JPH08228008A - 薄膜トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents
薄膜トランジスタ及びその製造方法Info
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Abstract
せる。 【解決手段】 薄膜トランジスタのチャネルとして使用
されるポリシリコン膜24とソース及びドレーンとして
使用されるポリシリコン膜26A、26Bを互いに別の
層に各々形成して、チャネルは薄く形成し、ソース及び
ドレーンは厚く形成する。
Description
びその製造方法に関するものである。
ように、ゲートポリシリコン膜(1)上にゲート絶縁膜
(2)が形成され、上記ゲート絶縁膜(2)上にひとつ
の層としてポリシリコン膜(3)が形成されて、このポ
リシリコン膜(3)の領域のうちゲート電極(1)の左
・右側の領域にソース(3A)及びドレーン(3B)が
形成されソース(3A)とドレーン(3B)の間の領域
にチャネル(3C)が形成される。
トランジスタは薄膜トランジスタのオフ(off)電流
を減少させるためにチャネルを薄く形成しなければなら
ないが、ソース及びドレーンをチャネルと同一のポリシ
リコン属として使用するため小さい厚さのソース及びド
レーンを形成するしかないためソース及びドレーンの抵
抗の増加のため薄膜トランジスタのオン(0N)電流を
減少させる主原因になる。
金属コンタクトを実施する時ソース及びドレーンをもっ
て使用されるポリシリコン層が薄いため直接的なコンタ
クトが不可能になるという問題点も発生する。
tic Random Access Memory)セル内に負荷(load)とし
て使用される場合、薄膜トランジスタのドレーンコンタ
クト工程が必要となり、この時ゲート酸化膜が損傷され
るという問題も発生する。
ネルとして使用されるポリシリコン膜とソース及びドレ
ーンとして使用されるポリシリコン膜を互いに別の層に
各々形成して、チャネルは薄く形成し、ソース及びドレ
ーンは厚く形成することにより、薄膜トランジスタの特
性を向上させる薄膜トランジスタ及びその製造方法を提
供することを目的とする。
の本発明の一実施の形態による薄膜トランジスタは、所
定のサイズのゲート電導膜パターン;上記ゲート電導膜
パターンをくるむゲート絶縁膜;上記ゲート絶縁膜上の
チャネル電導膜;上記チャネル電導膜上のマスク絶縁
膜;及び上記マスク絶縁膜上に形成されるが各々分離さ
れ上記ゲート電導膜の側壁の部位で上記チャネル電導膜
と接続されるソース及びドレーン電導膜を包含すること
を特徴とする。
トランジスタは、各々分離されバターニングされたソー
ス及びドレーン電導膜;上記ソース及びドレーン電導膜
が分離された地域の上記ソース及びドレーン電導膜の側
壁と接続され、上記ソース及びドレーン電導膜の上部の
一部の地域にマスク絶縁膜を介して絶縁されオーバーラ
ップされるように形成されたチャネル電導膜;上記チャ
ネル電導膜上に形成されたゲート絶縁膜;上記ゲート絶
縁膜上のゲート電導膜を包含することを特徴とする。
て;ゲート用第1電導膜を蒸着した後ゲートマスクを使
用してバターニングする段階;ゲート絶縁膜、チャネル
用第2電導膜、ポリシリコン膜の層間絶縁膜を順次に蒸
着した後チャネルマスクを使用して上記ポリシリコン膜
の層間絶縁膜、上記第2電導膜及び上記ゲート絶縁膜を
順次に蝕刻する段階;及びソース及びドレーン用第3電
導膜を蒸着した後ソース及びドレーンマスクを使用して
上記第3電導膜を蝕刻する段階を包含してなることを特
徴とする。
スタ及びその製造方法の実施の形態を、図2から図12
に基づいて詳細に説明する。
薄膜トランジスタ構造を示す断面図として、図面に示さ
れたようにゲートボリシリコン膜(21)パターンをく
るむようにゲート絶縁膜(22)、チャネルポリシリコ
ン膜(24)、マスク絶縁膜(25)が順次にパターニ
ングされており、上記ゲートポリシリコン膜(21)の
側壁の部位で上記チャネルポリシリコン膜(24)と接
続されるソース及びドレーンポリシリコン膜(26A,
26B)が各々分離されマスク絶縁膜(25)上に形成
される。
薄膜トランジスタ構造はチャネルポリシリコン層と別途
にソース及びドレーンポリシリコン層が形成されるから
チャネルポリシリコン層は薄く形成しながら、ソース及
びドレーンポリシリコン層は上記チャネルポリシリコン
属より相対的に厚く形成できる。
ランジスタをSRAMセルに適用する場合のSRAMセ
ル部分の断面面として、図面に示されたようなゲートボ
リシリコン(21)に電圧が印加されチャネルポリシリ
コン(24)がターンオン(turn on )されると電流は
ソースポリシリコン(26A)でチャネルポリシリコン
(24)を経てドレーンポリシリコン(26B)へ伝達
され、再び連結用ポリシリコン膜(27)を経てSRA
Mセルの相対側の薄膜トランジスタのゲートへソース電
位を伝達することになる。
パターンはゲートポリシリコン膜のパターンの時に形成
され、この連結用ポリシリコン膜(27)のパターンに
ドレーンポリシリコン(26B)が直接コンタクトされ
るから別途のドレーンコンタクトを実施しなくてもよ
い。
る本発明の一実施の形態による薄膜トランジスタの製造
工程図で、先に図4に示したようなゲート用ポリシリコ
ン膜(41)を蒸着した後パターニングし、図5のよう
にゲート酸化膜(42)チャネルポリシリコン膜(4
4)、ポリシリコン膜の層間絶縁膜(45)を順次に蒸
着した後、さきにドピングオフセット(LDO)イオン
注入マスクの感光膜(47)パターンを形成しLDOイ
オン注入(48)を実施したあと感光膜(47)を除去
する。ここでポリシリコン膜の層間絶縁膜(45)はポ
リシリコン膜の間の層間絶縁膜の酸化膜または窒化膜を
使用することができる。
スクなる感光膜(49)パターンを形成して上記ポリシ
リコン膜の層間絶縁膜(45)、チャネルポリシリコン
膜(44)、ゲート酸化膜(42)を順次に蝕刻したあ
と感光膜(49)を除去する。この際、同一のマスクを
使用して上記ポリシリコン膜の層間絶縁膜(45)及び
チャネルポリシリコン膜(44)を蝕刻するからパター
ニングされたチャネルポリシリコン膜(44)の側壁は
露出され、この露出された部位で以後ソース及びドレー
ンと接続される。
ーン用ポリシリコン膜を厚く蒸着したのち、ソース及び
ドレーンマスク作業及び蝕刻工程を介してソース及びド
レーンポリシリコン膜(426A、426B)をパター
ニングする。この際、ソース及びドレーンポリシリコン
膜には勿論不純物が注入されたポリシリコン膜を使用す
る。
トランジスタ構造を示すが、図面に示されたような絶縁
膜(51)上にはソース及びドレーンポリシリコン膜
(52A、52B)が分離されパターニングされてお
り、上記ソース(52A)とドレーン(52B)が分離
された地域のソース(52A)及びドレーン(52B)
の側壁と接続され、ソース(52A)とドレーン(52
B)の上部の一部の地域に絶縁膜(53)を介して絶縁
されオーバーラップされるようチャネルポリシリコン膜
(54)が形成されている。
コン膜とソース及びドレーンとして使用されるポリシリ
コン膜が互いに別の層に各々形成されているからチャネ
ルポリシリコン膜は薄く、ソース及びドレーンポリシリ
コン膜は厚く形成できる。
上にゲート酸化膜(55)とゲートポリシリコン膜(5
6)が順次に形成されている。
する本発明の別の実施の形態による薄膜トランジスタの
製造工程図として、先に図9に示されるように下部絶縁
膜(61)が既に形成された基板上に薄膜トランジスタ
のソース及びドレーン用ポリシリコン膜(62)とポリ
シリコン膜の層間絶縁膜(63)を順次に形成する。こ
のとき、ソース及びドレーンポリシリコン膜(62)に
は勿論不純物が注入されたポリシリコン膜を使用し、ポ
リシリコン膜の層間絶縁膜にはポリシリコン膜の間の絶
縁膜なる酸化膜または窒化膜を使用する次いで、図10
のようにソース及びドレーンマスク作業及び蝕刻工程を
介してポリシリコン膜の層間絶縁膜(63)及びソース
及びドーンポリシリコン膜(62)の所定の部位を下部
絶縁膜(61)が露出されるよう蝕刻してソース及びド
レーンポリシリコン膜(62A、62B)をパターニン
グする。この際、パターニングされたソース及びドレー
ンポリシリコン膜(62A、62B)の側壁は露出さ
れ、その後チャネルと接続される。
チャネル用ポリシリコン膜(64)を形成した後チャネ
ルイオン注入を実施し、チャネル用ポリシリコン膜(6
4)上にゲート酸化膜(65)を形成する。
化膜(65)上にゲート用ポリシリコン膜(66)を形
成した後、ゲートマスクを使用してゲート用ポリシリコ
ン膜(66)、ゲート酸化膜(65)、チャネル用ポリ
シリコン膜(64)及びポリシリコン膜の層間絶縁層
(63)を順次に蝕刻する。
びドレーンシリコン膜をチャネルに比べて厚く形成して
ソース及びドレーンの抵抗を滅少させ薄膜トランジスタ
のオンの時の電流を向上させ、SRAMセルに本発明の
薄膜トランジスタを使用する場合には別途のドレーンコ
ンタクト工程を省略することができるからゲート酸化膜
の損傷を防止して薄膜トランジスタの特性を向上させる
効果がある。
タの構造を示す断面面
が適用されるSRAMセル部分の断面面
る薄膜トランジスタの製造工程の第1工程を示す図
タの構造を示す断面図
薄膜トランジスタの製造工程の第1工程を示す図
Claims (12)
- 【請求項1】 所定のサイズのゲート電導膜パターン;
上記ゲート電導膜パターンをくるむゲート絶縁膜;上記
ゲート絶縁膜上のチャネル電導膜;上記チャネル電導膜
上のマスク絶縁膜;及び上記マスク絶縁膜上に形成され
るが各々分離され上記ゲート電導膜の側壁の部位で上記
チャネル電導膜と接続されるソース及びドレーン電導膜
を包含することを特徴とする薄膜トランジスタ。 - 【請求項2】 上記ソース及びドレーン電導膜は上記チ
ャネル電導膜より相対的に大きい厚さを有する電導膜で
あることを特徴とする請求項1記載の薄膜トランジス
タ。 - 【請求項3】 ゲート用第1電導膜を蒸着した後ゲート
マスクを使用してパターニングする段階;ゲート絶縁
膜,チャネル用第2電導膜,ポリシリコン膜の層間絶縁
膜を順次に蒸着した後チャネルマスクを使用して上記ポ
リシリコン膜の層間絶縁膜,上記第2電導膜及び上記ゲ
ート絶縁膜を順次に蝕刻する段階;及びソース及びドレ
ーン用第3電導膜を蒸着した後ソース及びドレーンマス
クを使用して上記第3電導膜を蝕刻する段階を包含して
なることを特徴とする薄膜トランジスタ製造方法。 - 【請求項4】 上記ソース及びドレーン用第3電導膜は
上記チャネル用第2電導膜より相対的に厚く形成するこ
とを特徴とする請求項3記載の薄膜トランジスタ製造方
法。 - 【請求項5】 上記第1電導膜,第2電導膜及び第3電
導膜は不純物が注入されたポリシリコン膜であることを
特徴とする請求項3記載の薄膜トランジスタ製造方法。 - 【請求項6】 上記ポリシリコン膜の層間絶縁膜は酸化
膜又は窒化膜であることを特徴とする請求項3記載の薄
膜トランジスタ製造方法。 - 【請求項7】 各々分離され、パターニングされたソー
ス及びドレーン電導膜;上記ソース及びドレーン電導膜
が分離された地域の上記ソース及びドレーン電導膜の側
壁と接続され、上記ソース及びドレーン電導膜の上部の
一部の地域にマスク絶橡膜を介して絶縁されオバーラッ
プされるように形成されたチャネル電導膜;上記チャネ
ル電導膜上に形成されたゲート絶縁膜;及び上記ゲート
絶縁膜上のゲート電導膜を包含することを特徴とする薄
膜トランジスタ。 - 【請求項8】 上記ソース及びドレーン電導膜は上記チ
ャネル電導膜より相対的に大きい厚さを有する電導膜で
あることを特徴とする請求項7記載の薄膜トランジス
タ。 - 【請求項9】 ソース及びドレーン用第1電導膜とポリ
シリコン膜の層間絶縁膜を順次に形成する段階;ソース
及びドレーンマスクを使用して上記ポリシリコン膜の層
間絶縁膜及び上記第1電導膜を蝕亥刻する段階;全体の
構造の上部にチャネル用第2電導膜、ゲート絶縁膜及び
ゲート用第3電導膜を順次に形成する段階;ゲートマス
クを使用して上記第3電導膜、上記ゲート絶縁膜、上記
第2電導膜及び上記ポリシリコン膜の層間絶縁膜を順次
に蝕刻する段階を包含してなること特徴とする薄膜トラ
ンジスタ製造方法。 - 【請求項10】 上記ソース及びドレーン用第1電導膜
は上記チャネル用第2電導膜より相対的に大きい厚さを
有する電導膜であることを特徴とする請求項9記載の薄
膜トランジスタ製造方法。 - 【請求項11】 上記第1電導膜、第2電導膜及び第3
電導膜は不純物が注入されたポリシリコン膜であること
を特徴とする請求項9記載の薄膜トランジスタ製造方
法。 - 【請求項12】 上記ポリシリコン膜の層間絶縁膜は酸
化膜または窒化膜であることを特徴とする請求項11記
載の薄膜トランジスタ製造方法。
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