JPH06105715B2 - Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device

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JPH06105715B2
JPH06105715B2 JP60054488A JP5448885A JPH06105715B2 JP H06105715 B2 JPH06105715 B2 JP H06105715B2 JP 60054488 A JP60054488 A JP 60054488A JP 5448885 A JP5448885 A JP 5448885A JP H06105715 B2 JPH06105715 B2 JP H06105715B2
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semiconductor
semiconductor region
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conductive layer
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光正 小柳
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Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、半導体集積回路装置に関するものであり、特
に、LDD(Lightly Doped Drain)構造のMISFETを有する
半導体集積回路装置に適用して有効な技術に関するもの
である。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a technique effectively applied to a semiconductor integrated circuit device having a MISFET having an LDD (Lightly Doped Drain) structure. Is.

[背景技術] 半導体集積回路装置を構成するMISFETは、高集積化によ
るスケールダウンでドレイン領域近傍の電界強度が高く
なるため、ホットキャリアの発生が著しくなる。ホット
キャリアは、半導体基板とゲート絶縁膜との界面にトラ
ップされ、経時的なしきい値電圧(Vth)の変動を生じ
る。
[Background Art] In MISFETs constituting a semiconductor integrated circuit device, the electric field strength near the drain region is increased due to scale down due to high integration, so that hot carriers are significantly generated. The hot carriers are trapped at the interface between the semiconductor substrate and the gate insulating film, and the threshold voltage (Vth) changes with time.

そこで、ドレイン領域とチャネル形成領域との間に、ド
レイン領域と同一導電型でかつそれよりも低い不純物濃
度の半導体領域(LDD部)を設けたLDD構造のMISFETが採
用される。前記LDD部は、ゲート電極及びゲート絶縁膜
と同一製造工程で形成される絶縁膜を第1の不純物導入
用マスクとして用い、ゲート電極に対して自己整合で構
成される。ソース領域又はドレイン領域は、ゲート電極
の両側部に第2の不純物導入用マスク(サイドウォー
ル)を自己整合で構成し、該第2の不純物導入用マスク
を用い、それに対して自己整合で構成される。
Therefore, an MISFET having an LDD structure in which a semiconductor region (LDD portion) having the same conductivity type as that of the drain region and an impurity concentration lower than that is provided between the drain region and the channel formation region is adopted. The LDD portion is configured to be self-aligned with the gate electrode by using an insulating film formed in the same manufacturing process as the gate electrode and the gate insulating film as a first impurity introduction mask. The source region or the drain region is formed by self-aligning a second impurity introduction mask (sidewall) on both sides of the gate electrode and using the second impurity introduction mask. It

また、LDD構造のMISFETは、低い不純物濃度のLDD部がチ
ャネル形成領域への回り込みを抑制し、実効チャネル長
を充分に確保できるので、短チャネル化に適している。
この短チャネル化をさらに促進するには、LDD部の接合
深さを浅く構成する必要がある。そこで、LDD部は、前
記第1の不純物導入用マスク中に最大不純物濃度を有す
るように、不純物を導入して構成される。このため、LD
D部は、その主面に最大不純物濃度を有するように構成
される。
In addition, the MISFET having the LDD structure is suitable for shortening the channel because the LDD portion having a low impurity concentration can prevent the LDD portion from sneaking into the channel formation region and sufficiently secure the effective channel length.
In order to further promote the shortening of the channel, it is necessary to make the junction depth of the LDD portion shallow. Therefore, the LDD portion is formed by introducing impurities so as to have the maximum impurity concentration in the first impurity introduction mask. Therefore, LD
The D part is configured to have the maximum impurity concentration on its main surface.

しかしながら、本発明者の検討の結果、LDD部と第2の
不純物導入用マスクとの間に構成される界面部に、ホッ
トキャリアがトラップされ易いことを見出した。これ
は、ドレイン領域側のLDD部で空乏領域の伸びが大きく
なり、第2の不純物導入用マスク下部、すなわち、ゲー
ト電極外部で最大電界強度が発生することによる。ま
た、ゲート電極をドライエッチング技術で加工するため
に、第1の不純物導入用マスクの表面部が荒れることに
よる。
However, as a result of the study by the present inventor, it has been found that hot carriers are easily trapped in the interface portion formed between the LDD portion and the second impurity introduction mask. This is because the extension of the depletion region becomes large in the LDD portion on the drain region side, and the maximum electric field intensity is generated under the second impurity introduction mask, that is, outside the gate electrode. Further, since the gate electrode is processed by the dry etching technique, the surface portion of the first impurity introduction mask is roughened.

このため、ホットキャリアの電界効果の影響で、LDD部
の直列抵抗が増大したり、キャリアの電界効果移動が低
下したりするため、ソース領域−ドレイン領域間電流が
減小し、LDD構造のMISFETの電気的特性が劣化する問題
点を生じる。
Therefore, due to the field effect of hot carriers, the series resistance of the LDD section increases or the field effect movement of carriers decreases, so the current between the source region and the drain region decreases, and the MISFET of the LDD structure is reduced. Causes a problem of deterioration of electrical characteristics.

なお、LDD構造のMISFETについては、例えば、「アイイ
−イ−イ−トランズアクションズ オン エレクトロン
デバイセズ(IEEE TRANSACTIONS ON ERECTRON DEVICE
S),VOL.ED−27,p1359〜p1367,NO.8,AUGUST 1980.」に
記載されている。
Regarding the MISFET having the LDD structure, for example, "IEEE TRANSACTIONS ON ERECTRON DEVICE (IEEE TRANSACTIONS ON ERECTRON DEVICE)
S), VOL.ED-27, p1359 to p1367, NO.8, AUGUST 1980. ".

[発明の目的] 本発明の目的は、LDD構造のMISFETを有する半導体集積
回路装置において、電気的特性の劣化を抑制することが
可能な技術を提供することにある。
[Object of the Invention] An object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing deterioration of electrical characteristics in a semiconductor integrated circuit device having an LDD structure MISFET.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

[発明の概要] 本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
[Outline of the Invention] The outline of a typical one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

すなわち、ソース領域、ドレイン領域を構成する第1半
導体領域とチャネル形成領域との間の半導体基板の主面
部に、前記第1半導体領域と同一導電型で、かつ前記第
1半導体領域よりも不純物濃度が低いLDD構造の第2半
導体領域を設けたMISFETを有する半導体集積回路装置の
製造方法において、 第1導電型の半導体基板の主面上部に、ゲート絶縁膜と
なる絶縁膜を介してゲート電極となる導電層を形成した
後、前記半導体基板の主面部に、前記導電層に対して自
己整合的に第2導電型の第2半導体領域を形成する工程
と、 前記第2導電型の第2半導体領域の主面部に、前記半導
体基板よりも不純物濃度が高く、かつその一端が前記第
2半導体領域の一端よりもチャネル形成領域側には延在
しない第1導電型の第3半導体領域を、前記導電層に対
して自己整合的に形成する工程と、 前記導電層の両側部に、不純物導入用マスクを、前記導
電層に対して自己整合的に形成した後、前記半導体基板
の主面部に、前記第2半導体領域と同一導電型で、かつ
前記第2半導体領域よりも不純物濃度が高い第1半導体
領域を、前記不純物導入用マスクに対して自己整合的に
形成する工程と、 を有するものである。
That is, in the main surface portion of the semiconductor substrate between the first semiconductor region forming the source region and the drain region and the channel forming region, the same conductivity type as that of the first semiconductor region and an impurity concentration higher than that of the first semiconductor region. In a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a MISFET having a second semiconductor region having a low LDD structure, a gate electrode is formed on an upper surface of a main surface of a first conductivity type semiconductor substrate via an insulating film serving as a gate insulating film. Forming a second conductive type second semiconductor region on the main surface portion of the semiconductor substrate in a self-aligned manner with the conductive layer, and forming a second conductive type second semiconductor on the main surface of the semiconductor substrate. A third semiconductor region of a first conductivity type having a higher impurity concentration than that of the semiconductor substrate and one end of which does not extend closer to the channel formation region than one end of the second semiconductor region; Conductive layer And a step of forming a mask for introducing impurities on both sides of the conductive layer in a self-aligned manner with respect to the conductive layer, and then forming the second surface on the main surface portion of the semiconductor substrate. Forming a first semiconductor region having the same conductivity type as that of the semiconductor region and having an impurity concentration higher than that of the second semiconductor region in a self-aligned manner with respect to the impurity introduction mask.

これにより、LDD部の深い部分にソース領域−ドレイン
領域間電流を流すので、不要にトラップされたホットキ
ャリアの電界効果の影響を抑制することができる。この
結果、相互コンダクタンスの低下を抑制できるので、電
気的特性の劣化を抑制することができる。
This allows a current between the source region and the drain region to flow in the deep portion of the LDD portion, so that the influence of the electric field effect of hot carriers trapped unnecessarily can be suppressed. As a result, a decrease in mutual conductance can be suppressed, and thus deterioration in electrical characteristics can be suppressed.

以下、本発明の構成を参考例および実施例により説明す
る。
Hereinafter, the structure of the present invention will be described with reference to examples and examples.

[参考例1] 第1図は、本発明の参考例1を説明するためのLDD構造
のMISFETを有する半導体集積回路装置の要部断面図、第
2図は、第1図のI−I線における半導体領域の不純物
濃度分布を示す図、第3図は、第1図のI−I線におけ
るエネルギバンド構造を示す図である。
Reference Example 1 FIG. 1 is a sectional view of a main part of a semiconductor integrated circuit device having an LDD-structured MISFET for explaining Reference Example 1 of the present invention, and FIG. 2 is a line II of FIG. 3 is a diagram showing the impurity concentration distribution of the semiconductor region in FIG. 3, and FIG. 3 is a diagram showing an energy band structure along the line I-I in FIG.

なお、参考例および実施例の全図において、同一機能を
有するものは同一符号を付け、そのくり返しの説明は省
略する。
In all the drawings of the reference example and the embodiment, those having the same function are designated by the same reference numeral, and the repeated description thereof will be omitted.

第1図において、1は単結晶シリコンからなるP-型の半
導体領域(又はウエル領域)である。半導体基板1は、
第2図に符号1で示すように、例えば、1×1015[atom
s/cm3]程度の不純物濃度を有するように構成される。
In FIG. 1, reference numeral 1 is a P type semiconductor region (or well region) made of single crystal silicon. The semiconductor substrate 1 is
As indicated by reference numeral 1 in FIG. 2, for example, 1 × 10 15 [atom
s / cm 3 ].

2はフィールド絶縁膜であり、半導体素子形成領域間の
半導体基板1の主面上部に設けられている。3はp型の
チャネルストッパ領域であり、フィールド絶縁膜2の下
部の半導体基板1の主面部に設けられている。フィール
ド絶縁膜2及びチャネルストッパ領域3は、半導体素子
間を電気的に分離するように構成されている。
A field insulating film 2 is provided above the main surface of the semiconductor substrate 1 between the semiconductor element forming regions. A p-type channel stopper region 3 is provided on the main surface portion of the semiconductor substrate 1 below the field insulating film 2. The field insulating film 2 and the channel stopper region 3 are configured to electrically isolate the semiconductor elements.

4は絶縁膜であり、半導体素子形成領域の半導体基板1
の主面部に設けられている。絶縁膜4は、主として、MI
SFETのゲート絶縁膜を構成するようになっている。ま
た、絶縁膜4は、半導体領域を構成するための不純物導
入用マスクを構成するようになっている。
Reference numeral 4 denotes an insulating film, which is the semiconductor substrate 1 in the semiconductor element formation region.
Is provided on the main surface of the. The insulating film 4 is mainly MI
It is designed to form the gate insulating film of SFET. In addition, the insulating film 4 constitutes an impurity introduction mask for constituting the semiconductor region.

5は導電層であり、絶縁膜4の所定の主面部に設けられ
ている。導電層5は、主として、MISFETのゲート電極を
構成するようになっている。導電層5は、製造工程にお
ける第1層目の導電層形成工程により形成され、例え
ば、多結晶シリコン膜で形成する。また、導電層5は、
配線抵抗値を低減するために、高融点金属膜(Mo,Ti,T
a,W)、シリサイド膜(MoSi2,TiSi2,TaSi2,WSi2)、
多結晶シリコン膜の上部に高融点金属膜又はシリサイド
膜を設けた重ね合せ膜等で構成する。また、導電層5
は、半導体領域を構成するための不純物導入用マスクを
構成するようになっている。
Reference numeral 5 denotes a conductive layer, which is provided on a predetermined main surface portion of the insulating film 4. The conductive layer 5 mainly constitutes the gate electrode of the MISFET. The conductive layer 5 is formed by the first conductive layer forming step in the manufacturing process, and is formed of, for example, a polycrystalline silicon film. In addition, the conductive layer 5 is
In order to reduce the wiring resistance value, refractory metal film (Mo, Ti, T
a, W), silicide film (MoSi 2 , TiSi 2 , TaSi 2 , WSi 2 ),
It is composed of a superposed film in which a refractory metal film or a silicide film is provided on the polycrystalline silicon film. In addition, the conductive layer 5
Form an impurity introduction mask for forming a semiconductor region.

6はn型の半導体領域(LDD部)であり、導電層5の両
側部の半導体基板1の主面部、換言すれば、ソース領域
又はドレイン領域とチャネル形成領域との間の半導体基
板1の主面部に設けられている。
Reference numeral 6 denotes an n-type semiconductor region (LDD portion), which is the main surface portion of the semiconductor substrate 1 on both sides of the conductive layer 5, in other words, the main surface of the semiconductor substrate 1 between the source or drain region and the channel formation region. It is provided on the surface.

半導体領域6は、半導体基板1とMISFETのドレイン領域
とのpn接合部に形成される空乏領域の伸びを抑制し、ド
レイン領域近傍の電界強度を低くするように構成されて
いる。また、実質的なソース領域又はドレイン領域に比
べ、不純物濃度を低く構成し、チャネル形成領域側への
不純物の拡散を抑制し、実効チャネル長を充分に確保で
きるように構成されている。
The semiconductor region 6 is configured to suppress the extension of the depletion region formed at the pn junction between the semiconductor substrate 1 and the drain region of the MISFET and reduce the electric field strength near the drain region. Further, the impurity concentration is lower than that of a substantial source region or drain region, diffusion of impurities toward the channel formation region side is suppressed, and a sufficient effective channel length can be secured.

半導体領域6は、半導体基板1の主面よりも深い部分、
例えば、0.05〜0.10[μm]程度の深さに最大不純物濃
度を有するように、また、その接合深さ(xj)が0.25〜
0.30[μm]程度になるように構成されている。そし
て、半導体領域6は、例えば、導電層5を不純物導入用
マスクとして用い、イオン打込み技術で不純物(例え
ば、P)を半導体基板1に導入し、引き伸し拡散を施し
て構成する。半導体領域6は、第2図に符号6で示すよ
うに、例えば、1×1017[atoms/cm3]程度の不純物濃
度で構成する。
The semiconductor region 6 is a portion deeper than the main surface of the semiconductor substrate 1,
For example, the maximum impurity concentration is at a depth of about 0.05 to 0.10 [μm], and the junction depth (xj) is about 0.25 to
It is configured to be about 0.30 [μm]. Then, the semiconductor region 6 is formed by, for example, using the conductive layer 5 as a mask for introducing impurities, introducing an impurity (for example, P) into the semiconductor substrate 1 by an ion implantation technique, and performing extension diffusion. As shown by reference numeral 6 in FIG. 2, the semiconductor region 6 is formed with an impurity concentration of, for example, about 1 × 10 17 [atoms / cm 3 ].

7はP型の半導体領域であり、半導体領域6の主面部
(又は上部)に設けられている。この半導体領域7は、
主として、半導体領域6を半導体基板1の主面よりも深
い部分に構成するようになっている。換言すれば、半導
体領域7は、半導体領域6と後述する不純物導入用マス
ク(サイドウォール)との間に構成される界面にトラッ
プされるホットキャリア(電子)から見たポテンシャル
バリアを構成するようになっている。これにより、半導
体領域6に流れるソース領域−ドレイン領域間電流(電
子)が前記界面近傍を通過しないように構成されてい
る。
Reference numeral 7 denotes a P-type semiconductor region, which is provided on the main surface portion (or upper portion) of the semiconductor region 6. This semiconductor region 7 is
The semiconductor region 6 is mainly formed in a portion deeper than the main surface of the semiconductor substrate 1. In other words, the semiconductor region 7 constitutes a potential barrier viewed from hot carriers (electrons) trapped in the interface formed between the semiconductor region 6 and an impurity introduction mask (sidewall) described later. Has become. Thereby, the current (electrons) between the source region and the drain region flowing in the semiconductor region 6 is configured not to pass near the interface.

半導体領域7は、第2図に符号7で示すように、例え
ば、半導体基板1よりも高い8×1016[atoms/cm3]程
度の不純物(例えば、B,BF)濃度で構成し、その接合深
さを0.15〜0.20[μm]程度で構成する。
As shown by reference numeral 7 in FIG. 2, the semiconductor region 7 is formed, for example, with an impurity (eg, B, BF) concentration of about 8 × 10 16 [atoms / cm 3 ] higher than that of the semiconductor substrate 1. The junction depth is about 0.15 to 0.20 [μm].

この半導体領域7を設けたことにより、第2図及び第3
図に示すように、半導体基板1の主面に比べて深い部分
に半導体領域6を構成し、この半導体領域6部分に、ソ
ース領域−ドレイン領域間電流(電子:e2)を流すこと
ができるように構成されている。すなわち、前記界面に
不要にトラップされたホットキャリア(電子:e1)によ
る電界効果の影響を抑制することができる。
Due to the provision of the semiconductor region 7, FIG.
As shown in the figure, the semiconductor region 6 is formed in a portion deeper than the main surface of the semiconductor substrate 1, and a current between the source region and the drain region (electron: e 2 ) can be passed through this semiconductor region 6. Is configured. That is, it is possible to suppress the influence of the electric field effect due to hot carriers (electrons: e 1 ) unnecessarily trapped at the interface.

また、ソース領域−ドレイン領域間電流の流れる経路と
前記界面とが離隔され、かつ、前記ポテンシャルバリア
が構成されるので、前記界面にホットキャリアが注入さ
れる効率を低減させることができる。
Further, since the path through which the current flowing between the source region and the drain region is separated from the interface and the potential barrier is configured, the efficiency of injecting hot carriers into the interface can be reduced.

なお、第3図は、電圧印加状態におけるエネルギバンド
を示す図であり、Evは価電子帯、Ecは伝導帯、Efはフェ
ルミ準位、hは正孔である。
Note that FIG. 3 is a diagram showing an energy band in a voltage applied state, where Ev is a valence band, Ec is a conduction band, Ef is a Fermi level, and h is a hole.

8は不純物導入用マスクであり、導電層5の両側部の絶
縁膜4の主面部に設けられている。不純物導入用マスク
8は、実質的なソース領域又はドレイン領域を構成する
ためのマスクとなる。
An impurity introduction mask 8 is provided on the main surface of the insulating film 4 on both sides of the conductive layer 5. The impurity introduction mask 8 serves as a mask for forming a substantial source region or drain region.

不純物導入用マスク8は、例えば、CVD技術で形成され
る酸化シリコン膜に、異方性エッチング技術を施して構
成される。この不純物導入用マスク8は、導電層5に対
して自己整合で構成されるようになっている。
The impurity introduction mask 8 is formed by, for example, subjecting a silicon oxide film formed by a CVD technique to an anisotropic etching technique. The impurity introduction mask 8 is configured to be self-aligned with the conductive layer 5.

9はn+型の半導体領域であり、導電層5又は不純物導入
用マスク8の両側部の半導体基板1の主面部に、半導体
領域6と電気的に接続されて設けられている。半導体領
域9は、実質的なソース領域又はドレイン領域を構成す
るようになっている。
Reference numeral 9 denotes an n + type semiconductor region, which is provided on the main surface portion of the semiconductor substrate 1 on both sides of the conductive layer 5 or the impurity introduction mask 8 so as to be electrically connected to the semiconductor region 6. The semiconductor region 9 constitutes a substantial source region or drain region.

半導体領域9は、不純物(例えば、As)をイオン打込み
技術で半導体基板1の主面部に導入し、引き伸し拡散を
施して、例えば、1×1020[atoms/cm3]程度の不純物
濃度で構成し、その接合深さを0.30〜0.35[μm]程度
に構成する。
In the semiconductor region 9, impurities (for example, As) are introduced into the main surface portion of the semiconductor substrate 1 by an ion implantation technique, stretched and diffused, and the impurity concentration is, for example, about 1 × 10 20 [atoms / cm 3 ]. And the junction depth is set to about 0.30 to 0.35 [μm].

LDD構造のMISFETは、主として、半導体基板1、絶縁膜
4、導電層5、一対の半導体領域6及び一対の半導体領
域9によって構成されている。このLDD構造のMISFET
は、半導体領域6と不純物導入用マスク8との間に構成
される界面部に、不要なホットキャリアがトラップされ
るようになっている。
The MISFET having the LDD structure is mainly composed of a semiconductor substrate 1, an insulating film 4, a conductive layer 5, a pair of semiconductor regions 6 and a pair of semiconductor regions 9. This LDD structure MISFET
The unnecessary hot carriers are trapped in the interface formed between the semiconductor region 6 and the impurity introduction mask 8.

10は絶縁膜であり、MISFET等の半導体素子を覆うに設け
られている。絶縁膜10は、導電層間を電気的に分離する
ように構成されている。
An insulating film 10 is provided to cover a semiconductor element such as MISFET. The insulating film 10 is configured to electrically separate the conductive layers.

11は接続孔であり、所定の半導体領域9の上部の絶縁膜
4,10を除去して設けられている。接続孔11は、導電層間
を電気的に接続するように構成されている。
Reference numeral 11 is a connection hole, which is an insulating film above the predetermined semiconductor region 9.
It is provided by removing 4,10. The connection hole 11 is configured to electrically connect the conductive layers.

12は導電層であり、接続孔11を通して所定の半導体領域
9と電気的に接続するように、絶縁膜10の上部に延在し
て設けられている。
Reference numeral 12 denotes a conductive layer, which is provided so as to extend above the insulating film 10 so as to be electrically connected to a predetermined semiconductor region 9 through the connection hole 11.

次に、本参考例Iの製造方法について、簡単に説明す
る。
Next, the manufacturing method of Reference Example I will be briefly described.

第4図及び第5図は、本発明の参考例Iの製造方法を説
明するための各製造工程におけるLDD構造のMISFETを有
する半導体集積回路装置の要部断面図である。
FIG. 4 and FIG. 5 are cross-sectional views of essential parts of a semiconductor integrated circuit device having an LDD-structured MISFET in each manufacturing step for explaining the manufacturing method of Reference Example I of the present invention.

まず、半導体素子形成領域となる半導体基板1の主面上
部及び主面部に、フィールド絶縁膜2及びチャネルスト
ッパ領域3を形成する。
First, the field insulating film 2 and the channel stopper region 3 are formed on the main surface portion and the main surface portion of the semiconductor substrate 1 which will be the semiconductor element formation region.

そして、半導体素子形成領域となる半導体基板1の主面
上部に、ゲート絶縁膜となる絶縁膜4及び該絶縁膜4の
上部にゲート電極となる導電層5を形成する。
Then, over the main surface of the semiconductor substrate 1 which becomes the semiconductor element forming region, the insulating film 4 which becomes the gate insulating film and the conductive layer 5 which becomes the gate electrode are formed on the insulating film 4.

この後、フィールド絶縁膜2、絶縁膜4及び導電層5を
不純物導入用マスクとして用い、絶縁膜4を通した半導
体基板1の主面部に、導電層5に対して自己整合でn型
の半導体領域6を形成する。そして、第4図に示すよう
に、半導体領域6と略同様にして、該半導体領域6の主
面部に、自己整合でp型の半導体領域7を形成する。
After that, the field insulating film 2, the insulating film 4, and the conductive layer 5 are used as a mask for introducing impurities, and the n-type semiconductor is self-aligned with the conductive layer 5 on the main surface portion of the semiconductor substrate 1 through the insulating film 4. Region 6 is formed. Then, as shown in FIG. 4, a p-type semiconductor region 7 is formed in a self-aligned manner on the main surface portion of the semiconductor region 6 in substantially the same manner as the semiconductor region 6.

第4図に示す半導体領域6,7を形成する工程の後に、導
電層5の両側部に不純物導入用マスク8を導電層5に対
して自己整合で形成する。
After the step of forming the semiconductor regions 6 and 7 shown in FIG. 4, the impurity introduction masks 8 are formed on both sides of the conductive layer 5 in self-alignment with the conductive layer 5.

そして、第5図に示すように、主として、不純物導入用
マスク8を用い、n+型の半導体領域9を不純物導入用マ
スク8に対して自己整合で形成する。
Then, as shown in FIG. 5, mainly using the impurity introducing mask 8, the n + type semiconductor region 9 is formed in self-alignment with the impurity introducing mask 8.

第5図に示す半導体領域9を形成する工程の後に、絶縁
膜10、接続孔11及び導電層12を形成することによって、
本参考例Iの半導体集積回路装置は完成する。
By forming the insulating film 10, the connection hole 11 and the conductive layer 12 after the step of forming the semiconductor region 9 shown in FIG.
The semiconductor integrated circuit device of Reference Example I is completed.

なお、この後に、保護膜等の処理工程を施してもよい。It should be noted that after this, a treatment step of a protective film or the like may be performed.

また、不純物導入用マスク8は、製造工程の所定の工程
において除去し、半導体集積回路装置の完成時になくて
もよい。
Further, the impurity introducing mask 8 may be removed in a predetermined process of the manufacturing process and may be omitted when the semiconductor integrated circuit device is completed.

以上説明したように、本参考例Iによれば、LDD構造のM
ISFETにおいて、半導体領域(LDD部)6の主面部に、半
導体領域7を設けたことにより、半導体領域6の深い部
分にソース領域−ドレイン領域間電流を流すので、不要
にトラップさたホットキャリアの電界効果の影響を抑制
することができる。
As described above, according to this reference example I, the M of the LDD structure is
In the ISFET, by providing the semiconductor region 7 on the main surface portion of the semiconductor region (LDD portion) 6, a current between the source region and the drain region flows in a deep portion of the semiconductor region 6, so that undesired trapping of hot carriers occurs. The influence of the electric field effect can be suppressed.

また、ソース領域−ドレイン領域間電流の流れる経路と
ホットキャリアがトラップされる界面との間が離隔さ
れ、かつ、ポテンシャルバリアを構成できるので、前記
界面にホットキャリアが注入される効率を低減させるこ
とができる。
Further, since the path through which the current flows between the source region and the drain region and the interface in which hot carriers are trapped are separated and a potential barrier can be formed, the efficiency of injecting hot carriers into the interface can be reduced. You can

これらによって、相互コンダクタンスの低下を抑制でき
るので、電気的特性の劣化を抑制することができる。
These can suppress a decrease in mutual conductance, and thus can suppress deterioration in electrical characteristics.

[実施例I] 本実施例Iは、前記参考例Iで説明したLDD構造のMISFE
Tにおいて、相互コンダクタンスの損失を抑制する例に
ついて説明する。
Example I This example I is the MISFE of the LDD structure described in the above reference example I.
An example of suppressing the loss of mutual conductance at T will be described.

第6図は、本実施例Iの方法により製造されたLDD製造
のMISFETを有する半導体集積回路装置の要部断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view of essential parts of a semiconductor integrated circuit device having a LDD-produced MISFET manufactured by the method of the present Example I.

第6図において、6Aはn型の半導体領域であり、前記参
考例Iの半導体領域6と略同様の機能を有している。こ
の半導体領域6Aは、半導体領域7を包み込むように構成
され、チャネル形成領域に達して構成されている。
In FIG. 6, 6A is an n-type semiconductor region, which has substantially the same function as the semiconductor region 6 of Reference Example I. The semiconductor region 6A is configured to surround the semiconductor region 7 and reaches the channel formation region.

すなわち、半導体領域6Aは、チャネル形成領域との間に
構成されるバリアを除去し、ソース領域−ドレイン領域
間電流の損失を抑制するように構成されている。
That is, the semiconductor region 6A is configured to remove the barrier formed between the semiconductor region 6A and the channel forming region and suppress the loss of the current between the source region and the drain region.

以上説明したように、本実施例Iによれば、前記参考例
Iと略同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the present Example I, it is possible to obtain substantially the same effects as those of the Reference Example I.

さらに、チャネル領域に達する半導体領域6Aを設けたこ
とにより、半導体領域6Aとチャネル形成領域との間にバ
リアが存在しないので、ソース領域−ドレイン領域間電
流の損失を抑制することができる。
Further, since the semiconductor region 6A reaching the channel region is provided, there is no barrier between the semiconductor region 6A and the channel formation region, so that the loss of current between the source region and the drain region can be suppressed.

[実施例II] 本実施例IIは、前記参考例I,実施例Iで説明したLDD構
造のMISFETにおいて、ソース領域とドレイン領域との間
のパンチスルーを抑制する例について説明する。
[Example II] In Example II, an example of suppressing the punch-through between the source region and the drain region in the MISFET having the LDD structure described in Reference Example I and Example I will be described.

第7図は、本実施例IIの方法により製造されたLDD構造
のMISFETを有する半導体集積回路装置の要部断面図、第
8図は、第7図のII−II線における半導体領域のい不純
物濃度分布を示す図、第9図は、本発明の他の参考例II
を説明するためのLDD構造のMISFETを有する半導体集積
回路装置の要部断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part of a semiconductor integrated circuit device having an LDD-structured MISFET manufactured by the method of this Example II, and FIG. 8 is an impurity in the semiconductor region taken along line II-II in FIG. FIG. 9 shows a concentration distribution, and FIG. 9 shows another reference example II of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of essential parts of a semiconductor integrated circuit device having a MISFET having an LDD structure for explaining.

第7図において、13はp型の半導体領域であり、半導体
領域6Aの下部の半導体基板1の主面部に設けられてい
る。半導体領域13は、半導体領域9と半導体基板1との
pn接合部から半導体基板1側に形成される空乏領域の伸
びを抑制するように構成されている。すなわち、LDD構
造のMISFETにおいて、ソース領域とドレイン領域との間
の空乏領域の不要な結合を抑制し、パンチスルーを抑制
するように構成されている。
In FIG. 7, 13 is a p-type semiconductor region, which is provided on the main surface portion of the semiconductor substrate 1 below the semiconductor region 6A. The semiconductor region 13 is composed of the semiconductor region 9 and the semiconductor substrate 1.
It is configured to suppress the extension of the depletion region formed on the semiconductor substrate 1 side from the pn junction. That is, in the MISFET having the LDD structure, unnecessary coupling of the depletion region between the source region and the drain region is suppressed, and punch through is suppressed.

半導体領域13は、第8図に符号13で示すように、例え
ば、2×1016[atoms/cm3]程度の不純物濃度で構成さ
れている。
The semiconductor region 13 is constituted by an impurity concentration of, for example, about 2 × 10 16 [atoms / cm 3 ] as indicated by reference numeral 13 in FIG.

また、半導体領域13は、第9図に示すように、半導体領
域7と接続するように構成してもよい。
The semiconductor region 13 may be connected to the semiconductor region 7 as shown in FIG.

以上説明したように、本実施例IIによれば、前記参考例
I,実施例Iと略同様の効果を得ることができる。
As described above, according to Example II, the reference example
It is possible to obtain substantially the same effects as those of I and Example I.

さらに、LDD構造のMISFETにおいて、半導体領域13を設
けたことより、ソース領域又はドレイン領域として使用
される半導体領域9間の空乏領域の不要な結合を抑制
し、パンチスルーを抑制することができる。
Further, in the LDD structure MISFET, since the semiconductor region 13 is provided, unnecessary coupling of the depletion region between the semiconductor regions 9 used as the source region or the drain region can be suppressed, and punch through can be suppressed.

[効果] 以上説明したように、本願において開示された新規な技
術によれば、以下に述べるような効果を得ることができ
る。
[Effects] As described above, according to the novel technique disclosed in the present application, the effects described below can be obtained.

(1)LDD構造のMISFETにおいて、LDD部の主面部に、LD
D部の反対導電型で、かつ半導体基板よりも高い不純物
濃度の半導体領域を設けたことにより、LDD部の深い部
分にソース領域−ドレイン領域間電流を流すので、不要
にトラップされたホットキャリアの電界効果の影響を抑
制することができる。
(1) In the LDD structure MISFET, the LD is formed on the main surface of the LDD part.
By providing a semiconductor region having a conductivity type opposite to that of the D portion and having an impurity concentration higher than that of the semiconductor substrate, a current between the source region and the drain region flows in a deep portion of the LDD portion, so that undesired trapped hot carriers The influence of the electric field effect can be suppressed.

(2)前記(1)により、ソース領域−ドレイン領域間
電流の流れる経路とホットキャリアがトラップされる界
面との間が離隔され、かつ、ポテンシャルバリアを構成
できるので、前記界面にホットキャリアが注入される効
率を低減させることができる。
(2) Because of the above (1), the path through which the current flows between the source region and the drain region and the interface where hot carriers are trapped are separated from each other, and a potential barrier can be formed, so that hot carriers are injected into the interface. Efficiency can be reduced.

(3)前記(1)により、LDD部をチャネル領域に達す
るように構成したことにより、LDD部とチャネル形成領
域との間にバリアが存在しないので、ソース領域−ドレ
イン領域間電流の損失を抑制することができる。
(3) According to (1) above, since the LDD portion reaches the channel region, there is no barrier between the LDD portion and the channel formation region, so that the loss of current between the source region and the drain region is suppressed. can do.

(4)前記(1)乃至(3)により、相互コンダクタン
スの低下を抑制できるので、LDD製造のMISFETを備えた
半導体集積回路装置の電気的特性の劣化を抑制すること
ができる。
(4) Since the reduction of the mutual conductance can be suppressed by the above (1) to (3), it is possible to suppress the deterioration of the electrical characteristics of the semiconductor integrated circuit device including the MISFET manufactured by LDD.

以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
もとずき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に
限定されるものではなく、その介旨を逸脱しない範囲に
おいて、種々変形し得ることは勿論である。
As described above, the invention made by the present inventor was specifically described based on the above-mentioned embodiment, but the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and within the scope of the spirit thereof, Of course, it can be variously modified.

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

第1図は、本発明の参考例Iを説明するためのLDD構造
のMISFETを有する半導体集積回路装置の要部断面図、 第2図は、第1図のI−I線における半導体領域の不純
物濃度分布を示す図、 第3図は、第1図に示すI−I線におけるエネルギバン
ド構造を示す図、 第4図及び第5図は、本発明の参考例Iの製造方法を説
明するための各製造工程におけるLDD構造のMISFETを有
する半導体集積回路装置の要部断面図、 第6図は、本発明の実施例Iの方法により製造されたLD
D構造のMISFETを有する半導体集積回路装置の要部断面
図、 第7図は、本発明の実施例IIの方法により製造されたLD
D構造のMISFETを有する半導体集積回路装置の要部断面
図、 第8図は、第7図のII−II線における半導体領域の不純
物濃度分布を示す図、 第9図は、本発明の参考例IIを説明するためのLDD構造
のMISFETを有する半導体集積回路装置の要部断面図であ
る。 図中、1…半導体基板、2…フィールド絶縁膜、3…チ
ャネルストッパ領域、4,10…絶縁膜、5,12…導電層、6,
6A,7,9,13…半導体領域、8…不純物導入用マスク、11
…接続孔である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a semiconductor integrated circuit device having an LDD-structured MISFET for explaining Reference Example I of the present invention, and FIG. 2 is an impurity of a semiconductor region taken along the line II of FIG. FIG. 3 is a diagram showing a concentration distribution, FIG. 3 is a diagram showing an energy band structure on line II shown in FIG. 1, and FIGS. 4 and 5 are for explaining a manufacturing method of Reference Example I of the present invention. 6 is a cross-sectional view of a main part of a semiconductor integrated circuit device having a MISFET having an LDD structure in each manufacturing step of FIG. 6 and FIG. 6 shows an LD manufactured by the method of Example I of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view of a main part of a semiconductor integrated circuit device having a D structure MISFET, and FIG. 7 shows an LD manufactured by the method of Example II of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part of a semiconductor integrated circuit device having a D structure MISFET, FIG. 8 is a diagram showing an impurity concentration distribution of a semiconductor region along line II-II in FIG. 7, and FIG. 9 is a reference example of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of a semiconductor integrated circuit device having an LDD-structured MISFET for explaining II. In the figure, 1 ... Semiconductor substrate, 2 ... Field insulating film, 3 ... Channel stopper region, 4, 10 ... Insulating film, 5, 12 ... Conductive layer, 6,
6A, 7, 9, 13 ... Semiconductor region, 8 ... Mask for introducing impurities, 11
... It is a connection hole.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ソース領域、ドレイン領域を構成する第1
半導体領域とチャネル形成領域との間の半導体基板の主
面部に、前記第1半導体領域と同一導電型で、かつ前記
第1半導体領域よりも不純物濃度が低い第2半導体領域
を設けて構成されたMISFETを有する半導体集積回路装置
の製造方法であって、以下の工程(a)〜(c)を有す
ることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。 (a)第1導電型の半導体基板の主面上部に、ゲート絶
縁膜となる絶縁膜を介してゲート電極となる導電層を形
成した後、前記半導体基板の主面部に、前記導電層に対
して自己整合的に第2導電型の第2半導体領域を形成す
る工程、 (b)前記第2導電型の第2半導体領域の主面部に、前
記半導体基板よりも不純物濃度が高く、かつその一端が
前記第2半導体領域の一端よりもチャネル形成領域側に
延在しない第1導電型の第3半導体領域を、前記導電層
に対して自己整合的に形成する工程、 (c)前記導電層の両側部に、不純物導入用マスクを、
前記導電層に対して自己整合的に形成した後、前記半導
体基板の主面部に、前記第2半導体領域と同一導電型
で、かつ前記第2半導体領域よりも不純物濃度が高い第
1半導体領域を、前記不純物導入用マスクに対して自己
整合的に形成する工程。
1. A first forming a source region and a drain region
A second semiconductor region having the same conductivity type as that of the first semiconductor region and having an impurity concentration lower than that of the first semiconductor region is provided in the main surface portion of the semiconductor substrate between the semiconductor region and the channel formation region. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a MISFET, comprising the following steps (a) to (c). (A) After forming a conductive layer to be a gate electrode on the main surface of the first conductivity type semiconductor substrate through an insulating film to be a gate insulating film, the main surface portion of the semiconductor substrate is provided with respect to the conductive layer. Forming a second semiconductor region of the second conductivity type in a self-aligned manner by: (b) an impurity concentration higher than that of the semiconductor substrate at one end of the main surface portion of the second semiconductor region of the second conductivity type Forming a third semiconductor region of the first conductivity type that does not extend to the channel formation region side from one end of the second semiconductor region in a self-aligned manner with the conductive layer, (c) of the conductive layer Impurity introduction masks on both sides,
After being formed in self-alignment with the conductive layer, a first semiconductor region having the same conductivity type as the second semiconductor region and a higher impurity concentration than the second semiconductor region is formed on the main surface portion of the semiconductor substrate. A step of forming the impurity introduction mask in a self-aligned manner.
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