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JP3146993B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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JP3146993B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JP3146993B2
JP3146993B2 JP21851196A JP21851196A JP3146993B2 JP 3146993 B2 JP3146993 B2 JP 3146993B2 JP 21851196 A JP21851196 A JP 21851196A JP 21851196 A JP21851196 A JP 21851196A JP 3146993 B2 JP3146993 B2 JP 3146993B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置及び
その製造方法に関し、特に、メモリセル領域と周辺回路
領域とからなり、ダイナミック・ランダム・アクセス・
メモリ(DynamicRandam Access Memory :DRAM)と
して用いられる半導体装置及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device comprising a memory cell region and a peripheral circuit region,
The present invention relates to a semiconductor device used as a memory (Dynamic Random Access Memory: DRAM) and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】DRAMは、近年、高集積化が進めら
れ、それに従って素子の微細化が行われてきているが、
DRAMをMOS(Metal Oxide Semiconductor)トラ
ンジスタで構成した場合、素子の微細化に伴ってゲート
長が縮小され、いわゆるショートチャンネル効果による
種々の問題が生じている。すなわち、ショートチャンネ
ルによりチャンネル領域での電界強度が増加し、ドレイ
ン近傍でホットキャリアの生成を生じ、これがゲート酸
化膜中にトラップされたり表面準位を生成したりする。
この結果、しきい値電圧の変動、あるいは相互コンダク
タンスの低下といった特性劣化を引き起こした。このよ
うなホットキャリアによる特性変動を防止するために、
低濃度のN-不純物拡散領域と高濃度のN+不純物拡散領
域とがオフセットされて形成されたLDD(Lightly Do
ped Drain)構造が使われてきた。LDD構造の低濃度
のN-不純物拡散領域は、PN接合の接合傾斜を緩やか
にすることにより、電界強度を緩和してホットキャリア
の生成を抑制するものである。
2. Description of the Related Art In recent years, DRAMs have been highly integrated, and accordingly, elements have been miniaturized.
When a DRAM is formed of a MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor, the gate length is reduced with miniaturization of the element, and various problems are caused by the so-called short channel effect. That is, the electric field intensity in the channel region increases due to the short channel, and hot carriers are generated near the drain, which are trapped in the gate oxide film or generate surface states.
As a result, characteristic deterioration such as a change in threshold voltage or a decrease in transconductance was caused. In order to prevent the characteristic fluctuation due to such hot carriers,
LDD (Lightly Doped) formed by offsetting a low concentration N - impurity diffusion region and a high concentration N + impurity diffusion region.
ped Drain) structures have been used. The low-concentration N - impurity diffusion region having the LDD structure is used to reduce the electric field intensity by suppressing the junction inclination of the PN junction, thereby suppressing generation of hot carriers.

【0003】また、DRAMにおいては、メモリセルの
キャパシタに蓄積される信号電荷は、ある程度の時間が
経過すると、リーク電流などの攪乱によって消失するの
で、データを記憶し続けるために、定期的に各メモリセ
ルの記憶情報を更新するリフレッシュ動作が必要であ
る。このリフレッシュ動作は、メモリセルのキャパシタ
に信号電荷が保持されている時間よりも短い時間間隔で
行う必要があるから、信号電荷の保持時間が短いほどリ
フレッシュ動作の回数が多くなる。しかし、従来では、
キャパシタの容量が十分大きかったので、キャパシタか
らのリーク電流による信号電荷の消失が信号電荷の保持
時間に与える影響はさほど大きくはなかった。ところ
が、近年のDRAMの高集積化、素子の微細化に伴って
キャパシタの容量が低下したため、上記リーク電流によ
る信号電荷の消失が信号電荷の保持時間に与える影響が
増大し、リフレッシュ動作の回数が増加する、という問
題があった。そこで、電荷保持特性が要求されるメモリ
セル領域のN-型のメモリセルトランジスタは、ソース
・ドレイン領域が、電界強度の緩和に優れ、信号電荷の
消失の少ないN-拡散層で形成されている。以上説明し
たショートチャンネル効果による特性劣化を防止し、信
号電荷のリークを防止する技術については、例えば、特
開平3−204969号公報等に開示されている。
In a DRAM, a signal charge stored in a capacitor of a memory cell disappears after a certain period of time due to a disturbance such as a leak current. Therefore, each signal is periodically stored in order to keep storing data. A refresh operation for updating the storage information of the memory cell is required. Since this refresh operation needs to be performed at a time interval shorter than the time during which the signal charge is held in the capacitor of the memory cell, the number of times of the refresh operation increases as the holding time of the signal charge becomes shorter. However, conventionally,
Since the capacitance of the capacitor was sufficiently large, the influence of the loss of the signal charge due to the leak current from the capacitor on the retention time of the signal charge was not so large. However, since the capacitance of the capacitor has been reduced due to the recent high integration of DRAMs and miniaturization of elements, the loss of the signal charge due to the leak current has an influence on the retention time of the signal charge, and the number of refresh operations has been reduced. There was a problem that it would increase. Therefore, in the N type memory cell transistor in the memory cell region where charge retention characteristics are required, the source / drain region is formed of an N diffusion layer which is excellent in relaxing the electric field strength and has little loss of signal charges. . A technique for preventing the characteristic deterioration due to the short channel effect described above and preventing signal charge leakage is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-204969.

【0004】以下、図5を参照して、同公報に開示され
ている従来の半導体装置の製造方法について説明する。
まず、図5(a)に示すように、P型基板1上に素子分
離酸化膜2及び素子形成領域3を形成する。この後、素
子形成領域3にゲート酸化膜及びゲートポリシリコン膜
を形成した後、ホトリゾグラフィ技術及びドライエッチ
ング技術を用いてメモリセル領域及び周辺回路領域それ
ぞれにゲート4を形成する。次に、図5(b)に示すよ
うに、ゲート4をマスクとしてリンイオンを注入し、低
濃度のN-拡散層5を形成する。この後、例えば、80
0℃の高温度下で基板全面にシリコン酸化膜(HTO
膜)を1000〜2000オングストローム程度成長さ
せた後、異方性エッチングを行い、ゲート4の側壁にサ
イドウォール6を形成する(図5(c)参照)。
Hereinafter, a conventional method for manufacturing a semiconductor device disclosed in the above publication will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 5A, an element isolation oxide film 2 and an element formation region 3 are formed on a P-type substrate 1. Thereafter, a gate oxide film and a gate polysilicon film are formed in the element formation region 3, and then a gate 4 is formed in each of the memory cell region and the peripheral circuit region using a photolithography technique and a dry etching technique. Next, as shown in FIG. 5B, phosphorus ions are implanted using the gate 4 as a mask to form a low-concentration N diffusion layer 5. Thereafter, for example, 80
At a high temperature of 0 ° C., a silicon oxide film (HTO)
After growing the film about 1000 to 2000 angstroms, anisotropic etching is performed to form sidewalls 6 on the side walls of the gate 4 (see FIG. 5C).

【0005】次に、ホトリゾグラフィ技術を用いて周辺
回路領域を開口したホトレジストマスク7を形成した
後、図5(d)に示すように、ホトレジストマスク7、
周辺回路領域のゲート4a及びサイドウォール6aをマ
スクとして、例えば、注入エネルギ50keV、ドーズ
量1×1015atoms/cm2程度で砒素イオンを注入し、高
濃度のN+拡散層8を形成する。これにより、図5
(e)に示すように、周辺回路領域には、LDD構造の
NMOSトランジスタ9が、メモリセル領域には、N-
型のメモリセルトランジスタ10が形成される。
Next, a photoresist mask 7 having an opening in the peripheral circuit region is formed by using a photolithography technique, and then, as shown in FIG.
Using the gate 4a and the sidewall 6a in the peripheral circuit region as a mask, arsenic ions are implanted at an implantation energy of 50 keV and a dose of about 1 × 10 15 atoms / cm 2 , for example, to form a high concentration N + diffusion layer 8. As a result, FIG.
(E), the in the peripheral circuit region, NMOS transistors 9 of LDD structure, the memory cell area, N -
Type memory cell transistor 10 is formed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
半導体装置の製造方法においては、NMOSトランジス
タ9のN-拡散層と、メモリセルトランジスタ10のN-
拡散層とは、同じイオン種でかつ同じ濃度で形成されて
いる。N-拡散層を形成するイオン種としては、例え
ば、リンイオンや砒素イオンなどがある。一般には、N
-濃度プロファイルが緩やかで、ドレイン近傍での電界
強度が緩やかに変化するリンイオンが用いられてきた。
しかし、拡散係数の大きなリンイオンの注入により形成
されたN-拡散層を有するNMOSトランジスタ9は、
後工程で活性化のための熱処理プロセスが施されると、
-拡散層が熱拡散することにより、ショートチャンネ
ル効果が顕著になり、しきい値電圧の低下が大きいた
め、ゲート長を短くするのが困難になっている。このた
め、素子の微細化ひいては高集積化の障害になってい
る。
[SUMMARY OF THE INVENTION Incidentally, in the method of manufacturing the conventional semiconductor device, N of the NMOS transistor 9 - diffusion layer, the memory cell transistor 10 N -
The diffusion layer is formed with the same ion species and the same concentration. Examples of the ion species forming the N - diffusion layer include phosphorus ions and arsenic ions. In general, N
- concentration profile gradual, phosphorous ions the electric field strength in the vicinity of the drain gradually changes have been used.
However, the NMOS transistor 9 having the N diffusion layer formed by implantation of phosphorus ions having a large diffusion coefficient
When a heat treatment process for activation is performed in a later step,
Due to the thermal diffusion of the N - diffusion layer, the short channel effect becomes remarkable, and the threshold voltage is greatly reduced, so that it is difficult to shorten the gate length. For this reason, it is an obstacle to miniaturization of the element and, hence, high integration.

【0007】一方、N-拡散層を形成するのに砒素イオ
ンを用いると、ショートチャンネル効果が抑制でき、か
つ、N-拡散層抵抗を小さくできるため、高い駆動能力
を実現できる。しかし、砒素イオンを用いたN-拡散層
は、濃度プロファイルが急峻で、電界強度が急激に変化
するため、信号電荷の消失が多く、メモリセル領域で信
号電荷の保持特性の低下を引き起こす、という問題があ
った。
On the other hand, if arsenic ions are used to form the N - diffusion layer, the short channel effect can be suppressed and the resistance of the N - diffusion layer can be reduced, so that a high driving capability can be realized. However, the N diffusion layer using arsenic ions has a steep concentration profile and a sharp change in electric field strength, so that signal charges are often lost, causing deterioration of signal charge holding characteristics in the memory cell region. There was a problem.

【0008】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、メモリセルの信号電荷の消失を防止すると共
に、ショートチャンネル効果による特性劣化を防止し、
かつ駆動能力を向上させることができる半導体装置及び
その製造方法を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and prevents loss of signal charges in a memory cell, and prevents deterioration of characteristics due to a short channel effect.
It is another object of the present invention to provide a semiconductor device capable of improving driving capability and a method for manufacturing the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明に係る半導体装置は、信号電荷
を蓄積するための素子が形成されたメモリセル領域と、
該メモリセル領域の各素子を駆動するための素子が形成
された周辺回路領域とが同一半導体基板上に設けられた
半導体装置であって、上記周辺回路領域に形成され、砒
素イオンの濃度が比較的低いN拡散層と砒素イオンの
濃度が比較的高いN拡散層との二重構造を持つ第1の
不純物拡散層からなるソース・ドレイン領域を有するN
チャンネルのMOSトランジスタと、上記メモリセル領
域に形成され、リンイオンの濃度が上記N拡散層の砒
素イオンの濃度よりも低い第2の不純物拡散層からなる
ソース・ドレイン領域を有するメモリセルトランジスタ
とを備えてなることを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a memory cell region in which an element for storing signal charges is formed;
A semiconductor device in which a peripheral circuit region on which elements for driving each element of the memory cell region are formed is provided on the same semiconductor substrate, and a arsenic ion concentration is formed in the peripheral circuit region. N having a source / drain region composed of a first impurity diffusion layer having a dual structure of a very low N diffusion layer and an N + diffusion layer having a relatively high arsenic ion concentration
A channel MOS transistor and a memory cell transistor formed in the memory cell region and having a source / drain region formed of a second impurity diffusion layer having a phosphorus ion concentration lower than the arsenic ion concentration of the N + diffusion layer. It is characterized by being provided.

【0010】また、請求項2記載の発明に係る半導体装
置は、信号電荷を蓄積するための素子が形成されたメモ
リセル領域と、該メモリセル領域の各素子を駆動するた
めの素子が形成された周辺回路領域とが同一半導体基板
上に設けられた半導体装置であって、上記周辺回路領域
に形成され、砒素イオン及びリンイオンを含むN拡散
層と、上記砒素イオンの濃度と上記リンイオンの濃度と
の和の濃度よりも高濃度の砒素イオンを含むN拡散層
との二重構造を持つ第1の不純物拡散層からなるソース
・ドレイン領域を有するNチャンネルのMOSトランジ
スタと、上記メモリセル領域に形成され、リンイオンの
濃度が上記N拡散層のリンイオンの濃度とほぼ等しい
第2の不純物拡散層からなるソース・ドレイン領域を有
するメモリセルトランジスタとを備えてなることを特徴
としている。
In a semiconductor device according to a second aspect of the present invention, a memory cell region in which elements for accumulating signal charges are formed, and elements for driving each element in the memory cell region are formed. A peripheral circuit region provided on the same semiconductor substrate, an N - diffusion layer formed in the peripheral circuit region and containing arsenic ions and phosphorus ions, a concentration of the arsenic ions and a concentration of the phosphorus ions. An N-channel MOS transistor having a source / drain region comprising a first impurity diffusion layer having a double structure with an N + diffusion layer containing arsenic ions having a concentration higher than the sum of are formed on, the concentration of phosphorus ions N - memory cells having substantially equal source-drain region of a second impurity diffusion layer and the concentration of phosphorus ion diffusion layer It is characterized by comprising a transistor.

【0011】さらに、請求項3記載の発明に係る半導体
装置は、請求項1又は2記載の半導体装置に係り、上記
NチャンネルのMOSトランジスタと、上記メモリセル
トランジスタのうち、少なくとも上記NチャンネルのM
OSトランジスタのゲートの側壁には、サイドウォール
が形成されていることを特徴としている。
Further, according to a third aspect of the present invention, there is provided the semiconductor device according to the first or second aspect, wherein at least the N-channel MOS transistor among the N-channel MOS transistor and the memory cell transistor is provided.
A sidewall is formed on a side wall of a gate of the OS transistor.

【0012】また、請求項4記載の発明に係る半導体装
置は、信号電荷を蓄積するための素子が形成されたメモ
リセル領域と、該メモリセル領域の各素子を駆動するた
めの素子が形成された周辺回路領域とが同一半導体基板
上に設けられた半導体装置であって、上記周辺回路領域
に形成され、リンイオンを用いずに砒素イオンを用いた
第1の不純物拡散層からなるソース・ドレイン領域を有
するNチャンネルのMOSトランジスタと、上記メモリ
セル領域に形成され、リンイオンの濃度が上記砒素イオ
ンの濃度より低い第2の不純物拡散層からなるソース・
ドレイン領域を有するメモリセルトランジスタとを備え
てなることを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including a memory cell region in which elements for accumulating signal charges are formed, and elements for driving each element in the memory cell region. And a source / drain region formed in the peripheral circuit region and comprising a first impurity diffusion layer using arsenic ions without using phosphorus ions. And an N-channel MOS transistor having a second impurity diffusion layer formed in the memory cell region and having a phosphorus ion concentration lower than the arsenic ion concentration.
And a memory cell transistor having a drain region.

【0013】さらに、請求項5記載の発明に係る半導体
装置の製造方法は、信号電荷を蓄積するための素子が形
成されたメモリセル領域と、該メモリセル領域の各素子
を駆動するための素子が形成された周辺回路領域とが同
一半導体基板上に設けられた半導体装置の製造方法であ
って、上記メモリセル領域及び上記周辺回路領域それぞ
れにゲートを形成する第1の工程と、上記メモリセル領
域を開口した第1のホトレジストマスクを形成する第2
の工程と、上記第1のホトレジストマスク及び上記メモ
リセル領域のゲートをマスクとして、リンイオンを注入
し、上記メモリセル領域のソース・ドレイン領域に低濃
度の第1の不純物拡散層を形成する第3の工程と、上記
周辺回路領域を開口した第2のホトレジストマスクを形
成する第4の工程と、上記第2のホトレジストマスク及
び上記周辺回路領域のゲートをマスクとして、砒素イオ
ンを注入し、上記周辺回路領域のソース・ドレイン領域
に低濃度の第2の不純物拡散層を形成する第5の工程
と、上記周辺回路領域を開口した第3のホトレジストマ
スクを形成する第6の工程と、上記第3のホトレジスト
マスク及び上記周辺回路領域の上記ゲートをマスクとし
て、砒素イオンを注入し、上記周辺回路領域の上記ソー
ス・ドレイン領域に高濃度の第3の不純物拡散層を形成
する第7の工程とを備えてなることを特徴としている。
Further, according to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a memory cell region in which an element for storing signal charges is formed; and an element for driving each element in the memory cell region. A method of manufacturing a semiconductor device in which a peripheral circuit region in which is formed on the same semiconductor substrate, wherein a first step of forming a gate in each of the memory cell region and the peripheral circuit region; Forming a first photoresist mask having an open region;
And a third step of implanting phosphorus ions using the first photoresist mask and the gate of the memory cell region as a mask to form a low-concentration first impurity diffusion layer in the source / drain regions of the memory cell region. And a fourth step of forming a second photoresist mask having an opening in the peripheral circuit region; and implanting arsenic ions using the second photoresist mask and the gate in the peripheral circuit region as a mask. A fifth step of forming a low-concentration second impurity diffusion layer in the source / drain region of the circuit region, a sixth step of forming a third photoresist mask having an opening in the peripheral circuit region, and Arsenic ions are implanted using the photoresist mask and the gate in the peripheral circuit region as masks, and are implanted into the source / drain regions in the peripheral circuit region. It is characterized in that it comprises a seventh step of forming a third impurity diffusion layer of the concentration.

【0014】また、請求項6記載の発明に係る半導体装
置の製造方法は、請求項5記載の半導体装置の製造方法
に係り、上記NチャンネルのMOSトランジスタと、上
記メモリセルトランジスタのうち、少なくとも上記Nチ
ャンネルのMOSトランジスタのゲートの側壁にサイド
ウォールを形成する第8の工程を備えたことを特徴とし
ている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device according to the fifth aspect of the present invention, wherein at least one of the N-channel MOS transistor and the memory cell transistor is provided. An eighth step of forming a sidewall on the sidewall of the gate of the N-channel MOS transistor is provided.

【0015】さらに、請求項7記載の発明に係る半導体
装置の製造方法は、信号電荷を蓄積するための素子が形
成されたメモリセル領域と、該メモリセル領域の各素子
を駆動するための素子が形成された周辺回路領域とが同
一半導体基板上に設けられた半導体装置の製造方法であ
って、上記メモリセル領域及び上記周辺回路領域それぞ
れにゲートを形成する第1の工程と、上記ゲートをマス
クとして、リンイオンを注入し、上記メモリセル領域及
び上記周辺回路領域のそれぞれのソース・ドレイン領域
に低濃度の第1の不純物拡散層を形成する第2の工程
と、上記周辺回路領域を開口した第1のホトレジストマ
スクを形成する第3の工程と、上記第1のホトレジスト
マスク及び上記周辺回路領域のゲートをマスクとして、
砒素イオンを注入し、上記周辺回路領域のソース・ドレ
イン領域に低濃度の第2の不純物拡散層を形成する第4
の工程と、上記第1のホトレジストマスク、あるいは新
たに形成された第2のホトレジストマスク及び上記周辺
回路領域のゲートをマスクとして、砒素イオンを注入
し、上記周辺回路領域のソース・ドレイン領域に高濃度
の第3の不純物拡散層を形成する第5の工程とを備えて
なることを特徴としている。
Further, according to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a memory cell region in which an element for storing signal charges is formed; and an element for driving each element in the memory cell region. Forming a gate in each of the memory cell region and the peripheral circuit region; and forming the gate in the peripheral circuit region on the same semiconductor substrate. A second step of implanting phosphorus ions as a mask to form a low-concentration first impurity diffusion layer in each of the source / drain regions of the memory cell region and the peripheral circuit region, and opening the peripheral circuit region; A third step of forming a first photoresist mask, and using the first photoresist mask and the gate of the peripheral circuit region as a mask.
Arsenic ions are implanted to form a low-concentration second impurity diffusion layer in the source / drain regions of the peripheral circuit region.
Using the first photoresist mask or the newly formed second photoresist mask and the gate of the peripheral circuit region as a mask, arsenic ions are implanted into the source / drain region of the peripheral circuit region. And a fifth step of forming a third impurity diffusion layer having a high concentration.

【0016】また、請求項8記載の発明に係る半導体装
置の製造方法は、請求項7記載の半導体装置の製造方法
に係り、上記NチャンネルのMOSトランジスタと、上
記メモリセルトランジスタのうち、少なくとも上記Nチ
ャンネルのMOSトランジスタのゲートの側壁にサイド
ウォールを形成する第6の工程を備えたことを特徴とし
ている。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device according to the seventh aspect of the present invention, wherein at least one of the N-channel MOS transistor and the memory cell transistor is provided. A sixth step is to form a sidewall on the side wall of the gate of the N-channel MOS transistor.

【0017】さらに、請求項9記載の発明に係る半導体
装置の製造方法は、信号電荷を蓄積するための素子が形
成されたメモリセル領域と、該メモリセル領域の各素子
を駆動するための素子が形成された周辺回路領域とが同
一半導体基板上に設けられた半導体装置の製造方法であ
って、上記メモリセル領域及び上記周辺回路領域それぞ
れにゲートを形成する第1の工程と、上記メモリセル領
域を開口した第1のホトレジストマスクを形成する第2
の工程と、上記第1のホトレジストマスク及び上記メモ
リセル領域のゲートをマスクとして、リンイオンを注入
し、上記メモリセル領域のソース・ドレイン領域に低濃
度の第1の不純物拡散層を形成する第3の工程と、上記
周辺回路領域を開口した第2のホトレジストマスクを形
成する第4の工程と、上記第2のホトジレストマスク及
び上記周辺回路領域のゲートをマスクとして、砒素イオ
ンを注入し、該砒素イオンを注入する際にリンイオンを
注入せずに上記周辺回路領域のソース・ドレイン領域に
高濃度の第2の不純物拡散層を形成する第5の工程とを
備えてなり、上記周辺回路領域のソース・ドレイン領域
にリンイオンを注入する工程を含まないことを特徴とし
ている。
Further, according to a ninth aspect of the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor device, a memory cell region in which an element for storing signal charges is formed, and an element for driving each element in the memory cell region A method of manufacturing a semiconductor device in which a peripheral circuit region in which is formed on the same semiconductor substrate, wherein a first step of forming a gate in each of the memory cell region and the peripheral circuit region; Forming a first photoresist mask having an open region;
And a third step of implanting phosphorus ions using the first photoresist mask and the gate of the memory cell region as a mask to form a low-concentration first impurity diffusion layer in the source / drain regions of the memory cell region. And a fourth step of forming a second photoresist mask having an opening in the peripheral circuit region; and implanting arsenic ions using the second photoresist mask and the gate of the peripheral circuit region as a mask, Forming a high-concentration second impurity diffusion layer in the source / drain region of the peripheral circuit region without implanting phosphorus ions when the arsenic ions are implanted. And a step of implanting phosphorus ions into the source / drain regions.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の態様について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。 ◇第1実施例 図1及び図2は、この発明の第1実施例である半導体装
置の製造方法を示す工程図である。以下、順を追ってこ
の例の製造工程を説明する。まず、図1(a)に示すよ
うに、P型基板11上に素子分離酸化膜12及び素子形
成領域13を形成する。この後、図1(b)に示すよう
に、素子形成領域13にゲート酸化膜14及びゲートポ
リシリコン膜15を形成した後、図1(c)に示すよう
に、ホトリゾグラフィ技術を用いて、ゲートパターンを
形成するためのホトレジストマスク16を形成する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The description will be made specifically using an embodiment. First Embodiment FIGS. 1 and 2 are process diagrams showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. Hereinafter, the manufacturing process of this example will be described step by step. First, as shown in FIG. 1A, an element isolation oxide film 12 and an element formation region 13 are formed on a P-type substrate 11. Thereafter, as shown in FIG. 1B, a gate oxide film 14 and a gate polysilicon film 15 are formed in the element forming region 13, and then, as shown in FIG. 1C, using photolithography. Then, a photoresist mask 16 for forming a gate pattern is formed.

【0019】次に、図1(d)に示すように、ドライエ
ッチング技術を用いて、ホトレジストマスク16をマス
クとしてメモリセル領域及び周辺回路領域それぞれにゲ
ート17を形成する。この後、ホトリゾグラフィ技術を
用いて、メモリセル領域を開口したホトレジストマスク
18を形成した後、図1(e)に示すように、ホトレジ
ストマスク18及びメモリセル領域のゲート17aをマ
スクとして、例えば、注入エネルギ30keV、ドーズ
量1.5×1013atoms/cm2程度でリンをイオン注入
し、メモリセルトランジスタのソース・ドレイン領域に
低濃度のN-拡散層19を形成する。
Next, as shown in FIG. 1D, a gate 17 is formed in each of the memory cell region and the peripheral circuit region by using a photoresist mask 16 as a mask by a dry etching technique. Thereafter, a photoresist mask 18 having an opening in the memory cell region is formed by using the photolithography technique, and as shown in FIG. 1E, the photoresist mask 18 and the gate 17a in the memory cell region are used as a mask, for example, as shown in FIG. Then, phosphorus ions are implanted at an implantation energy of 30 keV and a dose of about 1.5 × 10 13 atoms / cm 2 to form a low-concentration N diffusion layer 19 in the source / drain regions of the memory cell transistor.

【0020】次に、ホトレジストマスク18を除去した
後、ホトリゾグラフィ技術を用いて、周辺回路領域を開
口したホトレジストマスク20を形成する。この後、図
2(a)に示すように、ホトレジストマスク20及び周
辺回路領域のゲート17bをマスクとして、例えば、注
入エネルギ50keV、ドーズ量3×1013atoms/cm2
程度で砒素をイオン注入し、NMOSトランジスタのソ
ース・ドレイン領域に低濃度のN-拡散層21を形成す
る。次に、ホトレジストマスク20を除去した後、基板
全面にシリコン酸化膜を1000〜2000オングスト
ローム程度成長させた後、異方性エッチングを行い、ゲ
ート17の側壁にサイドウォール22を形成する(図2
(b)参照)。
Next, after the photoresist mask 18 is removed, a photoresist mask 20 having an opening in the peripheral circuit region is formed by photolithography. Thereafter, as shown in FIG. 2A, using the photoresist mask 20 and the gate 17b in the peripheral circuit region as a mask, for example, an implantation energy of 50 keV and a dose of 3 × 10 13 atoms / cm 2 are used.
Arsenic is ion-implanted to a degree to form a lightly doped N - diffusion layer 21 in the source / drain region of the NMOS transistor. Next, after removing the photoresist mask 20, a silicon oxide film is grown on the entire surface of the substrate at about 1000 to 2000 angstroms, and then anisotropically etched to form sidewalls 22 on the side walls of the gate 17 (FIG. 2).
(B)).

【0021】次に、ホトリゾグラフィ技術を用いて、周
辺回路領域を開口したホトレジストマスク23を形成し
た後、図2(c)に示すように、ホトレジストマスク2
3、周辺回路領域のゲート17b及びサイドウォール2
2aをマスクとして、例えば、注入エネルギ50ke
V、ドーズ量1×1015atoms/cm2程度で砒素をイオン
注入し、ソース・ドレイン領域に高濃度のN+拡散層2
4を形成する。これにより、図2(d)に示すように、
周辺回路領域には、砒素イオンを用いたLDD構造のソ
ース・ドレイン領域を有するNMOSトランジスタ25
が、メモリセル領域には、ソース・ドレイン領域がリン
イオンを用いたN-拡散層で形成されたメモリセルトラ
ンジスタ26が形成される。
Next, a photoresist mask 23 having an opening in the peripheral circuit region is formed by using the photolithography technique, and then, as shown in FIG.
3. Gate 17b and sidewall 2 in peripheral circuit area
Using 2a as a mask, for example, an implantation energy of 50 ke
V, arsenic ions are implanted at a dose of about 1 × 10 15 atoms / cm 2 , and a high concentration N + diffusion layer 2 is formed in the source / drain regions.
4 is formed. As a result, as shown in FIG.
In the peripheral circuit region, an NMOS transistor 25 having a source / drain region having an LDD structure using arsenic ions is used.
However, in the memory cell region, a memory cell transistor 26 whose source / drain region is formed of an N diffusion layer using phosphorus ions is formed.

【0022】◇第2実施例 次に、第2実施例について説明する。図3は、この発明
の第2実施例である半導体装置の製造方法を示す工程図
である。以下、順を追ってこの製造工程を説明する。な
お、この例の製造工程においては、P型基板31上のメ
モリセル領域及び周辺回路領域それぞれに素子分離酸化
膜32、素子形成領域33及びゲート34を形成する工
程までは、上記した第1実施例(図1(a)〜(d)参
照)と同様であるので、その説明を省略する(図3
(a)参照)。引き続いて、図3(b)に示すように、
ゲート34をマスクとして、例えば、注入エネルギ30
keV、ドーズ量1.5×1013atoms/cm2程度でリン
をイオン注入し、NMOSトランジスタ及びメモリセル
トランジスタのそれぞれのソース・ドレイン領域に低濃
度のN-拡散層35を形成する。
Second Embodiment Next, a second embodiment will be described. FIG. 3 is a process chart showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. Hereinafter, this manufacturing process will be described step by step. In the manufacturing process of this example, up to the step of forming the element isolation oxide film 32, the element formation region 33, and the gate 34 in the memory cell region and the peripheral circuit region on the P-type substrate 31, respectively, the first embodiment described above. Since this is the same as the example (see FIGS. 1A to 1D), the description thereof is omitted (FIG.
(A)). Subsequently, as shown in FIG.
Using the gate 34 as a mask, for example, the implantation energy 30
Phosphorus ions are implanted at a keV and a dose of about 1.5 × 10 13 atoms / cm 2 to form low-concentration N diffusion layers 35 in the source / drain regions of the NMOS transistor and the memory cell transistor.

【0023】次に、ホトリゾグラフィ技術を用いて、周
辺回路領域を開口したホトレジストマスク36を形成す
る。この後、図3(c)に示すように、ホトレジストマ
スク36及び周辺回路領域のゲート34aをマスクとし
て、例えば、注入エネルギ50keV、ドーズ量3×1
13atoms/cm2程度で砒素をイオン注入し、NMOSト
ランジスタのソース・ドレイン領域にリンイオンと砒素
イオンとからなる低濃度のN-拡散層21を形成する。
ここで、リンイオンのドーズ量は、メモリセルトランジ
スタの駆動能力値を満足するような十分小さい値であれ
ばよく、NMOSトランジスタにおいて、ショートチャ
ンネル効果が発生しないようなドーズ量1×1013
1.5×1013atoms/cm2程度とする。
Next, a photoresist mask 36 having an opening in the peripheral circuit region is formed by photolithography. Thereafter, as shown in FIG. 3C, using the photoresist mask 36 and the gate 34a in the peripheral circuit region as a mask, for example, an implantation energy of 50 keV and a dose of 3 × 1 are used.
Arsenic is ion-implanted at about 0 13 atoms / cm 2 to form a low-concentration N diffusion layer 21 composed of phosphorus ions and arsenic ions in the source / drain regions of the NMOS transistor.
Here, the dose amount of phosphorus ions may be a sufficiently small value that satisfies the driving capability value of the memory cell transistor. In the NMOS transistor, the dose amount is 1 × 10 13 to prevent the short channel effect from occurring.
It is about 1.5 × 10 13 atoms / cm 2 .

【0024】次に、ホトレジストマスク36を除去した
後、基板全面にシリコン酸化膜を1000〜2000オ
ングストローム程度成長させた後、異方性エッチングを
行い、ゲート34の側壁にサイドウォール38を形成す
る(図3(d)参照)。次に、ホトリゾグラフィ技術を
用いて、周辺回路領域を開口したホトレジストマスク3
9を形成した後、図3(e)に示すように、ホトレジス
トマスク39、周辺回路領域のゲート34a及びサイド
ウォール38aをマスクとして、例えば、注入エネルギ
50keV、ドーズ量1×1015atoms/cm2程度で砒素
をイオン注入し、NMOSトランジスタのソース・ドレ
イン領域に高濃度のN+拡散層40を形成する。これに
より、図3(f)に示すように、周辺回路領域には、リ
ンイオンと砒素イオンを用いたLDD構造のソース・ド
レイン領域を有するNMOSトランジスタ41が、メモ
リセル領域には、ソース・ドレイン領域がリンイオンを
用いたN-拡散層で形成されたメモリセルトランジスタ
42が形成される。上記した第2実施例によれば、第1
実施例に比べてホトリゾグラフィ技術を用いたホトレジ
ストマスク形成が1回分少なくて済む。
Next, after removing the photoresist mask 36, a silicon oxide film is grown on the entire surface of the substrate by about 1000 to 2000 angstroms, and then anisotropically etched to form sidewalls 38 on the side walls of the gate 34 ( FIG. 3D). Next, using a photolithography technique, a photoresist mask 3 having an opening in a peripheral circuit region is formed.
Then, as shown in FIG. 3E, using the photoresist mask 39, the gate 34a in the peripheral circuit region and the side wall 38a as a mask, for example, an implantation energy of 50 keV and a dose of 1 × 10 15 atoms / cm 2 are formed. Arsenic is ion-implanted to a degree to form a high concentration N + diffusion layer 40 in the source / drain region of the NMOS transistor. As a result, as shown in FIG. 3F, the NMOS transistor 41 having a source / drain region having an LDD structure using phosphorus ions and arsenic ions in the peripheral circuit region, and the source / drain region in the memory cell region. Is formed of an N diffusion layer using phosphorus ions to form a memory cell transistor 42. According to the second embodiment described above, the first
Compared with the embodiment, the number of times of forming a photoresist mask using the photolithography technique is reduced by one time.

【0025】◇第3実施例 次に、第3実施例について説明する。図4は、この発明
の第3実施例である半導体装置の製造方法を示す工程図
である。以下、順を追ってこの製造工程を説明する。な
お、この例の製造工程においては、P型基板51上に素
子分離酸化膜52、素子形成領域53及びゲート54を
形成した後(図4(a)参照)、ホトレジストマスク5
5及びメモリセル領域のゲート54aをマスクとして、
メモリセルトランジスタのソース・ドレイン領域に低濃
度のN-拡散層56を形成し(図4(b)参照)、ホト
レジストマスク55を除去した後、ホトリゾグラフィ技
術を用いて、周辺回路領域を開口したホトレジストマス
ク57を形成する工程までは、上記した第1実施例(図
1(a)〜(e)参照)と同様であるので、その説明を
省略する。
Third Embodiment Next, a third embodiment will be described. FIG. 4 is a process chart showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention. Hereinafter, this manufacturing process will be described step by step. In the manufacturing process of this example, after forming an element isolation oxide film 52, an element formation region 53, and a gate 54 on a P-type substrate 51 (see FIG. 4A), a photoresist mask 5 is formed.
5 and the gate 54a of the memory cell region as a mask,
A low-concentration N - diffusion layer 56 is formed in the source / drain region of the memory cell transistor (see FIG. 4B), and after removing the photoresist mask 55, the peripheral circuit region is opened using photolithography. The steps up to the step of forming the photoresist mask 57 are the same as those in the first embodiment (see FIGS. 1A to 1E), and a description thereof will be omitted.

【0026】引き続いて、図4(c)に示すように、ホ
トレジストマスク57及び周辺回路領域のゲート54b
をマスクとして、例えば、注入エネルギ50keV、ド
ーズ量1×1015atoms/cm2程度で砒素をイオン注入
し、NMOSトランジスタのソース・ドレイン領域に高
濃度のN+拡散層58を形成する。これにより、図4
(d)に示すように、周辺回路領域には、シングルドレ
イン構造のNMOSトランジスタ59が、メモリセル領
域には、ソース・ドレイン領域がリンイオンを用いたN
-拡散層で形成されたメモリセルトランジスタ60が形
成される。
Subsequently, as shown in FIG. 4C, a photoresist mask 57 and a gate 54b in the peripheral circuit region are formed.
Is used as a mask, for example, arsenic is ion-implanted at an implantation energy of 50 keV and a dose of about 1 × 10 15 atoms / cm 2 to form a high-concentration N + diffusion layer 58 in the source / drain regions of the NMOS transistor. As a result, FIG.
As shown in FIG. 1D, an NMOS transistor 59 having a single drain structure is provided in the peripheral circuit region, and an N-type transistor having a source / drain region using phosphorus ions is provided in the memory cell region.
- the memory cell transistor 60 formed of a diffusion layer is formed.

【0027】以上、この発明の実施例を図面を参照して
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られる
ものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述
の各実施例においては、メモリセルトランジスタのソー
ス・ドレイン領域だけをリンイオンを用いた低濃度のN
-拡散層で形成した例を示したが、さらにセンスアンプ
回路部のトランジスタのソース・ドレイン領域もリンイ
オンを用いた低濃度のN-拡散層で形成するようにして
も良く、上述と同様の効果を得ることができる。
Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and changes in design and the like can be made without departing from the gist of the present invention. Even if there is, it is included in the present invention. For example, in each of the above-described embodiments, only the source / drain regions of the memory cell transistor are doped with low-concentration N using phosphorus ions.
Although the example in which the transistor is formed by the diffusion layer is shown, the source / drain region of the transistor in the sense amplifier circuit portion may be formed by a low-concentration N diffusion layer using phosphorus ions. Can be obtained.

【0028】また、上述した第1及び第2実施例におい
ては、メモリセルトランジスタのゲートの側壁にもサイ
ドウォールを形成した例を示したが、設けなくても良
い。この場合には、第1実施例では、N-拡散層21の
形成後、ホトレジストマスク20を除去せずに、周辺回
路領域のゲート17bのサイドウォール22の形成及び
+拡散層24の形成を連続して行うことができる。ま
た、第2実施例では、N-拡散層37の形成後、ホトレ
ジストマスク36を除去せずに、周辺回路領域のゲート
34aのサイドウォール38の形成及びN+拡散層40
の形成を連続して行うことができる。このようにすれ
ば、製造工程が省略でき、効率が良い。但し、ホトレジ
ストマスク20及び36は、3工程で連続して用いるの
で、他の工程のものに比べて耐久性の良いものを用いる
必要がある。
In the first and second embodiments described above, the example is shown in which the sidewall is formed also on the side wall of the gate of the memory cell transistor. However, the sidewall may not be provided. In this case, in the first embodiment, after the formation of the N diffusion layer 21, the formation of the sidewall 22 of the gate 17 b in the peripheral circuit region and the formation of the N + diffusion layer 24 are performed without removing the photoresist mask 20. Can be performed continuously. In the second embodiment, after the formation of the N diffusion layer 37, the formation of the sidewall 38 of the gate 34 a in the peripheral circuit region and the formation of the N + diffusion layer 40 are performed without removing the photoresist mask 36.
Can be continuously formed. By doing so, the manufacturing process can be omitted and the efficiency is high. However, since the photoresist masks 20 and 36 are used successively in three steps, it is necessary to use those having higher durability than those in the other steps.

【0029】また、この発明は、DRAMに限られず、
ダイナミックなメモリセルを含む論理デバイスやメモリ
等にも広く応用できる。さらに、スタティックなメモリ
セルを有するデバイスや、インバータを直列に複数段接
続したようなデバイスについても適用できる。言い換え
れば、微少な電流により動作し、かつ電荷の一定時間の
保持が要求されるような回路部分を含む半導体装置につ
いて、広く応用できる。
Further, the present invention is not limited to a DRAM,
It can be widely applied to logic devices and memories including dynamic memory cells. Further, the present invention can be applied to a device having a static memory cell or a device in which inverters are connected in a plurality of stages in series. In other words, the present invention can be widely applied to a semiconductor device which operates with a small current and includes a circuit portion which needs to hold electric charges for a certain period of time.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の半導体
装置及びその製造方法によれば、メモリセルトランジス
タのソース・ドレイン領域のN-拡散層を、電界強度が
緩和されるリンを用いて形成すると共に、周辺回路領域
に形成されるトランジスタのN-拡散層を、砒素を用い
て形成しているので、メモリセルの信号電荷の消失を防
止できると共に、ショートチャンネル効果による特性劣
化を防止でき、かつ駆動能力を向上させることができる
という効果がある。これにより、半導体装置の信頼性、
生産性を向上させることができる。
As described in the foregoing, according to the semiconductor device and its manufacturing method of the present invention, N of the source and drain regions of the memory cell transistor - the diffusion layer, by using a phosphorus field strength is relaxed form In addition, since the N diffusion layer of the transistor formed in the peripheral circuit region is formed using arsenic, loss of signal charges in the memory cell can be prevented, and characteristic deterioration due to the short channel effect can be prevented. In addition, there is an effect that the driving ability can be improved. Thereby, the reliability of the semiconductor device,
Productivity can be improved.

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

【図1】この発明の第1実施例である半導体装置の製造
方法を示す工程図である。
FIG. 1 is a process chart showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第1実施例である半導体装置の製造
方法を示す工程図である。
FIG. 2 is a process chart showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図3】この発明の第2実施例である半導体装置の製造
方法を示す工程図である。
FIG. 3 is a process chart showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】この発明の第3実施例である半導体装置の製造
方法を示す工程図である。
FIG. 4 is a process chart showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【図5】従来の半導体装置の製造方法を示す工程図であ
る。
FIG. 5 is a process chart showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,21,31,51 P型基板 17,17a,17b ゲート 34,34a,54,54a,54b ゲート 19,21,35,37,56 N-拡散層 22,22a,38,38a サイドウォール 16,18,20,23 ホトレジストマスク 36,39,55,57 ホトレジストマスク 24,40,58 N+拡散層 25,41,59 NMOSトランジスタ 26,42,60 メモリセルトランジスタ11, 21, 31, 51 P-type substrate 17, 17a, 17b Gate 34, 34a, 54, 54a, 54b Gate 19, 21, 35, 37, 56 N - diffusion layer 22, 22a, 38, 38a Sidewall 16, 18, 20, 23 Photoresist mask 36, 39, 55, 57 Photoresist mask 24, 40, 58 N + diffusion layer 25, 41, 59 NMOS transistor 26, 42, 60 Memory cell transistor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/108 H01L 21/8234 H01L 21/8242 H01L 27/088 H01L 29/78 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 27/108 H01L 21/8234 H01L 21/8242 H01L 27/088 H01L 29/78

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 信号電荷を蓄積するための素子が形成さ
れたメモリセル領域と、該メモリセル領域の各素子を駆
動するための素子が形成された周辺回路領域とが同一半
導体基板上に設けられた半導体装置であって、 前記周辺回路領域に形成され、砒素イオンの濃度が比較
的低いN拡散層と砒素イオンの濃度が比較的高いN
拡散層との二重構造を持つ第1の不純物拡散層からなる
ソース・ドレイン領域を有するNチャンネルのMOSト
ランジスタと、 前記メモリセル領域に形成され、リンイオンの濃度が前
記N拡散層の砒素イオンの濃度よりも低い第2の不純
物拡散層からなるソース・ドレイン領域を有するメモリ
セルトランジスタとを備えてなることを特徴とする半導
体装置。
1. A memory cell region in which elements for accumulating signal charges are formed and a peripheral circuit region in which elements for driving each element of the memory cell region are provided on the same semiconductor substrate. An N diffusion layer formed in the peripheral circuit region and having a relatively low arsenic ion concentration, and N + having a relatively high arsenic ion concentration.
An N-channel MOS transistor having a source / drain region comprising a first impurity diffusion layer having a dual structure with a diffusion layer; and an arsenic ion formed in the memory cell region and having a phosphorus ion concentration of the N + diffusion layer. And a memory cell transistor having a source / drain region formed of a second impurity diffusion layer having a lower concentration than that of the semiconductor device.
【請求項2】 信号電荷を蓄積するための素子が形成さ
れたメモリセル領域と、該メモリセル領域の各素子を駆
動するための素子が形成された周辺回路領域とが同一半
導体基板上に設けられた半導体装置であって、 前記周辺回路領域に形成され、砒素イオン及びリンイオ
ンを含むN拡散層と、前記砒素イオンの濃度と前記リ
ンイオンの濃度との和の濃度よりも高濃度の砒素イオン
を含むN拡散層との二重構造を持つ第1の不純物拡散
層からなるソース・ドレイン領域を有するNチャンネル
のMOSトランジスタと、 前記メモリセル領域に形成され、リンイオンの濃度が前
記N拡散層のリンイオンの濃度とほぼ等しい第2の不
純物拡散層からなるソース・ドレイン領域を有するメモ
リセルトランジスタとを備えてなることを特徴とする半
導体装置。
2. A memory cell region in which elements for accumulating signal charges are formed and a peripheral circuit region in which elements for driving each element of the memory cell region are formed on the same semiconductor substrate. A N - diffusion layer formed in the peripheral circuit region and containing arsenic ions and phosphorus ions, and an arsenic ion having a concentration higher than the sum of the arsenic ion concentration and the phosphorus ion concentration. and N-channel MOS transistor having a source-drain region of a first impurity diffusion layer having a double structure of the N + diffusion layer containing said formed in the memory cell region, wherein the concentration of phosphorus ions N - diffusion A memory cell transistor having a source / drain region composed of a second impurity diffusion layer substantially equal to the concentration of phosphorus ions in the layer. Conductor device.
【請求項3】 前記NチャンネルのMOSトランジスタ
と、前記メモリセルトランジスタのうち、少なくとも前
記NチャンネルのMOSトランジスタのゲートの側壁に
は、サイドウォールが形成されていることを特徴とする
請求項1又は2記載の半導体装置。
3. A side wall is formed on at least a side wall of a gate of the N-channel MOS transistor among the N-channel MOS transistor and the memory cell transistor. 3. The semiconductor device according to 2.
【請求項4】 信号電荷を蓄積するための素子が形成さ
れたメモリセル領域と、該メモリセル領域の各素子を駆
動するための素子が形成された周辺回路領域とが同一半
導体基板上に設けられた半導体装置であって、 前記周辺回路領域に形成され、リンイオンを用いずに砒
素イオンを用いた第1の不純物拡散層からなるソース・
ドレイン領域を有するNチャンネルのMOSトランジス
タと、 前記メモリセル領域に形成され、リンイオンの濃度が前
記砒素イオンの濃度より低い第2の不純物拡散層からな
るソース・ドレイン領域を有するメモリセルトランジス
タとを備えてなることを特徴とする半導体装置。
4. A memory cell region in which elements for accumulating signal charges are formed and a peripheral circuit region in which elements for driving each element of the memory cell region are provided on the same semiconductor substrate. A source device formed in the peripheral circuit region and comprising a first impurity diffusion layer using arsenic ions without using phosphorus ions.
An N-channel MOS transistor having a drain region; and a memory cell transistor formed in the memory cell region and having a source / drain region formed of a second impurity diffusion layer having a phosphorus ion concentration lower than the arsenic ion concentration. A semiconductor device, comprising:
【請求項5】 信号電荷を蓄積するための素子が形成さ
れたメモリセル領域と、該メモリセル領域の各素子を駆
動するための素子が形成された周辺回路領域とが同一半
導体基板上に設けられた半導体装置の製造方法であっ
て、 前記メモリセル領域及び前記周辺回路領域それぞれにゲ
ートを形成する第1の工程と、前記メモリセル領域を開
口した第1のホトレジストマスクを形成する第2の工程
と、前記第1のホトレジストマスク及び前記メモリセル
領域のゲートをマスクとして、リンイオンを注入し、前
記メモリセル領域のソース・ドレイン領域に低濃度の第
1の不純物拡散層を形成する第3の工程と、 前記周辺回路領域を開口した第2のホトレジストマスク
を形成する第4の工程と、前記第2のホトレジストマス
ク及び前記周辺回路領域のゲートをマスクとして、砒素
イオンを注入し、前記周辺回路領域のソース・ドレイン
領域に低濃度の第2の不純物拡散層を形成する第5の工
程と、前記周辺回路領域を開口した第3のホトレジスト
マスクを形成する第6の工程と、 前記第3のホトレジストマスク及び前記周辺回路領域の
前記ゲートをマスクとして、砒素イオンを注入し、前記
周辺回路領域の前記ソース・ドレイン領域に高濃度の第
3の不純物拡散層を形成する第7の工程とを備えてなる
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. A memory cell region in which elements for accumulating signal charges are formed and a peripheral circuit region in which elements for driving each element of the memory cell region are provided on the same semiconductor substrate. A first step of forming a gate in each of the memory cell region and the peripheral circuit region, and a second step of forming a first photoresist mask having an opening in the memory cell region. And a third step of implanting phosphorus ions using the first photoresist mask and the gate of the memory cell region as a mask to form a low-concentration first impurity diffusion layer in the source / drain regions of the memory cell region. Forming a second photoresist mask having an opening in the peripheral circuit region; and forming a second photoresist mask having an opening in the peripheral circuit region. A fifth step of implanting arsenic ions using the gate as a mask to form a low-concentration second impurity diffusion layer in the source / drain regions of the peripheral circuit region; and a third step of opening the peripheral circuit region. A sixth step of forming a photoresist mask, arsenic ions are implanted using the third photoresist mask and the gate of the peripheral circuit region as a mask, and a high concentration And a seventh step of forming an impurity diffusion layer of (3).
【請求項6】 前記NチャンネルのMOSトランジスタ
と、前記メモリセルトランジスタのうち、少なくとも前
記NチャンネルのMOSトランジスタのゲートの側壁に
サイドウォールを形成する第8の工程を備えたことを特
徴とする請求項5記載の半導体装置の製造方法。
6. An eighth step of forming a sidewall on at least a side wall of a gate of the N-channel MOS transistor among the N-channel MOS transistor and the memory cell transistor. Item 6. The method for manufacturing a semiconductor device according to Item 5.
【請求項7】 信号電荷を蓄積するための素子が形成さ
れたメモリセル領域と、該メモリセル領域の各素子を駆
動するための素子が形成された周辺回路領域とが同一半
導体基板上に設けられた半導体装置の製造方法であっ
て、 前記メモリセル領域及び前記周辺回路領域それぞれにゲ
ートを形成する第1の工程と、前記ゲートをマスクとし
て、リンイオンを注入し、前記メモリセル領域及び前記
周辺回路領域のそれぞれのソース・ドレイン領域に低濃
度の第1の不純物拡散層を形成する第2の工程と、前記
周辺回路領域を開口した第1のホトレジストマスクを形
成する第3の工程と、 前記第1のホトレジストマスク及び前記周辺回路領域の
ゲートをマスクとして、砒素イオンを注入し、前記周辺
回路領域のソース・ドレイン領域に低濃度の第2の不純
物拡散層を形成する第4の工程と、 前記第1のホトレジストマスク、あるいは新たに形成さ
れた第2のホトレジストマスク及び前記周辺回路領域の
ゲートをマスクとして、砒素イオンを注入し、前記周辺
回路領域のソース・ドレイン領域に高濃度の第3の不純
物拡散層を形成する第5の工程とを備えてなることを特
徴とする半導体装置の製造方法。
7. A memory cell region in which elements for accumulating signal charges are formed and a peripheral circuit region in which elements for driving each element of the memory cell region are provided on the same semiconductor substrate. A first step of forming a gate in each of the memory cell region and the peripheral circuit region, and implanting phosphorus ions using the gate as a mask to form the memory cell region and the peripheral region. A second step of forming a low-concentration first impurity diffusion layer in each source / drain region of the circuit region, a third step of forming a first photoresist mask having an opening in the peripheral circuit region, Arsenic ions are implanted using the first photoresist mask and the gate of the peripheral circuit region as a mask, and a low-concentration second ion is implanted into the source / drain regions of the peripheral circuit region. A fourth step of forming an impurity diffusion layer; and implanting arsenic ions using the first photoresist mask or the newly formed second photoresist mask and the gate of the peripheral circuit region as a mask, Forming a high concentration third impurity diffusion layer in the source / drain region of the region.
【請求項8】 前記NチャンネルのMOSトランジスタ
と、前記メモリセルトランジスタのうち、少なくとも前
記NチャンネルのMOSトランジスタのゲートの側壁に
サイドウォールを形成する第6の工程を備えたことを特
徴とする請求項7記載の半導体装置の製造方法。
8. A sixth step of forming a sidewall on at least a side wall of a gate of the N-channel MOS transistor among the N-channel MOS transistors and the memory cell transistors. Item 8. The method for manufacturing a semiconductor device according to Item 7.
【請求項9】 信号電荷を蓄積するための素子が形成さ
れたメモリセル領域と、該メモリセル領域の各素子を駆
動するための素子が形成された周辺回路領域とが同一半
導体基板上に設けられた半導体装置の製造方法であっ
て、 前記メモリセル領域及び前記周辺回路領域それぞれにゲ
ートを形成する第1の工程と、前記メモリセル領域を開
口した第1のホトレジストマスクを形成する第2の工程
と、前記第1のホトレジストマスク及び前記メモリセル
領域のゲートをマスクとして、リンイオンを注入し、前
記メモリセル領域のソース・ドレイン領域に低濃度の第
1の不純物拡散層を形成する第3の工程と、 前記周辺回路領域を開口した第2のホトレジストマスク
を形成する第4の工程と、前記第2のホトジレストマス
ク及び前記周辺回路領域のゲートをマスクとして、砒素
イオンを注入し、該砒素イオンを注入する際にリンイオ
ンを注入せずに前記周辺回路領域のソース・ドレイン領
域に高濃度の第2の不純物拡散層を形成する第5の工程
とを備えてなり、前記周辺回路領域のソース・ドレイン
領域にリンイオンを注入する工程を含まないことを特徴
とする半導体装置の製造方法。
9. A memory cell region in which elements for accumulating signal charges are formed and a peripheral circuit region in which elements for driving each element of the memory cell region are formed on the same semiconductor substrate. A first step of forming a gate in each of the memory cell region and the peripheral circuit region, and a second step of forming a first photoresist mask having an opening in the memory cell region. And a third step of implanting phosphorus ions using the first photoresist mask and the gate of the memory cell region as a mask to form a low-concentration first impurity diffusion layer in the source / drain regions of the memory cell region. Forming a second photoresist mask having an opening in the peripheral circuit region; and forming a second photoresist mask having an opening in the peripheral circuit region; Implanting arsenic ions by using the gate as a mask and forming a high-concentration second impurity diffusion layer in the source / drain regions of the peripheral circuit region without implanting phosphorus ions when implanting the arsenic ions; And a step of implanting phosphorus ions into the source / drain regions of the peripheral circuit region.
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