JPH02254729A - 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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- JPH02254729A JPH02254729A JP7611289A JP7611289A JPH02254729A JP H02254729 A JPH02254729 A JP H02254729A JP 7611289 A JP7611289 A JP 7611289A JP 7611289 A JP7611289 A JP 7611289A JP H02254729 A JPH02254729 A JP H02254729A
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置、特にMOS型またはMIS型半導
体装置の製造方法に関する。
体装置の製造方法に関する。
半導体装置の微細化、高集積化にともないMOS型トラ
ンジスタも微細化されてきている。しかし、素子寸法を
微細化することによりホットキャリアによる特性劣化と
いう問題が生じてきている。
ンジスタも微細化されてきている。しかし、素子寸法を
微細化することによりホットキャリアによる特性劣化と
いう問題が生じてきている。
この問題を解決するためLDD (Light 1yD
oped Drutn)という構造が提案されている
が、このLDDをさらに改良した構造が次の文献に掲載
されている。(R,IZAWA。
oped Drutn)という構造が提案されている
が、このLDDをさらに改良した構造が次の文献に掲載
されている。(R,IZAWA。
T、KURE、E、TAKEDA、 “THE I
MPACT OF GATE−DRAIN 0V
ERLAPPED LDD (C;0LD) FO
RDEEP SUBM)CRON VLS I’S
″″ 、 IEDM Tech、Dig、 pp
38−pp41 1987)この文献による製造方法を
第2図を用いて説明する。第2図において201はP型
半導体基板、202はゲート酸化膜、203は多結晶体
シリコン膜、204は自然酸化膜、205は多結晶シリ
コン膜、206はシリコン酸化膜、207は不純物濃度
の薄いn型不純物層、208は酸化膜によるサイドウオ
ール、209は不純物濃度の濃いn型不純物層、210
は酸化膜である。
MPACT OF GATE−DRAIN 0V
ERLAPPED LDD (C;0LD) FO
RDEEP SUBM)CRON VLS I’S
″″ 、 IEDM Tech、Dig、 pp
38−pp41 1987)この文献による製造方法を
第2図を用いて説明する。第2図において201はP型
半導体基板、202はゲート酸化膜、203は多結晶体
シリコン膜、204は自然酸化膜、205は多結晶シリ
コン膜、206はシリコン酸化膜、207は不純物濃度
の薄いn型不純物層、208は酸化膜によるサイドウオ
ール、209は不純物濃度の濃いn型不純物層、210
は酸化膜である。
まずP型半導体基板201を熱酸化することでゲート酸
化膜202を形成する。次にCVD法により多結晶シリ
コン膜203を薄、く形成した後、空気中に放置して5
〜10 の自然酸化膜204を形成する。続いてCVD
法により多結晶シリコン膜205、シリコン酸化膜20
6を順次形成する。次に第2図(a)のようにシリコン
酸化膜206の不要部分を写真蝕刻法により除去する。
化膜202を形成する。次にCVD法により多結晶シリ
コン膜203を薄、く形成した後、空気中に放置して5
〜10 の自然酸化膜204を形成する。続いてCVD
法により多結晶シリコン膜205、シリコン酸化膜20
6を順次形成する。次に第2図(a)のようにシリコン
酸化膜206の不要部分を写真蝕刻法により除去する。
次に第2図(b)のように酸化膜゛206をマスクにド
ライエツチングを行なうことによって、多結晶シリコン
膜205を不要部分を除去する。次にシリコン酸化膜2
06および多結晶シリコン膜205をマスクにn型不純
物であるリンをイオン注入することによりn型不純物層
207を形成する。
ライエツチングを行なうことによって、多結晶シリコン
膜205を不要部分を除去する。次にシリコン酸化膜2
06および多結晶シリコン膜205をマスクにn型不純
物であるリンをイオン注入することによりn型不純物層
207を形成する。
次にCVD法によりシリコン酸化膜208を形成後ドラ
イエツチングを行なうことにより142図(C)のよう
にシリコン酸化膜によるサイドウオール絶縁膜208を
形成する。次に第2図(d)のようにウェット雰囲気中
で800℃の酸化を行なうことにより酸化膜210を形
成する。次にゲート電極203,205、酸化1112
06、サイドウオール絶縁II!208をマスクに口型
不純物であるヒ素をイオン注入することによりn型不純
物層209を形成する。
イエツチングを行なうことにより142図(C)のよう
にシリコン酸化膜によるサイドウオール絶縁膜208を
形成する。次に第2図(d)のようにウェット雰囲気中
で800℃の酸化を行なうことにより酸化膜210を形
成する。次にゲート電極203,205、酸化1112
06、サイドウオール絶縁II!208をマスクに口型
不純物であるヒ素をイオン注入することによりn型不純
物層209を形成する。
しかし、前述の従来技術では酸化膜210の横方向の長
さによりMOS型トランジスタの特性が大きく変化する
が、この横方向の長さは多結晶シリコン膜203の膜厚
と、ウェット雰囲気中の酸化条件により決定されるので
寸法制御がむずかしく、特にMOS型トランジスタのゲ
ート長がサブミクロン領域まで微細化されていると、酸
化膜210の横方向の長さの寸法バラツキによりトラン
ジスタ特性が大きく変化してしまうという課題を有する
。
さによりMOS型トランジスタの特性が大きく変化する
が、この横方向の長さは多結晶シリコン膜203の膜厚
と、ウェット雰囲気中の酸化条件により決定されるので
寸法制御がむずかしく、特にMOS型トランジスタのゲ
ート長がサブミクロン領域まで微細化されていると、酸
化膜210の横方向の長さの寸法バラツキによりトラン
ジスタ特性が大きく変化してしまうという課題を有する
。
さらに前述の従来技術ではCVD法でシリコン酸化膜2
08を形成する際、ゲート電極203.205上の酸化
膜206がオーバーバングになっているため、第3図の
ように、この部分の酸化膜のつきまわりが悪くなり空胴
311ができてしまう。その結果MOS型トランジスタ
の耐湿性が悪くなるという課題を有する。
08を形成する際、ゲート電極203.205上の酸化
膜206がオーバーバングになっているため、第3図の
ように、この部分の酸化膜のつきまわりが悪くなり空胴
311ができてしまう。その結果MOS型トランジスタ
の耐湿性が悪くなるという課題を有する。
さらに前述の従来技術では、M、O3型トランジスタを
形成するとチャンネル上の合計の膜厚はゲート酸化l!
I202と、多結晶シリコン膜203と、自然酸化膜2
04と、多結晶シリコン膜205と、シリコン酸化膜2
06の合計の膜厚となるため段差が大きくなってしまう
。その結果ゲート電極上にさらに配線層を形成して、そ
の配線層がゲート電極を横切ると前記段差のため前記ゲ
ートm極上の配線層に断線が生じたり、前記ゲート電極
上の配線層を形成するときにエツチング残りによる配線
ショートが生じたりする。
形成するとチャンネル上の合計の膜厚はゲート酸化l!
I202と、多結晶シリコン膜203と、自然酸化膜2
04と、多結晶シリコン膜205と、シリコン酸化膜2
06の合計の膜厚となるため段差が大きくなってしまう
。その結果ゲート電極上にさらに配線層を形成して、そ
の配線層がゲート電極を横切ると前記段差のため前記ゲ
ートm極上の配線層に断線が生じたり、前記ゲート電極
上の配線層を形成するときにエツチング残りによる配線
ショートが生じたりする。
そこで本発明はこのような課題を解決するもので、その
目的とするところはトランジスタの特性のばらつきの少
ない、しかも耐湿性のより、ゲート電極上の配線層に新
線、ショートのない半導体装置を提供するところにある
。
目的とするところはトランジスタの特性のばらつきの少
ない、しかも耐湿性のより、ゲート電極上の配線層に新
線、ショートのない半導体装置を提供するところにある
。
本発明の半導体装置の製造方法は、第1導電型の第1不
純物を有する半導体基板に第1の絶縁膜を形成する工程
と、前記第1の絶縁膜上に第1の導電膜によりMOS型
トランジスタのゲート電極を形成する工程と、前記ゲー
ト電極をマスクとして前記半導体基板に第2導電型の第
2の不純物を導入する工程と、化学気相成長法により前
記ゲート電極の側面および上面に高融点金属を選択的に
形成する工程と、前記ゲート電極および前記高融点金属
をマスクとして前記半導体基板に第2導電型の第3の不
純物を導入する工程からなることを特徴とす、る。
純物を有する半導体基板に第1の絶縁膜を形成する工程
と、前記第1の絶縁膜上に第1の導電膜によりMOS型
トランジスタのゲート電極を形成する工程と、前記ゲー
ト電極をマスクとして前記半導体基板に第2導電型の第
2の不純物を導入する工程と、化学気相成長法により前
記ゲート電極の側面および上面に高融点金属を選択的に
形成する工程と、前記ゲート電極および前記高融点金属
をマスクとして前記半導体基板に第2導電型の第3の不
純物を導入する工程からなることを特徴とす、る。
また、化学気ネ目成長法によりゲート電極の側面および
上面に選択的に形成する物質が高融点金属シリサイドで
あることを特徴とする。
上面に選択的に形成する物質が高融点金属シリサイドで
あることを特徴とする。
本発明による実施例を第1図を用いて説明する。
まず、第1図(a)のように第1導電型の第1の不純物
を有する半導体基板、ここでは不純物としてホウ素を含
むP型シリコン基板101を酸化性雰囲気で1000℃
の酸化を行ない、150人のゲート酸化膜102を形成
し、続いてCVD法により多結晶体シリコン膜103を
1000人〜5000人形成する。次に第1図(、b)
のように写真蝕刻により前記多結晶シリコンIt![1
03の不要部分を除去してMOS型トランジスタのゲー
ト電極を形成する。次に第1図(c)のようにゲート電
極103をマスクにn型不純物、ここではリンを加速電
圧60kev 〜200kev、 ドーズ量5 X
I Q I2am−’〜5 X I Q ′3cm−”
でイオン注入することにより不純物濃度の薄いn型不純
物層104を形成する。次にWF6ガスを使ったCVD
法により第1図(d)のように前記多結晶シリコン11
1103によるゲート電極に選択的にタングステン膜1
05を0.1μm〜0.4μm形成する。
を有する半導体基板、ここでは不純物としてホウ素を含
むP型シリコン基板101を酸化性雰囲気で1000℃
の酸化を行ない、150人のゲート酸化膜102を形成
し、続いてCVD法により多結晶体シリコン膜103を
1000人〜5000人形成する。次に第1図(、b)
のように写真蝕刻により前記多結晶シリコンIt![1
03の不要部分を除去してMOS型トランジスタのゲー
ト電極を形成する。次に第1図(c)のようにゲート電
極103をマスクにn型不純物、ここではリンを加速電
圧60kev 〜200kev、 ドーズ量5 X
I Q I2am−’〜5 X I Q ′3cm−”
でイオン注入することにより不純物濃度の薄いn型不純
物層104を形成する。次にWF6ガスを使ったCVD
法により第1図(d)のように前記多結晶シリコン11
1103によるゲート電極に選択的にタングステン膜1
05を0.1μm〜0.4μm形成する。
次に第1図(e)のようにゲート電極103およびタン
グステン膜104をマスクにn型不純物、ここではヒ素
を加速電圧50Kev〜100Kev1 ドーズ量1×
1015〜lXl0”■−2でイオン注入した後、約1
000℃のアニールを行ない、不純物濃度の濃いn型不
純物層106を形成する。
グステン膜104をマスクにn型不純物、ここではヒ素
を加速電圧50Kev〜100Kev1 ドーズ量1×
1015〜lXl0”■−2でイオン注入した後、約1
000℃のアニールを行ない、不純物濃度の濃いn型不
純物層106を形成する。
以上のような工程により形成されたMOS型トランジス
タでは、低濃度n型不純物層104上にゲート電極10
3と接続したタングステン膜105がオーバーラツプし
ているので、ゲートに動作電圧を加えると、その電界に
より低濃度n型不純物104の見かけ上の抵抗が下がり
、また低濃度n型不純物層104内の横方向電界が緩和
される。
タでは、低濃度n型不純物層104上にゲート電極10
3と接続したタングステン膜105がオーバーラツプし
ているので、ゲートに動作電圧を加えると、その電界に
より低濃度n型不純物104の見かけ上の抵抗が下がり
、また低濃度n型不純物層104内の横方向電界が緩和
される。
その結果トランジスタのドレイン電流が増加し、ホット
キャリアによるコンダクタンスの劣化が避けられる。
キャリアによるコンダクタンスの劣化が避けられる。
また、本実施例によれば低濃度n型不純物層104、高
濃度n型不純物層106とゲート電極の一部であるタン
グステン膜105とのオーバーラツプした長さによりM
OS型トランジスタの特性が大きく変化するが、この長
さはタングステン膜105をCVD法で選択的に形成す
るときの形成温度、WF6ガスとH2、N2などのキャ
リアガスとのガス流量比、形成圧力などを調整すること
により容易にしかも精度よく制御できる。従ってMOS
型トランジスタの特性のばらつきが少なくなる。
濃度n型不純物層106とゲート電極の一部であるタン
グステン膜105とのオーバーラツプした長さによりM
OS型トランジスタの特性が大きく変化するが、この長
さはタングステン膜105をCVD法で選択的に形成す
るときの形成温度、WF6ガスとH2、N2などのキャ
リアガスとのガス流量比、形成圧力などを調整すること
により容易にしかも精度よく制御できる。従ってMOS
型トランジスタの特性のばらつきが少なくなる。
また、本実施例ではオーバーハングになるところがない
ため空胴ができずトラン、ジスタの耐湿性が悪くなるこ
とはない。
ため空胴ができずトラン、ジスタの耐湿性が悪くなるこ
とはない。
さらに、本実施例ではチャンネル上の合計の膜厚は、ゲ
ート酸化Jl!11102と多結晶シリコン膜103と
タングステン膜105の合計の膜厚で済むため、ゲート
電極上にさらに配線層を形成した場合、その配線層がゲ
ート電極を横切っても段差が小さいため前記ゲート電極
上の配線層を形成するときにエツチング残りによる配線
ショートが生じることはない。
ート酸化Jl!11102と多結晶シリコン膜103と
タングステン膜105の合計の膜厚で済むため、ゲート
電極上にさらに配線層を形成した場合、その配線層がゲ
ート電極を横切っても段差が小さいため前記ゲート電極
上の配線層を形成するときにエツチング残りによる配線
ショートが生じることはない。
また、本実施例では多結晶シリコン膜によるゲート電極
の上部および側壁にタングステンが形成されるため、ゲ
ート電極のシート抵抗が従来例より1/20〜1/30
に下がるためゲート電極を配線に使用すると配線抵抗が
下がり回路の動作速度も速くなる。
の上部および側壁にタングステンが形成されるため、ゲ
ート電極のシート抵抗が従来例より1/20〜1/30
に下がるためゲート電極を配線に使用すると配線抵抗が
下がり回路の動作速度も速くなる。
本実施例では多結晶シリコンによるゲート電極の上部お
よび側壁に形成する高融点金属膜としてタングステンを
使用したが、他にモリブデン、チタン、プラチナ、コバ
ルト、ニッケル、タンタルを使用しても同様な効果が期
待できる。また、CVD法にてこれら高融点金属を形成
すると形成条件により、これら高融点金属による高融点
金属シリサイド膜が形成される。これら高融点金属シリ
サイド膜を使用しても同様な効果が期待できる。
よび側壁に形成する高融点金属膜としてタングステンを
使用したが、他にモリブデン、チタン、プラチナ、コバ
ルト、ニッケル、タンタルを使用しても同様な効果が期
待できる。また、CVD法にてこれら高融点金属を形成
すると形成条件により、これら高融点金属による高融点
金属シリサイド膜が形成される。これら高融点金属シリ
サイド膜を使用しても同様な効果が期待できる。
また、本実施例では低濃度n型不純物層のn型不純物と
してリンを使用したが、ヒ素、アンチモンを使用しても
よいし、リンとヒ素のようにこれらの不純物を組み合わ
せて導入してもよい。また本実施例では高濃度n型不純
物層のn型不純物としてヒ素を使用したが、リン、アン
チモンを使用してもよいし、リンとヒ素のようにこれら
の不純物を組み合わせて導入してもよい。さらに本実施
例ではP型半導体基板の不純物としてボロンを使用した
が、ガリウム、アルミニウム、インジウムを使用しても
よい。
してリンを使用したが、ヒ素、アンチモンを使用しても
よいし、リンとヒ素のようにこれらの不純物を組み合わ
せて導入してもよい。また本実施例では高濃度n型不純
物層のn型不純物としてヒ素を使用したが、リン、アン
チモンを使用してもよいし、リンとヒ素のようにこれら
の不純物を組み合わせて導入してもよい。さらに本実施
例ではP型半導体基板の不純物としてボロンを使用した
が、ガリウム、アルミニウム、インジウムを使用しても
よい。
本実施例ではnチャンネルMOS型トランジスタについ
て述べたが、PチャンネルMO3型トランジスタに応用
しても同様な効果があることは言うまでもない。
て述べたが、PチャンネルMO3型トランジスタに応用
しても同様な効果があることは言うまでもない。
本発明によれば、MOS型トランジスタのドレイン電流
が増加し、しかもホットキャリアによるコンダクタンス
の劣化が避けられる。さらに配線の抵抗も下がるため高
速でかつ高信頼性のMOS型トランジスタを提供できる
。
が増加し、しかもホットキャリアによるコンダクタンス
の劣化が避けられる。さらに配線の抵抗も下がるため高
速でかつ高信頼性のMOS型トランジスタを提供できる
。
また、本発明によればMO9O9型トランジスタ性を左
右する低濃度不純物層によるソース、ドレイン領域とゲ
ート電極のオーバーラツプの長さを精度よく、ばらつき
を少なく加工できるので、MOS型トランジスタのドレ
イン電流およびコンダクタンスのばらつきを小さくでき
る。
右する低濃度不純物層によるソース、ドレイン領域とゲ
ート電極のオーバーラツプの長さを精度よく、ばらつき
を少なく加工できるので、MOS型トランジスタのドレ
イン電流およびコンダクタンスのばらつきを小さくでき
る。
また、本発明によればMO3型トランジスタの耐湿性は
悪くならない。
悪くならない。
さらに、本発明によればゲート電極上の配線層の断線、
ショートが少なくなる。
ショートが少なくなる。
以上のことから本発明による半導体装置の製造方法によ
れば、高速、高品質、高信頼性、高歩留まりの半導体装
置を提供できる効果がある。
れば、高速、高品質、高信頼性、高歩留まりの半導体装
置を提供できる効果がある。
第1図(a)〜(e)は本発明の半導体装置の製造方法
の一実施例を示す工程順断面図。 第2図(a)〜(d)、第3図は従来例による半導体装
置の断面図である。 101.201・・・・拳φ第1導電型のシリコン基板 102、.202−・・・φ−ゲート酸化膜103.2
03.205・・多結晶シリコン膜105・・・・・・
・・・・高融点金属膜104.207,307・−シリ
コン基板と反対導電型の低濃度 不純物層 204.206,208,210 ・・・・・・シリコン酸化膜 106.209会−・争・・シリコン基板と反対導電型
の高濃度 不純物層 質1fB(す 21印(c) kl、t■0) /i/rB (−(〕 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴 木 喜三部(他1名)会ん 1
09 (εン 気20(j) ダニ(I!Jce−) 悼長ryt t、、t) 93■
の一実施例を示す工程順断面図。 第2図(a)〜(d)、第3図は従来例による半導体装
置の断面図である。 101.201・・・・拳φ第1導電型のシリコン基板 102、.202−・・・φ−ゲート酸化膜103.2
03.205・・多結晶シリコン膜105・・・・・・
・・・・高融点金属膜104.207,307・−シリ
コン基板と反対導電型の低濃度 不純物層 204.206,208,210 ・・・・・・シリコン酸化膜 106.209会−・争・・シリコン基板と反対導電型
の高濃度 不純物層 質1fB(す 21印(c) kl、t■0) /i/rB (−(〕 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴 木 喜三部(他1名)会ん 1
09 (εン 気20(j) ダニ(I!Jce−) 悼長ryt t、、t) 93■
Claims (2)
- (1)第1導電型の第1不純物を有する半導体基板に第
1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜上に第
1の導電膜によりMOS型トランジスタのゲート電極を
形成する工程と、前記ゲート電極をマスクとして前記半
導体基板に第2導電型の第2の不純物を導入する工程と
、化学気相成長法により前記ゲート電極の側面および上
面に高融点金属を選択的に形成する工程と、前記ゲート
電極および前記高融点金属をマスクとして前記半導体基
板に第2導電型の第3の不純物を導入する工程からなる
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - (2)化学気相成長法によりゲート電極の側面および上
面に選択的に形成する物質が高融点金属シリサイドであ
ることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7611289A JPH02254729A (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7611289A JPH02254729A (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02254729A true JPH02254729A (ja) | 1990-10-15 |
Family
ID=13595814
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7611289A Pending JPH02254729A (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02254729A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5543340A (en) * | 1993-12-28 | 1996-08-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for manufacturing offset polysilicon thin-film transistor |
US6608353B2 (en) | 1992-12-09 | 2003-08-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thin film transistor having pixel electrode connected to a laminate structure |
-
1989
- 1989-03-28 JP JP7611289A patent/JPH02254729A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6608353B2 (en) | 1992-12-09 | 2003-08-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thin film transistor having pixel electrode connected to a laminate structure |
US7045399B2 (en) | 1992-12-09 | 2006-05-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electronic circuit |
US7061016B2 (en) | 1992-12-09 | 2006-06-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electronic circuit |
US7105898B2 (en) | 1992-12-09 | 2006-09-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electronic circuit |
CN1302560C (zh) * | 1992-12-09 | 2007-02-28 | 株式会社半导体能源研究所 | 电子电路 |
US7547916B2 (en) | 1992-12-09 | 2009-06-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electronic circuit |
US7897972B2 (en) | 1992-12-09 | 2011-03-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electronic circuit |
US8294152B2 (en) | 1992-12-09 | 2012-10-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electronic circuit including pixel electrode comprising conductive film |
US5543340A (en) * | 1993-12-28 | 1996-08-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for manufacturing offset polysilicon thin-film transistor |
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