JPS5946084A - 電界効果型トランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

電界効果型トランジスタおよびその製造方法

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JPS5946084A
JPS5946084A JP15850182A JP15850182A JPS5946084A JP S5946084 A JPS5946084 A JP S5946084A JP 15850182 A JP15850182 A JP 15850182A JP 15850182 A JP15850182 A JP 15850182A JP S5946084 A JPS5946084 A JP S5946084A
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JP
Japan
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diffusion layer
substrate
effect transistor
impurity
insulating film
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Pending
Application number
JP15850182A
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English (en)
Inventor
Shinichi Sato
真一 佐藤
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/30Structure or shape of the active region; Materials used for the active region

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は゛准界効果型トランジスタ、およびその製造方
法に関し、特に微細な小異効果型トランジスタの2ft
拡Miソース・ドレイン構造をセルファラインで形成し
たもの、およびその製造方法に関するものである。
従来、素子の微細化に伴ってトランジスタ形状も微細化
さオ]、ソース、ドレインの拡1枚深すも/Qくなって
きている。これは中にゲート長が顔くなることによるシ
ョート手ヤネル・7力毛の山11 ntllのlこ)7
)だけでなく、横方向拡散を抑えることによるゲートと
拡fly/−とのオーバラップ酋・t’(5−t’lt
、少さくイ)で、素子の高速化を得るためtとも必・歩
である。七ころが、ソース、ドレインの拡故深さを浅く
すると、それに伴って、拡散抵抗が増大し、トランジス
タ性能の悪化を招いたり拡散層を配2腺としてIす5月
1シフている場合は素子の高速化にと−って不利にな−
っ”Cしまう。これらのに点7il−避Qづる/、々)
、所望のソース、ドレイン部あるいは配線部L/) l
σ、散層5:深<イーる、2@拡1′SJi層を形成1
−る事かfメL】1こより試みらイ1できている。
第1図は従来の、2市拡散精i 、+、!fを有Vる小
異効果型トランジスタを形成−4るたη)の−実1i1
1i 1′AIター1、程順に示す断・面図である。
第1図(3)に訃いて、1はP Qすのシリコノl1t
−根、2はシリコン酸化1摸を示し、ぞCハ上にゲー)
 ;t7 トヒz層3として多結晶シリコン(以ド、1
曾リシリコンと称す)が全面(乙約0.5μIn程度の
厚さで形成されている。次にゲート相当部に7オトレジ
スト4を形成しく第1図fbl a +l(i )、C
3F8 等ノカスf平行車板゛市碌中でプラズマ化し、
その中で一上記ポリシリコンをエツチングすることによ
り、所し?!の寸法M度で基板Iとほぼ垂直な側壁を持
つゲート粛極構a3 、!:なる。
そしてこのゲートcli rQ aをマスクとし、N型
の不純物としてAs をイオン注入法によって50k 
eVテ約1×1015Crn″2程度注入し、1ooo
℃30分程度の熱処理を行って、深さXj”0.2μm
の第1の浅い拡散層5を形成する(第11スl (CI
 8 +141.。
次いで、上記レジストマスク4よりも数μm以上幅の広
いレジストマスク6を形成し、この上からAs  を1
00 keVで約5×1015m〜2、イオン注入法に
よ−って注入する。この注入後1ooo℃、30分程I
Wの熱処理を施すと、漂さxj=o、5μtnでq51
よりも深い第2の拡散層7が得られる(第1図fdl然
J(6)。この場合、第1の拡散層5のシート抵抗は約
100Ω/口、第2の拡散層7のシート抵抗が約30Ω
/[」で、その結1!v #rJl &ヒW42の拡散
層5,7かB(jつた部分のシート41〔抗は約25Ω
/口前後になる。
このように浅い接合と深い接合がイ1.)らイする訳で
あるが、L程的には写t(すLす1iiV王稈が噌11
11 ”4−る口、及ヒレシストマスク6の合わセ°)
qtこオ一つではゲート電極の左右に形成さイするソー
ス、ドレインのアンバランスが生じる事、及びそのたd
)の市J」会i−)せマージンを数/lIn程度見込ん
で幅Cハ広いレジストマスク6を形成する必要が、(−
)す、その結果浅い拡散層5だけの部分、即ち浅い拡f
ik vJ5中の深い拡散層10の境界11ri間の1
16域1−1)から浅い拡散層5の境界面間の傾城La
 を除いた部分(Lb  La)が長くなってシート1
1を抗が高くなり、トランジスタ特性が悪くなる等のに
点がある。
本発明は上記のような従来のものの欠点に噺みてなされ
たもので、微細な構造において品速性能を十分に発揮で
きる1言界効果型]・ランジスタ、(よびそのす(9造
方法を提供すること全14的としている。
即ち、本発明による゛直昇効果型トランジスタは、第1
導電型の半導体基板と、該基板上にその側壁が該基板に
対しほぼ垂直になるように形成されたゲート’rli 
極と、該ゲート4 Hfi fマスクとして上記爪板中
に第2導電型の不純物を注入して形成された浅い@1の
不純物拡散層と、上記ゲート電極の側壁にイ」着して形
成された絶縁1摸と、上記ゲート電極および上記絶縁膜
をマスクとして上記基板中に第2ノ拝、d型の不純物を
注入して形成された深いIs 2の不純物拡散層層とを
備えたものである。
また、本発明による肩界効果型トランジスタの製造方法
は、第1導゛市型の半導体基板」二にその側壁が該基板
に対しほぼ垂直なゲートf目極を形成する第1の工程と
、上記ゲート’i−’H極をマスクとして第2導・R型
の不純物を上記基板に注入して浅い第1の不純物拡散層
を形成する第2の工程と、上記ゲート電極および上記基
板の全面に絶縁膜を形成した後その全面を物理的エツチ
ングにより上tf13基板が露出するまでエツチングし
」1記ゲートIt I也の側壁のみに該に’+’2縁膜
をイマ1看残存させる第3の工程と、上記ゲート市軸お
よび該ゲート・1ず碌の111111!、!に付着残存
(−だ絶縁11ぐをマスクとしてe(! 2 ’!メ1
17型の不純物を上記爪板中に注入しで熱処叩を行い上
記第1の不純物拡散層より深い弔2の不純物拡散層を形
1戊する第4の工程とを備えたものである。
以下、本発明の一実施例を図について説明むる・ff1
2図は本発明の一実施例による。信界効唱〕(シト1ラ
ンシスタの製造ノテ法をt稈順(こ示す1断面図であり
翫 同図fat〜(clは従来の実施例と全く同様の工程を
示し、半導体基板としてのP型シリコ’ K ’tJv
 I 十にシリコン酸化嘆2及びポリシリコノによるゲ
ート、i極3が垂直に形成され、それをマスクとしてA
s イオンttE人による1< 1の浅い拡1我層5 
(X J二o、 2 tim % シート(t(抗” 
1011Ω/ )II > 71<形成されている。
そしてこの全面に絶縁膜としτシリコン酸化;1ヴt8
をCV D (Cbemical  Vaper  1
Jcpositionl法で約(1577tn o、:
) Ivさに形成すA (*< 21ySlfdl!照
)。
次いで、リアクティブイオンエツチング(renctl
veion etching : RI E )等物理
的エツチング法でシリコン酸化+148の全面を除去す
る。なおこのエツチングは方向性を持っており、第21
文Helの矢印の方向にのみエツチングが萌み、横方向
にはエツチングは進まないものである。そしてシリコン
基板1が露出した時点てエツチングをストップすると、
垂1紅なゲート市(萌3の側壁に底辺)、、::0.5
μmのシリコン酸化膜81が付着残存する(同図fe)
参照)。
次いで、その全面にA8を100keVで5×1015
 イオン注入し、100 (1℃、30分程度の熱処I
!4!を施すことによってxj ” 0.5 pm の
第2の深い拡散層7が形成さ第1る(第21図(t+ 
;S照)Oこの時の横方向拡散は約0.3 ttm 、
 浅t、Ng t ノ拡(Lb−1,a) 散層5のみの部分の長さ□= 0.3 /1mとなり、
ゲート4極3の左右に形成されるソース、ドレインとも
同じ長さでバランスがとれてし)る理想的な2市拡散構
造となっている。
その結果ソース、ドレインのシート抵抗を低く保ったま
まショート千ヤネル効果を制Mvできるため、微細なM
 OS rat !J効果トランジスタにおいて高速性
能を十分に発]り1てきるものびある。
なお、本発明はポリシリコン以外の凸融点飲IJべ等の
市(値にも適用でき、又ゲ一;・、IT(帆11111
 ’、:%の絶ギナ1模としてシリコン窒化膜を用いて
も4゛<、史に不純物はAs以外にリンでも勿論問題/
j <、又JA fLvをN型とした場合あるいはCM
 OS等のNウェルに2けるソース、ドレインの形成に
おいでは、不純物としてはポロン、°rルミWPが1・
A4川できるlハは瀘うまでもない。
以上説明したように、本発明によA1は゛I’=〕!J
体Ji&板上にその側壁が該ノ1(板に対してe−1,
ぼ垂萌、となるようゲート電極を形成し、該、信(明を
マスクとして不純物を注入して浅い拡散層を形成し、+
、l lこ上記電極の側壁にシリコン酸化1嘆を−シ〆
の1j□1.1て形成し、上記重織およびシリコン基板
化lit Gマスクとしてイ\純物を注入しセルファラ
インで深い拡散層’c Jl’g II見するようにし
たので、2市拡散構造が答易1確実にしかも精度よく形
成できる効果がある。即ち、この2市拡散構造をソース
、ドレインとしたNIO8電界効果型トランジスタは、
ショートチャネル効果を、寸法精度よく形成された浅い
拡散によって制御でき、深い接合によってシート低抗を
下げられ、浅い接合の長さはシリコン酸化膜の厚さを選
択して側壁の厚さi、αを自由にコントロールすスこと
によって制側できるため微細化か=1能であり、旨速性
を指向した品性能な特性を著しく答易に向上させること
ができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は俤来の小異効果型トランジスタの製造方法を工
程順に示す1新面図、第21X1は本発明番こよる電界
効果型トランジスタの製造方法の一実施例を工程順に示
す断面図1である。 1はシリコン基槻(半導体基板)、3はポリシリコンゲ
ート4極、5は@1の不純物拡散層、7は第2の不純物
拡散層、8,8/はCvDシリコン酸化膜(絶縁1間)
である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す・代  理
  人       葛   野   信   −第1
図 第 2v!J (0 1N 1、乍 1)長′自 1+!’)1.  =Br
’lのl(示    11呼「l昭 57−15850
1号2 開明の21(ろ、 電界効果型トランジスタおよびイ、のi’J ;i1方
2(9;) 浦116・4−るh =I fiとの関係   持許出覇人 fi°  所     東市部「−代+111*九の内
: r+ 12計:3シC名 (4、((i(、)])
   −菱重電機株式月代表古片+11f’八部 4、代理人 (i、所     東卓都「・代III区)1.の内゛
2口12散3シ;5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 明細、j)をっぎのとおり訂正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  第1導’c’a型の半導体基板と、該基板上
    にその側壁が該基板に対しほぼ垂直になるよう形成され
    たゲート電極と、該ゲート電極をマスクとして上記基板
    中に第2導、小型の不純物を注入して形成された浅い第
    1の不純物拡散層と、上記ゲート4極の側壁に(4着し
    て形成された絶縁膜と、上記ゲート電極および上記絶縁
    膜をマスクとして上記基板中に第2導電型の不純物を注
    入して形成された深い第2の不純物拡散層とを備えたこ
    とを特徴とする小異効果型トランジスタ。 (21上記ゲート、−It極は多結晶シリコンからなる
    ものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項、(
    8載の噌界効果型トランジスタ。 (3)上記ゲート4極は高融点金属の単体あるいはその
    化合物からなるものであることを特徴とする特許請求の
    約囲第1項記載の電界効果型トランジスタ。 (4)上記絶縁膜はシリコン119化It@−cあるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲ris 1 rclない
    し第3項のいずれかに記載の’r1↑界効弔型トランジ
    スタ。 (5)  上記@1および第2の本陣I吻(広1段層の
    4神1物は共に石比素であること5:特徴とする特、r
    I傅1゛1求の範囲第1項ないし弔4頃のいずイ1かに
    、4.! 4jQの、1↑界効果型トランジスタ。 (6)上記′#S1の不純物拡散層のネギ小物は離水て
    あり、上記第2の不純物拡散層の不純物はリンであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項/、(いし@4項
    のいずれかに記載の小異効果型トランジスタ。 (7)上記第1の不純物拡散層の深さは(1,51載m
    以下であり、上記第2の不純物鉱trb層の深さC」Q
    、5載mないし1.51載mであること5:特1iQ 
    七する特許請求の範囲ヴ51項ないし第610のい4−
    41かに記載の°電界効果型トランジスタ。 (8) 第14市型の半、97体基板上にその側壁か該
    基板に対しほぼ垂直なゲート、it碌を形成する・f1
    1の工程と、上記ゲート電極をマスクとして第2導電型
    の不純物を上記基板に注入して浅い第1の不純物拡散層
    を形成する第2の工程と、」二記ゲート′市極および上
    記基板の全面に絶縁膜を形成した後その全面を物理的エ
    ツチングにより上記基板が露出するまでエツチングし上
    記ゲート、4ス極の側壁のみに該絶縁膜を付着残存させ
    る嶋3の工程と、上記ゲート電極2よび該ゲート電極の
    側壁に付着残存した絶縁膜をマスクとして第2導市型の
    不純物を上記基板、中に注入して熱処理を行い上記第1
    の不純物拡散層より深い第2の不純物拡散j¥’J5=
    形成する第4の工程とを備えたことを特徴とする電界効
    果型トランジスタの製造方法@
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