JPS63236364A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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Publication number
JPS63236364A
JPS63236364A JP6882187A JP6882187A JPS63236364A JP S63236364 A JPS63236364 A JP S63236364A JP 6882187 A JP6882187 A JP 6882187A JP 6882187 A JP6882187 A JP 6882187A JP S63236364 A JPS63236364 A JP S63236364A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate
resist
channel
type
semiconductor device
Prior art date
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Pending
Application number
JP6882187A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akiyoshi Hamada
濱田 明美
Eiji Takeda
英次 武田
Yasuo Igura
井倉 康雄
Ryuichi Izawa
井沢 龍一
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP6882187A priority Critical patent/JPS63236364A/en
Publication of JPS63236364A publication Critical patent/JPS63236364A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To contrive to reduce the resistance of a resistance layer by limiting a region to ion-implant in a channel. CONSTITUTION:A P-type well is formed in the surface of a P-type (can be an N-type) 10OMEGA.cm substrate and thereafter, an SiO2 layer 2 is formed and a negative resist 4 is applied to the surface. Then, a photo etching is performed using a gate as a mask to remove the resist on a place where the gate is formed in the future and an ion-implantation for controlling a threshold value is performed to make high locally the concentration of acceptors in a channel part. After that, the resist and the SiO2 layer are removed from the entire surface and a gate insulating layer is formed on the surface. Moreover, poly silicon is applied to the whole surface and a gate electrode 5, N<-> impurity diffused layers 8, a side spacer 9, N<+> diffused layers 7 and contact electrodes 6 and 10 are formed by a conventional process.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は閾値制御用イオン打ち込みを効果的に施す領域
を限定することにより、特に拡散層抵抗を低くすること
に好適な半導体装置及びその製造方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a semiconductor device particularly suitable for lowering the diffusion layer resistance by limiting the area where ion implantation for threshold control is effectively performed, and its manufacture. Regarding the method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、拡散層抵抗の問題については、ヴイ・エル・ニス
・アイ・シンポジウム(1986年)第27頁から第2
8頁(V L S I Sy+++posium 19
86゜pp、27−28)において論じられている。
Conventionally, the problem of diffused layer resistance has been discussed in the V.L.N.I. Symposium (1986), pages 27 to 2.
8 pages (VLSI Sy+++posium 19
86°pp, 27-28).

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

上記従来技術は、nチャネルMOSトランジスタのソー
ス・ドレイン拡散層領域にも打ち込まれた高濃度なボロ
ンを排除する点については配慮がされておらず、表面チ
ャネル型デバイスの低抵抗化の実現に問題があった。
The above-mentioned conventional technology does not take into consideration the point of eliminating the highly concentrated boron implanted into the source/drain diffusion layer region of the n-channel MOS transistor, which poses a problem in realizing low resistance of surface channel type devices. was there.

本発明の目的は、チャネルイオン打ち込みの領域を限定
することによって、拡散層抵抗の低減化を試みることに
ある。
An object of the present invention is to attempt to reduce the resistance of the diffusion layer by limiting the region of channel ion implantation.

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

上記目的は、従来プロセスにおいて、ゲート電極形成前
に写真蝕刻工程を行なうことにより、閾値制御用イオン
打ち込みを行なう領域と行なわない、もしくは取り除く
領域を分けることによって達成される。
The above object is achieved in a conventional process by performing a photolithography step before forming the gate electrode to separate the regions where the threshold control ion implantation is performed and the regions where the threshold control ion implantation is not performed or removed.

〔作用〕[Effect]

nチャネルトランジスタを形成する際に、ソース・ドレ
イン領域に閾値制御用のボロンのインプラを行なわない
、若しくは打ちこまれたボロンをエツチングによって取
り除くことは、拡散層の抵抗を下げる効果がある。
When forming an n-channel transistor, not implanting boron for threshold control into the source/drain region or removing implanted boron by etching has the effect of lowering the resistance of the diffusion layer.

〔実施例〕〔Example〕

以下1本発明の一実施例を第1図により説明する。例え
ば、p型(n型でもよい)10Ω・1基板表面に従来プ
ロセスによりPウェルを形成し、その後5iOz、、2
を形成し、表面にネガレジスト4を塗布する。このゲー
ト絶縁膜はSiO2の他T a 20a、N、z○8等
の高誘電体物質でもよい。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. For example, a P well is formed on the surface of a p-type (or n-type) 10Ω substrate using a conventional process, and then 5iOz, 2
A negative resist 4 is applied to the surface. This gate insulating film may be made of a high dielectric material such as T a 20a, N, or z○8 in addition to SiO2.

次にゲートのマスクを用いて写真食刻を行ない、将来ゲ
ートが形成される場所のレジストを除去し。
Next, photolithography is performed using a gate mask to remove the resist where the gate will be formed in the future.

閾値制御用のイオン打ち込みを行なう。Perform ion implantation for threshold control.

以上のプロセスによって、チャネル部のアクセプター濃
度を局所的に高くする。その後、レジスト及びSiO2
を全面除去し、表面にゲート絶縁層を形成する。更に、
全面にポリシリコンを塗布し、従来プロセスにより、ゲ
ート電極5.n−不純物拡散層8.サイドスペーサ9.
n+拡散層7及びコンタクト電極6,10を形成する。
Through the above process, the acceptor concentration in the channel portion is locally increased. After that, resist and SiO2
is completely removed and a gate insulating layer is formed on the surface. Furthermore,
Polysilicon is applied to the entire surface and the gate electrode 5. is formed using a conventional process. n- impurity diffusion layer 8. Side spacer9.
An n+ diffusion layer 7 and contact electrodes 6 and 10 are formed.

本プロセスにより形成したnチャネルLDDMOSトラ
ンジスタの断面図を第2図に示す。本発明をnチャネル
pポケットLDDトランジスタへ適用した場合の断面図
を第3図に示す。本発明によれば、n−拡散層抵抗低減
の効果がある。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of an n-channel LDDMOS transistor formed by this process. FIG. 3 shows a cross-sectional view when the present invention is applied to an n-channel p-pocket LDD transistor. According to the present invention, there is an effect of reducing the resistance of the n-diffusion layer.

第4図により特許請求の範囲第3項に記した発明を同第
1項に記載した構造として適用して一実施例を説明する
。実施例1と同様に、基板表面にSi○2形成後、閾値
制御用のイオン打ち込みを全面に行なう。次に表面にポ
ジレジストを塗布し、ゲートをマスクに写真蝕刻を行な
い、将来ゲートとなる領域のレジストのみを残してレジ
ストを除去する。そして、このレジストをマスクとして
エツチングを行ない、SiO2及び閾値制御用のイオン
打ち込みによって打ちこまれた表面の高濃度アクセプタ
領域を含むSi基板を取り除く6その後部分的なエピタ
キシャル成長を行ない、Si基板の表面が平坦となるよ
うに新たにSiを形成する。(図番12の領域)このS
iはp型でもn型でもよいのが、p型の場合は、pウェ
ルのピーク濃度よりも低くなければいけない。そしてレ
ジストを除去し、全面にゲート絶縁膜2を形成し、ポリ
シリコンをデポジションして通常のプロセスによりゲー
ト電極5.サイドスペーサ、n−拡散層。
An embodiment will be described with reference to FIG. 4 in which the invention set forth in claim 3 is applied as the structure set forth in claim 1. As in Example 1, after Si○2 is formed on the surface of the substrate, ion implantation for threshold control is performed on the entire surface. Next, a positive resist is applied to the surface, photolithography is performed using the gate as a mask, and the resist is removed leaving only the resist in the area that will become the gate in the future. Etching is then performed using this resist as a mask to remove the Si substrate including SiO2 and the high concentration acceptor region on the surface implanted by ion implantation for threshold control. New Si is formed so that it becomes flat. (Area numbered 12) This S
i may be p-type or n-type, but if it is p-type, it must be lower than the peak concentration of the p-well. Then, the resist is removed, a gate insulating film 2 is formed on the entire surface, polysilicon is deposited, and a gate electrode 5. Side spacer, n-diffusion layer.

n十拡散層及びコンタクト電極を形成する。ここで、拡
散層はイオン打ち込みにより形成する。
n1 diffusion layers and contact electrodes are formed. Here, the diffusion layer is formed by ion implantation.

本発明は実施例1と同様にnチャネルLDDトランジス
タ及びnチャネルpポケットLDDトランジスタに適用
でき、断面図は第2.3図に示す通りである。本発明に
よれば、実、奄例1と同様の効果がある。
The present invention can be applied to an n-channel LDD transistor and an n-channel p-pocket LDD transistor as in the first embodiment, and the cross-sectional view is as shown in FIG. 2.3. According to the present invention, in fact, the same effects as in Example 1 can be obtained.

第5図に特許請求の範囲第3項に記した発明の第2の実
施例を示す6第1の実施例と同様に基板表面にSj、O
zを形成し、全面にネガレジストを塗布してゲートをマ
スクに写真蝕刻を行なう。そして将来ゲートが形成され
る領域のレジスト及び5iOzを除去し、レジストをマ
スクに、Si基板を0.05 μmエツチングにより除
去する。次に、この除去した部分にエピタキシャル成長
によってSi基板表面が平坦となるようにp型のSi基
板を形成する。このSi基板の濃度はpウェルのピーク
濃度よりも高いものとする。(図番13の領域)次にレ
ジスト及び5iOzを全て除去し、全面にゲート絶a膜
2を形成し、ポリシリコンをデポジションして、通常の
プロセスによりゲート電極5.サイドスペーサ、n−拡
散層、n十拡散層及びコンタクト電極を形成する。但し
、ここで拡散層はイオン打ち込みによって形成する。
FIG. 5 shows a second embodiment of the invention as set forth in claim 3. Similarly to the first embodiment, Sj, O
z is formed, a negative resist is applied to the entire surface, and photolithography is performed using the gate as a mask. Then, the resist and 5iOz in the area where the gate will be formed in the future are removed, and the Si substrate is etched by 0.05 μm using the resist as a mask. Next, a p-type Si substrate is formed on the removed portion by epitaxial growth so that the surface of the Si substrate is flat. The concentration of this Si substrate is assumed to be higher than the peak concentration of the p-well. (Region numbered 13) Next, the resist and 5iOz are all removed, a gate insulating film 2 is formed on the entire surface, polysilicon is deposited, and the gate electrode 5. Form side spacers, an n-diffusion layer, an n-diffusion layer, and a contact electrode. However, here, the diffusion layer is formed by ion implantation.

本発明は実施例1と同様なnチャネルLDD)−ランジ
スタ及びnチャネルPポケットしDDトランジスタに適
用可能であり、断面図は図2,3に示す通りである。ま
た1本発明により実施例1と同様の効果がある。
The present invention can be applied to an n-channel LDD)-transistor and an n-channel P pocket DD transistor similar to the first embodiment, and the cross-sectional views are as shown in FIGS. 2 and 3. Furthermore, the present invention provides the same effects as in Example 1.

第6図に特許請求の範囲第3項に記した発明の第3の実
施例を示す。第1の実施例と同様に基板表面にSi□t
を形成後、全面に閾値電圧制御用のイオン打ち込みを行
なう。次に表面にポジレジストを塗布し、ゲートをマス
クに写真蝕刻を行ない、将来ゲートが形成される領域の
レジストのみを残して、レジストを除去する。そして、
この残ったレジストをマスクとしてエツチングを行ない
、SiO2及び閾値電圧制御用のイオン打ち込みによっ
て打ち込まれた表面の高濃度アクセプタ領域を含むSi
基板を取り除く。その後、部分的なエピタキシャル成長
を行ない、Si基板の表面が平坦となるようにn型のS
iを形成する。(図番14)この該n型Si基板の不純
物濃度は、後にイオン打ち込みによって形成するn十拡
散層のピーク濃度よりも少なくとも1桁以上低くなけれ
ばいけない。次にレジスト及びSiO2を全て除去し、
全面にゲート絶縁膜2を形成し、ポリシリコン5をデポ
ジションして、通常のプロセスによりゲートf1!ti
5.サイドスペーサ、n十拡散層及びコンタクト電極を
形成する。
FIG. 6 shows a third embodiment of the invention set forth in claim 3. As in the first embodiment, Si□t is applied to the substrate surface.
After forming, ion implantation for threshold voltage control is performed on the entire surface. Next, a positive resist is applied to the surface, photolithography is performed using the gate as a mask, and the resist is removed, leaving only the resist in the area where the gate will be formed in the future. and,
Using this remaining resist as a mask, etching is performed to remove SiO2 and Si containing the high concentration acceptor region on the surface implanted by ion implantation for threshold voltage control.
Remove the board. After that, partial epitaxial growth is performed, and n-type S is grown so that the surface of the Si substrate is flat.
form i. (Figure 14) The impurity concentration of this n-type Si substrate must be at least one order of magnitude lower than the peak concentration of the n10 diffusion layer that will be formed later by ion implantation. Next, remove all resist and SiO2,
A gate insulating film 2 is formed on the entire surface, polysilicon 5 is deposited, and a gate f1! is formed by a normal process. Ti
5. Side spacers, n+ diffusion layers and contact electrodes are formed.

本発明をnチャネルLDD)−ランジスタ及びnチャネ
ルpポケットトランジスタへ適用した実施例を図7,8
に示す。また、本発明により実施例1と同様の効果があ
る。
7 and 8 show examples in which the present invention is applied to an n-channel LDD)-transistor and an n-channel p pocket transistor.
Shown below. Further, the present invention provides the same effects as in Example 1.

第9図に特許請求の範囲第2項に記した発明の第2の実
施例を示す。第1の実施例と同様にpウェルを形成した
Si基板表面にゲート絶縁膜を形成する。次にフォーカ
ス・イオン・ビームを用いて、将来ゲートとなる領域に
局所的に閾値制御用のイオン打ち込みを行なう。その後
、通常のプロセスによりゲート電極、n−拡散層、サイ
ドスペーサー、n十拡散層、コンタクト電極を形成する
FIG. 9 shows a second embodiment of the invention set forth in claim 2. As in the first embodiment, a gate insulating film is formed on the surface of the Si substrate on which a p-well is formed. Next, a focused ion beam is used to locally implant ions into the region that will become the gate in the future for threshold control purposes. Thereafter, a gate electrode, an n-diffusion layer, side spacers, an n-diffusion layer, and a contact electrode are formed by a normal process.

本発明をnチャネルLDDトランジスタへ適用したとき
の断面図を第9図に示す。本発明により実施例1と同様
の効果がある。また、本発明はnチャネルpポケットト
ランジスタへも適用可能であり、断面図は第3図に示す
。この場合も、実施例1と同様の効果がある。
FIG. 9 shows a cross-sectional view when the present invention is applied to an n-channel LDD transistor. The present invention has the same effect as Example 1. The present invention is also applicable to an n-channel p-pocket transistor, a cross-sectional view of which is shown in FIG. In this case as well, the same effects as in the first embodiment can be obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、特に高?a度Eインプラを必要とする
LDD構造のn−拡散層抵抗を下げることができるので
、飽和動作領域での電流値が増大する効果がある。
According to the invention, especially high? Since the resistance of the n-diffusion layer of the LDD structure which requires a degree E implantation can be lowered, there is an effect of increasing the current value in the saturated operation region.

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

第1図、第2図、第3図は本発明の第1の実施例の断面
図、第4図は第2の実施例の断面図、第5図は第3の実
施例の断面図、第6図、第7図。 第8図は第4の実施例の断面図、第9図は第5の実施例
の断面図である。 1・・・半導体基板、2・・・ゲート絶縁膜、3・・・
チャネル領域、4・・・レジスト、5・・・ゲート電極
、6・・・ゲート電極コンタクト、7・・・n十不鈍物
拡散層、8・・・n−不純物拡散層、9・・・絶縁膜、
10・・・ソース・ドレインコンタクト電極、1・・・
p型頭域、12・・・半導体基板(エピタキシャル成長
で形成)、13・・・p型半導体基板(エピタキシャル
成長で形成)、14・・・n型半導体基板(エピタキシ
ャル成長で形成)。 代理人 弁理士 小川勝男5′ 、 □\ 第 1 図 V 2 図 第  3  図 茅4図 第 5 図 茅 6I¥] 茅8図
1, 2, and 3 are sectional views of a first embodiment of the present invention, FIG. 4 is a sectional view of a second embodiment, and FIG. 5 is a sectional view of a third embodiment, Figures 6 and 7. FIG. 8 is a sectional view of the fourth embodiment, and FIG. 9 is a sectional view of the fifth embodiment. 1... Semiconductor substrate, 2... Gate insulating film, 3...
Channel region, 4... Resist, 5... Gate electrode, 6... Gate electrode contact, 7... N- impurity diffusion layer, 8... N- impurity diffusion layer, 9... insulating film,
10... Source/drain contact electrode, 1...
p-type head region, 12... semiconductor substrate (formed by epitaxial growth), 13... p-type semiconductor substrate (formed by epitaxial growth), 14... n-type semiconductor substrate (formed by epitaxial growth). Agent: Patent Attorney Katsuo Ogawa

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、少なくともゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層、
ソース・ドレイン領域を備えた半導体装置において閾値
制御用の不純物領域を上記ソース・ドレイン領域以外の
半導体層に設けたことを特徴とする半導体装置。 2、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層、ソース・ド
レイン領域を備えた半導体装置の製造方法において、上
記閾値制御用イオン打ち込みが、該ゲート電極下である
か、或いは該ゲート電極下以外であるよう限定すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。 3、特許請求の範囲第2項記載の半導体装置の製造方法
において、上記閾値制御用イオン打ち込みが行なわれる
領域と行なわれない領域がエピタキシヤル層形成を、該
ゲート電極下と該ゲート電極下以外とに分けて行なうこ
とによつて実現することを特徴とする半導体装置の製造
方法。
[Claims] 1. At least a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor layer,
1. A semiconductor device comprising source/drain regions, wherein an impurity region for threshold control is provided in a semiconductor layer other than the source/drain regions. 2. In the method of manufacturing a semiconductor device including a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor layer, and a source/drain region, the ion implantation for threshold control is performed under the gate electrode or outside the gate electrode. 1. A method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that: 3. In the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, epitaxial layer formation is performed in the regions where the threshold control ion implantation is performed and the regions where the threshold control ion implantation is not performed. A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that it is realized by performing the steps separately.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6064077A (en) * 1991-08-30 2000-05-16 Stmicroelectronics, Inc. Integrated circuit transistor

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6064077A (en) * 1991-08-30 2000-05-16 Stmicroelectronics, Inc. Integrated circuit transistor
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