JPH06350086A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH06350086A JPH06350086A JP13750693A JP13750693A JPH06350086A JP H06350086 A JPH06350086 A JP H06350086A JP 13750693 A JP13750693 A JP 13750693A JP 13750693 A JP13750693 A JP 13750693A JP H06350086 A JPH06350086 A JP H06350086A
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- silicon
- mask
- side wall
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 MOSトランジスタの正確なソース・ドレイ
ン間距離を実現し、より浅いソース・ドレイン注入を実
現する。 【構成】 シリコン基板1の主面上にゲート酸化膜2と
ポリシリコンゲート電極3を形成した後、ポリシリコン
ゲート電極3をマスクとしてシリコンイオン注入を行
い、シリコン基板上にシリコン非結晶層10を形成す
る。つぎに、ポリシリコンゲート電極3の側面にCVD
酸化膜の側壁5を形成した後、その側壁5をマスクとし
て、前に形成したシリコン非結晶層9の内部に、砒素イ
オン注入を行い高濃度n型領域を形成する。その後、シ
リコン基板1の単結晶層に比べてシリコン非結晶層10
の不純物拡散速度が速いことを利用して、熱処理により
側壁5の下のシリコン非結晶層10に低濃度n型領域4
を拡散形成する。
ン間距離を実現し、より浅いソース・ドレイン注入を実
現する。 【構成】 シリコン基板1の主面上にゲート酸化膜2と
ポリシリコンゲート電極3を形成した後、ポリシリコン
ゲート電極3をマスクとしてシリコンイオン注入を行
い、シリコン基板上にシリコン非結晶層10を形成す
る。つぎに、ポリシリコンゲート電極3の側面にCVD
酸化膜の側壁5を形成した後、その側壁5をマスクとし
て、前に形成したシリコン非結晶層9の内部に、砒素イ
オン注入を行い高濃度n型領域を形成する。その後、シ
リコン基板1の単結晶層に比べてシリコン非結晶層10
の不純物拡散速度が速いことを利用して、熱処理により
側壁5の下のシリコン非結晶層10に低濃度n型領域4
を拡散形成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はMOSトランジスタを
用いた微細寸法の集積回路素子である半導体装置の製造
方法に関するものである。
用いた微細寸法の集積回路素子である半導体装置の製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体素子の高集積化、微細化に伴い、
MOSトランジスタのソース・ドレイン間距離もサブミ
クロン領域に入ってきている。しかし、ソース・ドレイ
ン間距離が小さくなるにつれてチャンネル部の電界強度
が大きくなり、ホットキャリア効果およびショートチャ
ンネル効果が顕著になる。そのため、チャンネル部の電
界強度を抑制するために、最も電界の高いドレイン近傍
に低濃度n型領域を設ける低濃度ドレイン(LDD)と
言う構造がある。
MOSトランジスタのソース・ドレイン間距離もサブミ
クロン領域に入ってきている。しかし、ソース・ドレイ
ン間距離が小さくなるにつれてチャンネル部の電界強度
が大きくなり、ホットキャリア効果およびショートチャ
ンネル効果が顕著になる。そのため、チャンネル部の電
界強度を抑制するために、最も電界の高いドレイン近傍
に低濃度n型領域を設ける低濃度ドレイン(LDD)と
言う構造がある。
【0003】図3を参照して、従来のN型トランジスタ
のLDD構造の製造方法を説明する。まず、図3(a)
に示すように、シリコン基板1の主面上にゲート酸化膜
2を形成し、その上にポリシリコンゲート電極3を形成
する。このポリシリコンゲート電極3をマスクとしてリ
ンイオン注入を行い、低濃度n型領域4を形成する。
のLDD構造の製造方法を説明する。まず、図3(a)
に示すように、シリコン基板1の主面上にゲート酸化膜
2を形成し、その上にポリシリコンゲート電極3を形成
する。このポリシリコンゲート電極3をマスクとしてリ
ンイオン注入を行い、低濃度n型領域4を形成する。
【0004】つぎに、図3(b)に示すように、CVD
酸化膜を全体に堆積して、異方性エッチングを利用しポ
リシリコンゲート電極3の側面にCVD酸化膜の側壁5
を形成する。この側壁5をマスクとして砒素イオン注入
を行い、高濃度n型領域6を形成する。その後、図3
(c)に示すように、熱処理(アニール)を行うことに
より、不純物を拡散させる。
酸化膜を全体に堆積して、異方性エッチングを利用しポ
リシリコンゲート電極3の側面にCVD酸化膜の側壁5
を形成する。この側壁5をマスクとして砒素イオン注入
を行い、高濃度n型領域6を形成する。その後、図3
(c)に示すように、熱処理(アニール)を行うことに
より、不純物を拡散させる。
【0005】つぎに、図4を参照して、従来のCMOS
トランジスタのLDD構造の製造方法を説明する。ま
ず、図4(a)に示すように、N型トランジスタ(図4
の左側のトランジスタ)およびP型トランジスタ(図4
の右側のトランジスタ)ともに、シリコン基板1の主面
上にゲート酸化膜2とポリシリコンゲート電極3を形成
する。
トランジスタのLDD構造の製造方法を説明する。ま
ず、図4(a)に示すように、N型トランジスタ(図4
の左側のトランジスタ)およびP型トランジスタ(図4
の右側のトランジスタ)ともに、シリコン基板1の主面
上にゲート酸化膜2とポリシリコンゲート電極3を形成
する。
【0006】つぎに、P型トランジスタ側(図4の右
側)には全面レジスト層7Aによるマスクを施し、N型
トランジスタ側(図4の左側)は、ポリシリコンゲート
電極3をマスクとしてリンイオン注入を行い、N型トラ
ンジスタ側に低濃度n型領域4を形成する。つぎに、図
4(b)に示すように、N型トランジスタ側(図4の左
側)には全面レジスト層7Bによるマスクを施し、P型
トランジスタ側(図4の右側)は、ポリシリコンゲート
電極3をマスクとしてボロンイオン注入を行い、P型ト
ランジスタ側に低濃度p型領域8を形成する。
側)には全面レジスト層7Aによるマスクを施し、N型
トランジスタ側(図4の左側)は、ポリシリコンゲート
電極3をマスクとしてリンイオン注入を行い、N型トラ
ンジスタ側に低濃度n型領域4を形成する。つぎに、図
4(b)に示すように、N型トランジスタ側(図4の左
側)には全面レジスト層7Bによるマスクを施し、P型
トランジスタ側(図4の右側)は、ポリシリコンゲート
電極3をマスクとしてボロンイオン注入を行い、P型ト
ランジスタ側に低濃度p型領域8を形成する。
【0007】つぎに、図4(c)に示すように、CVD
酸化膜によりポリシリコンゲート電極3の側面に側壁5
を形成する。その後P型トランジスタ側には、全面レジ
スト層7Cによるマスクを施し、N型トランジスタ側
は、側壁5をマスクに砒素イオン注入を行い高濃度n型
領域6を形成する。つぎに、図4(d)に示すように、
その後N型トランジスタ側には、全面レジスト層7Dに
よるマスクを施し、P型トランジスタ側は、側壁5をマ
スクにBF 2 イオン注入を行い高濃度p型領域6を形成
する。
酸化膜によりポリシリコンゲート電極3の側面に側壁5
を形成する。その後P型トランジスタ側には、全面レジ
スト層7Cによるマスクを施し、N型トランジスタ側
は、側壁5をマスクに砒素イオン注入を行い高濃度n型
領域6を形成する。つぎに、図4(d)に示すように、
その後N型トランジスタ側には、全面レジスト層7Dに
よるマスクを施し、P型トランジスタ側は、側壁5をマ
スクにBF 2 イオン注入を行い高濃度p型領域6を形成
する。
【0008】その後、熱処理を加えてLDD構造を有し
たCMOSトランジスタを形成する。
たCMOSトランジスタを形成する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の製
造方法では、半導体素子の一層の微細化に向けて、高濃
度n型領域および高濃度p型領域形成後に熱処理を行う
ため、低濃度n型領域および低濃度p型領域が横方向に
拡散して、MOSトランジスタのソース・ドレイン間距
離の実効長を短くしてしまう問題点がある。また、より
浅いソース・ドレイン注入を行うには、従来の注入方法
ではチャネリング(シリコンの結晶格子間をイオンがす
り抜けてしまう現象)により深さ方向の制御が行いにく
いという問題点がある。
造方法では、半導体素子の一層の微細化に向けて、高濃
度n型領域および高濃度p型領域形成後に熱処理を行う
ため、低濃度n型領域および低濃度p型領域が横方向に
拡散して、MOSトランジスタのソース・ドレイン間距
離の実効長を短くしてしまう問題点がある。また、より
浅いソース・ドレイン注入を行うには、従来の注入方法
ではチャネリング(シリコンの結晶格子間をイオンがす
り抜けてしまう現象)により深さ方向の制御が行いにく
いという問題点がある。
【0010】また、CMOSトランジスタの製造時に
は、4回ものイオン注入工程が必要であるという問題点
がある。この発明は、より正確なソース・ドレイン間距
離を実現し、より浅いソース・ドレイン注入を実現し、
またイオン注入工程を削減することができる半導体装置
の製造方法を提供するものである。
は、4回ものイオン注入工程が必要であるという問題点
がある。この発明は、より正確なソース・ドレイン間距
離を実現し、より浅いソース・ドレイン注入を実現し、
またイオン注入工程を削減することができる半導体装置
の製造方法を提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明の半導体装置製
造法は、シリコン基板の主面にゲート酸化膜およびゲー
ト電極を形成する工程と、ゲート電極をマスクとしてシ
リコンイオン注入を行ってシリコン基板上にシリコン非
結晶層を形成する工程と、ゲート電極の側面に絶縁膜の
側壁を形成する工程と、ゲート電極および側壁をマスク
としてシリコン非結晶層の内部に不純物イオン注入を行
い浅い不純物高濃度領域を形成する工程と、熱処理によ
り側壁の下のシリコン非結晶層に不純物低濃度領域を拡
散形成する工程とを含むものである。
造法は、シリコン基板の主面にゲート酸化膜およびゲー
ト電極を形成する工程と、ゲート電極をマスクとしてシ
リコンイオン注入を行ってシリコン基板上にシリコン非
結晶層を形成する工程と、ゲート電極の側面に絶縁膜の
側壁を形成する工程と、ゲート電極および側壁をマスク
としてシリコン非結晶層の内部に不純物イオン注入を行
い浅い不純物高濃度領域を形成する工程と、熱処理によ
り側壁の下のシリコン非結晶層に不純物低濃度領域を拡
散形成する工程とを含むものである。
【0012】
【作用】この発明の半導体装置の製造方法によれば、ゲ
ート電極をマスクとしてシリコンイオン注入を行うこと
によりシリコン基板に結晶層に比べてチャネリングを防
ぎより浅い領域への注入を可能にし、拡散速度が大幅に
大きいシリコン非結晶層を作り、ゲート電極に側壁を作
った後ゲート電極および側壁をマスクとしてシリコン非
結晶層内に高濃度領域を形成した後、障壁の下のシリコ
ン非結晶層に熱処理によって低濃度領域を拡散形成する
ので、シリコン非結晶層と結晶層との境界で拡散を止め
ることが容易となり、MOSトランジスタのソース・ド
レイン間の距離が目的の長さよりも短くならなくてす
み、また、高濃度領域と低濃度領域を1回のイオン注入
で形成することができ、CMOSトランジスタの場合は
イオン注入が従来4回であったものが3回で済む。
ート電極をマスクとしてシリコンイオン注入を行うこと
によりシリコン基板に結晶層に比べてチャネリングを防
ぎより浅い領域への注入を可能にし、拡散速度が大幅に
大きいシリコン非結晶層を作り、ゲート電極に側壁を作
った後ゲート電極および側壁をマスクとしてシリコン非
結晶層内に高濃度領域を形成した後、障壁の下のシリコ
ン非結晶層に熱処理によって低濃度領域を拡散形成する
ので、シリコン非結晶層と結晶層との境界で拡散を止め
ることが容易となり、MOSトランジスタのソース・ド
レイン間の距離が目的の長さよりも短くならなくてす
み、また、高濃度領域と低濃度領域を1回のイオン注入
で形成することができ、CMOSトランジスタの場合は
イオン注入が従来4回であったものが3回で済む。
【0013】
【実施例】図1は、この発明の一実施例であるN型トラ
ンジスタのLDD構造の製造工程を示すものである。ま
ず、図1(a)に示すように、シリコン基板1の主面上
にゲート酸化膜2とポリシリコンゲート電極3を形成し
た後、ポリシリコンゲート電極3をマスクとしてシリコ
ンイオン注入を行い、シリコン基板1上にシリコン非結
晶層10を形成する。
ンジスタのLDD構造の製造工程を示すものである。ま
ず、図1(a)に示すように、シリコン基板1の主面上
にゲート酸化膜2とポリシリコンゲート電極3を形成し
た後、ポリシリコンゲート電極3をマスクとしてシリコ
ンイオン注入を行い、シリコン基板1上にシリコン非結
晶層10を形成する。
【0014】つぎに、図1(b)に示すように、ポリシ
リコンゲート電極3の側面にCVD酸化膜の側壁5を形
成した後、その側壁5をマスクとして、前に形成したシ
リコン非結晶層10の内部に、砒素イオン注入を行い、
高濃度n型領域6を形成する。その後、図1(c)に示
すように、シリコン基板1の単結晶層に比べてシリコン
非結晶層10の不純物拡散速度が速いことを利用して熱
処理を行い、側壁5の下のシリコン非結晶層10に低濃
度n型領域4を形成する。熱処理時間および温度を十分
に考慮すれば、熱による不純物拡散が、シリコン非結晶
層10の内部に抑えられ、必要以上にMOSトランジス
タのソース・ドレイン間距離を短くすることがないのは
明らかである。
リコンゲート電極3の側面にCVD酸化膜の側壁5を形
成した後、その側壁5をマスクとして、前に形成したシ
リコン非結晶層10の内部に、砒素イオン注入を行い、
高濃度n型領域6を形成する。その後、図1(c)に示
すように、シリコン基板1の単結晶層に比べてシリコン
非結晶層10の不純物拡散速度が速いことを利用して熱
処理を行い、側壁5の下のシリコン非結晶層10に低濃
度n型領域4を形成する。熱処理時間および温度を十分
に考慮すれば、熱による不純物拡散が、シリコン非結晶
層10の内部に抑えられ、必要以上にMOSトランジス
タのソース・ドレイン間距離を短くすることがないのは
明らかである。
【0015】図2は、この発明の他の実施例であるCM
OSトランジスタのLDD構造製造工程を示すものであ
る。まず、図2(a)に示すように、N型トランジスタ
およびP型トランジスタともに、同一のシリコン基板1
上にゲート酸化膜2とポリシリコンゲート電極3を形成
した後、ポリシリコンゲート電極3をマスクとしてシリ
コンイオン注入を行い、シリコン非結晶層10を形成す
る。
OSトランジスタのLDD構造製造工程を示すものであ
る。まず、図2(a)に示すように、N型トランジスタ
およびP型トランジスタともに、同一のシリコン基板1
上にゲート酸化膜2とポリシリコンゲート電極3を形成
した後、ポリシリコンゲート電極3をマスクとしてシリ
コンイオン注入を行い、シリコン非結晶層10を形成す
る。
【0016】つぎに、図2(b)に示すように、ポリシ
リコンゲート電極3の側面にCVD酸化膜の側壁5を形
成した後、P型トランジスタ側(右側)には全面レジス
ト層7Aによるマスクを施し、N型トランジスタ側(左
側)は、CVD酸化膜の側壁5をマスクとして砒素イオ
ン注入を行い高濃度n型領域6を形成する。つぎに、図
2(c)に示すように、N型トランジスタ側に全面レジ
スト層7Bによるマスクを施し、P型トランジスタ側に
は側壁5をマスクにBF2 イオン注入を行い高濃度p型
領域9を形成する。
リコンゲート電極3の側面にCVD酸化膜の側壁5を形
成した後、P型トランジスタ側(右側)には全面レジス
ト層7Aによるマスクを施し、N型トランジスタ側(左
側)は、CVD酸化膜の側壁5をマスクとして砒素イオ
ン注入を行い高濃度n型領域6を形成する。つぎに、図
2(c)に示すように、N型トランジスタ側に全面レジ
スト層7Bによるマスクを施し、P型トランジスタ側に
は側壁5をマスクにBF2 イオン注入を行い高濃度p型
領域9を形成する。
【0017】その後、図2(d)に示すように、熱処理
により低濃度n型領域4および低濃度p型領域8を拡散
形成する。このように、従来のCMOS・LDD構造製
造工程では4回行われていたイオン注入工程が3回で済
むことになる。これらの実施例で使用した各イオン注入
条件の一例を表1に示す。
により低濃度n型領域4および低濃度p型領域8を拡散
形成する。このように、従来のCMOS・LDD構造製
造工程では4回行われていたイオン注入工程が3回で済
むことになる。これらの実施例で使用した各イオン注入
条件の一例を表1に示す。
【0018】
【表1】
【0019】また、これらの実施例で使用した熱処理条
件は、温度:900℃、時間:30分である。
件は、温度:900℃、時間:30分である。
【0020】
【発明の効果】この発明の半導体装置の製造方法は、高
濃度のソース・ドレイン注入後にシリコンの非結晶層の
速い不純物拡散を利用して、低濃度領域を形成するた
め、正確なソース・ドレイン間距離を実現することがで
き、また、CMOSトランジスタの製造時には、イオン
注入工程を削減することができる。
濃度のソース・ドレイン注入後にシリコンの非結晶層の
速い不純物拡散を利用して、低濃度領域を形成するた
め、正確なソース・ドレイン間距離を実現することがで
き、また、CMOSトランジスタの製造時には、イオン
注入工程を削減することができる。
【図1】(a)〜(c)は、この発明の半導体装置の製
造方法の一実施例を説明するための断面図である。
造方法の一実施例を説明するための断面図である。
【図2】(a)〜(d)は、この発明の半導体装置の製
造方法の他の実施例を説明するための断面図である。
造方法の他の実施例を説明するための断面図である。
【図3】(a)〜(c)は、従来の半導体装置の製造方
法の一例を説明するための断面図である。
法の一例を説明するための断面図である。
【図4】(a)〜(d)は、従来の半導体装置の製造方
法の他の例を説明するための断面図である。
法の他の例を説明するための断面図である。
1 シリコン基板 2 ゲート酸化膜 3 ポリシリコンゲート電極 4 低濃度n型領域 5 CVD酸化膜側壁 6 高濃度n型領域 7A,7B レジスト層 8 低濃度p型領域 9 高濃度p型領域 10 シリコン非結晶層
Claims (1)
- 【請求項1】 シリコン基板の主面にゲート酸化膜およ
びゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極をマス
クとしてシリコンイオン注入を行って前記シリコン基板
上にシリコン非結晶層を形成する工程と、前記ゲート電
極の側面に絶縁膜の側壁を形成する工程と、前記ゲート
電極および前記側壁をマスクとして前記シリコン非結晶
層の内部に不純物イオン注入を行い不純物高濃度領域を
形成する工程と、熱処理により前記側壁の下のシリコン
非結晶層に不純物低濃度領域を拡散形成する工程とを含
む半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13750693A JPH06350086A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13750693A JPH06350086A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06350086A true JPH06350086A (ja) | 1994-12-22 |
Family
ID=15200263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13750693A Pending JPH06350086A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06350086A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100342506C (zh) * | 2004-04-14 | 2007-10-10 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 采用两次离子注入的高操作电压双扩散漏极mos器件 |
CN100416856C (zh) * | 2003-12-24 | 2008-09-03 | 上海华虹Nec电子有限公司 | 大功率mos晶体管的制造方法 |
WO2010131312A1 (ja) * | 2009-05-13 | 2010-11-18 | パナソニック株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-06-08 JP JP13750693A patent/JPH06350086A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100416856C (zh) * | 2003-12-24 | 2008-09-03 | 上海华虹Nec电子有限公司 | 大功率mos晶体管的制造方法 |
CN100342506C (zh) * | 2004-04-14 | 2007-10-10 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 采用两次离子注入的高操作电压双扩散漏极mos器件 |
WO2010131312A1 (ja) * | 2009-05-13 | 2010-11-18 | パナソニック株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
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