JPH0828501B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

Info

Publication number
JPH0828501B2
JPH0828501B2 JP60261149A JP26114985A JPH0828501B2 JP H0828501 B2 JPH0828501 B2 JP H0828501B2 JP 60261149 A JP60261149 A JP 60261149A JP 26114985 A JP26114985 A JP 26114985A JP H0828501 B2 JPH0828501 B2 JP H0828501B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
impurity concentration
gate
gate electrode
mosfet
region
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60261149A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62122273A (en
Inventor
幸祐 奥山
和宏 小森
淳史 荻島
久郎 甲藤
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP60261149A priority Critical patent/JPH0828501B2/en
Publication of JPS62122273A publication Critical patent/JPS62122273A/en
Publication of JPH0828501B2 publication Critical patent/JPH0828501B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はMOS型電界効果トランジスタ(MOSFET)を有
する半導体装置に関し、特にショートチャネルMOSFETの
特性の向上を図った半導体装置及びその製造方法に関す
るものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor device having a MOS field effect transistor (MOSFET), and more particularly to a semiconductor device with improved characteristics of a short channel MOSFET and a method for manufacturing the same.

〔背景技術〕 半導体装置の高集積化に伴ってMOSFETのゲート長は1
μmからサブミクロンへと微細化が進められている。こ
のゲート長の縮小化に伴ってソース・ドレイン領域の接
合の浅型化、ゲート絶縁膜の薄型化等の問題が生じてい
るが、これと同時にホットキャリヤ注入によるMOSFET特
性の劣化が問題とされている。即ち、ドレイン近傍にお
ける衝突電離により生成されたホットな電子或いは正孔
からなるキャリヤがゲート酸化膜中に注入され、このホ
ットキャリヤがゲートしきい値電圧を変動させてMOSFET
特性を劣化、即ちホットキャリヤ耐圧やドレイン耐圧の
低下を生じさせる。
[Background Art] With the high integration of semiconductor devices, the gate length of MOSFET is 1
Miniaturization is progressing from μm to submicron. Along with this reduction in gate length, problems such as shallower junctions in the source / drain regions and thinner gate insulating films have arisen, but at the same time, the deterioration of MOSFET characteristics due to hot carrier injection has become a problem. ing. That is, carriers composed of hot electrons or holes generated by impact ionization in the vicinity of the drain are injected into the gate oxide film, and the hot carriers change the gate threshold voltage to change the MOSFET.
The characteristics are deteriorated, that is, the hot carrier breakdown voltage and the drain breakdown voltage are lowered.

ここで、ホットキャリア耐圧とは、その電圧で一定期
間MOSFETを動作させた時に、ホットキャリアによりMOS
特性(例えば相互コンダクタンスgm)がある許容範囲以
下にまで低下してしまう電圧である。また、ドレイン耐
圧とは、その電圧をドレインに印加したとき、ドレイン
とソースとの間が導通(ドレイン・ソース及び基板から
なる寄生トランジスタがオン)してしまう電圧である。
Here, the hot carrier breakdown voltage means that when the MOSFET is operated at that voltage for a certain period of time,
This is the voltage at which the characteristic (for example, mutual conductance g m ) drops below a certain allowable range. Further, the drain breakdown voltage is a voltage at which conduction between the drain and the source occurs (the parasitic transistor including the drain / source and the substrate is turned on) when the voltage is applied to the drain.

このため、ドレイン近傍における電界を緩和して衝突
電離によるホットキャリヤの低減を図る試みがなされて
おり、その一つにLDD(Lightly Doped Drain)構造のMO
SFETがある。このLDD構造は、第7図に示すように、半
導体基板1、ゲート酸化膜2、ゲート電極3及びソース
・ドレイン領域4,5からなるMOSFETにおいて、ソース・
ドレイン領域4,5を高不純物濃度領域4a,5aと、チャネル
側に設けた浅い低不純物濃度領域4b,5bとで構成したも
のであり、この低不純物濃度領域4b,5bの電界緩和作用
によってドレイン近傍における衝突電離を抑制し、ホッ
トキャリヤの低減を図っている。
Therefore, attempts have been made to reduce the electric field near the drain to reduce hot carriers due to impact ionization. One of them is the MOD of LDD (Lightly Doped Drain) structure.
There is SFET. As shown in FIG. 7, this LDD structure is used in a MOSFET including a semiconductor substrate 1, a gate oxide film 2, a gate electrode 3 and source / drain regions 4 and 5,
The drain regions 4 and 5 are composed of high impurity concentration regions 4a and 5a and shallow low impurity concentration regions 4b and 5b provided on the channel side. The collision ionization in the vicinity is suppressed and the hot carriers are reduced.

ところで、このLDD構造は通常ゲート電極を利用した
自己整合法によって製造しており、ゲート電極3を用い
て低不純物濃度領域を形成した後、ゲート電極3の両側
にサイドウォール6,6をCVD膜等によって形成し、このサ
イドウォール6,6を含むゲート電極3を用いて高不純物
濃度領域の形成を行っている。このため、形成されるLD
D構造は、同図から明らかなように、高不純物濃度領域4
a,5aの各内側端は略サイドウォール6,6の両端に位置さ
れ、低不純物濃度領域4b,5bはゲート電極3の両端位置
からサイドウォール6,6の下側に亘る領域に配設される
ことになる。
By the way, this LDD structure is usually manufactured by a self-alignment method using a gate electrode, and after forming a low impurity concentration region using the gate electrode 3, side walls 6 and 6 are formed on both sides of the gate electrode 3 by a CVD film. And the like, and a high impurity concentration region is formed by using the gate electrode 3 including the side walls 6, 6. Therefore, the LD formed
As is clear from the figure, the D structure has a high impurity concentration region 4
The inner ends of a and 5a are located substantially at both ends of the sidewalls 6 and 6, and the low impurity concentration regions 4b and 5b are arranged in the region extending from both end positions of the gate electrode 3 to the lower side of the sidewalls 6 and 6. Will be.

このようなLDD構造のMOSFETについて本発明者が種々
の実験を行ったところ、このLDD構造のMOSFETでは、低
不純物濃度領域4b,5bの濃度を低減すればそれだけ電界
の緩和には有効であるが、低不純物濃度領域におけるホ
ットキャリヤの不安定性やシリーズ抵抗の増大等が考え
られるために、低濃度化には自ら限界があり、ホットキ
ャリヤの発生減少にも限度があることが判明した。この
点について本発明者が検討を加えたところ、この原因の
一つとしてゲート電極3の両側に設けたサイドウォール
6,6にはホットキャリヤのトラップとして作用する結晶
欠陥が多く発生しており、ドレイン近傍で発生したホッ
トキャリヤがゲート酸化膜2よりもサイドウォール6,6
中に注入されてここに蓄積され、しかもこのサイドウォ
ール6,6が低不純物濃度領域4b,5bの直上位置に設けられ
ているので低不純物濃度領域に大きく影響するために、
MOSFET特性の劣化を引き起こすことがあると推測され
る。
The inventors of the present invention have conducted various experiments on such LDD structure MOSFETs. In this LDD structure MOSFET, reducing the concentration of the low impurity concentration regions 4b and 5b is effective in alleviating the electric field. It was found that there is a limit to reducing the concentration by itself due to instability of hot carriers in the low impurity concentration region and an increase in series resistance. When the present inventor has examined this point, one of the causes is that the sidewalls provided on both sides of the gate electrode 3 are
Many crystal defects that act as hot carrier traps are generated in 6, 6, and the hot carriers generated in the vicinity of the drain are more sidewalls than the gate oxide film 2.
It is injected into and accumulated here, and since the side walls 6 and 6 are provided directly above the low impurity concentration regions 4b and 5b, they greatly affect the low impurity concentration region.
It is presumed that this may cause deterioration of MOSFET characteristics.

なお、LDD構造については、例えばアイイーイーイー
トランザクションズオンエレクトロンデバイセズ,オー
ディー29巻,4号(IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DETI
CES,VOL,ED-29,No.4,)のP590〜P596に示されている。
Regarding the LDD structure, for example, IEE Transactions on Electron Devices, Vol. 29, No. 4 (IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DETI
CES, VOL, ED-29, No.4,) P590-P596.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明の目的は、LDD構造のMOSFETにおけるホットキ
ャリヤ耐圧及びドレイン耐圧の向上を図ってMOSFET特性
の向上を図ることのできる半導体装置を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of improving the hot carrier withstand voltage and drain withstand voltage in an LDD-structured MOSFET to improve the MOSFET characteristics.

また、本発明の他の目的は、ホットキャリヤ耐圧やド
レイン耐圧の良好なMOSFETを有する半導体装置の有効な
製造方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an effective manufacturing method of a semiconductor device having a MOSFET having a good hot carrier breakdown voltage and drain breakdown voltage.

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴
は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになる
であろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

本願において開示される発明のうち代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
The outline of a typical one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

すなわち、LDD構造のMOSFETにおいて、ゲート電極が
少なくともドレイン領域の低不純物濃度領域上を覆うよ
うに構成することにより、低不純物濃度直上におけるサ
イドウォール等のホットキャリヤのトラップ部位を解消
し、MOSFETにおけるホットキャリヤ耐圧やドレイン耐圧
の向上を図ることができる。
That is, in the LDD structure MOSFET, the gate electrode is configured to cover at least the low impurity concentration region of the drain region, thereby eliminating hot carrier trapping sites such as sidewalls directly above the low impurity concentration, and eliminating the hot region in the MOSFET. The carrier breakdown voltage and drain breakdown voltage can be improved.

また、ゲート電極(第1ゲート)のパターン形成前
に、これよりも狭い幅のマスク(第2ゲート)を形成し
て低不純物濃度領域を形成し、しかる上でこの低不純物
濃度領域を覆うようにゲート電極をパターン形成し、か
つ高不純物濃度領域を形成してLDD構造のMOSFETを製造
することにより、これまでのLDDMOSFETの製造工程を大
幅に変更することなく容易に前記構造のMOSFETを製造す
ることができる。
Before forming the pattern of the gate electrode (first gate), a mask (second gate) having a narrower width is formed to form a low impurity concentration region, and then the low impurity concentration region is covered. By manufacturing the LDD structure MOSFET by patterning the gate electrode and forming a high impurity concentration region on the LDD structure, the structure of the LDD MOSFET can be easily manufactured without significantly changing the manufacturing process of the LDD MOSFET. be able to.

〔参考例1〕 第1図は本発明の一参考例のMOSFETを示しており、一
導電型、例えばP-型のシリコン基板11の主面にフィール
ド酸化膜17を形成することにより活性領域を画成し、こ
の活性領域にゲート酸化膜12及び多結晶シリコンからな
るゲート電極13を形成する。また、前記シリコン基板11
の主面には基板と逆導電型(N型)の高不純物濃度領域
14a,15aと低不純物濃度領域14b,15bからなるソース・ド
レイン領域14,15を形成している。そして、ここでは前
記ゲート電極13は前記低不純物濃度領域14b,15bの略全
域を覆うような長さ、即ちゲート電極13の両端が高不純
物濃度領域14a,15aに夫々達するような長さに構成して
いる。図中、18はゲート電極13上に形成したシリコン酸
化膜でゲート電極13よりも短く形成しており、その両側
にはCVDシリコン酸化膜からなるサイドウォール絶縁膜1
6,16が形成してある。また、19は層間絶縁膜、20,21は
夫々ソース電極及びドレイン電極である。
Reference Example 1 FIG. 1 shows a MOSFET according to a reference example of the present invention, in which an active region is formed by forming a field oxide film 17 on the main surface of a silicon substrate 11 of one conductivity type, for example, P type. A gate oxide film 12 and a gate electrode 13 made of polycrystalline silicon are formed in this active region. In addition, the silicon substrate 11
High impurity concentration region of the opposite conductivity type (N type) to the substrate
Source / drain regions 14 and 15 formed of 14a and 15a and low impurity concentration regions 14b and 15b are formed. Further, here, the gate electrode 13 is configured to have a length so as to cover substantially the entire region of the low impurity concentration regions 14b and 15b, that is, a length such that both ends of the gate electrode 13 reach the high impurity concentration regions 14a and 15a, respectively. are doing. In the figure, 18 is a silicon oxide film formed on the gate electrode 13 and is formed shorter than the gate electrode 13, and a sidewall insulating film 1 made of a CVD silicon oxide film is formed on both sides thereof.
6,16 are formed. Further, 19 is an interlayer insulating film, and 20 and 21 are a source electrode and a drain electrode, respectively.

この構成によれば、ソース・ドレイン領域14,15は夫
々チャネル領域側に低不純物濃度領域14b,15bを構成し
ているため、これまでのLDD構造と同様にソース・ドレ
イン領域間の特にドレイン近傍における電界を緩和し、
衝突電離によるホットキャリヤの発生を抑制してホット
キャリア耐圧の向上を図ることができる。また、この構
成ではゲート電極13が低不純物濃度領域14b,15bを覆う
ように形成しているので、この低不純物濃度領域14b,15
bの直上位置にはサイドウォールとしてのホットキャリ
ヤのトラップが多いCVDシリコン酸化膜が存在すること
はなく、ホットキャリヤが発生された場合にも低不純物
濃度領域直上位置に注入されたホットキャリヤが保持
(トラップ)されることはない。これにより、低不純物
濃度領域におけるホットキャリヤの影響が低減され、ド
レイン耐圧の向上等MOSFETの特性の向上を図ることがで
きる。
According to this structure, since the source / drain regions 14 and 15 form the low impurity concentration regions 14b and 15b on the channel region side, respectively, as in the conventional LDD structure, especially between the source / drain regions and near the drain. Relaxes the electric field at
It is possible to suppress the generation of hot carriers due to impact ionization and improve the hot carrier breakdown voltage. Further, in this structure, since the gate electrode 13 is formed so as to cover the low impurity concentration regions 14b and 15b, the low impurity concentration regions 14b and 15b are formed.
There is no CVD silicon oxide film with many hot carrier traps as a sidewall just above b, and even if hot carriers are generated, the hot carriers injected just above the low impurity concentration region are retained. It is not (trapped). As a result, the influence of hot carriers in the low impurity concentration region is reduced, and the characteristics of the MOSFET can be improved, such as the drain breakdown voltage being improved.

次に、前記MOSFETの製造方法を第2図(A)〜(F)
を用いて説明する。
Next, a method of manufacturing the MOSFET will be described with reference to FIGS.
Will be explained.

先ず、同図(A)のように、P-型のシリコン単結晶か
らなる半導体基板11に常法によってフィールド酸化膜17
とゲート酸化膜12を形成する。そして、同図(B)のよ
うに、全面に多結晶シリコン13Aを成長させ、かつその
表面を熱酸化してシリコン酸化膜18Aを形成する。そし
て、フォトレジスト22等を用いて同図(C)のように前
記シリコン酸化膜18Aを実効チャネル長に相当する長さ
にパターンエッチングする。そして、このフォトレジス
ト22及びエッチングされたシリコン酸化膜18をマスクと
して基板と逆導電型の不純物、例えばリンを低ドーズ量
(例えば、1〜5×1012cm-2)でイオン打ち込みして低
不純物濃度(N-型)領域14b,15bを形成する。
First, as shown in FIG. 3A, a field oxide film 17 is formed on a semiconductor substrate 11 made of P type silicon single crystal by a conventional method.
And a gate oxide film 12 is formed. Then, as shown in FIG. 3B, polycrystalline silicon 13A is grown on the entire surface and the surface thereof is thermally oxidized to form a silicon oxide film 18A. Then, using the photoresist 22 and the like, the silicon oxide film 18A is pattern-etched to a length corresponding to the effective channel length as shown in FIG. Then, using the photoresist 22 and the etched silicon oxide film 18 as a mask, impurities having a conductivity type opposite to that of the substrate, such as phosphorus, are ion-implanted at a low dose amount (for example, 1 to 5 × 10 12 cm −2 ) to reduce the amount. Impurity concentration (N type) regions 14b and 15b are formed.

次いで、同図(D)のように、基板上全面にCVD法に
よってシリコン酸化膜16Aを成長させ、その後これを反
応性イオンエッチング法等の異方性の高いドライエッチ
ング法、例えばRIE(反応性イオンエッチング)によっ
てエッチングすることにより、同図(E)のように前記
シリンコン酸化膜18の両側にサイドウォール16,16を形
成する。この場合、サイドウォール16,16の長さは成長
させたCVDシリコン酸化膜16Aの厚さに依存されることは
言うまでもない。
Next, as shown in FIG. 3D, a silicon oxide film 16A is grown on the entire surface of the substrate by a CVD method, and then this is subjected to a highly anisotropic dry etching method such as a reactive ion etching method, eg, RIE (reactivity By etching by ion etching, side walls 16 and 16 are formed on both sides of the silicon oxide film 18 as shown in FIG. In this case, it goes without saying that the lengths of the side walls 16 and 16 depend on the thickness of the grown CVD silicon oxide film 16A.

そして、このシリコン酸化膜18及びサイドウォール1
6,16をマスクとして前記多結晶シリコン13Aをエッチン
グし、同図(F)のようにゲート電極13をパターン形成
する。その上で、このゲード電極13をマスクにして基板
と逆導電型の不純物、例えば砒素を高ドーズ量(0.5〜
1.0×1016cm-2)でイオン打ち込みして高不純物濃度(N
+型)領域14a,15aを形成する。これにより、ソース・ド
レイン領域14,15は前述のようにLDD構造とされ、かつ高
不純物濃度領域14a,15aの形成によってチャネル領域両
側に残されるように形成された低不純物濃度領域14b,15
bは、その上部を前記ゲート電極13に覆われた構成にさ
れる。
Then, the silicon oxide film 18 and the sidewall 1
The polycrystalline silicon 13A is etched by using the masks 6 and 16 as a mask to pattern the gate electrode 13 as shown in FIG. Then, using the gate electrode 13 as a mask, an impurity of a conductivity type opposite to that of the substrate, such as arsenic, is applied at a high dose (0.5 to 0.5).
Ion implantation at 1.0 × 10 16 cm -2 ) for high impurity concentration (N
+ Type) regions 14a and 15a are formed. As a result, the source / drain regions 14 and 15 have the LDD structure as described above, and the low impurity concentration regions 14b and 15 are formed so as to remain on both sides of the channel region due to the formation of the high impurity concentration regions 14a and 15a.
b has a structure in which the upper portion thereof is covered with the gate electrode 13.

以下、常法によりゲート酸化膜12をエッチング除去し
てソース・ドレイン領域14,15のシリコン基板11主面を
露呈させ、その上で層間絶縁膜19を形成し、コンタクト
ホールを開設した後にソース・ドレインの各電極20,21
を形成することにより、第1図に示すMOSFETを得ること
ができる。
After that, the gate oxide film 12 is removed by etching by a conventional method to expose the main surface of the silicon substrate 11 in the source / drain regions 14 and 15, an interlayer insulating film 19 is formed thereon, and a contact hole is formed after forming a contact hole. Each drain electrode 20,21
By forming the MOSFET, the MOSFET shown in FIG. 1 can be obtained.

〔参考例2〕 第3図(A),(B)は本発明の他の参考例を示すも
のである。この参考例では前記参考例のシリコン酸化膜
18に代えて高融点金属シリサイド膜23を使用している。
Reference Example 2 FIGS. 3A and 3B show another reference example of the present invention. In this reference example, the silicon oxide film of the reference example is used.
A refractory metal silicide film 23 is used instead of 18.

即ち、前記第2図(B)のときに多結晶シリンコン13
A上にタングステン(又はモリブテン,チタン,タンタ
ル)等の高融点金属を形成しかつこれをシリサイド化反
応させ、或いは直接スパッタ又はCVDにより高融点金属
シリサイドを形成する。そして、これをフォトレジスト
22を利用してパターンエッチングすることにより第3図
(A)のように多結晶シリコン13A上にパターン形成し
た高融点金属シリサイド膜23を得ている。そして、この
高融点金属シリサイド膜23をマスクにして不純物のイオ
ン打ち込みを行い、低不純物濃度領域14b,15bを形成す
る。
That is, in the case of FIG.
A refractory metal such as tungsten (or molybdenum, titanium, tantalum) is formed on A and a silicidation reaction is performed on this, or a refractory metal silicide is directly formed by sputtering or CVD. And this is photoresist
Pattern etching is performed using 22 to obtain a refractory metal silicide film 23 having a pattern formed on the polycrystalline silicon 13A as shown in FIG. Then, using the refractory metal silicide film 23 as a mask, ion implantation of impurities is performed to form the low impurity concentration regions 14b and 15b.

次いで、第2図の工程と全く同様にして高融点金属シ
リサイド膜23の両側にサイドウォール16,16を形成す
る。このシリサイド膜23及びサイドウォール16をマスク
として第3図(B)のように多結晶シリコン13Aをパタ
ーン形成してゲート電極13を形成し、更に不純物のイオ
ン打ち込みを行って高不純物濃度領域14a,15aを形成す
る。
Then, sidewalls 16 and 16 are formed on both sides of the refractory metal silicide film 23 in exactly the same manner as in the step of FIG. Using the silicide film 23 and the sidewalls 16 as a mask, the polycrystalline silicon 13A is patterned to form the gate electrode 13 as shown in FIG. 3 (B), and the impurity is ion-implanted to form the high impurity concentration region 14a, Form 15a.

以下、参考例1と同様に層間絶縁膜やソース・ドレイ
ン電極を形成すれば、LDD構造のMOSFETが完成される。
After that, if an interlayer insulating film and source / drain electrodes are formed in the same manner as in Reference Example 1, an LDD structure MOSFET is completed.

本参考例によってもLDD構造のソース・ドレイン領域1
4,15の低不純物濃度領域14b,15bはゲート電極13によっ
てその上部が覆われることになり、前記第1図の構造の
ものと同様にMOSFET特性の向上を達成できる。なお、本
実施例のMOSFETはゲート電極13をシリサイド化している
ので、高速動作を可能とする。
Also in this reference example, the source / drain region 1 of the LDD structure
The upper portions of the low impurity concentration regions 14b and 15b of 4, 15 are covered with the gate electrode 13, and the MOSFET characteristics can be improved similarly to the structure of FIG. In addition, since the gate electrode 13 is silicided in the MOSFET of this embodiment, high speed operation is possible.

〔参考例3〕 第4図(A),(B)は更に他の参考例を示してお
り、前記第1図と第3図の参考例を複合させた構造とし
ている。
Reference Example 3 FIGS. 4A and 4B show still another reference example, which has a structure in which the reference examples shown in FIGS. 1 and 3 are combined.

即ち、第4図(A)のように多結晶シリコン13A上に
高融点金属シリサイド膜23とシリコン酸化膜18を積層成
長した上でこれらを一体的にフォトレジスト22でパター
ン形成し、これをマスクにして低不純物濃度領域14b,15
bを形成する。その後、高融点金属シリサイド膜23及び
シリコン酸化膜18の両側にサイドウォール16,16を形成
し、これをマスクにして多結晶シリコン13Aをパターン
形成して同図(B)のようにゲート電極13を形成する。
そして、これをマスクにして高不純物濃度領域14a,15a
を形成し、前記各参考例と同様のMOSFETを構成できる。
That is, as shown in FIG. 4 (A), a refractory metal silicide film 23 and a silicon oxide film 18 are laminated and grown on the polycrystalline silicon 13A, and then these are integrally patterned with a photoresist 22 to form a mask. And low impurity concentration regions 14b, 15
form b. After that, sidewalls 16 and 16 are formed on both sides of the refractory metal silicide film 23 and the silicon oxide film 18, and using this as a mask, the polycrystalline silicon 13A is patterned to form the gate electrode 13 as shown in FIG. To form.
Then, using this as a mask, the high impurity concentration regions 14a, 15a
To form a MOSFET similar to that of each of the reference examples.

本参考例のMOSFETでは、ゲート電極13のシリサイド化
によって高速動作を可能にするとともに、多結晶シリコ
ン13Aのエッチング時に際しては、シリコン酸化膜18に
よってエッチングダメージから高融点金属シリサイド膜
23を保護できる。
In the MOSFET of the present reference example, high-speed operation is enabled by siliciding the gate electrode 13, and at the time of etching the polycrystalline silicon 13A, the silicon oxide film 18 causes etching damage due to the refractory metal silicide film.
Can protect 23.

〔参考例4〕 第5図(A)〜(D)は更に異なる実施例をその製造
方法とともに示す。
Reference Example 4 FIGS. 5 (A) to 5 (D) show still another embodiment and its manufacturing method.

この実施例は、先ず同図(A)のように多結晶シリコ
ン13Bを比較的厚く成長させ更にシリコン酸化膜18BをCV
D又は熱酸化により形成する。その上でフォトレジスト2
2のマスクを形成する。そして、同図(B)のようにこ
のフォトレジスト22をマスクとして前記シリコン酸化膜
18B及び多結晶シリコン13Bを厚さ方向の途中までエッチ
ングする。この状態で不純物をイオン打ち込みし、低不
純物濃度領域14b,15bを形成する。
In this embodiment, first, the polycrystalline silicon 13B is grown relatively thick as shown in FIG.
Formed by D or thermal oxidation. Photoresist on it 2
Form the second mask. Then, as shown in FIG. 7B, the photoresist 22 is used as a mask to form the silicon oxide film.
18B and polycrystalline silicon 13B are etched halfway in the thickness direction. In this state, impurities are ion-implanted to form low impurity concentration regions 14b and 15b.

次いで、フォトレジスト22を除去した後、同図(C)
のように、基板上全面に成長させたCVDシリコン酸化膜
の成長及びその異方性エッチングによって、シリコン酸
化膜18B及びエッチングされなかった多結晶シリコン13B
の部分の両側にサイドウォール16,16を形成する。そし
て、この状態でシリコン酸化膜18B及び16をマスクとし
て再度多結晶シリコン13Bをエッチングして薄い部分の
多結晶シリコンを完全にエッチングさせると、同図
(D)のように多結晶シリコンのサイドウォール16,16
下側の部分及びこれらに挟まれる厚い部分のみが残され
てゲート電極13が形成される。その上で、このゲート電
極13をマスクにして高不純物濃度領域14a,15aをイオン
打ち込みによって形成し、前記各参考例と同様のMOSFET
を完成する。
Next, after removing the photoresist 22, the same figure (C)
As described above, by the growth of the CVD silicon oxide film grown on the entire surface of the substrate and its anisotropic etching, the silicon oxide film 18B and the unetched polycrystalline silicon 13B are formed.
Sidewalls 16 and 16 are formed on both sides of the portion. Then, in this state, the polycrystalline silicon 13B is etched again by using the silicon oxide films 18B and 16 as masks to completely etch the thin polycrystalline silicon, and as shown in FIG. 16,16
The gate electrode 13 is formed by leaving only the lower part and the thick part sandwiched therebetween. Then, by using this gate electrode 13 as a mask, high impurity concentration regions 14a and 15a are formed by ion implantation, and a MOSFET similar to the above-mentioned reference examples is formed.
To complete.

本参考例では、多結晶シリコン13Bのみを形成すれば
よく、シリコン酸化膜や金属シリサイド膜等を形成する
必要がないので、製造工程を短縮できる。
In this reference example, only the polycrystalline silicon 13B needs to be formed, and it is not necessary to form a silicon oxide film, a metal silicide film, or the like, so that the manufacturing process can be shortened.

〔本発明の具体的実施例〕[Specific Examples of the Present Invention]

第6図(A),(B)は本発明の具体的実施例を示
す。
6 (A) and 6 (B) show a specific embodiment of the present invention.

この実施例では、同図(A)のように、多結晶シリコ
ン13A上に高融点金属シリサイド膜23,シリコン酸化膜18
を積層して形成した後、第4図(A)のときと同様にこ
れら高融点金属シリサイド膜23とシリコン酸化膜18をフ
ォトレジスト22をマスクとしてパターンエッチングす
る。この状態で低不純物濃度領域14b,15bを形成する。
In this embodiment, the refractory metal silicide film 23 and the silicon oxide film 18 are formed on the polycrystalline silicon 13A as shown in FIG.
Then, the refractory metal silicide film 23 and the silicon oxide film 18 are pattern-etched using the photoresist 22 as a mask, as in the case of FIG. 4 (A). In this state, the low impurity concentration regions 14b and 15b are formed.

次いで、全面にCVDシリコン酸化膜を成長しかつこれ
を異方性エッチングすることにより前記高融点金属シリ
サイド膜23とシリコン酸化膜18の両側に第6図(B)の
ようにサイドウォール16,16を形成する。
Then, a CVD silicon oxide film is grown on the entire surface and anisotropically etched to form sidewalls 16 and 16 on both sides of the refractory metal silicide film 23 and the silicon oxide film 18 as shown in FIG. 6B. To form.

しかる上で、このサイドウォール16,16を利用して多
結晶シリコン13Aをパターン形成してゲート電極13を形
成し、更に本実施例では再度CVDシリコン酸化膜を基板
上全面に成長しかつこれを異方性エッチングすることに
より、同図(B)のように前記サイドウォール16,16及
びゲート電極13の両側にサイドウォール24,24を形成す
る。そして、このサイドウォール24,24及びゲート電極1
3等をマスクとして高不純物濃度領域14a,15aを形成す
る。
Then, using the side walls 16 and 16, polycrystalline silicon 13A is patterned to form a gate electrode 13, and in this embodiment, a CVD silicon oxide film is grown on the entire surface of the substrate again and this is formed. By anisotropic etching, side walls 24, 24 are formed on both sides of the side walls 16, 16 and the gate electrode 13 as shown in FIG. Then, the side walls 24, 24 and the gate electrode 1
High impurity concentration regions 14a and 15a are formed using 3 or the like as a mask.

本実施例では全ての膜をサイドウォール16,24で覆っ
ているので、その後におけるゲート酸化膜12のエッチン
グ時におけるこれら膜のエッチングダメージを防止でき
る。
Since all the films are covered with the sidewalls 16 and 24 in this embodiment, it is possible to prevent etching damage to these films during the subsequent etching of the gate oxide film 12.

〔効果〕〔effect〕

(1)LDD構造のMOSFETにおいて、ゲート電極がソース
・ドレイン領域の低不純物濃度領域上を覆うように構成
しているので、低不純物濃度直上におけるサイドウォー
ル等のホットキャリヤのトラップ部位を解消し、MOSFET
におけるホットキャリヤ耐圧やドレイン耐圧の向上を図
ることができる。
(1) In the LDD structure MOSFET, since the gate electrode is configured to cover the low impurity concentration region of the source / drain region, the hot carrier trapping site such as the sidewall immediately above the low impurity concentration is eliminated, MOSFET
It is possible to improve the hot carrier breakdown voltage and the drain breakdown voltage.

(2)ゲート電極のパターン形成前に、これよりも狭い
幅のマスクを形成して低不純物濃度領域を形成し、しか
る上でこの低不純物濃度領域を覆うようにゲート電極を
パターン形成し、かつ高不純物濃度領域を形成してLDD
構造のMOSFETを製造することにより、これまでのLDDMOS
FETの製造工程を大幅に変更することなく容易に前記構
造のMOSFETを製造することができる。
(2) Before forming the pattern of the gate electrode, a mask having a narrower width is formed to form a low impurity concentration region, and then the gate electrode is patterned so as to cover the low impurity concentration region, and LDD by forming high impurity concentration region
By manufacturing the MOSFET of the structure, LDDMOS
It is possible to easily manufacture the MOSFET having the above structure without significantly changing the manufacturing process of the FET.

(3)低不純物濃度領域を形成するためのマスクに金属
シリサイド膜を利用しているので、この金属シリサイド
膜がゲート電極と一体化してゲート電極の低抵抗化を図
り、MOSFETの高速化を達成できる。
(3) Since the metal silicide film is used as a mask for forming the low impurity concentration region, the metal silicide film is integrated with the gate electrode to reduce the resistance of the gate electrode and achieve high speed MOSFET. it can.

(4)低不純物濃度領域を形成するためのマスクの両側
にサイドウォールを形成しているので、これらマスクを
構成する膜を、ゲート電極のパターン形成に際してのエ
ッチングダメージから防止できる。
(4) Since the sidewalls are formed on both sides of the mask for forming the low impurity concentration region, the films forming these masks can be prevented from being damaged by etching when forming the pattern of the gate electrode.

(5)ゲート電極を構成する多結晶シリコンを厚く形成
しておき、これを部分的にエッチングして低不純物濃度
領域のマスク及びゲート電極を形成しているので、金属
シリサイド膜やシリコン酸化膜を形成する場合に比較し
て製造工程の簡易化を図ることができる。
(5) Since the polycrystalline silicon that constitutes the gate electrode is formed thick and is partially etched to form the mask and the gate electrode in the low impurity concentration region, the metal silicide film and the silicon oxide film are formed. The manufacturing process can be simplified as compared with the case of forming.

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづ
き具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified without departing from the scope of the invention. Nor.

たとえば、各半導体領域の導電型は逆であってもよ
い。又、本発明はN及びPチャネルMOSFETを備えた相補
型半導体装置(CMOSIC)にも適用できる。すなわち、CM
OSICにおけるN(P)チャネルMOSFETに適用して有効で
ある。また、第1図及び第2図,第3図,第5図の実施
例においても、最終的に形成したゲート電極の両側に、
第6図の実施例のように更にサイドウォールを形成して
おけば、後工程のエッチング時におけるエッチングダメ
ージからゲート電極を保護することができる。また、サ
イドウォールの長さを高不純物濃度領域を構成する不純
物の拡散速度に応じて適宜調整することにより、低不純
物濃度領域とこれを覆うゲート電極との関係を細かく調
整することができる。また、場合によってドレイン領域
のみをLDD構造とした場合には、このドレイン領域の低
不純物濃度領域上をゲート電極で覆うようにすればよ
い。
For example, the conductivity type of each semiconductor region may be opposite. The present invention can also be applied to a complementary semiconductor device (CMOS IC) having N and P channel MOSFETs. That is, CM
It is effective when applied to N (P) channel MOSFET in OSIC. Further, also in the embodiments shown in FIGS. 1, 2, 3, and 5, on both sides of the finally formed gate electrode,
If the side wall is further formed as in the embodiment of FIG. 6, the gate electrode can be protected from etching damage at the time of etching in a later step. Further, by appropriately adjusting the length of the sidewall according to the diffusion rate of the impurities forming the high impurity concentration region, it is possible to finely adjust the relationship between the low impurity concentration region and the gate electrode covering the low impurity concentration region. In some cases, when only the drain region has the LDD structure, the low impurity concentration region of the drain region may be covered with the gate electrode.

〔利用分野〕[Field of application]

以上の説明では主として本発明者によってなされた発
明をその背景となった利用分野であるMOSFET素子に単独
に適用した場合について説明したが、それに限定される
ものではなく、LDD構造のMOSFETを備える半導体集積回
路等の半導体装置の全てに適用できる。
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to the MOSFET element which is the field of application which is the background has been described, but the invention is not limited thereto and a semiconductor including an LDD structure MOSFET is provided. It can be applied to all semiconductor devices such as integrated circuits.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明に係る参考例の断面図、 第2図(A)〜(F)は第1図の参考例の製造方法を説
明するための断面工程図、 第3図(A),(B)は他の参考例の主要な製造工程を
示す断面図、 第4図(A),(B)は更に他の参考例の主要な製造工
程を示す断面図、 第5図(A)〜(D)は異なる参考例の主要な製造工程
を示す断面図、 第6図(A),(B)は本発明の構成を示す実施例の主
要な製造工程を示す断面図、 第7図は従来のLDD構造のMOSFETの断面図である。 1,11……半導体基板、2,12……ゲート酸化膜、3,13……
ゲート電極、4,14……ソース領域、5,15……ドレイン領
域、14a,15a……高不純物濃度領域、14b,15b……低不純
物濃度領域、16……サイドウォール、17……フィールド
酸化膜、18……シリコン酸化膜、19……層間絶縁膜、20
……ソース電極、21……ドレイン電極、22……フォトレ
ジスト、23……金属シリサイド膜、24……サイドウォー
ル。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view of a reference example according to the present invention, and FIGS. 2A to 2F are cross-sectional process diagrams for explaining a manufacturing method of the reference example of FIG. 3 (A) and 3 (B) are cross-sectional views showing main manufacturing steps of another reference example, and FIGS. 4 (A) and 4 (B) are cross-sectional views showing main manufacturing steps of still another reference example. 5 (A) to (D) are sectional views showing the main manufacturing steps of different reference examples, and FIGS. 6 (A) and 6 (B) are the main manufacturing steps of the embodiment showing the constitution of the present invention. FIG. 7 is a sectional view showing a conventional LDD structure MOSFET. 1,11 …… Semiconductor substrate, 2,12 …… Gate oxide film, 3,13 ……
Gate electrode, 4,14 ... Source region, 5,15 ... Drain region, 14a, 15a ... High impurity concentration region, 14b, 15b ... Low impurity concentration region, 16 ... Sidewall, 17 ... Field oxidation Film, 18 ... Silicon oxide film, 19 ... Interlayer insulating film, 20
Source electrode, 21 Drain electrode, 22 Photoresist, 23 Metal silicide film, 24 Sidewall.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 甲藤 久郎 東京都小平市上水本町1450番地 株式会社 日立製作所武蔵工場内 (56)参考文献 特開 昭57−83061(JP,A) 特開 昭60−113472(JP,A) 特開 昭61−201473(JP,A) 特開 昭61−119078(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hisaro Kudo 1450, Kamimizumoto-cho, Kodaira-shi, Tokyo Inside Musashi Plant, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-57-83061 (JP, A) JP-A-60 -113472 (JP, A) JP 61-201473 (JP, A) JP 61-119078 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基体主面に絶縁膜を介して第1ゲー
トとなるべき多結晶シリコン層を形成する工程、 その多結晶シリコン層上に第2ゲートとなるべき高融点
シリサイド層を形成する工程、 前記高融点シリサイド層を選択的にエッチングし、第2
ゲートをパターン形成する工程、 第2ゲートに自己整合されるようにして第1導電型を示
す不純物を前記基体内に導入して第1不純物濃度を有す
る第1領域を形成する工程、 第2ゲートにサイドウォール絶縁膜を形成する工程、 前記サイドウォール絶縁膜を利用して前記多結晶シリコ
ン層を選択的にエッチングし、第1ゲートをパターン形
成する工程、 前記第2ゲートに、前記第1ゲートのサイドウォール絶
縁膜を含めて連続的に覆うように他のサイドウォール絶
縁膜を形成する工程、 前記第2ゲートの他のサイドウォール絶縁膜に自己整合
されるようにして第1導電型を示す不純物を前記基体内
に導入して前記第1不純物濃度より高い第2不純物濃度
で、かつその第1領域よりも深い第2領域を形成する工
程、 とから成ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A step of forming a polycrystalline silicon layer to serve as a first gate on a main surface of a semiconductor substrate through an insulating film, and forming a refractory silicide layer to serve as a second gate on the polycrystalline silicon layer. A step of selectively etching the refractory silicide layer,
Patterning a gate, introducing an impurity having a first conductivity type into the substrate so as to be self-aligned with the second gate, and forming a first region having a first impurity concentration, a second gate Forming a sidewall insulating film on the first gate, patterning a first gate by selectively etching the polycrystalline silicon layer using the sidewall insulating film, forming a second gate on the first gate Forming another side wall insulating film so as to continuously cover the side wall insulating film including the side wall insulating film, and showing the first conductivity type so as to be self-aligned with the other side wall insulating film of the second gate. Introducing an impurity into the substrate to form a second region having a second impurity concentration higher than the first impurity concentration and deeper than the first region. Method of manufacturing a semiconductor device that.
JP60261149A 1985-11-22 1985-11-22 Method for manufacturing semiconductor device Expired - Lifetime JPH0828501B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60261149A JPH0828501B2 (en) 1985-11-22 1985-11-22 Method for manufacturing semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60261149A JPH0828501B2 (en) 1985-11-22 1985-11-22 Method for manufacturing semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62122273A JPS62122273A (en) 1987-06-03
JPH0828501B2 true JPH0828501B2 (en) 1996-03-21

Family

ID=17357782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60261149A Expired - Lifetime JPH0828501B2 (en) 1985-11-22 1985-11-22 Method for manufacturing semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0828501B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01138758A (en) * 1987-11-26 1989-05-31 Toshiba Corp Semiconductor device and manufacture thereof
JPH01206667A (en) * 1988-02-15 1989-08-18 Toshiba Corp Mos integrated circuit and manufacture thereof
US5141891A (en) * 1988-11-09 1992-08-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha MIS-type semiconductor device of LDD structure and manufacturing method thereof
JPH0311743A (en) * 1989-06-09 1991-01-21 Sony Corp Mis semiconductor device
US5061647A (en) * 1990-10-12 1991-10-29 Motorola, Inc. ITLDD transistor having variable work function and method for fabricating the same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5783061A (en) * 1980-11-11 1982-05-24 Nec Corp Manufacture of semiconductor integrated circuit
JPS60113472A (en) * 1983-11-24 1985-06-19 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device
JPS61119078A (en) * 1984-11-14 1986-06-06 Toshiba Corp Mos semiconductor device
JPS61201473A (en) * 1985-03-04 1986-09-06 Mitsubishi Electric Corp Manufacture of semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62122273A (en) 1987-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7358569B2 (en) Semiconductor device with semiconductor layer having various thickness
JP2513402B2 (en) Structure of semiconductor device and manufacturing method
KR19980029024A (en) MOSFET and manufacturing method
JPH11297984A (en) Structure of ldd type mos transistor and forming method
US6972222B2 (en) Temporary self-aligned stop layer is applied on silicon sidewall
JPH10223772A (en) Cmos semiconductor device and manufacture thereof
JP4424887B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JPH1187703A (en) Manufacture of semiconductor device
US6008100A (en) Metal-oxide semiconductor field effect transistor device fabrication process
JP3072754B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH0828501B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2638411B2 (en) Method for manufacturing MOS type semiconductor device
JP3963023B2 (en) Manufacturing method of semiconductor integrated device
JPH05198804A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH1145999A (en) Semiconductor device and manufacture thereof and image display device
JPH11312804A (en) Semiconductor device and its manufacture
JP3038740B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3394204B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device formed by the method
KR100415191B1 (en) Method for fabricating asymmetric cmos transistor
JP3260200B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH04245642A (en) Mos transistor and its manufacture
US7169655B2 (en) Field effect transistors and methods for manufacturing field effect transistors
JP2007027176A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR100247811B1 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2003258251A (en) Semiconductor device and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term