JPH04179268A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH04179268A
JPH04179268A JP2307666A JP30766690A JPH04179268A JP H04179268 A JPH04179268 A JP H04179268A JP 2307666 A JP2307666 A JP 2307666A JP 30766690 A JP30766690 A JP 30766690A JP H04179268 A JPH04179268 A JP H04179268A
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insulating film
gate insulating
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silicon layer
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Shinken Okawa
大川 真賢
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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に関し、特にTFT (ThinF
ilm Transistor)を含む半導体装置に関
する。
〔従来の技術〕
近年、SRAMなどの素子を高密度に集積する半導体装
置では、半導体基板に形成された素子上に’I’ F 
Tを積層する積層型半導体装置が提案されている。(例
えば、日経マイクロデバイス、 1988年、9月号、
123〜130頁参照) 第4図は従来の半導体装置の一例を示す半導体チップの
断面図である。
第4図に示すように、P型シリコン基板1の上に設けた
ゲート酸化膜2と、ゲート酸化膜2の上に設けたゲート
電極4と、ゲート電極4に整合して設けたN型のドレイ
ン領域41及びソース領域42と、ゲート電極の側面に
設けた側壁絶縁膜8と、ゲート酸化膜2を開口してドレ
イン領域41と接続して設けた引出電極5と、ゲート電
極4及び引出電極5を含む表面に設けたゲート酸化膜9
と、引出電極5の上のゲート酸化膜9を開1コして引出
電極5と接続し、ゲート酸化膜9上に設けた薄い多結晶
シリコン層1]と、ドレイン領域41及びソース領域4
2」二の多結晶シリコン層11に選択的にN型不純物を
導入して設けたTFTのドレイン領域43及びソース領
域44とを有して構成される。
〔発明が解決しようとする課題〕
この従来の半導体装置は、TPTのドレイン領域及びソ
ース領域をイオン注入法で形成するが、4Mbit以上
のSRAMの様な高集積の装置では第1及び第2のゲー
ト絶縁膜の厚さはlonm前後、又、多結晶シリコン層
の厚さもリーク電流対策の為に0.2〜30nm程度と
薄膜化されるので、ソース領域及びドレイン領域形成用
のイオン注入の際に不純物の分散が50nm以上ある様
な場合、つき抜けを起こし下層のMOS)ランシスタに
注入され特性の悪化を引き起こすという問題点がある。
また、TPTはドレイン領域とゲート電極の間にオフセ
ット長X、を設けることで第5図に示すようにリーク電
流を低減できることが知られている。
しかし、TPTのソース領域及びドレイン領域にイオン
注入する際、チャネル部分のマスクとしてフォトレジス
ト膜が用いられるが、目合せマークは多結晶シリコン層
が薄いため下層で形成されたものを用いるので、ゲート
電極に対するマスクの目合せずれとシリコン層に対する
マスクの目合せずれの2つが重なる欠点があり、オフセ
、ット長の自由度を低下させるという問題点がある。例
えば1回の目合せずれが±0.15μmであれば最大0
.3μmの目合せずれを生じ、オフセット長を0.3μ
m以下にする′ことができない。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の第1の半導体装置は、、一導電型半導体基板上
に設けた第1のゲート絶縁膜と、前記第1のゲート絶縁
膜上に設けたゲート電極と、前記ゲート電極に整合して
前記半導体基板に設けた逆導電型のソース領域及びドレ
イン領域と、前記第1のゲート絶縁膜に設けた開口部の
前記ドレイン領域と接続して設けた引出電極と、前記ゲ
ート電極及び引出電極を含む表面に設けた第2のゲート
絶縁膜と、前記第2のゲート絶縁膜に設けた開口部の前
記引出電極と接続し且つ前記ゲート電極との間に所要の
間隔(オフセット長)を有して形成された第1の高融点
金属硅化物層と、前記第1の高融点金属硅化物層を含む
表面に設けて前記第1と の高融点金属硅化物層をショットキー接合を形成する一
導電型の多結晶シリコン層と、前記ソース領域上の前記
多結晶シリコン層の上に設けた第2の高融点金属硅化物
層とを有する。
本発明の第2の半導体装置は、、一導電型半導体基板−
1−に設けた第1のゲー■・絶縁膜と、前記第1のゲ−
1・絶縁膜上に設けたグーl−電極と、1)IJ記ゲー
ト電極に整合して前記半導体基板に設けた逆導電型のソ
ース・ドレイン領域と、前記ゲート電極の側面に設けた
側壁絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜に設けた開口部の前記
ソース・ドレイン領域の表面に設けた第1の高融点金属
硅化物層と、前記ゲート電極及びソース・ドレイン領域
の上に設けた第2のゲート絶縁膜と、一方のソース・ド
レイン領域上の前記第2のゲート絶縁膜に設けた開口部
の前記第1の高融点金属硅化物層とショットキー接合を
形成し且つ前記第2のり゛−ト絶縁膜上に設けた一導電
型の多結晶シリコン層と、他方の前記ソースドレイ)領
域上の前記多結晶シリコン層の−上に設けた第2の高融
点金属硅化物層とを有する。
ニー実施例〕 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を示す半導体チップの断面図
である。
第1図に示すように、P型シリコン基板1の一生面に設
けた素子形成領域の表面を熱酸化してゲート酸化膜2を
設け、ゲート酸化膜2を選択的にエツチングしてドレイ
ン形成領域の一部に開口部を設ける。次に、開口部を含
む表面に多結晶シリコン層を堆積してリンを不純物濃K
 1020cm−”程度に導入し、熱処理により多結晶
シリコン層から開口部のP型シリコン基板1の表面にリ
ンを拡散させてN+型のドレイン領域3を形成する。次
に、多結晶シリコン層を選択的にエツチングしてゲート
酸化膜上のゲート電極4及び開口部のドレイン領域3と
接続する引出電極5を形成する。次に、ゲート電極4及
び引出電極5をマスクとし、てリンイオンを低濃度にイ
オン注入し、P型シリコン基板1の表面にN″′型のド
レイン領域6及びソース領域7を形成する。次に、ゲー
ト電極4及び引出電極5を含む表面にCVD法により酸
化シリコン膜を堆積してエッチバックしゲート電極4及
び引出電極5の側面にのみ、酸化ソリコン膜を残して側
壁部8を形成する。次に、ゲート電極4及び引出電極5
と側壁部8をマスクとしてヒ素イオンを高濃度にイオン
注入しN″′型のドレイン領域6及びソース領域7と接
続するN′型のFレイン領域6a及びソース領域7aを
形成してLDD構造のソース・ド1.・イン構造を形成
する。次に、ゲート電極4及び引出電極5を含む表面に
CVD法により酸化シリコン膜を堆積してゲート酸化膜
9を形成し、引出電極5の上のゲート酸化膜9を選択的
にエツチングして開口部を設ける。次に、開1−1部を
含む表面にチタン層及びシリコン層を選択的に順次堆積
し熱処理して形成したチタンシリサイド層10を設けて
引出電極5と接続し、チタンシリサイド層10を含む表
面にチタンシリザイト゛層との間にショットキー接合を
形成する10nm程度の薄い非晶質シリコン層を堆積し
て熱処理した多結晶シリコン層11を形成し、ソース領
域7.7a、、、)−の多結晶シリコン層11の上に選
択的にチタンシリサイド層12を設ける。ここで、ゲー
ト電極4とTPTのドレイン領域となるチタンシリサイ
ド層10との間のオフセット長X1はゲート電極4に対
するチタンシリサイド層10の1回の目合せ余裕度を考
慮すればよく、オフセット長X1の自由度を広げること
か可能で、従来例と同じ余裕度のときオフセット長X1
は最小0.15μmを実現できる。
第2図は本発明の第2の実施例を示す半導体チップの断
面図である。
第2図に示すように、ゲート電極及び引出電極をN型不
純物をF−プした多結晶シリコン層21及びチタンシリ
サイド層22及び多結晶シリコン層23からなる3層構
造で形成し、ドレイン領域3、.6.6a及びソース領
域7.7a、を形成後、ゲート電極4及び引出電極を含
む表面に設けたゲート酸化膜9を開口して引出電極の上
面を露出し、引出電極の−に面の多結晶シリコン層23
をエツチングして除去して引出電極のチタンシリサイド
層22を含む表面にシリコン層11を堆積する以外は第
1の実施例と同様の構成を有してTPTのドレインを自
己整合的に形成できる利点がある。
なお、チタンシリサイド層22の代りにチタン層を用い
てシリコン層11と反応させシリサイド層を形成しても
良い。
ここで゛、オフセット長X2はゲート電極と引出電極と
の間隔で決められ、目金ぜずれの影響を受けない。例え
は4Mbit SRAMの場合には0.5〜0.55μ
m程度となる。
第3図は本発明の第3の実施例を示す半導体チップの断
面図である。
第3図に示すように、P型シリコン基板1の一主面に設
けた素子形成領域の表面を熱酸化してゲート酸化膜2を
設け、ゲート酸化膜2の上に多結晶シリコン層31を選
択的に設け、多結晶シリコン層31をマスクとしてリン
イオンを低濃度にイオン注入してP型シリコン基板lの
表面にドレイン領域6及びソース領域7を形成する。次
に、多結晶シリコン層31の側面に側壁部8を形成し、
多結晶シリコン層31及び側壁部8をマスクとしてヒ素
イオンを高濃度にイオン注入してドレイン領域6及びソ
ース領域7の夫々と接続するドレイン領域6a及びソー
ス領域7aを形成する。次に、側壁部をマスクとしてゲ
ート酸化膜2をエツチングし、ドレイン領域6a及びソ
ース領域7aの表面を露出させ、全面にチタン層を堆積
して熱処理し、多結晶シリコン層31及びドレイン領域
6a及びソース領域7aの表面と反応させてチタンシリ
サイド層32,33.34を形成し、未反応のチタン層
を除去する。次に、全面に酸化シリコン膜を堆積してゲ
ート酸化膜9を形成し、ゲート酸化膜9を選択的にエツ
チングしてチタンシリサイド層33の表面を露出させる
。次に、全面にシリコン層10を堆積してチタンシリサ
イド層33との間にショットキー接合を形成し、ソース
領域7.7a上のシリコン層10の表面に選択的にチタ
ンシリサイド層1】を設ける。ここで、オフセット長X
3は側壁部8の幅により自己整合的に形成される。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明はTPTのドレイン、ソース
をチタンシリサイド層とシリコン層の間のショットキー
バリアを用いて形成することにより、イオン注入法を用
いる場合に生ずる下層のMOS)ランジスタへのイオン
の突き抜けを防止することができ、さらに、シリコン膜
の薄膜化を可能とするのでリークを低減することが可能
となるという効果を有する。
また、本発明は目金せずれを抑えることができ、オフセ
ット長の設定自由度を広くすることができるという効果
を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は本発明の第1乃至第3の実h(1例
を示す半導体チップの断面図、第4図は従来の半導体装
置の一例を示す半導体チ、ツブの断面図、第5図はT 
P Tのオフセットの有無によるゲート電圧とドレイン
電流との関係を示す図である。 ■・・・・・P型シリコン基板、2,9  ゲート酸化
膜、3 、 6 、 6 a、・・・・ドレイン領域、
7.7;i・・ソース領域、4・・・・ケート電極、5
・・・ 引出電極、8・・・・側壁絶縁膜、10.12
・・・・・チタンシリサイド層、11・・・・・多結晶
シリコン層、21゜23.31・・・・・多結晶シリコ
ン層、22,32゜33.34 ・・・・チタンシリサ
イド層、4]・・・・・ ドレイン領域、42 ・・・
ソース領域、43・・・ ドレイン領域、44・ ソー
ス領域、X、、X2.X3゜X4・・オフセット長。 代理人 弁理士  内 原   晋

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一導電型半導体基板上に設けた第1のゲート絶縁膜
    と、前記第1のゲート絶縁膜上に設けたゲート電極と、
    前記ゲート電極に整合して前記半導体基板に設けた逆導
    電型のソース領域及びドレイン領域と、前記第1のゲー
    ト絶縁膜に設けた開口部の前記ドレイン領域と接続して
    設けた引出電極と、前記ゲート電極及び引出電極を含む
    表面に設けた第2のゲート絶縁膜と、前記第2のゲート
    絶縁膜に設けた開口部の前記引出電極と接続し且つ前記
    ゲート電極との間に所要の間隔(オフセット長)を有し
    て形成された第1の高融点金属硅化物層と、前記第1の
    高融点金属硅化物層を含む表面に設けて前記第1の高融
    点金属硅化物層とショットキー接合を形成する一導電型
    の多結晶シリコン層と、前記ソース領域上の前記多結晶
    シリコン層の上に設けた第2の高融点金属硅化物層とを
    有することを特徴とする半導体装置。 2、引出電極が逆導電型の多結晶シリコン層である請求
    項1記載の半導体装置。 3、引出電極がゲート電極と同時に形成した導電層及び
    高融点金属硅化物層を順次堆積して設けた2層構造であ
    り且つ第2のゲート絶縁膜上に設けた一導電型多結晶シ
    リコン層とショットキー接合を形成する請求項1記載の
    半導体装置。 4、一導電型半導体基板上に設けた第1のゲート絶縁膜
    と、前記第1のゲート絶縁膜上に設けたゲート電極と、
    前記ゲート電極に整合して前記半導体基板に設けた逆導
    電型のソース・ドレイン領域と、前記ゲート電極の側面
    に設けた側壁絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜に設けた開口
    部の前記ソース・ドレイン領域の表面に設けた第1の高
    融点金属硅化物層と、前記ゲート電極及びソース・ドレ
    イン領域の上に設けた第2のゲート絶縁膜と、一方のソ
    ース・ドレイン領域上の前記第2のゲート絶縁膜に設け
    た開口部の前記第1の高融点金属硅化物層とショットキ
    ー接合を形成し且つ前記第2のゲート絶縁膜上に設けた
    一導電型の多結晶シリコン層と他方の前記ソースドレイ
    ン領域上の前記多結晶シリコン層の上に設けた第2の高
    融点金属硅化物層とを有することを特徴とする半導体装
    置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19622431A1 (de) * 1995-12-07 1997-06-12 Mitsubishi Electric Corp Halbleiterspeichereinrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19622431A1 (de) * 1995-12-07 1997-06-12 Mitsubishi Electric Corp Halbleiterspeichereinrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben

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