JPH08181326A - 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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JPH08181326A
JPH08181326A JP6336711A JP33671194A JPH08181326A JP H08181326 A JPH08181326 A JP H08181326A JP 6336711 A JP6336711 A JP 6336711A JP 33671194 A JP33671194 A JP 33671194A JP H08181326 A JPH08181326 A JP H08181326A
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JP
Japan
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opening
gate electrode
oxide film
silicon layer
drain region
Prior art date
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Pending
Application number
JP6336711A
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English (en)
Inventor
Seiki Kakihara
清貴 柿原
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、ソース領域及びドレイン領域をゲ
ート電極に自己整合的に形成することができるととも
に、素子の高集積化を図ることを目的とする。 【構成】半導体基板上に開口部を有した絶縁膜を形成す
る工程と、前記開口部に該開口部の縁部の絶縁膜まで延
出するようにゲート電極を形成する工程と、このゲート
絶縁膜上にソース,ドレイン領域形成用の多結晶シリコ
ン層を形成する工程と、全面にマスク材を形成した後、
エッチバックして前記開口部に前記マスク材を残存させ
る工程と、残存したマスク材を用いてイオン注入を行な
い、前記多結晶シリコン層にソース,ドレイン領域を形
成する工程とを具備することを特徴とする半導体装置の
製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体装置の製造方法
に関し、特に素子が高集積化したSRAM等のトランジ
スタの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】周知の如く、従来より、半導体基板上に
ゲート酸化膜を介してゲート電極を設け、このゲート電
極をマスクとして前記基板に不純物を導入することによ
り基板表面にソース,ドレイン領域をゲート電極と自己
整合的に形成した構成のMOS型トランジスタが知られ
ている。こうした構成のトランジスタは、ソース領域及
びドレイン領域をゲート電極に対して自己整合的に形成
でき、トランジスタ特性を安定化できるという利点を有
する。
【0003】しかし、素子が高集積化したS(Static
)RAM等においては、レイアウトを考慮して例えば
図5に示すような構成が採用されている。以下に、図5
を用いてTFT(Thin Film Tranjistor )の製造方
法について述べる。
【0004】まず、Si基板51上にシリコン酸化膜52を
形成する。つづいて、前記シリコン酸化膜52上に1層目
の厚さ100nmの多結晶シリコン層を形成した後、気
相拡散法により前記多結晶シリコン層に不純物(例えば
POCl3 )を注入する。次に、フォトリソグラフィー
とHBr/Cl2 をエッチングガスとする反応性イオン
エッチングにより前記多結晶シリコン層をパターニング
し、多結晶シリコンからなるゲート電極53を形成する。
【0005】次に、CVD法により全面に厚さ50nm
のゲート酸化膜(シリコン酸化膜)54を形成し、更にそ
の上にアモルファスシリコン層をCVD法により堆積
し、600℃でアニールして厚さ30nmの2層目の多
結晶シリコン層を形成する。つづいて、TFTのチャネ
ルになる領域の前記多結晶シリコン層上に、レジストパ
ターン55を形成する。この後、前記レジストパターン55
をマスクとして前記多結晶シリコン層に不純物(例えば
BF2 )を加速電圧40KeV,ドーズ量3×10-15
cm-3で導入し、ソース領域56,ドレイン領域57を形成す
る(図5(A)参照)。なお、レジストパターン55下の
多結晶シリコン層は、レジストパターン55の存在により
不純物が導入されず、チャネル58となる。更に、前記レ
ジストパターン55を剥離し、MOS型トランジスタを形
成する(図5(B)参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5の
構成のTFTによれば、ゲート電極53を形成し、更にこ
のゲート電極53を覆うようにゲート酸化膜54,2層目の
多結晶シリコン層を形成した後、この多結晶シリコン層
上のレジストパターン55をマスクとして不純物を多結晶
シリコン層に導入することによりソース領域56,ドレイ
ン領域57を形成するため、ソース領域56,ドレイン領域
57のズレを考慮してゲート電極53の大きさを必要とする
大きさよりも若干大きく形成して余裕をもたせる必要が
ある。従って、ソース領域56,ドレイン領域57をゲート
電極53に対して自己整合的に形成することができず、マ
スプロ的にはトランジスタ特性が不安定となる。また、
同様な理由により、トランジスタのサイズが許容値を含
めた大きさになってしまい、素子の高集積化を図ること
ができない。
【0007】この発明はこうした事情を考慮してなされ
たもので、半導体基板上に開口部を有した絶縁膜を形成
し、前記開口部に該開口部の縁部の絶縁膜まで延出する
ようにゲート電極を形成し、このゲート絶縁膜上にソー
ス,ドレイン領域形成用の多結晶シリコン層を形成し、
全面にマスク材を形成した後エッチバックして前記開口
部に前記マスク材を残存させた後、残存したマスク材を
用いてイオン注入を行なって前記多結晶シリコン層にソ
ース,ドレイン領域を形成することにより、ソース領域
及びドレイン領域をゲート電極に自己整合的に形成する
ことができるとともに、素子の高集積化を図ることがで
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。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、半導体基板
上に開口部を有した絶縁膜を形成する工程と、前記開口
部に該開口部の縁部の絶縁膜まで延出するようにゲート
電極を形成する工程と、このゲート絶縁膜上にソース,
ドレイン領域形成用の多結晶シリコン層を形成する工程
と、全面にマスク材を形成した後、エッチバックして前
記開口部に前記マスク材を残存させる工程と、残存した
マスク材を用いてイオン注入を行ない、前記多結晶シリ
コン層にソース,ドレイン領域を形成する工程とを具備
することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【0009】この発明において、マスク材としては例え
ばレジスト層が挙げられる。
【0010】この発明において、前記ソース,ドレイン
領域は、前記開口部の上部付近で高濃度でかつ開口部の
上部から開口部の底部の方向へ遠ざかるにつれて低濃度
である、いわゆるLDD構造をとることができる。こう
した構造をとることにより、素子特性を改善できる。
【0011】
【作用】この発明によれば、半導体基板上に開口部を有
した絶縁膜を形成し、前記開口部に該開口部の縁部の絶
縁膜まで延出するようにゲート電極を形成し、このゲー
ト絶縁膜上にソース,ドレイン領域形成用の多結晶シリ
コン層を形成し、全面にマスク材を形成した後エッチバ
ックして前記開口部に前記マスク材を残存させた後、残
存したマスク材を用いてイオン注入を行なって前記多結
晶シリコン層にソース,ドレイン領域を形成することに
より、ソース領域及びドレイン領域をゲート電極に自己
整合的に形成することができるとともに、素子の高集積
化を図ることができる。
【0012】
【実施例】以下、この発明の一実施例に係るTFTの製
造方法を図1〜図4を参照して工程順に説明する。
【0013】(1)まず、Si基板1上に厚さ200n
mのシリコン酸化膜2を形成する。つづいて、前記フォ
トリソグラフィーとCF4 /CHF3 をエッチングガス
とする反応性イオンエッチングにより、前記シリコン酸
化膜2をパターニングし、開口部2aを形成した。次
に、CVD法を用いて全面に厚さ100nmのシリコン
酸化膜3を形成した(図1参照)。
【0014】(2)次に、CVD法を用いて、全面に厚
さ100nmの多結晶シリコン層を堆積した。つづい
て、気相拡散法で前記多結晶シリコン層中に不純物(P
OCl3 )を注入した。次いで、フォトリソグラフィー
とHBr/Cl3 をエッチングガスとする反応性イオン
エッチングにより、前記多結晶シリコン層をパターニン
グし、多結晶シリコンからなるゲート電極4を形成し
た。更に、CVD法を用いて厚さ50nmのゲート酸化
膜(シリコン酸化膜)5を形成した。この後、ゲート酸
化膜5の上にアモルファスシリコン層をCVD法により
堆積し、600℃でアニールして厚さ30nmの2層目
の多結晶シリコン層6を形成した。ひきつづき、全面に
レジスト7をコートした(図2参照)。
【0015】(3)次に、前記レジスト7をエッチバッ
クし、前記レジストパターン7aを前記シリコン酸化膜
2の開口部2aに残存させた(図3参照)。つづいて、
前記レジストパターン56をマスクとして前記多結晶シリ
コン層6に不純物(BF2 )を加速電圧40KeV,ド
ーズ量3×10-15 cm-3で導入し、ソース領域8,ドレ
イン領域9を形成し、TETを形成した(図3参照)。
ここで、不純物は多結晶シリコン層6の平坦部では高濃
度に導入され、開口部2aの深さ方向に沿う多結晶シリ
コン層部分では上方から下方に向かって徐々に低濃度に
なる、LDD(Lightly Doped Drain)構造のソー
ス,ドレイ領域となった。なお、図4中の符号10はチャ
ネルを示す。この後、前記レジストパターン7aを剥離
した(図4参照)。
【0016】上記実施例によれば、以下に述べる効果を
有する。
【0017】上記実施例では、Si基板1上に開口部2
aを有したシリコン酸化膜2を形成し、このシリコン酸
化膜2上に2層目のシリコン酸化膜3を形成し、前記開
口部2aに該開口部2aの縁部のシリコン酸化膜2まで
延出するようにゲート電極4を形成し、このゲート電極
4上にソース,ドレイン領域形成用の2層目の多結晶シ
リコン層6を形成し、全面にレジスト層7を形成した後
エッチバックして前記開口部2aに前記レジスト層7を
残存させた後、残存したレジスト層7をマスクとしてイ
オン注入を行なって前記多結晶シリコン層にソース領域
8,ドレイン領域9を形成する。従って、ソース領域8
及びドレイン領域9をゲート電極4に自己整合的に形成
することができ、素子の高集積化を図ることができる。
【0018】また、図4のTFTは、そのソース領域
8,ドレイン領域9が夫々シリコン酸化膜2の開口部2
aの上方縁部で高濃度でかつ開口部2aの上部から下部
に向かうにつれて低濃度となるLDD構造をとり、かつ
開口部2aの底部でチャネル10を形成した構成となって
いる。しかるに、TFTのチャネル長がフォトリソグラ
フィのアライメントに全く左右されることなく、1層目
のシリコン酸化膜2の開口部2aの間隔で決定できるた
め、制御性がよく素子特性に優れる。
【0019】なお、上記実施例では、Si基板上に1層
目の開口部を有したシリコン酸化膜,2層目のシリコン
酸化膜を形成した後にゲート電極を形成した場合につい
て述べたが、TFTのゲート電極がSi基板に接触して
いる場合、あるいはSi基板にソース,ドレイン領域を
所有するバルクトランジスタのゲート電極(Poly Si)
に接触している場合であってもよい。
【0020】また、上記実施例において、シリコン酸化
膜,ゲート電極,多結晶シリコン層等の膜厚、形成方
法、イオン注入の条件等は実施例に記載したものに限ら
ず、他の手段を講じても良い。
【0021】
【発明の効果】以上詳述した如くこの発明によれば、半
導体基板上に開口部を有した絶縁膜を形成し、前記開口
部に該開口部の縁部の絶縁膜まで延出するようにゲート
電極を形成し、このゲート絶縁膜上にソース,ドレイン
領域形成用の多結晶シリコン層を形成し、全面にマスク
材を形成した後エッチバックして前記開口部に前記マス
ク材を残存させた後、残存したマスク材を用いてイオン
注入を行なって前記多結晶シリコン層にソース,ドレイ
ン領域を形成することにより、ソース領域及びドレイン
領域をゲート電極に対し自己整合的に形成して素子の高
集積化を図ることができるとともに、制御性がよく素子
特性に優れたTFT等の半導体装置を製造する方法を提
供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係るTFTの製造方法の
一工程で、開口部を有した1層目のシリコン酸化膜を含
む基板上に2層目のシリコン酸化膜を形成した状態のT
FTの断面図。
【図2】この発明の一実施例に係るTFTの製造方法の
一工程で、2層目の多結晶シリコン層上にレジスト層を
形成した状態のTFTの断面図。
【図3】この発明の一実施例に係るTFTの製造方法の
一工程で、1層目のシリコン酸化膜の開口部にレジスト
層を残存させた状態のTFTの断面図。
【図4】この発明の一実施例に係るTFTの製造方法の
一工程で、2層目の多結晶シリコン層にソース,ドレイ
ン領域を形成後、残存レジスト層を剥離した状態のTF
Tの断面図。
【図5】従来のTFTの断面図。
【符号の説明】
1…Si基板、 2,3…シリコン酸化膜、 2a
…開口部、4…ゲート電極、 5…ゲート酸化膜、
6…多結晶シリコン層、7…レジスト層、 7
a…レジストパターン、 8…ソース領域、9…ドレイ
ン領域、 10…チャネル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/11 H01L 29/78 626 Z

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に開口部を有した絶縁膜を
    形成する工程と、前記開口部に該開口部の縁部の絶縁膜
    まで延出するようにゲート電極を形成する工程と、この
    ゲート絶縁膜上にソース,ドレイン領域形成用の多結晶
    シリコン層を形成する工程と、全面にマスク材を形成し
    た後、エッチバックして前記開口部に前記マスク材を残
    存させる工程と、残存したマスク材を用いてイオン注入
    を行ない、前記多結晶シリコン層にソース,ドレイン領
    域を形成する工程とを具備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】 前記ソース,ドレイン領域は、前記開口
    部の上部付近で高濃度でかつ開口部の上部から開口部の
    底部の方向へ遠ざかるにつれて低濃度であることを特徴
    とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
JP6336711A 1994-12-26 1994-12-26 半導体装置の製造方法 Pending JPH08181326A (ja)

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