JPH1154743A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JPH1154743A
JPH1154743A JP20300997A JP20300997A JPH1154743A JP H1154743 A JPH1154743 A JP H1154743A JP 20300997 A JP20300997 A JP 20300997A JP 20300997 A JP20300997 A JP 20300997A JP H1154743 A JPH1154743 A JP H1154743A
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JP
Japan
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insulating film
gate electrode
semiconductor substrate
impurity
forming
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Application number
JP20300997A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Inohara
正弘 猪原
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH1154743A publication Critical patent/JPH1154743A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the performance of a MOS-FET, by forming a high- impurity concentration region of a conductivity type reverse to a shallow diffusion layer formed in the peripheral region of a gate electrode under this shallow diffusion layer selectively, and preventing a high impurity concentration distribution from exerting an influence on other regions. SOLUTION: In a silicon substrate 2 for a gate sidewall spacer composed of a silicon nitride film 22 formed on the side of a gate electrode 10, a shallow diffusion layer 16 is formed, and besides a high-impurity concentration region 18 of a conductivity type reverse to the diffusion layer 16 is formed under this. In an element isolation region 4, a shallow diffusion layer 16 and a high- impurity concentration region 18, a deep diffusion layer 24 of the same conductivity type as the shallow diffusion layer 16 is formed. Accordingly, it becomes possible to reduce a junction capacity generated in the junction between the high-impurity concentration region 18 and the deep diffusion layer 24, since the high-impurity concentration region 18 is formed so as not to lap over at least the whole region of the deep diffusion layer 24.

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、MOSトランジス
タを有する半導体装置及びその製造方法に関し、特にゲ
ート長が0.5μm以下のMOSトランジスタからなる
半導体装置及びその製造方法に関するものである。
The present invention relates to a semiconductor device having a MOS transistor and a method of manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor device including a MOS transistor having a gate length of 0.5 μm or less and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ゲート長が0.5μm以下のショ
ートチャネル効果を持つMOSトランジスタなどの半導
体装置においては、ゲート電極をマスクにしてシリコン
基板内に浅い拡散層が形成されており、さらに、ゲート
電極の側壁部にゲート側壁スペーサが形成された後、ゲ
ート電極及びゲート側壁スペーサをマスクにして深い拡
散層が形成されている。そして、空乏層がゲート電極の
下部に延びるのを防ぐために、上記浅い拡散層の下に
は、不純物濃度が高い領域が形成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor device such as a MOS transistor having a short channel effect with a gate length of 0.5 μm or less, a shallow diffusion layer is formed in a silicon substrate using a gate electrode as a mask. After a gate sidewall spacer is formed on the sidewall of the gate electrode, a deep diffusion layer is formed using the gate electrode and the gate sidewall spacer as a mask. In order to prevent the depletion layer from extending below the gate electrode, a region having a high impurity concentration is formed below the shallow diffusion layer.

【0003】図17は、上述した従来の半導体装置の構
造を示す図である。この半導体装置は、次のような製造
方法により形成されている。シリコン基板200に、熱
酸化法により厚さ5[nm]のシリコン酸化膜210を
形成し、さらに選択酸化法もしくは埋め込み素子分離法
などにより素子分離領域220を形成する。このシリコ
ン基板200上にゲート電極230を形成し、その後、
不純物イオンの注入を行って浅い拡散層240と、その
下にこの拡散層240とは逆導電型で不純物濃度が高い
領域250を形成する。続いて、ゲート電極230の側
壁部にゲート側壁スペーサ260を形成し、その後再
度、不純物イオンの注入を行って深い拡散層270を形
成している。
FIG. 17 is a diagram showing the structure of the above-described conventional semiconductor device. This semiconductor device is formed by the following manufacturing method. A silicon oxide film 210 having a thickness of 5 [nm] is formed on a silicon substrate 200 by a thermal oxidation method, and an element isolation region 220 is formed by a selective oxidation method or a buried element isolation method. A gate electrode 230 is formed on the silicon substrate 200, and thereafter,
Impurity ions are implanted to form a shallow diffusion layer 240 and a region 250 under the shallow diffusion layer 240 having a conductivity type opposite to that of the diffusion layer 240 and having a high impurity concentration. Subsequently, a gate side wall spacer 260 is formed on the side wall of the gate electrode 230, and then impurity ions are implanted again to form a deep diffusion layer 270.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような製造方法では、図17に示すように深い拡散層2
70と、不純物濃度の高い領域250が重なるため、深
い拡散層270の底部と不純物濃度が高い領域250と
の接合部で生じる接合容量が増加する。この接合容量が
増加しないようにするために、不純物濃度の高い領域2
50の形成位置やその不純物濃度の高低に制約が生じ
る。この結果、不純物濃度の高い領域250によって、
深い拡散層270からの空乏層がゲート電極230下部
に延びるのを抑制するという効果を十分に発揮できず、
微細MOS−FETの性能向上の妨げになっている。
However, in the above-described manufacturing method, as shown in FIG.
Since the region 70 and the region 250 with a high impurity concentration overlap, the junction capacitance generated at the junction between the bottom of the deep diffusion layer 270 and the region 250 with a high impurity concentration increases. In order to prevent the junction capacitance from increasing, a region 2 having a high impurity concentration is used.
There are restrictions on the formation position of 50 and the level of its impurity concentration. As a result, due to the region 250 having a high impurity concentration,
The effect of suppressing the depletion layer from the deep diffusion layer 270 from extending below the gate electrode 230 cannot be sufficiently exhibited,
This hinders the performance improvement of the fine MOS-FET.

【0005】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、ゲート電極の周辺領域の不純物の濃度分布が、
これ以外の領域の不純物の濃度分布に影響を及ぼさない
ようにして、MOS−FETの性能を向上できる半導体
装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the impurity concentration distribution in a peripheral region of a gate electrode is:
It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of improving the performance of a MOS-FET without affecting the impurity concentration distribution in other regions, and a method for manufacturing the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の半導体装置は、半導体基板上に形
成されたゲート電極と、上記ゲート電極の周辺領域下の
上記半導体基板内に形成された浅い拡散層と、上記浅い
拡散層の横に形成された深い拡散層と、上記浅い拡散層
の下に選択的に形成されたこの浅い拡散層とは逆導電型
の不純物濃度の高い領域とを具備することを特徴とす
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device, comprising: a gate electrode formed on a semiconductor substrate; and a gate electrode formed in the semiconductor substrate below a peripheral region of the gate electrode. A shallow diffusion layer, a deep diffusion layer formed beside the shallow diffusion layer, and a shallow diffusion layer selectively formed under the shallow diffusion layer. And a high region.

【0007】また、さらに請求項2に記載の半導体装置
は、請求項1の構成において、上記浅い拡散層、深い拡
散層、及び浅い拡散層とは逆導電型の不純物濃度の高い
領域が、素子分離領域に囲まれた素子形成領域内に形成
されていることを特徴とする。
In a semiconductor device according to a second aspect of the present invention, the shallow diffusion layer, the deep diffusion layer, and the region having a higher impurity concentration of a conductivity type opposite to the shallow diffusion layer. It is formed in an element formation region surrounded by an isolation region.

【0008】また、請求項3に記載の半導体装置の製造
方法は、半導体基板上に形成されたゲート電極の側壁部
に存在する絶縁膜のみを除去し、その他の上記半導体基
板上及び上記ゲート電極上に絶縁膜を残存させる工程
と、上記ゲート電極及び上記絶縁膜をマスクにして上記
半導体基板に不純物を注入する工程とを具備することを
特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device, only the insulating film existing on the side wall of the gate electrode formed on the semiconductor substrate is removed, and the other portions on the semiconductor substrate and the gate electrode are removed. A step of leaving an insulating film thereon; and a step of implanting an impurity into the semiconductor substrate using the gate electrode and the insulating film as a mask.

【0009】また、請求項4に記載の半導体装置の製造
方法は、半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工程
と、上記第1の絶縁膜上にゲート電極を形成する工程
と、上記ゲート電極を含む半導体基板上に第2の絶縁膜
を形成する工程と、凹凸を有する上記第2の絶縁膜の凸
部角以外の面上に第3の絶縁膜を堆積する工程と、上記
第2の絶縁膜のエッチング速度が上記第3の絶縁膜のエ
ッチング速度よりも速いエッチング条件で、上記第2の
絶縁膜の一部を除去する工程と、上記第2の絶縁膜の一
部が除去された上記半導体基板に不純物を注入する工程
とを具備することを特徴とする。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate; a step of forming a gate electrode on the first insulating film; Forming a second insulating film on the semiconductor substrate including the gate electrode, depositing a third insulating film on a surface other than the convex corners of the second insulating film having irregularities; Removing a part of the second insulating film under etching conditions in which the etching rate of the second insulating film is higher than the etching rate of the third insulating film; and removing the part of the second insulating film. Implanting an impurity into the semiconductor substrate described above.

【0010】また、請求項5に記載の半導体装置の製造
方法は、半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工程
と、上記第1の絶縁膜上にゲート電極を形成する工程
と、上記ゲート電極を含む半導体基板上に第2の絶縁膜
を形成する工程と、上記ゲート電極の側壁部以外の上記
第2の絶縁膜上に第3の絶縁膜を形成する工程と、上記
第3の絶縁膜をマスクにして上記ゲート電極の側壁部に
形成された上記第2の絶縁膜を除去する工程と、上記第
2の絶縁膜を除去する工程の後、上記半導体基板に不純
物を注入する工程とを具備することを特徴とする。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein a step of forming a first insulating film on the semiconductor substrate; a step of forming a gate electrode on the first insulating film; Forming a second insulating film on the semiconductor substrate including the gate electrode, forming a third insulating film on the second insulating film other than the side wall of the gate electrode, Removing the second insulating film formed on the side wall of the gate electrode using the insulating film as a mask, and implanting impurities into the semiconductor substrate after removing the second insulating film. And characterized in that:

【0011】また、請求項6に記載の半導体装置の製造
方法は、半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工程
と、上記第1の絶縁膜上にゲート電極を形成する工程
と、上記ゲート電極を含む半導体基板上に第2の絶縁膜
を形成する工程と、上記ゲート電極の側壁部以外の上記
第2の絶縁膜上に第3の絶縁膜を形成する工程と、上記
第3の絶縁膜をマスクにして上記ゲート電極の側壁部に
形成された上記第2の絶縁膜を除去する工程と、上記第
3の絶縁膜をマスクにして上記半導体基板に第1の不純
物を注入する工程と、上記第2、第3の絶縁膜を除去す
る工程と、上記ゲート電極を含む半導体基板上に第4の
絶縁膜を形成する工程と、上記第4の絶縁膜を異方性エ
ッチングして上記ゲート電極の側壁部にだけ第4の絶縁
膜を残存させる工程と、上記ゲート電極及び上記第4の
絶縁膜をマスクにして上記半導体基板に上記第1の不純
物とは逆導電型の第2の不純物を注入する工程とを具備
することを特徴とする。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, further comprising the steps of: forming a first insulating film on the semiconductor substrate; forming a gate electrode on the first insulating film; Forming a second insulating film on the semiconductor substrate including the gate electrode, forming a third insulating film on the second insulating film other than the side wall of the gate electrode, Removing the second insulating film formed on the side wall of the gate electrode using the insulating film as a mask, and implanting a first impurity into the semiconductor substrate using the third insulating film as a mask Removing the second and third insulating films, forming a fourth insulating film on the semiconductor substrate including the gate electrode, and performing anisotropic etching on the fourth insulating film. Leaving a fourth insulating film only on the side wall of the gate electrode; And to the gate electrode and the mask the fourth insulating film and the first impurity to the semiconductor substrate, characterized by comprising the step of injecting a second impurity of the opposite conductivity type.

【0012】また、さらに請求項7に記載の半導体装置
の製造方法は、請求項6の構成に加えて、上記ゲート電
極と自己整合的に上記第1の不純物とは逆導電型の第3
の不純物を上記第1、第2の不純物よりも浅く注入する
工程をさらに具備することを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the structure of the sixth aspect, the method of manufacturing a semiconductor device further comprises a third impurity having a conductivity type opposite to that of the first impurity in a self-aligned manner with the gate electrode.
The method further comprises the step of implanting the impurity at a shallower depth than the first and second impurities.

【0013】また、請求項8に記載の半導体装置の製造
方法は、半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工程
と、上記第1の絶縁膜上にゲート電極を形成する工程
と、上記ゲート電極を含む半導体基板上に第2の絶縁膜
を形成する工程と、上記第2の絶縁膜を異方性エッチン
グして上記ゲート電極の側壁部にだけ第2の絶縁膜を残
存させる工程と、上記ゲート電極の側壁部に存在する上
記第2の絶縁膜以外の面上に第3の絶縁膜を堆積する工
程と、上記第2の絶縁膜のエッチング速度が上記第3の
絶縁膜のエッチング速度よりも速いエッチング条件で、
上記第2の絶縁膜の一部を除去する工程と、上記第2の
絶縁膜の一部が除去された上記半導体基板に不純物を注
入する工程とを具備することを特徴とする。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate; a step of forming a gate electrode on the first insulating film; Forming a second insulating film on the semiconductor substrate including the gate electrode, anisotropically etching the second insulating film to leave the second insulating film only on the side wall of the gate electrode; Depositing a third insulating film on a surface other than the second insulating film existing on the side wall of the gate electrode; and etching the third insulating film at an etching rate of the third insulating film. Under etching conditions faster than the speed,
A step of removing a part of the second insulating film; and a step of implanting an impurity into the semiconductor substrate from which the part of the second insulating film is removed.

【0014】また、請求項9に記載の半導体装置の製造
方法は、半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工程
と、上記第1の絶縁膜上にゲート電極を形成する工程
と、上記ゲート電極を含む半導体基板上に第2の絶縁膜
を形成する工程と、上記第2の絶縁膜を異方性エッチン
グして上記ゲート電極の側壁部にだけ第2の絶縁膜を残
存させる工程と、上記ゲート電極の側壁部に存在する上
記第2の絶縁膜以外の面上に第3の絶縁膜を堆積する工
程と、上記第3の絶縁膜をマスクにして上記ゲート電極
の側壁部に存在する上記第2の絶縁膜を除去する工程
と、上記第2の絶縁膜を除去する工程の後、上記半導体
基板に不純物を注入する工程とを具備することを特徴と
する。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a first insulating film on a semiconductor substrate; forming a gate electrode on the first insulating film; Forming a second insulating film on the semiconductor substrate including the gate electrode, anisotropically etching the second insulating film to leave the second insulating film only on the side wall of the gate electrode; Depositing a third insulating film on a surface other than the second insulating film existing on the side wall of the gate electrode; and forming a third insulating film on the side wall of the gate electrode using the third insulating film as a mask. A step of removing the second insulating film, and a step of implanting impurities into the semiconductor substrate after the step of removing the second insulating film.

【0015】また、請求項10に記載の半導体装置の製
造方法は、半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工程
と、上記第1の絶縁膜上にゲート電極を形成する工程
と、上記ゲート電極を含む半導体基板上に第2の絶縁膜
を形成する工程と、上記第2の絶縁膜を異方性エッチン
グして上記ゲート電極の側壁部にだけ第2の絶縁膜を残
存させる工程と、上記ゲート電極及び上記第2の絶縁膜
をマスクにして上記半導体基板に第1の不純物を注入す
る工程と、上記ゲート電極の側壁部に存在する上記第2
の絶縁膜以外の面上に第3の絶縁膜を堆積する工程と、
上記第3の絶縁膜をマスクにして上記ゲート電極の側壁
部に存在する上記第2の絶縁膜を除去する工程と、上記
第3の絶縁膜をマスクにして上記半導体基板に上記第1
の不純物とは逆導電型の第2の不純物を注入する工程と
を具備することを特徴とする。
Further, according to a tenth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a first insulating film on a semiconductor substrate; forming a gate electrode on the first insulating film; Forming a second insulating film on the semiconductor substrate including the gate electrode, anisotropically etching the second insulating film to leave the second insulating film only on the side wall of the gate electrode; Implanting a first impurity into the semiconductor substrate using the gate electrode and the second insulating film as a mask; and forming a second impurity existing on a side wall of the gate electrode.
Depositing a third insulating film on a surface other than the insulating film;
Removing the second insulating film present on the side wall of the gate electrode using the third insulating film as a mask, and removing the first insulating film on the semiconductor substrate using the third insulating film as a mask.
Implanting a second impurity of a conductivity type opposite to that of the second impurity.

【0016】また、請求項11に記載の半導体装置の製
造方法は、請求項10の構成に加えて、上記ゲート電極
と自己整合的に上記第2の不純物とは逆導電型の第3の
不純物を上記第1、第2の不純物よりも浅く注入する工
程をさらに具備することを特徴とする。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to an eleventh aspect, in addition to the structure of the tenth aspect, a third impurity having a conductivity type opposite to that of the second impurity in a self-aligned manner with the gate electrode. Is implanted shallower than the first and second impurities.

【0017】また、請求項12に記載の半導体装置の製
造方法は、請求項3、4、5、8、9のいずれかに記載
の構成において、上記不純物を注入する工程が、上記半
導体基板に第1の不純物イオンを注入して不純物濃度の
高い領域を形成する工程と、上記第1の不純物イオンと
は逆導電型の第2の不純物イオンを上記半導体基板に注
入して上記不純物濃度の高い領域の上に浅い拡散層を形
成する工程とからなることを特徴とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the third, fourth, fifth, eighth, and ninth aspects, the step of implanting the impurity comprises: Implanting a first impurity ion to form a region having a high impurity concentration, and implanting a second impurity ion having a conductivity type opposite to that of the first impurity ion into the semiconductor substrate to thereby form the region having a high impurity concentration; Forming a shallow diffusion layer over the region.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態について説明する。まず、この発明の第1の
実施の形態の半導体装置の製造方法について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described.

【0019】図1(a)、(b)〜図4(a)、(b)
は、第1の実施の形態の半導体装置の製造方法を示す各
製造工程の断面図である。図1(a)に示すように、選
択酸化法もしくは埋め込み素子分離法などにより、シリ
コン基板2に素子分離領域4を形成する。素子分離領域
4が形成されたシリコン基板2を酸素を含む雰囲気中で
熱酸化する熱酸化法により、例えば4[nm]のシリコ
ン酸化膜6を形成する。
FIGS. 1 (a) and 1 (b) to 4 (a) and 4 (b)
FIGS. 4A to 4C are cross-sectional views of respective manufacturing steps showing a method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. As shown in FIG. 1A, an element isolation region 4 is formed on a silicon substrate 2 by a selective oxidation method or a buried element isolation method. A silicon oxide film 6 of, for example, 4 nm is formed by a thermal oxidation method in which the silicon substrate 2 on which the element isolation regions 4 are formed is thermally oxidized in an atmosphere containing oxygen.

【0020】続いて、上記シリコン酸化膜6の上に、化
学気相堆積法(CVD法)により多結晶シリコン8を3
00[nm]堆積した後、リン(P)、ヒ素(As)、
ホウ素(B)などの不純物をこの多結晶シリコン8中へ
イオン注入する。その後、アニールを行い不純物の活性
化を行う。ここまでの工程を経た半導体装置の構造を、
図1(a)に示す。なお、ここではイオン注入により、
不純物を含有する多結晶シリコン8を形成したが、イオ
ン注入以外の方法、例えば不純物を含有する多結晶シリ
コンを直接堆積する方法で形成してもかまわない。上記
不純物を含有する多結晶シリコンは、化学気相堆積法
(CVD法)により、原料ガスに不純物を含むガスを混
入することによって堆積できる。
Subsequently, polycrystalline silicon 8 is deposited on the silicon oxide film 6 by chemical vapor deposition (CVD).
After depositing 00 [nm], phosphorus (P), arsenic (As),
Impurities such as boron (B) are ion-implanted into the polycrystalline silicon 8. After that, annealing is performed to activate the impurities. The structure of the semiconductor device that has gone through the steps up to here
This is shown in FIG. Here, by ion implantation,
Although the polycrystalline silicon 8 containing impurities is formed, it may be formed by a method other than ion implantation, for example, a method of directly depositing polycrystalline silicon containing impurities. Polycrystalline silicon containing impurities can be deposited by mixing a gas containing impurities into a source gas by a chemical vapor deposition method (CVD method).

【0021】続いて、ゲート電極を形成するために、フ
ォトリソグラフィ法を用いてゲート電極を形成したい場
所にフォトレジストが残るように、フォトレジストのパ
ターニングを行う。パターニングされたフォトレジスト
をエッチングマスクとして、図1(b)に示すように、
反応性イオンエッチング法により多結晶シリコン8を異
方性エッチングして、ゲート電極10を形成する。その
後、フォトレジストを剥離する。
Subsequently, in order to form a gate electrode, the photoresist is patterned using a photolithography method so that the photoresist remains at a place where the gate electrode is to be formed. Using the patterned photoresist as an etching mask, as shown in FIG.
Polycrystalline silicon 8 is anisotropically etched by reactive ion etching to form gate electrode 10. Thereafter, the photoresist is stripped.

【0022】次に、シリコン基板2全面に化学気相堆積
法(CVD法)によりシリコン窒化膜12を100[n
m]堆積した後、さらに化学気相堆積法(CVD法)に
よる堆積と、アルゴン(Ar)スパッタリングなどによ
る物理的エッチングを同時に行うことにより、上記シリ
コン窒化膜12の凸部角以外の部分にシリコン酸化膜1
4を堆積させて、図2(a)に示すような構造を形成す
る。
Next, a 100 [n] silicon nitride film 12 is formed on the entire surface of the silicon substrate 2 by chemical vapor deposition (CVD).
m] After the deposition, the deposition by chemical vapor deposition (CVD) and the physical etching by argon (Ar) sputtering or the like are performed at the same time, so that the silicon nitride film 12 has Oxide film 1
4 is deposited to form a structure as shown in FIG.

【0023】続いて、上記シリコン酸化膜14をエッチ
ングマスクとして、図2(b)に示すように、反応性イ
オンエッチング法によりシリコン窒化膜12を異方性エ
ッチングして、ゲート電極10の側壁部(周辺部)に存
在するシリコン窒化膜12だけを除去する。
Then, using the silicon oxide film 14 as an etching mask, the silicon nitride film 12 is anisotropically etched by a reactive ion etching method as shown in FIG. Only the silicon nitride film 12 existing in (peripheral portion) is removed.

【0024】次に、図2(b)に示す構造のシリコン基
板2に、リン、ヒ素、ホウ素、インジウム(In)、ア
ンチモン(Sb)などの不純物をイオン注入し、図3
(a)に示すように、浅い拡散層16と、その下に上記
拡散層16とは逆導電型の不純物濃度が高い領域18を
形成する。
Next, impurities such as phosphorus, arsenic, boron, indium (In), and antimony (Sb) are ion-implanted into the silicon substrate 2 having the structure shown in FIG.
As shown in FIG. 3A, a shallow diffusion layer 16 and a region 18 having a high impurity concentration of a conductivity type opposite to that of the diffusion layer 16 are formed therebelow.

【0025】続いて、イオン注入のマスクとして使用し
たシリコン酸化膜14とシリコン窒化膜12を剥離した
後、図3(b)に示すように、シリコン窒化膜20を化
学気相堆積法(CVD法)により100[nm]堆積す
る。その後、このシリコン窒化膜20が形成されたシリ
コン基板2全面を反応性イオンエッチング法により異方
性エッチングし、すなわちシリコン基板2面と水平な面
に形成されたシリコン窒化膜20だけをエッチング除去
し、図4(a)に示すように、ゲート電極10の側壁部
にだけシリコン窒化膜22を残存させる。
Subsequently, after the silicon oxide film 14 and the silicon nitride film 12 used as masks for ion implantation are peeled off, as shown in FIG. 3B, a silicon nitride film 20 is formed by chemical vapor deposition (CVD). ) To deposit 100 [nm]. Thereafter, the entire surface of the silicon substrate 2 on which the silicon nitride film 20 is formed is anisotropically etched by a reactive ion etching method, that is, only the silicon nitride film 20 formed on a surface parallel to the surface of the silicon substrate 2 is removed by etching. As shown in FIG. 4A, the silicon nitride film 22 is left only on the side wall of the gate electrode 10.

【0026】さらに、上記図4(a)に示す構造のシリ
コン基板2に、リン、ヒ素、ホウ素、インジウム(I
n)、アンチモン(Sb)などの不純物をイオン注入し
て、図4(b)に示すような浅い拡散層16と同導電型
の深い拡散層24(不純物分布)を形成する。
Further, on the silicon substrate 2 having the structure shown in FIG. 4A, phosphorus, arsenic, boron, indium (I
n), impurities such as antimony (Sb) are ion-implanted to form a shallow diffusion layer 16 and a deep diffusion layer 24 (impurity distribution) of the same conductivity type as shown in FIG.

【0027】すなわち、この第1の実施の形態の製造方
法によって製造される半導体装置は、次のような構造を
有している。図4(b)に示すように、シリコン基板2
には素子分離領域4が形成され、その表面にはシリコン
酸化膜6が形成されている。上記素子分離領域4の間の
素子形成領域のシリコン酸化膜6上にはゲート電極10
が形成され、さらにこのゲート電極10の側壁部にはシ
リコン窒化膜22からなるゲート側壁スペーサが形成さ
れている。
That is, the semiconductor device manufactured by the manufacturing method of the first embodiment has the following structure. As shown in FIG. 4B, the silicon substrate 2
Is formed with an element isolation region 4, and a silicon oxide film 6 is formed on the surface thereof. A gate electrode 10 is formed on the silicon oxide film 6 in the device forming region between the device isolation regions 4.
Is formed, and a gate sidewall spacer made of a silicon nitride film 22 is formed on the sidewall of the gate electrode 10.

【0028】上記ゲート側壁スペーサの下のシリコン基
板2内には、浅い拡散層16と、さらにこの下に上記拡
散層16とは逆導電型の不純物濃度が高い領域18が形
成されている。上記浅い拡散層16及び不純物濃度が高
い領域18と、素子分離領域4との間には、浅い拡散層
16と同導電型の深い拡散層24が形成されている。
A shallow diffusion layer 16 is formed in the silicon substrate 2 below the gate side wall spacer, and a region 18 having a higher impurity concentration of a conductivity type opposite to that of the diffusion layer 16 is formed below the shallow diffusion layer 16. A deep diffusion layer 24 of the same conductivity type as the shallow diffusion layer 16 is formed between the shallow diffusion layer 16 and the region 18 having a high impurity concentration and the element isolation region 4.

【0029】以上説明したようにこの第1の実施の形態
の半導体装置によれば、不純物濃度の高い領域18が、
少なくとも深い拡散層24の全領域とは重ならないよう
に形成されているため、不純物濃度の高い領域18と、
深い拡散層24との接合部で生じる接合容量を低減させ
ることができる。
As described above, according to the semiconductor device of the first embodiment, the region 18 having a high impurity concentration is
Since at least the entire region of the deep diffusion layer 24 is formed so as not to overlap, the region 18 having a high impurity concentration and
The junction capacitance generated at the junction with the deep diffusion layer 24 can be reduced.

【0030】なお、上記第1の実施の形態では、シリコ
ン基板2を酸素を含む雰囲気中にて熱酸化して形成した
シリコン酸化膜6を用いたが、これに限るわけでなく、
このシリコン酸化膜6の代わりに窒素を含む雰囲気中に
て熱窒化したシリコン窒化膜や、化学気相堆積法により
堆積したシリコン酸化膜及びシリコン膜、さらにはこれ
ら以外の膜を用いた場合にも、上述と同様の効果を得る
ことができる。
In the first embodiment, the silicon oxide film 6 formed by thermally oxidizing the silicon substrate 2 in an atmosphere containing oxygen is used. However, the present invention is not limited to this.
Instead of using the silicon oxide film 6, a silicon nitride film thermally nitrided in an atmosphere containing nitrogen, a silicon oxide film and a silicon film deposited by a chemical vapor deposition method, and other films may be used. Thus, the same effect as described above can be obtained.

【0031】また、この第1の実施の形態の半導体装置
の製造方法によれば、最も一般的に使用されている方法
でシリコン酸化膜6を形成することにより、低い製造コ
ストで以下の効果を実現できる。すなわち、ゲート電極
の周辺領域に限定して不純物の注入を行うことができ、
ゲート電極の周辺領域の不純物の濃度分布とそれ以外の
領域の不純物の濃度分布を独立につくることができる。
さらに、ゲート電極周辺以外の領域に不純物を注入する
ときに、ゲート電極の側壁部のみに形成したマスク層を
残したまま半導体装置を完成させる場合には、最も効率
の良い製造方法となる。
According to the method of manufacturing the semiconductor device of the first embodiment, the following effects can be obtained at a low manufacturing cost by forming the silicon oxide film 6 by the most commonly used method. realizable. That is, impurities can be implanted only in the peripheral region of the gate electrode,
The impurity concentration distribution in the peripheral region of the gate electrode and the impurity concentration distribution in other regions can be independently formed.
Further, when impurities are implanted into a region other than the periphery of the gate electrode and the semiconductor device is completed while leaving the mask layer formed only on the side wall of the gate electrode, this is the most efficient manufacturing method.

【0032】また、この第1の実施の形態の半導体装置
の製造方法によれば、ゲート絶縁膜中に窒素元素を含有
させることにより、上述の効果に加えて、多結晶シリコ
ン8中に含まれる不純物がシリコン基板中に拡散するの
を防止することができる。
According to the method of manufacturing the semiconductor device of the first embodiment, the gate insulating film contains the nitrogen element, so that it is contained in the polycrystalline silicon 8 in addition to the above effects. It is possible to prevent impurities from diffusing into the silicon substrate.

【0033】また、この第1の実施の形態の半導体装置
の製造方法によれば、化学気相堆積法(CVD法)によ
り所望の材料のゲート絶縁膜を堆積できるため、シリコ
ン酸化膜やシリコン窒化膜よりも誘電率の大きい膜をゲ
ート絶縁膜として使用することができる。さらに、シリ
コン基板とゲート絶縁膜の間の界面応力や界面準位を低
減することができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, a gate insulating film of a desired material can be deposited by a chemical vapor deposition (CVD) method. A film having a higher dielectric constant than the film can be used as the gate insulating film. Further, interface stress and interface level between the silicon substrate and the gate insulating film can be reduced.

【0034】さらに、ゲート電極10の材料として、多
結晶シリコン8の代わりに、アモルファスシリコンを用
いたり、下層に多結晶シリコン、上層にタングステンシ
リサイドなどのシリサイド膜を形成したポリサイド型の
積層構造、下層に多結晶シリコン、上層にタングステン
などの金属膜を形成したポリメタル型の積層構造を用い
た場合にも、上述と同様の効果を得ることができる。
Further, as a material of the gate electrode 10, amorphous silicon is used in place of the polycrystalline silicon 8, or a polycide type laminated structure in which polycrystalline silicon is formed in a lower layer and a silicide film such as tungsten silicide is formed in an upper layer. The same effect as described above can be obtained also when a polymetal type laminated structure in which a metal film such as tungsten is formed on the upper layer with polycrystalline silicon is used.

【0035】すなわち、上記第1の実施の形態の半導体
装置の製造方法によれば、ゲート電極としてシリコンを
含む導電物を用いることにより、不純物の種類や濃度を
調整して上記ゲート電極を所望の電気的性質に調整でき
るため、MOS−FETの高性能化を容易にすることが
できる。さらに、ゲート電極の周辺領域に限定して不純
物の注入を行うことができ、ゲート電極の周辺領域の不
純物の濃度分布とそれ以外の領域の不純物の濃度分布を
独立につくることができる。さらに、ゲート電極周辺以
外の領域に不純物を注入するときに、ゲート電極の側壁
部のみに形成したマスク層を残したまま半導体装置を完
成させる場合には、最も効率の良い製造方法となる。
That is, according to the method of manufacturing the semiconductor device of the first embodiment, by using a conductive material containing silicon as the gate electrode, the type and concentration of the impurities are adjusted to make the gate electrode a desired one. Since the electric property can be adjusted, the performance of the MOS-FET can be easily improved. Further, the impurity can be implanted only in the peripheral region of the gate electrode, and the impurity concentration distribution in the peripheral region of the gate electrode and the impurity concentration distribution in other regions can be independently formed. Further, when impurities are implanted into a region other than the periphery of the gate electrode and the semiconductor device is completed while leaving the mask layer formed only on the side wall of the gate electrode, this is the most efficient manufacturing method.

【0036】また、ゲート電極をシリコンを含む導電物
とその上に形成されたシリサイドで構成すれば、上記ゲ
ート電極の面積抵抗の低抵抗化を実現することができ
る。また、ゲート電極をシリコンを含む導電物とその上
に形成された金属で構成すれば、上記ゲート電極の面積
抵抗のさらなる低抵抗化を実現することができる。
Further, if the gate electrode is formed of a conductive material containing silicon and a silicide formed thereon, it is possible to reduce the area resistance of the gate electrode. Further, when the gate electrode is made of a conductive material containing silicon and a metal formed thereon, it is possible to further reduce the area resistance of the gate electrode.

【0037】なお、上記第1の実施の形態では、シリコ
ン窒化膜12を堆積した後にシリコン酸化膜14を堆積
したが、この堆積の順序を逆にしてシリコン酸化膜を堆
積した後にシリコン窒化膜を堆積してもよい。この場合
は、シリコン基板2全面にシリコン酸化膜を堆積した
後、さらに化学気相堆積法(CVD法)による堆積と、
アルゴン(Ar)スパッタリングなどによる物理的エッ
チングを同時に行うことにより、上記シリコン酸化膜の
凸部角以外の部分にシリコン窒化膜を堆積させる。その
後、上記シリコン窒化膜をエッチングマスクとして、反
応性イオンエッチング法によりシリコン酸化膜を異方性
エッチングして、ゲート電極10の側壁部(周辺部)に
存在するシリコン酸化膜だけを除去すればよい。
In the first embodiment, the silicon oxide film 14 is deposited after the silicon nitride film 12 is deposited. However, the order of the deposition is reversed, and the silicon nitride film is deposited. It may be deposited. In this case, after depositing a silicon oxide film on the entire surface of the silicon substrate 2, the deposition is further performed by a chemical vapor deposition method (CVD method).
By simultaneously performing physical etching by argon (Ar) sputtering or the like, a silicon nitride film is deposited on portions of the silicon oxide film other than the convex corners. Thereafter, using the silicon nitride film as an etching mask, the silicon oxide film is anisotropically etched by a reactive ion etching method to remove only the silicon oxide film present on the side wall (peripheral portion) of the gate electrode 10. .

【0038】次に、この発明の第2の実施の形態の半導
体装置の製造方法について説明する。図5(a)、
(b)〜図8(a)、(b)は、第2の実施の形態の半
導体装置の製造方法を示す各製造工程の断面図である。
Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 (a),
FIGS. 8B to 8A and 8B are cross-sectional views of respective manufacturing steps showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment.

【0039】素子分離領域の形成からゲート電極の形成
までは、上記第1の実施の形態と同様である。図5
(a)に示すように、選択酸化法もしくは埋め込み素子
分離法などにより、シリコン基板32に素子分離領域3
4を形成する。素子分離領域34が形成されたシリコン
基板32を酸素を含む雰囲気中で熱酸化する熱酸化法に
より、例えば4[nm]のシリコン酸化膜36を形成す
る。
The steps from the formation of the element isolation region to the formation of the gate electrode are the same as in the first embodiment. FIG.
As shown in (a), the element isolation region 3 is formed on the silicon substrate 32 by a selective oxidation method or a buried element isolation method.
4 is formed. A silicon oxide film 36 of, for example, 4 nm is formed by a thermal oxidation method for thermally oxidizing the silicon substrate 32 on which the element isolation regions 34 are formed in an atmosphere containing oxygen.

【0040】続いて、上記シリコン酸化膜36の上に、
化学気相堆積法(CVD法)により多結晶シリコン38
を300[nm]堆積した後、リン(P)、ヒ素(A
s)、ホウ素(B)などの不純物をこの多結晶シリコン
38中へイオン注入する。その後、アニールを行い不純
物の活性化を行う。ここまでの工程を経た半導体装置の
構造を、図5(a)に示す。なお、上記第1の実施の形
態と同様にここではイオン注入により、不純物を含有す
る多結晶シリコン38を形成したが、イオン注入以外の
方法、例えば不純物を含有する多結晶シリコンを直接堆
積する方法で形成してもかまわない。上記不純物を含有
する多結晶シリコンは、化学気相堆積法(CVD法)に
より、原料ガスに不純物を含むガスを混入することによ
って堆積できる。
Subsequently, on the silicon oxide film 36,
Polycrystalline silicon 38 by chemical vapor deposition (CVD)
After depositing 300 [nm], phosphorus (P), arsenic (A)
s) and impurities such as boron (B) are ion-implanted into the polycrystalline silicon. After that, annealing is performed to activate the impurities. FIG. 5A shows the structure of the semiconductor device after the steps up to here. Here, similarly to the first embodiment, the impurity-containing polycrystalline silicon 38 is formed by ion implantation here. However, a method other than ion implantation, for example, a method of directly depositing the impurity-containing polycrystalline silicon is used. It may be formed by. Polycrystalline silicon containing impurities can be deposited by mixing a gas containing impurities into a source gas by a chemical vapor deposition method (CVD method).

【0041】続いて、ゲート電極を形成するために、フ
ォトリソグラフィ法を用いてゲート電極を形成したい場
所にフォトレジストが残るように、フォトレジストのパ
ターニングを行う。パターニングされたフォトレジスト
をエッチングマスクとして、図5(b)に示すように、
反応性イオンエッチング法により多結晶シリコン38を
異方性エッチングして、ゲート電極40を形成する。そ
の後、フォトレジストを剥離する。
Subsequently, in order to form a gate electrode, the photoresist is patterned using a photolithography method so that the photoresist remains at a position where the gate electrode is to be formed. Using the patterned photoresist as an etching mask, as shown in FIG.
Polycrystalline silicon 38 is anisotropically etched by reactive ion etching to form gate electrode 40. Thereafter, the photoresist is stripped.

【0042】次に、図6(a)に示すように、シリコン
基板32全面に化学気相堆積法(CVD法)によりシリ
コン窒化膜42を100[nm]堆積する。その後、こ
のシリコン窒化膜42が形成されたシリコン基板32全
面を、反応性イオンエッチング法により異方性エッチン
グし、すなわちシリコン基板32面と水平な面に形成さ
れたシリコン窒化膜42だけをエッチング除去し、図6
(b)に示すように、ゲート電極40の側壁部にだけシ
リコン窒化膜44を残存させる。
Next, as shown in FIG. 6A, a silicon nitride film 42 is deposited on the entire surface of the silicon substrate 32 by chemical vapor deposition (CVD) to a thickness of 100 nm. Thereafter, the entire surface of the silicon substrate 32 on which the silicon nitride film 42 is formed is anisotropically etched by a reactive ion etching method, that is, only the silicon nitride film 42 formed on the surface parallel to the silicon substrate 32 is removed by etching. And FIG.
As shown in (b), the silicon nitride film 44 is left only on the side wall of the gate electrode 40.

【0043】続いて、図6(b)に示す構造のシリコン
基板32に、リン、ヒ素、ホウ素、インジウム(I
n)、アンチモン(Sb)などの不純物をイオン注入し
て、図7(a)に示すような深い拡散層46(不純物分
布)を形成する。
Subsequently, on the silicon substrate 32 having the structure shown in FIG. 6B, phosphorus, arsenic, boron, indium (I
n) and impurities such as antimony (Sb) are ion-implanted to form a deep diffusion layer 46 (impurity distribution) as shown in FIG.

【0044】次に、化学気相堆積法(CVD法)による
堆積と、アルゴン(Ar)スパッタリングなどによる物
理的エッチングを同時に行うことにより、シリコン酸化
膜48を凸部角以外の部分に堆積させて、図7(b)に
示すような構造を形成する。
Next, the silicon oxide film 48 is deposited at portions other than the corners of the projections by simultaneously performing the deposition by the chemical vapor deposition method (CVD method) and the physical etching by argon (Ar) sputtering or the like. Then, a structure as shown in FIG. 7B is formed.

【0045】続いて、上記シリコン酸化膜48をエッチ
ングマスクとして、図8(a)に示すように、反応性イ
オンエッチング法によりシリコン窒化膜44を異方性エ
ッチングして、ゲート電極40の側壁部(周辺部)に存
在するシリコン窒化膜44だけを除去する。
Subsequently, using the silicon oxide film 48 as an etching mask, the silicon nitride film 44 is anisotropically etched by a reactive ion etching method as shown in FIG. Only the silicon nitride film 44 existing in the (peripheral portion) is removed.

【0046】次に、図8(a)に示す構造のシリコン基
板32に、リン、ヒ素、ホウ素、インジウム(In)、
アンチモン(Sb)などの不純物をイオン注入し、図8
(b)に示すように、深い拡散層46と同導電型の浅い
拡散層50と、その下に上記拡散層50とは逆導電型の
不純物濃度が高い領域52を形成する。
Next, on the silicon substrate 32 having the structure shown in FIG. 8A, phosphorus, arsenic, boron, indium (In),
An impurity such as antimony (Sb) is ion-implanted, and FIG.
As shown in FIG. 3B, a shallow diffusion layer 50 of the same conductivity type as the deep diffusion layer 46 and a region 52 having a high impurity concentration of the opposite conductivity type to the diffusion layer 50 are formed therebelow.

【0047】すなわち、この第2の実施の形態の製造方
法によって製造される半導体装置は、次のような構造を
有している。図8(b)に示すように、シリコン基板3
2には素子分離領域34が形成され、その表面にはシリ
コン酸化膜36が形成されている。上記素子分離領域3
4の間の素子形成領域のシリコン酸化膜36上にはゲー
ト電極40が形成され、さらにこのゲート電極40上及
びゲート電極40の側壁部を除くシリコン酸化膜36上
にはシリコン酸化膜48が形成されている。
That is, the semiconductor device manufactured by the manufacturing method of the second embodiment has the following structure. As shown in FIG. 8B, the silicon substrate 3
2, an element isolation region 34 is formed, and a silicon oxide film 36 is formed on the surface thereof. The element isolation region 3
The gate electrode 40 is formed on the silicon oxide film 36 in the element formation region between the gate electrodes 4 and the silicon oxide film 48 is formed on the gate electrode 40 and the silicon oxide film 36 excluding the side walls of the gate electrode 40. Have been.

【0048】上記ゲート電極40の側壁部の下のシリコ
ン基板32内には、浅い拡散層50と、さらにこの下に
上記拡散層50とは逆導電型の不純物濃度が高い領域5
2が形成されている。上記浅い拡散層50及び不純物濃
度が高い領域52と、素子分離領域34との間には、浅
い拡散層50と同導電型の深い拡散層46が形成されて
いる。
In the silicon substrate 32 below the side wall of the gate electrode 40, a shallow diffusion layer 50 is formed, and further below the diffusion layer 50, a region 5 having a reverse conductivity type and a high impurity concentration is formed.
2 are formed. A deep diffusion layer 46 of the same conductivity type as the shallow diffusion layer 50 is formed between the shallow diffusion layer 50 and the region 52 having a high impurity concentration and the element isolation region 34.

【0049】以上説明したようにこの第2の実施の形態
の半導体装置によれば、浅い拡散層50及びこの拡散層
50とは逆導電型の不純物濃度の高い領域52が、少な
くとも深い拡散層46の全領域とは重ならないように形
成されているため、不純物濃度の高い領域52と、深い
拡散層46との接合部で生じる接合容量を低減すること
ができる。
As described above, according to the semiconductor device of the second embodiment, the shallow diffusion layer 50 and the region 52 of the opposite conductivity type and high impurity concentration to the diffusion layer 50 have at least the deep diffusion layer 46. Is formed so as not to overlap with the entire region, the junction capacitance generated at the junction between the region 52 having a high impurity concentration and the deep diffusion layer 46 can be reduced.

【0050】なお、上記第1の実施の形態と同様に、上
記第2の実施の形態では、シリコン基板32を酸素を含
む雰囲気中にて熱酸化して形成したシリコン酸化膜36
を用いたが、これに限るわけでなく、このシリコン酸化
膜36の代わりに窒素を含む雰囲気中にて熱窒化したシ
リコン窒化膜や、化学気相堆積法により堆積したシリコ
ン酸化膜及びシリコン窒化膜、さらにはこれら以外膜を
用いた場合にも、上述と同様の効果を得ることができ
る。
As in the first embodiment, in the second embodiment, the silicon oxide film 36 is formed by thermally oxidizing the silicon substrate 32 in an atmosphere containing oxygen.
However, the present invention is not limited to this. Instead of the silicon oxide film 36, a silicon nitride film thermally nitrided in an atmosphere containing nitrogen, or a silicon oxide film and a silicon nitride film deposited by a chemical vapor deposition method Further, even when a film other than these is used, the same effect as described above can be obtained.

【0051】さらに、ゲート電極40の材料として、多
結晶シリコン38の代わりに、アモルファスシリコンを
用いたり、下層に多結晶シリコン、上層にタングステン
シリサイドなどのシリサイド膜を形成したポリサイド型
の積層構造、下層に多結晶シリコン、上層にタングステ
ンなどの金属膜を形成したポリメタル型の積層構造を用
いた場合にも、上述と同様の効果を得ることができる。
Further, as a material of the gate electrode 40, amorphous silicon is used in place of the polycrystalline silicon 38, or a polycide type laminated structure in which a polycrystalline silicon is formed in a lower layer and a silicide film such as tungsten silicide is formed in an upper layer. The same effect as described above can be obtained also when a polymetal type laminated structure in which a metal film such as tungsten is formed on the upper layer with polycrystalline silicon is used.

【0052】また、上記第2の実施の形態では、ゲート
電極の側壁部にシリコン窒化膜44を残存させた後、シ
リコン酸化膜48を凸部角以外の部分に堆積したが、こ
の堆積の順序を逆にしてシリコン酸化膜をゲート電極の
側壁部に残存させた後、シリコン窒化膜を堆積してもよ
い。この場合は、反応性イオンエッチング法により異方
性エッチングして、ゲート電極40の側壁部にだけシリ
コン酸化膜を残存させる。その後、シリコン窒化膜を凸
部角以外の部分に堆積して、反応性イオンエッチング法
により異方性エッチングして、ゲート電極の側壁部のシ
リコン酸化膜だけを除去すればよい。
In the second embodiment, after the silicon nitride film 44 is left on the side wall of the gate electrode, the silicon oxide film 48 is deposited on the portion other than the corners of the convex portion. After the silicon oxide film is left on the side wall of the gate electrode, the silicon nitride film may be deposited. In this case, the silicon oxide film is left only on the side wall of the gate electrode 40 by performing anisotropic etching by a reactive ion etching method. Thereafter, a silicon nitride film may be deposited on portions other than the corners of the convex portion, and anisotropically etched by a reactive ion etching method to remove only the silicon oxide film on the side wall of the gate electrode.

【0053】次に、上記第1の実施の形態の変形例の半
導体装置の製造方法について説明する。図9(a)、
(b)〜図12(a)、(b)は、上記第1の実施の形
態の変形例の半導体装置の製造方法を示す各製造工程の
断面図である。
Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to a modification of the first embodiment will be described. FIG. 9 (a),
12B to 12A and 12B are cross-sectional views of respective manufacturing steps showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a modification of the first embodiment.

【0054】図9(a)に示すように、選択酸化法もし
くは埋め込み素子分離法などにより、シリコン基板62
に素子分離領域64を形成する。素子分離領域64が形
成されたシリコン基板62を酸素を含む雰囲気中で熱酸
化する熱酸化法により、例えば4[nm]のシリコン酸
化膜66を形成する。
As shown in FIG. 9A, a silicon substrate 62 is formed by a selective oxidation method or a buried element isolation method.
An element isolation region 64 is formed. A silicon oxide film 66 of, for example, 4 nm is formed by a thermal oxidation method of thermally oxidizing the silicon substrate 62 on which the element isolation regions 64 are formed in an atmosphere containing oxygen.

【0055】続いて、上記シリコン酸化膜66の上に、
化学気相堆積法(CVD法)により多結晶シリコン68
を300[nm]堆積した後、リン(P)、ヒ素(A
s)、ホウ素(B)などの不純物をこの多結晶シリコン
68中へイオン注入する。その後、アニールを行い不純
物の活性化を行う。ここまでの工程を経た半導体装置の
構造を、図9(a)に示す。なお、ここではイオン注入
により、不純物を含有する多結晶シリコン68を形成し
たが、イオン注入以外の方法、例えば不純物を含有する
多結晶シリコンを直接堆積する方法で形成してもかまわ
ない。上記不純物を含有する多結晶シリコンは、化学気
相堆積法(CVD法)により、原料ガスに不純物を含む
ガスを混入することによって堆積できる。
Subsequently, on the silicon oxide film 66,
Polycrystalline silicon 68 by chemical vapor deposition (CVD)
After depositing 300 [nm], phosphorus (P), arsenic (A)
s) and impurities such as boron (B) are ion-implanted into the polycrystalline silicon 68. After that, annealing is performed to activate the impurities. FIG. 9A shows the structure of the semiconductor device after the above steps. Here, polycrystalline silicon 68 containing impurities is formed by ion implantation, but it may be formed by a method other than ion implantation, for example, a method of directly depositing polycrystalline silicon containing impurities. Polycrystalline silicon containing impurities can be deposited by mixing a gas containing impurities into a source gas by a chemical vapor deposition method (CVD method).

【0056】続いて、ゲート電極を形成するために、フ
ォトリソグラフィ法を用いてゲート電極を形成したい場
所にフォトレジストが残るように、フォトレジストのパ
ターニングを行う。パターニングされたフォトレジスト
をエッチングマスクとして、図9(b)に示すように、
反応性イオンエッチング法により多結晶シリコン68及
びシリコン酸化膜66を異方性エッチングして、ゲート
電極70を形成する。その後、フォトレジストを剥離す
る。
Subsequently, in order to form a gate electrode, the photoresist is patterned by using a photolithography method so that the photoresist remains at a place where the gate electrode is to be formed. Using the patterned photoresist as an etching mask, as shown in FIG.
Polycrystalline silicon 68 and silicon oxide film 66 are anisotropically etched by reactive ion etching to form gate electrode 70. Thereafter, the photoresist is stripped.

【0057】次に、シリコン基板62全面に化学気相堆
積法(CVD法)によりシリコン窒化膜72を100
[nm]堆積した後、さらに化学気相堆積法(CVD
法)による堆積と、アルゴン(Ar)スパッタリングな
どによる物理的エッチングを同時に行うことにより、上
記シリコン窒化膜72の凸部角以外の部分にシリコン酸
化膜74を堆積させて、図10(a)に示すような構造
を形成する。
Next, a silicon nitride film 72 is formed on the entire surface of the silicon substrate 62 by a chemical vapor deposition method (CVD method).
[Nm], and then further deposited by chemical vapor deposition (CVD).
Method) and physical etching by argon (Ar) sputtering or the like are performed at the same time to deposit a silicon oxide film 74 on portions other than the convex corners of the silicon nitride film 72, as shown in FIG. The structure as shown is formed.

【0058】続いて、上記シリコン酸化膜74をエッチ
ングマスクとして、図10(b)に示すように、反応性
イオンエッチング法によりシリコン窒化膜72を異方性
エッチングして、ゲート電極70の側壁部(周辺部)に
存在するシリコン窒化膜72だけを除去する。
Subsequently, using the silicon oxide film 74 as an etching mask, the silicon nitride film 72 is anisotropically etched by a reactive ion etching method as shown in FIG. Only the silicon nitride film 72 existing in the (peripheral portion) is removed.

【0059】次に、図10(b)に示す構造のシリコン
基板62に、リン、ヒ素、ホウ素、インジウム(I
n)、アンチモン(Sb)などの不純物をイオン注入
(ポケットインプラ)し、図11(a)に示すように、
後述する拡散層76とは逆導電型の不純物濃度が高い領
域78を形成する。
Next, on the silicon substrate 62 having the structure shown in FIG. 10B, phosphorus, arsenic, boron, indium (I
n), impurities such as antimony (Sb) are ion-implanted (pocket implantation), and as shown in FIG.
A region 78 of a conductivity type opposite to that of a diffusion layer 76 described later and having a high impurity concentration is formed.

【0060】続いて、イオン注入のマスクとして使用し
たシリコン酸化膜74とシリコン窒化膜72を剥離した
後、リン、ヒ素、ホウ素、インジウム(In)、アンチ
モン(Sb)などの不純物をイオン注入し、図11
(b)に示すように、素子形成領域全体に浅い拡散層7
6を形成する。
Subsequently, after the silicon oxide film 74 and the silicon nitride film 72 used as masks for ion implantation are separated, impurities such as phosphorus, arsenic, boron, indium (In), and antimony (Sb) are ion-implanted. FIG.
As shown in (b), a shallow diffusion layer 7 is formed over the entire element formation region.
6 is formed.

【0061】続いて、シリコン窒化膜を化学気相堆積法
(CVD法)により100[nm]堆積する。そして、
このシリコン窒化膜が形成されたシリコン基板72全面
を反応性イオンエッチング法により異方性エッチング
し、すなわちシリコン基板72面と水平な面に形成され
たシリコン窒化膜だけをエッチング除去し、図12
(a)に示すように、ゲート電極70の側壁部にだけシ
リコン窒化膜82を残存させる。
Subsequently, a silicon nitride film is deposited to a thickness of 100 nm by a chemical vapor deposition (CVD) method. And
The entire surface of the silicon substrate 72 on which the silicon nitride film is formed is anisotropically etched by a reactive ion etching method, that is, only the silicon nitride film formed on a surface parallel to the surface of the silicon substrate 72 is removed by etching.
As shown in (a), the silicon nitride film 82 is left only on the side wall of the gate electrode 70.

【0062】さらに、上記図12(a)に示す構造のシ
リコン基板72に、リン、ヒ素、ホウ素、インジウム
(In)、アンチモン(Sb)などの不純物をイオン注
入して、図12(b)に示すような浅い拡散層76と同
導電型の深い拡散層84(不純物分布)を形成する。
Further, impurities such as phosphorus, arsenic, boron, indium (In) and antimony (Sb) are ion-implanted into the silicon substrate 72 having the structure shown in FIG. As shown, a shallow diffusion layer 76 and a deep diffusion layer 84 (impurity distribution) of the same conductivity type are formed.

【0063】すなわち、この変形例の製造方法によって
製造される半導体装置は、次のような構造を有してい
る。図12(b)に示すように、シリコン基板62には
素子分離領域64が形成され、この素子分離領域64の
間の素子形成領域のシリコン酸化膜66上にはゲート電
極70が形成され、さらにこのゲート電極70の側壁部
にはシリコン窒化膜82からなるゲート側壁スペーサが
形成されている。
That is, the semiconductor device manufactured by the manufacturing method of this modified example has the following structure. As shown in FIG. 12B, an element isolation region 64 is formed on the silicon substrate 62, and a gate electrode 70 is formed on the silicon oxide film 66 in the element formation region between the element isolation regions 64. A gate side wall spacer made of a silicon nitride film 82 is formed on the side wall of the gate electrode 70.

【0064】上記ゲート電極70と素子分離領域64と
の間のシリコン基板62内には、浅い拡散層76が形成
され、さらに上記ゲート側壁スペーサと素子分離領域6
4との間には上記浅い拡散層76と同導電型の深い拡散
層84が形成されている。さらに、上記ゲート側壁スペ
ーサの下のシリコン基板62内には、上記拡散層76と
は逆導電型の不純物濃度が高い領域78が形成されてい
る。
In the silicon substrate 62 between the gate electrode 70 and the element isolation region 64, a shallow diffusion layer 76 is formed.
4, a shallow diffusion layer 76 and a deep diffusion layer 84 of the same conductivity type are formed. Further, in the silicon substrate 62 below the gate side wall spacer, a region 78 of a conductivity type opposite to that of the diffusion layer 76 and having a high impurity concentration is formed.

【0065】以上説明したようにこの第1の実施の形態
の変形例によれば、不純物濃度の高い領域78が、少な
くとも深い拡散層84の全領域とは重ならないように形
成されているため、不純物濃度の高い領域78と、深い
拡散層84との接合部で生じる接合容量を低減させるこ
とができる。
As described above, according to the modification of the first embodiment, the region 78 having a high impurity concentration is formed so as not to overlap at least the entire region of the deep diffusion layer 84. The junction capacitance generated at the junction between the region 78 having a high impurity concentration and the deep diffusion layer 84 can be reduced.

【0066】なお、上記変形例では、シリコン基板62
を酸素を含む雰囲気中にて熱酸化して形成したシリコン
酸化膜66を用いたが、これに限るわけでなく、このシ
リコン酸化膜の代わりに窒素を含む雰囲気中にて熱窒化
したシリコン窒化膜や、化学気相堆積法により堆積した
シリコン酸化膜及びシリコン膜、さらにはこれら以外の
膜を用いた場合にも、上述と同様の効果を得ることがで
きる。
In the above modification, the silicon substrate 62
A silicon oxide film 66 formed by thermally oxidizing a silicon nitride film in an atmosphere containing oxygen is used, but the present invention is not limited to this. A silicon nitride film thermally nitrided in an atmosphere containing nitrogen instead of this silicon oxide film is used. Alternatively, the same effects as described above can be obtained also when a silicon oxide film and a silicon film deposited by a chemical vapor deposition method, and a film other than these are used.

【0067】さらに、ゲート電極70の材料として、多
結晶シリコン68の代わりに、アモルファスシリコンを
用いたり、下層に多結晶シリコン、上層にタングステン
シリサイドなどのシリサイド膜を形成したポリサイド型
の積層構造、また下層に多結晶シリコン、上層にタング
ステンなどの金属膜を形成したポリメタル型の積層構造
を用いた場合にも、上述と同様の効果を得ることができ
る。
Further, as a material of the gate electrode 70, an amorphous silicon is used instead of the polycrystalline silicon 68, a polycide type laminated structure in which a polycrystalline silicon is formed in a lower layer and a silicide film such as tungsten silicide is formed in an upper layer, The same effect as described above can be obtained even when a polymetal type laminated structure in which a metal film such as tungsten is formed in the lower layer and polycrystalline silicon is formed in the lower layer.

【0068】次に、上記第2の実施の形態の変形例の半
導体装置の製造方法について説明する。図13(a)、
(b)〜図16(a)、(b)は、上記第2の実施の形
態の変形例の半導体装置の製造方法を示す各製造工程の
断面図である。
Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to a modification of the second embodiment will be described. FIG. 13 (a),
FIGS. 16B to 16A and 16B are cross-sectional views of respective manufacturing steps showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a modification of the second embodiment.

【0069】図13(a)に示すように、選択酸化法も
しくは埋め込み素子分離法などにより、シリコン基板9
2に素子分離領域94を形成する。素子分離領域94が
形成されたシリコン基板92を酸素を含む雰囲気中で熱
酸化する熱酸化法により、例えば4[nm]のシリコン
酸化膜96を形成する。
As shown in FIG. 13A, a silicon substrate 9 is formed by a selective oxidation method or a buried element isolation method.
2, an element isolation region 94 is formed. A silicon oxide film 96 of, for example, 4 nm is formed by a thermal oxidation method of thermally oxidizing the silicon substrate 92 on which the element isolation regions 94 are formed in an atmosphere containing oxygen.

【0070】続いて、上記シリコン酸化膜96の上に、
化学気相堆積法(CVD法)により多結晶シリコン98
を300[nm]堆積した後、リン(P)、ヒ素(A
s)、ホウ素(B)などの不純物をこの多結晶シリコン
98中へイオン注入する。その後、アニールを行い不純
物の活性化を行う。ここまでの工程を経た半導体装置の
構造を、図13(a)に示す。なお、上記第1の実施の
形態と同様にここではイオン注入により、不純物を含有
する多結晶シリコン98を形成したが、イオン注入以外
の方法、例えば不純物を含有する多結晶シリコンを直接
堆積する方法で形成してもかまわない。上記不純物を含
有する多結晶シリコンは、化学気相堆積法(CVD法)
により、原料ガスに不純物を含むガスを混入することに
よって堆積できる。
Subsequently, on the silicon oxide film 96,
Polycrystalline silicon 98 by chemical vapor deposition (CVD)
After depositing 300 [nm], phosphorus (P), arsenic (A)
s) and impurities such as boron (B) are ion-implanted into the polycrystalline silicon 98. After that, annealing is performed to activate the impurities. FIG. 13A shows the structure of the semiconductor device after the steps up to here. Here, similarly to the first embodiment, the impurity-containing polycrystalline silicon 98 is formed by ion implantation here. However, a method other than ion implantation, for example, a method of directly depositing the impurity-containing polycrystalline silicon is used. It may be formed by. The polycrystalline silicon containing the impurities is formed by a chemical vapor deposition (CVD) method.
Accordingly, deposition can be performed by mixing a gas containing impurities into the source gas.

【0071】続いて、ゲート電極を形成するために、フ
ォトリソグラフィ法を用いてゲート電極を形成したい場
所にフォトレジストが残るように、フォトレジストのパ
ターニングを行う。パターニングされたフォトレジスト
をエッチングマスクとして、図13(b)に示すよう
に、反応性イオンエッチング法により多結晶シリコン9
8を異方性エッチングして、ゲート電極100を形成す
る。さらに、リン、ヒ素、ホウ素、インジウム(I
n)、アンチモン(Sb)などの不純物をイオン注入
し、素子形成領域全体に浅い拡散層102を形成する。
Subsequently, in order to form a gate electrode, the photoresist is patterned using a photolithography method so that the photoresist remains at a place where the gate electrode is to be formed. Using the patterned photoresist as an etching mask, as shown in FIG.
8 is anisotropically etched to form a gate electrode 100. In addition, phosphorus, arsenic, boron, indium (I
n), an impurity such as antimony (Sb) is ion-implanted to form a shallow diffusion layer 102 over the entire element formation region.

【0072】次に、図14(a)に示すように、シリコ
ン基板92全面に化学気相堆積法(CVD法)によりシ
リコン窒化膜104を100[nm]堆積する。その
後、このシリコン窒化膜104が形成されたシリコン基
板92全面を、反応性イオンエッチング法により異方性
エッチングし、すなわちシリコン基板92面と水平な面
に形成されたシリコン窒化膜104だけをエッチング除
去し、図14(b)に示すように、ゲート電極100の
側壁部にだけシリコン窒化膜106を残存させる。
Next, as shown in FIG. 14A, a silicon nitride film 104 is deposited on the entire surface of the silicon substrate 92 by a chemical vapor deposition method (CVD method) to a thickness of 100 nm. Thereafter, the entire surface of the silicon substrate 92 on which the silicon nitride film 104 is formed is anisotropically etched by a reactive ion etching method, that is, only the silicon nitride film 104 formed on a surface parallel to the surface of the silicon substrate 92 is removed by etching. Then, as shown in FIG. 14B, the silicon nitride film 106 is left only on the side wall of the gate electrode 100.

【0073】続いて、図14(b)に示す構造のシリコ
ン基板92に、リン、ヒ素、ホウ素、インジウム(I
n)、アンチモン(Sb)などの不純物をイオン注入し
て、図15(a)に示すような深い拡散層108(不純
物分布)を形成する。
Subsequently, phosphorus, arsenic, boron and indium (I) were deposited on the silicon substrate 92 having the structure shown in FIG.
n), impurities such as antimony (Sb) are ion-implanted to form a deep diffusion layer 108 (impurity distribution) as shown in FIG.

【0074】次に、化学気相堆積法(CVD法)による
堆積と、アルゴン(Ar)スパッタリングなどによる物
理的エッチングを同時に行うことにより、シリコン酸化
膜110を凸部角以外の部分に堆積させて、図15
(b)に示すような構造を形成する。
Next, the silicon oxide film 110 is deposited on portions other than the corners of the projections by simultaneously performing deposition by a chemical vapor deposition method (CVD method) and physical etching by argon (Ar) sputtering or the like. , FIG.
A structure as shown in FIG.

【0075】続いて、上記シリコン酸化膜110をエッ
チングマスクとして、図16(a)に示すように、反応
性イオンエッチング法によりシリコン窒化膜106を異
方性エッチングして、ゲート電極100の側壁部(周辺
部)に存在するシリコン窒化膜106だけを除去する。
Then, using the silicon oxide film 110 as an etching mask, the silicon nitride film 106 is anisotropically etched by a reactive ion etching method as shown in FIG. Only the silicon nitride film 106 existing in the (peripheral portion) is removed.

【0076】次に、図16(a)に示す構造のシリコン
基板92に、リン、ヒ素、ホウ素、インジウム(I
n)、アンチモン(Sb)などの不純物をイオン注入
(ポケットインプラ)し、図16(b)に示すように、
上記浅い拡散層102とは逆導電型の不純物濃度が高い
領域112を形成する。
Next, phosphorus, arsenic, boron, indium (I) is deposited on the silicon substrate 92 having the structure shown in FIG.
n), impurities such as antimony (Sb) are ion-implanted (pocket implantation), and as shown in FIG.
A region 112 having a high impurity concentration of the opposite conductivity type to the shallow diffusion layer 102 is formed.

【0077】すなわち、この変形例によって製造される
半導体装置は、次のような構造を有している。図16
(b)に示すように、シリコン基板92には素子分離領
域94が形成され、この素子分離領域94の間の素子形
成領域のシリコン酸化膜96上にはゲート電極100が
形成され、さらにこのゲート電極100上と、ゲート電
極100の側壁部を除く領域上にはシリコン酸化膜11
0が形成されている。
That is, the semiconductor device manufactured according to this modification has the following structure. FIG.
As shown in FIG. 2B, an element isolation region 94 is formed in the silicon substrate 92, a gate electrode 100 is formed on the silicon oxide film 96 in an element formation region between the element isolation regions 94, and further, the gate electrode 100 is formed. A silicon oxide film 11 is formed on the electrode 100 and on a region other than the side wall of the gate electrode 100.
0 is formed.

【0078】上記ゲート電極100と素子分離領域94
との間のシリコン基板92内には浅い拡散層102が形
成され、また上記ゲート電極100と素子分離領域94
との間のゲート電極100の側壁周辺部を除いたシリコ
ン基板92内には上記浅い拡散層102と同導電型の深
い拡散層108が形成されている。さらに、ゲート電極
100の側壁周辺部の下のシリコン基板92内には、上
記浅い拡散層102とは逆導電型の不純物濃度が高い領
域112が形成されている。
The gate electrode 100 and the element isolation region 94
A shallow diffusion layer 102 is formed in a silicon substrate 92 between the gate electrode 100 and the element isolation region 94.
A deep diffusion layer 108 of the same conductivity type as the shallow diffusion layer 102 is formed in the silicon substrate 92 except for the peripheral portion of the side wall of the gate electrode 100 between the gate electrode 100 and the gate electrode 100. Further, in the silicon substrate 92 below the peripheral portion of the side wall of the gate electrode 100, a region 112 having a high impurity concentration of a conductivity type opposite to that of the shallow diffusion layer 102 is formed.

【0079】以上説明したようにこの第2の実施の形態
の変形例によれば、浅い拡散層102及びこの拡散層1
02とは逆導電型の不純物濃度の高い領域112が、少
なくとも深い拡散層108の全領域とは重ならないよう
に形成されているため、不純物濃度の高い領域112
と、深い拡散層108との接合部で生じる接合容量を低
減することができる。
As described above, according to the modification of the second embodiment, the shallow diffusion layer 102 and the diffusion layer 1
02 is formed so as not to overlap with at least the entire region of the deep diffusion layer 108, so that the region 112 having a high impurity concentration is formed so as not to overlap with at least the entire region of the deep diffusion layer 108.
Thus, the junction capacitance generated at the junction with the deep diffusion layer 108 can be reduced.

【0080】なお、上記変形例では、シリコン基板92
を酸素を含む雰囲気中にて熱酸化して形成したシリコン
酸化膜96を用いたが、これに限るわけでなく、このシ
リコン酸化膜の代わりに窒素を含む雰囲気中にて熱窒化
したシリコン窒化膜や、化学気相堆積法により堆積した
シリコン酸化膜及びシリコン膜、さらにはこれら以外の
膜を用いた場合にも、上述と同様の効果を得ることがで
きる。
In the above modification, the silicon substrate 92
Silicon oxide film 96 formed by thermal oxidation in an atmosphere containing oxygen is used, but the present invention is not limited to this. A silicon nitride film thermally nitrided in an atmosphere containing nitrogen instead of this silicon oxide film is used. Alternatively, the same effects as described above can be obtained also when a silicon oxide film and a silicon film deposited by a chemical vapor deposition method, and a film other than these are used.

【0081】さらに、ゲート電極100の材料として、
多結晶シリコン98の代わりに、アモルファスシリコン
を用いたり、下層に多結晶シリコン、上層にタングステ
ンシリサイドなどのシリサイド膜を形成したポリサイド
型の積層構造、また下層に多結晶シリコン、上層にタン
グステンなどの金属膜を形成したポリメタル型の積層構
造を用いた場合にも、上述と同様の効果を得ることがで
きる。
Further, as a material of the gate electrode 100,
Instead of the polycrystalline silicon 98, an amorphous silicon is used, a polycide type laminated structure in which a polycrystalline silicon is formed in a lower layer, a silicide film such as tungsten silicide is formed in an upper layer, and a polycrystalline silicon is formed in a lower layer and a metal such as tungsten is formed in an upper layer. The same effects as described above can be obtained also when a polymetal-type laminated structure having a film is used.

【0082】上述したように上記実施の形態では、ポケ
ットインプラの自由度を広げるために、ゲート電極周辺
にだけポケットインプラができるようにしている。これ
により、ポケットインプラのピークの深さ、及び注入す
る不純物濃度に対する制約を少なくすることができ、微
細MOS−FETの性能向上をはかることができる。
As described above, in the above-described embodiment, pocket implantation can be performed only around the gate electrode in order to increase the flexibility of pocket implantation. As a result, restrictions on the depth of the peak of the pocket implant and the impurity concentration to be implanted can be reduced, and the performance of the fine MOS-FET can be improved.

【0083】なお、上述した実施の形態及びその変形例
のうち、図1〜図4に示した第1の実施の形態、及び図
5〜図8に示した第2の実施の形態の半導体装置の製造
方法のほうが、同じマスクを用いて浅い拡散層と不純物
濃度が高い領域(ポケットインプラ)とを形成できるた
め、工程数削減のうえで有利である。
The semiconductor device of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 and the semiconductor device of the second embodiment shown in FIGS. Is more advantageous in reducing the number of steps since a shallow diffusion layer and a region with high impurity concentration (pocket implantation) can be formed using the same mask.

【0084】[0084]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ゲー
ト電極の周辺領域に限定して不純物を注入できるように
なり、ゲート電極の周辺領域の不純物の濃度分布が、こ
れ以外の領域の不純物の濃度分布に影響を及ぼさないよ
うにして、MOS−FETの性能を向上できる半導体装
置及びその製造方法を提供することが可能である。
As described above, according to the present invention, the impurity can be implanted only in the peripheral region of the gate electrode, and the impurity concentration distribution in the peripheral region of the gate electrode can be reduced. It is possible to provide a semiconductor device capable of improving the performance of a MOS-FET without affecting the impurity concentration distribution, and a method for manufacturing the same.

【0085】この発明のうち請求項1及び2に記載の半
導体装置によれば、ゲート電極の周辺領域の不純物の濃
度分布とこれ以外の領域の不純物の濃度分布を独立に形
成しているため、ゲート電極の周辺領域の不純物の濃度
分布が、これ以外の領域の不純物の濃度分布に影響を及
ぼすことはなく、MOS−FETの性能を向上できる。
According to the semiconductor device of the first and second aspects of the present invention, the impurity concentration distribution in the peripheral region of the gate electrode and the impurity concentration distribution in the other region are independently formed. The impurity concentration distribution in the peripheral region of the gate electrode does not affect the impurity concentration distribution in other regions, and the performance of the MOS-FET can be improved.

【0086】また、この発明のうち請求項3に記載の半
導体装置の製造方法によれば、ゲート電極の周辺領域に
限定して不純物の注入を行うことができるため、ゲート
電極の周辺領域の不純物の濃度分布とそれ以外の領域の
不純物の濃度分布を独立につくることができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device according to the third aspect of the present invention, the impurity can be implanted only in the peripheral region of the gate electrode. And the impurity concentration distribution in the other regions can be made independently.

【0087】また、この発明のうち請求項4乃至7に記
載の半導体装置の製造方法によれば、ゲート電極の周辺
領域に限定して不純物の注入を行うことができるため、
ゲート電極の周辺領域の不純物の濃度分布とそれ以外の
領域の不純物の濃度分布を独立につくることができる。
さらに、ゲート電極周辺以外の領域に不純物イオンを注
入するときに、ゲート電極の側壁部のみに形成したマス
ク層を残したまま半導体装置を完成させる場合には、最
も効率の良い製造方法となる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the impurity can be implanted only in the peripheral region of the gate electrode.
The impurity concentration distribution in the peripheral region of the gate electrode and the impurity concentration distribution in other regions can be independently formed.
Furthermore, when impurity ions are implanted into a region other than the periphery of the gate electrode, the most efficient manufacturing method is used when a semiconductor device is completed while leaving the mask layer formed only on the side wall of the gate electrode.

【0088】また、この発明のうち請求項8乃至11に
記載の半導体装置の製造方法によれば、ゲート電極の周
辺領域に限定して不純物の注入を行うことができるた
め、ゲート電極の周辺領域の不純物の濃度分布とそれ以
外の領域の不純物の濃度分布を独立につくることができ
る。さらに、ゲート電極周辺以外の領域に不純物イオン
を注入するときに、ゲート電極の側壁部のみに形成した
マスク層を除去した後、半導体装置を完成させる場合に
は、最も効率の良い製造方法となる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the impurity can be implanted only in the peripheral region of the gate electrode. And the impurity concentration distribution in the other region can be made independently. Further, when impurity ions are implanted into a region other than the periphery of the gate electrode, the mask layer formed only on the side wall of the gate electrode is removed, and then the semiconductor device is completed. .

【0089】また、この発明のうち請求項12に記載の
半導体装置の製造方法によれば、ゲート電極の周辺領域
に限定して不純物イオンの注入を行うことができるた
め、ゲート電極の周辺領域の不純物の濃度分布とそれ以
外の領域の不純物の濃度分布を独立につくることができ
る。
According to the method of manufacturing a semiconductor device according to the twelfth aspect of the present invention, the impurity ions can be implanted only in the peripheral region of the gate electrode. The impurity concentration distribution in the impurity region and the impurity concentration distribution in other regions can be independently formed.

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

【図1】第1の実施の形態の半導体装置の製造方法を示
す各製造工程の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment.

【図2】第1の実施の形態の半導体装置の製造方法を示
す各製造工程の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the first embodiment.

【図3】第1の実施の形態の半導体装置の製造方法を示
す各製造工程の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the first embodiment.

【図4】第1の実施の形態の半導体装置及びその製造方
法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the semiconductor device of the first embodiment and a method of manufacturing the same.

【図5】第2の実施の形態の半導体装置の製造方法を示
す各製造工程の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the second embodiment.

【図6】第2の実施の形態の半導体装置の製造方法を示
す各製造工程の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the second embodiment.

【図7】第2の実施の形態の半導体装置の製造方法を示
す各製造工程の断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the second embodiment.

【図8】第2の実施の形態の半導体装置及びその製造方
法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the semiconductor device of the second embodiment and a method of manufacturing the same.

【図9】上記第1の実施の形態の変形例の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a modification of the first embodiment.

【図10】上記第1の実施の形態の変形例の半導体装置
の製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a modification of the first embodiment.

【図11】上記第1の実施の形態の変形例の半導体装置
の製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a modified example of the first embodiment.

【図12】上記第1の実施の形態の変形例の半導体装置
の製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a modified example of the first embodiment.

【図13】上記第2の実施の形態の変形例の半導体装置
の製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a modification of the second embodiment.

【図14】上記第2の実施の形態の変形例の半導体装置
の製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a modification of the second embodiment.

【図15】上記第2の実施の形態の変形例の半導体装置
の製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a modification of the second embodiment.

【図16】上記第2の実施の形態の変形例の半導体装置
の製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a modification of the second embodiment.

【図17】従来の半導体装置の構造を示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a structure of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2、32、62、92…シリコン基板 4、34、64、94…素子分離領域 6、14、36、48、66、74、96…シリコン酸
化膜 8、38、68、98…多結晶シリコン 10、40、70、100…ゲート電極 12、20、22、42、44、72、82、104、
106、110…シリコン窒化膜 16、50、76、102…浅い拡散層 18、52、78、112…不純物濃度が高い領域 24、46、84、108…深い拡散層
2, 32, 62, 92: silicon substrate 4, 34, 64, 94: element isolation region 6, 14, 36, 48, 66, 74, 96: silicon oxide film 8, 38, 68, 98: polycrystalline silicon 10 , 40, 70, 100 ... gate electrodes 12, 20, 22, 42, 44, 72, 82, 104,
106, 110: Silicon nitride film 16, 50, 76, 102: Shallow diffusion layer 18, 52, 78, 112: High impurity concentration region 24, 46, 84, 108: Deep diffusion layer

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に形成されたゲート電極
と、 上記ゲート電極の周辺領域下の上記半導体基板内に形成
された浅い拡散層と、 上記浅い拡散層の横に形成された深い拡散層と、 上記浅い拡散層の下に選択的に形成されたこの浅い拡散
層とは逆導電型の不純物濃度の高い領域と、 を具備することを特徴とする半導体装置。
1. A gate electrode formed on a semiconductor substrate, a shallow diffusion layer formed in the semiconductor substrate below a peripheral region of the gate electrode, and a deep diffusion layer formed beside the shallow diffusion layer A semiconductor device selectively formed under the shallow diffusion layer and having a region with a high impurity concentration of an opposite conductivity type to the shallow diffusion layer.
【請求項2】 上記浅い拡散層、深い拡散層、及び浅い
拡散層とは逆導電型の不純物濃度の高い領域が、素子分
離領域に囲まれた素子形成領域内に形成されていること
を特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
2. The device according to claim 1, wherein the shallow diffusion layer, the deep diffusion layer, and a region having a high impurity concentration of a conductivity type opposite to that of the shallow diffusion layer are formed in an element formation region surrounded by an element isolation region. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 半導体基板上に形成されたゲート電極の
側壁部に存在する絶縁膜のみを除去し、その他の上記半
導体基板上及び上記ゲート電極上に絶縁膜を残存させる
工程と、 上記ゲート電極及び上記絶縁膜をマスクにして上記半導
体基板に不純物を注入する工程と、 を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. A step of removing only an insulating film existing on a side wall of a gate electrode formed on a semiconductor substrate, and leaving an insulating film on the other semiconductor substrate and the gate electrode; And a step of injecting impurities into the semiconductor substrate using the insulating film as a mask.
【請求項4】 半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する
工程と、 上記第1の絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、 上記ゲート電極を含む半導体基板上に第2の絶縁膜を形
成する工程と、 凹凸を有する上記第2の絶縁膜の凸部角以外の面上に第
3の絶縁膜を堆積する工程と、 上記第2の絶縁膜のエッチング速度が上記第3の絶縁膜
のエッチング速度よりも速いエッチング条件で、上記第
2の絶縁膜の一部を除去する工程と、 上記第2の絶縁膜の一部が除去された上記半導体基板に
不純物を注入する工程と、 を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. A step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a gate electrode on the first insulating film, and a second insulating film on a semiconductor substrate including the gate electrode Forming a third insulating film on a surface other than the convex corners of the second insulating film having irregularities; and etching the second insulating film at an etching rate of the third insulating film. Removing a portion of the second insulating film under etching conditions faster than the etching rate of the film; implanting an impurity into the semiconductor substrate from which a portion of the second insulating film has been removed; A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項5】 半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する
工程と、 上記第1の絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、 上記ゲート電極を含む半導体基板上に第2の絶縁膜を形
成する工程と、 上記ゲート電極の側壁部以外の上記第2の絶縁膜上に第
3の絶縁膜を形成する工程と、 上記第3の絶縁膜をマスクにして上記ゲート電極の側壁
部に形成された上記第2の絶縁膜を除去する工程と、 上記第2の絶縁膜を除去する工程の後、上記半導体基板
に不純物を注入する工程と、 を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. A step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a gate electrode on the first insulating film, and a second insulating film on a semiconductor substrate including the gate electrode Forming a third insulating film on the second insulating film other than the side wall portion of the gate electrode; and forming a third insulating film on the side wall portion of the gate electrode using the third insulating film as a mask. A step of removing the formed second insulating film; and a step of implanting an impurity into the semiconductor substrate after the step of removing the second insulating film. Production method.
【請求項6】 半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する
工程と、 上記第1の絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、 上記ゲート電極を含む半導体基板上に第2の絶縁膜を形
成する工程と、 上記ゲート電極の側壁部以外の上記第2の絶縁膜上に第
3の絶縁膜を形成する工程と、 上記第3の絶縁膜をマスクにして上記ゲート電極の側壁
部に形成された上記第2の絶縁膜を除去する工程と、 上記第3の絶縁膜をマスクにして上記半導体基板に第1
の不純物を注入する工程と、 上記第2、第3の絶縁膜を除去する工程と、 上記ゲート電極を含む半導体基板上に第4の絶縁膜を形
成する工程と、 上記第4の絶縁膜を異方性エッチングして上記ゲート電
極の側壁部にだけ第4の絶縁膜を残存させる工程と、 上記ゲート電極及び上記第4の絶縁膜をマスクにして上
記半導体基板に上記第1の不純物とは逆導電型の第2の
不純物を注入する工程と、 を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. A step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a gate electrode on the first insulating film, and a second insulating film on a semiconductor substrate including the gate electrode Forming a third insulating film on the second insulating film other than the side wall portion of the gate electrode; and forming a third insulating film on the side wall portion of the gate electrode using the third insulating film as a mask. Removing the formed second insulating film; and forming the first insulating film on the semiconductor substrate using the third insulating film as a mask.
Implanting impurities, removing the second and third insulating films, forming a fourth insulating film on the semiconductor substrate including the gate electrode, and removing the fourth insulating film. Anisotropically etching to leave a fourth insulating film only on the side wall of the gate electrode; and using the first impurity in the semiconductor substrate using the gate electrode and the fourth insulating film as a mask. Implanting a second impurity of the opposite conductivity type. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項7】 上記ゲート電極と自己整合的に上記第1
の不純物とは逆導電型の第3の不純物を上記第1、第2
の不純物よりも浅く注入する工程をさらに具備すること
を特徴とする請求項6に記載の半導体装置の製造方法。
7. The first electrode in a self-aligned manner with the gate electrode.
The third impurity of the opposite conductivity type to the first and second impurities
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, further comprising a step of implanting the impurity at a depth smaller than that of the impurity.
【請求項8】 半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する
工程と、 上記第1の絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、 上記ゲート電極を含む半導体基板上に第2の絶縁膜を形
成する工程と、 上記第2の絶縁膜を異方性エッチングして上記ゲート電
極の側壁部にだけ第2の絶縁膜を残存させる工程と、 上記ゲート電極の側壁部に存在する上記第2の絶縁膜以
外の面上に第3の絶縁膜を堆積する工程と、 上記第2の絶縁膜のエッチング速度が上記第3の絶縁膜
のエッチング速度よりも速いエッチング条件で、上記第
2の絶縁膜の一部を除去する工程と、 上記第2の絶縁膜の一部が除去された上記半導体基板に
不純物を注入する工程と、 を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. A step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a gate electrode on the first insulating film, and a second insulating film on a semiconductor substrate including the gate electrode Forming a second insulating film on the side wall of the gate electrode by anisotropically etching the second insulating film; leaving the second insulating film only on the side wall of the gate electrode; Depositing a third insulating film on a surface other than the insulating film, and etching the second insulating film under an etching condition in which the etching rate of the second insulating film is higher than the etching rate of the third insulating film. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of removing a part of a film; and a step of implanting an impurity into the semiconductor substrate from which a part of the second insulating film has been removed.
【請求項9】 半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する
工程と、 上記第1の絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、 上記ゲート電極を含む半導体基板上に第2の絶縁膜を形
成する工程と、 上記第2の絶縁膜を異方性エッチングして上記ゲート電
極の側壁部にだけ第2の絶縁膜を残存させる工程と、 上記ゲート電極の側壁部に存在する上記第2の絶縁膜以
外の面上に第3の絶縁膜を堆積する工程と、 上記第3の絶縁膜をマスクにして上記ゲート電極の側壁
部に存在する上記第2の絶縁膜を除去する工程と、 上記第2の絶縁膜を除去する工程の後、上記半導体基板
に不純物を注入する工程と、 を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
9. A step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a gate electrode on the first insulating film, and a second insulating film on a semiconductor substrate including the gate electrode Forming a second insulating film on the side wall of the gate electrode by anisotropically etching the second insulating film; leaving the second insulating film only on the side wall of the gate electrode; Depositing a third insulating film on a surface other than the insulating film, and removing the second insulating film present on the side wall of the gate electrode using the third insulating film as a mask; A step of implanting an impurity into the semiconductor substrate after the step of removing the second insulating film.
【請求項10】 半導体基板上に第1の絶縁膜を形成す
る工程と、 上記第1の絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、 上記ゲート電極を含む半導体基板上に第2の絶縁膜を形
成する工程と、 上記第2の絶縁膜を異方性エッチングして上記ゲート電
極の側壁部にだけ第2の絶縁膜を残存させる工程と、 上記ゲート電極及び上記第2の絶縁膜をマスクにして上
記半導体基板に第1の不純物を注入する工程と、 上記ゲート電極の側壁部に存在する上記第2の絶縁膜以
外の面上に第3の絶縁膜を堆積する工程と、 上記第3の絶縁膜をマスクにして上記ゲート電極の側壁
部に存在する上記第2の絶縁膜を除去する工程と、 上記第3の絶縁膜をマスクにして上記半導体基板に上記
第1の不純物とは逆導電型の第2の不純物を注入する工
程と、 を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
10. A step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a gate electrode on the first insulating film, and a second insulating film on a semiconductor substrate including the gate electrode Forming a second insulating film, anisotropically etching the second insulating film to leave the second insulating film only on the side wall of the gate electrode, and masking the gate electrode and the second insulating film. Implanting a first impurity into the semiconductor substrate, depositing a third insulating film on a surface other than the second insulating film existing on the side wall of the gate electrode, Removing the second insulating film present on the side wall of the gate electrode using the insulating film as a mask, and removing the second impurity from the first impurity in the semiconductor substrate using the third insulating film as a mask. Implanting a second impurity of conductivity type; The method of manufacturing a semiconductor device according to claim Rukoto.
【請求項11】 上記ゲート電極と自己整合的に上記第
2の不純物とは逆導電型の第3の不純物を上記第1、第
2の不純物よりも浅く注入する工程をさらに具備するこ
とを特徴とする請求項10に記載の半導体装置の製造方
法。
11. The method according to claim 1, further comprising the step of implanting a third impurity of a conductivity type opposite to that of said second impurity to a depth shallower than said first and second impurities in a self-aligned manner with said gate electrode. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10.
【請求項12】 上記不純物を注入する工程は、上記半
導体基板に第1の不純物イオンを注入して不純物濃度の
高い領域を形成する工程と、上記第1の不純物イオンと
は逆導電型の第2の不純物イオンを上記半導体基板に注
入して上記不純物濃度の高い領域の上に浅い拡散層を形
成する工程とからなることを特徴とする請求項3、4、
5、8、9のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
12. The step of implanting the impurity includes the step of implanting a first impurity ion into the semiconductor substrate to form a region having a high impurity concentration, and the step of implanting a first impurity ion having a conductivity type opposite to that of the first impurity ion. Forming a shallow diffusion layer on the region having a high impurity concentration by implanting the second impurity ions into the semiconductor substrate.
10. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of 5, 8, and 9.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000357666A (en) * 1999-04-15 2000-12-26 Sharp Corp Semiconductor device and manufacture thereof
JP2010532566A (en) * 2007-06-29 2010-10-07 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド Electrostatic discharge protection device and method for manufacturing semiconductor device including the same

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