JPH05291569A - 絶縁ゲート型fet及びその製造方法 - Google Patents
絶縁ゲート型fet及びその製造方法Info
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- JPH05291569A JPH05291569A JP8917992A JP8917992A JPH05291569A JP H05291569 A JPH05291569 A JP H05291569A JP 8917992 A JP8917992 A JP 8917992A JP 8917992 A JP8917992 A JP 8917992A JP H05291569 A JPH05291569 A JP H05291569A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 P型シリコン基板1上にゲート酸化膜2及び
ゲート電極3を形成した後、ソース、ドレイン方向に平
行で、ソース側及びドレイン側の2方向から、注入角度
θを30〜60°で、加速エネルギーを100〜200
keVで、ドーズ量を1×1012〜1×1013/cm2
でボロンをイオン注入し、パンチスルーストッパー層4
を形成する。次に、従来技術により、イオン注入により
低濃度N型不純物層5を形成後、ゲート電極部側面にサ
イドウォール6を設け、次に、イオン注入により、ソー
ス、ドレイン領域となる高濃度N型不純物層7を形成す
る。 【効果】 接合耐圧の低下を防げ、且つ、空乏層が伸び
やすくするため電界集中は緩和され、ホットキャリアに
対しても強く、接合容量の低い半導体装置が得られる。
ゲート電極3を形成した後、ソース、ドレイン方向に平
行で、ソース側及びドレイン側の2方向から、注入角度
θを30〜60°で、加速エネルギーを100〜200
keVで、ドーズ量を1×1012〜1×1013/cm2
でボロンをイオン注入し、パンチスルーストッパー層4
を形成する。次に、従来技術により、イオン注入により
低濃度N型不純物層5を形成後、ゲート電極部側面にサ
イドウォール6を設け、次に、イオン注入により、ソー
ス、ドレイン領域となる高濃度N型不純物層7を形成す
る。 【効果】 接合耐圧の低下を防げ、且つ、空乏層が伸び
やすくするため電界集中は緩和され、ホットキャリアに
対しても強く、接合容量の低い半導体装置が得られる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置及びその製
造方法に関し、更に詳しくは、微細絶縁ゲート型FET
及びその製造方法に関するものである。
造方法に関し、更に詳しくは、微細絶縁ゲート型FET
及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来のパンチスルーを抑制する
ための層(以下パンチスルーストッパー層という。)を
有する絶縁ゲート型FETの製造工程を示している。以
下、図4を用いて従来の絶縁ゲート型FETの製造工程
について説明する。
ための層(以下パンチスルーストッパー層という。)を
有する絶縁ゲート型FETの製造工程を示している。以
下、図4を用いて従来の絶縁ゲート型FETの製造工程
について説明する。
【0003】まず、P型シリコン基板1に熱酸化により
シリコン酸化膜2を膜厚80〜160Å程度形成した
後、リンがドープされたポリシリコン膜3をCVD法に
より膜厚3000〜4000Å程度堆積させる(図4
(a))。
シリコン酸化膜2を膜厚80〜160Å程度形成した
後、リンがドープされたポリシリコン膜3をCVD法に
より膜厚3000〜4000Å程度堆積させる(図4
(a))。
【0004】次に、既知のフォトリソグラフィー及びエ
ッチング技術により、ゲート電極のパターニングを行
い、その後、P型不純物であるボロンを20〜60°の
傾き(θ)を持たせて、加速エネルギーを20〜50k
eVで、ドーズ量を1×1012〜1×1013/cm2で
回転イオン注入し、パンチスルーストッパー層4となる
高濃度P型不純物層(Hold層)を形成する(図4
(b))。
ッチング技術により、ゲート電極のパターニングを行
い、その後、P型不純物であるボロンを20〜60°の
傾き(θ)を持たせて、加速エネルギーを20〜50k
eVで、ドーズ量を1×1012〜1×1013/cm2で
回転イオン注入し、パンチスルーストッパー層4となる
高濃度P型不純物層(Hold層)を形成する(図4
(b))。
【0005】次に、P型シリコン基板1全面にリンを注
入角度θを0°で加速エネルギー20〜60keVで、
ドーズ量1×1013〜1×1014/cm2で、イオン注
入することにより、パンチスルーストッパー層4内のP
型シリコン基板1表面に、LDD構造におけるN-層、
即ち低濃度N型不純物層5を形成する(図4(c))。
入角度θを0°で加速エネルギー20〜60keVで、
ドーズ量1×1013〜1×1014/cm2で、イオン注
入することにより、パンチスルーストッパー層4内のP
型シリコン基板1表面に、LDD構造におけるN-層、
即ち低濃度N型不純物層5を形成する(図4(c))。
【0006】次に、シリコン酸化膜2及びポリシリコン
膜3の側面にサイドウォール6を形成し、その後P型シ
リコン基板1全面にヒ素を注入角度θを0〜7°で加速
エネルギーを40〜80keVで、ドーズ量を1×10
15〜5×1015/cm2で、イオン注入することによ
り、ソース,ドレイン層となる高濃度N型不純物層7を
低濃度N型不純物層5より深い位置に形成する(図4
(d))。
膜3の側面にサイドウォール6を形成し、その後P型シ
リコン基板1全面にヒ素を注入角度θを0〜7°で加速
エネルギーを40〜80keVで、ドーズ量を1×10
15〜5×1015/cm2で、イオン注入することによ
り、ソース,ドレイン層となる高濃度N型不純物層7を
低濃度N型不純物層5より深い位置に形成する(図4
(d))。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記工程により、絶縁
ゲート型FETにおけるパンチスルーストッパー層4を
形成するため、パンチスルーストッパー層4である高濃
度P型不純物層と高濃度N型不純物層5とが接してお
り、上記2層間の接合耐圧が著しく低下する。また、ド
レイン近傍の接合部では、電界が集中し、ホットキャリ
アが発生しやすく、絶縁ゲート型FETの信頼性を低下
させることになる。
ゲート型FETにおけるパンチスルーストッパー層4を
形成するため、パンチスルーストッパー層4である高濃
度P型不純物層と高濃度N型不純物層5とが接してお
り、上記2層間の接合耐圧が著しく低下する。また、ド
レイン近傍の接合部では、電界が集中し、ホットキャリ
アが発生しやすく、絶縁ゲート型FETの信頼性を低下
させることになる。
【0008】本発明は、パンチスルーストッパー層とド
レイン領域との間に基板と同じ導電型でパンチスルース
トッパー層より低い不純物濃度の領域を設けることによ
って、ショートチャネル効果を抑制し、且つ接合耐圧の
低下を防ぎ、且つ耐ホットキャリア性の向上した絶縁ゲ
ート型FETを提供することを目的とする。
レイン領域との間に基板と同じ導電型でパンチスルース
トッパー層より低い不純物濃度の領域を設けることによ
って、ショートチャネル効果を抑制し、且つ接合耐圧の
低下を防ぎ、且つ耐ホットキャリア性の向上した絶縁ゲ
ート型FETを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明
は、半導体基板又はウェル領域にパンチスルーストッパ
ー層を有する絶縁ゲート型FETにおいて、前記パンチ
スルーストッパー層とドレイン領域との間に前記半導体
基板又はウェル領域と同じ導電型で、且つパンチスルー
ストッパー層より低い不純物濃度を有する領域が設けら
れていることを特徴とするものである。
は、半導体基板又はウェル領域にパンチスルーストッパ
ー層を有する絶縁ゲート型FETにおいて、前記パンチ
スルーストッパー層とドレイン領域との間に前記半導体
基板又はウェル領域と同じ導電型で、且つパンチスルー
ストッパー層より低い不純物濃度を有する領域が設けら
れていることを特徴とするものである。
【0010】また、請求項2記載の本発明は、半導体基
板又はウェル領域にパンチスルーストッパー層を有する
絶縁ゲート型FETにおいて、前記パンチスルーストッ
パー層とドレイン領域及びソース領域との間に前記半導
体基板又はウェル領域と同じ導電型で、且つパンチスル
ーストッパー層より低い不純物濃度を有する領域が設け
られていることを特徴とするものである。
板又はウェル領域にパンチスルーストッパー層を有する
絶縁ゲート型FETにおいて、前記パンチスルーストッ
パー層とドレイン領域及びソース領域との間に前記半導
体基板又はウェル領域と同じ導電型で、且つパンチスル
ーストッパー層より低い不純物濃度を有する領域が設け
られていることを特徴とするものである。
【0011】また、請求項3記載の本発明は、上記半導
体基板又はウェル領域上に、ゲート絶縁膜及びゲート電
極を形成した後、所定の角度で、且つ所定の加速エネル
ギーで、且つドレイン領域となる側からソース領域とな
る側へ前記半導体基板又はウェル領域と同じ導電型の不
純物をイオン注入し、パンチスルーストッパー層を形成
することを特徴とするものである。
体基板又はウェル領域上に、ゲート絶縁膜及びゲート電
極を形成した後、所定の角度で、且つ所定の加速エネル
ギーで、且つドレイン領域となる側からソース領域とな
る側へ前記半導体基板又はウェル領域と同じ導電型の不
純物をイオン注入し、パンチスルーストッパー層を形成
することを特徴とするものである。
【0012】更に、請求項4記載の本発明は、上記半導
体基板又はウェル領域上に、ゲート絶縁膜及びゲート電
極を形成した後、所定の角度で、且つ所定の加速エネル
ギーで、且つドレイン領域となる側からソース領域とな
る側へ及び前記ソース領域となる側から前記ドレイン領
域となる側へ前記半導体基板又はウェル領域と同じ導電
型の不純物をイオン注入し、パンチスルーストッパー層
を形成することを特徴とするものである。
体基板又はウェル領域上に、ゲート絶縁膜及びゲート電
極を形成した後、所定の角度で、且つ所定の加速エネル
ギーで、且つドレイン領域となる側からソース領域とな
る側へ及び前記ソース領域となる側から前記ドレイン領
域となる側へ前記半導体基板又はウェル領域と同じ導電
型の不純物をイオン注入し、パンチスルーストッパー層
を形成することを特徴とするものである。
【0013】
【作用】上記本発明を用いることにより、ドレイン領域
近傍には、基板と同じ導電型で且つ同じ不純物濃度とな
る領域が形成されているため、空乏層が伸びやすく、電
界集中は緩和され、寄生容量も低くなる。
近傍には、基板と同じ導電型で且つ同じ不純物濃度とな
る領域が形成されているため、空乏層が伸びやすく、電
界集中は緩和され、寄生容量も低くなる。
【0014】
【実施例】以下、一実施例に基づいて、本発明について
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【0015】図1は、本発明の一実施例のソース側及び
ドレイン側の2方向からイオン注入を行った場合の絶縁
ゲート型FET断面を示し、図2は、図1に示す絶縁ゲ
ート型FETの製造工程を示す。図1において、ソース
層7a及びドレイン層7bとなる高濃度N型不純物層7
が、P型シリコン基板1と同じ導電型で、且つほぼ同じ
不純物濃度の領域8を介して、パンチスルーストッパー
層4に囲まれた構造になっている。図1において、2は
シリコン酸化膜、3はポリシリコン膜、5は低濃度N型
不純物層、6はサイドウォールを示す。
ドレイン側の2方向からイオン注入を行った場合の絶縁
ゲート型FET断面を示し、図2は、図1に示す絶縁ゲ
ート型FETの製造工程を示す。図1において、ソース
層7a及びドレイン層7bとなる高濃度N型不純物層7
が、P型シリコン基板1と同じ導電型で、且つほぼ同じ
不純物濃度の領域8を介して、パンチスルーストッパー
層4に囲まれた構造になっている。図1において、2は
シリコン酸化膜、3はポリシリコン膜、5は低濃度N型
不純物層、6はサイドウォールを示す。
【0016】次に、図2を用いて、本発明の一実施例の
構造工程を説明する。まず、P型シリコン基板1の表面
上に、850〜950℃の熱酸化により、80〜160
Åのシリコン酸化膜2を形成し、そのシリコン酸化膜2
上にリンがドープされたポリシリコン膜3をCVD法を
用いて膜厚が3000〜4000Åになるように形成す
る(図2(a))。
構造工程を説明する。まず、P型シリコン基板1の表面
上に、850〜950℃の熱酸化により、80〜160
Åのシリコン酸化膜2を形成し、そのシリコン酸化膜2
上にリンがドープされたポリシリコン膜3をCVD法を
用いて膜厚が3000〜4000Åになるように形成す
る(図2(a))。
【0017】次に、既知のフォトリソグラフィ及びエッ
チング技術を用いて、ゲート部を形成する。その後、P
型不純物であるボロンを注入角度θを30〜60°で、
加速エネルギーを100〜200keVで、ドーズ量を
1×1012〜1×1013/cm2をドレイン層7bとな
る領域からソース層7aとなる領域へ及びソース層7a
となる領域からドレイン層7bとなる領域への2方向か
らイオン注入を行い、パンチスルーストッパー層4を形
成する(図2(b))。
チング技術を用いて、ゲート部を形成する。その後、P
型不純物であるボロンを注入角度θを30〜60°で、
加速エネルギーを100〜200keVで、ドーズ量を
1×1012〜1×1013/cm2をドレイン層7bとな
る領域からソース層7aとなる領域へ及びソース層7a
となる領域からドレイン層7bとなる領域への2方向か
らイオン注入を行い、パンチスルーストッパー層4を形
成する(図2(b))。
【0018】注入角度θが30°より小さいと、パンチ
スルーストッパー層4が、イオン注入した側のソース層
7a又はドレイン層7bに接する又は、十分な接合耐圧
が得られない程度に接近することになり、また、注入角
度θが60°より大きいと、パンチスルーストッパー層
4が、イオン注入した側と反対側のソース層7a又はド
レイン層7bに接する、又は十分な接合耐圧が得られな
い程度に接近することになる場合が多い。また、加速エ
ネルギーが100keV以下の場合には、上記と同様
に、パンチスルーストッパー層4が、イオン注入側のソ
ース層7a又はドレイン層7bに接する、又は十分な接
合耐圧が得られない程度に接近することになり、加速エ
ネルギーが200keVより大きい場合には、チャネル
層部分に、パンチスルーストッパー層4が形成されない
場合が多い。
スルーストッパー層4が、イオン注入した側のソース層
7a又はドレイン層7bに接する又は、十分な接合耐圧
が得られない程度に接近することになり、また、注入角
度θが60°より大きいと、パンチスルーストッパー層
4が、イオン注入した側と反対側のソース層7a又はド
レイン層7bに接する、又は十分な接合耐圧が得られな
い程度に接近することになる場合が多い。また、加速エ
ネルギーが100keV以下の場合には、上記と同様
に、パンチスルーストッパー層4が、イオン注入側のソ
ース層7a又はドレイン層7bに接する、又は十分な接
合耐圧が得られない程度に接近することになり、加速エ
ネルギーが200keVより大きい場合には、チャネル
層部分に、パンチスルーストッパー層4が形成されない
場合が多い。
【0019】次に、リン又はヒ素を注入角度θを0°
で、加速エネルギーを20〜60keVで、ドーズ量を
1×1013〜1×1014/cm2でイオン注入すること
により、LDD構造におけるN-層となる低濃度N型不
純物層5を形成する(図2(c))。
で、加速エネルギーを20〜60keVで、ドーズ量を
1×1013〜1×1014/cm2でイオン注入すること
により、LDD構造におけるN-層となる低濃度N型不
純物層5を形成する(図2(c))。
【0020】その後、CVD法により、シリコン酸化膜
を形成した後、エッチバックによりゲート部側面にサイ
ドウォール6を形成し、次に、ヒ素を注入角度θを0〜
7°で、加速エネルギーを40〜80keVで、ドーズ
量1×1015〜5×1015/cm2でイオン注入するこ
とにより、ソース層及びドレイン層となる高濃度N型不
純物層17a,17bを形成する(図2(d))。
を形成した後、エッチバックによりゲート部側面にサイ
ドウォール6を形成し、次に、ヒ素を注入角度θを0〜
7°で、加速エネルギーを40〜80keVで、ドーズ
量1×1015〜5×1015/cm2でイオン注入するこ
とにより、ソース層及びドレイン層となる高濃度N型不
純物層17a,17bを形成する(図2(d))。
【0021】以上、ソース層7a側及びドレイン層7b
側の2方向からイオン注入した場合を示したが、図3の
本発明の他の実施例の構造断面図に示すように、ドレイ
ン層7b側からのみイオン注入した場合にも同様に接合
耐圧の低下防止、耐ホットキャリア性の向上が図れる。
また、P型シリコン基板1上にゲート部を形成している
が、P型シリコン基板1上に形成されたPウェル上にゲ
ート部を形成した場合も適用可能であり、またN型シリ
コン基板等を用いた場合も適用可能である。また、ゲー
ト絶縁膜として、シリコン酸化膜2を用いたが、他の絶
縁膜を用いても実施可能である。
側の2方向からイオン注入した場合を示したが、図3の
本発明の他の実施例の構造断面図に示すように、ドレイ
ン層7b側からのみイオン注入した場合にも同様に接合
耐圧の低下防止、耐ホットキャリア性の向上が図れる。
また、P型シリコン基板1上にゲート部を形成している
が、P型シリコン基板1上に形成されたPウェル上にゲ
ート部を形成した場合も適用可能であり、またN型シリ
コン基板等を用いた場合も適用可能である。また、ゲー
ト絶縁膜として、シリコン酸化膜2を用いたが、他の絶
縁膜を用いても実施可能である。
【0022】
【発明の効果】以上、詳細に説明した様に、本発明を用
いることにより、ドレイン層が基板又はウェル領域と同
じ導電型で、パンチスルーストッパー層より低い不純物
濃度の領域を介して、パンチスルーストッパー層に囲ま
れているため、接合耐圧の低下が防止でき、且つ空乏層
が伸びやすくなるため電界集中は緩和され、ホットキャ
リアに対しても強く、接合容量も低下するため、従来よ
り高速化された半導体装置が製造可能となる。
いることにより、ドレイン層が基板又はウェル領域と同
じ導電型で、パンチスルーストッパー層より低い不純物
濃度の領域を介して、パンチスルーストッパー層に囲ま
れているため、接合耐圧の低下が防止でき、且つ空乏層
が伸びやすくなるため電界集中は緩和され、ホットキャ
リアに対しても強く、接合容量も低下するため、従来よ
り高速化された半導体装置が製造可能となる。
【0023】また、ドレイン層一方からのみイオン注入
した場合に比べ、ソース層側及びドレイン層側の2方向
からイオン注入した場合、チャネル中央部に形成された
パンチスルーストッパー層の不純物濃度は高くなり、ま
た、ソース層、ドレイン層が特定されることがない。
した場合に比べ、ソース層側及びドレイン層側の2方向
からイオン注入した場合、チャネル中央部に形成された
パンチスルーストッパー層の不純物濃度は高くなり、ま
た、ソース層、ドレイン層が特定されることがない。
【0024】以上のことより、微細化及び高速化を促進
することができ、しかも、信頼性の高いデバイスを提供
することが出来る。
することができ、しかも、信頼性の高いデバイスを提供
することが出来る。
【図1】本発明の一実施例の構造断面図である。
【図2】本発明の一実施例の製造工程図である。
【図3】本発明の他の実施例の構造断面図である。
【図4】従来の絶縁ゲート型FETの製造工程図であ
る。
る。
【符号の説明】 1 P型シリコン基板 2 シリコン酸化膜 3 ポリシリコン膜 4 パンチスルーストッパー層 5 低濃度N型不純物層 6 サイドウォール 7 高濃度N型不純物層 8 シリコン基板1とほぼ同じ不純物濃度を有するP型
領域
領域
Claims (4)
- 【請求項1】 半導体基板又はウェル領域にパンチスル
ーストッパー層を有する絶縁ゲート型FETにおいて、 前記パンチスルーストッパー層とドレイン領域との間に
前記半導体基板又はウェル領域と同じ導電型で、且つパ
ンチスルーストッパー層より低い不純物濃度を有する領
域が設けられていることを特徴とする絶縁ゲート型FE
T。 - 【請求項2】 半導体基板又はウェル領域にパンチスル
ーストッパー層を有する絶縁ゲート型FETにおいて、 前記パンチスルーストッパー層とドレイン領域及びソー
ス領域との間に前記半導体基板又はウェル領域と同じ導
電型で、且つパンチスルーストッパー層より低い不純物
濃度を有する領域が設けられていることを特徴とする絶
縁ゲート型FET。 - 【請求項3】 上記半導体基板又はウェル領域上に、ゲ
ート絶縁膜及びゲート電極を形成した後、所定の角度
で、且つ所定の加速エネルギーで、且つドレイン領域と
なる側からソース領域となる側へ前記半導体基板又はウ
ェル領域と同じ導電型の不純物をイオン注入し、パンチ
スルーストッパー層を形成することを特徴とする、請求
項1記載の絶縁ゲート型FETの製造方法。 - 【請求項4】 上記半導体基板又はウェル領域上に、ゲ
ート絶縁膜及びゲート電極を形成した後、所定の角度
で、且つ所定の加速エネルギーで、且つドレイン領域と
なる側からソース領域となる側へ及び前記ソース領域と
なる側から前記ドレイン領域となる側へ前記半導体基板
又はウェル領域と同じ導電型の不純物をイオン注入し、
パンチスルーストッパー層を形成することを特徴とす
る、請求項2記載の絶縁ゲート型FETの製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8917992A JPH05291569A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 絶縁ゲート型fet及びその製造方法 |
US07/969,325 US5466957A (en) | 1991-10-31 | 1992-10-29 | Transistor having source-to-drain nonuniformly-doped channel and method for fabricating the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8917992A JPH05291569A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 絶縁ゲート型fet及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05291569A true JPH05291569A (ja) | 1993-11-05 |
Family
ID=13963536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8917992A Pending JPH05291569A (ja) | 1991-10-31 | 1992-04-10 | 絶縁ゲート型fet及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05291569A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007214495A (ja) * | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
US7687855B2 (en) | 1998-02-12 | 2010-03-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device having impurity region |
-
1992
- 1992-04-10 JP JP8917992A patent/JPH05291569A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7687855B2 (en) | 1998-02-12 | 2010-03-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device having impurity region |
JP2007214495A (ja) * | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
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