JPH03280422A - Ｍｏｓトランジスタの製造方法 - Google Patents
Ｍｏｓトランジスタの製造方法Info
- Publication number
- JPH03280422A JPH03280422A JP7990490A JP7990490A JPH03280422A JP H03280422 A JPH03280422 A JP H03280422A JP 7990490 A JP7990490 A JP 7990490A JP 7990490 A JP7990490 A JP 7990490A JP H03280422 A JPH03280422 A JP H03280422A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ions
- source
- polysilicon film
- implanted
- gate polysilicon
- 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.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- 150000001793 charged compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 20
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 abstract description 11
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- -1 boron fluoride ions Chemical class 0.000 abstract description 5
- 229910015900 BF3 Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 19
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 11
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N boron trifluoride Chemical compound FB(F)F WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、ＭＯ３Ｉ−ランジスタ、特にディプリーショ
ン型ＭＯＳトランジスタのイオン注入技術による製造方
法に関する。
ン型ＭＯＳトランジスタのイオン注入技術による製造方
法に関する。
〔従来の技術Ｊ
従来技術として、ディプリーション型ＭＯＳトランジス
タの、ソース・ドレイン領域およびチャネル領域の形成
方法につき説明する。第４図〜第６図はその工程を示す
断面図である。
タの、ソース・ドレイン領域およびチャネル領域の形成
方法につき説明する。第４図〜第６図はその工程を示す
断面図である。
まず第４図ｆａｌに示すようにｎ型のシリコンウェーハ
１に２００人のゲート酸化膜２を形成した後、チャネル
領域４を形成するためにエネルギー５０ｋｅＶ 、
ドーズ量５ Ｘ １０” ｃｍ−”のボロンイオン（”
Ｂ” ）をイオン注入する。この場合の投影飛程Ｒｐは
シリコン中約１６００人である。第４図ｉｂ）に、上記
イオン注入で形成されたチャネル領域４のボロンの濃度
の深さ方向分布（ボロンＰ−ａ度分布）１１と、シリコ
ンウェーハ１の不純物濃度の深さ方向分布１０を示す。
１に２００人のゲート酸化膜２を形成した後、チャネル
領域４を形成するためにエネルギー５０ｋｅＶ 、
ドーズ量５ Ｘ １０” ｃｍ−”のボロンイオン（”
Ｂ” ）をイオン注入する。この場合の投影飛程Ｒｐは
シリコン中約１６００人である。第４図ｉｂ）に、上記
イオン注入で形成されたチャネル領域４のボロンの濃度
の深さ方向分布（ボロンＰ−ａ度分布）１１と、シリコ
ンウェーハ１の不純物濃度の深さ方向分布１０を示す。
次に、第５図ｆａｌ に示すように、ゲート酸化膜２上
にリンドープされたゲートポリシリコン膜３を厚さ約２
０００人形成し、ソース領域５．ドレイン領域６を形成
するために、エネルギー７０ｋｅＶ 、 ドーズ量５
Ｘ １０１１０ｌ５”のフッ化ボロンイオンＭ’ＢＦ
２ ” ）を前段加速型イオン注入装置を使用し、イオ
ン注入する。この場合のＲ。
にリンドープされたゲートポリシリコン膜３を厚さ約２
０００人形成し、ソース領域５．ドレイン領域６を形成
するために、エネルギー７０ｋｅＶ 、 ドーズ量５
Ｘ １０１１０ｌ５”のフッ化ボロンイオンＭ’ＢＦ
２ ” ）を前段加速型イオン注入装置を使用し、イオ
ン注入する。この場合のＲ。
は約５５０人となる。第５図（ｂｌ に前述したボロン
Ｐ＋濃度分布１１に加えて、フッ化ボロンイオン注入に
よるソース領域５．ドレイン領域６の深さ方向のボロン
Ｐ＋濃度分布１２が示されている。前段加速型イオン注
入装置を使用して”ＢＦ２＋のような分子イオン注入を
行なうと、第５図（ｂｌのＰ＋濃度分布１２はガウシア
ン分布となる。
Ｐ＋濃度分布１１に加えて、フッ化ボロンイオン注入に
よるソース領域５．ドレイン領域６の深さ方向のボロン
Ｐ＋濃度分布１２が示されている。前段加速型イオン注
入装置を使用して”ＢＦ２＋のような分子イオン注入を
行なうと、第５図（ｂｌのＰ＋濃度分布１２はガウシア
ン分布となる。
次に、第６図に示すように、ゲートポリシリコン膜３上
にゲートＡＩ２電極７を形成し、ソス領域５．ドレイン
領域６上のゲート酸化膜２を開口した後、各々ソースＡ
℃電極８とトレインＡＩ２電極９を形成しＭＯＳトラン
ジスタが形成される。
にゲートＡＩ２電極７を形成し、ソス領域５．ドレイン
領域６上のゲート酸化膜２を開口した後、各々ソースＡ
℃電極８とトレインＡＩ２電極９を形成しＭＯＳトラン
ジスタが形成される。
Ｅ発明が解決しようとする課題〕
以上説明したように、従来の製造方法はチャネル領域の
形成と、ソースおよびドレイン領域の形成とをそれぞれ
別個に２回にわけてイオン注入を行なって形成していた
。ディプリーション型であるから、ソース・ドレイン・
チャネルの各領域は同一の伝導型であり、１回の注入で
すむものならば工程上のメリットが大きい。
形成と、ソースおよびドレイン領域の形成とをそれぞれ
別個に２回にわけてイオン注入を行なって形成していた
。ディプリーション型であるから、ソース・ドレイン・
チャネルの各領域は同一の伝導型であり、１回の注入で
すむものならば工程上のメリットが大きい。
［課題を解決するための手段］
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので
、半導体基板のゲート絶縁膜上にゲートポリシリコン膜
を形成する工程と、基板の不純物と伝導型を異にする分
子イオンをイオン源より加速して放出後、さらに後段加
速して、半導体基板全面に注入する工程とによって、ソ
ース・ドレインおよびチャネル領域を同時に形成するよ
うにしている。
、半導体基板のゲート絶縁膜上にゲートポリシリコン膜
を形成する工程と、基板の不純物と伝導型を異にする分
子イオンをイオン源より加速して放出後、さらに後段加
速して、半導体基板全面に注入する工程とによって、ソ
ース・ドレインおよびチャネル領域を同時に形成するよ
うにしている。
［作 用 ］
分子イオン注入を後段加速すると、基板への投影飛程は
イオン分子量が大きいこと、エネルギーが高いことから
、単体イオンの注入より短くなる。したがって、ソース
・ドレイン領域として浅く、濃度が大きい不純物分布と
なり、チャネル領域では、ゲートポリシリコン膜の存在
のため、チャネル領域には達しない。ところが分子イオ
ンは注入のとき、後段加速を行なうと一定の割合で分子
イオンが分離し単体イオンが発生する。この単体イオン
は投影飛程が長いので、ゲートポリシリコン膜を貫通し
、その直下にチャネル層をつくる。このチャネル層はソ
ス・ドレイン領域と同じ導電型で不純物濃度が小さい層
として形成される。このようにして−度のイオン注入で
、ソース・ドレイン・チャネルの各領域を同時に形成で
きる。
イオン分子量が大きいこと、エネルギーが高いことから
、単体イオンの注入より短くなる。したがって、ソース
・ドレイン領域として浅く、濃度が大きい不純物分布と
なり、チャネル領域では、ゲートポリシリコン膜の存在
のため、チャネル領域には達しない。ところが分子イオ
ンは注入のとき、後段加速を行なうと一定の割合で分子
イオンが分離し単体イオンが発生する。この単体イオン
は投影飛程が長いので、ゲートポリシリコン膜を貫通し
、その直下にチャネル層をつくる。このチャネル層はソ
ス・ドレイン領域と同じ導電型で不純物濃度が小さい層
として形成される。このようにして−度のイオン注入で
、ソース・ドレイン・チャネルの各領域を同時に形成で
きる。
［実施例１
以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明する
。第１図に示すように、ｎ型のシリコンウェーハ１上に
２００人のゲート酸化膜２を形成する。第２図ｆａ）で
ゲート酸化膜２上に厚さ約２０００人のゲートポリシリ
コン膜３を形成し、エネルギー７０ｋｅＶ 、 ドー
ズ量５ Ｘ １０１１０ｌ５”のフッ化ボロンイオンｆ
４９ＢＦｚ” ）を後段加速型イオン注入装置を使用し
、全面にイオン注入する。後段加速型イオン注入装置は
、図示していないが、周知のように、イオン源から引出
されたビームを質量分離器で、所定のイオンビームを取
出した後、後段加速管で加速してビーム走査するもので
ある。後段加速型イオン注入装置でフッ化ボロン（４Ｇ
ＢＦ２＋ １等の分子イオン注入を行なった場合、ソー
ス領域５．ドレイン領域６は深さ方向に第２図（ｂｌ
に示すボロン濃度分布１３となる。すなわち、従来技術
で説明した第５図（ａ）のＰ−濃度分布１１とＰ＋濃度
分布１２とを加えたようなボロンの濃度分布１３となる
。
。第１図に示すように、ｎ型のシリコンウェーハ１上に
２００人のゲート酸化膜２を形成する。第２図ｆａ）で
ゲート酸化膜２上に厚さ約２０００人のゲートポリシリ
コン膜３を形成し、エネルギー７０ｋｅＶ 、 ドー
ズ量５ Ｘ １０１１０ｌ５”のフッ化ボロンイオンｆ
４９ＢＦｚ” ）を後段加速型イオン注入装置を使用し
、全面にイオン注入する。後段加速型イオン注入装置は
、図示していないが、周知のように、イオン源から引出
されたビームを質量分離器で、所定のイオンビームを取
出した後、後段加速管で加速してビーム走査するもので
ある。後段加速型イオン注入装置でフッ化ボロン（４Ｇ
ＢＦ２＋ １等の分子イオン注入を行なった場合、ソー
ス領域５．ドレイン領域６は深さ方向に第２図（ｂｌ
に示すボロン濃度分布１３となる。すなわち、従来技術
で説明した第５図（ａ）のＰ−濃度分布１１とＰ＋濃度
分布１２とを加えたようなボロンの濃度分布１３となる
。
この理由につき次に説明する。後段加速型イオン注入装
置で７０ｋｅＶのエネルギーで４９８Ｆ２を注入した場
合には引出加速（前段加速）分で２０ｋｅＶのエネルギ
ーとなり、その後、後段加速針で５０ｋｅＶのエネルギ
ーを加算し、７０ｋｅＶのエネルギーとなるが、引出２
０ｋｅＶのエネルギーで加速された４９８Ｆ２＋は後段
加速管で４９ＢＦ２＋のうちｌ／１０５〜ｌ／１０’の
割合でＩＩＢ＋と＋ＱＦ＋等に分離する。その間、後段
加速針５０ｋｅＶのエネルギーで加速された１１１３＋
が１／ＩＯ５〜ｌ／１０６の割合で注入される。結局、
従来技術で説明したように、前段加速７０ｋｅＶ、 ”
ＢＦ、” 、 ５ Ｘ１０”ｃ＋ｎ−”で注入したＰ１
濃度分布１２と、前段加速５０ｋｅＶ、”Ｂ” 、 ５
Ｘ １０”ｃｍ−”で注入したＰ−濃度分布１１とを
加算したのと同等のボロン分布が得られる。この結果、
後段加速７０ｋｅＶ。
置で７０ｋｅＶのエネルギーで４９８Ｆ２を注入した場
合には引出加速（前段加速）分で２０ｋｅＶのエネルギ
ーとなり、その後、後段加速針で５０ｋｅＶのエネルギ
ーを加算し、７０ｋｅＶのエネルギーとなるが、引出２
０ｋｅＶのエネルギーで加速された４９８Ｆ２＋は後段
加速管で４９ＢＦ２＋のうちｌ／１０５〜ｌ／１０’の
割合でＩＩＢ＋と＋ＱＦ＋等に分離する。その間、後段
加速針５０ｋｅＶのエネルギーで加速された１１１３＋
が１／ＩＯ５〜ｌ／１０６の割合で注入される。結局、
従来技術で説明したように、前段加速７０ｋｅＶ、 ”
ＢＦ、” 、 ５ Ｘ１０”ｃ＋ｎ−”で注入したＰ１
濃度分布１２と、前段加速５０ｋｅＶ、”Ｂ” 、 ５
Ｘ １０”ｃｍ−”で注入したＰ−濃度分布１１とを
加算したのと同等のボロン分布が得られる。この結果、
後段加速７０ｋｅＶ。
”ＢＦｇ” ５ Ｘ １０”ｃｍ−”でイオン注入す
ると第２図ｔｂｌ に示すように、ソース・ドレイン領
域のボロン濃度分布１３となるのである。
ると第２図ｔｂｌ に示すように、ソース・ドレイン領
域のボロン濃度分布１３となるのである。
一方、チャネル領域４はゲートポリシリコン膜３の厚さ
約２０００人のため、第２図（ｂ）で示すボロン濃度分
布１３の内約２０００人の不純物はボロンがゲートポリ
シリコン膜３中に残り、このマスク効果によりボロン濃
度で約１０１６ｃｍ−３のボロンがゲートポリシリコン
膜３直下のゲート酸化膜２の下に約１０００人のチャネ
ル領域４を形成する。その後、第３図で、ＡＪ２ゲート
電極７゜ソース・ドレイン各々のＡ９！電極８．９が第
６図と同様に形成することで、ＭＯＳトランジスタが形
成される。
約２０００人のため、第２図（ｂ）で示すボロン濃度分
布１３の内約２０００人の不純物はボロンがゲートポリ
シリコン膜３中に残り、このマスク効果によりボロン濃
度で約１０１６ｃｍ−３のボロンがゲートポリシリコン
膜３直下のゲート酸化膜２の下に約１０００人のチャネ
ル領域４を形成する。その後、第３図で、ＡＪ２ゲート
電極７゜ソース・ドレイン各々のＡ９！電極８．９が第
６図と同様に形成することで、ＭＯＳトランジスタが形
成される。
実施例では、ボロン分子イオンを注入して形成するｐ型
のディプリーション型ＭＯＳトランジスタの場合につい
て説明したが、他のｐ型を与える分子イオン、あるいは
ｎ型を与える分子イオンについても同様な方法が適用で
きる。
のディプリーション型ＭＯＳトランジスタの場合につい
て説明したが、他のｐ型を与える分子イオン、あるいは
ｎ型を与える分子イオンについても同様な方法が適用で
きる。
【発明の効果］
以上、説明したように、本発明は分子イオンを後段加速
型イオン注入装置により加速して、その際に分子イオン
が分解した単体イオンを利用することで、チャネル領域
は単体イオンにより、ソース・ドレイン領域は分子イオ
ンにより注入が行なわれるようにしたものである。この
結果、イオン注入は只１回でＭＯＳトランジスタを形成
することが可能になり、工程を簡素化する効果がある。
型イオン注入装置により加速して、その際に分子イオン
が分解した単体イオンを利用することで、チャネル領域
は単体イオンにより、ソース・ドレイン領域は分子イオ
ンにより注入が行なわれるようにしたものである。この
結果、イオン注入は只１回でＭＯＳトランジスタを形成
することが可能になり、工程を簡素化する効果がある。
第１図乃至第３図は本発明の一実施例に係り、第１図は
ゲート酸化膜生成工程の断面図、第２図ｆａｌはイオン
注入工程の断面図、（ｂ）は濃度分布、第３図はＭＯＳ
トランジスタの断面図、第４図乃至第６図は従来例に係
り、第４図ｆａ）はチャネル領域形成工程の断面図、ｌ
ｂｌは濃度分布、第５図ｆａｔはソース・ドレイン領域
形成工程の断面図、（ｂｌは濃度分布、第６図はＭＯＳ
トランジスタの断面図である。 １・・−シリコンウェーハ、 ２・・・ゲート酸化膜、 ３・・−ゲートポリシリコン膜、 ４・・・チャネル領域、 ５・・−ソース領域、 ６・・・ドレイン領域。
ゲート酸化膜生成工程の断面図、第２図ｆａｌはイオン
注入工程の断面図、（ｂ）は濃度分布、第３図はＭＯＳ
トランジスタの断面図、第４図乃至第６図は従来例に係
り、第４図ｆａ）はチャネル領域形成工程の断面図、ｌ
ｂｌは濃度分布、第５図ｆａｔはソース・ドレイン領域
形成工程の断面図、（ｂｌは濃度分布、第６図はＭＯＳ
トランジスタの断面図である。 １・・−シリコンウェーハ、 ２・・・ゲート酸化膜、 ３・・−ゲートポリシリコン膜、 ４・・・チャネル領域、 ５・・−ソース領域、 ６・・・ドレイン領域。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ディプリーション型ＭＯＳトランジスタの製造方法に
おいて、 半導体基板のゲート絶縁膜上にゲートポリシリコン膜を
形成する工程と、基板の不純物と伝導型を異にする分子
イオンをイオン源より加速して放出後、さらに後段加速
して、半導体基板全面に注入する工程とによって、ソー
ス・ドレインおよびチャネル領域を同時に形成すること
を特徴とするＭＯＳトランジスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7990490A JPH03280422A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | Ｍｏｓトランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7990490A JPH03280422A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | Ｍｏｓトランジスタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03280422A true JPH03280422A (ja) | 1991-12-11 |
Family
ID=13703273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7990490A Pending JPH03280422A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | Ｍｏｓトランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03280422A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109390398A (zh) * | 2017-08-04 | 2019-02-26 | 旺宏电子股份有限公司 | 半导体结构 |
-
1990
- 1990-03-28 JP JP7990490A patent/JPH03280422A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109390398A (zh) * | 2017-08-04 | 2019-02-26 | 旺宏电子股份有限公司 | 半导体结构 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3749924B2 (ja) | イオン注入方法および半導体装置の製造方法 | |
| US20080242066A1 (en) | Method Of Manufacturing Semiconductor | |
| JPH05121436A (ja) | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 | |
| US9024281B2 (en) | Method for dual energy implantation for ultra-shallow junction formation of MOS devices | |
| WO2006026180A2 (en) | Reduction of source and drain parasitic capacitance in cmos devices | |
| US6191427B1 (en) | Ion implantation system and method suitable for low energy ion beam implantation | |
| JPH03280422A (ja) | Ｍｏｓトランジスタの製造方法 | |
| Goto et al. | Decaborane (B/sub 10/H/sub 14/) ion implantation technology for sub-0.1-/spl mu/m PMOSFET's | |
| JP2703883B2 (ja) | Ｍｉｓトランジスタ及びその製造方法 | |
| US20050054182A1 (en) | Method for suppressing boron penetration by implantation in P+ MOSFETS | |
| JP4166426B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US6982215B1 (en) | N type impurity doping using implantation of P2+ ions or As2+ Ions | |
| JPH10256175A (ja) | イオン注入法及び半導体装置の製法 | |
| JP3254868B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| US5284793A (en) | Method of manufacturing radiation resistant semiconductor device | |
| JPH08227936A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPS6244697B2 (ja) | ||
| KR20030000497A (ko) | Ｎｍｏｓ 트랜지스터의 제조방법 | |
| JP3240991B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH0722623A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH06196644A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0774355A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP3110062B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH02219237A (ja) | Ｍｉｓ型半導体装置 | |
| TW521351B (en) | Fabrication method of semiconductor device with low resistivity/ultra-shallow junction |