JPH10144914A - Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device

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JPH10144914A
JPH10144914A JP30212996A JP30212996A JPH10144914A JP H10144914 A JPH10144914 A JP H10144914A JP 30212996 A JP30212996 A JP 30212996A JP 30212996 A JP30212996 A JP 30212996A JP H10144914 A JPH10144914 A JP H10144914A
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JP
Japan
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region
epitaxial layer
semiconductor device
concentration
substrate
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JP30212996A
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Japanese (ja)
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Machio Yamagishi
万千雄 山岸
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce junction capacitance of source and drain regions, while suppressing short channel effects. SOLUTION: This device has an epitaxial layer 11 on a substrate 2 and source and drain regions 8a, 8b respectively reaching an interface with at least the substrate 2 from the surface of the epitaxial layer 11, and between the regions 8a, 8b and the reverse conductive type substrate region 2, low concentration regions 12a, 12b having the same conductivity type and a conductive degree lower than in this substrate region 2 are made to reside. Thereby, the source and drain regions and substrate are close to an inclined junction, and the capacitance is reduced. On the other hand, an insulating layer which is brought into contact from a depth side in a depth direction of the substrate for the source and drain regions is provided, thereby attempting to reduce the junction capacitance. In the low concentration regions 12a, 12b, by setting a concentration profile so as to be formed concurrently at the time of ion implantation, the insulating layers can respectively and readily be formed by a SIMOX(separation by inplanted oxygen) method.

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、微細な絶縁ゲート
電界効果型トランジスタを有する半導体装置およびその
製造方法に係わり、とくに微細化にともなう短チャネル
効果の抑制と不純物拡散容量の低減技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a fine insulated gate field effect transistor and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a technique for suppressing a short channel effect accompanying miniaturization and reducing an impurity diffusion capacity.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年におけるMOSFET(Metal-Oxide
-Semiconductor Field-Effect Transistor) の微細化の
進展は著しく、例えばゲート長がハーフミクロンからク
ォータミクロンに達しようかというDRAM(Dynamic R
andom-Access Memory)が、いまや量産段階を迎えつつあ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, MOSFETs (Metal-Oxide
-Semiconductor Field-Effect Transistor) has been remarkably miniaturized. For example, DRAM (Dynamic R
andom-Access Memory) is now in mass production.

【0003】ところで、このようなMOS型LSIの微
細化の進展を阻む要因として勘案されるものに、いわゆ
る短チャネル効果に基づく弊害と、寄生容量が微細化に
ともなって低減されないことに基づく弊害とがある。
[0003] By the way, what are considered as factors that hinder the progress of miniaturization of such a MOS type LSI include a problem caused by a so-called short channel effect and a problem caused by the parasitic capacitance not being reduced with miniaturization. There is.

【0004】いわゆる短チャネル効果は、ゲート長が短
くなり、例えばソース領域とドレイン領域の空乏層が張
り出してチャネルに対するゲート電極の支配能力が弱ま
り、この結果、ゲートしきい値電圧|Vth|が低下する
といったロールオフ(roll off)効果として、まず顕著に
現れる。また、更にゲート長の短縮を進めていくと、ド
レイン領域から空乏層が延びてソース領域からの空乏層
に近づき、ゲート電圧を印加していなくてもチャネルに
電流が流れてしまうパンチスルーが発生しやすくなる。
ソース・ドレイン間耐圧が低下し、パンチスルーが発生
すると、これらによってMOSFETの動作限界が決め
られてしまう。
In the so-called short channel effect, the gate length is shortened, for example, the depletion layers of the source region and the drain region protrude and the ability of the gate electrode to control the channel is weakened. First, it appears remarkably as a roll off effect. Further, as the gate length is further reduced, a depletion layer extends from the drain region and approaches the depletion layer from the source region, causing punch-through in which current flows through the channel even when no gate voltage is applied. Easier to do.
If the withstand voltage between the source and the drain decreases and punch-through occurs, the operation limit of the MOSFET is determined by these factors.

【0005】また、いわゆるホットエレクトロン効果が
発生し、これによりゲートしきい値電圧Vthが変動し、
相互コンダクタンスgm が低下する現象も、広く短チャ
ネル効果の範疇として考えられている。すなわち、ゲー
トが短くなり、特にドレイン端近傍に発生するピンチオ
フ領域に高電界が印加されると、その結果、ゲート酸化
膜下の、チャネルを通って流れる電子の速度がドレイン
端近傍で増大し、電子がホットな状態(励起された状
態)となり高エネルギーを有するようになる。電子がホ
ットな状態になると、その一部がドレインに流れ込まず
にゲート酸化膜中に入り込まれ、膜中の負の電荷量を増
大させる。その結果、動作時間とともに電流が流れにく
くなり、Vthの変動やgm 低下を引き起こすこととな
る。
In addition, a so-called hot electron effect occurs, which changes the gate threshold voltage Vth,
Phenomenon transconductance g m is reduced are also considered as category of broadly short channel effect. That is, when the gate is shortened and a high electric field is applied to the pinch-off region generated particularly near the drain end, as a result, the velocity of electrons flowing through the channel under the gate oxide film increases near the drain end, The electrons become hot (excited) and have high energy. When the electrons are in a hot state, part of the electrons enter the gate oxide film without flowing into the drain, and increase the amount of negative charges in the film. As a result, it becomes difficult current flows together with the operation time, and to cause variation and g m decrease in Vth.

【0006】一方、pn接合部の接合容量は、よく知ら
れているようにドーパント濃度差が大きいほど増大し、
この接合容量の増大は、素子のスイチング速度の低下と
いった特性上の問題を引き起こす要因となる。
On the other hand, as is well known, the junction capacitance of a pn junction increases as the dopant concentration difference increases,
The increase in the junction capacitance causes a problem in characteristics such as a decrease in the switching speed of the element.

【0007】短チャネル効果、特にゲートしきい値電圧
Vth低下を防止する一手法として、最も単純には、チャ
ネル形成領域の濃度を上げることで、ドレイン端の空乏
層のチャネル側への延びを抑えて電界を緩和し、ゲート
電極の支配能力を高めることが考えられる。しかし、チ
ャネル形成領域の濃度を上げると、ソース・ドレイン間
耐圧の低下、接合容量の増大、キャリア移動度の低下が
顕在化し、また基板バイアス効果の影響を受けやすくな
る。
[0007] As one method of preventing the short channel effect, particularly the decrease of the gate threshold voltage Vth, the simplest method is to increase the concentration of the channel formation region to suppress the extension of the depletion layer at the drain end to the channel side. It is conceivable that the electric field is alleviated to increase the control ability of the gate electrode. However, when the concentration of the channel formation region is increased, a reduction in the breakdown voltage between the source and the drain, an increase in the junction capacitance, a reduction in the carrier mobility become apparent, and the substrate is more easily affected by the substrate bias effect.

【0008】そこで、チャネル形成領域の濃度を上げず
に短チャネル効果の抑制と接合容量の低減を図ることを
目的として、チャネルを半導体基板上のエピタキシャル
層内に形成して基板側と空間的に分離し、しかも半導体
基板表面側のみ高濃度にした微細MOS・FET構造が
提案された。
Therefore, in order to suppress the short channel effect and reduce the junction capacitance without increasing the concentration of the channel formation region, a channel is formed in the epitaxial layer on the semiconductor substrate to spatially connect with the substrate side. There has been proposed a fine MOS • FET structure which is separated and has a high concentration only on the semiconductor substrate surface side.

【0009】図5(a)〜(c)に沿って、この微細M
OS・FET構造の製造方法を説明すると、図5(a)
では、まず、p型シリコンウェーハ100を用意し、こ
のシリコンウェーハ100上に、LOCOS法を用いて
フィールド酸化膜101を選択的に形成し、そのフィー
ルド酸化膜101が形成されていないアクティブ領域表
面に、浅い高濃度不純物領域102をイオン注入法によ
り形成する。そして、この高濃度不純物領域102上
に、ノンドープのシリコンエピタキシャル層103を、
例えば40〜50nm程度の厚さに堆積成長させる。な
お、シリコンエピタキシャル層103を成長させてか
ら、例えばSIMOX(Separation by Implanted Oxyge
n)法によってフィールド酸化膜101を形成し、その
後、イオン注入法によってボロン等を導入し高濃度不純
物領域102をシリコンエピタキシャル層103下の基
板表面側に形成してもよい。
As shown in FIGS. 5A to 5C, the fine M
The method of manufacturing the OS • FET structure will be described with reference to FIG.
First, a p-type silicon wafer 100 is prepared, a field oxide film 101 is selectively formed on the silicon wafer 100 by using the LOCOS method, and the surface of the active region where the field oxide film 101 is not formed is formed. , A shallow high-concentration impurity region 102 is formed by ion implantation. Then, a non-doped silicon epitaxial layer 103 is formed on the high-concentration impurity region 102.
For example, it is deposited and grown to a thickness of about 40 to 50 nm. After growing the silicon epitaxial layer 103, for example, SIMOX (Separation by Implanted Oxyge
The field oxide film 101 may be formed by the n) method, and thereafter, boron or the like may be introduced by the ion implantation method to form the high concentration impurity region 102 on the substrate surface side below the silicon epitaxial layer 103.

【0010】そして、シリコンエピタキシャル層103
に、LDD(Lightly Doped Drain)構造の微細MOS・
FETを形成する。すなわち、次の図5(b)で、ゲー
ト電極104を、ゲート絶縁膜105を介してシリコン
エピタキシャル層103上に形成し、このゲート電極1
05をマスクとしたイオン注入法によって、n型の低濃
度不純物領域106a,106bをノンドープのシリコ
ンエピタキシャル層103内に形成する。その後、ゲー
ト電極105の両側にスペーサ層107をそれぞれ形成
し、このスペーサ層107およびゲート電極105をマ
スクとしたイオン注入法によって、比較的に高濃度なn
型不純物をシリコンエピタキシャル層103表面から高
濃度不純物領域102下の半導体基板100内にかけて
導入することによって、ソース領域108aおよびドレ
イン領域108bを形成する。
Then, the silicon epitaxial layer 103
In addition, micro MOS / LDD (Lightly Doped Drain) structure
Form an FET. That is, in FIG. 5B, a gate electrode 104 is formed on the silicon epitaxial layer 103 with a gate insulating film 105 interposed therebetween.
The n-type low-concentration impurity regions 106a and 106b are formed in the non-doped silicon epitaxial layer 103 by ion implantation using the mask 05 as a mask. Thereafter, spacer layers 107 are formed on both sides of the gate electrode 105, respectively, and a relatively high concentration of n is formed by ion implantation using the spacer layer 107 and the gate electrode 105 as a mask.
By introducing a type impurity from the surface of the silicon epitaxial layer 103 into the semiconductor substrate 100 below the high-concentration impurity region 102, a source region 108a and a drain region 108b are formed.

【0011】このような方法によって製造され、図5
(c)に示す構造を有する微細MOS・FETでは、そ
の動作時にチャネルがノンドープのシリコンエピタキシ
ャル層103に形成され、またLDD構造を採用し、し
かも高濃度不純物領域102を有していることから、短
チャネル効果が発生しにくい構造となっている。
FIG.
In the fine MOS-FET having the structure shown in FIG. 1C, the channel is formed in the non-doped silicon epitaxial layer 103 during operation, the LDD structure is employed, and the high-concentration impurity region 102 is provided. The structure is such that the short channel effect is unlikely to occur.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構造の従来の半導体装置では、短チャネル効果があ
る程度抑制されるものの、ソース領域108aまたはド
レイン領域108bと基板100との間の接合容量低減
が不十分であり、このため高速動作を阻害するといった
問題があった。すなわち、エピタキシャル層103、L
LD構造、高濃度領域領域102の採用によってある程
度の短チャネル効果抑制効果は得られるものの、特に高
濃度なソース領域108aまたはドレイン領域108b
が、逆導電型の高濃度領域102に部分的に接し、また
基板100とも広い部分で接することから、これらの部
分での接合容量が大きく、今後益々高い速度性能が要求
されるMOS・FETの構造としては採用できないもの
であった。
However, in the conventional semiconductor device having such a structure, although the short channel effect is suppressed to some extent, the junction capacitance between the source region 108a or the drain region 108b and the substrate 100 is reduced. There is a problem that the operation is insufficient, which hinders high-speed operation. That is, the epitaxial layer 103, L
Although the use of the LD structure and the high-concentration region 102 can provide a certain short-channel effect suppressing effect, the high-concentration source region 108a or the high-concentration source region 108b
However, since it is partially in contact with the high-concentration region 102 of the opposite conductivity type and also in contact with the substrate 100 at a wide portion, the junction capacitance at these portions is large, and in the case of a MOS. The structure could not be adopted.

【0013】本発明は、このような実情に鑑みてなさ
れ、短チャネル効果による弊害を解決しながら、ソース
領域およびドレイン領域と基板との接合容量が小さく高
速化に適した構造の半導体装置及びその製造方法を提供
することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a semiconductor device having a structure suitable for high-speed operation with a small junction capacitance between a source region and a drain region and a substrate, while solving the problem caused by the short channel effect. It is intended to provide a manufacturing method.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上述した従来技術の問題
点を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係わ
る半導体装置では、半導体基板上に接するエピタキシャ
ル層と、前記エピタキシャル層の表面から、少なくとも
当該エピタキシャル層と前記半導体基板との界面にそれ
ぞれ達し、互いに離間するソース領域およびドレイン領
域と、を有する半導体装置であって、前記ソース領域お
よびドレイン領域と、当該ソース領域およびドレイン領
域に対し逆導電型を有する前記半導体基板の領域との間
に、当該基板領域と同じ導電型を有し、その不純物濃度
が当該基板領域より低い低濃度領域がそれぞれ介在して
いることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems of the prior art and achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention comprises an epitaxial layer in contact with a semiconductor substrate and a surface of the epitaxial layer. A source region and a drain region that respectively reach at least the interface between the epitaxial layer and the semiconductor substrate and are separated from each other, wherein the source region and the drain region, and the source region and the drain region On the other hand, a low-concentration region having the same conductivity type as the substrate region and an impurity concentration lower than that of the substrate region is interposed between the region of the semiconductor substrate having the opposite conductivity type. .

【0015】また、本発明に係わる他の半導体装置で
は、半導体基板上に接するエピタキシャル層と、前記エ
ピタキシャル層の表面から、少なくとも当該エピタキシ
ャル層と前記半導体基板との界面にそれぞれ達し、互い
に離間するソース領域およびドレイン領域と、を有する
半導体装置であって、前記半導体基板内に、前記ソース
領域およびドレイン領域に対し基板深さ方向奥側から接
する絶縁層を有することを特徴とする。この絶縁層は、
例えばSIMOX法によって形成される深層絶縁膜より
構成される。
In another semiconductor device according to the present invention, an epitaxial layer in contact with a semiconductor substrate, and a source reaching at least an interface between the epitaxial layer and the semiconductor substrate from a surface of the epitaxial layer and separated from each other. A semiconductor device having a region and a drain region, wherein the semiconductor substrate has an insulating layer in contact with the source region and the drain region from the back side in the substrate depth direction. This insulating layer
For example, it is composed of a deep insulating film formed by a SIMOX method.

【0016】本発明の半導体装置では、チャネルがエピ
タキシャル層に形成されることから、表面チャネルが形
成されやすく、短チャネル効果抑制に効果的である上
に、結晶性がよくキャリア移動度の低下が防止される。
このため、高い相互コンダクタンスgm を得ることがで
き、また基板バイアスの影響も受けにくい。
In the semiconductor device of the present invention, since the channel is formed in the epitaxial layer, a surface channel is easily formed, which is effective for suppressing the short channel effect, and has good crystallinity and lowers carrier mobility. Is prevented.
Therefore, it is possible to obtain a high transconductance g m, also relatively unaffected by the substrate bias.

【0017】また、本発明の半導体装置では、ソースお
よびドレインの接合容量が低減され、高速化に適した構
造となっている。すなわち、先に述べた前者の半導体装
置では、前記低濃度領域は、その不純物濃度が基板領域
より低いので、これを介在させたソース領域またはドレ
イン領域と基板領域との接合は傾斜接合に近いものとな
り、その容量が、低濃度領域を介在させない従来の場合
に比べ低減される。また、従来のような接合容量増大の
要因となる高濃度領域もないので、これらの結果、ソー
ス領域およびドレイン領域の接合容量が大幅に低減され
る。一方、後者の他の半導体装置では、ソース領域およ
びドレイン領域が絶縁層を介して基板と相対することか
ら、その接合容量は基板深さ方向については殆ど無視で
きるほど小さくできる。
Further, in the semiconductor device of the present invention, the junction capacitance between the source and the drain is reduced, and the structure is suitable for high-speed operation. That is, in the former semiconductor device described above, since the impurity concentration of the low-concentration region is lower than that of the substrate region, the junction between the source region or the drain region and the substrate region interposed therebetween is close to the inclined junction. And the capacitance is reduced as compared with the conventional case where no low concentration region is interposed. Further, since there is no high-concentration region which causes an increase in junction capacitance as in the related art, as a result, the junction capacitance of the source region and the drain region is significantly reduced. On the other hand, in the latter other semiconductor device, since the source region and the drain region are opposed to the substrate via the insulating layer, the junction capacitance can be made almost negligible in the substrate depth direction.

【0018】本発明の半導体装置の製造方法では、前者
のソース領域またはドレイン領域と基板との間に低濃度
領域を介在させる場合、ソース領域およびドレイン領域
の濃度プロファイルについて、その深い側の濃度を半導
体基板の領域に導入されている不純物の濃度より低く予
め設定しておくと、ソース領域およびドレイン領域を形
成する際に低濃度領域が同時形成でき、好ましい。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, when a low-concentration region is interposed between the former source or drain region and the substrate, the concentration profile on the deep side of the concentration profile of the source and drain regions is reduced. It is preferable that the concentration be set in advance so as to be lower than the concentration of the impurity introduced into the region of the semiconductor substrate, since the low concentration region can be formed at the same time when the source region and the drain region are formed.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる半導体装置
及びその製造方法を、図面を参照しながら詳細に説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a semiconductor device according to the present invention and a method for manufacturing the same will be described in detail with reference to the drawings.

【0020】第1実施形態 図1は、本実施形態に係わる半導体装置の一構成例を示
す概略断面図である。図中、符号1は本実施形態に係わ
る半導体装置を示し、2はp型の半導体基板領域(ここ
では、p型の半導体基板そのもの)、3はフィールド酸
化膜、4はゲート絶縁膜、5はゲート電極、6a,6b
は比較的に低濃度なn型の低濃度領域(以下、LDD領
域という)、7はスペーサ層、8aは比較的に高濃度な
n型のソース領域、8bは同じく比較的に高濃度なn型
のドレイン領域、9は層間絶縁膜、10はコンタクト孔
9aを介してソース領域8a等に接続される電極配線層
をそれぞれ示す。このように、本発明では、nMOSで
はp型、pMOSではn型とチャネルと逆導電型を有し
た基板表面側の領域を、“基板領域”と定義する。
First Embodiment FIG. 1 is a schematic sectional view showing one configuration example of a semiconductor device according to the present embodiment. In the figure, reference numeral 1 denotes a semiconductor device according to the present embodiment, 2 denotes a p-type semiconductor substrate region (here, the p-type semiconductor substrate itself), 3 denotes a field oxide film, 4 denotes a gate insulating film, and 5 denotes a gate insulating film. Gate electrode, 6a, 6b
Denotes a relatively low-concentration n-type low-concentration region (hereinafter referred to as an LDD region), 7 denotes a spacer layer, 8a denotes a relatively high-concentration n-type source region, and 8b denotes a relatively high-concentration n-type region. A drain region 9; an interlayer insulating film 9; and an electrode wiring layer 10 connected to the source region 8a and the like via a contact hole 9a. As described above, in the present invention, the region on the substrate surface side having the p-type for the nMOS and the n-type for the pMOS and the opposite conductivity type to the channel is defined as the “substrate region”.

【0021】本発明の半導体装置では、半導体基板上に
接するエピタキシャル層を有している。図1に例示する
半導体装置1では、フィールド酸化膜3が形成されてい
ない半導体基板表面(アクティブ領域)のほぼ全域に、
エピタキシャル層11がフィールド酸化膜3に対し選択
的に形成されている。
The semiconductor device of the present invention has an epitaxial layer in contact with a semiconductor substrate. In the semiconductor device 1 illustrated in FIG. 1, almost the entire surface (active region) of the semiconductor substrate on which the field oxide film 3 is not formed,
Epitaxial layer 11 is formed selectively with respect to field oxide film 3.

【0022】そして、この図1において、前記ゲート絶
縁膜4は、このエピタキシャル層11上に成膜され、ゲ
ート絶縁膜4上にゲート電極5が形成され、その両側壁
にスペーサ層7が形成されている。また、前記LDD領
域6a,6bは、ゲート電極5の両エッジ部下方から外
側のエピタキシャル層11部分に、n型不純物を比較的
に低濃度に導入することによって形成されている。これ
により、LDD領域6a,6bに挟まれゲート絶縁膜4
を介してゲート電極5に相対するエピタキシャル層11
部分が、当該半導体装置のチャネル形成領域となる。
In FIG. 1, the gate insulating film 4 is formed on the epitaxial layer 11, the gate electrode 5 is formed on the gate insulating film 4, and the spacer layers 7 are formed on both side walls thereof. ing. The LDD regions 6a and 6b are formed by introducing an n-type impurity at a relatively low concentration into the portion of the epitaxial layer 11 outside from below both edges of the gate electrode 5. As a result, the gate insulating film 4 is sandwiched between the LDD regions 6a and 6b.
Layer 11 opposed to gate electrode 5 through
The portion becomes a channel formation region of the semiconductor device.

【0023】さらに、一方のスペーサ層7より外側のエ
ピタキシャル層11表面から基板深さ方向に向かって、
前記ソース領域8aが、エピタキシャル層11と半導体
基板領域2との界面を貫き、さらに半導体基板領域2内
部にまで達している。同様に、他方のスペーサ層7の外
側では、前記ドレイン領域8bが、エピタキシャル層1
1表面から前記界面を貫き半導体基板領域2内部にまで
達している。
Further, from the surface of the epitaxial layer 11 outside the one spacer layer 7 toward the substrate depth direction,
The source region 8a penetrates the interface between the epitaxial layer 11 and the semiconductor substrate region 2 and further reaches the inside of the semiconductor substrate region 2. Similarly, outside the other spacer layer 7, the drain region 8b is
One surface penetrates the interface and reaches the inside of the semiconductor substrate region 2.

【0024】この実施形態に係わる本発明の半導体装置
1では、ソース領域8aまたはドレイン領域8bと、こ
れと逆導電型の基板領域(図1では、p型半導体基板2
そのもの)との間に、基板領域2と同じ導電型を有し、
その導電型の程度が当該基板領域2より低い低濃度領域
12a,12bが介在されている。この低濃度領域12
a,12bの介在により、ソース領域8aおよびドレイ
ン領域8bの接合容量が低減されている。なぜなら、低
濃度領域12a,12bの厚み方向両側で、不純物濃度
差が小さい2段の接合が形成され、これを介在させない
場合と比べると、より傾斜接合に近いものとなって全体
の接合容量が低減されるからである。
In the semiconductor device 1 of the present invention according to this embodiment, the source region 8a or the drain region 8b and a substrate region of the opposite conductivity type (in FIG. 1, the p-type semiconductor substrate 2
Itself), has the same conductivity type as the substrate region 2,
The low-concentration regions 12a and 12b whose conductivity type is lower than that of the substrate region 2 are interposed. This low concentration area 12
With the interposition of a and 12b, the junction capacitance of the source region 8a and the drain region 8b is reduced. This is because a two-stage junction having a small impurity concentration difference is formed on both sides in the thickness direction of the low-concentration regions 12a and 12b. This is because it is reduced.

【0025】一方、前述したように、本発明の半導体装
置1でエピタキシャル層11を備え、このエピタキシャ
ル層11にチャネルを形成するようにしたのは、結晶性
がよくキャリア移動度の低下が防止されることから、駆
動能力、具体的には相互コンダクタンスgm の向上を図
るためである。また、本発明におけるエピタキシャル層
11は、上記例ではp型にしてもよいが、前記した如く
ノンドープが好ましい。なぜなら、短チャネル効果抑制
に有効な表面チャネルが形成されやすく、また、この部
分での耐圧低下、パンチスルーの発生を有効に防止でき
るからである。さらに、この部分での接合容量の低減も
期待でき、基板バイアスの影響も受けにくいからであ
る。
On the other hand, as described above, the semiconductor device 1 of the present invention is provided with the epitaxial layer 11 and the channel is formed in the epitaxial layer 11 because the crystallinity is good and the decrease in carrier mobility is prevented. from Rukoto, drivability, in particular in order to improve the mutual conductance g m. The epitaxial layer 11 in the present invention may be p-type in the above example, but is preferably non-doped as described above. This is because a surface channel effective for suppressing the short channel effect is easily formed, and a reduction in withstand voltage and occurrence of punch-through in this portion can be effectively prevented. Further, a reduction in the junction capacitance at this portion can be expected, and it is hardly affected by the substrate bias.

【0026】さらに、LDD構造としたのは、よく知ら
れているように、この構造がホットエレクトロンの発生
を防止し、また短チャネル効果抑制に有効だからであ
る。すなわち、ゲート電極5のエッジ部下方の、特にド
レイン側の低濃度なLDD領域6bの存在によって、こ
の部分での空乏層の延びがチャネルと反対側に延びやす
く電界が緩和される。この結果、ホットエレクトロン発
生に起因した相互コンダクタンスgm の低下防止が図ら
れ、また空乏層がチャネル側に延びにくいことによっ
て、短ゲート長化を進めてもゲート電極5の支配能力が
維持されるので、そのゲートしきい値電圧Vthの低下が
抑止される。
Further, the reason why the LDD structure is adopted is that, as is well known, this structure prevents generation of hot electrons and is effective in suppressing a short channel effect. That is, the presence of the low-concentration LDD region 6b below the edge of the gate electrode 5, particularly on the drain side, makes it easy for the depletion layer to extend to the side opposite to the channel, thereby reducing the electric field. As a result, preventing a decrease of the mutual conductance g m due to hot electron generation is achieved, and by the depletion layer hardly extends in the channel side, even complete the gate length of the dominant capacity of the gate electrode 5 is maintained Therefore, a decrease in the gate threshold voltage Vth is suppressed.

【0027】つぎに、本発明の半導体装置の製造方法
を、図1に示す半導体装置1を例として説明する。ここ
で、図2(a)〜(c)は、この半導体装置1の各製造
過程を示す概略断面図である。図2(a)では、まず、
シリコンウェーハ等の半導体基板2を用意する。この半
導体基板2は、不純物種を例えばホウ素(B)として、
その濃度が1×1018/cm2 以上のp型基板が望まし
い。なお、半導体基板2は、これに限らず、その表面側
に例えばpウェル等の基板領域を有した構成でもよい。
Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described by taking the semiconductor device 1 shown in FIG. 1 as an example. Here, FIGS. 2A to 2C are schematic cross-sectional views showing respective manufacturing steps of the semiconductor device 1. FIG. In FIG. 2A, first,
A semiconductor substrate 2 such as a silicon wafer is prepared. This semiconductor substrate 2 has an impurity species of, for example, boron (B).
A p-type substrate having a concentration of 1 × 10 18 / cm 2 or more is desirable. The semiconductor substrate 2 is not limited to this, and may have a configuration having a substrate region such as a p-well on the surface side.

【0028】そして、この半導体基板2上に、例えばL
OCOS(Local Oxidation of Silicon)法を用いてフィ
ールド酸化膜3を選択的に形成し、この選択酸化の際に
マスクとして使用した図示せぬ酸化阻止膜を除去後、こ
のフィールド酸化膜3が形成されていない半導体基板表
面(アクティブ領域)に選択的にエピタキシャル層11
を形成する。この選択的なエピタキシャル層11の形成
は、例えばUltra-HighVacume CVD(Chemical Vapor D
eposition) 、分子線エピタキシャル成長等によって達
成される。また、望ましくは、先に記述した理由により
非ドープとする。つぎに、全面に熱酸化法等を用いて絶
縁膜を薄く成膜すると、フィールド酸化膜3によって囲
まれたエピタキシャル層11上面がゲート酸化膜4で被
膜される。図2(a)は、この酸化後を示す。
Then, for example, L
The field oxide film 3 is selectively formed by using an OCOS (Local Oxidation of Silicon) method, and after removing an oxidation prevention film (not shown) used as a mask during the selective oxidation, the field oxide film 3 is formed. Epitaxial layer 11 selectively on the semiconductor substrate surface (active region) which is not
To form The selective formation of the epitaxial layer 11 is performed by, for example, Ultra-High Vacume CVD (Chemical Vapor D).
eposition) and molecular beam epitaxial growth. Preferably, it is undoped for the reasons described above. Next, when a thin insulating film is formed on the entire surface by using a thermal oxidation method or the like, the upper surface of the epitaxial layer 11 surrounded by the field oxide film 3 is coated with the gate oxide film 4. FIG. 2A shows the state after the oxidation.

【0029】図2(b)では、まず、ゲート電極5の形
成を行なう。ゲート電極5の形成は、例えばCVD法を
用いて全面にポリシリコン膜等を堆積した後、このポリ
シリコン膜等にP(リン)等をドープして導電化する。
そして、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を
用いて、導電化ポリシリコン膜を所定の形状にパターニ
ングすると、図2(b)に示すように、ゲート電極5が
形成される。なお、この場合のゲート酸化膜4は、後の
イオン注入時にスルー膜として用いるためエピタキシャ
ル層11全面に残しているが、ゲート電極5と一緒に加
工し電極周辺のゲート酸化膜4は除去してもよい。
In FIG. 2B, first, a gate electrode 5 is formed. The gate electrode 5 is formed by depositing a polysilicon film or the like over the entire surface by using, for example, a CVD method, and then doping the polysilicon film or the like with P (phosphorus) or the like to make it conductive.
Then, when the conductive polysilicon film is patterned into a predetermined shape by using the photolithography technique and the etching technique, the gate electrode 5 is formed as shown in FIG. Note that the gate oxide film 4 in this case is left on the entire surface of the epitaxial layer 11 to be used as a through film at the time of subsequent ion implantation, but is processed together with the gate electrode 5 and the gate oxide film 4 around the electrode is removed. Is also good.

【0030】つぎに、このゲート電極5およびフィール
ド酸化膜3をマスクとしたイオン注入法により、エピタ
キシャル層11内にLDD領域6a,6bを形成する。
具体的には、例えば砒素(As)イオン等を注入した
後、注入イオンを電気的に活性化するための熱処理を行
う。これにより、エピタキシャル層11内に、チャネル
形成領域を挟んで相対する2つのLDD領域6a,6b
が、ゲート電極5に対して自己整合的に形成される。図
2(b)は、このLDD領域6a,6b形成後を示す。
Next, LDD regions 6a and 6b are formed in epitaxial layer 11 by ion implantation using gate electrode 5 and field oxide film 3 as a mask.
Specifically, after implanting, for example, arsenic (As) ions, a heat treatment for electrically activating the implanted ions is performed. Thus, the two LDD regions 6a and 6b opposed to each other with the channel formation region interposed therebetween are formed in the epitaxial layer 11.
Are formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 5. FIG. 2B shows a state after the LDD regions 6a and 6b are formed.

【0031】つぎの図2(c)では、まず、スペーサ層
7を形成する。具体的には、例えば酸化シリコン膜等を
全面に成膜し、例えばRIE(Reactive Ion Etching)法
により異方性エッチングを施す。これにより、図示のよ
うに、ゲート電極5の両側にスペーサ層7が形成され
る。続いて、このスペーサ層7、ゲート電極5およびフ
ィールド酸化膜3をマクスとしたイオン注入法により、
ソース領域8aおよびドレイン領域8bを、上面視はL
DD領域6a,6bの対向方向外寄りに、断面ではLD
D領域6a,6bより深い半導体基板2内に達するよう
に形成する。具体的には、例えばAsイオンまたはPイ
オン等を比較的に高濃度に注入した後、注入イオンを電
気的に活性化するための熱処理を行う。
In FIG. 2C, first, the spacer layer 7 is formed. Specifically, for example, a silicon oxide film or the like is formed on the entire surface, and anisotropic etching is performed by, for example, RIE (Reactive Ion Etching). Thereby, the spacer layers 7 are formed on both sides of the gate electrode 5 as shown. Subsequently, by ion implantation using the spacer layer 7, the gate electrode 5, and the field oxide film 3 as a mask,
The source region 8a and the drain region 8b are L
In the cross section, the LD region 6a, 6b
It is formed so as to reach the inside of the semiconductor substrate 2 deeper than the D regions 6a and 6b. Specifically, for example, after As ions or P ions are implanted at a relatively high concentration, a heat treatment for electrically activating the implanted ions is performed.

【0032】本発明の半導体装置の製法では、この2度
目のイオン注入の濃度プロファイルは、その半導体基板
2内の深部側が、少なくとも部分的にp型の基板領域2
の導入不純物濃度より低く設定される。このため、本実
施形態では半導体基板2内の表面側に比較的に低濃度な
n型のソース領域部分およびドレイン領域部分が形成さ
れ、このソース領域部分およびドレイン領域部分と基板
領域2との間に、前述したp型の低濃度領域12aおよ
び12bが形成される。なお、イオン注入の濃度プロフ
ァイルによっては、比較的に低濃度なn型のソース領域
部分およびドレイン領域部分は形成されない場合もあ
る。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the concentration profile of the second ion implantation is such that the deeper side in the semiconductor substrate 2 has at least partially a p-type substrate region 2.
Is set to be lower than the impurity concentration introduced. For this reason, in this embodiment, a relatively low-concentration n-type source region and a drain region are formed on the front surface side in the semiconductor substrate 2, and between the source region and the drain region and the substrate region 2. Then, the aforementioned p-type low concentration regions 12a and 12b are formed. Note that, depending on the concentration profile of the ion implantation, a relatively low concentration n-type source region and drain region may not be formed.

【0033】その後、図1に示すように、層間絶縁膜9
を全面に成膜し、この層間絶縁膜9にコンタクト孔9a
を形成した後、コンタクト孔9aを介してソース領域8
a等に接続させながら電極配線層10を成膜し、加工形
成する。そして、特に図示しないが、保護層成膜やパッ
ド窓明け等を経て、当該半導体装置1が完成する。
Thereafter, as shown in FIG.
Is formed on the entire surface, and contact holes 9 a are formed in the interlayer insulating film 9.
Is formed, the source region 8 is formed through the contact hole 9a.
The electrode wiring layer 10 is formed while being connected to a and the like, and is processed and formed. Then, although not particularly shown, the semiconductor device 1 is completed through formation of a protective layer, opening of a pad window, and the like.

【0034】本発明の半導体装置の製造方法によれば、
前述したように、ソース領域8aおよびドレイン領域8
bを形成するイオン注入時の濃度プロファイルが、基板
内側で少なくとも部分的に基板領域2の濃度より低く設
定されていることから、このイオン注入を行なうだけ
で、基板領域2との間に、接合容量低減に効果がある低
濃度領域12a,12bを形成することができる。な
お、この低濃度領域12a,12bの基板深さ方向の厚
みを厚くしたい場合等にあって、上記したソース領域8
aおよびドレイン領域8bを形成する際の濃度プロファ
イル設定では、そのような厚い低濃度領域12a,12
bが得られないときは、低濃度のn型不純物イオンを深
くイオン注入した後、高濃度のn型不純物イオンを浅く
イオン注入して、2度のイオン注入を行う方法を採用す
ることもできる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention,
As described above, the source region 8a and the drain region 8
Since the concentration profile at the time of the ion implantation for forming b is set at least partially lower than the concentration of the substrate region 2 inside the substrate, only by performing this ion implantation, the bonding between the substrate region 2 The low-concentration regions 12a and 12b that are effective in reducing the capacity can be formed. When it is desired to increase the thickness of the low-concentration regions 12a and 12b in the depth direction of the substrate, for example,
In setting the concentration profile when forming the a and drain regions 8b, such thick low concentration regions 12a, 12
When b cannot be obtained, a method may be employed in which low-concentration n-type impurity ions are deeply implanted, and then high-concentration n-type impurity ions are shallowly implanted to perform twice ion implantation. .

【0035】第2実施形態 本実施形態は、接合容量低減のために絶縁層を有する場
合である。図3は、本実施形態に係わる半導体装置の一
構成例を示す概略断面図である。ここで、先に述べた第
1実施形態と同様な構成については、同一符号を付し、
その説明を省略する。
Second Embodiment This embodiment is a case where an insulating layer is provided to reduce the junction capacitance. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing one configuration example of the semiconductor device according to the present embodiment. Here, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals.
The description is omitted.

【0036】本実施形態の半導体装置では、半導体基板
2として、第1実施形態の場合よりも低濃度なものを用
いることができる。そして、この半導体基板2上に、前
記エピタキシャル層11が形成されている。本実施形態
の半導体装置では、第1実施形態の場合と異なり、この
エピタキシャル層11下の半導体基板2内に絶縁層13
が形成され、この絶縁層13上に前記ソース領域8aお
よびドレイン領域8bが接している。このため、前記ソ
ース領域8aおよびドレイン領域8bの基板深さ方向の
接合容量は、殆ど無視できるくらいに小さいものとな
る。
In the semiconductor device of this embodiment, a semiconductor substrate having a lower concentration than that of the first embodiment can be used as the semiconductor substrate 2. The epitaxial layer 11 is formed on the semiconductor substrate 2. In the semiconductor device of the present embodiment, unlike the first embodiment, the insulating layer 13 is provided in the semiconductor substrate 2 below the epitaxial layer 11.
Is formed, and the source region 8a and the drain region 8b are in contact with the insulating layer 13. For this reason, the junction capacitance of the source region 8a and the drain region 8b in the substrate depth direction is so small as to be almost negligible.

【0037】図3に示す絶縁層13は、基板深さ方向途
中に形成されているが、このことは本発明においては本
質的ではなく、例えば基板表面にエピタキシャル層11
の直下で基板領域(この場合、半導体基板2そのもの)
との間に介在しててもよい。基板深さ方向途中に絶縁層
13を形成するのは、例えば、エピタキシャル層11
は、そのエピタキシャル層11内にチャネルが形成でき
る程度の厚さを有していれば十分であり、その方がエピ
タキシャル成長コストを低く抑えることができる等の理
由による。
The insulating layer 13 shown in FIG. 3 is formed in the middle of the substrate in the depth direction, but this is not essential in the present invention.
Substrate area (in this case, the semiconductor substrate 2 itself) immediately below
May be interposed. The reason why the insulating layer 13 is formed in the middle of the substrate in the depth direction is, for example, that the epitaxial layer 11
It is sufficient if the layer has a thickness enough to form a channel in the epitaxial layer 11, which is because the epitaxial growth cost can be reduced.

【0038】このようなSOI(Silicon On Insulator)
型の素子構造では、一般に、素子の高速性能を支配する
要因となるソースおよびドレインの拡散層の容量を構成
するものとして、接合容量の他に、絶縁膜の容量と絶縁
膜下の空乏層容量とが付加される。前記したように、接
合容量は殆ど無視できる程度に小さく、また、この絶縁
膜の容量と空乏層容量は、通常の素子構造、即ちSOI
型でない場合の接合容量より桁違いに小さいので、この
結果、ソース領域およびドレイン領域の不純物拡散容量
が大幅に低減される。なお、エピタキシャル層11の導
入理由、これをノンドープとした理由およびLDD構図
とした理由は、第1実施形態の場合と同様である。
Such an SOI (Silicon On Insulator)
In the element type device structure, generally, in addition to the junction capacitance, the capacitance of the insulating film and the capacitance of the depletion layer beneath the insulating film constitute the capacitance of the source and drain diffusion layers that govern the high-speed performance of the device. Is added. As described above, the junction capacitance is so small as to be almost negligible, and the capacitance of the insulating film and the capacitance of the depletion layer have a normal element structure, that is, SOI.
Since the junction capacitance in the case of a non-type is orders of magnitude smaller, the impurity diffusion capacitance in the source region and the drain region is greatly reduced. The reason for introducing the epitaxial layer 11, the reason why it is non-doped, and the reason why the LDD composition is adopted are the same as those in the first embodiment.

【0039】最後に、このSOI型の素子構造を有する
半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら簡
単に説明する。ここで、図4(a)〜(c)は、この半
導体装置の各製造過程を示す概略断面図である。なお、
ここでの説明においても、前述した第1実施形態と同様
な構成の形成等については、説明を省略する。図4
(a)は、半導体基板2が比較的に低濃度なこと以外
は、図2(a)と同様である。
Finally, a method of manufacturing a semiconductor device having the SOI element structure will be briefly described with reference to the drawings. Here, FIGS. 4A to 4C are schematic cross-sectional views showing respective manufacturing steps of the semiconductor device. In addition,
Also in the description here, the description of the formation and the like of the same configuration as the first embodiment described above is omitted. FIG.
2A is the same as FIG. 2A except that the semiconductor substrate 2 has a relatively low concentration.

【0040】つぎの図4(b)では、絶縁層13を半導
体基板2の深さ方向途中に形成する。この絶縁層13
は、SIMOX法により形成する。SIMOX法は、酸
化剤を基板深くに供給後、熱処理で酸化を進行させて、
基板深くに酸化層を形成する方法で、通常、酸化剤とし
ては酸素イオンが、その供給法としてはイオン注入法が
用いられる。
In FIG. 4B, the insulating layer 13 is formed on the semiconductor substrate 2 in the depth direction. This insulating layer 13
Is formed by a SIMOX method. In the SIMOX method, after an oxidizing agent is supplied deep into a substrate, oxidation is advanced by heat treatment,
In a method of forming an oxide layer deep in a substrate, oxygen ions are usually used as an oxidizing agent, and an ion implantation method is used as a supply method.

【0041】なお、図4(a)のエピタキシャル成長に
先立って、このSIMOX法による絶縁層13の形成を
行なってもよい。一般に、酸化剤供給のイオン注入時に
半導体基板の表面側にダメージが導入されやすく、この
ダメージ導入後の基板上に対し行なうエピタキシャル成
長は、その結晶性が乱されることがある。一方、エピタ
キシャル層形成後にSIMOX法で絶縁層を形成する
と、エピタキシャル層にダメージが導入されやすくな
る。エピタキシャル成長とSIMOX法による絶縁層形
成とのどちらを先に行なうかは、これらを比較考慮の
上、決められる。
The insulating layer 13 may be formed by the SIMOX method prior to the epitaxial growth shown in FIG. Generally, damage is likely to be introduced into the surface side of the semiconductor substrate during ion implantation for supplying an oxidant, and the crystallinity of epitaxial growth performed on the substrate after the introduction of the damage may be disturbed. On the other hand, if the insulating layer is formed by the SIMOX method after the formation of the epitaxial layer, damage is likely to be introduced into the epitaxial layer. Which of the epitaxial growth and the formation of the insulating layer by the SIMOX method is performed first is determined in consideration of these.

【0042】図4(c)では、第1実施形態と同様な方
法によって、ゲート絶縁膜4上にゲート電極5を形成
し、これとフィールド酸化膜3をマスクとしてLDD領
域6a,6bを形成する。また、第1実施形態と同様な
方法によって、図3に示すスペーサ層7を形成し、この
スペーサ層7、ゲート電極5およびフィールド酸化膜3
をマスクとして、n型不純物を比較的に高濃度にイオン
注入し、下層側に埋め込まれた絶縁層13に達するソー
ス領域8aおよびドレイン領域8bを形成する。その後
は、図示せぬ層間絶縁膜の成膜、コンタクト形成、電極
配線、パッド窓明け等を経て、当該半導体装置が完成す
る。
In FIG. 4C, a gate electrode 5 is formed on the gate insulating film 4 by the same method as in the first embodiment, and LDD regions 6a and 6b are formed using the gate electrode 5 and the field oxide film 3 as a mask. . Further, the spacer layer 7 shown in FIG. 3 is formed by the same method as in the first embodiment, and the spacer layer 7, the gate electrode 5, and the field oxide film 3 are formed.
Is used as a mask, ions of an n-type impurity are implanted at a relatively high concentration to form a source region 8a and a drain region 8b reaching the insulating layer 13 buried in the lower layer. Thereafter, the semiconductor device is completed through the formation of an interlayer insulating film (not shown), contact formation, electrode wiring, opening of a pad window, and the like.

【0043】本実施形態の半導体装置の製造方法では、
1回のイオン注入と熱処理といった比較的に簡単なSI
MOX法で絶縁層を基板深くに形成し、これにより接合
容量、ひいてはソースおよびドレイン領域の拡散層容量
を大幅に低減できる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment,
Relatively simple SI such as one ion implantation and heat treatment
The insulating layer is formed deep in the substrate by the MOX method, so that the junction capacitance and the diffusion layer capacitance of the source and drain regions can be significantly reduced.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係わ
る半導体装置及びその製造方法によれば、短チャネル効
果による弊害を解決しながら、ソース領域およびドレイ
ン領域と基板との接合容量が小さく高速化に適した構造
の半導体装置及びその製造方法を提供することができ
る。
As described above, according to the semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the present invention, the junction capacitance between the source and drain regions and the substrate is reduced while eliminating the adverse effects caused by the short channel effect. It is possible to provide a semiconductor device having a structure suitable for integration and a method for manufacturing the same.

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

【図1】本発明の第1実施形態に係わる半導体装置の一
構成例を示す概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one configuration example of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2(a)〜(c)は、図1の半導体装置の各
製造過程を示す概略断面図である。
2 (a) to 2 (c) are schematic cross-sectional views showing respective manufacturing steps of the semiconductor device of FIG.

【図3】本発明の第2実施形態に係わる半導体装置の一
構成例を示す概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating one configuration example of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図4(a)〜(c)は、図3の半導体装置の各
製造過程を示す概略断面図である。
4 (a) to 4 (c) are schematic cross-sectional views showing respective manufacturing steps of the semiconductor device of FIG.

【図5】従来の半導体装置の各製造過程を示す概略断面
図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing each process of manufacturing a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体装置、2…半導体基板(基板領域)、3…フ
ィールド酸化膜、4…ゲート絶縁膜、5…ゲート電極、
6a,6b…LDD領域(他の低濃度領域)、7…スペ
ーサ層、8a…ソース領域、8b…ドレイン領域、9…
層間絶縁膜、9a…コンタクト孔、10…電極配線層、
11…エピタキシャル層、12a,12b…低濃度領
域、13…絶縁層(深層酸化膜)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor device, 2 ... Semiconductor substrate (substrate area), 3 ... Field oxide film, 4 ... Gate insulating film, 5 ... Gate electrode,
6a, 6b: LDD region (other low concentration region), 7: spacer layer, 8a: source region, 8b: drain region, 9:
Interlayer insulating film, 9a: contact hole, 10: electrode wiring layer,
11: epitaxial layer, 12a, 12b: low concentration region, 13: insulating layer (deep oxide film).

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に接するエピタキシャル層
と、 前記エピタキシャル層の表面から、少なくとも当該エピ
タキシャル層と前記半導体基板との界面にそれぞれ達
し、互いに離間するソース領域およびドレイン領域と、
を有する半導体装置であって、 前記ソース領域およびドレイン領域と、当該ソース領域
およびドレイン領域に対し逆導電型を有する前記半導体
基板の領域との間に、当該基板領域と同じ導電型を有
し、その不純物濃度が当該基板領域より低い低濃度領域
がそれぞれ介在している半導体装置。
An epitaxial layer in contact with a semiconductor substrate; a source region and a drain region reaching at least an interface between the epitaxial layer and the semiconductor substrate from a surface of the epitaxial layer and separated from each other;
A semiconductor device having the same conductivity type as the substrate region between the source region and the drain region, and a region of the semiconductor substrate having an opposite conductivity type to the source region and the drain region; A semiconductor device in which low-concentration regions each having a lower impurity concentration than the substrate region are interposed.
【請求項2】 前記ソース領域と前記ドレイン領域との
対向間隔内の前記エピタキシャル層内に、当該ソース領
域およびドレイン領域より不純物濃度が低い他の低濃度
領域が、対向方向両側から所定幅で互いに内向きに延在
している請求項1に記載の半導体装置。
2. A low-concentration region having a lower impurity concentration than the source region and the drain region in a predetermined width from both sides in the opposing direction in the epitaxial layer within an opposing interval between the source region and the drain region. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device extends inward.
【請求項3】 半導体基板上に接するエピタキシャル層
と、 前記エピタキシャル層の表面から、少なくとも当該エピ
タキシャル層と前記半導体基板との界面にそれぞれ達
し、互いに離間するソース領域およびドレイン領域と、
を有する半導体装置であって、 前記半導体基板内に、前記ソース領域およびドレイン領
域に対し基板深さ方向奥側から接する絶縁層を有する半
導体装置。
3. An epitaxial layer in contact with a semiconductor substrate; a source region and a drain region reaching at least an interface between the epitaxial layer and the semiconductor substrate from a surface of the epitaxial layer and separated from each other;
A semiconductor device comprising: an insulating layer in the semiconductor substrate, the insulating layer being in contact with the source region and the drain region from a depth side in a substrate depth direction.
【請求項4】 前記絶縁層は、前記半導体基板の深さ方
向途中に位置する深層酸化膜から構成されている請求項
3に記載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein said insulating layer is formed of a deep oxide film located halfway in a depth direction of said semiconductor substrate.
【請求項5】 半導体基板内の表面側に位置する第1導
電型領域上にエピタキシャル層を形成した後、ソース領
域およびドレイン領域を互いに距離をおいて形成する際
に、前記エピタキシャル層の表面から前記第1導電型領
域内部に達するように、第2導電型の不純物を導入する
半導体装置の製造方法であって、 前記第2導電型不純物の濃度プロファイルは、その前記
エピタキシャル層より深い側の濃度が、少なくとも部分
的に前記第1導電型領域の導入不純物濃度より低く設定
される半導体装置の製造方法。
5. After forming an epitaxial layer on a first conductivity type region located on a surface side in a semiconductor substrate, when forming a source region and a drain region at a distance from each other, the surface of the epitaxial layer is A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a second conductivity type impurity is introduced so as to reach an inside of the first conductivity type region, wherein the concentration profile of the second conductivity type impurity is a concentration deeper than the epitaxial layer. Is at least partially set to be lower than the impurity concentration introduced into the first conductivity type region.
【請求項6】 前記エピタキシャル層の形成後、前記ソ
ース領域およびドレイン領域より不純物濃度が低い第2
導電型の低濃度領域を互いに距離をおいて形成し、その
後、当該低濃度領域の対向方向外側に、各対向面とそれ
ぞれ所定距離をおいて前記ソース領域またはドレイン領
域を形成する請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein after forming the epitaxial layer, a second impurity concentration is lower than that of the source region and the drain region.
6. The method according to claim 5, wherein the low-concentration regions of the conductivity type are formed at a distance from each other, and thereafter, the source region or the drain region is formed outside of the low-concentration region in the facing direction at a predetermined distance from each of the opposing surfaces. The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項7】 半導体基板上にエピタキシャル層を形成
した後、ソース領域およびドレイン領域を互いに距離を
おいて前記エピタキシャル層表面から前記半導体基板方
向に形成する半導体装置の製造方法であって、 前記ソース領域およびドレイン領域の形成に先立って、
前記半導体基板内に絶縁層を予め形成し、 その後、前記ソース領域およびドレイン領域を、前記エ
ピタキシャル層の表面から絶縁層上面にかけて形成する
半導体装置の製造方法。
7. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming an epitaxial layer on a semiconductor substrate; and forming a source region and a drain region at a distance from each other in a direction from the surface of the epitaxial layer toward the semiconductor substrate. Prior to the formation of the region and the drain region,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein an insulating layer is formed in advance in the semiconductor substrate, and thereafter, the source region and the drain region are formed from a surface of the epitaxial layer to an upper surface of the insulating layer.
【請求項8】 前記絶縁層の形成では、前記半導体基板
の深さ方向途中に酸化剤を供給した後、熱処理を行なう
請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein in forming the insulating layer, a heat treatment is performed after an oxidizing agent is supplied in the depth direction of the semiconductor substrate.
【請求項9】 前記エピタキシャル層の形成後、前記ソ
ース領域およびドレイン領域より不純物濃度が低い第2
導電型の低濃度領域を前記エピタキシャル層内に互いに
距離をおいて形成し、その後、当該低濃度領域の対向方
向外側に、各対向面とそれぞれ所定距離をおいて前記ソ
ース領域またはドレイン領域を形成する請求項7に記載
の半導体装置の製造方法。
9. After forming the epitaxial layer, a second impurity concentration lower than that of the source region and the drain region.
A low-concentration region of conductivity type is formed in the epitaxial layer at a distance from each other, and thereafter, the source region or the drain region is formed outside the low-concentration region in a direction opposite to the low-concentration region at a predetermined distance from each of the opposing surfaces. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7.
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