JP2009004554A - Mos semiconductor device and manufacturing process of mos semiconductor device - Google Patents
Mos semiconductor device and manufacturing process of mos semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009004554A JP2009004554A JP2007163874A JP2007163874A JP2009004554A JP 2009004554 A JP2009004554 A JP 2009004554A JP 2007163874 A JP2007163874 A JP 2007163874A JP 2007163874 A JP2007163874 A JP 2007163874A JP 2009004554 A JP2009004554 A JP 2009004554A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide film
- impurity diffusion
- gate electrode
- concentration impurity
- gate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体装置に関し、特にMOS型半導体装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a MOS type semiconductor device and a manufacturing method thereof.
MOS( Metal-Oxide-Semiconductor )構造を有するMOS型半導体装置は公知である。図1に特許文献1に記載されたMOS型半導体装置の構造を示すとともに、その製造方法について説明する。まず、P型半導体基板1上にフォトマスクを形成し、これに31P+を注入して低濃度不純物拡散領域2を形成し、続いて75As+を注入して高濃度不純物拡散領域3を形成した後、熱処理によって31P+および75As+を活性化させる。次に、P型半導体基板1の表面にウェット酸化膜4を形成する。このとき、高濃度不純物拡散領域3は、チャンネル領域および低濃度不純物拡散領域2よりも不純物濃度が高いので、高濃度不純物拡散領域3上のウェット酸化膜4の成長が促進され、この部分の膜厚が他の領域よりも厚くなる。このように形成されたウェット酸化膜4の表面に多結晶シリコン膜を堆積し、これをドライエッチングしてゲート電極5を形成する。その後、ゲート電極5が形成されていない部分のウェット酸化膜を除去し、ゲート酸化膜を残存させ、高濃度不純物拡散領域3上にソース・ドレイン電極を形成して完成となる。
A MOS type semiconductor device having a MOS (Metal-Oxide-Semiconductor) structure is known. FIG. 1 shows the structure of a MOS type semiconductor device described in
このように特許文献1に記載のMOS型半導体装置においては、高濃度不純物拡散領域と低濃度不純物拡散領域の上に互いに厚みが異なるウェット酸化膜を形成することにより耐圧が最も低いゲート酸化膜の両端部の厚みを厚くしてゲート耐圧を高めるとともに、ゲート電極が形成されていない部分のウェット酸化膜を除去することによりゲート酸化膜を従来よりも短縮し、素子の微細化を図っている。
しかしながら、上記特許文献1に記載のMOS型半導体装置は、ゲート耐圧の向上を目的としてゲート酸化膜の両端部の厚みを厚く形成するように構成されているものの、高濃度不純物拡散領域の端部はウェット酸化膜の膜厚の薄い部分の直下に位置するため、ゲート−ドレイン間およびゲート−ソース間に電圧を印加すると、ゲート酸化膜の膜厚の薄い部分に電界が印加されることとなり、所望のゲート耐圧を得ることが困難であった。
However, although the MOS type semiconductor device described in
また、従来より低濃度不純物拡散領域は、高濃度不純物拡散領域の端部近傍の電界を緩和させることによりドレイン−ソース間耐圧を向上させることを目的として導入されるが、上記特許文献1に記載のMOS型半導体装置の製造方法においては、高濃度不純物拡散領域と低濃度不純物拡散領域を同一のフォトマスクを使用したイオン注入により形成しているため、高濃度不純物拡散領域の端部から低濃度不純物拡散領域の端部までの距離L、すなわち、低濃度不純物拡散領域が電界緩和効果を担う部分の長さは、注入した2種類の不純物の拡散係数の差とイオン注入後の熱処理で決まってしまい、この距離Lをコントロールすることが困難であり、従ってドレイン−ソース間の高耐圧化にも限界があった。 Conventionally, the low concentration impurity diffusion region is introduced for the purpose of improving the drain-source breakdown voltage by relaxing the electric field in the vicinity of the end portion of the high concentration impurity diffusion region. In the method of manufacturing the MOS type semiconductor device, since the high concentration impurity diffusion region and the low concentration impurity diffusion region are formed by ion implantation using the same photomask, the low concentration is formed from the end of the high concentration impurity diffusion region. The distance L to the end of the impurity diffusion region, that is, the length of the portion where the low-concentration impurity diffusion region bears the electric field relaxation effect is determined by the difference between the diffusion coefficients of the two types of implanted impurities and the heat treatment after ion implantation. Therefore, it is difficult to control the distance L, and therefore there is a limit to increasing the breakdown voltage between the drain and the source.
本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、従来の同一サイズのMOS型半導体装置と比較してゲート耐圧およびソース−ドレイン間耐圧を向上させることができるMOS型半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and a MOS semiconductor device capable of improving a gate breakdown voltage and a source-drain breakdown voltage as compared with a conventional MOS semiconductor device of the same size, and its manufacture. It aims to provide a method.
本発明に係るMOS型半導体装置の第1態様は、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、前記半導体基板の内部において前記ゲート酸化膜下方のチャンネル領域を挟む位置に設けられ前記半導体基板の導電型とは異なる導電型の不純物を含む1対の低濃度不純物拡散領域と、前記低濃度不純物拡散領域の各々の内部にあって且つ前記ゲート電極のゲート長方向において前記チャンネル領域から離間しており前記低濃度不純物拡散領域と同一の導電型であり且つ前記低濃度不純物拡散領域よりも高濃度の不純物を含む1対の高濃度不純物拡散領域と、を有するMOS型半導体装置であって、前記ゲート酸化膜は、前記ゲート電極のゲート長方向両端部に他の部分よりも膜厚の厚い高膜厚部を有し、前記高濃度不純物拡散領域の前記チャンネル領域を挟んで向かい合う端部の各々が前記高膜厚部の直下に位置していることを特徴としている。 A first aspect of a MOS type semiconductor device according to the present invention includes a semiconductor substrate, a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a gate oxide film, and a channel region below the gate oxide film inside the semiconductor substrate. A pair of low-concentration impurity diffusion regions including impurities having a conductivity type different from the conductivity type of the semiconductor substrate, and a gate of the gate electrode in each of the low-concentration impurity diffusion regions A pair of high-concentration impurity diffusion regions that are spaced apart from the channel region in the longitudinal direction and have the same conductivity type as the low-concentration impurity diffusion region and that contain a higher concentration of impurities than the low-concentration impurity diffusion region; In the MOS type semiconductor device, the gate oxide film has a high-thickness portion thicker than other portions at both ends of the gate electrode in the gate length direction. Each of opposite ends across the channel region of the high concentration impurity diffusion region is characterized by being located directly below the high thickness portion.
また、本発明に係るMOS型半導体装置の第2態様は、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、前記半導体基板の内部において前記ゲート酸化膜下方のチャンネル領域を挟む位置に設けられ前記半導体基板の導電型とは異なる導電型の不純物を含む1対の低濃度不純物拡散領域と、前記低濃度不純物拡散領域の各々の内部にあって且つ前記ゲート電極のゲート長方向において前記チャンネル領域から離間しており前記低濃度不純物拡散領域と同一の導電型であり且つ前記低濃度不純物拡散領域よりも高濃度の不純物を含む1対の高濃度不純物拡散領域と、前記ゲート電極の側壁部に設けられ前記ゲート電極のゲート長方向において互いに対向する1対のスペーサと、を有するMOS型半導体装置であって、前記ゲート酸化膜は、前記ゲート電極のゲート長方向の両端部において他の部分よりも膜厚の厚い高膜厚部を有し、前記高濃度不純物拡散領域の前記チャンネル領域を挟んで向かい合う端部の各々が前記スペーサの各々の端部直下に位置していることを特徴としている。 According to a second aspect of the MOS semiconductor device of the present invention, there is provided a semiconductor substrate, a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a gate oxide film, and a portion below the gate oxide film inside the semiconductor substrate. A pair of low-concentration impurity diffusion regions including impurities of a conductivity type different from the conductivity type of the semiconductor substrate provided at a position sandwiching the channel region; and the gate electrode in each of the low-concentration impurity diffusion regions A pair of high-concentration impurity diffusion regions that are spaced apart from the channel region in the gate length direction, have the same conductivity type as the low-concentration impurity diffusion region, and contain a higher concentration of impurities than the low-concentration impurity diffusion region; A pair of spacers provided on the side wall of the gate electrode and facing each other in the gate length direction of the gate electrode. Thus, the gate oxide film has a high-thickness portion thicker than other portions at both ends in the gate length direction of the gate electrode, and sandwiches the channel region of the high-concentration impurity diffusion region. Each of the facing end portions is located immediately below each end portion of the spacer.
また、本発明に係るMOS型半導体装置の第3態様は、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、前記半導体基板の内部において前記ゲート酸化膜下方のチャンネル領域を挟む位置に設けられ前記半導体基板の導電型とは異なる導電型の不純物を含む1対の低濃度不純物拡散領域と、前記低濃度不純物拡散領域の各々の内部にあって且つ前記ゲート電極のゲート長方向において前記チャンネル領域から離間しており前記低濃度不純物拡散領域と同一の導電型であり且つ前記低濃度不純物拡散領域よりも高濃度の不純物を含む1対の高濃度不純物拡散領域と、前記ゲート電極の側壁部に設けられ前記ゲート電極のゲート長方向において互いに対向する1対のスペーサと、を有するMOS型半導体装置であって、前記ゲート酸化膜は、前記ゲート電極のゲート長方向の両端部において他の部分よりも膜厚の厚い高膜厚部を有し、前記高濃度不純物拡散領域の前記チャンネル領域を挟んで向かい合う端部の各々が前記スペーサの各々の端部直下に位置していることを特徴としている。 A third aspect of the MOS type semiconductor device according to the present invention is a semiconductor substrate, a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a gate oxide film, and an interior of the semiconductor substrate below the gate oxide film. A pair of low-concentration impurity diffusion regions including impurities of a conductivity type different from the conductivity type of the semiconductor substrate provided at a position sandwiching the channel region; and the gate electrode in each of the low-concentration impurity diffusion regions A pair of high-concentration impurity diffusion regions that are spaced apart from the channel region in the gate length direction, have the same conductivity type as the low-concentration impurity diffusion region, and contain a higher concentration of impurities than the low-concentration impurity diffusion region; A pair of spacers provided on the side wall of the gate electrode and facing each other in the gate length direction of the gate electrode. Thus, the gate oxide film has a high-thickness portion thicker than other portions at both ends in the gate length direction of the gate electrode, and sandwiches the channel region of the high-concentration impurity diffusion region. Each of the facing end portions is located immediately below each end portion of the spacer.
本発明に係るMOS型半導体装置の製造方法は、上記第1態様のMOS型半導体装置の製造方法であって、前記半導体基板上に熱酸化により酸化膜を形成する第1酸化膜形成工程と、前記酸化膜の両端部に前記酸化膜よりも膜厚が厚い酸化膜を形成する第2酸化膜形成工程と、前記第1および第2酸化膜形成工程において形成された酸化膜上にゲート電極材料を堆積する工程と、前記第1および第2酸化膜形成工程において形成された酸化膜および前記ゲート電極材料をパターニングし前記ゲート電極および前記ゲート酸化膜を形成する工程と、前記ゲート電極をマスクとして前記半導体基板の導電型とは異なる導電型の不純物を前記半導体基板に注入して前記低濃度不純物拡散領域を形成する工程と、前記ゲート電極をマスクとして前記低濃度不純物拡散領域と同一の導電型であり且つ前記低濃度不純物拡散領域よりも高濃度の不純物を前記半導体基板に注入して前記高濃度不純物拡散領域を形成する工程と、を含むことを特徴としている。 The manufacturing method of the MOS type semiconductor device according to the present invention is the manufacturing method of the MOS type semiconductor device according to the first aspect, wherein a first oxide film forming step of forming an oxide film on the semiconductor substrate by thermal oxidation, A second oxide film forming step of forming an oxide film thicker than the oxide film at both ends of the oxide film; and a gate electrode material on the oxide film formed in the first and second oxide film forming steps. A step of patterning the oxide film and the gate electrode material formed in the first and second oxide film forming steps to form the gate electrode and the gate oxide film, and using the gate electrode as a mask Implanting impurities of a conductivity type different from the conductivity type of the semiconductor substrate into the semiconductor substrate to form the low-concentration impurity diffusion region; and using the gate electrode as a mask A step of forming the high concentration impurity diffusion region by injecting an impurity of the same conductivity type as the impurity diffusion region and having a higher concentration than the low concentration impurity diffusion region into the semiconductor substrate. Yes.
また、本発明に係るMOS型半導体装置の製造方法は、上記第2態様のMOS型半導体装置の製造方法であって、前記半導体基板上に熱酸化により酸化膜を形成する第1酸化膜形成工程と、前記酸化膜のゲート長方向両端部に前記酸化膜よりも膜厚が厚い酸化膜を形成する第2酸化膜形成工程と、前記第1および第2酸化膜形成工程において形成された酸化膜上にゲート電極材料を堆積する工程と、前記第1および第2酸化膜形成工程において形成された酸化膜および前記ゲート電極材料をパターニングし前記ゲート電極および前記ゲート酸化膜を形成する工程と、前記ゲート電極をマスクとして前記半導体基板の導電型とは異なる導電型の不純物を前記半導体基板に注入して前記低濃度不純物拡散領域を形成する工程と、前記ゲート電極の側壁部に前記スペーサを形成する工程と、前記ゲート電極および前記スペーサをマスクとして前記低濃度不純物拡散領域と同一の導電型であり且つ前記低濃度不純物拡散領域よりも高濃度の不純物を前記半導体基板に注入して前記高濃度不純物拡散領域を形成する工程と、を含むことを特徴としている。 The method for manufacturing a MOS type semiconductor device according to the present invention is the method for manufacturing the MOS type semiconductor device according to the second aspect, wherein the oxide film is formed on the semiconductor substrate by thermal oxidation. A second oxide film forming step of forming an oxide film thicker than the oxide film at both ends in the gate length direction of the oxide film, and an oxide film formed in the first and second oxide film forming steps Depositing a gate electrode material thereon, patterning the oxide film formed in the first and second oxide film forming steps and the gate electrode material to form the gate electrode and the gate oxide film, Forming a low-concentration impurity diffusion region by implanting an impurity of a conductivity type different from that of the semiconductor substrate into the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask; and Forming the spacer on the wall; and using the gate electrode and the spacer as a mask, the semiconductor substrate has the same conductivity type as the low-concentration impurity diffusion region and has a higher concentration than the low-concentration impurity diffusion region And forming the high-concentration impurity diffusion region.
また、本発明に係るMOS型半導体装置の製造方法は、上記第3態様のMOS型半導体装置の製造方法であって、前記半導体基板上に熱酸化により酸化膜を形成する第1酸化膜形成工程と、前記酸化膜のゲート長方向の一方の端部に前記酸化膜よりも膜厚が厚い酸化膜を形成する第2酸化膜形成工程と、前記第1および第2酸化膜形成工程において形成された酸化膜上にゲート電極材料を堆積する工程と、前記第1および第2酸化膜形成工程において形成された酸化膜および前記ゲート電極材料をパターニングし前記ゲート電極および前記ゲート酸化膜を形成する工程と、前記ゲート電極をマスクとして前記半導体基板の導電型とは異なる導電型の不純物を前記半導体基板に注入して前記低濃度不純物拡散領域を形成する工程と、前記ゲート電極の側壁部に前記スペーサを形成する工程と、前記ゲート電極および前記スペーサをマスクとして前記低濃度不純物拡散領域と同一の導電型であり且つ前記低濃度不純物拡散領域よりも高濃度の不純物を前記半導体基板に注入して前記高濃度不純物拡散領域を形成する工程と、を含むことを特徴としている。 The method for manufacturing a MOS semiconductor device according to the present invention is the method for manufacturing the MOS semiconductor device according to the third aspect, wherein the oxide film is formed on the semiconductor substrate by thermal oxidation. A second oxide film forming step of forming an oxide film having a thickness larger than that of the oxide film at one end in the gate length direction of the oxide film, and the first and second oxide film forming steps. Depositing a gate electrode material on the oxide film, and patterning the oxide film and the gate electrode material formed in the first and second oxide film forming processes to form the gate electrode and the gate oxide film And forming a low-concentration impurity diffusion region by implanting an impurity having a conductivity type different from that of the semiconductor substrate into the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask, and the gate Forming the spacer on the side wall of the pole, and using the gate electrode and the spacer as a mask, the impurity having the same conductivity type as the low-concentration impurity diffusion region and having a higher concentration than the low-concentration impurity diffusion region And a step of forming the high-concentration impurity diffusion region by implanting the semiconductor substrate.
本発明のMOS型半導体装置によれば、これと同一サイズの従来のMOS型半導体装置と比較してゲート耐圧およびソース−ドレイン間耐圧の向上を図ることができる。 According to the MOS type semiconductor device of the present invention, the gate breakdown voltage and the source-drain breakdown voltage can be improved as compared with a conventional MOS type semiconductor device of the same size.
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。尚、以下に示す図において、実質的に同一又は等価な構成要素、部分には同一の参照符を付している。
(第1実施例)
図2に本発明の第1実施例に係るMOS型半導体装置の断面図を示す。本実施例に係るMOS型半導体装置は、例えばNチャンネル型MOSFETであり、P型のシリコン基板10上にSiO2からなるゲート酸化膜13を介してゲート電極14が形成されている。ゲート電極14は、例えばポリシリコンにより形成される。シリコン基板10の表面には、ゲート酸化膜13直下に形成されるチャンネル領域を挟んだ両側にN型の低濃度不純物拡散領域12が形成され、この低濃度不純物拡散領域12内にこれよりも不純物濃度の高いN型の高濃度不純物拡散領域11が形成されている。つまり、高濃度不純物拡散領域11は、低濃度不純物拡散領域12よりもゲート長方向においてチャンネル領域から離間した位置に形成され、低濃度不純物拡散領域12よりも浅く形成されている。そして、この高濃度不純物拡散領域11がソース・ドレイン領域として作用する。低濃度不純物拡散領域12を高濃度不純物拡散領域11とチャンネル領域との間に介在させることにより、高濃度不純物拡散領域の端部近傍の電界を緩和させ、ドレイン−ソース間の耐圧を向上させることができる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings shown below, substantially the same or equivalent components and parts are denoted by the same reference numerals.
(First embodiment)
FIG. 2 is a sectional view of a MOS type semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. The MOS type semiconductor device according to this embodiment is, for example, an N channel type MOSFET, and a
ゲート酸化膜13は、耐圧が最も低いゲート長方向両端部13aの厚みが中央部よりも厚く形成されており、この厚みの厚い両端部13aの直下に高濃度不純物拡散領域11の端部が位置している。このように、ゲート電極14と高濃度不純物拡散領域の端部との間にゲート酸化膜の膜厚の厚い部分を介在させることにより、ゲート−ドレイン間若しくはゲート−ソース間に電圧が印加されたときのゲート酸化膜に印加される電界を緩和することができ、従来のMOS型半導体装置と比較してゲート耐圧を向上させることが可能となる。
The
図3に上記した本発明の第1実施例に係るMOS型半導体装置の製造工程図を示す。以下において本実施例に係るMOS型半導体装置の製造方法について図3を参照しつつ説明する。まず、P型のシリコンウエハを酸溶液で洗浄し、超純水でリンスした後、遠心乾燥機で乾燥させる。次に洗浄済みのウエハを例えば雰囲気温度900℃に設定された炉に搬入し酸素とシリコンとを反応させてシリコン基板10上に酸化膜(SiO2)13を成長させる。その後、シラン(SiH4)とアンモニア(NH3)ガスの熱化学反応により酸化膜(SiO2)13上にシリコン窒化膜(Si3N4)20を堆積させる(図3(a))。
FIG. 3 shows a manufacturing process diagram of the MOS semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, a method for manufacturing a MOS semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. First, a P-type silicon wafer is washed with an acid solution, rinsed with ultrapure water, and then dried with a centrifugal dryer. Next, the cleaned wafer is carried into a furnace set at an atmospheric temperature of 900 ° C., for example, and oxygen and silicon are reacted to grow an oxide film (SiO 2 ) 13 on the
次に、シリコン窒化膜20上にフォトマスクを形成し、ドライエッチングによりシリコン窒化膜(Si3N4)20にパターニングを施す。このとき、次工程においてフィールド酸化膜を形成すべき部分の酸化膜(SiO2)13を露出させる(図3(b))。
Next, a photomask is formed on the
次に、フォトマスクを除去し洗浄した後、耐酸性を有するシリコン窒化膜(Si3N4)20をマスクとして、熱酸化法によりフィールド酸化膜(SiO2)13aを部分的に形成し、残っているシリコン窒化膜(Si3N4)20を熱リン酸(H3PO4)で除去する(図3(c))。 Next, after removing the photomask and washing, a field oxide film (SiO 2 ) 13a is partially formed by thermal oxidation using the acid-resistant silicon nitride film (Si 3 N 4 ) 20 as a mask, and the remaining The silicon nitride film (Si 3 N 4 ) 20 is removed with hot phosphoric acid (H 3 PO 4 ) (FIG. 3C).
次に、シラン(SiH4)を反応ガスとして使用したLP−CVD法等によってSiO2膜13、13a上にポリシリコン膜14を堆積させる(図3(d))。尚、この後、ポリシリコン膜14の電気抵抗を下げるため、リン(P)を拡散法等により添加することとしてもよい。
Next, a
次に、ポリシリコン膜14上にフォトマスクを形成し、ドライエッチングにより、ゲート電極をパターニングする。その後、パターニングされたゲート電極をマスクとしてフィールド酸化膜(SiO2)13aをエッチングする。この時、先の工程で形成したフィールド酸化膜(SiO2)13aがゲート酸化膜の両端部分を形成するようにパターニングを施す(図3(e))。
Next, a photomask is formed on the
次に、パターニングが施されたゲート電極14をマスクとしてリン(P)をイオン注入してゲート電極14に対して自己整合的にN型の低濃度不純物拡散領域12を形成する。この時の注入エネルギーは、例えば180KeV、ドーズ量は5.0E12〜1.0E13cm−2とし、チルト角を例えば45°に設定する。チルト角とは、ウエハ面の法線をウエハ中心に立てた時、この法線とイオンビームとが交差する角度をいう(図3(f))。
Next, phosphorus (P) is ion-implanted using the patterned
更に、ゲート電極14をマスクとしてヒ素(As)をイオン注入してゲート電極14に対して自己整合的にN型の高濃度不純物拡散領域11を形成する。この時の注入エネルギーは、例えば40KeV、ドーズ量は6.0E15cm−2とし、チルト角を例えば0°に設定する(図3(g))。このようにゲート電極14をマスクとして自己整合的に高濃度不純物拡散領域11を形成することにより、ゲート領域と高濃度不純物拡散領域11とのオーバラップ量が減り、ゲート酸化膜の両端部13aに形成された膜厚の厚い部分の下方に高濃度不純物拡散領域11の端部が位置することとなる。イオン注入を行った後、800〜900℃でウエハのアニール処理を行い、イオン注入によって生じた結晶の損傷を回復させるとともに、注入したイオンの活性化を行う。
Further, arsenic (As) is ion-implanted using the
その後、ウエハ上に層間絶縁膜を形成し、ゲート、ソース、ドレイン領域に電極引き出し用のコンタクトホールを形成し、その上に配線用のALを蒸着法やスパッタリング法等で形成し、AL配線のパターニングを施す。そして、水素(H2)と窒素(N2)とのフォーミングガス雰囲気中でシンタリングを行い、MOS型半導体装置を完成させる。 After that, an interlayer insulating film is formed on the wafer, contact holes for extracting electrodes are formed in the gate, source, and drain regions, and an AL for wiring is formed thereon by a vapor deposition method, a sputtering method, etc. Patterning is performed. Then, sintering is performed in a forming gas atmosphere of hydrogen (H 2 ) and nitrogen (N 2 ) to complete a MOS type semiconductor device.
以上の説明から明らかなように、本発明の第1実施例に係るMOS型半導体装置によれば、従来のLOCOS形成法を用いてゲート酸化膜の両端部に膜厚の厚い部分を形成するとともに、このゲート酸化膜の膜厚の厚い部分の直下に高濃度不純物拡散領域の端部が位置するように構成したので、ゲート電極と高濃度不純物拡散領域との距離が広がり、ゲート電極と高濃度不純物拡散領域との間に電圧を印加した際の電界が緩和され、従来の同一サイズのデバイスと比較してゲートの高耐圧化を図ることができる。 As is apparent from the above description, according to the MOS type semiconductor device of the first embodiment of the present invention, thick portions are formed at both ends of the gate oxide film using the conventional LOCOS forming method. Since the end portion of the high concentration impurity diffusion region is located immediately below the thick portion of the gate oxide film, the distance between the gate electrode and the high concentration impurity diffusion region is widened, The electric field when a voltage is applied to the impurity diffusion region is alleviated, and the gate can have a higher breakdown voltage than a conventional device having the same size.
(第2実施例)
図4に本発明の第2実施例に係るMOS型半導体装置の断面図を示す。本実施例に係るMOS型半導体装置は、例えばNチャンネル型MOSFETであり、P型のシリコン基板10上にSiO2からなるゲート酸化膜13を介してゲート電極14が形成されている。ゲート電極14は、例えばポリシリコンにより形成される。ゲート電極14の側壁部にはゲート長方向において互いに対向する1対のサイドウォールスペーサ15が形成されている。サイドウォールスペーサ15は、例えばSiO2等の絶縁体により形成される。シリコン基板10の表面には、ゲート酸化膜13直下に形成されるチャンネル領域を挟んだ両側にN型の低濃度不純物拡散領域12が形成され、この低濃度不純物拡散領域12内にこれよりも不純物濃度の高いN型の高濃度不純物拡散領域11が形成されている。つまり、高濃度不純物拡散領域11は、低濃度不純物拡散領域12よりもゲート長方向においてチャンネル領域から離間した位置に形成され、低濃度不純物拡散領域12よりも浅く形成されており且つその端部がサイドウォールスペーサ15の端部の直下に位置している。そして、この高濃度不純物拡散領域11によってソース・ドレイン領域が形成される。低濃度不純物拡散領域12を高濃度不純物拡散領域11とチャンネル領域との間に介在させることにより、高濃度不純物拡散領域の端部近傍の電界を緩和させ、ドレイン−ソース間の耐圧の向上を図ることが可能となる。
(Second embodiment)
FIG. 4 is a sectional view of a MOS type semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. The MOS type semiconductor device according to this embodiment is, for example, an N channel type MOSFET, and a
ゲート酸化膜13は、耐圧が最も低いゲート長方向両端部13aの厚みが中央部よりも厚く形成されており、これにより、ゲート耐圧が確保される。また、本実施例においては、上記したようにゲート電極14の側壁部にサイドウォールスペーサ15が形成されており、高濃度不純物拡散領域11の端部が、サイドウォールスペーサ15の端部直下に位置しているため、高濃度拡散領域11の端部から低濃度拡散領域12の端部までの距離L1が上記実施例1に記載のものより長くなる。これにより、低濃度不純物拡散領域12による電界緩和効果が増大し、ドレイン−ソース間耐圧の向上を図ることができる。更に、高濃度不純物拡散領域11の端部から低濃度拡散領域12の端部にかけて、シリコン基板10の表面には傾斜部50がソース側およびドレイン側の各々に形成されており、これも高濃度不純物拡散領域11と低濃度不純物拡散領域12との距離を長くする要因となり得る。
The
図5に上記した本発明の第2実施例に係るMOS型半導体装置の製造工程図を示す。以下において本実施例に係るMOS型半導体装置の製造方法について図5を参照しつつ説明する。まず、P型のシリコンウエハを酸溶液で洗浄し、超純水でリンスした後、遠心乾燥機で乾燥させる。次に洗浄済みのウエハを例えば雰囲気温度900℃に設定された炉に搬入し、酸素とシリコンとを反応させてシリコン基板10上に酸化膜(SiO2)13を成長させる。その後、シラン(SiH4)とアンモニア(NH3)ガスの熱化学反応により酸化膜(SiO2)13上にシリコン窒化膜(Si3N4)20を堆積させる(図5(a))。
FIG. 5 shows a manufacturing process diagram of the MOS type semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. Hereinafter, a method for manufacturing a MOS semiconductor device according to this embodiment will be described with reference to FIG. First, a P-type silicon wafer is washed with an acid solution, rinsed with ultrapure water, and then dried with a centrifugal dryer. Next, the cleaned wafer is carried into a furnace set at an atmospheric temperature of 900 ° C., for example, and oxygen and silicon are reacted to grow an oxide film (SiO 2 ) 13 on the
次に、シリコン窒化膜20上にフォトマスクを形成し、ドライエッチングによりシリコン窒化膜(Si3N4)20にパターニングを施す。このとき、次工程においてフィールド酸化膜を形成すべき部分の酸化膜(SiO2)13を露出させる(図5(b))。
次に、フォトマスクを除去し洗浄した後、耐酸性を有するシリコン窒化膜(Si3N4)20をマスクとして、熱酸化法によりフィールド酸化膜(SiO2)13aを部分的に形成し、残っているシリコン窒化膜(Si3N4)20を熱リン酸(H3PO4)で除去する(図5(c))。
Next, a photomask is formed on the
Next, after removing the photomask and washing, a field oxide film (SiO 2 ) 13a is partially formed by thermal oxidation using the acid-resistant silicon nitride film (Si 3 N 4 ) 20 as a mask, and the remaining The silicon nitride film (Si 3 N 4 ) 20 is removed with hot phosphoric acid (H 3 PO 4 ) (FIG. 5C).
次に、シラン(SiH4)を反応ガスとして使用したLP−CVD法等によってSiO2膜13、13a上にポリシリコン膜14を堆積させる(図5(d))。尚、この後、ポリシリコン膜14の電気抵抗を下げるため、リン(P)を拡散法等により添加することとしてもよい。
Next, a
次に、ポリシリコン膜14上にフォトマスクを形成し、ドライエッチングにより、ゲート電極をパターニングする。その後、パターニングされたゲート電極をマスクとしてフィールド酸化膜(SiO2)13aをエッチングする。この時、先の工程で形成したフィールド酸化膜(SiO2)13aがゲート酸化膜の両端部分を形成するようにパターニングを施す(図5(e))。
Next, a photomask is formed on the
次に、パターニングが施されたゲート電極14をマスクとしてリン(P)をイオン注入してゲート電極14に対して自己整合的にN型の低濃度不純物拡散領域12を形成する。この時の注入エネルギーは、例えば180KeV、ドーズ量は5.0E12〜1.0E13cm−2とし、チルト角を例えば45°に設定する(図5(f))。
Next, phosphorus (P) is ion-implanted using the patterned
次にウエハ上にコンフォーマルすなわち、等方的なステップカバレージをもつSiO2膜を堆積させ、RIE(反応性イオンエッチング)により垂直成分を主体とする異方性エッチングを行って、ゲート電極14の側壁部にサイドウォールスペーサ15を形成する。ここで、サイドウォールスペーサ15の幅寸法は、その高さによってコントロールされる。本実施例に係るMOS型半導体装置においては、フィールド酸化膜13aの形成時にシリコン基板10上に形成された段差d1と、ゲート酸化膜の両端部の段差d2の分だけ、これらの段差を有していない従来のデバイスに比べ、サイドウォールスペーサ15の全高d3を高くすることができ、これに伴いサイドウォールスペーサ15の幅寸法L0を大きくとることができる(図5(g))。
Next, a
次に、ゲート電極14およびサイドウォールスペーサ15をマスクとしてヒ素(As)をイオン注入して自己整合的にN型の高濃度不純物拡散領域11を形成する。この時の注入エネルギーは、例えば40KeV、ドーズ量は6.0E15cm−2とし、チルト角を例えば0°に設定する(図5(h))。イオン注入を行った後、800〜900℃でウエハのアニール処理を行い、イオン注入によって生じた結晶の損傷を回復させるとともに、注入したイオンの活性化を行う。
Next, arsenic (As) is ion-implanted using the
その後、ウエハ上に層間絶縁膜を形成し、ゲート、ソース、ドレイン領域に電極引き出し用のコンタクトホールを形成し、その上に配線用のALを蒸着法やスパッタリング法等で形成し、AL配線のパターニングを施す。そして、水素(H2)と窒素(N2)とのフォーミングガス雰囲気中でシンタリングを行い、MOS型半導体装置を完成させる。 After that, an interlayer insulating film is formed on the wafer, contact holes for extracting electrodes are formed in the gate, source, and drain regions, and an AL for wiring is formed thereon by a vapor deposition method, a sputtering method, etc. Patterning is performed. Then, sintering is performed in a forming gas atmosphere of hydrogen (H 2 ) and nitrogen (N 2 ) to complete a MOS type semiconductor device.
以上の説明から明らかなように、本発明の第2実施例に係るMOS型半導体装置によれば、従来のLOCOS形成法を用いてゲート酸化膜の両端部に膜厚の厚い部分を形成しているのでゲート耐圧が確保される。また、低濃度不純物拡散領域を形成した後にゲート電極側壁部にサイドウォールスペーサを形成し、これをマスクとして高濃度不純物拡散領域を形成するので、高濃度不純物拡散領域の端部から低濃度不純物拡散領域の端部までの距離L1を長くすることができ、低濃度不純物拡散領域12による電界緩和効果を増大せしめ、ドレイン−ソース間耐圧の向上を図ることが可能となる。また、上記したように、本発明のMOS型半導体装置においては、サイドウォールスペーサの幅L0を大きくとることができ、従来構造と比較して、より顕著な耐圧改善効果が期待できる。
As is apparent from the above description, according to the MOS type semiconductor device of the second embodiment of the present invention, thick portions are formed at both ends of the gate oxide film using the conventional LOCOS formation method. Therefore, the gate breakdown voltage is secured. In addition, after forming the low concentration impurity diffusion region, a sidewall spacer is formed on the side wall of the gate electrode, and this is used as a mask to form the high concentration impurity diffusion region. Therefore, the low concentration impurity diffusion region is formed from the end of the high concentration impurity diffusion region. The distance L1 to the end of the region can be increased, the electric field relaxation effect by the low-concentration
(実施例3)
図6に本発明の第3実施例に係るMOS型半導体装置の断面図を示す。本実施例に係るMOS型半導体装置は、例えばNチャンネル型MOSFETであり、P型のシリコン基板10上にSiO2からなるゲート酸化膜13を介してゲート電極14が形成されている。ゲート電極14は、例えばポリシリコンにより形成される。ゲート電極14の側壁部にはゲート長方向において互いに対向する1対のサイドウォールスペーサ15が形成されている。サイドウォールスペーサ15は、例えばSiO2等の絶縁体により形成される。シリコン基板10の表面には、ゲート電極14を挟んだ両側にN型の低濃度不純物拡散領域12が形成され、この低濃度不純物拡散領域12内にこれよりも不純物濃度の高いN型の高濃度不純物拡散領域11が形成されている。つまり、高濃度不純物拡散領域11は、低濃度不純物拡散領域12よりもチャンネル領域から離間した位置に形成され、低濃度不純物拡散領域12よりも浅く形成されており且つその端部がサイドウォールスペーサ15の端部の直下に位置している。この高濃度不純物拡散領域11によってソース・ドレイン領域が形成される。低濃度不純物拡散領域12をソース・ドレイン領域とチャンネル領域との間に介在させることにより、高濃度不純物拡散領域の端部近傍の電界を緩和させ、ソース−ドレイン間の耐圧の向上を図ることが可能となる。
(Example 3)
FIG. 6 is a sectional view of a MOS type semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. The MOS type semiconductor device according to this embodiment is, for example, an N channel type MOSFET, and a
本実施例に係るMOS型半導体装置は、非対称構造を有しており、図中右側のドレイン領域からチャンネル領域にかけてシリコン基板表面に傾斜部50が設けられており、一方、図中左側のソース領域からチャンネル領域にかけてはフラットな面が形成されている。また、ゲート酸化膜13は、ゲート長方向のドレイン側の端部にのみ膜厚が厚い部分13aが形成されている。かかる非対称構造は、後述の製造工程においてドレイン側にのみフィールド酸化膜が形成されることによりもたらされるものであるが、これに伴い、サイドウォールスペーサ15の高さおよび幅寸法はソース側がドレイン側よりも小さくなっている。サイドウォール15は、後述の製造工程において高濃度不純物拡散領域形成のためのイオン注入を行う際のマスクとして機能するため、ソース側の高濃度不純物拡散領域11の端部から低濃度不純物拡散領域12の端部までの距離L2は、これに対応するドレイン側の距離L1に比べ短縮されることとなる。このように本実施例に係るMOS型半導体装置においては、高耐圧化には寄与しないソース側のサイドウォールスペーサ15のサイズを小さくすることによりデバイスサイズの縮小化を図ると共に、チャンネル領域から高濃度不純物拡散領域11までの距離L2が短縮されるのでソース抵抗を低減させることが可能となる。
The MOS type semiconductor device according to the present embodiment has an asymmetric structure, and an
図7に上記した本発明の第2実施例に係るMOS型半導体装置の製造工程図を示す。以下において本実施例に係るMOS型半導体装置の製造方法について図7を参照しつつ説明する。まず、P型のシリコンウエハを酸溶液で洗浄し、超純水でリンスした後、遠心乾燥機で乾燥させる。次に洗浄済みのウエハを例えば雰囲気温度900℃に設定された炉に搬入し酸素とシリコンとを反応させてシリコン基板10上に酸化膜(SiO2)13を成長させる。その後、シラン(SiH4)とアンモニア(NH3)ガスの熱化学反応により酸化膜(SiO2)13上にシリコン窒化膜(Si3N4)20を堆積させる(図7(a))。
FIG. 7 shows a manufacturing process diagram of the MOS type semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. Hereinafter, a method for manufacturing a MOS semiconductor device according to this embodiment will be described with reference to FIG. First, a P-type silicon wafer is washed with an acid solution, rinsed with ultrapure water, and then dried with a centrifugal dryer. Next, the cleaned wafer is carried into a furnace set at an atmospheric temperature of 900 ° C., for example, and oxygen and silicon are reacted to grow an oxide film (SiO 2 ) 13 on the
次に、シリコン窒化膜20上にフォトマスクを形成し、ドライエッチングによりシリコン窒化膜(Si3N4)20にパターニングを施す。このとき、次工程においてソース領域にフィールド酸化膜が形成されないようにソース領域は、シリコン窒化膜(Si3N4)20で覆うようにする(図7(b))。
Next, a photomask is formed on the
次に、フォトマスクを除去し洗浄した後、耐酸性を有するシリコン窒化膜(Si3N4)20をマスクとして、熱酸化法によりフィールド酸化膜(SiO2)13aを部分的に形成し、残っているシリコン窒化膜(Si3N4)20を熱リン酸(H3PO4)で除去する(図7(c))。 Next, after removing the photomask and washing, a field oxide film (SiO 2 ) 13a is partially formed by thermal oxidation using the acid-resistant silicon nitride film (Si 3 N 4 ) 20 as a mask, and the remaining The silicon nitride film (Si 3 N 4 ) 20 is removed with hot phosphoric acid (H 3 PO 4 ) (FIG. 7C).
次に、シラン(SiH4)を反応ガスとして使用したLP−CVD法等によってSiO2膜13、13a上にポリシリコン膜14を堆積させる(図7(d))。尚、この後、ポリシリコン膜14の電気抵抗を下げるため、リン(P)を拡散法等により添加することとしてもよい。
Next, a
次に、ポリシリコン膜14上にフォトマスクを形成し、ドライエッチングにより、ゲート電極をパターニングする。その後、パターニングされたゲート電極をマスクとしてフィールド酸化膜(SiO2)13aをエッチングする。この時、先の工程で形成したフィールド酸化膜(SiO2)13aがゲート酸化膜のドレイン側の端部を形成するようにパターニングを施す(図7(e))。
Next, a photomask is formed on the
次に、パターニングが施されたゲート電極14をマスクとしてリン(P)をイオン注入してゲート電極14に対して自己整合的にN型の低濃度不純物拡散領域12を形成する。この時の注入エネルギーは、例えば180KeV、ドーズ量は5.0E12〜1.0E13cm−2とし、チルト角を例えば45°に設定する(図7(f))。
Next, phosphorus (P) is ion-implanted using the patterned
次にウエハ上にコンフォーマルすなわち、等方的なステップカバレージをもつSiO2膜を堆積させ、RIE(反応性イオンエッチング)により垂直成分を主体とする異方性エッチングを行って、ゲート電極14の側壁部にサイドウォールスペーサ15を形成する。本実施例に係るMOS型半導体装置においては、ドレイン側にのみ形成されたフィールド酸化膜13aによって、ドレイン側のサイドウォールスペーサの高さおよび幅寸法は、ソース側よりも大きくなる(図7(g))。
Next, a conformal, ie, isotropic step coverage SiO 2 film is deposited on the wafer, and anisotropic etching mainly including a vertical component is performed by RIE (reactive ion etching).
次に、ゲート電極14およびサイドウォールスペーサ15をマスクとしてヒ素(As)をイオン注入して自己整合的にN型の高濃度不純物拡散領域11を形成する。この時の注入エネルギーは、例えば40KeV、ドーズ量は6.0E15cm−2とし、チルト角を例えば0°に設定する(図7(h))。イオン注入を行った後、800〜900℃でウエハのアニール処理を行い、イオン注入によって生じた結晶の損傷を回復させるとともに、注入したイオンの活性化を行う。
Next, arsenic (As) is ion-implanted using the
その後、ウエハ上に層間絶縁膜を形成し、ゲート、ソース、ドレイン領域に電極引き出し用のコンタクトホールを形成し、その上に配線用のALを蒸着法やスパッタリング法等で形成し、AL配線のパターニングを施す。そして、水素(H2)と窒素(N2)とのフォーミングガス雰囲気中でシンタリングを行い、MOS型半導体装置を完成させる。 After that, an interlayer insulating film is formed on the wafer, contact holes for extracting electrodes are formed in the gate, source, and drain regions, and an AL for wiring is formed thereon by a vapor deposition method, a sputtering method, etc. Patterning is performed. Then, sintering is performed in a forming gas atmosphere of hydrogen (H 2 ) and nitrogen (N 2 ) to complete a MOS type semiconductor device.
以上の説明から明らかなように、本発明の第3実施例に係るMOS型半導体装置によれば、第2実施例同様、低濃度不純物拡散領域を形成した後、ゲート電極の側壁部にサイドウォールスペーサを形成し、これをマスクとして高濃度不純物拡散領域を形成するので、高濃度不純物拡散領域の端部から低濃度不純物拡散領域端部までの距離を長くしてドレイン−ソース間耐圧の向上を図るとともに、高耐圧化には寄与しないソース側においては、この距離をドレイン側よりも短縮することによりデバイスサイズの縮小およびソース抵抗の低減を図ることが可能となる。 As is apparent from the above description, according to the MOS type semiconductor device of the third embodiment of the present invention, as in the second embodiment, after the low concentration impurity diffusion region is formed, the sidewall is formed on the sidewall of the gate electrode. Since the spacer is formed and the high concentration impurity diffusion region is formed using this as a mask, the drain-source breakdown voltage is improved by increasing the distance from the end of the high concentration impurity diffusion region to the end of the low concentration impurity diffusion region. At the same time, on the source side that does not contribute to high breakdown voltage, it is possible to reduce the device size and the source resistance by shortening this distance from the drain side.
尚、上記各実施例においては、本発明をNチャンネル型MOSFETに適用した場合を例に説明したが、Pチャンネル型MOSFETに適用することも可能である。この場合、N型のシリコン基板を使用して、低濃度不純物拡散領域および高濃度不純物拡散領域は、ボロン(B)等をイオン注入することにより形成する。 In each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to an N-channel MOSFET has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a P-channel MOSFET. In this case, using an N-type silicon substrate, the low concentration impurity diffusion region and the high concentration impurity diffusion region are formed by ion implantation of boron (B) or the like.
10 シリコン基板
11 高濃度不純物拡散領域
12 低濃度不純物拡散領域
13 ゲート酸化膜
13a ゲート酸化膜
14 ゲート電極
15 サイドウォールスペーサ
10
Claims (9)
前記ゲート酸化膜は、前記ゲート電極のゲート長方向両端部に他の部分よりも膜厚の厚い高膜厚部を有し、
前記高濃度不純物拡散領域の前記チャンネル領域を挟んで向かい合う端部の各々が前記高膜厚部の直下に位置していることを特徴とするMOS型半導体装置。 A semiconductor substrate, a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a gate oxide film, and a conductivity type of the semiconductor substrate provided in a position sandwiching a channel region below the gate oxide film inside the semiconductor substrate. A pair of low-concentration impurity diffusion regions containing impurities of different conductivity types; and each of the low-concentration impurity diffusion regions within the low-concentration impurity diffusion region and spaced apart from the channel region in the gate length direction of the gate electrode A MOS type semiconductor device having a pair of high-concentration impurity diffusion regions having the same conductivity type as the impurity diffusion region and containing a higher concentration of impurities than the low-concentration impurity diffusion region,
The gate oxide film has a high-thickness portion having a thickness greater than other portions at both ends of the gate electrode in the gate length direction,
A MOS type semiconductor device, wherein each of the end portions of the high concentration impurity diffusion region facing each other across the channel region is located immediately below the high film thickness portion.
前記ゲート酸化膜は、前記ゲート電極のゲート長方向の両端部において他の部分よりも膜厚の厚い高膜厚部を有し、
前記高濃度不純物拡散領域の前記チャンネル領域を挟んで向かい合う端部の各々が前記スペーサの各々の端部直下に位置していることを特徴とするMOS型半導体装置。 A semiconductor substrate, a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a gate oxide film, and a conductivity type of the semiconductor substrate provided in a position sandwiching a channel region below the gate oxide film inside the semiconductor substrate. A pair of low-concentration impurity diffusion regions containing impurities of different conductivity types; and each of the low-concentration impurity diffusion regions within the low-concentration impurity diffusion region and spaced apart from the channel region in the gate length direction of the gate electrode A pair of high-concentration impurity diffusion regions having the same conductivity type as the impurity diffusion region and containing a higher concentration of impurities than the low-concentration impurity diffusion region; and a gate length of the gate electrode provided on a side wall of the gate electrode A MOS type semiconductor device having a pair of spacers facing each other in a direction,
The gate oxide film has a high-thickness portion that is thicker than other portions at both ends in the gate length direction of the gate electrode,
A MOS type semiconductor device, wherein each of the end portions of the high-concentration impurity diffusion region facing each other across the channel region is located immediately below each end portion of the spacer.
前記ゲート酸化膜は、前記ゲート電極のゲート長方向の一方の端部において他の部分よりも膜厚の厚い高膜厚部を有し、
前記高膜厚部が形成されている側のゲート電極側壁部に形成されたスペーサは、これに対向するスペーサよりもゲート長方向の幅が広く、
前記高濃度不純物拡散領域の前記チャンネル領域を挟んで向かい合う端部の各々が前記スペーサの各々の端部直下に位置していることを特徴とするMOS型半導体装置。 A semiconductor substrate, a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a gate oxide film, and a conductivity type of the semiconductor substrate provided in a position sandwiching a channel region below the gate oxide film inside the semiconductor substrate. A pair of low-concentration impurity diffusion regions containing impurities of different conductivity types; and each of the low-concentration impurity diffusion regions within the low-concentration impurity diffusion region and spaced apart from the channel region in the gate length direction of the gate electrode A pair of high-concentration impurity diffusion regions having the same conductivity type as the impurity diffusion region and containing a higher concentration of impurities than the low-concentration impurity diffusion region; and a gate length of the gate electrode provided on a side wall of the gate electrode And a pair of spacers facing each other in a direction, wherein the gate oxide film has a gate length of the gate electrode. It has a high-thickness part that is thicker than the other part at one end in the direction,
The spacer formed on the gate electrode side wall on the side where the high-thickness portion is formed has a wider width in the gate length direction than the spacer facing the spacer.
A MOS type semiconductor device, wherein each of the end portions of the high-concentration impurity diffusion region facing each other across the channel region is located immediately below each end portion of the spacer.
前記半導体基板上に熱酸化により酸化膜を形成する第1酸化膜形成工程と、
前記酸化膜の両端部に前記酸化膜よりも膜厚が厚い酸化膜を形成する第2酸化膜形成工程と、
前記第1および第2酸化膜形成工程において形成された酸化膜上にゲート電極材料を堆積する工程と、
前記第1および第2酸化膜形成工程において形成された酸化膜および前記ゲート電極材料をパターニングし前記ゲート電極および前記ゲート酸化膜を形成する工程と、
前記ゲート電極をマスクとして前記半導体基板の導電型とは異なる導電型の不純物を前記半導体基板に注入して前記低濃度不純物拡散領域を形成する第1不純物注入工程と、
前記ゲート電極をマスクとして前記低濃度不純物拡散領域と同一の導電型であり且つ前記低濃度不純物拡散領域よりも高濃度の不純物を前記半導体基板に注入して前記高濃度不純物拡散領域を形成する第2不純物注入工程と、を含むことを特徴とするMOS型半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a MOS semiconductor device according to claim 1,
A first oxide film forming step of forming an oxide film on the semiconductor substrate by thermal oxidation;
A second oxide film forming step of forming an oxide film having a thickness greater than that of the oxide film at both ends of the oxide film;
Depositing a gate electrode material on the oxide film formed in the first and second oxide film forming steps;
Patterning the oxide film and the gate electrode material formed in the first and second oxide film forming steps to form the gate electrode and the gate oxide film;
A first impurity implantation step of implanting impurities of a conductivity type different from that of the semiconductor substrate into the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask to form the low-concentration impurity diffusion region;
A high-concentration impurity diffusion region is formed by implanting an impurity having the same conductivity type as the low-concentration impurity diffusion region and using a higher concentration than the low-concentration impurity diffusion region into the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask. A method of manufacturing a MOS semiconductor device, comprising: a step of implanting two impurities.
前記半導体基板上に熱酸化により酸化膜を形成する第1酸化膜形成工程と、
前記酸化膜のゲート長方向両端部に前記酸化膜よりも膜厚が厚い酸化膜を形成する第2酸化膜形成工程と、
前記第1および第2酸化膜形成工程において形成された酸化膜上にゲート電極材料を堆積する工程と、
前記第1および第2酸化膜形成工程において形成された酸化膜および前記ゲート電極材料をパターニングし前記ゲート電極および前記ゲート酸化膜を形成する工程と、
前記ゲート電極をマスクとして前記半導体基板の導電型とは異なる導電型の不純物を前記半導体基板に注入して前記低濃度不純物拡散領域を形成する第1不純物注入工程と、
前記ゲート電極の側壁部に前記スペーサを形成する工程と、
前記ゲート電極および前記スペーサをマスクとして前記低濃度不純物拡散領域と同一の導電型であり且つ前記低濃度不純物拡散領域よりも高濃度の不純物を前記半導体基板に注入して前記高濃度不純物拡散領域を形成する第2不純物注入工程と、を含むことを特徴とするMOS型半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a MOS semiconductor device according to claim 2,
A first oxide film forming step of forming an oxide film on the semiconductor substrate by thermal oxidation;
A second oxide film forming step of forming an oxide film having a thickness larger than that of the oxide film at both ends in the gate length direction of the oxide film;
Depositing a gate electrode material on the oxide film formed in the first and second oxide film forming steps;
Patterning the oxide film and the gate electrode material formed in the first and second oxide film forming steps to form the gate electrode and the gate oxide film;
A first impurity implantation step of implanting impurities of a conductivity type different from that of the semiconductor substrate into the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask to form the low-concentration impurity diffusion region;
Forming the spacer on the side wall of the gate electrode;
Using the gate electrode and the spacer as a mask, the semiconductor substrate is implanted with an impurity having the same conductivity type as the low-concentration impurity diffusion region and having a higher concentration than the low-concentration impurity diffusion region. A method of manufacturing a MOS semiconductor device, comprising: a second impurity implantation step to be formed.
前記半導体基板上に熱酸化により酸化膜を形成する第1酸化膜形成工程と、
前記酸化膜のゲート長方向の一方の端部に前記酸化膜よりも膜厚が厚い酸化膜を形成する第2酸化膜形成工程と、
前記第1および第2酸化膜形成工程において形成された酸化膜上にゲート電極材料を堆積する工程と、
前記第1および第2酸化膜形成工程において形成された酸化膜および前記ゲート電極材料をパターニングし前記ゲート電極および前記ゲート酸化膜を形成する工程と、
前記ゲート電極をマスクとして前記半導体基板の導電型とは異なる導電型の不純物を前記半導体基板に注入して前記低濃度不純物拡散領域を形成する第1不純物注入工程と、
前記ゲート電極の側壁部に前記スペーサを形成する工程と、
前記ゲート電極および前記スペーサをマスクとして前記低濃度不純物拡散領域と同一の導電型であり且つ前記低濃度不純物拡散領域よりも高濃度の不純物を前記半導体基板に注入して前記高濃度不純物拡散領域を形成する第2不純物注入工程と、を含むことを特徴とするMOS型半導体装置の製造方法。 It is a manufacturing method of the MOS type semiconductor device according to claim 3,
A first oxide film forming step of forming an oxide film on the semiconductor substrate by thermal oxidation;
A second oxide film forming step of forming an oxide film having a thickness larger than that of the oxide film at one end in the gate length direction of the oxide film;
Depositing a gate electrode material on the oxide film formed in the first and second oxide film forming steps;
Patterning the oxide film and the gate electrode material formed in the first and second oxide film forming steps to form the gate electrode and the gate oxide film;
A first impurity implantation step of implanting impurities of a conductivity type different from that of the semiconductor substrate into the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask to form the low-concentration impurity diffusion region;
Forming the spacer on the side wall of the gate electrode;
Using the gate electrode and the spacer as a mask, the semiconductor substrate is implanted with an impurity having the same conductivity type as the low-concentration impurity diffusion region and having a higher concentration than the low-concentration impurity diffusion region. A method of manufacturing a MOS semiconductor device, comprising: a second impurity implantation step to be formed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007163874A JP2009004554A (en) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | Mos semiconductor device and manufacturing process of mos semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007163874A JP2009004554A (en) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | Mos semiconductor device and manufacturing process of mos semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009004554A true JP2009004554A (en) | 2009-01-08 |
Family
ID=40320618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007163874A Pending JP2009004554A (en) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | Mos semiconductor device and manufacturing process of mos semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009004554A (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02207535A (en) * | 1989-02-08 | 1990-08-17 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
JPH0722616A (en) * | 1993-07-06 | 1995-01-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Mos semiconductor device and its manufacture |
JPH07142728A (en) * | 1993-09-21 | 1995-06-02 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of semiconductor device |
JP2001250941A (en) * | 2000-03-06 | 2001-09-14 | Rohm Co Ltd | Semiconductor device and its manufacturing method |
-
2007
- 2007-06-21 JP JP2007163874A patent/JP2009004554A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02207535A (en) * | 1989-02-08 | 1990-08-17 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
JPH0722616A (en) * | 1993-07-06 | 1995-01-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Mos semiconductor device and its manufacture |
JPH07142728A (en) * | 1993-09-21 | 1995-06-02 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of semiconductor device |
JP2001250941A (en) * | 2000-03-06 | 2001-09-14 | Rohm Co Ltd | Semiconductor device and its manufacturing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101811796B1 (en) | Semiconductor devices including source/drain regions with abrupt junction profiles and methods of fabricating the same | |
US8841191B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing same | |
JP2000260987A (en) | Semiconductor device and its manufacture | |
US20090321823A1 (en) | Semiconductor Device and Manufacturing Method Thereof | |
JPH09135025A (en) | Fabrication of semiconductor device | |
JP5460244B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
KR101026484B1 (en) | Vertical transistor and method of manufacturing the same | |
JP5457902B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2010245233A (en) | Semiconductor device and method of fabricating the same | |
JP2007059812A (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
KR100752201B1 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JPH09219520A (en) | Transistor and manufacture thereof | |
US20100237413A1 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device | |
JP2007173421A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP3744438B2 (en) | Semiconductor device | |
KR101673920B1 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device | |
JP2009266868A (en) | Mosfet and manufacturing method of mosfet | |
JP4186247B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device and method for forming conductive silicon film | |
JP2009004554A (en) | Mos semiconductor device and manufacturing process of mos semiconductor device | |
JP4050077B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device | |
JP3802331B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
KR100657754B1 (en) | Method for fabricating the shallow junction of semiconductor device | |
KR100588777B1 (en) | Semiconductor device and its fabricating method | |
KR100873816B1 (en) | Method for manufacturing transistor | |
KR100613279B1 (en) | MOS transistor and fabrication method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Effective date: 20081224 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Effective date: 20090127 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100514 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20110301 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20110705 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |