JPH02298023A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は半導体装置の製造方法に関し、更に詳しく言え
ば電界効果トランジスタのソース・ドレインを形成する
方法に関するものである。

（ロ）従来の技術 第５図は従来例に係る三重拡散ドレインｎチャネルＭＯ
Ｓトランジスタの製造方法を説明する断面図である。

同図Ａに示すように、Ｐ型Ｓｉ基板（１）上に形成され
たポリＳｉゲート電極（４）およびサイドウオールＳｉ
Ｏ，膜（３）をマスクとして、Ａｓ４（ヒ素イオン）。

Ｐ”（リンイオン）、Ｂ”（ボロンイオン）をＳｉ基板
（１〉の表面に対してほぼ垂直に打込む。

次に同図Ｂに示すように、熱処理を施すことによって各
イオンを活性化し、所定の深さまで拡散する。（５）は
、主としてヒ素イオンによる高濃度のＮ＋型領領域あり
、図示していないソース・ドレイン電極との間でオーミ
ック・コンタクトを得るためのものである。り７）はリ
ンイオンによるイ氏濃度のＮ型領域であり、ホットエレ
クトロン対策ノためＮ”型領域（５）よりも深くなるよ
うに形成きれている。（６）はボロンイオンによるＰ型
領域であり、ソース拳ドレイン間のバンチスルー電圧を
上げるためのものである。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ところで、Ｐ型領域（６）はソース・ドしイン間のバン
チスルー電圧向上のために設けられているので、バンチ
スルー電圧が最大となるように横方向の拡散を制御して
いる。すなわち、下方向の拡散の深さはあまり考慮され
ていない。

このため、Ｓｉ基板（１）の不純物濃度よりも高いＰ型
領域（６）とＮ型領域（７）との間で新たなＰＮ接合が
形成され、接合容量増加によりトランジスタの動作速度
が遅くなるという問題がある。

本発明はかかる従来の問題に鑑みなされたものであり、
バンチスルー電圧の向上と接合容量の増加の防止が可能
な半導体装置の製造方法の提供を目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 第１図の本発明の原理説明図に示すように、本発明の半
導体装置の製造方法は、半導体基板（８）（例えばＰ型
Ｓｉ基板）の面に対してほぼ垂直に、第１の不純物（例
えばヒ素イオン）と第２の不純物（例えばリンイオン）
を注入し、かつ該半導体基板（８〉の面に対して斜めに
、第３の不純物（例えばボロンイオン）を注入し、拡散
処理の結果、第１の不純物の深さＸｌ、と第３の不純物
の深さＸｌ。

とをほぼ等しくし、第２の不純物の深さＸ１２を第１の
不純物の深さＸｉ、よりも深くすることを特徴としてい
る。

第３の不純物（１１）を斜めに注入した結果、該第３の
不純物（１１）の拡散の伸びは斜め方向で最も大きくな
り、図のような破線で示す拡散プロファイルとなる。

〈＊）作用 第２図は本発明の詳細な説明する図である。すなわち、
本発明によれば、第３の不純物（例えばボロン）を斜め
に注入した結果、この方向では第１のＮ型不純物領域（
１２）を越え、第２のＮ型不純物領域（１３）にまで拡
散する。このようにして、第３のＰ型不純物領域（１４
）を、第１のＮ型不純物領域（１２）の湾曲部のコーナ
ーにのみ形成することができる。このため、ソース・ド
レイン電圧が印加されたときの空乏層の伸びを抑えるこ
とができ、バンチスルー電圧を向上させることができる
。同時に、第１のＮ型不純物領域（１２）の下端部では
Ｐ型不純物領域が形成されていないので、新たなＰＮ接
合が形成されない。従って従来例にみられる容量増加と
いう問題を解決することができる。

（へ）実施例 次に図を参照しながら本発明の実施例について説明する
。

第３図Ａ−Ｃは本発明の実施例に係る半導体装置の製造
方法の説明図である。まず同図Ａに示すように、Ｐ型Ｓ
ｉ基板り１５）の上に形成されたポリＳｉゲート電極（
１８）およびサイドウオール５ｉ０．膜（１７）を形成
した後、ポリＳｉゲート電極（１８）およびサイドウオ
ールＳｉｎ、膜（１７）をマスクとして、ヒ素イオン、
リンイオンをＳｉ基板（１５）の面に対してほぼ垂直な
方向から注入する（同図Ｂ）。このときの注入条件は、
例えばヒ素イオンについては、注入エネルギー６０Ｋｅ
Ｖ、ドーズ量５　Ｘ　１０　”Ｃｍ−”１？、リンイオ
ンについては６０にｅＶ　、　Ｉ　Ｘ　１０１４ｃｒｒ
＋−”で行ない、注入方向はイオン注入チャネリング防
止のために少し傾け（７°±３°　）ぞ行なう。

またボロンイオンは８０ＫｅＶ、　３　Ｘ　１０　”ｃ
ｍ−”で、注入方向は３０°傾けて行なう。

第４図はこのボロンイオンの打込み方向を決め方を一般
的に説明するための断面図であり、（１９）は、主とし
てヒ素イオンによって形成される高濃度のＮ１型領域、
（２０）はリンイオンによって形成される低濃度のＮ型
領域である。またｘＩｌはＮ２型領域の下方向に拡散す
る距離、Ａ点はＮ”型領域（１９）の拡散下端を横に延
長してＮ型領域（１９）の拡散端と交わる点、Ｂ点はサ
イドウオールの端部を通って５ｉ基板（８）の面に垂直
に立つ線Ｑが、Ｓｉ基板（８）の表面と交わる点である
。そしてＲｐはＡ点とＢ点との距離、ｄは点Ａと線Ｑと
の間の距離である。なおｘＩｌはＮ型領域（２０）の下
方向に拡散する距離、ｌはボロンイオン注入方向とＱ線
とのなす角（入射角）である。

ボロンイオンの注入方向は次のようにして求めることが
できる。

Ｎ型領域（１９）　、　（２０）の不純物プロファイル
は不純物イオンの注入条件、および拡散条件によって定
まるから、Ｘｌｌ＋ｄが得られる。これによってｔａｎ
ｉ”　ｄ　／　Ｘ　Ｈｔからボロンの注入方向が定まる
。

またボロンの熱処理後の拡散距離Ｒｐは、Ｒ、ｍｘ　肩
！　＋　ｄ　１によって求まるから、これによってボロ
ンイオンの注入条件（ドーズ量、エネルギー）を定めれ
ばよい。

その後、Ｎ、ガス、９５０℃、５０分で熱処理を施して
注入イオンの拡散を行なうと、同図Ｃに示すように、Ｎ
”型領域（１９）（Ｘ　、Ｉ−０、２μｍ）。

Ｎ型領域（２０）（ｘ　、＊−０，２５μｍ）が得られ
る。そしてＰ型領域（２１）がＮ型領域り２０）の湾曲
部に形成される。

このように本発明の実施例によれば、Ｎ型領域（２０）
（ソース・ドレイン）の湾曲部にのみＰ型領域（２１）
が形成されるので、ソース・ドレイン間のバンチスルー
電圧を向上させながら、ソース・ドしインでのＰＮ接合
容量の増加を抑えてトランジスタの動作速度のスピード
アップを図ることができる。

クト〉発明の詳細 な説明したように、本発明によればボロンイオンを斜め
に注入することにより、Ｎ型領域（１９）の湾曲部のコ
ーナーにのみ形成することができる。

このため、ソース・ドレイン間に電圧を印加したときに
生成する空乏層の延びを抑え、ソース・ドレイン間のバ
ンチスルー電圧を向上させることができる。

また、Ｎ型領域（２０）の下端部の外側には、Ｐ型領域
が形成されないので、ＰＮ接合容量の増加も防止できる
。このため、従来に比ベトランジスタの動作速度のスピ
ードアップを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する断面図、第２図は本発
明の詳細な説明する断面図、第３図Ａ〜Ｃは本発明の詳
細な説明する断面図、第４図はボロンイオンの注入方向
を説明する断面図、第５図Ａ、Ｂは従来例を説明する断
面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ゲート電極部をマスクにして不純物を注入して自
   己整合的にソース・ドレインを形成する半導体装置の製
   造方法において、 一導電型の半導体基板面に対してほぼ垂直な方向から反
   対導電型の第１、第２の不純物をそれぞれ注入し、かつ
   該半導体基板面に対して斜め方向から一導電型の第３の
   不純物を注入し、 熱処理後、前記第１の不純物の下方向の拡散の深さと前
   記第３の不純物の下方向の拡散の深さをほぼ等しくし、
   前記第２の不純物の下方向の拡散の深さをそれよりも深
   くすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. （２）前記第１、第２の不純物としてヒ素、リンを用い
   、前記第３の不純物としてボロンを用いることを特徴と
   する請求項１記載の半導体装置の製造方法。