JPH01184956A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH01184956A
JPH01184956A JP831888A JP831888A JPH01184956A JP H01184956 A JPH01184956 A JP H01184956A JP 831888 A JP831888 A JP 831888A JP 831888 A JP831888 A JP 831888A JP H01184956 A JPH01184956 A JP H01184956A
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JP
Japan
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ion
boron
implanted
gate electrode
integrated circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP831888A
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English (en)
Inventor
Toshifumi Takeda
敏文 竹田
Satoshi Meguro
目黒 怜
Ken Uchida
憲 内田
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 JPH01184956A publication Critical patent/JPH01184956A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路装置の製造方法に関し、特に
、ショートチャネル効果の防止に適用して最適な技術に
関するものである。
〔従来技術〕
従来、CM OS ニcl−リ構成されるMO8LsI
のI2造方法におけるnチャネルMO5FETのしきい
値電圧の制御は、ゲート電極形成前にホウ素をイオン打
ち込みして半導体基板のごく表面(例えば表面下0.1
5μm)にこのホウ素をドーピングすることにより行っ
ていた。この場合、しきい値電圧を0.4V以上に設定
するためには、このnチャネルMO8FETが形成され
るpウェル形成用のイオン打ち込みのドーズ量が2.5
X1012’/aJ、しきい値電圧制御のためのイオン
打ち込みのドーズ駄が8.5X1011/cJとすると
、ショー1−チャネル効果を防止するためには、第5図
に示す実線の曲線から分かるようにチャネル長を約0.
8μm以上とする必要がある。
なお、本発明に関連する先行文献としては、しかしなが
ら、上述のようにショートチャネル効果の防止のために
チャネル長を大きくすると、nチャネルMO3FE″T
1個当たりの面積が大きくなり、従ってMO3LSIの
周辺回路における素子の高集積密度化を図ることが難し
いという問題があった。
本発明の目的は、周辺回路における集積密度の高い半導
体集積回路装置を製造することができる技術を提供する
ことにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明ら第5図において
、短(orショート)チャネル効果、すなわちチャネル
長が短かくなるに従ってしきい値電圧が低下する現象が
起こるのは、ドレイン領域からの空乏層がソース領域ま
で到達し、いわゆるパンチスルーの現象が起こるためで
ある。
これを防止するためには、これらのソース領域及びドレ
イン領域が設けられている半導体基板の不純物濃度を実
効的に増大させればよい。
本発明は以上の検討にもとづいて案出されたものである
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、MISFETのゲート電極形成後にこのゲー
ト市極を透過して高エネルギーで不純物をイオン打ち込
みすることによりこのMISFETのしきい値電圧を制
御するようにしている。
〔作用〕
上記した手段によれば、不純物を深さ方向に広く分布さ
せることができるので、実効的に半導体基板の不純物濃
度を増大させることができる。このため、パンチスルー
を抑えることができるので。
ショートチャネル効果を防止することができる。
これによって、MISFETのショートチャネル化を図
ることができるので、周辺回路における集積密度が高い
半導体集積回路装置を製造することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能
を有するものには同一符号を付け、その繰り返しの説明
は省略する。
第1図〜第3図は1本発明の一実施例によるM○5LS
Iの製造方法を工程順に説明するための断面図である。
本実施例によるMOSLSIの周辺回路は、第4図に示
すように、nチャネルMO5FETQよとpチャネルM
O8FETQ、とから成るCMOSインバータにより構
成されるが、第1図〜第3図においてはnチャネルMO
8FETQ4の部分のみ図示されている。この周辺回路
は具体的には例えばワード線及びデータ線を駆動させる
ための回路である。
第1図に示すように、まず例えばp型シリコン基板のよ
うな半導体基板1に例えばBF2を例えばエネルギー6
0keV、ドーズ量2,5X1012/dの条件でイオ
ン打ち込みすることにより不純物濃度が例えば2 X 
10”/alのpウェル2を形成する。次に、この半導
体基板1の表面を選択的に熱酸化することにより例えば
5i02膜のようなフィールド絶縁膜3を形成して素子
間分離を行った後、このフィールド絶縁膜3で囲まれた
活性領域の表面に例えば熱酸化により例えば5in2膜
のようなゲート絶縁膜4を形成する。次に、1回目のチ
ャネルドープとして、このゲート絶縁膜4を介してpウ
ェル2の表面に例えばBF2を例えばエネルギー60k
eV、ドーズ量8.5X1011/dの条件でイオン打
ち込みする。なお、nチャネルMO8FETQ1のしき
い値電圧の最終的な目標値が低い場合には、このチャネ
ルドープとして例えばヒ素のようなn型不純物を例えば
100keV、ドーズ量2.4X10”/a&の条件で
イオン打ち込みすることにより予めディプリーシヨン型
化しておく。
次に、全面に例えば膜厚2000人の不純物をドープし
た多結晶シリコン膜1例えば膜厚1500人のモリブデ
ンシリサイド(MoSiz )膜のような高融点金属シ
リ°サイド膜及び例えばSin、膜のような絶縁膜を順
次形成した後、これらをエツチングによりパターンニン
グして第2図に示すように所定形状のポリサイド膜から
成るゲート電極5及び絶縁膜6を形成する。次に、これ
らのゲート電極5縁膜6をマスクとして前記pウェル2
中に例えばリンのようなn型不純物を例えば50keV
、ドーズ量1.0XIO13/adの条件でイオン打ち
込みする。次に、全面に例えばSiO2膜のような絶縁
膜を形成した後、この絶縁膜を例えば反応性イオンエツ
チングにより異方性エツチングして絶縁物から成る側壁
7を形成する。次に、この側壁7をマスクとして前記p
ウェル2中に例えば例えばヒ素のようなn型不純物を例
えば80keV、ドーズ量5.0XIO”/dの条件で
イオン打ち込みする。この後、不純物の電気的活性化の
ためのアニールを行う。この結果、前記ゲート電極5に
対して自己整合的にソース領域8及びドレイン領域9が
形成される。これらのソース領域8及びドレイン領域9
は、前記側壁7の下方に例えばn−型の低不純物濃度部
8a、9aを有し、その他の部分は例えばn・型である
。前記ゲート電極5、ソース領域8及びドレイン領域9
により、nチャネルMO8FETQ、が構成される。こ
のnチャネルMO8FE、TQlは、低不純物濃度部9
aによりドレイン領域9の近傍の電界緩和を行うLDD
(Lightly Doped Drain)構造を有
する。なお、このnチャネルMO3FETQ、は必ずし
もLDD構造とする必要はない。
次に第3図に示すように、所定形状のフォトレジスト1
0を形成した後、このフォトレジスト10をマスクとし
て例えばホウ素を例えば180keV、ドーズ量8.0
XIO″2/dの条件でイオン打ち込みする。このよう
に高エネルギーでイオン打ち込みされたホウ素は、前記
ゲート電極5を透過して前記pウェル2中に深さ方向に
広く分布する(ホウ素の分布領域を破線で示す)。この
ホウ素のイオン打ち込みにより、nチャネルMO8FE
TQ、のしきい値電圧が最終的な目標値に設定される。
また、このホウ素がイオン打ち込みされた部分のpウェ
ル2中の不純物濃度は例えば1.OX 10”/at?
に増大する。この結果、nチャネルMO8FETQ工の
ドレイン電圧印加時のドレイン領域9とpウェル2との
間のpn接合における空乏層のソース領域8側への伸び
を抑えることができる。このため、パンチスルーが起き
にくくなり、従ってショートチャネル効果を抑えること
ができるので、その分だけチャネル長を短かくすること
ができる。第5図に示す破線の曲線から分かるように、
nチャネルMO3FETQ工のしきい値電圧を例えば0
.4v以上とする場合、チャネル長を例えば0.55μ
m以上とすることができる。従って、nチャネルMO3
FETQ、1個当たりの面積を低減することができるの
で、周辺回路における集積密度が高いMO3LSIを製
造することができる。また、これによって、チップサイ
ズの減少が可能である。
以上、本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが、
本発明は、前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において種々変更可能であること
は言うまでもない。
例えば、高エネルギーのホウ素のイオン打ち込みの条件
としては上述の実施例と異なる条件を用いることが可能
である。また、本発明は、ダイナミックRA M (R
andom Access Memory)等の各種の
MOSLSIその他の半導体集積回路装置に適用するこ
とが可能である。
〔発明の効果〕
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。
すなわち、周辺回路における集積密度の高い半導体集積
回路装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は、本発明の一実施例によるMO3LS
Iの製造方法を工程順に説明するための断面図、 第4図は、CMOSインバータを示す回路図、第5図は
、nチャネルMO8FETのチャネル長としきい値電圧
との関係を示すグラフである。 図中、1・・・半導体基板、2・・・pウェル、5・・
・ゲート電極、8・・・ソース領域、9・・・ドレイン
領域、10・・・フォトレジストである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、MISFETにより構成される周辺回路を有する半
    導体集積回路装置の製造方法であって、前記MISFE
    Tのゲート電極形成後にこのゲート電極を透過して高エ
    ネルギーで不純物をイオン打ち込みすることによりこの
    MISFETのしきい値電圧を制御するようにしたこと
    を特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。 2、前記MISFETがnチャネルMISFETである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体集
    積回路装置の製造方法。 3、前記不純物がホウ素であることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項又は第2記載の半導体集積回路装置の製
    造方法。 4、前記半導体集積回路装置がMOSLSIであること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項〜第3項のいずれか
    一項記載の半導体集積回路装置の製造方法。
JP831888A 1988-01-20 1988-01-20 半導体集積回路装置 Pending JPH01184956A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5607868A (en) * 1994-06-15 1997-03-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of fabricating semiconductor device with channel ion implantation through a conductive layer
EP0708482A3 (en) * 1994-10-17 1997-03-26 Siliconix Inc BiCDMOS manufacturing technology and its structures
EP0739031A3 (en) * 1995-04-17 1998-02-11 Motorola, Inc. Method of adjusting a threshold voltage of a semiconductor on insulator device

Cited By (3)

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