JPS6074560A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS6074560A
JPS6074560A JP58180583A JP18058383A JPS6074560A JP S6074560 A JPS6074560 A JP S6074560A JP 58180583 A JP58180583 A JP 58180583A JP 18058383 A JP18058383 A JP 18058383A JP S6074560 A JPS6074560 A JP S6074560A
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JP
Japan
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film
transistor
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well
semiconductor substrate
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JP58180583A
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Hiromasa Takahashi
宏政 高橋
Satoru Fukano
深野 哲
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
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    • H01L21/822Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8232Field-effect technology
    • H01L21/8234MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
    • H01L21/8238Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS
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    • H01L27/092Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors
    • H01L27/0921Means for preventing a bipolar, e.g. thyristor, action between the different transistor regions, e.g. Latchup prevention

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、ラッチ・アップを防止するのに有効な構造を
持った半導体装置を製造するのに好適な方法に関する。
従来技術と問題点 第1図は従来の代表的なCMO3半導体装置を表わす要
部切断側面図である。
図に於いて、1はn型半導体基板、2はp型ウェル、3
はnチャネル・トランジスタのゲート電極、4及び5は
nチャネル・トランジスタを構成する為のn+型不純物
拡散領域、6はp+型接地コンタクト領域、7はpチャ
ネル・トランジスタのゲート電極、8及び9はpチャネ
ル・トランジスタを構成する為のp+型不純物拡散領域
、10はn1型電源コンタクト領域、VDtlは正側電
源レベルをそれぞれ示している。
さて、このようなCMO5半導体装置では、寄生のバイ
ポーラ・トランジスタが形成され、サイリスク作用に依
りラッチ・アップ現象を呈し易いことで良く知られてい
る。
即ち、n+型不純物拡散領域4とp型ウェル2とn型半
導体基板1とで縦方向に構成されるnpnトランジスタ
及びp型ウェル2とn型半導体基板1とp+型不純物拡
散領域8とで横方向に構成されるpnp)ランジスタで
ある。
第2図は前記寄生バイポーラ・]・ランジスタの構成を
等価回路的に表わしたものである。
図に於いて、Qlは寄生npn )ランジスタ、Q2は
寄生pnpトランジスタ、R1,R2,R3、R4,R
5は各部分の内部抵抗をそれぞれ示している。
このトランジスタQl、Q2は、通常、オフになってい
るが、何等かの原因で例えばトランジスタQ1のベース
にノイズ電流が流れるとトランジスタQ1はオン状態に
なる。このトランジスタQ1の増幅率はかなり大きいの
で、オン状態では大きな電流を引き込むことになり、抵
抗R5には電位降下が生じ、その結果、トランジスタQ
2のベースにも電流が流れ、オン状態となる。そして、
このトランジスタQ1及びQ2のオン状態は、それ等を
オンにした原因が解消、即ち、ノイズ電流がなくなって
も維持され、所謂、ランチ・アップの状態になるもので
あり、このような状態では最早CMO3半導体装置とし
て機能しないこと番才当然である。尚、このようなラッ
チ・アンプ現象は半導体装置が微細化されるほど発生し
易くなる。
そこで、斯かるCMO3半導体装置のランチ・アンプ現
象を抑制する為、p型ウェルの周辺に於けるpn接合部
分を酸化物アイソレーションに置換する構造が提案され
た(要すれば特開昭52−151574号公報参照)。
然し乍ら、この従来技術に於ける前記酸化物アイソレー
ションの形成方法は、陽極酸化法にてシリコン半導体基
板を多孔質化してからその部分を熱酸化するものであり
、アイソレーションの幅としては約10〔μm〕にも達
し、現在の高密度化集積回路にとっては不向きである。
ところで、幅が狭い絶縁物アイソレーションに関する技
術は、現在盛んに研究開発が進められるでいる状況であ
るが、この技術をCMO3半導体装置に於けるウェル周
辺の絶縁物アイソレーションに適用するにしても、該技
術とCMO3半導体装置の製造プロセスとを充分に適合
させなければならない。
発明の目的 本発明は、前記技術的背景に立ち、絶縁物アイソレーシ
ョンの形成をCMO3半導体装置の製造プロセス中でセ
ルフ・アラインメントで実施することができるように、
また、得られるCMO3半導体装置のラッチ・アップ耐
圧を向上させることができるようにする。
発明の構成 本発明の半導体装置の製造方法では、半導体基板表面を
反応性イオン・エツチング可能な膜で覆い、更にフォト
・レジストにて覆い、前記半導体基板と逆導電型のウェ
ルを形成すべき部分に於ける前記フォト・レジストに開
口を形成し、反応性イオン・エツチングに依り前記開口
周辺に於ける前記膜を除去し、前記開口で定まる半導体
基板領域に逆導電型不純物を導入してウェルを形成し、
前記膜の除去部分と同じ位置の半導体基板部分に溝を形
成し、前記溝に絶縁物を埋め込むことにより該絶縁物で
前記ウェルに於けるpn接合を終端させるようにしてい
るので、所謂、絶縁物アイソレーションの形成はセルフ
・アラインメントで実施され、また、例えば、第1図に
見られる縦方向のnpnトランジスタはさておき、横方
向のpnpトランジスタは前記溝を埋める絶縁物膜に遮
られて形成され難いので、ランチ・アップ耐圧は飛躍的
に向上するものである。
発明の実施例 第3図乃至第8図は本発明一実施例を製造する場合につ
いて解説する為の工程要所に於けるCMO8半導体装置
の要部切断側面図であり、次に、これ等の各図を参照し
つつ説明する。尚、第1図及び第2図に関して説明した
部分と同部分は同記号で指示しである。
第3図参照 ■ n型シリコン半導体基板1に化学気相堆積法(CV
D法)を適用することに依り窒化シリコン(Si3N4
)膜11を厚さ1500 C人〕程度に形成する。
■ マグネトロン・スパッタ法を適用することに依りモ
リブデン・シリサイド(MOSi2)膜12を厚さ30
00 (人〕程度に形成する。
■ フォト・リソグラフィ技術を適用することに依りフ
ォト・レジスト膜13を形成し、これにベーキング、露
光、現像等所定の加工を加えてバターニングすることに
依りウェルを形成する為の開口13Aを形成する。
これに依り、開口13A内にはMoSi2膜12の一部
が露出される。
■ 全体を平行平板型リアクティブ・イオン・ビーム・
エツチング装置中に配置し、エッチャントとしてcc1
4+o2混合ガスを使用してリアクティブ・イオン・ビ
ーム・エツチングを行なう。
通常、この種のエツチングを行なうと、フォト・レジス
ト膜I3で被覆されていない部分がエツチングされる筈
であるが、前記エッチャントの混合ガスに於ける02の
分圧比を60乃至70〔%〕程度に相対的に増加させる
とエツチングはフォト・レジスト膜13のエツジに沿っ
てのみ行なわれ、細い溝12Aが形成される。この細い
溝12Aの幅は1 〔μm)pl下であり、極めて微細
である。尚、この技術に関する詳細は特願昭57−20
9173号或いは雑誌「セミコンダクタ・ワールド」 
(西暦1983年 10月号 第49頁乃至第62頁)
などを参照されると良い。
第4図参照 ■ 反応性イオン・エツチング法を適用し、M。
S12膜12をマスクドしてSi3N+1*11をエツ
チングすることに依り溝12Aと同様な溝lIAを形成
する。
■ マスクとして使用したM OS l 2膜I2のう
ち、開口13A内の部分を除去してから、イオン注入法
を適用し、p型ウェルを形成する為の硼素(B)イオン
をI X 1013(cm2)程度のドーズ量で打ち込
みを行なう。
第5図参照 ■ 所謂ランニングと呼ばれる熱処理を行なうと図示の
ようなp型ウェル2が形成される。
第6図参照 ■ 反応性イオン・エツチング法を適用し5i3Nsl
臭11をマスクにしてシリコン半導体基板1のエツチン
グを行ないp型ウェル2の周囲に微細な溝2Aを形成す
る。尚、このエツチングを行なう際にはM o S i
 2膜12を除去して良い。
1第7図参照 ■ 熱酸化法或いはCVD法を適用して前記溝2A中に
5i02等を埋め込むことに依り、p型ウェル2の周辺
に自己整合で絶縁物膜14を形成する。
[相] Si3N4膜11を除去すると図示の状態にな
る。
第8図参照 ■ この後、通常の技術を適用してnチャネル・トラン
ジスタのゲート電極3、nチャネル・トランジスタを構
成する為のれ+型不純物拡散領域4及び5、p+型接地
コンタクト領域6、pチャネル・トランジスタのゲート
電@7、pチャネル・トランジスタを構成する為のp+
型不純物拡散領域8及び9、n+型電源コンタクト領域
10、例えば5lo2からなる絶縁膜15、例えばアル
ミニウム(Aβ)からなるソース電極16.ドレイン電
極17.ゲート電極18.p型ウェル・コンタクト電極
19.ソース電極20.ドレイン電極21、ゲート電極
22.基板コンタクト電極23等を形成し0MO3構造
にすれば良い。尚、QNはnチャネル側トランジスタ、
QPはpチャネル側トランジスタを示している。
このようにして製造したCMO3半導体装置にでは、第
1図及び第2図に関して説明した寄生バイポーラ・トラ
ンジスタQ1及びQ2のうち、pnp)ランジスタであ
るトランジスタQ2のベースに絶縁物膜14が形成され
た構造になり、該トランジスタQ2の電流増幅率が低下
するとともに抵抗R2が太き(なることが明らかである
発明の効果 本発明の半導体装置の製造方法に依れば、半導体基板表
面を反応性イオン・エツチング可能な膜で覆い、更にフ
ォト・レジストにて覆い、前記半導体基板と逆導電型の
ウェルを形成すべき部分に於ける前記フォト・レジスト
に開口を形成し、反0 応性イオン・エツチングに依り前記開口周縁に於ける前
記膜を除去し、前記開口で定まる半導体基板領域に逆導
電型不純物を導入してウェルを形成し、前記膜の除去部
分と同じ位置の半導体基板部、分に溝を形成し、前記溝
に絶縁物を埋め込むことに依り該絶縁物で前記ウェルに
於けるpn接合を終端させるようにしている為、前記ウ
ェルの周辺に於ける絶縁物アイソレーションはセルフ・
アラインメントで形成することができ、その幅は1〔μ
m〕以下であって極めて微細であるから高密度化を必要
とされる集積回路に好適であり、そして、得られるCM
O3半導体装置に於いては、横方向に形成される寄生バ
イポーラ・トランジスタであるpnp)ランジスタの電
流増幅率が著しく低下し、また、内部抵抗の一部が大き
くなることに依り、ラッチ・アンプ時の電流を保持し難
くなり、その結果、ラッチ・アップ耐圧は向上するもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の要部切断側面図、第2図は第1 1図の従来例に於ける寄生バイポーラ・トランジスタが
発生ずる関係を説明する為の要部等価回路図、第3図乃
至第8図は本発明−実施例を製造する場合の説明をする
為の工程要所に於けるCMO8半導体装置の要部切断側
面図である。 図に於いて、■はn型半導体基板、2はp型ウェル、3
はnチャネル・トランジスタのゲート電極、4及び5は
nチャネル・トランジスタを構成する為のn+型不純物
拡散領域、6はp+型接地コンタクト領域、7はpチャ
ネル・トランジスタのゲート電極、8及び9はpチャネ
ル・トランジスタを構成くず為のp+型不純物拡散領域
、1゜はn+型電源コンタクト領域、11は窒化シリコ
ン(Si3N4)膜、12はモリブデン・シリサイド(
MoS+2)膜、12Aは溝、13はフォト・レジスト
膜、13Aは開口、14は絶縁物膜、15は絶縁膜、1
6及び20はソース電極、17及び21はドレイン電極
、18及び22はゲート電極、19はウェル・コンタク
ト電極、23は基板コンタクト電極、QNはnチャネル
側トランジ2 スタ、QPはpチャネル側トランジスタ、vnt+は正
側電源レベル、Qlは寄生npn)ランジスタ、Q2は
寄生pnpトランジスタ、R1,R2,R3、R4,R
5は内部抵抗である。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 相 谷 昭 司 代理人弁理士 渡 邊 弘 − 3

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板表面を反応性イオン・エツチング可能な膜で
    覆い、更にフォト・レジストにて覆い、前記半導体基板
    と逆導電型のウェルを形成すべき部分に於ける前記フォ
    ト・レジストに開口を形成し、反応性イオン・エツチン
    グに依り前記開口の周縁に於ける前記膜を除去し、前記
    開口で定まる半導体基板領域に逆導電型不純物を導入し
    てウェルを形成し、前記膜の除去部分と同じ位置の半導
    体基板部分に溝を形成し、前記溝に絶縁物を埋め込むこ
    とに依り該絶縁物で前記ウェルに於けるpn接合を終端
    させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP58180583A 1983-09-30 1983-09-30 半導体装置の製造方法 Pending JPS6074560A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6979850B2 (en) 2003-03-27 2005-12-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device capable of avoiding latchup breakdown resulting from negative varation of floating offset voltage

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6979850B2 (en) 2003-03-27 2005-12-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device capable of avoiding latchup breakdown resulting from negative varation of floating offset voltage
US7190034B2 (en) 2003-03-27 2007-03-13 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device capable of avoiding latchup breakdown resulting from negative variation of floating offset voltage
US7408228B2 (en) 2003-03-27 2008-08-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device capable of avoiding latchup breakdown resulting from negative variation of floating offset voltage
US7545005B2 (en) 2003-03-27 2009-06-09 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device capable of avoiding latchup breakdown resulting from negative variation of floating offset voltage
US7777279B2 (en) 2003-03-27 2010-08-17 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device capable of avoiding latchup breakdown resulting from negative variation of floating offset voltage

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