JP2778535B2 - 半導体集積回路及びその製造方法 - Google Patents

半導体集積回路及びその製造方法

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JP2778535B2 JP7196289A JP19628995A JP2778535B2 JP 2778535 B2 JP2778535 B2 JP 2778535B2 JP 7196289 A JP7196289 A JP 7196289A JP 19628995 A JP19628995 A JP 19628995A JP 2778535 B2 JP2778535 B2 JP 2778535B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路に
関し、特に、ソース・ドレインの形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、半導体集積回路のソース・ド
レイン領域の形成においては、短チャネル効果を抑制す
るために様々な方法が用いられている。
【0003】図3は、特開平3−50742号公報に開
示されている従来の半導体集積回路の構成を示す断面図
である。
【0004】図3に示す半導体集積回路は、半導体基板
101上のゲート領域にゲート酸化膜102及びゲート
電極103が形成され、その後、不純物ドーピングと選
択エピタキシャル成長を同時に行うことにより、ゲート
酸化膜102及びフィールド酸化膜112以外の部分
に、ゲート酸化膜102よりも膜厚が薄く不純物をドー
プしたエピタキシャル層105aが形成され、不純物拡
散が行われて拡散層110が形成されることにより構成
されている。
【0005】上記のように構成された半導体集積回路に
おいては、ゲート酸化膜102よりも膜厚が薄いエピタ
キシャル層105aにより拡散層110が形成されるた
め、0.1μm以下の浅い接合のソース・ドレインが形
成され、短チャネル効果が抑制される。
【0006】図4は、特開昭59−151471号公報
に開示されている従来の半導体集積回路の構成を示す断
面図である。
【0007】図4に示す半導体集積回路は、半導体基板
201上のゲート領域にゲート電極203及び二酸化シ
リコン膜208が形成され、さらにゲート電極203の
周囲にサイドウォール204が形成され、その後、半導
体基板201上のソース・ドレイン領域に選択エピタキ
シャル成長法によりエピタキシャル層207aが積み上
げられ、半導体基板201内に届くまで不純物拡散が行
われて不純物拡散層210が形成されることにより構成
されている。
【0008】上記のように構成された半導体集積回路に
おいては、不純物拡散層がエピタキシャル層207aと
不純物拡散層210とから構成され、層の深さが深いた
め、ソース・ドレインの抵抗値が低くなり、また、ゲー
ト領域での拡散深さは見かけ上極めて浅くなっているた
め、短チャネル効果が抑制される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来の半導体集積回路においては、以下に記載するよう
な問題点がある。
【0010】(1)特開平3−50742号公報に開示
されているのものについて 短チャネル効果を抑制するために不純物拡散層の深さが
浅くなっているため、ソース・ドレイン間の抵抗値が高
くなってしまったり、また、コンタクトエッチングの際
に、本来削除すべきでない不純物拡散層を削ってしま
い、削った部分の層の深さが浅くなり、その部分におい
て接合リークが発生してしまう虞れがある。さらに、ソ
ース・ドレイン間の抵抗値を下げるために不純物拡散層
上をチタンシリサイド化した場合は、シリコンとチタン
が反応して不純物拡散層となる部分がさらに浅くなって
しまい、接合リークが増加してしまう虞れがある。
【0011】(2)特開昭59−151471号公報に
開示されているのものについて ソース・ドレイン間の抵抗値を下げるために不純物拡散
層の深さを深く、かつ、短チャネル効果を抑制するため
にゲート領域における拡散深さを浅く形成してはいるも
のの、ゲート酸化膜とソース・ドレイン領域との間に形
成されるサイドウォールの厚さが薄いため、ゲートとソ
ース・ドレインとの間の容量が大きくなってしまうとい
う問題点がある。
【0012】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたものであって、ゲートとソー
ス・ドレインとの間の容量を大きくすることなく、短チ
ャネル効果の抑制及びソース・ドレイン間の抵抗値の低
減を行うことができる半導体集積回路及びその製造方法
を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、半導体基板上に、ゲート電極を有するゲー
ト領域及びソース・ドレイン領域が形成される半導体集
積回路において、前記半導体基板上の前記ゲート領域と
前記ソース・ドレイン領域との間に、前記ゲート領域と
前記ソース・ドレイン領域とを隔離するように形成され
た第1のサイドウォールと、前記半導体基板上の前記ソ
ース・ドレイン領域に前記第1のサイドウォールの一側
面に接するように形成された第1の不純物層と、前記第
1の不純物層上の前記第1のサイドウォールの一側面に
接する位置に前記第1のサイドウォールと平行に形成さ
れた第2のサイドウォールと、前記ゲート電極の厚さに
略等しい厚さを具備し、前記第1の不純物層上に前記第
2のサイドウォールの一側面に接するように形成された
第2の不純物層とを有することを特徴とする。
【0014】また、前記第1の不純物層の厚さは、前記
第2の不純物層の厚さよりも薄いことを特徴とする。
【0015】また、前記第1のサイドウォールの厚さ
は、前記第2のサイドウォールの厚さよりも薄いことを
特徴とする。
【0016】
【0017】また、前記第1及び第2の不純物層は、不
純物をドープしたエピタキシャル膜であることを特徴と
する。
【0018】また、半導体基板上にゲート領域及びソー
ス・ドレイン領域が形成される半導体集積回路の製造方
法において、前記半導体基板上の前記ゲート領域と前記
ソース・ドレイン領域との間に、前記ゲート領域と前記
ソース・ドレイン領域とを隔離するように第1のサイド
ウォールを形成し、前記半導体基板上の前記ソース・ド
レイン領域に前記第1のサイドウォールの一側面に接す
るように第1の不純物層を形成し、前記第1の不純物層
上の前記第1のサイドウォールの一側面に接する位置に
前記第1のサイドウォールと平行に第2のサイドウォー
ルを形成し、前記第1の不純物層上に前記第2のサイド
ウォールの一側面に接するように第2の不純物層を形成
することを特徴とする。
【0019】また、前記不純物層は、不純物をドープし
たエピタキシャル膜であることを特徴とする。
【0020】(作用)上記のように構成された本発明で
は、ゲートとソース・ドレインとの間に設けられるサイ
ドウォールが、半導体基板に近い部分においては、第1
のサイドウォールのみにより構成され、その他の部分に
おいては、第1及び第2のサイドウォールにより構成さ
れている。半導体基板に近い部分においては、第1のサ
イドウォールのみにより構成されるので、サイドウォー
ルの厚さが薄くなり、不純物層を拡散源として拡散させ
た場合、ゲート領域の端まで不純物が拡散されるととも
に、ソース・ドレインの接合が浅くなり、また、その他
の部分においては、第1及び第2のサイドウォールによ
り構成されているので、サイドウォールの厚さが厚くな
り、ゲートとソース・ドレインとの間の容量が低減され
る。
【0021】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の半導体集積回路
の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0022】図1は、本発明の半導体集積回路の一形態
の特徴を示す要部断面図である。
【0023】本形態は図1に示すように、半導体基板1
上のゲート領域に形成されたゲート酸化膜2、ゲート電
極3及び二酸化シリコン膜8と、ゲート酸化膜2、ゲー
ト電極3及び二酸化シリコン膜8の周囲に形成された第
1のサイドウォール4と、半導体基板1上の第1のサイ
ドウォール4の一側面に接してソース・ドレイン領域に
形成されたリンをドープした第1の不純物層であるシリ
コン膜5と、シリコン膜5から拡散された拡散層10
と、シリコン膜5上に第1のサイドウォール4の一側面
に接するように形成された第2のサイドウォール6と、
シリコン膜5上に第2のサイドウォール6の一側面に接
するように形成されたヒ素をドープした第2の不純物層
であるシリコン膜7とから主に構成されている。
【0024】以下に、本形態における半導体集積回路の
製造方法について説明する。
【0025】図2は、図1に示した半導体集積回路の製
造方法について説明するための図である。
【0026】まず、半導体基板1上にゲート酸化膜2を
80Å、多結晶シリコン3aを1500Åそれぞれ成長
させた後、全面に二酸化シリコン膜8を1500Å成長
させる(図2(a))。
【0027】次に、ホトリソグラフィー技術及びエッチ
ング技術を用い、ゲート電極3を形成する(図2
(b))。
【0028】フォトレジスト13を取り除いた後、全面
に二酸化シリコンを500Å成長させて異方性エッチン
グを行い第1のサイドウォール4を形成する(図2
(c))。
【0029】次に、拡散層上にリンをドープしたシリコ
ンを選択的に200Åエピタキシャル成長させ、シリコ
ン膜5を形成する(図2(d))。
【0030】再び全面に二酸化シリコンを1000Å成
長させ異方性エッチングを行い第2のサイドウォール6
を形成する(図2(e))。
【0031】そして、拡散層上にヒ素をドープしたシリ
コンをゲート電極3と同じ厚さだけ選択的に1400Å
エピタキシャル成長させてシリコン膜7を形成し、その
後、1000℃の温度で10秒間の熱処理を行いゲート
領域の端までリンを拡散し、拡散層10を形成する(図
2(f))。
【0032】その後、全面に層間膜として二酸化シリコ
ン膜14を5000Å成長させ、CMPにて平坦化を行
い、フォトリソグラフィーとエッチング技術を用いてコ
ンタクト用穴を開口して埋め込み配線11を形成する
(図2(g))。
【0033】上述した半導体集積回路においては、ゲー
ト電極3とソース・ドレインとの間に形成されたサイド
ウォールが第1のサイドウォール4と第2のサイドウォ
ール6とから構成されているため、従来のものと比べて
厚さが厚くなっており、ゲートとソース・ドレインとの
間の容量を低減することができる。
【0034】また、ゲート領域の下部においては、サイ
ドウォールが第1のサイドウォール4のみによる構成と
なっているため、不純物層であるシリコン膜5を拡散源
として拡散させた場合、ゲート領域の端まで不純物を拡
散させることができると同時に、浅い接合のソース・ド
レインを形成することができる。
【0035】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので以下に記載するような効果を奏する。
【0036】請求項1及び請求項5に記載のものにおい
ては、半導体基板に近い部分では、サイドウォールを第
1のサイドウォールのみにて構成したため、サイドウォ
ールの厚さが薄くなり、不純物層を拡散源として拡散さ
せた場合、ゲート領域の端まで不純物を拡散させること
ができ、また、ソース・ドレインの接合を浅くすること
ができる。それにより、短チャネル効果を抑制すること
ができる。また、その他の部分においては、サイドウォ
ールを第1及び第2のサイドウォールにより構成したた
め、サイドウォールの厚さが厚くなり、ゲートとソース
・ドレインとの間の容量を低減することができる。さら
に、第2の不純物層の厚さがゲート電極の厚さとほぼ等
しくなるような構成としたため、従来よりも容易にコン
タクトのエッチングを行うことができる。
【0037】請求項2に記載のものにおいては、第1の
不純物層の厚さを第2の不純物層の厚さよりも薄くした
ため、ソース・ドレインの接合を浅くすることができる
とともに、不純物層の深さが深くなり、ソース・ドレイ
ン間の抵抗値を低減することができる。
【0038】請求項3に記載のものにおいては、第1の
サイドウォールの厚さを第2のサイドウォールの厚さよ
りも薄くしたため、ゲートとソース・ドレインとの間の
容量を大きくすることなくゲート領域の端まで不純物を
拡散させることができる。
【0039】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体集積回路の一形態の特徴を示す
要部断面図である。
【図2】図1に示した半導体集積回路の製造方法につい
て説明するための図である。
【図3】特開平3−50742号公報に開示されている
従来の半導体集積回路装置の構成を示す断面図である。
【図4】特開昭59−151471号公報に開示されて
いる従来の半導体集積回路装置の構成を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 ゲート酸化膜 3 ゲート電極 3a 多結晶シリコン 4 第1のサイドウォール 5,7 シリコン膜 6 第2のサイドウォール 8,14 二酸化シリコン膜 10 拡散層 11 埋め込み配線 13 フォトレジスト

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に、ゲート電極を有するゲ
    ート領域及びソース・ドレイン領域が形成される半導体
    集積回路において、 前記半導体基板上の前記ゲート領域と前記ソース・ドレ
    イン領域との間に、前記ゲート領域と前記ソース・ドレ
    イン領域とを隔離するように形成された第1のサイドウ
    ォールと、 前記半導体基板上の前記ソース・ドレイン領域に前記第
    1のサイドウォールの一側面に接するように形成された
    第1の不純物層と、 前記第1の不純物層上の前記第1のサイドウォールの一
    側面に接する位置に前記第1のサイドウォールと平行に
    形成された第2のサイドウォールと、前記ゲート電極の厚さに略等しい厚さを具備し、 前記第
    1の不純物層上に前記第2のサイドウォールの一側面に
    接するように形成された第2の不純物層とを有すること
    を特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の半導体集積回路におい
    て、 前記第1の不純物層の厚さは、前記第2の不純物層の厚
    さよりも薄いことを特徴とする半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の半導体
    集積回路において、 前記第1のサイドウォールの厚さは、前記第2のサイド
    ウォールの厚さよりも薄いことを特徴とする半導体集積
    回路。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3 のいずれか1項に記載の
    半導体集積回路において、 前記第1及び第2の不純物層は、不純物をドープしたエ
    ピタキシャル膜であることを特徴とする半導体集積回
    路。
  5. 【請求項5】 半導体基板上にゲート領域及びソース・
    ドレイン領域が形成される半導体集積回路の製造方法に
    おいて、 前記半導体基板上の前記ゲート領域と前記ソース・ドレ
    イン領域との間に、前記ゲート領域と前記ソース・ドレ
    イン領域とを隔離するように第1のサイドウォールを形
    成し、 前記半導体基板上の前記ソース・ドレイン領域に前記第
    1のサイドウォールの一側面に接するように第1の不純
    物層を形成し、 前記第1の不純物層上の前記第1のサイドウォールの一
    側面に接する位置に前記第1のサイドウォールと平行に
    第2のサイドウォールを形成し、 前記第1の不純物層上に前記第2のサイドウォールの一
    側面に接するように前記ゲート電極の厚さと略等しい厚
    さを具備する第2の不純物層を形成することを特徴とす
    る半導体集積回路の製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項5 に記載の半導体集積回路の製造
    方法において、 前記不純物層は、不純物をドープしたエピタキシャル膜
    であることを特徴とする半導体集積回路の製造方法。
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