JPH0482064B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0482064B2
JPH0482064B2 JP60001065A JP106585A JPH0482064B2 JP H0482064 B2 JPH0482064 B2 JP H0482064B2 JP 60001065 A JP60001065 A JP 60001065A JP 106585 A JP106585 A JP 106585A JP H0482064 B2 JPH0482064 B2 JP H0482064B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel
source
region
drain
substrate
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60001065A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61160975A (ja
Inventor
Shinji Odanaka
Masanori Fukumoto
Takashi Oosone
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
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP60001065A priority Critical patent/JPS61160975A/ja
Publication of JPS61160975A publication Critical patent/JPS61160975A/ja
Publication of JPH0482064B2 publication Critical patent/JPH0482064B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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]
    • H10D30/637Lateral IGFETs having no inversion channels, e.g. buried channel lateral IGFETs, normally-on lateral IGFETs or depletion-mode lateral IGFETs
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/17Semiconductor regions connected to electrodes not carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. channel regions
    • H10D62/213Channel regions of field-effect devices
    • H10D62/221Channel regions of field-effect devices of FETs
    • H10D62/235Channel regions of field-effect devices of FETs of IGFETs
    • H10D62/314Channel regions of field-effect devices of FETs of IGFETs having vertical doping variations 

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、埋込みチヤネルMOS型電界効果ト
ランジスタをサブミクロン域にまで微細化をすす
める際に劣化するスレツシヨルド域およびサブス
レツシヨルド域電気特性を改善できるサブミクロ
ン埋込みチヤネル型のMOS型電界効果トランジ
スタ(MOSFET)に関するものである。
従来の技術 超集積回路装置いわゆるVLSIにおいて、
CMOS技術の重要性が増してきている。CMOS
はp−チヤネルMOSFETとn−チヤネル
MOSFETとにより構成されるものであるが、ゲ
ート電極に使用する材料をn+−ポリシリコンと
するか、p+−ポリシリコンとするかでCMOSに
は次の2種類の構成が考えられる。すなわち、 (1) ゲート電極にn+−ポリシリコンを使用する
と、n−チヤネルMOSFETは表面チヤネル型
になり、p−チヤネルMOSFETは埋込みチヤ
ネル型となる。
(2) ゲート電極にn+−ポリシリコンとp+−ポリ
シリコンを使用すると、n−チヤネル
MOSFETはn+−ポリシリコンゲートで表面チ
ヤネル型になり、p−チヤネルMOSFETはp+
−ポリシリコンゲートで表面チヤネル型とな
る。
ここでは(1)のゲート電極にn+−ポリシリコン
を使用したときのp−チヤネルMOSFETについ
て説明する。
p−チヤネルMOSFETにn+−ポリSiゲートを
使用するとき、p−チヤネルMOSFETのチヤネ
ル領域はソース,ドレイン領域と同じ導電型にな
る、いわゆる埋込みチヤネルMOSFETになる。
埋込みチヤネルMOSFETは、チヤネル領域がソ
ース,ドレイン領域と反対の導電型になるいわゆ
る表面チヤネルMOSFETに比較して、ドレイン
近傍の電界強度が低く、ホツトエレクトロン効果
に対して強いデバイス構造を有しており、また、
移動度の劣化も少なく高速のMOSFETが得られ
る。このことは、仕事関数をコントロールするこ
とによつてn−チヤネルMOSFETに対しても同
様の効果が期待できる。
しかし、埋込みMOSFETはサブミクロン域へ
の微細化に際して、ドレイン電圧のSiO2−Si界
面のポテンシヤルψ5への影響が大きく、サブス
レツシヨルド域のリーク電流の増大、スレツシヨ
ルド電圧VTのドレイン電圧依存性を強くする。
これに対処するように、例えば、IEEE
Transactions on El ectron Devices ED−
31pp.964〜968 1984にKIT.M.CHAM等に開示の
ように、第7図のような構造になつていた。すな
わち、図において、11はソース,ドレイン領
域、12はゲート電極、13はゲート酸化膜、1
4は側壁酸化膜、15はp型チヤネル領域、16
はn+層、17はnウエルである。この構造では
ソース,ドレイン接合深さを0.1μmまで浅くする
とともに、チヤネル接合深さを浅くするために、
45keVのBF2によるチヤネルドーピングをし、さ
らにAsを200keVでイオン注入している。p型チ
ヤネル領域15は約3.0x1016cm-3の表面濃度値で
あり、n+層16は約2.0x1016cm-3の表面濃度値で
ある。
このときp−型不純物BF2の注入によつて形成
されたp領域に、n−型不純物Asを注入するこ
とでp−チヤネル領域の一部をコンペンセーシヨ
ンしてn領域にして、p型チヤネル領域を
0.09μmまで極端に浅く形成している。またチヤ
ネル領域15の直下全面にn+層16を形成して
いる。これにより150オングストロームのゲート
酸化膜をもつ埋込みp−チヤネルMOSFETで実
効チヤネル長が0.6μm(ゲート長>0.8μm)までの
微細化を実現している。
発明が解決しようとする問題点 しかしこのような構造では、埋込みp−チヤネ
ルMOSFETの短チヤネル効果を抑えることがで
きない。すなわち、短チヤネル効果には、 (1) ドレイン電圧によるスレツシヨルド電圧VT
の変動、 (2) サブスレツシヨルド電流係数の増大、 の2つがあり、埋込みp−チヤネルMOSFETの
微細化においてはこの2つの効果がともに顕著に
なるからである。
第7図に示す従来のMOSFETではチヤネル接
合深さを浅くすることにより(2)のサブスレツシヨ
ルド電流係数は低く抑えることができるが、(1)の
ドレイン電圧によるスレツシヨルド電圧VTの変
動は抑えられない。
その理由を第5図を用いて説明する(IEEE
Transactions on El ectron Devices ED−
33pp.317〜321 1986参照)。第5図はチヤネル接
合深さの異なる2種類の埋込みp−チヤネル
MOSFETについて、pチヤネル中央部でのSi−
SiO2界面からSi基板方向の距離に対する、トー
タル不純物分布濃度値の絶対値(|ND−NA|:
ここでNDはn型不純物濃度、NAはp型不純物濃
度)を示している。図中の8は0.24μmのチヤネ
ル接合深さをもつp−チヤネルMOSFETであ
り、9は0.12μmのチヤネル接合深さをもつp−
チヤネルMOSFETである。
p−チヤネルMOSFET8,9はともに100オ
ングストロームのゲート酸化膜、0.5μmのゲート
長を有し、スレツシヨルド電圧VTは−0.6Vであ
る。またp−チヤネルMOSFET8は40keVボロ
ンのイオン注入により、1.0x1016cm-3の表面濃度
をもつn−ウエル上に形成され、p−チヤネル
MOSFET9は25keVの低エネルギーBF2イオン
注入により、1.0x1016cm-3の表面濃度をもつn−
ウエル上に形成されたものである。
この第5図のp−チヤネルMOSFET8,9の
特性によりスレツシヨルド電圧VTを−0.6Vの一
定に保つたまま、p−チヤネルMOSFET8から
p−チヤネルMOSFET9のように浅いチヤネル
接合を得ようとすれば、チヤネルドーピングのド
ーズ量を増大させて表面濃度値を高くしなければ
ならないことがわかる。
このようにチヤネル接合深さを浅くすればサブ
スレツシヨルド電流係数は劣化しないが、VT
一定に設定するためにはチヤネルドーピングの濃
度値が高くなり、このためSiO2−Si界面のポテ
ンシヤルψ6がドレイン電圧によつて変動をうけ
やすくなるため、ドレイン電圧によるVTの変動
は抑えられなくなる。
一方、チヤネルの表面濃度値を高くせずに、低
い表面濃度値を一定にしたままでp型チヤネルの
接合深さだけを浅くしようとすると、スレツシヨ
ルド電圧VTは−1.1V以下になつてしまい、VT
−0.6Vに設定することはできない。つまり、VT
を−0.6Vに設定するためにはチヤネルの表面濃
度値を高くせざるを得なくなつてしまう。
したがつて、第7図に示すような構成では、極
端に浅いチヤネル接合深さを実現してサブスレツ
シヨルド電流係数を低く抑えることができても、
スレツシヨルド電圧VTを一定に設定するために
は、必然的にp型チヤネルの表面濃度値を高くし
なくてはならず、それによつてドレイン電圧によ
りVTのは変動は大きくなつてしまうことになる。
また、さらにドレイン電圧によるポテンシヤル
の伸びを抑制するために、p−チヤネル直下全面
に形成されたn+層16を高濃度化すれば、p型
チヤネル領域15との高濃度接合のため、サブス
レツシヨルド電流係数も劣化する。
そこで、本発明はサブスレツシヨルド電流係数
を低く抑えるとともに、ドレイン電圧によるポテ
ンシヤルの伸びを抑制して、ドレイン電圧による
VT変動を小さくするものである。
問題点を解決するための手段 そして前記問題点を解決する本発明の技術的手
段は、前記チヤネル領域直下の一部でかつソース
ドレイン領域側部に、ドレイン電圧によるポテン
シヤルの伸びを抑制する高濃度不純物層を形成す
るものである。
作 用 この技術的手段による作用は次のようになる。
すなわち、チヤネル領域直下の一部でソース,ド
レイン領域側部に前記チヤネルドープの領域下で
前記ソース,ドレイン領域の接合深さよりも浅い
位置にピーク濃度値をもつ、チヤネル領域と反対
導電型の不純物層を形成することによつて、従来
のように反対導電型の不純物層をチヤネル領域直
下全面に形成し、チヤネル接合深さを浅くするこ
とによるチヤネル領域の表面濃度の増大を少なく
し、かつ、ドレイン電圧のポテンシヤルの伸びを
抑制するものである。この結果、従来のようにド
レイン電圧の変動によるスレツシヨルド電圧VT
変動がみられない埋込みチヤネルMOSFETを得
られるものである。
実施例 以下、本発明の一実施例を第1図〜第7図にも
とづいて説明する。第1図において、1はp型ソ
ース,ドレイン領域、2はゲート電極、3はゲー
ト酸化膜、4は側壁酸化膜、5はソース,ドレイ
ン領域と同導電型のp型チヤネル領域であり、チ
ヤネル領域と反対導電型のn型高濃度不純物層6
が形成されている。また、7はn−ウエルであ
る。
第2図〜第4図は、第1図に示された0.5μmの
ゲート長をもつp型埋込みチヤネルMOSFETの
製造工程を説明するものである。第2図に示すご
とく、通常工程にしたがつてn−ウエル7を形成
した後、スレツシヨルド電圧VT制御用のBF2
40keV、ドーズ量3.2×1012/cm2で200Åの酸化膜
を通してイオン注入して、p型チヤネル領域5を
形成し、100Åのゲート酸化膜3とゲート電極2
を選択的に形成する。次に第3図のように、燐を
130kev、ドーズ量1.0×1012/cm2で注入し、p型
チヤネル領域5の直下にn+層6を形成する。次
に第4図のごとく化学蒸着法いわゆるCVD法で
SiO2を堆積した後、エツチング除去を行なつて
SiO2側壁4を形成した後、自己整合的にソース,
ドレイン領域1をBF2を40kev、ドーズ量3×
1015/cm2で注入して形成する。この後、図示して
いないが周知の方法でMOSFETを完成させる。
このようにして得られたMOSFETは、短チヤ
ネル効果を抑制するためにチヤネル接合深さを極
端に浅くする必要はなく、第5図を用いて説明し
たように、チヤネル接合深さを浅くすることによ
るチヤネル領域の不純物表面濃度の増大を抑える
ことができる。
第6図に曲線10,11で示すのは、本実施例
のMOSFET(ゲート長0.5μm)ドレイン電圧VD
−3Vのときのドレイン電流ID値、ドレイン電圧
VDが−0.5Vのときのドレイン電流ID値をゲート
電圧VGを変化させて測定したものであるが、同
じ条件で測定した従来のMOSFET(ゲート長
0.5μm)の測定曲線10A,11Aと比較してわ
かるように、本実施例のMOSFETはドレイン電
圧の変動によるVT変動が軽減される。
発明の効果 以上説明したように本発明は埋込みチヤネル形
のMOS型電界効果トランジスタであつて、チヤ
ネル領域の直下の一部でソース,ドレイン領域の
側部にチヤネル領域と反対導電型の高濃度不純物
層を形成しているため、サブスレツシヨルド電流
係数が小さく、ドレイン電圧によるVT変動をお
さえることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における埋込みチヤ
ネル形のMOS型電界効果トランジスタの断面図、
第2図〜第4図は同トランジスタの製造プロセス
を説明する断面図、第5図は埋込みp−
MOSFETのチヤネル接合深さと不純物分布の関
係を示す特性図、第6図は本実施例のMOS型電
界効果トランジスタのID−VG特性を従来のものの
特性と比較して示す特性図、第7図は従来の
MOS型電界効果トランジスタの断面図である。 1……ソース,ドレイン領域、2……ゲート電
極、3……ゲート酸化膜、4……側壁酸化膜、5
……p型チヤネル領域、6……n型高濃度不純物
層、7……n−ウエル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一方導電型の半導体基板表面に前記基板と反
    対導電型のソース・ドレイン領域およびチヤネル
    領域をもつ埋め込み型チヤネルMOS電界効果ト
    ランジスタであつて、 前記基板上に選択的に形成された前記基板と反
    対導電型のソース・ドレイン領域と、 前記基板表面の前記ソース・ドレイン領域に一
    連につながつて形成された前記基板と反対導電型
    のチヤネル領域と、 前記ソース・ドレイン領域を覆い、前記基板上
    に形成されたゲート絶縁膜と、 前記ソース・ドレイン領域側の前記チヤネル領
    域直下であり、かつ前記ソース・ドレイン領域の
    側部に、前記ソース・ドレイン領域の側部から前
    記チヤネル領域に向かつて、前記チヤネル領域直
    下をすべて覆わないように一方導電型の高濃度不
    純物層を設け、 前記高濃度不純物層は前記ソース・ドレインか
    ら前記基板へのポテンシヤルの伸びを抑えること
    を特徴とするMOS型電界効果トランジスタ。
JP60001065A 1985-01-08 1985-01-08 Mos型電界効果トランジスタ Granted JPS61160975A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60001065A JPS61160975A (ja) 1985-01-08 1985-01-08 Mos型電界効果トランジスタ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60001065A JPS61160975A (ja) 1985-01-08 1985-01-08 Mos型電界効果トランジスタ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61160975A JPS61160975A (ja) 1986-07-21
JPH0482064B2 true JPH0482064B2 (ja) 1992-12-25

Family

ID=11491131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60001065A Granted JPS61160975A (ja) 1985-01-08 1985-01-08 Mos型電界効果トランジスタ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61160975A (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63302567A (ja) * 1987-06-02 1988-12-09 Sanyo Electric Co Ltd Mos半導体装置の製造方法
JPS63302568A (ja) * 1987-06-02 1988-12-09 Sanyo Electric Co Ltd Mos半導体装置の製造方法
JP2532478B2 (ja) * 1987-06-26 1996-09-11 松下電器産業株式会社 半導体装置の製造方法
USRE40132E1 (en) 1988-06-17 2008-03-04 Elpida Memory, Inc. Large scale integrated circuit with sense amplifier circuits for low voltage operation
US4990974A (en) * 1989-03-02 1991-02-05 Thunderbird Technologies, Inc. Fermi threshold field effect transistor
US5525822A (en) * 1991-01-28 1996-06-11 Thunderbird Technologies, Inc. Fermi threshold field effect transistor including doping gradient regions
US5440160A (en) * 1992-01-28 1995-08-08 Thunderbird Technologies, Inc. High saturation current, low leakage current fermi threshold field effect transistor
US5369295A (en) * 1992-01-28 1994-11-29 Thunderbird Technologies, Inc. Fermi threshold field effect transistor with reduced gate and diffusion capacitance
US5543654A (en) * 1992-01-28 1996-08-06 Thunderbird Technologies, Inc. Contoured-tub fermi-threshold field effect transistor and method of forming same
US5786620A (en) * 1992-01-28 1998-07-28 Thunderbird Technologies, Inc. Fermi-threshold field effect transistors including source/drain pocket implants and methods of fabricating same
US5814869A (en) * 1992-01-28 1998-09-29 Thunderbird Technologies, Inc. Short channel fermi-threshold field effect transistors
US5367186A (en) * 1992-01-28 1994-11-22 Thunderbird Technologies, Inc. Bounded tub fermi threshold field effect transistor
US7302376B2 (en) 2002-08-15 2007-11-27 International Business Machines Corporation Device modeling for proximity effects

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS559454A (en) * 1978-07-05 1980-01-23 Nec Corp Short channel mis type electric field effective transistor
JPS5516480A (en) * 1978-07-21 1980-02-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Insulating gate electrostatic effect transistor and semiconductor integrated circuit device

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61160975A (ja) 1986-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7060574B2 (en) Buried channel type transistor having a trench gate and method of manufacturing the same
US5248627A (en) Threshold adjustment in fabricating vertical dmos devices
US5532176A (en) Process for fabricating a complementary MIS transistor
US6022778A (en) Process for the manufacturing of integrated circuits comprising low-voltage and high-voltage DMOS-technology power devices and non-volatile memory cells
KR950001157B1 (ko) 반도체장치의 제조방법
US6066535A (en) Method of manufacturing semiconductor device
JPH0482064B2 (ja)
US20010012665A1 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
JP2001156290A (ja) 半導体装置
US20040041170A1 (en) Low dose super deep source/drain implant
US20090179274A1 (en) Semiconductor Device and Method for Fabricating the Same
US20020014664A1 (en) Multi-function semiconductor structure and method
JPH06268215A (ja) Mis型半導体装置
US7161210B2 (en) Semiconductor device with source and drain regions
JP2729298B2 (ja) Mos型トランジスタの製造法
JP2635096B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH03205832A (ja) 絶縁ゲート形半導体装置とその製造方法
JPH0789587B2 (ja) 絶縁ゲート型電界効果トランジスタおよびその製造方法
JPH0629524A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH1012870A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP3344078B2 (ja) 絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
JP3144385B2 (ja) 半導体装置とその製造方法
JPS60247974A (ja) 半導体装置
JP2727590B2 (ja) Mis型半導体装置
JP2506947B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term