JPS58138068A - 相補型mos半導体装置の製造方法 - Google Patents
相補型mos半導体装置の製造方法Info
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- JPS58138068A JPS58138068A JP57020110A JP2011082A JPS58138068A JP S58138068 A JPS58138068 A JP S58138068A JP 57020110 A JP57020110 A JP 57020110A JP 2011082 A JP2011082 A JP 2011082A JP S58138068 A JPS58138068 A JP S58138068A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/80—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs
- H10D84/82—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components
- H10D84/83—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components of only insulated-gate FETs [IGFET]
- H10D84/85—Complementary IGFETs, e.g. CMOS
- H10D84/859—Complementary IGFETs, e.g. CMOS comprising both N-type and P-type wells, e.g. twin-tub
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は相補111MO8半導体装置の製造方法に関す
る。
る。
微細な相補11MO8半導体装置(以下、0MO8と称
す)の製造技術において、例えば「型半導体1板にm−
ウエル領域とれ一ウェル領域を自己整合的に形成する必
要がある。かかる方法の一つとして、従来、以下に説明
する“An =All ++Imp l an t a
d CCD70MO8P roces a ” D@W
I TT ONG。
す)の製造技術において、例えば「型半導体1板にm−
ウエル領域とれ一ウェル領域を自己整合的に形成する必
要がある。かかる方法の一つとして、従来、以下に説明
する“An =All ++Imp l an t a
d CCD70MO8P roces a ” D@W
I TT ONG。
IN” Trams 、 ED VoL 、 ED−2
8NO1、Jan。
8NO1、Jan。
1981 m16に発表されている方法が知られてい
る。
る。
即ち、第1図(、)に示す如く、n−111シリコン基
板1上に薄い難化膜1を形成し、更に鎖酸化膜2上に選
択的に電化シリコンパターン3を形成した後、該ノぐタ
ーン1をマスクとして鵡型不純物を劾−型シリコン基板
1にイオン注入してn型イオy注入領域4を形成する。
板1上に薄い難化膜1を形成し、更に鎖酸化膜2上に選
択的に電化シリコンパターン3を形成した後、該ノぐタ
ーン1をマスクとして鵡型不純物を劾−型シリコン基板
1にイオン注入してn型イオy注入領域4を形成する。
つづいて、窒化シリコンWs/#ターン1を耐酸化性マ
スクとして高温酸素S囲気中で熱酸化処理を施して厚い
酸化膜5を形成する(第1図(b)図示)、ひきつづき
、窒化シリコンノ々ターン1を除去した後、厚い鹸化膜
5をマスクとしてpmi不純物を薄い酸化膜2を通して
基板1にイオン注入し、pHイオン注入領域−を形成す
る(第1図(G)図示)。
スクとして高温酸素S囲気中で熱酸化処理を施して厚い
酸化膜5を形成する(第1図(b)図示)、ひきつづき
、窒化シリコンノ々ターン1を除去した後、厚い鹸化膜
5をマスクとしてpmi不純物を薄い酸化膜2を通して
基板1にイオン注入し、pHイオン注入領域−を形成す
る(第1図(G)図示)。
次いで、島処通を施して各イオン注入領域4゜6を活性
化(拡散)して基板1表面にn−ウェル領域1、p−ウ
ェル領域8を形成する(第1図(d)図示)。
化(拡散)して基板1表面にn−ウェル領域1、p−ウ
ェル領域8を形成する(第1図(d)図示)。
しかしながら、上記方法にあってはall不純物のイオ
ン注入マスクとして働らく厚い酸化膜5を、窒化シリコ
ンパターン1をマスクとして高温長時間の熱酸化により
形成するため、窒化シリコンとシリコンとの熱膨張係数
の羞による応力発生に伴なう転位や酸化による08F、
シリコン基板上のオキシナイトライドの発生等の欠陥を
招く。
ン注入マスクとして働らく厚い酸化膜5を、窒化シリコ
ンパターン1をマスクとして高温長時間の熱酸化により
形成するため、窒化シリコンとシリコンとの熱膨張係数
の羞による応力発生に伴なう転位や酸化による08F、
シリコン基板上のオキシナイトライドの発生等の欠陥を
招く。
本発明は特性の良好なp−フェル領域、鵬−クエル領域
を自己整合的に形成し得る相補IIM08半導体装置の
製造方法を提供しようとするものである。
を自己整合的に形成し得る相補IIM08半導体装置の
製造方法を提供しようとするものである。
本発明は半導体基板上に被酸化性材料層を形成し、この
材料層上に耐酸化性材料/4ターンな選択的に形成し、
このパターンをマスクとして第1導電製の不純物をイオ
ン注入した後、誼パターンな耐峻化性マスクとして被酸
化性材料層を選択酸化し、更に前記/4’ターン及びそ
の下の被酸化性材料層部分を除去し、ひきつづき遥択瞭
化課をマスクと・して第2導Ill型の不純物をイオン
注入することにより、基板への欠陥発生を招(ことなく
同基板にp−ウェル領域とn−ウェル領域を形成するこ
とを骨子とするものである。
材料層上に耐酸化性材料/4ターンな選択的に形成し、
このパターンをマスクとして第1導電製の不純物をイオ
ン注入した後、誼パターンな耐峻化性マスクとして被酸
化性材料層を選択酸化し、更に前記/4’ターン及びそ
の下の被酸化性材料層部分を除去し、ひきつづき遥択瞭
化課をマスクと・して第2導Ill型の不純物をイオン
注入することにより、基板への欠陥発生を招(ことなく
同基板にp−ウェル領域とn−ウェル領域を形成するこ
とを骨子とするものである。
上記被酸化性材料層は選択酸化により第2導電型の不純
物のマスクとして用いる厚い酸化膜を形成するために利
用される。かかる被酸化性材料としては、例えば多結晶
シリコン、もしくはリン、砒素、)ドロンなどの不純物
が高濃度ドーグされた多結晶シリコン、域いはモリブデ
ンシリサイド、タングステンシリサイド、タンタルシリ
サイドなどの金h4臭化物等を挙げることができる。な
お、この材料層を半導体基板上に形成するにあたっては
、鹸化膜な介し゛〔4」材層を形成しても・よい。この
ように基板とb料を−の間に酸化膜を介在させることに
より、特に材料層として高濃度不純物ドーグ多結晶シリ
コン層を用いた場合、選択酸化時に該多結晶シリコン層
中の不純物が基板中に拡散1−るのを該酸化膜により防
止できる利点な有゛4−る。また、杓料屓として多結晶
シリコン層もしくは不純物ドーノ結晶シリコン層を用い
、この残存灸結晶シリコン層をエツチングするに際して
も、餉記酸化秋が基板に対するエツチングストッパとし
て作用する。
物のマスクとして用いる厚い酸化膜を形成するために利
用される。かかる被酸化性材料としては、例えば多結晶
シリコン、もしくはリン、砒素、)ドロンなどの不純物
が高濃度ドーグされた多結晶シリコン、域いはモリブデ
ンシリサイド、タングステンシリサイド、タンタルシリ
サイドなどの金h4臭化物等を挙げることができる。な
お、この材料層を半導体基板上に形成するにあたっては
、鹸化膜な介し゛〔4」材層を形成しても・よい。この
ように基板とb料を−の間に酸化膜を介在させることに
より、特に材料層として高濃度不純物ドーグ多結晶シリ
コン層を用いた場合、選択酸化時に該多結晶シリコン層
中の不純物が基板中に拡散1−るのを該酸化膜により防
止できる利点な有゛4−る。また、杓料屓として多結晶
シリコン層もしくは不純物ドーノ結晶シリコン層を用い
、この残存灸結晶シリコン層をエツチングするに際して
も、餉記酸化秋が基板に対するエツチングストッパとし
て作用する。
上記耐酸化性I料パターンの形成手段とし°Cは、例え
ば被酸化性材料層上に直接窒化シリコン膜を推秘し7、
光蝕刻法で作られたレジスト・ゼターンをマスクとして
ノ量ターニングし電化シリコンからなるノ譬ターンを形
成する方法、被酸化性材料層上に酸化膜、窒化シリコン
膜を順次形成し、これらを光蝕刻法で作られたレジスト
パターンをマスクとしてノ譬ター二ンダして2層構造a
?ターンを形成する方法等を挙げることができる。なお
、この耐酸化性材料7寸ターンを形成する際に用いたレ
ジストI9ターンを第1導電鷹の不純物のイオン注入マ
スクとして用いてもよい。
ば被酸化性材料層上に直接窒化シリコン膜を推秘し7、
光蝕刻法で作られたレジスト・ゼターンをマスクとして
ノ量ターニングし電化シリコンからなるノ譬ターンを形
成する方法、被酸化性材料層上に酸化膜、窒化シリコン
膜を順次形成し、これらを光蝕刻法で作られたレジスト
パターンをマスクとしてノ譬ター二ンダして2層構造a
?ターンを形成する方法等を挙げることができる。なお
、この耐酸化性材料7寸ターンを形成する際に用いたレ
ジストI9ターンを第1導電鷹の不純物のイオン注入マ
スクとして用いてもよい。
0〕 まず、比抵抗10Ω・1のm1ll単結晶シリコ
ン基板11上に急峻化処理により厚さ500Xの熱酸化
膜11を成長させた後、全面に厚さ40001の多結晶
シリコン層11及び厚さ30001の電化シリコン膜を
順次堆積した。
ン基板11上に急峻化処理により厚さ500Xの熱酸化
膜11を成長させた後、全面に厚さ40001の多結晶
シリコン層11及び厚さ30001の電化シリコン膜を
順次堆積した。
つづいて、窒化シリコン膜上に光蝕刻法によりレジスト
・々ターン14を選択的に形成し、このパターン14を
マスクとして反応性イオンエツテンダ法により電化シリ
コン膜を選択エッチンひきつづき、レジメかパターン1
4をマスクとしてp型不純物であるがロンな加速電圧1
60K e V 、 ドーズ量8 X 10”/c1
10条件でイオン注入した。この時の飛程距離は608
01で標拳偏差はxxsolである。このためイオン注
入された一ロンの殆んどがシラコン基板11内に打ち込
まれ、p型イオy注入領域16が形成された(第2図(
1)図示)、この場合、レジストパターン14を除去し
、窒化シリコンI4ターンIJをマスクとして一ロンの
イオン注入を行なってもよい。
・々ターン14を選択的に形成し、このパターン14を
マスクとして反応性イオンエツテンダ法により電化シリ
コン膜を選択エッチンひきつづき、レジメかパターン1
4をマスクとしてp型不純物であるがロンな加速電圧1
60K e V 、 ドーズ量8 X 10”/c1
10条件でイオン注入した。この時の飛程距離は608
01で標拳偏差はxxsolである。このためイオン注
入された一ロンの殆んどがシラコン基板11内に打ち込
まれ、p型イオy注入領域16が形成された(第2図(
1)図示)、この場合、レジストパターン14を除去し
、窒化シリコンI4ターンIJをマスクとして一ロンの
イオン注入を行なってもよい。
(1次いで、レジストI4ターン14を除去し。
窒化シリコンパターン1sを耐酸化性マスクとして多結
晶シリコン層1jを1000”CのHヨ0雰囲気中で3
00分間酸化した。この時、窒化シリコンノ青ターン1
Bから露出した多結晶シリコン層13部分が酸化されて
厚さ5soolの酸化膜11が形成された(第2図(b
)図示)。
晶シリコン層1jを1000”CのHヨ0雰囲気中で3
00分間酸化した。この時、窒化シリコンノ青ターン1
Bから露出した多結晶シリコン層13部分が酸化されて
厚さ5soolの酸化膜11が形成された(第2図(b
)図示)。
〔醜〕 次いで、窒化シリコンノぐターン1jを除去し
、更にその下の残存多結晶シリコン層13′を除去した
後、厚い酸化l[11をマスクとしてII!lI不純物
であるリンを加速電圧140に@V。
、更にその下の残存多結晶シリコン層13′を除去した
後、厚い酸化l[11をマスクとしてII!lI不純物
であるリンを加速電圧140に@V。
ドーズ量3 X 1 ell/−の条件でイオン注入し
て基板11に膿型イオン注入領域11を形成した(第2
at(dsal示) 。
て基板11に膿型イオン注入領域11を形成した(第2
at(dsal示) 。
QvJ 次いで、高温処理を施して各イオン注入領域
16.18のドライツインを行ないp−ウェル領域19
、協−ウェル領域20を―型単結晶シリコン晟板11表
面に形成した(第2図((1)図示)、その後、熱酸化
膜12及び厚い酸化膜11を除去した後、常法に従って
p−ウェル領域1#にnデャンネルMO8)ランジスタ
1m−ウエル領域20にpデャンネルM08トランジス
タ(いずれも図示せず)を形成して0MO8を製造した
。
16.18のドライツインを行ないp−ウェル領域19
、協−ウェル領域20を―型単結晶シリコン晟板11表
面に形成した(第2図((1)図示)、その後、熱酸化
膜12及び厚い酸化膜11を除去した後、常法に従って
p−ウェル領域1#にnデャンネルMO8)ランジスタ
1m−ウエル領域20にpデャンネルM08トランジス
タ(いずれも図示せず)を形成して0MO8を製造した
。
しかして本発明によれば第2図(b)に示す如(単結晶
シリコン基板11上に設けられた多結晶シリコン層IS
を選択酸化するため、酸化による基板11への08Fの
発生を防止できると同時ニ、窒化シリコン・母ターンノ
5の応力歪や基板11へのH,0と窒化シリコンとの反
応により生じるアンモニアの侵入を多結晶シリコン層1
3により阻止できるため、基kllへの転位やオキシナ
イトライドの欠陥発生を防止できる。
シリコン基板11上に設けられた多結晶シリコン層IS
を選択酸化するため、酸化による基板11への08Fの
発生を防止できると同時ニ、窒化シリコン・母ターンノ
5の応力歪や基板11へのH,0と窒化シリコンとの反
応により生じるアンモニアの侵入を多結晶シリコン層1
3により阻止できるため、基kllへの転位やオキシナ
イトライドの欠陥発生を防止できる。
また、p−ウェル領域19とn−ウェル領域20とを同
一の基板11に自己整合的に形成できる。更に、熱酸化
膜12及び厚い酸化膜17を除去した後の基板表面は従
来法(第1図(d)図示)の如く凹凸ではなく、平坦で
あるため、その後のトランジスタ形成のマスク合せが容
易となる。
一の基板11に自己整合的に形成できる。更に、熱酸化
膜12及び厚い酸化膜17を除去した後の基板表面は従
来法(第1図(d)図示)の如く凹凸ではなく、平坦で
あるため、その後のトランジスタ形成のマスク合せが容
易となる。
なお、上記実施例ではn型単結晶シリコン基板にp−ウ
ェル領域、n−ウェル領域を形成したが、pm!単結晶
シリコン基板に各ウェル領域を形成してもよい。
ェル領域、n−ウェル領域を形成したが、pm!単結晶
シリコン基板に各ウェル領域を形成してもよい。
また、上記実施例ではp型不純物のイオン注入を先に行
なったが、n、型不純物のイオン注入を先に行なっても
よい。
なったが、n、型不純物のイオン注入を先に行なっても
よい。
以上詳述した如く、本発明によれば半導体基板表面に0
8F、転位、ホワイトリカン等の欠陥の発生を招くこと
なくp−ウェル領域とn −ウェル領域を自己整合的に
形成できると共に、基板表面の段差発生を防止して微細
加工を可能にした高信頼性、高性能の相補型MO8半導
体装置の製造方法を提供できるものである。
8F、転位、ホワイトリカン等の欠陥の発生を招くこと
なくp−ウェル領域とn −ウェル領域を自己整合的に
形成できると共に、基板表面の段差発生を防止して微細
加工を可能にした高信頼性、高性能の相補型MO8半導
体装置の製造方法を提供できるものである。
第11[fil 〜(a)ハ従来法Jニーよる0MO8
のp−ウェル領域、n−ウェル領域の形成工程を示す断
面図、第2図(畠)〜(d)は本発明の実施例における
CMO&のp−ウェル領域、n−ウェル領域の形成工程
を示す断面図である。 11・・・ロー全単結晶シジコン基板、12・・・熱酸
化膜、13・・・多結晶シリコン層、16・・・窒化シ
リコン/母ターン、16・・・p型イオン注入領域、1
1・・・厚い酸化膜、18・・・n型イオン注入領域、
19・・・p−ウェル領域、20・・・ローウェル領域
。
のp−ウェル領域、n−ウェル領域の形成工程を示す断
面図、第2図(畠)〜(d)は本発明の実施例における
CMO&のp−ウェル領域、n−ウェル領域の形成工程
を示す断面図である。 11・・・ロー全単結晶シジコン基板、12・・・熱酸
化膜、13・・・多結晶シリコン層、16・・・窒化シ
リコン/母ターン、16・・・p型イオン注入領域、1
1・・・厚い酸化膜、18・・・n型イオン注入領域、
19・・・p−ウェル領域、20・・・ローウェル領域
。
Claims (6)
- (1) 半導体基板上に被酸化性材料層を形成する工
程と、この被鹸化性材料層上に耐酸化性材料・母ターン
な遍択約に形成する工程と、この耐酸化性材料パターン
をマスクとして半導体基板に、第1導電型の不純物をイ
オン注入する工程と、前記耐酸化性材料/4ターンをマ
スクとして前記被酸化性材料層の少なくとも一部を酸化
して酸化膜を形成する工程と、前記耐酸化性材料ノ譬タ
ーン及び該パターン下の被酸化性材料層部分を順次除去
する工程と、耐酸化性材料Δターンで覆われていた半導
体基板部分に第2導電型の不純物をイオン注入する工程
とを具備したことを特徴とする相補@MO8半導体装置
の製造方法。 - (2)半導体基板がn@シリコン轟板であり、かつイオ
ン注入する第1導電型の不純物が一ロン、第2導亀履の
不純物がリン又は砒素であることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の相補型MO8半導体装置の製造方法
。 - (3)被酸化性材料が多結晶シリコンであることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の相補fiM08半導
体装置の製造方法。 - (4)被酸化性材料層を熱酸化膜を介して半導体基板上
に形成するとと′を特徴とする特許請求の範11項記載
の相補111MO8半導体装置の製造方法。 - (5)耐酸化性材料が窒化シリコンであることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の相補型MO8半導体装
置の製造方法。 - (6)耐酸化材料Iリーンの形成に用いたマスク材をそ
のまま残存させ、このマスク材を用いて第雪導電型の不
純物を第1導電型の半導体基板にイオン注入することを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の相補11MO8
半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57020110A JPS58138068A (ja) | 1982-02-10 | 1982-02-10 | 相補型mos半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57020110A JPS58138068A (ja) | 1982-02-10 | 1982-02-10 | 相補型mos半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58138068A true JPS58138068A (ja) | 1983-08-16 |
Family
ID=12017972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57020110A Pending JPS58138068A (ja) | 1982-02-10 | 1982-02-10 | 相補型mos半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58138068A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0182876A1 (en) * | 1984-05-25 | 1986-06-04 | American Micro Syst | Tri-well cmos technology. |
US4956306A (en) * | 1988-11-03 | 1990-09-11 | Harris Corporation | Method for forming complementary patterns in a semiconductor material while using a single masking step |
EP0561167A2 (en) * | 1992-03-20 | 1993-09-22 | Texas Instruments Incorporated | Semiconductor well structure and method |
US5362670A (en) * | 1992-08-10 | 1994-11-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor device producing method requiring only two masks for completion of element isolation regions and P- and N-wells |
-
1982
- 1982-02-10 JP JP57020110A patent/JPS58138068A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0182876A1 (en) * | 1984-05-25 | 1986-06-04 | American Micro Syst | Tri-well cmos technology. |
US4956306A (en) * | 1988-11-03 | 1990-09-11 | Harris Corporation | Method for forming complementary patterns in a semiconductor material while using a single masking step |
EP0561167A2 (en) * | 1992-03-20 | 1993-09-22 | Texas Instruments Incorporated | Semiconductor well structure and method |
US5362670A (en) * | 1992-08-10 | 1994-11-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor device producing method requiring only two masks for completion of element isolation regions and P- and N-wells |
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