JPH09205151A - 相補型半導体装置の製造方法 - Google Patents

相補型半導体装置の製造方法

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JPH09205151A
JPH09205151A JP8032856A JP3285696A JPH09205151A JP H09205151 A JPH09205151 A JP H09205151A JP 8032856 A JP8032856 A JP 8032856A JP 3285696 A JP3285696 A JP 3285696A JP H09205151 A JPH09205151 A JP H09205151A
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JP
Japan
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region
conductivity type
film
forming
type impurity
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JP8032856A
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Takami Kawakami
隆見 川上
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Sony Corp
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一方の導電型のトランジスタが所謂ポケット
構造であるにも拘らず、全体の電流駆動能力が高い相補
型半導体装置を製造する。 【解決手段】 NMOSトランジスタ形成領域32のみ
にSiN膜43を形成し、BSG膜52で側壁スペーサ
を形成して、アニールを行う。PMOSトランジスタ形
成領域33では、BSG膜52からSi基板31にBが
拡散して、ポケット領域であるN領域51のAsに補償
されることによるP- 領域47のシート抵抗の増大が抑
制される。NMOSトランジスタ形成領域32では、S
iN膜43によってBの拡散が防止されて、N- 領域4
5のシート抵抗は増大しない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、第1及び第2導電
型チャネルトランジスタが共にLDD構造で且つ第2導
電型チャネルトランジスタが所謂ポケット構造である相
補型半導体装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の微細化に伴ってトランジス
タの寸法も縮小しているので、特に、埋め込みチャネル
型であるPMOSトランジスタにおいて、ゲート長のば
らつきによるソース/ドレイン間のパンチスルーが生じ
易くなっている。このため、チャネル領域の深い位置に
N型の所謂ポケット領域を形成して、ドレインからの空
乏層の伸びを抑制している。
【0003】図3は、CMOSトランジスタのうちで上
述の様なポケット構造を有するPMOSトランジスタの
製造方法の一従来例を示している。この一従来例では、
図3(a)に示す様に、Si基板11にゲート酸化膜と
してのSiO2 膜12、ポリサイド層13及びオフセッ
ト用のSiO2 膜14を順次に形成し、SiO2 膜14
及びポリサイド層13をゲート電極のパターンに加工す
る。
【0004】その後、SiO2 膜14等をマスクにし
て、Si基板11の法線に近い方向からBF2 を1×1
13cm-2台のドーズ量でSi基板11にイオン注入し
て、LDD領域としてのP- 領域15を形成する。更
に、SiO2 膜14等をマスクにして、Si基板11の
法線に対して45°程度の方向からAs16を1×10
13cm-2台のドーズ量でSi基板11に斜め回転イオン
注入して、ポケット領域としてのN領域17を形成す
る。
【0005】次に、図3(b)に示す様に、SiO2
21から成る側壁スペーサをポリサイド層13等に形成
し、SiO2 膜14等とSiO2 膜21とをマスクにし
て、Si基板11の法線に近い方向からBF2 を1×1
15cm-2台のドーズ量でSi基板11にイオン注入し
て、ソース/ドレイン領域としてのP+ 領域22を形成
する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、LDD領域
であるP- 領域15とポケット領域であるN領域17と
は、導電型が互いに反対であり、しかも、不純物濃度が
互いに同等程度である。このため、P+ 領域22で覆わ
れなかったP- 領域15のうちでN領域17との重畳領
域23では、P- 領域15のBがN領域17のAsに補
償されて、P- 領域15のシート抵抗が増大する。
【0007】LDD領域であるP- 領域15のシート抵
抗が増大すると、ソース/ドレイン間に電流が流れにく
くなる。従って、図3に示した一従来例で製造したCM
OSトランジスタ中のPMOSトランジスタでは、ポケ
ット構造のためにソース/ドレイン間でパンチスルーが
生じにくくて信頼性が高いが、電流駆動能力は低かっ
た。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の相補型半導体
装置の製造方法は、第1導電型チャネルトランジスタの
チャネル領域に接する相対的に低濃度の第1導電型不純
物領域を半導体基板に形成する工程と、第2導電型チャ
ネルトランジスタのチャネル領域に接する相対的に低濃
度の第2導電型不純物領域を前記半導体基板に形成する
工程と、前記相対的に低濃度の第2導電型不純物領域よ
りも深く且つ前記チャネル領域側へ突出している第1導
電型不純物領域を前記半導体基板に形成する工程と、前
記第1導電型チャネルトランジスタの形成領域にのみ不
純物拡散防止膜を形成する工程と、前記不純物拡散防止
膜を形成した後に、第2導電型不純物を含む側壁スペー
サを前記第1及び第2導電型チャネルトランジスタのゲ
ート電極に形成する工程と、前記第1導電型チャネルト
ランジスタにおける前記側壁スペーサの前記チャネル領
域とは反対側の前記半導体基板に相対的に高濃度の第1
導電型不純物領域を形成する工程と、前記第2導電型チ
ャネルトランジスタにおける前記側壁スペーサの前記チ
ャネル領域とは反対側の前記半導体基板に相対的に高濃
度の第2導電型不純物領域を形成する工程と、前記第2
導電型チャネルトランジスタの前記側壁スペーサに含ま
れている前記第2導電型不純物を前記半導体基板に拡散
させる工程とを具備することを特徴としている。
【0009】請求項2の相補型半導体装置の製造方法
は、前記第2導電型チャネルトランジスタがPMOSト
ランジスタであり、前記側壁スペーサをBSG膜で形成
することを特徴としている。
【0010】本発明による相補型半導体装置の製造方法
では、LDD構造の第1及び第2導電型チャネルトラン
ジスタを製作しており、且つ第2導電型チャネルトラン
ジスタを所謂ポケット構造にしているが、第2導電型不
純物を含む側壁スペーサをゲート電極に形成し、この側
壁スペーサに含まれている第2導電型不純物を第2導電
型チャネルトランジスタの形成領域における半導体基板
に拡散させている。
【0011】このため、第2導電型チャネルトランジス
タの側壁スペーサ下におけるLDD領域の不純物濃度が
高められ、第2導電型チャネルトランジスタがポケット
構造であるにも拘らず、LDD領域の第2導電型不純物
がポケット領域の第1導電型不純物に補償されることに
よるLDD領域のシート抵抗の増大を抑制することがで
きる。
【0012】一方、第2導電型不純物を含む側壁スペー
サは第1導電型チャネルトランジスタのゲート電極にも
形成しているが、側壁スペーサを形成する前に第1導電
型チャネルトランジスタの形成領域にのみ不純物拡散防
止膜を形成しているので、側壁スペーサに含まれている
第2導電型不純物は第1導電型チャネルトランジスタの
形成領域における半導体基板には拡散しない。
【0013】このため、第1導電型チャネルトランジス
タのLDD領域の第1導電型不純物が側壁スペーサから
の第2導電型不純物に補償されることはなく、LDD領
域のシート抵抗の増大を防止することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、CMOSトランジスタの製
造に適用した本発明の一実施形態を、図1、2を参照し
ながら説明する。本実施形態では、図1(a)に示す様
に、Si基板31のNMOSトランジスタ形成領域32
及びPMOSトランジスタ形成領域33に夫々Pウェル
34及びNウェル35を形成した後、Si基板31の表
面に素子分離用のSiO2 膜36を選択的に形成する。
【0015】その後、SiO2 膜36に囲まれている素
子活性領域の表面にゲート酸化膜としてのSiO2 膜3
7を形成し、更に、ポリサイド層41及びオフセット用
のSiO2 膜42を順次に形成する。そして、SiO2
膜42及びポリサイド層41をゲート電極のパターンに
加工した後、膜厚が10nm程度のSiN膜43をCV
D法で全面に堆積させる。
【0016】その後、PMOSトランジスタ形成領域3
3のみをフォトレジスト44で覆い、このフォトレジス
ト44とSiO2 膜42、36等とをマスクにして、A
sを1×1013cm-2台のドーズ量でSi基板31にイ
オン注入して、LDD領域としてのN- 領域45をNM
OSトランジスタ形成領域32に形成する。
【0017】次に、図1(b)に示す様に、フォトレジ
スト44を除去した後、今度は、NMOSトランジスタ
形成領域32のみをフォトレジスト46で覆い、このフ
ォトレジスト46とSiO2 膜42、36等とをマスク
にして、BF2 を1×1013cm-2台のドーズ量でSi
基板31にイオン注入して、LDD領域としてのP-
域47をPMOSトランジスタ形成領域33に形成す
る。
【0018】また、フォトレジスト46とSiO2 膜4
2、36等とをマスクにして、Asを1×1013cm-2
台のドーズ量でSi基板31に斜め回転イオン注入し
て、ポケット領域としてのN領域51をPMOSトラン
ジスタ形成領域33に形成する。
【0019】次に、図1(c)に示す様に、フォトレジ
スト46をマスクにしたエッチングで、PMOSトラン
ジスタ形成領域33の全体からSiN膜43を除去す
る。このとき、SiN膜43とSiO2 膜37との間に
は十分なエッチング選択比を確保することができるの
で、Si基板31までエッチングが進行することはな
い。
【0020】次に、図2(a)に示す様に、フォトレジ
スト46を除去した後、BSG膜52をCVD法で全面
に堆積させ、BSG膜52の全面をエッチバックして、
このBSG膜52から成る側壁スペーサをポリサイド層
41及びSiO2 膜42に形成する。
【0021】次に、PMOSトランジスタ形成領域33
のみをフォトレジスト(図示せず)で覆い、このフォト
レジストとBSG膜52及びSiO2 膜42、36等と
をマスクにして、Asを1×1015cm-2台のドーズ量
でSi基板31にイオン注入して、図2(b)に示す様
に、ソース/ドレイン領域としてのN+ 領域53をNM
OSトランジスタ形成領域32に形成する。
【0022】そして、今度は、NMOSトランジスタ形
成領域32のみをフォトレジスト(図示せず)で覆い、
このフォトレジストとBSG膜52及びSiO2 膜4
2、36等とをマスクにして、BF2 を1×1015cm
-2台のドーズ量でSi基板31にイオン注入して、ソー
ス/ドレイン領域としてのP+ 領域54をPMOSトラ
ンジスタ形成領域33に形成する。
【0023】次に、図2(c)に示す様に、層間絶縁膜
55を堆積させた後、イオン注入で形成した不純物領域
中の不純物を900℃程度の電気炉アニールで活性化さ
せる。この時、PMOSトランジスタ形成領域33で
は、側壁スペーサであるBSG膜52からSi基板31
にBが拡散して、BSG膜52下のP- 領域47の不純
物濃度が高められる。
【0024】このため、P- 領域47とN領域51との
重畳領域でも、P- 領域47のBがN領域51のAsに
補償されることによるP- 領域47のシート抵抗の増大
が抑制される。一方、NMOSトランジスタ形成領域3
2では、SiN膜43が残されてSi基板31の表面等
を覆っている。このため、BSG膜52からSi基板3
1へのBの拡散がSiN膜43によって防止されて、B
SG膜52下のN- 領域45のシート抵抗は増大しな
い。
【0025】以上の工程によって、NMOSトランジス
タ形成領域32及びPMOSトランジスタ形成領域33
にNMOSトランジスタ56及びPMOSトランジスタ
57が夫々製作されたCMOSトランジスタ58が完成
する。
【0026】なお、以上の実施形態では、不純物拡散防
止膜としてSiN膜43を用いたが、SiN膜43以外
の不純物拡散防止膜を用いてもよい。また、以上の実施
形態は、CMOSトランジスタの製造に本発明を適用し
たものであるが、CMOSトランジスタ以外の相補型の
電界効果型半導体装置の製造にも本発明を適用すること
ができる。
【0027】
【発明の効果】本発明による相補型半導体装置の製造方
法では、第2導電型チャネルトランジスタがポケット構
造であるにも拘らず、LDD領域の第2導電型不純物が
ポケット領域の第1導電型不純物に補償されることによ
るLDD領域のシート抵抗の増大を抑制することがで
き、しかも、第1導電型チャネルトランジスタにおける
LDD領域のシート抵抗の増大を防止することもでき
る。
【0028】このため、第2導電型チャネルトランジス
タのソース/ドレイン間でパンチスルーが生じにくくて
信頼性が高く、且つ、第1及び第2導電型チャネルトラ
ンジスタの何れにおいても電流駆動能力が高い相補型半
導体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の前半の工程を順次に示す
側断面図である。
【図2】一実施形態の後半の工程を順次に示す側断面図
である。
【図3】本発明の一従来例の途中の工程を順次に示す側
断面図である。
【符号の説明】
31 Si基板 41 ポリサイド層 43 SiN膜 45 N- 領域 47 P- 領域 51 N領域 52 BSG膜 53 N+ 領域 54 P+ 領域 56 NMOSトランジスタ 57 PMOSトランジスタ 58 CMOSトランジスタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型チャネルトランジスタのチャ
    ネル領域に接する相対的に低濃度の第1導電型不純物領
    域を半導体基板に形成する工程と、 第2導電型チャネルトランジスタのチャネル領域に接す
    る相対的に低濃度の第2導電型不純物領域を前記半導体
    基板に形成する工程と、 前記相対的に低濃度の第2導電型不純物領域よりも深く
    且つ前記チャネル領域側へ突出している第1導電型不純
    物領域を前記半導体基板に形成する工程と、 前記第1導電型チャネルトランジスタの形成領域にのみ
    不純物拡散防止膜を形成する工程と、 前記不純物拡散防止膜を形成した後に、第2導電型不純
    物を含む側壁スペーサを前記第1及び第2導電型チャネ
    ルトランジスタのゲート電極に形成する工程と、 前記第1導電型チャネルトランジスタにおける前記側壁
    スペーサの前記チャネル領域とは反対側の前記半導体基
    板に相対的に高濃度の第1導電型不純物領域を形成する
    工程と、 前記第2導電型チャネルトランジスタにおける前記側壁
    スペーサの前記チャネル領域とは反対側の前記半導体基
    板に相対的に高濃度の第2導電型不純物領域を形成する
    工程と、 前記第2導電型チャネルトランジスタの前記側壁スペー
    サに含まれている前記第2導電型不純物を前記半導体基
    板に拡散させる工程とを具備することを特徴とする相補
    型半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記第2導電型チャネルトランジスタが
    PMOSトランジスタであり、 前記側壁スペーサをBSG膜で形成することを特徴とす
    る請求項1記載の相補型半導体装置の製造方法。
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Cited By (5)

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