JPH10256549A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH10256549A JPH10256549A JP9082065A JP8206597A JPH10256549A JP H10256549 A JPH10256549 A JP H10256549A JP 9082065 A JP9082065 A JP 9082065A JP 8206597 A JP8206597 A JP 8206597A JP H10256549 A JPH10256549 A JP H10256549A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
- H01L21/8232—Field-effect technology
- H01L21/8234—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
- H01L21/8238—Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS
- H01L21/823814—Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS with a particular manufacturing method of the source or drain structures, e.g. specific source or drain implants or silicided source or drain structures or raised source or drain structures
-
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- H01L21/823864—Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS with a particular manufacturing method of the gate sidewall spacers, e.g. double spacers, particular spacer material or shape
Abstract
(57)【要約】
【課題】ホットキャリアを抑制するためのLDD(Li
ghtly Doped Drain)構造を有したM
OS半導体装置において、ホットキャリアに対する耐性
を持ったNMOSと高駆動能力のPMOSとを両立させ
るMOS型半導体装置の提供。 【解決手段】Nチャネル型MOSトランジスタのLDD
領域よりも短いPチャネル型MOSトランジスタのLD
D領域を有している。
ghtly Doped Drain)構造を有したM
OS半導体装置において、ホットキャリアに対する耐性
を持ったNMOSと高駆動能力のPMOSとを両立させ
るMOS型半導体装置の提供。 【解決手段】Nチャネル型MOSトランジスタのLDD
領域よりも短いPチャネル型MOSトランジスタのLD
D領域を有している。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特に、ホットキャリアを抑制するためのLDD(L
ightly Doped Drain)構造を有した
高性能微細MOS型半導体装置及びその製造方法に関す
る。
し、特に、ホットキャリアを抑制するためのLDD(L
ightly Doped Drain)構造を有した
高性能微細MOS型半導体装置及びその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の微細化に伴って、現在の微
細MOSトランジスタにおいては、ホットキャリア注入
による特性劣化や、ショートチャネル(短チャネル)効
果によるソース・ドレイン間リーク等が大きな問題とな
るに至っている。
細MOSトランジスタにおいては、ホットキャリア注入
による特性劣化や、ショートチャネル(短チャネル)効
果によるソース・ドレイン間リーク等が大きな問題とな
るに至っている。
【0003】そして、ホットキャリア注入による特性劣
化に対しては、MOSトランジスタのドレイン近傍での
電界を緩和するLDD(Lightly Doped
Drain;低濃度ドレイン)構造が広く用いられてい
る。
化に対しては、MOSトランジスタのドレイン近傍での
電界を緩和するLDD(Lightly Doped
Drain;低濃度ドレイン)構造が広く用いられてい
る。
【0004】また、ショートチャネル効果によるソース
・ドレイン間リークは、ソース及びドレインの空乏層が
隣接して発生するパンチスルーによるものである。
・ドレイン間リークは、ソース及びドレインの空乏層が
隣接して発生するパンチスルーによるものである。
【0005】現在の微細MOSトランジスタでは、ゲー
ト電極に、N型ポリシリコンまたはN型ポリシリコンと
メタルシリサイドの2層構造を用いるのが主流である
が、その際、NMOS(N型MOSトランジスタ)は表
面チャネル型トランジスタ、PMOS(P型MOSトラ
ンジスタ)は埋め込みチャネル型トランジスタになり、
埋め込みチャネル型のPMOSでこの現象(パンチスル
ーによるソース・ドレイン間リーク)が著しい。一方、
PMOSにおいては、前記したように埋め込みチャネル
型であるため、チャネル部とゲート酸化膜との間に距離
が有り、ホットキャリアがゲート酸化膜に飛び込みにく
く、PMOSはNMOSに比べてホットキャリアによる
特性変動が小さくなる。
ト電極に、N型ポリシリコンまたはN型ポリシリコンと
メタルシリサイドの2層構造を用いるのが主流である
が、その際、NMOS(N型MOSトランジスタ)は表
面チャネル型トランジスタ、PMOS(P型MOSトラ
ンジスタ)は埋め込みチャネル型トランジスタになり、
埋め込みチャネル型のPMOSでこの現象(パンチスル
ーによるソース・ドレイン間リーク)が著しい。一方、
PMOSにおいては、前記したように埋め込みチャネル
型であるため、チャネル部とゲート酸化膜との間に距離
が有り、ホットキャリアがゲート酸化膜に飛び込みにく
く、PMOSはNMOSに比べてホットキャリアによる
特性変動が小さくなる。
【0006】この対策として、PMOSのLDDP-拡
散層(LDD部を構成するP-拡散層)領域の下に、バ
ンチスルーストッパ層を形成する方法がある。この従来
技術について図面を参照して以下に説明する。
散層(LDD部を構成するP-拡散層)領域の下に、バ
ンチスルーストッパ層を形成する方法がある。この従来
技術について図面を参照して以下に説明する。
【0007】図10は、従来の半導体装置の断面図であ
る。まず、P型半導体基板10上のNMOSが形成され
る領域に選択的にボロン等のP型不純物を導入し、また
同様にPMOSが形成される領域に選択的にリンやヒ素
等のN型不純物を導入し、窒素雰囲気中で温度1000
〜1200℃、30〜60分程度の熱処理を行い、NM
OSが形成される領域にPウェル11を、PMOSが形
成される領域にNウェル12を形成する。
る。まず、P型半導体基板10上のNMOSが形成され
る領域に選択的にボロン等のP型不純物を導入し、また
同様にPMOSが形成される領域に選択的にリンやヒ素
等のN型不純物を導入し、窒素雰囲気中で温度1000
〜1200℃、30〜60分程度の熱処理を行い、NM
OSが形成される領域にPウェル11を、PMOSが形
成される領域にNウェル12を形成する。
【0008】次に、素子分離のためのフィールド酸化膜
20を300〜500nm(3000〜5000オング
ストローム)程度の厚さで選択的に形成し、さらにフィ
ールド酸化膜20の下にボロン等のP型不純物を選択的
に導入して、高濃度のチャネルストッパ21を形成す
る。
20を300〜500nm(3000〜5000オング
ストローム)程度の厚さで選択的に形成し、さらにフィ
ールド酸化膜20の下にボロン等のP型不純物を選択的
に導入して、高濃度のチャネルストッパ21を形成す
る。
【0009】次に、シリコン基板上に6〜10nm程度
の厚さのゲート酸化膜30を形成し、半導体基板全面に
リンやヒ素等のN型不純物を高濃度に導入したN+ポリ
シリコン32を形成し、さらにその上に、W−Si等の
メタルシリサイド33を形成する。
の厚さのゲート酸化膜30を形成し、半導体基板全面に
リンやヒ素等のN型不純物を高濃度に導入したN+ポリ
シリコン32を形成し、さらにその上に、W−Si等の
メタルシリサイド33を形成する。
【0010】次に、フォトリソグラフィー技術を用いて
N+ポリシリコン32及びメタルシリサイド33をパタ
ーニングしてゲート電極31を形成する。
N+ポリシリコン32及びメタルシリサイド33をパタ
ーニングしてゲート電極31を形成する。
【0011】次に、フィールド酸化膜20及びゲート電
極31をマスクとして、NMOS領域に選択的にリンや
ヒ素等のN型不純物を導入し、LDDN-拡散層(LD
Dを構成するN-拡散層)41を形成し、同様にして、
PMOS領域に選択的にボロンやフッ化ボロン等のP型
不純物を導入し、LDDP-拡散層42を形成する。さ
らにPMOS領域には、選択的に、リンやヒ素等のN型
不純物を導入し、LDDP-拡散層42の直下に、パン
チスルーストッパ43を形成する。
極31をマスクとして、NMOS領域に選択的にリンや
ヒ素等のN型不純物を導入し、LDDN-拡散層(LD
Dを構成するN-拡散層)41を形成し、同様にして、
PMOS領域に選択的にボロンやフッ化ボロン等のP型
不純物を導入し、LDDP-拡散層42を形成する。さ
らにPMOS領域には、選択的に、リンやヒ素等のN型
不純物を導入し、LDDP-拡散層42の直下に、パン
チスルーストッパ43を形成する。
【0012】次に、半導体基板全面に酸化膜を形成し、
ドライエッチで全面エッチバックを行い、ゲート電極3
1の側壁にサイドウォール50を形成する。
ドライエッチで全面エッチバックを行い、ゲート電極3
1の側壁にサイドウォール50を形成する。
【0013】次に、フィールド酸化膜20、ゲート電極
31、及びサイドウォール50をマスクとして、NMO
S領域に、選択的に、リンやヒ素等のN型不純物を導入
し、SDN+拡散層(ソース・ドレインのN+拡散層)6
1を形成し、同様に、NMOS領域に選択的にボロンや
フッ化ボロン等のP型不純物を導入し、SDP+拡散層
(ソース・ドレインのP+拡散層)62を形成する。
31、及びサイドウォール50をマスクとして、NMO
S領域に、選択的に、リンやヒ素等のN型不純物を導入
し、SDN+拡散層(ソース・ドレインのN+拡散層)6
1を形成し、同様に、NMOS領域に選択的にボロンや
フッ化ボロン等のP型不純物を導入し、SDP+拡散層
(ソース・ドレインのP+拡散層)62を形成する。
【0014】以上のように、PMOSのLDD領域の直
下にパンチスルーストッパ43を設けて、PMOSのパ
ンチスルーによるソース・ドレイン間リークを防いでい
る。
下にパンチスルーストッパ43を設けて、PMOSのパ
ンチスルーによるソース・ドレイン間リークを防いでい
る。
【0015】しかしながら、この場合、P型不純物であ
るボロンのシリコン中の拡散定数が大きいために、拡散
層形成後のPMOSのLDD及びSD(ソース・ドレイ
ン)のP型拡散層の横方向への広がりが大きく、サイド
ウォール幅を大きくとらないと、パンチスルーストッパ
であるN型拡散層がP型拡散層に取り込まれてしまい、
十分な効果が得られない。
るボロンのシリコン中の拡散定数が大きいために、拡散
層形成後のPMOSのLDD及びSD(ソース・ドレイ
ン)のP型拡散層の横方向への広がりが大きく、サイド
ウォール幅を大きくとらないと、パンチスルーストッパ
であるN型拡散層がP型拡散層に取り込まれてしまい、
十分な効果が得られない。
【0016】また、NMOSでは、PMOSのサイドウ
ォールと同じ膜でサイドウォールを形成するため、NM
OSとPMOSのサイドウォール幅は同じになるが、前
記した理由により、PMOSのサイドウォール幅を大き
くとると、NMOSではLDDN-拡散層が長くなるの
で、寄生抵抗が大きくなり、駆動力が低下することにな
るため、パンチスルーを抑制したPMOSと駆動力の大
きなNMOSとを両立することが難しい。
ォールと同じ膜でサイドウォールを形成するため、NM
OSとPMOSのサイドウォール幅は同じになるが、前
記した理由により、PMOSのサイドウォール幅を大き
くとると、NMOSではLDDN-拡散層が長くなるの
で、寄生抵抗が大きくなり、駆動力が低下することにな
るため、パンチスルーを抑制したPMOSと駆動力の大
きなNMOSとを両立することが難しい。
【0017】この問題を解決するための一つの方法が、
例えば特開平7−183390号公報に提案されてい
る。上記特開平7−183390号公報に記載される半
導体装置について図面を参照して説明する。図11は、
上記公報に記載の半導体装置の断面図である。ウェルの
形成から、LDD拡散層領域及びパンチスルーストッパ
を形成するまでは、図10を参照して説明した従来技術
と同一の方法である。
例えば特開平7−183390号公報に提案されてい
る。上記特開平7−183390号公報に記載される半
導体装置について図面を参照して説明する。図11は、
上記公報に記載の半導体装置の断面図である。ウェルの
形成から、LDD拡散層領域及びパンチスルーストッパ
を形成するまでは、図10を参照して説明した従来技術
と同一の方法である。
【0018】NMOS領域に、選択的に、LDDN-拡
散層41を形成し、PMOS領域に、選択的に、LDD
P-拡散層42を形成し、さらに、PMOS領域には、
選択的にLDDP-拡散層42の直下にパンチスルース
トッパ43を形成した後、半導体基板全面に酸化膜を形
成し、第1のサイドウォール51を形成する。
散層41を形成し、PMOS領域に、選択的に、LDD
P-拡散層42を形成し、さらに、PMOS領域には、
選択的にLDDP-拡散層42の直下にパンチスルース
トッパ43を形成した後、半導体基板全面に酸化膜を形
成し、第1のサイドウォール51を形成する。
【0019】次に、フィールド酸化膜20、ゲート電極
31、及び第1のサイドウォール51をマスクとして、
NMOS領域に、選択的に、リンやヒ素等のN型不純物
を導入し、SDN+拡散層61を形成する。
31、及び第1のサイドウォール51をマスクとして、
NMOS領域に、選択的に、リンやヒ素等のN型不純物
を導入し、SDN+拡散層61を形成する。
【0020】続いて、半導体基板全面に酸化膜を形成
し、第2のサイドウォール52を形成する。
し、第2のサイドウォール52を形成する。
【0021】次に、ドライエッチで全面エッチバックを
行い、ゲート電極31の側壁に第1のサイドウォール5
1及び第2のサイドウォール52からなるサイドウォー
ル50を形成する。
行い、ゲート電極31の側壁に第1のサイドウォール5
1及び第2のサイドウォール52からなるサイドウォー
ル50を形成する。
【0022】次に、フィールド酸化膜20と、ゲート電
極31と、第1のサイドウォール51及び第2のサイド
ウォール52からなるサイドウォール50と、をマスク
に、PMOS領域に、選択的にボロンやフッ化ボロン等
のP型不純物を導入し、SDP+拡散層62を形成す
る。
極31と、第1のサイドウォール51及び第2のサイド
ウォール52からなるサイドウォール50と、をマスク
に、PMOS領域に、選択的にボロンやフッ化ボロン等
のP型不純物を導入し、SDP+拡散層62を形成す
る。
【0023】以上の方法により、PMOSのLDD領域
は長くできるため、パンチスルーを抑制でき、NMOS
はLDD領域を短くできるため、駆動能力が向上する。
は長くできるため、パンチスルーを抑制でき、NMOS
はLDD領域を短くできるため、駆動能力が向上する。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、今後の
最先端微細MOSトランジスタでは、ゲート電極として
NMOSにはN型ポリシリコンとメタルシリサイドの2
層構造、PMOSにはP型ポリシリコンとメタルシリサ
イドの2層構造を適用するため、この場合、NMOS及
びPMOSとも表面チャネル型トランジスタとなる。
最先端微細MOSトランジスタでは、ゲート電極として
NMOSにはN型ポリシリコンとメタルシリサイドの2
層構造、PMOSにはP型ポリシリコンとメタルシリサ
イドの2層構造を適用するため、この場合、NMOS及
びPMOSとも表面チャネル型トランジスタとなる。
【0025】表面チャネル型のPMOSでは、従来の埋
め込みチャネル型のPMOSと比較して、ショートチャ
ネル効果は著しく小さくなる。従来の埋め込みチャネル
型では、ゲート酸化膜とシリコン基板の界面よりやや深
い部分にチャネルを作るため、LDD及びSD(ソース
・ドレイン)のP型拡散層をある程度深く押し込む必要
があり、このためボロンの横広がりが大きくなり、それ
が、結果的に、ショートチャネル効果を顕著化させてい
た。
め込みチャネル型のPMOSと比較して、ショートチャ
ネル効果は著しく小さくなる。従来の埋め込みチャネル
型では、ゲート酸化膜とシリコン基板の界面よりやや深
い部分にチャネルを作るため、LDD及びSD(ソース
・ドレイン)のP型拡散層をある程度深く押し込む必要
があり、このためボロンの横広がりが大きくなり、それ
が、結果的に、ショートチャネル効果を顕著化させてい
た。
【0026】しかし、表面チャネル型では、ゲート酸化
膜とシリコン基板界面近くにチャネルを作るため、LD
D及びSD(ソース・ドレイン)のP型拡散層は表面近
くに浅く形成するので、ボロンの拡散は小さくなり、よ
ってショートチャネル効果が抑制される。
膜とシリコン基板界面近くにチャネルを作るため、LD
D及びSD(ソース・ドレイン)のP型拡散層は表面近
くに浅く形成するので、ボロンの拡散は小さくなり、よ
ってショートチャネル効果が抑制される。
【0027】また、浅い拡散層を形成しボロンの拡散距
離も小さくなることにより、パンチスルーストッパのN
型拡散層がLDD及びSD(ソース・ドレイン)のP型
拡散層に取り込まれるようなこともないためLDD領域
は従来より短くできることになる。
離も小さくなることにより、パンチスルーストッパのN
型拡散層がLDD及びSD(ソース・ドレイン)のP型
拡散層に取り込まれるようなこともないためLDD領域
は従来より短くできることになる。
【0028】このように、NMOS及びPMOSとも表
面チャネル型トランジスタとなると、NMOS及びPM
OSともにショートチャネル効果よりもホットキャリア
による特性劣化の方が問題となってくる。これは、当然
のことながら微細化されればされるほど電界の集中が大
きくなるためである。
面チャネル型トランジスタとなると、NMOS及びPM
OSともにショートチャネル効果よりもホットキャリア
による特性劣化の方が問題となってくる。これは、当然
のことながら微細化されればされるほど電界の集中が大
きくなるためである。
【0029】ここで、NMOSのキャリアはエレクトロ
ンであり、PMOSのキャリアはホールである。ホール
に比べエレクトロンのほうが質量が小さいため、同じ電
界中ではエレクトロンの方が高速となる。すなわち、L
DD領域の電界緩和の程度が同じであった場合、NMO
Sの方がPMOSよりホットキャリアが発生しやすいこ
とになる。このことは、言い換えれば、NMOS及びP
MOSのホットキャリアに対する耐性を同程度にするに
は、NMOSのLDD領域での電界緩和量を、PMOS
のそれよりも大きくする必要がある、ということであ
る。
ンであり、PMOSのキャリアはホールである。ホール
に比べエレクトロンのほうが質量が小さいため、同じ電
界中ではエレクトロンの方が高速となる。すなわち、L
DD領域の電界緩和の程度が同じであった場合、NMO
Sの方がPMOSよりホットキャリアが発生しやすいこ
とになる。このことは、言い換えれば、NMOS及びP
MOSのホットキャリアに対する耐性を同程度にするに
は、NMOSのLDD領域での電界緩和量を、PMOS
のそれよりも大きくする必要がある、ということであ
る。
【0030】ここで、電界はLDD領域での不純物濃度
勾配で決定されるため、NMOSではPMOSに比べ、
LDD領域での不純物勾配を大きくとる必要があり、こ
のためLDD拡散層の距離も長く必要である。
勾配で決定されるため、NMOSではPMOSに比べ、
LDD領域での不純物勾配を大きくとる必要があり、こ
のためLDD拡散層の距離も長く必要である。
【0031】ここで、第1の問題点としては、図10に
示した従来技術では、NMOSとPMOSのサイドウォ
ール幅が同じであるため、NMOSのサイドウォール幅
に合わせてPMOSを作成すると、PMOSではLDD
P-拡散層(LDDの低濃度拡散層)が長くなるので寄
生抵抗が大きくなり駆動力が低下する。
示した従来技術では、NMOSとPMOSのサイドウォ
ール幅が同じであるため、NMOSのサイドウォール幅
に合わせてPMOSを作成すると、PMOSではLDD
P-拡散層(LDDの低濃度拡散層)が長くなるので寄
生抵抗が大きくなり駆動力が低下する。
【0032】また図11に示した従来技術では、PMO
Sの方がLDD領域が長くなるため、駆動力はさらに悪
くなることになる。
Sの方がLDD領域が長くなるため、駆動力はさらに悪
くなることになる。
【0033】すなわち、ホットキャリアに対する耐性を
持ったNMOSと高駆動能力のPMOSとを両立させる
ことが難しい。
持ったNMOSと高駆動能力のPMOSとを両立させる
ことが難しい。
【0034】その理由は、NMOSとPMOSのサイド
ウォール幅は、同じかもしくはPMOSの方が長いため
である。
ウォール幅は、同じかもしくはPMOSの方が長いため
である。
【0035】したがって、本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、ホットキャリア
を抑制するためのLDD(Lightly Doped
Drain)構造を有したMOS型半導体装置におい
て、ホットキャリアに対する耐性を持ったNMOSと高
駆動能力のPMOSとを両立させることを可能とした半
導体装置及びその製造方法を提供することにある。
てなされたものであって、その目的は、ホットキャリア
を抑制するためのLDD(Lightly Doped
Drain)構造を有したMOS型半導体装置におい
て、ホットキャリアに対する耐性を持ったNMOSと高
駆動能力のPMOSとを両立させることを可能とした半
導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【0036】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の半導体装置は、Nチャネル型MOSトランジスタの
LDD領域よりも短いPチャネル型MOSトランジスタ
のLDD領域を有している。
明の半導体装置は、Nチャネル型MOSトランジスタの
LDD領域よりも短いPチャネル型MOSトランジスタ
のLDD領域を有している。
【0037】また、本発明は、Nチャネル型MOSトラ
ンジスタ及びPチャネル型MOSトランジスタが共にL
DD(lightly Doped Drain)構造
を有したMOS型半導体装置において、前記Pチャネル
型MOSトランジスタのLDD領域のチャネル長方向に
沿った長さを前記Nチャネル型MOSトランジスタのL
DD領域のチャネル長方向に沿った長さよりも短くした
ことを特徴とする。
ンジスタ及びPチャネル型MOSトランジスタが共にL
DD(lightly Doped Drain)構造
を有したMOS型半導体装置において、前記Pチャネル
型MOSトランジスタのLDD領域のチャネル長方向に
沿った長さを前記Nチャネル型MOSトランジスタのL
DD領域のチャネル長方向に沿った長さよりも短くした
ことを特徴とする。
【0038】さらに、本発明は、Nチャネル型MOSト
ランジスタ及びPチャネル型MOSトランジスタが共に
LDD(lightly Doped Drain)構
造を有したMOS型半導体装置において、前記Pチャネ
ル型MOSトランジスタのLDD構造を構成するドレイ
ン側の低濃度拡散層領域のチャネル長方向の長さを前記
Nチャネル型MOSトランジスタのLDD構造を構成す
るドレイン側の低濃度拡散層領域のチャネル長方向の長
さよりも短くし、前記Nチャネル型MOSトランジスタ
及び前記Pチャネル型MOSトランジスタのソース側に
は低濃度拡散層を設けないか、もしくはソース側の低濃
度拡散層のチャネル長方向の長さを各トランジスタの前
記ドレイン側の低濃度拡散層の前記チャネル長方向の長
さよりも短くした、ことを特徴とする。
ランジスタ及びPチャネル型MOSトランジスタが共に
LDD(lightly Doped Drain)構
造を有したMOS型半導体装置において、前記Pチャネ
ル型MOSトランジスタのLDD構造を構成するドレイ
ン側の低濃度拡散層領域のチャネル長方向の長さを前記
Nチャネル型MOSトランジスタのLDD構造を構成す
るドレイン側の低濃度拡散層領域のチャネル長方向の長
さよりも短くし、前記Nチャネル型MOSトランジスタ
及び前記Pチャネル型MOSトランジスタのソース側に
は低濃度拡散層を設けないか、もしくはソース側の低濃
度拡散層のチャネル長方向の長さを各トランジスタの前
記ドレイン側の低濃度拡散層の前記チャネル長方向の長
さよりも短くした、ことを特徴とする。
【0039】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【0040】
【実施の形態1】本発明の第1の実施の形態の半導体装
置について、図1から図7を参照して以下に説明する。
図1乃至図7は、本発明の実施の形態の半導体装置の製
造方法について製造工程順に半導体装置の断面を模式的
に示した図である。なお図1乃至図7は単に図面作成の
都合で分図されたものである。
置について、図1から図7を参照して以下に説明する。
図1乃至図7は、本発明の実施の形態の半導体装置の製
造方法について製造工程順に半導体装置の断面を模式的
に示した図である。なお図1乃至図7は単に図面作成の
都合で分図されたものである。
【0041】図1に示すように、P型半導体基板10上
に、素子分離のためのフィールド酸化膜20を300〜
800nm程度の厚さで選択的に形成し、さらにフィー
ルド酸化膜の下に、選択的に、ボロン等のP型不純物を
ドーズ量3E11〜2E12cm-2(ここで、3E11
は3×1011を表す、すなわちxEyはx×10yを表
わす)程度の濃度で導入し、チャネルストッパ21を形
成する。
に、素子分離のためのフィールド酸化膜20を300〜
800nm程度の厚さで選択的に形成し、さらにフィー
ルド酸化膜の下に、選択的に、ボロン等のP型不純物を
ドーズ量3E11〜2E12cm-2(ここで、3E11
は3×1011を表す、すなわちxEyはx×10yを表
わす)程度の濃度で導入し、チャネルストッパ21を形
成する。
【0042】次に、NMOSが形成される領域に、選択
的に、ボロン等のP型不純物を導入し、また同様にPM
OSの形成される領域には、選択的に、リンやヒ素等の
N型不純物を導入し、NMOSが形成される領域にPウ
ェル11を、PMOSが形成される領域にNウェル12
を形成する。
的に、ボロン等のP型不純物を導入し、また同様にPM
OSの形成される領域には、選択的に、リンやヒ素等の
N型不純物を導入し、NMOSが形成される領域にPウ
ェル11を、PMOSが形成される領域にNウェル12
を形成する。
【0043】また、このとき、同時に、注入エネルギー
及びドーズ量を変えて、何回かに分けてイオン注入する
ことにより、ウェルの濃度とゲート直下のチャネル部の
濃度のそれぞれを最適化することができる。
及びドーズ量を変えて、何回かに分けてイオン注入する
ことにより、ウェルの濃度とゲート直下のチャネル部の
濃度のそれぞれを最適化することができる。
【0044】注入の例として、Pウェル11では、ボロ
ン(B)を、注入エネルギー、ドーズ量が、それぞれ、
(a)15〜40KeVで1〜7E12cm-2、(b)
40〜80KeVで2〜9E12cm-2、及び、(c)
80〜200KeVで1〜7E12cm-2、の3回に分
けて注入し、Nウェルでは、リン(P)またはヒ素(A
s)を、注入エネルギー、ドーズ量が、それぞれ、
(a)30〜100KeVで1〜7E12cm-2、
(b)80〜200KeVで1〜7E12cm-2、及
び、(c)200〜350KeVで1〜7E12c
m-2、の3回に分けて注入する。
ン(B)を、注入エネルギー、ドーズ量が、それぞれ、
(a)15〜40KeVで1〜7E12cm-2、(b)
40〜80KeVで2〜9E12cm-2、及び、(c)
80〜200KeVで1〜7E12cm-2、の3回に分
けて注入し、Nウェルでは、リン(P)またはヒ素(A
s)を、注入エネルギー、ドーズ量が、それぞれ、
(a)30〜100KeVで1〜7E12cm-2、
(b)80〜200KeVで1〜7E12cm-2、及
び、(c)200〜350KeVで1〜7E12c
m-2、の3回に分けて注入する。
【0045】次に、温度800〜1000℃で20〜6
0分の熱処理を行い不純物を活性化する。
0分の熱処理を行い不純物を活性化する。
【0046】次に、シリコン基板上に略5〜8nm程度
の厚さのゲート酸化膜30を形成し、半導体基板全面に
ポリシリコンを略100〜400nmの厚さで形成し、
NMOSが形成される領域のポリシリコンには、選択的
に、リンやヒ素等のN型不純物を高濃度に導入しN+ポ
リシリコン32を形成し、PMOSが形成される領域の
ポリシリコンには選択的にボロンやフッ化ボロン等のP
型不純物を高濃度に導入しP+ポリシリコン34を形成
する。
の厚さのゲート酸化膜30を形成し、半導体基板全面に
ポリシリコンを略100〜400nmの厚さで形成し、
NMOSが形成される領域のポリシリコンには、選択的
に、リンやヒ素等のN型不純物を高濃度に導入しN+ポ
リシリコン32を形成し、PMOSが形成される領域の
ポリシリコンには選択的にボロンやフッ化ボロン等のP
型不純物を高濃度に導入しP+ポリシリコン34を形成
する。
【0047】次に、フォトリソグラフィー技術を用い
て、N+ポリシリコン32及びP+ポリシリコン34をパ
ターニングする。
て、N+ポリシリコン32及びP+ポリシリコン34をパ
ターニングする。
【0048】次に、レジスト91でPMOS領域をマス
クした後、フィールド酸化膜20及びN+ポリシリコン
32をマスクに、NMOS領域に、選択的に、リンやヒ
素等のN型不純物を15〜50kevでドーズ量1E1
3cm-2〜3E14cm-2のイオン注入を行い、LDD
N-拡散層41を形成する。
クした後、フィールド酸化膜20及びN+ポリシリコン
32をマスクに、NMOS領域に、選択的に、リンやヒ
素等のN型不純物を15〜50kevでドーズ量1E1
3cm-2〜3E14cm-2のイオン注入を行い、LDD
N-拡散層41を形成する。
【0049】このとき同時に、ボロンやフッ化ボロン等
のP型不純物をリンやヒ素よりも深くイオン注入し、L
DDN-拡散層41の直下にP型パンチスルーストッパ
を形成してもよい。
のP型不純物をリンやヒ素よりも深くイオン注入し、L
DDN-拡散層41の直下にP型パンチスルーストッパ
を形成してもよい。
【0050】次に、図2に示すように、レジスト92で
NMOS領域をマスクした後、フィールド酸化膜20及
びP+ポリシリコン34をマスクに、PMOS領域に、
選択的に、ボロンやフッ化ボロン等のP型不純物を15
〜50kevで1E12cm-2〜3E13cm-2のイオ
ン注入を行い、LDDP-拡散層42を形成する。
NMOS領域をマスクした後、フィールド酸化膜20及
びP+ポリシリコン34をマスクに、PMOS領域に、
選択的に、ボロンやフッ化ボロン等のP型不純物を15
〜50kevで1E12cm-2〜3E13cm-2のイオ
ン注入を行い、LDDP-拡散層42を形成する。
【0051】このとき、同時に、リンやヒ素等のN型不
純物をボロンやフッ化ボロンよりも深くイオン注入し、
LDDP-拡散層42の直下にN型パンチスルーストッ
パを形成してもかまわない。
純物をボロンやフッ化ボロンよりも深くイオン注入し、
LDDP-拡散層42の直下にN型パンチスルーストッ
パを形成してもかまわない。
【0052】次に、図3に示すように、半導体基板全面
に、HTO(Hot TemperatureOxide;例えば高温C
VDで成膜される酸化膜)等のカバレッジの良い酸化膜
を30〜100nmの厚さで形成し、第1のサイドウォ
ール51を形成する。HTOは、サイドウォール形成の
際の膜厚(幅)の制御に好ましい。
に、HTO(Hot TemperatureOxide;例えば高温C
VDで成膜される酸化膜)等のカバレッジの良い酸化膜
を30〜100nmの厚さで形成し、第1のサイドウォ
ール51を形成する。HTOは、サイドウォール形成の
際の膜厚(幅)の制御に好ましい。
【0053】次に、図4に示すように、ドライエッチで
全面エッチバックを行い、N+ポリシリコン32及びP+
ポリシリコン34の側壁部のみに第1のサイドウォール
51を残し、レジスト93でNMOS領域をマスクした
後、フィールド酸化膜20及びP+ポリシリコン34及
び第1のサイドウォール51をマスクに、PMOS領域
に、選択的に、ボロンやフッ化ボロン等のP型不純物を
20〜50KeVで1E15cm-2〜5E15cm-2の
イオン注入を行い、SDP+拡散層(ソース・ドレイン
の高濃度拡散層)62を形成する。
全面エッチバックを行い、N+ポリシリコン32及びP+
ポリシリコン34の側壁部のみに第1のサイドウォール
51を残し、レジスト93でNMOS領域をマスクした
後、フィールド酸化膜20及びP+ポリシリコン34及
び第1のサイドウォール51をマスクに、PMOS領域
に、選択的に、ボロンやフッ化ボロン等のP型不純物を
20〜50KeVで1E15cm-2〜5E15cm-2の
イオン注入を行い、SDP+拡散層(ソース・ドレイン
の高濃度拡散層)62を形成する。
【0054】次に、図5に示すように、半導体基板全面
にHTO等のカバレッジの良い酸化膜を略30〜100
nmの厚さで形成し、第2のサイドウォール52を形成
する。
にHTO等のカバレッジの良い酸化膜を略30〜100
nmの厚さで形成し、第2のサイドウォール52を形成
する。
【0055】次に、図6に示すように、ドライエッチで
全面エッチバックを行い、N+ポリシリコン32及びP+
ポリシリコン34の側壁部の第1のサイドウォール51
の外側に第2のサイドウォール52を残し、サイドウォ
ール50を形成する。
全面エッチバックを行い、N+ポリシリコン32及びP+
ポリシリコン34の側壁部の第1のサイドウォール51
の外側に第2のサイドウォール52を残し、サイドウォ
ール50を形成する。
【0056】次に、レジスト94でPMOS領域をマス
クした後、フィールド酸化膜20と、N+ポリシリコン
32と、第1のサイドウォール51及び第2のサイドウ
ォール52からなるサイドウォール50とをマスクに、
NMOS領域に、選択的にリンやヒ素等のN型不純物を
20〜60KeVでドーズ量1E15cm-2〜5E15
cm-2のイオン注入を行い、SDN+拡散層61を形成
する。
クした後、フィールド酸化膜20と、N+ポリシリコン
32と、第1のサイドウォール51及び第2のサイドウ
ォール52からなるサイドウォール50とをマスクに、
NMOS領域に、選択的にリンやヒ素等のN型不純物を
20〜60KeVでドーズ量1E15cm-2〜5E15
cm-2のイオン注入を行い、SDN+拡散層61を形成
する。
【0057】次に、図7に示すように、半導体基板全面
にチタン等の高融点金属を略20〜100nmの厚さで
スパッタし、熱処理を加え、N+ポリシリコン32及び
P+ポリシリコン34及びシリコン基板の表面を選択的
にシリサイド化し、メタルシリサイド33及び63を形
成する。
にチタン等の高融点金属を略20〜100nmの厚さで
スパッタし、熱処理を加え、N+ポリシリコン32及び
P+ポリシリコン34及びシリコン基板の表面を選択的
にシリサイド化し、メタルシリサイド33及び63を形
成する。
【0058】次に、不要な高融点金属を除去した後、半
導体基板全面に、TEOS(tetra−ethylorthosilicat
e)/BPSG(Boronphosphosilicate glass)等の
酸化膜で略800〜1500nmの厚さで下地酸化膜7
0を形成する。次に不純物の活性化として800〜11
00℃で10〜60秒程度の高温短時間を熱処理のラン
プアニールで行い、不純物を拡散させないようにしてL
DD及びSDの拡散層を浅く形成する。
導体基板全面に、TEOS(tetra−ethylorthosilicat
e)/BPSG(Boronphosphosilicate glass)等の
酸化膜で略800〜1500nmの厚さで下地酸化膜7
0を形成する。次に不純物の活性化として800〜11
00℃で10〜60秒程度の高温短時間を熱処理のラン
プアニールで行い、不純物を拡散させないようにしてL
DD及びSDの拡散層を浅く形成する。
【0059】次に、所望の位置に選択的にコンタント7
1を開口し、コンタクト内部に選択的にW等の高融点金
属でコンタクトプラグ81を形成する。
1を開口し、コンタクト内部に選択的にW等の高融点金
属でコンタクトプラグ81を形成する。
【0060】次に、半導体基板全面にアルミニウムまた
はアルミニウムと銅の合金等の金属膜を略300〜80
0nmの厚さで形成し、所望の形状にパターニングして
第1配線82を形成する。
はアルミニウムと銅の合金等の金属膜を略300〜80
0nmの厚さで形成し、所望の形状にパターニングして
第1配線82を形成する。
【0061】つづいて本発明の実施の形態の動作につい
て説明する。
て説明する。
【0062】本発明の実施の形態の半導体装置は、図6
に示すように、NMOSのLDD領域よりも短いPMO
SのLDD領域を有している。
に示すように、NMOSのLDD領域よりも短いPMO
SのLDD領域を有している。
【0063】これにより、ホットキャリアの発生しやす
いNMOSは、LDD領域を長くとり、電界緩和量を大
きくしてホットキャリアの発生を抑え、NMOSよりも
ホットキャリアの発生しにくいPMOSはLDD領域を
短くして、ホットキャリアを抑えながら、かつLDD部
の寄生抵抗を減らして、高駆動能力を実現している。
いNMOSは、LDD領域を長くとり、電界緩和量を大
きくしてホットキャリアの発生を抑え、NMOSよりも
ホットキャリアの発生しにくいPMOSはLDD領域を
短くして、ホットキャリアを抑えながら、かつLDD部
の寄生抵抗を減らして、高駆動能力を実現している。
【0064】
【実施例】上記した本発明の実施の形態の具体例に即し
て説明すべく、本発明の一実施例について図面を参照し
て以下に説明する。
て説明すべく、本発明の一実施例について図面を参照し
て以下に説明する。
【0065】図1を参照して、本実施例においては、P
型半導体基板10上に素子分離のためのフィールド酸化
膜を400nm程度の厚さで選択的に形成し、さらにフ
ィールド酸化膜の下に選択的にボロン等のP型不純物を
1E12cm-2の濃度で導入しチャネルストッパ21を
形成する。
型半導体基板10上に素子分離のためのフィールド酸化
膜を400nm程度の厚さで選択的に形成し、さらにフ
ィールド酸化膜の下に選択的にボロン等のP型不純物を
1E12cm-2の濃度で導入しチャネルストッパ21を
形成する。
【0066】次に、NMOSが形成される領域に選択的
にボロンを25KeVで3E12cm-2、60KeVで
5E12cm-2、150KeVで3E12cm-2の3回
に分けて注入し、また同様にPMOSの形成される領域
には選択的にリンを60KeVで4E12cm-2、13
0KeVで3E12cm-2、250KeVで2E12c
m-2の3回に分けて注入し、NMOSが形成される領域
にPウェル11を、PMOSが形成される領域にNウェ
ル12を形成し、同時にゲート直下のチャネル部の濃度
を最適化する。
にボロンを25KeVで3E12cm-2、60KeVで
5E12cm-2、150KeVで3E12cm-2の3回
に分けて注入し、また同様にPMOSの形成される領域
には選択的にリンを60KeVで4E12cm-2、13
0KeVで3E12cm-2、250KeVで2E12c
m-2の3回に分けて注入し、NMOSが形成される領域
にPウェル11を、PMOSが形成される領域にNウェ
ル12を形成し、同時にゲート直下のチャネル部の濃度
を最適化する。
【0067】次に900℃で30分の熱処理を行い不純
物を活性化する。
物を活性化する。
【0068】次に、シリコン基板上に略6nmの厚さの
ゲート酸化膜30を形成し、半導体基板全面にポリシリ
コンを略200nmの厚さで形成し、NMOSが形成さ
れる領域のポリシリコンには選択的にリンやヒ素等のN
型不純物を高濃度に導入しN+ポリシリコン32を、P
MOSが形成される領域のポリシリコンには選択的にボ
ロンやフッ化ボロン等のP型不純物を高濃度に導入しP
+ポリシリコン34を形成する。
ゲート酸化膜30を形成し、半導体基板全面にポリシリ
コンを略200nmの厚さで形成し、NMOSが形成さ
れる領域のポリシリコンには選択的にリンやヒ素等のN
型不純物を高濃度に導入しN+ポリシリコン32を、P
MOSが形成される領域のポリシリコンには選択的にボ
ロンやフッ化ボロン等のP型不純物を高濃度に導入しP
+ポリシリコン34を形成する。
【0069】次に、フォトリソグラフィー技術を用いて
N+ポリシリコン32及びP+ポリシリコン34をパター
ニングする。
N+ポリシリコン32及びP+ポリシリコン34をパター
ニングする。
【0070】次に、レジスト91でPMOS領域をマス
クした後、フィールド酸化膜20及びN+ポリシリコン
32をマスクに、NMOS領域に選択的にヒ素を25k
evで2E14cm-2のイオン注入を行い、LDDN-
拡散層41を形成する。
クした後、フィールド酸化膜20及びN+ポリシリコン
32をマスクに、NMOS領域に選択的にヒ素を25k
evで2E14cm-2のイオン注入を行い、LDDN-
拡散層41を形成する。
【0071】次に、図2に示すようにレジスト92でN
MOS領域をマスクした後、フィールド酸化膜20及び
P+ポリシリコン34をマスクに、PMOS領域に選択
的にフッ化ボロンを25kevで1E13cm-2のイオ
ン注入を行い、LDDP-拡散層42を形成する。同時
に、リンを80kevで1E13cm-2のイオン注入を
行い、LDDP-拡散層42の直下にN型パンチスルー
ストッパを形成する。ただし、このパンチスルーストッ
パは図示してない。
MOS領域をマスクした後、フィールド酸化膜20及び
P+ポリシリコン34をマスクに、PMOS領域に選択
的にフッ化ボロンを25kevで1E13cm-2のイオ
ン注入を行い、LDDP-拡散層42を形成する。同時
に、リンを80kevで1E13cm-2のイオン注入を
行い、LDDP-拡散層42の直下にN型パンチスルー
ストッパを形成する。ただし、このパンチスルーストッ
パは図示してない。
【0072】次に、図3に示すように、半導体基板全面
にHTO等のカバレッジの良い酸化膜を70nmの厚さ
で形成し第1のサイドウォール51を形成する。
にHTO等のカバレッジの良い酸化膜を70nmの厚さ
で形成し第1のサイドウォール51を形成する。
【0073】次に、図4に示すように、ドライエッチで
全面エッチバックを行い、N+ポリシリコン32及びP+
ポリシリコン34の側壁部のみに第1のサイドウォール
51を残し、レジスト93でNMOS領域をマスクした
後、フィールド酸化膜20及びP+ポリシリコン34及
び第1のサイドウォール51をマスクに、PMOS領域
に選択的にフッ化ボロンを35KeVで3E15cm-2
のイオン注入を行い、SDP+拡散層62を形成する。
全面エッチバックを行い、N+ポリシリコン32及びP+
ポリシリコン34の側壁部のみに第1のサイドウォール
51を残し、レジスト93でNMOS領域をマスクした
後、フィールド酸化膜20及びP+ポリシリコン34及
び第1のサイドウォール51をマスクに、PMOS領域
に選択的にフッ化ボロンを35KeVで3E15cm-2
のイオン注入を行い、SDP+拡散層62を形成する。
【0074】次に、図5に示すように、半導体基板全面
にHTO等のカバレッジの良い酸化膜を略50nmの厚
さで形成し第2のサイドウォール52を形成する。
にHTO等のカバレッジの良い酸化膜を略50nmの厚
さで形成し第2のサイドウォール52を形成する。
【0075】次に、図6に示すように、ドライエッチで
全面エッチバックを行い、N+ポリシリコン32及びP+
ポリシリコン34の側壁部の第1のサイドウォール51
の外側に第2のサイドウォール52を残し、サイドウォ
ール50を形成する。次に、レジスト94でPMOS領
域をマスクした後、フィールド酸化膜20及びN+ポリ
シリコン32及び、第1のサイドウォール51と第2の
サイドウォール52からなるサイドウォール50をマス
クに、NMOS領域に選択的にヒ素を40KeVで3E
15cm-2のイオン注入を行い、SDN+拡散層61を
形成する。
全面エッチバックを行い、N+ポリシリコン32及びP+
ポリシリコン34の側壁部の第1のサイドウォール51
の外側に第2のサイドウォール52を残し、サイドウォ
ール50を形成する。次に、レジスト94でPMOS領
域をマスクした後、フィールド酸化膜20及びN+ポリ
シリコン32及び、第1のサイドウォール51と第2の
サイドウォール52からなるサイドウォール50をマス
クに、NMOS領域に選択的にヒ素を40KeVで3E
15cm-2のイオン注入を行い、SDN+拡散層61を
形成する。
【0076】次に、図7に示すように、半導体基板全面
にチタン等の高融点金属を50nmの厚さでスパッタし
熱処理を加え、N+ポリシリコン32及びP+ポリシリコ
ン34及びシリコン基板の表面を選択的にシリサイド化
し、メタルシリサイド33及び63を形成する。次に、
不要な高融点金属を除去した後、半導体基板全面にTE
OS/BPSG等の酸化膜で略1000nmの厚さで下
地酸化膜70を形成する。次に不純物の活性化として略
1000℃で略30秒のランプアニールで行い、不純物
を拡散させないようにしてLDD及びSD(ソース・ド
レイン)の拡散層を浅く形成する。
にチタン等の高融点金属を50nmの厚さでスパッタし
熱処理を加え、N+ポリシリコン32及びP+ポリシリコ
ン34及びシリコン基板の表面を選択的にシリサイド化
し、メタルシリサイド33及び63を形成する。次に、
不要な高融点金属を除去した後、半導体基板全面にTE
OS/BPSG等の酸化膜で略1000nmの厚さで下
地酸化膜70を形成する。次に不純物の活性化として略
1000℃で略30秒のランプアニールで行い、不純物
を拡散させないようにしてLDD及びSD(ソース・ド
レイン)の拡散層を浅く形成する。
【0077】次に、所望の位置に選択的にコンタント7
1を開口し、コンタクト内部に選択的にWでコンタクト
プラグ81を形成する。
1を開口し、コンタクト内部に選択的にWでコンタクト
プラグ81を形成する。
【0078】次に、半導体基板全面にアルミニウムを略
500nmの厚さで形成し、所望の形状にパターニング
して第1配線82を形成する。
500nmの厚さで形成し、所望の形状にパターニング
して第1配線82を形成する。
【0079】次に本発明の実施例の動作について説明す
る。
る。
【0080】図6に示すように、NMOSのLDD領域
よりも短いPMOSのLDD領域を有している。具体的
には、上記実施例の構成で説明したように、NMOSの
LDD拡散層の長さは、およそ120nm(第1サイド
ウォールと第3のサイドウォールの厚さを足した距離)
あるのに対して、PMOSのLDD拡散層の長さは、お
よそ70nm(第1のサイドウォールの厚さ)と短くな
っている。
よりも短いPMOSのLDD領域を有している。具体的
には、上記実施例の構成で説明したように、NMOSの
LDD拡散層の長さは、およそ120nm(第1サイド
ウォールと第3のサイドウォールの厚さを足した距離)
あるのに対して、PMOSのLDD拡散層の長さは、お
よそ70nm(第1のサイドウォールの厚さ)と短くな
っている。
【0081】以上のように、ホットトキャリアの発生し
やすいNMOSはLDD領域を120nmと長くして、
電界緩和量を大きくしホットキャリアの発生を抑えてい
る。またPMOSはNMOSよりもホットキャリアが発
生しにくいためLDD領域が短くても充分ホットキャリ
アを抑えることができるので、PMOSのLDD領域は
70nmと短くでき、よってLDD部の寄生抵抗が減る
ため高駆動能力を実現できる。
やすいNMOSはLDD領域を120nmと長くして、
電界緩和量を大きくしホットキャリアの発生を抑えてい
る。またPMOSはNMOSよりもホットキャリアが発
生しにくいためLDD領域が短くても充分ホットキャリ
アを抑えることができるので、PMOSのLDD領域は
70nmと短くでき、よってLDD部の寄生抵抗が減る
ため高駆動能力を実現できる。
【0082】
【実施の形態2】次に本発明の他の実施の形態について
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【0083】図8及び図9は、本発明の実施の形態の半
導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【0084】フィールド酸化膜の形成からN+ポリシリ
コン32及びP+ポリシリコン34のパターニングまで
は、前記第1の実施の形態と同様である。
コン32及びP+ポリシリコン34のパターニングまで
は、前記第1の実施の形態と同様である。
【0085】次に、レジストでPMOS領域をマスクし
た後、フィールド酸化膜20及びN+ポリシリコン32
をマスクに、NMOS領域に選択的にリンやヒ素等のN
型不純物を15〜50kevで1E13cm-2〜3E1
4cm-2のイオン注入を行い、LDDN-拡散層41を
形成する。
た後、フィールド酸化膜20及びN+ポリシリコン32
をマスクに、NMOS領域に選択的にリンやヒ素等のN
型不純物を15〜50kevで1E13cm-2〜3E1
4cm-2のイオン注入を行い、LDDN-拡散層41を
形成する。
【0086】このとき同時に、ボロンやフッ化ボロン等
のP型不純物をリンやヒ素よりも深くイオン注入し、L
DDN-拡散層41の直下にP型パンチスルーストッパ
を形成してもかまわない。
のP型不純物をリンやヒ素よりも深くイオン注入し、L
DDN-拡散層41の直下にP型パンチスルーストッパ
を形成してもかまわない。
【0087】ここで、図8の例では、再度レジストによ
り、NMOSのソースとなる領域(図8中の61(a)
の部分)以外をマスクし、リンやヒ素等のN型不純物を
20〜60KeVで1〜5E15cm-2のイオン注入を
行い、SDN+拡散層(ソース用拡散層)61(a)を
形成する。
り、NMOSのソースとなる領域(図8中の61(a)
の部分)以外をマスクし、リンやヒ素等のN型不純物を
20〜60KeVで1〜5E15cm-2のイオン注入を
行い、SDN+拡散層(ソース用拡散層)61(a)を
形成する。
【0088】次に、レジストでNMOS領域をマスクし
た後、フィールド酸化膜20及びP+ポリシリコン34
をマスクに、PMOS領域に選択的にボロンやフッ化ボ
ロン等のP型不純物を15〜50kevで1E12cm
-2〜3E13cm-2のイオン注入を行い、LDDP-拡
散層42を形成する。
た後、フィールド酸化膜20及びP+ポリシリコン34
をマスクに、PMOS領域に選択的にボロンやフッ化ボ
ロン等のP型不純物を15〜50kevで1E12cm
-2〜3E13cm-2のイオン注入を行い、LDDP-拡
散層42を形成する。
【0089】このとき同時に、リンやヒ素等のN型不純
物をボロンやフッ化ボロンよりも深くイオン注入し、L
DDP-拡散層41の直下にP型パンチスルーストッパ
を形成してもよい。
物をボロンやフッ化ボロンよりも深くイオン注入し、L
DDP-拡散層41の直下にP型パンチスルーストッパ
を形成してもよい。
【0090】ここで、再度レジストによりPMOSのソ
ースとなる領域(図8及び図9中の62(a)の部分)
以外をマスクし、ボロンやフッ化ボロン等のP型不純物
を20〜50kevで1〜5E15cm-2のイオン注入
を行い、SDP+拡散層62を形成する。
ースとなる領域(図8及び図9中の62(a)の部分)
以外をマスクし、ボロンやフッ化ボロン等のP型不純物
を20〜50kevで1〜5E15cm-2のイオン注入
を行い、SDP+拡散層62を形成する。
【0091】次に、半導体基板全面にHTO等のカバレ
ッジの良い酸化膜を30〜100nmの厚さで形成し第
1のサイドウォール51を形成する。
ッジの良い酸化膜を30〜100nmの厚さで形成し第
1のサイドウォール51を形成する。
【0092】次に、ドライエッチで全面エッチバックを
行い、N+ポリシリコン32及びP+ポリシリコン34の
側壁部のみに第1のサイドウォール51を残し、レジス
ト93でNMOS領域をマスクした後、フィールド酸化
膜20及びP+ポリシリコン34及び第1のサイドウォ
ール51をマスクに、PMOS領域に選択的にボロンや
フッ化ボロン等のP型不純物を20〜50KeVで1〜
5E15cm-2のイオン注入を行い、SDP+拡散層6
2を形成する。
行い、N+ポリシリコン32及びP+ポリシリコン34の
側壁部のみに第1のサイドウォール51を残し、レジス
ト93でNMOS領域をマスクした後、フィールド酸化
膜20及びP+ポリシリコン34及び第1のサイドウォ
ール51をマスクに、PMOS領域に選択的にボロンや
フッ化ボロン等のP型不純物を20〜50KeVで1〜
5E15cm-2のイオン注入を行い、SDP+拡散層6
2を形成する。
【0093】次に、図9では、再度レジストによりNM
OSのソースとなる領域(図9中の61(b)の部分)
以外をマスクし、リンやヒ素等のN型不純物を20〜6
0KeVで1〜5E15cm-2のイオン注入を行い、S
DN+拡散層(ソース用)61(b)を形成する。
OSのソースとなる領域(図9中の61(b)の部分)
以外をマスクし、リンやヒ素等のN型不純物を20〜6
0KeVで1〜5E15cm-2のイオン注入を行い、S
DN+拡散層(ソース用)61(b)を形成する。
【0094】次に、半導体基板全面にHTO等のカバレ
ッジの良い酸化膜を30〜100nmの厚さで形成し第
2のサイドウォール52を形成する。
ッジの良い酸化膜を30〜100nmの厚さで形成し第
2のサイドウォール52を形成する。
【0095】次に、ドライエッチで全面エッチバックを
行い、N+ポリシリコン32及びP+ポリシリコン34の
側壁部の第1のサイドウォール51の外側に第2のサイ
ドウォール52を残し、サイドウォール50を形成す
る。次に、レジストでNMOS領域をマスクした後、フ
ィールド酸化膜20及びN+ポリシリコン32及び、第
1のサイドウォール51と第2のサイドウォール52か
らなるサイドウォール50をマスクに、NMOS領域に
選択的にリンやヒ素等のN型不純物を20〜60KeV
で1〜5E15cm-2のイオン注入を行い、SDN+拡
散層61を形成する。
行い、N+ポリシリコン32及びP+ポリシリコン34の
側壁部の第1のサイドウォール51の外側に第2のサイ
ドウォール52を残し、サイドウォール50を形成す
る。次に、レジストでNMOS領域をマスクした後、フ
ィールド酸化膜20及びN+ポリシリコン32及び、第
1のサイドウォール51と第2のサイドウォール52か
らなるサイドウォール50をマスクに、NMOS領域に
選択的にリンやヒ素等のN型不純物を20〜60KeV
で1〜5E15cm-2のイオン注入を行い、SDN+拡
散層61を形成する。
【0096】以降の工程は、前記第1の実施の形態と同
様である。
様である。
【0097】次に、この第2の実施の形態の特徴を説明
する。この第2の実施の形態は、MOSトランジスタの
LDD拡散層のうち、ソース側のLDD拡散層をなくす
か短くしたものである。
する。この第2の実施の形態は、MOSトランジスタの
LDD拡散層のうち、ソース側のLDD拡散層をなくす
か短くしたものである。
【0098】ホットキャリアはドレイン側で発生するた
め、ソース側のLDD拡散層を無くしてもホットキャリ
アに対する耐性には影響しないことは知られている。
め、ソース側のLDD拡散層を無くしてもホットキャリ
アに対する耐性には影響しないことは知られている。
【0099】よって第2の実施の形態は、ソース側のL
DD拡散層をなくすか、もしくは短くしてソースの寄生
抵抗を減少し、前記した第1の実施の形態よりも、更に
駆動能力を向上させ得るものである。
DD拡散層をなくすか、もしくは短くしてソースの寄生
抵抗を減少し、前記した第1の実施の形態よりも、更に
駆動能力を向上させ得るものである。
【0100】また、ソース側とドレイン側の、SD拡散
層を違う濃度で最適化できるため、例えばこの第2の実
施の形態では、ソース側で高濃度のSD拡散層がチャネ
ル部に直接接しているので、前記した第1の実施の形態
に比べ、ショートチャネル効果の影響を受けやすいが、
その対策として、ソース側の濃度はドレイン側に比べ薄
くして、ショートチャネル効果を抑え、ドレインは高濃
度にして、寄生抵抗をさらに減少するといった効果も期
待できる。
層を違う濃度で最適化できるため、例えばこの第2の実
施の形態では、ソース側で高濃度のSD拡散層がチャネ
ル部に直接接しているので、前記した第1の実施の形態
に比べ、ショートチャネル効果の影響を受けやすいが、
その対策として、ソース側の濃度はドレイン側に比べ薄
くして、ショートチャネル効果を抑え、ドレインは高濃
度にして、寄生抵抗をさらに減少するといった効果も期
待できる。
【0101】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
下記記載の効果を奏する。
下記記載の効果を奏する。
【0102】(1)本発明の第1の効果は、ホットキャ
リアに対する耐性を持ったNMOSと高駆動能力のPM
OSとを両立できる、ということである。
リアに対する耐性を持ったNMOSと高駆動能力のPM
OSとを両立できる、ということである。
【0103】その理由は、本発明においては、Nチャネ
ル型MOSトランジスタのLDD領域よりも短いPチャ
ネル型MOSトランジスタのLDD領域を有しているか
らである。
ル型MOSトランジスタのLDD領域よりも短いPチャ
ネル型MOSトランジスタのLDD領域を有しているか
らである。
【0104】(2)本発明の第2の効果として、ソース
側のLDD拡散層をなくすか、もしくは短くしてソース
の寄生抵抗を減少し、更に駆動能力を向上させ得る、と
いうことである。
側のLDD拡散層をなくすか、もしくは短くしてソース
の寄生抵抗を減少し、更に駆動能力を向上させ得る、と
いうことである。
【図1】本発明の第1の実施の形態を説明するための図
であり、製造工程順の断面図である。
であり、製造工程順の断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態を説明するための図
であり、製造工程順の断面図である。
であり、製造工程順の断面図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態を説明するための図
であり、製造工程順の断面図である。
であり、製造工程順の断面図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態を説明するための図
であり、製造工程順の断面図である。
であり、製造工程順の断面図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態を説明するための図
であり、製造工程順の断面図である。
であり、製造工程順の断面図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態を説明するための図
であり、製造工程順の断面図である。
であり、製造工程順の断面図である。
【図7】本発明の第1の実施の形態を説明するための図
であり、製造工程順の断面図である。
であり、製造工程順の断面図である。
【図8】本発明の第2の実施の形態を説明するための断
面図である。
面図である。
【図9】本発明の第2の実施の形態を説明するための断
面図である。
面図である。
【図10】従来の半導体装置を説明するための断面図で
ある。
ある。
【図11】従来の別の半導体装置を説明するための断面
図である。
図である。
10 半導体基板 11 Pウェル 12 Nウェル 20 フィールド酸化膜 21 チャネルストッパ 30 ゲート酸化膜 31 ゲート電極 32 N+ポリシリコン 33 メタルシリサイド 34 P+ポリシリコン 41 LDDN-拡散層 42 LDDP-拡散層 43 パンチスルーストッパ 50 サイドウォール 51 第1のサイドウォール 52 第2のサイドウォール 61 SDN+拡散層 62 SDP+拡散層 62(a)、62(b) SDP+拡散層(ソース用) 70 下地層間膜 71 コンタクト 81 コンタクトプラグ 82 第1層配線 91〜94 レジスト
Claims (7)
- 【請求項1】LDD(lightly Doped D
rain)構造を有したMOS型半導体装置において、 Nチャネル型MOSトランジスタのLDD領域よりも短
いPチャネル型MOSトランジスタのLDD領域を有し
ている、ことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】Nチャネル型MOSトランジスタ及びPチ
ャネル型MOSトランジスタが共にLDD(light
ly Doped Drain)構造を有したMOS型
半導体装置において、 前記Pチャネル型MOSトランジスタのLDD領域のチ
ャネル長方向に沿った長さを前記Nチャネル型MOSト
ランジスタのLDD領域のチャネル長方向に沿った長さ
よりも短くしたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項3】Nチャネル型MOSトランジスタ及びPチ
ャネル型MOSトランジスタが共にLDD(light
ly Doped Drain)構造を有したMOS型
半導体装置において、 前記Pチャネル型MOSトランジスタのLDD構造を構
成するドレイン側の低濃度拡散層領域のチャネル長方向
の長さを前記Nチャネル型MOSトランジスタのLDD
構造を構成するドレイン側の低濃度拡散層領域のチャネ
ル長方向の長さよりも短くし、 前記Nチャネル型MOSトランジスタ及び前記Pチャネ
ル型MOSトランジスタのソース側には低濃度拡散層を
設けないか、もしくはソース側の低濃度拡散層のチャネ
ル長方向の長さを各トランジスタの前記ドレイン側の低
濃度拡散層の前記チャネル長方向の長さよりも短くし
た、ことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項4】前記NチャネルMOSトランジスタのLD
D領域の長さが、ゲート電極側壁の第1、第2のスペー
サの幅の和で定まる、ことを特徴とする請求項1〜3の
いずれか一に記載の半導体装置。 - 【請求項5】前記PチャネルMOSトランジスタのLD
D領域の長さはゲート電極側壁の第1のスペーサの幅の
和で定まる、ようにしたことを特徴とする請求項4記載
の半導体装置。 - 【請求項6】NMOS、及びPMOSのソース・ドレイ
ン形成領域に低濃度拡散層を形成した後、 前記NMOS及びPMOSについてゲート電極側壁に第
1のスペーサ形成後それぞれソース・ドレイン形成領域
に不純物を注入して拡散層を形成し、 前記NMOSについては、前記ゲート電極側壁の第1の
スペーサに加えて第2のスペーサ形成後に、ソース・ド
レイン形成領域に残りの注入を行って所望の高濃度拡散
層を形成し、 これにより、NMOSトランジスタのLDD領域のチャ
ネル長方向に沿った寸法は、少なくとも前記ゲート電極
側壁の第1、第2スペーサの幅の和で定まり、PMOS
トランジスタのLDD領域のチャネル長方向に沿った寸
法は前記ゲート電極側壁の第1のスペーサの幅の和で定
まる、ようにしたことを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項7】前記第1のスペーサ及び第2のスペーサ
が、高温酸化膜(HTO)をエッチバックして形成され
る、ことを特徴とする請求項6記載の半導体装置の製造
方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9082065A JPH10256549A (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | 半導体装置及びその製造方法 |
US09/039,487 US6175136B1 (en) | 1997-03-14 | 1998-03-16 | Method of forming CMOS device with improved lightly doped drain structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9082065A JPH10256549A (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10256549A true JPH10256549A (ja) | 1998-09-25 |
Family
ID=13764105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9082065A Pending JPH10256549A (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6175136B1 (ja) |
JP (1) | JPH10256549A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100791076B1 (ko) | 2006-12-04 | 2008-01-03 | 삼성전자주식회사 | 전계 경감 트랜지스터를 구비한 로직 회로 및 이를 구비한반도체 장치 |
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JP2005101403A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-14 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置のドライエッチング方法 |
US7501651B2 (en) * | 2004-11-30 | 2009-03-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Test structure of semiconductor device |
KR101635828B1 (ko) * | 2010-08-19 | 2016-07-04 | 삼성전자주식회사 | 커패시터 장치 및 그 제조 방법 |
US9466669B2 (en) | 2014-05-05 | 2016-10-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Multiple channel length finFETs with same physical gate length |
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---|---|---|---|---|
JPH0697685B2 (ja) | 1984-05-21 | 1994-11-30 | 松下電子工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JPS6444059A (en) | 1987-08-12 | 1989-02-16 | Fujitsu Ltd | Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof |
US5021353A (en) * | 1990-02-26 | 1991-06-04 | Micron Technology, Inc. | Split-polysilicon CMOS process incorporating self-aligned silicidation of conductive regions |
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