JPH0422346B2 - - Google Patents
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- JPH0422346B2 JPH0422346B2 JP60253208A JP25320885A JPH0422346B2 JP H0422346 B2 JPH0422346 B2 JP H0422346B2 JP 60253208 A JP60253208 A JP 60253208A JP 25320885 A JP25320885 A JP 25320885A JP H0422346 B2 JPH0422346 B2 JP H0422346B2
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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
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/08—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
- H01L29/0843—Source or drain regions of field-effect devices
- H01L29/0847—Source or drain regions of field-effect devices of field-effect transistors with insulated gate
-
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は半導体装置に関し、特に拡散層容量を
低減して高速素子をめざしたMOS型半導体装置
に係わるものである。
低減して高速素子をめざしたMOS型半導体装置
に係わるものである。
従来、MOS型トランジスタとしては、例えば
第2図に示すものが知られている。図中の1は、
N型の単結晶シリコン基板である。この基板1の
表面には、フイールド酸化膜2が形成されてい
る。このフイールド酸化膜2で囲まれた前記基板
1の素子領域にはP+型のソース・ドレイン領域
3,4が設けられている。前記素子領域上には、
ゲート酸化膜5を介して多結晶シリコンからなる
ゲート電極6が設けられている。前記基板1上に
は、前記ソース・ドレイン領域3,4に対応する
部分にコンタクトホール7を有したパツシベーシ
ヨン膜(SiO2膜)8が設けられている。前記コ
ンタクトホール7には、Al配線9が設けられて
いる。ところで、こうした構造のMOS型トラン
ジスタにおいては、A−A′断面の不純物プロフ
アイルが第3図に示す通りとなつている。
第2図に示すものが知られている。図中の1は、
N型の単結晶シリコン基板である。この基板1の
表面には、フイールド酸化膜2が形成されてい
る。このフイールド酸化膜2で囲まれた前記基板
1の素子領域にはP+型のソース・ドレイン領域
3,4が設けられている。前記素子領域上には、
ゲート酸化膜5を介して多結晶シリコンからなる
ゲート電極6が設けられている。前記基板1上に
は、前記ソース・ドレイン領域3,4に対応する
部分にコンタクトホール7を有したパツシベーシ
ヨン膜(SiO2膜)8が設けられている。前記コ
ンタクトホール7には、Al配線9が設けられて
いる。ところで、こうした構造のMOS型トラン
ジスタにおいては、A−A′断面の不純物プロフ
アイルが第3図に示す通りとなつている。
ところで、LSIのスピードを決定する要因の一
つとして、ゲートあたりの伝播波遅延時間があ
り、これはトランジスタの電流駆動能力及びゲー
ト間にぶらさがつている負荷容量などで主に決定
される。ここで、負荷容量の一つにドレインの拡
散層容量がある。つまり、素子の微細化が進むに
つれてスケーリング則に従つて基板の不純物濃度
を高くする方向にあるが、基板の不純物濃度が高
くなるとドレインとの接合の空乏層が伸びにくく
なり接合容量が増大し、素子の高速動作化ができ
ない。
つとして、ゲートあたりの伝播波遅延時間があ
り、これはトランジスタの電流駆動能力及びゲー
ト間にぶらさがつている負荷容量などで主に決定
される。ここで、負荷容量の一つにドレインの拡
散層容量がある。つまり、素子の微細化が進むに
つれてスケーリング則に従つて基板の不純物濃度
を高くする方向にあるが、基板の不純物濃度が高
くなるとドレインとの接合の空乏層が伸びにくく
なり接合容量が増大し、素子の高速動作化ができ
ない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ド
レイン領域と半導体基板との接合容量を低減して
素子の高速動作化を達成できる半導体装置を提供
することを目的とする。
レイン領域と半導体基板との接合容量を低減して
素子の高速動作化を達成できる半導体装置を提供
することを目的とする。
本発明は、第1導電型の半導体基板と、この基
板表面に設けられた第2導電型のソース・ドレイ
ン領域と、前記ドレイン領域の直下に該ドレイン
領域と離間して設けられた第2導電型の拡散層と
を具備することにより、通常のドレイン領域と半
導体基板とのPN接合の下に更にPN接合を形成
して空芝層を広げ、ドレイン領域と基板との接合
容量の低減をし、素子の高速動作化を図つたつた
ものである。
板表面に設けられた第2導電型のソース・ドレイ
ン領域と、前記ドレイン領域の直下に該ドレイン
領域と離間して設けられた第2導電型の拡散層と
を具備することにより、通常のドレイン領域と半
導体基板とのPN接合の下に更にPN接合を形成
して空芝層を広げ、ドレイン領域と基板との接合
容量の低減をし、素子の高速動作化を図つたつた
ものである。
以下、本発明の一実施例に係るPチヤネル
MOS型トランジスタを製造工程順に示す第1図
a〜dを参照して説明する。
MOS型トランジスタを製造工程順に示す第1図
a〜dを参照して説明する。
(1) まず、5×1016cm-3の不純物濃度を有するN
型の単結晶シリコン基板11を用い、素子分離
領域に厚さ6000Åの厚いフイールド酸化膜12
を形成した。つづいて、このフイールド酸化膜
12で囲まれた素子領域上に厚さ100Åの酸化
膜(図示せず)を介して厚さ4000Åの多結晶シ
リコン膜(図示せず)をCVD法により形成し
た。次いで、この多結晶シリコン膜上にレジス
トを塗布、乾燥した後、パターニングして所定
の形状のレジストパターン13を形成した(第
1図a図示)。しかる後、このレジストパター
ン13をマスクとして前記多結晶シリコン膜及
び酸化膜を夫々反応性イオンエツチング
(RIE)によりエツチングし、多結晶シリコン
からなるゲート電極14、ゲート酸化膜15を
形成した。更に、前記レジストパターン13を
マスクとしてボロンイオン16を加速電圧
200KeV、ドーズ量5×1012cm-2の条件で前記
素子領域にイオン注入し、低濃度ボロン層17
を形成した。ひきつづき、前記レジストパター
ン13をマスクとしてBF2イオン18を加速電
圧40KeV、ドーズ量2×1015cm-2の条件で前記
素子領域にイオン注入し、高濃度のボロン層1
9を形成した(第1図b図示)。
型の単結晶シリコン基板11を用い、素子分離
領域に厚さ6000Åの厚いフイールド酸化膜12
を形成した。つづいて、このフイールド酸化膜
12で囲まれた素子領域上に厚さ100Åの酸化
膜(図示せず)を介して厚さ4000Åの多結晶シ
リコン膜(図示せず)をCVD法により形成し
た。次いで、この多結晶シリコン膜上にレジス
トを塗布、乾燥した後、パターニングして所定
の形状のレジストパターン13を形成した(第
1図a図示)。しかる後、このレジストパター
ン13をマスクとして前記多結晶シリコン膜及
び酸化膜を夫々反応性イオンエツチング
(RIE)によりエツチングし、多結晶シリコン
からなるゲート電極14、ゲート酸化膜15を
形成した。更に、前記レジストパターン13を
マスクとしてボロンイオン16を加速電圧
200KeV、ドーズ量5×1012cm-2の条件で前記
素子領域にイオン注入し、低濃度ボロン層17
を形成した。ひきつづき、前記レジストパター
ン13をマスクとしてBF2イオン18を加速電
圧40KeV、ドーズ量2×1015cm-2の条件で前記
素子領域にイオン注入し、高濃度のボロン層1
9を形成した(第1図b図示)。
(2) 次に、900℃、60分間熱処理を行ない、前記
低濃度ボロン層17、高濃度ボロン層19中の
ボロンが活性化した。その結果、前記素子領域
の表面にはP+型のソース・ドレイン領域20,
21が形成され、かつこれらソース・ドレイン
領域20,21の直下の素子領域に低濃度のP
型層20a,21aが前記ソース・ドレイン領
域20,21から離間して夫々形成された(第
1図c図示)。なお、前記ソース、ドレイン領
域20,21は、イオン注入の代わりに気相成
長や固相拡散を用いて形成してもよい。つづい
て、全面にパツシベーシヨン用のSiO2膜22
を堆積した後、ソース・ドレイン領域20,2
1及びゲート電極22上のSiO2膜22を選択
的に開口し、コンタクトホール23を形成し
た。次いで、これらコンタクトホール23に
Al配線24を形成し、PチヤネルMOSトラン
ジスタを製造した(第1図d図示)。
低濃度ボロン層17、高濃度ボロン層19中の
ボロンが活性化した。その結果、前記素子領域
の表面にはP+型のソース・ドレイン領域20,
21が形成され、かつこれらソース・ドレイン
領域20,21の直下の素子領域に低濃度のP
型層20a,21aが前記ソース・ドレイン領
域20,21から離間して夫々形成された(第
1図c図示)。なお、前記ソース、ドレイン領
域20,21は、イオン注入の代わりに気相成
長や固相拡散を用いて形成してもよい。つづい
て、全面にパツシベーシヨン用のSiO2膜22
を堆積した後、ソース・ドレイン領域20,2
1及びゲート電極22上のSiO2膜22を選択
的に開口し、コンタクトホール23を形成し
た。次いで、これらコンタクトホール23に
Al配線24を形成し、PチヤネルMOSトラン
ジスタを製造した(第1図d図示)。
本発明に係るPチヤネルMOSトランジスタは、
第1図dに示す如く、N型の単結晶シリコン基板
11の素子領域にP+型のソース・ドレイン領域
20,21を設け、かつこれらソース・ドレイン
領域20,21の直下に該領域20,21から
夫々離間して低濃度のP型層20a,21aを設
けた構造となつている。そして、第1図dをA−
A′で切つた断面の不純物プロフアイルは第4図
に示すようになる。同図において、実線は個々の
不純物プロフアイルで点線が全体の不純物であ
る。また、同図より3つのPN接合ができること
が明らかであり、浅い方からソース領域20と基
板11との接合A、基板11と低濃度のP型層2
0aとの接合B、低濃度のP型層20aと基板1
1との接合Cである。従つて、素子の微細化が進
んでパンチスルーやシヨートチヤネル効果防止の
ため基板濃度が高くなつた場合、ドレイン領域2
1基板11間に伸びる空芝層幅は小さくなり、接
合容量が増大する。具体的には、従来例ではドレ
インバイアス、VD=0で基板側に伸びる空乏層
幅は約0.15μm、VD=5Vで約0.4μmである。これ
に対し、本発明の場合、VD=0Vで約4倍、VD=
5Vで約2.5倍の空乏層を伸ばすことができ、容量
はそれぞれ1/4,1/2.5と減少できる。これによ
り、本発明によれば素子の高速動作を行なうこと
ができる。
第1図dに示す如く、N型の単結晶シリコン基板
11の素子領域にP+型のソース・ドレイン領域
20,21を設け、かつこれらソース・ドレイン
領域20,21の直下に該領域20,21から
夫々離間して低濃度のP型層20a,21aを設
けた構造となつている。そして、第1図dをA−
A′で切つた断面の不純物プロフアイルは第4図
に示すようになる。同図において、実線は個々の
不純物プロフアイルで点線が全体の不純物であ
る。また、同図より3つのPN接合ができること
が明らかであり、浅い方からソース領域20と基
板11との接合A、基板11と低濃度のP型層2
0aとの接合B、低濃度のP型層20aと基板1
1との接合Cである。従つて、素子の微細化が進
んでパンチスルーやシヨートチヤネル効果防止の
ため基板濃度が高くなつた場合、ドレイン領域2
1基板11間に伸びる空芝層幅は小さくなり、接
合容量が増大する。具体的には、従来例ではドレ
インバイアス、VD=0で基板側に伸びる空乏層
幅は約0.15μm、VD=5Vで約0.4μmである。これ
に対し、本発明の場合、VD=0Vで約4倍、VD=
5Vで約2.5倍の空乏層を伸ばすことができ、容量
はそれぞれ1/4,1/2.5と減少できる。これによ
り、本発明によれば素子の高速動作を行なうこと
ができる。
また、工程的には、ゲート電極14を形成後、
ソース・ドレイン領域20,21形成のためのイ
オン注入時に、低濃度のP型層形成のためのイオ
ン注入を一工程増加させるだけでよく、ほどんど
負担にならない。
ソース・ドレイン領域20,21形成のためのイ
オン注入時に、低濃度のP型層形成のためのイオ
ン注入を一工程増加させるだけでよく、ほどんど
負担にならない。
なお、上記実施例では、低濃度のP型層をソー
ス・ドレイン領域の直下に夫々離間して設けた
が、これに限らず、ドレイン領域の直下のみに設
けた場合でも上記実施例と同様な効果が得られ
る。更に、上記実施例では、P型層はその不純物
濃度が低濃度である場合について述べたが、高濃
度であつても従来と比べ効果的である。
ス・ドレイン領域の直下に夫々離間して設けた
が、これに限らず、ドレイン領域の直下のみに設
けた場合でも上記実施例と同様な効果が得られ
る。更に、上記実施例では、P型層はその不純物
濃度が低濃度である場合について述べたが、高濃
度であつても従来と比べ効果的である。
また、上記実施例では、PチヤネルMOSトラ
ンジスタに適用した場合について述べたが、これ
に限らない。例えば、NチヤネルMOSトランジ
スタにも適用でき、更に相補型MOSトランジス
タでもよい。
ンジスタに適用した場合について述べたが、これ
に限らない。例えば、NチヤネルMOSトランジ
スタにも適用でき、更に相補型MOSトランジス
タでもよい。
以上詳述した如く本発明によれば、ドレイン領
域と半導体基板との寄生容量を低減して素子の高
速動作化をなしえる半導体装置を提供できる。
域と半導体基板との寄生容量を低減して素子の高
速動作化をなしえる半導体装置を提供できる。
第1図a〜dは本発明の一実施例に係るPチヤ
ネルMOSトランジスタを製造工程順に示す断面
図、第2図は従来のPチヤネルMOSトランジス
タの断面図、第3図は従来のPチヤネルMOSト
ランジスタによる不純物濃度特性図、第4図は本
発明のPチヤネルMOSトランジスタによる不純
物濃度特性図である。 11……N型の単結晶シリコン基板、12……
フイールド酸化膜、14……ゲート電極、15…
…ゲート酸化膜、16……ボロンイオン、17…
…低濃度ボロン層、18……BF2層、19……高
濃度ボロン層、20……P+型のソース領域、2
1……P+型のドレイン領域、20a,21a…
…低濃度のP型層、22……SiO2膜、23……
コンタクトホール、24……Al配線。
ネルMOSトランジスタを製造工程順に示す断面
図、第2図は従来のPチヤネルMOSトランジス
タの断面図、第3図は従来のPチヤネルMOSト
ランジスタによる不純物濃度特性図、第4図は本
発明のPチヤネルMOSトランジスタによる不純
物濃度特性図である。 11……N型の単結晶シリコン基板、12……
フイールド酸化膜、14……ゲート電極、15…
…ゲート酸化膜、16……ボロンイオン、17…
…低濃度ボロン層、18……BF2層、19……高
濃度ボロン層、20……P+型のソース領域、2
1……P+型のドレイン領域、20a,21a…
…低濃度のP型層、22……SiO2膜、23……
コンタクトホール、24……Al配線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 第1導電型の半導体基板と、この基板表面に
設けられた第2導電型のソース・ドレイン領域
と、前記ドレイン領域の直下に該ドレイン領域と
離間して設けられた第2導電型の拡散層とを具備
することを特徴とする半導体装置。 2 第2導電型の拡散層の不純物濃度がドレイン
領域に対して低濃度であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60253208A JPS62112376A (ja) | 1985-11-12 | 1985-11-12 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60253208A JPS62112376A (ja) | 1985-11-12 | 1985-11-12 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62112376A JPS62112376A (ja) | 1987-05-23 |
JPH0422346B2 true JPH0422346B2 (ja) | 1992-04-16 |
Family
ID=17248058
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60253208A Granted JPS62112376A (ja) | 1985-11-12 | 1985-11-12 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62112376A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5698884A (en) * | 1996-02-07 | 1997-12-16 | Thunderbird Technologies, Inc. | Short channel fermi-threshold field effect transistors including drain field termination region and methods of fabricating same |
KR100422584B1 (ko) * | 2001-06-30 | 2004-03-12 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자 제조방법 |
-
1985
- 1985-11-12 JP JP60253208A patent/JPS62112376A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62112376A (ja) | 1987-05-23 |
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