JPH04213836A - 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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JPH04213836A
JPH04213836A JP40099090A JP40099090A JPH04213836A JP H04213836 A JPH04213836 A JP H04213836A JP 40099090 A JP40099090 A JP 40099090A JP 40099090 A JP40099090 A JP 40099090A JP H04213836 A JPH04213836 A JP H04213836A
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,半導体装置の製造方法
に係り,特に,MOSデバイスのソース・ドレイン拡散
層の形成方法に関する。
【0002】目覚ましいスピードで発展を続ける大容量
,高密度の集積回路においては,その集積度の向上に伴
い,それを構成するトランジスタのより微細化が要求さ
れている。
【0003】本発明は,こうした分野の要求を満たすこ
とを目的とする。
【0004】
【従来の技術】図4は従来例の説明図である。図におい
て,26はシリコン(Si)基板, 27はフィールド
二酸化シリコン(SiO2)膜, 28はゲートSiO
2膜, 29は低濃度ソースドレイン拡散層, 30は
ゲート電極, 31はサイドウォールSiO2膜, 3
2はソース・ドレイン拡散層, 33はSiO2膜, 
34はソース・ドレイン電極である。
【0005】従来の代表的なLDD(Light Do
ped Drain)MOSトランジスタの構造を図4
に示す。従来のLDDMOSトランジスタでは,ソース
・ドレイン層32の形成は,直接Si基板26にイオン
注入を行なって, 半導体不純物をドープし, その後
の熱処理によってSi基板26中に不純物の拡散を行っ
ていた。
【0006】ところが,この方法では更なる素子の微細
化に伴うソース・ドレイン拡散層32のシャロー化を行
う場合に,イオン注入時の結晶欠陥の発生等,Si基板
26のダメージによる接合部のリークが問題となってい
た。
【0007】更に,ソース・ドレイン層32の電極用コ
ンタクト部の開口は,ゲート電極30,及び,フィール
ド酸化膜27に対して,位置合わせが必要となり,その
精度が問題となっていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従って,ソース・ドレ
イン層のシャロー化,及び現状のリソグラフィ技術の位
置合わせ精度の限界のこの二つの問題点により,微細化
が困難となっていた。
【0009】本発明は,以上の点を鑑み,これらの問題
を完全し,MOSトランジスタの微細化を実現させるこ
とを目的として提供されるものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】図1に本発明の原理説明
図を示す。図において,1は半導体基板,2は第1の導
電層,3は開口部,4は耐酸化性被膜,5は低濃度ソー
ス・ドレイン拡散層,6は耐イオン性被膜,7は不純物
,8は絶縁膜,9はソース・ドレイン拡散層,10はゲ
ート絶縁膜, 11は第2の導電層(ゲート電極) で
ある。
【0011】上記,従来技術の問題点を解決するために
は,下記の工程によって行う。即ち,第1の問題点の解
決は,イオン注入法を用いずに,ポリSi膜等の第1の
導電層に半導体不純物を導入し,耐酸化性被膜を利用し
て,シャローなソースドレイン拡散層を形成する。
【0012】また,第2の問題点の解決も,耐酸化性被
膜と第1の導電層を利用して,ゲート酸化膜,或いはゲ
ート電極の形成を自己整合により形成する。即ち,本発
明の目的は,シャローなソース・ドレイン拡散層とゲー
ト電極等を自己整合により形成するに際して,図1(a
)に示すように,一導電型の半導体基板1上に, 反対
導電型の不純物を含む第1の導電層2を形成し,該第1
の導電層2をエッチングして,該半導体基板1の表層に
達する開口部3を形成する工程と,図1(b)に示すよ
うに,該半導体基板1上に耐酸化性被膜4を形成し,該
半導体基板1の熱処理を行って該半導体基板1中に低濃
度のソース・ドレイン拡散層5を形成する工程と, 図
1(c)示すように,該耐酸化性被膜4を異方性エッチ
ングして,該開口部3の底辺部のみに該耐酸化性被膜4
を残す工程と, 図1(d)に示すように,該第1の導
電層2の表面を一部,等方性エッチングして,該第1の
導電層2と該耐酸化性被膜4との間に間隙を設ける工程
と,図1(e)に示すように,該半導体基板1上に,該
開口部3を埋めて耐イオン性被膜6を塗布し,図1(f
)に示すように,該耐イオン性被膜6を異方性エッチン
グして,該開口部3のみに該耐イオン性被膜6を埋め込
み,続いて,該耐イオン性被膜6をマスクとして,イオ
ン注入法により該第1の導電層2中に該半導体基板1と
反対導電型の不純物7を注入する工程と,図1(g)に
示すように,該半導体基板1上の該耐イオン性被膜6を
除去した後,該半導体基板1及び該第1の導電層2の表
面を熱酸化して,絶縁膜8を形成すると同時に,該第1
の導電層2より該半導体基板1と反対導電型の不純物を
拡散して,ソース・ドレイン拡散層5より高濃度のソー
ス・ドレイン拡散層9を形成する工程と,図1(h)に
示すように,該耐酸化性被膜4を除去した後,該半導体
基板1の開口部3内にゲート絶縁膜10を形成し,続い
て,該半導体基板1上に第2の導電層11を形成し,該
第2の導電層11をパタニングして該開口部3を含む領
域にゲート電極を形成する工程とを含むことにより達成
される。
【0013】
【作用】上述のように,本発明の製造方法を用いること
により,従来のLDDMOSトランジスタの製造方法と
比べて,次のような利点がある。
【0014】■ソース・ドレイン電極の形成と,ゲート
電極の窓の形成が自己整合で形成されるために,フォト
リソグラフィ技術の位置合わせ精度の問題がなくなり,
より微細化が可能となる。
【0015】■第1の導電層を介して半導体基板中に半
導体不純物を導入するために,半導体基板表面が注入イ
オンによって叩かれ,結晶欠陥が発生して接合リークが
生ずるといった問題がなくなり,シャローなソース・ド
レイン層の形成が可能となる。
【0016】
【実施例】図2,図3は本発明の一実施例の工程順模式
断面図である。図において,12はSi基板, 13は
フィールドSiO2膜,14は第1のポリSi膜,15
は開口部,16は Si3N4膜, 17は低濃度ソー
ス・ドレイン拡散層, 18はレジスト膜, 19はA
s+ , 20はSiO2膜, 21は高濃度ソース・
ドレイン拡散層, 22はゲートSiO2膜, 23は
ソース・ドレインコンタクト引出し電極, 24はゲー
ト電極, 25はソース・ドレイン電極である。
【0017】図2(a)に示すようにp型のSi基板1
2を用い,Si基板12全面に図示しない約200Åの
SiO2膜と約 1,500ÅのCVD による Si
3N4膜を順に成長した後, 能動素子形成領域を残し
て, それ以外の領域のSi3N4膜をレジストパター
ニングによりエッチング除去し, フィールドSiO2
膜13を熱酸化により約 5,000Åの厚さに成長す
る。続いて,  Si3N4膜を燐酸ボイルにより除去
し,200ÅのSiO2膜を弗酸のコントロールエッチ
ングで除去し,LOCOS工程を完了する。
【0018】図2(b)に示すように,燐(P) がド
ープしてある第1のポリSi膜14を,約4,000〜
5,000 Åの厚さに成長し, レジストパターニン
グにより第1のポリSi膜14の中央部にあたるゲート
形成領域に開口部15を形成すると,この第1のポリS
i膜14がそのままソース・ドレインのコンタクト引出
し電極となる。
【0019】図2(c)に示すように,Si基板12上
にCVD による Si3N4膜16を,約 700〜
1,500 Åの厚さに成長した後熱処理を1,000
 ℃で20秒間行ない, 第1のポリSi膜14より燐
をSi基板12中に拡散して,低濃度のソース・ドレイ
ン層17を形成する。
【0020】図2(d)に示すように,図示しないレジ
スト膜を開口部15が完全に埋まるように約 7,00
0〜8,000 Åの厚さに塗布して, レジスト膜の
表面を平坦化し, レジスト膜の異方性エッチングを行
って, 開口部15内にのみレジスト膜を埋め込む。そ
して, そのレジスト膜をマスクとして Si3N4膜
16を異方性エッチングエッチングを行って, 開口部
15の底辺のみにSi3N4膜16を残す。その後, 
マスク材のレジスト膜を除去する。
【0021】図2(e)に示すように,第1のポリSi
膜14の表面を 1,000〜2,000 Å程,等法
性エッチングを行ない, 開口部15の底辺の Si3
N4膜16と第1のポリSi膜14の間に約 1,00
0〜2,000 Åの間隙を形成する。
【0022】続いて,図3(f)に示すように,レジス
ト膜18を開口部15が完全に埋まるように約 7,0
00〜8,000 Åの厚さに塗布して, レジスト膜
18の表面を平坦化する。図3(g)に示すように,レ
ジスト膜18の異方性エッチングを行って, 開口部1
5内にのみレジスト膜17を埋め込む。そして,レジス
ト膜18をマスクとして第1のポリSi膜14に,高濃
度のソース・ドレイン層形成用として,イオン注入法に
より,砒素イオン(As + ) 19を加速電圧  
35keV,  ドーズ量4x1015/cm2  の
条件で注入した後, レジスト膜18を除去する。
【0023】図3(h)に示すように,開口部15の底
辺の Si3N4膜16をマスクとして,Si基板12
及び第1のポリSi膜14の熱酸化を行ない,第1のポ
リSi膜14の表面並びに側壁と一部露出しているSi
基板12の表面にSiO2膜20を約 1,000〜2
,000 Åの厚さに形成する。これにより, 第1の
ポリSi膜14はゲート形成部分から完全に絶縁されて
,ソース・ドレインコンタクト引出し電極23となる。
【0024】同時に,この熱酸化によるSi基板12の
熱処理によって,第1のポリSi膜14にドープされて
いた砒素19がSi基板12中に拡散して,高濃度のソ
ース・ドレイン拡散層21を形成する。この後,開口部
15の底辺の Si3N4膜16を燐酸ボイルによりエ
ッチングして除去する。
【0025】図3(i)に示すように,開口部15の底
辺に熱酸化によりゲートSiO2膜22を約200Åの
厚さに形成する。その後, 燐がドープしてある第2の
ポリSi膜をSi基板12上に約 2,000〜4,0
00 Åの厚さに成長し, レジストパターニングを行
って, ゲート電極24を形成する。
【0026】続いて, SiO2膜20にソース・ドレ
イン電極コンタクト用の開口部を形成し, アルミニウ
ム(Al)膜を約8,000 Åの厚さにスパッタ蒸着
し, レジストパターニングによりソース・ドレイン電
極25を形成して,LDD−MOSトランジスタを完成
する。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
ソース・ドレイン電極の形成と,ゲート電極の窓の形成
が自己整合で形成されるために,位置合わせ精度の問題
がなくなり,より微細化が可能となる。また,第1の導
電層を介して半導体基板中に半導体不純物を導入するた
めに,半導体基板表面が注入イオンによって叩かれ,結
晶欠陥が発生して接合リークが生ずるといった問題がな
くなり,シャローなソース・ドレイン層の形成が可能と
なる。
【0028】これによって,本発明の製造方法は,高集
積,超微細化された半導体集積回路の開発に寄与すると
ころが大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】  本発明の原理説明図,
【図2】  本発明の一実施例の工程順模式断面図(そ
の1)
【図3】  本発明の一実施例の工程順模式断面図(そ
の2)
【図4】  従来例の説明図
【符号の説明】
1  半導体基板 2  第1の導電層 3  開口部 4  耐酸化性被膜 5  低濃度ソース・ドレイン拡散層 6  耐イオン性被膜 7  不純物 8  絶縁膜 9  ソース・ドレイン拡散層 10  ゲート絶縁膜 11  第2の導電層(ゲート電極) 12  Si基
板 13  フィールドSiO2膜 14  第1のポリSi膜 15  開口部 16   Si3N4膜 17  低濃度ソース・ドレイン拡散層18  レジス
ト膜 19  As+  20  SiO2膜 21  高濃度ソース・ドレイン拡散層22  ゲート
SiO2膜 23  ソース・ドレインコンタクト引出し電極24 
 ゲート電極 25  ソース・ドレイン電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  一導電型の半導体基板(1) 上に,
     反対導電型の不純物を含む第1の導電層(2) を形
    成し,該第1の導電層(2) をエッチングして,該半
    導体基板(1) の表層に達する開口部(3) を形成
    する工程と,該半導体基板(1) 上に耐酸化性被膜(
    4) を形成し, 該半導体基板(1) の熱処理を行
    って該半導体基板(1) 中に低濃度のソース・ドレイ
    ン拡散層(5) を形成する工程と,該耐酸化性被膜(
    4) を異方性エッチングして,該開口部(3) の底
    辺部のみに該耐酸化性被膜(4) を残す工程と, 該
    第1の導電層(2) の表面を一部,等方性エッチング
    して,該第1の導電層(2)と該耐酸化性被膜(4) 
    との間に間隙を設ける工程と,該半導体基板(1) 上
    に,該開口部(3) を埋めて耐イオン性被膜(6) 
    を塗布し,該耐イオン性被膜(6) を異方性エッチン
    グして,該開口部(3) のみに該耐イオン性被膜(6
    ) を埋め込み,続いて,該耐イオン性被膜(6) を
    マスクとして,イオン注入法により該第1の導電層(2
    ) 中に該半導体基板(1) と反対導電型の不純物(
    7) を注入する工程と,該半導体基板(1) 上の該
    耐イオン性被膜(6) 除去した後,該半導体基板(1
    ) 及び該第1の導電層(2) の表面を熱酸化して,
    絶縁膜(8) を成すると同時に,該第1の導電層(2
    ) より該半導体基板(1) と反対導電型の不純物を
    拡散して,ソース・ドレイン拡散層(5) より高濃度
    のソース・ドレイン拡散層(9) を形成する工程と,
    該耐酸化性被膜(4) を除去した後,該半導体基板(
    1) の第1の開口部(3) 内にゲート絶縁膜(10
    )を形成し,続いて,該半導体基板(1) 上に第2の
    導電層(11)を形成し,該第2の導電層(11)をパ
    タニングして該開口部(3) を含む領域にゲート電極
    を形成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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