JP2007318019A - 半導体装置の製造方法および半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 フィールド酸化絶縁膜形成工程は、アクティブ領域部分13において、フォトレジストをスピンコートする際における半導体基板11の表面上の回転中心Oにこの基板11の表面に沿った遠心力作用方向Fで対向する側面部分のうち、この遠心力作用方向Fの前側に位置する部分13aが、半導体基板11の平面視でこの遠心力作用方向Fの前側に向けて凸の曲面状となるようにフィールド酸化絶縁膜12を形成する。
【選択図】 図12
Description
ここで、電極膜を形成するときの半導体基板の表面には、凸部分としてのフィールド酸化絶縁膜と、凹部分としてのアクティブ領域部分とが形成されて、この半導体基板の表面に凹凸部が形成されている。そして、このような半導体基板の表面に電極膜を形成すると、この電極膜の表面も前記凹凸部の形状に対応した形状となる。
以上の半導体装置の製造方法において、電極膜の表面に塗布されたフォトレジストに塗布むらが生じていると、形成される電極の寸法精度が低下し、さらにこの寸法精度の低下が、この後工程である抵抗体形成工程でも影響を及ぼし、この抵抗体の寸法精度までも低下させ、半導体装置に所望の特性を具備させることができなくなるおそれがあった。
さらに、電極および抵抗体が、半導体基板の表面における複数個所に形成されている場合には、これらの寸法精度が、半導体基板の表面における位置ごとでばらつくのも防ぐことができる。
以下、各工程の詳細について説明する。
このフィールド酸化絶縁膜形成工程では、まず、半導体基板11の表面において、後述するアクティブ領域部分13の形成予定部の一部に不純物をイオン注入した後に、これを高温でアニール処理して、前記不純物を拡散させることにより、ウェル拡散層11aを形成する。ここで、例えば、半導体基板11がP型シリコンにより形成されている場合には、前記不純物をリンとしてウェル拡散層11aをN型にする。次に、この半導体基板11の表面に、形成するフィールド酸化絶縁膜12の平面視形状と対応するようにパターンニングされた例えば窒化シリコンからなるマスク11bを対向させて配置した状態で、局所的酸化法を施しフィールド酸化絶縁膜12を形成する。このフィールド酸化絶縁膜12は、元の半導体基板11の表面に対して、内方に食い込むとともに外方にも膨出し、その全体の厚さが6000Å〜8000Åとされている。このフィールド酸化絶縁膜12により、半導体基板11の表面を複数のアクティブ領域部分13に区画する。なお、各アクティブ領域部分13は、その全周にわたってフィールド酸化絶縁膜12により囲まれている。
ここで、この際の半導体基板11の表面は、フィールド酸化絶縁膜12が凸部で、アクティブ領域部分13が凹部とされて全体が凹凸形状とされる。
この電極形成工程では、まず、アクティブ領域部分13に熱酸化処理を施し、厚さが100Å〜400Åのゲート酸化絶縁膜11cを形成する。そして、このゲート酸化絶縁膜11cにイオン注入を行うことにより、このゲート酸化絶縁膜11cに所望の閾値電圧を付与する。
次に、この半導体基板11の表面の略全域に、CVD法により例えば多結晶シリコンからなる電極膜14を形成する。この際、電極膜14は、半導体基板11の表面における前記凹凸形状と対応するような凹凸形状となる。すなわち、電極膜14において、フィールド酸化絶縁膜12の形成位置と対応する部分は凸部14aとなり、アクティブ領域部分13の形成位置と対応する部分は凹部14bとなる。そして、この電極膜14に例えばBoron若しくはBF2等の不純物をイオン注入し、この電極膜14全体をP+型多結晶シリコンにする(図2)。
そして、電極16の表面に配置されているフォトレジスト15を除去した後に、熱酸化若しくは減圧CVD法等により、複数の電極16およびタングステンシリサイド層19それぞれの外表面を覆うように、酸化絶縁膜20を形成する(図4)。
この抵抗体形成工程では、まず、この半導体基板11の表面の略全域に、CVD法若しくはスパッタ法により例えば多結晶シリコンからなる厚さが500から3000Åの抵抗体膜17を形成する。この際、抵抗体膜17は、半導体基板11の表面に対して凸形状であるフィールド酸化絶縁膜12および電極16の形成位置と対応する部分が凸部17aとなり、凹形状であるアクティブ領域部分13の形成位置と対応する部分が凹部17bとなる。そして、この抵抗体膜17の表面全域にわたって、例えばBoron若しくはBF2等の不純物をドーズ量1×1014atoms/cm2程度イオン注入し、この抵抗体膜17全体を低濃度のP型とする(図5)。
例えば、前記実施形態では、図2に示す電極形成工程において、電極膜14を形成した後に、この電極膜14に不純物をイオン注入して、この電極膜14をP+型多結晶シリコンにしたが、これに代えて、半導体基板11の表面に電極膜14を形成する際、同時に不純物を混入する、いわゆるDoped−CVD法により直接、P+型多結晶シリコンからなる電極膜を形成するようにしてもよい。
また、前記実施形態では、図3に示す電極形成工程において、電極膜14の表面に高融点金属シリサイドからなるタングステンシリサイド層19を形成したが、これに代えて、例えばモリブデンシリサイド、チタンシリサイドまたはプラチナシリサイドを採用してもよい。
さらに、前記実施形態では、図4に示す電極形成工程において、熱酸化処理若しくは減圧CVD法等により電極16等の外表面を覆うように厚さ100Å〜500Åの酸化絶縁膜20を形成したが、これに代えて、電極16等の外表面に、厚さ約300Åの酸化膜と、CVD法により形成された厚さ約500Åの窒化膜と、厚さ約10Åの熱酸化膜とがこの順に積層されてなる絶縁膜を採用してもよい。
さらに、前記実施形態では、抵抗体形成工程において、図6に示すように、抵抗体膜17の所定個所に限定してリン等の不純物をイオン注入して、この個所を低濃度のN型としたが、このイオン注入をしないで、図10に基づいて説明したように第1抵抗体18aの外周縁部を高濃度不純物領域23に形成したときに、この領域23の高濃度不純物を第1抵抗体18aの全域にドーピングして、前記実施形態で得られる第1抵抗体18aと比べて低い抵抗の抵抗体を形成するようにしてもよい。
また、前記実施形態では、抵抗体形成工程において、図5に示すように、抵抗体膜17の全域にBoron等の不純物をイオン注入して、この抵抗体膜17全体を低濃度のP型としたが、このイオン注入をしないで、図11に基づいて説明したように、第2抵抗体18bの外周縁部を高濃度不純物領域26に形成したときに、この領域26の高濃度不純物を第2抵抗体18bの全域にドーピングして、前記実施形態で得られる第2抵抗体18bと比べて低い抵抗の抵抗体を形成するようにしてもよい。
さらに、前記実施形態では、図11に示したように、電極16の全ての角部を遠心力作用方向Fの後側に向けて凸の曲面状としたが、電極16の前記側面部分のうち、少なくとも前記遠心力作用方向Fの後側に位置する部分16aが、前記遠心力作用方向Fの後側に向けて凸の曲面状とするようにしてもよい。
12 フィールド酸化絶縁膜
13 アクティブ領域部分
14 電極膜
15 フォトレジスト
16 電極
17 抵抗体膜
18a、18b 抵抗体
F 遠心力作用方向
O 回転中心
Claims (4)
- 半導体基板の表面に局所的酸化法を施し、この基板の表面に対して膨出するフィールド酸化絶縁膜を形成し、このフィールド酸化絶縁膜により、半導体基板の表面を複数のアクティブ領域部分に区画するフィールド酸化絶縁膜形成工程と、
半導体基板の表面に電極膜を形成した後に、この電極膜の表面にスピンコートにより塗布したフォトレジストを露光し、その後、電極膜の不要部分をエッチングして除去し電極を形成する電極形成工程と、
半導体基板の表面に抵抗体膜を形成した後に、この抵抗体膜の表面にスピンコートにより塗布したフォトレジストを露光し、その後、抵抗体膜の不要部分をエッチングして除去し抵抗体を形成する抵抗体形成工程とを有する半導体装置の製造方法であって、
前記フィールド酸化絶縁膜形成工程は、前記アクティブ領域部分において、前記スピンコート時における半導体基板の表面上の回転中心にこの基板の表面に沿った遠心力作用方向で対向する側面部分のうち、この遠心力作用方向の前側に位置する部分が、半導体基板の平面視でこの遠心力作用方向の前側に向けて凸の曲面状となるように、前記フィールド酸化絶縁膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記電極形成工程は、前記電極において、前記スピンコート時における半導体基板の表面上の回転中心にこの基板の表面に沿った遠心力作用方向で対向する側面部分のうち、この遠心力作用方向の後側に位置する部分が、半導体基板の平面視でこの遠心力作用方向の後側に向けて凸の曲面状となるように、前記電極膜の不要部分をエッチングして除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 半導体基板の表面に対して膨出し、この表面を複数のアクティブ領域部分に区画するフィールド酸化絶縁膜と、半導体基板の表面に電極膜を形成した後に、この電極膜の表面にスピンコートにより塗布したフォトレジストを露光し、電極膜の不要部分をエッチングして除去することにより形成された電極と、半導体基板の表面に抵抗体膜を形成した後に、この抵抗体膜の表面にスピンコートにより塗布したフォトレジストを露光し、抵抗体膜の不要部分をエッチングして除去することにより形成された抵抗体とが備えられた半導体装置であって、
前記アクティブ領域部分において、前記スピンコート時における半導体基板の表面上の回転中心にこの基板の表面に沿った遠心力作用方向で対向する側面部分のうち、この遠心力作用方向の前側に位置する部分が、半導体基板の平面視でこの遠心力作用方向の前側に向けて凸の曲面状とされていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項3記載の半導体装置において、
前記電極において、前記スピンコート時における半導体基板の表面上の回転中心にこの基板の表面に沿った遠心力作用方向で対向する側面部分のうち、この遠心力作用方向の後側に位置する部分が、半導体基板の平面視でこの遠心力作用方向の後側に向けて凸の曲面状とされていることを特徴とする半導体装置。
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