DE4336869C2 - Method of manufacturing a MOS transistor - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements, spezieller ein Verfahren zum Herstel len eines LDD-MOS-Transistors, mit dem es möglich ist, die Integrationsdichte zu erhöhen und Prozeßschritte zu verein fachen.The invention relates to a method for producing a Semiconductor device, more specifically a method of manufacture len of an LDD-MOS transistor, with which it is possible to Increase integration density and combine process steps fold.
Erfolge auf dem Gebiet der Elektronik haben dazu geführt, daß Information speichernde Halbleiterchips hoher Qualität, mit mehrfacher Funktion und mit großem Speichervermögen ver fügbar sein müssen. Diese Ziele werden technisch mit Hilfe der Halbleiterchip-Integrationstechnologie erzielt. In den letzten Jahren hat diese Technologie zu einer Verbesserung bei der Herstellung von Halbleiterchips geführt.Successes in the field of electronics have led that information-storing semiconductor chips of high quality, with multiple functions and large storage capacity must be available. These goals are technically assisted of semiconductor chip integration technology. In the In recent years, this technology has been improving performed in the manufacture of semiconductor chips.
Um Halbleiterbauelemente allgemeiner Art mit hoher Integra tionsdichte auszuführen, ist es erforderlich, die Abmessung der einzelnen Funktionselemente zu verringern. Ferner ist es erforderlich, die Breite und die Fläche eines Isolier bereichs zum gegenseitigen Isolieren benachbarter Funktions elemente zu verringern, d. h. einen Feldbereich.To semiconductor devices of general kind with high integra dense density, it is necessary to dimension to reduce the individual functional elements. Furthermore, it is required the width and area of an insulating area for mutual isolation of neighboring functions reduce elements, d. H. a field area.
Da die Zellgröße vom Ausmaß einer solchen Verringerung ab hängt, stellt es keine Übertreibung dar, auszusagen, daß die Funktionselement-Isoliertechnik einer der wichtigsten Fakto ren ist der die Größe einer Halbleiterspeicherzelle be stimmt. Isoliertechnik ist diejenige Technik beim Herstel len integrierter Bauelemente, durch die einzelne Funktions elemente strukturmäßig und elektrisch voneinander getrennt werden, die also dafür sorgt, daß einzelne Funktionsteile unabhängig voneinander ohne jede Wechselwirkung benachbarter Funktionsteile arbeiten.Because the cell size depends on the extent of such a reduction it is no exaggeration to say that the Functional element insulation technology is one of the most important factors ren is the size of a semiconductor memory cell Right. Insulation technology is the technology used in manufacturing len integrated components, through the individual functional elements structurally and electrically separated from each other be, which ensures that individual functional parts independently of one another without any interaction of neighboring Functional parts work.
Bisher wurden verschiedene Isoliertechniken vorgeschlagen. Die Vielfalt rührt von verschiedenen Isolationsbedingungen her, wie sie für verschiedene Arten von ICs erforderlich sind wie für NMOS-, PMOS- und bipolare Halbleiterbauelemen te. Anders gesagt, wurden verschiedene Isoliertechniken abhängig vom Zweck der einzelnen Bauelemente verwendet.Various isolation techniques have been proposed so far. The diversity stems from different isolation conditions forth as required for different types of ICs are like for NMOS, PMOS and bipolar semiconductor devices te. In other words, different isolation techniques have been used depending on the purpose of each component.
Als eine Isoliertechnik ist eine Isoliertechnik für einen p+/n-Übergang bekannt, wie sie in bipolaren Halblei terbauelementen verwendet wird, sowie eine Technik mit ört licher Oxidation von Silizium (LOCOS = Local Oxidation of Silicon), eine Isoliertechnik, wie sie in MOS-Bauelementen verwendet wird. Bisher wurde die LOCOS-Technik dauernd ver wendet, wobei bekannt war, daß keine Schwierigkeiten beim Herstellen von 1M DRAMs mit einer minimalen Leitungsbreite von 1 µm entstehen. Beim Herstellen von 4M DRAMs mit einer minimalen Leitungsbreite von 0,8 µm besteht jedoch eine Be grenzung für die Verwendung der LOCOS-Technik.As an isolation technique, an isolation technique for a p + / n junction is known, as is used in bipolar semiconductor components, and a technique with local oxidation of silicon (LOCOS = Local Oxidation of Silicon), an isolation technique as used in MOS Components is used. So far, the LOCOS technology has been used continuously, whereby it was known that there are no difficulties in producing 1M DRAMs with a minimum line width of 1 μm. However, when manufacturing 4M DRAMs with a minimum line width of 0.8 µm, there is a limit to the use of LOCOS technology.
Die Fig. 2A bis 2H sind Querschnitte zum Veranschaulichen eines Herstellverfahrens für einen n-MOS-Transistor unter Verwendung einer herkömmlichen LOCOS-Technik. Dieses Verfah ren wird mit der folgenden Reihenfolge von Schritten ausge führt: ein Isolierschritt unter Verwendung einer LOCOS-Tech nik, ein Gateausbildungsschritt, ein Schritt zum Herstellen eines Source/Drain-Bereichs und ein Elektrodenausbildungs schritt, wie dies nachfolgend in Verbindung mit den genann ten Fig. 2A bis 2H beschrieben wird. Figs. 2A to 2H are sectional views for illustrating a manufacturing method for an n-MOS transistor using a conventional LOCOS technique. This process is carried out in the following order of steps: an isolation step using LOCOS technology, a gate formation step, a source / drain region forming step, and an electrode formation step as described below in connection with the above Fig. 2A is described to 2H.
Beim bekannten Verfahren wird zunächst eine p-Wanne ausge bildet, wie in Fig. 2A dargestellt. In diesem Schritt werden Borionen in ein Substrat 11 implantiert, um eine p-Wanne 12 herzustellen.In the known method, a p-well is first formed, as shown in Fig. 2A. In this step, boron ions are implanted in a substrate 11 to produce a p-well 12 .
Fig. 2B veranschaulicht einen Schritt zum Ausbilden von Ka nalstoppbereichen und Feldoxidfilmen unter Verwendung der wohlbekannten LOCOS-Isoliertechnik. Dabei werden Borionen in ausgewählte Abschnitte der p-Wanne 12 implantiert, um Kanal stoppbereiche 13 herzustellen. Danach wird eine Feldoxida tion ausgeführt, um Feldoxidfilme 14 herzustellen, die so ausgebildet sind, daß sie benachbarte Funktionselemente von einander trennen. In Fig. 2B bezeichnet die Bezugsziffer 15 einen aktiven Bereich, und die Bezugsziffer 16 bezeichnet Feldbereiche. Fig. 2B illustrates a step of forming field oxide films Ka nalstoppbereichen and using the well known LOCOS insulation. Boron ions are implanted in selected sections of the p-well 12 in order to produce channel stop regions 13 . Thereafter, field oxidation is performed to produce field oxide films 14 that are configured to separate adjacent functional elements from each other. In Fig. 2B, reference numeral 15 denotes an active area, and reference numeral 16 denotes field areas.
Danach wird über dem aktiven Bereich 15 ein Gateoxidfilm 17 ausgebildet, wie in Fig. 2C dargestellt.Thereafter, a gate oxide film 17 is formed over the active region 15 , as shown in FIG. 2C.
Anschließend wird auf dem Gateoxidfilm 17 ein Polysilizium film abgeschieden, der gemustert wird, um ein Gate 18 auszu bilden, wie in Fig. 2D dargestellt. Unter Verwendung des Gates 18 als Maske werden Phosphorionen in den aktiven Bereich 15 implantiert, um n-Diffusionsbereiche 19 geringer Konzentration auszubilden.Then, a polysilicon film is deposited on the gate oxide film 17 , which is patterned to form a gate 18 , as shown in Fig. 2D. Using the gate 18 as a mask, phosphorus ions are implanted in the active region 15 to form n-diffusion regions 19 of low concentration.
Anschließend wird durch CVD ein Oxidfilm über der gesamten Oberfläche der sich ergebenden Struktur abgeschieden und dann anisotrop geätzt, um Gateseitenwände 20 auszubilden, wie in Fig. 2E dargestellt. Unter Verwendung der Gateseiten wände 20 als Maske werden Arsen(As)-Ionen in die Diffusions bereiche 19 implantiert, um dadurch jeweils n-Diffusions bereiche 21 hoher Konzentration auszubilden. Die Diffusions bereiche 19 geringer Konzentration und die Diffusionsberei che 21 hoher Konzentration dienen als Source/Drain-Bereich einer LDD-Struktur.Then, an oxide film is deposited over the entire surface of the resulting structure by CVD and then anisotropically etched to form gate sidewalls 20 as shown in FIG. 2E. Using the gate sides walls 20 as a mask, arsenic (As) ions are implanted into the diffusion areas 19 , thereby forming n-diffusion areas 21 of high concentration. The diffusion regions 19 of low concentration and the diffusion regions 21 of high concentration serve as the source / drain region of an LDD structure.
Wie in Fig. 2F dargestellt, wird über der gesamten Oberflä che der sich ergebenden Struktur ein Oxidfilm 23 als isolie render Film abgeschieden.As shown in FIG. 2F, an oxide film 23 is deposited as an insulating film over the entire surface of the resulting structure.
Danach wird der Oxidfilm 23 teilweise geätzt, um im Source/ Drain-Bereich 22 Kontaktlöcher 24 auszubilden, wie in Fig. 2G dargestellt.Thereafter, the oxide film 23 is partially etched to form contact holes 24 in the source / drain region 22 , as shown in FIG. 2G.
Anschließend wird eine Metallschicht über der gesamten Ober fläche der sich ergebenden Struktur ausgebildet. Die Metall schicht wird gemustert, um leitende Schichten 25 für Elek troden herzustellen, wie in Fig. 2H gezeigt. So wird ein MOS-Transistor mit n-LDD-Struktur erzeugt.A metal layer is then formed over the entire surface of the resulting structure. The metal layer is patterned to produce conductive layers 25 for electrodes as shown in FIG. 2H. A MOS transistor with an n-LDD structure is thus produced.
Beim vorstehend beschriebenen, herkömmlichen Verfahren wird Isolierung zwischen benachbarten Funktionselementen unter Verwendung der wohlbekannten LOCOS-Technik erzielt, wie durch Fig. 2B veranschaulicht.In the conventional method described above, isolation between adjacent functional elements is achieved using the well known LOCOS technique as illustrated by Fig. 2B.
Die Fig. 3A bis 3D sind Querschnitte, die einen Prozeß zum Ausbilden des Feldoxidfilms 14 zur Funktionselementisolie rung unter Verwendung der LOCOS-Technik gemäß Fig. 2B veran schaulichen. Dieser Prozeß wird nun in Verbindung mit den genannten Fig. 3A bis 3D beschrieben. Figs. 3A to 3D are cross-sections which illustrate veran a process for forming the field oxide film 14 for Funktionselementisolie propagation using the LOCOS technique shown in FIG. 2B. This process will now be described in connection with the aforementioned FIGS. 3A to 3D.
Bei diesem Prozeß werden zunächst über dem Siliziumsubstrat 11 mit der p-Wanne 12 ein Polster-Oxidfilm 31, der bei einem anschließenden Feldoxidations-Prozeßschritt als Spannungs abbauschicht dient, und ein CVD-Nitridfilm 32, der beim an schließenden Feldoxidations-Prozeßschritt als Oxidations maske dient, abgeschieden, wie in Fig. 3A dargestellt.In this process, a cushion oxide film 31 , which serves as a voltage reduction layer in a subsequent field oxidation process step, and a CVD nitride film 32 , which is used in the subsequent field oxidation process step as an oxidation mask, are first placed over the silicon substrate 11 with the p-well 12 serves, deposited as shown in Fig. 3A.
Anschließend wird der Nitridfilm 32 mit einem Photoresist film 33 beschichtet, wie in Fig. 3B dargestellt. Der Photo resistfilm 33 wird gemustert, um den aktiven Bereich 15 und die Feldbereiche 16 festzulegen. In diesem Fall wird ein Be reich, in dem der Photoresistfilm 33 zurückbleibt, der akti ve Bereich 15. Anschließend wird der als Oxidationsmaske dienende Film 32 unter der Bedingung geätzt, daß der Photo resistfilm 33 so als Maske verwendet wird, daß er in seinen über den Feldbereichen 16 liegenden Teilen entfernt wird. Dann werden Borionen in das Substrat 11 implantiert, um Ka nalstoppbereiche 14 in den jeweiligen Feldbereichen 16 aus zubilden.The nitride film 32 is then coated with a photoresist film 33 , as shown in FIG. 3B. The photo resist film 33 is patterned to define the active area 15 and the field areas 16 . In this case, a region in which the photoresist film 33 remains becomes the active region 15 . Subsequently, the film 32 serving as an oxidation mask is etched under the condition that the photoresist film 33 is used as a mask in such a way that its parts lying above the field regions 16 are removed. Boron ions are then implanted in the substrate 11 to form channel stop regions 14 in the respective field regions 16 .
Danach wird der verbleibende Photoresistfilm 33 entfernt, wie in Fig. 3C dargestellt. Anschließend wird ein Oxida tionsschritt ausgeführt, um Feldoxidfilme 14 in jeweiligen Feldbereichen 16 auszubilden.Thereafter, the remaining photoresist film 33 is removed as shown in Fig. 3C. An oxidation step is then carried out in order to form field oxide films 14 in respective field regions 16 .
Wie in Fig. 3D dargestellt, werden dann der CVD-Nitridfilm 32 und der Polster-Oxidfilm 31 aufeinanderfolgend entfernt.Then, as shown in Fig. 3D, the CVD nitride film 32 and the cushion oxide film 31 are successively removed.
Jedoch tritt beim vorstehend genannten Prozeß unter Verwen dung der herkömmlichen LOCOS-Technik ein sogenanntes Vogel schnabel-Phänomen auf, gemäß dem die Feldoxidfilme 14 im Feldoxidationsschritt auf den aktiven Bereich 15 übergrei fen. Wegen dieses Vogelschnabel-Phänomens wird die Fläche des Funktionselement-Isolierbereichs größer als beim Ent wurf, was zu einer Begrenzung des Planbaren führt. Infolge dessen ist dieser Prozeß zum Herstellen hochintegrierter Halbleiterbauelemente mit einer Entwurfvorgabe für Leitungs breiten nicht über 1 µm nicht geeignet.However, in the above process using the conventional LOCOS technique, a so-called bird beak phenomenon occurs, according to which the field oxide films 14 pass over to the active region 15 in the field oxidation step. Because of this bird's beak phenomenon, the area of the functional element isolation area becomes larger than that of the design, which leads to a limitation of what can be planned. As a result, this process is not suitable for manufacturing highly integrated semiconductor devices with a design specification for line widths not exceeding 1 µm.
Um diese Schwierigkeit zu überwinden, wurden neue Isolier techniken entworfen, die auf Bauelemente mit Integrations abmessungen im Submikrometerbereich angewandt werden können. Z. B. wurden eine verbesserte Isoliertechnik und eine Gra benisoliertechnik vorgeschlagen. Jedoch wird die Grabeniso liertechnik, bei der ein Siliziumsubstrat zum Ausbilden eines Grabens geätzt wird, der mit einem Isolierfilm aufzu füllen ist, wegen ihrer technischen Schwierigkeiten bei der Herstellung hochintegrierter Halbleiterbauelemente in der Praxis kaum verwendet. Andererseits wurde die verbesserte LOCOS-Isoliertechnik zum Zweck des Minimierens des Vogel schnabel-Phänomens bei der Feldoxidation entwickelt, damit der Oxidfilm weniger seitlich über den aktiven Bereich über greift. Ein typisches Beispiel für eine solche verbesserte LOCOS-Isoliertechnik ist eine solche mit Polysilizium-Pol sterschicht, wie sie von Nishihara, T., et al.: A 0,5 µm Isolation Technology Using Advanced Poly Silicon Pad LOCOS (APPL), in IEDM 1988, S. 100-103 offenbart ist.To overcome this difficulty, new isolators were created techniques designed on components with integrations dimensions in the submicrometer range can be applied. For example, improved insulation technology and a Gra insulation technology proposed. However, the trench iso ing technology, in which a silicon substrate for formation a trench is etched, which is opened with an insulating film is because of their technical difficulties with the Manufacture of highly integrated semiconductor components in the Practice rarely used. On the other hand, the improved LOCOS insulation technology for the purpose of minimizing the bird thus developed beak phenomenon in field oxidation the oxide film less laterally across the active area attacks. A typical example of such an improved LOCOS insulation technology is one with a polysilicon pole steric layer as described by Nishihara, T., et al .: A 0.5 µm Isolation Technology Using Advanced Poly Silicon Pad LOCOS (APPL), in IEDM 1988, pp. 100-103.
Die Fig. 4A bis 4P sind Querschnitte, die einen Prozeß zum Herstellen eines n-LDD-MOS-Transistors unter Verwendung einer solchen verbesserten LOCOS-Technik mit Polysilizium- Polsterschicht veranschaulichen. Dabei zeigen die Fig. 4A bis 4F Prozeßschritte zum Ausbilden eines Feldoxidfilms auf einem Siliziumsubstrat. FIGS. 4A to 4D are cross-sectional views illustrating a process of fabricating a n-LDD MOS transistor using such an improved LOCOS technique with polysilicon cushion layer. Here, FIGS. 4A to 4F process steps for forming a field oxide film on a silicon substrate.
Gemäß diesem Prozeß werden p-Fremdstoffionen in ein Sili ziumsubstrat 61 so implantiert, daß eine p-Wanne 62 gebildet wird. Dann wird ein Polster-Oxidfilm 63 für Spannungsabbau auf das Siliziumsubstrat 61 aufgewachsen, wie in Fig. 4A dargestellt. Über dem Polster-Oxidfilm 63 werden aufeinan derfolgend ein Polysiliziumfilm 64 und ein Nitridfilm 65 unter Verwendung eines Niederdruck-CVD(LPCVD)-Prozesses aus gebildet. Der Polster-Oxidfilm 63 dient dazu, Kristalldefek te, die im Nitridfilm 65 bei einem anschließenden Feldoxid- Herstellschritt auftreten, zu begrenzen. Der Polysilizium film 64 dient als Spannungspuffer zum Abpuffern von Spannun gen, wie sie im Feldoxid-Herstellschritt auftreten, wohin gegen der Nitridfilm 65 beim Feldoxid-Herstellschritt als Oxidationsmaske dient.According to this process, p-type impurity ions are implanted in a silicon substrate 61 so that a p-well 62 is formed. Then, a cushion oxide film 63 is grown on the silicon substrate 61 for stress relief as shown in FIG. 4A. A polysilicon film 64 and a nitride film 65 are successively formed over the cushion oxide film 63 using a low pressure CVD (LPCVD) process. The cushion oxide film 63 serves to limit crystal defects which occur in the nitride film 65 during a subsequent field oxide production step. The polysilicon film 64 serves as a voltage buffer for buffering voltages as they occur in the field oxide production step, whereas the nitride film 65 serves as an oxidation mask in the field oxide production step.
Danach wird der Nitridfilm 65 mit einem Photoresistfilm 66 beschichtet, wie in Fig. 4B dargestellt. Der Photoresistfilm 66 wird gemustert, um einen aktiven Bereich 67 und Feldbe reiche 68 festzulegen.Thereafter, the nitride film 65 is coated with a photoresist film 66 as shown in Fig. 4B. The photoresist film 66 is patterned to define an active area 67 and field areas 68 .
Anschließend wird der Nitridfilm 65 teilweise unter Verwen dung des gemusterten Photoresistfilms 66 als Maske abgeätzt, und zwar so, daß seine über den jeweiligen Feldbereichen 68 liegenden Abschnitte entfernt werden, wie in Fig. 4C darge stellt. Durch das Entfernen dieser Teile des Nitridfilms wird der Polysiliziumfilm 64 teilweise in seinen Teilen freigelegt, die den entfernten Teilen des Nitridfilms ent sprechen.Then, the nitride film 65 is partially etched away using the patterned photoresist film 66 as a mask, so that its portions over the respective field areas 68 are removed as shown in FIG. 4C. By removing these parts of the nitride film, the polysilicon film 64 is partially exposed in its parts that correspond to the removed parts of the nitride film.
Wie in Fig. 4D dargestellt, werden dann in die freigelegten, über den jeweiligen Feldbereichen 68 liegenden Teile des Polysiliziumfilms 64 Fremdstoffionen implantiert, um Kanal stoppbereiche auszubilden.As shown in FIG. 4D, 64 foreign matter ions are then implanted in the exposed parts of the polysilicon film lying over the respective field areas 68 in order to form channel stop areas.
Anschließend wird ein Feldoxidationsschritt ausgeführt, um Feldoxidfilme 69 und Kanalstoppbereiche 70 herzustellen, wie in Fig. 4E dargestellt.A field oxidation step is then performed to produce field oxide films 69 and channel stop regions 70 as shown in FIG. 4E.
Folgend auf die Herstellung der Feldoxidfilme 69 werden der Nitridfilm 65, der Polysiliziumfilm 64 und der Polster-Oxid film 63 aufeinanderfolgend entfernt, wie durch Fig. 4F ver anschaulicht. Dabei wird der Nitridfilm 65 unter Verwendung eines Naßätzprozesses entfernt, während der Polysiliziumfilm 64 unter Verwendung eines Trockenätzprozesses entfernt wird. Beim Entfernen des Polysiliziumfilms 65 muß eine genaue Ätz zeit eingehalten werden, um Ätzschäden am Siliziumsubstrat 61 zu vermeiden. Jedoch stört dies ein gleichmäßiges Entfer nen des Polysiliziumfilms 64. Zu diesem Zweck wird nach dem Entfernen des Polysiliziumfilms 65 eine Oxidationsschicht hergestellt, die geopfert wird. Der Polster-Oxidfilm 63 wird durch HF entfernt.Following the production of the field oxide films 69 , the nitride film 65 , the polysilicon film 64 and the cushion oxide film 63 are successively removed, as illustrated by FIG. 4F. Here, the nitride film 65 is removed using a wet etching process, while the polysilicon film 64 is removed using a dry etching process. When removing the polysilicon film 65 , an exact etching time must be observed in order to avoid etching damage to the silicon substrate 61 . However, this interferes with even removal of the polysilicon film 64 . For this purpose, after the polysilicon film 65 has been removed, an oxidation layer is produced, which is sacrificed. The cushion oxide film 63 is removed by HF.
Nachdem der Nitridfilm 65, der Polysiliziumfilm 64 und der Polster-Oxidfilm 63 folgend auf die Feldoxidation entfernt sind, wird auf den aktiven Bereich 67 ein Gateoxidfilm 71 aufgewachsen, wie in Fig. 4G dargestellt.After the nitride film 65 , the polysilicon film 64 and the cushion oxide film 63 are removed following the field oxidation, a gate oxide film 71 is grown on the active region 67 as shown in FIG. 4G.
Dann wird auf der gesamten Oberfläche der sich ergebenden Struktur ein Polysiliziumfilm 72 abgeschieden, wie durch Fig. 4H veranschaulicht.Then, a polysilicon film 72 is deposited on the entire surface of the resulting structure, as illustrated by FIG. 4H.
Der Polysiliziumfilm 72 wird mit einem Photoresistfilm 73 beschichtet, der dann gemustert wird, wie in Fig. 4I ge zeigt.The polysilicon film 72 is coated with a photoresist film 73 which is then patterned as shown in FIG. 4I.
Unter Verwendung des gemusterten Photoresistfilms 73 als Maske wird der Polysiliziumfilm 72 teilweise geätzt, um ein Gate 74 auszubilden, wie in Fig. 4J dargestellt.Using the patterned photoresist film 73 as a mask, the polysilicon film 72 is partially etched to form a gate 74 as shown in Fig. 4J.
Danach werden Phosphorionen unter Verwendung des Gates 74 als Maske in das Substrat 61 implantiert, um Diffusionsbe reiche 75 mit niedriger Konzentration auszubilden, wie durch Fig. 4K veranschaulicht.Thereafter, phosphorus ions are implanted into the substrate 61 using the gate 74 as a mask to form low concentration diffusion regions 75 as illustrated by FIG. 4K.
Anschließend wird auf der gesamten Fläche der sich ergeben den Struktur ein Oxidfilm 76 abgeschieden, wie in Fig. 4L gezeigt.An oxide film 76 is then deposited over the entire surface of the resulting structure, as shown in FIG. 4L.
Der Oxidfilm 76 wird anisotrop geätzt, um Gateseitenwände 77 auszubilden, wie in Fig. 4M gezeigt.The oxide film 76 is anisotropically etched to form gate sidewalls 77 as shown in FIG. 4M.
Danach werden Arsenionen in das Substrat 61 implantiert, um Diffusionsbereiche 78 hoher Konzentration auszubilden, wie durch Fig. 4N veranschaulicht. Im Ergebnis wird ein Source/ Drain-Bereich 72 mit LDD-Struktur mit den Diffusionsberei chen 75 geringer Konzentration und den Diffusionsbereichen 77 hoher Konzentration erhalten.Thereafter, arsenic ions are implanted into the substrate 61 to form high concentration diffusion regions 78 , as illustrated by FIG. 4N. As a result, a source / drain region 72 with an LDD structure with the diffusion regions 75 of low concentration and the diffusion regions 77 of high concentration is obtained.
Anschließend wird ein Isolierfilm 80 über der gesamten Ober fläche der sich ergebenden Struktur abgeschieden, wie in Fig. 40 dargestellt.Then, an insulating film 80 is deposited over the entire surface of the resulting structure, as shown in FIG. 40.
Anschließend werden Schritte zum Ausbilden von Kontaktlö chern, einer Gateelektrode 81 über dem Gate 74 sowie einer Source/Drain-Elektrode 82 auf dem Source/Drain-Bereich 79 ausgeführt, wie durch Fig. 4P veranschaulicht.Subsequently, steps for forming contact holes, a gate electrode 81 over the gate 74 and a source / drain electrode 82 on the source / drain region 79 are carried out, as illustrated by FIG. 4P.
So wird ein n-LDD-MOS-Transistor gemäß einer verbesserten LOCOS-Isoliertechnik hergestellt.Thus, an n-LDD MOS transistor according to an improved LOCOS insulation technology manufactured.
Das Ausmaß des Vogelschnabel-Phänomens, das beim Herstellen
eines MOS-Transistors unter Verwendung einer LOCOS-Isolier
technik auftritt, hängt von verschiedenen LOCOS-Prozeßpara
metern wie folgt ab:
The extent of the bird's beak phenomenon that occurs when manufacturing a MOS transistor using LOCOS isolation technology depends on various LOCOS process parameters as follows:
- 1. Zunahme mit kleinerer Dicke des Polster-Oxidfilms;1. increase with smaller thickness of the cushion oxide film;
- 2. Abnahme mit größerer Dicke des Nitridfilms oder größerem Dickenverhältnis des Nitridfilms zum Polster-Oxidfilm;2. Decrease with greater thickness of the nitride film or greater Thickness ratio of nitride film to cushion oxide film;
- 3. Abnahme mit größerer Dicke des Feldoxidfilms;3. decrease in the thickness of the field oxide film;
- 4. Abnahme mit höherer Temperatur bei der Feldoxidation;4. decrease with higher temperature during field oxidation;
undand
- 1. Zunahme mit höherem Druck bei der Feldoxidation.1. Increase with higher pressure during field oxidation.
Im Hinblick darauf wird bei der verbesserten LOCOS-Technolo gie, wie sie durch die Fig. 4A bis 4P veranschaulicht wird, der Polysiliziumfilm 64 zwischen dem Nitridfilm 65 und dem Polster-Oxidfilm 63 ausgebildet. Durch den Polysiliziumfilm 64 kann der Polster-Oxidfilm 63 zum Spannungsabbau, der das Auftreten von Kristalldefekten begrenzt, verringerte Dicke aufweisen. Infolgedessen kann seitliche Oxidation durch den Polster-Oxidfilm 63 verringert werden, was es ermöglicht, das Vogelschnabel-Phänomen zu verringern. Anders gesagt, ab sorbiert der Polysiliziumfilm 64 Spannungen, wie sie zwi schen dem Nitridfilm 65 und dem Substrat 61 bei einem Heiz zyklus auftreten. Demgemäß kann der Spannungen abbauende Polster-Oxidfilm 63 verringerte Dicke aufweisen. Dies hat, wie erwähnt, zur Folge, daß das Ausmaß des Vogelschnabel- Phänomens verringert werden kann.In view of this, in the improved LOCOS technology, as illustrated by FIGS . 4A to 4P, the polysilicon film 64 is formed between the nitride film 65 and the cushion oxide film 63 . Due to the polysilicon film 64 , the cushion oxide film 63 for stress relief, which limits the occurrence of crystal defects, can have a reduced thickness. As a result, lateral oxidation by the cushion oxide film 63 can be reduced, which makes it possible to reduce the bird's beak phenomenon. In other words, the polysilicon film 64 sorbs voltages such as occur between the nitride film 65 and the substrate 61 during a heating cycle. Accordingly, the stress relieving cushion oxide film 63 may have a reduced thickness. As mentioned, this has the consequence that the extent of the bird's beak phenomenon can be reduced.
Jedoch beinhaltet der verbesserte LOCOS-Isolationsprozeß das Hinzufügen neuer Prozeßschritte, die von der Ausbildung des Polysiliziumfilms 63 zwischen dem Polster-Oxidfilm 62 und dem Nitridfilm 64 herrühren. Wenn ein MOS-Transistor unter Verwendung des vorstehend genannten verbesserten LOCOS-Pro zesses herzustellen ist, sind zusätzlich Schritte zum Ab scheiden eines Polysiliziumfilms für Kontaktfläche und zum Beseitigen desselben erforderlich. Infolgedessen steigt die Gesamtzahl von Prozeßschritten an, was die Herstellkosten für das schließlich erhaltene Erzeugnis erhöht.However, the improved LOCOS isolation process involves the addition of new process steps resulting from the formation of polysilicon film 63 between cushion oxide film 62 and nitride film 64 . In addition, if a MOS transistor is to be manufactured using the above-mentioned improved LOCOS process, steps for depositing and removing a polysilicon film for contact area are required. As a result, the total number of process steps increases, which increases the manufacturing cost of the product ultimately obtained.
Gemäß der Ausbeuteregel von Murphy kann die Ausbeute durch
folgende Gleichung wiedergegeben werden:
According to Murphy's exploitation rule, the yield can be represented by the following equation:
wobei Y die Ausbeute, D die Defektdichte, Ac die effektive Fläche und f(D) eine Defektdichte-Verteilungsfunktion reprä sentieren.where Y is the yield, D the defect density, Ac the effective Area and f (D) represent a defect density distribution function sentieren.
Gemäß der Ausbeuteregel von Murphy steigt die Defektdichte an, wenn die Anzahl von Prozessschritten zunimmt. Eine solche Zunahme der Defektdichte führt zu verringerter Ausbeute.According to Murphy's exploitation rule, the defect density increases when the Number of process steps increases. Such an increase in defect density leads to reduced yield.
Aus der JP 63-293850 A ist bereits ein Verfahren zum Herstellen eines MOS-
Transistors bekannt, das folgende Schritte aufweist:
A method for producing a MOS transistor is already known from JP 63-293850 A, which has the following steps:
- - Ausbilden eines erstens Isolierfilms auf einem Siliziumsubstrat,Forming a first insulating film on a silicon substrate,
- - Abscheiden eines mit Fremdstoffen dotierten Polysiliziumfilms vom zwei ten Leitungstyp auf dem ersten Isolierfilm,Deposition of a polysilicon film doped with foreign substances from the two th conduction type on the first insulating film,
- - Abscheiden eines zweiten Isolierfilms auf dem fremdstoffdotierten Polysi liziumfilm,- Deposition of a second insulating film on the polysi doped with foreign substances liziumfilm,
- - aufeinanderfolgendes Mustern des zweiten Isolierfilms und des Polysili ziumfilms, um einen aktiven Bereich und Feldbereiche festzulegen,- sequential patterning of the second insulating film and the polysili ziumfilm to define an active area and field areas,
- - Abscheiden eines dritten Isolierfilms auf der gesamten Oberfläche der sich ergebenden Struktur und Rückätzen des Isolierfilms, um jeweils Seiten wände an den Seitenflächen des Polysiliziumfilms auszubilden, und- Deposit a third insulating film on the entire surface of the resulting structure and etching back of the insulating film, by pages walls on the side surfaces of the polysilicon film, and
- - Ausführen einer Feldoxidation zum Herstellen von Feldoxidfilmen in den Feldbereichen.- Perform a field oxidation to produce field oxide films in the Field areas.
Aus der EP 0 520 703 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Feldoxidberei chen mittels eines Poly-buffered-LOCOS-Prozess bekannt.EP 0 520 703 A1 describes a method for producing field oxide preparation Chen known using a poly-buffered LOCOS process.
Die EP 0 547 908 A2 beschreibt ein weiteres Verfahren zum Herstellen von Feldoxidbereichen mithilfe eines verbessertem Poly-buffered-LOCOS-Prozess.EP 0 547 908 A2 describes a further method for producing Field oxide areas using an improved poly-buffered LOCOS process.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines MOS-Transistors anzugeben, durch das die Ausbeute und die Integrations dicht erhöht werden können.The invention has for its object a method for producing a Specify MOS transistor through which the yield and the integration can be increased densely.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran sprüchen beschrieben.This object is achieved by the method according to claim 1. advantageous Further developments and refinements of the invention are in the Unteran sayings described.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, das die gleiche Anzahl von Prozess schritten aufweist, wie bei Verwendung eines herkömmlichen LOCOS-Prozes ses, lässt sich das Vogelschnabel-Phänomen vermeiden, wodurch Struktur breiten von 0,4 µm erzielt werden können.With the inventive method, the same number of process steps, as when using a conventional LOCOS process ses, the bird's beak phenomenon can be avoided, creating structure widths of 0.4 µm can be achieved.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird beim Herstellen eines Feldoxidfilms eine LOCOS-Isoliertechnik unter Verwendung eines Polysiliziumfilms genutzt. Dabei werden ein spannungsabbauender Polster-Oxidfilm und ein Spannun gen abpuffender Polysiliziumfilm, wie sie bei der Herstellung des Feldoxid films verwendet werden, als Gateoxidfilm bzw. als Gate genutzt. Demgemäß werden keine gesonderten Herstellschritte für den Feldoxidfilm, den Gateiso lierfilm und das Gate ausgeführt.In the method according to the invention, when producing a field oxide film LOCOS insulation technology using a polysilicon film. A stress-relieving cushion oxide film and a tension are created gene abpuffenden polysilicon film, as in the production of the field oxide films are used as a gate oxide film or as a gate. Accordingly, no separate manufacturing steps for the field oxide film, the gateiso lier film and the gate executed.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to the drawing Embodiments explained in more detail.
Fig. 1A bis 1N sind Schnittdarstellungen zum Veranschaulichen eines Verfah rens zum Herstellen eines n-LDD-MOS-Transistors gemäß einem Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung; Fig. 1A to 1N are sectional views illustrating a procedural proceedings of fabricating a n-LDD MOS transistor according to an exporting approximately example of the invention;
Fig. 2A bis 2H sind Querschnitte zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Herstellen eines MOS-Transistors gemäß dem Stand der Technik; Figs. 2A to 2H are sectional views for illustrating a method of manufacturing a MOS transistor according to the prior art;
Fig. 3A bis 3D sind Querschnitte zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Herstellen eines Isolierbereichs bei einem Halbleiterbauelement unter Verwendung einer bekannten LOCOS- Technik; und Figs. 3A to 3D are cross sections for illustrating a method for fabricating an isolation region in a semiconductor device using a known LOCOS technique; and
Fig. 4A bis 4P sind Querschnitte zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Herstellen eines MOS-Transistors unter Ver wendung einer bekannten, verbesserten LOCOS-Technik. FIGS. 4A to 4D are cross sections illustrating a method of fabricating a MOS transistor of a known application, improved LOCOS technique Ver.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird eine p-Wanne 92 in einem Siliziumsubstrat 91 ausgebildet, das dann thermisch oxidiert wird, um dadurch einen dünnen Oxidfilm 93 mit einer Dicke von ungefähr 6 bis 10 nm (60-100 Å) herzustellen, wie in Fig. 1A dargestellt. Der Oxidfilm 93 dient als Pol ster-Oxidfilm zum Spannungsabbau bei einem anschließenden Feldoxidationsschritt, und er dient auch als Gateoxidfilm. Danach wird ein Polysiliziumfilm 34 mit einer Dicke von un gefähr 200 bis 300 nm auf dem Oxidfilm 93 abgeschieden. Er besteht aus einem phosphordotierten Polysiliziumfilm und wird unter Verwendung eines LPCVD-Prozesses hergestellt. Das Dotieren des Polysiliziumfilms mit Phosphorionen erfolgt durch einen In-situ-Dotierprozeß, bei dem Phosphorionen wäh rend der Abscheidung in den Polysiliziumfilm eindotiert wer den. Der Polysiliziumfilm 94 dient als Schicht zum Abpuffern von Spannungen beim Feldoxidationsschritt, und er dient auch als Gate. Über dem Polysiliziumfilm 94 wird ein Nitridfilm 95 mit einer Dicke von ungefähr 50 bis ungefähr 100 nm unter Verwendung eines LPCVD-Prozesses abgeschieden, der beim an schließenden Feldoxidationsschritt als Maskenschicht dient.In the method of the present invention, a p-well 92 is formed in a silicon substrate 91 , which is then thermally oxidized to thereby produce a thin oxide film 93 with a thickness of approximately 6 to 10 nm (60-100 Å), as shown in Fig. 1A , The oxide film 93 serves as a Pol-oxide film for voltage reduction in a subsequent field oxidation step, and it also serves as a gate oxide film. Thereafter, a polysilicon film 34 having a thickness of approximately 200 to 300 nm is deposited on the oxide film 93 . It consists of a phosphorus-doped polysilicon film and is manufactured using an LPCVD process. The polysilicon film is doped with phosphorus ions by an in-situ doping process in which phosphorus ions are doped into the polysilicon film during the deposition. The polysilicon film 94 serves as a layer for buffering voltages in the field oxidation step, and also serves as a gate. A nitride film 95 with a thickness of approximately 50 to approximately 100 nm is deposited over the polysilicon film 94 using an LPCVD process, which serves as a mask layer in the subsequent field oxidation step.
Der Nitridfilm 95 wird mit einem Photoresistfilm 96 be schichtet, der seinerseits photogeätzt wird, um einen akti ven Bereich 97 und Feldbereiche 98 festzulegen, wie in Fig. 1B dargestellt. In diesem Fall wird ein Bereich, in dem der Photoresistfilm 96 verbleibt, als aktiver Bereich 97 festge legt, während Bereiche, die entfernten Teilen des Photore sistfilms 96 entsprechen, Feldbereiche 98 sind.The nitride film 95 is coated with a photoresist film 96 , which in turn is photo-etched to define an active region 97 and field regions 98 , as shown in FIG. 1B. In this case, an area in which the photoresist film 96 remains is set as the active area 97 , while areas corresponding to distant portions of the photoresist film 96 are field areas 98 .
Unter Verwendung des Photoresistfilms 96 als Maske werden dann der Nitridfilm 95 und der Polysiliziumfilm 94 gemu stert, wie in Fig. 1C dargestellt. Anschließend wird der Photoresistfilm 96 vollständig entfernt.Then, using the photoresist film 96 as a mask, the nitride film 95 and the polysilicon film 94 are patterned as shown in Fig. 1C. Then the photoresist film 96 is completely removed.
Um die Seitenflächen des gemusterten Polysiliziumfilms 94 zu schützen, wird ein anderer Nitridfilm 99 auf der gesamten Oberfläche der sich ergebenden Struktur abgeschieden, wie in Fig. 1D gezeigt.To protect the side surfaces of the patterned polysilicon film 94 , another nitride film 99 is deposited on the entire surface of the resulting structure, as shown in FIG. 1D.
Danach wird der Nitridfilm 99 so zurückgeätzt, daß er Sei tenwände 100 des Polysiliziumfilms 94 bildet, wie in Fig. 1E gezeigt. Die Nitridfilm-Seitenwände 100 dienen im anschlie ßenden Feldoxidationsschritt zusammen mit dem Nitridfilm 95 als Oxidationsmaske. Der Polysiliziumfilm 94 ist durch die Nitridfilme 95 und 100 abgedeckt, so daß er im anschließen den Feldoxidationsschritt geschützt ist.Thereafter, the nitride film 99 is etched back to form side walls 100 of the polysilicon film 94 as shown in FIG. 1E. The nitride film side walls 100 serve in the subsequent field oxidation step together with the nitride film 95 as an oxidation mask. The polysilicon film 94 is covered by the nitride films 95 and 100 , so that it is subsequently protected in the field oxidation step.
Danach erfolgt Feldoxidation bei einer Temperatur zwischen 600 und 1000°C, um in den Feldbereichen 98 zur Isolierung jeweils Feldoxidfilme 101 mit einer Dicke von ungefähr 450 bis 600 nm auszubilden, wie durch Fig. 1F veranschaulicht. Der Feldoxidationsschritt zum Herstellen der Feldoxidfilme 101 wird durch Oxidation bei hohem Druck ausgeführt, wodurch eine hohe Wachstumsgeschwindigkeit der Oxidationsschicht er zielt werden kann, wenn eine Temperatur von 600 bis 900°C verwendet wird. Bei einer Temperatur von 900 bis 1000°C wird der Feldoxidationsschritt in H2/O2-Atmosphäre bei Atmosphä rendruck auf Pyro-Oxidationsweise ausgeführt. This is followed by field oxidation at a temperature between 600 and 1000 ° C. in order to form field oxide films 101 with a thickness of approximately 450 to 600 nm in the field regions 98 for isolation, as illustrated by FIG. 1F. The field oxidation step for producing the field oxide films 101 is carried out by oxidation under high pressure, whereby a high growth rate of the oxidation layer can be aimed at when a temperature of 600 to 900 ° C is used. At a temperature of 900 to 1000 ° C, the field oxidation step is carried out in a H 2 / O 2 atmosphere at atmospheric pressure in a pyro-oxidation manner.
Nach der Feldoxidation werden der Nitridfilm 95 und die Sei tenwände 100, die als Oxidationsmaske dienten, durch Eintau chen in heiße Phosphorsäure(H3PO4)-Lösung von 80°C entfernt, wie durch Fig. 1G veranschaulicht. Anschließend wird die ge samte Oberfläche der sich ergebenden Struktur mit einem Photoresistfilm 102 beschichtet, und dieser wird einem Mu sterbildungsprozeß unterzogen.After the field oxidation, the nitride film 95 and the side walls 100 , which served as an oxidation mask, are removed by immersion in hot phosphoric acid (H 3 PO 4 ) solution of 80 ° C, as illustrated by FIG. 1G. Subsequently, the entire surface of the resulting structure is coated with a photoresist film 102 , and this is subjected to a pattern formation process.
Unter Verwendung des Photoresistfilms 102 als Maske wird der Polysiliziumfilm 94, der beim Feldoxidationsschritt als Spannungen abpuffernde Schicht diente, teilweise abgeätzt, um ein Gate 103 zu bilden, wie in Fig. 1H dargestellt.Using the photoresist film 102 as a mask, the polysilicon film 94 , which served as a voltage buffering layer in the field oxidation step, is partially etched away to form a gate 103 , as shown in FIG. 1H.
Dann werden Phosphorionen in das Substrat 91 unter Verwen dung des Gates 103 als Maske implantiert, wie in Fig. 1I ge zeigt.Then, phosphorus ions are implanted into the substrate 91 using the gate 103 as a mask, as shown in FIG. 1I.
Wie in Fig. 1J dargestellt, wird das Bauelement mit den im plantierten Fremdstoffionen anschließend getempert, um im Substrat 91 n-Diffusionsbereiche 104 mit niedriger Konzen tration auszubilden.As shown in Fig. 1J, the device with the in the planted impurity ions is subsequently annealed to form n-diffusion regions 104 with a low concentration in the substrate 91 .
Dann wird auf der gesamten Oberfläche der sich ergebenden Struktur ein Oxidfilm 105 unter Verwendung eines LPCVD-Pro zesses abgeschieden. Dieser Oxidfilm 105 wird anisotrop ge ätzt, um Gateseitenwände 106 zu bilden, wie in Fig. 1K dar gestellt.Then, an oxide film 105 is deposited on the entire surface of the resulting structure using an LPCVD process. This oxide film 105 is anisotropically etched to form gate sidewalls 106 , as shown in FIG. 1K.
Anschließend werden Arsenionen in das Substrat 91 implan tiert, wie durch Fig. 1L veranschaulicht.Then arsenic ions are implanted into the substrate 91 , as illustrated by FIG. 1L.
Wie durch Fig. 1M dargestellt, wird das Bauelement mit den implantierten Fremdstoffionen getempert, um im Substrat 91 n-Diffusionsbereiche 107 hoher Konzentration auszubilden. Danach wird ein Zwischenschicht-Isolierfilm 109 auf der ge samten Oberfläche der sich ergebenden Struktur abgeschieden. Der Isolierfilm 109 wird zum Ausbilden von Kontaktlöchern 110 und 111 für eine Source/Drain-Elektrode und eine Gate elektrode photogeätzt.As shown by FIG. 1M, the device with the implanted impurity ions is annealed to form n-type diffusion regions 107 of high concentration in the substrate 91 . Thereafter, an interlayer insulating film 109 is deposited on the entire surface of the resulting structure. The insulating film 109 is photo-etched to form contact holes 110 and 111 for a source / drain electrode and a gate.
Anschließend wird auf der gesamten Fläche der sich ergeben den Struktur ein Metallfilm abgeschieden, und dieser wird so gemustert, daß in den Kontaktlöchern 110 und 111 eine Source/Drain-Elektrode 112 bzw. eine Gateelektrode 113 aus gebildet wird, wie in Fig. 1N gezeigt. So wird ein n-LDD- MOS-Transistor auf erfindungsgemäße Weise erhalten.Then, a metal film is deposited on the entire surface of the resulting structure, and this is patterned so that a source / drain electrode 112 and a gate electrode 113 are formed in the contact holes 110 and 111, respectively, as shown in Fig. 1N , An n-LDD-MOS transistor is thus obtained in a manner according to the invention.
Der n-LDD-MOS-Transistor weist einen Source/Drain-Bereich 108 mit LDD-Struktur mit Diffusionsbereichen 104 geringer Konzentration und Diffusionsbereichen 107 hoher Konzentra tion auf. Bei der Ionenimplantation zum Ausbilden des Source/Drain-Bereichs 108 werden Phosphorionen mit einer Dosis von 2,0-3,0 × 1013 Ionen/cm2 und einer Energie von 20-40 keV in den Diffusionsbereich 104 geringer Konzentra tion implantiert, und Arsenionen werden mit einer Dosis von 2,0-5,0 × 1015 Ionen/cm2 und einer Energie von 20-40 keV in den Diffusionsbereich 107 hoher Konzentration implan tiert. Der Temperschritt zum Herstellen des Source/Drain- Bereichs 108 wird in H2/O2-Atmosphäre bei einer Temperatur von 700 bis 900°C ausgeführt.The n-LDD-MOS transistor has a source / drain region 108 with an LDD structure with diffusion regions 104 of low concentration and diffusion regions 107 of high concentration. In the ion implantation to form the source / drain region 108 , phosphor ions with a dose of 2.0-3.0 × 10 13 ions / cm 2 and an energy of 20-40 keV are implanted in the diffusion region 104 of low concentration, and Arsenic ions are implanted in the high concentration diffusion region 107 with a dose of 2.0-5.0 × 10 15 ions / cm 2 and an energy of 20-40 keV. The annealing step for producing the source / drain region 108 is carried out in an H 2 / O 2 atmosphere at a temperature of 700 to 900 ° C.
Der Zwischenschicht-Isolierfilm 109 ist zweischichtig, mit einer ersten Schicht aus einem durch einen LPCVD-Prozeß her gestellten, undotierten Oxidfilm, und einer zweiten Schicht aus einem durch ein CVD-Verfahren hergestellten BPSG-Film.The interlayer insulating film 109 is two-layered, with a first layer made of an undoped oxide film produced by an LPCVD process and a second layer made of a BPSG film produced by a CVD process.
Erfindungsgemäß wird Isolierung von Funktionselementen unter Verwendung eines verbesserten LOCOS-Prozesses statt des wohlbekannten LOCOS-Prozesses erzielt, der nur für Halblei terbauelemente mit Strukturabmessungen von ungefähr 1,0 µm verwendbar ist. Herstellschritte für Isolierbereiche, den Gateoxidfilm und das Gate werden nicht unabhängig voneinan der, sondern in Verbindung miteinander stehend ausgeführt. Demgemäß ist es möglich, die Prozeßschritte zu vereinfachen und die Gesamtzahl der Schritte gegenüber derjenigen zu er niedrigen, wie sie bei verbesserten LOCOS-Prozessen erfor derlich ist.According to the invention, insulation of functional elements is under Use of an improved LOCOS process instead of well-known LOCOS process achieved only for semi-lead Subcomponents with structural dimensions of approximately 1.0 µm is usable. Manufacturing steps for insulation areas, the The gate oxide film and the gate do not become independent of each other the, but executed in connection with each other. Accordingly, it is possible to simplify the process steps and the total number of steps from that to he low, as required for improved LOCOS processes is such.
Infolgedessen kann Funktionselementisolierung unter Verwen dung eines verbesserten LOCOS-Prozesses erzielt werden, ohne daß die Anzahl der Prozeßschritte erhöht ist. Dies ermög licht es, 64M DRAMs mit Strukturabmessungen von 0,4 µm her zustellen. Dies führt zu den Vorteilen hoher Integrations dichte und Massenherstellbarkeit.As a result, functional element isolation can be used an improved LOCOS process can be achieved without that the number of process steps is increased. This enables light it, 64M DRAMs with structure dimensions of 0.4 µm to deliver. This leads to the advantages of high integration dense and mass producibility.
Da beim erfindungsgemäßen, verbesserten LOCOS-Prozeß diesel be Anzahl von Prozeßschritten verwendet wird wie beim her kömmlichen LOCOS-Prozeß ist es möglich, eine Kostenerhöhung aufgrund einer erhöhten Anzahl von Prozeßschritten sowie eine Verringerung der Ausbeute gemäß der Ausbeuteregel von Murphy zu vermeiden, wie sie sonst bei der Herstellung hoch integrierter Halbleiterbauelemente auftreten.Since diesel in the improved LOCOS process according to the invention be number of process steps is used as in the forth conventional LOCOS process it is possible to increase costs due to an increased number of process steps as well a reduction in yield according to the yield rule of Avoid Murphy as they otherwise would when producing high Integrated semiconductor devices occur.
Claims (17)
- - Ausbilden einer Wanne (92) von erstem Leitungstyp in einem Silizium substrat (91);
- - Ausbilden eines ersten Isolierfilms (93) auf dem Siliziumsubstrat (91);
- - Abscheiden eines mit Fremdstoffen dotierten Polysiliziumfilms (94) von zweitem Leitungstyp auf dem ersten Isolierfilm (93);
- - Abscheiden eines zweiten Isolierfilms (95) auf dem Polysiliziumfilm (94);
- - aufeinanderfolgendes Mustern des zweiten Isolierfilms (95) und des Po lysiliziumfilms (94), um einen aktiven Bereich (97) und Feldbereiche (98) fest zulegen;
- - Abscheiden eines dritten Isolierfilms (99) auf der gesamten Oberfläche der sich ergebenden Struktur und Rückätzen des dritten Isolierfilms (99), um jeweils Seitenwände (100) an Seitenflächen des Polysiliziumfilms (94) auszu bilden;
- - Ausführen einer Feldoxidation zum Herstellen von Feldoxidfilmen (101) in den Feldbereichen;
- - Entfernen des zweiten Isolierfilms (95) und der Seitenwände (100) am Polysiliziumfilm (94);
- - Mustern des Polysiliziumfilms (94) zum Herstellen einer Gateelektrode (103);
- - Implantieren von Fremdstoffionen vom zweiten Leitungstyp in das Silizi umsubstrat (91) und Tempern der Struktur, um einen Source-Bereich (104) und einen Drain-Bereich (104) geringer Fremdstoffionen-Konzentration herzu stellen;
- - Abscheiden eines vierten Isolierfilms (105) auf der gesamten Oberfläche der sich ergebenden Struktur, und anisotropes Ätzen desselben zum Ausbil den von Seitenwänden (106) der Gateelektrode (103);
- - Implantieren von Fremdstoffionen vom zweiten Leitungstyp in das Silizi umsubstrat (91) und Tempern des Bauelements zum Ausbilden eines Source- Bereichs (107) und eines Drain-Bereichs (107) hoher Fremdstoffionen-Kon zentration;
- - Abscheiden eines Zwischenschicht-Isolierfilms (109) auf der gesamten Oberfläche der sich ergebenden Struktur;
- - teilweises Ätzen des Zwischenschicht-Isolierfilms (109) zum Ausbilden von Kontaktlöchern (110, 111) im Source-Bereich (107) und im Drain-Bereich (107) hoher Fremdstoffionen-Konzentration sowie an der Gateelektrode (103); und
- - Beschichten der gesamten Oberfläche der sich ergebenden Struktur mit einem Metallfilm und Mustern des Metallfilms zum Ausbilden eines Source- Anschlusses (112), eines Drain-Anschlusses (112) und eines Gateelektroden- Anschlusses (113) in den Kontaktlöchern (110, 111).
- - Forming a trough ( 92 ) of the first conductivity type in a silicon substrate ( 91 );
- - Forming a first insulating film ( 93 ) on the silicon substrate ( 91 );
- - depositing a polysilicon film ( 94 ) of second conductivity type doped with foreign substances on the first insulating film ( 93 );
- - depositing a second insulating film ( 95 ) on the polysilicon film ( 94 );
- - sequentially patterning the second insulating film ( 95 ) and the polysilicon film ( 94 ) to define an active region ( 97 ) and field regions ( 98 );
- - depositing a third insulating film ( 99 ) on the entire surface of the resulting structure and etching back the third insulating film ( 99 ) to form side walls ( 100 ) on side surfaces of the polysilicon film ( 94 );
- - performing a field oxidation to produce field oxide films ( 101 ) in the field areas;
- - removing the second insulating film ( 95 ) and the side walls ( 100 ) on the polysilicon film ( 94 );
- - patterning the polysilicon film ( 94 ) to form a gate electrode ( 103 );
- - implanting impurity ions of the second conductivity type into the silicon substrate ( 91 ) and annealing the structure in order to produce a source region ( 104 ) and a drain region ( 104 ) of low impurity ion concentration;
- - depositing a fourth insulating film ( 105 ) on the entire surface of the resulting structure, and anisotropically etching the same to form the side walls ( 106 ) of the gate electrode ( 103 );
- - implanting impurity ions of the second conductivity type into the silicon substrate ( 91 ) and annealing the component to form a source region ( 107 ) and a drain region ( 107 ) of high impurity ion concentration;
- - depositing an interlayer insulating film ( 109 ) on the entire surface of the resulting structure;
- - Partial etching of the interlayer insulating film ( 109 ) to form contact holes ( 110 , 111 ) in the source region ( 107 ) and in the drain region ( 107 ) of high impurity ion concentration and on the gate electrode ( 103 ); and
- - Coating the entire surface of the resulting structure with a metal film and patterns of the metal film to form a source connection ( 112 ), a drain connection ( 112 ) and a gate electrode connection ( 113 ) in the contact holes ( 110 , 111 ).
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