JP3196980B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Description
造方法に関し、特にLDD型CMOS素子の製造方法に
係る。
るためには、n+ /p+ のソース、ドレイン拡散層を形
成するためのイオン注入を打ちわけるために2回、さら
にn- /p- のLDD(ライトリードープドドレイン)
領域を拡散層とチャネル層の間に形成するために2回、
計4回のリソグラフィーによる工程が必要であった。
Sを形成するには、ゲート側壁をマスクとして利用しつ
つ、計4回のリソグラフィーを必要としており、工程が
複雑であるという問題があった。
いるとソース、ドレインとゲート間の寄生容量が拡大
し、高速動作には不利になる。又、側壁形成時の異方性
エッチングなどにより基板にダメージが入ると拡散層の
リークを生じさせることになり問題となっていた。
であり、その目的とするところは計2回のリソグラフィ
ー工程によりLDD型のCMOS構造を実現し、コスト
を削減すると同時に、ゲート側壁そのものを最終的に除
去してしまうことでソース、ドレイン、ゲート間の寄生
容量を低下させ、さらに酸素RIEで側壁を形成するこ
とで側壁形成時の基板及び素子分離領域へのダメージを
抑制することである。
素子分離領域を形成する工程と、この素子分離領域によ
り分離された隣接する第1の素子領域及び第2の素子領
域に、それぞれ第1導電型、第2導電型のウエルを形成
する工程と、前記第1及び第2の素子領域上にゲート絶
縁膜及びゲート電極を形成する工程と、このゲート電極
の側壁にカーボンからなるゲート側壁を形成する工程
と、前記第1の素子領域上に第1のレジスト層を形成す
る工程と、この第1のレジスト層及び前記素子分離領域
及び第2の素子領域上のゲート電極、ゲート側壁をマス
クに前記第2の素子領域上に第1導電型のイオンを注入
し、ソース、ドレイン拡散層を形成する工程と、前記第
1のレジスト層の少なくとも表面及び前記第2の素子領
域上のゲート側壁をO2 プラズマによる異方性エッチン
グにより除去する工程と、前記第2の素子領域上に第1
導電型のイオンを注入しLDD領域を形成する工程と、
前記第1のレジスト層を除去する工程と、第2の素子領
域上に第2のレジスト層を形成する工程と、この第2の
レジスト層及び前記素子分離領域及び第1の素子領域上
のゲート電極、ゲート側壁をマスクに第2導電型のイオ
ンを注入し、ソース、ドレイン拡散層を形成する工程
と、前記第2のレジスト層の少なくとも表面及び前記第
1の素子領域上のゲート側壁をO2 プラズマによる異方
性エッチングにより除去する工程と、前記第1の素子領
域上に第2導電型のイオンを注入しLDD領域を形成す
る工程と前記第2のレジスト層を除去する工程とを含む
半導体装置の製造方法を提供することを特徴とする。
用いることで、側壁の加工には酸素プラズマによる異方
性エッチングを利用できる。このため基板Si及び素子
分離用のSiO2 は、このエッチングによってほとんど
除去されることなく、又ダメージも入らず、フィールド
エッジ後退による接合リークも生じない。
成した後、所定領域にリソグラフィー法によりレジスト
マスクを形成し、酸素プラズマによる異方性エッチング
を行う。レジストマスクのエッチングレートはカーボン
よりはおよそ3倍は遅く、レジストマスクはほぼ1〜2
μmの厚さで形成されているので、カーボン側壁形成
後、さらに酸素プラズマによる処理を追加すれば、カー
ボン側壁と、レジストマスクの表面部を除去することが
できる。すなわち、レジストマスクとカーボン側壁をマ
スクとし、一導電型のソース、ドレイン拡散層を形成
し、その後、酸素プラズマによる処理を追加し、レジス
トマスクを残存させたまま、ゲート側壁だけを除去する
ことができる。このとき、この処理で基板や、素子分離
用SiO2 にダメージが入ることはないので十分なプロ
セスマージンをもってこの工程を行うことができる。さ
らに、ソース、ドレイン拡散層形成のための高ドーズの
イオン注入によって変質したレジスト表面もこの処理で
剥離される。素子の微細化に伴いイオン注入のエネルギ
ーは低下し、レジスト表面の変質部も薄くなってくるの
で、この変質部分は酸素プラズマ処理で容易に除去する
ことができる。
水素水のような混合液で選択的に剥離可能である。この
後の工程でも、このレジストマスクを利用し、低ドース
のLDD領域形成用のイオン注入を行い一導電型のLD
D−MOS素子を1つのリソグラフィー工程で達成する
ことができる。
低エネルギーで行うので、これによりレジストマスクは
変質しない。よって、上記のような混合液で処理するこ
とでレジストマスクを選択的に剥離できる。カーボン側
壁はこの混合液には耐性をもっているのでレジスト下の
カーボン側壁も残存する。
場合、ダウンフローアッシャー等の処理で、カーボン側
壁を残存させたままレジストのみを剥離することも可能
である。この一連の工程を用いて、同様に逆導電型のL
DD−MOS素子を達成することも可能である。
ィー工程でLDD型−CMOS構造が達成でき、従来の
工程より2回のリソグラフィー工程を削減できる。又追
加される工程は、酸素プラズマ処理だけであり、これは
従来技術のアッシャー工程に対応しているわけで、全工
程数も確実に4工程以上短縮できる。又、酸素RIEを
もちいているため、素子の性能を劣化させるようなダメ
ージの発生も抑制できる。
詳細に説明する。まずSi基板1上にn−well領域
2及びp−well領域3を形成した後、LOCOS法
により素子分離用フィールド酸化膜4を形成する。この
後、素子形成部に基板の不純物濃度を調整し、しきい値
を制御するためのイオン注入を行い、ゲート絶縁膜5を
形成する。
ン6を例えば2000オングストロームの厚さに堆積す
る。このときポリシリコンに導電性の不純物が同時に混
入されていても、又、その後の工程で導入されてもかま
わない。次いで、ポリシリコン6に異方性エッチングを
施し、ゲート電極6を形成する(図1(a) )。
法により1000オングストロームの厚さに堆積したの
ち、この基板を酸素プラズマ中で、例えば流量100S
CCM、圧力5.3Pa、高周波電力0.8W/cm2
の条件で処理しゲート側壁7を形成する。
ell上にレジストマスク8をフォトリソグラフィー法
により形成し、このレジスト8と、カーボン側壁7をマ
スクとしてp−well中にAsを例えば5×1015c
m-2、50keVの条件でイオン注入し、n+ ソース、
ドレイン拡散層9を形成する(図1(b) )。
スト8表面部と、n−well上のカーボンゲート側壁
とを、上記酸素プラズマ中で例えば1分処理することで
同時に除去する。次に例えばPを7×1013cm-2、4
0keVの条件でイオン注入し、n- −LDD領域10
を形成する(図2(a) )。
と過酸化水素水の混合液で選択剥離する。このとき、レ
ジストが剥離できなければ、ダウンフローアッシャーの
ような手法を用いて、レジスト下のカーボン側壁を残存
させつつレジストのみを剥離してもよい。
well上にレジストパターン8´をフォトリソグラフ
ィー法により形成し、p−well上のカーボン側壁7
と、レジストパターン8´をマスクとして、例えば、B
F2 を3×1015cm-2、35keVの条件でイオン注
入し、p+ 拡散層11を形成する(図2(b) )。
ことで、一部変質したn−well上のレジスト8´表
面部と、残存したp−well上のカーボン側壁7とを
除去する。次に例えばBF2 を5×1013cm-2、35
keVの条件でイオン注入し、p- −LDD領域12を
形成する(図3(a) )。
例えば1000℃、20秒の条件で熱処理を行い、ソー
ス、ドレイン拡散層9,11及びLDD領域10,12
を活性化させる(図3(a) )。
のリソグラフィー工程で、LDD型のCMOS構造を形
成することができる。この後、通常の配線工程を利用し
てAl電極13及び層間膜14等を形成する(図3(b)
)。
れを酸素プラズマで加工することにより基板、及びフィ
ールド酸化膜にダメージを与えず側壁が形成できる。
スクとカーボン側壁を同時に酸素プラズマにさらすこと
により、基板、フィールド酸化膜を削ることなく、かつ
レジストを残存させたまま、カーボン側壁のみを除去す
ることができ、1回のリソグラフィーで拡散層とLDD
領域を形成できる。このため素子の劣化を誘起するよう
なダメージを抑制しつつ、工程及びコストを削減するこ
とが可能となる。
Claims (1)
- 【請求項1】半導体基板上に素子分離領域を形成する工
程と、この素子分離領域により分離された隣接する第1
の素子領域及び第2の素子領域に、それぞれ第1導電
型、第2導電型のウエルを形成する工程と、前記第1及
び第2の素子領域上にゲート絶縁膜及びゲート電極を形
成する工程と、このゲート電極の側壁にカーボンのゲー
ト側壁を形成する工程と、前記第1の素子領域上に第1
のレジスト層を形成する工程と、この第1のレジスト層
及び前記素子分離領域及び第2の素子領域上のゲート電
極、ゲート側壁をマスクに前記第2の素子領域上に第1
導電型のイオンを注入し、ソース、ドレイン拡散層を形
成する工程と、前記第1のレジスト層の少なくとも表面
及び前記第2の素子領域上のゲート側壁をO2プラズマ
による異方性エッチングにより除去する工程と、前記第
2の素子領域上に第1導電型のイオンを注入しLDD領
域を形成する工程と、前記第1のレジスト層を除去する
工程と、前記第2の素子領域上に第2のレジスト層を形
成する工程と、この第2のレジスト層及び前記素子分離
領域及び第1の素子領域上のゲート電極、ゲート側壁を
マスクに第2導電型のイオンを注入し、ソース、ドレイ
ン拡散層を形成する工程と、前記第2のレジスト層の少
なくとも表面及び前記第2の素子領域上のゲート側壁を
O2プラズマによる異方性エッチングにより除去する工
程と、前記第1の素子領域上に第2導電型のイオンを注
入しLDD領域を形成する工程と、前記第2のレジスト
層を除去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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00308593A JP3196980B2 (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00308593A JP3196980B2 (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06209081A JPH06209081A (ja) | 1994-07-26 |
JP3196980B2 true JP3196980B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=11547509
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP00308593A Expired - Fee Related JP3196980B2 (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3196980B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6022782A (en) * | 1997-05-30 | 2000-02-08 | Stmicroelectronics, Inc. | Method for forming integrated circuit transistors using sacrificial spacer |
JP4108445B2 (ja) | 2002-10-31 | 2008-06-25 | 富士通株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
1993
- 1993-01-12 JP JP00308593A patent/JP3196980B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
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