JP3260200B2 - 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
に係り、特に改良インバースT型トランジスタの製造方
法に関する。
の劣化を防止するために、図3に示すようなインバース
T型トランジスタが提案されている(例えば、IEDM
86,pp742〜745)。このインバースT型トラ
ンジスタは、P型のSi基板21中のN- 層24とN+
層25とでソース・ドレインが構成されている点ではL
DD構造のトランジスタと共通しているが、ゲート電極
である多結晶Si膜23とN- 層24とのオーバーラッ
プ量を大きくしている点が従来のLDD構造のトランジ
スタと相違している。
であるSiO2 膜22のうちでN-層24上の部分にト
ラップされた電子によって電流駆動能力が早期に劣化す
るのを防止するためである。ところが、このインバース
T型トランジスタは、LDD構造のトランジスタに比べ
てゲート電極23とドレイン24とのオーバーラップ容
量が大きいので、回路の動作を遅くする可能性が大き
い。
ような改良インバースT型トランジスタが提案されてい
る(例えば、平成2年秋季第51回応用物理学会学術講
演会予稿集,pp575,26p−G−5「インバース
T型トランジスタのゲート・オーバーラップ容量の低減
化」742〜745)。この改良インバースT型トラン
ジスタでは、P型のSi基板31中のN- 層34とN+
層35等は図3と実質的に同一だが、ゲート酸化膜であ
るSiO2 膜32のうちでN- 層34上の部分の膜厚が
厚いので、多結晶Si膜からなるゲート電極33とドレ
イン34とのオーバーラップ容量がインバースT型トラ
ンジスタに比べて小さい。
からも明らかなように改良インバースT型トランジスタ
については、図4に示すように膜厚の異なるゲート酸化
膜32上にゲート電極33が存在する複雑な形状をして
いるため、シミュレーションによってこの形状が有効で
あることは確認されているが、従来の製造方法を単純に
流用しても上記複雑な形状のゲート酸化膜32及びゲー
ト電極33を再現性よくを形成できないという問題があ
った。
ランジスタを再現性よく製造する方法を提供することを
目的としている。
に、本発明による半導体装置に製造方法は、第一導電型
の半導体基板上にゲート絶縁膜、ポリシリコン膜、シリ
コン窒化膜を順次成膜し、次いで前記シリコン窒化膜を
エッチングすることによって残存されたシリコン窒化膜
からなる第1のゲート電極パターンを形成する工程と、
該第1のゲート電極パターンをマスクとして前記半導体
基板内にイオン注入することにより相対的に低濃度の第
二導電型の不純物層を形成する工程と、前記半導体基板
を熱酸化することによって前記第1のゲート電極パター
ンの部下以外の前記ポリシリコン膜を酸化するととも
に、前記第1のゲート電極パターンの部下にポリシリコ
ン膜からなる第1のゲート電極を形成する工程と、該第
1のゲート電極上に導電体膜を形成し、エッチングによ
り前記導電体膜を選択的に除去することによって、前記
第1のゲート電極上に、前記第1のゲート電極のゲート
長よりも長いゲート長を有する第2のゲート電極を形成
する工程と、該第2のゲート電極をマスクとして前記半
導体基板内にイオン注入することにより相対的に高濃度
の第二導電型の不純物層を形成する工程とを具備するこ
とを特徴としている。
第一導電型の半導体基板上にゲート絶縁膜、ポリシリコ
ン膜、シリコン窒化膜を順次成膜し、次いで前記シリコ
ン窒化膜をエッチングすることによって残存されたシリ
コン窒化膜からなる第1のゲート電極パターンを形成す
る工程と、該第1のゲート電極パターンをマスクとして
前記半導体基板内にイオン注入することにより相対的に
低濃度の第二導電型の不純物層を形成する工程と、前記
半導体基板を熱酸化することによって前記第1のゲート
電極パターンの部下以外の前記ポリシリコン膜を酸化す
るとともに、前記第1のゲート電極パターンの部下にポ
リシリコン膜からなる第1のゲート電極を形成する工程
と、該第1のゲート電極上に導電体膜を選択的かつ等方
的に形成することによって、前記第1のゲート電極上
に、前記第1のゲート電極のゲート長よりも長いゲート
長を有する第2のゲート電極を形成する工程と、該第2
のゲート電極をマスクとして前記半導体基板内にイオン
注入することにより相対的に高濃度の第二導電型の不純
物層を形成する工程とを具備することを特徴としてい
る。
ト絶縁膜及びポリシリコン膜上にシリコン窒化膜からな
る第1のゲート電極パターンを形成した半導体基板を熱
酸化することによって、第1のゲート電極パターンの部
下以外のポリシリコン膜が酸化されて膜厚の厚いゲート
酸化膜が形成されるとともに、第1のゲート電極パター
ンの部下にポリシリコン膜からなる第1のゲート電極が
形成される。そして、第1のゲート電極と、この第1の
ゲート電極上に形成した導電体膜からなる該第1のゲー
ト電極よりもゲート長の長い第2のゲート電極との全体
でゲート電極が構成される。また、第1のゲート電極の
外側の部下の半導体基板に低濃度不純物層が形成され、
その外側において第2のゲート電極の外側の部下に高濃
度不純物層が形成される。従って、これらのゲート電極
とゲート酸化膜と不純物層とによって、改良インバース
T型トランジスタが再現性よく製造される。
て具体的に説明する。
コン基板1上に膜厚20nmのゲート酸化膜2、膜厚1
0nmのポリシリコン膜3、膜厚150nmの窒化シリ
コン膜4を順次形成し、窒化シリコン膜4上にゲート長
0.5μmのゲート電極のフォトレジストパターン5を
形成する。
として窒化シリコン膜4をエッチングし、図1(b)に
示すように、窒化シリコン膜からなる第1のゲート電極
パターン6を形成する。
に示すように、窒化シリコン膜からなる第1のゲート電
極パターン6をマスクとしてイオン注入7によってN型
不純物としてリンを打ち込み、第1のゲート電極パター
ン6の側部に1×1018atoms/cm3 の濃度のN
型不純物層のソース/ドレイン層8を形成する。
℃で20分熱酸化を行うと、第1のゲート電極パターン
6の外側のポリシリコン膜3が酸化されて、図1(d)
に示すように、酸化膜9が形成される。このとき、この
酸化膜9の膜厚は20nm程度となる。また、ポリシリ
コン膜からなる第1のゲート電極10が第1のゲート電
極パターン6の下部に形成される。
した後に、図1(e)に示すように、膜厚30nmのポ
リシリコン膜11を成膜し、このポリシリコン膜11上
にゲート長0.7μmのゲート電極のフォトレジストパ
ターン12を形成する。
クとしてポリシリコン膜11をエッチングし、図1
(f)に示すように、第1のゲート電極10及び酸化膜
9上にゲート長の長い第2のゲート電極13を形成す
る。
に示すように、第2のゲート電極13をマスクとしてイ
オン注入14によってN型不純物としてリンを打ち込
み、第2のゲート電極13の側部に1×1020atom
s/cm3 の濃度のN型不純物層のソース/ドレイン層
15を形成する。
ースT型トランジスタを再現性よく製造できる。
て説明する。なお、図2(a)〜図2(d)の工程は図
1(a)〜図1(d)の工程と実質的に同一であるか
ら、その重複説明は省略する。
ーン6を除去した後に、図2(e)に示すように、膜厚
100nmのタングステンを第1のゲート電極10及び
酸化膜9の上に選択的かつ等方的に堆積させ、ゲート長
の長い第2のゲート電極16を形成する。
ート電極16をマスクとしてイオン注入17によってN
型不純物としてリンを打ち込み、第2のゲート電極16
の側部に1×1020atoms/cm3 の濃度のN型不
純物層のソース/ドレイン層18を形成する。
ースT型トランジスタを再現性よく製造できる。
型およびイオン注入によって打ち込むイオン種を変える
ことによって、Pチャンネルの改良インバースT型トラ
ンジスタの構造も得ることができるのは明らかである。
ゲート酸化膜のうちで第1のゲート電極の部下以外の部
分の膜厚を厚くすることを自己整合的に行うことがで
き、しかも第1のゲート電極を構成するポリシリコン膜
の膜厚を制御することによって、第1のゲート電極の部
下以外のゲート酸化膜の膜厚を容易に制御でき、さらに
第1のゲート電極とこの第1のゲート電極上に形成した
導電体膜からなる該第1のゲート電極よりもゲート長の
長い第2のゲート電極との全体でゲート電極を構成する
ので、改良インバースT型トランジスタを再現性よく製
造することができる。
に示した半導体装置の縦断面図である。
に示した半導体装置の縦断面図である。
縦断面図である。
的な縦断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 第一導電型の半導体基板上にゲート絶縁
膜、ポリシリコン膜、シリコン窒化膜を順次成膜し、次
いで前記シリコン窒化膜をエッチングすることによって
残存されたシリコン窒化膜からなる第1のゲート電極パ
ターンを形成する工程と、 該第1のゲート電極パターンをマスクとして前記半導体
基板内にイオン注入することにより相対的に低濃度の第
二導電型の不純物層を形成する工程と、 前記半導体基板を熱酸化することによって前記第1のゲ
ート電極パターンの部下以外の前記ポリシリコン膜を酸
化するとともに、前記第1のゲート電極パターンの部下
にポリシリコン膜からなる第1のゲート電極を形成する
工程と、 該第1のゲート電極上に導電体膜を形成し、エッチング
により前記導電体膜を選択的に除去することによって、
前記第1のゲート電極上に、前記第1のゲート電極のゲ
ート長よりも長いゲート長を有する第2のゲート電極を
形成する工程と、 該第2のゲート電極をマスクとして前記半導体基板内に
イオン注入することにより相対的に高濃度の第二導電型
の不純物層を形成する工程とを具備することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 第一導電型の半導体基板上にゲート絶縁
膜、ポリシリコン膜、シリコン窒化膜を順次成膜し、次
いで前記シリコン窒化膜をエッチングすることによって
残存されたシリコン窒化膜からなる第1のゲート電極パ
ターンを形成する工程と、 該第1のゲート電極パターンをマスクとして前記半導体
基板内にイオン注入することにより相対的に低濃度の第
二導電型の不純物層を形成する工程と、 前記半導体基板を熱酸化することによって前記第1のゲ
ート電極パターンの部下以外の前記ポリシリコン膜を酸
化するとともに、前記第1のゲート電極パターンの部下
にポリシリコン膜からなる第1のゲート電極を形成する
工程と、 該第1のゲート電極上に導電体膜を選択的かつ等方的に
形成することによって、前記第1のゲート電極上に、前
記第1のゲート電極のゲート長よりも長いゲート長を有
する第2のゲート電極を形成する工程と、 該第2のゲート電極をマスクとして前記半導体基板内に
イオン注入することにより相対的に高濃度の第二導電型
の不純物層を形成する工程とを具備することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12549293A JP3260200B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12549293A JP3260200B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06314782A JPH06314782A (ja) | 1994-11-08 |
JP3260200B2 true JP3260200B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=14911442
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12549293A Expired - Lifetime JP3260200B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3260200B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4965080B2 (ja) * | 2005-03-10 | 2012-07-04 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2006261227A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-04-28 JP JP12549293A patent/JP3260200B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06314782A (ja) | 1994-11-08 |
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