JPH09275149A - 相補式mos電界効果トランジスタの製造方法 - Google Patents

相補式mos電界効果トランジスタの製造方法

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JPH09275149A
JPH09275149A JP8116878A JP11687896A JPH09275149A JP H09275149 A JPH09275149 A JP H09275149A JP 8116878 A JP8116878 A JP 8116878A JP 11687896 A JP11687896 A JP 11687896A JP H09275149 A JPH09275149 A JP H09275149A
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JP8116878A
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Shiken O
志賢 王
Minryo Chin
民良 陳
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TAIWAN MOSHII DENSHI KOFUN YUGENKOSHI
TAIWAN MOSHII DENSHI KOFUN YUU
TAIWAN MOSHII DENSHI KOFUN YUUGENKOUSHI
Original Assignee
TAIWAN MOSHII DENSHI KOFUN YUGENKOSHI
TAIWAN MOSHII DENSHI KOFUN YUU
TAIWAN MOSHII DENSHI KOFUN YUUGENKOUSHI
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マスク使用回数の少ない相補式MOS電界効
果トランジスタ製造方法の提供。 【解決手段】 ダブルスペーサ形成或いは厚いスペーサ
形成及び大角度イオンレイアウトを利用してマスクの使
用を減少し、ライトドープドレイン(LDD:Ligh
t Doped Drain)構造を完成し、素子寸法
の縮小化に伴うショートチャネル効果発生という問題を
有効に解決し、マスク使用回数を減らし且つダブルスペ
ーサを形成する方法により、後続の自動整列シリコン化
合物の構造に有利とし、優れたトランジスタ特性を得
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一種のダブルスペ
ーサ(Double Spacer)形成と大角度イオ
ンレイアウトを利用するか、或いは厚いスペーサと大角
度イオンレイアウトを利用した相補式MOS電界効果ト
ランジスタの製造方法に関し、マスクの使用回数を減少
し、並びに優れたトランジスタ特性を得られるものに関
する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子の構造はますます小型化する
傾向にあり、精密な製造方法の開発と進歩が続いてい
る。素子寸法の縮小化に伴い、ゲート極も縮減され、チ
ャネル(channel)長度も縮減される。チャネル
長度がサブミクロン以下の時、いわゆるショートチャネ
ル効果(Short Channel Effect)
が発生し、その中、ショートチャネル効果により引き起
こされるnチャネルMOSトランジスタ中のホットキャ
リア効果(Hot Carrier Effect)と
pチャネルMOSトランジスタ中のパンチスルー効果
(Punchthrough Effect)には最も
注意を払うべきである。ホットキャリアの発生は、即ち
素子寸法の縮減により起こり、電源を一定値に保持した
場合に、素子の横向電場が大量に増加し、且つドレイン
極付近に集中してホットキャリアを発生させる。このほ
か、素子中の横向電場はnチャネル中の電子に大きなエ
ネルギーを獲得させ、移動する電子と正孔のペアを発生
させる。その中、一部のホットキャリアは電場の影響を
受けてゲート極の酸化層に進入し、素子のしきい値電圧
を変化させるほか、飽和電流(saturatio
n current)、トランスコンダクタンス(Tr
ansconductanse)、キャリア移動率(C
arrier Mobility)がいずれも影響を受
けて少なくなったり或いは低下する。一般には、ライト
ドープドレイン(Light DopedDrain)
方式によりnチャネルMOSトランジスタ中のホットキ
ャリア効果を改善しているが、pチャネルMOSトラン
ジスタについては、チャネル長さが0.6ミクロンより
小さい時、パンチスルー効果が非常に厳重となるほか、
ホットキャリア効果がpチャネル素子のしきい値電圧
(Threshold Voltage)を変化させ
絶対値を減少させ、漏電流を発生する。パンチスル
ー効果を減少し、漏電流現象を改善するために、従来の
製造プロセスではライトドープドレイン構造を採用して
いるほか、有効パンチスルー阻止(EffectPun
chthrough Stopper:EPS)構造
(或いはPocket 構造と称される)を以て有効に
漏電流現象を改善している。以下に、nチャネルとpチ
ャネルの従来の LDD MOSトランジスタ素子の製
造プロセスを説明する。 1.一つのp型シリコン基板1を提供し、電場酸化体
2、p型量子井戸3、n型量子井戸4を形成し、さらに
一つのゲート極酸化層5(Gate Oxide)を成
長させる。該ゲート極酸化層5の厚度は1000オング
ストロームとされる(図1参照)。 2.低圧化学気相成長法で第1ポリシリコン層6を形成
し並びに不純物を混ぜ、その後、さらに二酸化シリコン
層7を形成し、その後、さらに一つのマスクを応用して
ゲート極を定める(図2参照)。 3.マスク8を応用し、リンイオン9を用いて、n
LDDのイオン拡散を行う。イオン剤量は3E13cm
−2、イオンエネルギー量は30KeVとされ、以てn
型LDD不純物混入区10を形成する(図3参照)。 4.マスク11を利用し、エネルギー量約30KeV)
濃度は1E13cm−2のBFイオン12を用いてp
型LDD不純物混入を進行し、混入区13を形成する
(図4参照)。 5.バッファ層堆積の後、単向性のエッチングを行い、
ゲート電極パターンの二側にスペーサ14を形成する。
その厚さは約400〜1000オングストロームとされ
る(図5参照)。 6.マスク15を用いて、エネルギー量40KeV、濃
度4E15cm−2のひ素イオン16を用いて第1n+
型不純物を混入し、混入区17を形成する(図6参
照)。 7.マスク18を用いて、エネルギー量50KeV、濃
度4E15cm−2BF19を用いて第1p+型不純
物を混入し、混入区20を形成する(図7参照)。 8.電場酸化層とデバイス区域上に、化学気相成長法
(CVD)でその他のイオンが混入していない一つの二
酸化シリコン層を形成し、これをNSG(Neutra
l Silicate Glass)絶縁層21と称
し、該絶縁層21上にさらにCVD法でホウリン不純物
の二酸化ケイ素(SiO)を堆積し、ホウリンケイ酸
塩ガラス(BPSG:Boronphosphosil
icateGlass)層22を形成する(図8参
照)。 9.マスク23を利用し、伝統のエッチング技術で、図
9に示される接触窓パターンを制定する。 10.マスク24を利用し、エネルギー量50KeV、
濃度4E15cm−2のBF25で第2p+型不純物
混入を進行し、p型接触窓区のイオン混入区26を形成
する(図10参照)。 11.マスク27を用いて、エネルギー量40KeV、
濃度4E15cm−2のひ素28を用いて第2n+型不
純物を混入し、n型接触窓区のイオン混入区26を形成
する(図10参照)。混入区29を形成する(図11参
照)。図1から図11に示されるステップにより、pチ
ャネルとnチャネルライトドープドレイン(LDD:L
ight Doped Drain)MOSトランジス
タが完成する。即ち7回のマスク使用でLDD構造が完
成する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術におけるマ
スクの使用回数の増加は製造プロセスの複雑性、コスト
及び時間を増すのみならず、余分のマスクの使用の下
で、その他のプロセス変数、例えば不必要な微粒子の存
在を招き、その製品の特性の不安定さを増す。このた
め、よりマスクの使用回数をより少なくすることが重要
な課題となる。このほか、上述の従来の製造プロセスで
は素子の電場分布の最適化(optimize)が容易
でなく、ホットキャリア効果は依然として厳重であっ
た。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、一つ
のシリコン基板上にnチャネル電界効果トランジスタと
pチャネル電界効果トランジスタを形成可能であり、 (a) すでに少なくともp型量子井戸、n型量子井
戸、複数のゲート極が形成してある上記シリコン基板を
提供する (b) 上記複数のゲート極をマスクとし、基板全面に
対してn型イオン小角度混入を進行し、以て第1n型
イオン混入区を形成する (c) 第1スペーサを形成する (d) pチャネル電界効果トランジスタを形成したい
区域を遮蔽し、第1n+型イオン小角度混入を進行し、
第2n型イオン混入区を形成する (e) 第2スペーサを形成する (f) pチャネル電界効果トランジスタを形成したい
区域を遮蔽し、第2n+型イオン小角度混入を進行し、
第3n型イオン混入区を形成する (g) nチャネル電界効果トランジスタを形成したい
区域を遮蔽し、p型イオン大角度混入を進行し、第1
p型イオン混入区を形成し、さらにp+型イオン小角度
混入を進行し、第2p型イオン混入区を形成する (h) 電場酸化層とトランジスタデバイス上に、絶縁
層を成長させる (i) 一部の絶縁層をエッチングし、接触窓を形成す
る、 以上の(a)から(i)の製造ステップを包括してな
る、相補式MOS電界効果トランジスタの製造方法とし
ている。
【0005】請求項2の発明は、請求項1の相補式MO
S電界効果トランジスタの製造方法で、その中、イオン
小角度混入は、基板に垂直な方向に対して0度から7度
傾いた角度で進行する、製造方法としている。
【0006】請求項3の発明は、請求項1の相補式MO
S電界効果トランジスタの製造方法で、その中、イオン
大角度混入は、基板に垂直な方向に対して20度から7
0度傾いた角度で進行する、製造方法としている。
【0007】請求項4の発明は、請求項1の相補式MO
S電界効果トランジスタの製造方法で、その中、n
イオン小角度混入は、基板に垂直な方向に対して0度か
ら7度傾いた角度で進行し、混入する不純物は、濃度5
E12cm−2〜5E13cm−2、エネルギー量30
〜80KeVのリンとする、製造方法としている。
【0008】請求項5の発明は、請求項1の相補式MO
S電界効果トランジスタの製造方法で、その中、第1ス
ペーサの幅は、400オングストロームから1000オ
ングストロームとする、製造方法としている。
【0009】請求項6の発明は、請求項1の相補式MO
S電界効果トランジスタの製造方法で、その中、第1n
+型イオン混入は、基板に垂直な方向に対して0度から
7度傾いた角度で進行し、混入する不純物は、濃度1E
15cm−2〜5E15cm−2、エネルギー量60〜
90KeVの砒素とする、製造方法としている。
【0010】請求項7の発明は、請求項1の相補式MO
S電界効果トランジスタの製造方法で、その中、第2ス
ペーサの幅は、800オングストロームから2000オ
ングストロームとする、製造方法としている。
【0011】請求項8の発明は、請求項1の相補式MO
S電界効果トランジスタの製造方法で、その中、第2n
+型イオン混入は、基板に垂直な方向に対して0度から
7度傾いた角度で進行し、混入する不純物は、濃度3E
15cm−2〜6E15cm−2、エネルギー量30〜
80KeVのリンとする、製造方法としている。
【0012】請求項9の発明は、請求項1の相補式MO
S電界効果トランジスタの製造方法で、その中、p
イオン混入は、基板に垂直な方向に対して20度から7
0度傾いた角度で進行し、混入する不純物は、濃度1E
13cm−2〜3E13cm−2、エネルギー量30〜
120KeVの二フッ化ホウ素(BF)とする、製造
方法としている。
【0013】請求項10の発明は、請求項1の相補式M
OS電界効果トランジスタの製造方法で、その中、p+
型イオン混入は、基板に垂直な方向に対して0度から7
度傾いた角度で進行し、混入する不純物は、濃度2E1
5cm−2〜6E15cm−2、エネルギー量30〜6
0KeVの二フッ化ホウ素(BF)とする、製造方法
としている。
【0014】請求項11の発明は、請求項1の相補式M
OS電界効果トランジスタの製造方法で、その中、p
型イオン混入とp+型イオン混入の順序は交換可能とす
る、製造方法としている。
【0015】請求項12の発明は、請求項1の相補式M
OS電界効果トランジスタの製造方法で、その中、電場
酸化層とトランジスタデバイス上に成長させる絶縁層
は、ケイ酸塩ガラス(NSG:Neutral Sil
icate Glass)或いはホウリンケイ酸塩ガラ
ス(BPSG:Boronphosphosilica
te Glass)の絶縁層とする、製造方法としてい
る。
【0016】請求項13の発明は、一つのシリコン基板
上にnチャネル電界効果トランジスタとpチャネル電界
効果トランジスタを形成可能であり、 (a) すでに少なくともp型量子井戸、n型量子井
戸、複数のゲート極が形成してある上記シリコン基板を
提供する (b) 第1スペーサを形成する (c) pチャネル電界効果トランジスタを形成したい
区域を遮蔽し、n型イオン混入を、基板に垂直な方向
に対して少なくとも20度傾いた角度で進行し、以て第
1n型イオン混入区を形成し、その後、第1n+型イオ
ン混入を進行し、第2n型イオン混入区を形成する (d) 第2スペーサを形成する (e) pチャネル電界効果トランジスタを形成したい
区域を遮蔽し、第2n+型イオン小角度混入を進行し、
第3n型イオン混入区を形成する (f) nチャネル電界効果トランジスタを形成したい
区域を遮蔽し、p型イオン混入を、基板に垂直な方向
に対して少なくとも20度傾いた角度で進行し、第1p
型イオン混入区を形成し、さらにp+型イオン混入を進
行し、第2p型イオン混入区を形成する (g) 電場酸化層とトランジスタデバイス上に、絶縁
層を成長させる (h) 一部の絶縁層をエッチングし、接触窓を形成す
る、 以上の(a)から(h)の製造ステップを包括してな
る、相補式MOS電界効果トランジスタの製造方法とし
ている。
【0017】請求項14の発明は、請求項13の相補式
MOS電界効果トランジスタの製造方法で、その中、第
1スペーサの幅は、400オングストロームから100
0オングストロームとする、製造方法としている。
【0018】請求項15の発明は、請求項13の相補式
MOS電界効果トランジスタの製造方法で、その中、n
型イオン混入は、基板に垂直な方向に対して20度か
ら70度傾いた角度で進行し、混入する不純物は、濃度
5E12cm−2〜5E13cm−2、エネルギー量3
0〜80KeVの砒素とする、製造方法としている。
【0019】請求項16の発明は、請求項13の相補式
MOS電界効果トランジスタの製造方法で、その中、第
1n+型イオン混入は、基板に垂直な方向に対して0度
から7度傾いた角度で進行し、混入する不純物は、濃度
1E15cm−2〜5E15cm−2、エネルギー量6
0〜90KeVのリンとする、製造方法としている。
【0020】請求項17の発明は、請求項13の相補式
MOS電界効果トランジスタの製造方法で、その中、第
2スペーサの幅は、800オングストロームから200
0オングストロームとする、製造方法としている。
【0021】請求項18の発明は、請求項13の相補式
MOS電界効果トランジスタの製造方法で、その中、第
2n+型イオン混入は、基板に垂直な方向に対して0度
から7度傾いた角度で進行し、混入する不純物は、濃度
3E15cm−〜6E15cm−2、エネルギー量3
0〜80KeVのリンとする、製造方法としている。
【0022】請求項19の発明は、請求項13の相補式
MOS電界効果トランジスタの製造方法で、その中、p
型イオン混入は、基板に垂直な方向に対して20度か
ら70度傾いた角度で進行し、混入する不純物は、濃度
1E13cm−2〜3E13cm−2、エネルギー量3
0〜120KeVの二フッ化ホウ素(BF)とする、
製造方法としている。
【0023】請求項20の発明は、請求項13の相補式
MOS電界効果トランジスタの製造方法で、その中、p
+型イオン混入は、基板に垂直な方向に対して0度から
7度傾いた角度で進行し、混入する不純物は、濃度2E
15cm−2〜6E15cm−2、エネルギー量30〜
60KeVの二フッ化ホウ素(BF)とする、製造方
法としている。
【0024】請求項21の発明は、請求項13の相補式
MOS電界効果トランジスタの製造方法で、その中、電
場酸化層とトランジスタデバイス上に成長させる絶縁層
は、いかなる不純物も混入していない二酸化ケイ素(N
SG:Neutral Silicate Glas
s)或いはホウリンケイ酸塩ガラス(BPSG:Bor
onphosphosilicate Glass)よ
りなるものとする、製造方法としている。
【0025】請求項22の発明は、請求項13の相補式
MOS電界効果トランジスタの製造方法で、その中、n
型イオン混入と第1n+型イオン混入の順序は交換可
能とする、製造方法としている。
【0026】請求項23の発明は、請求項13の相補式
MOS電界効果トランジスタの製造方法で、その中、p
型イオン混入とp+型イオン混入の順序は交換可能と
する、製造方法としている。
【0027】請求項24の発明は、一つのp型シリコン
基板上にnチャネル電界効果トランジスタとpチャネル
電界効果トランジスタを形成可能であり、 (a) すでに少なくともp型量子井戸、n型量子井
戸、複数のゲート極、及びゲート極酸化層が形成してあ
る上記シリコン基板を提供する (b) 上記複数のゲート極をマスクとして基板全面に
第1n型イオン大角度混入を進行し、以て第1n
イオンライトドープドレイン(LDD:Light D
oped Drain)混入区を形成し、該第1n
イオン大角度混入は基板に垂直な方向に対して少なくと
も20度傾いた角度で進行する (c) 第1スペーサを形成する (d) 第1マスクを応用し、pチャネル電界効果トラ
ンジスタを形成したい区域を遮蔽し、第1n+型イオン
混入を、基板に垂直な方向に対して少なくとも20度傾
いた角度で進行し、以て第1n+型イオン混入区を形成
し、マスクを除去せず、さらに第2n+型イオン混入を
進行し、第2n+型イオン混入区を形成する (e) 第2マスクを利用し、nチャネル電界効果トラ
ンジスタを形成したい区域を遮蔽し、p型イオン混入
を、基板に垂直な方向に対して少なくとも20度傾いた
角度で進行し、以てp型イオン混入区を形成し、マス
クを除去せず、さらに第1p+型イオン混入を進行し、
第1p+型イオン混入区を形成する (f) 電場酸化層とトランジスタデバイス上に、絶縁
層を成長させる (g) 第3マスクを利用し、従来のリソグラフィー技
術を利用し、電場酸化層とゲート極の間の絶縁層をエッ
チングして除去し、部分的に第2n+型イオン混入区と
第1p+型イオン混入区を露出させて、接触窓を形成す
る、 以上の(a)から(g)の製造ステップを包括してな
る、相補式MOS電界効果トランジスタの製造方法とし
ている。
【0028】請求項25の発明は、請求項24の相補式
MOS電界効果トランジスタの製造方法で、その中、n
型イオン混入は、基板に垂直な方向に対して30度か
ら40度傾いた角度で進行する、製造方法としている。
【0029】請求項26の発明は、請求項24の相補式
MOS電界効果トランジスタの製造方法で、その中、n
型イオン混入における混入する不純物は、濃度5E1
2cm−2〜5E13cm−2、エネルギー量30〜8
0KeVのリンとする、製造方法としている。
【0030】請求項27の発明は、請求項24の相補式
MOS電界効果トランジスタの製造方法で、その中、第
1n+型イオン混入は、基板に垂直な方向に対して20
度から70度傾いた角度で進行し、混入する不純物は、
濃度1E15cm−2〜5E15cm−2、エネルギー
量60〜90KeVの砒素とする、製造方法としてい
る。
【0031】請求項28の発明は、請求項24の相補式
MOS電界効果トランジスタの製造方法で、その中、ス
ペーサの幅は、0.2ミクロンから0.4ミクロンとす
る、製造方法としている。
【0032】請求項29の発明は、請求項24の相補式
MOS電界効果トランジスタの製造方法で、その中、第
2n+型イオン混入は、基板に垂直な方向に対して0度
から7度傾いた角度で進行し、混入する不純物は、濃度
3E15cm−2〜6E15cm−2、エネルギー量3
0〜80KeVのリンとする、製造方法としている。
【0033】請求項30の発明は、請求項24の相補式
MOS電界効果トランジスタの製造方法で、その中、p
型イオン混入は、基板に垂直な方向に対して20度か
ら70度傾いた角度で進行し、混入する不純物は、濃度
1E13cm−2〜3E13cm−2、エネルギー量3
0〜120KeVの二フッ化ホウ素(BF)とする、
製造方法としている。
【0034】請求項31の発明は、請求項24の相補式
MOS電界効果トランジスタの製造方法で、その中、第
1p+型イオン混入は、基板に垂直な方向に対して0度
から7度傾いた角度で進行し、混入する不純物は、濃度
2E15cm−2〜6E15cm−2、エネルギー量3
0〜60KeVの二フッ化ホウ素(BF)とする、製
造方法としている。
【0035】請求項32の発明は、請求項24の相補式
MOS電界効果トランジスタの製造方法で、その中、電
場酸化層とトランジスタデバイス上に成長させる絶縁層
は、いかなる不純物も混入していない二酸化ケイ素(N
SG:Neutral Silicate Glas
s)或いはホウリンケイ酸塩ガラス(BPSG:Bor
onphosphosilicate Glass)よ
りなるものとする、製造方法としている。
【0036】
【発明の実施の形態】本発明の第1及び第2実施例の主
な目的は、ダブルスペーサ及び大角度のイオンレイアウ
トの相補式電界効果トランジスタ(CMOSFET)の
製造方法を提供することにあり、該方法は、ショートチ
ャネルデバイス(Short Channel Dev
ice)に、ダブルスペーサの技術を利用することで、
適当な条件を選択し、ソースとドレインを形成するLD
D構造を相互に独立させて、相互作用を最小とし、極め
て優れたトランジスタの特性を得ることに加え、大角度
イオンレイアウト技術を利用してダブルスペーサLDD
構造を形成し、マスクの使用回数を減少し、製造プロセ
スの複雑性、コスト、及び時間を低減し、また、余分の
マスクの使用による製造プロセス変数を招かず、有効に
製品特性の不安定性を低くすることにある。
【0037】本発明の第1実施例の製造方法は以下のス
テップよりなる。 a) 一つのp型シリコン基板を提供し、電場酸化層、
p型量子井戸、n型量子井戸を形成して厚度約1000
オングストロームの一つのゲート極酸化層(Gate
Oxide)を成長させる: b)低圧化学気相成長法(Low Pressure
Chemical Vapor Depositio
n:LPCVD)で、第1ポリシリコン層を形成すると
共に不純物を混入し、さらに二酸化シリコン層をその上
に形成し、並びにポリシリコンゲート極を界定する; c)該ポリシリコンゲート極をマスクとなし、該シリコ
ン基板全面にn型イオンを混入する: d)第1スペーサを形成する: e)第1マスクを利用し、該pチャネルMOSトランジ
スタを形成したい区域を遮蔽し、第1n+型イオン混入
を進行し、第2n型イオン混入区を形成する; f)第2スペーサを形成する: g)第2マスクを利用し、該pチャネルMOSトランジ
スタを形成したい区域を遮蔽し、第2n+型イオン混入
を進行し、第3n型イオン混入区を形成する; h)第3マスクを用い、該nチャネルMOSトランジス
タを形成したい区域を遮蔽し、p型イオン大角度混入
を進行して第1p型イオン混入区を形成し、さらにp+
型イオン小角度混入を進行し、第2p型イオン混入区を
形成する; i)電場酸化層とデバイス区域上にいかなる不純物も混
入しないNSG(Neutral Silicate
Glass)絶縁層を形成し、且つその上に化学気相成
長法(Chemical Vapor Deposit
ion:CVD)でホウリン不純物を含有する二酸化ケ
イ素(SiO)絶縁層を成長させ、その上に、化学気
相成長法でホウリンケイ酸塩ガラス(BPSG:Bor
onphosphosilicate Glass)層
を成長させ、整流作用を形成する; j)第4マスクを利用しさらにそれに対しエッチングを
行い、接触窓口を形成し、以上でLDD構造を完成す
る。
【0038】本発明の第2実施例の製造方法のステップ
は以下のとおりである。 a) 一つのp型シリコン基板を提供し、電場酸化層、
p型量子井戸、n型量子井戸を形成し、厚度約1000
オングストロームのーつのゲート極酸化層(Gate
Oxide)を成長させる; b)低圧化学気相成長法(Low Pressure
Chemical Vapor Depositio
n:LPCVD)で、第1ポリシリコン層を形成すると
共に不純物を混入し、さらに二酸化シリコン層をその上
に形成し、並びにポリシリコンゲート極を界定する; c)第1スペーサを形成する; d)第1マスクを利用し、該pチャネルMOSトランジ
スタを形成したい区域を遮蔽し、n型イオン大角度混
入を進行し、さらに第1n+型イオン混入を進行し、n
型イオン混入区を形成する; e)第2スペーサを形成する; f)第2マスクを利用し、該pチャネルMOSトランジ
スタを形成したい区域を遮蔽し、第2n+型イオン小角
度混入を進行し、n型イオン混入区を形成する; g)第3マスクを用い、該nチャネルMOSトランジス
タを形成したい区域を遮蔽し、p型イオンLDD大角
度混入を進行し、さらに第1p+型イオン混入を進行
し、p型イオン混入区を形成する; h)電場酸化層とデバイス区域上にいかなる不純物も混
入しないNSG(Neutral Silicate
Glass)絶縁層を形成し、且つその上に化学気相成
長法(Chemical Vapor Deposit
ion:CVD)でホウリン不純物を含有する二酸化ケ
イ素(SiO)を成長させ、ホウリンケイ酸塩ガラス
(BPSG:Boronphosphosilicat
e Glass)層を形成する; i)第4マスクを利用しさらにそれに対しエッチングを
行い、接触窓口を形成し、以上でLDD構造を完成す
る。
【0039】本発明の第3実施例の主な目的は、一種
の、大角度イオンレイアウト及び厚いスペーサ形成ステ
ップを含む相補式電界効果トランジスタ製造方法を提供
し、該製造方法により使用するマスク数を減らして、製
造プロセスを大きく簡易化し、並びに製造プロセスの複
雑性と製造プロセス変数を減らし、有効に納期を減ら
し、コストを削減することにある。
【0040】本発明の第3実施例の次の目的は、一種
の、大角度イオンレイアウト及び厚いスペーサ形成ステ
ップを含む相補式電界効果トランジスタ製造方法を提供
し、ショートチャネルデバイス(Short Chan
nel Device)にあって、有効にホットキャリ
ア効果とパンチスルー効果を低くすることにある。
【0041】本発明の第3実施例の製造プロセスは以下
のステップを含む。 a) 一つのp型シリコン基板を提供し、電場酸化層、
p型量子井戸、n型量子井戸を形成し、厚度約1000
オングストロームの一つのゲート極酸化層(Gate
Oxide)を成長させる; b)低圧化学気相成長法(Low Pressure
Chemical Vapor Depositio
n:LPCVD)で、第1ポリシリコン層を形成すると
共に不純物を混入し、さらに二酸化シリコン層をその上
に形成し、並びにポリシリコンゲート極を界定する; c)該ポリシリコンゲート極をマスクとなし、シリコン
基板全面に第1大角度n型イオン混入を進行する; d)スペーサを形成する; e)第1マスクを利用し、該pチャネルMOSトランジ
スタを形成したい区域を遮蔽し、第1n+型イオン大角
度混入を進行し、さらに第2n+型イオン混入を進行
し、第2n型イオン混入区を形成する; f)第2マスクを利用し、該nチャネルMOSトランジ
スタを形成したい区域を遮蔽し、p型イオンLDD大
角度混入を進行し、さらに第1p+型イオン混入を進行
してp型イオン混入区を形成する; g)電場酸化層とデバイス区域上にいかなる不純物も混
入しないNSG(Neutral Silicate
Glass)絶縁層を形成し、且つその上に化学気相成
長法(Chemical Vapor Deposit
ion:CVD)でホウリン不純物を含有する二酸化ケ
イ素(SiO)を成長させ、ホウリンケイ酸塩ガラス
(BPSG:Boronphosphosilicat
e Glass)層を形成する; h)第3マスクを利用しさらにそれに対しエッチングを
行い、以上でLDD構造を完成する。
【0042】本発明の第1実施例及び第2実施例の、ダ
ブルスペーサ及び大角度イオンレイアウトを利用した相
補式電界効果トランジスタ(CMOSFET)の製造方
法は、有効に素子のホットキャリア効果とパンチスルー
効果を低くし、以て比較的優れたトランジスタ特性を得
られ、並びに使用マスク数を減少して製造プロセスの大
幅な簡易化を達成している。
【0043】本発明の第3実施例の相補式電界効果トラ
ンジスタの製造方法は、使用マスク数を減少し、製造プ
ロセスを大幅に簡易化し、並びに製造工程の複雑性と製
造変数を減らし、有効に納期を短縮し製造コストを下げ
るほか、ショートチャネルデバイス(Short Ch
annel Device)に利用したことで効果的に
ホットキャリア効果とパンチスルー効果を低くしてい
る。
【0044】
【実施例】本発明の第1実施例を以下に図を参照しなが
ら詳しく説明する。
【0045】図12に示すように、本発明では従来の製
造プロセスと同様、先ず、一つのp型シリコン基板15
1を提供し、従来の隔離技術を用いて電場酸化層15
2、p型量子井戸153、n型量子井戸154を形成
し、その後、厚度約1000オングストロームの一つの
ゲート極酸化層155(Gate Oxide)を成長
させる。
【0046】図13に示すように、次に、一つのゲート
極ポリシリコン層を形成し、その後、その上に二酸化シ
リコン層を形成し、従来のリソグラフィー技術によりポ
リシリコンゲート極156を界定する。
【0047】図14に示すように、その後、p型シリコ
ン基板151全体上のnチャネルMOSトランジスタと
pチャネルMOSトランジスタに対して、n型イオン
小角度混入158を進行し、第1n型(LDD:Lig
ht Doped Drain)イオン混入区159を
形成する。その混入角度は、基板に垂直な方向より0度
から7度傾くものとし、使用する不純物は濃度5E12
cm−2〜5E13cm−2、エネルギー量30〜80
KeVのリンイオンとする。
【0048】図15に示すように、n型イオンレイア
ウト後、さらに化学気相成長法(Chemical V
apor Deposition:CVD)により一層
の二酸化ケイ素(SiO)層を形成し、その後、非等
向性エッチング(anisotropic etchi
ng)を運用して該二酸化ケイ素(SiO)層をエッ
チングし、第1スペーサ160を形成する。その厚さは
400オングストローム〜1000オングストローム程
度とする。
【0049】図16に示すように、第1マスク161を
用い、pチャネルMOSトランジスタを形成したい区域
を遮蔽し、第1n+型イオン小角度混入162を進行す
る。その混入角度は、基板に垂直な方向より0度から7
度の傾きとし、第2n型イオン(ソース/ドレイン)混
入区163を形成する。その不純物は、濃度1E15c
−2〜5E15cm−2、エネルギー量60〜90K
eVの砒素とする。
【0050】図17に示すように、従来の方式で一層の
CVD絶縁層を形成し、その後、非等向性エッチング
(anisotropic etching)技術を用
いて該CVD絶縁層をエッチングし、第2スペーサ16
4を形成する。該第2スペーサ164の厚さは約800
オングストロームから2000オングストロームとす
る。
【0051】図18に示すように、第2マスク165を
用いて、pチャネルMOSトランジスタを形成したい区
域を遮蔽し、第2n+型イオン小角度混入166を進行
する。その混入角度は、基板に垂直な方向より0度から
7度傾くものとし、第3n型(n型接触窓)イオン混入
区167を形成する。その混入する不純物は濃度3E1
5cm−2〜6E15cm−2、エネルギー量30〜8
0KeVのリンとする。
【0052】図19に示すように、第3マスク168を
応用し、nチャネルMOSトランジスタを形成したい区
域を遮蔽し、p型イオン大角度混入169を進行して
第1p型イオン混入区170を形成する。混入する不純
物は、濃度1E13cm−2〜3E13cm−2、エネ
ルギー量30〜120KeVの二フッ化ホウ素(B
)とする。その混入角度は、基板に垂直な方向より
0度から7度傾くものとし、第2p型イオン混入区17
1を形成する。その混入する不純物は、濃度2E15c
−2〜6E15cm−2、エネルギー量が30〜60
KeVの二フッ化ホウ素(BF)とする。その中、p
型とp+型イオン混入の順序は後先が逆になってもよ
い。
【0053】図20に示すように、酸化層とデバイス区
域上に化学気相成長法(Chemical Vapor
Deposition:CVD)でいかなる不純物も
混入しない二酸化ケイ素(NSG:Neutral S
ilicate Glass)絶縁層172を形成し、
さらにその上に化学気相成長法(ChemicalVa
por Deposition:CVD)で整流作用の
あるホウリンケイ酸塩ガラス層(BPSG:Boron
phosphosilicate Glass)173
を成長させる。その中、NSG絶縁層172は有効に、
ホウリンケイ酸塩ガラス層(BPSG:Boronph
osphosilicate Glass)173中の
ホウ、リンイオンの基板への拡散を阻止し、CMOS電
気特性が影響を受けるのを防ぐ。
【0054】図21に示すように、第4マスクを応用
し、従来のリソグラフィー技術を用いて、図21に示す
接触窓パターンを制定する。
【0055】本発明の第2実施例は以下のステップを含
む。
【0056】図22の如く、一つのp型シリコン基板2
51を提供し、従来の隔離技術を応用して電場酸化層2
52、p型量子井戸253、n型量子井戸254を形成
し、厚度約1000オングストロームの一つのゲート極
酸化層255(Gate Oxide)を成長させる。
【0057】図23の如く、先に一つのポリシリコン層
を形成し、その上に、二酸化シリコン層を形成し、従来
のリソグラフィー技術を用いてポリシリコンゲート極2
56を界定する。
【0058】図24の如く、さらに、化学気相成長法
(Chemical Vapor Depositio
n:CVD)を用いて二酸化ケイ素(SiO)層を形
成し、非等向性エッチング(anisotropic
etching)技術を用いて該二酸化ケイ素(SiO
)層をエッチングし、第1スペーサ257を形成す
る。該第1スペーサ257の厚さは400オングストロ
ームから1000オングストローム程度とする。
【0059】図25の如く、第1マスク258を応用し
て、p型シリコン基板251上のpチャネルMOSトラ
ンジスタ形成部分を遮蔽し、n型イオン大角度混入を
進行する。その混入する角度は基板に垂直な方向より2
0度から70度傾くものとし、使用する混入する不純物
は、濃度5E12cm−2〜5E13cm−2、エネル
ギー量30〜80KeVのリンイオンとし、もって第1
n型(LDD)イオン混入区260を形成し、その後、
さらに第1n+型イオン261小角度混入を進行する。
その混入角度は基板に垂直な方向より0度から7度傾く
ものとし、混入する不純物は、濃度1E15cm−2
5E15cm−2、エネルギー量60〜90KeVの砒
素イオンとし、以て第2n型イオン(ソース/ドレイ
ン)混入区262を形成する。その中、n型イオンと
第1n+型イオン混入の順序は逆とすることもできる。
【0060】図26の如く、従来の化学気相成長法(C
hemical Vapor Deposition:
CVD)による一層の絶縁層を形成し、その後、非等向
性エッチング(anisotropic etchin
g)技術を用いて該絶縁層にエッチングを行い、第2ス
ペーサ263を形成する。該スペーサの幅は約800オ
ングストロームから2000オングストロームとする。
【0061】図27の如く、第2マスク265を利用
し、pチャネルMOSトランジスタを形成したい区域を
遮蔽し、第2n+型イオン小角度混入264を進行す
る。その混入角度は基板に垂直な方向より0度から7度
傾くものとし、第3n型(n型接触窓)イオン混入区2
66を形成する。混入する不純物は、濃度3E15cm
−2〜6E15cm−2、エネルギー量30〜80Ke
Vのリンとする。
【0062】図28の如く、第3マスク267を用い、
p型シリコン基板251上のnチャネルMOSトランジ
スタを形成したい区域を遮蔽し、p型イオン268大
角度混入を進行する。その混入角度は基板に垂直な方向
より20度から70度傾くものとし、混入する不純物
は、濃度1E13cm−2〜3E13cm−2、エネル
ギー量30〜120KeVの二フッ化ホウ素(BF
イオンとし、以て第1p+型イオン混入区288を形成
し、その後、p+型イオン269小確度混入を進行す
る。その混入確度は、基板に垂直な方向より0度から7
度傾くものとし、混入する不純物は、濃度2E15cm
−2〜6E15cm−2、エネルギー量30〜60Ke
Vの二フッ化ホウ素(BF)イオンとし、第2p型イ
オン混入区270を形成する。その中、p型イオンと
p+型イオンの混入の順序は逆としてもよい。
【0063】図29の如く、電場酸化層とデバイス区域
上に化学気相成長法(Chemical Vapor
Deposition:CVD)によりいかなる不純物
も混入しない二酸化ケイ素(NSG:Neutral
Silicate Glass)絶縁層271を形成
し、且つその上に化学気相成長法(ChemicalV
apor Deposition:CVD)で整流作用
を有するホウリンケイ酸塩ガラス(BPSG:Boro
nphosphosilicate Glass)層を
形成する。その中、NSG層は該BPSG層中のホウ、
リンイオンが拡散して基板に至るのを有効に阻止し、そ
の相補式電界効果トランジスタ(CMOS)の電気特性
が影響を受けるのを防止する。
【0064】図30の如く、第4マスクを利用しリソグ
ラフィー技術を用いてエッチングし、図29に示す接触
窓パターンを制定する。本発明のさらに次の実施例は以
下のステップを含む。
【0065】図31の如く、従来の製造方法と同様、一
つのp型シリコン基板351を提供し、従来の隔離技術
を用いて電場酸化層352、p型量子井戸353、n型
量子井戸354を形成し、その後、厚度約1000オン
グストロームの一つのゲート極酸化層355(Gate
Oxide)を成長させる。
【0066】図32の如く、一層のポリシリコン層を形
成し、その後、一つの二酸化シリコン層をその上に形成
し、リソグラフィー技術を用いてポリシリコンゲート極
356a)356bを界定する。
【0067】図33の如く、全体のp型シリコン基板3
51上の、nチャネルMOSトランジスタとpチャネル
MOSトランジスタに対して、n型イオン大角度混入
358を進行し、n型LDDイオン混入区359a、
359bを形成する。その混入角度は基板に垂直な方向
より20度から70度傾くものとし、混入する不純物
は、濃度5E12cm−2〜5E13cm−2、エネル
ギー量30〜80KeVのリンイオンとする。
【0068】図34の如く、nイオンレイアウト後、
さらに化学気相成長法(ChemiCal Vapor
Deposition:CVD)により二酸化ケイ素
(SiO)層を形成し、その後、非等向性エッチング
(anisotropicetching)技術を用い
て該二酸化ケイ素(SiO)層に対してエッチングを
行い、スペーサ360a、360bを形成する。その厚
さは2000オングストロームから4000オングスト
ローム程度とし、従来の技術におけるスペーサより厚い
ものとする。
【0069】図35の如く、第1マスク361を利用
し、p型シリコン基板351上のpチャネルMOSトラ
ンジスタを形成したい区域を遮蔽し、第1n+型イオン
大角度混入362を進行する。混入する不純物は、濃度
1E15cm−2〜5E15cm−2、エネルギー量6
0〜90KeVの砒素イオンとし、以てソース/ドレイ
ンイオン混入区380を形成する。その後、さらに第2
n+型イオン小角度混入363を進行する。その混入角
度は、基板に垂直な方向より0度から7度傾くものと
し、混入する不純物は、濃度3E15cm−2〜6E1
5cm−2、エネルギー量30〜80KeVのリンイオ
ンとし、以てn型イオン接触窓区のイオン混入区364
を形成する。
【0070】図36の如く、第2マスク365を利用
し、p型シリコン基板351上のnチャネルMOSトラ
ンジスタを形成したい区域を遮蔽し、p型イオン大角
度混入366を進行する。混入する不純物は、濃度1E
13cm−2〜3E13cm−2、エネルギー量は、3
0〜120KeVの二フッ化ホウ素(BF)イオンと
し、以てp型イオン混入区388を形成し、その後、第
1p+型イオン小角度混入367を進行する。混入する
不純物は、濃度2E15cm−2〜6E15cm−2
エネルギー量30〜60KeVの二フッ化ホウ素(BF
)イオンとし、以てp型イオン接触窓区のイオン混入
区368を形成する。
【0071】図37の如く、電場酸化層とデバイス区域
上に化学気相成長法(Chemical Vapor
Deposition:CVD)を用いていかなる不純
物も混入しない一つの二酸化シリコン(NSG:Neu
tral SilicateGlass)絶縁層369
を形成し、且つその上に化学気相成長法(Chemic
al Vapor Deposition:CVD)で
整流作用を有するホウリンケイ酸塩ガラス層370(B
PSG:Boronphosphosilicate
Glass)を形成する。その中、NSG層は該BPS
G層中のホウ、リンイオンが拡散して基板に至るのを有
効に阻止し、その相補式電界効果トランジスタ(CMO
S)の電気特性が影響を受けるのを防止する。
【0072】図38の如く、第3マスクを利用し従来の
リソグラフィー技術を用いてエッチングを行い、図38
に示される接触窓パターンを制定する。
【0073】
【発明の効果】
1.従来の技術では、少なくとも7回のマスキングを用
いて、品質のよい、優れた電気特性を有する、LDD構
造と接触窓イオン混入区を備えたCMOS素子が得られ
た。しかし、本発明の第1実施例または第2実施例の、
大角度イオン混入を利用し、そしてダブルスペーサを形
成する製造プロセスにより、わずかに4回のマスキング
により品質のよい、優れた電気特性を有するCMOS素
子が得られる。このほか、本発明の第3実施例の、大角
度イオン混入を利用し、そして厚いスペーサを形成する
製造プロセスによると、僅かに3回のマスキングにより
品質のよい、優れた電気特性を有するCMOS素子が得
られる。このように、マスクの使用回数を減少したこと
で、製造コストを減らすことができる。 2.マスクの使用回数を減らしたことで、製造時間を大
幅に減らすことができ、自動的に納期も短くなる。これ
はCMOS素子製造業者にとって大きなメリットの一つ
である。 3.マスクの使用回数を減らしたことで、従来の製造方
法で起こった微粒子の進入と全体のウエハの欠陥が大幅
に減少し、ゆえに余分な製造プロセス変数が減少し、こ
れにより製品の特性が比較的安定したものとなる。 4.本発明により素子のソース/ドレインの濃度の最適
化が達成しやすくなり、優良な電場分布が達成でき、ホ
ットキャリア効果を大幅に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のLDD構造相補式電界効果トランジスタ
の製造方法の第1ステップを示す断面図である。
【図2】従来の製造方法の第2ステップを示す断面図で
ある。
【図3】従来の製造方法の第3ステップを示す断面図で
ある。
【図4】従来の製造方法の第4ステップを示す断面図で
ある。
【図5】従来の製造方法の第5ステップを示す断面図で
ある。
【図6】従来の製造方法の第6ステップを示す断面図で
ある。
【図7】従来の製造方法の第7ステップを示す断面図で
ある。
【図8】従来の製造方法の第8ステップを示す断面図で
ある。
【図9】従来の製造方法の第9ステップを示す断面図で
ある。
【図10】従来の製造方法の第10ステップを示す断面
図である。
【図11】従来の製造方法の第12ステップを示す断面
図である。
【図12】本発明の第1実施例の製造方法の第1ステッ
プを示す断面図である。
【図13】本発明の第1実施例の製造方法の第2ステッ
プを示す断面図である。
【図14】本発明の第1実施例の製造方法の第3ステッ
プを示す断面図である。
【図15】本発明の第1実施例の製造方法の第4ステッ
プを示す断面図である。
【図16】本発明の第1実施例の製造方法の第5ステッ
プを示す断面図である。
【図17】本発明の第1実施例の製造方法の第6ステッ
プを示す断面図である。
【図18】本発明の第1実施例の製造方法の第7ステッ
プを示す断面図である。
【図19】本発明の第1実施例の製造方法の第8ステッ
プを示す断面図である。
【図20】本発明の第1実施例の製造方法の第9ステッ
プを示す断面図である。
【図21】本発明の第1実施例の製造方法の第10ステ
ップを示す断面図である。
【図22】本発明の第2実施例の製造方法の第1ステッ
プを示す断面図である。
【図23】本発明の第2実施例の製造方法の第2ステッ
プを示す断面図である。
【図24】本発明の第2実施例の製造方法の第3ステッ
プを示す断面図である。
【図25】本発明の第2実施例の製造方法の第4ステッ
プを示す断面図である。
【図26】本発明の第2実施例の製造方法の第5ステッ
プを示す断面図である。
【図27】本発明の第2実施例の製造方法の第6ステッ
プを示す断面図である。
【図28】本発明の第2実施例の製造方法の第7ステッ
プを示す断面図である。
【図29】本発明の第2実施例の製造方法の第8ステッ
プを示す断面図である。
【図30】本発明の第2実施例の製造方法の第9ステッ
プを示す断面図である。
【図31】本発明の第3実施例の製造方法の第1ステッ
プを示す断面図である。
【図32】本発明の第3実施例の製造方法の第2ステッ
プを示す断面図である。
【図33】本発明の第3実施例の製造方法の第3ステッ
プを示す断面図である。
【図34】本発明の第3実施例の製造方法の第4ステッ
プを示す断面図である。
【図35】本発明の第3実施例の製造方法の第5ステッ
プを示す断面図である。
【図36】本発明の第3実施例の製造方法の第6ステッ
プを示す断面図である。
【図37】本発明の第3実施例の製造方法の第7ステッ
プを示す断面図である。
【図38】本発明の第3実施例の製造方法の第8ステッ
プを示す断面図である。
【符号の説明】
151・・・p型シリコン基板 152・・・電場酸化
層 153・・・p型量子井戸 154・・・n型量子
井戸 155・・・ゲート極酸化層 156・・・ポリシリ
コンゲート極 158・・・n型イオン小角度混入 159・・・第
1n型イオン混入区 160・・・第1スペーサ 161・・・第1マス
ク 162・・・第1n+型イオン小角度混入 163・・・第2n型イオン混入区 164・・・第2
スペーサ 165・・・第2マスク 166・・・第2n+型イオ
ン小角度混入 167・・・第3n型イオン混入区 168・・・第4
マスク 169・・・p型イオン大角度混入 170・・・第
1p型イオン混入区 171・・・第2p型イオン混入区 172・・・二酸
化シリコン絶縁層 173・・・ホウリンケイ酸塩ガラス層 251・・・p型シリコン基板 252・・・電場酸化
層 253・・・p型量子井戸 254・・・n型量子
井戸 255・・・ゲート極酸化層 256・・・ポリシリ
コンゲート極 257・・・第1スペーサ 258・・・第1マス
ク 259・・・n型イオン大角度混入 260・・・第
1n型イオン混入区 261・・・第1n+型イオン小角度混入 262・・・第2n型イオン混入区 263・・・第2
スペーサ 265・・・第2マスク 264・・・第2n
+型イオン小角度混入 266・・・第3n型イオン混入区 267・・・第3
マスク 268・・・p型イオン大角度混入 288・・・第
1p型イオン混入区 269・・・p+型イオン小角度混入 270・・・第
2p型イオン混入区 271・・・二酸化シリコン絶縁層 272・・・ホウリンケイ酸塩ガラス層 351・・・p型シリコン基板 352・・・電場酸化
層 353・・・p型量子井戸 354・・・n型量子
井戸 355・・・ゲート極酸化層 356a、356b・・・ポリシリコンゲート極 358・・・n型イオン大角度混入 359a、359b・・・n型LDDイオン混入区 360a、360b・・・スペーサ 361・・・
第1マスク 362・・・第1n+型イオン大角度混入 380・・・ソース/ドレインイオン混入区 363・・・第2n+型イオン小角度混入 364・・・n型イオン接触窓区のイオン混入区 36
5・・・第2マスク 366・・・p型イオン大角度混入 388・・・p型イオン混入区 367・・・第1p+
型イオン小角度混入 368・・・p型イオン接触窓区のイオン混入区 369・・・二酸化シリコン絶縁層 370・・・ホウリンケイ酸塩ガラス層

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一つのシリコン基板上にnチャネル電界
    効果トランジスタとpチャネル電界効果トランジスタを
    形成可能であり、 (a) すでに少なくともp型量子井戸、n型量子井
    戸、複数のゲート極が形成してある上記シリコン基板を
    提供する (b) 上記複数のゲート極をマスクとし、基板全面に
    対してn型イオン小角度混入を進行し、以て第1n型
    イオン混入区を形成する (c) 第1スペーサを形成する (d) pチャネル電界効果トランジスタを形成したい
    区域を遮蔽し、第1n+型イオン小角度混入を進行し、
    第2n型イオン混入区を形成する (e) 第2スペーサを形成する (f) pチャネル電界効果トランジスタを形成したい
    区域を遮蔽し、第2n+型イオン小角度混入を進行し、
    第3n型イオン混入区を形成する (g) nチャネル電界効果トランジスタを形成したい
    区域を遮蔽し、p型イオン大角度混入を進行し、第1
    p型イオン混入区を形成し、さらにp+型イオン小角度
    混入を進行し、第2p型イオン混入区を形成する (h) 電場酸化層とトランジスタデバイス上に、絶縁
    層を成長させる (i) 一部の絶縁層をエッチングし、接触窓を形成す
    る、 以上の(a)から(i)の製造ステップを包括してな
    る、相補式MOS電界効果トランジスタの製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1の相補式MOS電界効果トラン
    ジスタの製造方法で、その中、イオン小角度混入は、基
    板に垂直な方向に対して0度から7度傾いた角度で進行
    する、製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1の相補式MOS電界効果トラン
    ジスタの製造方法で、その中、イオン大角度混入は、基
    板に垂直な方向に対して20度から70度傾いた角度で
    進行する、製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1の相補式MOS電界効果トラン
    ジスタの製造方法で、その中、n型イオン小角度混入
    は、基板に垂直な方向に対して0度から7度傾いた角度
    で進行し、混入する不純物は、濃度5E12cm−2
    5E13cm−2、エネルギー量30〜80KeVのリ
    ンとする、製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項1の相補式MOS電界効果トラン
    ジスタの製造方法で、その中、第1スペーサの幅は、4
    00オングストロームから1000オングストロームと
    する、製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項1の相補式MOS電界効果トラン
    ジスタの製造方法で、その中、第1n+型イオン混入
    は、基板に垂直な方向に対して0度から7度傾いた角度
    で進行し、混入する不純物は、濃度1E15cm−2
    5E15cm−2、エネルギー量60〜90KeVの砒
    素とする、製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項1の相補式MOS電界効果トラン
    ジスタの製造方法で、その中、第2スペーサの幅は、8
    00オングストロームから2000オングストロームと
    する、製造方法。
  8. 【請求項8】 請求項1の相補式MOS電界効果トラン
    ジスタの製造方法で、その中、第2n+型イオン混入
    は、基板に垂直な方向に対して0度から7度傾いた角度
    で進行し、混入する不純物は、濃度3E15cm−2
    6E15cm−2、エネルギー量30〜80KeVのリ
    ンとする、製造方法。
  9. 【請求項9】 請求項1の相補式MOS電界効果トラン
    ジスタの製造方法で、その中、p型イオン混入は、基
    板に垂直な方向に対して20度から70度傾いた角度で
    進行し、混入する不純物は、濃度1E13cm−2〜3
    E13cm−2、エネルギー量30〜120KeVの二
    フッ化ホウ素(BF)とする、製造方法。
  10. 【請求項10】 請求項1の相補式MOS電界効果トラ
    ンジスタの製造方法で、その中、p+型イオン混入は、
    基板に垂直な方向に対して0度から7度傾いた角度で進
    行し、混入する不純物は、濃度2E15cm−2〜6E
    15cm−2、エネルギー量30〜60KeVの二フッ
    化ホウ素(BF)とする、製造方法。
  11. 【請求項11】 請求項1の相補式MOS電界効果トラ
    ンジスタの製造方法で、その中、p型イオン混入とp
    +型イオン混入の順序は交換可能とする、製造方法。
  12. 【請求項12】 請求項1の相補式MOS電界効果トラ
    ンジスタの製造方法で、その中、電場酸化層とトランジ
    スタデバイス上に成長させる絶縁層は、ケイ酸塩ガラス
    (NSG:Neutral Silicate Gla
    ss)或いはホウリンケイ酸塩ガラス(BPSG:Bo
    ronphosphosilicate Glass)
    の絶縁層とする、製造方法。
  13. 【請求項13】 一つのシリコン基板上にnチャネル電
    界効果トランジスタとpチャネル電界効果トランジスタ
    を形成可能であり、 (a) すでに少なくともp型量子井戸、n型量子井
    戸、複数のゲート極が形成してある上記シリコン基板を
    提供する (b) 第1スペーサを形成する (c) pチャネル電界効果トランジスタを形成したい
    区域を遮蔽し、n型イオン混入を、基板に垂直な方向
    に対して少なくとも20度傾いた角度で進行し、以て第
    1n型イオン混入区を形成し、その後、第1n+型イオ
    ン混入を進行し、第2n型イオン混入区を形成する (d) 第2スペーサを形成する (e) pチャネル電界効果トランジスタを形成したい
    区域を遮蔽し、第2n+型イオン小角度混入を進行し、
    第3n型イオン混入区を形成する (f) nチャネル電界効果トランジスタを形成したい
    区域を遮蔽し、p型イオン混入を、基板に垂直な方向
    に対して少なくとも20度傾いた角度で進行し、第1p
    型イオン混入区を形成し、さらにp+型イオン混入を進
    行し、第2p型イオン混入区を形成する (g) 電場酸化層とトランジスタデバイス上に、絶縁
    層を成長させる (h) 一部の絶縁層をエッチングし、接触窓を形成す
    る、 以上の(a)から(h)の製造ステップを包括してな
    る、相補式MOS電界効果トランジスタの製造方法。
  14. 【請求項14】 請求項13の相補式MOS電界効果ト
    ランジスタの製造方法で、その中、第1スペーサの幅
    は、400オングストロームから1000オングストロ
    ームとする、製造方法。
  15. 【請求項15】 請求項13の相補式MOS電界効果ト
    ランジスタの製造方法で、その中、n型イオン混入
    は、基板に垂直な方向に対して20度から70度傾いた
    角度で進行し、混入する不純物は、濃度5E12cm
    −2〜5E13cm−2、エネルギー量30〜80Ke
    Vの砒素とする、製造方法。
  16. 【請求項16】 請求項13の相補式MOS電界効果ト
    ランジスタの製造方法で、その中、第1n+型イオン混
    入は、基板に垂直な方向に対して0度から7度傾いた角
    度で進行し、混入する不純物は、濃度1E15cm−2
    〜5E15cm−2、エネルギー量60〜90KeVの
    リンとする、製造方法。
  17. 【請求項17】 請求項13の相補式MOS電界効果ト
    ランジスタの製造方法で、その中、第2スペーサの幅
    は、800オングストロームから2000オングストロ
    ームとする、製造方法。
  18. 【請求項18】 請求項13の相補式MOS電界効果ト
    ランジスタの製造方法で、その中、第2n+型イオン混
    入は、基板に垂直な方向に対して0度から7度傾いた角
    度で進行し、混入する不純物は、濃度3E15cm−2
    〜6E15cm−2、エネルギー量30〜80KeVの
    リンとする、製造方法。
  19. 【請求項19】 請求項13の相補式MOS電界効果ト
    ランジスタの製造方法で、その中、p型イオン混入
    は、基板に垂直な方向に対して20度から70度傾いた
    角度で進行し、混入する不純物は、濃度1E13cm
    −2〜3E13cm−2、エネルギー量30〜120K
    eVの二フッ化ホウ素(BF)とする、製造方法。
  20. 【請求項20】 請求項13の相補式MOS電界効果ト
    ランジスタの製造方法で、その中、p+型イオン混入
    は、基板に垂直な方向に対して0度から7度傾いた角度
    で進行し、混入する不純物は、濃度2E15cm−2
    6E15cm−2、エネルギー量30〜60KeVの二
    フッ化ホウ素(BF)とする、製造方法。
  21. 【請求項21】 請求項13の相補式MOS電界効果ト
    ランジスタの製造方法で、その中、電場酸化層とトラン
    ジスタデバイス上に成長させる絶縁層は、いかなる不純
    物も混入していない二酸化ケイ素(NSG:Neutr
    al Silicate Glass)或いはホウリン
    ケイ酸塩ガラス(BPSG:Boronphospho
    silicate Glass)よりなるものとする、
    製造方法。
  22. 【請求項22】 請求項13の相補式MOS電界効果ト
    ランジスタの製造方法で、その中、n型イオン混入と
    第1n+型イオン混入の順序は交換可能とする、製造方
    法。
  23. 【請求項23】 請求項13の相補式MOS電界効果ト
    ランジスタの製造方法で、その中、p型イオン混入と
    p+型イオン混入の順序は交換可能とする、製造方法。
  24. 【請求項24】 一つのp型シリコン基板上にnチャネ
    ル電界効果トランジスタとpチャネル電界効果トランジ
    スタを形成可能であり、 (a) すでに少なくともp型量子井戸、n型量子井
    戸、複数のゲート極、及びゲート極酸化層が形成してあ
    る上記シリコン基板を提供する (b) 上記複数のゲート極をマスクとして基板全面に
    第1n型イオン大角度混入を進行し、以て第1n
    イオンライトドープドレイン(LDD:Light D
    oped Drain)混入区を形成し、該第1n
    イオン大角度混入は基板に垂直な方向に対して少なくと
    も20度傾いた角度で進行する (c) 第1スペーサを形成する (d) 第1マスクを応用し、pチャネル電界効果トラ
    ンジスタを形成したい区域を遮蔽し、第1n+型イオン
    混入を、基板に垂直な方向に対して少なくとも20度傾
    いた角度で進行し、以て第1n+型イオン混入区を形成
    し、マスクを除去せず、さらに第2n+型イオン混入を
    進行し、第2n+型イオン混入区を形成する (e) 第2マスクを利用し、nチャネル電界効果トラ
    ンジスタを形成したい区域を遮蔽し、p型イオン混入
    を、基板に垂直な方向に対して少なくとも20度傾いた
    角度で進行し、以てp型イオン混入区を形成し、マス
    クを除去せず、さらに第1p+型イオン混入を進行し、
    第1p+型イオン混入区を形成する (f) 電場酸化層とトランジスタデバイス上に、絶縁
    層を成長させる (g) 第3マスクを利用し、従来のリソグラフィー技
    術を利用し、電場酸化層とゲート極の間の絶縁層をエッ
    チングして除去し、部分的に第2n+型イオン混入区と
    第1p+型イオン混入区を露出させて、接触窓を形成す
    る、 以上の(a)から(g)の製造ステップを包括してな
    る、相補式MOS電界効果トランジスタの製造方法。
  25. 【請求項25】 請求項24の相補式MOS電界効果ト
    ランジスタの製造方法で、その中、n型イオン混入
    は、基板に垂直な方向に対して30度から40度傾いた
    角度で進行する、製造方法。
  26. 【請求項26】 請求項24の相補式MOS電界効果ト
    ランジスタの製造方法で、その中、n型イオン混入に
    おける混入する不純物は、濃度5E12cm−2〜5E
    13cm−2、エネルギー量30〜80KeVのリンと
    する、製造方法。
  27. 【請求項27】 請求項24の相補式MOS電界効果ト
    ランジスタの製造方法で、その中、第1n+型イオン混
    入は、基板に垂直な方向に対して20度から70度傾い
    た角度で進行し、混入する不純物は、濃度1E15cm
    −2〜5E15cm−2、エネルギー量60〜90Ke
    Vの砒素とする、製造方法。
  28. 【請求項28】 請求項24の相補式MOS電界効果ト
    ランジスタの製造方法で、その中、スペーサの幅は、
    0.2ミクロンから0.4ミクロンとする、製造方法。
  29. 【請求項29】 請求項24の相補式MOS電界効果ト
    ランジスタの製造方法で、その中、第2n+型イオン混
    入は、基板に垂直な方向に対して0度から7度傾いた角
    度で進行し、混入する不純物は、濃度3E15cm−2
    〜6E15cm−2、エネルギー量30〜80KeVの
    リンとする、製造方法。
  30. 【請求項30】 請求項24の相補式MOS電界効果ト
    ランジスタの製造方法で、その中、p型イオン混入
    は、基板に垂直な方向に対して20度から70度傾いた
    角度で進行し、混入する不純物は、濃度1E13cm
    −2〜3E13cm−2、エネルギー量30〜120K
    eVの二フッ化ホウ素(BF)とする、製造方法。
  31. 【請求項31】 請求項24の相補式MOS電界効果ト
    ランジスタの製造方法で、その中、第1p+型イオン混
    入は、基板に垂直な方向に対して0度から7度傾いた角
    度で進行し、混入する不純物は、濃度2E15cm−2
    〜6E15cm−2、エネルギー量30〜60KeVの
    二フッ化ホウ素(BF)とする、製造方法。
  32. 【請求項32】 請求項24の相補式MOS電界効果ト
    ランジスタの製造方法で、その中、電場酸化層とトラン
    ジスタデバイス上に成長させる絶縁層は、いかなる不純
    物も混入していない二酸化ケイ素(NSG:Neutr
    al Silicate Glass)或いはホウリン
    ケイ酸塩ガラス(BPSG:Boronphospho
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    製造方法。
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US9553024B2 (en) 2015-04-23 2017-01-24 Renesas Electronics Corporation Method of manufacturing semiconductor device

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