JP2928076B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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Description
の製造方法に係り、特に基本的特性を変化させることな
く製造工程の短縮化が可能な半導体装置及びその製造方
法に関する。
す製造方法(以下、この方法をダブルトフ法又は従来例
1と仮称する。)と、図14〜図17に示す製造方法
(以下、この方法をロコス酸化膜スルー法又は従来例2
と仮称する。)とのいずれかにより製造されていた。
10に示すように、1×1016/cm3のP型シリコン
基板1の上に1×1016/cm3のNウエルを形成し、
その後に40nmの酸化膜3と120nmの窒化膜4を
形成する。次に、フォトリソグラフィ法により活性化領
域に窒化膜4が残るようにパターンニングする。次に、
図11に示すように、再度フォトリソグラフィ法により
Nウエル2の上にフォトレジスト6を形成する。フォト
レジスト5,6をマスクにしてボロンをイオン注入し、
不純物領域7を形成する。この不純物領域7は寄生トラ
ンジスタ防止用のものでP型シリコン基板1よりも不純
物濃度の濃いものからなる。なお、以下の説明において
不純物領域7をチャネルストッパ7と称呼する。チャネ
ルストッパ7を形成した後、フォトレジスト5,6を除
去し、図12に示すようにP型シリコン基板1を酸化し
て600nmのロコス酸化膜8を形成し、窒化膜4を除
去する。以下、従来一般に行われているトランジスタ製
造方法により活性化領域にソース・ドレイン領域のN型
低濃度層11とゲート酸化膜9(酸化膜3と同じ)を介
して多結晶シリコンゲート10,層間絶縁膜13,配線
層14等のゲート電極を形成しトランジスタを完成させ
る。なお、図13において、Nウエル2内のソース・ド
レイン領域にはP型低濃度層12が形成される。
ジスタの製造方法を説明する。この製造方法は製造工程
の短縮化の目的で近年採用されているものである。図1
4に示すように、P型シリコン基板1上には図10と同
様にNウエル2,酸化膜3,窒化膜4およびフォトレジ
スト5が形成される。次に、図15に示すようにP型シ
リコン基板1を酸化し600nmのロコス酸化膜8を形
成し、フォトレジスト5および窒化膜4を除去する。次
に、図16に示すようにフォトリソグラフィ法によりN
ウエル2をフォトレジスト6でマスキングし、VT調整
のためイオンを注入し、続けてエネルギ180KeV,
ドーズ量2×1012/cm2でボロンイオンを注入し、
チャネルストッパ7を形成する。その後、通常のトラン
ジスタ製造法により図17に示すように活性化領域にソ
ース・ドレイン領域のN型低濃度層11とゲート酸化膜
9を介して多結晶シリコンゲート10,層間絶縁膜1
3,配線層14等のゲート電極を形成する。なお、図1
7においてNウエル2内のソース・ドレイン領域にはP
型低濃度層12が形成される。
はダブルトフ法に較べてフォトリソグラフィ工程を1回
省略することが出来る。しかし、チャネルストッパ7が
ソース・ドレインのN型低濃度層11の活性化領域下に
まで延在している。そのため、前記ソース・ドレイン1
1とP型シリコン基板1のジャンクション容量の増加や
トランジスタの基板電位効果の増大等により回路特性を
悪化させるという問題点があった。
で、製造工程の短縮化のためにロコス酸化膜スルー法に
よる製造方法を採用すると共に、ダブルトフ法とほぼ同
様な基板電位効果、ジャンクション容量等の特性を示す
半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
達成するために、第1の導電型の半導体基板の表面に形
成されたロコス酸化膜と、ロコス酸化膜の直下から第2
の導電型のゲート絶縁トランジスタを形成する活性化領
域の全域に延在され活性化領域の全域で所定の深さに形
成された半導体基板よりも不純物濃度の濃い寄生トラン
ジスタ防止用の第1の導電型の第1の不純物領域と、活
性化領域中のソース・ドレイン領域の半導体基板の表面
に形成されたソース・ドレインとなる複数の第2の導電
型の第2の不純物領域と、半導体基板上にゲート絶縁膜
を介して形成されたゲート電極と、第1の不純物領域と
第2の不純物領域との界面での第1の不純物領域側のキ
ャリア濃度が半導体基板のキャリア濃度の1.5倍を越
えない濃度になるように、活性化領域の全域の第1の不
純物領域へ第2の導電型の不純物が注入されて形成され
た第3の不純物領域とを有することを特徴とする半導体
装置を構成するものである。
導体基板上にロコス酸化膜を形成した後、第1の導電型
の不純物を注入して、ロコス酸化膜の直下から第2の導
電型のゲート絶縁トランジスタを形成する活性化領域の
全域に延在され活性化領域の全域で所定の深さに形成さ
れ半導体基板よりも不純物濃度の濃い第1の導電型の第
1の不純物領域を形成する工程と、ロコス酸化膜をマス
クとして半導体基板の活性化領域の全域における第1の
不純物領域に第2の導電型の不純物を注入し、第1の不
純物領域の第1の導電型の濃度を薄くする工程と、活性
化領域に第2の導電型のソース・ドレインとなる複数の
第2の不純物領域およびゲート絶縁膜を介してゲート電
極を形成する工程とを備えてなることを特徴とする。
域に接触する界面における第1の不純物領域のキャリア
濃度が半導体基板のキャリア濃度の1.5倍を越えない
ことを特徴とする。
化領域に形成されるソース・ドレインの下方には半導体
基板の不純物濃度より濃いチャネルストッパが形成され
るが、前記ソース・ドレイン領域の下の領域は不純物濃
度が薄められ、半導体基板のキャリア濃度の1.5倍を
越えないキャリア濃度に形成される。これにより、トラ
ンジスタの基板電位効果が低減化され、ジャンクション
容量も低下する。以上により、従来のダブルトフ法に較
べて製造工程の短縮化が図れると共に、ダブルトフ法と
同等のVTの基板電位効果とジャンクション容量を得る
ことが出来る。
する。図1は本実施例により製造された半導体装置を示
す部分断面図、図2〜図5は本実施例の製造工程を示す
部分断面図、図6および図7は本実施例と従来技術との
効果を比較するための線図、図8は図9の濃度線図の測
定位置を示す部分断面図である。
3のP型シリコン基板1の上方には1×1016/cm3の
Nウエル2が形成され、更に40nmの酸化膜3および
120nmの窒化膜4が形成されている。活性化領域に
窒化膜4が残るようにフォトレジスト5を用い、フォト
リソグラフィ法によりパターニングする。
リコン基板1を酸化し、図3に示すように600nmの
ロコス酸化膜8を作製し、窒化膜4を除去する。
フォトリソグラフィ法によりNウエル2をフォトレジス
ト6でマスクしてイオン注入を行い、次いで同一マスク
でエネルギ180KeV,ドーズ量2×1012/cm2
でボロンを注入し、チャネルストッパ7を形成する。
を除く活性化領域(後に形成されるソース・ドレイン領
域)に対応するチャネルストッパ7の濃度を薄くするた
め活性化領域のチャネルストッパ領域に濃度ピークがく
るように、かつロコス酸化膜下には注入されないように
エネルギを設定してエネルギ200KeVでリンを注入
し、活性化領域のボロンイオンを打ち返し、不純物領域
7aを形成する。この不純物領域7aの不純物濃度はP
型シリコン基板1の不純物濃度にほぼ等しく、その1.
5倍を越えない値に形成される。前記1.5倍の値は、
この値を越えるとジャンクション容量が所望値から外れ
ることが実証されたためである。
様な方法により図1に示すような構造のトランジスタが
形成される。すなわち、前記の不純物領域7aの上方に
ソース・ドレイン領域のN型低濃度層11が形成され、
更にゲート酸化膜9(酸化膜3と同じ)を介して多結晶
シリコンゲート10,層間絶縁膜13,配線層14等が
形成される。なお、図1において、Nウエル2内のソー
ス・ドレイン領域にはP型低濃度層12が形成される。
よる従来技術とのN型およびP型層の濃度分布の比較を
図1,図8,図9および図17,図18により説明す
る。図1および図8に示すようにトランジスタを図示の
x矢視の位置で切断し、その位置におけるN型,P型の
濃度分布を求めると図9に示したものになる。一方、図
17に示したトランジスタをx矢視の位置で切断しN
型,P型の濃度分布を求めると図18のようになる。図
9の場合は、N型低濃度層11に接してP型の不純物濃
度の薄い不純物領域7aが配設され不純物領域7aの次
にP型の不純物濃度の濃いチャネルストッパ7が隣接し
て配設されてP型シリコン基板1に到る。
にジャンクション容量を示したものである。曲線Gは本
実施例と従来のダブルトフ法(従来例)によるトラン
ジスタの特性を示し、H曲線はロコス酸化膜スルー法
(従来例)によるトランジスタの特性を示す。図で明
らかなように、ジャンクション容量はロコス酸化膜スル
ー法による場合と比べて大巾に低くなり、回路の動作特
性の悪化が防止されることがわかる。一方、図7は横軸
に基板電位Vをとり縦軸にVTを示したものである。図
中、I曲線は本実施例および従来例の特性であり、J
曲線は従来例による特性である。この図で明らかなよ
うに本実施例は従来のものに較べてVTの基板電位効果
が大巾に弱く調整されていることがわかる。
ストッパ7を形成するためのイオン注入条件はロコス酸
化膜6000オングストロームとP型シリコン基板の不
純物濃度1x1016/cm3に対するものであり、ロコ
ス酸化膜の膜厚やP型シリコン基板濃度の条件が変化し
た場合にはそれに応じてボロンのイオン注入の条件を変
化させるべくエネルギを調節する。また、そのボロンの
活性化領域下での濃度分布に応じてリンのイオン注入条
件を適宜調整する。また、以上の実施例において第1の
導電型としてP型を採用し、第2の導電型としてN型を
採用したが、その逆でもよい。
を奏する。 1)ソース・ドレイン領域とチャネルストッパとの界面
の濃度が半導体基板のキャリア濃度の1.5倍を越えな
い値のキャリア濃度に形成されるため、ジャンクション
容量の増加がおさえられ、VTの基板電位効果の増大が
おさえられる。そのため、トランジスタの回路の動作特
性を改善することが出来る。 2)製造工程の短縮化が図れるロコス酸化膜スルー法が
採用されるため、作業効率の向上が図れる。 3)製造工程が単純であり、比較的容易に実施出来る。
図である。
分断面図である。
を説明するための部分断面図である。
するための部分断面図である。
の不純物領域を製造する製造工程を説明するための部分
断面図である。
性を比較する線図である。
性を比較する線図である。
部分断面図である。
濃度分布を示す線図である。
造工程の初期工程を説明するための部分断面図である。
の部分断面図である。
成の製造工程を説明するための部分断面図である。
部分断面図である。
製造工程を説明するための部分断面図である。
酸化膜形成の製造工程を説明するための部分断面図であ
る。
ルストッパ形成の製造工程を説明するための部分断面図
である。
置の部分断面図である。
のx矢視の位置における不純物濃度分布を示す線図であ
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 第1の導電型の半導体基板の表面に形成
されたロコス酸化膜と、該ロコス酸化膜の直下から第2
の導電型のゲート絶縁トランジスタを形成する活性化領
域の全域に延在され該活性化領域の全域で所定の深さに
形成された前記半導体基板よりも不純物濃度の濃い寄生
トランジスタ防止用の第1の導電型の第1の不純物領域
と、前記活性化領域中のソース・ドレイン領域の前記半
導体基板の表面に形成されたソース・ドレインとなる複
数の第2の導電型の第2の不純物領域と、前記半導体基
板上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、
前記第1の不純物領域と前記第2の不純物領域との界面
での前記第1の不純物領域側のキャリア濃度が前記半導
体基板のキャリア濃度の1.5倍を越えない濃度になる
ように、前記活性化領域の全域の前記第1の不純物領域
へ第2の導電型の不純物が注入されて形成された第3の
不純物領域とを有することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 第1の導電型の半導体基板上にロコス酸
化膜を形成した後、第1の導電型の不純物を注入して、
前記ロコス酸化膜の直下から第2の導電型のゲート絶縁
トランジスタを形成する活性化領域の全域に延在され該
活性化領域の全域で所定の深さに形成され前記半導体基
板よりも不純物濃度の濃い第1の導電型の第1の不純物
領域を形成する工程と、前記ロコス酸化膜をマスクとし
て前記半導体基板の前記活性化領域の全域における前記
第1の不純物領域に第2の導電型の不純物を注入し、前
記第1の不純物領域の第1の導電型の濃度を薄くする工
程と、前記活性化領域に第2の導電型のソース・ドレイ
ンとなる複数の第2の不純物領域およびゲート絶縁膜を
介してゲート電極を形成する工程とを備えてなることを
特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 前記第2の不純物領域に接触する界面に
おける前記第1の不純物領域のキャリア濃度が前記半導
体基板のキャリア濃度の1.5倍を越えないものである
請求項2記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5344956A JP2928076B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5344956A JP2928076B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07176609A JPH07176609A (ja) | 1995-07-14 |
JP2928076B2 true JP2928076B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=18373297
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5344956A Expired - Lifetime JP2928076B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2928076B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05102477A (ja) * | 1991-10-04 | 1993-04-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置 |
-
1993
- 1993-12-20 JP JP5344956A patent/JP2928076B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07176609A (ja) | 1995-07-14 |
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