JPH03276730A - Mos transistor and manufacture thereof - Google Patents
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- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、低濃度拡散ドレイン構造(以下「L D
D Jという。)を有するMOSトランジスタおよびそ
の製造方法に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a low concentration diffusion drain structure (hereinafter referred to as "LD").
My name is DJ. ) and a method for manufacturing the same.
従来のLDD構造のMOS)ランジスクについて、第4
図に基づいて説明する。Regarding the conventional LDD structure MOS)
This will be explained based on the diagram.
第4図は従来のNチャネル型MO3トランジスタの要部
を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing the main parts of a conventional N-channel type MO3 transistor.
第4図に示すように、シリコン基板1” (p型ウェル
領域)上に酸化膜(図示せず)を堆積し、この酸化膜上
にポリシリコン膜(図示せず)を堆積した後、フォトリ
ソグラフフィ技術等により、ゲート酸化膜2が形成され
、さらにゲート酸化膜2上にポリシリコン膜からなるゲ
ート電極3が形成される。As shown in FIG. 4, an oxide film (not shown) is deposited on a silicon substrate 1" (p-type well region), a polysilicon film (not shown) is deposited on this oxide film, and then a photo A gate oxide film 2 is formed by a lithography technique or the like, and a gate electrode 3 made of a polysilicon film is further formed on the gate oxide film 2.
そしてゲート電極3をマスクとして用いて、燐(P)を
イオン注入することにより、低濃度のn拡散領域5が形
成される。Then, by ion-implanting phosphorus (P) using the gate electrode 3 as a mask, a low concentration n diffusion region 5 is formed.
次にゲート電極3の側壁に化学的気相成長法(CVD法
)により、スペーサとなる側壁酸化膜4が形成される。Next, a sidewall oxide film 4 to serve as a spacer is formed on the sidewall of the gate electrode 3 by chemical vapor deposition (CVD).
そしてゲート電極3および側壁絶縁膜4をマスクとして
用い、ヒ素(As)をイオン注入することにより、MO
Sトランジスタのドレインおよびソースとなる高濃度の
n゛拡散領域6が形成される。Then, by ion-implanting arsenic (As) using the gate electrode 3 and the sidewall insulating film 4 as a mask, MO
Highly doped n diffusion regions 6 are formed which will become the drain and source of the S transistor.
このような1.、 D D構造を有するMOS )ラン
ジスクは、低濃度のn−拡散領域5を形成することによ
って、ゲート電極3の端下の不純物濃度勾配を緩和する
ことによって、ドレイン近傍の電界強度を低減させるこ
とができる。1 like this. , DD structure) Randisk reduces the electric field strength near the drain by forming a low concentration n-diffusion region 5 to alleviate the impurity concentration gradient under the edge of the gate electrode 3. I can do it.
しかしながら、このような従来のMOSトランジスタに
おいて、ホットキャリアが発生した場合、その発生箇所
は側壁絶縁膜4の下部である。一方側壁酸化膜4は、C
VD法により形成され、界面準位が多い。したがって側
壁絶縁膜4ヘホツトキヤリアの注入が促進され、かつト
ラップ(捕獲)されやすくなり、MOSトランジスタの
特性が劣化するという問題があった。However, in such a conventional MOS transistor, when hot carriers are generated, the generation location is the lower part of the sidewall insulating film 4. On the other hand, the sidewall oxide film 4 is made of C
It is formed by the VD method and has many interface states. Therefore, the injection of hot carriers into the sidewall insulating film 4 is promoted and trapping becomes more likely, resulting in a problem that the characteristics of the MOS transistor deteriorate.
また性能を引き出すために、闇値電圧Vthを低下させ
ると、短チヤネル効果が著しくなるという問題があった
。Further, when the dark value voltage Vth is lowered in order to bring out the performance, there is a problem that the short channel effect becomes significant.
この発明の目的は、上記問題点に鑑み、ホットキャリア
のトラップ量を低減でき、短チヤネル効果を抑制し、か
つ闇値電圧■いを低減できるMOSトランジスタおよび
その製造方法を捉供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a MOS transistor that can reduce the amount of hot carriers trapped, suppress the short channel effect, and reduce the dark value voltage, and a method for manufacturing the same.
請求項(1)記載のMOSトランジスタは、第1導電型
のシリコン基板と、このシリコン基板上に形成したゲー
ト電極と、このゲート電極の端下に形成したソースおよ
びドレインの一部となる低濃度の第2導電型の第1の拡
散領域と、この第2導電型の第1の拡散領域の外側に形
成したソースおよびドレインとなる高濃度の第2導電型
の第2の拡散領域と、シリコン基板の表面付近に、第2
導電型の第1の拡散領域と接合するように形成した低濃
度の第1導電型の表面層と、この第1導電型の表面層、
第2導電型の第1の拡散領域および第2導電型の第2の
拡散領域の直下に形成した高濃度の第1導電型の半導体
領域とを備えたものである。The MOS transistor according to claim (1) includes a silicon substrate of a first conductivity type, a gate electrode formed on this silicon substrate, and a low concentration layer forming part of a source and a drain formed under an end of this gate electrode. a first diffusion region of a second conductivity type formed on the outside of the first diffusion region of a second conductivity type, a highly doped second diffusion region of a second conductivity type forming a source and a drain; Near the surface of the substrate, a second
a low concentration first conductivity type surface layer formed so as to be in contact with the first conductivity type diffusion region, and this first conductivity type surface layer;
The semiconductor device includes a first diffusion region of the second conductivity type and a high concentration semiconductor region of the first conductivity type formed directly under the second diffusion region of the second conductivity type.
請求項(2)記載のMOSトランジスタの製造方法は、
第1導電型のシリコン基板上に保護膜を形成する工程と
、この保護膜を介してシリコン基板中に不純物をイオン
注入することにより、シリコン基板の表面から深いとこ
ろまで高濃度の第1導電型の半導体領域を形成する工程
と、シリコン基板中に不純物をイオン注入することによ
り、シリコン基板の表面付近に低濃度の第1導電型の表
面層を形成する工程と、シリコン基板上にゲート電極を
形成する工程と、このゲート電極をマスクとして用いた
不純物のイオン注入により、ゲート電極の端下にソース
およびドレインの一部となる低濃度の第2導電型の第1
の拡散領域を形成する工程と、ゲート電極の側壁にスペ
ーサとなる側壁絶縁膜を形成する工程と、ゲート電極お
よび側壁絶縁膜をマスクとして用いた不純物のイオン注
入により、ソースおよびドレインとなる高濃度の第2導
電型の第2の拡散領域を形成する工程とを含む。The method for manufacturing a MOS transistor according to claim (2) includes:
By forming a protective film on a silicon substrate of the first conductivity type and ion-implanting impurities into the silicon substrate through this protective film, a high concentration of the first conductivity type is formed deep from the surface of the silicon substrate. a step of forming a first conductivity type surface layer with a low concentration near the surface of the silicon substrate by ion-implanting impurities into the silicon substrate; and a step of forming a gate electrode on the silicon substrate. By forming the gate electrode and implanting impurity ions using this gate electrode as a mask, a low-concentration first conductivity type of the second conductivity type is formed under the edge of the gate electrode to become part of the source and drain.
A process of forming a diffusion region of the gate electrode, a process of forming a sidewall insulating film to serve as a spacer on the sidewall of the gate electrode, and a process of ion implantation of impurities using the gate electrode and the sidewall insulating film as a mask to form a high concentration diffusion region that will become the source and drain. forming a second diffusion region of a second conductivity type.
この発明の構成によれば、第1導電型のシリコン基板の
表面に低濃度な第1導電型の表面層を形成することによ
り、闇値電圧を低下させることができ、かつソースおよ
びドレインとなる第2導電型の第1の拡散領域および第
2導電型の第2の拡散層と、第1導電型の表面層との直
下に高濃度な第1導電型の半導体領域を形成することに
より、空乏層の広がりを抑制することによって、短チヤ
ネル効果を抑制することができる。また低濃度な第1導
電型の表面層および低濃度の第2導電型の第1の拡散領
域を形成することにより、ドレイン近傍の電界を緩和し
、電界強度のピークを側壁酸化膜の直下からゲート電極
の端下に移動させることができ、側壁酸化膜へのホット
キャリアのトラップ量を低減することができる。According to the configuration of the present invention, by forming a low concentration surface layer of the first conductivity type on the surface of the silicon substrate of the first conductivity type, the dark value voltage can be lowered and the layer becomes a source and a drain. By forming a highly concentrated semiconductor region of the first conductivity type directly under the first diffusion region of the second conductivity type, the second diffusion layer of the second conductivity type, and the surface layer of the first conductivity type, By suppressing the spread of the depletion layer, the short channel effect can be suppressed. In addition, by forming a low concentration first conductivity type surface layer and a low concentration second conductivity type first diffusion region, the electric field near the drain is relaxed, and the peak of the electric field strength is shifted from just below the sidewall oxide film. It can be moved below the edge of the gate electrode, and the amount of hot carriers trapped in the sidewall oxide film can be reduced.
第1図はこの発明の一実施例のNチャネル型MO3トラ
ンジスタの要部を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a main part of an N-channel type MO3 transistor according to an embodiment of the present invention.
第1図に示すように、シリコン基板1上には、ゲート酸
化膜2を形成し、ゲート酸化膜2上にはゲート電極3を
形成し、ゲート電極3の側壁には側壁酸化膜4を形成し
た。As shown in FIG. 1, a gate oxide film 2 is formed on a silicon substrate 1, a gate electrode 3 is formed on the gate oxide film 2, and a sidewall oxide film 4 is formed on the sidewalls of the gate electrode 3. did.
シリコン基板1(p型ウェル領域)において、側壁酸化
膜4の直下にはソースおよびドレインの一部となる低濃
度のn−型拡散領域5(第2導電型の第1の拡散領域)
を形成し、このn−型拡散領域5の横方向には、ソース
およびドレインとなる高濃度のn゛型拡散領域6(第2
導電型の第2の拡散領域)を形成した。またシリコン基
板1の表面付近であり、かつn−型拡散領域5と接合す
る領域には、低濃度のp−型の表面層7(第1導電型の
表面層)を形成した。In the silicon substrate 1 (p-type well region), a low concentration n-type diffusion region 5 (first diffusion region of second conductivity type) which becomes part of the source and drain is located directly under the sidewall oxide film 4.
In the lateral direction of this n-type diffusion region 5, a highly concentrated n-type diffusion region 6 (second
A conductive type second diffusion region) was formed. In addition, a low concentration p-type surface layer 7 (first conductivity type surface layer) was formed near the surface of the silicon substrate 1 and in a region that is in contact with the n-type diffusion region 5.
またp−型の表面層7.n−型拡散領域5およびn゛型
拡散領域6の直下には、高濃度のp゛型半導体領域8(
第1導電型の半導体領域)を形成した。Also, p-type surface layer 7. Immediately below the n-type diffusion region 5 and the n-type diffusion region 6, there is a highly doped p-type semiconductor region 8 (
A semiconductor region of the first conductivity type) was formed.
第2図(a)〜げ)はこの発明の一実施例のMOSトラ
ンジスタの製造方法をNチャネル型MO3トランジスタ
に適用した例を示す工程順断面図である。FIGS. 2(a) to 2(a) are cross-sectional views in the order of steps showing an example in which the method for manufacturing a MOS transistor according to an embodiment of the present invention is applied to an N-channel type MO3 transistor.
第2図(a)に示すように、シリコン基板1(p型ウェ
ル領域)の表面を熱酸化することにより、保護膜となる
膜厚約500人の酸化ケイ素膜9を形成する。As shown in FIG. 2(a), the surface of the silicon substrate 1 (p-type well region) is thermally oxidized to form a silicon oxide film 9 having a thickness of about 500 nm and serving as a protective film.
次に第2図Φ)に示すように、酸化ケイ素膜9を介して
シリコン基板1中に、ドーズ量的2×1012cm−2
のポロン(B)をイオン注入(加速電圧150keV、
矢印A)することにより、シリコン基板1の表面から深
いところまで高濃度のp+型半導体領域8を形成する。Next, as shown in FIG. 2 Φ), a dose of 2×10 12 cm
Ion implantation of poron (B) (acceleration voltage 150 keV,
By following arrow A), a highly doped p+ type semiconductor region 8 is formed deep from the surface of the silicon substrate 1.
次に第2図(C)に示すように、表面にドーズ量的2
X 10 ”cm−”のリン(P)をイオン注入するこ
とにより、高濃度のp゛型半導体領域8の表面の濃度を
低下させることによって、低濃度なp−型の表面層7を
形成する。Next, as shown in FIG. 2(C), the surface was
By ion-implanting phosphorus (P) of .
次に保護膜である酸化ケイ素膜9を除去し、p型の表面
層7の表面を熱酸化することにより、膜厚約170人の
酸化ケイ素膜10を形成する。そしてこの酸化ケイ素膜
10上にLPCVD (減圧CVD)により、膜厚約4
000人の多結晶シリコン膜11を形成する。Next, the silicon oxide film 9 serving as a protective film is removed, and the surface of the p-type surface layer 7 is thermally oxidized to form a silicon oxide film 10 with a thickness of approximately 170 mm. Then, on this silicon oxide film 10, a film with a thickness of about 4
A polycrystalline silicon film 11 having a thickness of 1,000 mm is formed.
次に第2図(d)に示すように、ホトレジスト技術およ
びエツチング技術により、酸化ケイ素膜10および多結
晶シリコン膜11を配線形状にエツチングすることによ
って、ゲート酸化膜2およびゲート電極3を形成する。Next, as shown in FIG. 2(d), the silicon oxide film 10 and the polycrystalline silicon film 11 are etched into a wiring shape using photoresist technology and etching technology, thereby forming a gate oxide film 2 and a gate electrode 3. .
次に第2図(e)に示すように、ゲート電極3をマスク
に用いて、p−型の表面層7にドーズ量的2X 10
”cm−2のリン(P)をイオン注入(加速電圧30k
eV)することにより、ソースおよびドレインの一部と
なる低濃度のn−型拡散wA@ 5(第2導電型の第1
の拡散領域)を形成する。Next, as shown in FIG. 2(e), using the gate electrode 3 as a mask, the p-type surface layer 7 is exposed to a dose of 2×10
Ion implantation of phosphorus (P) at cm-2 (acceleration voltage 30k)
eV), a low concentration n-type diffusion wA@5 (second conductivity type first
diffusion region).
次に第2図(f)に示すように、CVD法により、表面
に膜厚約2500人の酸化ケイ素膜(図示せず)を堆積
し、ホトリソグラフィ技術およびエツチング技術により
、スペーサとなる側壁酸化膜4を形成する。Next, as shown in FIG. 2(f), a silicon oxide film (not shown) with a thickness of approximately 2,500 yen is deposited on the surface using the CVD method, and sidewall oxide film (not shown), which will become a spacer, is deposited using photolithography and etching techniques. A film 4 is formed.
その後、この側壁酸化膜4およびゲート電極3をマスク
に用いて、ドーズ量的5 X 10 ”cm−2のヒ素
(As)をイオン注入することにより、ソースおよびド
レインとなる高濃度のn゛型拡散領域6(第2導電型の
第2の拡散jl t!! )を形成する。Thereafter, using the sidewall oxide film 4 and gate electrode 3 as a mask, arsenic (As) is ion-implanted at a dose of 5 x 10"cm-2 to form a highly concentrated n-type material that will become the source and drain. A diffusion region 6 (second diffusion jl t!! of the second conductivity type) is formed.
このように形成したMO3+−ランリスタは、シリコン
基板1の表面に、低濃度なp−型の表面層7を形成する
ことにより、閾値電圧の低下させることができ、かつp
−型の表面層7と、ソースおよびドレインとなる低濃度
のn−型拡散領域5および高濃度のn゛型拡散領域6と
の直下に高濃度のp゛型半導体領域8を形成することに
より、空乏層の広がりを抑制することによって、短チヤ
ネル効果の抑制することができる。また低濃度なp〜型
の表面層7および低濃度のn−型拡散領域5を形成する
ことにより、ドレイン近傍の電界強度を緩和することが
でき、電界ピークの位置を側壁酸化膜4の直下からゲー
ト電極3の端下に移動させることによって、側壁酸化膜
4中へのホットキャリアのトラップ(捕獲)量を低減す
ることができ1
第3図は実施例および従来例のNチャネル型M○Sトラ
ンジスタを構成するシリコン基板の表面から深さ方向の
不純物濃度を示す図である。The MO3+- run lister formed in this way can lower the threshold voltage by forming a low concentration p- type surface layer 7 on the surface of the silicon substrate 1, and
By forming a highly doped p-type semiconductor region 8 directly under the −-type surface layer 7, the lightly doped n-type diffusion region 5, and the heavily doped n-type diffused region 6, which become the source and drain. By suppressing the spread of the depletion layer, the short channel effect can be suppressed. Furthermore, by forming the low concentration p~ type surface layer 7 and the low concentration n type diffusion region 5, the electric field strength near the drain can be relaxed, and the electric field peak position can be moved directly below the sidewall oxide film 4. The amount of hot carriers trapped in the sidewall oxide film 4 can be reduced by moving the hot carriers from 1 to below the edge of the gate electrode 3.1 FIG. FIG. 3 is a diagram showing the impurity concentration in the depth direction from the surface of a silicon substrate forming an S transistor.
第3図において、縦軸は不純物濃度、横軸はシリコン基
板の表面から深さ方向の位置(すなわち第1図および第
4図において、シリコン基板1゜1゛の7部)を示す。In FIG. 3, the vertical axis indicates the impurity concentration, and the horizontal axis indicates the position in the depth direction from the surface of the silicon substrate (that is, the 7th part of the silicon substrate 1.degree. 1.degree. in FIG. 1 and FIG. 4).
またXは実施例のシリコン基板の深さ方向の不純物濃度
、Yは従来のシリコン基板の深さ方向の不純物濃度を示
し、X、はソースおよびドレインの拡散長を示す。Further, X represents the impurity concentration in the depth direction of the silicon substrate of the embodiment, Y represents the impurity concentration in the depth direction of the conventional silicon substrate, and X represents the diffusion length of the source and drain.
第3図番こ示すように、従来のシリコン基板の不純物濃
度は、シリコン基板1゛の表面付近にピークがあり、深
さ方向に低濃度となっているのに対して、実施例のシリ
コン基板1の不純物濃度は、シリコン基板1の表面は比
較的低濃度(低濃度のp−型の表面層7による。)であ
り、不純物濃度のピークの位置がソースおよびドレイン
となる高濃度のn゛拡散領域6と、高濃度のp゛型半導
体領域8との界面付近に相当する位置にある。As shown in Figure 3, the impurity concentration of the conventional silicon substrate has a peak near the surface of the silicon substrate 1'' and decreases in the depth direction, whereas the impurity concentration of the silicon substrate of the example The impurity concentration of the silicon substrate 1 is relatively low on the surface of the silicon substrate 1 (due to the low concentration p-type surface layer 7), and the impurity concentration peaks are at the high concentration of the source and drain. It is located near the interface between the diffusion region 6 and the highly doped p-type semiconductor region 8.
2
なおこの実施例は、Nチャネル型MO3トランジスタお
よびその製造方法を示したが、Pチャネル型MOSトラ
ンジスタにも適用できる。その場合、シリコン基板にイ
オン注入する不純物の導電型をn型からp型およびp型
からn型に変更すれば良い。2. Although this embodiment shows an N-channel type MO3 transistor and its manufacturing method, it can also be applied to a P-channel type MOS transistor. In that case, the conductivity type of the impurity to be ion-implanted into the silicon substrate may be changed from n-type to p-type and from p-type to n-type.
この発明のMOSトランジスタおよびその製造方法によ
れば、第1導電型のシリコン基板の表面に低濃度な第1
導電型の表面層を形成することにより、闇値電圧を低下
させることができ、かつソースおよびドレインとなる第
2導電型の第1の拡散fJ(jliおよび第2導電型の
第2の拡散層と、第1導電型の表面層との直下に高濃度
な第1導電型の半導体領域を形成することにより、空乏
層の広がりを抑制することによって、短チヤネル効果を
抑制することができ、パンチスルーの発生をなくすこと
ができる。また低濃度な第1導電型の表面層および低濃
度の第2導電型の、第1の拡散領域を形成することによ
り、ドレイン近傍の電界を緩和し、電界強度のピークを
側壁酸化膜の直下からゲート電極の端下に移動させるこ
とができ、側壁酸化膜へのホットキャリアのトラップ量
を低減することができる。その結果、短チヤネル効果を
抑制し、かつ闇値電圧を低減できる高性能のMOSトラ
ンジスタを得ることができる。According to the MOS transistor and the method of manufacturing the same of the present invention, the first conductive type silicon substrate has a low concentration on the surface of the silicon substrate of the first conductivity type.
By forming a conductivity type surface layer, the dark voltage can be lowered, and the second conductivity type first diffusion fJ (jli and the second conductivity type second diffusion layer By forming a highly concentrated semiconductor region of the first conductivity type directly under the surface layer of the first conductivity type, the short channel effect can be suppressed by suppressing the spread of the depletion layer. The occurrence of through-through can be eliminated.Also, by forming a lightly doped first conductivity type surface layer and a lightly doped second conductivity type first diffusion region, the electric field near the drain can be relaxed and the electric field The intensity peak can be moved from directly under the sidewall oxide film to under the edge of the gate electrode, and the amount of hot carriers trapped in the sidewall oxide film can be reduced.As a result, the short channel effect can be suppressed, and A high-performance MOS transistor that can reduce the dark voltage can be obtained.
第1図はこの発明の一実施例のNチャネル型MO3トラ
ンジスタの要部を示す断面図、第2図(a)〜(f)は
この発明の一実施例のMOS トランジスタの製造方法
をNチャネル型MO3トランジスタに適用した例を示す
工程順断面図、第3図は実施例および従来例のNチャネ
ル型MO3トランジスタを構成するシリコン基板の表面
から深さ方向の不純物濃度を示す図、第4図は従来のN
チャネル型MO3トランジスタの要部を示す断面図であ
る。
1・・・シリコン基板、3・・・ゲート電極、4・・・
側壁絶縁膜、5・・・n−拡散領域(第2導電型の第1
の拡散領域)、6・・・n1拡散領域(第2導電型の第
2の拡散領域)、7・・・表面層、8・・・p゛型半導
体領域8
(第1導電型の半導体領域)、
9・・・酸化シ
リヨン膜(保護膜)
5
−m−シリつン琴
−・・ゲー「電極
・−一重り一5ゲ〕トf:非1に吠
−−−n−養散侵境(早2導電!の第1の鴻輔啄)−一
−n+鉱器域(第2縛電饗の第2の孤歓領域)−一−p
−表面層(第1導電型の散酌層)・・−p+賃牛導背琢
8(芽1専電型の半導停頒塊)−−一餌ヒシリフン朕(
イ千鏝欣)
第
図
第
2
図
第
図
第
図FIG. 1 is a sectional view showing the main parts of an N-channel MO3 transistor according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 is a cross-sectional view showing an example of application to a type MO3 transistor in the order of steps; FIG. 3 is a diagram showing the impurity concentration in the depth direction from the surface of the silicon substrate constituting the N-channel type MO3 transistor of the embodiment and the conventional example; FIG. is the conventional N
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a main part of a channel type MO3 transistor. 1... Silicon substrate, 3... Gate electrode, 4...
sidewall insulating film, 5...n-diffusion region (first conductivity type
diffusion region), 6... n1 diffusion region (second diffusion region of second conductivity type), 7... surface layer, 8... p' type semiconductor region 8 (semiconductor region of first conductivity type). ), 9...Silicone oxide film (protective film) 5-m-Silicone--...Ge "electrode--1 layer 15 gates" and f: Non-1--n-N-oxygen Boundary (early 2 conductivity!'s 1st Kousuke) - 1-n + Mineral region (second bound power field's 2nd Koukan area) - 1-p
-Surface layer (first conductivity type dispersion layer)...-p + cattle conductor back 8 (semi-conducting stop mass of bud 1 exclusive power type) - - one bait Hisirifun (
Figure 2 Figure Figure Figure
Claims (2)
ト電極の端下に形成したソースおよびドレインの一部と
なる低濃度の第2導電型の第1の拡散領域と、 この第2導電型の第1の拡散領域の外側に形成したソー
スおよびドレインとなる高濃度の第2導電型の第2の拡
散領域と、 前記シリコン基板の表面付近に、前記第2導電型の第1
の拡散領域と接合するように形成した低濃度の第1導電
型の表面層と、 この第1導電型の表面層、前記第2導電型の第1の拡散
領域および前記第2導電型の第2の拡散領域の直下に形
成した高濃度の第1導電型の半導体領域とを備えたMO
Sトランジスタ。(1) A silicon substrate of a first conductivity type, a gate electrode formed on this silicon substrate, and a first silicon substrate of a second conductivity type with a low concentration that forms part of the source and drain formed under the edge of this gate electrode. a second diffusion region of a second conductivity type with a high concentration to serve as a source and a drain formed outside the first diffusion region of the second conductivity type; the first of the second conductivity type
a low concentration surface layer of a first conductivity type formed so as to be in contact with a diffusion region of the first conductivity type; a highly concentrated semiconductor region of the first conductivity type formed directly under the diffusion region of No. 2;
S transistor.
工程と、 この保護膜を介して前記シリコン基板中に不純物をイオ
ン注入することにより、前記シリコン基板の表面から深
いところまで高濃度の第1導電型の半導体領域を形成す
る工程と、 前記シリコン基板中に不純物をイオン注入することによ
り、前記シリコン基板の表面付近に低濃度の第1導電型
の表面層を形成する工程と、前記シリコン基板上にゲー
ト電極を形成する工程と、 このゲート電極をマスクとして用いた不純物のイオン注
入により、前記ゲート電極の端下にソースおよびドレイ
ンの一部となる低濃度の第2導電型の第1の拡散領域を
形成する工程と、 前記ゲート電極の側壁にスペーサとなる側壁絶縁膜を形
成する工程と、 前記ゲート電極および前記側壁絶縁膜をマスクとして用
いた不純物のイオン注入により、ソースおよびドレイン
となる高濃度の第2導電型の第2の拡散領域を形成する
工程とを含むMOSトランジスタの製造方法。(2) Forming a protective film on the silicon substrate of the first conductivity type; and ion-implanting impurities into the silicon substrate through this protective film to achieve a high concentration deep from the surface of the silicon substrate. forming a first conductivity type semiconductor region with a low concentration near the surface of the silicon substrate by ion-implanting impurities into the silicon substrate; By forming a gate electrode on the silicon substrate and implanting impurity ions using this gate electrode as a mask, a low-concentration second conductivity type that becomes part of the source and drain is formed under the edge of the gate electrode. A step of forming a first diffusion region, a step of forming a sidewall insulating film to serve as a spacer on the sidewall of the gate electrode, and ion implantation of an impurity using the gate electrode and the sidewall insulating film as a mask, the source and A method for manufacturing a MOS transistor, comprising the step of forming a second diffusion region of a second conductivity type with high concentration to serve as a drain.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7765190A JPH03276730A (en) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | Mos transistor and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP7765190A JPH03276730A (en) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | Mos transistor and manufacture thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH03276730A true JPH03276730A (en) | 1991-12-06 |
Family
ID=13639795
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP7765190A Pending JPH03276730A (en) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | Mos transistor and manufacture thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03276730A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006001249A1 (en) * | 2004-06-25 | 2006-01-05 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing same |
JP2007088488A (en) * | 2006-10-18 | 2007-04-05 | Renesas Technology Corp | Field effect transistor and its manufacturing method |
JP2014107546A (en) * | 2012-11-22 | 2014-06-09 | Samsung Electronics Co Ltd | Method of forming semiconductor element having stressor in recess and element |
US9768300B2 (en) | 2012-11-22 | 2017-09-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices including a stressor in a recess and methods of forming the same |
-
1990
- 1990-03-27 JP JP7765190A patent/JPH03276730A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006001249A1 (en) * | 2004-06-25 | 2006-01-05 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing same |
JP2006013092A (en) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Rohm Co Ltd | Semiconductor device and its fabrication process |
KR100845380B1 (en) * | 2004-06-25 | 2008-07-09 | 로무 가부시키가이샤 | Semiconductor device and method for manufacturing same |
US7683432B2 (en) | 2004-06-25 | 2010-03-23 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device having high-k gate dielectric layer and method for manufacturing the same |
JP2007088488A (en) * | 2006-10-18 | 2007-04-05 | Renesas Technology Corp | Field effect transistor and its manufacturing method |
JP2014107546A (en) * | 2012-11-22 | 2014-06-09 | Samsung Electronics Co Ltd | Method of forming semiconductor element having stressor in recess and element |
US9741855B2 (en) | 2012-11-22 | 2017-08-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices including a stressor in a recess and methods of forming the same |
US9768300B2 (en) | 2012-11-22 | 2017-09-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices including a stressor in a recess and methods of forming the same |
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