JP2003179056A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
による悪影響を抑え、且つ、コスト及び微細化の面で有
利な半導体装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 質量の大きい砒素イオン(As+)を注
入する際にポリシリコン膜4a1、4b1を覆ったレジ
ストマスク9の端部Aが覆われるように第5のレジスト
マスク10でポリシリコン膜4a1、4b1を覆い、P
MOS形成領域を形成するようにすることにより、シリ
サイド未形成領域12が、ゲート電極形成層4a1、4
b1のPN接合部と重ならないようにし、シリサイド未
形成領域12における抵抗の上昇を防ぐようにする。
Description
の製造方法に関し、特に、シリサイドを有するゲート電
極を備えたものに用いて好適なものである。
ンゲート電極と素子間を接続する配線の低抵抗化のため
に、ポリシリコンとシリサイドとの積層構造が採用さ
れ、また、NMOSトランジスタのゲートがN型、PM
OSトランジスタのゲートがP型であるデュアルゲート
構造が採用されている。
構造を採用した従来のCMOSトランジスタの製造方法
を工程順に示した概略断面図である。
71上にフィールド酸化膜72及びゲート酸化膜73
a、73bを形成した後、ノンドープポリシリコン膜を
堆積する。そして、ゲートを形成する領域にレジストマ
スク75を形成し、上記レジストマスク75をマスクと
してノンドープポリシリコン膜をパターニングし、ゲー
ト形成用のポリシリコン膜74を形成する。
トマスク75を除去して、PMOS形成領域に位置する
ポリシリコン膜74上に、レジストマスク76を新たに
形成し、上記レジストマスク76をマスクとしてAsイ
オン(As+)のイオン注入を行う。
オン(As+)の注入を行ったポリシリコン膜74を被
覆する絶縁膜を形成した後、異方性エッチングを行い、
ゲート電極の側壁にサイドウォールスペーサ77a、7
7bを形成する。そして、PMOS形成領域に位置する
ポリシリコン膜74上をレジストマスク78で覆い、N
MOS側にAsイオン(As+)を注入し、NMOS形
成領域に高濃度のソース、ドレイン領域を形成する。
S形成領域に位置するポリシリコン膜74上をレジスト
マスク79で覆い、PMOS側にBイオン(B+)を注
入し、PMOS形成領域に高濃度のソース、ドレイン領
域を形成する。
ン基板71を加熱してイオン注入された不純物を活性化
させる。そして、高融点金属を用い、ゲート電極及びソ
ース、ドレイン領域にシリサイド80を形成する。
にしてCMOSトランジスタの形成を行う際に使用する
レジストマスク76〜79は、一般に、高分子化合物に
より形成される。
るレジストマスクをマスクとしてイオン注入を行うと、
上記レジストマスクのエッジ部分に位置するポリシリコ
ン膜74の表面に、上記レジストマスク76〜79を構
成する炭化物が打ち込まれてしまう。
ジストアッシング及び洗浄では除去できない。したがっ
て、図14(b)に示したように、上記炭化物が残った
領域81a、81bではシリサイド化が阻害されてシリ
サイドを形成することができないと考えられ、半導体装
置が所定の動作を行うことができなくなってしまうとい
う問題点があった。
93号公報に記載されているように、半導体基板上に形
成されたポリシリコン膜上にシリコン酸化膜を積層して
からイオン注入を行い、その後、上記シリコン酸化膜を
除去してシリサイドを形成する方法が考えられる。
293号公報に記載されている技術には、以下のような
問題点があった。
が必要となるため、製造コストが増加してしまう。
入を行うため、イオン注入エネルギーを増大させなけれ
ばならない。このため、ソース、ドレイン拡散層が半導
体基板内に深く形成されてしまい、トランジスタの微細
化が困難であった。
コン上にシリサイドを形成して配線の低抵抗化を実現し
ながら正常な動作を行えるようにするとともに、低コス
ト化、微細化を実現することができる半導体装置及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。
解決するため、以下に示す態様を備える。
層された半導体膜と、上記半導体膜上に積層されたシリ
サイド膜とを有する半導体装置であって、上記半導体基
板上に積層される同一導電型の半導体膜のうちの少なく
とも1つは、上記半導体基板の面に沿う方向で2つ以上
の濃度差を有し接続されていることを特徴としている。
未形成領域が、上記濃度差のある領域上にあることを特
徴としている。
域と、異なる導電型の半導体膜の接合部とが重ならなく
なる。
は、具体的に、2つ以上の濃度差を有する第1の導電型
の半導体膜と、上記第1の導電型と異なる第2の導電型
の半導体膜とを有し、上記第1の導電型の半導体膜の低
濃度領域が、上記第2の導電型の半導体膜と接続される
ようにすれば、第1の導電型のトランジスタを形成した
場合に、シリサイド膜の未形成領域と、異なる導電型の
半導体膜の接合部とが重ならなくなり、好ましい。
は、具体的に、2つ以上の濃度差を有する第1の導電型
の半導体膜と、上記第1の導電型と異なる第2の導電型
の半導体膜と、不純物がドープされていないノンドープ
半導体膜とを有し、上記ノンドープ半導体膜は、上記半
導体基板の面に沿う方向で、上記第1の導電型の半導体
膜の低濃度領域と、上記第2の導電型の半導体膜とに挟
まれて接続されるようにすれば、第1の導電型の不純物
と第2の導電型の不純物を、どのような濃度で注入して
も良くなり、より好ましい。
は、具体的に、2つ以上の濃度差を有する第1の導電型
の半導体膜と、2つ以上の濃度差を有する上記第1の導
電型と異なる第2の導電型の半導体膜とを有し、上記第
1の導電型の半導体膜の低濃度領域と、第2の導電型の
半導体膜の低濃度領域とが接続されるようにすれば、第
2の導電型のトランジスタを形成した場合にも、シリサ
イド膜の未形成領域と、異なる導電型の半導体膜の接合
部とが重ならなくなり、好ましい。
の高濃度領域には、上記半導体膜の低濃度領域に存在す
る不純物よりも質量の重い不純物が存在している。
板の表面に形成される絶縁膜と、上記半導体基板内に、
同一導電型の半導体膜の下部領域を挟むようにして形成
される拡散層とを有するようにし、上記半導体膜がゲー
ト、上記絶縁膜がゲート絶縁膜、上記拡散層がソース及
びドレインとなるトランジスタを形成している。
例えばポリシリコン膜である。
半導体膜を形成する第1の工程と、上記半導体膜の一部
領域を覆う第1のマスク層を形成する第2の工程と、上
記第1のマスク層をマスクとして、上記半導体膜に第1
の導電型の第1の不純物を注入し、上記半導体膜内に第
1の導電型の半導体膜を形成する第3の工程と、上記第
1のマスク層を除去する第4の工程と、上記第1の導電
型の半導体膜と、上記第1の導電型の半導体膜と異なる
半導体膜との境界領域を含むように、上記第1の導電型
の半導体膜の一部領域と、上記第1の導電型の半導体膜
と異なる半導体膜とを覆う第2のマスク層を形成する第
5の工程と、上記第2のマスク層をマスクとして、上記
半導体膜に、上記第1の不純物よりも質量の重い元素か
ら成る上記第1の導電型と同一導電型の第2の不純物を
注入し、高濃度の第1の導電型の半導体膜と、低濃度の
第1の導電型の半導体膜を形成する第6の工程と、上記
第2のマスク層を除去する第7の工程と、上記半導体膜
上にシリサイドを形成する第8の工程とを含むようにし
て、シリサイド膜の未形成領域と、異なる導電型の半導
体膜の接合部とが重ならなくなるようにする。
異なる2つの導電型の半導体膜が接合したゲート半導体
膜を形成した後、さらに上記ゲート半導体膜上にシリサ
イド膜を形成して半導体装置を製造するに際して、上記
ゲート半導体膜のうち、少なくとも1つの同一導電型の
半導体膜に、軽元素の不純物イオンを注入し、上記同一
導電型の半導体膜内に低濃度領域を形成する第1の工程
と、上記同一導電型の半導体膜のうち、上記異なる2つ
の導電型の半導体膜の接合部よりも低濃度領域側に、上
記軽元素よりも質量の重い重元素の不純物イオンを注入
し、上記同一導電型の半導体膜内に高濃度領域を形成す
る第2の工程と、少なくとも、上記異なる2つの導電型
の半導体膜の接合部上にシリサイド膜を形成する第3の
工程とを含むようにして、シリサイド膜の未形成領域
と、異なる2つの導電型の半導体膜の接合部とが重なら
なくなるようにする。。
件)本発明の半導体装置及びその製造方法の実施の形態
の詳細な説明を行う前に、本発明を実現するために今回
本願発明者が新たに見出した事実について説明する。
オンが、その後にポリシリコン上に形成されるシリサイ
ドにどのような影響を与えているのかを詳細に調査し
た。この結果、次のような重大な事実を見出した。
リサイドは、注入するイオンの種類、イオン注入エネル
ギー、及びドーズ量に大きく依存し、特に、砒素イオン
(As+)で極めてシリサイドの形成が困難になる一
方、リンイオン(P+)やホウ素イオン(B+)では、高
ドーズまでシリサイド形成の阻害は認められないことを
発見し、選択するイオンの種類によって、シリサイドの
形成が容易であったり困難であったりすることを確認し
た。
×1013cm-2の条件で砒素イオン(As+)をポリシ
リコンにイオン注入し、その後にシリサイドを形成する
と、ポリシリコン上に完全なシリサイドを形成すること
ができなくなり、未形成領域が発生した。
keV、4×1015cm-2、ホウ素イオン(B+)では
7keV、4×1015cm-2の条件でポリシリコンにイ
オン注入を行っても、ポリシリコン上にシリサイド未形
成領域が発生しなかった。
番号の大きい(すなわち質量の大きい)元素を利用して
イオン注入を行うと、シリサイドの形成が阻害されやす
く、逆に、原子番号の小さい(すなわち質量の小さい)
元素を利用してイオン注入を行うと、シリサイドの形成
を容易に形成できるということを見出した。
本発明の半導体装置及びその製造方法の各実施の形態に
ついて説明する。
ながら本発明の半導体装置及びその製造方法の第1の実
施の形態について説明する。
導体装置の製造方法を工程順に示した概略断面図であ
る。図3は、図1及び図2に示す工程順で製造される半
導体装置を、上方から見た概略平面図である。まず、図
1(a)に示すように、半導体基板の素子形成領域1上
に、熱酸化法などを用いて、例えばSi02膜からなる
ゲート絶縁膜を形成した後、LOCOS法などを用い
て、素子分離領域にフィールド絶縁膜2を形成する。こ
れにより、フィールド絶縁膜2によって分離されたNM
OS形成領域のゲート絶縁膜3aとPMOS形成領域の
ゲート絶縁膜3bが形成される。
で熱分解させるなどしてゲート絶縁膜3a、3b及びフ
ィールド絶縁膜2上にポリシリコン膜4を堆積する。
領域4bを、第1のマスク層としての第1のレジストマ
スク5で覆ってゲート電極のN型化用窓を形成し、上方
から、例えば20keV、4×1015cm-2の条件で第
1の不純物としてのリンイオン(P+)を注入する。
MOS形成領域4aが2.5×10 20cm-3程度の濃度
でN型化される。そして、第1のレジストマスク5を剥
離し、剥離した箇所を洗浄する。
てポリシリコン膜4をN型化するN型化パターンデータ
(図3のポリシリコンN型形成レジストパターン)は、
Nウェルデータをシフトさせるだけで生成でき、容易に
自動生成することができる。
シリコンゲート膜4のNMOS形成領域4aと、イオン
がドープされていないポリシリコンゲート膜4のPMO
S形成領域4bとを含むポリシリコン膜4のゲート形成
領域を、第2のレジストマスク6で覆い、例えばフォト
リソグラフィとドライエッチングを用いてポリシリコン
膜4をパターニングし、ゲート電極形成層4a1、4b
1を形成する。そして、第2のレジストマスク6を剥離
し、洗浄する。
形成領域にLDD(Lightly DopedDrain)を形成する
ため、ゲート電極形成層4a1、4b1のイオンがドー
プされていない領域4b1(以下ノンドープ領域と表
す)と、N型化された領域4a1(以下N型化領域と表
す)との境界部分が含まれるように、ノンドープ領域4
b1とN型化領域4a1の一部領域を第2のマスク層と
しての第3のレジストマスク7で覆う。
形成するためのNMOSLDDイオン注入窓(第3のレ
ジストマスク7のNMOS形成領域側の端A)が、上記
ゲート電極のN型化用窓(第1のレジストマスク5のN
MOS形成領域側の端B)と、NMOSゲート電極(ゲ
ート絶縁膜3a上に位置するポリシリコン膜4のPMO
S形成領域側の端)との間に位置するようにする。
のレジストマスクの端B)と、NMOSLDD形成用イ
オン注入窓(第3のレジストマスク7の端A)との距離
は、例えば、0.25μmデバイスの場合、0.3μm
程度とするのが好ましい。
×1014cm-2の条件で第2の不純物としての砒素イオ
ン(As+)を注入し、NMOSトランジスタのLDD
形成用のイオン注入を行う。
オン(As+)を用いる理由は、半導体基板1内に浅い
接合を形成する必要があるからである。さらに、砒素イ
オン(As+)を用いれば、イオン注入エネルギーが小
さくてよくなるだけでなく、素子を低抵抗にすることが
でき、駆動能力を向上させることができるという利点も
ある。
を形成するためのLDD用注入窓データ(図3のNMO
SLDDレジストパターン)は、上記ゲート電極のN型
化パターンデータ(図3のポリシリコンN型形成レジス
トパターン)をシフトさせることにより自動生成するこ
とができる。
し、剥離した箇所を洗浄する。次に、図2(a)に示す
ように、ゲート電極形成層4a1、4b1の上面及び側
面を被覆して絶縁膜を形成した後、異方性エッチングな
どを行ってゲート電極形成層4a1、4b1の側壁にサ
イドウォールスペーサ8a、8bを形成する。
レイン領域を形成するため、ゲート電極形成層4a1、
4b1のノンドープ領域4b1と、N型化領域4a1と
の境界部分が含まれるように、ノンドープ領域4b1と
N型化領域4a1の一部領域とを、第4のマスク層とし
ての第4のレジストマスク9で覆う。
OS形成領域側の端Aは、上述したNMOSLDD用イ
オン注入のときと同様の方法で、ゲート電極のN型化用
窓の端(第1のレジストマスク5のNMOS形成領域側
の端B)と、NMOSゲート電極(ゲート絶縁膜3a上
に位置するポリシリコン膜4のPMOS形成領域側の
端)との間に位置するようにする。
のレジストマスク5の端B)と、NMOS ソース・ド
レイン形成用イオン注入窓(第4のレジストマスク9の
端A)との距離は、例えば、0.25μmデバイスの場
合、0.3μm程度とするのが好ましい。
×1015cm-2の条件で第4の不純物としての砒素イオ
ン(As+)を注入する。これにより、高濃度のソース
領域及びドレイン領域(図3のNMOS LDD ソー
ス・ドレイン13)が半導体基板のNMOS形成領域内
に形成される。
を形成するのに砒素イオン(As+)を用いる理由は、
イオン注入エネルギーが小さくてよくなり、さらに、素
子を低抵抗にすることができ、駆動能力を向上させるこ
とができるからである。
1のN型化領域4a1のうち、第4のレジストマスク9
で覆われている領域のイオン濃度N+と、覆われていな
い領域のイオン濃度N++との差は、1.5×1020cm
-3程度になる。
レイン領域を形成するためのNMOSソース、ドレイン
形成用注入窓データ(図3のNMOS ソース・ドレイ
ンレジストパターン)は、上記NMOSLDD用イオン
注入窓を形成するためのLDD用注入窓データ(図3の
NMOSLDDレジストパターン)と同じである。
し、剥離した箇所を洗浄する。次に、図2(b)に示す
ように、PMOS形成領域にソース、ドレイン領域を形
成するため、ノンドープ領域4b1と隣接する領域を除
いたN型化領域4a1を、第3のマスク層としての第5
のレジストマスク10で覆う。
MOS形成領域側の端Cは、上述したNMOSLDD用
イオン注入のときと同様の方法で、ゲート電極のN型化
用窓(第1のレジストマスク5のNMOS形成領域側の
端B)と、NMOSゲート電極(ゲート絶縁膜3a上に
位置するポリシリコン膜4のPMOS形成領域側の端)
との間に位置するようにする。
1015cm-2の条件で第3の不純物としてのホウ素イオ
ン(B+)を注入する。これにより、ノンドープ領域4
b1はP型化されるとともに(以下、P型化されたノン
ドープ領域をP型化領域と表す)、高濃度のソース領域
及びドレイン領域(図3のPMOS LDD ソース・
ドレイン14)が半導体基板のPMOS形成領域内に形
成される。
は、図1(a)で示したNMOS形成領域4aを形成す
るために行った砒素イオンの注入量(4×1015c
m-2)よりも少ないイオン注入量で行う。これは、第5
のレジストマスク10で覆われていないN型化領域がP
型化しないようにするためである。
ストマスク9で覆われていた領域のうち、第5のレジス
トマスク10で覆われている領域のイオン濃度N1
+と、覆われていない領域のイオン濃度N2+との差は、
1×1020cm-3程度になる。
レイン領域を形成するためのPMOSソース、ドレイン
形成用注入窓データ(図3のPMOS ソース・ドレイ
ンレジストパターン)も、上記LDD用注入窓データと
同様、上記ゲート電極のN型化パターンデータ(図3の
ポリシリコンN型形成レジストパターン)をシフトさせ
ることにより自動生成することができる。
板の素子形成領域1を加熱してイオン注入した不純物を
活性化させる。そして、高融点金属を用いてゲート電極
およびソース、ドレイン領域にシリサイド11を形成す
る。
した砒素イオン(As+)注入により、第3及び第4の
レジストマスク7、9の端Aに位置するポリシリコン膜
表面に炭化物が打ち込まれるため、この部分では、シリ
サイド11が形成されない。
ルゲート構造の半導体装置を形成すれば、上記シリサイ
ド10が形成されないシリサイド未形成領域12は、ゲ
ート電極形成層4a1、4b1のN型化領域4a1の中
央部付近に形成される。
が、ゲート電極形成層4a1、4b1のPN接合部と重
ならないようにすることができ、上記シリサイドが未形
成の箇所を、1020cm-3の濃度のポリシリコン抵抗で
接続できる。
ド未形成領域12を、ゲート電極形成層4a1、4b1
のN型化領域4a1上に形成し、シリサイド未形成領域
12が、ゲート電極形成層4a1、4b1のPN接合部
と重ならないようにし、PN接合部上にシリサイド膜1
1が形成されるようにしたので、ゲート電極にPN接合
からなる寄生ダイオードが形成されなくなり、シリサイ
ド未形成領域12における抵抗の上昇を防ぐことができ
る。
上にシリコン酸化膜を形成するなどの工程を行う必要が
なくなり、従来よりも低コストでデュアルゲート構造の
半導体装置を製造することができる。
要がなくなるので、イオン注入エネルギーを大きくしな
くてもよくなる。これにより、従来のデュアルゲート構
造の半導体装置よりも微細化することができる。
体装置及びその製造方法の第2の実施の形態について説
明する。
導体装置の製造方法を工程順に示した概略断面図であ
る。図6及び図7は、図4及び図5に示す工程順で製造
される半導体装置を、上方から見た概略平面図である。
法は、上述した第1の実施の形態の半導体装置の製造方
法と比べ、第5のレジストマスク10の形成箇所が異な
るだけであるので、上述した第1の実施の形態と同一部
分には、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
板の素子形成領域1上に、ゲート絶縁膜を形成した後、
フィールド絶縁膜2を形成し、NMOS形成領域のゲー
ト絶縁膜3aとPMOS形成領域のゲート絶縁膜3bと
を分離する。
ールド絶縁膜2上にポリシリコン膜4を堆積させた後、
上記ポリシリコン膜4のPMOS形成領域4bを、第1
のレジストマスク5で覆ってゲート電極のN型化用窓を
形成する。
×1015cm-2の条件でリンイオン(P+)を注入し、
ポリシリコンゲート膜4のNMOS形成領域4aをN型
化する。そして、第1のレジストマスク5を剥離し、剥
離した箇所を洗浄する。
てポリシリコン膜4をN型化するN型化パターンデータ
(図6のポリシリコンN型形成レジストパターン)は、
Nウェルデータをシフトさせるだけで生成でき、容易に
自動生成することができる。
コン膜4のゲート形成領域を、第2のレジストマスク6
で覆い、ポリシリコン膜4をパターニングし、ゲート電
極形成層4a1、4b1を形成する。そして、第2のレ
ジストマスク6を剥離し、洗浄する。
形成領域にLDDを形成するため、ゲート電極形成層4
a1、4b1のノンドープ領域4b1と、N型化領域4
a1との境界部分が含まれるようにノンドープ領域4b
1とN型化領域4a1の一部領域を第3のレジストマス
ク7で覆う。
形成するためのNMOSLDDイオン注入窓(第3のレ
ジストマスク7のNMOS形成領域側の端A)が、上記
ゲート電極のN型化用窓(第1のレジストマスク5のN
MOS形成領域側の端B)と、NMOSゲート電極(ゲ
ート絶縁膜3a上に位置するポリシリコン膜4のPMO
S形成領域側の端)との間に位置するようにする。
×1014cm-2の条件で砒素イオン(As+)を注入
し、NMOSトランジスタのLDD用のイオン注入を行
う。
を形成するためのLDD用注入窓データ(図6のNMO
SLDDレジストパターン)は、上記ゲート電極のN型
化パターンデータ(図6のポリシリコンN型形成レジス
トパターン)をシフトさせることにより自動生成するこ
とができる。
し、剥離した箇所を洗浄する。次に、図5(a)に示す
ように、ゲート電極形成層4a1、4b1の側壁にサイ
ドウォールスペーサ8a、8bを形成した後、NMOS
形成領域にソース及びドレイン領域を形成するため、ゲ
ート電極形成層4a1、4b1のノンドープ領域4b1
と、N型化領域4a1との境界部分が含まれるようにノ
ンドープ領域4b1とN型化領域4a1の一部領域を第
4のマスク層としての第4のレジストマスク9で覆う。
OS形成領域側の端Aは、上述したNMOSLDD用イ
オン注入のときと同様の方法で、ゲート電極のN型化用
窓の端(第1のレジストマスク5のNMOS形成領域側
の端B)と、NMOSゲート電極(ゲート絶縁膜3a上
に位置するポリシリコン膜4のPMOS形成領域側の
端)との間に位置するようにする。
×1015cm-2の条件で第4の不純物としての砒素イオ
ン(As+)を注入し、高濃度のソース領域及びドレイ
ン領域(図6及び図7のNMOS LDD S/D2
4)を半導体基板のNMOS形成領域内に形成する。
1のN型化領域4a1のうち、第4のレジストマスク9
で覆われている領域のイオン濃度N+と、覆われていな
い領域のイオン濃度N++との差は、1.5×1020cm
-3程度になる。
レイン領域を形成するためのNMOSソース、ドレイン
形成用注入窓データ(図6のNMOS S/Dレジスト
パターン)は、上記NMOSLDD用イオン注入窓を形
成するためのLDD用注入窓データ(図6のNMOSL
DDレジストパターン)と同じである。
し、剥離した箇所を洗浄する。次に、図5(b)に示す
ように、PMOSゲート電極を形成する領域Eを除いた
ノンドープ領域4b1、及びN型化領域4a1を第3の
マスク層としての第6のレジストマスク21で覆う。
MOS形成領域側の端Dは、ゲート電極のN型化用窓の
端Bと、PMOSゲート電極(ゲート絶縁膜3b上に位
置するポリシリコン膜4のNMOS形成領域側の端)と
の間に位置することになる。
のレジストマスクの端B)と、PMOS ソース・ドレ
イン用注入窓(第6のレジストマスク21の端D)との
距離は、例えば、0.25μmデバイスの場合、0.3
μm程度とするのが好ましい。
1015cm-2の条件で第3の不純物としてのホウ素イオ
ン(B+)を注入する。これにより、PMOSゲート電
極を形成する領域EはP型化されるとともに(以下、P
型化されたノンドープ領域をP型化領域と表す)、高濃
度のソース領域及びドレイン領域(図6及び図7のPM
OS LDD ソース・ドレイン25)が半導体基板の
PMOS形成領域内に形成される。
レイン領域を形成するためのPMOSソース、ドレイン
形成用注入窓データ(図7のPMOS ソース・ドレイ
ンレジストパターン)も、上記LDD用注入窓データと
同様、上記ゲート電極のN型化パターンデータ(図7の
ポリシリコンN型形成レジストパターン)をシフトさせ
ることにより自動生成することができる。
板の素子形成領域1を加熱してイオン注入した不純物を
活性化させる。そして、高融点金属を用いてゲート電極
およびソース、ドレイン領域にシリサイド22を形成す
る。
(As+)注入により第4のレジストマスク9の端Aに
位置するポリシリコン膜表面に炭化物が打ち込まれるた
め、この部分では、シリサイド22が形成されない。
上記シリサイド22が形成されないシリサイド未形成領
域23は、ゲート電極形成層4a1、4b1のN型化領
域4a1の中央部付近に形成される。
が、ゲート電極形成層4a1、4b1のPN接合部と重
ならないようにすることができ、上記シリサイドが未形
成の箇所を、1020cm-3の濃度のポリシリコン抵抗で
接続できる。
リサイド未形成領域23を、ゲート電極形成層4a1、
4b1のN型化領域4a1上に形成し、シリサイド未形
成領域23が、ゲート電極形成層4a1、4b1のPN
接合部と重ならないようにし、PN接合部上にシリサイ
ド膜22が形成されるようにしたので、ゲート電極にP
N接合からなる寄生ダイオードが形成されなくなり、シ
リサイド未形成領域23における抵抗の上昇を防ぐこと
ができる。
上にシリコン酸化膜を形成するなどの工程を行う必要が
なくなり、従来よりも低コストでデュアルゲート構造の
半導体装置を製造することができる。
要がなくなるので、イオン注入エネルギーを大きくしな
くてもよくなる。これにより、従来のデュアルゲート構
造の半導体装置よりも微細化することができる。
ゲート電極形成層4a1、4b1をP型化する際に、ノ
ンドープ領域4bの一部を覆うように第6のレジストパ
ターン21を形成するようにしたので、N型化領域4a
にホウ素イオン(B+)が注入されることなくPMOS
形成領域をP型化することができる。
製造方法では、上述した第1の実施の形態のように、ホ
ウ素イオン(B+)の注入濃度を、N型化領域4a1を
形成するために注入した砒素イオン(As+)の濃度よ
りも小さくする必要がなくなるという効果も有する。
では、第1の不純物としてリンイオンを用い、第2、第
4の不純物として砒素イオンを用いたが、上記第1の不
純物と、第2の不純物はこれらに限定されず、第1の不
純物を構成する元素の質量が第2の不純物を構成する元
素の質量よりも小さければどのようなものであってもよ
い。
体装置及びその製造方法の第3の実施の形態について説
明する。
の形態は、デュアルゲート構造のCMOSトランジスタ
のうち、NMOSトランジスタの製造に伴うシリサイド
未形成領域による悪影響を除去するための技術である
が、本実施の形態では、PMOSトランジスタの製造に
伴うシリサイド未形成領域による悪影響を除去するため
の技術について説明する。
体装置の製造方法を工程順に示した概略断面図である。
まず、図8(a)に示すように、半導体基板の素子形成
領域31上に、熱酸化法などを用いて、例えばSi02
膜からなるゲート絶縁膜を形成した後、LOCOS法な
どを用いて、素子分離領域にフィールド絶縁膜32を形
成する。これにより、フィールド絶縁膜32によって分
離されたNMOS形成領域のゲート絶縁膜33aとPM
OS形成領域のゲート絶縁膜33bが形成される。
で熱分解させるなどしてゲート絶縁膜33a、33b及
びフィールド絶縁膜32上にポリシリコン膜34を堆積
する。
成領域34bを、第1のマスク層としての第7のレジス
トマスク35で覆ってゲート電極のN型化用窓を形成
し、上方から、例えば15keV、4×1015cm-2の
条件で第1の不純物としてのリンイオン(P+)を注入
する。
NMOS形成領域34aが3.5×1020cm-3程度の
濃度でN型化される。そして、第7のレジストマスク3
5を剥離し、剥離した箇所を洗浄する。
ってポリシリコン膜34をN型化するN型化パターンデ
ータは、Nウェルデータをシフトさせるだけで生成で
き、容易に自動生成することができる。
れたポリシリコン膜34のNMOS形成領域34aを、
第5のマスク層としての第8のレジストマスク36で覆
い、上方から、例えば5keV、4×1015cm-2の条
件で第5の不純物としてのホウ素イオン(B+)を注入
する。
S形成領域34bが3.5×1020cm-3程度の濃度で
P型化される。そして、第8のレジストマスク36を剥
離し、剥離した箇所を洗浄する。
ってポリシリコン膜34をP型化するP型化パターンデ
ータは、Pウェルデータをシフトさせるだけで生成で
き、容易に自動生成することができる。
シリコンゲート膜34のNMOS形成領域34aと、P
MOS形成領域34bと、を含むポリシリコン膜34の
ゲート形成領域を、第9のレジストマスク37で覆い、
例えばフォトリソグラフィとドライエッチングを用いて
ポリシリコン膜34をパターニングし、ゲート電極形成
層34a1、34b1を形成する。そして、第9のレジ
ストマスク37を剥離し、洗浄する。
形成領域にLDDを形成するために、P型化領域34b
1と、上記P型化領域34b1との境界部分を含むN型
化領域34a1の一部領域を、第2のマスク層としての
第10のレジストマスク38で覆う。
形成するためのNMOSLDDイオン注入窓(第10の
レジストマスク38のNMOS形成領域側の端F)が、
上記ゲート電極のN型化用窓(第7のレジストマスク3
5のNMOS形成領域側の端G)と、NMOSゲート電
極(ゲート絶縁膜33a上に位置するポリシリコン膜3
4のPMOS形成領域側の端)との間に位置するように
する。
1014cm-2の条件で第2の不純物としての砒素イオン
(As+)を注入し、NMOSトランジスタのLDD用
のイオン注入を行う。
オン(As+)を用いる理由は、半導体基板1内に浅い
接合を形成する必要があるからである。さらに、砒素イ
オン(As+)を用いれば、イオン注入エネルギーが小
さくてよくなるだけでなく、素子を低抵抗にすることが
でき、駆動能力を向上させることができるという利点も
ある。
を形成するためのLDD用注入窓データは、上記ゲート
電極のN型化パターンデータをシフトさせることにより
自動生成することができる。
離し、剥離した箇所を洗浄する。次に、図9(b)に示
すように、PMOS形成領域にLDDを形成するため
に、PMOSゲート電極を形成する領域Hを除いたP型
化領域34b1、及びN型化領域34a1を第6のマス
ク層としての第11のレジストマスク39で覆う。
(NMOS形成領域側にある第11のレジストマスク3
9のPMOS形成領域側の端I)は、ゲート電極のP型
化用窓(第8のレジストマスク36のPMOS形成領域
側の端G)と、PMOSゲート電極(ゲート絶縁膜33
b上に位置するポリシリコン膜34のNMOS形成領域
側の端)との間に位置するようにする。
1014cm-2の条件で第6の不純物としてのインジウム
イオン(In+)を注入し、PMOSトランジスタのL
DD用のイオン注入を行う。
ウムイオン(In+)を用いる理由は、半導体基板1内
に浅い接合を形成する必要があるからである。さらに、
インジウムイオン(In+)を用いれば、イオン注入エ
ネルギーが小さくてよくなるだけでなく、素子を低抵抗
にすることができ、駆動能力を向上させることができる
という利点もある。
を形成するためのLDD用注入窓データは、上記ゲート
電極のP型化パターンデータをシフトさせることにより
自動生成することができる。
離し、剥離した箇所を洗浄する。次に、図9(c)に示
すように、ゲート電極形成層34a1、34b1の上面
及び側面を被覆して絶縁膜を形成した後、異方性エッチ
ングなどを行ってゲート電極形成層34a1、34b1
の側壁にサイドウォールスペーサ40a、40bを形成
する。
b1のP型化領域34b1と、上記P型化領域34b1
との境界部分を含むN型化領域34a1の一部領域と、
サイドウォールスペーサ40bを、第4のマスク層とし
ての第12のレジストマスク41で覆う。
NMOS形成領域側の端Eは、上述したNMOSLDD
用イオン注入のときと同様の方法で、ゲート電極のN型
化用窓(第7のレジストマスク35のNMOS形成領域
側の端F)と、NMOSゲート電極(ゲート絶縁膜33
b上に位置するポリシリコン膜34のNMOS形成領域
側の端)との間に位置するようにする。
のレジストマスク5の端F)と、NMOS ソース・ド
レイン形成用イオン注入窓(第12のレジストマスク4
1の端E)との距離は、例えば、0.25μmデバイス
の場合、0.3μm程度とするのが好ましい。
×1015cm-2の条件で砒素イオン(As+)を注入
し、高濃度のソース領域及びドレイン領域を半導体基板
のNMOS形成領域内に形成する(図示せず)。
を形成するのに砒素イオン(As+)を用いる理由は、
イオン注入エネルギーが小さくてよくなり、さらに、素
子を低抵抗にすることができ、駆動能力を向上させるこ
とができるからである。
4b1のN型化領域34a1のうち、第12のレジスト
マスク41で覆われている領域のイオン濃度N+と、覆
われていない領域のイオン濃度N++との差は、2×10
20cm-3程度になる。
レイン領域を形成するためのNMOSソース、ドレイン
形成用注入窓データは、上記NMOSLDD用イオン注
入窓を形成するためのLDD用注入窓データと同じであ
る。
離し、剥離した箇所を洗浄する。次に、図10(a)に
示すように、PMOSゲート電極を形成する領域Gを除
いたP型領域34b1、及びN型化領域34a1を第3
のマスク層としての第13のレジストマスク42で覆
う。
3のレジストマスク42のPMOS形成領域側の端I
は、ゲート電極のP型化用窓(第8のレジストマスク3
6のPMOS形成領域側の端G)と、PMOSゲート電
極(ゲート絶縁膜33b上に位置するポリシリコン膜3
4のNMOS形成領域側の端)との間に位置するように
する。
1015cm-2の条件で第3の不純物としてのホウ素イオ
ン(B+)を注入する。これにより、PMOSゲート電
極を形成する領域Gは一層P型化されるとともに、高濃
度のソース領域及びドレイン領域が半導体基板のPMO
S形成領域内に形成される(図示せず)。
4b1のP型化領域34b1のうち、第13のレジスト
マスク42で覆われている領域のイオン濃度P+と、覆
われていない領域のイオン濃度P++との差は、2×10
20cm-3程度になる。
レイン領域を形成するためのPMOSソース、ドレイン
形成用注入窓データも、上記ゲート電極のP型化パター
ンデータをシフトさせることにより自動生成することが
できる。
基板の素子形成領域31を加熱してイオン注入した不純
物を活性化させる。そして、高融点金属を用いてゲート
電極およびソース、ドレイン領域にシリサイド43を形
成する。
した砒素イオン(As+)の注入により第10のレジス
トマスク38及び第12のレジストマスク41の端Eに
位置するポリシリコン膜34表面に炭化物が打ち込まれ
るため、この部分では、シリサイド43が形成されな
い。
ン(In+)の注入により第11のレジストマスク39
の端H、Jに位置するポリシリコン膜34表面も同様に
炭化物が打ち込まれるため、この部分では、シリサイド
43が形成されない。
れば、上記シリサイド43が形成されないシリサイド未
形成領域44a〜44cは、ゲート電極形成層34a
1、34b1のN型化領域34a1の中央部付近、また
はP型化領域34b1の中央部付近に形成されるように
なる。
が、ゲート電極形成層34a1、34b1のPN接合部
と重ならないようにすることができ、上記シリサイド未
形成領域43が形成される箇所を、1020cm-3の濃度
のポリシリコン抵抗で接続できる。
イド未形成領域44a〜44cが、ゲート電極形成層3
4a1、34b1のPN接合部と重ならないようにし、
PN接合部上にシリサイド膜43が形成されるようにし
たので、デュアルゲート構造のPMOSトランジスタに
おいてもゲート電極にPN接合からなる寄生ダイオード
が形成されなくなり、シリサイド未形成領域44におけ
る抵抗の上昇を防ぐことができる。
してリンイオンを用い、第2、第4の不純物として砒素
イオンを用いたが、上記第1の不純物と、第2、第4の
不純物はこれらに限定されず、第1の不純物を構成する
元素の質量が第2、第4の不純物を構成する元素の質量
よりも小さければどのようなものであってもよい。
オンを用い、第6の不純物としてインジウムイオンを用
いたが、上記第3、第5の不純物と、第6の不純物はこ
れらに限定されず、第3、第5の不純物を構成する元素
の質量が第6の不純物を構成する元素の質量よりも小さ
ければどのようなものであってもよい。
体装置及びその製造方法の第4の実施の形態について説
明する。
る半導体装置の製造方法を工程順に示した概略断面図で
ある。
基板の素子形成領域51上に、ゲート絶縁膜を形成した
後、フィールド絶縁膜52を形成し、NMOS形成領域
のゲート絶縁膜53aとPMOS形成領域のゲート絶縁
膜53bとを分離する。
フィールド絶縁膜52上にポリシリコン膜54を堆積さ
せた後、上記ポリシリコン膜54のPMOS形成領域5
4bを、第1のマスク層としての第14のレジストマス
ク55で覆ってゲート電極のN型化用窓を形成する。
×1015cm-2の条件で第1の不純物としてのリンイオ
ン(P+)を注入し、ポリシリコンゲート膜54のNM
OS形成領域54aをN型化する。そして、第1のレジ
ストマスク55を剥離し、剥離した箇所を洗浄する。
リコン膜54のゲート形成領域を、第15のレジストマ
スク56で覆い、ポリシリコン膜54をパターニング
し、NMOS用ゲート電極形成層54a1及びPMOS
用ゲート電極形成層54b1を形成する。そして、第1
5のレジストマスク56を剥離し、洗浄する。
S形成領域にLDDを形成するために、PMOS用ゲー
ト電極形成層54b1及びNMOS用ゲート電極形成層
54a1のPMOS用ゲート電極形成層54b1側の一
部領域を、第2のマスク層としての第16のレジストマ
スク57で覆う。
形成するためのNMOSLDDイオン注入窓(第16の
レジストマスク57のNMOS形成領域側の端L)が、
上記ゲート電極のN型化用窓(第14のレジストマスク
55のNMOS形成領域側の端K)と、NMOSゲート
電極(ゲート絶縁膜53a上に位置するポリシリコン膜
54のPMOS形成領域側の端)との間に位置するよう
にする。
×1014cm-2の条件で第2の不純物としての砒素イオ
ン(As+)を注入し、NMOSトランジスタのLDD
用のイオン注入を行う。
離し、剥離した箇所を洗浄する。次に、図12(a)に
示すように、NMOS用ゲート電極形成層54a1及び
PMOS用ゲート電極形成層54b1の側壁にサイドウ
ォールスペーサ58a〜58dを形成した後、PMOS
用ゲート電極形成層54b1及びNMOS用ゲート電極
形成層54a1のPMOS形成領域側の一部領域を上方
から覆うように第4のマスク層としての第17のレジス
トマスク59を形成する。
NMOS形成領域側の端Lは、上述したNMOSLDD
用イオン注入のときと同様の方法で、ゲート電極のN型
化用窓(第14のレジストマスク55のNMOS形成領
域側の端K)と、NMOSゲート電極(ゲート絶縁膜5
3a上に位置するポリシリコン膜54のPMOS形成領
域側の端)との間に位置するようにする。
×1015cm-2の条件で第4の不純物としての砒素イオ
ン(As+)を注入し、高濃度のソース領域及びドレイ
ン領域を半導体基板のNMOS形成領域内に形成する
(図示せず)。
4a1のうち、第17のレジストマスク59で覆われて
いる領域のイオン濃度N+と、覆われていない領域のイ
オン濃度N++との差は、1.5×1020cm-3程度にな
る。
離し、剥離した箇所を洗浄する。次に、図12(b)に
示すように、PMOSゲート電極を形成する領域Mを除
いた領域を、第3のマスク層としての第18のレジスト
マスク60で覆う。
1015cm-2の条件で第3の不純物としてのホウ素イオ
ン(B+)を注入する。これにより、PMOSゲート電
極を形成するPMOS用ゲート電極形成層54b1はP
型化されるとともに高濃度のソース領域及びドレイン領
域が半導体基板のPMOS形成領域内に形成される(図
示せず)。
基板の素子形成領域51を加熱してイオン注入した不純
物を活性化させる。そして、高融点金属を用いてゲート
電極およびソース、ドレイン領域にシリサイド61a、
61bを形成する。
ン(As+)注入により第17のレジストマスク57の
端Mに位置するポリシリコン膜表面に炭化物が打ち込ま
れるため、この部分では、シリサイド61aが形成され
ない。
上記シリサイド61aが形成されないシリサイド未形成
領域62は、NMOS用ゲート電極形成層54a1上に
形成される。
が、ゲート電極形成層54a1、54b1のPN接合部
と重ならないようにすることができ、上記シリサイド未
形成領域62が形成される箇所を、1020cm-3の濃度
のポリシリコン抵抗で接続できる。
OSトランジスタとが同一のポリシリコンで結成されて
いない構造の半導体装置であっても、上述した第1〜第
3の本実施の形態におけるCMOSトランジスタの場合
と同様に、シリサイド未形成領域62を、N型化領域
(NMOS用ゲート電極形成層54a1)上に形成で
き、シリサイド未形成領域62が、PN接合部上に位置
することがなくなる。
る寄生ダイオードが形成されることを防止でき、シリサ
イド未形成領域62おける抵抗の上昇を防止することが
できる。
ランジスタでは、PMOS用ゲート電極形成層54b1
上にシリサイド61bを完全に形成することができる。
したがって、シリサイド形成による半導体装置の動作へ
の悪影響が完全になくなる。
び第2の実施の形態と同様、第1の不純物としてリンイ
オンを用い、第2、第4の不純物として砒素イオンを用
いたが、上記第1の不純物と、第2の不純物はこれらに
限定されず、第1の不純物を構成する元素の質量が第2
の不純物を構成する元素の質量よりも小さければどのよ
うなものであってもよい。
は、ゲート電極の材料としてポリシリコン膜を使用した
が、ゲート電極材料は、ポリシリコン膜に限定されず、
半導体膜であればどのようなものであってもよい。
砒素イオンのイオン注入条件は、上述した第1〜第4の
実施の形態に記載した値に限定されない。すなわち、リ
ンイオンについては、20keV、4×1015cm-2以
下の条件でイオン注入すればよく、ホウ素イオンについ
ては、7keV、4×1015cm-2以下の条件でイオン
注入すればよく、砒素イオンについては、10keV、
6×1013cm-2以上の条件でイオン注入すればよい。
て記載する。
導体膜と、上記半導体膜上に積層されたシリサイド膜と
を有する半導体装置であって、上記半導体基板上に積層
される同一導電型の半導体膜のうちの少なくとも1つ
は、上記半導体基板の面に沿う方向で2つ以上の濃度差
を有し接続されていることを特徴とする半導体装置。
域が、上記濃度差のある領域上にあることを特徴とする
付記1に記載の半導体装置。
域が、上記濃度が最も高い領域と、その次に濃度が高い
領域との境界上にあることを特徴とする付記2に記載の
半導体装置。
は、上記半導体膜の低濃度領域に存在する不純物よりも
質量の重い不純物が存在していることを特徴とする付記
1〜3の何れか1項に記載の半導体装置。
濃度差を有する第1の導電型の半導体膜と、上記第1の
導電型と異なる第2の導電型の半導体膜とを有し、上記
第1の導電型の半導体膜の低濃度領域が、上記第2の導
電型の半導体膜と接続されていることを特徴とする付記
1〜4の何れか1項に記載の半導体装置。
の低濃度領域と、上記第2の導電型の半導体膜とが、上
記半導体基板の面に沿う方向で接続されることを特徴と
する付記5に記載の半導体装置。
濃度差を有する第1の導電型の半導体膜と、上記第1の
導電型と異なる第2の導電型の半導体膜と、不純物がド
ープされていないノンドープ半導体膜とを有し、上記ノ
ンドープ半導体膜は、上記半導体基板の面に沿う方向
で、上記第1の導電型の半導体膜の低濃度領域と、上記
第2の導電型の半導体膜とに挟まれて接続されているこ
とを特徴とする付記1〜4の何れか1項に記載の半導体
装置。
濃度差を有する第1の導電型の半導体膜と、2つ以上の
濃度差を有する上記第1の導電型と異なる第2の導電型
の半導体膜とを有し、上記第1の導電型の半導体膜の低
濃度領域と、第2の導電型の半導体膜の低濃度領域とが
接続されていることを特徴とする付記1〜4の何れか1
項に記載の半導体装置。
の低濃度領域と、上記第2の導電型の半導体膜の低濃度
領域とが、上記半導体基板の面に沿う方向で接続される
ことを特徴とする付記8に記載の半導体装置。
膜の高濃度領域には、砒素イオンが存在していることを
特徴とする付記5〜9の何れか1項に記載の半導体装
置。
膜の低濃度領域には、リンイオンが存在していることを
特徴とする付記5〜10の何れか1項に記載の半導体装
置。
膜の高濃度領域には、インジウムイオンが存在している
ことを特徴とする付記8または9に記載の半導体装置。
膜の低濃度領域には、ホウ素イオンが存在していること
を特徴とする付記8または9に記載の半導体装置。
成される絶縁膜と、上記半導体基板内に、同一導電型の
半導体膜の下部領域を挟むようにして形成される拡散層
とを有し、上記半導体膜がゲート、上記絶縁膜がゲート
絶縁膜、上記拡散層がソース及びドレインとなるトラン
ジスタを含むことを特徴とする付記1〜13の何れか1
項に記載の半導体装置。
膜がゲート、上記絶縁膜がゲート絶縁膜、上記第1の導
電型の半導体膜の下部領域を挟むように形成された拡散
層がソース及びドレインとなる第1のMOSトランジス
タと、上記第2の導電型の半導体膜がゲート、上記絶縁
膜がゲート絶縁膜、上記第2の導電型の半導体膜の下部
領域を挟むように形成された拡散層がソース及びドレイ
ンとなる第2のMOSトランジスタとを有するCMOS
トランジスタを含むことを特徴とする付記14に記載の
半導体装置。
タと、上記第2MOSトランジスタとの境界領域に形成
されている絶縁膜の厚さが、他の領域よりも厚いことを
特徴とする付記15に記載の半導体装置。
していることを特徴とする付記15または16に記載の
半導体装置。
サイドウォールスペーサが形成されていることを特徴と
する付記14〜17の何れか1項に記載の半導体装置。
を形成する第1の工程と、上記半導体膜の一部領域を覆
う第1のマスク層を形成する第2の工程と、上記第1の
マスク層をマスクとして、上記半導体膜に第1の導電型
の第1の不純物を注入し、上記半導体膜内に第1の導電
型の半導体膜を形成する第3の工程と、上記第1のマス
ク層を除去する第4の工程と、上記第1の導電型の半導
体膜と、上記第1の導電型の半導体膜と異なる半導体膜
との境界領域を含むように、上記第1の導電型の半導体
膜の一部領域と、上記第1の導電型の半導体膜と異なる
半導体膜とを覆う第2のマスク層を形成する第5の工程
と、上記第2のマスク層をマスクとして、上記半導体膜
に、上記第1の不純物よりも質量の重い元素から成る上
記第1の導電型と同一導電型の第2の不純物を注入し、
高濃度の第1の導電型の半導体膜と、低濃度の第1の導
電型の半導体膜を形成する第6の工程と、上記第2のマ
スク層を除去する第7の工程と、上記半導体膜上にシリ
サイドを形成する第8の工程とを含むことを特徴とする
半導体装置の製造方法。
工程との間に、上記低濃度の第1の導電型の半導体膜の
一部または全部の領域と、上記高濃度の第1の導電型の
半導体膜とを覆う第3のマスク層を形成する第9の工程
と、上記第3のマスク層をマスクとして、上記半導体膜
に上記第1の導電型と異なる第2の導電型の第3の不純
物を注入する第10の工程と、上記第3のマスク層を除
去する第11の工程とを含むことを特徴とする付記19
に記載の半導体装置の製造方法。
の間に、上記半導体膜の両側部にサイドウォールスペー
サを形成する第12の工程と、上記第1の導電型の半導
体膜と、上記第1の導電型の半導体膜と異なる半導体膜
との境界領域を含むように、上記第1の導電型の半導体
膜の一部領域と、上記第1の導電型の半導体膜と異なる
半導体膜とを覆う第4のマスク層を形成する第13の工
程と、上記第4のマスク層をマスクとして、上記半導体
膜に、上記第1の不純物よりも質量の重い元素から成る
上記第1の導電型と同一導電型の第4の不純物を注入す
る第14の工程と、上記第4のマスク層を除去する第1
5の工程とを含むことを特徴とする付記20に記載の半
導体装置の製造方法。
程との間に、上記第1の導電型の半導体膜を覆う第5の
マスク層を形成する第16の工程と、上記第5のマスク
層をマスクとして、上記半導体膜に、上記第1の導電型
の半導体膜と異なる第2の導電型の第5の不純物を注入
し、上記第1の導電型の半導体膜と異なる半導体膜を、
第2の導電型の半導体膜にする第17の工程と、上記第
5のマスク層を除去する第18の工程とを含み、さら
に、上記第7の工程と第12の工程との間に、上記第1
の導電型の半導体膜と、上記第2の導電型の半導体膜と
の境界領域を含むように、上記第1の導電型の半導体膜
と、上記第2の導電型の半導体膜の一部領域とを覆う第
6のマスク層を形成する第19の工程と、上記第6のマ
スク層をマスクとして、上記半導体膜に、上記第5の不
純物よりも質量の重い元素から成る上記第2の導電型と
同一導電型の第6の不純物を注入し、高濃度の第2の導
電型の半導体膜と、低濃度の第2の導電型の半導体膜を
形成する第20の工程と、上記第6のマスクを除去する
第21の工程とを有することを特徴とする付記21に記
載の半導体装置の製造方法。
導体膜にリンイオンを注入することを特徴とする付記1
9〜22の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。
導体膜に砒素イオンを注入することを特徴とする付記1
9〜23の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。
1の導電型の半導体膜と、上記第1の導電型の半導体膜
と異なる半導体膜との境界領域を含むように、上記第1
の導電型の半導体膜と、上記第1の導電型の半導体膜と
異なる半導体膜の一部領域とを覆う第3のマスク層を形
成することを特徴とする付記20〜24の何れか1項に
記載の半導体装置の製造方法。
第3の工程で半導体膜に注入した第1の導電型の不純物
よりも濃度の低い第2の導電型の不純物を注入すること
を特徴とする付記21〜25の何れか1項に記載の半導
体装置の製造方法。
半導体膜にホウ素イオンを注入することを特徴とする付
記26に記載の半導体装置の製造方法。
第2の不純物と同一の不純物を注入することを特徴とす
る付記21〜27の何れか1項に記載の半導体装置の製
造方法。
半導体膜にインジウムイオンを注入することを特徴とす
る付記28に記載の半導体装置の製造方法。
半導体膜にホウ素イオンを注入することを特徴とする付
記22〜29の何れか1項に記載の半導体装置の製造方
法。
半導体膜にインジウムイオンを注入することを特徴とす
る付記22〜30の何れか1項に記載の半導体装置の製
造方法。
記半導体基板表面に絶縁膜を形成する第22の工程を行
い、上記第1の工程は、上記酸化膜が形成された半導体
基板上に半導体膜を形成することを特徴とする付記19
〜31の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。
体膜が接合されて半導体基板上に積層されるゲート半導
体膜と、上記ゲート半導体膜上に積層されるシリサイド
膜とを有する半導体装置であって、上記シリサイド膜
は、少なくとも上記ゲート半導体膜の接合部上に形成さ
れ、且つ、同一導電型の半導体膜のうちの少なくとも1
つは、2つ以上の濃度差を有していることを特徴とする
半導体装置。
領域が、上記濃度差のある領域上に形成されていること
を特徴とする付記33に記載の半導体装置。
の高濃度領域には、上記半導体膜の低濃度領域に存在す
る不純物よりも質量の重い不純物が存在していることを
特徴とする付記33または34に記載の半導体装置。
cm-3以上、2×1020cm-3以下であることを特徴と
する付記33〜35の何れか1項に記載の半導体装置。
の導電型の半導体膜が接合したゲート半導体膜を形成し
た後、さらに上記ゲート半導体膜上にシリサイド膜を形
成して半導体装置を製造するに際して、上記ゲート半導
体膜のうち、少なくとも1つの同一導電型の半導体膜
に、軽元素の不純物イオンを注入し、上記同一導電型の
半導体膜内に低濃度領域を形成する第1の工程と、上記
同一導電型の半導体膜のうち、上記異なる2つの導電型
の半導体膜の接合部よりも低濃度領域側に、上記軽元素
よりも質量の重い重元素の不純物イオンを注入し、上記
同一導電型の半導体膜内に高濃度領域を形成する第2の
工程と、少なくとも、上記異なる2つの導電型の半導体
膜の接合部上にシリサイド膜を形成する第3の工程とを
含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
ン及びホウ素イオンのうち、少なくとも何れか一方を注
入することを特徴とする付記37に記載の半導体装置の
製造方法
ンまたはインジウムイオンのうち、少なくとも何れか一
方を注入することを特徴とする付記37または38に記
載の半導体装置の製造方法。
半導体基板上に積層される同一導電型の半導体膜が、上
記半導体基板の面に沿う方向で2つ以上の濃度差を有し
接続されるようにし、上記シリサイド膜の未形成領域
を、上記濃度差のある領域上に形成できるようにしたの
で、上記半導体膜上に形成されるシリサイドの未形成領
域を、同一導電型の半導体膜上に形成することが可能に
なり、ゲート電極にPN接合からなる寄生ダイオードが
形成されることを防止できる。これにより、半導体膜上
にシリサイドを形成したことによる悪影響を抑えなが
ら、低コスト化、微細化を実現することができる。
の製造工程を工程順に示した概略断面図である。
半導体装置の製造工程を工程順に示した概略断面図であ
る。
2で示した工程で製造される半導体装置を上方から見た
概略平面図である。
の製造工程を工程順に示した概略断面図である。
半導体装置の製造工程を工程順に示した概略断面図であ
る。
5で示した工程で製造される半導体装置を上方から見た
第1の概略平面図である。
5で示した工程で製造される半導体装置を上方から見た
第2の概略平面図である。
の製造工程を工程順に示した概略断面図である。
半導体装置の製造工程を工程順に示した概略断面図であ
る。
く半導体装置の製造工程を工程順に示した概略断面図で
ある。
置の製造工程を工程順に示した概略断面図である。
続く半導体装置の製造工程を工程順に示した概略断面図
である。
工程順に示した概略断面図である。
の製造工程を工程順に示した概略断面図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 半導体基板上に積層された半導体膜と、
上記半導体膜上に積層されたシリサイド膜とを有する半
導体装置であって、 上記半導体基板上に積層される同一導電型の半導体膜の
うちの少なくとも1つは、上記半導体基板の面に沿う方
向で2つ以上の濃度差を有し接続されていることを特徴
とする半導体装置。 - 【請求項2】 上記シリサイド膜の未形成領域が、上記
濃度差のある領域上にあることを特徴とする請求項1に
記載の半導体装置。 - 【請求項3】 上記半導体膜は、2つ以上の濃度差を有
する第1の導電型の半導体膜と、上記第1の導電型と異
なる第2の導電型の半導体膜とを有し、 上記第1の導電型の半導体膜の低濃度領域が、上記第2
の導電型の半導体膜と接続されていることを特徴とする
請求項1または2に記載の半導体装置。 - 【請求項4】 上記半導体膜は、2つ以上の濃度差を有
する第1の導電型の半導体膜と、上記第1の導電型と異
なる第2の導電型の半導体膜と、不純物がドープされて
いないノンドープ半導体膜とを有し、 上記ノンドープ半導体膜は、上記半導体基板の面に沿う
方向で、上記第1の導電型の半導体膜の低濃度領域と、
上記第2の導電型の半導体膜とに挟まれて接続されてい
ることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装
置。 - 【請求項5】 上記半導体膜は、2つ以上の濃度差を有
する第1の導電型の半導体膜と、2つ以上の濃度差を有
する上記第1の導電型と異なる第2の導電型の半導体膜
とを有し、 上記第1の導電型の半導体膜の低濃度領域と、第2の導
電型の半導体膜の低濃度領域とが接続されていることを
特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。 - 【請求項6】 上記半導体基板の表面に形成される絶縁
膜と、 上記半導体基板内に、同一導電型の半導体膜の下部領域
を挟むようにして形成される拡散層とを有し、 上記半導体膜がゲート、上記絶縁膜がゲート絶縁膜、上
記拡散層がソース及びドレインとなるトランジスタを含
むことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の
半導体装置。 - 【請求項7】 上記第1の導電型の半導体膜がゲート、
上記絶縁膜がゲート絶縁膜、上記第1の導電型の半導体
膜の下部領域を挟むように形成された拡散層がソース及
びドレインとなる第1のMOSトランジスタと、 上記第2の導電型の半導体膜がゲート、上記絶縁膜がゲ
ート絶縁膜、上記第2の導電型の半導体膜の下部領域を
挟むように形成された拡散層がソース及びドレインとな
る第2のMOSトランジスタとを有するCMOSトラン
ジスタを含むことを特徴とする請求項6に記載の半導体
装置。 - 【請求項8】 異なる2つの導電型の半導体膜が接合さ
れて半導体基板上に積層されるゲート半導体膜と、上記
ゲート半導体膜上に積層されるシリサイド膜とを有する
半導体装置であって、 上記シリサイド膜は、少なくとも上記ゲート半導体膜の
接合部上に形成され、且つ、同一導電型の半導体膜のう
ちの少なくとも1つは、2つ以上の濃度差を有している
ことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項9】 半導体基板上に、半導体膜を形成する第
1の工程と、 上記半導体膜の一部領域を覆う第1のマスク層を形成す
る第2の工程と、 上記第1のマスク層をマスクとして、上記半導体膜に第
1の導電型の第1の不純物を注入し、上記半導体膜内に
第1の導電型の半導体膜を形成する第3の工程と、 上記第1のマスク層を除去する第4の工程と、 上記第1の導電型の半導体膜と、上記第1の導電型の半
導体膜と異なる半導体膜との境界領域を含むように、上
記第1の導電型の半導体膜の一部領域と、上記第1の導
電型の半導体膜と異なる半導体膜とを覆う第2のマスク
層を形成する第5の工程と、 上記第2のマスク層をマスクとして、上記半導体膜に、
上記第1の不純物よりも質量の重い元素から成る上記第
1の導電型と同一導電型の第2の不純物を注入し、高濃
度の第1の導電型の半導体膜と、低濃度の第1の導電型
の半導体膜を形成する第6の工程と、 上記第2のマスク層を除去する第7の工程と、 上記半導体膜上にシリサイドを形成する第8の工程とを
含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項10】 半導体基板上に、異なる2つの導電型
の半導体膜が接合したゲート半導体膜を形成した後、さ
らに上記ゲート半導体膜上にシリサイド膜を形成して半
導体装置を製造するに際して、 上記ゲート半導体膜のうち、少なくとも1つの同一導電
型の半導体膜に、軽元素の不純物イオンを注入し、上記
同一導電型の半導体膜内に低濃度領域を形成する第1の
工程と、 上記同一導電型の半導体膜のうち、上記異なる2つの導
電型の半導体膜の接合部よりも低濃度領域側に、上記軽
元素よりも質量の重い重元素の不純物イオンを注入し、
上記同一導電型の半導体膜内に高濃度領域を形成する第
2の工程と、 少なくとも、上記異なる2つの導電型の半導体膜の接合
部上にシリサイド膜を形成する第3の工程とを含むこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。
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