JP2850861B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

Info

Publication number
JP2850861B2
JP2850861B2 JP8184426A JP18442696A JP2850861B2 JP 2850861 B2 JP2850861 B2 JP 2850861B2 JP 8184426 A JP8184426 A JP 8184426A JP 18442696 A JP18442696 A JP 18442696A JP 2850861 B2 JP2850861 B2 JP 2850861B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polysilicon layer
selective
layer
insulating film
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP8184426A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH1032329A (ja
Inventor
久満 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP8184426A priority Critical patent/JP2850861B2/ja
Priority to US08/892,028 priority patent/US5990530A/en
Publication of JPH1032329A publication Critical patent/JPH1032329A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2850861B2 publication Critical patent/JP2850861B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66568Lateral single gate silicon transistors
    • H01L29/66651Lateral single gate silicon transistors with a single crystalline channel formed on the silicon substrate after insulating device isolation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367Substrates
    • H01L21/0237Materials
    • H01L21/02373Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02381Silicon, silicon germanium, germanium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439Materials
    • H01L21/02441Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/0245Silicon, silicon germanium, germanium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02521Materials
    • H01L21/02524Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02532Silicon, silicon germanium, germanium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612Formation types
    • H01L21/02617Deposition types
    • H01L21/02636Selective deposition, e.g. simultaneous growth of mono- and non-monocrystalline semiconductor materials
    • H01L21/02639Preparation of substrate for selective deposition
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/417Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/41725Source or drain electrodes for field effect devices
    • H01L29/41775Source or drain electrodes for field effect devices characterised by the proximity or the relative position of the source or drain electrode and the gate electrode, e.g. the source or drain electrode separated from the gate electrode by side-walls or spreading around or above the gate electrode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に関わ
り、特にMOS型トランジスタの構造及び製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】トランジスタの微細化に伴って、トラン
ジスタの動作速度の向上が計られてきた。近年では、ゲ
ート長が0.25μm以下のMOS型トランジスタが開
発されている。しかしながら、ゲート長の微細化に比
べ、1)コンタクトサイズ、2)コンタクトとゲートと
の距離、3)コンタクトと素子分離絶縁膜との距離は、
ゲート寸法の縮小率ほど小さくすることができず、ソー
ス及びドレイン拡散層面積を縮小することが難しくなっ
ている。この結果、ソース・ドレイン拡散層容量の充放
電時間がトランジスタ動作スピードに占める割合が大き
くなり高速化の妨げとなっている。この問題を解決する
方法が、特願平7−353482により提案されてい
る。
【0003】特願平7−353482に示されたこの関
連技術によるMOSトランジスタの構造及び製造方法を
図面を参照して簡単に説明する。
【0004】まず、この関連技術によるMOSトランジ
スタの構造を平面レイアウトと断面構造を利用して簡単
に説明する。図6(a)及び図6(b)はそれぞれ関連
技術によるMOSトランジスタの平面レイアウトと断面
構造を示したものである。
【0005】図6(b)に示したように、関連技術によ
るMOSトランジスタの構造は、第1導電型のシリコン
基板1上に第1導電型もしくは第1導電型と逆導電型の
ウエル領域7を持つ。このウエル領域7のシリコン基板
1表面には、MOSトランジスタが形成されるが、素子
分離絶縁層2によって電気的に分離されている。
【0006】ウエル領域7のシリコン基板1表面上に
は、選択シリコンエピタキシャル層5があり、ゲート酸
化膜9を介してゲート電極10がある。
【0007】このゲート電極10の側面にはLDDサイ
ドウォール12が、さらに上面にはTiSi(チタンシ
リサイド)層14がある。
【0008】前記の選択シリコンエピタキシャル層5
は、積層状態に形成されている第1のポリシリコン層4
と選択ポリシリコン層6に接続し、これらは、MOSト
ランジスタのチャネルドープ層8、LDD領域11、ソ
ース・ドレイン領域13を形成している。
【0009】また、ゲート電極10の直下にはチャネル
ドープ層8が、LDDサイドウォール12直下にはLD
D領域11が、LDDサイドウォール12の外側と素子
分離絶縁膜との間にソース・ドレイン領域13がそれぞ
れ形成している。
【0010】また、選択ポリシリコン層6の表面にTi
Si層14が形成され、全面に層間絶縁膜15が形成さ
れ、これに設けたコンタクトが前記ソース・ドレイン電
極に接続されてソース・ドレインの各引き出し電極16
として構成される。
【0011】次に、図7,8,9は関連技術による一連
のMOSトランジスタの製造方法を示したものである。
【0012】まず、図7(a)に示すように、シリコン
基板1上に素子分離のための絶縁膜2を形成し、その
後、膜厚5〜20nmのシリコン酸化膜3を形成する。
さらに、全面に50〜100nmの第1のポリシリコン
層4を成長する。
【0013】次に、図7(b)に示すように、フォトリ
ソグラフィ工程により、前記第1のポリシリコン層4を
パターニングする。この時第1のポリシリコン層4は、
図7(c)の平面図に示すように、素子分離酸化膜2と
トランジスタを形成する素子領域の境界に沿ってソース
・ドレイン形成領域に隣接した形で、かつゲート電極1
0に対して平行となるように素子分離絶縁膜2上にパタ
ーニングされる。この時、素子分離絶縁膜2のエッジに
対し、第1のポリシリコン層4のエッジは0〜0.1μ
m内側に設定する。尚、シリコン酸化膜3は第1のポリ
シリコン層4をエッチングする際のストッパの役目を果
たす。
【0014】次に、図8(a)の断面図と図8(b)の
平面図に示したように、シリコン酸化膜3をウエットエ
ッチング液等で取り除いた後、シリコン基板1の表面に
選択的にシリコンエピタキシャル層5を成長する。成長
膜厚は30〜100nmである。この時同時に、第1の
ポリシリコン層4の表面及び周辺に選択ポリシリコン層
6が成長する。第1のポリシリコン層4上に成長する選
択ポリシリコン層6の成長膜厚は前記シリコンエピタキ
シャル層5の成長膜厚の1/2から1/4程度となる。
これは、シリコン基板表面が、<100>面なのに対
し、ポリシリコンでは、<111>面配向が支配的であ
り、<111>面のシリコン成長速度が<100>面に
比し遅いためである。シリコン基板1の表面に選択的に
成長したシリコンエピタキシャル層5は、第1のポリシ
リコン層4の側面及び選択ポリシリコン層6とつながっ
た構造を得ることができる。
【0015】次に、図8(c)に示すように、フォトレ
ジスト17をマスクにしてイオン注入を行ってウエル領
域7を形成し、さらに閾値制御用のイオン注入を行って
チャネルドープ層8を形成する。続いて、図9(a)に
示すように、前記シリコンエピタキシャル層5、選択ポ
リシリコン層6の表面に膜厚3〜10nmのゲート酸化
膜9を形成した後、このゲート酸化膜9の上に膜厚10
〜20nmのポリシリコンからなるゲート電極10を形
成する。このとき、図9(b)の平面図に示すように、
ゲート電極10と素子分離絶縁膜2との距離は0.05
〜0.4μm程度に設定する。
【0016】次に、図9(c)に示すように、低濃度に
不純物を注入してLDD領域11を形成した後、ゲート
電極の側面にサイドウォール12を形成し、さらにソー
ス・ドレイン形成のためイオン注入を行った後、活性化
の熱処理を行ってソース・ドレイン領域13を形成す
る。しかる上で、図1に示したように、シリサイド、こ
こではTiSiをスパッタ形成した後、シンタリングを
行って、ゲート電極10の表面、選択ポリシリコン層6
及びその下に位置する第1のポリシリコン層4の表面、
さらにソース・ドレイン領域13の表面をシリサイド化
する。その後、層間絶縁膜15を形成し、これに開口を
設けた上でソース・ドレインの各引き出し電極16を形
成することによりMOS型トランジスタが完成される。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】上述の関連技術の実施
例の図8(a)において、シリコン基板1の表面に選択
的にシリコンエピタキシャル層5を成長する際に、第1
のポリシリコン層4の表面に選択ポリシリコン層6が成
長するが、第1のポリシリコン層4の表面を覆っている
選択ポリシリコン層6の断面形状が、図10に示したよ
うにオーバーハング形状となることがある。このような
形状になると、低濃度に不純物を注入してLDD領域1
1を形成した際に、イオン注入の未注入による高抵抗領
域11Aが生じ、その部分の抵抗が高くなるため、図1
1(a)に示したような、トランジスタ特性の劣化が見
られるといった問題点がある。
【0018】本発明の目的は、選択ポリシリコン層6の
断面形状がオーバーハング形状となるのを防ぐことによ
って、トランジスタ特性の劣化を防ぎ、図11(b)に
示した正常なトランジスタ特性を得ることにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
素子領域を画成する素子分離絶縁膜と、表面にシリコン
もしくはシリコンエピタキシャル層を有する半導体基板
と、前記素子分離絶縁膜の素子領域に隣接した前記素子
分離絶縁膜の表面の一部が、前記半導体基板表面よりも
下がっていて、前記素子領域の半導体基板の表面に形成
された選択シリコンエピタキシャル層と、前記半導体基
板表面に形成されて前記選択シリコンエピタキシャル層
に接続されるポリシリコン層および選択ポリシリコン層
と、前記選択シリコンエピタキシャル層の上に形成され
たゲート絶縁膜及びゲート電極と、前記ゲート電極の側
面にLDDサイドウォールを有し、前記選択シリコンエ
ピタキシャル層に形成されたLDD領域と、少なくとも
前記選択シリコンエピタキシャル層を含む領域に形成さ
れたソース・ドレイン領域と、前記ゲート電極、選択ポ
リシリコン層、及び選択シリコンエピタキシャル層の表
面に形成されたシリサイド層と、前記選択ポリシリコン
層のシリサイドに接続されるソース・ドレインの各引き
出し電極とを備える。 (作用)素子領域に隣接する素子分離絶縁膜表面の一部
に窪みをつける、もしくは素子領域表面を素子分離絶縁
膜表面よりも高くし、第1のポリシリコン層を形成する
ことによって、選択エピタキシャル層の成長時に、第1
のポリシリコン層の表面に成長した選択ポリシリコン層
の表面位置を、選択エピタキシャル層の表面位置と同
じ、もしくは低くすることができ、選択ポリシリコン層
の形状がオーバーハング形状となるのを防ぐことができ
る。
【0020】また、第1のポリシリコン層の断面形状
が、上底と下底では上底の長さの方が短く、両側面が直
線もしくは曲線で構成されるように形成すると、選択エ
ピタキシャル層の成長時に、第1のポリシリコン層の表
面に成長した選択ポリシリコン層の表面位置が、選択エ
ピタキシャル層の表面位置よりも高くなっても、選択ポ
リシリコン層の形状がオーバーハング形状となるのを防
ぐことができる。
【0021】これらのことによってLDD注入やソース
・ドレイン形成のためのSD注入の際に、このオーバー
ハング形状の部分にイオン注入の未注入による高抵抗領
域ができるのを防ぐことができ、良好なトランジスタ特
性を得ることができる。
【0022】
【発明の実施の形態】まず、本発明の第1の実施の形態
によるMOSトランジスタの構造を平面レイアウトと断
面構造を利用して説明する。
【0023】図1(a)及び(b)はそれぞれ本発明の
第1の実施の形態に基づく第1の実施例によるMOSト
ランジスタの平面レイアウトと断面構造を示したもので
ある。
【0024】第1導電型のシリコン基板101上に第1
導電型もしくは第1導電型と逆導電型のウエル領域10
7を持つ。このウエル領域107のシリコン基板101
表面には、MOSトランジスタが形成されるが、素子分
離絶縁層102によって電気的に分離されている。
【0025】ウエル領域107のシリコン基板101表
面上には、選択シリコンエピタキシャル層105があ
り、ゲート酸化膜109を介してゲート電極110があ
る。
【0026】このゲート電極110の側面にはLDDサ
イドウォール112が、さらに上面にはTiSi(チタ
ンシリサイド)層114がある。
【0027】前記の選択シリコンエピタキシャル層10
5は、積層状態に形成されている第1のポリシリコン層
104と選択ポリシリコン層106に接続しているが、
前記の、選択シリコンエピタキシャル層105の表面の
方が、前記の選択ポリシリコン層106の表面よりも高
くなっているか、もしくは、表面が同じ高さとなってい
る。そして、これらはMOSトランジスタのチャネルド
ープ層108、LDD領域111、ソース・ドレイン領
域113を形成している。
【0028】また、ゲート電極110の直下にはチャネ
ルドープ層108が、LDDサイドウォール112直下
にはLDD領域111が、LDDサイドウォール112
の外側と素子分離絶縁膜との間にソース・ドレイン領域
113がそれぞれ形成している。
【0029】また、選択ポリシリコン層106の表面に
TiSi層114が形成され、全面に層間絶縁膜115
が形成され、これに設けたコンタクトが前記ソース・ド
レイン電極に接続されてソース・ドレインの各引き出し
電極116として構成される。
【0030】次に、図2(a)〜(c)は本発明の第1
の実施例によるMOSトランジスタの製造方法の断面図
を、また、図3(a)及び(b)はそれぞれ図2(a)
及び(b)の平面レイアウトを示したものである。
【0031】まず、図2(a)に示すように、シリコン
基板101上に5〜20nmの第1のシリコン酸化膜1
00、10〜40nmの窒化膜118を選択的に形成
し、公知の方法により素子分離のための絶縁膜102を
形成する、次に、フォトレジスト119により開口され
た領域の酸化膜を50〜100nm選択的に除去する。
【0032】この時の平面レイアウトを図3(a)に示
す。図3(a)からわかるように窒化膜118に対し、
フォトレジストの開口部は119Aに示したように窒化
膜118と素子分離酸化膜102上に開口し、かつゲー
ト電極110に対して垂直方向に0〜0.1μm内側に
設定されている。
【0033】次に、図2(b)に示すように、フォトレ
ジスト119、窒化膜118の除去後、50〜100n
mの第1のポリシリコン層104を成長し、フォトレジ
スト122により、前記第1のポリシリコン層104を
パターニングする。この時第1のポリシリコン層104
は、図3(b)の平面図に示すように、素子分離酸化膜
102とトランジスタを形成する素子領域の境界に沿っ
てソース・ドレイン形成領域に隣接した形で、かつゲー
ト電極110に対して平行となるように素子分離絶縁膜
102上にパターニングされる。この時、素子分離絶縁
膜102のエッジに対し、第1のポリシリコン層104
のエッジは0〜0.05μm外側に設定する。尚、シリ
コン酸化膜103および素子分離絶縁膜102は第1の
ポリシリコン層104をエッチングする際のストッパの
役目を果たす。
【0034】次に、図2(c)に示したように、シリコ
ン酸化膜103をウエットエッチング液等で取り除いた
後、シリコン基板101の表面に選択的にシリコンエピ
タキシャル層105を成長する。この時の成長膜厚は3
0〜100nmであり、第1のポリシリコン層104の
表面及び周辺に選択ポリシリコン層106が成長する。
第1のポリシリコン層104上に成長する選択ポリシリ
コン層106の成長膜厚は前記シリコンエピタキシャル
層105の成長膜厚の1/2から1/4程度となる。こ
れは、シリコン基板表面が、<100>面なのに対し、
ポリシリコンでは、<111>面配向が支配的であり、
<111>面のシリコン成長速度が遅いためである。シ
リコン基板1の表面に選択的に成長したシリコンエピタ
キシャル層105は、第1のポリシリコン層104の側
面及び選択ポリシリコン層106とつながった構造を得
ることができる。
【0035】この選択シリコンエピタキシャル成長は、
例えば、基板温度650℃で、ジシランを流量10SC
CM、圧力10-3Torrで10秒照射し、このステッ
プで成長を行い、次に、塩素を流量1SCCM、圧力1
-4Torrで15秒照射し、このステップでエッチン
グするという2段階のステップを有し、これを何回か繰
り返すことにより、シリコン上にはエピタキシャル層
を、ポリシリコン層上にはポリシリコン層を、また素子
分離絶縁膜上には何も成長させないということができ
る。
【0036】また、図2(c)に示したように、選択シ
リコンエピタキシャル層105が選択ポリシリコン層1
06の表面よりも高くなっているため、オーバーハング
形状とならず、LDDもしくはソース・ドレイン形成時
のSDイオン注入での未注入に起因する高抵抗領域が生
じないため、良好なトランジスタ特性が得られる。
【0037】この後、公知の従来技術を用いることによ
って図1(b)に示した断面構造を得ることができる。
【0038】次に、本発明の第2の実施の形態によるM
OSトランジスタの断面構造を説明する。図4は本発明
の第2の実施の形態に基づく第2の実施例によるMOS
トランジスタの断面構造を示したものである。
【0039】第1導電型のシリコン基板101上に第1
導電型もしくは第1導電型と逆導電型のウエル領域10
7を持つ。このウエル領域107のシリコン基板101
表面には、MOSトランジスタが形成されるが、素子分
離絶縁層102によって電気的に分離されている。
【0040】ウエル領域107のシリコン基板101表
面上には、第1の選択シリコンエピタキシャル層120
と選択シリコンエピタキシャル層105があり、ゲート
酸化膜109を介してゲート電極110がある。
【0041】このゲート電極110の側面にはLDDサ
イドウォール112が、さらに上面にはTiSi(チタ
ンシリサイド)層114がある。
【0042】前記の選択シリコンエピタキシャル層10
5は、積層状態に形成されている第1のポリシリコン層
104と選択ポリシリコン層106に接続しているが、
前記の、選択シリコンエピタキシャル層105の表面の
方が、前記の選択ポリシリコン層106の表面よりも高
くなっているか、もしくは、表面が同じ高さとなってい
る。そして、これらは、MOSトランジスタのチャネル
ドープ層108、LDD領域111、ソース・ドレイン
領域113を形成している。
【0043】また、ゲート電極110の直下にはチャネ
ルドープ層108が、LDDサイドウォール112直下
にはLDD領域111が、LDDサイドウォール112
の外側と素子分離絶縁膜との間にソース・ドレイン領域
113がそれぞれ形成している。
【0044】また、選択ポリシリコン層106の表面に
TiSi層114が形成され、全面に層間絶縁膜115
が形成され、これに設けたコンタクトが前記ソース・ド
レイン電極に接続されてソース・ドレインの各引き出し
電極116として構成される。
【0045】次に、図5(a)〜(d)は本発明の第2
の実施例によるMOSトランジスタの製造方法の断面図
を示したものである。
【0046】まず、図5(a)に示すように、シリコン
基板101上に素子分離のための絶縁膜102を形成す
る、次に、シリコン基板101の表面を露出して5〜1
00nmの第1の選択シリコンエピタキシャル層120
を形成する。
【0047】次に、図5(b)に示すように、酸化によ
り膜厚5〜20nmの第1のシリコン酸化膜121を形
成する。
【0048】次に、図5(c)に示すように、フォトレ
ジストを用いて第1のポリシリコン層104をパターニ
ングする。
【0049】尚、シリコン酸化膜121および素子分離
絶縁膜102は第1のポリシリコン層104をエッチン
グする際のストッパの役目を果たす。
【0050】次に、図5(d)に示したように、シリコ
ン酸化膜121をウエットエッチング液等で取り除いた
後、シリコン基板101の表面に選択的にシリコンエピ
タキシャル層105を成長する。この時の成長膜厚は3
0〜100nmであり、第1のポリシリコン層104の
表面及び周辺に選択ポリシリコン層106が成長する。
第1のポリシリコン層104上に成長する選択ポリシリ
コン層106の成長膜厚は前記シリコンエピタキシャル
層105の成長膜厚の1/2から1/4程度となり、シ
リコン基板1の表面に選択的に成長したシリコンエピタ
キシャル層105は、第1のポリシリコン層104の側
面及び選択ポリシリコン層106とつながった構造を得
ることができる。
【0051】この後、公知の従来技術を用いることによ
って図4に示した断面構造を得ることができる。
【0052】本発明の第2の実施例では、第1のポリシ
リコン層104を形成する前に、ウエハー表面よりも第
1の選択シリコンエピタキシャル層120の膜厚分高く
成長させているため、選択シリコンエピタキシャル層1
05が選択ポリシリコン層106の表面よりも高くする
ことができ、第1の実施例と同様の効果を得ることがで
きる。
【0053】更に微細なMOSでは、ソースとドレイン
のパンチスルーを防ぐデルタドープ層を有した構造を用
いることがあるが、このデルタドープ層の形成方法とし
ては、例えばNチャネル型MOSトランジスタの場合、
ヒ素又はリン等を数keV〜30keVで5×1012
2×1013cm-2注入を行うことにより急峻な不純物プ
ロファイルを有したデルタドープ層を形成しているが、
本発明の第2の実施例では、この第1の選択シリコンエ
ピタキシャル層120を、前記のデルタドープ層形成の
イオン注入の基板中の濃度に相当するリンもしくはヒ素
の不純物を含んだ状態で成長すると、イオン注入を行っ
た場合に比べ、さらに急峻な不純物プロファイルを有し
たデルタドープ層を形成できることは説明するまでもな
い。
【0054】また、第1及び第2の実施例では、選択シ
リコンエピタキシャル層105が、積層状態に形成され
ている第1のポリシリコン層104と選択ポリシリコン
層106に接続し、前記の選択シリコンエピタキシャル
層105の表面の方が、前記の選択ポリシリコン層10
6の表面よりも高くなっているか、もしくは、表面が同
じ高さとなる構造を示しているが、図12に示したよう
に、選択シリコンエピタキシャル層105の表面の方
が、選択ポリシリコン層106の表面よりも低くなった
場合でも、選択シリコンエピタキシャル層を成長する前
の、第1のポリシリコン層104の断面形状が、例えば
等方性エッチング等によって得られる、上底と下底では
上底の長さの方が短く、両側面が直線もしくは曲線で構
成された形状となると、オーバーハング形状となるのを
防ぐことができる。
【0055】
【発明の効果】本発明の効果は、再現性良く良好なMO
SトランジスタのDC特性を得ることができることであ
る。
【0056】第1の理由は、選択エピタキシャル層形成
前に、シリコン基板表面の表面を、第1のポリシリコン
層の表面よりも高くすることにより、選択エピタキシャ
ル層形成後に、選択ポリシリコン層の表面位置を、選択
エピタキシャル層の表面位置と同じ、もしくは低くする
ことができる。これによって選択ポリシリコン層の断面
形状がオーバーハング形状となるのを防ぐことができる
からである。
【0057】第2の理由は、第1のポリシリコン層の断
面形状が、上底と下底では上底の長さの方が短く、両側
面が直線もしくは曲線で構成された形状にすると、選択
シリコンエピタキシャル層の表面の方が、選択ポリシリ
コン層の表面よりも低くなった場合でも、オーバーハン
グ形状となるのを防ぐことができるからである。
【0058】これら第1、第2の理由により、LDD注
入やソース・ドレイン形成のためのSD注入の際に、こ
のオーバーハング形状の部分にイオン注入の未注入によ
る高抵抗領域ができるのを防ぐことができるからであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を説明するための平面図
と断面図である。
【図2】図1のトランジスタの製造方法を工程順に示す
ための断面図である。
【図3】図2のトランジスタの製造方法を詳細に説明す
るための平面図である。
【図4】本発明の第2の実施例を説明するための断面図
である。
【図5】図4のトランジスタの製造方法を工程順に示す
ための断面図である。
【図6】従来のトランジスタを説明するための平面図と
断面図である。
【図7】従来のトランジスタの製造方法を説明するため
の平面図と断面図である。
【図8】図7の続き。
【図9】図8の続き。
【図10】従来のトランジスタ構造の問題点を説明する
ための断面図である。
【図11】従来構造でのトランジスタ特性と、本発明の
実施例を適用した構造でのトランジスタ特性。
【図12】本発明の第1及び第2の実施例の応用例を説
明するための断面図である。
【符号の説明】
1,101 シリコン基板 2,102 素子分離絶縁膜 3,103 シリコン酸化膜 4,104 第1のポリシリコン層 5,105 選択シリコンエピタキシャル層 6,106 選択ポリシリコン層 7,107 ウエル領域 8,108 チャネルドープ層 9,109 ゲート酸化膜 10,110 ゲート電極 11,111 LDD領域 12,112 LDDサイドウォール 13,113 ソース・ドレイン領域 14,114 シリサイド層 15,115 層間絶縁膜 16,116 ソース・ドレイン引出し電極 17,119,122 フォトレジスト 11A 高抵抗領域 100 第1のシリコン酸化膜 118 窒化膜 119A フォトレジストの開口部 120 第1の選択シリコンエピタキシャル層 121 シリコン酸化膜

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面にシリコンもしくはシリコンエピタ
    キシャル層を有する半導体基板上に素子領域と前記素子
    領域を挟んで隣接した領域の表面が前記半導体基板表面
    よりも低い素子分離絶縁膜と、前記素子領域の前記半導
    体基板の表面に形成された選択シリコンエピタキシャル
    層と、前記半導体基板表面よりも表面が低い素子分離絶
    縁膜上に形成されたポリシリコン層と前記シリコンエピ
    タキシャル層に接続され、前記ポリシリコン層上に形成
    された選択ポリシリコン層と、前記選択シリコンエピタ
    キシャル層の上に形成されたゲート絶縁膜及びゲート電
    極と、前記ゲート電極の側面に形成された側壁酸化膜
    と、前記選択シリコンエピタキシャル層に形成された不
    純物ドープ領域と、少なくとも前記選択シリコンエピタ
    キシャル層を含む領域に形成されたソース・ドレイン領
    域と、前記ゲート電極、選択ポリシリコン層、及び選択
    シリコンエピタキシャル層の表面に各々形成されたシリ
    サイド層と、前記選択ポリシリコン層の表面に形成され
    たシリサイド層に接続されるソース・ドレインの各引き
    出し電極とを備えることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 表面にシリコンもしくはシリコンエピタ
    キシャル層を有する半導体基板上に素子領域と、前記素
    子領域に隣接し、表面全体が、前記半導体基板表面より
    も低い素子分離絶縁膜と、前記素子領域の半導体基板表
    面に形成された選択シリコンエピタキシャル層と、前記
    素子領域に隣接した素子分離絶縁膜上に形成されたポリ
    シリコン層と前記選択シリコンエピタキシャル層に接続
    され、前記ポリシリコン層上に形成された選択ポリシリ
    コン層と、前記選択シリコンエピタキシャル層上に形成
    されたゲート絶縁膜及びゲート電極と、前記ゲート電極
    の側面に形成された側壁酸化膜と、前記選択シリコンエ
    ピタキシャル層端部に形成された不純物ドープ領域と、
    少なくとも前記選択シリコンエピタキシャル層を含む領
    域に形成されたソース・ドレイン領域と、前記ゲート電
    極、選択ポリシリコン層、及び選択シリコンエピタキシ
    ャル層の表面に各々形成されたシリサイド層と、前記選
    択ポリシリコン層の表面に形成されたシリサイド層に接
    続されるソース・ドレインの各引き出し電極とを備える
    ことを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記選択シリコンエピタキシャル層の表
    面位置が、前記ポリシリコン層表面に成長した選択ポリ
    シリコン層の表面位置よりも高い、もしくは同じである
    ことを特徴とする請求項1または2の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記選択シリコンエピタキシャル層の表
    面位置が、前記ポリシリコン層表面に成長した選択ポリ
    シリコン層の表面位置よりも低く、前記ポリシリコン層
    の断面が、上底とこの上底より長い下底と、直線もしく
    は曲線で構成された側面とからなる台形形状であること
    を特徴とする請求項1または2の半導体装置。
  5. 【請求項5】 ゲート電極直下の選択シリコンエピタキ
    シャル層には、ソースとドレインのパンチスルーを防ぐ
    のに十分な不純物濃度のチャネルドープ層が設けられる
    請求項1または2の半導体装置。
  6. 【請求項6】 半導体基板に素子分離絶縁膜を形成する
    工程と、前記素子分離絶縁膜の素子領域に隣接した前記
    素子分離絶縁膜の一部を前記半導体基板表面よりも窪ま
    せる工程と、前記素子領域に形成するソース・ドレイン
    に隣接する前記半導体基板表面よりも窪んだ領域を含む
    前記素子分離絶縁膜上にポリシリコン層を選択的に形成
    する工程と、前記素子領域に選択的にシリコンエピタキ
    シャル層を成長し、かつこれと同時に前記ポリシリコン
    層上に選択ポリシリコン層を成長する工程と、前記素子
    領域にゲート絶縁膜およびゲート電極を形成する工程
    と、前記素子分離絶縁膜とゲート電極をマスクとして不
    純物を注入してLDD領域を形成する工程と、前記ゲー
    ト電極の側壁にLDDサイドウォールを形成する工程
    と、このLDDサイドウォールをマスクとして不純物を
    注入してソース・ドレイン領域を形成する工程と、前記
    ゲート電極、ソース・ドレインを形成した選択シリコン
    エピタキシャル層、及び選択ポリシリコン層の表面をシ
    リサイド化する工程と、全面に層間絶縁膜を形成し、こ
    の層間絶縁膜に設けた開口を通して前記選択ポリシリコ
    ン層に接続されるソース・ドレインの引出し電極を形成
    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。
  7. 【請求項7】 半導体基板に素子領域を画成する素子分
    離絶縁膜を形成する工程と、前記素子分離絶縁膜に画成
    された素子領域の前記半導体基板表面にのみ選択的に第
    1のシリコンエピタキシャル層を成長する工程と、前記
    素子領域両端部に隣接する前記素子分離絶縁膜上にポリ
    シリコン層を選択的に形成する工程と、前記素子領域の
    前記第1のシリコンエピタキシャル層上に選択的に第2
    のシリコンエピタキシャル層を成長し、かつこれと同時
    に前記ポリシリコン層上に選択ポリシリコン層を成長す
    る工程と、前記素子領域にゲート絶縁膜およびゲート電
    極を形成する工程と、前記素子分離絶縁膜とゲート電極
    をマスクとして前記素子領域の端部に不純物を注入して
    LDD領域を形成する工程と、前記ゲート電極の側壁に
    LDDサイドウォールを形成する工程と、このLDDサ
    イドウォールをマスクとして不純物を注入して、ソース
    ・ドレイン領域を形成する工程と、前記ゲート電極、及
    び選択ポリシリコン層の表面をシリサイド化する工程
    と、全面に層間絶縁膜を形成し、この層間絶縁膜に設け
    た開口を通して前記選択ポリシリコン層に接続されるソ
    ース・ドレインの引出し電極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。
JP8184426A 1996-07-15 1996-07-15 半導体装置およびその製造方法 Expired - Fee Related JP2850861B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8184426A JP2850861B2 (ja) 1996-07-15 1996-07-15 半導体装置およびその製造方法
US08/892,028 US5990530A (en) 1996-07-15 1997-07-14 Raised semiconductor MOS transistor with improved transistor characteristics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8184426A JP2850861B2 (ja) 1996-07-15 1996-07-15 半導体装置およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1032329A JPH1032329A (ja) 1998-02-03
JP2850861B2 true JP2850861B2 (ja) 1999-01-27

Family

ID=16152955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8184426A Expired - Fee Related JP2850861B2 (ja) 1996-07-15 1996-07-15 半導体装置およびその製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5990530A (ja)
JP (1) JP2850861B2 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6180472B1 (en) 1998-07-28 2001-01-30 Matsushita Electrons Corporation Method for fabricating semiconductor device
KR100480904B1 (ko) 1998-12-24 2005-08-30 주식회사 하이닉스반도체 반응로및이를이용한단결정실리콘층형성방법
KR100618805B1 (ko) * 2000-08-30 2006-09-06 삼성전자주식회사 선택적 에피택셜 성장법을 이용한 반도체 소자의 자기정렬된 컨택 패드 형성방법
KR100491141B1 (ko) * 2001-03-02 2005-05-24 삼성에스디아이 주식회사 박막 트랜지스터 및 그의 제조방법과 이를 이용한 액티브매트릭스형 표시소자 및 그의 제조방법
US6956983B2 (en) * 2002-05-31 2005-10-18 Intel Corporation Epitaxial growth for waveguide tapering
US6989284B2 (en) * 2002-05-31 2006-01-24 Intel Corporation Fabrication of a waveguide taper through ion implantation
KR100673108B1 (ko) 2004-08-11 2007-01-22 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자 및 그 제조 방법
US20080150026A1 (en) * 2006-12-26 2008-06-26 International Business Machines Corporation Metal-oxide-semiconductor field effect transistor with an asymmetric silicide
US9240454B1 (en) * 2014-10-22 2016-01-19 Stmicroelectronics, Inc. Integrated circuit including a liner silicide with low contact resistance

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5340754A (en) * 1992-09-02 1994-08-23 Motorla, Inc. Method for forming a transistor having a dynamic connection between a substrate and a channel region

Also Published As

Publication number Publication date
US5990530A (en) 1999-11-23
JPH1032329A (ja) 1998-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7994572B2 (en) MOSFET having recessed channel
US6917085B2 (en) Semiconductor transistor using L-shaped spacer
US6344388B1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
US6951783B2 (en) Confined spacers for double gate transistor semiconductor fabrication process
US7602016B2 (en) Semiconductor apparatus and method of manufacturing the same
JP3863516B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
US6927459B2 (en) Semiconductor device having a gate electrode with a sidewall insulating film and manufacturing method thereof
KR100506823B1 (ko) 반도체 장치의 제조 방법
JPH0575117A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2850861B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH09260655A (ja) 半導体装置の製造方法
US6352899B1 (en) Raised silicide source/drain MOS transistors having enlarged source/drain contact regions and method
US20060270139A1 (en) Methods for Transistor Formation Using Selective Gate Implantation
JPH08116055A (ja) 半導体装置の製造方法
US20050212040A1 (en) Semiconductor device having gate sidewall structure in silicide process and producing method of the semiconductor device
JPH0730104A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2001053276A (ja) 増加したソース接触面積を有する立て形半導体装置の形成方法
US7145192B2 (en) MOS transistor and method of manufacturing the same
JP3039419B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2001024186A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0982949A (ja) 半導体装置及びその製造方法
US7572693B2 (en) Methods for transistor formation using selective gate implantation
JPH07307465A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH1187701A (ja) 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JPH08321607A (ja) 半導体装置およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19981013

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees