JPH01181568A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH01181568A JPH01181568A JP63004269A JP426988A JPH01181568A JP H01181568 A JPH01181568 A JP H01181568A JP 63004269 A JP63004269 A JP 63004269A JP 426988 A JP426988 A JP 426988A JP H01181568 A JPH01181568 A JP H01181568A
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Links
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Landscapes
- Thin Film Transistor (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[技術分野]
本発明はゲートがポリシリコンで形成され。
各ゲートの伝導型極性が単一極性を有する半導体装置に
関する。
関する。
一般にMO8−ICのゲート配線材料とじてはポリシリ
コンが使用されている。このポリシリコンゲートの比抵
抗を低下させるため、P。
コンが使用されている。このポリシリコンゲートの比抵
抗を低下させるため、P。
As、B等の不純物をドーピングすることが一般的に行
われている。このポリシリコンゲートの低抵抗化は半導
体装置プロセスの工程数の簡略化のため、ソース・ドレ
イン領域の拡散工程と同時に行われることが多い、しか
し、このようにして作製した半導体装置では活性層n−
ch、p−chに配線されているポリシリコンゲートは
p−ch領領域おいてはp9ドープトポリシリコンに。
われている。このポリシリコンゲートの低抵抗化は半導
体装置プロセスの工程数の簡略化のため、ソース・ドレ
イン領域の拡散工程と同時に行われることが多い、しか
し、このようにして作製した半導体装置では活性層n−
ch、p−chに配線されているポリシリコンゲートは
p−ch領領域おいてはp9ドープトポリシリコンに。
またn−ch領領域おいてはn°ドープトポリシリコン
となり、ゲート配線上にp−n接合が形成され、高抵抗
化をまねき1例えば半導体装置が等倍イメージセンサ−
等の駆動回路等に使用される場合、駆動周波数の低下を
惹起する問題点を有するものであった。
となり、ゲート配線上にp−n接合が形成され、高抵抗
化をまねき1例えば半導体装置が等倍イメージセンサ−
等の駆動回路等に使用される場合、駆動周波数の低下を
惹起する問題点を有するものであった。
そこで、ゲート配線上にp−n接合を生じない単一極性
のゲートを有する半導体装置が種々提案されている0例
えば、その製造プロセスの一例を石英基板上で形成され
るC−MOSの例として第2図に示す。
のゲートを有する半導体装置が種々提案されている0例
えば、その製造プロセスの一例を石英基板上で形成され
るC−MOSの例として第2図に示す。
第2図において、石英基板20上に活性層ポリシリコン
を2000人程堆漬し、フォトリソグラフィー、エツチ
ング工程を施して島状の活性層21゜22を形成する(
第2図(a)) 、これら活性層を熱酸化してゲート絶
縁膜に相当する二酸化ケイ素膜23を1500人程形堆
積る(第2図(b)) 、ゲートポリシリコン24を5
000人堆積する(第2図(c))−このポリシリコン
の比抵抗を0.007〜0.02Ω・cmの範囲にまで
低下させるために、P。
を2000人程堆漬し、フォトリソグラフィー、エツチ
ング工程を施して島状の活性層21゜22を形成する(
第2図(a)) 、これら活性層を熱酸化してゲート絶
縁膜に相当する二酸化ケイ素膜23を1500人程形堆
積る(第2図(b)) 、ゲートポリシリコン24を5
000人堆積する(第2図(c))−このポリシリコン
の比抵抗を0.007〜0.02Ω・cmの範囲にまで
低下させるために、P。
As、B等の不純物の一種をイオン注入または塗布型熱
拡散によりドープさせる(第2図(d))、キarツブ
層としテS x Oz膜25をLPCVD法で1500
人堆積し、フォトリソグラフィーでゲートパターンを形
成しく第2図(e)) 、 ドライエツチングでゲート
Sin、膜までエツチングした後、レジストを除去する
(第2図(f)) 。
拡散によりドープさせる(第2図(d))、キarツブ
層としテS x Oz膜25をLPCVD法で1500
人堆積し、フォトリソグラフィーでゲートパターンを形
成しく第2図(e)) 、 ドライエツチングでゲート
Sin、膜までエツチングした後、レジストを除去する
(第2図(f)) 。
塗布型拡散剤としてPSGをスピンコードで1500人
程度堆積るよう塗布し、プリベークキュアした後、フォ
トリソグラフィー、エツチングをしてn−Ch トラン
ジスタになる部分のみにPSG膜2膜製6択的に残す(
第2図(g)) −N2雰囲気で熱拡散開始温度850
℃以上、 1100℃以下1例えば900℃で30分熱
拡散し、ソース27、ドレイン27′を形成する。拡散
後のPSG膜を除去した後、塗布型拡散剤としてBSG
をスピンコードで1500人程度堆積るように塗布し、
プリベークキュアした後、フォトリソグラフィー、エツ
チングをしてp−ch トランジスタになる部分のみに
B50ffi28を残しく第2図(h)) 、 NZ雰
囲気でPSG拡散と同様に拡散する。これによりソース
29.ドレイン29′が形成され、拡散後BSG膜28
を除去する(第2図(i)) 、次いで層間絶縁膜30
を形成し、コンタクトホールを開孔した後、配線用AQ
膜31を形成し、ここにC−MOS TFTが形成さ
れる(第2図(j)) 。
程度堆積るよう塗布し、プリベークキュアした後、フォ
トリソグラフィー、エツチングをしてn−Ch トラン
ジスタになる部分のみにPSG膜2膜製6択的に残す(
第2図(g)) −N2雰囲気で熱拡散開始温度850
℃以上、 1100℃以下1例えば900℃で30分熱
拡散し、ソース27、ドレイン27′を形成する。拡散
後のPSG膜を除去した後、塗布型拡散剤としてBSG
をスピンコードで1500人程度堆積るように塗布し、
プリベークキュアした後、フォトリソグラフィー、エツ
チングをしてp−ch トランジスタになる部分のみに
B50ffi28を残しく第2図(h)) 、 NZ雰
囲気でPSG拡散と同様に拡散する。これによりソース
29.ドレイン29′が形成され、拡散後BSG膜28
を除去する(第2図(i)) 、次いで層間絶縁膜30
を形成し、コンタクトホールを開孔した後、配線用AQ
膜31を形成し、ここにC−MOS TFTが形成さ
れる(第2図(j)) 。
以上のような単一伝導型のポリシリコンゲートを有する
半導体装置を塗布型熱拡散で作製する場合に問題となる
のは、第2図(h)工程で低抵抗化されたポリシリコン
ゲートと伝導型の異なる拡散がソース・ドレインに施さ
れる場合である6図中ではLPCVD法により形成され
たキャップ層25がホウ素の侵入を防いでいる。しかし
、このプロセスで形成されるデバイスはキャップ層25
の高さ分、段差が増している。この段差の5teep−
step化は配線用AQ膜32の段切れ等ステップカバ
レッジの不良を招いていた。さらに、コンタクトホール
開孔時、ゲートポリシリコン部はキャップ層25の膜厚
骨を考慮したエツチング時間でエツチングされ、その時
間分活性層コンタクトホール部ではオーバーエツチング
となる。コンタクトホールエツチングの時。
半導体装置を塗布型熱拡散で作製する場合に問題となる
のは、第2図(h)工程で低抵抗化されたポリシリコン
ゲートと伝導型の異なる拡散がソース・ドレインに施さ
れる場合である6図中ではLPCVD法により形成され
たキャップ層25がホウ素の侵入を防いでいる。しかし
、このプロセスで形成されるデバイスはキャップ層25
の高さ分、段差が増している。この段差の5teep−
step化は配線用AQ膜32の段切れ等ステップカバ
レッジの不良を招いていた。さらに、コンタクトホール
開孔時、ゲートポリシリコン部はキャップ層25の膜厚
骨を考慮したエツチング時間でエツチングされ、その時
間分活性層コンタクトホール部ではオーバーエツチング
となる。コンタクトホールエツチングの時。
BHFのウェットエツチングではN H,’と溶存酸素
により活性層がエツチングされ、フロンガス系のドライ
エツチングでは原理的に高い選択比が採れず、活性層が
エツチングされることにより歩留り、さらには信頼性の
点で問題を有するものであった。
により活性層がエツチングされ、フロンガス系のドライ
エツチングでは原理的に高い選択比が採れず、活性層が
エツチングされることにより歩留り、さらには信頼性の
点で問題を有するものであった。
〔目 的〕 □
本発明は単一極性を有するポリシリコンゲートを塗布型
熱拡散法で形成し、デバイス形成が平坦化し、高信頼性
の半導体装置を提供することを目的とするものである。
熱拡散法で形成し、デバイス形成が平坦化し、高信頼性
の半導体装置を提供することを目的とするものである。
本発明の半導体装置は、半導体基板または絶縁基板上に
形成される各トランジスタのポリシリコンゲートが塗布
型熱拡散によって単一伝導型極性をなす半導体装置にお
いて、ゲートがN型またはP型でその比抵抗ρがρ≦l
Q’Ω・C!+1でこのゲート幅以上の幅をもった金属
材料キャップ層上に塗布された塗布型拡散剤をリフトオ
フ法により前記キャップ層とともに除去して熱拡散した
ことを特徴とするものである。
形成される各トランジスタのポリシリコンゲートが塗布
型熱拡散によって単一伝導型極性をなす半導体装置にお
いて、ゲートがN型またはP型でその比抵抗ρがρ≦l
Q’Ω・C!+1でこのゲート幅以上の幅をもった金属
材料キャップ層上に塗布された塗布型拡散剤をリフトオ
フ法により前記キャップ層とともに除去して熱拡散した
ことを特徴とするものである。
すなわち、本発明ではキャップ層を金属材料で形成し、
そのキャップ層幅をポリシリコンゲート幅以上とし、こ
の上に塗布型拡散剤を塗布し、しかる後、キャップ層を
リフトオフ法により拡散剤とともに除去することにより
、低抵抗化したポリシリコンゲートへ伝導型の異なる不
純物拡散を回避し、かつキャップ層をなくして平坦化し
たものである。
そのキャップ層幅をポリシリコンゲート幅以上とし、こ
の上に塗布型拡散剤を塗布し、しかる後、キャップ層を
リフトオフ法により拡散剤とともに除去することにより
、低抵抗化したポリシリコンゲートへ伝導型の異なる不
純物拡散を回避し、かつキャップ層をなくして平坦化し
たものである。
上記のような本発明に係る半導体装置を作製する場合の
一例をその工程に従って説明すれば以下のようである。
一例をその工程に従って説明すれば以下のようである。
第1図において、 a)〜d)工程は第2図のa)〜d
)工程と同様である。すなわち、石英基板lO上にポリ
シリコンをLPCVD法で2000人程堆堆積せた後、
フォトリソグラフィー、エツチングにより島状活性層1
1.12を形成しく第1図(a)) 。
)工程と同様である。すなわち、石英基板lO上にポリ
シリコンをLPCVD法で2000人程堆堆積せた後、
フォトリソグラフィー、エツチングにより島状活性層1
1.12を形成しく第1図(a)) 。
これら活性層11.12を熱酸化してゲート絶縁膜に相
当する二酸化ケイ素膜13を1500人形成する(第1
図(b)) 、 :れらの上i:LPcVD@’t’ゲ
ートポリシリコン14を5000人堆積させる(第1図
(C)) 、ゲートポリシリコン14上にPSG膜15
もしくはBSG膜をスピンコードで1500人程度k=
−ティングし、N2雰囲気で950℃、60分間熱拡散
する。これによりゲートポリシリコン14は例えばPS
G膜15を塗布拡散剤とした場合には比抵抗がρがρ≦
10′Ω・C−の低抵抗n゛ポリシリコン4′となる(
第1図(d))、次いで拡散後のPSG膜15またはB
SG膜を除去し。
当する二酸化ケイ素膜13を1500人形成する(第1
図(b)) 、 :れらの上i:LPcVD@’t’ゲ
ートポリシリコン14を5000人堆積させる(第1図
(C)) 、ゲートポリシリコン14上にPSG膜15
もしくはBSG膜をスピンコードで1500人程度k=
−ティングし、N2雰囲気で950℃、60分間熱拡散
する。これによりゲートポリシリコン14は例えばPS
G膜15を塗布拡散剤とした場合には比抵抗がρがρ≦
10′Ω・C−の低抵抗n゛ポリシリコン4′となる(
第1図(d))、次いで拡散後のPSG膜15またはB
SG膜を除去し。
金属材料キャップ層を形成する。なお、キャップ層とし
ては真空蒸着法、スパッタリング法等で成膜可能な金属
材料すべてのものが含まれる。
ては真空蒸着法、スパッタリング法等で成膜可能な金属
材料すべてのものが含まれる。
例えばCr、AQ、Ti、Zr、Ta、W、Pt、Hf
。
。
V、Moが挙げられ、さらには高温耐熱性の良い有機化
合物をも使用可能である。
合物をも使用可能である。
以下、第1図のρ−Chトランジスタ側のみについて説
明する。すなわち第1図(d)工程でリンがドープされ
たn゛ポリシリコンb た如き耐熱材料、好ましくは金属材料、具体的にはCr
をキャップ層材料とし、真空蒸着法またはスパッタリン
グ法で100Å以上、例えば800人程堆積させ、Cr
薄膜16を形成する(第1図(e))、次いで、°ゲー
ト電極フォトリソでレジストパターン後、Cr薄111
16をエツチングし、レジスト寸法をCr薄艙16に転
写する。この際。
明する。すなわち第1図(d)工程でリンがドープされ
たn゛ポリシリコンb た如き耐熱材料、好ましくは金属材料、具体的にはCr
をキャップ層材料とし、真空蒸着法またはスパッタリン
グ法で100Å以上、例えば800人程堆積させ、Cr
薄膜16を形成する(第1図(e))、次いで、°ゲー
ト電極フォトリソでレジストパターン後、Cr薄111
16をエツチングし、レジスト寸法をCr薄艙16に転
写する。この際。
Cr薄膜、すなわちキャップ層IBがゲート幅AとB;
i:Aの関係を満たすようにn゛ドープトプリシリコン
14′エツチングする(第1図(f))。
i:Aの関係を満たすようにn゛ドープトプリシリコン
14′エツチングする(第1図(f))。
この際のエツチングはHNO,、HF、CH,C00H
系ウエツトエツチングによるオーバーエツチングで加工
でき、そしてドライエツチングで加工する場合はECR
ドライエツチングまたはSF、系ガスによるR I E
(Reactive IonE tching)オー
バーエツチングで加工できる。
系ウエツトエツチングによるオーバーエツチングで加工
でき、そしてドライエツチングで加工する場合はECR
ドライエツチングまたはSF、系ガスによるR I E
(Reactive IonE tching)オー
バーエツチングで加工できる。
このように加工するのは次工程のりフトオフの効果を高
めるためである。すなわちA>Bとなるとリフトオフに
よるも塗布型拡散剤が残存し。
めるためである。すなわちA>Bとなるとリフトオフに
よるも塗布型拡散剤が残存し。
ドープトポリシリコン14′中に拡散するようになる0
次に、ゲート酸化膜13をエツチングし、B、0.を含
む塗布型拡散剤17をスピンコードし、プリベークキュ
ア工程を施す(第1図(g))。
次に、ゲート酸化膜13をエツチングし、B、0.を含
む塗布型拡散剤17をスピンコードし、プリベークキュ
ア工程を施す(第1図(g))。
その後、硝酸セリウム第ニアンモニウム塩を含む酸性溶
液でキャップ層Cr薄膜16を溶かし。
液でキャップ層Cr薄膜16を溶かし。
そのCr薄膜16上の塗布型拡散剤17をリフトオフす
る。この状態でp −ah トランジスタのソース・ド
レイン領域熱拡散を行う(第1図(h))、 4こ
れにより、ボロンがn9ポリシリコン14’中に拡散さ
れることなく、ソース・ドレイン領域へのボロン拡散層
の形成が可能となる。なお、第1図の(e)〜(h)工
程において、p−Chトランジスタ側のみを示したが、
n−ah トランジスタ側も同様にして処理する。この
場合はn°ポリシリコン14′とソース・ドレイン拡散
層の極性が同一となる。
る。この状態でp −ah トランジスタのソース・ド
レイン領域熱拡散を行う(第1図(h))、 4こ
れにより、ボロンがn9ポリシリコン14’中に拡散さ
れることなく、ソース・ドレイン領域へのボロン拡散層
の形成が可能となる。なお、第1図の(e)〜(h)工
程において、p−Chトランジスタ側のみを示したが、
n−ah トランジスタ側も同様にして処理する。この
場合はn°ポリシリコン14′とソース・ドレイン拡散
層の極性が同一となる。
次いで、塗布型拡散剤17をHF/H,O系エッチャン
トで除去した後、第2図にも示した如き常法に従い、層
間絶縁膜を形成し、コンタクトホールをあけ、配線用A
Q膜を形成し、ここにキャップのない平坦なC−MOS
TFTが得られる。
トで除去した後、第2図にも示した如き常法に従い、層
間絶縁膜を形成し、コンタクトホールをあけ、配線用A
Q膜を形成し、ここにキャップのない平坦なC−MOS
TFTが得られる。
以上のような本発明によれば、デバイス形状が平坦化し
、従って高信頼性の単一極性を有する半導体装置が歩留
りよく得られるという効果を有する。
、従って高信頼性の単一極性を有する半導体装置が歩留
りよく得られるという効果を有する。
第1図は本発明半導体装置を作製する場合の工程の一例
を部分的に示す説明図である。 第2図は従来の単一伝導型極性を有する半導体装置を塗
布型熱拡散により作製する場合の工程説明図である。 10.20・・・石英基板 11.12,21.21’ ・・・活lat
(a)13.23・・・二酸化ケイ
素膜 14.24・・・ゲートポリシリコン 14’ 、 24’・・・ドープトポリシリコン
(b)16・・・Cr薄膜 17・・・BSG膜 25・・・キャップ層26
・・・psa膜 27.29・・・ソース27’
、29’10.トLzイア 2g、BSG膜(C)3
0・・・層間絶縁膜 31・・・配線用AQ膜 ゛(d) yipH図 第2図
を部分的に示す説明図である。 第2図は従来の単一伝導型極性を有する半導体装置を塗
布型熱拡散により作製する場合の工程説明図である。 10.20・・・石英基板 11.12,21.21’ ・・・活lat
(a)13.23・・・二酸化ケイ
素膜 14.24・・・ゲートポリシリコン 14’ 、 24’・・・ドープトポリシリコン
(b)16・・・Cr薄膜 17・・・BSG膜 25・・・キャップ層26
・・・psa膜 27.29・・・ソース27’
、29’10.トLzイア 2g、BSG膜(C)3
0・・・層間絶縁膜 31・・・配線用AQ膜 ゛(d) yipH図 第2図
Claims (1)
- 1、半導体基板または絶縁基板上に形成される各トラン
ジスタのポリシリコンゲートが塗布型熱拡散によって単
一伝導型極性をなす半導体装置において、ゲートがN型
またはP型でその比抵抗ρがρ≦10^5Ω・cmでこ
のゲート幅以上の幅をもった金属材料キャップ層上に塗
布された塗布型拡散剤をリフトオフ法により前記キャッ
プ層とともに除去して熱拡散したことを特徴とする半導
体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63004269A JPH01181568A (ja) | 1988-01-11 | 1988-01-11 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63004269A JPH01181568A (ja) | 1988-01-11 | 1988-01-11 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01181568A true JPH01181568A (ja) | 1989-07-19 |
Family
ID=11579821
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63004269A Pending JPH01181568A (ja) | 1988-01-11 | 1988-01-11 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01181568A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02130836A (ja) * | 1988-11-10 | 1990-05-18 | Fuji Xerox Co Ltd | シリコン薄膜トランジスタの製造方法 |
CN103021948A (zh) * | 2011-09-22 | 2013-04-03 | 上海华虹Nec电子有限公司 | 深亚微米半导体器件的工艺集成方法 |
-
1988
- 1988-01-11 JP JP63004269A patent/JPH01181568A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02130836A (ja) * | 1988-11-10 | 1990-05-18 | Fuji Xerox Co Ltd | シリコン薄膜トランジスタの製造方法 |
CN103021948A (zh) * | 2011-09-22 | 2013-04-03 | 上海华虹Nec电子有限公司 | 深亚微米半导体器件的工艺集成方法 |
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