JPH07131002A - 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

Info

Publication number
JPH07131002A
JPH07131002A JP29897293A JP29897293A JPH07131002A JP H07131002 A JPH07131002 A JP H07131002A JP 29897293 A JP29897293 A JP 29897293A JP 29897293 A JP29897293 A JP 29897293A JP H07131002 A JPH07131002 A JP H07131002A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
conductivity type
substrate
drain
drain region
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
JP29897293A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanori Funaki
正紀 舟木
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.)
Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan 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 Victor Company of Japan Ltd filed Critical Victor Company of Japan Ltd
Priority to JP29897293A priority Critical patent/JPH07131002A/ja
Priority to US08/335,409 priority patent/US5463237A/en
Publication of JPH07131002A publication Critical patent/JPH07131002A/ja
Priority to US08/477,609 priority patent/US5580799A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微細化したときにリーク電流を増加させずに
しきい値電圧を下げる構造とした際に、拡散容量が大き
くなり、半導体装置の動作速度が遅くなるのを防止す
る。 【構成】 ゲート電極15下に基板11と同じ導電型を
有する領域Iがあり、その下には、基板11と反対の導
電型を有する領域IIがある。また、この領域IIとソース
領域12との間及び領域IIとドレイン領域13との間に
は、それぞれ基板11と同じ導電型を有する領域III が
ある。さらに、ソース領域12及びドレイン領域13と
基板11との間には、領域IIと同じ導電型を有する領域
Vが形成されている。なお、基板11を領域IVとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置及びその製
造方法に係り、特にMOSFET(Metal Oxide Semico
nductor Field Effect Transistor )とその製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】MOSFETは、微細化するにしたがっ
て電源電圧が下がる傾向にあり、それに伴ってしきい値
電圧も下げる必要がある。ところが、パンチスルー現象
を防止するために基板の不純物濃度を上げると、しきい
値電圧も上がってしまうので、基板と逆の導電型の不純
物を基板の表面に導入して、見掛上のしきい値電圧を下
げるようにしていた。しかしながらこの場合、見掛上の
しきい値電圧は下がるが、ゲート電圧が0Vの時のドレ
イン電流(リーク電流)値は増大してしまうという課題
があった。
【0003】そこで本発明者は、特願平5−20886
7号出願にて、ウェルの導電型とは反対の導電型を有す
る領域をゲートの下に埋め込むことにより、しきい値電
圧以下の領域でドレイン電流を一桁下げるのに必要なゲ
ート電圧を示すS係数を下げた半導体装置及びその製造
方法を提案した。この半導体装置を図4に示し、簡単に
説明する。このMOSFETは、ゲート電極5下に基板
1と同じ導電型を有する領域Iがあり、その下には、基
板1と反対の導電型を有する領域IIがある。また、この
領域IIとソース領域2との間及び領域IIとドレイン領域
3との間には、それぞれ基板1と同じ導電型を有する領
域III がある。なお、基板1を領域IVとする。したがっ
て、基板1をp型とすると、領域I、III 、IVはp型と
なり、領域II、ソース領域2、ドレイン領域3はn型と
なる。また、基板1がn型の場合には、それぞれ逆の導
電型となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような構造の半導
体装置を製造する際に、上記提案では、領域IIをソース
・ドレイン領域2,3から分離するために、ゲート電極
5をマスクとして領域III を形成するための不純物注入
を行っているが、領域III は領域IVよりも濃いので、注
入量その他の関係でこの領域III が、図5に示すよう
に、ソース領域2及びドレイン領域3の下側にはみ出た
構造で形成されることがある。この場合、ソース領域2
及びドレイン領域3に接している領域III の不純物濃度
がソース領域2及びドレイン領域3の容量を決定するの
で、領域III がはみ出さず拡散層が直接領域IVに接して
いる場合に比べて、拡散容量が大きくなり、デバイスの
速度が遅くなるという問題点があった。そこで本発明
は、上記課題を解決した半導体装置及びその製造方法を
提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、第1の導電型を有する半導体基板上に薄
いゲート絶縁膜を挟んで形成されたゲート電極と、この
ゲート絶縁膜の下方でこのゲート電極の両側に設けられ
た第2の導電型を有するソース領域及びドレイン領域
と、を備えた半導体装置において、前記ゲート絶縁膜の
下方で前記ゲート絶縁膜と前記ソース領域及び前記ドレ
イン領域に接しないようにして前記基板内に形成された
第2の導電型を有する第2の領域と、第1の導電型を有
して前記ゲート絶縁膜とこの第2の領域との間に形成さ
れ、前記ゲート電極に電圧をかけた時に形成される空乏
層の幅と、前記第2の領域とのpn接合による空乏層の
幅とを合計した幅よりも小さい幅の第1の領域と、第1
の導電型を有して前記第2の領域と前記ソース領域及び
前記ドレイン領域との間にそれぞれ形成され、前記ドレ
イン領域による空乏層幅と、前記第2の領域とのpn接
合による空乏層の幅とを合計した幅よりも大きい幅の第
3の領域と、第2の導電型を有して第4の領域となる前
記半導体基板と前記ソース領域及び前記ドレイン領域と
の間にそれぞれ形成され、前記ソース領域及び前記ドレ
イン領域よりも不純物濃度の薄い第5の領域とを有する
ことを特徴とする半導体装置、及び、第1の導電型を有
する半導体基板に第2の導電型を有する不純物を注入し
て第2の領域を形成する工程と、前記半導体基板に第1
の導電型を有する不純物を注入して前記第2の領域より
も表面側に第1の領域を形成する工程と、前記半導体基
板表面に薄いゲート絶縁膜を成膜する工程と、このゲー
ト絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、ソース領域
とドレイン領域とを形成する位置上をマスクするレジス
トを形成する工程と、前記ゲート電極と前記レジストと
をマスクとして前記第2の領域の不純物濃度よりも濃く
なるように、第3の領域を形成するための第1の導電型
を有する不純物を前記第2の領域に重なる位置に注入す
る工程と、前記レジストを除去する工程と、前記ゲート
電極をマスクとして第2の導電型を有する不純物を注入
してソース領域及びドレイン領域を形成する工程とより
なることを特徴とする半導体装置の製造方法を提供しよ
うとするものである。
【0006】
【作用】領域III の不純物注入は、ゲート領域とソース
領域12及びドレイン領域13との間にだけ行えば良い
ので、フォトレジストを使用してゲート領域の近傍にの
み領域III の不純物注入を行うようにする。このように
することにより、領域III がソース領域12及びドレイ
ン領域13の下側にはみ出た構造とならず、拡散容量が
大きくなるのを防ぐことができる。
【0007】また、この場合、領域IIを形成するために
注入した不純物が、ソース領域12及びドレイン領域1
3の下側に残り、領域を形成するが、この領域を領域V
とすると、ソース領域12及びドレイン領域13と基板
11(領域IV)との間に、ソース領域12及びドレイン
領域13よりも薄い不純物濃度を有する領域Vが形成さ
れることになるので、電界を緩和してより一層拡散容量
を小さくすることができる。
【0008】
【実施例】まず、本発明の半導体装置の一実施例である
MOSFETの構造を図1に示し、その要部拡大図を図
2に示して以下に説明する。このMOSFETは、ゲー
ト電極15下に基板11と同じ導電型を有する領域Iが
あり、その下には、基板11と反対の導電型を有する領
域IIがある。また、この領域IIとソース領域12との間
及び領域IIとドレイン領域13との間には、それぞれ基
板11と同じ導電型を有する領域III がある。さらに、
ソース領域12及びドレイン領域13と基板11との間
には、領域IIと同じ導電型を有する領域Vが形成されて
いる。なお、基板11を領域IVとする。したがって、基
板11をp型とすると、領域I、III 、IVはp型とな
り、領域II、V、ソース領域12、ドレイン領域13は
n型となる。また、基板11がn型の場合には、それぞ
れ逆の導電型となる。
【0009】そして、それぞれの領域は、次のような条
件を満たしている。領域Iの深さ方向幅W1は、ゲート
バイアスによる空乏層幅Wgと領域IIの接合による空乏
層幅Wj1の合計よりも小さくする(W1<Wg+Wj
1)。領域IIの深さ方向幅W2は、任意であるが、この
場合、ソース領域12、ドレイン領域13よりも深い位
置までにする。領域III の深さ方向幅W3は、領域IIの
深さ方向幅W2よりも大きくする(W3>W2)。領域
III の横方向幅W13は、領域IIのドレイン領域13によ
る空乏層幅Wdと領域IIとの接合による空乏層幅Wj3の
合計よりも大きくする(W13>Wd+Wj3)。さらに、
望ましい条件として、領域IVの基板濃度N4を他の全て
の領域I,II,III ,Vの濃度N1,N2,N3,N5
よりも薄くする(N4<N1,N2,N3,N5)。
【0010】このような各条件は、次のような作用を示
す。領域Iは、動作時に反転状態となり、キャリアの伝
導を担当するチャネル領域である。そして、領域Iの不
純物濃度によって、このMOSFETのしきい値電圧が
制御される。
【0011】領域IIは、領域Iとpn接合しているの
で、領域Iをこの接合により空乏化させる。したがっ
て、領域IIは、ゲート電極15に電圧をかけたときの領
域Iの空乏化を助け、ゲート電極15から見た見掛上の
容量を低減させる。また、同時にしきい値電圧を低減す
る。
【0012】領域III は、ドレイン領域13の空乏層が
広がり、領域IIとドレイン領域13が導通することを防
止する。領域IIとドレイン領域13が導通すると、領域
IIを通してドレイン領域13がソース領域12と導通す
るパンチスルー現象が生じてしまうので、これを防止す
るものである。また、領域IIとドレイン領域13とが同
電位になると、ドレイン電圧の変化に合わせて領域IIの
電位が変化し、MOSFETの特性に影響を与えるので
望ましくない。さらに、領域III は、領域Iと領域IVと
をつないで領域Iの電位を安定させている。
【0013】領域IVの不純物濃度は、ソース領域12と
ドレイン領域13の容量を決定する。パンチスルーの防
止は、領域III が行っているので、領域IVの不純物濃度
はこのことを考慮せずに決めることができ、ソース領域
12とドレイン領域13の容量を減らすために低濃度に
する。
【0014】また、領域Vの不純物濃度は、ソース領域
12とドレイン領域13の不純物濃度よりも薄くなって
おり、この領域Vの深さを適宜調節することによって、
電界を緩和して拡散容量を小さくすることができる。
【0015】このような構造のMOSFETは次のよう
にして製造することができる。製造工程を図3(A)〜
(H)に示す。まず、同図(A)に示すように、領域IV
である不純物濃度1.5×1016cm-3のp型基板11の
表面にゲート酸化膜14aを形成し、このゲート酸化膜
14aを通して基板11にB(ボロン)を25KeV 、
1.5×1012cm-2、P(リン)を160KeV 、2.5
×1012cm-2注入すると、ゲート酸化膜14aの下に、
領域IとなるBの注入された層16が形成され、さらに
その下に、領域II,VとなるPの注入された層17が形
成される。なお、この不純物の熱処理は、後述するソー
ス領域12及びドレイン領域13の活性化のための熱処
理と同時に行って、領域I,II,Vを形成する。
【0016】そして、図3(B)に示すように、B,P
の注入後(熱処理を行わずに)、ゲート酸化膜14をつ
け直してからポリシリコン薄膜を成膜、エッチングし
て、ゲート電極15を形成する。
【0017】さらに、同図(C)に示すように、表面全
体にフォトレジスト18を塗布し、同図(D)に示すよ
うに、ゲート電極15上及びその周辺のフォトレジスト
18を除去する。この状態で、同図(E)に示すよう
に、ゲート電極15とフォトレジスト18とをマスクと
して、領域IIの形成された深さ位置に領域IIに注入した
Pよりも多くのBを注入する。このように、ソース領域
12及びドレイン領域13に用いる不純物との拡散係数
の差を利用して、領域III を形成することができる。
【0018】その後、同図(F)に示すように、フォト
レジスト18を除去する。さらに、同図(G)に示すよ
うに、ソース領域12及びドレイン領域13形成用のA
s(ひ素)をBよりも多く注入して、熱処理を行うと、
同図(H)に示すように、拡散係数の大きいBがAsよ
りも拡散して、領域III を形成し、さらに、領域Vも形
成され、図1に示すようなMOSFETを製造すること
ができる。なお、領域III は、先の出願に示したよう
に、別の方法によって形成しても良い。
【0019】
【発明の効果】本発明の半導体装置は、基板とソース領
域及びドレイン領域との間にソース領域及びドレイン領
域よりも薄い不純物濃度を有する第5の領域が形成され
ているので、電界を緩和して拡散容量を小さくすること
ができ、半導体装置の動作速度が遅くなるのを防止する
ことが可能となる。また、本発明の半導体装置の製造方
法は、レジストを使用してゲート領域の近傍にのみ第3
の領域の不純物注入を行うようにしたので、第3の領域
がソース領域及びドレイン領域の下側にはみ出して、拡
散容量を増加させるのを防ぐことができるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の一実施例を示す構成図で
ある。
【図2】図1に示した実施例の要部を示す要部拡大図で
ある。
【図3】(A)〜(H)は本発明の半導体装置の製造方
法の一実施例を説明するための工程図である。
【図4】従来例を示す構成図である。
【図5】従来例を示す構成図である。
【符号の説明】
1,11 基板 2,12 ソース領域 3,13 ドレイン領域 4,14,14a ゲート絶縁膜 5,15 ゲート電極 16 Bの注入された層(領域I) 17 Pの注入された層(領域II,V) 18 フォトレジスト

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の導電型を有する半導体基板上に薄い
    ゲート絶縁膜を挟んで形成されたゲート電極と、このゲ
    ート絶縁膜の下方でこのゲート電極の両側に設けられた
    第2の導電型を有するソース領域及びドレイン領域と、
    を備えた半導体装置において、 前記ゲート絶縁膜の下方で前記ゲート絶縁膜と前記ソー
    ス領域及び前記ドレイン領域に接しないようにして前記
    基板内に形成された第2の導電型を有する第2の領域
    と、 第1の導電型を有して前記ゲート絶縁膜とこの第2の領
    域との間に形成され、前記ゲート電極に電圧をかけた時
    に形成される空乏層の幅と、前記第2の領域とのpn接
    合による空乏層の幅とを合計した幅よりも小さい幅の第
    1の領域と、 第1の導電型を有して前記第2の領域と前記ソース領域
    及び前記ドレイン領域との間にそれぞれ形成され、前記
    ドレイン領域による空乏層幅と、前記第2の領域とのp
    n接合による空乏層の幅とを合計した幅よりも大きい幅
    の第3の領域と、 第2の導電型を有して第4の領域となる前記半導体基板
    と前記ソース領域及び前記ドレイン領域との間にそれぞ
    れ形成され、前記ソース領域及び前記ドレイン領域より
    も不純物濃度の薄い第5の領域とを有することを特徴と
    する半導体装置。
  2. 【請求項2】第1の導電型を有する半導体基板に第2の
    導電型を有する不純物を注入して第2の領域を形成する
    工程と、 前記半導体基板に第1の導電型を有する不純物を注入し
    て前記第2の領域よりも表面側に第1の領域を形成する
    工程と、 前記半導体基板表面に薄いゲート絶縁膜を成膜する工程
    と、 このゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、 ソース領域とドレイン領域とを形成する位置上をマスク
    するレジストを形成する工程と、 前記ゲート電極と前記レジストとをマスクとして前記第
    2の領域の不純物濃度よりも濃くなるように、第3の領
    域を形成するための第1の導電型を有する不純物を前記
    第2の領域に重なる位置に注入する工程と、 前記レジストを除去する工程と、 前記ゲート電極をマスクとして第2の導電型を有する不
    純物を注入してソース領域及びドレイン領域を形成する
    工程とよりなることを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
JP29897293A 1993-11-04 1993-11-04 半導体装置及びその製造方法 Pending JPH07131002A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29897293A JPH07131002A (ja) 1993-11-04 1993-11-04 半導体装置及びその製造方法
US08/335,409 US5463237A (en) 1993-11-04 1994-11-03 MOSFET device having depletion layer
US08/477,609 US5580799A (en) 1993-11-04 1995-06-07 Method of manufacturing transistor with channel implant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29897293A JPH07131002A (ja) 1993-11-04 1993-11-04 半導体装置及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07131002A true JPH07131002A (ja) 1995-05-19

Family

ID=17866575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29897293A Pending JPH07131002A (ja) 1993-11-04 1993-11-04 半導体装置及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07131002A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7400016B2 (en) 2001-01-18 2008-07-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device realizing characteristics like a SOI MOSFET

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7400016B2 (en) 2001-01-18 2008-07-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device realizing characteristics like a SOI MOSFET

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3015253B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
US6452233B1 (en) SOI device having a leakage stopping layer
JP4030148B2 (ja) 電力半導体装置及びその製造方法
KR100205194B1 (ko) 반도체장치 및 그 제조방법
US4216038A (en) Semiconductor device and manufacturing process thereof
JP2858622B2 (ja) 半導体装置
JP3049496B2 (ja) Mosfetの製造方法
JPH07131002A (ja) 半導体装置及びその製造方法
CN1173739A (zh) 半导体装置及其制造方法
KR100219063B1 (ko) 반도체 소자 제조방법
JPS62265765A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH067556B2 (ja) Mis型半導体装置
JP2858623B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2500075B2 (ja) 薄膜トランジスタ―スタティックramセルの寄生ダイオ―ド特性改善方法
JP2658810B2 (ja) 不均一チャネルドープmosトランジスタ及びその製造方法
JPH01189175A (ja) 二重拡散型電界効果半導体装置
JPH07135316A (ja) 半導体装置
JP3017838B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2808620B2 (ja) 半導体装置の製造方法
KR100370118B1 (ko) 반도체소자의웰제조방법
KR970006219B1 (ko) 반도체소자 제조방법
KR0156103B1 (ko) 반도체 소자의 제조방법
KR100498592B1 (ko) 모스트랜지스터 및 그 제조 방법
JPH0251278A (ja) 二重拡散型電界効果半導体装置の製造方法
KR20040078240A (ko) 반도체 소자 및 그 제조 방법