JPS6118176A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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Publication number
JPS6118176A
JPS6118176A JP13719384A JP13719384A JPS6118176A JP S6118176 A JPS6118176 A JP S6118176A JP 13719384 A JP13719384 A JP 13719384A JP 13719384 A JP13719384 A JP 13719384A JP S6118176 A JPS6118176 A JP S6118176A
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JP
Japan
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source
drain
forming
channel mos
mos transistor
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Pending
Application number
JP13719384A
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English (en)
Inventor
Junji Hagishima
萩島 淳史
Kosuke Okuyama
幸祐 奥山
Hisao Katsuto
甲藤 久郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6118176A publication Critical patent/JPS6118176A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor 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
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (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】 〔技術分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にオフセット
ゲート構造のPチャンネルMOSトランジスタを製造す
る半導体装置の製造方法に関する。
〔背景技術〕
従来、NチャンネルMOSトランジスタにおいて、チャ
ンネル横方向電界を緩和し、ドレイン耐圧−、ホットキ
ャリア耐圧を向上させる素子構造としてオフセットゲー
ト構造のものが知られている。
このオフセットゲート構造は第1図に示す如くゲート電
極1の側端部にサイドウオール2を形成する前後に夫々
ソース、ドレイン形成領域にイオン打込みを行なうもの
である。
このオフセットゲート構造を用いてチャンネル    
′横方向電界を十分緩和させるべくしているが、どうい
う原因にもとづくのか従来判明されていなかった。
最近になって、計算械シミュレーションにより、チャン
ネル横方向電界を十分緩和、させられる原因については
、第1図の不純物濃度分布曲線すに示すようにドレイン
端の不純物製分布において、濃度一定の領域Cが形成さ
れていたからであり、従ってチャンネル横方向電界を十
分緩和させるためには第1図の曲線すに示すようにドレ
イン端の不純物濃度分布において濃度一定の領域Cを設
ける必要があることが判明されている(第44回応物学
術講演会予稿集、2BP−M−8,1983秋)。
以上はNチャンネルMOSトランジスタについてである
が、PチャンネルMOSトランジスタにおいてNチャン
ネルMOSトランジスタと同様にチャンネル横方向電界
を十分緩和させるべくオフセットゲート構造を実現する
ためには、NチャンネルMOSトランジスタに比べてサ
イドウオール長りを大きくとる必要が生じる。何故なら
、PチャンネルMOSトランジスタでNチャンネルMO
Sトランジスタと同程度の長さのサイドウオールの外側
から20層形成用のボロンをイオン打込みしこれを拡散
させた場合、ボロンの投影飛程が大きく、また拡散が速
いためP′″層が深く形成されすぎて不純物分布は第1
図に示す曲線aのようになってしまい、ドレイン端に不
純物濃度一定領域を形成することができないからである
しかしながら、PチャンネルMO8)ランジスタにおい
てサイドウオール長りを大きくとることは次のような欠
点を有する。
(1)ソース直列抵抗が増加し、素子のコンダクタンス
が低下する。
(2)0MO8に適用する場合、NチャンネルMOSト
ランジスタとPチャンネルMOSトランジスタとでサイ
ドウオール長を変える必要があり、製造工程が複雑にな
り、コスト安となる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、NチャンネルMO8)−ランジスタと
等しいサイドウオールでオフセットゲート構造のPチャ
ンネルMOSトランジスタを形成でき、これにより素子
のコンダクタンスを低下させることなくチャンネル横方
向電界を緩和させることができ、ホットキャリア耐圧等
を向上させ信頼度を向上させることができるようにした
半導体装置の製造方法を提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は1
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。
〔発明の概要〕
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。
すなわち、半導体基板に形成゛したゲート電極をマスク
にソース、ドレイン形成領域にイオン打込みによりP形
の低濃度層を形成し、この後前記ゲート電極の側端部に
サイドウオールを形成し、前記ゲート電極および前記サ
イドウオールをマスクに電気的特性に影響を与えない原
子のイオンを前記ソース、ドレイン形成領域表面が非晶
質状態になるように打込み、更に前記ゲート電極および
前記サイドウオールをマスクに前記ソース、ドレイン形
成領域にイオン打込みによりP形高濃度層を形成し、こ
の後熱処理によりP膨拡散層からなるソース、ドレイン
領域を形成するものである6従ってゲート電極およびサ
イドウオールをマスクにソース、ドレイン形成領域にイ
オン打込みによりP形の高濃度層を形成する前に、その
ソース、ドレイン形成領域に電気的特性に影響を与えな
い原子のイオンを打込んで前記ソース、トレイン形成領
域表面を非晶質(アモルファス)状態になるようにする
ので、サイドウオール長をNチャンネルMOSトランジ
スタと同様にしても前記P膨拡散層(P’拡散層)をN
チャンネルMOSトランジスタと同様に浅く形成するこ
とができ、これによりドレイン端に不純物濃度一定領域
をNチャンネルMOSトランジスタと同様に形成するこ
とができ工短いサイドウオールでオフセットゲート構造
のPチャンネルMoSトランジスタを形成することがで
きる。よって素子のコンダクタンスを低下させることな
くチャンネル横方向電界を緩和させることができ、ホッ
トキャリア耐圧など向上させ、信頼度の向上を図ること
ができるものである。
〔実施例〕
本発明の詳細な説明する前に本発明の詳細な説明する。
浅い24層を形成する手段として、20層形成用のボロ
ンを打込む前にシリコンのイオン打込みを行なって表面
非晶質(アモルファス)状態にしておく技術が知られて
いる(た゛とえば、IEEEElectronDevi
cesLetters+  VOL、EDL−4、&3
、MARC)I 1983、P59)、そこで本発明は
この技術をPチャンネルMOSトランジスタのオフセッ
ト構造の形成に応用し、NチャンネルMOSトランジス
タと同様にドレイン端に不純物濃度一定値域を形成する
ために、28層形成用のボロンイオンの打込み前にシリ
コンをイオン打込みし表面を非晶質(アモルファス)状
態にして24層をNチャンネルMOSトランジスタと同
様に浅く形成するものである。
次に本発明の実施例について第2図(、)〜(f)を用
いて以下説明する。
先ず、同図(a)に示すようにN形シリコ・ン基板11
に素子分離用5i(12膜12を形成し、更にゲート酸
化膜13を形成する。そしてアクティブ領域のゲート酸
化13膜上にゲート電極14を形成し、このゲート電極
14をマスクとしてソース。
ドレイン形成領域↓;ボロンイオンを打込みエネルギー
30KeVでドーズ量10”CI+−2程度打込み、低
濃度のP形イオン折込層15を同図(b)、に示す如く
形成する。この後、全面にCVD法により5i02膜1
6を形成する。
次に同図′(C)に示すように反応性イオンエツチング
(RI E)法によりCVD  5i02膜16をゲー
ト電極14の側端部のみ残るようにエツチングし、サイ
ドウオール17を形成する。このサイドウオール17と
ゲート電極14をマスクにソース、ドレイン形成領域に
シリコンイオンをドーズ量10”am’″2程度打込み
、ソース、ドレイン形成領域表面を非晶質(アモルファ
ス)状態にする。これはボロンのチャネリング防止のた
めである。
更に同図(d)に示すようにサイドウオール17とゲー
ト電極14をマスクにボロンを打込みエネルギー30K
eVでドーズ量10”cm−’程度イオン打込みし、高
濃度のP形イオン打込層を形成する。
次に高温熱処理によりイオンの活性化を行ない、同図(
e)に示すようにP一層(P−拡散層)18、P”層(
p +拡散層)19を形成する。これによりP一層18
と24層19からなるソース。
ドレイン領域20,21が夫々形成される。
以下、同図(f)に示す如く通常の方法でPSG膜22
.コンタクトホール23.AQ配線24を形成する。更
に図示しないが、パッシベーション膜を施してオフセッ
トゲート構造のPチャンネルMOSトランジスタを完成
する。
以上から判るように、ゲート電極14およびサイドウオ
ール17をマスクとしてソース、ドレイン形成領域にボ
ロンイオンを打込んで高濃度のP形イオン打込層を形成
する前に、そのソース、ドレイン形成領域に電気的特性
に影響を与えない4価の原子であるシリコンを打込んで
ソース、ドレイン形成領域表面を非晶質(アモルファス
)状態になるようにするので、その後高濃度のP形イオ
ン打込層を形成すべくボロンイオンを打込んでも。
ボロンイオンは非晶質(アモルファス)状態にもとづく
チャネリング防止効果により、その非晶質状態部分で阻
止される。よって24層(P’″拡散層)19をNチャ
ンネルMOSトランジスタと同様に浅く形成することが
でき、これによりドレイン端に不純物濃度一定値域(第
1図の不純物濃度一定値域Cに相当する。)をNチャン
ネルMOSトランジスタと同様の形成することができる
。従ってNチャンネルMOSトランジスタと同様の短い
サイドウオール17でオフセットゲート構造のPチャン
ネルMOSトランジスタを形成することができる。
このようなオフセットゲート構造のPチャンネルMOS
トランジスタを用いれば、素子のコンダクタンスを低下
させることなくチャンネル横方向電界を緩和させること
ができ、ホットキャリア耐圧などを向上させ、信頼度の
向上を図ることができる。更に0MO3においてNチャ
ンネルおよびPチャンネルの両MOSトランジスタとも
オフセットゲート構造とする場合に両MOSトランジス
タのサイドウオール長を等しくとることができるので製
造工程が簡単となり、コスト安にできる。
〔効果〕
(1)ゲート電極およびサイドウオールをマスクにソー
ス、ドレイン形成領域にイオン打込みによりP形の高濃
度層を形成する前に、予めそのソース、ドレイン形成領
域に電気的特性に影響を与えない原子のイオンを打込ん
で、前記ソース、ドレイン形成領域表面を非晶質状態に
するので、NチャンネルMOSトランジスタと同様の短
いサイドウオールでオフセットゲート構造のNチャンネ
ルMO8)−ランジスタを形成することができる。
(2)このPチャンネルMOSトランジスタを用いれば
、素子のコンダクタンスを低下させることなく、チャン
ネル横方向電界を緩和させることができ、ホットキャリ
ア耐圧など向上させ、信頼度の向上を図ることができる
(3)0MO8においてNチャンネルおよびPチャンネ
ルの両MOSトランジスタトもオフセットゲート構造さ
する場合に、両MOSトランジスタのサイドウオール長
を等しくとることができるので、製造工程が簡単となり
、コスト安にできる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
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、上記実施例
では、ソース、ドレイン形成領域表面を非晶質状態にす
るのにシリコ\ンを用いているけれども、本発明はこれ
に限定されることなく、たとえばシリコン以外の原子価
が4価の原子のイオンでもよく、要は電気的特性に影響
を与えない原子のイオンであればよい。
〔利用分野〕
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるPチャンネルMoS
トランジスタ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はなく。
たとえば0M05回路(たとえば、ダイナミックRAM
、スタティックRAM、ゲートアレーなどのCMO8L
SI)などに適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はMoSトランジスタのドレイン端の不純物濃度
分布を説明するための要部説明図、第2図(a)〜(f
)は、本発明による半導体装置の製造方法の一実施例を
示す工程断面図である。 工】・・・N形シリコン基板、13・・・ゲート酸化膜
、14・・・ゲート電極、15・・・低濃度のP形イオ
ン打込層、17・・・サイドウオール、18・・・P一
層(P−拡散層)、19・・・P+層(P+拡散層)、
20・・・ソース領域、21・・・ドレイン領域。 第  1  図 第  2  図 (υ) 第  2  図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、オフセットゲート構造のPチャンネルMOSトラン
    ジスタを製造する半導体装置の製造方法において、半導
    体基板に形成したゲート電極をマスクにソース、ドレイ
    ン形成領域にイオン打込みによりP形の低濃度層を形成
    する工程と、前記ゲート電極の側端部にサイドウォール
    を形成する工程と、前記ゲート電極および前記サイドウ
    ォールをマスクに電気的特性に影響を与えない原子のイ
    オンを前記ソース、ドレイン形成領域表面が非晶質状態
    になるように打込む工程と、更に前記ゲート電極および
    前記サイドウォールをマスクに前記ソース、ドレイン形
    成領域にイオン打込みによりP形の高濃度層を形成する
    工程と、この後熱処理によりP形拡散層からなるソース
    、ドレイン領域を形成する工程とを備え、これによりオ
    フセットゲート構造のPチャンネルMOSトランジスタ
    を製造するようにしたことを特徴とする半導体装置の製
    造方法。 2、前記電気的特性に影響を与えない原子としてシリコ
    ンを用いてなる特許請求の範囲第1項記載の半導体装置
    の製造方法。
JP13719384A 1984-07-04 1984-07-04 半導体装置の製造方法 Pending JPS6118176A (ja)

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JP (1) JPS6118176A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0521U (ja) * 1991-06-24 1993-01-08 株式会社ニツカリ 刈払機用クラツチハウジング
JP2007189166A (ja) * 2006-01-16 2007-07-26 Fujitsu Ltd 半導体装置およびその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0521U (ja) * 1991-06-24 1993-01-08 株式会社ニツカリ 刈払機用クラツチハウジング
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