JPH0677479A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPH0677479A
JPH0677479A JP22695092A JP22695092A JPH0677479A JP H0677479 A JPH0677479 A JP H0677479A JP 22695092 A JP22695092 A JP 22695092A JP 22695092 A JP22695092 A JP 22695092A JP H0677479 A JPH0677479 A JP H0677479A
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Hitoshi Asada
仁志 浅田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スタックトソースドレイン(SSD)構造の
MOSFETに関し,大面積S/D拡散層上に形成され
る導電膜,および小面積S/D拡散層上に形成される導
電膜を同じ膜厚にできるようにして,両者の不純物濃度
プロファイルを同じにすると共に,段差を無くす。 【構成】 半導体基板11上に,ゲート電極13を形成
する。S/D拡散層14を形成する。全面に絶縁膜16
を形成し,パターニングして,サイドウォール15の形
成と同時に,大面積S/D拡散層14c上に,この大面
積S/D拡散層14cの面積を,小面積S/D拡散層1
4a,14bの面積とほぼ同じ面積の複数部分に分割す
る絶縁膜パターン16a,16b,16cを形成する。
絶縁膜パターン16によって分割された大面積S/D拡
散層14c上,および小面積S/D拡散層14a,14
b上に,選択的に導電膜17を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,半導体装置およびその
製造方法,特にスタックトソースドレイン構造のMOS
( Metal Oxide Semiconductor )型電界効果トランジス
タおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路装置の高集積化に伴っ
て,半導体集積回路装置を構成するMOSFET( Fie
ld Effect Transistor )のソース/ドレイン拡散層が浅
くなってきた。その結果,ソース/ドレイン拡散層のシ
ート抵抗が高くなり,半導体集積回路装置の高速化の妨
げとなっている。
【0003】これを解決して,半導体集積回路装置の高
集積化および高速化を実現するために,半導体集積回路
装置を構成するMOSFETをSSD( Stacked Sours
e Drain ;スタックトソースドレイン)構造とすること
が提案されている。これは,半導体基板中に形成された
ソース/ドレイン拡散層上に選択的に導電膜を形成し
て,ソース/ドレインをかさあげ構造としたものであ
る。
【0004】SSD構造とすることにより,浅いソース
/ドレイン拡散層と,低いシート抵抗とを同時に実現す
ることが可能になる。図11は,従来例を示す図であ
り,従来のSSD構造MOSFETを示しており,図
(a)は平面図,図(b)はB−B’断面図である。
【0005】図中,41は半導体基板,42はフィール
ド酸化膜,43はゲート電極,44はソース/ドレイン
拡散層,45はサイドウォール,46は選択エピタキシ
ャル層である。
【0006】以下,図11に示す従来のSSD構造MO
SFETの製造方法を工程順に説明する。 半導体基板41の表面に,LOCOS( LOCal Oxi
dation of Silicon )法によりフィールド酸化膜42
a,42bを形成して素子分離を行い,素子形成領域を
画定する。
【0007】 全面にポリシリコンを堆積した後,パ
ターニングしてゲート電極43a,43bを形成する。 イオン注入を行って,半導体基板41中に,ソース
/ドレイン拡散層44a,44b,44cを形成する。
【0008】 全面にCVD( Chemical Vapor Depo
sition )−SiO2 膜45を堆積した後,異方性エッチ
ングを施してゲート電極43a,43bの側壁にサイド
ウォール45a,45bを形成する。
【0009】 ソース/ドレイン拡散層44a,44
b,44c上に選択エピタキシャル層46a,46b,
46cを成長する。 選択エピタキシャル層46a,46b,46cに対
してイオン注入を行って,シート抵抗を低減する。
【0010】以上の各工程を経て,従来のSSD構造M
OSFETが完成する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来のSSD構造MO
SFETでは,図11から分かるように,サイドウォー
ル45a,45bを形成した後,ソース/ドレイン拡散
層44a,44b,44c上に選択エピタキシャル層4
6a,46b,46cを成長すると,選択エピタキシャ
ル層46a,46b,46cの膜厚は,下地のソース/
ドレイン拡散層44a,44b,44cの面積の違いに
よって異なる。
【0012】すなわち,下地のソース/ドレイン拡散層
が符号44aおよび44bで示すように,その面積が小
さいソース/ドレイン拡散層である場合には,その上に
成長する選択エピタキシャル層46aおよび46bの膜
厚は厚くなり,下地のソース/ドレイン拡散層が符号4
4cで示すように,その面積が大きいソース/ドレイン
拡散層である場合には,その上に成長する選択エピタキ
シャル層46cの膜厚は薄くなる。
【0013】以上のように,従来のSSD構造MOSF
ETでは,選択エピタキシャル層の膜厚が,下地のソー
ス/ドレイン拡散層の面積が小さいところでは厚くな
り,下地のソース/ドレイン拡散層の面積が大きいとこ
ろでは薄くなる。その結果,シート抵抗を低減するため
に選択エピタキシャル層にイオン注入すると,膜厚の相
違に起因して,選択エピタキシャル層中の不純物濃度プ
ロファイルも相違することとなるので,MOSFETの
素子特性が異なってしまう,という問題があった。
【0014】また,選択エピタキシャル層の膜厚の相違
は,段差を生じる,という問題もあった。本発明は,上
記の問題点を解決して,大面積ソース/ドレイン拡散層
上に形成される導電膜,および小面積ソース/ドレイン
拡散層上に形成される導電膜を同じ膜厚にできるように
して,両者の不純物濃度プロファイルを同じにすると共
に,段差を無くすことのできる,半導体装置およびその
製造方法,特にスタックトソースドレイン構造のMOS
型電界効果トランジスタおよびその製造方法を提供する
ことを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに,本発明に係る半導体装置およびその製造方法は,
次のように構成する。
【0016】(1)半導体基板中に形成されたソース/
ドレイン拡散層上に選択的に導電膜が形成された,スタ
ックトソースドレイン構造のMOS型電界効果トランジ
スタであって,大面積ソース/ドレイン拡散層上に,こ
の大面積ソース/ドレイン拡散層の面積を,小面積ソー
ス/ドレイン拡散層の面積とほぼ同じ面積の複数部分に
分割する絶縁膜パターンが形成されており,該絶縁膜パ
ターンによって分割された大面積ソース/ドレイン拡散
層上,および小面積ソース/ドレイン拡散層上に,選択
的に導電膜が形成されているように構成する。
【0017】(2)半導体基板中に形成されたソース/
ドレイン拡散層上に選択的に導電膜が形成された,スタ
ックトソースドレイン構造のMOS型電界効果トランジ
スタの製造方法であって,半導体基板上に,ゲート絶縁
膜およびゲート電極を形成する工程と,ゲート電極をマ
スクとして,半導体基板中に不純物を導入して,ソース
/ドレイン拡散層を形成する工程と,全面に,絶縁膜を
形成する工程と,全面にレジストを塗布した後,該レジ
ストをパターニングして,大面積ソース/ドレイン拡散
層上に,該大面積ソース/ドレイン拡散層を,小面積ソ
ース/ドレイン拡散層の面積とほぼ同じ面積の複数部分
に分割するレジストパターンを形成する工程と,全面を
異方性エッチングして,ゲート電極の側壁にサイドウォ
ールを形成すると共に,前記レジストパターンに対応し
た絶縁膜パターンを形成する工程と,該絶縁膜パターン
によって分割された大面積ソース/ドレイン拡散層上,
および小面積ソース/ドレイン拡散層上に,選択的に導
電膜を形成する工程とを含むように構成する。
【0018】図1は,本発明の原理説明図であり,図
(a)は平面図,図(b)はA−A’断面図である。図
中,11は半導体基板,12はフィールド酸化膜,13
はゲート電極,14はソース/ドレイン拡散層,15は
サイドウォール,16は絶縁膜パターン,17は選択エ
ピタキシャル層である。
【0019】
【作用】本発明に係るスタックトソースドレイン構造の
MOS型電界効果トランジスタ(SSD構造MOSFE
T)では,大面積ソース/ドレイン拡散層14c上に,
この大面積ソース/ドレイン拡散層14cの面積を,小
面積ソース/ドレイン拡散層14aおよび14bの面積
とほぼ同じ面積の複数部分に分割する絶縁膜パターン1
6a,16b,および16cが形成されている。
【0020】その結果,絶縁膜パターン16a,16
b,および16cによって分割された大面積ソース/ド
レイン拡散層14c上,および小面積ソース/ドレイン
拡散層上14aおよび14bに,選択エピタキシャル層
17を成長しても,各選択エピタキシャル層17a,1
7b,17c,17d,17e,および17fの膜厚は
同じになる。
【0021】したがって,本発明に係るSSD構造MO
SFETでは,シート抵抗を低減するために選択エピタ
キシャル層17a,17b,17c,17d,17e,
および17fに対してイオン注入を行っても,選択エピ
タキシャル層17a,17b,17c,17d,17
e,および17f中の不純物濃度プロファイルは均一に
なる。その結果,MOSFETの素子特性のバラツキも
無くすことができる。
【0022】また,従来例のように,選択エピタキシャ
ル層の膜厚の相違に起因する段差が生じることは無い。
本発明によれば,大面積ソース/ドレイン拡散層14c
の面積を,小面積ソース/ドレイン拡散層14aおよび
14bの面積とほぼ同じ面積の複数部分に分割する絶縁
膜パターン16a,16b,および16cは,サイドウ
ォール15aおよび15bを形成する絶縁膜を用いて,
サイドウォール形成工程において,サイドウォールの形
成と同時に形成できるので,特別の工程を付加する必要
はない。
【0023】
【実施例】(実施例1)以下,図2〜図7を用いて本発
明の第1の実施例を工程順に説明する。
【0024】[工程1,図2]シリコン基板21の表面
にLOCOS法により膜厚3500Åのフィールド酸化
膜22a,22bを形成して素子分離を行い,素子形成
領域を画定する。
【0025】シリコン基板21の表面に,膜厚80Åの
ゲート酸化膜23a,23bを形成する。シリコン基板
21の表面に,CVD法により,膜厚400Åのアモル
ファスシリコン(a−Si)層25および膜厚800Å
のタングステンシリサイド(WSi)層26を堆積した
後,フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によ
りパターニングして,ゲート電極24a,24bを形成
する。
【0026】ゲート電極24a,24bをマスクとし
て,シリコン基板21中に,P+ イオンをイオン注入し
て,ソース/ドレイン拡散層27a,27b,27cを
形成する。
【0027】[工程2,図3]全面に,膜厚1200Å
のCVD−SiO2 膜28を堆積する。 [工程3,図4]全面にレジスト29を塗布した後,酸
化膜パターンの形状にパターニングして,レジストパタ
ーン29a,29b,および29cを形成する。
【0028】[工程4,図4,図5]レジスト29a,
29b,および29cをマスクとして,CVD−SiO
2 膜28をRIE( Reactive Ion Etching ) などによ
り異方性エッチングして,ゲート電極24a,24bの
側壁にサイドウォール30a,30bを形成すると共
に,大面積ソース/ドレイン拡散層27c上に酸化膜パ
ターン31a,31b,および31cを形成する。
【0029】[工程5,図6]小面積ソース/ドレイン
拡散層27aおよび27b上,酸化膜パターン31a,
31b,および31cによって小面積ソース/ドレイン
拡散層27aおよび27bと同面積の部分に分割された
大面積ソース/ドレイン拡散層27c上に,膜厚100
0Åの単結晶シリコン層を選択的に成長させて,選択エ
ピタキシャル層32a,32b,32c,32d,32
e,および32fを形成する。
【0030】選択エピタキシャル層32a,32b,3
2c,32d,32e,32f中に,As+ イオンをイ
オン注入する。 [工程6,図7]全面に,膜厚500ÅのCVD−Si
2 膜35および膜厚3000ÅのBPSG( Boron-d
oped Phospho-Silicate Glass ) 膜36を順次堆積す
る。
【0031】CVD−SiO2 膜35およびBPSG膜
36にコンタクトホールを開口した後,全面にアルミニ
ウム(Al)膜37を堆積する。アルミニウム(Al)
膜37をパターニングして,選択エピタキシャル層32
a,32b,32c,32d,および32eと電気的コ
ンタクトをとるためのアルミニウム(Al)電極37
a,37b,37c,37d,および37eを形成す
る。
【0032】以上の各工程を経て,本発明に係るSSD
構造MOSFETが完成する。 〔実施例2〕以下,図2〜図6,および図8〜図10を
用いて本発明の第2の実施例を工程順に説明する。
【0033】[工程1,図2]シリコン基板21の表面
にLOCOS法により膜厚3500Åのフィールド酸化
膜22a,22bを形成して素子分離を行い,素子形成
領域を画定する。
【0034】シリコン基板21の表面に,膜厚80Åの
ゲート酸化膜23a,23bを形成する。シリコン基板
21の表面に,CVD法により,膜厚400Åのアモル
ファスシリコン(a−Si)層25および膜厚800Å
のタングステンシリサイド(WSi)層26を堆積した
後,フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によ
りパターニングして,ゲート電極24a,24bを形成
する。
【0035】ゲート電極24a,24bをマスクとし
て,シリコン基板21中に,P+ イオンをイオン注入し
て,ソース/ドレイン拡散層27a,27b,27cを
形成する。
【0036】[工程2,図3]全面に,膜厚1200Å
のCVD−SiO2 膜28を堆積する。 [工程3,図4]全面にレジスト29を塗布した後,酸
化膜パターンの形状にパターニングして,レジストパタ
ーン29a,29b,および29cを形成する。
【0037】[工程4,図4,図5]レジスト29a,
29b,および29cをマスクとして,CVD−SiO
2 膜28をRIEなどにより異方性エッチングして,ゲ
ート電極24a,24bの側壁にサイドウォール30
a,30bを形成すると共に,大面積ソース/ドレイン
拡散層27c上に酸化膜パターン31a,31b,およ
び31cを形成する。
【0038】[工程5,図6]小面積ソース/ドレイン
拡散層27aおよび27b上,酸化膜パターン31a,
31b,および31cによって小面積ソース/ドレイン
拡散層27aおよび27bと同面積の部分に分割された
大面積ソース/ドレイン拡散層27c上に,膜厚100
0Åの単結晶シリコン層を選択的に成長させて,選択エ
ピタキシャル層32a,32b,32c,32d,32
e,および32fを形成する。
【0039】選択エピタキシャル層32a,32b,3
2c,32d,32e,32f中に,As+ イオンをイ
オン注入する。 [工程6,図8]全面に,膜厚500Åのドープトポリ
シリコン層33を堆積する。
【0040】全面にレジスト34を塗布する。レジスト
34を,ソース/ドレイン拡散層27a,27b,およ
び27cの形状にパターニングして,レジストパターン
34a,34b,および34cを形成する。
【0041】[工程7,図8,図9]レジスト34a,
34b,および34cをマスクとして,ドープトポリシ
リコン層33をエッチングして,ソース/ドレイン拡散
層27a,27b,および27cの形状をしたドープト
ポリシリコン層33a,33b,および33cを形成す
る。
【0042】[工程8,図10]全面に,膜厚500Å
のCVD−SiO2 膜35および膜厚3000ÅのBP
SG膜36を順次堆積する。
【0043】CVD−SiO2 膜35およびBPSG膜
36にコンタクトホールを開口した後,全面にアルミニ
ウム(Al)膜37を堆積する。アルミニウム(Al)
膜37をパターニングして,ドープトポリシリコン層3
3a,33b,および33cを介して選択エピタキシャ
ル層32a,32b,32c,32d,32e,および
32fと電気的コンタクトをとるためのアルミニウム
(Al)電極37a,37b,および37c,を形成す
る。
【0044】以上の各工程を経て,本発明に係るSSD
構造MOSFETが完成する。
【0045】
【発明の効果】本発明によれば,高集積化,高速化半導
体集積回路装置に使用されるスタックトソースドレイン
構造のMOS型電界効果トランジスタにおいて,大面積
ソース/ドレイン拡散層上に形成される導電膜,および
小面積ソース/ドレイン拡散層上に形成される導電膜を
同じ膜厚にできるので,両者の不純物濃度プロファイル
を同じにすることができるようになる。
【0046】また,ソース/ドレイン拡散層上に形成さ
れる導電膜の膜厚の違いに起因する段差を無くすことが
可能になる。したがって,本発明は,半導体集積回路装
置の高集積化および高速化など,その性能向上に寄与す
るところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】工程1(実施例1,実施例2)を示す図であ
る。
【図3】工程2(実施例1,実施例2)を示す図であ
る。
【図4】工程3(実施例1,実施例2)を示す図であ
る。
【図5】工程4(実施例1,実施例2)を示す図であ
る。
【図6】工程5(実施例1,実施例2)を示す図であ
る。
【図7】工程6(実施例1)を示す図である。
【図8】工程6(実施例2)を示す図である。
【図9】工程7(実施例2)を示す図である。
【図10】工程8(実施例2)を示す図である。
【図11】従来例を示す図である。
【符号の説明】
11 半導体基板 12 フィールド酸化膜 13 ゲート電極 14 ソース/ドレイン拡散層 15 サイドウォール 16 絶縁膜パターン 17 選択エピタキシャル層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板中に形成されたソース/ドレ
    イン拡散層上に選択的に導電膜が形成された,スタック
    トソースドレイン構造のMOS型電界効果トランジスタ
    であって, 大面積ソース/ドレイン拡散層上に,この大面積ソース
    /ドレイン拡散層の面積を,小面積ソース/ドレイン拡
    散層の面積とほぼ同じ面積の複数部分に分割する絶縁膜
    パターンが形成されており, 該絶縁膜パターンによって分割された大面積ソース/ド
    レイン拡散層上,および小面積ソース/ドレイン拡散層
    上に,選択的に導電膜が形成されていることを特徴とす
    る半導体装置。
  2. 【請求項2】 半導体基板中に形成されたソース/ドレ
    イン拡散層上に選択的に導電膜が形成された,スタック
    トソースドレイン構造のMOS型電界効果トランジスタ
    の製造方法であって, 半導体基板上に,ゲート絶縁膜およびゲート電極を形成
    する工程と, ゲート電極をマスクとして,半導体基板中に不純物を導
    入して,ソース/ドレイン拡散層を形成する工程と, 全面に,絶縁膜を形成する工程と, 全面にレジストを塗布した後,該レジストをパターニン
    グして,大面積ソース/ドレイン拡散層上に,該大面積
    ソース/ドレイン拡散層を,小面積ソース/ドレイン拡
    散層の面積とほぼ同じ面積の複数部分に分割するレジス
    トパターンを形成する工程と, 全面を異方性エッチングして,ゲート電極の側壁にサイ
    ドウォールを形成すると共に,前記レジストパターンに
    対応した絶縁膜パターンを形成する工程と, 該絶縁膜パターンによって分割された大面積ソース/ド
    レイン拡散層上,および小面積ソース/ドレイン拡散層
    上に,選択的に導電膜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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