JP3425883B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP3425883B2
JP3425883B2 JP06054999A JP6054999A JP3425883B2 JP 3425883 B2 JP3425883 B2 JP 3425883B2 JP 06054999 A JP06054999 A JP 06054999A JP 6054999 A JP6054999 A JP 6054999A JP 3425883 B2 JP3425883 B2 JP 3425883B2
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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、動作速度の向上や
消費電力の低減を図ったMOS型トランジスタおよびそ
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a MOS transistor having an improved operating speed and reduced power consumption, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の高性能化の要求が高まる
中、半導体装置を構成するMOSFETに対し、動作速
度の向上および消費電力の低減が求められている。動作
速度の向上を図るにはドレイン飽和電流(以下、「オン
電流」という)を増大させることが有効である。一方、
消費電力の低減を図るには、ゲート電圧が印加されてい
ない状態においてソース・ドレイン間に流れる電流(以
下、「オフ電流」という)を低減させることが有効であ
る。
2. Description of the Related Art As the demand for higher performance of semiconductor devices increases, MOSFETs forming semiconductor devices are required to have higher operating speed and lower power consumption. In order to improve the operating speed, it is effective to increase the drain saturation current (hereinafter referred to as "on-current"). on the other hand,
In order to reduce the power consumption, it is effective to reduce the current (hereinafter, referred to as “off current”) flowing between the source and the drain when the gate voltage is not applied.

【0003】オン電流の増大を図ることについては従来
から種々の検討がなされている。特開平7−16985
8号公報には、LDD構造のソース・ドレイン領域を非
対称構造とすることでトランジスタのオン電流)を増大
させる技術が示されている。また特開平10−1287
0号公報には、LDD構造のソース・ドレイン領域にお
いて低濃度層の内部に高濃度層を設けることで、LDD
による電界緩和効果を維持しながらオン電流を向上させ
る技術が示されている。
Various studies have heretofore been made to increase the on-current. JP-A-7-16985
Japanese Unexamined Patent Publication No. 8 discloses a technique of increasing the on-current of a transistor by making the source / drain regions of the LDD structure asymmetrical. Also, Japanese Patent Laid-Open No. 10-1287
In JP-A-0-gazette, by providing a high-concentration layer inside the low-concentration layer in the source / drain region of the LDD structure,
There is disclosed a technique for improving the on-current while maintaining the electric field relaxation effect by.

【0004】しかしこれらの方法は、ソース・ドレイン
構造を変えるものであり、工程が煩雑になる上、ソース
・ドレイン構造に一定の制約が加わることとなる。
However, these methods change the source / drain structure, which complicates the process and adds certain restrictions to the source / drain structure.

【0005】ところで、素子の微細化が進行し、ゲート
酸化膜の薄膜化が進む中、ソース・ドレインエクステン
ション構造の採用が主流となりつつある。ソース・ドレ
インエクステンション構造は、図11のように高濃度不
純物層5、6がゲート電極直下の領域まで張り出した構
造をいう(なお、上記高濃度不純物層5、6を低濃度不
純物層に置き換えればLDD構造となる)。上記のよう
なエクステンション構造とすることにより、オン抵抗を
低減して素子の高速動作を図ることができる。エクステ
ンション構造は、従来、ホットキャリア耐性に劣るとい
う問題があるとされてきた。しかしながら素子が微細化
によりゲート酸化膜が薄くなり、たとえば3nm以下の
厚みとなると、ホットキャリアによる影響は顕著に低減
され、素子の高速動作化のメリットの方が増大すること
となる。
By the way, the adoption of the source / drain extension structure is becoming mainstream as the miniaturization of the device progresses and the gate oxide film becomes thinner. The source / drain extension structure is a structure in which the high-concentration impurity layers 5 and 6 project to a region directly below the gate electrode as shown in FIG. 11 (note that if the high-concentration impurity layers 5 and 6 are replaced with low-concentration impurity layers). LDD structure). With the extension structure as described above, it is possible to reduce the on-resistance and achieve high-speed operation of the element. The extension structure has conventionally been considered to have a problem of poor hot carrier resistance. However, when the gate oxide film becomes thin due to the miniaturization of the element, and the thickness becomes, for example, 3 nm or less, the effect of hot carriers is significantly reduced, and the merit of increasing the operation speed of the element increases.

【0006】このような事情から、たとえばゲート長
0.2μm以下、ゲート絶縁膜3nm以下の素子におい
ては、ソース・ドレインエクステンション構造が好まし
く用いられるのである。
Under these circumstances, the source / drain extension structure is preferably used in a device having a gate length of 0.2 μm or less and a gate insulating film of 3 nm or less.

【0007】ところが、上記公報記載の技術は、LDD
構造を前提としたものであり、ソース・ドレインエクス
テンション構造に適用することは困難であった。
However, the technique described in the above publication is not limited to LDD.
Since it is based on the structure, it was difficult to apply it to the source / drain extension structure.

【0008】以上、オン電流の低減について説明した
が、一方ではオフ電流の低減も重要となる。オフ電流は
ゲート電圧が印加されずトランジスタが駆動していない
状態におけるドレイン電流であるので、これを低減する
ことにより待機時消費電力を低減することが可能とな
る。しかしながら上記従来技術では、オフ電流の低減効
果については必ずしも充分でなかった。
Although the reduction of the on-current has been described above, the reduction of the off-current is also important. The off current is a drain current in a state where the gate voltage is not applied and the transistor is not driven. Therefore, by reducing the off current, standby power consumption can be reduced. However, the above-mentioned conventional technique is not always sufficient in reducing the off-current.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記事情を踏まえ、本
発明は、ソース・ドレイン構造に制約を加えることな
く、オン電流の向上あるいはオフ電流を低減し、これに
よりトランジスタの動作速度の向上あるいは消費電力の
低減を図ることを目的とする。
In view of the above circumstances, the present invention improves the on-current or reduces the off-current without restricting the source / drain structure, thereby improving the operating speed or consuming the transistor. The purpose is to reduce power consumption.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、シリコ
ン基板の素子領域に一導電型の不純物を導入する工程
と、前記素子領域上に、ゲート絶縁膜を介してゲート電
極を形成する工程と、前記不純物と逆導電型のソース領
域およびドレイン領域を前記ゲート電極を挟むように形
成する工程と、前記ソース領域にイオン注入を行い格子
間シリコンを生成させる工程と、熱処理により前記格子
間シリコンとともに前記不純物を前記チャネル領域に拡
散させる工程とを有することを特徴とする半導体装置の
製造方法が提供される。
According to the present invention, a step of introducing an impurity of one conductivity type into an element region of a silicon substrate and a step of forming a gate electrode on the element region via a gate insulating film. A step of forming a source region and a drain region of a conductivity type opposite to that of the impurity so as to sandwich the gate electrode; a step of ion-implanting the source region to generate interstitial silicon; and a heat treatment for the interstitial silicon. And a step of diffusing the impurities into the channel region, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device.

【0011】[0011]

【0012】すなわち本発明によれば、シリコン基板の
素子領域に一導電型の不純物を導入する工程と、前記素
子領域上に、ゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成す
る工程と、前記不純物と逆導電型のソース領域およびド
レイン領域を前記ゲート電極を挟むように形成する工程
と、前記ソース領域にイオン注入を行い格子間シリコン
を生成させる工程と、熱処理により前記格子間シリコン
とともに前記不純物を前記チャネル領域に拡散させる工
程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法が
提供される。
That is, according to the present invention, the step of introducing an impurity of one conductivity type into the element region of the silicon substrate, the step of forming a gate electrode on the element region via a gate insulating film, and the impurity Forming a source region and a drain region of opposite conductivity type so as to sandwich the gate electrode; forming an interstitial silicon by implanting ions into the source region; and heat treating the impurities together with the interstitial silicon by heat treatment. And a step of diffusing into a channel region.

【0013】[0013]

【0014】また本発明によれば、以下のようなNチャ
ネルMOSFETおよびPチャネルMOSFETの製造
方法が提供される。
Further, according to the present invention, the following method for manufacturing an N-channel MOSFET and a P-channel MOSFET is provided.

【0015】すなわち本発明によれば、シリコン基板の
素子領域にp型不純物を導入する工程と、前記素子領域
上にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程
と、前記素子領域に、前記ゲート電極を挟むようにn型
のソース領域およびドレイン領域を形成する工程と、前
記ソース領域にSi、Ge、またはV族元素をイオン注
入する工程と、600〜800℃にて熱処理を行う工程
とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法が提
供される。
That is, according to the present invention, a step of introducing a p-type impurity into the element region of the silicon substrate, a step of forming a gate electrode on the element region via a gate insulating film, and a step of forming the gate electrode in the element region A step of forming an n-type source region and a drain region so as to sandwich the gate electrode, a step of ion-implanting Si, Ge, or a group V element into the source region, and a step of performing heat treatment at 600 to 800 ° C. A method for manufacturing a semiconductor device is provided.

【0016】[0016]

【0017】また本発明によれば、シリコン基板の素子
領域にn型不純物を導入する工程と、前記素子領域上に
ゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程と、前
記素子領域に、前記ゲート電極を挟むようにp型のソー
ス領域およびドレイン領域を形成する工程と、前記ソー
ス領域に、Si、Ge、またはIII族元素をイオン注入
する工程と、600〜800℃にて熱処理を行う工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供
される。
Further, according to the present invention, a step of introducing an n-type impurity into the element region of the silicon substrate, a step of forming a gate electrode on the element region via a gate insulating film, and a step of forming the gate electrode in the element region A step of forming a p-type source region and a drain region so as to sandwich the gate electrode, a step of ion-implanting Si, Ge, or a group III element into the source region, and a step of performing heat treatment at 600 to 800 ° C. There is provided a method for manufacturing a semiconductor device, comprising:

【0018】[0018]

【0019】本発明の半導体装置は、チャネル領域の不
純物濃度を不均一にすることで課題解決を図るものであ
る。従来のMOSFETでは、チャネル領域の不純物濃
度は実質的に均一であった。これに対し本発明では、ソ
ース側のチャネル不純物濃度をドレイン側のチャネル不
純物濃度よりも高くしている。これにより、一定の閾値
電圧としたときのオン電流を向上させることができる。
また、オン電流を一定にしたときのオフ電流の低減を図
ることができる。
The semiconductor device of the present invention aims to solve the problem by making the impurity concentration of the channel region non-uniform. In the conventional MOSFET, the impurity concentration of the channel region is substantially uniform. On the other hand, in the present invention, the source side channel impurity concentration is set higher than the drain side channel impurity concentration. This can improve the on-current when the threshold voltage is constant.
Further, it is possible to reduce the off current when the on current is constant.

【0020】本発明の半導体装置はソース側のチャネル
不純物濃度が、ドレイン側のチャネル不純物濃度よりも
高くなっているため、MOSFETの閾値電圧Vthを変
えることなくオン電流を向上させることができる。この
点について図1を参照して説明する。図中のグラフは、
本発明のMOSFETおよび従来技術に係るMOSFE
Tのチャネル領域15表面近傍の不純物濃度分布を示
す。この例では不純物としてボロンが用いられている。
両者はソース側端部における不純物濃度nAは一致して
いる。閾値電圧はソース側で反転層が形成される電圧で
あるから、nAによりその値が決定される。したがって
Aの共通する両者のMOSFETの閾値電圧は一致す
ることとなる。一方、ドレイン側端部における不純物濃
度nBは本発明の方が従来技術のものよりも低くなって
いる。オン電流値はピンチオフの生じる電圧により支配
され、これはドレイン側の不純物濃度nBにより支配さ
れる。このためチャネル領域15の不純物濃度が均一な
従来技術と比べ、本発明のMOSFETはピンチオフ電
圧が上昇し、その結果オン電流が増大するのである。
Since the source side channel impurity concentration of the semiconductor device of the present invention is higher than the drain side channel impurity concentration, the on-current can be improved without changing the threshold voltage Vth of the MOSFET. This point will be described with reference to FIG. The graph in the figure is
MOSFET of the present invention and MOSFE of the prior art
The impurity concentration distribution near the surface of the T channel region 15 is shown. In this example, boron is used as the impurity.
Both have the same impurity concentration n A at the source side end. Since the threshold voltage is a voltage at which the inversion layer is formed on the source side, its value is determined by n A. Therefore, the threshold voltages of both MOSFETs having a common n A coincide with each other. On the other hand, the impurity concentration n B at the drain side end is lower in the present invention than in the prior art. The on-current value is dominated by the voltage at which pinch-off occurs, and this is dominated by the impurity concentration n B on the drain side. Therefore, in the MOSFET of the present invention, the pinch-off voltage rises, and as a result, the on-current increases as compared with the conventional technique in which the impurity concentration of the channel region 15 is uniform.

【0021】以上、本発明によるオン電流の低減効果に
ついて説明したが、従来のMOSFETに対し、オン電
流を一定としつつ閾値電圧を上げ、オフ電流を低減させ
ることもできる。この点について以下、図2を参照して
説明する。
The effect of reducing the on-current according to the present invention has been described above. However, the off-current can be reduced by increasing the threshold voltage while keeping the on-current constant compared with the conventional MOSFET. This point will be described below with reference to FIG.

【0022】オン電流値はピンチオフの生じる電圧によ
り支配され、これはドレイン側の不純物濃度nBにより
支配される。したがって図2のように従来のMOSFE
Tと本発明のMOSFETとをドレイン側で不純物濃度
を一致させることにより両者のオン電流値を同等にする
ことができる。一方、閾値電圧はソース側の不純物濃度
Aによって支配される。本発明ではnAが従来のものよ
りも高くなっており、これにより閾値電圧が上昇し、そ
の結果オフ電流が減少するのである。
The on-current value is controlled by the voltage at which pinch-off occurs, and this is controlled by the impurity concentration n B on the drain side. Therefore, as shown in FIG.
By making T and the MOSFET of the present invention have the same impurity concentration on the drain side, the ON current values of both can be made equal. On the other hand, the threshold voltage is controlled by the impurity concentration n A on the source side. In the present invention, n A is higher than that of the conventional one, which raises the threshold voltage and consequently the off current.

【0023】以上のように、本発明の半導体装置はnA
>nBとされているため、オン電流の向上あるいはオフ
電流の低減を図ることができる。オン電流を向上させた
場合には動作速度の向上および消費電力の低減を図るこ
とができる。一方、オフ電流を低減させた場合には待機
時消費電力、すなわちトランジスタを駆動させていない
ときの消費電力を低減させることができる。目的に応じ
てnAの絶対値を適宜調整することにより、所望の効果
が得られる。
As described above, the semiconductor device of the present invention has n A
Since> n B , the on-current can be improved or the off-current can be reduced. When the on-current is improved, the operating speed can be improved and the power consumption can be reduced. On the other hand, when the off current is reduced, standby power consumption, that is, power consumption when the transistor is not driven can be reduced. The desired effect can be obtained by appropriately adjusting the absolute value of n A according to the purpose.

【0024】次に本発明の半導体装置の製造方法につい
て説明する。従来の製造方法においては、上記不純物を
導入する工程における不純物導入量によって閾値電圧が
制御されていた。これに対し本発明では、上記工程にお
ける不純物導入量と、格子間シリコンとともにソース領
域に拡散した不純物の量との和により閾値電圧が制御さ
れる。すなわち本発明においては (ソース側不純物濃度nA)=(不純物導入量)+(不純物拡散
量) (ドレイン側不純物濃度nB)=(不純物導入量) となり、nA>nBの状態を簡便に形成できる。しかも不
純物の拡散量は熱処理条件の設定により容易に制御でき
るため、nAを正確に制御でき、所望の不純物分布を容
易に実現することができる。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device of the present invention will be described. In the conventional manufacturing method, the threshold voltage is controlled by the amount of impurities introduced in the step of introducing the impurities. On the other hand, in the present invention, the threshold voltage is controlled by the sum of the amount of impurities introduced in the above process and the amount of impurities diffused into the source region together with the interstitial silicon. That is, in the present invention, (source-side impurity concentration n A ) = (impurity introduction amount) + (impurity diffusion amount) (drain-side impurity concentration n B ) = (impurity introduction amount), and the state of n A > n B is simplified. Can be formed into Moreover, since the diffusion amount of the impurities can be easily controlled by setting the heat treatment conditions, n A can be accurately controlled, and the desired impurity distribution can be easily realized.

【0025】本発明の半導体装置の製造方法において、
ソース・ドレイン領域形成工程と格子間シリコンを生成
させる工程との順序はいずれを先にしても良い。ソース
・ドレイン領域形成工程前に格子間シリコンを生成させ
ることとすると、格子間シリコン拡散のためのアニール
とソース・ドレイン領域形成のためのアニールを同時に
行うことが可能となり、プロセス効率を上げることがで
きる。一方、ソース・ドレイン領域形成工程後に格子間
シリコンを生成させた場合、格子間シリコンの生成効率
が良好となる上、ソース側不純物濃度nAの制御性が良
好となる。いずれの順序とするかは作製するMOSFE
Tの用途等に応じて適宜選択されるが、PチャネルMO
SFETの場合は、ソース・ドレイン領域形成工程後に
格子間シリコンを生成させることが好ましい。格子間シ
リコン生成後に熱処理によるソース・ドレイン領域活性
化を行うと、このときに格子間シリコンとチャネル形成
用不純物とが拡散する。ここでソース・ドレイン領域活
性化のための熱処理は、通常、RTA等により高温で短
時間に行われため、この熱処理による不純物の拡散量を
制御することは困難である。このため、その後、不純物
拡散のためのアニール工程を別途設けたとしても、すで
に一定量の格子間シリコンとチャネル形成用不純物が拡
散しているため、ソース側不純物濃度nAを良好に制御
することは必ずしも容易ではない。このような傾向はP
チャネルMOSFETの場合に顕著であるため、Pチャ
ネルMOSFETの場合は、ソース・ドレイン領域形成
工程後に格子間シリコンを生成させることが好ましいの
である。
In the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention,
Either the source / drain region forming step or the step of forming interstitial silicon may be performed first. If interstitial silicon is generated before the source / drain region forming step, annealing for diffusion of interstitial silicon and annealing for forming the source / drain regions can be performed at the same time, which improves process efficiency. it can. On the other hand, when the interstitial silicon is generated after the source / drain region forming step, the interstitial silicon generation efficiency is good and the controllability of the source side impurity concentration n A is good. Which order to use
The P-channel MO is selected as appropriate depending on the application of T, etc.
In the case of SFET, it is preferable to generate interstitial silicon after the source / drain region forming step. When the source / drain regions are activated by heat treatment after the formation of interstitial silicon, the interstitial silicon and the channel forming impurities are diffused at this time. Here, since the heat treatment for activating the source / drain regions is usually performed at a high temperature for a short time by RTA or the like, it is difficult to control the diffusion amount of impurities by this heat treatment. Therefore, even if an annealing step for impurity diffusion is separately provided thereafter, the source side impurity concentration n A should be well controlled because a certain amount of interstitial silicon and channel forming impurities have already diffused. Is not always easy. This tendency is P
Since it is remarkable in the case of the channel MOSFET, it is preferable to generate interstitial silicon after the source / drain region forming step in the case of the P-channel MOSFET.

【0026】なおチャネル領域の不純物としてボロンを
用いたNMOSFETの場合、格子間シリコンとボロン
の結合体はシリコン中を極めて速い速度で拡散する。し
たがってこの場合においても、ソース・ドレイン領域を
形成する前に格子間シリコンを生成させるとソース側不
純物濃度nAの制御性が困難となりやすい。したがっ
て、チャネル領域の不純物としてボロンを用いたNMO
SFETにおいてnAの制御性を優先する場合は、ソー
ス・ドレイン領域形成後、格子間シリコンを生成させる
ことが好ましい。
In the case of an NMOSFET using boron as an impurity in the channel region, the interstitial silicon / boron diffusion diffuses in silicon at an extremely fast rate. Therefore, even in this case, if interstitial silicon is generated before forming the source / drain regions, controllability of the source-side impurity concentration n A tends to be difficult. Therefore, the NMO using boron as an impurity in the channel region
When the controllability of n A is prioritized in the SFET, it is preferable to generate interstitial silicon after forming the source / drain regions.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】本発明において、nA>10×nB
とすることが好ましい。これによりオン電流の向上ある
いはオフ電流の低減の程度が顕著となる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, n A > 10 × n B
It is preferable that As a result, the degree of improvement of on-current or reduction of off-current becomes remarkable.

【0028】本発明はNチャネルMOSFETおよびP
チャネルMOSFETのいずれにも適用できるが、特に
NチャネルMOSFETに適用した場合に顕著な効果が
得られる。すなわち不純物の導電型がp型、ソース領域
およびドレイン領域の導電型がn型である場合に顕著な
効果が得られる。特にチャネル領域の不純物をボロンと
すれば効果的である。ボロンは格子間シリコンと容易に
結合し、シリコン中を高い拡散速度で移動する。したが
ってボロンを不純物とする場合、nAとnBの差を容易に
大きくすることができ、オン電流を向上あるいはオフ電
流の低減の程度が顕著となる。なおPチャネルMOSF
ETにおいては、チャネル領域に導入する不純物をヒ素
とすることが好ましい。これによりnAとnBの差を容易
に比較的大きくすることができ、オン電流を向上あるい
はオフ電流の低減の程度が顕著となる。
The present invention is an N-channel MOSFET and a P
Although it can be applied to any of the channel MOSFETs, particularly when applied to the N-channel MOSFET, a remarkable effect can be obtained. That is, a remarkable effect is obtained when the conductivity type of the impurities is p-type and the conductivity types of the source region and the drain region are n-type. It is particularly effective to use boron as the impurity in the channel region. Boron easily combines with interstitial silicon and moves in silicon at a high diffusion rate. Therefore, when boron is used as an impurity, the difference between n A and n B can be easily increased, and the on-current is improved or the off-current is significantly reduced. P-channel MOSF
In ET, it is preferable that the impurity introduced into the channel region is arsenic. As a result, the difference between n A and n B can be easily made relatively large, and the degree of improvement of the on-current or reduction of the off-current becomes remarkable.

【0029】本発明においてnAおよびnBの値は目的に
応じ適宜設定されるが、たとえば以下のようにする。す
なわちnAについては、好ましくは1×1017cm-3
1×1019cm-3、さらに好ましくは5×1017cm-3
〜1×1018cm-3とする。一方、nBについては、好
ましくは1×1015cm-3〜1×1017cm-3、さらに
好ましくは1×1016cm-3〜1×1017cm-3とす
る。このようにすれば、たとえばオン電流の向上の程度
が顕著となる。
In the present invention, the values of n A and n B are appropriately set according to the purpose, but are set as follows, for example. That is, for n A , preferably 1 × 10 17 cm −3 to
1 × 10 19 cm −3 , more preferably 5 × 10 17 cm −3
˜1 × 10 18 cm −3 . On the other hand, n B is preferably 1 × 10 15 cm −3 to 1 × 10 17 cm −3 , and more preferably 1 × 10 16 cm −3 to 1 × 10 17 cm −3 . In this way, for example, the degree of improvement of the ON current becomes remarkable.

【0030】本発明において、ソース領域およびドレイ
ン領域はエクステンション構造を有することが好まし
い。これによりMOSFETの駆動速度をより高めるこ
とができる。エクステンション構造とは、図11のよう
に、ソース・ドレイン領域の端部がゲート電極下の領域
まではり出し、このはり出した部分に高濃度の不純物が
導入された構造をいう。
In the present invention, the source region and the drain region preferably have an extension structure. Thereby, the driving speed of the MOSFET can be further increased. As shown in FIG. 11, the extension structure is a structure in which the ends of the source / drain regions are projected to a region below the gate electrode and a high concentration of impurities is introduced into the projected portions.

【0031】本発明の半導体装置の製造方法において、
ソース・ドレイン領域形成時には格子間シリコンが実質
的に発生しないことが好ましい。ソース・ドレイン領域
形成時に格子間シリコンが発生すると、チャネル領域の
ドレイン領域側にも不純物が偏析することがあり、チャ
ネル領域中に良好な不純物分布を形成することが困難に
なる場合があるからである。このためソース・ドレイン
領域は、加速電圧8keV以下とするイオン注入により
行うことが望ましい。このような低い加速電圧でイオン
注入することにより格子間シリコンの発生を抑制するこ
とができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention,
It is preferable that interstitial silicon is not substantially generated when the source / drain regions are formed. If interstitial silicon is generated during the formation of the source / drain regions, the impurities may segregate on the drain region side of the channel region, and it may be difficult to form a good impurity distribution in the channel region. is there. Therefore, it is desirable that the source / drain regions be formed by ion implantation with an acceleration voltage of 8 keV or less. Generation of interstitial silicon can be suppressed by implanting ions at such a low acceleration voltage.

【0032】本発明の半導体装置の製造方法において、
格子間シリコンを発生させるためのイオン種は、Nチャ
ネルMOSFETの場合、Si、Ge、またはV族元素
とすることが好ましく、PチャネルMOSFETの場
合、Si、Ge、またはIII族元素とすることが好まし
い。ここでV族元素としては、PまたはAsとすること
が好ましく、III族元素としては、Inが好ましい。以
上のようなイオン種を用いれば、格子間シリコンを効果
的に発生させることができる。イオン注入の加速電圧は
注入イオン種により適宜設定され、たとえば5〜30k
eVの範囲で設定される。リンの場合は5〜15keV
が好ましく、ヒ素の場合は20〜30keVが好まし
い。このようにすることによって、基板の損傷を抑えつ
つ格子間シリコンを効果的に発生させることができる。
上記の範囲よりも低いと格子間シリコンが発生しにく
く、高いと短チャネル効果等の問題を引き起こす場合が
ある。
In the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention,
The ion species for generating interstitial silicon is preferably Si, Ge, or a group V element in the case of an N-channel MOSFET, and Si, Ge, or a group III element in the case of a P-channel MOSFET. preferable. Here, the group V element is preferably P or As, and the group III element is preferably In. Interstitial silicon can be effectively generated by using the ionic species as described above. The accelerating voltage for ion implantation is appropriately set depending on the type of ion implanted, and is, for example, 5 to 30 k.
It is set in the range of eV. 5 to 15 keV for phosphorus
Is preferable, and in the case of arsenic, 20 to 30 keV is preferable. By doing so, it is possible to effectively generate interstitial silicon while suppressing damage to the substrate.
If it is lower than the above range, interstitial silicon is less likely to be generated, and if it is higher than the above range, problems such as a short channel effect may occur.

【0033】なお本発明は、パワーMOSFETに適用
することもできる。パワーMOSFETでは閾値電圧を
向上させることにより耐ノイズ性を改善することが望ま
れているが、本発明によれば、格子間シリコンの作用等
によりソース側の不純物濃度が高められる。このため閾
値電圧を向上し、優れた耐ノイズ性を実現できる。
The present invention can also be applied to a power MOSFET. In the power MOSFET, it is desired to improve the noise resistance by improving the threshold voltage, but according to the present invention, the impurity concentration on the source side can be increased by the action of interstitial silicon. Therefore, the threshold voltage can be improved and excellent noise resistance can be realized.

【0034】[0034]

【実施例】実施例1 本実施例は、本発明をNMOSに適用した例を示すもの
である。以下、図3を参照して説明する。
Embodiment 1 This embodiment shows an example in which the present invention is applied to an NMOS. Hereinafter, description will be made with reference to FIG.

【0035】まず、p型のシリコン基板1上にSTI
(Shallow Trench Isolation)による素子分離膜2を形
成した後、ボロンのイオン注入を行った。このイオン注
入は閾値電圧の調整を目的としたものであり、イオン注
入条件は、加速電圧80keV、ドーズ量6×1012
-2とした(図3(a))。本実施例では閾値電圧を
0.2Vと設計している。このような閾値電圧をする場
合、従来技術ではドーズ量を1×1013cm-2程度とし
ていたが、本実施例ではこれよりも低いドーズ量として
いる。
First, STI is formed on the p-type silicon substrate 1.
After forming the element isolation film 2 by (Shallow Trench Isolation), boron ion implantation was performed. This ion implantation is intended to adjust the threshold voltage, and the ion implantation conditions are an acceleration voltage of 80 keV and a dose amount of 6 × 10 12 c.
m -2 (Fig. 3 (a)). In this embodiment, the threshold voltage is designed to be 0.2V. When such a threshold voltage is used, the dose amount is about 1 × 10 13 cm −2 in the conventional technique, but in the present embodiment, the dose amount is lower than this.

【0036】つづいて850℃でパイロジェニック酸化
を行い、活性領域の表面に厚さ3nmのゲート酸化膜3
を形成した後、その上にポリシリコン膜150nmを堆
積し、これを選択エッチングによりパターニングしてゲ
ート電極4を形成した(図3(b))。ゲート長は0.
18μmとした。
Subsequently, pyrogenic oxidation was performed at 850 ° C., and a gate oxide film 3 having a thickness of 3 nm was formed on the surface of the active region.
Then, a polysilicon film having a thickness of 150 nm was deposited thereon and patterned by selective etching to form the gate electrode 4 (FIG. 3B). The gate length is 0.
It was set to 18 μm.

【0037】次にエクステンション構造形成のためのイ
オン注入を行った。イオン種はAsとし、加速電圧5k
eV、ドーズ量5×1014cm-2とした。これにより不
純物高濃度層5、6を形成した(図3(c))。
Next, ion implantation for forming an extension structure was performed. Ion species is As and acceleration voltage is 5k
The eV and dose amount were set to 5 × 10 14 cm −2 . Thereby, high impurity concentration layers 5 and 6 were formed (FIG. 3C).

【0038】次いでゲート電極4の側壁にサイドウォー
ル7を形成した後、全面にイオン注入を行った。イオン
種はAsとし、加速電圧8keV、ドーズ量3×1015
cm -2とした。これにより、ゲート電極へのAs注入お
よびソース・ドレイン領域形成箇所へのAs注入が同時
に行われる。As注入後、窒素雰囲気下で1050℃の
熱処理を行い、ゲート電極中のAsを活性化するととも
にソース領域8およびドレイン領域9の形成を行った
(図4(a))。
Next, a side wall is formed on the side wall of the gate electrode 4.
After forming the rule 7, ion implantation was performed on the entire surface. ion
The seed is As, the acceleration voltage is 8 keV, and the dose amount is 3 × 10.15
cm -2And As a result, As is injected into the gate electrode.
And As implantation into the source / drain region formation location at the same time
To be done. After As injection, at 1050 ° C under nitrogen atmosphere
When heat treatment is performed to activate As in the gate electrode,
The source region 8 and the drain region 9 are formed in
(FIG. 4 (a)).

【0039】次に、ソース領域の部分を開口させたレジ
ストマスク11を形成し、ソース領域8にP(リン)を
イオン注入した。ここでは加速電圧10keV、ドーズ
量3×1014cm-2とした。これによりソース領域6と
オーバーラップするようにリン注入領域12が形成され
る(図4(b))。このイオン注入を行うことにより、
格子間シリコンが発生する。格子間シリコンは特にソー
ス領域8の周縁部に分布しやすく、すでに基板中に導入
されているボロンと容易に結合する。以下、格子間シリ
コンとボロンの結合したものをBIペアと称する。
Next, a resist mask 11 having an opening in the source region was formed, and P (phosphorus) was ion-implanted in the source region 8. Here, the acceleration voltage was 10 keV and the dose amount was 3 × 10 14 cm −2 . As a result, the phosphorus-implanted region 12 is formed so as to overlap the source region 6 (FIG. 4B). By performing this ion implantation,
Interstitial silicon is generated. The interstitial silicon tends to be distributed particularly in the peripheral portion of the source region 8 and easily bonds with boron already introduced into the substrate. Hereinafter, a combination of interstitial silicon and boron is referred to as a BI pair.

【0040】リン注入後、700℃にて熱処理を行っ
た。このときのBIペア14の挙動を図5(a)、
(b)に示す。BIペア14はシリコン中で高い拡散速
度を示すため、BIペア14は上記熱処理によりシリコ
ン基板1中を容易に拡散する。またBIペア14はSi
2とSi等の異種材料界面に偏析しやすい性質を有し
ているため、特にゲート絶縁膜近傍に分布することとな
る。このため、上記熱処理を行うことによりBIペア1
4はゲート電極直下のチャネル領域15に移動してい
く。熱処理後、ソース領域8側のボロン濃度がドレイン
領域9側のボロン濃度よりも高くなる(図5(b))。
After phosphorus injection, heat treatment was performed at 700.degree. The behavior of the BI pair 14 at this time is shown in FIG.
It shows in (b). Since the BI pair 14 has a high diffusion rate in silicon, the BI pair 14 easily diffuses in the silicon substrate 1 by the heat treatment. In addition, BI pair 14 is Si
Since it has the property of being easily segregated at the interface between different materials such as O 2 and Si, it is distributed particularly in the vicinity of the gate insulating film. Therefore, the BI pair 1 can be obtained by performing the above heat treatment.
4 moves to the channel region 15 just below the gate electrode. After the heat treatment, the boron concentration on the source region 8 side becomes higher than the boron concentration on the drain region 9 side (FIG. 5B).

【0041】熱処理後のボロン濃度分布の概念図を図6
に示す。図はチャネル領域15表面近傍におけるボロン
濃度を示すものであるが、チャネル領域15のソース領
域8側端部におけるボロン濃度nAは、ドレイン領域9
側端部におけるボロン濃度nBよりも大きくなってい
る。ボロン濃度nAにより閾値電圧が決定するが、本実
施例ではリンの注入条件およびその後の熱処理条件を上
記のように設定することで、閾値電圧が0.2Vとなる
ように調整されている。すなわち、ボロン導入量と、格
子間シリコンとともにソース領域に拡散したボロンの量
との和が、0.2Vの閾値電圧を実現するように調整さ
れている。
FIG. 6 is a conceptual diagram of the boron concentration distribution after the heat treatment.
Shown in. Although the figure shows the boron concentration in the vicinity of the surface of the channel region 15, the boron concentration n A at the end of the channel region 15 on the source region 8 side is the same as the drain region 9.
It is higher than the boron concentration n B at the side end. Although the threshold voltage is determined by the boron concentration n A , in the present embodiment, the threshold voltage is adjusted to 0.2 V by setting the phosphorus implantation conditions and the subsequent heat treatment conditions as described above. That is, the sum of the amount of boron introduced and the amount of boron diffused in the source region together with the interstitial silicon is adjusted so as to realize the threshold voltage of 0.2V.

【0042】一方、チャネル領域12のドレイン領域7
側端部ではボロン濃度が低くなっており、従来のように
チャネル領域の不純物濃度を均一した場合と比べ、オン
電流が増大する。
On the other hand, the drain region 7 of the channel region 12
Since the boron concentration is low at the side end portion, the on-current is increased as compared with the conventional case where the impurity concentration in the channel region is uniform.

【0043】比較例1 対照のため従来の方法によりMOSFETを作製した。
すなわち、リンのイオン注入を行わなわず、図3(a)
におけるボロン注入のドーズ量を1×1013cm-2とし
たこと以外は実施例1と同様にしてMOSFETを作製
した。
Comparative Example 1 For comparison, a MOSFET was manufactured by a conventional method.
That is, phosphorus ion implantation is not performed, and FIG.
A MOSFET was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the dose amount of boron implantation in 1 was set to 1 × 10 13 cm -2 .

【0044】実施例1および比較例1で作製されたNチ
ャネルMOSFETの電気特性を評価したところ、実施
例1のMOSFETは、閾値電圧が0.2V、オン電流
はV G=1.5Vのときに600μA/μmであった。
一方、比較例1のMOSFETでは、閾値電圧は同一で
あり、オン電流はVG=1.5Vのときに540μA/
μmであった。なおオフ電流は、いずれも2nA/μm
であった。この結果により、本発明によるオン電流向上
の効果が確認された。
The N-chi produced in Example 1 and Comparative Example 1
The electrical characteristics of the channel MOSFET were evaluated.
The MOSFET of Example 1 has a threshold voltage of 0.2 V and an on-current.
Is V G= 600 V / μm at 1.5 V.
On the other hand, in the MOSFET of Comparative Example 1, the threshold voltage is the same.
Yes, the on-current is VG= 540μA / when 1.5V
was μm. The off current is 2 nA / μm in all cases.
Met. As a result, the on-current improvement according to the present invention
The effect of was confirmed.

【0045】実施例2 図3(a)におけるボロン注入のドーズ量を1×1013
cm-2としたこと以外は実施例1と同様にしてMOSF
ETを作製した。作製されたMOSFETは、閾値電圧
が0.25V、オフ電流が550pA/μmで、オン電
流がVG=1.5Vのときに540μA/μmであっ
た。従来のMOSFETでは同等のオン電流で閾値電圧
が0.2V、オフ電流が2nA/μmであったことか
ら、本発明によるオフ電流低減の効果が確認された。
[0045] Example 2 FIG. 3 the dose of boron implanted in (a) 1 × 10 13
MOSF in the same manner as in Example 1 except that cm −2 was used.
ET was made. The manufactured MOSFET had a threshold voltage of 0.25 V, an off current of 550 pA / μm, and an on current of 540 μA / μm when V G = 1.5 V. In the conventional MOSFET, the threshold voltage was 0.2 V and the off-current was 2 nA / μm at the same on-current, so that the effect of reducing the off-current according to the present invention was confirmed.

【0046】実施例3 本実施例は、本発明をPMOSに適用した例を示すもの
である。以下、図7を参照して説明する。
Embodiment 3 This embodiment shows an example in which the present invention is applied to a PMOS. Hereinafter, description will be given with reference to FIG. 7.

【0047】まず、p型のシリコン基板上にSTI(Sh
allow Trench Isolation)による素子分離膜2を形成し
た後、全面にリンを注入し、ウエル領域20を形成し
た。次いで素子領域の表面にヒ素のイオン注入を行っ
た。このイオン注入は閾値電圧の調整を目的としたもの
であり、イオン注入条件は、加速電圧100keV、ド
ーズ量5×1012cm-2とした(図7(a))。本実施
例では閾値電圧を0.3Vと設計している。このような
閾値電圧をする場合、従来技術ではドーズ量を2×10
12cm-2程度としていたが、本実施例ではこれよりも低
いドーズ量としている。つづいて850℃でパイロジェ
ニック酸化を行い、活性領域の表面に厚さ4nmのゲー
ト酸化膜3を形成した後、その上にポリシリコン膜15
0nmを堆積し、これを選択エッチングによりパターニ
ングしてゲート電極4を形成した(図7(b))。ゲー
ト長は0.18μmとした。
First, on a p-type silicon substrate, STI (Sh
After forming the element isolation film 2 by allow trench isolation, phosphorus was implanted into the entire surface to form the well region 20. Next, arsenic ion implantation was performed on the surface of the element region. This ion implantation was intended to adjust the threshold voltage, and the ion implantation conditions were an acceleration voltage of 100 keV and a dose amount of 5 × 10 12 cm -2 (FIG. 7A). In this embodiment, the threshold voltage is designed to be 0.3V. When such a threshold voltage is used, in the conventional technique, the dose amount is 2 × 10.
Although the dose is about 12 cm -2, the dose amount is lower than that in this embodiment. Subsequently, pyrogenic oxidation is performed at 850 ° C. to form a gate oxide film 3 having a thickness of 4 nm on the surface of the active region, and then a polysilicon film 15 is formed thereon.
0 nm was deposited and patterned by selective etching to form the gate electrode 4 (FIG. 7B). The gate length was 0.18 μm.

【0048】次にエクステンション構造形成のためのイ
オン注入を行った。イオン種はBF 2とし、加速電圧5
keV、ドーズ量1×1014cm-2とした。これにより
不純物高濃度層5、6を形成した(図7(c))。
Next, a pattern for forming the extension structure is formed.
ON injection was performed. The ion species is BF 2And accelerating voltage 5
keV, dose 1 × 1014cm-2And This
High impurity concentration layers 5 and 6 were formed (FIG. 7C).

【0049】次いでゲート電極4の側壁にサイドウォー
ル7を形成した後、全面にイオン注入を行った。イオン
種はボロンとし、加速電圧2keV、ドーズ量5×10
15cm-2とした。これにより、ゲート電極へのボロン注
入およびソース・ドレイン領域形成箇所へのボロン注入
が同時に行われる。ボロン注入後、窒素雰囲気下で10
50℃の熱処理を行い、ゲート電極中のボロンを活性化
するとともにソース領域8およびドレイン領域9の形成
を行った(図8(a))。なお本実施例ではp型不純物
としてボロンを用いているが、これにより、BF2を使
用した場合と比較してボロン突き抜けの発生が抑制され
る。
Next, after forming the side wall 7 on the side wall of the gate electrode 4, ion implantation is performed on the entire surface. The ion species is boron, the acceleration voltage is 2 keV, and the dose is 5 × 10.
It was set to 15 cm -2 . As a result, the boron implantation to the gate electrode and the boron implantation to the source / drain region formation location are simultaneously performed. After boron injection, 10 in nitrogen atmosphere
A heat treatment at 50 ° C. was performed to activate boron in the gate electrode and form the source region 8 and the drain region 9 (FIG. 8A). In this embodiment, boron is used as the p-type impurity, but this suppresses the occurrence of boron penetration as compared with the case of using BF 2 .

【0050】次に、ソース領域の部分を開口させたレジ
ストマスク11を形成し、ソース領域8にシリコンをイ
オン注入した。ここでは加速電圧10keV、ドーズ量
3×1014cm-2とした。これによりソース領域6とオ
ーバーラップするようにシリコン注入領域21が形成さ
れる(図8(b))。このイオン注入を行うことによ
り、格子間シリコンが発生する。格子間シリコンは特に
ソース領域8の周縁部に分布する。
Next, a resist mask 11 having an opening in the source region was formed, and silicon was ion-implanted into the source region 8. Here, the acceleration voltage was 10 keV and the dose amount was 3 × 10 14 cm −2 . As a result, the silicon implantation region 21 is formed so as to overlap the source region 6 (FIG. 8B). Interstitial silicon is generated by performing this ion implantation. The interstitial silicon is distributed especially in the peripheral portion of the source region 8.

【0051】シリコン注入後、700℃にて熱処理を行
った。このとき格子間シリコンが作用することにより、
ヒ素22がゲート電極直下のチャネル領域に移動してい
く(図9(a)、(b))。熱処理後、ソース領域8側
のヒ素濃度がドレイン領域9側のヒ素濃度よりも高くな
る(図9(b))。
After implanting silicon, heat treatment was performed at 700.degree. At this time, due to the action of interstitial silicon,
Arsenic 22 moves to the channel region just below the gate electrode (FIGS. 9A and 9B). After the heat treatment, the arsenic concentration on the source region 8 side becomes higher than the arsenic concentration on the drain region 9 side (FIG. 9B).

【0052】熱処理後のヒ素濃度分布の概念図を図10
に示す。図はチャネル領域15表面近傍におけるヒ素濃
度を示すものであるが、チャネル領域15のソース領域
8側端部におけるヒ素濃度nAは、ドレイン領域9側端
部におけるヒ素濃度nBよりも大きくなっている。ヒ素
濃度nAにより閾値電圧が決定されるが、本実施例では
リンの注入条件およびその後の熱処理条件を上記のよう
に設定することで、閾値電圧が0.2Vとなるように調
整されている。すなわち、ヒ素導入量と、格子間シリコ
ンとともにソース領域に拡散したヒ素の量との和が、
0.2Vの閾値電圧を実現するように調整されている。
A conceptual diagram of the arsenic concentration distribution after heat treatment is shown in FIG.
Shown in. Although the figure shows the arsenic concentration near the surface of the channel region 15, the arsenic concentration n A at the end of the channel region 15 on the source region 8 side is higher than the arsenic concentration n B at the end of the drain region 9 side. There is. The threshold voltage is determined by the arsenic concentration n A, but in this embodiment, the threshold voltage is adjusted to 0.2 V by setting the phosphorus implantation conditions and the subsequent heat treatment conditions as described above. . That is, the sum of the amount of arsenic introduced and the amount of arsenic diffused in the source region together with interstitial silicon is
It is adjusted to achieve a threshold voltage of 0.2V.

【0053】一方、チャネル領域12のドレイン領域7
側端部ではヒ素濃度が低くなっており、従来のようにチ
ャネル領域の不純物濃度を均一した場合と比べ、オン電
流が増大する。
On the other hand, the drain region 7 of the channel region 12
The arsenic concentration is low at the side end portion, and the on-current is increased as compared with the conventional case where the impurity concentration in the channel region is uniform.

【0054】比較例2 対照のため従来の方法によりMOSFETを作製した。
すなわち、シリコンのイオン注入を行わなわず、図7
(a)におけるヒ素注入のドーズ量を8×1012cm-2
としたこと以外は実施例3と同様にしてMOSFETを
作製した。
Comparative Example 2 For comparison, a MOSFET was manufactured by a conventional method.
That is, without performing ion implantation of silicon,
The dose of arsenic implantation in (a) is 8 × 10 12 cm -2
A MOSFET was produced in the same manner as in Example 3 except that the above was adopted.

【0055】実施例3および比較例2で作製されたNチ
ャネルMOSFETの電気特性を評価したところ、実施
例3のMOSFETは、閾値電圧が0.2V、オン電流
はV G=−1.5Vのときに210μA/μmであっ
た。一方、比較例2のMOSFETでは同じ閾値電圧で
オン電流が180μA/μmであった。なおオフ電流
は、いずれも2.5nA/μmであった。この結果によ
り、本発明によるオン電流向上の効果が確認された。
N-chi produced in Example 3 and Comparative Example 2
The electrical characteristics of the channel MOSFET were evaluated.
The MOSFET of Example 3 has a threshold voltage of 0.2 V and an on-current.
Is V G= 210μA / μm at -1.5V
It was On the other hand, the MOSFET of Comparative Example 2 has the same threshold voltage.
The on-current was 180 μA / μm. Note that off current
Was 2.5 nA / μm in each case. According to this result
Therefore, the effect of improving the on-current according to the present invention was confirmed.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ソース領
域側のチャネル不純物濃度nAをドレイン領域側のチャ
ネル不純物濃度nBよりも大きくしているため、オン電
流の向上あるいはオフ電流の低減を図ることができる。
オン電流を向上させた場合には動作速度の向上および消
費電力の低減を図ることができる。一方、オフ電流を低
減させた場合には待機時消費電力、すなわちトランジス
タを駆動させていないときの消費電力を低減させること
ができる。
As described above, according to the present invention, since the channel impurity concentration n A on the source region side is made higher than the channel impurity concentration n B on the drain region side, the on-current is improved or the off-current is reduced. It can be reduced.
When the on-current is improved, the operating speed can be improved and the power consumption can be reduced. On the other hand, when the off current is reduced, standby power consumption, that is, power consumption when the transistor is not driven can be reduced.

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

【図1】本発明の半導体装置の構造を説明するための図
である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a structure of a semiconductor device of the present invention.

【図2】本発明の半導体装置の構造を説明するための図
である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the structure of the semiconductor device of the present invention.

【図3】本発明の半導体装置の製造方法を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図4】本発明の半導体装置の製造方法を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図5】本発明の半導体装置の製造方法を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図6】本発明の半導体装置の製造方法を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図7】本発明の半導体装置の製造方法を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図8】本発明の半導体装置の製造方法を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図9】本発明の半導体装置の製造方法を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図10】本発明の半導体装置の製造方法を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図11】エクステンション構造を有するソース・ドレ
イン領域の形態を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a form of a source / drain region having an extension structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 素子分離膜 3 ゲート酸化膜 4 ゲート電極 5 不純物高濃度層 6 不純物高濃度層 7 サイドウォール 8 ソース領域 9 ドレイン領域 11 レジストマスク 12 リン注入領域 14 BIペア 15 チャネル領域 20 ウエル領域 21 シリコン導入領域 22 ヒ素 1 Silicon substrate 2 element isolation film 3 Gate oxide film 4 gate electrode 5 Impurity high concentration layer 6 Impurity high concentration layer 7 Sidewall 8 Source area 9 drain region 11 Resist mask 12 Phosphorus implantation area 14 BI pair 15 channel area 20 well area 21 Silicon introduction area 22 Arsenic

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/78 H01L 21/265 H01L 21/336 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 29/78 H01L 21/265 H01L 21/336

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 シリコン基板の素子領域に一導電型の不
純物を導入する工程と、前記素子領域上に、ゲート絶縁
膜を介してゲート電極を形成する工程と、前記不純物と
逆導電型のソース領域およびドレイン領域を前記ゲート
電極を挟むように形成する工程と、前記ソース領域にイ
オン注入を行い格子間シリコンを生成させる工程と、熱
処理により前記格子間シリコンとともに前記不純物を前
記チャネル領域に拡散させる工程とを有することを特徴
とする半導体装置の製造方法。
1. A step of introducing an impurity of one conductivity type into an element region of a silicon substrate, a step of forming a gate electrode on the element region via a gate insulating film, and a source of an opposite conductivity type to the impurity. Regions and drain regions sandwiching the gate electrode, ion implantation into the source regions to generate interstitial silicon, and heat treatment to diffuse the impurities together with the interstitial silicon into the channel region. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項2】 前記イオン注入を、加速電圧5〜30k
eVとして行うことを特徴とする請求項1に記載の半導
体装置の製造方法。
2. The acceleration voltage for ion implantation is 5 to 30 k.
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the method is performed as eV.
【請求項3】 前記不純物の導電型がp型であり、前記
ソース領域およびドレイン領域の導電型がn型であるこ
とを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の半導
体装置の製造方法。
3. The conductivity type of the impurity is a p-type, the manufacture of a semiconductor device according to claim 1 or 2, characterized in that the conductivity type of the source and drain regions are n-type Method.
【請求項4】 前記不純物がボロンであることを特徴と
する請求項に記載の半導体装置の製造方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3 , wherein the impurity is boron.
【請求項5】 シリコン基板の素子領域にp型不純物を
導入する工程と、前記素子領域上にゲート絶縁膜を介し
てゲート電極を形成する工程と、前記素子領域に、前記
ゲート電極を挟むようにn型のソース領域およびドレイ
ン領域を形成する工程と、前記ソース領域にSi、G
e、またはV族元素をイオン注入する工程と、600〜
800℃にて熱処理を行う工程とを有することを特徴と
する半導体装置の製造方法。
5. A step of introducing a p-type impurity into an element region of a silicon substrate, a step of forming a gate electrode on the element region via a gate insulating film, and sandwiching the gate electrode in the element region. Forming an n-type source region and a drain region in the source region, and Si, G in the source region.
e or ion implantation of a group V element, and 600 to
And a step of performing heat treatment at 800 ° C., the method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項6】 前記V族元素がPまたはAsであること
を特徴とする請求項に記載の半導体装置の製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5 , wherein the group V element is P or As.
【請求項7】 前記イオン注入を、加速電圧5〜30k
eVとして行うことを特徴とする請求項5又は、6の
ずれかに記載の半導体装置の製造方法。
7. The acceleration voltage for ion implantation is 5 to 30 k.
claim 5 or and performs as eV, the method of manufacturing a semiconductor device according to any have <br/> deviation of 6.
【請求項8】 シリコン基板の素子領域にn型不純物を
導入する工程と、前記素子領域上にゲート絶縁膜を介し
てゲート電極を形成する工程と、前記素子領域に、前記
ゲート電極を挟むようにp型のソース領域およびドレイ
ン領域を形成する工程と、前記ソース領域に、Si、G
e、またはIII族元素をイオン注入する工程と、600
〜800℃にて熱処理を行う工程とを有することを特徴
とする半導体装置の製造方法。
8. A process of introducing an n-type impurity into a device region of a silicon substrate, a process of forming a gate electrode on the device region via a gate insulating film, and a process of sandwiching the gate electrode in the device region. Forming a p-type source region and a drain region on the substrate, and Si, G
e or ion implantation of a Group III element, 600
A step of performing heat treatment at ˜800 ° C.
【請求項9】 前記III族元素がInであることを特徴
とする請求項に記載の半導体装置の製造方法。
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8 , wherein the group III element is In.
【請求項10】 前記n型不純物がヒ素であることを特
徴とする請求項8又は、9のいずれかに記載の半導体装
置の製造方法。
10. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the n-type impurity is arsenic.
【請求項11】 前記イオン注入を、加速電圧5〜30
keVとして行うことを特徴とする請求項8乃至10の
いずれかに記載の半導体装置の製造方法。
11. The ion implantation is performed at an acceleration voltage of 5 to 30.
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 8 , wherein the method is performed as keV.
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