JP2000058827A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JP2000058827A
JP2000058827A JP10230901A JP23090198A JP2000058827A JP 2000058827 A JP2000058827 A JP 2000058827A JP 10230901 A JP10230901 A JP 10230901A JP 23090198 A JP23090198 A JP 23090198A JP 2000058827 A JP2000058827 A JP 2000058827A
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JP
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mask
gate electrode
diffusion layer
concentration diffusion
semiconductor device
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JP10230901A
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English (en)
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Mitsuru Fujisaki
満 藤崎
Yasutaka Ishibashi
保孝 石橋
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Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
Asahi Kasei Microdevices Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
Asahi Kasei Microdevices Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】LDD構造の半導体装置の製造工程の短縮を図
る。 【解決手段】シリコン基板1上に熱酸化膜2,ポリシリ
コン膜3,シリコン酸化膜4を形成し、このシリコン酸
化膜4をエッチングしてゲート電極及び低濃度拡散層1
1を形成すべき領域に重なる部分にマスク4aを形成し
た後、これを利用して等方性エッチングを行い、低濃度
拡散層11及び高濃度拡散層12を形成すべき領域上の
ポリシリコン膜3を除去し、マスク4aよりも幅の狭い
ゲート電極部7を生成する。このゲート電極部7とマス
ク4aとからなるマスク9を利用してイオン注入を行え
ば、マスク4aとゲート電極部7とのずれ部の下部に相
当する領域、つまり低濃度拡散層11を形成すべき領域
は、マスク4aの下部に相当しない領域に比較して低濃
度になるから、ゲート電極部7を形成する領域と高濃度
拡散層12との間に、低濃度拡散層11が形成されたこ
とと同等となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、LDD構造の半導
体装置の製造方法に関し、特に、その製造工程を短縮す
ることの可能な半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ホットエレクトロン効果を低減す
る目的で、高濃度拡散層であるドレインとゲート電極と
の間に、低濃度拡散層を形成するようにしたLDD構造
を形成する場合には、例えば図5に示すような工程で形
成している。
【0003】つまり、まず、図5(a)に示すように、
シリコン基板1上に、熱酸化膜2を形成し、さらに、ポ
リシリコン膜3、シリコン酸化膜4を生成した後、これ
をパターンニングしてマスクパターンを形成し、これを
マスクとしてしてゲート電極部7を形成する。そして、
この状態でN型不純物をイオン注入し、低濃度拡散層1
1を形成する。
【0004】次に、ゲート電極部7を含む全面にシリコ
ン酸化膜8を形成し(図5(b))、ゲート電極部7の
左右にシリコン酸化膜の側壁8aを残すように異方性エ
ッチングによりエッチングを行う(図5(c))。そし
て、再度、N型不純物をイオン注入して、高濃度拡散層
12を形成する(図5(d))。
【0005】以上の工程により、シリコン基板1のゲー
ト電極部7の下部に対応する領域の左右に、低濃度拡散
層11を介して高濃度拡散層12が形成され、この状態
で層間絶縁膜を形成することによって、LDD構造のM
OSトランジスタが形成されるようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のLDD構造
の半導体装置の製造方法では、低濃度拡散層11を形成
した後、新たにシリコン酸化膜8を形成し、これをエッ
チングしてゲート電極部7の左右にシリコン酸化膜の側
壁8aを形成し、その後、イオン注入により高濃度拡散
層12を形成するようにしている。
【0007】しかしながら、一旦イオン注入によって低
濃度拡散層11を形成した後、シリコン酸化膜8を生成
して側壁8aを形成し、再度イオン注入を行って高濃度
拡散層12を生成する方法では効率が悪く、より効率の
よい製造方法が望まれていた。
【0008】そこで、この発明は、上記従来の問題に着
目してなされたものであり、LDD構造を形成するため
の製造工程の短縮化を図ることの可能な半導体装置の製
造方法を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1に係る半導体装置の製造方法は、
LDD構造の半導体装置の製造方法であって、ゲート電
極形成用の膜を形成した後に、その上面であって前記ゲ
ート電極が形成されるべき領域と前記LDD構造の低濃
度拡散層が形成されるべき領域とに重なる部分にマスク
を形成し、当該マスクを利用してエッチングを行い前記
マスクよりも幅の狭いゲート電極を形成した後、前記マ
スクを残したままイオン注入を行うようにしたことを特
徴としている。
【0010】また、請求項2に係る半導体装置の製造方
法は、前記エッチングはプラズマエッチングであって、
エッチングガスとしてSF6 とCHCl2 CF3 との混
合ガスを用いることを特徴としている。
【0011】これら請求項1及び請求項2に係る発明に
よれば、ゲート電極を形成するためのゲート電極形成用
膜の上面の、ゲート電極が形成されるべき領域とLDD
構造の低濃度拡散層が形成されるべき領域とに重なる部
分にマスクが形成される。そして、このマスクを利用し
てエッチングが行われ、例えば、SF6 とCHCl2
3 とを混合したエッチングガスを用いてプラズマエッ
チングを行うことにより、マスクよりも幅の狭いゲート
電極が形成される。そして、このマスクを残したままイ
オン注入が行われる。
【0012】つまり、ゲート電極の上にこれよりも幅の
広いマスクが載置され、ゲート電極にマスクからなるひ
さしが形成された状態でイオン注入が行われることにな
るから、ひさしの下部に相当する領域はひさしの下部に
相当しない領域に比較して低濃度となる。これはすなわ
ち、ゲート電極が形成される領域と高濃度拡散層との間
に低濃度拡散層が形成されたことと同等とみなすことが
できるから、二度に渡ってイオン注入を行うことなく低
濃度拡散層と高濃度拡散層とを形成することができるこ
とになって、その分、製造工程の短縮が図られることに
なる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。まず、図1(a)に示すように、シリコン基板1
上に、膜厚200〔Å〕程度の熱酸化膜2を形成し、さ
らに、この上に、膜厚2500〔Å〕程度のゲート電極
形成用の膜としてのポリシリコン膜3を生成する。
【0014】次に、ポリシリコン膜3の上に、低圧CV
D法によって、膜厚1000〔Å〕程度のシリコン酸化
膜4を生成する(図1(b))。次に、シリコン酸化膜
4の上にレジストを塗布して、ゲート電極を形成すべき
領域とLDD構造の低濃度拡散層を形成すべき領域とに
重なる部分に、レジスト5を形成し(図1(c))、こ
れをマスクにしてシリコン酸化膜4をエッチングする。
これは、例えばECRプラズマエッチングにより、CH
3 とCF4 とArとが、CHF3 /CF4 /Ar=5
5/45/1000〔sccm〕の割合で混合されたエ
ッチングガス中で、処理圧力1.7〔Torr〕,RF
電力700〔W〕の条件下で行う。
【0015】これにより、ポリシリコン膜3上の、ゲー
ト電極と低濃度拡散層とを形成すべき領域に重なる部分
にマスク4aが形成される(図1(d))。次に、酸素
をエッチングガスとしてプラズマエッチングによりレジ
スト5を剥離した後(図2(a))、マスク4aを利用
してポリシリコン膜3を等方性エッチングしゲート電極
部7を形成する。この等方性エッチングは、例えばEC
Rプラズマエッチングにより、SF6 とCHCl2 CF
3 とが、SF6 /CHCl2CF3 =24/16〔sc
cm〕の割合で混合されたエッチングガス中で、処理圧
力0.15〔Torr〕,RF電力100〔W〕の条件
下で行う。なお、エッチングガスの混合割合の許容誤差
は±1〔sccm〕程度であって、処理圧力は0.15
〔Torr〕,RF電力は100〔W〕が好ましい。
【0016】これにより、高濃度拡散層12が形成され
るべき領域上のポリシリコン膜3が除去されると共に、
低濃度拡散層11が形成されるべき領域上のポリシリコ
ン膜3が除去されて、マスク4aの下部にマスク4aよ
りも幅の狭いゲート電極部7が形成される。つまり、図
2(b)に示すように、ゲート電極部7の上にこれより
も幅の広いマスク4aが載置された形状のマスク9が形
成される。このマスク4aの幅とゲート電極部7とのず
れ分、つまり図2(b)におけるひさし部4bの幅は、
3000〔Å〕程度に形成する。
【0017】次に、マスク4aを残したまま、リンP等
のN+ イオンをイオン注入する(図2(c))。そし
て、ウェットエッチング等によってマスク4aを除去す
る。ここで、図2(c)の工程では、マスク4aを残し
たまま、イオン注入を行うようにしているから、マスク
4aのひさし部4bがマスクとして作用することにな
り、ひさし部4bの下部に相当する領域は、ひさし部4
bの下部に相当しない領域に比較して低濃度になる。こ
れはすなわち、ゲート電極部7と高濃度拡散層12との
間に低濃度拡散層11を形成したことと同等とみなすこ
とができる。
【0018】したがって、一度のイオン注入によって、
低濃度拡散層11及び高濃度拡散層12を形成すること
ができることになるから、従来に比較して半導体装置全
体の製造工程をより短縮することができ、また、これに
伴ってコスト削減を図ることができる。
【0019】また、通常、等方性エッチングを行った場
合、低濃度拡散層11が形成されるべき領域上のポリシ
リコン膜3は、マスク4aの下部にサイドエッチングが
生じて低濃度拡散層11が形成されるべき領域上に残る
ことになるが、前記図2(b)の工程で、SF6 とCH
Cl2 CF3 とが、SF6 /CHCl2 CF3 =24/
16〔sccm〕の割合で混合されたエッチングガス中
で、処理圧力0.15〔Torr〕,RF電力100
〔W〕の条件下でECRプラズマエッチングを行うこと
により、低濃度拡散層11が形成されるべき領域上のポ
リシリコン膜3が除去されて、マスク4aよりも幅の狭
いゲート電極部7を形成することができる。
【0020】上記実施の形態にしたがってシリコン基板
1上に熱酸化膜2及びポリシリコン膜3をこの順に積層
した後マスク4aを形成し、図2(b)の工程にしたが
って等方性エッチングを行ったところ、図3に示すよう
に、マスク4aよりも幅の狭いゲート電極部7が生成さ
れることを確認することができた。なお、図3はゲート
電極部7の形状を確認するために行ったものであるの
で、熱酸化膜2或いはマスク4aの膜厚等、各部の寸法
は上記実施の形態における寸法とは異なる。また、図3
は、等方性エッチングを行った後のマスク4a及びゲー
ト電極部7からなるマスク9を撮影した写真をスキャナ
で読み込んだ画像であり、図4は図3の要部を線図で示
したものである。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
に係る半導体装置の製造方法によれば、ゲート電極形成
用膜の上の、ゲート電極が形成されるべき領域と低濃度
拡散層が形成されるべき領域とに重なる部分にマスクを
形成し、このマスクを利用してエッチングを行いマスク
よりも幅の狭いゲート電極を形成した後、マスクを残し
たままイオン注入を行うようにしたから、マスクとゲー
ト電極とのずれ部の下部に相当する領域は、マスクの下
部に相当しない領域に比較して低濃度となるため、一度
のイオン注入工程によって、低濃度拡散層と高濃度拡散
層とを形成することができ、その分、製造工程を短縮す
ることができる。
【0022】また、本発明の請求項2に係る半導体装置
の製造方法によれば、SF6 とCHCl2 CF3 との混
合ガスをエッチングガスとして用い、プラズマエッチン
グを行うようにしたから、マスクよりも幅の狭いゲート
電極を容易確実に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるLDD構造の半導体装置の製造工
程の一部を示す断面図である。
【図2】図1の製造工程の続きを示す断面図である。
【図3】図2(b)の工程で等方性エッチングを行った
後のマスクの形状を撮影した写真をスキャナで読み込ん
だ画像を示す説明図である。
【図4】図3の要部を線図で示したものである。
【図5】従来のLDD構造の半導体装置の製造工程の一
部を示す断面図である。
【符号の説明】
1 シリコン基板 11 低濃度拡散層 12 高濃度拡散層 2 熱酸化膜 3 ポリシリコン膜 4 シリコン酸化膜 4a マスク 5 レジスト 7 ゲート電極部 9 マスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F004 BA14 DA00 DA01 DA16 DA18 DA23 DA26 DB02 DB03 DB26 EA06 EB02 5F040 DA00 DC01 EC07 EF02 FB01 FC16 FC23

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 LDD構造の半導体装置の製造方法であ
    って、 ゲート電極形成用の膜を形成した後に、その上面であっ
    て前記ゲート電極が形成されるべき領域と前記LDD構
    造の低濃度拡散層が形成されるべき領域とに重なる部分
    にマスクを形成し、当該マスクを利用してエッチングを
    行い前記マスクよりも幅の狭いゲート電極を形成した
    後、前記マスクを残したままイオン注入を行うようにし
    たことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記エッチングはプラズマエッチングで
    あって、エッチングガスとしてSF6 とCHCl2 CF
    3 との混合ガスを用いることを特徴とする請求項1記載
    の半導体装置の製造方法。
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