JPS60136376A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、半導体装置の構造にかかわり、特にL D
D (Light; Doped Drain)構造の
絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(以下MISFFT
と称する)に適用して有効な技術に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to the structure of a semiconductor device, and in particular to the structure of a semiconductor device.
D (Light; Doped Drain) structure insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as MISFFT)
It relates to techniques that are effective when applied to
M I S FETを有する半導体装置においては、基
板と逆導電型を有するソース・ドレイン層の不純物濃度
勾配がグー1〜電極端部において急峻になり、この部分
に電界の集中が起きる。これは素子特性を悪化させるホ
ットキャリヤ発生の原因になっている。このホットキャ
リヤ発生を防止するための技術が1982 Sun+p
V L S I Technol、 。In a semiconductor device having an M I S FET, the impurity concentration gradient of the source/drain layer having a conductivity type opposite to that of the substrate becomes steep from the electrode end portion to the electrode end portion, and the electric field is concentrated in this portion. This causes generation of hot carriers that deteriorate device characteristics. A technology to prevent the generation of hot carriers was developed in 1982 by Sun+p.
VLSI Technol.
Digest of Technical Paper
s、第42頁に記されている。これは、従来のソース・
ドレイン層の他にソース・トレイン層より低濃度の不純
物層を比較的浅いゲート端部表面付近に形成するもので
ある〔これを以下L D D (Lig++t: Do
pedDrain) m造と称する〕。ゲ−1・端部に
低濃度領域を形成すれば、電界の集中が少なくなりホッ
トキャリヤの発生は抑制される。かかる技術を具体的に
示せば、第1図の如きものである。Digest of Technical Paper
s, page 42. This is a traditional source
In addition to the drain layer, an impurity layer with a lower concentration than the source/train layer is formed near the relatively shallow gate end surface [hereinafter referred to as L D D (Lig++t: Do
pedDrain). If a low concentration region is formed at the end of the gate 1, the electric field will be less concentrated and the generation of hot carriers will be suppressed. A concrete example of such a technique is shown in FIG.
第1図においては、半導体基板1上のフィールド絶縁膜
4で区画される領域にゲート電極6、及び、ソース・ド
レイン層が形成されている。ソース・トレイン層は、N
4不純物層2、及びN−不純物層3の2層により形成さ
れている。かかる構造の技術においては、低濃度不純物
層3がゲート電極方向に悲だけ長く突出して形成されて
いる。In FIG. 1, a gate electrode 6 and source/drain layers are formed in a region defined by a field insulating film 4 on a semiconductor substrate 1. The source train layer is N
It is formed of two layers: a 4 impurity layer 2 and an N- impurity layer 3. In the technique of such a structure, the low concentration impurity layer 3 is formed to protrude a certain length in the direction of the gate electrode.
このため、ゲート端部のソース・ドレイン層の電界集中
を緩げることが可能である。従って、不純物層2のみで
ソース・ドレイン層を形成した場合に比較し、ホットキ
ャリヤの発生を十分防止することができる。Therefore, it is possible to reduce the electric field concentration in the source/drain layer at the end of the gate. Therefore, compared to the case where the source/drain layer is formed only with the impurity layer 2, the generation of hot carriers can be sufficiently prevented.
しかしながら、前記構造のソース・ドレイン層は、以下
の重大な欠点を有することを本発明者は発見した。すな
わち、低濃度不純物層3の存在が、グー1−側へQだけ
突出しているため、Qの領域分だけ高抵抗となり、MI
SFETの相互コンダクタンス(g m )が劣化する
。このため素子の動作速度に大きな影響を及ぼすという
問題点がある。However, the present inventor discovered that the source/drain layer of the above structure has the following serious drawbacks. In other words, since the presence of the low concentration impurity layer 3 protrudes by an amount Q toward the goo 1- side, the resistance becomes high by the area Q, and the MI
The transconductance (g m ) of the SFET deteriorates. Therefore, there is a problem in that the operating speed of the device is greatly affected.
本発明の目的は、LDD4i1造を有するMISFET
において、相互コンダクタンス(gm)の低下を防止し
、素子特性の向上を図る技術を提供することにある。The object of the present invention is to provide a MISFET having an LDD4i1 structure.
An object of the present invention is to provide a technique for preventing a decrease in mutual conductance (gm) and improving device characteristics.
本発明の他の目的は、ホットキャリヤを防止したMIS
FETの構造を有する技術を提供するととにある。Another object of the present invention is to provide an MIS system that prevents hot carriers.
The purpose of the present invention is to provide a technology having a FET structure.
本発明の他の目的は、MISFETの短チャンネル効果
を防止する技術を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a technique for preventing short channel effects in MISFETs.
本発明の他の目的は、素子の微細化を図るために有効な
技術を提供することにある。Another object of the present invention is to provide an effective technique for miniaturizing elements.
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新覗な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。The above and other objects and novel features of the present invention include:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.
すなわち、ソース・ドレイン領域を不純物濃度の異なる
第1の不純物層、第2の不純物層、第3の不純物層の3
層から形成し、ゲート電極の両端部の不純物製分布を緩
やかにすることにより、高抵抗の低濃度不純物層の領域
を小さくし、MISFETの相互コンダクタンス(gm
)を向上して。In other words, the source/drain regions are formed by three impurity layers: a first impurity layer, a second impurity layer, and a third impurity layer with different impurity concentrations.
By making the impurity distribution at both ends of the gate electrode gentle, the region of the high-resistance, low-concentration impurity layer can be made small, and the transconductance (gm
) to improve.
素子特性を向上させるものである。This improves device characteristics.
本発明による一実施例を以下に説明する。 An embodiment according to the present invention will be described below.
第2図は、本発明の一実施例を示すMISFETの断面
図である。FIG. 2 is a sectional view of a MISFET showing an embodiment of the present invention.
P−型シリコン半導体基板1上には、各々のMISFE
Tを分離する酸化シリコン(SiO□)からなるフィー
ルド絶縁膜4が形成され、前記フィールド絶縁膜で区画
的に囲まれる活性領域には。On the P-type silicon semiconductor substrate 1, each MISFE
A field insulating film 4 made of silicon oxide (SiO□) is formed to isolate the T, and the active region is partitionedly surrounded by the field insulating film.
MI S FETQ+が存在する。MI 5FETQ*
は、ポリシリコンからなるゲート6、及び基板1とゲー
ト6とを絶縁するSiO□からなるゲート絶縁膜5が形
成されている。N型ソース・ドレイン領域は、2 (N
+層)、3(N一層) 、 12 (N一層)の3層か
らなり、夫々、アルミニウム配線10とスルーホール1
4でオーミックコンタクトを取っている。又、ゲート6
は、5iO7膜7、及びSiO□からなるサイドウオー
ル8によって、被覆保護されている。9は層間絶縁膜1
0は、ファイナルパッシベーション膜である。MI S FETQ+ exists. MI 5FETQ*
A gate 6 made of polysilicon and a gate insulating film 5 made of SiO□ which insulates the substrate 1 and the gate 6 are formed. The N-type source/drain region is 2 (N
It consists of three layers, 3 (N + layer), 3 (N single layer), and 12 (N single layer), and each has an aluminum wiring 10 and a through hole 1.
4, making ohmic contact. Also, gate 6
is covered and protected by a 5iO7 film 7 and a sidewall 8 made of SiO□. 9 is an interlayer insulating film 1
0 is the final passivation film.
本発明においては、ソース・ドレイン層がN4型不純物
層2、N−型不純物層12、N−型不純物層3の3層に
よって形成されていることが特徴である。N−型不純物
12は、N4型不純物層2をとり囲むように形成されお
り、又、N−型不純物層3はグー1−電極端部で、N−
型不純物層を突び出す型で基板表面近傍に形成されてい
る。不純物層の濃度差は。The present invention is characterized in that the source/drain layer is formed of three layers: an N4 type impurity layer 2, an N- type impurity layer 12, and an N- type impurity layer 3. The N- type impurity layer 12 is formed so as to surround the N4 type impurity layer 2, and the N- type impurity layer 3 is formed at the end of the electrode 1.
A mold that protrudes the impurity layer and is formed near the surface of the substrate. What is the concentration difference in the impurity layer?
N” >N−>N−一
である。第1図のものと異なるのはN−型不純物層12
がN+型不純物層2、N−型不純物層3の間に形成され
ていることである。従って、ソース・ドレイン層の濃度
分布はN−型不純物層3゜N−型不純物層12、N3型
不純物層2の順で増加する。第1図の如くQで示される
長い低濃度領域αが本発明では存在しないため、高抵抗
領域とならず、M I S F E T Q *の相互
コンダクタンス(gm)が低下することはない。N">N->N-1. What differs from the one in FIG. 1 is the N- type impurity layer 12.
is formed between the N+ type impurity layer 2 and the N− type impurity layer 3. Therefore, the concentration distribution of the source/drain layer increases in the order of N- type impurity layer 3, N- type impurity layer 12, and N3 type impurity layer 2. Since the long low concentration region α indicated by Q as shown in FIG. 1 does not exist in the present invention, it does not become a high resistance region and the mutual conductance (gm) of M I S F E T Q * does not decrease.
本発明によるソース・ドレイン領域の不純物濃度分布を
ネらに詳しく説明すれば第8図におけるグラフ(ゲート
端からのチャネル方向位置−不純物濃度分布グラフ)の
如くである。実線で示される線は、本発明におけるMI
SFETQsのソース・ドレイン不純物濃度分布である
。点線で示される線は、第1図で示されるLDD構造を
有するMISFETのソース・トレイン不純物濃度分布
である。本発明におけるM I S F E T Q
*の分布はN″型不純物層12の介在により、点線で示
さオしるLDD構造の曲線よりも、中央部でふく社、全
体として急峻な形状が少なくなるように形成さJtてい
る。又1点線で示されるように、(、)領域のような低
濃度領域が少なくなる。このため、濃度勾配に片寄りが
ない適正な濃度分布が得られる。かつ、(a)領域のよ
うな高抵抗領域がほとんどなくなる。従って、相互フン
ダクタンス(gm)の劣化がおさえられ、素子の動作速
度の劣化もなくなる。The impurity concentration distribution of the source/drain regions according to the present invention can be explained in detail as shown in the graph (channel direction position vs. impurity concentration distribution graph from the gate end) in FIG. The solid line indicates MI in the present invention.
This is the source/drain impurity concentration distribution of SFETQs. The dotted line is the source-train impurity concentration distribution of the MISFET having the LDD structure shown in FIG. M I S F E T Q in the present invention
Due to the presence of the N''-type impurity layer 12, the distribution of * is formed in such a way that the shape is less steep in the center and overall less steep than the curve of the LDD structure shown by the dotted line. As shown by the one-dot line, low concentration regions such as the (,) region are reduced.As a result, an appropriate concentration distribution with no bias in the concentration gradient can be obtained. There is almost no resistance region.Therefore, deterioration of mutual fundance (gm) is suppressed, and deterioration of device operating speed is also eliminated.
以下1本発明の製造方法を第3図から第7図を用いて説
明する。The manufacturing method of the present invention will be explained below with reference to FIGS. 3 to 7.
先ず、(100)面を有するP−導電型シリコン基板I
を用意し、周知の技術を用いて基板表面に選択的にフィ
ールド絶縁膜4を形成する。フィとなる薄い酸化膜5を
形成し、かつ、ゲーhとな一ルド絶縁膜4で区画される
領域にゲート絶縁膜るべきポリシリコン層を導電化した
のち、周知の技術を用いてエツチングし、その表面を酸
化して。First, a P-conductivity type silicon substrate I having a (100) plane is prepared.
A field insulating film 4 is selectively formed on the surface of the substrate using a well-known technique. After forming a thin oxide film 5 to serve as a gate insulating film 5 and making the polysilicon layer to be a gate insulating film conductive in the area defined by the gate insulating film 4, etching is performed using a well-known technique. , by oxidizing its surface.
第3図の如く形成する。次いで、第2図に示されるN−
型不純物層(第1の不純物層)3を形成するために、N
型不純物、たとえば、リン(P)をゲ−1・電極3をマ
スクとしてエネルギー約50KeV、ドース量約1×1
O鵞2/cm程度で打ちこみ導入する。13の領域がN
型不純物を導入した部分である。この場合、シリコン基
板表面を保護するため、薄い酸化膜5を介してN型不純
物の導入を行なう。Form as shown in Figure 3. Then, N- as shown in FIG.
In order to form the type impurity layer (first impurity layer) 3, N
A type impurity, for example, phosphorus (P) is applied at an energy of about 50 KeV and a dose of about 1×1 using the gate electrode 3 as a mask.
Introduce it by hammering it in at about 2/cm. 13 areas are N
This is the part where type impurities are introduced. In this case, N-type impurities are introduced through the thin oxide film 5 to protect the silicon substrate surface.
次に、厚さ400OA程度の5in2膜を全面に堆積さ
せたのち、前記Si0゜膜に異方性エツチングを施し、
ゲート6の側面にSi0゜膜の残滓であるサイドウオー
ル8を形成する。次に、ソース・ドレインを形成する領
域に薄いSiO□膜15を堆積させたのち、サイドウオ
ール8及びゲート電極6をマスクとして第2図に示され
るN−型不純物層12を形成するために、N型不純物、
たとえば燐(P)を打ち込みエネルギー約50KeV、
ドーズ量1 X I O”/cJ程度の条件で基板内に
導入する。第4図で示されるイオン打ち込み層13のう
ち、短かい点線のものがN”型不純物N12となるもの
である。サイドウオール8をマスクとしているためにN
−型不純物層3を形成するために打ち込んだ不純物層(
ゲ−1−6まで到している点線)より、狭い領域に分布
している。以上のように不純物を導入したのち、導入し
た不純物を引きのばすために、拡散高温処理を行なう。Next, after depositing a 5in2 film with a thickness of about 400OA over the entire surface, the Si0° film was anisotropically etched.
A sidewall 8, which is the residue of the Si0° film, is formed on the side surface of the gate 6. Next, after depositing a thin SiO□ film 15 in the region where the source/drain will be formed, in order to form the N- type impurity layer 12 shown in FIG. 2 using the sidewall 8 and gate electrode 6 as a mask, N-type impurity,
For example, when phosphorus (P) is implanted, the energy is about 50 KeV,
The ion implantation layer 13 is introduced into the substrate at a dose of approximately 1.times.I O"/cJ. Of the ion implantation layer 13 shown in FIG. 4, the one indicated by the short dotted line becomes the N" type impurity N12. N because sidewall 8 is used as a mask
- Impurity layer implanted to form type impurity layer 3 (
It is distributed in a narrower area than the dotted line extending to game 1-6). After introducing impurities as described above, a high temperature diffusion treatment is performed to stretch out the introduced impurities.
このようにして形成されたものが第5図の如きものであ
る。The structure thus formed is as shown in FIG.
こののち、さらに、N+型不純物N2を形成するために
、同じく、サイドウオール8及びゲート電極6をマスク
として、N型不純物をシリコン基板内に導入する。N+
型不純物層2は、第2図に示す如く、N−型不純物[1
2の内側に存在し、かつ、より高濃度であるように形成
しなければならない。従って、N−型不純物層12形成
のための不純物よりも拡散係数が小さい性質を有するN
型不純物、たとえば砒素(、A s )を導入する。砒
素は、打ち込みエネルギー約80KeV、ドーズ量5X
10”/cJ程度の条件で打ちこみ、これを高温処理で
適宜拡散して、第6図の如く形成する。Thereafter, in order to form an N+ type impurity N2, an N type impurity is similarly introduced into the silicon substrate using the sidewall 8 and gate electrode 6 as a mask. N+
As shown in FIG.
It must be formed so that it exists inside of 2 and has a higher concentration. Therefore, N-type impurity layer 12 has a smaller diffusion coefficient than the impurity for forming the N-type impurity layer 12.
A type impurity, for example arsenic (, As), is introduced. Arsenic is implanted with an energy of approximately 80 KeV and a dose of 5X.
It is implanted under conditions of about 10"/cJ, and is appropriately diffused by high temperature treatment to form a shape as shown in FIG. 6.
このようにすれば、ソース・ドレイン層はN3型不純物
[2,N−型不純物N12.N−不純物層3の3層によ
って形成されることになり、特に、ゲート端部において
は、N−型M3.N−型層12、N+型層2の順に、序
々に濃度が増すように形成される。従って、ゲート端部
におけるホットキャリヤの発生が著しく減少するととも
に、高抵抗領域が少なくなるため、相互コンダクタンス
の劣化が防げ、素子特性の向上が図れる。In this way, the source/drain layers are doped with N3 type impurities [2, N- type impurities N12 . It is formed by three layers of N- type M3. The N- type layer 12 and the N+ type layer 2 are formed in this order so that the concentration increases gradually. Therefore, the generation of hot carriers at the edge of the gate is significantly reduced, and the number of high resistance regions is reduced, so deterioration of mutual conductance can be prevented and device characteristics can be improved.
以上のように形成したのち、眉間絶縁膜9をリンシリケ
ートガラス(PSG)等で形成し、コンタク1〜ホール
14を第7図の如く形成する。こののち、周知の技術を
用いてアルミニウム配線14゜ファイナルパッシベーシ
ョン膜11を形成し、第2図の如く完成する。After forming as described above, a glabellar insulating film 9 is formed of phosphosilicate glass (PSG) or the like, and contacts 1 to holes 14 are formed as shown in FIG. Thereafter, a final passivation film 11 is formed on the aluminum wiring 14° using a well-known technique, and the structure is completed as shown in FIG.
(1)本発明においては、ソース・ドレイン層をN−一
型不純物層、N−型不純物層、N+型不純物層の3層か
ら形成しており、ゲート端部の不純物濃度勾配が緩やか
になり、fti界集中が防げるため、ホットキャリヤの
発生を著しく少なくすることが可能である。(1) In the present invention, the source/drain layer is formed from three layers: an N-1 type impurity layer, an N- type impurity layer, and an N+ type impurity layer, so that the impurity concentration gradient at the gate edge becomes gentle. , fti field concentration can be prevented, so it is possible to significantly reduce the generation of hot carriers.
(2)上記(1)と同様に不純物濃度勾配が緩やかであ
り、高抵抗領域が少ないため、MISFE゛1゛の相互
インダクタンス(g m )の劣化が防止できる。従っ
て、動作速度が向上する。(2) Similar to (1) above, since the impurity concentration gradient is gentle and there are few high resistance regions, deterioration of the mutual inductance (g m ) of MISFE 1 can be prevented. Therefore, the operating speed is improved.
(3)グー1〜側面に形成したサイドウオールを利用し
て、N−型不純物層、N+型不純物層を形成しているた
め、短チヤネル効果(実際のゲートIIIよりもチャネ
ルが短かくなる現象)を防止できる。(3) Since the sidewalls formed on the sides of the gate 1 are used to form the N- type impurity layer and the N+ type impurity layer, a short channel effect (a phenomenon in which the channel becomes shorter than the actual gate III) ) can be prevented.
(4)短チヤネル効果が防止できるため、素子の微紹化
を実現できる。(4) Since the short channel effect can be prevented, it is possible to realize fine introduction of the element.
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。たとえば、ゲート6はシ
リサイド、又は、金属であってもよく、さらに、A、Q
配線は他の金属であっても良い。又、層間絶縁膜やファ
イナルパッシベーション膜はPSGの他Si0□等も使
用できる。Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the above Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor. For example, gate 6 may be silicide or metal, and furthermore, A, Q
The wiring may be made of other metals. Furthermore, as the interlayer insulating film and the final passivation film, Si0□ or the like can be used in addition to PSG.
以上の説明では主として本発明者によってなさAした発
明をその背景となった利用分野であるMlS F E
T半導体装置に適用した場合について説明したが、それ
に限定されるものでなく、たとえば、相補型MISFE
T、バイポーラ相補型MISFET等に適用できる。The above explanation will mainly focus on the invention made by the present inventor and the field of application in which it is based.
Although the case where it is applied to a T semiconductor device has been described, it is not limited thereto, and for example, a complementary MISFE device.
It can be applied to T, bipolar complementary MISFET, etc.
第1図は、本発明の前提となったLDD構造を有するM
ISFETの断面図、
第2図は、本発明の実施例を示すM I S FETの
断面図、
第3図〜第7図は、本発明によるM I S FETの
製造工程を示す断面図、
第8図は、ゲート端からのチャネル方向位置と不純物濃
度分布を示すグラフである。
1・・・P−型半導体基板、2・・・N+型ソース・ド
レイン層、3・・・N−型ソース・ドレイン層、4・・
・フィールド絶縁n! (Si0□)、5・・・ゲート
絶縁膜(Sin2) 、 6・・・グー1〜絶縁膜(ポ
リシリコン)、7・・ゲ−1・保護のための酸化シリコ
ン膜(Sin2)、8・・・サイドウオール(Si0□
)、9・・・層間絶縁膜(PSG)、I O・・・アル
ミニウム配線、11・・・ファイナルパッシベーション
膜、12・・・N−型ソース・ドレイン層、13・・・
ひ素打ち込み層、14・・・コンタク1へホール、15
・・・基板保護のための酸化シリコン膜(Sin2)
第 1 図
第 2 図
ρl
第 3 図
(転)
第 6 図
第 7 図
第 8 図FIG. 1 shows an M having an LDD structure, which is the premise of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an MI S FET showing an embodiment of the present invention; FIGS. 3 to 7 are cross-sectional views showing manufacturing steps of a MI S FET according to the present invention; FIG. FIG. 8 is a graph showing the position in the channel direction from the gate end and the impurity concentration distribution. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... P- type semiconductor substrate, 2... N+ type source/drain layer, 3... N- type source/drain layer, 4...
・Field insulation n! (Si0□), 5...Gate insulating film (Sin2), 6...Goo 1~insulating film (polysilicon), 7...Ge-1, silicon oxide film for protection (Sin2), 8...・・Side wall (Si0□
), 9... Interlayer insulating film (PSG), IO... Aluminum wiring, 11... Final passivation film, 12... N- type source/drain layer, 13...
Arsenic implant layer, 14...Hole to contact 1, 15
...Silicon oxide film (Sin2) for substrate protection Fig. 1 Fig. 2 Fig. ρl Fig. 3 (transfer) Fig. 6 Fig. 7 Fig. 8
Claims (1)
層、第3の不純物層の3重の不純物層からソース・ドレ
イン層がなっていることを特徴とする半導体装置。 2、第1の不純物層、第2の不純物層、第3の不純物層
は、半導体基板とは逆導電型であることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の半導体装置。 3、不純物層の濃度は、第1の不純物層、第2の不純物
層、第3の不純物層の順で増すことを特徴とする特許請
求の範囲第1項あるいは第2項記載の半導体装置。 4、第2の不純物層は、第3の不純物層を被うように存
在することを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項
あるいは、第3項記載半導体装置。 5、第1の不純物層の1部はゲート端部において、第2
の不純物層の外側まで延在していることを特徴とする特
許請求の範囲第1項、第2項、第3項あるいは第4項記
載の半導体装置。 6、第1導電型の半導体基板上に、フィールド絶縁膜、
ゲート絶縁膜及びゲ−1・どなるポリシリコン層を形成
したのち、ポリシリコン層をマスクとして半導体基板と
逆導電型の第2導電型の第1の不純物を導入する工程と
、ゲ−1−の側面にサイドウオールを形成する工程と、
前記サイドウオールをマスクとして第2導電型の第2の
不純物を導入する工程と、導入した第1の不純物から第
1不純物層を形成する工程と、導入した第2の不純物か
ら第2不純物層を形成する工程と、サイドウオールをマ
スクとして第2導電型の第3の不純物を導入する工程と
、導入した第3の不純物から第3の不純物層を形成する
工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 7、第1の不純物は、燐であることを特徴とする特許請
求の範囲第6項記載の半導体装置の製造方法。 8、第2の不純物は、燐であることを特徴とする特許請
求の範囲第6項あるいは第7項記載の半導体装置の製造
方法。 9、第3の不純物は砒素であることを特徴とする特許請
求の範囲第6項、第7項あるいは第8項記載の半導体装
置の製造方法。 10、不純物の量は、第3の不純物が最も多く、次いで
、第2の不純物、第1の不純物の順であることを特徴と
する特許請求の範囲、第6項、第7項。 第8項あるいは第8項記載の半導体装置の製造方法。[Claims] A semiconductor device characterized in that a source/drain layer is made up of three impurity layers: an equal number of 16 impurity layers with different impurity concentrations, a second impurity layer, and a third impurity layer. . 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first impurity layer, the second impurity layer, and the third impurity layer are of a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate. 3. The semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein the concentration of the impurity layer increases in the order of the first impurity layer, the second impurity layer, and the third impurity layer. 4. The semiconductor device according to claim 1, 2, or 3, wherein the second impurity layer is present so as to cover the third impurity layer. 5. A part of the first impurity layer is connected to the second impurity layer at the gate end.
The semiconductor device according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the semiconductor device extends to the outside of the impurity layer. 6. A field insulating film on the first conductivity type semiconductor substrate;
After forming the gate insulating film and the polysilicon layer of the gate 1, a step of introducing a first impurity of a second conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate using the polysilicon layer as a mask; A process of forming a sidewall on the side,
A step of introducing a second impurity of a second conductivity type using the sidewall as a mask, a step of forming a first impurity layer from the introduced first impurity, and a step of forming a second impurity layer from the introduced second impurity. a step of introducing a third impurity of a second conductivity type using a sidewall as a mask; and a step of forming a third impurity layer from the introduced third impurity. Method of manufacturing the device. 7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the first impurity is phosphorus. 8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6 or 7, wherein the second impurity is phosphorus. 9. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, 7, or 8, wherein the third impurity is arsenic. 10. Claims 6 and 7, characterized in that the third impurity has the largest amount, followed by the second impurity, and then the first impurity. Item 8 or a method for manufacturing a semiconductor device according to Item 8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24381083A JPS60136376A (en) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | Semiconductor device and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP24381083A JPS60136376A (en) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | Semiconductor device and manufacture thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS60136376A true JPS60136376A (en) | 1985-07-19 |
JPH0560265B2 JPH0560265B2 (en) | 1993-09-01 |
Family
ID=17109267
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP (1) | JPS60136376A (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0195607A2 (en) * | 1985-03-20 | 1986-09-24 | Fujitsu Limited | Semiconductor device |
JPS6315465A (en) * | 1986-07-07 | 1988-01-22 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
JPH01204471A (en) * | 1988-02-09 | 1989-08-17 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of semiconductor device |
US4935379A (en) * | 1984-12-27 | 1990-06-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
US5073514A (en) * | 1989-07-18 | 1991-12-17 | Sony Corporation | Method of manufacturing mis semiconductor device |
US5215936A (en) * | 1986-10-09 | 1993-06-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of fabricating a semiconductor device having a lightly-doped drain structure |
US5292674A (en) * | 1990-11-30 | 1994-03-08 | Nec Corporation | Method of making a metal-oxide semiconductor field-effect transistor |
WO1994027325A1 (en) * | 1993-05-07 | 1994-11-24 | Vlsi Technology, Inc. | Integrated circuit structure and method |
EP0683531A3 (en) * | 1994-05-16 | 1996-02-28 | Samsung Electronics Co Ltd | MOSFET with LDD structure and manufacturing method therefor. |
KR100292922B1 (en) * | 1996-11-29 | 2001-08-07 | 니시무로 타이죠 | A thin film transistor, a method for manufacturing thereof and liquid crystal display |
US6888191B2 (en) | 2000-11-27 | 2005-05-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and fabrication process therefor |
-
1983
- 1983-12-26 JP JP24381083A patent/JPS60136376A/en active Granted
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4935379A (en) * | 1984-12-27 | 1990-06-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
JPS61216364A (en) * | 1985-03-20 | 1986-09-26 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
US4928163A (en) * | 1985-03-20 | 1990-05-22 | Fujitsu Limited | Semiconductor device |
EP0195607A2 (en) * | 1985-03-20 | 1986-09-24 | Fujitsu Limited | Semiconductor device |
JPH053751B2 (en) * | 1985-03-20 | 1993-01-18 | Fujitsu Ltd | |
JPS6315465A (en) * | 1986-07-07 | 1988-01-22 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
US5215936A (en) * | 1986-10-09 | 1993-06-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of fabricating a semiconductor device having a lightly-doped drain structure |
JPH01204471A (en) * | 1988-02-09 | 1989-08-17 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of semiconductor device |
US5073514A (en) * | 1989-07-18 | 1991-12-17 | Sony Corporation | Method of manufacturing mis semiconductor device |
US5292674A (en) * | 1990-11-30 | 1994-03-08 | Nec Corporation | Method of making a metal-oxide semiconductor field-effect transistor |
WO1994027325A1 (en) * | 1993-05-07 | 1994-11-24 | Vlsi Technology, Inc. | Integrated circuit structure and method |
EP0683531A3 (en) * | 1994-05-16 | 1996-02-28 | Samsung Electronics Co Ltd | MOSFET with LDD structure and manufacturing method therefor. |
KR100292922B1 (en) * | 1996-11-29 | 2001-08-07 | 니시무로 타이죠 | A thin film transistor, a method for manufacturing thereof and liquid crystal display |
US6888191B2 (en) | 2000-11-27 | 2005-05-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and fabrication process therefor |
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Publication number | Publication date |
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JPH0560265B2 (en) | 1993-09-01 |
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