JPH02219237A - Ｍｉｓ型半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明はＭＩＳ型半導体装置に関し、とくにＬ　Ｄ　
Ｄ　（Ｌｉｇｈｔｌｙ　Ｄｏｐｅｄ　Ｄｒａｉｎ）構造
を有するＭＩＳ型半導体装置に関する。

（ロ）従来の技術 従来、ＬＳＩやＤＲＡＭなどにおいて高集積化が進むに
つれ、それらにて使用されるＭＩＳ型半導体装置の耐圧
低下やホットキャリアによる信頼性の低下が生じてきた
が、これらの問題点を解決するために、第３図に示すよ
うに、ドレイン領域を低濃度および高濃度の拡散領域の
２重構造としたＬＤＤ構造のＭＩＳ型半導体装置が開発
され実用化されている。

同図において、１３はゲート電極で、たとえばｐ型シリ
コン基板ｌｌの表面に絶縁膜１２を介して配設されてい
る。そしてゲート電極１３をマスクにしてイオン注入に
よって低濃度ｎ型拡散領域１４が形成されている。この
低濃度ｎ型拡散領域１４に接合される高濃度ｎ拡散領域
１６は、ゲート電極１３にサイドウオール１５が形成さ
れたのち、サイドウオール１５の付設されたゲート電極
１３をマスクにしてイオン注入によって形成される。そ
して低濃度および高濃度ｎ型拡散領域１４゜１７の２つ
の領域によって、ソース領域１７とドレイン領域１８と
が構成されている。この例にあっては、低濃度ｎ型拡散
領域１４の深さ方向拡散長が高濃度ｎ型拡散領域１６の
深さ方向拡散長を越えないように構成されている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら上記ＬＤＤ構造の低濃度ｎ型拡散領域は、
ドレイン電界を緩和することでホットキャリアの発生を
抑制できるが、一方で、低濃度ｎ型拡散領域による寄生
抵抗の増大により、電流駆動能力が低下するという問題
があった。また、ＤＲＡＭなどで使用されるＭＩＳ型半
導体装置では、その微細化が進み、半導体基板濃度の上
昇につれ、ソース、ドレイン接合の耐圧劣化が生じると
いう問題があった。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、ホット
キャリアの発生を抑制しつつ寄生抵抗の増大による電流
駆動力の低下を防止し、かつソース、ドレイン接合の耐
圧劣化を防止することができるＭＩＳ型半導体装置を提
供しようとするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 この発明によれば、第１導電型半導体基板上に絶縁膜を
介して配設されるゲート電極と、このゲート電極をマス
クにしてイオン注入によって形成されるソース領域およ
びドレイン領域とを備えるＭＩＳ型半導体装置において
、ソース領域およびドレイン領域がそれぞれ、ゲート電
極をマスクにしてイオン注入によって形成される第１不
純物拡散層と、ゲート電極とその壁面に形成されたサイ
ドウオールとをマスクにしてイオン注入によって第１不
純物拡散層内に形成される第１不純物拡散層の不純物濃
度より高濃度の第２不純物拡散層と、ゲート電極とサイ
ドウオールとをマスクにしてイオン注入によって第２不
純物拡散層内に形成される第２不純物拡散層の不純物濃
度より高濃度の第一 ３不純物拡散層とで構成されることを特徴とするＭＩＳ
型半導体装置が提供される。

（ホ）作用 第１、第２および第３不純物拡散層は、この順に不純物
濃度が高くしであるので、深さ方向および横方向の接合
の電界を緩和させる。これによって接合耐圧が向上され
、ホットキャリアの発生が抑制される。

また、第２不純物拡散層は、ソース領域およびドレイン
領域の寄生抵抗を減少させるので、駆動能力を向上させ
る。

（へ）実施例 以下、この発明の実施例を図面にて詳述するが、この発
明は以下の実施例に限定されるものではない。

第１図において、１は第１導電型半導体基板（以下基板
と記す）で、たとえばｐ型シリコンにて構成される。こ
の基板ｌの表面に、絶縁膜であるゲート酸化膜２を介し
てゲート電極３が配設される。

４はゲート電極３の側面に形成されるサイドウオ−ルで
ある。

５はソース領域であり、また６はドレイン領域であり、
ゲート電極３真下のチャネル領域７を挟んで形成される
。ソース領域５およびドレイン領域６はそれぞれ、第１
不純物拡散層８と、第１不純物拡散層８内に形成される
第１不純物拡散層８の不純物濃度より高濃度の第２不純
物拡散層９と、第２不純物拡散層９内に形成される第２
不純物拡散層９の、不純物濃度より高濃度の第３不純物
拡散層１０とで構成される。それぞれの不純物拡散層８
．９．１０は基板ｌとは異なる導電型の不純物をイオン
注入して形成される。

第２不純物拡散層９は、第１不純物拡散層８の深さ方向
の拡散長および横方向の拡散長を越えることなく形成さ
れる。同様にして第３不純物拡散層１０は、第２不純物
拡散層９の深さ方向の拡散長および横方向の拡散長を越
えることなく形成される。

なお、第１図においては、ソース電極、ドレイン電極、
さらにはそれらのための電極配線などは公知の構造であ
ってよいので、図示することを省略した。

次に第２図を交えてこの実施例の構造工程を説明する。

最初に、第２図の（ａ）に示すようにｐ型シリコンの基
板ｌ上に、厚さ２００人のゲート酸化膜２および厚さ３
５００人のｎ型多結晶シリコン膜を堆積した後、ホトエ
ツチング技術によりゲート電極３を形成する。しかる後
、ゲート電極３をマスクとして、リンを加速電圧７０Ｋ
ｅＶ、ドーズ量３ｘ　１０”ｃｍ−’の条件でイオン注
入し、９５０℃の温度にて３０分の活性化をおこない、
自己整合的に第１不純物層８を形成する。

なおこの実施例では、ゲート電極３の材料として、ｎ型
多結晶シリコン膜を使用したが、ポリサイド膜、または
ｐ型多結晶シリコン膜を用いてもよい。

次に全面に厚さ２５００人の３１０２膜を堆積し、反応
性イオンエツチング法により全面エツチングをおこない
、第２図の（ｂ）に示すように、ゲート電極一 ３に隣接して５１０２からなるサイドウオール４を形成
する。

次いで、ゲート電極３およびサイドウオール１４をマス
クとして、第２図の（ｃ）に示すように、リンを加速電
圧５０ＫｅＶ、ドーズ量２Ｘ　１０”ｃｍ−２で、同時
にリンより拡散係数の小さいヒ素を加速電圧５０ＫｅＶ
、　　ドーズ量ｓｘ　１０１１０ｌ５’の条件で２重イ
オン注入をおこない、９００℃の温度にて４０分の拡散
をおこなって２重拡散をして、第２不純物拡散層９及び
第３不純物拡散層７を形成する。

上記工程を経て形成することにより、第１〜３不純物拡
散層８，９．１０はそれぞれ、第１不純物拡散層８の不
純物濃度が第２不純物拡散層９の濃度より低濃度に、第
２不純物拡散層９の濃度が第３不純物拡散層ｌＯの濃度
より低濃度に設定できる。さらに、第１不純物拡散層８
の横方向拡散長を第２不純物拡散層９の横方向拡散長が
越えず、第２不純物拡散層９の横方向拡散長を第３不純
物拡散層１０の横方向拡散長が越えないように設定でき
る。加えて、第２不純物拡散層９の深さ方向拡散長を第
３不純物拡散層１０の深さ方向拡散長が越えず、第１不
純物拡散層８の深さ方向拡散長を第２不純物拡散層９の
深さ方向拡散長が越えないように設定することができる
。

なお、この実施例では、第２拡散領域と第３拡散領域と
を形成するために同時イオン注入、同時拡散を行ってい
るが、それぞれ別個にイオン注入および拡散を行っても
よい。

また上記実施例では、ｎチャンネルＭＯＳＩＣに適用し
た例について説明したが、０ＭＯ８ＩＣなどにも適用で
きることは言うまでもない。

（ト）発明の効果 この発明によれば、高耐圧で、高駆動能力を備えたＭＩ
Ｓ型半導体装置が得られる。

すなわち、ソースおよびドレイン領域を、不純物濃度を
半導体基板表面からその内部方向に向かって順次減少さ
せた３つの不純物拡散層を積層させて構成することによ
り、それぞれの領域の深さ方向の接合の電界が緩和され
るため、接合耐圧が向上し、また、横方向の接合の電界
も緩和されるため、ホットキャリア発生が抑制され、信
頼性も向上する。

さらに、中濃度の第２不純物拡散層の導入により、ソー
スおよびドレイン領域の寄生抵抗が減少するため、駆動
能力が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の構成を示す縦断面図、第２
図は実施例を製造する工程を説明するための工程図、第
３図は従来例の構成を示す縦断面図である。 ■・・・・・・第１導電型半導体基板、２・・・・・・
ゲート酸化膜、　３・・・・・・ゲート電極、４・・・
・・サイドウオール、５・・・・・・ソース領域、６・
・・・・・ドレイン領域、 ８・・・・・・第１不純物拡散層、 ９・・・・・・第２不純物拡散層、 １０・・・・・・第３不純物拡散層。 第 図 第 図 （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１導電型半導体基板上に絶縁膜を介して配設され
   るゲート電極と、このゲート電極をマスクにしてイオン
   注入によって形成されるソース領域およびドレイン領域
   とを備えるＭＩＳ型半導体装置において、 ソース領域およびドレイン領域がそれぞれ、ゲート電極
   をマスクにしてイオン注入によって形成される第１不純
   物拡散層と、ゲート電極とその壁面に形成されたサイド
   ウォールとをマスクにしてイオン注入によって第１不純
   物拡散層内に形成される第１不純物拡散層の不純物濃度
   より高濃度の第２不純物拡散層と、ゲート電極とサイド
   ウォールとをマスクにしてイオン注入によって第２不純
   物拡散層内に形成される第２不純物拡散層の不純物濃度
   より高濃度の第３不純物拡散層とで構成されることを特
   徴とするＭＩＳ型半導体装置。