JP2001077360A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

Info

Publication number
JP2001077360A
JP2001077360A JP25001799A JP25001799A JP2001077360A JP 2001077360 A JP2001077360 A JP 2001077360A JP 25001799 A JP25001799 A JP 25001799A JP 25001799 A JP25001799 A JP 25001799A JP 2001077360 A JP2001077360 A JP 2001077360A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resist
gate electrode
layer
semiconductor substrate
electrode material
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
JP25001799A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Inoue
真幸 井上
Koji Ikeda
孝司 池田
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electronics Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP25001799A priority Critical patent/JP2001077360A/en
Publication of JP2001077360A publication Critical patent/JP2001077360A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66674DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/66681Lateral DMOS transistors, i.e. LDMOS transistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66674DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a method for manufacturing a DMOS transistor having small variation in threshold voltage by a method wherein ions are restrained from diffusing long in the lateral direction. SOLUTION: A gate electrode 105 is patterned, and then a resist 104 used for patterning is thermally treated at temperature of 150 to 250 deg.C as being irradiated with UV rays, by which the resist 104 is cured. The resist 104 is left unremoved, a resist 106 is applied, an exposure and development process are carried out to form an opening, and then ions are implanted using the resists 104 and 106 and a gate electrode 105 as masks. Then, the resist 104 that is previously cured is hardly shrunk when the resist 106 is exposed to light and developed, so that implanted ions are blocked and restrained from diffusing long in the lateral direction by the resist 104.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特にDMOS(二重拡散型MOS)トラン
ジスタの製造方法に関するものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of manufacturing a DMOS (double diffusion type MOS) transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、機器の小型化などにより、半導体
装置のデザインルール縮小による微細化が進み、半導体
装置を構成する不純物層の拡散深さも浅くなっていく傾
向にある。このため、以前は不純物イオンを注入した
後、高温の熱処理により不純物を拡散させ不純物層を形
成していた。しかし最近では、大きな注入エネルギーで
イオン注入した後、注入ダメージを回復させる低温の熱
処理を行って、不純物層を浅く形成する手段が多用され
ている。
2. Description of the Related Art In recent years, due to miniaturization of equipment and the like, miniaturization of semiconductor devices by design rules has been progressing, and the diffusion depth of impurity layers constituting the semiconductor devices has tended to be reduced. Therefore, in the past, after impurity ions were implanted, impurities were diffused by high-temperature heat treatment to form an impurity layer. However, recently, a method of forming a shallow impurity layer by performing low-temperature heat treatment for recovering implantation damage after ion implantation with a large implantation energy is often used.

【0003】パワーデバイスとして知られるDMOSト
ランジスタは、シリコン基板上にゲート電極を形成し、
そのゲート電極をイオン注入時のマスクとして活用し
て、ボディ層とソース層を自己整合させて形成してい
る。そして、ボディ層とソース層の拡散長の違いでチャ
ンネル部を構成している。
A DMOS transistor known as a power device forms a gate electrode on a silicon substrate,
Using the gate electrode as a mask during ion implantation, the body layer and the source layer are formed in a self-aligned manner. Then, a channel portion is constituted by a difference in diffusion length between the body layer and the source layer.

【0004】ここで、従来のDMOSトランジスタの製
造方法について、図面を参照しながら説明する。
Here, a method for manufacturing a conventional DMOS transistor will be described with reference to the drawings.

【0005】図4及び図5は従来のDMOSトランジス
タの製造方法を説明するための工程フロー図である。図
4及び図5において、1は半導体基板、2はゲート絶縁
膜、3はゲート電極材料、4,6,8はレジスト、5は
ゲート電極、7はボディ層、9はソース層、10はドレ
インコンタクト層である。
FIGS. 4 and 5 are process flow charts for explaining a conventional method of manufacturing a DMOS transistor. 4 and 5, 1 is a semiconductor substrate, 2 is a gate insulating film, 3 is a gate electrode material, 4, 6, and 8 are resists, 5 is a gate electrode, 7 is a body layer, 9 is a source layer, and 10 is a drain. It is a contact layer.

【0006】まず、N型のシリコン基板1上にゲート絶
縁膜2を形成し、その上にゲート電極材料3を形成する
(図4(a)を参照)。そして、ゲート電極材料3上に
レジスト4を塗布する(図4(b)を参照)。
First, a gate insulating film 2 is formed on an N-type silicon substrate 1, and a gate electrode material 3 is formed thereon (see FIG. 4A). Then, a resist 4 is applied on the gate electrode material 3 (see FIG. 4B).

【0007】次に、レジスト4を露光、現像してパター
ニングする。パターニングしたレジスト4をマスクに、
ゲート電極材料3及びゲート絶縁膜2をエッチングして
ゲート電極5を形成する(図4(c)を参照)。
Next, the resist 4 is exposed, developed and patterned. Using the patterned resist 4 as a mask,
The gate electrode material 3 and the gate insulating film 2 are etched to form the gate electrode 5 (see FIG. 4C).

【0008】次に、ゲート電極5上にレジスト4を残存
させたままレジスト6を塗布し、露光および現像を行
い、レジスト6を選択的に開口してボディ層形成用の開
口部を形成する(図5(d)を参照)。レジスト6を露
光・現像する時、ゲート電極5上のレジスト4が少し収
縮する。
Next, a resist 6 is applied with the resist 4 remaining on the gate electrode 5, exposed and developed, and the resist 6 is selectively opened to form an opening for forming a body layer ( FIG. 5 (d)). When the resist 6 is exposed and developed, the resist 4 on the gate electrode 5 slightly shrinks.

【0009】次に、P型不純物のイオンを斜め方向から
注入しながら回転させる回転注入を施した後、レジスト
4とレジスト6を除去してから熱処理を行い、P型不純
物によるボディ層7を形成する(図5(e)を参照)。
[0009] Next, after performing rotation implantation for rotating while implanting ions of the P-type impurity from an oblique direction, the resist 4 and the resist 6 are removed and heat treatment is performed to form a body layer 7 of the P-type impurity. (See FIG. 5E).

【0010】その後、レジスト8を全体に塗布した後、
露光・現像を行ってレジスト8の所定箇所に開口部を形
成する。そして、N型不純物を垂直方向からイオン注入
した後に熱処理を行って、N型不純物によるソース層9
及びドレインコンタクト層10を形成する(図5(f)
を参照)。
Then, after a resist 8 is applied to the whole,
Exposure and development are performed to form an opening at a predetermined portion of the resist 8. Then, heat treatment is performed after ion implantation of the N-type impurity in the vertical direction, so that the source layer 9 of the N-type impurity is implanted.
And a drain contact layer 10 is formed (FIG. 5F).
See).

【0011】このようにしてDMOSトランジスタは、
同じゲート電極5をマスクとしてボディ層7とソース層
9が形成され、ゲート電極直下におけるボディ層7とソ
ース層9の横方向拡散長を異ならせることによって、長
さの短いチャネル部を構成している。
Thus, the DMOS transistor is
Using the same gate electrode 5 as a mask, a body layer 7 and a source layer 9 are formed. By making the lateral diffusion lengths of the body layer 7 and the source layer 9 immediately below the gate electrode different, a short channel portion is formed. I have.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】DMOSトランジスタ
のボディ層7を形成する時、ゲート電極5及びレジスト
4、レジスト6に対し自己整合でイオン注入を行う。と
ころが、レジスト6を露光・現像する際にゲート電極5
上のレジスト4が収縮して、レジスト4の形状がゲート
電極5より小さくなるため、イオン注入に対する遮蔽効
果が小さくなる。そのため、ゲート電極5直下であって
も、高エネルギーで注入されるイオンがゲート電極5の
縁部を突き抜けて半導体基板1に注入され、ボディ層7
の横方向の拡散長が半導体基板1の表面近傍で大きくな
る。それに加えて、レジスト4が収縮する度合いにはバ
ラツキがあり、ボディ層7のプロファイルが変動し易い
という問題点を有する。
When the body layer 7 of the DMOS transistor is formed, ions are implanted into the gate electrode 5, the resist 4, and the resist 6 in a self-aligned manner. However, when exposing and developing the resist 6, the gate electrode 5
Since the upper resist 4 contracts and the shape of the resist 4 becomes smaller than that of the gate electrode 5, the shielding effect against ion implantation is reduced. Therefore, even immediately below the gate electrode 5, ions implanted with high energy penetrate the edge of the gate electrode 5 and are implanted into the semiconductor substrate 1, and the body layer 7
Becomes larger near the surface of the semiconductor substrate 1. In addition, the degree of shrinkage of the resist 4 varies, and the profile of the body layer 7 tends to fluctuate.

【0013】ソース層9は垂直方向からのイオン注入で
形成されるため、ゲート電極5の縁に沿って形成され
る。一方、ボディ層7は斜め方向からのイオン注入によ
って形成されるため、ゲート電極5の縁からゲート電極
5直下に少し入り込むように形成される。従って、ボデ
ィ層7のゲート電極5直下の横方向の拡散長は、ほぼチ
ャネル長と同等の長さになる。このため、上述のように
ボディ層7のプロファイルが変動すると、DMOSトラ
ンジスタの電気的特性(しきい値電圧など)をばらつか
せるという問題が生じる。
Since the source layer 9 is formed by ion implantation from the vertical direction, it is formed along the edge of the gate electrode 5. On the other hand, since the body layer 7 is formed by ion implantation from an oblique direction, the body layer 7 is formed so as to slightly enter from the edge of the gate electrode 5 directly below the gate electrode 5. Accordingly, the lateral diffusion length of the body layer 7 directly below the gate electrode 5 is substantially equal to the channel length. For this reason, when the profile of the body layer 7 fluctuates as described above, a problem arises in that the electrical characteristics (such as the threshold voltage) of the DMOS transistor vary.

【0014】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、しきい値電圧等の製造バラツキが少ない半導体装
置の製造方法を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and provides a method of manufacturing a semiconductor device with less manufacturing variations such as a threshold voltage.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに第1の発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板
上に絶縁膜とゲート電極材料とを積層する第1の工程
と、次に、前記ゲート電極材料の層上に第1のレジスト
をパターン形成する第2の工程と、次に、前記第1のレ
ジストを硬化させる第3の工程と、次に、その第1のレ
ジストを用いて前記絶縁膜および前記ゲート電極材料を
エッチングし、ゲート電極をパターニングする第4の工
程と、次に、前記第1のレジストおよび前記半導体基板
の上に第2のレジストをパターン形成した後、前記第
1,第2のレジストおよび前記ゲート電極をマスクとし
てイオン注入を行い、前記半導体基板に不純物層を形成
する第5の工程とを有した構成である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: laminating an insulating film and a gate electrode material on a semiconductor substrate; A second step of patterning a first resist on the gate electrode material layer, a third step of curing the first resist, and then removing the first resist. Using a fourth step of etching the insulating film and the gate electrode material and patterning the gate electrode, and then patterning a second resist on the first resist and the semiconductor substrate, A fifth step of performing ion implantation using the first and second resists and the gate electrode as a mask to form an impurity layer on the semiconductor substrate.

【0016】この構成により、ゲート電極材料をエッチ
ングする前に第1のレジストを予め硬化させるため、ゲ
ート電極上に第1のレジストを残存させたまま第2のレ
ジストを露光・現像しても、第1のレジストが収縮しな
くなり、ゲート電極に対してバラツキの少ない位置に不
純物層を形成できる。
According to this configuration, the first resist is cured before etching the gate electrode material. Therefore, even if the second resist is exposed and developed while the first resist remains on the gate electrode, The first resist does not shrink, and the impurity layer can be formed at a position where there is little variation with respect to the gate electrode.

【0017】また、第2の発明の半導体装置の製造方法
は、第1導電型の半導体基板上に絶縁膜とゲート電極材
料とを積層する第1の工程と、次に、前記ゲート電極材
料の層上に第1のレジストをパターン形成する第2の工
程と、次に、前記第1のレジストを硬化させる第3の工
程と、次に、その第1のレジストを用いて前記絶縁膜お
よび前記ゲート電極材料をエッチングし、ゲート電極を
パターニングする第4の工程と、次に、前記第1のレジ
ストおよび前記半導体基板の上に第2のレジストをパタ
ーン形成した後、前記第1,第2のレジストおよび前記
ゲート電極をマスクとして斜め方向から前記半導体基板
に第2導電型イオンを注入する第5の工程と、次に、前
記第1,第2のレジストを除去した後、第3のレジスト
をパターン形成して前記第3のレジストおよび前記ゲー
ト電極をマスクとし、前記半導体基板に直上からのイオ
ン注入を行って、第1導電型の第2の拡散層を形成する
第6の工程とを有した構成である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a first step of laminating an insulating film and a gate electrode material on a semiconductor substrate of a first conductivity type; A second step of patterning a first resist on the layer, a third step of curing the first resist, and then using the first resist to form the insulating film and the A fourth step of etching the gate electrode material and patterning the gate electrode, and then patterning a second resist on the first resist and the semiconductor substrate; A fifth step of implanting ions of the second conductivity type into the semiconductor substrate from an oblique direction using the resist and the gate electrode as a mask, and then removing the first and second resists, and then removing the third resist. Pattern forming Using the third resist and the gate electrode as a mask, performing a sixth step of performing ion implantation directly above the semiconductor substrate to form a second diffusion layer of the first conductivity type. .

【0018】この構成により、ゲート電極材料をエッチ
ングする前に第1のレジストを硬化させるため、ゲート
電極上に第1のレジストを残存させたまま、第2のレジ
ストを露光・現像しても、第1のレジストが収縮しなく
なり、ゲート電極に対してバラツキの少ない位置に第1
の拡散層を形成できる。そして、第1の拡散層および第
2の拡散層のゲート電極側の相対的な位置が精度良くな
って、チャンネル部の長さがほぼ一定になり、しきい値
電圧のバラツキが小さいDMOSを製造することができ
る。
According to this structure, the first resist is cured before the gate electrode material is etched. Therefore, even if the second resist is exposed and developed while the first resist remains on the gate electrode, The first resist does not shrink, and the first resist is located at a position with little variation with respect to the gate electrode.
Can be formed. Then, the relative positions of the first diffusion layer and the second diffusion layer on the side of the gate electrode are improved with accuracy, the length of the channel portion is made substantially constant, and a DMOS having a small variation in threshold voltage is manufactured. can do.

【0019】また、第3の工程において、第1のレジス
トに紫外光を照射しつつ150℃から250℃の熱処理
を行って、前記第1のレジストを予め硬化させることか
ら、第1のレジストの硬化が確実になり、それに続く後
工程でレジストを露光・現像する際の第1のレジストの
収縮を防止することができる。そして、ゲート電極をマ
スクにしたイオン注入を行って不純物層を形成しても、
その不純物層は安定な位置に形成できる。
In the third step, the first resist is subjected to a heat treatment at 150 to 250 ° C. while irradiating the first resist with ultraviolet light, so that the first resist is cured in advance. Cure is ensured, and contraction of the first resist at the time of exposing and developing the resist in a subsequent process can be prevented. Even if an impurity layer is formed by performing ion implantation using the gate electrode as a mask,
The impurity layer can be formed at a stable position.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態に係る
半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0021】図1〜図3は、DMOSトランジスタの製
造方法を説明するための工程フロー図である。図1〜図
3において、101はN型不純物から成るシリコン基
板、102はゲート絶縁膜、103は多結晶シリコン等
のゲート電極材料、104はゲート電極105形成用の
レジスト(第1のレジスト)、105はゲート電極、1
06はボディ層107形成用のレジスト(第2のレジス
ト)、107はP型不純物から成るボディ層、108は
ソース層109及びドレインコンタクト層110形成用
のレジスト(第3のレジスト)、109はN型不純物か
ら成るソース層、110はN型不純物から成るドレイン
コンタクト層である。
FIGS. 1 to 3 are process flow charts for explaining a method of manufacturing a DMOS transistor. 1 to 3, reference numeral 101 denotes a silicon substrate made of an N-type impurity; 102, a gate insulating film; 103, a gate electrode material such as polycrystalline silicon; 104, a resist (first resist) for forming a gate electrode 105; 105 is a gate electrode, 1
06 is a resist for forming the body layer 107 (second resist), 107 is a body layer made of P-type impurities, 108 is a resist for forming the source layer 109 and the drain contact layer 110 (third resist), and 109 is N A source layer 110 made of an N-type impurity is a drain contact layer made of an N-type impurity.

【0022】まず、N型のシリコン基板101の上にゲ
ート絶縁膜102を形成し、その上にゲート電極材料1
03を形成する(図1(a)を参照)。そして、ゲート
電極材料103上にレジスト104を塗布した後、露光
・現像を施してレジスト104をパターニングする(図
1(b)を参照)。次工程のレジスト104を硬化させ
る工程でレジスト104が収縮するため、ここでは、そ
の収縮寸法分を見越して、レジスト104を大きめにパ
ターニングする。
First, a gate insulating film 102 is formed on an N-type silicon substrate 101, and a gate electrode material 1 is formed thereon.
No. 03 is formed (see FIG. 1A). Then, after a resist 104 is applied on the gate electrode material 103, exposure and development are performed to pattern the resist 104 (see FIG. 1B). Since the resist 104 shrinks in the subsequent step of curing the resist 104, the resist 104 is patterned to be relatively large in anticipation of the shrinkage dimension.

【0023】この後、従来技術ではレジスト4をマスク
にしてゲート電極材料3をエッチングしていたが、本実
施形態ではゲート電極材料103をエッチングする前
に、レジスト104にUV光(紫外光)を照射しつつ、
20〜30分間かけて徐々に昇温させてから最高温度を
150〜250℃の範囲に設定し、20〜50分間の熱
処理を行ってレジスト104を硬化させる(図1(c)
を参照)。なお、レジスト104を硬化させる温度とし
ては、170〜230℃にするとより良い結果が得られ
る。この工程でレジスト104を熱処理する時、レジス
ト104が硬化すると共にパターンの収縮が起きる。従
って、レジスト104が収縮する度合い(寸法)を予め
実験的に求めて、前述の図1(b)の工程ではレジスト
104を大きめにパターニングする必要がある。
Thereafter, in the prior art, the gate electrode material 3 is etched using the resist 4 as a mask, but in this embodiment, before the gate electrode material 103 is etched, UV light (ultraviolet light) is applied to the resist 104. While irradiating,
After gradually increasing the temperature over 20 to 30 minutes, the maximum temperature is set in the range of 150 to 250 ° C., and heat treatment is performed for 20 to 50 minutes to cure the resist 104 (FIG. 1C).
See). A better result is obtained when the temperature at which the resist 104 is cured is 170 to 230 ° C. When the resist 104 is heat-treated in this step, the resist 104 is hardened and the pattern shrinks. Therefore, it is necessary to experimentally determine the degree (dimension) in which the resist 104 shrinks in advance and to pattern the resist 104 in the above-described step of FIG.

【0024】次に、硬化したレジスト104をマスクと
してゲート電極材料103のエッチングを行い、ゲート
電極105を形成する(図2(d)を参照)。そして、
硬化したレジスト104を含む半導体基板101上の全
面にレジスト106を塗布し、露光・現像してレジスト
106を選択的に開口して、DMOSトランジスタのボ
ディ層(図3中の107)を形成するための開口部を形
成する(図2(e)を参照)。レジスト104を事前に
硬化させているため(図1(c)を参照)、ここでレジ
スト106を露光・現像処理しても、レジスト104は
殆ど収縮せず、レジスト104のエッジはゲート電極1
05のエッジとほぼ重なっている。
Next, the gate electrode material 103 is etched using the cured resist 104 as a mask to form a gate electrode 105 (see FIG. 2D). And
A resist 106 is applied to the entire surface of the semiconductor substrate 101 including the cured resist 104, and is exposed and developed to selectively open the resist 106 to form a body layer (107 in FIG. 3) of the DMOS transistor. Is formed (see FIG. 2E). Since the resist 104 is cured in advance (see FIG. 1C), even if the resist 106 is exposed and developed, the resist 104 hardly shrinks, and the edge of the resist 104 is
It almost overlaps with the edge of 05.

【0025】その後、P型不純物をゲート電極105、
レジスト104、及びレジスト106に対して、P型不
純物を自己整合でイオン注入する。この時、ゲート電極
105上のレジスト104もイオン注入を遮蔽するよう
に作用するため、従来技術で起きていたボディ層の横方
向拡散長が半導体基板101の表面近傍で異常に大きく
なる現象は生じなくなる(図3(f)を参照)。
Thereafter, a P-type impurity is added to the gate electrode 105,
P-type impurities are ion-implanted into the resist 104 and the resist 106 in a self-aligned manner. At this time, since the resist 104 on the gate electrode 105 also acts to shield the ion implantation, there occurs a phenomenon that the lateral diffusion length of the body layer becomes abnormally large near the surface of the semiconductor substrate 101, which occurs in the related art. Disappears (see FIG. 3 (f)).

【0026】このボディ層107用のP型不純物のイオ
ン注入は、注入エネルギーを80KeV以上の高エネル
ギーレベルに設定し、シリコン基板101の法線方向に
対して7°〜50°の角度を持たせ、1013cm-2〜10
14cm-2のイオン注入量でイオン注入する。なおかつ、注
入する方向を回転させながらイオン注入するという回転
イオン注入を行う。なお、このイオン注入が終わった
後、レジスト104及びレジスト106を除去してか
ら、低温(900℃)の熱処理を行って、注入されたP
型イオンの活性化を図ってP型のボディ層107を形成
する。なお、この実施形態では回転注入を採用したが、
複数の半導体デバイスをシリコン基板の特定方向に並べ
て形成する場合は、特定の一方向から斜め方向のイオン
注入を行う手段で実施しても良い。
In the ion implantation of the P-type impurity for the body layer 107, the implantation energy is set to a high energy level of 80 KeV or more, and an angle of 7 ° to 50 ° with respect to the normal direction of the silicon substrate 101 is set. , 10 13 cm -2 to 10
Ion implantation is performed at an ion implantation amount of 14 cm -2 . In addition, rotational ion implantation is performed in which ions are implanted while rotating the direction of implantation. After the completion of the ion implantation, the resist 104 and the resist 106 are removed, and then a low-temperature (900 ° C.) heat treatment is performed.
The P-type body layer 107 is formed by activating the type ions. In this embodiment, rotation injection is adopted,
In the case where a plurality of semiconductor devices are formed side by side in a specific direction on a silicon substrate, the semiconductor device may be implemented by means for implanting ions obliquely from one specific direction.

【0027】次に、半導体基板101の全面にレジスト
108を塗布して露光・現像を行い、レジスト108の
所定箇所を開口して、ソース層109及びドレインコン
タクト層110用の開口部を形成し、そこへ直上(法線
方向)からシリコン基板にN型イオンを注入する(図3
(g)を参照)。
Next, a resist 108 is applied to the entire surface of the semiconductor substrate 101 and exposed and developed, and a predetermined portion of the resist 108 is opened to form openings for the source layer 109 and the drain contact layer 110. N-type ions are implanted into the silicon substrate from directly above (normal direction) (FIG. 3).
(G)).

【0028】この時のイオン注入は、注入エネルギーを
40KeV以下とし、イオン注入量を1015cm-2〜10
16cm-2程度に設定して行う。この時の注入エネルギーレ
ベルがボディ層107用のイオン注入に比べて格段に低
いため、イオンがゲート電極105を突き抜けてシリコ
ン基板101に注入されることはない。
At this time, the ion implantation is performed at an implantation energy of 40 KeV or less and an ion implantation amount of 10 15 cm −2 to 10 15
Set to about 16 cm -2 . Since the implantation energy level at this time is much lower than that of the ion implantation for the body layer 107, the ions do not penetrate the gate electrode 105 and are implanted into the silicon substrate 101.

【0029】上述した本実施形態のDMOSトランジス
タの製造方法によれば、シリコン基板101にイオン注
入される領域の位置はゲート電極105に対して殆どば
らつかず、ゲート電極105直下におけるボディ層10
7の横方向拡散長もばらつかず、チャンネル長がほぼ一
定となり、DMOSトランジスタのしきい値電圧などの
特性バラツキは小さくなる。
According to the above-described method of manufacturing the DMOS transistor of the present embodiment, the position of the region to be ion-implanted into the silicon substrate 101 hardly varies with respect to the gate electrode 105, and
Also, the lateral diffusion length of the DMOS transistor 7 does not vary, the channel length becomes almost constant, and the variation in characteristics of the DMOS transistor such as the threshold voltage is reduced.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上のように本発明の第1の発明は、ゲ
ート電極材料をエッチングする前に第1のレジストを予
め硬化させるため、次に第2のレジストを露光・現像す
る際に、第1のレジストが収縮しなくなり、ゲート電極
に対してバラツキの少ない位置に不純物層を形成でき
る。
As described above, according to the first invention of the present invention, the first resist is pre-cured before etching the gate electrode material. The first resist does not shrink, and the impurity layer can be formed at a position where there is little variation with respect to the gate electrode.

【0031】また、第2の発明は、第1の拡散層および
第2の拡散層のゲート電極側の相対的な位置が精度良く
なって、チャンネル部の長さがほぼ一定になり、しきい
値電圧のバラツキが小さいDMOSトランジスタを製造
することができる。
According to the second invention, the relative positions of the first diffusion layer and the second diffusion layer on the gate electrode side are improved with accuracy, the length of the channel portion becomes substantially constant, and the threshold is increased. A DMOS transistor having small value voltage variation can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態におけるDMOSトランジス
タの工程フロー図
FIG. 1 is a process flow chart of a DMOS transistor according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態におけるDMOSトランジス
タの工程フロー図であり、図1(c)に続く工程フロー
FIG. 2 is a process flow chart of the DMOS transistor in the embodiment of the present invention, and is a process flow diagram following FIG. 1 (c).

【図3】本発明の実施形態におけるDMOSトランジス
タの工程フロー図であり、図2(e)に続く工程フロー
FIG. 3 is a process flowchart of the DMOS transistor according to the embodiment of the present invention, which is a process flowchart following FIG. 2 (e).

【図4】従来のDMOSトランジスタの工程フロー図FIG. 4 is a process flow chart of a conventional DMOS transistor.

【図5】従来の工程フロー図で、図4(c)に続く工程
フロー図
FIG. 5 is a conventional process flow diagram, which is a process flow diagram following FIG. 4 (c).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 シリコン基板 102 ゲート絶縁膜 103 ゲート電極材料 104 第1のレジスト(ゲート電極105形成用) 105 ゲート電極 106 第2のレジスト(ボディ層107形成用) 107 ボディ層 108 第3のレジスト(ソース層及びドレインコンタ
クト層形成用) 109 ソース層 110 ドレインコンタクト層
Reference Signs List 101 silicon substrate 102 gate insulating film 103 gate electrode material 104 first resist (for forming gate electrode 105) 105 gate electrode 106 second resist (for forming body layer 107) 107 body layer 108 third resist (source layer and (For forming drain contact layer) 109 source layer 110 drain contact layer

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/78 301G Fターム(参考) 2H025 AA00 AB16 DA11 FA03 FA14 FA29 FA30 FA39 2H096 AA25 EA00 GA00 HA01 HA03 HA11 HA30 JA04 KA02 4M104 AA01 BB01 CC05 DD02 DD26 DD62 DD71 GG09 5F040 DA06 DC01 EB01 EC28 EF18 EM01 EM03 FC13 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H01L 29/78 301G F-term (Reference) 2H025 AA00 AB16 DA11 FA03 FA14 FA29 FA30 FA39 2H096 AA25 EA00 GA00 HA01 HA03 HA11 HA30 JA04 KA02 4M104 AA01 BB01 CC05 DD02 DD26 DD62 DD71 GG09 5F040 DA06 DC01 EB01 EC28 EF18 EM01 EM03 FC13

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に絶縁膜とゲート電極材料
とを積層する第1の工程と、 次に、前記ゲート電極材料の層上に第1のレジストをパ
ターン形成する第2の工程と、 次に、前記第1のレジストを硬化させる第3の工程と、 次に、その第1のレジストを用いて前記絶縁膜および前
記ゲート電極材料をエッチングし、ゲート電極をパター
ニングする第4の工程と、 次に、前記第1のレジストおよび前記半導体基板の上に
第2のレジストをパターン形成した後、前記第1,第2
のレジストおよび前記ゲート電極をマスクとしてイオン
注入を行い、前記半導体基板に不純物層を形成する第5
の工程とを有した半導体装置の製造方法。
A first step of laminating an insulating film and a gate electrode material on a semiconductor substrate; and a second step of patterning a first resist on the gate electrode material layer. Next, a third step of curing the first resist, and a fourth step of patterning the gate electrode by etching the insulating film and the gate electrode material using the first resist. Next, after patterning a second resist on the first resist and the semiconductor substrate, the first and second resists are formed.
Ion implantation using the resist and the gate electrode as a mask to form an impurity layer on the semiconductor substrate.
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of:
【請求項2】 第1導電型の半導体基板上に絶縁膜とゲ
ート電極材料とを積層する第1の工程と、 次に、前記ゲート電極材料の層上に第1のレジストをパ
ターン形成する第2の工程と、 次に、前記第1のレジストを硬化させる第3の工程と、 次に、その第1のレジストを用いて前記絶縁膜および前
記ゲート電極材料をエッチングし、ゲート電極をパター
ニングする第4の工程と、 次に、前記第1のレジストおよび前記半導体基板の上に
第2のレジストをパターン形成した後、前記第1,第2
のレジストおよび前記ゲート電極をマスクとして斜め方
向から前記半導体基板に第2導電型イオンを注入する第
5の工程と、 次に、前記第1,第2のレジストを除去した後、第3の
レジストをパターン形成して前記第3のレジストおよび
前記ゲート電極をマスクとし、前記半導体基板に直上か
らのイオン注入を行って、第1導電型の第2の拡散層を
形成する第6の工程とを有した半導体装置の製造方法。
2. A first step of laminating an insulating film and a gate electrode material on a semiconductor substrate of a first conductivity type; and a step of forming a first resist pattern on the layer of the gate electrode material. Step 2, Step 3 for curing the first resist, Next, the insulating film and the gate electrode material are etched using the first resist, and the gate electrode is patterned. A fourth step, and after patterning a second resist on the first resist and the semiconductor substrate, the first and second resists are formed.
A fifth step of implanting ions of the second conductivity type into the semiconductor substrate from an oblique direction using the resist and the gate electrode as masks, and then removing the first and second resists, and then removing the third resist. Forming a second diffusion layer of the first conductivity type by ion-implanting the semiconductor substrate from directly above, using the third resist and the gate electrode as a mask. Of manufacturing a semiconductor device having the same.
【請求項3】 第3の工程において、第1のレジストに
紫外光を照射しつつ150℃から250℃の熱処理を行
って、前記第1のレジストを硬化させることを特徴とし
た請求項1または請求項2記載の半導体装置の製造方
法。
3. The method according to claim 1, wherein in the third step, the first resist is cured by performing a heat treatment at 150 ° C. to 250 ° C. while irradiating the first resist with ultraviolet light. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2.
JP25001799A 1999-09-03 1999-09-03 Method for manufacturing semiconductor device Pending JP2001077360A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25001799A JP2001077360A (en) 1999-09-03 1999-09-03 Method for manufacturing semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25001799A JP2001077360A (en) 1999-09-03 1999-09-03 Method for manufacturing semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001077360A true JP2001077360A (en) 2001-03-23

Family

ID=17201617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25001799A Pending JP2001077360A (en) 1999-09-03 1999-09-03 Method for manufacturing semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001077360A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100824619B1 (en) 2006-10-27 2008-04-24 동부일렉트로닉스 주식회사 Method for manufacturing semiconductor device by using dual photoresist
JP2009510715A (en) * 2005-06-28 2009-03-12 マイクロン テクノロジー, インク. Ion implantation method
WO2009041741A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 Sanyo Electric Co., Ltd. Dmos transistor and method for manufacturing the same
JP2010003802A (en) * 2008-06-19 2010-01-07 Denso Corp Method of manufacturing semiconductor device
JP2011100913A (en) * 2009-11-09 2011-05-19 New Japan Radio Co Ltd Method of manufacturing semiconductor device
CN102184871A (en) * 2011-05-31 2011-09-14 上海先进半导体制造股份有限公司 Method for manufacturing high-voltage lateral dual-diffusion N-channel metal oxide semiconductor (NMOS) based on standard complementary metal-oxide-semiconductor transistor (CMOS) process

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009510715A (en) * 2005-06-28 2009-03-12 マイクロン テクノロジー, インク. Ion implantation method
KR100824619B1 (en) 2006-10-27 2008-04-24 동부일렉트로닉스 주식회사 Method for manufacturing semiconductor device by using dual photoresist
WO2009041741A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 Sanyo Electric Co., Ltd. Dmos transistor and method for manufacturing the same
JP2009088189A (en) * 2007-09-28 2009-04-23 Sanyo Electric Co Ltd Dmos transistor and manufacturing method therefor
CN101809727B (en) * 2007-09-28 2012-03-21 三洋电机株式会社 DMOS transistor and method for manufacturing the same
US8395210B2 (en) 2007-09-28 2013-03-12 Sanyo Semiconductor Co., Ltd. DMOS transistor and method of manufacturing the same
JP2010003802A (en) * 2008-06-19 2010-01-07 Denso Corp Method of manufacturing semiconductor device
JP2011100913A (en) * 2009-11-09 2011-05-19 New Japan Radio Co Ltd Method of manufacturing semiconductor device
CN102184871A (en) * 2011-05-31 2011-09-14 上海先进半导体制造股份有限公司 Method for manufacturing high-voltage lateral dual-diffusion N-channel metal oxide semiconductor (NMOS) based on standard complementary metal-oxide-semiconductor transistor (CMOS) process

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6472280B2 (en) Method for forming a spacer for semiconductor manufacture
JP2001077360A (en) Method for manufacturing semiconductor device
US7087488B2 (en) Method for fabricating a mask ROM
JP2948486B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH0298143A (en) Manufacture of ldd structure polysilicon thin film transistor
KR100243071B1 (en) Manufacture of semiconductor device with self-aligned doping
JPS6142914A (en) Manufacture of semiconductor device
US7351627B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device using gate-through ion implantation
KR0170436B1 (en) Method of manufacturing mosfet
US20030198898A1 (en) Method for manufacturing a semiconductor device
JP3092634B2 (en) Method for manufacturing thin film transistor
KR100418721B1 (en) Method for manufacturing a transistor of a semiconductor device
JPH07153953A (en) Method for forming gate electrode having polyside structure
KR100339430B1 (en) Method for fabricating of semiconductor device
JP3213461B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR950010045B1 (en) Manufacturing method of semiconductor device
KR100937650B1 (en) Method for manufacturing a transistor in a semiconductor device
KR100215871B1 (en) Method for fabricating semiconductor device
KR100364794B1 (en) Method for fabricating of semiconductor device
KR0166794B1 (en) Method of forming graded junction
JPS6331097B2 (en)
JPH0547782A (en) Fabrication of semiconductor device
KR100337201B1 (en) Method for fabricating transistor of semiconductor device
KR100186511B1 (en) Method for forming well of semiconductor device
KR100223338B1 (en) Manufacturing method of transistor

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040921