JPH08125169A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH08125169A
JPH08125169A JP25516594A JP25516594A JPH08125169A JP H08125169 A JPH08125169 A JP H08125169A JP 25516594 A JP25516594 A JP 25516594A JP 25516594 A JP25516594 A JP 25516594A JP H08125169 A JPH08125169 A JP H08125169A
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resist
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drain
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forming
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JP25516594A
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Takeshi Takahashi
剛 高橋
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】低濃度ドレイン領域を形成するためのサイドウ
ォール形成を省略して工程を簡略化できると共に、L長
が短く、電流駆動能力の高い半導体装置を製造する。 【構成】低濃度ドレイン構造の半導体装置を製造する方
法において、酸化膜11、ゲート電極形成用導電性膜1
2を順次積層した半導体基板10上に第1パターンのレ
ジスト13aを形成し、第1パターンのレジスト13a
を存在させたままイオン注入してソース・ドレイン領域
20を形成した後、第1パターンのレジスト13aの側
壁を酸素プラズマ処理などにより浸食させることによっ
てしてレジストの幅を減少させて第2パターンのレジス
トを形成し、この第2パターンのレジストをマスクとし
てゲート電極15をエッチングにより形成し、次いで低
濃度ドレイン領域21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、低濃度ドレイン(LD
D)構造の半導体装置の製造方法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、トランジスタに発生するホッ
ト・キャリア効果を抑制するために、ドレイン近傍に濃
度の低い領域を設けた低濃度ドレイン(LDD)と呼ば
れる構造が知られている。
【0003】このようなLDDを有するトランジスタを
形成する方法としては、図2(A)に示すように、ゲー
ト電極aを所定のL長にエッチングした後、このゲート
電極a(あるいはエッチング時のレジストを残したま
ま)をマスクとして、LDD領域にイオン注入bを行な
う。次に、SiO2 膜をCVDで形成した後、全面を反
応性イオンエッチング(RIE)することにより、図2
(B)に示すように、ゲート電極の側壁にサイドウォー
ルcを形成し、このサイドウォールcをマスクとしてソ
ース・ドレインのイオン注入dをするものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな工程によれば、サイドウォールcを形成するため
に、SiO2 膜をCVDで形成する工程と、形成したC
VD酸化膜を全面RIEする工程が必要であり、LDD
構造を持たないコンベンショナルなMOSトランジスタ
の製造工程に比べて工程が複雑となる。
【0005】また、LDD形成により、同じL長を有す
るコンベンショナルなMOSトランジスタに比べて多少
トランジスタの駆動能力が低下する。この駆動能力を向
上させるにはトランジスタのL長を短くすることが有効
であるが、上記工程では、トランジスタのL長がその世
代の露光技術の最小線幅に規制されてしまうという問題
がある。
【0006】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、低濃度ドレイン領域を形成するためのサイドウォー
ル形成を省略して工程を簡略化できると共に、電流駆動
能力の高い半導体装置を製造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。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、下記(1)乃至(3)の発明を提供する。 (1)低濃度ドレイン構造の半導体装置を製造する方法
において、ゲート絶縁膜、ゲート電極形成用導電性膜を
順次積層した半導体基板上にレジストを形成し、このレ
ジストをソース・ドレイン領域間の幅に相当する第1パ
ターンでパターニングするレジストパターニング工程
と、第1パターンのレジストを存在させたままソース・
ドレイン形成予定領域の半導体基板にソース・ドレイン
形成用の不純物をイオン注入するソース・ドレイン領域
形成工程と、ソース・ドレイン領域形成工程後、第1パ
ターンのレジストの側壁を浸食することによりレジスト
の幅を減少させて第2パターンのレジストを形成するレ
ジスト浸食工程と、第2パターンのレジストをマスクと
して前記導電性膜をエッチングしてゲート電極を形成す
るゲート電極形成工程と、ゲート電極を形成した半導体
基板に低濃度ドレイン領域を形成する低濃度ドレイン領
域形成工程とを有することを特徴とする半導体装置の製
造方法。 (2)等方性エッチング処理により第1パターンのレジ
ストの側壁を浸食する上記(1)の半導体装置の製造方
法。 (3)イオン注入により低濃度ドレイン領域を形成する
上記(1)又は(2)記載の半導体装置の製造方法。
【0008】
【作用】本発明の(1)の半導体装置の製造方法は、ま
ず、ソース・ドレイン領域間の幅に相当する第1パター
ンでパターニングしたレジストを設け、次いでソース・
ドレイン形成用不純物をソース・ドレイン形成予定領域
に注入し、その後、酸素プラズマなどの等方性エッチン
グで第1パターンのレジストの側壁を浸食させてレジス
トを細らせ、これによりLDD形成領域のレジストを除
去した後、LDD形成を行うものである。
【0009】従って、サイドウォールを形成せずにレジ
ストを細らせることでLDD形成を行うので、工程が簡
略化する。また、レジストを細らせるので、その世代の
露光技術の最小線幅以下にトランジスタのL長を短くで
き、このため電流駆動能力を高くできると共に、微細
化、高集積化に適した半導体装置を製造することができ
る。
【0010】次の(2)の発明によれば、等方性エッチ
ング処理により、レジストの側壁を効率よく、確実に浸
食することができる。また、(3)の発明によれば、所
望の低濃度ドレイン領域を効率よく形成することができ
る。
【0011】
【実施例】以下、本発明の半導体装置の製造方法の実施
例について、図1、図2を参照しながら具体的に説明す
る。まず、常法に従い、図1(A)に示すように、半導
体基板10に酸化膜等のゲート絶縁膜11、ゲート電極
形成用導電膜として多結晶シリコン膜12を順次積層し
た後、フォトレジスト13を形成する。この場合、ゲー
ト絶縁膜11の膜厚は例えば4nm程度、多結晶シリコ
ン膜12の厚さは例えば200nm程度である。なお、
多結晶シリコンには、n型不純物を含有させていてもよ
い。
【0012】次いで、露光、現像により、図1(B)に
示すように、ソース・ドレイン領域間の幅に相当する
(図1(A)の点線で示した)第1パターンのレジスト
13aを残し、ソース・ドレイン形成予定領域のレジス
トを除去するレジストパターニング工程を行う。この場
合、第1パターンのレジスト13aの現像後の幅は、例
えば0.3μm程度、厚さは800〜1000nm
(0.8〜10μm)の範囲である。
【0013】そして、図1(B)の矢印で示したよう
に、第1パターンのレジスト13aをマスクとして、ソ
ース・ドレイン形成領域の半導体基板にソース・ドレイ
ン形成用の不純物をイオン注入し、図1(C)に示した
ように、ソース・ドレイン拡散領域20を形成するソー
ス・ドレイン領域形成工程を行う。この時のイオン注入
の条件は、例えばNMOSの場合、Phos+ 、100
kev、5×1015cm -2である。
【0014】次に、本発明の特徴である第1パターンの
レジスト13aの側壁を浸食してレジストの幅を減少さ
せて第2パターンのレジストを形成するレジスト浸食工
程を行う。これは、酸素プラズマ処理等の等方性エッチ
ングにより行うことが効果的である。この酸素プラズマ
処理は、ゲート電極形成時のレジストをゲート電極エッ
チング前にアッシングで露光後の寸法よりも細らせるこ
とにより、露光技術の最小寸法よりも細いL長(チャネ
ル長)のMOSトランジスタを得る技術を応用して行う
ことができる。酸素プラズマ処理は等方性であり、図1
(D)に示すように、酸素プラズマ処理を受けた第1パ
ターンのレジスト13aは、側壁のみならず全面が浸食
されて、細くなった第2パターンのレジスト13bとな
る。浸食量は、例えばプラズマ処理前の第1パターンの
レジストの厚さが800〜1000nm、幅が0.3μ
mのパターンを、プラズマ処理後には、厚さが650〜
850nm、幅が0.15μm程度まで行う。これによ
り、浸食されたレジスト側壁部分の基板面が露出し、L
DD形成用の領域が生じ、また、露光技術の最小寸法よ
りも細いL長のトランジスタを得ることができる。
【0015】更に、この細らせた第2パターンのレジス
ト13bをマスクとして、図1(E)に示すように、多
結晶シリコン膜12を反応性イオンエッチング(RI
E)によりパターニングしてゲート電極15を形成し、
このゲート電極形成工程後、LDD領域が所望の濃度と
なるように不純物のイオン注入を行い、低濃度ドレイン
領域21を形成する低濃度ドレイン形成工程を行う。イ
オン注入の条件は、例えばAs、10kev、5×10
13cm-2である。
【0016】その後、図示しないがSiO2 をCVDに
より例えば30μm程度で基板全面に堆積し、イオン注
入後のアニールを行い、結晶性の回復を計る。この場合
の条件は、例えばRTA950℃、10秒程度である。
そして、以下、例えば層間絶縁膜用のSiO2 、更には
PSG(リンケイ酸ガラス)をCVDにより堆積し、コ
ンタクト窓開け、Al・Siスパッター等による金属皮
膜形成及びパターニング、オーバーパッシベーション等
の通常のMOSICの製作工程で図1(F)に示すよう
なMOSトランジスタ及びICを製作することができ
る。なお、図1(F)において、17はSiO2 膜、1
8はソースドレイン電極、19はオーバーパッシベーシ
ョン膜である。
【0017】上記半導体装置の製造方法では、サイドウ
ォール形成工程がなく、その代わりにレジストの浸食工
程がある。このため、サイドウォールを形成する場合
は、SiO2 膜をCVDで形成する工程と、このSiO
2 膜を反応性イオンエッチングする工程の2工程が必要
であるのに対し、本発明はレジストの浸食工程の1工程
であるので、工程が簡略化される。
【0018】本発明の半導体装置の製造方法は、上記実
施例に限定されるものではなく、例えば、第1パターン
のレジストの側壁を浸食する方法は、湿式エッチングな
ど酸素プラズマ処理以外の等方性エッチングでもよく、
また、ゲート電極形成用導電性膜としては、多結晶シリ
コン膜13に限らず、多結晶シリコン膜とタングステン
シリサイド膜との積層膜でもよく、その他本発明の要旨
を逸脱しない範囲で種々変更し得る。
【0019】
【発明の効果】本発明の半導体装置の製造方法によれ
ば、サイドウォール形成を省略して低濃度ドレイン領域
を形成できるので工程を簡略化できると共に、L長を短
くできるので電流駆動能力の高い半導体装置を製造する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の製造方法の一実施例を示
す工程の要部断面図であり、(A)は、レジスト膜を形
成した半導体基板、(B)は、第1パターンのレジスト
を形成した半導体基板にイオン注入を行う工程、(C)
は、ソース・ドレイン拡散領域を形成した半導体基板、
(D)は、第2パターンのレジストを有する半導体基
板、(E)は、ゲート電極を形成した半導体基板にLD
D用イオン注入を行う工程、(F)は、完成した半導体
装置をそれぞれ示す。
【図2】従来の半導体装置の製造方法の工程を示す要部
断面図であり、(A)は、ゲート電極をマスクとしてL
DD用のイオン注入を行う工程、(B)は、ゲート電極
側壁に形成したサイドウォールをマスクとしてソース・
ドレイン領域を形成するためのイオン注入工程をそれぞ
れ示す。
【符号の説明】
10 半導体基板 11 ゲート絶縁膜 12 ゲート電極形成用導電膜 13 フォトレジスト 13a 第1パターンのレジスト 13b 第2パターンのレジスト 15 ゲート電極 20 ソース・ドレイン領域 21 低濃度ドレイン領域

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】低濃度ドレイン構造の半導体装置を製造す
    る方法において、 ゲート絶縁膜、ゲート電極形成用導電性膜を順次積層し
    た半導体基板上にレジストを形成し、このレジストをソ
    ース・ドレイン領域間の幅に相当する第1パターンでパ
    ターニングするレジストパターニング工程と、 第1パターンのレジストを存在させたままソース・ドレ
    イン形成予定領域の半導体基板にソース・ドレイン形成
    用の不純物をイオン注入するソース・ドレイン領域形成
    工程と、 ソース・ドレイン領域形成工程後、第1パターンのレジ
    ストの側壁を浸食することによりレジストの幅を減少さ
    せて第2パターンのレジストを形成するレジスト浸食工
    程と、 第2パターンのレジストをマスクとして前記導電性膜を
    エッチングしてゲート電極を形成するゲート電極形成工
    程と、 ゲート電極を形成した半導体基板に低濃度ドレイン領域
    を形成する低濃度ドレイン領域形成工程とを有すること
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】等方性エッチング処理により第1パターン
    のレジストの側壁を浸食する請求項1記載の半導体装置
    の製造方法。
  3. 【請求項3】イオン注入により低濃度ドレイン領域を形
    成する請求項1又は2記載の半導体装置の製造方法。
JP25516594A 1994-10-20 1994-10-20 半導体装置の製造方法 Pending JPH08125169A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100286899B1 (ko) * 1998-04-14 2001-05-02 황인길 엘디디 구조의 반도체 소자 형성방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100286899B1 (ko) * 1998-04-14 2001-05-02 황인길 엘디디 구조의 반도체 소자 형성방법

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