JP2001203351A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and its manufacturing method

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JP2001203351A
JP2001203351A JP2000012405A JP2000012405A JP2001203351A JP 2001203351 A JP2001203351 A JP 2001203351A JP 2000012405 A JP2000012405 A JP 2000012405A JP 2000012405 A JP2000012405 A JP 2000012405A JP 2001203351 A JP2001203351 A JP 2001203351A
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region
implantation
forming
pocket
gate electrode
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Mutsumi Kobayashi
睦 小林
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the short channel effect in forming pocket regions on a semiconductor substrate without increasing the junction capacitance between a source-drain diffusion region and the semiconductor substrate. SOLUTION: Oblique ion implantation is executed at least twice at different implanting energies with different implanting doses to form first pocket regions 1061 having a high impurity concentration at the side faces of the source-drain diffusion regions, and second pocket regions 1062 having a low impurity concentration at the bottom faces.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法、特に短チャネル効果抑制のためのポケット構造を有
するMIS半導体装置およびその製造方法に関するもの
である。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a MIS semiconductor device having a pocket structure for suppressing a short channel effect and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、MIS半導体装置の素子の微細化
が進むにつれ、チャネル長がソースと基板間およびドレ
インと基板間の空乏層の幅に匹敵するようになってい
る。このため、しきい値電圧が低下し、オフリーク特性
の劣化などが起きる。この現象は短チャネル効果として
知られ、MIS半導体装置の素子の微細化を著しく制限
している。
2. Description of the Related Art In recent years, with miniaturization of elements of a MIS semiconductor device, the channel length has become equal to the width of a depletion layer between a source and a substrate and between a drain and a substrate. For this reason, the threshold voltage decreases, and the off-leak characteristic deteriorates. This phenomenon is known as a short channel effect, and significantly restricts miniaturization of elements of a MIS semiconductor device.

【0003】この短チャネル効果の抑制方法として、ポ
ケット構造が提案されている。ポケット構造の一例を図
4に示す。図4において、49はウェル領域、46はポ
ケット領域、48はソース・ドレイン用拡散領域、45
はエクステンション領域、43はゲート絶縁膜、44は
ポリシリコンゲート電極、47はサイドウォールであ
る。
As a method of suppressing the short channel effect, a pocket structure has been proposed. FIG. 4 shows an example of the pocket structure. 4, reference numeral 49 denotes a well region, 46 denotes a pocket region, 48 denotes a source / drain diffusion region, and 45 denotes a well region.
Is an extension region, 43 is a gate insulating film, 44 is a polysilicon gate electrode, and 47 is a sidewall.

【0004】以上のような構成において、エクステンシ
ョン領域45の近傍にソース・ドレイン用拡散領域48
に接するように、ウェル領域49と同じ導電型の不純物
領域であるポケット領域46を形成し、かつポケット領
域46の不純物濃度をウェル領域49よりも高くするこ
とによって、ソース・ドレイン用拡散領域48からチャ
ネル領域への空乏層の伸びを押え、短チャネル効果を抑
制するようにしたものである。
In the above structure, the source / drain diffusion region 48 is located near the extension region 45.
The pocket region 46, which is an impurity region of the same conductivity type as the well region 49, is formed so as to be in contact with the well region 49, and the impurity concentration of the pocket region 46 is made higher than that of the well region 49. This is to suppress the extension of the depletion layer to the channel region and suppress the short channel effect.

【0005】このポケット領域の形成方法の概略につい
て、Pチャネル型MOSFETを例に、図5(A)、
(B)、(C)を参照して説明する。
[0005] An outline of the method of forming the pocket region is shown in FIG.
This will be described with reference to (B) and (C).

【0006】まず、図5(A)に示すように、P型(1
00)Si基板51上にN型不純物をイオン注入するこ
とにより、N型ウェル領域59を形成する。その後、し
きい値電圧制御のためのイオン注入等を行い、さらにゲ
ート絶縁膜53を介してポリシリコンゲート電極54を
形成する。
[0006] First, as shown in FIG.
00) An N-type well region 59 is formed on the Si substrate 51 by ion-implanting an N-type impurity. After that, ion implantation or the like for controlling the threshold voltage is performed, and a polysilicon gate electrode 54 is formed via the gate insulating film 53.

【0007】その後、図5(B)に示すように、ポリシ
リコンゲート電極54をマスクとしてP型不純物を浅く
イオン注入することによりP型エクステンション領域5
5を形成する。このときの注入角度は、0〜7°程度と
P型Si基板51の表面に対して略垂直、つまり、法線
61に対してほぼ平行な角度で行う。
Then, as shown in FIG. 5B, a P-type impurity is implanted shallowly using the polysilicon gate electrode 54 as a mask to form a P-type extension region 5.
5 is formed. The implantation angle at this time is about 0 to 7 °, which is substantially perpendicular to the surface of the P-type Si substrate 51, that is, an angle substantially parallel to the normal 61.

【0008】さらに、ポリシリコンゲート電極54をマ
スクとして一方向に対してN型不純物を1回だけ大傾角
で斜めイオン注入82を行い、N型ポケット領域56を
形成し、熱処理を加える。θは、斜めイオン注入の注入
角度であり、半導体基板表面に対して垂直な法線61と
の間の角度を示している。
Further, an N-type impurity is obliquely ion-implanted 82 at a large angle only once in one direction using the polysilicon gate electrode 54 as a mask to form an N-type pocket region 56 and heat treatment is performed. θ is an implantation angle of oblique ion implantation, and indicates an angle between the oblique ion implantation and a normal 61 perpendicular to the semiconductor substrate surface.

【0009】その後、図5(C)に示すように、絶縁体
でサイドウォール57を形成し、さらにポリシリコンゲ
ート電極54およびサイドウォール57をマスクとして
P型不純物を高ドーズ量でP型Si基板51の表面に対
して略垂直にイオン注入し、P型ソース・ドレイン用拡
散領域58を形成し、熱処理を加える。その後は、通常
の工程に従い、層間の絶縁膜および配線等を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 5C, a sidewall 57 is formed of an insulator, and a P-type impurity is deposited at a high dose with a P-type impurity using the polysilicon gate electrode 54 and the sidewall 57 as a mask. Ion implantation is performed substantially perpendicularly to the surface of the substrate 51 to form a P-type source / drain diffusion region 58, and heat treatment is performed. After that, an interlayer insulating film, a wiring, and the like are formed according to a normal process.

【0010】ここで、P型エクステンション領域55、
N型ポケット領域56およびP型ソース・ドレイン領域
58の各々の形成時のイオン注入の条件について説明す
る。
Here, the P-type extension region 55,
The conditions for ion implantation at the time of forming each of the N-type pocket region 56 and the P-type source / drain region 58 will be described.

【0011】まず、P型エクステンション領域55は、
例えばBF2 を注入エネルギー10keV、注入ドーズ
量5×1014cm-2、注入角度0〜7°で注入すること
により形成される。
First, the P-type extension region 55
For example, it is formed by implanting BF 2 at an implantation energy of 10 keV, an implantation dose of 5 × 10 14 cm −2 , and an implantation angle of 0 to 7 °.

【0012】つぎに、N型ポケット領域56は、例えば
Asを注入エネルギー140keV、注入ドーズ量1×
1013cm-2、注入角度25°で注入することにより形
成される。
Next, the N-type pocket region 56 is formed, for example, by implanting As with an implantation energy of 140 keV and an implantation dose of 1 ×.
It is formed by implanting at 10 13 cm -2 at an implantation angle of 25 °.

【0013】つぎに、P型ソース・ドレイン領域58
は、例えばBF2 を注入エネルギー20keV、注入ド
ーズ量4×1015cm-2、注入角度0〜7°で注入する
ことにより形成される。
Next, a P-type source / drain region 58
Is formed, for example, by implanting BF 2 at an implantation energy of 20 keV, an implantation dose of 4 × 10 15 cm −2 , and an implantation angle of 0 to 7 °.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5に
示した従来技術には、つぎの問題点が存在する。すなわ
ち、大傾角の斜めイオン注入によるN型ポケット領域5
6の形成の際、注入エネルギーが大きくなるほど短チャ
ネル効果の抑制の効果は大きい。これは、P型ソース・
ドレイン用拡散領域58を覆うようにN型ポケット領域
56が形成されるためである。ところが反面、P型ソー
ス・ドレイン用拡散領域58の底面との接合容量が増大
するという問題が生じている。
However, the prior art shown in FIG. 5 has the following problems. That is, the N-type pocket region 5 formed by oblique ion implantation with a large inclination angle
In the formation of 6, the effect of suppressing the short channel effect increases as the implantation energy increases. This is a P-type source
This is because the N-type pocket region 56 is formed to cover the drain diffusion region 58. However, on the other hand, there is a problem that the junction capacitance with the bottom of the P-type source / drain diffusion region 58 increases.

【0015】この問題が生じている最大の原因は、上記
の従来技術において、1回だけの斜めイオン注入では、
短チャネル効果を抑制するためにN型ポケット領域56
の不純物濃度を高くした場合、P型ソース・ドレイン用
拡散領域58の側面および底面とも不純物濃度が高くな
り、P型ソース・ドレイン用拡散領域58の底面の不純
物濃度を低くすることができないことにある。
The biggest cause of this problem is that, in the above-mentioned prior art, only one oblique ion implantation is required.
N-type pocket region 56 for suppressing short channel effect
When the impurity concentration of the P type source / drain diffusion region 58 is increased, the impurity concentration at both the side surface and the bottom surface of the P type source / drain diffusion region 58 increases, and the impurity concentration at the bottom surface of the P type source / drain diffusion region 58 cannot be reduced. is there.

【0016】上記のような問題に対して、これまで半導
体基板表面に対して垂直な法線61に対する斜めイオン
注入の注入角度θを例えば40〜60°とさらに大きく
し、P型ソース・ドレイン用拡散領域58の底面へのイ
オン注入を抑制する方法などが考えられているが、ゲー
ト電極54直下のチャネル領域となる基板表面への影響
が大きく、しきい値電圧の制御を困難するという課題を
有しており、注入角度θを大きくするという方法の採用
は好ましいものではなかった。
In order to solve the above problem, the implantation angle θ of the oblique ion implantation with respect to the normal 61 perpendicular to the surface of the semiconductor substrate is further increased to, for example, 40 to 60 °, and the P-type source / drain Although a method of suppressing ion implantation into the bottom surface of the diffusion region 58 has been considered, there is a large influence on a substrate surface serving as a channel region immediately below the gate electrode 54, which makes it difficult to control a threshold voltage. Therefore, it is not preferable to adopt the method of increasing the injection angle θ.

【0017】具体的に説明すると、注入角度θを大きく
した場合、基板の表面近傍の不純物濃度が高くなり、か
つゲート電極54直下への入り込みが大きくなるため、
チャネル領域の不純物濃度が全体的に上がり、しきい値
電圧が変わることになる。これを避けるには、注入エネ
ルギーおよびドーズ量を従来よりも減らす必要がある。
例えば従来、注入エネルギーが140keV、ドーズ量
が1×1013cm-2であった場合において、注入角度θ
を大きくすると、注入エネルギーおよびドーズ量は各々
100keV、7×1012cm-2のように減らされる。
しかしながら、注入エネルギーおよびドーズ量を下げる
と、短チャネル効果の抑制の能力が低下することにな
る。
More specifically, when the implantation angle θ is increased, the impurity concentration near the surface of the substrate increases, and the penetration directly below the gate electrode 54 increases.
As a result, the impurity concentration of the channel region increases as a whole, and the threshold voltage changes. In order to avoid this, it is necessary to reduce the implantation energy and the dose as compared with the conventional case.
For example, conventionally, when the implantation energy is 140 keV and the dose is 1 × 10 13 cm −2 , the implantation angle θ
Is increased, the implantation energy and the dose are reduced to 100 keV and 7 × 10 12 cm −2 , respectively.
However, when the implantation energy and the dose are reduced, the ability to suppress the short channel effect is reduced.

【0018】したがって、本発明の目的は、ポケット領
域を形成する場合、不純物濃度がソース・ドレイン用拡
散領域の側面で高く、底面で低くなるような構造とする
ことができ、接合容量を増加させず短チャネル効果を抑
制することができる半導体装置を提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a structure in which, when a pocket region is formed, the impurity concentration is high on the side surface of the source / drain diffusion region and low on the bottom surface, thereby increasing the junction capacitance. Another object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of suppressing a short channel effect.

【0019】また、本発明の他の目的は、ポケット領域
を形成する場合、不純物濃度がソース・ドレイン用拡散
領域の側面で高く、底面で低くなるような構造を得るこ
とができ、接合容量を増加させず短チャネル効果を抑制
することができ、しかも、しきい値電圧に影響を与えな
い半導体装置の製造方法を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a structure in which, when a pocket region is formed, the impurity concentration is high on the side surface of the source / drain diffusion region and low on the bottom surface. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device which can suppress a short channel effect without increasing the threshold voltage and does not affect a threshold voltage.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の半導体装置は、半導体基板と、半導体基板
上に形成されたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に形成
されたゲート電極と、ゲート電極の側面に形成されたサ
イドウォールと、半導体基板中のゲート電極の両側位置
に形成された第1導電型のソース・ドレイン用拡散領域
と、ゲート電極端部下の半導体基板中の表面近傍でかつ
ソース・ドレイン用拡散領域の側面に接して形成された
第1導電型のエクステンション領域と、エクステンショ
ン領域の底面に接し、かつソース・ドレイン用拡散領域
の側面の一部を覆う第2導電型で高不純物濃度の第1の
ポケット領域と、第1のポケット領域の底面に接し、か
つソース・ドレイン用拡散領域の側面の残部および底面
部(以下、底面側面部と略す)を覆う第2導電型で低不
純物濃度の第2のポケット領域とを備えている。
To achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention comprises a semiconductor substrate, a gate insulating film formed on the semiconductor substrate, a gate electrode formed on the gate insulating film, and a semiconductor device. A sidewall formed on a side surface of the gate electrode, a first conductivity type source / drain diffusion region formed on both sides of the gate electrode in the semiconductor substrate, and a vicinity of a surface in the semiconductor substrate below an end of the gate electrode. And an extension region of the first conductivity type formed in contact with the side surface of the source / drain diffusion region, and a second conductivity type contacting the bottom surface of the extension region and covering a part of the side surface of the source / drain diffusion region. , A first pocket region having a high impurity concentration, and the remaining and bottom portions of the side surfaces of the source / drain diffusion regions which are in contact with the bottom surface of the first pocket region (hereinafter referred to as bottom side surfaces). And a second pocket region of low impurity concentration in the second conductivity type covering the abbreviated).

【0021】この構成によれば、半導体基板中に形成さ
れてソース・ドレイン用拡散領域の側面の一部を覆う第
2導電型で高不純物濃度の第1のポケット領域と、ソー
ス・ドレイン用拡散領域の底面側面部を覆う第2導電型
で低不純物濃度の第2のポケット領域との2種類のポケ
ット領域が構成されるため、ポケット領域の不純物の分
布がソース・ドレイン用拡散領域の側面で濃く、底面で
薄くすることができる。その結果、接合容量を増大させ
ずに短チャネル効果の抑制効果の大きいポケット構造が
実現可能となる。
According to this structure, the first pocket region of the second conductivity type and the high impurity concentration which covers a part of the side surface of the source / drain diffusion region is formed in the semiconductor substrate; Since two types of pocket regions are formed of a second conductivity type and a low impurity concentration second pocket region covering the bottom side surface of the region, the impurity distribution in the pocket region is reduced by the side surfaces of the source / drain diffusion regions. It can be dark and thin at the bottom. As a result, a pocket structure having a large effect of suppressing the short channel effect can be realized without increasing the junction capacitance.

【0022】上記ソース・ドレイン用拡散領域の側面の
一部を覆う第1のポケット領域は、エクステンション領
域の底面近傍に不純物濃度のピーク位置がくるように形
成されていることが好ましい。
It is preferable that the first pocket region covering a part of the side surface of the source / drain diffusion region is formed so that the impurity concentration peaks near the bottom surface of the extension region.

【0023】このように構成すると、第1のポケット領
域の不純物濃度のピーク位置が半導体基板の表面により
近くなるので、短チャネル効果を一層抑制できるポケッ
ト構造が得られる。
According to this structure, the peak position of the impurity concentration in the first pocket region is closer to the surface of the semiconductor substrate, so that a pocket structure in which the short channel effect can be further suppressed can be obtained.

【0024】また、ポケット領域としては、第1のポケ
ット領域および第2のポケット領域の他に、半導体基板
中に形成されるエクステンション領域と第1のポケット
領域が接する境界近傍の両側面部を覆う第2導電型で低
不純物濃度の第3のポケット領域を有している場合もあ
る。
In addition to the first pocket region and the second pocket region, the pocket region covers both side surfaces near the boundary where the extension region formed in the semiconductor substrate and the first pocket region are in contact with each other. In some cases, a third pocket region having two conductivity types and a low impurity concentration is provided.

【0025】このように構成すると、エクステンション
領域の側面部の底面部近傍が第3のポケット領域で覆わ
れるので、短チャネル効果を一層抑制できるポケット構
造が得られる。
With this configuration, the vicinity of the bottom surface of the side surface of the extension region is covered with the third pocket region, so that a pocket structure that can further suppress the short channel effect is obtained.

【0026】つぎに、本発明の半導体装置の製造方法
は、半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲ
ート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、ゲート電
極形成後、ゲート電極をマスクとして半導体基板中に不
純物を浅くイオン注入することにより第1導電型のエク
ステンション領域を形成する工程と、エクステンション
領域形成後、ゲート電極をマスクとして第1の注入エネ
ルギーで、かつ第1の注入ドーズ量の不純物を半導体基
板中に大傾角で第1の斜めイオン注入することにより第
2導電型で高不純物濃度の第1のポケット領域を形成す
る工程と、エクステンション領域形成後、ゲート電極を
マスクとして第2の注入エネルギーで、かつ第2の注入
ドーズ量の不純物を、第1の斜めイオン注入と同一の方
向から半導体基板に大傾角で第2の斜めイオン注入する
ことにより第2の導電型で低不純物濃度の第2のポケッ
ト領域を形成する工程と、第1および第2のポケット領
域形成後、ゲート電極の側面に電気的に絶縁体であるサ
イドウォールを形成する工程と、サイドウォール形成
後、ゲート電極およびサイドウォールをマスクとして半
導体基板中に不純物をイオン注入することにより第1導
電型のソース・ドレイン用拡散領域を形成する工程とを
含む。なお、大傾角の斜めイオン注入の注入角度として
は、20°〜60°の範囲が好ましい。
Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a gate insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a gate electrode on the gate insulating film, and a step of forming the gate electrode after forming the gate electrode. Forming a first conductivity type extension region by shallow ion implantation of impurities into a semiconductor substrate as a mask; and, after forming the extension region, using a gate electrode as a mask at a first implantation energy and a first implantation dose. Forming a first pocket region of a second conductivity type and a high impurity concentration by implanting a large amount of impurities into the semiconductor substrate at a large oblique angle with a first oblique ion; and, after forming the extension regions, using the gate electrode as a mask. Impurities having a second implantation energy and a second implantation dose are introduced into the semiconductor substrate from the same direction as the first oblique ion implantation. Forming a second pocket region of a second conductivity type and a low impurity concentration by implanting a second oblique ion at an oblique angle; and, after forming the first and second pocket regions, electrically connecting the side surfaces of the gate electrode. Forming a sidewall as an insulator on the substrate, and forming a first conductive type source / drain diffusion region by ion-implanting impurities into the semiconductor substrate using the gate electrode and the sidewall as a mask after forming the sidewall. And a step of performing. The implantation angle of the oblique ion implantation with a large inclination angle is preferably in the range of 20 ° to 60 °.

【0027】この方法によれば、エクステンション領域
形成後、第1および第2の斜めイオン注入によって、異
なる注入エネルギーで、かつ異なる注入ドーズ量の不純
物を、同一方向から少なくとも2回以上斜めイオン注入
することによりポケット領域を形成することで、不純物
の分布がソース・ドレイン用拡散領域の側面に不純物濃
度の濃い第1のポケット領域と、底面に不純物濃度の薄
い第2のポケット領域を形成できる。
According to this method, after forming the extension region, the first and second oblique ion implantations are used to implant the impurities at different implantation energies and different implantation doses at least twice from the same direction. By forming the pocket region, the first pocket region with a high impurity concentration on the side surface of the source / drain diffusion region and the second pocket region with a low impurity concentration on the bottom surface can be formed.

【0028】したがって、接合容量を増大させずに短チ
ャネル効果の抑制効果の大きいポケット構造が実現可能
となる。
Therefore, a pocket structure having a large effect of suppressing the short channel effect can be realized without increasing the junction capacitance.

【0029】しかも、ポケット領域の形成のためのイオ
ン注入における注入角度をことさら大きくする必要はな
いので、しきい値電圧に影響を与えないようにすること
ができる。
In addition, since it is not necessary to increase the implantation angle in the ion implantation for forming the pocket region, the threshold voltage can be prevented from being affected.

【0030】上記製造方法において、第2の注入エネル
ギーを第1の注入エネルギーより高く、かつ、第2の注
入ドーズ量を第1の注入ドーズ量より少ない条件で第2
のイオン注入を行うことが好ましい。
In the above manufacturing method, the second implantation energy may be higher than the first implantation energy and the second implantation dose may be smaller than the first implantation dose.
Is preferably performed.

【0031】このようにすることによって、半導体基板
中に形成されてソース・ドレイン用拡散領域の側面部を
覆う高不純物漫度の第1のポケット領域と、ソース・ド
レイン用拡散領域の底面側面部を覆う低不純物濃度の第
2のポケット領域とを選択的に形成することができる。
By doing so, the first pocket region with a high impurity concentration formed in the semiconductor substrate and covering the side surface of the source / drain diffusion region, and the bottom side surface portion of the source / drain diffusion region And a second pocket region having a low impurity concentration covering the second pocket region can be selectively formed.

【0032】また、第1のポケット領域を形成するため
の第1の斜めイオン注入は、第2のポケット領域を形成
するための第2の斜めイオン注入よりも注入角度が大き
いことが好ましい。
It is preferable that the first oblique ion implantation for forming the first pocket region has a larger implantation angle than the second oblique ion implantation for forming the second pocket region.

【0033】このように、第1の斜めイオン注入の注入
角度を第2の斜めイオン注入の注入角度よりも大きくす
ることで、高濃度不純物を有する第1のポケット領域の
不純物濃度のピーク位置をソース・ドレイン用拡散領域
の側面より半導体基板の表面に近い位置にすることが可
能となり、短チャネル効果の抑制効果のさらに大きいポ
ケット構造を得ることができる。
As described above, by making the implantation angle of the first oblique ion implantation larger than the implantation angle of the second oblique ion implantation, the peak position of the impurity concentration in the first pocket region having the high-concentration impurity can be set. It is possible to set the position closer to the surface of the semiconductor substrate than the side surface of the source / drain diffusion region, and it is possible to obtain a pocket structure having a greater effect of suppressing the short channel effect.

【0034】しかも、注入角度の大きい第1の斜めイオ
ン注入における注入ドーズ量はポケット構造を形成する
ために必要な全注入ドーズ量のうちの一部であり、か
つ、第2の斜めイオン注入より第1の斜めイオン注入の
注入エネルギーを低くすることによって、しきい値電圧
に影響を与えることが少ない第1のポケット領域を形成
できる。
In addition, the implantation dose in the first oblique ion implantation with a large implantation angle is a part of the total implantation dose required to form the pocket structure, and is more effective than the second oblique ion implantation. By lowering the implantation energy of the first oblique ion implantation, a first pocket region that does not affect the threshold voltage can be formed.

【0035】また、上記製造方法において、エクステン
ション領域形成後、少なくともサイドウォールを形成す
る前に、ゲート電極をマスクとして第3の注入エネルギ
ーで、かつ第3の注入ドーズ量の不純物を、第1のイオ
ン注入と同一の方向から半導体基板中に大傾角で第3の
斜めイオン注入することにより第2導電型で低不純物濃
度の第3のポケット領域を形成する工程を含み、第3の
斜めイオン注入は、第1の斜めイオン注入よりも注入エ
ネルギーおよび注入ドーズ量が低く、かつ、第1の斜め
イオン注入よりも注入角度が大きい条件で行ってもよ
い。
In the above-described manufacturing method, after forming the extension region and at least before forming the sidewall, the impurity of the third implantation energy and the third implantation dose is implanted by using the gate electrode as a mask. Forming a third pocket region of a second conductivity type and a low impurity concentration by performing a third oblique ion implantation at a large inclination angle into the semiconductor substrate from the same direction as the ion implantation; May be performed under the condition that the implantation energy and the implantation dose are lower than those of the first oblique ion implantation and the implantation angle is larger than that of the first oblique ion implantation.

【0036】これによって、半導体基板中に形成される
エクステンション領域の側面部の底面部近傍を覆う低不
純物漫度の第3のポケット領域を形成することができ、
短チャネル効果を一層抑制できるポケット横造が得られ
る。
This makes it possible to form a third pocket region of low impurity concentration that covers the vicinity of the bottom surface of the side surface of the extension region formed in the semiconductor substrate.
A horizontal pocket structure in which the short channel effect can be further suppressed can be obtained.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】〔第1の実施の形態〕以下、本発
明の第1の実施の形態を図1(A)、(B)、(C)を
参照して説明する。図1はPチャネル型MOSFETに
適用した例を示すものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 (A), 1 (B) and 1 (C). FIG. 1 shows an example applied to a P-channel MOSFET.

【0038】まず、図1(A)に示すように、周知の技
術によりP型(100)Si基板1にトレンチ溝2Aを
形成し、そこに酸化膜2を埋設して素子分離を行う。そ
の後、しきい値電圧調整のための例えばAsのイオン注
入と、N型ウェル領域9の形成のための例えばPのイオ
ン注入を行う。その後、熱酸化法などにより3nm程度
のゲート絶縁膜となる酸化膜を設ける。その後、酸化膜
上にゲート電極となる多結晶シリコンを200nm程度
堆積し、フォトリソグラフィーによるパターニング後、
異方性エッチングによりゲート酸化膜3およびゲート電
極4を形成する。
First, as shown in FIG. 1A, a trench 2A is formed in a P-type (100) Si substrate 1 by a known technique, and an oxide film 2 is buried therein to perform element isolation. Thereafter, for example, As ion implantation for adjusting the threshold voltage and P ion implantation for forming the N-type well region 9 are performed. After that, an oxide film serving as a gate insulating film of about 3 nm is provided by a thermal oxidation method or the like. Thereafter, polycrystalline silicon serving as a gate electrode is deposited to a thickness of about 200 nm on the oxide film, and after patterning by photolithography,
A gate oxide film 3 and a gate electrode 4 are formed by anisotropic etching.

【0039】その後、図1(B)に示すように、例えば
BF2 を注入エネルギー10keV、注入ドーズ量5×
1014cm-2、注入角度7°でイオン注入してP型エク
ステンション領域5を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 1B, for example, BF 2 is implanted at an implantation energy of 10 keV and an implantation dose of 5 ×.
P-type extension regions 5 are formed by ion implantation at 10 14 cm -2 at an implantation angle of 7 °.

【0040】その後、例えば注入エネルギー100ke
V、注入ドーズ量3×1013cm-2、注入角度25°で
Asの第1の斜めイオン注入521を行い、高濃度の第
1のポケット領域となるN型第1ポケット領域161を
形成する。さらに、続けて注入エネルギー140ke
V、注入ドーズ量1×1013cm-2、注入角度25°で
第1の斜めイオン注入521と同一方向からAsの第2
の斜めイオン注入522を行い、低濃度の第2のポケッ
ト領域となるN型第2ポケット領域162を形成する。
なお、注入角度θは法線61に対するイオンビームの入
射角度であり、斜めイオン注入521および522は同
じ注入角度で行っている。
Thereafter, for example, an implantation energy of 100 ke
V, the first oblique ion implantation 521 of As is performed at an implantation dose of 3 × 10 13 cm −2 and an implantation angle of 25 ° to form an N-type first pocket region 161 to be a high-concentration first pocket region. . Further, the injection energy is continuously 140 ke.
V, an implantation dose of 1 × 10 13 cm −2 , an implantation angle of 25 °, and a second implantation of As from the same direction as the first oblique ion implantation 521.
Is performed by oblique ion implantation 522 to form an N-type second pocket region 162 to be a low concentration second pocket region.
Is the angle of incidence of the ion beam with respect to the normal 61, and the oblique ion implantations 521 and 522 are performed at the same implantation angle.

【0041】その後、図1(C)に示すように、例えば
窒素雰囲気中で1000℃、10秒程度で熱処理後、膜
厚60nm程度のCVDSiO2 膜を堆積し、異方性エ
ッチングによりゲート電極4の側面にサイドウォール7
を形成する。
After that, as shown in FIG. 1C, for example, a heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere at 1000 ° C. for about 10 seconds, a CVD SiO 2 film having a thickness of about 60 nm is deposited, and the gate electrode 4 is anisotropically etched. Side wall 7 on the side
To form

【0042】その後、例えばBF2 を注入エネルギー2
0keV、注入ドーズ量4×1015cm-2、注入角度7
°でイオン注入してP型ソース・ドレイン用拡散領域8
を形成し、例えば窒素雰囲気中で1000℃、10秒程
度で熱処理すると、最終的なN型第1ポケット領域10
61およびN型第2ポケット領域1062が形成でき
る。
Then, for example, BF 2 is implanted at an energy of 2
0 keV, implantation dose 4 × 10 15 cm −2 , implantation angle 7
P type source / drain diffusion region 8
Is formed, and is heat-treated at, for example, 1000 ° C. for about 10 seconds in a nitrogen atmosphere.
61 and the N-type second pocket region 1062 can be formed.

【0043】以上のようにして製造される半導体装置
は、P型Si基板1と、P型Si基板1上に形成された
ゲート酸化膜3と、ゲート酸化膜3上に形成されたゲー
ト電極4と、ゲート電極4の側面に形成されたサイドウ
ォール7と、P型Si基板1中のゲート電極4の両側位
置に形成されたP型ソース・ドレイン用拡散領域8と、
ゲート電極4端部下のP型Si基板1中の表面近傍でか
つP型ソース・ドレイン用拡散領域8の側面に接して形
成されたP型エクステンション領域5と、P型エクステ
ンション領域5の底面に接し、かつP型ソース・ドレイ
ン用拡散領域8の側面の一部を覆う高不純物濃度のN型
第1ポケット領域1061と、第1のポケット領域10
61の底面に接し、かつP型ソース・ドレイン用拡散領
域8の側面の残部および底面部(つまり、底面側面部)
を覆う低不純物濃度のN型第2ポケット領域1062と
を備えている。
The semiconductor device manufactured as described above includes a P-type Si substrate 1, a gate oxide film 3 formed on the P-type Si substrate 1, and a gate electrode 4 formed on the gate oxide film 3. A sidewall 7 formed on the side surface of the gate electrode 4, a P-type source / drain diffusion region 8 formed on both sides of the gate electrode 4 in the P-type Si substrate 1,
A P-type extension region 5 formed near the surface of the P-type Si substrate 1 below the end of the gate electrode 4 and in contact with the side surface of the P-type source / drain diffusion region 8 and a bottom surface of the P-type extension region 5 N-type first pocket region 1061 having a high impurity concentration and partially covering the side surface of P-type source / drain diffusion region 8, and first pocket region 10
61 and the remaining side surface and bottom surface of the P-type source / drain diffusion region 8 (that is, the bottom side surface).
And an N-type second pocket region 1062 having a low impurity concentration and covering the first region.

【0044】以上のように、この実施の形態によれば、
P型エクステンション領域5の形成後、異なる注入エネ
ルギーで、異なる注入ドーズ量の不純物を、2回以上斜
めイオン注入すること、すなわち、第1の注入エネルギ
ーおよび第1の注入ドーズ量で行う第1の斜めイオン注
入と、第1の斜めイオン注入エネルギーより注入エネル
ギーが高い第2の注入エネルギーで、かつ、第1の注入
ドーズ量よりドーズ量の少ない第2の注入ドーズ量で行
う第2の斜めイオン注入によって、N型第1ポケット領
域161およびN型第2ポケット領域162を形成する
ことで、不純物の分布がP型ソース・ドレイン用拡散領
域8の側面で濃く、底面で薄くなるようなN型第1ポケ
ット領域1061およびN型第2ポケット領域1062
を最終的に形成できる。したがって、接合容量を増大さ
せずに短チャネル効果の抑制効果の大きいポケット構造
が実現可能となる。
As described above, according to this embodiment,
After the formation of the P-type extension region 5, oblique ion implantation of impurities having different implantation energies at different implantation energies is performed twice or more, that is, the first implantation is performed with the first implantation energy and the first implantation dose. Oblique ion implantation and second oblique ion implantation performed at a second implantation energy higher than the first oblique ion implantation energy and at a second implantation dose smaller than the first implantation dose. By forming the N-type first pocket region 161 and the N-type second pocket region 162 by implantation, the N-type such that the impurity distribution is dense on the side surface of the P-type source / drain diffusion region 8 and thin on the bottom surface. First pocket region 1061 and N-type second pocket region 1062
Can be finally formed. Therefore, a pocket structure having a large effect of suppressing the short channel effect can be realized without increasing the junction capacitance.

【0045】しかも、N型第1ポケット領域1061お
よびN型第2ポケット領域1062の形成のためのイオ
ン注入における注入角度をことさら大きくする必要はな
いので、しきい値電圧に影響を与えないようにすること
ができる。
In addition, since it is not necessary to increase the implantation angle in the ion implantation for forming the N-type first pocket region 1061 and the N-type second pocket region 1062, the threshold voltage is not affected. can do.

【0046】〔第2の実施の形態〕以下、本発明の第2
の実施の形態を図2(A)、(B)にしたがって説明す
る。
[Second Embodiment] Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described.
Will be described with reference to FIGS. 2A and 2B.

【0047】上記第1の実施の形態と同様な方法によっ
て、N型ウェル領域9、ゲート酸化膜3、ゲート電極4
およびP型エクステンション領域5を形成する。その
後、図2(A)に示すように、不純物濃度の高いN型第
1ポケット領域261を形成する処理を以下のように行
う。すなわち、例えば注入エネルギー100keV、注
入ドーズ量3×1013cm-2、注入角度35°でAsの
第1の斜めイオン注入621を行い、不純物濃度の高い
N型第1ポケット領域261を形成する。
In the same manner as in the first embodiment, the N-type well region 9, gate oxide film 3, gate electrode 4
And a P-type extension region 5 is formed. Thereafter, as shown in FIG. 2A, a process for forming the N-type first pocket region 261 having a high impurity concentration is performed as follows. That is, for example, the first oblique ion implantation 621 of As is performed at an implantation energy of 100 keV, an implantation dose of 3 × 10 13 cm −2 , and an implantation angle of 35 ° to form an N-type first pocket region 261 having a high impurity concentration.

【0048】さらに、続けて注入エネルギー140ke
V、注入ドーズ量1×1013cm-2、注入角度25°で
Asの第2の斜めイオン注入622を第1の斜めイオン
注入621と同じ方向から行い、不純物濃度の低いN型
第2ポケット領域262を形成する。
Further, the injection energy is continuously 140 ke
V, a second oblique ion implantation 622 of As is performed from the same direction as the first oblique ion implantation 621 at an implantation dose of 1 × 10 13 cm −2 and an implantation angle of 25 °, and an N-type second pocket having a low impurity concentration is used. A region 262 is formed.

【0049】ここで、最初の注入角度を35°にするこ
とにより、図2(B)に示すように、最終的なN型第1
ポケット領域2061は、注入角度を25°にした上記
第1の実施の形態におけるN型第1ポケット領域106
1より基板表面に近い位置(エクステンション領域5の
底面近傍)が不純物濃度のピーク位置となり、底面が浅
く形成される。
Here, by setting the initial implantation angle to 35 °, as shown in FIG.
The pocket region 2061 is formed by the N-type first pocket region 106 in the first embodiment in which the implantation angle is 25 °.
The position closer to the substrate surface than 1 (near the bottom surface of the extension region 5) is the peak position of the impurity concentration, and the bottom surface is formed shallow.

【0050】また、不純物濃度が高いN型第1ポケット
領域2061は、P型ソース・ドレイン用拡散領域8の
側面に形成できればよいので、従来プロセスのように注
入角度を大きくし、かつソース・ドレイン用拡散領域の
側面および底面を覆うポケット領域を1回のイオン注入
で形成するより注入のドーズ量を低く設定できる。その
ため、ゲート電極4直下のチャネル領域の不純物に与え
る影響は少ない。すなわち、第2の実施の形態では、P
型ソース・ドレイン用拡散領域8の底面側面部を不純物
濃度の低いN型第2ポケット領域2062で覆うので、
従来プロセスのようにN型第1ポケット領域2061を
P型ソース・ドレイン用拡散領域8の底面まで形成する
必要がなく、ドーズ量を低くすることができる。
Further, the N-type first pocket region 2061 having a high impurity concentration only needs to be formed on the side surface of the P-type source / drain diffusion region 8, so that the implantation angle is increased and the source / drain is increased as in the conventional process. The dose of implantation can be set lower than forming the pocket region covering the side and bottom surfaces of the diffusion region by one ion implantation. Therefore, the influence on the impurities in the channel region immediately below the gate electrode 4 is small. That is, in the second embodiment, P
Since the bottom side surface of the diffusion region 8 for the source / drain type is covered with the N-type second pocket region 2062 having a low impurity concentration,
Unlike the conventional process, it is not necessary to form the N-type first pocket region 2061 up to the bottom surface of the P-type source / drain diffusion region 8, so that the dose can be reduced.

【0051】したがって、N型第1ポケット領域206
1は、注入角度を25°にした場合のN型第1ポケット
領域1061より、P型Si基板1の表面に近い位置に
不純物濃度のピーク位置がくるので、つまり、N型ポケ
ット領域2061の不純物の分布をP型ソース・ドレイ
ン用拡散領域8より半導体基板の表面に近い側面領域で
濃くすることが可能となり、第1の実施の形態よりも、
さらに短チャネル効果を抑制するポケット構造が得られ
る。
Therefore, the N-type first pocket region 206
1 indicates that the impurity concentration peak position comes closer to the surface of the P-type Si substrate 1 than the N-type first pocket region 1061 when the implantation angle is 25 °, that is, the impurity in the N-type pocket region 2061 Can be made deeper in the side region closer to the surface of the semiconductor substrate than in the P-type source / drain diffusion region 8, and the distribution can be made higher than in the first embodiment.
Further, a pocket structure that suppresses the short channel effect can be obtained.

【0052】〔第3の実施の形態〕以下、本発明の第3
の実施の形態を図3(A)、(B)にしたがって説明す
る。
[Third Embodiment] Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described.
The embodiment will be described with reference to FIGS. 3 (A) and 3 (B).

【0053】上記の第1の実施の形態と同様な方法によ
って、N型ウェル領域9、ゲート酸化膜3、ゲート電極
4およびP型エクステンション領域5を形成する。その
後、図3(A)に示すように、不純物濃度の低いN型第
3ポケット領域361を形成する処理を以下のように行
う。すなわち、例えば注入エネルギー60keV、注入
ドーズ量1×1013cm-2、注入角度40°でAsの斜
めイオン注入721を行う。
An N-type well region 9, a gate oxide film 3, a gate electrode 4, and a P-type extension region 5 are formed in the same manner as in the first embodiment. Thereafter, as shown in FIG. 3A, a process for forming an N-type third pocket region 361 having a low impurity concentration is performed as follows. That is, for example, oblique ion implantation 721 of As is performed at an implantation energy of 60 keV, an implantation dose of 1 × 10 13 cm −2 , and an implantation angle of 40 °.

【0054】つぎに、例えば注入エネルギー100ke
V、注入ドーズ量2×1013cm-2、注入角度35°で
Asの斜めイオン注入722を行い、不純物濃度の高い
N型第1ポケット領域362を形成する。さらに、続け
て注入エネルギー140keV、注入ドーズ量1×10
13cm-2、注入角度25°でAsの斜めイオン注入72
3を行い、不純物濃度の低いN型第2ポケット領域36
3を形成する。
Next, for example, an injection energy of 100 ke
V, an oblique ion implantation 722 of As is performed at an implantation dose of 2 × 10 13 cm −2 and an implantation angle of 35 ° to form an N-type first pocket region 362 having a high impurity concentration. Further, an implantation energy of 140 keV and an implantation dose of 1 × 10
Oblique ion implantation of As at a implantation angle of 25 cm at 13 cm -2 72
3 to form an N-type second pocket region 36 having a low impurity concentration.
Form 3

【0055】ここで、最初に注入角度を40°にしたイ
オン注入を追加することにより、図3(B)に示すよう
に、最終的なN型ポケット領域は3061と3062と
3063の3つとなる。不純物濃度の低いN型第3ポケ
ット領域3061は、P型エクステンション領域5とN
型第1ポケット領域3062が接する境界近傍の両側面
部に跨がって形成されるので、チャネル領域の不純物に
影響を与えることなく、ゲート直下でのP型ソース・ド
レイン用拡散領域8からの空乏層の伸びを抑える。不純
物濃度の高いN型第1ポケット領域3062と不純物濃
度の低いN型第2ポケット領域3063については、第
2の実施の形態の不純物濃度の高いN型第1ポケット領
域2061と不純物濃度の低いN型第2ポケット領域2
062と同様である。
Here, by adding ion implantation at an implantation angle of 40 ° first, as shown in FIG. 3B, three final N-type pocket regions 3061, 3062, and 3063 are obtained. . The N-type third pocket region 3061 having a low impurity concentration is formed between the P-type extension region 5 and the N-type third pocket region 3061.
Since the first pocket region 3062 is formed so as to extend over both side surfaces near the boundary where the first pocket region 3062 contacts, the depletion from the P-type source / drain diffusion region 8 immediately below the gate without affecting the impurities in the channel region. Reduce layer elongation. For the N-type first pocket region 3062 having a high impurity concentration and the N-type second pocket region 3063 having a low impurity concentration, the N-type first pocket region 2061 having a high impurity concentration and the N-type first pocket region 2061 having a low impurity concentration according to the second embodiment are used. Mold second pocket area 2
062.

【0056】この実施の形態によれば、エクステンショ
ン領域5の側面部の底面部近傍がN型第3ポケット領域
3061で覆われるので、第2の実施の形態よりも短チ
ャネル効果を一層抑制できるポケット構造が得られる。
According to this embodiment, since the vicinity of the bottom surface of the side surface of the extension region 5 is covered with the N-type third pocket region 3061, the pocket in which the short channel effect can be further suppressed as compared with the second embodiment. The structure is obtained.

【0057】なお、上記の各実施の形態において、各斜
めイオン注入は、半導体基板面を例えば90°ずつ4回
転させてゲート電極に対して4方向から注入する。
In each of the above embodiments, each oblique ion implantation is performed by rotating the surface of the semiconductor substrate by, for example, 90 ° four times and implanting the gate electrode from four directions.

【0058】このように構成すると、ゲート電極のパタ
ーン形成方向によるポケット領域のばらつきがなくな
り、各方向とも均一なポケット領域を得ることができ
る。
According to this structure, the pocket region does not vary depending on the gate electrode pattern formation direction, and a uniform pocket region can be obtained in each direction.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ポケット領域の不純物濃度がソース・ドレイン用拡散領
域の側面で高く、底面で低い構造を形成できる。したが
って、接合容量を増大させずに短チャネル効果の抑制効
果の大きいポケット構造が実現可能となる。
As described above, according to the present invention,
A structure in which the impurity concentration in the pocket region is high on the side surface of the source / drain diffusion region and low on the bottom surface. Therefore, a pocket structure having a large effect of suppressing the short channel effect can be realized without increasing the junction capacitance.

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

【図1】(A)、(B)および(C)は本発明の第1の
実施の形態の半導体装置の製造方法を示す工程順断面図
である。
FIGS. 1A, 1B, and 1C are step-by-step sectional views showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】(A)および(B)は本発明の第2の実施の形
態の半導体装置の製造方法を示す工程順断面図である。
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views in the order of steps showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】(A)および(B)は本発明の第3の実施の形
態の半導体装置の製造方法を示す工程順断面図である。
FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention in order of process.

【図4】従来の半導体装置の製造方法を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図5】(A)、(B)および(C)は従来の他の半導
体装置の製造方法を示す工程順断面図である。
FIGS. 5A, 5B and 5C are cross-sectional views in the order of steps showing a method for manufacturing another conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P型(100)Si基板 2A トレンチ溝 2 酸化膜 3 ゲート酸化膜 4 ゲート電極 5 P型エクステンション領域 161 不純物濃度の高いN型第1ポケット領域 162 不純物濃度の低いN型第2ポケット領域 7 サイドウォール 8 P型ソース・ドレイン用拡散領域 9 N型ウェル領域 1061 最終的な不純物濃度の高いN型第1ポケッ
ト領域 1062 最終的な不純物濃度の低いN型第2ポケッ
ト領域 261 不純物濃度の高いN型第1ポケット領域 262 不純物濃度の低いN型第2ポケット領域 2061 最終的な不純物濃度の高いN型第1ポケッ
ト領域 2062 最終的な不純物濃度の低いN型第2ポケッ
ト領域 361 不純物濃度の低いN型第3ポケット領域 362 不純物濃度の高いN型第1ポケット領域 363 不純物濃度の低いN型第2ポケット領域 3061 最終的な不純物濃度の低いN型第3ポケッ
ト領域 3062 最終的な不純物濃度の高いN型第1ポケッ
ト領域 3063 最終的な不純物濃度の低いN型第2ポケッ
ト領域 43 ゲート絶縁膜 44 ゲート電極 45 エクステンション領域 46 ポケット領域 47 サイドウォール 48 ソース・ドレイン用拡散領域 49 ウェル領域 51 P型(100)Si基板 53 ゲート絶縁膜 54 ゲート電極 55 P型エクステンション領域 56 N型ポケット領域 57 サイドウォール 58 P型ソース・ドレイン用拡散領域 59 N型ウェル領域
Reference Signs List 1 P-type (100) Si substrate 2 A Trench groove 2 Oxide film 3 Gate oxide film 4 Gate electrode 5 P-type extension region 161 N-type first pocket region with high impurity concentration 162 N-type second pocket region with low impurity concentration 7 Side Wall 8 P-type source / drain diffusion region 9 N-type well region 1061 N-type first pocket region with final high impurity concentration 1062 N-type second pocket region with final low impurity concentration 261 N-type with high impurity concentration First pocket region 262 N-type second pocket region with low impurity concentration 2061 N-type first pocket region with final high impurity concentration 2062 N-type second pocket region with final low impurity concentration 361 N-type with low impurity concentration Third pocket region 362 N-type first pocket region 363 with high impurity concentration N-type second pocket region 3061 N-type third pocket region with final low impurity concentration 3062 N-type first pocket region with final high impurity concentration 3063 N-type second pocket region with final low impurity concentration 43 Gate insulating film 44 Gate electrode 45 Extension region 46 Pocket region 47 Side wall 48 Diffusion region for source / drain 49 Well region 51 P-type (100) Si substrate 53 Gate insulating film 54 Gate electrode 55 P-type extension region 56 N-type pocket region 57 Side wall 58 P-type source / drain diffusion region 59 N-type well region

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板と、 前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、 前記ゲート電極の側面に形成されたサイドウォールと、 前記半導体基板中の前記ゲート電極の両側位置に形成さ
れた第1導電型のソース・ドレイン用拡散領域と、 前記ゲート電極端部下の前記半導体基板中の表面近傍で
かつ前記ソース・ドレイン用拡散領域の側面に接して形
成された第1導電型のエクステンション領域と、 前記エクステンション領域の底面に接し、かつ前記ソー
ス・ドレイン用拡散領域の側面の一部を覆う第2導電型
で高不純物濃度の第1のポケット領域と、 前記第1のポケット領域の底面に接し、かつ前記ソース
・ドレイン用拡散領域の側面の残部および底面部を覆う
第2導電型で低不純物濃度の第2のポケット領域とを備
えていることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate; a gate insulating film formed on the semiconductor substrate; a gate electrode formed on the gate insulating film; a sidewall formed on a side surface of the gate electrode; A first conductivity type source / drain diffusion region formed on both sides of the gate electrode in the substrate; and a side surface of the source / drain diffusion region near a surface in the semiconductor substrate below an end of the gate electrode. A first conductivity type extension region formed in contact with the first conductivity type and a second conductivity type high impurity concentration first region in contact with a bottom surface of the extension region and partially covering a side surface of the source / drain diffusion region; A pocket region, and a second conductive type and low impurity that is in contact with the bottom surface of the first pocket region and covers the remaining side surface and the bottom surface of the source / drain diffusion region. A semiconductor device characterized by comprising a second pocket region concentration.
【請求項2】 前記ソース・ドレイン用拡散領域の側面
の一部を覆う前記第1のポケット領域は、前記エクステ
ンション領域の底面近傍に不純物濃度のピーク位置がく
るように形成されていることを特徴とする請求項1記載
の半導体装置。
2. The method according to claim 1, wherein the first pocket region covering a part of a side surface of the source / drain diffusion region is formed such that a peak position of an impurity concentration comes near a bottom surface of the extension region. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein
【請求項3】 ポケット領域として、前記第1のポケッ
ト領域および前記第2のポケット領域の他に、前記半導
体基板中に形成される前記エクステンション領域と前記
第1のポケット領域が接する境界近傍の両側面部を覆う
第2導電型で低不純物濃度の第3のポケット領域を有し
ていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の
半導体装置。
3. As both pocket regions, in addition to the first pocket region and the second pocket region, both sides near a boundary where the extension region formed in the semiconductor substrate and the first pocket region are in contact with each other. 3. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a third pocket region of a second conductivity type and a low impurity concentration covering the surface portion.
【請求項4】 半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する
工程と、 前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、 前記ゲート電極形成後、前記ゲート電極をマスクとして
前記半導体基板中に不純物を浅くイオン注入することに
より第1導電型のエクステンション領域を形成する工程
と、 前記エクステンション領域形成後、前記ゲート電極をマ
スクとして第1の注入エネルギーで、かつ第1の注入ド
ーズ量の不純物を前記半導体基板中に大傾角で第1の斜
めイオン注入することにより第2導電型で高不純物濃度
の第1のポケット領域を形成する工程と、 前記エクステンション領域形成後、前記ゲート電極をマ
スクとして第2の注入エネルギーで、かつ第2の注入ド
ーズ量の不純物を、前記第1の斜めイオン注入と同一の
方向から前記半導体基板中に大傾角で第2の斜めイオン
注入することにより第2導電型で低不純物濃度の第2の
ポケット領域を形成する工程と、 前記第1および第2のポケット領域形成後、前記ゲート
電極の側面に電気的に絶縁体であるサイドウォールを形
成する工程と、 前記サイドウォール形成後、前記ゲート電極および前記
サイドウォールをマスクとして前記半導体基板中に不純
物をイオン注入することにより第1導電型のソース・ド
レイン用拡散領域を形成する工程と含むことを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
A step of forming a gate insulating film on the semiconductor substrate; a step of forming a gate electrode on the gate insulating film; and after forming the gate electrode, impurities in the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask. Forming a first conductivity type extension region by ion-implanting shallowly, and after forming the extension region, using the gate electrode as a mask, implanting an impurity with a first implantation energy and a first implantation dose. Forming a first pocket region of a second conductivity type and a high impurity concentration by implanting a first oblique ion at a large inclination angle into a semiconductor substrate; and forming a second pocket region with the gate electrode as a mask after forming the extension region. The impurity having the implantation energy of 2 and the second implantation dose is introduced into the semiconductor from the same direction as the first oblique ion implantation. Forming a second pocket region of a second conductivity type and a low impurity concentration by implanting a second oblique ion at a large tilt angle into the substrate; and forming the gate electrode after the formation of the first and second pocket regions. Forming a side wall that is an electrically insulating material on the side surface of the first conductive type by forming the side wall and then implanting impurities into the semiconductor substrate using the gate electrode and the side wall as a mask. Forming a source / drain diffusion region according to (1).
【請求項5】 前記第2の注入エネルギーを前記第1の
注入エネルギーより高く、かつ、前記第2の注入ドーズ
量を前記第1の注入ドーズ量より少ない条件で前記第2
のイオン注入を行うことを特徴とする請求項4記載の半
導体装置の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the second implantation energy is higher than the first implantation energy and the second implantation dose is smaller than the first implantation dose.
5. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein said ion implantation is performed.
【請求項6】 前記第1のポケット領域を形成するため
の前記第1の斜めイオン注入は、前記第2のポケット領
域を形成するための前記第2の斜めイオン注入よりも注
入角度が大きいことを特徴とする請求項4または請求項
5記載の半導体装置の製造方法。
6. The first oblique ion implantation for forming the first pocket region has a larger implantation angle than the second oblique ion implantation for forming the second pocket region. 6. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein:
【請求項7】 前記エクステンション領域形成後、少な
くとも前記サイドウォールを形成する前に、前記ゲート
電極をマスクとして第3の注入エネルギーで、かつ第3
の注入ドーズ量の不純物を、前記第1のイオン注入と同
一の方向から前記半導体基板中に大傾角で第3の斜めイ
オン注入することにより第2導電型で低不純物濃度の第
3のポケット領域を形成する工程を含み、前記第3の斜
めイオン注入は、前記第1の斜めイオン注入よりも注入
エネルギーおよび注入ドーズ量が低く、かつ、前記第1
の斜めイオン注入よりも注入角度が大きい条件で行うこ
とを特徴とする請求項4、請求項5または請求項6記載
の半導体装置の製造方法。
7. After the formation of the extension region and before forming at least the sidewalls, the gate electrode is used as a mask with a third implantation energy and a third implantation energy.
A third oblique ion implantation into the semiconductor substrate at a large inclination angle from the same direction as the first ion implantation into the third pocket region having a second conductivity type and a low impurity concentration. Forming the third oblique ion implantation, the implantation energy and implantation dose of the third oblique ion implantation are lower than those of the first oblique ion implantation.
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the implantation is performed under a condition that the implantation angle is larger than the oblique ion implantation.
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