JPH04254333A - 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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JPH04254333A
JPH04254333A JP3009595A JP959591A JPH04254333A JP H04254333 A JPH04254333 A JP H04254333A JP 3009595 A JP3009595 A JP 3009595A JP 959591 A JP959591 A JP 959591A JP H04254333 A JPH04254333 A JP H04254333A
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JP
Japan
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gate electrode
mask
region
low concentration
drain region
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Withdrawn
Application number
JP3009595A
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English (en)
Inventor
Koichi Yuki
結城 幸一
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

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、IC、LSI等の半導
体装置、より詳しくは、ソース領域およびドレイン領域
のそれぞれにゲート電極の近くに低濃度ドープ部分を有
するLDD(lightly doped drain
)構造の半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年のコンピュータ、通信の高度化に伴
い、これらに使用される半導体装置の高集積化、素子サ
イズ縮小化、高機能化、低価格化が求められている。動
作速度の向上、ゲート容量の低減、素子サイズ縮小など
の点からFETのゲート長が短縮されており、他方、シ
ョートチャンネル効果が大きくなってしまうので、LD
D構造半導体装置が採用されている。
【0003】このLDD半導体装置の製造が、一般的に
は、図7(a)〜(d)に示すようなサイドウォール形
成方式でなされている。この製造方法をGaAsのME
SFET(metal semiconductor 
field effect transistor) 
の場合で、図7(a)〜(d)を参照して説明する。先
ず、図7(a)に示すように、半絶縁性GaAs基板1
にnチャンネルとなるn型領域2をシリコンイオン(S
i+ ) のイオン注入で形成し、基板1の上にWSi
ゲート電極3を形成する。次に、レジストパターン4を
基板1上に形成して、これとゲート電極とをマスクにし
てSi+ のイオン注入でソース領域およびドレイン領
域のサイズに低濃度ドープ(n’ ) 領域5および6
を形成する。
【0004】次に、図7(b)に示すように、全面に二
酸化珪素(SiO2)層7をCVD法によって形成する
。このSiO2 層7をリアクティブイオンエッチング
(RIE)法によって異方性に、基板1が表出するまで
、エッチングして、ゲート電極3の側面のみにSiO2
 サイドウォール7A(図7(c))として残す。再度
レジストパターン8を、図7(c)に示すように、基板
1上に形成し、これとゲート電極3およびサイドウォー
ル7AとをマスクにしてSi+ のイオン注入でソース
領域およびドレイン領域の高濃度ドープ(n+ ) 域
9および10を形成する。このようにしてSiO2 サ
イドウォール7Aの下には低濃度ドープ(n’ ) 域
5Aおよび6Aがそのまま存在し、高濃度ドープ(n+
 ) 域9および10と一体となってソース領域13お
よびドレイン領域14を構成する。
【0005】そして、図7(d)に示すように、レジス
トパターン8を除去し、続いてSiO2 サイドウォー
ル7Aをエッチング除去する。それから絶縁保護膜(図
示せず)を全面的に形成し、コンタクトホールを開け、
所定の配線(図示せず)を形成してFETが得られる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した製造方法では
、SiO2 堆積およびRIE工程が必要であり、ゲー
ト電極側面へのサイドウォール形成の再現性が良くなく
、FET特性のバラツキが大きいとの問題がある。そこ
で、本発明の目的は、サイドウォール方式を用いること
なく、特性バラツキの小さいLDD構造半導体装置を製
造する方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の目的が、半導体基
板の上に形成したゲート電極をマスクに利用して低濃度
ソース領域および低濃度ドレイン領域をイオン注入法に
より同時に形成し、そして、イオン注入方向を傾けてゲ
ート電極および前記半導体基板の上に形成した注入マス
クをマスクとして注入イオンを注入することでソース領
域高濃度部分およびドレイン領域高濃度部分のそれぞれ
を順次形成することを特徴とする半導体装置の製造方法
によって達成される。
【0008】
【作用】本発明では、ソース領域およびドレイン領域の
高濃度部分(ドープ域)を形成するときに、斜めイオン
注入で(半導体基板に対してのイオン注入角度を傾けて
)先に形成した低濃度ソース領域または低濃度ドレイン
領域のゲート電極隣接する部分をゲート電極の陰にして
、ここにはイオンが注入されないようにし、同時に注入
マスクを別途形成しておいて低濃度ドレイン領域または
低濃度ソース領域をその陰にしてここにもイオンが注入
されないようにする。
【0009】ゲート電極の陰の長さ(低濃度ドープ域の
長さ)を考慮して、ゲート電極の高さおよびイオン注入
角度を、さらに、ゲート電極長および先に形成した低濃
度ソース領域(または低濃度ドレイン領域)の長さをも
考慮して、注入マスクの高さおよびイオン注入角度を適
宜選定する。注入マスクがレジストパターン、レジスト
層とその上の金属薄層とからなる2層構造パターンおよ
び二酸化珪素、窒化珪素などの絶縁物パターンのいずれ
かでなるのが好ましい。特に、金属薄層を有する2層構
造パターンの注入マスクが、所定サイズの開口を高精度
に形成できかつ注入イオンを確実に止める(遮蔽する)
ので、望ましい。
【0010】
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施態
様例によって本発明を詳細に説明する。図1〜図6に、
本発明き方法にしたがってLDD構造半導体装置を製造
する工程を説明する半導体装置の部分断面を示す。この
場合には、化合物半導体のGaAs半絶縁性基板を用い
たMESFETの製造で説明する。
【0011】先ず、図1に示すように、半絶縁性GaA
s基板21に従来通りにシリコンイオン(Si+ ) 
をイオン注入してnチャンネルとなるn型領域22を形
成し、その領域22の上にWSiゲート電極23を形成
する。例えば、イオン注入の条件は注入エネルギーが3
0KeV でドーズ量が2×1012cm−2であり、
ゲート電極23はその高さhが0.5μmで、幅wが0
.5μmである。
【0012】次に、図2に示すように、WSiゲート電
極23を覆って基板21の全面に(第1)レジスト層2
4を塗布形成し、その上に金属薄膜25を蒸着で形成し
、さらにその上に(第2)レジスト層26を塗布形成す
る。例えば、レジスト層24の厚さを3.9μmとし、
金属薄膜25を金(Au)で厚さ0.1μm(100n
m)とし、レジスト層26の厚さを1μmとする。金の
金属薄膜25であるならば、その厚さは、0.1〜0.
2μmで良い。レジスト層26を露光・現像して、ゲー
ト電極とソース・ドレイン領域とを合わせた所定サイズ
の開口27を開ける(レジストパターンニング工程)。 このレジストパターン層26をマスクとして、金属薄膜
25を選択エッチングする。そして、全面露光によって
開口27にて表出しているレジスト層24を露光し、現
像して、図3に示すように、開口(例えば、開口幅Wが
4μm)28を開ける。この工程で、同時にレジストパ
ターン層26をも除去される。レジストパターン層24
とその上のパターン金属薄膜25とで注入マスク30を
構成している。この時のイオン注入の条件は、例えば、
注入エネルギーが60KeV でドーズ量が5×101
2cm−2である。
【0013】そして、図3に示すように、注入マスク3
0およびゲート電極をマスクにして、従来通りに基板2
1に垂直な方向でSi+ をイオン注入してソース領域
およびドレイン領域のサイズに低濃度ドープ(n’ )
 領域31および32を形成する。次に、図4に示すよ
うに、斜めイオン注入にてソース領域の高濃度ドープ(
n+ ) 域33形成するために、イオン注入装置内で
GaAs基板21を傾けてイオン注入方向と基板との注
入角度α(例えば、60.3度±3度)とする。この場
合に、パターン金属薄膜25の端部の陰がゲート電極2
3の中央に相当し、注入角度の許容値(3度)の範囲内
にあれば、この陰がゲート電極23(幅w=0.5μm
)から外れることはない。このようにして注入マスク3
0によってドレイン領域の低濃度ドープ(n’ ) 領
域32にSi+ イオンが入るのを防止する。さらに、
ゲート電極23によって長さd(この場合に、0.29
μm=0.5/tan 60.3°)の低濃度ドープ域
31AにはSi+ イオンが入るのを防止され、その先
の低濃度ドープ(n’ )領域31部分に高濃度にSi
+ イオンが打ち込まれて、ソース領域高濃度ドープ(
n+ ) 域33を形成する。この高濃度イオン注入の
条件は、例えば、注入エネルギーが100KeV でド
ーズ量が2×1013cm−2である。このようにして
ゲート電極23の陰の低濃度ドープ域31Aがそのまま
存在し、高濃度ドープ(n+ )域33と一体となって
ソース領域34を構成する。
【0014】続いて、図5に示すように、斜めイオン注
入にてドレイン領域の高濃度ドープ(n+ ) 域35
形成するために、イオン注入装置内でGaAs基板21
を傾けてイオン注入方向と基板との注入角度を図4の場
合と同じ角度(例えば、60.3度±3度)にし、同じ
イオン注入条件にして、Si+ イオンをドレイン領域
の低濃度ドープ(n’ ) 領域32のみに打ち込む。 このようにしてゲート電極23の陰の低濃度ドープ域3
2Aがそのまま存在し、高濃度ドープ(n+ ) 域3
5と一体となってドレイン領域36を構成する。
【0015】そして、図6に示すように、注入マスク3
0を除去する。それから絶縁保護膜(図示せず)を全面
的に形成し、コンタクトホールを開け、所定の配線(図
示せず)を形成してLDD構造MESFETが得られる
。上述の実施例は一例であって、適宜公知の材料および
やり方を採用することができる。例えば、注入マスクを
レジスト層と金属薄膜との2層構造にしたが、レジスト
層単独でも可能であり、二酸化珪素(SiO2 )、窒
化珪素(SiNX )などの絶縁物単独であっても良い
。 さらに、BP(burried p−layer)−L
DD構造のMESFETに、シリコン基板のLDD構造
MOSFETにも本発明を適用することができる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体装置の製造方法では注入マスクを一回形成すれば2回
のイオン注入に利用することができ、しかもSiO2 
サイドウォール形成が無いので、従来の場合よりも工程
数が少なくなっており、かつLDD構造の精度と再現性
とが向上する。したがって、FET特性のバラツキも小
さくでき、集積回路としての特性向上および信頼性向上
が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にしたがってLDD構造半導体装置を製
造する過程(ゲート電極形成工程)での半導体装置の部
分断面図である。
【図2】本発明にしたがってLDD構造半導体装置を製
造する過程(第2レジスト層のパターニング工程)での
半導体装置の部分断面図である。
【図3】本発明にしたがってLDD構造半導体装置を製
造する過程(低濃度ドープのイオン注入工程)での半導
体装置の部分断面図である。
【図4】本発明にしたがってLDD構造半導体装置を製
造する過程(ソース領域での高濃度ドープのイオン注入
工程)での半導体装置の部分断面図である。
【図5】本発明にしたがってLDD構造半導体装置を製
造する過程(ドレイン領域での高濃度ドープのイオン注
入工程)での半導体装置の部分断面図である。
【図6】本発明にしたがってLDD構造半導体装置を製
造する過程(注入マスク除去工程)での半導体装置の部
分断面図である。
【図7】(a)〜(d)は従来のLDD構造半導体装置
を製造する過程を説明する半導体装置の部分断面図であ
る。
【符号の説明】
21…半導体基板 23…ゲート電極 24…レジスト層 25…金属薄膜 28…開口 30…注入マスク 31、32…低濃度ドープ(n’ ) 領域31A、3
2A…低濃度ドープ域 33、35…高濃度ドープ(n+ ) 域34…ソース
領域 36…ドレイン領域 α…注入角度

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  半導体基板(21)の上に形成したゲ
    ート電極(23)をマスクに利用して低濃度ソース領域
    (31)および低濃度ドレイン領域(32)をイオン注
    入法により同時に形成し、そして、イオン注入方向を傾
    けて前記ゲート電極(23)および前記半導体基板(2
    1)の上に形成した注入マスク(30)をマスクとして
    注入イオンを注入することでソース領域高濃度部分(3
    3)およびドレイン領域高濃度部分(35)のそれぞれ
    を順次形成することを特徴とする半導体装置の製造方法
  2. 【請求項2】  前記注入マスク(30)がレジストパ
    ターンであることを特徴とする請求項1記載の製造方法
  3. 【請求項3】  前記注入マスク(30)がレジスト層
    (24)とその上の金属層(25)とからなる2層構造
    パターンであることを特徴とする請求項1記載の製造方
    法。
  4. 【請求項4】  前記注入マスク(30)が二酸化珪素
    、窒化珪素などの絶縁物パターンであることを特徴とす
    る請求項1記載の製造方法。
JP3009595A 1991-01-30 1991-01-30 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH04254333A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005260052A (ja) * 2004-03-12 2005-09-22 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005260052A (ja) * 2004-03-12 2005-09-22 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法

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Effective date: 19980514