JPH0851162A - Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof

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JPH0851162A
JPH0851162A JP6186058A JP18605894A JPH0851162A JP H0851162 A JPH0851162 A JP H0851162A JP 6186058 A JP6186058 A JP 6186058A JP 18605894 A JP18605894 A JP 18605894A JP H0851162 A JPH0851162 A JP H0851162A
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JP
Japan
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region
pocket
integrated circuit
circuit device
low
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Application number
JP6186058A
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Japanese (ja)
Inventor
Yusuke Nonaka
裕介 野中
Fumio Otsuka
文雄 大塚
Shinichiro Mitani
真一郎 三谷
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE:To inhibit punch-through between a source region and a drain region while realizing the high-speed operation of a short-channel MOSFET in the short-channel MOSFET. CONSTITUTION:In an N channel type MOSFET, an N-type junction capacitance reducing region 13 is formed in the lower section of an N<+> type semiconductor region 15 constituting parts of a source region and a drain region in the same concentration as an N pocket region 9 at a place in the same depth as the N pocket region 9 by impurities having a conductivity type reverse to the N pocket region 9. In a P channel type MOSFET, a P-type junction capacitance reducing region 14 is formed similarly to the lower section of a P<+> type semiconductor region 16 configuring parts of a source region and a drain region in the same concentration as a P pocket region 11 at a place in the same depth as the P pocket region 11 by impurities having a conductivity type reverse to the P pocket region 11, thus reducing junction capacitance between the source region and the pocket region or between the drain region and the pocket region.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置お
よびその製造技術に関し、特に、相補型MOSFET
(CMOSFET)を有する半導体集積回路装置に適用
して有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and its manufacturing technology, and more particularly to a complementary MOSFET.
The present invention relates to a technique effectively applied to a semiconductor integrated circuit device having (CMOSFET).

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路装置の動作速度が速くな
り、集積密度が高まるにつれてチップあたりの消費電力
が著しく増加するため、従来のNMOSデバイスやバイ
ポーラデバイスを用いて1チップに大規模な回路を構成
することが難しくなっている。このため、消費電力が小
さいだけでなく、雑音余裕を大きくとれる、また、回路
設計が容易なことなどにより、VLSIではCMOSデ
バイスに対する要求が急激に高まっている。
2. Description of the Related Art As the operating speed of a semiconductor integrated circuit device increases and the power consumption per chip increases remarkably as the integration density increases, a large-scale circuit can be mounted on one chip by using a conventional NMOS device or bipolar device. It's getting harder to configure. For this reason, not only the power consumption is small, but also the noise margin can be made large, and the circuit design is easy. Therefore, the demand for CMOS devices in VLSI is rapidly increasing.

【0003】CMOSデバイスは、nチャネル型MOS
FETとpチャネル型MOSFETとが直列に配置され
ている。
CMOS devices are n-channel MOS
The FET and the p-channel MOSFET are arranged in series.

【0004】半導体基板の主面上に形成したp型ウエル
とn型ウエルにチャネルイオンを注入してチャネル領域
を形成した後、リンを拡散した多結晶シリコン膜でゲー
ト電極を形成する。次に、低濃度のソース領域およびド
レイン領域を形成するため、ゲート電極をマスクにして
イオンを注入し、p型ウエルにn型不純物から成る低濃
度n型半導体領域(n- 型半導体領域)を、n型ウエル
にp型不純物から成る低濃度p型半導体領域(p- 型半
導体領域)を形成する。
After forming channel regions by implanting channel ions into the p-type well and the n-type well formed on the main surface of the semiconductor substrate, a gate electrode is formed from a polycrystalline silicon film in which phosphorus is diffused. Next, in order to form low-concentration source and drain regions, ions are implanted using the gate electrode as a mask, and a low-concentration n-type semiconductor region (n -type semiconductor region) made of n-type impurities is formed in the p-type well. , A low-concentration p-type semiconductor region (p type semiconductor region) made of p-type impurities is formed in the n-type well.

【0005】さらに、ゲート電極の側壁に酸化シリコン
膜でサイドウォールスペーサを形成した後、高濃度のソ
ース領域およびドレイン領域を形成するため、ゲート電
極とサイドウォールスペーサをマスクにしてイオンを注
入し、p型ウエルにn型不純物から成る高濃度n型半導
体領域(n+ 型半導体領域)を、n型ウエルにp型不純
物から成る高濃度p型半導体領域(p+ 型半導体領域)
をそれぞれ形成して、LDD(Lightly Doped Drain )
構造のnチャネル型MOSFETとpチャネル型MOS
FETとから構成されるCMOSデバイスが完成する。
Further, after forming a side wall spacer of a silicon oxide film on the side wall of the gate electrode, ions are implanted using the gate electrode and the side wall spacer as a mask in order to form a high concentration source region and drain region. A high-concentration n-type semiconductor region (n + -type semiconductor region) made of an n-type impurity in the p-type well and a high-concentration p-type semiconductor region (p + -type semiconductor region) made of a p-type impurity in the n-type well
To form LDD (Lightly Doped Drain)
Structure n-channel MOSFET and p-channel MOS
A CMOS device including an FET is completed.

【0006】しかし、半導体集積回路装置の微細化が進
むにつれ、CMOSデバイスの短チャネル効果は顕著と
なり、ソース領域とドレイン領域間の耐圧の低下が大き
な問題となっている。
However, as the miniaturization of the semiconductor integrated circuit device progresses, the short channel effect of the CMOS device becomes remarkable and the breakdown voltage between the source region and the drain region becomes a serious problem.

【0007】ゲート電極のチャネル長、すなわちゲート
長が短くなるとドレイン空乏層がソース領域に近づき、
ドレイン空乏層とソース空乏層がつながってしまう。こ
の状態ではドレイン電界がソース領域側にまで影響を及
ぼし、ソース領域近傍の拡散電位を下げるため、チャネ
ルが形成されていなくてもソース領域とドレイン領域間
に電流が流れるようになる。これはパンチスルーと呼ば
れる現象であり、このパンチスルーが起こり始めると、
ドレイン電流はドレイン電圧の増加とともに急増し、飽
和電流が流れなくなる。
When the channel length of the gate electrode, that is, the gate length is shortened, the drain depletion layer approaches the source region,
The drain depletion layer and the source depletion layer are connected. In this state, the drain electric field influences the source region side and lowers the diffusion potential in the vicinity of the source region, so that a current flows between the source region and the drain region even if the channel is not formed. This is a phenomenon called punch through, and when this punch through begins,
The drain current sharply increases as the drain voltage increases, and the saturation current stops flowing.

【0008】そこで、短チャネルCMOSデバイスにお
いては、nチャネル型MOSFETのソース領域および
ドレイン領域の一部を構成するn- 型半導体領域の下部
にp型不純物から成る半導体領域(nポケット領域)
を、pチャネル型MOSFETのソース領域およびドレ
イン領域の一部を構成するp- 型半導体領域の下部にn
型不純物から成る半導体領域(pポケット領域)を形成
し、空乏層の広がりを抑えてパンチスルーを抑制するポ
ケット構造のMOSFETが採用されている。
Therefore, in a short-channel CMOS device, a semiconductor region (n-pocket region) made of p-type impurities is formed below an n -- type semiconductor region which constitutes part of a source region and a drain region of an n-channel MOSFET.
Under the p type semiconductor region that constitutes a part of the source region and the drain region of the p channel type MOSFET.
A MOSFET having a pocket structure in which a semiconductor region (p-pocket region) made of a type impurity is formed and the depletion layer is suppressed from spreading and punch-through is suppressed is used.

【0009】なお、ポケット構造のMOSFETについ
ては、アイ・イー・ディー・エム(International Elec
tron Device Meetings. "Halo Doping Effects in Subm
icron DI-LDD Device Design" PP. 230 〜PP. 233 、19
85)に記載されている。
Regarding the pocket structure MOSFET, International Elec
tron Device Meetings. "Halo Doping Effects in Subm
icron DI-LDD Device Design "PP. 230 ~ PP. 233, 19
85).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ポ
ケット構造のMOSFETでは、特に、高濃度のソース
領域とポケット領域間あるいは高濃度のドレイン領域と
ポケット領域間に寄生する接合容量が増加し、MOSF
ETの高速動作を阻害するという問題があることを本発
明者は見い出した。
However, in the above-mentioned pocket structure MOSFET, in particular, the junction capacitance parasitic between the high-concentration source region and the pocket region or between the high-concentration drain region and the pocket region is increased, and the MOSF is increased.
The present inventor has found that there is a problem that the high-speed operation of ET is hindered.

【0011】本発明の目的は、短チャネル電界効果型ト
ランジスタ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect
Transistor ;MOSFET)において、ソース領域と
ドレイン領域間のパンチスルーを抑制し、同時にMOS
FETの高速動作を実現することができる技術を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to provide a short channel field effect transistor (Metal Oxide Semiconductor Field Effect transistor).
Transistor (MOSFET) suppresses punch-through between the source and drain regions,
It is to provide a technique capable of realizing high-speed operation of FET.

【0012】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。すなわち、 (1)本発明の半導体集積回路装置は、LDD構造のソ
ース領域およびドレイン領域の一部を構成する低濃度半
導体領域の下部に、ゲート電極をマスクにして低濃度半
導体領域と反対の導電型の不純物をイオン注入すること
によりポケット領域が形成され、さらに、LDD構造の
ソース領域およびドレイン領域の他の一部を構成する高
濃度半導体領域の下部に、ゲート電極とサイドウォール
スペーサをマスクにして前記ポケット領域と反対の導電
型の不純物をイオン注入することにより接合容量低減領
域が形成されたMOSFETを有している。
Of the inventions disclosed in the present application, a representative one will be briefly described below.
It is as follows. That is, (1) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, under the low-concentration semiconductor region forming part of the source region and the drain region of the LDD structure, the gate electrode is used as a mask to conduct the opposite conductivity to the low-concentration semiconductor region. A pocket region is formed by ion-implanting a p-type impurity, and a gate electrode and a sidewall spacer are used as a mask under a high-concentration semiconductor region that constitutes another part of the source and drain regions of the LDD structure. And a MOSFET having a junction capacitance reduction region formed by ion-implanting an impurity having a conductivity type opposite to that of the pocket region.

【0014】(2)また、本発明の半導体集積回路装置
は、LDD構造のソース領域およびドレイン領域の一部
を構成する低濃度半導体領域の下部に、ゲート電極をマ
スクにして低濃度半導体領域と反対の導電型の不純物を
イオン注入することによりポケット領域が形成され、さ
らに、LDD構造のソース領域およびドレイン領域の他
の一部を構成する高濃度半導体領域の下部に、ゲート電
極とサイドウォールスペーサをマスクにしてケイ素より
も誘電率の低いケイ化物が形成される元素をイオン注入
することにより低誘電率領域が形成されたMOSFET
を有している。
(2) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, a low-concentration semiconductor region is formed under the low-concentration semiconductor region forming part of the source region and the drain region of the LDD structure by using the gate electrode as a mask. A pocket region is formed by ion-implanting impurities of opposite conductivity type, and further, a gate electrode and a sidewall spacer are formed below a high-concentration semiconductor region that constitutes another part of the source region and the drain region of the LDD structure. MOSFET in which a low dielectric constant region is formed by ion-implanting an element that forms a silicide having a lower dielectric constant than silicon by using
have.

【0015】(3)また、本発明の半導体集積回路装置
は、LDD構造のソース領域およびドレイン領域の一部
を構成する低濃度半導体領域の下部に、ゲート電極をマ
スクにして低濃度半導体領域と反対の導電型の不純物を
イオン注入することによりポケット領域が形成され、さ
らに、このポケット領域の下部に、ゲート電極をマスク
にしてケイ素と反応して絶縁体が形成される元素をイオ
ン注入することにより絶縁体領域が形成されたMOSF
ETを有している。
(3) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, a low-concentration semiconductor region is formed under the low-concentration semiconductor region forming part of the source and drain regions of the LDD structure by using the gate electrode as a mask. A pocket region is formed by ion-implanting impurities of opposite conductivity type, and an element that reacts with silicon to form an insulator is ion-implanted under the pocket region under the pocket region. With an insulator region formed by
Have an ET.

【0016】[0016]

【作用】上記した手段によれば、MOSFETのソース
領域およびドレイン領域と反対の導電型の不純物から成
るポケット領域がソース領域およびドレイン領域の下部
に形成されるので、ソース領域とドレイン領域間のパン
チスルーが抑制され、同時に、MOSFETのソース領
域とポケット領域間またはドレイン領域とポケット領域
間に寄生する接合容量が低減できるので、MOSFET
の高速動作を実現することができる。
According to the above-mentioned means, since the pocket region made of the impurity of the conductivity type opposite to the source region and the drain region of the MOSFET is formed below the source region and the drain region, the punch between the source region and the drain region is formed. Through can be suppressed, and at the same time, the junction capacitance parasitic between the source region and the pocket region or between the drain region and the pocket region of the MOSFET can be reduced.
It is possible to realize high-speed operation.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0018】なお、実施例を説明するための全図におい
て同一機能を有するものは同一の符号を付し、その繰り
返しの説明は省略する。
In all the drawings for explaining the embodiments, those having the same function are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

【0019】(実施例1)本発明の一実施例であるCM
OSデバイスの製造方法を図1〜図4を用いて説明す
る。
(Embodiment 1) CM which is an embodiment of the present invention
A method of manufacturing an OS device will be described with reference to FIGS.

【0020】まず、図1に示すように、n型シリコン単
結晶で構成された半導体基板1の主面上に自己整合法で
p型ウエル2とn型ウエル3を形成した後、p型ウエル
2とn型ウエル3の表面に素子分離用の厚さ約400n
mのフィールド絶縁膜4を形成する。
First, as shown in FIG. 1, a p-type well 2 and an n-type well 3 are formed by a self-alignment method on the main surface of a semiconductor substrate 1 made of an n-type silicon single crystal, and then the p-type well is formed. 2 and n-type well 3 have a thickness of about 400n for device isolation.
The m field insulating film 4 is formed.

【0021】次に、p型ウエル2、n型ウエル3のそれ
ぞれのチャネル領域へp型不純物(B)をイオン注入し
て、しきい値電圧制御層5を形成する。次に、ゲート絶
縁膜6を約6.5nmの膜厚で形成した後、半導体基板1
上にCVD(Chemical VaporDeposition )法でリンを
添加した多結晶シリコン膜を堆積し、この多結晶シリコ
ン膜をエッチングしてゲート電極7を形成する。
Next, the p-type impurity (B) is ion-implanted into the channel regions of the p-type well 2 and the n-type well 3 to form the threshold voltage control layer 5. Next, after forming the gate insulating film 6 with a film thickness of about 6.5 nm, the semiconductor substrate 1
A polycrystalline silicon film added with phosphorus is deposited thereon by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and the polycrystalline silicon film is etched to form a gate electrode 7.

【0022】次に、図2に示すように、ゲート電極7を
マスクにしてp型ウエル2にn型不純物(As)をイオ
ン注入して、nチャネル型MOSFETの低濃度のソー
ス領域とドレイン領域を構成するn- 型半導体領域8を
形成する。続いてp型ウエル2にp型不純物(B)をイ
オン注入してn- 型半導体領域8の下部にパンチスルー
制御用のnポケット領域9を形成する。n- 型半導体領
域8は例えば1019/cm3 の不純物濃度で形成され、
nポケット領域9は例えば1018/cm3 の不純物濃度
で形成される。
Next, as shown in FIG. 2, n-type impurities (As) are ion-implanted into the p-type well 2 using the gate electrode 7 as a mask, and the low-concentration source region and drain region of the n-channel MOSFET are formed. To form the n type semiconductor region 8. Then, p-type impurities (B) are ion-implanted into the p-type well 2 to form an n-pocket region 9 for punch-through control below the n -type semiconductor region 8. The n type semiconductor region 8 is formed with an impurity concentration of, for example, 10 19 / cm 3 ,
The n pocket region 9 is formed with an impurity concentration of, for example, 10 18 / cm 3 .

【0023】同様に、ゲート電極7をマスクにしてn型
ウエル3にp型不純物(BF2 )をイオン注入して、p
チャネル型MOSFETの低濃度のソース領域とドレイ
ン領域を構成するp- 型半導体領域10を形成する。続
いてn型ウエル3にn型不純物(P)をイオン注入して
- 型半導体領域10の下部にパンチスルー制御用のp
ポケット領域11を形成する。
Similarly, p-type impurities (BF 2 ) are ion-implanted into the n-type well 3 using the gate electrode 7 as a mask, and p
A p type semiconductor region 10 forming a low concentration source region and a drain region of the channel MOSFET is formed. Then, an n-type impurity (P) is ion-implanted into the n-type well 3 and p - type for punch-through control is formed below the p -type semiconductor region 10.
The pocket area 11 is formed.

【0024】次に、図3に示すように、半導体基板1上
にCVD法で堆積した酸化シリコン膜をRIE(Reacti
ve Ion Etching)法でエッチングして、ゲート電極7の
側壁にサイドウォールスペーサ12を形成する。
Next, as shown in FIG. 3, the silicon oxide film deposited by the CVD method on the semiconductor substrate 1 is subjected to RIE (Reacti).
The sidewall spacers 12 are formed on the sidewalls of the gate electrode 7 by etching using the ve ion etching method.

【0025】次に、nチャネル型MOSFETのゲート
電極7とサイドウォールスペーサ12をマスクにして、
p型ウエル2にn型不純物(P)をイオン注入し、nポ
ケット領域9と同じ深さおよび同じ濃度となるようにn
型接合容量低減領域13を形成する。このn型接合容量
低減領域13の不純物が、後に形成されるn+ 型半導体
領域15の下部に位置するnポケット領域9の不純物を
相殺する。
Next, using the gate electrode 7 and the sidewall spacer 12 of the n-channel MOSFET as a mask,
An n-type impurity (P) is ion-implanted into the p-type well 2 so as to have the same depth and the same concentration as the n-pocket region 9.
The mold junction capacitance reduction region 13 is formed. The impurities in the n-type junction capacitance reducing region 13 cancel out the impurities in the n-pocket region 9 located below the n + -type semiconductor region 15 formed later.

【0026】同様に、pチャネル型MOSFETのゲー
ト電極7とサイドウォールスペーサ12をマスクにし
て、n型ウエル3にp型不純物(B)をイオン注入し、
pポケット領域11と同じ深さおよび同じ濃度となるよ
うにp型接合容量低減領域14を形成する。このp型接
合容量低減領域14の不純物が、後に形成されるp+
半導体領域16の下部に位置するpポケット領域11の
不純物を相殺する。
Similarly, p-type impurity (B) is ion-implanted into the n-type well 3 using the gate electrode 7 and the sidewall spacer 12 of the p-channel MOSFET as a mask,
The p-type junction capacitance reducing region 14 is formed so as to have the same depth and the same concentration as the p pocket region 11. The impurities in the p-type junction capacitance reducing region 14 cancel out the impurities in the p-pocket region 11 located below the p + -type semiconductor region 16 formed later.

【0027】この時、n型ウエル3にイオン注入する元
素としてBに代えてインジウム(In)、p型ウエル2
にイオン注入する元素としてPに代えてアンチモン(S
b)などの重金属を用いれば、pチャネル型MOSFE
T、nチャネル型MOSFETのそれぞれのソース領域
とドレイン領域を非晶質とすることができ、後に形成さ
れるn+ 型半導体領域15およびp+ 型半導体領域16
を浅く形成することができる。
At this time, indium (In) is used instead of B as the element for ion implantation into the n-type well 3, and the p-type well 2 is used.
Instead of P as an element to be ion-implanted into
If heavy metal such as b) is used, p-channel type MOSFE
The source region and the drain region of each of the T and n channel type MOSFETs can be made amorphous, and the n + type semiconductor region 15 and the p + type semiconductor region 16 to be formed later are formed.
Can be formed shallowly.

【0028】次に、図4に示すように、ゲート電極7と
サイドウォールスペーサ12をマスクにして、p型ウエ
ル2にn型不純物(As)をイオン注入し、nチャネル
型MOSFETの高濃度のソース領域とドレイン領域を
構成するn+ 型半導体領域15を形成する。
Next, as shown in FIG. 4, n-type impurities (As) are ion-implanted into the p-type well 2 by using the gate electrode 7 and the sidewall spacers 12 as a mask, and the high concentration of the n-channel type MOSFET is obtained. An n + type semiconductor region 15 forming a source region and a drain region is formed.

【0029】同様に、n型ウエル3にp型不純物(BF
2 )をイオン注入し、pチャネル型MOSFETの高濃
度のソース領域とドレイン領域を構成するp+ 型半導体
領域16を形成する。n+ 型半導体領域15およびp+
型半導体領域16は、例えば1021/cm3 の不純物濃
度で形成される。
Similarly, the p-type impurity (BF
2 ) is ion-implanted to form ap + type semiconductor region 16 constituting a high concentration source region and a drain region of the p channel type MOSFET. n + type semiconductor region 15 and p +
The type semiconductor region 16 is formed with an impurity concentration of, for example, 10 21 / cm 3 .

【0030】その後、半導体基板1上に層間絶縁膜17
を堆積し、この層間絶縁膜17をエッチングしてコンタ
クトホール18を開孔した後、層間絶縁膜17上に堆積
した金属膜をエッチングして配線19を形成することに
より、本実施例のCMOSデバイスが完成する。
After that, the interlayer insulating film 17 is formed on the semiconductor substrate 1.
Is deposited, the interlayer insulating film 17 is etched to open a contact hole 18, and then the metal film deposited on the interlayer insulating film 17 is etched to form a wiring 19, whereby the CMOS device of this embodiment is formed. Is completed.

【0031】このように、本実施例によれば、高濃度の
ソース領域とドレイン領域の下部に位置するポケット領
域の不純物濃度が相殺されるので、ソース領域とポケッ
ト領域間およびドレイン領域とポケット領域間の接合容
量が低減できる。
As described above, according to this embodiment, the impurity concentrations of the high-concentration source region and the pocket region located under the drain region are canceled out, so that the source region and the pocket region are drained from each other and the drain region and the pocket region are drained from each other. The junction capacitance between them can be reduced.

【0032】(実施例2)本発明の他の実施例であるC
MOSデバイスの製造方法を図5を用いて説明する。図
5は、本実施例のCMOSデバイスを示す要部断面図で
ある。
(Embodiment 2) C which is another embodiment of the present invention
A method of manufacturing a MOS device will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of essential parts showing the CMOS device of this embodiment.

【0033】実施例1と同様に、ゲート電極7をマスク
にしてnチャネル型MOSFETのn- 型半導体領域8
とnポケット領域9ならびにpチャネル型MOSFET
のp- 型半導体領域10とpポケット領域11を形成し
た後、ゲート電極7の側壁にサイドウォールスペーサ1
2を形成する。
Similar to the first embodiment, the n - type semiconductor region 8 of the n-channel MOSFET is masked with the gate electrode 7 as a mask.
And n-pocket region 9 and p-channel MOSFET
After the p type semiconductor region 10 and the p pocket region 11 are formed, the sidewall spacer 1 is formed on the side wall of the gate electrode 7.
Form 2

【0034】次に、ゲート電極7とサイドウォールスペ
ーサ12をマスクにして、半導体基板1を構成するケイ
素と反応して形成されるケイ化物の誘電率がケイ素より
も低くなる元素(例えば酸素)をnポケット領域9およ
びpポケット領域11と同じ深さとなるようにイオン注
入し、ケイ素よりも誘電率の低い低誘電率領域20をn
- 型半導体領域8の下部およびp- 型半導体領域10の
下部に形成する。
Next, by using the gate electrode 7 and the sidewall spacers 12 as a mask, an element (for example, oxygen) whose dielectric constant of a silicide formed by reacting with silicon constituting the semiconductor substrate 1 is lower than that of silicon is used. Ions are implanted so as to have the same depth as the n pocket region 9 and the p pocket region 11, and the low dielectric constant region 20 having a dielectric constant lower than that of silicon is n-doped.
It is formed below the type semiconductor region 8 and below the p type semiconductor region 10.

【0035】次に、ゲート電極7とサイドウォールスペ
ーサ12をマスクにしたイオン注入で、nチャネル型M
OSFETのソース領域とドレイン領域を構成するn+
型半導体領域15、pチャネル型MOSFETのソース
領域とドレイン領域を構成するp+ 型半導体領域16を
それぞれ形成する。
Next, ion implantation using the gate electrode 7 and the sidewall spacers 12 as a mask is performed to form an n-channel type M
N + forming the source and drain regions of the OSFET
The type semiconductor region 15 and the p + type semiconductor region 16 forming the source region and the drain region of the p-channel MOSFET are formed, respectively.

【0036】このように、本実施例によれば、nチャネ
ル型MOSFET、pチャネル型MOSFETのそれぞ
れの高濃度のソース領域とドレイン領域の下部の誘電率
をケイ素(半導体基板1)よりも低くすることができる
ので、ソース領域とポケット領域間およびドレイン領域
とポケット領域間の接合容量が低減できる。
As described above, according to this embodiment, the dielectric constants of the high-concentration source and drain regions of the n-channel MOSFET and the p-channel MOSFET are made lower than that of silicon (semiconductor substrate 1). Therefore, the junction capacitance between the source region and the pocket region and between the drain region and the pocket region can be reduced.

【0037】(実施例3)本発明の他の実施例であるC
MOSデバイスの製造方法を図6を用いて説明する。図
6は、本実施例のCMOSデバイスを示す要部断面図で
ある。
(Embodiment 3) C which is another embodiment of the present invention
A method of manufacturing a MOS device will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of essential parts showing the CMOS device of this embodiment.

【0038】実施例1と同様に、ゲート電極7をマスク
にしてnチャネル型MOSFETのn- 型半導体領域8
とnポケット領域9ならびにpチャネル型MOSFET
のp- 型半導体領域10とpポケット領域11を形成す
る。次に、ケイ素と反応して形成されるケイ化物が絶縁
体となり、かつ、このケイ化物の誘電率がケイ素よりも
低くなる元素(例えば酸素)をnポケット領域9および
pポケット領域11の下部に位置するようにイオン注入
し、絶縁体領域21を形成する。
Similar to the first embodiment, the n - type semiconductor region 8 of the n-channel MOSFET is masked with the gate electrode 7 as a mask.
And n-pocket region 9 and p-channel MOSFET
The p type semiconductor region 10 and the p pocket region 11 are formed. Next, a silicide formed by reacting with silicon becomes an insulator, and an element (for example, oxygen) having a dielectric constant of this silicide lower than that of silicon is provided below the n pocket region 9 and the p pocket region 11. Ion implantation is performed so that the insulator region 21 is formed.

【0039】次に、ゲート電極7とサイドウォールスペ
ーサ12をマスクにしたイオン注入で、nチャネル型M
OSFETのソース領域とドレイン領域を構成するn+
型半導体領域15、pチャネル型MOSFETのソース
領域とドレイン領域を構成するp+ 型半導体領域16を
それぞれ形成する。
Next, an n-channel type M is formed by ion implantation using the gate electrode 7 and the sidewall spacers 12 as a mask.
N + forming the source and drain regions of the OSFET
The type semiconductor region 15 and the p + type semiconductor region 16 forming the source region and the drain region of the p-channel MOSFET are formed, respectively.

【0040】このように、本実施例によれば、nチャネ
ル型MOSFET、pチャネル型MOSFETのそれぞ
れのソース領域とドレイン領域の下部の誘電率を半導体
基板1を構成するケイ素よりも低くすることができるの
で、ソース領域とポケット領域間およびドレイン領域と
ポケット領域間の接合容量が低減できる。
As described above, according to this embodiment, the dielectric constant of the lower portion of the source region and the drain region of each of the n-channel type MOSFET and the p-channel type MOSFET can be made lower than that of silicon constituting the semiconductor substrate 1. Therefore, the junction capacitance between the source region and the pocket region and between the drain region and the pocket region can be reduced.

【0041】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

【0042】たとえば、前記実施例1では、n型接合容
量低減領域あるいはp型接合容量低減領域を形成した
後、n+ 型半導体領域あるいはp+ 型半導体領域を形成
したが、n+ 型半導体領域あるいはp+ 型半導体領域を
形成した後、n型接合容量低減領域あるいはp型接合容
量低減領域を形成してもよい。
[0042] For example, in Example 1, after forming the n-type junction capacitance reducing region or p-type junction capacitance reducing region has formed the n + -type semiconductor region or p + -type semiconductor region, n + -type semiconductor region Alternatively, after forming the p + -type semiconductor region, the n-type junction capacitance reducing region or the p-type junction capacitance reducing region may be formed.

【0043】また、前記実施例2では、低誘電率領域を
形成した後、n+ 型半導体領域あるいはp+ 型半導体領
域を形成したが、n+ 型半導体領域あるいはp+ 型半導
体領域を形成した後、低誘電率領域を形成してもよい。
In the second embodiment, the n + type semiconductor region or the p + type semiconductor region is formed after the low dielectric constant region is formed, but the n + type semiconductor region or the p + type semiconductor region is formed. After that, the low dielectric constant region may be formed.

【0044】また、前記実施例では、CMOSデバイス
の製造方法を説明したが、短チャネルMOSFETから
成るデバイス全般およびその製造方法に適用することも
できる。
Further, although the method of manufacturing the CMOS device has been described in the above-mentioned embodiment, the present invention can be applied to all devices including short channel MOSFETs and the manufacturing method thereof.

【0045】[0045]

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in this application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0046】本発明によれば、短チャネルMOSFET
のソース領域とドレイン領域間のパンチスルーを抑制
し、同時に、接合容量を低減してMOSFETの高速動
作を実現することができる。
According to the invention, a short channel MOSFET
Punch-through between the source region and the drain region of the MOSFET can be suppressed, and at the same time, the junction capacitance can be reduced to realize high-speed operation of the MOSFET.

【0047】また、本発明によれば、従来のプロセスと
の整合性を保ったままで上記の効果を得ることができ
る。
Further, according to the present invention, the above effect can be obtained while maintaining the consistency with the conventional process.

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

【図1】本発明の一実施例であるCMOSデバイスの製
造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 1 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a manufacturing process of a CMOS device that is an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例であるCMOSデバイスの製
造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 2 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a manufacturing process of a CMOS device that is an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例であるCMOSデバイスの製
造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a manufacturing process of a CMOS device which is an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例であるCMOSデバイスの製
造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a manufacturing process of a CMOS device which is an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の他の実施例であるCMOSデバイスを
示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of essential parts of a semiconductor substrate showing a CMOS device which is another embodiment of the present invention.

【図6】本発明の他の実施例であるCMOSデバイスを
示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of essential parts of a semiconductor substrate showing a CMOS device which is another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 p型ウエル 3 n型ウエル 4 フィールド絶縁膜 5 しきい値電圧制御層 6 ゲート絶縁膜 7 ゲート電極 8 n- 型半導体領域 9 nポケット領域 10 p- 型半導体領域 11 pポケット領域 12 サイドウォールスペーサ 13 n型接合容量低減領域 14 p型接合容量低減領域 15 n+ 型半導体領域 16 p+ 型半導体領域 17 層間絶縁膜 18 コンタクトホール 19 配線 20 低誘電率領域 21 絶縁体領域1 semiconductor substrate 2 p-type well 3 n-type well 4 field insulating film 5 threshold voltage control layer 6 gate insulating film 7 gate electrode 8 n type semiconductor region 9 n pocket region 10 p type semiconductor region 11 p pocket region 12 Sidewall spacer 13 n-type junction capacitance reducing region 14 p-type junction capacitance reducing region 15 n + type semiconductor region 16 p + type semiconductor region 17 interlayer insulating film 18 contact hole 19 wiring 20 low dielectric constant region 21 insulator region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/336 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 21/336

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 LDD構造のMOSFETを有する半導
体集積回路装置であって、前記LDD構造のMOSFE
Tのソース領域およびドレイン領域の一部を構成する低
濃度半導体領域の下部に、前記低濃度半導体領域と反対
の導電型の不純物を導入して成るポケット領域が形成さ
れ、前記ソース領域およびドレイン領域の他の一部を構
成する高濃度半導体領域の下部に、前記ポケット領域と
反対の導電型の不純物を導入して成る接合容量低減領域
が形成されていることを特徴とする半導体集積回路装
置。
1. A semiconductor integrated circuit device having an LDD structure MOSFET, wherein the LDD structure MOSFE is provided.
A pocket region formed by introducing an impurity of a conductivity type opposite to that of the low-concentration semiconductor region is formed below the low-concentration semiconductor region forming part of the source and drain regions of T, and the source and drain regions are formed. 2. A semiconductor integrated circuit device, wherein a junction capacitance reducing region formed by introducing an impurity of a conductivity type opposite to that of the pocket region is formed below a high-concentration semiconductor region forming another part of the semiconductor integrated circuit device.
【請求項2】 前記接合容量低減領域は、前記ポケット
領域と同じ深さに位置することを特徴とする請求項1記
載の半導体集積回路装置。
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the junction capacitance reducing region is located at the same depth as the pocket region.
【請求項3】 前記接合容量低減領域の不純物濃度が、
前記ポケット領域の不純物濃度と同じであることを特徴
とする請求項1記載の半導体集積回路装置。
3. The impurity concentration of the junction capacitance reducing region is
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the impurity concentration of the pocket region is the same.
【請求項4】 前記接合容量低減領域を形成する不純物
が、重金属であることを特徴とする請求項1記載の半導
体集積回路装置。
4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the impurity forming the junction capacitance reducing region is a heavy metal.
【請求項5】 LDD構造のMOSFETを有する半導
体集積回路装置であって、前記LDD構造のMOSFE
Tのソース領域およびドレイン領域の一部を構成する低
濃度半導体領域の下部に、前記低濃度半導体領域と反対
の導電型の不純物を導入して成るポケット領域が形成さ
れ、前記ソース領域およびドレイン領域の他の一部を構
成する高濃度半導体領域の下部に、ケイ素よりも誘電率
の低いケイ化物を導入して成る低誘電率領域が形成され
ていることを特徴とする半導体集積回路装置。
5. A semiconductor integrated circuit device having an LDD structure MOSFET, wherein the LDD structure MOSFET is provided.
A pocket region formed by introducing an impurity of a conductivity type opposite to that of the low-concentration semiconductor region is formed below the low-concentration semiconductor region forming part of the source and drain regions of T, and the source and drain regions are formed. A low-dielectric constant region formed by introducing a silicide having a dielectric constant lower than that of silicon is formed under a high-concentration semiconductor region forming another part of the semiconductor integrated circuit device.
【請求項6】 前記低誘電率領域は、前記ポケット領域
と同じ深さに位置することを特徴とする請求項5記載の
半導体集積回路装置。
6. The semiconductor integrated circuit device according to claim 5, wherein the low dielectric constant region is located at the same depth as the pocket region.
【請求項7】 LDD構造のMOSFETを有する半導
体集積回路装置であって、前記LDD構造のMOSFE
Tのソース領域およびドレイン領域の一部を構成する低
濃度半導体領域の下部に、前記低濃度半導体領域と反対
の導電型の不純物を導入して成るポケット領域が形成さ
れ、前記ソース領域およびドレイン領域の他の一部を構
成する高濃度半導体領域ならびに前記ポケット領域の下
部に絶縁体領域が形成されていることを特徴とする半導
体集積回路装置。
7. A semiconductor integrated circuit device having an LDD structure MOSFET, wherein the LDD structure MOSFET is provided.
A pocket region formed by introducing an impurity of a conductivity type opposite to that of the low-concentration semiconductor region is formed below the low-concentration semiconductor region forming part of the source and drain regions of T, and the source and drain regions are formed. 2. A semiconductor integrated circuit device, comprising: a high-concentration semiconductor region that constitutes another part of the semiconductor device and an insulator region below the pocket region.
【請求項8】 LDD構造のMOSFETを有する半導
体集積回路装置の製造方法であって、前記LDD構造の
MOSFETのソース領域およびドレイン領域の一部を
構成する低濃度半導体領域の下部に、前記低濃度半導体
領域と反対の導電型の不純物を導入してポケット領域を
形成する工程と、前記ソース領域およびドレイン領域の
他の一部を構成する高濃度半導体領域の下部に、前記ポ
ケット領域と反対の導電型の不純物を導入して接合容量
低減領域を形成する工程とを備えたことを特徴とする半
導体集積回路装置の製造方法。
8. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having an LDD-structure MOSFET, wherein the low-concentration semiconductor region is formed below a low-concentration semiconductor region forming part of a source region and a drain region of the LDD-structure MOSFET. A step of forming a pocket region by introducing an impurity of a conductivity type opposite to that of the semiconductor region, and a process of forming a pocket region under the high-concentration semiconductor region forming the other part of the source region and the drain region, the conductivity opposite to the pocket region. A step of introducing a type impurity to form a junction capacitance reduction region, a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項9】 LDD構造のMOSFETを有する半導
体集積回路装置の製造方法であって、前記LDD構造の
MOSFETのソース領域およびドレイン領域の一部を
構成する低濃度半導体領域の下部に、前記低濃度半導体
領域と反対の導電型の不純物を導入して成るポケット領
域を形成する工程と、前記ソース領域およびドレイン領
域の他の一部を構成する高濃度半導体領域の下部に、ケ
イ素よりも誘電率の低いケイ化物を導入して低誘電率領
域を形成する工程とを備えたことを特徴とする半導体集
積回路装置の製造方法。
9. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having an LDD-structured MOSFET, wherein the low-concentration semiconductor region is formed below a low-concentration semiconductor region forming part of a source region and a drain region of the LDD-structured MOSFET. A step of forming a pocket region formed by introducing an impurity of a conductivity type opposite to that of the semiconductor region, and a portion of the high-concentration semiconductor region forming the other part of the source region and the drain region is provided with a dielectric constant lower than that of silicon. And a step of forming a low dielectric constant region by introducing a low silicide, the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項10】 LDD構造のMOSFETを有する半
導体集積回路装置の製造方法であって、前記LDD構造
のMOSFETのソース領域およびドレイン領域の一部
を構成する低濃度半導体領域の下部に、前記低濃度半導
体領域と反対の導電型の不純物を導入してポケット領域
を形成する工程と、前記ソース領域およびドレイン領域
の他の一部を構成する高濃度半導体領域ならびに前記ポ
ケット領域の下部に、ケイ素と反応して絶縁体が形成さ
れる元素を導入して絶縁体領域を形成する工程とを備え
たことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
10. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having an LDD-structure MOSFET, wherein the low-concentration semiconductor region is formed below a low-concentration semiconductor region forming part of a source region and a drain region of the LDD-structure MOSFET. Forming a pocket region by introducing an impurity of a conductivity type opposite to that of the semiconductor region, and reacting with silicon in the high-concentration semiconductor region forming the other part of the source region and the drain region and under the pocket region. And a step of forming an insulator region by introducing an element for forming an insulator, the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
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