JP3366709B2 - Mosトランジスタの製造方法 - Google Patents
Mosトランジスタの製造方法Info
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Description
製造方法に関し、特に極めて小さい大きさ(256M級
以上)のトランジスタの製造時に適用可能な低濃度p-
ソース/ドレーン領域が、非常に浅い接合を有するLD
D MOSトランジスタの製造方法に関する。
のエッジ部分において高電界が形成され、この高電界に
よってホットキャリヤが発生され、発生されたホットキ
ャリヤがゲート絶縁膜にトラップされる場合にはゲート
絶縁膜に電荷トラップ、または界面状態(interf
ace state)が発生してMOSトランジスタの
特性が低下するのみならず寿命も短縮されるという問題
点があった。
ためのLDD構造のP型MOSトランジスタが提案され
た。図1は従来のLDD PMOSトランジスタの製造
工程である。図1(A)に示すように、n型半導体基板
11上にゲート酸化膜13を形成し、ゲート酸化膜13
上にp型不純物のドーピングされたp+ 型ポリシリコン
膜を全面塗布し、パターニングしてゲート15を形成す
る。ゲート15をマスクとして基板へBまたはBF2 を
低濃度でイオン注入して低濃度のp- ソース/ドレーン
領域17を形成する。
酸化膜を蒸着し異方性エッチングしてゲート15の側壁
にスペーサ19を形成する。スペーサ19およびゲート
15をマスクとして基板11へBまたはBF2 を高濃度
でイオン注入して高濃度p+ソース/ドレーン領域21
を形成することによりP型LDD MOSトランジスタ
を製造する。
低濃度のp-ソース/ ドレーン領域17がドレーン領域
に掛かる高電界を減少させることにより、ホットキャリ
ヤによる素子の特性低下を防止し、これによって素子の
信頼性を向上させた。256M級以上の素子のために、
極めて小さいLDD MOSトランジスタを製造する場
合には、ホットキャリヤ効果を除去するためのp- ソー
ス/ドレーン領域は、短チャネル効果に影響が及ばない
程度に数100Å程度の深さを有する浅い接合に形成さ
せなければならない。
イオン注入法を利用したLDDトランジスタの製造方法
を用いて256M級以上のトランジスタを製造する場合
には工程上、非常に困難であった。すなわち、p型ソー
ス/ドレーン領域のためにイオン注入されるp型不純物
として主にBまたはBF2 が利用されるが、ボロン
(B)は非常に大きい拡散常数を有するから、従来のイ
オン注入法としては浅い接合の低濃度のp- ソース/ド
レーン領域を形成し難く、これは素子の短チャネル効果
に非常に大きい悪影響が及ぶこととなる。本発明は前述
したような従来の技術の問題点を解消するためのもの
で、通常のイオン注入法ではない酸化膜を利用した拡散
法により、極めて薄い接合の低濃度のp- ソース/ドレ
ーン領域を形成することができるp型LDDトランジス
タの製造方法を提供することにその目的がある。
めに、本発明によれば、n型半導体基板上にゲート酸化
膜を形成するステップと、ゲート酸化膜上にボロンのド
ーピングされたp+ 型ポリシリコン膜を形成するステッ
プと、p+ 型ポリシリコン膜上に絶縁膜を塗布するステ
ップと、絶縁膜上にフォトレジスト膜を塗布しパターニ
ングして絶縁膜を露出するステップと、フォトレジスト
膜をマスクとして絶縁膜をエッチングするステップと、
弗素イオンをp+ 型ポリシリコン膜でイオン注入するス
テップと、残っているフォトレジスト膜を除去するステ
ップと、熱処理工程を施して低濃度のp- ソース/ドレ
ーン領域を形成するステップと、前記絶縁膜をマスクと
してp+ 型ポリシリコン膜をエッチングしてゲートを形
成するステップと、前記絶縁膜を除去するステップと、
基板全面に酸化膜を蒸着し、異方性エッチングしてゲー
トの側壁にスペーサを形成するステップと、基板へp不
純物を高濃度でイオン注入して前記低濃度のソース/ド
レーン領域に隣接するように高濃度のp+ ソース/ドレ
ーン領域を形成するステップと、を含むp型LDD M
OSトランジスタの製造方法を提供する。
詳述する。図2乃至図5は、本発明のp型LDD MO
Sトランジスタの製造工程図である、図2を参照すれ
ば、n型半導体基板31上に100Å以下の極めて薄い
ゲート酸化膜33を形成し、ゲート酸化膜33上にボロ
ンのドーピングされたp+ ポリシリコン膜35を形成す
る。p+ ポリシリコン膜35は低濃度のp- ソース/ド
レーン領域を形成するための拡散ソースとして作用し、
ゲート酸化膜33上にポリシリコン膜を塗布し、ついで
このポリシリコン膜にボロンをドーピングさせて形成す
る。
他の方法としては、n+ ポリシリコン膜を用いる方法が
ある。これはゲート酸化膜33上にn+ ポリシリコン膜
を形成し、BF2 をn+ ポリシリコン膜にドーピングさ
れたn型不純物を相殺してさらに残った量をドーピング
させて形成する。p+ ポリシリコン膜35を形成した
後、図3に示すように、p+ ポリシリコン膜35上に絶
縁膜37を塗布する。その上にフォトレジスト膜39を
塗布しパターニングして絶縁膜37の一部を露出させ
る。絶縁膜37として窒化膜やCVD酸化膜が用いられ
る。フォトレジスト膜39をマスクとして露出された絶
縁膜37を除去する。この時、残っている部分は後工程
でゲートが形成されるべき部分である。この絶縁膜37
をマスクとしてp+ ポリシリコン膜35に弗素イオン
(F)をイオン注入する。この時、イオン注入される弗
素イオンのドーズ量は、p+ ポリシリコン膜35にドー
ピングされるボロンイオンの2倍程度である。
熱処理工程を施すと、図4に示すように、p+ ポリシリ
コン膜35にドーピングされたボロンイオン(B)がゲ
ート酸化膜33を介して基板31に拡散されて低濃度の
p- ソース/ドレーン領域41を形成する。前記説明に
おいて、p+ ポリシリコン膜35にイオン注入された弗
素イオンは熱処理工程の際、p+ ポリシリコン膜35か
らボロンイオンが酸化膜を介入して拡散されることを促
進する作用をする。
法ではないゲート酸化膜を介して不純物を拡散させ、弗
素イオンが不純物の拡散を促進することにより図6に示
すように基板上に浅い接合の低濃度のp- ソース/ドレ
ーン領域41を形成することとなる。
合の低濃度のソース/ドレーン領域により従来より優れ
た限界電圧の特性を得ることができるので、短チャネル
効果を減少させる。この時、低濃度のp- ソース/ドレ
ーン領域41の接合深さは500Å以下である。
してp+ ポリシリコン膜35をパターニングしてゲート
43を形成する。ついで、絶縁膜37を除去し基板全面
に酸化膜を蒸着し異方性エッチングしてゲート43の側
壁にスペーサ45を形成する。前記スペーサ45および
ゲート43をマスクとしてBまたはBF2 を基板31へ
イオン注入して高濃度のp+ ソース/ドレーン領域47
を形成することによりp型LDD MOSトランジスタ
を製造する。
イオン注入の代わりに酸化膜を通じた拡散方法とボロン
イオンの拡散を促進させるための弗素イオンを用いて接
合深さが非常に浅い低濃度のソース/ドレーン領域を形
成することができるので、優れた短チャネル効果が得ら
れる。したがって、素子の信頼性を向上することがで
き、256M級以上の素子製造に有利である。
程図である。
工程図である。
工程図である。
工程図である。
工程図である。
純物領域のドーピングプロフィル(doping pr
ofile)を示す図である。
shold voltage)を示す図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 n型半導体基板(31)上にゲート酸化
膜(33)を形成するステップと、前記 ゲート酸化膜(33)上にボロンのドーピングされ
たp+ 型ポリシリコン膜(35)を形成するステップ
と、前記 p+ 型ポリシリコン膜(35)上に絶縁膜(37)
を塗布するステップと、前記 絶縁膜(37)上にフォトレジスト膜(39)を塗
布しパターニングして前記絶縁膜(37)を露出するス
テップと、前記 フォトレジスト膜(39)をマスクとして前記絶縁
膜(37)をエッチングするステップと、前記 絶縁膜(37)をマスクとして前記p+ 型ポリシリ
コン膜(35)で弗素イオンをイオン注入するステップ
と、 残っている前記フォトレジスト膜(39)を除去するス
テップと、 熱処理工程を施すことにより前記p+ 型ポリシリコン膜
(35)にドーピングされたボロンがゲート酸化膜(3
3)を介して前記半導体基板(31)に拡散されて低濃
度のp- ソース/ドレーン領域(41)を形成するステ
ップと、 前記絶縁膜(37)をマスクとして前記p+ 型ポリシリ
コン膜(35)をエッチングしてゲート(43)を形成
するステップと、 前記絶縁膜(37)を除去するステップと、前記半導体基板(31) 全面に酸化膜を蒸着し、異方性
エッチングして前記ゲート(43)の側壁にスペーサ
(45)を形成するステップと、前記ゲート(43)および前記スペーサ(45)をマス
クとして前記半導体基板(31) へp不純物を高濃度で
イオン注入して前記低濃度のp- ソース/ドレーン領域
(41)に隣接するように高濃度のp+ ソース/ドレー
ン領域(47)を形成するステップと、 を含み、且つ前記各ステップをこの順番で行うことを特
徴とするMOSトランジスタの製造方法。 - 【請求項2】 前記p+ 型ポリシリコン膜(35)は、
前記低濃度のp- ソース/ドレーン領域(41)を形成
するための拡散ソースとして作用することを特徴とする
第1項記載のMOSトランジスタの製造方法。 - 【請求項3】 前記p+ 型ポリシリコン膜(35)は、
前記ゲート酸化膜(33)上にポリシリコン膜を塗布
し、前記ポリシリコン膜にp型不純物をドーピングさせ
て形成することを特徴とする第2項記載のMOSトラン
ジスタの製造方法。 - 【請求項4】 前記p+ 型ポリシリコン膜(35)にド
ーピングされた不純物が、ボロンイオンであることを特
徴とする第3項記載のMOSトランジスタの製造方法。 - 【請求項5】 前記p+ 型ポリシリコン膜(35)は、
前記ゲート酸化膜(33)上にn+ 型ポリシリコン膜を
塗布し、前記n+ 型ポリシリコン膜にBF 2 を前記n+
型ポリシリコン膜にドーピングされたn型不純物を相殺
してさらに残った量でドーピングさせて形成することを
特徴とする第2項記載のMOSトランジスタの製造方
法。 - 【請求項6】 前記絶縁膜(37)として、窒化膜また
はCVD酸化膜のいずれかを用いることを特徴とする第
1項記載のMOSトランジスタの製造方法。 - 【請求項7】 前記低濃度のp- ソース/ドレーン領域
(41)は、500Å以下の接合深さを有することを特
徴とする第1項記載のMOSトランジスタの製造方法。 - 【請求項8】 イオン注入される弗素イオンのドーズ量
は、前記p+ 型ポリシリコン膜(35)にドーピングさ
れたp型不純物の2倍であることを特徴とする第1項記
載のMOSトランジスタの製造方法。 - 【請求項9】 弗素イオンは、熱処理工程を施す時に前
記p+ 型ポリシリコン膜(35)にドーピングされたp
型不純物の拡散を促進する役割をすることを特徴とする
第8項記載のMOSトランジスタの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29383193A JP3366709B2 (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | Mosトランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29383193A JP3366709B2 (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | Mosトランジスタの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07226500A JPH07226500A (ja) | 1995-08-22 |
JP3366709B2 true JP3366709B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP29383193A Expired - Fee Related JP3366709B2 (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | Mosトランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3366709B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
KR100549573B1 (ko) * | 1999-12-30 | 2006-02-08 | 주식회사 하이닉스반도체 | 모스형 트랜지스터의 제조방법 |
-
1993
- 1993-11-01 JP JP29383193A patent/JP3366709B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
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