JPH08330582A - Mosfet and its manufacture - Google Patents

Mosfet and its manufacture

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Publication number
JPH08330582A
JPH08330582A JP13667195A JP13667195A JPH08330582A JP H08330582 A JPH08330582 A JP H08330582A JP 13667195 A JP13667195 A JP 13667195A JP 13667195 A JP13667195 A JP 13667195A JP H08330582 A JPH08330582 A JP H08330582A
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JP
Japan
Prior art keywords
sidewall
insulating film
source
layer
substrate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP13667195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Nishikawa
哲 西川
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP13667195A priority Critical patent/JPH08330582A/en
Publication of JPH08330582A publication Critical patent/JPH08330582A/en
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide an MOSFET which can suppress short channel effect without increasing overlap capacitance. CONSTITUTION: A gate 14 is formed on a P-type silicon substrate 10 via a gate insulating film 12. Both sides of the gate 14 are provided with a source layer 22 and a drain layer, respectively, via a side wall 20 composed of SiO2 . The side wall 20 consists of a first side wall 16b and a second side wall 18a, where the first side wall 16b is in contact with the gate insulating film 12 and the silicon substrate 10, and in contact with the source layer 18a just above the silicon substrate 10. A second side wall 18a is in contact with the first side wall 16b and overhangs the source layer 22 part which is in contact with the first side wall 16b.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、MOSFETおよび
その製造方法、特にエレベーティッド・ソースドレイン
法を用いたMOSFETの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a MOSFET and its manufacturing method, and more particularly to a MOSFET manufacturing method using an elevated source / drain method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の、MOSFETの製造方法の一例
として、エレベーティッド・ソースドレイン法を用いた
方法が、文献:「Extended abstract of the 1994 Inte
rnational conference on solid state devices and ma
terials (Yokohama,1994)pp.482-484 」に開示されてい
る。エレベーティッド・ソースドレイン法では、ゲート
との間にサイドウォールを介在させてゲートの両側に成
長させたソース・ドレイン層をソース・ドレイン領域の
一部にする。このため、このソース・ドレイン層を厚く
することで、ソース・ドレイン抵抗の低減を図ることが
できる。さらに、この方法では、このソース・ドレイン
層から不純物を拡散させて、浅い接合のソース・ドレイ
ン領域を形成することにより、ショートチャネル効果を
抑制することができる。
2. Description of the Related Art As an example of a conventional MOSFET manufacturing method, a method using an elevated source / drain method is described in a document: "Extended abstract of the 1994 Inte
rnational conference on solid state devices and ma
terials (Yokohama, 1994) pp.482-484 ". In the elevated source / drain method, a side wall is interposed between the gate and the source / drain layer grown on both sides of the gate to form a part of the source / drain region. Therefore, by thickening the source / drain layer, the source / drain resistance can be reduced. Further, according to this method, the short channel effect can be suppressed by diffusing the impurities from the source / drain layers to form the source / drain regions having a shallow junction.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、基板におけ
る不純物の横方向の拡散距離は、縦方向の拡散距離と同
程度である。従って、ソース・ドレインの接合深さを浅
くするために、拡散拡散層を浅くすると、横方向の拡散
距離も短くなってしまう。一方、素子が動作するために
は、ソースドレイン領域とゲート下に形成されるチャネ
ルとが接続される必要がある。このため、ソース・ドレ
インの接合深さを浅くし、かつ、この接続を実現するた
めには、ゲートとソース・ドレイン層との間に介在する
サイドウォールの厚さを薄くする必要がある。
By the way, the diffusion length of impurities in the substrate in the horizontal direction is approximately the same as the diffusion length in the vertical direction. Therefore, if the diffusion diffusion layer is made shallow in order to make the source / drain junction depth shallow, the lateral diffusion distance also becomes short. On the other hand, in order for the device to operate, the source / drain region and the channel formed under the gate must be connected. Therefore, in order to reduce the junction depth of the source / drain and realize this connection, it is necessary to reduce the thickness of the sidewall interposed between the gate and the source / drain layer.

【0004】例えば、この接合深さが40nm程度の場
合、一般に横方向拡散距離は縦方向拡散距離の60〜7
0%であるので、チャネルとの接合を実現するためにサ
イドウォールの厚さを20nm程度に薄くする必要があ
る。
For example, when the junction depth is about 40 nm, the lateral diffusion distance is generally 60 to 7 which is the vertical diffusion distance.
Since it is 0%, it is necessary to reduce the thickness of the sidewall to about 20 nm in order to realize the junction with the channel.

【0005】しかしながら、サイドウォールを薄くする
と、ゲートとソースドレイン間の容量(オーバーラップ
容量)が増大する。その結果、MOSFETの高速動作
の障害になるという問題があった。
However, when the side wall is thinned, the capacitance (overlap capacitance) between the gate and the source / drain increases. As a result, there is a problem that it hinders the high speed operation of the MOSFET.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(第1の発明)この出願に係る第1の発明のMOSFE
Tによれば、第1導電型の基板上にゲート絶縁膜を介し
てゲートを具え、このゲートの両側にサイドウォールを
介してソース層およびドレイン層をそれぞれ具え、この
ソース層および当該ソース層から基板に第2導電型の不
純物が拡散した領域をソース領域とし、このドレイン層
および当該ドレイン層から基板に第2導電型の不純物が
拡散した領域をドレイン領域としてなるMOSFETに
おいて、サイドウォールは、第1サイドウォールおよび
第2サイドウォールからなり、この第1サイドウォール
は、少なくともゲート絶縁膜および基板に接しており、
かつ、ソース層またはドレイン層と基板直上で接してお
り、この第2サイドウォールは、第1サイドウォールに
接し、かつ、第1サイドウォールと接するソース層部分
およびドレイン層部分の上にそれぞれ張り出して設けて
なることを特徴とする。
(First invention) MOSFE of the first invention according to this application
According to T, a gate is provided on a substrate of the first conductivity type via a gate insulating film, and a source layer and a drain layer are provided on both sides of the gate via sidewalls. In the MOSFET in which the region in which the impurities of the second conductivity type are diffused into the substrate is the source region, and the region in which the impurities of the second conductivity type is diffused from this drain layer to the substrate is the drain region, the sidewall is The first side wall and the second side wall are in contact with at least the gate insulating film and the substrate,
Moreover, the second sidewall is in contact with the source layer or the drain layer directly above the substrate, and the second sidewall is in contact with the first sidewall and extends over the source layer portion and the drain layer portion which are in contact with the first sidewall. It is characterized by being provided.

【0007】尚、このMOSFETにおいては、第1お
よび第2ソース・ドレイン層、および拡散層が、ソース
・ドレイン領域に含まれる。
In this MOSFET, the first and second source / drain layers and the diffusion layer are included in the source / drain regions.

【0008】また、ソース・ドレイン層は、ゲート部の
両側のうちのどちらか一方をソースとし、もう一方をド
レインとする。
In the source / drain layer, one of the two sides of the gate portion serves as the source and the other serves as the drain.

【0009】(第2の発明)また、この出願に係る第2
の発明のMOSFETの製造方法によれば、第1導電型
の基板上に、ゲート絶縁膜を介してゲート部を形成する
工程と、このゲート部および露出した基板面を覆う第1
絶縁膜を形成する工程と、この第1絶縁膜に対して1回
目の異方性エッチングを行うことにより、ゲート部の側
壁に第1サイドウォールを形成する工程と、1回目の異
方性エッチングによって露出した基板上に、選択的に第
1ソース・ドレイン層を成長させる工程と、この第1ソ
ース・ドレイン層上およびゲート部の上側を覆う第2絶
縁膜を形成する工程と、この第2絶縁膜に対して2回目
の異方性エッチングを行うことにより、第1サイドウォ
ールの側壁に、第2サイドウォールを形成する工程と、
2回目の異方性エッチングによって露出した第1ソース
・ドレイン層上に、選択的に第2ソース・ドレイン層を
成長させる工程と、熱処理を行うことにより、第1ソー
ス・ドレイン層から基板へ第2導電型の不純物を固相拡
散させて拡散層を形成する工程とを含むことを特徴とす
る。
(Second invention) Further, the second invention according to the present application
According to the method of manufacturing a MOSFET of the invention of claim 1, a step of forming a gate portion on a substrate of the first conductivity type via a gate insulating film, and a first step of covering the gate portion and the exposed substrate surface.
A step of forming an insulating film, a step of forming a first sidewall on the side wall of the gate portion by performing a first anisotropic etching on the first insulating film, and a first anisotropic etching Selectively growing a first source / drain layer on the substrate exposed by the step of forming a second insulating film covering the first source / drain layer and the upper side of the gate portion; A step of forming a second sidewall on the sidewall of the first sidewall by performing a second anisotropic etching on the insulating film;
A step of selectively growing the second source / drain layer on the first source / drain layer exposed by the second anisotropic etching and a heat treatment are performed to remove the first source / drain layer from the first source / drain layer to the substrate. And a step of forming a diffusion layer by solid-phase diffusing two conductivity type impurities.

【0010】尚、このMOSFETにおいては、第1お
よび第2ソース・ドレイン層、および拡散層が、ソース
・ドレイン領域に含まれる。
In this MOSFET, the first and second source / drain layers and the diffusion layer are included in the source / drain regions.

【0011】また、ソース・ドレイン層は、ゲート部の
両側のうちのどちらか一方をソースとし、もう一方をド
レインとする。
In the source / drain layer, one of both sides of the gate portion serves as a source and the other serves as a drain.

【0012】(第3の発明)また、この出願に係る第3
の発明のMOSFETの製造方法によれば、第1導電型
の基板上に、ゲート絶縁膜を介してゲート部を形成する
工程と、このゲート部および露出した基板面を覆う第1
絶縁膜および当該第1絶縁膜と異なる材料からなる第2
絶縁膜を順次に形成する工程と、この第2絶縁膜に対し
て1回目の異方性エッチングを行うことにより、ゲート
部の側壁に、第1絶縁膜を介して第2サイドウォールを
形成する工程と、この第2サイドウォールをエッチング
マスクとして用いて、この第1絶縁膜に対して2回目の
異方性エッチングを行うことにより、ゲート部と第2サ
イドウォールとに挟まれた部分およびこの第2サイドウ
ォールの下側に予備第1サイドウォールを形成する工程
と、この予備第1サイドウォールに対して選択的に等方
性エッチングを行うことにより、少なくともゲート絶縁
膜、基板および第2サイドウォールに接した第1サイド
ウォールを形成する工程と、2回目の異方性エッチング
および等方性エッチングにより露出した基板上に、選択
的にソース・ドレイン層を成長させる工程と、熱処理を
行うことにより、このソース・ドレイン層から基板へ第
2導電型の不純物を固相拡散させて拡散層を形成する工
程とを含むことを特徴とする。
(Third Invention) The third invention according to the present application
According to the method of manufacturing a MOSFET of the invention of claim 1, a step of forming a gate portion on a substrate of the first conductivity type via a gate insulating film, and a first step of covering the gate portion and the exposed substrate surface.
An insulating film and a second material made of a material different from that of the first insulating film
The step of sequentially forming the insulating film and the first anisotropic etching of the second insulating film form the second sidewall on the side wall of the gate portion with the first insulating film interposed therebetween. By using the process and the second sidewall as an etching mask, a second anisotropic etching is performed on the first insulating film to form a portion sandwiched between the gate portion and the second sidewall and A step of forming a preliminary first sidewall below the second sidewall, and at least the gate insulating film, the substrate, and the second sidewall are formed by selectively performing isotropic etching on the preliminary first sidewall. The step of forming the first sidewall in contact with the wall and the selective source / drain etching on the substrate exposed by the second anisotropic etching and isotropic etching are performed. Growing an emission layer, by heat treatment, the impurity of this from the source-drain layer to the substrate a second conductivity type; and a step of forming a diffusion layer by solid-phase diffusion.

【0013】尚、このMOSFETにおいては、ソース
・ドレイン層および拡散層が、ソース・ドレイン領域に
含まれる。
In this MOSFET, the source / drain layer and the diffusion layer are included in the source / drain region.

【0014】また、ソース・ドレイン層は、ゲート部の
両側のうちのどちらか一方がソースとなり、もう一方が
ドレインとなる。
In the source / drain layer, one of both sides of the gate portion serves as a source and the other serves as a drain.

【0015】[0015]

【作用】[Action]

(第1の発明)この出願に係る第1の発明のMOSFE
Tの構造によれば、エレベーティッド・ソースドレイン
を設けたことにより、従来同様、ソース・ドレイン抵抗
の低減を図り、さらに、ソース・ドレイン接合を浅くす
ることによって、ショートチャネル効果を低減すること
ができる。さらに、本発明では、サイドウォールを第1
および第2サイドウォールを以って構成し、第1サイド
ウォールの膜厚を薄くすることによって、基板直上での
ゲート部とソース・ドレイン層との距離を短くし、一
方、第2サイドウォールによって、基板直上部分以外出
のゲート部とソース・ドレイン層との距離を長くしてい
る。その結果、オーバーラップ容量を増やすことなく拡
散層とチャネルを接続することができる。このため、M
OSFETの高速動作が可能となる。
(First invention) MOSFE of the first invention according to this application
According to the structure of T, by providing the elevated source / drain, the source / drain resistance can be reduced as in the conventional case, and further, the short channel effect can be reduced by making the source / drain junction shallow. it can. Further, in the present invention, the sidewall is the first
And the second sidewall, and by reducing the film thickness of the first sidewall, the distance between the gate portion and the source / drain layer immediately above the substrate is shortened, while the second sidewall is used. The distance between the gate portion and the source / drain layer other than the portion directly above the substrate is increased. As a result, the diffusion layer and the channel can be connected without increasing the overlap capacitance. Therefore, M
High-speed operation of the OSFET becomes possible.

【0016】(第2および第3の発明)この出願に係る
第2および第3の発明のMOSFETの製造方法によれ
ば、第1サイドウォールの厚さを制御することによっ
て、オーバーラップ容量を制御することができる。ま
た、第2サイドウォールの厚さを制御することによっ
て、基板特上でのゲート部とソース・ドレイン領域との
水平距離を制御することができる。そして、これらの発
明では、この第1および第2サイドウォールの厚さを個
別に制御することができる。従って、非常に浅いソース
・ドレイン接合を有するMOSFETをオーバーラップ
容量を増加させることなく実現することができる。
(Second and Third Inventions) According to the MOSFET manufacturing method of the second and third inventions of this application, the overlap capacitance is controlled by controlling the thickness of the first sidewall. can do. In addition, by controlling the thickness of the second sidewall, the horizontal distance between the gate portion and the source / drain region on the substrate can be controlled. Then, in these inventions, the thicknesses of the first and second sidewalls can be individually controlled. Therefore, a MOSFET having a very shallow source / drain junction can be realized without increasing the overlap capacitance.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図面を参照して、この出願に係る発明
のMOSFETおよびその製造方法について説明する。
尚、参照する図面は、これらの発明が理解できる程度に
各構成成分の大きさ、形状および配置関係を概略的に示
してあるに過ぎない。従って、これらの発明は図示例に
のみ限定されるものでないことは明らかである。また、
各図では、断面を表すハッチングを一部省略して示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A MOSFET and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
It should be noted that the drawings to be referred to merely schematically show the sizes, shapes, and positional relationships of the respective constituent components to the extent that these inventions can be understood. Therefore, it is obvious that these inventions are not limited to the illustrated examples. Also,
In each drawing, hatching showing a cross section is partially omitted.

【0018】(第1実施例)第1実施例では、図1を参
照して、第1の発明のMOSFETの構造の一例につい
て説明する。図1は、第1実施例のMOSFETの説明
に供する要部断面図であり、ゲート長方向に添った切り
口での縦断面を示す。
(First Embodiment) In the first embodiment, an example of the structure of the MOSFET of the first invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part for explaining the MOSFET of the first embodiment, showing a vertical cross section taken along a gate length direction.

【0019】第1の発明のMOSFETによれば、p型
のシリコン基板10上に厚さ10nmのゲート絶縁膜1
2を介してゲート14を具えている。このゲート14
は、ポリシリコンからなり、ゲート長は0.2μmであ
る。
According to the MOSFET of the first invention, the gate insulating film 1 having a thickness of 10 nm is formed on the p-type silicon substrate 10.
A gate 14 is provided through 2. This gate 14
Is made of polysilicon and has a gate length of 0.2 μm.

【0020】また、このゲート14の両側にSiO2
らなるサイドウォール20を介してソース層22および
ドレイン層をそれぞれ具えている。このソース層22お
よびドレイン層はエピタキシャル成長させたシリコンか
らなる。
A source layer 22 and a drain layer are provided on both sides of the gate 14 with a sidewall 20 made of SiO 2 interposed therebetween. The source layer 22 and the drain layer are made of epitaxially grown silicon.

【0021】また、このソース層22および当該ソース
層からシリコン基板10にn型の不純物を拡散させた拡
散層24をソース領域26とし、一方、このドレイン層
および当該ドレイン層からシリコン基板にn型の不純物
が拡散した領域をドレイン領域としている。この実施例
では、n型の不純物として燐(P)を用いる。
The source layer 22 and the diffusion layer 24 in which n-type impurities are diffused from the source layer to the silicon substrate 10 are used as the source region 26, while the drain layer and the drain layer are n-type to the silicon substrate. The region in which the impurities are diffused is the drain region. In this embodiment, phosphorus (P) is used as the n-type impurity.

【0022】尚、ソース領域とドレイン領域との断面構
成はゲートを挟んで対称であるため、図1ではドレイン
領域の図示を省略する。
Since the source region and the drain region are symmetrical in cross-section with the gate in between, the drain region is not shown in FIG.

【0023】そして、このMOSFETでは、サイドウ
ォール20は、第1サイドウォール16bおよび第2サ
イドウォール18aからなる。
In this MOSFET, the side wall 20 is composed of the first side wall 16b and the second side wall 18a.

【0024】この第1サイドウォール16bは、少なく
ともゲート絶縁膜12およびシリコン基板10に接して
おり、かつ、ソース層18aとシリコン基板10直上で
接している。尚、ドレイン側の構成もソース側と同様と
する。
The first sidewall 16b is in contact with at least the gate insulating film 12 and the silicon substrate 10, and is in contact with the source layer 18a immediately above the silicon substrate 10. The configuration of the drain side is the same as that of the source side.

【0025】また、この第2サイドウォール18aは、
第1サイドウォール20に接し、かつ、第1サイドウォ
ール16aと接するソース層22部分の上にそれぞれ張
り出して設けてある。
The second side wall 18a is
It is provided so as to overhang each of the source layers 22 that are in contact with the first sidewalls 20 and are in contact with the first sidewalls 16a.

【0026】この実施例では、第1サイドウォールの横
方向の幅W1 を20nmとし、第2サイドウォールの張
り出し部の下側で、第1サイドウォールとソース層22
とが接する部分(以下、隣接部とも称する)22aの高
さH1 を30nmとする。この高さH1 を30nmとし
た場合、この隣接部22aの抵抗値はチャネル抵抗より
も小さくなる。例えば、ゲート長が0.2μmの場合の
チャネル抵抗は10kΩ程度であるのに対して、この隣
接部22aの抵抗は約1kΩと小さくなる。また、この
高さH1 を30nmとした場合、ゲート部とソース層と
間の第1サイドウォールを介した容量(C1)は、ゲー
ト部とシリコン基板との間のゲート絶縁膜を介した容量
(C0)に比べて10分の1以下に小さくなる。例え
ば、ゲート長が0.2μm、ゲート絶縁膜の膜厚が10
nmの場合は、第1サイドウォールの厚さを40nm以
下にすれば、C1の容量がC0の容量の10分の1以下
になる。
In this embodiment, the width W 1 of the first side wall in the lateral direction is set to 20 nm, and the first side wall and the source layer 22 are formed below the projecting portion of the second side wall.
The height H 1 of a portion (hereinafter, also referred to as an adjacent portion) 22a that contacts with is 30 nm. When the height H 1 is 30 nm, the resistance value of the adjacent portion 22a becomes smaller than the channel resistance. For example, when the gate length is 0.2 μm, the channel resistance is about 10 kΩ, while the resistance of the adjacent portion 22a is as small as about 1 kΩ. When the height H 1 is 30 nm, the capacitance (C1) through the first sidewall between the gate portion and the source layer is equal to the capacitance through the gate insulating film between the gate portion and the silicon substrate. Compared with (C0), it is less than 1/10. For example, the gate length is 0.2 μm and the gate insulating film thickness is 10 μm.
In the case of nm, if the thickness of the first sidewall is 40 nm or less, the capacitance of C1 becomes 1/10 or less of the capacitance of C0.

【0027】(第2実施例)第2実施例では、図2〜図
4を参照して、第2の発明のMOSFETの製造方法の
一例について説明する。図2の(A)〜(C)は、第2
実施例の説明に供する断面工程図である。図3の(A)
〜(C)は、図2の(C)に続く断面工程図である。図
4の(A)および(B)は、図3の(C)に続く断面工
程図である。尚、各図は、ゲート長方向に添った切り口
での縦断面を示す。尚、ソース領域とドレイン領域との
断面構成はゲートを挟んで対称であるため、各図ではド
レイン領域の図示を省略する。
(Second Embodiment) In the second embodiment, an example of a method for manufacturing the MOSFET of the second invention will be described with reference to FIGS. 2A to 2C show the second
FIG. 6 is a sectional process diagram for explaining the embodiment. (A) of FIG.
2C is a cross-sectional process diagram following FIG. 2C. FIGS. 4A and 4B are sectional process drawings following FIG. 3C. Each drawing shows a vertical cross section taken along the gate length direction. Since the source region and the drain region are symmetrical in cross-section across the gate, the drain region is not shown in each drawing.

【0028】第2実施例では、先ず、p型のシリコン基
板10上に、厚さ10nmのゲート絶縁膜12を介し
て、ポリシリコンからなるゲート14を形成する。この
ゲート14のゲート長は0.2μmである(図2の
(A))。
In the second embodiment, first, the gate 14 made of polysilicon is formed on the p-type silicon substrate 10 via the gate insulating film 12 having a thickness of 10 nm. The gate length of the gate 14 is 0.2 μm ((A) of FIG. 2).

【0029】次に、このゲート部14および露出した基
板10面を覆う第1絶縁膜30を形成する。この実施例
では、第1絶縁膜30として、均一な厚さ20nmのS
iO2 膜30を形成する(図2の(B))。
Next, a first insulating film 30 is formed to cover the gate portion 14 and the exposed surface of the substrate 10. In this embodiment, as the first insulating film 30, S having a uniform thickness of 20 nm is used.
An iO 2 film 30 is formed ((B) of FIG. 2).

【0030】次に、この第1絶縁膜30に対して1回目
の異方性ドライエッチングを行うことにより、ゲート部
14の側壁に第1サイドウォール30aを形成する。こ
のサイドウォールのゲート長方向の幅(厚さ)は、約2
0nmとなる(図2の(C))。
Next, the first side wall 30a is formed on the side wall of the gate portion 14 by performing the first anisotropic dry etching on the first insulating film 30. The width (thickness) of this sidewall in the gate length direction is about 2
It becomes 0 nm ((C) of FIG. 2).

【0031】次に、1回目の異方性エッチングによって
露出した基板10上に、選択エピタキシャル成長によ
り、選択的に第1ソース・ドレイン層(以下、第1エピ
層とも称する)32成長させる。選択エピタキシャル成
長を行うにあたり、この実施例では、基板温度を750
℃、チャンバの圧力40Torrとし、原料ガスとし
て、H2 10L/分、ジクロールシラン100cc/
分、不純物としてPH2 (1000ppmH2 希釈)を
チャンバに供給し、成膜速度6nm/分の条件の下で膜
厚30nmのエピタキシャル層を成長させた。この第1
エピ層の不純物濃度は約3×1020原子/cm3 とな
る。尚、第1エピ層を成長させる際に、ゲート部14上
には、ポリシリコン層34が成長する(図3の
(A))。
Next, the first source / drain layer (hereinafter also referred to as the first epi layer) 32 is selectively grown on the substrate 10 exposed by the first anisotropic etching by selective epitaxial growth. In carrying out the selective epitaxial growth, the substrate temperature is set to 750 in this embodiment.
C., chamber pressure 40 Torr, source gas H 2 10 L / min, dichlorosilane 100 cc /
In addition, PH 2 (diluted to 1000 ppm H 2 ) as an impurity was supplied to the chamber, and an epitaxial layer having a film thickness of 30 nm was grown under the condition of the film formation rate of 6 nm / min. This first
The impurity concentration of the epi layer is about 3 × 10 20 atoms / cm 3 . Incidentally, when the first epi layer is grown, the polysilicon layer 34 grows on the gate portion 14 ((A) of FIG. 3).

【0032】次に、この第1ソース・ドレイン層32上
およびゲート部14の上側(この実施例では、ポリシリ
コン層14a)を覆う第2絶縁膜36を形成する。この
実施例では、第2絶縁膜として、厚さ200nmの窒化
膜を形成する(図3の(B))。
Next, a second insulating film 36 is formed to cover the first source / drain layer 32 and the upper side of the gate portion 14 (polysilicon layer 14a in this embodiment). In this embodiment, a 200 nm-thick nitride film is formed as the second insulating film (FIG. 3B).

【0033】次に、この第2絶縁膜36に対して2回目
の異方性エッチングを行うことにより、第1サイドウォ
ール30aの側壁に、第2サイドウォール36aを形成
する。この第1および第2サイドウォール30aおよび
36aがサイドウォール38を構成する(図3の
(C))。
Then, the second side wall 36a is formed on the side wall of the first side wall 30a by performing the second anisotropic etching on the second insulating film 36. The first and second sidewalls 30a and 36a form the sidewall 38 ((C) of FIG. 3).

【0034】次に、2回目の異方性エッチングによって
露出した第1エピ層32上に、選択エピタキシャル成長
により、選択的に第2ソース・ドレイン層(以下、第2
エピ層とも称する)40を成長させる。第2エピ層34
を成長させるにあたり、この実施例では、基板温度を8
00℃とする他は、第1エピ層の成長時と同一条件で、
成膜速度30nm/分で200nmの膜厚に成長させ
る。第2エピ層の厚さが200nm程度の場合、第2エ
ピ層とゲートとの間の容量は、ゲート部14とシリコン
基板10との間のゲート絶縁膜を介した容量の10分の
1以下になる。10分1以下にするためには、第2エピ
層の厚さは少なくとも100nm程度あれば良い。
Next, the second source / drain layer (hereinafter referred to as the second source / drain layer) is selectively formed on the first epi layer 32 exposed by the second anisotropic etching by selective epitaxial growth.
40) is also grown. Second epi layer 34
In this embodiment, the substrate temperature is set to 8
Other than the temperature of 00 ° C., under the same conditions as the growth of the first epi layer
The film is grown to a film thickness of 200 nm at a film forming rate of 30 nm / min. When the thickness of the second epi layer is about 200 nm, the capacitance between the second epi layer and the gate is 1/10 or less of the capacitance via the gate insulating film between the gate portion 14 and the silicon substrate 10. become. The thickness of the second epi layer may be at least about 100 nm in order to make it equal to or less than 1/10.

【0035】尚、第2エピ層を成長させる際に、ポリシ
リコン層34上には、ポリシリコン層42aが成長す
る。このポリシリコン層42aおよび34およびゲート
部14は、ゲートとして機能する。また、第1および第
2エピ層32および40を合わせてソース・ドレイン層
44とする(図4の(A))。
When the second epi layer is grown, the polysilicon layer 42a is grown on the polysilicon layer 34. The polysilicon layers 42a and 34 and the gate portion 14 function as a gate. In addition, the first and second epi layers 32 and 40 are combined to form a source / drain layer 44 ((A) of FIG. 4).

【0036】次に、850℃の温度下で30分間熱処理
を行うことにより、第1ソース・ドレイン層から基板へ
n型の不純物を固相拡散させて厚さ40nm程度の拡散
層46を形成する。この拡散層46、第1および第2エ
ピ層32および40がソース領域48となる(図4の
(B))。
Next, heat treatment is performed at a temperature of 850 ° C. for 30 minutes to solid-phase diffuse the n-type impurities from the first source / drain layers to the substrate to form a diffusion layer 46 having a thickness of about 40 nm. . The diffusion layer 46 and the first and second epi layers 32 and 40 become the source region 48 ((B) of FIG. 4).

【0037】(第3実施例)第3実施例では、図5〜図
7を参照して、第3の発明のMOSFETの製造方法の
一例について説明する。図5の(A)〜(C)は、第3
実施例の説明に供する断面工程図である。図6の(A)
〜(C)は、図5の(C)に続く断面工程図である。図
7の(A)および(B)は、図6の(C)に続く断面工
程図である。尚、各図は、ゲート長方向に添った切り口
での縦断面を示す。
(Third Embodiment) In the third embodiment, an example of a method for manufacturing the MOSFET of the third invention will be described with reference to FIGS. (A) to (C) of FIG.
FIG. 6 is a sectional process diagram for explaining the embodiment. FIG. 6A
5C is a cross-sectional process diagram following FIG. 5C. 7A and 7B are sectional process drawings following FIG. 6C. Each drawing shows a vertical cross section taken along the gate length direction.

【0038】第3実施例では、先ず、p型のシリコン基
板10上に、厚さ10nmのゲート絶縁膜12を介し
て、ポリシリコンからなるゲート14を形成する。この
ゲート14のゲート長は0.2μmである(図5の
(A))。
In the third embodiment, first, the gate 14 made of polysilicon is formed on the p-type silicon substrate 10 via the gate insulating film 12 having a thickness of 10 nm. The gate length of the gate 14 is 0.2 μm ((A) of FIG. 5).

【0039】次に、このゲート部14および露出したシ
リコン基板10面を覆う第1絶縁膜および当該第1絶縁
膜と異なる材料からなる第2絶縁膜を順次に形成する。
ここでは、先ず、膜厚30nm程度のシリコン酸化膜1
6を形成する(図5の(B))。
Next, a first insulating film covering the gate portion 14 and the exposed surface of the silicon substrate 10 and a second insulating film made of a material different from the first insulating film are sequentially formed.
Here, first, the silicon oxide film 1 having a film thickness of about 30 nm is formed.
6 is formed ((B) of FIG. 5).

【0040】次に、シリコン酸化膜16上に、膜厚20
0nm程度のシリコン窒化膜18を形成する(図5の
(C))。
Next, a film thickness of 20 is formed on the silicon oxide film 16.
A silicon nitride film 18 of about 0 nm is formed ((C) of FIG. 5).

【0041】次に、この第2絶縁膜18に対して1回目
の異方性ドライエッチングを行うことにより、ゲート部
14の側壁に、第1絶縁膜16を介して第2サイドウォ
ール18aを形成する(図6の(A))。
Next, the second insulating film 18 is subjected to the first anisotropic dry etching to form the second side wall 18a on the side wall of the gate portion 14 with the first insulating film 16 interposed therebetween. ((A) of FIG. 6).

【0042】次に、この第2サイドウォール18aをエ
ッチングマスクとして用いて、この第1絶縁膜16に対
して2回目の異方性エッチングを行うことにより、ゲー
ト部14と第2サイドウォール18aとに挟まれた部分
およびこの第2サイドウォール18の下側に予備第1サ
イドウォール16aを形成する(図6の(B))。
Next, the second side wall 18a is used as an etching mask to perform the second anisotropic etching on the first insulating film 16 to form the gate portion 14 and the second side wall 18a. The preliminary first sidewall 16a is formed on the portion sandwiched between the two and the lower side of the second sidewall 18 ((B) of FIG. 6).

【0043】次に、この予備第1サイドウォール16a
に対して選択的に等方性エッチングを行うことにより、
少なくともゲート絶縁膜12、シリコン基板10および
第2サイドウォール18aに接した第1サイドウォール
16bを形成する(図6の(C))。
Next, this spare first sidewall 16a
By performing isotropic etching selectively with respect to
At least the gate insulating film 12, the silicon substrate 10, and the first sidewall 16b in contact with the second sidewall 18a are formed ((C) of FIG. 6).

【0044】次に、2回目の異方性エッチングおよび等
方性エッチングにより露出したシリコン基板10上に、
ソース・ドレイン層(以下、エピ層とも称する)22を
減圧CVD法を用いて選択的にエピタキシャル成長させ
る。(尚、図7では、ソース層22のみを図示する。)
選択エピタキシャル成長を行うにあたり、この実施例で
は、基板温度を750℃、チャンバの圧力40Torr
とし、原料ガスとして、H2 10L/分、ジクロールシ
ラン100cc/分、不純物としてPH2 (1000p
pmH2 希釈)をチャンバに供給する。そして、成膜速
度6nm/分の条件の下で膜厚200nmにエピタキシ
ャル成長させた。この第1エピ層の不純物濃度は約3×
1020原子/cm3 となる。
Next, on the silicon substrate 10 exposed by the second anisotropic etching and isotropic etching,
A source / drain layer (hereinafter, also referred to as an epi layer) 22 is selectively epitaxially grown using a low pressure CVD method. (In FIG. 7, only the source layer 22 is shown.)
In carrying out the selective epitaxial growth, in this embodiment, the substrate temperature is 750 ° C. and the chamber pressure is 40 Torr.
As a source gas, H 2 10 L / min, dichlorosilane 100 cc / min, and impurities PH 2 (1000 p / min)
pmH 2 dilution) into the chamber. Then, the film was epitaxially grown to a film thickness of 200 nm under the condition of the film forming rate of 6 nm / min. The impurity concentration of this first epi layer is about 3 ×
It becomes 10 20 atoms / cm 3 .

【0045】尚、エピ層を成長させる際に、ゲート部1
4上には、ポリシリコン層14aが成長する(図7の
(A))。
When the epi layer is grown, the gate portion 1
A polysilicon layer 14a grows on the surface 4 (FIG. 7A).

【0046】次に、850℃の温度下で30分間熱処理
を行うことにより、ソース・ドレイン層22からシリコ
ン基板10へn型の不純物を固相拡散させて厚さ40n
m程度の拡散層24を形成する。この拡散層24、エピ
層22がソース領域46となる(図7の(B))。
Then, a heat treatment is performed at a temperature of 850 ° C. for 30 minutes to diffuse the n-type impurities from the source / drain layer 22 to the silicon substrate 10 in a solid phase to a thickness of 40 n.
A diffusion layer 24 of about m is formed. The diffusion layer 24 and the epi layer 22 become the source region 46 ((B) of FIG. 7).

【0047】このようにして、第1実施例で説明した構
造のMOSFETが得られる。
In this way, the MOSFET having the structure described in the first embodiment is obtained.

【0048】ところで、基板上に選択的にエピタキシャ
ル層を成長させる場合、成長条件によっては、いわゆる
ファセットが発生することがある。例えば、図11に示
すように、ゲート部の直近の部分にファセットが発生し
た場合、第2サイドウォールを形成しなくとも、オーバ
ーラップ容量を低減することができる。また、ファセッ
トが発生しても、素子の特性上特に問題はない。従っ
て、ファセットをわざと発生させることによりオーバー
ラップ容量を低減し、かつ、接合深さの浅い拡散領域を
形成したMOSFETを得ることも考えられる。しか
し、エピタキシャル層を成長させる際に、ファセットを
再現性良く発生させる条件を設定するのは必ずしも容易
ではない。
By the way, when selectively growing an epitaxial layer on a substrate, so-called facets may occur depending on the growth conditions. For example, as shown in FIG. 11, when a facet is generated in the portion near the gate portion, the overlap capacitance can be reduced without forming the second sidewall. Further, even if facets occur, there is no particular problem in terms of device characteristics. Therefore, it is conceivable to intentionally generate facets to reduce the overlap capacitance and obtain a MOSFET in which a diffusion region having a shallow junction depth is formed. However, when growing an epitaxial layer, it is not always easy to set the conditions for generating facets with good reproducibility.

【0049】この点、この出願に係る発明のMOSFE
Tの製造方法によれば、ファセットの発生の有無を考慮
することなく、即ち、ファセットの発生条件に束縛され
ることなくエピタキシャル成長を容易に行うことができ
る。
In this respect, the MOSFE of the invention according to this application
According to the manufacturing method of T, epitaxial growth can be easily performed without considering the occurrence of facets, that is, without being bound by the facet generation conditions.

【0050】(第4実施例)第4実施例では、図8〜図
10を参照して、第3の発明のMOSFETの製造方法
の一例について説明する。図8の(A)〜(C)は、第
4実施例の説明に供する断面工程図である。図9の
(A)〜(C)は、図8の(C)に続く断面工程図であ
る。図10の(A)および(B)は、図9の(C)に続
く断面工程図である。尚、各図は、ゲート長方向に添っ
た切り口での縦断面を示す。
(Fourth Embodiment) In the fourth embodiment, an example of a method for manufacturing the MOSFET of the third invention will be described with reference to FIGS. FIGS. 8A to 8C are sectional process drawings for explaining the fourth embodiment. 9A to 9C are cross-sectional process diagrams following FIG. 8C. FIGS. 10A and 10B are sectional process drawings following FIG. 9C. Each drawing shows a vertical cross section taken along the gate length direction.

【0051】第4実施例では、先ず、p型のシリコン基
板10上に、厚さ10nmのゲート絶縁膜12を介し
て、ポリシリコンからなるゲート14を形成する。この
ゲート14のゲート長は0.2μmである(図8の
(A))。
In the fourth embodiment, first, the gate 14 made of polysilicon is formed on the p-type silicon substrate 10 via the gate insulating film 12 having a thickness of 10 nm. The gate length of the gate 14 is 0.2 μm ((A) of FIG. 8).

【0052】次に、このゲート部14および露出したシ
リコン基板10面を覆う第1絶縁膜50および当該第1
絶縁膜50と異なる材料からなる第2絶縁膜52を順次
に形成する。ここでは、先ず、膜厚30nm程度のシリ
コン窒化膜50を形成する(図8の(B))。
Next, the first insulating film 50 that covers the gate portion 14 and the exposed surface of the silicon substrate 10 and the first insulating film 50.
A second insulating film 52 made of a material different from that of the insulating film 50 is sequentially formed. Here, first, a silicon nitride film 50 having a film thickness of about 30 nm is formed ((B) of FIG. 8).

【0053】次に、シリコン酸化膜52上に、膜厚20
0nm程度のシリコン酸化膜52を形成する(図8の
(C))。
Next, a film thickness of 20 is formed on the silicon oxide film 52.
A silicon oxide film 52 of about 0 nm is formed ((C) of FIG. 8).

【0054】次に、この第2絶縁膜52に対して1回目
の異方性ドライエッチングを行うことにより、ゲート部
14の側壁に、第1絶縁膜50を介して第2サイドウォ
ール52aを形成する(図9の(A))。
Next, the second insulating film 52 is subjected to the first anisotropic dry etching to form the second sidewall 52a on the side wall of the gate portion 14 with the first insulating film 50 interposed therebetween. ((A) of FIG. 9).

【0055】次に、この第2サイドウォール52aをエ
ッチングマスクとして用いて、この第1絶縁膜50に対
して2回目の異方性エッチングを行うことにより、ゲー
ト部14と第2サイドウォール52aとに挟まれた部分
およびこの第2サイドウォール18の下側に予備第1サ
イドウォール50aを形成する(図9の(B))。
Next, by using this second side wall 52a as an etching mask, the first insulating film 50 is anisotropically etched a second time to form the gate portion 14 and the second side wall 52a. The preliminary first sidewall 50a is formed on the portion sandwiched between the two and the lower side of the second sidewall 18 ((B) of FIG. 9).

【0056】次に、この予備第1サイドウォール50a
に対して選択的に等方性エッチングを行うことにより、
少なくともゲート絶縁膜12、シリコン基板10および
第2サイドウォール18aに接した第1サイドウォール
16bを形成する(図9の(C))。
Next, this spare first sidewall 50a
By performing isotropic etching selectively with respect to
At least the gate insulating film 12, the silicon substrate 10, and the first sidewall 16b in contact with the second sidewall 18a are formed ((C) of FIG. 9).

【0057】次に、2回目の異方性エッチングおよび等
方性エッチングにより露出したシリコン基板10上に、
ソース・ドレイン層(以下、エピ層とも称する)22を
UHV−CVD法を用いて選択的にエピタキシャル成長
させる。(尚、図10では、ソース層22のみを図示す
る。)選択エピタキシャル成長を行うにあたり、この実
施例では、基板温度を600℃、チャンバ内の圧力1×
10-4Torrとし、原料ガスとして、SiH4 10c
c/分、不純物としてPH3 1cc/分(H希釈、1
%)をチャンバに供給し、成膜速度10nm/分の条件
の下で膜厚200nmにエピタキシャル成長させた。こ
の第1エピ層の不純物濃度は約3×1020原子/cm
3 となる。
Next, on the silicon substrate 10 exposed by the second anisotropic etching and isotropic etching,
A source / drain layer (hereinafter, also referred to as an epi layer) 22 is selectively epitaxially grown using the UHV-CVD method. (In FIG. 10, only the source layer 22 is illustrated.) In performing selective epitaxial growth, the substrate temperature is 600 ° C. and the pressure in the chamber is 1 × in this embodiment.
10 -4 Torr, SiH 4 10c as source gas
c / min, PH 3 as an impurity 1 cc / min (H 2 dilution, 1
%) Was supplied to the chamber and the film was epitaxially grown to a film thickness of 200 nm under the condition of the film formation rate of 10 nm / min. The impurity concentration of this first epi layer is about 3 × 10 20 atoms / cm 3.
It becomes 3 .

【0058】尚、エピ層を成長させる際に、ゲート部1
4上には、ポリシリコン層14aが成長する(図10の
(A))。
When the epi layer is grown, the gate portion 1
A polysilicon layer 14a grows on the surface 4 (FIG. 10A).

【0059】次に、850℃の温度下で30分間熱処理
を行うことにより、ソース・ドレイン層22からシリコ
ン基板10へn型の不純物を固相拡散させて厚さ40n
m程度の拡散層24を形成する。この拡散層24、エピ
層22がソース領域46となる(図10の(B))。
Next, heat treatment is performed at a temperature of 850 ° C. for 30 minutes to solid-phase diffuse the n-type impurities from the source / drain layer 22 to the silicon substrate 10 to a thickness of 40 n.
A diffusion layer 24 of about m is formed. The diffusion layer 24 and the epi layer 22 become the source region 46 ((B) of FIG. 10).

【0060】上述した各実施例では、これらの発明を特
定の材料を使用し、特定の条件で形成した例についての
み説明したが、これらの発明は多くの変更および変形を
行うことができる。例えば、上述した各実施例では第1
導電型をp型、第2導電型をn型としたが、これらの発
明では第1導電型をn型、第2導電型をp型としても良
い。
In each of the above-described embodiments, these inventions have been described only with respect to examples in which a particular material is used and are formed under particular conditions, but these inventions can be subjected to many modifications and variations. For example, in each of the above-described embodiments, the first
Although the conductivity type is p-type and the second conductivity type is n-type, in these inventions, the first conductivity type may be n-type and the second conductivity type may be p-type.

【0061】また、上述した各実施例では基板としてシ
リコン基板を用いたが、これらの発明では、シリコン系
基板ならば良く、例えば、シリコン基板上にSiGeま
たはSiCをエピタキシャル成長したものを基板として
も良い。
Although the silicon substrate is used as the substrate in each of the above-described embodiments, a silicon substrate may be used in these inventions. For example, a substrate obtained by epitaxially growing SiGe or SiC on the silicon substrate may be used. .

【0062】また、上述した各実施例では、ソース・ド
レイン層としてシリコンのエピタキシャル層を選択成長
させたが、これらの発明では、例えばポリシリコン層を
選択成長させても良い。また、これらの層として、シリ
コンの代わりに例えばSiGeを選択成長させても良
い。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, the epitaxial layer of silicon is selectively grown as the source / drain layers, but in these inventions, for example, a polysilicon layer may be selectively grown. Further, as these layers, for example, SiGe may be selectively grown instead of silicon.

【0063】また、上述した第2〜4実施例では、異方
性エッチングとして異方性ドライエッチングを行った
が、これらの発明では異方性エッチングとして異方性ウ
エットエッチングを行っても良い。
Further, in the above-described second to fourth embodiments, anisotropic dry etching is performed as anisotropic etching, but in these inventions, anisotropic wet etching may be performed as anisotropic etching.

【0064】また、上述した第2〜4実施例では、ソー
ス・ドレイン層を選択エピタキシャル成長する際に、不
純物をドープしたが、これらの発明では、エピタキシャ
ル成長させた後に、不純物をイオン注入しても良い。
Further, in the above-mentioned second to fourth embodiments, impurities are doped when the source / drain layers are selectively epitaxially grown, but in these inventions, the impurities may be ion-implanted after the epitaxial growth. .

【0065】また、上述した第2〜4実施例では、ソー
ス・ドレイン層を選択エピタキシャル成長する際にゲー
ト部14上にポリシリコン層を成長させたが、これらの
発明では、ゲート部14上には、必ずしもポリシリコン
層を成長させなくとも良い。
Further, in the above-mentioned second to fourth embodiments, the polysilicon layer is grown on the gate portion 14 when the source / drain layers are selectively epitaxially grown, but in these inventions, the polysilicon layer is grown on the gate portion 14. However, it is not always necessary to grow the polysilicon layer.

【0066】[0066]

【発明の効果】【The invention's effect】

(第1の発明)この出願に係る第1の発明のMOSFE
Tの構造によれば、エレベーティッド・ソースドレイン
を設けたことにより、従来同様、ソース・ドレイン抵抗
の低減を図り、さらに、ソース・ドレイン接合を浅くす
ることによって、ショートチャネル効果を低減すること
ができる。さらに、本発明では、サイドウォールを第1
および第2サイドウォールを以って構成し、第1サイド
ウォールの膜厚を薄くすることによって、基板直上での
ゲート部とソース・ドレイン層との距離を短くし、一
方、第2サイドウォールによって、基板直上部分以外出
のゲート部とソース・ドレイン層との距離を長くしてい
る。その結果、オーバーラップ容量を増やすことなく拡
散層とチャネルを接続することができる。このため、M
OSFETの高速動作が可能となる。
(First invention) MOSFE of the first invention according to this application
According to the structure of T, by providing the elevated source / drain, the source / drain resistance can be reduced as in the conventional case, and further, the short channel effect can be reduced by making the source / drain junction shallow. it can. Further, in the present invention, the sidewall is the first
And the second sidewall, and by reducing the film thickness of the first sidewall, the distance between the gate portion and the source / drain layer immediately above the substrate is shortened, while the second sidewall is used. The distance between the gate portion and the source / drain layer other than the portion directly above the substrate is increased. As a result, the diffusion layer and the channel can be connected without increasing the overlap capacitance. Therefore, M
High-speed operation of the OSFET becomes possible.

【0067】(第2および第3の発明)この出願に係る
第2および第3の発明のMOSFETの製造方法によれ
ば、第1サイドウォールの厚さを制御することによっ
て、オーバーラップ容量を制御することができる。ま
た、第2サイドウォールの厚さを制御することによっ
て、基板特上でのゲート部とソース・ドレイン領域との
水平距離を制御することができる。そして、これらの発
明では、この第1および第2サイドウォールの厚さを個
別に制御することができる。従って、非常に浅いソース
・ドレイン接合を有するMOSFETをオーバーラップ
容量を増加させることなく実現することができる。
(Second and Third Inventions) According to the MOSFET manufacturing methods of the second and third inventions of this application, the overlap capacitance is controlled by controlling the thickness of the first sidewall. can do. In addition, by controlling the thickness of the second sidewall, the horizontal distance between the gate portion and the source / drain region on the substrate can be controlled. Then, in these inventions, the thicknesses of the first and second sidewalls can be individually controlled. Therefore, a MOSFET having a very shallow source / drain junction can be realized without increasing the overlap capacitance.

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

【図1】第1実施例のMOSFETの説明に供する要部
断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of essential parts for explaining a MOSFET according to a first embodiment.

【図2】(A)〜(C)は、第2実施例のMOSFET
の製造方法の説明に供する断面工程図である。
2A to 2C are MOSFETs of a second embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional process diagram that is used to describe the manufacturing method of FIG.

【図3】(A)〜(C)は、図2の(C)に続く断面工
程図である。
3A to 3C are sectional process drawings following FIG. 2C.

【図4】(A)および(B)は、図3の(C)に続く断
面工程図である。
4A and 4B are cross-sectional process diagrams following FIG. 3C.

【図5】(A)〜(C)は、第3実施例のMOSFET
の製造方法の説明に供する断面工程図である。
5A to 5C are MOSFETs of a third embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional process diagram that is used to describe the manufacturing method of FIG.

【図6】(A)〜(C)は、図5の(C)に続く断面工
程図である。
6A to 6C are sectional process drawings following FIG. 5C.

【図7】(A)および(B)は、図6の(C)に続く断
面工程図である。
7A and 7B are sectional process drawings following FIG. 6C.

【図8】(A)〜(C)は、第4実施例のMOSFET
の製造方法の説明に供する断面工程図である。
FIG. 8A to FIG. 8C are MOSFETs of a fourth embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional process diagram that is used to describe the manufacturing method of FIG.

【図9】(A)〜(C)は、図8の(C)に続く断面工
程図である。
9A to 9C are sectional process drawings following FIG. 8C.

【図10】(A)および(B)は、図9の(C)に続く
断面工程図である。
10A and 10B are sectional process drawings following FIG. 9C.

【図11】ファセットの説明に供する図である。FIG. 11 is a diagram for explaining facets.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:シリコン基板 12:ゲート絶縁膜 14:ゲート部 14a:ポリシリコン層 16:第1絶縁膜 16a:予備第1サイドウォール 16b:第1サイドウォール 18:第2絶縁膜 18a:第2サイドウォール 20:サイドウォール 22:ソース層 22a:隣接部 24:拡散層 26:ソース領域 30:第1絶縁膜 30a:第1サイドウォール 32:第1ソース・ドレイン層(第1エピ層) 34:ポリシリコン層 36:第2絶縁膜 36a:第2サイドウォール 38:サイドウォール 40:第2ソース・ドレイン層(第2エピ層) 42:ポリシリコン層 44:ソース・ドレイン層 46:拡散層 48:ソース領域 50:第1絶縁膜 50a:予備第1サイドウォール 52:第2絶縁膜 52a:第2サイドウォール 54:サイドウォール 60:絶縁膜 62:シリコンエピタキシャル層 10: Silicon Substrate 12: Gate Insulating Film 14: Gate Part 14a: Polysilicon Layer 16: First Insulating Film 16a: Preliminary First Sidewall 16b: First Sidewall 18: Second Insulating Film 18a: Second Sidewall 20 : Sidewall 22: Source layer 22a: Adjacent part 24: Diffusion layer 26: Source region 30: First insulating film 30a: First sidewall 32: First source / drain layer (first epi layer) 34: Polysilicon layer 36: Second Insulating Film 36a: Second Sidewall 38: Sidewall 40: Second Source / Drain Layer (Second Epi Layer) 42: Polysilicon Layer 44: Source / Drain Layer 46: Diffusion Layer 48: Source Region 50 : First Insulating Film 50a: Preliminary First Sidewall 52: Second Insulating Film 52a: Second Sidewall 54: Sidewall Le 60: insulating layer 62: silicon epitaxial layer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型の基板上にゲート絶縁膜を介
してゲートを具え、 該ゲートの両側にサイドウォールを介してソース層およ
びドレイン層をそれぞれ具え、 該ソース層および当該ソース層から前記基板に第2導電
型の不純物が拡散した領域をソース領域とし、 該ドレイン層および当該ドレイン層から前記基板に第2
導電型の不純物が拡散した領域をドレイン領域としてな
るMOSFETにおいて、 前記サイドウォールは、第1サイドウォールおよび第2
サイドウォールからなり、 該第1サイドウォールは、少なくとも前記ゲート絶縁膜
および前記基板に接しており、かつ、前記ソース層また
は前記ドレイン層と基板直上で接しており、 該第2サイドウォールは、前記第1サイドウォールに接
し、かつ、前記第1サイドウォールと接する前記ソース
層部分および前記ドレイン層部分の上にそれぞれ張り出
して設けてなることを特徴とするMOSFET。
1. A gate is provided on a substrate of the first conductivity type via a gate insulating film, and a source layer and a drain layer are provided on both sides of the gate via sidewalls. A region in which impurities of the second conductivity type are diffused into the substrate is used as a source region, and the drain layer and the second layer from the drain layer to the substrate.
In a MOSFET in which a region in which a conductivity type impurity is diffused is used as a drain region, the sidewall includes a first sidewall and a second sidewall.
The first sidewall is in contact with at least the gate insulating film and the substrate, and is in contact with the source layer or the drain layer immediately above the substrate, and the second sidewall is A MOSFET provided so as to project from the source layer portion and the drain layer portion which are in contact with the first sidewall and are in contact with the first sidewall.
【請求項2】 第1導電型の基板上に、ゲート絶縁膜を
介してゲート部を形成する工程と、 該ゲート部および露出した基板面を覆う第1絶縁膜を形
成する工程と、 該第1絶縁膜に対して1回目の異方性エッチングを行う
ことにより、前記ゲート部の側壁に第1サイドウォール
を形成する工程と、 前記1回目の異方性エッチングによって露出した基板上
に、選択的に第1ソース・ドレイン層を成長させる工程
と、 該第1ソース・ドレイン層上および前記ゲート部の上側
を覆う第2絶縁膜を形成する工程と、 該第2絶縁膜に対して2回目の異方性エッチングを行う
ことにより、前記第1サイドウォールの側壁に、第2サ
イドウォールを形成する工程と、 前記2回目の異方性エッチングによって露出した第1ソ
ース・ドレイン層上に、選択的に第2ソース・ドレイン
層を成長させる工程と、 熱処理を行うことにより、前記第1ソース・ドレイン層
から前記基板へ第2導電型の不純物を固相拡散させて拡
散層を形成する工程とを含むことを特徴とするMOSF
ETの製造方法。
2. A step of forming a gate portion on a first conductivity type substrate with a gate insulating film interposed therebetween, a step of forming a first insulating film covering the gate portion and the exposed substrate surface, Forming a first side wall on the side wall of the gate portion by performing a first anisotropic etching on one insulating film; and selecting a substrate exposed by the first anisotropic etching. The step of growing the first source / drain layer intentionally, the step of forming a second insulating film covering the first source / drain layer and the upper side of the gate portion, and the second time with respect to the second insulating film. Anisotropic etching is performed to form second sidewalls on the sidewalls of the first sidewalls, and selective etching is performed on the first source / drain layers exposed by the second anisotropic etching. First 2 a step of growing a source / drain layer, and a step of forming a diffusion layer by solid-phase diffusing second conductivity type impurities from the first source / drain layer to the substrate by performing heat treatment. MOSF characterized by
ET manufacturing method.
【請求項3】 第1導電型の基板上に、ゲート絶縁膜を
介してゲート部を形成する工程と、 該ゲート部および露出した基板面を覆う第1絶縁膜およ
び当該第1絶縁膜と異なる材料からなる第2絶縁膜を順
次に形成する工程と、 該第2絶縁膜に対して1回目の異方性エッチングを行う
ことにより、前記ゲート部の側壁に、第1絶縁膜を介し
て第2サイドウォールを形成する工程と、 該第2サイドウォールをエッチングマスクとして用い
て、該第1絶縁膜に対して2回目の異方性エッチングを
行うことにより、前記ゲート部と前記第2サイドウォー
ルとに挟まれた部分および該第2サイドウォールの下側
に予備第1サイドウォールを形成する工程と、 該予備第1サイドウォールに対して選択的に等方性エッ
チングを行うことにより、少なくとも前記ゲート絶縁
膜、前記基板および前記第2サイドウォールに接した第
1サイドウォールを形成する工程と、 前記2回目の異方性エッチングおよび前記等方性エッチ
ングにより露出した前記基板上に、選択的にソース・ド
レイン層を成長させる工程と、 熱処理を行うことにより、該ソース・ドレイン層から前
記基板へ第2導電型の不純物を固相拡散させて拡散層を
形成する工程とを含むことを特徴とするMOSFETの
製造方法。
3. A step of forming a gate portion on a first conductivity type substrate via a gate insulating film, and a first insulating film covering the gate portion and the exposed substrate surface and the first insulating film. A step of sequentially forming a second insulating film made of a material, and a first anisotropic etching of the second insulating film to form a second insulating film on the sidewall of the gate portion through the first insulating film. A step of forming a second sidewall, and a second anisotropic etching is performed on the first insulating film using the second sidewall as an etching mask to thereby form the gate portion and the second sidewall. A step of forming a preliminary first sidewall on a portion sandwiched between and and a lower side of the second sidewall; and by performing isotropic etching selectively on the preliminary first sidewall, Forming a first sidewall in contact with the gate insulating film, the substrate, and the second sidewall; and selectively exposing the substrate exposed by the second anisotropic etching and the isotropic etching. A step of growing a source / drain layer on the substrate, and a step of forming a diffusion layer by solid-phase diffusing the impurities of the second conductivity type from the source / drain layer to the substrate by performing heat treatment. And a method for manufacturing a MOSFET.
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