JPH03214738A - 半導体装置 - Google Patents

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に関し、特にＬＤＤ横造を有する１
〜ランジスタにおけるソース，ドレインの少なくとも一
方の引き出し配線がゲート電極と同一材料からなる半導
体装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の引き出し配線は、工程順縦断面図である
第３図（ａ）〜（ｃ）に示すような工程により形成され
ており、最終的には第３図（ｃ）のような断面構造を有
するものである。

以下に、第３図（Ｃ）の構造を形成するための手順を説
明する。

まず、第３図（ａ）に示すように、半導体基板１上に素
子形成領域，フィールド酸化膜２．ゲー１・酸化＠３を
形成した後、所定位置のゲート酸化膜３に開孔部を形成
し、半導体基板１表面を露出させる。

次に、ゲー１・電極および引き出し配線となるべき多結
晶シリコン膜を堆積し、半導体基板１と逆導電型の高濃
度不純物をドーピングし、熱処理を行ない、堆積した多
結晶シリコン膜を逆導電型の高濃度不純物を添加した多
結晶シリコン膜４に変換する。この熱処理により、ゲー
ト酸化膜３の開孔部を通して半導体基板１中に半導体基
板１とは逆導電型の第２の高濃度拡散層５が形成される
。

第２の高濃度拡散層５の濃度および深さは、多結晶シリ
コン膜４の形成条件により決定される。しかし、ゲー１
一酸化膜３を薄膜化（この場合には、２００人以下とす
る）する場合、その耐圧劣化防止のなめ、高いドーピン
グ量と高温の熱処理（９５０℃以上）を施すことは避け
るべきであり、第２の高濃度拡散層５の濃度および深さ
は、それぞれ１　０　１９Ｃ　ｉｎ−３程度，０．２μ
ｍ程度である。

次に、多結晶シリコン膜４を引き出し配線に加工するた
めのフォトレジスト膜６を形成する。

次に、第３図（ｂ）に示すように、多結晶シリコン膜４
をパターンニンクし、逆導電型の高濃度不純物を添加し
た多結晶シリコン膜からなる引き出し配線７を形成する
。このとき、フォトレジスト膜６で覆われていないゲー
ト酸化膜３の開孔部では、半導体基板１中の第２の高濃
度拡散層５がエッチング除去されてしまい、深い溝が形
成される。

次に、半導体基板１とは逆導電型の不純物をイオン注入
し、約１　０　１８ｃ　ｍ−３程度の低濃度拡散層８を
形成する。

次に、第３図（ｃ）に示すように、Ｉ・ランジス夕のゲ
ート電極（図示せず〉の側壁に形成される絶縁物からな
るサイドウォール９（約２０００〜３０００人の厚さ）
が、引き出し配線７の側壁にも形成される。

続いて、半導体基板１とは逆導電型の不純物をイオン注
入し、第１の高濃度拡散層１０（１０１９〜１　０２０
ｃｍ−３）を形成する。

この構造では、引き出し配線７の端部に形成されるサイ
ドウォール９の下部に低濃度拡散層８が存在することに
より、第２の高濃度拡散層５とソース、ドレインの拡散
層であるところの第１の高濃度拡散層１０とが、電気的
に接続される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の構造の半導体装置における間顕点を、第
４図に示す拡大断面図を参照して説明する。

従来の半導体装置では、引き出し配線７下の第２の高濃
度拡散層５と第１の高濃度拡散層１０とは、低濃度拡散
層８を介して接続されており、高濃度拡散層１０および
低濃度拡散層８がらなるソ−５ ースあるいはドレインと引き出し配線７との接続抵抗が
非常に高いものになるばかりではなく、引き出し配線７
をパターンニングするときに、高濃度拡散層５がエッチ
ング除去されて形成される溝の深さが一定しないため、
第２の高濃度拡散層５と低濃度拡散層８との接続面１２
の断面積が変動し、接続抵抗が大きく変動することにな
る。

また、引き出し配線７の側壁部に形成されたサイドウォ
ール９の端部と接する部分での半導体基板１には、後工
程の熱処理により、結晶欠陥１３１３ａが成長する。第
１の高濃度拡散層ｌｏ内に成長する結晶欠陥１３ａは、
第１の高濃度拡散層１０の接合の深さが十分に深いため
、Ｐ−Ｎ接合部に到達しない。一方、低濃度拡散層８内
に発生する結晶欠陥１３は、低濃度拡散層８の接合の深
さが浅いため、Ｐ−Ｎ接合部まで容易に到達し、リーク
不良を生じることになる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の半導体装置は、一導電型を有する半導体基板上
に、逆導電型の高濃度不純物を添加した６ 多結晶シリコン膜からなるゲート電極がゲート酸化膜を
介して形成され、ゲー｝・電極に対して自己整合的に半
導体基板に逆導電型の低濃度拡散層が形成され、ゲート
電極の側壁部に形成された絶縁物からなるサイドウォー
ルに対して自己整合的に半導体基板に逆導電型の第１の
高濃度拡散層が形成されてなるＬＤＤ構造を有するトラ
ンジスタのソース、ドレインのすくなくとも一方の引き
出し配線が、多結晶シリコン膜により形成された半導体
装置において、 多結晶シリコン膜からなる引き出し配線中の逆導電型不
純物により半導体基板に形成された第２の高濃度拡散層
と、第１の高濃度拡散層とを接続する逆導電型の第３の
高濃度拡散層が形成され、第３の高濃度拡散層が、第１
の高濃度拡散層と第２の高濃度拡散層とを接続する部分
の低濃度拡散層を内包している構造を有している。

〔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（ａ＞，（ｂ）は本発明の第１の実施例の縦断面
図である。

第１図（ａ＞は、引き出し配線７をパターンニングし、
低濃度拡散層８（１０１８ｃｍ−３程度）を形成した後
、サイドウオールを形成する前に、接続領域を形成する
部分に、逆導電型の不純物として砒素または燐を用いて
ＩＸ１０１５〜１×１０１６ｃｍ−２程度のイオン注入
を行ない、第３の高濃度拡散層１　１　（　１　０　１
９〜１　０２０ｃ　ｍ−’）を形成し、次に、ＬＤＤ横
造のトランジスタを形成するためのゲート電極（図示せ
ず）の側壁に絶縁物からなるサイドウォールを形成する
と同時に、引き出し配線７の側壁にもサイドウォール９
を形成し、続いて、ソース，ドレインを形成するための
第１の高濃度拡散層１　０　（　１　０１９〜１　０２
０ｃｍ−’）を形成し、これらの工程により得られたソ
ースあるいはトレインと引き出し配線７との接続横造を
示したものである。

第１図（ｂ）は、本発明の第１の実施例の別の構造であ
る。引き出し配線７をパターンニングし、低濃度拡散層
８を形成し、サイドウ才一ル９の形成および第１の高濃
度拡散層１０の形成を完了した後、第１の高濃度拡散層
１０の一部および引き出し配線７が半導体基板１と接触
している領域の一部を含む領域に、逆導電型の不純物と
して燐を用いて１　ｘ　１　０１５〜１　ｘ　１　０”
ｃｍ””程度のイオン注入を選択的に行ない、熱処理（
９００℃で６０分程度）を施すことにより第３の高濃度
拡散層１１を形成し、これらの工程により得られたソー
スあるいはトレインと引き出し配線７との接続構造を示
したものである。

この場合、燐は拡散係数が大きいため、引き出し配線７
の多結晶シリコン膜中を拡散し、半導体基板１中に第２
の高濃度拡散層５より高濃度で深い接合をもった第３の
高濃度拡散層１１が形成されると同時に、サイドウ才一
ル９の外側にイオン注入された燐がサイドウ才一ル９の
下側に拡散し、高濃度で深い接合をもった第３の高濃度
拡散層１１が形成され、この部分の第３の高濃度拡散層
１１と引き出し配線７下の半導体基板１中に形成された
部分の第３の高濃度拡散層１１とが合流＝　９一 し、その結果、ソースあるいはドレインと引き出し配線
７とが第３の高濃度拡散層１１により接続されることに
なる。

なお、本実施例では、逆導電型にドープされた多結晶シ
リコン膜からなる引き出し配線に関して説明したが、こ
れに代えて、逆導電型にドープされた多結晶シリコン膜
上に高融点金属とのシリサイド膜を形成した積層構造（
いわゆるポリサイド構造）の膜により引き出し配線を形
成してもよい。

第２図は本発明の第２の実施例の縦断面図である。

第２図は、引き出し配線７をパターンニングするときに
半導体基板１に溝が形成されないように、引き出し配線
７のパターンをゲート酸化膜３に開孔した接続孔よりも
大きくした場合の断面横造を示す図である。

この場合、ゲート酸化膜３形成後に、まず、第３の高濃
度拡散層１１をサイドウォール９の幅および接続孔に対
する引き出し配線７のオーバーラ１　０ ップ分（図中ｄ）よりも広く形成した後、引き出し配線
７を形成する。

本実施例では、引き出し配線７をパターンニングすると
きに溝が形成されないため、第２の高濃度拡散層５と第
３の高濃度拡散層１１との接続面の断面積が引き出し配
線７のエッチングプロセスによって変らないため、安定
な接続抵抗が得られる。同時に、サイドウオール９の下
に第３の高濃度拡散層１１が存在することにより、低い
接続抵゛抗が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、ソース、ドレインの少な
くとも一方の引き出し配線としてゲート電極と同一材料
で同時に形成された引き出し配線の側壁部に設けられた
絶縁物からなるサイドウオールの下に高濃度拡散層を新
たに設けることにより、ソース，ドレインの少なくとも
一方と引き出し配線との接続抵抗を低くすることができ
ると同時に、引き出し配線をパターンニングするときに
形成される溝の深さのばらつきに依存せずに安定な接続
抵抗う得ることが可能となる。

さらに、引き出し配線の側壁部に形成されるサイドウォ
ールの下に高濃度で接合の深さが深い拡散層が形成され
るため、引き出し配線の側壁部に形成されるサイドウォ
ールの端部と接する部分での半導体基板内に発生する結
晶欠陥は高濃度で接合の深さが深い拡散層に内包される
ため、リーク不良を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施例の縦断面
図、第２図は本発明の第２の実施例の縦断面図、第３図
（ａ）〜（ｃ＞は従来の半導体装置の作製を示す工程順
縦断面図、第４図は従来の半導体装置の問題点を説明す
るための拡大断面図である。 １・・・生導体基板、２・・・フィールド酸化膜、３・
・ゲー１・酸化膜、４・・多結晶シリコン膜、５・・・
第２の高濃度拡散層、６・・・フォトレジスト膜、７・
・・引き出し配線、８・・・低濃度拡散層、９・・・サ
イドウォ一ル、１０・・・第１の高濃度拡散層、１１・
・・第３の高濃度拡散層、１２・・・拡散層５と拡散層
８との接続面、１３．１３ａ・・・結晶欠陥。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一導電型を有する半導体基板上に、逆導電型の高濃
   度不純物を添加した多結晶シリコン膜からなるゲート電
   極がゲート酸化膜を介して形成され、前記ゲート電極に
   対して自己整合的に前記半導体基板に逆導電型の低濃度
   拡散層が形成され、前記ゲート電極の側壁部に形成され
   た絶縁物からなるサイドウォールに対して自己整合的に
   前記半導体基板に逆導電型の第１の高濃度拡散層が形成
   されてなるＬＤＤ構造を有するトランジスタのソース、
   ドレインのすくなくとも一方の引き出し配線が、前記多
   結晶シリコン膜により形成された半導体装置において、 前記多結晶シリコン膜からなる引き出し配線中の逆導電
   型不純物により前記半導体基板に形成された第２の高濃
   度拡散層と、前記第１の高濃度拡散層とを接続する逆導
   電型の第３の高濃度拡散層が形成され、 前記第３の高濃度拡散層が、前記第１の高濃度拡散層と
   前記第２の高濃度拡散層とを接続する部分の前記低濃度
   拡散層を、内包していることを特徴とする半導体装置。 ２、前記多結晶シリコン膜に代えて、高融点金属シリサ
   イド膜と前記多結晶シリコン膜との積層膜により、前記
   引き出し配線が形成されることを特徴とする請求項１記
   載の半導体装置。