JP2965283B2 - 薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents
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Description
びその製造方法に関するものである。
ように、ゲートポリシリコン膜(1)上にゲート絶縁膜
(2)が形成され、上記ゲート絶縁膜(2)上にひとつ
の層としてポリシリコン膜(3)が形成されて、このポ
リシリコン膜(3)の領域のうちゲート電極(1)の左
・右側の領域にソース(3A)及びドレーン(3B)が
形成されソース(3A)とドレーン(3B)の間の領域
にチャネル(3C)が形成される。
トランジスタは薄膜トランジスタのオフ(off)電流
を減少させるためにチャネルを薄く形成しなければなら
ないが、ソース及びドレーンをチャネルと同一のポリシ
リコン層として使用するため厚さの薄いソース及びドレ
ーンを形成するしかなく、このためソース及びドレーン
の抵抗が増加して薄膜トランジスタのオン(0N)電流
を減少させる主原因になる。
金属コンタクトを実施する時ソース及びドレーンをもっ
て使用されるポリシリコン層が薄いため直接的なコンタ
クトが不可能になるという問題点も発生する。
tic Random Access Memory)セル内に負荷(load)とし
て使用される場合、薄膜トランジスタのドレーンコンタ
クト工程が必要となり、この時ゲート酸化膜が損傷され
るという問題も発生する。
ネルとして使用されるポリシリコン膜とソース及びドレ
ーンとして使用されるポリシリコン膜を互いに別の層に
各々形成して、チャネルは薄く形成し、ソース及びドレ
ーンは厚く形成することにより、薄膜トランジスタの特
性を向上させる薄膜トランジスタ及びその製造方法を提
供することを目的とする。
の本発明の一実施の形態による薄膜トランジスタは、所
定のサイズのゲート電導膜パターン;上記ゲート電導膜
パターンを覆うゲート絶縁膜;上記ゲート絶縁膜上のチ
ャネル電導膜;上記チャネル電導膜上の絶縁膜;及び上
記絶縁膜上に形成されるが各々分離され上記ゲート電導
膜の側壁の部位で上記チャネル電導膜と接続されるソー
ス及びドレーン電導膜を有することを特徴とする。
トランジスタは、各々分離されパターニングされたソー
ス及びドレーン電導膜;上記ソース及びドレーン電導膜
が分離された地域の上記ソース及びドレーン電導膜の側
壁と接続され、上記ソース及びドレーン電導膜の上部の
一部の地域に絶縁膜を介して絶縁されオーバーラップさ
れるように形成されたチャネル電導膜;上記チャネル電
導膜上に形成されたゲート絶縁膜;上記ゲート絶縁膜上
のゲート電導膜を有することを特徴とする。
て;ゲート用第1電導膜を蒸着した後、ゲートマスクを
使用してパターニングする段階;ゲート絶縁膜、チャネ
ル用第2電導膜、層間絶縁膜を順次に蒸着した後、チャ
ネルマスクを使用して層間絶縁膜、上記第2電導膜及び
上記ゲート絶縁膜を順次に蝕刻する段階;及びソース及
びドレーン用第3電導膜を蒸着した後、ソース及びドレ
ーンマスクを使用して上記第3電導膜を蝕刻する段階を
有してなることを特徴とする。
スタ及びその製造方法の実施の形態を、図2から図12
に基づいて詳細に説明する。
薄膜トランジスタ構造を示す断面図として、図面に示さ
れたようにゲートポリシリコン膜(21)パターンを覆
うようにゲート絶縁膜(22)、チャネルポリシリコン
膜(24)、絶縁膜(25)が順次にパターニングされ
ており、上記ゲートポリシリコン膜(21)の側壁の部
位で上記チャネルポリシリコン膜(24)と接続される
ソース及びドレーンポリシリコン膜(26A,26B)
が各々分離され絶縁膜(25)上に形成される。
確に示されるように、ゲート絶縁膜(22)、チャネル
ポリシリコン膜(24)、および絶縁膜(25)の端部
と接触している箇所のソースおよびドレーンポリシリコ
ン膜(26A,26B)の厚さが、絶縁膜(25)上に
形成されている箇所のソースおよびドレーンポリシリコ
ン膜(26A,26B)の厚さより厚くなっている。
薄膜トランジスタ構造はチャネルポリシリコン層と別途
にソース及びドレーンポリシリコン層が形成されるから
チャネルポリシリコン層は薄く形成しながら、ソース及
びドレーンポリシリコン層は上記チャネルポリシリコン
属より相対的に厚く形成できる。
ランジスタをSRAMセルに適用する場合のSRAMセ
ル部分の断面面として、図面に示されたようなゲートポ
リシリコン(21)に電圧が印加されチャネルポリシリ
コン(24)がターンオン(turn on )されると電流は
ソースポリシリコン(26A)でチャネルポリシリコン
(24)を経てドレーンポリシリコン(26B)へ伝達
され、再び連結用ポリシリコン膜(27)を経てSRA
Mセルの相対側の薄膜トランジスタのゲートへソース電
位を伝達することになる。
パターンはゲートポリシリコン膜のパターンの時に形成
され、この連結用ポリシリコン膜(27)のパターンに
ドレーンポリシリコン(26B)が直接コンタクトされ
るから別途のドレーンコンタクトを実施しなくてもよ
い。
る本発明の一実施の形態による薄膜トランジスタの製造
工程図で、先に図4に示したようなゲート用ポリシリコ
ン膜(41)を蒸着した後、パターニングし、図5のよ
うにゲート酸化膜(42)、チャネルポリシリコン膜
(44)、層間絶縁膜(45)を順次に蒸着した後、さ
きにドピングオフセット(LDO)イオン注入マスクの
感光膜(47)パターンを形成しLDOイオン注入(4
8)を実施したあと感光膜(47)を除去する。ここで
層間絶縁膜(45)はポリシリコン膜の間の層間絶縁膜
の酸化膜または窒化膜を使用することができる。
スクなる感光膜(49)パターンを形成して層間絶縁膜
(45)、チャネルポリシリコン膜 (44)、ゲート
酸化膜(42)を順次に蝕刻したあと感光膜(49)を
除去する。この際、同一のマスクを使用して層間絶縁膜
(45)及びチャネルポリシリコン膜(44)を蝕刻す
るからパターニングされたチャネルポリシリコン膜(4
4)の側壁は露出され、この露出された部位で以後ソー
ス及びドレーンと接続される。
ーン用ポリシリコン膜を厚く蒸着したのち、ソース及び
ドレーンマスク作業及び蝕刻工程を介してソース及びド
レーンポリシリコン膜(46A、46B)をパターニン
グする。この際、ソース及びドレーンポリシリコン膜に
は勿論不純物が注入されたポリシリコン膜を使用する。
トランジスタ構造を示すが、図面に示されたような絶縁
膜(51)上にはソース及びドレーンポリシリコン膜
(52A、52B)が分離されパターニングされてお
り、上記ソース(52A)とドレーン(52B)が分離
された地域のソース(52A)及びドレーン(52B)
の側壁と接続され、ソース(52A)とドレーン(52
B)の上部の一部の地域に絶縁膜(53)を介して絶縁
されオーバーラップされるようチャネルポリシリコン膜
(54)が形成されている。
コン膜とソース及びドレーンとして使用されるポリシリ
コン膜が互いに別の層に各々形成されているからチャネ
ルポリシリコン膜は薄く、ソース及びドレーンポリシリ
コン膜は厚く形成できる。
上にゲート酸化膜(55)とゲートポリシリコン膜(5
6)が順次に形成されている。
する本発明の別の実施の形態による薄膜トランジスタの
製造工程図として、先に図9に示されるように下部絶縁
膜(61)が既に形成された基板上に薄膜トランジスタ
のソース及びドレーン用ポリシリコン膜(62)と層間
絶縁膜(63)を順次に形成する。このとき、ソース及
びドレーンポリシリコン膜(62)には勿論不純物が注
入されたポリシリコン膜を使用し、層間絶縁膜にはポリ
シリコン膜の間の絶縁膜なる酸化膜または窒化膜を使用
する。
ンマスク作業及び蝕刻工程を介して層間絶縁膜(63)
及びソース及びドレーンポリシリコン膜(62)の所定
の部位を下部絶縁膜(61)が露出されるよう蝕刻して
ソース及びドレーンポリシリコン膜(62A、62B)
をパターニングする。この際、パターニングされたソー
ス及びドレーンポリシリコン膜(62A、62B)の側
壁は露出され、その後チャネルと接続される。
チャネル用ポリシリコン膜(64)を形成した後チャネ
ルイオン注入を実施し、チャネル用ポリシリコン膜(6
4)上にゲート酸化膜(65)を形成する。
化膜(65)上にゲート用ポリシリコン膜(66)を形
成した後、ゲートマスクを使用してゲート用ポリシリコ
ン膜(66)、ゲート酸化膜(65)、チャネル用ポリ
シリコン膜(64)及び層間絶縁層(63)を順次に蝕
刻する。
びドレーンシリコン膜をチャネルに比べて厚く形成して
ソース及びドレーンの抵抗を滅少させ薄膜トランジスタ
のオンの時の電流を向上させ、SRAMセルに本発明の
薄膜トランジスタを使用する場合には別途のドレーンコ
ンタクト工程を省略することができるからゲート酸化膜
の損傷を防止して薄膜トランジスタの特性を向上させる
効果がある。
タの構造を示す断面面
が適用されるSRAMセル部分の断面面
る薄膜トランジスタの製造工程の第1工程を示す図
タの構造を示す断面図
薄膜トランジスタの製造工程の第1工程を示す図
Claims (8)
- 【請求項1】 ゲート用第1電導膜を蒸着した後、ゲー
トマスクを使用してパターニングする段階; ゲート絶縁膜,チャネル用第2電導膜,層間絶縁膜を順
次に蒸着した後、チャネルマスクを使用して上記層間絶
縁膜,上記第2電導膜及び上記ゲート絶縁膜を順次に蝕
刻する段階;及びソース及びドレーン用第3電導膜を蒸
着した後、ソース及びドレーンマスクを使用して上記第
3電導膜を蝕刻する段階を有してなることを特徴とする
薄膜トランジスタ製造方法。 - 【請求項2】 上記ソース及びドレーン用第3電導膜は
上記チャネル用第2電導膜より相対的に厚く形成するこ
とを特徴とする請求項1記載の薄膜トランジスタ製造方
法。 - 【請求項3】 上記第1電導膜,第2電導膜及び第3電
導膜は不純物が注入されたポリシリコン膜であることを
特徴とする請求項1記載の薄膜トランジスタ製造方法。 - 【請求項4】 上記層間絶縁膜は酸化膜又は窒化膜であ
ることを特徴とする請求項1記載の薄膜トランジスタ製
造方法。 - 【請求項5】 ソース及びドレーン用第1電導膜と層間
絶縁膜を順次に形成する段階; ソース及びドレーンマスクを使用して上記層間絶縁膜及
び上記第1電導膜を蝕刻する段階; 全体の構造の上部にチャネル用第2電導膜、ゲート絶縁
膜及びゲート用第3電導膜を順次に形成する段階; ゲートマスクを使用して上記第3電導膜、上記ゲート絶
縁膜、上記第2電導膜及び上記層間絶縁膜を順次に蝕刻
する段階を有してなることを特徴とする薄膜トランジス
タ製造方法。 - 【請求項6】 上記ソース及びドレーン用第1電導膜の
厚さは上記チャネル用第2電導膜の厚さより相対的に厚
いことを特徴とする請求項5記載の薄膜トランジスタ製
造方法。 - 【請求項7】 上記第1電導膜、第2電導膜及び第3電
導膜は不純物が注入されたポリシリコン膜であることを
特徴とする請求項5記載の薄膜トランジスタ製造方法。 - 【請求項8】 上記層間絶縁膜は酸化膜または窒化膜で
あることを特徴とする請求項7記載の薄膜トランジスタ
製造方法。
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