JP2003158263A - 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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JP2003158263A
JP2003158263A JP2001358969A JP2001358969A JP2003158263A JP 2003158263 A JP2003158263 A JP 2003158263A JP 2001358969 A JP2001358969 A JP 2001358969A JP 2001358969 A JP2001358969 A JP 2001358969A JP 2003158263 A JP2003158263 A JP 2003158263A
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forming
gate
oxide film
manufacturing
conductivity type
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JP2001358969A
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English (en)
Inventor
Yohei Yanagida
洋平 柳田
Katsuhiko Ichinose
勝彦 一瀬
Yusuke Nonaka
裕介 野中
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダミーゲートプロセスによって形成されるM
ISFETの製造工程を簡略化する。 【解決手段】 n型不純物がドープされた酸化膜4にゲ
ート溝5を形成した後、酸化膜4からのn型不純物の固
相拡散によりソース、ドレインとして機能するn型半導
体領域6を形成し、さらにゲート溝5の内部に高誘電体
材料7および低抵抗金属膜8を埋め込むことでそれぞれ
ゲート絶縁膜およびゲート電極を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
技術に関し、特に、ゲート絶縁膜が高誘電体材料で構成
され、ゲート電極が低抵抗金属で構成されるMISFE
T(metal insulator semiconductor field effect tra
nsistor)を有する半導体装置に適用して有効な技術に
関する。
【0002】
【従来の技術】以下は、本発明者によって検討されたダ
マシンゲートプロセスであり、その概要は次のとおりで
ある。
【0003】まず、基板上にダミーゲート絶縁膜、ダミ
ーゲートおよびソース・ドレインを順次形成し、続いて
基板上に層間絶縁膜を形成する。次いで、たとえばCM
P(chemical mechanical polishing)法を用いてダミ
ーゲートの上面が露出するまで層間絶縁膜を研磨し、さ
らにダミーゲートを選択的に除去した後、ゲート溝の内
部にゲート絶縁膜およびゲート電極を埋め込み、MIS
FETを形成する。
【0004】このように、前記ダマシンゲートプロセス
では、ソース・ドレインを形成した後に、ゲート絶縁膜
およびゲート電極を形成するので、ゲート絶縁膜に耐熱
性の低い高誘電体材料を用いることができ、またゲート
電極に低抵抗金属、たとえばアルミニウム、チタンまた
は銅などを用いることができて、MISFETの高性能
化、高速化を実現することができる。
【0005】なお、ダマシンゲートプロセスを用いて形
成されたMISFETについては、たとえば2000 Sympo
sium on VLSI Technology Digest of Technical Papers
"Damascene Metal Gate MOSFETs with Co Silicided S
ource/Drain and High-k Gate electrics" などに記載
がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記ダマシ
ンゲートプロセスを用いたMISFETの形成方法で
は、ダミーゲート絶縁膜およびダミーゲートを除去した
後、ゲート溝の内部にゲート絶縁膜およびゲート電極を
形成するため、ゲート絶縁膜およびゲート電極を形成し
た後にソース、ドレインを形成するMISFETの形成
方法よりも製造工程数が増加するという問題点があるこ
とを本発明者は見いだした。
【0007】本発明の目的は、ダミーゲートプロセスに
よって形成されるMISFETの製造工程を簡略化する
ことのできる技術を提供することにある。
【0008】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0009】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
【0010】本発明は、第1導電型の基板上に第2導電
型の不純物がドープされた酸化膜を形成した後、酸化膜
にテーパ形状のゲート溝を形成する工程と、基板に熱処
理を施すことにより、基板へ上記不純物を固相拡散させ
て、ソース、ドレインとして機能する第2導電型の半導
体領域を形成する工程と、ゲート溝の内部にゲート絶縁
膜を構成する高誘電体材料およびゲート電極を構成する
低抵抗金属を埋め込む工程とを有する製造プロセスによ
りMISFETを形成するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一の機能を有する部材には同
一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【0012】(実施の形態1)本実施の形態1であるn
チャネルMISFETの製造方法を図1〜図8に示す半
導体基板の要部断面図を用いて工程順に説明する。
【0013】まず、図1に示すように、比抵抗が10Ω
cm程度のp型のシリコン単結晶で構成される半導体基
板1を用意し、この半導体基板1の主面に浅溝2を形成
する。次いで半導体基板1に熱酸化処理を施してシリコ
ン酸化膜を形成し、さらに半導体基板1上にシリコン酸
化膜3を堆積した後、これをCMP法により研磨して浅
溝2の内部にシリコン酸化膜3を残すことにより、素子
分離領域を形成する。
【0014】次に、半導体基板1上にn型不純物、たと
えばリンがドープされた酸化膜4、たとえばPSG(ph
osphosilicate glass)膜を形成する。酸化膜4は、た
とえば熱CVD(chemical vapor deposition)法によ
り堆積することができ、その厚さは、たとえば100〜
200nm程度である。
【0015】次に、図2に示すように、パターニングさ
れたフォトレジスト膜をマスクとしたドライエッチング
によって、酸化膜4にゲート溝5を形成する。ここで、
ゲート溝5の側壁にテーパ形状を生じさせる。また、ゲ
ート溝5の最小幅Lg1は、たとえば0.1μm程度で
ある。
【0016】次に、図3に示すように、半導体基板1
に、たとえば1000℃程度の熱処理を施し、酸化膜4
から半導体基板1へn型不純物を固相拡散させて、n型
半導体領域6を形成する。n型半導体領域6は、ゲート
溝5に対して自己整合的に形成され、nチャネルMIS
FETのソース・ドレインとして機能し、その接合深さ
は、たとえば0.1μm程度である。
【0017】次に、図4に示すように、ゲート溝5の内
部を含む半導体基板1の全面に高誘電体材料7、たとえ
ばアルミナ(Al23)膜などを形成する。半導体基板
1上に堆積される高誘電体材料7の厚さは、4〜6nm
程度であり、比誘電率を考慮したSiO2換算膜厚で2
〜3nm程度となるように、高誘電体材料7の厚さは設
定される。
【0018】次に、図5に示すように、ゲート溝5の内
部を含む半導体基板1の全面に低抵抗金属膜8、たとえ
ばアルミニウム膜、チタン膜または胴膜などを形成す
る。低抵抗金属膜8は、たとえばCVD法により堆積す
ることができる。
【0019】次に、図6に示すように、ゲート溝5以外
の領域の高誘電体材料7および低抵抗金属膜8を、たと
えばCMP法により除去して、ゲート溝5の内部に、ゲ
ート絶縁膜を構成する高誘電体材料7およびゲート電極
を構成する低抵抗金属膜8を形成する。
【0020】次に、図7に示すように、パターニングさ
れたフォトレジスト膜をマスクとしたドライエッチング
によって酸化膜4に接続孔9を形成する。この接続孔9
は、n型半導体領域6上などの必要部分に形成する。
【0021】次に、図8に示すように、接続孔9の内部
を含む半導体基板1の全面にチタン窒化膜を、たとえば
CVD法で堆積し、さらに接続孔9を埋め込むタングス
テン膜を、たとえばCVD法で堆積する。その後、接続
孔9以外の領域のチタン窒化膜およびタングステン膜
を、たとえばCMP法により除去して接続孔9の内部に
プラグ10を形成する。
【0022】続いて、半導体基板1上に、たとえばタン
グステン膜を形成した後、パターニングされたフォトレ
ジスト膜をマスクとしたエッチングによってタングステ
ン膜を加工し、配線11を形成する。タングステン膜
は、CVD法またはスパッタ法により堆積できる。
【0023】その後、さらにパッシベーション膜で半導
体基板1の全面を覆うことにより、本実施の形態1のn
チャネルMISFETが完成する。
【0024】なお、本実施の形態1では、nチャネルM
ISFETの製造方法に適用した場合について説明した
が、pチャネルMISFETの製造方法にも適用するこ
とができる。この際、半導体基板1はn型のシリコン単
結晶で構成され、半導体基板1上にはp型不純物、たと
えばボロンがドープされた酸化膜、たとえばBSG(bo
rosilicate glass)膜が堆積される。これにより、半導
体基板1に施される熱処理によって、酸化膜から半導体
基板1へp型不純物が固相拡散して、pチャネルMIS
FETのソース・ドレインとして機能するp型半導体領
域が形成される。
【0025】このように、本実施の形態1によれば、半
導体基板1上に堆積された酸化膜4にゲート溝5を形成
した後、そのゲート溝5の内部に高誘電体材料7および
低抵抗金属膜8を埋め込むことでそれぞれゲート絶縁膜
およびゲート電極を形成し、さらに酸化膜4からのn型
不純物の固相拡散によりn型半導体領域6を形成するの
で、ダミーゲート絶縁膜およびダミー電極を用いる従来
のダマシンゲートプロセスよりも製造工程を簡略化する
ことができる。
【0026】また、ゲート溝5をテーパ形状とすること
で、高誘電体材料7および低抵抗金属膜8の埋め込み性
を向上することができる。
【0027】(実施の形態2)本実施の形態2であるC
MOS(complementary metal oxide semiconductor)
デバイスの製造方法を図9〜図15に示す半導体基板の
要部断面図を用いて工程順に説明する。
【0028】まず、図9に示すように、前記実施の形態
1において前記図1を用いて説明した製造方法と同様
に、半導体基板1に素子分離領域を形成する。次いでパ
ターニングされたフォトレジスト膜をマスクとして不純
物をイオン注入し、pウェル12およびnウェル13を
形成する。pウェル12にはp型不純物、たとえばボロ
ンをイオン注入し、nウェル13にはn型不純物、たと
えばリンをイオン注入する。この後、半導体基板1上に
n型不純物、たとえばリンがドープされた酸化膜14、
たとえばPSG膜を堆積する。酸化膜14の厚さは、た
とえば100〜200nm程度である。
【0029】次に、図10に示すように、nチャネルM
ISFET形成領域に、パターニングされたフォトレジ
スト膜15を形成する。
【0030】次に、図11に示すように、フォトレジス
ト膜15をマスクとしたエッチングによって、pチャネ
ルMISFET形成領域の酸化膜14を除去した後、フ
ォトレジスト膜15を除去する。
【0031】次に、図12に示すように、半導体基板1
上にp型不純物、たとえばボロンがドープされた酸化膜
16、たとえばBSG膜を形成する。酸化膜16は、た
とえば熱CVD法により堆積することができ、その厚さ
は、たとえば100〜200nm程度である。
【0032】次に、図13に示すように、酸化膜14上
の酸化膜16を、たとえばCMP法を用いて研磨除去す
ることにより、nチャネルMISFET形成領域にn型
不純物がドープされた酸化膜14を形成し、pチャネル
MISFET形成領域にp型不純物がドープされた酸化
膜16を形成する。
【0033】次に、図14に示すように、パターニング
されたフォトレジスト膜をマスクとしたドライエッチン
グによって、酸化膜14,16にゲート溝17を形成す
る。ここで、ゲート溝17の側壁にテーパ形状を生じさ
せる。続いて、半導体基板1に、たとえば1000℃程
度の熱処理を施す。これにより、酸化膜14から半導体
基板1へn型不純物を固相拡散させて、ソース・ドレイ
ンとして機能するn型半導体領域18を形成し、同時に
酸化膜16から半導体基板1へp型不純物を固相拡散さ
せて、ソース・ドレインとして機能するp型半導体領域
19を形成する。
【0034】その後、前記実施の形態1において前記図
4〜図6を用いて説明した製造方法と同様に、ゲート溝
17の内部にゲート絶縁膜を構成する高誘電体材料20
およびゲート電極を構成する低抵抗金属膜21を形成
し、さらに酸化膜14,16に接続孔22を形成する。
【0035】次に、図15に示すように、接続孔22の
内部に、たとえばタングステン膜を主導体層とするプラ
グ23を形成する。続いて、たとえばタングステン膜か
らなる第1配線層の配線24を形成した後、さらに上層
の配線を形成し、パッシベーション膜で半導体基板1の
全面を覆うことにより、本実施の形態2のCMOSデバ
イスが略完成する。
【0036】このように、本実施の形態2によれば、ゲ
ート溝17が形成される酸化膜を、n型不純物がドープ
された酸化膜14とp型不純物がドープされた酸化膜1
6との2種類に作り分けることにより、前記実施の形態
1に示した製造方法を用いてCMOSデバイスを形成す
ることができる。
【0037】(実施の形態3)本実施の形態3であるn
チャネルMISFETの製造方法を図16〜図27に示
す半導体基板の要部断面図を用いて工程順に説明する。
【0038】まず、図16に示すように、前記実施の形
態1において図1を用いて説明した製造方法と同様にし
て、半導体基板1に素子分離領域を形成し、次いで半導
体基板1上にn型不純物、たとえばリンがドープされた
酸化膜25、たとえばPSG膜を堆積する。
【0039】次に、図17に示すように、パターニング
されたフォトレジスト膜をマスクとしたドライエッチン
グによって酸化膜25を加工し、0.25μm程度の幅
を有するダミーゲート26を形成する。
【0040】次に、図18に示すように、ダミーゲート
26をマスクとして、半導体基板1にn型不純物、たと
えばリンまたはヒ素をイオン注入し、ダミーゲート26
の両側の半導体基板1にn型拡散領域27を形成する。
n型拡散領域27は、ダミーゲート26に対して自己整
合的に形成され、nチャネルMISFETのソース・ド
レインの一部として機能し、その接合深さは、たとえば
0.1μm程度である。
【0041】次に、図19に示すように、半導体基板1
上に、ダミーゲート26とほぼ同じ厚さの膜厚またはそ
れよりも厚い膜厚の層間絶縁膜28を形成する。層間絶
縁膜28は、たとえばシリコン酸化膜であって、CVD
法により堆積することができる。
【0042】次に、図20に示すように、半導体基板1
上にシリコン窒化膜29を堆積した後、たとえばダミー
ゲート26の反転パターンからなるフォトレジスト膜を
マスクとしたドライエッチングによってシリコン窒化膜
29を加工する。
【0043】次に、図21に示すように、シリコン窒化
膜29をストッパとして層間絶縁膜28をCMP法で研
磨し、その表面をほぼ平坦化する。
【0044】次に、図22に示すように、ダミーゲート
26の上面を露出させた後、シリコン窒化膜29をマス
クとして、たとえばμ波プラズマエッチング装置を用い
てダミーゲート26をテーパエッチングする。これによ
り、ゲート溝30を形成すると同時に、層間絶縁膜28
の側壁にテーパ形状のサイドウォール26aが形成され
て、ゲート溝30をテーパ形状とすることができる。ゲ
ート溝30の最小幅Lg2は、たとえば0.1μm程
度、サイドウォール26aの最大幅Lsは、たとえば
0.07μm程度である。
【0045】次に、図23に示すように、シリコン窒化
膜29を除去した後、半導体基板1に、たとえば100
0℃程度の熱処理を施し、サイドウォール26aから半
導体基板1へn型不純物を固相拡散させて、n型拡張領
域31を形成する。n型拡張領域31は、nチャネルM
ISFETのソース・ドレインの他の一部として機能
し、その接合深さは、たとえば0.05μm程度であ
る。
【0046】次に、図24に示すように、ゲート溝30
の内部を含む半導体基板1の全面に高誘電体材料32を
堆積し、続いて低抵抗金属膜33を堆積する。
【0047】次に、図25に示すように、ゲート溝30
以外の領域の高誘電体材料32および低抵抗金属膜33
を、たとえばCMP法により除去して、ゲート溝30の
内部に、ゲート絶縁膜を構成する高誘電体材料32およ
びゲート電極を構成する低抵抗金属膜33を形成する。
【0048】次に、図26に示すように、パターニング
されたフォトレジスト膜をマスクとしたドライエッチン
グによって層間絶縁膜28に接続孔34を形成する。こ
の接続孔34は、n型拡散領域27上などの必要部分に
形成する。
【0049】次に、図27に示すように、接続孔34の
内部にプラグ35を形成し、続いて、たとえばタングス
テン膜からなる配線36を形成する。その後、さらにパ
ッシベーション膜で半導体基板1の全面を覆うことによ
り、本実施の形態3のnチャネルMISFETが完成す
る。
【0050】このように、本実施の形態3によれば、ダ
ミーゲート26のテーパエッチングにより形成されたサ
イドウォール26aからのn型不純物の固相拡散により
n型拡張領域31が形成できるので、nチャネルMIS
FETの短チャネル効果が改善されて信頼性を向上する
ことができる。
【0051】また、ゲート溝30をテーパ形状とするこ
とで、高誘電体材料32および低抵抗金属膜33の埋め
込み性を向上することができる。
【0052】(実施の形態4)本実施の形態4であるC
MOSデバイスの製造方法を図28〜図30に示す半導
体基板の要部断面図を用いて工程順に説明する。
【0053】まず、前記実施の形態2において前記図9
〜図13を用いて説明した製造方法と同様に、素子分離
領域、pウェル12およびnウェル13が形成された半
導体基板1上に、n型不純物がドープされた酸化膜14
(nチャネルMISFET形成領域)と、p型不純物が
ドープされた酸化膜16(pチャネルMISFET形成
領域)とを形成する。
【0054】次に、図28に示すように、前記実施の形
態3において前記図17〜図23を用いて説明した製造
方法と同様にして、n型拡散領域37、p型拡散領域3
8、層間絶縁膜39、ゲート溝40およびサイドウォー
ル14a,16aを形成する。さらにサイドウォール1
4aからp型ウェル12へn型不純物を固相拡散させて
n型拡張領域41を形成し、同時にサイドウォール16
aからn型ウェル13へp型不純物を固相拡散させてp
型拡張領域42を形成する。
【0055】次に、図29に示すように、ゲート溝40
の内部に、ゲート絶縁膜を構成する高誘電体材料43お
よびゲート電極を構成する低抵抗金属膜44を形成す
る。次いで層間絶縁膜39に接続孔45を形成する。
【0056】次に、図30に示すように、接続孔45の
内部にプラグ46を形成し、続いて、たとえばタングス
テン膜からなる第1配線層の配線46を形成する。その
後、さらに上層の配線を形成し、パッシベーション膜で
半導体基板1の全面を覆うことにより、本実施の形態4
のCMOSデバイスが略完成する。
【0057】このように、本実施の形態4によれば、n
型不純物がドープされた酸化膜とp型不純物がドープさ
れた酸化膜との2種類に作り分けることにより、前記実
施の形態3に示した製造方法を用いてCMOSデバイス
を形成することができる。
【0058】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでも
ない。
【0059】たとえば、前記実施の形態では、高誘電体
材料にアルミナを例示したが、その他の高誘電体材料、
たとえば酸化チタンなどを用いてもよい。
【0060】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以
下のとおりである。
【0061】ダミーゲートプロセスによって形成される
MISFETの製造工程を簡略化することができる。ま
た、ゲート溝をテーパ形状とすることで埋め込み性のよ
いゲート絶縁膜およびゲート電極が形成されるので半導
体装置の信頼度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態1であるnチャネルMISFET
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図2】本実施の形態1であるnチャネルMISFET
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図3】本実施の形態1であるnチャネルMISFET
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図4】本実施の形態1であるnチャネルMISFET
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図5】本実施の形態1であるnチャネルMISFET
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図6】本実施の形態1であるnチャネルMISFET
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図7】本実施の形態1であるnチャネルMISFET
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図8】本実施の形態1であるnチャネルMISFET
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図9】本実施の形態2であるCMOSデバイスの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図10】本実施の形態2であるCMOSデバイスの製
造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図11】本実施の形態2であるCMOSデバイスの製
造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図12】本実施の形態2であるCMOSデバイスの製
造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図13】本実施の形態2であるCMOSデバイスの製
造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図14】本実施の形態2であるCMOSデバイスの製
造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図15】本実施の形態2であるCMOSデバイスの製
造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図16】本実施の形態3であるnチャネルMISFE
Tの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図17】本実施の形態3であるnチャネルMISFE
Tの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図18】本実施の形態3であるnチャネルMISFE
Tの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図19】本実施の形態3であるnチャネルMISFE
Tの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図20】本実施の形態3であるnチャネルMISFE
Tの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図21】本実施の形態3であるnチャネルMISFE
Tの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図22】本実施の形態3であるnチャネルMISFE
Tの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図23】本実施の形態3であるnチャネルMISFE
Tの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図24】本実施の形態3であるnチャネルMISFE
Tの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図25】本実施の形態3であるnチャネルMISFE
Tの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図26】本実施の形態3であるnチャネルMISFE
Tの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図27】本実施の形態3であるnチャネルMISFE
Tの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図28】本実施の形態4であるCMOSデバイスの製
造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図29】本実施の形態4であるCMOSデバイスの製
造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図30】本実施の形態4であるCMOSデバイスの製
造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 浅溝 3 シリコン酸化膜 4 酸化膜 5 ゲート溝 6 n型半導体領域 7 高誘電体材料 8 低抵抗金属膜 9 接続孔 10 プラグ 11 配線 12 pウェル 13 nウェル 14 酸化膜 14a サイドウォール 15 フォトレジスト膜 16 酸化膜 16a サイドウォール 17 ゲート溝 18 n型半導体領域 19 p型半導体領域 20 高誘電体材料 21 低抵抗金属膜 22 接続孔 23 プラグ 24 配線 25 酸化膜 26 ダミーゲート 26a サイドウォール 27 n型拡散領域 28 層間絶縁膜 29 シリコン窒化膜 30 ゲート溝 31 n型拡張領域 32 高誘電体材料 33 低抵抗金属膜 34 接続孔 35 プラグ 36 配線 37 n型拡散領域 38 p型拡散領域 39 層間絶縁膜 40 ゲート溝 41 n型拡張領域 42 p型拡張領域 43 高誘電体材料 44 低抵抗金属膜 45 接続孔 46 プラグ 47 配線 Lg1 最小幅 Lg2 最小幅 Ls 幅
フロントページの続き (72)発明者 野中 裕介 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 Fターム(参考) 4M104 AA01 BB02 BB04 BB14 BB18 BB30 CC05 DD04 DD08 DD16 DD26 DD37 DD43 DD65 DD75 EE01 EE03 EE15 EE16 EE20 FF08 FF22 GG09 GG10 GG14 HH12 HH14 HH16 HH20 5F048 AA01 AA07 AA09 AC03 BA01 BB01 BB04 BB09 BB11 BB13 BC01 BC06 BF01 BF07 BF16 BG14 DA25 DA27 DB02 DB03 DB06 5F140 AA40 AB03 BA01 BD11 BF01 BF05 BF07 BG05 BG28 BG36 BG40 BH15 BJ10 BJ11 BJ17 BJ27 BK03 BK16 BK29 CB04 CE07

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 MISFETを形成する半導体装置の製
    造方法であって、(a)第1導電型の基板上に第2導電
    型の不純物がドープされた酸化膜を形成した後、前記酸
    化膜にゲート溝を形成する工程と、(b)前記不純物を
    前記基板へ固相拡散させて、ソース、ドレインとして機
    能する第2導電型の半導体領域を形成する工程と、
    (c)前記ゲート溝の内部にゲート絶縁膜を構成する高
    誘電体材料およびゲート電極を構成する低抵抗金属を埋
    め込む工程とを有することを特徴とする半導体装置の製
    造方法。
  2. 【請求項2】 MISFETを形成する半導体装置の製
    造方法であって、(a)第1導電型の基板上に第2導電
    型の不純物がドープされた酸化膜を形成した後、前記酸
    化膜にテーパ形状のゲート溝を形成する工程と、(b)
    前記不純物を前記基板へ固相拡散させて、ソース、ドレ
    インとして機能する第2導電型の半導体領域を形成する
    工程と、(c)前記ゲート溝の内部にゲート絶縁膜を構
    成する高誘電体材料およびゲート電極を構成する低抵抗
    金属を埋め込む工程とを有することを特徴とする半導体
    装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 MISFETを形成する半導体装置の製
    造方法であって、(a)第1導電型の基板上に第2導電
    型の不純物がドープされた酸化膜を形成した後、前記酸
    化膜にテーパ形状のゲート溝を形成する工程と、(b)
    前記不純物を前記基板へ固相拡散させて、ソース、ドレ
    インとして機能する第2導電型の半導体領域を形成する
    工程と、(c)前記ゲート溝の内部にゲート絶縁膜を構
    成する高誘電体材料およびゲート電極を構成する低抵抗
    金属を埋め込む工程とを有し、 前記高誘電体材料はアルミナまたは酸化チタン、前記低
    抵抗金属はアルミニウム、チタンまたは銅であることを
    特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 MISFETを形成する半導体装置の製
    造方法であって、(a)第1導電型の基板上に第2導電
    型の不純物がドープされた酸化膜を形成した後、前記酸
    化膜を加工して前記酸化膜からなるダミーゲートを形成
    する工程と、(b)前記ダミーゲートに対して自己整合
    的に第2導電型の不純物を前記基板に導入して、ソー
    ス、ドレインの一部として機能する第2導電型の拡散領
    域を形成する工程と、(c)前記基板上に層間絶縁膜を
    形成した後、前記層間絶縁膜の表面を平坦化し、さらに
    前記ダミーゲートの上面を露出させる工程と、(d)前
    記ダミーゲートをテーパエッチングして、前記層間絶縁
    膜の側壁に前記酸化膜からなるテーパ形状のサイドウォ
    ールを残してゲート溝を形成する工程と、(e)前記サ
    イドウォール中の不純物を前記基板へ固相拡散させて、
    ソース、ドレインの他の一部として機能する第2導電型
    の拡張領域を形成する工程と、(f)前記ゲート溝の内
    部にゲート絶縁膜を構成する高誘電体材料およびゲート
    電極を構成する低抵抗金属を埋め込む工程とを有するこ
    とを特徴とする半導体装置の製造方法。
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