JPH0456330A - Manufacture of mos type transistor - Google Patents

Manufacture of mos type transistor

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Publication number
JPH0456330A
JPH0456330A JP2167663A JP16766390A JPH0456330A JP H0456330 A JPH0456330 A JP H0456330A JP 2167663 A JP2167663 A JP 2167663A JP 16766390 A JP16766390 A JP 16766390A JP H0456330 A JPH0456330 A JP H0456330A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate electrode
source
drain
gate
insulating film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2167663A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junji Hirase
順司 平瀬
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0456330A publication Critical patent/JPH0456330A/en
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent pinch off in this region, increase drive current, and improve the reliability with hot carrier by adopting the structure where a first source and drain regions are directly hidden under a gate and fail to exist outside a gate electrode definitely. CONSTITUTION:A gate oxide film 12 and a first gate electrode 1 are formed on a Si substrate 11, which are masked so that low concentration ions are implanted. After a first source 2/drain region is prepared, a second gate electrode 4 is deposited. A side wall 5 is formed by an insulation film on the side of the first gate electrode 1 where high concentration ions are implanted with the first gate electrode 1 and the first side wall 5 as a mask, thereby forming second source 6/drain regions 7. Then, a second side wall 10 is formed again by an insulation film on the side of the first side wall 5. A second gate electrode 4 exposed on the surface is etched, which creates the construction under which the first source 2/drain regions 3 are hidden under the gate and they never exist outside the gate electrode. It is also acceptable to form a contact region which adjoins with the source 6/drain 7 regions.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明(よ ソースおよびドレインの大部分をゲート電
極で覆うことにより高速化・高信頼性を備えf、MOS
形トランジスター造方法に関するものであム 従来の技術 DEVICE、Vol、ED−29,No、4.Apr
il 1982に示される方法があム これは第3図に
示されるようへ 半導体基板20のゲート酸化膜21に
ゲート電極22形成後(a)、ゲート電極22をマスク
として、低濃度のイオン注入を行(\ 第1のソース2
3及びドレイン24領域を形成しくb)、その後絶縁膜
によりゲート電極22の側面にサイドウオール25を形
成しくc)、ゲート電極22及びサイドウオール25を
マスクとして、高濃度のイオン注入を行うことにより第
2のソース26およびドレイン27領域を形成しくd)
、表面に露出したゲート酸化膜21をエツチングした後
に第2のソス26およびドレイン27上の一部あるいは
すべてにA1等を堆積してコンタクトを形成しくe)、
L D D (Lightly Doped Drai
n)領域を備えた構造を有するMOSトランジスターを
形成してい九この方法により、 ドレイン耐圧等に対し
て信頼性の高いMOS形トランジスター成することがで
きる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention (i.e., a MOS transistor with high speed and high reliability by covering most of the source and drain with a gate electrode)
Related to the manufacturing method of type transistors.Conventional technology DEVICE, Vol. ED-29, No. 4. April
After forming the gate electrode 22 on the gate oxide film 21 of the semiconductor substrate 20 (a), low concentration ion implantation is performed using the gate electrode 22 as a mask. Line (\ 1st source 2
3 and drain 24 regions b), and then sidewalls 25 are formed on the side surfaces of the gate electrode 22 using an insulating film; c), by performing high-concentration ion implantation using the gate electrode 22 and sidewalls 25 as masks. forming second source 26 and drain 27 regions; d)
, after etching the gate oxide film 21 exposed on the surface, depositing A1 or the like on part or all of the second source 26 and drain 27 to form a contact e),
L D D (Lightly Doped Drai
By this method, it is possible to form a MOS transistor with high reliability in terms of drain breakdown voltage and the like.

発明が解決しようとする課題 LDD構造のMOS形トランジスターi  LDD領域
がドレイン電界を緩和する役割を果たしドレイン耐圧等
に高信頼性が得られる方丈 一般にLDD領域の大部分
がゲート電極の直下ではなくその外側に位置するた取 
ゲート電極の外側に位置するLDD領域がピンチオフし
て、高抵抗層になりやすし〜 その結果 従来の単一ソ
ース/ドレイン構造MOSトランジスターに比べ LD
D構造のMO3O3シトランジスター 以下の様な欠点
を有すム 1、上記高抵抗層が直列に介在するため駆動電流が低下
すム 2、 ホットエレクトロンがサイドウオールに注入され
ることにより、そのサイドウオール直下のn−層がピン
チオフし 著しく高抵抗化する。そのたべ 従来の単一
ソース/ドレイン構造のMOS形トランジスターべて、
駆動電流のホットエレクトロンによる劣化が著しく起こ
り、信頼性上の大きな問題になっている。
Problems to be Solved by the Invention A MOS transistor with an LDD structure (i) A structure in which the LDD region plays the role of alleviating the drain electric field and provides high reliability in terms of drain breakdown voltage, etc. Generally, most of the LDD region is not directly under the gate electrode, but is directly below the gate electrode. Tatori located on the outside
The LDD region located outside the gate electrode tends to pinch off and become a high resistance layer.As a result, compared to a conventional single source/drain structure MOS transistor, the LD
D-structure MO3O3 transistor has the following drawbacks: 1. Drive current decreases due to the presence of the high resistance layer in series; 2. Hot electrons are injected into the sidewall, causing The n-layer directly below pinches off and becomes extremely high in resistance. All conventional single source/drain structure MOS transistors,
The drive current is significantly degraded by hot electrons, creating a major reliability problem.

本発明は 従来のLDD構造のMO3O3シトランジス
ターレイン耐圧等に高信頼性を保ちつつ上記課題を解決
するもので、高性能かつ高信頼性を合わせもつデバイス
が実現できるものである。
The present invention solves the above problems while maintaining high reliability in the MO3O3 transistor line breakdown voltage of the conventional LDD structure, and can realize a device having both high performance and high reliability.

課題を解決するための手段 本発明!友 上記の課題を解決すべく、半導体基板表面
のMOS形トランジスター領域る部分に形成されたゲー
ト絶縁膜上に第1のゲート電極を形成する工程と、前記
第1のゲート電極をマスクとして半導体基板表面にイオ
ン注入を行い第1のソースおよびドレイン領域を形成す
る工程と、再び第2のゲート電極を堆積する工程と、前
記第1のゲート電極およびその側面に堆積された前記第
2のゲート電極の側面を覆うように第1の絶縁膜を形成
する工程と、前記側面を絶縁膜で覆われたゲート電極を
マスクとして前記第1のソースおよびドレイン領域への
イオン注入よりも高濃度のイオン注入により第2のソー
スおよびドレイン領域を形成する工程と、前記第1のゲ
ート電極および前記第1のゲート電極の側面に堆積され
た前記第2のゲート電極および前記第1の絶縁膜を覆い
かつ前記第2のソースおよびドレインの大部分と重なる
第2の絶縁膜を形成する工程と、前記第2の絶縁膜をマ
スクにして前記第2のゲート電極をエツチングする工程
を持つMOS形トランジスター造方法を提供す4 さら
く 本発明(表2のソースおよびドレインに隣接するコ
ンタクト部を形成する方法を提供する。
The present invention is a means to solve the problem! Friend: In order to solve the above problems, the first gate electrode is formed on the gate insulating film formed in the MOS type transistor region on the surface of the semiconductor substrate, and the first gate electrode is used as a mask to form a first gate electrode on the semiconductor substrate. forming first source and drain regions by ion implantation into the surface; depositing a second gate electrode again; and depositing the second gate electrode on the first gate electrode and its side surfaces. forming a first insulating film so as to cover the side surfaces of the insulating film, and implanting ions at a higher concentration than the ion implantation into the first source and drain regions using the gate electrode whose side faces are covered with the insulating film as a mask. forming second source and drain regions by covering the first gate electrode and the second insulating film deposited on the side surfaces of the first gate electrode; A method for manufacturing a MOS transistor, which includes a step of forming a second insulating film that overlaps most of the second source and drain, and a step of etching the second gate electrode using the second insulating film as a mask. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for forming contact portions adjacent to the source and drain in Table 2.

作用 本発明は上記した手段により、第1のソースおよびドレ
インの領域方丈 ゲート直下に隠れ 決してゲート電極
の外に存在しない構造が得られる。
Operation The present invention provides a structure in which the first source and drain regions are hidden directly under the gate and never exist outside the gate electrode.

このたべ 第1のソースおよびドレインの領域がピンチ
オフすることがないので、駆動電流が大きく、ホットキ
ャリアーに対する信頼性が高いMOSトランジスターが
実現できるものである。
Since the first source and drain regions are not pinched off, it is possible to realize a MOS transistor with a large drive current and high reliability against hot carriers.

実施例 (実施例1) 第1図および第2図(よ それぞれ本発明の実施例をL
DD構造のMOSトランジスターに適用した際の構造お
よび作成方法を示すものである。
Example (Example 1) Figures 1 and 2 (respectively show examples of the present invention)
It shows the structure and manufacturing method when applied to a DD structure MOS transistor.

第1図に示すようζミ ゲート電極1およびゲート電極
4から構成された逆T字形のゲートカ交 チャネル領域
13.大部分の第1ソース2/ドレイン3領域および第
2ソース5/ドレイン6の一部の領域を覆っており、第
2ソース5/ドレイン6に隣接してコンタクトが取られ
ていも 第2図に この実施例における製造方法の例を示す。
As shown in FIG. 1, an inverted T-shaped gate crossing channel region 13 consisting of a gate electrode 1 and a gate electrode 4. It covers most of the first source 2/drain 3 region and a part of the second source 5/drain 6, and even if contact is made adjacent to the second source 5/drain 6, the An example of the manufacturing method in this example is shown.

a)例えば不純物濃度が〜IE16cm−”のP−ty
peのSi基板11上にゲート酸化膜 12 (Sin
s、膜厚10〜20nm)を形成した微n ”Po1y
 Siを用い第1ゲート電極1 (ゲート長0.6〜0
.8μm)を形成し 第1ゲート電極1をマスクとして
、低濃度のイオン注入(P or As、 20〜60
KeV、 IEI3〜IE14cr”)を行うことによ
り第1ソース2/ドレイン3領域を作成すも b)その黴 n″Po1y Siの第2ゲート電極4を
堆積する。この時、第1ゲート電極1はその上部および
側面にn″Po1y Siが堆積するため大きくなる。
a) For example, P-ty with an impurity concentration of ~IE16cm-"
A gate oxide film 12 (Sin
s, film thickness 10-20 nm)
The first gate electrode 1 (gate length 0.6 to 0
.. Using the first gate electrode 1 as a mask, low concentration ion implantation (P or As, 20 to 60 μm) is performed.
b) Depositing the second gate electrode 4 of Po1ySi. At this time, the first gate electrode 1 becomes larger because n''PolySi is deposited on its upper and side surfaces.

C)絶縁膜により第1ゲート電極1の側面に第1サイド
ウオール5 (サイドウオール長200nm)を形成し
 第1ゲート電極1及び第1サイドウオール5をマスク
として、高濃度のイオン注入(P or As、 20
〜60KeV、 IEI 5〜IE16cm−” )を
行うことにより第2ソース6/ドレイン7領域を形成す
る。
C) A first sidewall 5 (sidewall length 200 nm) is formed on the side surface of the first gate electrode 1 using an insulating film, and high concentration ion implantation (P or As, 20
~60 KeV, IEI 5 ~ IE16 cm-'') to form a second source 6/drain 7 region.

d)再び、絶縁膜によ第1サイドウオール5の側面に第
2サイドウオール10 (サイドウオール長200nm
)を形成し 表面に露出したn″Po1y Siをエツ
チングすム 以上のようにこの実施例によれ(′L第1
ソース2/ドレイン3の低濃度領域力(ゲート直下に隠
れ 決してゲート電極の外に存在しない構造が得られも
 このたべ 第1ソース2/ドレイン3の低濃度領域が
ピンチオフすることがないので、駆動電流が大きく、ホ
ットキャリアーに対する信頼性が高いMOSトランジス
ターが得られも (実施例2) 1)実施例1 (a)〜(b)を行う。
d) Again, a second sidewall 10 (sidewall length 200 nm) is formed on the side surface of the first sidewall 5 using an insulating film.
) and etching the n''PolySi exposed on the surface.
The low-concentration region of the source 2/drain 3 (hidden directly under the gate and never exists outside the gate electrode can be obtained).The low-concentration region of the first source 2/drain 3 does not pinch off, so the driving A MOS transistor with a large current and high reliability against hot carriers can be obtained (Example 2) 1) Example 1 (a) to (b) are carried out.

2)実施例1 (c)を行う服 第2ソース6/ドレイ
ン7に隣接する領域(例えば第1図に示されているよう
な位置)にコンタクト領域8とり、高濃度イオン注入を
コンタクト領域8にも行う。
2) Example 1 (c) A contact region 8 is provided in a region adjacent to the second source 6/drain 7 (for example, the position shown in FIG. 1), and high concentration ions are implanted into the contact region 8. I also do it.

3)実施例1 (d)を行う。3) Perform Example 1 (d).

4)表面に露出したゲート酸化膜12をエツチングした
微 コンタクト領域8上の一部あるいはすべてにAI等
を堆積してコンタクトを形成すも以上のようにこの実施
例によれは コンタクトを取る際のマージンが増えも な耘 これら実施例においてトランジスターはNチャネ
ルを想定した力tPチャネルにしてもよ(℃また トラ
ンジスターは 酸化膜の代わりに窒化膜などを使用した
MIS)ランシスターにしてもよt〜 さら&ミ ソー
ス/ドレインの1方のみにこの構造をとらしてもよ(℃ 発明の詳細 な説明したように 本発明によれば 従来のLDD構造
のMOS形トランジスターつドレイン耐圧等に対する利
点を残しっ−L、n−層がピンチオフすることによる駆
動電流の低下等の欠点を改善L 高性能かつ高信頼性を
有するMOSトランジスターが得られるたべ その実用
的効果は太きU℃
4) A contact is formed by depositing AI or the like on a part or all of the fine contact region 8 that has been etched on the gate oxide film 12 exposed on the surface. Although the margin increases, the transistor in these embodiments may be a P channel instead of an N channel (℃, or the transistor may be a MIS using a nitride film instead of an oxide film) or a Run sister. Furthermore, this structure may be applied to only one side of the source/drain (℃) As described in detail, the present invention retains advantages over the conventional LDD structure such as MOS type transistor and drain breakdown voltage. It should improve the shortcomings such as the drop in drive current due to pinch-off of the L and n-layers.It should be possible to obtain a MOS transistor with high performance and high reliability.The practical effects are significant.

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

第1図は(a)、(b)本発明の実施例におけるNチャ
ネルMO8形トランジスターを上部からみた平面図およ
びi−i線断置皿 第2図(a)〜(d)は本発明の実
施例におけるNチャネルMO8形トランジスターの製造
方法の工程断面@ 第3図(a)〜(e)は従来のLD
D構造のMOS形トランジスター造方法の工程断面図で
あも1・・ ・第11?−ト電楓 2・・ ・第1ソー
人3・・・第1ドレシン、 4・・・第2+’−)電極
5 ・ ・ ・ 第 1 サイビラオール、  6 ・
   ・ 第2 ソース  7 ・ ・・第2ドレイン
、 10・・ ・第2サイビウオール、 11・・基板
 12・ ・ ・ケ゛−ト酸化罠 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか1名第 図 第 図
FIGS. 1(a) and 2(b) are a plan view of an N-channel MO8 type transistor according to an embodiment of the present invention viewed from above, and an i-i line disconnection plate; FIGS. 2(a) to (d) are Process cross-section of the manufacturing method of the N-channel MO8 type transistor in the example @ Fig. 3 (a) to (e) are the conventional LD
This is a cross-sectional diagram of the process for manufacturing a D-structure MOS transistor. 1st... 11th? -Toden Kaede 2... 1st Sojin 3... 1st Doreshin, 4... 2nd +'-) Electrode 5 ・ ・ ・ 1st Cybiraor, 6 ・
・ 2nd source 7 ・ ・ 2nd drain 10 ・ ・ 2nd Cybi wall 11 .

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板表面のMOS形トランジスター領域と
なる部分に形成されたゲート絶縁膜上に第1のゲート電
極を形成する工程と、前記第1のゲート電極をマスクと
して半導体基板表面にイオン注入を行い第1のソースお
よびドレイン領域を形成する工程と、再び第2のゲート
電極を堆積する工程と、前記第1のゲート電極およびそ
の側面に堆積された前記第2のゲート電極の側面を覆う
ように第1の絶縁膜を形成する工程と、前記側面を絶縁
膜で覆われたゲート電極をマスクとして前記第1のソー
スおよびドレイン領域へのイオン注入よりも高濃度のイ
オン注入により第2のソースおよびドレイン領域を形成
する工程と、前記第1のゲート電極および前記第1のゲ
ート電極の側面に堆積された前記第2のゲート電極およ
び前記第1の絶縁膜を覆いかつ前記第2のソースおよび
ドレインの大部分と重なる第2の絶縁膜を形成する工程
と、前記第2の絶縁膜をマスクにして前記第2のゲート
電極をエッチングする工程を備えることを特徴とするM
OS形トランジスターの製造方法。
(1) A step of forming a first gate electrode on a gate insulating film formed on a portion of the surface of the semiconductor substrate that will become a MOS type transistor region, and implanting ions into the surface of the semiconductor substrate using the first gate electrode as a mask. forming first source and drain regions; depositing a second gate electrode again; forming a first insulating film on the first source and drain regions; and using the gate electrode whose side surfaces are covered with an insulating film as a mask, the second source is implanted at a higher concentration than the ion implantation into the first source and drain regions. and a step of forming a drain region, covering the first gate electrode and the second gate electrode and the first insulating film deposited on the side surfaces of the first gate electrode and forming the second source and drain regions. M characterized by comprising the steps of forming a second insulating film that overlaps most of the drain, and etching the second gate electrode using the second insulating film as a mask.
A method of manufacturing an OS type transistor.
(2)第2のソースおよびドレインに隣接してコンタク
ト部を形成することを特徴とする請求項(1)記載のM
OS形トランジスターの製造方法
(2) The M according to claim (1), wherein the contact portion is formed adjacent to the second source and drain.
Manufacturing method of OS type transistor
JP2167663A 1990-06-26 1990-06-26 Manufacture of mos type transistor Pending JPH0456330A (en)

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