JP2624948B2 - Mos−fet製造方法 - Google Patents
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Description
MOS−FETの製造方法に関し、特にMOS−FET
のゲート電極のトポロジーを減少させるため予定された
ゲート電極の下部のシリコン基板に溝を形成し、その溝
にゲート電極を形成するMOS−FET製造方法に関す
る。
Tが頻繁に用いられる。このようなMOS−FETは半
導体基板のアクティブ地域に半導体基板と絶縁するゲー
ト電極とゲート電極両端部の半導体基板に接合構造のソ
ース/ドレインが備えられ、前記ソース/ドレインに導
電体がコンタクトされ、電気的に異なる素子と連結して
回路を構成するようになる。
の上部に多層の導電体がオーバラップされる。このよう
な半導体素子のトポロジーが増大すると、上部層を蒸着
しパターン化する工程で、望まない残余物が残ったり、
正確にパターンが形成されない問題が発生することがあ
る。
MOS−FETを図1を参照して説明する。図1は、P
型シリコン基板(1)の予定されたフィールド地域が露
出するマスクを形成し、P+ 型イオンを注入してチャン
ネルストッパ(channel Stopper)領域を形成した後、フ
ィールド酸化膜(3)を形成する。また、アクティブ領
域のシリコン基板(1)の上部にゲート酸化膜(4)と
ポリシリコン膜よりなるゲート電極(5)を形成し、N
- 型イオンを注入してから、ゲート電極(5)の側壁に
絶縁膜スペーサー(6)を形成した後、再びN+ 型イオ
ンを注入して、シリコン基板(1)にソース(7A)と
ドレイン(7B)を形成する。さらに、全体的に層間絶
縁膜(8)を積層し、ソース(7A)、ドレイン(7
B)が露出するコンタクトホール(9)を形成した後、
前記ソース(7A)、ドレイン(7B)にコンタクトさ
れる金属配線(10)を形成した断面図である。
OS−FET製造方法はゲート電極が基板表面の上部に
形成されることによりトポロジーが増大する。そのため
上部層を形成する工程で平坦化工程が追加される問題が
発生する。また、ソース、ドレインに金属配線を直接コ
ンタクトするため、基板表面でスパーキング現象が発生
する問題がある。
ジーを減少させるためシリコン基板に溝を形成し、その
溝の上部にゲート電極が備えられるMOS−FETの製
造方法を提供することにある。
発生する問題点を解決するためシリサイドがソース、ド
レインの上部に備えられるMOS−FETその製造方法
を提供することにある。
ため本発明は、シリコン基板のアクティブ領域で、予定
されたゲート電極が形成する地域に基板が露出する素子
分離マスク用パターンを形成する工程と、熱酸化工程で
露出したシリコン基板に、フィールド酸化膜を形成する
と共にアクティブ領域のゲート電極が形成される部分に
も仮想のフィールド酸化膜を形成する工程と、基板と異
なるタイプの高濃度イオンを露出したシリコン基板に注
入してソース、ドレインを形成し、前記素子分離マスク
用パターンを取り除く工程と、前記仮想のフィールド酸
化膜をエッチングしてシリコン基板に溝を形成する工程
と、前記溝の低部面にゲート酸化膜とゲート電極を形成
する工程と、基板と異なるタイプの低濃度イオンを露出
したシリコン基板に注入し、ゲート電極の両端部の下部
に低濃度領域を形成する工程とより成るMOS−FET
製造方法にある。
化膜を用いてシリコン基板に対するゲート電極のトポロ
ジーを減少させることができる。また、本発明はソー
ス、ドレイン上部に第2ポリシリコン膜とシリサイドを
形成し、シリサイドに金属配線をコンタクトするように
したためスパーキング現象を防止することができ、フィ
ールド酸化膜の上部にも前記第2ポリシリコン膜とシリ
サイドが延在され得るので、金属配線とのコンタクト余
裕度を増加させることができる。
説明する。図2乃至図5は、本発明の第1実施例により
MOS−FETを製造する工程を示した断面図である。
酸化膜(11)と窒化膜(12)を順次積層し、LOC
OS(local oxidation of silicon) 工程でフィールド
領域(A)の窒化膜(12)と酸化膜(11)をエッチ
ングして素子分離マスク用パターンを形成すると共に、
アクティブ領域(A)で予定されたゲート電極が形成さ
れる地域にも窒化膜(12)と酸化膜(11)をエッチ
ングしてパターンを形成した断面図である。
酸化膜(11)、ポリシリコン膜(図示せず)、窒化膜
(12)に積層した後、前記LOCOS工程を施すこと
ができる。
板(1)にフィールド酸化膜(3)を形成すると共にア
クティブ領域(A)のゲート電極が形成される部分に仮
想のフィールド酸化膜(14)を形成し、前記窒化膜
(12)及び酸化膜(11)のパターンを取り除き、ま
た、前記フィールド酸化膜(3)と仮想のフィールド酸
化膜(14)の上部に第1感光膜パターン(15)を形
成し、N+ 型イオンを露出したシリコン基板(1)に注
入してソース(16A)、ドレイン(16B)を形成し
た断面図である。
を取り除くため仮想のフィールド酸化膜(14)の上部
面に感光膜が取り除かれた第2感光膜パターン(18)
を形成した後、露出した仮想のフィールド酸化膜(1
4)を等方性エッチングで取り除いてトレンチ(19)
を形成した断面図である。
を取り除きトレンチ(19)内部にゲート酸化膜(2
0)とドーピングしたゲートポリシリコン膜よりなるゲ
ート電極(22)を形成し、N- 型イオンを注入してゲ
ート電極(23)の端部の下部にN- 領域(23)を形
成した断面図である。
ば、トレンチ(19)内部にゲート電極(22)を形成
することによりトポロジーを減少させることができる。
よりMOS−FETを製造する工程を示した断面図であ
る。
酸化膜(11)と窒化膜(12)を順次積層し、LOC
OS(local oxdation of silicon)工程でフィールド領
域(A)の窒化膜(12)と酸化膜(11)をエッチン
グして素子分離マスク用パターンを形成すると共に、ア
クティブ領域(A)で予定されたゲート電極が形成され
る地域に窒化膜(12)と酸化膜(11)をエッチング
してパターンを形成し、また、P+ 型イオンを注入して
チャンネルストッパ領域(2)を形成した断面図であ
る。
酸化膜(11)、ポリシリコン膜(図示せず)、窒化膜
(12)に積層した後、前記LOCOS工程を施すこと
ができる。
板(1)にフィールド酸化膜(3)を形成すると共にア
クティブ領域(A)のゲート電極が形成される部分に仮
想のフィールド酸化膜(14)を形成し、前記窒化膜
(12)及び酸化膜(11)パターンを取り除き、ま
た、前記フィールド酸化膜(3)と仮想のフィールド酸
化膜(14)の上部に第1感光膜パターン(15)を形
成し、N+ 型イオンを露出したシリコン基板(1)に注
入してソース(16A)、ドレイン(16B)を形成し
た断面図である。
り除き全体構造の上部に所定厚さの第2ポリシリコン膜
(17)を積層し、仮想のフィールド酸化膜(14)を
取り除くため仮想のフィールド酸化膜(14)の上部面
に感光膜が取り除かれた第2感光膜パターン(18)を
形成した後、露出した第2ポリシリコン膜(17)非等
方性エッチングで取り除き、露出する仮想のフィールド
酸化膜(14)を等方性エッチングで取り除いてトレン
チ(19)を形成した断面図である。
を取り除きトレンチ(19)内部にゲート酸化膜(2
0)とドーピングしたゲートポリシリコン膜よりなるゲ
ート電極(22)を形成し、N−型イオンを注入してゲ
ート電極(22)の端部の下部にN−領域(23)を形
成した断面図である。
蒸着し、全面エッチングしてゲート電極(22)の側壁
に低温酸化膜スペーサー(24)を形成した後、第2ポ
リシリコン膜(17)とゲート電極(22)の上部に選
択的にシリサイド(25)を形成し、さらに、全体構造
の上部に層間絶縁膜(26)を蒸着し、前記ソース(1
6A)、ドレイン(16B)に電気的に接続したシリサ
イド(25)に金属配線(27)をコンタクトさせた断
面図である。参考に、前記シリサイド(25)は移転金
属を選択的に蒸着し、熱処理工程を施して得ることがで
きる。
(19)の内部にゲート電極(22)を形成することに
よりトポロジーを減少させることができ、金属配線(2
7)をシリサイド(25)と接続させたときのスパーキ
ング現象を防止することができる。
によりMOS−FETを製造する工程を示す断面図であ
る。図11は図8の工程の後、前記第2感光膜パターン
(18)を取り除きトレンチ(19)の内部にゲート酸
化膜(20)とドーピングしたゲートポリシリコン膜よ
りなるゲート電極(22)を形成し、全体構造の上部に
PSG(phosphroussilicate glass)膜(31)を塗布
し、高温熱処理して露出したシリコン基板(1)にN−
型イオンを注入してゲート電極(22)の端部の下部に
N−領域(32)を形成した断面図である。
ッチングしてゲート電極(22)側壁に絶縁スペーサー
(33)を形成し、第2ポリシリコン膜(17)とゲー
ト電極(22)の上部に選択的にシリサイド(34)を
形成し、また、全体構造の上部に層間絶縁膜(35)を
蒸着し、前記ソース(16A)、ドレイン(16B)に
電気的に接続したシリサイド(34)に金属配線(3
6)をコンタクトさせた断面図である。参考に、前記シ
リサイド(34)は移転金属を選択蒸着し熱処理工程を
施すことにより得ることもできる。
−FETを製造する工程を示す断面図であり、本発明の
第2実施例に示した図6乃至図9と同一方法で工程を進
め、さらに、全体構造の上部に移転金属(transition m
etal) (図示せず)と酸化膜(37)を積層し、高温熱
処理して前記第2ポリシリコン膜(17)とゲート電極
(22)の上部に選択的にシリサイド(34)を形成し
た後、残存する移転金属を酸化させて移転金属酸化膜
(38)を形成し、また、全体構造の上部に層間絶縁膜
(35)を蒸着し、前記ソース(16A)、ドレイン
(16B)に電気的に接続したシリサイド(34)に金
属配線(36)をコンタクトさせた断面図である。
フィールド酸化膜を用いてシリコン基板に対するゲート
電極のポロジーを減少させることができる。また、ソー
ス、ドレインの上部に第2ポリシリコン膜とシリサイド
を形成したため、シリサイドに金属配線がコンタクトす
る場合のスパーキング現象を防止することができ、フィ
ールド酸化膜の上部にも前記第2ポリシリコン膜とシリ
サイドが延在され得るので、金属配線とのコンタクト余
裕度を増加させることができる。
図である。
S−FETを製造する工程を示す断面図である。
S−FETを製造する工程を示す断面図である。
S−FETを製造する工程を示す断面図である。
S−FETを製造する工程を示す断面図である。
S−FETを製造する工程を示す断面図である。
S−FETを製造する工程を示す断面図である。
S−FETを製造する工程を示す断面図である。
S−FETを製造する工程を示す断面図である。
MOS−FETを製造する工程を示す断面図である。
製造されたMOS−FETを示す断面図である。
製造されたMOS−FETを示す断面図である。
製造されたMOS−FETを示す断面図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 MOS−FET製造方法において、 シリコン基板のアクティブ領域で、予定されたゲート電
極が形成される地域に基板が露出する素子分離マスク用
パターンを形成する工程と、 熱酸化工程で露出したシリコン基板に、フィールド酸化
膜を形成すると共にアクティブ領域のゲート電極が形成
される部分にも仮想のフィールド酸化膜を形成する工程
と、 基板と異なるタイプの高濃度イオンを露出したシリコン
基板に注入してソース、ドレインを形成し、前記素子分
離マスク用パターンを取り除く工程と、 前記仮想のフィールド酸化膜をエッチングしてシリコン
基板に溝を形成する工程と、 前記溝の低部面にゲート酸化膜とゲート電極を形成する
工程と、 基板と異なるタイプの低濃度イオンを露出したシリコン
基板に注入し、ゲート電極の両端部の下部に低濃度領域
を形成する工程とより成るMOS−FET製造方法。 - 【請求項2】 前記素子分離マスク用パターンは、酸化
膜と窒化膜の積層構造で形成されたことを特徴とする請
求項1記載のMOS−FET製造方法。 - 【請求項3】 前記素子分離マスク用パターンは、酸化
膜、ポリシリコン膜及び窒化膜の積層構造で形成された
ことを特徴とする請求項1記載のMOS−FET製造方
法。 - 【請求項4】 MOS−FET製造方法において、 シリコン基板のアクティブ領域で、予定されたゲート電
極が形成する地域に基板が露出する素子分離マスク用パ
ターンを形成する工程と、 熱酸化工程で露出したシリコン基板に、フィールド酸化
膜を形成すると共にアクティブ領域のゲート電極が形成
される部分にも仮想のフィールド酸化膜を形成する工程
と、 基板と異なるタイプの高濃度イオンを露出したシリコン
基板に注入してソース、ドレインを形成し、前記素子分
離マスク用パターンを取り除く工程と、 全体構造の上部にポリシリコン膜を蒸着し、前記仮想の
フィールド酸化膜の上部に感光膜が取り除かれた感光膜
パターンを形成する工程と、 露出するポリシリコン膜と、その下部の仮想のフィール
ド酸化膜をエッチングしてシリコン基板に溝を形成する
工程と、 前記溝の低部面にゲート酸化膜とゲート電極を形成する
工程と、 基板と異なるイプの低濃度イオンを、露出したシリコン
基板に注入してゲート電極の両端部の下部に低濃度領域
を形成する工程と、 前記ゲート電極側壁に絶縁膜スペーサーを形成し、前記
ゲート電極とポリシリコン膜の表面にシリサイドを選択
滴に形成する工程とより成り、それによりトポロジーが
低いゲート電極を形成すると共に、ソース、ドレイン上
部にシリサイドを形成することを特徴とするMOS−F
ET製造方法。 - 【請求項5】 前記素子分離マスク用パターンを形成し
た後、基板と同一タイプの高濃度イオンを露出した基板
に注入してチャンネルストッパー領域を形成することを
特徴とする請求項4記載のMOS−FET製造方法。 - 【請求項6】 前記シリサイドは、全体構造の上部に転
移金属を蒸着し、熱処理工程を施してゲート電極とポリ
シリコン膜にシリサイドを形成し、残存する転移金属を
取り除くことにより形成することを特徴とする請求項4
記載のMOS−FET製造方法。 - 【請求項7】 MOS−FET製造方法において、 シリコン基板のアクティブ領域で、予定されたゲート電
極が形成される地域に基板が露出する素子分離マスク用
パターンを形成する工程と、 熱酸化工程で露出したシリコン基板に、フィールド酸化
膜を形成すると共にアクティブ領域のゲート電極が形成
される部分にも仮想のフィールド酸化膜を形成する工程
と、 基板と異なるタイプの高濃度イオンを、露出したシリコ
ン基板に注入してソース、ドレインを形成し、前記素子
分離マスク用パターンを取り除く工程と、 全体構造の上部にポリシリコン膜を蒸着し、前記仮想の
フィールド酸化膜の上部に感光膜が取り除かれた感光膜
パターンを形成する工程と、 露出するポリシリコン膜と、その下部の仮想のフィール
ド酸化膜をエッチングしてシリコン基板に溝を形成する
工程と、 前記溝の低部面にゲート酸化膜とゲート電極を形成する
工程と、 全体構造の上部にPSG膜を塗布し、高温熱処理して露
出したシリコン基板で低濃度イオンを注入してゲート電
極端部の下部に低濃度領域を形成する工程と、前記PS
G膜を全面エッチングしてゲート電極の側壁にPSG膜
スペーサーを形成する工程と、 前記ゲート電極とポリシリコン膜の表面にシリサイドを
選択滴に形成する工程とより成り、それによりトポロジ
ーが低いゲート電極を形成すると共にソース、ドレイン
上部にシリサイドを形成することを特徴とするMOS−
FET製造方法。 - 【請求項8】 前記ゲート電極とポリシリコン膜の表面
にシリサイドを選択的に形成する工程は、全体構造の上
部に転移金属を蒸着し熱処理工程を施してゲート電極と
ポリシリコン膜にシリサイドを形成し、残存する転移金
属は取り除くことを特徴とする請求項7記載のMOS−
FET製造方法。 - 【請求項9】 前記ゲート電極とポリシリコン膜の表面
にシリサイドを選択的に形成する工程は、全体構造の上
部に転移金属と酸化膜を積層し熱処理工程を施してゲー
ト電極とポリシリコン膜の表面にシリサイドを形成し、
PSG膜スペーサー上部の転移金属は酸化させて転移金
属酸化膜を形成することを特徴とする請求項7記載のM
OS−FET製造方法。
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