JP2007201337A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

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Tatsuya Fujishima
達也 藤島
Tomonori Mori
智典 森
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problems that a PSG film and a BSG film are needed as thermal diffusion sources and processes are complicated when thermally diffusing the oppositely conductive impurities of a low concentration from an insulating film containing the oppositely conductive impurities, by not using ion implantation but using thermal treatment for forming a low concentration source/drain diffusion layer relating to a CMOS semiconductor device. <P>SOLUTION: In the semiconductor device and its manufacturing method by executing thermal treatment with only a PSG film or a BSG film as the thermal diffusion source, a shallow low concentration source/drain diffusion region can be easily formed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有するCMOS型半導体装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a CMOS type semiconductor device having an LDD (Lightly Doped Drain) structure and a method for manufacturing the same.

半導体素子の高集積化傾向に伴い、MOSFETにおいては、短チャネル効果によるソース・ドレインのパンチスルーが問題となる。この問題を解決すべく、これまでLDD構造が開発されてきた。LDD構造は、ソース・ドレインのチャネル側端部近傍に不純物濃度の低い領域を付加することにより形成される。その決河、ソース・ドレイン端部の電界が緩和されて耐圧が上がるため、前述した短チャネル効果によるパンチスルーを防止することができる。   With the trend toward higher integration of semiconductor devices, source / drain punch-through due to the short channel effect becomes a problem in MOSFETs. In order to solve this problem, LDD structures have been developed so far. The LDD structure is formed by adding a region with a low impurity concentration in the vicinity of the channel side end of the source / drain. Since the electric field at the end of the source and the drain is relaxed and the breakdown voltage increases, punch-through due to the short channel effect described above can be prevented.

このLDD構造を形成するには、一導電型半導体基板上にゲート酸化膜を介してゲート電極を形成した後、逆導電型の低濃度不純物を低い加速エネルギーにて注入する。次いで、前記ゲート電極の側壁に側壁絶縁膜を形成した後に、逆導電型の高濃度不純物を高い加速エネルギーにて注入する。これにより、前記側壁絶縁膜の下部の浅い領域に低濃度のソース・ドレイン拡散層が形成され、前記側壁絶縁膜の端に隣接する深い領域に高濃度のソース・ドレイン拡散層が形成される。   In order to form this LDD structure, a gate electrode is formed on a one-conductivity-type semiconductor substrate via a gate oxide film, and then a reverse-conductivity type low-concentration impurity is implanted with low acceleration energy. Next, after forming a sidewall insulating film on the sidewall of the gate electrode, a reverse conductivity type high concentration impurity is implanted with high acceleration energy. As a result, a low concentration source / drain diffusion layer is formed in a shallow region below the sidewall insulating film, and a high concentration source / drain diffusion layer is formed in a deep region adjacent to the end of the sidewall insulating film.

このように、低濃度のソース・ドレイン拡散層はイオン注入時のイオン加速エネルギーを低くすることで浅く形成される。しかしながら、イオン注入による方法では、近年の超高集積素子のデザインルールを満足させる程度に浅く形成することは困難である。すなわち、現在の常用高電流イオン注入器は10keV以下の加速エネルギーでも可能ではあるが、スパッタリング効果により半導体基板が掘削される等の問題が生じる。   Thus, the low concentration source / drain diffusion layer is formed shallow by reducing the ion acceleration energy during ion implantation. However, it is difficult for the method using ion implantation to be formed shallow enough to satisfy the design rules of recent ultra-high integration elements. That is, the current common high-current ion implanter is possible with acceleration energy of 10 keV or less, but problems such as excavation of the semiconductor substrate occur due to the sputtering effect.

そこで、イオン注入を用いず、熱処理により逆導電型不純物を含有する絶縁膜から低濃度の逆導電型不純物を熱拡散させて低濃度ソース・ドレイン拡散層を形成するプロセスが種々開発されてきた。関連した技術文献としては、例えば以下の特許文献が挙げられる。
特開平7−130998 特開平10−270569
Therefore, various processes have been developed for forming low concentration source / drain diffusion layers by thermally diffusing low concentration reverse conductivity type impurities from an insulating film containing reverse conductivity type impurities by heat treatment without using ion implantation. As related technical literatures, for example, the following patent literatures can be cited.
JP-A-7-130998 JP-A-10-270569

しかしながら、上記の引例では、nチャネル型MOSFET及びpチャネル型MOSFETを同一基板上に形成するCMOS(Complementary MOS)FETの形成工程が複雑になると共に、下記に示すようにLDD形成においてPSG、BSGの2種類の膜を生成及び制御しなくてはならず、Pチャネル及びNチャネルのLDDバラツキが起こり、安定したプロセスを得るのが難しい。   However, in the above reference, the process of forming a CMOS (Complementary MOS) FET in which an n-channel MOSFET and a p-channel MOSFET are formed on the same substrate is complicated, and PSG and BSG are formed in LDD formation as shown below. Two types of films must be generated and controlled, and P-channel and N-channel LDD variations occur, making it difficult to obtain a stable process.

すなわち、引例1では、先ず、図7(a)に示すように、半導体基板11表面のn型MOSFET領域12及びp型MOSFET領域13の所定の領域にp型不純物又はn型不純物を選択的にイオン注入して、pウェル領域14とnウェル領域15とをそれぞれ形成する。次に、前記pウェル領域14とnウェル領域15との境界部に素子分離絶縁膜16を形成する。続いて、熱酸化により素子形成領域となる前記pウェル領域14及びnウェル領域15の表面にゲート酸化膜17を形成する。その後、全面に不図示の多結晶シリコン膜を堆積した後、リソグラフィ技術及び異方性エッチングを行って、前記ゲート酸化膜17及び前記ポリシリコン膜をパターニングしてゲート電極18を前記n型及びp型MOSFET領域に形成する。次に、図7(b)に示すように、全面にBSG膜121を堆積する。次に、図7(c)に示すように、前記nウェル領域15上を覆い、少なくとも前記pウェル領域14上に開口部を有するレジスト膜131を形成した後、該レジスト膜131をマスクにして前記BSG膜121を等方性エッチングする。次に、図7(d)に示すように、前記レジスト膜131を除去した後、全面にPSG膜141を堆積する。その後、熱処理を行うことにより、前記BSG膜121と前記PSG膜141とから不純物を拡散させて、前記nウェル領域15とpウェル領域14表面との浅い領域に、それぞれp型低濃度不純物拡散領域142、n型低濃度不純物拡散領域143を形成する。次に、図8(a)に示すように、前記ゲート電極18及び前記BSG膜121の上面が露出するまで前記PSG膜141を異方性エッチングして、前記ゲート電極18の側壁部にPSG側壁膜151を形成する。その後、前記BSG膜121、前記ゲート電極18及び前記PSG側壁膜151をマスクにして高濃度の燐(P)もしくは砒素(As)をイオン注入して、前記pウェル領域14表面にn型高濃度ソース・ドレイン拡散層152及びn型低濃度ソース・ドレイン拡散層153を形成する。次に、図8(b)に示すように、前記pウェル領域14上及び素子分離絶縁膜16の露出された上面を覆うレジスト膜161を形成した後、該レジスト膜161をマスクに前記BSG膜121を異方性エッチングして、前記ゲート電極18の側壁部にBSG側壁膜162を形成する。その後、前記レジスト膜161、前記素子分離絶縁膜16、前記ゲート電極18及び前記BSG側壁膜162をマスクにして高濃度のボロンもしくは弗化ボロンをイオン注入して、前記nウェル領域15表面にp型高濃度ソース・ドレイン拡散層163及びp型低濃度ソース・ドレイン拡散層164を形成する。   That is, in Reference 1, first, as shown in FIG. 7A, p-type impurities or n-type impurities are selectively applied to predetermined regions of the n-type MOSFET region 12 and the p-type MOSFET region 13 on the surface of the semiconductor substrate 11. Ion implantation is performed to form a p-well region 14 and an n-well region 15, respectively. Next, an element isolation insulating film 16 is formed at the boundary between the p-well region 14 and the n-well region 15. Subsequently, a gate oxide film 17 is formed on the surface of the p-well region 14 and the n-well region 15 which will be element forming regions by thermal oxidation. Thereafter, after depositing a polycrystalline silicon film (not shown) on the entire surface, a lithography technique and anisotropic etching are performed, and the gate oxide film 17 and the polysilicon film are patterned to form the gate electrode 18 in the n-type and p-type. Formed in the type MOSFET region. Next, as shown in FIG. 7B, a BSG film 121 is deposited on the entire surface. Next, as shown in FIG. 7C, after forming a resist film 131 covering the n-well region 15 and having an opening on at least the p-well region 14, the resist film 131 is used as a mask. The BSG film 121 is isotropically etched. Next, as shown in FIG. 7D, after removing the resist film 131, a PSG film 141 is deposited on the entire surface. Thereafter, by performing heat treatment, impurities are diffused from the BSG film 121 and the PSG film 141, and p-type low-concentration impurity diffusion regions are respectively formed in shallow regions of the n-well region 15 and the p-well region 14 surface. 142, an n-type low concentration impurity diffusion region 143 is formed. Next, as shown in FIG. 8A, the PSG film 141 is anisotropically etched until the upper surfaces of the gate electrode 18 and the BSG film 121 are exposed, and the PSG sidewall is formed on the sidewall of the gate electrode 18. A film 151 is formed. Thereafter, high concentration phosphorus (P) or arsenic (As) is ion-implanted using the BSG film 121, the gate electrode 18 and the PSG sidewall film 151 as a mask, and an n-type high concentration is implanted into the surface of the p well region 14. A source / drain diffusion layer 152 and an n-type low concentration source / drain diffusion layer 153 are formed. Next, as shown in FIG. 8B, after forming a resist film 161 covering the p well region 14 and the exposed upper surface of the element isolation insulating film 16, the BSG film is formed using the resist film 161 as a mask. 121 is anisotropically etched to form a BSG sidewall film 162 on the sidewall of the gate electrode 18. Thereafter, high-concentration boron or boron fluoride is ion-implanted using the resist film 161, the element isolation insulating film 16, the gate electrode 18 and the BSG sidewall film 162 as a mask, and p is formed on the surface of the n-well region 15. A high concentration source / drain diffusion layer 163 and a low concentration source / drain diffusion layer 164 are formed.

また、引例2では、先ず、図9(a)に示すように、全面にBSG膜171を堆積する。次に、図9(b)に示すように、p型MOSFET領域13において前記BSG膜171の上にレジスト膜181を形成する。次に、図9(c)に示すように、該レジスト膜181をマスクにして異方性エッチングを行い、n型MOSFET領域13の前記BSG膜171を選択的に除去する。次に、図10(a)に示すように、前記レジスト膜181を除去した後、全面にPSG膜191を形成する。次に、図10(b)に示すように、全面に不図示の絶縁膜を形成した後、前記PSG膜191をストッパとした異方性エッチングを行い、前記ゲート電極18の側壁に側壁絶縁膜201を形成する。次に、図10(c)に示すように、前記p型MOSFET領域13に不図示のレジスト膜を形成した後、該レジスト膜をマスクにして高濃度の燐(P)もしくは砒素(As)をイオン注入して、前記n型MOSFET領域12における前記半導体基板11の主表面にn型高濃度ソース・ドレイン拡散層211を形成する。続いて、前記レジスト膜を除去した後、前記n型MOSFET領域12に不図示のレジスト膜を形成して、該レジスト膜をマスクにして高濃度のボロン(B)もしくは弗化ボロン(BF)をイオン注入して、前記p型MOSFET領域13において前記半導体基板11の主表面にp型高濃度ソース・ドレイン拡散層212を形成する。次に、図11に示すように、熱処理を行うことにより、前記PSG膜191及び前記BSG膜171から不純物を拡散させて、前記n型MOSFET領域12、p型MOSFET領域13における前記半導体基板11の表面の浅い領域に、それぞれn型低濃度ソース・ドレイン拡散層221、p型低濃度ソース・ドレイン拡散層222を形成する。   In Reference 2, first, as shown in FIG. 9A, a BSG film 171 is deposited on the entire surface. Next, as shown in FIG. 9B, a resist film 181 is formed on the BSG film 171 in the p-type MOSFET region 13. Next, as shown in FIG. 9C, anisotropic etching is performed using the resist film 181 as a mask to selectively remove the BSG film 171 in the n-type MOSFET region 13. Next, as shown in FIG. 10A, after the resist film 181 is removed, a PSG film 191 is formed on the entire surface. Next, as shown in FIG. 10B, after forming an insulating film (not shown) on the entire surface, anisotropic etching is performed using the PSG film 191 as a stopper to form a side wall insulating film on the side wall of the gate electrode 18. 201 is formed. Next, as shown in FIG. 10C, after forming a resist film (not shown) in the p-type MOSFET region 13, high concentration phosphorus (P) or arsenic (As) is formed using the resist film as a mask. Ions are implanted to form an n-type high concentration source / drain diffusion layer 211 on the main surface of the semiconductor substrate 11 in the n-type MOSFET region 12. Subsequently, after removing the resist film, a resist film (not shown) is formed in the n-type MOSFET region 12, and high concentration boron (B) or boron fluoride (BF) is formed using the resist film as a mask. Ion implantation is performed to form a p-type high concentration source / drain diffusion layer 212 on the main surface of the semiconductor substrate 11 in the p-type MOSFET region 13. Next, as shown in FIG. 11, the semiconductor substrate 11 in the n-type MOSFET region 12 and the p-type MOSFET region 13 is diffused by performing heat treatment to diffuse impurities from the PSG film 191 and the BSG film 171. An n-type low-concentration source / drain diffusion layer 221 and a p-type low-concentration source / drain diffusion layer 222 are formed in shallow regions of the surface, respectively.

以上、上記引例ではBSG膜とPSG膜とを形成する必要があるため工程が複雑となる。また、n型不純物とp型不純物とは熱処理における拡散距離が異なるため、n型MOSFET領域とp型MOSFET領域とでは低濃度ソース・ドレイン拡散層の形成される深さが異なる。   As described above, in the above reference, it is necessary to form the BSG film and the PSG film, so that the process becomes complicated. Further, since the n-type impurity and the p-type impurity have different diffusion distances in the heat treatment, the depth at which the low-concentration source / drain diffusion layer is formed differs between the n-type MOSFET region and the p-type MOSFET region.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、LDD構造を有するCMOS型半導体装置において、PSG膜もしくはBSG膜のいずれかのみを熱拡散源として熱処理を行うことにより、容易に浅い低濃度ソース・ドレイン拡散領域を形成することが可能な半導体装置およびその製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to easily perform heat treatment using only a PSG film or a BSG film as a thermal diffusion source in a CMOS semiconductor device having an LDD structure. An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of forming a shallow low-concentration source / drain diffusion region and a method for manufacturing the same.

以上に鑑み、本発明に係る半導体装置は、第1導電型MOSFET領域と第2導電型MOSFET領域とを備える半導体装置であって、半導体基板と、前記半導体基板上にゲート酸化膜を介して形成されたゲート電極と、該ゲート電極の側壁に形成された第1導電型側壁膜と、前記第1導電型MOSFET領域において、前記第1導電型側壁膜の下部に形成された第1導電型低濃度ソース・ドレイン拡散層及び前記第1導電型側壁膜の端に隣接して形成された第1導電型高濃度ソース・ドレイン拡散層と、前記第2導電型MOSFET領域において、前記第1導電型側壁膜の下部に形成された第2導電型低濃度ソース・ドレイン拡散層及び前記第1導電型側壁膜の端に隣接して形成された第2導電型高濃度ソース・ドレイン拡散層と、を備えることを特徴とする。   In view of the above, a semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device including a first conductivity type MOSFET region and a second conductivity type MOSFET region, and is formed on a semiconductor substrate and a gate oxide film on the semiconductor substrate. And a first conductivity type sidewall film formed on a sidewall of the gate electrode, and a first conductivity type low film formed below the first conductivity type sidewall film in the first conductivity type MOSFET region. In the first conductivity type high concentration source / drain diffusion layer formed adjacent to the end of the concentration source / drain diffusion layer and the first conductivity type sidewall film, and in the second conductivity type MOSFET region, the first conductivity type A second conductivity type low concentration source / drain diffusion layer formed under the sidewall film and a second conductivity type high concentration source / drain diffusion layer formed adjacent to an end of the first conductivity type sidewall film; Preparation I am characterized in.

また、前記ゲート電極は、上面部が底面部よりもゲート長距離が長くなるように形成されていることを特徴とする。   Further, the gate electrode is formed such that the upper surface portion has a longer gate length than the bottom surface portion.

また、前記第1導電型MOSFET領域に形成された第2導電型ウェル領域と、前記第2導電型MOSFET領域に形成された第1導電型ウェル領域と、を備えることを特徴とする。   The semiconductor device further comprises a second conductivity type well region formed in the first conductivity type MOSFET region, and a first conductivity type well region formed in the second conductivity type MOSFET region.

また、前記半導体基板は第1導電型半導体基板であって、前記第1導電型MOSFET領域に形成された第2導電型ウェル領域を備えることを特徴とする。   The semiconductor substrate may be a first conductivity type semiconductor substrate, and may include a second conductivity type well region formed in the first conductivity type MOSFET region.

また、前記第1導電型側壁膜はPSG膜またはBSG膜から形成されていることを特徴とする。   The first conductivity type sidewall film is formed of a PSG film or a BSG film.

また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、第1導電型MOSFET領域と第2導電型MOSFET領域とを備える半導体装置の製造方法であって、前記第1導電型MOSFET領域と前記第2導電型MOSFET領域とにゲート酸化膜及びゲート電極を選択的に形成する工程と、前記第2導電型MOSFET領域に開口部を有する第1のレジスト膜を形成する工程と、該第1のレジスト膜と前記ゲート電極とをマスクにして第2導電型不純物をイオン注入し第2導電型高濃度不純物拡散領域を形成する工程と、前記第1のレジスト膜を除去した後、全面に第1導電型膜を形成する工程と、該第1導電型膜をエッチバックして、前記ゲート絶縁膜及び前記ゲート電極の側壁に第1導電型側壁膜を形成する工程と、熱処理を施し、前記第1MOSFET領域の第1導電型低濃度ソース・ドレイン拡散層と、前記第2MOSFET領域の第2導電型低濃度ソース・ドレイン拡散層及び第2導電型高濃度ソース・ドレイン拡散層を形成する工程と、前記第1導電型MOSFET領域に開口部を有する第2のレジスト膜を形成する工程と、該第2のレジスト膜と前記ゲート電極と前記第1導電型側壁膜とをマスクにして第1導電型不純物をイオン注入し第1導電型ソース・ドレイン拡散層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。   A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device comprising a first conductivity type MOSFET region and a second conductivity type MOSFET region, wherein the first conductivity type MOSFET region and the second conductivity type are provided. A step of selectively forming a gate oxide film and a gate electrode in the MOSFET region, a step of forming a first resist film having an opening in the second conductivity MOSFET region, the first resist film, Using the gate electrode as a mask, a second conductivity type impurity is ion-implanted to form a second conductivity type high concentration impurity diffusion region, and after removing the first resist film, a first conductivity type film is formed on the entire surface. Forming a first conductive type sidewall film on the side walls of the gate insulating film and the gate electrode, performing a heat treatment, and etching the first conductive type film. Forming a first conductivity type low concentration source / drain diffusion layer in the SFET region, and a second conductivity type low concentration source / drain diffusion layer and a second conductivity type high concentration source / drain diffusion layer in the second MOSFET region; Forming a second resist film having an opening in the first conductivity type MOSFET region; and using the second resist film, the gate electrode, and the first conductivity type sidewall film as a mask. And a step of ion-implanting impurities to form a first conductivity type source / drain diffusion layer.

また、第1導電型MOSFET領域と第2導電型MOSFET領域とを備える半導体装置の製造方法であって、半導体基板上に開口部を有する絶縁膜を形成する工程と、全面に第1導電型膜を堆積する工程と、該第1導電型膜をエッチバックして、前記開口部の側壁に第1導電型側壁膜を形成する工程と、熱処理を施し、ゲート酸化膜と、前記第1MOSFET領域の第1導電型低濃度ソース・ドレイン拡散層と、前記第2MOSFET領域の第1導電型高濃度不純物拡散領域を形成する工程と、全面にゲート材料を堆積する工程と、該ゲート材料をエッチバックして、前記第1導電型側壁膜の間に前記ゲート材料を埋め込みゲート電極を形成する工程と、前記絶縁膜を除去した後に、前記第2導電型MOSFET領域に開口部を有する第1のレジスト膜を塗布する工程と、該第1のレジスト膜と前記第1導電型側壁膜と前記ゲート電極とをマスクにして第2導電型不純物を斜めからイオン注入し第2導電型低濃度ソース・ドレイン拡散層及び第2導電型高濃度ソース・ドレイン拡散層を形成する工程と、前記第1のレジスト膜を除去した後、前記第1導電型MOSFET領域に開口部を有する第2のレジスト膜を塗布する工程と、該第2のレジスト膜と前記第1導電型側壁膜と前記ゲート電極とをマスクにして第1導電型不純物をイオン注入し第1導電型高濃度ソース・ドレイン拡散層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。   A method of manufacturing a semiconductor device including a first conductivity type MOSFET region and a second conductivity type MOSFET region, the step of forming an insulating film having an opening on a semiconductor substrate, and the first conductivity type film over the entire surface Depositing the first conductivity type film to etch back the first conductivity type film to form a first conductivity type sidewall film on the side wall of the opening; applying heat treatment; and forming a gate oxide film and the first MOSFET region A step of forming a first conductivity type low concentration source / drain diffusion layer, a first conductivity type high concentration impurity diffusion region of the second MOSFET region, a step of depositing a gate material on the entire surface, and etching back the gate material. Then, a step of burying the gate material between the first conductivity type sidewall films to form a gate electrode, and a first electrode having an opening in the second conductivity type MOSFET region after the insulating film is removed. A step of applying a resist film, and ion implantation of a second conductivity type impurity obliquely using the first resist film, the first conductivity type side wall film, and the gate electrode as a mask. A step of forming a drain diffusion layer and a second conductivity type high-concentration source / drain diffusion layer; and after removing the first resist film, a second resist film having an opening in the first conductivity type MOSFET region is formed A first conductive type impurity is ion-implanted using the second resist film, the first conductive type side wall film, and the gate electrode as a mask to form a first conductive type high concentration source / drain diffusion layer. And a step of performing.

また、前記第1導電型MOSFET領域に第2導電型ウェル領域を形成する工程と、前記第2導電型MOSFET領域に第1導電型ウェル領域を形成する工程と、を含むことを特徴とする。   Further, the method includes a step of forming a second conductivity type well region in the first conductivity type MOSFET region, and a step of forming a first conductivity type well region in the second conductivity type MOSFET region.

また、前記半導体基板は第1導電型半導体基板であって、前記第1導電型MOSFET領域に第2導電型ウェル領域を形成する工程と、を含むことを特徴とする。   The semiconductor substrate is a first conductivity type semiconductor substrate, and includes a step of forming a second conductivity type well region in the first conductivity type MOSFET region.

また、前記第1導電型側壁絶縁膜はPSG膜またはBSG膜から形成されていることを特徴とする。   The first conductivity type side wall insulating film is formed of a PSG film or a BSG film.

本発明に係るCMOS型半導体装置における低濃度ソース・ドレイン拡散領域は、PSG膜またはBSG膜のいずれか単一のみを熱拡散源として形成できる。したがって、PSG膜またはBSG膜内の不純物濃度、熱処理時間を制御することで、容易に低濃度ソース・ドレイン拡散領域の濃度、深さを設計できる。   In the CMOS type semiconductor device according to the present invention, the low concentration source / drain diffusion region can be formed using only one of the PSG film and the BSG film as a thermal diffusion source. Therefore, the concentration and depth of the low concentration source / drain diffusion region can be easily designed by controlling the impurity concentration and heat treatment time in the PSG film or BSG film.

また、ゲート電極の下部の幅を露光装置の微細限界以下に形成することが可能であるため、チャネル長の微細化も同時に実現できる。   Further, since the width of the lower portion of the gate electrode can be formed below the fine limit of the exposure apparatus, the channel length can be miniaturized at the same time.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(第1の実施形態)
以下、0.35μmプロセスの場合を例として具体的に説明する。
先ず、図1(a)に示すように、半導体基板11表面のn型MOSFET領域12とp型MOSFET領域13との所定の領域にp型不純物又はn型不純物を選択的にイオン注入して、pウェル領域14とnウェル領域15とをそれぞれ形成する。尚、半導体基板の導電型に応じてpウェル領域14若しくはnウェル領域15のいずれかのみ形成した場合でも同様に実施できる。次に、例えば、LOCOS(Local Oxidation of Silicon)法を用いて、前記pウェル領域14と前記nウェル領域15との境界部に素子分離絶縁膜16を形成する。続いて、熱酸化により素子形成領域となる前記pウェル領域14及びnウェル領域15の表面にゲート酸化膜17を形成する。その後、全面に多結晶シリコン膜を堆積した後、リソグラフィ技術及び異方性エッチングにより前記ゲート酸化膜及び前記ポリシリコン膜をパターニングして、ゲート電極18を前記n型及びp型MOSFET領域に形成する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
Hereinafter, the case of a 0.35 μm process will be specifically described as an example.
First, as shown in FIG. 1A, p-type impurities or n-type impurities are selectively ion-implanted into predetermined regions of the n-type MOSFET region 12 and the p-type MOSFET region 13 on the surface of the semiconductor substrate 11, A p well region 14 and an n well region 15 are formed. It should be noted that even when only one of the p-well region 14 and the n-well region 15 is formed according to the conductivity type of the semiconductor substrate, the same can be implemented. Next, the element isolation insulating film 16 is formed at the boundary between the p-well region 14 and the n-well region 15 using, for example, a LOCOS (Local Oxidation of Silicon) method. Subsequently, a gate oxide film 17 is formed on the surface of the p-well region 14 and the n-well region 15 which will be element forming regions by thermal oxidation. Thereafter, after depositing a polycrystalline silicon film on the entire surface, the gate oxide film and the polysilicon film are patterned by lithography and anisotropic etching to form the gate electrode 18 in the n-type and p-type MOSFET regions. .

次に、図1(b)に示すように、前記pウェル領域14上を覆い、少なくとも前記nウェル領域15上に開口部を有するレジスト膜21を形成する。その後、前記レジスト膜21及び前記ゲート電極18をマスクにしてボロン(B)もしくは2弗化ボロン(BF)をイオン注入する。例えば、2弗化ボロンを加速エネルギー35keV、イオン注入量2.0×1015atoms/cmの条件でイオン注入を行うことにより、前記p型MOSFET領域12のnウェル領域15の表面にp型高濃度不純物拡散領域22を形成する。 Next, as shown in FIG. 1B, a resist film 21 that covers the p-well region 14 and has an opening on at least the n-well region 15 is formed. Thereafter, boron (B) or boron difluoride (BF 2 ) is ion-implanted using the resist film 21 and the gate electrode 18 as a mask. For example, boron difluoride is ion-implanted under the conditions of an acceleration energy of 35 keV and an ion implantation amount of 2.0 × 10 15 atoms / cm 2 , thereby forming a p-type on the surface of the n-well region 15 of the p-type MOSFET region 12. A high concentration impurity diffusion region 22 is formed.

次に、図2(a)に示すように、前記レジスト膜21を除去し全面に不図示のPSG膜を堆積した後、前記ゲート電極18をストッパとして前記PSG膜を全面エッチバックして、前記ゲート電極18の側壁にPSG側壁膜31を形成する。   Next, as shown in FIG. 2A, after removing the resist film 21 and depositing a PSG film (not shown) on the entire surface, the PSG film is etched back on the entire surface using the gate electrode 18 as a stopper. A PSG sidewall film 31 is formed on the sidewall of the gate electrode 18.

次に、図2(b)に示すように、熱処理を、例えば、RTA(Rapid Thermal Annealing)により950℃程度の温度で25秒行う。この熱処理により、前記PSG側壁膜31に含まれる燐(P)等のn型低濃度不純物が前記pウェル領域14及び前記nウェル領域15に拡散する。その結果、前記n型MOSFET領域12では、前記pウェル領域14の前記PSG側壁膜31の下部における深さ250Å程度のn型低濃度ソース・ドレイン拡散層41が形成される。また、前記p型MOSFET領域13では、前記nウェル領域15の前記PSG側壁膜31の下部において、前記PSG側壁膜から拡散されたn型低濃度不純物と前記p型高濃度不純物拡散領域22とが混合して深さ150Å程度のp型低濃度ソース・ドレイン拡散層42が形成される。また、前記p型MOSFET領域13における前記PSG側壁膜31の下部以外では、前記p型高濃度不純物拡散領域22が熱拡散することによりp型高濃度ソース・ドレイン拡散層43が形成される。尚、前記pウェル領域14とnウェル領域15とを形成する際のイオン注入条件により、前記n型低濃度ソース・ドレイン拡散層41と前記p型低濃度ソース・ドレイン拡散層42の濃度分布を制御することもできる。   Next, as shown in FIG. 2B, heat treatment is performed at a temperature of about 950 ° C. for 25 seconds by, for example, RTA (Rapid Thermal Annealing). By this heat treatment, n-type low-concentration impurities such as phosphorus (P) contained in the PSG sidewall film 31 diffuse into the p-well region 14 and the n-well region 15. As a result, in the n-type MOSFET region 12, an n-type low concentration source / drain diffusion layer 41 having a depth of about 250 mm is formed below the PSG sidewall film 31 in the p-well region 14. In the p-type MOSFET region 13, the n-type low concentration impurity diffused from the PSG sidewall film and the p-type high concentration impurity diffusion region 22 are formed below the PSG sidewall film 31 in the n well region 15. By mixing, a p-type low concentration source / drain diffusion layer 42 having a depth of about 150 mm is formed. In addition, the p-type high-concentration source / drain diffusion layer 43 is formed by thermally diffusing the p-type high-concentration impurity diffusion region 22 except for the portion under the PSG sidewall film 31 in the p-type MOSFET region 13. The concentration distribution of the n-type low-concentration source / drain diffusion layer 41 and the p-type low-concentration source / drain diffusion layer 42 depends on the ion implantation conditions when forming the p-well region 14 and the n-well region 15. It can also be controlled.

次に、図2(C)に示すように、前記nウェル領域15上を覆い、少なくとも前記pウェル領域14上に開口部を有するレジスト膜51を形成する。その後、前記レジスト膜51をマスクにして、前記n型MOSFET領域12に燐(P)もしくは砒素(As)をイオン注入する。例えば、砒素イオンを加速エネルギー100keV、イオン注入量5.0×1015atoms/cmの条件でイオン注入を行うことにより、n型高濃度ソース・ドレイン拡散層52を形成する。 Next, as shown in FIG. 2C, a resist film 51 that covers the n-well region 15 and has an opening on at least the p-well region 14 is formed. Thereafter, phosphorus (P) or arsenic (As) is ion-implanted into the n-type MOSFET region 12 using the resist film 51 as a mask. For example, the n-type high-concentration source / drain diffusion layer 52 is formed by ion implantation of arsenic ions under the conditions of an acceleration energy of 100 keV and an ion implantation amount of 5.0 × 10 15 atoms / cm 2 .

次に、図3に示すように前記レジスト膜51を除去することにより、第1の実施形態における半導体装置が得られる。
(第2の実施形態)
以下、0.13μmプロセスの場合を例として具体的に説明する。
Next, by removing the resist film 51 as shown in FIG. 3, the semiconductor device according to the first embodiment is obtained.
(Second Embodiment)
Hereinafter, the case of a 0.13 μm process will be specifically described as an example.

先ず、図4(a)に示すように、半導体基板11表面のn型MOSFET領域12及びp型MOSFET領域13の所定の領域にp型不純物及びn型不純物を選択的にイオン注入して、pウェル領域14及nウェル領域15をそれぞれ形成する。次に、例えば、LOCOS法を用いて、前記pウェル領域14とnウェル領域15との境界部に素子分離絶縁膜16を形成する(STIでもかまわない)。さらに、全面にLP−SiN等の絶縁膜を全面に200nm堆積した後、リソグラフィ技術及び異方性エッチングを行って、前記絶縁膜をパターニングして、前記pウェル領域14上及び前記nウェル領域15上に開口部61を有する絶縁膜62を形成する。このとき、前記開口部61の幅は、露光装置の解像限界に設定されており、例えば、光源種にi線を用いた場合、前記開口部の幅は0.35μmとなる。   First, as shown in FIG. 4A, p-type impurities and n-type impurities are selectively ion-implanted into predetermined regions of the n-type MOSFET region 12 and the p-type MOSFET region 13 on the surface of the semiconductor substrate 11, and p Well region 14 and n-well region 15 are formed. Next, the element isolation insulating film 16 is formed at the boundary between the p-well region 14 and the n-well region 15 by using, for example, the LOCOS method (STI may be used). Further, after an insulating film such as LP-SiN is deposited on the entire surface to a thickness of 200 nm, the insulating film is patterned by performing lithography and anisotropic etching to form the insulating film on the p-well region 14 and the n-well region 15. An insulating film 62 having an opening 61 is formed thereon. At this time, the width of the opening 61 is set to the resolution limit of the exposure apparatus. For example, when i-line is used as the light source type, the width of the opening is 0.35 μm.

次に、図4(b)に示すように、全面にPSG膜を0.11μm堆積した後、該PSG膜をエッチバックすることにより、前記絶縁膜62の側壁に前記PSG膜からなるPSG側壁膜71を形成する。このとき、該PSG側壁膜71の幅は、前記PSG膜の堆積膜厚と等しく0.11μmとなる。従って、前記PSG側壁膜71の間の幅は、前記PSG膜の膜厚0.22μm微細化されて0.13μmとなる。   Next, as shown in FIG. 4B, after a PSG film is deposited to a thickness of 0.11 μm on the entire surface, the PSG film is etched back to thereby form a PSG sidewall film made of the PSG film on the sidewall of the insulating film 62. 71 is formed. At this time, the width of the PSG sidewall film 71 is 0.11 μm, which is equal to the deposited film thickness of the PSG film. Accordingly, the width between the PSG sidewall films 71 is reduced to 0.13 μm by reducing the thickness of the PSG film by 0.22 μm.

次に、図4(c)に示すように、熱酸化法により前記PSG側壁膜71の間の前記半導体基板11の表面上に、二酸化シリコン膜からなるゲート酸化膜81を20nm形成する。同時に、前記PSG側壁膜71に含まれる燐(P)等のn型低濃度不純物が前記pウェル領域14及び前記nウェル領域15に拡散される。その結果、前記pウェル領域14表面の前記PSG側壁膜71の下部に深さ90Å程度のn型低濃度ソース・ドレイン拡散層82が形成される。また、前記nウェル領域15表面の前記PSG側壁膜71の下部に深さ90Å程度のn型高濃度不純物拡散領域83が形成される。ここで、前記PSG側壁膜71は、前記絶縁膜62の側壁側では膜厚が厚く、逆の側では膜厚が薄くなっている。また、前記PSG側壁膜71の各部における熱拡散源としての不純物供給量は、各部分での前記PSG側壁膜71の膜厚に比例する。したがって、前記n型低濃度ソース・ドレイン拡散層82及び前記n型高濃度不純物拡散領域83は前記ゲート酸化膜81の端部に隣接する部分では浅くかつ低濃度に、前記ゲート酸化膜81から離れるに従って深くかつ高濃度になるように傾斜部を有して形成される。尚、前記pウェル領域14とnウェル領域15とを形成する際のイオン注入条件により、前記n型低濃度ソース・ドレイン拡散層82とn型高濃度不純物拡散領域83との濃度分布を制御することもできる。   Next, as shown in FIG. 4C, a gate oxide film 81 made of a silicon dioxide film is formed to a thickness of 20 nm on the surface of the semiconductor substrate 11 between the PSG sidewall films 71 by thermal oxidation. At the same time, n-type low-concentration impurities such as phosphorus (P) contained in the PSG sidewall film 71 are diffused into the p-well region 14 and the n-well region 15. As a result, an n-type low concentration source / drain diffusion layer 82 having a depth of about 90 mm is formed below the PSG sidewall film 71 on the surface of the p well region 14. Further, an n-type high concentration impurity diffusion region 83 having a depth of about 90 mm is formed below the PSG sidewall film 71 on the surface of the n well region 15. Here, the PSG sidewall film 71 is thick on the sidewall of the insulating film 62 and thin on the opposite side. Further, the supply amount of impurities as a thermal diffusion source in each part of the PSG sidewall film 71 is proportional to the film thickness of the PSG sidewall film 71 in each part. Therefore, the n-type low-concentration source / drain diffusion layer 82 and the n-type high-concentration impurity diffusion region 83 are shallow and lightly separated from the gate oxide film 81 in the portion adjacent to the end of the gate oxide film 81. Accordingly, it is formed with an inclined portion so as to be deep and high in concentration. The concentration distribution of the n-type low-concentration source / drain diffusion layer 82 and the n-type high-concentration impurity diffusion region 83 is controlled by ion implantation conditions when forming the p-well region 14 and the n-well region 15. You can also.

次に、図5(a)に示すように、全面にゲート材料となる不図示のポリシリコン膜を0.2μm形成した後、該ポリシリコン膜を前記PSG側壁膜71が露出するまでエッチバックして、前記PSG側壁膜71の間の溝に前記ポリシリコン膜が埋められたゲート電極91を形成する。この場合、前記ゲート電極91の高さは、前記絶縁膜62の膜厚と等しくなる。なお、CMPを用いても前記ゲート電極91を形成することは可能である。   Next, as shown in FIG. 5A, after forming 0.2 μm of a polysilicon film (not shown) as a gate material on the entire surface, the polysilicon film is etched back until the PSG sidewall film 71 is exposed. Then, a gate electrode 91 in which the polysilicon film is buried in the groove between the PSG sidewall films 71 is formed. In this case, the height of the gate electrode 91 is equal to the film thickness of the insulating film 62. Note that the gate electrode 91 can be formed even by using CMP.

次に、図5(b)に示すように、前記PSG側壁膜71と前記ゲート電極91とをマスクにして前記絶縁膜62を、例えばHOT燐酸等でエッチング除去する。その後、前記pウェル領域14上を覆い、少なくとも前記nウェル領域15上に開口部を有するレジスト膜101を形成する。その後、該レジスト膜101、前記PSG側壁膜71及び前記ゲート電極91をマスクとして、ボロン(B)もしくは弗化ボロン(BF)をイオン注入する。例えば、ボロンを加速エネルギー7keV、イオン注入量5.0×1015atoms/cmの条件にて、前記半導体基板11の表面に対して入射角45度程度にてイオン注入を行う。この場合、前記PSG側壁膜71の厚い部分からイオン注入されたイオンは前記nウェル領域15内に浅く注入される。また、前記PSG側壁膜71の一番薄い部分からイオン注入されたイオンは前記nウェル領域15内に深く注入される。したがって、注入されたp型高濃度不純物の拡散領域と前記n型高濃度不純物拡散領域83とは濃度分布形状が類似する。その結果、前記p型MOSFET領域13における前記PSG側壁膜71の下部において、注入されたp型高濃度不純物と前記n型高濃度不純物拡散領域83とが混合することにより、深さ35Å程度のp型低濃度ソース・ドレイン拡散層102が形成される。また、同時に、前記nウェル領域15表面の前記p型低濃度ソース・ドレイン拡散領域102に隣接してp型高濃度ソース・ドレイン拡散層103が形成される。 Next, as shown in FIG. 5B, the insulating film 62 is removed by etching with, for example, HOT phosphoric acid using the PSG sidewall film 71 and the gate electrode 91 as a mask. Thereafter, a resist film 101 that covers the p-well region 14 and has an opening on at least the n-well region 15 is formed. Thereafter, boron (B) or boron fluoride (BF) is ion-implanted using the resist film 101, the PSG sidewall film 71 and the gate electrode 91 as a mask. For example, boron is ion-implanted at an incident angle of about 45 degrees with respect to the surface of the semiconductor substrate 11 under conditions of an acceleration energy of 7 keV and an ion implantation amount of 5.0 × 10 15 atoms / cm 2 . In this case, ions implanted from the thick part of the PSG sidewall film 71 are implanted shallowly into the n-well region 15. Further, ions implanted from the thinnest portion of the PSG sidewall film 71 are implanted deeply into the n-well region 15. Accordingly, the implanted p-type high concentration impurity diffusion region and the n-type high concentration impurity diffusion region 83 have similar concentration distribution shapes. As a result, the implanted p-type high-concentration impurity and the n-type high-concentration impurity diffusion region 83 are mixed under the PSG sidewall film 71 in the p-type MOSFET region 13, so that a p of about 35 mm in depth is obtained. A type low concentration source / drain diffusion layer 102 is formed. At the same time, a p-type high concentration source / drain diffusion layer 103 is formed adjacent to the p-type low concentration source / drain diffusion region 102 on the surface of the n-well region 15.

次に、図5(c)に示すように、前記nウェル領域15上を覆い、少なくとも前記pウェル領域14上に開口部を有するレジスト膜111を形成する。その後、該レジスト膜111、前記ゲート電極91及び前記PSG側壁膜71をマスクにして、例えば、砒素イオンを加速エネルギー45keV、イオン注入量5.0×1015atoms/cmの条件でイオン注入を行うことにより、前記pウェル領域14表面の前記n型低濃度ソース・ドレイン拡散層82に隣接してn型高濃度ソース・ドレイン拡散層112を形成する。 Next, as shown in FIG. 5C, a resist film 111 that covers the n-well region 15 and has an opening on at least the p-well region 14 is formed. Thereafter, using the resist film 111, the gate electrode 91 and the PSG sidewall film 71 as a mask, for example, arsenic ions are ion-implanted under the conditions of an acceleration energy of 45 keV and an ion implantation amount of 5.0 × 10 15 atoms / cm 2. As a result, an n-type high-concentration source / drain diffusion layer 112 is formed adjacent to the n-type low-concentration source / drain diffusion layer 82 on the surface of the p-well region 14.

次に、図6に示すように、前記レジスト膜111を除去することにより、第2の実施形態における半導体装置が得られる。   Next, as shown in FIG. 6, by removing the resist film 111, the semiconductor device according to the second embodiment is obtained.

尚、以上の実施形態ではPSGを用いているが、BSGを用いても同様に実施することが可能である。   In addition, although PSG is used in the above embodiment, even if it uses BSG, it can implement similarly.

本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the conventional semiconductor device.

符号の説明Explanation of symbols

11 半導体基板
12 n型MOSFET領域
13 p型MOSFET領域
14 pウェル領域
15 nウェル領域
16 素子分離絶縁膜
17 ゲート酸化膜
18 ゲート電極
21 レジスト膜
22 p型高濃度不純物拡散領域
31 PSG側壁膜
41 n型低濃度ソース・ドレイン拡散層
42 p型低濃度ソース・ドレイン拡散層
43 p型高濃度ソース・ドレイン拡散層
51 レジスト膜
52 n型高濃度ソース・ドレイン拡散層
61 開口部
62 絶縁膜
71 PSG側壁膜
81 ゲート酸化膜
82 n型低濃度ソース・ドレイン拡散層
83 n型高濃度不純物拡散領域
91 ゲート電極
101 レジスト膜
102 p型低濃度ソース・ドレイン拡散層
103 p型高濃度ソース・ドレイン拡散層
111 レジスト膜
112 n型高濃度ソース・ドレイン拡散層
121 BSG膜
131 レジスト膜
141 PSG膜
142 p型低濃度不純物拡散領域
143 n型低濃度不純物拡散領域
151 PSG側壁膜
152 n型高濃度ソース・ドレイン拡散層
153 n型低濃度ソース・ドレイン拡散層
161 レジスト膜
162 BSG側壁膜
163 p型高濃度ソース・ドレイン拡散層
164 p型低濃度ソース・ドレイン拡散層
171 BSG膜
181 レジスト膜
191 PSG膜
201 側壁絶縁膜
211 n型高濃度ソース・ドレイン拡散層
212 p型高濃度ソース・ドレイン拡散層
221 n型低濃度ソース・ドレイン拡散層
222 p型低濃度ソース・ドレイン拡散層
11 Semiconductor substrate 12 n-type MOSFET region 13 p-type MOSFET region 14 p-well region 15 n-well region 16 element isolation insulating film 17 gate oxide film 18 gate electrode 21 resist film 22 p-type high-concentration impurity diffusion region 31 PSG sidewall film 41 n Type low concentration source / drain diffusion layer 42 p type low concentration source / drain diffusion layer 43 p type high concentration source / drain diffusion layer 51 resist film 52 n type high concentration source / drain diffusion layer 61 opening 62 insulating film 71 PSG sidewall Film 81 gate oxide film 82 n-type low concentration source / drain diffusion layer 83 n-type high concentration impurity diffusion region 91 gate electrode 101 resist film 102 p-type low concentration source / drain diffusion layer 103 p-type high concentration source / drain diffusion layer 111 Resist film 112 n-type high concentration source / drain diffusion layer 121 BSG 131 Resist film 141 PSG film 142 p-type low-concentration impurity diffusion region 143 n-type low-concentration impurity diffusion region 151 PSG sidewall film 152 n-type high-concentration source / drain diffusion layer 153 n-type low-concentration source / drain diffusion layer 161 Resist film 162 BSG sidewall film 163 p-type high concentration source / drain diffusion layer 164 p-type low concentration source / drain diffusion layer 171 BSG film 181 resist film 191 PSG film 201 sidewall insulating film 211 n-type high concentration source / drain diffusion layer 212 p-type high Concentration source / drain diffusion layer 221 n-type low concentration source / drain diffusion layer 222 p-type low concentration source / drain diffusion layer

Claims (10)

第1導電型MOSFET領域と第2導電型MOSFET領域とを備える半導体装置であって、
半導体基板と、
前記半導体基板上にゲート酸化膜を介して形成されたゲート電極と、
該ゲート電極の側壁に形成された第1導電型側壁膜と、
前記第1導電型MOSFET領域において、前記第1導電型側壁膜の下部に形成された第1導電型低濃度ソース・ドレイン拡散層及び前記第1導電型側壁膜の端に隣接して形成された第1導電型高濃度ソース・ドレイン拡散層と、
前記第2導電型MOSFET領域において、前記第1導電型側壁膜の下部に形成された第2導電型低濃度ソース・ドレイン拡散層及び前記第1導電型側壁膜の端に隣接して形成された第2導電型高濃度ソース・ドレイン拡散層と、を備えることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device comprising a first conductivity type MOSFET region and a second conductivity type MOSFET region,
A semiconductor substrate;
A gate electrode formed on the semiconductor substrate via a gate oxide film;
A first conductivity type sidewall film formed on the sidewall of the gate electrode;
In the first conductivity type MOSFET region, the first conductivity type low concentration source / drain diffusion layer formed below the first conductivity type sidewall film and the end of the first conductivity type sidewall film are formed adjacent to each other. A first conductivity type high concentration source / drain diffusion layer;
In the second conductivity type MOSFET region, the second conductivity type low-concentration source / drain diffusion layer formed under the first conductivity type sidewall film and the end of the first conductivity type sidewall film are formed adjacent to each other. A semiconductor device comprising: a second conductivity type high concentration source / drain diffusion layer.
前記ゲート電極は、上面部が底面部よりもゲート長距離が長くな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 semiconductor device according to claim 1, wherein the gate electrode is formed such that the upper surface portion has a longer gate length than the bottom surface portion. 前記第1導電型MOSFET領域に形成された第2導電型半導体層と、
前記第2導電型MOSFET領域に形成された第1導電型半導体層と、を備え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。
A second conductivity type semiconductor layer formed in the first conductivity type MOSFET region;
The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a first conductivity type semiconductor layer formed in the second conductivity type MOSFET region.
前記第1導電型半導体層または前記第2導電型半導体層の少なくともいずれかはウェル領域であることを特徴とする請求項3記載の半導体装置。   4. The semiconductor device according to claim 3, wherein at least one of the first conductivity type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer is a well region. 前記第1導電型側壁膜はPSG膜またはBSG膜から形成され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. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductivity type side wall film is formed of a PSG film or a BSG film. 第1導電型MOSFET領域と第2導電型MOSFET領域とを備える半導体装置の製造方法であって、
前記第1導電型MOSFET領域と前記第2導電型MOSFET領域とにゲート酸化膜及びゲート電極を選択的に形成する工程と、
前記第2導電型MOSFET領域に開口部を有する第1のレジスト膜を形成する工程と、
該第1のレジスト膜と前記ゲート電極とをマスクにして第2導電型不純物をイオン注入し第2導電型高濃度不純物拡散領域を形成する工程と、
前記第1のレジスト膜を除去した後、全面に第1導電型膜を形成する工程と、
該第1導電型膜をエッチバックして、前記ゲート絶縁膜及び前記ゲート電極の側壁に第1導電型側壁膜を形成する工程と、
熱処理を施し、前記第1MOSFET領域の第1導電型低濃度ソース・ドレイン拡散層と、前記第2MOSFET領域の第2導電型低濃度ソース・ドレイン拡散層及び第2導電型高濃度ソース・ドレイン拡散層を形成する工程と、
前記第1導電型MOSFET領域に開口部を有する第2のレジスト膜を形成する工程と、
該第2のレジスト膜と前記ゲート電極と前記第1導電型側壁膜とをマスクにして第1導電型不純物をイオン注入し第1導電型高濃度ソース・ドレイン拡散層を形成する工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor device comprising a first conductivity type MOSFET region and a second conductivity type MOSFET region,
Selectively forming a gate oxide film and a gate electrode in the first conductivity type MOSFET region and the second conductivity type MOSFET region;
Forming a first resist film having an opening in the second conductivity type MOSFET region;
Using the first resist film and the gate electrode as a mask, ion-implanting a second conductivity type impurity to form a second conductivity type high concentration impurity diffusion region;
Forming a first conductivity type film over the entire surface after removing the first resist film;
Etching back the first conductivity type film to form a first conductivity type sidewall film on the side walls of the gate insulating film and the gate electrode;
A first conductivity type low concentration source / drain diffusion layer in the first MOSFET region, a second conductivity type low concentration source / drain diffusion layer and a second conductivity type high concentration source / drain diffusion layer in the second MOSFET region are subjected to heat treatment. Forming a step;
Forming a second resist film having an opening in the first conductivity type MOSFET region;
Forming a first conductivity type high concentration source / drain diffusion layer by ion-implanting a first conductivity type impurity using the second resist film, the gate electrode, and the first conductivity type sidewall film as a mask; A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
第1導電型MOSFET領域と第2導電型MOSFET領域とを備える半導体装置の製造方法であって、
半導体基板上に開口部を有する絶縁膜を形成する工程と、
全面に第1導電型膜を堆積する工程と、
該第1導電型膜をエッチバックして、前記開口部の側壁に第1導電型側壁膜を形成する工程と、
熱処理を施し、ゲート酸化膜と、前記第1MOSFET領域の第1導電型低濃度ソース・ドレイン拡散層と、前記第2MOSFET領域の第1導電型高濃度不純物拡散領域を形成する工程と、
全面にゲート材料を堆積する工程と、
該ゲート材料をエッチバックして、前記第1導電型側壁膜の間に前記ゲート材料を埋め込みゲート電極を形成する工程と、
前記絶縁膜を除去した後に、前記第2導電型MOSFET領域に開口部を有する第1のレジスト膜を塗布する工程と、
該第1のレジスト膜と前記第1導電型側壁膜と前記ゲート電極とをマスクにして第2導電型不純物を斜めからイオン注入し第2導電型低濃度ソース・ドレイン拡散層及び第2導電型高濃度ソース・ドレイン拡散層を形成する工程と、
前記第1のレジスト膜を除去した後、前記第1導電型MOSFET領域に開口部を有する第2のレジスト膜を塗布する工程と、
該第2のレジスト膜と前記第1導電型側壁膜と前記ゲート電極とをマスクにして第1導電型不純物をイオン注入し第1導電型高濃度ソース・ドレイン拡散層を形成する工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor device comprising a first conductivity type MOSFET region and a second conductivity type MOSFET region,
Forming an insulating film having an opening on a semiconductor substrate;
Depositing a first conductivity type film on the entire surface;
Etching back the first conductivity type film to form a first conductivity type sidewall film on the sidewall of the opening;
Performing heat treatment to form a gate oxide film, a first conductivity type low concentration source / drain diffusion layer in the first MOSFET region, and a first conductivity type high concentration impurity diffusion region in the second MOSFET region;
Depositing gate material on the entire surface;
Etching back the gate material to embed the gate material between the first conductivity type sidewall films to form a gate electrode;
Applying a first resist film having an opening in the second conductivity type MOSFET region after removing the insulating film;
Using the first resist film, the first conductivity type side wall film, and the gate electrode as a mask, second conductivity type impurities are ion-implanted obliquely to form a second conductivity type low concentration source / drain diffusion layer and a second conductivity type. Forming a high concentration source / drain diffusion layer;
Applying a second resist film having an opening in the first conductive MOSFET region after removing the first resist film;
Forming a first conductivity type high-concentration source / drain diffusion layer by ion-implanting a first conductivity type impurity using the second resist film, the first conductivity type sidewall film and the gate electrode as a mask; A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記第1導電型MOSFET領域に第2導電型ウェル領域を形成する工程と、
前記第2導電型MOSFET領域に第1導電型ウェル領域を形成する工程と、を含むことを特徴とする請求項6または請求項7記載の半導体装置の製造方法。
Forming a second conductivity type well region in the first conductivity type MOSFET region;
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, further comprising: forming a first conductivity type well region in the second conductivity type MOSFET region.
前記半導体基板は第1導電型半導体基板であって、
前記第1導電型MOSFET領域又は第2導電型MOSFET領域のいずれかに第2導電型ウェル領域を形成する工程と、を含むことを特徴とする請求項6または請求項7記載の半導体装置の製造方法。
The semiconductor substrate is a first conductivity type semiconductor substrate,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, further comprising a step of forming a second conductivity type well region in either the first conductivity type MOSFET region or the second conductivity type MOSFET region. Method.
前記第1導電型側壁絶縁膜はPSG膜またはBSG膜から形成されていることを特徴とする請求項6または請求項7記載の半導体装置。   8. The semiconductor device according to claim 6, wherein the first conductivity type side wall insulating film is formed of a PSG film or a BSG film.
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