JPH033387B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は半導体装置の製造法に関し、特に不
純物拡散層の形成法に係るものである。

半導体集積回路は高性能、高集積度化の一途を
たどつているが、それを実現する方法として、各
種パターン寸法、不純物拡散層（以後拡散層とい
う）の深さを減少させて、全体的な素子寸法の微
細化を計るという方法が取られている。しかし、
そこで問題となる事の一つに、拡散層を浅くした
場合に必然的に増加する層抵抗の悪影響である。
電界効果トランジスタの例を用いて説明すれば、
一般に素子寸法の微細化により、トランジスタの
ゲート電極の巾が細くなり、電流増巾率を増加さ
せることに依り、トランジスタの内部抵抗が減少
してゆく方向にあるにもかかわらず、縦方向の微
細化である浅い拡散層により生ずる層抵抗の増加
によりトランジスタに直列につく抵抗分がトラン
ジスタの内部抵抗に比べて無視出来ない大きさと
なつている。

これを避ける手段としては、拡散層パターンの
巾を広げたり、拡散層上に平行に、又は複数個連
続にコンタクトを開けて、上部配線と接続して、
上述した抵抗成分を下げる方法がある。しかしこ
れらの手段は一般に集積密度の向上をさまたげ、
より小さい集積回路装置の実現を困難にしてい
る。

第１図ａ〜ｄを参照して従来技術について説明
する。

第１図ａはMOS型電界効果トランジスタの断
面図で、ゲートの多結晶シリコン４のパターニン
グ後、浅い拡散層２を形成したところである。二
酸化珪素３は拡散層２及び多結晶シリコン４の上
も覆つている。

次に第１図ｂの如くリン（Ｐ）を含んだ気相成
長酸化膜５を成長させる。次に、第１図Ｃの如く
コンタクト７の開孔を行う。この時、気相成長酸
化膜５と二酸化珪素膜３をともに開孔する事が出
来る。最後に第１図ｄに示すように上部配線とし
て使う金属６を蒸着後、パターニングを行う。第
２図ａにかくして得られるトランジスタの平面図
を示す。第２図ｂはその等価回路である。拡散層
による抵抗Ｒ，R′がトランジスタと直列に入つ
ている。この抵抗値がトランジスタの内部抵抗
R_TRに対して例えば、（Ｒ＋R′）≧１／２R_TRであると すれば、この回路が流し得る電流は抵抗がない場
合の2/3以下となつてしまう。勿論、拡散層がさ
らに浅くなつてゆけばますますこの値は小さくな
つてゆく。

本発明の目的は集積密度の向上を得ると共に拡
散層抵抗を減少できる半導体装置を提供すること
にある。

本発明によれば一導電型の半導体基板上に逆導
電型の第一の不純物を拡散して第一の領域を形成
する工程と、この領域が形成された基板上に第一
の二酸化珪素層を形成する工程と、上記第一の領
域上の二酸化珪素層に第一の孔を明けて、上記領
域の基板表面を露出させる工程と、次にこの上に
拡散係数が第一の不純物より大きく逆導電型の第
二の不純物を含んだ第二の絶縁層を形成する工程
と、第一の孔を通して第二の絶縁層中の第二の不
純物を第一の不純物が基板内部に到達している拡
散深さ以上に深く拡散させるのに必要な熱処理工
程と、第二の絶縁物層に第二の孔を明けて、第一
の孔により一度露出された基板表面の一部を上部
配線に接続するために露出させる工程とを含む半
導体装置の製造方法が得られる。またさらには上
記不純物拡散層MOS電界効果トランジスタのソ
ース、ドレインとして使用されている場所におい
ては、第二の孔を開孔するにあたり、トランジス
タのチヤネル部の端から一定の距離をおいて開孔
し、拡散層深さが深い部分もトランジスタのチヤ
ネルから離して、通常動作時のパンチスルーをし
ない様に配置された不純物拡散層を具備した半導
体装置も得られる。あるいは上記第一の二酸化珪
素層は熱酸化に依り形成された二酸化珪素であ
り、第二の絶縁層はリンを含んだ気相成長シリコ
ンガラス層であり第一の不純物がヒ素で、第二の
不純物がリンである半導体装置の製造方法も得ら
れる。

次に第３図ａ〜ｆを参照して本発明の一実施例
を工程に沿つて説明する。

第３図ａに示すようにＰ型の半導体基板１に二
酸化珪素膜３、多結晶シリコンゲート４、Ｎ型の
ソースおよびドレイン領域をヒ素（As）の拡散
により形成する。

次に第３図ｂのように二酸化珪素膜３に開孔９
を設ける。この開孔９は拡散層２と上部配線を接
続する為のものではなく、拡散層２の層抵抗を下
げたい部分に必要に応じて開孔する。この時、ト
ランジスタのソース、ドレインとして働く部分の
拡散層はパンチスルーが起こらない程度に浅くす
る必要があるので、トランジスタのチヤネルとな
る部分の端から、特性上上記の悪影響が避けられ
る距離だけマージンを取つて開孔する事が必要で
ある。次に第３図ｃのように、拡散層２と一導電
型すなわちＮ型で、半導体基板中への拡散係数が
それより大きい不純物を含んだ気相成長酸化膜５
を成長させる。この酸化膜５としてはリン（Ｐ）
を含むガラス層が好適である。次に第３図ｄに示
すように上記開孔した孔より、リンガラス等の気
相成長酸化膜中の不純物（リン）を、適当な熱処
理を行う事により拡散層２の拡散深さより深く拡
散して、この部分の層抵抗を小さくする。次に第
３図ｅに示すように上部電極と拡散層を接続する
コンタクトのための開孔７を形成する。続いて第
３図ｆに示すようにアルミ等の金属による上部電
極６が形成される。かくして得られたトランジス
タの平面形状を第４図ａに示す。拡散層２上には
開孔９より深く拡散された領域が複数個連続的に
存在して、この拡散層の層抵抗を下げている。第
４図ｂにその等価回路図を示す。ここでは（ｒ＋
r′）＜（Ｒ＋R′）となり、この回路の流し得る電流
の抵抗による減少を小さく保つことが出来る。

尚この発明の技術的範囲は、上記実施例に限定
されるものでなく、各種の半導体装置や集積回路
に適用出来る事は言うまでもない。

なお以上の説明はＮ型領域を形成する場合につ
いて示したが、同様にＰ型領域の形成も行なうこ
とができる。例えばインジウムを拡散してＰ型領
域とし、次にボロンを含むガラス層からボロンを
拡散するようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｄは従来の半導体装置の製造方法を
工程順に示す断面図、第２図ａは従来の半導体装
置を示す平面図、第２図ｂはその等価回路を示す
図、第３図ａ〜ｆは本発明の一実施例による半導
体装置の製造方法を工程順に示す断面図、第４図
ａは上記実施例による半導体装置を示す平面図、
第４図ｂはその等価回路を示す図である。 １……半導体基板、２……浅い不純物拡散層
（ヒ素等）、３……二酸化珪素、４……不純物を含
んだ多結晶シリコン、５……不純物（リン等）を
含んだ気相成長絶縁膜（リンガラス等）、６……
上部配線（金属等）、７……拡散層と上部配線を
接続させる孔、８……より拡散係数の大きい同極
性の不純物拡散層（リン等）、９……不純物を基
板に拡散させるための孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一導電型の半導体基板上に、逆導電型の第一
   の不純物を拡散して、第一の領域を連続的に形成
   する工程と、前記第一の領域が形成された前記半
   導体基板上に第一の絶縁層を形成する工程と、前
   記第一の領域上の前記第一の絶縁層に一方向に並
   んだ複数の第一の開孔を設ける工程と、前記複数
   の第一の開孔内を含む前記半導体基板上に拡散係
   数が前記第一の不純物より大きい逆導電型の第二
   の不純物を含んだ第二の絶縁層を形成する工程
   と、前記複数の第一の開孔を通して前記第二の絶
   縁層中の前記第二の不純物を前記第一の不純物が
   前記半導体基板内部に到達している拡散深さ以上
   に深く拡散させる工程と、前記一方向に並んだ複
   数の第一の開孔のうち、端側に位置する第一の開
   孔に対応させて第二の開孔を前記第二の絶縁層に
   設け、他の一連の第一の開孔内には前記第二の絶
   縁層を充填させたままにしておき、前記第二の開
   孔を通して前記端側に位置する第一の開孔内の前
   記半導体基板の部分に接続しかつ該第二の絶縁層
   上に設けられた配線を形成することを含むことを
   特徴とする半導体装置の製造方法。 ２ 前記第一の領域が絶縁ゲート型電界効果トラ
   ンジスタのソース、ドレインであり、上記第一の
   開孔は上記トランジスタのチヤネル部の端から、
   一定の距離をおいて設けることにより拡散層深さ
   が深い部分をトランジスタのチヤネルから離すよ
   うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の半導体装置の製造方法。 ３ 上記第一の絶縁層は熱酸化によつて形成され
   た二酸化珪素であり、第二の絶縁層はリンを含ん
   だ気相成長シリコンガラス層であり第一の不純物
   がヒ素で、第二の不純物がリンであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の半導体装置
   の製造方法。