JPS63197376A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPS63197376A
JPS63197376A JP3005487A JP3005487A JPS63197376A JP S63197376 A JPS63197376 A JP S63197376A JP 3005487 A JP3005487 A JP 3005487A JP 3005487 A JP3005487 A JP 3005487A JP S63197376 A JPS63197376 A JP S63197376A
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JP
Japan
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region
layer
semiconductor layer
resist
film
Prior art date
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Application number
JP3005487A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoyoshi Tamura
直義 田村
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to form a wide channel and to restrain hot carrier from generating, by forming, on the upper part of a MOS, a semiconductor layer exposing region and a region where the thickness of a surface insulating layer is gradually increased, and forming a P<-> region and N<-> region by ion implantation. CONSTITUTION:A gate electrode 4 is formed on a semiconductor substrate 1 via a gate oxide film 3, and a side-wall 5A composed of an insulative film is formed on both side-walls of the electrode 4. By applying these to a mask, P-type impurity ion is implanted, and a source.drain ion implantation region 6 is formed. After an insulative film 8 is formed on the surface of the substrate 1, a semiconductor layer 9A in which N-type impurity is doped and an insulative layer 10 are formed. After a resist 11 is flatly spread on the substrate 1, the layer 10 and the resist 11 are subjected to etching with the same speed till the surface of the layer 9A is exposed, and a semiconductor layer exposing region 14 and an insulative film thickness decrease region 15 are formed. The latter is a region in the periperal part of the former, and the thickness of the layer 10 is made gradually thin. After the resist is eliminated, P-type impurity ion is implanted, and a P<-> region 16 and an N<-> region 17 are formed in a region 14 and the layer 9A under the region 15, respectively.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 Joint Gate Complementary 
 M OS F E Tにおいて、下部をPチャネル、
上部をNチャネルMO8とし、且つ上部のNチャネルM
O3の形成は、半導体表面の露出部と絶縁膜厚さの漸減
する領域を設け、イオン注入によりN−領域を形成、実
効チャネル長を広げホットキャリア発生を抑止し、集積
度向上をはかる。
[Detailed description of the invention] [Summary] Joint Gate Complementary
In MOS FET, the lower part is P channel,
The upper part is N channel MO8, and the upper N channel M
To form O3, an exposed portion of the semiconductor surface and a region where the thickness of the insulating film gradually decreases are provided, and an N- region is formed by ion implantation to increase the effective channel length and suppress the generation of hot carriers, thereby improving the degree of integration.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明はJoint Gate Complement
ary  M OS FETの製造方法に係わり、特に
NチャネルMOSを上部に置き、且つN−jJl域を形
成し実効チヤネル長を大とする製造方法に関する。
The present invention is a Joint Gate Complement.
The present invention relates to a method of manufacturing an MOS FET, and particularly to a method of manufacturing an N-channel MOS FET by placing an N-channel MOS on top and forming an N-jJl region to increase the effective channel length.

Pチャネル型とNチャネル型のMOSFETで回路を構
成した相補型回路を同一チップ上に形成したC (Co
mplementary ) M OSは低電力、高速
動作の論理回路を構成出来る利点を存するが、更に両チ
ャネル型のゲートを一つのもので兼用させてジヨイント
ゲート(JGと略称する)型にすれば、よりコンパクト
に構成し得るので集積度をあげることが出来る。
A C (Co
(plementary) MOS has the advantage of being able to construct low-power, high-speed operation logic circuits, but it is even better if the gates of both channel types are combined into a joint gate (abbreviated as JG) type. Since it can be configured compactly, the degree of integration can be increased.

このJG型CM’O3で基板にNチャネルを形成し、ゲ
ート上にPチャネルを形成する型式のものはNチヤネル
長を余り狭くすると、ここでホットキャリア(ホットエ
レクトロン)が多く発生し特性上好ましくないので、ゲ
ート幅を余り狭く出来ず微細化出来ない欠点がある。
In this JG type CM'O3, in which an N channel is formed on the substrate and a P channel is formed on the gate, if the N channel length is too narrow, many hot carriers (hot electrons) will be generated here, which is preferable in terms of characteristics. Therefore, there is a drawback that the gate width cannot be made too narrow and miniaturization is not possible.

又、逆の型式としたもの、即ち、基板にPチャネルを形
成し、ゲート上にNチャネルを形成した型式では、基板
側のMOSに関してはPチャネルであるため、この部分
でのホットキャリアはホールとなるため発生が少なく、
チャネル長を狭くしてもホットキャリアの問題はない。
In addition, in the reverse type, that is, the type in which a P channel is formed on the substrate and an N channel is formed on the gate, the MOS on the substrate side is a P channel, so hot carriers in this part become holes. Therefore, the occurrence is small,
Even if the channel length is narrowed, there is no problem with hot carriers.

然しなから、ゲート上に形成するNチャネルのMOSに
おいて、依然としてチャネル長が狭くなり過ぎるためホ
ットキャリア(ホットエレクトロン)の発生が問題とな
るため、微細化に対して障害となっている。
However, in the N-channel MOS formed on the gate, the channel length is still too narrow, causing the generation of hot carriers (hot electrons), which is an obstacle to miniaturization.

本発明においては、基板側をPチャネルとしたJG型C
MO3としたもので、上側のNチャネルの実効長を広く
する製造方法を提供するものである。
In the present invention, a JG type C with a P channel on the substrate side.
MO3, and provides a manufacturing method that widens the effective length of the upper N channel.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第2図(a)〜(f)は従来例(1)におけるJG型C
MO3の製造方法を説明するための断面模式図で、基板
にNチャネルを、ゲート電極上方にPチャネルを形成し
た型のCMOSに対するものである。
Figure 2 (a) to (f) show JG type C in conventional example (1).
This is a schematic cross-sectional view for explaining the manufacturing method of MO3, and is for a CMOS type in which an N channel is formed in the substrate and a P channel is formed above the gate electrode.

第2図(a)はゲート電極を形成後、ソース/ドレイン
(以後S/Dと略称する)イオン注入N−領域を形成し
た状態を示す。
FIG. 2(a) shows a state in which a source/drain (hereinafter abbreviated as S/D) ion implantation N- region is formed after forming a gate electrode.

この図において、1はP−型のSi基板で、これに窒化
膜をマスクにしてLOCO5法でフィールド酸化膜たる
5i02膜2を形成する。ついで前記窒化膜を除去した
後、ゲート酸化膜たるSiO,膜3をを厚さ約300人
形成する。ついで、ゲート電極4となるべきポリシリコ
ン層を被着し、これに不純物として燐をドープした後パ
ターニングする。
In this figure, reference numeral 1 denotes a P-type Si substrate, on which a 5i02 film 2, which is a field oxide film, is formed by the LOCO5 method using a nitride film as a mask. After removing the nitride film, a SiO film 3 serving as a gate oxide film is formed to a thickness of about 300 mm. Next, a polysilicon layer to become the gate electrode 4 is deposited, doped with phosphorus as an impurity, and then patterned.

このポリシリコン層4の厚さはSiO□膜2の高さより
や<3000人高くなるように形成する。即ち、5i(
h膜2を6000人の膜厚に形成すると、このSiO□
膜2はSi基板lの表面より約300人形成 0人に形成する。
The thickness of this polysilicon layer 4 is formed to be slightly higher than the height of the SiO□ film 2 by <3000 layers. That is, 5i (
When the h film 2 is formed to a thickness of 6000 mm, this SiO□
The film 2 is formed to a depth of about 300 to 0 from the surface of the Si substrate 1.

ついでゲート電極4をマスクにして燐(P” )イオン
を注入しSi基板1の表面層にS/Dイオン注入N−領
域21を形成する。
Next, using the gate electrode 4 as a mask, phosphorus (P") ions are implanted to form an S/D ion implantation N- region 21 in the surface layer of the Si substrate 1.

第2図(b)はSi0g膜を被着した状況を示す。FIG. 2(b) shows a situation in which a Si0g film is deposited.

CVD法でSiO□膜5を被着形成する。A SiO□ film 5 is deposited using the CVD method.

第2図(c)は5in2のサイドウオールを形成した後
S/Dイオン注入N″領域を形成した状態を示す。
FIG. 2(c) shows a state in which an S/D ion implantation N'' region is formed after forming a 5in2 sidewall.

5iozll!に対して異方性エツチングを行い、ゲー
ト電極4の両側壁にSiO□のサイドウオール5Aを形
成する。ついで、砒素(As ’ )イオン注入を行い
S/Dイオン注入N″領域22を形成する。このS/D
イオン注入N+領域22はS/Dイオン注入N−領域2
1よりもサイドウオール5Aの厚さだけ後退した領域に
形成される。
5iozzll! Anisotropic etching is performed on the gate electrode 4 to form sidewalls 5A of SiO□ on both side walls of the gate electrode 4. Next, arsenic (As') ions are implanted to form an S/D ion-implanted N'' region 22.
The ion implantation N+ region 22 is the S/D ion implantation N− region 2.
It is formed in a region that is set back from the sidewall 5A by the thickness of the sidewall 5A.

第2図(d)は表面に絶縁膜、ポリシリコン層を形成し
、このポリシリコン層を単結晶化した後、BSG膜を形
成した状態を示す。
FIG. 2(d) shows a state in which an insulating film and a polysilicon layer are formed on the surface, this polysilicon layer is made into a single crystal, and then a BSG film is formed.

この図において、表面に熱酸化により絶縁膜の5iOz
膜8を形成する。ついで、この上に半導体層9となるべ
きポリシリコン層を被着する。このポリシリコン層9に
はP−とするため、ボロン(B)をドープする。ついで
レーザを照射してこのポリシリコン層9を再結晶化して
単結晶化層9Aを形成する。ついで、B S G (B
oro−5iltcata Glass)膜23を厚さ
約3000人被覆形成する。
In this figure, a 5iOz insulating film is formed on the surface by thermal oxidation.
A film 8 is formed. Then, a polysilicon layer which is to become the semiconductor layer 9 is deposited thereon. This polysilicon layer 9 is doped with boron (B) to make it P-. Next, this polysilicon layer 9 is recrystallized by laser irradiation to form a single crystal layer 9A. Then, B S G (B
A film 23 of about 3,000 layers thick is formed.

第2図(e)はレジスト塗布後、エッチバックし、単結
晶化層の頭を表出せしめる。
In FIG. 2(e), the resist is applied and then etched back to expose the top of the single crystal layer.

平坦な表面を得るためレジスト24を厚く塗布する。つ
いで、BSG膜とレジストのエツチング速度の等しい異
方性エツチングによりエッチバンクし単結晶化N9Aの
ゲート電極4の上の領域を表出せしめる。異方性エツチ
ングはガスとして、CHh+CF4 + 02を用いた
RIE(反応性イオンエツチング)による。
The resist 24 is applied thickly to obtain a flat surface. Next, an etch bank is performed by anisotropic etching in which the etching speed of the BSG film and the resist are equal to expose the region above the gate electrode 4 of single crystal N9A. The anisotropic etching is performed by RIE (reactive ion etching) using CHh+CF4+02 as a gas.

このエッチバックにおいて、フィールド酸化膜2の上の
BSG膜23は殆ど損なわれることなく残存する。
In this etch-back, the BSG film 23 on the field oxide film 2 remains almost undamaged.

第2図(f)は残存レジスト除去後、熱処理して単結晶
化層にP″領域形成した状態を示す。
FIG. 2(f) shows a state in which a P'' region is formed in the single crystal layer by heat treatment after removing the remaining resist.

この図において、残存レジスト24Aを除去する。つい
で、熱処理してBSG中のB(ボロン)を単結晶化層9
Aに拡散してP″領域27を形成する。ボロンの拡散さ
れない領域9AがP−の領域として残り、これがPチャ
ネルとなるが、ボロン拡散は縦方向だけでなく、横方向
にも可成りあるため、p−sl域幅は単結晶化層9Aの
表面が露出している幅よりも大分狭くなる。
In this figure, the remaining resist 24A is removed. Then, heat treatment is performed to convert B (boron) in BSG into a single crystal layer 9.
A is diffused to form a P'' region 27. The region 9A in which boron is not diffused remains as a P- region, and this becomes a P channel, but boron is diffused not only vertically but also horizontally. Therefore, the p-sl region width is much narrower than the width of the exposed surface of the single crystal layer 9A.

このようにして形成されたJG型CMO3にあっては、
NチャネルMO5のS/DN”ji域に接して浅いli
ghtly dopedの領域、N−領域を形成してい
るが、ここにおけるホットキャリア(ホットエレクトロ
ン)が問題となるため、あまりゲート電極幅を狭くする
ことが出来ず、微細化もこのため制限を受ける。
In the JG type CMO3 formed in this way,
Shallow li adjacent to the S/DN"ji area of N-channel MO5
Although a tightly doped region, an N- region, is formed, hot carriers (hot electrons) in this region pose a problem, so the width of the gate electrode cannot be made very narrow, and miniaturization is therefore limited.

S/Dイオン注入注入類域21、S/Dイオン注入N″
領域22におけるイオンは注入後の熱処理により活性化
され、夫々S/DN−領域25およびS/DN″領域2
6となる。
S/D ion implantation implantation area 21, S/D ion implantation N''
Ions in region 22 are activated by post-implantation heat treatment and are activated in S/DN− region 25 and S/DN″ region 2, respectively.
It becomes 6.

第3図は従来例(2)におけるJG型CMOSの断面模
式図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a JG type CMOS in conventional example (2).

この図に示すものは、従来例(1)におけるも(7)(
7)PとNを入れ替えた形のものであり、基板部にNチ
ャネルを形成し、ゲート電極上にPチャネルを形成する
もので、基本的には従来例(1)と同じ工程で形成する
What is shown in this figure is the conventional example (1) and (7) (
7) This is a type in which P and N are exchanged, and an N channel is formed on the substrate and a P channel is formed on the gate electrode, and is basically formed in the same process as conventional example (1). .

しかし、PチャネルMO3においてはホットキャリアの
発生が起こりにくいのでSt基板1内にはlightl
y doped  の領域であるP−領域は形成しない
However, in the P-channel MO3, the generation of hot carriers is difficult, so there is no lightl in the St substrate 1.
A P- region, which is a y doped region, is not formed.

ゲート電極上のPチャネルMO3はP−の単結晶化層を
用い、S/DのN″領域BSGの替わりにAsS G 
(Ar5entc  5ilicate Glass)
  29を用い、これより砒素(As)を拡散してS/
DのN゛頭域28を形成する。このとき、拡散によりN
・領域28を形成するので、横方向へのAsの拡散が可
なりあり、チャネル長が狭くなりホットキャリア(エレ
クトロン)が発生し易い。
The P-channel MO3 on the gate electrode uses a P- single crystallized layer, and AsS G instead of the S/D N'' region BSG.
(Ar5entc 5ilicate Glass)
29 and diffuse arsenic (As) from it to form S/
Form the N' head area 28 of D. At this time, due to diffusion, N
- Since the region 28 is formed, there is considerable diffusion of As in the lateral direction, the channel length is narrowed, and hot carriers (electrons) are likely to be generated.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

JG型MOS F ETにおいて、下部はPチャネルM
O3とし基板部でのホットキャリア発生の恐れをなくし
た従来例(2)の構造のものは、上部のNチャネルMO
3の形成するとき、半導体表面の露出部よりもチャネル
長が狭くなり、ホットキャリア発生抑止が充分でない。
In JG type MOS FET, the lower part is P channel M
The structure of conventional example (2), which uses O3 and eliminates the possibility of hot carrier generation in the substrate, has an upper N-channel MO
3, the channel length becomes narrower than the exposed portion of the semiconductor surface, and hot carrier generation is not sufficiently suppressed.

本発明においては、半導体表面露出部よりも幅広いチャ
ネルを形成し、ホントキャリア発生を抑止しようとする
ものである。
The present invention aims to suppress the generation of real carriers by forming a channel wider than the exposed portion of the semiconductor surface.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記問題点の解決は、半導体基板の上にゲート酸化膜を
介してゲート電極を形成し、このゲート電極の両側壁に
絶縁膜よりなるサイドウオールを形成する工程と、ゲー
ト電極およびサイドウオールをマスクにしてP型不純物
イオンを注入し、半導体基板の表面露出領域にソース/
ドレインイオン注入領域を形成する工程と、半導体基板
の表面に絶縁膜を形成した後、N型不純物をドープした
半導体層と、更に半導体層の上に絶縁膜層を被覆形成す
る工程と、ついで、半導体基板上にレジストを表面平坦
に塗布した後、ゲート電極上の半導体層の表面が露出す
るまで、絶縁膜層とレジストを同一速度でエツチングし
、半導体層露出領域と、その周囲に絶縁膜層の厚さの漸
次薄(なった領域である絶縁膜厚低減領域を形成する工
程と、レジスト除去後、P型不純物をイオン注入し、半
導体層露出領域にはP−領域を、その周囲の絶縁膜厚低
減領域の下の半導体層にはN−領域を形成する工程とを
含む本発明による半導体装置の製造方法により達成され
る。
The solution to the above problem involves forming a gate electrode on a semiconductor substrate via a gate oxide film, forming sidewalls made of an insulating film on both sides of the gate electrode, and masking the gate electrode and sidewalls. P-type impurity ions are implanted into the exposed surface area of the semiconductor substrate.
a step of forming a drain ion implantation region, a step of forming an insulating film on the surface of the semiconductor substrate, a step of forming a semiconductor layer doped with an N-type impurity, and further forming an insulating film layer on the semiconductor layer; After applying a resist to a flat surface on the semiconductor substrate, the insulating film layer and the resist are etched at the same speed until the surface of the semiconductor layer on the gate electrode is exposed. After the resist is removed, P-type impurity ions are implanted to form a P- region in the semiconductor layer exposed region, and the surrounding insulation layer is gradually thinned. This is achieved by the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, which includes the step of forming an N- region in the semiconductor layer under the reduced film thickness region.

〔作用〕[Effect]

JG型MO3FETにおいて、下部の基板に形成するM
OSをPチャネルとし、基板部でのホットキャリア発生
の恐れをな(した構造とすることにより微細化即ち集積
度を上げ易くし、上部のNチャネルMO3の形成は、ゲ
ート電極の上側に形成したN゛゛導体層表面の絶縁膜に
、その厚さが漸減する絶縁膜厚低減領域とN゛゛導体層
表面の露出する領域を設け、これにP型イオンを注入し
反転によりP−のチャネルを形成する。
In JG type MO3FET, M formed on the lower substrate
By making the OS P-channel and avoiding the risk of hot carrier generation in the substrate, it is easier to miniaturize the structure, that is, increase the degree of integration, and the upper N-channel MO3 is formed above the gate electrode. In the insulating film on the surface of the N゛ conductor layer, an insulating film thickness reduction region where the thickness gradually decreases and a region where the surface of the N゛ conductor layer is exposed are provided, and P-type ions are implanted into this and a P- channel is formed by inversion. do.

p−%fJ域はイオン注入により形成するため、半導体
層露出領域のみならず、絶縁膜厚低減領域の膜厚の薄い
領域の下の半導体層まで反転するので、半導体層露出領
域よりも広い領域をP−領域とすることが出来る。更に
、P−に反転した領域の近くのN゛半半体体層、N −
%l域に変換される。
Since the p-%fJ region is formed by ion implantation, not only the semiconductor layer exposed region but also the semiconductor layer under the thin film thickness region of the insulation film thickness reduction region is inverted, so that the region is wider than the semiconductor layer exposed region. can be made into a P-region. Furthermore, the N-half body layer near the region inverted to P-, N-
%l area.

ために、NチャネルMO3の実効チャネル長が大となり
、ホットキャリア発生の恐れは殆どなくなる。
Therefore, the effective channel length of the N-channel MO3 becomes large, and there is almost no possibility of hot carrier generation.

〔実施例〕〔Example〕

第1図(a)〜(i)は本発明におけるJG型CMO8
の製造方法を説明するための断面模式図である。
Figures 1(a) to (i) show the JG type CMO8 in the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining the manufacturing method.

これら図において、第2図と同じ対象物は同じ符号で示
す。
In these figures, objects that are the same as in FIG. 2 are designated by the same reference numerals.

第1図(a)はゲート酸化股上にゲート電極を形成した
状態を示す。
FIG. 1(a) shows a state in which a gate electrode is formed on the gate oxide ridge.

この図において、1はN−型のSt基板で、これに窒化
膜をマスクにしてLOCO3法でフィールド酸化膜たる
SiO□膜2を厚さ約6000人形成する。ついで前記
窒化膜を除去した後、ゲート酸化膜たるSing膜3を
を厚さ約300人形成する。ついで、ゲート電極4とな
るべきポリシリコン層を厚さ約2000人被着し、これ
に不純物として燐をドープした後パターニングする。
In this figure, reference numeral 1 denotes an N-type St substrate, on which a SiO□ film 2, which is a field oxide film, is formed to a thickness of about 6000 by the LOCO3 method using a nitride film as a mask. After removing the nitride film, a Sing film 3 serving as a gate oxide film is formed to a thickness of about 300 mm. Next, a polysilicon layer which is to become the gate electrode 4 is deposited to a thickness of about 2,000 layers, doped with phosphorus as an impurity, and then patterned.

第1図(b)はSiO□膜を被着した状況を示す。FIG. 1(b) shows the state in which the SiO□ film is deposited.

CVD法で5in2膜5を厚さ約2000人被着形成す
る。
A 5 inch 2 film 5 is deposited to a thickness of about 2000 using the CVD method.

第1図(c)はSingのサイドウオールを形成した状
態を示す。
FIG. 1(c) shows a state in which the Sing sidewall is formed.

SiO2膜に対して異方性エツチングを約3000人行
うことにより、ゲート電極4の両側壁にSingのサイ
ドウオール5Aを形成する。異方性エツチングはガス:
C)lh”、圧カニ 0.2 Torrで行う。
By performing anisotropic etching on the SiO2 film by approximately 3,000 people, Sing sidewalls 5A are formed on both side walls of the gate electrode 4. Anisotropic etching is gas:
C) lh”, pressure crab 0.2 Torr.

第1図(d)はS/Dイオン注入P゛領域を形成した状
態を示す。
FIG. 1(d) shows a state in which an S/D ion implantation region P' is formed.

ゲート電極4および5in2のサイドウオール5Aをマ
スクにして、Si基板1にボロン(B+)イオンをドー
ズ量約I Q 1 % / c m tで注入し、S/
Dイオン注入P″領域6を形成する。
Using the gate electrode 4 and the sidewall 5A of 5in2 as a mask, boron (B+) ions are implanted into the Si substrate 1 at a dose of about IQ 1%/cmt, and S/
D ion implantation P'' region 6 is formed.

第1図(e)は絶縁膜を形成した状態を示す。FIG. 1(e) shows a state in which an insulating film is formed.

熱酸化することにより、Si基板1のシリコン露出表面
に絶縁膜たるSin、膜8を厚さ約300人形成する。
By thermal oxidation, a Si film 8 serving as an insulating film is formed on the exposed silicon surface of the Si substrate 1 to a thickness of approximately 300 mm.

第1図(f)は半導体層を被着、単結晶化した状態を示
す。
FIG. 1(f) shows a state in which a semiconductor layer is deposited and made into a single crystal.

ポリシリコン層9をCVD法で厚さ約3000人行着形
成する。ついで、レーザを照射して、このポリシリコン
層9を再結晶化して、半導体層としての単結晶化層9A
を形成する。ついで、これに砒素を約IQIS/cm”
 ドープし、単結晶化層9AをN゛とする。
A polysilicon layer 9 is formed to a thickness of about 3,000 layers using the CVD method. Next, the polysilicon layer 9 is recrystallized by laser irradiation to form a single crystal layer 9A as a semiconductor layer.
form. Next, add arsenic to this at about IQIS/cm"
Dope the single crystallized layer 9A to N'.

第1図(g)は絶縁膜層を被着した後、表面平坦なレジ
ストを塗布し、更にその上に別のレジストのパターンを
形成した状態を示す。
FIG. 1(g) shows a state in which, after the insulating film layer has been deposited, a resist with a flat surface is applied, and another resist pattern is further formed thereon.

絶縁膜層のSiO□膜10膜厚0約2000人、CVD
法で被着形成する。
Insulating film layer SiO□ film 10 film thickness 0 approx. 2000, CVD
Adhesion is formed using a method.

この上にレジスト(フォトレジストであるがしシストと
略称する)11−1を厚さ約1.0μm塗布し、表面を
平坦に仕上げる。ついで、このレジスト11−1を硬化
させた後、更にその上に別のレジスト11−2を厚さ約
0.5μm塗布し、このレジスト11−2をパターニン
グして開口13を形成する。開口13の大きさおよび位
置は、ゲート電極4を中心とする5iO1膜10の盛り
上がりの上部は開口され、フィールド酸化膜2による盛
り上がりの上部は被覆されるものであればよい。
On top of this, a resist (photoresist, abbreviated as "Gashi-Sist") 11-1 is applied to a thickness of about 1.0 .mu.m, and the surface is finished flat. Next, after this resist 11-1 is cured, another resist 11-2 is applied thereon to a thickness of about 0.5 μm, and this resist 11-2 is patterned to form an opening 13. The size and position of the opening 13 may be such that the upper part of the swell of the 5iO1 film 10 centered on the gate electrode 4 is opened, and the upper part of the swell with the field oxide film 2 is covered.

第1図(h)はエッチバックして単結晶化層の頂部を露
出させた状態を示す。
FIG. 1(h) shows a state in which the top of the single crystallized layer has been exposed by etching back.

レジスト11 (レジスト11−1と11−2を総称し
て11とす)と、Sing膜10膜層0いエツチングレ
ートで異方性エツチングを行い、ゲート電極4の上側の
単結晶化層9Aの高く盛り上がった領域の頂面が露出す
るまでエツチングする。かくて、開口13の領域は均等
にエツチングされ、平坦な底面を形成することが出来る
The resist 11 (resists 11-1 and 11-2 are collectively referred to as 11) and the Sing film 10 are anisotropically etched at a low etching rate to remove the single crystal layer 9A above the gate electrode 4. Etch until the top of the raised area is exposed. Thus, the area of the opening 13 can be etched evenly and a flat bottom surface can be formed.

したがって、Sing膜10膜層0イドウオール5Aに
より、より傾斜が付くように形成されているので、単結
晶化層9Aの露出した領域、半導体層露出領域14の近
くでは薄く、離れるに従って厚(なるテーパを持った絶
縁膜厚低減領域となる。
Therefore, since the Sing film 10 is formed to be more inclined due to the layer 0 side wall 5A, it is thinner near the exposed area of the single crystallized layer 9A and the semiconductor layer exposed area 14, and becomes thicker (tapered) as it moves away. This is a region where the insulation film thickness is reduced.

異方性エツチングのガスとしては、CHF3+ CFA
+0□を使用する。
CHF3+ CFA is used as an anisotropic etching gas.
Use +0□.

第1図(i)は残存レジスト除去後、B゛イオン注入し
た状態を示す。
FIG. 1(i) shows a state in which B ions are implanted after removing the remaining resist.

残存レジスト11Aを除去する。ついで、B+イオンを
注入する。このとき、ドーズ量を加減して、N゛の半導
体層露出領域14がP型のP−領域16に反転する程度
にイオン注入する。
The remaining resist 11A is removed. Then, B+ ions are implanted. At this time, the ions are implanted by adjusting the dose to such an extent that the exposed semiconductor layer region 14 of N' is inverted to the P- region 16 of P type.

P−への反転領域は、半導体層露出領域14のみならず
、絶縁膜厚低減領域領域15の膜厚の薄い領域の下の半
導体層にまで及ぶので、半導体層露出領域14よりも広
い領域をP−領域とすることが出来る。更に、絶縁膜厚
低減領域15の下のP−に反転した領域の近くのN゛半
導体層は、N−131域に変換される。
The inversion region to P- extends not only to the semiconductor layer exposed region 14 but also to the semiconductor layer under the thin film thickness region of the insulating film thickness reduction region 15, so that it covers a wider area than the semiconductor layer exposed region 14. It can be a P-region. Further, the N゛ semiconductor layer near the region inverted to P- under the insulation film thickness reduction region 15 is converted to the N-131 region.

厚いSing膜10膜層0れた領域の下の単結晶化層9
AはN+領領域まま残る。
Thick Sing film 10 Single crystallized layer 9 under the layered region
A remains in the N+ territory.

S/Dイオン注入P″領域6における注入イオン・単結
晶化層への注入イオンは、イオン注入後の熱処理により
活性化される。
The implanted ions in the S/D ion implantation P'' region 6 and the ions implanted into the single crystallized layer are activated by heat treatment after the ion implantation.

例えば、S/Dイオン注入注入類域6はS/D領域18
となる。
For example, the S/D ion implantation region 6 is the S/D region 18.
becomes.

このようにして形成されたJG型CMO3にあっては、
Nチャネルに半導体層露出領域より幅広いP−領域と、
それに近接してN−9N域を有するので、ホットキャリ
ア(ホットエレクトロン)の問題はな(なり、Pチャネ
ルに問題が発生しない程度までゲート電極幅を狭くする
ことが出来、微細化が可能となる。
In the JG type CMO3 formed in this way,
a P- region wider than the semiconductor layer exposed region in the N channel;
Since there is an N-9N region adjacent to it, there is no problem with hot carriers (hot electrons), and the gate electrode width can be narrowed to the extent that no problem occurs with the P channel, making it possible to miniaturize the gate electrode. .

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

JG型CMO3において、下部をPチャネル、上部をN
チャネルMO3とし、且つ上部のNチャネルMO3の形
成は、半導体層露出領域と表面の絶縁膜の厚さが漸増す
る領域を形成し、イオン注入によりN″領域を反転させ
て、p −%7J域およびN−9M域を形成するので、
P−9M域は半導体層露出領域よりも大きくなり、また
N−領域も有するので、ホットエレクトロンの発注する
懸念は殆どなくなる。従って、ホットエレクトロンの問
題は無視して微細化を進めることが可能となる。
In JG type CMO3, the lower part is P channel and the upper part is N channel.
To form the channel MO3 and the upper N-channel MO3, a semiconductor layer exposed region and a region where the thickness of the insulating film on the surface gradually increases are formed, and the N'' region is inverted by ion implantation to form a p-%7J region. and form the N-9M region,
Since the P-9M region is larger than the exposed semiconductor layer region and also has an N- region, there is almost no concern that hot electrons will be generated. Therefore, it becomes possible to proceed with miniaturization while ignoring the problem of hot electrons.

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

第1図(a)〜(i)は本発明におけるJG型CMO8
の製造方法を説明するための断面模式図、第2図(a)
〜(f)は従来例(1)におけるJG型CMO3の製造
方法を説明するための断面模式第3図は従来例(2)に
おけるJG型CMOSの断面模式図である。 これら図において、 ■は半導体基板(Si基板)、 2はフィールド酸化膜(SiO□膜)、3はゲート酸化
膜(SiO□膜)、 4はゲート電極(ポリシリコン)、 5はSin、膜、 5Aはサイドウオール、 6はg/Dイオン注入P1領域・ 8は絶縁膜(Si0g膜)、 9Aは半導体層(単結晶化層)、 10は絶縁膜層(Sin、膜)、 11−1.11−2はレジスト、 11Aは残存レジスト、 13は開口、 14は半導体層露出領域、 15は絶縁膜厚低減領域、 16はP−領域、 17はN−領域、 18はS/D領域 第 1 図 第 l 図 i項八図 万1図 3速禾(、!IJ (りにお【ゴろJG型C間OSの智
遣方藩Σを先蛸4る辷のの吋面膿式図 第 2 図 名先鼾シするた?r)の改印面千契弐」]第7図
Figures 1(a) to (i) show the JG type CMO8 in the present invention.
FIG. 2(a) is a schematic cross-sectional diagram for explaining the manufacturing method of
-(f) are cross-sectional schematic diagrams for explaining the manufacturing method of the JG type CMOS 3 in conventional example (1). FIG. 3 is a cross-sectional schematic diagram of the JG type CMOS in conventional example (2). In these figures, ■ is a semiconductor substrate (Si substrate), 2 is a field oxide film (SiO□ film), 3 is a gate oxide film (SiO□ film), 4 is a gate electrode (polysilicon), 5 is a Sin film, 5A is a side wall, 6 is a g/D ion implantation P1 region, 8 is an insulating film (Si0g film), 9A is a semiconductor layer (single crystal layer), 10 is an insulating film layer (Sin, film), 11-1. 11-2 is a resist, 11A is a remaining resist, 13 is an opening, 14 is a semiconductor layer exposed region, 15 is an insulation film thickness reduction region, 16 is a P- region, 17 is an N- region, 18 is S/D region 1 Figure l Figure i Section 8 Figure 1 Figure 3 Speed 禾(,!IJ 2 Figure name: Snoring Shiruta?r)'s re-sealed surface 1,000 years ago] Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】 半導体基板(1)の上にゲート酸化膜(3)を介してゲ
ート電極(4)を形成し、このゲート電極(4)の両側
壁に絶縁膜よりなるサイドウォール(5A)を形成する
工程と、 ゲート電極(4)およびサイドウォール(5A)をマス
クにしてP型不純物イオンを注入し、半導体基板(1)
の表面露出領域にソース/ドレインイオン注入領域(6
)を形成する工程と、 半導体基板(1)の表面に絶縁膜(8)を形成した後、
N型不純物をドープした半導体層(9A)と、更に半導
体層(9)の上に絶縁膜層(10)を被覆形成する工程
と、 ついで、半導体基板(1)上にレジスト(11)を表面
平坦に塗布した後、ゲート電極(4)上の半導体層(9
A)の表面が露出するまで、絶縁膜層(10)とレジス
ト(11)を同一速度でエッチングし、半導体層露出領
域(18)と、その周囲に絶縁膜層(9)の厚さの漸次
薄くなった領域である絶縁膜厚低減領域(15)を形成
する工程と、 レジスト除去後、P型不純物をイオン注入し、半導体層
露出領域(14)にはP^−領域(16)を、その周囲
の絶縁膜厚低減領域(15)の下の半導体層(9A)に
はN^−領域(17)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。
[Claims] A gate electrode (4) is formed on a semiconductor substrate (1) via a gate oxide film (3), and side walls (5A) made of an insulating film are formed on both sides of the gate electrode (4). ), and implanting P-type impurity ions using the gate electrode (4) and sidewalls (5A) as masks, and forming the semiconductor substrate (1).
A source/drain ion implantation region (6
), and after forming an insulating film (8) on the surface of the semiconductor substrate (1),
A step of coating a semiconductor layer (9A) doped with an N-type impurity and an insulating film layer (10) on the semiconductor layer (9), and then coating a resist (11) on the semiconductor substrate (1). After applying it evenly, apply the semiconductor layer (9) on the gate electrode (4).
The insulating film layer (10) and the resist (11) are etched at the same rate until the surface of A) is exposed, and the thickness of the insulating film layer (9) is gradually increased in the semiconductor layer exposed region (18) and around it. After the step of forming a thinned insulating film thickness region (15) and removing the resist, P-type impurity ions are implanted to form a P^- region (16) in the exposed semiconductor layer region (14). A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming an N^- region (17) in the semiconductor layer (9A) under the peripheral insulation film thickness reduced region (15).
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