JPH067556B2 - Mis型半導体装置 - Google Patents
Mis型半導体装置Info
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- JPH067556B2 JPH067556B2 JP60051721A JP5172185A JPH067556B2 JP H067556 B2 JPH067556 B2 JP H067556B2 JP 60051721 A JP60051721 A JP 60051721A JP 5172185 A JP5172185 A JP 5172185A JP H067556 B2 JPH067556 B2 JP H067556B2
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- Japan
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- gate electrode
- semiconductor device
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/01—Manufacture or treatment
- H10D30/021—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET]
- H10D30/0223—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] having source and drain regions or source and drain extensions self-aligned to sides of the gate
- H10D30/0227—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] having source and drain regions or source and drain extensions self-aligned to sides of the gate having both lightly-doped source and drain extensions and source and drain regions self-aligned to the sides of the gate, e.g. lightly-doped drain [LDD] MOSFET or double-diffused drain [DDD] MOSFET
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/601—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET] having lightly-doped drain or source extensions, e.g. LDD IGFETs or DDD IGFETs
- H10D30/605—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET] having lightly-doped drain or source extensions, e.g. LDD IGFETs or DDD IGFETs having significant overlap between the lightly-doped extensions and the gate electrode
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、MIS型半導体装置に関し、特にドレイン領
域の構造を改良したMIS型半導体装置に係る。
域の構造を改良したMIS型半導体装置に係る。
最近、MIS型半導体装置(例えばMOS型半導体集積
回路)の高集積化が進行し、そのトランジスタがより微
細化されるに伴なってドレイン領域近傍の高電界を緩和
し、耐圧を向上するために、ドレイン領域を低濃度及び
高濃度の拡散領域の二重構造とした、いわゆるLDD
(Light Doped Drain)構造が開発、実用化されてい
る。
回路)の高集積化が進行し、そのトランジスタがより微
細化されるに伴なってドレイン領域近傍の高電界を緩和
し、耐圧を向上するために、ドレイン領域を低濃度及び
高濃度の拡散領域の二重構造とした、いわゆるLDD
(Light Doped Drain)構造が開発、実用化されてい
る。
しかしながら、LDD構造の低濃度拡散領域はドレイン
電界を緩和することによりホットキャリアの発生を抑制
する反面、ホットキャリアによってゲート絶縁膜中に生
成された電界の影響を受けて、該低濃度拡散領域の表面
が空乏化し易くなる。その結果、LDD構造のトランジ
スタは低濃度拡散領域による寄生抵抗が増大し、電流駆
動能力が低下するという特有の劣化現象を生じる。LD
D構造において、ドレイン電界緩和効果は低濃度拡散領
域の濃度が低い程大きいが、上述した特有の劣化現象も
濃度が低くなる程大きくなり、相反する要求により低濃
度拡散領域の濃度選択範囲は小さくなるという問題があ
った。
電界を緩和することによりホットキャリアの発生を抑制
する反面、ホットキャリアによってゲート絶縁膜中に生
成された電界の影響を受けて、該低濃度拡散領域の表面
が空乏化し易くなる。その結果、LDD構造のトランジ
スタは低濃度拡散領域による寄生抵抗が増大し、電流駆
動能力が低下するという特有の劣化現象を生じる。LD
D構造において、ドレイン電界緩和効果は低濃度拡散領
域の濃度が低い程大きいが、上述した特有の劣化現象も
濃度が低くなる程大きくなり、相反する要求により低濃
度拡散領域の濃度選択範囲は小さくなるという問題があ
った。
本発明は、LDD構造の低濃度拡散領域によるドレイン
電界緩和効果を維持しつつ、該拡散領域による寄生抵抗
の増加に伴う電流駆動能力の低下に防止した高性能で高
信頼性のMIS型半導体装置を提供しようとするもので
ある。
電界緩和効果を維持しつつ、該拡散領域による寄生抵抗
の増加に伴う電流駆動能力の低下に防止した高性能で高
信頼性のMIS型半導体装置を提供しようとするもので
ある。
本発明は、第1導電型の半導体基板と、この基板表面に
互に電気的に分離して設けられた第2導電型のソース,
ドレイン領域と、これら領域間のチャンネル領域を含む
基板表面にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極
とを具備したMIS型半導体装置において、前記ゲート
電極の側面に幅の異なる二重の絶縁材料からなる壁体を
設け、かつ前記ソース,ドレイン領域のうち少なくとも
ドレイン領域を前記ゲート電極、第1の壁体、第2の壁
体に対して自己整合的に形成された第2導電型の第1,
第2,第3の拡散領域により構成すると共に、該第3拡
散領域を第2拡散領域より高濃度に、第2拡散領域を第
1拡散領域より高濃度に設定したことを特徴とするもの
である。かかる本発明によれば、既述の如くLDD構造
の低濃度拡散領域によるドレイン電界緩和効果を維持し
つつ、該拡散領域による寄生抵抗の増大に伴う電流駆動
能力の低下を防止した高性能で高信頼性のMIS型半導
体装置を得ることができる。
互に電気的に分離して設けられた第2導電型のソース,
ドレイン領域と、これら領域間のチャンネル領域を含む
基板表面にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極
とを具備したMIS型半導体装置において、前記ゲート
電極の側面に幅の異なる二重の絶縁材料からなる壁体を
設け、かつ前記ソース,ドレイン領域のうち少なくとも
ドレイン領域を前記ゲート電極、第1の壁体、第2の壁
体に対して自己整合的に形成された第2導電型の第1,
第2,第3の拡散領域により構成すると共に、該第3拡
散領域を第2拡散領域より高濃度に、第2拡散領域を第
1拡散領域より高濃度に設定したことを特徴とするもの
である。かかる本発明によれば、既述の如くLDD構造
の低濃度拡散領域によるドレイン電界緩和効果を維持し
つつ、該拡散領域による寄生抵抗の増大に伴う電流駆動
能力の低下を防止した高性能で高信頼性のMIS型半導
体装置を得ることができる。
以下、本発明をnチヤンネルMOSICに適用した例に
ついて第1図〜第4図の製造方法を併記して説明する。
ついて第1図〜第4図の製造方法を併記して説明する。
まず、p型シリコン基板1に、選択酸化によりフィール
ド酸化膜2を形成した後、熱酸化処理を施して該フィー
ルド酸化膜2で分離された島状の基板1領域表面に厚さ
250A°のゲート酸化膜3を形成した。つづいて、全
面に厚さ4000A°の多結晶シリコン膜を堆積し、P
OCl3の雰囲気中でリン拡散を行なって該多結晶シリ
コン膜にリンをドープし低抵抗化させた後、フォトエッ
チング技術によりパターニングしてゲート電極4を形成
した。ひきつづき、ゲート電極4をマスクとしてリンを
加速電圧35KeV、ドーズ量2×1015cm-2の条件でイオ
ン注入し、活性化して基板1表面にゲート電極4に対し
て自己整合的にn−型拡散領域(第1拡散領域)51,
52を形成した(第1図図示)。
ド酸化膜2を形成した後、熱酸化処理を施して該フィー
ルド酸化膜2で分離された島状の基板1領域表面に厚さ
250A°のゲート酸化膜3を形成した。つづいて、全
面に厚さ4000A°の多結晶シリコン膜を堆積し、P
OCl3の雰囲気中でリン拡散を行なって該多結晶シリ
コン膜にリンをドープし低抵抗化させた後、フォトエッ
チング技術によりパターニングしてゲート電極4を形成
した。ひきつづき、ゲート電極4をマスクとしてリンを
加速電圧35KeV、ドーズ量2×1015cm-2の条件でイオ
ン注入し、活性化して基板1表面にゲート電極4に対し
て自己整合的にn−型拡散領域(第1拡散領域)51,
52を形成した(第1図図示)。
次いで、熱酸化処理を施して多結晶シリコンからなるゲ
ート電極4の上面及び側面に厚さ1000A゜の酸化膜
(第1の壁体)6を形成した。つついて、ゲート電極4
及び酸化膜6をマスクとして拡散係数の比較的小さい砒
素を加速電極35KeV、ドーズ量1×1014cm-2の条件
でイオン注入し、活性化して基板1表面にゲート電極4
側面の酸化膜6に対して自己整合的に前記拡散領域
51,52より高濃度のn型拡散領域71,72を形成
した(第2図図示)。
ート電極4の上面及び側面に厚さ1000A゜の酸化膜
(第1の壁体)6を形成した。つついて、ゲート電極4
及び酸化膜6をマスクとして拡散係数の比較的小さい砒
素を加速電極35KeV、ドーズ量1×1014cm-2の条件
でイオン注入し、活性化して基板1表面にゲート電極4
側面の酸化膜6に対して自己整合的に前記拡散領域
51,52より高濃度のn型拡散領域71,72を形成
した(第2図図示)。
次いで、全面に厚さ2000A°のSiO2膜を堆積
し、反応性イオンエッチング法により全面エッチングを
行なってゲート電極4側面に対応する酸化膜6のSiO
2からなる第2の壁体8を形成した。つづいで、ゲート
電極4、酸化膜6及び第2の壁体8をマスクとして砒素
を加速電圧40KeV、ドーズ量5×1015cm-2の条件
でイオン注入し、活性化して基板1表面に第2の壁体8
に対して自己整合的にn型拡散領域71,72より高濃
度のn+型拡散領域(第3拡散領域)91,92を形成
した。この工程によりn−型拡散領域51、n型拡散領
域71及びn+型拡散領域91からなるソース領域10
が形成されると共に、n−型拡散領域52、n型拡散領
域72及びn+型拡散領域92からなるドレイン領域1
1が形成された(第3図図示)。
し、反応性イオンエッチング法により全面エッチングを
行なってゲート電極4側面に対応する酸化膜6のSiO
2からなる第2の壁体8を形成した。つづいで、ゲート
電極4、酸化膜6及び第2の壁体8をマスクとして砒素
を加速電圧40KeV、ドーズ量5×1015cm-2の条件
でイオン注入し、活性化して基板1表面に第2の壁体8
に対して自己整合的にn型拡散領域71,72より高濃
度のn+型拡散領域(第3拡散領域)91,92を形成
した。この工程によりn−型拡散領域51、n型拡散領
域71及びn+型拡散領域91からなるソース領域10
が形成されると共に、n−型拡散領域52、n型拡散領
域72及びn+型拡散領域92からなるドレイン領域1
1が形成された(第3図図示)。
次いで、全面にCVD−SiO2膜12を堆積し、該C
VD−SiO2膜12及びゲート酸化膜3等にフォトエ
ッチング技術によりコンタクトホール13を開孔した
後、Al膜の蒸着、パターニングを行なうことにより前
記ソース,ドレイン領域10,11のn+型拡散領域9
1,92及びゲート電極4とコンタクトホール13を通
して接続するAl配線14,15,16を形成してnチ
ャンネルMOSICを製造した(第4図図示)。
VD−SiO2膜12及びゲート酸化膜3等にフォトエ
ッチング技術によりコンタクトホール13を開孔した
後、Al膜の蒸着、パターニングを行なうことにより前
記ソース,ドレイン領域10,11のn+型拡散領域9
1,92及びゲート電極4とコンタクトホール13を通
して接続するAl配線14,15,16を形成してnチ
ャンネルMOSICを製造した(第4図図示)。
しかして、本発明のMOSICは第4図に示すようにゲ
ート電極4の側面に厚さの異なる第1の壁体(酸化膜)
6及び第2の壁体8を設け、p型シリコン基板1表面に
ゲート電極4、第1の壁体6、第2の壁体8に対して自
己整合的にn−型拡散領域(第1拡散領域)51,
52、n型拡散領域(第2拡散領域)71,72、n+
型拡散領域(第3拡散領域)91,92を設け、これら
拡散領域51,71,91によりソース領域10を、拡
散領域52,72,92によりドレイン領域11を構成
したLDD構造をなす。従って、ドレイン領域11のn
−型拡散領域52によりホットキャリアの発生を抑制し
てドレイン電界を緩和することができる。また、ホット
キャリアによってゲート酸化膜3中に生成した電界の影
響によるn−型拡散領域52付近への空乏化を、それに
隣接するn型拡散領域72により緩和でき、ひいては電
界駆動能力の低下を抑制できる。
ート電極4の側面に厚さの異なる第1の壁体(酸化膜)
6及び第2の壁体8を設け、p型シリコン基板1表面に
ゲート電極4、第1の壁体6、第2の壁体8に対して自
己整合的にn−型拡散領域(第1拡散領域)51,
52、n型拡散領域(第2拡散領域)71,72、n+
型拡散領域(第3拡散領域)91,92を設け、これら
拡散領域51,71,91によりソース領域10を、拡
散領域52,72,92によりドレイン領域11を構成
したLDD構造をなす。従って、ドレイン領域11のn
−型拡散領域52によりホットキャリアの発生を抑制し
てドレイン電界を緩和することができる。また、ホット
キャリアによってゲート酸化膜3中に生成した電界の影
響によるn−型拡散領域52付近への空乏化を、それに
隣接するn型拡散領域72により緩和でき、ひいては電
界駆動能力の低下を抑制できる。
更に、n−型拡散領域51,52及びn型拡散領域
71,72の幅は、第1,第2の壁体6,8により容易
に制御できるため、前記二つの相反する問題を解消する
のに適した濃度、幅をもつn−型,n型の拡散領域
51,52,71,72を形成できる。
71,72の幅は、第1,第2の壁体6,8により容易
に制御できるため、前記二つの相反する問題を解消する
のに適した濃度、幅をもつn−型,n型の拡散領域
51,52,71,72を形成できる。
なお、上記実施例ではソース領域をも3つの濃度の異な
る拡散領域で形成したが、ドレイン領域のみ3つの濃度
の異なる拡散領域で形成してもよい。
る拡散領域で形成したが、ドレイン領域のみ3つの濃度
の異なる拡散領域で形成してもよい。
また、第1〜第3の拡散領域としてのn−型拡散領域、
n型拡散領域、n+型拡散領域の形成条件は上記実施例
に限定されず、本発明の目的を達する範囲内で自由に変
更できる。
n型拡散領域、n+型拡散領域の形成条件は上記実施例
に限定されず、本発明の目的を達する範囲内で自由に変
更できる。
上記実施例では、nチャンネルMOSICに適用した例
について説明したが、CMOSIC又はMNOS等のゲート絶縁膜
として酸化膜以外の材料を使用したMIS型ICにも同
様に適用できる。
について説明したが、CMOSIC又はMNOS等のゲート絶縁膜
として酸化膜以外の材料を使用したMIS型ICにも同
様に適用できる。
以上詳述した如く、本発明によればLDD構造の低濃度
拡散領域によるドレイン電界緩和効果を維持しつつ、該
拡散領域による寄生抵抗の増加に伴う電流駆動能力の低
下を抑制した高性能で高信頼性のMIS型半導体装置を
提供できる。
拡散領域によるドレイン電界緩和効果を維持しつつ、該
拡散領域による寄生抵抗の増加に伴う電流駆動能力の低
下を抑制した高性能で高信頼性のMIS型半導体装置を
提供できる。
第1図〜第4図は本発明の実施例におけるnチャンネル
MOSICを得るための製造工程をす断面図である。 1…p型シリコン基板、2…フィールド酸化膜、3…ゲ
ート酸化膜、4…ゲート電極、51,52…n−型拡散
領域(第1拡散領域)、6…酸化膜(第1の壁体)、7
1,72…n型拡散領域(第2拡散領域)、8…第2の
壁体、91,92…n+型拡散領域(第3拡散領域)、
10…ソース領域、11…ドレイン領域、14〜16…
Al配線。
MOSICを得るための製造工程をす断面図である。 1…p型シリコン基板、2…フィールド酸化膜、3…ゲ
ート酸化膜、4…ゲート電極、51,52…n−型拡散
領域(第1拡散領域)、6…酸化膜(第1の壁体)、7
1,72…n型拡散領域(第2拡散領域)、8…第2の
壁体、91,92…n+型拡散領域(第3拡散領域)、
10…ソース領域、11…ドレイン領域、14〜16…
Al配線。
Claims (1)
- 【請求項1】第1導電型の半導体基板と、この基板表面
に互に電気的に分離して設けられた第2導電型のソー
ス,ドレイン領域と、これら領域間のチャンネル領域を
含む基板表面にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート
電極とを具備したMIS型半導体装置において、前記ゲ
ート電極の側面に幅の異なる二重の絶縁材料からなる壁
体を設け、かつ前記ソース,ドレイン領域のうち少なく
ともドレイン領域を前記ゲート電極、第1の壁体、第2
の壁体に対して自己整合的に形成された第2導電型の第
1,第2,第3の拡散領域により構成すると共に、該第
3拡散領域を第2拡散領域より高濃度に、第2拡散領域
を第1拡散領域より高濃度に設定したことを特徴とする
MIS型半導体装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60051721A JPH067556B2 (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | Mis型半導体装置 |
| DE8585309209T DE3581797D1 (de) | 1984-12-27 | 1985-12-18 | Misfet mit niedrigdotiertem drain und verfahren zu seiner herstellung. |
| EP85309209A EP0187016B1 (en) | 1984-12-27 | 1985-12-18 | Misfet with lightly doped drain and method of manufacturing the same |
| US07/319,873 US4935379A (en) | 1984-12-27 | 1989-03-01 | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60051721A JPH067556B2 (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | Mis型半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61210673A JPS61210673A (ja) | 1986-09-18 |
| JPH067556B2 true JPH067556B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=12894749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60051721A Expired - Lifetime JPH067556B2 (ja) | 1984-12-27 | 1985-03-15 | Mis型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH067556B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02250331A (ja) * | 1989-03-24 | 1990-10-08 | Hitachi Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP2789109B2 (ja) * | 1989-05-25 | 1998-08-20 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
| FR2654257A1 (fr) * | 1989-11-03 | 1991-05-10 | Philips Nv | Procede pour fabriquer un dispositif a transistors mis ayant une grille debordant sur les portions des regions de source et de drain faiblement dopees. |
| FR2654258A1 (fr) * | 1989-11-03 | 1991-05-10 | Philips Nv | Procede pour fabriquer un dispositif a transistor mis ayant une electrode de grille en forme de "t" inverse. |
| KR930010124B1 (ko) * | 1991-02-27 | 1993-10-14 | 삼성전자 주식회사 | 반도체 트랜지스터의 제조방법 및 그 구조 |
-
1985
- 1985-03-15 JP JP60051721A patent/JPH067556B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61210673A (ja) | 1986-09-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |