JPH05275693A - Mos型fetの製造方法 - Google Patents

Mos型fetの製造方法

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JPH05275693A
JPH05275693A JP6726692A JP6726692A JPH05275693A JP H05275693 A JPH05275693 A JP H05275693A JP 6726692 A JP6726692 A JP 6726692A JP 6726692 A JP6726692 A JP 6726692A JP H05275693 A JPH05275693 A JP H05275693A
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JP
Japan
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region
gate electrode
drain
source
impurity
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Application number
JP6726692A
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English (en)
Inventor
Kazunori Ono
和徳 大野
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 P型埋込領域を斜めインプラで形成すること
により、微細化されたゲート電極を有するMOSFET
の耐圧を増大すること。 【構成】 ゲート電極16を形成したウェハ上方から斜
め方向にボロンBをイオン注入することによりドレイン
側ゲート電極16下部に埋込領域18を形成する。ソー
ス領域21へはゲート電極16の陰になるようにしてマ
スクする。垂直方向にリンPをイオン注入してソース領
域21とドレイン領域22を形成する。ドレイン領域2
2は、斜めインプラしたボロンBと不純物を相殺させ
て、空乏層が拡がり易い構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はチャンネルと同導電型の
埋込領域を備えたMOSFETの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にMOSFETのソース・ドレイン
領域はゲート電極をマスクとしたセルフアライン方式に
よって行われている。然し、各種ドライバー用デバイス
や高周波デバイス等では、ソース・ドレイン間耐圧(V
DSS)を増大するためにドレイン側に低濃度のオフセッ
ト領域を設けたものが知られている。
【0003】図7と図8は、上記オフセット領域を備え
たMOSFETの製造方法を示す断面図である。図に従
ってその製造方法の一例を説明する。先ずP型シリコン
基板(1)上に数百Å程度のゲート酸化膜(2)を介し
てゲート長4μ以上、厚さ1.0μ程度のポリシリコン
層から成るゲート電極(3)を形成し、ゲート電極
(3)をマスクの一部としてオフセット領域(4)を形
成するリン(P)をイオン注入する(図7)。
【0004】次いでゲート電極(3)の一部とオフセッ
ト領域(4)となる領域をレジストパターン(5)で被
覆し、再度上方からソース・ドレイン領域(6)を形成
するリン(P)をイオン注入する(図8)。その後、レ
ジストパターン(5)を除去して基板(1)全体に熱処
理を処すと、ドレイン側にN型のオフセット領域(4)
が形成されたN−N+構造となる。尚、N−N+構造を持
つMOSFET構造は、例えば特開平02−82627
号に記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、MOS
FETの高周波特性は主にゲート電極(3)直下の実効
チャンネル長に大きく左右され、前記高周波特性を改善
するためにはゲート電極(3)の微細化が不可欠とな
る。すると、ゲート電極(3)の一部をレジストパター
ン(5)で被覆する工程(図8)において、ゲート電極
(3)とレジストパターン(5)との位置合せが困難に
なる欠点があった。また、ゲート電極(3)を微細化す
るに伴って、オフセット領域(4)から伸びた空乏層が
ソース領域(6)に達するパンチスルーが生じ易くなる
欠点があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した従来の
欠点に鑑み成されたもので、シリコン基板上にゲート電
極を形成する工程と、ウェハに対して斜め方向からイオ
ン注入を行うことにより、ドレイン側に選択的にP型の
埋込領域を形成する工程と、ウェハに対して垂直方向に
N型不純物をイオン注入する工程と、熱処理を加えてチ
ャンネル部のドレイン近傍にP型埋込領域を拡散形成す
ると共に、P型不純物とN型不純物を相殺させてドレイ
ン領域をソース領域より低濃度にするオフセット領域を
形成する工程とを具備することにより、従来の欠点を解
消したMOSFETの製造方法を提供するものである。
【0007】
【作用】本発明によれば、ドレイン側のチャンネル領域
にP型の埋込領域(18)を有するので、N型ドレイン
領域(22)と基板(11)とのPN接合から拡がる空
乏層の拡がりを抑制し、短チャンネルMOSFET特有
のソース・ドレイン間のパンチスルーを防止する。ま
た、P型不純物とN型不純物とを相殺させることでドレ
イン領域(22)の実質的な不純物濃度をソース領域
(21)のそれより低下できる。そのためドレイン領域
(22)側に空乏層が拡がり易い構造となる。
【0008】
【実施例】以下に本発明の一実施例をnチャンネルMO
SFETを例にして詳細に説明する。図1〜図6はその
製造方法を説明するために主たる工程を順に示す断面図
である。先ず図1を参照して、裏面にP+層を有するP
型シリコン基板(11)の表面に周知の拡散技術によっ
てチップの周辺部分を囲むP+型のアニュラリング層
(12)を形成し、次いで同様にN++型のコンタクト領
域(13)を形成する。(14)は酸化膜である。
【0009】図2を参照して、基板(11)上の能動領
域となる部分の酸化膜(14)を除去し、露出したシリ
コン表面を熱酸化することにより膜厚が数百Åのゲート
酸化膜(15)を形成する。しきい値電圧(Vt)をコ
ントロールするためのイオンを注入を処し、ゲート酸化
膜(15)上に膜厚が1.0〜2.0μのポリシリコン
層をCVD堆積する。ポリシリコン層を不純物ドープ
し、周知のホトリソ工程によってポリシリコン層をパタ
ーニングしてゲート電極(16)を形成する。
【0010】図3を参照して、ソースとドレインをS−
D−Sと交互に形成するため、先ずゲート電極(16)
の一方を被覆するように通常のホトリソ技術によりホト
レジスト層(17)を形成する。そしてウェハ上方から
斜め方向にボロン(B)をイオン注入する。この工程
で、ドレイン側にはボロン(B)が注入されてゲート電
極(16)の下部にまで延在する埋込領域(18)が形
成され、ソース側はゲート電極(16)の陰になってボ
ロン(B)が注入されない。本実施例では、ボロン
(B)のイオン注入の角度をウェハの垂直方向に対して
20〜40°の角度とし、30〜40keV、1013
-2程度のドーズ量で行った。尚、ボロン(B)はゲー
ト酸化膜(15)を貫通させて、シリコンの表面近傍に
注入されるように加速電圧を調整する。また前記斜め方
向のイオン注入において、コンタクト領域(13)にボ
ロン(B)が注入されても不純物濃度に差があるので、
特に支障(例えば、Al電極とのバリア形成)はない。
【0011】図4を参照して、ホトレジスト層(17)
を除去して今度はゲート電極(16)の他方をホトレジ
スト層(19)で被覆し、先の工程とは逆の斜め方向に
ボロン(B)をイオン注入して埋込領域(18)を形成
する。注入角度、加速電圧、およびドーズ量は先の工程
と同じである。図5を参照して、ホトレジスト層(1
9)を変更して能動領域以外を被覆するホトレジスト層
(20)を形成し、垂直方向に例えばリン(P)をイオ
ン注入してソース・ドレイン領域(21)(22)を形
成する。条件は60〜100keV、ドーズ量は先のボ
ロン(B)を相殺できるように1013cm-2程度とし
た。ボロン(B)が斜め方向であるのに対し、リン
(P)のイオン注入は垂直方向であるので、ゲート電極
(16)下部の埋込領域(18)は相殺されない。ま
た、本工程のイオン注入は、ゲート酸化膜(15)を貫
通してボロン(B)より深く注入されるような加速電圧
で行う。
【0012】図6を参照して、ホトレジスト層(20)
を除去した後全面をCVD酸化膜で被覆し、CVD酸化
膜のベーキングを兼ねてイオン注入した不純物の活性化
と拡散を行う。この拡散によりゲート電極(16)の両
側にN型のソース領域(21)とドレイン領域(22)
が形成され、ゲート電極(16)の下部にはドレイン領
域(22)に境を接するP型の埋込領域(18)が形成
される。ドレイン領域(22)は、斜め方向に注入され
たボロン(B)と同等かそれより若干深く拡散され、且
つ不純物を相殺してN型拡散領域に導電型を反転させ
る。相殺した結果、ドレイン領域(22)の不純物濃度
はソース領域(21)のそれより小となり、空乏層が拡
がり易い領域となる。この相殺された領域が所謂従来の
オフセット領域と同等の作用をなす。
【0013】その後、前記CVD酸化膜にコンタクトホ
ールを開孔し、アルミの蒸着とホトエッチングにより各
電極を形成する。ソース電極(23)はソース側のコン
タクト領域(13)とアニュラリング領域(12)との
両方にオーミックコンタクトして基板バイアスを与え、
ドレイン電極(24)はドレイン側のコンタクト領域
(13)にコンタクトする。
【0014】以上に説明した本発明の製造方法によれ
ば、先ず構造的にゲート電極(16)下部のドレイン近
傍にP型の埋込領域(18)を具備するトランジスタ構
造を提供できる。この埋込領域(18)は、基板(1
1)より高不純物濃度を有するので、ドレイン領域(2
2)と基板(11)とのPN接合から生じる空乏層の拡
大を抑制する。そのため、前記空乏層がソース領域(2
1)に達するパンチスルー現象を抑制でき、耐圧を増加
できるので、その分をゲート電極(16)の微細化に寄
与できる。
【0015】また、ドレイン領域(22)に重ねてボロ
ン(B)をイオン注入してあるので、P型不純物がN型
不純物を相殺し、ドレイン領域(22)の実質的な不純
物濃度を低減する。従って、前記空乏層をドレイン領域
(22)側に拡げ易い構造となり、MOSFETの耐圧
(VDSS)を増大できる。製造方法的には、斜めイオン
注入を利用することにより、レジストマスクが不要なの
で、微細化した(一例として1μ以下)ゲート電極(1
6)であってもセルフアライン的に埋込領域(18)を
形成できる。
【0016】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明によれば、
ドレイン側のゲート電極(16)下部にP型の埋込領域
(18)を設けることにより空乏層のパンチスルー現象
を抑制して耐圧を増大できるので、ゲート電極(16)
の微細化に対応できる利点を有する。また、埋込領域
(18)形成用不純物によってドレイン領域(22)の
不純物濃度を相殺するので、空乏層がドレイン領域(2
2)側に拡がり易い構造となり、ソース・ドレイン耐圧
を増大できる他、ソース・ドレイン間容量を低減でき
る。また、相殺させることでドレイン領域(22)の接
合深さを浅くできるので、横拡散を少くでき、ゲート・
ドレイン間のオーバーラップによる容量を減少でき、ミ
ラー効果を低減することもできる。さらに、斜め方向の
イオン注入によって埋込領域(18)形成用のホトマス
クを削減できるので、微細化したゲート電極(16)に
も十分対応できる利点をも有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を説明するための第1の断面図である。
【図2】本発明を説明するための第2の断面図である。
【図3】本発明を説明するための第3の断面図である。
【図4】本発明を説明するための第4の断面図である。
【図5】本発明を説明するための第5の断面図である。
【図6】本発明を説明するための第6の断面図である。
【図7】従来例を説明するための第1の断面図である。
【図8】従来例を説明するための第2の断面図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一導電型の半導体基板のチャンネル領域
    上にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程、 前記ゲート電極の上方からソース側を前記ゲート電極の
    肩部で遮るように斜め方向にイオン注入することによ
    り、ドレイン側及び前記チャンネル部のドレイン近傍に
    一導電型の不純物をイオン注入する工程と、 前記ゲート電極の上方から垂直方向にソース・ドレイン
    領域を形成する逆導電型の不純物をイオン注入する工程
    と、 基板全体を熱処理して、前記斜め方向にイオン注入した
    不純物により前記チャンネル領域のドレイン近傍に一導
    電型の埋込領域を形成し、同時に前記一導電型の不純物
    と前記逆導電型の不純物を相殺して前記ドレイン領域の
    不純物濃度を前記ソース領域の不純物濃度より低減した
    ことを特徴とするMOS型FETの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記ドレイン領域の拡散深さと前記埋込
    領域の拡散深さが同等であることを特徴とする請求項1
    記載のMOS型FETの製造方法。
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