JPH07249771A - Fabrication of misfet semiconductor device - Google Patents

Fabrication of misfet semiconductor device

Info

Publication number
JPH07249771A
JPH07249771A JP4217994A JP4217994A JPH07249771A JP H07249771 A JPH07249771 A JP H07249771A JP 4217994 A JP4217994 A JP 4217994A JP 4217994 A JP4217994 A JP 4217994A JP H07249771 A JPH07249771 A JP H07249771A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate electrode
insulating film
source region
drain region
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4217994A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Tanaka
徹 田中
Kunihiro Suzuki
邦広 鈴木
Toshihiro Sugii
寿博 杉井
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP4217994A priority Critical patent/JPH07249771A/en
Publication of JPH07249771A publication Critical patent/JPH07249771A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To break through the limit of short channel by substantially shortening the channel length as well as the gate electrode length in the fabrication of an MISFET semiconductor device. CONSTITUTION:A gate electrode 24 is formed on a silicon semiconductor substrate 21B on the active layer side provided on an insulating film 22 which is embedded therein and in the silicon semiconductor substrate 21A on the supporting side. Impurity ions are then implanted using the gate electrode 24 as a mask to form an n-type source region 25 and an n-type drain region 26 extending from the surface to the embedded insulating film 22. Subsequently, it is heat-treated to extend the n-type source region 25 and the n-type drain region 26 through diffusion in the direction of channel thus shortening the channel length while breaking through the limit imposed by the gate electrode 24 used as a mask.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、薄膜SOI(sili
con on insulator)を用いたMIS電
界効果半導体装置を製造する方法の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a thin film SOI (sil)
The present invention relates to an improvement in a method for manufacturing a MIS field effect semiconductor device using a con on insulator.

【0002】現在、MISFET(metal ins
ulator semiconductor fiel
d effect transistor)は更に小型
化、そして、それを含む半導体装置は高集積化されよう
としているところであるが、その小型化及び高集積化に
は、種々の面で限界が見え始めているので、それを打破
することが必要である。
Currently, MISFETs (metal ins) are
ulator semiconductor field
d effect transistor) is being further miniaturized, and a semiconductor device including it is about to be highly integrated. However, since the miniaturization and high integration are beginning to be seen in various aspects, It is necessary to break down.

【0003】[0003]

【従来の技術】一般に、MISFETの性能を向上させ
るには、短チャネル化することが有効であるとされてき
た。この短チャネル化を実現するには、ゲート電極を細
くすること以外、実用的に見て有効な手段は存在しな
い。
2. Description of the Related Art Generally, it has been considered effective to shorten a channel in order to improve the performance of a MISFET. To realize this short channel, there is no practically effective means other than thinning the gate electrode.

【0004】図4はLDD(lightly dope
d drain)構造をもつバルク型MISFETの従
来例を表す要部切断側面図である。
FIG. 4 shows an LDD (lightly dope).
FIG. 7 is a cutaway side view of a main part showing a conventional example of a bulk type MISFET having a d drain) structure.

【0005】図に於いて、1はシリコン半導体基板、2
はゲート絶縁膜、3はゲート電極、4はLDD構造に於
ける低不純物濃度ソース領域、5はLDD構造に於ける
低不純物濃度ドレイン領域、6はサイド・ウォール、4
AはLDD構造に於ける高不純物濃度ソース領域、5A
はLDD構造に於ける高不純物濃度ドレイン領域をそれ
ぞれ示している。
In the figure, 1 is a silicon semiconductor substrate, 2 is
Is a gate insulating film, 3 is a gate electrode, 4 is a low impurity concentration source region in the LDD structure, 5 is a low impurity concentration drain region in the LDD structure, 6 is a side wall, 4
A is a high impurity concentration source region in the LDD structure, 5A
Indicate the high impurity concentration drain regions in the LDD structure, respectively.

【0006】図5はLDD構造をもつ薄膜SOI型MI
SFETの従来例を表す要部切断側面図である。
FIG. 5 shows a thin film SOI type MI having an LDD structure.
It is a principal part cutting side view showing the prior art example of SFET.

【0007】図に於いて、11Aは支持側シリコン半導
体基板、11Bは活性層側シリコン半導体基板、12は
埋め込み絶縁膜、13はゲート絶縁膜、14はゲート電
極、15はLDD構造に於ける低不純物濃度ソース領
域、16はLDD構造に於ける低不純物濃度ドレイン領
域、17はサイド・ウォール、15AはLDD構造に於
ける高不純物濃度ソース領域、16AはLDD構造に於
ける高不純物濃度ドレイン領域をそれぞれ示している。
In the figure, 11A is a support-side silicon semiconductor substrate, 11B is an active layer-side silicon semiconductor substrate, 12 is a buried insulating film, 13 is a gate insulating film, 14 is a gate electrode, and 15 is a low LDD structure. Impurity concentration source region, 16 is a low impurity concentration drain region in the LDD structure, 17 is a sidewall, 15A is a high impurity concentration source region in the LDD structure, and 16A is a high impurity concentration drain region in the LDD structure. Shown respectively.

【0008】図4に見られる従来例に於いては、低不純
物濃度ソース領域4及び低不純物濃度ドレイン領域5は
ゲート電極3をマスクとしてセルフ・アライメント方式
で形成され、また、図5に見られる従来例に於いては、
低不純物濃度ソース領域15及び低不純物濃度ドレイン
領域16はゲート電極14をマスクとしてセルフ・アラ
イメント方式で形成されていることから、何れにして
も、そのチャネル長は、ゲート電極3の長さ或いはゲー
ト電極14の長さに依って決まってしまう。
In the conventional example shown in FIG. 4, the low impurity concentration source region 4 and the low impurity concentration drain region 5 are formed by the self-alignment method using the gate electrode 3 as a mask, and as shown in FIG. In the conventional example,
Since the low impurity concentration source region 15 and the low impurity concentration drain region 16 are formed by the self-alignment method using the gate electrode 14 as a mask, in any case, the channel length thereof is the length of the gate electrode 3 or the gate electrode 3. It depends on the length of the electrode 14.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】然しながら、ゲート電
極長がサブクォータマイクロン以下の領域になってくる
と、リソグラフィ技術、加工技術、コストなどの面か
ら、微細なゲート電極を形成するのは困難である。
However, when the gate electrode length is in the region of sub-quarter micron or less, it is difficult to form a fine gate electrode in terms of lithography technology, processing technology, cost, and the like. is there.

【0010】本発明は、ゲート電極長を短くする以外に
実質的にチャネル長を短くすることを可能にして短チャ
ネル化に対処しようとする。
The present invention intends to cope with the shortening of the channel by making it possible to shorten the channel length substantially in addition to shortening the gate electrode length.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明では、薄膜SOI
に於ける不純物拡散の特徴、即ち、イオン注入された不
純物の活性化アニールを適切に行って、不純物の横方向
への拡散を利用してチャネル長を実質的に短くすること
が基本になっている。
According to the present invention, a thin film SOI is used.
The basic characteristic of the diffusion of impurities, namely, that the activation annealing of the ion-implanted impurities is appropriately performed and the channel length is substantially shortened by utilizing the diffusion of the impurities in the lateral direction. There is.

【0012】前記したところから、本発明に依るMIS
電界効果半導体装置の製造方法に於いては、
From the above, the MIS according to the present invention
In the method of manufacturing a field effect semiconductor device,

【0013】(1)半導体(例えば支持側シリコン半導
体基板21A及び活性層側p型シリコン半導体基板21
B)中に埋め込まれた絶縁膜(例えば埋め込み絶縁膜2
2)上の薄膜半導体活性層(例えば活性層側p型シリコ
ン半導体基板21B)上にゲート電極(例えばゲート電
極24)を形成する工程と、次いで、ゲート電極をマス
クとし不純物イオンの打ち込みを行って表面から前記埋
め込み絶縁膜に達するソース領域(例えばn型ソース領
域25)及びドレイン領域(例えばn型ドレイン領域2
6)を形成する工程と、次いで、熱処理を行って前記ソ
ース領域及びドレイン領域をチャネル方向へ拡散延伸し
てチャネル長を短縮する工程とが含まれてなることを特
徴とするか、或いは、
(1) Semiconductor (for example, support side silicon semiconductor substrate 21A and active layer side p-type silicon semiconductor substrate 21)
B) an insulating film embedded in the inside (for example, the embedded insulating film 2)
2) A step of forming a gate electrode (for example, the gate electrode 24) on the upper thin film semiconductor active layer (for example, the active layer side p-type silicon semiconductor substrate 21B), and then implanting impurity ions using the gate electrode as a mask A source region (for example, n-type source region 25) and a drain region (for example, n-type drain region 2) reaching the buried insulating film from the surface.
6) and then heat treatment to diffuse and extend the source region and the drain region in the channel direction to shorten the channel length, or

【0014】(2)半導体中に埋め込まれた絶縁膜上の
薄膜半導体活性層上にゲート電極を形成する工程と、次
いで、ゲート電極をマスクとし不純物イオンの打ち込み
を行って表面から前記埋め込み絶縁膜に達する低不純物
濃度ソース領域(例えばn型ソース領域25)及び低不
純物濃度ドレイン領域(例えばn型ドレイン領域26)
を形成する工程と、次いで、熱処理を行って前記ソース
領域及びドレイン領域をチャネル方向へ拡散延伸してチ
ャネル長を短縮する工程と、次いで、前記ゲート電極側
面に絶縁膜からなるサイド・ウォールを形成する工程
と、次いで、前記ゲート電極及び前記サイド・ウォール
をマスクとして不純物イオンの打ち込みを行って前記低
不純物濃度ソース領域及び低不純物濃度ドレイン領域の
内側に高不純物濃度ソース領域(例えばn+ −ソース領
域25A)及び高不純物濃度ドレイン領域(例えばn+
−ドレイン領域26A)をそれぞれ対応して形成する工
程とが含まれてなることを特徴とするか、或いは、
(2) A step of forming a gate electrode on the thin film semiconductor active layer on the insulating film embedded in the semiconductor, and then, by implanting impurity ions with the gate electrode as a mask, the embedded insulating film is formed from the surface. Low impurity concentration source region (for example, n-type source region 25) and low impurity concentration drain region (for example, n-type drain region 26)
And a step of performing a heat treatment to diffuse and extend the source region and the drain region in the channel direction to shorten the channel length, and then form a side wall made of an insulating film on the side surface of the gate electrode. And then implanting impurity ions using the gate electrode and the side wall as a mask to form a high impurity concentration source region (for example, n + − source) inside the low impurity concentration source region and the low impurity concentration drain region. Region 25A) and a high impurity concentration drain region (eg n +
-Correspondingly forming a drain region 26A), or

【0015】(3)ソース領域形成予定部分上並びにド
レイン領域形成予定部分上に固体不純物源(例えば固体
不純物源28)を形成してから熱処理を行い不純物を固
相−固相拡散してソース領域及びドレイン領域を形成す
る工程が含まれてなることを特徴とする。
(3) A solid impurity source (for example, solid impurity source 28) is formed on the portion where the source region is to be formed and the portion where the drain region is to be formed. And a step of forming a drain region.

【0016】[0016]

【作用】前記手段を採ることに依って、従来の技術に依
って形成できる限界的なゲート電極長をもつゲート電極
を形成した場合であっても、それに依って得られる通常
のチャネル長に比較して更に短いチャネル長を実現する
ことができるので、従来の技術では製造不可能な小型で
且つ高速スイッチング可能なMISFETが得られ、従
って、性能を向上したMIS電界効果半導体装置を高集
積化することができる。
By adopting the above means, even when a gate electrode having a limit gate electrode length that can be formed by the conventional technique is formed, it can be compared with the normal channel length obtained by that. Since it is possible to realize a shorter channel length, it is possible to obtain a small-sized and high-speed switching MISFET which cannot be manufactured by the conventional technique. Therefore, the MIS field effect semiconductor device having improved performance can be highly integrated. be able to.

【0017】[0017]

【実施例】図1は本発明に於ける第一実施例を解説する
為の工程要所に於けるMISFETを表す要部切断側面
図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a side sectional view showing a main part of a MISFET in the process steps for explaining the first embodiment of the present invention.

【0018】図に於いて、21Aは支持側シリコン半導
体基板、21Bは活性層側p型シリコン半導体基板、2
2はSiO2 からなる埋め込み絶縁膜、23はSiO2
からなるゲート絶縁膜、24は多結晶シリコンからなる
ゲート電極、25はn型ソース領域、26はn型ドレイ
ン領域をそれぞれ示している。
In the figure, 21A is a support side silicon semiconductor substrate, 21B is an active layer side p type silicon semiconductor substrate, 2
2 buried insulating film made of SiO 2, 23 is SiO 2
Is a gate insulating film made of polycrystalline silicon, 24 is a gate electrode made of polycrystalline silicon, 25 is an n-type source region, and 26 is an n-type drain region.

【0019】このMISFETを製造するには、 (1) 通常の技術を適用することに依り、支持側シリ
コン半導体基板21A及び活性層側p型シリコン半導体
基板21BをSiO2 からなる埋め込み絶縁膜22を介
して貼り合わせる。
In order to manufacture this MISFET, (1) the supporting side silicon semiconductor substrate 21A and the active layer side p-type silicon semiconductor substrate 21B are provided with a buried insulating film 22 made of SiO 2 by applying a usual technique. Pasted through.

【0020】(2) 通常の研削・研磨法を適用するこ
とに依り、活性層側p型シリコン半導体基板21Bを薄
膜化し、その厚さをMISFETに於けるソース領域及
びドレイン領域の深さと同程度、例えば800〔Å〕〜
1000〔Å〕とし、薄膜SOI基板とする。
(2) The active layer side p-type silicon semiconductor substrate 21B is thinned by applying a normal grinding / polishing method, and the thickness thereof is about the same as the depth of the source region and the drain region in the MISFET. , 800 [Å] ~
The thickness is 1000 [Å], and the thin film SOI substrate is used.

【0021】(3) 例えばSi3 4 膜などを耐酸化
性マスクとする選択的熱酸化(local oxida
tion of silicon:LOCOS)法を適
用することに依って、活性層側p型シリコン半導体基板
21Bの表面にフィールド絶縁膜、即ち素子間分離絶縁
膜(図示せず)を形成する。
(3) Selective thermal oxidation (local oxide) using, for example, a Si 3 N 4 film as an oxidation resistant mask.
a field insulating film, that is, an element isolation insulating film (not shown) is formed on the surface of the p-type silicon semiconductor substrate 21B on the active layer side by applying the ion of silicon (LOCOS) method.

【0022】(4) 素子間分離絶縁膜を形成した際に
用いたSi3 4 膜などを除去してから、熱酸化法を適
用することに依って、厚さが例えば40〔Å〕のSiO
2 からなるゲート絶縁膜23を形成する。
(4) By removing the Si 3 N 4 film or the like used when the inter-element isolation insulating film was formed, and then applying the thermal oxidation method, the thickness is, for example, 40 [Å]. SiO
A gate insulating film 23 made of 2 is formed.

【0023】(5) 化学気相堆積(chemical
vapor deposition:CVD)法を適
用することに依り、厚さが例えば1600〔Å〕のn型
多結晶シリコン膜を形成する。
(5) Chemical vapor deposition (chemical)
By applying a vapor deposition (CVD) method, an n-type polycrystalline silicon film having a thickness of, for example, 1600 [Å] is formed.

【0024】(6) リソグラフィ技術に於けるレジス
ト・プロセス、及び、エッチング・ガスをHBrとする
反応性イオン・エッチング(reactive ion
etching:RIE)法を適用することに依り、前
記工程(5)で成長したn型多結晶シリコン膜のパター
ニングを行ってゲート電極長が例えば0.25〔μm〕
であるゲート電極24を形成する。
(6) Resist process in lithography technology and reactive ion etching (reactive ion) using HBr as an etching gas
The n-type polycrystalline silicon film grown in the step (5) is patterned by applying the etching (RIE) method so that the gate electrode length is, for example, 0.25 [μm].
Forming the gate electrode 24.

【0025】(7) イオン注入法を適用することに依
り、ドーズ量を4×1013〔cm-2〕、イオン加速エネル
ギを10〔keV〕に設定し、ゲート電極24及び素子
間分離絶縁膜をマスクとしてAsイオンの打ち込みを行
い、低不純物濃度のn型ソース領域25及びn型ドレイ
ン領域26を形成する。
(7) By applying the ion implantation method, the dose amount is set to 4 × 10 13 [cm −2 ], the ion acceleration energy is set to 10 [keV], and the gate electrode 24 and the element isolation insulating film are set. Is used as a mask to implant As ions to form an n-type source region 25 and an n-type drain region 26 having a low impurity concentration.

【0026】(8) 前記工程(7)で注入した不純物
の活性化アニールを行う。一般に、活性化アニールは、
注入された不純物の拡散が深くなるほどMISFETの
特性は劣化するので、必要最小限しか行わないようにし
ている。
(8) Activation annealing of the impurities implanted in the step (7) is performed. Generally, the activation anneal is
Since the characteristics of the MISFET deteriorate as the diffusion of the implanted impurities becomes deeper, only the necessary minimum is set.

【0027】本発明では基板が薄膜SOIであって、活
性層側p型シリコン半導体基板21Bの厚さは必要最小
限に選択され、そして、深さ方向の不純物拡散は埋め込
み絶縁膜22に依って抑止されてしまう。
In the present invention, the substrate is a thin film SOI, the thickness of the active layer side p-type silicon semiconductor substrate 21B is selected to the necessary minimum, and the impurity diffusion in the depth direction depends on the buried insulating film 22. It will be suppressed.

【0028】従って、n型ソース領域25及びn型ドレ
イン領域26から不純物が横方向へ拡散してチャネル長
が希望通りに短くなるよう任意に活性化アニールを行っ
て良い。
Therefore, activation annealing may be arbitrarily performed so that impurities are diffused laterally from the n-type source region 25 and the n-type drain region 26 to shorten the channel length as desired.

【0029】ここで、不純物の拡散係数をD、アニール
時間をtとすると、不純物の拡散距離は、2√(D
t)、で表されるから、温度を1000〔℃〕として2
〔分〕間のアニールを行うと0.1〔μm〕程度の短チ
ャネル化が実現される。
Assuming that the impurity diffusion coefficient is D and the annealing time is t, the impurity diffusion distance is 2√ (D
t), the temperature is set to 1000 [° C] and 2
When annealing is performed for [minutes], a short channel of about 0.1 [μm] is realized.

【0030】前記のようにして製造したMISFETで
は、図からも判るように、n型ソース領域25及びn型
ドレイン領域26に依って生成されたpn接合面はゲー
ト電極24の下に入り込んでいる。
In the MISFET manufactured as described above, as can be seen from the drawing, the pn junction surface formed by the n-type source region 25 and the n-type drain region 26 is under the gate electrode 24. .

【0031】図2は本発明に於ける第二実施例を解説す
る為の工程要所に於けるMISFETを表す要部切断側
面図であり、図1に於いて用いた記号と同記号は同部分
を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
FIG. 2 is a cutaway side view of a main part of a MISFET in a process step for explaining the second embodiment of the present invention. The same symbols as those used in FIG. 1 are the same. They represent parts or have the same meaning.

【0032】図に於いて、25Aはn+ −ソース領域、
26Aはn+ −ドレイン領域、27はSiO2 からなる
サイド・ウォールをそれぞれ示している。
In the figure, 25A is an n + -source region,
26A indicates an n + -drain region, and 27 indicates a side wall made of SiO 2 .

【0033】第二実施例のMISFETを製造するに
は、前記説明した第一実施例に於ける工程(8)を終え
た後、引き続き、次の工程を経れば良い。
In order to manufacture the MISFET of the second embodiment, after the step (8) in the first embodiment described above is completed, the next step may be successively performed.

【0034】(1) CVD法を適用することに依り、
厚さ例えば1200〔Å〕程度のSiO2 からなる絶縁
膜を形成する。
(1) By applying the CVD method,
An insulating film made of SiO 2 having a thickness of, for example, about 1200 [Å] is formed.

【0035】(2) エッチング・ガスをCHF3 +C
4 とするRIE法を適用することに依り、前記工程
(1)で形成した絶縁膜に対して異方性エッチングを加
えてサイド・ウォール27を形成する。
(2) CHF 3 + C as etching gas
By applying the RIE method using F 4 , anisotropic etching is applied to the insulating film formed in the step (1) to form the side wall 27.

【0036】(3) イオン注入法を適用することに依
り、ドーズ量を4×1015〔cm-2〕、イオン加速エネル
ギを30〔keV〕に設定し、ゲート電極24、サイド
・ウォール27、素子間分離絶縁膜をマスクとしてAs
イオンの打ち込みを行い、高不純物濃度のn+ −ソース
領域25A及びn+ −ドレイン領域26Aを形成する。
(3) By applying the ion implantation method, the dose amount is set to 4 × 10 15 [cm −2 ], the ion acceleration energy is set to 30 [keV], the gate electrode 24, the side wall 27, As using the element isolation insulating film as a mask
Ions are implanted to form the n + − source region 25A and the n + − drain region 26A having a high impurity concentration.

【0037】(4) 前記工程(3)で注入した不純物
の活性化アニールを行う。尚、このアニールは、n+
ソース領域25A及びn+ −ドレイン領域26Aの拡散
端がn型ソース領域25及びn型ドレイン領域26の拡
散端に達することがないような条件で実施する。
(4) Activation annealing of the impurities implanted in the step (3) is performed. In addition, this annealing is n +
It is performed under the condition that the diffusion ends of the source region 25A and the n + -drain region 26A do not reach the diffusion ends of the n-type source region 25 and the n-type drain region 26.

【0038】第二実施例に依って得られたMISFET
が、所謂、LDD構造になっていることは図からも看取
される通りである。
MISFET obtained according to the second embodiment
However, the so-called LDD structure is as can be seen from the figure.

【0039】図3は本発明に於ける第三実施例を解説す
る為の工程要所に於けるMISFETを表す要部切断側
面図であり、図1及び図2に於いて用いた記号と同記号
は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
FIG. 3 is a side sectional view showing the main part of the MISFET in the process steps for explaining the third embodiment of the present invention, and is the same as the symbols used in FIGS. 1 and 2. Symbols represent the same part or have the same meaning.

【0040】図に於いて、28はソース領域形成予定部
分及びドレイン領域形成予定部分に形成された例えばリ
ン珪酸ガラス(phospho−silicate g
lass:PSG)からなる固体不純物源を示してい
る。尚、図3では、既に不純物の拡散が終わって、n型
ソース領域25及びn型ドレイン領域26が形成された
状態を表している。
In the figure, reference numeral 28 denotes, for example, phospho-silicate glass (phospho-silicate glass) formed in the source region formation planned portion and the drain region formation planned portion.
1 shows a solid impurity source consisting of (lass: PSG). Note that FIG. 3 shows a state in which the diffusion of impurities has already ended and the n-type source region 25 and the n-type drain region 26 have been formed.

【0041】第三実施例のMISFETを製造するに
は、前記説明した第一実施例に於ける工程(6)を終え
た後、引き続き、次の工程を経れば良い。
In order to manufacture the MISFET of the third embodiment, after the step (6) in the above-mentioned first embodiment is completed, the following steps may be successively performed.

【0042】(1) エッチング・ガスをCHF3 +C
4 とするRIE法を適用することに依り、ゲート電極
24をマスクにしてゲート絶縁膜23のパターニングを
行う。
(1) Etching gas is CHF 3 + C
By applying the RIE method with F 4 , the gate insulating film 23 is patterned using the gate electrode 24 as a mask.

【0043】(2) CVD法を適用することに依り、
厚さが例えば5000〔Å〕程度のPSG膜を形成す
る。
(2) By applying the CVD method,
A PSG film having a thickness of, for example, about 5000 [Å] is formed.

【0044】(3) 前記工程(2)で形成したPSG
膜を固体不純物源として不純物拡散を行う為の熱処理を
行って、n型ソース領域25及びn型ドレイン領域26
を形成する。この熱処理は、所望のチャネル長が得られ
るように拡散条件を設定して行うことは云うまでもな
い。
(3) PSG formed in the step (2)
The n-type source region 25 and the n-type drain region 26 are subjected to a heat treatment for impurity diffusion using the film as a solid impurity source.
To form. It goes without saying that this heat treatment is carried out by setting diffusion conditions so that a desired channel length can be obtained.

【0045】(4) 通常のリソグラフィ技術を適用す
ることに依り、前記工程(2)で形成したPSG膜のウ
エット・エッチングを行って、ソース電極28S及びド
レイン電極28Dを形成する。尚、この場合、電極のみ
でなく、電極に連なる引き出し用配線を形成して良い。
(4) The PSG film formed in the step (2) is wet-etched by applying a usual lithography technique to form the source electrode 28S and the drain electrode 28D. In this case, not only the electrodes, but also the lead-out wirings connected to the electrodes may be formed.

【0046】第三実施例に依ると、不純物拡散の距離が
温度及び時間で正確に決まるから、設計通りの不純物分
布が得られ、所要のチャネル長を得るのに有利である。
According to the third embodiment, since the distance of impurity diffusion is accurately determined by temperature and time, the impurity distribution as designed can be obtained, which is advantageous for obtaining a required channel length.

【0047】本発明は、前記各実施例に限定されること
なく、他に多くの改変を実現することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and many other modifications can be realized.

【0048】例えば、前記各実施例では、薄膜SOI基
板として、SiO2 からなる埋め込み絶縁膜を介在させ
て二枚のシリコン半導体基板を貼り合わせた、所謂、貼
り合わせ基板を用いたが、シリコン半導体基板に酸素イ
オンの打ち込みを行った後、高温でアニールして結晶性
を回復させることで得られる埋め込み絶縁膜を有するシ
リコン半導体基板、即ち、SIMOX(separat
ion by implanted oxygen)基
板を用いても良い。
For example, in each of the above-described embodiments, a so-called bonded substrate in which two silicon semiconductor substrates are bonded together with an embedded insulating film made of SiO 2 interposed is used as the thin film SOI substrate. A silicon semiconductor substrate having a buried insulating film obtained by implanting oxygen ions into the substrate and then annealing at high temperature to recover the crystallinity, that is, SIMOX (separat).
An ion by implanted oxygen) substrate may be used.

【0049】また、第一実施例及び第二実施例に於いて
は、低不純物濃度のソース領域及びドレイン領域を形成
する際、角度が大きい斜めイオン注入を行って、当初か
らゲート電極下方の一部、即ち、チャネル両端近傍に予
め不純物を打ち込んでおくようにしても良い。
In addition, in the first and second embodiments, when forming the source region and the drain region of low impurity concentration, oblique ion implantation with a large angle is performed, and one region below the gate electrode is formed from the beginning. Impurities may be implanted in advance in a portion, that is, in the vicinity of both ends of the channel.

【0050】更にまた、第三実施例に於いては、n型ソ
ース領域及びn型ドレイン領域を形成する固体不純物源
としてPSGを用いたが、これは砒珪酸ガラス(ars
enosilicate glass:ASG)に代替
したり、或いは、pチャネルのMISFETを形成する
場合には、ホウ珪酸ガラス(borosilicate
glass:BSG)或いはボロン燐ガラス(bor
ophosphosilicate glass:BP
SG)などを用いることができる。
Furthermore, in the third embodiment, PSG is used as the solid impurity source for forming the n-type source region and the n-type drain region, but this is arsenic silicate glass (ars).
In the case of substituting for ENO SILICATE GLASS (ASG) or forming a p-channel MISFET, borosilicate glass (borosilicate) is used.
glass: BSG) or boron phosphorus glass (bor)
ophosilicate glass: BP
SG) or the like can be used.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明に依るMIS電界効果半導体装置
の製造方法に於いては、半導体中に埋め込まれた絶縁膜
上の薄膜半導体活性層上にゲート電極を形成し、ゲート
電極をマスクとし不純物イオンの打ち込みを行って表面
から前記埋め込み絶縁膜に達するソース領域及びドレイ
ン領域を形成し、熱処理を行って前記ソース領域及びド
レイン領域をチャネル方向へ拡散延伸してチャネル長を
短縮する。
In the method of manufacturing a MIS field effect semiconductor device according to the present invention, a gate electrode is formed on a thin film semiconductor active layer on an insulating film embedded in a semiconductor, and the gate electrode is used as a mask to remove impurities. Ion implantation is performed to form a source region and a drain region reaching the buried insulating film from the surface, and heat treatment is performed to diffuse and extend the source region and the drain region in the channel direction to shorten the channel length.

【0052】前記構成を採ることに依って、従来の技術
に依って形成できる限界的なゲート電極長をもつゲート
電極を形成した場合であっても、それに依って得られる
通常のチャネル長に比較して更に短いチャネル長を実現
することができるので、従来の技術では製造不可能な小
型で且つ高速スイッチング可能なMISFETが得ら
れ、従って、性能を向上したMIS電界効果半導体装置
を高集積化することができる。
By adopting the above structure, even when a gate electrode having a limit gate electrode length that can be formed by the conventional technique is formed, it is compared with the normal channel length obtained by that. Since it is possible to realize a shorter channel length, it is possible to obtain a small-sized and high-speed switching MISFET which cannot be manufactured by the conventional technique. Therefore, the MIS field effect semiconductor device having improved performance can be highly integrated. be able to.

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

【図1】本発明に於ける第一実施例を解説する為の工程
要所に於けるMISFETを表す要部切断側面図であ
る。
FIG. 1 is a side sectional view showing a main part of a MISFET in a process main part for explaining a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明に於ける第二実施例を解説する為の工程
要所に於けるMISFETを表す要部切断側面図であ
る。
FIG. 2 is a cutaway side view of an essential part of a MISFET in a process essential part for explaining a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明に於ける第三実施例を解説する為の工程
要所に於けるMISFETを表す要部切断側面図であ
る。
FIG. 3 is a side sectional view showing a main part of a MISFET in a process main part for explaining a third embodiment of the present invention.

【図4】LDD構造をもつバルク型MISFETの従来
例を表す要部切断側面図である。
FIG. 4 is a cutaway side view of a main part showing a conventional example of a bulk type MISFET having an LDD structure.

【図5】LDD構造をもつ薄膜SOI型MISFETの
従来例を表す要部切断側面図である。
FIG. 5 is a cutaway side view of a main part showing a conventional example of a thin film SOI type MISFET having an LDD structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21A 支持側シリコン半導体基板 21B 活性層側p型シリコン半導体基板 22 SiO2 からなる埋め込み絶縁膜 23 SiO2 からなるゲート絶縁膜 24 多結晶シリコンからなるゲート電極 25 n型ソース領域 25A n+ −ソース領域 26 n型ドレイン領域 26A n+ −ドレイン領域 27 SiO2 からなるサイド・ウォール 28 例えばリン珪酸ガラスからなる固体不純物源21A supporting side silicon semiconductor substrate 21B active layer side p-type silicon made of a semiconductor substrate 22 SiO 2 composed of the buried insulating film 23 SiO 2 gate insulating film 24 gate electrode made of polycrystalline silicon 25 n-type source region 25A n + - source regions 26 n-type drain region 26A n + -drain region 27 side wall made of SiO 2 28 solid impurity source made of, for example, phosphosilicate glass

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体中に埋め込まれた絶縁膜上の薄膜半
導体活性層上にゲート電極を形成する工程と、 次いで、ゲート電極をマスクとし不純物イオンの打ち込
みを行って表面から前記埋め込み絶縁膜に達するソース
領域及びドレイン領域を形成する工程と、 次いで、熱処理を行って前記ソース領域及びドレイン領
域をチャネル方向へ拡散延伸してチャネル長を短縮する
工程とが含まれてなることを特徴とするMIS電界効果
半導体装置の製造方法。
1. A step of forming a gate electrode on a thin film semiconductor active layer on an insulating film embedded in a semiconductor, and then implanting impurity ions by using the gate electrode as a mask to form a buried insulating film from the surface. The MIS is characterized by including the steps of forming the reaching source and drain regions, and then performing heat treatment to diffuse and stretch the source and drain regions in the channel direction to shorten the channel length. Method for manufacturing field effect semiconductor device.
【請求項2】半導体中に埋め込まれた絶縁膜上の薄膜半
導体活性層上にゲート電極を形成する工程と、 次いで、ゲート電極をマスクとし不純物イオンの打ち込
みを行って表面から前記埋め込み絶縁膜に達する低不純
物濃度ソース領域及び低不純物濃度ドレイン領域を形成
する工程と、 次いで、熱処理を行って前記ソース領域及びドレイン領
域をチャネル方向へ拡散延伸してチャネル長を短縮する
工程と、 次いで、前記ゲート電極側面に絶縁膜からなるサイド・
ウォールを形成する工程と、 次いで、前記ゲート電極及び前記サイド・ウォールをマ
スクとして不純物イオンの打ち込みを行って前記低不純
物濃度ソース領域及び低不純物濃度ドレイン領域の内側
に高不純物濃度ソース領域及び高不純物濃度ドレイン領
域をそれぞれ対応して形成する工程とが含まれてなるこ
とを特徴とするMIS電界効果半導体装置の製造方法。
2. A step of forming a gate electrode on a thin film semiconductor active layer on an insulating film embedded in a semiconductor, and then, by implanting impurity ions using the gate electrode as a mask, the surface of the embedded insulating film is changed to the embedded insulating film. Forming a low-impurity concentration source region and a low-impurity concentration drain region to reach, then performing a heat treatment to diffuse and extend the source region and the drain region in the channel direction to shorten the channel length; Sides made of insulating film on the side of the electrode
Forming a wall, and then implanting impurity ions by using the gate electrode and the side wall as a mask to form a high impurity concentration source region and a high impurity concentration inside the low impurity concentration source region and the low impurity concentration drain region. And a step of forming the concentration drain regions corresponding to each other, the manufacturing method of the MIS field effect semiconductor device.
【請求項3】ソース領域形成予定部分上並びにドレイン
領域形成予定部分上に固体不純物源を形成してから熱処
理を行い不純物を固相−固相拡散してソース領域及びド
レイン領域を形成する工程が含まれてなることを特徴と
する請求項1記載のMIS電界効果半導体装置の製造方
法。
3. A step of forming a source region and a drain region by forming a solid impurity source on the portion where the source region is to be formed and on the portion where the drain region is to be formed, and then performing heat treatment to solid-solid diffuse the impurities. The method for manufacturing a MIS field effect semiconductor device according to claim 1, wherein the MIS field effect semiconductor device is included.
JP4217994A 1994-03-14 1994-03-14 Fabrication of misfet semiconductor device Pending JPH07249771A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4217994A JPH07249771A (en) 1994-03-14 1994-03-14 Fabrication of misfet semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4217994A JPH07249771A (en) 1994-03-14 1994-03-14 Fabrication of misfet semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07249771A true JPH07249771A (en) 1995-09-26

Family

ID=12628770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4217994A Pending JPH07249771A (en) 1994-03-14 1994-03-14 Fabrication of misfet semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07249771A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0387999B1 (en) Process for forming high-voltage and low-voltage CMOS transistors on a single integrated circuit chip
KR101175342B1 (en) Semiconductor device and method of making semiconductor device comprising multiple stacked hybrid orientation layers
US4925805A (en) Method of manufacturing a semiconductor device having an SOI structure using selectable etching
US5130770A (en) Integrated circuit in silicon on insulator technology comprising a field effect transistor
US5780353A (en) Method of doping trench sidewalls before trench etching
JPH0426542B2 (en)
JPH10135226A (en) Manufacturing semiconductor element, using lateral gettering
JPS61179567A (en) Manufacture of self-aligning laminated cmos structure
EP0135243B1 (en) A method of producing a semiconductor structure on a substrate and a semiconductor device manufactured thereby
US5225357A (en) Low P+ contact resistance formation by double implant
US5430318A (en) BiCMOS SOI structure having vertical BJT and method of fabricating same
JP3594346B2 (en) Method for manufacturing BiCMOS device
JPH10214888A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH07249771A (en) Fabrication of misfet semiconductor device
KR0146525B1 (en) Method for manufacturing thin film transistor
EP0117339A1 (en) Stacked MOS transistor
KR100187680B1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
US6284608B1 (en) Method for making accumulation mode N-channel SOI
US7022576B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
JP2000049334A (en) Semiconductor device and fabrication thereof
JPH06350086A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0629315A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JP3700210B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JPH05102181A (en) Manufacture of high-breakdown-strength semiconductor device
JPH0645434A (en) Manufacture of mos semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020903