JPH05251697A - Mosfet及びその製造方法 - Google Patents

Mosfet及びその製造方法

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JPH05251697A
JPH05251697A JP3274360A JP27436091A JPH05251697A JP H05251697 A JPH05251697 A JP H05251697A JP 3274360 A JP3274360 A JP 3274360A JP 27436091 A JP27436091 A JP 27436091A JP H05251697 A JPH05251697 A JP H05251697A
Authority
JP
Japan
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layer
source
type
channel
drain
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Pending
Application number
JP3274360A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuya Suzuki
和哉 鈴木
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP3274360A priority Critical patent/JPH05251697A/ja
Publication of JPH05251697A publication Critical patent/JPH05251697A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • H10D62/299Channel regions of field-effect devices of FETs of IGFETs having lateral doping variations
    • H10D62/307Channel regions of field-effect devices of FETs of IGFETs having lateral doping variations the doping variations being parallel to the channel lengths

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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ソース・ドレイン拡散層とチャネル・カウン
ター・ドーピング層との間にN型不純物をイオン注入す
ることにより、ゲート電極が制御できる空間電荷を増加
させ、ソース・ドレインからチャネルへの多数キャリア
の拡散を効果的に抑制する。 【構成】 埋込チャネル型PチャネルMOSFETにお
いて、ソース・ドレイン端のチャネル・カウンター・ド
ーピング層13の基板表面P型不純物濃度を低下させる
構造を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に係り、特
にパンチスルーストッパーを有する埋込チャネル型Pチ
ャネルMOSFETの構造及びその製造方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、Takashi HORIand Kazum
i KURIMOTO, in IEDM Tech.
Dig.,pp394〜397(1988)に記載され
るものがあった。図3はかかる従来のMOSFETの製
造工程断面図である。
【0003】以下、その説明を図3を参照しながら説明
する。まず、図3(a)に示すように、N型シリコン基
板(1,0,0)上またはNウェル(表面濃度〜1×1
16cm-3)1上に、10nmのゲート酸化膜2を形成
後、閾値制御のためイオン注入技術によりイオン種BF
2 を注入し、カウンター・ドーピング層3を形成し、そ
の後、N+ ポリシリコンゲート電極4をホトリソ・エッ
チング技術を用い形成する。
【0004】次に、図3(b)に示すように、斜めイオ
ン注入技術を用い、イオン種31+を、例えば2E13
ions/cm2 、注入エネルギーを、例えば90Ke
V、注入角度を、例えば25°で注入することにより、
+ 打ち込み層5が形成される。その後、図3(c)に
示すように、イオン種BF2 を、40KeV,3E15
ions/cm2 の条件でイオン注入することにより、
ソース・ドレイン高濃度層6を形成する。次に、不純物
活性化のための熱処理、RTA(Rapid ther
mal annealing)1000℃,10秒を行
なう。その結果、ソース・ドレイン近傍にN+ 長さLn
+ が0.06μm、ピーク濃度1.5×1017cm-3
パンチスルーストッパーN+ 拡散層7が形成される。
【0005】上記のMOSFETにおいて、構造上の特
徴として、ソース・ドレイン高濃度層6の近傍に、パン
チスルーストッパー高濃度N型拡散層7が形成される点
があげられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のMOSFETでは、パンチスルーストッパーN+
散層7領域がチャネル表面まで形成されていないため、
ゲート電極と基板との仕事関数差により生じる空乏層
が、ソース・ドレイン端からの多数キャリアの拡散によ
り減少し、その結果、実効的なチャネル長が減少すると
いう問題があった。
【0007】本発明は、以上述べたソース・ドレインか
らの多数キャリアの拡散を抑制するため、ソース・ドレ
イン拡散層とチャネル・カウンター・ドーピング層との
間にN型不純物をイオン注入することにより、ゲート電
極が制御できる空間電荷を増加させ、ソース・ドレイン
からチャネルへの多数キャリアの拡散を効果的に抑制し
得るMOSFET及びその製造方法を提供することを目
的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、埋込チャネル型PチャネルMOSFET
において、半導体基体上に形成されるNウェル層と、該
Nウェル層上に形成されるP型カウンター・ドーピング
層と、該P型カウンター・ドーピング層の両側に形成さ
れるソース・ドレイン拡散層と、該ソース・ドレイン拡
散層と前記P型カウンター・ドーピング層との間に前記
P型カウンター・ドーピング層よりも低濃度のソース・
ドレインと同一導伝型の不純物層を形成するようにした
ものである。
【0009】また、埋込チャネル型PチャネルMOSF
ETの製造方法において、ゲート電極形成後、斜めイオ
ン注入技術を用い、ゲート電極側壁からP型カウンター
・ドーピング層へN型不純物を注入し、前記P型カウン
ター・ドーピング層とソース・ドレイン拡散層の間のP
型不純物濃度を実質的に低下させる層を形成するように
したものである。
【0010】
【作用】従来型の埋め込みチャネルMOSFETの場合
は、図4に示すように、トランジスタオフ時の空乏層
は、MOSにより形成される領域3−bとNウェル1と
カウンター・ドーピング層3及びソース・ドレイン領域
で形成される領域3−aによって構成され、ソース及び
ドレインからチャネルへホールのわき出し領域3−cが
形成され、実効的なチャネル長が減少していたが、本発
明によれば、図5に示すように、前記図4に示すわき出
し領域3−cにN型不純物を注入しているため、ホール
のわき出しが抑制され、実効的なチャネル長の減少を抑
えることができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明の実施例を示すM
OSFETの断面図である。図中、11はNウェル、1
2はゲート酸化膜、13は高濃度カウンター・ドーピイ
ング層(P--型)、14はN+ ポリシリコンゲート電
極、17はサイドウォール、18はソース・ドレイン高
濃度拡散層、19は低濃度カウンター・ドーピイング層
(P--- 型)、20はソース・ドレインLDD低濃度拡
散層(P- 型)、21はパンチスルーストッパーN+
散層である。
【0012】この図に示すように、ソース・ドレインL
DD低濃度拡散層20と高濃度カウンター・ドーピング
層13の間に、低濃度カウンター・ドーピング層19が
存在し、その下方基板部にパンチスルーストッパーN+
拡散層21を有する構造である。次いで、図2を用いて
本発明の実施例を示すMOSFETの製造方法について
説明する。
【0013】まず、図2(a)に示すように、シリコン
基板にNウェル〔7E16/cm3 〕11を形成後、10
0Å程度のゲート酸化膜12を形成する。イオン注入技
術により、カウンター・ドープイオン注入を、例えば、
49BF2 + で、30KeV、2.0E12〔ions/
cm2 〕の条件で行ない、高濃度カウンター・ドーピング
層(P層)13を形成する。更に、N型ポリシリコンゲ
ート電極14をホトリソ・エッチング技術により形成
し、その後、ゲート電極14をマスクとしてP-LDD
イオン注入を例えば、4.0E13〔ions/c
m2 〕、30KeV、49BF2 + の条件で行ない、P-
LDD層15を形成する。
【0014】次いで、図2(b)に示すように、斜めイ
オン注入技術を使用し、例えば、注入角度θ=45°、
31+ 、注入エネルギー170KeV,1.0E12
〔ions/cm2 〕の条件で不純物を注入する。その結
果、不純物の打ち込み層16が形成される。次に、図2
(c)に示すように、サイドウォール17を形成し、こ
れをマスクとしてイオン注入技術により、例えば、49
2 + 、50KeV、4.0E15ions/cm2 の条
件でイオン注入を行なうことにより、P+ 高濃度層18
が形成される。その後の熱処理、例えば、N2 雰囲気中
900℃、15分で、P- - - 型不純物低濃度層19、
ソース・ドレインLDD(P- 型)低濃度拡散層20、
パンチスルーストッパーN+ 拡散層21がそれぞれ形成
される。
【0015】従来型の埋め込みチャネルMOSFETの
場合は、図4に示すように、トランジスタオフ時の空乏
層はMOSにより形成される領域3−bとNウェル1と
カウンター・ドーピング層3及びソース・ドレイン領域
で形成される領域3−aによって構成される。その結
果、ソース及びドレインからチャネルへホールのわき出
し領域3−cが形成され、実効的なチャネル長が減少す
る。
【0016】しかしながら、本発明によれば、図5に示
すように、前記図4に示すわき出し領域3−cにN型不
純物を注入しているため、ホールのわき出しが抑制さ
れ、実効的なチャネル長の減少が抑えられている。な
お、図4及び図5において、2,12はゲート酸化膜、
4,14はN+ 型ポリシリコンゲート電極、6,18は
+ 高濃度層である。
【0017】また、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【0018】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、ソース及びドレインからチャネルへホールのわ
き出し領域にN型不純物を注入しているため、ホールの
わき出しが抑制され、実効的なチャネル長の減少を抑え
ることができる。従って、本発明により短チャネル効果
の影響の少ないMOSFETを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すMOSFETの断面図で
ある。
【図2】本発明の実施例を示すMOSFETの製造工程
断面図である。
【図3】従来のMOSFETの製造工程断面図である。
【図4】従来技術の問題点を示す断面図である。
【図5】本発明の効果を示す断面図である。
【符号の説明】
11 Nウェル 12 ゲート酸化膜 13 高濃度カウンター・ドーピング層 14 N+ ポリシリコンゲート電極 15 P- LDD層 16 不純物の打ち込み層 17 サイドウォール 18 P+ 高濃度層(ソース・ドレイン高濃度拡散
層) 19 P--- 型不純物低濃度層(低濃度カウンター・
ドーピング層) 20 ソース・ドレインLDD低濃度拡散層 21 パンチスルーストッパーN+ 拡散層
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 7377−4M H01L 29/78 301 L

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 埋込チャネル型PチャネルMOSFET
    において、 (a)半導体基体上に形成されるNウェル層と、 (b)該Nウェル層上に形成されるP型カウンター・ド
    ーピング層と、 (c)該P型カウンター・ドーピング層の両側に形成さ
    れるソース・ドレイン拡散層と、 (d)該ソース・ドレイン拡散層と前記P型カウンター
    ・ドーピング層との間に前記P型カウンター・ドーピン
    グ層よりも低濃度のソース・ドレインと同一導伝型の不
    純物層を有することを特徴とするMOSFET。
  2. 【請求項2】 埋込チャネル型PチャネルMOSFET
    の製造方法において、 (a)ゲート電極形成後、斜めイオン注入技術を用い、
    ゲート電極側壁からP型カウンター・ドーピング層へN
    型不純物を注入し、 (b)前記P型カウンター・ドーピング層とソース・ド
    レイン拡散層の間のP型不純物濃度を実質的に低下させ
    る層を形成することを特徴とするMOSFETの製造方
    法。
JP3274360A 1991-10-23 1991-10-23 Mosfet及びその製造方法 Pending JPH05251697A (ja)

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JP (1) JPH05251697A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5606191A (en) * 1994-12-16 1997-02-25 Mosel Vitelic, Inc. Semiconductor device with lightly doped drain regions
US5686324A (en) * 1996-03-28 1997-11-11 Mosel Vitelic, Inc. Process for forming LDD CMOS using large-tilt-angle ion implantation
US5827747A (en) * 1996-03-28 1998-10-27 Mosel Vitelic, Inc. Method for forming LDD CMOS using double spacers and large-tilt-angle ion implantation

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5686324A (en) * 1996-03-28 1997-11-11 Mosel Vitelic, Inc. Process for forming LDD CMOS using large-tilt-angle ion implantation
US5827747A (en) * 1996-03-28 1998-10-27 Mosel Vitelic, Inc. Method for forming LDD CMOS using double spacers and large-tilt-angle ion implantation

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Effective date: 19990907