JPH0653237A - 半導体素子の製造方法 - Google Patents
半導体素子の製造方法Info
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- JPH0653237A JPH0653237A JP20519892A JP20519892A JPH0653237A JP H0653237 A JPH0653237 A JP H0653237A JP 20519892 A JP20519892 A JP 20519892A JP 20519892 A JP20519892 A JP 20519892A JP H0653237 A JPH0653237 A JP H0653237A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor 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
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
- H01L29/66545—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET using a dummy, i.e. replacement gate in a process wherein at least a part of the final gate is self aligned to the dummy gate
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- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、半導体素子におけるMOSトラン
ジスタの製造方法に関するもので、ゲート電極形成後の
高温熱処理を削除し、ゲート電極材料として高温熱処理
に耐えない低融点金属の使用を可能とすることを目的と
する。 【構成】 本発明は、レジストでゲートパターン4を形
成して、ソース、ドレイン領域5を形成した後、前記レ
ジストパターン4の側壁にサイドウォール6を形成し
て、レジスト4を除去した後、ゲート電極10を形成し
て、表面を前記サイドウォール6上部が露出するまで研
磨するようにしたものである。
ジスタの製造方法に関するもので、ゲート電極形成後の
高温熱処理を削除し、ゲート電極材料として高温熱処理
に耐えない低融点金属の使用を可能とすることを目的と
する。 【構成】 本発明は、レジストでゲートパターン4を形
成して、ソース、ドレイン領域5を形成した後、前記レ
ジストパターン4の側壁にサイドウォール6を形成し
て、レジスト4を除去した後、ゲート電極10を形成し
て、表面を前記サイドウォール6上部が露出するまで研
磨するようにしたものである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体素子における
MOS(Metal Semiconductor O
xide)トランジスタの製造方法に関するものであ
る。
MOS(Metal Semiconductor O
xide)トランジスタの製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来のMOSトランジスタの形成法をN
MOSトランジスタを例に説明する。参考文献例として
は、柴田直他「VLSIテクノロジー入門」初版(19
86−9−11)平凡社 P.98−99がある。MO
Sトランジスタは、デバイスの微細化に伴い、ドレイン
近傍における高電界に起因するホットエレクトロンによ
るトランジスタの特性変動を抑制する為、ドレイン近傍
にドナー濃度の低いn型の領域、いわゆるn- 領域を設
けたLDD(Lightly Doped Drai
n)が用いられる。
MOSトランジスタを例に説明する。参考文献例として
は、柴田直他「VLSIテクノロジー入門」初版(19
86−9−11)平凡社 P.98−99がある。MO
Sトランジスタは、デバイスの微細化に伴い、ドレイン
近傍における高電界に起因するホットエレクトロンによ
るトランジスタの特性変動を抑制する為、ドレイン近傍
にドナー濃度の低いn型の領域、いわゆるn- 領域を設
けたLDD(Lightly Doped Drai
n)が用いられる。
【0003】図2は従来のLDD型MOSトランジスタ
の形成法を示したものである。通常のLSIデバイス製
造工程では、トランジスタ形成工程以前に、NorPM
OSトランジスタを形成するウェル形成、素子間を電気
的に分離する素子分離工程が必要となるが、本説明では
省略する。
の形成法を示したものである。通常のLSIデバイス製
造工程では、トランジスタ形成工程以前に、NorPM
OSトランジスタを形成するウェル形成、素子間を電気
的に分離する素子分離工程が必要となるが、本説明では
省略する。
【0004】P型Si基板1又はPウェル領域に800
〜900℃の酸化性雰囲気での熱処理により、Si表面
に100〜200Åの膜厚を有するゲートSiO2 膜2
を形成する。次にLPCVD法(Low Pressu
re Chemical Vapour Deposi
tion)法により1000〜3000Åの膜厚を有す
る多結晶Si3を形成する。多結晶Siは、導電性を持
たせるため、リン(P)原子がイオン注入法又は気相拡
散法により導入される。多結晶Siのゲート領域のパタ
ーン形成のため、ホトリソグラフィー法によりレジスト
パターン4を形成する(図2(イ))。
〜900℃の酸化性雰囲気での熱処理により、Si表面
に100〜200Åの膜厚を有するゲートSiO2 膜2
を形成する。次にLPCVD法(Low Pressu
re Chemical Vapour Deposi
tion)法により1000〜3000Åの膜厚を有す
る多結晶Si3を形成する。多結晶Siは、導電性を持
たせるため、リン(P)原子がイオン注入法又は気相拡
散法により導入される。多結晶Siのゲート領域のパタ
ーン形成のため、ホトリソグラフィー法によりレジスト
パターン4を形成する(図2(イ))。
【0005】次に、レジスト4をマスクにエッチング法
により多結晶Siのゲートパターン3を形成する。レジ
スト4除去後、LDDのn- 領域5を形成するため、2
0〜40keVの加速エネルギーで1〜3×1013/c
m2 のPをゲート3をマスクにイオン注入を行う(図2
(ロ))。次に、CVD法により、P2 O5 を10〜1
3wt%含むPSG(Phospho Silicat
e Glass)を2000〜3000Å全面に形成す
る。LDD構造のn+ イオン注入マスクとなるPSGの
サイドウォール6を異方性全面エッチングにより形成す
る。次にソース、ドレイン領域となるn+ 領域7を、ヒ
素(As)を40〜50keVの加速エネルギー、5×
1015/cm2 イオン注入する事により形成する。その
後イオン注入されたドーピング原子の活性化及びSi結
晶回復のため約900℃の熱処理を行う(図2
(ハ))。
により多結晶Siのゲートパターン3を形成する。レジ
スト4除去後、LDDのn- 領域5を形成するため、2
0〜40keVの加速エネルギーで1〜3×1013/c
m2 のPをゲート3をマスクにイオン注入を行う(図2
(ロ))。次に、CVD法により、P2 O5 を10〜1
3wt%含むPSG(Phospho Silicat
e Glass)を2000〜3000Å全面に形成す
る。LDD構造のn+ イオン注入マスクとなるPSGの
サイドウォール6を異方性全面エッチングにより形成す
る。次にソース、ドレイン領域となるn+ 領域7を、ヒ
素(As)を40〜50keVの加速エネルギー、5×
1015/cm2 イオン注入する事により形成する。その
後イオン注入されたドーピング原子の活性化及びSi結
晶回復のため約900℃の熱処理を行う(図2
(ハ))。
【0006】次いで、全面にCVD法による層間絶縁膜
8を形成し、ゲート、ドレイン、ソースに対するコンタ
クトを形成する事により、NMOSトランジスタが形成
される(図2(ニ))。
8を形成し、ゲート、ドレイン、ソースに対するコンタ
クトを形成する事により、NMOSトランジスタが形成
される(図2(ニ))。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上述べた従来技術に
よれば、ゲート電極パターンをマスクにイオン注入を行
う為、ゲートに対しセルフアラインでソース、ドレイン
領域が形成出来るという利点があったが、ソース、ドレ
インのイオン注入後、900℃前後の熱処理が必要な
為、ゲート電極材料としては、多結晶Siや一部高融点
金属に使用が限られていた。
よれば、ゲート電極パターンをマスクにイオン注入を行
う為、ゲートに対しセルフアラインでソース、ドレイン
領域が形成出来るという利点があったが、ソース、ドレ
インのイオン注入後、900℃前後の熱処理が必要な
為、ゲート電極材料としては、多結晶Siや一部高融点
金属に使用が限られていた。
【0008】この発明は、以上述べた、ゲート電極形成
後の高温熱処理を削除出来るMOSトランジスタの形成
方法を提供することを目的とする。
後の高温熱処理を削除出来るMOSトランジスタの形成
方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は前記目的達成
のため、MOSトランジスタの形成法において、トラン
ジスタのソース、ドレイン領域形成後、セルフアライン
的にゲート電極を形成するようにしたものである。
のため、MOSトランジスタの形成法において、トラン
ジスタのソース、ドレイン領域形成後、セルフアライン
的にゲート電極を形成するようにしたものである。
【0010】
【作用】前述のように本発明は、ソース、ドレイン形成
後自己整合的にゲート電極を形成するようにしたので、
ゲート電極として、Al等(Al−Si−Cu合金、A
l/TiN複合膜)の低融点金属が使用できる。
後自己整合的にゲート電極を形成するようにしたので、
ゲート電極として、Al等(Al−Si−Cu合金、A
l/TiN複合膜)の低融点金属が使用できる。
【0011】
【実施例】図1に、本発明によるNMOSトランジスタ
の形成方法を示す。
の形成方法を示す。
【0012】まず、P型Si基板又はPウェル領域1に
熱酸化法により、100〜200Åの膜厚を有するゲー
ト酸化膜2を形成する。次にレジストによりゲートパタ
ーン4を形成し、そのレジストパターン4をマスクにP
のイオン注入によりn- 領域5を形成する。レジストパ
ターン4にサイドウォールを形成するため、2000〜
3000ÅのPSG膜9をCVD法により全面形成する
(図1(イ))。異方性エッチングにより、レジストパ
ターン4の側壁にPSGのサイドウォール6を形成す
る。次にレジストパターン4とサイドウォール6をマス
クにAsをイオン注入し、n+ 領域7を形成する(図1
(ロ))。
熱酸化法により、100〜200Åの膜厚を有するゲー
ト酸化膜2を形成する。次にレジストによりゲートパタ
ーン4を形成し、そのレジストパターン4をマスクにP
のイオン注入によりn- 領域5を形成する。レジストパ
ターン4にサイドウォールを形成するため、2000〜
3000ÅのPSG膜9をCVD法により全面形成する
(図1(イ))。異方性エッチングにより、レジストパ
ターン4の側壁にPSGのサイドウォール6を形成す
る。次にレジストパターン4とサイドウォール6をマス
クにAsをイオン注入し、n+ 領域7を形成する(図1
(ロ))。
【0013】レジスト4除去後、ドーピング不純物の活
性化、Siの結晶性回復のため、900℃前後の温度で
熱処理を行う(図1(ハ))。
性化、Siの結晶性回復のため、900℃前後の温度で
熱処理を行う(図1(ハ))。
【0014】その後、ゲート極となるAl等の金属又は
PドープpolySi等10を全面に1000〜300
0Å形成する(図1(ニ))。その後、Siウェハを研
摩法によりサイドウォール6の先端が出現するまで全面
研摩を行い、ゲート電極領域11とソース、ドレイン領
域12,13を分離する事により本実施例によるMOS
トランジスタが形成される。
PドープpolySi等10を全面に1000〜300
0Å形成する(図1(ニ))。その後、Siウェハを研
摩法によりサイドウォール6の先端が出現するまで全面
研摩を行い、ゲート電極領域11とソース、ドレイン領
域12,13を分離する事により本実施例によるMOS
トランジスタが形成される。
【0015】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、ソ
ース、ドレイン形成後自己整合的にゲート電極を形成す
るようにしたので、以下の様なメリットが期待出来る。
ース、ドレイン形成後自己整合的にゲート電極を形成す
るようにしたので、以下の様なメリットが期待出来る。
【0016】(1)ゲート電極としてAl等(Al−S
i−Cu合金、Al/TiN複合膜)の低融点金属が使
用できる。
i−Cu合金、Al/TiN複合膜)の低融点金属が使
用できる。
【0017】(2)ソース、ドレインに対しても、ゲー
ト電極材料が自動的に裏打ちされるため、拡散層抵抗が
低減出来、デバイスの高速化に寄与する。
ト電極材料が自動的に裏打ちされるため、拡散層抵抗が
低減出来、デバイスの高速化に寄与する。
【0018】(3)研摩法により、トランジスタ領域が
平坦化されるため、上部に微細なパターンの形成が容易
となる。
平坦化されるため、上部に微細なパターンの形成が容易
となる。
【図1】本発明の実施例
【図2】従来例
4 レジストパターン 5 n+ 領域 6 サイドウォール 7 n+ 領域 9 PSG膜 10 ゲート電極
Claims (1)
- 【請求項1】 (a)半導体基板上にゲート酸化膜を形
成し、該ゲート酸化膜上にレジストによるゲート電極パ
ターンを形成する工程、 (b)該レジストによるゲート電極パターン側壁にサイ
ドウォールを形成する工程、 (c)前記レジストによるゲート電極パターン及びサイ
ドウォールをマスクに不純物注入を行う工程、 (d)前記レジストによるゲート電極パターン除去後、
全面に金属又は半導体導電膜を形成し、前記サイドウォ
ール上部が露出するまで、表面を研摩する工程、 以上の工程を含むことを特徴とする半導体素子の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20519892A JPH0653237A (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | 半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20519892A JPH0653237A (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | 半導体素子の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0653237A true JPH0653237A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=16503033
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20519892A Pending JPH0653237A (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | 半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0653237A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001017008A1 (de) * | 1999-08-27 | 2001-03-08 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur herstellung eines hf-fet und hf-fet |
WO2001045156A1 (en) * | 1999-12-17 | 2001-06-21 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | A method of manufacturing a semiconductor device |
KR100306372B1 (ko) * | 1998-06-29 | 2001-10-19 | 박종섭 | 반도체소자의 게이트전극 형성방법 |
US6544827B2 (en) | 1998-08-24 | 2003-04-08 | Nec Corporation | Metal-gate field effect transistor and method for manufacturing the same |
KR100604759B1 (ko) * | 1999-12-30 | 2006-07-26 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 제조 방법 |
-
1992
- 1992-07-31 JP JP20519892A patent/JPH0653237A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100306372B1 (ko) * | 1998-06-29 | 2001-10-19 | 박종섭 | 반도체소자의 게이트전극 형성방법 |
US6544827B2 (en) | 1998-08-24 | 2003-04-08 | Nec Corporation | Metal-gate field effect transistor and method for manufacturing the same |
WO2001017008A1 (de) * | 1999-08-27 | 2001-03-08 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur herstellung eines hf-fet und hf-fet |
WO2001045156A1 (en) * | 1999-12-17 | 2001-06-21 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | A method of manufacturing a semiconductor device |
US6406963B2 (en) | 1999-12-17 | 2002-06-18 | Koninklijke Philips Electronics N.A. | Method of manufacturing a semiconductor device |
US6743682B2 (en) | 1999-12-17 | 2004-06-01 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method of manufacturing a semiconductor device |
KR100604759B1 (ko) * | 1999-12-30 | 2006-07-26 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 제조 방법 |
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