JPH1070196A - Complementary semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Complementary semiconductor device and manufacturing method thereof

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JPH1070196A
JPH1070196A JP9163098A JP16309897A JPH1070196A JP H1070196 A JPH1070196 A JP H1070196A JP 9163098 A JP9163098 A JP 9163098A JP 16309897 A JP16309897 A JP 16309897A JP H1070196 A JPH1070196 A JP H1070196A
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彰 広木
Shinji Odanaka
紳二 小田中
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a complementary semiconductor device to be enhanced in circuit speed and lessened in power consumption, by a method wherein a semiconductor substrate's part located under a first source region is kept lower in impurity concentration than the source-side part of an asymmetrical impurity diffused region. SOLUTION: In a semiconductor device 100, a P-type impurity diffusion layer 6 is so formed as not to cover all source diffusion layer 2. Therefore, a part of a semiconductor substrate 1 just under a source diffusion layer 2 is kept lower in impurity concentration than a source-side part of the P-type impurity diffusion layer 6. Generally, the speed of a semiconductor device is proportional to the product of the load capacitance and the reciprocal of the current. Therefore, even if a semiconductor device 100 is applied to a NAND CMOS circuit where a voltage is applied to a region between a source and a substrate, the semiconductor device is not lessened in circuit speed. The power consumption of a semiconductor device is proportional to a product of the load capacitance and the square of the applied voltage. Therefore, a semiconductor device 100 is low in power consumption.

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、相補型半導体装置
及びその製造方法に関し、特に、金属−酸化物−半導体
(MOS)型半導体装置の微細化を実現するとともに、
低消費電力で動作可能な高信頼性で高速な半導体集積回
路を提供することができる、相補型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 complementary semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to realizing miniaturization of a metal-oxide-semiconductor (MOS) semiconductor device.
The present invention relates to a complementary semiconductor device and a method for manufacturing the same, which can provide a highly reliable and high speed semiconductor integrated circuit operable with low power consumption.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、さらに高集積化されたVLSIを
実現するために、そのようなVLSIに使用可能なMO
S型半導体装置のサイズは、ますます減少されている。
その結果、現時点で利用可能な半導体装置は、ハーフミ
クロン領域或いはサブハーフミクロン領域の最小サイズ
で形成されている。また、研究レベルでは、クウォータ
ミクロン領域或いはサブクウォータミクロン領域のオー
ダのサイズを有する半導体装置が試作されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to realize a VLSI with higher integration, an MO that can be used for such a VLSI has been developed.
The size of S-type semiconductor devices has been increasingly reduced.
As a result, currently available semiconductor devices are formed with a minimum size in the half-micron or sub-half-micron region. At the research level, a semiconductor device having a size on the order of a quarter-micron region or a sub-quarter-micron region has been prototyped.

【0003】しかし、このような微細サイズの装置が形
成されると、そのような装置の電気特性が、短チャネル
効果やホットキャリア効果によって劣化し易くなる。そ
れによって、装置の信頼性に、深刻な影響が及ぼされ
る。
However, when such a fine-sized device is formed, the electrical characteristics of such a device are likely to deteriorate due to the short channel effect and the hot carrier effect. Thereby, the reliability of the device is severely affected.

【0004】一方、拡大するマルチメディア社会に十分
に適用可能なVLSI技術を開発するためには、半導体
装置が高速動作だけではなく、低消費電力化を実現しな
ければならない。
On the other hand, in order to develop VLSI technology which can be sufficiently applied to the expanding multimedia society, semiconductor devices must realize not only high-speed operation but also low power consumption.

【0005】ホットキャリア効果や短チャネル効果によ
り生じる劣化に対する装置の耐性を改善し、且つその駆
動能力を改善するために、非対称な不純物プロファイル
をチャネルに有するMOS型半導体装置が提案されてい
る。例えば、1991 Symposiumon VLSI Technology, pp.1
13-114に、T.Matsui等によって、横方向ドープチャネル
(LDC)構造が提案されている。
In order to improve the resistance of the device to deterioration caused by the hot carrier effect and the short channel effect and to improve the driving capability, a MOS type semiconductor device having an asymmetric impurity profile in a channel has been proposed. For example, 1991 Symposiumon VLSI Technology, pp.1
13-114, a laterally doped channel (LDC) structure is proposed by T. Matsui et al.

【0006】図1は、LDC構造を有するMOS型半導
体装置50の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a MOS semiconductor device 50 having an LDC structure.

【0007】この半導体装置50は、半導体基板1に形
成されたn型高濃度ソース拡散層2及びn型高濃度ドレ
イン拡散層3と、半導体基板1の上に形成されたゲート
酸化膜4と、ゲート酸化膜4の上に形成されたゲート電
極5と、ソース拡散層2とドレイン拡散層3との間のチ
ャネル領域及びソース拡散層2の下部における半導体基
板1の内部に設けられたp型高濃度拡散層6’と、を有
している。p型拡散層6’は、その不純物濃度がソース
側からドレイン側へ単調に減少することを特徴としてい
る。
The semiconductor device 50 includes an n-type high-concentration source diffusion layer 2 and an n-type high-concentration drain diffusion layer 3 formed on a semiconductor substrate 1, a gate oxide film 4 formed on the semiconductor substrate 1, A gate electrode 5 formed on the gate oxide film 4, a channel region between the source diffusion layer 2 and the drain diffusion layer 3, and a p-type high electrode provided inside the semiconductor substrate 1 under the source diffusion layer 2. And a concentration diffusion layer 6 ′. The p-type diffusion layer 6 'is characterized in that the impurity concentration monotonously decreases from the source side to the drain side.

【0008】この構造において、ソース側のp型拡散層
6’の不純物濃度を高濃度にすることで、短チャネル効
果に対する装置の耐性を向上させることが可能である。
さらに、ドレイン側のp型拡散層6’の不純物濃度を低
濃度にすることで、ドレイン近傍に発生する高電界を低
減し、それによってホットキャリアの発生を抑制するこ
とが可能である。このため、従来構造の低ドープドレイ
ン(LDD)構造がこの半導体装置50には必要なく、
それによって高駆動能力を達成している。
In this structure, the resistance of the device to the short channel effect can be improved by increasing the impurity concentration of the p-type diffusion layer 6 'on the source side.
Further, by lowering the impurity concentration of the p-type diffusion layer 6 'on the drain side, a high electric field generated near the drain can be reduced, thereby suppressing the generation of hot carriers. Therefore, the conventional low-doped drain (LDD) structure is not required for the semiconductor device 50,
Thereby, a high driving capability is achieved.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、この構造は、
クォータミクロン或いはそれ以下のオーダのサイズを有
する領域に形成されるMOS型半導体装置には、適して
いない。これは、図1に示したLDC構造を有するMO
S型半導体装置50は、以下の問題点を有しているから
である。
However, this structure,
It is not suitable for MOS type semiconductor devices formed in a region having a size on the order of quarter microns or less. This is an MO having the LDC structure shown in FIG.
This is because the S-type semiconductor device 50 has the following problems.

【0010】第1に、ソース拡散層の下部にp型高濃度
拡散層が形成されており、且つ、短チャネル効果を抑制
するために、当該p型拡散層の不純物濃度は1×1018
cm-3以上である。その結果、ソースと基板との間のp
n接合の寄生容量が、従来構造に比べて好ましくなく増
大する。
First, a p-type high concentration diffusion layer is formed below the source diffusion layer, and the impurity concentration of the p-type diffusion layer is 1 × 10 18 in order to suppress the short channel effect.
cm -3 or more. As a result, p between the source and the substrate
The parasitic capacitance of the n-junction undesirably increases as compared with the conventional structure.

【0011】一般に、MOS型半導体装置の速度(回路
全体としての速度)は、飽和電流値の逆数と負荷容量と
を一緒に掛け合わせて得られる積に比例する。従って、
LDC構造を有する図1に示す半導体装置50の場合の
ように、ソースと基板との間のpn接合に大きな寄生容
量を有するそのような半導体装置が、NAND型CMO
S回路のようなソースと基板との間の領域に電圧が印加
される回路に適用されると、装置の速度(回路全体とし
ての速度)が、好ましくなく低減される。
In general, the speed of a MOS semiconductor device (the speed of the entire circuit) is proportional to the product obtained by multiplying the reciprocal of the saturation current value and the load capacitance together. Therefore,
As in the case of the semiconductor device 50 shown in FIG. 1 having an LDC structure, such a semiconductor device having a large parasitic capacitance at the pn junction between the source and the substrate is a NAND type CMOS device.
When applied to a circuit where a voltage is applied to the area between the source and the substrate, such as an S circuit, the speed of the device (the speed of the entire circuit) is undesirably reduced.

【0012】一方、MOS型半導体装置の消費電力は、
負荷容量と印加電圧の2乗とを一緒に掛け合わせて得ら
れる積に比例する。従って、ソースと基板との間のpn
接合に大きな寄生容量が存在すると、回路の消費電力
は、好ましくなく増加する。
On the other hand, the power consumption of a MOS semiconductor device is
It is proportional to the product obtained by multiplying the load capacitance and the square of the applied voltage together. Therefore, the pn between the source and the substrate
The presence of large parasitic capacitance at the junction undesirably increases the power consumption of the circuit.

【0013】第2に、クォータミクロン或いはそれ以下
のオーダのサイズを有する装置が形成されると、閾値電
圧が低下し、装置は短チャネル効果によって深刻な影響
を受けるようになる。短チャネル効果は、実効チャネル
長、及びソース拡散層とドレイン拡散層との間の接合深
さに、依存する。LDC構造では、ソース拡散層とドレ
イン拡散層との間に深い接合深さを有するので、クォー
タミクロン或いはそれ以下のオーダのサイズを有する領
域では、閾値電圧の低下が抑制されない。
Second, when devices having sizes on the order of quarter microns or less are formed, the threshold voltage is reduced and the devices are severely affected by short channel effects. The short channel effect depends on the effective channel length and the junction depth between the source diffusion layer and the drain diffusion layer. Since the LDC structure has a deep junction depth between the source diffusion layer and the drain diffusion layer, a decrease in threshold voltage is not suppressed in a region having a size on the order of quarter microns or less.

【0014】以上の理由から、従来のMOS型半導体装
置の製造技術では、クォータミクロン或いはそれ以下の
オーダのサイズを有する領域には、高信頼性で且つ高速
の半導体装置を形成することができない。
For the above reasons, the conventional MOS semiconductor device manufacturing technology cannot form a highly reliable and high speed semiconductor device in a region having a size on the order of quarter microns or less.

【0015】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、(1)回路速度の向上
及び消費電力の低減を実現するとともに、短チャンネル
効果に対する優れた耐性を有する高信頼性の相補型半導
体装置を提供すること、及び、(2)そのような相補型
半導体装置の製造方法を提供すること、である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its objects are (1) to realize an improvement in circuit speed and a reduction in power consumption, and an excellent resistance to a short channel effect. And (2) to provide a method for manufacturing such a complementary semiconductor device.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の相補型半導体装
置は、第1導電型の不純物がドープされた第1の領域と
第2導電型の不純物がドープされた第2の領域とを含
み、且つ、主面を有する半導体基板と、該第2の領域に
設けられた第1のMOSトランジスタと、該第1の領域
に設けられた第2のMOSトランジスタと、を備えた相
補型半導体装置であって、該第1及び第2のMOSトラ
ンジスタのそれぞれは、第1のソース領域と、該第1の
ソース領域から一定距離だけ離れて位置する第1のドレ
イン領域と、該第1のソース領域及び該半導体基板の該
主面に接し、該第1のソース領域よりも浅い接合深さを
有する第2のソース領域と、該第2のソース領域から一
定距離だけ離れて位置し、該第1のドレイン領域及び該
半導体基板の該主面に接し、該第1のドレイン領域より
も浅い接合深さを有する第2のドレイン領域と、該第2
のソース領域及び該第2のドレイン領域の間に位置する
チャネル領域と、該チャネル領域を覆うように該半導体
基板の該主面の上に形成されたゲート絶縁膜と、該ゲー
ト絶縁膜の上に形成されたゲート電極と、を備えてお
り、該第1及び第2のMOSトランジスタの少なくとも
一方は、該チャネル領域の中に、チャネル長方向に不均
一な不純物濃度分布を有し且つソース側の不純物濃度が
ドレイン側の不純物濃度よりも高くなるように形成され
た、該第1及び第2の領域のうちの対応する領域の導電
型と同じ導電型を有する非対称な不純物拡散領域をさら
に備えていて、該第1のソース領域の下に位置する該半
導体基板の部分の不純物濃度が該非対称な不純物拡散領
域のソース側の部分の不純物濃度よりも低い、非対称M
OSトランジスタであり、そのことによって上記目的が
達成される。
A complementary semiconductor device according to the present invention includes a first region doped with an impurity of a first conductivity type and a second region doped with an impurity of a second conductivity type. And a semiconductor substrate having a main surface, a first MOS transistor provided in the second region, and a second MOS transistor provided in the first region Wherein each of the first and second MOS transistors includes a first source region, a first drain region located at a fixed distance from the first source region, and a first source region. A second source region in contact with the region and the main surface of the semiconductor substrate, the second source region having a junction depth smaller than that of the first source region, and a second source region located at a fixed distance from the second source region; 1 drain region and the main surface of the semiconductor substrate Contact, a second drain region having a shallow junction depth than the first drain region, said second
A channel region located between the source region and the second drain region; a gate insulating film formed on the main surface of the semiconductor substrate so as to cover the channel region; And at least one of the first and second MOS transistors has a non-uniform impurity concentration distribution in a channel length direction in the channel region and a source side. An asymmetric impurity diffusion region formed to have an impurity concentration higher than that of the drain side and having the same conductivity type as that of a corresponding region of the first and second regions. Wherein the impurity concentration in the portion of the semiconductor substrate located below the first source region is lower than the impurity concentration in the portion on the source side of the asymmetric impurity diffusion region.
An OS transistor, which achieves the above object.

【0017】ある実施形態では、前記第1導電型がn型
であり、前記第2導電型がp型であり、前記第1のMO
Sトランジスタが前記非対称MOSトランジスタであ
る。
In one embodiment, the first conductivity type is n-type, the second conductivity type is p-type, and the first MO is
The S transistor is the asymmetric MOS transistor.

【0018】他の実施形態では、前記第1導電型がn型
であり、前記第2導電型がp型であり、前記第2のMO
Sトランジスタが前記非対称MOSトランジスタであ
る。
In another embodiment, the first conductivity type is n-type, the second conductivity type is p-type, and the second conductivity type is n-type.
The S transistor is the asymmetric MOS transistor.

【0019】さらに他の実施形態では、前記第1導電型
がn型であり、前記第2導電型がp型であり、前記第1
及び第2のMOSトランジスタのそれぞれが前記非対称
MOSトランジスタである。
In still another embodiment, the first conductivity type is n-type, the second conductivity type is p-type, and the first conductivity type is n-type.
And each of the second MOS transistors is the asymmetric MOS transistor.

【0020】本発明の相補型半導体回路は、前記半導体
基板と前記非対称MOSトランジスタのソースとの間に
動作中に電位差が生じるような回路に組み込まれ得る。
例えば、前記回路は、前記非対称MOSトランジスタと
同じ導電型の複数のMOSトランジスタが直列に接続さ
れた構成を含む。
The complementary semiconductor circuit of the present invention can be incorporated in a circuit in which a potential difference occurs between the semiconductor substrate and the source of the asymmetric MOS transistor during operation.
For example, the circuit includes a configuration in which a plurality of MOS transistors of the same conductivity type as the asymmetric MOS transistor are connected in series.

【0021】ある実施形態では、前記第1導電型がn型
であり、前記第2導電型がp型であり、前記第1のMO
Sトランジスタが前記非対称な不純物拡散領域を備えた
nチャネル型非対称MOSトランジスタであり、前記回
路は、前記半導体基板と該nチャネル型非対称MOSト
ランジスタのソースとの間に電位差が生じるような回路
である。
In one embodiment, the first conductivity type is n-type, the second conductivity type is p-type, and the first MO is
The S transistor is an n-channel asymmetric MOS transistor having the asymmetric impurity diffusion region, and the circuit is a circuit in which a potential difference occurs between the semiconductor substrate and the source of the n-channel asymmetric MOS transistor. .

【0022】他の実施形態では、前記第1導電型がn型
であり、前記第2導電型がp型であり、前記第2のMO
Sトランジスタが前記非対称な不純物拡散領域を備えた
pチャネル型非対称MOSトランジスタであり、前記回
路は、前記半導体基板と該pチャネル型非対称MOSト
ランジスタのソースとの間に電位差が生じるような回路
である。
In another embodiment, the first conductivity type is n-type, the second conductivity type is p-type, and the second MO is
The S transistor is a p-channel asymmetric MOS transistor including the asymmetric impurity diffusion region, and the circuit is a circuit in which a potential difference occurs between the semiconductor substrate and a source of the p-channel asymmetric MOS transistor. .

【0023】さらに他の実施形態では、前記第1導電型
がn型であり、前記第2導電型がp型であり、前記第1
のMOSトランジスタが前記非対称な不純物拡散領域を
備えたnチャネル型非対称MOSトランジスタであり、
前記第2のMOSトランジスタが該非対称な不純物拡散
領域を備えたpチャネル型非対称MOSトランジスタで
あり、前記回路は、前記半導体基板と該nチャネル型非
対称MOSトランジスタのソースとの間及び該半導体基
板と該pチャネル型非対称MOSトランジスタのソース
との間のそれぞれに電位差が生じるような回路である。
In still another embodiment, the first conductivity type is n-type, the second conductivity type is p-type, and the first conductivity type is n-type.
Is an n-channel asymmetric MOS transistor including the asymmetric impurity diffusion region,
The second MOS transistor is a p-channel asymmetric MOS transistor having the asymmetric impurity diffusion region, and the circuit includes a circuit between the semiconductor substrate and a source of the n-channel asymmetric MOS transistor, and This is a circuit in which a potential difference is generated between the source of the p-channel type asymmetric MOS transistor and the source.

【0024】ある実施形態では、前記非対称なMOSト
ランジスタが、パンチスルーストップ層をさらに備えて
いる。
In one embodiment, the asymmetric MOS transistor further includes a punch-through stop layer.

【0025】一方、本発明の他の局面によれば、第1導
電型の不純物がドープされた第1の領域と第2導電型の
不純物がドープされた第2の領域とを含み、且つ、主面
を有する半導体基板と、該第2の領域に設けられた第1
のMOSトランジスタと、該第1の領域に設けられた第
2のMOSトランジスタと、を備えた相補型半導体装置
の製造方法が提供される。該方法は、該第1及び第2の
領域を覆うように、第1の絶縁膜及び導電性膜をこの順
に該半導体基板の該主面上に形成する工程と、該第1の
絶縁膜及び該導電性膜をパターニングして、該第1及び
第2のMOSトランジスタのゲート絶縁膜及びゲート電
極を形成する工程と、該第2の領域を覆う第1のレジス
トを該半導体基板の該主面上に形成する工程と、該第1
のレジスト及び該第2のMOSトランジスタのゲート電
極をマスクとして用いて、該第1の領域に第2導電型の
不純物イオンを注入し、それによって、該第2のMOS
トランジスタの第2導電型のソース領域及びドレイン領
域を形成する工程と、該第1のレジストを除去する工程
と、該第1の領域を覆う第2のレジストを該半導体基板
の該主面上に形成する工程と、該第2のレジスト及び該
第1のMOSトランジスタのゲート電極をマスクとして
用いて、該第2の領域に第1導電型の不純物イオンを注
入し、それによって、該第1のMOSトランジスタの第
1導電型のソース領域及びドレイン領域を形成する工程
と、該第2のレジスト及び該第1のMOSトランジスタ
のゲート電極をマスクとして用いて、該第2の領域に第
2導電型の不純物イオンをソース側から斜めに注入し、
それによって、該第1のMOSトランジスタの第1導電
型の該ソース領域及びドレイン領域の間に、非対称な不
純物濃度プロファイルを有する非対称な不純物拡散領域
を形成する工程と、を包含しており、そのことによって
上記目的が達成される。
On the other hand, according to another aspect of the present invention, the semiconductor device includes a first region doped with a first conductivity type impurity and a second region doped with a second conductivity type impurity, and A semiconductor substrate having a main surface; and a first substrate provided in the second region.
And a second MOS transistor provided in the first region, and a method for manufacturing a complementary semiconductor device. Forming a first insulating film and a conductive film on the main surface of the semiconductor substrate in this order so as to cover the first and second regions; Patterning the conductive film to form gate insulating films and gate electrodes of the first and second MOS transistors; and applying a first resist covering the second region to the main surface of the semiconductor substrate. Forming on the first and the first
Using the resist and the gate electrode of the second MOS transistor as a mask, implanting impurity ions of the second conductivity type into the first region, thereby forming the second MOS transistor.
Forming a source region and a drain region of a second conductivity type of the transistor; removing the first resist; and placing a second resist covering the first region on the main surface of the semiconductor substrate. Forming a first conductive type impurity ion into the second region using the second resist and the gate electrode of the first MOS transistor as a mask, thereby forming the first conductive type impurity ion. Forming a source region and a drain region of the first conductivity type of the MOS transistor; and using the second resist and the gate electrode of the first MOS transistor as a mask to form the second conductivity type in the second region. Impurity ions are obliquely implanted from the source side,
Forming an asymmetric impurity diffusion region having an asymmetric impurity concentration profile between the source region and the drain region of the first conductivity type of the first MOS transistor. This achieves the above object.

【0026】ある実施形態では、前記第1のMOSトラ
ンジスタのソース領域及び前記半導体基板の前記主面に
接し、該ソース領域よりも浅い接合深さを有するソース
領域の延長部と、該第1のMOSトランジスタのドレイ
ン領域及び該半導体基板の該主面に接し、該ドレイン領
域よりも浅い接合深さを有するドレイン領域の延長部
と、を形成する工程をさらに包含する。前記第1のMO
Sトランジスタにおいて、前記非対称な不純物拡散領域
は、前記ドレイン領域の延長部の端部に達するように形
成され得る。
In one embodiment, an extension of the source region which is in contact with the source region of the first MOS transistor and the main surface of the semiconductor substrate and has a junction depth smaller than the source region; Forming a drain region of the MOS transistor and an extension of the drain region which is in contact with the main surface of the semiconductor substrate and has a junction depth smaller than the drain region. The first MO
In the S transistor, the asymmetric impurity diffusion region may be formed to reach an end of an extension of the drain region.

【0027】ある実施形態では、前記第1導電型がn型
であり、前記第2導電型がp型であり、前記第1のMO
Sトランジスタが前記非対称な不純物拡散領域を有する
nチャネル型MOSトランジスタである。
In one embodiment, the first conductivity type is n-type, the second conductivity type is p-type, and the first MO is
The S transistor is an n-channel MOS transistor having the asymmetric impurity diffusion region.

【0028】他の実施形態では、前記第1導電型がp型
であり、前記第2導電型がn型であり、前記第1のMO
Sトランジスタが前記非対称な不純物拡散領域を有する
pチャネル型MOSトランジスタである。
In another embodiment, the first conductivity type is p-type, the second conductivity type is n-type, and the first MO is
The S transistor is a p-channel MOS transistor having the asymmetric impurity diffusion region.

【0029】本発明の相補型半導体装置の製造方法は、
前記半導体基板と前記非対称な不純物拡散領域を有する
前記第1のMOSトランジスタのソースとの間に動作中
に電位差が生じるような回路を構成する工程を、さらに
包含し得る。例えば、前記回路は、前記第1のMOSト
ランジスタと同じ導電型の複数のMOSトランジスタが
直列に接続された構成を含む。
The method of manufacturing a complementary semiconductor device according to the present invention comprises:
The method may further include configuring a circuit in which a potential difference occurs during operation between the semiconductor substrate and the source of the first MOS transistor having the asymmetric impurity diffusion region. For example, the circuit includes a configuration in which a plurality of MOS transistors of the same conductivity type as the first MOS transistor are connected in series.

【0030】ある実施形態では、前記第2のMOSトラ
ンジスタの第2導電型の前記ソース領域及びドレイン領
域を形成する工程と前記第1のレジストを除去する工程
との間に、該第1のレジスト及び該第2のMOSトラン
ジスタの前記ゲート電極をマスクとして用いて、前記第
1の領域に第1導電型の不純物イオンをソース側から斜
めに注入し、それによって、該第2のMOSトランジス
タの第2導電型の該ソース領域及びドレイン領域の間
に、非対称な不純物濃度プロファイルを有する非対称な
不純物拡散領域を形成する工程をさらに包含する。
In one embodiment, the first resist is removed between the step of forming the source region and the drain region of the second conductivity type of the second MOS transistor and the step of removing the first resist. And using the gate electrode of the second MOS transistor as a mask, impurity ions of the first conductivity type are obliquely implanted into the first region from the source side, whereby the second region of the second MOS transistor is implanted. The method further includes forming an asymmetric impurity diffusion region having an asymmetric impurity concentration profile between the source region and the drain region of the two conductivity type.

【0031】ある実施形態では、前記第2のMOSトラ
ンジスタのソース領域及び前記半導体基板の前記主面に
接し、該ソース領域よりも浅い接合深さを有するソース
領域の延長部と、該第2のMOSトランジスタのドレイ
ン領域及び該半導体基板の該主面に接し、該ドレイン領
域よりも浅い接合深さを有するドレイン領域の延長部
と、を形成する工程をさらに包含する。前記第2のMO
Sトランジスタにおいて、前記非対称な不純物拡散領域
は、前記ドレイン領域の延長部の端部に達するように形
成され得る。
In one embodiment, an extension of a source region that is in contact with the source region of the second MOS transistor and the main surface of the semiconductor substrate and has a junction depth smaller than the source region; Forming a drain region of the MOS transistor and an extension of the drain region which is in contact with the main surface of the semiconductor substrate and has a junction depth smaller than the drain region. The second MO
In the S transistor, the asymmetric impurity diffusion region may be formed to reach an end of an extension of the drain region.

【0032】ある実施形態では、前記第1導電型がn型
であり、前記第2導電型がp型であり、前記第1のMO
Sトランジスタが前記非対称な不純物拡散領域を有する
nチャネル型MOSトランジスタである。
In one embodiment, the first conductivity type is n-type, the second conductivity type is p-type, and the first MO is
The S transistor is an n-channel MOS transistor having the asymmetric impurity diffusion region.

【0033】他の実施形態では、前記第1導電型がp型
であり、前記第2導電型がn型であり、前記第1のMO
Sトランジスタが前記非対称な不純物拡散領域を有する
pチャネル型MOSトランジスタである。
In another embodiment, the first conductivity type is p-type, the second conductivity type is n-type, and the first MO is
The S transistor is a p-channel MOS transistor having the asymmetric impurity diffusion region.

【0034】本発明の相補型半導体装置の製造方法は、
前記半導体基板と前記非対称な不純物拡散領域を有する
前記第1のMOSトランジスタのソースとの間、及び、
該半導体基板と該非対称な不純物拡散領域を有する前記
第2のMOSトランジスタのソースとの間、のそれぞれ
に、動作中に電位差が生じるような回路を構成する工程
を、さらに包含し得る。例えば、前記回路は、前記第1
のMOSトランジスタと同じ導電型の複数のMOSトラ
ンジスタが直列に接続された構成、及び前記第2のMO
Sトランジスタと同じ導電型の複数のMOSトランジス
タが直列に接続された構成をそれぞれ含む。
The method of manufacturing a complementary semiconductor device according to the present invention comprises:
Between the semiconductor substrate and the source of the first MOS transistor having the asymmetric impurity diffusion region; and
The method may further include configuring a circuit in which a potential difference occurs during operation between each of the semiconductor substrate and the source of the second MOS transistor having the asymmetric impurity diffusion region. For example, the circuit comprises the first
A configuration in which a plurality of MOS transistors of the same conductivity type as the MOS transistor of
It includes a configuration in which a plurality of MOS transistors of the same conductivity type as the S transistor are connected in series.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】本明細書では、半導体装置のチャ
ネル領域のうち、ソース拡散層に隣接する位置からチャ
ネル領域の中央までの部分を、「チャネル領域のソース
側部分」と呼ぶ。一方、チャネル領域のうち、ドレイン
拡散層に隣接する位置からチャネル領域の中央までの部
分を、「チャネル領域のドレイン側部分」と呼ぶ。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In this specification, a portion of a channel region of a semiconductor device from a position adjacent to a source diffusion layer to the center of the channel region is referred to as a "source portion of the channel region". On the other hand, a portion of the channel region from a position adjacent to the drain diffusion layer to the center of the channel region is referred to as a “drain-side portion of the channel region”.

【0036】本発明の半導体装置においては、チャネル
領域に形成された不純物拡散層の存在のために、チャネ
ル領域の不純物濃度が、チャネル長方向に沿って変化し
ている。より詳細には、チャネル領域の不純物は、ソー
ス拡散層からドレイン拡散層に向かってその濃度が低下
するように分布している。このため、ソース拡散層とド
レイン拡散層との間の領域に電圧が印加されると、チャ
ネル領域のソース側部分に形成される電界は、チャネル
領域の不純物濃度がチャネル長方向に沿って均一な場合
に比較して高くなる。
In the semiconductor device of the present invention, the impurity concentration of the channel region changes along the channel length direction due to the presence of the impurity diffusion layer formed in the channel region. More specifically, the impurity in the channel region is distributed such that its concentration decreases from the source diffusion layer to the drain diffusion layer. Therefore, when a voltage is applied to the region between the source diffusion layer and the drain diffusion layer, the electric field formed in the source-side portion of the channel region has a uniform impurity concentration in the channel region along the channel length direction. It is higher than the case.

【0037】チャネル領域のソース側部分の電界をこの
ように高くすることによって、チャネル領域のソース側
部分で、キャリアが速度オーバーシュートを起こす。
「速度オーバーシュート」とは、不純物散乱や格子散乱
などによってキャリアの速度にいくらかの損失が生じる
前に、キャリアが電界から高いエネルギーを得て非平衡
なエネルギー状態に達して、飽和速度(すなわち平衡状
態の速度)よりも高い速度でキャリアが輸送される状態
を言う。飽和電流値は、チャネル領域のソース側部分で
のキャリア速度とキャリア密度とを一緒に掛け合わせて
得られる積で決まる。また、キャリア速度は、チャネル
領域に印加される電圧差に依存する。
By increasing the electric field at the source-side portion of the channel region in this manner, carriers cause speed overshoot at the source-side portion of the channel region.
"Velocity overshoot" means that the carrier gains high energy from the electric field and reaches a non-equilibrium energy state before some loss of carrier velocity occurs due to impurity scattering or lattice scattering, and the saturation velocity (ie, equilibrium (Speed of the state). The saturation current value is determined by a product obtained by multiplying the carrier velocity and the carrier density at the source side portion of the channel region together. Further, the carrier velocity depends on a voltage difference applied to the channel region.

【0038】本発明では、チャネル領域のソース側部分
において速度オーバーシュートを引き起こすことによ
り、飽和電流値が、従来の半導体装置で得られるものよ
りも高く設定され得る。従来の半導体装置では、そのよ
うな速度オーバーシュートがチャネル領域のドレイン側
部分でのみ生じていたために、速度オーバーシュート
は、飽和電流の増加に寄与していなかった。
According to the present invention, the saturation current value can be set higher than that obtained by the conventional semiconductor device by causing a speed overshoot in the source side portion of the channel region. In the conventional semiconductor device, since such a speed overshoot occurs only on the drain side portion of the channel region, the speed overshoot does not contribute to an increase in the saturation current.

【0039】以上のような本発明の効果を、図8を参照
して簡単にさらに説明する。
The effects of the present invention as described above will be further described briefly with reference to FIG.

【0040】図8(a)は、本発明によって得られる半
導体装置の構成を模式的に示す図である。本発明の半導
体装置では、延長部を有するソース領域(S)及びドレ
イン領域(D)の間のチャネル領域の上に、ゲート
(G)が設けられている。さらに、チャネル領域には、
ソース領域(S)からドレイン領域(D)に向かって、
非対称な不純物プロファイルを有する非対称な拡散層
(A)が設けられている。
FIG. 8A is a diagram schematically showing a configuration of a semiconductor device obtained by the present invention. In the semiconductor device of the present invention, the gate (G) is provided on the channel region between the source region (S) and the drain region (D) having the extension. Furthermore, in the channel region,
From the source region (S) to the drain region (D),
An asymmetric diffusion layer (A) having an asymmetric impurity profile is provided.

【0041】図8(b)は、ソース/ドレイン間に電圧
を印加した場合のソース/ドレイン間の電位分布を模式
的に示す図である。非対称な拡散層(A)を有する本発
明の半導体装置では、そのような非対称な拡散層が無い
従来の半導体装置における電位分布(点線)に比べて、
実線で示すように特にソース側で電位を大きくすること
ができる。
FIG. 8B is a diagram schematically showing a potential distribution between the source and the drain when a voltage is applied between the source and the drain. In the semiconductor device of the present invention having the asymmetric diffusion layer (A), compared with the potential distribution (dotted line) in the conventional semiconductor device without such an asymmetric diffusion layer,
As shown by the solid line, the potential can be increased particularly on the source side.

【0042】図8(c)は、ソース/ドレイン間に電界
分布(図8(b)に示す電位分布曲線の微分として表さ
れる)を模式的に示す図である。非対称な拡散層(A)
を有する本発明の半導体装置(実線)では、図8(b)
を参照して説明した電位分布の変化を反映して、非対称
な拡散層が無い従来の半導体装置(点線)に比べて、電
界がソース側で大きくなりドレイン側で小さくなる。こ
のような電界分布によって、図8(d)に模式的に示す
ように、本発明の半導体装置のチャネル内を走行する電
子の速度(実線)は、従来の結果(点線)に比べてソー
ス近傍で大きくなり、結果的に半導体装置の電流駆動力
が向上することになる。なお、図8(c)及び(d)に
も示されているように、本発明によれば、ドレイン近傍
での電界強度が従来技術の結果よりもやや低下し、その
結果として、ドレイン近傍では電子速度がやや減少す
る。しかし、図8(e)に模式的に示す電界強度と電子
速度との関係からもわかるように、一般に電界強度があ
る程度以上に大きくなると、フォノン散乱などの影響で
電子速度が飽和する。従って、もともと大きな電界強度
が得られているドレイン近傍での電界強度の減少は、実
際には電子速度に大きな悪影響は及ぼさない。むしろ、
従来技術では比較的小さな電界強度しか得られていなか
ったソース近傍での電界強度の改善が電子速度に与える
好ましい影響のほうが、より顕著である。
FIG. 8C is a diagram schematically showing an electric field distribution between the source and the drain (expressed as a derivative of the potential distribution curve shown in FIG. 8B). Asymmetric diffusion layer (A)
In the semiconductor device of the present invention (solid line) having
The electric field increases on the source side and decreases on the drain side, as compared with the conventional semiconductor device without the asymmetric diffusion layer (dotted line), reflecting the change in the potential distribution described with reference to FIG. Due to such an electric field distribution, as schematically shown in FIG. 8D, the speed (solid line) of the electrons traveling in the channel of the semiconductor device of the present invention is closer to the source than the conventional result (dotted line). And, as a result, the current driving force of the semiconductor device is improved. As shown in FIGS. 8C and 8D, according to the present invention, the electric field intensity near the drain is slightly lower than the result of the conventional technique, and as a result, near the drain, The electron speed decreases slightly. However, as can be seen from the relationship between the electric field intensity and the electron velocity schematically shown in FIG. 8E, generally, when the electric field intensity becomes larger than a certain level, the electron velocity becomes saturated due to phonon scattering and the like. Therefore, a decrease in the electric field intensity near the drain where a large electric field intensity is originally obtained does not actually have a large adverse effect on the electron velocity. Rather,
The favorable effect on the electron velocity of the improvement in the electric field strength near the source, which has been obtained in the prior art with a relatively small electric field strength, is more pronounced.

【0043】以下に、添付の図面を参照しながら、本発
明の半導体装置及びその製造方法の好適な実施形態を説
明する。なお、以下では、まず、本発明を単体のMOS
型半導体装置及びその製造方法に適用した場合の実施形
態を述べ、続いて、本発明を相補型半導体装置及びその
製造方法に適用した場合の実施形態を説明する。さら
に、本発明の相補型半導体装置の効果が特に顕著に得ら
れる回路の実施形態を、その後に説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following, first, the present invention is applied to a single MOS transistor.
An embodiment in which the present invention is applied to a semiconductor device and a method of manufacturing the same will be described. Subsequently, an embodiment in which the present invention is applied to a complementary semiconductor device and a method of manufacturing the same will be described. Further, an embodiment of a circuit in which the effect of the complementary semiconductor device of the present invention is particularly remarkably obtained will be described later.

【0044】(第1の実施形態)図2(a)及び(b)
はそれぞれ、本発明の第1の実施形態の半導体装置10
0を示す断面図である。
(First Embodiment) FIGS. 2A and 2B
Are the semiconductor devices 10 according to the first embodiment of the present invention, respectively.
FIG.

【0045】本半導体装置100は、図2(a)或いは
(b)に示されるように、p型半導体基板1と、半導体
基板1の主面領域に形成された第1のn型高濃度ソース
拡散層2及び第1のn型高濃度ドレイン拡散層3と、半
導体基板1の内部に形成され、ソース拡散層2とドレイ
ン拡散層3との間に位置するチャネル領域と、を備えて
いる。チャネル領域の上にはゲート絶縁膜4が設けら
れ、ゲート絶縁膜4の上にはゲート電極5が設けられて
いる。
As shown in FIG. 2A or 2B, the semiconductor device 100 includes a p-type semiconductor substrate 1 and a first n-type high-concentration source formed in a main surface region of the semiconductor substrate 1. The semiconductor device includes a diffusion layer, a first n-type high-concentration drain diffusion layer, and a channel region formed inside the semiconductor substrate and located between the source diffusion layer and the drain diffusion layer. A gate insulating film 4 is provided on the channel region, and a gate electrode 5 is provided on the gate insulating film 4.

【0046】第1のソース/ドレイン拡散層2及び3の
それぞれの先端からチャネル方向に向かって、第2のn
型高濃度ソース拡散層7及び第2のn型高濃度ドレイン
拡散層8が設けられている。第1のソース/ドレイン拡
散層2及び3の不純物濃度が例えば約3×1020cm-3
であるのに対して、第2のソース/ドレイン拡散層7及
び8の不純物濃度は、例えば約1×1020cm-3であ
る。従って、第2のソース/ドレイン拡散層7及び8
は、一般のLDD構造を形成するものではなく、第1の
ソース/ドレイン拡散層2及び3の延長部(extensio
n)に相当するものである。
From the tip of each of the first source / drain diffusion layers 2 and 3 toward the channel direction, a second n
A high-concentration source diffusion layer 7 and a second high-concentration n-type drain diffusion layer 8 are provided. The impurity concentration of the first source / drain diffusion layers 2 and 3 is, for example, about 3 × 10 20 cm −3.
On the other hand, the impurity concentration of the second source / drain diffusion layers 7 and 8 is, for example, about 1 × 10 20 cm −3 . Therefore, the second source / drain diffusion layers 7 and 8
Do not form a general LDD structure, but rather extend from the first source / drain diffusion layers 2 and 3
n).

【0047】また、チャネル領域内には、p型不純物拡
散層6が形成されている。p型不純物拡散層6におい
て、不純物濃度プロファイルは、チャネル長方向に沿っ
て不均一である。本実施形態では、ソース拡散層2に隣
接する部分の不純物濃度(例えば約4×1017cm-3
がドレイン拡散層3に近い部分の不純物濃度(例えば約
1×1016cm-3)よりも高くなるように、チャネル領
域の不純物濃度が設定されている。p型不純物拡散領域
6は、少なくとも、図2(a)に示すようにソース拡散
層2からドレイン拡散層3に向かってチャネル領域に形
成する。或いは、図2(b)に示すように、第2のドレ
イン拡散層8の下に位置する箇所にも存在するように、
p型不純物拡散領域6を設けてもよい。この場合には、
p型不純物拡散領域6のうちで第2のドレイン拡散層8
の下に位置する部分は、パンチスルーストップ層として
機能する。
A p-type impurity diffusion layer 6 is formed in the channel region. In the p-type impurity diffusion layer 6, the impurity concentration profile is non-uniform along the channel length direction. In the present embodiment, the impurity concentration of a portion adjacent to the source diffusion layer 2 (for example, about 4 × 10 17 cm −3 )
Is set higher than the impurity concentration (for example, about 1 × 10 16 cm −3 ) of the portion near the drain diffusion layer 3. The p-type impurity diffusion region 6 is formed at least in the channel region from the source diffusion layer 2 to the drain diffusion layer 3 as shown in FIG. Alternatively, as shown in FIG. 2 (b), it is also present at a position located below the second drain diffusion layer 8,
A p-type impurity diffusion region 6 may be provided. In this case,
Second drain diffusion layer 8 in p-type impurity diffusion region 6
The portion located below serves as a punch-through stop layer.

【0048】図2(a)或いは(b)に示す半導体装置
100の構造では、ソース拡散層2及び7とドレイン拡
散層3及び8とは、半導体基板1の主面に垂直な平面に
関して対称になるように位置しているが、チャネル領域
内の不純物プロファイルは、その平面に関して非対称に
なっている。この非対称なプロファイルは、p型不純物
拡散層6によって形成されている。以下では、p型不純
物拡散層6を「非対称な拡散層6」とも称する。
In the structure of the semiconductor device 100 shown in FIG. 2A or 2B, the source diffusion layers 2 and 7 and the drain diffusion layers 3 and 8 are symmetrical with respect to a plane perpendicular to the main surface of the semiconductor substrate 1. However, the impurity profile in the channel region is asymmetric with respect to the plane. This asymmetric profile is formed by the p-type impurity diffusion layer 6. Hereinafter, the p-type impurity diffusion layer 6 is also referred to as “asymmetric diffusion layer 6”.

【0049】また、図2(a)或いは(b)には示して
いないが、ゲート電極5の側壁に沿ってゲート側壁(サ
イドウォールスペーサ)を形成してもよい(例えば、図
3(c)を参照)。
Although not shown in FIG. 2A or 2B, a gate sidewall (sidewall spacer) may be formed along the sidewall of the gate electrode 5 (for example, FIG. 3C). See).

【0050】本実施形態の半導体装置100では、p型
不純物拡散層(非対称な拡散層)6は、ソース拡散層2
の全体を覆うようには形成されない。そのため、ソース
拡散層2の直下における半導体基板1の不純物濃度は、
例えば約1×1017cm-3であり、先に述べたp型不純
物拡散層6のソース側の不純物濃度(例えば約4×10
17cm-3)よりも低く維持されている。また、上記のソ
ース拡散層2の直下の半導体基板1の不純物濃度は、従
来のLDC構造におけるソース拡散層の直下の半導体基
板の不純物濃度(1×1018cm-3以上)よりも低い。
このため、図2(a)或いは(b)に示される半導体装
置100のソースと基板との間のpn接合の容量は、L
DC構造を持つ従来の半導体装置よりも小さい。
In the semiconductor device 100 of this embodiment, the p-type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 6 is
It is not formed so as to cover the whole of. Therefore, the impurity concentration of the semiconductor substrate 1 immediately below the source diffusion layer 2 is:
For example, it is about 1 × 10 17 cm −3 , and the impurity concentration on the source side of the p-type impurity diffusion layer 6 (for example, about 4 × 10
17 cm -3 ). The impurity concentration of the semiconductor substrate 1 immediately below the source diffusion layer 2 is lower than the impurity concentration of the semiconductor substrate immediately below the source diffusion layer in the conventional LDC structure (1 × 10 18 cm −3 or more).
For this reason, the capacitance of the pn junction between the source and the substrate of the semiconductor device 100 shown in FIG.
It is smaller than a conventional semiconductor device having a DC structure.

【0051】一般に、半導体装置の速度は負荷容量と電
流の逆数とを一緒に掛け合わせて得られる積に比例す
る。従って、本実施形態の半導体装置100がソースと
基板との間の領域に電圧が印加されるNAND型CMO
S回路に適用される場合でも、装置の速度(回路全体と
しての速度)は低下されない。また、半導体装置の消費
電力は負荷容量と印加電圧の2乗とを一緒に掛け合わせ
て得られる積に比例する。従って、本実施形態の半導体
装置100は、低消費電力で動作する。
In general, the speed of a semiconductor device is proportional to the product obtained by multiplying the load capacity and the reciprocal of the current together. Therefore, the semiconductor device 100 of the present embodiment is a NAND type CMOS in which a voltage is applied to the region between the source and the substrate.
Even when applied to an S circuit, the speed of the device (the speed of the entire circuit) is not reduced. The power consumption of the semiconductor device is proportional to the product obtained by multiplying the load capacitance and the square of the applied voltage together. Therefore, the semiconductor device 100 of the present embodiment operates with low power consumption.

【0052】さらに、半導体装置100では、先述のよ
うにp型不純物拡散層6の不純物プロファイルがチャネ
ル長方向に不均一になっていて、チャネル領域のソース
側の不純物濃度は、ドレイン側の不純物濃度よりも高く
形成されている。その結果、不純物がチャネル領域に均
一に分布している場合に比べて、チャネル領域内でチャ
ネル長方向に生成される電界成分は、ソース側では増加
するがドレイン側では減少する。MOS型半導体装置の
飽和電流はソース側の電界に支配されるので、本発明に
よれば、飽和電流を増加させて、高速の半導体装置を実
現することができる。また、ホットキャリアの発生レー
トはドレイン側の電界に支配されるので、本発明によれ
ば、ホットキャリアの発生レートを低減して、高信頼性
の半導体装置を実現することができる。
Further, in the semiconductor device 100, as described above, the impurity profile of the p-type impurity diffusion layer 6 is non-uniform in the channel length direction, and the impurity concentration on the source side of the channel region is different from that on the drain side. Higher. As a result, the electric field component generated in the channel length direction in the channel region increases on the source side but decreases on the drain side, as compared with the case where the impurities are uniformly distributed in the channel region. Since the saturation current of a MOS semiconductor device is dominated by the electric field on the source side, according to the present invention, a high-speed semiconductor device can be realized by increasing the saturation current. Further, since the generation rate of hot carriers is governed by the electric field on the drain side, according to the present invention, the generation rate of hot carriers can be reduced, and a highly reliable semiconductor device can be realized.

【0053】また、p型不純物拡散層6の不純物濃度が
ソース側からドレイン側に向かって徐々に減少している
ことから、チャネル領域内でチャネル長方向に生成され
る電界成分の大きさが、ソース近傍に比べてチャネル中
央で減少することがない。この結果、ソース近傍の電界
によって加速されたキャリアは、その速度を減少させる
ことなくチャネル内部を走行することができる。
Further, since the impurity concentration of the p-type impurity diffusion layer 6 gradually decreases from the source side to the drain side, the magnitude of the electric field component generated in the channel length direction in the channel region becomes There is no decrease at the center of the channel as compared to near the source. As a result, carriers accelerated by the electric field near the source can travel inside the channel without decreasing their speed.

【0054】加えて、第2のn型ソース/ドレイン拡散
層7及び8は、その不純物濃度が1×1019cm-3以上
であり、且つこれらの拡散層7及び8の厚さ(接合深さ
D2)が、第1のn型ソース拡散層2及び第1のn型ド
レイン拡散層3の厚さ(接合深さD1)よりも小さくな
るように、形成されている。このため、ソース/ドレイ
ン拡散層からチャネル長方向へのポテンシャル曲線の広
がり(空乏層の拡がり)が効果的に抑制され、クォータ
ミクロン以下のオーダのサイズを有する領域で問題とな
る初期特性の閾値ポテンシャルの劣化が抑制される。
In addition, the second n-type source / drain diffusion layers 7 and 8 have an impurity concentration of 1 × 10 19 cm −3 or more, and have a thickness (junction depth) of these diffusion layers 7 and 8. Is formed so as to be smaller than the thickness (junction depth D1) of the first n-type source diffusion layer 2 and the first n-type drain diffusion layer 3. Therefore, the spread of the potential curve (spread of the depletion layer) from the source / drain diffusion layers in the channel length direction is effectively suppressed, and the threshold potential of the initial characteristics which becomes a problem in a region having a size on the order of quarter micron or less. Degradation is suppressed.

【0055】なお、第2のn型ソース拡散層7の不純物
濃度を第2のn型ドレイン拡散層8の不純物濃度よりも
高く形成すれば、高い駆動能力が実現されて、寄生抵抗
による駆動能力の低下を招くことなく短チャネル効果に
対する高い耐性を有する半導体装置が実現され得る。
If the impurity concentration of the second n-type source diffusion layer 7 is formed higher than the impurity concentration of the second n-type drain diffusion layer 8, a high driving capability is realized, and the driving capability by the parasitic resistance is realized. A semiconductor device having high resistance to the short-channel effect can be realized without lowering the semiconductor device.

【0056】以上に説明した構造を有する本実施形態の
半導体装置100において、チャネルのソース側からド
レイン側に向かって延びるp型不純物拡散層(非対称な
拡散層)6は、チャネルの途中までで終わるように形成
してもよい。或いは、チャネルのドレイン側の端部(例
えば、第2のn型ドレイン拡散層8の端部)にまで達す
るように非対称な拡散層6を形成すれば、チャネル内部
でのキャリア速度の減少を抑制する上で、より効果的で
ある。
In the semiconductor device 100 of the present embodiment having the above-described structure, the p-type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 6 extending from the source side to the drain side of the channel ends halfway in the channel. It may be formed as follows. Alternatively, if the asymmetric diffusion layer 6 is formed so as to reach the end on the drain side of the channel (for example, the end of the second n-type drain diffusion layer 8), a decrease in the carrier velocity inside the channel is suppressed. It is more effective in doing.

【0057】このように、本実施形態によれば、高速で
且つ高信頼性の半導体装置100が実現される。
As described above, according to the present embodiment, a high-speed and high-reliability semiconductor device 100 is realized.

【0058】(第2の実施形態)図3(a)〜(c)
は、本発明の第2の実施形態に従って半導体装置200
を製造するための各プロセスステップを示す断面図であ
る。
(Second Embodiment) FIGS. 3A to 3C
Is a semiconductor device 200 according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing each process step for manufacturing the semiconductor device.

【0059】まず、図3(a)に示すように、第1導電
型(p型)の半導体基板1の一主面にゲート酸化膜4を
形成し、その上にゲート電極5として用いられる導電性
膜を堆積し、多層膜を形成する。この多層膜の所定の部
分を、フォトリソグラフィ及び異方性エッチングにより
ゲート酸化膜4が露出するまで選択的にエッチングし、
ゲート電極5を形成する。
First, as shown in FIG. 3A, a gate oxide film 4 is formed on one main surface of a semiconductor substrate 1 of a first conductivity type (p type), and a conductive film used as a gate electrode 5 is formed thereon. A conductive film is deposited to form a multilayer film. A predetermined portion of the multilayer film is selectively etched by photolithography and anisotropic etching until the gate oxide film 4 is exposed,
The gate electrode 5 is formed.

【0060】次に、第2導電型(n型)の不純物イオ
ン、例えばヒ素(As)イオンを、ゲート電極5をマス
クとして用い、注入角度を7度以上、例えば7度に設定
して、10KeVの注入エネルギーを印加しながら約2
×1014cm-2の注入ドーズ量で、ソース側から注入す
る。それにより、第2導電型(n型)を有する第2のソ
ース/ドレイン拡散層7及び8を形成する。なお、本願
明細書では、「注入角度」とは、半導体基板の主面に垂
直な線と注入されるイオンビームの方向との間に形成さ
れる角度を指すものとする。
Next, an impurity ion of the second conductivity type (n-type), for example, arsenic (As) ion is used as a mask and the implantation angle is set to 7 degrees or more, for example, 7 degrees, and 10 KeV. About 2 while applying the injection energy of
The implantation is performed from the source side at an implantation dose of × 10 14 cm −2 . Thereby, second source / drain diffusion layers 7 and 8 having the second conductivity type (n-type) are formed. In the specification of the present application, the term “implantation angle” refers to an angle formed between a line perpendicular to the main surface of the semiconductor substrate and the direction of the ion beam to be implanted.

【0061】その後に、図3(b)に示すように、ゲー
ト電極5をマスクとして用い、80KeVの注入エネル
ギーを印加しながら、注入ドーズ量を約1.5×1013
cm-2に設定し、注入角度を7度以上、例えば7度に設
定して、第1導電型(p型)の不純物イオン、例えばB
2イオンをソース側から注入して、閾値電位を制御す
るためのp型不純物拡散層(非対称な拡散層)6を形成
する。上記の条件下では、形成されるp型不純物拡散層
6の不純物濃度は、ソース端で約4×1017cm-3にな
り、ドレイン端では約1×1016cm-3になる。
Thereafter, as shown in FIG. 3B, using the gate electrode 5 as a mask and applying an implantation energy of 80 KeV, the implantation dose is about 1.5 × 10 13.
cm −2 , and the implantation angle is set to 7 degrees or more, for example, 7 degrees, and impurity ions of the first conductivity type (p-type), for example, B
F 2 ions are implanted from the source side to form a p-type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 6 for controlling the threshold potential. Under the above conditions, the impurity concentration of the formed p-type impurity diffusion layer 6 is about 4 × 10 17 cm −3 at the source end and about 1 × 10 16 cm −3 at the drain end.

【0062】次に、図3(c)において、酸化膜を約8
0nmの厚さに堆積した後、異方性ドライエッチングに
より、酸化膜がゲート電極5の側部のみに残るように酸
化膜を部分的に除去し、ゲート側壁(サイドウォールス
ペーサ)12を形成する。そして、40KeVの注入エ
ネルギーを印加しながら、注入ドーズ量を約6×1015
cm-2に設定して、第2導電型(n型)の不純物イオ
ン、例えばAsイオンをゲート側壁12及びゲート電極
5をマスクとして使用して注入し、第2導電型(n型)
を有する第1のソース/ドレイン拡散層2及び3を形成
する。上記の条件下では、形成される第1のソース/ド
レイン拡散層2及び3の不純物濃度は、約3×1020
-3になる。
Next, as shown in FIG.
After being deposited to a thickness of 0 nm, the oxide film is partially removed by anisotropic dry etching so that the oxide film remains only on the side of the gate electrode 5 to form a gate sidewall (sidewall spacer) 12. . Then, while applying an implantation energy of 40 KeV, the implantation dose is reduced to about 6 × 10 15
cm −2, and implanted impurity ions of the second conductivity type (n-type), for example, As ions using the gate side wall 12 and the gate electrode 5 as a mask.
The first source / drain diffusion layers 2 and 3 having the following are formed. Under the above conditions, the impurity concentration of the formed first source / drain diffusion layers 2 and 3 is about 3 × 10 20 c
m -3 .

【0063】先に形成されていたp型不純物拡散層6の
うちでゲート電極5及びゲート側壁12の下部に相当す
る箇所は、第1のソース/ドレイン拡散層2及び3の形
成のためのイオン注入工程後にも、残存する。また、同
様に、先に形成されていた第2のソース/ドレイン拡散
層7及び8のうちでゲート側壁12の下部に相当する箇
所も、このイオン注入工程後に残存して、ソース/ドレ
イン拡散層の延長部として機能することになる。p型不
純物拡散層6のうちで第2のドレイン拡散層8(ドレイ
ン拡散層の延長部の下)に位置する部分は、パンチスル
ーストップ層として機能することになる。但し、パンチ
スルーストップ層の形成は、省略してもよい。また、ゲ
ート側壁12の形成を省略して、各拡散層の所定の形状
を他の方法によって形成してもよい。
In the previously formed p-type impurity diffusion layer 6, a portion corresponding to the lower portion of the gate electrode 5 and the gate side wall 12 is a region for forming the first source / drain diffusion layers 2 and 3. It remains even after the injection step. Similarly, of the previously formed second source / drain diffusion layers 7 and 8, a portion corresponding to the lower portion of the gate side wall 12 also remains after this ion implantation step, and Function as an extension of the A portion of the p-type impurity diffusion layer 6 located below the second drain diffusion layer 8 (below the extension of the drain diffusion layer) functions as a punch-through stop layer. However, the formation of the punch-through stop layer may be omitted. Alternatively, the formation of the gate side wall 12 may be omitted, and the predetermined shape of each diffusion layer may be formed by another method.

【0064】本実施形態の半導体装置200の製造方法
では、ゲート電極5をマスクとして用いて注入角度を7
度以上に設定して第1導電型(p型)のイオン種をソー
ス側から注入することによって、閾値電位を制御するp
型不純物拡散層(非対称な拡散層)6を形成する。その
結果、チャネル内で不均一な不純物プロファイルを有し
ており、ソース側の不純物濃度がドレイン側の不純物濃
度よりも高い非対称な拡散層6を、余分なマスク工程を
行うことなく容易に形成することができる。さらに、チ
ャネル中央部での不純物濃度をソース近傍における不純
物濃度よりも低く形成することで、均一な不純物濃度を
有する拡散層を備えた従来の半導体装置に比べて、ゲー
ト/基板間の寄生容量値が小さくなって、高い駆動能力
を有する半導体装置200を容易に形成することが可能
になる。
In the method of manufacturing the semiconductor device 200 of this embodiment, the implantation angle is set to 7 using the gate electrode 5 as a mask.
To control the threshold potential by injecting a first conductivity type (p-type) ion species from the source side at a temperature higher than or equal to
A type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 6 is formed. As a result, an asymmetric diffusion layer 6 having a non-uniform impurity profile in the channel and having a source-side impurity concentration higher than the drain-side impurity concentration can be easily formed without performing an extra masking step. be able to. Further, by forming the impurity concentration in the central portion of the channel lower than the impurity concentration in the vicinity of the source, the parasitic capacitance between the gate and the substrate can be reduced as compared with a conventional semiconductor device having a diffusion layer having a uniform impurity concentration. And the semiconductor device 200 having a high driving capability can be easily formed.

【0065】さらに、上記のイオン注入工程で、7度以
上の角度で第1導電型(p型)のイオン種を注入するこ
とによって、非対称な拡散層6の厚さ(接合深さ)を、
第1のソース拡散層2の厚さ(接合深さ)よりも小さく
設定することができる。具体的には、非対称な拡散層6
は、ソース拡散層2の全体を覆うようには形成されな
い。その結果、第1のソース拡散層2の直下部の半導体
基板1の領域の不純物濃度が、非対称な拡散層6のソー
ス側の不純物濃度よりも低くなる。
Further, in the above-described ion implantation step, by implanting ion species of the first conductivity type (p-type) at an angle of 7 degrees or more, the thickness (junction depth) of the asymmetric diffusion layer 6 can be reduced.
It can be set smaller than the thickness (junction depth) of the first source diffusion layer 2. Specifically, the asymmetric diffusion layer 6
Is not formed so as to cover the entire source diffusion layer 2. As a result, the impurity concentration in the region of the semiconductor substrate 1 immediately below the first source diffusion layer 2 becomes lower than the impurity concentration on the source side of the asymmetric diffusion layer 6.

【0066】また、本実施形態の製造方法によれば、非
対称な拡散層6の形成に先立って、ゲート電極5をマス
クとして用い、10KeVの注入エネルギーを印加しな
がら、注入ドーズ量を約2×1014cm-2に設定し、注
入角度を7度以上に設定して、ソース側からn型の不純
物イオン、例えばAsイオンを注入するイオン注入工程
を行うことによって、延長部に相当する第2のn型ソー
ス/ドレイン拡散層7及び8が形成される。この第2の
n型ソース/ドレイン拡散層7及び8の不純物濃度は、
1×1019cm-3以上になる。
According to the manufacturing method of this embodiment, prior to forming the asymmetric diffusion layer 6, the implantation dose is about 2 × while applying the implantation energy of 10 KeV using the gate electrode 5 as a mask. The ion implantation step of implanting n-type impurity ions, for example, As ions from the source side with the implantation angle set at 10 14 cm -2 and the implantation angle of 7 degrees or more, is performed, thereby forming the second portion corresponding to the extension. N-type source / drain diffusion layers 7 and 8 are formed. The impurity concentration of the second n-type source / drain diffusion layers 7 and 8 is:
It becomes 1 × 10 19 cm −3 or more.

【0067】なお、特に、第2のn型ソース拡散層7の
不純物濃度を第2のn型ドレイン拡散層8の不純物濃度
よりも高くすれば、浅い接合深さを有する拡散層で懸念
される寄生抵抗の低下を招くことなく、十分に低い抵抗
を有する第2のn型ソース/ドレイン拡散層7及び8を
形成することができる。
In particular, if the impurity concentration of the second n-type source diffusion layer 7 is higher than the impurity concentration of the second n-type drain diffusion layer 8, there is a concern about a diffusion layer having a shallow junction depth. The second n-type source / drain diffusion layers 7 and 8 having a sufficiently low resistance can be formed without reducing the parasitic resistance.

【0068】本実施形態の半導体装置200の製造方法
によると、従来のLDC構造を製造する方法で必要であ
る付加的なマスク工程を行う必要はない。現時点で利用
可能な半導体装置の製造方法において付加的なマスク工
程が要求されれば、VLSIの製造期間を長期化し、そ
の製造コストを増大させる。しかしながら本発明の製造
方法によると、短期間により低いコストで、半導体装置
を容易に製造することができる。
According to the method of manufacturing the semiconductor device 200 of the present embodiment, it is not necessary to perform an additional mask step which is required in the method of manufacturing the conventional LDC structure. If an additional masking step is required in a currently available method of manufacturing a semiconductor device, the manufacturing period of the VLSI is lengthened, and the manufacturing cost is increased. However, according to the manufacturing method of the present invention, a semiconductor device can be easily manufactured at a low cost in a short period of time.

【0069】本実施形態では、ゲート電極5をマスクと
して用いてn型不純物イオンを注入することによって第
2のn型ソース/ドレイン拡散層7及び8を形成した後
に、p型不純物イオンを注入することによってp型不純
物拡散層6を形成する。しかしながら、本発明はこれに
限定されるものではない。或いは、ゲート電極5をマス
クとして用いてp型不純物イオンを注入することによっ
てp型不純物拡散層6を形成した後に、n型不純物イオ
ンを注入することによって第2のn型ソース/ドレイン
拡散層7及び8を形成してもよい。
In the present embodiment, p-type impurity ions are implanted after the second n-type source / drain diffusion layers 7 and 8 are formed by implanting n-type impurity ions using the gate electrode 5 as a mask. Thus, a p-type impurity diffusion layer 6 is formed. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, after the p-type impurity diffusion layer 6 is formed by implanting p-type impurity ions using the gate electrode 5 as a mask, the second n-type source / drain diffusion layers 7 are implanted by implanting n-type impurity ions. And 8 may be formed.

【0070】以上に説明した本実施形態の半導体装置2
00の製造方法において、チャネルのソース側からドレ
イン側に向かって延びるp型不純物拡散層(非対称な拡
散層)6は、チャネルの途中までで終わるように形成し
てもよい。或いは、チャネルのドレイン側の端部(例え
ば、第2のn型ドレイン拡散層8の端部)にまで達する
ように非対称な拡散層6を形成すれば、チャネル内部で
のキャリア速度の減少を抑制する上で、より効果的であ
る。
The semiconductor device 2 of the present embodiment described above
In the manufacturing method of No. 00, the p-type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 6 extending from the source side to the drain side of the channel may be formed so as to end partway through the channel. Alternatively, if the asymmetric diffusion layer 6 is formed so as to reach the end on the drain side of the channel (for example, the end of the second n-type drain diffusion layer 8), a decrease in the carrier velocity inside the channel is suppressed. It is more effective in doing.

【0071】(第3の実施形態)図4は、本発明の第3
の実施形態の相補型半導体装置300を示す断面図であ
る。
(Third Embodiment) FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a complementary semiconductor device 300 according to the embodiment.

【0072】本半導体装置300は、図4に示されるよ
うに、p型半導体基板1の所定の領域に形成されたnチ
ャネル型MOSトランジスタ310と、p型半導体基板
1の中のn型ウェル21に形成されたpチャネル型MO
Sトランジスタ320と、を含んでおり、両者は分離領
域20によって分離されている。
As shown in FIG. 4, the semiconductor device 300 includes an n-channel MOS transistor 310 formed in a predetermined region of a p-type semiconductor substrate 1 and an n-type well 21 in the p-type semiconductor substrate 1. P-type MO formed on
And an S transistor 320, which are separated by the separation region 20.

【0073】nチャネル型MOSトランジスタ310
は、p型半導体基板1の主面領域に形成された第1のn
型高濃度ソース拡散層2及び第1のn型高濃度ドレイン
拡散層3と、半導体基板1の内部に形成され、ソース拡
散層2とドレイン拡散層3との間に位置するチャネル領
域と、を備えている。チャネル領域の上にはゲート絶縁
膜4が設けられ、ゲート絶縁膜4の上にはn型ゲート電
極15が設けられている。
N-channel MOS transistor 310
Is the first n formed in the main surface region of the p-type semiconductor substrate 1.
A high-concentration source diffusion layer 2 and a first high-concentration drain diffusion layer 3 and a channel region formed inside the semiconductor substrate 1 and located between the source diffusion layer 2 and the drain diffusion layer 3. Have. A gate insulating film 4 is provided on the channel region, and an n-type gate electrode 15 is provided on the gate insulating film 4.

【0074】第1のソース/ドレイン拡散層2及び3の
それぞれの先端からチャネル方向に向かって、第2のn
型高濃度ソース拡散層7及び第2のn型高濃度ドレイン
拡散層8が設けられている。第1のソース/ドレイン拡
散層2及び3の不純物濃度が例えば約3×1020cm-3
であるのに対して、第2のソース/ドレイン拡散層7及
び8の不純物濃度は、例えば約1×1020cm-3であ
る。従って、第2のソース/ドレイン拡散層7及び8
は、一般のLDD構造を形成するものではなく、第1の
ソース/ドレイン拡散層2及び3の延長部(extensio
n)に相当するものである。
From the tip of each of the first source / drain diffusion layers 2 and 3 toward the channel direction, a second n
A high-concentration source diffusion layer 7 and a second high-concentration n-type drain diffusion layer 8 are provided. The impurity concentration of the first source / drain diffusion layers 2 and 3 is, for example, about 3 × 10 20 cm −3.
On the other hand, the impurity concentration of the second source / drain diffusion layers 7 and 8 is, for example, about 1 × 10 20 cm −3 . Therefore, the second source / drain diffusion layers 7 and 8
Do not form a general LDD structure, but rather extend from the first source / drain diffusion layers 2 and 3
n).

【0075】また、チャネル領域内には、p型不純物拡
散層(非対称な拡散層)6が形成されている。p型不純
物拡散層6において、不純物濃度プロファイルは、チャ
ネル長方向に沿って不均一である。本実施形態では、ソ
ース拡散層2に隣接する部分の不純物濃度(例えば約4
×1017cm-3)がドレイン拡散層3に近い部分の不純
物濃度(例えば約1×1016cm-3)よりも高くなるよ
うに、チャネル領域の不純物濃度が設定されている。p
型不純物拡散領域6は、少なくとも、ソース拡散層2か
らドレイン拡散層3に向かってチャネル領域に形成す
る。或いは、図4に示すように、第2のドレイン拡散層
8の下に位置する箇所にも存在するように、p型不純物
拡散領域6を設けてもよい。この場合には、p型不純物
拡散領域6のうちで第2のドレイン拡散層8の下に位置
する部分は、パンチスルーストップ層として機能する。
In the channel region, a p-type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 6 is formed. In the p-type impurity diffusion layer 6, the impurity concentration profile is non-uniform along the channel length direction. In the present embodiment, the impurity concentration of the portion adjacent to the source diffusion layer 2 (for example, about 4
The impurity concentration of the channel region is set so that (× 10 17 cm −3 ) is higher than the impurity concentration (for example, about 1 × 10 16 cm −3 ) near the drain diffusion layer 3. p
The type impurity diffusion region 6 is formed at least in the channel region from the source diffusion layer 2 to the drain diffusion layer 3. Alternatively, as shown in FIG. 4, the p-type impurity diffusion region 6 may be provided so as to exist also at a position below the second drain diffusion layer 8. In this case, a portion of the p-type impurity diffusion region 6 located below the second drain diffusion layer 8 functions as a punch-through stop layer.

【0076】図4に示される上記のnチャネル型MOS
トランジスタ310の構造では、ソース拡散層2及び7
とドレイン拡散層3及び8とは、半導体基板1の主面に
垂直な平面に関して対称になるように位置しているが、
チャネル領域内の不純物プロファイルは、その平面に関
して非対称になっている。この非対称なプロファイル
は、p型不純物拡散層(非対称な拡散層)6によって形
成されている。
The above n-channel MOS shown in FIG.
In the structure of the transistor 310, the source diffusion layers 2 and 7
And the drain diffusion layers 3 and 8 are located symmetrically with respect to a plane perpendicular to the main surface of the semiconductor substrate 1,
The impurity profile in the channel region is asymmetric with respect to its plane. This asymmetric profile is formed by the p-type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 6.

【0077】一方、pチャネル型MOSトランジスタ3
20は、n型ウェル21の主面領域に形成された第1の
p型高濃度ソース拡散層22及び第1のp型高濃度ドレ
イン拡散層23と、n型ウェル21の内部に形成され、
ソース拡散層22とドレイン拡散層23との間に位置す
るチャネル領域と、を備えている。チャネル領域の上に
はゲート絶縁膜4が設けられ、ゲート絶縁膜4の上には
p型ゲート電極25が設けられている。
On the other hand, p-channel type MOS transistor 3
Reference numeral 20 denotes a first p-type high-concentration source diffusion layer 22 and a first p-type high-concentration drain diffusion layer 23 formed in the main surface region of the n-type well 21 and the inside of the n-type well 21.
A channel region located between the source diffusion layer 22 and the drain diffusion layer 23. A gate insulating film 4 is provided on the channel region, and a p-type gate electrode 25 is provided on the gate insulating film 4.

【0078】第1のソース/ドレイン拡散層22及び2
3のそれぞれの先端からチャネル方向に向かって、第2
のp型高濃度ソース拡散層27及び第2のp型高濃度ド
レイン拡散層28が設けられている。第1のソース/ド
レイン拡散層22及び23の不純物濃度が例えば約3×
1020cm-3であるのに対して、第2のソース/ドレイ
ン拡散層27及び28の不純物濃度は、例えば約5×1
19cm-3である。従って、第2のソース/ドレイン拡
散層27及び28は、一般のLDD構造を形成するもの
ではなく、第1のソース/ドレイン拡散層22及び23
の延長部(extension)に相当するものである。
First source / drain diffusion layers 22 and 2
3 toward the channel direction from each tip of
The p-type high-concentration source diffusion layer 27 and the second p-type high-concentration drain diffusion layer 28 are provided. The impurity concentration of the first source / drain diffusion layers 22 and 23 is, for example, about 3 ×
Against 10 20 of cm -3, the impurity concentration of the second source / drain diffusion layers 27 and 28, for example, about 5 × 1
0 19 cm -3 . Therefore, the second source / drain diffusion layers 27 and 28 do not form a general LDD structure, but the first source / drain diffusion layers 22 and 23.
This is equivalent to the extension of the above.

【0079】図4に示される上記のpチャネル型MOS
トランジスタ320の構造では、ソース拡散層22及び
27とドレイン拡散層23及び28とは、半導体基板1
(n型ウェル21)の主面に垂直な平面に関して対称に
なるように位置しており、チャネル領域内の不純物プロ
ファイルは、その平面に関して対称になっている。
The above p-channel type MOS shown in FIG.
In the structure of the transistor 320, the source diffusion layers 22 and 27 and the drain diffusion layers 23 and 28
It is located symmetrically with respect to a plane perpendicular to the main surface of (n-type well 21), and the impurity profile in the channel region is symmetrical with respect to that plane.

【0080】さらに、図4には示していないが、nチャ
ネル型及びpチャネル型MOSトランジスタ310及び
320のそれぞれにおいて、ゲート電極15及び25の
側壁に沿ってゲート側壁(サイドウォールスペーサ)を
形成してもよい(例えば、図6(d)を参照)。
Further, although not shown in FIG. 4, in each of the n-channel and p-channel MOS transistors 310 and 320, a gate sidewall (sidewall spacer) is formed along the sidewall of the gate electrodes 15 and 25. (See, for example, FIG. 6D).

【0081】以上のように、本実施形態の相補型半導体
装置300では、pチャネル型MOSトランジスタ32
0のチャネル領域内の不純物プロファイルが均一である
のに対して、nチャネル型MOSトランジスタ310で
は、チャネル領域内の不純物プロファイルが不均一であ
る。
As described above, in the complementary semiconductor device 300 of this embodiment, the p-channel MOS transistor 32
While the impurity profile in the zero channel region is uniform, the impurity profile in the channel region of the n-channel MOS transistor 310 is non-uniform.

【0082】nチャネル型MOSトランジスタ310で
は、p型不純物拡散層(非対称な拡散層)6は、ソース
拡散層2の全体を覆うようには形成されない。そのため
に、ソース拡散層2の直下における半導体基板1の不純
物濃度は、例えば約1×1017cm-3であり、先に述べ
たp型不純物拡散層6のソース側の不純物濃度(例えば
約4×1017cm-3)よりも低く維持されている。ま
た、上記のソース拡散層2の直下の半導体基板1の不純
物濃度は、従来のLDC構造におけるソース拡散層の直
下の半導体基板の不純物濃度(1×1018cm-3以上)
よりも低い。このため、図4に示されるnチャネル型M
OSトランジスタ310のソースと基板との間のpn接
合の容量は、LDC構造を持つ従来の半導体装置よりも
小さい。
In n-channel MOS transistor 310, p-type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 6 is not formed so as to cover the entire source diffusion layer 2. Therefore, the impurity concentration of the semiconductor substrate 1 immediately below the source diffusion layer 2 is, for example, about 1 × 10 17 cm −3 , and the impurity concentration on the source side of the p-type impurity diffusion layer 6 (for example, about 4 × 10 17 cm −3). × 10 17 cm -3 ). The impurity concentration of the semiconductor substrate 1 immediately below the source diffusion layer 2 is the impurity concentration of the semiconductor substrate immediately below the source diffusion layer in the conventional LDC structure (1 × 10 18 cm −3 or more).
Lower than. Therefore, the n-channel type M shown in FIG.
The capacitance of the pn junction between the source of the OS transistor 310 and the substrate is smaller than that of a conventional semiconductor device having an LDC structure.

【0083】一般に、半導体装置の速度は負荷容量と電
流の逆数とを一緒に掛け合わせて得られる積に比例す
る。従って、本実施形態の相補型半導体装置300がソ
ースと基板との間の領域に電圧が印加されるNAND型
CMOS回路に適用される場合でも、装置の速度(回路
全体の速度)は低下されない。また、半導体装置の消費
電力は負荷容量と印加電圧の2乗とを一緒に掛け合わせ
て得られる積に比例する。従って、本実施形態の相補型
半導体装置300は、低消費電力で動作する。
In general, the speed of a semiconductor device is proportional to the product obtained by multiplying the load capacity and the reciprocal of the current together. Therefore, even when the complementary semiconductor device 300 of this embodiment is applied to a NAND CMOS circuit in which a voltage is applied to a region between a source and a substrate, the speed of the device (the speed of the entire circuit) is not reduced. The power consumption of the semiconductor device is proportional to the product obtained by multiplying the load capacitance and the square of the applied voltage together. Therefore, the complementary semiconductor device 300 of the present embodiment operates with low power consumption.

【0084】さらに、nチャネル型MOSトランジスタ
310では、先述のようにp型不純物拡散層6の不純物
プロファイルがチャネル長方向に不均一になっていて、
チャネル領域のソース側の不純物濃度は、ドレイン側の
不純物濃度よりも高く形成されている。その結果、不純
物がチャネル領域に均一に分布している場合に比べて、
チャネル領域内でチャネル長方向に生成される電界成分
は、ソース側では増加するがドレイン側では減少する。
MOS型半導体装置の飽和電流はソース側の電界に支配
されるので、本発明によれば、飽和電流を増加させて、
高速の半導体装置を実現することができる。また、ホッ
トキャリアの発生レートはドレイン側の電界に支配され
るので、本発明によれば、ホットキャリアの発生レート
を低減して、高信頼性の半導体装置を実現することがで
きる。
Further, in the n-channel MOS transistor 310, as described above, the impurity profile of the p-type impurity diffusion layer 6 is non-uniform in the channel length direction.
The impurity concentration on the source side of the channel region is formed higher than the impurity concentration on the drain side. As a result, compared to the case where the impurities are uniformly distributed in the channel region,
The electric field component generated in the channel length direction in the channel region increases on the source side but decreases on the drain side.
Since the saturation current of a MOS semiconductor device is governed by the electric field on the source side, according to the present invention, the saturation current is increased,
A high-speed semiconductor device can be realized. Further, since the generation rate of hot carriers is governed by the electric field on the drain side, according to the present invention, the generation rate of hot carriers can be reduced, and a highly reliable semiconductor device can be realized.

【0085】また、p型不純物拡散層6の不純物濃度が
ソース側からドレイン側に向かって徐々に減少している
ことから、チャネル領域内でチャネル長方向に生成され
る電界成分の大きさが、ソース近傍に比べてチャネル中
央で減少することがない。この結果、ソース近傍の電界
によって加速されたキャリアは、その速度を減少させる
ことなくチャネル内部を走行することができる。
Further, since the impurity concentration of p-type impurity diffusion layer 6 gradually decreases from the source side to the drain side, the magnitude of the electric field component generated in the channel length direction in the channel region becomes There is no decrease at the center of the channel as compared to near the source. As a result, carriers accelerated by the electric field near the source can travel inside the channel without decreasing their speed.

【0086】さらに、nチャネル型MOSトランジスタ
310において、第2のn型ソース/ドレイン拡散層7
及び8は、その不純物濃度が1×1019cm-3以上であ
り、且つこれらの拡散層7及び8の厚さ(接合深さD
2)が、第1のn型ソース拡散層2及び第1のn型ドレ
イン拡散層3の厚さ(接合深さD1)よりも小さくなる
ように、形成されている。このため、n型ソース/ドレ
イン拡散層からチャネル長方向へのポテンシャル曲線の
広がり(空乏層の拡がり)が効果的に抑制され、クォー
タミクロン以下のオーダのサイズを有する領域で問題と
なる初期特性の閾値ポテンシャルの劣化が抑制される。
Further, in the n-channel MOS transistor 310, the second n-type source / drain diffusion layer 7
And 8, the impurity concentration is not less than 1 × 10 19 cm -3, and the thickness of these diffusion layers 7 and 8 (junction depth D
2) is formed to be smaller than the thickness (junction depth D1) of the first n-type source diffusion layer 2 and the first n-type drain diffusion layer 3. For this reason, the expansion of the potential curve (expansion of the depletion layer) from the n-type source / drain diffusion layer in the channel length direction is effectively suppressed, and the initial characteristic which becomes a problem in a region having a size on the order of quarter micron or less is reduced. Deterioration of the threshold potential is suppressed.

【0087】同様に、pチャネル型MOSトランジスタ
320において、第2のp型ソース/ドレイン拡散層2
7及び28は、その不純物濃度が1×1019cm-3以上
であり、且つこれらの拡散層27及び28の厚さ(接合
深さD2)が、第1のp型ソース拡散層22及び第1の
p型ドレイン拡散層23の厚さ(接合深さD1)よりも
小さくなるように、形成されている。このため、p型ソ
ース/ドレイン拡散層からチャネル長方向へのポテンシ
ャル曲線の広がり(空乏層の拡がり)が効果的に抑制さ
れ、クォータミクロン以下のオーダのサイズを有する領
域で問題となる初期特性の閾値ポテンシャルの劣化が抑
制される。
Similarly, in p-channel MOS transistor 320, second p-type source / drain diffusion layer 2
7 and 28, the impurity concentration is 1 × 10 19 cm −3 or more, and the thickness (junction depth D2) of these diffusion layers 27 and 28 is equal to that of the first p-type source diffusion layer 22 and the first p-type source diffusion layer 22. 1 is formed so as to be smaller than the thickness (junction depth D1) of the p-type drain diffusion layer 23. For this reason, the expansion of the potential curve (expansion of the depletion layer) from the p-type source / drain diffusion layer in the channel length direction is effectively suppressed, and the initial characteristic which is problematic in a region having a size on the order of quarter micron or less is reduced. Deterioration of the threshold potential is suppressed.

【0088】以上に説明した構造を有する本実施形態の
相補型半導体装置300において、チャネルのソース側
からドレイン側に向かって延びるp型不純物拡散層(非
対称な拡散層)6は、チャネルの途中までで終わるよう
に形成してもよい。或いは、チャネルのドレイン側の端
部(例えば、第2のn型ドレイン拡散層8の端部)にま
で達するように非対称な拡散層6を形成すれば、チャネ
ル内部での電界の減少を抑制する上で、より効果的であ
る。
In the complementary semiconductor device 300 according to the present embodiment having the above-described structure, the p-type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 6 extending from the source side to the drain side of the channel extends halfway through the channel. It may be formed to end with. Alternatively, if the asymmetric diffusion layer 6 is formed to reach the end on the drain side of the channel (for example, the end of the second n-type drain diffusion layer 8), the decrease in the electric field inside the channel is suppressed. Above is more effective.

【0089】このように、本実施形態によれば、高速で
且つ高信頼性の相補型半導体装置300が実現される。
As described above, according to this embodiment, a high-speed and high-reliability complementary semiconductor device 300 is realized.

【0090】なお、以上に説明した本実施形態の相補型
半導体装置300では、nチャネル型MOSトランジス
タ310のみを非対称に形成し、pチャネル型MOSト
ランジスタ320は対称に形成している。或いは、pチ
ャネル型MOSトランジスタのみを非対称に形成し、n
チャネル型MOSトランジスタは対称に形成してもよ
い。
In the above-described complementary semiconductor device 300 of this embodiment, only the n-channel MOS transistor 310 is formed asymmetrically, and the p-channel MOS transistor 320 is formed symmetrically. Alternatively, only the p-channel MOS transistor is formed asymmetrically and n
The channel type MOS transistor may be formed symmetrically.

【0091】(第4の実施形態)図5は、本発明の第4
の実施形態の相補型半導体装置400を示す断面図であ
る。
(Fourth Embodiment) FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a sectional view showing a complementary semiconductor device 400 according to the embodiment.

【0092】本半導体装置400は、図5に示されるよ
うに、p型半導体基板1の所定の領域に形成されたnチ
ャネル型MOSトランジスタ410と、p型半導体基板
1の中のn型ウェル21に形成されたpチャネル型MO
Sトランジスタ430と、を含んでおり、両者は分離領
域20によって分離されている。
As shown in FIG. 5, the semiconductor device 400 includes an n-channel MOS transistor 410 formed in a predetermined region of a p-type semiconductor substrate 1 and an n-type well 21 in the p-type semiconductor substrate 1. P-type MO formed on
And an S transistor 430, which are separated by the separation region 20.

【0093】nチャネル型MOSトランジスタ410
は、p型半導体基板1の主面領域に形成された第1のn
型高濃度ソース拡散層2及び第1のn型高濃度ドレイン
拡散層3と、半導体基板1の内部に形成され、ソース拡
散層2とドレイン拡散層3との間に位置するチャネル領
域と、を備えている。チャネル領域の上にはゲート絶縁
膜4が設けられ、ゲート絶縁膜4の上にはn型ゲート電
極15が設けられている。
N-channel MOS transistor 410
Is the first n formed in the main surface region of the p-type semiconductor substrate 1.
A high-concentration source diffusion layer 2 and a first high-concentration drain diffusion layer 3 and a channel region formed inside the semiconductor substrate 1 and located between the source diffusion layer 2 and the drain diffusion layer 3. Have. A gate insulating film 4 is provided on the channel region, and an n-type gate electrode 15 is provided on the gate insulating film 4.

【0094】第1のソース/ドレイン拡散層2及び3の
それぞれの先端からチャネル方向に向かって、第2のn
型高濃度ソース拡散層7及び第2のn型高濃度ドレイン
拡散層8が設けられている。第1のソース/ドレイン拡
散層2及び3の不純物濃度が例えば約3×1020cm-3
であるのに対して、第2のソース/ドレイン拡散層7及
び8の不純物濃度は、例えば約1×1020cm-3であ
る。従って、第2のソース/ドレイン拡散層7及び8
は、一般のLDD構造を形成するものではなく、第1の
ソース/ドレイン拡散層2及び3の延長部(extensio
n)に相当するものである。
From the tip of each of the first source / drain diffusion layers 2 and 3 toward the channel direction, a second n
A high-concentration source diffusion layer 7 and a second high-concentration n-type drain diffusion layer 8 are provided. The impurity concentration of the first source / drain diffusion layers 2 and 3 is, for example, about 3 × 10 20 cm −3.
On the other hand, the impurity concentration of the second source / drain diffusion layers 7 and 8 is, for example, about 1 × 10 20 cm −3 . Therefore, the second source / drain diffusion layers 7 and 8
Do not form a general LDD structure, but rather extend from the first source / drain diffusion layers 2 and 3
n).

【0095】また、チャネル領域内には、p型不純物拡
散層(非対称な拡散層)6が形成されている。p型不純
物拡散層6において、不純物濃度プロファイルは、チャ
ネル長方向に沿って不均一である。本実施形態では、ソ
ース拡散層2に隣接する部分の不純物濃度(例えば約4
×1017cm-3)がドレイン拡散層3に近い部分の不純
物濃度(例えば約1×1016cm-3)よりも高くなるよ
うに、チャネル領域の不純物濃度が設定されている。p
型不純物拡散領域6は、少なくとも、ソース拡散層2か
らドレイン拡散層3に向かってチャネル領域に形成す
る。或いは、図5に示すように、第2のドレイン拡散層
8の下に位置する箇所にも存在するように、p型不純物
拡散領域6を設けてもよい。この場合には、p型不純物
拡散領域6のうちで第2のドレイン拡散層8の下に位置
する部分は、パンチスルーストップ層として機能する。
In the channel region, a p-type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 6 is formed. In the p-type impurity diffusion layer 6, the impurity concentration profile is non-uniform along the channel length direction. In the present embodiment, the impurity concentration of the portion adjacent to the source diffusion layer 2 (for example, about 4
The impurity concentration of the channel region is set so that (× 10 17 cm −3 ) is higher than the impurity concentration (for example, about 1 × 10 16 cm −3 ) near the drain diffusion layer 3. p
The type impurity diffusion region 6 is formed at least in the channel region from the source diffusion layer 2 to the drain diffusion layer 3. Alternatively, as shown in FIG. 5, the p-type impurity diffusion region 6 may be provided so as to exist also at a position located below the second drain diffusion layer 8. In this case, a portion of the p-type impurity diffusion region 6 located below the second drain diffusion layer 8 functions as a punch-through stop layer.

【0096】図5に示される上記のnチャネル型MOS
トランジスタ410の構造では、ソース拡散層2及び7
とドレイン拡散層3及び8とは、半導体基板1の主面に
垂直な平面に関して対称になるように位置しているが、
チャネル領域内の不純物プロファイルは、その平面に関
して非対称になっている。この非対称なプロファイル
は、p型不純物拡散層6(非対称な拡散層)によって形
成されている。
The above n-channel MOS shown in FIG.
In the structure of the transistor 410, the source diffusion layers 2 and 7
And the drain diffusion layers 3 and 8 are located symmetrically with respect to a plane perpendicular to the main surface of the semiconductor substrate 1,
The impurity profile in the channel region is asymmetric with respect to its plane. This asymmetric profile is formed by the p-type impurity diffusion layer 6 (asymmetric diffusion layer).

【0097】一方、pチャネル型MOSトランジスタ4
30は、n型ウェル21の主面領域に形成された第1の
p型高濃度ソース拡散層22及び第1のp型高濃度ドレ
イン拡散層23と、n型ウェル21の内部に形成され、
ソース拡散層22とドレイン拡散層23との間に位置す
るチャネル領域と、を備えている。チャネル領域の上に
はゲート絶縁膜4が設けられ、ゲート絶縁膜4の上には
p型ゲート電極25が設けられている。
On the other hand, p-channel MOS transistor 4
Reference numeral 30 denotes a first p-type high-concentration source diffusion layer 22 and a first p-type high-concentration drain diffusion layer 23 formed in the main surface region of the n-type well 21 and the inside of the n-type well 21.
A channel region located between the source diffusion layer 22 and the drain diffusion layer 23. A gate insulating film 4 is provided on the channel region, and a p-type gate electrode 25 is provided on the gate insulating film 4.

【0098】第1のソース/ドレイン拡散層22及び2
3のそれぞれの先端からチャネル方向に向かって、第2
のp型高濃度ソース拡散層27及び第2のp型高濃度ド
レイン拡散層28が設けられている。第1のソース/ド
レイン拡散層22及び23の不純物濃度が例えば約3×
1020cm-3であるのに対して、第2のソース/ドレイ
ン拡散層27及び28の不純物濃度は、例えば約5×1
19cm-3である。従って、第2のソース/ドレイン拡
散層27及び28は、一般のLDD構造を形成するもの
ではなく、第1のソース/ドレイン拡散層22及び23
の延長部(extension)に相当するものである。
First source / drain diffusion layers 22 and 2
3 toward the channel direction from each tip of
The p-type high-concentration source diffusion layer 27 and the second p-type high-concentration drain diffusion layer 28 are provided. The impurity concentration of the first source / drain diffusion layers 22 and 23 is, for example, about 3 ×
Against 10 20 of cm -3, the impurity concentration of the second source / drain diffusion layers 27 and 28, for example, about 5 × 1
0 19 cm -3 . Therefore, the second source / drain diffusion layers 27 and 28 do not form a general LDD structure, but the first source / drain diffusion layers 22 and 23.
This is equivalent to the extension of the above.

【0099】また、チャネル領域内には、n型不純物拡
散層(非対称な拡散層)26が形成されている。n型不
純物拡散層26において、不純物濃度プロファイルは、
チャネル長方向に沿って不均一である。本実施形態で
は、ソース拡散層22に隣接する部分の不純物濃度(例
えば約7×1017cm-3)がドレイン拡散層23に近い
部分の不純物濃度(例えば約2×1016cm-3)よりも
高くなるように、チャネル領域の不純物濃度が設定され
ている。n型不純物拡散領域26は、少なくとも、ソー
ス拡散層22からドレイン拡散層23に向かってチャネ
ル領域に形成する。或いは、図5に示すように、第2の
ドレイン拡散層28の下に位置する箇所にも存在するよ
うに、n型不純物拡散領域26を設けてもよい。この場
合には、n型不純物拡散領域26のうちで第2のドレイ
ン拡散層28の下に位置する部分は、パンチスルースト
ップ層として機能する。
In the channel region, an n-type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 26 is formed. In the n-type impurity diffusion layer 26, the impurity concentration profile is
Non-uniform along the channel length direction. In the present embodiment, the impurity concentration (for example, about 7 × 10 17 cm −3 ) of the part adjacent to the source diffusion layer 22 is higher than the impurity concentration (for example, about 2 × 10 16 cm −3 ) of the part close to the drain diffusion layer 23. , The impurity concentration of the channel region is set. The n-type impurity diffusion region 26 is formed at least in the channel region from the source diffusion layer 22 to the drain diffusion layer 23. Alternatively, as shown in FIG. 5, the n-type impurity diffusion region 26 may be provided so as to exist also at a position located below the second drain diffusion layer 28. In this case, a portion of the n-type impurity diffusion region 26 located below the second drain diffusion layer 28 functions as a punch-through stop layer.

【0100】図5に示される上記のpチャネル型MOS
トランジスタ430の構造では、ソース拡散層22及び
27とドレイン拡散層23及び28とは、半導体基板1
(n型ウェル21)の主面に垂直な平面に関して対称に
なるように位置しているが、チャネル領域内の不純物プ
ロファイルは、その平面に関して非対称になっている。
この非対称なプロファイルは、n型不純物拡散層(非対
称な拡散層)26によって形成されている。
The above p-channel type MOS shown in FIG.
In the structure of the transistor 430, the source diffusion layers 22 and 27 and the drain diffusion layers 23 and 28
Although located symmetrically with respect to a plane perpendicular to the main surface of (n-type well 21), the impurity profile in the channel region is asymmetrical with respect to that plane.
This asymmetric profile is formed by an n-type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 26.

【0101】さらに、図5には示していないが、nチャ
ネル型及びpチャネル型MOSトランジスタ410及び
430のそれぞれにおいて、ゲート電極15及び25の
側壁に沿ってゲート側壁(サイドウォールスペーサ)を
形成してもよい(例えば、図7(d)を参照)。
Further, although not shown in FIG. 5, in each of the n-channel type and p-channel type MOS transistors 410 and 430, a gate side wall (side wall spacer) is formed along the side wall of the gate electrodes 15 and 25. (See, for example, FIG. 7D).

【0102】以上のように、本実施形態の相補型半導体
装置400では、nチャネル型MOSトランジスタ41
0及びpチャネル型MOSトランジスタ430のそれぞ
れにおいて、チャネル領域内の不純物プロファイルが不
均一である。このうち、pチャネル型MOSトランジス
タに関しては、従来は、ゲート幅を大きくすることによ
って駆動能力の向上が図られてきている。しかし、本発
明をpチャネル型MOSトランジスタにも適用して、図
5に示すような不均一なチャネル内不純物プロファイル
を設けることによって、上記目的でのゲート幅の拡大が
不要になって、装置の小型化を図ることが可能になる。
As described above, in the complementary semiconductor device 400 of the present embodiment, the n-channel MOS transistor 41
In each of the 0-channel and p-channel MOS transistors 430, the impurity profile in the channel region is non-uniform. Among them, with respect to the p-channel MOS transistor, conventionally, the drive capability has been improved by increasing the gate width. However, by applying the present invention to a p-channel MOS transistor and providing a non-uniform in-channel impurity profile as shown in FIG. It is possible to reduce the size.

【0103】nチャネル型MOSトランジスタ410で
は、p型不純物拡散層(非対称な拡散層)6は、ソース
拡散層2の全体を覆うようには形成されない。そのため
に、ソース拡散層2の直下における半導体基板1の不純
物濃度は、例えば約1×1017cm-3であり、先に述べ
たp型不純物拡散層6のソース側の不純物濃度(例えば
約4×1017cm-3)よりも低く維持されている。ま
た、上記のソース拡散層2の直下の半導体基板1の不純
物濃度は、従来のLDC構造におけるソース拡散層の直
下の半導体基板の不純物濃度(1×1018cm-3以上)
よりも低い。このため、図5に示されるnチャネル型M
OSトランジスタ410のソースと基板との間のpn接
合の容量は、LDC構造を持つ従来の半導体装置よりも
小さい。
In n-channel MOS transistor 410, p-type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 6 is not formed so as to cover the entire source diffusion layer 2. Therefore, the impurity concentration of the semiconductor substrate 1 immediately below the source diffusion layer 2 is, for example, about 1 × 10 17 cm −3 , and the impurity concentration on the source side of the p-type impurity diffusion layer 6 (for example, about 4 × 10 17 cm −3). × 10 17 cm -3 ). Further, the impurity concentration of the semiconductor substrate 1 immediately below the source diffusion layer 2 is the impurity concentration of the semiconductor substrate immediately below the source diffusion layer in the conventional LDC structure (1 × 10 18 cm −3 or more).
Lower than. Therefore, the n-channel type M shown in FIG.
The capacitance of the pn junction between the source of the OS transistor 410 and the substrate is smaller than that of a conventional semiconductor device having an LDC structure.

【0104】一般に、半導体装置の速度は負荷容量と電
流の逆数とを一緒に掛け合わせて得られる積に比例す
る。従って、本実施形態の相補型半導体装置400がソ
ースと基板との間の領域に電圧が印加されるNAND型
CMOS回路に適用される場合でも、装置の速度(回路
全体としての速度)は低下されない。また、半導体装置
の消費電力は負荷容量と印加電圧の2乗とを一緒に掛け
合わせて得られる積に比例する。従って、本実施形態の
相補型半導体装置400は、低消費電力で動作する。
In general, the speed of a semiconductor device is proportional to the product obtained by multiplying the load capacity and the reciprocal of the current together. Therefore, even when the complementary semiconductor device 400 of this embodiment is applied to a NAND CMOS circuit in which a voltage is applied to a region between a source and a substrate, the speed of the device (the speed of the entire circuit) is not reduced. . The power consumption of the semiconductor device is proportional to the product obtained by multiplying the load capacitance and the square of the applied voltage together. Therefore, the complementary semiconductor device 400 of the present embodiment operates with low power consumption.

【0105】さらに、nチャネル型MOSトランジスタ
410では、先述のようにp型不純物拡散層6の不純物
プロファイルがチャネル長方向に不均一になっていて、
チャネル領域のソース側の不純物濃度は、ドレイン側の
不純物濃度よりも高く形成されている。その結果、不純
物がチャネル領域に均一に分布している場合に比べて、
チャネル領域内でチャネル長方向に生成される電界成分
は、ソース側では増加するがドレイン側では減少する。
MOS型半導体装置の飽和電流はソース側の電界に支配
されるので、本発明によれば、飽和電流を増加させて、
高速の半導体装置を実現することができる。また、ホッ
トキャリアの発生レートはドレイン側の電界に支配され
るので、本発明によれば、ホットキャリアの発生レート
を低減して、高信頼性の半導体装置を実現することがで
きる。
Further, in the n-channel MOS transistor 410, as described above, the impurity profile of the p-type impurity diffusion layer 6 is non-uniform in the channel length direction.
The impurity concentration on the source side of the channel region is formed higher than the impurity concentration on the drain side. As a result, compared to the case where the impurities are uniformly distributed in the channel region,
The electric field component generated in the channel length direction in the channel region increases on the source side but decreases on the drain side.
Since the saturation current of a MOS semiconductor device is governed by the electric field on the source side, according to the present invention, the saturation current is increased,
A high-speed semiconductor device can be realized. Further, since the generation rate of hot carriers is governed by the electric field on the drain side, according to the present invention, the generation rate of hot carriers can be reduced, and a highly reliable semiconductor device can be realized.

【0106】また、p型不純物拡散層6の不純物濃度が
ソース側からドレイン側に向かって徐々に減少している
ことから、チャネル領域内でチャネル長方向に生成され
る電界成分の大きさが、ソース近傍に比べてチャネル中
央で減少することがない。この結果、ソース近傍の電界
によって加速されたキャリアは、その速度を減少させる
ことなくチャネル内部を走行することができる。
Since the impurity concentration of p-type impurity diffusion layer 6 gradually decreases from the source side to the drain side, the magnitude of the electric field component generated in the channel length direction in the channel region is There is no decrease at the center of the channel as compared to near the source. As a result, carriers accelerated by the electric field near the source can travel inside the channel without decreasing their speed.

【0107】nチャネル型MOSトランジスタ410に
おいて、第2のn型ソース/ドレイン拡散層7及び8
は、その不純物濃度が1×1019cm-3以上であり、且
つこれらの拡散層7及び8の厚さ(接合深さD2)が、
第1のn型ソース拡散層2及び第1のn型ドレイン拡散
層3の厚さ(接合深さD1)よりも小さくなるように、
形成されている。このため、n型ソース/ドレイン拡散
層からチャネル長方向へのポテンシャル曲線の広がり
(空乏層の拡がり)が効果的に抑制され、クォータミク
ロン以下のオーダのサイズを有する領域で問題となる初
期特性の閾値ポテンシャルの劣化が抑制される。
In the n-channel MOS transistor 410, the second n-type source / drain diffusion layers 7 and 8
Has an impurity concentration of 1 × 10 19 cm −3 or more, and the thickness (junction depth D2) of these diffusion layers 7 and 8 is
The thickness of the first n-type source diffusion layer 2 and the first n-type drain diffusion layer 3 is smaller than the thickness (junction depth D1).
Is formed. For this reason, the expansion of the potential curve (expansion of the depletion layer) from the n-type source / drain diffusion layer in the channel length direction is effectively suppressed, and the initial characteristic which becomes a problem in a region having a size on the order of quarter micron or less is reduced. Deterioration of the threshold potential is suppressed.

【0108】一方、pチャネル型MOSトランジスタ4
30において、n型不純物拡散層(非対称な拡散層)2
6は、ソース拡散層22の全体を覆うようには形成され
ない。そのため、ソース拡散層22の直下におけるn型
ウェル21の不純物濃度は、例えば約1×1017cm-3
であり、先に述べたn型不純物拡散層26のソース側の
不純物濃度(例えば約7×1017cm-3)よりも低く維
持されている。また、上記のソース拡散層22の直下の
n型ウェル21の不純物濃度は、従来のLDC構造にお
けるソース拡散層の直下の半導体基板の不純物濃度(1
×1018cm-3以上)よりも低い。このため、図5に示
されるpチャネル型MOSトランジスタ430のソース
とウェルとの間のpn接合の容量は、LDC構造を持つ
従来の半導体装置よりも小さい。
On the other hand, p-channel MOS transistor 4
At 30, an n-type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 2
6 is not formed so as to cover the entire source diffusion layer 22. Therefore, the impurity concentration of the n-type well 21 immediately below the source diffusion layer 22 is, for example, about 1 × 10 17 cm −3.
And is kept lower than the impurity concentration on the source side of the n-type impurity diffusion layer 26 (for example, about 7 × 10 17 cm −3 ). Further, the impurity concentration of the n-type well 21 immediately below the source diffusion layer 22 is the impurity concentration of the semiconductor substrate immediately below the source diffusion layer (1
× 10 18 cm -3 or more). For this reason, the capacitance of the pn junction between the source and the well of the p-channel MOS transistor 430 shown in FIG. 5 is smaller than that of the conventional semiconductor device having the LDC structure.

【0109】一般に、半導体装置の速度は負荷容量と電
流の逆数とを一緒に掛け合わせて得られる積に比例す
る。従って、本実施形態の相補型半導体装置400がソ
ースとウェル(基板)との間の領域に電圧が印加される
NAND型CMOS回路に適用される場合でも、装置の
速度は低下されない。また、半導体装置の消費電力は負
荷容量と印加電圧の2乗とを一緒に掛け合わせて得られ
る積に比例する。従って、本実施形態の相補型半導体装
置400は、低消費電力で動作する。
In general, the speed of a semiconductor device is proportional to the product obtained by multiplying the load capacity and the reciprocal of the current together. Therefore, even when the complementary semiconductor device 400 of this embodiment is applied to a NAND CMOS circuit in which a voltage is applied to a region between a source and a well (substrate), the speed of the device is not reduced. The power consumption of the semiconductor device is proportional to the product obtained by multiplying the load capacitance and the square of the applied voltage together. Therefore, the complementary semiconductor device 400 of the present embodiment operates with low power consumption.

【0110】さらに、pチャネル型MOSトランジスタ
430では、先述のようにn型不純物拡散層26の不純
物プロファイルがチャネル長方向に不均一になってい
て、チャネル領域のソース側の不純物濃度は、ドレイン
側の不純物濃度よりも高く形成されている。その結果、
不純物がチャネル領域に均一に分布している場合に比べ
て、チャネル領域内でチャネル長方向に生成される電界
成分は、ソース側では増加するがドレイン側では減少す
る。MOS型半導体装置の飽和電流はソース側の電界に
支配されるので、本発明によれば、飽和電流を増加させ
て、高速の半導体装置を実現することができる。また、
ホットキャリアの発生レートはドレイン側の電界に支配
されるので、本発明によれば、ホットキャリアの発生レ
ートを低減して、高信頼性の半導体装置を実現すること
ができる。
Further, in p-channel MOS transistor 430, as described above, the impurity profile of n-type impurity diffusion layer 26 is non-uniform in the channel length direction, and the impurity concentration on the source side of the channel region is lower than that on the drain side. Is formed higher than the impurity concentration. as a result,
The electric field component generated in the channel length direction in the channel region increases on the source side but decreases on the drain side, as compared with the case where the impurities are uniformly distributed in the channel region. Since the saturation current of a MOS semiconductor device is dominated by the electric field on the source side, according to the present invention, a high-speed semiconductor device can be realized by increasing the saturation current. Also,
Since the generation rate of hot carriers is governed by the electric field on the drain side, according to the present invention, the generation rate of hot carriers can be reduced and a highly reliable semiconductor device can be realized.

【0111】また、n型不純物拡散層26の不純物濃度
がソース側からドレイン側に向かって徐々に減少してい
ることから、チャネル領域内でチャネル長方向に生成さ
れる電界成分の大きさが、ソース近傍に比べてチャネル
中央で減少することがない。この結果、ソース近傍の電
界によって加速されたキャリアは、その速度を減少させ
ることなくチャネル内部を走行することができる。
Since the impurity concentration of the n-type impurity diffusion layer 26 gradually decreases from the source side to the drain side, the magnitude of the electric field component generated in the channel length direction in the channel region becomes There is no decrease at the center of the channel as compared to near the source. As a result, carriers accelerated by the electric field near the source can travel inside the channel without decreasing their speed.

【0112】pチャネル型MOSトランジスタ430の
第2のp型ソース/ドレイン拡散層27及び28は、そ
の不純物濃度が1×1019cm-3以上であり、且つこれ
らの拡散層27及び28の厚さ(接合深さD2)が、第
1のp型ソース拡散層22及び第1のp型ドレイン拡散
層23の厚さ(接合深さD1)よりも小さくなるよう
に、形成されている。このため、p型ソース/ドレイン
拡散層からチャネル長方向へのポテンシャル曲線の広が
り(空乏層の拡がり)が効果的に抑制され、クォータミ
クロン以下のオーダのサイズを有する領域で問題となる
初期特性の閾値ポテンシャルの劣化が抑制される。
The second p-type source / drain diffusion layers 27 and 28 of the p-channel type MOS transistor 430 have an impurity concentration of 1 × 10 19 cm −3 or more, and the thickness of these diffusion layers 27 and 28 is The thickness (junction depth D2) is smaller than the thickness (junction depth D1) of the first p-type source diffusion layer 22 and the first p-type drain diffusion layer 23. For this reason, the expansion of the potential curve (expansion of the depletion layer) from the p-type source / drain diffusion layer in the channel length direction is effectively suppressed, and the initial characteristic which is problematic in a region having a size on the order of quarter micron or less is reduced. Deterioration of the threshold potential is suppressed.

【0113】以上に説明した構造を有する本実施形態の
相補型半導体装置400において、チャネルのソース側
からドレイン側に向かって延びるp型或いはn型の不純
物拡散層(非対称な拡散層)6或いは26は、チャネル
の途中までで終わるように形成してもよい。或いは、チ
ャネルのドレイン側の端部(例えば、第2のn型或いは
p型ドレイン拡散層8或いは28の端部)にまで達する
ように非対称な拡散層6或いは26を形成すれば、チャ
ネル内部での電界の減少を抑制する上で、より効果的で
ある。
In the complementary semiconductor device 400 of the present embodiment having the structure described above, a p-type or n-type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 6 or 26 extending from the source side to the drain side of the channel. May be formed so as to end partway through the channel. Alternatively, if the asymmetric diffusion layer 6 or 26 is formed so as to reach the drain-side end of the channel (for example, the end of the second n-type or p-type drain diffusion layer 8 or 28), the inside of the channel can be formed. This is more effective in suppressing the decrease in the electric field of the above.

【0114】このように、本実施形態によれば、高速で
且つ高信頼性の相補型半導体装置400が実現される。
As described above, according to the present embodiment, a high-speed and high-reliability complementary semiconductor device 400 is realized.

【0115】(第5の実施の形態)図6(a)〜(d)
は、本発明の第5の実施形態に従って相補型半導体装置
を製造するための各プロセスステップを示す断面図であ
る。
(Fifth Embodiment) FIGS. 6A to 6D
FIGS. 14A to 14C are cross-sectional views showing process steps for manufacturing a complementary semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention. FIGS.

【0116】まず、半導体基板に設けられたp型ウェル
11及びn型ウェル21を覆うように、トランジスタの
ゲート絶縁膜4となる第1の絶縁膜を、半導体基板の一
主面に形成する。さらに、その上に、nチャネル型MO
Sトランジスタのn型ゲート電極15及びpチャネル型
MOSトランジスタのp型ゲート電極25として用いら
れる導電性膜を堆積する。次に、この導電性膜の所定の
部分を、フォトリソグラフィ及び異方性エッチングによ
りゲート酸化膜4が露出するまで選択的にエッチング
し、ゲート電極15及び25を形成する。
First, a first insulating film to be the gate insulating film 4 of the transistor is formed on one main surface of the semiconductor substrate so as to cover the p-type well 11 and the n-type well 21 provided on the semiconductor substrate. In addition, an n-channel type MO
A conductive film used as the n-type gate electrode 15 of the S transistor and the p-type gate electrode 25 of the p-channel MOS transistor is deposited. Next, predetermined portions of the conductive film are selectively etched by photolithography and anisotropic etching until the gate oxide film 4 is exposed, so that gate electrodes 15 and 25 are formed.

【0117】続いて、図6(a)に示すように、nチャ
ネル型MOSトランジスタの形成領域であるp型ウェル
(p型領域)11を覆う第1のレジスト31を、半導体
基板の主面上に堆積する。そして、p型不純物イオン、
例えばBF2イオンを、第1のレジスト31及びp型ゲ
ート電極25をマスクとして用い、10KeVの注入エ
ネルギーを印加しながら約2×1014cm-2の注入ドー
ズ量で、n型ウェル21に注入する。それにより、第2
のp型ソース拡散層27及び第2のp型ドレイン拡散層
28を形成する。上記の条件下では、形成される第2の
ソース/ドレイン拡散層27及び28の不純物濃度は、
約5×1019cm-3になる。
Subsequently, as shown in FIG. 6A, a first resist 31 covering a p-type well (p-type region) 11, which is a region for forming an n-channel MOS transistor, is formed on the main surface of the semiconductor substrate. Deposited on And p-type impurity ions,
For example, BF 2 ions are implanted into the n-type well 21 at an implantation dose of about 2 × 10 14 cm −2 while applying implantation energy of 10 KeV using the first resist 31 and the p-type gate electrode 25 as a mask. I do. Thereby, the second
The p-type source diffusion layer 27 and the second p-type drain diffusion layer 28 are formed. Under the above conditions, the impurity concentration of the formed second source / drain diffusion layers 27 and 28 is
It becomes about 5 × 10 19 cm −3 .

【0118】次に、第1のレジスト31を除去した後
に、図6(b)に示すように、pチャネル型MOSトラ
ンジスタの形成領域であるn型ウェル(n型領域)21
を覆う第2のレジスト32を、半導体基板の主面上に堆
積する。そして、n型不純物イオン、例えばAsイオン
を、第2のレジスト32及びn型ゲート電極15をマス
クとして用いて、10KeVの注入エネルギーを印加し
ながら約2×1014cm-2の注入ドーズ量で、p型ウェ
ル11に注入する。それにより、第2のn型ソース拡散
層7及び第2のn型ドレイン拡散層8を形成する(この
Asイオンの注入工程は、図6(b)には図示していな
い)。上記の条件下では、形成される第2のソース/ド
レイン拡散層7及び8の不純物濃度は、約1×1020
-3になる。
Next, after removing the first resist 31, as shown in FIG. 6B, an n-type well (n-type region) 21 for forming a p-channel MOS transistor is formed.
Is deposited on the main surface of the semiconductor substrate. Then, using the second resist 32 and the n-type gate electrode 15 as a mask, n-type impurity ions, for example, As ions are implanted at an implantation dose of about 2 × 10 14 cm −2 while applying an implantation energy of 10 KeV. , Into the p-type well 11. Thus, a second n-type source diffusion layer 7 and a second n-type drain diffusion layer 8 are formed (this As ion implantation step is not shown in FIG. 6B). Under the above conditions, the impurity concentration of the formed second source / drain diffusion layers 7 and 8 is about 1 × 10 20 c
m -3 .

【0119】さらに、第2のレジスト32及びn型ゲー
ト電極15をマスクとして用い、80KeVの注入エネ
ルギーを印加しながら、注入ドーズ量を約1.5×10
13cm-2に設定し、注入角度を7度以上、例えば7度に
設定して、p型不純物イオン、例えばBF2イオンをソ
ース側からp型ウェル11に注入して、図6(b)に示
すような閾値電位を制御するためのp型不純物拡散層
(非対称な拡散層)6を形成する。上記の条件下では、
形成されるp型不純物拡散層6の不純物濃度は、ソース
端で約4×1017cm-3になり、ドレイン端で約1×1
16cm-3になる。
Further, using the second resist 32 and the n-type gate electrode 15 as a mask, while applying an implantation energy of 80 KeV, the implantation dose is set to about 1.5 × 10 5
13 cm -2 , the implantation angle is set to 7 degrees or more, for example, 7 degrees, and p-type impurity ions, for example, BF 2 ions are implanted into the p-type well 11 from the source side, and FIG. A p-type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 6 for controlling a threshold potential as shown in FIG. Under the above conditions,
The impurity concentration of the formed p-type impurity diffusion layer 6 is about 4 × 10 17 cm −3 at the source end, and about 1 × 1 17 at the drain end.
It becomes 0 16 cm -3 .

【0120】次に、第2のレジスト32を除去した後
に、半導体基板の主面上に酸化膜を約80nmの厚さに
堆積する。そして、異方性ドライエッチングにより、酸
化膜がゲート電極15及び25の側部のみに残るように
酸化膜を部分的に除去し、ゲート側壁(サイドウォール
スペーサ)12を形成する。
Next, after removing the second resist 32, an oxide film is deposited to a thickness of about 80 nm on the main surface of the semiconductor substrate. Then, the oxide film is partially removed by anisotropic dry etching so that the oxide film remains only on the side portions of the gate electrodes 15 and 25, and a gate sidewall (sidewall spacer) 12 is formed.

【0121】次に、図6(c)に示すように、pチャネ
ル型MOSトランジスタの形成領域であるn型ウェル
(n型領域)21を覆う第3のレジスト33を、半導体
基板の主面上に堆積する。そして、n型不純物イオン、
例えばAsイオンを、第3のレジスト33、n型ゲート
電極15及びゲート側壁12をマスクとして用い、40
KeVの注入エネルギーを印加しながら約6×1015
-2の注入ドーズ量で、p型ウェル11に注入する。そ
れにより、第1のn型ソース拡散層2及び第1のn型ド
レイン拡散層3を形成する。上記の条件下では、形成さ
れる第1のn型ソース/ドレイン拡散層2及び3の不純
物濃度は、約3×1020cm-3になる。
Next, as shown in FIG. 6C, a third resist 33 covering the n-type well (n-type region) 21 which is a formation region of the p-channel MOS transistor is formed on the main surface of the semiconductor substrate. Deposited on And n-type impurity ions,
For example, using As ion as the mask with the third resist 33, the n-type gate electrode 15 and the gate side wall 12 as masks,
About 6 × 10 15 c while applying KeV implantation energy
An implantation dose of m −2 is implanted into the p-type well 11. Thereby, a first n-type source diffusion layer 2 and a first n-type drain diffusion layer 3 are formed. Under the above conditions, the impurity concentration of the first n-type source / drain diffusion layers 2 and 3 to be formed is about 3 × 10 20 cm −3 .

【0122】先に形成されていたp型不純物拡散層6の
うちでn型ゲート電極15及びゲート側壁12の下部に
相当する箇所は、第1のn型ソース/ドレイン拡散層2
及び3の形成のためのイオン注入工程後にも、残存す
る。また、同様に、先に形成されていた第2のn型ソー
ス/ドレイン拡散層7及び8のうちでゲート側壁12の
下部に相当する箇所も、このイオン注入工程後に残存し
て、n型ソース/ドレイン拡散層の延長部として機能す
ることになる。p型不純物拡散層6のうちで第2のドレ
イン拡散層8(ドレイン拡散層の延長部の下)に位置す
る部分は、パンチスルーストップ層として機能すること
になる。但し、パンチスルーストップ層の形成は、省略
してもよい。また、ゲート側壁12の形成を省略して、
各拡散層の所定の形状を他の方法によって形成してもよ
い。
In the previously formed p-type impurity diffusion layer 6, a portion corresponding to the lower portion of the n-type gate electrode 15 and the gate side wall 12 is the first n-type source / drain diffusion layer 2
And 3 also remain after the ion implantation step for forming them. Similarly, of the second n-type source / drain diffusion layers 7 and 8 formed earlier, a portion corresponding to the lower portion of the gate side wall 12 also remains after this ion implantation step, and the n-type source / drain diffusion layers 7 and 8 remain. / Drain diffusion layer. A portion of the p-type impurity diffusion layer 6 located below the second drain diffusion layer 8 (below the extension of the drain diffusion layer) functions as a punch-through stop layer. However, the formation of the punch-through stop layer may be omitted. Also, the formation of the gate side wall 12 is omitted,
The predetermined shape of each diffusion layer may be formed by another method.

【0123】次に、第3のレジスト33を除去した後
に、図6(d)に示すように、nチャネル型MOSトラ
ンジスタの形成領域であるp型ウェル(p型領域)11
を覆う第4のレジスト34を、半導体基板の主面上に堆
積する。そして、p型不純物イオン、例えばBF2イオ
ンを、第4のレジスト34、p型ゲート電極25及びゲ
ート側壁12をマスクとして用い、30KeVの注入エ
ネルギーを印加しながら約2×1015cm-2の注入ドー
ズ量で、n型ウェル21に注入する。それにより、第1
のp型ソース拡散層22及び第1のp型ドレイン拡散層
23を形成する。上記の条件下では、形成される第1の
p型ソース/ドレイン拡散層22及び23の不純物濃度
は、約3×1020cm-3になる。
Next, after removing the third resist 33, as shown in FIG. 6D, a p-type well (p-type region) 11 for forming an n-channel MOS transistor is formed.
Is deposited on the main surface of the semiconductor substrate. Then, p-type impurity ions, for example, BF 2 ions are applied at a dose of about 2 × 10 15 cm −2 while applying an implantation energy of 30 KeV using the fourth resist 34, the p-type gate electrode 25 and the gate side wall 12 as a mask. The n-type well 21 is implanted at an implantation dose. Thereby, the first
The p-type source diffusion layer 22 and the first p-type drain diffusion layer 23 are formed. Under the above conditions, the impurity concentration of the formed first p-type source / drain diffusion layers 22 and 23 is about 3 × 10 20 cm −3 .

【0124】先に形成されていた第2のp型ソース/ド
レイン拡散層27及び28のうちでゲート側壁12の下
部に相当する箇所は、第1のp型ソース/ドレイン拡散
層22及び23の形成のためのイオン注入工程後にも残
存して、p型ソース/ドレイン拡散層の延長部として機
能することになる。但し、ゲート側壁12の形成を省略
して、各拡散層の所定の形状を他の方法によって形成し
てもよい。
In the previously formed second p-type source / drain diffusion layers 27 and 28, a portion corresponding to the lower portion of the gate side wall 12 is formed of the first p-type source / drain diffusion layers 22 and 23. It remains after the ion implantation step for formation and functions as an extension of the p-type source / drain diffusion layer. However, the formation of the gate side wall 12 may be omitted, and the predetermined shape of each diffusion layer may be formed by another method.

【0125】本実施形態の半導体装置の製造方法では、
図6(b)に示すステップにおいて、n型ゲート電極1
5をマスクとして用いて注入角度を7度以上に設定して
p型のイオン種をソース側から注入することによって、
閾値電位を制御するp型不純物拡散層(非対称な拡散
層)6を形成する。その結果、チャネル内で不均一な不
純物プロファイルを有しており、ソース側の不純物濃度
がドレイン側の不純物濃度よりも高い非対称な拡散層6
を、余分なマスク工程を行うことなく容易に形成するこ
とができる。さらに、チャネル中央部での不純物濃度を
ソース近傍における不純物濃度よりも低く形成すること
で、均一な不純物濃度を有する拡散層を備えた従来の半
導体装置に比べて、ゲート/基板間の寄生容量値が小さ
くなって、高い駆動能力を有する半導体装置を容易に形
成することが可能になる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment,
In the step shown in FIG. 6B, the n-type gate electrode 1
By implanting p-type ion species from the source side by setting the implantation angle to 7 degrees or more using 5 as a mask,
A p-type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 6 for controlling a threshold potential is formed. As a result, the asymmetric diffusion layer 6 has a non-uniform impurity profile in the channel, and the impurity concentration on the source side is higher than the impurity concentration on the drain side.
Can be easily formed without performing an extra masking step. Further, by forming the impurity concentration in the central portion of the channel lower than the impurity concentration in the vicinity of the source, the parasitic capacitance between the gate and the substrate can be reduced as compared with a conventional semiconductor device having a diffusion layer having a uniform impurity concentration. And a semiconductor device having a high driving capability can be easily formed.

【0126】さらに、上記のイオン注入工程で、7度以
上の角度でp型イオン種を注入することによって、非対
称な拡散層6の厚さ(接合深さ)を、第1のn型ソース
拡散層2の厚さ(接合深さ)よりも小さく設定すること
ができる。具体的には、非対称な拡散層6は、ソース拡
散層2の全体を覆うようには形成されない。その結果、
第1のn型ソース拡散層2の直下部のp型ウェル11の
領域の不純物濃度が、非対称な拡散層6のソース側の不
純物濃度よりも低くなる。
Further, in the above ion implantation step, the thickness (junction depth) of the asymmetric diffusion layer 6 is reduced by implanting p-type ion species at an angle of 7 degrees or more. It can be set smaller than the thickness of the layer 2 (junction depth). Specifically, the asymmetric diffusion layer 6 is not formed so as to cover the entire source diffusion layer 2. as a result,
The impurity concentration in the region of the p-type well 11 immediately below the first n-type source diffusion layer 2 is lower than the impurity concentration on the source side of the asymmetric diffusion layer 6.

【0127】また、本実施形態の製造方法によれば、非
対称な拡散層6の形成に先立って、第1のレジスト31
及びp型ゲート電極25をマスクとして用い、10Ke
Vの注入エネルギーを印加しながら、注入ドーズ量を約
2×1014cm-2に設定し、p型の不純物イオン、例え
ばBF2イオンをn型ウェル21に注入するイオン注入
工程を行うことによって、延長部に相当する第2のp型
ソース/ドレイン拡散層27及び28が形成される。さ
らに、第2のレジスト32及びn型ゲート電極15をマ
スクとして用い、10KeVの注入エネルギーを印加し
ながら、注入ドーズ量を約2×1014cm-2に設定し、
n型の不純物イオン、例えばAsイオンをp型ウェル1
1に注入するイオン注入工程を行うことによって、延長
部に相当する第2のn型ソース/ドレイン拡散層7及び
8が形成される。
Further, according to the manufacturing method of this embodiment, prior to forming the asymmetric diffusion layer 6, the first resist 31 is formed.
And 10 Ke using the p-type gate electrode 25 as a mask.
By applying an implantation energy of V and setting an implantation dose to about 2 × 10 14 cm −2 and performing an ion implantation step of implanting p-type impurity ions, for example, BF 2 ions, into the n-type well 21. , Second p-type source / drain diffusion layers 27 and 28 corresponding to the extensions are formed. Further, using the second resist 32 and the n-type gate electrode 15 as a mask, while applying an implantation energy of 10 KeV, the implantation dose is set to about 2 × 10 14 cm −2 ,
n-type impurity ions, for example, As ions, are added to the p-type well 1
By performing an ion implantation step of implanting the first and second n-type diffusion layers, second n-type source / drain diffusion layers 7 and 8 corresponding to extensions are formed.

【0128】このようにして形成された第2のn型ソー
ス/ドレイン拡散層7及び8は、その不純物濃度が1×
1019cm-3以上であり、且つこれらの拡散層7及び8
の厚さ(接合深さD2)が、第1のn型ソース拡散層2
及び第1のn型ドレイン拡散層3の厚さ(接合深さD
1)よりも小さくなる。同様に、第2のp型ソース/ド
レイン拡散層27及び28は、その不純物濃度が1×1
19cm-3以上であり、且つこれらの拡散層27及び2
8の厚さ(接合深さD2)が、第1のp型ソース拡散層
22及び第1のp型ドレイン拡散層23の厚さ(接合深
さD1)よりも小さくなる。このため、n型或いはp型
ソース/ドレイン拡散層からチャネル長方向へのポテン
シャル曲線の広がり(空乏層の拡がり)が効果的に抑制
され、クォータミクロン以下のオーダのサイズを有する
領域で問題となる初期特性の閾値ポテンシャルの劣化が
抑制される。
The thus formed second n-type source / drain diffusion layers 7 and 8 have an impurity concentration of 1 ×.
10 19 cm -3 or more, and these diffusion layers 7 and 8
Of the first n-type source diffusion layer 2 (junction depth D2)
And the thickness of the first n-type drain diffusion layer 3 (the junction depth D
It becomes smaller than 1). Similarly, the second p-type source / drain diffusion layers 27 and 28 have an impurity concentration of 1 × 1
0 19 cm −3 or more, and these diffusion layers 27 and 2
8 (junction depth D2) is smaller than the thickness (junction depth D1) of the first p-type source diffusion layer 22 and the first p-type drain diffusion layer 23. For this reason, the spread of the potential curve (spread of the depletion layer) from the n-type or p-type source / drain diffusion layers in the channel length direction is effectively suppressed, which causes a problem in a region having a size on the order of quarter microns or less. The deterioration of the threshold potential of the initial characteristics is suppressed.

【0129】さらに、第2のn型ソース/ドレイン拡散
層7及び8ならびに第2のp型ソース/ドレイン拡散層
27及び28の不純物濃度が1×1019cm-3以上に形
成されているので、浅い接合深さを有する拡散層で懸念
される寄生抵抗の低下を招くことなく、十分に低い抵抗
を有するソース/ドレイン拡散層を形成することができ
る。
Further, since the impurity concentrations of the second n-type source / drain diffusion layers 7 and 8 and the second p-type source / drain diffusion layers 27 and 28 are formed at 1 × 10 19 cm −3 or more. In addition, a source / drain diffusion layer having a sufficiently low resistance can be formed without causing a decrease in parasitic resistance which is a concern in a diffusion layer having a shallow junction depth.

【0130】本実施形態の半導体装置の製造方法による
と、従来のLDC構造を製造する方法で必要である付加
的なマスク工程を行う必要はない。現時点で利用可能な
半導体装置の製造方法において付加的なマスク工程が要
求されれば、VLSIの製造期間を長期化し、その製造
コストを増大させる。しかしながら本発明の製造方法に
よると、短期間により低いコストで、半導体装置を容易
に製造することができる。
According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present embodiment, it is not necessary to perform an additional masking step which is required in a conventional method for manufacturing an LDC structure. If an additional masking step is required in a currently available method of manufacturing a semiconductor device, the manufacturing period of the VLSI is lengthened, and the manufacturing cost is increased. However, according to the manufacturing method of the present invention, a semiconductor device can be easily manufactured at a low cost in a short period of time.

【0131】以上の説明で、図6(b)に示すステップ
を、図6(a)に示すステップに先立って実施してもよ
い。同様に、図6(d)に示すステップを、図6(c)
に示すステップに先立って実施してもよい。
In the above description, the step shown in FIG. 6B may be performed prior to the step shown in FIG. Similarly, the steps shown in FIG.
May be performed prior to the step shown in FIG.

【0132】さらに、本実施形態では、n型ゲート電極
15をマスクとして用いてn型不純物イオンを注入する
ことによって第2のn型ソース/ドレイン拡散層7及び
8を形成した後に、p型不純物イオンを注入することに
よってp型不純物拡散層6を形成する。しかしながら、
本発明はこれに限定されるものではない。或いは、n型
ゲート電極15をマスクとして用いてp型不純物イオン
を注入することによってp型不純物拡散層6を形成した
後に、n型不純物イオンを注入することによって第2の
n型ソース/ドレイン拡散層7及び8を形成してもよ
い。
Further, in this embodiment, after the second n-type source / drain diffusion layers 7 and 8 are formed by implanting n-type impurity ions using the n-type gate electrode 15 as a mask, the p-type impurity The p-type impurity diffusion layer 6 is formed by implanting ions. However,
The present invention is not limited to this. Alternatively, after the p-type impurity diffusion layer 6 is formed by implanting p-type impurity ions using the n-type gate electrode 15 as a mask, the second n-type source / drain diffusion is performed by implanting n-type impurity ions. Layers 7 and 8 may be formed.

【0133】以上に説明した本実施形態の相補型半導体
装置の製造方法において、チャネルのソース側からドレ
イン側に向かって延びるp型不純物拡散層(非対称な拡
散層)6は、チャネルの途中までで終わるように形成し
てもよい。或いは、チャネルのドレイン側の端部(例え
ば、第2のn型ドレイン拡散層8の端部)にまで達する
ように非対称な拡散層6を形成すれば、チャネル内部で
の電界の減少を抑制する上で、より効果的である。
In the method of manufacturing the complementary semiconductor device according to the present embodiment described above, the p-type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 6 extending from the source side to the drain side of the channel is provided in the middle of the channel. It may be formed so as to end. Alternatively, if the asymmetric diffusion layer 6 is formed to reach the end on the drain side of the channel (for example, the end of the second n-type drain diffusion layer 8), the decrease in the electric field inside the channel is suppressed. Above is more effective.

【0134】なお、以上に説明した本実施形態の相補型
半導体装置の製造方法では、nチャネル型MOSトラン
ジスタのみを非対称に形成し、pチャネル型MOSトラ
ンジスタは対称に形成している。或いは、pチャネル型
MOSトランジスタのみを非対称に形成し、nチャネル
型MOSトランジスタは対称に形成してもよい。
In the method of manufacturing a complementary semiconductor device according to the present embodiment described above, only the n-channel MOS transistor is formed asymmetrically, and the p-channel MOS transistor is formed symmetrically. Alternatively, only the p-channel MOS transistor may be formed asymmetrically, and the n-channel MOS transistor may be formed symmetrically.

【0135】(第6の実施の形態)図7(a)〜(d)
は、本発明の第6の実施形態に従って相補型半導体装置
を製造するための各プロセスステップを示す断面図であ
る。
(Sixth Embodiment) FIGS. 7A to 7D
FIGS. 14A to 14C are cross-sectional views showing process steps for manufacturing a complementary semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention. FIGS.

【0136】まず、半導体基板に設けられたp型ウェル
11及びn型ウェル21を覆うように、トランジスタの
ゲート絶縁膜4となる第1の絶縁膜を、半導体基板の一
主面に形成する。さらに、その上に、nチャネル型MO
Sトランジスタのn型ゲート電極15及びpチャネル型
MOSトランジスタのp型ゲート電極25として用いら
れる導電性膜を堆積する。次に、この導電性膜の所定の
部分を、フォトリソグラフィ及び異方性エッチングによ
りゲート酸化膜4が露出するまで選択的にエッチング
し、ゲート電極15及び25を形成する。
First, a first insulating film to be the gate insulating film 4 of the transistor is formed on one main surface of the semiconductor substrate so as to cover the p-type well 11 and the n-type well 21 provided on the semiconductor substrate. In addition, an n-channel type MO
A conductive film used as the n-type gate electrode 15 of the S transistor and the p-type gate electrode 25 of the p-channel MOS transistor is deposited. Next, predetermined portions of the conductive film are selectively etched by photolithography and anisotropic etching until the gate oxide film 4 is exposed, so that gate electrodes 15 and 25 are formed.

【0137】続いて、図7(a)に示すように、nチャ
ネル型MOSトランジスタの形成領域であるp型ウェル
(p型領域)11を覆う第1のレジスト31を、半導体
基板の主面上に堆積する。そして、p型不純物イオン、
例えばBF2イオンを、第1のレジスト31及びp型ゲ
ート電極25をマスクとして用い、10KeVの注入エ
ネルギーを印加しながら約2×1014cm-2の注入ドー
ズ量で、n型ウェル21に注入する。それにより、第2
のp型ソース拡散層27及び第2のp型ドレイン拡散層
28を形成する(このBF2イオンの注入工程は、図7
(a)には図示していない)。上記の条件下では、形成
される第2のp型ソース/ドレイン拡散層27及び28
の不純物濃度は、約5×1019cm-3になる。
Subsequently, as shown in FIG. 7A, a first resist 31 covering a p-type well (p-type region) 11, which is a region for forming an n-channel MOS transistor, is formed on the main surface of the semiconductor substrate. Deposited on And p-type impurity ions,
For example, BF 2 ions are implanted into the n-type well 21 at an implantation dose of about 2 × 10 14 cm −2 while applying implantation energy of 10 KeV using the first resist 31 and the p-type gate electrode 25 as a mask. I do. Thereby, the second
Forming a p-type source diffusion layer 27 and the second p-type drain diffusion layer 28 (implantation step of the BF 2 ions, 7
(Not shown in (a)). Under the above conditions, the formed second p-type source / drain diffusion layers 27 and 28
Has an impurity concentration of about 5 × 10 19 cm −3 .

【0138】さらに、第1のレジスト31及びp型ゲー
ト電極25をマスクとして用いて、140KeVの注入
エネルギーを印加しながら、注入ドーズ量を約5.0×
1013cm-2に設定し、注入角度を7度以上、例えば7
度に設定して、n型不純物イオン、例えばAsイオンを
ソース側からn型ウェル21に注入して、図7(a)に
示すような閾値電位を制御するためのn型不純物拡散層
(非対称な拡散層)26を形成する。上記の条件下で
は、形成されるn型不純物拡散層26の不純物濃度は、
ソース端では約7×1017cm-3になり、ドレイン端で
は約2×1016cm-3になる。
Further, using the first resist 31 and the p-type gate electrode 25 as a mask, while applying an implantation energy of 140 KeV, the implantation dose is about 5.0 ×.
Set to 10 13 cm -2 and set the injection angle to 7 degrees or more, for example, 7
At this time, n-type impurity ions, for example, As ions are implanted into the n-type well 21 from the source side, and an n-type impurity diffusion layer (asymmetrical) for controlling a threshold potential as shown in FIG. (A diffusion layer) 26 is formed. Under the above conditions, the impurity concentration of the formed n-type impurity diffusion layer 26 is
At the source end it is about 7 × 10 17 cm -3 and at the drain end it is about 2 × 10 16 cm -3 .

【0139】次に、第1のレジスト31を除去した後
に、図7(b)に示すように、pチャネル型MOSトラ
ンジスタの形成領域であるn型ウェル(n型領域)21
を覆う第2のレジスト32を、半導体基板の主面上に堆
積する。そして、n型不純物イオン、例えばAsイオン
を、第2のレジスト32及びn型ゲート電極15をマス
クとして用いて、10KeVの注入エネルギーを印加し
ながら約2×1014cm-2の注入ドーズ量で、p型ウェ
ル11に注入する。それにより、第2のn型ソース拡散
層7及び第2のn型ドレイン拡散層8を形成する(この
Asイオンの注入工程は、図7(b)には図示していな
い)。上記の条件下では、形成される第2のn型ソース
/ドレイン拡散層7及び8の不純物濃度は、約1×10
20cm-3になる。
Next, after removing the first resist 31, as shown in FIG. 7B, an n-type well (n-type region) 21 for forming a p-channel MOS transistor is formed.
Is deposited on the main surface of the semiconductor substrate. Then, using the second resist 32 and the n-type gate electrode 15 as a mask, n-type impurity ions, for example, As ions are implanted at an implantation dose of about 2 × 10 14 cm −2 while applying an implantation energy of 10 KeV. , Into the p-type well 11. Thereby, a second n-type source diffusion layer 7 and a second n-type drain diffusion layer 8 are formed (this As ion implantation step is not shown in FIG. 7B). Under the above conditions, the impurity concentration of the formed second n-type source / drain diffusion layers 7 and 8 is about 1 × 10
20 cm -3 .

【0140】さらに、第2のレジスト32及びn型ゲー
ト電極15をマスクとして用い、80KeVの注入エネ
ルギーを印加しながら、注入ドーズ量を約1.5×10
13cm-2に設定し、注入角度を7度以上、例えば7度に
設定して、p型不純物イオン、例えばBF2イオンをソ
ース側からp型ウェル11に注入して、図7(b)に示
すような閾値電位を制御するためのp型不純物拡散層
(非対称な拡散層)6を形成する。上記の条件下では、
形成されるp型不純物拡散層6の不純物濃度は、ソース
端で約4×1017cm-3になり、ドレイン端で約1×1
16cm-3になる。
Further, using the second resist 32 and the n-type gate electrode 15 as a mask, while applying an implantation energy of 80 KeV, an implantation dose amount of about 1.5 × 10
13 cm -2 , the implantation angle is set to 7 degrees or more, for example, 7 degrees, and p-type impurity ions, for example, BF 2 ions are implanted into the p-type well 11 from the source side. A p-type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 6 for controlling a threshold potential as shown in FIG. Under the above conditions,
The impurity concentration of the formed p-type impurity diffusion layer 6 is about 4 × 10 17 cm −3 at the source end, and about 1 × 1 17 at the drain end.
It becomes 0 16 cm -3 .

【0141】次に、第2のレジスト32を除去した後
に、半導体基板の主面上に酸化膜を約80nmの厚さに
堆積する。そして、異方性ドライエッチングにより、酸
化膜がゲート電極15及び25の側部のみに残るように
酸化膜を部分的に除去し、ゲート側壁(サイドウォール
スペーサ)12を形成する。
Next, after removing the second resist 32, an oxide film is deposited to a thickness of about 80 nm on the main surface of the semiconductor substrate. Then, the oxide film is partially removed by anisotropic dry etching so that the oxide film remains only on the side portions of the gate electrodes 15 and 25, and a gate sidewall (sidewall spacer) 12 is formed.

【0142】次に、図7(c)に示すように、pチャネ
ル型MOSトランジスタの形成領域であるn型ウェル
(n型領域)21を覆う第3のレジスト33を、半導体
基板の主面上に堆積する。そして、n型不純物イオン、
例えばAsイオンを、第3のレジスト33、n型ゲート
電極15及びゲート側壁12をマスクとして用い、40
KeVの注入エネルギーを印加しながら約6×1015
-2の注入ドーズ量で、p型ウェル11に注入する。そ
れにより、第1のn型ソース拡散層2及び第1のn型ド
レイン拡散層3を形成する。上記の条件下では、形成さ
れる第1のn型ソース/ドレイン拡散層2及び3の不純
物濃度は、約3×1020cm-3になる。
Next, as shown in FIG. 7C, a third resist 33 covering the n-type well (n-type region) 21 which is the formation region of the p-channel MOS transistor is formed on the main surface of the semiconductor substrate. Deposited on And n-type impurity ions,
For example, using As ion as the mask with the third resist 33, the n-type gate electrode 15 and the gate side wall 12 as masks,
About 6 × 10 15 c while applying KeV implantation energy
An implantation dose of m −2 is implanted into the p-type well 11. Thereby, a first n-type source diffusion layer 2 and a first n-type drain diffusion layer 3 are formed. Under the above conditions, the impurity concentration of the first n-type source / drain diffusion layers 2 and 3 to be formed is about 3 × 10 20 cm −3 .

【0143】先に形成されていたp型不純物拡散層6の
うちでn型ゲート電極15及びゲート側壁12の下部に
相当する箇所は、第1のn型ソース/ドレイン拡散層2
及び3の形成のためのイオン注入工程後にも、残存す
る。また、同様に、先に形成されていた第2のn型ソー
ス/ドレイン拡散層7及び8のうちでゲート側壁12の
下部に相当する箇所も、このイオン注入工程後に残存し
て、n型ソース/ドレイン拡散層の延長部として機能す
ることになる。p型不純物拡散層6のうちで第2のドレ
イン拡散層8(ドレイン拡散層の延長部の下)に位置す
る部分は、パンチスルーストップ層として機能すること
になる。但し、パンチスルーストップ層の形成は、省略
してもよい。また、ゲート側壁12の形成を省略して、
各拡散層の所定の形状を他の方法によって形成してもよ
い。
In the previously formed p-type impurity diffusion layer 6, a portion corresponding to the lower portion of the n-type gate electrode 15 and the gate side wall 12 is the first n-type source / drain diffusion layer 2
And 3 also remain after the ion implantation step for forming them. Similarly, of the second n-type source / drain diffusion layers 7 and 8 formed earlier, a portion corresponding to the lower portion of the gate side wall 12 also remains after this ion implantation step, and the n-type source / drain diffusion layers 7 and 8 remain. / Drain diffusion layer. A portion of the p-type impurity diffusion layer 6 located below the second drain diffusion layer 8 (below the extension of the drain diffusion layer) functions as a punch-through stop layer. However, the formation of the punch-through stop layer may be omitted. Also, the formation of the gate side wall 12 is omitted,
The predetermined shape of each diffusion layer may be formed by another method.

【0144】次に、第3のレジスト33を除去した後
に、図7(d)に示すように、nチャネル型MOSトラ
ンジスタの形成領域であるp型ウェル(p型領域)11
を覆う第4のレジスト34を、半導体基板の主面上に堆
積する。そして、p型不純物イオン、例えばBF2イオ
ンを、第4のレジスト34、p型ゲート電極25及びゲ
ート側壁12をマスクとして用い、30KeVの注入エ
ネルギーを印加しながら約2×1015cm-2の注入ドー
ズ量で、n型ウェル21に注入する。それによ.り、第
1のp型ソース拡散層22及び第1のp型ドレイン拡散
層23を形成する。上記の条件下では、形成される第1
のp型ソース/ドレイン拡散層22及び23の不純物濃
度は、約3×1020cm-3になる。
Next, after removing the third resist 33, as shown in FIG. 7D, a p-type well (p-type region) 11 for forming an n-channel MOS transistor is formed.
Is deposited on the main surface of the semiconductor substrate. Then, p-type impurity ions, for example, BF 2 ions are applied at a dose of about 2 × 10 15 cm −2 while applying an implantation energy of 30 KeV using the fourth resist 34, the p-type gate electrode 25 and the gate side wall 12 as a mask. The n-type well 21 is implanted at an implantation dose. It is. Then, a first p-type source diffusion layer 22 and a first p-type drain diffusion layer 23 are formed. Under the above conditions, the first formed
The impurity concentration of the p-type source / drain diffusion layers 22 and 23 becomes about 3 × 10 20 cm −3 .

【0145】先に形成されていたn型不純物拡散層26
のうちでp型ゲート電極25及びゲート側壁12の下部
に相当する箇所は、第1のp型ソース/ドレイン拡散層
22及び23の形成のためのイオン注入工程後にも、残
存する。また、同様に、先に形成されていた第2のp型
ソース/ドレイン拡散層27及び28のうちでゲート側
壁12の下部に相当する箇所も、このイオン注入工程後
に残存して、p型ソース/ドレイン拡散層の延長部とし
て機能することになる。n型不純物拡散層26のうちで
第2のドレイン拡散層28(ドレイン拡散層の延長部の
下)に位置する部分は、パンチスルーストップ層として
機能することになる。但し、パンチスルーストップ層の
形成は、省略してもよい。また、ゲート側壁12の形成
を省略して、各拡散層の所定の形状を他の方法によって
形成してもよい。
N-type impurity diffusion layer 26 formed earlier
Among them, the portion corresponding to the lower portion of the p-type gate electrode 25 and the gate side wall 12 remains even after the ion implantation step for forming the first p-type source / drain diffusion layers 22 and 23. Similarly, of the second p-type source / drain diffusion layers 27 and 28 formed earlier, a portion corresponding to the lower portion of the gate side wall 12 also remains after this ion implantation step, and / Drain diffusion layer. A portion of the n-type impurity diffusion layer 26 located below the second drain diffusion layer 28 (below the extension of the drain diffusion layer) functions as a punch-through stop layer. However, the formation of the punch-through stop layer may be omitted. Alternatively, the formation of the gate side wall 12 may be omitted, and the predetermined shape of each diffusion layer may be formed by another method.

【0146】本実施形態の半導体装置の製造方法では、
図7(a)に示すステップにおいて、p型ゲート電極2
5をマスクとして用いて注入角度を7度以上に設定して
n型のイオン種をソース側から注入することによって、
閾値電位を制御するn型不純物拡散層(非対称な拡散
層)26を形成する。その結果、チャネル内で不均一な
不純物プロファイルを有しており、ソース側の不純物濃
度がドレイン側の不純物濃度よりも高い非対称な拡散層
26を、余分なマスク工程を行うことなく容易に形成す
ることができる。さらに、チャネル中央部での不純物濃
度をソース近傍における不純物濃度よりも低く形成する
ことで、均一な不純物濃度を有する拡散層を備えた従来
の半導体装置に比べて、ゲート/基板間の寄生容量値が
小さくなって、高い駆動能力を有する半導体装置を容易
に形成することが可能になる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment,
In the step shown in FIG. 7A, the p-type gate electrode 2
By using 5 as a mask and setting the implantation angle to 7 degrees or more and implanting n-type ion species from the source side,
An n-type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 26 for controlling the threshold potential is formed. As a result, an asymmetric diffusion layer 26 having a non-uniform impurity profile in the channel and having a source-side impurity concentration higher than the drain-side impurity concentration can be easily formed without performing an extra masking step. be able to. Further, by forming the impurity concentration in the central portion of the channel lower than the impurity concentration in the vicinity of the source, the parasitic capacitance between the gate and the substrate can be reduced as compared with a conventional semiconductor device having a diffusion layer having a uniform impurity concentration. And a semiconductor device having a high driving capability can be easily formed.

【0147】さらに、上記のイオン注入工程で、7度以
上の角度でn型イオン種を注入することによって、非対
称な拡散層26の厚さ(接合深さ)を、第1のp型ソー
ス拡散層22の厚さ(接合深さ)よりも小さく設定する
ことができる。具体的には、非対称な拡散層26は、ソ
ース拡散層22の全体を覆うようには形成されない。そ
の結果、第1のp型ソース拡散層22の直下部のn型ウ
ェル21の領域の不純物濃度が、非対称なn型拡散層2
6のソース側の不純物濃度よりも低くなる。
Further, in the above ion implantation step, the thickness (junction depth) of the asymmetric diffusion layer 26 is reduced by implanting n-type ion species at an angle of 7 degrees or more to the first p-type source diffusion. It can be set smaller than the thickness of the layer 22 (junction depth). Specifically, the asymmetric diffusion layer 26 is not formed so as to cover the entire source diffusion layer 22. As a result, the impurity concentration in the region of the n-type well 21 immediately below the first p-type source diffusion layer 22 is
6 becomes lower than the impurity concentration on the source side.

【0148】図7(b)に示すステップにて形成される
非対称なp型不純物拡散層6に関しても、非対称な拡散
層26に関して上記で説明したものと同様な効果が得ら
れる。
The effect similar to that described above with respect to the asymmetric diffusion layer 26 can be obtained also with respect to the asymmetric p-type impurity diffusion layer 6 formed in the step shown in FIG.

【0149】また、本実施形態の製造方法によれば、非
対称なn型拡散層26の形成に先立って、第1のレジス
ト31及びp型ゲート電極25をマスクとして用い、1
0KeVの注入エネルギーを印加しながら、注入ドーズ
量を約2×1014cm-2に設定し、p型の不純物イオ
ン、例えばBF2イオンをn型ウェル21に注入するイ
オン注入工程を行うことによって、延長部に相当する第
2のp型ソース/ドレイン拡散層27及び28が形成さ
れる。さらに、非対称なp型拡散層6の形成に先立っ
て、第2のレジスト32及びn型ゲート電極15をマス
クとして用い、10KeVの注入エネルギーを印加しな
がら、注入ドーズ量を約2×1014cm-2に設定し、n
型の不純物イオン、例えばAsイオンをp型ウェル11
に注入するイオン注入工程を行うことによって、延長部
に相当する第2のn型ソース/ドレイン拡散層7及び8
が形成される。
Further, according to the manufacturing method of the present embodiment, prior to forming the asymmetric n-type diffusion layer 26, the first resist 31 and the p-type gate electrode 25 are used as masks, and
By applying an implantation energy of 0 KeV and setting an implantation dose to about 2 × 10 14 cm −2 and performing an ion implantation step of implanting p-type impurity ions, for example, BF 2 ions, into the n-type well 21. , Second p-type source / drain diffusion layers 27 and 28 corresponding to the extensions are formed. Further, prior to forming the asymmetric p-type diffusion layer 6, using the second resist 32 and the n-type gate electrode 15 as a mask, while applying an implantation energy of 10 KeV, the implantation dose is about 2 × 10 14 cm. Set to -2 and n
Type impurity ions, for example, As ions
Of the second n-type source / drain diffusion layers 7 and 8 corresponding to the extensions
Is formed.

【0150】このようにして形成された第2のn型ソー
ス/ドレイン拡散層7及び8は、その不純物濃度が1×
1019cm-3以上であり、且つこれらの拡散層7及び8
の厚さ(接合深さD2)が、第1のn型ソース拡散層2
及び第1のn型ドレイン拡散層3の厚さ(接合深さD
1)よりも小さくなる。同様に、第2のp型ソース/ド
レイン拡散層27及び28は、その不純物濃度が1×1
19cm-3以上であり、且つこれらの拡散層27及び2
8の厚さ(接合深さD2)が、第1のp型ソース拡散層
22及び第1のp型ドレイン拡散層23の厚さ(接合深
さD1)よりも小さくなる。このため、n型或いはp型
ソース/ドレイン拡散層からチャネル長方向へのポテン
シャル曲線の広がり(空乏層の拡がり)が効果的に抑制
され、クォータミクロン以下のオーダのサイズを有する
領域で問題となる初期特性の閾値ポテンシャルの劣化が
抑制される。
The second n-type source / drain diffusion layers 7 and 8 thus formed have an impurity concentration of 1 ×.
10 19 cm -3 or more, and these diffusion layers 7 and 8
Of the first n-type source diffusion layer 2 (junction depth D2)
And the thickness of the first n-type drain diffusion layer 3 (the junction depth D
It becomes smaller than 1). Similarly, the second p-type source / drain diffusion layers 27 and 28 have an impurity concentration of 1 × 1
0 19 cm −3 or more, and these diffusion layers 27 and 2
8 (junction depth D2) is smaller than the thickness (junction depth D1) of the first p-type source diffusion layer 22 and the first p-type drain diffusion layer 23. Therefore, the expansion of the potential curve (expansion of the depletion layer) from the n-type or p-type source / drain diffusion layer in the channel length direction is effectively suppressed, which causes a problem in a region having a size on the order of quarter micron or less. The deterioration of the threshold potential of the initial characteristics is suppressed.

【0151】さらに、第2のn型ソース/ドレイン拡散
層7及び8ならびに第2のp型ソース/ドレイン拡散層
27及び28の不純物濃度が1×1019cm-3以上に形
成されているので、浅い接合深さを有する拡散層で懸念
される寄生抵抗の低下を招くことなく、十分に低い抵抗
を有するソース/ドレイン拡散層を形成することができ
る。
Further, since the impurity concentrations of the second n-type source / drain diffusion layers 7 and 8 and the second p-type source / drain diffusion layers 27 and 28 are formed at 1 × 10 19 cm −3 or more. In addition, a source / drain diffusion layer having a sufficiently low resistance can be formed without causing a decrease in parasitic resistance which is a concern in a diffusion layer having a shallow junction depth.

【0152】本実施形態の半導体装置の製造方法による
と、従来のLDC構造を製造する方法で必要である付加
的なマスク工程を行う必要はない。現時点で利用可能な
半導体装置の製造方法において付加的なマスク工程が要
求されれば、VLSIの製造期間を長期化し、その製造
コストを増大させる。しかしながら本発明の製造方法に
よると、短期間により低いコストで、半導体装置を容易
に製造することができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present embodiment, it is not necessary to perform an additional masking step which is required in a method of manufacturing a conventional LDC structure. If an additional masking step is required in a currently available method of manufacturing a semiconductor device, the manufacturing period of the VLSI is lengthened, and the manufacturing cost is increased. However, according to the manufacturing method of the present invention, a semiconductor device can be easily manufactured at a low cost in a short period of time.

【0153】以上の説明で、図7(b)に示すステップ
を、図7(a)に示すステップに先立って実施してもよ
い。同様に、図7(d)に示すステップを、図7(c)
に示すステップに先立って実施してもよい。
In the above description, the step shown in FIG. 7B may be performed prior to the step shown in FIG. 7A. Similarly, the steps shown in FIG.
May be performed prior to the step shown in FIG.

【0154】さらに、本実施形態では、n型ゲート電極
15をマスクとして用いてn型不純物イオンを注入する
ことによって第2のn型ソース/ドレイン拡散層7及び
8を形成した後に、p型不純物イオンを注入することに
よってp型不純物拡散層6を形成する。しかしながら、
本発明はこれに限定されるものではない。或いは、n型
ゲート電極15をマスクとして用いてp型不純物イオン
を注入することによってp型不純物拡散層6を形成した
後に、n型不純物イオンを注入することによって第2の
n型ソース/ドレイン拡散層7及び8を形成してもよ
い。この点は、第2のp型ソース/ドレイン拡散層27
及び28の形成ステップとn型不純物拡散層26の形成
ステップとの実施順序に関しても、同様である。
Further, in this embodiment, after the second n-type source / drain diffusion layers 7 and 8 are formed by implanting n-type impurity ions using the n-type gate electrode 15 as a mask, the p-type impurity The p-type impurity diffusion layer 6 is formed by implanting ions. However,
The present invention is not limited to this. Alternatively, after the p-type impurity diffusion layer 6 is formed by implanting p-type impurity ions using the n-type gate electrode 15 as a mask, the second n-type source / drain diffusion is performed by implanting n-type impurity ions. Layers 7 and 8 may be formed. This is because the second p-type source / drain diffusion layer 27
28, and the step of forming the n-type impurity diffusion layer 26.

【0155】以上に説明した本実施形態の相補型半導体
装置の製造方法において、チャネルのソース側からドレ
イン側に向かって延びるp型或いはn型の不純物拡散層
(非対称な拡散層)6或いは26は、チャネルの途中ま
でで終わるように形成してもよい。或いは、チャネルの
ドレイン側の端部(例えば、第2のn型或いはp型ドレ
イン拡散層8或いは28の端部)にまで達するように非
対称な拡散層6或いは26を形成すれば、チャネル内部
での電界の減少を抑制する上で、より効果的である。
In the method of manufacturing a complementary semiconductor device according to the present embodiment described above, the p-type or n-type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 6 or 26 extending from the source side to the drain side of the channel is formed. , May be formed so as to end partway through the channel. Alternatively, if the asymmetric diffusion layer 6 or 26 is formed so as to reach the drain-side end of the channel (for example, the end of the second n-type or p-type drain diffusion layer 8 or 28), the inside of the channel can be formed. This is more effective in suppressing the decrease in the electric field of the above.

【0156】(第7の実施の形態)以上の実施形態で説
明した本発明の相補型半導体装置において、nチャネル
型MOSトランジスタが非対称なチャネル内不純物プロ
ファイルを有するように構成されている場合には、回路
動作中にnチャネル型MOSトランジスタのソースと基
板との間に電位差が生じ得る様な構成を有する回路(例
えば、2つ以上のnチャネル型トランジスタが直列に接
続されている回路)に使用されると、特に顕著な効果を
発揮する。
(Seventh Embodiment) In the complementary semiconductor device of the present invention described in the above embodiments, when the n-channel MOS transistor is configured to have an asymmetric impurity profile in the channel, Used in a circuit having a configuration in which a potential difference can occur between the source of an n-channel MOS transistor and a substrate during circuit operation (for example, a circuit in which two or more n-channel transistors are connected in series) When done, it has a particularly remarkable effect.

【0157】図9は、上記のような回路の具体例として
の2入力NAND回路の構成を模式的に示す図である。
この2入力NAND回路は、2つの入力A及びBに対し
て、1つの出力Cを発生する。
FIG. 9 is a diagram schematically showing a configuration of a two-input NAND circuit as a specific example of the above circuit.
This two-input NAND circuit generates one output C for two inputs A and B.

【0158】2入力NAND回路においては、2つのn
チャネル型MOSトランジスタ710及び720が直列
に接続されている。回路に含まれるpチャネル型トラン
ジスタ730或いは740がONすると、電源電圧Vd
dは、直列接続された2つのnチャネル型MOSトラン
ジスタ710及び720に印加される。従って、一方の
nチャネル型MOSトランジスタ710或いは720に
実際に印加される電圧は、電源電圧の半分の値であるV
dd/2になる。このような印加電圧の低下によるnチ
ャネルMOSトランジスタの駆動力の低下を補うために
は、駆動能力の高いnチャネルMOSトランジスタを使
用する必要がある。そのために、非対称なチャネル内不
純物プロファイルを有する構成が有効である。
In a two-input NAND circuit, two n
Channel type MOS transistors 710 and 720 are connected in series. When the p-channel transistor 730 or 740 included in the circuit is turned on, the power supply voltage Vd
d is applied to two n-channel MOS transistors 710 and 720 connected in series. Therefore, the voltage actually applied to one n-channel MOS transistor 710 or 720 is V half of the power supply voltage.
dd / 2. In order to compensate for such a decrease in the driving force of the n-channel MOS transistor due to the decrease in the applied voltage, it is necessary to use an n-channel MOS transistor having a high driving ability. Therefore, a configuration having an asymmetric impurity profile in the channel is effective.

【0159】ところで、図9の2入力NAND回路の構
成で、nチャネル型MOSトランジスタ710のソース
は直接にGNDレベルに接続されていない。このため、
早いクロック周波数でON/OFF動作(電源電圧Vd
dレベルとGNDレベルとの間の切り替え)を繰り返す
と、次第にnチャネル型MOSトランジスタ710のソ
ースの電位が零ではなくなり、フローティング状態にな
る。このようにしてnチャネル型MOSトランジスタの
ソースと基板との間に電位差が生じると、ソース/基板
間のpn接合部分の接合容量Cjが、過渡現象を通じて
回路動作に影響を及ぼすようになる。特に、接合容量C
jが大きいと、回路動作に遅延が生じ得て、回路速度の
低下を招く。
In the configuration of the two-input NAND circuit shown in FIG. 9, the source of the n-channel MOS transistor 710 is not directly connected to the GND level. For this reason,
ON / OFF operation at fast clock frequency (power supply voltage Vd
When the switching between the d level and the GND level) is repeated, the potential of the source of the n-channel MOS transistor 710 gradually becomes non-zero and enters a floating state. When a potential difference occurs between the source of the n-channel MOS transistor and the substrate in this way, the junction capacitance Cj at the pn junction between the source and the substrate affects the circuit operation through a transient phenomenon. In particular, the junction capacitance C
If j is large, a delay may occur in the circuit operation, resulting in a decrease in circuit speed.

【0160】ソース/基板間のpn接合部分の接合容量
Cjは、面積が大きいソース領域の底面部分に生じる容
量に、主に支配される。従来技術によって得られる非対
称なnチャネル型MOSトランジスタでは、ソース領域
の全体を囲むように非対称な拡散層(図1の高濃度不純
物拡散層6‘)が設けられるので、ソース/基板間のp
n接合部分の接合容量Cjが比較的大きく、従って、上
記のような回路動作への接合容量の悪影響が顕著に発生
し得る。それに対して本発明の構成では、非対称な拡散
層(例えば、図4及び図5の拡散層6)は、ソース領域
の全体を覆わないように、ソース領域の端部のみに設け
られる。この結果、形成される接合容量Cjが小さいの
で、回路速度の低下を招くことなく、印加電圧の低下に
よる駆動能力の低下という問題を十分に克服することが
できる。
The junction capacitance Cj at the pn junction between the source and the substrate is mainly controlled by the capacitance generated at the bottom of the source region having a large area. In the asymmetric n-channel MOS transistor obtained by the conventional technique, an asymmetric diffusion layer (high-concentration impurity diffusion layer 6 'in FIG. 1) is provided so as to surround the entire source region.
The junction capacitance Cj at the n-junction portion is relatively large, and therefore, the adverse effect of the junction capacitance on the circuit operation as described above may significantly occur. On the other hand, in the configuration of the present invention, the asymmetric diffusion layer (for example, the diffusion layer 6 in FIGS. 4 and 5) is provided only at the end of the source region so as not to cover the entire source region. As a result, since the formed junction capacitance Cj is small, it is possible to sufficiently overcome the problem that the driving capability is reduced due to the reduction in the applied voltage without lowering the circuit speed.

【0161】(第8の実施の形態)本発明の相補型半導
体装置において、pチャネル型MOSトランジスタが非
対称なチャネル内不純物プロファイルを有するように構
成されている場合には、回路動作中にpチャネル型MO
Sトランジスタのソースと基板との間に電位差が生じ得
る様な構成を有する回路(例えば、2つ以上のpチャネ
ル型トランジスタが直列に接続されている回路)に使用
されると、特に顕著な効果を発揮する。
(Eighth Embodiment) In the complementary semiconductor device of the present invention, if the p-channel MOS transistor is configured to have an asymmetric in-channel impurity profile, the p-channel MOS Type MO
A particularly remarkable effect is obtained when used in a circuit having a configuration in which a potential difference can occur between the source of the S transistor and the substrate (for example, a circuit in which two or more p-channel transistors are connected in series). Demonstrate.

【0162】図10は、上記のような回路の具体例とし
ての2入力NOR回路の構成を模式的に示す図である。
この2入力NOR回路は、2つの入力A及びBに対し
て、1つの出力Cを発生する。
FIG. 10 is a diagram schematically showing a configuration of a two-input NOR circuit as a specific example of the above circuit.
This two-input NOR circuit generates one output C for two inputs A and B.

【0163】2入力NOR回路においては、2つのpチ
ャネル型MOSトランジスタ830及び840が直列に
接続されている。回路に含まれるnチャネル型トランジ
スタ810或いは820がONすると、電源電圧Vdd
は、直列接続された2つのpチャネル型MOSトランジ
スタ830及び840に印加される。従って、一方のp
チャネル型MOSトランジスタ830或いは840に実
際に印加される電圧は、電源電圧の半分の値であるVd
d/2になる。このような印加電圧の低下によるpチャ
ネルMOSトランジスタの駆動力の低下を補うために
は、駆動能力の高いpチャネルMOSトランジスタを使
用する必要がある。そのために、非対称なチャネル内不
純物プロファイルを有する構成が有効である。
In the two-input NOR circuit, two p-channel MOS transistors 830 and 840 are connected in series. When the n-channel transistor 810 or 820 included in the circuit is turned on, the power supply voltage Vdd
Is applied to two p-channel MOS transistors 830 and 840 connected in series. Therefore, one p
The voltage actually applied to the channel type MOS transistor 830 or 840 is Vd which is half the power supply voltage.
d / 2. In order to compensate for the decrease in the driving force of the p-channel MOS transistor due to the decrease in the applied voltage, it is necessary to use a p-channel MOS transistor having a high driving ability. Therefore, a configuration having an asymmetric impurity profile in the channel is effective.

【0164】ところで、図10の2入力NOR回路の構
成で、早いクロック周波数でON/OFF動作(電源電
圧VddレベルとGNDレベルとの間の切り替え)を繰
り返すと、pチャネル型MOSトランジスタ840のソ
ースの電位が次第に零ではなくなり、フローティング状
態になる。このようにしてpチャネル型MOSトランジ
スタのソースと基板との間に電位差が生じると、ソース
/基板間のpn接合部分の接合容量Cjが、過渡現象を
通じて回路動作に影響を及ぼすようになる。特に、接合
容量Cjが大きいと、回路動作に遅延が生じ得て、回路
速度の低下を招く。
By the way, in the configuration of the two-input NOR circuit shown in FIG. 10, when the ON / OFF operation (switching between the power supply voltage Vdd level and the GND level) is repeated at a high clock frequency, the source of the p-channel MOS transistor 840 is changed. Gradually becomes non-zero and becomes a floating state. When a potential difference occurs between the source of the p-channel MOS transistor and the substrate in this way, the junction capacitance Cj at the pn junction between the source and the substrate affects the circuit operation through a transient phenomenon. In particular, when the junction capacitance Cj is large, a delay may occur in the circuit operation, and the circuit speed is reduced.

【0165】ソース/基板間のpn接合部分の接合容量
Cjは、面積が大きいソース領域の底面部分に生じる容
量に、主に支配される。従来技術によって得られる非対
称なpチャネル型MOSトランジスタでは、ソース/基
板間のpn接合部分の接合容量Cjが比較的大きく、従
って、上記のような回路動作への接合容量の悪影響が顕
著に発生し得る。それに対して本発明の構成では、非対
称な拡散層(例えば、図5の拡散層26)は、ソース領
域の全体を覆わないように、ソース領域の端部のみに設
けられる。この結果、形成される接合容量Cjが小さい
ので、回路速度の低下を招くことなく、印加電圧の低下
による駆動能力の低下という問題を十分に克服すること
ができる。
The junction capacitance Cj at the source / substrate pn junction is mainly controlled by the capacitance generated at the bottom of the source region having a large area. In the asymmetric p-channel MOS transistor obtained by the conventional technique, the junction capacitance Cj at the pn junction between the source and the substrate is relatively large, and therefore, the adverse effect of the junction capacitance on the circuit operation as described above occurs remarkably. obtain. On the other hand, in the configuration of the present invention, the asymmetric diffusion layer (for example, the diffusion layer 26 in FIG. 5) is provided only at the end of the source region so as not to cover the entire source region. As a result, since the formed junction capacitance Cj is small, it is possible to sufficiently overcome the problem that the driving capability is reduced due to the reduction in the applied voltage without lowering the circuit speed.

【0166】なお、以上の第7及び第8の実施形態で
は、nチャネル型或いはpチャネル型MOSトランジス
タのいずれか一方のソースと半導体基板との間に電位差
が生じるような回路構成を例にとって説明しているが、
本発明の適用範囲はそれに限られるわけではない。nチ
ャネル型及びpチャネル型MOSトランジスタの両方に
おいてソースと半導体基板との間に電位差が生じるよう
な回路に関しては、nチャネル型及びpチャネル型MO
Sトランジスタの両方を、本発明に従って構成された非
対称な構成にすることによって、これまでに説明してき
た効果を得ることができる。
In the seventh and eighth embodiments, a circuit configuration in which a potential difference occurs between the source of one of the n-channel and p-channel MOS transistors and the semiconductor substrate will be described as an example. But
The scope of the present invention is not limited to this. For a circuit in which a potential difference occurs between the source and the semiconductor substrate in both the n-channel and p-channel MOS transistors, the n-channel and p-channel MOS transistors
By providing both S transistors with an asymmetric configuration configured according to the present invention, the effects described above can be obtained.

【0167】[0167]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、半導体
装置のチャネル領域内に、チャネル長方向に沿って非対
称な不純物プロファイルを有する非対称な拡散層が形成
されている。この非対称な拡散層の不純物濃度プロファ
イルは、ソース側の不純物濃度がドレイン側の不純物濃
度よりも高くなるように設定されている。さらに、ソー
ス拡散層の直下における半導体基板(或いはウェル)の
不純物濃度が、非対称な拡散層のソース側の不純物濃度
よりも低く維持されている。このため、本発明の半導体
装置では、ソースと基板との間のpn接合の容量が、L
DC構造を持つ従来の半導体装置よりも小さい。
As described above, according to the present invention, an asymmetric diffusion layer having an asymmetric impurity profile along the channel length direction is formed in a channel region of a semiconductor device. The impurity concentration profile of the asymmetric diffusion layer is set such that the impurity concentration on the source side is higher than the impurity concentration on the drain side. Further, the impurity concentration of the semiconductor substrate (or well) immediately below the source diffusion layer is maintained lower than the impurity concentration on the source side of the asymmetric diffusion layer. Therefore, in the semiconductor device of the present invention, the capacitance of the pn junction between the source and the substrate is L
It is smaller than a conventional semiconductor device having a DC structure.

【0168】一般に、半導体装置の速度は負荷容量と電
流の逆数とを一緒に掛け合わせて得られる積に比例す
る。従って、本発明の半導体装置がソースと基板との間
の領域に電圧が印加されるNAND型CMOS回路に適
用される場合でも、装置の速度(回路全体としての速
度)は低下されない。また、半導体装置の消費電力は負
荷容量と印加電圧の2乗とを一緒に掛け合わせて得られ
る積に比例する。従って、本発明によれば、低消費電力
で動作する半導体装置を得ることができる。
In general, the speed of a semiconductor device is proportional to the product obtained by multiplying the load capacity and the reciprocal of the current together. Therefore, even when the semiconductor device of the present invention is applied to a NAND CMOS circuit in which a voltage is applied to a region between a source and a substrate, the speed of the device (the speed of the entire circuit) is not reduced. The power consumption of the semiconductor device is proportional to the product obtained by multiplying the load capacitance and the square of the applied voltage together. Therefore, according to the present invention, a semiconductor device which operates with low power consumption can be obtained.

【0169】さらに本発明によれば、非対称な拡散層の
不純物プロファイルがチャネル長方向に不均一になって
いて、チャネル領域のソース側の不純物濃度は、ドレイ
ン側の不純物濃度よりも高く形成されている。その結
果、不純物がチャネル領域に均一に分布している場合に
比べて、チャネル領域内でチャネル長方向に生成される
電界成分は、ソース側では増加するがドレイン側では減
少する。MOS型半導体装置の飽和電流はソース側の電
界に支配されるので、本発明によれば、飽和電流を増加
させて、高速の半導体装置を実現することができる。ま
た、ホットキャリアの発生レートはドレイン側の電界に
支配されるので、本発明によれば、ホットキャリアの発
生レートを低減し、高信頼性の半導体装置を実現するこ
とができる。
Furthermore, according to the present invention, the impurity profile of the asymmetric diffusion layer is non-uniform in the channel length direction, and the impurity concentration on the source side of the channel region is formed higher than the impurity concentration on the drain side. I have. As a result, the electric field component generated in the channel length direction in the channel region increases on the source side but decreases on the drain side, as compared with the case where the impurities are uniformly distributed in the channel region. Since the saturation current of a MOS semiconductor device is dominated by the electric field on the source side, according to the present invention, a high-speed semiconductor device can be realized by increasing the saturation current. Further, since the generation rate of hot carriers is governed by the electric field on the drain side, according to the present invention, the generation rate of hot carriers can be reduced, and a highly reliable semiconductor device can be realized.

【0170】また、非対称な拡散層の不純物濃度がソー
ス側からドレイン側に向かって徐々に減少していること
から、チャネル領域内でチャネル長方向に生成される電
界成分の大きさが、ソース近傍に比べてチャネル中央で
減少することがない。この結果、ソース近傍の電界によ
って加速されたキャリアは、その速度を減少させること
なくチャネル内部を走行することができる。
Further, since the impurity concentration of the asymmetric diffusion layer gradually decreases from the source side to the drain side, the magnitude of the electric field component generated in the channel length direction in the channel region is reduced in the vicinity of the source. Does not decrease at the center of the channel. As a result, carriers accelerated by the electric field near the source can travel inside the channel without decreasing their speed.

【0171】加えて、本発明によれば、ソース/ドレイ
ン拡散層の延長部が、その不純物濃度が1×1019cm
-3以上であり、且つこれらの延長部の厚さ(接合深さ)
が、ソース/ドレイン拡散層の本体部の厚さ(接合深
さ)よりも小さくなるように、形成されている。このた
め、ソース/ドレイン拡散層からチャネル長方向へのポ
テンシャル曲線の広がり(空乏層の拡がり)が効果的に
抑制され、クォータミクロン以下のオーダのサイズを有
する領域で問題となる初期特性の閾値ポテンシャルの劣
化が抑制される。
In addition, according to the present invention, the extension of the source / drain diffusion layer has an impurity concentration of 1 × 10 19 cm.
-3 or more, and the thickness of these extensions (joining depth)
Are formed so as to be smaller than the thickness (junction depth) of the body portion of the source / drain diffusion layer. Therefore, the spread of the potential curve (spread of the depletion layer) from the source / drain diffusion layers in the channel length direction is effectively suppressed, and the threshold potential of the initial characteristics which becomes a problem in a region having a size on the order of quarter micron or less. Degradation is suppressed.

【0172】ソース拡散層の延長部の不純物濃度をドレ
イン拡散層の延長部の不純物濃度よりも高く形成すれ
ば、高い駆動能力が実現されて、寄生抵抗による駆動能
力の低下を招くことなく短チャネル効果に対する高い耐
性を有する半導体装置が実現され得る。
If the impurity concentration of the extension of the source diffusion layer is formed higher than the impurity concentration of the extension of the drain diffusion layer, a high driving capability can be realized, and the short channel can be formed without lowering the driving capability due to the parasitic resistance. A semiconductor device having high resistance to the effect can be realized.

【0173】さらに、本発明の相補型半導体装置では、
非対称MOSトランジスタのソース/基板間のpn接合
部分に形成される接合容量が小さい。そのため、非対称
MOSトランジスタのソース/基板間に電位差が生じる
ような回路においても、回路速度の低下を招くことな
く、印加電圧の低下による駆動能力の低下という問題を
十分に克服することができる。
Further, in the complementary semiconductor device of the present invention,
The junction capacitance formed at the pn junction between the source and the substrate of the asymmetric MOS transistor is small. Therefore, even in a circuit in which a potential difference occurs between the source and the substrate of the asymmetric MOS transistor, the problem of a reduction in drive capability due to a reduction in applied voltage can be sufficiently overcome without lowering the circuit speed.

【0174】このように、本発明によれば、高速で且つ
高信頼性の半導体装置が実現される。
As described above, according to the present invention, a high-speed and high-reliability semiconductor device is realized.

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

【図1】LDC構造を有するMOS型半導体装置の構造
の一例を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of the structure of a MOS type semiconductor device having an LDC structure.

【図2】(a)及び(b)はそれぞれ、本発明の第1の
実施形態による半導体装置の構造を示す断面図である。
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views showing the structure of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】(a)〜(c)は、本発明の第2の実施形態に
従って半導体装置を製造するための各プロセスステップ
を示す断面図である。
FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views showing respective process steps for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施形態による相補型半導体装
置の構造を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a structure of a complementary semiconductor device according to a third embodiment of the present invention;

【図5】本発明の第4の実施形態による相補型半導体装
置の構造を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing the structure of a complementary semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】(a)〜(d)は、本発明の第5の実施形態に
従って相補型半導体装置を製造するための各プロセスス
テップを示す断面図である。
FIGS. 6A to 6D are cross-sectional views illustrating respective process steps for manufacturing a complementary semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図7】(a)〜(d)は、本発明の第6の実施形態に
従って相補型半導体装置を製造するための各プロセスス
テップを示す断面図である。
FIGS. 7A to 7D are cross-sectional views showing process steps for manufacturing a complementary semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の効果を説明するための図であって、
(a)は、本発明によって得られる半導体装置の構成を
模式的に示す図であり、(b)は、ソース/ドレイン間
に電圧を印加した場合のソース/ドレイン間の電位分布
を模式的に示す図であり、(c)は、ソース/ドレイン
間に電界分布を模式的に示す図であり、(d)は、チャ
ネル内を走行する電子の速度を模式的に示す図であり、
(e)は、電界強度と電子速度との関係を模式的に示す
図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining an effect of the present invention,
(A) is a diagram schematically showing a configuration of a semiconductor device obtained by the present invention, and (b) is a diagram schematically showing a potential distribution between the source / drain when a voltage is applied between the source / drain. (C) is a diagram schematically showing an electric field distribution between a source and a drain, (d) is a diagram schematically showing the speed of electrons traveling in a channel,
(E) is a diagram schematically showing the relationship between the electric field intensity and the electron velocity.

【図9】2入力NAND回路の構成を模式的に示す図で
ある。
FIG. 9 is a diagram schematically showing a configuration of a two-input NAND circuit.

【図10】2入力NOR回路の構成を模式的に示す図で
ある。
FIG. 10 is a diagram schematically showing a configuration of a two-input NOR circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p型半導体基板 2 第1のn型ソース拡散層 3 第1のn型ドレイン拡散層 4 ゲート酸化膜 5 ゲート電極 6 p型不純物拡散層(非対称な拡散層) 7 第2のn型ソース拡散層 8 第2のn型ドレイン拡散層 11 p型ウェル(p型領域) 12 ゲート側壁(サイドウォールスペーサ) 15 n型ゲート電極 20 分離領域 21 n型ウェル(n型領域) 22 第1のp型ソース拡散層 23 第1のp型ドレイン拡散層 25 n型ゲート電極 26 p型不純物拡散層(非対称な拡散層) 27 第2のp型ソース拡散層 28 第2のp型ドレイン拡散層 Reference Signs List 1 p-type semiconductor substrate 2 first n-type source diffusion layer 3 first n-type drain diffusion layer 4 gate oxide film 5 gate electrode 6 p-type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 7 second n-type source diffusion Layer 8 second n-type drain diffusion layer 11 p-type well (p-type region) 12 gate side wall (sidewall spacer) 15 n-type gate electrode 20 isolation region 21 n-type well (n-type region) 22 first p-type Source diffusion layer 23 First p-type drain diffusion layer 25 N-type gate electrode 26 P-type impurity diffusion layer (asymmetric diffusion layer) 27 Second p-type source diffusion layer 28 Second p-type drain diffusion layer

Claims (25)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型の不純物がドープされた第1
の領域と第2導電型の不純物がドープされた第2の領域
とを含み、且つ、主面を有する半導体基板と、 該第2の領域に設けられた第1のMOSトランジスタ
と、 該第1の領域に設けられた第2のMOSトランジスタ
と、を備えた相補型半導体装置であって、該第1及び第
2のMOSトランジスタのそれぞれは、 第1のソース領域と、 該第1のソース領域から一定距離だけ離れて位置する第
1のドレイン領域と、 該第1のソース領域及び該半導体基板の該主面に接し、
該第1のソース領域よりも浅い接合深さを有する第2の
ソース領域と、 該第2のソース領域から一定距離だけ離れて位置し、該
第1のドレイン領域及び該半導体基板の該主面に接し、
該第1のドレイン領域よりも浅い接合深さを有する第2
のドレイン領域と、 該第2のソース領域及び該第2のドレイン領域の間に位
置するチャネル領域と、 該チャネル領域を覆うように該半導体基板の該主面の上
に形成されたゲート絶縁膜と、 該ゲート絶縁膜の上に形成されたゲート電極と、を備え
ており、該第1及び第2のMOSトランジスタの少なく
とも一方は、 該チャネル領域の中に、チャネル長方向に不均一な不純
物濃度分布を有し且つソース側の不純物濃度がドレイン
側の不純物濃度よりも高くなるように形成された、該第
1及び第2の領域のうちの対応する領域の導電型と同じ
導電型を有する非対称な不純物拡散領域をさらに備えて
いて、該第1のソース領域の下に位置する該半導体基板
の部分の不純物濃度が該非対称な不純物拡散領域のソー
ス側の部分の不純物濃度よりも低い、非対称MOSトラ
ンジスタである、相補型半導体装置。
A first conductive type doped first impurity;
A semiconductor substrate including a region and a second region doped with a second conductivity type impurity and having a main surface; a first MOS transistor provided in the second region; And a second MOS transistor provided in a region of the first and second MOS transistors, wherein each of the first and second MOS transistors has a first source region and a first source region. A first drain region located at a fixed distance from the first source region and the main surface of the semiconductor substrate;
A second source region having a junction depth shallower than the first source region; a second drain region located at a fixed distance from the second source region; and a first surface of the first drain region and the semiconductor substrate. In contact with
A second transistor having a junction depth shallower than the first drain region;
A drain region, a channel region located between the second source region and the second drain region, and a gate insulating film formed on the main surface of the semiconductor substrate so as to cover the channel region. And a gate electrode formed on the gate insulating film, wherein at least one of the first and second MOS transistors has a non-uniform impurity in a channel length direction in the channel region. It has the same conductivity type as the conductivity type of the corresponding region of the first and second regions formed so as to have a concentration distribution and the source-side impurity concentration is higher than the drain-side impurity concentration. Further comprising an asymmetric impurity diffusion region, wherein an impurity concentration of a portion of the semiconductor substrate located below the first source region is lower than an impurity concentration of a source-side portion of the asymmetric impurity diffusion region; A complementary semiconductor device which is an asymmetric MOS transistor.
【請求項2】 前記第1導電型がn型であり、前記第2
導電型がp型であり、前記第1のMOSトランジスタが
前記非対称MOSトランジスタである、請求項1に記載
の相補型半導体装置。
2. The method according to claim 1, wherein the first conductivity type is n-type, and the second conductivity type is n-type.
2. The complementary semiconductor device according to claim 1, wherein the conductivity type is p-type, and said first MOS transistor is said asymmetric MOS transistor.
【請求項3】 前記第1導電型がn型であり、前記第2
導電型がp型であり、前記第2のMOSトランジスタが
前記非対称MOSトランジスタである、請求項1に記載
の相補型半導体装置。
3. The method according to claim 2, wherein the first conductivity type is n-type, and the second conductivity type is n-type.
2. The complementary semiconductor device according to claim 1, wherein the conductivity type is p-type, and said second MOS transistor is said asymmetric MOS transistor.
【請求項4】 前記第1導電型がn型であり、前記第2
導電型がp型であり、前記第1及び第2のMOSトラン
ジスタのそれぞれが前記非対称MOSトランジスタであ
る、請求項1に記載の相補型半導体装置。
4. The method according to claim 1, wherein the first conductivity type is n-type, and the second conductivity type is n-type.
The complementary semiconductor device according to claim 1, wherein the conductivity type is p-type, and each of said first and second MOS transistors is said asymmetric MOS transistor.
【請求項5】 前記非対称なMOSトランジスタが、パ
ンチスルーストップ層をさらに備えている、請求項1に
記載の相補型半導体装置。
5. The complementary semiconductor device according to claim 1, wherein said asymmetric MOS transistor further comprises a punch-through stop layer.
【請求項6】 前記半導体基板と前記非対称MOSトラ
ンジスタのソースとの間に動作中に電位差が生じるよう
な回路に組み込まれている、請求項1に記載の相補型半
導体装置。
6. The complementary semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is incorporated in a circuit in which a potential difference occurs during operation between the semiconductor substrate and the source of the asymmetric MOS transistor.
【請求項7】 前記回路は、前記非対称MOSトランジ
スタと同じ導電型の複数のMOSトランジスタが直列に
接続された構成を含む、請求項6に記載の相補型半導体
装置。
7. The complementary semiconductor device according to claim 6, wherein said circuit includes a configuration in which a plurality of MOS transistors of the same conductivity type as said asymmetric MOS transistor are connected in series.
【請求項8】 前記第1導電型がn型であり、前記第2
導電型がp型であり、前記第1のMOSトランジスタが
前記非対称な不純物拡散領域を備えたnチャネル型非対
称MOSトランジスタであり、 前記回路は、前記半導体基板と該nチャネル型非対称M
OSトランジスタのソースとの間に電位差が生じるよう
な回路である、請求項6に記載の相補型半導体装置。
8. The method according to claim 1, wherein the first conductivity type is n-type, and the second conductivity type is n-type.
The conductivity type is p-type, the first MOS transistor is an n-channel asymmetric MOS transistor having the asymmetric impurity diffusion region, and the circuit includes the semiconductor substrate and the n-channel asymmetric M transistor.
7. The complementary semiconductor device according to claim 6, wherein the circuit has a potential difference between the source of the OS transistor and the source.
【請求項9】 前記第1導電型がn型であり、前記第2
導電型がp型であり、前記第2のMOSトランジスタが
前記非対称な不純物拡散領域を備えたpチャネル型非対
称MOSトランジスタであり、 前記回路は、前記半導体基板と該pチャネル型非対称M
OSトランジスタのソースとの間に電位差が生じるよう
な回路である、請求項6に記載の相補型半導体装置。
9. The method according to claim 1, wherein the first conductivity type is n-type, and the second conductivity type is n-type.
The conductivity type is p-type, the second MOS transistor is a p-channel asymmetric MOS transistor provided with the asymmetric impurity diffusion region, and the circuit includes the semiconductor substrate and the p-channel asymmetric M transistor.
7. The complementary semiconductor device according to claim 6, wherein the circuit has a potential difference between the source of the OS transistor and the source.
【請求項10】 前記第1導電型がn型であり、前記第
2導電型がp型であり、前記第1のMOSトランジスタ
が前記非対称な不純物拡散領域を備えたnチャネル型非
対称MOSトランジスタであり、前記第2のMOSトラ
ンジスタが該非対称な不純物拡散領域を備えたpチャネ
ル型非対称MOSトランジスタであり、 前記回路は、前記半導体基板と該nチャネル型非対称M
OSトランジスタのソースとの間及び該半導体基板と該
pチャネル型非対称MOSトランジスタのソースとの間
のそれぞれに電位差が生じるような回路である、請求項
6に記載の相補型半導体装置。
10. The first conductivity type is n-type, the second conductivity type is p-type, and the first MOS transistor is an n-channel asymmetric MOS transistor provided with the asymmetric impurity diffusion region. Wherein the second MOS transistor is a p-channel asymmetric MOS transistor having the asymmetric impurity diffusion region; and the circuit comprises the semiconductor substrate and the n-channel asymmetric M transistor.
7. The complementary semiconductor device according to claim 6, wherein the circuit is such that a potential difference is generated between the source of the OS transistor and between the semiconductor substrate and the source of the p-channel asymmetric MOS transistor.
【請求項11】 前記非対称なMOSトランジスタが、
パンチスルーストップ層をさらに備えている、請求項6
に記載の相補型半導体装置。
11. The asymmetric MOS transistor comprises:
7. The device according to claim 6, further comprising a punch-through stop layer.
5. The complementary semiconductor device according to claim 1.
【請求項12】 第1導電型の不純物がドープされた第
1の領域と第2導電型の不純物がドープされた第2の領
域とを含み、且つ、主面を有する半導体基板と、該第2
の領域に設けられた第1のMOSトランジスタと、該第
1の領域に設けられた第2のMOSトランジスタと、を
備えた相補型半導体装置の製造方法であって、該方法
は、 該第1及び第2の領域を覆うように、第1の絶縁膜及び
導電性膜をこの順に該半導体基板の該主面上に形成する
工程と、 該第1の絶縁膜及び該導電性膜をパターニングして、該
第1及び第2のMOSトランジスタのゲート絶縁膜及び
ゲート電極を形成する工程と、 該第2の領域を覆う第1のレジストを該半導体基板の該
主面上に形成する工程と、 該第1のレジスト及び該第2のMOSトランジスタのゲ
ート電極をマスクとして用いて、該第1の領域に第2導
電型の不純物イオンを注入し、それによって、該第2の
MOSトランジスタの第2導電型のソース領域及びドレ
イン領域を形成する工程と、 該第1のレジストを除去する工程と、 該第1の領域を覆う第2のレジストを該半導体基板の該
主面上に形成する工程と、 該第2のレジスト及び該第1のMOSトランジスタのゲ
ート電極をマスクとして用いて、該第2の領域に第1導
電型の不純物イオンを注入し、それによって、該第1の
MOSトランジスタの第1導電型のソース領域及びドレ
イン領域を形成する工程と、 該第2のレジスト及び該第1のMOSトランジスタのゲ
ート電極をマスクとして用いて、該第2の領域に第2導
電型の不純物イオンをソース側から斜めに注入し、それ
によって、該第1のMOSトランジスタの第1導電型の
該ソース領域及びドレイン領域の間に、非対称な不純物
濃度プロファイルを有する非対称な不純物拡散領域を形
成する工程と、を包含する、相補型半導体装置の製造方
法。
12. A semiconductor substrate including a first region doped with an impurity of a first conductivity type and a second region doped with an impurity of a second conductivity type and having a main surface; 2
A method of manufacturing a complementary semiconductor device comprising: a first MOS transistor provided in a first region; and a second MOS transistor provided in the first region. Forming a first insulating film and a conductive film in this order on the main surface of the semiconductor substrate so as to cover the second region; and patterning the first insulating film and the conductive film. Forming a gate insulating film and a gate electrode of the first and second MOS transistors; and forming a first resist covering the second region on the main surface of the semiconductor substrate. Using the first resist and the gate electrode of the second MOS transistor as a mask, impurity ions of the second conductivity type are implanted into the first region, whereby the second region of the second MOS transistor is implanted. Conductive source region and drain Forming a second resist, a step of removing the first resist, a step of forming a second resist covering the first region on the main surface of the semiconductor substrate, and a step of forming the second resist And using the gate electrode of the first MOS transistor as a mask, implanting impurity ions of the first conductivity type into the second region, thereby forming a source region of the first conductivity type of the first MOS transistor. And forming a drain region, and using the second resist and the gate electrode of the first MOS transistor as a mask, implanting impurity ions of the second conductivity type into the second region obliquely from the source side. Thereby, an asymmetric impurity diffusion region having an asymmetric impurity concentration profile is formed between the source region and the drain region of the first conductivity type of the first MOS transistor. And a method for manufacturing a complementary semiconductor device.
【請求項13】 前記第1のMOSトランジスタのソー
ス領域及び前記半導体基板の前記主面に接し、該ソース
領域よりも浅い接合深さを有するソース領域の延長部
と、該第1のMOSトランジスタのドレイン領域及び該
半導体基板の該主面に接し、該ドレイン領域よりも浅い
接合深さを有するドレイン領域の延長部と、を形成する
工程をさらに包含する、請求項12に記載の相補型半導
体装置の製造方法。
13. An extension of a source region which is in contact with a source region of the first MOS transistor and the main surface of the semiconductor substrate and has a junction depth smaller than the source region; 13. The complementary semiconductor device according to claim 12, further comprising a step of forming a drain region and an extension of the drain region which is in contact with the main surface of the semiconductor substrate and has a junction depth smaller than the drain region. Manufacturing method.
【請求項14】 前記第1のMOSトランジスタにおい
て、前記非対称な不純物拡散領域が前記ドレイン領域の
延長部の端部に達するように形成される、請求項13に
記載の相補型半導体装置の製造方法。
14. The method according to claim 13, wherein in the first MOS transistor, the asymmetric impurity diffusion region is formed so as to reach an end of an extension of the drain region. .
【請求項15】 前記第1導電型がn型であり、前記第
2導電型がp型であり、前記第1のMOSトランジスタ
が前記非対称な不純物拡散領域を有するnチャネル型M
OSトランジスタである、請求項12に記載の相補型半
導体装置の製造方法。
15. The semiconductor device according to claim 15, wherein the first conductivity type is n-type, the second conductivity type is p-type, and the first MOS transistor has the asymmetric impurity diffusion region.
The method for manufacturing a complementary semiconductor device according to claim 12, wherein the method is an OS transistor.
【請求項16】 前記第1導電型がp型であり、前記第
2導電型がn型であり、前記第1のMOSトランジスタ
が前記非対称な不純物拡散領域を有するpチャネル型M
OSトランジスタである、請求項12に記載の相補型半
導体装置の製造方法。
16. The semiconductor device according to claim 16, wherein the first conductivity type is p-type, the second conductivity type is n-type, and the first MOS transistor is a p-channel type M having the asymmetric impurity diffusion region.
The method for manufacturing a complementary semiconductor device according to claim 12, wherein the method is an OS transistor.
【請求項17】 前記半導体基板と前記非対称な不純物
拡散領域を有する前記第1のMOSトランジスタのソー
スとの間に動作中に電位差が生じるような回路を構成す
る工程をさらに包含する、請求項12に記載の相補型半
導体装置の製造方法。
17. The method according to claim 12, further comprising the step of configuring a circuit in which a potential difference occurs during operation between the semiconductor substrate and the source of the first MOS transistor having the asymmetric impurity diffusion region. 5. The method for manufacturing a complementary semiconductor device according to item 1.
【請求項18】 前記回路は、前記第1のMOSトラン
ジスタと同じ導電型の複数のMOSトランジスタが直列
に接続された構成を含む、請求項17に記載の相補型半
導体装置の製造方法。
18. The method of manufacturing a complementary semiconductor device according to claim 17, wherein said circuit includes a configuration in which a plurality of MOS transistors of the same conductivity type as said first MOS transistor are connected in series.
【請求項19】 前記第2のMOSトランジスタの第2
導電型の前記ソース領域及びドレイン領域を形成する工
程と前記第1のレジストを除去する工程との間に、 該第1のレジスト及び該第2のMOSトランジスタの前
記ゲート電極をマスクとして用いて、前記第1の領域に
第1導電型の不純物イオンをソース側から斜めに注入
し、それによって、該第2のMOSトランジスタの第2
導電型の該ソース領域及びドレイン領域の間に、非対称
な不純物濃度プロファイルを有する非対称な不純物拡散
領域を形成する工程をさらに包含する、請求項12に記
載の相補型半導体装置の製造方法。
19. The second MOS transistor, comprising:
Between the step of forming the source and drain regions of the conductivity type and the step of removing the first resist, using the first resist and the gate electrode of the second MOS transistor as a mask, Impurity ions of the first conductivity type are obliquely implanted into the first region from the source side, whereby the second MOS transistor has the second conductivity type.
13. The method of manufacturing a complementary semiconductor device according to claim 12, further comprising the step of forming an asymmetric impurity diffusion region having an asymmetric impurity concentration profile between the conductive source and drain regions.
【請求項20】 前記第2のMOSトランジスタのソー
ス領域及び前記半導体基板の前記主面に接し、該ソース
領域よりも浅い接合深さを有するソース領域の延長部
と、該第2のMOSトランジスタのドレイン領域及び該
半導体基板の該主面に接し、該ドレイン領域よりも浅い
接合深さを有するドレイン領域の延長部と、を形成する
工程をさらに包含する、請求項19に記載の相補型半導
体装置の製造方法。
20. An extension of a source region that is in contact with the source region of the second MOS transistor and the main surface of the semiconductor substrate and has a junction depth smaller than the source region, 20. The complementary semiconductor device according to claim 19, further comprising a step of forming a drain region and an extension of the drain region which is in contact with the main surface of the semiconductor substrate and has a junction depth smaller than the drain region. Manufacturing method.
【請求項21】 前記第2のMOSトランジスタにおい
て、前記非対称な不純物拡散領域が前記ドレイン領域の
延長部の端部に達するように形成される、請求項20に
記載の相補型半導体装置の製造方法。
21. The method of manufacturing a complementary semiconductor device according to claim 20, wherein in the second MOS transistor, the asymmetric impurity diffusion region is formed so as to reach an end of an extension of the drain region. .
【請求項22】 前記第1導電型がn型であり、前記第
2導電型がp型であり、前記第1のMOSトランジスタ
が前記非対称な不純物拡散領域を有するnチャネル型M
OSトランジスタである、請求項19に記載の相補型半
導体装置の製造方法。
22. An n-channel type transistor in which the first conductivity type is n-type, the second conductivity type is p-type, and the first MOS transistor has the asymmetric impurity diffusion region.
The method for manufacturing a complementary semiconductor device according to claim 19, wherein the method is an OS transistor.
【請求項23】 前記第1導電型がp型であり、前記第
2導電型がn型であり、前記第1のMOSトランジスタ
が前記非対称な不純物拡散領域を有するpチャネル型M
OSトランジスタである、請求項19に記載の相補型半
導体装置の製造方法。
23. A semiconductor device according to claim 23, wherein said first conductivity type is p-type, said second conductivity type is n-type, and said first MOS transistor is a p-channel type M having said asymmetric impurity diffusion region.
The method for manufacturing a complementary semiconductor device according to claim 19, wherein the method is an OS transistor.
【請求項24】 前記半導体基板と前記非対称な不純物
拡散領域を有する前記第1のMOSトランジスタのソー
スとの間、及び、該半導体基板と該非対称な不純物拡散
領域を有する前記第2のMOSトランジスタのソースと
の間、のそれぞれに、動作中に電位差が生じるような回
路を構成する工程をさらに包含する、請求項19に記載
の相補型半導体装置の製造方法。
24. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor substrate and the source of the first MOS transistor having the asymmetric impurity diffusion region, and the semiconductor substrate and the second MOS transistor having the asymmetric impurity diffusion region. 20. The method of manufacturing a complementary semiconductor device according to claim 19, further comprising a step of configuring a circuit in which a potential difference is generated during operation between each of the source and the source.
【請求項25】 前記回路は、前記第1のMOSトラン
ジスタと同じ導電型の複数のMOSトランジスタが直列
に接続された構成、及び前記第2のMOSトランジスタ
と同じ導電型の複数のMOSトランジスタが直列に接続
された構成をそれぞれ含む、請求項24に記載の相補型
半導体装置の製造方法。
25. The circuit according to claim 25, wherein a plurality of MOS transistors of the same conductivity type as the first MOS transistor are connected in series, and a plurality of MOS transistors of the same conductivity type as the second MOS transistor are connected in series. 25. The method for manufacturing a complementary semiconductor device according to claim 24, further comprising a configuration connected to the semiconductor device.
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