JPH04297037A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPH04297037A
JPH04297037A JP6194491A JP6194491A JPH04297037A JP H04297037 A JPH04297037 A JP H04297037A JP 6194491 A JP6194491 A JP 6194491A JP 6194491 A JP6194491 A JP 6194491A JP H04297037 A JPH04297037 A JP H04297037A
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JP
Japan
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film
polycrystalline silicon
gate
gate electrode
silicon
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Application number
JP6194491A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Okada
隆 岡田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent an offset of a transistor due to a gate bird's beak and to prevent a punch through by increasing a gate strength and an element isolation strength. CONSTITUTION:A polycrystalline silicon film 3 is deposited on a semiconductor substrate 1 and then a silicon dioxide film is formed and a side wall 5 which is constituted of a silicon nitride film is formed on the side face of the silicon dioxide film. An exposed area of the polycrystalline silicon film 3 and the semiconductor substrate 1 under the silicon nitride film 5 are gate-oxidized simultaneously and then a gate electrode 7 is buried in there. The silicon dioxide film is removed with the polycrystalline silicon film 3 formed first being used as a stopper and thus a buried gate MOSFET is fabricated.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[発明の目的][Object of the invention]

【0002】0002

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に係わり、特
に微細な埋め込みゲート型MOSLSIを含んだ半導体
装置およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor devices, and more particularly to a semiconductor device including a fine buried gate type MOSLSI and a method for manufacturing the same.

【0003】0003

【従来の技術】MOSLSIの微細化とともにゲート酸
化膜の薄膜化が進んでいる。したがって薄いゲート酸化
膜上に、いかに微細な線幅を持つゲート電極を形成する
かが今後重要になる。高度な高選択比エッチング技術を
用いずに、極めて薄いゲート酸化膜上でもゲート電極を
形成することができる方法として、埋め込みゲート型M
OSFETが有力である。図9、10は埋め込みゲート
型MOSFETの代表的な製造方法を示したものである
。以下その概略と、製造過程で生じる問題点について図
9、10を参照して説明する。
2. Description of the Related Art Along with the miniaturization of MOSLSIs, gate oxide films are becoming thinner. Therefore, how to form a gate electrode with a fine line width on a thin gate oxide film will become important in the future. Buried gate type M
OSFET is promising. 9 and 10 show a typical manufacturing method of a buried gate type MOSFET. The outline and problems that occur during the manufacturing process will be explained below with reference to FIGS. 9 and 10.

【0004】図9、10は、MOSLSIのMOSFE
T部分の断面図を示したものである。P型シリコン基板
51上の素子間分離領域に素子分離酸化膜52が形成さ
れ、素子部では熱酸化膜53を介して、素子分離領域で
は素子分離酸化膜52を介して多結晶シリコン薄膜54
が全面に形成されている。その上にCVDSiO2 膜
55が積み重ねられ、この後の工程でゲート電極を形成
する予定の領域についてはCVDSiO2 膜55が取
り除かれている(図9(A))。
FIGS. 9 and 10 show the MOSFE of MOSLSI.
It shows a cross-sectional view of the T portion. An element isolation oxide film 52 is formed in the element isolation region on a P-type silicon substrate 51, and a polycrystalline silicon thin film 54 is formed in the element part through the thermal oxide film 53 and in the element isolation region through the element isolation oxide film 52.
is formed all over. A CVDSiO2 film 55 is stacked thereon, and the CVDSiO2 film 55 is removed from a region where a gate electrode is to be formed in a subsequent step (FIG. 9(A)).

【0005】ゲート電極を形成する予定の領域に露出し
ている多結晶シリコン薄膜54とその下層の熱酸化膜5
3をウエットエッチングで取り除く。ゲート酸化を行っ
てゲート酸化膜56をゲート電極を形成する予定の領域
に形成する(図9(B))。CVDSiO2 膜55の
溝となったゲート電極を形成する予定の領域に。多結晶
シリコンゲート電極57をエッチバック法で形成する(
図9(C))。
The polycrystalline silicon thin film 54 exposed in the area where the gate electrode is to be formed and the thermal oxide film 5 below it.
3 is removed by wet etching. Gate oxidation is performed to form a gate oxide film 56 in a region where a gate electrode is to be formed (FIG. 9(B)). A groove in the CVDSiO2 film 55 is placed in the area where the gate electrode is to be formed. A polycrystalline silicon gate electrode 57 is formed by an etch-back method (
Figure 9(C)).

【0006】CVDSiO2 膜55をNH4 F液に
浸して取り除く(図9(D))。図9(D)に示される
ように、CVDSiO2 膜55を除去する際、多結晶
シリコンゲート電極57の下部のゲート酸化膜56も同
時に一部除去されてしまう。このことは、ゲート電極5
7とシリコン基板51との間の耐圧を低下させるという
問題を生じる。同様に図9(D)に示されるように、C
VDSiO2 膜55を除去する際、素子分離酸化膜5
2も同時に一部除去されてしまう。このことは、異なる
素子間の分離耐圧を低下させるという問題を生じる。
The CVDSiO2 film 55 is removed by soaking it in NH4F solution (FIG. 9(D)). As shown in FIG. 9D, when the CVDSiO2 film 55 is removed, a portion of the gate oxide film 56 below the polycrystalline silicon gate electrode 57 is also removed at the same time. This means that the gate electrode 5
A problem arises in that the breakdown voltage between the silicon substrate 7 and the silicon substrate 51 is lowered. Similarly, as shown in FIG. 9(D), C
When removing the VDSiO2 film 55, the device isolation oxide film 5
2 is also partially removed at the same time. This causes a problem of lowering the isolation breakdown voltage between different elements.

【0007】次に、図10(A)に示すように多結晶シ
リコン薄膜54を取り除くが、このときゲート電極57
のエッジ部では半導体基板51が露出しているため、そ
の部分の基板が削られて基板の溝62ができる。溝62
の部分でシリコン基板51が露出するのを防ぐため、表
面を酸化する。このときゲートバーズビーク63ができ
る。ゲートバーズビーク63が生じると、トランジスタ
がオフセットになってしまうという問題がある(図10
(B))。
Next, as shown in FIG. 10A, the polycrystalline silicon thin film 54 is removed, but at this time the gate electrode 57
Since the semiconductor substrate 51 is exposed at the edge portion, the substrate at that portion is scraped to form a groove 62 in the substrate. Groove 62
The surface is oxidized to prevent the silicon substrate 51 from being exposed in the area. At this time, a gate bird's beak 63 is formed. When the gate bird's beak 63 occurs, there is a problem that the transistor becomes offset (Fig. 10
(B)).

【0008】ソースおよびドレインとなるn型高濃度拡
散層59を形成し、層間絶縁膜60と金属配線61を形
成し半導体装置を得る(図10(C))。図10(C)
に示すように、シリコン基板51がゲート電極57のエ
ッジで削られてしまうので、その部分の拡散層59が深
くなってしまう。このことはゲート電極57から基板方
向に深い部分で、トランジスタがオフしているときも電
流がリークする、すなわちパンチスルーが起こるという
問題を生む。
An n-type heavily doped diffusion layer 59 serving as a source and a drain is formed, and an interlayer insulating film 60 and metal wiring 61 are formed to obtain a semiconductor device (FIG. 10C). Figure 10(C)
As shown in FIG. 2, since the silicon substrate 51 is scraped by the edge of the gate electrode 57, the diffusion layer 59 at that portion becomes deeper. This causes a problem in that current leaks in a deep portion from the gate electrode 57 toward the substrate even when the transistor is off, that is, punch-through occurs.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】以上で説明したように
、埋め込みゲートMOSFETを従来技術で製造する場
合、以下に示す3つの問題点がある。第1の問題点は、
CVDSiO2 膜を除去する際、多結晶シリコンゲー
ド電極の下部のゲート酸化膜や素子分離酸化膜も同時に
一部除去されてしまい、ゲート耐圧や素子間分離耐圧を
低下させるという点である。
As explained above, there are the following three problems when manufacturing a buried gate MOSFET using the conventional technology. The first problem is
When the CVDSiO2 film is removed, a portion of the gate oxide film and device isolation oxide film below the polycrystalline silicon gate electrode are also partially removed, reducing gate breakdown voltage and device isolation breakdown voltage.

【0010】第2の問題点は、ゲート電極のエッジ部で
半導体基板が削られ、その部分を酸化するとゲートバー
ズビークができてしまう点である。ゲートバーズビーク
が生じると、トランジスタがオフセツになってしまうと
いう問題がある。第3の問題点は、ゲート電極のエッジ
部で露出した半導体基板が削られて基板の溝ができ、そ
の部分でソース、ドレイン拡散層が深くなってしまうた
め、パンチスルーが起こるという点である。
The second problem is that the semiconductor substrate is scraped at the edge portion of the gate electrode, and when that portion is oxidized, a gate bird's beak is formed. When a gate bird's beak occurs, there is a problem in that the transistor becomes offset. The third problem is that the exposed semiconductor substrate at the edge of the gate electrode is scraped, creating a groove in the substrate, which deepens the source and drain diffusion layers, resulting in punch-through. .

【0011】本発明は上記3つの問題点をすべて解決し
、ゲート耐圧や素子分離耐圧の低下が起こらず、トラン
ジスタのパンチスルーが起こらず、オフセットにもなら
ずに、埋め込みゲート型MOSFETを実現することを
目的とする。
The present invention solves all of the above three problems, and realizes a buried gate MOSFET without lowering the gate breakdown voltage or element isolation breakdown voltage, without causing punch-through of the transistor, and without causing offset. The purpose is to

【0012】[発明の構成][Configuration of the invention]

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、この発明は、ゲート電極と、ゲート電極の側面に形成
されたシリコン窒化膜のサイドウォールと、シリコン窒
化膜サイドウォールの下部に接した多結晶シリコン膜と
、シリコン窒化膜サイドウォールの下部に接した多結晶
シリコン膜が酸化されてできた二酸化シリコン膜とを有
し、ゲート電極は、前記シリコン窒化膜のサイドウォー
ル、並びに前記多結晶シリコン膜が酸化されてできた二
酸化シリコン膜の両方に直接接していることを特徴とし
ている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a gate electrode, a sidewall of a silicon nitride film formed on the side surface of the gate electrode, and a sidewall of a silicon nitride film formed on the side surface of the gate electrode. The gate electrode includes a polycrystalline silicon film and a silicon dioxide film formed by oxidizing the polycrystalline silicon film in contact with the lower part of the silicon nitride film sidewall, and the gate electrode includes The feature is that the silicon film is in direct contact with both silicon dioxide films formed by oxidation.

【0014】[0014]

【作用】この発明は、素子分離された半導体基板上に多
結晶シリコン膜を堆積し、前記多結晶シリコン膜上の所
望の部分に二酸化シリコン膜を堆積し、前記二酸化シリ
コン膜の側面にシリコン窒化膜からなるサイドウォール
を形成する。シリコン窒化膜サイドウォールの下部に接
した前記多結晶シリコン膜の露出した部分と半導体基板
を同時に酸化してゲート酸化膜を形成し、ゲート電極を
エッチバックで所望の部分に形成する。しかる後に二酸
化シリコン膜を、はじめに形成した多結晶シリコン膜を
ストッパーとして除去する。
[Operation] This invention deposits a polycrystalline silicon film on a semiconductor substrate in which elements are isolated, deposits a silicon dioxide film on a desired portion of the polycrystalline silicon film, and deposits silicon nitride on the side surface of the silicon dioxide film. A sidewall made of a film is formed. The exposed portion of the polycrystalline silicon film in contact with the lower portion of the silicon nitride sidewall and the semiconductor substrate are simultaneously oxidized to form a gate oxide film, and a gate electrode is formed in a desired portion by etching back. Thereafter, the silicon dioxide film is removed using the first formed polycrystalline silicon film as a stopper.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実用例を説明する。図1〜図
4はMOS集積回路に適用した第1の実施例の製造工程
図である。p型シリコン基板1に例えばLOCOS法に
よって素子分離絶縁膜2を形成する(図1(A))。表
面に多結晶シリコン薄膜3、およびCVDSiO2 膜
4を均一な膜厚で堆積形成する(図1(B))。この後
の工程でゲート電極を形成する予定の領域について、C
VDSiO2 膜4を取り除く。例えば、多結晶シリコ
ン薄膜3をエッチングストッパー膜として用い、フォト
リソグラフィー法とCVDSiO2 膜4の異方性エッ
チングを適用することが可能である。トランジスタのチ
ャンネル部へ、チャンネル不純物をイオン注入等でドー
プする(図1(C))。
[Example] Practical examples of the present invention will be explained below. 1 to 4 are manufacturing process diagrams of a first embodiment applied to a MOS integrated circuit. An element isolation insulating film 2 is formed on a p-type silicon substrate 1 by, for example, the LOCOS method (FIG. 1(A)). A polycrystalline silicon thin film 3 and a CVDSiO2 film 4 are deposited with uniform thickness on the surface (FIG. 1(B)). Regarding the area where the gate electrode is to be formed in the subsequent process, C
Remove the VDSiO2 film 4. For example, it is possible to use the polycrystalline silicon thin film 3 as an etching stopper film and apply photolithography and anisotropic etching of the CVDSiO2 film 4. A channel impurity is doped into the channel portion of the transistor by ion implantation or the like (FIG. 1C).

【0016】CVDSiO2 膜4をエッチングした側
面にシリコン窒化膜からなるサイドウォール5を形成す
る。例えば、多結晶シリコン薄膜3をエッチングストッ
パー膜として用い、シリコン窒化膜の異方性エッチング
を適用することが可能である(図2(A))。ゲート電
極を形成する予定の領域に露出した多結晶シリコン薄膜
3を除去する。ゲート電極を形成する予定の領域へダメ
ージを与えないために、この工程では多結晶シリコン薄
膜3の露出部を酸化してからNH4 Fでウエットエッ
チングをするという方法が考えられる(図2(B))。 半導体基板1のチャンネル部が露出しているので、短時
間のうちにゲート酸化を行い、薄いゲート酸化膜6を形
成する(図2(C))。
A sidewall 5 made of a silicon nitride film is formed on the etched side surface of the CVDSiO2 film 4. For example, it is possible to apply anisotropic etching of a silicon nitride film using the polycrystalline silicon thin film 3 as an etching stopper film (FIG. 2(A)). The polycrystalline silicon thin film 3 exposed in the region where the gate electrode is to be formed is removed. In order to avoid damaging the region where the gate electrode is to be formed, a method that can be considered in this step is to oxidize the exposed portion of the polycrystalline silicon thin film 3 and then perform wet etching with NH4F (Figure 2 (B)). ). Since the channel portion of the semiconductor substrate 1 is exposed, gate oxidation is performed in a short time to form a thin gate oxide film 6 (FIG. 2(C)).

【0017】全面にゲート電極材料となる多結晶シリコ
ン7を堆積形成する。ゲート電極とのコンタクト部など
、広い面積にわたって多結晶シリコンゲート電極7を形
成する領域の上には、ダミーレジスト8を乗せる。ダミ
ーレジスト8はエッチバックの際大きなパターン部では
多結晶シリコンゲート電極7が消失してしまうのを防ぐ
役割をする(図3(A))。多結晶シリコンゲート電極
7をCVDSiO2 膜4の表面が露出するまでエッチ
バックし、埋め込まれたゲート電極を形成する(図3(
B))。CVDSiO2 膜4をNH4 Fウエットエ
ッチングなどで除去する。従来例では。この工程でゲー
ト酸化膜6が除去されるという問題が生じたが、図3(
C)に示されるように、本発明ではゲート酸化膜6や素
子分離酸化膜2が削られることがなく、従来の問題点が
解決さレていることがわかる。多結晶シリコン薄膜3へ
、低濃度ソースドレイン拡散層形成のためのn型不純物
を加速イオン9の注入によって行う(図3(C))。
Polycrystalline silicon 7 serving as a gate electrode material is deposited over the entire surface. A dummy resist 8 is placed on a region where a polycrystalline silicon gate electrode 7 is to be formed over a wide area, such as a contact portion with a gate electrode. The dummy resist 8 serves to prevent the polycrystalline silicon gate electrode 7 from disappearing in a large pattern portion during etchback (FIG. 3(A)). The polycrystalline silicon gate electrode 7 is etched back until the surface of the CVDSiO2 film 4 is exposed to form a buried gate electrode (see FIG. 3).
B)). The CVDSiO2 film 4 is removed by NH4F wet etching or the like. In the conventional example. A problem arose in that the gate oxide film 6 was removed in this step, but the problem occurred in FIG.
As shown in C), in the present invention, the gate oxide film 6 and the element isolation oxide film 2 are not etched away, and it can be seen that the conventional problems have been solved. An n-type impurity for forming a low concentration source/drain diffusion layer is implanted into the polycrystalline silicon thin film 3 by accelerating ions 9 (FIG. 3(C)).

【0018】多結晶シリコン薄膜3の露出した部分を除
去する。図2(B)の場合と同様に酸化して剥離するか
、もしくはドライエッチングを用いる(図4(A))。 高濃度ソースドレイン拡散層形成のためのn型不純物1
0をイオン注入によってソースドレイン領域へドープす
る(図4(B))。活性化のためのアニールを行い、多
結晶シリコン薄膜3からの拡散によって低濃度ソースド
レイン11を形成するとともに、高濃度ソースドレイン
11を活性化させる。このような方法でトランジスタを
ゲート電極に対してセルフアライン的にLDD構造とす
ることができる。層間絶縁膜13および金属配線14を
形成して、所望の半導体装置を得る(図4(C))。
The exposed portion of polycrystalline silicon thin film 3 is removed. Either oxidation and peeling is performed as in the case of FIG. 2(B), or dry etching is used (FIG. 4(A)). N-type impurity 1 for forming high concentration source/drain diffusion layer
The source and drain regions are doped with 0 by ion implantation (FIG. 4B). Annealing for activation is performed to form low concentration source/drain 11 by diffusion from polycrystalline silicon thin film 3 and to activate high concentration source/drain 11. By such a method, the transistor can be formed into an LDD structure in a self-aligned manner with respect to the gate electrode. An interlayer insulating film 13 and metal wiring 14 are formed to obtain a desired semiconductor device (FIG. 4(C)).

【0019】本実施例によれば、従来の埋め込みゲート
MOSFETで生じる3つの問題点はすべて解決するこ
とができる。さらにMOSFETをLDD構造にするこ
とができるので。微細化に際して信頼性を高めることが
できる。もう1つのメリットは、ゲート(チャンネル方
向)の仕上がりの寸法が、リソグラフィー技術を用いて
形成するレジストパターン寸法より、シリコン窒化膜サ
イドウォール5の分短くなるため、リソグラフィー限界
より微細なゲートを形成できるという点があげられる。 また別のメリットとして、チャンネル・ゲート・ソース
ドレインが、セルフアラインで形成できるということが
ある。
According to this embodiment, all three problems occurring in conventional buried gate MOSFETs can be solved. Furthermore, the MOSFET can be made into an LDD structure. Reliability can be improved during miniaturization. Another advantage is that the finished dimension of the gate (in the channel direction) is shorter than the resist pattern dimension formed using lithography technology by the amount of the silicon nitride film sidewall 5, so it is possible to form a gate that is finer than the lithography limit. This point can be raised. Another advantage is that the channel, gate, source and drain can be formed in a self-aligned manner.

【0020】図5〜図8は第2の実施例の製造工程図で
ある。p型シリコン基板1に例えばLOCOS法によっ
て素子分離絶縁膜2を形成する(図5(A))。表面に
熱酸化膜15、多結晶シリコン薄膜3、およびCVDS
iO2 膜4を均一な膜厚で堆積形成する(図5(B)
)。第1の実施例と同様にCVDSiO2 膜4を取り
除き、チャンネル部へ不純物をドープする(図5(C)
)。
FIGS. 5 to 8 are manufacturing process diagrams of the second embodiment. An element isolation insulating film 2 is formed on a p-type silicon substrate 1 by, for example, the LOCOS method (FIG. 5(A)). Thermal oxide film 15, polycrystalline silicon thin film 3, and CVDS on the surface
The iO2 film 4 is deposited to a uniform thickness (Fig. 5(B)).
). As in the first embodiment, the CVDSiO2 film 4 is removed and the channel portion is doped with impurities (Fig. 5(C)).
).

【0021】シリコン窒化膜からなるサイドウォール5
を形成する(図6(A))。ゲート電極を形成する予定
の領域に露出した多結晶シリコン薄膜3と熱酸化膜15
を除去する。第1の実施例と異なり多結晶シリコン薄膜
3の除去は、下地に熱酸化膜15があるためドライエッ
チングやウエットエッチングを用いることもでき、また
第1の実施例と同じ方法を用いても良い(図6(B))
。図6(C)〜図7(B)までは第1の実施例における
図2(C)〜図3(B)と同様の工程である。
Sidewall 5 made of silicon nitride film
(Fig. 6(A)). Polycrystalline silicon thin film 3 and thermal oxide film 15 exposed in the area where the gate electrode is to be formed
remove. Unlike the first embodiment, the polycrystalline silicon thin film 3 can be removed by dry etching or wet etching since there is a thermal oxide film 15 underneath, or the same method as in the first embodiment can be used. (Figure 6(B))
. 6(C) to FIG. 7(B) are the same steps as FIG. 2(C) to FIG. 3(B) in the first embodiment.

【0022】CVDSiO2 膜4をNH4 Fウエッ
トエッチング等で除去する際、図7(C)に示されるよ
うに、第1の実施例と全く同様に、ゲート酸化膜6や素
子分離酸化膜2が削られることがなく従来の問題点が解
決されていることがわかる。第1の実施例と異なり、多
結晶シリコン薄膜3の下層に熱酸化膜15があるため、
多結晶シリコン薄膜3から低濃度ソースドレイン部へ不
純物を拡散することはできない。つまり第2の実施例で
は、LDD構造を用いないことが前提条件である(図7
(C))。
When the CVDSiO2 film 4 is removed by NH4F wet etching or the like, the gate oxide film 6 and the element isolation oxide film 2 are etched, as shown in FIG. It can be seen that the conventional problems have been solved without any problems. Unlike the first embodiment, since there is a thermal oxide film 15 under the polycrystalline silicon thin film 3,
Impurities cannot be diffused from the polycrystalline silicon thin film 3 to the low concentration source/drain portions. In other words, in the second embodiment, the prerequisite is not to use the LDD structure (Fig. 7
(C)).

【0023】多結晶シリコン薄膜3の露出した部分を除
去する。図2(B)の場合と同様に酸化して剥離するか
、もしくはドライエッチングやウエットエッチングを用
いる(図8(A))。高濃度ソースドレイン拡散層形成
のためのn型不純物10をイオン注入によってソースド
レイン領域へドープする(図8(B))。活性化のため
のアニールを行い、高濃度ソースドレイン11を活性化
させる。層間絶縁膜13および金属配線14を形成して
、所望の半導体装置を得る(図8(C))。
The exposed portion of polycrystalline silicon thin film 3 is removed. Either oxidation and peeling is performed as in the case of FIG. 2(B), or dry etching or wet etching is used (FIG. 8(A)). An n-type impurity 10 for forming a highly concentrated source/drain diffusion layer is doped into the source/drain region by ion implantation (FIG. 8(B)). Annealing for activation is performed to activate the highly doped source/drain 11. Interlayer insulating film 13 and metal wiring 14 are formed to obtain a desired semiconductor device (FIG. 8(C)).

【0024】本実施例によれば、従来の埋め込みゲート
MOSFETで生じる3つの問題点はすべて解決するこ
とができる。さらに第1の実施例と同じく。リソグラフ
ィー限界より微細なゲートを形成でき、チャンネル・ゲ
ート・ソースドレインをセルフアラインで形成できると
いうメリットがある。第2の実施例が第1の実施例より
優れている点は、多結晶シリコン薄膜の除去が容易であ
るということが1点である。もう1点は微細なゲートに
対して、シリコン窒化膜サイドウォールの外側からソー
スドレイン高濃度拡散層11を形成しているので、この
拡散層11のジャンクションの深さを浅くすることなく
微細なゲート長のMOSFETを実現できることがあげ
られる。
According to this embodiment, all three problems occurring in conventional buried gate MOSFETs can be solved. Furthermore, the same as in the first embodiment. It has the advantage of being able to form gates that are finer than the lithography limit, and that the channel, gate, source and drain can be formed in self-alignment. One point that the second embodiment is superior to the first embodiment is that the polycrystalline silicon thin film can be easily removed. Another point is that the source/drain high concentration diffusion layer 11 is formed from the outside of the silicon nitride film sidewall for a fine gate, so the junction depth of this diffusion layer 11 is not made shallow. One of the advantages is that it is possible to realize long MOSFETs.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による半導
体装置であれば、ゲート電極の側面にシリコン窒化膜サ
イドウォールを形成したので、二酸化シリコン膜を除去
する際にゲート酸化膜やフィールド酸化膜が同時に除去
されることを防止すると共に、多結晶シリコン膜を除去
する際に半導体基板が同時に削られることを防止するこ
とができる。これらにより、ゲート耐圧を低下させず、
トランジスタがオフセットにならず、さらにパンチスル
ーを防ぐことができる埋め込みゲートMOSFETを製
造することが可能となる。
As explained above, in the semiconductor device according to the present invention, since the silicon nitride film sidewall is formed on the side surface of the gate electrode, the gate oxide film and the field oxide film are removed when the silicon dioxide film is removed. It is possible to prevent the polycrystalline silicon film from being removed at the same time, and to prevent the semiconductor substrate from being etched at the same time when the polycrystalline silicon film is removed. These prevent the gate breakdown voltage from decreasing.
It becomes possible to manufacture a buried gate MOSFET in which the transistor does not become offset and punch-through can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す製造工程断面図で
ある。
FIG. 1 is a sectional view of a manufacturing process showing a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に続く第1の実施例を示す製造工程断面図
である。
FIG. 2 is a manufacturing process sectional view showing a first embodiment following FIG. 1;

【図3】図2に続く第1の実施例を示す製造工程断面図
である。
3 is a manufacturing process sectional view showing the first embodiment following FIG. 2. FIG.

【図4】図3に続く第1の実施例を示す製造工程断面図
である。
FIG. 4 is a manufacturing process sectional view showing the first embodiment following FIG. 3;

【図5】本発明の第2の実施例を示す製造工程断面図で
ある。
FIG. 5 is a manufacturing process sectional view showing a second embodiment of the present invention.

【図6】図5に続く第2の実施例を示す製造工程断面図
である。
6 is a manufacturing process sectional view showing a second embodiment following FIG. 5. FIG.

【図7】図6に続く第2の実施例を示す製造工程断面図
である。
7 is a manufacturing process sectional view showing a second embodiment following FIG. 6. FIG.

【図8】図7に続く第2の実施例を示す製造工程断面図
である。
8 is a manufacturing process sectional view showing a second embodiment following FIG. 7. FIG.

【図9】従来例を示す製造工程断面図である。FIG. 9 is a sectional view of a manufacturing process showing a conventional example.

【図10】図9に続く従来例を示す製造工程断面図であ
る。
10 is a manufacturing process sectional view showing a conventional example following FIG. 9. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  p型シリコン基板 2  素子分離絶縁膜 3  多結晶シリコン膜 4  CVDSiO2 膜 5  シリコン窒化膜サイドウオール 6  ゲート絶縁膜 7  多結晶シリコンゲート電極 8  レジスト 9  低濃度ソースドレイン形成用n型不純物イオン1
0  高濃度ソースドレイン形成用n型不純物11  
高濃度ソースドレイン 12  低濃度ソースドレイン 13  層間絶縁膜 14  金属配線 15  熱酸化膜
1 p-type silicon substrate 2 element isolation insulating film 3 polycrystalline silicon film 4 CVDSiO2 film 5 silicon nitride film sidewall 6 gate insulating film 7 polycrystalline silicon gate electrode 8 resist 9 n-type impurity ion for forming low concentration source and drain 1
0 High concentration n-type impurity for forming source and drain 11
High concentration source/drain 12 Low concentration source/drain 13 Interlayer insulating film 14 Metal wiring 15 Thermal oxide film

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  ゲート電極と、ゲート電極の側面に形
成されたシリコン窒化膜のサイドウォールと、シリコン
窒化膜サイドウォールの下部に接した多結晶シリコン膜
と、シリコン窒化膜サイドウォールの下部に接した多結
晶シリコン膜が酸化されてできた二酸化シリコン膜とを
有し、ゲート電極は、前記シリコン窒化膜のサイドウォ
ール、並びに前記多結晶シリコン膜が酸化されてできた
二酸化シリコン膜の両方に直接接していることを特徴と
する半導体装置。
1. A gate electrode, a silicon nitride film sidewall formed on the side surface of the gate electrode, a polycrystalline silicon film in contact with the lower part of the silicon nitride film sidewall, and a polycrystalline silicon film in contact with the lower part of the silicon nitride film sidewall. and a silicon dioxide film formed by oxidizing the polycrystalline silicon film, and the gate electrode is directly connected to both the sidewalls of the silicon nitride film and the silicon dioxide film formed by oxidizing the polycrystalline silicon film. A semiconductor device characterized by being in contact with each other.
【請求項2】  素子分離された半導体基板上に多結晶
シリコン膜を堆積する工程と、前記多結晶シリコン膜上
の所望の部分に二酸化シリコン膜を堆積する工程と、前
記二酸化シリコン膜の側面にシリコン窒化膜からなるサ
イドウォールを形成する工程と、シリコン窒化膜サイド
ウォールの下部に接した前記多結晶シリコン膜の一部と
半導体基板を同時に酸化する工程とを有する、半導体装
置の製造方法。
2. A step of depositing a polycrystalline silicon film on a device-isolated semiconductor substrate, a step of depositing a silicon dioxide film on a desired portion of the polycrystalline silicon film, and a step of depositing a silicon dioxide film on a side surface of the silicon dioxide film. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of forming a sidewall made of a silicon nitride film, and simultaneously oxidizing a portion of the polycrystalline silicon film in contact with a lower portion of the silicon nitride sidewall and a semiconductor substrate.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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