JP2940471B2 - A method for manufacturing an engraved gate MOS transistor. - Google Patents

A method for manufacturing an engraved gate MOS transistor.

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JP2940471B2
JP2940471B2 JP8124629A JP12462996A JP2940471B2 JP 2940471 B2 JP2940471 B2 JP 2940471B2 JP 8124629 A JP8124629 A JP 8124629A JP 12462996 A JP12462996 A JP 12462996A JP 2940471 B2 JP2940471 B2 JP 2940471B2
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gate electrode
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はMOSトランジスタ
の製造方法に関し、特に堀込みゲートMOSトランジス
タの製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a MOS transistor, and more particularly to a method for manufacturing an engraved gate MOS transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】堀込みゲート型のMOSトランジスタは
ゲート部を堀込むことでソース・ドレイン部の接合が浅
くなり、短チャネル効果を抑制する。また、チャネル注
入をゲート電極部のみに制限することでチャネル部以外
のウェルの不純物濃度を下げることができ、ソース・ド
レイン部の接合容量を低減できる。また、堀込んだ部分
の内側にシリコン酸化膜等の側壁を堆積させることで容
易にチャネル長を細くでき、チャネル長に比べゲート長
の長いT字型のゲート電極が形成できるためにチャネル
長が短くなってもゲート電極の抵抗を低くできるという
特徴がある。
2. Description of the Related Art In a dug-gate MOS transistor, a junction between a source and a drain becomes shallow by dug a gate portion, thereby suppressing a short channel effect. In addition, by restricting channel implantation to only the gate electrode portion, the impurity concentration in the wells other than the channel portion can be reduced, and the junction capacitance at the source / drain portions can be reduced. In addition, the channel length can be easily reduced by depositing a side wall such as a silicon oxide film inside the dug portion, and a T-shaped gate electrode having a longer gate length than the channel length can be formed. The feature is that the resistance of the gate electrode can be reduced even if the length is shortened.

【0003】従来の堀込みゲート型MOSトランジスタ
の製造方法の一例を図7に示す。この製造方法として
は、IEEE ED Vol.39,No.3,p67
1,1992等に記載がある。先ず、図7(a)のよう
に、シリコン基板401上にLOCOS法等によって素
子分離絶縁膜402を形成し素子領域403を画成す
る。そして、イオン注入によりLDD404の形成を行
ってから全面にシリコン酸化膜405を堆積する。そし
て、チャネル部分の前記シリコン酸化膜405と、LD
D深さよりも深くシリコン基板401をエッチングして
凹部406を形成する。さらに、シリコン酸化膜405
をマスクにしてシリコン基板401の凹部406の底面
にチャネル注入を行う。次いで、図7(b)のように、
ゲート酸化を行って前記凹部406の底面にゲート酸化
膜407を形成し、かつ全面にポリシリコンを堆積し、
マスクによりゲート電極部以外のポリシリコン膜をエッ
チングにより除去し、ゲート電極408を形成する。こ
の方法では、チャネル部のシリコン基板をエッチングし
て凹部を形成することによってソース側とドレイン側の
LDD領域を切り放している。
FIG. 7 shows an example of a conventional method of manufacturing a dug-gate MOS transistor. This manufacturing method is described in IEEE ED Vol. 39, no. 3, p67
1, 1992 and the like. First, as shown in FIG. 7A, an element isolation insulating film 402 is formed on a silicon substrate 401 by a LOCOS method or the like to define an element region 403. Then, after forming the LDD 404 by ion implantation, a silicon oxide film 405 is deposited on the entire surface. Then, the silicon oxide film 405 in the channel portion and the LD
The concave portion 406 is formed by etching the silicon substrate 401 deeper than the D depth. Further, the silicon oxide film 405
Is used as a mask to perform channel implantation on the bottom surface of the concave portion 406 of the silicon substrate 401. Next, as shown in FIG.
Performing gate oxidation to form a gate oxide film 407 on the bottom surface of the concave portion 406 and depositing polysilicon on the entire surface;
The polysilicon film other than the gate electrode portion is removed by etching using a mask, so that a gate electrode 408 is formed. In this method, the LDD regions on the source side and the drain side are cut off by forming a concave portion by etching the silicon substrate in the channel portion.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような従来の製造
方法では、シリコン基板に凹部を形成した後にチャネル
注入を行っているため、その際に凹部の側面にも注入が
行われることになるため、完成されたMOSトランジス
タでは、図8に示すようにゲート電極408の側面もチ
ャネルとなり、実質的なチャネル長が長くなってオン電
流が低下されるという問題があった。例えば、チャネル
を形成する凹部406をLDDより深く形成しているた
めに、凹部406の深さは0.1μm程度必要となり、
チャネル長0.1μmのMOSFETを作製しても実質
的なチャネル長は0.3μmとなっていた。このチャネ
ル長が長くなることで、接合容量が増加されることにな
る。また、チャネルとなるシリコン基板をエッチングし
ているため、エッチング時のダメージによってチャネル
部のキャリアの移動度が半分程度に低下され、高速動作
の可能なMOSトランジスタを得ることが難しいという
問題もある。
In such a conventional manufacturing method, channel implantation is performed after forming a concave portion in a silicon substrate. In this case, implantation is also performed on the side surface of the concave portion. In the completed MOS transistor, as shown in FIG. 8, there is a problem that the side surface of the gate electrode 408 also serves as a channel, and a substantial channel length is increased, so that the on-current is reduced. For example, since the concave portion 406 for forming the channel is formed deeper than the LDD, the concave portion 406 needs to have a depth of about 0.1 μm.
Even when a MOSFET having a channel length of 0.1 μm was manufactured, the substantial channel length was 0.3 μm. By increasing the channel length, the junction capacitance is increased. Further, since the silicon substrate serving as a channel is etched, the mobility of carriers in the channel portion is reduced to about half due to damage at the time of etching, and there is a problem that it is difficult to obtain a MOS transistor which can operate at high speed.

【0005】本発明の目的は、寄生容量の低減、チャネ
ル移動度の向上を図り、しかも寄生容量を低減して、高
速化、および低消費電力化が可能なMOSトランジスタ
の製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a MOS transistor capable of reducing parasitic capacitance and improving channel mobility and reducing the parasitic capacitance to achieve high speed and low power consumption. It is in.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、
リコン基板上にp型とn型の各ウェルを形成する工程
と、前記シリコン基板全面に一方の導電型の不純物を含
んだシリコン酸化膜とシリコン窒化膜を順次堆積する工
程と、前記シリコン酸化膜をこれと同じ導電型のウェル
上においてエッチング除去する工程と、基板全面に前記
シリコン酸化膜と逆の導電型のシリコン酸化膜を堆積す
る工程と、前記各ウェル上に存在するシリコン酸化膜や
シリコン窒化膜を選択エッチングしてそれぞれのチャネ
ル部分を開口する工程と、開口により露呈されたシリコ
ン基板の表面にチャネルのイオン注入を行う工程と、露
呈されたシリコン基板の表面をゲート酸化してゲート絶
縁膜を形成する工程と、基板全面に導電膜を堆積し、こ
れを選択エッチングして前記チャネル部分を覆うゲート
電極を形成する工程と、前記各シリコン酸化膜に含まれ
る不純物を前記各ウェルに拡散させてLDD領域を形成
する工程と、前記シリコン酸化膜をゲート電極の直下に
のみ残すエッチングを行い、かつゲート電極を利用して
ソース・ドレイン領域に逆導電型の不純物をイオン注入
してソース・ドレイン領域を形成する工程を含むことを
特徴とする。
Method of manufacturing SUMMARY OF THE INVENTION The present invention
Step of forming p-type and n-type wells on a recon substrate
And an impurity of one conductivity type is included on the entire surface of the silicon substrate.
For sequentially depositing a silicon oxide film and a silicon nitride film
And forming the silicon oxide film into a well of the same conductivity type.
Etching on the substrate, and
Deposit silicon oxide film of opposite conductivity type to silicon oxide film
And a silicon oxide film present on each of the wells.
Selectively etch the silicon nitride film to make each channel
The process of opening the metal part and the silicon exposed by the opening
Performing channel ion implantation on the surface of the
Gate oxidation is performed on the surface of the silicon substrate
Forming an edge film and depositing a conductive film over the entire surface of the substrate;
A gate covering the channel portion by selectively etching
Forming an electrode, and including in each of the silicon oxide films
Impurity is diffused into each well to form an LDD region.
And placing the silicon oxide film directly below the gate electrode.
Etching to leave only, and using the gate electrode
Ion implantation of impurities of opposite conductivity type into source / drain regions
Forming source and drain regions and is characterized in containing Mukoto.

【0007】また、本発明においては、一導電型のシリ
コン基板に逆導電型の不純物をイオン注入してLDDを
形成する工程と、シリコン基板の表面に不純物を含まな
いシリコン酸化膜を堆積し、かつこのシリコン酸化膜を
チャネル部分において開口する工程と、前記シリコン酸
化膜をマスクにして開口部分の前記シリコン基板を前記
LDDの深さ分選択エッチングして凹部を形成する工程
と、前記凹部の底面に対してチャネルのイオン注入を行
う工程と、前記凹部内にシリコンをエピタキシャル成長
する工程と、この成長されたシリコンの表面をゲート酸
化してゲート絶縁膜を形成する工程と、基板全面に導電
膜を堆積し、これを選択エッチングして前記チャネル部
分を覆う領域にゲート電極を形成する工程と、前記シリ
コン酸化膜をゲート電極の直下にのみ残すエッチングを
行い、かつゲート電極を利用してソース・ドレイン領域
に逆導電型の不純物をイオン注入してソース・ドレイン
領域を形成する工程を含むことを特徴とする。
Further, in the present invention, a step of ion-implanting impurities of the opposite conductivity type into a silicon substrate of one conductivity type to form an LDD, and depositing a silicon oxide film containing no impurities on the surface of the silicon substrate, Opening the silicon oxide film in a channel portion, selectively etching the silicon substrate in the opening portion by the depth of the LDD using the silicon oxide film as a mask to form a concave portion, and forming a bottom surface of the concave portion. Performing a channel ion implantation on the substrate, epitaxially growing silicon in the recess, forming a gate insulating film by performing gate oxidation on the surface of the grown silicon, and forming a conductive film on the entire surface of the substrate. Depositing and selectively etching this to form a gate electrode in a region covering the channel portion; Etched to leave only directly under the electrode, and characterized in that it comprises a step of the opposite conductivity type impurities by using the gate electrode to the source and drain regions by ion implantation to form the source and drain regions.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図1および図2は本発明の第
1の実施形態を製造工程順に示す要部の断面図である。
まず、図1(a)のように、シリコン基板101上にp
ウェル102を形成し、LOCOS法等によって素子分
離絶縁膜103を形成し、素子領域104を画成する。
次に、基板全面にpウェル102と逆のn導電型の不純
物、ここでは砒素やリンを含んだシリコン酸化膜105
を堆積させる。次に、図1(b)のように、マスク10
6でチャネル部分のシリコン酸化膜105をエッチング
により除去する。そして、このシリコン酸化膜105を
マスクにシリコン基板101に対してチャネルイオン注
入を行う。次いで、図1(c)のように、ゲート酸化を
行い、前記露呈されたシリコン基板のチャネル部にゲー
ト酸化膜107を形成する。しかる上で、図1(d)の
ように、基板全面にポリシリコン膜108を堆積させ
る。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are cross-sectional views of a main part showing a first embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.
First, as shown in FIG.
A well 102 is formed, an element isolation insulating film 103 is formed by a LOCOS method or the like, and an element region 104 is defined.
Next, a silicon oxide film 105 containing an impurity of the n conductivity type opposite to the p well 102, here, arsenic or phosphorus, is formed on the entire surface of the substrate.
Is deposited. Next, as shown in FIG.
In step 6, the silicon oxide film 105 in the channel portion is removed by etching. Then, channel ions are implanted into the silicon substrate 101 using the silicon oxide film 105 as a mask. Next, as shown in FIG. 1C, gate oxidation is performed to form a gate oxide film 107 on the exposed channel portion of the silicon substrate. Thereafter, as shown in FIG. 1D, a polysilicon film 108 is deposited on the entire surface of the substrate.

【0009】次に、図2(a)のように、マスク109
によりゲート電極部以外のポリシリコン膜108をエッ
チングにより除去し、ゲート電極110を形成する。さ
らに、図2(b)のように熱処理を行い、シリコン酸化
膜105に含まれる不純物をシリコン基板101に拡散
させてn型のLDD領域111を形成する。次に、図2
(b)のように、ゲート電極110をマスクにして異方
性エッチングによりシリコン酸化膜105をエッチング
し、ゲート電極110の両翼の直下にのみシリコン酸化
膜105を残す。しかる上で、シリコン基板101のソ
ース・ドレイン領域にイオン注入を行ない、n型ソース
・ドレイン領域112を形成する。
Next, as shown in FIG.
The polysilicon film 108 other than the gate electrode portion is removed by etching to form the gate electrode 110. Further, as shown in FIG. 2B, heat treatment is performed to diffuse impurities contained in the silicon oxide film 105 into the silicon substrate 101 to form an n-type LDD region 111. Next, FIG.
As shown in (b), the silicon oxide film 105 is etched by anisotropic etching using the gate electrode 110 as a mask, and the silicon oxide film 105 is left only directly below both wings of the gate electrode 110. Then, ions are implanted into the source / drain regions of the silicon substrate 101 to form n-type source / drain regions 112.

【0010】しかる上で、図2(d)のように、層間絶
縁膜113を形成し、コンタクトホールを開設した上で
ソース・ドレイン領域112に接続されるソース・ドレ
イン電極114を形成することにより、同図に示すMO
Sトランジスタが完成される。このMOSトランジスタ
では、ゲート酸化膜107はその酸化により、その底面
側の一部がシリコン基板101の表面に侵入された状態
で形成された構成となる。
Then, as shown in FIG. 2D, an interlayer insulating film 113 is formed, a contact hole is opened, and a source / drain electrode 114 connected to the source / drain region 112 is formed. , MO shown in FIG.
The S transistor is completed. In this MOS transistor, the gate oxide film 107 is formed by oxidation so that a part of the bottom surface side is penetrated into the surface of the silicon substrate 101.

【0011】この第1の実施形態では、チャネル部分に
凹部が形成されないため、実質的なチャネル長が長くな
ることはなく、接合容量が抑制でき、かつオン電流が改
善される。また、シリコン基板をエッチングしていない
ため、エッチング時のダメージによってチャネル部のキ
ャリアの移動度が低下されることもない。これにより、
高速動作が可能で、かつ低消費電力化を可能としたMO
Sトランジスタが実現される。また、シリコン酸化膜か
らの固相拡散によって浅いLDDを形成することによる
短チャネル特性の改善が可能となる。さらに、チャネル
注入がゲート電極と自己整合的に行われることでチャネ
ル部以外のウェル濃度が低下することによる接合容量の
低減、逆短チャネル効果の抑制も可能となる。
In the first embodiment, since no concave portion is formed in the channel portion, the channel length is not substantially increased, the junction capacitance can be suppressed, and the on-current is improved. Further, since the silicon substrate is not etched, the mobility of carriers in the channel portion does not decrease due to damage at the time of etching. This allows
MO capable of high-speed operation and low power consumption
An S transistor is realized. Further, short channel characteristics can be improved by forming a shallow LDD by solid-phase diffusion from a silicon oxide film. Further, since the channel implantation is performed in a self-aligned manner with the gate electrode, the junction capacitance can be reduced due to a decrease in well concentration other than the channel portion, and the reverse short channel effect can be suppressed.

【0012】図3および図4は本発明をCMOSに適用
した第2の実施形態を製造工程順に示す要部の断面図で
ある。まず、図3(a)のように、シリコン基板201
上にpウェル202p、nウェル202nを形成し、L
OCOS法等によって素子分離絶縁膜203を形成し、
素子領域204を画成する。次に、基板全面にp又はn
型の不純物を含んだシリコン酸化膜、ここではAs又は
Pのn型不純物を含んだシリコン酸化膜205を堆積
し、さらにその上にシリコン窒化膜206を堆積する。
次に、図3(b)のように、マスク207を用いてシリ
コン酸化膜205の導電型と同じ導電型のnウェル20
2nの部分のシリコン窒化膜206とシリコン酸化膜2
05を除去する。次に、基板全面にシリコン酸化膜20
5と逆の導電型のシリコン酸化膜、ここではBのp型不
純物を含んだシリコン酸化膜208を堆積する。
FIGS. 3 and 4 are cross-sectional views of essential parts showing a second embodiment in which the present invention is applied to a CMOS in the order of manufacturing steps. First, as shown in FIG.
A p-well 202p and an n-well 202n are formed on
Forming an element isolation insulating film 203 by an OCOS method or the like;
An element region 204 is defined. Next, p or n
A silicon oxide film containing an impurity of a type, here, a silicon oxide film 205 containing an n-type impurity of As or P is deposited, and a silicon nitride film 206 is further deposited thereon.
Next, as shown in FIG. 3B, using the mask 207, the n-well 20 having the same conductivity type as the silicon oxide film 205 is used.
2n silicon nitride film 206 and silicon oxide film 2
05 is removed. Next, a silicon oxide film 20 is formed on the entire surface of the substrate.
A silicon oxide film 208 having a conductivity type opposite to that of the silicon oxide film 5, here a silicon oxide film 208 containing a p-type impurity of B is deposited.

【0013】次に、図3(c)のように、マスク209
でpウェル202p又はnウェル202nの一方、ここ
ではpウェル202p上のチャネル部分のシリコン酸化
膜208,205とシリコン窒化膜206をエッチング
により除去し、残されたシリコン酸化膜205と208
をマスクにpウェル202pにチャネルイオン注入を行
う。次に、図3(d)のように、これと逆の導電型のウ
ェル、ここではnウェル202n上のチャネル部分のシ
リコン酸化膜208,205とシリコン窒化膜206を
マスク210を用いてエッチングにより除去し、酸化膜
205と208をマスクにチャネルイオン注入を行う。
Next, as shown in FIG.
Then, the silicon oxide films 208 and 205 and the silicon nitride film 206 in one of the p well 202p and the n well 202n, here, the channel portion on the p well 202p are removed by etching, and the remaining silicon oxide films 205 and 208 are removed.
Is used as a mask to implant channel ions into the p-well 202p. Next, as shown in FIG. 3D, the silicon oxide films 208 and 205 and the silicon nitride film 206 of the channel portion on the n-type well 202n are etched by using a mask 210 as shown in FIG. Then, channel ions are implanted using the oxide films 205 and 208 as a mask.

【0014】次に、前記マスク210を除去した後、図
4(a)のように、シリコン酸化膜208,205のエ
ッチングにより露呈され、かつチャネルイオン注入され
ているpウェル202pとnウェル202nのシリコン
基板201の表面を選択的にゲート酸化し、ゲート酸化
膜211を形成する。そして、基板全面にポリシリコン
膜を堆積し、ゲート電極部以外の前記ポリシリコン膜を
エッチングにより除去し、ゲート電極212を形成す
る。次に、図4(b)のように、熱処理によって不純物
を含んだシリコン酸化膜205,208からシリコン基
板201に各ウェルの逆の導電型の不純物を拡散させて
n型とp型の各LDD領域213,214を形成する。
Next, after the mask 210 is removed, as shown in FIG. 4A, the p-well 202p and the n-well 202n which are exposed by etching the silicon oxide films 208 and 205 and have been channel ion-implanted. The surface of the silicon substrate 201 is selectively gate-oxidized to form a gate oxide film 211. Then, a polysilicon film is deposited on the entire surface of the substrate, and the polysilicon film other than the gate electrode portion is removed by etching to form a gate electrode 212. Next, as shown in FIG. 4B, the n-type and p-type LDDs are diffused from the silicon oxide films 205 and 208 containing the impurities into the silicon substrate 201 by heat treatment. Regions 213 and 214 are formed.

【0015】次に、図4(c)のように、ゲート電極2
12のない部分の不純物を含んだシリコン酸化膜20
5,208をエッチングにより除去する。そして、一方
の領域、ここではpウェル202pを覆うマスク215
を形成し、nウェル202nにp型不純物を高濃度にイ
オン注入してp型ソース・ドレイン領域216を形成す
る。また、図示は省略するが、同様にnウェル202n
を覆うマスクを形成し、pウェル202pにn型不純物
を高濃度にイオン注入してn型ソース・ドレイン領域2
17を形成する。しかる上で、図4(d)のように、層
間絶縁膜218を形成し、スルーホールを開設した上で
ソース・ドレイン電極219を形成し、CMOSが完成
される。
Next, as shown in FIG.
The silicon oxide film 20 containing impurities in a portion without 12
5,208 is removed by etching. Then, a mask 215 covering one region, here, the p-well 202p
Is formed, and a p-type impurity is ion-implanted at a high concentration into the n-well 202n to form a p-type source / drain region 216. Although not shown, the n-well 202n
Is formed, and an n-type impurity is ion-implanted into the p-well 202p at a high concentration to form an n-type source / drain region 2.
17 is formed. Thereafter, as shown in FIG. 4D, an interlayer insulating film 218 is formed, a through-hole is formed, and then a source / drain electrode 219 is formed. Thus, a CMOS is completed.

【0016】この第2の実施形態においても、チャネル
部分に凹部が形成されないため、実質的なチャネル長が
長くなることはなく、接合容量が抑制でき、かつオン電
流が改善される。また、シリコン基板をエッチングして
いないため、エッチング時のダメージによってチャネル
部のキャリアの移動度が低下されることもない。これに
より、高速動作が可能で、かつ低消費電力化を可能とし
たMOSトランジスタが実現される。また、シリコン酸
化膜からの固相拡散によって浅いLDDを形成すること
による短チャネル特性の改善が可能となる。さらに、チ
ャネル注入がゲート電極と自己整合的に行われることで
チャネル部以外のウェル濃度が低下することによる接合
容量の低減、逆短チャネル効果の抑制も可能となる。
Also in the second embodiment, since no recess is formed in the channel portion, the channel length does not substantially increase, the junction capacitance can be suppressed, and the on-current is improved. Further, since the silicon substrate is not etched, the mobility of carriers in the channel portion does not decrease due to damage at the time of etching. As a result, a MOS transistor capable of high-speed operation and low power consumption is realized. Further, short channel characteristics can be improved by forming a shallow LDD by solid-phase diffusion from a silicon oxide film. Further, since the channel implantation is performed in a self-aligned manner with the gate electrode, the junction capacitance can be reduced due to a decrease in well concentration other than the channel portion, and the reverse short channel effect can be suppressed.

【0017】前記第1及び第2の実施形態はそれぞれチ
ャネルの形成に際してシリコン基板を全くエッチングし
てはいないが、本発明では、若干の深さ、LDDの深さ
よりも深くない範囲でシリコン基板に凹部を形成するこ
とも可能である。図5および図6はこのような浅い凹部
を形成する本発明をCMOSに適用した第3の実施形態
を工程順に示す断面図である。まず、図5(a)のよう
に、シリコン基板301上にpウェル302p,nウェ
ル302nを形成し、LOCOS法等によって素子分離
絶縁膜303を形成し素子領域304を画成する。次
に、一方の領域、ここではpウェル302pを覆うマス
ク305を形成し、nウェル302nにp型の不純物を
低濃度にイオン注入してLDD306を形成する。ま
た、図示は省略するが、同様にpウェル302pにn型
の不純物を低濃度にイオン注入してLDD307を形成
する。次に、図5(b)のように、基板全面に不純物を
含まないシリコン酸化膜308を堆積させる。
In the first and second embodiments, the silicon substrate is not etched at all when forming the channel. However, in the present invention, the silicon substrate is slightly etched to a depth not exceeding the depth of the LDD. It is also possible to form a recess. 5 and 6 are sectional views showing a third embodiment in which the present invention for forming such a shallow concave portion is applied to a CMOS in the order of steps. First, as shown in FIG. 5A, a p-well 302p and an n-well 302n are formed on a silicon substrate 301, and an element isolation insulating film 303 is formed by a LOCOS method or the like to define an element region 304. Next, a mask 305 covering one region, here, the p-well 302p is formed, and a p-type impurity is ion-implanted at a low concentration into the n-well 302n to form an LDD 306. Although not shown, an LDD 307 is similarly formed by ion-implanting an n-type impurity at a low concentration into the p-well 302p. Next, as shown in FIG. 5B, a silicon oxide film 308 containing no impurities is deposited on the entire surface of the substrate.

【0018】次に、図5(c)のように、前記シリコン
酸化膜308の上にマスク309を形成し、これを用い
てpウェル302pのチャネル部分のシリコン酸化膜3
08をエッチングし、さらにシリコン基板の表面を前記
LDD307の深さ分だけエッチングして凹部310を
形成する。そして、この凹部310の底面に不純物を注
入してチャネル注入を行う。次に、図5(d)のよう
に、今度はマスク311を用いてnウェル302nのチ
ャネル部分のシリコン酸化膜308をエッチングし、さ
らにシリコン基板301の表面をLDDの深さ分だけエ
ッチングして凹部312を形成し、かつその底面に不純
物を注入してチャネル注入を行う。
Next, as shown in FIG. 5C, a mask 309 is formed on the silicon oxide film 308, and the silicon oxide film 3 in the channel portion of the p well 302p is formed using the mask 309.
08 is etched, and the surface of the silicon substrate is further etched by the depth of the LDD 307 to form a recess 310. Then, channel implantation is performed by implanting impurities into the bottom surface of the recess 310. Next, as shown in FIG. 5D, the silicon oxide film 308 in the channel portion of the n-well 302n is etched using the mask 311 and the surface of the silicon substrate 301 is etched by the depth of the LDD. A concave portion 312 is formed, and an impurity is implanted into the bottom surface thereof to perform channel implantation.

【0019】次に、図6(a)のように、マスク311
を除去した後、チャネル部分のシリコン基板の露出した
凹部310,312内に選択的にエピタキシャル技術に
より単結晶シリコン313を成長させる。そして、図6
(b)のように、この成長されたシリコン313の表面
のゲート酸化を行い、ゲート酸化膜314を形成する。
次いで、基板全面にポリシリコン膜を堆積し、ゲート電
極部以外のポリシリコン膜をエッチングにより除去して
ゲート電極315を形成する。そして、図6(c)のよ
うに、一方の領域、ここではpウェル302pを覆うマ
スク316を形成し、nウェル302nにp型不純物を
高濃度にイオン注入してp型ソース・ドレイン領域31
7を形成する。また、図示は省略するが、同様にnウェ
ル302nを覆うマスクを形成し、pウェル302pに
n型不純物を高濃度にイオン注入してn型ソース・ドレ
イン領域318を形成する。しかる上で、図6(d)の
ように、層間絶縁膜319を形成し、スルーホールを開
設した上でソース・ドレイン電極320を形成し、CM
OSが完成される。
Next, as shown in FIG.
Is removed, single-crystal silicon 313 is selectively grown in the exposed recesses 310 and 312 of the silicon substrate in the channel portion by an epitaxial technique. And FIG.
As shown in (b), the surface of the grown silicon 313 is subjected to gate oxidation to form a gate oxide film 314.
Next, a polysilicon film is deposited on the entire surface of the substrate, and the polysilicon film other than the gate electrode portion is removed by etching to form a gate electrode 315. Then, as shown in FIG. 6C, a mask 316 covering one region, here, the p-well 302p is formed, and a p-type impurity is ion-implanted into the n-well 302n at a high concentration to form the p-type source / drain region 31.
7 is formed. Although not shown, a mask covering the n-well 302n is similarly formed, and n-type impurities are ion-implanted into the p-well 302p at a high concentration to form n-type source / drain regions 318. Then, as shown in FIG. 6D, an interlayer insulating film 319 is formed, a through hole is opened, and a source / drain electrode 320 is formed.
The OS is completed.

【0020】この第3の実施形態では、シリコン基板に
浅い凹部を形成するが、この凹部はLDDの深さ以上に
は形成されないため、凹部の側面に不純物が注入された
場合でもチャネル長がいたずらに大きくされることはな
く、接合容量が抑制でき、かつオン電流が改善される。
また、チャネル注入がゲート電極と自己整合的に行われ
ることでチャネル部以外のウェル濃度が低下することに
よる接合容量の低減、逆短チャネル効果の抑制も可能と
なる。
In the third embodiment, a shallow concave portion is formed in the silicon substrate. However, since this concave portion is not formed more than the depth of the LDD, even if impurities are implanted into the side surface of the concave portion, the channel length is changed. The junction capacitance can be suppressed and the on-current can be improved.
In addition, since the channel implantation is performed in a self-aligned manner with the gate electrode, the junction capacitance can be reduced due to a decrease in the well concentration other than the channel portion, and the reverse short channel effect can be suppressed.

【0021】なお、第3の実施形態はCMOS構造でな
い、pMOSトランジスタあるいはnMOSトランジス
タを単独で製造する場合にも適用できる。
The third embodiment can be applied to a case where a pMOS transistor or an nMOS transistor having no CMOS structure is manufactured alone.

【0022】ここで、本発明における第1の実施形態と
第2の実施形態では、ゲートをシリコン基板の表面にま
で掘込んでいないため、従来の堀込みゲートMOSトラ
ンジスタの概念には含まれないとも言えるが、シリコン
基板の表面に形成された絶縁膜の表面にゲート電極が堀
込まれていることで、本発明では堀込みゲートMOSト
ランジスタの範疇に入れているものである。
In the first and second embodiments of the present invention, since the gate is not dug into the surface of the silicon substrate, it is not included in the concept of the conventional dug-gate MOS transistor. However, since the gate electrode is dug into the surface of the insulating film formed on the surface of the silicon substrate, the present invention is included in the category of the dug-gate MOS transistor.

【0023】[0023]

【実施例】【Example】

(実施例1)第1の実施形態の実施例を説明する。図1
及び図2を参照すると、p型シリコン基板101上にp
ウェル102を形成し、LOCOS法等によって素子分
離絶縁膜103を形成し素子領域104を画成する。次
に、基板全面にリンPを含んだシリコン酸化膜105を
約50〜300nm堆積させる。次に、マスク106で
チャネル部分のシリコン酸化膜105を選択的ドライエ
ッチングにより除去する。次に、シリコン酸化膜105
をマスクにエネルギ5〜100KeVで1×1011〜1
×1014cm-2の量のボロン注入を行う。次に,ゲート
酸化膜207を約3〜10nm成長させる。次に、基板
全面にポリシリコン膜108を約50〜500nm堆積
させる。次に、マスク109によりゲート電極部以外の
ポリシリコン膜108を選択的ドライエッチングにより
除去し、ゲート電極110を形成する。
(Example 1) An example of the first embodiment will be described. FIG.
2 and FIG. 2, p-type silicon substrate 101 has p
A well 102 is formed, an element isolation insulating film 103 is formed by a LOCOS method or the like, and an element region 104 is defined. Next, a silicon oxide film 105 containing phosphorus P is deposited on the entire surface of the substrate to a thickness of about 50 to 300 nm. Next, the silicon oxide film 105 in the channel portion is removed by selective dry etching using the mask 106. Next, the silicon oxide film 105
1 × 10 11 -1 at an energy of 5 to 100 KeV using
A boron injection of an amount of 10 14 cm -2 is performed. Next, a gate oxide film 207 is grown to a thickness of about 3 to 10 nm. Next, a polysilicon film 108 is deposited on the entire surface of the substrate to a thickness of about 50 to 500 nm. Next, the polysilicon film 108 other than the gate electrode portion is selectively removed by dry etching using the mask 109 to form a gate electrode 110.

【0024】次に、9000℃,1秒〜1100℃,3
0秒の熱処理によって不純物を含んだシリコン酸化膜1
05からシリコン基板101にリンを拡散させてLDD
領域111を形成する。次に、ゲート電極110のない
部分の不純物を含んだシリコン酸化膜105を選択的ド
ライエッチングにより除去し、ソース・ドレイン部への
エネルギ20〜100KeVで1×1014〜1×1016
cm-2の量の砒素As又はリンP注入を行い、ソース・
ドレイン領域112を形成する。
Next, at 9000 ° C., 1 second to 1100 ° C., 3
Silicon oxide film 1 containing impurities by heat treatment for 0 seconds
05 to the silicon substrate 101 by diffusing phosphorus
An area 111 is formed. Next, the silicon oxide film 105 containing impurities in a portion where the gate electrode 110 is not present is removed by selective dry etching, and the energy to the source / drain portion is 1 × 10 14 to 1 × 10 16 at an energy of 20 to 100 KeV.
performed arsenic As or phosphorus P injection quantity of cm -2, the source
A drain region 112 is formed.

【0025】(実施例2)第2の実施形態の実施例を説
明する。図3および図4を参照すると、シリコン基板2
01上にpウェル202p、nウェル202nを形成
し、LOCOS法等によって素子分離絶縁膜203を形
成し素子領域204を画成する。次に、基板全面にn型
の不純物を含んだシリコン酸化膜205を約50〜30
0nm堆積させ、さらにシリコン窒化膜206を5〜3
0nm堆積させる。次に、マスク207を用いてnウェ
ルのシリコン酸化膜205をウエットエッチングにより
除去する。次に、基板全面にBドープシリコン酸化膜2
08を堆積させる。次に、マスク209でpウェル上の
チャネル部分のシリコン酸化膜205と208とシリコ
ン窒化膜206を選択的ドライエッチングにより除去
し、酸化膜205と208をマスクにエネルギ5〜10
0KeVで1×1011〜1×1014cm-2の量のボロン
注入を行う。次に、nウェル上のチャネル部分のシリコ
ン酸化膜205と208とシリコン窒化膜206をマス
ク209を用いて選択的ドライエッチングにより除去
し、酸化膜205と208をマスクにエネルギ10〜2
00KeVで1×1011〜1×1014cm-2の量の砒素
注入を行う。
(Example 2) An example of the second embodiment will be described. Referring to FIG. 3 and FIG.
A p-well 202p and an n-well 202n are formed on the device 01, and an element isolation insulating film 203 is formed by a LOCOS method or the like to define an element region 204. Next, a silicon oxide film 205 containing an n-type impurity is formed on the entire surface of the substrate by about 50 to 30.
0 nm, and a silicon nitride film 206
Deposit 0 nm. Next, using the mask 207, the silicon oxide film 205 of the n-well is removed by wet etching. Next, a B-doped silicon oxide film 2 is formed on the entire surface of the substrate.
08 is deposited. Next, the silicon oxide films 205 and 208 and the silicon nitride film 206 in the channel portion on the p-well are selectively removed by dry etching using a mask 209, and the energy is 5 to 10 using the oxide films 205 and 208 as a mask.
Boron implantation is performed at 0 KeV in an amount of 1 × 10 11 to 1 × 10 14 cm −2 . Next, the silicon oxide films 205 and 208 and the silicon nitride film 206 in the channel portion on the n-well are selectively removed by dry etching using the mask 209, and the energy 10 to 2 is applied using the oxide films 205 and 208 as a mask.
Arsenic implantation is performed at 00 KeV in an amount of 1 × 10 11 to 1 × 10 14 cm −2 .

【0026】次に、ゲート酸化膜211を約3〜10n
m成長させ、基板全面にポリシリコン膜を約50〜50
0nm堆積させてゲート電極部以外のポリシリコン膜を
選択的ドライエッチングにより除去し、ゲート電極21
2を形成する。次に、1000℃10秒の熱処理によっ
て不純物を含んだシリコン酸化膜205と208からシ
リコン基板201にウェルとは逆の導電型の不純物を拡
散させてLDD領域213,214を形成する。次に、
ゲート電極212のない部分の不純物を含んだシリコン
酸化膜205と208を選択的ドライエッチングにより
除去し、マスク215を用いてpウェル,nウェルそれ
ぞれへエネルギ20〜100KeVで1×1014〜1×
1016cm-2の量の砒素及びエネルギ20〜100Ke
Vで1×1014〜1×1016cm-2の量のボロンのイオ
ン注入を行ない、ソース・ドレイン領域216,217
を形成する。
Next, the gate oxide film 211 is formed by about 3 to 10 n.
and a polysilicon film is formed on the entire surface of the substrate by about 50 to 50
Then, the polysilicon film other than the gate electrode portion is removed by selective dry etching, and the gate electrode 21 is removed.
Form 2 Next, impurities of the conductivity type opposite to the well are diffused from the silicon oxide films 205 and 208 containing impurities into the silicon substrate 201 by heat treatment at 1000 ° C. for 10 seconds to form LDD regions 213 and 214. next,
The silicon oxide films 205 and 208 containing impurities in portions where the gate electrode 212 is not present are selectively removed by dry etching, and the p-well and the n-well are respectively applied to the p-well and the n-well using the mask 215 at an energy of 20 to 100 KeV and 1 × 10 14 to 1 ×.
Arsenic in an amount of 10 16 cm -2 and an energy of 20-100 Ke
V ion implantation of boron is performed at a dose of 1 × 10 14 to 1 × 10 16 cm −2 to form source / drain regions 216 and 217.
To form

【0027】(実施例3)第3の実施形態の実施例を説
明する。図5および図6を参照すると、シリコン基板3
01上にpウェル302p,nウェル302nを形成
し、LOCOS法等によって分離領域303と素子領域
304を形成する。次にマスク305を用いてpウェ
ル,nウェルそれぞれの素子領域にエネルギ5〜100
KeVで1×1013〜1×1015cm-2の量の砒素及び
エネルギ1〜50KeVで1×1013〜1×1015cm
-2の量のボロンのイオン注入し、LDD306,307
を形成する。次に、基板全面に不純物を含まないシリコ
ン酸化膜308を約50〜300nm堆積させる。次
に、pウェル上のチャネル部分の開口したマスク309
でチャネル部分のシリコン酸化膜308と深さ約5〜1
00nm分のシリコン基板301をドライエッチングに
より除去し、エネルギ5〜100KeVで1×1011
1×1015cm-2の量のボロン注入を行う。次に、nウ
ェル上のチャネル部分の開口したマスク311でチャネ
ル部分のシリコン酸化膜308とLDD深さ分のシリコ
ン基板301をドライエッチングにより除去し、エネル
ギ5〜100KeVで1×1011〜1×1015cm-2
量のリン注入を行う。
(Example 3) An example of the third embodiment will be described. Referring to FIG. 5 and FIG.
A p-well 302p and an n-well 302n are formed on the substrate 01, and an isolation region 303 and an element region 304 are formed by LOCOS or the like. Next, the energy of 5 to 100 is applied to each of the p-well and n-well element regions using the mask 305.
1 × 10 in 1 × 10 of 13 ~1 × 10 15 cm -2 amounts of arsenic and energy 1~50KeV at KeV 13 ~1 × 10 15 cm
-2 dose of boron ion implantation, LDD 306, 307
To form Next, a silicon oxide film 308 containing no impurity is deposited on the entire surface of the substrate to a thickness of about 50 to 300 nm. Next, a mask 309 having an opening in a channel portion on the p-well is formed.
And the silicon oxide film 308 of the channel portion and the depth of about 5-1
The silicon substrate 301 for 00 nm is removed by dry etching, and the energy is 5 × 100 KeV and 1 × 10 11
A boron implant of an amount of 1 × 10 15 cm −2 is performed. Next, the silicon oxide film 308 in the channel portion and the silicon substrate 301 corresponding to the LDD depth are removed by dry etching using the mask 311 in the channel portion on the n-well, and the energy is 5 × 100 KeV and 1 × 10 11 to 1 ×. A 10 15 cm -2 phosphorus implant is performed.

【0028】次に、チャネルのシリコン基板の露出した
部分に約5〜100nmのシリコン313を選択的にエ
ピタキシャル成長させる。次に、ゲート酸化膜314を
約3〜10nm成長させ、基板全面にポリシリコン膜を
約50〜500nm堆積させてゲート電極部以外のポリ
シリコン膜を選択的ドライエッチングにより除去し、ゲ
ート電極314を形成する。次に、ゲート電極314の
ない部分のシリコン酸化膜308を選択的ドライエッチ
ングにより除去し、マスク316を用いてpウェル,n
ウェルそれぞれへエネルギ20〜100KeVで1×1
14〜1×1016cm-2の量の砒素及びエネルギ30K
eVで5×1015cm-220〜100KeVで1×10
14〜1×1016cm-2の量のボロンのイオン注入を行
い、n型ソース・ドレイン領域318とp型ソース・ド
レイン領域317を形成する。。
Next, about 5 to 100 nm of silicon 313 is selectively epitaxially grown on the exposed portion of the channel silicon substrate. Next, a gate oxide film 314 is grown to a thickness of about 3 to 10 nm, a polysilicon film is deposited to a thickness of about 50 to 500 nm on the entire surface of the substrate, and the polysilicon film other than the gate electrode portion is selectively removed by dry etching. Form. Next, the portion of the silicon oxide film 308 where the gate electrode 314 is not present is removed by selective dry etching, and the p-well and n-type
1 × 1 at 20-100 KeV energy for each well
Arsenic in an amount of 0 14 -1 × 10 16 cm -2 and energy 30K
5 × 10 15 cm −2 at eV 1 × 10 at 20-100 KeV
Boron ions are implanted in an amount of 14 to 1 × 10 16 cm −2 to form an n-type source / drain region 318 and a p-type source / drain region 317. .

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、シリコン
基板上に形成されたシリコン酸化膜のみをエッチング
し、シリコン基板には堀込んだ凹部を形成しないため、
チャネル部分に凹部が形成される従来の堀込みゲートM
OSトランジスタに比較してチャネル長の増加や移動度
の低下が発生しない。これにより、寄生容量が低減で
き、かつチャネル移動度の向上により高速動作が可能で
かつ低消費電力のMOSトランジスタが製造できる。ま
た、チャネル注入がゲート電極と自己整合的に行われる
ことでチャネル部以外のウェル濃度が低下することによ
る接合容量の低減、逆短チャネル効果の抑制が実現でき
る。さらに、LDDをシリコン基板上のシリコン酸化膜
からの固相拡散によって浅く形成できるため、短チャネ
ル特性が改善できる。また、チャネル長に比べてゲート
長が長いため、ゲート電極の抵抗値を小さくできること
は言うまでもない。
As described above, according to the present invention, only the silicon oxide film formed on the silicon substrate is etched, and no recess is formed in the silicon substrate.
A conventional engraving gate M in which a recess is formed in a channel portion
There is no increase in channel length or decrease in mobility as compared with the OS transistor. As a result, a parasitic capacitance can be reduced, and a high-speed operation can be performed by improving the channel mobility, and a low power consumption MOS transistor can be manufactured. In addition, since channel implantation is performed in a self-aligned manner with the gate electrode, the junction capacitance can be reduced due to a decrease in well concentration other than in the channel portion, and the reverse short channel effect can be suppressed. Further, since the LDD can be formed shallow by solid phase diffusion from a silicon oxide film on a silicon substrate, short channel characteristics can be improved. Since the gate length is longer than the channel length, it goes without saying that the resistance value of the gate electrode can be reduced.

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

【図1】本発明の第1の実施形態を工程順に示す断面図
のその1である。
FIG. 1 is a first cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図2】本発明の第1の実施形態を工程順に示す断面図
のその2である。
FIG. 2 is a second sectional view showing the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図3】本発明の第2の実施形態を工程順に示す断面図
のその1である。
FIG. 3 is a first sectional view illustrating a second embodiment of the present invention in the order of steps;

【図4】本発明の第2の実施形態を工程順に示す断面図
のその2である。
FIG. 4 is a second sectional view showing the second embodiment of the present invention in the order of steps;

【図5】本発明の第3の実施形態を工程順に示す断面図
のその1である。
FIG. 5 is a first cross-sectional view showing a third embodiment of the present invention in the order of steps.

【図6】本発明の第3の実施形態を工程順に示す断面図
のその2である。
FIG. 6 is a second sectional view showing the third embodiment of the present invention in the order of steps;

【図7】従来の製造方法を工程順に示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a conventional manufacturing method in the order of steps.

【図8】従来の製造方法における問題点を説明するため
の一部の拡大断面図である。
FIG. 8 is a partially enlarged cross-sectional view for describing a problem in a conventional manufacturing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 シリコン基板 105 シリコン酸化膜 107 ゲート酸化膜 110 ゲート電極 111 LDD 112 ソース・ドレイン領域 201 シリコン基板 202p pウェル 202n nウェル 205 シリコン酸化膜 206 シリコン窒化膜 208 シリコン酸化膜 211 ゲート酸化膜 212 ゲート電極 213,214 LDD 216,217 ソース・ドレイン領域 301 シリコン基板 306,307 LDD 308 シリコン基板 310,312 凹部 313 エピタキシャル成長シリコン 314 ゲート酸化膜 315 ゲート電極 317,318 ソース・ドレイン領域 Reference Signs List 101 silicon substrate 105 silicon oxide film 107 gate oxide film 110 gate electrode 111 LDD 112 source / drain region 201 silicon substrate 202 p p well 202 n n well 205 silicon oxide film 206 silicon nitride film 208 silicon oxide film 211 gate oxide film 212 gate electrode 213 , 214 LDD 216, 217 Source / drain region 301 Silicon substrate 306, 307 LDD 308 Silicon substrate 310, 312 Depression 313 Epitaxially grown silicon 314 Gate oxide film 315 Gate electrode 317, 318 Source / drain region

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 29/78 H01L 21/336 H01L 21/8238 H01L 27/092 Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 29/78 H01L 21/336 H01L 21/8238 H01L 27/092

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 シリコン基板上にp型とn型の各ウェル
を形成する工程と、前記シリコン基板全面に一方の導電
型の不純物を含んだシリコン酸化膜とシリコン窒化膜を
順次堆積する工程と、前記シリコン酸化膜をこれと同じ
導電型のウェル上においてエッチング除去する工程と、
基板全面に前記シリコン酸化膜と逆の導電型のシリコン
酸化膜を堆積する工程と、前記各ウェル上に存在するシ
リコン酸化膜やシリコン窒化膜を選択エッチングしてそ
れぞれのチャネル部分を開口する工程と、開口により露
呈されたシリコン基板の表面にチャネルのイオン注入を
行う工程と、露呈されたシリコン基板の表面をゲート酸
化してゲート絶縁膜を形成する工程と、基板全面に導電
膜を堆積し、これを選択エッチングして前記チャネル部
分を覆うゲート電極を形成する工程と、前記各シリコン
酸化膜に含まれる不純物を前記各ウェルに拡散させてL
DD領域を形成する工程と、前記シリコン酸化膜をゲー
ト電極の直下にのみ残すエッチングを行い、かつゲート
電極を利用してソース・ドレイン領域に逆導電型の不純
物をイオン注入してソース・ドレイン領域を形成する工
程を含むことを特徴とする堀込みゲートMOSトランジ
スタの製造方法。
A step of forming p-type and n-type wells on a silicon substrate; and a step of sequentially depositing a silicon oxide film and a silicon nitride film containing an impurity of one conductivity type over the entire surface of the silicon substrate. Etching the silicon oxide film on a well of the same conductivity type as the above,
Depositing a silicon oxide film of a conductivity type opposite to that of the silicon oxide film on the entire surface of the substrate, and selectively etching a silicon oxide film or a silicon nitride film present on each of the wells to open respective channel portions; A step of performing ion implantation of a channel on the surface of the silicon substrate exposed by the opening, a step of forming a gate insulating film by performing gate oxidation on the surface of the exposed silicon substrate, and depositing a conductive film on the entire surface of the substrate; Selectively etching this to form a gate electrode covering the channel portion, and diffusing impurities contained in each of the silicon oxide films into each of the wells to form a gate electrode.
Forming a DD region, etching to leave the silicon oxide film only directly below the gate electrode, and ion-implanting impurities of the opposite conductivity type into the source / drain region using the gate electrode to form a source / drain region; Forming a dug-gate MOS transistor.
【請求項2】 一導電型のシリコン基板に逆導電型の不
純物をイオン注入してLDDを形成する工程と、シリコ
ン基板の表面に不純物を含まないシリコン酸化膜を堆積
し、かつこのシリコン酸化膜をチャネル部分において開
口する工程と、前記シリコン酸化膜をマスクにして開口
部分の前記シリコン基板を前記LDDの深さ分選択エッ
チングして凹部を形成する工程と、前記凹部の底面に対
してチャネルのイオン注入を行う工程と、前記凹部内に
シリコンをエピタキシャル成長する工程と、この成長さ
れたシリコンの表面をゲート酸化してゲート絶縁膜を形
成する工程と、基板全面に導電膜を堆積し、これを選択
エッチングして前記チャネル部分を覆う領域にゲート電
極を形成する工程と、前記シリコン酸化膜をゲート電極
の直下にのみ残すエッチングを行い、かつゲート電極を
利用してソース・ドレイン領域に逆導電型の不純物をイ
オン注入してソース・ドレイン領域を形成する工程を含
むことを特徴とする堀込みゲートMOSトランジスタの
製造方法。
A step of ion-implanting impurities of the opposite conductivity type into a silicon substrate of one conductivity type to form an LDD; depositing a silicon oxide film containing no impurities on the surface of the silicon substrate; Forming a recess in the channel portion by selectively etching the silicon substrate in the opening portion by the depth of the LDD using the silicon oxide film as a mask; and forming a channel with respect to the bottom surface of the recess. A step of performing ion implantation, a step of epitaxially growing silicon in the concave portion, a step of forming a gate insulating film by performing gate oxidation on the surface of the grown silicon, and a step of depositing a conductive film over the entire surface of the substrate. Forming a gate electrode in a region covering the channel portion by selective etching; and leaving the silicon oxide film only immediately below the gate electrode. Forming a source / drain region by performing etching and ion-implanting a reverse conductivity type impurity into a source / drain region using a gate electrode.
【請求項3】 シリコン基板上にp型とn型の各ウェル
を形成する工程と、前記各ウェルにそれぞれ逆導電型の
不純物をイオン注入してLDDを形成する工程と、前記
シリコン基板全面に不純物を含まないシリコン酸化膜を
堆積し、かつこのシリコン酸化膜を各ウェルのチャネル
部分において開口する工程と、前記各ウェルにおいてシ
リコン酸化膜をマスクにして開口部分の前記シリコン基
板を前記LDDの深さ分選択エッチングしてそれぞれ凹
部を形成する工程と、前記各ウェルの凹部の底面に対し
てチャネルのイオン注入を行う工程と、前記各凹部内に
それぞれシリコンをエピタキシャル成長する工程と、こ
の成長されたシリコンの表面をゲート酸化してゲート絶
縁膜を形成する工程と、基板全面に導電膜を堆積し、こ
れを選択エッチングして前記チャネル部分を覆う領域に
ゲート電極を形成する工程と、前記シリコン酸化膜をゲ
ート電極の直下にのみ残すエッチングを行い、かつゲー
ト電極を利用して各ウェルのソース・ドレイン領域にそ
れぞれ逆導電型の不純物をイオン注入してソース・ドレ
イン領域を形成する工程を含むことを特徴とする堀込み
ゲートMOSトランジスタの製造方法。
3. A step of forming p-type and n-type wells on a silicon substrate; a step of ion-implanting impurities of opposite conductivity type into each of the wells to form an LDD; Depositing a silicon oxide film containing no impurities, and opening the silicon oxide film in the channel portion of each well; and, using the silicon oxide film as a mask in each of the wells, the opening of the silicon substrate to the depth of the LDD. A step of forming a recess by selective etching, a step of ion-implanting a channel into the bottom of the recess of each well, and a step of epitaxially growing silicon in each of the recesses. Step of forming a gate insulating film by gate oxidation of the silicon surface and depositing a conductive film over the entire surface of the substrate and selectively etching it Forming a gate electrode in a region covering the channel portion, and performing etching to leave the silicon oxide film only directly under the gate electrode, and using the gate electrode to reverse the source and drain regions of each well. A method for manufacturing a dug-gate MOS transistor, comprising a step of ion-implanting a conductive impurity to form a source / drain region.
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