JPH10189952A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPH10189952A
JPH10189952A JP8348784A JP34878496A JPH10189952A JP H10189952 A JPH10189952 A JP H10189952A JP 8348784 A JP8348784 A JP 8348784A JP 34878496 A JP34878496 A JP 34878496A JP H10189952 A JPH10189952 A JP H10189952A
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JP
Japan
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gate electrode
region
oxide film
semiconductor device
diffusion layer
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Application number
JP8348784A
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Japanese (ja)
Inventor
Takami Kawakami
隆見 川上
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device, and a manufacturing method thereof, in which increase of the threshold voltage can be suppressed through a reduction of reverse short channel effect, while enhancing hot carrier resistance. SOLUTION: This semiconductor device comprises a gate electrode 6, formed through a gate oxide 3, on a channel-forming region C between diffusion layer regions 4 formed on a semiconductor substrate 1, while being spaced apart from each other. An oxidation suppressing region 8 is formed at the opposite end parts of the gate electrode 6 and at a part of an adjacent diffusion layer region in order to retard thickening of the gate electrode 6 at the opposite end parts thereof.

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、半導体装置および
その製造方法に関するものであり、特に、この半導体装
置を構成する絶縁ゲート型電界効果トランジスタについ
て、逆短チャンネル効果を低減し、ホットキャリア耐性
を向上させる技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an insulated gate field effect transistor constituting the semiconductor device, in which a reverse short channel effect is reduced and hot carrier resistance is reduced. Technology to improve.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、MOS LSI(Metal Oxide Se
miconductor Large Scale IntegratedCircuit) におけ
る高集積化及び高密度化の進展にともない、MOSFE
T(Field Effect Transistor)の素子寸法がいっそう微
細化しつつある。半導体デバイスの微細化に伴い、トラ
ンジスタの寸法の微細化を追随し、ゲート長0.35μ
mの世代から0.25μm、0.18μmの開発が盛ん
に行われている。このようにトランジスタを微細化する
と、nMOSゲートが短チャネル化するにしたがって、
しきい値電圧Vthが上昇する現象が発生し、しきい値V
thの制御が困難になる。
2. Description of the Related Art In recent years, MOS LSI (Metal Oxide Se
With the development of high integration and high density in the Large Scale Integrated Circuit (MOS), MOSFE
The element size of T (Field Effect Transistor) is becoming finer. With the miniaturization of semiconductor devices, the miniaturization of transistor dimensions has been followed, and the gate length is 0.35μ.
The development of 0.25 μm and 0.18 μm from the m generation has been actively conducted. When the transistor is miniaturized in this way, as the channel length of the nMOS gate becomes shorter,
A phenomenon in which the threshold voltage Vth rises occurs, and the threshold voltage Vth
th control becomes difficult.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】一般に、上記の現象を
逆短チャネル効果と称しているが、この逆短チャネル効
果の原因は種々挙げられている。例えば、図5に示すト
ランジスタは、シリコン基板51上に例えばポリシリコ
ンからなるゲート酸化膜52を介してゲート電極53を
形成し、シリコン基板51のゲート電極53の両側にL
DD(Light Doped Drain)領域を不純物をイオン注入し
て形成する。ここで、シリコン基板51のゲート電極5
3の側部に、不純物をイオン注入して高濃度不純物領域
56を形成するのであるが、この前工程として、ドライ
酸化により酸化膜57を高濃度不純物領域56上に形成
した後、サイドウォールスペーサ55を形成する。この
とき、図5に示すように、ゲート酸化膜52の両端部に
は、部分的にゲート酸化膜52が厚膜化するいわゆるゲ
ートバーズビーク52a(Gate Bird's Beak)が発生す
る。
Generally, the above phenomenon is referred to as an inverse short channel effect, and there are various causes of the inverse short channel effect. For example, in the transistor shown in FIG. 5, a gate electrode 53 is formed on a silicon substrate 51 via a gate oxide film 52 made of, for example, polysilicon.
A DD (Light Doped Drain) region is formed by ion-implanting impurities. Here, the gate electrode 5 of the silicon substrate 51
The high concentration impurity region 56 is formed by ion-implanting impurities into the side portions of the oxide film 57. As a pre-process, an oxide film 57 is formed on the high concentration impurity region 56 by dry oxidation. 55 are formed. At this time, as shown in FIG. 5, at both ends of the gate oxide film 52, a so-called gate bird's beak 52a (Gate Bird's Beak) in which the gate oxide film 52 is partially thickened is generated.

【0004】上記した逆短チャネル効果の原因の一つと
しては、このゲートバーズビーク52aが考えられる。
すなわち、ゲートバーズビーク52aによるゲートエッ
ジの厚膜化よって、トランジスタが微細化されるにつれ
て、ゲートエッジの厚膜化部のゲート酸化膜に占める割
合が大きくなるため、しきい値電圧Vthの上昇が顕著に
なる。
The gate bird's beak 52a can be considered as one of the causes of the above-mentioned reverse short channel effect.
In other words, the gate edge is thickened by the gate bird's beak 52a, and as the transistor is miniaturized, the ratio of the thickened portion of the gate edge to the gate oxide film increases, so that the threshold voltage Vth increases. Become noticeable.

【0005】一方、高速マイクロプロセッサのニーズか
らも、より高速なトランジスタの開発が求められてい
る。トランジスタの高速化のためには、拡散層に注入す
る不純物を高濃度化して直列抵抗を低減させることが一
つの手段として挙げられる。しかしながら、拡散層の不
純物の高濃度化は電界増加を誘発し、トランジスタ、特
に、nMOSのホットキャリア耐性を悪化させる。
[0005] On the other hand, the need for a high-speed microprocessor demands the development of a higher-speed transistor. One method for increasing the speed of a transistor is to increase the concentration of impurities to be implanted into the diffusion layer to reduce series resistance. However, an increase in the impurity concentration of the diffusion layer causes an increase in the electric field, and deteriorates the hot carrier resistance of the transistor, particularly, the nMOS.

【0006】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、逆短チャネル効果が低減されてしきい値電圧
の上昇を抑制可能であるとともに、ホットキャリア耐性
が改善可能な半導体装置およ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 such circumstances, and a semiconductor device capable of suppressing an increase in the threshold voltage by reducing the reverse short channel effect and improving the hot carrier resistance, and a semiconductor device having the same. It is intended to provide a manufacturing method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体層に形成された拡散層領域間に挟まれたチャネル
形成領域上に、絶縁酸化膜を介してゲート電極が形成さ
れた半導体装置であって、前記半導体層の前記ゲート電
極の両端部およびこれに隣接する拡散層領域の一部に前
記ゲート電極の両端部における前記絶縁酸化膜の厚膜化
を抑制する酸化抑制領域が形成されている。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
A semiconductor device in which a gate electrode is formed on a channel formation region interposed between diffusion layer regions formed in a semiconductor layer via an insulating oxide film, wherein both ends of the gate electrode of the semiconductor layer and In a part of the diffusion layer region adjacent to the gate electrode, an oxidation suppression region for suppressing an increase in the thickness of the insulating oxide film at both ends of the gate electrode is formed.

【0008】これにより、ゲート電極の両端部およびこ
れに隣接する拡散層領域の一部に形成された酸化抑制領
域によって、拡散層領域の形成前のゲートエッジの酸化
によるゲートバーズビークの発生が抑制され、逆短チャ
ネル効果の発生しない半導体装置が得られる。
Thus, the oxidation suppression regions formed at both ends of the gate electrode and a part of the diffusion layer region adjacent thereto suppress generation of gate bird's beak due to oxidation of the gate edge before the formation of the diffusion layer region. Thus, a semiconductor device free from the reverse short channel effect is obtained.

【0009】本発明の半導体装置は、好ましくは、前記
拡散層領域は、それぞれ高濃度不純物領域と低濃度不純
物領域とからなり、前記酸化抑制領域は、前記低濃度不
純物領域の上層に形成されている。また、本発明の半導
体装置は、前記酸化抑制領域は、窒化層からなるものと
することができる。これにより、低濃度不純物領域と高
濃度不純物領域とを有するLDD構造とすることによ
り、短チャンネル効果を抑制することができるととも
に、例えば、窒化層からなる酸化抑制領域によって、逆
短チャネル効果の抑制も同時に行なうことができる。ま
た、低濃度不純物領域の上層に窒化層が形成されている
ことから、ホットキャリアの注入も抑制される。
In the semiconductor device according to the present invention, preferably, the diffusion layer region includes a high-concentration impurity region and a low-concentration impurity region, and the oxidation suppressing region is formed above the low-concentration impurity region. I have. Further, in the semiconductor device according to the present invention, the oxidation suppression region may be formed of a nitride layer. Thus, the LDD structure having the low-concentration impurity region and the high-concentration impurity region can suppress the short-channel effect, and, for example, suppress the reverse short-channel effect by the oxidation suppression region formed of the nitride layer. Can be performed simultaneously. Further, since the nitride layer is formed above the low-concentration impurity region, injection of hot carriers is also suppressed.

【0010】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
基板上に絶縁酸化膜を介してゲート電極を形成する工程
と、前記半導体基板の前記ゲート電極の両側に、低濃度
不純物からなる拡散層領域を当該ゲート電極の両端部に
前記絶縁酸化膜を介して接するように形成する工程と、
前記低濃度不純物からなる拡散層領域の上層に、不活性
ガスを前記ゲート電極の側面に対して斜め方向からイオ
ン注入して、前記ゲート電極の両端部における前記絶縁
酸化膜の厚膜化を抑制する酸化抑制領域を形成する工程
と、前記半導体基板の前記ゲート電極の両側にサイドウ
ォールスペーサを形成する工程と、前記半導体基板のサ
イドウォールスペーサの両側に高濃度不純物からなる拡
散層領域を形成する工程とを有するまた、本発明の半導
体装置の製造方法は、前記不活性ガスに窒素を用いるこ
とができる。
In a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a gate electrode is formed on a semiconductor substrate via an insulating oxide film, and a diffusion layer region made of a low-concentration impurity is formed on both sides of the gate electrode of the semiconductor substrate. Forming a contact with both ends of the gate electrode via the insulating oxide film,
An inert gas is ion-implanted in an oblique direction with respect to the side surface of the gate electrode into an upper layer of the diffusion layer region made of the low-concentration impurity, thereby suppressing the thickening of the insulating oxide film at both ends of the gate electrode. Forming an oxidation suppressing region, forming sidewall spacers on both sides of the gate electrode of the semiconductor substrate, and forming a diffusion layer region made of high-concentration impurities on both sides of the sidewall spacer of the semiconductor substrate. The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention may further comprise using nitrogen as the inert gas.

【0011】本発明では、ゲート電極の側面に対して斜
め方向から例えば窒素をイオン注入することにより、窒
化膜がLDD領域の上層にのみ形成され、例えば、チャ
ネル形成領域にイオン注入されないため、イオン注入に
よるダメージに起因する電荷のリークが発生することが
なく、逆短チャネル効果が低減され、ホットキャリア耐
性の向上した半導体装置が製造される。
In the present invention, the nitride film is formed only on the upper layer of the LDD region by, for example, ion implantation of nitrogen obliquely with respect to the side surface of the gate electrode. Thus, a semiconductor device with reduced reverse short-channel effect and improved hot carrier resistance without charge leakage due to damage due to injection is manufactured.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の半導体装
置の一実施形態を示す断面図である。図1において、例
えば、N型シリコン基板からなる半導体基板1は、素子
分離用の例えばSiO2 からなるフィールド酸化膜2に
よって区画され、この区画された素子形成領域上には、
例えばSiO2 からなるゲート酸化膜3を介してWSi
x/PolySi構造のゲート電極6が形成されてい
る。また、半導体基板1のゲート電極6の形成位置の両
側には、例えばAsが低濃度でドープされた低濃度不純
物領域4およびAsが高濃度でドープされた高濃度不純
物領域5からなるLDD構造のソース・ドレイン拡散層
領域が対向して形成されている。また、低濃度不純物領
域4上には、サイドウォールスペーサ7が形成され、半
導体基板1上には、層間絶縁膜10を介して配線メタル
層11が形成されている。さらに、本実施形態では、上
記の低濃度不純物領域4の上層には、ゲート電極6の両
端部におけるゲート酸化膜3の厚膜化を抑制する酸化抑
制領域8が低濃度不純物領域4の上層を全て覆うように
形成されている。以上の構成によって、nMOSトラン
ジスタが形成されている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the semiconductor device of the present invention. In FIG. 1, a semiconductor substrate 1 made of, for example, an N-type silicon substrate is partitioned by a field oxide film 2 made of, for example, SiO 2 for element isolation.
For example, WSi via a gate oxide film 3 made of SiO 2
A gate electrode 6 having an x / PolySi structure is formed. Further, on both sides of the position where the gate electrode 6 is formed on the semiconductor substrate 1, for example, an LDD structure including a low-concentration impurity region 4 doped with As at a low concentration and a high-concentration impurity region 5 doped with As at a high concentration is provided. Source / drain diffusion layer regions are formed facing each other. Further, a sidewall spacer 7 is formed on the low-concentration impurity region 4, and a wiring metal layer 11 is formed on the semiconductor substrate 1 via an interlayer insulating film 10. Further, in the present embodiment, an oxidation suppression region 8 for suppressing the increase in the thickness of the gate oxide film 3 at both ends of the gate electrode 6 is provided above the low concentration impurity region 4 above the low concentration impurity region 4. It is formed so as to cover all. With the above configuration, an nMOS transistor is formed.

【0013】以下、上記のように構成される本実施形態
に係る半導体装置の製造方法について説明する。まず、
図2に示すように、例えば、N型シリコン基板からなる
半導体基板1を用意し、例えば、LOCOS(Local Ox
idation of Silicon) 法等によって素子分離用のフィー
ルド酸化膜2を選択的に形成する。フィールド酸化膜2
を形成するには、まずパッド用酸化膜,窒化シリコン膜
などの酸化阻止膜を、この順に積層し、これらをドライ
エッチングにより所定パターンに加工した後、LOCO
S酸化を行なう。これにより、素子間分離が達成され
る。
Hereinafter, a method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment configured as described above will be described. First,
As shown in FIG. 2, a semiconductor substrate 1 made of, for example, an N-type silicon substrate is prepared and, for example, a LOCOS (Local Ox
An isolation field oxide film 2 is selectively formed by an idation of silicon method or the like. Field oxide film 2
Is formed by stacking an oxidation prevention film such as an oxide film for a pad and a silicon nitride film in this order, and processing these into a predetermined pattern by dry etching.
Perform S oxidation. Thereby, isolation between elements is achieved.

【0014】つぎに、必要に応じてチャネルストッパ用
のイオン注入を行い、そのアニール後に、上記酸化阻止
膜を除去し、この上から熱酸化法等を用いて、ゲート酸
化膜3を成膜する。これにより、フィールド酸化膜3に
よって囲まれた活性領域上が、ゲート酸化膜3で被膜さ
れる。ゲート酸化膜3の膜厚は、特に限定はないが、例
えば7〜15nm程度に設定される。
Next, if necessary, ion implantation for a channel stopper is performed. After the annealing, the oxidation preventing film is removed, and a gate oxide film 3 is formed thereon by using a thermal oxidation method or the like. . Thus, the gate oxide film 3 covers the active region surrounded by the field oxide film 3. The thickness of the gate oxide film 3 is not particularly limited, but is set, for example, to about 7 to 15 nm.

【0015】次いで、例えばCVD(Chemical Vapor D
eposition)法を用いて、全面にポリシリコン膜を堆積し
た後、このポリシリコン層に例えばP(リン)をドープ
して低抵抗化し、その後にW(タングステン)を堆積さ
せてポリサイド層を形成する。フォトリソグラフィ技術
及びエッチング技術を用いて、ポリサイド膜を所定の形
状にパターニングし、ゲート酸化膜3上に導電化ポリサ
イド膜からなるゲート電極6を形成する。なお、ゲート
電極6は、ポリサイド膜以外に、ポリシリコン層などで
も形成可能である。
Next, for example, CVD (Chemical Vapor D)
After depositing a polysilicon film on the entire surface by using an eposition method, the polysilicon layer is doped with, for example, P (phosphorus) to lower the resistance, and then, W (tungsten) is deposited to form a polycide layer. . The polycide film is patterned into a predetermined shape using a photolithography technique and an etching technique, and a gate electrode 6 made of a conductive polycide film is formed on the gate oxide film 3. The gate electrode 6 can be formed of a polysilicon layer or the like in addition to the polycide film.

【0016】ゲート電極6の形成が完了したら、ゲート
電極6をマスクにして、低濃度不純物領域4をイオン注
入法により形成する。低濃度不純物領域4は、例えばA
sを13剰のオーダでイオン注入することにより形成す
る。
When the formation of the gate electrode 6 is completed, the low concentration impurity region 4 is formed by ion implantation using the gate electrode 6 as a mask. The low concentration impurity region 4 is, for example,
s is formed by ion implantation in the order of 13 excess.

【0017】次いで、本実施形態では、図3に示すよう
に、ゲート電極6の両端部におけるゲート酸化膜3の厚
膜化を抑制する酸化抑制領域8を形成する。酸化抑制領
域8の形成は、不活性ガス、例えば、窒素N2 をゲート
電極6の側面に対して斜め方向からイオン注入する。ゲ
ート電極6の側面に対して斜め方向からイオン注入する
のは、酸化抑制領域8は半導体基板1のゲート電極6の
両端部において必要であるからである。また、チャネル
形成領域Cにイオン注入が行われると、そのダメージに
より電荷のリークを発生させるおそれがあり、半導体装
置の信頼性を低下させるからである。
Next, in this embodiment, as shown in FIG. 3, an oxidation suppression region 8 is formed at both ends of the gate electrode 6 for suppressing the thickness of the gate oxide film 3 from increasing. In order to form the oxidation suppression region 8, an inert gas, for example, nitrogen N 2 is ion-implanted with respect to the side surface of the gate electrode 6 from an oblique direction. The ion implantation is performed obliquely with respect to the side surface of the gate electrode 6 because the oxidation suppression region 8 is required at both ends of the gate electrode 6 of the semiconductor substrate 1. In addition, when ion implantation is performed in the channel formation region C, the damage may cause a charge leak, which lowers the reliability of the semiconductor device.

【0018】このときの条件としては、例えば、13〜
15剰のオーダで窒素を45度方向からイオン注入す
る。また、イオン注入の際のエネルギは、半導体基板1
の表面の浅い部分に窒素が注入される程度の大きさとす
る。これにより図3に示すように、低濃度不純物領域4
の上層に窒化層からなる酸化抑制領域8が形成される。
The conditions at this time are, for example, 13 to
Nitrogen is ion-implanted from a 45 degree direction in the order of 15 residues. Also, the energy at the time of ion implantation is
The size is such that nitrogen is implanted into a shallow portion of the surface of the substrate. As a result, as shown in FIG.
An oxidation suppression region 8 made of a nitride layer is formed in the upper layer.

【0019】次いで、図4に示すように、ゲート電極6
の側壁にサイドウォールスペーサ7を形成する。サイド
ウォールスペーサ7を形成するには、まず、酸化シリコ
ン膜等からなるサイドウォール構成材を成膜し、この表
面からRIE(Reactive Ion Etching;反応性イオンエ
ッチング) 等の異方性エッチングを施す。この異方性エ
ッチングにより、ゲート電極6の側壁のみに酸化シリコ
ン膜等が残存され、これにより、サイドウォールスペー
サ7が形成される。
Next, as shown in FIG.
Side wall spacers 7 are formed on the side walls. In order to form the side wall spacer 7, first, a side wall constituent material made of a silicon oxide film or the like is formed, and anisotropic etching such as RIE (Reactive Ion Etching) is performed from the surface. By this anisotropic etching, a silicon oxide film or the like is left only on the side wall of the gate electrode 6, thereby forming the sidewall spacer 7.

【0020】サイドウォールスペーサ7の形成後、アニ
ーリングを行ってイオン注入用のスルー酸化膜9を形成
する。従来においては、このアニーリング処理による酸
化によって、ゲート電極6の両端部が酸化され、ゲート
酸化膜3が厚膜化するゲートバーズビークが発生してい
た。しかし、本実施形態では、ゲート酸化膜3の両端部
の直下に窒化層からなる酸化抑制領域8が形成されてい
るため、ゲート酸化膜3と半導体基板1との界面に窒素
がパイルアップして、ゲート電極6の両端部のシリコン
酸化が阻止され、ゲートバーズビークの発生が極力抑制
される。
After the formation of the sidewall spacers 7, annealing is performed to form a through oxide film 9 for ion implantation. Conventionally, both ends of the gate electrode 6 are oxidized by the oxidation due to the annealing process, and a gate bird's beak in which the gate oxide film 3 is thickened has occurred. However, in the present embodiment, since the oxidation suppression region 8 made of a nitride layer is formed immediately below both ends of the gate oxide film 3, nitrogen piles up at the interface between the gate oxide film 3 and the semiconductor substrate 1. In addition, silicon oxidation at both ends of the gate electrode 6 is prevented, and the generation of gate bird's beak is suppressed as much as possible.

【0021】スルー酸化膜9の形成後に、フィールド酸
化膜2およびサイドウォールスペーサ7をマスクとした
イオン注入法により、自己整合的に高濃度不純物領域5
を基板表面に相対して形成する。イオン注入のソースと
しては、例えば、Asイオンを用いることができ、上述
した低濃度不純物領域4よりも高い濃度でドープする。
これにより、高濃度不純物領域5と低濃度不純物領域4
とからそれぞれ構成されるソース・ドレイン領域とが相
対して形成される。
After the formation of the through oxide film 9, the high-concentration impurity region 5 is self-aligned by ion implantation using the field oxide film 2 and the sidewall spacers 7 as a mask.
Is formed facing the substrate surface. As a source for ion implantation, for example, As ions can be used, and doping is performed at a higher concentration than the low-concentration impurity region 4 described above.
Thereby, the high concentration impurity region 5 and the low concentration impurity region 4
And the source / drain regions respectively formed from the above.

【0022】次いで、層間絶縁膜10をCVD法等で形
成した後、これにコンタクトホールを開口し、配線メタ
ル層11を形成して、ソース・ドレイン電極が配線され
て、本実施形態に係るnMOSトランジスタの作製工程
が終了する。
Next, after an interlayer insulating film 10 is formed by a CVD method or the like, a contact hole is opened in the interlayer insulating film 10, a wiring metal layer 11 is formed, and source / drain electrodes are wired. The transistor manufacturing process ends.

【0023】以上のように本実施形態に係る半導体装置
は、ゲート電極6の両端部におけるゲートバーズビーク
の発生が極力抑制され、ゲートバーズビークによるゲー
トエッジの厚膜化よって、トランジスタが微細化される
につれて、ゲートエッジの厚膜化部のゲート酸化膜に占
める割合が大きくなるため、しきい値電圧Vthの上昇が
顕著になるという逆短チャネル効果が抑制され、信頼性
の高い半導体装置となる。また、本実施形態に係る半導
体装置は、LDD構造を有しており、逆短チャネル効果
を抑制することができると同時に、短チャネル効果も抑
制される。さらに、本実施形態に係る半導体装置は、半
導体基板1の低濃度不純物領域4の上層に窒化層からな
る酸化抑制領域8が形成されていることから、ホットキ
ャリアの注入が抑制され、ホットキャリア耐性の向上し
た半導体装置となる。
As described above, in the semiconductor device according to the present embodiment, the generation of gate bird's beak at both ends of the gate electrode 6 is suppressed as much as possible, and the gate edge is thickened by the gate bird's beak, whereby the transistor is miniaturized. As the ratio of the thickened portion of the gate edge to the gate oxide film increases, the reverse short channel effect in which the threshold voltage Vth rises remarkably is suppressed, resulting in a highly reliable semiconductor device. . Further, the semiconductor device according to the present embodiment has the LDD structure, so that the inverse short channel effect can be suppressed and the short channel effect is also suppressed. Furthermore, in the semiconductor device according to the present embodiment, since the oxidation suppression region 8 made of a nitride layer is formed above the low-concentration impurity region 4 of the semiconductor substrate 1, injection of hot carriers is suppressed and hot carrier resistance is reduced. And a semiconductor device having improved characteristics.

【0024】本実施形態に係る半導体装置の製造方法
は、ゲート酸化膜3の両端部の直下に窒化層からなる酸
化抑制領域8を形成することにより、半導体製造工程に
おける熱酸化処理等によってゲート電極6の両端部が酸
化されてゲート酸化膜3が厚膜化するのを防止すること
ができる。また、酸化抑制領域8を形成する際に、ゲー
ト電極6の側面に対して斜め方向からイオン注入するこ
とにより、チャネル形成領域Cにダメージを与えること
がなく、半導体装置の信頼性を低下させることがない。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, the oxidation suppression region 8 made of a nitride layer is formed immediately below both ends of the gate oxide film 3 so that the gate electrode is formed by thermal oxidation or the like in the semiconductor manufacturing process. 6 can be prevented from being oxidized at both ends to increase the thickness of the gate oxide film 3. In addition, when forming the oxidation suppressing region 8, ions are implanted obliquely to the side surface of the gate electrode 6 without damaging the channel forming region C and reducing the reliability of the semiconductor device. There is no.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置によれば、ゲート電極の端部における酸化膜の厚膜化
を酸化抑制領域によって抑制することができるため、逆
短チャネル効果を抑制することができるとともに、ホッ
トキャリア耐性の向上した半導体装置が得られる。
As described above, according to the semiconductor device of the present invention, the thickening of the oxide film at the end of the gate electrode can be suppressed by the oxidation suppressing region, so that the reverse short channel effect is suppressed. And a semiconductor device having improved hot carrier resistance can be obtained.

【0026】また、本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、半導体基板のゲート電極の側部に不活性ガスを斜
めイオン注入することにより、LDD領域の上層部にの
み、酸化抑制領域を形成することができるため、チャネ
ル形成領域への不活性ガスの注入によるダメージの発生
を抑えるとともに、逆短チャネル効果を抑制することが
でき、ホットキャリア耐性の向上した信頼性の高い半導
体装置を製造することができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, an oxidation suppressing region is formed only in the upper layer of the LDD region by oblique ion implantation of an inert gas into the side of the gate electrode of the semiconductor substrate. Therefore, the generation of damage due to the injection of an inert gas into the channel formation region can be suppressed, and the reverse short channel effect can be suppressed, whereby a highly reliable semiconductor device with improved hot carrier resistance can be manufactured. be able to.

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

【図1】本発明に係る半導体装置の一実施形態を示す断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形
態を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図3】本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形
態を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図4】本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形
態を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図5】ゲート電極の端部に発生するゲートバーズビー
クの一例を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a gate bird's beak generated at an end of a gate electrode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基板、2…フィールド酸化膜、3…ゲート酸
化膜、4…低濃度不純物領域、5…高濃度不純物領域、
6…ゲート電極、7…サイドウォールスペーサ、8…酸
化抑制領域、9…スルー酸化膜、10…層間絶縁層、1
1…メタル配線層。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 2 ... Field oxide film, 3 ... Gate oxide film, 4 ... Low concentration impurity region, 5 ... High concentration impurity region,
6 gate electrode, 7 sidewall spacer, 8 oxidation suppression region, 9 through oxide film, 10 interlayer insulating layer, 1
1: Metal wiring layer

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体層に形成された拡散層領域間に挟ま
れたチャネル形成領域上に、絶縁酸化膜を介してゲート
電極が形成された半導体装置であって、 前記半導体層の前記ゲート電極の両端部およびこれに隣
接する拡散層領域の一部に前記ゲート電極の両端部にお
ける前記絶縁酸化膜の厚膜化を抑制する酸化抑制領域が
形成されている半導体装置。
1. A semiconductor device having a gate electrode formed on a channel formation region interposed between diffusion layer regions formed in a semiconductor layer via an insulating oxide film, wherein the gate electrode of the semiconductor layer is provided. A semiconductor device in which an oxidation suppressing region for suppressing an increase in the thickness of the insulating oxide film at both ends of the gate electrode is formed at both ends of the gate electrode and at a part of a diffusion layer region adjacent to the both ends.
【請求項2】前記拡散層領域は、それぞれ高濃度不純物
領域と低濃度不純物領域とからなり、 前記酸化抑制領域は、前記低濃度不純物領域の上層に形
成されている請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said diffusion layer region comprises a high-concentration impurity region and a low-concentration impurity region, respectively, and said oxidation suppressing region is formed above said low-concentration impurity region. .
【請求項3】前記酸化抑制領域は、窒化層からなる請求
項1に記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein said oxidation suppression region comprises a nitride layer.
【請求項4】半導体基板上に絶縁酸化膜を介してゲート
電極を形成する工程と、 前記半導体基板の前記ゲート電極の両側に、低濃度不純
物からなる拡散層領域を当該ゲート電極の両端部に前記
絶縁酸化膜を介して接するように形成する工程と、 前記低濃度不純物からなる拡散層領域の上層に、不活性
ガスを前記ゲート電極の側面に対して斜め方向からイオ
ン注入して、前記ゲート電極の両端部における前記絶縁
酸化膜の厚膜化を抑制する酸化抑制領域を形成する工程
と、 前記半導体基板の前記ゲート電極の両側にサイドウォー
ルスペーサを形成する工程と、 前記半導体基板をアニ
ールして当該半導体基板のサイドウォールスペーサの両
側に酸化膜を形成する工程と、 前記半導体基板のサイドウォールスペーサの両側に高濃
度不純物からなる拡散層領域を形成する工程とを有する
半導体装置の製造方法。
4. A step of forming a gate electrode on a semiconductor substrate with an insulating oxide film interposed therebetween, and a diffusion layer region made of a low-concentration impurity on both sides of the gate electrode of the semiconductor substrate at both ends of the gate electrode. Forming the insulating oxide film so as to be in contact with the insulating oxide film; and injecting an inert gas into the upper layer of the diffusion layer region made of the low-concentration impurity from an oblique direction with respect to a side surface of the gate electrode, Forming an oxidation-suppressing region that suppresses the increase in thickness of the insulating oxide film at both ends of the electrode; forming sidewall spacers on both sides of the gate electrode of the semiconductor substrate; and annealing the semiconductor substrate. Forming an oxide film on both sides of the sidewall spacer of the semiconductor substrate by using high-concentration impurities on both sides of the sidewall spacer of the semiconductor substrate. The method of manufacturing a semiconductor device having a step of forming a diffusion layer region.
【請求項5】前記不活性ガスを前記ゲート電極の側面に
対して斜め方向からイオン注入する際に、45度方向か
らイオン注入する請求項4に記載の半導体装置の製造方
法。
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein, when the inert gas is ion-implanted obliquely with respect to the side surface of the gate electrode, the inert gas is ion-implanted from a direction of 45 degrees.
【請求項6】前記不活性ガスは、窒素である請求項4に
記載の半導体装置の製造方法。
6. The method according to claim 4, wherein said inert gas is nitrogen.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001067498A1 (en) * 2000-03-07 2001-09-13 Infineon Technologies Ag Method for producing a field effect transistor with side wall oxidation
JP2005191594A (en) * 2005-02-22 2005-07-14 Nec Electronics Corp Manufacturing method of nonvolatile semiconductor memory device

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