JPH08316478A - 逆t形トランジスタの改良された製造方法 - Google Patents
逆t形トランジスタの改良された製造方法Info
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- JPH08316478A JPH08316478A JP8034267A JP3426796A JPH08316478A JP H08316478 A JPH08316478 A JP H08316478A JP 8034267 A JP8034267 A JP 8034267A JP 3426796 A JP3426796 A JP 3426796A JP H08316478 A JPH08316478 A JP H08316478A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造工程を単純化させることができ、且つ容
易に行うことができる逆T形トランジスタの改良された
製造方法を提供すること。 【解決手段】 第1導電型半導体基板上に第1絶縁膜と
第2絶縁膜を順次形成して、これらに逆T形のホールを
形成する。そのホール内に導電体を詰め込んで逆T形ゲ
ート電極を形成する。ゲート電極を形成させたあと高濃
度の第2導電型不純物イオンを注入する。逆T形ゲート
の両翼の下側では低濃度に、ゲート電極により覆われな
い部分では高濃度に不純物領域が自動的に形成される。
易に行うことができる逆T形トランジスタの改良された
製造方法を提供すること。 【解決手段】 第1導電型半導体基板上に第1絶縁膜と
第2絶縁膜を順次形成して、これらに逆T形のホールを
形成する。そのホール内に導電体を詰め込んで逆T形ゲ
ート電極を形成する。ゲート電極を形成させたあと高濃
度の第2導電型不純物イオンを注入する。逆T形ゲート
の両翼の下側では低濃度に、ゲート電極により覆われな
い部分では高濃度に不純物領域が自動的に形成される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はトランジスタの製造方法
に係り、特に逆T形(又はゴールド構造)トランジスタ
の改良された製造方法に関する。
に係り、特に逆T形(又はゴールド構造)トランジスタ
の改良された製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図1は一般的に従来のMOSFETの構
造を示す。図1によれば、前記MOSFETはp形シリ
コン基板1と、p形シリコン基板1上に形成されるシリ
コン酸化膜のようなゲート絶縁膜2(例えば、シリコン
酸化膜)と、ゲート絶縁膜2上に形成されるゲート電極
3(例えば、不純物がドープされたポリシリコン)と、
ゲート電極3上に形成されるゲートキャップ酸化膜4
(例えば、シリコン酸化膜)と、ゲート電極3の左側で
p形シリコン基板11内に形成される高濃度n形(n+
形)ソース領域5と、そしてゲート電極3の右側でp形
シリコン基板1内に形成されるn+ 形ドレイン領域6と
から構成される。図1において、ゲート電極3にゲート
電極VG が印加されると、ソース領域5からドレイン領
域6に向かって電子が移動する。
造を示す。図1によれば、前記MOSFETはp形シリ
コン基板1と、p形シリコン基板1上に形成されるシリ
コン酸化膜のようなゲート絶縁膜2(例えば、シリコン
酸化膜)と、ゲート絶縁膜2上に形成されるゲート電極
3(例えば、不純物がドープされたポリシリコン)と、
ゲート電極3上に形成されるゲートキャップ酸化膜4
(例えば、シリコン酸化膜)と、ゲート電極3の左側で
p形シリコン基板11内に形成される高濃度n形(n+
形)ソース領域5と、そしてゲート電極3の右側でp形
シリコン基板1内に形成されるn+ 形ドレイン領域6と
から構成される。図1において、ゲート電極3にゲート
電極VG が印加されると、ソース領域5からドレイン領
域6に向かって電子が移動する。
【0003】しかし、この際、図1に示すように、p形
シリコン基板1は高い電位を有し、n+ 形ドレイン領域
6は極端に低い電位を有するので、点(a)で強い電界
が形成され、これにより電子は点(a)に押し寄せられ
るので、ゲート酸化膜2は割れ目が出来易い。ゲート酸
化膜2に割れ目ができると、電子はその割れ目を通って
ゲート電極3にトラップされ易い。ゲート電極3にトラ
ップされた電子はそこでホールと結合してゲート電圧V
G を低下させる役割を果たす。従って、定められたゲー
ト電圧VG が正しく印加されないので、MOSFETの
特性を低下させる結果を招く。
シリコン基板1は高い電位を有し、n+ 形ドレイン領域
6は極端に低い電位を有するので、点(a)で強い電界
が形成され、これにより電子は点(a)に押し寄せられ
るので、ゲート酸化膜2は割れ目が出来易い。ゲート酸
化膜2に割れ目ができると、電子はその割れ目を通って
ゲート電極3にトラップされ易い。ゲート電極3にトラ
ップされた電子はそこでホールと結合してゲート電圧V
G を低下させる役割を果たす。従って、定められたゲー
ト電圧VG が正しく印加されないので、MOSFETの
特性を低下させる結果を招く。
【0004】前記したように、点(a)に電子が急激に
押し寄せられる現象をホットキャリア効果という。よく
知られたように、前記ホットキャリア効果を減少させる
ために、即ち、n+ 形ドレイン領域6のエッジ部分にお
ける電位の急激な変化を緩和するために、LDD構造の
ソース領域とドレイン領域を具備するLDD MOSF
ETが提案された。このLDD MOSFETでは、高
濃度n形(n+ 形)領域のみからなっていた従来のドレ
イン領域は、低濃度n形(n- 形)領域とn+形領域に
分けられる。従って、p形基板とn形ドレイン領域のイ
ンタフェース部分で緩やかな電位変化が得られる。言い
換えると、前記インタフェース部分に強い電界が形成さ
れるのを防止できる。
押し寄せられる現象をホットキャリア効果という。よく
知られたように、前記ホットキャリア効果を減少させる
ために、即ち、n+ 形ドレイン領域6のエッジ部分にお
ける電位の急激な変化を緩和するために、LDD構造の
ソース領域とドレイン領域を具備するLDD MOSF
ETが提案された。このLDD MOSFETでは、高
濃度n形(n+ 形)領域のみからなっていた従来のドレ
イン領域は、低濃度n形(n- 形)領域とn+形領域に
分けられる。従って、p形基板とn形ドレイン領域のイ
ンタフェース部分で緩やかな電位変化が得られる。言い
換えると、前記インタフェース部分に強い電界が形成さ
れるのを防止できる。
【0005】以下、図2(a)乃至(d)を参照して従
来の一般的なLDD MOSFETの製造工程を説明す
る。まず、図2(a)に示すように、p形シリコン基板
11上にゲート絶縁膜用としてシリコン酸化膜12を熱
酸化により成長させ、そのシリコン酸化膜12の上にゲ
ート電極用(不純物がドープされた)ポリシリコン膜1
3をCVD法で蒸着させる。次に、ポリシリコン膜13
上にゲートキャップ絶縁膜用シリコン酸化膜14をさら
にCVD法で蒸着する。
来の一般的なLDD MOSFETの製造工程を説明す
る。まず、図2(a)に示すように、p形シリコン基板
11上にゲート絶縁膜用としてシリコン酸化膜12を熱
酸化により成長させ、そのシリコン酸化膜12の上にゲ
ート電極用(不純物がドープされた)ポリシリコン膜1
3をCVD法で蒸着させる。次に、ポリシリコン膜13
上にゲートキャップ絶縁膜用シリコン酸化膜14をさら
にCVD法で蒸着する。
【0006】図2(b)に示すように、シリコン酸化膜
14上にホトリソグラフィー工程を施してゲート電極領
域を特定した後、シリコン酸化膜14、ポリシリコン膜
13、そしてシリコン酸化膜12に同時にドライエッチ
ング工程を施してゲート絶縁膜12aと、ゲート電極1
3a及びゲートキャップ絶縁膜14aを形成する。それ
から、ゲートキャップ絶縁膜14aをイオン注入マスク
として垂直方向に低濃度n形(n- 形)の不純物イオン
を注入し、ゲート電極13aの両側のp形シリコン基板
11内にn- 形ソース領域15aとn- 形ドレイン領域
15bを形成する。
14上にホトリソグラフィー工程を施してゲート電極領
域を特定した後、シリコン酸化膜14、ポリシリコン膜
13、そしてシリコン酸化膜12に同時にドライエッチ
ング工程を施してゲート絶縁膜12aと、ゲート電極1
3a及びゲートキャップ絶縁膜14aを形成する。それ
から、ゲートキャップ絶縁膜14aをイオン注入マスク
として垂直方向に低濃度n形(n- 形)の不純物イオン
を注入し、ゲート電極13aの両側のp形シリコン基板
11内にn- 形ソース領域15aとn- 形ドレイン領域
15bを形成する。
【0007】次に、図2(c)に示すように、CVD法
によりゲート側壁スペーサ用シリコン酸化膜を蒸着した
後、このシリコン酸化膜にRIE(反応性イオンエッチ
ング)を行ってゲート絶縁膜12a、ゲート電極13a
及びゲートキャップ絶縁膜14aの側壁に側壁スペーサ
16a、16bを形成する。その後、ゲートキャップ絶
縁膜14aと側壁スペーサ16a、16bをイオン注入
マスクとして用いて高濃度n形(n+ 形)の不純物イオ
ンを垂直方向に注入して側壁スペーサ16a、16bの
両側のp形シリコン基板11内にn+ 形ソース領域17
aとn+ 形ドレイン領域17bを形成する。
によりゲート側壁スペーサ用シリコン酸化膜を蒸着した
後、このシリコン酸化膜にRIE(反応性イオンエッチ
ング)を行ってゲート絶縁膜12a、ゲート電極13a
及びゲートキャップ絶縁膜14aの側壁に側壁スペーサ
16a、16bを形成する。その後、ゲートキャップ絶
縁膜14aと側壁スペーサ16a、16bをイオン注入
マスクとして用いて高濃度n形(n+ 形)の不純物イオ
ンを垂直方向に注入して側壁スペーサ16a、16bの
両側のp形シリコン基板11内にn+ 形ソース領域17
aとn+ 形ドレイン領域17bを形成する。
【0008】次に、図2(d)に示すように、CVD法
により絶縁膜18を蒸着した後、ホトリソグラフィー工
程及びドライエッチング工程を行ってn+ 形ソース領域
17aとゲート電極13a及びn+ 形ドレイン領域17
b上にソース電極用コンタクトホールとゲート電極用コ
ンタクトホール及びドレイン電極用コンタクトホールを
各々形成する。次に、前記コンタクトホールに充分埋め
込まれるように金属膜をCVD法で蒸着した後、金属膜
にホトリソグラフィー工程及びドライエッチング工程を
行ってソースコンタクト電極19aとゲートコンタクト
電極19bとドレインコンタクト電極19cを形成す
る。
により絶縁膜18を蒸着した後、ホトリソグラフィー工
程及びドライエッチング工程を行ってn+ 形ソース領域
17aとゲート電極13a及びn+ 形ドレイン領域17
b上にソース電極用コンタクトホールとゲート電極用コ
ンタクトホール及びドレイン電極用コンタクトホールを
各々形成する。次に、前記コンタクトホールに充分埋め
込まれるように金属膜をCVD法で蒸着した後、金属膜
にホトリソグラフィー工程及びドライエッチング工程を
行ってソースコンタクト電極19aとゲートコンタクト
電極19bとドレインコンタクト電極19cを形成す
る。
【0009】上記LDD構造を有するMOSFETは次
の問題点が依然と存在する。 1.n- 形ドレイン領域の追加構成によりドレイン領域
とゲート絶縁膜のエッジ部分における電界が低下して
も、側壁スペーサの下にはゲート電極が形成されていな
いので、そこにゲート電圧VG が印加されない。従っ
て、依然としてドレイン領域とゲート絶縁膜のエッジ部
分で強い電界が形成され、その強い電界によりホットキ
ャリア効果が発生する。 2.ソース領域とドレイン領域がLDD構造、即ち低濃
度領域と高濃度領域の二重構造で形成されているが、ゲ
ート電圧が加えられていないので低濃度領域に電界の影
響が与えられず、ソース領域とドレイン領域は高い抵抗
値を有し、この高い抵抗値により電流駆動能力が低下す
る。 3.ソース領域とドレイン領域をLDD構造で形成する
ために2度のマスキング工程とイオン注入工程が要求さ
れるので、工程が複雑である。
の問題点が依然と存在する。 1.n- 形ドレイン領域の追加構成によりドレイン領域
とゲート絶縁膜のエッジ部分における電界が低下して
も、側壁スペーサの下にはゲート電極が形成されていな
いので、そこにゲート電圧VG が印加されない。従っ
て、依然としてドレイン領域とゲート絶縁膜のエッジ部
分で強い電界が形成され、その強い電界によりホットキ
ャリア効果が発生する。 2.ソース領域とドレイン領域がLDD構造、即ち低濃
度領域と高濃度領域の二重構造で形成されているが、ゲ
ート電圧が加えられていないので低濃度領域に電界の影
響が与えられず、ソース領域とドレイン領域は高い抵抗
値を有し、この高い抵抗値により電流駆動能力が低下す
る。 3.ソース領域とドレイン領域をLDD構造で形成する
ために2度のマスキング工程とイオン注入工程が要求さ
れるので、工程が複雑である。
【0010】前記で述べたように、LDD MOSFE
Tの問題点を解決するため、ゴールド構造又は逆T形と
呼ばれるMOSFETの構造が提案された。図3(a)
乃至(f)を参照して、逆T形MOSFETの製造工程
を説明する。前記逆T形MOSFETの製造工程は、本
発明の先行技術で、米国特許第4,907,048号と
第4,963,054号等に公開されたことがある。
Tの問題点を解決するため、ゴールド構造又は逆T形と
呼ばれるMOSFETの構造が提案された。図3(a)
乃至(f)を参照して、逆T形MOSFETの製造工程
を説明する。前記逆T形MOSFETの製造工程は、本
発明の先行技術で、米国特許第4,907,048号と
第4,963,054号等に公開されたことがある。
【0011】まず、図3(a)のように、p形シリコン
基板21上に薄いゲート絶縁膜として酸化膜22を成長
させ、このゲート酸化膜22の上にポリシリコン層23
と酸化膜24を順次蒸着した後、ホトレジスト25を酸
化膜24上に塗布し、ホトレジスト25にホトリソグラ
フィー工程を行ってゲート領域定義用のホトレジストパ
ターン25を形成する。
基板21上に薄いゲート絶縁膜として酸化膜22を成長
させ、このゲート酸化膜22の上にポリシリコン層23
と酸化膜24を順次蒸着した後、ホトレジスト25を酸
化膜24上に塗布し、ホトレジスト25にホトリソグラ
フィー工程を行ってゲート領域定義用のホトレジストパ
ターン25を形成する。
【0012】次に、図3(b)のように、ホトレジスト
パターン25をエッチングマスクとして用いて前記酸化
膜24をエッチングし、続けてポリシリコン膜23を表
面から一定の深さだけエッチングした後、ホトレジスト
パターン25を除去する。その結果、メサ形状のポリシ
リコンパターン23aとゲートキャップ酸化膜24aが
形成される。
パターン25をエッチングマスクとして用いて前記酸化
膜24をエッチングし、続けてポリシリコン膜23を表
面から一定の深さだけエッチングした後、ホトレジスト
パターン25を除去する。その結果、メサ形状のポリシ
リコンパターン23aとゲートキャップ酸化膜24aが
形成される。
【0013】次に、図3(c)のように、n形不純物イ
オンを低濃度に注入してn- 形ソース領域26とn- 形
ドレイン領域27を形成する。
オンを低濃度に注入してn- 形ソース領域26とn- 形
ドレイン領域27を形成する。
【0014】次に、図3(d)のように、露出された全
表面上にCVD法で酸化膜を蒸着した後、これをRIE
を行ってポリシリコンパターン23aの側面に側壁スペ
ーサ28a、28bを形成する。
表面上にCVD法で酸化膜を蒸着した後、これをRIE
を行ってポリシリコンパターン23aの側面に側壁スペ
ーサ28a、28bを形成する。
【0015】次に、図3(e)のように、ゲートキャッ
プ酸化膜24aと側壁スペーサ28a、28bをエッチ
ングマスクとしてポリシリコンパターン23aの露出さ
れた部分をエッチングして逆T形ゲート電極23bを形
成する。
プ酸化膜24aと側壁スペーサ28a、28bをエッチ
ングマスクとしてポリシリコンパターン23aの露出さ
れた部分をエッチングして逆T形ゲート電極23bを形
成する。
【0016】次に、図3(f)のように、ゲートキャッ
プ酸化膜24aと側壁スペーサ28a、28bをイオン
注入マスクとして高濃度のn形不純物イオンを注入し
て、既に形成されたn- 形ソース領域26とn- 形ドレ
イン領域27内にn+ 形ソース領域29とn+ 形ドレイ
ン領域30を形成する。即ち、前記方法において、側壁
スペーサを用いた点は図1のLDD MOSFET構造
と同一であるが、ゲート電極が側壁スペーサの下側まで
延長される点が異なる。
プ酸化膜24aと側壁スペーサ28a、28bをイオン
注入マスクとして高濃度のn形不純物イオンを注入し
て、既に形成されたn- 形ソース領域26とn- 形ドレ
イン領域27内にn+ 形ソース領域29とn+ 形ドレイ
ン領域30を形成する。即ち、前記方法において、側壁
スペーサを用いた点は図1のLDD MOSFET構造
と同一であるが、ゲート電極が側壁スペーサの下側まで
延長される点が異なる。
【0017】このように製造される逆T形LDD MO
SFET(もしくはゴールドMOSFET)は、n- 形
ソース領域26とn- 形ドレイン領域27がゲート電極
23bに完全オーバーラップされて、ゲート電圧VG の
影響を受けるために、ホットキャリア効果に対する特性
を向上させることができて、ホットキャリア効果による
素子の劣化を防止することができる。
SFET(もしくはゴールドMOSFET)は、n- 形
ソース領域26とn- 形ドレイン領域27がゲート電極
23bに完全オーバーラップされて、ゲート電圧VG の
影響を受けるために、ホットキャリア効果に対する特性
を向上させることができて、ホットキャリア効果による
素子の劣化を防止することができる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記製造工程
から分かるように、ゲート電極の形成のためにポリシリ
コン層を形成した後、逆T形構造のゲート電極を形成す
るために、ゲート電極形成用のエッチングマスク、即ち
ホトレジストパターン25を用いてポリシリコン層を一
定の深さだけエッチングするとき、エッチングを停止さ
せるための終点の正確な調節が難しいという問題点があ
った。また、完全な逆T形ゲート電極を作るために、側
壁スペーサをエッチングマスクとして用いた付加的なエ
ッチング工程が要求される等、工程が複雑になる問題が
あった。
から分かるように、ゲート電極の形成のためにポリシリ
コン層を形成した後、逆T形構造のゲート電極を形成す
るために、ゲート電極形成用のエッチングマスク、即ち
ホトレジストパターン25を用いてポリシリコン層を一
定の深さだけエッチングするとき、エッチングを停止さ
せるための終点の正確な調節が難しいという問題点があ
った。また、完全な逆T形ゲート電極を作るために、側
壁スペーサをエッチングマスクとして用いた付加的なエ
ッチング工程が要求される等、工程が複雑になる問題が
あった。
【0019】本発明はかかる問題を解決するために、製
造工程を単純化させることができ、且つ容易に行うこと
ができる逆T形トランジスタの改良された製造方法を提
案することを目的とする。
造工程を単純化させることができ、且つ容易に行うこと
ができる逆T形トランジスタの改良された製造方法を提
案することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、第1導電型半導体基板上に第1絶縁膜と
第2絶縁膜を順次形成するステップと、第2絶縁膜の一
部分と第1絶縁膜の一部分を順次除去して、これらに逆
T形のホールを形成するステップと、前記ホール内に導
電体を詰め込んで逆T形ゲート電極を形成するステップ
と、残存する第1絶縁膜と第2絶縁膜を除去するステッ
プと、高濃度の第2導電型不純物イオンを注入して逆T
形ゲートの両翼の下側に該当する基板内に低濃度不純物
領域を形成するとともに、ゲート電極により覆われない
基板内に高濃度不純物領域を形成するステップとを具備
する。
に、本発明は、第1導電型半導体基板上に第1絶縁膜と
第2絶縁膜を順次形成するステップと、第2絶縁膜の一
部分と第1絶縁膜の一部分を順次除去して、これらに逆
T形のホールを形成するステップと、前記ホール内に導
電体を詰め込んで逆T形ゲート電極を形成するステップ
と、残存する第1絶縁膜と第2絶縁膜を除去するステッ
プと、高濃度の第2導電型不純物イオンを注入して逆T
形ゲートの両翼の下側に該当する基板内に低濃度不純物
領域を形成するとともに、ゲート電極により覆われない
基板内に高濃度不純物領域を形成するステップとを具備
する。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、図4(a)乃至(g)を参
照して本発明を詳細に説明する。まず、図4(a)のよ
うに、第1導電型半導体基板としてp形シリコン基板3
1が設けられ、前記p形シリコン基板31上に熱酸化法
もしくはCVD法を用いて第1絶縁膜として薄いシリコ
ン酸化膜32が成長又は蒸着される。次に、シリコン酸
化膜32上に第2絶縁膜としてのシリコン窒化膜33が
CVD法により蒸着される。
照して本発明を詳細に説明する。まず、図4(a)のよ
うに、第1導電型半導体基板としてp形シリコン基板3
1が設けられ、前記p形シリコン基板31上に熱酸化法
もしくはCVD法を用いて第1絶縁膜として薄いシリコ
ン酸化膜32が成長又は蒸着される。次に、シリコン酸
化膜32上に第2絶縁膜としてのシリコン窒化膜33が
CVD法により蒸着される。
【0022】次に、図4(b)に示すように、前記シリ
コン窒化膜33上にホトリソグラフィー工程を行って一
定の幅を有する第1ゲート領域を決めた後、異方性ドラ
イエッチング工程を行ってその第1ゲート領域に該当す
るシリコン窒化膜33を除去して第1ホール34を形成
する。即ち、シリコン窒化膜33上にホトリソグラフィ
ー工程を行ってそれの一部分を除去して第1ホール34
を形成する。
コン窒化膜33上にホトリソグラフィー工程を行って一
定の幅を有する第1ゲート領域を決めた後、異方性ドラ
イエッチング工程を行ってその第1ゲート領域に該当す
るシリコン窒化膜33を除去して第1ホール34を形成
する。即ち、シリコン窒化膜33上にホトリソグラフィ
ー工程を行ってそれの一部分を除去して第1ホール34
を形成する。
【0023】次に、図4(c)に示すように、第1ホー
ル34を介して露出されたシリコン酸化膜32に等方性
ウェットエッチング工程を行って第1ホール34の下に
第1ホール34より広い幅を有する第2ホール35を第
2ゲート領域として形成する。即ち、シリコン酸化膜3
2の一部分を除去して第1ホール34の下側にこれより
広い幅を有する第2ホール35を形成する。この際、シ
リコン窒化膜33と薄いシリコン酸化膜32は互いに異
なるエッチング選択度を有するので、第1ゲート領域用
の第1ホール34と第2ゲート領域用の第2ホール35
の形成のための2回のエッチング工程時に互いに影響を
及ぼさない。続けて、薄いシリコン酸化膜32における
第2ホール35の形成により露出されたp形シリコン基
板31の表面上に熱酸化工程を行って第2ホール35内
におけるp形シリコン基板31の表面上にゲート絶縁膜
としてのシリコン酸化膜36を成長させる。
ル34を介して露出されたシリコン酸化膜32に等方性
ウェットエッチング工程を行って第1ホール34の下に
第1ホール34より広い幅を有する第2ホール35を第
2ゲート領域として形成する。即ち、シリコン酸化膜3
2の一部分を除去して第1ホール34の下側にこれより
広い幅を有する第2ホール35を形成する。この際、シ
リコン窒化膜33と薄いシリコン酸化膜32は互いに異
なるエッチング選択度を有するので、第1ゲート領域用
の第1ホール34と第2ゲート領域用の第2ホール35
の形成のための2回のエッチング工程時に互いに影響を
及ぼさない。続けて、薄いシリコン酸化膜32における
第2ホール35の形成により露出されたp形シリコン基
板31の表面上に熱酸化工程を行って第2ホール35内
におけるp形シリコン基板31の表面上にゲート絶縁膜
としてのシリコン酸化膜36を成長させる。
【0024】次に、図4(d)に示すように、第1ホー
ル34と第2ホール35が完全に詰め込まれるようにC
VD法で導電体、例えば不純物がドープされたポリシリ
コン37を蒸着した後、異方性ドライエッチング法でエ
ッチバック工程を行ってシリコン窒化膜33の表面上側
に残存する不純物がドープされたポリシリコンを除去す
る。逆T形のホールを成す第1ホール34と第2ホール
35に不純物がドープされたポリシリコンを詰め込むこ
とにより、逆T形ゲート電極37を形成する。
ル34と第2ホール35が完全に詰め込まれるようにC
VD法で導電体、例えば不純物がドープされたポリシリ
コン37を蒸着した後、異方性ドライエッチング法でエ
ッチバック工程を行ってシリコン窒化膜33の表面上側
に残存する不純物がドープされたポリシリコンを除去す
る。逆T形のホールを成す第1ホール34と第2ホール
35に不純物がドープされたポリシリコンを詰め込むこ
とにより、逆T形ゲート電極37を形成する。
【0025】次に、図4(e)に示すように、残存する
シリコン窒化膜33をドライエッチング工程もしくはウ
ェットエッチング工程を行って除去した後、薄いシリコ
ン酸化膜32もウェットエッチング工程もしくはドライ
エッチング工程を行って除去する。
シリコン窒化膜33をドライエッチング工程もしくはウ
ェットエッチング工程を行って除去した後、薄いシリコ
ン酸化膜32もウェットエッチング工程もしくはドライ
エッチング工程を行って除去する。
【0026】図4(f)に示すように、残存するシリコ
ン窒化膜33とシリコン酸化膜32の除去により露出さ
れた逆T形ゲート電極37とp形シリコン基板31の全
表面に熱酸化工程もしくはCVD工程によりイオン注入
緩衝用の薄いシリコン酸化膜38を形成した後、シリコ
ン酸化膜38の全表面にわたって高濃度のn形不純物イ
オンを注入してLDDソース領域とドレイン領域を形成
するとともに、高濃度のソース領域とドレイン領域を形
成する。即ち、シリコン酸化膜38の全表面にわたって
高濃度のn形不純物イオン(n+ )を注入しても、逆T
形ゲート電極37の両翼R1、R2の下側に該当するp形
シリコン基板31内には翼R1、R2及びシリコン酸化膜
36の厚さにより低濃度のn形(n- 形)ソース領域3
9aと低濃度のn形(n- 形)ドレイン領域39bが形
成され、逆T形ゲート電極37により覆われないp形シ
リコン基板31内にはシリコン酸化膜38を介してイオ
ンが注入されるので、高濃度のn形(n+ 形)ソース領
域40aとn+ 形ドレイン領域40bが形成される。一
方、逆T形ゲート電極37の両翼R1、R2を除いたゲー
ト電極の本体部分は厚すぎてn+ 形不純物イオンがp形
シリコン基板13まで及ばないので、本体の下側では何
の不純物領域も形成されない。
ン窒化膜33とシリコン酸化膜32の除去により露出さ
れた逆T形ゲート電極37とp形シリコン基板31の全
表面に熱酸化工程もしくはCVD工程によりイオン注入
緩衝用の薄いシリコン酸化膜38を形成した後、シリコ
ン酸化膜38の全表面にわたって高濃度のn形不純物イ
オンを注入してLDDソース領域とドレイン領域を形成
するとともに、高濃度のソース領域とドレイン領域を形
成する。即ち、シリコン酸化膜38の全表面にわたって
高濃度のn形不純物イオン(n+ )を注入しても、逆T
形ゲート電極37の両翼R1、R2の下側に該当するp形
シリコン基板31内には翼R1、R2及びシリコン酸化膜
36の厚さにより低濃度のn形(n- 形)ソース領域3
9aと低濃度のn形(n- 形)ドレイン領域39bが形
成され、逆T形ゲート電極37により覆われないp形シ
リコン基板31内にはシリコン酸化膜38を介してイオ
ンが注入されるので、高濃度のn形(n+ 形)ソース領
域40aとn+ 形ドレイン領域40bが形成される。一
方、逆T形ゲート電極37の両翼R1、R2を除いたゲー
ト電極の本体部分は厚すぎてn+ 形不純物イオンがp形
シリコン基板13まで及ばないので、本体の下側では何
の不純物領域も形成されない。
【0027】上述したように、図4(f)によれば、た
だ一度のn+ 形不純物イオンの注入により高濃度不純物
領域のみならず、LDD不純物領域までも形成すること
ができる。つまり、LDD不純物領域、即ちn- 形ソー
ス領域39aとn- 形ドレイン領域39bもゲート電圧
VG により電気的に制御できるので、従来のMOSFE
Tのドレインエッジ部分で発生していたホットキャリア
効果を防止することができる。なお、図2の側壁スペー
サを用いたMOSFETはその側壁スペーサの下側にゲ
ート電圧VG が印加されないためその部分の抵抗が高く
なるが、本発明の場合、側壁スペーサの下側の部分、即
ちLDD不純物領域にゲート電圧が加えられるので、そ
の部分の抵抗が減少し、その抵抗の減少によりMOSF
ETの電流駆動能力が増加する。
だ一度のn+ 形不純物イオンの注入により高濃度不純物
領域のみならず、LDD不純物領域までも形成すること
ができる。つまり、LDD不純物領域、即ちn- 形ソー
ス領域39aとn- 形ドレイン領域39bもゲート電圧
VG により電気的に制御できるので、従来のMOSFE
Tのドレインエッジ部分で発生していたホットキャリア
効果を防止することができる。なお、図2の側壁スペー
サを用いたMOSFETはその側壁スペーサの下側にゲ
ート電圧VG が印加されないためその部分の抵抗が高く
なるが、本発明の場合、側壁スペーサの下側の部分、即
ちLDD不純物領域にゲート電圧が加えられるので、そ
の部分の抵抗が減少し、その抵抗の減少によりMOSF
ETの電流駆動能力が増加する。
【0028】次に、図4(g)に示すように、シリコン
酸化膜38の全表面上にCVD法によって平坦化された
表面を有するシリコン酸化膜41を形成してから、ホト
リソグラフィー工程を行ってn+ 形ソース領域40aと
逆T形ゲート電極37及びn+ 形ドレイン領域40bの
上側に各々配線連結のためのコンタクトホール領域を決
める。各コンタクトホール領域に該当するシリコン酸化
膜41とシリコン酸化膜38を除去して、ソースコンタ
クトホール42aとゲートコンタクトホール42b及び
ドレインコンタクトホール42cを形成する。その後、
前記コンタクトホール42a、42b、42cに充分詰
め込まれるように導電体又は金属を蒸着し、この金属に
ホトリソグラフィー工程及び異方性ドライエッチング工
程を行ってソースコンタクト電極43aとゲートコンタ
クト電極43b及びドレインコンタクト43cを形成す
る。
酸化膜38の全表面上にCVD法によって平坦化された
表面を有するシリコン酸化膜41を形成してから、ホト
リソグラフィー工程を行ってn+ 形ソース領域40aと
逆T形ゲート電極37及びn+ 形ドレイン領域40bの
上側に各々配線連結のためのコンタクトホール領域を決
める。各コンタクトホール領域に該当するシリコン酸化
膜41とシリコン酸化膜38を除去して、ソースコンタ
クトホール42aとゲートコンタクトホール42b及び
ドレインコンタクトホール42cを形成する。その後、
前記コンタクトホール42a、42b、42cに充分詰
め込まれるように導電体又は金属を蒸着し、この金属に
ホトリソグラフィー工程及び異方性ドライエッチング工
程を行ってソースコンタクト電極43aとゲートコンタ
クト電極43b及びドレインコンタクト43cを形成す
る。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の改良され
たトランジスタの製造方法によれば、次の効果がある。 1.従来のエッチングストップポイントを考慮すること
なく、容易に逆T形ゲート電極(もしくはゴールド構造
のゲート電極)を形成することができる。 2.一度のイオン注入工程によりLDD不純物領域と高
濃度不純物領域を同時に形成することができる。 3.LDD不純物領域まではゲート電圧により制御され
るために、ドレイン領域のエッジ部分でホットキャリア
効果を減少させることができる。 4.LDD不純物領域における抵抗の減少によってトラ
ンジスタの電流駆動能力が改善される。
たトランジスタの製造方法によれば、次の効果がある。 1.従来のエッチングストップポイントを考慮すること
なく、容易に逆T形ゲート電極(もしくはゴールド構造
のゲート電極)を形成することができる。 2.一度のイオン注入工程によりLDD不純物領域と高
濃度不純物領域を同時に形成することができる。 3.LDD不純物領域まではゲート電圧により制御され
るために、ドレイン領域のエッジ部分でホットキャリア
効果を減少させることができる。 4.LDD不純物領域における抵抗の減少によってトラ
ンジスタの電流駆動能力が改善される。
【図1】 一般的なMOSFETの構造を示す断面図で
ある。
ある。
【図2】 従来の一般的なLDD MOSFETの製造
工程を示す断面図である。
工程を示す断面図である。
【図3】 従来の逆T形構造を有するMOSFETの製
造工程を示す断面図である。
造工程を示す断面図である。
【図4】 本発明による逆T形MOSFETの改良され
た製造工程を示す断面図である。
た製造工程を示す断面図である。
【図5】 本発明による逆T形MOSFETの改良され
た製造工程を示す断面図である。
た製造工程を示す断面図である。
31…p形シリコン基板、32,36,41…薄いシリ
コン酸化膜、33…シリコン窒化膜、34,35,42
a,42b,42c…ホール、37…逆T形ゲート電
極、39a,39b…n- 形ソース領域とn- 形ドレイ
ン領域、40a,40b…n+ 形ソース領域とn+ 形ド
レイン領域、43a,43b,43c…コンタクト電
極。
コン酸化膜、33…シリコン窒化膜、34,35,42
a,42b,42c…ホール、37…逆T形ゲート電
極、39a,39b…n- 形ソース領域とn- 形ドレイ
ン領域、40a,40b…n+ 形ソース領域とn+ 形ド
レイン領域、43a,43b,43c…コンタクト電
極。
Claims (5)
- 【請求項1】 第1導電型半導体基板上に第1絶縁膜と
第2絶縁膜を順次形成するステップと、 第2絶縁膜の一部分と第1絶縁膜の一部分を順次的に除
去して、これらに逆T形のホールを形成するステップ
と、 前記ホール内に導電体を詰め込んで逆T形ゲート電極を
形成するステップと、 残存する第1絶縁膜と第2絶縁膜を除去するステップ
と、 高濃度の第2導電型不純物イオンを注入して逆T形ゲー
トの両翼の下側に該当する基板内に低濃度不純物領域を
形成するとともに、ゲート電極により覆われない基板内
に高濃度不純物領域を形成するステップと、を具備する
ことを特徴とする逆T形トランジスタの製造方法。 - 【請求項2】 高濃度の第2導電型不純物イオンの注入
前に、露出された基板とゲート電極とにイオン注入緩衝
用の薄い絶縁膜を形成するステップをさらに具備するこ
とを特徴とする請求項1記載の逆T形トランジスタの製
造方法。 - 【請求項3】 逆T形のホールを形成するステップは、
上側の第2絶縁膜にホトリソグラフィー工程とエッチン
グ工程とを順次行って一部分を除去して第1ホールを形
成するステップと、 前記第1ホールを介して第2絶縁膜の一部分を除去して
第1ホールの下に第1ホールより広い幅の第2ホールを
形成するステップと、を含むことを特徴とする請求項1
記載の逆T形トランジスタの製造方法。 - 【請求項4】 第1絶縁膜はシリコン酸化膜、第2絶縁
膜は前記シリコン酸化膜と異なるエッチング選択度を有
するシリコン窒化膜であることを特徴とする請求項1記
載の逆T形トランジスタの製造方法。 - 【請求項5】 前記ホール内に導電体を詰め込む前に、
ホールの形成により露出された基板の表面上にゲート絶
縁膜を形成するステップをさらに具備することを特徴と
する請求項1記載の逆T形トランジスタの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019950011772A KR0144165B1 (ko) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | 인버스 티(t)형 트랜지스터의 개선된 제조방법 |
KR11772/1995 | 1995-05-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08316478A true JPH08316478A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=19414344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8034267A Pending JPH08316478A (ja) | 1995-05-12 | 1996-01-30 | 逆t形トランジスタの改良された製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5654218A (ja) |
JP (1) | JPH08316478A (ja) |
KR (1) | KR0144165B1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030044340A (ko) * | 2001-11-29 | 2003-06-09 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 트랜지스터 제조방법 |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101051801B1 (ko) * | 2003-11-13 | 2011-07-25 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 반도체 소자의 트랜지스터 및 그 제조 방법 |
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KR100744088B1 (ko) * | 2005-12-28 | 2007-08-01 | 주식회사 하이닉스반도체 | 벌브 리세스 게이트를 갖는 반도체 소자의 제조방법 |
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