JPS61150375A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS61150375A JPS61150375A JP27181984A JP27181984A JPS61150375A JP S61150375 A JPS61150375 A JP S61150375A JP 27181984 A JP27181984 A JP 27181984A JP 27181984 A JP27181984 A JP 27181984A JP S61150375 A JPS61150375 A JP S61150375A
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Classifications
-
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にソース、ド
レイン領域の低濃度の不純物層の形成に改良を施したL
D D (Lightly DopedDrain
)構造OM 08 型トランジスタに係わる。
レイン領域の低濃度の不純物層の形成に改良を施したL
D D (Lightly DopedDrain
)構造OM 08 型トランジスタに係わる。
現在、MO8型トランジスタにおいて、デバイス寸法は
素子の高集積化に伴って確実に縮小化し、これに起因し
て種々の問題が生じている。
素子の高集積化に伴って確実に縮小化し、これに起因し
て種々の問題が生じている。
−例として、ドレイン領域近傍の電界集中の影響が挙げ
られる。この現象は、デバイス寸法が小さくなるにもか
かわらず、電源電圧が低域されたために起こる。その結
果、ドレイン領域近傍で加速された電子は、ホットエレ
クトロンやホットキャリアの発生の原因の1つとなって
いる。そして、ゲート酸化膜にトラップされた電子はし
きい値変動の原因となり、MOa型トランジスタの信頼
性が低下する。
られる。この現象は、デバイス寸法が小さくなるにもか
かわらず、電源電圧が低域されたために起こる。その結
果、ドレイン領域近傍で加速された電子は、ホットエレ
クトロンやホットキャリアの発生の原因の1つとなって
いる。そして、ゲート酸化膜にトラップされた電子はし
きい値変動の原因となり、MOa型トランジスタの信頼
性が低下する。
このようなことから、ドレイン領域近傍の電界集中を緩
和させてホットエレクトロンやホットキャリアの発生を
弱め、更にはしきい値変動を減少させるために、ゲート
電極近傍に低濃度の不純物層(ドレイン領域の一部)を
設けたLDDM造のMO8型トランジスタが提案されて
いる。以下、このトランジスタの製造方法について第2
図(a)〜(e)を参照して説明する。
和させてホットエレクトロンやホットキャリアの発生を
弱め、更にはしきい値変動を減少させるために、ゲート
電極近傍に低濃度の不純物層(ドレイン領域の一部)を
設けたLDDM造のMO8型トランジスタが提案されて
いる。以下、このトランジスタの製造方法について第2
図(a)〜(e)を参照して説明する。
まず、p型のシリコン基板1上にゲート酸化膜2を介し
てゲート電極3を形成する(第2図(a)図示)。つづ
いて、このゲート電極3をマスクとして基板1にn型不
純物を導入し、浅いN−型層’1+’t を形成する(
第2図(b1図示)。
てゲート電極3を形成する(第2図(a)図示)。つづ
いて、このゲート電極3をマスクとして基板1にn型不
純物を導入し、浅いN−型層’1+’t を形成する(
第2図(b1図示)。
次いで、全面にCVD法によりシリコン酸化膜5f形成
しく第2図(C)図示)、この酸化膜5を反応性イオン
エツチング(RIE)によ勺エグテバックし、ゲート酸
化膜2及びゲート電極3の近傍にのみシリコン酸化膜5
′を残存させる(第2図(d)図示)。しかる後、ゲー
ト電極3及び残存するシリコン酸化膜5′をマスクとし
て基板1にn型不純物を導入し、深いN型層61゜6!
を形成する。その結果、N″″型層41 とN+型層6
1からソース領域7が、またN型層4゜+ とN 型層6!からドレイン領域8が形成されてLDD
構造のMO8型トランジスタが製造される(第2図(C
)図示)。
しく第2図(C)図示)、この酸化膜5を反応性イオン
エツチング(RIE)によ勺エグテバックし、ゲート酸
化膜2及びゲート電極3の近傍にのみシリコン酸化膜5
′を残存させる(第2図(d)図示)。しかる後、ゲー
ト電極3及び残存するシリコン酸化膜5′をマスクとし
て基板1にn型不純物を導入し、深いN型層61゜6!
を形成する。その結果、N″″型層41 とN+型層6
1からソース領域7が、またN型層4゜+ とN 型層6!からドレイン領域8が形成されてLDD
構造のMO8型トランジスタが製造される(第2図(C
)図示)。
しかしながら、この製造方法によれば、N−型層4..
4.のエツジ部からN 型層61e6!までのエツジ部
までの長さLlが、ゲート電極3及びゲート酸化膜2の
側壁の残存シリコン酸化膜5′の厚みり、に依存し、こ
の厚みL!の制御が非常に困難なため、前記N−型層4
1e4!の長さり、の制御が非常に困難である。
4.のエツジ部からN 型層61e6!までのエツジ部
までの長さLlが、ゲート電極3及びゲート酸化膜2の
側壁の残存シリコン酸化膜5′の厚みり、に依存し、こ
の厚みL!の制御が非常に困難なため、前記N−型層4
1e4!の長さり、の制御が非常に困難である。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ソース、ド
レイン領域の一部を構成する低濃度の不純物層を逆テー
パ状のゲート電極を利用して制御性よく形成するととも
に、電界集中を緩和してこれに伴うホットエレクトロン
の発生等の減少をなし得る半導体装置の製造方法を提供
することを目的とする。
レイン領域の一部を構成する低濃度の不純物層を逆テー
パ状のゲート電極を利用して制御性よく形成するととも
に、電界集中を緩和してこれに伴うホットエレクトロン
の発生等の減少をなし得る半導体装置の製造方法を提供
することを目的とする。
本願第1、第2の発明は、共に逆テーパ状のゲート電極
を利用してソース、ドレイン領域の一部を構成する低濃
度の不純物を制御するとともに、電界集中に起因する種
々の問題点の解消を図ったことを骨子とする。両者の違
いは、前者が半導体基板上にゲート酸化膜を介して逆テ
ーノ!状のゲート電極を形成した直後に骸ゲート電極を
マスクとして高濃度の不純物層を形成したものに対し、
後者がゲート電極の形成後所定の工程を経て低濃度の不
純物層を形成し、ゲート電極をマスクとして高濃度の不
純物層を形成する点にある。
を利用してソース、ドレイン領域の一部を構成する低濃
度の不純物を制御するとともに、電界集中に起因する種
々の問題点の解消を図ったことを骨子とする。両者の違
いは、前者が半導体基板上にゲート酸化膜を介して逆テ
ーノ!状のゲート電極を形成した直後に骸ゲート電極を
マスクとして高濃度の不純物層を形成したものに対し、
後者がゲート電極の形成後所定の工程を経て低濃度の不
純物層を形成し、ゲート電極をマスクとして高濃度の不
純物層を形成する点にある。
以下、本発明をLDD構造のMO8型トランジスタの製
造に適用した場合について第1図(−)〜(e)及び第
4図(a)〜(al t−参照して説明する。
造に適用した場合について第1図(−)〜(e)及び第
4図(a)〜(al t−参照して説明する。
実施例1
〔1〕まず、例えばp型のシリコン基板21上に1厚さ
100〜400ス程度の酸化膜を介して厚さ4000〜
6000に程度のリンを含む多結晶シリコンIl(図示
せず)を形成した。
100〜400ス程度の酸化膜を介して厚さ4000〜
6000に程度のリンを含む多結晶シリコンIl(図示
せず)を形成した。
つづいて、この多結晶シリコン層を平行平板型反応性イ
オンエツチング装置にエツチングし、リンもしくはヒ素
等を含む多結晶シリコンからなる逆テーノ平状のゲート
電極22を形成した。この際、上記装置の電極間隔は3
〜30ffl?lと比較的狭く、また反応チャンバー内
のガス圧力を50 ”l Torr以上の比較的高い圧
力に保った。これら電極間隔およびガス圧力を制御する
ことKよシ、逆チー・平伏のゲート電極22を制御性よ
く形成することが可能である。次いで、前記ff−)電
極22をマスクとして前記酸化膜を選択的にエツチング
除去し、厚さ100〜400Aのf−)酸化膜23を形
成した(第1図(a)図示)。しかる後、前記ゲート電
極22をマスクとして前記基板21にn型不純物例えば
ヒ素を加速電圧50KeV、ドーズ量lXl0”/ad
の条件でイオン注入し、N 型の不純物層24..24
.を形成した(第1図(b)図示)。なお、これら不純
物層241.24!は、前記ゲート電極22の上側の寸
法に自己整合的に形成された。
オンエツチング装置にエツチングし、リンもしくはヒ素
等を含む多結晶シリコンからなる逆テーノ平状のゲート
電極22を形成した。この際、上記装置の電極間隔は3
〜30ffl?lと比較的狭く、また反応チャンバー内
のガス圧力を50 ”l Torr以上の比較的高い圧
力に保った。これら電極間隔およびガス圧力を制御する
ことKよシ、逆チー・平伏のゲート電極22を制御性よ
く形成することが可能である。次いで、前記ff−)電
極22をマスクとして前記酸化膜を選択的にエツチング
除去し、厚さ100〜400Aのf−)酸化膜23を形
成した(第1図(a)図示)。しかる後、前記ゲート電
極22をマスクとして前記基板21にn型不純物例えば
ヒ素を加速電圧50KeV、ドーズ量lXl0”/ad
の条件でイオン注入し、N 型の不純物層24..24
.を形成した(第1図(b)図示)。なお、これら不純
物層241.24!は、前記ゲート電極22の上側の寸
法に自己整合的に形成された。
CD次に、全面にヒ素またはリンを含んだ多結晶シリコ
ン膜(被膜)25を減圧CVD法により堆積した(第1
図(C)図示)。つづいて、前記多結晶シリコン膜25
を酸素雰囲気中の拡散炉内で酸化し、シリコン酸化膜2
6を形成した。この際、多結晶シリフン11!25の不
純物が下地の基板21゛内に拡散され、N−型の不純物
層27..27.が形成された。なお、この不純物層2
7..27.は、ff−)電極22の下側の寸法に自己
整合的に形成された。ここで、N型の不純物層24.と
N″″型の不純物層271からソース領域28が形成さ
れ、一方N 型の不純物層24.とN′″型の不純物層
22.からドレイン領域29が形成された(第1図(d
)図示)。しかる後、前記シリコン酸化膜x gt−R
I Eによりエッチパックし、ゲート電極22及びゲー
ト酸化膜2Jの側壁にのみ該シリコン酸化膜26′を残
存させ、LDD構造のMOa型トランジスタを製造した
(第1図(e)図示)。
ン膜(被膜)25を減圧CVD法により堆積した(第1
図(C)図示)。つづいて、前記多結晶シリコン膜25
を酸素雰囲気中の拡散炉内で酸化し、シリコン酸化膜2
6を形成した。この際、多結晶シリフン11!25の不
純物が下地の基板21゛内に拡散され、N−型の不純物
層27..27.が形成された。なお、この不純物層2
7..27.は、ff−)電極22の下側の寸法に自己
整合的に形成された。ここで、N型の不純物層24.と
N″″型の不純物層271からソース領域28が形成さ
れ、一方N 型の不純物層24.とN′″型の不純物層
22.からドレイン領域29が形成された(第1図(d
)図示)。しかる後、前記シリコン酸化膜x gt−R
I Eによりエッチパックし、ゲート電極22及びゲー
ト酸化膜2Jの側壁にのみ該シリコン酸化膜26′を残
存させ、LDD構造のMOa型トランジスタを製造した
(第1図(e)図示)。
しかして、実施例によれば、逆チー/4’状のr−)電
極22を利用することにより N+型の不純物層241
.242及びN−型の不純物層271 *27t を制
御性よく形成でき名。即ち、第1図(blの工程ではN
4型の不純物層24. 、24.金ケ9−ト電極22
の上側の寸法と自己整合的に形成でき、第1図(d)の
工程ではN−型の不純物$271.27□を多結晶シリ
コン膜25の不純物の拡散によシグート電極22の下側
の寸法と自己整合的に形成できる。
極22を利用することにより N+型の不純物層241
.242及びN−型の不純物層271 *27t を制
御性よく形成でき名。即ち、第1図(blの工程ではN
4型の不純物層24. 、24.金ケ9−ト電極22
の上側の寸法と自己整合的に形成でき、第1図(d)の
工程ではN−型の不純物$271.27□を多結晶シリ
コン膜25の不純物の拡散によシグート電極22の下側
の寸法と自己整合的に形成できる。
また、実施例IKよれば、LDD構造をとることにより
、従来の如くドレイン領域近傍での電界集中を緩和して
ホットエレクトロンやホットキャリアの発生を弱め、更
にはしきい値変動を減少できる。
、従来の如くドレイン領域近傍での電界集中を緩和して
ホットエレクトロンやホットキャリアの発生を弱め、更
にはしきい値変動を減少できる。
実施例2
まず、実施例1と同様にp型のシリコン基板2ノ上にゲ
ート酸化膜23を介してゲート電極22を形成した(第
4図(a)図示)。つづいて、全面に多結晶シリコン膜
25t−減圧CVD法により堆積した(第4図(b)図
示)。次いで、前記多結晶シリコン膜25を酸素雰囲気
中の拡散炉内で酸化してシリコン酸化膜26を形成する
とともに、基板21に多結晶シリコン膜25中の不純物
を拡散してN−型の不純物層27..27゜全形成した
。ここで、これら不純物層271 。
ート酸化膜23を介してゲート電極22を形成した(第
4図(a)図示)。つづいて、全面に多結晶シリコン膜
25t−減圧CVD法により堆積した(第4図(b)図
示)。次いで、前記多結晶シリコン膜25を酸素雰囲気
中の拡散炉内で酸化してシリコン酸化膜26を形成する
とともに、基板21に多結晶シリコン膜25中の不純物
を拡散してN−型の不純物層27..27゜全形成した
。ここで、これら不純物層271 。
272はゲート電場22の下側の寸法に自己整合的であ
った(第4図(C)図示)。更に、前記シリコン酸化膜
26をウェットエツチング法により除去した後、ゲート
電極22″Frマスクとして+ 基板2ノにn型不純物を導入し、N 型の不純物層24
. 、 j 4.を形成した。その結果、不純物層2
4..27Kによシソース領域28が形成され、他方の
不純物層24□ 、27RKよりドレイン領域29が形
成されてLDD構造のMO8型トランジスタが製造され
た(第4図(d1図示)。
った(第4図(C)図示)。更に、前記シリコン酸化膜
26をウェットエツチング法により除去した後、ゲート
電極22″Frマスクとして+ 基板2ノにn型不純物を導入し、N 型の不純物層24
. 、 j 4.を形成した。その結果、不純物層2
4..27Kによシソース領域28が形成され、他方の
不純物層24□ 、27RKよりドレイン領域29が形
成されてLDD構造のMO8型トランジスタが製造され
た(第4図(d1図示)。
しかして、実施例2によれば、実施例1と同様な効果’
tRることができる。
tRることができる。
なお、上記実施例では、被膜として辷素もしくはリンを
含む多結晶シリコン膜を用いた場合について述べたが、
これに限らず、ヒ素もしくはリンを含むシリコン酸化膜
を用いてもよい。
含む多結晶シリコン膜を用いた場合について述べたが、
これに限らず、ヒ素もしくはリンを含むシリコン酸化膜
を用いてもよい。
上記実施例では、RIEにより単に逆チー/4’状のゲ
ート電極を形成した場合について述べたが、これに限ら
ない。例えば、多結晶シリコン層をRIEによシエッチ
ング加工する際、中性ラソカルの下地ゲート酸化暎上で
の表面拡散を利用して第3図に示す如くアンダーカット
3ノの入ったゲート電極32を形成してもよい。
ート電極を形成した場合について述べたが、これに限ら
ない。例えば、多結晶シリコン層をRIEによシエッチ
ング加工する際、中性ラソカルの下地ゲート酸化暎上で
の表面拡散を利用して第3図に示す如くアンダーカット
3ノの入ったゲート電極32を形成してもよい。
上記実施例では、p型のシリコン基板を用いた場合につ
いて述べたが、N型のシリコン基板でもよい。ただし、
この場合の被膜はp型不純物を含むことになる。
いて述べたが、N型のシリコン基板でもよい。ただし、
この場合の被膜はp型不純物を含むことになる。
以上詳述し九如く本発明によれば、ソース、ドレイン領
域の一部を構成する低濃度の不純物層を制御性よく形成
し優るとともに、電界集中に起因する種々の問題点を減
少し得る信頼性の高い半導体装置の製造方法を提供でき
る。
域の一部を構成する低濃度の不純物層を制御性よく形成
し優るとともに、電界集中に起因する種々の問題点を減
少し得る信頼性の高い半導体装置の製造方法を提供でき
る。
第1図(、)〜(e)は本発明の実施例に係るLDD構
造のMO8型トランジスタの製造方・法を工程順に示す
断面図、第2図(a)〜(e)は従来のLDD構造のM
O8型トランジスタの製造方法を工程順に示す断面図、
第3図は本発明に係るMO8型トランソスダにおいてゲ
ート電極のその他の形成方法を説明するための断面図、
第4図(a)〜(d)は本発明の実施例2に係るLDD
構造のMO8型トランジスタの製造方法を工程順に示す
断面図である。 21・・・p型のシリコン基板、22.32・・・ゲー
ト電極、23・・・ゲート酸化膜、24..24.。 27、.21.・・・不純物層、25・・・多結晶シリ
コン膜(被膜)、26.26’・・・シリコン酸化膜、
28・・・ソース領域、29・・・ドレイン領域。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第2図 第3図 ウク
造のMO8型トランジスタの製造方・法を工程順に示す
断面図、第2図(a)〜(e)は従来のLDD構造のM
O8型トランジスタの製造方法を工程順に示す断面図、
第3図は本発明に係るMO8型トランソスダにおいてゲ
ート電極のその他の形成方法を説明するための断面図、
第4図(a)〜(d)は本発明の実施例2に係るLDD
構造のMO8型トランジスタの製造方法を工程順に示す
断面図である。 21・・・p型のシリコン基板、22.32・・・ゲー
ト電極、23・・・ゲート酸化膜、24..24.。 27、.21.・・・不純物層、25・・・多結晶シリ
コン膜(被膜)、26.26’・・・シリコン酸化膜、
28・・・ソース領域、29・・・ドレイン領域。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第2図 第3図 ウク
Claims (4)
- (1)第1導電型の半導体基板上にゲート酸化膜を介し
て逆テーパ状のゲート電極を形成する工程と、このゲー
ト電極をマスクとして前記基板に不純物を導入し第2導
電型の高濃度の不純物層を形成する工程と、全面に第2
導電型の不純物を含む被膜を形成する工程と、この被膜
中の不純物を前記基板に導入して第2導電型の低濃度の
不純物層を形成し前記高濃度の不純物層とからソース、
ドレイン領域を形成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。 - (2)被膜として多結晶シリコン膜もしくはシリコン酸
化膜を用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の半導体装置の製造方法。 - (3)第1導電型の半導体基板上にゲート酸化膜を介し
て逆テーパ状のゲート電極を形成する工程と、全面に第
2導電型の不純物を含む被膜を形成する工程と、この被
膜中の不純物を前記基板に導入し第2導電型の低濃度の
不純物層を形成する工程と、前記被膜を除去する工程と
、前記ゲート電極をマスクとして基板に第2導電型の不
純物を導入して第2導電型の高濃度の不純物層を形成し
、前記低濃度の不純物層とからソース、ドレイン領域を
形成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)被膜として多結晶シリコン膜もしくはシリコン酸
化膜を用いることを特徴とする特許請求の範囲第3項記
載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27181984A JPS61150375A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27181984A JPS61150375A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61150375A true JPS61150375A (ja) | 1986-07-09 |
Family
ID=17505285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27181984A Pending JPS61150375A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61150375A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6338343U (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-11 | ||
US5766988A (en) * | 1994-05-12 | 1998-06-16 | Lg Semicon Co., Ltd. | Fabricating method for a thin film transistor with a negatively sloped gate |
KR100446302B1 (ko) * | 2002-06-05 | 2004-08-30 | 삼성전자주식회사 | 음의 기울기를 가지는 게이트를 포함하는 반도체 소자 및그 제조방법 |
JP2007242754A (ja) * | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置とその製造方法 |
-
1984
- 1984-12-25 JP JP27181984A patent/JPS61150375A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6338343U (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-11 | ||
US5766988A (en) * | 1994-05-12 | 1998-06-16 | Lg Semicon Co., Ltd. | Fabricating method for a thin film transistor with a negatively sloped gate |
KR100446302B1 (ko) * | 2002-06-05 | 2004-08-30 | 삼성전자주식회사 | 음의 기울기를 가지는 게이트를 포함하는 반도체 소자 및그 제조방법 |
JP2007242754A (ja) * | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置とその製造方法 |
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