(57)【要約】【課題】  高耐圧を確保し、且つ駆動能力の高い安定した特性をもつLOCOSオフセット型MOSトランジスタを提供する。【解決手段】  LOCOSオフセット型MOSトランジスタにおいて、オフセット領域に濃度1×1016 〜1×1018 atoms/cm3の低濃度拡散領域を形成し、ドレイン領域に高濃度拡散領域を形成し、高濃度ドレイン領域を囲み、オフセットに用いるLOCOSのドレイン領域側のバーズビーク下部まで達する、濃度が低濃度拡散領域の２〜100倍である中濃度拡散領域を形成することを特徴とするドレイン構造を採用する。【選択図】  図１
2007207866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
LOCOS酸化膜をドレインオフセットに用いたLOCOSオフセット型MOSトランジスタにおいて、濃度1×1016 〜1×1018 atoms/cm3の低濃度拡散領域からなるオフセット領域と、高濃度拡散領域からなるドレイン領域と、高濃度ドレイン領域を囲み、オフセットに用いるLOCOSのドレイン領域側のバーズビーク下部まで達する、濃度が前記低濃度拡散領域の２〜100倍である中濃度拡散領域とを有するＭＯＳトランジスタ。
【請求項２】
LOCOS酸化膜をマスクとしてドレイン領域に濃度1×1016 〜1×1018 atoms/cm3となるように不純物をドープする工程と、
中濃度拡散領域を形成するために前記不純物をオフセットに用いるLOCOSの前記ドレイン領域側のバーズビーク下部まで拡散させる工程とを特徴とするMOSトランジスタの製造方法。
【請求項３】
前記不純物をドープする工程は、LOCOS酸化膜が本来の厚さを有する平坦な領域は突き抜けないが、バーズビーク領域は突き抜ける加速エネルギーで不純物のイオン注入を行うことを特徴とする請求項２に記載のMOSトランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、LOCOS酸化膜をドレインオフセットに用いたLOCOSオフセット型MOSトランジスタのドレイン構造と、その製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のLOCOS酸化膜をドレインオフセットに用いたLOCOSオフセット型MOSトランジスタのドレイン構造を図2に、製造工程を示す断面図を図４に示す。半導体基板１において、Well領域を形成した後、半導体基板上に厚さ100〜500Å程度の薄い下敷き酸化膜を形成し、その上に500〜2000Å程度の窒化膜を成膜して、LOCOS酸化膜３を形成する領域の窒化膜を選択的に除去することによって、窒化膜パターン10を形成する。次にレジストと窒化膜１０をマスクに用いて所望の領域にリンをイオン注入する。同様にレジストと窒化膜１０をマスクに用いて所望の領域にボロンをイオン注入する（図４(a)参照）。次に、レジストマスクを除去して1000℃程度の温度でLOCOS酸化膜の形成を行う。LOCOS酸化膜下部でリンをイオン注入した領域はN−領域となり、LOCOSオフセット型NMOSトランジスタのオフセット領域として、また、PMOSトランジスタ領域の素子分離、或いはチャネルストッパとして利用される。一方、ボロンをイオン注入した領域はP−領域となり、NMOSトランジスタ領域の素子分離やチャネルストッパとして、また、LOCOSオフセット型PMOSトランジスタのオフセット領域に利用される。次に、窒化膜パターン１０を除去し（図４(b)参照）、アクティブ領域のシリコン表面を清浄にした後、ゲート酸化膜５を形成する。その上部にソース、ドレイン側のLOCOS酸化膜をまたがってポリシリコンからなるゲート電極６を形成する。続いてNMOSトランジスタではリン或いはヒ素を、PMOSトランジスタではBF2等を高濃度にイオン注入してソース、ドレインとなる高濃度領域７を形成する（図４(c)参照）。次に図には示していないが、BPSG膜を成膜してから、ソース、ドレイン、ゲート電極それぞれにコンタクトホールを設けた後、アルミ配線を形成し、それらを覆うようにパッシベーション膜を成膜することにより、LOCOSオフセット型MOSトランジスタと呼ばれる半導体装置が完成する。この構造ではN−或いはP−の低濃度拡散領域の濃度が薄い場合に、オフセット領域の低濃度拡散領域２とソース、ドレインの高濃度拡散領域７の連接が不完全になりうるという問題があった。そのため、いくつかの対策がこれまでも考案されてきた。例えば、特許文献１のようにLOCOSのバーズビークの発生を抑制したり、或いは、特許文献２のようにLOCOSの形状に工夫を凝らしたりすることで低濃度拡散領域と高濃度拡散領域の連結を確実にする方法が考案されている。
【特許文献１】特開平５−６３１９３号公報
【特許文献２】特開平６−２９３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
まず、N型トランジスタについて述べる。前述のように、LOCOSオフセット型NMOSトランジスタのオフセット領域の低濃度拡散領域（N−領域）２とドレインの高濃度拡散領域（N＋領域）７の連接が不完全になる場合がある。この場合に生じる課題は、N＋領域７の下部エッジの接合部８がN−領域２で覆われていない場合に、この接合部８でN＋とPwellの間の接合耐圧が不足すること、N＋とN−領域が完全に分離している場合はMOSトランジスタがONしないこと、である。また、バーズビークは窒化膜パターン１０の端から窒化膜パターンの内部方向に出来るものであるから、N−領域形成のための不純物はこのバーズビーク下部にドープされていない。よって、バーズビーク下部のN−領域は、不純物の熱拡散によって形成されるため、他のN−領域に較べて不純物濃度が薄くなっている。そのため、N−領域２とN＋領域７の連接が完全であっても、LOCOSのドレイン側バーズビーク下部９におけるN−領域２の不純物濃度が薄いことによる寄生抵抗の増大のために、MOSトランジスタの駆動能力が低下するという課題がある。また、N−濃度を濃くすることでN＋とN−領域の連接は確実にすることができ、寄生抵抗の低減もはかれるが、N−領域を濃くするとMOSトランジスタの耐圧が低下するため、耐圧で決まる濃度以上に濃くすることはできない。このように、オフセット型MOSトランジスタにおいて、耐圧を下げずに、高駆動能力で安定した特性をもたせることは難しい。以上、N型トランジスタについて述べてきたがP型トランジスタでも同様である。そこで、本発明では、高耐圧を確保し、且つ高駆動能力で安定した特性をもつLOCOSオフセット型MOSトランジスタの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明では、ＭＯＳ型半導体装置に用いられるMOSトランジスタの高耐圧ドレイン構造のうちLOCOS酸化膜をドレインオフセットに用いたLOCOSオフセット型MOSトランジスタにおいて、オフセット領域には濃度1×1016 〜1×1018 atoms/cm3の低濃度拡散領域、ドレイン領域には高濃度拡散領域を配置し、さらに、高濃度ドレイン領域を囲んでオフセットに用いるLOCOSのドレイン領域側のバーズビーク下部まで達する濃度が低濃度拡散領域の２〜100倍である中濃度拡散領域を配置したＭＯＳ型半導体装置の高耐圧ドレイン構造を採用することで、前記の課題を解決する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明により、高耐圧を確保し、且つ駆動能力の高い安定した特性をもつLOCOSオフセット型MOSトランジスタが得られる。以下、図１、２に沿って詳しく説明する。高濃度拡散領域７は同伝導型の中濃度拡散領域４で完全に覆われているため、高濃度拡散領域下部エッジの接合部８における接合耐圧の問題は無くなる。高濃度拡散領域７と低濃度拡散領域２が完全に離れてしまっても中濃度拡散領域４で連接されるため、MOSトランジスタがONしないという問題は無くなる。LOCOS酸化膜３のドレイン側バーズビーク下部９において低濃度拡散領域２の不純物濃度が薄いことによる寄生抵抗の増大は、領域９を中濃度拡散領域４が覆っているため低抵抗化が実現し、MOSトランジスタの高駆動能力化が図れる。また、中濃度拡散領域４はLOCOS酸化膜３に対してセルフアラインでインプラし、熱処理による拡散で低濃度拡散領域２と充分にオーバーラップさせるため、プロセスのばらつきに対して強く、安定した特性が得られる。また、中濃度拡散領域４はLOCOS酸化膜３のドレイン側バーズビーク下部９までしか拡散させないため、MOSトランジスタの耐圧、例えばソース・ドレイン間耐圧、表面ブレークダウン等の低下は起きない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に本発明を実施するための最良の形態を、図１を用いて説明する。半導体基板１上に厚さ0.3〜1.0um程度のLOCOS酸化膜３を形成する。このLOCOS酸化膜はトランジスタのドレインオフセット領域や素子分離領域として利用される。ドレインオフセット領域となるLOCOS酸化膜３の下には、MOSトランジスタのオフセット領域に利用されるドレインと同伝導型で不純物濃度1×1016 〜1×1018 atoms/cm3程度の低濃度拡散領域２を形成する。この領域２は電界を緩和してMOSトランジスタの耐圧を上げるために配置される。ドレインには高濃度拡散領域７を形成し、この高濃度拡散領域７を囲むように、ドレインと同伝導型の不純物濃度1×1017 〜1×1019 atoms/cm3 程度の中濃度拡散領域４を形成する。この中濃度拡散領域はLOCOS酸化膜３のドレイン側バーズビーク下部まで延びており、低濃度拡散領域２と充分にオーバーラップしている。ゲート電極６はLOCOS酸化膜３とオーバーラップするように形成しMOSトランジスタのON/OFFが確実に行えるようにする。
【実施例】
【０００７】
本実施例を図１、図３に沿って説明する。半導体基盤上に厚さ100〜500Å程度の薄い下敷き酸化膜を形成し、その上に500〜2000Å程度の窒化膜を成膜して、LOCOS酸化膜を形成したい領域の窒化膜を選択的に除去することによって、窒化膜パターン10を形成する。次に、この窒化膜パターン10とレジストパターンをマスクに用いて、不純物をドープし、濃度が1×1016 〜5×1017 atoms/cm3くらいの低濃度拡散領域２を形成する。次にレジストマスクを除去（図３(a)参照）し、温度800〜1100℃程度で厚さ0.3〜1.0umくらいのLOCOS酸化膜３を形成した後、窒化膜を除去する（図３(b)参照）。次に、レジストマスクとLOCOS酸化膜をマスクに用いてドレイン領域に不純物をドープし、濃度が低濃度拡散領域の２〜100倍である中濃度拡散領域４を形成する（図３(c)参照）。この中濃度拡散領域４をLOCOS酸化膜３のバーズビーク下部まで熱拡散させる。次にアクティブ領域のシリコン表面を清浄にした後、ゲート酸化膜５を形成する（図３(d)参照）。ゲート酸化膜の厚さは所望するMOSトランジスタの動作電圧帯に応じて決める。次に厚さ2000〜5000Åくらいのポリシリコン膜を成膜して、ゲート電極として用いることができるように整形する。次に、高濃度拡散領域７を形成するために、ドレイン領域に不純物を高濃度にドープする（図３(e)参照）。これらの上に層間絶縁膜を成膜して、ソース、ドレイン、ゲート電極にコンタクトホールを設け、メタル膜を成膜する。次にメタル膜をパターニングした後その上にパッシベーション膜を成膜する。以上によって、高耐圧を確保し、高駆動能力で安定した特性をもつLOCOSオフセット型MOSトランジスタが得られる。
【０００８】
中濃度拡散領域４をLOCOS酸化膜３のバーズビーク下にまで拡散させるための専用の熱処理を行わず、ゲート酸化やBPSG Densify等の他の熱行程を利用して拡散させる方法も可能である。
【０００９】
中濃度拡散領域４形成のための不純物ドープは、LOCOS酸化膜３をマスクに用いることに特徴がある。よって、中濃度拡散領域４形成のための不純物ドープは、LOCOS酸化膜３形成直後でなくても良く、もっと後の工程で行なうことも可能である。
【００１０】
中濃度拡散領域４と高濃度拡散領域７には異なる不純物種を用い、不純物の拡散速度の違いを利用して、中濃度拡散領域４と高濃度拡散領域７をつくり分ける方法も可能である。
【００１１】
中濃度拡散領域の形成において、LOCOS酸化膜の本来の厚さの領域は突き抜けないが、バーズビーク領域は突き抜ける加速エネルギーで不純物のイオン注入を行うことによって、熱拡散に頼らず、ドレイン側のバーズビーク下部まで達する中濃度拡散領域を形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明第一実施例のLOCOSオフセットドレイン構造の断面図。
【図２】従来のLOCOSオフセットドレイン構造の断面図。
【図３】本発明第一実施例のLOCOSオフセットドレイン構造の行程断面図。
【図４】従来のLOCOSオフセットドレイン構造の行程断面図。
【符号の説明】
【００１３】
１  半導体基盤
２  低濃度拡散領域（N−領域、P−領域）
３  LOCOS酸化膜
４  中濃度拡散領域（N±領域、P±領域）
５  ゲート酸化膜
６  ポリシリコンゲート電極
７  高濃度拡散領域（N＋領域、P＋領域）
８  高濃度領域下部エッジの接合部
９  LOCOSのドレイン側バーズビーク下部
１０  窒化膜パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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