JPH1032262A - Cmosデバイスの製造方法 - Google Patents

Cmosデバイスの製造方法

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JPH1032262A
JPH1032262A JP9092983A JP9298397A JPH1032262A JP H1032262 A JPH1032262 A JP H1032262A JP 9092983 A JP9092983 A JP 9092983A JP 9298397 A JP9298397 A JP 9298397A JP H1032262 A JPH1032262 A JP H1032262A
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junction
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region
forming
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JP9092983A
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Inventor
Saiko Kin
載 甲 金
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SK Hynix Inc
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Hyundai Electronics Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 MOSFETにおいて、ソース/ドレイン電
極の下部の基板濃度を最小化することにより、つきぬけ
現象を防止すると同時に、回路の速度低下を防止するこ
とのできるCMOSデバイスの製造方法を提供するこ
と。 【解決手段】 本発明のCMOSデイスの製造方法は、
活性領域を限定する素子分離絶縁膜、Nウェル及びPウ
ェル領域がその内部及び上部に形成された半導体基板を
提供する段階と、PウェルのNチャネル予定領域とNウ
ェルの接合予定領域にP形不純物のイオン注入層を形成
する段階と、前記NウェルとPウェルのチャネル領域で
ある、前記半導体基板の表面上にゲート絶縁膜が介在し
たゲート電極を形成する段階と、前記NウェルとPウェ
ル内の接合予定領域にそれぞれP形とN形のソース/ド
レインを形成する段階とを含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子の製造方
法に係り、特に低い接合キャパシタンス(junction capa
citance)を有するCMOS (complementary metal oxid
e semiconductor)デバイスの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体素子が超高集積化される
につれて、半導体素子の寄生キャパシタンス(Parasitic
capacitance)は全体回路により強い影響を及ぼし、全体
回路の速度に致命的な影響を与える。半導体製造工程の
発達に伴って、半導体装置で一番大きい部分を占める金
属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET:
Metal Oxide SemiconductorField Effect Transistor
:以下、「MOSFET」という)は、そのチャネル
長が0. 5ミクロン(micron)以下に製造されている。半
導体装置においてチャネル長の減少はつきぬけ現象(pun
ch-through) を発生させる原因として作用する。つきぬ
け現象を防止するために、基板の不純物濃度を増加させ
る方法と二重イオン注入を行う方法が提示された。しか
し、前者はつきぬけ現象の防止には効果的であるが、そ
れによりチャネル領域下部の基板の濃度を高める。この
ような基板濃度の増加は接合キャパシタンス(junction
capacitance)を増加させる。接合キャパシタンスは半導
体装置の全体寄生キャパシタンスで大きい部分を占める
ので、このような増加は結果的に半導体装置の全体回路
の駆動速度に致命的な問題点を提供する原因となる。一
方、後者はPウェル領域とNウェル領域にそれぞれ異な
るタイプの不純物を注入しなければならないので、工程
が複雑になる問題点を持つ。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、接合
キャパシタンスを増加させると同時に、つきぬけ現象を
防止することのできるCMOSデバイスの製造方法を提
供することにある。本発明の他の目的は、Nウェル領域
とPウェル領域にしきい電圧(threshold voltage) を制
御するためのイオン注入を一つの不純物タイプで一度の
工程によって行うことにより、その工程を簡素化するこ
とのできるCMOSデバイスの製造方法を提供すること
にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、活性領域を限
定する素子分離絶縁膜、Nウェル及びPウェル領域がそ
の内部及び上部に形成された半導体基板を提供する段階
と、Pウェルのチャネル予定領域とNウェルの接合予定
領域にP形不純物のイオン注入層を形成する段階と、前
記NウェルとPウェルのチャネル領域である、前記半導
体基板の表面上にゲート絶縁膜が介在したゲート電極を
形成する段階と、前記NウェルとPウェル内の接合予定
領域にそれぞれP形とN形のソース/ドレインを形成す
る段階とを含むことを特徴とする。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好ましい実施例を説明する。図1は本発明の第1実施
例による低い接合キャパシタンスを有するCMOSデバ
イスを製造するための平面図で、NはNウェル形成用マ
スク、A1はNウェル領域内のアクティブ形成用マス
ク、A2はPウェル領域内のアクティブ形成用マスク、
EはNチャネルVtマスク,Gはゲート形成用マスクで
ある。図1,図2A及び図3Aを参照すると、Nウェル
20とPウェル10領域にPアクティブマスクA1とN
アクティブマスクA2を用いて素子分離用絶縁膜2とア
クティブ領域を形成する。以後、NMOSFETのしき
い電圧(ThresholdVoltage)Vtを調節するために、ま
ず、NチャネルVtマスクEを用いてNウェル20とP
ウェル10の各アクティブ領域の表面の所定部位に感光
膜マスクパターン100Aを形成する。
【0006】その後、硼素不純物200Aをイオン注入
して、前記感光膜マスクパターン100A無しの露出し
た領域に硼素イオン注入層を形成する。硼素不純物のイ
オン注入で、Nウェル20内の予定されたPMOSFE
Tの接合(ソース/ドレイン電極)の一定部分とPウェ
ル10内の予定されたNMOSFETのチャネル領域及
びその下部には硼素不純物200Aが分布し、Nウェル
20内の予定されたPMOSFETのチャネル領域とP
ウェル10内の予定されたNMOSFETの接合(ソー
ス/ドレイン)の一定部分には感光膜マスク100Aに
よって硼素不純物の流入が遮断され、硼素不純物が存在
しなくなる。前記硼素不純物の注入にはボロン(boron)
またはBF2 が用いられ、その注入量は5E10〜5E
12ions/cm2 の範囲にする。図2B及び図3Bを参
照すると、Nウェル20とPウェル10領域にそれぞれ
P形ゲート電極4BとN形ゲート電極4A、そしてP+
接合25とN+ 接合15が通常の方法で形成される。前
記Nウェル20内のPMOSFETのP+ 接合25下部
のN形不純物濃度は注入された硼素不純物200Aによ
って減少され、前記Pウェル10内のNMOSFETの
+ 接合15下部の一定部分は前記硼素不純物が注入さ
れないためにP形不純物濃度が増加しない。
【0007】図4は本発明の第2実施例によって低い接
合キャパシタンスを有するCMOSデバイスの平面図
で、NはNウェル形成用マスク、A1はNウェル領域内
のアクティブ形成用マスク、A2はPウェル領域内のア
クティブ形成用マスク、EはNチャネルVtマスク,G
はゲート形成用マスクである。図4,図5A及び図6A
を参照すると、素子分離用絶縁膜2とゲート酸化膜が形
成された半導体基板のアクティブ領域の所定部位にPM
OSFETのしきい電圧を調節するためのPチャネルV
tマスク100Bを形成する。その後、燐(Phosphorus)
不純物を注入して、露出された基板のチャネル及びソー
ス,ドレイン領域に燐不純物注入層200Bを形成す
る。すなわち、Pウェル10内の予定されたNMOSF
ETの接合(ソース/ドレイン電極)の一定部分とNウ
ェル20内の予定されたPMOSFETのチャネル領域
の下部とに燐不純物200Bを注入し、Pウェル10内
の予定されたNMOSFETのチャネル領域とNウェル
20内の予定されたPMOSFETの接合(ソース/ド
レイン電極)の一定部分とには燐不純物が注入されない
ようにする。前記燐不純物200Bの注入量は5E10
〜5E12ions/cm2 の範囲にする。
【0008】以後、図5B及び図6Bに示すように、N
ウェル20とPウェル10領域にそれぞれP形ゲート電
極4BとN形ゲート電極4A、そしてP+ 接合25とN
- 接合15が通常の方法で形成される。前記工程によっ
て、Pウェル10内のNMOSFETのN+ 接合15下
部は前記燐不純物200BによってP形不純物濃度が減
少し、前記Nウェル20内のPMOSFETのP+ 接合
25下部の一定部分は前記燐不純物が注入されないため
にN形不純物濃度が増加しない。結果的に、前記工程に
より形成されたCMOSデバイスは、接合領域の下部に
存在する燐イオンがPウェル10内のNMOSFETの
接合キャパシタンスを減すことにより、駆動速度の減少
を防止し、Nウェル20内のPMOSFETのチャネル
領域に形成された燐イオン注入層200Bが空乏層(dep
letion layer)の幅を減すことにより、つきぬけ現象を
防止する。
【0009】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
CMOS工程でMOSFETのしきい電圧を調節するた
めの不純物注入を選択的にMOSFETの特定領域に注
入することにより別途の工程を追加せず、効果的に接合
下部の基板濃度を低めて接合キャパシタンスを最少化す
ることにより、つきぬけ現象を防止すると同時に素子の
動作遅延を防止する効果を提供する。尚、Vt調節用イ
オン注入工程を一度の工程のみで行うことにより、工程
を簡素化する効果を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例によるCMOSデバイスの
平面図である。
【図2】図2Aと図2Bとは図1のCMOSデバイスの
P形MOSFETを製造する過程を示す図であり、図2
Bは図1の2B−2B線に沿って切断された断面図であ
る。
【図3】図3Aと図3Bとは図1のCMOSデバイスの
N形MOSFETを製造する過程を示す図であり、図3
Bは図1の3B−3B線に沿って切断された断面図であ
る。
【図4】本発明の第2実施例によるCMOSデバイスの
平面図である。
【図5】図5Aと図5Bとは図4のCMOSデバイスの
P形MOSFETを製造する過程を示す図であり、図5
Bは図4の5B−5B線に沿って切断された断面図であ
る。
【図6】図6Aと図6Bとは図4のCMOSデバイスの
N形MOSFETを製造する過程を示す図であり、図6
Bは図4の6B−6B線に沿って切断された断面図であ
る。
【符号の説明】
2 素子分離用絶縁膜 10 Pウェル 15 N+ 接合 20 Nウェル 25 P- 接合 4A N形ゲート電極 4B P形ゲート電極

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 活性領域を限定する素子分離絶縁膜、N
    ウェル及びPウェル領域がその内部及び上部に形成され
    た半導体基板を提供する段階と、Pウェルのチャネル予
    定領域とNウェルの接合予定領域にP形不純物のイオン
    注入層を形成する段階と、前記NウェルとPウェルのチ
    ャネル領域である、前記半導体基板の表面上にゲート絶
    縁膜が介在したゲート電極を形成する段階と、前記Nウ
    ェルとPウェル内の接合予定領域にそれぞれP形とN形
    のソース/ドレインを形成する段階とを含むことを特徴
    とするCMOSデバイスの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記P形不純物は硼素(B)であること
    を特徴とする請求項1記載のCMOSデバイスの製造方
    法。
  3. 【請求項3】 前記硼素のイオン注入量は5E10〜5
    E12ions/cm2 であることを特徴とする請求項2記載
    のCMOSデバイスの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記P形不純物はBF2 であることを特
    徴とする請求項1記載のCMOSデバイスの製造方法。
  5. 【請求項5】 前記BF2 のイオン注入量は5E10〜
    5E12ions/cm2であることを特徴とする請求項1記
    載のCMOSデバイスの製造方法。
  6. 【請求項6】 活性領域を限定する素子分離絶縁膜と、
    NウェルとPウェル領域がその内部及び上部に形成され
    た半導体基板を提供する段階と、前記Nウェルのチャネ
    ル予定領域と前記Pウェルの接合予定領域にN形不純物
    層を形成する段階と、前記半導体基板表面上のNウェル
    とPウェルのチャネル領域の上部にゲート絶縁膜が介在
    したゲート電極を形成する段階と、前記NウェルとPウ
    ェル内の接合予定領域にそれぞれP形とN形のソース/
    ドレインを形成する段階とを含むことを特徴とするCM
    OSデバイスの製造方法。
  7. 【請求項7】 前記N形不純物は燐(P)であることを
    特徴とする請求項6記載のCMOSデバイスの製造方
    法。
  8. 【請求項8】 前記燐のイオン注入量は5E10〜5E
    12ions/cm2 であることを特徴とする請求項7記載の
    CMOSデバイスの製造方法。
JP9092983A 1996-03-28 1997-03-27 Cmosデバイスの製造方法 Pending JPH1032262A (ja)

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KR1996P8954 1996-03-28
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US7045860B2 (en) 2001-08-10 2006-05-16 Sanyo Electric Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof

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