JPH10107266A - Manufacture of mosfet - Google Patents

Manufacture of mosfet

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JPH10107266A
JPH10107266A JP8277184A JP27718496A JPH10107266A JP H10107266 A JPH10107266 A JP H10107266A JP 8277184 A JP8277184 A JP 8277184A JP 27718496 A JP27718496 A JP 27718496A JP H10107266 A JPH10107266 A JP H10107266A
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JP
Japan
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diffusion region
concentration
type
low
region
Prior art date
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Application number
JP8277184A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuaki Komiyama
一明 小宮山
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New Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
New Japan Radio Co Ltd
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Publication date
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the generation of hot carriers by relieving an electric field near a gate electrode by forming a diffusion area having the same conductivity as that of a drain area and sufficiently low impurity concentration or a diffusion area having the opposite conductivity on the surface of a low- concentration area forming the drain area. SOLUTION: A photoresist 3 is formed on a gate oxide film 2 so as to open the area proposed for the formation of the low-concentration diffusion area of a drain area. In order to form, for example, a low-concentration N-type diffusion area on the surface of a P-type semiconductor area l by using the photoresist 3 as a mask, the ion of an N-type impurity, for example, phosphorus is implanted. Thereafter, the ion of a P-type impurity, for example, BF2 is implanted by utilizing the same mask. The P-type impurity is prepared by selecting an impurity combination which is less diffused than the N-type impurity. When thermal diffusion is performed in the succeeding process, therefore, a P-type impurity area 12 is formed in a state where the area 12 is surrounded by a low-concentration N-type diffusion area 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路を
構成するMOS型FET(電界効果トランジスタ)の製
造方法、特に高耐圧が要求されるMOS型FETの製造
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a MOS FET (field effect transistor) constituting a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a method of manufacturing a MOS FET requiring a high breakdown voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の高耐圧構造のNチャネルMOS型
FETの製造方法を以下に示す。P型シリコン基板ある
いはP型ウエル領域からなる素子形成予定領域のP型半
導体領域1表面に、ゲート酸化膜2を形成する。ゲート
酸化膜2上にソース、ドレイン形成予定領域を開口する
ように、ホトレジスト3を形成する。ホトレジスト3を
マスクに、P型半導体領域1表面に低濃度N型拡散領域
4を形成するため、N型不純物をイオン注入する(図
7)。
2. Description of the Related Art A conventional method of manufacturing an N-channel MOS FET having a high breakdown voltage structure will be described below. A gate oxide film 2 is formed on the surface of a P-type semiconductor region 1 in a region where an element is to be formed, which is a P-type silicon substrate or a P-type well region. A photoresist 3 is formed on the gate oxide film 2 so as to open the source and drain formation regions. Using the photoresist 3 as a mask, an N-type impurity is ion-implanted to form a low-concentration N-type diffusion region 4 on the surface of the P-type semiconductor region 1 (FIG. 7).

【0003】ホトレジスト3を除去した後、注入した不
純物イオンの熱拡散を行い、低濃度N型拡散領域4を形
成する。全面にポリシリコン膜を形成し、パターニング
を行い、ゲート電極5を形成する。ここでゲート電極5
は、低濃度N型拡散領域4の一部と重なり合うように形
成する。その後、CVD法により全面に酸化膜を形成
し、ドライエッチングを行い、ゲート電極5側面にサイ
ドウォール6を形成する。
After removing the photoresist 3, thermal diffusion of the implanted impurity ions is performed to form a low concentration N-type diffusion region 4. A polysilicon film is formed on the entire surface, patterned, and a gate electrode 5 is formed. Here, the gate electrode 5
Is formed so as to overlap a part of the low-concentration N-type diffusion region 4. Thereafter, an oxide film is formed on the entire surface by the CVD method, and dry etching is performed to form sidewalls 6 on the side surfaces of the gate electrode 5.

【0004】低濃度N型拡散領域4の一部を露出するよ
うにホトレジスト7をパターニングし、ホトレジスト
7、ゲート電極5及びサイドウォール6をマスクに、低
濃度N型拡散領域4表面に、高濃度N型拡散領域8を形
成するため、N型不純物をイオン注入する(図8)。
A photoresist 7 is patterned so as to expose a part of the low-concentration N-type diffusion region 4, and a high-concentration N-type diffusion region 4 is formed on the surface of the low-concentration N-type diffusion region 4 by using the photoresist 7, the gate electrode 5 and the sidewall 6 as a mask. N-type impurities are ion-implanted to form the N-type diffusion region 8 (FIG. 8).

【0005】その後、ホトレジスト7を除去し、注入し
た不純物イオンの熱拡散を行い、高濃度拡散領域8を形
成する。以下、通常のMOS型FETの製造方法に従
い、層間絶縁膜9を形成し、ソース電極10及びドレイ
ン電極11を形成する(図9)。
After that, the photoresist 7 is removed, and the implanted impurity ions are thermally diffused to form a high concentration diffusion region 8. Hereinafter, an interlayer insulating film 9 is formed, and a source electrode 10 and a drain electrode 11 are formed according to a normal MOS-type FET manufacturing method (FIG. 9).

【0006】このような構造のMOS型FETは、低濃
度N型拡散領域4とゲート電極5が、一部重なり合うよ
うに形成されており、ゲート電極5に電圧が印加される
と、ゲート電極5近傍のキャリア濃度が高くなり、トラ
ンジスタのオン抵抗が低減し、電流駆動能力が高くな
る。また、低濃度N型拡散領域4により、ドレイン、ゲ
ート間の電界が緩和され、ホットキャリアの発生を低減
することができる構造となっている。
In the MOS type FET having such a structure, the low-concentration N-type diffusion region 4 and the gate electrode 5 are formed so as to partially overlap each other, and when a voltage is applied to the gate electrode 5, the gate electrode 5 The carrier concentration in the vicinity is increased, the on-resistance of the transistor is reduced, and the current driving capability is increased. Further, the low-concentration N-type diffusion region 4 has a structure in which an electric field between the drain and the gate is reduced, and the generation of hot carriers can be reduced.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、ドレイン、ゲ
ート間の電圧が10V程度と、比較的低い電圧で駆動す
る場合には問題ないが、更に高い電圧で駆動させる場合
には、ホットキャリアの発生が無視できなくなるという
問題点があった。
However, when driving at a relatively low voltage of about 10 V between the drain and gate, there is no problem. However, when driving at a higher voltage, generation of hot carriers occurs. There is a problem that can not be ignored.

【0008】本発明は上記問題点を解決し、ドレイン、
ゲート間及び低濃度拡散領域、ゲート間の電界を緩和
し、高耐圧のMOS型FETの製造方法を提供すること
を目的とする。
[0008] The present invention solves the above problems and provides a drain,
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a high withstand voltage MOS-type FET by relaxing an electric field between gates, a low concentration diffusion region, and a gate.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の製造方法は、一導電型の半導体領域内に形成さ
れた逆導電型のソース領域及びドレイン領域と、該ソー
ス領域及びドレイン領域間にゲート酸化膜を介して形成
されたゲート電極とを備え、前記ドレイン領域はドレイ
ン電極と接触する高濃度拡散領域と前記ゲート電極下ま
で延出した低濃度拡散領域とからなるMOS型FETの
製造方法において、前記低濃度拡散領域形成予定領域を
開口するマスクを形成し、該開口内に導電型の異なる少
なくとも2種類の不純物を導入する工程と、該導入され
た不純物を拡散し、逆導電型の低濃度拡散領域と、該低
濃度拡散領域内に前記低濃度拡散領域より不純物濃度の
低い逆導電型の拡散領域、あるいは一導電型の拡散領域
を形成する工程と、該不純物濃度の低い逆導電型の拡散
領域、あるいは一導電型の拡散領域の一部と重なり合う
ように、前記ゲート酸化膜を介して前記ゲート電極を形
成する工程を含むことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a manufacturing method of the present invention comprises a source region and a drain region of opposite conductivity type formed in a semiconductor region of one conductivity type, and the source region and the drain region. A gate electrode formed with a gate oxide film interposed therebetween, wherein the drain region comprises a high-concentration diffusion region in contact with the drain electrode and a low-concentration diffusion region extending below the gate electrode. Forming a mask for opening the region where the low concentration diffusion region is to be formed, and introducing at least two types of impurities having different conductivity types into the opening; Forming a low-concentration diffusion region of a type and a diffusion region of the opposite conductivity type or a one-conductivity type diffusion region having a lower impurity concentration than the low-concentration diffusion region in the low-concentration diffusion region; and Forming a gate electrode through the gate oxide film so as to overlap with a part of the diffusion region of the opposite conductivity type having a low impurity concentration or a diffusion region of one conductivity type. is there.

【0010】このような製造方法により形成された低濃
度拡散領域は、低濃度拡散領域より不純物濃度の低い拡
散領域、あるいは導電型の異なる拡散領域により、ゲー
ト電極近傍の電界が緩和され、ホットキャリアの生成を
抑制する。また、キャリア密度の大きい領域をゲート酸
化膜から遠ざけることにより、ゲート酸化膜にトラップ
されるホットキャリアの量を少なくするものである。
In the low-concentration diffusion region formed by such a manufacturing method, the electric field near the gate electrode is relaxed by the diffusion region having a lower impurity concentration than the low-concentration diffusion region or a diffusion region of a different conductivity type, so that the hot carrier Generation is suppressed. Further, by keeping the region having a high carrier density away from the gate oxide film, the amount of hot carriers trapped in the gate oxide film is reduced.

【0011】また特に、前記低濃度拡散領域より不純物
濃度の低い逆導電型の拡散領域あるいは一導電型の拡散
領域を形成するため導入される一導電型の不純物は、前
記低濃度拡散領域を形成するため導入される逆導電型の
不純物に比べて拡散係数が小さい組み合わせを選択する
ことにより、より簡便な工程で、本発明のMOS型FE
Tを形成することが可能となる。
In particular, one conductivity type impurity introduced to form a reverse conductivity type diffusion region or a one conductivity type diffusion region having an impurity concentration lower than that of the low concentration diffusion region forms the low concentration diffusion region. By selecting a combination having a smaller diffusion coefficient than the impurity of the opposite conductivity type to be introduced, the MOS FE of the present invention can be manufactured in a simpler process.
T can be formed.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、NチャネルMOS型FETを例に取り、説明する。
まず、P型シリコン基板あるいはP型ウエル領域からな
る素子形成予定領域のP型半導体領域1表面に、ゲート
酸化膜2を形成する。ゲート酸化膜2上にドレイン領域
の低濃度拡散領域形成予定領域を開口するように、ホト
レジスト3を形成する。図では、ソース領域にも、低濃
度拡散領域を形成する場合を示すが、必ずしもソース領
域に低濃度拡散領域を形成する必要はない。ホトレジス
ト3をマスクに、P型半導体領域1表面に低濃度N型拡
散領域を形成するため、N型不純物であるリンを、加速
電圧120KeV、ドーズ量8.0×1012/cm2の
条件でイオン注入する。その後、同じマスクを使用し
て、P型不純物であるBF2を、加速電圧70KeV、
ドーズ量5×1012/cm2の条件でイオン注入する
(図1)。このとき、P型不純物は、N型不純物より拡
散しにくい不純物の組み合わせを選択する。これによ
り、後工程で熱拡散を行うと、低濃度N型拡散領域4に
取り囲まれるようにP型拡散領域12が形成される。
尚、N型不純物とP型不純物の注入条件によっては、N
型拡散領域表面がP型に反転しない場合もあるが、低濃
度N型拡散領域4より十分に低い不純物濃度であれば、
N型であっても良い。以下、低濃度N型拡散領域より十
分に不純物濃度の低いN型拡散領域を形成する場合につ
いては、説明を省略する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below by taking an N-channel MOS type FET as an example.
First, a gate oxide film 2 is formed on the surface of a P-type semiconductor region 1 in a region where an element is to be formed, which is a P-type silicon substrate or a P-type well region. Photoresist 3 is formed on gate oxide film 2 so as to open a region where a low concentration diffusion region is to be formed in the drain region. Although the figure shows a case where a low concentration diffusion region is also formed in the source region, it is not always necessary to form the low concentration diffusion region in the source region. In order to form a low-concentration N-type diffusion region on the surface of the P-type semiconductor region 1 using the photoresist 3 as a mask, phosphorus as an N-type impurity is ion-implanted under the conditions of an acceleration voltage of 120 KeV and a dose of 8.0 × 10 12 / cm 2. I do. Thereafter, using the same mask, BF2, which is a P-type impurity, is subjected to an acceleration voltage of 70 KeV,
Ions are implanted under the conditions of a dose of 5.times.10@12 / cm @ 2 (FIG. 1). At this time, as the P-type impurity, a combination of impurities that are harder to diffuse than the N-type impurity is selected. Thus, when thermal diffusion is performed in a later step, the P-type diffusion region 12 is formed so as to be surrounded by the low-concentration N-type diffusion region 4.
Note that, depending on the implantation conditions of the N-type impurity and the P-type impurity, N
Although the surface of the type diffusion region may not be inverted to the P type, if the impurity concentration is sufficiently lower than that of the low concentration N type diffusion region 4,
It may be N-type. Hereinafter, a description of the case of forming an N-type diffusion region having a sufficiently lower impurity concentration than the low-concentration N-type diffusion region will be omitted.

【0013】ホトレジスト3を除去した後、注入した不
純物を拡散させるため、加熱処理を行う。熱拡散によっ
て、低濃度N型拡散領域4に取り囲まれるように、P型
拡散領域12が形成される。尚、この加熱処理工程は、
後述するように高温条件で行われる別の工程と兼ねて行
うことも可能である。全面にポリシリコン膜を形成し、
パターニングを行い、ゲート電極5を形成する。ここで
ゲート電極5は、低濃度拡散領域4及びP型拡散領域1
2の一部と重なり合うように形成する。その後、CVD
法により全面に酸化膜を形成し、ドライエッチングを行
い、ゲート電極5側面にサイドウォール6を形成する
(図2)。
After removing the photoresist 3, a heat treatment is performed to diffuse the implanted impurities. The P-type diffusion region 12 is formed so as to be surrounded by the low-concentration N-type diffusion region 4 by thermal diffusion. In addition, this heat treatment process
As will be described later, it is also possible to perform this step concurrently with another step performed under high temperature conditions. Form a polysilicon film on the entire surface,
Patterning is performed to form a gate electrode 5. Here, the gate electrode 5 includes the low-concentration diffusion region 4 and the P-type diffusion region 1.
2 is formed so as to overlap with a part of the same. Then, CVD
An oxide film is formed on the entire surface by a method, and dry etching is performed to form sidewalls 6 on the side surfaces of the gate electrode 5 (FIG. 2).

【0014】低濃度N型拡散領域4表面のP型拡散領域
12の一部を露出するようにホトレジスト7をパターニ
ングし、ホトレジスト7、ゲート電極5及びサイドウォ
ール6をマスクとして低濃度N型拡散領域4及びP型拡
散領域12中にイオン注入を行い、ソース、ドレイン電
極とコンタクトするための高濃度N型拡散領域8を形成
する(図3)。
The photoresist 7 is patterned so as to expose a part of the P-type diffusion region 12 on the surface of the low-concentration N-type diffusion region 4, and the photoresist 7, the gate electrode 5 and the sidewall 6 are used as a mask to form a low-concentration N-type diffusion region. 4 and the P-type diffusion region 12 are ion-implanted to form a high-concentration N-type diffusion region 8 for contacting the source and drain electrodes (FIG. 3).

【0015】その後、ホトレジスト7を除去し、通常の
MOS型FETの製造方法に従い、層間絶縁膜9を形成
する。この層間絶縁膜の形成過程の熱処理によって、低
濃度N型拡散領域4によって取り囲まれるように、高濃
度N型拡散領域8が形成される。この工程は前述したよ
うに、表面近傍に、低濃度N型拡散領域4に取り囲まれ
るようにP型拡散領域12を形成する加熱処理と兼ねる
ことが可能である。その後、ソース電極10及びドレイ
ン電極11を形成し、MOS型FETを完成する(図
4)。
Thereafter, the photoresist 7 is removed, and an interlayer insulating film 9 is formed in accordance with a normal MOS FET manufacturing method. By the heat treatment in the process of forming the interlayer insulating film, the high-concentration N-type diffusion region 8 is formed so as to be surrounded by the low-concentration N-type diffusion region 4. As described above, this step can also serve as a heat treatment for forming the P-type diffusion region 12 near the surface so as to be surrounded by the low-concentration N-type diffusion region 4. Thereafter, a source electrode 10 and a drain electrode 11 are formed to complete a MOS FET (FIG. 4).

【0016】本発明では、低濃度N型拡散領域を形成す
るために注入するN型不純物と、P型拡散領域あるいは
低濃度のN型拡散領域を形成するために注入するP型不
純物の組み合わせ及び注入条件を、N型不純物に比べて
P型不純物の拡散が小さくなるように選択することによ
り、単一のイオン注入用マスクを使用し、一回の熱拡散
を行うことで同時に形成することができ、簡便な工程で
形成することができる。特に、低濃度N型拡散領域4を
形成するためのN型不純物としてリンを、P型拡散領域
12を形成するためのP型不純物としてBF2を選択す
ると、リンに比べてBF2の拡散係数が小さいことか
ら、単一のマスクを使用し、イオン注入条件の設定のみ
を考慮することにより、簡便に所望の構造を得ることが
できる。
According to the present invention, a combination of an N-type impurity implanted to form a low-concentration N-type diffusion region and a P-type impurity implanted to form a P-type diffusion region or a low-concentration N-type diffusion region is provided. By selecting the implantation conditions so that the diffusion of the P-type impurity is smaller than that of the N-type impurity, it is possible to simultaneously form them by performing a single thermal diffusion using a single ion implantation mask. It can be formed by simple steps. In particular, when phosphorus is selected as an N-type impurity for forming the low concentration N-type diffusion region 4 and BF2 is selected as a P-type impurity for forming the P-type diffusion region 12, the diffusion coefficient of BF2 is smaller than that of phosphorus. Thus, a desired structure can be easily obtained by using a single mask and considering only the setting of the ion implantation conditions.

【0017】P型拡散領域は、ゲート酸化膜近傍の電界
を緩和し、ホットキャリアの発生を低減させる。また、
キャリア密度の大きい領域をゲート酸化膜から遠ざける
ことにより、ゲート酸化膜にトラップされるホットキャ
リアを少なくすることができる。
The P-type diffusion region alleviates the electric field near the gate oxide film and reduces the generation of hot carriers. Also,
By keeping the region having a high carrier density away from the gate oxide film, hot carriers trapped in the gate oxide film can be reduced.

【0018】このように形成したMOS型FETについ
て、従来構造のMOS型FETと比較してみる。図5
に、加速電圧80KeV一定で、BF2を注入する際、
ドーズ量を変化させた場合の基板電流の変化を示す。こ
こで、基板電流とは、ソース電流からドレイン電流を差
し引いた電流値であり、基板あるいはウエル外へ流出す
るホール量とゲート酸化膜にトラップされる電子量の和
を示すものである。図では、ゲート、ソース間電圧Vgs
一定で、ソース、ドレイン間電圧Vdsを10V、15
V、20Vと変化させたとき、ドレイン電流に対する基
板電流の割合をパーセント表示している。尚、BF2が
注入される低濃度N型拡散領域は、1.0×1017/c
m3程度に形成した。
The MOS type FET thus formed will be compared with a conventional MOS type FET. FIG.
When BF2 is injected at a constant acceleration voltage of 80 KeV,
The change in substrate current when the dose is changed is shown. Here, the substrate current is a current value obtained by subtracting the drain current from the source current, and indicates the sum of the amount of holes flowing out of the substrate or the well and the amount of electrons trapped in the gate oxide film. In the figure, the gate-source voltage Vgs
Constant, source-drain voltage Vds is 10 V, 15 V
V and 20 V, the ratio of the substrate current to the drain current is shown in percentage. The low-concentration N-type diffusion region into which BF2 is injected is 1.0.times.10@17 / c.
It was formed to about m3.

【0019】図に示すように、ドーズ量が増加するに従
い、ドレイン電流に対する基板電流の割合が減少してい
る。特に、ソース、ドレイン間電圧が高いほど、減少す
る割合が大きいことがわかる。基板電流のうち、基板あ
るいはウエル外へ流出するホール量は大きく変化する要
因が見いだせないから、本発明のMOS型FETは、ゲ
ートにトラップされる電子を減少させる効果があると考
えられる。
As shown in the figure, as the dose increases, the ratio of the substrate current to the drain current decreases. In particular, it can be seen that the higher the voltage between the source and the drain, the greater the rate of decrease. Since no significant change in the amount of holes flowing out of the substrate or well out of the substrate current is found, it is considered that the MOS FET of the present invention has an effect of reducing electrons trapped in the gate.

【0020】また、FETのホットキャリア耐圧試験の
結果を図6に示す。試験条件は、ゲート、ソース間電圧
Vgs=4V、ドレイン、ソース間電圧Vds=15V、2
0Vとし、ドレインアバランシェ・ホットキャリア注入
(常温で最も厳しい劣化を引き起こすと考えられてい
る)による特性変化を調べた。図では、横軸にソース、
ドレイン間電圧Vdsの逆数、縦軸に電流駆動能力が10
%変化するのに要すると推定される時間を示す。図に示
すように、従来構造のMOS型FETに比べて、本願発
明のMOS型FETは、大幅に寿命が延びていることが
わかる。
FIG. 6 shows the results of the hot carrier breakdown voltage test of the FET. The test conditions were as follows: gate-source voltage Vgs = 4 V, drain-source voltage Vds = 15 V, 2
At 0 V, a change in characteristics due to drain avalanche hot carrier injection (which is considered to cause the most severe degradation at room temperature) was examined. In the figure, the horizontal axis shows the source,
The reciprocal of the drain-to-drain voltage Vds.
% Indicates the estimated time required to change. As shown in the figure, it can be seen that the life of the MOS-type FET of the present invention is greatly extended as compared with the conventional MOS-type FET.

【0021】P型拡散領域の代わりに、低濃度N型拡散
領域に較べて十分に不純物濃度の小さいN型拡散領域を
形成した場合も、ゲート電極近傍の電界を緩和し、ホッ
トキャリア密度の高い領域をゲート酸化膜から遠ざける
効果があり、従来構造のMOS型FETに較べて、大幅
に寿命を延ばすことができる。
In the case where an N-type diffusion region having an impurity concentration sufficiently lower than that of a low-concentration N-type diffusion region is formed instead of the P-type diffusion region, the electric field near the gate electrode is relaxed and the hot carrier density is increased. There is an effect of keeping the region away from the gate oxide film, and the life can be greatly extended as compared with a conventional MOS-type FET.

【0022】以上の説明はNチャネルMOS型FETに
ついて説明を行ったが、PチャネルMOS型FETの場
合も同様に本発明を実現することができる。このとき、
ドレイン領域を構成する低濃度P型拡散領域は、低濃度
P型拡散領域表面に、低濃度P型拡散領域に取り囲まれ
るように十分に不純物濃度の低いP型拡散領域、あるい
はN型拡散領域が形成される。
Although the above description has been made with reference to an N-channel MOS-type FET, the present invention can be similarly realized with a P-channel MOS-type FET. At this time,
The low-concentration P-type diffusion region constituting the drain region has a low-concentration P-type diffusion region having a sufficiently low impurity concentration or an N-type diffusion region on the surface of the low-concentration P-type diffusion region. It is formed.

【0023】低濃度P型拡散領域を形成するため注入す
るP型拡散不純物と十分に低濃度のP型拡散領域、ある
いはN型拡散領域を形成するために注入するN型不純物
の組み合わせ及びイオン注入条件を、P型不純物に比べ
てN型不純物の拡散が小さくなるように選択することに
より、単一のイオン注入用マスクを使用してイオン注入
し、熱拡散を行うことで所望の構造が、簡便な工程で形
成できる。特に、N型不純物として砒素を選択すること
により、P型拡散領域表面に十分に低濃度のP型拡散領
域、あるいはN型拡散領域を形成する際、制御性良く、
薄い拡散領域を形成することができる。尚、低濃度P型
拡散領域を形成するため注入する不純物は、リンを選択
した。
Combination of a P-type diffusion impurity implanted to form a low-concentration P-type diffusion region and an N-type impurity implanted to form a sufficiently low-concentration P-type diffusion region or an N-type diffusion region, and ion implantation By selecting the condition so that the diffusion of the N-type impurity is smaller than that of the P-type impurity, ion implantation is performed using a single ion implantation mask and thermal diffusion is performed to obtain a desired structure. It can be formed by a simple process. In particular, by selecting arsenic as the N-type impurity, when forming a sufficiently low-concentration P-type diffusion region or N-type diffusion region on the surface of the P-type diffusion region, good controllability is obtained.
A thin diffusion region can be formed. Note that phosphorus was selected as an impurity to be implanted to form a low-concentration P-type diffusion region.

【0024】PチャネルFETの場合も、上述のNチャ
ネルFET同様、低濃度P型拡散領域表面に形成した十
分に不純物濃度の小さいP型拡散領域、あるいはN型拡
散領域が、ゲート電極近傍の電界を緩和し、キャリア密
度の高い領域をゲート酸化膜から遠ざけることにより、
ホットキャリアの発生やゲート酸化膜にトラップされる
ホットキャリアを少なくし、寿命を大幅に延ばすことが
できる。
In the case of the P-channel FET, similarly to the above-mentioned N-channel FET, the P-type diffusion region or the N-type diffusion region formed on the surface of the low-concentration P-type diffusion region and having a sufficiently low impurity concentration is formed by the electric field near the gate electrode. And the area with high carrier density is kept away from the gate oxide film,
The generation of hot carriers and the number of hot carriers trapped in the gate oxide film can be reduced, and the life can be greatly extended.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ド
レイン領域を構成する低濃度領域表面に、ドレイン領域
と同一の導電型を有する十分に不純物濃度の小さい拡散
領域、あるいは逆の導電型を有する拡散領域を形成する
ことにより、ホットキャリアの発生を抑制し、またゲー
ト酸化膜にトラップされるホットキャリアを少なくする
ことにより、FETの寿命を大幅に延ばすことができる
という効果がある。このような構造を形成するため本発
明は、低濃度領域を形成するための不純物と十分に不純
物濃度が低い拡散領域等を形成するための不純物との組
み合わせ、イオン注入条件を選択することによって、単
一のイオン注入用マスクを使用し、イオン注入及び熱拡
散を行うという簡便の工程で、所望の構造を得ることが
できる。この工程は、通常の半導体装置の製造に使用さ
れる工程であり、歩留まり良く、半導体装置を製造する
ことができる。
As described above, according to the present invention, a diffusion region having the same conductivity type as the drain region and having a sufficiently low impurity concentration or the opposite conductivity type is formed on the surface of the low concentration region constituting the drain region. By forming a diffusion region having the following characteristics, the generation of hot carriers is suppressed, and the number of hot carriers trapped in the gate oxide film is reduced, so that the life of the FET can be greatly extended. In order to form such a structure, the present invention provides a combination of an impurity for forming a low-concentration region and an impurity for forming a diffusion region or the like having a sufficiently low impurity concentration, and selecting ion implantation conditions. A desired structure can be obtained by a simple process of performing ion implantation and thermal diffusion using a single ion implantation mask. This process is a process used for manufacturing a normal semiconductor device, and a semiconductor device can be manufactured with high yield.

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

【図1】本願発明の実施の形態を説明する断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of the present invention.

【図2】本願発明の実施の形態を説明する断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view illustrating an embodiment of the present invention.

【図3】本願発明の実施の形態を説明する断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of the present invention.

【図4】本願発明の実施の形態を説明する断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of the present invention.

【図5】本願発明と従来構造のMOS型FETの特性を
比較するグラフである。
FIG. 5 is a graph comparing the characteristics of the MOS type FET of the present invention and the conventional structure.

【図6】本願発明と従来構造のMOS型FETの特性を
比較するグラフである。
FIG. 6 is a graph comparing the characteristics of the MOS FET of the present invention and the conventional structure.

【図7】従来のMOS型FETの製造方法を説明する断
面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional MOS-type FET.

【図8】従来のMOS型FETの製造方法を説明する断
面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional MOS-type FET.

【図9】従来のMOS型FETの製造方法を説明する断
面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional MOS-type FET.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P型半導体領域 2 ゲート酸化膜 3 ホトレジスト 4 低濃度N型拡散領域 5 ゲート電極 6 サイドウォール 7 ホトレジスト 8 高濃度N型拡散領域 9 層間絶縁膜 10 ソース電極 11 ドレイン電極 12 P型拡散領域 Reference Signs List 1 P type semiconductor region 2 Gate oxide film 3 Photo resist 4 Low concentration N type diffusion region 5 Gate electrode 6 Side wall 7 Photo resist 8 High concentration N type diffusion region 9 Interlayer insulating film 10 Source electrode 11 Drain electrode 12 P type diffusion region

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一導電型の半導体領域内に形成された逆
導電型のソース領域及びドレイン領域と、該ソース領域
及びドレイン領域間にゲート酸化膜を介して形成された
ゲート電極とを備え、前記ドレイン領域はドレイン電極
と接触する逆導電型の高濃度拡散領域と前記ゲート電極
下まで延出した逆導電型の低濃度拡散領域とからなるM
OS型FETの製造方法において、 前記低濃度拡散領域形成予定領域を開口するマスクを形
成し、該開口内に導電型の異なる少なくとも2種類の不
純物を導入する工程と、 該導入された不純物を拡散し、逆導電型の低濃度拡散領
域と、該低濃度拡散領域内に前記低濃度拡散領域より不
純物濃度の低い逆導電型の拡散領域、あるいは一導電型
の拡散領域を形成する工程と、 該不純物濃度の低い逆導電型の拡散領域、あるいは一導
電型の拡散領域の一部と重なり合うように、前記ゲート
酸化膜を介して前記ゲート電極を形成する工程を含むこ
とを特徴とするMOS型FETの製造方法。
1. A semiconductor device comprising: a source region and a drain region of opposite conductivity type formed in a semiconductor region of one conductivity type; and a gate electrode formed between the source region and the drain region with a gate oxide film interposed therebetween. The drain region includes a high-concentration diffusion region of the opposite conductivity type in contact with the drain electrode and a low-concentration diffusion region of the opposite conductivity type extending to below the gate electrode.
In the method for manufacturing an OS-type FET, a step of forming a mask for opening the region where the low concentration diffusion region is to be formed, and introducing at least two types of impurities having different conductivity types into the opening; Forming a reverse-conductivity-type low-concentration diffusion region and a reverse-conductivity-type diffusion region or a one-conductivity-type diffusion region having a lower impurity concentration than the low-concentration diffusion region in the low-concentration diffusion region; A MOS FET comprising a step of forming the gate electrode via the gate oxide film so as to overlap a part of the diffusion region of the opposite conductivity type having a low impurity concentration or the diffusion region of the one conductivity type. Manufacturing method.
【請求項2】 請求項1記載のMOS型FETの製造方
法において、前記低濃度拡散領域より不純物濃度の低い
逆導電型の拡散領域、あるいは一導電型の拡散領域を形
成するため導入される不純物は、前記低濃度拡散領域を
形成するため導入される逆導電型の不純物に比べて拡散
係数が小さいことを特徴とするMOS型FETの製造方
法。
2. The method according to claim 1, wherein said impurity is introduced to form a reverse conductivity type diffusion region or a one conductivity type diffusion region having a lower impurity concentration than said low concentration diffusion region. Is a method of manufacturing a MOS FET, wherein a diffusion coefficient is smaller than that of an impurity of the opposite conductivity type introduced to form the low concentration diffusion region.
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