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JPH098288A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

Info

Publication number
JPH098288A
JPH098288A JP14735595A JP14735595A JPH098288A JP H098288 A JPH098288 A JP H098288A JP 14735595 A JP14735595 A JP 14735595A JP 14735595 A JP14735595 A JP 14735595A JP H098288 A JPH098288 A JP H098288A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
impurity
gate electrode
target value
gate
electrode
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
JP14735595A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Nishimura
一弘 西村
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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 Matsushita Electronics Corp filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP14735595A priority Critical patent/JPH098288A/en
Publication of JPH098288A publication Critical patent/JPH098288A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE: To obtain desired transistor characteristics by always holding an effective gate length constant irrespective of the processing size of a gate electrode. CONSTITUTION: After a gate oxide film 3 and a gate electrode 4 are formed, the size of the electrode 4 is measured by using a scanning electron microscope. The implant amount of impurity 5 for forming source and drain regions is regulated by the amount meeting the deviation of the measured gate electrode 4 from the target value, and doped in a semiconductor substrate 1. That is, the implant amount of the impurity 5 is reduced, and the introduction of an impurity diffused layer 6 into the electrode 4 is suppressed. If the size of the electrode 4 is larger than the target value, the implant amount of the impurity 5 is increased to aid the introduction of the layer 6 into the electrode 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、サブミクロンからハーフミクロ
ン、さらにクォーターミクロンへと微細化が進む半導体
装置において、そのトランジスタ特性はゲート電極の寸
法の影響を大変強く受け、今やいかに安定して、目標通
りのゲート電極寸法を得るプロセス条件を確立すること
ができるかが、安定したトランジスタ特性を実現する上
で、最も重要なものとなってきている。
2. Description of the Related Art In recent years, in semiconductor devices whose miniaturization is progressing from sub-micron to half-micron and further to quarter-micron, their transistor characteristics are very strongly influenced by the size of the gate electrode, and now they are stable and as desired. Establishing the process conditions for obtaining the gate electrode size is becoming the most important factor in achieving stable transistor characteristics.

【0003】以下に従来のMOSトランジスタを搭載し
た半導体装置の製造方法について説明する。従来の半導
体装置の製造方法の工程順断面図は、図1に示す実施例
における工程順断面図と同様であり、図1を用いて説明
する。図1において、1は半導体基板、2は素子分離用
絶縁膜、3はゲート酸化膜(ゲート絶縁膜)、4はゲー
ト電極、5は不純物、6は不純物拡散層である。
A conventional method of manufacturing a semiconductor device having a MOS transistor will be described below. A sectional view in the order of steps of a conventional method for manufacturing a semiconductor device is the same as the sectional view in the order of steps in the embodiment shown in FIG. 1 and will be described with reference to FIG. In FIG. 1, 1 is a semiconductor substrate, 2 is an element isolation insulating film, 3 is a gate oxide film (gate insulating film), 4 is a gate electrode, 5 is an impurity, and 6 is an impurity diffusion layer.

【0004】まず、図1の(a)に示すように、半導体
基板1の上に選択酸化法により素子分離用絶縁膜2を形
成した後、MOSトランジスタ形成のため、通常のリソ
グラフィ技術とエッチング技術により、ゲート酸化膜3
とゲート電極4を形成する。次に、図1の(b)に示す
ように、ゲート電極4をマスクとして、半導体基板1表
面に、イオン注入技術により不純物5をドーピングす
る。そして、図1の(c)に示すように、アニールによ
って不純物5を半導体基板1内で活性化させ、ソース・
ドレイン領域となる不純物拡散層6を形成する。通常、
不純物5の注入量や、不純物5を活性化させるためのア
ニール条件は、予め決定されており、条件変更されるこ
となく決められた条件で処理するのが一般的である。
First, as shown in FIG. 1A, an element isolation insulating film 2 is formed on a semiconductor substrate 1 by a selective oxidation method, and then a usual lithography technique and etching technique are used for forming a MOS transistor. The gate oxide film 3
And a gate electrode 4 are formed. Next, as shown in FIG. 1B, the surface of the semiconductor substrate 1 is doped with impurities 5 by an ion implantation technique using the gate electrode 4 as a mask. Then, as shown in FIG. 1C, the impurities 5 are activated in the semiconductor substrate 1 by annealing, and
The impurity diffusion layer 6 to be the drain region is formed. Normal,
The implantation amount of the impurities 5 and the annealing conditions for activating the impurities 5 are determined in advance, and it is common to perform the processing under the determined conditions without changing the conditions.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の製造方法では、特に、ゲート電極3の寸法に対応して
敏感に変化するトランジスタ特性を有する半導体装置に
おいては、工程内でのゲート電極の加工寸法のばらつき
(目標寸法からのずれ)によって実効的なゲート長もば
らつき、満足なトランジスタ特性を得ることができない
という問題があった。
However, in the above-described conventional manufacturing method, particularly in the case of a semiconductor device having a transistor characteristic that changes sensitively according to the size of the gate electrode 3, the processing size of the gate electrode in the process is increased. There is a problem in that the effective gate length also varies due to the variation (difference from the target dimension), and satisfactory transistor characteristics cannot be obtained.

【0006】この発明は、上記従来の課題を解決するも
ので、ゲート電極の加工寸法に左右されずに、実効的な
ゲート長を常に一定に保ち、所望のトランジスタ特性を
得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。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and a semiconductor device capable of obtaining desired transistor characteristics by keeping the effective gate length constant regardless of the processing size of the gate electrode. It aims at providing the manufacturing method of.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の半導体装
置の製造方法は、ゲート電極を形成した後、ゲート長を
測定し、この測定値が目標値より大きいときにはソース
・ドレイン領域を形成するための不純物のイオン注入量
を多くし、測定値が目標値より小さいときには不純物の
イオン注入量を少なくすることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, wherein a gate electrode is formed and then a gate length is measured. When the measured value is larger than a target value, a source / drain region is formed. Therefore, the ion implantation amount of impurities is increased, and when the measured value is smaller than the target value, the ion implantation amount of impurities is reduced.

【0008】請求項2記載の半導体装置の製造方法は、
ゲート電極を形成した後、ゲート長を測定し、この測定
値が目標値より大きいときにはソース・ドレイン領域と
なる不純物拡散層を形成するための熱処理条件を不純物
の拡散が大きくなるようにし、測定値が目標値より小さ
いときには熱処理条件を不純物の拡散が小さくなるよう
にすることを特徴とする。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2 is
After forming the gate electrode, measure the gate length, and if this measured value is larger than the target value, set the heat treatment condition for forming the impurity diffusion layer to be the source / drain region so that the diffusion of impurities becomes large and the measured value Is smaller than the target value, the heat treatment condition is such that the diffusion of impurities becomes small.

【0009】[0009]

【作用】この発明の製造方法によれば、ゲート長の測定
値が目標値より大きいときにはソース・ドレイン領域を
形成するための不純物のイオン注入量を多くし、測定値
が目標値より小さいときには不純物のイオン注入量を少
なくすることにより、または、ゲート長の測定値が目標
値より大きいときにはソース・ドレイン領域となる不純
物拡散層を形成するための熱処理条件を不純物の拡散が
大きくなるようにし、測定値が目標値より小さいときに
は熱処理条件を不純物の拡散が小さくなるようにするこ
とにより、ゲート電極の加工寸法に左右されずに、実効
的なゲート長を常に一定に保ち、所望のトランジスタ特
性を得ることができる。
According to the manufacturing method of the present invention, when the measured value of the gate length is larger than the target value, the ion implantation amount of the impurities for forming the source / drain regions is increased, and when the measured value is smaller than the target value, the impurity is injected. By reducing the amount of ion implantation of the impurities, or by setting the heat treatment condition for forming the impurity diffusion layer to be the source / drain region when the measured gate length is larger than the target value, to increase the impurity diffusion. When the value is smaller than the target value, the heat treatment conditions are set so that the diffusion of impurities becomes small, so that the effective gate length is always kept constant and the desired transistor characteristics are obtained, regardless of the processing size of the gate electrode. be able to.

【0010】[0010]

【実施例】以下この発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。図1はこの発明の一実施例の半導
体装置の製造方法の工程順断面図である。ここでは主
に、従来の製造方法と異なる点について説明する。図1
の(a)に示すように、通常のリソグラフィ技術とエッ
チング技術により、ゲート酸化膜3とゲート電極4を形
成した後、ゲート電極4の寸法(ゲート長)を走査型電
子顕微鏡を用いて測定する。特に、ランダムパターンを
搭載しているマイコン・ロジックLSIについては、マ
イクロローディング効果の影響により、一般にゲート電
極の面積が異なると、リソグラフィ工程でのゲート電極
の寸法とエッチング工程での寸法との差(寸法変換差、
CDロス)も異なることが多く、目標とする寸法(目標
値)からずれを生じていることがある。この実施例で
は、測定したゲート電極4の寸法(ゲート長)と目標値
とのずれ量に見合った分だけ、ソース・ドレイン領域を
形成するための注入すべき不純物5の量を調整し、半導
体基板内1にドーピングする。すなわち、測定したゲー
ト電極4の寸法が目標値より小さかった場合は、図1の
(b)の不純物注入工程において、不純物5の量を減ら
し、図1の(c)のアニールによって形成される不純物
拡散層6のゲート電極4下への入り込みを抑制する。ま
た、ゲート電極4の寸法が目標値より大きかった場合
は、図1の(b)の不純物注入工程において、不純物5
の量を増やし、図1の(c)アニールによって形成され
る不純物拡散層6のゲート電極4下への入り込みを助長
させるのである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A to 1D are cross-sectional views in order of the steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. Here, differences from the conventional manufacturing method will be mainly described. FIG.
After forming the gate oxide film 3 and the gate electrode 4 by the usual lithographic technique and etching technique, as shown in (a) of FIG. 7, the dimension (gate length) of the gate electrode 4 is measured using a scanning electron microscope. . In particular, for a microcomputer / logic LSI having a random pattern, if the area of the gate electrode is generally different due to the influence of the microloading effect, the difference between the dimension of the gate electrode in the lithography process and the dimension in the etching process ( Dimension conversion difference,
The CD loss) is also often different, and may deviate from the target dimension (target value). In this embodiment, the amount of impurities 5 to be implanted to form the source / drain regions is adjusted by an amount corresponding to the amount of deviation between the measured size (gate length) of the gate electrode 4 and the target value. Dopant 1 in the substrate. That is, when the measured size of the gate electrode 4 is smaller than the target value, the amount of the impurities 5 is reduced in the impurity implantation step of FIG. 1B, and the impurities formed by the annealing of FIG. Intrusion of the diffusion layer 6 under the gate electrode 4 is suppressed. Further, when the size of the gate electrode 4 is larger than the target value, the impurity 5 is added in the impurity implantation step of FIG.
Is increased to promote the entry of the impurity diffusion layer 6 formed by the annealing in FIG. 1C into the area under the gate electrode 4.

【0011】以上のようにこの実施例によれば、ゲート
電極4の加工寸法に応じて不純物5の注入量を調整する
ことにより、アニールによる不純物拡散層6のゲート電
極4下への入り込みを制御して、実効的なゲート長をゲ
ート電極4の加工寸法に左右されずに常に一定に保ち、
所望のトランジスタ特性を得ることができる。なお、こ
の実施例では、不純物5の注入量によって、実効的なゲ
ート長の安定化を図ったが、不純物5の注入量は一定に
しておき、不純物5の注入後に実施されるアニールの温
度や時間によって調整するようにしても同様の効果を得
ることができる。すなわち、測定したゲート電極4の寸
法が目標値より小さかった場合は、アニールの温度を下
げたり時間を短くして、不純物拡散層6のゲート電極4
下への入り込みを抑制し、また、ゲート電極4の寸法が
目標値より大きかった場合は、アニールの温度を上げた
り時間を長くして、不純物拡散層6のゲート電極4下へ
の入り込みを助長させるようにすればよい。
As described above, according to this embodiment, the implantation amount of the impurity 5 is adjusted according to the processing size of the gate electrode 4 to control the entry of the impurity diffusion layer 6 under the gate electrode 4 due to annealing. Then, the effective gate length is always kept constant regardless of the processing size of the gate electrode 4,
Desired transistor characteristics can be obtained. In this embodiment, the effective gate length is stabilized by the implantation amount of the impurity 5. However, the implantation amount of the impurity 5 is kept constant and the temperature of the annealing performed after the implantation of the impurity 5 and The same effect can be obtained by adjusting the time. That is, when the measured size of the gate electrode 4 is smaller than the target value, the annealing temperature is lowered or the time is shortened to reduce the gate electrode 4 of the impurity diffusion layer 6.
If the size of the gate electrode 4 is larger than the target value, the temperature of annealing is increased or the time is lengthened to promote the entry of the impurity diffusion layer 6 below the gate electrode 4. You can do it.

【0012】[0012]

【発明の効果】以上のようにこの発明の半導体装置の製
造方法は、ゲート長の測定値が目標値より大きいときに
はソース・ドレイン領域を形成するための不純物のイオ
ン注入量を多くし、測定値が目標値より小さいときには
不純物のイオン注入量を少なくすることにより、また
は、ゲート長の測定値が目標値より大きいときにはソー
ス・ドレイン領域となる不純物拡散層を形成するための
熱処理条件を不純物の拡散が大きくなるようにし、測定
値が目標値より小さいときには熱処理条件を不純物の拡
散が小さくなるようにすることにより、ゲート電極の加
工寸法に左右されずに、実効的なゲート長を常に一定に
保ち、所望のトランジスタ特性を得ることができる。
As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, when the measured value of the gate length is larger than the target value, the ion implantation amount of the impurities for forming the source / drain regions is increased and the measured value is increased. Is smaller than the target value, the ion implantation amount of the impurities is reduced, or when the measured gate length is larger than the target value, the heat treatment condition for forming the impurity diffusion layer to be the source / drain region is set to the impurity diffusion. The heat treatment condition is set so that the diffusion of impurities becomes small when the measured value is smaller than the target value, so that the effective gate length is always kept constant regardless of the processing size of the gate electrode. Therefore, desired transistor characteristics can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例における半導体装置の製造
方法の工程順断面図である。
1A to 1D are cross-sectional views in order of the steps in a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 素子分離用絶縁膜 3 ゲート酸化膜(ゲート絶縁膜) 4 ゲート電極 5 不純物 6 不純物拡散層 1 semiconductor substrate 2 insulating film for element isolation 3 gate oxide film (gate insulating film) 4 gate electrode 5 impurities 6 impurity diffusion layer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上にゲート絶縁膜を介してゲ
ート電極を形成し、前記ゲート電極をマスクとして前記
半導体基板表面にソース・ドレイン領域を形成するため
の不純物をイオン注入した後、熱処理により前記不純物
を拡散して前記ソース・ドレイン領域となる不純物拡散
層を形成する半導体装置の製造方法であって、 前記ゲート電極を形成した後、ゲート長を測定し、この
測定値が目標値より大きいときには前記不純物のイオン
注入量を多くし、前記測定値が前記目標値より小さいと
きには前記不純物のイオン注入量を少なくすることを特
徴とする半導体装置の製造方法。
1. A gate electrode is formed on a semiconductor substrate via a gate insulating film, impurities for forming source / drain regions are ion-implanted on the surface of the semiconductor substrate by using the gate electrode as a mask, and then heat treatment is performed. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the impurity is diffused to form an impurity diffusion layer serving as the source / drain region, wherein a gate length is measured after forming the gate electrode, and the measured value is larger than a target value. Sometimes, the ion implantation amount of the impurity is increased, and when the measured value is smaller than the target value, the ion implantation amount of the impurity is reduced.
【請求項2】 半導体基板上にゲート絶縁膜を介してゲ
ート電極を形成し、前記ゲート電極をマスクとして前記
半導体基板表面にソース・ドレイン領域を形成するため
の不純物をイオン注入した後、熱処理により前記不純物
を拡散して前記ソース・ドレイン領域となる不純物拡散
層を形成する半導体装置の製造方法であって、 前記ゲート電極を形成した後、ゲート長を測定し、この
測定値が目標値より大きいときには前記不純物拡散層を
形成するための熱処理条件を前記不純物の拡散が大きく
なるようにし、前記測定値が前記目標値より小さいとき
には前記熱処理条件を前記不純物の拡散が小さくなるよ
うにすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A gate electrode is formed on a semiconductor substrate via a gate insulating film, impurities for forming source / drain regions are ion-implanted on the surface of the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask, and then heat treatment is performed. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the impurity is diffused to form an impurity diffusion layer serving as the source / drain region, wherein a gate length is measured after forming the gate electrode, and the measured value is larger than a target value. Sometimes, the heat treatment condition for forming the impurity diffusion layer is set so that the diffusion of the impurity becomes large, and when the measured value is smaller than the target value, the heat treatment condition is set so that the diffusion of the impurity becomes small. And a method for manufacturing a semiconductor device.
JP14735595A 1995-06-14 1995-06-14 Manufacture of semiconductor device Pending JPH098288A (en)

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JP (1) JPH098288A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005347420A (en) * 2004-06-01 2005-12-15 Nec Electronics Corp Semiconductor manufacturing apparatus, and method for manufacturing semiconductor apparatus
JP2006108498A (en) * 2004-10-07 2006-04-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacturing method of electronic device

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