JPS6124280A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPS6124280A
JPS6124280A JP14534684A JP14534684A JPS6124280A JP S6124280 A JPS6124280 A JP S6124280A JP 14534684 A JP14534684 A JP 14534684A JP 14534684 A JP14534684 A JP 14534684A JP S6124280 A JPS6124280 A JP S6124280A
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JP
Japan
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film
diffusion layer
oxide film
gate electrode
silicon nitride
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JP14534684A
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Japanese (ja)
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Michihiro Ono
小野 道博
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • 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
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Abstract

PURPOSE:To reduce the dispersion of the characteristics of a transistor having LDD structure by controlling the width of a low-concentration diffusion layer under the conditions of oxidation through which an oxide film is formed and conditions for heat treatment. CONSTITUTION:Oxide films 28, 28 and a gate electrode 29 are shaped through thermal oxidation at a high temperature in an oxidizing atmosphere while using a silicon nitride film pattern 25 on a polycrystalline silicon film pattern 24 and silicon nitride films 27 on the surfaces of N<-> type diffusion layers 26a, 26b as oxidation-resistant masks. N<+> type diffusion layers 30a, 30b are formed while employing the silicon nitride film pattern 25, the gate electrode 29 and the oxide films 28, 28 on the side wall of the gate electrode as masks. Accordingly, the width L of N<-> type diffusion layers 26a, 26b can be controlled with high accuracy, thus improving element characteristics.

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LDD (
Lightly Doped Drain )構造のM
OSデバイスの製造に使用されるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and in particular to a method for manufacturing a semiconductor device.
Lightly Doped Drain) structure M
It is used for manufacturing OS devices.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

近年、MOSトランジスタの微細化は著しく進んでいる
が、これに伴いトランジスタのドレイン近傍での電界集
中による装置の特性上及び信頼性上の問題が目立ってき
た。すなわち、ドレイン近傍の強電界領域でキャリアが
加速され、シリコン原子と衝突してキャリア増倍を起し
、これにより生じた多数キャリアが基板側へ流れ、基板
電流となって基板の電位を持ち上げるため、fノ4イ哀
の特性を劣化させることになる。また、この際に少数キ
ャリアの一部は高いエネルギーを得てゲート酸化膜中に
入って捕獲され、ゲート酸化膜中の電荷量を変化させる
ため、トランジスタの閾値電圧を変化させる。
In recent years, the miniaturization of MOS transistors has progressed significantly, but as a result, problems with device characteristics and reliability due to electric field concentration near the drain of the transistor have become noticeable. In other words, carriers are accelerated in the strong electric field region near the drain, collide with silicon atoms, and cause carrier multiplication, and the resulting majority carriers flow toward the substrate, becoming a substrate current and raising the potential of the substrate. , the characteristics of f-4-i will deteriorate. Further, at this time, some of the minority carriers gain high energy, enter the gate oxide film, and are captured, changing the amount of charge in the gate oxide film, thereby changing the threshold voltage of the transistor.

そこで、このようなドレイン近傍の電界集中、による問
題を解消するため、いわゆるLDD(Lightly 
Doped Drain )構造の素子が提案されてい
る。このLDD構造の素子は、チャネル領域近傍の低濃
度拡散層と、これらの領域に隣接する高濃度拡散層(従
来のソース、ドレイン領域と同程度の不純物濃度)とか
らなるソース、ドレイン領域を有するものである。
Therefore, in order to solve the problem of electric field concentration near the drain, so-called LDD (Lightly
An element with a doped drain structure has been proposed. This LDD structure element has source and drain regions consisting of a low concentration diffusion layer near the channel region and a high concentration diffusion layer (same impurity concentration as conventional source and drain regions) adjacent to these regions. It is something.

従来、このLDD構造の素子は例えば第2図(a)〜(
Q)に示す方法によシ製造されている。まず、例えばP
型シリコン基板1の表面に熱酸化によシグート酸化膜2
を形成する。次に、全面に多結晶シリコン膜を堆積した
後、ホトレジストパターン3をマスクとしてパターニン
グし、多結晶シリコン膜・母ターフ4を形成する。つづ
いて、この多結晶シリコン膜パターン4をマスクとして
例えばヒ素を高ドーズ量でイオン注入することによりr
u型型数散層5m5bt!形成する(第2図(、)図示
)。次いで、ホトレジストツクターン3をマスクとして
ケミカルドライエツチング又はウェットエツチングによ
シ多結晶シリコン膜・ぞターン4の側壁をエツチングし
てゲート電極6を形成する(同図(b)図示)。次いで
、ホトレジストパターン3を除去した後、ゲート電極6
をマスクとして例えばヒ素を低ドーズ量でイオン注入す
ることによJ N”’型拡散層7m、7bを形成する。
Conventionally, elements with this LDD structure are shown in FIGS. 2(a) to 2(a).
It is manufactured by the method shown in Q). First, for example, P
Sigut oxide film 2 is formed on the surface of mold silicon substrate 1 by thermal oxidation.
form. Next, after depositing a polycrystalline silicon film over the entire surface, patterning is performed using the photoresist pattern 3 as a mask to form a polycrystalline silicon film/mother turf 4. Subsequently, using this polycrystalline silicon film pattern 4 as a mask, for example, arsenic is ion-implanted at a high dose.
U-type scattering layer 5m5bt! form (as shown in FIG. 2(, )). Next, using the photoresist cutter 3 as a mask, the side walls of the polycrystalline silicon film groove 4 are etched by chemical dry etching or wet etching to form a gate electrode 6 (as shown in FIG. 4B). Next, after removing the photoresist pattern 3, the gate electrode 6 is removed.
The JN"' type diffusion layers 7m and 7b are formed by ion-implanting, for example, arsenic at a low dose using the mask as a mask.

この結果、チャネル領域近傍のN−型拡散層7*、7b
とこれらの領域と隣接する?型拡散層5m 、5bとか
らなるソース、ドレイン領域8,9が形成される(同図
(C)図示)。
As a result, N-type diffusion layers 7*, 7b near the channel region
and adjacent to these areas? Source and drain regions 8 and 9 consisting of type diffusion layers 5m and 5b are formed (as shown in FIG. 1C).

上記方法ではN−型拡散層7g、7bの幅Liま、第2
図(b)の工程における多結晶シリコン膜パターン4の
側壁の後退量によってほぼ決定される。
In the above method, the width Li of the N-type diffusion layers 7g and 7b is
It is almost determined by the amount of recession of the sidewall of the polycrystalline silicon film pattern 4 in the process shown in FIG. 3(b).

しかし、多結晶シリコン膜パターン4の横方向のエツチ
ング量を制御することは極めて困難であるため、N″″
型拡散拡散層7a7bの幅りのバラツキが大きくなシ、
トランジスタの特性か一定しないという欠点がある。
However, since it is extremely difficult to control the amount of lateral etching of the polycrystalline silicon film pattern 4,
There is a large variation in the width of the type diffusion layer 7a7b,
The disadvantage is that the transistor characteristics are not constant.

また、LDD構造の素子は第3図(、)及び(b)に示
すような方法によっても製造されている。まず、例えば
P型シリコン基板11の表面にゲート酸化膜12を形成
した後、全面に多結晶シリコン膜を堆積し、更にパター
ニングしてゲート電極13を形成する。次に、ゲート電
極13をマスクとして例えばヒ素を低ドーズ量でイオン
注入することによりN″″型拡散拡散層14a4bを形
成する。つづいて、全面にCVD酸化膜15を堆積する
(第3図(−)図示)。次いで、反応性イオンエツチン
グ(HIE )法によJ CVD酸化膜15をエツチン
グし、ゲート電極13の側壁にCVD酸化膜15’、1
5’を残存させる。つづいて、ゲート電極13及びその
側壁に残存したCVD酸化膜15’、16’をマスクと
して例えばヒ素を高ドーズ量でイオン注入することによ
り耐型拡散層16m、16bを形成する。この結果、チ
ャネル領域近傍のN−型拡散層14m、−14bとこれ
らの領域に隣接する耐型拡散層16a、16bトカラな
るソース、ドレイン領域17.18−1ti形成される
(同図(b)図示)。
Elements with an LDD structure are also manufactured by the method shown in FIGS. 3(a) and 3(b). First, for example, a gate oxide film 12 is formed on the surface of a P-type silicon substrate 11, and then a polycrystalline silicon film is deposited on the entire surface and further patterned to form a gate electrode 13. Next, using the gate electrode 13 as a mask, arsenic, for example, is ion-implanted at a low dose to form an N'''' type diffusion layer 14a4b. Subsequently, a CVD oxide film 15 is deposited on the entire surface (as shown in FIG. 3 (-)). Next, the JCVD oxide film 15 is etched by reactive ion etching (HIE) to form CVD oxide films 15' and 15' on the side walls of the gate electrode 13.
5' remains. Next, using the CVD oxide films 15' and 16' remaining on the gate electrode 13 and its side walls as a mask, ions of, for example, arsenic are implanted at a high dose to form resistant diffusion layers 16m and 16b. As a result, N-type diffusion layers 14m and -14b near the channel region and type-resistant diffusion layers 16a and 16b adjacent to these regions are formed as source and drain regions 17, 18-1ti (FIG. 2(b)). (Illustrated).

上記方法ではN−型拡散層14a、14bの幅りは、C
VD酸化膜15の膜厚及びRIE法によるCVD酸化膜
15のエツチング条件によシはぼ決定される。しかし、
このうち特にRIE法によるエツチング条件はその設定
が距離であるため、やはシトランジスタ特性が一定しな
いという問題がある。壕だ、上記方法ではRIE法が−
m産性に欠けるため、コスト上昇を招くという欠点もあ
るO 〔発明の目的〕 本発明は上記欠点を解消するためになされたものであυ
、LDD構造のトランジスタを特性の/4ラッキがない
ように制御性よく、かつ低コストで製造することのでき
る半導体装置の製造方法を提供しようとするものである
In the above method, the width of the N-type diffusion layers 14a and 14b is C
It is determined approximately by the thickness of the VD oxide film 15 and the conditions for etching the CVD oxide film 15 by the RIE method. but,
Among these, the etching conditions particularly determined by the RIE method are set based on the distance, so there is a problem that the transistor characteristics are not constant. Well, in the above method, the RIE method is -
It also has the drawback of increasing costs due to lack of productivity. [Object of the Invention] The present invention has been made in order to eliminate the above drawbacks.
, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device that can manufacture a transistor having an LDD structure with good controllability so that there is no /4 luck in characteristics, and at low cost.

〔発明の概要丁 本発明の半導体装置の製造方法は、第1導電型の半導体
基板表面にゲート酸化膜を形成し、その上に被酸化性導
電膜(例えば多結晶シリコン膜)のパターンを形成した
後、このパターンをマスクとするイオン注入によシミ界
強度緩和用の第2導電型の低濃度拡散層を形成し、次い
でこの低濃度拡散層の表面に耐酸化性膜を形成した後、
熱酸化を行ない前記被酸化性導電膜の側壁に酸化膜を形
成するとともに残存した被酸化性導電膜からなるゲート
電極を形成し、更にゲート電極及びその側壁の酸化膜を
マスクとするイオン注入によシ第2導電型の高濃度拡散
層を形成することを骨子とするものである。
[Summary of the Invention] The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes forming a gate oxide film on the surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type, and forming a pattern of an oxidizable conductive film (for example, a polycrystalline silicon film) thereon. After that, a low concentration diffusion layer of the second conductivity type for mitigating the strength of the stain field is formed by ion implantation using this pattern as a mask, and then an oxidation-resistant film is formed on the surface of this low concentration diffusion layer.
Perform thermal oxidation to form an oxide film on the sidewalls of the oxidizable conductive film, form a gate electrode made of the remaining oxidizable conductive film, and then perform ion implantation using the gate electrode and the oxide film on the sidewalls as a mask. The main idea is to form a highly concentrated diffusion layer of the second conductivity type.

このような方法によれば、低濃度拡散層の幅は被酸化性
導電膜の側壁の酸化膜を形成する際の酸化条件及び低濃
度拡散層と高濃度拡散層との横方向の拡がシを規制する
熱処理条件といういずれも制御の容易な因子によシ決定
されるので、極めて制御性が良好である。まだ、RIE
法のlようなコスト上昇を招く方法を使用しないので低
コストである。更に、低濃度拡散層の表面に耐酸化性膜
を形成しているので、被酸化性導電膜(ゲート電極)の
側壁に酸化膜を形成する際に低濃度拡散層表面には酸化
膜が成長することがない。このため、高濃度拡散層を形
成するだめのイオン注入の条件を緩和することができ、
コスト上昇を防止することができるO 〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例を第1図(、)〜(e)を参照し
て説明する。
According to this method, the width of the low concentration diffusion layer depends on the oxidation conditions when forming the oxide film on the sidewall of the oxidizable conductive film and the lateral spread of the low concentration diffusion layer and the high concentration diffusion layer. Since the heat treatment conditions that regulate the heat treatment conditions are determined by factors that are easy to control, controllability is extremely good. Still, RIE
The cost is low because it does not use a method that causes an increase in cost, such as the method used in the method. Furthermore, since an oxidation-resistant film is formed on the surface of the low-concentration diffusion layer, an oxide film will not grow on the surface of the low-concentration diffusion layer when forming an oxide film on the sidewalls of the oxidizable conductive film (gate electrode). There's nothing to do. Therefore, the conditions for ion implantation to form a highly concentrated diffusion layer can be relaxed.
Embodiments of the Invention Examples of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1(,) to (e).

まず、P型シリコン基板21の表面に選択酸化法により
フィールド酸化膜22を形成した後、フィールド酸化膜
22に囲まれた素子領域の表面に膜厚300X以下のゲ
ート酸化膜23を形成する。次に、全面に例えばリンを
ドーグした多結晶シリコン膜を堆積し、更にその上にC
VD法によシ窒化シリコン膜を堆積する。つづいて、こ
れらを順次・ぐターニングしてゲート酸化膜23上に多
結晶シリコン膜パターン24及び窒化シリコン膜パター
ン25を形成する(第1図(、)図示)。
First, a field oxide film 22 is formed on the surface of a P-type silicon substrate 21 by selective oxidation, and then a gate oxide film 23 having a thickness of 300× or less is formed on the surface of the element region surrounded by the field oxide film 22. Next, a polycrystalline silicon film doped with phosphorus, for example, is deposited on the entire surface, and then carbon
A silicon nitride film is deposited by the VD method. Subsequently, these are sequentially turned to form a polycrystalline silicon film pattern 24 and a silicon nitride film pattern 25 on the gate oxide film 23 (as shown in FIG. 1(a)).

次いで、窒化シリコン膜ノぞターン25及び多結晶シリ
コン膜ノリーン24をマスクとして例えばヒ素を低ドー
ズ量でイオン注入することにより、電界強度緩和用のN
−型拡散層26a。
Next, using the silicon nitride film nozoturn 25 and the polycrystalline silicon film noreen 24 as masks, ions of arsenic, for example, are implanted at a low dose to form N for reducing the electric field strength.
- type diffusion layer 26a.

26bを形成する(同図(b)図示)。つづいて、窒化
シリコン膜パターン25及び多結晶シリコン膜パターン
24をマスクとして窒素をイオン注入する。このイオン
注入の条件は窒素イオンの分布の極太がゲート酸化膜2
3とN−型拡散層26g、26bとの界面付近に位置す
るように加速エネルギーを設定する。例えば、ゲート酸
化膜22の膜厚が300X以下の程度であれば、加速エ
ネルギーを15 keV程度とする。ドーズ量は4 X
 1015cm−2程度とする。つづいて、非酸化性雰
囲気中で高温熱処理することにより、窒素と基板のシリ
コンとを反応させてゲート酸化膜23とN−型拡散層2
6h、26bとの界面付近に窒化シリコン膜27を形成
する(同図(C)図示)。
26b (as shown in FIG. 26(b)). Next, nitrogen ions are implanted using the silicon nitride film pattern 25 and the polycrystalline silicon film pattern 24 as masks. The condition for this ion implantation is that the distribution of nitrogen ions is extremely thick in the gate oxide film 2.
The acceleration energy is set so that the acceleration energy is located near the interface between 3 and the N- type diffusion layers 26g and 26b. For example, if the thickness of the gate oxide film 22 is about 300X or less, the acceleration energy is set to about 15 keV. The dose is 4X
It should be about 1015 cm-2. Subsequently, by performing high-temperature heat treatment in a non-oxidizing atmosphere, nitrogen and silicon of the substrate are reacted to form a gate oxide film 23 and an N- type diffusion layer 2.
A silicon nitride film 27 is formed near the interface with 6h and 26b (as shown in FIG. 6C).

次いで、多結晶シリコン膜パターン24上の窒化シリコ
ン膜ノ平ターン25及びN″′型拡散拡散層26&6b
表面の窒化シリコン膜27を耐酸化性マスクとして酸化
性雰囲気中で高温熱酸化を行なう。この結果、多結晶シ
リコン膜パターンの側壁にのみ酸化膜28.28が形成
されるとともに残存した多結晶シリコン膜パターンから
なるゲート電極29が形成される。また、多結晶シリコ
ンが酸化される場合には、酸化シリコンの体積が多結晶
シリコンの約2倍となるので、酸化膜28.28は酸化
の進行とともに元の側壁の位置から外側へ伸びる。例え
ば、元の側壁の位置から0.1μm(図中のa)まで酸
化膜28.28を伸ばす場合には多結晶シリコン膜パタ
ーンの側壁は約0.1μmが酸化によって消費され、酸
化膜28.28の幅すは約0.2μmとなる。つづいて
、窒化シリコン膜パターン25、ゲート電極29及びそ
の側壁の酸化膜2s、zsをマスクとして例えばヒ素を
イオン注入することによfiN+型拡散層30m、30
bを形成する。このイオン注入の条件についてはゲート
酸化膜23と窒化シリコン膜27との合計が300X程
度ならば、加速エネルギーは60keV程度でよい。以
上のようにしてチャネル領域近傍のN−型拡散層26a
、26bとこれらの領域に隣接する炉型拡散層30a、
30bとからなるソース、ドレイン領域31.32が形
成される(同図(d)図示)。つづいて、全面にPF3
G膜33全33した後、コンタクトホールを開孔する。
Next, a flat turn 25 of the silicon nitride film on the polycrystalline silicon film pattern 24 and an N″′ type diffusion layer 26 & 6b are formed.
High-temperature thermal oxidation is performed in an oxidizing atmosphere using the silicon nitride film 27 on the surface as an oxidation-resistant mask. As a result, oxide films 28 and 28 are formed only on the side walls of the polycrystalline silicon film pattern, and a gate electrode 29 is formed from the remaining polycrystalline silicon film pattern. Further, when polycrystalline silicon is oxidized, the volume of the silicon oxide is approximately twice that of the polycrystalline silicon, so as the oxidation progresses, the oxide films 28, 28 extend outward from the original sidewall position. For example, when extending the oxide film 28.28 from the original sidewall position to 0.1 μm (a in the figure), about 0.1 μm of the sidewall of the polycrystalline silicon film pattern will be consumed by oxidation, and the oxide film 28.28 will be consumed by oxidation. The width of 28 is approximately 0.2 μm. Next, using the silicon nitride film pattern 25, the gate electrode 29, and the oxide films 2s and zs on its side walls as masks, ions of, for example, arsenic are implanted to form the fiN+ type diffusion layers 30m and 30.
form b. Regarding the conditions for this ion implantation, if the total of the gate oxide film 23 and silicon nitride film 27 is about 300X, the acceleration energy may be about 60 keV. As described above, the N- type diffusion layer 26a near the channel region is
, 26b and a furnace-type diffusion layer 30a adjacent to these regions,
Source and drain regions 31 and 32 consisting of 30b are formed (as shown in FIG. 3(d)). Next, PF3 on the entire surface
After the G film 33 is completely coated, a contact hole is opened.

つづいて、全面にAt膜を蒸着し?C後、パターニング
してソース電極34、ドレイン電極35を形成し、LD
D構造のMOS )ランジスタを製造する(同図(=)
図示)。
Next, an At film was deposited on the entire surface. After C, patterning is performed to form a source electrode 34 and a drain electrode 35, and the LD
Manufacturing a D-structure MOS) transistor (same figure (=)
(Illustrated).

しかして上記方法によれば、第1図(d)図示のN−型
拡散層26!L、26bの幅りは、ゲート電極29の側
壁に形成される酸化膜28.211の元の側壁からの伸
びの長さaと、熱処理工程におけるN−型拡散層26 
a 、 26 a、及びN+型型数散層30a30b%
の横方向への伸びとで決定される。ここで、前者は酸化
時の温度、時間、雰囲気によシ容易Vcff度良く制御
することができる。また、後者も熱処理工程の温度、時
間によシ制御が容易である。例えば、N−型拡散層26
g、26bのみを特にチャネル側へ伸ばしたいときには
、炉型拡散層30a、30b形成のためのイオン注入前
に、非酸化性雰囲気中で適宜熱処理すればよい。
According to the above method, however, the N-type diffusion layer 26 shown in FIG. 1(d)! The width of L, 26b is determined by the length a of the oxide film 28.211 formed on the sidewall of the gate electrode 29 from the original sidewall, and the N-type diffusion layer 26 in the heat treatment process.
a, 26 a, and N+ type scattered layer 30a30b%
is determined by the lateral elongation of Here, in the former case, Vcff can be easily controlled to a good degree by changing the temperature, time, and atmosphere during oxidation. Furthermore, the latter also allows easy control of the temperature and time of the heat treatment process. For example, the N-type diffusion layer 26
If it is desired to extend only g and 26b toward the channel side, appropriate heat treatment may be performed in a non-oxidizing atmosphere before ion implantation for forming the furnace-type diffusion layers 30a and 30b.

また、第1図(C)の工程でN−型拡散層26a。Further, in the step of FIG. 1(C), an N- type diffusion layer 26a is formed.

26bの表面に窒化シリコン膜27を形成しておくこと
によυ以下のような効果を得ることができる。すなわち
、N−型拡散層26m、26bの表面に窒化シリコン膜
27を形成しない状態で第1図(d)の工程での熱酸化
を行なった場合、N−型拡散層26&、26bの表面で
も酸化膜が成長する。例えば、ゲート電極29の側壁に
0.3μm幅の酸化膜28.211を形成しようとする
と、N−型拡散層26h、26b表面には800Xの酸
化膜が成長する。この厚さの酸化膜を通してヒ素のイオ
ン注入を行ない、N+型型数散層30a30bのシート
抵抗を使用可能な値まで下げるためには、イオン注入の
条件として加速エネルギー180 keV以上、ドーズ
量2 X 10’ ”cm−2程度以上を必要とする。
By forming the silicon nitride film 27 on the surface of 26b, the following effects can be obtained. In other words, if the thermal oxidation in the step of FIG. 1(d) is performed without forming the silicon nitride film 27 on the surfaces of the N-type diffusion layers 26m and 26b, even the surfaces of the N-type diffusion layers 26&, 26b An oxide film grows. For example, if an oxide film 28, 211 with a width of 0.3 μm is to be formed on the side wall of the gate electrode 29, an 800× oxide film will grow on the surfaces of the N− type diffusion layers 26h and 26b. In order to perform arsenic ion implantation through this thick oxide film and lower the sheet resistance of the N+ type scattering layer 30a30b to a usable value, the ion implantation conditions are as follows: acceleration energy of 180 keV or higher, and dose of 2X. It requires about 10''' cm-2 or more.

しかし、こうした高加速エネルギー、高ドーズ量のイオ
ン注入には長時間を要し、生産性に欠ける。このような
欠点はイオン注入様として例えばリンを用いる場合でも
生じ、800Xの酸化膜を通してイオン注入する場合、
加速エネルギーとして801ceV以上を必要とする。
However, such high acceleration energy and high dose ion implantation requires a long time and lacks productivity. Such drawbacks occur even when phosphorus is used for ion implantation, and when ions are implanted through an 800X oxide film,
801 ceV or more is required as acceleration energy.

したがって、N−型拡散層26a。Therefore, the N-type diffusion layer 26a.

26b表面の絶縁膜の厚さはせいぜい300X程度とし
、加速エネルギーを40〜60 keVとすることが望
ましい。
It is desirable that the thickness of the insulating film on the surface of 26b be approximately 300X at most, and that the acceleration energy be 40 to 60 keV.

一方、N″″型拡散拡散層26m6bの表面に窒化シリ
コン膜を形成しないで、多結晶シリコン換パターンの側
壁の酸化を行なった後、N−型拡散層26a、26b表
面に成長した酸化膜をエツチングして薄くすることが考
えられる。しかし、HF水溶液やケミカルドライエツチ
ング(、CDE )などの等方性エツチングでは、表面
の酸化膜のエツチングと同時にゲート電極29側壁の酸
化膜28.28もエツチングされるため、酸化膜28.
28の幅すのバラツキが犬きくなシ、トランジスタの素
子特性のバラツキを増大させる。また、反応性イオンエ
ツチング(RIE)による異方性エツチングではケ゛−
ト電極29側壁の酸化膜28.28の幅すのバラツキは
生じないが、RIEは量産性に欠けるためコスト上昇を
招く欠点がある。Jl!に、等方性エツチング、異方性
エツチングを問わず表面の酸化膜のエツチングに伴い、
フィールド酸化膜22も同時にエツチングされるため、
寄生MO8)ランジスタの閾値電圧の低下を招き、素子
特性の劣化、信頼性の低下をもたらすおそれがある。
On the other hand, after oxidizing the sidewalls of the polycrystalline silicon pattern without forming a silicon nitride film on the surface of the N-type diffusion layer 26m6b, the oxide film grown on the surface of the N-type diffusion layer 26a, 26b is removed. It may be possible to thin it by etching. However, in isotropic etching such as an HF aqueous solution or chemical dry etching (CDE), the oxide film 28.28 on the side wall of the gate electrode 29 is also etched at the same time as the oxide film on the surface is etched.
The variations in the widths of the transistors 28 and 28 greatly increase the variations in the characteristics of the transistors. In addition, anisotropic etching using reactive ion etching (RIE)
Although there is no variation in the width of the oxide films 28, 28 on the side walls of the top electrode 29, RIE has the drawback of increasing costs because it lacks mass productivity. Jl! In addition, as the oxide film on the surface is etched, whether it is isotropic etching or anisotropic etching,
Since the field oxide film 22 is also etched at the same time,
Parasitic MO8) This may cause a decrease in the threshold voltage of the transistor, resulting in deterioration of device characteristics and reliability.

これに対して本発明方法のようにN−q拡散層26h、
26bの表面に窒化シリコン膜27を形成した後、ケ゛
−ト電極29側壁の酸化膜28゜2Hの形成及びN++
散層形成のためのイオン注入を行なえば、イオン注入条
件が緩和され、生産性の低下を招くこともなく、素子特
性のバラツキや劣化を招くおそれもない。
On the other hand, as in the method of the present invention, the N-q diffusion layer 26h,
After forming a silicon nitride film 27 on the surface of the gate electrode 26b, an oxide film 28° 2H is formed on the side wall of the gate electrode 29 and an N++
If ion implantation is performed to form a diffused layer, the ion implantation conditions will be relaxed, there will be no reduction in productivity, and there will be no risk of variation or deterioration of device characteristics.

なお、上記実施例では窒素をイオン注入した後、非酸化
性雰囲気中で熱処理することによりN−型拡散層26h
、26bの表面に窒化シリコン1127を形成したが、
窒化シリコン膜を形成するのに他の手段を用いてもよい
。また、窒化シリコン膜に限らず他の耐酸化性膜を形成
してもよい。
In the above embodiment, after nitrogen ion implantation, heat treatment is performed in a non-oxidizing atmosphere to form the N-type diffusion layer 26h.
, 26b was formed with silicon nitride 1127, but
Other means may be used to form the silicon nitride film. Furthermore, other oxidation-resistant films may be formed instead of the silicon nitride film.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述した如く本発明の半導体装置の製造方法に1れ
ば、生産性の低下、製造コストの上昇を招くことな(L
DD構造のソース、ドレイン領域を精度よく形成でき、
素子特性を向上できる等顕著な効果を奏するものである
As described in detail above, if the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention is used, there will be no decrease in productivity or increase in manufacturing costs (L
The source and drain regions of the DD structure can be formed with high precision.
This has remarkable effects such as improving device characteristics.

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

第1図(m)〜(、)は本発明の実施例におけるLDD
構造のMOS )ランジスタの製造方法を示す断面図、
第2図(、) 〜(C)は従来のLDD a造のMOS
 )ランジスタの製造方法を示す断面図、第3図(、)
及び(b)は従来のLDD構造のMOS )ランジスタ
の他の製造方法を示す断面図である。 21・・・P型シリコン基板、22・・・フィールド酸
化膜、23・・・ゲート酸化膜、24・・・多結晶シリ
コン膜パターン、25・・・窒化シリコン膜パターン、
26m、26b−N−型拡散層、27−・・窒化シリコ
ン膜、28・・・酸化膜、29・・・ゲート電極、30
m、30b・−N+型型数散層31.32・・・ソース
、ドレイン領域、33・・・PSG膜、34・・・ソー
ス電極、35・・・ドレイン電極。
FIG. 1(m) to (,) are LDDs in embodiments of the present invention.
MOS structure) A cross-sectional view showing a method of manufacturing a transistor,
Figure 2 (,) to (C) are conventional LDD a-structured MOS
) Cross-sectional view showing the method of manufacturing a transistor, Figure 3 (, )
and (b) are cross-sectional views showing another method of manufacturing a conventional LDD structure MOS transistor. 21... P-type silicon substrate, 22... Field oxide film, 23... Gate oxide film, 24... Polycrystalline silicon film pattern, 25... Silicon nitride film pattern,
26m, 26b--N- type diffusion layer, 27-- silicon nitride film, 28-- oxide film, 29-- gate electrode, 30
m, 30b.-N+ type scattering layer 31. 32... Source, drain region, 33... PSG film, 34... Source electrode, 35... Drain electrode.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1導電型の半導体基板表面にゲート酸化膜を形
成する工程と、全面に被酸化性導電膜を堆積した後、パ
ターニングして被酸化性導電膜のパターンを形成する工
程と、該被酸化性導電膜のパターンをマスクとして第2
導電型の不純物を低ドーズ量でイオン注入することによ
り第2導電型の低濃度拡散層を形成する工程と、該低濃
度拡散層の表面に耐酸化性膜を形成する工程と、熱酸化
を行ない前記被酸化性導電膜のパターンの側壁に酸化膜
を形成し、残存した被酸化性導電膜からなるゲート電極
を形成する工程と、該ゲート電極及びその側壁酸化膜を
マスクとして第2導電型の不純物を高ドーズ量でイオン
注入することにより第2導電型の高濃度拡散層を形成す
る工程とを具備したことを特徴とする半導体装置の製造
方法。
(1) A step of forming a gate oxide film on the surface of a first conductivity type semiconductor substrate, a step of depositing an oxidizable conductive film on the entire surface, and then patterning it to form a pattern of the oxidizable conductive film; Using the pattern of the oxidizable conductive film as a mask, the second
A process of forming a low concentration diffusion layer of a second conductivity type by ion-implanting a conductivity type impurity at a low dose, a process of forming an oxidation-resistant film on the surface of the low concentration diffusion layer, and a process of thermal oxidation. forming an oxide film on the sidewalls of the pattern of the oxidizable conductive film, forming a gate electrode made of the remaining oxidizable conductive film; and using the gate electrode and its sidewall oxide film as a mask, a second conductivity type forming a second conductivity type high concentration diffusion layer by ion-implanting impurities at a high dose.
(2)耐酸化性膜が窒化シリコン膜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の製造方法
(2) The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the oxidation-resistant film is a silicon nitride film.
(3)被酸化性導電膜のパターンをマスクとして窒素を
イオン注入した後、熱処理することにより低濃度拡散層
の表面に窒化シリコン膜を形成することを特徴とする特
許請求の範囲第2項記載の半導体装置の製造方法。
(3) A silicon nitride film is formed on the surface of the low concentration diffusion layer by ion-implanting nitrogen using the pattern of the oxidizable conductive film as a mask and then performing heat treatment. A method for manufacturing a semiconductor device.
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