JPH04259258A - Manufacture of mis field effect semiconductor device - Google Patents

Manufacture of mis field effect semiconductor device

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JPH04259258A
JPH04259258A JP3021061A JP2106191A JPH04259258A JP H04259258 A JPH04259258 A JP H04259258A JP 3021061 A JP3021061 A JP 3021061A JP 2106191 A JP2106191 A JP 2106191A JP H04259258 A JPH04259258 A JP H04259258A
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JP
Japan
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region
type
type semiconductor
recess
concentration impurity
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Application number
JP3021061A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Kusuyama
幸一 楠山
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04259258A publication Critical patent/JPH04259258A/en
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/01Manufacture or treatment
    • H10D64/025Manufacture or treatment forming recessed gates, e.g. by using local oxidation
    • H10D64/027Manufacture or treatment forming recessed gates, e.g. by using local oxidation by etching at gate locations
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/601Insulated-gate field-effect transistors [IGFET] having lightly-doped drain or source extensions, e.g. LDD IGFETs or DDD IGFETs 
    • H10D30/608Insulated-gate field-effect transistors [IGFET] having lightly-doped drain or source extensions, e.g. LDD IGFETs or DDD IGFETs  having non-planar bodies, e.g. having recessed gate electrodes

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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a manufacturing method which can form a MIS field effect semiconductor device having an LDD(Lightly Doped Drain) structure in a self-alignment manner, and prevent deterioration of electric characteristic even in the case of a miniaturization. CONSTITUTION:A low concentration impurity region is formed in a P-type semiconductor substrate 100, a high concentration impurity region is formed in the low impurity region, a recess is formed on the low and high concentration impurity regions to divide the high concentration region to 106, 108, sidewalls are formed on part of a bottom and sidewall of the recess, with the sidewall as a mask a channel region 110 is formed in the low concentration region in the bottom of the recess, the low concentration region is divided into 102, 104, and a gate electrode 114 is formed on surfaces of low and high concentration regions 102, 104, 106, 108 of the sidewall, bottom of the recess, and the region 110 through a gate insulating film 112.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は、LDD(Light
ly Doped Drain)構造を有するMIS電
界効果形半導体装置の製造方法に関する。
[Industrial Field of Application] This invention relates to LDD (Light
The present invention relates to a method of manufacturing a MIS field effect semiconductor device having a ly Doped Drain structure.

【0002】0002

【従来技術】MIS電界効果形半導体装置より構成され
る集積回路は、バイポーラ素子により構成される集積回
路に比較して高度に集積化することが可能である。この
ため、MIS電界効果形半導体装置が広く電子回路に利
用されている。
2. Description of the Related Art Integrated circuits made of MIS field effect semiconductor devices can be highly integrated compared to integrated circuits made of bipolar elements. For this reason, MIS field effect semiconductor devices are widely used in electronic circuits.

【0003】しかしながら、このようなMIS電界効果
形半導体装置の微細化を進めていくと、ドレイン近傍に
電界が集中するために、電界が集中した部分にホットキ
ャリアが多数形成され、このホットキャリアがゲート絶
縁膜に捕獲されてしまう。このため、ドレイン領域およ
びチャネル領域の電気伝導度が変化して、ドレイン電流
の低下したり、スレッショルド(Threshold 
)電圧のシフトする等MIS電界効果形半導体装置の電
気特性の低下が発生してしまう。
However, as the miniaturization of such MIS field effect semiconductor devices progresses, the electric field concentrates near the drain, so a large number of hot carriers are formed in the area where the electric field is concentrated, and these hot carriers It is captured by the gate insulating film. Therefore, the electrical conductivity of the drain region and the channel region changes, causing a decrease in the drain current and a decrease in the threshold (Threshold).
) Deterioration of the electrical characteristics of the MIS field effect semiconductor device, such as voltage shift, occurs.

【0004】上記のごとき欠点を解決するために、LD
D構造のMIS電界効果形半導体装置が提案されてきた
。この半導体装置は、ドレイン近傍における電界集中を
緩和するために、ソースおよびドレイン領域のチャネル
領域に接する部分にソースおよびドレイン領域よりも低
濃度の不純物領域を設けたものである。
[0004] In order to solve the above drawbacks, LD
D-structure MIS field effect semiconductor devices have been proposed. In this semiconductor device, impurity regions having a lower concentration than the source and drain regions are provided in portions of the source and drain regions that are in contact with the channel region in order to alleviate electric field concentration near the drain.

【0005】しかし、更に微細化を進め、ソース領域と
ドレイン領域との間の実質的な距離(実効チャネル長)
が狭くなってくると、ショートチャネル効果が発生した
り、やパンチスルー等が起きるなどの問題が発生してく
る。
However, as miniaturization progresses further, the substantial distance (effective channel length) between the source region and the drain region increases.
As the distance becomes narrower, problems such as short channel effects and punch-through occur.

【0006】これらの欠点を改善するために、図8に示
したような埋め込みゲート型の半導体装置が従来提案さ
れていた。(例えば、「1988 Internati
onal ElectronDevaices Mee
ting [IEMD88]」  予稿集pp.226
−229等を参照)なお、図8は従来の埋め込みゲート
型のMIS電界効果形半導体装置の断面構造図である。
In order to improve these drawbacks, a buried gate type semiconductor device as shown in FIG. 8 has been proposed. (For example, “1988 International
onal ElectronDevices Mee
ting [IEMD88]” Proceedings pp. 226
229, etc.) FIG. 8 is a cross-sectional structural diagram of a conventional buried gate type MIS field effect semiconductor device.

【0007】図8において、800はP形半導体基板で
あり、802,804は電界を緩和するためのN−形半
導体領域であり、806はドレイン領域を構成している
N+形半導体領域であり、808はソース領域を構成し
ているN+形半導体領域である。そして、810はスレ
ッショルド電圧をコントロールするためにP形不純物を
拡散して形成したチャネル領域を構成しているP+形半
導体領域であり、812はゲート絶縁膜であり、814
はゲート電極である。
In FIG. 8, 800 is a P-type semiconductor substrate, 802 and 804 are N- type semiconductor regions for relaxing the electric field, and 806 is an N+-type semiconductor region constituting a drain region. Reference numeral 808 denotes an N+ type semiconductor region constituting a source region. Further, 810 is a P+ type semiconductor region forming a channel region formed by diffusing P type impurities to control the threshold voltage, 812 is a gate insulating film, and 814 is a gate insulating film.
is the gate electrode.

【0008】次に、図9〜図13に基づいて一般的な製
造方法を説明する。なお、図9〜図13は、夫々従来の
半導体装置の製造方法による各製造工程における半導体
装置の断面図である。
Next, a general manufacturing method will be explained based on FIGS. 9 to 13. Note that FIGS. 9 to 13 are cross-sectional views of a semiconductor device in each manufacturing process by a conventional semiconductor device manufacturing method.

【0009】1−a)  図9に示すように、P形半導
体基板800に、N形不純物をイオン注入し、さらに熱
拡散を行ってN−形半導体領域400を形成する。その
後、凹部を形成するために、例えばP形半導体基板80
0の表面を酸化するなどしてマスク401を形成する。
1-a) As shown in FIG. 9, an N-type semiconductor region 400 is formed by ion-implanting N-type impurities into a P-type semiconductor substrate 800 and further performing thermal diffusion. After that, in order to form a recess, for example, the P-type semiconductor substrate 80 is
A mask 401 is formed by oxidizing the surface of 0.

【0010】1−b)  図10に示すように、異方性
エッチングを用いて、P形半導体基板800に凹部を形
成し、N−形半導体領域400を分割してN− 形半導
体領域802,804を形成する。そして、マスク40
1を取り除く。
1-b) As shown in FIG. 10, a recess is formed in the P-type semiconductor substrate 800 using anisotropic etching, and the N-type semiconductor region 400 is divided into N-type semiconductor regions 802, 804 is formed. And mask 40
Remove 1.

【0011】1−c)  図11に示すように、P形半
導体基板800の表面を酸化して、ゲート絶縁膜812
を形成する。 そして、P形半導体基板800内のチャネルを形成する
領域に、P形不純物をイオン注入して熱拡散させてP+
形半導体領域810を形成する。
1-c) As shown in FIG. 11, the surface of the P-type semiconductor substrate 800 is oxidized to form a gate insulating film 812.
form. Then, P-type impurities are ion-implanted into a region where a channel is to be formed in the P-type semiconductor substrate 800 and thermally diffused to form a P+
A shaped semiconductor region 810 is formed.

【0012】1−d)  図12に示すように、ゲート
絶縁膜812上に、例えばCVD法を用いて多結晶シリ
コンよりなるゲート電極814を形成する。
1-d) As shown in FIG. 12, a gate electrode 814 made of polycrystalline silicon is formed on the gate insulating film 812 using, for example, the CVD method.

【0013】1−e)  図13に示すように、ゲート
電極814をマスクとして、N−形半導体領域802,
804中に、N形不純物をイオン注入し、さらに熱拡散
を行ってN+形半導体領域806,808を形成する。
1-e) As shown in FIG. 13, using the gate electrode 814 as a mask, the N-type semiconductor region 802,
N+ type semiconductor regions 806 and 808 are formed by ion-implanting N type impurities into 804 and further performing thermal diffusion.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ごとき従来の製造方法にあっては、ゲート電極814を
マスクとしてN+形半導体領域を形成していたために、
ゲート電極814の位置がずれたりした場合、半導体装
置の電気特性の劣化が発生してしまうという問題点があ
った。
However, in the conventional manufacturing method as described above, since the N+ type semiconductor region is formed using the gate electrode 814 as a mask,
There is a problem in that if the position of the gate electrode 814 shifts, the electrical characteristics of the semiconductor device will deteriorate.

【0015】つまり、ゲート電極814が正規の位置よ
り左側(ソース側)にずれてしまった場合、ソース側の
N−形半導体領域804の長さが長くなり、ドレイン側
のN−形半導体領域802の長さが短くなってしまう。 すると、ソース側では、N−形半導体領域804の抵抗
成分が増大して、相互コンダクタンスが減少してしまう
In other words, if the gate electrode 814 is shifted to the left (source side) from its normal position, the length of the N-type semiconductor region 804 on the source side becomes longer, and the length of the N-type semiconductor region 802 on the drain side increases. The length of will become shorter. Then, on the source side, the resistance component of the N-type semiconductor region 804 increases and the mutual conductance decreases.

【0016】さらに、ドレイン側では、P+形半導体領
域810およびN−形半導体領域802に印加される電
界が大きくなって、ホットキャリアが多数形成され、ド
レイン電流が減少してしまうなどといった問題点が発生
する。
Furthermore, on the drain side, the electric field applied to the P+ type semiconductor region 810 and the N− type semiconductor region 802 increases, resulting in the formation of a large number of hot carriers, which causes problems such as a decrease in the drain current. Occur.

【0017】この発明は、上記の問題点に鑑みてなされ
たもので、半導体基板に形成した凹部の底面に電界を緩
和するための低濃度不純物領域とチャネル領域とを自己
整合的に形成することによって、マスク合わせ誤差等の
製造プロセス上の精度に依存しないMIS電界効果形半
導体装置の電気的特性とすることができるMIS電界効
果形半導体装置の製造方法を提供することを目的として
いる。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and involves forming in a self-aligned manner a low concentration impurity region and a channel region for relaxing an electric field at the bottom of a recess formed in a semiconductor substrate. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an MIS field effect semiconductor device in which the electrical characteristics of the MIS field effect semiconductor device can be made independent of manufacturing process precision such as mask alignment errors.

【0018】[0018]

【問題を解決するための手段】この発明は、上記の如き
目的を達成するためになされたもので、第1導電形の半
導体基板に第2導電形の第1不純物をドーピングして低
濃度不純物領域を形成する工程と、高濃度不純物領域に
低濃度不純物領域よりも浅く、第2導電形の第1不純物
をドーピングして高濃度不純物領域を形成する工程と、
低濃度不純物領域に低濃度不純物領域よりも浅く、且つ
高濃度不純物領域よりも深い凹部を形成する工程と、低
濃度および高濃度不純物領域の上にマスク材を形成し、
異方性エッチングを用いてマスク材をエッチングして凹
部の底部の一部および側壁部にサイドウォールを形成す
る工程と、該サイドウォールをマスクとして凹部の底部
の低濃度不純物領域に第1導電形の第2不純物をドーピ
ングしてチャネル領域を形成する工程と、サイドウォー
ルを除去した後、凹部の側壁部および底部の低濃度およ
び高濃度不純物領域の表面にゲート絶縁膜を形成し、該
ゲート絶縁膜の表面にゲート電極を形成する工程とを含
むMIS電界効果形半導体装置の製造方法とする。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made to achieve the above-mentioned objects, and includes doping a first impurity of a second conductivity type into a semiconductor substrate of a first conductivity type to form a low concentration impurity. a step of doping the high concentration impurity region with a first impurity of a second conductivity type to a depth shallower than the low concentration impurity region to form a high concentration impurity region;
forming a recess in the low concentration impurity region that is shallower than the low concentration impurity region and deeper than the high concentration impurity region; forming a mask material on the low concentration impurity region and the high concentration impurity region;
A step of etching the mask material using anisotropic etching to form a sidewall on a part of the bottom and sidewall of the recess, and using the sidewall as a mask, a first conductivity type is etched in the low concentration impurity region at the bottom of the recess. After removing the sidewalls, forming a gate insulating film on the surfaces of the low concentration and high concentration impurity regions on the sidewalls and bottom of the recess, A method of manufacturing an MIS field effect semiconductor device includes a step of forming a gate electrode on a surface of a film.

【0019】[0019]

【作用】この発明では、半導体基板に形成した凹部の側
壁面に形成したサイドウォールをマスクとして、該凹部
の底面に低濃度不純物領域とチャネル領域を自己整合的
に形成されるようにした。このため、高濃度不純物領域
からチャネル領域までの低濃度不純物領域の最短距離は
、サイドウォールの厚さにより容易に制御することがで
き、製造したMIS電界効果形半導体装置の電気特性を
最適化することができる。
In the present invention, a low concentration impurity region and a channel region are formed in a self-aligned manner on the bottom surface of a recess formed in a semiconductor substrate using a sidewall formed on the side wall surface of the recess as a mask. Therefore, the shortest distance of the low concentration impurity region from the high concentration impurity region to the channel region can be easily controlled by the sidewall thickness, optimizing the electrical characteristics of the manufactured MIS field effect semiconductor device. be able to.

【0020】[0020]

【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて説明する
。図1は、この発明の一実施例を示す図であり、この発
明に基づく製造方法を用いて製造した半導体装置の位置
断面図を示している。また、図2〜図7は、この発明の
製造工程を説明するための断面構造図である。
EXAMPLES The present invention will be explained below based on examples. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and shows a positional sectional view of a semiconductor device manufactured using a manufacturing method based on the present invention. Moreover, FIGS. 2 to 7 are cross-sectional structural views for explaining the manufacturing process of the present invention.

【0021】まず、基づいてこの発明により製造される
半導体装置の構造を説明する。図1において、100は
P形半導体基板であり、この実施例においては、請求項
1に記載した第1導電形に相当しているのがP形であり
、第2導電形に相当しているのがN形である。
First, the structure of a semiconductor device manufactured according to the present invention will be explained. In FIG. 1, 100 is a P-type semiconductor substrate, and in this embodiment, the P-type corresponds to the first conductivity type described in claim 1, and the P-type corresponds to the second conductivity type. This is the N type.

【0022】そして、110は請求項1に記載したチャ
ネル領域に相当するP+形半導体領域であり、102,
104は請求項1に記載した低濃度不純物領域に相当す
るN−形半導体領域であり、106,108は請求項1
に記載した高濃度不純物領域に相当するN+形半導体領
域である。
Further, 110 is a P+ type semiconductor region corresponding to the channel region described in claim 1, 102,
104 is an N-type semiconductor region corresponding to the low concentration impurity region described in claim 1, and 106 and 108 are
This is an N+ type semiconductor region corresponding to the high concentration impurity region described in .

【0023】なお、N+形半導体領域106がドレイン
領域を構成しており、N+形半導体領域108がソース
領域を構成している。そして、N−形半導体領域102
,104は、それぞれN+形半導体領域106,108
に電界が集中するのを緩和するための電界緩和領域を構
成しており、図1はLDD構造のMIS電界効果形半導
体装置の断面構造を示している。
Note that the N+ type semiconductor region 106 constitutes a drain region, and the N+ type semiconductor region 108 constitutes a source region. Then, the N-type semiconductor region 102
, 104 are N+ type semiconductor regions 106, 108, respectively.
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of an MIS field effect semiconductor device having an LDD structure.

【0024】次に、図2〜図7に基づいて製造方法を工
程順に説明する。 2−a)  図2に示すように、P形半導体基板100
表面をイオン打ち込みから保護するために、P形半導体
基板100表面を薄く(約 500オンク゛ストローム
)酸化して保護膜142を形成する。この保護膜142
を介してP形半導体基板100の中に、請求項1に記載
した第1不純物に相当する例えばリン等のN形不純物イ
オンを打ち込み、低濃度のN形不純物領域144を形成
する。
Next, the manufacturing method will be explained step by step based on FIGS. 2 to 7. 2-a) As shown in FIG. 2, a P-type semiconductor substrate 100
In order to protect the surface from ion implantation, the surface of the P-type semiconductor substrate 100 is oxidized thinly (about 500 angstroms) to form a protective film 142. This protective film 142
N-type impurity ions, such as phosphorus, which correspond to the first impurity described in claim 1, are implanted into the P-type semiconductor substrate 100 through the semiconductor substrate 100 to form a low concentration N-type impurity region 144.

【0025】2−b)  図3に示すように、保護膜1
42を介して低濃度のN形不純物領域144の中に、請
求項1に記載した第1不純物に相当する例えば砒素等の
N形不純物イオンを低濃度不純物領域144より浅く打
ち込み、高濃度のN形不純物領域146を形成し、さら
に熱処理を行うことによって打ち込んだN形不純物イオ
ンを活性化する。
2-b) As shown in FIG.
N-type impurity ions, such as arsenic, which correspond to the first impurity described in claim 1, are implanted into the low-concentration N-type impurity region 144 through the N-type impurity region 142 at a shallower depth than the low-concentration impurity region 144. A type impurity region 146 is formed and further heat treatment is performed to activate the implanted N type impurity ions.

【0026】2−c)  図4に示すように、高濃度の
N形不純物領域146の表面を酸化して厚い酸化膜を形
成し、フォト・エッチングにより凹部を形成する部分の
上の酸化膜を除去してマスク材150を形成し、異方性
エッチングによりN形不純物領域144より浅くかつN
+形半導体領域106,108より深い凹部をP形半導
体基板100中に形成する。このとき、形成した凹部に
よりN形不純物領域146がN+形半導体領域106,
108の2つに分割される。
2-c) As shown in FIG. 4, the surface of the highly concentrated N-type impurity region 146 is oxidized to form a thick oxide film, and the oxide film above the portion where the recess is to be formed is removed by photo-etching. A mask material 150 is formed by removing the N-type impurity region 144 and an N-type impurity region shallower than the N-type impurity region 144 by anisotropic etching.
A recess deeper than the + type semiconductor regions 106 and 108 is formed in the P type semiconductor substrate 100. At this time, the formed concave portion allows the N type impurity region 146 to become the N+ type semiconductor region 106,
It is divided into two parts, 108.

【0027】2−d)  図5に示すように、マスク材
150の上およびP形半導体基板100(N形不純物領
域144およびN+形半導体領域106,108を含む
)の上に、例えばCVD法を用いて、ほぼ均一の厚さの
請求項1に記載したマスク材に相当するマスク材152
を形成する。
2-d) As shown in FIG. 5, for example, a CVD method is applied on the mask material 150 and the P-type semiconductor substrate 100 (including the N-type impurity region 144 and the N+ type semiconductor regions 106 and 108). A mask material 152 corresponding to the mask material according to claim 1 and having a substantially uniform thickness.
form.

【0028】2−e)  図6に示すように、RIE(
Reactive Ion Etchihg)法等によ
る異方性エッチングを行ない、凹部の側壁部および底部
の一部を除いてマスク材152を除去することによって
、サイドウォール154を形成する。次に、サイドウォ
ール154をマスクとして、凹部の底部のN形不純物領
域144およびP形半導体基板100に、請求項1に記
載した第2不純物に相当する例えばボロン等のP形不純
物イオンを打ち込み、熱拡散させてP+形半導体領域1
10を形成する。このとき、N形不純物領域144がP
+形半導体領域110により電気的に2つに分離されN
−形半導体領域102,104となる。
2-e) As shown in FIG.
The sidewall 154 is formed by performing anisotropic etching using a reactive ion etching method or the like to remove the mask material 152 except for a portion of the sidewall and bottom of the recess. Next, using the sidewall 154 as a mask, P-type impurity ions such as boron, which correspond to the second impurity described in claim 1, are implanted into the N-type impurity region 144 at the bottom of the recess and the P-type semiconductor substrate 100. P+ type semiconductor region 1 by thermal diffusion
form 10. At this time, the N type impurity region 144 is P
N is electrically separated into two by the + type semiconductor region 110.
- type semiconductor regions 102 and 104.

【0029】2−f)  図7に示すように、マスク材
150およびサイドウォール154を除去した後、P+
形半導体領域110、N−形半導体領域102,104
およびN+形半導体領域106,108の表面を酸化し
て、ゲート絶縁膜112を形成する。 そして、ゲート絶縁膜112の上に、例えばCVD法を
用いて多結晶シリコンよりなるゲート電極114を形成
する。
2-f) As shown in FIG. 7, after removing the mask material 150 and the sidewalls 154, the P+
type semiconductor region 110, N-type semiconductor region 102, 104
Then, the surfaces of the N+ type semiconductor regions 106 and 108 are oxidized to form a gate insulating film 112. Then, a gate electrode 114 made of polycrystalline silicon is formed on the gate insulating film 112 using, for example, a CVD method.

【0030】上記のごとき製造方法によりMIS電界効
果形半導体装置を製造することによって、N−形半導体
領域102,104を自己整合的に形成することが可能
となる。したがって、従来の製造方法を用いて製造を行
っていた場合のように、N−形半導体領域102,10
4の長さのバラツキに起因するホットキャリア効果によ
る電気特性の劣化や相互コンダクタンスの低下等を防止
することができる。
By manufacturing the MIS field effect semiconductor device using the manufacturing method described above, it becomes possible to form the N-type semiconductor regions 102 and 104 in a self-aligned manner. Therefore, as in the case of manufacturing using the conventional manufacturing method, the N-type semiconductor regions 102, 10
It is possible to prevent deterioration of electrical characteristics and reduction of mutual conductance due to hot carrier effects caused by variations in the lengths of the wires.

【0031】さらに、N−形半導体領域102,104
のキャリアの通路に沿って、ゲート電極114が形成さ
れているために、N−形半導体領域102,104表面
近傍のキャリアの通路のキャリア密度をゲート電極11
4に印加する電圧よって制御することが可能となる。し
たがって、電界緩和効果を向上させるためにN−形半導
体領域102,104の不純物濃度を低くした場合でも
、N−形半導体領域102,104の直列抵抗成分によ
る相互コンダクタンスの低下やホットキャリアの影響に
よる電気特性の劣化等を防止することができる。
Furthermore, N-type semiconductor regions 102 and 104
Since the gate electrode 114 is formed along the carrier path of the gate electrode 11, the carrier density of the carrier path near the surfaces of the N-type semiconductor regions 102 and 104 is
This can be controlled by the voltage applied to 4. Therefore, even when the impurity concentration of the N-type semiconductor regions 102 and 104 is lowered to improve the electric field relaxation effect, the mutual conductance decreases due to the series resistance component of the N-type semiconductor regions 102 and 104, and due to the influence of hot carriers. Deterioration of electrical characteristics, etc. can be prevented.

【0032】なお、上記実施例においては、P形半導体
基板に対し、N形不純物を用いてN形のFETを形成し
たが、各半導体領域の導電形を逆にしてもよい。つまり
、N形半導体基板に対し、P形不純物を用いてP形のF
ETを形成してもよい。
In the above embodiment, an N-type FET was formed using an N-type impurity in a P-type semiconductor substrate, but the conductivity type of each semiconductor region may be reversed. In other words, for an N-type semiconductor substrate, a P-type F is created using a P-type impurity.
ET may also be formed.

【0033】また、上記実施例においては、N−形半導
体領域102,104を形成するための第1不純物とし
て砒素、N+形半導体領域106,108を形成するた
めの第1不純物としてリンをそれぞれ一例として別々の
不純物を示したが、N−形半導体領域102,104お
よびN+形半導体領域106,108を形成する第1不
純物は同一の不純物であってもよく、またN形不純物と
して砒素・リン以外の不純物を用いてもよく、P形不純
物としてボロン以外の不純物を用いてもよい。
In the above embodiment, arsenic is used as the first impurity for forming the N- type semiconductor regions 102 and 104, and phosphorus is used as the first impurity for forming the N+ type semiconductor regions 106 and 108, respectively. However, the first impurities forming the N- type semiconductor regions 102, 104 and the N+ type semiconductor regions 106, 108 may be the same impurity, or other impurities other than arsenic and phosphorus may be used as the N-type impurities. An impurity other than boron may be used as the P-type impurity.

【0034】さらに、P+形半導体領域110は、チャ
ネルを形成する領域であって、上記の実施例において導
電形をP+形としたが、N−形半導体領域102,10
4を電気的に分離し、チャネルを形成できれば良く、ス
レッショルド電圧を制御するために、P形不純物イオン
の打ち込み量を少なくして、チャネル領域の導電形をN
−−形としてもよい。
Further, the P+ type semiconductor region 110 is a region for forming a channel, and the conductivity type is P+ type in the above embodiment, but the N− type semiconductor regions 102 and 10
In order to control the threshold voltage, the amount of implanted P-type impurity ions is reduced and the conductivity type of the channel region is changed to N.
--It may be a shape.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、ゲート電極およびチャネル領域を形成する凹部の
側壁部および底部の一部にサイドウォールを形成し、該
サイドウォールをマスクとして上記凹部の底面に低濃度
不純物領域とチャネル領域を自己整合的に形成すること
ができる。このため、低濃度不純物領域の長さが、マス
クの合わせ精度に依存せず、MIS電界効果形半導体装
置の電気特性のバラツキを低減することができるという
ような効果がある。
As described above, according to the present invention, a sidewall is formed on a part of the sidewall and bottom of the recess forming the gate electrode and the channel region, and the sidewall is used as a mask to form the recess. A low concentration impurity region and a channel region can be formed in a self-aligned manner on the bottom surface of the substrate. Therefore, the length of the low concentration impurity region does not depend on the precision of mask alignment, and there is an effect that variations in the electrical characteristics of the MIS field effect semiconductor device can be reduced.

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

【図1】この発明により製造したMIS電界効果形半導
体装置を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a MIS field effect semiconductor device manufactured according to the present invention.

【図2】この発明の一実施例の製造工程を説明するため
の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of an embodiment of the present invention.

【図3】この発明の一実施例の製造工程を説明するため
の断面図である。
FIG. 3 is a sectional view for explaining the manufacturing process of an embodiment of the present invention.

【図4】この発明の一実施例の製造工程を説明するため
の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of an embodiment of the present invention.

【図5】この発明の一実施例の製造工程を説明するため
の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of an embodiment of the present invention.

【図6】この発明の一実施例の製造工程を説明するため
の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of an embodiment of the present invention.

【図7】この発明の一実施例の製造工程を説明するため
の断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of an embodiment of the present invention.

【図8】従来の半導体装置を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a conventional semiconductor device.

【図9】従来の半導体装置の製造工程を説明するための
断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of a conventional semiconductor device.

【図10】従来の半導体装置の製造工程を説明するため
の断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of a conventional semiconductor device.

【図11】従来の半導体装置の製造工程を説明するため
の断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of a conventional semiconductor device.

【図12】従来の半導体装置の製造工程を説明するため
の断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of a conventional semiconductor device.

【図13】従来の半導体装置の製造工程を説明するため
の断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】 100  P形半導体基板 102,104,160,144  N形低濃度不純物
領域106,108,146  N形高濃度不純物領域
110  チャネル領域 112  ゲート絶縁膜 114  ゲート電極 154  サイドウォール
[Explanation of symbols] 100 P-type semiconductor substrate 102, 104, 160, 144 N-type low concentration impurity region 106, 108, 146 N-type high concentration impurity region 110 Channel region 112 Gate insulating film 114 Gate electrode 154 Sidewall

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  第1導電形の半導体基板に、第2導電
形の第1不純物をドーピングして低濃度不純物領域を形
成する工程と、該低濃度不純物領域に該低濃度不純物領
域よりも浅く、第2導電形の第1不純物をドーピングし
て高濃度不純物領域を形成する工程と、該高濃度不純物
領域に前記低濃度不純物領域よりも浅く、且つ前記高濃
度不純物領域よりも深い凹部を形成する工程と、前記低
濃度および高濃度不純物領域の上にマスク材を形成し、
異方性エッチングを用いて前記マスク材をエッチングし
て前記凹部の底部の一部および側壁部にサイドウォール
を形成する工程と、該サイドウォールをマスクとして前
記凹部の底部の前記低濃度不純物領域に第1導電形の第
2不純物をドーピングしてチャネル領域を形成する工程
と、前記サイドウォールを除去した後、前記凹部の側壁
部および底部の前記低濃度および高濃度不純物領域の表
面にゲート絶縁膜を形成し、該ゲート絶縁膜の表面にゲ
ート電極を形成する工程とを含むことを特徴とするMI
S電界効果形半導体装置の製造方法。
1. A step of doping a semiconductor substrate of a first conductivity type with a first impurity of a second conductivity type to form a low concentration impurity region; , forming a high concentration impurity region by doping with a first impurity of a second conductivity type, and forming a recess in the high concentration impurity region that is shallower than the low concentration impurity region and deeper than the high concentration impurity region. forming a mask material on the low concentration and high concentration impurity regions,
etching the mask material using anisotropic etching to form sidewalls on a part of the bottom and sidewalls of the recess, and etching the low concentration impurity region at the bottom of the recess using the sidewall as a mask; forming a channel region by doping with a second impurity of a first conductivity type; and after removing the sidewalls, a gate insulating film is formed on the surfaces of the low concentration and high concentration impurity regions on the sidewalls and bottom of the recess. and forming a gate electrode on the surface of the gate insulating film.
A method for manufacturing an S field effect semiconductor device.
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