JPH07273329A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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Publication number
JPH07273329A
JPH07273329A JP6353494A JP6353494A JPH07273329A JP H07273329 A JPH07273329 A JP H07273329A JP 6353494 A JP6353494 A JP 6353494A JP 6353494 A JP6353494 A JP 6353494A JP H07273329 A JPH07273329 A JP H07273329A
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JP
Japan
Prior art keywords
impurity
region
insulating film
sidewall
gate electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP6353494A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Hara
原  徹
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
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Publication of JPH07273329A publication Critical patent/JPH07273329A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor device whose parasitic capacity in a junction part between a source region, a drain region and a well region is reduced and a manufacturing method thereof. CONSTITUTION:An insulation film 5 is formed on a surface of a semiconductor substrate 4 and a gate electrode 3 is formed in an upper part thereof. Then, a first sidewall 2 is formed in a side surface of the gate electrode 3 (Step 101). Ion implantation of impurities of reverse conductivity type of the semiconductor substrate 4 is carried out using the first sidewall 2 as an ion implantation mask and a first impurity region 6 of low impurity concentration is formed (Step 102). Then, a second sidewall 7 is formed in a side surface of the first sidewall 2 (Step 103). Ion implantation of impurities of reverse conductivity type of the semiconductor substrate 4 is further performed for a part of the impurity region 6 using the second sidewall 7 as an ion implantation mask and a second impurity region 8 of high impurity concentration is formed (Step 104).

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置及びその製造
方法、特に半導体装置の微細化に伴う半導体装置及びそ
の製造方法の改良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 and a method of manufacturing the same, and more particularly, to improvement of a semiconductor device and a method of manufacturing the same as a semiconductor device is miniaturized.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、各種の半導体装置が提案され
ており、特に、MOS(etalxide em
iconductor)トランジスタを内蔵したものが
多く利用されている。そして、このような半導体装置に
おいては、その集積度を向上させるために素子構造の微
細化が進んでいる。
Conventionally, various semiconductor devices have been proposed, in particular, MOS (M etal O xide S em
The one with a built-in transistor is often used. In such a semiconductor device, the element structure is being miniaturized in order to improve the degree of integration.

【0003】このような半導体装置のMOSトランジス
タを微細化していくと、ゲート電極の長さ、即ちゲート
長が短くなる。これに伴い、ドレイン電圧を上げるとド
レイン空乏層がソース領域近傍の電位障壁近くまで伸び
るパンチスルー電流が発生するなどの短チャネル効果が
顕在化する。
When the MOS transistor of such a semiconductor device is miniaturized, the length of the gate electrode, that is, the gate length becomes shorter. Along with this, when the drain voltage is increased, a short channel effect such as a punch-through current in which the drain depletion layer extends to near the potential barrier in the vicinity of the source region is generated.

【0004】そこで、実効的なチャネル長を確保するた
めの手段として、ソース領域及びドレイン領域の不純物
が半導体基板面に沿って横方向に拡がることを抑制する
必要がある。この場合、不純物注入後のアニール処理時
間を短くすることが考えられる。
Therefore, as a means for ensuring an effective channel length, it is necessary to suppress the impurities in the source region and the drain region from laterally spreading along the semiconductor substrate surface. In this case, it is possible to shorten the annealing treatment time after the impurity implantation.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その結
果として、不純物の半導体基板面に対する深さ方向への
拡散が抑制され、浅いソース領域及びドレイン領域が形
成されることとなる。一方、微細化にともないオフ電流
を低く抑え消費電力の少ない素子を実現させるために
は、ウェル領域(半導体基板)の不純物濃度を上昇させ
る必要があった。
However, as a result, diffusion of impurities in the depth direction with respect to the semiconductor substrate surface is suppressed, and shallow source regions and drain regions are formed. On the other hand, it has been necessary to increase the impurity concentration in the well region (semiconductor substrate) in order to realize an element with low power consumption and low off current due to miniaturization.

【0006】このため、ソース領域及びドレイン領域と
ウェル領域との間の接合容量が増加し、ソース領域及び
ドレイン領域とウェル領域との接合の不純物プロファイ
ルは急峻となってしまう(図5参照)。これにより、素
子のスイッチングスピードが遅延し、製品の動作スピー
ドが遅くなるという問題があった。
Therefore, the junction capacitance between the source and drain regions and the well region increases, and the impurity profile of the junction between the source and drain regions and the well region becomes steep (see FIG. 5). As a result, the switching speed of the device is delayed and the operation speed of the product is slowed down.

【0007】そこで、短チャネル効果を抑制するために
ソース領域及びドレイン領域の横方向への拡がりを抑制
するだけでなく、チャネル領域の直下の深くところにウ
ェル領域と同導電位型不純物を注入することも考えられ
る。
Therefore, in order to suppress the short channel effect, not only the lateral extension of the source region and the drain region is suppressed, but also the impurity of the same conductivity type as that of the well region is implanted deep under the channel region. It is also possible.

【0008】しかしながら、この場合もソース領域及び
ドレイン領域とウェル領域との間の接合量は増加してし
まい、前述同様の問題が発生してしまう。
However, also in this case, the amount of junction between the source region and the drain region and the well region increases, and the same problem as described above occurs.

【0009】本発明は上記従来の課題に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、ソース領域及びドレイン領域
とウェル領域との間の接合部における寄生容量を軽減し
た半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above conventional problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device in which parasitic capacitance is reduced in a junction between a source region and a drain region and a well region, and a method for manufacturing the same. To provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するために、本発明に係る半導体装置は、半導体基板上
に素子領域を形成し、ここにソース領域とドレイン領域
と、該ソース領域及びドレイン領域間に位置するチャネ
ル領域とを設け、そのチャネル領域に絶縁体膜を介して
電界を及ぼすゲート電極を設けた電界効果トランジスタ
を有する半導体装置であって、前記ソース領域及びドレ
イン領域は、夫々前記チャネル領域近傍から前記半導体
基板の基板面に対して水平方向に遠ざかるにつれて、該
不純物濃度が緩やかに増加していることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention has an element region formed on a semiconductor substrate, in which a source region, a drain region, and the source region are formed. And a channel region located between the drain region, and a semiconductor device having a field effect transistor having a gate electrode that exerts an electric field on the channel region through an insulator film, wherein the source region and the drain region are: The impurity concentration gradually increases as the distance from the vicinity of the channel region increases in the horizontal direction with respect to the substrate surface of the semiconductor substrate.

【0011】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する第1の絶縁
膜工程と、前記第1の絶縁膜の少なくとも一部をゲート
絶縁膜とし、その上方にゲート電極を形成するゲート電
極形成工程と、前記ゲート電極の両側壁を覆うように第
2の絶縁膜からなる第1のサイドウォールを形成する第
1のサイドウォール形成工程と、素子動作領域として不
純物注入領域を形成する第1の不純物導入工程と、第1
の不純物導入工程後に、更に第1のサイドウォールの両
外側側壁を覆うように第3の絶縁膜からなる第2のサイ
ドウォールを形成する第2のサイドウォール形成工程
と、前記不純物注入領域に更に前記第1の不純物導入工
程よりも深く不純物を注入する第2の不純物注入工程
と、を含むことを特徴とする。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, there is provided a first insulating film step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate, and at least a part of the first insulating film is formed into a gate insulating film. A gate electrode forming step of forming a gate electrode thereabove, and a first sidewall forming step of forming a first sidewall made of a second insulating film so as to cover both side walls of the gate electrode, A first impurity introduction step of forming an impurity implantation region as an element operating region;
Second impurity forming step of forming a second sidewall made of a third insulating film so as to cover both outer side walls of the first sidewall after the impurity introducing step of A second impurity implantation step of implanting impurities deeper than the first impurity introduction step.

【0012】更に、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する第1の絶縁
膜工程と、前記第1の絶縁膜の少なくとも一部をゲート
絶縁膜とし、その上方にゲート電極を形成するゲート電
極形成工程と、前記ゲート電極の両側壁を覆うように第
2の絶縁膜からなる第1のサイドウォールを形成する第
1のサイドウォール形成工程と、素子動作領域として不
純物注入領域を形成する第1の不純物導入工程と、第1
の不純物導入工程後に、前記ゲート電極の上端部及び第
1のサイドウォールの両外側側壁を覆うようにレジスト
をパターニングするレジストパターニング工程と、前記
不純物注入領域に更に前記第1の不純物導入工程よりも
深く不純物を注入する第2の不純物注入工程と、を含む
ことを特徴とする。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a first insulating film step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate, and at least a part of the first insulating film is a gate insulating film. A gate electrode forming step of forming a gate electrode thereabove, and a first sidewall forming step of forming a first sidewall made of a second insulating film so as to cover both side walls of the gate electrode, A first impurity introduction step of forming an impurity implantation region as an element operating region;
After the impurity introduction step, the resist patterning step of patterning a resist so as to cover both the upper end portion of the gate electrode and both outer side walls of the first sidewall, and the impurity injection region further than the first impurity introduction step. A second impurity implantation step of deeply implanting impurities.

【0013】[0013]

【作用】以上のような構成を有する本発明に係る半導体
装置において、ソース領域及びドレイン領域が、夫々チ
ャネル領域近傍から半導体基板の基板面に対して水平方
向に遠ざかるにつれて、該不純物濃度が緩やかに増加し
ているので、ソース領域及びドレイン領域とウェル領域
との接合の不純物プロファイルはなだらかになる。この
ため、ソース領域及びドレイン領域とウェル領域との間
の接合容量を軽減する。
In the semiconductor device according to the present invention having the above-described structure, the impurity concentration gradually decreases as the source region and the drain region are moved away from the vicinity of the channel region in the horizontal direction with respect to the substrate surface of the semiconductor substrate. Since it increases, the impurity profile of the junction between the source region and the drain region and the well region becomes gentle. Therefore, the junction capacitance between the source region and the drain region and the well region is reduced.

【0014】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
において、第1の不純物導入工程後に、更に第1のサイ
ドウォールの両外側側壁を覆うように第3の絶縁膜から
なる第2のサイドウォールを形成し、先に形成した不純
物注入領域に更に第1の不純物導入工程よりも深く不純
物を注入することとしたので、不純物の深さ及び濃さを
確保しつつ、ソース領域及びドレイン領域の横方向の不
純物の拡がりを抑制することができる。また、不純物の
注入を2回に分け、かつサイドウォールを形成して第2
の不純物注入を行うので、チャネル領域近傍の不純物濃
度をそれより遠方の部分の不純物濃度より薄くすること
ができる。このため、ソース領域及びドレイン領域とウ
ェル領域との接合の不純物プロファイルをなだらかにす
ることができ、かつ素子全体としての不純物濃度を増加
させることができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, after the first impurity introduction step, the second sidewall made of the third insulating film is formed so as to further cover both outer sidewalls of the first sidewall. Is formed, and the impurities are further implanted into the impurity-implanted regions formed earlier than in the first impurity introduction step. Therefore, the depth and the concentration of the impurities are ensured and the lateral regions of the source region and the drain region are secured. The spread of impurities in the direction can be suppressed. In addition, the impurity implantation is divided into two steps, and the sidewall is formed to form the second
Since the impurity implantation is performed as described above, the impurity concentration in the vicinity of the channel region can be made lower than the impurity concentration in the portion distant therefrom. Therefore, the impurity profile of the junction between the source region and the drain region and the well region can be made gentle, and the impurity concentration of the entire device can be increased.

【0015】更に、本発明に係る半導体装置の製造方法
において、第1の不純物導入工程後に、ゲート電極の上
端部及び第1のサイドウォールの両外側側壁を覆うよう
にレジストをパターニングし、その後先に形成した不純
物注入領域に更に第1の不純物導入工程よりも深く不純
物を注入することとしたので、不純物の深さ及び濃さを
確保しつつ、ソース領域及びドレイン領域の横方向の不
純物の拡がりを抑制することができる。また、不純物の
注入を2回に分け、かつレジストをパターニングした後
第2の不純物注入を行うので、チャネル領域近傍の不純
物濃度をそれより遠方の部分の不純物濃度より薄くする
ことができる。このため、ソース領域及びドレイン領域
とウェル領域との接合の不純物プロファイルをなだらか
にすることができ、かつ素子全体としての不純物濃度を
増加させることができる。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, after the first impurity introduction step, the resist is patterned so as to cover the upper end portion of the gate electrode and both outer side walls of the first side wall, and thereafter. Since the impurities are further implanted into the impurity-implanted region formed in the first step than in the first impurity-introducing step, the impurity diffusion in the lateral direction of the source region and the drain region is ensured while ensuring the depth and concentration of the impurity. Can be suppressed. In addition, since the impurity implantation is divided into two steps and the second impurity implantation is performed after the resist is patterned, the impurity concentration in the vicinity of the channel region can be made lower than the impurity concentration in the portion distant therefrom. Therefore, the impurity profile of the junction between the source region and the drain region and the well region can be made gentle, and the impurity concentration of the entire device can be increased.

【0016】[0016]

【実施例】以下の図面に基づいて、本発明の好適な実施
例を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the following drawings.

【0017】図1は、本発明に係る半導体装置の実施例
を示す断面図である。本発明の半導体装置の構造は、半
導体基板(またはウェル領域)4の表面がSiO2 等で
形成された絶縁膜5によって覆われている。この絶縁膜
5の上には、ゲート電極3が形成されており、このゲー
ト電極3直下の絶縁膜はゲート酸化膜1として機能す
る。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a semiconductor device according to the present invention. In the structure of the semiconductor device of the present invention, the surface of the semiconductor substrate (or well region) 4 is covered with an insulating film 5 formed of SiO 2 or the like. The gate electrode 3 is formed on the insulating film 5, and the insulating film immediately below the gate electrode 3 functions as the gate oxide film 1.

【0018】また、この絶縁膜5の直下には、半導体基
板4と異なる導電位型の不純物が注入された第1の不純
物領域6a、6b及び第2の不純物領域8a、8bが形
成されている。そして、第2の不純物領域8a、8b
は、第1の不純物領域6a、6bに比べ、不純物濃度が
濃く、かつ半導体基板4に対しての深さ方向も深く形成
されている。そして、この第1の不純物領域6aと第2
の不純物領域8a、及び第1の不純物領域6bと第2の
不純物領域8bは、夫々ソース領域又はドレイン領域と
して動作することとなる。
Immediately below the insulating film 5, first impurity regions 6a and 6b and second impurity regions 8a and 8b in which impurities of a conductivity type different from those of the semiconductor substrate 4 are implanted are formed. . Then, the second impurity regions 8a and 8b
Has a higher impurity concentration than the first impurity regions 6a and 6b, and is formed deeper in the depth direction with respect to the semiconductor substrate 4. Then, the first impurity region 6a and the second impurity region 6a
The impurity region 8a, and the first impurity region 6b and the second impurity region 8b respectively operate as a source region or a drain region.

【0019】一方、このソース領域とドレイン領域に挟
まれた領域には、半導体基板4と同じ導電位型のチャネ
ル領域が形成されている。
On the other hand, in the region sandwiched between the source region and the drain region, a channel region of the same conductivity type as that of the semiconductor substrate 4 is formed.

【0020】従って、図1に示されていように、チャネ
ル領域近傍の第1の不純物領域6a、6bは、その不純
物濃度が薄く浅いために、この部分における空乏層の拡
がりは小さい。このため、素子を微細化し、従来に比べ
ゲート長を短くしても、ゲート電圧のチャネルしきい値
電圧はほとんど変化しない。これにより、短チャネル効
果を抑制することができる。
Therefore, as shown in FIG. 1, the first impurity regions 6a and 6b in the vicinity of the channel region have a small impurity concentration and thus the depletion layer spreads little in this portion. Therefore, even if the element is miniaturized and the gate length is shortened as compared with the conventional one, the channel threshold voltage of the gate voltage hardly changes. Thereby, the short channel effect can be suppressed.

【0021】一方、第1の不純物領域6a及び6bの外
側に、この第1の不純物領域6a、6bより不純物濃度
が濃くかつ不純物拡散が深い第2の不純物領域8a及び
8bが形成されているので、半導体装置としての不純物
領域の不純物濃度は増加する。このため、素子の微細化
は可能となる。
On the other hand, outside the first impurity regions 6a and 6b, the second impurity regions 8a and 8b having a higher impurity concentration and deeper impurity diffusion than the first impurity regions 6a and 6b are formed. The impurity concentration of the impurity region as the semiconductor device increases. Therefore, the element can be miniaturized.

【0022】次に、上記半導体装置の製造方法について
図面に基づいて実施例を2つ掲げて説明する。図2は、
半導体装置の第1の製造工程を説明する図である。ま
た、図3は、半導体装置の第2の製造工程を説明する図
である。図4は、ソース・ドレイン領域とウェル領域4
との深さ方向の不純物プロファイルを示す図である。
Next, a method for manufacturing the above-mentioned semiconductor device will be described with reference to the drawings with reference to two embodiments. Figure 2
It is a figure explaining the 1st manufacturing process of a semiconductor device. FIG. 3 is a diagram for explaining the second manufacturing process of the semiconductor device. FIG. 4 shows the source / drain region and the well region 4.
It is a figure which shows the impurity profile of the depth direction of and.

【0023】まず、第1の実施例について、図2に基い
て説明する。まず、半導体基板4表面上に、SiO2
からなる絶縁膜5を形成し、その絶縁膜5の上部にゲー
ト電極3を形成する。これにより、ゲート電極5の直下
の絶縁膜はゲート酸化膜1として機能する。その後、ゲ
ート電極3の側面に第1のサイドウォール2を形成す
る。この第1のサイドウォール2は、例えば減圧CVD
酸化膜層を付着させた後、異方性エッチングを行い形成
される(ステップ101)。本実施例に用いる減圧CV
D酸化膜としては、例えば数100mTorr以下の圧
力下で、成長温度が400〜500℃で形成されるLT
O(ow emperature xide)、
又は上記同様の減圧下で成長温度が700〜800℃で
形成されるHTO(igh emperature
xide)が掲げられる。なお、ウェル領域4に
は、予め高濃度の不純物が注入されている。例えば、P
MOSトランジスタを形成する場合、ウェル領域には、
+ 型の不純物であるリンのリンイオン(P+ )が本実
施例の場合125keV、2×1013cm-2でイオン注
入されている。
First, the first embodiment will be described with reference to FIG. First, the insulating film 5 made of a SiO 2 film is formed on the surface of the semiconductor substrate 4, and the gate electrode 3 is formed on the insulating film 5. As a result, the insulating film immediately below the gate electrode 5 functions as the gate oxide film 1. Then, the first sidewall 2 is formed on the side surface of the gate electrode 3. The first sidewall 2 is formed by, for example, low pressure CVD.
After depositing the oxide layer, it is formed by anisotropic etching (step 101). Reduced pressure CV used in this example
As the D oxide film, for example, LT formed at a growth temperature of 400 to 500 ° C. under a pressure of several hundred mTorr or less.
O (L ow T emperature O xide ),
Or HTO growth temperature under reduced pressure of the same is formed at 700~800 ℃ (H igh T emperature
O xide) is listed. The well region 4 is preliminarily implanted with a high concentration of impurities. For example, P
When forming a MOS transistor, the well region is
In this embodiment, phosphorus ions (P + ) of phosphorus, which is an n + type impurity, are ion-implanted at 125 keV and 2 × 10 13 cm −2 .

【0024】次に、第1のサイドウォール2をイオン注
入マスクとして、半導体基板4と逆導電位型の不純物の
イオン注入を行う。このときのイオン注入量は、少なめ
として、薄い不純物濃度の第1の不純物領域6を形成す
る(ステップ102)。例えば、PMOSトランジスタ
を形成する場合、注入されるイオンは、p+ 型の不純物
イオンであるBF2 + であり、40keV、2×1015
cm-2でイオン注入される。
Next, using the first sidewall 2 as an ion implantation mask, ion implantation of impurities of the opposite conductivity type to the semiconductor substrate 4 is performed. The ion implantation amount at this time is set to be small, and the first impurity region 6 having a low impurity concentration is formed (step 102). For example, when forming a PMOS transistor, the implanted ions are BF 2 + which is a p + -type impurity ion, 40 keV, 2 × 10 15.
Ion implantation is performed at cm -2 .

【0025】その後、第1のサイドウォール2の側面に
第2のサイドウォール7を形成する。この第2のサイド
ウォール7は、前述同様減圧CVDにより、酸化膜層を
付着させて、異方性エッチングにより形成される(ステ
ップ103)。
After that, the second sidewall 7 is formed on the side surface of the first sidewall 2. The second side wall 7 is formed by anisotropic etching by depositing an oxide film layer by low pressure CVD as described above (step 103).

【0026】更に、第2のサイドウォール7をイオン注
入マスクとして、第1の不純物領域6の一部に半導体基
板4と逆導電位型の不純物のイオン注入を行う。このと
きのイオン注入量は、先のイオン注入量と同様かまたは
それよりも低濃度で行われ、不純物濃度の濃い第2の不
純物領域8が形成される(ステップ104)。例えば、
PMOSトランジスタを形成する場合、注入されるイオ
ンは、p+ 型の不純物であるボロンイオン(B+ )であ
り、本実施例の場合30keV、2×1015cm-2でイ
オン注入される。
Further, using the second sidewall 7 as an ion implantation mask, ion implantation of an impurity having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate 4 is performed on a part of the first impurity region 6. The ion implantation amount at this time is the same as or lower than the previous ion implantation amount, and the second impurity region 8 having a high impurity concentration is formed (step 104). For example,
When forming a PMOS transistor, the ions to be implanted are boron ions (B + ) which are p + type impurities, and in the case of this embodiment, the ions are implanted at 30 keV and 2 × 10 15 cm -2 .

【0027】このように、ソース及びドレイン領域形成
用のイオン注入を第1のサイドウォール2及び第2のサ
イドウォール7の形成後の2回に分けて行うことによ
り、ソース及びドレイン領域のゲート電極3側(チャネ
ル領域側)の不純物濃度を低下させたLDD構造を得る
ことができる。
As described above, the ion implantation for forming the source and drain regions is performed twice after the formation of the first side wall 2 and the second side wall 7, so that the gate electrodes of the source and drain regions are formed. It is possible to obtain an LDD structure in which the impurity concentration on the 3 side (channel region side) is reduced.

【0028】その後、例えば900℃、30分間の熱処
理を行う。
After that, heat treatment is performed at 900 ° C. for 30 minutes, for example.

【0029】次に、第2の実施例について、図3に基い
て説明する。なお、本実施例のステップ201とステッ
プ202は、前述の第1の実施例のステップ101及び
ステップ102と同様であるため、説明を省略する。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. Since step 201 and step 202 of this embodiment are the same as step 101 and step 102 of the above-described first embodiment, the description thereof will be omitted.

【0030】本実施例の場合、第1の不純物領域6を形
成したのち、ゲート電極3の上面及び第1のサイドウォ
ール2の側面を覆うようにレジスト9がパターニングさ
れる(ステップ203)。
In the case of the present embodiment, after forming the first impurity region 6, the resist 9 is patterned so as to cover the upper surface of the gate electrode 3 and the side surface of the first sidewall 2 (step 203).

【0031】そして、このレジスト9をイオン注入マス
クとして、第1の不純物領域6の一部に半導体基板4と
逆導電位型の不純物のイオン注入を行う。このときのイ
オン注入量は、先のイオン注入量と同様かまたはそれよ
りも低濃度で行われ、不純物濃度の濃い第2の不純物領
域8が形成される(ステップ204)。例えば、PMO
Sトランジスタを形成する場合、注入されるイオンは、
+ 型の不純物であるボロンイオン(B+ )であり、本
実施例の場合30keV、2×1015cm-2でイオン注
入される。
Then, using the resist 9 as an ion implantation mask, ions of an impurity having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate 4 are ion-implanted into a part of the first impurity region 6. The ion implantation amount at this time is the same as or lower than the previous ion implantation amount, and the second impurity region 8 having a high impurity concentration is formed (step 204). For example, PMO
When forming an S-transistor, the implanted ions are
It is a boron ion (B + ) which is a p + type impurity, and is ion-implanted at 30 keV and 2 × 10 15 cm −2 in this embodiment.

【0032】その後、900℃、30分間の熱処理を行
い、レジスト9は、ドライエッツング等により除去させ
る。
Then, heat treatment is performed at 900 ° C. for 30 minutes, and the resist 9 is removed by dry etching or the like.

【0033】上記2つの実施例の製造方法によれば、第
2の不純物領域8は、不純物が横方向にほとんど拡がる
ことなく、深さ方向に拡散する。従って、図5に示すよ
うに、PMOSトランジスタ形成において、1回のイオ
ン注入(BF2 + を40keV、2×1015cm-2でイ
オン注入)のみで熱処理を行った場合のソース・ドレイ
ン領域とウェル領域4との(深さ方向の)接合の不純物
プロファイルは急峻となるのに対し、本実施例の場合
は、図4に示すように(深さ方向の)接合の不純物プロ
ファイルがなだらかになる。これにより、接合容量が大
幅に軽減される。
According to the manufacturing methods of the above-described two embodiments, the impurities in the second impurity region 8 diffuse in the depth direction with almost no lateral spread. Therefore, as shown in FIG. 5, in the formation of the PMOS transistor, the source / drain regions are formed by performing the heat treatment only once in the ion implantation (BF 2 + is ion implantation at 40 keV and 2 × 10 15 cm −2 ). While the impurity profile of the junction with the well region 4 (in the depth direction) is steep, in the case of the present embodiment, the impurity profile of the junction (in the depth direction) is gentle as shown in FIG. . This significantly reduces the junction capacitance.

【0034】また、本実施例の場合、不純物拡散層の深
さは、横方向の拡がりに関係なく、2回目のイオン注入
量及び熱処理条件を変更するだけで制御することができ
る。従って、拡散層の深さを十分に確保することができ
るので、コンタクトホール形成時に拡散層の削れ等によ
るリーク電流等を減少させ、素子の歩留まりを十分に確
保することができる。
Further, in the case of this embodiment, the depth of the impurity diffusion layer can be controlled only by changing the ion implantation amount and the heat treatment condition of the second time regardless of the lateral expansion. Therefore, since the depth of the diffusion layer can be sufficiently secured, it is possible to reduce the leakage current and the like due to the abrasion of the diffusion layer at the time of forming the contact hole, and to secure the yield of the element sufficiently.

【0035】なお、本実施例において、PMOSトラン
ジスタを例に取って述べたが、NMOSでも同様である
ことはいうまでもない。
In this embodiment, the PMOS transistor has been described as an example, but it goes without saying that the same applies to the NMOS transistor.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る半導体装置
は、ソース領域及びドレイン領域とウェル領域との接合
の不純物プロファイルはなだらかになる。このため、ソ
ース領域及びドレイン領域とウェル領域との間の接合容
量を軽減することができる。
As described above, in the semiconductor device according to the present invention, the impurity profile of the junction between the source region and the drain region and the well region becomes gentle. Therefore, the junction capacitance between the source and drain regions and the well region can be reduced.

【0037】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、不純物の深さ及び濃さを確保しつつ、ソース領域及
びドレイン領域の横方向の不純物の拡がりを抑制するこ
とができる。また、不純物の注入を2回に分け、かつサ
イドウォールの形成又はレジストパターニングの後に第
2の不純物注入を行うので、チャネル領域近傍の不純物
濃度をそれより遠方の部分の不純物濃度より薄くするこ
とができる。このため、ソース領域及びドレイン領域と
ウェル領域との接合の不純物プロファイルをなだらかに
することができ、かつ素子全体としての不純物濃度を増
加させることができる。
Further, the semiconductor device manufacturing method according to the present invention can suppress the lateral spread of impurities in the source region and the drain region while ensuring the depth and concentration of the impurities. In addition, since the impurity implantation is performed twice and the second impurity implantation is performed after the sidewall formation or resist patterning, the impurity concentration in the vicinity of the channel region can be made lower than the impurity concentration in a portion distant therefrom. it can. Therefore, the impurity profile of the junction between the source region and the drain region and the well region can be made gentle, and the impurity concentration of the entire device can be increased.

【0038】また、上記製造方法は、セルフアラインで
行われるので、ソース領域及びドレイン領域の横方向の
不純物の拡がりを第2のサイドウォールによって効率よ
く抑制することができる。
Further, since the above manufacturing method is carried out by self-alignment, the lateral diffusion of impurities in the source region and the drain region can be efficiently suppressed by the second sidewall.

【0039】一方、レジストパターンは、ゲート領域と
任意にオーバーラップすることができるので、ソース領
域及びドレイン領域の横方向の不純物の拡がりを効率よ
く抑制することができる。
On the other hand, since the resist pattern can arbitrarily overlap the gate region, it is possible to efficiently suppress the lateral diffusion of impurities in the source region and the drain region.

【0040】これにより、上記半導体装置及びその製造
方法によれば、素子の微細化において特に問題となる短
チャネル効果を抑制したトランジシタ特性の優れた素子
を提供することができる。
As a result, according to the semiconductor device and the method for manufacturing the same, it is possible to provide an element having excellent transistor characteristics in which the short channel effect, which is a particular problem in the miniaturization of the element, is suppressed.

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

【図1】本発明に係る半導体装置の実施例を示す断面図
である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】半導体装置の第1の製造工程を説明する図であ
る。
FIG. 2 is a diagram illustrating a first manufacturing process of a semiconductor device.

【図3】半導体装置の第2の製造工程を説明する図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating a second manufacturing process of the semiconductor device.

【図4】本実施例に係る半導体装置のソース・ドレイン
領域とウェル領域との接合の不純物プロファイルを示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing an impurity profile of a junction between a source / drain region and a well region of a semiconductor device according to this example.

【図5】1回のみのイオン注入におけるソース・ドレイ
ン領域とウェル領域との接合の不純物プロファイルを示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an impurity profile of a junction between a source / drain region and a well region in one-time ion implantation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ゲート電極 2 第1のサイドウォール 3 ゲート電極 4 半導体基板(ウェル領域) 5 絶縁膜 6 第1の不純物領域 7 第2のサイドウォール 8 第2の不純物領域 9 レジスト 1 Gate Electrode 2 First Sidewall 3 Gate Electrode 4 Semiconductor Substrate (Well Region) 5 Insulating Film 6 First Impurity Region 7 Second Sidewall 8 Second Impurity Region 9 Resist

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に素子領域を形成し、ここ
にソース領域とドレイン領域と、該ソース領域及びドレ
イン領域間に位置するチャネル領域とを設け、そのチャ
ネル領域に絶縁体膜を介して電界を及ぼすゲート電極を
設けた電界効果トランジスタを有する半導体装置であっ
て、 前記ソース領域及びドレイン領域は、夫々前記チャネル
領域近傍から前記半導体基板の基板面に対して水平方向
に遠ざかるにつれて、該不純物濃度が緩やかに増加して
いることを特徴とする半導体装置。
1. A device region is formed on a semiconductor substrate, a source region and a drain region, and a channel region located between the source region and the drain region are provided therein, and an insulating film is interposed in the channel region. A semiconductor device having a field-effect transistor provided with a gate electrode that exerts an electric field, wherein the source region and the drain region are separated from the channel region in the horizontal direction with respect to the substrate surface of the semiconductor substrate, and the impurity A semiconductor device having a gradual increase in concentration.
【請求項2】 半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する
第1の絶縁膜工程と、 前記第1の絶縁膜の少なくとも一部をゲート絶縁膜と
し、その上方にゲート電極を形成するゲート電極形成工
程と、 前記ゲート電極の両側壁を覆うように第2の絶縁膜から
なる第1のサイドウォールを形成する第1のサイドウォ
ール形成工程と、 素子動作領域として不純物注入領域を形成する第1の不
純物導入工程と、 第1の不純物導入工程後に、更に第1のサイドウォール
の両外側側壁を覆うように第3の絶縁膜からなる第2の
サイドウォールを形成する第2のサイドウォール形成工
程と、 前記不純物注入領域に更に前記第1の不純物導入工程よ
りも深く不純物を注入する第2の不純物注入工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A first insulating film step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate, and a gate in which at least a part of the first insulating film is used as a gate insulating film, and a gate electrode is formed above the gate insulating film. An electrode forming step, a first side wall forming step of forming a first side wall made of a second insulating film so as to cover both side walls of the gate electrode, and an impurity implantation area as an element operating area First impurity introduction step, and second sidewall formation is performed after the first impurity introduction step to further form a second sidewall made of a third insulating film so as to cover both outer sidewalls of the first sidewall. And a second impurity implantation step of further implanting impurities into the impurity implantation region deeper than the first impurity introduction step.
【請求項3】 半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する
第1の絶縁膜工程と、 前記第1の絶縁膜の少なくとも一部をゲート絶縁膜と
し、その上方にゲート電極を形成するゲート電極形成工
程と、 前記ゲート電極の両側壁を覆うように第2の絶縁膜から
なる第1のサイドウォールを形成する第1のサイドウォ
ール形成工程と、 素子動作領域として不純物注入領域を形成する第1の不
純物導入工程と、 第1の不純物導入工程後に、前記ゲート電極の上端部及
び第1のサイドウォールの両外側側壁を覆うようにレジ
ストをパターニングするレジストパターニング工程と、 前記不純物注入領域に更に前記第1の不純物導入工程よ
りも深く不純物を注入する第2の不純物注入工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. A first insulating film step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate, and a gate in which at least a part of the first insulating film is a gate insulating film and a gate electrode is formed above the gate insulating film. An electrode forming step, a first side wall forming step of forming a first side wall made of a second insulating film so as to cover both side walls of the gate electrode, and an impurity implantation area as an element operating area 1. An impurity introducing step, a resist patterning step of patterning a resist so as to cover the upper end portion of the gate electrode and both outer side walls of the first sidewall after the first impurity introducing step, and A second impurity implantation step of implanting impurities deeper than the first impurity introduction step, and a method of manufacturing a semiconductor device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030059452A (en) * 2001-12-29 2003-07-10 주식회사 하이닉스반도체 Method for fabricating transistor having double spacer structure
KR100557537B1 (en) * 2000-12-18 2006-03-03 주식회사 하이닉스반도체 Manufacturing method for semiconductor device
JP2011151409A (en) * 2003-06-20 2011-08-04 Nec Corp Semiconductor device, and method of manufacturing the same

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