JPS63166221A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device

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JPS63166221A
JPS63166221A JP31410386A JP31410386A JPS63166221A JP S63166221 A JPS63166221 A JP S63166221A JP 31410386 A JP31410386 A JP 31410386A JP 31410386 A JP31410386 A JP 31410386A JP S63166221 A JPS63166221 A JP S63166221A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
manufacturing
semiconductor device
ion
ion implantation
silicon substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP31410386A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Yasue
孝夫 安江
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS63166221A publication Critical patent/JPS63166221A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体装置の製造方法に関するものである。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図はイオン注入法を用いてMOSトランジスタを製
造する工程の従来例を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional example of a process for manufacturing a MOS transistor using the ion implantation method.

同図において、1はシリコン基板であり、その表面の一
部には薄い酸化膜2を介してゲート電極3が形成される
。ついで、イオン注入法により上記シリコン長板1中に
ソース・ドレイン領域4が上記ゲート電極3と自己整合
した形で形成される。
In the figure, 1 is a silicon substrate, and a gate electrode 3 is formed on a part of its surface with a thin oxide film 2 interposed therebetween. Next, source/drain regions 4 are formed in the long silicon plate 1 in a self-aligned manner with the gate electrode 3 by ion implantation.

図中、5はイオン注入のイオン流を示している。In the figure, numeral 5 indicates the ion flow of ion implantation.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

前記した従来例におけるイオン注入はイオン注入装置を
用い、イオン化された不純物を電界により加速してイオ
ン流5としてシリコン基板1に投射することにより行な
われる。このとき加速されたイオンエネルギが大きいほ
どシリコン基板1中に形成されるソース・ドレイン領域
4のドープ深さが深くなり、また注入イオンの散乱によ
る横方向(すなわちゲート電極3下)への回り込みの度
合も大きくなる。このため特にゲート長を短く形成して
集積度を上げようとする場合には、イオンエネルギを十
分に小さくした上でイオン注入を行なう必要があり、こ
れが不十分であれば結果どして得られるMOSトランジ
スタにパルデスルーが起るなどして、結局、集積度の高
い半導体装置が−得られないという問題を生じる。とこ
ろが加速電圧を下げてイオンエネルギを低減させると、
イオン電流の減少により単位時間あたりのイオン照射量
が減少し、所定濃度にまでドープするのに非常に時間が
かかつて生産性が悪くなる。
Ion implantation in the conventional example described above is carried out by using an ion implantation device and accelerating ionized impurities by an electric field and projecting them onto the silicon substrate 1 as an ion stream 5. The greater the ion energy accelerated at this time, the deeper the doping depth of the source/drain region 4 formed in the silicon substrate 1, and the more the implanted ions scatter in the lateral direction (that is, below the gate electrode 3). The degree also increases. For this reason, especially when trying to increase the degree of integration by forming a short gate length, it is necessary to perform ion implantation after reducing the ion energy sufficiently, and if this is insufficient, the resulting Pulse death through occurs in the MOS transistor, resulting in the problem that a semiconductor device with a high degree of integration cannot be obtained. However, when the accelerating voltage is lowered to reduce the ion energy,
As the ion current decreases, the amount of ion irradiation per unit time decreases, and it takes much time to dope to a predetermined concentration, resulting in poor productivity.

この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、イオン照射量を減少させることなくイオンエ
ネルギを効果的に減少させることにより、短時間のイオ
ン注入により所定濃度のドーピングが行なえるとどもに
、ドープ深さが浅く抑えられかつ横方向への注入イオン
の回り込みが減少され、パルチスルーを起すことなく集
積度を高めることのできる半導体装置の製造方法を提供
することを目的とする。
This invention was made to solve these problems, and by effectively reducing the ion energy without reducing the ion irradiation dose, it is possible to perform doping at a predetermined concentration by short-time ion implantation. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device in which the doping depth can be suppressed to a shallow level, the wraparound of implanted ions in the lateral direction can be reduced, and the degree of integration can be increased without causing parti-through. .

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板の
表面にガス流を供給しながらイオン注入を行うものであ
る。
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention performs ion implantation while supplying a gas flow to the surface of a semiconductor substrate.

(作用) イオン注入の際、半導体基板の表面に入射するイオンは
ガス流にJζって散乱、減衰されるので、イオンエネル
ギが効果的に低減され、このためイオン注入によるドー
プ深さならびに注入イオンの横方向への回り込みが小さ
く抑えられるとともに、散乱、減衰されたイオンの大半
が半導体基板表面に入射するのでイオン照射量は減少す
ることなく、所定のドーピング濃度を得るのに短時間で
済む。
(Function) During ion implantation, the ions incident on the surface of the semiconductor substrate are scattered and attenuated by the gas flow, so the ion energy is effectively reduced. Since the lateral spread of ions is suppressed to a small extent and most of the scattered and attenuated ions are incident on the semiconductor substrate surface, the amount of ion irradiation does not decrease, and it takes only a short time to obtain a predetermined doping concentration.

〔実施例〕〔Example〕

第1図はこの発明による半導体装置の製造方法の一実施
例の工程を示す断面図であり、ここではM OS t”
ランジスタの製造工程が示されていて、以下の手順によ
りその製造が行われる。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the steps of an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
The manufacturing process of the transistor is shown, and the manufacturing is performed by the following steps.

まず、半導体基板であるシリコン基板1の表面の一部に
薄い酸化膜2が形成され、この酸化膜2を介してさらに
ゲート電極3が形成される。
First, a thin oxide film 2 is formed on a part of the surface of a silicon substrate 1, which is a semiconductor substrate, and a gate electrode 3 is further formed through this oxide film 2.

つぎに、上記シリコン基板1の表面にガスを流しながら
比較的高い加速電圧でイオン注入が行われ、これにより
シリコン基板1中にソース・ドレイン領Vi4が、上記
ゲート電極3と自己整合した形で形成される。同図中、
5はイオン注入のイオン流を示し、6はガス流を示して
いる。この工程において、比較的高エネルギのイオン流
5は上記ガス流6によって散乱、減衰されるので、イオ
ン流5のエネルギが効果的に減じられ、その結果、ドー
プ深さつまりシリコン基板1中に形成されるソース・ド
レイン領域4は浅くなる。また横方向づなわちゲート電
極3下への注入イオンの回り込みが小さくなるため、ソ
ース・ドレイン領域4とゲー[−電極3とが重なり合う
領域は減少する。さらに散乱、減衰されたイオンの大半
がシリコン基板1表面に入射するので、イオン照射量は
減少することなく、所定のドーピング濃度を得るのに短
時間で済む。
Next, ion implantation is performed at a relatively high accelerating voltage while flowing a gas onto the surface of the silicon substrate 1, whereby source/drain regions Vi4 are formed in the silicon substrate 1 in a form that is self-aligned with the gate electrode 3. It is formed. In the same figure,
5 shows the ion flow of ion implantation, and 6 shows the gas flow. In this process, the relatively high-energy ion stream 5 is scattered and attenuated by the gas stream 6, so that the energy of the ion stream 5 is effectively reduced, resulting in the formation of a doping depth, i.e., in the silicon substrate 1. The source/drain regions 4 to be formed are shallow. Further, since the lateral direction, that is, the wraparound of the implanted ions below the gate electrode 3 is reduced, the area where the source/drain region 4 and the gate electrode 3 overlap is reduced. Furthermore, since most of the scattered and attenuated ions are incident on the surface of the silicon substrate 1, the ion irradiation dose does not decrease and it takes only a short time to obtain a predetermined doping concentration.

このことから、このMOSトランジスタの製造において
、短時間のイオン注入処理で、バンチスルーを起さず、
かつゲート長を十分短く形成することが可能となり、し
たがって生産性を損うことなく集積度が大幅に高められ
ることになる。
From this, in manufacturing this MOS transistor, a short ion implantation process can be performed without causing bunch-through.
Furthermore, the gate length can be made sufficiently short, and therefore the degree of integration can be greatly increased without impairing productivity.

ガス流6としては、イオン注入されるイオンと同一種の
ものが好ましいが、必ずしもガス状態として容易に得ら
れるとは限らないため、その場合にはアルゴン等の不活
性ガスを用いればよい。散乱時に与えられる運動エネル
ギは小さいため、不活性ガスがシリコン基板1中に注入
されることはほとんど無いと考えてよいが、仮に微量注
入されたとしても、不活性であるため半導体装置の特性
に影響を与えることはない。
The gas flow 6 is preferably one of the same type as the ions to be implanted, but it is not always easy to obtain the gaseous state, so in that case, an inert gas such as argon may be used. Since the kinetic energy given during scattering is small, it can be considered that inert gas is almost never injected into the silicon substrate 1. However, even if a small amount of inert gas is injected, it is inert and may affect the characteristics of the semiconductor device. It has no effect.

なお、第1図にはゲート電極3として単一材料を用いた
場合を示しているが、これに限らず第2図に示ずように
数種類の材料3a、3bからなるゲート電極3(ポリサ
イドゲートなど)を用いた場合にら同様にこの発明によ
る半導体装置の製造方法を適用できる。また上記実施例
では半導体基板としてシリコン基板1を用いる場合につ
いて説明したが、化合物半導体基板その他の半導体基板
を用いる場合についても同様に適用回部である。
Although FIG. 1 shows a case where a single material is used as the gate electrode 3, the gate electrode 3 is not limited to this, and as shown in FIG. The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention can be similarly applied to the case where a semiconductor device (gate, etc.) is used. Further, in the above embodiment, the case where the silicon substrate 1 is used as the semiconductor substrate has been described, but the present invention is also applicable to the case where a compound semiconductor substrate or other semiconductor substrate is used.

(発明の効果〕 以上のようにこの発明によれば、イオン照射量を減少さ
せることなく、イオンエネルギが効果的に減じられ、短
時間のイオン注入により所定濃度のドーピングが行なえ
るとともに、ドープ深さならびに横方向への注入イオン
の回り込みが小さく抑えられ、これにより例えばMOS
トランジスタの製造においてゲート長を短く形成しても
パンチスルーなどを引き起すことなく、生産性を損うこ
となく集積度の高い半導体装置を得ることができるとい
う効果がある。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, ion energy can be effectively reduced without reducing the ion irradiation dose, doping can be performed at a predetermined concentration by short-time ion implantation, and the doping depth can be The wraparound of implanted ions in both the vertical and lateral directions is suppressed to a small extent, which allows for example
Even when the gate length is shortened in the manufacture of a transistor, punch-through does not occur and a semiconductor device with a high degree of integration can be obtained without deteriorating productivity.

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

第1図はこの発明による半導体装置の製造方法の一実施
例の工程を示す断面図、第2図は他の実施例の工程を示
す断面図、第3図は従来例の工程を示す断面図である。 図において、1は半導体基板、5はイオン流、6はガス
流である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人  大  岩  増  維 第2図 ↓↓↓↓↓1↓ト5 ↓↓↓↓↓↓↓↓〜5 第1図 1;キ導イ木基オ及(59コン基救) 5:イオンメ胤 6: 力“°ス 5/ILJ
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the steps of one embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the steps of another embodiment, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing the steps of a conventional example. It is. In the figure, 1 is a semiconductor substrate, 5 is an ion flow, and 6 is a gas flow. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts. Agent Masu Oiwa Figure 2 ↓↓↓↓↓1↓To5 ↓↓↓↓↓↓↓↓~5 Figure 1 1; Key guide Ki Motoki (59 Kong Kishu) 5: Aeon Meetane 6: Power “°S 5/ILJ

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板の表面にガス流を供給しながらイオン
注入を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(1) A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that ion implantation is performed while supplying a gas flow to the surface of a semiconductor substrate.
(2)前記ガス流は不活性ガスから成る、特許請求の範
囲第1項記載の半導体装置の製造方法。
(2) The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the gas flow is made of an inert gas.
(3)前記ガス流はイオン注入されるイオンと同一種の
ガスから成る、特許請求の範囲第1項記載の半導体装置
の製造方法。
(3) The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the gas flow is made of the same type of gas as the ions to be implanted.
JP31410386A 1986-12-27 1986-12-27 Manufacturing method of semiconductor device Pending JPS63166221A (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59196600A (en) * 1983-04-21 1984-11-07 工業技術院長 Neutral particle implanting method and its device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59196600A (en) * 1983-04-21 1984-11-07 工業技術院長 Neutral particle implanting method and its device

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