• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1989003591A1
    申请号:PCT/JP1988/001017
    申请日:1988-10-06
    公开日:1989-04-20
    发明作者:Shinji Odanaka
    申请人:Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.；
    IPC主号:H01L27-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 .
    [0002] 発明の名称
    [0003] 半導体装置およびそ の製造方法
    [0004] 技術分野
    [0005] 本発明は相捕型半導体装置の微細化を進める上で複雑化する 製造プ ロ セ ス工程を簡略化する と とも に、 顕在化する C M O S ラ ツ チア ッ プ耐性を向上し た高密度な半導体装置に関する もの
    [0006] ^ め る。
    [0007] 背景技術
    [0008] 超集積回路装置いわゆる V L S I において、 高い ノ イ ズ マ ー ジ ン ならびに低消費電力の要請から C M 0 S技術の重要性が增 している。 しかしながら、 微細化に伴い構成要素であ る 2つの ト ラ ン ジ ス タ、 すなわち n チ ャ ネ M O S F E Tおよび P チ ヤ ネル MO S F E Tの隣接部分での寄生サイ リ ス タ動作によ って 引 き起こ される C M O Sラ ッ チア ッ プ現象や素子間分離耐圧の 確保等が重大な問題となっ てき ている。
    [0009] そ こ で、 この解決のために ゥ ル構造や高濃度不純物埋め込 み層の形成あるいは ゥ エ ル構造端部での自己整合的チ ャ ン ネ ル ス ト ッ プ領域の形成等種々の構造なら びにプロ セスが提案され て い る。
    [0010] 以下、 順次それら の構造なら びに方法の概略を説明し ながら 各々がもつ問題点に関して述べる。
    [0011] まず、 第 1 7図に示す高濃度基板のェ ピ構造を用いた方法に ついて述べる。
    [0012] こ の構造 ίま、 アイ ·ィ *ィ .ィ ·卜ランサ" クシ 3ン -オン ·Ιレクトロン，テ " Γイス： Γ · ( I *Ε . E.E. TRANS ACT IONS. ON. ELECTRON. DEV I CES. ) V0L.ED-32,No .2,F EBRUARY 1985pp .203-209 に Y U AN T A U R等によって提案 されたものである。
    [0013] 同図において、 5 1 は n ゥ ル、 5 2は高濃度基板 （ P + )、 5 3 は低濃度ェ ピ層 （ P )、 5 6は絶縁分離層、 6 0はチ ャ ン ス ト （ P +)、 同図の左半分の領域 P Aは P チ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス タ領域、 右半分の領域 N Aは nチ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス タ領域であ る。
    [0014] こ の構造は、 高濃度基板 （ 1 019cnr3以上） 5 2上に 4 .5 ^ mの薄いェ ピ層 5 3を形成し、 2 .5 ;z mのフ ォ ト レ ジ ス トを選 択的に形成した後、 それをマ ス ク として 7 0 O KeVと高工 ネ ルギ 一で リ ンを注入し、 1 0 5 0でで 4時間と短時間のァニールに よ って、 いわゆる ゥ ル深部に濃度ピーク値をもつ リ ト ""口 グレ ー ド nゥ ル 5 1を形成している。 この高エネルギー， 低温短 時間ァニールによる nゥ ヱ ル 5 1 の形成によ っ て、 高濃度基板 5 2からのボ ロ ン （基板不純物） 拡散が抑制され、 薄いェ ピ層 5 3上に nゥ ェ ル 5 1を形成する こ とが可能とな り、 C MO S ラ ッ チア ツ プ耐性を向上させている。
    [0015] 通常、 こ の構造の半導体装置では、 この高濃度基板 （ P +) 5 2を接地電位 （Vss) に、 nゥ - ル 5 1を P チ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス タ の ソ ー ス領域 5 5sに隣接して設けられる ゥ ル電位固定用 の n+層 5 4を電源電位 （VDD) に設定する。' - こ の ため、 寄生垂直 p n p ト ラ ン ジ ス タ （ （ P ; P チ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス タ の ド レ イ ン領域 5 5 d， n； riゥ ヱ ル 5 1， P ; 低 濃度ェ ピ層 （ p ) 5 3および高濃度基板 （ P +) 5 2 ) に、 例え ば こ の ド レ イ ン領域 5 5 dか ら ホ ール hの注入に よ る ラ ッ チ ア ツ プ ト リ ガー電流が流入し、 仮想ベー ス領域 （ n ゥ X ル 5 1 ) を 通過して低濃度ヱ ピ層 5 3に入っても、 ただちに裏面よ り し つ か り と電位固定された高濃度基板 （ P +) 5 2に吸収され、 低濃 度ヱ ピ層 5 3の電位が局所的に上昇する こ とはない。 従っ て、 こ の低濃度ェ ピ層 5 3を仮想ベース とする寄生水平 n p n ト ラ ン ジ ス タ （ n ; nチ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス タ の ド レ イ ン領域 5 4 d， P； 低濃度基板 （ P ) 5 3、 n ; nゥ ヱ ル 5 1 ) はオ ンする こ と はない。 即ち、 こ の構造では、 寄生垂直 p n P ト ラ ン ジ ス タ に関しては、 その寄生動作がおきえられ充分よいラ ッ チア ッ プ 抑制が期待でき る。
    [0016] しかしながら、 後述するが、 絶縁分離層 5 6 の下部に形成さ れる寄生水平 P n p ト ラ ン ジ ス タ （ p ; p チ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス 夕 の ド レ イ ン領域 5 5 d， n； nゥ ル 5 1， P； 低濃度ヱ ピ層 ( p ) 5 3 ) と寄生水平 n p n ト ラ ン ジ ス タ （ n ; nチ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス タ の ド レ イ ン領域 5 4d， p； 低濃度基板 （ P ) 5 3、 n； η ル 5 1 ) よ り形成される寄生 p n p nサイ リ ス 夕に 関し ては、 微細化に伴って、 こ の絶縁分離層 5 6の間隔が短 く なる こ と に対しては充分満足で き るも のではない。
    [0017] こ の た め、 こ の技術では C M 0 S ラ ッ チア ッ プが抑制された nチ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス タ と pチ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス タ の間隔は 4 ^ m程度が限界であ り、 それ以下に縮小するためには更に薄い ェ ピ層 5 3が必要と なる力 高濃度基板 5 2か ら ボ ロ ン （基板 不純物） の拡散を極端に抑制する必要があ り、 極めて困難であ る。 ^ また、 こ の絶縁分離層 5 6の間隔を短 く する こ とに関しては、 nゥ エ ル 5 1の形成方法と分離層の直下に形成さ.れる チ ャ ン ス ト 6 0の形状ならびに形成方法と極めて密接な関係にある。 そ こ で、 以下にこ の構造の nゥ ヱ ル 5 1なら びにチ ャ ン ス ト 6 0 の形成方法の概要を第 1 8図を用いて説明する。
    [0018] まず、 高濃度基板 （ P + ) 5 2上に成長させた低濃度ェ ピ層 5 3の表面に酸化膜 8 2と窒化膜 8 1を形成し、 こ の上に選択的 に フ ォ ト レ ジ ス トパター ン 8 3を形成し、 こ のパター ンを介し て nゥ エ ル 5 1 のィ オ ン注入を行い、 更に全面に絶縁膜 8 4を 堆積する （第 1 8図 （ a ) ：)。
    [0019] 次に、 リ フ ト オ フ工程によ り前述の絶縁膜 8 4を nゥ ヱ ル 5 1の領域上にの み残存させ、 更にパター ン工程によ り、 絶縁分 離層 6に対応する フ ォ ト レ ジ ス トパター ン 8 5を形成し、 更に、 チ ャ ン ス ト 6 0を注入によ り形成する （同図 （ b ) ：) 。
    [0020] こ こ で、 重要な点は、 nゥ ル 5 1端部では、 絶縁膜 8 4に よってほぼこの nゥ ヱル端に一致してチヤ ン ス ト 6 0が形成さ れる点である。 即ち、 こ の工程によって、 自己整合に近い形で ゥ ヱ ル端にチ ャ ン ス ト 6 0が形成されている。
    [0021] 更に、 こ の レ ジ ス トパター ン 8 5によ り前記絶縁膜 8 4なら びに窒化膜 8 1をエ ッ チン グし絶縁分離層 5 6に対応する窒化 膜パターン を形成する （同図 （ c ) ：)。 次いで、 通常の L O C O S工程の熱酸化プ ロ セ スによ り絶縁分離層 56を形成する (同図 （ d ) ：) 。
    [0022] こ こ で極めて重大な問題は、 nゥ ル 5 1 よ り も一般に高濃 度になるチ ャ ン ス ト 6 0のイ オ ン注入の時点ですでに横方向へ の入 り込みによ って n ゥ ル 5 1 の領域がコ ン ペ ン セ ィ ト され てい る上に、 こ の熱酸化工程によ り、 先に注入されていだチ ヤ ン ス ト 6 0 が同図 1 6 1 の部分での酸化工程によ り、 いわゆる 酸化增速拡散の影響によ り n ゥ ュ ル 5 1 内に大き，く 拡散し てし ま う点であ る。
    [0023] こ の拡散によ っ て、 局所的に n ゥ ルの不純物が一部コ ン ペ ン セイ ト され、 第 1 7図でい う と こ ろ の寄生水苹. P n P ト ラ ン ジ ス タ （ ρ ； p チ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス タ の ド レ イ ン領域 5 5 d， n ； n ゥ ル 5 1， p ; 低濃度ェ ピ層 （ p ) 5 3 ) の仮想ベー ス 領域 （ n ゥ ヱ ル 5 1 ) のベー ス幅が短 く な り、 こ の ト ラ ン ジ ス 夕 の h FEが大き く な り、 ρ チ ヤ ネ ノレ ト ラ ン ジ ス タ の ド レ イ ン領 域 5 5 dから注入される ト リ ガ一電流に極めて敏感に反応し、 こ の絶縁分離層 5 6 の縮小、 引いては微細化への重大な障害とな な。
    [0024] ま た、 アイ.ィ.ィ .ィ .1984 アイ.ィ. Γィ .ェム.（ I .E .E .E . 1984 I .E.D.M . ) Technical Digest pp.406 -409 に Κ· W. T e Γ Γ i 1 等 に よ っ て提案された構造を第 1 9図に しめす。 同図に於て、 6 1 は n ゥ ュ ル、 6 2 は高濃度埋め込み層 （ P + )、 6 3 は低濃度 基板 （ P ) である。
    [0025] こ の構造では、 n ゥ ル 6 1 形成後に、 高エ ネ ルギー注入に よ っ てこ の n ゥ X ル 6 1 よ り も深い位置に一様に高濃度埋め込 み層 （ P + ) 6 2 を形成し、 前述のェ ピ構造のも の と同様に、 寄 生垂直 P n p ト ラ ン ジ ス タ （ P ; p チ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス タ の ド レ イ ン領域 6 5 d， n； n ゥ ル 6 1， P ; 低濃度基板 （ P ) 6 3 および高濃度埋め込み層 （ P +) 6 2 ) に、 例えばこ の ド レ イ ン領域 6 5 dから ホール h の注入による ラ ッ チア ッ プ ト リ ガ—電 流が流入し、 仮想ベー ス領域 （ n ゥ ル 6 1 ) を通過して低濃 度基板 6 3 に入つ る こ とによる局所的な電位上昇を抑制する こ とを目的と している。
    [0026] しかしながら、 ェ ピを用いた例と異なる点は、 高濃度埋め込 み層 （ P + ) 6 2 の電位がフ ロ ーテ ィ ン グであ り、. ェ ピ構造のよ う に この ト リ ガ一電流を充分効果的に吸収できない。
    [0027] 以上、 ェ ピを用いた構造でも注入による高濃度領域を形成す る構造でも、 同様に問題と して残るも のは、 p チ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス 夕 のソ ー スあるいは ド レ イ ン領域から注入され n ゥ X ルを 介して低濃度基板に流入される ホ ールのう ち基板下方に流れる も のはぼぼ上記高濃度領域に吸収されるが、 横方向に流れ岀る ものは十分に吸収されずやは り こ-の低濃度基板の特定領域の電 位が上昇し そ の部分を通して ト リ ガー電流が流れ寄生 P n p n サイ リ ス夕がオ ン し、 ラ ッ チア ッ プ現象が発生する とゆ う点で ある。 こ の問題点は、 両 ト ラ ン ジ ス タ形成領域の境界の n +層一 P +層の間隔の縮小にともなって非常に大きな問題点とな り、 C M 0 S構造の粗捕型半導体装置の高集積化に大きな障害となる。
    [0028] それに加えェ ピ構造のも のではェ ピ ウ エフ ァ の コ ス トが高く、 生産性の向上のための薄いェ ピ層を有する大口径の ゥ エ フ ァ を 安定に作る こ と は極めて困難である。 さ ら に、 効率的なホール の吸収のためにはェ ビ頟域 （低濃度領域） の層厚をでき るだけ うす く する必要があ るわけである-が、 ヱ ピ層の成長中の高濃度 領域からのァ ゥ トデ ィ フ ュ ー ジ ョ ン （基板不純物の拡散） によ り低濃度領域をあま り浅 く でき ないと いう 問題点もある。 - - また、 注入による高濃度領域を形成する方法ではコ ス ト の点 ではそれほ ど高 く はないが、 高濃度埋め込み層の電位を裏面あ るいは半導体基板の上部表面に形成される拡散層から固定でき ず充分な抑制効果は望めない。 更に、 こ の高濃度埋め込み層の 濃度を挙げて ト リ ガ一電流を充分吸収する ためには、 高工 ネル ギ一による高 ドーズ （ 1.O X 1014 cm-2以上） の注入が必要とな る が、 こ のために基板内に点欠陥の発生とい う問題点をも有して い る。 ，
    [0029] つま り、 ェ ピ構造あるいは高エ ネルギー高 ド ーズ注入による 高濃度埋め込み層の場合も充分満足な特性を示すも のではない。
    [0030] 更に、 微細化に伴う ゥ ュ ルな ら びに絶縁分離層直下のチ ヤ ン ス ト の形成に関する も う 一つ の例を第 2 0図の製造工程断面図 をも とに説明する。
    [0031] こ れは、 ア イ， ィ， ィ， ィ， 1 9 8 5ア イ， ィ， デ ィ， ェム， ( I. E. E. E. 1 9 8 5 1. E. D. M. ) T e c h n i c a 1 D i e s t P P. 4 0 3 - 4 0 6に R. A. M a r t i n等によ っ て提案されたも のである。
    [0032] この製造プ ロ セ スは、 主に両チ ャ ネ ル ト ラ ン ジス タ隣接部で の絶縁分離層直下のチ ャ ネ ル ス ト ッ プをゥ エ ル形成と 同時に形 成し プ ロ セ ス の簡略化と微細化を図っ たも のである。
    [0033] 同図において、 まず、 絶縁分離層を形成する部分に、 nチ ヤ ネ ル ス ト ッ プ 7 5と なる P型高濃度不純物を注入する （第 2 0 図 （ a ) 。
    [0034] 次いで、 通常の L 0 C 0 Sプ ロ セ ス の熱酸化工程に よ り 絶縁 分離層 7 6を形成し、 更に、 こ の絶縁分離層 7 6の一部 （約半 分） を含んでフ ォ ト レ ジ ス ト 8 0のパタ ー ン を形成する。 こ の 時、 前述の熱酸化工程によ り nチ ャ ネ ルス ト ッ プ 75は内部に 拡散する （同図 （ b ) ：)。
    [0035] 更に、 フ ォ ト レ ジ ス 8 0を介して高い加速エネルギーで n 型の イ オ ン種を注入し、 nゥ X ル 7 1ならびに この ゥ エ ルの一 部と して絶縁分離層 7 6の直下に比較的高濃度の n +領域、 即ち pチ ャ ネルス ト ッ プを一度に形成する （同図 （ c ) ：)。
    [0036] 次いで、 通常の工程によ り ゲー ト酸化膜 7 8、 ゲー ト電極 7 7、 ソ ースおよび ド レ イ ン領域 7 3， 73 s, 7 3 d, 7 4， 7 4 s, 7 4dおよびアル ミ配線 7 9を形成し相捕型半導体装置を 得る。 - 従ってこ の製造方法では、 ρチ ャ ネルス ト ツ プ'は、 nチ ¾ネ ルス ト ッ プ 7 5の p +の拡散がなされている状態で更に n +注入 がなされる コ ンペ ン セィ ト方式でチ ャ ネルス ト ップが形成され る こ とになる。 従って、 第 1 8図に示されるよ うな酸化增速拡 散の影響によ り nゥ ヱル内へのチ ャ ン ス ト 7 5の拡散はない。
    [0037] しかしながら、 こ のコ ン ペ ン セィ ト による nゥ ヱ ル 7 1側の チ ャ ン スの濃度決定は極めて困難である。 とゆ うのも、 これが 注入工程で形成され、 L O C O S工程による酸化増速拡散の影 響を受けた p +チ ャ ン ス ト 7 5の再分布に適合する よ う に、 その 深さ方向の濃度分布を極めて正確に決めさ らに正確に n+注入を 行な う制御が必要となる。 も し これが、 少しでも不正確であれ ば、 同図 1 7 6の境界部分の形状が決ま らず、 絶縁分離層 7 6 の nゥ ヱル 7 1側の し きい値 （Vt) が下がり、 チ ャ ン ス ト の役 目を果たさない こ と も充分考え ら える。 さ ら に、 コ ン ペ ン セ ィ ト されない n チ ャ ネ ル ス ト ッ プ 7 5 の 領域でも こ の製造方法固有の問題点を有する。 と い う の も、 一 般に絶縁分離層 7 6上に形成される配線 （ n +ポ リ シ リ コ ンゃァ ル ミ 配線） のも つ仕事関数のために寄生 n チ ャ ネ ル M 0 S F E T の し き い値電圧の方が寄生 P チ ャ ネ ル M O S F E T の し き い 値電圧よ り も低下しやすい。 こ のため、 寄生 n チ ャ ネ ル M O S F E Tのし きい値電圧を上げる ためにも n チ ャ ネ ル ス ト ッ プ 7 5 は高濃度である こ とが必要と なる。 しかしながら、 コ ン ペ ン セ ィ ト に よ っ て ρ チ ャ ネ ル ス ト ッ プを形成しているために こ の n チ ャ ネル ス ト ッ プ 7 5 の濃度は、 それよ り も数分の 1 と低 く 押えなければな らず n チ ャ ネ ル ス ト ツ バ 7 5 の濃度を高 く 設定 する こ とが困難であ り、 こ のため こ の絶縁分離層の幅をあ ま り 縮める こ と は出来ない。
    [0038] ま た、 プ ロ セ ス の簡単化を図って、 こ の n +注入が n ゥ ヱ ル 7 1 形成と同時にチ ャ ン ス ト形成も行な う ため、 こ のチ ャ ン ス ト 形成のための最適注入条件と n ゥ ル 7 1 形成のための注入条 件が必ずし も一致せず、 必ずし も C M 0 S構造のラ ッ チア ッ プ 防止のために最適なもの と はいえず微細化には適しない。
    [0039] 以上のよ う に大き く 寄生垂直 ト ラ ン ジ ス タ効果の抑制のため の高濃度層を有する構造な ら びにその製造方法、 また寄生水平 ト ラ ン ジス タ効果の抑制のための絶縁分離層直下でのチ ヤ ン ス ト の構造な ら びにそ の製造方法に関する大き く 2 つ の提案がな されている。
    [0040] 発明の開示
    [0041] つま り、 従来構造では、 微細化の面でも、 C M O S ラ ッ チァ ッ プ耐性の面でも十分満足する特性を示すも のではな く、 従つ て本発明は こ のよ う な従来の構造が有する問題点に鑑みてなさ れたも ので全 く 新しい製造プ口 セ ス法を用いた新規な構造の相 捕型半導体装置である。
    [0042] 上記目的は、 第 1 導電型の半導体基板と、 こ の半導体基板に 選択的に形成された第 2導電型の ゥ ルと、 この第 2導電型の ゥ - ル直下の深い領域に形成され前記半導体基板よ り も高濃度 の第 1導電型の埋め込み層と、 前記第 2導電型のゥ - ルを平面 的に取り囲んで前記埋め込み層よ り も浅い領域に形成された第 1導電型の ゥ ヱ ルと、 こ の第 1導電型の ゥ エ ル と前記埋め込み 層が前記第 2導電型のゥ エ ル端部表面近傍に形成される絶縁分 離層の直下の前記半導体基板内にて基板濃度よ り も高濃度の第 1導電型不純物にて連続形成されてお り、 前記第 2導電型のゥ ヱルには第 1導電型の ト ラ ン ジ ス タを、 前記第 1導電型の ゥ ヱ ルには第 2導電型の ト ラ ン ジ ス タ を形成し た.こ と.を特徴とする 半導体装置によ って達成される。
    [0043] こ の構成によ り、 第 2導電型のゥ ュ ル直下の半導体基板の深 い領域に形成された高濃度埋め込み層と、 こ の第 2導電型の ゥ エ ルを囲う浅い領域に形成ざれた高濃度埋め込み層とが半導体 基板ないで連続的に形成されているために、 こ の高濃度埋め込 み層の電位を半導体基板上部よ り容易に と る こ とが出来る。
    [0044] また、 第 2導電型のゥ ルからの低濃度基板への下方向 と横 方向への注入を完全にこの高濃 埋め込み層によ り吸収し、 寄 生サイ リ ス 夕 の ト リ ガ一電流を効率的に抑制する こ とができ る。
    [0045] さ ら に、 絶縁分離層直下に形成される、 高濃度で浅い第 1導 電型の ゥ ル と第 2導電型の ゥ ルに よ っ て、 チ ャ ネ ルス ト ッ プのための製造プロ セスを省略して、 絶縁分離を達成する こ と がで き る。 こ のため第 1 導電型と第 2導電型 ト ラ ン ジ ス タ の間 隔を縮少する こ とが容易になる。
    [0046] 図面の簡単な説明
    [0047] 第 1 図は本願発明の実施例 1 におけ る半導体装置の構造断面 図、 第 2図は同装置の製造工程の概略断面図、 第 3図は本願半 導体装置の一試作サ ン プル の S I M S装置によ る基板深さ方向 の実測注入不純物分布特性図、 第 4図は本願半導体装置の製造 方法の一注入条件を計算機シ ミ ュ レ ー シ ョ ン し たと き の不純物 の 2次元分布の濃度等高線図、 第 5図は本願半導体装置の一試 作サ ン プルの ゥ ヱ ルに形成された ダイ ォー ド の逆バ ァ ス電気 特性図、 第 6図は同ゥ ヱ ルに形成'された ト ラ ン ジ ス タ の電気特 性図、 第 7図は同サ ン プルの絶縁分離層直下のチ ャ ン レル ス ト ッ プ特性評価用の ト ラ ン ジ ス タ特性図、 第 8図は同サ ン プルの ラ ッ チア ッ プ特性図、 第 9図は本願発明の実施例 2 におけ る半 導体装置の製造方法の製造工程断面図、 第 1 0図は同半導体装 置の製造方法の計算機シ ミ ユ レ ー シ ョ ンによる基板内の不純物 の 2次元分布の濃度等高線図、 第 1 1 図は本願発明の実施例 3 における半導体装置の構造断面図、 第 1 2 図は同装置の製造ェ 程の概略断面図、 第 1 3図は同半導体装置の製造方法の一注入 条件を計算機シ ミ ユ レ ー シ ョ ン し たと き の不純物の 2 次元分布 の濃度等高線図、 第 1 4図は同半導体装置の製造方法の他の注 入条件を計算機シ ミ ユ レ ー シ ョ ン した と き の不純物の 2次元分 布の濃度等高線図、 第 1 5 図は本願発明の高エ ネ ル ギ ー注入の 注入条件の特性図、 第 1 6図は本願発明の高エ ネ ルギー注入を 用いた CMO S半導体装置に於ける他の断面構造図、 第 1 7図 は従来の半導体装置の断面構造図、 第 1 8図は同半導体装置の 概略製造工程断面図、 第 1 9図は他の従来の半導体装置の断面 構造図、 第 2 0図はも う一つ他の従来の半導体装置の製造工程 概略断面図である。
    [0048] 発明を実施するため の最良の形態
    [0049] 以下、 本発明を実施例に基づき説明する。
    [0050] (実施例 1 )
    [0051] 第 1図において 1 は n ゥ ル、 2 a は高濃度埋め込み層 （ P + ) 、 3は低濃度基板 （ P：) 、 4， 4 s, 4(1は 11 +層、 5, 5 s, 5 (1は 1) +層、 6は絶縁分離層、 7はゲー ト電極、 8はゲー ト酸 ィ匕膜および 9はアル ミ配線である。 ' _
    [0052] こ の第 1図で特徵的なこ と の一つは、 p チ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス タを形成するための nゥ エ ル 1が完全に高濃度埋め込み層 （ P ÷) 2 aなら びに P ゥ エル 2 b によ り と り囲まれており、 こ の萵 濃度埋め込み層 （ P +) 2 aの電位が p ゥ エ ル 2 bの ゥ ュ ル電位 固定用の P +層 5を介して接地される こ とである。
    [0053] こ の ため、 ρチ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス タ の ド レ イ ン領域 5 dから注 入され n ゥ ル 1を介して低濃度基板 （ P ) 3の下方向並びに 撗方向に流入される ホール の効率的に こ の高濃度埋め込み層 （ P + ) 2に吸収され、 低濃度基板 （ P ) 3の特定領域の電位が上 昇し その部分を通して ト リ ガー電流が流れ寄生 p n P nサイ リ ス夕がオンする こ と を抑制する も のである。
    [0054] 具体的には、 寄生垂直 ρ η ρ ト ラ ン ジ ス タ （ ρ ; ρチ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス タ の ド レ イ ン領域 5 d， n； n ゥ ュ ル 1， P； 低濃度 基板 （ P ) 3および高濃度埋め込み層 （ P + ) 2 a ) に、 例えば こ の ド レ イ ン領域 5 dか ら ホ ー ルの注入によ る ラ ッ チ ア ッ プ ト リ ガー電流が流入し、 仮想ベー ス領域 （ n ゥ ル 1 ) を通過して 低濃度基板 3に入っても、 ただちに表面層よ り 電位固定された 高濃度埋め込み層 （ P + ) 2に吸収され、 低濃度基板 3の電位が 局所的に上昇する こ と が抑制される。 従っ て、 こ の低濃度基板 3を仮想ベ ー ス とする寄生水平 η ρ η ト ラ ン ジ ス タ （ n ; nチ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス タ の ド レ イ ン領域 4 d， ρ； p ゥ ヱ ル 2 b、 n ； n ゥ ル 1 ) がオ ンする こ と を抑制する。 ま た、 寄生水平 P n P ト ラ ン ジ ス タ に関しても こ の濃度埋め込み層 2 aが ト リ ガ 一電流を効率的に吸収し、 同様に寄生サイ リ ス タ動作を抑制す つま り、 こ のよ う構造によ っ てはじ めて微細化に伴う絶縁分 離層 6の縮小によ る寄生水平 ト ラ ン ジ ス タ での ト リ ガ一電流を 効率的に吸収し、 ラ ッ チア ッ プ現象を効率的に抑制する こ とが 可能となるわけであ る。
    [0055] 次に、 第 2図（a)〜（d)を用いて、 そ の製造方法の一例につい てそのボイ ン ト となる点を説明する。
    [0056] まず、 第 2図（a)に示すよ う に、 低濃度基板 （ P ) 3に通常の 工程によ り パッ シべィ シ ョ ン のために絶縁膜 2 1 を形成する。 更に、 こ の絶縁膜 2 1上に レ ジ ス ト 2 2の パ タ ー ン を形成する。 こ の レ ジ ス ト パ タ ー ン は、 n ゥ ル 1用 の リ ン （加速電圧 700K eV、ト' -ス'量 1.0 X 1013/cm2 ) 注入を阻止する程度の厚さ、 例えば 2 i m程度 （阻止能 0. 8 2程度） の ホ ト レ ジ ス ト を塗布し、 若干のテーパを有するものである。
    [0057] そ こ で、 まず、 ボロ ン （加速電圧 1.5MeV，. ト' -,： Γ量 3.0X 10 13 /cm2：) をゥ ヱハ全面に注入する。 こ の時、 レ ジ'ス ト 2 2によ つて被われてい る部分 （ II チ ャ ン ネル ト ラ ン ジ ス タ領域） には、 ゥ エ ル深部に浅い高濃度埋め込み層 （ p + ) を有するいわいる リ ト ロ グレー ドな！） ゥ ル 2 bが形成され、 同時にレ ジ ス ト 2 2 に被われていない領域 （ p チ ャ ン ネル ト ラ ン ジ ス タ領域） は、 よ り深く 高濃度埋め込み層 （ P + ) 2 aが形成される。 こ の後、 第 2図（b)に示すよ う に、 更に、 こ の レ ジ ス トパタ ー ンを取り 除 く こ とな く、 リ ン イ オンを注入 （加速電圧 700Key、 -ス'量 1.0 X 1013/cm2) し、 リ ト ロ グレー ド な nゥ エ ル 1 を形成する。
    [0058] こ のレ ジ ス ト塗布工程と高エ ネルギー注入工程によ り リ ト グレ ー ドな両ゥ ュ ルならびに高濃度埋め込み層が形成される とは、 第 3図（ a )，（ b )に示す実デパイ スの S I M Sデータ によ り確認されている。
    [0059] 第 S図（ a )は、 レ ジ ス ト で覆われていなかっ た部分の半導体 基板表面か らの不純物分布を測定したも のであ り、 ほぼ 1 ^ m の付近に ピーク濃度をも つ リ ト 口 グレー ドな II ゥ エ ル と それよ り深い領域のほぼ 2. 5 m付近にピーク濃度をもつ高濃度埋 め込み層が形成されている のがわかる。
    [0060] また、 同図（b )は、 レ ジ ス ト で覆われた部分の半導体基板表 面から の不純物分布を測定したも のであ り、 ほぼ 1 mの付近 にピーク濃度をもつ リ ト ロ グレ ー ド な p ゥ ヱ ルのみが形成され てい る こ とがわかる。 即ち、 こ の レ ジ ス ト によ って リ ン イ オ ン の注入は完全阻止されてお り、 また、 ボ ロ ン イ オ ン の注入に関 ■ - し ても レ ジ ス ト によ って ピー ク濃度の深さ が約 1 . 5 a m程度 シ フ ト してい る こ とがわか る。
    [0061] 更に、 こ の リ ンおよびボ ロ ン の注入によ る 2次元的な不純物 分布の計算機シ ミ ユ レーシ ョ ン結果を.第 4図に示す。 形成条件 と し て、 レ ジ ス ト膜厚； 1 . 9 〃 m、 レ ジ ス ト テーパ角； 8 5 ' 、 注入角度： 7 ' で リ ン （加速電圧 7 0 0 K ev， ド ー ズ量 1 . 0 X 1 0 1 3 cm2 ) およびボロ ン （加速電圧 1 . 5 M ev， ド ー ズ 量 3. 0 X 1 0 1 3 / cm2 ) を注入し、 1 0 5 0 ' C で 2時間、 N s雰囲気中でァニールし た と き のシ ミ ユ レーシ ョ ン結果である。
    [0062] こ の シ ミ ュ レ ーシ ョ ン結果は先の S I M S の測定結果と も よ く 合う も のであ り、 テーパ部直下の部分で、 3. 2 X 1 0 1 7 / cm2の高い濃度で p ゥ ルの高濃度層と n ゥ X ル下部に形成され 'た高濃度埋め み層が連続形成されている こ と がわかる。
    [0063] つま り、 第 2図の レ ジ ス ト 2 2 の端部、 即ち、 テーパ部 2 2 a の下の基板内では段階的な高濃度埋め込み層 （ P + ) が形成さ れ、 これによ つて深い領域の高濃度埋め込み層 （ p + ) 2 a と P ゥ エ ル深部の浅い領域の高濃度埋め込み層 （ p + ) が連続的に形 成される。 従って、 この ρ ゥ ルの接地電位への電位固定によ つてこ の高濃度埋め込み層 （ p + ) 2 a の電位は低いシー ト抵抗 を介して接地電位に固定される。
    [0064] こ のため、 n ゥ ル 1 を介して低濃度基板 （ p ) 3 に流入さ れる垂直並びに横方向から の ラ ッ チア ッ プ ト リ ガー電流は こ の 高濃度埋め込み層 （ P + ) に効率的に吸収され、 高い ラ ッ チア ツ プ抑制効果を発揮する。
    [0065] ま た、 更に、 こ の レ ジ ス ト 2 2 の ノ、。タ ー ン に よ っ てボロ ンな らびに リ ン イ オ ン の両イ オ ンを打ち込でいるために、 P ゥ エ ル 2 b と n ゥ ル 1 の両ゥ エルが自己整合的に形成される。 更に、 こ の と き ゥ エ ル注入に用いたフ ォ ト レ ジ ス ト を p チ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス 夕のし きい値 （V T ) 制御用マス ク として使用する こ と も 可能であ り、 さ らにマ ス ク工程の簡略化が図かられる。
    [0066] 次ぎに、 第 2図（c )，（d )に、 絶縁分離層 6 の形成から ト ラ ン ジ ス夕 の形成までの ご く 大ざっぱな工程を示す断面'を示す。
    [0067] 一般に、 絶縁分離層 6 は熱酸化 による L 0 C 0 S法で形成さ れるが、 こ の例ではエ ッ チ ン グ法による基板への溝堀と絶縁物 の埋め込みによ って形成されている。 （も ちろんこ の絶縁分離 層の形成は逆でも よい。 ） こ の後、 通常のプ ロ セ スでゲー ト酸 化膜 8、 ゲー ト電極 7、 n +領域 4、 P +領域 5およびア ル ミ配 線 9 を形成し相捕型半導体装置を得る。
    [0068] こ こ で、 第 2図（a )，（b )に示すポ ロ ン あるいは リ ン の注入時に， 注入プロ フ ァ イ ルを制御し、 こ の絶縁分離層 6 の直下が適当な チ ヤ ン ネ ル ス ト ッ ノ、。一濃度になる よ う にしておけばチ ヤ ン ネル ス ト ッパーの注入を省略する こ とも可能であ り チ ャ ン ネ ル ス ト ッパー用のマス ク を追加する こ とな く、 （ p， n ) 両 ト ラ ン ジ ス タ の チ ヤ ン ネ ス ト ッ パ一も また自己整合的に且つゥ エ ル形成 と同時に行える。 こ のた め、 チ ャ ン ス ト の役割をもつ絶縁分離 層直下の n ゥ エルと p ゥ エ ルの高濃度層のォーパーラ ッ プを最 小限にと どめ横方向の入り 込みを抑制し、 寄生 n チ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス夕 と寄生 P チ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス タ の間隔縮小をはかる こ とができ、 これが C M 0 S構造の微細化に極めて有効に作用す 実際、 第 4図に示される も のは絶縁分離層直下の n ゥ ェ ル側 は 8 X 1 016 Z cm2〜 ： L . 6 X 1 017 Z cm2の高い濃度の P チ ヤ ネルス ト ッ バ一が、 また、 p ゥ ュ ル側は 1. 6 X 1 017ノ cm2〜 3. 2 X 1 017 Z cm2の高い濃度の n チ ャ ネ ル ス ト ッ パーが同時 に形成されている。
    [0069] 以上のよ う に、 こ の本願発明では n ゥ ルと P ゥ ルな らび に両 ト ラ ン ジ ス タ の チ ャ ン ネ ル ス ト ヅ パーも'同時-に 自己整合的 に形成し、 且つシ ー ト抵抗の低い高濃度埋め込み層を基板表面 から電位固定する こ とでラ ッ チア ッ プ ト リ ガー電流を効率的に 吸収する こ と がで き高密度でラ ッ チア ッ プに強い相捕型半導体 素子の形成を可能とするも のである。
    [0070] これら両ゥ X ル の形成な らびにチ ヤ ン ネ ル ス ト ッ パー の形成 における シ ミ ュ レーシ ョ ン結果に基づき試作を行な つ た実際の 半導体装置の特性に関して以下に説明する。
    [0071] こ のよ う な高エ ネルギーな ら びに高濃度注入によ るデ ィ パイ ス特性に関しては充分な リ サーチは行なわれていない。 そのた め、 こ の影響をみる ために両ゥ ヱ ルに形成されたダイ ォー ド特 性な らびに両チ ャ ネ ル （ P， n ) ト ラ ン ジ ス タ特性を評価した。 こ の結果を第 5図な らびに第 6図に示す。
    [0072] 第 5図（ a )(b )はそれぞれの ゥ ル に形成された大面積 （ 1. 6 X 1 0 - 3 cm2 ) ダイ オー ド （ n +— P ゥ ュ ルな らびに P +— n ゥ エ ル） の逆ノ イ ァ ス特性である。 こ の図から、 逆バ イ ア ス電 流が急激に増加する破壊電圧は注入エ ネルギーな ら びに ド 一ズ 量に依存するが、 これは各々の条件で ゥ X ル濃度値が変化する ためである。 ± 5 Vの逆バ イ ア ス で 0. 8〜 5. 7 5 P A程度 ^ の リ ーク電流であ り、 特に、 破壊電圧までは高エネルギー注入 による欠陥発生に伴う異常 リ ーク電流は観測されていない。
    [0073] また、 第 8図に示す ト ラ ン ジ ス タ のサブス レ ッ シ ュ ホル ド特 性 （ ド レ イ ン電圧； ± 3. 3 Vでゲー ト電圧を変化させた時の ド レ イ ン電流） も と く に注入条件によ る依存性はみと められず 良好なものが得られた。
    [0074] 更に、 第 7図に絶縁分離層直下のチ ャ ン ス ト の特性を以下の 方法によ り評価した。
    [0075] ( 1 ) こ の絶縁分離層の雨側の各ゥ エ ルに p +層を設けポ リ シ リ コ ンゲー ト を前記絶縁分離層の上に設け、 n ゥ エ ル内の絶縁 分離層直下に設けられた P チ ャ ネルス ト ッ パー （' η + ) の働き を 評価した。 （同図面点線よ り左側） . 縦軸は、 こ の寄生 ρ チ ャ ネル ト ラ ン ジ ス タ のゲー ト幅 1 m に対して 1 P Aの電流が流れる時のゲー ト電圧を示し、 横軸は p ゥ ヱ ルと p +層の距離をと つ てあ る。 こ の測定結果では、 こ の 距離が 0. 8 5 ^ m程度までゲー ト電圧 1 0 Vまで極めて低い 電流に抑え られている。
    [0076] ( 2 ) こ の絶縁分離層の雨側の各ゥ ルに η +層を設けポ リ シ リ コ ンゲー ト を前記絶縁分離層の上に設け、 ρ ゥ ル内の絶縁 分離層直下に設け られた η チ ャ ネルス ト ッ パー （ ρ + ) の働きを 評価した。 （同図面点線よ り右側）
    [0077] 同様に、 寄生 η チ ャ ネル ト ラ ン ジ ス タ に関しては、 ゲー ト電 圧 1 2 Vで、 今回の実測最小値、 即ち 0. 6 5 〃 m程度までチ ヤ ン ス ト の役割を充分に果たすも のである。 これは、 n +層と n ゥ エ ルの間には高濃度埋め込み層で囲まれているために、 極め てす ぐれた分離特性を示すためであ り、 こ の部分に本願発明の 構造上の特徴の 1 つがある。
    [0078] 以上、 n ゥ ヱ ル側は 0. 8 5 〃 m程度まで P ゥ ヱ ル側は 0. 6 5 m程度まで充分チ ャ ン ス ト の機熊を果してお り、 即ち、 0. 8 5 + 0. 6 5 = 1. 5 ^ m程度分離 （ n ゥ ル内の P +と P ゥ ュ ル内の n +の分離距離） が可能である。 尚、 こ の測定では、 ゲー ト酸化膜の破壊を避け るために最大 1 2 Vまでしかゲー ト 電極には印加していないが、 構造的にはさ ら に高い分離特性を 有してお り、 最適化をすすめれば 1. 0 m程度の分離が可能 である。 - また、 次ぎに C M 0 S構造の ラ ッ チア ッ プ特性に関する測定 デー タを第 8図に示す。
    [0079] こ の第 8 図（ a )は n ゥ ヱ ルに形成される p チ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス タ の ド レ イ ン領域 （ p + ) から ト リ ガ一電流が注入されラ ッ チ ア ッ プが開始する電流を縦軸に、 P ゥ ヱ ル内の n +と n ゥ ヱ ル内 の P +間隔を横軸にしてプロ ッ ト し たも のである。
    [0080] こ の図の等価回路のなかで、 寄生 ρ η ρ ト ラ ン ジ ス タ （ p ; p チ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス タ の ソ ー ス ， ド レ イ ン領域， n； n ゥ エ ル， P ； P ゥ ュ ル （低濃度基板 （ P ) および高濃度埋め込み層 （ P + ) ) ) に電流が流れ、 コ レ ク タ側 （ P ゥ X ル （低濃度基板 （ P ) およ び高濃度埋め込み層 （ P +) ) ) に注入され、 こ の コ レ ク タ 側の シ ー ト 抵抗 R sに電流が流れ、 こ の シ ー ト抵抗 R sによ る電 圧上昇する。
    [0081] こ の電圧上昇によ っ て、 寄生 n p n ト ラ ン ジ ス タ （ n ; n チ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス タ の ド レ イ ン領域， p ； p ゥ ヱ ル、 n； n ゥ エル） の仮想ベース （ P ゥ ル） の電位が上昇し、 こ の寄生 n P n ト ラ ン ジ ス タ がオン し、 こ の電流によ り n ゥ ヱ ル シー ト抵 抗 R Wでの電位上昇が寄生 p n p ト ラ ン ジ ス タ の仮想ベース （ n ゥ ヱ ル） におこ り、 こ の両寄生 ト ラ ン ジ ス タ よ り なる寄生サイ リ ス 夕 がオ ン してし ま う。
    [0082] 従って、 こ の R sが小さい程ラ ッ チア ッ プ耐圧が良いこ とにな る。 この図でも、 注入量 （ ドーズ量） が多いも のの方が良い特 性が得られている。 また、 従来の リ ト ロ グレー ド n ゥ ヱ ルのみ のも のに比べて、 ボロ ン の ドー ズ量が 3. 0 X 1 0 1 3 Z cm2の も ので約 7倍、 ボ ロ ン の ド ーズ量が 7. 0 X l 0 l s / c ni2の も ので ——約丄— ュ—チ- T ッ プ耐圧が得られた。 これは、 通常の リ ト 口 グレー ド n ゥ エ ルのみの も の R sが本願発明 と比べて めて大 きいためである。
    [0083] また、 第 8図（ b )に、 関しても同様にシー ト抵抗 R wの低い リ ト ロ グレー ド n ゥ エ ルと さ ら にシー ト抵抗の低い'リ ト ロ グレー ド P ゥ エル と萵濃度埋め込み層 （ P + ) による ί氐抵抗のシー ト抵 抗 R sによ り効果的なラ ッ チア ッ プ耐圧が得られた。
    [0084] 尚、 この場合の ト リ ガ リ ン グ メ カニズムでは、 リ ト ロ グレー ド η ゥ ヱ ルの シー ト抵抗 R wが支配的であるために、 従来の リ ト ロ グレー ド η ゥ ヱ ル搆造の も の と同程度の ラ ッ チア ッ プ耐圧を 有しているが、 標準 η ゥ ュ ル構造に比べ約 4倍程度の特性改善 が図られている。
    [0085] 以上、 本願発明の構造では、 どち らから の ラ ッ チア ッ プの ト リ ガ リ ングに対しても同程度の ラ ッ チア ッ プ開始電流値を示し てお り、 こ の構造が充分よいラ ッ チア ッ プ耐圧を有している こ とがわかる。 しかも、 こ の特性は、 前述の第 7図に示し た n +— P +間隔が 1. 0〜 1. 5 〃 mとい う極めて微細な分離まで保持 される こ とが確認された。 現在のいわゆる 1. 0 mの設計ル ールではこ の間隔がおよそ 6. 0 m程度であ り、 本願発明の 構造がいかに工業的価値があるかがわかる。
    [0086] (実施例 2 )
    [0087] 更に、 第 9図、 第 1 0図はこ の高濃度埋め込み層 （ P +) の浅 い領域と深い領域の深さ の制御のためのほかの方法の一例を示 すも のであ る。 即ち、 注入のス ト ッ ピン グパワ ーの異なる 2種 以上の膜を積層し、 その上から不純物注入を行いプロ フ ァ イ ル コ ン ト ロールを行な う も のであ る。
    [0088] 第 9図において.1 1 は n ゥ ル、 1 2 a は高濃度埋め込み層 ( P + )、 1 3は低濃度基板 （ P ) 、 1 4は保.護酸,化膜、 1 5は - ス ト ッ ビン グパワ ー = y 1をも つ絶縁膜、 1 6は ス ト ッ ピ ン グパ ヮ ー = ァ 2をも つ フ ォ ト レ ジ ス ト である。
    [0089] まず、 第 9図（ a )に示すよ う に、 低濃度基板 （ P ) 1 3 に熱 酸化によっ てィ オ ン注入のための保護酸化膜 1 4'を形成する。 更に、 この酸化膜上に絶縁膜、 例えば N S G膜を C V D法によ つ て l .O ^ m程度堆積させる。 次に、 こ の絶縁膜上にフ ォ ト レ ジ ス ト 1 6を 0 .7 z m程度塗布し た後、 若干のテーパーをも た せてパター ン出 しする。
    [0090] こ の後、 第 9図（ a )に示すよ う に、 3層の積層膜上から、 ボ ロ ン をカロ速電圧 2 .0 MeV, ド ーズ量 3 .0 X 1 013 cm2で ゥ ノヽ · 全面に注入する 。こ の と き 、フ ォ ト レ ジ ス ト 1 6 に よ っ て被われ てい る部分には、 p ゥ ュ ル 1 2 b及び nチ ャ ネ ルス ト ッ プ と し - - ての浅い高濃度埋め込み層 （ P + ) が形成され、 同時に、 フ ォ ト レ ジ ス ト 1 6 に被われていない領域は深い高濃度埋め込み層 （ P + ) 1 2 aが形成される。
    [0091] さ らに、 第 9 図（b )に示すよ う に、 この 3層の積層膜を除去 する こ とな く、 n ゥ ル 1 1形成用の リ ン を加速電圧 7 0 0 Ke V , ド ーズ量 1 . 0 X 1 0 1 3 cm2で注入する。
    [0092] こ の よ う に、 本発明の製造方法の特徴的なこ と の 1 つは、 ス ト ッ ビ ン グパ ワ ーの異なる絶縁膜と フ ォ ト レ ジ ス ト を積層し、 その上から、 n ゥ ル形成のための リ ン と高濃度埋め込み層形 成のためのボ ロ ンを積層膜を除去する こ とな く 2重注入する こ とにあ り、 3重積層膜によ って、 リ ンは完全に阻止され η ェ ルが選択的に形成されるが、 ボ ロ ンは貫通し、 深さの異なる導 電型領域を形成し、 しかも、 η ゥ エルと Ρ ゥ ュ ルは自己整合的 に形成される こ とが可能となる こ とにある。
    [0093] また、 各層、 例えばフ ォ ト レ ジ ス ト の膜厚を薄'く する こ とが 可能となり、' ゥ ヱ フ ァー面内での塗布工程において均一な膜厚 を選択する こ とができ る。
    [0094] さ ら にも う 1 つの特徴について、 第 1 0図で説明する。 第 1 0図は、 本発明の製造方法が高濃度埋め込み層の'浅い領域と深 い領域の深さの制御が可能である こ と を示している シ ミ ユ レ一 シ ヨ ン結果である。 こ こで、 保護酸化膜 （ ス ト ツ ピ ン グパヮ一 ァ 1〜 1 . 0 ) 上に絶縁膜と し て ス ト ツ ビ ン グパ ワ ー ァ 2〜 1 . 0 の N S G膜を、 また、 ス ト ッ ピ ン グパ ワ ー 7 3〜 0 . 8 8 の フ ォ ト レ ジ ス ト を積層し、 ポ ロ ン （加速電圧 2 . 0 MeV, ド ー ズ量 3 . 0 X 1 0 1 3 cm2 ) を注入している。 こ の と き、 一般に、 浅い埋め込み層 ピー ク 位置 R P1と 深い ピ ー ク 位置 RP2は、 酸化膜厚 Ll、 N S G膜厚 L2、 フ ォ ト レ ジ ス ト膜厚 L 3か ら次の関係が成立し てい る。
    [0095] R P1 = RP - ( r iL l+ T 2L 2+ r 3L 3 )
    [0096] '"…（1)
    [0097] RP2 = RP - ( 71L 1+ 72L 2) (2)
    [0098] こ こ で R Pは前記注入を シ リ コ ン基板中に行っ た と き の ボ ロ ン の ピー ク濃度値であ る。 こ れよ り、 2つの高濃度埋め込み層 1 2 a, 1 2 b の深さ の差 d は、
    [0099] d = 7 3L 3 (3)
    [0100] と書け る。 d をあ る程度小さ く する と き は、 ス ト ッ ピ ン グパヮ 一 ァ 3が小さ なも. のか、 膜厚 L 3を薄 く せねばな ら ないが、 こ の と き共に、 n ゥ ル形成の ための リ ン を完全に阻止する こ とが 難し く なる。
    [0101] そ のため に、 ス ト ツ ピ ン グパワ ー y 2をも っ た中間層、 こ こ で は N S G膜が必要に な り、 こ の値は dの設定に関係な く 独立に 選択でき る。
    [0102] さ ら に、 N S G膜厚を調整する こ と に よ っ て高濃度埋め込み 層全体の深さ を変化 させる こ と ができ る。 こ の制御は特に高工 ネルギー注入を使っ た製造工程において重要である。 なぜな ら、 高エ ネルギーにな る につれて ゥ ハー処理時間が '増大し、 スル ープ ッ 卜 が落ち るか らであ る。
    [0103] 第 1 0図においては、浅い高濃度埋め込み層 （ P + )は 3 .2 X 1 ◦ 17 cm- 3の ピー ク 濃度の位置が表面か ら約 0 .8 mで、 深い高 濃度埋め込み層（ p + )は 3 .2 X 1 017 CDT 3の ピー ク 濃度の位置 が表面から約 1 .4 〃 mとなり ピーク位置の差を約 0 .6 mと し、 絶縁分離層直下の接続部の濃度も 1 .6 X 1 017 cm-3と極め て高濃度にする こ とが可能にな っている。
    [0104] また、 異なる ス ト ッ ピン グパワーをもつ膜をさ らに 3重， 4 重と積層する こ とによって、 よ り最適化された ゥ エ ル及び高濃 度層を得る こ とができ る。
    [0105] (実施例 3 )
    [0106] さ ら にも う一つの実施例を第 1 1図から第 1 4図に基づいて 説明する。
    [0107] 第 1 1図においては、 3 1 は n ゥ ヱ ル、 3 2は高濃度埋め込 み層 （ P +) 、 3 3は高濃度埋め込み層 3 2 と連続的につ らなつ た P ゥ エ ル、 3 4は低濃度基板 （ p型）、 3 5， 3 5S, 3 5 d は n+層、 3 6， 3 6S, 3 6 <1は +層、 3 7は絶縁分離層、 3 8はゲー ト電極、 3 9はゲー ト酸化膜、 4 0はアル ミ 配線であ る。
    [0108] こ の第 1 1図で特徴的なこ との一つは、 絶縁分離層 3 7の一 部が半導体基板表面から突出している点である。
    [0109] その他の構造は前述の実施例 1 と同様であ り、 'そのため以下 の効果は当然認められる。
    [0110] 基板表面よ り半導体基板の電位を固定する こ とが容易になる 事、 即ち、 例えば表面よ り p ゥ ル 3 3を電位固定する こ とに よ り、 自動的に電位固定される。 こ のため、 ρ チャ ネ ル ト ラ ン ジ ス 夕 の ド レ イ ン領域を形成する p +層 3 6 dから'注入され n ゥ エ ル 3 1を介して低濃度基板 3 3の下方向並びに撗方向に流入 される ホールが効率的にこ の高濃度埋め込み層 3 2に吸収され 寄生 P n P nサイ リ ス 夕が動作する こ と を抑制する。
    [0111] n ゥ ヱ ル 1 と P ゥ エ ル 3 が自己整合的に形成されてお り、 こ のために、 n ゥ ル 3 1 を形成する n型不純物と P ゥ ヱ ル 3 3 を形成する P型不純物とが コ ン ベ ン セー シ ヨ ン する領域は、 絶 縁分離層の直下でほ とんどな く、 素子間分離間隔を極めて容易 に自己整合的に縮少でき る。
    [0112] 本発明の特徴は、 前述のよ う に絶縁分離層 3 7 の直下のチ ヤ ン ス ト領域を構成する n ゥ ル 3 1 と P ゥ ヱ ル 3 3 の一部浅い ピー ク値濃度層の深さ と、 リ ト ロ グレ ー ド な両ゥ c ル領域に ピ ーク値濃度層の深さが異なる点である。 これに よ り第 1 の実施 例よ り も よ り 自由度—の高い構 な j る _。 ―
    [0113] 次に、 第 1 2 図（ a )〜（ d )を用いて、 その製造方法の一例に ついてそのボイ ン ト とな ¾点を説明する。
    [0114] まず、 第 1 2図（ a )に示すよ う に、 低濃度基板 （ P型） 3 4 に選択的に絶縁分離層 3 7 を形成する。 こ の絶縁分離層 3 7 は その一部を半導体基板内に形成され、 他一部を半導体基板上部 に形成されてい る こ とを特徴とする。 こ の形状は、 一般に、 熱 酸化による L O C O S法で形成されるが、 こ の場合は ゥ ルの 注入前にこ の分離層を形成してお く 必要がある。 また、 さ らに 微細な素子分離は、 エ ッ チ ン グ法によ る基板への溝堀と絶縁物 の埋め込みによ って形成する と き、 基板上部へも埋め込み層を 重み上げる こ と によ って得る こ とができ る。
    [0115] 次に、 第 1 2図（ b )に示すよ う に、 基板上部にフ ォ ト レ ジ ス ト 4 1 のパタ ー ンを形成する。
    [0116] こ こ で一例と して、 こ の フ ォ ト レ ジ ス ト膜厚は' 2 m程度で あ り、 イ オ ン注入時の阻止能は 0 .8 2程度に設定する。 こ の膜 厚で、 高濃度埋め込み層 （ P + ) 3 2形成用のボ ロ ンを加速電圧 1 .7 M e V, ド ー ズ量 3 .0 ~ 7 .0 X 1 013Zcm2の高工 ネ ル ギ一で注入する と、 レ ジ ス トで覆われていない部分には深い高 濃度埋め込み層 3 2 が、 またレ ジス ト で覆われている部分には、 こ の フ ォ ト レ ジ ス ト 4 1 を貫通して、 同時に P ゥ ル 3 3 が形 成される。 尚、 後述する が、 こ の フ ォ ト レ ジ.ス ト， 4 1の膜厚は、 nゥ ル形成時の リ ン の ィ オ ン注入に関しては完全に阻止する 厚さに設定してある。
    [0117] 更に、 このよ う な高エネルギー注入によ り ゥ ヱルを形成する こ とによ り、 後の温度処理の後も ト ラ ン ジ ス タが形成される半 導体基板表面付近よ り も深い領域に不純物の高濃度層形成を可 能と し、 これによ り ゥ エ ル電位の固定なら びに CMO Sラ ツ チ ア ッ プの ト リ ガ一電流を抑制する こ とが可能と なる。
    [0118] また、 絶縁分離層 3 7 の直下では、 こ の分離層の膜厚のィ ォ ン注入阻止能によ り前述の P ゥ ュ ル 3 3および高濃度埋め込み 層 （ P +) 3 2よ り不純物フ ロ フ ァ イ ルが浅 く 形成され、 チ ヤ ネ ルス ト ツパ一の役割をはたすも のである。
    [0119] こ の後、 第 1 2図（ c )に示すよ うに、 更に、 このフ ォ ト レ ジ ス トパター ンを取り 除く こ とな く、 リ ンを加速電'圧 9 0 0 keV , ドープ量 1 .5 X 1 013 Z cm2でゥ ヱハ全面に注入し、 nゥ ル 3 3 を高濃度埋め込み層 3 2上部に形成する。 また、 こ の と き、 絶縁分離層 3 7直下では浅い ηゥ ル 3 1 の ピーク値の高濃度 層よ り も浅い領域に ピーク値をもつ高濃度層が形成され、 チ ヤ ネ ル ス ト ッ パー の役割を果たす。 こ の後、 通常のプ ロ セ ス でゲー ト酸化膜 3 9, ゲー ト電極 3 8， 11 +層 3 5， +層 3 6, およびアル ミ 配線 4 0を形成し相 捕型半導体装置を得る。
    [0120] 以上が製造方法の概略であるが、 こ の実施例に従っ て形成さ れた不純物分布シ ミ ュ レ ー シ ョ ン結果の例を第 1 3図に示す。
    [0121] 第 1 3図は、一例と し て フ ォ ト レ ジ ス ト膜厚 1 .9 〃 m、 そ の 阻止能 0 .8 2、 フ ォ ト レ ジ ス ト の テ ーパ角 8 5。 および注入角 度 7。 で リ ンを加速電圧 9 0 0 k e V， ド ーズ量 1 .5 X 1 01 3 / cm2で、 ボ ロ ンを加速電圧 1 .7 M e V， ドーズ量 3 .0 X 1 0 13/ cm2 で注入し、 1 0 5 0。C 2時間のァニールをお こ な った と き の II型な ら びに P型不純物のプロ フ ァ イ ル のシ ミ ユ レ ーシ ョ ン結果である。
    [0122] 高濃度の ボ ロ ン分布が P ゥ ル 3 3 ( 3 . S X I O 17, cm3の ピ ーク濃度値の位置が表面か ら約 1 m )と萵濃度埋め込み層 3 2 ( 3 .2 X 1 017 Z era3の ピーク 濃度値の位置が表面か ら約 2 .5 JLL m ) および 3 .2 X 1 017 Z cm3以上の濃'度値が絶縁分離層 3 7直下に形成されている。
    [0123] ま た、 高濃度の リ ン分布が η ゥ ル 3 1 が高濃度埋め込み層 3 2の上部に （ 1 .6 X 1 ◦ 17 / cm3の ピー ク濃度値の位置が表 面から約 1 .0 ^ m ) 形成され、 さ ら に、 絶縁分離層 3 7の直下 に高濃度 リ ン分布が形成されている。 しかも、 P ゥ ュ ル 3 と高 濃度埋め込み層 3 2が （図では 4 X 1 016 / era3の濃度で） 連続 的につらな っている こ と も わかる。
    [0124] こ こ では、 特に絶縁分離層 3 7直下に極めて高濃度のチ ャ ン ス ト を形成する こ とが容易になる。 即ち、 リ ト ログレ ー ド な ゥ エ ル領域での ピーク値をも つ高濃度層の最適な深さ と、 絶縁分 離層直下での ピーク値をも つ高濃度層のチ ャ ン ス ト と しての最 適な深さ と にある程度自由度をも つて形成する こ とが可能とな る。
    [0125] 更に、 第 1 4図は、 ゥ ハー全面にボロ ン注入を加速電圧 1 .7 M e V， ドーズ量 3 .0 X 1 013 Z cm2で注入し、 1 0 5 0 °C 2時間のァニールを後、 前記第 1 3図と同じ工程をおこなった と き の シ ミ ユ レーシ ヨ ン結果である。 ρ ゥ - ルの ピー ク値濃度 よ り も高濃度 （ 6 .4 X 1 017Zcm3の ピー ク'濃度-値が表面から 約 2 .5 mの位置に形成されている。 ） の埋め込み層が形成さ れている こ とがわかる。 '
    [0126] 一般に、 高エ ネルギーによる注入法においては、 その ド ーズ 量が 1 .0 X 1 014 Z cm2を越える領域において、 転位ループ等 による欠陥の発生を誘起する。 また、 この欠陥は熱処理によつ て回復が難かしい こ とが知られている。 しかし、 低 ドーズ量注 入と熱処理を複数回 く り返すこ とによ って、 第 1 4図に示され るよ う に高濃度埋め込み層を形成する こ とが可能であ り、 CM 0 S ラ ッ チア ッ プ耐性をさ ら に向上させる こ とができ る。
    [0127] ま た、 第 1 5図は、 上記 リ ン およびボロ ンの高工ネルギ一注 入の条件の許容範囲を示す特性図であ る。
    [0128] 本願発明の半導体装置の製造方法の制約条件としては、 大き ぐ以下の 2つがある。
    [0129] ( 1 ) まず第 1にレ ジ ス 卜 で覆われていない領域に リ ト ロ グ レ ー ドなゥ ルを形成する場合の注入条件であ る。
    [0130] 例えば、 n ゥ ヱ ル形成のための リ ン注入に関しては、 ト ラ ン ジ ス 夕 の ソ ー スある いは ド レ イ ン領域の P +層に接触しないため に、 そ の n ゥ ヱ ル の ピー ク 濃度の表面から の位置が 0. 2 〃 m 以上必要である。 こ の条件の点が同図 A点であ る。 その時のボ 口 ン の注入条件が同図 B点であ る。
    [0131] ( 2 ) ま た、 第 2 に加速電圧が大き く な つ た場合の レ ジ ス ト で覆われていない領域ににも、 やは り、 こ のレ ジス ト で覆われ ていない領域 リ ト ロ グレー ド な ゥ ヱル を形成.する.場合の注入条 件である。
    [0132] こ の場合は、 ピー ク値の高濃度層が基板深部に入っ てい く に つれて、 n ゥ ル基板の表面濃度も低 く な つてい く。 しかしな がら、 この基板表面の濃度は ト ラ ン ジ ス タ の し きい値 （ V T ) を 制御可能な状態にするためには最低でも〜 1 . 0 X 1 0 1 5 c m 3以上必要と なる。 それでこのために注入量を増加させればあ る 程度深い n ゥ エ ルを形成する こ と は可能と なる。 しかしながら、 注入による欠陥発生をさ け るためには ピー ク値が〜 1 , 0 X 1 0 1 8 Z cm3以下であ る こ とが必要と なる。 従っ て、 こ の条 の最 大値が同図 D点であ り、 こ の時のボ ロ ン の注入条件が同図 C点 である。
    [0133] さ ら に本願発明の説明では レ ジ ス ト で覆われていない領域に n ゥ ルを形成したが、 これを逆にし た時 （ レ ジ ス ト で覆われ ていない領域に P ゥ ルを形成する） の注入条件の範囲を示す ものが同図 a b c d の領域であ る。 ただし、 こ の場合は リ ンを 深 く 注入するためには極めて高い加速エ ネ ル ギーが必要と なる。
    [0134] ま た、 こ の図では レ ジ ス ト膜厚が最大 3 mと して算出 して いる力 これは半導体加工プ ロ セ ス上支障をき たすこ とがない よ う に基板上の レ ジ ス ト膜厚の均一性を確保するための最大膜 厚である。 '
    [0135] さ ら に、 本願発明の実施例 2で説明したよ う に基板全面にス ト ッ ビングパワ ー y を有する膜を形成する こ と もある。 従って、 こ の第 1 5図の A B C Dで囲まれた領域は上のほう にシ フ トす る。 つま り、 注入条件としては、 リ ン に関しては 2 4 0 K e V 以上であ り この加速エネルギーと ポロ ン の注入加.速ェ ネルギ一 の差は約 1 . 7 M e V (これは各ゥ ヱ ル上のレ ジス ト膜厚差が 最大 3 ^ mと して） 以内である。
    [0136] また、 第 1 6図は深い ト レ ン チ分離構造に応用した他の構造 である。 こ の構造は前述の注入条件以外のものであるが、 こ の 場合も、 一回の注入で P ゥ ェ ル 1 6 2 と P +埋め込み層 1 6 2 a を形成している。 n ゥ ヱ ルに関しては ト レ ン チ構造 1 8 6 に よ り完全に分離されているために こ の ト レ ン チ 1 6 6下部の n +は不用 とな っている。
    [0137] 産業上の利用可能性
    [0138] 以上これらはほんの一例に過ぎないが、 本発明の構造を有す る相捕型半導体装置によ り、 n ゥ ュ ル直下の半導体基板の深い 領域に形成された高濃度埋め込み層と、 こ の n ゥ ルを囲う浅 い領域に形成された高濃度埋め込み層とが半導体基板ないで連 続的に形成されているために、 こ の高濃度埋め込み層の電位を 半導体基板上部よ り容易に と る こ とが出来る。
    [0139] また、 n ゥ ュ ルからの低濃度基板への下方向と横方向への注 入を効率的にこ の高濃度埋め込み層によ り 吸収し、 寄生サイ リ ス タ の ト リ ガー電流を効率的に抑制する こ とができ る。 さ ら に、 絶縁分離層直下に形成される、 高濃度で浅い第 1 導 電型の ゥ ヱ ル と第 2導電型の ゥ ルに よ っ て、 チ ャ ネ ル ス ト ツ プの た め の製造プ ロ セ スを省略して、 絶縁分離を達成する こ と がで き る。 こ のため第 1 導電型と第 2.導電型 ト ラ ン ジ ス タ の間 隔を縮少する こ とが容易になる。
    [0140] さ ら に、 本発明の製造方法によ り、 はじ めて、 一つ の フ ォ ト レ ジ ス ト ノヽ。ター ン で p チ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス タ を形成する n ゥ ェ ル と、 n チ ャ ネ ル ト ラ ン ジ ス タ を形成する P ゥ ル と が自 己整 合的に形成されている。 こ のため、 こ の フ ォ ト レ ジ ス ト端部が 位置する絶縁分離層直下で、 n ゥ ル と P ゥ ュ ルの両チ ャ ネ ル ス ト ッ パー の役割を果す高濃度層がコ ン ペ ン セ ー シ ョ ンする と とな く、 その接合位置を確定する こ と がで き る。
    [0141] ま た、 こ の絶縁分離層直下には、 n ゥ ル と P ゥ ル の一部 の浅い高濃度領域が、 ゥ ユ ル形成と同時に形成され、 こ の高濃 度層が自己整合的なチ ャ ン ス ト の役割も果たすため、 素子特性 を劣化させる こ と な く 素子間分離間隔を容易に縮少で き る。
    [0142] ま た、 こ の両ゥ エ ルが リ ト ロ グレ ー ドな濃.度分,布をも っため、 こ の ゥ ュ ル の シ ー ト抵抗を小さ く し、 ト リ ガー電流によ る こ れ ら抵抗での電圧上昇を抑制し寄生 ト ラ ン ジ ス タ の仮想ベー ス領 域の電位上昇を抑制し ラ ッ チア ッ プ耐圧を改善する こ と が出来 さ ら に、 多層膜を用いた高エ ネルギー注入に よ り高濃度層の 深い領域と浅い領域の深さ を他ィ オ ン種の注入条'件に無関係に 任意にかつ、 極めて容易に制御でき る ため、 集積回路パタ ー ン に合せて C M O S構造を変える こ とができ、 集積回路の C M O s ラ ッ チア ッ プ耐性を向上させる こ とができ る。
    [0143] 従って、 本発明の相捕型半導体装置およびその製造方法は、
    [0144] C M O S技術に要求される ラ ツ チア ッ プ耐圧の高い極めて微細 な高集積半導体装置を実現するためには必要不可欠な技術であ り、 その工業的価値は極めて大きい。
    权利要求:
    Claims~ 3 請 求 の 範 囲
    1 . 第 1導電型の半導体基板と、 こ の半導体基板'に選択的に形 成された第 2導電型のゥ エ ルと、 この第 2導電型の ゥ ヱ ル直下 の深い領域に形成され前記半導体基板よ り も高濃度の第 1 導電 型の埋め込み層と、 前記第 2導電型の ゥ ルを平面的に取 り囲 んで前記埋め込み層よ り も浅い領域に形成された第 1 導電型の ゥ ルと、 こ の第 1 導電型の ゥ ルと前記埋め込'み層が前記第 2導電型の ゥ ル端部表面近傍に形成される絶縁分離層の直下 の前記半導体基板内にて基板濃度よ り も高濃度の第 1 導電型不 純物にて連続形成されてお り、 前記第 2導電型のゥ ルには第 1 導電型の ト ラ ン ジ ス タを、 前記第 1 導電型の ゥ ヱ ルには第 2 導電型の ト ラ ン ジ ス 夕を形成し たこ と を特徵とする半導体装置。
    2. 請求の範囲第 1 項において、 その一部が半導体基板表面よ り突出した絶縁分離層を有し、 こ の絶縁分離層の直下の第 1導 電型ゥ ルおよび第 2導電型の ゥ X ルの不純物プロ フ ァ ィ ルは、 各々、 前記絶縁分離層直下以外に設け られた各 ゥ ルの不純物 プロ フ ア イ ルょ り も浅 く 形成されたこ と を特徵とする半導体装
    3. 請求の範囲第 1 項または第 2項において、 第 1 導電型のゥ ルの不純物プロ フ ァ イ ルの最も高い濃度層が、 半導体基板内 部下層.部に位置し、 同様に第 2導電型のゥ ュ ルの不純物プロ フ ア イ ルの最も高い濃度層が、 半導体基板内部下層部に位置し、 前記第 1 導電型の ゥ ュ ルな ら びに、 前記第 2導電型の ゥ ルに 形成される ト ラ ン ジ ス タ は、 各々前記高い濃度層よ り も浅い領 域に形成された こ と を特徴とする半導体装置。
    ό
    4. 第 1導電型の半導体基板と、 この半導体基板に選択的に形 成された第 2導電型のゥ エ ルと、 こ の第 2導電型の ゥ ュ ル直下 の深い領域に形成され前記半導体基板よ り も高濃度の第 1 導電 型の埋め込み層と、 前記第 2導電型の ゥ ルを平面的に取 り囲 んで前記埋め込み層よ り も浅い領域に形成された第 1 導電型の ゥ ルと、 こ の第 1 導電型の ゥ ルと前記埋め込み層が前記第 2導電型の ゥ エ ル端部表面近傍に形成される絶縁分離層の直下 の前記半導体基板内にて基板濃度よ り も高濃度の第 1 導電型不 純物にて連続形成されており、 且つ前記第 2導電型の ゥ エ ルに は第 1導電型の ト ラ ンジ ス タを、 前記第 1 導電型の埋め込み層 の最大濃度が前記第 1導電型の ゥ ルの最大濃度よ り も高く 形 成され、 前記第 2導電型のゥ - ルには第 1 導電型の ト ラ ン ジス タ を、 前記第 1 導電型の ゥ ヱ ルには第 2導電型の ト ラ ン ジ スタ を形成した こ とを特徵とする半導体装置。
    5 5. 請求の範囲第 4項において、 その一部が半導体基板表面よ り突出した絶縁分離層を有し、 この絶縁分離層の直下の第 1導 電型ゥ ヱ ルおよび第 2導電型の ゥ Lルの不純物プロ フ ア イ ルは、 各^、 前記絶縁分離層直下以外に設け られた各ゥ ルの不純物 プロ フ ア イ ルよ り も浅く 形成されたこ とを特徴とする半導体装0
    6. 請求の範囲第 4項または第 5項において、 第 1導電型のゥ エ ルの不純物プロ フ ァ イ ルの最も高い濃度層が、 半導体基板内 部下層部に位置し、 同様に第 2導電型のゥ エ ルの不純物プロ フ ア イ ルの最も高い濃度層が、 半導体基板内部下層部に位置し、5 前記第 1導電型の ゥ エルな らびに、 前記第 2導電型の ゥ エ ルに 形成される ト ラ ン ジ ス タ は、 各々前記高い濃度層よ り も浅い領 域に形成された こ と を特徴とする半導体装置。
    7. 半導体基板と、 こ の半導体基板に選択的に フ ォ ト レ ジ ス ト ノ、0タ ー ンを形成するパタ ー ン工程と、 こ の フ ォ ト レ ジ ス ト ノ、°夕 ーン を用いて第 1 導電型のイ オ ン種の注入をお こない、 前記フ ォ ト レ ジ ス トパター ン で覆われていない前記半導体基板内の下 層部な らび に前記フ ォ ト レ ジ ス ト パ タ ー ン で覆われた前記半導 体基板内の上層部に第 1導電型の領域を同時に形成する こ とを 特徴とする半導体装置の製造方法。
    8 . 請求の範囲第 7項において、 こ の フ ォ ト'レ ジ'ス ト 端部がテ ーパを有してなる こ とを特徴とする半導体装置の製造方法。 9 . 請求の範囲第 8項において、 イ オ ン注入の加速電圧が 1 0 0 K e v _か ら 4. O M e vで第 1 導電型のイ オ ン種を注入する こ と を特徴とする半導体装置の製造方法。
    1 0 . イ オ ン注入に対する ス ト ッ ピ ン グパ ワ ー の異な る第 1 の 膜と第 2 の膜と、 こ の第 1 の膜を半導体基板上全面に、 前記第 2 の膜を前記半導体基板上に選択的に形成する注入パタ ー ン形 成工程と、 こ の後第 1導電型のイ オ ン種の注入なら びに第 2導 電型のィ ォ ン種の注入を行なっ たのち に前記第 1 の.膜と前記第 2 の膜を完全に除去する こ と を特徴とする半導体装置の製造方 法。
    1 1 . 請求の範囲第 1 0項において、 第 1 導電型のイ オ ン種 注入によ り、 第 2 の膜にて覆われた半導体基板内の上層部な ら びにそれ以外半導体基板内の下層深部に第 1 導電型領域が形成 され、 また第 2導電型のイ オ ン種の注入に よ り、 前記第 2 の膜 にて覆われていない半導体基板内の上層部のみに第 2導電型領 域が形成される こ と を特徴とする半導体装置の製造方法。
    ' 1 2. 請求の範囲第 1 0項または第 1 1項において、 第 1導電 型のイ オ ン種の加速電圧は l O O K e vから 4. 0 M e v、 第 2導電型のイ オ ン種の加速電圧は 24 0 K e Vから 7. 2 M e Vでィ オ ン注入する こ とを特徴とする半導体装置の製造方法。
    1 3. 第 1導電型の半導体基板と、 この半導体基板に選択的に フ ォ ト レ ジ ス ト ノヽ。タ ー ンを形成するパター ン工程'と、 こ の フ ォ ト レ ジ ス トパター ンを用いて第 1導電型のィ オ ン種ならびに第 2導電型イ オ ン種を各々注入し、 前記フ ォ ト レ ジ ス ト パタ ー ン で覆われていない前記半導体基板内の上層部には第 2導電型の 領域を形成し、 また、 前記第 1導電型のイ オ ン種の注入によ り 前記第 2導電型の領域の下層部ならびに前記フ ォ ト レ ジ ス トバ ター ン で覆われた前記半導体基板内の上層部に第 1導電型の領 域を形成する こ とを特徴とする半導体装置の製造方法。
    1 . 請求の範囲第 1 3項において、 第 1導電型のイ オ ン種の 加速電圧は 1 0 0 K e Vから 4. 0 M e v、 第 2導電型のィ ォ ン種の加速電圧は 2 40 K e vから 7. 2 M e vでイ オ ン注入 する こ とを特徴とする半導体装置の製造方法。
    1 5. 第 1導電型の半導体基板と、 こ の半導体基板に選択的に 絶縁分離層を形成する分離工程と、 こ の絶縁分離層の一部を含 んで前記半導体基板に選択的にフ ォ ト レ ジ ス ト パター ンを形成 するノ、0ター ン工程と、 この フ ォ ト レ ジ ス ト ノ、°タ ー ンを用いて第 1導電型のィ オ ン種ならびに第 2導電型ィ オ ン種を各々注入し、 前記フ ォ ト レ ジ ス ト パタ ー ン で覆われていない前記半導体基板 内の上層部には第 2導電型の領域を形成し、 ま た、 前記第 1 導 電型のィ オ ン種の注入によ り前記第 2導電型の領域の下層部な らびに前記フ ォ ト レ ジ ス ト パ タ ー ン で覆われた前記半導体基板 内の上層部に第 1 導電型の領域を形成し、 且つ前記絶縁分離層 の一部の直下にて前記下層部な ら びに上層部に形成される第 1 導電型の領域が前記半導体基板の基板濃度よ り も高い濃度で連 続的に形成される ィ オン注入工程とを有する こ とを特徴とする 半導体装置の製造方法。
    1 6. 請求の範囲第 1 5項において、 絶縁分離工程をおも に半 導体基板の熱酸化によって行な う こ と を特徴とす'る半導体装置 の製造方法。
    1 7. 請求の範囲第 1 5項において、 絶縁分離工程をおも に絶 縁物の堆積によ っ て行な う こ と を特徴とする'半導.体装置の製造 方法。
    1 8. 請求の範囲第 1 5項または第 1 6項または第 1 7項にお いて、 第 1 導電型のイ オ ン種の加速電圧は l O O K e vか ら 4. 0 M e v、 第 2導電型のイ オ ン種の加速電圧は 2 4 0 K e vか ら 7. 2 M e v でイ オ ン注入する こ と を特徴とする半導体装置 の製造方法。
    1 9. 第 1 導電型の半導体基板と、 こ の半導体基板に選択的に フ ォ ト レ ジ ス ト ノ、° タ ー ンを形成する ノ、。 タ ー ン工程と、 こ の フ ォ ト レ ジ ス ト パタ ー ン を用いて第 1 導電型の ィ オ ン種な ら びに第 2導電型イ オ ン種を各々注入し、 前記フ ォ ト レ ジ ス ト パ タ ー ン で覆われていない前記半導体基板内の上層部には第 2導電型の 領域を形成し、 また、 前記第 1 導電型のイ オ ン種の注入に よ り
    I
    5
    前記第 2導電型の領域の下層部ならびに前記フ ォ ト レ ジス トパ ター ン で覆われた前記半導体基板内の上層部に第 1導電型の領 域を形成し、 且つ前記フ ォ ト レ ジ ス ト パター ン端部の直下にて 前記下層部なら びに上層部に形成される第 1 導電型の領域が前 記半導体基板の基板濃度よ り も高い濃度で連続的に形成される イ オ ン注入工程と、 前記フ ォ ト レ ジ ス トパター ンを除去する レ ジ ス ト除去工程と、 前記ィ オ ン注入工程にて前記半導体基板上 層部に形成される前記第 1導電型の領域と前記第 2導電型の領 域の境界部をほぼ中心と した絶縁分離層を選択的に形成する絶
    1 0 縁分離工程とを有する こ とを特徴とする半導体装置の製造方法。
    2 0. 請求の範囲第 1 9項において、 絶縁分離工程をおもに絶 縁物の堆積によ っ て行なう こ とを特徴とする半導'体裝_置の製造 方法。
    2 1 . 請求の範囲第 1 9項または第 2 0項において、 第 1 導電 型のイ オ ン種の加速電圧は 1 0 0 K e Vから' 4. '0 M e v、 第 2導電型のィ ォ ン種の加速電圧は 2 4 0 K e から 7. 2 M e Vでィ オ ン注入する こ とを特徴とする半導体装置の製造方法。
    20
    25
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    US8729640B2|2014-05-20|Method and structure for radiation hardening a semiconductor device
    US6794235B1|2004-09-21|Method of manufacturing a semiconductor device having a localized halo implant
    US4507847A|1985-04-02|Method of making CMOS by twin-tub process integrated with a vertical bipolar transistor
    US7449388B2|2008-11-11|Method for forming multiple doping level bipolar junctions transistors
    US8252642B2|2012-08-28|Fabrication methods for radiation hardened isolation structures
    DE4233236C2|1995-09-14|Halbleitereinrichtung mit einem Wannenbereich für einen MOS-Transistor und Herstellungsverfahren dafür
    KR100275500B1|2000-12-15|집적화된 고전압 전력 소자 제조방법
    EP0265489B1|1991-01-16|Process for manufacturing semiconductor devices
    CA1097825A|1981-03-17|High performance bipolar device and method for makingsame
    US5119162A|1992-06-02|Integrated power DMOS circuit with protection diode
    US7008836B2|2006-03-07|Method to provide a triple well in an epitaxially based CMOS or BiCMOS process
    KR100681969B1|2007-02-15|저에너지 높은 경사각 이온 주입을 이용하는 반도체장치의 제조 방법
    US4963502A|1990-10-16|Method of making oxide-isolated source/drain transistor
    CA1194612A|1985-10-01|Process for forming complementary integrated circuitdevices
    US5098852A|1992-03-24|Method of manufacturing a semiconductor device by mega-electron volt ion implantation
    US6833592B2|2004-12-21|Latch-up resistant CMOS structure
    JP3094293B2|2000-10-03|半導体デバイスの製造方法
    US4422885A|1983-12-27|Polysilicon-doped-first CMOS process
    US5034338A|1991-07-23|Circuit containing integrated bipolar and complementary MOS transistors on a common substrate
    US6989309B2|2006-01-24|High voltage MOS transistor with up-retro well by providing dopant in an epitaxial layer
    US6861303B2|2005-03-01|JFET structure for integrated circuit and fabrication method
    CA1257710A|1989-07-18|Method for the manufacture of lsi complementary mosfield effect transistor circuits
    US4478655A|1984-10-23|Method for manufacturing semiconductor device
    US5248627A|1993-09-28|Threshold adjustment in fabricating vertical dmos devices
    DE3105118C2|1994-05-05|Verfahren zur Herstellung einer integrierten Schaltung mit komplementären bipolaren Transistoren und komplementären Isolierschicht-Gate-Feldeffekttransistoren auf einem gemeinsamen Substrat
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    KR950015013B1|1995-12-21|
    EP0336977A1|1989-10-18|
    KR890702251A|1989-12-23|
    EP0794575A2|1997-09-10|
    EP0794575A3|1998-04-01|
    EP0336977B1|1998-03-18|
    DE3856150D1|1998-04-23|
    EP0336977A4|1991-10-23|
    DE3856150T2|1998-08-06|
    US5160996A|1992-11-03|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1989-04-20| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP KR US |
    1989-04-20| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1989-06-08| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1988908756 Country of ref document: EP |
    1989-10-18| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1988908756 Country of ref document: EP |
    1998-03-18| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1988908756 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP25420387||1987-10-08||
    JP62/254203||1987-10-08||
    JP8871488||1988-04-11||
    JP63/88714||1988-04-11||DE3856150A| DE3856150D1|1987-10-08|1988-10-06|Halbleiteranordnung und verfahren zur herstellung|
    EP88908756A| EP0336977B1|1987-10-08|1988-10-06|Semiconducteur device and method of producing the same|
    DE3856150T| DE3856150T2|1987-10-08|1988-10-06|Halbleiteranordnung und verfahren zur herstellung|
    JP63508046A| JPH07109872B1|1987-10-08|1988-10-06||
    KR89701034A| KR950015013B1|1987-10-08|1988-10-06|반도체 장치 및 그 제조 방법|
    [返回顶部]