JPS6348866A - Ｍｏｓトランジスタの製造方法 - Google Patents
Ｍｏｓトランジスタの製造方法Info
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- JPS6348866A JPS6348866A JP19309686A JP19309686A JPS6348866A JP S6348866 A JPS6348866 A JP S6348866A JP 19309686 A JP19309686 A JP 19309686A JP 19309686 A JP19309686 A JP 19309686A JP S6348866 A JPS6348866 A JP S6348866A
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はＬＤＤ構造（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄ
ｒａｉｎ）を持ったＭＯＳトランジスタの製造方法に関
する。
ｒａｉｎ）を持ったＭＯＳトランジスタの製造方法に関
する。
ＭＯ３半導体素子の集積度を上げ、高速動作および低消
費電流を達成するには、まずＭＯＳ）ランジスタを微細
化すなわちチャネル長を短くすることが必要である。
費電流を達成するには、まずＭＯＳ）ランジスタを微細
化すなわちチャネル長を短くすることが必要である。
ＭＯＳ）ランジスタのチャネル長を短くすると、次に記
すような現象が発生し、短チヤネルＭＯＳトランジスタ
の安定動作という点で問題となる。
すような現象が発生し、短チヤネルＭＯＳトランジスタ
の安定動作という点で問題となる。
ドレイン領域からひろがった空乏層カーソース領域とつ
ながるバンチスルーや、ドレイン領域の近傍に電界が集
中するため格子との衝突により電子−正孔対が発生する
ことにより、基板電流が増大しキャリアがゲート電極に
注入されるという現象を生じる。また基板とドレイン領
域とのｐｎ接合の逆方向の耐圧が電界集中した領域で決
まるため高い逆方向の耐圧が得られない。
ながるバンチスルーや、ドレイン領域の近傍に電界が集
中するため格子との衝突により電子−正孔対が発生する
ことにより、基板電流が増大しキャリアがゲート電極に
注入されるという現象を生じる。また基板とドレイン領
域とのｐｎ接合の逆方向の耐圧が電界集中した領域で決
まるため高い逆方向の耐圧が得られない。
これらの問題点を解決するために、ＭＯＳ）ランジスタ
のソース領域およびドレイン領域のゲ−ト電極の近傍の
みの接合深さを浅（、しかも他のソース領域およびドレ
イン領域より不純物濃度を低くするいわゆるＬＤＤ構造
により電界集中とパンチスルーを防止するへ１０Ｓトラ
ンジスタが使用されている。
のソース領域およびドレイン領域のゲ−ト電極の近傍の
みの接合深さを浅（、しかも他のソース領域およびドレ
イン領域より不純物濃度を低くするいわゆるＬＤＤ構造
により電界集中とパンチスルーを防止するへ１０Ｓトラ
ンジスタが使用されている。
このＬＤＤ構造を得る方法を、第４図（ａ）、（ｂ）を
用いて説明する。第４図（ａ）、（ｂ）は従来例のＬＤ
Ｄ構造を形成するＭＯＳ）ランジスタの各工程における
側断面図である。
用いて説明する。第４図（ａ）、（ｂ）は従来例のＬＤ
Ｄ構造を形成するＭＯＳ）ランジスタの各工程における
側断面図である。
第４図（ａ）に示すように第１導電型の半導体基板１上
に二酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜８を形成し、
このゲート絶縁膜８上に多結晶シリコン膜からなるゲー
ト電極２を形成し、このゲート電極２をマスクとして第
２導電型の浅い接合５のソース領域６およびドレイン領
域４をイオン注入法により形成し、その後ＣＶ Ｄ法（
ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
）により、全面に二酸化シリコン膜を形成する。
に二酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜８を形成し、
このゲート絶縁膜８上に多結晶シリコン膜からなるゲー
ト電極２を形成し、このゲート電極２をマスクとして第
２導電型の浅い接合５のソース領域６およびドレイン領
域４をイオン注入法により形成し、その後ＣＶ Ｄ法（
ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
）により、全面に二酸化シリコン膜を形成する。
次に第４図（ｂ）に示すように、ＲＩＥ法（Ｒｅａｃｔ
ｉｖｅＩｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）にて二酸化シリコン膜
をエツチングすると、ゲート電極２の側面にエツチング
されないサイドウオール１８と呼ばれる二酸化シリコン
膜が残る。このサイドウオール１８とゲート電極２をマ
スクとして、第２導電型の深い接合６のソース領域３お
よびドレイン領域４を、イオン注入法により形成する。
ｉｖｅＩｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）にて二酸化シリコン膜
をエツチングすると、ゲート電極２の側面にエツチング
されないサイドウオール１８と呼ばれる二酸化シリコン
膜が残る。このサイドウオール１８とゲート電極２をマ
スクとして、第２導電型の深い接合６のソース領域３お
よびドレイン領域４を、イオン注入法により形成する。
サイドウオールを形成しＬＤＤ構造のＭＯＳトランジス
タを得る従来法では、次に記す問題点がある。
タを得る従来法では、次に記す問題点がある。
ＲＩＥ法でゲート電極の側面に形成したサイドウオール
が側面部で充分大きく取れず、その結果浅い接合の領域
が小さいことにより、ＬＤＤ構造の利点を生かせないこ
とである。さらにＲＩＥ法で二酸化シリコン膜をエツチ
ングするとき、種々のエツチング条件のバラツキにより
均一なサイドウオールを得るのが難しく、さらにこのサ
イドウオールのバラツキによりしきい値電圧等のＭＯＳ
）ランジスタ特性が変動する。またソース領域にも製造
工程上必然的にＬＤＤ構造を持っているために、ソース
領域のシート抵抗が高くなり、このためＭＯＳ）ランジ
スタのドレイン電流が減少することにより、電流増幅率
が小さくなるという問題点もある。ソース領域上のサイ
ドウオールをフォトエツチング技術を用いて除去する方
法も考えられるが、サイドウオールを除去するときエツ
チングのバラツキにより、ゲート電極下のゲート絶縁膜
がエツチングされるという問題点を生じる。
が側面部で充分大きく取れず、その結果浅い接合の領域
が小さいことにより、ＬＤＤ構造の利点を生かせないこ
とである。さらにＲＩＥ法で二酸化シリコン膜をエツチ
ングするとき、種々のエツチング条件のバラツキにより
均一なサイドウオールを得るのが難しく、さらにこのサ
イドウオールのバラツキによりしきい値電圧等のＭＯＳ
）ランジスタ特性が変動する。またソース領域にも製造
工程上必然的にＬＤＤ構造を持っているために、ソース
領域のシート抵抗が高くなり、このためＭＯＳ）ランジ
スタのドレイン電流が減少することにより、電流増幅率
が小さくなるという問題点もある。ソース領域上のサイ
ドウオールをフォトエツチング技術を用いて除去する方
法も考えられるが、サイドウオールを除去するときエツ
チングのバラツキにより、ゲート電極下のゲート絶縁膜
がエツチングされるという問題点を生じる。
本発明の目的は、均一なＬＤＤ構造により良好な特性を
有するＭＯＳトランジスタを提供することである。
有するＭＯＳトランジスタを提供することである。
上記目的のため本発明においては、紫外域で高出力ビー
ムが得られ、しかも直径１０〜２５ｍｍの大きさから１
μｍ程度までレンズ系を用いてビーム径が変えられるエ
キシマレーザ−光の特性を有効に利用するようにした。
ムが得られ、しかも直径１０〜２５ｍｍの大きさから１
μｍ程度までレンズ系を用いてビーム径が変えられるエ
キシマレーザ−光の特性を有効に利用するようにした。
すなわちゲート電極形成後、反応ガスとエキシマレーザ
−光との光化学反応によりゲート電極と接するドレイン
領域上にサイドウオールの代わりとしてＬＤＤ絶縁膜を
形成することによりＬＤＤ構造を有するＭＯＳトランジ
スタを得る。
−光との光化学反応によりゲート電極と接するドレイン
領域上にサイドウオールの代わりとしてＬＤＤ絶縁膜を
形成することによりＬＤＤ構造を有するＭＯＳトランジ
スタを得る。
以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第３図は本発明の実施例におけるＬＤＤ絶縁膜形成を行
なうための装置の側断面図である。エキシマレーザ−光
１０を導入するための光導入窓１７と各種の反応ガスを
導入するための流入口１５と排気口１６を持った反応室
１４の中に試料取付基台１６を配置する。
なうための装置の側断面図である。エキシマレーザ−光
１０を導入するための光導入窓１７と各種の反応ガスを
導入するための流入口１５と排気口１６を持った反応室
１４の中に試料取付基台１６を配置する。
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例における、エキ
シマレーザ−光の照射装置および各工程におけるｈ［）
Ｓ）ランジスタの側断面図を示したものである。
シマレーザ−光の照射装置および各工程におけるｈ［）
Ｓ）ランジスタの側断面図を示したものである。
まず第１図（ａ）に示すように、第１導電型を有する半
導体基板１に二酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜８
とゲート電極２を順次形成した後、このゲート電極２を
マスクにソース領域６およびドレイン領域４にＩ Ｘ
１０ ”ｃｍ−”程度のイオン注入量で不純物をイオン
注入することにより、第２導電型の浅い接合５のソース
領域３およびドレイン領域４を形成する。その後半導体
基板１を、第３図に示す反応室１４内の試料取付基台１
６に取付け、反応室１４内に流入口１５から、ジシラン
（Ｓｉ２Ｈａ）ガスと亜酸化窒素（Ｎ２０）の混合ガス
、あるいはモノシラン（ＳｉＩ（４）ガスと亜酸化窒素
の混合ガスに、エキシマレーザ−光１０としてアルゴン
フロライド（ＡｒＦ）エキシマレーザ−光（波長１９３
ｎ ｍ ）を、例えば光強度２００ｍＪ／ｃ−で、半
導体基板１上に配置した遮光マスク９を介して選択的に
照射し、光化学反応により厚さ４００ｎｍ程度の二酸化
シリコン膜をＬＤＤ絶縁膜７としてゲート電極２と接す
るドレイン領域４上に形成する。
導体基板１に二酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜８
とゲート電極２を順次形成した後、このゲート電極２を
マスクにソース領域６およびドレイン領域４にＩ Ｘ
１０ ”ｃｍ−”程度のイオン注入量で不純物をイオン
注入することにより、第２導電型の浅い接合５のソース
領域３およびドレイン領域４を形成する。その後半導体
基板１を、第３図に示す反応室１４内の試料取付基台１
６に取付け、反応室１４内に流入口１５から、ジシラン
（Ｓｉ２Ｈａ）ガスと亜酸化窒素（Ｎ２０）の混合ガス
、あるいはモノシラン（ＳｉＩ（４）ガスと亜酸化窒素
の混合ガスに、エキシマレーザ−光１０としてアルゴン
フロライド（ＡｒＦ）エキシマレーザ−光（波長１９３
ｎ ｍ ）を、例えば光強度２００ｍＪ／ｃ−で、半
導体基板１上に配置した遮光マスク９を介して選択的に
照射し、光化学反応により厚さ４００ｎｍ程度の二酸化
シリコン膜をＬＤＤ絶縁膜７としてゲート電極２と接す
るドレイン領域４上に形成する。
遮光マスク例えば透明石英板に、選択的にＬＤＤ絶縁膜
を形成する領域はエキシマレーザ−光を透過させ、ＬＤ
Ｄ絶縁膜を形成しない領域はエキシマレーザ−光を反射
または吸収する薄膜を形成する。
を形成する領域はエキシマレーザ−光を透過させ、ＬＤ
Ｄ絶縁膜を形成しない領域はエキシマレーザ−光を反射
または吸収する薄膜を形成する。
次に第１図（ｂ）に示すように、ゲート電極２とＬＤＤ
絶縁膜７とをマスクにして、４ Ｘ １０Ｉ５ｃｍ−″
２程度のイオン注入量で不純物をイオン注入することに
より、第２導電型の深い接合乙のソース領域３およびド
レイン領域４を形成する。
絶縁膜７とをマスクにして、４ Ｘ １０Ｉ５ｃｍ−″
２程度のイオン注入量で不純物をイオン注入することに
より、第２導電型の深い接合乙のソース領域３およびド
レイン領域４を形成する。
この後は一般的な方法により二酸化シリコン膜を主体と
する多層配線用絶縁膜を形成し、フォトエツチング技術
を用いてコンタクト窓を形成し、配線金属としてアルミ
ニウムを形成することによりＬＤＤ構造を有するＭＯＳ
トランジスタが得られる。
する多層配線用絶縁膜を形成し、フォトエツチング技術
を用いてコンタクト窓を形成し、配線金属としてアルミ
ニウムを形成することによりＬＤＤ構造を有するＭＯＳ
トランジスタが得られる。
空乏層のひろがりは、ソース領域と比べるとドレイン領
域の方がはるかに大きいので、ドレイン領域のみをＬＤ
Ｄ構造とすれば、ドレイン領域近傍での電界集中は防止
できる。
域の方がはるかに大きいので、ドレイン領域のみをＬＤ
Ｄ構造とすれば、ドレイン領域近傍での電界集中は防止
できる。
第２図は本発明の他の実施例におけるエキシマレーザ−
光の照射装置およびＭＯＳ）ランジスタの側断面図を示
したもので、エキシマレーザ−光は全面照射ではなく、
集光して選択的にＬＤＤ絶縁膜を形成した例である。
光の照射装置およびＭＯＳ）ランジスタの側断面図を示
したもので、エキシマレーザ−光は全面照射ではなく、
集光して選択的にＬＤＤ絶縁膜を形成した例である。
第２図に示すように第１導電型を有する半導体基板１に
二酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜８とゲート電極
２を順次形成した後、ゲート電極２をマスクにしてイオ
ン注入法により、第２導電型の浅い接合５のソース領域
３およびドレイン領域４を形成する。
二酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜８とゲート電極
２を順次形成した後、ゲート電極２をマスクにしてイオ
ン注入法により、第２導電型の浅い接合５のソース領域
３およびドレイン領域４を形成する。
その後、半導体基板１を第３図に示す反応室１４内の試
料取付基台１６に取付け、前記反応ガスと集光レンズ１
１を用いて集光したエキシマレーザ−光１０の光化学反
応により、ＬＤＤ絶縁膜７として二酸化シリコン膜をゲ
ート電極２と接するドレイン領域４に形成する。コンビ
ーータにてシャッター１２の開閉および試料取付基台１
３のＸ方向、Ｙ方向の走査を制御すれば希望のパターン
が得られる。
料取付基台１６に取付け、前記反応ガスと集光レンズ１
１を用いて集光したエキシマレーザ−光１０の光化学反
応により、ＬＤＤ絶縁膜７として二酸化シリコン膜をゲ
ート電極２と接するドレイン領域４に形成する。コンビ
ーータにてシャッター１２の開閉および試料取付基台１
３のＸ方向、Ｙ方向の走査を制御すれば希望のパターン
が得られる。
次に第１図（ｂ）に示したと同様に、ゲート電極２とＬ
ＤＤ絶縁膜７とをマスクにして、イオン注入法により第
２導電型の深い接合６のソース領域３およびドレイン領
域４を形成する。
ＤＤ絶縁膜７とをマスクにして、イオン注入法により第
２導電型の深い接合６のソース領域３およびドレイン領
域４を形成する。
以上ＬＤＤ絶縁膜として二酸化シリコン膜を用いて説明
してきたが、反応ガスとエキシマレーザ−光との光化学
反応を利用すると、二酸化シリコン膜以外にも窒化シリ
コン膜（Ｓ１３Ｎ４）、酸化アルミニウム（ｈ１２０．
）、酸化タンタル（Ｔａｚ ０５ ）等も形成可能で
ある。二酸化シリコン膜以外の材料をＬＤＤ絶縁膜とし
て用いると、ＬＤＤ絶縁膜を形成しイオン注入法により
ゲート電極とＬＤＤ絶縁膜とをマスクにして、深い接合
を形成し、その後ＬＤＤ絶縁膜を除去し、ゲート電極を
マスクとして浅い接合を形成する前述した方法と逆の工
程順による形成方法も、エツチングの選択比が充分大き
く取れるため二酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜が
エツチングされずにＬＤＤ絶縁膜の除去が容易に行なえ
る。
してきたが、反応ガスとエキシマレーザ−光との光化学
反応を利用すると、二酸化シリコン膜以外にも窒化シリ
コン膜（Ｓ１３Ｎ４）、酸化アルミニウム（ｈ１２０．
）、酸化タンタル（Ｔａｚ ０５ ）等も形成可能で
ある。二酸化シリコン膜以外の材料をＬＤＤ絶縁膜とし
て用いると、ＬＤＤ絶縁膜を形成しイオン注入法により
ゲート電極とＬＤＤ絶縁膜とをマスクにして、深い接合
を形成し、その後ＬＤＤ絶縁膜を除去し、ゲート電極を
マスクとして浅い接合を形成する前述した方法と逆の工
程順による形成方法も、エツチングの選択比が充分大き
く取れるため二酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜が
エツチングされずにＬＤＤ絶縁膜の除去が容易に行なえ
る。
またイオン注入法によりＬＤＤ構造を形成するとき、各
不純物イオンの打込エネルギーから求められる平均射影
飛程（Ｒｐ）と平均射影飛程の標準偏差（ΔＲｐ）より
、計算でＬＤＤ絶縁膜の厚さを求め、ゲート電極とこの
ＬＤＤ絶縁膜上から一回のイオン注入により、深い接合
と浅い接合を有するＬＤＤ構造を有するＭＯＳ）ランジ
スタも得られる。
不純物イオンの打込エネルギーから求められる平均射影
飛程（Ｒｐ）と平均射影飛程の標準偏差（ΔＲｐ）より
、計算でＬＤＤ絶縁膜の厚さを求め、ゲート電極とこの
ＬＤＤ絶縁膜上から一回のイオン注入により、深い接合
と浅い接合を有するＬＤＤ構造を有するＭＯＳ）ランジ
スタも得られる。
以上の説明で明らかなように、反応ガスとエキシマレー
ザ−光との光化学反応によりＬＤＤ絶縁膜を形成した結
果、均一なＬＤＤ構造により安定した特性を有するＭ
ＯＳ ）ランジスタが得られる。
ザ−光との光化学反応によりＬＤＤ絶縁膜を形成した結
果、均一なＬＤＤ構造により安定した特性を有するＭ
ＯＳ ）ランジスタが得られる。
さらにＬＤＤ絶縁膜をドレイン領域のみに形成したこと
により、半導体素子の集積度が向上しソース領域のシー
ト抵抗が低くなりＭｏＳトランジスタのドレイン電流が
大きくなるため、高速動作が可能で高い電流増幅率を有
する半導体素子が得られる。
により、半導体素子の集積度が向上しソース領域のシー
ト抵抗が低くなりＭｏＳトランジスタのドレイン電流が
大きくなるため、高速動作が可能で高い電流増幅率を有
する半導体素子が得られる。
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例におけるエキシ
マレーザ−光照射装置および各工程におけるＭｏ３）ラ
ンジスタの僻断面図、第２図は本発明の他の実施例にお
けるエキシマレーザ−光の照射７゜装置とＭＯＳトラン
ジスタの脩断面図、第３図Ｇ３’本発明の実施例におけ
るＬＤＤ絶縁膜形成を行なうための装置の側゛断面図、
第４図（ａ）、（ｂ）は従来例によるＬＤＤ構造の製造
方法を説明するための各工程におけるＭｏ８）ランジス
タの骨断面図である。 １・・・・・・半導体基板、 ２・・・・・・ゲート電極、 ６・・・・・・ソース領域、 ４・・・・・・ドレイン領域、 ５・・・・・・浅い接合、 ６・・・・・・深い接合、 ７・・・・・・ＬＤＤ絶縁膜、 ８・・・・・・ゲート絶縁膜。 第１図 （ａ） （ｂ） 第２図 第３図
マレーザ−光照射装置および各工程におけるＭｏ３）ラ
ンジスタの僻断面図、第２図は本発明の他の実施例にお
けるエキシマレーザ−光の照射７゜装置とＭＯＳトラン
ジスタの脩断面図、第３図Ｇ３’本発明の実施例におけ
るＬＤＤ絶縁膜形成を行なうための装置の側゛断面図、
第４図（ａ）、（ｂ）は従来例によるＬＤＤ構造の製造
方法を説明するための各工程におけるＭｏ８）ランジス
タの骨断面図である。 １・・・・・・半導体基板、 ２・・・・・・ゲート電極、 ６・・・・・・ソース領域、 ４・・・・・・ドレイン領域、 ５・・・・・・浅い接合、 ６・・・・・・深い接合、 ７・・・・・・ＬＤＤ絶縁膜、 ８・・・・・・ゲート絶縁膜。 第１図 （ａ） （ｂ） 第２図 第３図
Claims (1)
- 第１導電型の半導体基板に設けた素子領域表面に一部が
ゲート絶縁膜となる二酸化シリコン膜を形成する工程と
、このゲート絶縁膜上のゲート部分にゲート電極となる
多結晶シリコン膜を成形する工程と、このゲート電極を
マスクとしてイオン注入法により第２導電型の浅い接合
のソース領域およびドレイン領域を形成する工程と、反
応ガスとエキシマレーザー光との光化学反応より前記ゲ
ート電極と接するドレイン領域上にＬＤＤ絶縁膜を形成
する工程と、前記ゲート電極とこのＬＤＤ絶縁膜とをマ
スクとしてイオン注入法により第２導電型の深い接合の
ソース領域およびドレイン領域を形成する工程とを有す
るＭＯＳトランジスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19309686A JPS6348866A (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | Ｍｏｓトランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19309686A JPS6348866A (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | Ｍｏｓトランジスタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6348866A true JPS6348866A (ja) | 1988-03-01 |
Family
ID=16302167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19309686A Pending JPS6348866A (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | Ｍｏｓトランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6348866A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008160086A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-07-10 | Toshiba Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
-
1986
- 1986-08-19 JP JP19309686A patent/JPS6348866A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008160086A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-07-10 | Toshiba Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
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