JP4519442B2 - Mosトランジスター及びその製造方法 - Google Patents

Mosトランジスター及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4519442B2
JP4519442B2 JP2003358405A JP2003358405A JP4519442B2 JP 4519442 B2 JP4519442 B2 JP 4519442B2 JP 2003358405 A JP2003358405 A JP 2003358405A JP 2003358405 A JP2003358405 A JP 2003358405A JP 4519442 B2 JP4519442 B2 JP 4519442B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
gate
drain region
source
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003358405A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2004146825A (ja
Inventor
宰圭 李
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of JP2004146825A publication Critical patent/JP2004146825A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4519442B2 publication Critical patent/JP4519442B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66568Lateral single gate silicon transistors
    • H01L29/66613Lateral single gate silicon transistors with a gate recessing step, e.g. using local oxidation
    • H01L29/66628Lateral single gate silicon transistors with a gate recessing step, e.g. using local oxidation recessing the gate by forming single crystalline semiconductor material at the source or drain location
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/417Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/41725Source or drain electrodes for field effect devices
    • H01L29/41775Source or drain electrodes for field effect devices characterised by the proximity or the relative position of the source or drain electrode and the gate electrode, e.g. the source or drain electrode separated from the gate electrode by side-walls or spreading around or above the gate electrode
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/417Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/41725Source or drain electrodes for field effect devices
    • H01L29/41775Source or drain electrodes for field effect devices characterised by the proximity or the relative position of the source or drain electrode and the gate electrode, e.g. the source or drain electrode separated from the gate electrode by side-walls or spreading around or above the gate electrode
    • H01L29/41783Raised source or drain electrodes self aligned with the gate
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S257/00Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes
    • Y10S257/90MOSFET type gate sidewall insulating spacer

Description

本発明は半導体装置及びその製造方法に関するものであり、より詳細には、ショートチャンネル効果を抑制し、ソース/ドレーン接合キャパシタンスを減少させることができるMOSトランジスター及びその製造方法に関するものである。
半導体装置が高集積化されるにつれて、素子形成領域、即ちアクティブ領域の大きさが減少され、アクティブ領域に形成されるMOSトランジスターのゲート長さが短くなる。MOSトランジスターのゲート長さが短くなると、チャンネル領域での電界や電位に及ぼすソース/ドレーンの影響が激しくなり、このような現象をショートチャンネル効果と称し、その代表的なことがしきい電圧(threshold voltage;Vt)の低下である。これはゲート長さが短くなるにより、チャンネル領域がゲート電圧だけでなく、ソース/ドレーン領域の空乏層電荷や電界及び電位分布の影響を大きく受けるためである。
また、ドレーン電圧が増加するほど、ドレーンの空乏層が比例して増加するので、ドレーン空乏層がソースに近接することになり、ゲート長さが短くなるとドレーン空乏層とソース空乏層が完全に連結されてしまう。この状態では、ドレーン電界がソース側に影響を及ぼしてソース近所の拡散電位を低下させるために、チャンネルが形成されていなくてもソースとドレーン間に電流が流れる、これがつきぬけ現象(punchthrough)と称する現象であり、つきぬけ現象が始まると、飽和領域でもドレーン電流が飽和されずに、急激に増加することになる。
このようなショートチャンネル効果はソース/ドレーン領域の接合深さが深くなるほど、チャンネルドーピングが低いほど深化され、これを減少させるためにソース/ドレーンの接合深さを薄く形成する方法が開発され、このような薄いソース/ドレーン接合によりショートチャンネル効果がある程度抑制されている。
一般的に、薄いソース/ドレーン接合は低エネルギーイオン注入により具現されるが、これはシリコン基板内の物理的な接合深さを減少させることであるので、結果的にトランジスター電流を減少させる要因として作用することになる。
また、ゲート長さの減少によるソース/ドレーン領域の寄生抵抗、例えば、シート抵抗(sheet resistance)及びコンタクト抵抗を減少させるためにソース/ドレーン領域の表面にサリサイド(self−aligned silicide;salicide)工程により金属シリサイド層を形成する方法が使用され、ソース/ドレーン接合の深さが薄くなるほどこのようなサリサイド工程を適用することが困難になる。
従って、高性能のトランジスター具現のためには、ショートチャンネル効果を抑制しながらソース/ドレーン領域の寄生抵抗を最少化してトランジスター電流を増加させなければならない。その代表的な方法がSOI基板上にMOSトランジスターを形成するものである。このようなSOIトランジスターによると、ソース/ドレーン接合のすぐ下に埋没酸化膜が位置するために、ソース/ドレーン接合の空乏キャパシタンスが除去される。しかし、SOIトランジスターではボディーコンタクト(body contact)が形成されないために、フローティングボディー(floating body)を有する。これにより、蓄積された正孔の層がSOI層の後側界面に形成され、寄生バイポーラ−誘導ブレークダウン(parasitic bipolar−induced breakdown)及びラッチアップ(latch−up)のようなフローティングボディー効果が発生することになる。
本発明の目的は、ショートチャンネル効果を抑制し、ソース/ドレーン接合キャパシタンスを減少させることができるMOSトランジスターを提供することにある。
本発明の他の目的は、ショートチャンネル効果を抑制し、ソース/ドレーン接合キャパシタンスを減少させることができるMOSトランジスターの製造方法を提供することにある。
上述した目的を達成するための本発明は、半導体基板と、前記半導体基板上に順次で形成されたゲート絶縁膜及びゲート電極を含むゲート構造物と、前記ゲート構造物の上面及び側面上に形成された第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜から離隔され前記半導体基板上に形成された第2絶縁膜と、前記第2絶縁膜と前記ゲート構造物間の基板表面に形成された低濃度ソース/ドレーン領域と、前記低濃度ソース/ドレーン領域上に形成されたソース/ドレーン拡張層と、前記第2絶縁膜上に前記ソース/ドレーン拡張層と連結されるように形成された高濃度ソース/ドレーン領域とを備えることを特徴とする半導体装置を提供する。
望ましくは、ソース/ドレーン拡張層はドープエピタキシャル層で形成され、高濃度ソース/ドレーン領域はドープポリシリコン層で形成される。
上述した他の目的を達成するための本発明は、半導体基板と、前記半導体基板上に順次で形成されたゲート絶縁膜及びゲート電極を含むゲート構造物と、前記ゲート構造物の上面及び側面上に形成された第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜から離隔され前記半導体基板上に形成された第2絶縁膜と、前記第2絶縁膜と前記ゲート構造物間の基板表面に形成された低濃度ソース/ドレーン領域と、前記第2絶縁膜と前記ゲート構造物間の間隙を埋めながら、前記絶縁膜上に高濃度ソース/ドレーン領域と、を備えることを特徴とする半導体装置を提供する。
望ましくは、高濃度ソース/ドレーン領域はドープエピタキシャル層またはドープポリシリコン層で形成される。
また、上述した目的を達成するための本発明は、半導体基板上にゲート絶縁膜及びゲート電極が順次に積層されたゲート構造物を形成する段階と、前記ゲート構造物の上面及び側面上に第1絶縁膜を形成する段階と、前記基板上に前記第1絶縁膜から離隔されるように第2絶縁膜を形成する段階と、前記第2絶縁膜と前記ゲート構造物間の基板表面に不純物をイオン注入して低濃度ソース/ドレーン領域を形成する段階と、前記低濃度ソース/ドレーン領域上にソース/ドレーン拡張層を形成する段階と、前記第2絶縁膜上にソース/ドレーン拡張層と連結されるように高濃度ソース/ドレーン領域を形成する段階とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
また、上述した他の目的を達成するための本発明は、半導体基板上にゲート絶縁膜及びゲート電極が順次に積層されたゲート構造物を形成する段階と、前記ゲート構造物の上面及び側面上に第1絶縁膜を形成する段階と、前記基板上に前記第1絶縁膜から離隔されるように第2絶縁膜を形成する段階と、前記第2絶縁膜と前記ゲート構造物間の基板表面に不純物をイオン注入して低濃度ソース/ドレーン領域を形成する段階と、前記第2絶縁膜上に前記第2絶縁膜と前記ゲート構造物間の間隙を埋めるように、高濃度ソース/ドレーン領域を形成する段階と、を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
本発明によると、チャンネル領域と低濃度ソース/ドレーン領域を半導体基板の表面内に形成し高濃度のソース/ドレーン領域を絶縁膜上に形成することにより、SOIトランジスターと類似する構造を有し、バルクシリコン基板上に形成されるトランジスターと同一な動作を実施するMOSトランジスターを具現する。従って、ショートチャンネル効果を抑制し、ソース/ドレーン接合キャパシタンスを減少させ素子の動作速度を向上させることができる。
以下、図面を参照して本発明の望ましい一実施例をより詳細に説明する。
(実施例1)
図1は本発明の第1実施例によるN型MOSトランジスターの断面図である。
図1に示すように、半導体装置(10)上にゲート絶縁膜(12)及びゲート電極(18)を含むゲート構造物(gate structure)(25)が形成される。また、ゲート構造物(25)は必要によってゲート電極(18)上にゲートキャッピング層(20)をさらに備えることができる。ゲートキャッピング層(20)はシリコン窒化物やシリコン酸化物のような絶縁物質で形成され、本実施例ではシリコン窒化物でゲートキャッピング層(20)を形成する。
前記ゲート電極(18)はポリシリコン層(14)及び金属シリサイド層(16)が積層されたポリサイド構造で形成される。
ゲート構造物(25)の上面及び側面上には第1絶縁膜(22)が形成される。望ましくは、ゲートパターニングのためのエッチング工程により惹起されたシリコン損傷をキュアリングするために、酸化工程を実施してシリコン酸化物からなった第1絶縁膜(22)を形成する。
本発明MOSトランジスターによると、第1絶縁膜(22)から所定距離ほど離隔されて前記基板(10)上にシリコン酸化物からなった第2絶縁膜(26)が形成される。第2絶縁膜(26)とゲート構造物(25)間の基板表面には低濃度ソース/ドレーン領域(28)、即ちLDD領域が形成される。
低濃度ソース/ドレーン領域(28)上にはソース/ドレーン拡張層(30)が形成される。望ましくは、ソース/ドレーン拡張層(30)はドープエピタキシャル層で形成される。
第2絶縁膜(26)上にはソース/ドレーン拡張層(30)と連結されるように高濃度ソース/ドレーン領域(34)が形成される。望ましくは、前記高濃度ソース/ドレーン領域(34)はドープポリシリコン層で形成される。
前記高濃度ソース/ドレーン領域(34)とゲート構造物(25)間には絶縁物質、望ましくはシリコン窒化物からなったゲートスペーサ(32)が形成される。望ましくは、前記ゲートスペーサ(32)はソース/ドレーン拡張層(30)と同一な幅で形成される。
また、必要によって、前記高濃度ソース/ドレーン領域(34)の表面に寄生抵抗の減少のための金属シリサイド層(36)が形成されることができる。
図2乃至図8は、本発明の第1実施例によるMOSトランジスターの製造方法を説明するための断面図である。
図2に示すように、一般の素子分離工程によりシリコンのような半導体基板(10)をアクティブ領域とフィールド領域に区分した後、前記基板(10)上に熱酸化工程を実施してシリコン酸化物からなったゲート酸化膜(12)を形成する。ここで、ゲート酸化膜(12)はシリコンオキシナイトライドで形成することもできる。
前記ゲート酸化膜(12)上にポリシリコン層(14)を蒸着し、一般のドーピング工程、例えば、POC1拡散、イオン注入またはインサイチュドーピング工程によりポリシリコン層(14)をn型にドーピングさせる。続いて、ポリシリコン層(14)上にタングステンシリサイド(WSix)、チタンシリサイド(TiSix)、タンタルシリサイド(TaSix)のような金属シリサイド層(16)を蒸着する。
続いて、金属シリサイド層(16)上にシリコン窒化物を蒸着しゲートキャッピング層(20)を形成した後、フォトリソグラフィ工程により層をゲートパターンによりパターニングする。そうすると、ゲート酸化膜(12)、ゲート電極(18)及びゲートキャッピング層(20)からなったゲート構造物(25)が形成される。
続いて、ゲートパターニングのためのエッチング工程の間に惹起されたシリコン損傷をキュアリングするために酸化工程を実施することによって、ゲート構造物(25)の上面および側面上に第1絶縁膜(22)を形成する。
前記第1絶縁膜(22)及び半導体基板(10)上にシリコン窒化物を蒸着し、これをエッチバックして第1絶縁膜(22)の両側面上に犠牲スペーサ(sacrificing spacer)(24)を形成する。
図3に示すように、酸化工程を実施して犠牲スペーサ(24)により露出された基板(10)の表面を酸化させる。そうすると、前記基板(10)上に第1絶縁膜(22)から離隔されて第2絶縁膜(26)が形成される。
図4に示すように、シリコン酸化物に対する選択比を有するウェットエッチング工程によりシリコン窒化物からなった犠牲スペーサ(24)を選択的に除去する。ここで、ゲート構造物(25)はシリコン酸化物からなった第1絶縁膜(22)により取り囲まれているので、前記エッチングにより損傷を受けない。
図5に示すように、リン(P)のようなn型不純物を傾斜イオン注入して第2絶縁膜(26)とゲート構造物(25)間の基板表面にLDD領域に提供される低濃度ソース/ドレーン領域(28)を形成する。
図6に示すように、選択的エピタキシャル成長法により低濃度ソース/ドレーン領域(28)上にn型ドープエピタキシャル層を成長させてソース/ドレーン拡張層(30)を形成する。望ましくは、ソース/ドレーン拡張層(30)は第2絶縁膜(26)上に突出されるように成長させる。低濃度ソース/ドレーン領域(28)とソース/ドレーン拡張層(30)は第1絶縁膜(22)により隔離される。
図7に示すように、ソース/ドレーン拡張層(30)を含む半導体基板(10)の全面に絶縁膜、例えば、シリコン窒化膜を蒸着し、これをエッチバックしてゲート構造物(25)の両側面上にゲートスペーサ32を形成する。望ましくは、ゲートスペーサ(32)はソース/ドレーン拡張層(30)と同一な幅で形成する。従って、ゲートスペーサ32はソース/ドレーン拡張層(30)上にのみ残留するように形成される。
図8に示すように、第2絶縁膜(26)上にnドープポリシリコン層を蒸着した後、前記ゲート構造物(25)上の第1絶縁膜(22)が露出されるまで、nドープポリシリコン層をエッチバックすることにより、高濃度ソース/ドレーン領域(34)を形成する。前記高濃度ソース/ドレーン領域(34)はソース/ドレーン拡張層(30)を通じて低濃度ソース/ドレーン領域(28)と連結されることにより、LDD構造を具現する。
続いて、必要によって、サリサイド工程を実施して露出されたシリコン領域、即ち高濃度ソース/ドレーン領域(34)の表面に金属シリサイド層(36)を形成する。
上述したように、本発明の第1実施例によると、チャンネル領域と低濃度ソース/ドレーン領域(28)を半導体基板(10)の表面内に形成し、高濃度ソース/ドレーン領域(34)を第2絶縁膜(26)に分離された半導体基板(10)上に形成する。即ち、SOI構造と類似するように高濃度ソース/ドレーン領域(34)の下に第2絶縁膜(28)が位置しながら、実際的にバルクトランジスターと同一な動作を実施する。従って、ショートチャンネル効果を抑制し、ソース/ドレーン接合キャパシタンスを減少させ、素子の動作速度を向上させることができる。
(実施例2)
図9は本発明の第2実施例によるMOSトランジスターの断面図である。
図9に示すように、本発明の第2実施例にはnドープポリシリコンからなった高濃度ソース/ドレーン領域(38)が第2絶縁膜(26)とゲート構造物(25)間の間隙を埋めながら、第2絶縁膜(26)上に形成されたことを除いては上述した第1実施例と同一である。
具体的に、半導体基板(10)上にゲート酸化膜(12)、ゲート電極(18)及びゲートキャッピング層(20)を含むゲート構造物(25)を形成した後、前記ゲート構造物(25)の上面及び側面上に第1絶縁膜(22)を形成する。前記基板(10)上に第1絶縁膜(22)から離隔されるように第2絶縁膜(26)を形成した後、イオン注入工程により第2絶縁膜(26)とゲート構造物(25)間の基板表面に低濃度ソース/ドレーン領域(28)を形成する。
続いて、前記低濃度ソース/ドレーン領域(28)を含む半導体基板(10)の全面にnドープポリシリコン層を蒸着し、これをゲート構造物(25)上の第1絶縁膜(22)までエッチバックして第2絶縁膜(26)とゲート構造物(25)間の間隙を埋める高濃度ソース/ドレーン領域(38)を形成する。
サリサイド工程を実施して前記高濃度ソース/ドレーン領域(38)の表面に金属シリサイド層(36)を形成した後、結果物の全面にシリコン窒化物を蒸着し、これをエッチバックしてゲート構造物(25)の両側面上にゲートスペーサ(32)を形成する。ここで、ゲートスペーサ(32)は高濃度ソース/ドレーン領域(38)上に形成される。
(実施例3)
図10は本発明の第3実施例によるMOSトランジスターの断面図として、高濃度ソース/ドレーン領域(40)をドープエピタキシャル層で形成したことを除いては、上述した第2実施例と同一である。
具体的に、上述した第2実施例と同一にイオン注入工程により第2絶縁膜(26)とゲート構造物(25)間の基板表面に低濃度ソース/ドレーン領域(28)を形成した後、選択的エピタキシャル成長法を利用して低濃度ソース/ドレーン領域(28)上にnドープエピタキシャル層を成長させる。ここで、nドープエピタキシャル層は第2絶縁膜(26)上に伸張されるように成長させる。従って、第2絶縁膜(26)上に第2絶縁膜(26)とゲート構造物(25)間の間隙を埋める高濃度ソース/ドレーン領域(40)が形成される。
(実施例4)
図11は本発明の第4実施例によるメモリセルトランジスターの断面図である。
図5に示すように、半導体基板(50)上にゲート絶縁膜(52)、ゲート電極(58)及びゲートキャッピング層(60)を含む二つのゲート構造物(75)がお互いに離隔され形成される。ゲート電極(58)はポリシリコン層(54)及び金属シリサイド層(56)が積層されたポリサイド構造で形成される。前記ゲートキャッピング層(60)は必要によって形成しなくてもいいし、本実施例ではシリコン窒化物にゲートキャッピング層(60)を形成する。
各々のゲート構造物(75)の上面及び側面上には第1絶縁膜(62)が形成される。望ましくは、前記第1絶縁膜(62)はゲートパターニングのためのエッチング工程により惹起されるシリコン損傷をキュアリングするための酸化工程で形成する。
前記第1絶縁膜(62)から所定距離離隔された半導体基板(50)の表面上に第2絶縁膜(66)が形成される。望ましくは、第2絶縁膜(66)は酸化工程で形成される。
前記第2絶縁膜(66)とゲート構造物(75)間の基板表面にはイオン注入工程により低濃度ソース/ドレーン領域(68)が形成される。
前記低濃度ソース/ドレーン領域(68)上には第2絶縁膜(66)とゲート構造物(75)間の間隙を埋めて、前記第2絶縁膜(66)上に延びられる高濃度ソース/ドレーン領域(70a、70b)が形成される。ここで、前記高濃度ソース/ドレーン領域(70a、70b)のうちのいずれか一つの領域、望ましくは、ドレーン領域(70b)は前記二つのゲート構造物(75)間の第2絶縁膜(66)上で連結されるように形成される。従って、二つのゲート電極(58)が一つのドレーン領域(70b)を共有するメモリセル構造を具現することができる。
望ましくは、高濃度ソース/ドレーン領域(70a、70b)は上述した第3実施例と同一に選択的エピタキシャル成長法によるnドープエピタキシャル層で形成される。ここで、nドープエピタキシャル層は二つのゲート構造物(75)間でお互いに向き合うように成長させる。
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を脱しない範囲内で、本発明を修正または変更できる。
本発明によると、チャンネル領域と低濃度ソース/ドレーン領域(即ち、LDD領域)を半導体基板の表面内に形成し、高濃度ソース/ドレーン領域を絶縁膜上に形成することにより、SOIトランジスターと類似する構造を有しながら、バルクシリコン基板上に形成されるトランジスターと同一な動作を実施するMOSトランジスターを具現する。従って、ショートチャンネル効果を抑制し、ソース/ドレーン接合キャパシタンスを減少させて素子の動作速度を向上させることができる。
本発明の第1実施例によるMOSトランジスターの断面図である。 本発明の第1実施例によるMOSトランジスターの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第1実施例によるMOSトランジスターの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第1実施例によるMOSトランジスターの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第1実施例によるMOSトランジスターの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第1実施例によるMOSトランジスターの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第1実施例によるMOSトランジスターの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第1実施例によるMOSトランジスターの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第2実施例によるMOSトランジスターの断面図である。 本発明の第3実施例によるMOSトランジスターの断面図である。 本発明の第4実施例によるメモリセルトランジスターの断面図である。
符号の説明
10、50 半導体基板
12、52 ゲート絶縁膜
18、58 ゲート電極
20、60 ゲートキャッピング層
22、62 第1絶縁膜
24 犠牲スペーサ
25、75 ゲート構造物
26、66 第1絶縁膜
28、68 低濃度ソース/ドレーン領域
30 ソース/ドレーン拡張層
32、72 ゲートスペーサ
34、38、40、70a、70b 高濃度ソース/ドレーン領域
36 金属シリサイド層


Claims (14)

  1. 半導体基板と、
    前記半導体基板上に順次で形成されたゲート絶縁膜及びゲート電極を含むゲート構造物と、
    前記ゲート構造物の上面及び側面上に形成された第1絶縁膜と、
    前記第1絶縁膜から離隔され前記半導体基板上に形成された第2絶縁膜と、
    前記第2絶縁膜と前記ゲート構造物間の基板表面に形成された低濃度ソース/ドレーン領域と、
    前記低濃度ソース/ドレーン領域上に第2絶縁膜とゲート構造物間の間隙を埋めて、前記第2絶縁膜上に延びられるように形成された高濃度ソース/ドレーン領域を備えて、
    前記高濃度ソース/ドレーン領域のうちのいずれか一つ領域が隣接する二つの前記ゲート構造物間の第2絶縁膜上で連結されるように形成されたことを特徴とする半導体装置。
  2. 前記高濃度ソース/ドレーン領域はドープエピタキシャル層で形成されたことを特徴とする請求項に記載の半導体装置。
  3. 半導体基板上にゲート絶縁膜及びゲート電極が順次に積層されたゲート構造物を形成する段階と、
    前記ゲート構造物の上面、第1側面及び第2側面上に第1絶縁膜を形成する段階と、
    前記基板上に前記第1絶縁膜から離隔されるように第2絶縁膜を形成する段階と、
    前記第2絶縁膜と前記ゲート構造物間の基板表面に不純物をイオン注入して低濃度ソース/ドレーン領域を形成する段階と、
    前記低濃度ソース/ドレーン領域上にソース/ドレーン拡張層を形成する段階と、
    前記第2絶縁膜上にソース/ドレーン拡張層と連結されるように高濃度ソース/ドレーン領域を形成する段階とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 前記ソース/ドレーン拡張層は選択的エピタキシャル成長法によるドープエピタキシャルで形成す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。
  5. 前記高濃度ソース/ドレーン領域はドープポリシリコン層を蒸着して形成す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. 前記第2絶縁膜を形成する段階は、
    前記第1絶縁膜の第1側面及び第2側面上に犠牲スペーサを形成する段階と、
    酸化工程を実施して前記犠牲スペーサにより露出された基板上に第2絶縁膜を形成する段階と、
    前記犠牲スペーサを除去する段階とを含む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。
  7. 前記犠牲スペーサはシリコン窒化物で形成す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。
  8. 前記高濃度ソース/ドレーン領域を形成する段階前に、前記ゲート構造物の両側壁に絶縁物質からなったゲートスペーサを形成する段階をさらに備え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. 前記ゲートスペーサはシリコン窒化物で形成され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。
  10. 前記ゲートスペーサは前記ソース/ドレーン拡張層と同一な幅で形成す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。
  11. 前記第1及び第2絶縁膜はシリコン酸化物で形成す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。
  12. 前記ゲート構造物は前記ゲート電極上に形成されたゲートキャッピング層をさらに備え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。
  13. 前記ゲートキャッピング層はシリコン窒化物で形成することを特徴とする請求項12に記載の半導体装置の製造方法。
  14. 前記高濃度ソース/ドレーン領域を形成する段階後、前記高濃度ソース/ドレーン領域の表面に金属シリサイド層を形成する段階をさらに備え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。
JP2003358405A 2002-10-26 2003-10-17 Mosトランジスター及びその製造方法 Expired - Fee Related JP4519442B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0065649A KR100485690B1 (ko) 2002-10-26 2002-10-26 모스 트랜지스터 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004146825A JP2004146825A (ja) 2004-05-20
JP4519442B2 true JP4519442B2 (ja) 2010-08-04

Family

ID=29267963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003358405A Expired - Fee Related JP4519442B2 (ja) 2002-10-26 2003-10-17 Mosトランジスター及びその製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US7119435B2 (ja)
JP (1) JP4519442B2 (ja)
KR (1) KR100485690B1 (ja)
CN (1) CN100435353C (ja)
DE (1) DE10341359B4 (ja)
GB (1) GB2395602B (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005332993A (ja) * 2004-05-20 2005-12-02 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置および半導体装置の製造方法
KR100613349B1 (ko) * 2004-12-22 2006-08-21 동부일렉트로닉스 주식회사 두 개 이상의 구동 전압을 갖는 게이트를 포함하는 반도체소자 및 그 제조 방법
US7414277B1 (en) * 2005-04-22 2008-08-19 Spansion, Llc Memory cell having combination raised source and drain and method of fabricating same
JP2007027231A (ja) * 2005-07-13 2007-02-01 Seiko Epson Corp 半導体装置の製造方法及び、半導体装置
KR100701405B1 (ko) * 2005-11-21 2007-03-28 동부일렉트로닉스 주식회사 모스트랜지스터 및 그 제조방법
US7977185B2 (en) * 2005-11-22 2011-07-12 International Business Machines Corporation Method and apparatus for post silicide spacer removal
US11049939B2 (en) 2015-08-03 2021-06-29 Semiwise Limited Reduced local threshold voltage variation MOSFET using multiple layers of epi for improved device operation
US11373696B1 (en) 2021-02-19 2022-06-28 Nif/T, Llc FFT-dram

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0318062A (ja) * 1989-06-15 1991-01-25 Toshiba Corp 半導体装置
JPH0374848A (ja) * 1989-08-16 1991-03-29 Hitachi Ltd 半導体装置及びその製造方法
US5182619A (en) * 1991-09-03 1993-01-26 Motorola, Inc. Semiconductor device having an MOS transistor with overlapped and elevated source and drain
JPH0621449A (ja) * 1992-07-06 1994-01-28 Sony Corp 短チャネルmos型トランジスタおよびその製造方法
JPH08340113A (ja) * 1995-06-07 1996-12-24 Sgs Thomson Microelectron Inc 集積回路において平坦化構造を形成する方法
JPH10200106A (ja) * 1997-01-13 1998-07-31 Sony Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2000114262A (ja) * 1998-10-05 2000-04-21 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2001223355A (ja) * 2000-02-09 2001-08-17 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2001230411A (ja) * 1993-03-22 2001-08-24 Sharp Corp 隆起型ストラップ構造mosトランジスタの製造方法
JP2002280551A (ja) * 2001-01-16 2002-09-27 Chartered Semiconductor Mfg Ltd 階段形状の絶縁層上に隆起した自己整合ソース/ドレーンcmosデバイスを製造する方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49112574A (ja) 1973-02-24 1974-10-26
JPS5816337B2 (ja) 1975-06-13 1983-03-30 日本電気株式会社 半導体装置の製造方法
JPS61198780A (ja) * 1985-02-28 1986-09-03 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JPH0671073B2 (ja) 1989-08-29 1994-09-07 株式会社東芝 半導体装置及びその製造方法
US5093275A (en) 1989-09-22 1992-03-03 The Board Of Regents, The University Of Texas System Method for forming hot-carrier suppressed sub-micron MISFET device
US5156994A (en) * 1990-12-21 1992-10-20 Texas Instruments Incorporated Local interconnect method and structure
US5216282A (en) 1991-10-29 1993-06-01 International Business Machines Corporation Self-aligned contact studs for semiconductor structures
DE69534688D1 (de) * 1994-10-31 2006-01-19 St Microelectronics Inc Verfahren zur Bildung von erhöhten Source- und Drainzonen in integrierten Schaltungen
EP0785573B1 (en) 1994-10-31 2005-12-14 STMicroelectronics, Inc. Method of forming raised source/drain regions in an integrated circuit
US5545581A (en) 1994-12-06 1996-08-13 International Business Machines Corporation Plug strap process utilizing selective nitride and oxide etches
US5516994A (en) * 1994-12-27 1996-05-14 Lay; Brian Alarm continuity switch
US5597746A (en) * 1995-08-09 1997-01-28 Micron Technology, Inc. Method of forming field effect transistors relative to a semiconductor substrate and field effect transistors produced according to the method
US5830798A (en) * 1996-01-05 1998-11-03 Micron Technology, Inc. Method for forming a field effect transistor
US5827768A (en) 1997-07-07 1998-10-27 National Science Council Method for manufacturing an MOS transistor having a self-aligned and planarized raised source/drain structure
US6271577B1 (en) 1997-12-17 2001-08-07 Texas Instruments Incorporated Transistor and method
US6355955B1 (en) * 1998-05-14 2002-03-12 Advanced Micro Devices, Inc. Transistor and a method for forming the transistor with elevated and/or relatively shallow source/drain regions to achieve enhanced gate electrode formation
US6232641B1 (en) * 1998-05-29 2001-05-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor apparatus having elevated source and drain structure and manufacturing method therefor
US6218271B1 (en) 1999-10-08 2001-04-17 United Microelectronics Corp. Method of forming a landing pad on the drain and source of a MOS transistor
US6284610B1 (en) 2000-09-21 2001-09-04 Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. Method to reduce compressive stress in the silicon substrate during silicidation
KR100705211B1 (ko) * 2000-12-27 2007-04-06 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 트랜지스터 제조 방법
KR100499159B1 (ko) * 2003-02-28 2005-07-01 삼성전자주식회사 리세스 채널을 갖는 반도체장치 및 그 제조방법

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0318062A (ja) * 1989-06-15 1991-01-25 Toshiba Corp 半導体装置
JPH0374848A (ja) * 1989-08-16 1991-03-29 Hitachi Ltd 半導体装置及びその製造方法
US5182619A (en) * 1991-09-03 1993-01-26 Motorola, Inc. Semiconductor device having an MOS transistor with overlapped and elevated source and drain
JPH0621449A (ja) * 1992-07-06 1994-01-28 Sony Corp 短チャネルmos型トランジスタおよびその製造方法
JP2001230411A (ja) * 1993-03-22 2001-08-24 Sharp Corp 隆起型ストラップ構造mosトランジスタの製造方法
JPH08340113A (ja) * 1995-06-07 1996-12-24 Sgs Thomson Microelectron Inc 集積回路において平坦化構造を形成する方法
JPH10200106A (ja) * 1997-01-13 1998-07-31 Sony Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2000114262A (ja) * 1998-10-05 2000-04-21 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2001223355A (ja) * 2000-02-09 2001-08-17 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2002280551A (ja) * 2001-01-16 2002-09-27 Chartered Semiconductor Mfg Ltd 階段形状の絶縁層上に隆起した自己整合ソース/ドレーンcmosデバイスを製造する方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004146825A (ja) 2004-05-20
DE10341359B4 (de) 2007-12-27
CN100435353C (zh) 2008-11-19
GB2395602A (en) 2004-05-26
DE10341359A1 (de) 2004-06-03
US20040080003A1 (en) 2004-04-29
KR100485690B1 (ko) 2005-04-27
GB0321893D0 (en) 2003-10-22
CN1492515A (zh) 2004-04-28
US20060211197A1 (en) 2006-09-21
US7119435B2 (en) 2006-10-10
GB2395602B (en) 2005-03-02
KR20040036452A (ko) 2004-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5319046B2 (ja) ベリード酸化膜を具備する半導体装置の製造方法及びこれを具備する半導体装置
US7795670B2 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
US20090173992A1 (en) Semiconductor device with improved performance characteristics
KR100549008B1 (ko) 등방성식각 기술을 사용하여 핀 전계효과 트랜지스터를제조하는 방법
JP2000269485A (ja) 半導体素子およびその製造方法
JP4394385B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2007027738A (ja) 半導体装置及びその製作方法
US10014406B2 (en) Semiconductor device and method of forming the same
JP2008091905A (ja) FinFETを備えた半導体素子の製造方法
KR100854501B1 (ko) 리세스 채널 영역을 갖는 모스 트랜지스터 및 그 제조방법
US20060211197A1 (en) Mos transistor and method of manufacturing the same
JP4567969B2 (ja) 半導体素子のトランジスタ製造方法
JP3744694B2 (ja) トランジスターの特性を改善するための半導体装置製造方法
JP2951893B2 (ja) 半導体素子のトランジスター製造方法
JP3360064B2 (ja) 半導体素子の製造方法
US20210005729A1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US8658491B2 (en) Manufacturing method of transistor structure having a recessed channel
JP2003197907A (ja) エピタキシャル層を利用するトランジスター構造及びその製造方法
KR100341182B1 (ko) 반도체소자의 모스 트랜지스터 형성방법
KR20080006268A (ko) 터널링 전계 효과 트랜지스터의 제조 방법
JP2008066548A (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
US7211491B2 (en) Method of fabricating gate electrode of semiconductor device
KR101052871B1 (ko) 반도체 소자 및 그의 제조방법
US6720224B2 (en) Method for forming transistor of semiconductor device
KR100933798B1 (ko) 반도체 소자 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060516

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080717

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100405

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100420

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100519

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130528

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4519442

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees