JP2002033477A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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Abstract
し、位置精度良く、急峻な不純物濃度分布を有するロー
カルチャネルを形成する技術を提供すること。 【解決手段】シリコン基板1の表面に犠牲膜3を形成し
た後、レジストマスク11を介して垂直な方向からイオ
ン注入を行い、ローカルチャネル14を形成する。犠牲
膜3の膜厚を10nm以上100nm以下とする。イオ
ン注入のイオン種として、インジウムを用いる。
Description
ート電極下の領域等にローカルチャネルを形成する技術
に関するものである。
工程では、注入イオンが設計以上に深く侵入する、いわ
ゆるチャネリングを防止することが重要となる(特開平
9−135025号公報等)。チャネリングを防止する
ための方法としては、従来、角度注入という方法が行わ
れてきた。これは、イオン注入の注入角度を半導体基板
に対して垂直な方向からずらし、これにより打ち込みイ
オンを結晶格子と衝突させ、チャネリングを起こりにく
くするというものである。たとえば、基板として一般的
に用いられるSi(100)結晶を用いた場合、注入角
度を半導体基板に対して垂直な方向から約7度ずらすこ
とにより、チャネリングを有効に防止できることが知ら
れている。
トランジスタのゲート電極直下の領域にローカルチャネ
ルを形成する技術が検討されはじめている。ローカルチ
ャネルとは、たとえば、トランジスタのソース・ドレイ
ン、特にエクステンション領域に接して形成されたウエ
ルと同じ導電型の不純物高濃度領域をいう。図6は、ロ
ーカルチャネルの一形態を示す図である。図中、シリコ
ン基板1中にn型ウエル7が形成され、ドレイン領域2
1b、エクステンション領域18dが形成されている。
基板表面には、ゲート絶縁膜17を介してゲート電極1
6が設けられており、その脇にサイドウォール19bが
形成されている。ローカルチャネル14は、ドレイン領
域21b、および、エクステンション領域18dの一部
と接するように形成されている。図6(b)に示す従来
のトランジスタでは、ソース・ドレイン端部の不純物濃
度分布の急峻性が充分でなかったため、図中点線で示す
拡散層の広がりに起因して寄生抵抗が発生し、また、短
チャネル効果が顕著となりやすかった。これに対し、図
6(a)のようにローカルチャネル14を設ければ、拡
散層の広がりを抑えることができ、これらの問題を解決
することができる。
基板上にレジストマスクを設けてイオン注入を行うこと
が必要となる。したがって、チャネリングを防止するた
めに角度注入を行うと、レジストのブラインド部分が生
じ、目的とする箇所にローカルチャネルを形成すること
が困難となる。このような事情から、ローカルチャネル
の形成においては、イオン注入角度を半導体基板に対し
て略垂直とすることが必要となり、この関係で、ローカ
ルチャネル形成においては角度注入以外のチャネリング
防止手段を採用することが求められることとなる。特に
ローカルチャネルは、不純物濃度分布が急峻であるこ
と、および、設計どおりに位置精度良く形成されること
が重要となるため、チャネリングを防止することは特に
重要となる。
は、イオン注入後の不純物の増速拡散を防止することが
重要となる。イオン注入を行った後、通常、熱処理を行
い、格子欠陥を解消し、不純物を活性化する。この過程
で、導入された不純物が移動し、当初形成された不純物
濃度分布が変化してしまうことがある。この現象を増速
拡散という。増速拡散が起こると、不純物濃度分布の急
峻性が損なわれ、設計したものと異なる分布になり、ロ
ーカルチャネルとしての機能が充分に発揮されなくな
る。増速拡散を防止するためには、III族元素としてI
n、V族元素としてAs、Pなどの重い元素を選択する
ことが有効であるが、このような重い元素ではチャネリ
ングの発生が顕著となる。このような事情から、従来技
術においては、チャネリングと増速拡散の両方を抑制し
急峻な不純物濃度分布を得ることが困難であった。
みなされたものであって、チャネリングを防止しつつ、
増速拡散を防止し、位置精度良く、急峻な不純物濃度分
布を形成し、特に、短チャネル効果抑制等の機能を有す
るローカルチャネルを設計通りに形成する技術を提供す
ることを目的とする。
基板の表面に膜厚10nm以上100nm以下の犠牲膜
を形成する工程と、この上に、開口部を有するレジスト
膜を形成する工程と、前記レジスト膜をマスクとして、
半導体基板に対して略垂直な方向から、前記犠牲膜を介
してイオン注入を行い、不純物導入領域を形成する工程
と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法、
が提供される。
に、犠牲膜を形成する工程と、この上に、開口部を有す
るレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜をマス
クとして、半導体基板に対して略垂直な方向から、前記
犠牲膜を介してイオン注入を行い、不純物導入領域を形
成する工程と、を有し、前記犠牲膜の膜厚をd(n
m)、前記イオン注入の注入エネルギーをV(keV)
としたときに、 d≧0.035V+4.75 であることを特徴とする半導体装置の製造方法、が提供
される。
板に対して略垂直な方向からイオン注入を行うため、ブ
ラインドの問題を解消でき、目的とする箇所に不純物導
入領域を形成できる。そして、イオン注入を厚い犠牲膜
を介して行っているため、チャネリングを効果的に防止
できる。
ことによりチャネリングを防止できる理由は、入射され
たイオンが犠牲膜を構成する元素と衝突して散乱するこ
とによるものと考えられる。図8はこの様子を表したも
のである。半導体基板に対して垂直に入射されたイオン
は、犠牲膜3を構成する原子と衝突して進路を変える。
この結果、角度注入を行った場合と同様の状況となり、
垂直方向から傾いた角度で基板中にイオンが侵入する。
このため、チャネリングが効果的に防止されるものと考
えられる。さらに、チャネリングを有効に防止できるこ
とから、チャネリングは起こしやすいが増速拡散を起こ
しにくい比較的重い元素をローカルチャネル形成用不純
物として選択することができ、チャネリングを防止しつ
つ、増速拡散を防止し、位置精度良く、急峻な不純物濃
度分布を実現することが可能となる。ここで、急峻な不
純物濃度分布とは、不純物ピーク濃度位置から基板深さ
方向に、急な不純物濃度勾配で濃度が減少している分布
をいう。たとえば、図9において犠牲膜10nm以上の
場合の不純物濃度分布(実施例1にて後述する)は、基
板表面から遠ざかるにつれて、インジウム濃度が、8×
105atoms/cm3/cm以上の濃度勾配で減少している。本
発明によれば、このような急峻な不純物濃度分布を実現
することができる。
m以上100nm以下の犠牲膜が設けられ、該犠牲膜の
上に開口部を有するレジスト膜が形成されたことを特徴
とする半導体基板が提供される。
ン注入時に用いられる犠牲膜が設けられ、該犠牲膜の上
に開口部を有するレジスト膜が形成された半導体基板で
あって、前記犠牲膜の膜厚をd(nm)、前記イオン注
入の注入エネルギーをV(keV)としたときに、 d≧0.035V+4.75 であることを特徴とする半導体基板が提供される。
牲膜が設けられ、さらにその上にレジストマスクが形成
されている。このため、レジストマスクを用い、半導体
基板に対して略垂直な方向から、前記犠牲膜を介してイ
オン注入を行うことにより、急峻な不純物濃度分布を有
する不純物導入領域を好適に形成することができる。特
に、ローカルチャネルのような不純物濃度分布の急峻性
が要求される不純物導入領域を位置精度良く形成するの
に好適に用いられる。
けられたゲート電極と、その両脇に設けられたソース・
ドレイン領域と、前記ソース・ドレイン領域と接するよ
うに設けられた、前記ソース・ドレイン領域と反対導電
型のローカルチャネルと、を備える半導体装置であっ
て、前記ローカルチャネルが、不純物としてインジウム
を含むことを特徴とする半導体装置、が提供される。
ース・ドレイン領域と接するように設けられているた
め、寄生抵抗が小さく、短チャネル効果が効果的に抑制
される。特に、ローカルチャネルが不純物としてインジ
ウムを含むため、熱等による不純物濃度分布の変動が少
なく、急峻な不純物濃度分布が得られる。従来技術にお
いては、チャネリングの問題からインジウムを用いたロ
ーカルチャネルを作製することは困難であったが、上記
した本発明に係る製造方法を用いることにより、このよ
うなローカルチャネルを得ることができる。
法においては、半導体基板に対して略垂直な方向からイ
オン注入を行う。略垂直とは、基板の素子形成面を含む
平面に対して垂直な方向から、たとえば2度以内、好ま
しくは1度以内の角度からの注入とする。基板に対して
垂直な方向と一致する角度からの注入が最も好ましい。
は、注入イオンを散乱させるのに有効なものであれば種
々のものを用いることができる。たとえば、シリコン酸
化膜やシリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜等を用いるこ
とができる。成膜方法としては、シリコン酸化膜の場
合、熱酸化法、プラズマCVD法等を用いることがで
き、シリコン窒化膜の場合、LPCVD法、プラズマC
VD法等を用いることができる。熱酸化法により形成さ
れたシリコン酸化膜を犠牲膜とすれば、注入イオンを効
果的に散乱させることができ、好ましい。
厚とする。たとえば、10nm以上100nm以下とす
る。下限については、好ましくは15nm、より好まし
くは20nmとする。このようにすれば注入イオンの散
乱効果が充分に得られ、チャネリングを有効に防止でき
る。なお、プロセスによっては、犠牲膜形成後、数回に
わたるレジスト剥離工程を行うことが必要になるが、こ
の場合は、レジスト剥離工程による犠牲膜の膜厚が減少
することを考慮し、犠牲膜の膜厚を大きくとることが望
ましい。たとえばCMOS形成プロセス等においては、
犠牲膜の厚みの下限は、好ましくは20nm、より好ま
しくは25nmとする。
純物濃度ピーク位置が犠牲膜よりも下方となるよう、イ
オン注入条件等に応じて適宜設定することができる。通
常は、100nm以下、好ましくは70nm以下とす
る。
リコン酸化膜とした場合、犠牲膜の膜厚をd(nm)、
前記イオン注入の注入エネルギーをV(keV)とした
ときに、d≧0.035V+4.75を満たす膜厚とす
ることができる。このような膜厚とすれば、注入イオン
の散乱効果が充分に得られ、チャネリングを有効に防止
できる。なお、熱酸化法により形成したシリコン酸化膜
は、比較的緻密な膜であるため、注入イオンを好適に散
乱させることができる。
eまたはSiを導入すれば、チャネリングをさらに効果
的に防止することができる。ローカルチャネル形成等の
ための注入イオンがGeやSiと衝突し、散乱するため
である。GeやSiの導入方法は、イオン注入によるこ
とが好ましい。このようにすればGeやSiの導入効果
にくわえ、犠牲膜を構成する結晶格子中に欠陥を生じさ
せることができるので、注入イオンを一層効果的に散乱
させることができるからである。
GeまたはSiが好ましく、特にGeが好ましい。原子
半径が適度に大きく、ローカルチャネル形成等のための
注入イオンと衝突を起こしやすいためである。本発明者
は、他に、ボロンやフッ素についても検討したが、充分
なチャネリング防止効果は得られないことを確認してい
る。
としては、Ge等のイオン注入によりシリコン基板表面
をプリアモルファス化し、これによりチャネリングを防
止する技術が知られている。この方法は、犠牲膜を形成
せずに、または膜厚5nm程度の犠牲膜を介して、ドー
ズ量1×1015〜1×1016cm-2程度としてイオン注
入するものである。シリコンの結晶を破壊してアモルフ
ァス化することを目的とするため、犠牲膜を薄くするか
基板に直接イオン注入することとし、ドーズ量を比較的
多くする必要がある。この方法によっても一定程度、チ
ャネリング防止効果が得られるが、アモルファス・結晶
界面に残留する二次欠陥や大量に作られた格子欠陥の拡
散に伴う増速拡散が起こりやすくなることが知られてい
る(たとえば、「半導体大事典(初版)、株式会社工業
調査会、1999年12月10日発行」等に記載)。本
発明は、このような増速拡散の問題を回避しつつチャネ
リングを有効に防止するものであり、上記技術とは逆
に、基板のアモルファス化を防止し、基板の損傷を最小
限度に抑えつつ、犠牲膜へGe等を導入するものであ
る。このため、本発明においては10nm以上の厚膜の
犠牲膜を形成している。犠牲膜の膜厚が厚いので、膜中
に効果的にGe等を導入することができ、また、基板の
損傷を最小限に抑えることができる。基板の損傷をより
効果的に防止するためには、Ge等の導入条件を適切に
設定することが好ましい。たとえばGeをイオン注入法
により導入する場合においては、ドーズ量の上限は、好
ましくは5×1014cm-2以下、より好ましくは1×1
014cm-2以下とする。下限については、好ましくは1
×1013cm-2以上、より好ましくは5×1013cm-2
以上とする。このようにすれば基板のアモルファス化を
防止でき、基板の損傷を最小限に抑えることができる。
ンジウムを用いた場合、特に顕著な効果を発揮する。イ
ンジウムは比較的重い元素であるため、シリコン基板中
に導入された後、熱処理を加えても移動しにくく、増速
拡散が起こりにくい反面、チャネリングを起こしやすい
といった性質を有する。本発明においては、所定の膜厚
を有する犠牲膜を設ける等の手段を採用しており、チャ
ネリングが発生しにくくなっている。このため、増速拡
散の起こりにくいインジウムを用いた場合においてもチ
ャネリングを有効に防止でき、位置精度良く、急峻な不
純物濃度分布を形成することができる。
イオン注入により不純物導入領域(ローカルチャネル)
を形成した後、半導体基板表面にゲート電極を形成し、
その後、ゲート電極の両脇に、上記ローカルチャネルと
接するように、ローカルチャネルと反対導電型のソース
・ドレイン領域を形成する構成とすることができる。こ
の半導体装置の製造方法によれば、ソース・ドレイン領
域と、これと反対導電型のローカルチャネルとが、隣接
する位置関係で形成されるため、従来技術において問題
となっていたソース・ドレイン端部の寄生抵抗の発生を
防止でき、また、短チャネル効果を効果的に抑制するこ
とができる。このような機能を有するローカルチャネル
を形成するためには、チャネリングを防止しつつ、増速
拡散を防止し、位置精度良く、急峻な不純物濃度分布を
有するローカルチャネルを形成することが要求される
が、本発明では、所定の膜厚を有する犠牲膜を設ける等
の手段を採用しているため、かかる要求に応え、上記機
能を発揮するローカルチャネルが実現される。
いて図面を参照して説明する。図1は、本発明をCMO
Sに適用した例である。図中、左側にNMOS、右側に
PMOSが形成されている。シリコン基板1中に素子分
離膜2、n型ウエル7およびp型ウエル8が形成され、
各ウエル中にはソース・ドレイン領域が形成されてい
る。ソース・ドレイン領域は、高濃度ソース領域20
a、20b、高濃度ドレイン領域21a、21bと、低
濃度のエクステンション領域18a、18b、18c、
18dからなっている。基板表面にはゲート電極16
a、16bが設けられ、その両脇にサイドウォール19
a、19bが形成されている。ローカルチャネル12、
14は、エクステンション領域18a、18b、18
c、18dと、ソース・ドレイン高濃度領域20a、2
0b、21a、21bの一部と、に接するように形成さ
れている。図中、ローカルチャネル端部は、不純物ピー
ク濃度の10分の1の濃度に相当する地点としている。
ローカルチャネルをこのような形態で形成することによ
り、エクステンション領域近傍の寄生抵抗の発生を抑制
し、短チャネル効果を有効に防止することができる。
の形態をとることができる。図7(a)、(b)は本発
明の他の実施形態を示す図である。図7(a)において
は、ローカルチャネルは比較的広い領域に形成され、ソ
ース・ドレインの高濃度領域と接するように形成されて
いる。このようにすることによって、短チャネル効果を
より有効に抑制できる場合がある。一方、図7(b)は
本発明の他の実施形態であり、エクステンション領域に
のみ接するようにローカルチャネルが形成されている。
ローカルチャネルをソース・ドレインの高濃度領域と接
するように形成すると、その界面にリーク電流が発生し
やすくなることがあるので、リーク電流の抑制を重視す
る場合は、このような構造とすることが好ましい。
したシリコン酸化膜を形成し、これを介してイオン注入
し、ローカルチャネルを形成した場合の不純物濃度分布
を測定した。測定結果を図9に示す。この不純物濃度は
アニールを行った後のものであり、図中、「アニールな
し」と記載された点線部データ(犠牲膜なし)のみがア
ニール前の不純物濃度分布である。アニール前後におけ
るインジウムの移動は少ないので、図示した結果は、イ
オン注入直後のインジウム濃度プロファイルとほぼ一致
しているものとなる。図中に示された膜厚は、犠牲膜の
厚みを示す。イオン注入条件は以下のようにした。 基板:シリコン(100)結晶 注入角度:0度(シリコン基板に対して垂直方向から注
入) イオン種:インジウム 加速電圧:150keV ドーズ量:1×1013cm-2 図9の結果をもとに、犠牲膜厚みとローカルチャネル端
部の関係を整理したものが図10である。ここでは、不
純物ピーク濃度の10分の1の濃度に相当する地点をロ
ーカルチャネル端部とし、その位置を基板表面からの距
離により表示している。たとえば図9において犠牲膜1
5nmの場合、不純物ピーク濃度が1×1018cm-3で
あるので、その10分の1の濃度に相当する1×1017
cm-3に対応する深さ156nmの地点がローカルチャ
ネル端部となる。このローカルチャネル端部の位置が浅
い程、不純物濃度分布が急峻となる。図10に示した結
果から、犠牲膜の厚みが10nmを超えると、不純物濃
度分布が際だって急峻となり、チャネリング防止効果が
顕著に発現することがわかる。このようなチャネリング
防止効果が顕著に発現する犠牲膜の厚みを、以下、「臨
界膜厚」と称する。臨界膜厚が存在する理由は明らかで
はないが、一定の膜厚以上において注入イオンと犠牲膜
を構成する原子との累積衝突確率が急激に増大するこ
と、一定の膜厚以上において犠牲膜の結晶の秩序性が良
好になること、等によるものと推察される。
相違する。図11はシリコン熱酸化膜を犠牲膜とした場
合の、イオン注入加速電圧と臨界膜厚との関係を示す図
である。この図から、犠牲膜の膜厚をd(nm)、イオ
ン注入エネルギーをV(keV)としたときに、d≧
0.035V+4.75(図中直線の上部の領域)を満
たすようにすれば、臨界膜厚以上の膜厚となり、顕著な
チャネリング防止効果が得られることがわかる。なお、
イオン注入の加速電圧は、通常、図9の実験を行ったと
きのように150keV以下とすることが多いことか
ら、犠牲膜の膜厚を10nm以上とすれば、確実にチャ
ネリング防止効果を得ることができる。
枚用意し、それぞれに基板温度を800℃とする熱酸化
法によりシリコン酸化膜(膜厚15nm)を形成した。
次に、一方の試料に対してのみGeをイオン注入した。
Geの注入条件は以下のようにした。 注入角度:0度(シリコン基板に対して垂直方向から注
入) 加速電圧:100keV ドーズ量:5×1014cm-2 次いで、上記シリコン酸化膜を犠牲膜としてインジウム
をイオン注入し、不純物濃度分布を測定した。注入条件
は以下のようにした。 注入角度:0度(シリコン基板に対して垂直方向から注
入) イオン種:インジウム 加速電圧:150keV ドーズ量:1×1013cm-2 不純物濃度分布の測定結果を図12に示す。この不純物
濃度はアニールを行った後のものである。なお、アニー
ル前後におけるインジウムの移動は少ないので、図示し
た結果は、イオン打ち込み直後のインジウム濃度プロフ
ァイルとほぼ一致しているものと考えることができる。
図から明らかなように、犠牲膜中にGeを導入すると、
膜厚増加の作用効果に併せ、さらなるチャネリング防止
効果が得られることがわかる。特に、図9における膜厚
15nmの分布、および、図12におけるGe注入あり
の分布との比較から明らかなように、Geの導入によ
り、犠牲膜厚みを増加させた以上に不純物濃度の急峻性
を改善できることがわかる。
後の基板の状態を透過型電子顕微鏡により観察したとこ
ろ、基板表面の結晶の乱れが生じていないことが確認さ
れた。
れているトランジスタは、それぞれローカルチャネル1
2、14を備えている点で、従来の構造と異なる。以
下、このCMOSの製造方法について図2〜5を参照し
て説明する。なお、以後の記載において、熱処理温度は
パイロメータによる非接触測定により基板温度を測定し
たものを示す。
上にSTI(Shallow Trench Isolation)による素子分
離膜2を形成する。次いで、基板温度を850℃として
熱酸化法により基板全面に犠牲膜3を形成する。膜厚は
250nmとする。
形成領域(図中左側)にフォトレジスト5を設け、nM
OS形成領域(図中右側)にボロンをイオン注入し、p
型ウエル7を形成する。
とによりフォトレジスト5を除去した後、図2(d)に
示すようにnMOS形成領域(図中右側)にフォトレジ
スト5を設ける。これをマスクとしてpMOS形成領域
(図中左側)に砒素をイオン注入し、n型ウエル8を形
成する。
とによりフォトレジスト6を除去した後、pMOS形成
領域の一部に開口部を有するフォトレジスト11を形成
する(図3(a))。次いで、これをマスクとして砒素
をイオン注入する。イオン注入条件は、たとえば、加速
電圧100keV、ドーズ量1×1013cm-2とする。
イオン注入角度は、基板表面に対して垂直な方向とす
る。このイオン注入により、ローカルチャネル12が形
成される(図3(b))。
を行うことによりフォトレジスト11を除去する。除去
した状態を図3(c)に示す。犠牲膜3は、当初25n
mとしていたが、レジスト剥離工程をこれまでに3回経
ているため、図3(c)の段階では膜減りが生じ、15
〜20nm程度となる。
するフォトレジスト13を形成する(図4(a))。次
いで、これをマスクとしてインジウムのイオン注入を行
う。イオン注入条件は、たとえば、加速電圧150ke
V、ドーズ量1×1013cm -2とする。このイオン注入
により、ローカルチャネル14が形成される(図4
(b))。
を行うことによりフォトレジスト14を除去する。除去
した状態を図4(c)に示す。
を除去した後(図5(a))、基板表面に厚さ2.6n
mのシリコン酸窒化膜からなるゲート絶縁膜15を形成
する(図5(b))。シリコン酸窒化膜は、たとえば、
シリコン酸化膜形成後、NO雰囲気下でアニールを行
い、その後、必要に応じてさらに酸化を行うという方法
により形成する。このゲート絶縁膜7の上に多結晶シリ
コン8を堆積した後、ゲート絶縁膜7および多結晶シリ
コン8を選択エッチングによりパターニングし、ゲート
電極を形成する(図5(c))。ゲート電極のゲート長
は、たとえば0.13μmとする。
行ってエクステンション領域18a、18bを形成した
後、pMOS形成領域にイオン注入を行ってエクステン
ション領域18c、18dを形成する。エクステンショ
ン領域18a、18b形成時のイオン注入は、たとえば
イオン種をボロンとし、加速電圧1〜2keV、ドーズ
量5×1014〜1×1015cm-2とする。エクステンシ
ョン領域18c、18d形成時のイオン注入は、たとえ
ばイオン種を砒素とし、加速電圧2〜5keV、ドーズ
量5×1014〜1×1015cm-2とする。
設けた後、nMOS形成領域にイオン注入を行って、ソ
ース領域20a、ドレイン領域21aを形成する。イオ
ン注入条件は、たとえばイオン種をボロンとし、加速電
圧2〜3keV、ドーズ量3×1015cm-2程度とす
る。
21bを形成する。このときのイオン注入条件は、たと
えばイオン種を砒素とし、加速電圧20〜30keV、
ドーズ量3×1015cm-2程度とする。
なお、エクステンション領域形成工程とソース・ドレイ
ン領域形成工程の間に、ポケット領域を形成する工程を
適宜行っても良い。
れる。その後、基板全面にコバルト膜をスパッタリング
法により形成した後、熱処理を施すことによりコバルト
シリサイドを形成し、この上に層間絶縁膜を形成する。
次いでタングステンの埋め込まれたコンタクトプラグを
形成し、上層配線等を形成することによりCMOSが作
製される。
頼性に優れるCMOSが得られた。なお、PMOSとN
MOSの形成順序、PMOSのローカルチャネルとNM
OSのローカルチャネルの形成順序等について適宜変更
できることはいうまでもない。
牲膜の膜厚を適切に設定し、また、膜中に打ち込みイオ
ンの散乱を引き起こす元素を導入しているため、チャネ
リングを有効に防止することができる。また、Inなど
の重い元素を選択することにより増速拡散を防止でき
る。これらにより、急峻な不純物濃度分布を位置精度良
く形成することができる。
チャネルの形成に適用すれば、従来技術において問題と
なっていたソース・ドレイン端部の寄生抵抗の発生を防
止でき、また、短チャネル効果を効果的に抑制すること
ができる。このような機能を有するローカルチャネルを
形成するためには、チャネリングを防止しつつ、増速拡
散を防止し、位置精度良く、急峻な不純物濃度分布を形
成することが要求されるが、本発明では、所定の膜厚を
有する犠牲膜を設ける等の手段を採用しているため、か
かる要求に応え、上記機能を充分に発揮するローカルチ
ャネルの形成が可能となる。
る。
す図である。
す図である。
す図である。
す図である。
ある。
る。
ある。
示す図である。
ある。
域 19a、19b サイドウォール 20a、20b 高濃度ソース領域 21a、21b 高濃度ドレイン領域
Claims (12)
- 【請求項1】 半導体基板の表面に膜厚10nm以上1
00nm以下の犠牲膜を形成する工程と、この上に、開
口部を有するレジスト膜を形成する工程と、前記レジス
ト膜をマスクとして、半導体基板に対して略垂直な方向
から、前記犠牲膜を介してイオン注入を行い、不純物導
入領域を形成する工程と、を有することを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 半導体基板の表面に、犠牲膜を形成する
工程と、この上に、開口部を有するレジスト膜を形成す
る工程と、前記レジスト膜をマスクとして、半導体基板
に対して略垂直な方向から、前記犠牲膜を介してイオン
注入を行い、不純物導入領域を形成する工程と、を有
し、前記犠牲膜の膜厚をd(nm)、前記イオン注入の
注入エネルギーをV(keV)としたときに、 d≧0.035V+4.75 であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の半導体装置の
製造方法において、前記犠牲膜が、シリコン酸化膜であ
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項4】 請求項1乃至3いずれかに記載の半導体
装置の製造方法において、前記不純物導入領域がローカ
ルチャネルであって、該ローカルチャネル形成後、さら
に、半導体基板表面にゲート電極を形成する工程と、該
ゲート電極の両脇に、前記ローカルチャネルと接するよ
うに前記ローカルチャネルと反対導電型のソース領域お
よびドレイン領域を形成する工程と、を有することを特
徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】 請求項1乃至4いずれかに記載の半導体
装置の製造方法において、前記イオン注入のイオン種と
してインジウムを用いることを特徴とする半導体装置の
製造方法。 - 【請求項6】 請求項1乃至5いずれかに記載の半導体
装置の製造方法において、前記犠牲膜を形成した後、前
記犠牲膜に不純物としてGeまたはSiを導入し、その
後、前記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。 - 【請求項7】 素子形成面に膜厚10nm以上100n
m以下の犠牲膜が設けられ、該犠牲膜の上に開口部を有
するレジスト膜が形成されたことを特徴とする半導体基
板。 - 【請求項8】 素子形成面に、イオン注入時に用いられ
る犠牲膜が設けられ、該犠牲膜の上に開口部を有するレ
ジスト膜が形成された半導体基板であって、前記犠牲膜
の膜厚をd(nm)、前記イオン注入の注入エネルギー
をV(keV)としたときに、 d≧0.035V+4.75 であることを特徴とする半導体基板。 - 【請求項9】 請求項7または8に記載の半導体基板に
おいて、前記犠牲膜が、シリコン酸化膜であることを特
徴とする半導体基板。 - 【請求項10】 請求項7乃至9いずれかに記載の半導
体基板において、前記犠牲膜が、不純物としてGeまた
はSiを含むことを特徴とする半導体基板。 - 【請求項11】 半導体基板上に設けられたゲート電極
と、該ゲート電極の両脇に設けられたソース・ドレイン
領域と、前記ソース・ドレイン領域と接するように設け
られた、前記ソース・ドレイン領域と反対導電型のロー
カルチャネルと、を備える半導体装置であって、前記ロ
ーカルチャネルが、不純物としてインジウムを含むこと
を特徴とする半導体装置。 - 【請求項12】 請求項11に記載の半導体装置におい
て、前記半導体基板表面から遠ざかるにつれて、前記ロ
ーカルチャネルのインジウム濃度が、8×105atoms/c
m3/cm以上の濃度勾配で減少していることを特徴とする
半導体装置。
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