JPH065797A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 高濃度拡散層領域の浅接合化による素子特性
の向上と、接続孔のエッチングにおける接合リークの発
生防止を同時に満足するような半導体装置及びその製造
方法を提供する。 【構成】 第１の高濃度拡散層領域３５に加えて、第２
の高濃度拡散層領域３２を形成する。第２の高濃度拡散
層領域３２は、ゲート電極１３から一定距離離れてお
り、かつ第１の高濃度拡散層領域３５よりも深く形成す
る。この構成を用いれば第１の高濃度拡散層領域３５に
より決定される素子特性を全く劣化させることなく、か
つ接続孔１６部分での接合リークを抑えることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主にＣＭＯＳ構造を有す
る半導体装置及びその製造方法に関し、特に素子の高濃
度拡散層領域の形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体装置に於ては益々高集積化
が進み、素子や配線の微細化とともに高濃度拡散層の深
さも益々浅くなってきている。

【０００３】以下図面を参照しながら、上記した従来の
半導体装置及び製造方法についてその１例をｎ型素子の
場合について説明する。

【０００４】図３ａ〜ｄは従来の半導体装置の製造方法
を、ＬＤＤ構造のｎ型素子を例に示すものである。初め
にＰウェル領域１１、素子分離領域１２、ゲート電極１
３が形成された半導体基板１０上に、レジストパターン
２１をマスクとしてＰイオン注入を行い、低濃度拡散層
領域３１を形成する（図３ａ）。次にレジストパターン
２１を除去後、ゲート電極側壁にスペーサー１４を形成
する（図３ｂ）。スペーサー１４は、例えばＣＶＤ−Ｓ
ｉＯ２膜を堆積後、全面エッチングすることにより形成
される。その後、レジストパターン２２をマスクにＡｓ
イオン注入を行い、高濃度拡散層領域３２を形成する
（図３ｃ）。レジストパターン２２は通常レジストパタ
ーン２１と同一のマスクを用いる。その後ＢＰＳＧフロ
ーによる層間絶縁膜１５、接続孔１６、配線１７等が形
成される（図３ｄ）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】素子の微細化に伴い、
素子特性（ショートチャネル効果等）の向上の為、上記
高濃度拡散層領域の接合深さを浅くする必要があるが、
浅くし過ぎると接続孔部分での接合リークが発生すると
いう問題点を有していた。

【０００６】一方上記問題点を解決するために、図４に
示すような以下の提案もなされている。即ち浅い高濃度
拡散層領域３２を従来の方法で形成し、ＢＰＳＧ膜のフ
ローによる層間絶縁膜１５及び接続孔１６を形成した
後、レジストパターン２２をマスクとしてイオン注入を
行って高濃度領域３３を形成し、その後再度熱処理を行
なう（図４ａ）。

【０００７】しかしながら上記のような構成では、接合
リークの発生は抑えられるものの、上記再度の熱処理に
より浅い高濃度拡散層領域３２が更に拡散してしまい、
素子特性の劣化を引き起こすこと、及び上記熱処理によ
りＢＰＳＧ膜１５が再度フロー（リフロー）して接続孔
が小さくなる、若しくは接続孔がふさがってしまう（図
４ｂ）等の新たな問題点を有していた。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑み、高濃度拡散層
領域の浅接合化による素子特性の向上と、接続孔のエッ
チングでの接合リーク発生の防止の両方を同時に満足す
るような半導体装置及びその製造方法を提供するもので
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の半導体装置及びその製造方法は、従来の主
たる浅い高濃度拡散層領域の他に追加の深い高濃度拡散
層領域を持ち、その追加の高濃度拡散層領域が素子領域
のゲート電極から一定距離離れた位置に存在するという
構成を備えたものである。

【００１０】さらに詳しくいうと請求項１記載の本発明
の半導体装置は、ＭＯＳ型構造の半導体素子において、
前記半導体素子のゲート電極より一定距離離れて形成さ
れた第１の高濃度拡散層領域と、この第１の高濃度拡散
層領域と隣接して形成されソース・ドレイン領域となる
第２の高濃度拡散層領域とを備え、前記第１の高濃度拡
散層領域の接合深さが、前記第２の高濃度拡散層領域の
接合深さよりも深く形成されていることを特徴とする。

【００１１】また請求項３記載の半導体装置の製造方法
は、半導体基板上に素子分離領域及びゲート電極を形成
する工程と、このゲート電極上及びゲート電極から一定
距離の領域を覆う第１のレジストパターンを形成する工
程と、この第１のレジストパターンをマスクとして第１
のイオン注入により前記ゲート電極より一定距離離れた
第１の高濃度拡散層領域を形成する工程と、ソース・ド
レイン領域を開口する第２のレジストパターンを形成す
る工程と、この第２のレジストパターンをマスクとして
第２のイオン注入により前記ソース・ドレイン領域とな
る第２の高濃度拡散層領域を形成する工程と、前記第
１、第２の高濃度拡散層領域を熱処理する工程とを備
え、前記第１の高濃度拡散層領域の接合深さが、前記第
２の高濃度拡散層領域の接合深さよりも深く形成したこ
とを特徴する。

【００１２】

【作用】本発明は上記した構成によって、主たる高濃度
拡散層領域により決定される素子特性を全く劣化させる
ことなく、かつ接続孔における高濃度拡散層領域の深さ
を所定深さ以上にすることにより、接続孔部分での接合
リークを抑えることができることとなる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の一実施例の半導体装置及びその
製造方法について、図面を参照しながら説明する。

【００１４】（実施例１）図１ａ〜ｄは本発明の第１の
実施例におけるＬＤＤ構造のｎ型素子の場合についての
半導体装置の製造方法の工程断面図を示すものである。

【００１５】Ｐウェル領域１１、素子分離領域１２、及
びゲート電極１３が形成された半導体基板１０上にソー
ス・ドレイン領域を開口するレジストパターン２１をマ
スクにＰイオン注入を行い、低濃度拡散層領域３１を形
成する（図１ａ）。

【００１６】次にゲート電極のスペーサー１４を形成し
た後、第１のレジストパターンとなるレジストパターン
２５をマスクにエネルギー８０ＫｅＶ、ドーズ量３×１
０¹⁵コ／cm2でＡｓイオン注入を行い、第１の高濃度拡散
層領域３５を形成する。レジストパターン２５は、ゲー
ト電極上及びゲート電極から一定距離の領域までを覆う
構成とする。このＡｓ注入（第１のイオン注入）のドー
ズ量は１×１０¹⁵コ／cm2以上であればよい（図１ｂ）。

【００１７】次にレジストパターン２２をマスクにエネ
ルギー４０ＫｅＶ、ドーズ量４×１０¹⁵コ／cm2でＡｓイ
オン注入を行い、第２の主たる高濃度拡散層領域３２を
形成する。レジストパターン２２としては図１ａで用い
たレジストパターン２１を用てもよい。またこのＡｓ注
入（第２のイオン注入の）ドーズ量もまた１×１０¹⁵コ
／cm2以上であればよい（図１ｃ）。

【００１８】その後、第１,２高濃度拡散層領域３５,３
２の活性化の為の熱処理を行い、ＢＰＳＧ膜からなる層
間絶縁膜１５を全面に堆積する。さらにＢＰＳＧ膜のリ
フローによる平坦化を行い、平坦化された層間絶縁膜１
５に接続孔１６を設け、配線１７を形成する（図１
ｄ）。なお、活性化の為の熱処理は、第１のイオン注入
と第２のイオン注入との間及び第２のイオン注入後の２
度に分けて行ってもよい。この場合、第１のイオン注入
後の熱処理の温度が、第２のイオン注入後の熱処理の温
度より高温であることが望ましい。

【００１９】以上のように本実施例では、層間絶縁膜１
５の堆積工程前に第１及び第２の高濃度拡散層領域３
５,３２を形成しているので、従来のような第２の高濃
度拡散層領域３２の拡散は防止される。さらに上記半導
体装置の第１の高濃度拡散層領域３５をゲート電極１３
と一定距離離れて形成しているため、素子特性には全く
影響を及ぼさない。また第１の高濃度拡散層領域３５が
第２の主たる高濃度拡散層領域３２よりも深く形成され
ているため、接続孔１６形成時のドライエッチングの際
にオーバーエッチによる拡散層と基板間の接合リークは
発生しない。

【００２０】（実施例２）本発明の第２の実施例とし
て、上記第１の実施例におけるレジストパターン２１を
２層レジスト法で形成する方法がある。以下第２の実施
例について図面を参照しながら説明する。

【００２１】図２ａ〜ｃは本発明の第２の実施例を示す
半導体装置の製造方法の工程断面図である。上記第１の
実施例におけるレジストパターン２５の形成方法とし
て、接続孔形成用のレジストパターン２３を形成した
後、連続して上記レジストパターン２１形成する方法
（図２ａ）がある。また逆に上記レジストパターン２１
を形成した後、連続して接続孔用のレジストパターン２
３を形成する方法（図２ｂ）でも、全く同様のパターン
が得られる。

【００２２】本実施例により形成された第１の高濃度拡
散層領域３５は、ゲート電極１５から一定の距離離れて
おり、また確実に接続孔の下部に存在するため、第１の
実施例と全く同様の効果が得られるうえに、第１の実施
例に於けるレジストパターン２５のマスクが不要とな
り、コストの低減を図ることが出来る。

【００２３】なお、上記第１及び第２の実施例におい
て、第１の追加の高濃度拡散層領域と第２の主たる高濃
度拡散層領域の形成方法は上記実施例に限定するもので
はなく、最終的に所望の拡散層領域が形成されればよ
い。即ち第１の追加の高濃度拡散層領域の接合深さが、
第２の主たる高濃度拡散層領域の接合深さよりも深く形
成されればよい。

【００２４】上記実施例では、第１のイオン注入を第２
の注入よりも高エネルギーで行なったが、それ以外の方
法として、注入イオン種を変える方法もある。上記２方
法については、第１の高濃度拡散層領域の形成と、第２
の高濃度拡散層領域の形成の順番は逆になってもよい。
また別の方法として、第１の高濃度拡散層領域の形成と
第２の高濃度拡散層領域の形成の間に熱処理を行なう方
法もある。この場合は、上記熱処理の条件は第２の主た
る高濃度拡散層領域の形成には全く無関係に設定するこ
とができる。この方法では、第１の高濃度拡散層領域の
形成はゲート電極のスペーサー１４の形成前後どちらで
もよい。以上の様な方法でも、最終的には所望の拡散層
領域が形成できる。

【００２５】また、第１及び第２の実施例ではｎ型素子
を例に説明したが、ｐ型素子の場合でも同様であること
は言うまでもない。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明は主たる浅い高濃度
拡散層領域の他に、素子領域のゲート電極から一定距離
離れた位置に存在する追加の深い高濃度拡散層領域を設
けることにより、主たる高濃度拡散層領域により決定さ
れる素子特性を全く劣化させることなく、かつ接続孔部
分での接合リークを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における半導体装置の工
程断面図

【図２】本発明の第２の実施例における半導体装置の工
程断面図

【図３】従来の半導体装置及びその製造方法の工程断面
図

【図４】従来の半導体装置及びその製造方法の工程断面
図

【符号の説明】

１０ 半導体基板 １１ Ｐウェル領域 １２ 素子分離領域 １３ ゲート電極 １４ スペーサー １５ 層間絶縁膜 １６ 接続孔 １７ 配線層 ２１、２２、２３、２５ レジストパターン ３１ 低濃度拡散層領域 ３２、３５ 高濃度拡散層領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 達也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＭＯＳ型構造の半導体素子において、前記
   半導体素子のゲート電極より一定距離離れて形成された
   第１の高濃度拡散層領域と、この第１の高濃度拡散層領
   域と隣接して形成されソース・ドレイン領域となる第２
   の高濃度拡散層領域とを備え、前記第１の高濃度拡散層
   領域の接合深さが、前記第２の高濃度拡散層領域の接合
   深さよりも深く形成されていることを特徴とする半導体
   装置。
2. 【請求項２】請求項１記載において、半導体素子と配線
   層との接続穴が、第１の高濃度拡散層領域の領域内に形
   成されていることを特徴とする半導体装置。
3. 【請求項３】半導体基板上に素子分離領域及びゲート電
   極を形成する工程と、このゲート電極上及びゲート電極
   から一定距離の領域を覆う第１のレジストパターンを形
   成する工程と、この第１のレジストパターンをマスクと
   して第１のイオン注入により前記ゲート電極より一定距
   離離れた第１の高濃度拡散層領域を形成する工程と、ソ
   ース・ドレイン領域を開口する第２のレジストパターン
   を形成する工程と、この第２のレジストパターンをマス
   クとして第２のイオン注入により前記ソース・ドレイン
   領域となる第２の高濃度拡散層領域を形成する工程と、
   前記第１、第２の高濃度拡散層領域を熱処理する工程と
   を備え、前記第１の高濃度拡散層領域の接合深さが、前
   記第２の高濃度拡散層領域の接合深さよりも深く形成し
   たことを特徴する半導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】請求項３記載において、第１のイオン注入
   の注入エネルギーが、第２のイオン注入の注入エネルギ
   ーより高エネルギーであることを特徴する半導体装置の
   製造方法。
5. 【請求項５】第１のレジストパターンが、前記第２のレ
   ジストパターンと接続孔形成用のレジストパターンとの
   ２層レジスト法で形成されることを特徴とする請求項３
   叉は４記載の半導体装置の製造方法。