JPH10223769A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JPH10223769A
JPH10223769A JP9020234A JP2023497A JPH10223769A JP H10223769 A JPH10223769 A JP H10223769A JP 9020234 A JP9020234 A JP 9020234A JP 2023497 A JP2023497 A JP 2023497A JP H10223769 A JPH10223769 A JP H10223769A
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impurity
channel
forming
oxidation
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安雄 奈良
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device and a manufacturing method thereof, wherein the width of a cannel region in a MOS field effect transistor is set independent of the width of an acid-resistant mask which is used in a selective oxidation process where a field insulating film is formed, so that the device is restrained from varying in electrical properties even if the acid- resistant mask varies in width. SOLUTION: A nitride film serving as a selective oxidation mask is left as it is, As (in case of N channel) is introduced into the peripheral part of the active region of a MOS field effect transistor to form an N-type impurity- introduced region, then the nitride film is removed, boron (B) is channel-injected to turn the N-type impurity-introduced region to a low-impurity concentration region 15A which can be prescribed in threshold voltage, a gate electrode 18G is formed traversing a part of the low-impurity concentration region 15A, and a region just under the gate electrode 18G is made to serve as a channel region 15C.

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、ゲート長やゲート
幅などの寸法にばらつきがあっても、電気的特性が影響
を受け難い構造のMOS(metal oxide s
emiconductor)電界効果トランジスタを含
む半導体装置及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a MOS (metal oxide semiconductor) having a structure in which the electrical characteristics are hardly affected even if the dimensions such as gate length and gate width vary.
The present invention relates to a semiconductor device including a field effect transistor and a method of manufacturing the same.

【0002】一般に、MOS電界効果トランジスタを含
む半導体装置を高集積化する為、MOS電界効果トラン
ジスタのゲート長やゲート幅を縮小することが行われて
いるが、この際、寸法のばらつきに依って、しきい値電
圧や飽和電流などデバイス特性にばらつきを生ずるの
で、この問題を解消しなければならない。
Generally, in order to highly integrate a semiconductor device including a MOS field-effect transistor, the gate length and the gate width of the MOS field-effect transistor have been reduced. Since this causes variations in device characteristics such as threshold voltage and saturation current, this problem must be solved.

【0003】[0003]

【従来の技術】通常、MOS電界効果トランジスタ、例
えばnチャネルMOS電界効果トランジスタに於けるゲ
ート構造を形成する場合、概略、次のようなプロセスを
とっている。
2. Description of the Related Art Generally, when a gate structure is formed in a MOS field effect transistor, for example, an n-channel MOS field effect transistor, the following process is generally performed.

【0004】(1) 窒化膜を耐酸化性マスクとする選
択酸化(local oxidation of si
licon:LOCOS)法を適用し、シリコン基板に
フィールド絶縁膜を形成する。 (2) 耐酸化性マスクを除去してから、硼素イオンを
注入してチャネル・ストップ層を形成する。尚、チャネ
ル・ストップ層は図示されていない。 (3) チャネル領域に硼素イオンを注入してしきい値
電圧の調整を行う。 (4) ゲート絶縁膜及びゲート電極を形成する。
(1) Selective oxidation using a nitride film as an oxidation resistant mask
Silicon: LOCOS) is applied to form a field insulating film on a silicon substrate. (2) After removing the oxidation-resistant mask, boron ions are implanted to form a channel stop layer. Incidentally, the channel stop layer is not shown. (3) The threshold voltage is adjusted by implanting boron ions into the channel region. (4) forming a gate insulating film and a gate electrode;

【0005】図5は前記のようにして作製したMOS電
界効果トランジスタを表す要部説明図であり、(A)は
(B)に見られる線X−Xに沿った側断面、(B)は要
部平面、1はシリコン半導体基板、2はSiO2 からな
るフィールド絶縁膜、3はチャネル注入領域、4はSi
2 からなるゲート絶縁膜、5は不純物含有多結晶シリ
コンからなるゲート電極、6はn+ ソース領域、7はn
+ ドレイン領域、WCはチャネル領域の幅をそれぞれ示
している。
FIGS. 5A and 5B are explanatory views of a main part of the MOS field-effect transistor manufactured as described above. FIG. 5A is a side cross-section taken along line XX shown in FIG. Main part plane, 1 is a silicon semiconductor substrate, 2 is a field insulating film made of SiO 2 , 3 is a channel injection region, 4 is Si
A gate insulating film made of O 2 , 5 a gate electrode made of impurity-containing polycrystalline silicon, 6 an n + source region, and 7 an n
+ Drain region, W C represents the width of the channel region respectively.

【0006】図5から明らかであるが、ゲート電極5の
直下には、均一にチャネル領域(反転層)が存在するこ
とになり、このチャネル領域の幅WC は、フィールド絶
縁膜2を形成した際の耐酸化性マスクである窒化膜の幅
で決まる。
As is apparent from FIG. 5, a channel region (inversion layer) exists uniformly immediately below the gate electrode 5, and the width W C of the channel region is equal to that of the field insulating film 2. In this case, the width is determined by the width of the nitride film as the oxidation resistant mask.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】MOS電界効果トラン
ジスタを含む半導体装置を高集積化する為、ゲート長や
ゲート幅などのパターンを縮小した場合、そのパターン
寸法のばらつきは、パターンを縮小した程度に対応して
小さくはならない。
When a pattern such as a gate length or a gate width is reduced in order to increase the degree of integration of a semiconductor device including a MOS field-effect transistor, variations in the pattern size are reduced to such an extent that the pattern is reduced. Not correspondingly smaller.

【0008】また、前記したところから明らかなよう
に、チャネル領域の幅は、耐酸化性マスクの幅で決まる
ので、結局、その耐酸化性マスクの幅がしきい値電圧や
ドレイン電流など、デバイスの電気的特性を決めている
ことになり、従って、耐酸化性マスクの幅が変動すると
デバイスの電気的特性が変動する。
Further, as is apparent from the above description, the width of the channel region is determined by the width of the oxidation-resistant mask. Therefore, when the width of the oxidation-resistant mask changes, the electric characteristics of the device change.

【0009】従って、微細化されたMOS電界効果トラ
ンジスタを含む半導体装置では、窒化膜などの耐酸化性
マスクの寸法ばらつきがデバイスの電気的特性に大きな
影響を与えることになり、この電気的特性のばらつきが
大きくなると、製造歩留りが低下することは勿論であ
り、また、そのばらつきを考慮した特殊な回路が必要に
なったりする。
Therefore, in a semiconductor device including a miniaturized MOS field effect transistor, the dimensional variation of an oxidation-resistant mask such as a nitride film greatly affects the electrical characteristics of the device. When the variation is large, the production yield is reduced, and a special circuit that takes the variation into consideration is required.

【0010】本発明は、MOS電界効果トランジスタに
於けるチャネル領域の幅がフィールド絶縁膜を形成する
際の選択酸化に用いる耐酸化性マスクの幅に依存しない
構成にすることで、耐酸化性マスクの幅が変動しても、
デバイスの電気的特性が変動することがないようにす
る。
According to the present invention, the width of the channel region in the MOS field effect transistor is not dependent on the width of the oxidation resistant mask used for the selective oxidation when forming the field insulating film. Even if the width of
Ensure that the electrical characteristics of the device do not change.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明では、チャネル領
域を素子の周辺部分、即ち、活性領域のエッジにのみ形
成し、チャネル領域の幅がフィールド絶縁膜を形成する
選択酸化のマスクとなる窒化膜の幅に依存しないように
することが基本になっている。
According to the present invention, a channel region is formed only at a peripheral portion of an element, that is, an edge of an active region, and the width of the channel region is used as a mask for selective oxidation for forming a field insulating film. Basically, it does not depend on the film width.

【0012】そのようなチャネル領域を形成するには、
選択酸化法でフィールド絶縁膜を形成した際に用いた窒
化膜をマスクとして自己整合的に素子の周辺部分、即
ち、活性領域の周辺部分にチャネル注入ドーパントとは
反対導電型の不純物、例えば、nチャネルMOS電界効
果トランジスタの場合、燐(P)或いは砒素(As)を
導入し、チャネル注入ドーパントと前記反対導電型の不
純物との間で不純物濃度を補償(compensat
e)することで実効的に不純物濃度を低下させれば良
い。
In order to form such a channel region,
Using the nitride film used when the field insulating film is formed by the selective oxidation method as a mask, impurities of the opposite conductivity type to the channel implantation dopant, for example, n In the case of a channel MOS field effect transistor, phosphorus (P) or arsenic (As) is introduced, and the impurity concentration is compensated between the channel implantation dopant and the impurity of the opposite conductivity type.
By performing e), the impurity concentration may be effectively reduced.

【0013】ところで、選択酸化法でフィールド絶縁膜
を形成した後、窒化膜をマスクとしてイオン注入を行な
う技術として、特開平5−283404号公報に開示さ
れた発明が知られている。
As a technique for performing ion implantation using a nitride film as a mask after forming a field insulating film by a selective oxidation method, an invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-283404 is known.

【0014】この公知発明では、選択酸化でフィールド
絶縁膜を形成後、窒化膜をマスクとしてフィールド絶縁
膜と活性領域との界面近傍にチャネル・ストップ注入、
例えばnチャネルMOS電界効果トランジスタの場合に
は硼素の注入を行ない、次いで、前記窒化膜を除去し、
チャネル注入、即ち、nチャネルMOS電界効果トラン
ジスタの場合には同じく硼素の注入を行ない、その後、
ゲート絶縁膜の形成及びゲート電極の形成を行なってい
る。
In this known invention, after a field insulating film is formed by selective oxidation, channel stop implantation is performed near the interface between the field insulating film and the active region using a nitride film as a mask.
For example, in the case of an n-channel MOS field effect transistor, boron is implanted, and then the nitride film is removed.
Channel implantation, that is, boron implantation is also performed in the case of an n-channel MOS field effect transistor.
A gate insulating film and a gate electrode are formed.

【0015】このように、公知発明では、窒化膜をマス
クとしてチャネル・ドーパントと同一導電型の不純物導
入を行なっていて、チャネル領域の幅は、従来のMOS
電界効果トランジスタと同じく、フィールド絶縁膜を形
成する為の選択酸化のマスクとして用いる窒化膜の幅で
規定されているものであるから、窒化膜の幅が変動する
ことでMOS電界効果トランジスタの電気的特性も影響
を受けるものであり、本発明とは全く別の発明であるこ
とに留意する必要がある。
As described above, in the known invention, the impurity of the same conductivity type as that of the channel dopant is introduced using the nitride film as a mask, and the width of the channel region is reduced by the conventional MOS.
Like the field-effect transistor, the width of the nitride film used as a mask for selective oxidation for forming the field insulating film is defined by the width of the nitride film. It should be noted that the characteristics are also affected and are completely different from the present invention.

【0016】前記したところから、本発明に依る半導体
装置及びその製造方法に於いては、 (1)MOS電界効果トランジスタに於ける活性領域の
周辺部分にチャネル不純物の導電型と反対導電型の不純
物(nチャネルMOS電界効果トランジスタであればp
型不純物、pチャネルMOS電界効果トランジスタであ
ればn型不純物)が導入されチャネル不純物を相殺して
しきい値電圧を規定し実質的チャネルとして作用する領
域を備えてなることを特徴とするか、又は、
As described above, in the semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the present invention, (1) an impurity of a conductivity type opposite to a conductivity type of a channel impurity is formed in a peripheral portion of an active region in a MOS field effect transistor. (P for an n-channel MOS field effect transistor
Or a region which acts as a substantial channel by introducing a type impurity and an n-type impurity in the case of a p-channel MOS field-effect transistor to offset the channel impurity and to define a threshold voltage. Or

【0017】(2)耐酸化性マスク(例えば窒化膜1
3)を用いる選択酸化法(例えばLOCOS法)を適用
してフィールド絶縁膜(例えばフィールド絶縁膜14)
を形成する工程と次いで、耐酸化性マスクを残した状態
で活性領域の周辺部分にチャネル不純物の導電型と反対
導電型の不純物(nチャネルMOS電界効果トランジス
タであればp型不純物、pチャネルMOS電界効果トラ
ンジスタであればn型不純物)を導入して領域(例えば
n型不純物導入領域15)を形成する工程と、次いで、
耐酸化性マスクを除去してからチャネル不純物(例えば
ホウ素)を導入する工程と、次いで、ゲート絶縁膜(例
えばゲート絶縁膜17)及びゲート電極(例えばゲート
電極18G)からなるゲートを形成する工程と、次い
で、ソース領域(例えばソース領域19)及びドレイン
領域(例えばドレイン領域20)を形成する工程とが含
まれてなることを特徴とするか、又は、
(2) Oxidation resistant mask (for example, nitride film 1)
3) Applying a selective oxidation method (for example, LOCOS method) using a field insulating film (for example, field insulating film 14)
And then forming an impurity of a conductivity type opposite to the conductivity type of the channel impurity (p-type impurity or p-channel MOS in the case of an n-channel MOS field-effect transistor) in the peripheral portion of the active region while leaving the oxidation-resistant mask. A step of introducing a n-type impurity (for a field-effect transistor) to form a region (for example, an n-type impurity-introduced region 15);
A step of introducing a channel impurity (for example, boron) after removing the oxidation-resistant mask; and a step of forming a gate composed of a gate insulating film (for example, gate insulating film 17) and a gate electrode (for example, gate electrode 18G). Forming a source region (for example, the source region 19) and a drain region (for example, the drain region 20).

【0018】(3)前記(2)に於いて、耐酸化性マス
クを残した状態で活性領域の周辺部分にチャネル不純物
の導電型と反対導電型の不純物を基板に対して斜め方向
からイオン注入して領域を形成する工程が含まれてなる
ことを特徴とするか、又は、
(3) In the above (2), an impurity of the conductivity type opposite to that of the channel impurity is ion-implanted into the peripheral portion of the active region in an oblique direction with respect to the substrate while the oxidation-resistant mask is left. Or characterized by comprising a step of forming a region, or,

【0019】(4)前記(2)に於いて、耐酸化性マス
クを残した状態で不純物含有被膜(例えば不純物含有多
結晶シリコン膜21)を形成してから固相−固相拡散に
依って活性領域の周辺部分にチャネル不純物の導電型と
反対導電型の不純物を導入して領域を形成する工程が含
まれてなることを特徴とする。
(4) In the above (2), after forming the impurity-containing film (for example, the impurity-containing polycrystalline silicon film 21) with the oxidation-resistant mask left, the solid-phase diffusion is performed. A step of introducing an impurity of a conductivity type opposite to the conductivity type of the channel impurity into a peripheral portion of the active region to form a region.

【0020】前記手段を採ることに依り、チャネル領域
の幅はゲートの幅と無関係に定まるので、フィールド絶
縁膜形成時の窒化膜に寸法のばらつきが存在しても、面
内の各MOS電界効果トランジスタのチャネル領域の幅
は均一に維持され、電気的特性は揃ったものとなるか
ら、微細化されて高い集積度をもつ半導体装置を高い歩
留りで製造することが可能である。
Since the width of the channel region is determined irrespective of the width of the gate by adopting the above means, even if there is a dimensional variation in the nitride film at the time of forming the field insulating film, each MOS field effect in the plane can be obtained. Since the width of the channel region of the transistor is kept uniform and the electrical characteristics are uniform, a semiconductor device which is miniaturized and has a high degree of integration can be manufactured with high yield.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】図1乃至図3は本発明の実施の形
態1を説明する為の工程要所に於けるMOS電界効果ト
ランジスタを表す要部説明図であり、図1〜図3(A)
までは要部切断側面、図3(B)は要部平面を示し、図
1〜図3(A)に見られるMOS電界効果トランジスタ
は、図3(B)に見られる線X−Xに沿って切断された
と見てて良い。尚、ここではnチャネル・トランジスタ
を対象にしたが、導電型を反転することでpチャネル・
トランジスタにも適用できることは勿論である。
FIG. 1 to FIG. 3 are main part explanatory views showing a MOS field-effect transistor at a key point in a process for explaining a first embodiment of the present invention. A)
3 (B) shows a main part plane, and the MOS field-effect transistor shown in FIGS. 1 to 3A is taken along a line XX shown in FIG. 3 (B). You can see that you have been disconnected. Here, the n-channel transistor has been described, but the p-channel transistor is obtained by inverting the conductivity type.
Of course, it can be applied to a transistor.

【0022】図1(A)参照 1−(1) 熱酸化法並びに化学気相堆積(chemical va
por deposition:CVD)法を適用する
ことに依り、シリコン半導体基板11上にSiO2 から
なるパッド絶縁膜12及び耐酸化性マスクとなる窒化膜
13を形成する。
1 (A) 1- (1) Thermal oxidation method and chemical vapor deposition (chemical vapor deposition)
By applying a por deposition (CVD) method, a pad insulating film 12 made of SiO 2 and a nitride film 13 serving as an oxidation-resistant mask are formed on a silicon semiconductor substrate 11.

【0023】1−(2) リソグラフィ技術を適用することに依り、パッド絶縁膜
12及び窒化膜13のパターニングを行なって、活性領
域を覆うものを残し、他を除去する。
1- (2) By applying the lithography technique, the pad insulating film 12 and the nitride film 13 are patterned to leave those covering the active region and remove the others.

【0024】1−(3) LOCOS法を適用することに依り、窒化膜13をマス
クとする選択的熱酸化を行なって、厚さが例えば0.1
〔μm〕乃至0.3〔μm〕のSiO2 からなるフィー
ルド絶縁膜14を形成する。
1- (3) Selective thermal oxidation using the nitride film 13 as a mask is performed by applying the LOCOS method,
A field insulating film 14 of [μm] to 0.3 [μm] made of SiO 2 is formed.

【0025】図1(B)参照 1−(4) イオン注入法を適用することに依り、イオン加速エネル
ギを例えば20〔keV〕、ドーズ量を例えば1×10
14〔cm-2〕なる条件でAsイオンの打ち込みを行なう。
1- (4) By applying the ion implantation method, the ion acceleration energy is set to, for example, 20 keV and the dose is set to, for example, 1 × 10
Implant As ions under the condition of 14 [cm -2 ].

【0026】前記のようにすると、窒化膜13とフィー
ルド絶縁膜14との界面近傍、即ち、活性領域のエッジ
にn型不純物導入領域15が形成される。
As described above, the n-type impurity-doped region 15 is formed near the interface between the nitride film 13 and the field insulating film 14, that is, at the edge of the active region.

【0027】ここでイオン注入されるn型不純物はAs
に限られず、例えばPであっても良く、その場合、イオ
ン加速エネルギは例えば10〔keV〕、ドーズ量は例
えば1×1014〔cm-2〕なる条件に変える。
The n-type impurity implanted here is As
The ion acceleration energy is changed to, for example, 10 keV, and the dose is changed to, for example, 1 × 10 14 cm −2 .

【0028】この場合のイオン注入条件は、イオン加速
エネルギを10〔keV〕〜50〔keV〕の範囲、ド
ーズ量を1×1013〔cm-2〕〜1×1015〔cm-2〕の範
囲でそれぞれ選択することができ、それ等は、フィール
ド絶縁膜の膜厚、しきい値電圧の設定値などを考慮して
調整する。
The ion implantation conditions in this case are such that the ion acceleration energy is in the range of 10 keV to 50 keV and the dose is 1 × 10 13 cm −2 to 1 × 10 15 cm −2 . Each of the ranges can be selected, and these are adjusted in consideration of the thickness of the field insulating film, the set value of the threshold voltage, and the like.

【0029】イオン注入の角度は、シリコン半導体基板
11に対して垂直或いは斜め方向から行なうものとし、
斜め方向から行なった場合、n型不純物導入領域15の
不純物濃度や幅を調節することが可能であり、これは、
しきい値電圧やドレイン電流を制御するのに有用であ
る。
The ion implantation is performed at an angle perpendicular or oblique to the silicon semiconductor substrate 11.
When performed from an oblique direction, the impurity concentration and width of the n-type impurity introduction region 15 can be adjusted.
It is useful for controlling the threshold voltage and the drain current.

【0030】また、このイオン注入後、不純物の活性化
を目的とする熱処理を行なっても良い。熱処理を行なっ
た場合、不純物が熱拡散し、不純物濃度分布が変化する
ので、この熱処理に依っても、n型不純物導入領域15
の不純物濃度や幅を調整することができる。
After the ion implantation, a heat treatment for activating the impurities may be performed. When the heat treatment is performed, the impurities are thermally diffused and the impurity concentration distribution changes.
Can be adjusted in impurity concentration and width.

【0031】図2(A)参照 2−(1) 全体を窒化物のエッチング液中に浸漬して窒化膜13を
除去する。
Referring to FIG. 2A, 2- (1) the whole is immersed in a nitride etchant to remove nitride film 13.

【0032】2−(2) イオン注入法を適用することに依り、イオン加速エネル
ギを例えば40〔keV〕、ドーズ量を例えば2×10
12〔cm-2〕としてBイオンの打ち込みを行なってチャネ
ル・ストップ注入領域(破線で図示)を形成する。
2- (2) By applying the ion implantation method, the ion acceleration energy is set to, for example, 40 keV and the dose is set to, for example, 2 × 10
A channel stop implantation region (shown by a broken line) is formed by implanting B ions at 12 [cm -2 ].

【0033】図2(B)参照 2−(3) イオン注入法を適用することに依り、イオン加速エネル
ギを例えば20〔keV〕、ドーズ量を例えば1×10
13〔cm-2〕としてBイオンの打ち込みを行なってチャネ
ル注入領域16を形成する。
FIG. 2 (B) 2- (3) By applying the ion implantation method, the ion acceleration energy is set to, for example, 20 keV and the dose is set to, for example, 1 × 10
A channel implantation region 16 is formed by implanting B ions at 13 [cm -2 ].

【0034】前記したように、Bイオンのチャネル注入
を行なうと、n型不純物導入領域15はBイオンに依っ
てコンペンセイトされるので実質的に低濃度化され、従
って、そこでのしきい値電圧は低くなり、その上にゲー
トを形成すれば、電界効果トランジスタのチャネルとし
て動作可能な領域となるものである。尚、低濃度化され
たn型不純物導入領域15を低不純物濃度領域15Aと
する。
As described above, when the channel implantation of B ions is performed, the concentration of the n-type impurity-doped region 15 is substantially reduced since the n-type impurity-doped region 15 is compensated by the B ions. If the gate is formed thereon, it becomes a region that can operate as a channel of the field-effect transistor. Note that the lightly doped n-type impurity introduction region 15 is referred to as a low impurity concentration region 15A.

【0035】図3参照 3−(1) パッド絶縁膜12を除去してから、熱酸化法を適用する
ことに依り、温度を800〔℃〕とした湿性酸化雰囲気
中で厚さ例えば4〔nm〕のSiO2 からなるゲート絶
縁膜17を形成する。
Referring to FIG. 3, 3- (1) a thickness of, for example, 4 nm in a wet oxidation atmosphere at a temperature of 800 ° C. by applying a thermal oxidation method after removing the pad insulating film 12. The gate insulating film 17 made of SiO 2 is formed.

【0036】3−(2) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば150〔n
m〕の多結晶シリコン膜18を形成する。
3- (2) The thickness is, for example, 150 [n] by applying the CVD method.
m] of the polycrystalline silicon film 18 is formed.

【0037】3−(3) リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、
エッチング・ガスをHBr(多結晶シリコン用)、CH
3 +CF4 (SiO2 用)とする反応性イオン・エッ
チング(reactive ion etching:
RIE)法を適用することに依り、多結晶シリコン膜1
8及びゲート絶縁膜17のエッチングを行なってゲート
を形成する。尚、図3(B)では、多結晶シリコンから
なるゲート電極を記号18Gで指示してあり、また、ゲ
ート電極18Gの直下に在る低不純物濃度領域15Aは
チャネル領域として動作するので、特に記号15Cを付
与してある。
3- (3) Resist process in lithography technology, and
Etching gas of HBr (for polycrystalline silicon), CH
Reactive ion etching to be F 3 + CF 4 (for SiO 2 ):
The polycrystalline silicon film 1 is formed by applying the RIE method.
8 and the gate insulating film 17 are etched to form a gate. In FIG. 3B, the gate electrode made of polycrystalline silicon is indicated by a symbol 18G, and the low impurity concentration region 15A immediately below the gate electrode 18G operates as a channel region. 15C is given.

【0038】3−(4) イオン注入法を適用することに依り、イオン加速エネル
ギを例えば10〔keV〕、ドーズ量を例えば4×10
13〔cm-2〕としてAsイオンの打ち込みを行なって、L
DD(lightly doped drain)構造
を実現する為のソース領域及びドレイン領域を形成す
る。
3- (4) By applying the ion implantation method, the ion acceleration energy is set to, for example, 10 keV and the dose is set to, for example, 4 × 10
13 As [cm -2 ], As ions are implanted, and L
A source region and a drain region for realizing a lightly doped drain (DD) structure are formed.

【0039】3−(5) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば40〔n
m〕のSiO2 膜を形成する。
3- (5) The thickness is, for example, 40 [n] by applying the CVD method.
forming a SiO 2 film of m].

【0040】3−(6) エッチング・ガスをCHF3 +CF4 とするRIE法を
適用することに依って、前記工程3−(5)で形成した
SiO2 膜の異方性エッチングを行ない、ゲート側面に
サイド・ウォールを形成する。尚、サイド・ウォールは
図示しない。
3- (6) Anisotropic etching of the SiO 2 film formed in the step 3- (5) is performed by applying the RIE method using CHF 3 + CF 4 as an etching gas, Form sidewalls on the sides. The side wall is not shown.

【0041】3−(7) イオン注入法を適用することに依り、イオン加速エネル
ギを例えば10〔keV〕、ドーズ量を例えば1×10
15〔cm-2〕としてAsイオンの打ち込みを行なって、電
極をコンタクトさせるソース領域19及びドレイン領域
20を形成する。
3- (7) By applying the ion implantation method, the ion acceleration energy is set to, for example, 10 keV and the dose is set to, for example, 1 × 10
By implanting As ions at 15 [cm -2 ], a source region 19 and a drain region 20 for contacting the electrodes are formed.

【0042】3−(8) この後、通常の技法を適用することに依り、層間絶縁
膜、電極・配線、保護膜などを形成して完成する。
3- (8) Thereafter, by applying a normal technique, an interlayer insulating film, electrodes and wiring, a protective film, and the like are formed to complete the process.

【0043】前記説明した実施の形態1では、n型不純
物導入領域15を形成する際、イオン注入法を適用した
が、これは他の技法、例えば固相−固相拡散法を適用し
ても良い。
In the first embodiment described above, the ion implantation method is applied when forming the n-type impurity-doped region 15. However, the ion implantation method may be used even if another technique, for example, a solid-solid diffusion method is applied. good.

【0044】図4は本発明の実施の形態2を説明する為
の工程要所に於けるMOS電界効果トランジスタを表す
要部切断側面図であり、図1乃至図3に於いて用いた記
号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つもの
とする。
FIG. 4 is a fragmentary side view showing a MOS field-effect transistor at a key point in the process for explaining the second embodiment of the present invention. The symbols used in FIGS. The same symbols represent the same parts or have the same meaning.

【0045】図4は図1について説明した工程に対応す
る工程を説明する為の図であり、この実施の形態2で
は、窒化膜13をマスクとする選択的熱酸化を行なっ
て、フィールド絶縁膜14を形成した次の段階で、CV
D法を適用することに依り、As或いはPを含む例えば
多結晶シリコン膜21を形成し、熱処理を行なうこと
で、As或いはPなどをシリコン半導体基板11中に固
相−固相拡散し、n型不純物導入領域15を形成するも
のである。
FIG. 4 is a view for explaining a step corresponding to the step described with reference to FIG. 1. In the second embodiment, selective thermal oxidation using nitride film 13 as a mask is performed to form a field insulating film. In the next step after the formation of CV14, CV
By applying the D method, for example, a polycrystalline silicon film 21 containing As or P is formed, and a heat treatment is performed to diffuse As or P into the silicon semiconductor substrate 11 in a solid-solid state. This is for forming the type impurity introduction region 15.

【0046】この場合の熱処理は、例えば温度を900
〔℃〕〜1000〔℃〕とし、時間を10〔秒〕〜1
〔分〕程度とすることで達成され、その後、多結晶シリ
コン膜21は除去する。尚、不純物を含有させる被膜と
しては、多結晶シリコン膜に限られることなく、アモル
ファス・シリコン膜やSiO2 膜を用いることも可能で
ある。
The heat treatment in this case is performed, for example, at a temperature of 900.
[° C] to 1000 [° C], and the time is 10 [seconds] to 1
This is achieved by setting it to about [minutes]. Thereafter, the polycrystalline silicon film 21 is removed. The film containing impurities is not limited to a polycrystalline silicon film, but may be an amorphous silicon film or a SiO 2 film.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明に依る半導体装置及びその製造方
法に於いては、MOS電界効果トランジスタに於ける活
性領域の周辺部分にチャネル不純物の導電型と反対導電
型の不純物を導入してチャネル不純物をコンペンセイト
し、それに依って、しきい値電圧が規定され、実質的チ
ャネルとして作用する領域が実現される。
In the semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the present invention, an impurity having a conductivity type opposite to that of the channel impurity is introduced into a peripheral portion of an active region in a MOS field effect transistor. , Thereby defining a threshold voltage, and realizing a region that acts as a substantial channel.

【0048】前記構成を採ることに依り、チャネル領域
の幅はゲートの幅と無関係に定まるので、フィールド絶
縁膜形成時の窒化膜に寸法のばらつきが存在しても、面
内の各MOS電界効果トランジスタのチャネル領域の幅
は均一に維持され、電気的特性は揃ったものとなるか
ら、微細化されて高い集積度をもつ半導体装置を高い歩
留りで製造することが可能である。
Since the width of the channel region is determined irrespective of the width of the gate by adopting the above configuration, even if the nitride film has a dimensional variation at the time of forming the field insulating film, each MOS field effect in the plane can be obtained. Since the width of the channel region of the transistor is kept uniform and the electrical characteristics are uniform, a semiconductor device which is miniaturized and has a high degree of integration can be manufactured with high yield.

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

【図1】本発明の実施の形態1を説明する為の工程要所
に於けるMOS電界効果トランジスタを表す要部説明図
である。
FIG. 1 is an explanatory view of a main part showing a MOS field-effect transistor in a process step for explaining a first embodiment of the present invention;

【図2】本発明の実施の形態1を説明する為の工程要所
に於けるMOS電界効果トランジスタを表す要部説明図
である。
FIG. 2 is an explanatory view of a main part showing a MOS field-effect transistor in a process step for explaining the first embodiment of the present invention;

【図3】本発明の実施の形態1を説明する為の工程要所
に於けるMOS電界効果トランジスタを表す要部説明図
である。
FIG. 3 is an explanatory view of a main part showing a MOS field-effect transistor in a process key point for explaining the first embodiment of the present invention;

【図4】本発明の実施の形態2を説明する為の工程要所
に於けるMOS電界効果トランジスタを表す要部切断側
面図である。
FIG. 4 is a fragmentary side view showing a MOS field-effect transistor at a key point in a process for explaining a second embodiment of the present invention;

【図5】従来の技術に依って作製したMOS電界効果ト
ランジスタを表す要部説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view of a main part showing a MOS field-effect transistor manufactured according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 シリコン半導体基板 12 パッド絶縁膜 13 窒化膜(耐酸化性マスク) 14 フィールド絶縁膜 15 n型不純物導入領域 15A 低不純物濃度領域 15C チャネル領域 16 チャネル注入領域 17 ゲート絶縁膜 18 多結晶シリコン膜 18G ゲート電極 19 ソース領域 20 ドレイン領域 21 (不純物含有)多結晶シリコン膜 Reference Signs List 11 silicon semiconductor substrate 12 pad insulating film 13 nitride film (oxidation resistant mask) 14 field insulating film 15 n-type impurity introduction region 15A low impurity concentration region 15C channel region 16 channel injection region 17 gate insulating film 18 polycrystalline silicon film 18G gate Electrode 19 Source region 20 Drain region 21 (impurity-containing) polycrystalline silicon film

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】MOS電界効果トランジスタに於ける活性
領域の周辺部分にチャネル不純物の導電型と反対導電型
の不純物が導入されチャネル不純物を相殺してしきい値
電圧を規定し実質的チャネルとして作用する領域を備え
てなることを特徴とする半導体装置。
An impurity having a conductivity type opposite to a conductivity type of a channel impurity is introduced into a peripheral portion of an active region in a MOS field effect transistor to offset a channel impurity to define a threshold voltage and to function as a substantial channel. A semiconductor device comprising a region to be formed.
【請求項2】耐酸化性マスクを用いる選択酸化法を適用
してフィールド絶縁膜を形成する工程と、 次いで、耐酸化性マスクを残した状態で活性領域の周辺
部分にチャネル不純物の導電型と反対導電型の不純物を
導入して領域を形成する工程と、 次いで、耐酸化性マスクを除去してからチャネル不純物
を導入する工程と、 次いで、ゲート絶縁膜及びゲート電極からなるゲートを
形成する工程と、 次いで、ソース領域及びドレイン領域を形成する工程と
が含まれてなることを特徴とする半導体装置の製造方
法。
A step of forming a field insulating film by applying a selective oxidation method using an oxidation-resistant mask; and a step of forming a channel impurity conductivity type in a peripheral portion of the active region with the oxidation-resistant mask left. A step of forming a region by introducing an impurity of the opposite conductivity type, a step of introducing a channel impurity after removing the oxidation-resistant mask, and a step of forming a gate composed of a gate insulating film and a gate electrode And a step of forming a source region and a drain region, and a method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項3】耐酸化性マスクを残した状態で活性領域の
周辺部分にチャネル不純物の導電型と反対導電型の不純
物を基板に対して斜め方向からイオン注入して領域を形
成する工程が含まれてなることを特徴とする請求項2記
載の半導体装置の製造方法。
3. A step of forming a region by ion-implanting an impurity of a conductivity type opposite to that of a channel impurity into a peripheral portion of the active region in an oblique direction with respect to the substrate while leaving the oxidation-resistant mask. 3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the method comprises:
【請求項4】耐酸化性マスクを残した状態で不純物含有
被膜を形成してから固相−固相拡散に依って活性領域の
周辺部分にチャネル不純物の導電型と反対導電型の不純
物を導入して領域を形成する工程が含まれてなることを
特徴とする請求項2記載の半導体装置の製造方法。
4. An impurity-containing film is formed with an oxidation-resistant mask left, and then an impurity of a conductivity type opposite to that of a channel impurity is introduced into a peripheral portion of the active region by solid-phase diffusion. 3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, further comprising the step of forming a region by forming the region.
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