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JPH10242293A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH10242293A
JPH10242293A JP9043186A JP4318697A JPH10242293A JP H10242293 A JPH10242293 A JP H10242293A JP 9043186 A JP9043186 A JP 9043186A JP 4318697 A JP4318697 A JP 4318697A JP H10242293 A JPH10242293 A JP H10242293A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type well
forming
type
implanted
transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9043186A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Tokuyama
宜宏 徳山
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP9043186A priority Critical patent/JPH10242293A/ja
Publication of JPH10242293A publication Critical patent/JPH10242293A/ja
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 PMOSトランジスタ及びNMOSトランジ
スタとも同一の注入量が導入していたが、一方のトラン
ジスタに対する最適な条件が他方の最適条件となる可能
性が低く、不十分な条件で設定しなければならないとい
う問題がある。 【解決手段】 半導体基板上にN型ウエル及びP型ウエ
ルを形成した後、ゲート電極を形成し、該ゲート電極側
壁にサイドウォールを形成する。次に、P型ウエル領域
を第1のレジストパターンでマスクして、N型ウエルに
不純物イオンを注入し、Pチャネルトランジスタのソー
ス/ドレイン領域を形成する。次に、第1のレジストパ
ターンをマスクとして、Pチャネルトランジスタのゲー
ト電極側壁のサイドウォールを所定の量だけ除去する。
次に、全面にイオン注入し、Nチャネルトランジスタの
LDD部を形成するとともに、Pチャネルトランジスタ
のパンチスルーストッパ部を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関するもので、さらに詳しくはCMOS型トラン
ジスタの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、LSIの高集積化に伴い、使用さ
れるトランジスタはますます微細化され、現在では0.
2〜0.3μmのゲート長を有するトランジスタが要求
されるまでになっている。また、消費電力などの点から
CMOS構造を採用するケースがほとんどで、製造工程
はより複雑で高コストになりつつある。
【0003】そこで、より低コストで微細なトランジス
タを形成する方法が、特開平6−61438号公報に開
示されている。以下、図3及び図4を用いて、この製造
方法を説明する。
【0004】まず、図3(a)に示すように、シリコン
基板21にPウエル22、Nウエル23を形成した後、
素子分離のためのフィールド酸化膜24を形成する。次
に、ゲート酸化膜形成のための酸化工程を行った後、N
MOSトランジスタ形成領域及びPMOSトランジスタ
形成領域にゲート電極25を形成する。
【0005】次に、図3(b)に示すように、レジスト
マスクなしに、リンイオンを注入角度を30°として、
回転注入する。符号26がリンイオン注入領域である。
NMOSトランジスタ形成領域に形成されたリンイオン
注入領域26はLDD構造におけるN-層として働き、
PMOSトランジスタ形成領域のリンイオン注入領域2
6はパンチスルーストッパとして働くことになる。よっ
て、マスクを用いることなく、微細なPMOSトランジ
スタの形成が可能となる。
【0006】次に、図3(c)に示すように、レジスト
マスク27aを用い、PMOSトランジスタ形成領域に
2フッ化ボロン(BF2)イオンを注入する。符号28
は2フッ化ボロンイオン注入領域であり、PMOSトラ
ンジスタのLDD構造におけるP-層として働く。次
に、図3(d)に示すように、サイドウォール形成用酸
化膜をCVD法により形成し、エッチバックにより、サ
イドウォール29を形成する。
【0007】次に、図4(a)に示すように、レジスト
マスク27bを用い、NMOSトランジスタ形成領域に
ひ素イオンを注入する。符号30がひ素イオン注入領域
で、NMOSトランジスタのソース/ドレイン領域とし
て働く。次に、図4(b)に示すように、レジストマス
ク27cを用い、PMOSトランジスタ形成領域に2フ
ッ化ボロンイオンを注入する。符号31が2フッ化ボロ
ンイオン注入領域で、PMOSトランジスタのソース/
ドレイン領域として働く。
【0008】レジストマスク27cを除去した図が図4
(c)であり、実際の工程ではこの後、配線形成工程等
があるが、本発明の特徴とは無関係であるので省略す
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の製造方法では、レジストマスクを用いることな
く、リンの回転注入を行うため、PMOSトランジスタ
及びNMOSトランジスタとも同一の注入量が導入され
ることになる。このリンイオン注入層はNMOSトラン
ジスタにおいては、上述のようにLDD構造のN-層と
して働くことになるが、PMOSトランジスタにおいて
は、パンチスルーストッパ層として働く。一方のトラン
ジスタに対する最適な条件が他方の最適条件となる可能
性が低く、不十分な条件で設定しなければならないとい
う問題がある。
【0010】例えば、PMOSトランジスタのショート
チャネル改善を目的に、リンの注入量やエネルギーを上
げると、NMOSトランジスタのショートチャネルが劣
化する。
【0011】本発明は、マスク工程を追加することな
く、NMOSトランジスタのLDD部のN-層の最適化
とPMOSトランジスタのパンチスルーストッパ層の最
適化を同時に実現する半導体製造方法を提供することを
目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明の
半導体装置の製造方法は、半導体基板上にN型ウエル及
びP型ウエル並びに素子分離層を形成した後、N型ウエ
ル及びP型ウエル上にゲート酸化膜及びゲート電極を形
成した後、全面に絶縁膜を形成し、エッチバックするこ
とにより、上記ゲート電極側壁にサイドウォールを形成
する工程と、上記P型ウエル領域を第1のレジストパタ
ーンでマスクして、N型ウエルに不純物イオンを注入
し、Pチャ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、上記第1のレジストパターンをマスク
として、上記Pチャネルトランジスタのゲート電極側壁
のサイドウォールを所定の量だけ除去する工程と、上記
第1のレジストパターンを除去した後、全面にN型不純
物を所定の角度で回転イオン注入し、Nチャネルトラン
ジスタのLDD部を形成するとともに、Pチャネルトラ
ンジスタのパンチスルーストッパ部を形成する工程と、
上記N型ウエル領域を第2のレジストパターンでマスク
して、P型ウエルに不純物イオンを注入し、Nチャネル
トランジスタのソース/ドレイン領域を形成する工程と
を有することを特徴とするものである。
【0013】また、請求項2記載の本発明の半導体装置
の製造方法は、上記サイドウォール除去工程後、不純物
イオンを注入し、PチャネルトランジスタのLDD部を
形成した後、上記第1のレジストパターンを除去するこ
とを特徴とする、請求項1記載の半導体装置の製造方法
である。
【0014】
【実施の形態】以下、一実施の形態に基づいて本発明に
ついて詳細に説明する。
【0015】図1及び図2は本発明の一実施の形態の半
導体装置の製造工程を示す図である。
【0016】以下、図1及び図2を用いて本発明の一実
施の形態の半導体装置の製造工程を説明する。
【0017】まず、図1(a)に示すように、シリコン
基板1にNMOSトランジスタ形成領域となるP型ウエ
ル2及びPMOSトランジスタ形成領域となるN型ウエ
ル3を形成する。尚、本実施の形態では、次の条件を用
いた。すなわち、P型ウエル2の形成は、注入エネルギ
ーを30〜50keV、注入量を3〜6×1012cm-2
でボロンイオンを注入することで行う。また、N型ウエ
ル3の形成は、注入エネルギーを120〜160ke
V、注入量を1〜3×1013cm-2でリンイオンを注入
することで行う。また、ウエルのドライブインは100
0〜1100℃、100〜140分で行う。
【0018】次に、1000〜1100℃のウエット酸
化で膜厚が3000〜4000Åの素子分離用フィール
ド酸化膜4を形成し、800〜850℃で、膜厚が60
〜80Åのゲート酸化膜を形成し、その後、CVD法に
より、膜厚が1000〜3000Åのリンドープポリシ
リコンからなるMOSトランジスタのゲート電極5を形
成する。尚、本発明は、上記条件に限定されるものでは
ない。また、シリコン基板1はP型でもN型でもよい。
また、ゲート電極5は、シリサイド、ポリサイド等でも
よい。更に、工程順序も上記工程に限定されず、例え
ば、素子分離後にウエル形成を行ってもよい。
【0019】次に、図1(b)に示すように、ゲート電
極5のサイドウォール形成用にCVD酸化膜を1000
〜1500Åを形成し、通常のRIE法を用いて、エッ
チバックすることにより、サイドウォール9を得る。こ
の際、サイドウォール9の幅は0.05〜0.1μmで
ある。
【0020】次に、図1(c)に示すように、NMOS
トランジスタ形成領域をレジストマスク7aで覆うこと
により、PMOSトランジスタ形成領域のみに、PMO
Sトランジスタのソース/ドレイン形成のための注入エ
ネルギーを30〜50keVとし、注入量を1〜4×1
15cm-2として、2フッ化ボロンのイオン注入を行
う。図1(c)における符号10aは2フッ化ボロンイ
オン注入領域を示す。尚、本実施の形態では、サイドウ
ォール9を完全に残した状態でイオン注入を行ったがサ
イドウォール9を軽くエッチングし、PMOSトランジ
スタ形成領域のサイドウォール9の幅を若干小さくして
注入してもよい。
【0021】次に、図1(d)に示すように、レジスト
マスク7bを残したまま、エッチングを行い、PMOS
形成領域のサイドウォール9の幅を更に小さくする。こ
のエッチング量はトランジスタ特性との関係で自由に変
更してもよい。本実施の形態では完全に除去した。
【0022】次に、レジストマスク7aを除去した後、
図2(a)に示すように、注入エネルギーを120〜1
60keVで、注入量を2〜5×1012cm-2で、注入
角度を30°としてリンイオンの回転注入を行った。こ
の際、NMOSトランジスタでは、サイドウォール9が
存在するため、ゲート電極下へは余り入らず(本実施の
形態では、ゲート電極5の端部から0〜0.05μ
m)、PMOSトランジスタではサイドウォール9が存
在しないため、ゲート電極5下へは深くは入る(本実施
の形態では、ゲート電極5の端部から0.05〜0.1
5μm)。図2(a)において、符号6はリンイオン注
入領域を示す。
【0023】この不純物層のゲート電極5下への入り込
みは、PMOSトランジスタに用いるゲート長や所望の
特性等によって最適化を行うことになる。尚、本実施の
形態では、ゲート長は、NMOSトランジスタ及びPM
OSトランジスタとも0.3〜0.4μmとして行っ
た。
【0024】次に、図2(b)に示すように、レジスト
マスク7bを用い、NMOSトランジスタのソース/ド
レイン形成用に、注入エネルギーを20〜40keV
で、注入量を2〜5×1015cm-2でひ素イオンを注入
した。図2(b)において、符号10bはひ素イオン注
入領域を示す。
【0025】次に、図2(c)に示すように、レジスト
マスク7bを除去する。この後、実際の工程では、不純
物層の活性化等の熱処理工程を行ったり、配線形成工程
を行うが本発明の特徴とは関係無いため省略する。
【0026】尚、図1(d)の工程後、注入エネルギー
を20〜40keV、注入量を1〜5×1013cm-2
2フッ化ボロンイオンを注入することによって、PMO
SトランジスタのLDD部を形成してもよい。
【0027】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明を
用いることにより、フォトマスクを用いることなく、N
MOSトランジスタのLDD部のN-層と、PMOSト
ランジスタのパンチスルーストッパのN型層を同一の注
入条件で形成することができるので、NMOSトランジ
スタの最適化と微細PMOSトランジスタの形成及び最
適化とをフォトマスク工程の増加なしに達成することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一の実施の形態の半導体装置の前半の
製造工程図である。
【図2】本発明の一の実施の形態の半導体装置の前半の
製造工程図である。
【図3】従来の半導体装置の前半の製造工程図である。
【図4】従来の半導体装置の後半の製造工程図である。
【符号の説明】
1 シリコン基板 2 P型ウエル 3 N型ウエル 4 フィールド酸化膜 5 ゲート電極 6 リンイオン注入領域 7a、7b レジストマスク 9 サイドウォール 10a 2フッ化ボロンイオン注入領域 10b ひ素イオン注入領域

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上にN型ウエル及びP型ウエ
    ル並びに素子分離層を形成した後、N型ウエル及びP型
    ウエル上にゲート酸化膜及びゲート電極を形成した後、
    全面に絶縁膜を形成し、エッチバックすることにより、
    上記ゲート電極側壁にサイドウォールを形成する工程
    と、 上記P型ウエル領域を第1のレジストパターンでマスク
    して、N型ウエルに不純物イオンを注入し、Pチャネル
    トランジスタのソース/ドレイン領域を形成する工程
    と、 上記第1のレジストパターンをマスクとして、上記Pチ
    ャネルトランジスタのゲート電極側壁のサイドウォール
    を所定の量だけ除去する工程と、 上記第1のレジストパターンを除去した後、全面にN型
    不純物を所定の角度で回転イオン注入し、Nチャネルト
    ランジスタのLDD部を形成するとともに、Pチャネル
    トランジスタのパンチスルーストッパ部を形成する工程
    と、 上記N型ウエル領域を第2のレジストパターンでマスク
    して、P型ウエルに不純物イオンを注入し、Nチャネル
    トランジスタのソース/ドレイン領域を形成する工程と
    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】 上記サイドウォール除去工程後、不純物
    イオンを注入し、PチャネルトランジスタのLDD部を
    形成した後、上記第1のレジストパターンを除去するこ
    とを特徴とする、請求項1記載の半導体装置の製造方
    法。
JP9043186A 1997-02-27 1997-02-27 半導体装置の製造方法 Pending JPH10242293A (ja)

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JP9043186A JPH10242293A (ja) 1997-02-27 1997-02-27 半導体装置の製造方法

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JP (1) JPH10242293A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7737510B2 (en) 2005-10-27 2010-06-15 Panasonic Corporation Semiconductor device and method for fabricating the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7737510B2 (en) 2005-10-27 2010-06-15 Panasonic Corporation Semiconductor device and method for fabricating the same

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