JPH0319212A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0319212A
JPH0319212A JP15431689A JP15431689A JPH0319212A JP H0319212 A JPH0319212 A JP H0319212A JP 15431689 A JP15431689 A JP 15431689A JP 15431689 A JP15431689 A JP 15431689A JP H0319212 A JPH0319212 A JP H0319212A
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    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特にMOS形
電界効果トランジスタの製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、MOS形電界効果トランジスタ(以下、MOSF
ETと略記する)の製造方法では、多結晶シリコン(以
下、ポリシリコンと記す)、あるいはポリシリコンと高
融点金属シリサイドの積層構造(以下、ポリサイドと記
す)からなるゲート電極によるセルファライン法でソー
ス・ドレインを形成するため、ゲートの厚さを約0.4
μm以上として、ソース・ドレイン領域形成用の不純物
がゲート直下に入らないようにしていた。
ゲート電極材料としてポリシリコンを用いる場合につい
て第3図を用いて説明する。第3図(a)のようにP型
基板1の上にゲート酸化膜2を形成する。次に第3図(
b)のようにLPCVD法によってポリシリコンを約0
.4μm或長させ、不純物拡散、たとえばリン拡散して
N+ポリシリコン3とする。次に、ゲート電極形成領域
のN+ポリシリコンを残すように、フォトレジスト(図
示せず)を形成した後、第3図(C)のようにドライエ
ッチングを行なう。次にフォトレジストを除去し、ゲー
ト電極ポリシリコン3をマスクにして、第3図(d)に
示すように、ヒ素(As)をイオン注入し、第3図(e
)のセルファライン法を用いたn−chMOsF’ET
が完或される。
p−chMOsFETの場合には、P型基板lをn型ウ
ェルまたはn型基板に置き変え、Asイオン注入の代わ
りにホウ素(B)を注入することにより、同様の製逗方
法で完或される。
さらに、ゲート抵抗を小さくするため、ゲート電極材料
としてポリシリコンと高融点金属シリサイドの積層構造
によるポリサイドを用いる場合を第4図に示す。ここで
は、第3図で示した膜厚0.4μm f) N+ポリシ
リコン3の代わりに、膜厚0.2μmのN+ポリシリコ
ン3の上に膜厚0.2μmのチタンシリサイド4をスパ
ッタした2層構造を有している。ここで得られる構造を
第4図′.f)に示す。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来のゲート電極構造は、ゲート電極によるセ
ルファライン法を用いるため、十分なマスクとしての機
能を確保するために約0.4μm以上の膜厚を必要とす
る。しかし、0.4μmの膜厚を実現するとゲート電極
段差が大きく上層の配線のカバレッジが悪くなる問題が
ある。これに対処する方法として平坦化技術たとえば、
層間絶級膜として、塗布絶縁膜等を用いて平坦化する技
術等が用いられるが工程が長くなる欠点がある。
また、一般的にMOS構造トランジスタに電子線,α線
等の電離性放射線が照射されると、ゲート酸化膜中で電
子一正孔対が発生し、その結果シリコン基板とゲート酸
化膜間のSi−SiOz界面近くに固定正電荷が発生し
、Si−Si02界面に界面準位が発生するが、 ■ Si−SiO2界面に加わる応力(ポリシリコンゲ
ート電極の場合は引張応力、ポリサイドゲート電極の場
合は圧縮応力) ■ ゲート酸化膜への不純物(リン)の導入量において
、■が引張応力、■が不十分な場合には、固定正電荷,
界面準位の発生が多くなり、これらがしきい値等の特性
を変動させていた。つまり、第3図の構造では■と■の
両方に起因して、また第4図の構造では■によって放射
線照射後の特性変動が大きくなっていた。
本発明の目的は、ゲート電極部における段差を軽減する
と共に耐放射線性を向上させた半導体集積回路の製造方
法を提供するものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の半導体装置の製造方法は、一導電型の半導体基
板またはウェル表面にゲート絶縁膜を形戒する工程と、
該ゲート絶縁膜上に多結晶シリコン層を形成する工程と
、該多結晶シリコン層を介して前記ゲート絶縁膜に不純
物を導入する工程と、該多結晶シリコン層上に高融点金
属シリサイド層およびマスク層を順次積層する工程と、
前記多結晶シリコン層,高融点金属シリサイド層および
マスク層を所望の形状にパターニングする工程と、該3
層をマスクとし、前記半導体基板またはウェルの所定の
領域に逆導電型の不純物をイオン注入する工程と、前記
マスク層を除去する工程とを有している。このような製
造方法により、多結晶シリコン層および金属シリサイド
層からなるゲート電極層を薄く形成できると共にゲート
絶縁膜への不純物の導入が容易かつ、確実に行なわれる
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例の製造方法である。
第1図(a)のようにP型基板上にゲート酸化膜2を形
成する。次に第1図(b)に示すようにLPCVD法等
によってポリシリコンを約0.15μm成長させ、例え
ば920℃,30分程度のリン拡散を行ないN+ポリシ
リコン3を形成する。このリン拡散はポリシリコンの厚
さが約0.4μmの場合と同条件にする。これはN4ボ
リシリコン3からゲート酸化膜2中にリンを導入するた
めである。
これにより酸化膜2に入ったリンが電子トラップとして
働くと共に放射線によって生じる電子一正孔対な消失さ
せる効果があるので、放射線照射により発生する固定電
荷,界面準位を減らすことができ、耐放射線性を強化で
きる。
次に、第l図(c)に示すように高融点金属シリサイド
としてチタンシリサイド4を約0.1μmの厚さでスパ
ッタし、さらにLPCVD法等で第l図(d)のように
ポリシリコン5を約0.15μm堆積する。次にドライ
エッチングにより第1図(e)のようにゲート部分だけ
N+ポリシリコン3,チタンシリサイド4およびポリシ
リコン5を残す。
このゲート部をマスクにして第1図(f)のようにAs
をイオン注入し、n+拡散層6を形成する。
その後、ポリシリコン5をエッチング除去する.このよ
うにして製造されるゲート電極構造は、第1図(g)に
示されるとおり0.15μm厚のN+ポリシリコン3と
0.1μm厚のチタンシリサイド4の積層構造である。
この構造ではN+ポリシリコン3の厚さが薄いので、そ
の上のチタンシリサイド4によりSt−Sins界面に
圧縮応力が働き、これによっても耐放射線性が強化され
る。また、従来のゲート電極の厚さに比べて薄くなって
いるので、ゲート部に形威される段差は小さくなる。さ
らに従来のポリサイドよりポリシリコン3,チタンシリ
サイド4共に薄く形威されているが、ゲート抵抗には大
きく影響しない.ここでチタンシリサイド4は他の高融
点金属シリサイドのタングステンシリサイド,モリブデ
ンシリサイドでもかまわない。ポリシリコン5は、適当
なマスク材でも良い。
また、ここではn−chMOsFETを想定しているが
、p−chMOsFETを製造するには、P型基板に代
わり、n型ウェルまたはn型基板を用い、As注入の代
わりにBを注入すれば良い。
第2図は本発明の実施例20図面である。第1図は、通
常のMOSFETであったが、第2図はリンとヒ素によ
る二重導入ソース・ドレイン構造を持つLightly
−Doped−Drain (LDD)型のMOSFE
Tである。
第2図(a)〜Cf)までは第1の実施・例の製造方法
と変わらない。ただし最上層にはCVD法によるシリコ
ン酸化膜(以下、C VD  S i Oxと略記する
)7を使用している。また、リン(P)に注入によりn
一拡散層8が形威されている。この後、LDD構造にす
るため、CVD  S i O29を第2図(g)に示
すように全面に成長させ、C■D  SiOz7が露出
するまでエッチング(エッチバック)して、n+拡散層
を形戒する部分を露出させ、第2図(h)に示すように
Asを注入する.その後、エッチングによってCVD 
 S i Ot 7を除去するようにエッチングを行う
。このとき、ゲート部側面部のCVD  S i Ox
 9の一部も除去される。このようにして、第2図(i
)に示すようにLDD型MO S F E Tが完威さ
れる。LDD型p−chMOsFETを作るには、P型
基板に代わり、n型ウェルまたはn型基板を用い p,
As注入の代わりにBF.,B注入する。
また、チタンシリサイド4は他の高融点金属シリサイド
でもかまわない。さらにCVD  S i O27も適
当なマスク材で良い。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、ポリサイドの上にマスク
材を積層した状態でンース・ドレインのイオン注入を行
ない、その後このマスク材を除くことにより、ゲート電
極段差を少なくすることができると共に、ゲート電極部
のN+ポリシリコンの厚さを薄くしているので、界面に
加わる応力により耐放射線性をも強化できる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(g)は本発明の第1の実施例を示すM
OSFETの工程断面図、第2図(a)〜(i)は本発
明の第2の実施例であるLDD型MOSFETの工程断
面図、第3図(a)〜(e)は、従来のポリシリコンゲ
ート型のMOSFETの工程断面図、第4図(a)〜(
f)は従来のポリサイドゲート型のMOSFETの工程
断面図である。 1・・・・・・P型基板、2・・・・・・ゲート酸化膜
、3・・・・・・N+ポリシリコン、4・・・・・・チ
タンシリサイド、5・・・・・・ポリシリコン、6・・
・・・・n+拡散層、7,9・”−CVD   S i
 Ox、 8・・・・・・n一拡散層.

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一導電型の半導体基板またはウェル表面にゲート絶縁膜
    を形成する工程と、該ゲート絶縁膜上に多結晶シリコン
    層を形成する工程と、該多結晶シリコン層を介して前記
    ゲート絶縁膜に不純物を導入する工程と、該多結晶シリ
    コン層上に高融点金属シリサイド層およびマスク層を順
    次積層する工程と、前記多結晶シリコン層、高融点金属
    シリサイド層およびマスク層を所望の形状にパターニン
    グする工程と、該3層をマスクとし、前記半導体基板ま
    たはウェルの所定の領域に逆導電型の不純物をイオン注
    入する工程と、前記マスク層を除去する工程とを含むこ
    とを特徴とする半導体装置の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2007122667A1 (ja) * 2006-03-29 2007-11-01 Fujitsu Limited 半導体装置及びその製造方法
WO2020066625A1 (ja) * 2018-09-28 2020-04-02 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法

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