JP2000514241A - 自己整合されたコンタクトおよびフィールド絶縁物を伴ったトランジスタおよび該トランジスタのための製造プロセス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ＭＯＳトランジスタと該ＭＯＳトランジスタを作るためのプロセスとに関する。該トランジスタは、絶縁体型構造上のシリコン内のシリコン膜（１０２）の部分上に形成されたソース（１４０）とチャネル（１０３）とドレイン（１４２）と、膜（１０２）を囲むフィールド絶縁物層（１２２）と、絶縁された側面を有してチャネル上に形成されたグリッド構造（１３２）と、フィールド絶縁物層（１２２）とグリッド構造（１３２）との間のシリコン膜（１０２）の部分上に形成されたソースコンタクトおよびドレインコンタクト（１５０，１５２）とを具備する。本発明によると、ソースコンタクトおよびドレインコンタクト（１５０，１５２）は、グリッド構造（１３２）上およびフィールド絶縁物層（１２２）上に自己整合されており、かつ、グリッド構造に直接隣接しておかれている。集積回路の製造への適用。

Description

【発明の詳細な説明】 自己整合されたコンタクトおよびフィールド絶縁物を伴った トランジスタおよび該トランジスタのための製造プロセス 技術範囲 この発明は、電界効果トランジスタ、および、このトランジスタを作るための プロセスに関する。上記電界効果トランジスタでは、フィールド絶縁物エリアと コンタクトエリアとが、該電界効果トランジスタの活性領域と自己整合されてい る。 より正確には、本発明は、シリコン−オン−インシュレータ（Silicon On Ins ulator）型の基板（以下、本文の残りにおいてＳＯＩとして参照される）上にお けるこのトランジスタの製造に関する。 本発明のアプリケーションは、金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）型デバイスの製造 のための（特に、放射線を受けやすい環境内で使用可能な集積回路のための）超 小型電子技術を含む。 先行技術の状態 本発明に最も近い技術の状態は、付録内の図１に示されている。この図は、Ｓ ＯＩ基板上に作られたＭＯＳ型トランジスタ１０の構造を通した断面図を図式で 示す。トランジスタ１０の活性領域１２は、シリコン酸化物ＳｉＯ₂１６の埋め 込み層を覆うシリコン薄膜１４内に形成される。 活性領域１２は、シリコン薄膜１４内に形成されたＬＯＣＯＳ（LOCa1ized Ox id ation of Silicon）型の厚いシリコン酸化物パッド１７によって、境界を定 められている。パッド１７は、同じＳＯＩ基板上に作られた異なるトランジスタ を相互に絶縁する。グリッド基板１８は、グリッド２０上にコンタクトエリアを 形成するグリッド絶縁体層２０とグリッド２２とシャント層２４と、スタック側 面上に形成された側部スペーサー２６とを、順番に伴うスタックを具備する。 グリッド構造１８が、トランジスタチャネル２８上に置かれている。そして、 グリッド構造の各側上に薄膜１４を添加することによって、ソース領域３０とド レイン領域３２とが形成される。 ＢＰＳＧ（borophosphosilicate glass）型のガラスの厚層３４が、活性領域 １２をカバーし、かつ、グリッド構造１８を囲む。 （ガラス層３４内においてソース３０およびドレイン３２と調整されて垂直に 形成された）コンタクトホール３６，３８と（ホール３６，３８内に形成された ）金属４０とは、伝導性トラックを形成する。伝導性トラックは、ソースおよび ドレインを（層３４上にそれぞれ形成された）金属相互連結線４２，４４へ接続 する。 その構成部品を定義するために、かつ、図１によるトランジスタを作るために 、多数の写真平版ステップが必要である。 フィールド酸化物パッド１７を形成するために、第１ステップが必要である。 グリッド構造１８を作るために、第２写真平版ステップが使用される。最後に、 ガラス層３４内にコンタクトホールを作るために、写真平版ステップが必要であ る。 グリッド構造１８の形成は、グリッド絶縁体層２０とグリッド層２２とシャン ト層２４の堆積と、そして、グリッド構造の形状と寸法とを定義するマスクを使 用してこれらの層をエッチングすることとを含む。酸化物パッドを定義するため に使用されるマスクに関するグリッドを定義するマスクの位置決めは、高い集積 化を伴うデバイスに対して困難である。故に、プロセスは、グリッドの非常に正 確な整合を活性エリア上になすことができず、かつ、キャリアのタイプの反転（ inversion）問題が、活性エリアの側面上に観測される。これらの問題は、特に 、フィールド絶縁物がフィールドエリア内において部分的に除去される場合に、 グリッドと活性エリアの側面との間を結合することに起因する。図１内のトラン ジスタを作る際における他の困難性は、ソース領域上とドレイン領域上とにおけ るコンタクトホールの整合に起因する。この困難性もまた、デバイスの小型化に 対する制限を形成する。 故に、本発明の１つの目的は、上述された如何なる困難性をも有しない（ＳＯ Ｉ基板上における）トランジスタと該トランジスタの製造プロセスとを提案する ことである。 他の目的は、特に、第１に、グリッドが（チャネルを具備する）活性領域と自 動的に整合され、第２に、コンタクトエリアが該グリッドと自動的に整合される プロセスを提案することである。本発明の他の目的は、最小数の写真平版ステッ プを伴うプロセスを提案することである。 本発明の他の目的は、低反転を伴う総合制御を可能にするトランジスタを提案 することである。該低反転条件は、トランジスタが高反転条件における伝導リミ ット下において伝導する条件である。「これらの動作条件に電流漏れが無い場合 、低反転における総合条件が得られる」ということが考えられる。 最後に、本発明の他の目的は、イオン化放射物を受けやすい「冷淡な」環境内 で動作できるトランジスタを提案することである。 発明の記載 上述された目的を達成するために、本発明の主題は、より正確には、埋め込み 酸化物層と呼ばれる絶縁シリコン酸化物の層と、埋め込み酸化物層をカバーする シリコン薄膜と、を具備するＳＯＩ型基板上にトランジスタを作るためのプロセ スであり、 ａ） グリッド絶縁体層とグリッド材料層とを順番に具備するスタックを、シ リコン薄膜上に形成し、 ｂ） トランジスタの活性領域に対応するパターンに従った第１エッチングマ スクを、スタック上に形成し、 ｃ） 第１エッチングマスクのパターンによって定義される第１側面を伴った 柱を形成するために、グリッド材料層とグリッド絶縁物層と薄膜とをエッチング し、 ｄ） 電気的絶縁材料の層を、柱の周りに形成し、かつ、この層の表面を、柱 上まで除去し、 ｅ） 第２側面を伴うグリッド構造を形成するために、柱内のグリッド材料層 を、第２マスクに従ってエッチングし、 ｆ） グリッド構造の側面を、電気的絶縁し、 ｇ） 不純物の注入によって、ソース領域とドレイン領域とを、薄膜内に形成 し、 ｈ）ソース領域およびドレイン領域において、コンタクトエリアを、グリッド 構造上に自己整合形成する ステップを順番に具備することを特徴とするプロセスである。 本発明によるプロセスは、特に、薄膜が２０ｎｍより薄いＳＯＩ型基板に適し ている。しかしながら、本プロセスは、他の厚みを伴っても実行されることがで きる。 さらに、グリッド側面上の電気的絶縁物とグリッド上に自己整合されたコンタ クトエリアの形成とは、電気的絶縁材料の層におけるコンタクトホールの位置の 精密チェックを実行することを強制されない。 「本発明によるプロセスは、トランジスタを形成するために、２つの写真平版 ステップを要求するだけである」ということにも注意されたい。 本発明の１つの特徴によれば、ステップａ）において、保護層を、グリッド材 料の層上に形成し、保護層は、また、ステップｃ）においてエッチングされ、か つ、ステップｄ）において絶縁材料の層の表面を除去するときに停止層を形成す る。保護層は、ステップｄ）の後、除去される。 保護層の１つの機能は、グリッドの上部部分をいかなる酸化からも保護するこ とである。故に、保護層が除去された後、「シャント」と呼ばれる伝導材料の接 続線または層を用いて、グリッド上にコンタクトエリアを形成することはより簡 単である。 本発明の他の特徴によれば、ステップｄ）の後、および、グリッド材料をエッ チングした後、電気的絶縁材料の層をカバーしかつグリッド材料と接触する「シ ャント」層を形成し、シャント層はまた、ステップｅ）の間、第２エッチングマ スクに従ってエッチングされ、ステップｅ）の間に形成されたシャント層の第２ 側面はまた、ステップｆ）の間、電気的に絶縁される。 （好ましくは、金属ポリシリサイドからなる）シャント層は、グリッドアドレ ッシングのための接続線を形成する。 本プロセスの好ましい一実施形態によれば、該プロセスはまた、ステップｃ） で形成された柱の側面を「側面」酸化物層でカバーするために、ステップｄ）の 前に、該側面を酸化する。この酸化は、将来のトランジスタの活性領域の端を囲 み、かつ、低反転において該トランジスタの特性をチェックすることを容易にす る。 側面酸化物層はまた、ステップｅ）において、エッチング停止層として働く。 ソース領域上およびドレイン領域上におけるコンタクトエリアの形成は、追加 の写真平版ステップを必要としない。例えば、コンタクトエリアは、グリッド構 造と自己整合された（金属層の）適合堆積によって、かつ、この金属層を研磨す ることによって形成される。「コンタクトエリアを作るための写真平版ステップ が存在しない」という事実は、困難な整合問題を回避し、かつ、装置の小型化を 可能にする。 本発明の他の特徴によれば、ステップｅ）の間、グリッドの各側上にさらされ たグリッド酸化物層を除去し、金属層を、グリッド酸化物層の除去によってさら された薄膜と自己整合珪化する。この手段によって、ソース領域およびドレイン 領域と金属層との間において、良好な接触が保証される。 本発明の他の目的は、絶縁体（ＳＯＩ）型構造上のシリコン内のシリコン膜の 部分内に形成されたソースとチャネルとドレインと、シリコン膜の部分の側の周 りのフィールド絶縁物層と、絶縁された側面を有し、チャネル上に形成されたグ リッド構造と、フィールド絶縁物層とグリッド構造との間のシリコン膜の部分上 に形成されたソースコンタクトおよびドレインコンタクトとを具備する電界効果 トランジスタである。本発明によると、ソースコンタクトおよびドレインコンタ クトは、グリッド構造上およびフィールド絶縁物層上に自己整合されており、か つ、グリッド構造の側面と隣接して直接配置されている。さらに、コンタクトは また、シリコン膜の部分にほぼ垂直な（側面酸化物層と呼ばれる）層によって境 界を定められ、かつ、フィールド絶縁物層上に自己整合される。 本発明の他の特徴および利点は、添付図面における図を参照しながら、以下の 説明を読むことによって、明らかになる。該説明は、実例となる目的だけのため に与えられ、かつ、決して制限のためのものではない。図面の簡単な説明 既に説明された図１は、既知の型のＭＯＳ電界効果トランジスタを通した縦の 図表の断面図である。 図２は、ＳＯＩ型基板上の層のスタックを通した図表の断面図である。トラン ジスタは、本発明によるプロセスに従って、ＳＯＩ型基板から作られることがで きる。 図３は、図２内のスタックをエッチングすることによる柱の形成を示す図表の 断面図である。 図４および図５は、スタックの図表の断面図であり、絶縁材料の層でコートさ れておりかつ絶縁材料の層の表面を除去している柱を図解する 図６は、スタックを通した図表の断面図であり、図５内の構造上のシャント層 の形成を図解する。 図７および図８は、図１〜図６内の断面図の平面と９０°の角度をなす（図６ に示された）平面ＶＩ−ＶＩに沿った断面図であり、グリッド構造の製造を図解 する。 図９，図１０，図１１は、図７および図８内の切断面に沿ったスタックを通し た断面図であり、トランジスタソース領域上およびトランジスタドレイン領域上 のコンタクトエリアの形成を図解する。 図１２は、本発明によるトランジスタの詳細な実施形態の断面図である。 本発明の実施形態の詳細な説明 図２は、トランジスタの製造のための初期構造を示す。トランジスタは、ＳＯ Ｉ基板１００上に作られる。ＳＯＩ基板１００は、絶縁シリコン酸化物の層（埋 め込み層１０４と呼ばれる）に固定されたシリコン表面薄膜１０２を具備する。 薄膜１０２は、好ましくは、５０ｎｍ厚またはそれ以下である。 第１酸化物層１０６は、薄層１０２の開放表面上のシリコンの酸化によって形 成される。 層１０６は、作られるトランジスタグリッドの絶縁層を形成する。 例えば多結晶またはアモルファスシリコンからなる（グリッド材料層と呼ばれ る）層１０８が、グリッド絶縁体層１０６上に堆積される。 最後に、（例えば、シリコン窒化物または酸化物からなる）保護層１１０が、 層１０８の開放表面を回復するために、グリッド材料の層１０８上に堆積される 。この保護層は、その後、研磨停止層として使用される。層１０６，１０８，１ １０によって形成されるスタックは、全般的な参照番号１１２によって示される 。 図２内の不連続線として示される第１エッチングマスク１１４は、それ自体が 既知の写真平版プロセスによって、スタック１１２上に形成される。 マスク１１４は、作られるトランジスタの活性エリアの寸法を定義する。 本説明の残りは、１つの電界効果トランジスタの製造に明確に関する。しかし ながら、いくつかのそのようなトランジスタは、（例えば、集積回路を形成する ）同じ基板上に同時に作られることができる。この場合、マスクは、（パターン １１４に類似するいくつかのパターンを伴って）スタック１１２上に形成され、 かつ、全てのトランジスタに対する活性領域を定義する。 マスクの形成後、スタックの層１１０，１０８，１０６と基板１００の膜１０ ２とは、エッチングされる。埋め込み酸化物層１０４は、このエッチングの間、 停止層として使用される。 エッチングとマスク１１４の除去との後、図３に見られることできる柱１１６ が得られる。柱は、順番に、薄膜１０２とグリッド酸化物層１０６とグリッド層 １０８と保護層１１０とからなる部分を具備する。柱１１６上の薄膜１０２の部 分は、トランジスタの活性パートにほぼ対応する。 柱１１６の側面が、参照番号１１８で印を付けられる。 マスク１１４の除去後、側面１１８は、酸化される。この酸化は、特に、柱１ １６のシリコン薄膜１０２とグリッド材料１０８とに関する。このステップの間 、保護層１１０は、保護層１１０がカバーするグリッド材料の上部表面の酸化を 、（酸化物が使用されるときには）制限し、または、（シリコン窒化物が使用さ れるときには）防止する。 図４は、得られた構造を通した断面図を示す。この図は、（酸化された側面を 伴う）柱１１６の特徴的な形状を示す。 第１の特徴的な形状は、グリッド酸化物層１０６の高さにおける鳥のくちばし 形状である。他の特徴的な形状は、柱１１６から残っているシリコン薄膜の部分 の下端の丸みである。 これらの特徴的な形状は、好ましくは、高温および／または高圧の酸化を伴っ て得られる。高温および／または高圧の酸化とは、１０００℃を越える温度と１ ０⁵Ｐａを越える圧力とで起こる酸化を参照する。高圧酸化は、Solid-state Sci ence and TechnologyにおけるLiangN.Lieらによる１９８２年１２月の文献“Hig h Pressure Oxidahon of Si1icon in Dry Oxygen”の２８２８〜２８３３ページ に記載されている。 薄膜の部分（言い換えれば、トランジスタの将来の活性領域）の丸められた形 状によって、低反転条件下におけるトランジスタ漏れ電流は、制限されることが できる。低反転条件下における（言い換えれば、伝導しきい値以下における）漏 れ電流の制御は、伝導していない場合のトランジスタの消費量を減らすことがで きる。 柱１１６の側面１１８をカバーする側面酸化物層は、参照番号１２０によって 示される。側面酸化物層１２０の厚みは、例えば、５ｎｍと２０ｎｍとの間であ る。本プロセスにおける続くステップは、柱１１６をコートするために、柱１１ ６の周りに電気的絶縁材料の層１２２を形成することからなる。層１２０が、図 ４に示される。例えば、電気的絶縁材料は、ＰＳＧまたはＢＰＳＧ型のリンが添 加された酸化物の層（ガラス）である。 絶縁材料の層１２２を堆積した後、絶縁材料の安定化および塑性流動のために 、熱処理が適用される。 絶縁材料（ＰＳＧまたはＢＰＳＧガラス）の層の機能は、同じ基板上に作られ た様々なトランジスタまたは構成部品を相互に絶縁することである。他の機能は 、イオン化放射物に耐えるために、トランジスタを硬化することである。 シリコン窒化物上では無効の選択的なメカノケミカル研磨は、絶縁材料の層１ ２２の表面を、（グリッド材料層１０８をカバーする）シリコン窒化物保護層１ １０まで下がって除去する。 そして、保護層が除去された後、図５の断面図に示される構造が得られる。グ リッド材料１０８の層は、さらされ、かつ、層１２２の研磨された表面１２４の 平面とほぼ面一である。 本プロセスのこの段階では、グリッド層内のシリコンの注入によって、ドーピ ングがなされることができる。ｎ型またはｐ型導電率に至る不純物が注入される 。 プロセスは、図６に示されるように、グリッド材料層上の「シャント」層１２ ６の形成によって継続する。連続した板として堆積されたシャント層は、また、 絶縁層１２２の研磨された表面をカバーする。シャント層１２６は、好ましくは 、耐火性の金属ポリシリサイドからなる。シャント層１２６は、添加されていな い堆積された酸化物層１２８によって、カバーされる。シャント層は、グリッド 上のコンタクトエリアを改良することができ、故に、トランジスタの動作速度を 増加する。この層は、形成されると、（例えば、ワードの線のような）グリッド のポラライゼーションのためのアクセス線を形成することもできる。 堆積された酸化物層１２８上に形成された第２エッチングマスク１３０は、ト ランジスタの活性領域上に、グリッド構造１３２の位置と寸法とを定義する。酸 化物層１２８とシャント層１２６と材料層１０８との連続的なエッチングと、グ リッド酸化物層１０２上での停止と、側面酸化物層１２０上での停止とは、結果 として図７に示される構造となる。 「図７および続く図は、図６に示される平面ＶＩ−ＶＩに沿った断面図を示し 、平面ＶＩ−ＶＩは、以前の図に示される断面平面に対して９０°の角度である 」ということに注意されたい。 第２マスク１３０によるエッチングの側部拡張は、側面酸化物１２０によって 、薄膜１０２の部分上のエリア内に制限される。故に、マスク１３０によるエッ チングは、グリッド構造１３２をクリアにする。故に、グリッド構造１３２は、 薄膜１０２の残余部分と整合して（言い換えれば、トランジスタの将来の活性領 域と整合して）必然的に存在する。グリッド構造は、形成後、グリッド材料１０ ８とシャント層１２６と堆積された酸化物層１２８とからなる層を具備する。 都合の良いことに、マスク１３０の除去後、プロセスは、グリッド構造（言い 換えれば、特に、グリッド材料１０８とシャント層１２６との層）の側面１３４ の酸化によって、継続される。側面上に、直接、薄酸化物堆積を作ることも可能 である。 トランジスタのソース領域とドレイン領域とを形成するために、グリッド構造 １３２を注入マスクとして使用して、薄膜１０２内に、第１イオン注入が行われ る。第１注入の間に形成された添加領域は、図７に示され、かつ、参照番号１３ ５によって識別される。 グリッド構造の側面上における側部スペーサー１３６の形成後、および、絶縁 層１２２をカバーしている側面酸化物層１２０上における側部スペーサー１３６ の形成後、第２注入が、より高い投与量でなされる。該注入は、作られるトラン ジスタチャネルのタイプに依存して（結果として）ｎ＋またはｐ＋の導電率とな る不純物を伴ってなされる。 注入後、アニール化が行われ、かつ、図８における構造が達成される。この図 において、ソース領域およびドレイン領域は、それぞれ、参照番号１４０および １４２で印を付けられる。 側部スペーサー１３６は、グリッドをコンタクトエリア１５０および１５２か ら絶縁する層を堆積することによって、そして、この層を、（異方性エッチング によって、）側面上の酸化物に関して選択的にエッチングすることによって、得 られる。都合の良いことに、この層は、シリコン窒化物からなる。この層は酸化 物からなってもよいが、スペーサーをエッチングする際に、上記選択的なエッチ ングは、シリコン窒化物の場合と同じほど良好というわけではない。側部スペー サー１３６は、漸次ソース領域および漸次ドレイン領域を形成する機能を有し、 かつ、グリッドに近いこれらの領域と、後に作られるコンタクトエリアの端上の これらの領域とを、保護する機能も有する。 特に、スペーサー１３６は、ドレイン領域上およびソース領域上のコンタクト エリアの形成に先行するクリーニングオペレーションの間、絶縁材料（ＰＳＧ） の層１２２の側部エッチングを防止または制限する。 ソース領域上およびドレイン領域上におけるコンタクトエリアの形成は、グリ ッド構造の周りの残余グリッド酸化物層を除去することによって先行され、それ によって、ソースおよびドレインに対応する（薄膜１０２の）部分が、さらされ ることできる。 このオペレーションの間、グリツド構造の酸化された側面と（絶縁材料層１２ ２の側をカバーしている）側面酸化物１２０とは、側部スペーサー１３６によっ て保護される。 そして、金属層１４８（例えばタングステン）が、構造全体土における化学蒸 着によって、形成される。図９に示されるように、金属層１４８は、さらされた ソース領域１４０およびさらされたドレイン領域１４２と接触し、かつ、グリッ ド構造１３２を囲む。化学蒸着技術（ＣＶＤ）は、適合した堆積物を生み出す。 さらに、金属層１４８を堆積する前に、絶縁材料層１２２の開放表面１２４は 、チタニウム／タングステン層１２５（好ましくは、拡散バリア機能およびコン タクトバリア機能を行うことができる組成を伴った２層システム）でカバーされ てもよい。例えば、該２層システムは、科学量論に近い組成のＴｉ−Ｗ層であり 得る。図９に示されるこの層は、金属接着層を形成し、かつ、絶縁物内の金属拡 散バリアとしても動作する。 都合の良いことに、層１２５が（さらされた）シリコン上における選択的な珪 化によって堆積される前に、ソース１４０およびドレイン１４２は珪化される。 珪化は、金属半導体インターフェースにおける抵抗を減らすことができ、故に、 ソースおよびドレイン上のコンタクトエリアを改善する。図９において、珪化さ れた部分は、参照番号１４９として示される。 図１０に示されるように、次のステップは、金属層の表面をグリッド構造１３ ２のシリコン酸化物層１２８まで下がって除去するために、該金属層を研磨する ことである。層１２５が、続いて研磨される。 最後に、図１１に示されるように、コンタクト１５０，１５２を形成するため に、金属層および接着層がエッチングされる。トランジスタと集積回路との間の 接続を形成するために、他の従来の金属堆積オペレーションまたは絶縁物堆積オ ペレーションが実行されることができる。それ自体が既知のこれらのオペレーシ ョンは、ここでは詳細には説明されない。 図１１はまた、本発明によるトランジスタの特徴を示す。 本トランジスタの主要な特徴は、層１０２内に（丸められた端を伴って）形成 された活性領域と、活性領域内のチャネル上に自己整合されたグリッド１０８， １３２と、絶縁層１２２によって保護された活性領域と、グリッド上と絶縁層上 との両方に自己整合されたコンタクト１５０，１５２とである。 「活性領域にほぼ垂直に伸びる側面酸化物層１２０は、活性エリアの端の上に （言い換えると、活性エリアを形成する薄膜の部分の側面上に）重なるコンタク ト金属のいかなるリスクをも防止する」ということに注意されたい。 側面酸化物層１２０と絶縁層１２２とを形成する絶縁材料は、同じではない。 絶縁物層１２２が堆積によって形成されるのに対して、側面酸化物層は酸化によ って形成される。 さらに、側面酸化物層１２０の存在は、「活性エリアと絶縁物層１２２との間 に、オフセットが形成されることができる」ということを意味する。 図１１は、対称構造を伴うトランジスタの製造を示し、かつ、図１２は、（グ リッド構造１３２が絶縁物層１２２の側面からオフセットである）本発明に従う トランジスタを示す。 しかしながら、グリッドは、常に完全に、活性領域のチャネルと整合されてい る。図１１および図１２において、チャネルは参照番号１０３として示される。 この図は「ソース１４０上およびドレイン１４２上に形成されたコンタクトエ リア１５０，１５２は、グリッド上に自己整合され、かつ、活性エリアは、グリ ッド構造と直接接触して（側部スペーサーと接触して）広げられている」という ことを示す。コンタクトエリア１５０，１５２は、一種の（片勾配をつけられか つ金属皮膜された）ソースおよびドレインを形成する。 最後に、本発明によるプロセスおよびトランジスタは、集積密度を増加するこ とができ、かつ、上述されたように、ソースおよびドレイン上のコンタクトを作 ることに対してクリティカルな（高価な）マスキングステップを省くことができ る。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年６月２５日（１９９８．６．２５） 【補正内容】 請求の範囲 １． 埋め込み酸化物層と呼ばれるシリコン酸化物層（１０４）と、埋め込み 酸化物層（１０４）をカバーするシリコン薄膜（１０２）と、を具備するＳＯＩ 型基板上にトランジスタを作るためのプロセスであり、 ａ） グリッド絶縁体層（１０６）とグリッド材料層（１０８）とを順番に具 備するスタック（１１２）を、シリコン薄膜（１０２）上に形成し、 ｂ） トランジスタの活性領域に対応するパターンに従った第１エッチングマ スク（１１４）を、スタック上に形成し、 ｃ） 第１エッチングマスクのパターンによって定義される第１側面（１１８ ）を伴った柱（１１６）を形成するために、グリッド材料層（１０８）とグリッ ド絶縁物層（１０６）と薄膜（１０２）とをエッチングし、 ｄ） 電気的絶縁材料の層（１２２）を、柱（１１８）の周りに形成し、かつ 、この層の表面を、柱上まで除去し、 ｅ） 第２側面（１３４）を伴うグリッド構造（１３２）を形成するために、 柱（１１８）内のグリッド材料層（１０８）を、第２マスク（１３０）に従って エッチングし、 ｆ） グリッド構造（１３２）の第２側面（１３４）を、電気的絶縁し、 ｇ） 不純物の注入によって、ソース領域（１４０）とドレイン領域（１４２ ）とを、薄膜（１０２）内に形成し、 ｈ）ソース領域およびドレイン領域において、コンタクトエリア（１５０，１ ５２）を、グリッド構造上に形成する ステップを順番に具備する ことを特徴とするプロセス。 ２． 請求項１記載のプロセスにおいて、 ステップａ）の間、保護層（１１０）を、グリッド材料層（１０８）上に形成 し、 保護層は、また、ステップｃ）においてエッチングされ、かつ、ステップｄ） において絶縁材料層（１２２）の表面を除去するときに停止層を形成し、 保護層は、ステップｄ）の後、除去される ことを特徴とするプロセス。 ３． 請求項１または請求項２のいずれかに記載のプロセスにおいて、 第１エッチングマスク（１１４）は、ステップｄ）の前に除去される ことを特徴とするプロセス。 ４． 請求項１から請求項３のいずれかに記載のプロセスにおいて、 ステップｃ）で形成された柱の側面（１１８）を「側面酸化物」層（１２０） でカバーするために、ステップｄ）の前に、ステップｃ）で形成された柱の側面 （１１８）を酸化する ことを特徴とするプロセス。 ５． 請求項４記載のプロセスにおいて、 ステップｅ）におけるエッチングは、グリッド酸化物層（１０６）上まで、お よび、側面酸化物層（１２０）上まで、行われる ことを特徴とするプロセス。 ６． 請求項４記載のプロセスにおいて、 側面は、高温および／または高圧で酸化される ことを特徴とするプロセス。 ７． 請求項１から請求項６のいずれかに記載のプロセスにおいて、 ステップｄ）の後、および、グリッド材料（１０８）をエッチングした後、電 気的絶縁材料（１２２）層をカバーしかつグリッド材料（１０８）と接触する「 シャント」層（１２６）を形成し、 シャント層はまた、ステップｅ）の間、第２エッチングマスク（１３０）に従 ってエッチングされ、 ステップｅ）の間に形成されたシャント層の第２側面はまた、ステップｆ）の 間、電気的に絶縁される ことを特徴とするプロセス。 ８． 請求項１から請求項７のいずれかに記載のプロセスにおいて、 ステップｈ）におけるコンタクトエリアの形成は、 金属層（１４８）の自己整合された堆積と、 この金属層（１４８）の研磨と を具備する ことを特徴とするプロセス。 ９． 請求項８記載のプロセスにおいて、 ステップｅ）の間、グリッド構造（１３２）の各側上にさらされたグリッド酸 化物層（１０６）を除去し、 金属層（１４８）を、グリッド酸化物層（１０６）の除去によってさらされた 薄膜（１０２）と自己整合珪化する ことを特徴とするプロセス。 １０． 請求項８記載のプロセスにおいて、 金属層（１４８）は、化学蒸着（ＣＶＤ）技術を使用して堆積される ことを特徴とするプロセス。 １１． 請求項８記載のプロセスにおいて、 金属層（１４８）の堆積の前に、接看層（１２５）および／または拡散バリア 層を、絶縁材料層（１２２）上に形成する ことを特徴とするプロセス。 １２． 請求項１から請求項１１のいずれかに記載のプロセスにおいて、 ソース領域およびドレイン領域の形成は、 − 低い投与量での添加不純物の第１注入、 − グリッドの第２側面上、および、もし必要ならば、シャント層上および絶 縁材料層（１２２）の側面上における側部スペーサー（１３６）の形成、 − 第１注入の投与量よりも高い投与量での添加不純物の第２注入 を具備する ことを特徴とするプロセス。 １３． 請求項１２記載のプロセスにおいて、 側部スペーサーの形成は、シリコン窒化物の層の堆積と、そのうえ、この層の 異方性エッチングとを具備する ことを特徴とするプロセス。 １４． 請求項１から請求項１３のいずれかに記載のプロセスにおいて、 ステップｄ）の間に形成された電気的絶縁材料（１２２）の層は、ＰＳＧおよ びＢＰＳＧから選択された材料からなる ことを特徴とするプロセス。 １５． 請求項１記載のプロセスにおいて、 コンタクトエリアを通してトランジスタのソースおよびドレインに接続される 相互連結線を形成する ことを特徴とするプロセス。 １６． 請求項２記載のプロセスにおいて、 保護層（１１０）は、シリコン窒化物からなる ことを特徴とするプロセス。 １７． 請求項２記載のプロセスにおいて、 グリッド層（１０８）は、保護層が除去される前に、添加される ことを特徴とするプロセス。 １８．請求項１記載のプロセスにおいて、 グリッド層（１０８）は、多結晶シリコンおよびアモルファスシリコンから選 択された材料からなる ことを特徴とするプロセス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 埋め込み酸化物層と呼ばれるシリコン酸化物層（１０４）と、埋め込み 酸化物層（１０４）をカバーするシリコン薄膜（１０２）と、を具備するＳＯＩ 型基板上にトランジスタを作るためのプロセスであり、 ａ） グリッド絶縁体層（１０６）とグリッド材料層（１０８）とを順番に具 備するスタック（１１２）を、シリコン薄膜（１０２）上に形成し、 ｂ） トランジスタの活性領域に対応するパターンに従った第１エッチングマ スク（１１４）を、スタック上に形成し、 ｃ） 第１エッチングマスクのパターンによって定義される第１側面（１１８ ）を伴った柱（１１６）を形成するために、グリッド材料層（１０８）とグリッ ド絶縁物層（１０６）と薄膜（１０２）とをエッチングし、 ｄ） 電気的絶縁材料の層（１２２）を、柱（１１８）の周りに形成し、かつ 、この層の表面を、柱上まで除去し、 ｅ） 第２側面（１３４）を伴うグリッド構造（１３２）を形成するために、 柱（１１８）内のグリッド材料層（１０８）を、第２マスク（１３０）に従って エッチングし、 ｆ） グリッド構造（１３２）の第２側面（１３４）を、電気的絶縁し、 ｇ） 不純物の注入によって、ソース領域（１４０）とドレイン領域（１４２ ）とを、薄膜（１０２）内に形成し、 ｈ）ソース領域およびドレイン領域において、コンタクトエリア（１５０，１ ５２）を、グリッド構造上に自己整合形成する ステップを順番に具備する ことを特徴とするプロセス。 ２． 請求項１記載のプロセスにおいて、 ステップａ）の間、保護層（１１０）を、グリッド材料層（１０８）上に形成 し、 保護層は、また、ステップｃ）においてエッチングされ、かつ、ステップｄ） において絶縁材料層（１２２）の表面を除去するときに停止層を形成し、 保護層は、ステップｄ）の後、除去される ことを特徴とするプロセス。 ３． 請求項１記載のプロセスにおいて、 第１エッチングマスク（１１４）は、ステップｄ）の前に除去される ことを特徴とするプロセス。 ４． 請求項１記載のプロセスにおいて、 ステップｃ）で形成された柱の側面（１１８）を「側面酸化物」層（１２０） でカバーするために、ステップｄ）の前に、ステップｃ）で形成された柱の側面 （１１８）を酸化する ことを特徴とするプロセス。 ５． 請求項４記載のプロセスにおいて、 ステップｅ）におけるエッチングは、グリッド酸化物層（１０６）上まで、お よび、側面酸化物層（１２０）上まで、行われる ことを特徴とするプロセス。 ６． 請求項４記載のプロセスにおいて、 側面は、高温および／または高圧で酸化される ことを特徴とするプロセス。 ７． 請求項１記載のプロセスにおいて、 ステップｄ）の後、および、グリッド材料（１０８）をエッチングした後、電 気的絶縁材料（１２２）の層をカバーしかつグリッド材料（１０８）と接触する 「シャント」層（１２６）を形成し、 シャント層はまた、ステップｅ）の間、第２エッチングマスク（１３０）に従 ってエッチングされ、 ステップｅ）の間に形成されたシャント層の第２側面はまた、ステップｆ）の 間、電気的に絶縁される ことを特徴とするプロセス。 ８． 請求項１から請求項７のいずれかに記載のプロセスにおいて、 ステップｈ）におけるコンタクトエリアの形成は、 金属層（１４８）の自己整合された堆積と、 この金属層（１４８）の研磨と を具備する ことを特徴とするプロセス。 ９． 請求項８記載のプロセスにおいて、 ステップｅ）の間、グリッド構造（１３２）の各側上にさらされたグリッド酸 化物層（１０６）を除去し、 金属層（１４８）を、グリッド酸化物層（１０６）の除去によってさらされた 薄膜（１０２）と自己整合珪化する ことを特徴とするプロセス。 １０． 請求項８記載のプロセスにおいて、 金属層（１４８）は、化学蒸着（ＣＶＤ）技術を使用して堆積される ことを特徴とするプロセス。 １１． 請求項８記載のプロセスにおいて、 金属層（１４８）の堆積の前に、接着層（１２５）および／または拡散バリア 層を、絶縁材料層（１２２）上に形成する ことを特徴とするプロセス。 １２． 請求項１記載のプロセスにおいて、 ソース領域およびドレイン領域の形成は、 − 低い投与量での添加不純物の第１注入、 − グリッドの第２側面上、および、もし必要ならば、シャント層上および絶 縁材料層（１２２）の側面上における側部スペーサー（１３６）の形成、 − 第１注入の投与量よりも高い投与量での添加不純物の第２注入 を具備する ことを特徴とするプロセス。 １３． 請求項１２記載のプロセスにおいて、 側部スペーサーの形成は、シリコン窒化物の層の堆積と、そのうえ、この層の 異方性エッチングとを具備する ことを特徴とするプロセス。 １４． 請求項１記載のプロセスにおいて、 ステップｄ）の間に形成された電気的絶縁材料（１２２）の層は、ＰＳＧおよ びＢＰＳＧから選択された材料からなる ことを特徴とするプロセス。 １５． 請求項１記載のプロセスにおいて、 コンタクトエリアを通してトランジスタのソースおよびドレインに接続される 相互連結線を形成する ことを特徴とするプロセス。 １６． 請求項２記載のプロセスにおいて、 保護層（１１０）は、シリコン窒化物からなる ことを特徴とするプロセス。 １７． 請求項２記載のプロセスにおいて、 グリッド層（１０８）は、保護層が除去される前に、添加される ことを特徴とするプロセス。 １８．請求項１記載のプロセスにおいて、 グリッド層（１０８）は、多結晶シリコンおよびアモルファスシリコンから選 択された材料からなる ことを特徴とするプロセス。 １９． 絶縁体（ＳＯＩ）型構造上のシリコン内のシリコン膜（１０２）の部 分内に形成されたソース（１４０）とチャネル（１０３）とドレイン（１４２） と、 シリコン膜（１０２）の部分の側の周りのフィールド絶縁物層（１２２）と、 絶縁された側面を有し、チャネル上に形成されたグリッド構造（１３２）と、 フィールド絶縁物層（１２２）とグリッド構造（１３２）との間のシリコン膜 （１０２）の部分上に形成されたソースコンタクトおよびドレインコンタクト（ １５０，１５２）と を具備する電界効果トランジスタにおいて、 ソースコンタクトおよびドレインコンタクト（１５０，１５２）は、グリッド 構造（１３２）上およびフィールド絶縁物層（１２２）上に自己整合されており 、かつ、グリッド構造の側面と接触して直接レイアウトされており、 コンタクトはまた、シリコン膜（１０２）の部分にほぼ垂直な「側面酸化物」 層（１２０）によって境界を定められ、かつ、フィールド絶縁物層（１２２）上 に自己整合される ことを特徴とする電界効果トランジスタ。 ２０． 請求項１９記載のトランジスタにおいて、 グリッド構造は、 グリッド絶縁体層（１０６）とグリッド材料層（１０８）とを具備するスタッ クと、 グリッドを囲みかつグリッド構造の側面を形成する側部スペーサー（１３６） と を具備する ことを特徴とするトランジスタ。 ２１． 請求項２０記載のトランジスタにおいて、 スタックはまた、コンタクトエリアを形成する「シャント」層（１２６）を、 グリッド（１０８）上に具備し、 シャント層はまた、側部スペーサー（１３６）によって囲まれる ことを特徴とするトランジスタ。