JP2594121B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP2594121B2
JP2594121B2 JP16930588A JP16930588A JP2594121B2 JP 2594121 B2 JP2594121 B2 JP 2594121B2 JP 16930588 A JP16930588 A JP 16930588A JP 16930588 A JP16930588 A JP 16930588A JP 2594121 B2 JP2594121 B2 JP 2594121B2
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sio
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forming
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は半導体装置の製造方法、特にゲート電極に対
してS/D領域をセルフアラインで形成することによりS/D
領域の位置関係を精度よくかつS/D領域を微細にコント
ロールでき又リーク電流特性の向上が図れる半導体装置
の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Industrial application field The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of forming a S / D region by self-alignment with respect to a gate electrode.
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device capable of accurately controlling the positional relationship between regions and finely controlling an S / D region and improving leakage current characteristics.

半導体集積回路においては、高密度化の要求が一段と
高まる中で微細化の技術の進歩は急速に勢いで進んでい
る。
In the field of semiconductor integrated circuits, advances in miniaturization technology have been rapidly advancing as the demand for higher density has further increased.

そこで、SiNサイドウオールスペーサを用いたLOCOSの
技術でゲートに対してS/D領域をセルファラインで形成
する発明がなされている。
Therefore, an invention has been made in which an S / D region is formed by a self-alignment with respect to a gate by a LOCOS technique using a SiN sidewall spacer.

(ロ)従来の技術 第2図は一の従来例の半導体装置の製造工程途中断面
図で、S/D領域はパターニングにより形成される最もよ
く知られた従来例であり、 第3図(a),(b)は他の実施例の半導体装置の製
造方法を説明する一部工程断面図で、SiNサイドウオー
ルスペーサを用いたLOCOS技術でゲートに対してS/D領域
がセルフアラインで形成される最も新しい従来例であ
る。
(B) Prior art FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device during the manufacturing process, in which the S / D region is the most well-known conventional example formed by patterning. (B) is a partial cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment, in which an S / D region is self-aligned with respect to a gate by LOCOS technology using a SiN sidewall spacer. This is the newest conventional example.

第2図において、(101)はP形半導体基板、(102)
はフィールドSiO2膜、(104)は厚さ200ÅのゲートSi
O2、(105)はN+形ポリシリコンゲート電極、(106)は
絶縁用SiO2、(109)は低濃度S/D領域、(110)は高濃
度S/D領域、(111)はSiO2サイドウオールスペーサであ
る。
In FIG. 2, (101) is a P-type semiconductor substrate, (102)
Is a field SiO 2 film, (104) is a 200-mm-thick gate Si
O 2 , (105) is an N + type polysilicon gate electrode, (106) is insulating SiO 2 , (109) is a low concentration S / D region, (110) is a high concentration S / D region, and (111) is This is an SiO 2 sidewall spacer.

同図の半導体装置はサイドウオールを有するLDD構造
のMOSFETを示し、フィールドSiO2膜の位置とゲートの位
置はパターニングにより決定される。これによる影響と
して、第1にLDD構造のS/D領域はマスクの位置ずれによ
ってゲートの両側で大きさが異なる。従ってS/D領域の
シリーズ抵抗およびコンタクト抵抗が両側で大きさがア
ンバランスになり片側で大きくなることがある。又第2
にS/D領域そのもののサイズも微細化に限界がある。従
ってソース−基板間,ドレイン−基板間の容量の低減も
困難となり半導体装置の高速化も図り難い。
The semiconductor device shown in FIG. 1 shows a MOSFET having an LDD structure having sidewalls, and the position of a field SiO 2 film and the position of a gate are determined by patterning. As an effect of this, firstly, the size of the S / D region of the LDD structure is different on both sides of the gate due to the misalignment of the mask. Therefore, the series resistance and the contact resistance in the S / D region may be unbalanced on both sides and may be increased on one side. Second
In addition, the size of the S / D region itself is limited in miniaturization. Therefore, it is difficult to reduce the capacitance between the source and the substrate and between the drain and the substrate, and it is also difficult to increase the speed of the semiconductor device.

第3図は第2図の半導体装置を改良したものであり、
同図(a)において、(201)はP形半導体基板、(20
2)は第1のフィールドSiO2、(204)はゲートSiO2
(205)は+N形ポリシリコンゲート電極、(206)は絶縁
用SiO2膜、(207)はSiN膜で、以上は通常の半導体集積
回路の製造方法にて形成できる。次にサイドウオール用
のSiN膜を厚く堆積するが、あらかじめP形半導体基板
の表面あれを防ぐため少なくとも厚さ100Å位のSiO2
をP形半導体基板上に披着しておくことが望ましい。こ
れに相当するのがゲートSiO2膜(204)である。しかる
後、SiN膜を堆積し異方性エッチングにより幅2500〜300
0Å程度のSiNサイドウオールを形成する。次に第2のフ
ィールドSiO2膜(203)を形成するところのゲートSiO2
膜を除去し、更に第2のフィールドSiO2膜(203)の形
成を容易にする為700Å程度半導体基板をエッチングす
る。しかる後、SiNサイドウオール(208)をマスクした
LOCOS技術により、厚さ2000Åの第2のフィールドSiO2
膜を形成する。
FIG. 3 is an improvement of the semiconductor device of FIG.
In FIG. 1A, (201) is a P-type semiconductor substrate, (20)
2) is the first field SiO 2 , (204) is the gate SiO 2 ,
(205) is a + N-type polysilicon gate electrode, (206) is an insulating SiO 2 film, and (207) is a SiN film. The above can be formed by a normal semiconductor integrated circuit manufacturing method. Next, a thick SiN film for sidewalls is deposited, and it is desirable that an SiO 2 film having a thickness of at least about 100 ° be deposited on the P-type semiconductor substrate in advance to prevent the surface of the P-type semiconductor substrate from being roughened. The gate SiO 2 film (204) corresponds to this. Thereafter, a SiN film is deposited, and the width is 2500 to 300 by anisotropic etching.
A 0Å SiN sidewall is formed. Next, a gate SiO 2 for forming a second field SiO 2 film (203)
After removing the film, the semiconductor substrate is etched by about 700 ° to facilitate formation of the second field SiO 2 film (203). After that, the SiN sidewall (208) was masked.
With LOCOS technology, a second field SiO 2 of 2000 mm thickness
Form a film.

次にSiN膜(207)とSiN膜サイドウオール(208)とポ
リシリコンゲート電極の下以外のゲートSiO2膜とを順次
除去する。
Next, the SiN film (207), the SiN film sidewall (208), and the gate SiO 2 film other than under the polysilicon gate electrode are sequentially removed.

次に同図(b)に示すように、低濃度S/D領域を形成
した後、SiO2サイドウオールスペーサ(211)をよく知
られた方法で形成する。しかる後選択的シリコン成長の
技術によりN+形高濃度SiS/Dパッド(210)を形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, after forming a low concentration S / D region, an SiO 2 sidewall spacer (211) is formed by a well-known method. Thereafter, an N + type high concentration SiS / D pad (210) is formed by a selective silicon growth technique.

以上述べたように、第3図の半導体装置はS/D領域(2
09)がセルフアラインによって形成されるので、サイズ
が微細化できる。従って浮遊容量の低減が図れると同時
に高密度化も可能である。
As described above, the semiconductor device of FIG.
Since 09) is formed by self-alignment, the size can be reduced. Therefore, the stray capacitance can be reduced and the density can be increased.

しかしSiNサイドウオール(208)を用いたLOCOS技術
による第2のフィールドSiO2膜(202)形成時の熱処理
により、SiNサイドウオール(208)の下の第2のフィー
ルドSiO2膜(202)と半導体基板(201)との境界部に歪
が残るため、ここに形成された低濃度S/D領域(209)は
P形半導体基板(201)との間でリーク電流の増大がみ
られる。これは特にメモリ素子にとっては大きな欠点と
なる。
By However SiN sidewall (208) a second field SiO 2 film (202) heat treatment during formation by LOCOS technique using a semiconductor and a second field SiO 2 film (202) under the SiN sidewall (208) Since distortion remains at the boundary with the substrate (201), the low-concentration S / D region (209) formed here shows an increase in leakage current with the P-type semiconductor substrate (201). This is a major drawback, especially for memory devices.

(ハ)発明が解決しようとする課題 以上述べた2種類の従来方法によると、一方は、パタ
ーニングによりS/D領域が形成されるため、微細化・高
速化が困難かつシリーズ抵抗およびコンタクト抵抗が片
側で大きくなる場合がある欠点をもつ。他方は、セルフ
アラインによりS/D領域が形成されるため微細化・高速
化は図れるが、リーク電流が大きい欠点をもつ。
(C) Problems to be Solved by the Invention According to the two types of conventional methods described above, one is that the S / D region is formed by patterning, so that miniaturization and high speed are difficult, and the series resistance and contact resistance are low. It has the disadvantage that it can be large on one side. On the other hand, since the S / D region is formed by self-alignment, miniaturization and high speed can be achieved, but there is a drawback that a large leak current occurs.

そこで本発明は、セルフアラインによりS/D領域を形
成して微細化・高速化を図ると同時に半導体基板に歪を
与えないようにしてリーク電流を減少させ特性の向上を
図ることを目的とするものである。
Therefore, an object of the present invention is to form a S / D region by self-alignment to achieve miniaturization and high speed, and at the same time, to reduce a leak current so as not to give a distortion to a semiconductor substrate and to improve characteristics. Things.

(ニ)課題を解決するための手段 上記目的は、ゲートに対してS/D領域をセルフアライ
ンで形成する工程を含んだ製造方法で形成される、LDD
構造とサイドウオールスペーサを有するゲート構造とを
有する半導体装置において、一導電形の半導体基板上に
ゲートSiO2膜となる第1のSiO2膜を形成する工程と、該
第1のSiO2膜上にポリシリコンゲート電極となる第1の
ポリシリコン膜を堆積する工程と、該第1のポリシリコ
ン膜に反対導電形の不純物を導入する工程と、該第1の
ポリシリコン膜上に第2のSiO2膜を付着する工程と、該
第2のSiO2膜上に第1のSiN膜を堆積する工程と、第1
の酸化防止用SiN膜となる該第1のSiN膜と絶縁用SiO2
となる該第2のSiO2膜とポリシリコンゲート電極となる
前記第1のポリシリコン膜とゲートSiO2膜となる前記第
1のSiO2膜とを順次選択的にエッチングして第1のゲー
ト多層膜を形成する工程と、該第1のゲート多層膜の形
成された半導体基板を酸化して該第1のゲート多層膜の
形成された領域以外の半導体基板の露出面と、該第1の
ゲート多層膜を構成するゲート電極であるポリシリコン
膜の周囲側面とに第3のSiO2膜を堆積する工程と、該第
1のゲート多層膜の上面およびその周囲側面とこれらの
部分以外の該半導体基板上の第3のSiO2膜上全面に第2
のSiN膜を形成する工程と、該第2のSiN膜上に第2のポ
リシリコン膜を堆積する工程と、該第2のポリシリコン
膜を異方性エッチングして前記第1のゲート多層膜の周
囲側面に該第2のSiN膜を介してポリシリコンサイドウ
オールを形成する工程と、該ポリシリコンサイドウオー
ルをマスクとして該第2のSiN膜を選択的にエッチング
除去して第2の酸化防止用SiN膜を形成する工程と、該
ポリシリコンサイドウオールをエッチング除去する工程
と、前記第1と第2の酸化防止用SiN膜をマスクとして
前記半導体基板表面に選択酸化してフィールドSiO2膜を
形成すると同時に低濃度S/D領域を形成する工程と、該
第1と第2の酸化防止用SiN膜をエッチング除去する工
程と、該第1のゲート多層膜およびフィールドSiO2膜を
マスクして該半導体基板に選択的に低濃度S/D領域とな
る低濃度の反対導電形不純物領域を形成する工程と、前
記ゲートSiO2膜と前記絶縁用SiO2膜と前記第3のSiO2
と前記ポリシリコンゲート電極とからなる第2のゲート
多層膜を覆いかつ半導体基板の第3のSiO2膜上全面に第
4のSiO2膜を堆積する工程と、該第4のSiO2膜を異方性
エッチングして該第2のゲート多層膜の周囲側面に接し
てかつ前記フィールドSiO2膜の形成された領域と重なら
ないように適当な間隔をおいてサイドウオールスペーサ
を形成する工程と、該第2のゲート多層膜と該サイドウ
オールスペーサと該フィールドSiO2膜とをマスクとして
高濃度の反対導電形不純物を前記半導体基板に選択的に
導入して高濃度S/D領域を形成する工程とを含むことを
特徴とする半導体装置の製造方法によって達成される。
(D) Means for Solving the Problems The above object is achieved by an LDD formed by a manufacturing method including a step of forming an S / D region with respect to a gate by self-alignment.
In a semiconductor device having a gate structure having a structure and the side wall spacers, a step of forming a first SiO 2 film serving as a gate SiO 2 film on a semiconductor substrate of one conductivity type, the first SiO 2 film Depositing a first polysilicon film serving as a polysilicon gate electrode, introducing an impurity of an opposite conductivity type into the first polysilicon film, and forming a second polysilicon film on the first polysilicon film. Attaching a SiO 2 film, depositing a first SiN film on the second SiO 2 film,
The first polysilicon film and the gate SiO 2 film and the oxidation preventing SiN film becomes the first SiN film becomes SiO 2 film and polysilicon gate electrode of the second of the insulating SiO 2 film Forming a first gate multilayer film by sequentially and selectively etching the first SiO 2 film; and oxidizing the semiconductor substrate on which the first gate multilayer film is formed to form the first gate multilayer film. Depositing a third SiO 2 film on an exposed surface of the semiconductor substrate other than the region where the multilayer film is formed, and on a peripheral side surface of a polysilicon film which is a gate electrode constituting the first gate multilayer film; A second layer is formed on the entire surface of the third SiO 2 film on the semiconductor substrate except for the upper surface of the first gate multilayer film, the peripheral side surfaces thereof, and these portions.
Forming a second polysilicon film, depositing a second polysilicon film on the second SiN film, and anisotropically etching the second polysilicon film to form the first gate multilayer film. Forming a polysilicon sidewall on the peripheral side surface of the semiconductor device via the second SiN film, and selectively removing the second SiN film by etching using the polysilicon sidewall as a mask to prevent a second oxidation. Forming a SiN film for etching, etching and removing the polysilicon sidewall, and selectively oxidizing the surface of the semiconductor substrate using the first and second SiN films for oxidation prevention as a mask to form a field SiO 2 film. Forming a low concentration S / D region at the same time as forming, etching and removing the first and second antioxidant SiN films, and masking the first gate multilayer film and the field SiO 2 film. Selectively for the semiconductor substrate Forming a low-concentration opposite conductivity type impurity region to be a low-concentration S / D region; and forming the low-concentration S / D region from the gate SiO 2 film, the insulating SiO 2 film, the third SiO 2 film, and the polysilicon gate electrode. a step of the second gate multilayer film covering and the third SiO 2 film on the entire surface of the semiconductor substrate is deposited a fourth SiO 2 film made, said the SiO 2 film of the fourth is anisotropically etched Forming a sidewall spacer in contact with the peripheral side surface of the second gate multilayer film and at an appropriate interval so as not to overlap the region where the field SiO 2 film is formed; Forming a high-concentration S / D region by selectively introducing high-concentration opposite-conductivity-type impurities into the semiconductor substrate using the sidewall spacer and the field SiO 2 film as a mask. This is achieved by a method of manufacturing a semiconductor device.

(ホ)作用 即ち本発明は第2図の従来例を改良した第3図の従来
例の半導体装置のSiNサイドウオール(208)のかわりに
ポリシリコンのサイドウオールを形成し、この部分に薄
いSiN膜を残してフィールドSiO2間を直接形成した後、
ゲートとこのフィールドSiO2膜との間にS/D領域を形成
することによって、厚いSiN膜から形成されるSiNサイド
ウオールを原因として生ずる半導体基板の歪の発生を抑
制して、S/D領域を形成した時のリーク電流を小さく保
持することを可能にするとともに、S/D領域をセルフア
ラインにて形成することによって、S/D領域を微細にか
つ同一の幅に形成できるので、抵抗のバラツキを小さく
かつ高密度化も可能にする。
(E) Function In the present invention, a polysilicon sidewall is formed in place of the SiN sidewall (208) of the conventional semiconductor device shown in FIG. 3 which is an improvement of the conventional example shown in FIG. After forming directly between the field SiO 2 leaving the film,
By forming an S / D region between the gate and this field SiO 2 film, the occurrence of distortion of the semiconductor substrate caused by the SiN sidewall formed from the thick SiN film is suppressed, and the S / D region is formed. In addition to making it possible to keep the leakage current when forming the S / D area small, and by forming the S / D area by self-alignment, the S / D area can be formed finely and with the same width, Small variations and high density are possible.

(ヘ)実施例 以下、本発明を図示の一実施例により具体的に説明す
る。
(F) Embodiment Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to an embodiment shown in the drawings.

第1図(a)〜(i)は本発明に係る半導体装置の製
造方法を説明する工程断面図である。
1 (a) to 1 (i) are process sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

第1図において(a)に示すように、P形半導体基板
(1)(例えばP形Si基板)にゲートSiO2膜となる厚さ
200Åの第1のSiO2膜とポリシリコンゲート電極となる
厚さ4000Åの第1のポリシリコン膜とを披着する。しか
る後第1のポリシリコン膜をN+化する為にリンなどのN
形不純物を導入する。
As shown in FIG. 1 (a), the thickness of a P-type semiconductor substrate (1) (for example, a P-type Si substrate) serving as a gate SiO 2 film is formed.
A first SiO 2 film having a thickness of 200 mm and a first polysilicon film having a thickness of 4000 mm serving as a polysilicon gate electrode will be shown. After that, the first polysilicon film is converted to N + by N such as phosphorus.
Form impurities are introduced.

次に同図(b)に示すように、ポリシリコンゲート上
にストレス防止として働く絶縁用SiO2膜となる厚さ2000
Åの第2のSiO2膜(4)と第1の酸化防止用SiN膜とな
る厚さ500Åの第1のSiN膜(5)とを付着する。
Next, as shown in FIG. 2B, the thickness of the insulating SiO 2 film acting as a stress prevention on the polysilicon gate is 2000 μm.
A second SiO 2 film (4) and a first SiN film (5) with a thickness of 500 ° serving as a first oxidation-preventing SiN film are deposited.

更に同図(c)に示すように、以上披着した多層膜の
うち第1のSiN膜(5)と第2のSiO2(4)と第1のポ
リシリコン膜をパターニングして選択的にエッチングし
て、第1の酸化防止用SiN膜(55)と絶縁用SiO2膜(5
4)とポリシリコンゲート電極(53)とを形成する。そ
の後ポリシリコンゲート電極の側面に絶縁用及び第2の
SiN膜(同図(d)の(8))のカバレージ用の厚さ300
Åの第3のSiO2膜(7)を披着する。このとき同時にポ
リシリコンゲート電極(53)の下のSiO2膜(52)を除い
たP形半導体基板(1)上には第1のSiO2膜(図(a)
の(2))上に新しくSiO2膜が披着して第3のSiO2
(7)が形成される。
Further, as shown in FIG. 3C, the first SiN film (5), the second SiO 2 (4) and the first polysilicon film are patterned and selectively formed from the multilayer films thus formed. After etching, the first anti-oxidation SiN film (55) and the insulating SiO 2 film (5)
4) and a polysilicon gate electrode (53) are formed. Then, the insulating and second
A thickness of 300 for the coverage of the SiN film ((8) in the same figure (d))
The third SiO 2 film (7) will be shown. At this time, a first SiO 2 film (FIG. 5A) is formed on the P-type semiconductor substrate (1) except for the SiO 2 film (52) under the polysilicon gate electrode (53).
(2)), a new SiO 2 film is deposited, and a third SiO 2 film (7) is formed.

次に同図(d)に示すように、第2の酸化防止用SiN
膜となる厚さ500Åの第2のSiN膜とS/D領域をセルフア
ラインにて形成する為のポリシリコンサイドウオールと
なる厚さ6000Åの第2のポリシリコン膜(9)とを披着
する。
Next, as shown in FIG.
A second SiN film with a thickness of 500 mm to be a film and a second polysilicon film (9) with a thickness of 6000 mm to be a polysilicon sidewall for forming an S / D region by self-alignment are exhibited. .

しかる後同図(e)に示すように、RIEによる異方性
エッチングにより幅0.6μのポリシリコンサイドウオー
ル(59)を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 4E, a polysilicon sidewall (59) having a width of 0.6 μm is formed by anisotropic etching by RIE.

その後同図(f)に示すように、ポリシリコンサイド
ウオール(59)をマスクにして第2のSiN膜(図(e)
の(8))をホットリン酸によりウェットエッチングす
る。このとき同時にポリシリコンゲート電極(図(c)
の(53))上の第2のSiN膜(図(d)の(8))も除
去され、第1の酸化防止用SiN膜(図(c)の(55))
が現われる。
Thereafter, as shown in FIG. 4F, a second SiN film (FIG. 4E) is formed using the polysilicon sidewall (59) as a mask.
(8)) is wet-etched with hot phosphoric acid. At this time, the polysilicon gate electrode (FIG.
(53)), the second SiN film ((8) in FIG. (D)) is also removed, and the first antioxidant SiN film ((55) in FIG. (C))
Appears.

しかる後、第1の酸化防止用SiN膜(図(c)の(5
5))と第2の酸化防止用SiN膜(58)とをマスクとして
選択的に酸化してフィールドSiO2膜(10)をゲートの周
辺に形成する。
Thereafter, the first antioxidant SiN film (see (5) in FIG.
5)) and the second oxidation-preventing SiN film (58) are selectively oxidized as a mask to form a field SiO 2 film (10) around the gate.

次に同図(g)に示すように、第1,第2の酸化防止用
SiN膜(図(f)の(55),(56))を除去し、第1の
ゲート多層膜およびフィールドSiO2膜(10)をマスクと
してセルフアラインにより、N-型低濃度S/D領域(56)
をN形不純物のイオン注入により形成した後、SiO2膜サ
イドウオールスペーサとなる厚さ4000Åの第4のSiO2
(11)を披着する。
Next, as shown in FIG.
The SiN film ((55) and (56) in FIG. 7F) is removed, and the first gate multilayer film and the field SiO 2 film (10) are used as a mask to perform self-alignment to form an N -type low concentration S / D region. (56)
Is formed by ion implantation of an N-type impurity, and then a fourth SiO 2 film (11) having a thickness of 4000 ° serving as a SiO 2 film sidewall spacer is formed.

次に同図(h)に示すように、RIEによる異方性エッ
チングにて幅0.2μのSiO2サイドウオールスペーサ(6
1)を形成した後、N形不純物をP形半導体基板(図
(a)の(1))に導入し高濃度S/D領域(12)を形成
する。
Next, as shown in FIG. 1H, a 0.2 μm wide SiO 2 side wall spacer (6
After forming 1), an N-type impurity is introduced into a P-type semiconductor substrate ((1) in FIG. 1A) to form a high concentration S / D region (12).

こうしてセルフアラインにて形成されたS/D領域は、
ポリシリコンサイドウオール(図(e)の(59))の幅
0.6μとSiO2サイドウオールスペーサ(61)の幅0.2μと
の差によってきまるサイズ(幅約0.4μ)をもつ。
The S / D region thus formed by self-alignment
The width of the polysilicon sidewall ((59) in Figure (e))
It has a size (approximately 0.4μ width) determined by the difference between 0.6μ and the 0.2μ width of the SiO 2 sidewall spacer (61).

次に同図(i)に示すように、N+形ポリシリコンS/D
電極を形成した後、層間のBPSG膜(15)を披着しS/D配
線用開口部(16)を開けてAl S/D配線電極(14)を形成
する。
Next, as shown in FIG. (I), N + form polysilicon S / D
After forming the electrodes, the BPSG film (15) between the layers is deposited, and the S / D wiring opening (16) is opened to form the Al S / D wiring electrode (14).

以上必要ならカバー絶縁膜を覆って半導体装置は完成
する。
If necessary, the semiconductor device is completed by covering the cover insulating film.

以上説明した製造方法は半導体基板(1)およびS/D
領域(56)及び(12)の導電形が逆タイプでも有効なこ
とは言うまでもない。又ポリシリコンゲート電極、ポリ
シリコンS/D電極の導電形も逆タイプでも有効である。
The manufacturing method described above uses the semiconductor substrate (1) and the S / D
It is needless to say that the conductivity types of the regions (56) and (12) are also effective even if the conductivity types are reversed. Also, the conductivity type of the polysilicon gate electrode and the polysilicon S / D electrode is effective even if the conductivity type is reversed.

(ト)発明の効果 以上のように本発明によれば、薄いSiN膜をセルフア
ラインにて形成されるポリシリコンサイドウオールを用
いてパターニングすることと、このポリシリコンより幅
の小さいSiO2サイドウオールスペーサを形成してポリシ
リコンサイドウオールの幅とSiO2サイドウオールスペー
サの幅との差分のS/D領域を形成することに特徴があ
り、半導体装置の高密度化、特性の向上を有効に図れ
る。
(G) Effects of the Invention As described above, according to the present invention, a thin SiN film is patterned using a polysilicon sidewall formed by self-alignment, and a SiO 2 sidewall smaller in width than the polysilicon is formed. The feature is that the spacer is formed to form an S / D region having a difference between the width of the polysilicon sidewall and the width of the SiO 2 sidewall spacer, thereby effectively increasing the density and characteristics of the semiconductor device. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図(a)〜(i)は本発明に係る半導体装置の製造
方法を説明する工程断面図、第2図は一の従来側の半導
体装置の製造工程途中断面図、第3図(a),(b)は
他の従来例の半導体装置の製造方法を説明する一部工程
断面図である。 図において、 (1),(101),(201)……P形半導体基板、(1
0),(102)……フィールドSiO2膜、(202),(203)
……第1,第2のフィールドSiO2膜、(2),(4),
(7),(11)……第1,第2,第3,第4のSiO2膜、
(3),(9)……第1,第2のポリシリコン膜、
(5),(8)……第1,第2のSiN膜、(207)……SiN
膜、(6)……低濃度拡散領域、(52),(104),(2
04)……ゲートSiO2膜、(53),(105),(205)……
N+形ポリシリコンゲート電極、(54),(106),(20
6)……絶縁用SiO2膜、(59),(208)……ポリシリコ
ン,SiNサイドウオール、(61),(111),(211)……
SiO2サイドウオールスペーサ、(56),(109),(20
9)……低濃度S/D領域、(12),(110)……高濃度S/D
領域、(55),(58)……第1,第2の酸化防止用SiN
膜、(13)……N+形ポリシリコンS/D電極、(14)……A
l S/D配線電極、(15)……BPSG膜、(16)……S/D配線
用開口部、(210)……高濃度Si S/Dパッド。
1 (a) to 1 (i) are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view in the process of manufacturing one conventional semiconductor device, and FIG. 7A and 7B are cross-sectional views partially illustrating a method of manufacturing another conventional semiconductor device. In the figure, (1), (101), (201)... P-type semiconductor substrate, (1)
0), (102): Field SiO 2 film, (202), (203)
... First and second field SiO 2 films (2), (4),
(7), (11) ... first, second, third and fourth SiO 2 films,
(3), (9) ... first and second polysilicon films,
(5), (8) ... first and second SiN films, (207) ... SiN
Film, (6) ... low concentration diffusion region, (52), (104), (2
04) Gate SiO 2 film, (53), (105), (205)
N + type polysilicon gate electrode, (54), (106), (20
6) ...... insulating SiO 2 film, (59), (208) .... polysilicon, SiN sidewall (61), (111), (211) ....
SiO 2 sidewall spacer, (56), (109), (20
9) Low density S / D area, (12), (110) High density S / D
Region, (55), (58) ... First and second anti-oxidation SiN
Film, (13) ...... N + form polysilicon S / D electrodes, (14) ...... A
l S / D wiring electrode, (15) BPSG film, (16) S / D wiring opening, (210) High-concentration Si S / D pad.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ゲートに対してS/D領域をセルフアライン
で形成する工程を含んだ製造方法で形成される、LDD(L
ightly Doped Drain)構造とサイドウオールスペーサを
有するゲート構造とを有する半導体装置において、 一導電形の半導体基板上にゲートSiO2膜となる第1のSi
O2膜を形成する工程と、 該第1のSiO2膜上にポリシリコンゲート電極となる第1
のポリシリコン膜を堆積する工程と、 該第1のポリシリコン膜に反対導電形の不純物を導入す
る工程と、 該第1のポリシリコン膜上に第2のSiO2膜を付着する工
程と、 該第2のSiO2膜上に第1のSiN膜を堆積する工程と、 第1の酸化防止用SiN膜となる該第1のSiN膜と絶縁用Si
O2膜となる該第2のSiO2膜とポリシリコンゲート電極と
なる前記第1のポリシリコン膜とゲートSiO2膜となる前
記第1のSiO2膜とを順次選択的にエッチングして第1の
ゲート多層膜を形成する工程と、 該第1のゲート多層膜の形成された半導体基板を酸化し
て該第1のゲート多層膜の形成された領域以外の半導体
基板の露出面と、該第1のゲート多層膜を構成するゲー
ト電極であるポリシリコン膜の周囲側面とに第3のSiO2
膜を形成する工程と、 該第1のゲート多層膜の上面およびその周囲側面とこれ
らの部分以外の該半導体基板上の第3のSiO2膜上全面に
第2のSiN膜を形成する工程と、 該第2のSiN膜上に第2のポリシリコン膜を堆積する工
程と、 該第2のポリシリコン膜を異方性エッチングして前記第
1のゲート多層膜の周囲側面に該第2のSiN膜を介して
ポリシリコンサイドウオールを形成する工程と、 該ポリシリコンサイドウオールをマスクとして該第2の
SiN膜を選択的にエッチング除去して第2の酸化防止用S
iN膜を形成する工程と、 該ポリシリコンサイドウオールをエッチング除去する工
程と、 前記第1と第2の酸化防止用SiN膜をマスクとして前記
半導体基板表面を選択酸化してフィールドSiO2膜を形成
すると同時に前記低濃度S/D領域を形成する工程と、 該第1と第2の酸化防止用SiN膜をエッチング除去する
工程と、 該第1のゲート多層膜およびフィールドSiO2膜をマスク
として該半導体基板に選択的に低濃度S/D領域となる低
濃度の反対導電形不純物領域を形成する工程と、 前記ゲートSiO2膜と前記絶縁用SiO2膜と前記第3のSiO2
膜と前記ポリシリコンゲート電極とからなる第2のゲー
ト多層膜を覆い、かつ半導体基板の第3のSiO2膜上全面
に第4のSiO2膜を堆積する工程と、 該第4のSiO2膜を異方性エッチングして該第2のゲート
多層膜の周囲側面に接してかつ前記フィールドSiO2膜の
形成された領域と重ならないように適当な間隔をおいて
サイドウオールスペーサを形成する工程と、 該第2のゲート多層膜と該サイドウオールスペーサと該
フィールドSiO2膜とをマスクとして高濃度の反対導電形
不純物を前記半導体基板に選択的に導入して高濃度S/D
領域を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装
置の製造方法。
An LDD (L) formed by a manufacturing method including a step of forming an S / D region with respect to a gate in a self-aligned manner.
In a semiconductor device having an IG (ightly Doped Drain) structure and a gate structure having a sidewall spacer, a first Si film serving as a gate SiO 2 film is formed on a semiconductor substrate of one conductivity type.
Forming an O 2 film; and forming a first polysilicon gate electrode on the first SiO 2 film.
Depositing a polysilicon film of the following, a step of introducing an impurity of the opposite conductivity type into the first polysilicon film, and a step of depositing a second SiO 2 film on the first polysilicon film; Depositing a first SiN film on the second SiO 2 film; and forming the first SiN film to be a first oxidation-preventing SiN film and an insulating Si film.
The second SiO 2 film serving as an O 2 film, the first polysilicon film serving as a polysilicon gate electrode, and the first SiO 2 film serving as a gate SiO 2 film are sequentially and selectively etched to form a second SiO 2 film. Forming a first gate multilayer film, oxidizing the semiconductor substrate on which the first gate multilayer film is formed, and exposing an exposed surface of the semiconductor substrate other than a region where the first gate multilayer film is formed; A third SiO 2 film is formed on the peripheral side surface of the polysilicon film which is the gate electrode constituting the first gate multilayer film.
Forming a film; forming a second SiN film on the entire surface of the third SiO 2 film on the semiconductor substrate except for the upper surface and peripheral side surfaces of the first gate multilayer film and these portions; Depositing a second polysilicon film on the second SiN film; anisotropically etching the second polysilicon film to form a second polysilicon film on a peripheral side surface of the first gate multilayer film; Forming a polysilicon sidewall via the SiN film; and using the polysilicon sidewall as a mask to form the second sidewall.
Selective removal of SiN film by etching to prevent second oxidation
forming an iN film; etching and removing the polysilicon sidewall; and selectively oxidizing the surface of the semiconductor substrate using the first and second oxidation-preventing SiN films as a mask to form a field SiO 2 film. Simultaneously forming the low-concentration S / D region; etching and removing the first and second oxidation-preventing SiN films; and using the first gate multilayer film and the field SiO 2 film as a mask. A step of selectively forming a low-concentration opposite-conductivity-type impurity region which becomes a low-concentration S / D region in the semiconductor substrate; the gate SiO 2 film, the insulating SiO 2 film, and the third SiO 2
Covering the second gate multilayer film comprising a film and the polysilicon gate electrode, and depositing a fourth SiO 2 film in the third SiO 2 film on the entire surface of the semiconductor substrate, SiO 2 of the fourth Anisotropically etching the film to form sidewall spacers in contact with the peripheral side surface of the second gate multilayer film and at appropriate intervals so as not to overlap the region where the field SiO 2 film is formed; Using the second gate multilayer film, the sidewall spacers, and the field SiO 2 film as a mask, selectively introducing a high-concentration impurity of the opposite conductivity type into the semiconductor substrate to form a high-concentration S / D
Forming a region.
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