JPH05251695A - Manufacture of n-channel mosfet - Google Patents
Manufacture of n-channel mosfetInfo
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- JPH05251695A JPH05251695A JP3266567A JP26656791A JPH05251695A JP H05251695 A JPH05251695 A JP H05251695A JP 3266567 A JP3266567 A JP 3266567A JP 26656791 A JP26656791 A JP 26656791A JP H05251695 A JPH05251695 A JP H05251695A
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- channel mosfet
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、NチャネルMOSFE
T製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an N channel MOSFE.
The present invention relates to a T manufacturing method.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、以下に示すようなものがあった。現在一般的に
使用されているNチャネルMOSFETの製造方法を図
3を用いて説明する。2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique in such a field,
For example, there were the following. A method of manufacturing an N-channel MOSFET which is generally used at present will be described with reference to FIG.
【0003】まず、図4(a)に示すように、P型シリ
コン基板1上に厚い酸化膜2により、フィールド領域、
アクティブ領域を形成した後、アクティブ領域にゲート
酸化膜3を成長させる。次に、図4(b)に示すよう
に、Vt(閾値電圧)を調整することを目的として、ゲ
ート下のシリコン基板内の不純物濃度を高めるため、ゲ
ート酸化膜3を通して、Vtコントロールイオン注入を
行い、11B+ イオンをシリコン基板に打ち込む。First, as shown in FIG. 4A, a thick oxide film 2 is formed on a P-type silicon substrate 1 to form a field region,
After forming the active region, the gate oxide film 3 is grown in the active region. Next, as shown in FIG. 4B, in order to adjust Vt (threshold voltage), Vt control ion implantation is performed through the gate oxide film 3 in order to increase the impurity concentration in the silicon substrate under the gate. Then, 11 B + ions are implanted into the silicon substrate.
【0004】その後、図4(c)に示すように、ポリシ
リコン膜4を生成し、フォトリソエッチングによりゲー
トを形成する。更に、ソース・ドレイン5,6をイオン
注入と、適当な熱処理により形成する。次に、図4
(d)に示すように、絶縁膜7を生成し、コンタクトホ
ールを開口し、アルミ等により配線層8を形成する。Thereafter, as shown in FIG. 4C, a polysilicon film 4 is formed and a gate is formed by photolithography. Further, the source / drain 5 and 6 are formed by ion implantation and appropriate heat treatment. Next, FIG.
As shown in (d), an insulating film 7 is formed, contact holes are opened, and a wiring layer 8 is formed of aluminum or the like.
【0005】なお、このような分野の公知技術として、
例えば、特開昭61−292318号公報や特開昭60
−195928号公報を挙げることができる。As a known technique in such a field,
For example, JP-A-61-292318 and JP-A-60-
-195928 can be mentioned.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】以上のような製造方法
をとることにより、形成されるNチャネルMOSFET
の不純物プロファイルの一例を図5に示す。Vtコント
ロールイオン注入された11B+ イオンのプロファイル
は、イオン注入時の加速エネルギーに従った深さにピー
クを持ち、イオン注入では、ピークを中心に注入不純物
が分布を持つため、不可逃的にシリコン基板表面の不純
物濃度を高めてしまう。そのため駆動力が低下する。The N-channel MOSFET formed by the above manufacturing method is used.
An example of the impurity profile of is shown in FIG. The profile of 11 B + ions implanted with Vt control has a peak at a depth according to the acceleration energy at the time of ion implantation. In ion implantation, the implanted impurities have a distribution around the peak, which is unavoidable. This increases the impurity concentration on the surface of the silicon substrate. Therefore, the driving force is reduced.
【0007】駆動力の低下はMOSFETの高速度動作
を妨げる。しかしながら、Vtコントロールイオン注入
を省略することは、Vtの調整が不可能になることに加
えて、ゲートの空乏層幅が大きくなるため、微細なMO
SFETでは、短チャネル効果が発生する。したがっ
て、高集積化を目指す上で、Vtコントロールイオン注
入の省略はできない。The reduction in driving force hinders the high speed operation of the MOSFET. However, omitting the Vt control ion implantation makes it impossible to adjust the Vt and increases the depletion layer width of the gate.
A short channel effect occurs in the SFET. Therefore, Vt control ion implantation cannot be omitted in order to achieve high integration.
【0008】以上の理由から、Vtコントロールイオン
注入による基板表面の不純物濃度が高いことが、集積回
路の高速化の大きな妨げとなっている。本発明は、以上
に述べたシリコン基板表面の不純物濃度が高いために生
じる駆動力低下の問題点を除去するため、基板表面の不
純物濃度を極力少なくし、かつ、Vtの調整と短チャネ
ル効果の発生とを、従来技術と同等なNチャネルMOS
FETの形成で行うことができ、しかも高速化、高集積
化が可能なNチャネルMOSFETの製造方法を提供す
ることを目的とする。For the above reasons, the high impurity concentration on the substrate surface due to the Vt control ion implantation greatly hinders the speedup of the integrated circuit. The present invention eliminates the above-mentioned problem of the reduction in driving force caused by the high impurity concentration on the surface of the silicon substrate, and thus minimizes the impurity concentration on the substrate surface, adjusts Vt, and shortens the short channel effect. Generation and N-channel MOS equivalent to conventional technology
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an N-channel MOSFET that can be performed by forming an FET and that can achieve high speed and high integration.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、NチャネルMOSFETの製造方法にお
いて、フィールド領域とアクティブ領域を形成し、該ア
クティブ領域に酸化膜を生成し、閾値電圧コントロール
イオン注入をその飛程距離を前記酸化膜の膜厚に合わせ
て行い、前記酸化膜を除去し、シリコンを低温エピタキ
シャル成長させ、低温で、ウェットO2 雰囲気中でゲー
ト酸化膜を生成し、ポリシリコン膜を生成し、フォトリ
ソエッチングによりゲートを生成し、ソース・ドレイン
イオン注入を行い、ソース・ドレイン層を低温の熱処理
により形成するようにしたものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing an N-channel MOSFET in which a field region and an active region are formed, an oxide film is formed in the active region, and a threshold voltage is formed. Control ion implantation is performed by adjusting the range distance thereof to the film thickness of the oxide film, the oxide film is removed, silicon is epitaxially grown at a low temperature, and a gate oxide film is formed in a wet O 2 atmosphere at a low temperature. A silicon film is formed, a gate is formed by photolithography, source / drain ion implantation is performed, and a source / drain layer is formed by a low-temperature heat treatment.
【0010】[0010]
【作用】本発明によれば、上記したように、Nチャネル
MOSFETの製造において、アクティブ領域を形成
後、酸化膜を生成し、Si−SiO2 界面にプロファイ
ルのピークがくるよう飛程距離を設定して、Vtコント
ロールイオン注入を行なう。その後、酸化膜を除去し、
低温エピタキシャル成長により、シリコンをアクティブ
領域に形成する。この工程をとることにより、ゲート下
の浅い部分の不純物濃度は非常に低く、さらに深い部分
では不純物濃度が高いプロファイルの形成を可能にする
ことができる。According to the present invention, as described above, in the manufacture of the N-channel MOSFET, after forming the active region, the oxide film is formed and the range distance is set so that the profile peak appears at the Si-SiO 2 interface. Then, Vt control ion implantation is performed. After that, the oxide film is removed,
Silicon is formed in the active region by low temperature epitaxial growth. By taking this step, it is possible to form a profile in which the impurity concentration in the shallow portion under the gate is extremely low and the impurity concentration in the deep portion is high.
【0011】[0011]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明の実施例を示すN
チャネルMOSFETの要部製造工程断面図、図2は本
発明の実施例を示す後半のNチャネルMOSFETの製
造工程断面図である。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention N
FIG. 2 is a sectional view of the manufacturing process of the latter half of the N-channel MOSFET showing the embodiment of the present invention.
【0012】まず、図1(a)に示すように、P型シリ
コン基板11上に、約6000Åの厚い酸化膜12によ
り、従来技術と同様にフィールド領域、アクティブ領域
を形成する。次に、図1(b)に示すように、アクティ
ブ領域に膜厚500Å程度の酸化膜13を生成する。First, as shown in FIG. 1A, a field region and an active region are formed on a P-type silicon substrate 11 with a thick oxide film 12 of about 6000 Å as in the prior art. Next, as shown in FIG. 1B, an oxide film 13 having a film thickness of about 500Å is formed in the active region.
【0013】次に、図1(c)に示すように、Vtコン
トロールイオン注入として、飛程距離をSi−SiO2
界面に合わせて、70Kevとし、ドーズ量4.0×1
012/cm2 で49BF2 + のイオン注入を行なう。次
に、図1(d)に示すように、図1(b)で生成したア
クティブ領域の酸化膜13をフッ酸によって除去する。Next, as shown in FIG. 1 (c), the range distance is changed to Si-SiO 2 for Vt control ion implantation.
According to the interface, 70Kev, dose 4.0x1
Ion implantation of 49 BF 2 + is performed at 0 12 / cm 2 . Next, as shown in FIG. 1D, the oxide film 13 in the active region generated in FIG. 1B is removed by hydrofluoric acid.
【0014】次に、図1(e)に示すように、ジ・シラ
ンSi2 H6 雰囲気中,700℃の条件下で、アクテイ
ブ領域にシリコンを500〜1000Å程度エピタキシ
ャル成長させ、エピタキシャル層14を形成する。この
工程は700℃という低温で実施するために、図1
(c)でイオン注入されたB+ の拡散は少なく、不純物
プロファイルへの影響はほとんどない。また、エピタキ
シャル成長によりシリコンを形成するため、フィールド
の酸化膜上にはシリコンは生成されず、アクティブ領域
上にのみ選択的に生成される。Then, as shown in FIG. 1 (e), silicon is epitaxially grown to about 500 to 1000 Å in the active region in an atmosphere of disilane Si 2 H 6 at 700 ° C. to form an epitaxial layer 14. To do. Since this process is performed at a low temperature of 700 ° C., the process shown in FIG.
The diffusion of ion-implanted B + in (c) is small, and there is almost no influence on the impurity profile. Further, since silicon is formed by epitaxial growth, silicon is not generated on the field oxide film, but is selectively generated only on the active region.
【0015】次に、図2(a)に示すように、850℃
程度の低温で、ウェットO2 雰囲気中でゲート酸化膜1
5を生成する。次に、図2(b)に示すように、ポリシ
リコン膜16を生成し、フォトリソエッチングによりゲ
ートを生成する。更に、ソース・ドレイン17,18を
イオン注入と、適当な低温(例えば、850℃以下)の
熱処理により形成する。Next, as shown in FIG. 2 (a), 850 ° C.
Gate oxide film 1 in wet O 2 atmosphere at low temperature
5 is generated. Next, as shown in FIG. 2B, a polysilicon film 16 is formed and a gate is formed by photolithography. Further, the source / drain 17 and 18 are formed by ion implantation and heat treatment at an appropriate low temperature (for example, 850 ° C. or lower).
【0016】次に、図2(c)に示すように、絶縁膜1
9を生成し、コンタクトホールを開口し、アルミ等によ
り配線層20を形成する。このように構成するので、B
+ イオンがエピタキシャル成長により生成されたシリコ
ン中に拡散することはなくなる。以上の様な工程により
形成される濃度プロファイルを図3に示す。この図にお
いて、横軸は深さ、縦軸は不純物濃度(ions/c
m3 )を示している。Next, as shown in FIG. 2C, the insulating film 1
9 is formed, the contact hole is opened, and the wiring layer 20 is formed of aluminum or the like. With this configuration, B
The + ions do not diffuse into the silicon produced by epitaxial growth. FIG. 3 shows the concentration profile formed by the above steps. In this figure, the horizontal axis is the depth and the vertical axis is the impurity concentration (ions / c
m 3 ) is shown.
【0017】図5に示す従来技術におけるプロファイル
と比較すると、Vtコントロールイオン注入によるB+
イオンが形成するプロファイルのピーク部分よりも浅い
部分は、不純物濃度は非常に低くなる。これにより、V
tコントロールイオン注入による不純物濃度の増大から
生じる駆動力の低下は少なくなる。また、ピーク部分よ
りも深い部分は、従来技術によるものとほとんど変わら
ない。そのため、短チャネル効果の発生についても従来
技術のものと大差はない。Compared to the profile in the prior art shown in FIG. 5, B + by Vt control ion implantation is compared.
The impurity concentration is extremely low in the portion shallower than the peak portion of the profile formed by the ions. This gives V
The decrease in driving force caused by the increase in impurity concentration due to the t control ion implantation is reduced. Further, the portion deeper than the peak portion is almost the same as that of the conventional technique. Therefore, the occurrence of the short channel effect is not so different from that of the prior art.
【0018】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and these modifications are not excluded from the scope of the present invention.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
製造工程によれば、図3に示したように、基板表面付近
の不純物濃度は非常に小さく、それよりも深い部分では
不純物濃度が高くなり、駆動力、短チャネル効果のどち
らについても好ましい、理想的なプロファイルを形成す
ることができる。As described above in detail, according to the manufacturing process of the present invention, as shown in FIG. 3, the impurity concentration in the vicinity of the substrate surface is very small, and the impurity concentration is deeper than that. It is possible to form an ideal profile which is preferable for both the driving force and the short channel effect.
【0020】従って、高速化、高集積可能なNチャネル
MOSFETの製造が可能となる。Therefore, it is possible to manufacture an N-channel MOSFET which can be operated at high speed and can be highly integrated.
【図1】本発明の実施例を示すNチャネルMOSFET
の要部製造工程断面図である。FIG. 1 is an N-channel MOSFET showing an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of the main part manufacturing process of FIG.
【図2】本発明の実施例を示す後半のNチャネルMOS
FETの製造工程断面図である。FIG. 2 is a second half N-channel MOS showing an embodiment of the present invention.
It is a manufacturing process sectional view of FET.
【図3】本発明のNチャネルMOSFETの不純物プロ
ファイルを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an impurity profile of an N-channel MOSFET of the present invention.
【図4】従来のNチャネルMOSFETの製造工程断面
図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of manufacturing steps of a conventional N-channel MOSFET.
【図5】従来のNチャネルMOSFETの不純物プロフ
ァイルを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an impurity profile of a conventional N-channel MOSFET.
11 P型シリコン基板 12,13 酸化膜 14 エピタキシャル層 15 ゲート酸化膜 16 ポリシリコン膜 17,18 ソース・ドレイン 19 絶縁膜 20 配線層 11 P-type silicon substrate 12, 13 Oxide film 14 Epitaxial layer 15 Gate oxide film 16 Polysilicon film 17, 18 Source / drain 19 Insulating film 20 Wiring layer
Claims (4)
形成し、 (b)該アクティブ領域に酸化膜を生成し、 (c)閾値電圧コントロールイオン注入をその飛程距離
を前記酸化膜の膜厚に合わせて行い、 (d)前記酸化膜を除去し、 (e)シリコンを低温エピタキシャル成長させ、 (f)低温で、ウェットO2 雰囲気中でゲート酸化膜を
生成し、 (g)ポリシリコン膜を生成し、フォトリソエッチング
によりゲートを生成し、 (h)ソース・ドレインイオン注入を行い、ソース・ド
レイン層を低温の熱処理により形成することを特徴とす
るNチャネルMOSFETの製造方法。1. A field region and an active region are formed, (b) An oxide film is formed in the active region, (c) Threshold voltage control ion implantation is performed, and the range is set to the film thickness of the oxide film. (D) removal of the oxide film, (e) low temperature epitaxial growth of silicon, (f) generation of a gate oxide film in a wet O 2 atmosphere at low temperature, and (g) removal of the polysilicon film. A method for manufacturing an N-channel MOSFET, characterized in that a gate is formed by photolithography etching, (h) source / drain ion implantation is performed, and a source / drain layer is formed by low-temperature heat treatment.
の製造方法において、アクティブ領域に生成した酸化膜
の膜厚を500〜1000Å、閾値電圧コントロールイ
オン注入の条件をBF2 イオン、70〜150Kevと
し、酸化膜の膜厚とイオンの飛程距離とを等しくするこ
とを特徴とするNチャネルMOSFETの製造方法。2. The N-channel MOSFET according to claim 1.
In the manufacturing method, the thickness of the oxide film formed in the active region is 500 to 1000Å, the threshold voltage control ion implantation conditions are BF 2 ions, 70 to 150 Kev, and the oxide film thickness and the ion range are A method for manufacturing an N-channel MOSFET, which is characterized in that the same.
FETの製造方法において、前記シリコンを約700℃
の低温で、ジ・シラン雰囲気中で500〜1000Å程
度エピタキシャル成長させることを特徴とするNチャネ
ルMOSFETの製造方法。3. The N-channel MOS according to claim 1 or 2.
In the method of manufacturing the FET, the silicon is heated to about 700 ° C.
A method for manufacturing an N-channel MOSFET, which comprises epitaxially growing about 500 to 1000Å in a disilane atmosphere at a low temperature.
FETの製造方法において、前記ソース・ドレイン層の
低温の熱処理は850℃以下で行なうことを特徴とする
NチャネルMOSFETの製造方法。4. The N-channel MOS according to claim 1 or 2.
In the method of manufacturing an FET, the low-temperature heat treatment of the source / drain layers is performed at 850 ° C. or lower, and the method of manufacturing an N-channel MOSFET.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03266567A JP3142614B2 (en) | 1991-10-16 | 1991-10-16 | Method for manufacturing N-channel MOSFET |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03266567A JP3142614B2 (en) | 1991-10-16 | 1991-10-16 | Method for manufacturing N-channel MOSFET |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05251695A true JPH05251695A (en) | 1993-09-28 |
JP3142614B2 JP3142614B2 (en) | 2001-03-07 |
Family
ID=17432623
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03266567A Expired - Fee Related JP3142614B2 (en) | 1991-10-16 | 1991-10-16 | Method for manufacturing N-channel MOSFET |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3142614B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006043323A1 (en) * | 2004-10-20 | 2006-04-27 | Fujitsu Limited | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
-
1991
- 1991-10-16 JP JP03266567A patent/JP3142614B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2006043323A1 (en) * | 2004-10-20 | 2006-04-27 | Fujitsu Limited | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JP3142614B2 (en) | 2001-03-07 |
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