JPH056345B2 - - Google Patents

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JPH056345B2
JPH056345B2 JP58182715A JP18271583A JPH056345B2 JP H056345 B2 JPH056345 B2 JP H056345B2 JP 58182715 A JP58182715 A JP 58182715A JP 18271583 A JP18271583 A JP 18271583A JP H056345 B2 JPH056345 B2 JP H056345B2
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JP
Japan
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semiconductor
forming
manufacturing
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thin film
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JP58182715A
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JPS6074682A (ja
Inventor
Hajime Sasaki
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication of JPH056345B2 publication Critical patent/JPH056345B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に電
極形成工程を改良した半導体装置の製造方法に係
る。
〔発明の技術的背景〕
従来、MOS型半導体装置は次のような方法に
より製造されている。
まず、側えばp型シリコン基板1の素子分離領
域予定部を選択的に除去し、この除去部にSiO2
等の絶縁物を埋め込んで素子分離領域2を形成す
る。つづいて、素子分離領域2で分離された基板
1の島状領域に熱酸化膜を形成し、該熱酸化膜上
に多結晶シリコンからなるゲート電極3を形成し
た後、該電極3をマスクとして熱酸化膜を選択的
にエツチングしてゲート酸化膜4を形成する。ひ
きつづき、ゲート電極3及び素子分離領域2をマ
スクとしてn型不純物、例えば砒素を基板1にド
ーピングしてn+型のソース、ドレイン領域5,
6を形成する。次いで、全面にSiO2膜7を堆積
し、コンタクトホール8…を開孔した後、全面に
Al膜を蒸着し、パターニングして前記ソース、
ドレイン領域5,6とコンタクトホール8,8を
介して接続したAl取出し電極9,10を形成し、
MOS型半導体装置を製造する(第1図図示)。こ
うした方法によれば、ゲート電極3とソース、ド
レイン領域5,6との合せ余裕が不要となるた
め、高集積化が可能となる。
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、上述した従来法にあつてはソー
ス、ドレイン領域5,6とAl取出し電極9,1
0との接続を図るためのコンタクトホールの形成
に際し、マスク合せが必要となり、十分な合せ余
裕が必要となる。このため、素子の微細化が進行
すると、合せ余裕が十分にとれなくなるので、コ
ンタクトホールがソース領域とゲート電極とに亘
つて形成されたりしてソース、ゲート間短絡を招
く。したがつて、フオトエツチング技術を使用し
てのソース、ドレインのAl取出し電極の形成が
困難となる。
〔発明の目的〕
本発明はセルフアラインでゲート電極と、ソー
ス、ドレイン電極を形成することにより、サブミ
クロンの電極形成が可能な高集積度の半導体装置
を製造し得る方法を提供しようとするものであ
る。
〔発明の概要〕
本発明は、第1導電型の半導体基板もしくは半
導体層に素子分離領域を形成する工程と、前記素
子分離領域で分離された半導体基板もしくは半導
体層の島状領域にゲート絶縁膜を介して両端が前
記素子分離領域上に延びる薄膜パターンを選択的
に形成する工程と、前記薄膜パターンの側面のみ
に前記薄膜パターンに対して選択エツチング性を
有する壁体を形成した後、前記薄膜パターンおよ
び前記壁体をマスクとして第2導電型の不純物を
前記半導体基板もしくは半導体層にドーピングし
て第2導電型の半導体領域を形成する工程と、前
記薄膜パターンをエツチング除去すると同時に露
出した前記半導体領域の一部をエツチング除去し
て前記半導体基板もしくは半導体層に溝部を形成
する工程と、前記壁体を残存させた状態で全面に
金属膜もしくは金属シリサイド膜を堆積した後、
残存した前記壁体を除去してその上の金属もしく
は金属シリサイドをリフトオフすることにより前
記残存した壁体の部分で分離された複数の電極を
形成する工程とを具備したことを特徴とする半導
体装置の製造方法である。
上述した本発明によれば、前記ゲート絶縁膜上
に形成された電極(ゲート電極)と第2導電型の
半導体領域(ソース、ドレイン領域)および前記
半導体領域表面に設けられた溝部とをセルフアラ
インで形成できる。また、前記ゲート電極と前記
第2導電型の半導体領域に接続される電極(ソー
ス、ドレイン電極)とをセルフアラインで形成で
きる。さらに、前記ソース、ドレイン電極を前記
溝部に埋め込むことによりそれら電極の接触面積
を増大でき、前記ソース、ドレイン領域の面積を
実効的に縮小することができる。したがつて、高
集積度の半導体装置を製造することができる。
〔発明の実施例〕
次に、本発明をnチヤンネルMOSトランジス
タの製造に適用した側について第2図a〜eを参
照して説明する。
(i) まず、p型シリコン基板11の素子分離領域
予定部を選択的にエツチング除去した後、除蓋
部にSiO2を埋め込んで素子分離領域12を形
成した。つづいて、熱酸化処理を施して素子分
離領域12で分離された基板11の島状領域に
熱酸化膜を成長させた後、全面に多結晶シリコ
ン膜を堆積した。ひきつづき、多結晶シリコン
膜をゲート予定部に写真蝕刻法によりレジスト
パターン(図示せず)を形成した後、該レジス
トパターンをマスクとして多結晶シリコン膜及
び熱酸化膜をリアクテイブイオンエツチング
(RIE)により選択的に除去して前記島状領域
にゲート酸化膜13を介して両端が前記素子分
離領域12上に延びる多結晶シリコンパターン
14を形成した。このレジストパターンを除去
し、更に全面にCVD法により厚さ3000Åの
SiO2膜15を堆積した(第2図a図示)。
(ii) 次いで、RIEによりSiO2膜15をエツチング
して多結晶シリコンパターン14及びゲート酸
化膜13の側面のみにSiO2からなる壁体16
を形成した。つづいて、素子分離領域12、多
結晶シリコンパターン14及び壁体16をマス
クとしてn型不純物、例えば硅素を基板11の
露出した島状領域にイオン注入した後、熱処理
を施してn+型の拡散領域17,18を形成し
た(第2図b図示)。
(iii) 次いで、RIEにより多結晶シリコンパターン
14がなくなるまでエツチングした。この時、
露出したn+型拡散領域17,18の表面がエ
ツチングされて溝部191,192が形成される
と共に、残存したn+型拡散領域によりソース、
ドレイン領域20,21が形成された。同時に
塀状に突出した壁体16が残存した(第2図c
図示)。
(iv) 次いで、全面にAl膜を蒸着した。この時、
第2図dに示す如く、Al膜22は突出した壁
体16上にも蒸着され、該壁体16を境に溝部
191,192上のAl膜22とゲート酸化膜13
上のAl膜22とが分離された。つづいて、壁
体16を除去してその壁体16,16上のAl
膜をリフトオフすることにより、壁体16,1
6を境にしてAl膜を分離した後、分離された
Al膜をパターニングしてゲート酸化膜13上
を横切るAlゲート電極23、ソース領域20
と接続したソース取出しAl電極24及びドレ
イン領域21と接続したドレイン取出しAl電
極25を形成した。この後、全面にSi3N4から
なるパツシベーシヨン膜26を堆積してnチヤ
ンネルMOSトランジスタを形成した(第2図
e図示)。
しかして、本発明によればゲート電極予定部に
位置する多結晶シリコンパターン14及び壁体1
6をマスクとして砒素のイオン注入を行なうこと
により、その後に多結晶シリコンパターン14を
含む領域にゲート電極23を形成した場合、該ゲ
ート電極23とn+型のソース、ドレイン領域2
0,21とをセルフアラインで形成できる。ま
た、ゲート電極予定部の両側に残存させた壁体1
6,16をリフトオフ材として利用してAl膜2
2を分離するため、ソース、ドレインの取出し
Al電極24,25とAlゲート電極23とをセル
フアラインで形成できる。この場合、Alゲート
電極23と取出しAl電極24,25の間の距離
を壁体16,16の幅でコントロールできるた
め、Al電極ゲート23とソースドレインのコン
タクトホールの距離を数千Åと短縮できる。した
がつて、高集積度のnチヤンネルMOSトランジ
スタを製造できる。
また、第2図b,cに示す如く多結晶シリコン
パターン14、壁体16,16をマスクとしてシ
リコン基板11にn+型拡散領域17,18を形
成した後、その拡散領域17,18を表面をエツ
チングして上面に溝部191,192を有するソー
ス、ドレイン領域20,21を形成するため、
Al取出し電極24,25とソース、ドレイン領
域20,21との接触面積を大きくでき、ひいて
はソース、ドレイン領域を微細化して高集積化を
図る場合でも、良好な接続が可能となる。
なお、上記実施例において素子分離領域の形成
前に該領域に対応する箇所に基板と同導電型の不
純物をドーピングして反動防止層を形成してもよ
い。
上記実施例ではゲート電極予定部に多結晶シリ
コンパターンを形成したが、これに代つて非晶質
シリコンパターン等壁体に対して選択エツチング
性を有する材料のパターンならいかなるものを用
いてもよい。
上記実施例では電極としてAlを用いたが、こ
れに代つてAl−Si、Al−Cu、Al−Si−Cuなどの
Al合金やTi、W、Mo、Taなどの高融点金属、
モリブデンシリサイド、タングステンシリサイ
ド、タンタルシリサイドなどの高融点金属シリサ
イドを用いてもよい。
本発明は上記実施例の如きn−チヤンネル
MOSトランジスタの製造のみに限らず、pチヤ
ンネルMOSトランジスタ、CMOS等の製造にも
同様に適用できる。また、バルクシリコン上に
MOSトランジスタを製造する場合に限らず、
SOS等の半導体膜上にMOSトランジスタを製造
してもよい。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く、本発明はゲート電極とソー
ス、ドレイン領域とをセルフアラインで形成でき
ると共に、ゲート電極とソース、ドレイン電極を
セルフアラインで形成できることによりサブミク
ロンの電極形成が可能な高集積度の半導体装置を
製造し得る方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来法により製造されたnチヤンネル
MOSトランジスタの断面図、第2図a〜eは本
発明の実施例におけるnチヤンネルMOSトラン
ジスタの製造工程を示す断面図である。 11……p型シリコン基板、12……素子分離
領域、13……ゲート酸化膜、14……多結晶シ
リコンパターン、16……壁体、17,18……
n+型拡散領域、191,192……溝部、20……
n+型ソース領域、21……n+型ドレイン領域、
23……Alゲート電極、24,25……取出し
Al電極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1導電型の半導体基板もしくは半導体層に
    素子分離領域を形成する工程と、 前記素子分離領域で分離された半導体基板もし
    くは半導体層の島状領域にゲート絶縁膜を介して
    両端が前記素子分離領域上に延びる薄膜パターン
    を選択的に形成する工程と、 前記薄膜パターンの側面のみに前記薄膜パター
    ンに対して選択エツチング性を有する壁体を形成
    した後、前記薄膜パターンおよび前記壁体をマス
    クとして第2導電型の不純物を前記半導体基板も
    しくは半導体層にドーピングして第2導電型の半
    導体領域を形成する工程と、 前記薄膜パターンをエツチング除去すると同時
    に露出した前記半導体領域の一部をエツチング除
    去して前記半導体基板もしくは半導体層に溝部を
    形成する工程と、 前記壁体を残存させた状態で全面に金属膜もし
    くは金属シリサイド膜を堆積した後、残存した前
    記壁体を除去してその上の金属もしくは金属シリ
    サイドをリフトオフすることにより前記残存した
    壁体の部分で分離された複数の電極を形成する工
    程と を具備したことを特徴とする半導体装置の製造方
    法。 2 前記薄膜パターンは、非単結晶シリコンから
    なることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の半導体装置の製造方法。 3 前記非単結晶シリコンは、多結晶シリコンで
    あることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載
    の半導体装置の製造方法。 4 前記壁体は、CVD−SiO2またはSi3N4からな
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    半導体装置の製造方法。 5 前記金属は、Ti、Mo、W、Ta、Al合金で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の半導体装置の製造方法。 6 前記金属シリサイドは、チタンシリサイド、
    モリブデンシリサイド、タングステンシリサイ
    ド、タンタルシリサイドであることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造方
    法。
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