JPH0982726A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH0982726A
JPH0982726A JP7233623A JP23362395A JPH0982726A JP H0982726 A JPH0982726 A JP H0982726A JP 7233623 A JP7233623 A JP 7233623A JP 23362395 A JP23362395 A JP 23362395A JP H0982726 A JPH0982726 A JP H0982726A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor wafer
forming
ion implantation
metal gate
refractory metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7233623A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayuki Hisaka
隆行 日坂
Kenji Hosoki
健治 細木
Naoto Yoshida
直人 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP7233623A priority Critical patent/JPH0982726A/ja
Priority to US08/630,471 priority patent/US5728611A/en
Priority to GB9613996A priority patent/GB2304997B/en
Publication of JPH0982726A publication Critical patent/JPH0982726A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66848Unipolar field-effect transistors with a Schottky gate, i.e. MESFET
    • H01L29/66856Unipolar field-effect transistors with a Schottky gate, i.e. MESFET with an active layer made of a group 13/15 material
    • H01L29/66863Lateral single gate transistors
    • H01L29/66878Processes wherein the final gate is made before the formation, e.g. activation anneal, of the source and drain regions in the active layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26Bombardment with radiation
    • H01L21/263Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/265Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
    • H01L21/26586Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation characterised by the angle between the ion beam and the crystal planes or the main crystal surface
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/08Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/0843Source or drain regions of field-effect devices
    • H01L29/0891Source or drain regions of field-effect devices of field-effect transistors with Schottky gate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウエハにチャネル層を形成し、該半導
体ウエハ上に高融点金属ゲートを形成し、該高融点金属
ゲートをマスクとしてイオン注入により不純物層を形成
する方法において、チャネリングを防止し、短チャネル
効果を抑制する。 【解決手段】 半導体ウエハ4を、インゴット1の(1
00)面を、該インゴット1のオリフラ2〔01/1〕
方向から、(100)面上でφ傾けた方向を軸として、
θ傾斜させてできた面3に沿って、上記インゴット1か
ら切り出して形成し、イオン注入は、上記半導体ウエハ
4表面と垂直な方向から行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体装置の製造
方法に関し、特にセルフアライメントゲート電界効果形
トランジスタ(以下、SAGFETと称す)におけるイ
オン注入方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図10は、従来のSAGFETプロセス
フローを示す断面図である。図において、10は半導体
基板、5は高融点金属ゲート、7はn型チャネル層、8
はn型チャネル層7よりも高濃度なn+ 層、11はオー
ミック電極である。
【0003】従来のSAGFETの製造方法を、以下に
説明する。図10(a) に示すように、半導体基板10に
レジストをマスクに選択的にイオン注入し、n層7を形
成した後、該n層7上に高融点金属ゲート5を形成す
る。次に上記高融点金属ゲート5とレジストをマスクに
イオン注入によりn+ 層8を形成する(図10(b) )。
次に上記n+ 層8上にオーミック電極11を形成する
(図10(c) )。
【0004】また、図11は、従来のLDD(Lightly D
oped Drain) 構造のSAGFETプロセスフローを示す
断面図である。図において、図10と同一符号は同一又
は相当する部分を示し、12はn層7よりも高濃度で、
+ 層8よりも低濃度なn’層、13はサイドウォール
である。
【0005】次に、従来のLDD構造のSAGFETの
製造方法を、以下に説明する。図11(a) に示すよう
に、半導体基板10にレジストをマスクに選択的にイオ
ン注入し、n層7を形成した後、該n層7上に高融点金
属ゲート5を形成する。次に上記高融点金属ゲート5と
レジストをマスクにイオン注入によりn’層12を形成
する(図11(b) )。次にサイドウォール13を形成し
た後(図11(c))、サイドウォール13及びレジスト
をマスクにイオン注入によりn+ 層8を形成する(図1
1(d) )。次にn+ 層8上に、オーミック電極11を形
成する(図11(e) )。
【0006】上述した従来のSAGFET又はLDD構
造のSAGFETの製造方法においては、n層7,n+
層8,n’層12等のイオン注入層を形成する際、半導
体ウエハに対して垂直方向からイオン注入を行うとチャ
ネリングが発生する。ここでチャネリングとは半導体ウ
エハのような結晶構造物に対してイオン注入を行う際、
結晶軸,または結晶面に沿ってイオンを照射すると、直
進性の強いイオンが、結晶中の原子核や電子と衝突を起
こすことなく結晶内部の深いところまで侵入することと
なる現象をいう。チャネリングが発生すると深さ方向の
制御性が困難となり、イオン分布にムラができることと
なる。
【0007】従来、このチャネリングを防ぐ方法とし
て、以下のようなものがあった。図12は従来のイオン
注入方法を示す図であり、図において、4は半導体ウエ
ハ、2はオリエンテーションフラット(orientation fl
at, 以下オリフラと称す。)を示す。図12のように半
導体ウエハ4のオリフラ2を、基準位置から、その面中
心を軸として一定角度φ(オリフラ角)回転させ、か
つ、該半導体ウエハ4を角度θ(ティルト角)傾斜させ
て該半導体ウエハ4を設置し、上記イオン注入は、該半
導体ウエハ4面の法線と該半導体ウエハ4面に達するイ
オンビームの注入方向9のなす角度がθとなるように行
なっている。このように、イオンの注入を上記半導体ウ
エハ表面に対して垂直方向からではなく斜め方向から行
うことで、該半導体ウエハの結晶軸,または結晶面に沿
ってではなくイオン注入を行うことができ、上記のよう
なチャネリングを防ぐことができる。
【0008】なお、GaAs基板を用いた場合、オリフ
ラ角23°,ティルト角7〜10°でイオン注入するの
が、チャネリングを防ぐのに最も適している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の高融点金属ゲー
ト形成後のn+ 層8形成、あるいはLDD構造SAGF
ETの場合のn’層12形成は、以上のような方法によ
って行っていたので、チャネリングを防ぐことはでき
る。しかし、図13(a) のように、イオンが上記高融点
金属ゲート5の下にまで周り込む部分ができ、その結
果、図13(b) のように、高融点金属ゲート5下のn層
7が、n+ 層8形成の際に侵食され、短チャネル効果が
発生するという問題があった。
【0010】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、チャネリングが発生することな
く、かつ短チャネル効果を抑えることができる半導体装
置の製造方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置の製造方法は、インゴットの(100)面を、該イン
ゴットのオリフラの方向である〔01/1〕方向から
(100)面上で角度φ傾けた方向を軸として、角度θ
傾斜させた面に沿って、上記インゴットから切り出して
半導体ウエハを形成する工程と、該半導体ウエハにチャ
ネル層を形成した後、該半導体ウエハ上に高融点金属ゲ
ートを形成する工程と、該高融点金属ゲートをマスクと
して、上記半導体ウエハ表面と垂直な方向からイオン注
入を行ない、不純物層を形成する工程とを含むものであ
る。
【0012】なお、上述した〔01/1〕方向とは、
【0013】
【数1】
【0014】を表したものであり、本明細書の他の部分
の記載においても、括弧“〔 〕”内に記載した記号
“/”は、バーを示すものである。
【0015】また、この発明に係る半導体装置の製造方
法は、半導体ウエハにチャネル層を形成する工程と、該
半導体ウエハ上に高融点金属ゲートを、該半導体ウエハ
(100)面上で、〔0/1/1〕方向から角度φ傾け
た方向に形成する工程と、上記半導体ウエハを、イオン
注入方向に垂直な平面から、該イオン注入方向に垂直な
平面上の上記高融点金属ゲート形成方向に垂直な一つの
直線を軸として、角度θ傾けた状態で設置し、上記高融
点金属ゲートをマスクとしてイオン注入を行ない、不純
物層を形成する工程とを含むものである。
【0016】また、この発明に係る半導体装置の製造方
法は、半導体ウエハにチャネル層を形成する工程と、該
半導体ウエハ上にオリフラを、該半導体ウエハ(10
0)面上で〔01/1〕方向から角度φ傾けた方向に形
成する工程と、該半導体ウエハ上に高融点金属ゲート
を、該半導体ウエハ表面におけるオリフラ方向と垂直な
方向に形成する工程と、上記半導体ウエハを、イオン注
入方向に垂直な平面から、該イオン注入方向に垂直な平
面上のオリフラ方向を軸として、角度θ傾けた状態で設
置し、上記高融点金属ゲートをマスクとしてイオン注入
を行ない、不純物層を形成する工程とを含むものであ
る。
【0017】また、この発明に係る半導体装置の製造方
法は、インゴットの(100)面を、〔011〕方向を
軸として角度θx 傾けてできた面に沿って、上記インゴ
ットから切り出して半導体ウエハを形成する工程と、該
半導体ウエハにチャネル層を形成した後、高融点金属ゲ
ートを、該半導体ウエハ表面におけるオリフラと垂直な
方向に形成する工程と、上記半導体ウエハを、イオン注
入方向に垂直な平面から、該イオン注入方向に垂直な平
面上のオリフラ方向を軸として、角度θy 傾けた状態で
設置し、上記高融点金属ゲートをマスクとしてイオン注
入を行ない、不純物層を形成する工程とを含むものであ
る。
【0018】また、この発明に係る半導体装置の製造方
法は、半導体ウエハにチャネル層を形成する工程と、該
半導体ウエハ上に、高融点金属ゲートの側壁面が、イオ
ン注入の際のイオン注入方向と平行となるように、上記
半導体ウエハ表面に対し所定角度傾斜させて高融点金属
ゲートを形成する工程と、該高融点金属ゲートをマスク
として、ウエハ表面に対して所定角度傾斜した方向から
イオン注入を行ない、不純物層を形成する工程とを含む
ものである。
【0019】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.本発明の実施の形態1による半導体装置
の製造方法は、図1によれば、インゴット1の(10
0)面を、該インゴット1のオリフラ2の方向である
〔01/1〕方向から(100)面上で角度φ傾けた方
向を軸として、角度θ傾斜させた面に沿って、上記イン
ゴット1から切り出して半導体ウエハ4を形成する工程
と、該半導体ウエハ4にチャネル層を形成した後、該半
導体ウエハ4上に高融点金属ゲート5を形成する工程
と、該高融点金属ゲート5をマスクとして、上記半導体
ウエハ4表面と垂直な方向からイオン注入を行ない、不
純物層を形成する工程とを含むというものであり、これ
により、チャネリングを防止し、かつ短チャネル効果を
抑制することができるものである。
【0020】即ち、図1において、GaAs等からなる
インゴット1から半導体ウエハ4を切り出す際、該半導
体ウエハ切り出し面3は、上記インゴット1の(10
0)面を、上記インゴット1のオリフラ2の〔01/
1〕方向から、(100)面上で角度φ傾けた方向を軸
として、角度θ傾斜させてできた面とするものである。
図2において、ウエハ表面は矢印6の方向(基板オフ方
向)に向かって(100)面から角度θ傾斜している。
また、図3に示すように、半導体ウエハ4上に高融点金
属ゲート5を形成した後n+ 層8を形成する際のイオン
注入は、上記半導体ウエハ4面と垂直な方向から行うも
のである。
【0021】このように本発明の実施の形態1では、高
融点金属ゲート5をマスクとしてイオン注入によりn+
層8を形成する際、イオンビームの半導体ウエハ4に対
する進入角度は、該半導体ウエハ4に対して垂直方向で
あるにもかかわらず、上記イオンビームは、上記半導体
ウエハ4の結晶面,または結晶軸に沿うことはない。従
って、その注入イオンは、結晶中の原子核や電子と衝突
する確率が高くなり、チャネリングを防ぐことができ
る。またGaAs基板を用いた場合、φを23°,θを
7〜10°として形成された半導体ウエハを用いて高濃
度拡散層を形成するのが、チャネリングを防ぐのに最も
適している。
【0022】また、イオン注入の際のイオンビームの半
導体ウエハ4に対する進入角度は、該半導体ウエハ4に
対して垂直な方向からであるので、上記高融点金属ゲー
ト5の側壁部は、イオンビームの注入方向に対して平行
な方向に位置することとなる。従って、n+ 層8形成の
際の、n+ イオンの高融点金属ゲート5下への周り込み
を低減することができ、短チャネル効果を抑えることが
できる。
【0023】なお、本発明の実施の形態1においては、
+ 層形成の際のイオン注入方法について説明したが、
LDD構造SAGFETのn’層の形成においても、同
様の効果を有するものである。
【0024】また、本発明の実施の形態1においては、
インゴットの切り出し面を(100)面としたが、これ
は(100)面と等価な面としてもよい。また(11
1)面等の結晶面としてもよい。
【0025】また、本発明の実施の形態1においては、
インゴットの切り出し面を(100)面とした場合、オ
リフラ方向を〔01/1〕方向としたが、これは〔01
/1〕方向と等価な方向としてもよい。
【0026】実施の形態2.本発明の実施の形態2によ
る半導体装置の製造方法は、図4によれば、半導体ウエ
ハにチャネル層を形成する工程と、該半導体ウエハ4上
に高融点金属ゲート51を、該半導体ウエハ4(10
0)面上で、〔0/1/1〕方向から角度φ傾けた方向
30に形成する工程と、上記半導体ウエハ4を、イオン
注入方向9に垂直な平面から、該イオン注入方向9に垂
直な平面上の上記高融点金属ゲート51形成方向に垂直
な一つの直線を軸として、角度θ傾けた状態で設置し、
上記高融点金属ゲート51をマスクとしてイオン注入を
行ない、不純物層を形成する工程とを含むというもので
あり、これにより、チャネリングを防止し、かつ短チャ
ネル効果を抑制することができるものである。
【0027】即ち、図4において、高融点金属ゲート5
1は、半導体ウエハ4上に、該半導体ウエハ4表面にお
けるオリフラ2と垂直な方向から、オリフラ角回転方向
40とは逆方向にφ傾けた方向30に形成されたもので
ある。また、そのイオン注入方法は、上記半導体ウエハ
4のオリフラ2を、基準位置から該半導体ウエハの面中
心を軸として図4中の矢印40の方向に一定角度φ(オ
リフラ角)回転させ、かつ該半導体ウエハを、オリフラ
方向である〔01/1〕方向から(100)面内におい
て角度φ傾けた直線を軸として角度θ(ティルト角)傾
斜させて該半導体ウエハ4を設置し、上記イオン注入
は、上記半導体ウエハ4面の法線と該ウエハ4面に達す
るイオンビームのなす角度がθとなるようにして行うも
のである。
【0028】このように本発明の実施の形態2では、イ
オン注入を上記半導体ウエハ4表面に対して垂直方向か
らではなく、斜め方向から行うようにしているので、該
半導体ウエハの結晶軸,または結晶面に沿ってではなく
イオン注入を行うことができ、チャネリングを防ぐこと
ができる。GaAs基板を用いた場合、φを23°,θ
を7〜10°でイオン注入を行なうのが、チャネリング
を防ぐのに最も適している。
【0029】また、高融点金属ゲート51は、予め半導
体ウエハ上にイオン注入の際のオリフラ角度と同じ角度
だけ傾けて形成されたものであるので、上記高融点金属
ゲート51の側壁部は、イオンビームの注入方向に対し
て平行な方向に配置されることとなり、n+ 層形成の際
に、高融点金属ゲート51下へのn+ イオンの周り込み
を低減することができ、短チャネル効果を抑えることが
できる。
【0030】なお、本発明の実施の形態2においては、
+ 層形成の際のイオン注入方法について説明したが、
LDD構造SAGFETのn’層の形成においても、同
様の効果を有するものである。
【0031】また、本発明の実施の形態2においては、
ウエハ面を(100)面としたが、これは(100)面
と等価な面としてもよい。また(111)面等の結晶面
としてもよい。
【0032】実施の形態3.本発明の実施の形態3によ
る半導体装置の製造方法は、図5によれば、半導体ウエ
ハ4にチャネル層を形成する工程と、該半導体ウエハ4
上にオリフラ21を、該半導体ウエハ4(100)面上
で〔01/1〕方向から角度φ傾けた方向に形成する工
程と、該半導体ウエハ4上に高融点金属ゲート52を、
該半導体ウエハ4表面におけるオリフラ方向と垂直な方
向に形成する工程と、上記半導体ウエハ4を、イオン注
入方向9に垂直な平面から、該イオン注入方向9に垂直
な平面上のオリフラ方向を軸として、角度θ傾けた状態
で設置し、上記高融点金属ゲート52をマスクとしてイ
オン注入を行ない、不純物層を形成する工程とを含むと
いうものであり、これにより、チャネリングを防止し、
かつ短チャネル効果を抑制することができるものであ
る。
【0033】即ち、図5において、半導体ウエハ4のオ
リフラ21は、〔01/1〕方向から、(100)面上
で角度φ傾けて形成されたものであり、高融点金属ゲー
ト52は、半導体ウエハ4上に、該半導体ウエハ4表面
におけるオリフラ21と垂直な方向に形成されたもので
ある。また、そのイオン注入方法は、上記半導体ウエハ
4のオリフラ21を傾斜の軸として該半導体ウエハ4を
角度θ(ティルト角)傾斜させて該半導体ウエハ4を設
置し、上記イオン注入は、上記半導体ウエハ4面の法線
と該ウエハ4面に達するイオンビームのなす角度がθと
なるようにして行うものである。
【0034】このように本発明の実施の形態3では、イ
オン注入を上記半導体ウエハ表面に対して垂直方向では
なく斜め方向から行うようにしているので、該半導体ウ
エハの結晶軸,または結晶面に沿ってではなくイオン注
入を行なうことができ、チャネリングを防ぐことができ
る。GaAs基板を用いた場合、φを23°,θを7〜
10°でイオン注入を行なうのが、チャネリングを防ぐ
のに最も適している。
【0035】また、半導体ウエハ4のオリフラ21は、
予め半導体ウエハ4上に、イオン注入の際のオリフラ角
度と同じ角度だけ傾けて形成されたものであるので、上
記高融点金属ゲート52の側壁部は、イオンの注入方向
に対して平行な方向に配されることとなり、n+ 層形成
の際の、n+ イオンの高融点金属ゲート52下への周り
込みを低減することができ、短チャネル効果を抑えるこ
とができる。
【0036】また、上記高融点金属ゲート52は、上記
半導体ウエハ4上に、該半導体ウエハ4表面のおけるオ
リフラ21と垂直な方向に形成されたものである。この
高融点金属ゲート52の形成方向は、従来の〔01/
1〕方向のオリフラ2に対する高融点金属ゲート5の形
成方向と同一であるので、ゲート形成及びn+ 層8形成
の際に、従来と同じマスクを使用することができる。
【0037】なお、本発明の実施の形態3においては、
+ 層形成の際のイオン注入方法について説明したが、
LDD構造SAGFETのn’層の形成においても、同
様の効果を有するものである。
【0038】また、本発明の実施の形態3においては、
ウエハ面を(100)面としたが、これは(100)面
と等価な面としてもよい。また(111)面等の結晶面
としてもよい。
【0039】実施の形態4.本発明の実施の形態4によ
る半導体装置の製造方法は、図6,図7によれば、イン
ゴット1の(100)面を、〔011〕方向を軸として
角度θx 傾けてできた面31に沿って、上記インゴット
1から切り出して半導体ウエハ4を形成する工程と、該
半導体ウエハ4にチャネル層を形成した後、高融点金属
ゲート53を、該半導体ウエハ4表面におけるオリフラ
22と垂直な方向に形成する工程と、上記半導体ウエハ
4を、イオン注入方向9に垂直な平面から、該イオン注
入方向9に垂直な平面上のオリフラ22方向を軸とし
て、角度θy 傾けた状態で設置し、上記高融点金属ゲー
ト53をマスクとしてイオン注入を行ない、不純物層を
形成する工程とを含むというものであり、これにより、
チャネリングを防止し、かつ短チャネル効果を抑制する
ことができるものである。
【0040】即ち、図6(a),(b) において、半導体ウエ
ハ4は、インゴット1の(100)面を、〔011〕方
向を軸として、角度θx 傾けてできた面31に沿って切
り出されて形成されたものである。また、その高融点金
属ゲート53形成方向は、図7において、上記半導体ウ
エハ4表面におけるオリフラ22と垂直な方向に形成さ
れたものである。また、そのイオン注入方法は、図7に
おいて、上記半導体ウエハ4を、角度θy (ティルト
角)傾斜させて、該半導体ウエハ4を設置し、上記イオ
ン注入は、上記半導体ウエハ4面の法線と該半導体ウエ
ハ4面に達するイオンビームのなす角が角度θy となる
ように行うものである。
【0041】このように本実施の形態4では、上記半導
体ウエハ4の結晶軸,または結晶面に沿ってではなく、
該半導体ウエハ4に対するイオン注入を行なうことがで
き、チャネリングを防ぐことができる。
【0042】また、上記高融点金属ゲート53の側壁部
は、イオンビームの注入方向9に対して平行な方向に配
置されることとなり、n+ 層8形成の際に、高融点金属
ゲート53下へのn+ イオンの周り込みを低減すること
ができ、短チャネル効果を抑えることができる。
【0043】具体的には、例えば、従来のイオン注入方
向を、ゲートに対して垂直方向成分と平行方向成分とに
分解することにより、θx とθy を決定するというもの
である。
【0044】図8は、本実施の形態4による半導体装置
の製造方法を示す高融点金属ゲート5近傍の主要素の斜
視図である。
【0045】従来のオリフラの回転角(φ)、イオン注
入の際のティルト角(θ)により決定されるイオン注入
方向9を、上記注入方向をゲートに対し垂直な方向
(〔01/1〕方向)と、ゲートに対し平行な方向
(〔/100〕方向)に分解すると、上記イオン注入方
向9の高融点金属ゲート5に対し垂直な成分,θx と上
記イオン注入方向の高融点金属ゲート5に対し平行な成
分,θy は、以下の2式で表される。 θx=tan-1(tanθsinφ)・・・(1) θy=tan-1(tanθcosφ)・・・(2) よって、従来の最もチャネリングを防止することのでき
るイオン注入方向は、オリフラ角φが23°、ティルト
角θが10°により決定される方向であるので、上記
(1),(2) 式を使うと、θxは3.9°,θyは9.2°
となる。この角度によりウエハを形成し、またイオン注
入を行うと、最も効果的にチャネリングを防止し、かつ
短チャネル効果を抑制することができる。
【0046】なお、本発明の実施の形態4においては、
+ 層形成の際のイオン注入方法について説明したが、
LDD構造SAGFETのn’層の形成においても、同
様の効果を有するものである。
【0047】また、本発明の実施の形態4においては、
インゴットの切り出し面を(100)面としたが、これ
は(100)面と等価な面としてもよい。また(11
1)面等の結晶面としてもよい。
【0048】また、本発明の実施の形態4においては、
インゴットの切り出し面を(100)面とした場合、オ
リフラ方向を〔01/1〕方向としたが、これは〔01
/1〕方向と等価な方向としてもよい。
【0049】実施の形態5.本発明の実施の形態5によ
る半導体装置の製造方法は、図9によれば、半導体ウエ
ハ4にチャネル層を形成する工程と、該半導体ウエハ4
上に、高融点金属ゲート54の側壁面54a,54b
が、イオン注入の際のイオン注入方向9と平行となるよ
うに、上記半導体ウエハ4表面に対し所定角度傾斜させ
て高融点金属ゲート54を形成する工程と、該高融点金
属ゲート54をマスクとして、上記半導体ウエハ4表面
に対して所定角度傾斜した方向からイオン注入を行な
い、不純物層を形成する工程とを含むというものであ
り、これにより、チャネリングを防止し、かつ短チャネ
ル効果を抑制することができるものである。
【0050】即ち、図9において、高融点金属ゲート5
4の側壁面54a,54bは、該側壁面54a,54b
がイオン注入の際のイオンの進入方向に対して平行とな
るよう、傾斜させて形成されているものである。このよ
うな傾斜した側壁面54a,54bは、高融点金属ゲー
ト54成形のためのエッチングを斜め方向から行うこと
により形成することができる。イオン注入の際には、図
12に示す従来例と同様に、半導体ウエハ4をその面中
心を軸として一定角度φ(オリフラ角)回転させ、かつ
上記半導体ウエハ4を角度θ(ティルト角)傾斜させて
設置し、イオン注入を、上記半導体ウエハ4面の法線と
該ウエハ4面に達するイオンビームのなす角度がθとな
るように行なう。
【0051】このように本発明の実施の形態5では、イ
オンの注入方向を上記半導体ウエハ4表面に対して垂直
方向からではなく斜め方向から行うようにしているの
で、該半導体ウエハ4の結晶軸,または結晶面に沿って
ではなくイオン注入を行うことができ、チャネリングを
防ぐことができる。また、GaAs基板を用いた場合、
φを23°,θを7〜10°でイオン注入するのが、チ
ャネリングを防ぐのに最も適している。
【0052】また、高融点金属ゲート54の側壁面54
a,54bは、イオンの進入方向に対して平行となるよ
う傾斜させて形成されているものであるので、n+ 層8
形成の際に、高融点金属ゲート5下へのn+ イオンの周
り込みを低減することができ、短チャネル効果を抑える
ことができる。
【0053】なお、本発明の実施の形態5においては、
+ 層形成の際のイオン注入方法について説明したが、
LDD構造SAGFETのn’層の形成においても、同
様の効果を有するものである。
【0054】また、本発明の実施の形態5においては、
ウエハ面を(100)面としたが、これは(100)面
と等価な面としてもよい。また(111)面等の結晶面
としてもよい。
【0055】また、本発明の実施の形態5においては、
ウエハ面を(100)面とした場合、オリフラ方向を
〔01/1〕方向としたが、これは〔01/1〕方向と
等価な方向としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による半導体ウエハ
の製造方法を示す斜視図である。
【図2】 この発明の実施の形態1による半導体ウエハ
の製造方法を示す断面図である。
【図3】 この発明の実施の形態1によるイオン注入方
法を示す高融点金属ゲート近傍の斜視図である。
【図4】 この発明の実施の形態2によるイオン注入方
法を示す図である。
【図5】 この発明の実施の形態3によるイオン注入方
法を示す図である。
【図6】 この発明の実施の形態4による半導体ウエハ
の製造方法を示す斜視図である。
【図7】 この発明の実施の形態4によるイオン注入方
法を示す図である。
【図8】 この発明の実施の形態4による従来のイオン
注入方向を〔01/1〕方向,〔/100〕方向に分解
する方法を示す高融点金属ゲート近傍の斜視図である。
【図9】 この発明の実施の形態5によるイオン注入方
法を示す高融点金属ゲート近傍の斜視図である。
【図10】 従来のSAGFETの製造方法を示す断面
図である。
【図11】 従来のLDD構造のSAGFETの製造方
法を示す断面図である。
【図12】 従来のイオン注入方法を示す図である。
【図13】 従来のイオン注入方法を示す高融点金属ゲ
ート近傍の図である。
【符号の説明】
1 インゴット、2,21,22 オリフラ、3,31
ウエハ切り出し面、4 半導体ウエハ、5,51,5
2,53,54 高融点金属ゲート、6 基板オフ方
向、7 n層、8 n+ 層、9 イオン注入方向、10
半導体基板、11 オーミック電極、12 n’層、
13 サイドウォール、14 イオンが高融点金属ゲー
ト下まで周り込む部分、30 〔0/1/1〕方向から
(100)面内においてφ傾けた方向、40 オリフラ
角回転方向、54a,54b 高融点金属ゲート54の
側壁面。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インゴットの(100)面を、該インゴ
    ットのオリエンテーションフラット(以下オリフラと称
    す)の方向である〔01/1〕方向から(100)面上
    で角度φ傾けた方向を軸として、角度θ傾斜させた面に
    沿って、上記インゴットから切り出して半導体ウエハを
    形成する工程と、 該半導体ウエハにチャネル層を形成した後、該半導体ウ
    エハ上に高融点金属ゲートを形成する工程と、 該高融点金属ゲートをマスクとして、上記半導体ウエハ
    表面と垂直な方向からイオン注入を行ない、不純物層を
    形成する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. 【請求項2】 半導体ウエハにチャネル層を形成する工
    程と、 該半導体ウエハ上に高融点金属ゲートを、該半導体ウエ
    ハ(100)面上で、〔0/1/1〕方向から角度φ傾
    けた方向に形成する工程と、 上記半導体ウエハを、イオン注入方向に垂直な平面か
    ら、該イオン注入方向に垂直な平面上の上記高融点金属
    ゲート形成方向に垂直な一つの直線を軸として、角度θ
    傾けた状態で設置し、上記高融点金属ゲートをマスクと
    してイオン注入を行ない、不純物層を形成する工程とを
    含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 半導体ウエハにチャネル層を形成する工
    程と、 該半導体ウエハ上にオリフラを、該半導体ウエハ(10
    0)面上で〔01/1〕方向から角度φ傾けた方向に形
    成する工程と、 該半導体ウエハ上に高融点金属ゲートを、該半導体ウエ
    ハ表面におけるオリフラ方向と垂直な方向に形成する工
    程と、 上記半導体ウエハを、イオン注入方向に垂直な平面か
    ら、該イオン注入方向に垂直な平面上のオリフラ方向を
    軸として、角度θ傾けた状態で設置し、上記高融点金属
    ゲートをマスクとしてイオン注入を行ない、不純物層を
    形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製
    造方法。
  4. 【請求項4】 インゴットの(100)面を、〔01
    1〕方向を軸として角度θx 傾けてできた面に沿って、
    上記インゴットから切り出して半導体ウエハを形成する
    工程と、 該半導体ウエハにチャネル層を形成した後、高融点金属
    ゲートを、該半導体ウエハ表面におけるオリフラと垂直
    な方向に形成する工程と、 上記半導体ウエハを、イオン注入方向に垂直な平面か
    ら、該イオン注入方向に垂直な平面上のオリフラ方向を
    軸として、角度θy 傾けた状態で設置し、上記高融点金
    属ゲートをマスクとしてイオン注入を行ない、不純物層
    を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
  5. 【請求項5】 半導体ウエハにチャネル層を形成する工
    程と、 該半導体ウエハ上に、高融点金属ゲートの側壁面がイオ
    ン注入の際のイオン注入方向と平行となるように、上記
    半導体ウエハ表面に対し所定角度傾斜させて高融点金属
    ゲートを形成する工程と、 該高融点金属ゲートをマスクとして、ウエハ表面に対し
    て所定角度傾斜した方向からイオン注入を行ない、不純
    物層を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
JP7233623A 1995-09-12 1995-09-12 半導体装置の製造方法 Pending JPH0982726A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7233623A JPH0982726A (ja) 1995-09-12 1995-09-12 半導体装置の製造方法
US08/630,471 US5728611A (en) 1995-09-12 1996-04-10 Method of fabricating semiconductor device
GB9613996A GB2304997B (en) 1995-09-12 1996-07-04 Method of fabricating semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7233623A JPH0982726A (ja) 1995-09-12 1995-09-12 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0982726A true JPH0982726A (ja) 1997-03-28

Family

ID=16957954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7233623A Pending JPH0982726A (ja) 1995-09-12 1995-09-12 半導体装置の製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5728611A (ja)
JP (1) JPH0982726A (ja)
GB (1) GB2304997B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007520885A (ja) * 2004-01-22 2007-07-26 アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド 半導体処理におけるウエハの結晶切断誤差のための補正方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100581305B1 (ko) * 1998-09-02 2006-05-22 엠이엠씨 일렉트로닉 머티리얼즈 인코포레이티드 저결함 밀도 단결정 실리콘으로부터의 soi 구조체
US7005081B2 (en) * 2001-07-05 2006-02-28 Canon Kabushiki Kaisha Base material cutting method, base material cutting apparatus, ingot cutting method, ingot cutting apparatus and wafer producing method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4771012A (en) * 1986-06-13 1988-09-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of making symmetrically controlled implanted regions using rotational angle of the substrate
JPS63226922A (ja) * 1987-03-17 1988-09-21 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
JP2540037B2 (ja) * 1987-03-23 1996-10-02 日本電信電話株式会社 半導体装置の製造方法
JPS6433924A (en) * 1987-07-29 1989-02-03 Sony Corp Semiconductor wafer
JPH06232170A (ja) * 1993-01-29 1994-08-19 Mitsubishi Electric Corp 電界効果トランジスタ及びその製造方法
JPH1033924A (ja) * 1996-07-25 1998-02-10 Tec Corp 空気清浄器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007520885A (ja) * 2004-01-22 2007-07-26 アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド 半導体処理におけるウエハの結晶切断誤差のための補正方法

Also Published As

Publication number Publication date
GB2304997B (en) 1997-09-10
GB9613996D0 (en) 1996-09-04
GB2304997A (en) 1997-03-26
US5728611A (en) 1998-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6187643B1 (en) Simplified semiconductor device manufacturing using low energy high tilt angle and high energy post-gate ion implantation (PoGI)
US5925914A (en) Asymmetric S/D structure to improve transistor performance by reducing Miller capacitance
EP0487220A2 (en) SOI-Field effect transistor and method of manufacturing the same
EP0465045A2 (en) Method of field effect transistor fabrication for integrated circuits
WO1995006328A1 (en) Self-aligned cmos process
US6924216B2 (en) Semiconductor device having improved doping profiles and method of improving the doping profiles of a semiconductor device
US5212542A (en) Semiconductor device having at least two field effect transistors and method of manufacturing the same
US5453389A (en) Defect-free bipolar process
JPH10303140A (ja) 絶縁ゲート電界効果トランジスタの製造方法
EP1168453A2 (en) Semiconductor device with heavily-doped diffusion layer and method for fabricating the same
JPH0982726A (ja) 半導体装置の製造方法
EP0201111A2 (en) Semiconductor device manufacture using an implantation step
US5631178A (en) Method for forming a stable semiconductor device having an arsenic doped ROM portion
JP2562688B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US7687384B2 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same that includes angled implantation of poly layer
JPS63299328A (ja) 不純物導入方法
JP2004274031A (ja) 半導体素子の製造方法
JP4166426B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2005302757A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP7405291B1 (ja) 窒化物半導体装置及びその製造方法
JP2002083819A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPS63215075A (ja) 半導体装置の製造方法
US20040043572A1 (en) Semiconductor device manufacturing method
JPH02280322A (ja) 半導体装置の製法
US20020109105A1 (en) Method of ion implantation