JPH05343418A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH05343418A
JPH05343418A JP14938792A JP14938792A JPH05343418A JP H05343418 A JPH05343418 A JP H05343418A JP 14938792 A JP14938792 A JP 14938792A JP 14938792 A JP14938792 A JP 14938792A JP H05343418 A JPH05343418 A JP H05343418A
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JP
Japan
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layer
gate electrode
substrate
forming
sidewall
Prior art date
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Pending
Application number
JP14938792A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Ando
秀幸 安藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To reduce the number of manufacturing processes which cover the manufacturing method of NMOS-FET under LDD structure. CONSTITUTION:A side wall 16, which includes impurities, is formed on a side wall of a gate electrode 13. The impurities are diffused on a substrate 11 by thermal diffusion, thereby forming an n- layer 18, which activates and heat- treats an n<+> layer 17.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置、中でも
LDD(Lightly Doped Drein)構造のNMOS−FET
(N型MOS電界効果型トランジスタ)の製造方法に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, in particular, an LDD (Lightly Doped Drein) structure NMOS-FET.
The present invention relates to a method of manufacturing (N-type MOS field effect transistor).

【0002】[0002]

【従来の技術】図2は、従来のNMOS−FETのLD
D構造の製造方法の一例を示したものである。
2. Description of the Related Art FIG. 2 shows an LD of a conventional NMOS-FET.
It shows an example of a manufacturing method of the D structure.

【0003】この方法は詳しくはIEDM 83,(1
983)IEEE(米)p.392−395に示されて
おり、まず、図2(A)に示すように、半導体基板4上
に選択酸化法により、フィールド酸化膜1を形成し、そ
の上に、熱酸化により、ゲート酸化膜2を形成させる。
次に、LP−CVD(減圧化学的気相成長)法,ホトリ
ソグラフィー(以下ホトリソと略す)技術により、ゲー
ト電極3(一般にポリシリコン)を形成させる。次に、
ゲート電極3をマスクとしてリンをイオン注入すること
により、シリコン基板4のソース・ドレイン形成領域の
全体にn- 層5を浅く形成する。その後、図2(B)に
示すように、ゲート電極3の側壁にCVD SiO2
からなるサイドウォール6をRIE(Reactive Ion Etc
hing) を用いて形成した後、そのサイドウォール6およ
び前記ゲート電極3をマスクとしてヒ素をイオン注入す
ることにより、前記ソース・ドレイン形成領域中、ゲー
ト電極3から離れた部分にn+ 層7を深く形成するもの
である。
This method is described in detail in IEDM 83, (1
983) IEEE (US) p. 392-395. First, as shown in FIG. 2A, a field oxide film 1 is formed on a semiconductor substrate 4 by a selective oxidation method, and a gate oxide film is formed thereon by thermal oxidation. Form 2.
Next, the gate electrode 3 (generally polysilicon) is formed by the LP-CVD (low pressure chemical vapor deposition) method and the photolithography (hereinafter abbreviated as photolithography) technique. next,
Phosphorus is ion-implanted using the gate electrode 3 as a mask to shallowly form the n layer 5 in the entire source / drain formation region of the silicon substrate 4. After that, as shown in FIG. 2B, a sidewall 6 made of a CVD SiO 2 film is formed on the sidewall of the gate electrode 3 by RIE (Reactive Ion Etc).
Hing) is used, and then arsenic is ion-implanted by using the sidewall 6 and the gate electrode 3 as a mask to form an n + layer 7 in a portion apart from the gate electrode 3 in the source / drain formation region. It forms deeply.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、次のような問題点があった。
However, the above-mentioned conventional method has the following problems.

【0005】まず、図2におけるn- 層5を形成する際
に、ホトリソを行い、n- 層5を形成する領域のパター
ニング(レジスト塗布による)を行った後、n- 層5を
形成するためのイオン注入を行う。その後、レジストを
除去し、CVD−SiO2 膜よりなるサイドウォール6
を形成する。サイドウォール6形成後、次のn+ イオン
注入のために、再びホトリソを行う。n+ 層7を形成す
る領域のパターニングを行った後、n+ 層7を形成する
ためのイオン注入を行い、LDD構造が得られる。この
ように従来のLDDを形成する方法は、ホトリソ、イオ
ン注入を2回ずつ行うといった方法であり、工程が複雑
化するといった問題があった。
First, in forming the n layer 5 in FIG. 2, photolithography is performed to pattern the region in which the n layer 5 is to be formed (by resist coating), and then to form the n layer 5. Ion implantation is performed. After that, the resist is removed, and the side wall 6 made of the CVD-SiO 2 film is formed.
To form. After forming the sidewalls 6, photolithography is performed again for the next n + ion implantation. After patterning of the region for forming the n + layer 7, ion implantation for forming the n + layer 7, LDD structure is obtained. As described above, the conventional method of forming the LDD is a method of performing photolithography and ion implantation twice each, which has a problem of complicating the process.

【0006】この発明は、以上述べた、工程が複雑にな
るといった問題点を除去するため、サイドウォールから
の不純物熱拡散でn- 層を形成するようにして工程を簡
略化してLDD構造が製造できる方法を提供することを
目的とする。
In order to eliminate the above-mentioned problem that the process is complicated, the present invention simplifies the process by forming the n - layer by thermal diffusion of impurities from the sidewalls to manufacture the LDD structure. The purpose is to provide a possible method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記目的のためこの発明
は、前述のサイドウォール材料にリンを含むCVDSi
2 膜を用い、そのサイドウォールからの不純物拡散に
よってn- 層を形成し、工程を簡略化してLDD構造が
得られるようにしたものである。
To this end, the present invention is directed to a CVD Si containing phosphorus in the aforementioned sidewall material.
An O 2 film is used, and an n layer is formed by impurity diffusion from the sidewall of the O 2 film to simplify the process and obtain an LDD structure.

【0008】[0008]

【作用】前述したように、この発明の方法では、サイド
ウォールに含まれる不純物の熱拡散により、LDD構造
のn- 層を形成するので、工程を簡略化してLDD構造
を得ることが可能となる。
As described above, according to the method of the present invention, the n layer of the LDD structure is formed by thermal diffusion of the impurities contained in the sidewalls. Therefore, the process can be simplified to obtain the LDD structure. ..

【0009】[0009]

【実施例】図1は、この発明の一実施例を示す断面図で
ある。この図を参照して、以下、この発明の一実施例を
説明する。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention. An embodiment of the present invention will be described below with reference to this drawing.

【0010】まず図1(A)において、11はシリコン
単結晶半導体基板(以下、基板と略称する。)であり、
この基板11上に図示しないシリコン窒化膜を耐酸化マ
スクとして用いる通常の選択酸化法(LOCOS法)に
より、従来同様フィールド酸化膜12を形成し、アクテ
ィブ領域21とフィールド領域22を分離する。次に、
基板11上に熱酸化法を用いてゲート酸化膜14を形成
し、さらにその上を含む全面にポリシリコン膜13を形
成する。次に、図1(B)に示すように、ホトリソグラ
フィー技術により、図示しないホトレジストをマスクと
して、ポリシリコン膜13及び、ゲート酸化膜14をエ
ッチングしゲート電極13を形成する。次に、図1
(C)に示すように、熱酸化により50Å程度のうすい
酸化膜15を生成する。
First, in FIG. 1 (A), 11 is a silicon single crystal semiconductor substrate (hereinafter abbreviated as substrate),
A field oxide film 12 is formed on the substrate 11 by a normal selective oxidation method (LOCOS method) using a silicon nitride film (not shown) as an oxidation resistant mask, and the active region 21 and the field region 22 are separated from each other. next,
A gate oxide film 14 is formed on the substrate 11 by a thermal oxidation method, and a polysilicon film 13 is formed on the entire surface including the gate oxide film 14. Next, as shown in FIG. 1B, the polysilicon film 13 and the gate oxide film 14 are etched by a photolithography technique using a photoresist (not shown) as a mask to form a gate electrode 13. Next, FIG.
As shown in (C), a thin oxide film 15 of about 50 Å is formed by thermal oxidation.

【0011】このうすい酸化膜15は、後述するn+
17を形成するためのイオン注入時に基板11のダメー
ジを和げる効果があり、かつ、後述するサイドウォール
16からの不純物拡散によりn- 層18の濃度を生成膜
厚により制御できるものである。
The thin oxide film 15 has an effect of softening damage to the substrate 11 at the time of ion implantation for forming an n + layer 17, which will be described later, and n by diffusion of impurities from a sidewall 16 described later. The concentration of the layer 18 can be controlled by the generated film thickness.

【0012】次に、図1(D)に示すように、CVD法
により、リンを含むSiO2 膜を全面に生成させ、これ
をRIEを用いて、ゲート電極13の側壁にサイドウォ
ール16を形成させる。
Next, as shown in FIG. 1D, a SiO 2 film containing phosphorus is formed on the entire surface by a CVD method, and RIE is used to form a sidewall 16 on the side wall of the gate electrode 13. Let

【0013】次に、図1(E)に示すように、ゲート電
極13及びサイドウォール16をマスクとして、ヒ素な
どの不純物を基板11にイオン注入し、ソース・ドレイ
ンとなるn+ 層17を形成する。そして、イオン注入し
た不純物を活性化させるために熱処理(アニール)を行
うのであるが、この際に、サイドウォール16に含まれ
るリンがうすい酸化膜15を通して基板11に拡散して
いき、サイドウォール16下にn- 層18が形成される
(図1(F)参照)。
Next, as shown in FIG. 1E, an impurity such as arsenic is ion-implanted into the substrate 11 using the gate electrode 13 and the sidewall 16 as a mask to form an n + layer 17 serving as a source / drain. To do. Then, heat treatment (annealing) is performed to activate the ion-implanted impurities. At this time, phosphorus contained in the sidewalls 16 diffuses through the thin oxide film 15 into the substrate 11 to form the sidewalls 16. An n layer 18 is formed below (see FIG. 1F).

【0014】このようにして、LDD構造のNMOSF
ETが得られる。なお、この例はサイドウォール材料に
リンを含んだ不純物を用いてNMOSのLDD構造の製
造方法を示したが、サイドウォール材料にボロンを含ん
だ不純物を用いることにより、PMOSのLDD構造の
製造に応用できることは言うまでもない。
In this way, the LDD-structured NMOSF is formed.
ET is obtained. Although this example shows the method of manufacturing the LDD structure of the NMOS by using the impurity containing phosphorus as the sidewall material, it is possible to manufacture the LDD structure of the PMOS by using the impurity containing boron as the sidewall material. It goes without saying that it can be applied.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上、詳述したように、この発明の方法
では、サイドウォールに含まれる不純物の熱拡散によ
り、LDD構造のn- 層を形成するようにしたので、工
程を簡略化してLDD構造を得ることが可能となる。具
体的には、従来技術では、LDD構造を形成するために
は、ホトリソグラフィーとイオン注入工程が各2回必要
であったが、この発明の方法によって前記工程は各1回
ですみ、工程削減、TAT改善などの効果が得られる。
As described above in detail, according to the method of the present invention, the n layer having the LDD structure is formed by thermal diffusion of impurities contained in the sidewalls. It becomes possible to obtain the structure. Specifically, in the prior art, photolithography and ion implantation steps were required twice to form an LDD structure, but the method of the present invention requires only one step each, which reduces the number of steps. , TAT improvement, etc. are obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例FIG. 1 Example of the present invention

【図2】従来例FIG. 2 Conventional example

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 基板 13 ゲート電極 15 酸化膜 16 サイドウォール 17 n+ 層 18 n- 11 substrate 13 a gate electrode 15 oxide film 16 sidewall 17 n + layer 18 n - layer

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)半導体基板上に、トランジスタと
してのゲート電極を形成し、該ゲート電極を含む前記基
板上に酸化膜を形成する工程、 (b)前記ゲート電極の側壁に、不純物を含むサイドウ
ォールを形成する工程、 (c)前記ゲート電極とサイドウォールをマスクとし
て、前記基板に不純物を注入する工程、 (d)前記注入された不純物を活性化させるとともに、
前記サイドウォールに含まれた不純物を熱拡散により前
記基板に拡散させるための熱処理を行なう工程、 以上の工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
1. A step of: (a) forming a gate electrode as a transistor on a semiconductor substrate, and forming an oxide film on the substrate including the gate electrode; (b) adding impurities to a side wall of the gate electrode. Forming a side wall including; (c) implanting an impurity into the substrate using the gate electrode and the sidewall as a mask; (d) activating the implanted impurity;
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of performing a heat treatment for diffusing the impurities contained in the sidewalls into the substrate by thermal diffusion; and the above steps.
JP14938792A 1992-06-09 1992-06-09 Manufacture of semiconductor device Pending JPH05343418A (en)

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JP14938792A JPH05343418A (en) 1992-06-09 1992-06-09 Manufacture of semiconductor device

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100309137B1 (en) * 1995-12-04 2003-07-07 주식회사 하이닉스반도체 Method for manufacturing semiconductor device
JP2006508548A (en) * 2002-11-29 2006-03-09 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド Field effect transistor drain / source extension structure with doped high-k sidewall spacers

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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