JPH04206933A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH04206933A
JPH04206933A JP2339394A JP33939490A JPH04206933A JP H04206933 A JPH04206933 A JP H04206933A JP 2339394 A JP2339394 A JP 2339394A JP 33939490 A JP33939490 A JP 33939490A JP H04206933 A JPH04206933 A JP H04206933A
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JP
Japan
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silicon substrate
concentration
type
crystal silicon
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JP2339394A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Okabe
一弘 岡部
Isayoshi Sakai
勲美 酒井
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NEC Corp
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NEC Corp
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor 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
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227—Multistep 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
    • H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66568—Lateral single gate silicon transistors
    • H01L29/66575—Lateral single gate silicon transistors where the source and drain or source and drain extensions are self-aligned to the sides of the gate
    • H01L29/6659—Lateral single gate silicon transistors where the source and drain or source and drain extensions are self-aligned to the sides of the gate with both lightly doped source and drain extensions and source and drain self-aligned to the sides of the gate, e.g. lightly doped drain [LDD] MOSFET, double diffused drain [DDD] MOSFET
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types 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
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の構造に関し、特にＭＯＳＦＥＴの
ドレイン構造に関する。
〔従来の技術〕
従来のＰＬＤＤ　（Ｐｒｏｆｉｌｅｄ　ＬＤＤ）構造Ｍ
Ｏ８ＦＥＴの構造を第３図を参照して説明する。第３図
（ａ）の素子断面図に示す様に、Ｐ型Ｓ１基板３０１上
に公知の技術を用いてゲート電極３０２を形成する。次
にリンを１〜５　Ｘ　１０１３ｃｍ−’程打ち込み、若
干深めの低濃度のｎ型領域３０３を形成し、第３図（ｂ
）の素子断面図に示す様に続いてＡ　ｓ　’ｘ　５〜１
０　Ｘ　１０　”’ｃｍ−２程を浅めに打ち込み中濃度
のｎ型領域３０４を形成する。次に窒素雰囲気中で高温
で熱処理を行なうと、第３図（ｃ）の素子断面図に示す
様にＰ　、ｌ！＝　Ａ　ｓの拡散係数の違いから低濃度
ｎ型領域３０３が中濃度ｎ型領域３０４よりゲートにオ
ーバーラツプして形成される。次に、公知の技術を用い
てサイドウオール３０５を形成し、Ａｓを５Ｅ１５ｃｍ
−２程度イオン注入して高温で熱処理１−て第３図（ｄ
）の素子断面図に示す様に拡散層領域３０６を形成する
。以下公知の技術を用いてソース・ドレイン電極３０７
を形成し、第３図（ｅ）の素子断面図に示す様に所望の
ＰＬＤＤ型ＭＯ８ＦＥＴを得る。
ＬＤＤ構造がＭＯＳＦＥＴに採用されている最も大きな
理由は、ドレイン近傍の電界を低下させ、ホットキャリ
アの発生を抑制することである。これにより、デバイス
の信頼性を向上させている。
しかし、ＬＤＤ構造では、濃度の低い領域が存在するた
め寄生、抵抗として作用して、電流駆動能力が低下とい
う問題があり、これを解決したのが、上述したＰＬＤＤ
構造である。この構造では中濃度のｎ型領域３０４を形
成することにより電流駆動能力の低下を抑制している。
〔発明が解決しようとする課題〕 以上述べた従来のＰＬＤＤ型のトレイン構造では、表面
側にキャリアが集中しているため、今後更に微細化を進
めていくと表面で発生したホットキャリアがゲート酸化
膜に注入され、デバイス特性の劣化を引き起こす問題点
が生じる。又、中濃度のｎ型拡散領域３０４の深さ方向
にも、低濃度のｎ型拡散層領域３０３が存在するため、
今後、更に、微細化を進めていくと、寄生抵抗として作
用し電流駆動能力が低下する問題点が生じる。
〔課題を解決するための手段〕
第一導電型の単結晶ケイ素基板上に形成されるＭＯＳＦ
ＥＴにおいて、前記ＭＯＳＦＥＴのトレイン構造が前記
単結晶ケイ素基板とは逆導電型の高くとも濃度が３　Ｘ
　１０１８ｃｍ−３の第一の領域と、前記単結晶ケイ素
基板とは逆導電型の高くとも濃度が２×１０１９ｃｍ−
３の第二の領域と前記単結晶ケイ素基板とは逆導電型の
少なくとも濃度が１×１０　”ｃｍ−３の第三の領域と
がチャネルからドレインの引き出し電極方向に順に連続
して並んだ構造を有することを特徴とする。
又、前記第二の領域と、前記単結晶ケイ素基板との深さ
が、前記第一の領域と前記単結晶ケイ素基板との接合の
深さ以上であり、かつ、前記第三の領域と前記単結晶ケ
イ素基板との接合の深さ未満であることを特徴とする。
〔実施例〕
以下第一図に従って詳細に説明する。
ｐ型シリコン基板上１０１に、公知の技術を用いてゲー
ト電極１０２を形成する。次に素子断面図第１図（ａ）
に示す様に、リンを０度で１〜５×１０　”ｃｍ’−２
程度を４０Ｉ（ｅＶでイオン注入し、低濃度のｎ型領域
１０３を形成する。次に絶縁膜を２０００人程度堆積し
、ｐ型シリコン基板上の表面が出るまで異方性エツチン
グを行ないサイドウオール１０４を形成し素子断面図第
１図（ｂ）に示す様に、リンを５〜ＩＯ×１０１３ｃｍ
−２程度斜め４５°で５０〜６０　Ｋ　ｅ　Ｖでイオン
注入し、中濃度のｎ型領域１０５を形成する。この時角
度と、加速電圧を適当に選ぶことにより低濃度のｎ型領
域１０３と同じ深さの中濃度のｎ型領域１０５を形成す
ることができる。次にＡｓを５　Ｘ　１０　”ｃｍ−２
程度を７０ＫｅＶでイオン注入し、高濃度の拡散層１０
６を形成し、高温で熱処理して活性化する。
次に公知の技術を用いてソースドレイン電極１０７を形
成して、素子断面図第１図（ｃ）に示す様に、本発明の
構造を有するＭＯＳＦＥＴを得る。
本発明の第二の実施例は、第一の実施例と同様に低濃度
のｎ型領域２０１を形成したあと、第一の実施例におけ
る絶縁膜１０３を１０００人程度堆積し、公知の技術を
用いてサイドウオール２０２を形成し、素子断面図第２
図（ａ）に示すように低濃度のｎ型領域２０１を形成し
たと同様の加速電圧で中濃度のｎ型領域２０３を形成す
る。次にもう一度絶縁膜１０３を１０００人程度堆積し
、公知の技術を用いてサイドウオール２０４を形成し、
Ａｓを５　Ｘ　１０１５ｃｍ”−２程度を７０ＫｅＶで
イオン注入し高濃度のｎ型領域２０５を形成し各ｎ型領
域を活性化するために高温で熱処理すると、素子断面図
第２図（ｂ）の構造をえる。
次に、公知の技術を用いてソース・ドレイン電極２０６
を形成し素子断面図第２図（ｃ）に示す様に本発明の構
造を有するＭＯＳＦＥＴを得る。
〔発明の効果〕
以−Ｆ説明したように本発明の構造を有するＭＯＳＦＥ
Ｔでは、低濃度領域の接合の深さと中濃度領域の接合の
深さがほぼ一致しているため、従来のドレイン構造にく
らべて、キャリアが表面近傍だけでなく深さ方向にも存
在するために、デバイス特性を劣化させることなく、寄
生抵抗を従来の１／３〜１／２に下げ電流駆動能力の向
上を実現したのでＭＯＳＦＥＴの高信頼性及び高性能化
という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第３図および第２図は夫々本発明の実施例図、第３図は
従来例図である。 １０１・・・・・ｐ型シリコン基板、１０２・・・・・
・ゲート電極、１０３・・・・低濃度のｎ型領域、１０
４・・・・・・ザイドウォール、１．０５・・・・・・
中濃度のｎ型領域、］０６・・・・・・高濃度の拡散層
、１０７・・・・・ソース・ドレイン電極、２０１・・
・・・・低濃度のｎ型領域、２０２・・・・・・ザイド
ウォール、２０３・・・・・・中濃度のｎ型、２０４・
・・・・ザイドウォール、２０５・・・・・・高濃度の
ｎ型領域、２０６・・・・・・ソース・ドレイン電極、
３０１・・・・・・ｐ型シリコン基板、３０２・・・・
・・ゲート電極、３０３・・・・・・低濃度のｎ型領域
、３０４・・・・・・中濃度のｎ型領域、３０５・・・
・・ザイドウォール、３０６・・・・・・拡散層領域、
３０７・・・・・・ソース・ドレイン電極。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、第一導電型の単結晶ケイ素基板上に形成されるＭＯ
    ＳＦＥＴにおいて、前記ＭＯＳＦＥＴのドレイン構造が
    前記単結晶ケイ素基板とは逆導電型の高くとも濃度が３
    ×１０＾１＾８ｃｍ＾−＾３の第一の領域と、前記単結
    晶ケイ素基板とは逆導電型の高くとも濃度が２×１０＾
    １＾９ｃｍ＾−＾３の第二の領域と前記単結晶ケイ素基
    板とは逆導電型の少なくとも濃度が１×１０＾２＾１ｃ
    ｍ＾−＾３の第三の領域とがチャネルからドレインの引
    き出し電極方向に順に連続して並んだ構造を有すること
    を特徴とする半導体装置。 ２、前記第二の領域と前記単結晶ケイ素基板との深さが
    、前記第一の領域と前記単結晶ケイ素基板との接合の深
    さ以上であり、かつ、前記第三の領域と前記単結晶ケイ
    素基板との接合の深さ未満であることを特徴とする請求
    項１記載の半導体装置。
JP2339394A 1990-11-30 1990-11-30 半導体装置 Pending JPH04206933A (ja)

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