一种半导体装置的制造方法，在半导体晶片（１１）上，通过栅极绝缘膜（１４Ａ）形成栅电极（１５Ａ）后，再在栅电极（１５Ａ）的侧面形成第１侧壁（１６Ａ）。以栅电极（１５Ａ）及第１侧壁（１６Ａ）为掩模，使用批处理式离子注入装置，注入第１导电性的杂质离子，从而形成扩散区（１７）。在形成扩散区（１７）之际，将杂质离子的注入方向设定成垂直于半导体晶片（１１），并且分作４次进行离子注入，在每次的离子注入时，使半导体晶片（１１）旋转９０°。能够在形成与源极扩散区及漏极扩散区连接的低浓度的扩展区之际，以令人满意的合格率形成对栅电极而言对称性良好的扩展区。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种半导体装置的制造方法及其制造装置，特别涉及一种具有与源极扩散区及漏极扩散区连接的扩展(extension)区的半导体装置的制造方法及其制造装置。
技术介绍
在现有技术中，为了抑制伴随MOS晶体管细微化而出现的短沟道效应，通常采用在形成源极扩散区或漏极扩散区的工序中，在栅电极的侧面形成偏置用的侧壁，将栅电极和侧壁作为掩模注入离子，从而自我整合形成源极扩散区或漏极扩散区的方法。例如，在专利文献1中，记述着利用在栅电极的侧面设置的偏置用的侧壁，经过二个阶段的注入离子，形成源极扩散区及漏极扩散区和与该源极扩散区及漏极扩散区连接的低浓度的扩展区的方法。下面，参阅附图，讲述现有技术的具有扩展区的MOS晶体管的制造方法。图7(a)～图7(c)、图8(a)及图8(b)示出了现有技术的MOS晶体管的制造方法的工序顺序的剖面结构。首先，如图7(a)所示，在由硅构成的半导体晶片101上有选择地形成元件分离绝缘膜102，在形成的元件分离绝缘膜102彼此之间的区域，扩散p型的杂质离子，形成井扩散区103。接着，在半导体晶片101上，在包含元件分离绝缘膜102及井扩散区103的整个面上，形成硅氧化膜104及聚脂硅膜105。接着，如图7(b)所示，在聚脂硅膜105及硅氧化膜104上依次布图，在由硅氧化膜104形成栅极绝缘膜104A的同时，还由聚脂硅膜105形成栅电极105A。然后，在半导体晶片101上，覆盖栅电极105A的周围地全面形成由氧化硅构成的第1绝缘膜106。再接着，如图7(c)所示，从上面侧腐蚀第1绝缘膜1 06，从而形成覆盖栅电极105A的侧面的第1侧壁106A，将栅电极105A及第1侧壁106A作为掩模，通过低能量的离子注入来注入n型的杂质离子，形成扩展区107。接着，将栅电极105A及第1侧壁106A作为掩模，通过将离子束倾斜于栅电极105A的离子注入，注入p型的杂质离子(凹处(pocket)注入)，形成凹处区108。在这里，扩展区107是与源极扩散区或漏极扩散区连接的低浓度的扩散区，它抑制与半导体装置的细微化相伴而生的短沟道效应。另外，凹处区108由于是与扩展区107相反导电性的杂质扩散区，所以抑制在栅电极105A的下侧耗尽区水平方向的扩散，减少栅-漏间的泄漏电流。然后，如图8(a)所示，在半导体晶片101上，在包含栅电极105A、第1侧壁106A在内的整个面上，形成由氧化硅构成的第2绝缘膜109。接着，如图8(b)所示，通过腐蚀第2绝缘膜109，形成覆盖第1侧壁106A的侧面的第2侧壁109A。然后，通过以第2侧壁109A为掩模的离子注入，形成由p型杂质构成的源漏区110。采用现有技术的MOS晶体管的制造方法后，由于以第1侧壁106A及第2侧壁109A为掩模自我整合地形成扩展区107及源漏区110，所以能够容易而且可靠地形成抑制与细微化相伴而生的短沟道效应、减少源-漏间的泄漏电流的半导体装置。在现有技术的MOS晶体管的制造方法中，形成扩展区107的工序，需要使用能量极低的离子束，通常使用具有可以对多个半导体晶片101成批进行离子注入的所谓“批处理式离子注入装置”。尤其是低能量的离子束，由于难以进行偏向的扫描，所以旋转及移动被称作“圆盘”的晶片支承台，对各半导体晶片101进行全面的离子注入。下面，参照附图，讲述现有技术的批处理式离子注入装置。图9是表示现有技术的批处理式离子注入装置使用的圆盘的形状的立体图。如图9所示，现有技术的批处理式离子注入装置，在设置在圆形的圆盘201的周边部的多个晶片保持区201a上，保持有成为离子注入的对象的半导体晶片101。然后，通过对半导体晶片101照射由应该注入的杂质离子构成的离子束210，向半导体晶片101注入杂质离子。在这里，圆盘201采用在旋转轴202及扫描轴203的作用下，可以旋转及移动的结构，在图9中，将旋转轴202的延伸方向作为z轴，将扫描轴203的延伸方向作为y轴，将垂直于y轴及z轴的方向作为x轴。使用现有技术的批处理式离子注入装置，对半导体晶片101全面注入杂质离子之际，在以旋转轴202为中心高速旋转圆盘201的同时，还使扫描轴沿y方向往复移动。这样，可以成批地对多个半导体晶片101的每一个进行全面的杂质注入。另外，现有技术的批处理式离子注入装置，离子束210的注入方向，固定为与z轴平行的方向，在调节离子束210对半导体晶片101的注入角度之际，将圆盘201倾斜于离子束210后使用。使用图9的批处理式离子注入装置，形成图7(c)的扩展区107时，通常采用使离子束210垂直于半导体晶片101后进行一次注入的方法，或使离子束210倾斜于半导体晶片101后分作4次从4个方向注入的方法。特开2003-100902号公报可是，在上述现有技术的半导体装置的制造方法中，在栅电极105A的侧方形成的扩展区107，难以切实在栅电极105A的两侧对称性地形成，存在着MOS晶体管的非对称性的问题。这种MOS晶体管的非对称性，是在使用上述现有技术的批处理式离子注入装置形成扩展区107之际，即使将离子束210的角度设定成所定的值，在半导体晶片101的中央部及周边部离子束210的注入角也互不相同而产生的。下面，参照附图，讲述离子束的注入角与MOS晶体管的非对称性。图10(a)～图10(c)是讲述现有技术的批处理式离子注入装置中半导体晶片101和离子束210构成角度的关系的图形。此外，在图10(a)～图10(c)中，为了便于讲述，将圆盘201表示为线状。另外，在图10(a)～图10(c)中，各图右端所示的x轴、y轴及z轴分别与图9的x轴、y轴及z轴一致。如图10(a)所示，在圆盘201中，晶片保持区201a被设置成以所定的角度(圆锥角A)倾斜于圆盘201的旋转面。该圆锥角A，在每个批处理式离子注入装置中都被固定为所定值，以便在以旋转轴202为中心旋转圆盘201之际，使半导体晶片101容易被晶片保持区201a保持。另外，如图10(b)及图10(c)所示，圆盘201可将第1旋转角B1及第2旋转角B2设定成所需的值，这样，可以调节半导体晶片101对离子束210而言的角度。在图10(b)及图10(c)中，用虚线示出第1旋转角B1及第2旋转角B2为0°时(即圆盘201与xy平面平行配置的初始状态)，第1旋转角B1是从初始状态以旋转轴202为中心，在y轴周围旋转圆盘201的角度，第2旋转角B2是在y轴周围旋转圆盘201的角度。图11(a)～图11(c)是讲述现有技术的批处理式离子注入装置中离子束210的注入角的图形。如图11(a)及图11(b)所示，半导体晶片101与离子束210构成的角，用2个角度(即倾斜角T1和扭转角T2)表示，倾斜角T1是半导体晶片101的法线(在图11(a)中用虚线表示的线)和离子束210构成的角；扭转角T2是以表示半导体晶片101结晶方位的凹口101a和半导体晶片101的中心的连线(在图11(b)中用虚线表示的线)为基准线，该基准线与将离子束210在半导体晶片101上投影的投影线210a构成的角。另外，如图11(c)所示，以旋转轴202为中心旋转圆盘201，使离子束照射从半导体晶片101的中心只旋转旋转角C的点P的位置时，如果以半导体晶片101的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：在半导体晶片上形成第１导电型的半导体区的工序；在所述半导体区上，形成栅电极的工序；在所述半导体区之上，在包括栅电极之上在内的整个面上形成第１绝缘膜的工序；从上面侧通 过腐蚀去掉所述第１绝缘膜，从而由所述第１绝缘膜形成覆盖所述栅电极的侧面的第１侧壁的工序；以及使用可以将多枚所述半导体晶片作为一批处理的离子注入装置，向所述半导体区注入第２导电型的第１杂质离子，从而在所述半导体区中的所述栅电极的两侧， 形成第１杂质扩散区的工序，在形成所述第１杂质扩散区的工序中，分作多次进行所述第１杂质离子的注入，在每次的离子注入之际，将所述半导体晶片在其晶片面内旋转。
【技术特征摘要】
JP 2003-12-16 2003-4181251.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括在半导体晶片上形成第1导电型的半导体区的工序；在所述半导体区上，形成栅电极的工序；在所述半导体区之上，在包括栅电极之上在内的整个面上形成第1绝缘膜的工序；从上面侧通过腐蚀去掉所述第1绝缘膜，从而由所述第1绝缘膜形成覆盖所述栅电极的侧面的第1侧壁的工序；以及使用可以将多枚所述半导体晶片作为一批处理的离子注入装置，向所述半导体区注入第2导电型的第1杂质离子，从而在所述半导体区中的所述栅电极的两侧，形成第1杂质扩散区的工序，在形成所述第1杂质扩散区的工序中，分作多次进行所述第1杂质离子的注入，在每次的离子注入之际，将所述半导体晶片在其晶片面内旋转。2.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于所述第1杂质离子的注入次数是2的倍数。3.如权利要求2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于在分作多次注入所述第1杂质离子之际，使所述半导体晶片每次旋转180×n°，式中，n为自然数。4.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于所述第1杂质离子的注入次数是4的倍数。5.如权利要求4所述的半导体装置的制造方法，其特征在于在分作多次注入所述第1杂质离子之际，使所述半导体晶片每次旋转90×n°，式中，n为自然数。6.如权利要求1～5任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于在形成所述第1杂质扩散区的工序中，注入所述第1杂质离子时，使所述第1杂质离子注入方向与所述半导体晶片的主面的垂线方向的夹角在0°以上，而且在10°以下。7.如权利要求1～5任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于在形成所述第1杂质扩散区的工序中，注入所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：庭山雅彦，米田健司，高桥一马，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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