JP5596245B1 - 半導体装置の製造方法、及び、半導体装置 - Google Patents
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Abstract
Description
即ち、シリコン柱、平面状シリコン層、ゲート配線は、3つのマスクを用いることで形成されている。
シリコン基板上に、第1のマスクを用いてフィン状シリコン層を形成し、前記フィン状シリコン層の周囲に第1の絶縁膜を形成する第1工程と、
前記フィン状シリコン層の周囲に第2の絶縁膜を形成し、
前記第2の絶縁膜をエッチングすることで、前記フィン状シリコン層の側壁に残存させ、
前記第2の絶縁膜上と、前記フィン状シリコン層上と、前記第1の絶縁膜上と、に第3の絶縁膜を堆積し、
前記第3の絶縁膜上にポリシリコンを堆積するとともにその表面を平坦化した後、前記ポリシリコンをエッチバックすることで、前記フィン状シリコン層の上部の前記第3の絶縁膜を露出させ、
ゲート配線と柱状シリコン層とを形成するための第2のレジストを、前記フィン状シリコン層が延在する第1の方向に対して直交する第2の方向に延在するように形成し、
この第2のレジストを第2のマスクとして、前記第3の絶縁膜と前記第2の絶縁膜とをエッチングした後、前記フィン状シリコン層と前記ポリシリコンとをエッチングし、さらに前記第2の絶縁膜を除去することにより、前記柱状シリコン層と、前記ポリシリコンからなるダミーゲートと、を形成する第2工程と、を有する、
ことを特徴とする。
ことが好ましい。
半導体基板上に形成されたフィン状半導体層と、
前記フィン状半導体層の周囲に形成された第1の絶縁膜と、
前記フィン状半導体層上に形成され、前記フィン状半導体層の幅と等しい幅を有する柱状半導体層と、
前記柱状半導体層の周囲に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜の周囲に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極に接続され、前記フィン状半導体層が延在する第1の方向に直交する第2の方向に延在し、ポリシリコンからなるダミーゲートの側壁にサイドウォール状に形成されたゲート配線と、
前記柱状半導体層の上部に形成された第1の拡散層と、
前記フィン状半導体層の上部と前記柱状半導体層の下部とに亘って形成された第2の拡散層と、を有する、
ことを特徴とする。
また、ゲート絶縁膜111には、酸化膜、酸窒化膜、高誘電体膜などの、半導体の製造工程で使用される材料を用いることが好ましい。
図1に示すように、本実施形態の半導体装置は、シリコン基板101上に形成されたフィン状シリコン層103と、このフィン状シリコン層103の周囲に形成された第1の絶縁膜104と、フィン状シリコン層103上に形成された柱状シリコン層110とを備える。柱状シリコン層110の幅は、フィン状シリコン層103の幅と等しい。本実施形態の半導体装置は、さらに、柱状シリコン層110の周囲に形成されたゲート絶縁膜111と、このゲート絶縁膜111の周囲に形成されたゲート電極112aと、このゲート電極112aに接続され、フィン状シリコン層103が延在する第1の方向(左右方向)に直交する第2の方向(前後方向)に延在するゲート配線112bとを備える。ゲート配線112bは、ポリシリコン107からなるダミーゲートの側壁にサイドウォール状に形成されている。本実施形態の半導体装置は、さらに、柱状シリコン層110の上部に形成された第1の拡散層114と、フィン状シリコン層103の上部と柱状シリコン層110の下部とに亘って形成された第2の拡散層115と、を有する。
102.第1のレジスト
103.フィン状シリコン層
104.第1の絶縁膜
105.第2の絶縁膜
106.第3の絶縁膜
107.ポリシリコン(ダミーゲート)
108.第4の絶縁膜
109.第2のレジスト
110.柱状シリコン層
111.ゲート絶縁膜
112.ゲート導電膜
112a.ゲート電極
112b.ゲート配線
113.第1の窒化膜
114.第1の拡散層
115.第2の拡散層
116.酸化膜
117.酸化膜
118.酸化膜
119.第2のシリサイド
120.第1のシリサイド
121.シリサイド
122.窒化膜
123.層間絶縁膜
124.第3のレジスト
125.コンタクト孔
126.コンタクト孔
127.窒化膜
128.金属材料
129.第1のコンタクト
130.第1のコンタクト
131.第4のレジスト
132.第4のレジスト
133.第4のレジスト
134.金属配線
135.金属配線
136.金属配線
Claims (6)
- シリコン基板上に、第1のマスクを用いてフィン状シリコン層を形成し、前記フィン状シリコン層の周囲に第1の絶縁膜を形成する第1工程と、
前記フィン状シリコン層の周囲に第2の絶縁膜を形成し、
前記第2の絶縁膜をエッチングすることで、前記フィン状シリコン層の側壁に残存させ、
前記第2の絶縁膜上と、前記フィン状シリコン層上と、前記第1の絶縁膜上と、に第3の絶縁膜を堆積し、
前記第3の絶縁膜上にポリシリコンを堆積するとともにその表面を平坦化した後、前記ポリシリコンをエッチバックすることで、前記フィン状シリコン層の上部の前記第3の絶縁膜を露出させ、
ゲート配線と柱状シリコン層とを形成するための第2のレジストを、前記フィン状シリコン層が延在する第1の方向に対して直交する第2の方向に延在するように形成し、
この第2のレジストを第2のマスクとして、前記第3の絶縁膜と前記第2の絶縁膜とをエッチングした後、前記フィン状シリコン層と前記ポリシリコンとをエッチングし、さらに前記第2の絶縁膜を除去することにより、前記柱状シリコン層と、前記ポリシリコンからなるダミーゲートと、を形成する第2工程と、を有する、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記第3の絶縁膜上に前記ポリシリコンを堆積するとともにその表面を平坦化した後、前記ポリシリコンをエッチバックすることで、前記フィン状シリコン層の上部の前記第3の絶縁膜を露出させた後、この露出した第3の絶縁膜上に第4の絶縁膜を堆積する、ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2工程の後、ゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜の周囲にゲート導電膜を形成し、前記ゲート導電膜をエッチングすることで、前記ダミーゲート及び前記柱状シリコン層の側壁に残存させ、ゲート電極及びゲート配線を形成する第3工程をさらに含む、ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第3工程の後、第1の窒化膜を堆積し、前記第1の窒化膜をエッチングすることで、前記ゲート電極及びゲート配線の側壁に残存させるとともに、ゲート導電膜の上部を露出させ、露出したゲート導電膜の上部をエッチングにより除去する第4工程をさらに含む、ことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第4の工程の後、層間絶縁膜を堆積するとともにその表面を平坦化し、前記層間絶縁膜のエッチバックを行うことで、前記柱状シリコン層の上部を露出させた後、第1のコンタクトを形成するための第3のレジストを形成し、前記層間絶縁膜をエッチングすることによりコンタクト孔を形成し、前記コンタクト孔中に金属材料を堆積することにより前記フィン状シリコン層上に第1のコンタクトを形成した後、金属配線を形成するための第4のレジストを形成し、エッチングすることにより前記金属配線を形成する第5の工程をさらに有する、ことを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
- 半導体基板上に形成されたフィン状半導体層と、
前記フィン状半導体層の周囲に形成された第1の絶縁膜と、
前記フィン状半導体層上に形成され、前記フィン状半導体層の幅と等しい幅を有する柱状半導体層と、
前記柱状半導体層の周囲に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜の周囲に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極に接続され、前記フィン状半導体層が延在する第1の方向に直交する第2の方向に延在し、ポリシリコンからなるダミーゲートの側壁にサイドウォール状に形成されたゲート配線と、
前記柱状半導体層の上部に形成された第1の拡散層と、
前記フィン状半導体層の上部と前記柱状半導体層の下部とに亘って形成された第2の拡散層と、を有する、
ことを特徴とする半導体装置。
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