JP2888749B2 - トランジスター及びその製造方法 - Google Patents
トランジスター及びその製造方法Info
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Description
DDと略称する)構造を有するトランジスター及びその
製造方法に関する。
てチップの集積度が増加するようになり、トランジスタ
ーのチャネル長さも短くなる。トランジスターのチャネ
ルの長さが減少してDIBL(Drain Induc
ed Barrier Lowering)、ホットキ
ャリア効果及び短チャンネル効果等の問題点が惹き起こ
されて、これを克服するためにLDD構造のMOSFE
Tを多く使用している。
を図1〜図5を参照して詳細に考察してみる。図面にお
いて1はシリコン基板、2はフィールド酸化膜、3はゲ
ート電極、4はゲートポリ酸化膜、5はLDD領域(又
は低濃度イオン注入領域)、6は酸化膜、6´はスペー
サー酸化膜、7は高濃度イオン注入領域、8は層間絶縁
膜、20は動作領域マスク、30はゲート電極マスク、
40はN+ /P+ ソース,ドレインイオン注入マスク、
50はコンタクトマスク、Aは従来のLDDMOSFE
T製造方法において脆弱なソース/ドレイン接合部位を
夫々示す。
であって、図1の切断線A−A´に沿う製造工程の断面
図2〜図5を参照して製造工程を説明する。
ウェル)が形成されたシリコン基板1に鳥のくちばし状
の一定の大きさの尖端部であるバーズビーク(bir
d’sbeak)を有するフィールド酸化膜2を形成さ
せて動作領域と絶縁分離領域を形成させた後に、ゲート
酸化膜(図示せず)、ゲート電極3、ゲートポリ酸化膜
4及びLDD領域5を形成し、酸化膜6を蒸着する。
膜6をエッチングしてスペーサー酸化膜6´を形成し、
N+(又はP+ )ソース,ドレイン高濃度イオン注入領域
7を形成する。
DD領域5及びソース,ドレイン高濃度イオン注入領域
7をシリコン基板1内に拡散させる。
方性エッチングしてスペーサー酸化膜6´を形成すると
き、ゲート電極3、フィールド酸化膜2及び動作領域の
交差する箇所であって、フィールド酸化膜2のバーズビ
ークの一部がエッチングされてLDD領域5の縁部位が
損傷を受けるようになり、N+ (P+ )ソース,ドレイ
ン高濃度イオン注入領域7形成によりこの損傷部位の近
傍に高い濃度差を有する接合が形成される。
形成し、感光物質でコンタクトマスクを使用してパター
ニングした後、動作領域上の上記層間絶縁膜8をエッチ
ングしてコンタクトホールを形成する。
いては、ゲード電極側壁にスペーサーを形成するとき、
ゲート電極、フィールド酸化膜及び動作領域が交差する
箇所でフィールド酸化膜のバーズビークの一部がエッチ
ングされて低濃度(N- 又はP- )LDD領域の縁部分
に損傷が生じ、その後のN+ (P+ )ソース,ドレイン
の高濃度不純物イオン注入領域が半導体基板と高い濃度
差を有するようになって損傷が加重子されるようにな
る。このような現象に因り電気的にソース,ドレイン接
合破壊電圧弱化及び接合漏れ電流の増加を招来する問題
点があった。
ために接合破壊電圧及び漏れ電流を改善して素子の電気
的特性を向上させるトランジスター及びその製造方法を
提供することが本発明の目的である。
の本発明のトランジスターは、半導体基板の活性領域を
画定し、少なくとも前記活性領域とゲート電極が接近す
る部位で尖端部を有するフィールド酸化膜と、前記活性
領域表面から内部に侵入して形成され、少なくとも前記
フィールド酸化膜の損傷により露出した前記半導体基板
を包含する領域に配置された低濃度イオン注入領域と、
少なくとも前記活性領域と前記フィールド酸化膜上に配
置された前記ゲート電極と、前記ゲート電極の上部表面
を覆って、パッドポリシリコン膜との短絡を防止する第
1絶縁膜と、前記ゲート電極の側部に配置された第2絶
縁膜と、少なくとも前記フィールド酸化膜の損傷部位を
埋め立てして前記電極とオーバーラップされるように配
置されて、高濃度イオン注入領域の画定を補償する前記
パッドポリシリコン膜と、前記活性領域の前記低濃度イ
オン注入領域上に配置され、前記フィールド酸化膜の損
傷部位で前記低濃度イオン注入領域の下部の半導体基板
の領域と接することなく配置された前記高濃度イオン注
入領域とを備えたことを特徴とする。
性領域を画定し、尖端部を有するフィールド酸化膜を形
成し、全体構造上部にゲート電極の形成のための第1ポ
リシリコン膜と前記ゲート電極と以後のパッドポリシリ
コン膜間の短絡防止のための第1絶縁膜を順に形成し、
前記第1絶縁膜と前記第1ポリシリコン膜を順に選択的
蝕刻して前記ゲート電極を形成し、前記ゲート電極の側
部にゲートポリ酸化膜を形成し、前記活性領域上にLD
D構造形成のための低濃度イオン注入領域を形成し、全
体構造上部に所定の酸化膜を形成してこれを全面性蝕刻
して前記ゲート電極と前記ゲートポリ酸化膜の側部に前
記LDD構造形成のためのゲート側壁酸化膜を形成し、
全体構造上部に、少なくとも前記全面性蝕刻時前記低濃
度イオン注入領域と前記ゲート電極と接近する部位に発
生した前記フィールド酸化膜の尖端部の損傷部位が埋め
立てされるように第2ポリシリコン膜を蒸着し、前記低
濃度イオン注入領域上に前記半導体基板と直接接するこ
となく高濃度イオン注入領域を形成し、前記第2ポリシ
リコン膜を選択的蝕刻して前記活性領域全体を覆って、
少なくとも前記ゲート電極と前記フィールド酸化膜の一
部にオーバーラップされる前記パッドポリシリコン膜を
形成し、所定の熱処理工程を進行して前記高濃度イオン
注入領域と前記低濃度イオン注入領域を前記半導体基板
の内部に拡散させることを特徴とする。
て本発明に係る一実施例を詳細に説明する。図面におい
て10,10´はパッドポリシリコン膜、20は動作領
域マスク、30はゲート電極マスク、40はN+ /P+
ソース,ドレインイオン注入マスク、50はコンタクト
マスク、60はパッドポリマスク、Bは本発明に係るL
DD MOSFET製造方法において改善されたソース
/ドレイン接合部位を夫々示す。
り、パッド用ポリマスク60層を追加する工程によりフ
ィールド酸化膜のバーズビークのエッチングから発生す
る損傷部位の発生を抑制するもので、図の切断線A−A
´に添った断面図図7によって詳細に考察する。
膜2と低濃度イオン注入領域5、上記フィールド酸化膜
2上に配置されたゲート電極3、上記ゲート電極3上に
配置された第一の絶縁膜に相当する絶縁酸化膜9、上記
ゲート電極3の側壁部に配置された第一の酸化膜に相当
するゲートポリ酸化膜4、上記絶縁酸化膜9及びゲート
ポリ酸化膜4の側壁部に配置される第二の絶縁膜に相当
するゲート側壁スペーサー酸化膜6´、上記絶縁酸化膜
9とゲート側壁スペーサー酸化膜6´及び低濃度イオン
注入領域5上に同時に蒸着されたパッドポリシリコン膜
10´、上記パッドポリシリコン膜10´の下の低濃度
イオン注入領域5内に配置される高濃度イオン注入領域
7、上記高濃度イオン注入領域7がゲート電極3、絶縁
分離酸化膜2及び低濃度イオン注入領域5の交差地点で
ゲート側壁スペーサー酸化膜6´形成時に受けたエッチ
ング損傷部位からパッドポリシリコン膜10´の厚さの
距離だけ離れて高濃度イオンが注入されてN+ /P+ ソ
ース,ドレイン接合部位(B)が構成される。
方法を図8〜図11を通じて詳細に考察してみる。この
図は上記図6の切断線A−A´に沿う製造工程の断面図
である。
(又はN−ウェル)を形成し、一定の大きさのバーズビ
ークを有するフィールド酸化膜2を形成して動作領域と
絶縁分離領域を成し、ゲートポリシリコン膜と絶縁酸化
膜9を順次に一定の厚さに蒸着した後、ゲート電極マス
クを利用して絶縁酸化膜9とゲートポリシリコン膜を順
次にエッチングしてゲート電極3を形成する。
を酸化させてゲートポリ酸化膜4を形成し、不純物イオ
ン濃度が1×1017〜1×1019原子/cm3 である低
濃度のイオン注入により露出されたシリコン基板1にL
DD領域5を形成した後、ゲート側壁酸化膜6を一定の
厚さに蒸着する。
するゲート側壁酸化膜6を絶縁酸化膜9及びゲートポリ
酸化膜4及びフィールド酸化膜2及び低濃度イオン注入
領域2を覆うように異方性エッチング方法によりエッチ
ングしてゲート側壁スペーサー酸化膜6´を形成し、一
定の厚さのパッドポリシリコン膜10を絶縁酸化膜9及
びゲートポリ酸化膜4及びゲート側壁スペーサー酸化膜
6´及びフィールド酸化膜2及び低濃度イオン注入領域
2を覆うように蒸着した後、動作領域の真上のパッドポ
リシリコン膜10に不純物イオン濃度1×1020原子/
cm3 以上に高濃度の不純物イオンを注入する。
リコン膜マスクを利用して動作領域とスペーサー酸化膜
6´上部のパッドポリシリコン膜10´だけを残し、パ
ッドシリコン膜10がフィールド酸化膜2尖端部と低濃
度イオン注入領域を覆うように残りのパッドポリシリコ
ン膜10をエッチングした後に熱処理工程を施し、N+
/P+ ソース,ドレイン、即ち、高濃度イオン注入領域
7を形成する。
ET製造方法における問題点であるゲート側壁スペーサ
ーエッチング時に動作領域が損傷を受けるようになるN
+ /P+ 高濃度イオン注入を避けるために上記ゲート側
壁スペーサー酸化膜6´を従来の方法より少なく作り、
パッドポリシリコン膜10´を形成して、この二つの膜
をゲートの側壁スペーサーとして利用することにより、
その以後に遂行されるN+ /P+ ソース,ドレイン高濃
度不純物イオンを注入するとき、ゲート側壁パッドポリ
シリコン膜10´がマスクの役割を成し、ゲートスペー
サー酸化膜6´エッチング時に受けたエッチング損傷部
位からパッドポリシリコン膜10´の厚さ距離だけ離れ
て高濃度イオン注入がなされることにより、ソース/ド
レイン接合形態が改善されたことを示している。
成し、コンタクトホール形成のために層間絶縁膜8をエ
ッチングしたもので、図面符号Bにおける通り、高濃度
イオン注入領域7がLDD領域5内の上部に存在するよ
うになる。したがって、損傷されたフィールド酸化膜2
尖端部近傍においても高濃度イオン注入領域7がシリコ
ン基板1と高い濃度差を有する接合を形成することがな
く、高濃度イオン注入領域7からシリコン基板1への漏
れ電流を防止することができる。
ッドポリシリコン膜10´が全ての動作領域を保護する
ことにより、金属接続に関連しても工程上の余裕を得る
ことができる。
成された低濃度動作領域内に高濃度拡散領域を限定して
形成することにより、ソース,ドレイン接合破壊電圧弱
化及び接合漏れ電流増加を防止することができ、また、
ゲート電極の上部に第1絶縁膜を配置することにより、
ソース/ドレイン領域との短絡を防止することができ、
素子の製造工程上の余裕度を確保することができるの
で、信頼性のあるトランジスターの製造を可能ならしめ
る効果がある。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
ある。
ある。
ース/ドレイン接合部位 B 本発明によるLDD MOSFET製造方法におけ
る改善されるソース/ドレイン接合部位
Claims (2)
- 【請求項1】 半導体基板(1)の活性領域を画定し、
少なくとも前記活性領域とゲート電極(3)が接近する
部位で尖端部を有するフィールド酸化膜(2)と、 前記活性領域表面から内部に侵入して形成され、少なく
とも前記フィールド酸化膜(2)の損傷により露出した
前記半導体基板(1)を包含する領域に配置された低濃
度イオン注入領域(5)と、 少なくとも前記活性領域と前記フィールド酸化膜(2)
上に配置された前記ゲート電極(3)と、 前記ゲート電極(3)の上部表面を覆って、パッドポリ
シリコン膜(10´)との短絡を防止する第1絶縁膜
(9)と、 前記ゲート電極(3)の側部に配置された第2絶縁膜
(4,6)と、 少なくとも前記フィールド酸化膜(2)の損傷部位
(B)を埋め立てして前記電極(3)とオーバーラップ
されるように配置されて、高濃度イオン注入領域(7)
の画定を補償する前記パッドポリシリコン膜(10´)
と、 前記活性領域の前記低濃度イオン注入領域(5)上に配
置され、前記フィールド酸化膜(2)の損傷部位(B)
で前記低濃度イオン注入領域(5)の下部の半導体基板
(1)の領域と接することなく配置された前記高濃度イ
オン注入領域(7)とを備えたことを特徴とするトラン
ジスター。 - 【請求項2】 半導体基板(1)の所定部位に活性領域
を画定し、尖端部を有するフィールド酸化膜(2)を形
成し、 全体構造上部にゲート電極(3)の形成のための第1ポ
リシリコン膜と前記ゲート電極(3)と以後のパッドポ
リシリコン膜(10´)間の短絡防止のための第1絶縁
膜(9)を順に形成し、 前記第1絶縁膜(9)と前記第1ポリシリコン膜を順に
選択的蝕刻して前記ゲート電極(3)を形成し、 前記ゲート電極(3)の側部にゲートポリ酸化膜(4)
を形成し、 前記活性領域上にLDD構造形成のための低濃度イオン
注入領域(5)を形成し、 全体構造上部に所定の酸化膜を形成してこれを全面性蝕
刻して前記ゲート電極(3)と前記ゲートポリ酸化膜
(4)の側部に前記LDD構造形成のためのゲート側壁
酸化膜(6)を形成し、 全体構造上部に、少なくとも前記全面性蝕刻時前記低濃
度イオン注入領域(5)と前記ゲート電極(3)と接近
する部位に発生した前記フィールド酸化膜(2)の尖端
部の損傷部位(B)が埋め立てされるように第2ポリシ
リコン膜(10)を蒸着し、 前記低濃度イオン注入領域(5)上に前記半導体基板
(1)と直接接することなく高濃度イオン注入領域
(7)を形成し、 前記第2ポリシリコン膜(10)を選択的蝕刻して前記
活性領域全体を覆って、少なくとも前記ゲート電極
(3)と前記フィールド酸化膜(2)の一部にオーバー
ラップされる前記パッドポリシリコン膜(10´)を形
成し、 所定の熱処理工程を進行して前記高濃度イオン注入領域
(7)と前記低濃度イオン注入領域(5)を前記半導体
基板(1)の内部に拡散させることを特徴とするトラン
ジスター製造方法。
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