JPH02165668A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH02165668A JPH02165668A JP63321267A JP32126788A JPH02165668A JP H02165668 A JPH02165668 A JP H02165668A JP 63321267 A JP63321267 A JP 63321267A JP 32126788 A JP32126788 A JP 32126788A JP H02165668 A JPH02165668 A JP H02165668A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明はセルファライン(Self Align)法に
よりP/N型の拡散層を形成した半導体装置に係わり、
特にD−RA)lを始め高集積度に形成された半導体装
置の周辺装置などに利用されるc/mosのP/Nウェ
ル(Twin Well)に関する。
よりP/N型の拡散層を形成した半導体装置に係わり、
特にD−RA)lを始め高集積度に形成された半導体装
置の周辺装置などに利用されるc/mosのP/Nウェ
ル(Twin Well)に関する。
(従来の技術)
現在使用されているc/mos構造のP/Nウェル方式
では、シリコン半導体基板に互いに隣接してPウェル領
域とNウェル領域を形成し、夫々に高濃度層のソース、
ドレイン領域更にゲートを設置してFET構造を得てい
る。このPウェル領域とNウェル領域は2回のPEP
(Photo Engravingprocess)工
程により実現させていた。即ち第3図(a)〜(d)に
示すように、比抵抗ρ〜2.5ΩcmのN(100)基
板20に先ず1000オングストロームの熱酸化膜21
を形成後(第3図−a) 、Pウェル用レジスト22の
パターニングを行う。
では、シリコン半導体基板に互いに隣接してPウェル領
域とNウェル領域を形成し、夫々に高濃度層のソース、
ドレイン領域更にゲートを設置してFET構造を得てい
る。このPウェル領域とNウェル領域は2回のPEP
(Photo Engravingprocess)工
程により実現させていた。即ち第3図(a)〜(d)に
示すように、比抵抗ρ〜2.5ΩcmのN(100)基
板20に先ず1000オングストロームの熱酸化膜21
を形成後(第3図−a) 、Pウェル用レジスト22の
パターニングを行う。
次にレジストパターン22をマスクとして第1のイオン
種BをVacc=100KeV、Q=1.5 xlO’
3cmの条件で注入してN(100)基板20表面付近
にBイオン注入P層23を第3図−aに示ずように形成
する。続いて、レジストパターン22をマスクとし、N
84 Fにより熱酸化膜21に等方性エツチングを行っ
た後、レジストパターン22を剥離する。それから95
0℃のWet雰囲気(M素を数容量%含むNを主体とす
る)で酸化して、B注入領域と非注入領域間に50オン
グストロ一ム程度の段差24を形成する(第3図−b図
−b)。この段差はマスク合せ用として予めN型半導体
基板20に形成したアライメントマーク(Alignm
ent Mark)にも使用する。
種BをVacc=100KeV、Q=1.5 xlO’
3cmの条件で注入してN(100)基板20表面付近
にBイオン注入P層23を第3図−aに示ずように形成
する。続いて、レジストパターン22をマスクとし、N
84 Fにより熱酸化膜21に等方性エツチングを行っ
た後、レジストパターン22を剥離する。それから95
0℃のWet雰囲気(M素を数容量%含むNを主体とす
る)で酸化して、B注入領域と非注入領域間に50オン
グストロ一ム程度の段差24を形成する(第3図−b図
−b)。この段差はマスク合せ用として予めN型半導体
基板20に形成したアライメントマーク(Alignm
ent Mark)にも使用する。
ところで、ツインウェル領域に必要なNウェル領域26
の形成には第3図−〇に示すように半導体基板20表面
に新たに被覆したレジスト層26の段差24をもとにパ
ターニングし、次にこのレジスト層26をマスクに第2
のイオン種PをVacc=160KeV、 Q=I×1
0130「2で注入してPイオン注入層23をN(10
0)基板20の地表面付近に形成する。
の形成には第3図−〇に示すように半導体基板20表面
に新たに被覆したレジスト層26の段差24をもとにパ
ターニングし、次にこのレジスト層26をマスクに第2
のイオン種PをVacc=160KeV、 Q=I×1
0130「2で注入してPイオン注入層23をN(10
0)基板20の地表面付近に形成する。
その後、レジスト層26を溶除してから1190℃酸化
雰囲気(N主体で酸素I容母%含有)で150分のドラ
イブイン([)rive In)工程を行って第3図−
dの断面図に示すようなPウェル領域27.Nウェル領
域28からなるツインウェル構造を1qる。
雰囲気(N主体で酸素I容母%含有)で150分のドラ
イブイン([)rive In)工程を行って第3図−
dの断面図に示すようなPウェル領域27.Nウェル領
域28からなるツインウェル構造を1qる。
この例ではP、Nウェル領域のドライブイン工程を一括
して施す例を示したが、各ウェル領域の表面濃度Nsと
拡散深さXjを調整するために夫々の注入後の2回実施
することもある。なお、第4図に明らかなように、両ウ
ェル領域の表面付近には反対導電型の不純物を導入して
高濃度層P、N層29゜30を形成してソース(S)、
ドレイン(0)及びゲート(G)からなるセルの母体を
作成するが、段差24を持つPウェル領域を基準とした
PEP工程による。
して施す例を示したが、各ウェル領域の表面濃度Nsと
拡散深さXjを調整するために夫々の注入後の2回実施
することもある。なお、第4図に明らかなように、両ウ
ェル領域の表面付近には反対導電型の不純物を導入して
高濃度層P、N層29゜30を形成してソース(S)、
ドレイン(0)及びゲート(G)からなるセルの母体を
作成するが、段差24を持つPウェル領域を基準とした
PEP工程による。
(発明が解決しようとする問題点)
従来の技術側に明らかにしたように、Nウェル領域及び
S、D、G用のPEP工程はいずれもPウェル領域を基
準パターンとして行うので、Nウェル領域ならびにS、
D、 G用のPEP工程のマスク合せは間接的になる
。例えば1.2μmルール(Rule)で作成した25
6にFull c/mosの現行設計基準では、第4図
に示した両ウェル領域の境界と高濃度層29.30端と
両ウェル領域27.28端部間の距離a、bはa+b=
3μm(a=b=1.5μm)としてマスク合せの余裕
を取っている。
S、D、G用のPEP工程はいずれもPウェル領域を基
準パターンとして行うので、Nウェル領域ならびにS、
D、 G用のPEP工程のマスク合せは間接的になる
。例えば1.2μmルール(Rule)で作成した25
6にFull c/mosの現行設計基準では、第4図
に示した両ウェル領域の境界と高濃度層29.30端と
両ウェル領域27.28端部間の距離a、bはa+b=
3μm(a=b=1.5μm)としてマスク合せの余裕
を取っている。
一方、電気的には距離aとbは、パンチスル(Punc
h Through)耐圧とラッチアップ(Latch
Up)耐性の観点からa=b=1μmで十分であるが
、上記のようにNウェル領域用PEP工程が必要なため
に間接合せ用とし各々0.5μmずつマージン(+ar
gine)を取ってa=b=1.5 μmの設計になッ
テいる。
h Through)耐圧とラッチアップ(Latch
Up)耐性の観点からa=b=1μmで十分であるが
、上記のようにNウェル領域用PEP工程が必要なため
に間接合せ用とし各々0.5μmずつマージン(+ar
gine)を取ってa=b=1.5 μmの設計になッ
テいる。
ところで、256にFull c/mos程度の集積度
のセル構造は縦が21μmなので、PEP工程用の合せ
余裕分1μmの寄与はたかだか数%にしかならず、将来
実施が確実視されており縦長5μmと予想される0、5
μmルールでは、PEP工程用の合せ余裕分がセルサイ
ズに及ぼす影響が大きくなる。
のセル構造は縦が21μmなので、PEP工程用の合せ
余裕分1μmの寄与はたかだか数%にしかならず、将来
実施が確実視されており縦長5μmと予想される0、5
μmルールでは、PEP工程用の合せ余裕分がセルサイ
ズに及ぼす影響が大きくなる。
なお、1.2μmルールによる半導体装置製造用PEP
工程では、直接合せが0.3μm5間接合せ0.5μm
h’a’)計基準であり、アライナ−ではこの寸法によ
り実際の作業を行う。
工程では、直接合せが0.3μm5間接合せ0.5μm
h’a’)計基準であり、アライナ−ではこの寸法によ
り実際の作業を行う。
本発明はこのような事情から成されたもので、特に合せ
余裕マージンを小さくしてセルサイズならびにチップサ
イズの縮小につなげ、更にI PEP工程を省略して生
産性の向上にも寄与させる。
余裕マージンを小さくしてセルサイズならびにチップサ
イズの縮小につなげ、更にI PEP工程を省略して生
産性の向上にも寄与させる。
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
本発明は半導体基板に互いに隣接して形成する導電型の
異なる不純物領域と、この−5導電型の不純物領域に対
向する位置に選択的に形成する絶縁物層と、この絶縁物
層と露出した前記半導体基板表面部分間の段差をもとに
形成する他方導電型の不純物領域からなる半導体装置に
特徴がある。
異なる不純物領域と、この−5導電型の不純物領域に対
向する位置に選択的に形成する絶縁物層と、この絶縁物
層と露出した前記半導体基板表面部分間の段差をもとに
形成する他方導電型の不純物領域からなる半導体装置に
特徴がある。
(作 用)
本発明に係わる半導体装置は、使用する半導体基板また
は半導体基板に成長させた絶縁物層に、ウェル領域形成
用のレジストのパターニングを行い、レジストをマスク
とするBのイオン注入によりB注大層を形成する。
は半導体基板に成長させた絶縁物層に、ウェル領域形成
用のレジストのパターニングを行い、レジストをマスク
とするBのイオン注入によりB注大層を形成する。
その後、プラズマまたは中性種雰囲気で表面処理を施し
てから例えばLPO法や陽極酸化法などによりレジスト
層には成長せず、半導体基板または半導体基板を被覆す
る絶縁物層にだけ2M化けい素層を堆積させる。次いで
レジスト層を剥離してからこの絶縁物層をマスクとして
Pのイオン注入を行って両ウェル領域をセルファライ
ン(SelfAlign)法により形成する。
てから例えばLPO法や陽極酸化法などによりレジスト
層には成長せず、半導体基板または半導体基板を被覆す
る絶縁物層にだけ2M化けい素層を堆積させる。次いで
レジスト層を剥離してからこの絶縁物層をマスクとして
Pのイオン注入を行って両ウェル領域をセルファライ
ン(SelfAlign)法により形成する。
この P及びB注入層上を被覆するSiの酸化膜成長速
度差を利用してSi段差を形成し、以後の工程ではこの
段差を利用すると共に、半導体基板の縮小が可能になる
大きな利点がある。
度差を利用してSi段差を形成し、以後の工程ではこの
段差を利用すると共に、半導体基板の縮小が可能になる
大きな利点がある。
(実施例)
(1) 第1図を参照して本発明の一実施例を説明す
る。半導体基板1に8注入層を形成するまでは従来例第
3図a、bと同様な製法なので詳細な説明は省略し、ま
た第1図でも対応する図面は割愛した。
る。半導体基板1に8注入層を形成するまでは従来例第
3図a、bと同様な製法なので詳細な説明は省略し、ま
た第1図でも対応する図面は割愛した。
即ら、比抵抗ρ〜2.5オームcmのN(100)半導
体基板1の表面には1000オングストロームの熱酸化
膜2を被覆後、被覆したレジストにパターン3を形成す
る。このレジストパターン層3をマスクとしてB注入層
4を半導体基板1に形成する。
体基板1の表面には1000オングストロームの熱酸化
膜2を被覆後、被覆したレジストにパターン3を形成す
る。このレジストパターン層3をマスクとしてB注入層
4を半導体基板1に形成する。
次いで、レジストパターン層3の表面をOプラズマ(P
lasma)雰囲気に30秒間さらして表面処理後、珪
フッ素過飽和溶液から二酸化珪素層を下記反応式により
析出させるLP[)法により、半導体基板1表面を被覆
した熱酸化膜2にだけ6000オングストロームのしP
D(LiqLIid phase Depositio
n)法による二酸化珪素層5(以後絶縁物層と記載する
)を第1図−aのように堆積させる。
lasma)雰囲気に30秒間さらして表面処理後、珪
フッ素過飽和溶液から二酸化珪素層を下記反応式により
析出させるLP[)法により、半導体基板1表面を被覆
した熱酸化膜2にだけ6000オングストロームのしP
D(LiqLIid phase Depositio
n)法による二酸化珪素層5(以後絶縁物層と記載する
)を第1図−aのように堆積させる。
このLPG 21化珪素層は、例えば珪フッ酸の2酸化
珪素過飽和溶液から析出し、その反応式はH2S !
F+H20=2S i 02 +HFである。
珪素過飽和溶液から析出し、その反応式はH2S !
F+H20=2S i 02 +HFである。
また、酸素プラズマか、フレオンガス放電により発生す
る中性種かによる前処理(ChemicalDryEt
ching)を施したレジストには、上記反応式により
生成されるLPo 2 M化珪素層は析出しにくいこと
が確認されている。
る中性種かによる前処理(ChemicalDryEt
ching)を施したレジストには、上記反応式により
生成されるLPo 2 M化珪素層は析出しにくいこと
が確認されている。
次にレジストパターン層1を剥離し、この絶縁物層5を
マスクにして Pイオンの注入をvacc=160 K
eV、Q=I X10X1013Cの条件で行ってP注
入層6を第1図−bのように形成する。
マスクにして Pイオンの注入をvacc=160 K
eV、Q=I X10X1013Cの条件で行ってP注
入層6を第1図−bのように形成する。
更ニ、1190°CN +Q (765B)(7)ff
囲気テウエルドライブイン工程を行い、8注入層4とP
注入層6によるNウェル領域7とPウェル領域8を自己
整合により第1図−〇に示すように形成する。この結果
、半導体基板1にはPウェル領域6とNウェル領域4が
互いに隣接して形成される。
囲気テウエルドライブイン工程を行い、8注入層4とP
注入層6によるNウェル領域7とPウェル領域8を自己
整合により第1図−〇に示すように形成する。この結果
、半導体基板1にはPウェル領域6とNウェル領域4が
互いに隣接して形成される。
この1190’CN202 (7容母%)の雰囲気によ
るドライブ イン工程では、P注入層6を被覆する熱酸
化膜2とNウェル領域4を覆う絶縁物層5の成長速度差
により〜500オングストローム程度のシリコン段差が
第1図Cのように形成される。
るドライブ イン工程では、P注入層6を被覆する熱酸
化膜2とNウェル領域4を覆う絶縁物層5の成長速度差
により〜500オングストローム程度のシリコン段差が
第1図Cのように形成される。
この段差は以後のソース、ドレイン、ゲートのPEP工
程時のアライメントに利用するので、両ウェル層のマス
ク合せ工程は要らなくなり、工数削減及び半導体基板の
縮小につながる。
程時のアライメントに利用するので、両ウェル層のマス
ク合せ工程は要らなくなり、工数削減及び半導体基板の
縮小につながる。
(2)上記実施例では半導体基板に成長させた熱酸化膜
に被覆したレジストのバターニング工程以降のプロセス
を説明したが、半導体基板に直接被着したレジストをも
とにして上記のプロセスを施しても何等差支えない。
に被覆したレジストのバターニング工程以降のプロセス
を説明したが、半導体基板に直接被着したレジストをも
とにして上記のプロセスを施しても何等差支えない。
(3) LPo法に代えて陽極酸化法による例を説明す
る。
る。
即ち実施例1におけるB注入層の形成1麦、レジストパ
ターン層3をマスクとして熱酸化膜2を除去し、次にN
メチルアセトアミド、KNO3、URイオン水からなる
混合溶液により半導体基板を陽極酸化(メツキ)して二
酸化珪素膜を形成し、この後は、実施例1と全く同様な
工程によりツインウェル領域を備えた半導体装置を形成
する、重視を避けるために説明は省略する。
ターン層3をマスクとして熱酸化膜2を除去し、次にN
メチルアセトアミド、KNO3、URイオン水からなる
混合溶液により半導体基板を陽極酸化(メツキ)して二
酸化珪素膜を形成し、この後は、実施例1と全く同様な
工程によりツインウェル領域を備えた半導体装置を形成
する、重視を避けるために説明は省略する。
このような工程により形成されたP/Nツインウェル領
域には、高濃度層を第4図のように設置してFETに必
要なソースとドレインを形成する。
域には、高濃度層を第4図のように設置してFETに必
要なソースとドレインを形成する。
[発明の効果]
第2図は縦軸にN+−Nウェル耐圧歩留χを、横軸には
N+−Nウェル間隔(マスク上の寸法)を取って従来例
を実線、本発明は点線で示したが、従来例では1.45
μm以上のN+−Nウェル間隔で100%の歩留りが得
られるのに対して、本発明では1.15μm以上で10
0%の歩留りが得られている。
N+−Nウェル間隔(マスク上の寸法)を取って従来例
を実線、本発明は点線で示したが、従来例では1.45
μm以上のN+−Nウェル間隔で100%の歩留りが得
られるのに対して、本発明では1.15μm以上で10
0%の歩留りが得られている。
更に256にFull c/mosでは第4図にあるa
+bにして0.6μm分のセル寸法が縮小でき、つまり
0.6μm721μm=3%のチップ寸法が小さくなる
。
+bにして0.6μm分のセル寸法が縮小でき、つまり
0.6μm721μm=3%のチップ寸法が小さくなる
。
それに加えて、将来のセル寸法微細化には本発明に係わ
るセルファラインツインウェル構造の効果はより大きく
なる。
るセルファラインツインウェル構造の効果はより大きく
なる。
更に又、ウェル工程を2回から1回に減らせたので、生
産性及びコスト面でも有利になることは明白である。
産性及びコスト面でも有利になることは明白である。
第1図a〜Cは本発明の一実施例の工程を示す断面図、
第2図はこの工程により製造した半導体メモリ装置の特
性を示す曲線図、第3図a−dは従来の製造工程の断面
図、第4図は従来のツインウェル構造断面図である。 1:半導体基板 2;絶縁物層 7.8:ウェル領域 代理人 弁理士 大 胡 典 夫 〜−N7−レ面1屋歩斎 tX) つ−
第2図はこの工程により製造した半導体メモリ装置の特
性を示す曲線図、第3図a−dは従来の製造工程の断面
図、第4図は従来のツインウェル構造断面図である。 1:半導体基板 2;絶縁物層 7.8:ウェル領域 代理人 弁理士 大 胡 典 夫 〜−N7−レ面1屋歩斎 tX) つ−
Claims (1)
- 半導体基板に互いに隣接して形成する導電型の異なる不
純物領域と、この一方導電型の不純物領域に対向する位
置に選択的に形成する絶縁物層と、この絶縁物層と露出
した前記半導体基板表面部分間の段差をもとに形成する
他方導電型の他の不純物領域を具備することを特徴とす
る半導体装置
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63321267A JPH088307B2 (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63321267A JPH088307B2 (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02165668A true JPH02165668A (ja) | 1990-06-26 |
JPH088307B2 JPH088307B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=18130663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63321267A Expired - Fee Related JPH088307B2 (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH088307B2 (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6158265A (ja) * | 1984-06-15 | 1986-03-25 | ハリス コーポレーシヨン | 集積回路の製法 |
-
1988
- 1988-12-20 JP JP63321267A patent/JPH088307B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6158265A (ja) * | 1984-06-15 | 1986-03-25 | ハリス コーポレーシヨン | 集積回路の製法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH088307B2 (ja) | 1996-01-29 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |