JP2000196079A - Ｍｏｓ半導体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高度に集積化された素子に適したＭＯＳ半導
体の改良された製造方法を提供する。 【解決手段】 ＭＯＳ半導体の製造方法は基板上にゲー
トを形成することを含む。延長ソース／ドレインはゲー
ト近傍の基板内に形成される。重くて基板内の拡散係数
が低い不純物を注入するイオン注入工程が実施される。
高濃度にドープされたハロゲン領域は、基板内の延長ソ
ース／ドレインの下に形成される。基板内の延長ソース
／ドレインの側のゲートの下に、ハロゲン注入領域を形
成するため、斜めハロゲン注入工程が実施される。
体の改良された製造方法を提供する。 【解決手段】 ＭＯＳ半導体の製造方法は基板上にゲー
トを形成することを含む。延長ソース／ドレインはゲー
ト近傍の基板内に形成される。重くて基板内の拡散係数
が低い不純物を注入するイオン注入工程が実施される。
高濃度にドープされたハロゲン領域は、基板内の延長ソ
ース／ドレインの下に形成される。基板内の延長ソース
／ドレインの側のゲートの下に、ハロゲン注入領域を形
成するため、斜めハロゲン注入工程が実施される。
Description
【０００１】
【本発明の属する技術分野】本発明は半導体製造方法に
関する。特に、本発明はＭＯＳ半導体の製造方法に関す
る。
関する。特に、本発明はＭＯＳ半導体の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】集積回路がより複雑になり機能がより高
度化すると、それに応じて要求される集積回路のトラン
ジスタ密度が増大する。これらの複雑な集積回路の高密
度化は、集積回路の素子のサイズに従ってレイアウトを
単純に縮小させるだけでは容易には得られない。素子サ
イズは、デザインルールに従って、かつ起こり得る素子
の物理的特性の変化を考慮して縮小されなければならな
い。たとえば、ＭＯＳトランジスタのチャネル長は際限
なく縮小はできない。縮小サイズがショートチャネル効
果を引き起こすこともある。ひとたびショートチャネル
効果が起こると、パンチスルー問題が発生しやすくな
る。パンチスルー問題はＭＯＳトランジスタがスイッチ
オフになったとき電流漏洩によって起こる。パンチスル
ー問題に対する従来の解決法は、パンチスルーストッパ
ー注入やハロゲン注入のような処置によってパンチスル
ー電圧を高めることである。
度化すると、それに応じて要求される集積回路のトラン
ジスタ密度が増大する。これらの複雑な集積回路の高密
度化は、集積回路の素子のサイズに従ってレイアウトを
単純に縮小させるだけでは容易には得られない。素子サ
イズは、デザインルールに従って、かつ起こり得る素子
の物理的特性の変化を考慮して縮小されなければならな
い。たとえば、ＭＯＳトランジスタのチャネル長は際限
なく縮小はできない。縮小サイズがショートチャネル効
果を引き起こすこともある。ひとたびショートチャネル
効果が起こると、パンチスルー問題が発生しやすくな
る。パンチスルー問題はＭＯＳトランジスタがスイッチ
オフになったとき電流漏洩によって起こる。パンチスル
ー問題に対する従来の解決法は、パンチスルーストッパ
ー注入やハロゲン注入のような処置によってパンチスル
ー電圧を高めることである。
【０００３】図１および図２は、耐パンチスルー領域と
従来方法によって形成されたＭＯＳ半導体の関連部分を
それぞれ説明している。
従来方法によって形成されたＭＯＳ半導体の関連部分を
それぞれ説明している。
【０００４】図１では、Ｎ型ＭＯＳ電界効果トランジス
タ（ＮＭＯＳＦＥＴ）が例にとられている。典型的なパ
ンチスルーストッパー注入では、ゲート１０６とソース
／ドレイン領域１２０を形成する前に、ｐ型不純物が基
板１００に注入される。高濃度にドープされた耐パンチ
スルー領域１１４が、基板１１０の中で表面チャネル領
域１１２の下のソース／ドレイン領域の間に形成され
る。
タ（ＮＭＯＳＦＥＴ）が例にとられている。典型的なパ
ンチスルーストッパー注入では、ゲート１０６とソース
／ドレイン領域１２０を形成する前に、ｐ型不純物が基
板１００に注入される。高濃度にドープされた耐パンチ
スルー領域１１４が、基板１１０の中で表面チャネル領
域１１２の下のソース／ドレイン領域の間に形成され
る。
【０００５】図２では、斜めハロゲン注入工程が、ゲー
ト２０６と延長ソース／ドレイン２１０ａが形成された
後に実施される。ｐ型不純物が基板２００に部分的に注
入される。延長ソース／ドレイン２１０ａに結合された
耐パンチスルー領域２１４が基板３００に形成される。
パンチスルーストッパー注入で形成された耐パンチスル
ー領域１１４とは対照的に、ハロゲン注入で形成されて
延長領域２１０ａに結合された耐パンチスルー領域２１
４は、より高い耐パンチスルー能力を持っている。した
がって、耐パンチスルー領域２１４は、微少な平面領域
を占めるＭＯＳには耐パンチスルー領域１１４よりも適
している。
ト２０６と延長ソース／ドレイン２１０ａが形成された
後に実施される。ｐ型不純物が基板２００に部分的に注
入される。延長ソース／ドレイン２１０ａに結合された
耐パンチスルー領域２１４が基板３００に形成される。
パンチスルーストッパー注入で形成された耐パンチスル
ー領域１１４とは対照的に、ハロゲン注入で形成されて
延長領域２１０ａに結合された耐パンチスルー領域２１
４は、より高い耐パンチスルー能力を持っている。した
がって、耐パンチスルー領域２１４は、微少な平面領域
を占めるＭＯＳには耐パンチスルー領域１１４よりも適
している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、パンチスルー
問題を解決するにはまだ困難性がある。図2に示すよう
な従来のＭＯＳトランジスタでは、リン（Ｐ）イオンや
ひ素（Ａｓ）イオンが耐パンチスルー領域２１４を形成
するためにしばしば基板２００に注入される。Ｐイオン
やＡｓイオンのように軽くて、高い拡散係数を持つイオ
ンは次の熱工程で容易にソース／ドレイン領域２２０に
拡散する。耐パンチスルー領域２１４のイオンがソース
／ドレイン領域２２０に拡散すると、耐パンチスルー領
域２１４のイオン濃度が低下しパンチスルー問題は効果
的には解決されない。素子の耐パンチスルー能力を高め
るためには、パンチスルー電圧を上げなければならな
い。素子のパンチスルー電圧を上げる従来の方法は、耐
パンチスルー領域２１４の濃度を上げることである。し
かし耐パンチスルー領域２１４の濃度が上がると、ボデ
ィ効果密度が高くなる。このようにして、素子を動作さ
せるために素子に印可される電圧を上げなければならな
い。さらに、耐パンチスルー領域２１４の濃度が上がる
とジャンクション容量が増え、素子の機能を落とすこと
になる。
問題を解決するにはまだ困難性がある。図2に示すよう
な従来のＭＯＳトランジスタでは、リン（Ｐ）イオンや
ひ素（Ａｓ）イオンが耐パンチスルー領域２１４を形成
するためにしばしば基板２００に注入される。Ｐイオン
やＡｓイオンのように軽くて、高い拡散係数を持つイオ
ンは次の熱工程で容易にソース／ドレイン領域２２０に
拡散する。耐パンチスルー領域２１４のイオンがソース
／ドレイン領域２２０に拡散すると、耐パンチスルー領
域２１４のイオン濃度が低下しパンチスルー問題は効果
的には解決されない。素子の耐パンチスルー能力を高め
るためには、パンチスルー電圧を上げなければならな
い。素子のパンチスルー電圧を上げる従来の方法は、耐
パンチスルー領域２１４の濃度を上げることである。し
かし耐パンチスルー領域２１４の濃度が上がると、ボデ
ィ効果密度が高くなる。このようにして、素子を動作さ
せるために素子に印可される電圧を上げなければならな
い。さらに、耐パンチスルー領域２１４の濃度が上がる
とジャンクション容量が増え、素子の機能を落とすこと
になる。
【０００７】本発明の第１の目的は、高度に集積化され
た素子に適したＭＯＳ半導体の改良された製造方法を提
供することである。
た素子に適したＭＯＳ半導体の改良された製造方法を提
供することである。
【０００８】本発明の他の目的は、ショートチャネル効
果から起こるパンチスルー問題の可能性を低減するＭＯ
Ｓ半導体の製造方法を提供することである。
果から起こるパンチスルー問題の可能性を低減するＭＯ
Ｓ半導体の製造方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＭＯＳ半導体
の製造方法において、基板上にゲートを形成する工程
と、基板内のゲート近傍に延長ソース／ドレインを形成
する工程と、延長ソース／ドレインの下の基板内に高濃
度にドープされたハロゲン領域を形成する工程と、ゲー
トのサイドウォール上にスペーサーを形成する工程と、
スペーサー近傍の基板内にソース／ドレイン領域を形成
する工程とを含むＭＯＳ半導体の製造方法である。
の製造方法において、基板上にゲートを形成する工程
と、基板内のゲート近傍に延長ソース／ドレインを形成
する工程と、延長ソース／ドレインの下の基板内に高濃
度にドープされたハロゲン領域を形成する工程と、ゲー
トのサイドウォール上にスペーサーを形成する工程と、
スペーサー近傍の基板内にソース／ドレイン領域を形成
する工程とを含むＭＯＳ半導体の製造方法である。
【００１０】また本発明は、延長ソース／ドレインの濃
度が約１×１０19イオン／ｃｍ3〜４×１０19イオン／
ｃｍ3であることを特徴とする。
度が約１×１０19イオン／ｃｍ3〜４×１０19イオン／
ｃｍ3であることを特徴とする。
【００１１】また本発明は、延長ソース／ドレイン形成
のために不純物を注入する第１のイオン注入工程を実施
することをさらに含むことを特徴とする。
のために不純物を注入する第１のイオン注入工程を実施
することをさらに含むことを特徴とする。
【００１２】また本発明は、延長ソース／ドレインとソ
ース／ドレイン領域がｎ型であり、不純物が、ボロンイ
オンを含むことを特徴とする。
ース／ドレイン領域がｎ型であり、不純物が、ボロンイ
オンを含むことを特徴とする。
【００１３】また本発明は、延長ソース／ドレインとソ
ース／ドレイン領域がｎ型であり、不純物が、ＢＦ2イ
オンを含むことを特徴とする。
ース／ドレイン領域がｎ型であり、不純物が、ＢＦ2イ
オンを含むことを特徴とする。
【００１４】また本発明は、延長ソース／ドレインとソ
ース／ドレイン領域がｐ型であり、不純物が、りんイオ
ンを含むことを特徴とする。
ース／ドレイン領域がｐ型であり、不純物が、りんイオ
ンを含むことを特徴とする。
【００１５】また本発明は、延長ソース／ドレインとソ
ース／ドレイン領域がｐ型であり、不純物が、ひ素イオ
ンを含むことを特徴とする。
ース／ドレイン領域がｐ型であり、不純物が、ひ素イオ
ンを含むことを特徴とする。
【００１６】また本発明は、高濃度にドープされたハロ
ゲン領域の濃度が約１×１０18イオン／ｃｍ3〜４×１
０18イオン／ｃｍ3であることを特徴とする。
ゲン領域の濃度が約１×１０18イオン／ｃｍ3〜４×１
０18イオン／ｃｍ3であることを特徴とする。
【００１７】また本発明は、高濃度にドープされたハロ
ゲン領域を形成するため、重くて拡散係数の低い不純物
を注入する第２のイオン注入工程を実施することをさら
に含むことを特徴とする。
ゲン領域を形成するため、重くて拡散係数の低い不純物
を注入する第２のイオン注入工程を実施することをさら
に含むことを特徴とする。
【００１８】また本発明は、延長ソース／ドレインとソ
ース／ドレイン領域がｎ型であり、重くて拡散係数の低
い不純物が、インジウムイオンを含むことを特徴とす
る。
ース／ドレイン領域がｎ型であり、重くて拡散係数の低
い不純物が、インジウムイオンを含むことを特徴とす
る。
【００１９】また本発明は、延長ソース／ドレインとソ
ース／ドレイン領域がｐ型であり、重くて拡散係数の低
い不純物が、アンチモンイオンを含むことを特徴とす
る。
ース／ドレイン領域がｐ型であり、重くて拡散係数の低
い不純物が、アンチモンイオンを含むことを特徴とす
る。
【００２０】また本発明は、基板内の延長ソース／ドレ
インの側のゲートの下に、ハロゲン注入領域を形成する
ため、斜めハロゲンイオン注入工程を実施することをさ
らに含むことを特徴とする。
インの側のゲートの下に、ハロゲン注入領域を形成する
ため、斜めハロゲンイオン注入工程を実施することをさ
らに含むことを特徴とする。
【００２１】また本発明は、ハロゲン注入領域の濃度
が、約１×１０17イオン／ｃｍ3〜４×１０17イオン／
ｃｍ3であることを特徴とする。
が、約１×１０17イオン／ｃｍ3〜４×１０17イオン／
ｃｍ3であることを特徴とする。
【００２２】また本発明は、ソース／ドレイン領域形成
のため第３のイオン注入工程を実施することをさらに含
むことを特徴とする。
のため第３のイオン注入工程を実施することをさらに含
むことを特徴とする。
【００２３】また本発明は、ソース／ドレイン領域の濃
度が、約１×１０19イオン／ｃｍ3〜１×１０20イオン
／ｃｍ3であることを特徴とする。
度が、約１×１０19イオン／ｃｍ3〜１×１０20イオン
／ｃｍ3であることを特徴とする。
【００２４】また本発明は、ＭＯＳ半導体の製造方法に
おいて、基板上にゲートを形成する工程と、ゲート近傍
の基板内に延長ソース／ドレインを形成する工程と、基
板内の延長ソース／ドレインの下に高濃度にドープされ
たハロゲン領域を形成するため、重くて拡散係数の低い
不純物を注入するイオン注入工程とを含むＭＯＳ半導体
の製造方法である。
おいて、基板上にゲートを形成する工程と、ゲート近傍
の基板内に延長ソース／ドレインを形成する工程と、基
板内の延長ソース／ドレインの下に高濃度にドープされ
たハロゲン領域を形成するため、重くて拡散係数の低い
不純物を注入するイオン注入工程とを含むＭＯＳ半導体
の製造方法である。
【００２５】また本発明は、延長ソース／ドレインとソ
ース／ドレイン領域がｎ型であり、重くて拡散係数の低
い不純物が、インジウムイオンを含むことを特徴とす
る。
ース／ドレイン領域がｎ型であり、重くて拡散係数の低
い不純物が、インジウムイオンを含むことを特徴とす
る。
【００２６】また本発明は、高濃度にドープされたハロ
ゲン領域の濃度が、約１×１０18イオン／ｃｍ3〜４×
１０18イオン／ｃｍ3であることを特徴とする。
ゲン領域の濃度が、約１×１０18イオン／ｃｍ3〜４×
１０18イオン／ｃｍ3であることを特徴とする。
【００２７】また本発明は、延長ソース／ドレインとソ
ース／ドレイン領域がｐ型であり、重くて拡散係数の低
い不純物が、アンチモンイオンを含むことを特徴とす
る。
ース／ドレイン領域がｐ型であり、重くて拡散係数の低
い不純物が、アンチモンイオンを含むことを特徴とす
る。
【００２８】また本発明は、基板内の延長ソース／ドレ
インの側のゲートの下に、ハロゲン注入領域を形成する
ことを特徴とする。
インの側のゲートの下に、ハロゲン注入領域を形成する
ことを特徴とする。
【００２９】本発明は基板上へのゲートの形成を含んで
いる。延長ソース／ドレインがゲート近傍の基板内に形
成される。重くて基板内の拡散係数が低い不純物を注入
するイオン注入工程が実施される。高濃度にドープされ
たハロゲン領域が基板内の延長ソース／ドレインの下に
形成される。斜めハロゲン注入工程が、延長ソース／ド
レインの近傍でゲートの下の基板内にハロゲン注入領域
を形成するために実施される。ゲートのサイドウオール
上にスペーサーが形成される。ソース／ドレイン領域が
スペーサー近傍の基板中に形成される。
いる。延長ソース／ドレインがゲート近傍の基板内に形
成される。重くて基板内の拡散係数が低い不純物を注入
するイオン注入工程が実施される。高濃度にドープされ
たハロゲン領域が基板内の延長ソース／ドレインの下に
形成される。斜めハロゲン注入工程が、延長ソース／ド
レインの近傍でゲートの下の基板内にハロゲン注入領域
を形成するために実施される。ゲートのサイドウオール
上にスペーサーが形成される。ソース／ドレイン領域が
スペーサー近傍の基板中に形成される。
【００３０】先の一般的な記述とその後に続く詳細な記
述は典型的なものであり、特許請求される本発明をさら
に説明するためのものである。
述は典型的なものであり、特許請求される本発明をさら
に説明するためのものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について詳細
に述べ、いくつかの例を添付図に示す。可能なれば、同
一の参照番号が図面及び記述の中で同一または類似部分
の参照のために用いられる。
に述べ、いくつかの例を添付図に示す。可能なれば、同
一の参照番号が図面及び記述の中で同一または類似部分
の参照のために用いられる。
【００３２】なお、添付の図面は本発明をさらに理解す
るために含まれるものであり、この明細書の一部に組込
まれた明細書の一部を構成するものである。図面は本発
明の実施の形態を図解するもので、明細書の記述ととも
に発明の原理を説明するものと理解されるべきである。
るために含まれるものであり、この明細書の一部に組込
まれた明細書の一部を構成するものである。図面は本発
明の実施の形態を図解するもので、明細書の記述ととも
に発明の原理を説明するものと理解されるべきである。
【００３３】図３〜図６は、本発明の実施の形態に従っ
たＭＯＳ半導体の製造方法を示す概略断面図である。
たＭＯＳ半導体の製造方法を示す概略断面図である。
【００３４】図３では、パターン形成されたゲート酸化
膜３０２とゲート導電膜３０４がＭＯＳトランジスタの
ゲート３０６を形成するために、基板３００の上に形成
される。基板３００は、たとえばｐ型シリコン基板、ｎ
型シリコン基板、ｐウェル、またはｎウェルのいずれで
もよい。典型的には、厚さ４０−２００オングストロー
ムの酸化膜（図示せず）が基板３００の上に形成され
る。導電膜（図示せず）がその酸化膜上に形成される。
導電膜は、たとえば化学蒸着法によって形成されたポリ
シリコン膜でよい。望ましい導電膜の厚さは、たとえば
１５００−２０００オングストロームである。たとえ
ば、従来法のホトリソプロセスやエッチングプロセスが
導電膜と酸化膜のパターン形成のために実施され、図３
に示すゲート酸化膜３０２とゲート導電膜３０４を形成
する。
膜３０２とゲート導電膜３０４がＭＯＳトランジスタの
ゲート３０６を形成するために、基板３００の上に形成
される。基板３００は、たとえばｐ型シリコン基板、ｎ
型シリコン基板、ｐウェル、またはｎウェルのいずれで
もよい。典型的には、厚さ４０−２００オングストロー
ムの酸化膜（図示せず）が基板３００の上に形成され
る。導電膜（図示せず）がその酸化膜上に形成される。
導電膜は、たとえば化学蒸着法によって形成されたポリ
シリコン膜でよい。望ましい導電膜の厚さは、たとえば
１５００−２０００オングストロームである。たとえ
ば、従来法のホトリソプロセスやエッチングプロセスが
導電膜と酸化膜のパターン形成のために実施され、図３
に示すゲート酸化膜３０２とゲート導電膜３０４を形成
する。
【００３５】延長ソース／ドレイン３１０が、基板３０
０内のゲート３０６の近傍で形成される。典型的には、
ゲート３０６はイオン注入工程３１１の実施中はマスク
として用いられる。イオン注入工程３１１ではイオン不
純物が基板３００に注入される。延長ソース／ドレイン
３１０は、望むべくは１×１０19イオン／ｃｍ3〜４×
１０19イオン／ｃｍ3の濃度を有している。ＮＭＯＳを
形成する場合は、Ｂイオン、ＢＦ2 +イオンのような不純
物や、その他適当なｎ型不純物が、ｎ型延長ソース／ド
レインを形成するために注入される。ＰＭＯＳを形成す
る場合は、Ｐイオン、Ａｓイオンのような不純物や、そ
の他適当なｐ型不純物が、ｐ型延長ソース／ドレインを
形成するために注入される。
０内のゲート３０６の近傍で形成される。典型的には、
ゲート３０６はイオン注入工程３１１の実施中はマスク
として用いられる。イオン注入工程３１１ではイオン不
純物が基板３００に注入される。延長ソース／ドレイン
３１０は、望むべくは１×１０19イオン／ｃｍ3〜４×
１０19イオン／ｃｍ3の濃度を有している。ＮＭＯＳを
形成する場合は、Ｂイオン、ＢＦ2 +イオンのような不純
物や、その他適当なｎ型不純物が、ｎ型延長ソース／ド
レインを形成するために注入される。ＰＭＯＳを形成す
る場合は、Ｐイオン、Ａｓイオンのような不純物や、そ
の他適当なｐ型不純物が、ｐ型延長ソース／ドレインを
形成するために注入される。
【００３６】図４に示すように、本発明の実施の形態で
は、高濃度にドープされたハロゲン領域３１４を基板３
００の中で延長ソース／ドレイン領域３１０の下に形成
する。高濃度にドープされたハロゲン領域３１４は耐パ
ンチスルー層として用いられる。高濃度にドープされた
ハロゲン領域３１４は以下のような模範的な工程で形成
できる。望むべくは、ゲート３０６が不純物を基板３０
０に注入するイオン注入工程３１５を実施する際に、マ
スクとして用いられる。イオン注入工程３１５で注入さ
れる不純物は重くて低い拡散係数を持つイオンが望まし
いが、他の適当なイオンを用いてもよい。このようにし
て、次の熱工程での不純物の拡散が低減でき、高濃度に
ドープされたハロゲン領域３１４の濃度が保持される。
軽くて高い拡散係数を持つ不純物を用いる従来法と対照
的に、本発明の方法は重くて低い拡散係数を持つ不純物
を用いる。高濃度にドープされたハロゲン領域３１４の
濃度がこのように保持される。これによってパンチスル
ー問題が解決される。ＮＭＯＳを形成する場合は、拡散
係数がボロン（Ｂ）イオンのそれより５倍〜１０倍低い
インジウム（Ｉｎ）イオンを基板３００に注入するのが
望ましく、それによって約１×１０18イオン／ｃｍ3〜
４×１０18イオン／ｃｍ3の濃度の高濃度にドープされ
たハロゲン領域３１４が形成される。ＰＭＯＳを形成す
る場合は、アンチモン（Ｓｂ）イオンが基板３００に注
入され、約１×１０18イオン／ｃｍ3〜４×１０18イオ
ン／ｃｍ3の濃度の高濃度にドープされたハロゲン領域
３１４が形成される。
は、高濃度にドープされたハロゲン領域３１４を基板３
００の中で延長ソース／ドレイン領域３１０の下に形成
する。高濃度にドープされたハロゲン領域３１４は耐パ
ンチスルー層として用いられる。高濃度にドープされた
ハロゲン領域３１４は以下のような模範的な工程で形成
できる。望むべくは、ゲート３０６が不純物を基板３０
０に注入するイオン注入工程３１５を実施する際に、マ
スクとして用いられる。イオン注入工程３１５で注入さ
れる不純物は重くて低い拡散係数を持つイオンが望まし
いが、他の適当なイオンを用いてもよい。このようにし
て、次の熱工程での不純物の拡散が低減でき、高濃度に
ドープされたハロゲン領域３１４の濃度が保持される。
軽くて高い拡散係数を持つ不純物を用いる従来法と対照
的に、本発明の方法は重くて低い拡散係数を持つ不純物
を用いる。高濃度にドープされたハロゲン領域３１４の
濃度がこのように保持される。これによってパンチスル
ー問題が解決される。ＮＭＯＳを形成する場合は、拡散
係数がボロン（Ｂ）イオンのそれより５倍〜１０倍低い
インジウム（Ｉｎ）イオンを基板３００に注入するのが
望ましく、それによって約１×１０18イオン／ｃｍ3〜
４×１０18イオン／ｃｍ3の濃度の高濃度にドープされ
たハロゲン領域３１４が形成される。ＰＭＯＳを形成す
る場合は、アンチモン（Ｓｂ）イオンが基板３００に注
入され、約１×１０18イオン／ｃｍ3〜４×１０18イオ
ン／ｃｍ3の濃度の高濃度にドープされたハロゲン領域
３１４が形成される。
【００３７】図５では、斜めハロゲン注入工程３１７が
基板３００に不純物を注入するために実施される。ハロ
ゲン注入領域３１６は、基板３００の中の延長ソース／
ドレイン３１０の側面のゲート３０６の下に形成され
る。ハロゲン注入領域３１６は、ショートチャネル効果
を起こしにくくするために形成される。望ましくは、ゲ
ート３１０が斜めハロゲン注入工程３１７が実施される
際にマスクとして用いられる。ハロゲン注入領域３１６
は、約１×１０17イオン／ｃｍ3〜４×１０17イオン／
ｃｍ3の濃度を有することが望ましい。ＮＭＯＳを形成
する場合は、Ｐイオン、Ａｓイオンのような不純物また
は他の適当なｐ型不純物がｐ型のハロゲン注入領域を形
成するために注入される。ＰＭＯＳを形成する場合は、
ｎ型のハロゲン注入領域を形成するために、Ｂイオン、
ＢＦ2 +イオンまたは他の適当なｎ型不純物が注入され
る。
基板３００に不純物を注入するために実施される。ハロ
ゲン注入領域３１６は、基板３００の中の延長ソース／
ドレイン３１０の側面のゲート３０６の下に形成され
る。ハロゲン注入領域３１６は、ショートチャネル効果
を起こしにくくするために形成される。望ましくは、ゲ
ート３１０が斜めハロゲン注入工程３１７が実施される
際にマスクとして用いられる。ハロゲン注入領域３１６
は、約１×１０17イオン／ｃｍ3〜４×１０17イオン／
ｃｍ3の濃度を有することが望ましい。ＮＭＯＳを形成
する場合は、Ｐイオン、Ａｓイオンのような不純物また
は他の適当なｐ型不純物がｐ型のハロゲン注入領域を形
成するために注入される。ＰＭＯＳを形成する場合は、
ｎ型のハロゲン注入領域を形成するために、Ｂイオン、
ＢＦ2 +イオンまたは他の適当なｎ型不純物が注入され
る。
【００３８】図６では、スペーサー３１８がゲート３０
６のサイドウォールの上に形成される。スペーサー３１
８の材料には、たとえばシリコン酸化物やシリコン窒化
物の絶縁材料が含まれる。スペーサー３１８は、次のよ
うな模範的な工程で形成することができる。絶縁層（図
示せず）が基板３００を覆って化学蒸着法によって形成
される。エッチバック工程が実施される。スペーサー３
１８をゲート３０６のサイドウォールの上に形成するた
めに絶縁層が除去される。
６のサイドウォールの上に形成される。スペーサー３１
８の材料には、たとえばシリコン酸化物やシリコン窒化
物の絶縁材料が含まれる。スペーサー３１８は、次のよ
うな模範的な工程で形成することができる。絶縁層（図
示せず）が基板３００を覆って化学蒸着法によって形成
される。エッチバック工程が実施される。スペーサー３
１８をゲート３０６のサイドウォールの上に形成するた
めに絶縁層が除去される。
【００３９】典型的には、ゲート３０６とスペーサー３
１８がイオン注入工程３２１が実施されるとき、マスク
として用いられる。ソース／ドレイン領域３２０が基板
３００内のスペーサー３１８の近傍に形成される。不純
物のドーズ量は、ソース／ドレイン領域３２０を形成す
るために、高濃度にドープされたハロゲン領域３１４の
濃度を満たすに充分でなければならない。ソース／ドレ
イン領域３２０には、高濃度にドープされたハロゲン領
域３１４と延長ソース／ドレイン３１０ａの一部が含ま
れる。ソース／ドレイン領域３２０は、延長ソース／ド
レイン３１０ａの側にあり、基板３００のスペーサー３
１８の下にある。ソース／ドレイン領域３２０は、約１
×１０19イオン／ｃｍ3〜１×１０20イオン／ｃｍ3の濃
度を有することが望ましい。ＮＭＯＳを形成する場合
は、Ｂイオン、ＢＦ2 +イオンのような不純物または他の
適当なｎ型不純物が、ｎ型のソース／ドレイン領域を形
成するイオン注入工程３２１で注入される。ＰＭＯＳを
形成する場合は、Ｐイオン、Ａｓイオンのような不純物
または他の適当なｐ型不純物が、ｐ型のソース／ドレイ
ン領域を形成するイオン注入工程３２１で注入される。
延長ソース／ドレイン３１０とソース／ドレイン領域３
２０はＮＭＯＳではｎ型であることは知られている。延
長ソース／ドレイン３１０とソース／ドレイン領域３２
０はＰＭＯＳではｐ型である延長ソース／ドレイン３１
０ａの下でソース／ドレイン領域３２０に結合された高
濃度にドープされたハロゲン領域３１４ａは、重い不純
物または低い拡散係数を持つ不純物で構成されている。
かくて、次の熱工程で高濃度にドープされたハロゲン領
域３１４ａの拡散は低減される。軽くて拡散係数の高い
不純物を用いる従来法と対照的に、本発明の方法は重く
て拡散係数の低い不純物を用いる。したがって、耐パン
チスルー層の濃度は保持され素子のパンチスルー問題が
解決できる。
１８がイオン注入工程３２１が実施されるとき、マスク
として用いられる。ソース／ドレイン領域３２０が基板
３００内のスペーサー３１８の近傍に形成される。不純
物のドーズ量は、ソース／ドレイン領域３２０を形成す
るために、高濃度にドープされたハロゲン領域３１４の
濃度を満たすに充分でなければならない。ソース／ドレ
イン領域３２０には、高濃度にドープされたハロゲン領
域３１４と延長ソース／ドレイン３１０ａの一部が含ま
れる。ソース／ドレイン領域３２０は、延長ソース／ド
レイン３１０ａの側にあり、基板３００のスペーサー３
１８の下にある。ソース／ドレイン領域３２０は、約１
×１０19イオン／ｃｍ3〜１×１０20イオン／ｃｍ3の濃
度を有することが望ましい。ＮＭＯＳを形成する場合
は、Ｂイオン、ＢＦ2 +イオンのような不純物または他の
適当なｎ型不純物が、ｎ型のソース／ドレイン領域を形
成するイオン注入工程３２１で注入される。ＰＭＯＳを
形成する場合は、Ｐイオン、Ａｓイオンのような不純物
または他の適当なｐ型不純物が、ｐ型のソース／ドレイ
ン領域を形成するイオン注入工程３２１で注入される。
延長ソース／ドレイン３１０とソース／ドレイン領域３
２０はＮＭＯＳではｎ型であることは知られている。延
長ソース／ドレイン３１０とソース／ドレイン領域３２
０はＰＭＯＳではｐ型である延長ソース／ドレイン３１
０ａの下でソース／ドレイン領域３２０に結合された高
濃度にドープされたハロゲン領域３１４ａは、重い不純
物または低い拡散係数を持つ不純物で構成されている。
かくて、次の熱工程で高濃度にドープされたハロゲン領
域３１４ａの拡散は低減される。軽くて拡散係数の高い
不純物を用いる従来法と対照的に、本発明の方法は重く
て拡散係数の低い不純物を用いる。したがって、耐パン
チスルー層の濃度は保持され素子のパンチスルー問題が
解決できる。
【００４０】上記の実施の形態においては、最初に延長
ソース／ドレイン３１０が基板３００内に形成され、次
に高濃度ハロゲン注入領域３１４とハロゲン注入領域３
１６が次々に形成される。しかしながら、延長ソース／
ドレイン領域３１０、高濃度ハロゲン注入領域３１４お
よびハロゲン注入領域３１６を形成する工程順序は、本
発明の実施の形態で記述された順序には制限されない。
工程順序は、製造プロセスの要求に合わせて適当に変更
可能である。
ソース／ドレイン３１０が基板３００内に形成され、次
に高濃度ハロゲン注入領域３１４とハロゲン注入領域３
１６が次々に形成される。しかしながら、延長ソース／
ドレイン領域３１０、高濃度ハロゲン注入領域３１４お
よびハロゲン注入領域３１６を形成する工程順序は、本
発明の実施の形態で記述された順序には制限されない。
工程順序は、製造プロセスの要求に合わせて適当に変更
可能である。
【００４１】当業者には、本発明の範囲や精神から逸脱
することなく、本発明の構造の様々の修正や多様化が可
能であることは明らかであろう。前述の内容に鑑み、請
求の範囲およびそれと同等のものの範囲内にある限り、
本発明はこの発明の変更および変形をも包含する。
することなく、本発明の構造の様々の修正や多様化が可
能であることは明らかであろう。前述の内容に鑑み、請
求の範囲およびそれと同等のものの範囲内にある限り、
本発明はこの発明の変更および変形をも包含する。
【００４２】
【発明の効果】本発明は、延長ソース／ドレイン領域の
下でソース／ドレイン領域に結合された高濃度にドープ
されたハロゲン領域を形成する。高濃度にドープされた
ハロゲン領域は重くて拡散係数の低い不純物で形成され
る。かくて、高濃度にドープされたハロゲン領域のイオ
ン拡散はそれ以降の熱工程で低減される。耐パンチスル
ー層の濃度は保持され、したがって素子のパンチスルー
問題が解決される。
下でソース／ドレイン領域に結合された高濃度にドープ
されたハロゲン領域を形成する。高濃度にドープされた
ハロゲン領域は重くて拡散係数の低い不純物で形成され
る。かくて、高濃度にドープされたハロゲン領域のイオ
ン拡散はそれ以降の熱工程で低減される。耐パンチスル
ー層の濃度は保持され、したがって素子のパンチスルー
問題が解決される。
【００４３】本発明では、耐パンチスルー層の濃度を高
める必要はない。ボディ効果の発生は低減されており、
ジャンクション容量は過度に増大はされない。したがっ
て、デバイス機能はさらに高められる。
める必要はない。ボディ効果の発生は低減されており、
ジャンクション容量は過度に増大はされない。したがっ
て、デバイス機能はさらに高められる。
【図１】従来のＭＯＳ半導体と耐パンチスルー領域の位
置関係を示す概略断面図である。
置関係を示す概略断面図である。
【図２】従来のＭＯＳ半導体とその他の耐パンチスルー
領域の位置関係を示す概略断面図である。
領域の位置関係を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に従ったＭＯＳ半導体の製
造方法を示す概略断面図である。
造方法を示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に従ったＭＯＳ半導体の製
造方法を示す概略断面図である。
造方法を示す概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に従ったＭＯＳ半導体の製
造方法を示す概略断面図である。
造方法を示す概略断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に従ったＭＯＳ半導体の製
造方法を示す概略断面図である。
造方法を示す概略断面図である。
３００ 基板 ３０２ ゲート酸化膜 ３０４ ゲート導電膜 ３０６ ゲート ３１０ａ 延長ソース／ドレイン領域 ３１４ａ ハロゲン領域 ３１６ ハロゲン注入領域 ３１８ スペーサ ３２０ ソース／ドレイン領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F040 DA18 DC01 EC07 EF01 EF02 EF11 EM01 EM02 EM03 FA03 FA05 FA07 FB02 FC13 FC14 FC15
Claims (20)
- 【請求項１】 ＭＯＳ半導体の製造方法において、 基板上にゲートを形成する工程と、 基板内のゲート近傍に延長ソース／ドレインを形成する
工程と、 延長ソース／ドレインの下の基板内に高濃度にドープさ
れたハロゲン領域を形成する工程と、 ゲートのサイドウォール上にスペーサーを形成する工程
と、 スペーサー近傍の基板内にソース／ドレイン領域を形成
する工程とを含むＭＯＳ半導体の製造方法。 - 【請求項２】 延長ソース／ドレインの濃度が約１×１
０19イオン／ｃｍ3〜４×１０19イオン／ｃｍ3であるこ
とを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 延長ソース／ドレイン形成のために不純
物を注入する第１のイオン注入工程を実施することをさ
らに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 延長ソース／ドレインとソース／ドレイ
ン領域がｎ型であり、不純物が、ボロンイオンを含むこ
とを特徴とする請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 延長ソース／ドレインとソース／ドレイ
ン領域がｎ型であり、不純物が、ＢＦ2イオンを含むこ
とを特徴とする請求項３記載の方法。 - 【請求項６】 延長ソース／ドレインとソース／ドレイ
ン領域がｐ型であり、不純物が、りんイオンを含むこと
を特徴とする請求項３記載の方法。 - 【請求項７】 延長ソース／ドレインとソース／ドレイ
ン領域がｐ型であり、不純物が、ひ素イオンを含むこと
を特徴とする請求項３記載の方法。 - 【請求項８】 高濃度にドープされたハロゲン領域の濃
度が約１×１０18イオン／ｃｍ3〜４×１０18イオン／
ｃｍ3であることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項９】 高濃度にドープされたハロゲン領域を形
成するため、重くて拡散係数の低い不純物を注入する第
２のイオン注入工程を実施することをさらに含むことを
特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項１０】 延長ソース／ドレインとソース／ドレ
イン領域がｎ型であり、重くて拡散係数の低い不純物
が、インジウムイオンを含むことを特徴とする請求項９
記載の方法。 - 【請求項１１】 延長ソース／ドレインとソース／ドレ
イン領域がｐ型であり、重くて拡散係数の低い不純物
が、アンチモンイオンを含むことを特徴とする請求項９
記載の方法。 - 【請求項１２】 基板内の延長ソース／ドレインの側の
ゲートの下に、ハロゲン注入領域を形成するため、斜め
ハロゲンイオン注入工程を実施することをさらに含むこ
とを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項１３】 ハロゲン注入領域の濃度が、約１×１
０17イオン／ｃｍ3〜４×１０17イオン／ｃｍ3であるこ
とを特徴とする請求項１２記載の方法。 - 【請求項１４】 ソース／ドレイン領域形成のため第３
のイオン注入工程を実施することをさらに含むことを特
徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項１５】 ソース／ドレイン領域の濃度が、約１
×１０19イオン／ｃｍ3〜１×１０20イオン／ｃｍ3であ
ることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項１６】 ＭＯＳ半導体の製造方法において、 基板上にゲートを形成する工程と、 ゲート近傍の基板内に延長ソース／ドレインを形成する
工程と、 基板内の延長ソース／ドレインの下に高濃度にドープさ
れたハロゲン領域を形成するため、重くて拡散係数の低
い不純物を注入するイオン注入工程とを含むＭＯＳ半導
体の製造方法。 - 【請求項１７】 延長ソース／ドレインとソース／ドレ
イン領域がｎ型であり、重くて拡散係数の低い不純物
が、インジウムイオンを含むことを特徴とする請求項１
６記載の方法。 - 【請求項１８】 高濃度にドープされたハロゲン領域の
濃度が、約１×１０18イオン／ｃｍ3〜４×１０18イオ
ン／ｃｍ3であることを特徴とする請求項１６記載の方
法。 - 【請求項１９】 延長ソース／ドレインとソース／ドレ
イン領域がｐ型であり、重くて拡散係数の低い不純物
が、アンチモンイオンを含むことを特徴とする請求項１
６記載の方法。 - 【請求項２０】 基板内の延長ソース／ドレインの側の
ゲートの下に、ハロゲン注入領域を形成することを特徴
とする請求項１６記載の方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/212,055 US6174778B1 (en) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | Method of fabricating metal oxide semiconductor |
| JP10374259A JP2000196079A (ja) | 1998-12-15 | 1998-12-28 | Ｍｏｓ半導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/212,055 US6174778B1 (en) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | Method of fabricating metal oxide semiconductor |
| JP10374259A JP2000196079A (ja) | 1998-12-15 | 1998-12-28 | Ｍｏｓ半導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000196079A true JP2000196079A (ja) | 2000-07-14 |
Family
ID=26582572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10374259A Pending JP2000196079A (ja) | 1998-12-15 | 1998-12-28 | Ｍｏｓ半導体の製造方法 |
Country Status (2)
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