JPH0443649A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH0443649A
JPH0443649A JP15182490A JP15182490A JPH0443649A JP H0443649 A JPH0443649 A JP H0443649A JP 15182490 A JP15182490 A JP 15182490A JP 15182490 A JP15182490 A JP 15182490A JP H0443649 A JPH0443649 A JP H0443649A
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drain
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gate electrode
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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】 (概要〕 L D D (IigMIy doped drain
 )構造を有するMO3形半導体装置及びその製造方法
に関し、素子の微細化に際して更にホットエレクトロン
による素子の劣化を防止し、信頼性の高い半導体装置を
得ることを目的とし、 ゲー・l−電極の側部に絶縁膜を介して導電性側壁部を
設け、ドレイン側の側壁部を、ドレイン電極の電位に対
してソース電極の電位側にある導電部分に電気的に接続
した構成とし、又、基板上にゲート電極を形成し、これ
をマスクにして低濃度領域を形成する工程と、表面に絶
縁膜を形成後、その表面に導電性膜を形成する工程と、
グーl−電極側部に導電性側壁部を形成する工程と、導
電性側壁部をマスクにして高濃度領域を形成する工程と
、表面に絶縁膜を形成後に開口部を設け、ここにソース
電極及びドレイン電極を形成する際に、ドレイン側の側
壁部を、ソース電極、又はドレイン電極の電位に対して
ソース電極の電位側にある導電部分に電気的に接続する
工程どを含む。
〔産業上の利用分野〕 本発明は、LDD構造を有するMO3形半導体装置及び
その製造方法に関する。
近年、集積回路の技術の発展は目覚ましく、3年間ごと
に約4倍の集積度の向上か達成されている。このような
集積度の向上に伴なってj−ランジスタも微細化される
が、使用電圧としては規格統一の社会的要望等によって
低下させるわけにはいかない。こうしたことから、微細
化されたトランジスタには局部的に高電界が印加される
領域ができ、その結果、例えばMO3形電界効果トラン
ジスタではホットエレクトロンによる素子の劣化が深刻
な問題となってきている。このような問題に対処するた
めに、ゲート電極近傍に発生する電界集中を低濃度拡散
層(ドレインの一部)の部分で緩和するLDD構造の電
界効果トランジスタが多く用いられているが、それでも
まだその効果は十分てないことも多く、その改善か強く
望まれている。
〔従来の技術〕
第6図は従来のLDD構造MO3形電界効果!・ランン
スタの一例の構造図を示す。同図において、ソース高濃
度拡散領域1s及びドレイン高濃度拡散領域18.ソー
ス低濃度拡散領域211及びドレイン高濃度拡散領域2
.は、ゲート電極3及びその側壁に設けられた側壁絶縁
膜4を用いたイオン?f−人によって形成され、特に、
ドレイン近傍に発生ずる電界の集中をドレイン低濃度拡
散領域21)において緩和してホットエレクi・ロンに
よる素子劣化を防止する。なお、同図中、5はソース電
極、6はドレイン間隔、7は絶縁膜、8はゲーI・酸化
膜、9は半導体基板である。
〔発明か解決しようどする課題〕
第7図に示す如く、MO3形トランジスタでは、その動
作時においてはグー1〜電極3の直下にヂャネルと称さ
れる電流の通路(反転層10)か形成され、ソース拡散
領域1..2.とドレイン拡散領域IO,2oとの間に
電流か流れるようになる。
二こで、ある一定のソース・ドレイン間電圧に対し、微
細化によってソース・ドレイン間隔か狭められてくると
電界強度か増加し、特にドレイン近傍に大きな電界か集
中するようになる。このため、キャリア(ソース・F・
レインかN型半導体より成る場合(従って半導体基板か
P型の場合)は電子−)は大きく加速され、ついには1
/2KT(Kはホルツマン定数、Tは絶対温度)を越え
る運動エネルギを持つようになり(ホラ;・エレクトロ
ン)、このようなホソ]−エレク]・ロンは、ドレイン
近傍での半導体素子との衝突による進路変更と、ゲ1−
tffi3からのクーロン力の作用どによって第7図に
O印で示すようにドレイン側の側壁絶縁膜4、の内部に
注入され、ここにトラップされるようになる。
従来のL D I)構造トランジスタは、このようなホ
ットエレク[・ロンをドレイン低濃度拡散層2゜におい
である程度緩和するものの、微細化か更に進んで電界集
中が更に強(なってきた場合の対策かなされていない。
このため、特に微細化か更に進んできた場合、側壁絶縁
膜4Dの内部に注入されてトラップされる電荷量が更に
増加し、半導体界面を反転させ、電流の流れを阻害する
問題点かあった。
本発明は、素子の微細化に際して更にホットエレクトロ
ンによる素子の劣化を防止し、信頼性の高い半導体装置
を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記問題点は、ゲート電極の側部に絶縁膜を介して導電
性側壁部を設け、ドレイン側の導電性側壁部を、ドレイ
ン電極の電位に対してソース電極の電位側にある導電部
分に電気的に接続した構成としてなることを特徴とする
半導体装置によって解決される。又、一導電形半導体基
板上にゲート電極を形成し、このゲート電極をマスクに
してイオン注入して低濃度領域を形成する工程と、表面
に絶縁膜を形成後、その表面に導電性膜を形成する工程
と、ゲート電極の側部のみに導電膜を残留して導電性側
壁部を形成する工程と、導電性側壁部をマスクにしてイ
オン注入して高濃度領域を形成する工程と、表面に絶縁
膜を形成後に所定部分に開口部を設け、開口部にソース
電極及びドレイン電極を形成する際に、ドレイン側の導
電性側壁部を、ソース電極、又はドレイン電極の電位に
対してソース電極の電位側にある導電部分に電気的に接
続する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造
方法によって解決される。
〔作用〕
例えば半導体基板か′N形の場合、電子(負電荷)はソ
ース低濃度領域からドレイン低濃度領域へ移動してドレ
イン側の導電性側壁部内に注入されようとする。然るに
、本発明ではドレイン側の導電性側壁部をソース電極(
ドレイン電極よりも低い電位)に電気的に接続した構成
としているので、電子(負電荷)はドレイン側の側壁部
(ソース電極に接続されているのでドレイン電極よりも
低い電位)に反発されてドレイン側の側壁部内に注入さ
れなくなる。従って、微細化が更に進んでドレイン近傍
の電界集中か更に強くなったとしても従来例のような電
流の流れの阻害を生じることはなく、ホットエレクトロ
ンによる素子の劣化を防止できる。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例の製造工程図を示す。
同図(A)において、ソリコン基板15の表面全面に酸
化シリコン膜16を約200人の膜厚に成長し、その表
面全面にCVDにて窒化シリコン膜17を約1500人
の膜厚に成長し、続いて能動素子部を残してその他の部
分の窒化シリコン膜17を除去する。次に同図(B)に
示す如く、フィールド酸化膜18を約5000人形成し
、次にリン酸ボイルによって能動素子部の窒化膜17を
除去し、続いてフッ酸を用いたコントロールエツチング
によって酸化シリコンM16を除去する。このようにし
て通常のL OCOS工程を完了する。次に同図(C)
において、ゲート酸化膜19を約50人〜約300人形
成する。
次に同図(D)において、リンドープト多結晶シリコン
膜20を約3000人成長後、その人LoにCVDにて
酸化シリコン膜21を成長し、レジストバターニングを
施してこれらをエツチング除去し、凸形のゲート電極構
造を形成する。次に、このゲート電極22をマスクにし
てセルファラインにて例えばヒ素イオン(濃度は約lX
l013個/ cr+f〜約lXl0”個/co?)を
60keVの、T−4ルギでイオン注入してソース低濃
度領域23..1’レイン低濃度領域23.を形成する
次に同図(E)において、表面全面にCVDにて酸化ン
リフン膜2’laを約100人〜約+ 000人成長し
、次にリンドープト を約1500人〜約3000人成長し、異方性エツチン
グを行なってゲート電極22の側壁に絶縁膜24(酸化
シリコン膜)、導電性側壁部25(多結晶シリコン膜)
を残留する。この異方性エツチングのとき、多結晶シリ
コン膜25a及び酸化シリコン膜24aと共に低濃度領
域23.、23.上の酸化膜I9も除去されてシリコン
基板15が露出してしまうので、次のイオン注入のとき
にこの部分に必要とされる酸化膜19’ を200人程
変形成する。続いて、ゲート電極22及び側壁部25を
マスクにしてセルファラインにて例えばヒ素イオン(濃
度は約5X10′6個/cffl)を60keVのエネ
ルギでイオン注入してソース高濃度領域26.。
ドレイン高濃度領域26.を形成する。
次に、同図(F)において、全面にCVDにて酸化シリ
コン膜27を約2000人〜3000人形成する。
続いて、900°Cの温度で30分間アニールを行ない
、低濃度領域23..23.、高濃度領域26g 、 
 26oを活性化する。
次に同図(G)において、ソース高濃度領域268から
ゲート電極22にかけての酸化シリコン膜27及び酸化
膜19’ に開口部281を形成すると共に、ドレイン
高濃度領域26.上の酸化シリコン膜27及び酸化膜1
9’ に開口部28゜を形成する。続いて開口部281
にアルミニウムのソース電極29.を形成すると共に、
開口部282にアルミニウムのドレイン電極29Dを形
成する。
同図(G)より明らかな如く、ソース電極29、は開口
部28+によってソース側の導電性側壁部25.に電気
的に接続されており、又、第2図にその要部の平面図を
示す如(、ソース側の導電性側壁部253.ドレイン側
の導電性側壁部25oはゲート電極22の周囲に形成さ
れていてこれらは電気的に接続されているので、結果的
には第3図に等価構造図を示すようにドレイン側の側壁
部25oはソース電極29.に電気的に接続されている
ことになる。ソース、ドレインかN形半導体よりなる場
合、第7図において説明したように電子(負の電荷をも
つ)はソース低濃度領域23、からドレイン低濃度領域
23.へ移動してドレイン側の側壁部25o内に注入さ
れようとする。然るに、本発明はドレイン側の側壁部2
5Dをドレイン電極29Dよりも低い電位であるソース
電極29Ilに電気的に接続されているので、側壁部2
5Dはドレイン電極29oよりも負電位側にあることに
なり、これにより、ドレイン側の側壁部25.に注入さ
れようとした電子(負の電荷をもつ)は側壁部25o 
(ドレイン電極29.よりも負電位側にある)に反発さ
れて側壁部250内にtl−人さねなくなる。これによ
り、特に、微細化か更に進んてl・レイン近傍の電界集
中か更に強くなったどしても、第7図において説明した
ような電流の流れの阻害を生じるようなことはなく、ポ
ットエレクl〜ロンによる素子の劣化を防止できる。
なお、ソース・l・レインがP型半導体より成る場合(
従って基板かN型の場合)も上記実施例と同様の考え力
に依る。ホール(正の電荷をもつ)はソース低濃度領域
からドレイン低濃度領域へ移動してドレイン側の側壁部
内に注入されようとするが、」1記実施例と同様に、本
発明はドレイン側の側壁部をドレイン電極よりも高い電
位であるソース電極に電気的に接続しているので、その
側壁部は)・レイン電極よりも正電位側にあることにな
り、これにより、l・レイン側の側壁部に注入されよう
としたホール(正の電荷をもつ)は側壁部(ドレイン電
極よりも正電位側にある)に反発されて側壁部内に注入
されなくなる。
又、第1図(G)に示すドレイン電極29.はソース高
濃度領域26.から側壁部25Bを介してゲー1−7[
極22にかけて形成されているか、例えば第4図に示す
如く、開口部28.″ を大きく形成してドレイン電極
29S°をドレイン側の側壁部25.まで延ばして形成
してもよい。更に、第5図に示す々++ <、開口部2
81”を小さく形成してぞの」−にソース電極298”
を形成し、かつ、新たにグーl−電極22及び1ヘレイ
ン側の側壁部25D上に開口部283を形成してそこに
電極30を形成し、電極30をソース電極29.”に接
続するようにしてもよいし、又は電極30をドレイン電
極29.よりも低電位側にある過当な部分に接続するよ
うにしてもよい。第5図に示す実施例は位置合せに余裕
がある場合に用いられる。
〔発明の効果〕
以上説明した如く、本発明によれば、ドレイン側の導電
性側壁部をドレイン電極に対してソース電極側の電位を
もつ導電部分に接続したため、電子又はホールがドレイ
ン側の側壁部内に注入されにくくなり、これにより、微
細化が更に進んだ場合テもポットエレクトロンによる素
子の劣化を防止でき、信頼性の高い集積回路を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の製造工程図、第2図はゲー
ト側壁部を説明する平面図、第3図は本発明の等側構造
図、 第4図は本発明の他の実施例の構造図、第5図は本発明
の更に他の実施例の構造図、第6図は従来の一例の構造
図、 第7図はポットエレクトロン発生の様子を説明する図で
ある。 図において、 15はシリコン基板(一導電形半導体基板)、19はゲ
ート酸化膜、 19゛は酸化膜、 22はゲート電極、 23sはソース低濃度領域、 23、はドレイン低濃度領域、 24は絶縁膜、 25aは多結晶シリコン膜(導電性膜)、253はソー
ス側の導電性側壁部、 25oはドレイン側の導電性側壁部、 26、はソース高濃度領域、 26oはドレイン高濃度領域、 27は酸化シリコン膜(絶縁膜)、 28+、28+  、28+  、282,28s開口
部、 29Il、29.’、29.”はソース電極、29oは
ドレイン電極、 30は電極 を示す。 本発明の一実施例の製造工程図 第1図(その2) ゲート側壁部を説明する平面図 第2図 本発明の等価構造図 第5図 本発明の他の実施例の構造図 第4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)LDD構造をもつ半導体装置において、ゲート電
    極(22)の側部に絶縁膜(24)を介して導電性側壁
    部(25_S、25_D)を設け、ドレイン側の該導電
    性側壁部(25_D)を、ドレイン電極(29_D)の
    電位に対してソース電極(29_S)の電位側にある導
    電部分(29_S)に電気的に接続した構成としてなる
    ことを特徴とする半導体装置。
  2. (2)一導電形半導体基板(15)上にゲート電極(2
    2)を形成し、該ゲート電極(22)をマスクにして不
    純物拡散して低濃度領域(23_S、23_D)を形成
    する工程と、 表面に絶縁膜(24)を形成後、その表面に導電性膜(
    25a)を形成する工程と、 上記ゲート電極(22)の側部のみに該導電性膜(25
    )を残留して導電性側壁部(25_S、25_D)を形
    成する工程と、 該導電性側壁部(25_S、25_D)をマスクにして
    不純物拡散して高濃度領域(26_S、26_D)を形
    成する工程と、 表面に絶縁膜(27)を形成後に所定部分に開口部(2
    8_1、28_2)を設け、該開口部(28_1、28
    _2)にソース電極(29_S)及びドレイン電極(2
    9_D)を形成する際に、ドレイン側の上記導電性側壁
    部(25_D)を、該ソース電極(29_S)、又は該
    ドレイン電極(29_D)の電位に対して該ソース電極
    (29_S)の電位側にある導電部分に電気的に接続す
    る工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5925912A (en) * 1995-03-27 1999-07-20 Matsushita Electric Industrial Co.,Ltd. Semiconductor apparatus having a conductive sidewall structure
KR100469149B1 (ko) * 1997-12-31 2005-05-17 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의제조방법
JP2007067440A (ja) * 2006-11-13 2007-03-15 Toshiba Corp 半導体装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100469149B1 (ko) * 1997-12-31 2005-05-17 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의제조방법
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