DE3837761A1 - Verfahren zum herstellen einer halbleitereinrichtung vom p-typ unter verwendung der diffusion von borglas - Google Patents
Verfahren zum herstellen einer halbleitereinrichtung vom p-typ unter verwendung der diffusion von borglasInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Halb
leitereinrichtung und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen
eines P-Kanal-Feldeffekttransistors.
Die Erfindung ist anwendbar auf einen Halbleiterspeicher vom
MOS-Typ, der einen MOS-Transistor aufweist, und insbesondere
auf einen MOS-RAM (Random Access Memory, Direktzugriffsspei
cher).
Nachstehend wird der dynamische MOS-RAM beschrieben, der der
Hintergrund für die Erfindung ist.
Fig. 1A ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für eine
vereinfachte Schaltung eines dynamischen 1-MBit-RAM mit
1 048 576 Speicherzellen zeigt. Unter Bezug auf Fig. 1A wird
nachstehend ein Abriß des Grundbetriebs des dynamischen RAM
gegeben.
Ein Taktgenerator 10 empfängt ein RAS-Signal (Row Address
Strobe, Zeilenaddressiersignal) und ein CAS-Signal (Column
Address Strobe, Spaltenadressiersignal) von einer CPU (Central
Processing Unit, Zentrale Steuereinheit) und erzeugt Taktsi
gnale Φ 1 und Φ 2. Im normalen Lese-/Schreibbetrieb des dynami
schen RAM empfängt ein Adressenpuffer 21 externe Adressierein
gangssignale A 0 bis A 9 im Zeitmultiplex und legt interne
Adressiersignale A 0 bis A 9 auf einer Zeitmultiplexbasis an
einen Zeilendecoder 22 und einen Spaltendecoder 23 an. Der
Zeilendecoder 22 und der Spaltendecoder 23 dekodieren die
internen Adressiersignale A 0 bis A 9 und legen die dekodierten
Signale an eine Speicherzellenanordnung 25 und an eine Ein
gangs-/Ausgangssteuerung 24 an. Der Schreibbetrieb der Ein
gangsdaten und der Lesebetrieb der Ausgangsdaten wird für eine
Speicherzelle ausgeführt, deren Adresse wie oben beschrieben
bezeichnet ist. Der Dateneingangspuffer 26 empfängt die Ein
gangsdaten und überträgt die Eingangsdaten an die Speicher
zellenanordnung 25 über die Eingangs-/Ausgangssteuerung 24 und
die Leseverstärker in Abhängigkeit von einem Taktsignal.
Andererseits empfängt der Datenausgangspuffer 27 die Daten von
der Speicherzellenanordnung 25 über die Leseverstärker und die
Eingangs-/Ausgangssteuerung 24 und gibt die Ausgangsdaten in
Abhängigkeit vom Taktsignal ab.
Fig. 1B ist ein Blockschaltbild, das einen wesentlichen
Abschnitt eines dynamischen RAM zeigt.
Gemäß Fig. 1B weist der wesentliche Abschnitt des dynamischen
RAM eine Anordnung mit einer Mehrzahl von Speicherzellen, die
als Speicherabschnitte dienen, einem Zeilendecoder und einem
Spaltendecoder zum Auswählen einer Adresse für jede Speicher
zelle und einen Peripherieschaltungsabschnitt mit einem Le
severstärker, der mit Dateneingangs-/Datenausgangspuffern ver
bunden ist, auf. Von der Mehrzahl von als Speicherabschnitte
dienenden Speicherzellen ist jede jeweils mit einem Kreuzungs
punkt einer mit dem Zeilendecoder verbundenen Wortleitung und
einer mit dem Spaltendecoder verbundenen Bitleitung verbunden,
wobei die Wortleitungen und Bitleitungen eine Matrix bilden.
Die oben genannte Anordnung ist damit eingerichtet.
Nun wird ein Betrieb des dynamischen RAM beschrieben. Wenn eine
Wortleitung und eine Bitleitung vom Zeilendecoder und vom
Spaltendecoder in Abhängigkeit von einem Zeilenadressiersignal
und einem Spaltenadressiersignal, die von außen angelegt sind,
ausgewählt werden, wird eine Speicherzelle am Kreuzungspunkt
der Wortleitung und der Bitleitung ausgewählt, und Information
wird über den Leseverstärker aus der Speicherzelle ausgelesen
bzw. in die Speicherzelle eingeschrieben. Was die genauere
Beschreibung von dynamischen RAM betrifft, kann auf das
US-Patent 39 40 747 mit dem Titel "High Density, High Speed
Random Access Read-Write Memory" Bezug genommen werden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist ein anderer Abschnitt als
die Speicherzelle 25 in Fig. 1A im nachfolgenden als eine
Peripherieschaltung zu definieren.
Fig. 2 ist eine Ansicht, die einen Schnitt einer Speicherzelle
im Speicherzellenabschnitt 25 und ein Ersatzschaltbild davon
zeigt.
Der Speicherzellenabschnitt des dynamischen RAM weist einen
Transistor und eine Kapazität auf. Wie in Fig. 2 gezeigt ist,
weist der Transistor einen MOS-Transistor 31 vom N-Kanal-Typ
auf, und die Kapazität weist eine Zellenplatte 32 und eine N⁺-
Schicht 33 auf.
Fig. 3 ist eine Ansicht, die einen Schnitt einer Peripherie
schaltung, wie etwa eines Zeilen- und Spaltenadressierpuffers
21, einer Taktgeneratorschaltung 10 usw., und ein Ersatzschalt
bild davon zeigt. Der Peripherieschaltungsabschnitt weist im
allgemeinen einen CMOS-Inverter auf.
Der CMOS-Inverter weist einen N-Kanal-Transistor TN, der in
einem p-Substrat 21 gebildet ist, und einen P-Kanal-Transistor
TP, der in einer n-Senke 1 gebildet ist, auf.
Die Fig. 4 und 5 sind Schnittansichten eines PMOSFET, der
für einen Peripherieschaltungsabschnitt einer Halbleiterspei
chereinrichtung vom dynamischen Typ verwendet wird. Eine Gate
elektrode 3 ist auf einer Hauptoberfläche einer Halbleiterein
richtung vom N-Typ oder einer N-Typ-Senke 1 durch einen Iso
lierfilm 5 und eine als eine Source dienende P⁺-Diffusions
schicht 4 gebildet, und ein Drain ist unter den beiden Endab
schnitten der Gateelektrode 3 und auf der Hauptoberfläche des
Substrats 1 gebildet. Die P⁺-Diffusionsschicht wird durch
Ionenimplantation von B oder BF 2 gebildet. Eine Verdrahtungs
schicht 6 ist mit der Source und dem Drain verbunden. Ionen
implantation wird mit B oder BF 2 in einem Verbindungsabschnitt
7 zum Verringern eines Kontaktwiderstandes ausgeführt.
Die gebildeten Elemente werden durch eine Elementetrennschicht
2 getrennt.
Nun wird der Betrieb beschrieben. Eine vorbestimmte Spannung
wird an die Gateelektrode 3 angelegt. Als ein Ergebnis wird ein
P-Typ-Kanal unter der Gateelektrode 3 gebildet, der die Source
4 mit dem Drain 4 verbindet. Dann wird eine gewünschte Spei
cherzelle ausgewählt, in die Daten eingeschrieben bzw. aus der
Daten ausgelesen werden.
Die Source und der Drain des PMOSFET sind durch Ionenimplan
tation von B und BF 2 gebildet. Ein leichtes Ion, wie etwa B
oder BF 2, verursacht bei der Ionenimplantation einen Kanali
sierungseffekt. Der Begriff des "Kanalisierens" ("channeling")
bedeutet, daß ein Tunnel in einer konstanten Richtung einer
Kristallachse eines Substrats gebildet wird. Das Kanalisieren
schafft ein Problem insofern, als ein Projektionsabstand des
implantierten Ions nicht konstant sein kann. Als ein Ergebnis
wird keine flache P⁺-Schicht gebildet. Um eine flache
P⁺-Schicht zu bilden, muß zuvor Silizium auf dem Substrat im
plantiert werden, um das Kanalisieren zu verhindern. Anderer
seits hat P⁺ im Vergleich zu As⁺ einen großen Diffusionsko
effizienten. Daher ist es erforderlich, daß das Tempern bei
einer niedrigeren Temperatur ausgeführt wird. Im Falle, daß
Silizium auf dem Substrat implantiert worden ist, muß das
Tempern bei einer höheren Temperatur ausgeführt werden, da
durch die Siliziumimplantation auf dem Substrat ein Schaden
angerichtet worden ist.
Folglich bildet die P⁺-Schicht im Vergleich zur N⁺-Schicht
lediglich eine Tiefeschicht. Daher ist es schwierig, den
PMOSFET mit kleinen Kanalabmessungen zu bilden.
Andererseits werden, wenn ein Kontaktabschnitt, der den Source
und Drainabschnitt mit der Verdrahtung verbindet, gebildet ist,
B und BF 2 implantiert, nachdem ein Kontaktloch gebildet ist, um
einen Kontaktwiderstand zu senken. Fig. 5 zeigt den Kontaktab
schnitt von Source und Drain des PMOSFET.
Wie oben beschrieben ist, erzeugen B und BF 2 beim Implantieren
das Kanalisieren und weisen auch eine große Diffusionslänge
auf. Wenn B und B F 2 im Kontaktabschnitt implantiert werden,
wird die P⁺-Schicht unter die Gateelektrode diffundiert, die an
den Kontaktabschnitt angrenzt. Als ein Ergebnis wird die Kanal
länge des PMOSFET kurz, so daß es schwierig ist, den PMOSFET
klein zu machen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen
einer Halbleitereinrichtung vom P-Typ, die hoch integriert
werden kann, zu schaffen.
Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, ein Verfahren zum
Herstellen eines P-Typ-MOSFET, der klein gestaltet werden kann,
zu schaffen.
Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, ein Verfahren zum Her
stellen eines P-Typ-MOSFET unter Verwendung der Diffusion eines
Borglases zu schaffen.
Aufgabe der Erfindung ist es ebenfalls, ein Verfahren zum Her
stellen eines P-Typ-MOSFET mit einer kleinen Kanalabmessung zu
schaffen.
Aufgabe der Erfindung ist es ebenfalls, ein Verfahren zum
Herstellen eines P-Kanal-Feldeffekttransistors vom LDD-Typ
(LDD = Lightly Doped Drain, schwach dotierter Drain), der hoch
integriert werden kann, zu schaffen.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch ein Verfahren zum
Herstellen einer P-Typ-Halbleitereinrichtung gelöst, das die
folgenden Schritte aufweist: Vorbereiten eines Halbleiter
substrats mit einer Hauptoberfläche und einem Gebiet mit
vorbestimmter Störstellenkonzentration vom N-Typ, Bilden einer
Leitungsschicht mit entgegengesetzten Endabschnitten vorbe
stimmter Breite auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats
durch einen Isolierfilm, Bilden einer diffusionsverhindernden
Schicht auf dem oberen Abschnitt und den entgegengesetzten
Endabschnitten der Leitungsschicht auf dem Abschnitt, der sich
in vorbestimmten Abständen von den entgegengesetzten Endab
schnitten der Leitungsschicht weg und auf der Hauptoberfläche
befindet, Bilden eines Borglases durch Abscheiden von Bornitrid
auf dem Gebiet, wo die diffusionsverhindernde Schicht nicht
gebildet ist, und auf der Hauptoberfläche und Diffundieren des
Borglases.
Wenn die P-Typ-Halbleitereinrichtung hergestellt wird, ohne das
Ionenimplantationsverfahren zu benutzen, sondern in dem das
oben genannte Verfahren verwendet wird, wird kein Channeling
verursacht, und ein flaches P-Typ-Halbleitergebiet kann gebil
det werden. Als ein Ergebnis wird ein Verfahren zum Herstellen
einer P-Typ-Halbleitereinrichtung, die klein und hochinte
griert ausgeführt werden kann, zur Verfügung gestellt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bilden die Leitungs
schicht und die P⁺-Diffusionsschicht eine Feldeffekteinrich
tung, und die Feldeffekteinrichtung weist einen P-Kanal-Feld
effekttransistor auf, bei dem die Halbleiterschicht eine Gate
elektrode, die P⁺-Diffusionsschicht entweder ein Drain oder
eine Source und ein Abschnitt zwischen den P⁺-Diffusions
schichten ein P-Kanal-Gebiet ist.
Die Halbleitereinrichtung weist den Feldeffekttransistor wie
oben beschrieben auf, so daß das Verfahren zum Herstellen des
P-Typ-MOSFET, der klein gestaltet werden kann, zur Verfügung
gestellt werden kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das
Verfahren zum Herstellen der P-Typ-Halbleitereinrichtung die
Schritte Entfernen der diffusionsverhindernden Schicht nach dem
Schritt des Bildens von Borglas durch Abscheiden von Bornitrid
und Diffundieren des Borglases, Bilden einer zweiten diffu
sionsverhindernden Schicht an der Stelle, an der die diffu
sionsverhindernde Schicht gebildet war, Bilden eines Borglases
durch Abscheiden von Bornitrid wiederum auf dem Halbleiter
substrat, wo die zweite diffusionsverhindernde Schicht gebildet
ist, und Diffundieren des Borglases, wodurch der P-Kanal-Feld
effekttransistor vom LDD-Typ gebildet wird.
Da das Verfahren zum Herstellen der P-Typ-Halbleitereinrichtung
die vorgenannten Schritte aufweist, kann der P-Kanal-FET vom
LDD-Typ ohne Verwenden der Ionenimplantation gebildet werden.
Als ein Ergebnis wird ein Verfahren zum Herstellen des P-Kanal-
FET vom LDD-Typ, der hoch integriert werden kann, zur Verfügung
gestellt.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben
sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der
Figuren. Von den Figuren zeigen:
Fig. 1A ein Blockschaltbild, das ein Beispiel einer ver
einfachten Schaltung eines dynamischen RAM zeigt;
Fig. 1B ein Blockschaltbild, das einen größeren Abschnitt
eines dynamischen RAM zeigt;
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Speicherzelle in einen
Speicherzellenabschnitt und eine Ersatzschaltung
davon;
Fig. 3 einen Schnitt durch eine Peripherieschaltung und
eine Ersatzschaltung davon;
Fig. 4 u. 5 Schnittansichten eines P-Typ-MOSFET, der im Peri
pherieschaltungsabschnitt eines dynamischen RAM
verwendet wird;
Fig. 6A bis 6D Ansichten, die die Bildungsprozesse von Source
und Draingebieten des nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren gebildeten PMOSFET schrittweise dar
stellen;
Fig. 7A bis 7D Ansichten, die die Bildungsprozesse des Kontaktge
biets des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ge
bildeten PMOSFET schrittweise darstellen;
Fig. 8 eine Ansicht, die eine bestimmte Prozedur der vor
liebenden Erfindung darstellt; und
Fig. 9A bis 9H Ansichten, die die Bildungsprozesse eines LDD-Typ-
PMOSFET nach der vorliegenden Erfindung schritt
weise darstellen.
Unter Bezug auf die Figuren wird nun eine Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 6A bis 6D sind
Ansichten, die die Bildungsprozesse der Source- und Drainge
biete des nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
gebildeten PMOSFET darstellen.
Gemäß Fig. 6A werden ein Einrichtungstrennoxidfilm 2, eine
Gateelektrode 3 und ein Isolierfilm 5 auf einem Substrat 1
gebildet. Der Isolierfilm ist an vorbestimmten Stellen ent
fernt, um Source- und Draingebiete zu bilden.
Ein dünner Polysilizium- oder ein dünner Oxidfilm 6 wird vom
oberen Abschnitt des Substrats 1 gebildet und Bornitrid wird
zum Bilden eines Borglases darauf diffundiert, so daß ein
Borglas 7 durch ein Verfahren zum Diffundieren des Borglases
(was nachfolgend als ein BN-Abscheidungs- und Diffusionsver
fahren bezeichnet wird) gebildet wird (Fig. 6B). Wie oben
beschrieben ist, ist der Grund dafür, daß das Bornitrid durch
den dünnen Polysiliziumfilm oder den dünnen Oxidfilm 6 abge
schieden wird, daß auf der Oberfläche des Substrats 1 ein
Schaden ("Damage") verursacht wird, wenn das Borglas direkt auf
dem Substrat 1 unter Verwendung des BN-Abscheidungs- und
Diffusionsverfahrens abgeschieden wird. Dann wird eine
P⁺-Diffusionsschicht 4 auf den Source- und Drainabschnitten
durch Tempern des Substrats 1 bei einer niedrigen Temperatur
gebildet. Danach werden das Borglas 7 und das dünne
Polysilizium 6 durch Ätzen entfernt (Fig. 6D).
Nun wird das Bilden des Kontaktabschnittes beschrieben. Fig. 7A
bis 7D sind Ansichten, die die Bildungsprozesse des nach einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildeten Kontakt
gebiets des PMOSFET darstellen.
Die Prozesse in den Fig. 7A bis 7D sind die gleichen wie die in
den Fig. 6A bis 6D, außer daß die Source- und Draingebiete 4
auf dem Substrat 1 gebildet werden.
Zunächst wird das Halbleitersubstrat 1 vorbereitet, auf dem die
P⁺-Diffusionsschicht 4, die als Source und Drain dient, die
Gateelektrode 3, der Einrichtungstrennfilm 2, ein Zwischen
schichtisolierfilm 5 und ein Kontaktabschnitt 8 gebildet werden
(Fig. 7A). Dann wird der dünne Polysilizium- oder der dünne
Oxidfilm 6 vom oberen Abschnitt des Substrats 1 gebildet, und
das Borglas 7 wird darauf nach dem BN-Abscheide- und Diffu
sionsverfahren (Fig. 7B) abgeschieden. Durch Tempern des Sub
strats 1 bei einer niedrigen Temperatur wird eine P⁺-Diffu
sionsschicht 4′ auf dem Kontaktabschnitt gebildet (Fig. 7C).
Nach dem Ätzen werden das Borglas 7 und das dünne Polysilizium
und dergleichen entfernt, und dann wird die Verdrahtungsschicht
9 auf dem Kontaktabschnitt 8 gebildet (Fig. 7D).
Nun wird das BN-Abscheide- und Diffusionsverfahren beschrieben.
Das BN-Abscheide- und Diffusionsverfahren ist im einzelnen in
"Boron Nitride as a Diffusion Source for Silicon" von
N. Goldsmith und anderen, RCA-Review Nr. 2, Juni 1967,
beschrieben.
Eine konkrete Prozedur ist in Fig. 8 dargestellt. Gemäß Fig. 8
ist eine Mehrzahl von Bornitridfestkörperquellen 12 (im nach
folgenden auch: BN-Festkörperquellen) auf einem Waferboot 11
angeordnet. Eine Mehrzahl von Wafern 13 ist mit deren Haupt
oberfläche auf die BN-Festkörperquellen 12 gerichtet ange
ordnet. Dann wird das Waferboot mit den darauf befindlichen
BN-Festkörperquellen 12 und Wafern 13 in einen Ofen einge
bracht. Dann wird das Borglas abgeschieden und getempert. Durch
den vorgenannten Prozeß wird die dünne P⁺-Diffusionsschicht mit
hoher Konzentration auf dem Halbleitersubstrat gebildet.
Gemäß der oben genannten Ausführungsform werden Source und
Drain des PMOSFET gleichzeitig durch eine BN-Abscheidung und
-Diffusion gebildet. Der PMOSFET vom LDD-Aufbau kann durch zwei
BN-Abscheidungen und -Diffusionen gebildet werden. In diesem
Fall ist die BN-Diffusionskonzentration des ersten Males um ein
bis zwei Zehnerpotenzen kleiner als die Diffusionskonzentration
des zweiten Males. Außerdem ist diese Konzentration die gleiche
wie im Fall, wenn das Ionenimplantationsverfahren angewendet
wird.
Die Fig. 9A bis 9H zeigen ein Verfahren zum Herstellen des
PMOSFET mit LDD-Aufbau. Es gibt drei Arten von Herstellungs
verfahren für die PMOSFET vom LDD-Aufbau. Eins davon ist in den
Fig. 9A bis 9C und 9H gezeigt. Fig. 9A ist die gleiche wie Fig.
6B. Die bisher beschriebenen Schritte sind die gleichen wie in
den Fig. 6A und 6B. Dann werden der dünne Siliziumoxidfilm oder
der Polysiliziumfilm 6 und das Borglas 7 entfernt, und durch
Tempern des Substrats 1 wird ein leicht dotiertes P⁺-Gebiet 10
auf einer vorbestimmten Position gebildet (Fig. 9B). Dann wird
das Borglas 7 auf einer vorbestimmten Position durch den dünnen
Siliziumoxidfilm oder das Polysilizium 6 wieder durch das BN-
Abscheide- und Diffusionsverfahren gebildet. Das Substrat 1
wird mit dem darauf aufgebrachten Borglas 7 getempert. Der
PMOSFET vom LDD-Aufbau wird auf diese Weise auf den Source- und
Draingebieten gebildet (Fig. 9C). Danach werden der Silizium
oxidfilm bzw. das Polysilizium 6 und das Borglas entfernt (Fig.
9H).
Nun wird ein anderes Verfahren, mit dem der LDD-Aufbau gebildet
wird, beschrieben. Nach diesem Verfahren wird das P⁺-Diffu
sionsgebiet mit hoher Konzentration zusammen mit der Kontakt
schicht gebildet. Herstellungsprozesse nach diesem Verfahren
weisen Schritte gemäß den Fig. 9A, 9B und 9G auf. Nachdem das
leicht dotierte P⁺Gebiet gebildet ist (Fig. 9B), wird der
Isolierfilm 5 auf der Gateelektrode 3 gebildet, und das Borglas
7 wird darauf durch den dünnen Siliziumoxidfilm oder das Poly
silizium 6 durch das BN-Abscheide- und Diffusionsverfahren
gebildet. Danach wird das Substrat 1 getempert, und das dicke
P⁺-Diffusionsgebiet 4 und die Kontaktschicht werden gleichzei
tig gebildet (Fig. 9G und 9H). Durch Anwendung dieses Verfah
rens kann das BN-Abscheide- und Diffusionsverfahren in einem
Barrierenmetallisierungsprozeß verwendet werden.
Ein weiteres Verfahren zum Bilden des LDD-Aufbaus ist in den
Fig. 9D bis 9F gezeigt. Nach diesem Verfahren wird zunächst die
Gateelektrode 3 auf einer vorbestimmten Position gebildet. Das
Borglas 7 wird auf der Gateelektrode 3 durch den dünnen Sili
ziumoxidfilm bzw. das Polysilizium 6 nach dem BN-Abscheide- und
Diffusionsverfahren gebildet (Fig. 9D). Nachdem der dünne Sili
ziumoxidfilm bzw. das Polysilizium 6 und das Borglas 7 entfernt
sind, wird das Substrat 1 bei einer niedrigen Temperatur getem
pert. Als ein Ergebnis wird ein leicht dotiertes P⁺-Gebiet 10
bei einer vorbestimmten Position gebildet (Fig. 9E). Dann wird
eine Seitenwand auf der Gateelektrode 3 gebildet, und der
Isolierfilm wird an einer vorbestimmten Position gebildet. Der
dünne Siliziumoxidfilm bzw. das Polysilizium werden auf der
Gateelektrode 3 gebildet, die Seitenwand und der Trennfilm 5
und das Borglas 7 werden darauf nach dem BN-Abscheide- und
Diffusionsverfahren gebildet. Das Substrat 1 wird mit dem
darauf aufgebrachten Borglas 7 getempert, und die dicke P⁺-
Diffusionsschicht 4 wird bei einer vorbestimmten Position ge
bildet (Fig. 9F). Danach werden der Siliziumoxidfilm bzw. das
Polysilizium 6 und das Borglas entfernt (Fig. 9H).
Wenn die vorgenannten Prozesse angewendet werden, wenn eine
CMOS-Einrichtung hergestellt wird, muß ein N-Kanal-Tran
sistorgebiet mit einem dicken Oxidfilm oder dergleichen bedeckt
werden.
Obwohl die Beschreibung für den Fall gemacht worden ist, in dem
ein N-Typ-Halbleitersubstrat wie in der Ausführungsform ver
wendet wird, kann die gleiche Wirkung erhalten werden, wenn
eine n-Wanne verwendet wird. Die Verdrahtungsschicht 9 kann ein
Material eines Barrierenmetalls (z. B. Titan und dergleichen)
sein.
Die Verdrahtungsschicht kann darauf gebildet und strukturiert
werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das P-Typ-Halbleiterge
biet des PMOSFET durch Abscheiden des Borglases und Diffun
dieren von Bor aus dem Borglas gebildet. Da keine Ionenimplan
tation verwendet wird, wird kein Channeling erzeugt, und eine
flache P-Typ-Störstellenschicht kann gebildet werden. Da eine
Siliziumimplantation, die zum Verhindern des Channelings
erforderlich war, nicht benötigt wird, ist es möglich, die
Temper-Temperatur zu senken. Dementsprechend kann das Diffu
sionsgebiet der P-Typ-Störstellen reduziert werden. Als ein
Ergebnis kann das Verfahren zum Herstellen der P-Typ-Halblei
tereinrichtung, die klein und hochintegriert gestaltet werden
kann, zur Verfügung gestellt werden.
Claims (13)
1. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitereinrichtung vom
P-Typ,
gekennzeichnet durch
Vorbereiten eines Halbleitersubstrats (1) mit einer Haupt oberfläche und einem Gebiet mit vorbestimmter Störstellen konzentration vom N-Typ,
Bilden einer Leitungsschicht (3) mit entgegengesetzten Endabschnitten vorbestimmter Breite auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) durch einen Isolierfilm,
Bilden einer diffusionsverhindernden Schicht (5) auf dem oberen Abschnitt und auf den entgegengesetzten Endabschnitten der Lei tungsschicht (3), auf dem Abschnitt, der in einem vorbestimmten Abstand von den entgegengesetzten Endabschnitten der Lei tungsschicht (3) entfernt angeordnet ist, und auf der Hauptoberfläche,
Bilden eines ersten Borglases (7) durch Abscheiden von erstem Bornitrid auf dem Gebiet, wo die diffusionsverhindernde Schicht (5) nicht gebildet ist, und auf der Hauptoberfläche des Halb leitersubstrats (1) und
Bilden einer ersten Diffusionsschicht vom P-Typ (4) durch Diffundieren des ersten Borglases (7), wodurch eine flache P- Typ-Diffusionsschicht auf dem Gebiet gebildet wird, auf dem die diffusionsverhindernde Schicht (5) nicht existiert.
gekennzeichnet durch
Vorbereiten eines Halbleitersubstrats (1) mit einer Haupt oberfläche und einem Gebiet mit vorbestimmter Störstellen konzentration vom N-Typ,
Bilden einer Leitungsschicht (3) mit entgegengesetzten Endabschnitten vorbestimmter Breite auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) durch einen Isolierfilm,
Bilden einer diffusionsverhindernden Schicht (5) auf dem oberen Abschnitt und auf den entgegengesetzten Endabschnitten der Lei tungsschicht (3), auf dem Abschnitt, der in einem vorbestimmten Abstand von den entgegengesetzten Endabschnitten der Lei tungsschicht (3) entfernt angeordnet ist, und auf der Hauptoberfläche,
Bilden eines ersten Borglases (7) durch Abscheiden von erstem Bornitrid auf dem Gebiet, wo die diffusionsverhindernde Schicht (5) nicht gebildet ist, und auf der Hauptoberfläche des Halb leitersubstrats (1) und
Bilden einer ersten Diffusionsschicht vom P-Typ (4) durch Diffundieren des ersten Borglases (7), wodurch eine flache P- Typ-Diffusionsschicht auf dem Gebiet gebildet wird, auf dem die diffusionsverhindernde Schicht (5) nicht existiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Bilden des ersten Borglases (7)
auf dem Gebiet, wo die diffusionsverhindernde Schicht (5) nicht
gebildet ist, und auf der Hauptoberfläche des Halbleitersub
strats (1) die Schritte
Bilden einer ersten Schicht (6) für das zu bildende Borglas (7) auf dem Gebiet, wo die diffusionsverhindernde Schicht (5) nicht gebildet ist, und auf der Hauptoberfläche des Halbleitersub strats (1) und
Bilden des ersten Borglases (7) auf der ersten Schicht (6) für das zu bildende Borglas (7) aufweist.
Bilden einer ersten Schicht (6) für das zu bildende Borglas (7) auf dem Gebiet, wo die diffusionsverhindernde Schicht (5) nicht gebildet ist, und auf der Hauptoberfläche des Halbleitersub strats (1) und
Bilden des ersten Borglases (7) auf der ersten Schicht (6) für das zu bildende Borglas (7) aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Bilden der ersten Schicht (6)
für das zu bildende Borglas (7) auf dem Gebiet, wo die diffu
sionsverhindernde Schicht (5) nicht gebildet ist, und auf der
Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) und das Bilden des
ersten Borglases (7) auf der ersten Schicht (6) für das zu
bildende Borglas (7) die Schritte
Bilden der ersten Schicht (6) für das zu bildende Borglas (7)
auf der diffusionsverhindernden Schicht (5) und auf dem Gebiet,
wo die diffusionsverhindernde Schicht (5) nicht gebildet ist,
und auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) und
Bilden des ersten Borglases (7) auf der ersten Schicht (6) für
das zu bildende Borglas (7)
aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (6) für das zu
bildende Borglas (7) eine dünne Polysiliziumschicht aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (6) für das zu
bildende Borglas (7) einen dünnen Oxidfilm (6) aufweist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
gekennzeichnet durch den weiteren Schritt des Entfernens der
ersten Schicht (6) für das zu bildende Borglas (7) und des
Borglases (7) nach dem Schritt des Bildens der P-Typ-Diffu
sionsschicht (4).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsschicht (3) und die
P-Typ-Diffusionsschicht (4) eine Feldeffekteinrichtung bilden.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Feldeffekteinrichtung einen
P-Kanal-Feldeffekttransistor aufweist, in dem die Leitungs
schicht eine Gateelektrode, die P-Typ-Diffusionsschicht ent
weder Drain- oder Sourcegebiet und der von der P-Typ-Diffu
sionsschicht beidseitig umschlossene Bereich ein P-Kanal-Gebiet
ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
gekennzeichnet durch
Bilden einer zweiten Schicht (6) für das zu bildende Borglas (7) auf einem Gebiet, das kleiner ist als das Gebiet, wo die diffusionsverhindernde Schicht (5) nicht gebildet ist, und auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1),
Bilden eines zweiten Borglases (7) auf der zweiten Schicht (6) für das zu bildende Borglas (7) und
Bilden einer zweiten P-Typ-Diffusionsschicht (4) auf einem Gebiet, das kleiner ist als die erste P-Typ-Diffusionsschicht (4) durch Diffundieren des zweiten Borglases (7), wodurch ein P-Kanal-Feldeffekttransistor vom LDD-Typ gebildet wird.
Bilden einer zweiten Schicht (6) für das zu bildende Borglas (7) auf einem Gebiet, das kleiner ist als das Gebiet, wo die diffusionsverhindernde Schicht (5) nicht gebildet ist, und auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1),
Bilden eines zweiten Borglases (7) auf der zweiten Schicht (6) für das zu bildende Borglas (7) und
Bilden einer zweiten P-Typ-Diffusionsschicht (4) auf einem Gebiet, das kleiner ist als die erste P-Typ-Diffusionsschicht (4) durch Diffundieren des zweiten Borglases (7), wodurch ein P-Kanal-Feldeffekttransistor vom LDD-Typ gebildet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste P-Typ-Diffusionsschicht
(4) eine erste P-Typ-Störstellenkonzentration aufweist, daß die
zweite P-Typ-Diffusionsschicht (4) eine zweite P-Typ-Störstel
lenkonzentration aufweist und daß die erste P-Typ-Störstellen
konzentration so gewählt ist, daß sie kleiner als die zweite
P-Typ-Störstellenkonzentration ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptoberfläche des Halb
leitersubstrats (1) und ein Abschnitt des Gebietes, wo die
diffusionsverhindernde Schicht (5) nicht gebildet ist, ein
Kontaktgebiet (4) aufweist, das die P-Typ-Diffusionsschicht (4)
mit einer Verdrahtungsschicht (9) verbindet, und daß das Ver
fahren die Schritte
Bilden einer zweiten diffusionsverhindernden Schicht (5) auf einem anderen Gebiet als dem Kontaktgebiet (4) des P-Kanal- Feldeffekttransistors, wo die P-Typ-Diffusionsschicht (4) gebildet ist,
Bilden einer dritten Schicht (6) für das zu bildende Borglas (7) auf dem Gebiet, wo die zweite diffusionsverhindernde Schicht (5) nicht gebildet ist, und auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstats (1),
Bilden eines dritten Borglases (7) auf der dritten Schicht (6) für das zu bildende Borglas (7) und
Bilden einer dritten P-Typ-Diffusionsschicht (4′) im Inneren der ersten P-Typ-Diffusionsschicht (4) durch Diffusion des dritten Borglases (7), wodurch der Kontaktwiderstand des Kon taktgebietes (4) reduziert wird, aufweist.
Bilden einer zweiten diffusionsverhindernden Schicht (5) auf einem anderen Gebiet als dem Kontaktgebiet (4) des P-Kanal- Feldeffekttransistors, wo die P-Typ-Diffusionsschicht (4) gebildet ist,
Bilden einer dritten Schicht (6) für das zu bildende Borglas (7) auf dem Gebiet, wo die zweite diffusionsverhindernde Schicht (5) nicht gebildet ist, und auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstats (1),
Bilden eines dritten Borglases (7) auf der dritten Schicht (6) für das zu bildende Borglas (7) und
Bilden einer dritten P-Typ-Diffusionsschicht (4′) im Inneren der ersten P-Typ-Diffusionsschicht (4) durch Diffusion des dritten Borglases (7), wodurch der Kontaktwiderstand des Kon taktgebietes (4) reduziert wird, aufweist.
12. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der P-Kanal-Feldeffekttransistor
einen als einen komplementären Feldeffekttransistor verwendeten
P-Kanal-Feldeffekttransistor aufweist.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß der komplementäre Feldeffekttran
sistor einen in einem Peripherieschaltungsabschnitt einer dyna
mischen Halbleiterspeichereinrichtung verwendeten komplemen
tären Feldeffekttransistor aufweist.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US-Z.: GOLDSMITH, N. et al.: Boron Nitride as a Diffusion Source for Silicon. In: RCA Review 1967, Nr. 2, S. 344-350 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4996168A (en) | 1991-02-26 |
JPH01123417A (ja) | 1989-05-16 |
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