DE19940362A1 - MOS-Transistor und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
MOS-Transistor und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
- Publication number
- DE19940362A1 DE19940362A1 DE19940362A DE19940362A DE19940362A1 DE 19940362 A1 DE19940362 A1 DE 19940362A1 DE 19940362 A DE19940362 A DE 19940362A DE 19940362 A DE19940362 A DE 19940362A DE 19940362 A1 DE19940362 A1 DE 19940362A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- doped
- epitaxial layer
- layer
- conductivity type
- source
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H10P10/00—
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
- H10D62/17—Semiconductor regions connected to electrodes not carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. channel regions
- H10D62/351—Substrate regions of field-effect devices
- H10D62/357—Substrate regions of field-effect devices of FETs
- H10D62/364—Substrate regions of field-effect devices of FETs of IGFETs
- H10D62/371—Inactive supplementary semiconductor regions, e.g. for preventing punch-through, improving capacity effect or leakage current
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/01—Manufacture or treatment
- H10D84/0123—Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs
- H10D84/0126—Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs
- H10D84/0165—Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs the components including complementary IGFETs, e.g. CMOS devices
- H10D84/0167—Manufacturing their channels
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/01—Manufacture or treatment
- H10D84/02—Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies
- H10D84/03—Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies using Group IV technology, e.g. silicon technology or silicon-carbide [SiC] technology
- H10D84/038—Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies using Group IV technology, e.g. silicon technology or silicon-carbide [SiC] technology using silicon technology, e.g. SiGe
-
- H10W15/00—
-
- H10W15/01—
Landscapes
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
In einem Halbleitersubstrat ist eine von einem ersten Leitfähigkeitstyp dotierte Wanne vorgesehen. An der Oberfläche der dotierten Wanne ist eine Epitaxieschicht angeordnet, die eine Dotierstoffkonzentration kleiner 10·17· cm·-3· aufweist. In der Epitaxieschicht sind von einem zweiten, dem ersten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp dotierte Source-/Draingebiete und ein Kanalgebiet angeordnet, deren Tiefe kleiner oder gleich der Dicke der Epitaxieschicht ist.
Description
Bei der Entwicklung von Kurzkanal-MOS-Transistoren müssen
Maßnahmen getroffen werden, um Kurzkanaleffekte wie VT-
Rolloff, Drain-Induced-Barrier-Lowering oder Punch-Through-
Effekte zu unterdrücken und gleichzeitig eine hinreichend ho
he Einsatzspannung der Transistoren zu gewährleisten, deren
Gate-Dielektrikumdicke mit der Kanallänge abnimmt.
Es ist vorgeschlagen worden (siehe z. B. T. Skotnicki, Proc.
ESSDERC 1996, S. 505-514; T. Ohguro et al. IEDM Tech. Digest
1993, S. 433-436; L. Risch et al. Proc. ESSDERC 1996,5. 321-
324), zur Verbesserung der Gleichstromparameter, insbesondere
der Ladungsträgerbeweglichkeit im Kanalgebiet, bei Kurzkanal
transistoren auf herkömmlichen Halbleitersubstraten, den Bei
trag des vertikalen elektrischen Feldes im Kanalgebiet zu
verkleinern. Das vertikale effektive Feld im Kanalgebiet be
stimmt stark die Ladungsträgerbeweglichkeit. Zur Verkleine
rung des vertikalen Feldes ist eine Reduktion der Dotier
stoffkonzentration im Kanalgebiet erforderlich, was aber wie
derum den Einfluß des transversalen Drain-Feldes erhöht und
zu unerwünschten Kurzkanaleffekten führt.
Dazu ist vorgeschlagen worden, den MOS-Transistor auf einem
relativ hoch dotierten Halbleitersubstrat mit einer Dotier
stoffkonzentration von etwa 1018 cm-3 zu realisieren und im
Kanalgebiet eine 20 bis 50 nm dünne undotierte Epitaxie
schicht vorzusehen. Dabei muß im Herstellungsprozeß darauf
geachtet werden, daß die relativ hohe Dotierung aus dem Halb
leitersubstrat nicht in das Kanalgebiet ausdiffundiert. Die
Source-/Draingebiete ragen bis in das hoch dotierte Substrat
hinein. Da der Einfluß der Dotierstoffkonzentration im Kanal
gebiet auf die Einsatzspannung mit dem Abstand von Gatedie
lektrikum stark abnimmt, kann bei diesem Vorschlag mit Poly-
Silizium als Gateelektrodenmaterial keine ausreichende Ein
satzspannung erreicht werden. Der Einsatz neuer Gatemateria
lien, zum Beispiel SiGe, ist daher erforderlich.
Ein weiterer Nachteil dieses Vorschlages liegt darin, daß
steile Dotierstoffgradienten bei einer weiteren Verkleinerung
der Struktur nicht hinreichend mitskalieren, so daß die Ver
größerung des Stroms im eingeschalteten Zustand des Transi
stors immer geringer wird.
Alternativ ist vorgeschlagen worden, Kurzkanal-MOS-
Transistoren in SOI-Substraten zu realisieren, die auf einer
Trägerschreibe eine isolierende Schicht und eine monokristal
line Siliziumschicht aufweisen. Die aktiven Gebiete dieser
Transistoren sind in der monokristallinen Siliziumschicht
realisiert. Dadurch werden die Kapazitäten der Source-
/Draingebiete zum Substrat reduziert. Ein Nachteil dieser Al
ternative besteht in dem hohen Preis der SOI-Substrate und
der hohen Defektdichte in der monokristallinen Silizium
schicht von SOI-Substraten.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen MOS-
Transistor anzugeben, der als Kurzkanal MOS-Transistor mit
verbesserten CMOS-Gatterlaufzeiten und für verbesserten Aus
gangsstrom realisiert werden kann. Darüber hinaus soll ein
Verfahren zur Herstellung eines derartigen MOS-Transistors
angegeben werden.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch einen MOS-
Transistor gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zu des
sen Herstellung gemäß Anspruch 7. Weitere Ausgestaltungen der
Erfindung gehen aus den übrigen Ansprüchen hervor.
In einem Halbleitersubstrat ist eine von einem ersten Leitfä
higkeitstyp dotierte Wanne angeordnet. An der Oberfläche der
dotierten Wanne ist eine Epitaxieschicht angeordnet, die eine
Dotierstoffkonzentration kleiner 1017 cm-3 aufweist. In der
Epitaxieschicht sind von einem zweiten, dem ersten entgegen
gesetzten Leitfähigkeitstyp dotierte Source-/Draingebiete und
ein Kanalgebiet angeordnet. Die Tiefe der Source-
/Draingebiete ist dabei kleiner oder gleich der Dicke der
Epitaxieschicht. Als Tiefe wird dabei die Ausdehnung senk
recht zur Oberfläche der Epitaxieschicht gemessen von der
Oberfläche der Epitaxieschicht bezeichnet.
Da in dem MOS-Transistor die Source-/Draingebiete in der
schwach dotierten Epitaxieschicht angeordnet sind, wird die
Kapazität der Source-/Draingebiete deutlich reduziert. Daher
zeigt der MOS-Transistor verbesserte Gatterlaufzeiten und ei
nen verbesserten Ausgangsstrom bei einer Ansteuerspannung von
0 Volt. Der MOS-Transistor ist bei vergleichbarer Beschaltung
des Substrats bezüglich der Geschwindigkeit vergleichbar mit
einem MOS-Transistor, der in der monokristallinen Silizium
schicht eines SOI-Substrats realisiert ist.
Als Halbleitersubstrat ist insbesondere eine monokristalline
Siliziumscheibe geeignet.
Zur Herstellung eines MOS-Transistors mit einer Kanallänge
kleiner 130 nm ist es vorteilhaft, die Dicke der Epitaxie
schicht zwischen 100 und 200 nm zu wählen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist in der Epitaxie
schicht zwischen den Source-/Draingebieten eine dotierte
Schicht angeordnet, deren Tiefe geringer als die Tiefe der
Source-/Draingebiete ist, deren Dicke geringer als die Dicke
der Epitaxieschicht ist und die vom ersten Leitfähigkeitstyp,
das heißt von dem selben Leitfähigkeitstyp wie die dotierte
Wanne dotiert ist. Durch Vorsehen der dotierten Schicht wird
die Einsatzspannung des MOS-Transistors eingestellt. Auf die
se Weise läßt sich auch bei einem sehr dünnen Gatedielektri
kum eine hinreichend hohe Einsatzspannung erzielen.
Als Tiefe der Source-/Draingebiete wird der Abstand zwischen
der Oberfläche der Epitaxieschicht und der Grenzfläche der
Source-/Draingebiete zum Halbleitermaterial der Epitaxie
schicht senkrecht zur Oberfläche der Epitaxieschicht bezeich
net.
Vorzugsweise ist die dotierte Schicht in einer Tiefe zwischen
10 und 50 nm angeordnet. Sie weist vorzugsweise eine Dicke
zwischen 10 und 50 nm auf. Die Dotierstoffkonzentration liegt
vorzugsweise zwischen 5 × 1017 und 5 × 1018 cm-3. Die Dicke
des Gate-Dielektrikums liegt vorzugsweise zwischen 2 und
4 nm.
Im Hinblick auf die Unterdrückung von Punch-Through-Effekten
ist es vorteilhaft, unterhalb der erst genannten dotierten
Schicht eine weitere vom ersten Leitfähigkeitstyp dotierte
Schicht anzuordnen. Die weitere dotierte Schicht kann dabei
sowohl in der Epitaxieschicht als auch an der Grenzfläche
zwischen der hoch dotierten Wanne und der Epitaxieschicht an
geordnet sein.
Die weitere dotierte Schicht ist vorzugsweise in eine Tiefe
zwischen 50 und 200 nm angeordnet und weist eine Dicke zwi
schen 10 und 50 nm auf. Die Dotierstoffkonzentration in der
weiteren dotierten Schicht beträgt vorzugsweise 1017 bis
5 × 1018 cm-3.
Zur Herstellung des MOS-Transistors wird in dem Halbleiter
substrat zunächst die vom ersten Leitfähigkeitstyp dotierte
Wanne erzeugt. Auf die Oberfläche der dotierten Wanne wird
die Epitaxieschicht aufgewachsen, die vorzugsweise undotiert
aufgewachsen wird. Bedingt durch in der Regel im Epitaxiere
aktor befindliche Verunreinigungen ist die aufgewachsene Epi
taxieschicht tatsächlich schwach dotiert. Sie weist eine Do
tierstoffkonzentration kleiner 1017 cm-3 auf.
An der Oberfläche der Epitaxieschicht wird ein Gatedielektri
kum und eine Gateelektrode erzeugt. In der Epitaxieschicht
werden von einem zweiten, dem ersten entgegengesetzten Leit
fähigkeitstyp dotierte Source-/Draingebiete erzeugt, deren
Tiefe geringer als die Dicke der Epitaxieschicht ist. Zur Er
zielung einer scharf begrenzten dotierten Schicht, in der
Fachwelt häufig als Delta-dotierte Schicht bezeichnet, ist es
vorteilhaft, die dotierte Schicht durch insitu-dotierte Epi
taxie bei dem Aufwachsen der Epitaxieschicht an der gewünsch
ten Tiefe zu erzeugen.
Alternativ wird die dotierte Schicht durch Implantation durch
das Gate-Dielektrikum erzeugt. Das hat den Vorteil, daß das
Profil der dotierten Schicht nicht bei der Erzeugung des Ga
te-Dielektrikums, bei der üblicherweise eine thermische Oxi
dation durchgeführt wird, verschmiert wird.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, unterhalb der erstgenannten
dotierten Schicht eine weitere dotierte Schicht zu erzeugen.
Diese wird vorzugsweise durch Implantation nach der Herstel
lung der dotierten Wanne und vor dem Aufwachsen der undotier
ten Epitaxieschicht erzeugt.
Zur Herstellung komplementärer MOS-Transistoren wird zunächst
eine erste dotierte Wanne, die vom ersten Leitfähigkeitstyp
dotiert und die zur Aufnahme eines ersten MOS-Transistors be
stimmt ist, und eine zweite dotierte Wann, die vom zweiten
Leitfähigkeitstyp dotiert ist und die zur Aufnahme eines
zweiten, zum ersten komplementären MOS-Transistors bestimmt
ist, gebildet. Auf die Oberfläche der ersten dotieren Wanne
und der zweiten dotierten Wanne wird eine gemeinsame Epita
xieschicht für die beiden komplementären MOS-Transistoren
aufgewachsen, die eine Dotierstoffkonzentration kleiner
1017 cm-3 aufweist. An der Oberfläche der Epitaxieschicht wird
ein Gatedielektrikum erzeugt. Im Hinblick auf eine bezüglich
einer geringen Oberflächenrauhigkeit optimierte Grenzschicht
zwischen der Epitaxieschicht und dem Gatedielektrikum ist es
vorteilhaft, das Gatedielektrikum direkt nach dem Aufwachsen
der Epitaxieschicht aufzubringen. An der Oberfläche des Gate
dielektrikums wird eine erste Gateelektrode und eine zweite
Gateelektrode erzeugt. In der Epitaxieschicht werden erste
vom zweiten Leitfähigkeitstyp dotierte Source-/Draingebiete
und zweite vom ersten Leitfähigkeitstyp dotierte Source-
/Draingebiete erzeugt, deren Tiefe kleiner oder gleich der
Dicke der Epitaxieschicht ist.
Zur voneinander unabhängigen Einstellung der Einsatzspannun
gen der komplementären Transistoren ist es vorteilhaft, ober
halb der ersten Wanne eine erste dotierte Schicht, die vom
ersten Leitfähigkeitstyp dotiert ist und oberhalb der zweiten
Wanne eine zweite dotierte Schicht, die vom zweiten Leitfä
higkeitstyp dotiert ist, zu bilden.
Zur Vermeidung von Punch-Through-Effekten ist es vorteilhaft,
unterhalb der ersten dotierten Schicht und der zweiten do
tierten Schicht die weitere dotierte Schicht zu bilden. Der
Leitfähigkeitstyp der weiteren dotierten Schicht richtet sich
danach, ob Punch-Through-Effekte eher bei dem ersten MOS-
Transistor oder bei dem zweiten MOS-Transistor zu befürchten
sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei
spiels, das in den Figuren dargestellt ist, näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein Halbleitersubstrat mit
einem ersten MOS-Transistor und einem dazu komplemen
tären zweiten MOS-Transistor.
Fig. 2 zeigt Dotierstoffprofile in dem ersten MOS-
Transistor.
Fig. 3 zeigt Dotierstoffprofile in dem zweiten MOS-
Transistor.
Fig. 4 bis Fig. 6 zeigen die Herstellungschritte zur Her
stellung des ersten MOS-Transistors und des zweiten
MOS-Transistors.
In einem Halbleitersubstrat 1 sind eine p-dotierte Wanne 2
und eine n-dotierte Wanne 3 angeordnet. Das Halbleitersub
strat 1 ist eine monokristalline Siliziumscheibe mit einer
Grunddotierung von 1015 bis 1017 cm-3. Im oberen Bereich der
p-dotierten Wanne 2 und der n-dotierten Wanne 3 ist eine An
ti-Punch-Schicht 4 angeordnet, die n-dotiert ist mit einer
Dotierstoffkonzentration von zum Beispiel 5 × 1017 cm-3 (sie
he Fig. 1).
Die Dotierstoffkonzentration in der p-dotierten Wanne 2 be
trägt 3 × 1017 cm-3 Bor. Die Dotierstoffkonzentration in der n-
dotierten Wanne 3 beträgt 2 × 1017 cm-3 Phosphor.
Oberhalb der Anti-Punch-Schicht 4 ist eine undotierte Epita
xieschicht 5 angeordnet. Die undotierte Epitaxieschicht 5
weist eine Dotierstoffkonzentration von kleiner als 1017 cm-3
auf.
Ein Isolationsgraben 6, der von der Oberfläche der Epitaxie
schicht 5 bis ins Halbleitersubstrat 1 reicht, definiert ak
tive Gebiete für einen ersten MOS-Transistor, der ein n-
leitendes Kanalgebiet aufweist, und einen zweiten MOS-
Transistor, der ein p-leitendes Kanalgebiet aufweist.
In der Epitaxieschicht 5 sind n-dotierte Source-/Draingebiete
7 für den ersten MOS-Transistor und p-dotierte Source-
/Draingebiete 8 für den zweiten MOS-Transistor vorgesehen.
Die n-dotierten Source-/Draingebiete 7 und die p-dotierten
Source-/Draingebiete 8 weisen jeweils ein LDD-Profil (Lightly
doped drain) und ein HDD-Profil (Highly dopeä drain) auf. Da
bei beträgt die Dotiertstoffkonzentration in den n-dotierten
Source-/Draingebieten 7 1018 bis 1019 cm-3 Arsen für das LDD-
Profil und < 1020 cm-3 Arsen für das HDD-Profil. Bei den p-
dotierten Source-/Draingebieten 8 beträgt die Dotierstoffkon
zentration 1018 bis 1019 cm-3 BF2 für das LDD-Profil und <
1020 cm-3 Bor für das HDD-Profil.
Im Bereich des ersten MOS-Transistors ist zwischen den n-
dotierten Source-/Draingebieten 7 eine p-dotierte Schicht 9
angeordnet, die eine Dotierstoffkonzentration von 1018 cm-3 Bor
aufweist.
Im Bereich des zweiten MOS-Transistors ist zwischen den p-
dotierten Source-/Draingebieten 8 eine n-dotierte Schicht 10
angeordnet, die eine Dotiertstoffkonzentration von 1018 cm-3
Arsen aufweist. Zwischen den n-dotierten Source-/Draingebie
ten 7 und den p-dotierten Source-/Draingebieten 8 ist an der
Oberfläche der Epitaxieschicht 5 ein Gatedielektrikum 11 an
geordnet, das nitridiertes SiO2 in einer Schichtdicke von 2
bis 4 nm enthält. Im Bereich des ersten MOS-Transistors ist
oberhalb des Gatedielektrikums 11 eine Gateelektrode 12, die
in n+-dotiertes Poly-Silizium und Titansilizid enthält, ange
ordnet. Im Bereich des zweiten MOS-Transistors ist an der
Oberfläche des Gatedielektrikums 11 eine Gateelektrode 13 an
geordnet, die p+-dotiertes Poly-Silizium und Titansilizid
enthält.
Die p-dotierte Schicht 9 ist in einem Abstand von 10 bis 50
nm von der Grenzfläche des Gatedielektrikums 11 und der Epi
taxieschicht 5 angeordnet und weist eine Dicke von 10 bis 50
nm auf. Die n-dotierte Schicht 10 ist in einem Abstand von 10
bis 50 nm von der Grenzfläche zwischen dem Gatedielektrikum
11 und der Epitaxieschicht 5 angeordnet. Sie weist eine Dicke
von 10 bis 50 nm auf.
In Fig. 2 sind die Dotierstoffkonzentrationsprofile des er
sten MOS-Transistors und in Fig. 3 des zweiten MOS-
Transistors dargestellt. Es ist jeweils die Dotierstoffkon
zentration C als Funktion der Tiefe T, das heißt des senk
rechten Abstandes von der Grenzfläche zwischen Gatedielektri
kum 11 und Epitaxieschicht 5 dargestellt. Als Doppelpfeil
sind die Ausdehnung der undotierten Epitaxieschicht 5 und des
Halbleitersubstrats 1 am oberen Rand der Graphen eingetragen.
Die Dotierstoffprofile sind jeweils mit dem Bezugszeichen des
zugehörigen Transistorgebiets bezeichnet.
Zur Herstellung des MOS-Transistors wird in dem Halbleiter
substrat 1 durch maskierte Implantation mit Bor mit einer
Energie von 120 keV und einer Dosis von 1013 cm-3 die p-
dotierte Wanne 2 gebildet. Die n-dotierte Wanne 3 wird durch
maskierte Implantation mit Phosphor mit einer Energie von 250
keV und einer Dosis von 1013 cm-3 gebildet. Bei der Implantati
on der p-dotierte Wanne 2 wird eine Maske verwendet, die den
Bereich außerhalb der p-dotierten Wanne 2 abdeckt. Bei der
Implantation der Wanne n-dotierten Wanne 3 wird eine Maske
verwendet, die den Bereich außerhalb der n-dotierten Wanne 3
abdeckt.
Nachfolgend wird unmaskiert eine Arsen-Implantation mit einer
Energie von 10 keV und einer Dosis von 3 × 1012 cm-3 durchge
führt, bei der die Anti-Punch-Schicht 4 gebildet wird.
Nachfolgend werden die implantierten Dotierstoffe in einem
schnellen Temperschritt (RTA) aktiviert.
Nach einer Reinigung der Oberfläche des Halbleitersubstrats 1
wird die undotierte Epitaxieschicht 5 in einer Schichtdicke
von 100 nm in einem CVD-Reaktor aufgewachsen (siehe Fig. 5).
Zur Erzeugung des Isolationsgrabens 6 wird in der Epitaxie
schicht 5 ein Graben geätzt und mit isolierendem Material, z.
B. SiO2, aufgefüllt (siehe Fig. 6). Der Isolationsgraben 6
reicht bis in den Bereich der p-dotierten Wanne 2 und der n-
dotierten Wanne 3. Er durchtrennt somit die Epitaxieschicht 5
und die Anti-Punch-Schicht 4.
Auf die Oberfläche der Struktur wird das Gatedielektrikum 11
und eine Poly-Siliziumschicht 14 aufgebracht. Durch eine mas
kierte Implantation, bei der der Bereich außerhalb der p-
dotierten Wanne 2 abgedeckt wird, wird oberhalb der p-
dotierten Wanne 2 die p-dotierte Schicht 9 erzeugt. Die Im
plantation erfolgt mit Bor mit einer Energie von 20 keV und
einer Dosis von 1013 cm-3. Nachfolgend wird durch eine maskier
te Implantation, bei dem der Bereich außerhalb der n-
dotierten Wanne 3 durch eine Maske abgedeckt wird, oberhalb
der n-dotierten Wanne 3 in der Epitaxieschicht 5 die n-
dotierte Schicht 10 erzeugt. Die Implantation erfolgt mit Ar
sen mit einer Energie von 180 keV und einer Dosis von 1013 cm-3.
Durch Strukturierung der Poly-Siliziumschicht 14 und des Ga
te-Dielektrikums 11 und maskierte Implantationen zur Herstel
lung der n-dotierten Source-/Draingebiete 7 und der p-
dotierten Source-/Draingebiete 8 werden der erste MOS-
Transistor und der zweite MOS-Transistor fertiggestellt. Bei
den Source-Drain-Implantationen werden die Gateelektrode 12
n+-dotiert und die Gateelektrode 13 p+-dotiert.
Claims (14)
1. MOS-Transistor,
- - bei dem in einem Halbleitersubstrat eine von einem ersten Leitfähigkeitstyp dotierte Wanne vorgesehen ist,
- - bei dem an der Oberfläche der dotierten Wanne eine Epita xieschicht angeordnet ist, die eine Dotierstoffkonzentra tion kleiner 1017 cm-3 aufweist,
- - bei dem in der Epitaxieschicht von einem zweiten, dem er sten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp dotierte Source- /Draingebiete und ein Kanalgebiet angeordnet sind,
- - bei dem die Tiefe der Source-/Draingebiete kleiner oder gleich der Dicke der Epitaxieschicht ist.
2. MOS-Transistor nach Anspruch 1,
bei dem die Dicke der Epitaxieschicht zwischen 100 und 200 nm
liegt.
3. MOS-Transistor nach Anspruch 1 oder 2,
bei dem in der Epitaxieschicht zwischen den Source-
/Draingebieten eine dotierte Schicht angeordnet ist, deren
Tiefe geringer als die Tiefe der Source-/Draingebiete ist,
deren Dicke geringer als die Dicke der Epitaxieschicht ist
und die vom ersten Leitfähigkeitstyp dotiert ist.
4. MOS-Transistor nach Anspruch 3,
bei dem die dotierte Schicht in einer Tiefe zwischen 10 und
50 nm angeordnet ist, eine Dicke zwischen 10 und 50 nm auf
weist und eine Dotierstoffkonzentration zwischen 5 × 1017 und
5 × 1018 cm-3 aufweist.
5. MOS-Transistor nach Anspruch 3 oder 4,
bei dem in der Epitaxieschicht unterhalb der erstgenannten
dotierten Schicht eine weitere vom ersten Leitfähigkeitstyp
dotierte Schicht angeordnet ist.
6. MOS-Transistor nach Anspruch 5,
bei dem die weitere dotierte Schicht in einer Tiefe zwischen
50 und 200 nm angeordnet ist, eine Dicke zwischen 10 und 50
nm aufweist und eine Dotierstoffkonzentration zwischen 1017
und 5 × 1018 cm-3 aufweist.
7. Verfahren zur Herstellung eines MOS-Transistors,
- - bei dem in einem Halbleitersubstrat eine von einem ersten Leitfähigkeitstyp dotierte Wanne erzeugt wird,
- - bei dem auf die Oberfläche der dotierten Wanne eine Epita xieschicht aufgewachsen wird, die eine Dotierstoffkonzen tration kleiner 1017 cm-3 aufweist,
- - bei dem an der Oberfläche der Epitaxieschicht ein Gatedie lektrikum erzeugt wird,
- - bei dem an der Oberfläche des Gatedielektrikums eine Ga teelektrode erzeugt wird,
- - bei dem in der Epitaxieschicht von einem zweiten zum er sten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp dotierte Source- /Draingebiete erzeugt werden, deren Tiefe kleiner oder gleich der Dicke der Epitaxieschicht ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
bei dem in der Epitaxieschicht eine vom ersten Leitfähig
keitstyp dotierte Schicht gebildet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
bei dem die dotierte Schicht durch in situ dotierte Epitaxie
bei dem Aufwachsen der Epitaxieschicht erzeugt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8,
bei dem die dotierte Schicht durch Implantation durch das Ga
tedielektrikum hindurch erzeugt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
bei dem unterhalb der erstgenannten dotierten Schicht eine
weitere dotierte Schicht, die vom ersten Leitfähigkeitstyp
dotiert ist, erzeugt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
- - bei dem zwei komplementäre MOS-Transistoren hergestellt werden,
- - bei dem eine erste dotierte Wanne, die vom ersten Leitfä higkeitstyp dotiert ist und die zur Aufnahme eines ersten MOS-Transistors bestimmt ist, und eine zweite dotierte Wanne, die vom zweiten Leitfähigkeitstyp dotiert ist und die zur Aufnahme eines zweiten MOS-Transistors bestimmt ist, gebildet werden,
- - bei dem eine gemeinsame Epitaxieschicht für die beiden komplementären MOS-Transistoren an der Oberfläche der er sten dotierten Wanne und der zweiten dotierten Wanne auf gewachsen wird, die eine Dotierstoffkonzentration kleiner 1017 cm-3 aufweist,
- - bei dem an der Oberfläche der Epitaxieschicht ein Gatedie lektrikum erzeugt wird,
- - bei dem an der Oberfläche des Gatedielektrikums eine erste Gateelektrode und eine zweite Gateelektrode erzeugt wer den,
- - bei dem in der Epitaxieschicht erste vom zweiten Leitfä higkeitstyp dotierte Source-/Draingebiete und zweite vom ersten Leitfähigkeitstyp dotierte Source-/Draingebiete er zeugt werden, deren Tiefe kleiner oder gleich der Dicke der Epitaxieschicht ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
bei dem in der Epitaxieschicht oberhalb der ersten Wanne eine
erste dotierte Schicht, die vom ersten Leitfähigkeitstyp do
tiert ist und oberhalb der zweiten Wanne eine zweite dotierte
Schicht, die vom zweiten Leitfähigkeitstyp dotiert ist, ge
bildet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
bei dem unterhalb der ersten dotierten Schicht und der zwei
ten dotierten Schicht die weitere dotierte Schicht gebildet
wird.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19940362A DE19940362A1 (de) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | MOS-Transistor und Verfahren zu dessen Herstellung |
| JP2000254167A JP4723061B2 (ja) | 1999-08-25 | 2000-08-24 | Mosトランジスタ及びその製造方法 |
| KR1020000049506A KR100645627B1 (ko) | 1999-08-25 | 2000-08-25 | Mos-트랜지스터 및 그의 제조 방법 |
| US09/645,762 US6600200B1 (en) | 1999-08-25 | 2000-08-25 | MOS transistor, method for fabricating a MOS transistor and method for fabricating two complementary MOS transistors |
| TW092220617U TW585347U (en) | 1999-08-25 | 2000-09-04 | MOS-transistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19940362A DE19940362A1 (de) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | MOS-Transistor und Verfahren zu dessen Herstellung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19940362A1 true DE19940362A1 (de) | 2001-04-12 |
Family
ID=7919593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19940362A Withdrawn DE19940362A1 (de) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | MOS-Transistor und Verfahren zu dessen Herstellung |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6600200B1 (de) |
| JP (1) | JP4723061B2 (de) |
| KR (1) | KR100645627B1 (de) |
| DE (1) | DE19940362A1 (de) |
| TW (1) | TW585347U (de) |
Families Citing this family (62)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100755052B1 (ko) * | 2001-06-29 | 2007-09-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 분리 웰 형성 방법 |
| US6995397B2 (en) | 2001-09-14 | 2006-02-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device |
| JP4664631B2 (ja) * | 2004-08-05 | 2011-04-06 | 株式会社東芝 | 半導体装置及びその製造方法 |
| US8735990B2 (en) * | 2007-02-28 | 2014-05-27 | International Business Machines Corporation | Radiation hardened FinFET |
| CN102640269B (zh) * | 2009-09-30 | 2015-08-12 | 苏沃塔公司 | 电子装置和系统及其制造和使用方法 |
| US20110079861A1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-07 | Lucian Shifren | Advanced Transistors with Threshold Voltage Set Dopant Structures |
| US8421162B2 (en) | 2009-09-30 | 2013-04-16 | Suvolta, Inc. | Advanced transistors with punch through suppression |
| US8273617B2 (en) | 2009-09-30 | 2012-09-25 | Suvolta, Inc. | Electronic devices and systems, and methods for making and using the same |
| KR101746887B1 (ko) * | 2009-11-17 | 2017-06-27 | 엠아이이 후지쯔 세미컨덕터 리미티드 | 전자 장치 및 시스템과, 그 제조 및 사용 방법 |
| US8530286B2 (en) | 2010-04-12 | 2013-09-10 | Suvolta, Inc. | Low power semiconductor transistor structure and method of fabrication thereof |
| US8569128B2 (en) | 2010-06-21 | 2013-10-29 | Suvolta, Inc. | Semiconductor structure and method of fabrication thereof with mixed metal types |
| US8759872B2 (en) | 2010-06-22 | 2014-06-24 | Suvolta, Inc. | Transistor with threshold voltage set notch and method of fabrication thereof |
| US8377783B2 (en) | 2010-09-30 | 2013-02-19 | Suvolta, Inc. | Method for reducing punch-through in a transistor device |
| US8404551B2 (en) | 2010-12-03 | 2013-03-26 | Suvolta, Inc. | Source/drain extension control for advanced transistors |
| US8461875B1 (en) | 2011-02-18 | 2013-06-11 | Suvolta, Inc. | Digital circuits having improved transistors, and methods therefor |
| US8525271B2 (en) | 2011-03-03 | 2013-09-03 | Suvolta, Inc. | Semiconductor structure with improved channel stack and method for fabrication thereof |
| JP5772068B2 (ja) * | 2011-03-04 | 2015-09-02 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| US8400219B2 (en) | 2011-03-24 | 2013-03-19 | Suvolta, Inc. | Analog circuits having improved transistors, and methods therefor |
| US8748270B1 (en) | 2011-03-30 | 2014-06-10 | Suvolta, Inc. | Process for manufacturing an improved analog transistor |
| US8999861B1 (en) | 2011-05-11 | 2015-04-07 | Suvolta, Inc. | Semiconductor structure with substitutional boron and method for fabrication thereof |
| US8796048B1 (en) | 2011-05-11 | 2014-08-05 | Suvolta, Inc. | Monitoring and measurement of thin film layers |
| US8811068B1 (en) | 2011-05-13 | 2014-08-19 | Suvolta, Inc. | Integrated circuit devices and methods |
| US8569156B1 (en) | 2011-05-16 | 2013-10-29 | Suvolta, Inc. | Reducing or eliminating pre-amorphization in transistor manufacture |
| US8735987B1 (en) | 2011-06-06 | 2014-05-27 | Suvolta, Inc. | CMOS gate stack structures and processes |
| US8995204B2 (en) | 2011-06-23 | 2015-03-31 | Suvolta, Inc. | Circuit devices and methods having adjustable transistor body bias |
| US8629016B1 (en) | 2011-07-26 | 2014-01-14 | Suvolta, Inc. | Multiple transistor types formed in a common epitaxial layer by differential out-diffusion from a doped underlayer |
| US8748986B1 (en) | 2011-08-05 | 2014-06-10 | Suvolta, Inc. | Electronic device with controlled threshold voltage |
| WO2013022753A2 (en) | 2011-08-05 | 2013-02-14 | Suvolta, Inc. | Semiconductor devices having fin structures and fabrication methods thereof |
| US8645878B1 (en) | 2011-08-23 | 2014-02-04 | Suvolta, Inc. | Porting a circuit design from a first semiconductor process to a second semiconductor process |
| US8614128B1 (en) | 2011-08-23 | 2013-12-24 | Suvolta, Inc. | CMOS structures and processes based on selective thinning |
| US8713511B1 (en) | 2011-09-16 | 2014-04-29 | Suvolta, Inc. | Tools and methods for yield-aware semiconductor manufacturing process target generation |
| US9236466B1 (en) | 2011-10-07 | 2016-01-12 | Mie Fujitsu Semiconductor Limited | Analog circuits having improved insulated gate transistors, and methods therefor |
| US8895327B1 (en) | 2011-12-09 | 2014-11-25 | Suvolta, Inc. | Tipless transistors, short-tip transistors, and methods and circuits therefor |
| US8819603B1 (en) | 2011-12-15 | 2014-08-26 | Suvolta, Inc. | Memory circuits and methods of making and designing the same |
| US8883600B1 (en) | 2011-12-22 | 2014-11-11 | Suvolta, Inc. | Transistor having reduced junction leakage and methods of forming thereof |
| US8599623B1 (en) | 2011-12-23 | 2013-12-03 | Suvolta, Inc. | Circuits and methods for measuring circuit elements in an integrated circuit device |
| US8970289B1 (en) | 2012-01-23 | 2015-03-03 | Suvolta, Inc. | Circuits and devices for generating bi-directional body bias voltages, and methods therefor |
| US8877619B1 (en) | 2012-01-23 | 2014-11-04 | Suvolta, Inc. | Process for manufacture of integrated circuits with different channel doping transistor architectures and devices therefrom |
| US9093550B1 (en) | 2012-01-31 | 2015-07-28 | Mie Fujitsu Semiconductor Limited | Integrated circuits having a plurality of high-K metal gate FETs with various combinations of channel foundation structure and gate stack structure and methods of making same |
| US9406567B1 (en) | 2012-02-28 | 2016-08-02 | Mie Fujitsu Semiconductor Limited | Method for fabricating multiple transistor devices on a substrate with varying threshold voltages |
| US8863064B1 (en) | 2012-03-23 | 2014-10-14 | Suvolta, Inc. | SRAM cell layout structure and devices therefrom |
| US9299698B2 (en) | 2012-06-27 | 2016-03-29 | Mie Fujitsu Semiconductor Limited | Semiconductor structure with multiple transistors having various threshold voltages |
| US8637955B1 (en) | 2012-08-31 | 2014-01-28 | Suvolta, Inc. | Semiconductor structure with reduced junction leakage and method of fabrication thereof |
| US9112057B1 (en) | 2012-09-18 | 2015-08-18 | Mie Fujitsu Semiconductor Limited | Semiconductor devices with dopant migration suppression and method of fabrication thereof |
| US9041126B2 (en) | 2012-09-21 | 2015-05-26 | Mie Fujitsu Semiconductor Limited | Deeply depleted MOS transistors having a screening layer and methods thereof |
| US9431068B2 (en) | 2012-10-31 | 2016-08-30 | Mie Fujitsu Semiconductor Limited | Dynamic random access memory (DRAM) with low variation transistor peripheral circuits |
| US8816754B1 (en) | 2012-11-02 | 2014-08-26 | Suvolta, Inc. | Body bias circuits and methods |
| US9093997B1 (en) | 2012-11-15 | 2015-07-28 | Mie Fujitsu Semiconductor Limited | Slew based process and bias monitors and related methods |
| US9070477B1 (en) | 2012-12-12 | 2015-06-30 | Mie Fujitsu Semiconductor Limited | Bit interleaved low voltage static random access memory (SRAM) and related methods |
| US9112484B1 (en) | 2012-12-20 | 2015-08-18 | Mie Fujitsu Semiconductor Limited | Integrated circuit process and bias monitors and related methods |
| US9268885B1 (en) | 2013-02-28 | 2016-02-23 | Mie Fujitsu Semiconductor Limited | Integrated circuit device methods and models with predicted device metric variations |
| US8994415B1 (en) | 2013-03-01 | 2015-03-31 | Suvolta, Inc. | Multiple VDD clock buffer |
| US8988153B1 (en) | 2013-03-09 | 2015-03-24 | Suvolta, Inc. | Ring oscillator with NMOS or PMOS variation insensitivity |
| US9299801B1 (en) | 2013-03-14 | 2016-03-29 | Mie Fujitsu Semiconductor Limited | Method for fabricating a transistor device with a tuned dopant profile |
| US9449967B1 (en) | 2013-03-15 | 2016-09-20 | Fujitsu Semiconductor Limited | Transistor array structure |
| US9112495B1 (en) | 2013-03-15 | 2015-08-18 | Mie Fujitsu Semiconductor Limited | Integrated circuit device body bias circuits and methods |
| US9478571B1 (en) | 2013-05-24 | 2016-10-25 | Mie Fujitsu Semiconductor Limited | Buried channel deeply depleted channel transistor |
| US8976575B1 (en) | 2013-08-29 | 2015-03-10 | Suvolta, Inc. | SRAM performance monitor |
| US9543410B2 (en) * | 2014-02-14 | 2017-01-10 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited | Semiconductor device and formation thereof |
| US9710006B2 (en) | 2014-07-25 | 2017-07-18 | Mie Fujitsu Semiconductor Limited | Power up body bias circuits and methods |
| US9319013B2 (en) | 2014-08-19 | 2016-04-19 | Mie Fujitsu Semiconductor Limited | Operational amplifier input offset correction with transistor threshold voltage adjustment |
| CN116344590B (zh) * | 2023-05-23 | 2023-09-12 | 合肥晶合集成电路股份有限公司 | 一种半导体器件及其制作方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04179160A (ja) * | 1990-11-09 | 1992-06-25 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
| JPH05183159A (ja) * | 1992-01-07 | 1993-07-23 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| JPH07312423A (ja) * | 1994-05-17 | 1995-11-28 | Hitachi Ltd | Mis型半導体装置 |
| US5773863A (en) * | 1994-08-18 | 1998-06-30 | Sun Microsystems, Inc. | Low power, high performance junction transistor |
| US5804497A (en) * | 1996-08-07 | 1998-09-08 | Advanced Micro Devices, Inc. | Selectively doped channel region for increased IDsat and method for making same |
| US6137148A (en) * | 1998-06-26 | 2000-10-24 | Elmos Semiconductor Ag | NMOS transistor |
-
1999
- 1999-08-25 DE DE19940362A patent/DE19940362A1/de not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-08-24 JP JP2000254167A patent/JP4723061B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2000-08-25 US US09/645,762 patent/US6600200B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-08-25 KR KR1020000049506A patent/KR100645627B1/ko not_active Expired - Lifetime
- 2000-09-04 TW TW092220617U patent/TW585347U/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4723061B2 (ja) | 2011-07-13 |
| JP2001102582A (ja) | 2001-04-13 |
| US6600200B1 (en) | 2003-07-29 |
| TW585347U (en) | 2004-04-21 |
| KR20010050205A (ko) | 2001-06-15 |
| KR100645627B1 (ko) | 2006-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE19940362A1 (de) | MOS-Transistor und Verfahren zu dessen Herstellung | |
| DE69528961T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von intergrierten Schaltungen mit Hochspannungs- und Niederspannungs-lateralen-DMOS-Leistungsbauelementen und nichtflüchtigen Speicherzellen | |
| DE102005041225B3 (de) | Verfahren zur Herstellung vertiefter verformter Drain/Source-Gebiete in NMOS- und PMOS-Transistoren | |
| DE102008063427B4 (de) | Verfahren zum selektiven Herstellen eines Transistors mit einem eingebetteten verformungsinduzierenden Material mit einer graduell geformten Gestaltung | |
| DE68926256T2 (de) | Komplementäre Halbleiteranordnung | |
| DE102006019935B4 (de) | SOI-Transistor mit reduziertem Körperpotential und ein Verfahren zur Herstellung | |
| DE102005051994B4 (de) | Verformungsverfahrenstechnik in Transistoren auf Siliziumbasis unter Anwendung eingebetteter Halbleiterschichten mit Atomen mit einem großen kovalenten Radius | |
| DE102006019937B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines SOI-Transistors mit eingebetteter Verformungsschicht und einem reduzierten Effekt des potentialfreien Körpers | |
| DE4406849C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines MOS-Transistors mit einem einen flachen Übergang aufweisenden Source/Drain-Bereich und einer Silicidschicht | |
| DE3886074T2 (de) | Herstellung einer Halbleiterstruktur. | |
| DE2524263C2 (de) | Verfahren zum Herstellen einer komplementären Feldeffekt-Transistoranordnung mit isoliertem Gate | |
| EP0482232B1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer dotierten Polyzidschicht auf einem Halbleitersubstrat | |
| DE102009047304B4 (de) | Leistungssteigerung in PFET-Transistoren mit einem Metallgatestapel mit großem ε durch Verbessern des Dotierstoffeinschlusses | |
| DE10214066A1 (de) | Halbleiterelement mit retrogradem Dotierprofil in einem Kanalgebiet und ein Verfahren zur Herstellung desselben | |
| DE19837401A1 (de) | Komplementärtransistorstruktur und Verfahren zum Herstellen einer Komplementärtransistorstruktur | |
| DE102006019921A1 (de) | Transistor mit eingebetteter Schicht mit Zugverformung mit geringem Abstand zu der Gateelektrode und ein Verfahren zur Herstellung des Transistors | |
| DE19639697C2 (de) | Bipolar- oder MOS-Transistor mit vergrabener Diffusionsbarriere und Herstellungsverfahren dafür | |
| DE10201864A1 (de) | CMOS-Halbleitervorrichtung und -verfahren zur Herstellung derselben | |
| DE69836941T2 (de) | Herstellungsverfahren für MOS-Struktur mit asymetrisch-dotiertem Kanal | |
| DE69130624T2 (de) | Verfahren zum Herstellen von Feldeffekt-Transistoren für integrierte Schaltungen | |
| DE69530441T2 (de) | Eine Methode zur Herstellung von BiCMOS-Halbleiterteilen | |
| DE102007052053B4 (de) | Eine Zugverformungsquelle unter Anwendung von Silizium/Germanium-Material in global verformtem Silizium | |
| DE68928396T2 (de) | CMOS-integrierte Schaltung mit modifizierter Isolation | |
| DE69119463T2 (de) | Kontaktierung und deren Herstellungsverfahren für Halbleiterbauelemente | |
| DE69332006T2 (de) | Planares Verfahren unter Verwendung von gemeinsamen Ausrichtungsmarken für die Wannenimplantierungen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8130 | Withdrawal |