JPH01278777A - Mosfetの製造方法 - Google Patents
Mosfetの製造方法Info
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- JPH01278777A JPH01278777A JP10758688A JP10758688A JPH01278777A JP H01278777 A JPH01278777 A JP H01278777A JP 10758688 A JP10758688 A JP 10758688A JP 10758688 A JP10758688 A JP 10758688A JP H01278777 A JPH01278777 A JP H01278777A
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、特性劣化が少なく高速化と高集積化の可能
なMOS F ETの製造方法に関する。
なMOS F ETの製造方法に関する。
一般に、高速化と高集積化を目的として、小さなゲート
長を持たせた構成のMOSFETにおいては、ドレイン
近傍の高電界で加速されたキャリア(ホットキャリア)
がゲート酸化膜に注入され、素子の特性を劣化させると
いう問題点があった。
長を持たせた構成のMOSFETにおいては、ドレイン
近傍の高電界で加速されたキャリア(ホットキャリア)
がゲート酸化膜に注入され、素子の特性を劣化させると
いう問題点があった。
この対策として、従来、LDD構造と呼ばれるソース・
ドレイン構造が知られている。このLDD構造は、次の
ようにして形成されている。すなわち第2図^に示すよ
うに、まずP型半導体基板101にゲート酸化膜102
とゲートを極となるN゛ポリシリコン膜103を順次形
成する0次いで通常のホトリソグラフィ工程と異方性エ
ツチングによってN3ポリシリコンII!103を加工
してゲート電極104を形成する。次に第2図旧)に示
すように、このゲート電極104をマスクとして、リン
を例えば2E13/cdイオン注入して、n−拡散層1
05を形成する。この際、チャネリングを防止するため
、イオン注入は約7’1lJtけて行われる。次いで第
2図(C1に示すように、表面全体にCVD法で5ho
t膜106を堆積する。次に異方性エツチングによって
5ift膜106を選択的にエツチングして、基板10
1及びゲート電極104の上部のSi Ox 19.1
06を除去し、ゲート電極104の側部にはSing膜
106が残るようにする。その後、第2図の)に示すよ
うに、ゲート電極104及びその側部の5ift膜10
6をマスクとして、ヒ素を高濃度にイオン注入し、n゛
拡散層107を形成する。
ドレイン構造が知られている。このLDD構造は、次の
ようにして形成されている。すなわち第2図^に示すよ
うに、まずP型半導体基板101にゲート酸化膜102
とゲートを極となるN゛ポリシリコン膜103を順次形
成する0次いで通常のホトリソグラフィ工程と異方性エ
ツチングによってN3ポリシリコンII!103を加工
してゲート電極104を形成する。次に第2図旧)に示
すように、このゲート電極104をマスクとして、リン
を例えば2E13/cdイオン注入して、n−拡散層1
05を形成する。この際、チャネリングを防止するため
、イオン注入は約7’1lJtけて行われる。次いで第
2図(C1に示すように、表面全体にCVD法で5ho
t膜106を堆積する。次に異方性エツチングによって
5ift膜106を選択的にエツチングして、基板10
1及びゲート電極104の上部のSi Ox 19.1
06を除去し、ゲート電極104の側部にはSing膜
106が残るようにする。その後、第2図の)に示すよ
うに、ゲート電極104及びその側部の5ift膜10
6をマスクとして、ヒ素を高濃度にイオン注入し、n゛
拡散層107を形成する。
このようにして形成されたLDD構造においては、比較
的低濃度のn−拡散層105の存在により、ドレイン近
傍の電界が媛和され、ホントキャリヤが大幅に減少する
ものである。
的低濃度のn−拡散層105の存在により、ドレイン近
傍の電界が媛和され、ホントキャリヤが大幅に減少する
ものである。
ところで、上記LDD構造において、ホットキャリヤの
発生が最も顕著になる領域は、ドレイン領域を形成する
n−層105中の空乏領域であるが、上記のようにこの
n−層105の空乏領域の上部にゲート電極が存在して
いない場合には、ホントキャリヤは側壁のSiO□膜1
06に大量に注入される。
発生が最も顕著になる領域は、ドレイン領域を形成する
n−層105中の空乏領域であるが、上記のようにこの
n−層105の空乏領域の上部にゲート電極が存在して
いない場合には、ホントキャリヤは側壁のSiO□膜1
06に大量に注入される。
このホットキャリヤ(エレクトロン)が比較的低濃度の
n−1i105のキャリヤを掃き出し、そのためn−層
105の抵抗が増大して素子特性を劣化させてしまう。
n−1i105のキャリヤを掃き出し、そのためn−層
105の抵抗が増大して素子特性を劣化させてしまう。
これがLDD構造特存のホットキャリヤ劣化であるが、
これはn”層105とゲート電極104のオーバーラツ
プ領域が小さい程顕著になる。
これはn”層105とゲート電極104のオーバーラツ
プ領域が小さい程顕著になる。
このオーバーランプ領域はn−拡散N105の横方向拡
散によって確保されるが、近年、微細化のために製造プ
ロセスは低温化される傾向があり、この横方向拡散は少
なくなっている。したがってオーバーラツプ領域が小さ
く、ホットキャリヤ劣化を低減できないという問題点が
ある。
散によって確保されるが、近年、微細化のために製造プ
ロセスは低温化される傾向があり、この横方向拡散は少
なくなっている。したがってオーバーラツプ領域が小さ
く、ホットキャリヤ劣化を低減できないという問題点が
ある。
またイオン注入はチャネリング防止のため、通常7°程
度傾けて行われるが、このように傾けてイオン注入を実
施するとゲート電極の影が生じ、ソース領域とドレイン
領域が非対称に形成されて、素子特性のばらつきが大き
くなるという欠点がある。更にゲート電極に安定した側
壁を形成するためには、比較的厚いゲート電極が必要と
なり、それにより後の配線工程のための平坦化が困難に
なるという問題点もある。
度傾けて行われるが、このように傾けてイオン注入を実
施するとゲート電極の影が生じ、ソース領域とドレイン
領域が非対称に形成されて、素子特性のばらつきが大き
くなるという欠点がある。更にゲート電極に安定した側
壁を形成するためには、比較的厚いゲート電極が必要と
なり、それにより後の配線工程のための平坦化が困難に
なるという問題点もある。
本発明は、従来のLDD構造を採用したMOSFETに
おける上記問題点を解決するためになされたもので、ホ
ットキャリヤ劣化を低減し、素子特性のばらつきの少な
い信転性の高いMOSFETの製造方法を提供すること
を目的とする。
おける上記問題点を解決するためになされたもので、ホ
ットキャリヤ劣化を低減し、素子特性のばらつきの少な
い信転性の高いMOSFETの製造方法を提供すること
を目的とする。
〔課題を解決するための手段及び作用〕上記問題点を解
決するため、本発明は、ゲート電極となる導電性薄膜上
に第2の薄膜を形成したのち、該第2の薄膜を示トリソ
ゲラフイエ程及び異方性エツチングにより加工してトラ
ンスファーマスクを形成し、該トランスファーマスクを
ソース領域及びドレイン領域形成のための不純物イオン
注入並びにゲート電極加工のマスクとして用いてMOS
F ETを製造するものである。
決するため、本発明は、ゲート電極となる導電性薄膜上
に第2の薄膜を形成したのち、該第2の薄膜を示トリソ
ゲラフイエ程及び異方性エツチングにより加工してトラ
ンスファーマスクを形成し、該トランスファーマスクを
ソース領域及びドレイン領域形成のための不純物イオン
注入並びにゲート電極加工のマスクとして用いてMOS
F ETを製造するものである。
上記製造方法においては、トランスファーマスクを通し
てイオン注入により低4度拡散層を形成する際、ゲート
電極となる導電性薄膜がチャネリング防止のための緩衝
膜として機能し、垂直なイオン注入が可能となる。そし
てトランスファーマスクに側壁部を形成して高濃度拡散
層とゲート電極の加工を行うことにより、低濃度拡散層
とゲート電極とを完全にオーバーラツプさせることが可
能となり、更に別個のトランスファーマスクを用いるた
めゲート電極を薄く形成することが可能となる。
てイオン注入により低4度拡散層を形成する際、ゲート
電極となる導電性薄膜がチャネリング防止のための緩衝
膜として機能し、垂直なイオン注入が可能となる。そし
てトランスファーマスクに側壁部を形成して高濃度拡散
層とゲート電極の加工を行うことにより、低濃度拡散層
とゲート電極とを完全にオーバーラツプさせることが可
能となり、更に別個のトランスファーマスクを用いるた
めゲート電極を薄く形成することが可能となる。
以下本発明の実施例を、第1図へ〜Bに示す各製造過程
における断面構造図に基づいて説明する。
における断面構造図に基づいて説明する。
この実施例は、トランスファーマスクとしてポリシリコ
ンを用いた場合について示している。まず第1国人に示
すように、P型半導体基板1上に、ゲート酸化膜2を2
0nm、ゲート電極となるn4ポリシリコン膜3を50
nm、ゲート電極とトランスファーマスクの分離のため
のCVD5iOz膜4を30nm、トランスファーマス
クとなるポリシリコン膜5を450nmの厚さに順次形
成する0次いで通常のホトリソグラフィ工程及び異方性
エツチングによりトランスファーマスクとなるポリシリ
コン膜5を選択的にエツチングし、トランスファーマス
ク6を形成する0次いでホトレジストを除去してからト
ランスファーマスク6をマスクとして、リンをP型半導
体基板1に2 E 13 / cflIイオン注入して
、第1図fBlに示すように、n−拡散層7を形成する
。
ンを用いた場合について示している。まず第1国人に示
すように、P型半導体基板1上に、ゲート酸化膜2を2
0nm、ゲート電極となるn4ポリシリコン膜3を50
nm、ゲート電極とトランスファーマスクの分離のため
のCVD5iOz膜4を30nm、トランスファーマス
クとなるポリシリコン膜5を450nmの厚さに順次形
成する0次いで通常のホトリソグラフィ工程及び異方性
エツチングによりトランスファーマスクとなるポリシリ
コン膜5を選択的にエツチングし、トランスファーマス
ク6を形成する0次いでホトレジストを除去してからト
ランスファーマスク6をマスクとして、リンをP型半導
体基板1に2 E 13 / cflIイオン注入して
、第1図fBlに示すように、n−拡散層7を形成する
。
この際、ゲート酸化膜2.N゛ポリシリコン膜3CVD
5iOz膜4が緩衝膜となってイオンのチャネリングを
防止することができるので、垂直にイオン注入すること
ができ、それによりソース領域とドレイン領域とが対称
に形成され、その非対称性による素子特性のばらつきを
防止することができる。
5iOz膜4が緩衝膜となってイオンのチャネリングを
防止することができるので、垂直にイオン注入すること
ができ、それによりソース領域とドレイン領域とが対称
に形成され、その非対称性による素子特性のばらつきを
防止することができる。
次に表面全体にポリシリコンを500nm堆積し、異方
性エツチングによってエッチバックして、第1図C)に
示すように、トランスファーマスク6の側面に側壁8を
形成する。そしてトランスファーマスク6及び側壁8を
マスクとして、ヒ素を5E15/−イオン注入し、n゛
拡散層9を形成する。
性エツチングによってエッチバックして、第1図C)に
示すように、トランスファーマスク6の側面に側壁8を
形成する。そしてトランスファーマスク6及び側壁8を
マスクとして、ヒ素を5E15/−イオン注入し、n゛
拡散層9を形成する。
次いでトランスファーマスク6及び側壁8をマスクとし
て、CVD5iO□膜4とN゛ポリシリコン膜3を異方
性エツチングして、ゲート電極10を形成する。続いて
第1図の)に示すように、全体にLPCVD法により5
iOi膜11を20nm堆積する。
て、CVD5iO□膜4とN゛ポリシリコン膜3を異方
性エツチングして、ゲート電極10を形成する。続いて
第1図の)に示すように、全体にLPCVD法により5
iOi膜11を20nm堆積する。
この際、ソース・ドレイン領域の上部の5iOz膜はゲ
ート酸化膜2の存在により、トランスファーマスク6及
び側壁8の上部よりも厚くなっている。
ート酸化膜2の存在により、トランスファーマスク6及
び側壁8の上部よりも厚くなっている。
次に異方性エツチングにより、トランスファーマスク6
及び側壁8の上部のSi Oz anを除去し、側壁8
の側部及びソース・ドレイン領域上部にはSiO□膜1
1が残るようにエツチングする。そして有機アルカリ等
の溶液によって、第1図Bに示すように、トランスファ
ーマスク6及び側壁8を除去する。
及び側壁8の上部のSi Oz anを除去し、側壁8
の側部及びソース・ドレイン領域上部にはSiO□膜1
1が残るようにエツチングする。そして有機アルカリ等
の溶液によって、第1図Bに示すように、トランスファ
ーマスク6及び側壁8を除去する。
次いで希HF等によって、CV D Si Oを膜4及
び11、並びにソース・ドレイン領域上部のゲート酸化
膜2を除去する。これによって、第1図[F]に示すよ
うに、n−層7が完全にゲート電極10によって覆われ
、且つ薄いゲート電極10からなるLDD構造をもつM
OSFETが得られる。
び11、並びにソース・ドレイン領域上部のゲート酸化
膜2を除去する。これによって、第1図[F]に示すよ
うに、n−層7が完全にゲート電極10によって覆われ
、且つ薄いゲート電極10からなるLDD構造をもつM
OSFETが得られる。
上記実施例では、トランスファーマスクをポリシリコン
を用いて形成した場合について説明したが、トランスフ
ァーマスクとしてはポリシリコンのみならず、同等の機
能をもつもので形成し本発明に係る製造方法を実施する
ことができる。
を用いて形成した場合について説明したが、トランスフ
ァーマスクとしてはポリシリコンのみならず、同等の機
能をもつもので形成し本発明に係る製造方法を実施する
ことができる。
以上実施例に基づいて説明したように、本発明に係る製
造方法によれば、低濃度拡散層がゲート電極に完全に覆
われるように形成することができるので、側壁へのキャ
リヤの注入が発生せず、LDD構造特有のホットキャリ
ヤ劣化を軽減し、信頼性の高いMSOFETを得ること
ができる。またソース・ドレイン領域用の拡散層形成時
に、垂直イオン注入が可能となるため、ソース・ドレイ
ン領域の非対称性による素子特性のばらつきが低減され
る。更にLDD構造を有しながらゲート電極を薄く形成
できるので、配線等のプロセスのための平坦化を極めて
容易に行うことができる等の利点が得られる。
造方法によれば、低濃度拡散層がゲート電極に完全に覆
われるように形成することができるので、側壁へのキャ
リヤの注入が発生せず、LDD構造特有のホットキャリ
ヤ劣化を軽減し、信頼性の高いMSOFETを得ること
ができる。またソース・ドレイン領域用の拡散層形成時
に、垂直イオン注入が可能となるため、ソース・ドレイ
ン領域の非対称性による素子特性のばらつきが低減され
る。更にLDD構造を有しながらゲート電極を薄く形成
できるので、配線等のプロセスのための平坦化を極めて
容易に行うことができる等の利点が得られる。
第1図へ〜旧は、本発明の一実施例を説明するための各
製造過程における断面構造を示す図、第2図へ〜(Di
は、従来の製造方法を説明するための各製造過程におけ
る断面構造を示す図である。 図において、1はP型半導体基板、2はゲート酸化膜、
3はN゛ポリシリコン膜4はCV D Si Oを膜、
5はポリシリコン膜、6はトランスファーマスク、7は
n−拡散層、8は側壁、9はn0拡散層、10はゲート
電極、11はSiO□膜を示す。 特許出願人 オリンパス光学工業株式会社第1図 (A) (B) (C) 第1図 (D) (E) (F) 第2図 (A) 103:N+ポリシリコン膜 (B) 第2図 (C) (D)
製造過程における断面構造を示す図、第2図へ〜(Di
は、従来の製造方法を説明するための各製造過程におけ
る断面構造を示す図である。 図において、1はP型半導体基板、2はゲート酸化膜、
3はN゛ポリシリコン膜4はCV D Si Oを膜、
5はポリシリコン膜、6はトランスファーマスク、7は
n−拡散層、8は側壁、9はn0拡散層、10はゲート
電極、11はSiO□膜を示す。 特許出願人 オリンパス光学工業株式会社第1図 (A) (B) (C) 第1図 (D) (E) (F) 第2図 (A) 103:N+ポリシリコン膜 (B) 第2図 (C) (D)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ゲート電極となる導電性薄膜上に第2の薄膜を形成
したのち、該第2の薄膜をホトリソグラフィ工程及び異
方性エッチングにより加工してトランスファーマスクを
形成し、該トランスファーマスクをソース領域及びドレ
イン領域形成のための不純物イオン注入並びにゲート電
極加工のマスクとして用いることを特徴とするMOSF
ETの製造方法。 2、前記トランスファーマスクをマスクとし前記導電性
薄膜をチャネリング防止用緩衝膜として、ソース領域及
びドレイン領域形成のための不純物を垂直にイオン注入
することを特徴とする請求項1記載のMOSFETの製
造方法。 3、前記トランスファーマスクに側壁部を付加形成し、
これをマスクとして用いることによってLDD構造を形
成することを特徴とする請求項1記載のMOSFETの
製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10758688A JPH01278777A (ja) | 1988-05-02 | 1988-05-02 | Mosfetの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10758688A JPH01278777A (ja) | 1988-05-02 | 1988-05-02 | Mosfetの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01278777A true JPH01278777A (ja) | 1989-11-09 |
Family
ID=14462914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10758688A Pending JPH01278777A (ja) | 1988-05-02 | 1988-05-02 | Mosfetの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01278777A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007513489A (ja) * | 2003-08-26 | 2007-05-24 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 減少されたゲート高さを有するトランジスタを製造する方法 |
-
1988
- 1988-05-02 JP JP10758688A patent/JPH01278777A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007513489A (ja) * | 2003-08-26 | 2007-05-24 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 減少されたゲート高さを有するトランジスタを製造する方法 |
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