JP3035996B2 - Mis型半導体装置の製造方法 - Google Patents
Mis型半導体装置の製造方法Info
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Description
ト電極を形成し、絶縁膜を介して半導体基板中に不純物
のイオン注入を行うことによりソース領域及びドレイン
領域を形成するようにしたMIS型半導体装置の製造方法
において、不純物の分布のピークが半導体基板と絶縁膜
との界面から±50Å以内に位置するようにイオン注入を
行うようにすることによって、ソース領域及びドレイン
領域の接合リークを有効に防止することができるように
したものである。
造のnチャネルMOSトランジスタのソース領域及びドレ
イン領域の形成方法として、次のような方法がある。す
なわち、第4図に示すように、まず例えばp型シリコン
(Si)基板のような半導体基板101にフィールド絶縁膜
(図示せず)を形成した素子間分離を行った後、このフ
ィールド絶縁膜で囲まれた活性領域の表面にゲート絶縁
膜102を形成する。次に、ゲート電極103を形成する。次
に、このゲート電極103をマスクとして例えば(P)の
ようなn型不純物を半導体基板101中に低濃度にイオン
注入する。次に、全面に例えばSiO2膜を形成した後、こ
のSiO2膜を例えば反応性イオンエッチング(RIE)法に
より基板表面と垂直方向にエッチングしてゲート電極10
3の側壁にサイドウォールスペーサ104を形成する。次
に、このRIE法によるエッチングにより露出した半導体
基板1の表面及びゲート電極103上に例えばSiO2膜のよ
うなキャッピング絶縁膜105を形成する。次に、このサ
イドウォールスペーサ104及びゲート電極103をマスクと
し、かつキャッピング絶縁膜105を介して半導体基板101
中に例えばヒ素(As)のようなn型不純物を高濃度にイ
オン注入する。この場合、このイオン注入は、注入不純
物の分布のピーク(投影飛程Rpに対応する位置)が、第
4図において点線で示すように半導体基板101中に深く
位置するように行われている。この後、注入不純物の電
気的活性化のためのアニールを行う。これによって、サ
イドウォールスペーサ104の下側の部分に例えばn-型の
低不純物濃度部を有するn+型のソース領域及びドレイン
領域(図示せず)が形成される。
イン領域を形成するためのn型不純物の高濃度イオン注
入を注入不純物の分布のピークが半導体基板1中深く位
置するように行った場合には、これらのソース領域及び
ドレイン領域の接合リークが生じてしまうという問題が
ある。この接合リークは、例えばMOSスタティックRAMに
おいては、データ保持電圧VDRに敏感に反映され、VDR不
良が発生する。なお、上述のようにソース領域及びドレ
イン領域の接合リークが生じる理由は未だ完全には解明
されていないが、注入不純物の分布のピークが半導体基
板1中深く位置するように高濃度イオン注入が行われる
ことにより、ソース領域及びドレイン領域の接合近傍に
結晶欠陥が多く発生することが主要な原因であると考え
られる。
の接合リークを有効に防止することができ、しかもソー
ス領域及びドレイン領域のシート抵抗を十分に低くする
ことができるMIS型半導体装置の製造方法を提供するこ
とにある。
(1)上にゲート絶縁膜(2)を介してゲート電極
(3)を形成し、絶縁膜(5)を介して半導体基板
(1)中に不純物のイオン注入を行うことによりソース
領域及びドレイン領域を形成するようにしたMIS型半導
体装置の製造方法において、不純物の分布のピークが半
導体基板(1)と絶縁膜(5)との界面から±50Å以内
に位置するようにイオン注入を行うようにしている。
製造方法によれば、不純物の分布のピークが半導体基板
(1)と絶縁膜(5)との界面から±50Å以内に位置す
るようにイオン注入を行うようにしていることにより、
このイオン注入により半導体基板(1)に生じる損傷は
従来に比べて少なくなり、このためソース領域及びドレ
イン領域の接合近傍の結晶欠陥が低減される。これによ
って、ソース領域及びドレイン領域の接合リークを有効
に防止することができる。従って、このソース領域及び
ドレイン領域の接合リークに起因する不良を防止するこ
とができる。しかも、ソース領域及びドレイン領域のシ
ート抵抗を十分に低くすることができる。
説明する。
示す。
えばp型Si基板のような半導体基板1に熱酸化法により
例えばSiO2膜のようなフィールド絶縁膜(図示せず)を
選択的に形成して素子間分離を行った後、このフィール
ド絶縁膜で囲まれた活性領域の表面に熱酸化法により例
えばSiO2膜のようなゲート絶縁膜2を形成する。
し、この多結晶Si膜に例えばPのような不純物をドープ
して低抵抗化した後、この多結晶SiO2をエッチングによ
り所定形状にパターニングしてゲート電極3を形成す
る。
うなn型不純物を半導体基板1中に低濃度にイオン注入
する。次に、CVD法により全面に例えばSiO2膜を形成し
た後、このSiO2膜を例えばRIE法により基板表面と垂直
方向にエッチングしてゲート電極3の側壁にサイドウォ
ールスペーサ4を形成する。次に、このRIE法によるエ
ッチングにより露出した半導体基板1の表面及びゲート
電極3上に例えばSiO2膜のようなキャッピング絶縁膜5
を形成する。
3をマスクとし、かつキャッピング絶縁膜5を介して半
導体基板1中に例えばAsのようなn型不純物を高濃度に
イオン注入する。この場合、この高濃度イオン注入は、
注入不純物の分布のピークが、半導体基板1とキャッピ
ング絶縁膜5との界面の近傍に位置するように行う。こ
の後、注入不純物の電気的活性化のためのアニールを行
う。これによって、サイドウォールスペーサ4の下側の
部分に例えばn-型の低不純物濃度部を有するn+型のソー
ス領域及びドレイン領域(図示せず)が形成される。
物の分布のピークに対応するRpとの関係を示す。ここ
で、VDRパス率とは、VDR=0.90Vに対するパス品の個数
に対するVDR=0.45Vに対するパス品の個数の割合をい
う。なお、第2図において、Rp=0は、半導体基板1と
キャッピング絶縁膜5との界面に対応する。第2図に示
すように、Rpの位置が半導体基板1中深くなるほどVDR
パス率が低下し、VDR特性が劣化することがわかる。し
かし、Rpの位置が半導体基板1とキャッピング絶縁膜5
との界面の近傍の場合にはVDRパス率は高く、特にRpの
位置が半導体基板1とキャッピング絶縁膜5との界面か
ら±50Å以内にある場合のVDRパス率は60%以上とな
る。
sと注入不純物の分布のピークに対応するRpとの関係を
示す。第3図に示すように、Rpの位置が半導体基板1と
キャッピング絶縁膜5との界面からこのキャッピング絶
縁膜5側に離れるに従ってソース領域及びドレイン領域
のシート抵抗ρsは増大し、そのばらつきも大きくな
る。これは、キャッピング絶縁膜5中に注入不純物の多
くが分布するためである。第3図より、Rpの位置が半導
体基板1とキャッピング絶縁膜5との界面から±50Å以
内にある場合には、シート抵抗ρsとして100Ω/□程
度の十分に低い値が得られることがわかる。
ピング絶縁膜5との界面から±50Å以内にある場合に
は、VDRパス率とソース領域及びドレイン領域のシート
抵抗ρsとの両方の要求が満足されることがわかる。
ドレイン領域を形成するための高濃度イオン注入を、注
入不純物の分布のピークが半導体基板1とキャッピング
絶縁膜5との界面の近傍に位置するように行っているの
で、ソース領域及びドレイン領域の接合リークを有効に
防止することができる。このため、このソース領域及び
ドレイン領域の接合リークに起因する不良を防止するこ
とができる。例えば、MOSスタティックRAMの場合には、
VDR不良を防止することができる。
発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発
明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
MIS型半導体装置の製造に適用することが可能である。
のピークが半導体基板と絶縁膜との界面から±50Å以内
に位置するようにイオン注入を行うようにしているの
で、このイオン注入により半導体基板中に生じる損傷が
少なくなり、従ってソース領域及びドレイン領域の接合
近傍の結晶欠陥を低減することができる。これによっ
て、ソース領域及びドレイン領域の接合リークを有効に
防止することができる。しかも、ソース領域及びドレイ
ン領域のシート抵抗を十分に低くすることができる。
明するための断面図、第2図はMOSスタティックRAMのV
DRパス率とRpとの関係を示すグラフ、第3図はソース領
域及びドレイン領域のシート抵抗とRpとの関係を示すグ
ラフ、第4図は従来のMOSLSIの製造方法を説明するため
の断面図である。 図面における主要な符号の説明 1:半導体基板、2:ゲート絶縁膜、3:ゲート電極、4:サイ
ドウォールスペーサ、5:キャッピング絶縁膜。
Claims (1)
- 【請求項1】半導体基板上にゲート絶縁膜を介してゲー
ト電極を形成し、絶縁膜を介して上記半導体基板中に不
純物のイオン注入を行うことによりソース領域及びドレ
イン領域を形成するようにしたMIS型半導体装置の製造
方法において、 上記不純物の分布のピークが上記半導体基板と上記絶縁
膜との界面から±50Å以内に位置するように上記イオン
注入を行うようにしたことを特徴とするMIS型半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2173328A JP3035996B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | Mis型半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2173328A JP3035996B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | Mis型半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0461348A JPH0461348A (ja) | 1992-02-27 |
JP3035996B2 true JP3035996B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=15958397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2173328A Expired - Lifetime JP3035996B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | Mis型半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3035996B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6329704B1 (en) * | 1999-12-09 | 2001-12-11 | International Business Machines Corporation | Ultra-shallow junction dopant layer having a peak concentration within a dielectric layer |
-
1990
- 1990-06-29 JP JP2173328A patent/JP3035996B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0461348A (ja) | 1992-02-27 |
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