JPH0276255A - 短いゲート長さを有するcmosデバイスの製造方法 - Google Patents

短いゲート長さを有するcmosデバイスの製造方法

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JPH0276255A
JPH0276255A JP1196482A JP19648289A JPH0276255A JP H0276255 A JPH0276255 A JP H0276255A JP 1196482 A JP1196482 A JP 1196482A JP 19648289 A JP19648289 A JP 19648289A JP H0276255 A JPH0276255 A JP H0276255A
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JP
Japan
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polarity
well
channel
transistor
gate length
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Pending
Application number
JP1196482A
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English (en)
Inventor
Carlo Bergonzoni
カルロ ベルゴンツォーニ
Tiziana Cavioni
ティチアナ カビオーニ
Giuseppe P Crisenza
ジュセッペ パオロ クリセンツァ
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.)
STMicroelectronics SRL
Original Assignee
STMicroelectronics SRL
SGS Thomson Microelectronics SRL
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Publication date
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B69/00Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/01Manufacture or treatment
    • H10D84/0123Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs
    • H10D84/0126Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs
    • H10D84/0165Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs the components including complementary IGFETs, e.g. CMOS devices
    • H10D84/0167Manufacturing their channels
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
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    • H10D84/03Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies using Group IV technology, e.g. silicon technology or silicon-carbide [SiC] technology
    • H10D84/038Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies using Group IV technology, e.g. silicon technology or silicon-carbide [SiC] technology using silicon technology, e.g. SiGe

Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ドープされた多結晶シリコン及び/又は多結
晶珪化物ゲート集積CMOSデバイスの製造方法、特に
比較的高いサプライ電圧で動作するようにされたサブミ
クロンのゲート長を有するデバイスの製造方法に関する
(従来技術とその問題点) 受は入れることのできるしきい電圧を得るために、多結
・晶シリコン及び/又は多結晶珪化物ゲート構造を、n
−チャンネルトランジスタ上及びp−チャンネルトラン
ジスタ上でn−型ドーピングを受けさせるようにした、
例えばn−ウェル型デバイスにおけるCMOSデバイス
の従来の製造技術によると、これらの集積回路において
[埋設された」p−チャンネルトランジスタを導入する
ことは一般的なことである。これらの特別のトランジス
タは、n−ウェル領域の表面につまりp−チャンネルト
ランジスタのチャンネル領域の上に薄いp−ドープされ
た領域を形成することによるデバイスの製造方法の間に
得ることができる。一方からしきい電圧値を適切に調節
することを許容するならば、このコンフィギユレーショ
ンは、特に比較的急な「ビローグラウンド」カーブのよ
うな非常に小さいゲート長とパンチスルーに対する大き
な感度を有するトランジスタ用の最善からは外れた電気
的特性を決定する。更に厚過ぎる層はデバイスを全体的
に異なりかつ不十分な特性を有する欠乏型MOSトラン
ジスタとして動作させるため、トランジスタのゲートよ
り下のこのp−ドープされた領域の厚さは非常に重要な
特色を構成する。勿論正確に反転された極性において、
p−ウェルCMOSデバイスでもツイン−ウェルデバイ
スでも同じ問題が生ずる。
(発明の目的と構成) この技術的問題は、前記製造プロセスにおける上述の重
要な修正の導入やこのような従来技術における付加的な
マスクの使用を必要とすることなしに、本発明により解
決される。換言すると、本発明によると、非常に短いゲ
ート長を有するデバイスが持久記憶ERPOMメモリ中
のような比較的高いサプライ電圧で動作するよう設計さ
れている場合には、所望のしきい電圧値を達成するため
に埋設されたチャンネルトランジスタの形成に頬ること
は不要になる。
200人より薄いか等しい厚さを有するゲート酸化物の
使用を必要とする、約1マイクロメートルのゲート長を
有するデバイス又はそのフラクションについて、n−ウ
ェル領域の表面ドーピングレベルの部分的な補償と同時
に、n−チャンネルトランジスタが形成されるn−ウェ
ル領域外の単結晶p−型シリコンの表面ドーピングレベ
ルの富化を行うために、n−ウェル深拡散領域が形成さ
れた後に、シリコン基板の全表面上にマスクを使用しな
い硼素インプランテーションを行うことにより、拡散さ
れたn−ウェル領域中の1平方センチメートル当たりの
不純物の表面濃度がlXl0”原子を越えることなく、
ウェル拡散部中に形成されるトランジスタ例えばn−ウ
ェルデバイス中のp−チャンネルトランジスタのしきい
電圧を完全に満足できる変化範囲である−1.0から−
1,2■の範囲に維持することが可能になることが見出
された。
20から30KeVO間の公称運動エネルギにより基板
の露出表面の1平方センチメートル当たり0.5xlQ
l!から3×1012原子までのドーズの硼素イオンを
インプラトすることにより、0.6マイクロメードルに
減少したゲート長を有し、p−チャンネルトランジスタ
のしきい電圧が約−1,0から−1,2vの間に維持さ
れたn−ウェルCMOSデバイスが得られることが見出
された。勿論本発明の技術は、p−ウェルCMOSデバ
イスの場合にもいわゆるツイン−ウェルCMOSデバイ
スの場合にも同様に使用することができる。本発明方法
により必要とされる付加的なプロセスステップは容易に
実施することができ、かつこの種のデバイスの全ての異
なった構造に対して互換的である。
本発明の改良されたCMOS製造方法は、非常に小さい
ゲートデイメンジョンを維持するために、ブレークダウ
ンとパンチスルーに対して十分な保護のあるトランジス
タを提供することが必要である持久記憶型EPROM型
メモリの製造に特に有用である。一方又は両方の極性の
トランジスタ用の弱くドープされたドレーン(LDD)
のような配置を利用する可能性に関連する表面における
ウェル領域ドーピングを補償するためのインプランテー
ションプロセスステップの導入は、トランジスタの接合
の近くのウェルのドーピング濃度を低下させることによ
り、ウェル領域のより深い部分のドーピングプロフィー
ルにより決定される同じトランジスタのパンチスルー電
圧特性に重要な影響を与えることなく、ウェル中に形成
されるトランジスタの高いブレークダウン電圧を維持す
ることを許容する。同時に、同じ補償インプランテーシ
ョンを通して、ウェル領域外に形成されるトランジスタ
は、それを比較的高い電圧で動作するためにより適した
ものにする実質的な反パンチスルーインプランテーショ
ンを受ける。注目されるべきことは、フィールド酸化物
を成長させる前にマスクを使用しない補償インプランテ
ーションを行うことにより、主拡散がフィールド酸化の
間に起こり又このステップの熱バランスが高く引き続く
熱処理に関してドーピングプロフィールを実質的に安定
化させるものであるため、EPROMメモリ製造プロセ
スにおける多結晶シリコン又は珪化物の重なり層間に絶
縁層を形成するために必要な熱処理にほぼ依存しないド
ーピングプロフィール特性を形成することを許容するこ
とである。
(好ましい実施例の説明) 本発明に従って修正されたn−ウェルCMOSデバイス
の製造プロセスの例は次のステップを含んで成っている
■ 単結晶p−型シリコン基板上における深いn−ウェ
ル拡散部の形成。
■ 全基板上での硼素のマスクを使用しない補償インプ
ランテーション。
■ −船釣に使用されている技術の一法に従ったフィー
ルド酸化による活性エリアの精細化と分離。
■ 基板表面上のゲート酸化物層の形成。
■ 第1の多結晶シリコン層の付着、ドーピング及び精
細化。
■ p゛マスク形成とp°接合のインプランテーション
■ n゛マスク形成とn゛接合インプランテーション。
■ 従来法による接点と相互接続ラインの形成及び標準
製造プロセスの最終ステップの完了。
勿論本製造プロセスは、重なった多結晶シリコン及び多
結晶珪化物、あるいは多結晶珪化物等のゲートの形成だ
けでなく、弱くドープされたドレーン(LDD))ラン
ジスタの形成、シリコン酸化物以外の物質のスペーサの
形成及び他の既知の技術も意図している。
一般に本発明のプロセスがp−ウェル構造を有するデバ
イスの製造に適用されると、全基板上のマスクを使用し
ない補償インプランテーションステソプ(ステップ2)
はn〜型トド−パントよるものであり、一方ツインーウ
ェル構造のデバイスを製造する場合にはプロセスの前記
付加的なステップの間にインプラントされるドーパント
の極性は、本開示に基づいて当業者により容易に行われ
る考慮に従って、特定の要請と必要な性能に応じて選択
される。
(実施例) 標準的な多結晶シリコン、ゲートCMOS製造プロセス
に従って、「低い」サプライ電圧のデバイスのための0
.6μmの長さのゲートを有しかつ「高いJサプライ電
圧のデバイスのための0.8μmの長さのゲートを有す
るn〜ルウエルCMOSデバイス製造する。本発明の一
例に従って修正されたプロセスを実施することにより、
そして深いn−ウェル拡散部を形成した後に25KeV
で1平方センチメートル当たり約1〜2×1012原子
のドーズを使用して、全基板上に硼素をインプラントす
ることにより、一連のデバイスを製造する。他の一連の
デバイスは、本発明の例による付加的なマスクを使用し
ない補償インプランテーシジンステソプを行うことなく
、従来技術に従って埋設チャンネルのp−チャンネルト
ランジスタを形成することにより製造する。
本プロセスにより製造されたデバイスは、−1,1と−
1,2Vの間のしきい電圧と75〜80mV/デケード
のビローグラウンドスロープを有している。対照的に既
知技術により製造された埋設p−チャンネルトランジス
タを有するデバイスは、約100〜110mV/デケー
ドのビローグラウンドスロープを有している。
本発明によりインプラントされた補償硼素ドーズは、n
−チャンネルトランジスタ中の反パンチスルー拡散を同
時に形成するためにも十分なものである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)その中に第1の極性のチャンネルを有するトラン
    ジスタが形成されかつその外に第2の極性のチャンネル
    を有するトランジスタが形成された第2の極性の深いウ
    ェル拡散部が形成された、第1の極性のドープされた単
    結晶シリコン基板上に、多結晶シリコン及び/又は珪化
    物ゲートCMOS集積デバイスを製造する方法において
    、 前記ウェル領域の表面ドーピングレベルの部分的な補償
    と前記ウェル領域外の前記基板の表面ドーピングレベル
    の富化を同時に行うために、前記深いウェル拡散部を形
    成した後に、前記シリコン基板の全表面上に前記第1の
    極性のドーパントのマスクされないイオンインプランテ
    ーションを行うことを特徴とする方法。
  2. (2)集積CMOSデバイスがn−ウェル構造を有し、
    インプラントされたドーパントが、20〜30KeVの
    公称運動エネルギでインプラントされた、露出表面の1
    平方センチ当たり0.5×10^1^2から3×10^
    1^2原子のドーズの硼素である請求項1に記載のCM
    OS製造方法。
JP1196482A 1988-07-29 1989-07-28 短いゲート長さを有するcmosデバイスの製造方法 Pending JPH0276255A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT83653A/88 1988-07-29
IT8883653A IT1225612B (it) 1988-07-29 1988-07-29 Processo di fabbricazione di dispositivi integrati cmos con lunghezza di gate ridotta e transistori a canale superficiale

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JPH0276255A true JPH0276255A (ja) 1990-03-15

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JP1196482A Pending JPH0276255A (ja) 1988-07-29 1989-07-28 短いゲート長さを有するcmosデバイスの製造方法

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EP (1) EP0362147A3 (ja)
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EP0362147A3 (en) 1991-01-23
IT8883653A0 (it) 1988-07-29
IT1225612B (it) 1990-11-22
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