度不純物拡散領域に隣接する前記ゲート電極のないア
クティブ領域に第2導電型高濃度不純物拡散領域を設け
たことを特徴とするものである。他方、本発明の製造方
法は、第1導電型半導体基板表面付近に一般論理用CMOS
と高耐圧MOSトランジスタを形成する場合について、第
1の窒化膜を堆積し、前記第1の窒化膜を選択的にエッ
チング除去する工程と、パターニングされた第1のフォ
トレジストと前記第1の窒化膜をマスクとして第2導電
型のドーバントをイオン注入する工程と、前記第1のフ
ォトレジストを除去した後、第2の窒化膜を堆積する工
程と、前記第2の窒化膜を異方性エッチングすることに
より前記第1の窒化膜の両サイドに第2の窒化膜のサイ
ドウォールを形成する工程と、パターンニングされた第
2のフォトレジストと第1および第2の窒化膜をマスク
として第1導電型ドーバントをイオン注入する工程と、
前記第2のフォトレジストを除去した後、熱酸化するこ
とにより選択的に厚い酸化膜を形成し、同時に前記厚い
酸化膜の下側に事前に注入された前記第1導電型および
第2導電型ドーパントが拡散され、それぞれ不純物拡散
領域を形成する工程と、前記第1および第2の窒化膜を
除去した後、熱酸化することによりゲート酸化膜を形成
し、多結晶シリコンあるいはアルミを堆積し、選択的に
エッチング除去することにより、ゲート電極を形成し、
第2導電型ドーバントを選択的にイオン注入することに
よりソースおよびドレインを形成し、第1導電型ドーバ
ントを選択的にイオン注入することにより基板電位接地
用不純物領域を形成する工程と、全面に層間絶縁膜を堆
積し、選択的にコンタクトホールを形成し、アルミ等を
堆積し、選択的にエッチング除去することにより配線層
を形成し、全面に保護膜を堆積し、選択的にエッチング
除去することにより、配線用の開口部を形成する工程を
含むことを特徴とするものである。
〔作用〕
上記のごとく形成された半導体装置は、フィールド酸
化膜のバーズビークの下側にも不純物領域が深く形成さ
れているため、オン抵抗の低減化、熱破壊による静電破
壊耐圧の向上が可能となる。したがって、高耐圧トラン
ジスタの特性を向上させた。
〔実施例〕
本発明の一実施例を第1図に基づいてその製造方法と
ともに詳細に説明する。
第1図(a)〜(h)は、本発明の高耐圧MOS型半導
体装置の一実施例のチャネル方向の断面図を示したもの
である。例えば、第1図(a)に示した工程でP型基板
1表面付近に第1の窒化膜2を堆積し選択的にエッチン
グ除去し、第1図(b)に示した工程で、パターンニン
グされた第1のフォトレジスト3と窒化膜2をマスクと
して半導体基板と逆導電型のドーバントP+またはAs+
イオン注入し、不純物注入領域4を形成し、第1図
(c)に示した工程で、第2の窒化膜5を堆積し、第1
図(d)に示した工程で、第2の窒化膜5を異方性エッ
チングにより除去し、第1の窒化膜2の端部に接する窒
化膜のサイドウォール6を形成する。ここで、窒化膜サ
イドウォール6の大きさは、0.3〜1.0μm程度の大きさ
とする。次に、第1図(e)に示した工程で、パターン
ニングされた第2のフォトレジスト7と第1の窒化膜2
と窒化膜のサイドウォール6とをマスクに基板と同じ導
電型のドーパントB+をイオン注入し、将来素子分離用の
チャネルストッパーとなるP型不純物領域8を形成す
る。ここで、図示はしてないが、一般CMOS論理回路にお
いて、素子分離用のP型不純物領域8は、フィールド酸
化膜形成用マスクとなる窒化膜と同一マスクで形成され
るため、特にW長方向の実効長が短くなることはない。
次に第1図(f)に示した工程で、第1の窒化膜2およ
び窒化膜サイドウォール6をマスクとして熱酸化により
フィールド酸化膜10を形成し、熱酸化時にP型、n型不
純物領域は拡散されて、各々P型不純物拡散領域8,n型
不純物拡散領域9を形成する。ここで、n型不純物拡散
領域9は、フィールド酸化膜10より大きく形成される。
そのため、バーズビーク領域の下側にn型領域が深く形
成され、電流密度の局所集中が緩和される。
次に、第1図(g)に示した工程で、ゲート酸化膜11
を形成し、多結晶シリコンあるいはアルミを堆積し、パ
ターンニングすることによりゲート電極12を形成し、n
型ドーバントのP+あるいはAs+をイオン注入し、n型ソ
ース13,n型ドレイン14を形成し、P型ドーバントのB+
イオン注入し、P型基板15およびP型ソース、ドレイン
を形成し、第1図(h)に示した構成で、層間絶縁膜16
を堆積し、コンタクトホールを開口し、配線層17を形成
する。さらにここでは図示しないが、保護膜を形成し完
成する。
〔発明の効果〕
本発明は、以上説明したようにフィールド酸化膜の下
側の不純物拡散領域とフィールド酸化膜の幅を異なる大
きさで形成して、半導体装置のオン抵抗を低減し、静電
破壊耐圧を向上させた装置とその好適な製造方法を提供
できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の高耐圧MOS型半導体装置およびその製
造工程順断面図、第2図は従来の高耐圧MOS型半導体装
置の製造工程順断面図を示したものである。 1……P型半導体基板 2……第1の窒化膜 3……第1のフォトレジスト 4……n型不純物注入領域 5……第2の窒化膜 6……窒化膜サイドウォール 7……第2のフォトレジスト 8……P型不純物注入領域 9……n型不純物注入領域 10……フィールド酸化膜 11……ゲート酸化膜 12……ゲート電極 13……n型ソース 14……n型ドレイン 15……P型基板 16……層間絶縁膜 17……配線層

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1導電型半導体基板上に第1の窒化膜を
    堆積し、前記第1の窒化膜を選択的に少なくとも2箇所
    の領域でエッチング除去し、半導体表面を露出する工程
    と、前記第1の窒化膜をマスクとして第2導電型のドー
    バントをイオン注入する工程と、第2の窒化膜を堆積す
    る工程と、前記第2の窒化膜を異方性エッチング除去す
    ることにより前記第1の窒化膜のエッチング除去部の両
    サイドに第2の窒化膜のサイドウォールを形成する工程
    と、前記第1の窒化膜及び第2の窒化膜が除去された所
    に熱酸化することにより選択的に厚い酸化膜を形成する
    工程と、前記第1および第2の窒化膜を除去した後、熱
    酸化することによりゲート酸化膜を形成する工程と、導
    電体膜を堆積し、選択的にエッチング除去することによ
    り、形成されている2つの厚い酸化膜及びその間を跨ぐ
    ようにゲート電極を形成し、第2導電型ドーバントを選
    択的にイオン注入することによりソースおよびドレイン
    を形成する工程とからなることを特徴とするMOS半導体
    装置の製造方法。
  2. 【請求項2】第1導電型半導体基板上に第1の窒化膜を
    堆積し、前記第1の窒化膜を選択的に少なくとも3箇所
    の領域でエッチング除去し、半導体表面を露出する工程
    と、露出した少なくとも一個所の半導体表面を覆う第一
    のフォトレジストを形成する工程と、前記フォトレジス
    トと前記第1の窒化膜をマスクとして第2導電型のドー
    バントをイオン注入する工程と、前記第1のフォトレジ
    ストを除去した後、第2の窒化膜を堆積する工程と、前
    記第2の窒化膜を異方性エッチング除去することにより
    前記第1の窒化膜のエッチング除去部の両サイドに第2
    の窒化膜のサイドウォールを形成する工程と、第一のフ
    ォトレジストに覆われなかった残りの少なくとも2個所
    の半導体表面を覆う第2のフォトレジストを形成する工
    程と、パターンニングされた第2のフォトレジストと第
    1および第2の窒化膜をマスクとして第1導電型ドーバ
    ントをイオン注入する工程と、前記第2のフォトレジス
    トを除去した後、前記第1の窒化膜及び第2の窒化膜が
    除去された所に熱酸化することにより選択的に厚い酸化
    膜を形成する工程と、前記第1および第2の窒化膜を除
    去した後、熱酸化することによりゲート酸化膜を形成す
    る工程と、導電体膜を堆積し、選択的にエッチング除去
    することにより、形成されている2つの厚い酸化膜及び
    その間を跨ぐようにゲート電極を形成し、第2導電型ド
    ーバントを選択的にイオン注入することによりソースお
    よびドレインを形成する工程とからなることを特徴とす
    るMOS半導体装置の製造方法。
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