(57)【要約】【課題】必要とされる素子部の不純物濃度と多結晶シリコン膜の不純物濃度が異なっていても、同じイオン注入工程を用いてこれらを作り分けでき、工程を共通化できる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体基板１に不純物をイオン注入して形成される半導体素子と、半導体基板１に設けられた絶縁膜２上に形成され、不純物がイオン注入される多結晶シリコン膜３０とを有する半導体装置１０１の製造方法において、繰り返しパターンからなる開口部９０ｒを有するマスク９を、多結晶シリコン３０上に形成するマスク形成工程と、半導体素子におけるイオン注入条件を用いて、半導体素子におけるイオン注入と同時に、マスク９が形成された多結晶シリコン膜３０に不純物をイオン注入するイオン注入工程と、イオン注入が終了した半導体基板１を熱処理する熱処理工程とを有する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に不純物をイオン注入して形成される半導体素子と、前記半導体基板に設けられた絶縁膜上に形成され、不純物がイオン注入される多結晶シリコン膜とを有する半導体装置の製造方法において、
繰り返しパターンからなる開口部を有するマスクを、前記多結晶シリコン膜上に形成するマスク形成工程と、
前記半導体素子におけるイオン注入と同時に、前記マスクが形成された多結晶シリコン膜に不純物をイオン注入するイオン注入工程と、
前記イオン注入が終了した半導体基板を熱処理する熱処理工程とを有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記多結晶シリコン膜の平面形状がストライプ形状であり、
前記マスクの開口部の平面形状が、前記多結晶シリコン膜のストライプの長辺方向に垂直なストライプ形状であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記多結晶シリコン膜の平面形状がストライプ形状であり、
前記マスクの開口部の平面形状が、前記多結晶シリコン膜のストライプの長辺方向に平行なストライプ形状であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記多結晶シリコン膜の平面形状がストライプ形状であり、
前記マスクの開口部の平面形状が、前記多結晶シリコン膜のストライプの長辺方向に斜めに交わるストライプ形状であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記マスクの開口部が、前記多結晶シリコン膜上で、格子模様に配置されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記多結晶シリコン膜が、ｐ導電型拡散領域とｎ導電型拡散領域が交互に繰り返し配置されてなるダイオードの形成に用いられ、
前記熱処理工程後の多結晶シリコン膜上に、繰り返しパターンからなる開口部を有する第２マスクを形成する第２マスク形成工程と、
前記第２マスクが形成された多結晶シリコン膜に、前記イオン注入工程でイオン注入された不純物と逆の導電型を有する不純物をイオン注入する第２イオン注入工程とを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第２マスクにおける開口部の繰り返し周期が、前記マスクの開口部の繰り返し周期に一致することを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記マスクにおける開口部の繰り返しパターンに対して、前記第２マスクにおける開口部の繰り返しパターンが、ほぼ直交するように配置されることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板に不純物をイオン注入して形成される半導体素子と、同じ半導体基板に設けられた絶縁膜上に形成され、不純物がイオン注入される多結晶シリコン膜とを有する半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体基板には、不純物を拡散させてトランジスタ等の半導体素子が形成されるが、それ以外にも、絶縁膜上に多結晶シリコン膜を形成して、配線や抵抗が形成される。また、半導体装置の中には、絶縁膜上の多結晶シリコン膜を用いて、ダイオードが形成される半導体装置もある。このような、絶縁膜上に多結晶シリコン膜を形成して、ダイオードを形成する半導体装置の製造方法が、例えば、特許第２６４９３５９号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特許第２６４９３５９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
不純物を含有していない多結晶シリコン膜は導電性がほとんどないため、通常、配線や抵抗の形成には、不純物を含有した多結晶シリコン膜が用いられる。多結晶シリコン膜に不純物を導入する場合、成膜時に導入する場合と、後からイオン注入により導入する場合がある。特に、前記のようにトランジスタ等の半導体素子と共に用いられる多結晶シリコン膜では、工程を簡略化するために、トランジスタ等の素子形成段階でのイオン注入工程をそのまま利用して、多結晶シリコン膜に不純物が導入される。
【０００５】
図４（ａ）〜（ｃ）は、半導体基板に不純物をイオン注入して形成される半導体素子と、同じ半導体基板に設けられた絶縁膜上に形成され、不純物がイオン注入される多結晶シリコン膜とを有する従来の半導体装置１００の製造方法を示す図である。
【０００６】
図４（ａ）は、半導体装置１００のイオン注入工程における、素子部と多結晶シリコン部の断面模式図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に対応した、半導体装置１００における素子部と多結晶シリコン部の平面模式図である。図４（ａ），（ｂ）において、点で塗りつぶした部分が、イオン注入後の不純物が注入された領域であり、点線で囲った部分が、注入された不純物が熱処理後に拡散した領域を示している。図４（ｃ）は、表面からの深さが同じで、図４（ｂ）の両端矢印の一点差線で示した範囲における、不純物濃度の分布を示す図である。
【０００７】
図４（ａ），（ｂ）において、符号１はシリコンからなる半導体基板であり、符号２は絶縁膜であり、また、符号４は半導体素子であるトランジスタのソースに形成されるｐ＋型ウェルで、ｐ導電型の不純物が高濃度に拡散される領域を示している。また、符号５は多結晶シリコン膜３の保護のための薄い酸化膜である。
【０００８】
図４（ａ），（ｂ）に示す半導体装置１００では、素子部のｐ＋型ウェルの形成に用いるｐ導電型不純物のイオン注入工程をそのまま用いて、多結晶シリコン膜３へｐ導電型の不純物を導入している。このように、素子形成に用いる半導体基板１へのイオン注入工程をそのまま用いることで、半導体装置１００の製造工程が簡略化され、半導体装置１００の製造コストを抑制することができる。
【０００９】
しかしながら上記のようにイオン注入工程を共通化できるのは、図４（ｃ）の不純物濃度の分布図に示すように、ｐ＋型ウェル４の不純物濃度Ｋｓと多結晶シリコン膜３の不純物濃度Ｋが、ほぼ等しい場合に限られる。特に、多結晶シリコン膜３を配線等に用いる場合には特性に影響する不純物濃度の許容範囲は大きいが、特許文献１のように多結晶シリコン膜３をダイオードに用いる場合や抵抗に用いる場合には、特性に影響する不純物濃度の許容範囲が狭い。従って、このような場合には上記のようにイオン注入工程の共通化ができず、多結晶シリコン膜３へのイオン注入を別工程で行なう必要があったため、半導体装置１００の低コスト化、ＴＡＴ短縮化、生産性向上の妨げとなっていた。
【００１０】
そこで本発明は、必要とされる素子部の不純物濃度と多結晶シリコン膜の不純物濃度が異なっていても、同じイオン注入工程を用いてこれらを作り分けでき、工程を共通化できる半導体装置の製造方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、半導体基板に不純物をイオン注入して形成される半導体素子と、前記半導体基板に設けられた絶縁膜上に形成され、不純物がイオン注入される多結晶シリコン膜とを有する半導体装置の製造方法において、繰り返しパターンからなる開口部を有するマスクを、前記多結晶シリコン膜上に形成するマスク形成工程と、前記半導体素子におけるイオン注入と同時に、前記マスクが形成された多結晶シリコン膜に不純物をイオン注入するイオン注入工程と、前記イオン注入が終了した半導体基板を熱処理する熱処理工程とを有することを特徴としている。
【００１２】
これによれば、多結晶シリコン膜にイオン注入された不純物は、注入領域が繰り返しパターンとなっているため、次の熱処理工程により、多結晶シリコン膜全体に均一に拡散する。また、開口部の開口率を適宜設定して、多結晶シリコン膜にイオン注入される不純物の量を制御し、熱処理後における多結晶シリコン膜の不純物濃度を任意の要求値に合わせることができる。このようにして、互いに異なる不純物濃度が要求される半導体素子と多結晶シリコン膜のイオン注入を、半導体素子のイオン注入条件を用いて、一つの工程で行なうことができる。従って、このようにイオン注入工程を共通化することで、互いに異なる不純物濃度の半導体素子と多結晶シリコン膜とを持つ半導体装置について、低コスト化、ＴＡＴ短縮化、生産性向上を図ることができる。
【００１３】
また逆に言えば、多結晶シリコン膜へのイオン注入工程を、半導体素子形成におけるイオン注入工程と共通化することを前提とした場合には、従来に較べて多結晶シリコン膜の不純物濃度の設定範囲を拡大することができ、設計の自由度が広がる。
【００１４】
請求項２〜５に記載の発明は、上記半導体装置の製造方法におけるマスクの繰り返しパターンからなる開口部に関する。
【００１５】
請求項２〜４に記載の発明は、多結晶シリコン膜の平面形状がストライプ形状のものに適した、繰り返しパターンからなる開口部である。請求項２と３に記載の発明は、前記マスクの開口部の平面形状が前記多結晶シリコン膜のストライプの長辺方向に対して、それぞれ、垂直と平行なストライプ形状であることを特徴としている。また、請求項４に記載の発明は、ストライプの長辺方向に斜めに交わることを特徴としている。
【００１６】
上記のいずれの繰り返しパターンからなる開口部を有するマスクであっても、イオン注入後の熱処理により、多結晶シリコン膜全体に不純物を均一に拡散することができ、多結晶シリコン膜の不純物濃度を任意の要求値に合わせることができる。
【００１７】
さらに、例えば、多結晶シリコン膜のストライプの長辺方向に対して、垂直なストライプ形状の開口部を有するマスクを用いた場合には、以下の利点がある。この場合には、不純物の拡散が十分でなく熱処理後における不純物濃度の均一性がわずかに劣化しても、ストライプの長辺方向に流れる電流に対して、影響が小さい。一方、熱処理後における不純物濃度の均一性が大きく劣化した場合には、ストライプの長辺方向に電流が流れ難くなり、ストライプの短辺方向に流れる電流に対して、影響が小さい。
【００１８】
逆に、多結晶シリコン膜のストライプの長辺方向に対して、平行なストライプ形状の開口部を有するマスクを用いた場合には、熱処理後における不純物濃度の均一性がわずかに劣化しても、ストライプの短辺方向に流れる電流に対して影響が小さくなる。また、熱処理後における不純物濃度の均一性が大きく劣化した場合には、ストライプの短辺方向に電流が流れ難くなり、長辺方向に流れる電流に対して影響が小さくなる。
【００１９】
多結晶シリコン膜のストライプの長辺方向に斜めに交わる開口部を有するマスクを用いた場合には、ストライプの長辺方向と短辺方向に流れる電流に対して、均等に影響が小さくなる。このように、多結晶シリコン膜の用途に応じて上記各マスクを選択することで、熱処理後における不純物濃度の均一性が劣化した場合も、その影響を低減することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、前記マスクの開口部が、前記多結晶シリコン膜上で、格子模様に配置されることを特徴としている。
【００２１】
これによっても、イオン注入後の熱処理により、多結晶シリコン膜全体に不純物を均一に拡散することができ、多結晶シリコン膜の不純物濃度を任意の要求値に合わせることができる。本発明の場合には、開口部が等方的に配置されるため、等方性を保ちながら開口部の開口率を小さく設定でき、多結晶シリコン膜の不純物濃度を低く均一に設定したい場合に特に有効である。
【００２２】
請求項６〜８に記載の発明は、前記多結晶シリコン膜が、ｐ導電型拡散領域とｎ導電型拡散領域が交互に繰り返し配置されてなるダイオードの形成に用いられる場合の半導体装置の製造方法に関する。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、前記熱処理工程後の多結晶シリコン膜上に、繰り返しパターンからなる開口部を有する第２マスクを形成する第２マスク形成工程と、前記第２マスクが形成された多結晶シリコン膜に、前記イオン注入工程でイオン注入された不純物と逆の導電型を有する不純物をイオン注入する第２イオン注入工程とを有することを特徴としている。
【００２４】
これによれば、不純物濃度が特性に大きな影響を及ぼすダイオードであっても、ｐ導電型もしくはｎ導電型のいずれか一方の不純物のイオン注入工程を、半導体素子形成におけるイオン注入工程と共通化することができる。従って、半導体素子および多結晶シリコン膜からなるダイオードを有する半導体装置について、低コスト化、ＴＡＴ短縮化、生産性向上を図ることができる。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、前記第２マスクにおける開口部の繰り返し周期が、前記マスクの開口部の繰り返し周期に一致することを特徴としている。
【００２６】
これによれば、不純物の拡散が十分でなく熱処理後における不純物濃度に周期的な分布が発生しても、同じ周期を持つ第２マスクで形成されるｐ導電型もしくはｎ導電型の全ての拡散領域に対して影響が均等になる。従って、ダイオードの電流バランスがくずれず、良好な特性を持つダイオードが形成された半導体装置を製造することができる。
【００２７】
請求項８に記載の発明は、前記マスクにおける開口部の繰り返しパターンに対して、前記第２マスクにおける開口部の繰り返しパターンが、ほぼ直交するように配置されることを特徴としている。
【００２８】
これによれば、不純物の拡散が十分でなく熱処理後における不純物濃度に周期的な分布が発生しても、この周期的な分布対して、第２マスクで形成されるｐ導電型もしくはｎ導電型領域がほぼ直交するように形成される。このため、前記マスクと前記第２マスクのパターン合わせずれによるダイオード特性への影響が小さく、ダイオードの設計余裕度を大きくすることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図に基づいて説明する。
【００３０】
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の半導体装置の製造方法を示す図である。本発明の製造方法は、半導体基板に不純物をイオン注入して形成される半導体素子と、半導体基板に設けられた絶縁膜上に形成され、不純物がイオン注入される多結晶シリコン膜とを有する半導体装置１０１の製造方法に関する。
【００３１】
図１（ａ）は、半導体装置１０１のイオン注入工程における、半導体素子の素子部と多結晶シリコン膜が形成された多結晶シリコン部の断面模式図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に対応した半導体装置１０１における素子部と多結晶シリコン部の平面模式図である。図１（ａ），（ｂ）において、点で塗りつぶした部分が、イオン注入後の不純物が注入された領域であり、点線で囲った部分が、注入された不純物が熱処理後に拡散した領域を示している。図１（ｃ）は、表面からの深さが同じで、図１（ｂ）の両端矢印の一点差線で示した範囲における、不純物濃度の分布を示す図である。尚、図１（ａ）〜（ｃ）では、図４（ａ）〜（ｃ）に示した従来の半導体装置１００と同様の部分については同じ符号をつけあり、その説明は省略する。また、本実施形態の図１（ａ）〜（ｃ）における半導体装置１０１の素子部は、従来の図４（ａ）〜（ｃ）における半導体装置１００の素子部と全く同じである。
【００３２】
図１（ａ）〜（ｃ）に示す半導体装置１０１の製造方法においても、従来と同様に、素子部のｐ＋型ウェル４の形成に用いるイオン注入条件をそのまま用いて、多結晶シリコン膜３０へ不純物を導入する。
【００３３】
一方、図１（ａ）に示すように、本実施形態の半導体装置１０１のイオン注入時には、図４（ａ）の従来の製造方法と異なり、繰り返しパターンからなる開口部９０ｒを有するマスク９を、多結晶シリコン膜３０上に形成している。従って、イオン注入後には、繰り返しパターンからなる開口部９０ｒに対応した繰り返しパターンからなる不純物注入領域３０ｒが、多結晶シリコン膜３０に形成される。尚、図１（ｂ）においては、簡単化のために、マスク９の図示を省略している。
【００３４】
上記のように、イオン注入後の多結晶シリコン膜３０には繰り返しパターンからなる不純物注入領域３０ｒが形成されるが、次の熱処理工程により、注入された不純物は多結晶シリコン膜３０全体に均一に拡散する。このため、図１（ｃ）の不純物濃度の分布図に示すように、多結晶シリコン膜３０の不純物濃度Ｃは、図４（ａ）〜（ｃ）の多結晶シリコン膜３の不純物濃度Ｋに対して、Ｃ＝Ｋ×（β／α）となる。従って、マスク９の開口部９０ｒの開口率（図１（ｂ）におけるβ／α）を適宜設定して、多結晶シリコン膜３０にイオン注入される不純物の量を制御することで、熱処理後における多結晶シリコン膜３０の不純物濃度Ｃを任意の要求値に合わせることができる。
【００３５】
このようにして、互いに異なる不純物濃度Ｋｓ，Ｃが要求される半導体素子のｐ＋型ウェル４と多結晶シリコン膜３０のイオン注入を、半導体素子のｐ＋型ウェル４のイオン注入条件を用いて、一つの工程で行なうことができる。従って、このようにイオン注入工程を共通化することで、互いに異なる不純物濃度の半導体素子のｐ＋型ウェル４と多結晶シリコン膜３０とを持つ半導体装置１０１の製造において、低コスト化、ＴＡＴ短縮化、生産性向上を図ることができる。
【００３６】
また逆に言えば、多結晶シリコン膜３０へのイオン注入工程を、半導体素子形成におけるイオン注入工程と共通化することを前提とした場合には、従来に較べて多結晶シリコン膜３０の不純物濃度の設定範囲を拡大することができ、設計の自由度が広がる。
【００３７】
図２（ａ）〜（ｄ）に、上記の半導体装置の製造方法に用いられるマスクが有する、繰り返しパターンからなる４種類の開口部を示す。図２（ａ）〜（ｄ）は、図１（ｂ）に対応する多結晶シリコン膜３１〜３４の平面模式図で、各多結晶シリコン膜３１〜３４に形成された不純物注入領域３１ｒ〜３４ｒが、マスクの開口部に対応している。
【００３８】
図２（ａ）〜（ｄ）の多結晶シリコン膜３１〜３４は、平面形状がストライプ形状である。図２（ａ），（ａ’）は、マスクの開口部に対応する不純物注入領域３１ｒの平面形状が、多結晶シリコン膜３１のストライプの長辺方向に対して、垂直なストライプ形状となっている。一方、図２（ｂ），（ｂ’）は、不純物注入領域３２ｒの平面形状が、多結晶シリコン膜３２のストライプの長辺方向に対して、平行なストライプ形状となっている。また、図２（ｃ）は、不純物注入領域３３ｒの平面形状が、多結晶シリコン膜３３のストライプの長辺方向に斜めに交わったストライプ形状となっている。
【００３９】
図２（ａ）〜（ｃ）のいずれの繰り返しパターンからなる開口部を有するマスクであっても、イオン注入後の熱処理により、点線で示したように多結晶シリコン膜３１〜３３の全体に、不純物を均一に拡散することができる。従って、開口率を適宜設定して、多結晶シリコン膜３１〜３３の不純物濃度を任意の要求値に合わせることができる。
【００４０】
さらに、図２（ａ），（ａ’）に示すように、多結晶シリコン膜３１のストライプの長辺方向に対して、垂直なストライプ形状の開口部を有するマスクを用いて不純物注入領域３１ｒを形成した場合には、以下の利点がある。図２（ａ）に示すように、不純物の拡散が十分でなく熱処理後における不純物濃度の均一性がわずかに劣化しても、ストライプの長辺方向に流れる図中の矢印で示した電流に対して、影響が小さい。一方、図２（ａ’）に示すように、熱処理後における不純物濃度の均一性が大きく劣化した場合には、ストライプの長辺方向に電流が流れ難くなり、ストライプの短辺方向に流れる電流に対して、影響が小さい。
【００４１】
一方、図２（ｂ），（ｂ’）に示すように、多結晶シリコン膜３２のストライプの長辺方向に対して、平行なストライプ形状の開口部を有するマスクを用いた場合には、以下の利点がある。図２（ｂ）に示すように、不純物の拡散が十分でなく熱処理後における不純物濃度の均一性がわずかに劣化しても、ストライプの短辺方向に流れる図中の矢印で示した電流に対して、影響が小さい。一方、図２（ｂ’）に示すように、熱処理後における不純物濃度の均一性が大きく劣化した場合には、ストライプの短辺方向に電流が流れ難くなり、ストライプの長辺方向に流れる電流に対して、影響が小さい。
【００４２】
図２（ｃ）に示すように、多結晶シリコン膜３３のストライプの長辺方向に斜めに交わる開口部を有するマスクを用いた場合には、ストライプの長辺方向と短辺方向に流れる電流に対して、均等に影響が小さくなる。
【００４３】
このように、多結晶シリコン膜３１〜３３の用途に応じて上記の図２（ａ）〜（ｃ）に対応した各マスクを選択することで、熱処理後における不純物濃度の均一性が劣化した場合も、その影響を低減することができる。
【００４４】
図２（ｄ）は、マスクの開口部に対応する不純物注入領域３４ｒが、多結晶シリコン膜３４上で、格子模様に配置されている。これによっても、イオン注入後の熱処理により、多結晶シリコン膜３４の全体に不純物を均一に拡散することができ、多結晶シリコン膜３４の不純物濃度を任意の要求値に合わせることができる。また、図２（ｄ）の場合には開口部に対応する不純物注入領域３４ｒが等方的に配置されるため、等方性を保ちながら開口部の開口率を小さく設定でき、多結晶シリコン膜３４の不純物濃度を低く均一に設定したい場合に特に有効である。
【００４５】
次に、前記した多結晶シリコン膜を用いて、ｐ導電型拡散領域とｎ導電型拡散領域が交互に繰り返し配置されてなるダイオードが形成される場合について、以下に説明する。
【００４６】
図３（ａ）〜（ｆ）は、前記した絶縁膜上の多結晶シリコン膜に形成されるダイオードの製造方法を示す工程別断面図である。このダイオードは、前記したように半導体素子と共に形成される半導体装置の一部であるが、図３（ａ）〜（ｆ）では、多結晶シリコン部のみを示してある。尚、図３（ａ）〜（ｆ）では、図１（ａ）〜（ｃ）に示した半導体装置１０１と同様の部分については同じ符号をつけあり、その説明は省略する。
【００４７】
最初に、図３（ａ）に示すように、半導体基板１上に絶縁膜２を形成し、その上に不純物を添加していない多結晶シリコン膜３５を形成して、所定の形状にパターニングする。次に、パターニングした多結晶シリコン膜３５を熱酸化して、保護のための薄い酸化膜５を形成する。
【００４８】
次に、図３（ｂ）に示すように、繰り返しパターンからなる開口部９０ａｒを有するマスク９ａを、多結晶シリコン膜３５上に形成して、ｐ導電型の不純物をイオン注入する。このイオン注入は、前記したように素子部に形成する半導体素子のイオン注入条件を用いて行い、イオン注入工程を共通化させる。イオン注入により、図のように、繰り返しパターンからなる開口部９０ａｒに対応した不純物注入領域３５ｒが形成される。
【００４９】
次に、図３（ｃ）に示すように、マスク９ａを除去した後に熱処理を行い、注入したｐ導電型の不純物を多結晶シリコン膜３５の全体に拡散させる。これにより、多結晶シリコン膜３５は、ｐ導電型の不純物が均一に拡散された多結晶シリコン膜になる。
【００５０】
次に、図３（ｄ）に示すように、繰り返しパターンからなる開口部９０ｂｓを有する第２マスク９ｂを、多結晶シリコン膜３５上に形成して、ｎ導電型の不純物をイオン注入する。この第２イオン注入により、図のように、繰り返しパターンからなる開口部９０ｂｓに対応した不純物注入領域３５ｓが形成される。
【００５１】
最後に、図３（ｅ）に示すように、第２マスク９ｂを除去した後に層間絶縁膜６を形成し、電極７を接続して、ｐ導電型拡散領域３５ｐとｎ導電型拡散領域３５ｎが交互に繰り返し配置されてなるダイオード１０２ｄが完成する。
【００５２】
このように、不純物濃度が特性に大きな影響を及ぼすダイオードであっても、図３（ｂ）に示すように、半導体素子形成におけるイオン注入工程と共通化することができる。図３（ｂ）ではｐ導電型不純物のイオン注入工程を半導体素子形成におけるイオン注入工程と共通化したが、半導体素子形成におけるｎ導電型不純物のイオン注入工程を共通化して、先にｎ導電型の不純物が均一に拡散された多結晶シリコン膜となるようにしてもよい。このようにして、半導体素子および多結晶シリコン膜３５からなるダイオード１０２ｄを有する半導体装置について、低コスト化、ＴＡＴ短縮化、生産性向上を図ることができる。
【００５３】
尚、図３（ｂ）の両端矢印の一点差線で示したマスク９ａの開口部９０ａｒの繰り返し周期Ｌａと、図３（ｄ）の第２マスク９ｂにおける開口部９０ｂｓの繰り返し周期Ｌｂは、一致することが好ましい。これによって、不純物の拡散が十分でなく、図３（ｃ）に示す熱処理後の不純物濃度に周期的な分布が発生しても、同じ周期を持つ第２マスク９ｂで形成される全てのｎ導電型拡散領域３５ｎに対して影響が均等になる。従って、ダイオード１０２ｄの電流バランスがくずれず、良好な特性のダイオードが形成された半導体装置とすることができる。
【００５４】
図３（ａ）〜（ｅ）に示すダイオード１０２ｄは、図３（ｂ）の開口部９０ａｒの繰り返しパターンに対して、図３（ｄ）の開口部９０ｂｓの繰り返しパターンが、平行に配置されて形成されたダイオードであった。これに限らず、図３（ｂ）の開口部９０ａｒの繰り返しパターンに対して、図３（ｄ）の開口部９０ｂｓの繰り返しパターンが、ほぼ直交するように配置してもよい。
【００５５】
これによれば、図３（ｃ）に示す不純物の拡散が十分でなく熱処理後における不純物濃度に周期的な分布が発生しても、この周期的な分布対して、第２マスク９ｂで形成されるｐ導電型もしくはｎ導電型領域がほぼ直交するように形成される。このため、マスク９ａと第２マスク９ｂのパターン合わせずれによるダイオード特性への影響が小さく、ダイオードの設計余裕度を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の半導体装置の製造方法におけるイオン注入工程の断面模式図であり、（ｂ）は平面模式図であり、（ｃ）は不純物濃度の分布を示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明に用いられるマスクの繰り返しパターンからなる開口部に対応した、各不純物注入領域が形成された多結晶シリコン膜の平面模式図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の多結晶シリコン膜に形成されるダイオードの製造方法を示す工程別断面図である。
【図４】（ａ）は従来の半導体装置の製造方法におけるイオン注入工程の断面模式図であり、（ｂ）は平面模式図であり、（ｃ）は不純物濃度の分布を示す図である。
【符号の説明】
１  半導体基板
２  絶縁膜
３，３０〜３５  多結晶シリコン膜
３０ｒ〜３５ｒ，３５ｓ  不純物注入領域
３５ｐ  ｐ導電型拡散領域
３５ｎ  ｎ導電型拡散領域
４  ｐ＋型ウェル
５  薄い酸化膜
６  層間絶縁膜
７  電極
９，９ａ  マスク
９ｂ  第２マスク
９０ｒ，９０ａｒ，９０ｂｓ  繰り返しパターンからなる開口部
１００，１０１  半導体装置
１０２ｄ  ダイオード
【図１】
2004288883.tif 000003
【図２】
2004288883.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004288883.tif 000006