JPH0778988A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH0778988A
JPH0778988A JP22438593A JP22438593A JPH0778988A JP H0778988 A JPH0778988 A JP H0778988A JP 22438593 A JP22438593 A JP 22438593A JP 22438593 A JP22438593 A JP 22438593A JP H0778988 A JPH0778988 A JP H0778988A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide film
polycrystalline silicon
forming
layer
silicon layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP22438593A
Other languages
English (en)
Inventor
Sanekatsu Takahashi
実且 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP22438593A priority Critical patent/JPH0778988A/ja
Publication of JPH0778988A publication Critical patent/JPH0778988A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置の製造工程を簡素化する。 【構成】 半導体基板1上に成長したゲート酸化膜3上
に多結晶シリコン5を成長させ、次いでチャネル形成領
域に開口を有するレジスト6をホトリソグラフィ工程に
より形成する。チャネル領域にしきい値電圧設定用のイ
オン注入を行った後、レジスト6の開口を埋め込むよう
に、シリコン酸化膜8を液相成長法により形成する。酸
化膜8は、レジスト6により形成された平面パターンの
反転パターンを形成し、酸化膜8をマスクとして多結晶
シリコン5を反応性イオンエッチでパターンニングする
ことにより、逆T字型ゲート電極を形成する。チャネル
領域の形成及びゲート電極のパターン形成を共通のフォ
トリソグラフィで行なうことにより、工程が簡素化され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関し、特に、液相成長法を用いて酸化膜を形成する半
導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置において、逆T字型ゲート電
極を有するMOS型半導体装置が知られている。逆T字
型ゲート電極は、ソース・ドレイン領域に隣接する低濃
度拡散層領域のキャリアを制御してホットエレクトロン
効果を抑制するために採用され、MOSトランジスタの
信頼性を向上させることから、近年多く採用される傾向
にある。図面を参照して、逆T字型ゲート電極を有する
MOS型半導体装置の従来の製造方法を、主としてその
ゲート電極部の形成に関する方法について説明する。
【0003】図2(a)〜(d)及び図3(a)〜
(c)は夫々、逆T字型ゲート電極を有するMOSトラ
ンジスタの従来の製造方法を、その工程段階毎に示して
いる。半導体基板1上に、選択的熱酸化法(LOCOS
法)により、フィールド酸化膜2を形成し、次いで、熱
酸化により100オングストローム程度の薄いシリコン
酸化膜3を成長させることで、ゲート絶縁膜3を形成す
る。これにより図2(a)に示す構造を得る。
【0004】次に、MOSトランジスタのチャネル形成
領域上に所定形状の開口を有するフォトレジスト4を周
知のフォトリソグラフィ技術を用いて形成し、このレジ
スト4をマスクとして不純物注入を行なう。これによ
り、MOSトランジスタのチャネル領域10を形成する
と共にそのしきい値電圧を所望の値に設定する(図2
(b))。このとき、例えば、所望のMOSトランジス
タがNチャネル型のエンハンスメント型トランジスタな
らば、一般に、半導体基板1としてP型の半導体基板を
用い、チャネル領域10に注入する不純物としてはボロ
ン等のP型不純物を用いる。
【0005】次に、公知のCVD法を採用し、多結晶シ
リコン層5を数千オングストローム程度の厚みに成長形
成する。このとき、多結晶シリコン層5内に、10オン
グストローム程度の極めて薄いシリコン酸化膜6を形成
することで、図2(c)に示した構造を得る。
【0006】次に、多結晶シリコン層5の上にシリコン
酸化膜8を1000オングストローム程度の厚みに成長
形成し、その上に周知のフォトリソグラフィ技術を用い
て第二のフォトレジスト7を形成する。このレジスト7
をマスクとしてシリコン酸化膜8をエッチングすること
で、図2(d)に示す構造を得る。次いで、シリコン酸
化膜8上のレジスト7を除去した後、シリコン酸化膜8
をマスクとして、多結晶シリコン層5をシリコン酸化膜
6迄エッチングして、図3(a)に示す構造を得る。
【0007】上記エッチングでは、一般的にシリコン酸
化膜に対し高い選択比を有する反応性イオンエッチング
を用いる。これにより、多結晶シリコン層5のエッチン
グは、薄いシリコン酸化膜6が露出した時点で終了させ
ることができ、この薄いシリコン酸化膜6の下側の多結
晶シリコン層部分をそのまま残すことが出来る。次に、
数十keVの加速エネルギーにより、1×1013cm-2
〜1×1014cm-2のドーズ量でN型不純物を注入し、
低濃度拡散層領域11を形成する(図3(b))。低濃
度拡散層領域は、ホットエレクトロン効果を抑制するた
めにMOSトランジスタのソース・ドレイン領域を成す
高濃度拡散層領域の周囲に形成される。
【0008】次に、上記エッチングにおいて残された多
結晶シリコン層5の第一部分上に、更にシリコン酸化膜
9を数千オングストローム成長させる。次いで、再び選
択比の高い反応性イオンエッチングにより、シリコン酸
化膜9をエッチバックし、シリコン酸化膜8の側壁部に
のみ、シリコン酸化膜9を残す。その後、シリコン酸化
膜8及び9をマスクとして、不必要な多結晶シリコン層
5部分を除去することで、多結晶シリコン層5から逆T
字型ゲート電極を形成し、図3(c)に示す構造を得
る。逆T字型ゲート電極は、面積の大きな下層の第一部
分と面積のより小さな上層の第二部分とから成り、第一
部分により低濃度拡散層領域のキャリアを制御してホッ
トエレクトロン効果を抑制する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の半導体装置
の製造方法では、MOSトランジスタのチャネル領域を
所望のしきい値に設定するためのイオン注入と、ゲート
電極を所望のパターンに形成するためのエッチングとに
おいて、夫々フォトレジストを必要とするので、手順の
複雑なフォトリソグラフィ工程が夫々に必要であった。
【0010】本発明は、上記に鑑み、フォトリソグラフ
ィ工程を減らすことで、その製造工程を簡素化すること
ができる、半導体装置の製造方法を提供することを目的
とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板を覆
って第一の酸化膜を形成する第一工程と、前記第一の酸
化膜上に多結晶シリコン層を形成する第二工程と、前記
多結晶シリコン層上に、該多結晶シリコン層の一部を露
出させる開口を有するレジスト層を形成する第三工程
と、前記開口内に露出する前記多結晶シリコン層及び前
記第一の酸化膜を透過させて前記半導体基板内に不純物
を注入してチャネル領域を形成する第四工程と、前記開
口内に露出する前記多結晶シリコン層上に選択的に第二
の酸化膜を形成する第五工程と、前記レジスト層を除去
する第六工程と、少なくとも前記第二の酸化膜をマスク
として前記多結晶シリコン層を選択的に除去し、該多結
晶シリコン層を前記チャネル領域上方のゲート電極とし
て形成する第七工程と、前記ゲート電極の周縁部の前記
半導体基板内に不純物を注入する第八工程とを含むこと
を特徴とする。
【0012】
【作用】本発明の半導体装置の製造方法では、1つのフ
ォトレジストを、チャネル領域を形成する不純物注入の
ためのマスクと、ゲート電極形成のためのエッチングに
おけるマスクを成す第二の酸化膜を選択的に形成するた
めのパターンとに共通に利用することで、複雑な手順を
必要とするフォトリソグラフィ工程を減らすことが出来
るので、半導体装置の製造工程を簡素化する。
【0013】
【実施例】図面を参照して本発明を更に説明する。図1
(a)〜(f)は夫々、本発明の一実施例の半導体装置
の製造方法を、主としてそのゲート電極部分の製造方法
について工程段階毎に示す半導体装置の断面図である。
【0014】半導体基板1の主面上に、LOCOS法に
より選択的にフィールド酸化膜2を形成し、次いで、熱
酸化法によりシリコン酸化膜3を100オングストロー
ム程度の厚みに成長形成する。これにより、図1(a)
に示す構造を得る。
【0015】次に、例えば周知のCVD法を採用し、多
結晶シリコン層5を数千オングストローム程度の厚みに
成長形成する。このとき、多結晶シリコン層5の内部
に、10オングストローム程度の極めて薄いシリコン酸
化膜6を形成することで、図1(b)の構造を得る。こ
の薄いシリコン酸化膜6は、例えば、通常の多結晶シリ
コン層を成す第一部分を数百オングストローム程度の厚
みに成長形成した後に、一旦、反応物質の供給を中止し
て酸素を供給することで形成でき、その後、シリコン酸
化膜6の上に、更に多結晶シリコン層の第二部分を成長
形成する。
【0016】次いで、イオン注入法または熱拡散法によ
り多結晶シリコン層5の内部に不純物イオンを導入し、
多結晶シリコン層5を1020cm-3以上の不純物を含む
高濃度拡散層とする。この構成により、ゲート電極に生
ずるおそれがある空乏層の発生を防止する。その後、必
要に応じて、多結晶シリコン層5上にWSi、Ti、S
iなどの高融点金属を堆積させてもよい。
【0017】次に、多結晶シリコン層5の上にレジスト
層4を所定厚みに形成し、このレジスト層4を周知のフ
ォトリソグラフィ法を用いてエッチングすることで、所
定形状の開口部を形成する。次いで、この開口部内に露
出する多結晶シリコン層5及びその下層のシリコン酸化
膜3を透過させつつ、P型不純物イオンを半導体基板1
内に注入し、半導体基板1内にチャネル領域10を形成
することで、図1(c)に示す構造を得る。この不純物
イオンの注入制御により、MOSトランジスタのしきい
値電圧を所望の値に設定する。なお、このとき、半導体
基板1内への不純物注入は、多結晶シリコン層5及びゲ
ート酸化膜3を透過させるために、イオンの加速電圧を
十分に高く設定する。
【0018】次に、レジスト4の開口部を埋め込むよう
に、シリコン酸化膜8を成長形成することで、図1
(d)に示す構造を得る。シリコン酸化膜8は、例え
ば、ケイフッ化水素酸に二酸化シリコンを融解した飽和
水溶液に対し、ホウ酸水溶液を添加することによって過
飽和状態を作り、開口部内にSiO2 を析出させて堆積
させる液相成長法を用いる。なお、このとき、シリコン
酸化膜8は、レジスト4の開口部の厚み全体に亘って形
成する必要はなく、その厚みは例えば数千オングストロ
ーム程度で良い。
【0019】レジスト4の開口部内に成長形成したシリ
コン酸化膜8は、多結晶シリコン層5をゲート電極に加
工する際の選択エッチングの際のマスクとして利用す
る。この目的のため、レジスト4の開口部の平面パター
ン形状をゲート電極の平面パターン形状に合せる。シリ
コン酸化膜8は、レジスト6により形成された平面パタ
ーンに対する反転パターンを形成しており、レジスト4
を、MOSトランジスタのしきい値電圧を所望の値に設
定する際の不純物イオン注入のマスクとして使用した後
に、このレジスト4の開口部に成長形成したシリコン酸
化膜8を、ゲート電極形成用のマスクとして利用するこ
とが出来る。
【0020】図1(e)に示すように、レジスト4を除
去した後に、シリコン酸化膜8をマスクとして、多結晶
シリコン層5の第二部分を反応性イオンエッチング法に
よりエッチングする。多結晶シリコン層5のエッチング
は、薄いシリコン酸化膜6が露出した時点で終了させる
ことが出来る。その後、ソース・ドレイン領域を成す高
濃度拡散層領域に隣接して、イオン注入法を利用して、
低濃度拡散層領域(LDD拡散層)を形成する。このイ
オン注入は、例えば数十keVの加速エネルギーにより
加速した不純物イオンを、1×1013cm-2〜1×10
14cm-2のドーズ量で注入する。次いで、多結晶シリコ
ン層5の酸化膜8に隣接する第一部分上に、CVD法等
によりシリコン酸化膜9を形成する。
【0021】次いで、シリコン酸化膜8及び9をマスク
として、不必要な多結晶シリコン層5の第一部分をエッ
チングすることで、図1(f)に示すように、多結晶シ
リコン層5を、下層部分の面積が大きく上層部分の面積
が小さな逆T字型ゲート電極に形成する。このとき、ゲ
ート電極として残す部分は、全てシリコン酸化膜8及び
9に覆われているので、ゲート電極がエッチングされる
ことはない。逆T字型ゲート電極は、低濃度拡散層のキ
ャリアを制御して、ホットエレクトロン効果を抑制し、
これによりMOSトランジスタの信頼性を向上させる。
【0022】上記実施例の半導体装置の製造方法では、
同様な工程中において従来は2回必要であったフォトリ
ソグラフィ工程を1回で済ますことが出来るので、半導
体装置の製造工程を簡素化することが出来る。また、チ
ャネル領域のしきい値電圧を設定するための不純物注入
とゲート電極の形成とを自己整合的に行なうことが出来
るので、不純物注入とゲート電極形成との間で目合せに
対する余裕をとる必要がない。このため、ゲート電極の
直下部分以外に対する不必要な不純物イオンの注入が行
なわれず、MOSトランジスタの拡散層とゲート電極と
の間の接合容量を低減することができ、半導体装置の高
速化も可能となる。
【0023】なお、上記実施例の構成は単に例示であ
り、本発明の半導体装置の製造方法は、上記実施例の構
成から種々の修正及び変更が可能である。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置の製造方法によると、手順が複雑なフォトリソグラフ
ィ工程を減らすことが出来るので、本発明は、半導体装
置の製造工程を簡素化し、且つ本発明方法で形成される
半導体装置の高速化を可能とした顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(f)は夫々、本発明の一実施例の半
導体装置の製造方法を工程段階毎に示す半導体装置の断
面図。
【図2】(a)〜(d)は夫々、従来の半導体装置の製
造方法を工程段階毎に示す断面図。
【図3】(a)〜(c)は夫々、従来の半導体装置の製
造方法を工程段階毎に示す断面図。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 フィールド酸化膜 3 ゲート酸化膜(第一の酸化膜) 4、7 レジスト 5 多結晶シリコン層 6 シリコン酸化膜 8 シリコン酸化膜(第二の酸化膜) 9 シリコン酸化膜 10 チャネル領域 11 低濃度拡散層領域

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板を覆って第一の酸化膜を形成
    する第一工程と、 前記第一の酸化膜上に多結晶シリコン層を形成する第二
    工程と、 前記多結晶シリコン層上に、該多結晶シリコン層の一部
    を露出させる開口を有するレジスト層を形成する第三工
    程と、 前記開口内に露出する前記多結晶シリコン層及び前記第
    一の酸化膜を透過させて前記半導体基板内に不純物を注
    入してチャネル領域を形成する第四工程と、 前記開口内に露出する前記多結晶シリコン層上に選択的
    に第二の酸化膜を形成する第五工程と、 前記レジスト層を除去する第六工程と、 少なくとも前記第二の酸化膜をマスクとして前記多結晶
    シリコン層を選択的に除去し、該多結晶シリコン層を前
    記チャネル領域上方のゲート電極として形成する第七工
    程と、 前記ゲート電極の周縁部の前記半導体基板内に不純物を
    注入する第八工程とを含むことを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
  2. 【請求項2】前記第二工程が、前記多結晶シリコン層の
    第一部分を形成する工程と、該第一部分の表面にシリコ
    ン酸化膜を形成する工程と、該シリコン酸化膜上に第二
    部分を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項1
    に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】前記第七工程が、前記多結晶シリコン層の
    第二部分を前記第二の酸化膜をマスクとして選択的に除
    去する工程と、前記多結晶シリコン層の第一部分上の前
    記第二の酸化膜の近傍に第三の酸化膜を形成する工程
    と、前記第二及び第三の酸化膜をマスクとして前記多結
    晶シリコン層の第一部分を選択的に除去する工程とを含
    み、前記ゲート電極が前記第一部分と該第一部分よりも
    面積が大きな第二部分とから成ることを特徴とする請求
    項2に記載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記第五工程が、液相成長法により行な
    われることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一に記
    載の半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記第四工程が、しきい値電圧制御のた
    めに行なわれることを特徴とする請求項1乃至4の何れ
    か一に記載の半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記第八工程が、MOSトランジスタの
    高濃度拡散層領域に隣接する低濃度拡散層領域を形成す
    る工程であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか
    一に記載の半導体装置の製造方法。
JP22438593A 1993-09-09 1993-09-09 半導体装置の製造方法 Pending JPH0778988A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22438593A JPH0778988A (ja) 1993-09-09 1993-09-09 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22438593A JPH0778988A (ja) 1993-09-09 1993-09-09 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0778988A true JPH0778988A (ja) 1995-03-20

Family

ID=16812925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22438593A Pending JPH0778988A (ja) 1993-09-09 1993-09-09 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0778988A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004349393A (ja) * 2003-05-21 2004-12-09 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59219967A (ja) * 1983-04-29 1984-12-11 アメリカン・テレフオン・アンド・テレグラフ・カムパニ− 電界効果トランジスタの製造方法
JPH04146627A (ja) * 1990-10-08 1992-05-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電界効果型半導体装置およびその製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59219967A (ja) * 1983-04-29 1984-12-11 アメリカン・テレフオン・アンド・テレグラフ・カムパニ− 電界効果トランジスタの製造方法
JPH04146627A (ja) * 1990-10-08 1992-05-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電界効果型半導体装置およびその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004349393A (ja) * 2003-05-21 2004-12-09 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4925805A (en) Method of manufacturing a semiconductor device having an SOI structure using selectable etching
JP2663402B2 (ja) Cmos集積回路デバイスの製造方法
JPS59138379A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0851216A (ja) メサ分離soiトランジスタおよびそれの製造方法
JPS61237422A (ja) 半導体装置の製造方法
KR20010110769A (ko) 반도체 디바이스 및 그 제조 방법
US5153146A (en) Maufacturing method of semiconductor devices
US4560421A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JPH05251407A (ja) 半導体装置の製造方法
US4755863A (en) Semiconductor device having a semiconductor substrate with a high impurity concentration
JPH0778988A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0147016B2 (ja)
JP3125429B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH0248146B2 (ja)
KR100298870B1 (ko) 바이폴라트랜지스터제조방법
JPH0547774A (ja) 半導体装置の製造方法
KR0137549B1 (ko) 모스 트랜지스터 접합 형성 방법
JPS628028B2 (ja)
JPH03297148A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH06216379A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH04260331A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH05110079A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH05315358A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS5987856A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0590574A (ja) 半導体装置