JPH09205206A - 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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JPH09205206A
JPH09205206A JP623497A JP623497A JPH09205206A JP H09205206 A JPH09205206 A JP H09205206A JP 623497 A JP623497 A JP 623497A JP 623497 A JP623497 A JP 623497A JP H09205206 A JPH09205206 A JP H09205206A
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JP
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JP623497A
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English (en)
Inventor
Shuichi Oya
秀市 大屋
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ソース・ドレインの浅接合化による接合耐圧の
低下を回避しつつ、微細化を可能とした半導体装置の製
造方法を提供する。 【解決手段】ソース拡散層上に第1の不純物を含む第1
導電材料膜を、ドレイン拡散層上に第2の不純物を含む
第2導電材料膜を形成する。熱処理により、第1の不純
物を第2の不純物よりも深く拡散する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特に改良された構造を有するMOS型トラ
ンジスタの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】MOS型集積回路装置の小型化,高性能
化を進めるうえで、ゲート電極とソース,ドレイン拡
散層上のコンタクト孔との間隔縮小ソース,ドレイン
拡散層の抵抗低減、が重要な問題である。
【0003】この問題を解決する方法としてセルファラ
インコンタクト技術〔“Self−Aligned−C
ontact Technology for Hig
hDensity MOS VLSI”,Sympo,
on VLSI Tech.Digest,P.34,
(1982)〕が提案されている。本技術によるMOS
型トランジスタの断面構造を図4に示す。ゲート電極に
自己整合的に電極ひき出し用の多結晶シリコンが配置さ
れ、ソース,ドレイン拡散層全面を覆うように配置され
ているから上層のアルミニウム配線とソース,ドレイ
ン間のコンタクト孔は、ゲート電極との間隔に制限され
ずに設置できる。ソース,ドレインに付加される抵抗
は、多結晶シリコンと拡散領域の並列抵抗値となり、実
効的に低下する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術によ
る半導体装置には次のような欠点がある。
【0005】(1)図4に示した構造のトランジスタ
は、ソース,ドレイン上に同層の多結晶シリコン膜を配
置しているために、ソース電極とドレイン電極の分離間
隔はこの多結晶シリコンの間隔lで決定される。この距
離lが使用される加工技術の最小寸法であるとすると、
MOS型トランジスタのゲート電極の幅(チャネル長)
Lはlよりも大きくなりMOS型トランジスタのチャネ
ル長として最小の加工寸法を使用できないことになり微
細化の障害となる。
【0006】(2)トランジスタを微細にするには、特
にチャネル長を小さくするにはソース,ドレイン拡散層
深さを小さくしなければならない。拡散層深さが浅くな
るとソース,ドレインの接合耐圧の低下が問題になる。
これを避けるには、電源電圧を低下させ接合耐圧よりも
十分に低い電圧範囲で装置を動作させるのが良い。しか
し、従来の半導体装置を複数個使用するシステムでは一
種類の電源が使用されることが多く、従来とは別の低電
圧の電源を必要とする半導体装置は使い難い。この問題
を解決する手段として、半導体装置の外部とのインター
フェース部は従来の電源電圧で動作させ、装置の内部は
降圧された内部電源で動作させる方法がある。このよう
な装置を実現するためには、内部の集積度の高い領域で
は拡散層深さの小さい微細なトランジスタを用い、外部
とのインターフェース部では拡散層深さが大きく接合耐
圧の高いトランジスタを使用するのが望ましい。図4に
示した装置ではすべてのトランジスタのソース,ドレイ
ン拡散層を同一層の多結晶シリコン膜からの同一不純物
拡散で形成しているから2種類の深さの拡散層を作るこ
とが難しい。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、一導電型半導体基体上にゲート電極を挟んで
ソース、ドレイン拡散層を有するMOS型トランジスタ
の製造方法において、前記ソース拡散層上に第1の不純
物を含む第1の導電材料膜を形成する工程と、前記ドレ
イン拡散層上に第2の不純物を含み前記第1の導電材料
膜と異なる材質の第2の導電材料膜を形成する工程と、
前記第1の導電材料膜および前記第2の導電材料膜から
前記第1および第2の不純物をそれぞれ前記ソースおよ
び前記ドレイン拡散層中に拡散させる加熱工程とを含
み、前記第1の不純物は、前記第2の不純物よりも深く
拡散されることを特徴とする。
【0008】すなわち、上述した従来の装置に対して、
本発明の製造方法によれば、 (1)第1の導電材料を所望の領域のソース,ドレイン
拡散層表面全面に接するように配置し、それ以外の領域
のソース,ドレイン拡散層表面全面に接するように第2
の導電材料を配置する。すなわち、同一半導体基体上で
領域によって、拡散層表面に配置する導電材料の層を使
い分ける。
【0009】(2)第1の導電材料下のソース,ドレイ
ン拡散層深さと、第2の導電材料下のソース,ドレイン
拡散層深さとを容易に異なる深さにできる。という特徴
を有する。
【0010】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
【0011】図1は本発明の第1の実施例による半導体
装置の縦断面面である。本実施例は、本発明を1個のN
チャネル型MOSトランジスタの製造に適用したもので
ある。P型単結晶シリコン基体1上にゲート絶縁膜2,
多結晶シリコンのゲート電極3を有し、ドレイン拡散層
は、リンによるn- 型不純物領域5とヒ素による浅いn
+ 型不純物領域12とから成り、ドレイン拡散層表面全
面に接するようにドレイン電極ひき出し用多結晶シリコ
ン膜8が配置され、ソース拡散層は、リンによるn- 型
不純物領域5とリンによる深いn+ 型不純物領域13と
から成り、ソース拡散層全面に接するようにソース電極
ひき出し用タングステンシリサイド膜11が配置されて
いる。上層のアルミニウム配線17との接続用のソース
電極上コンタクト孔16はタングステンシリサイド膜1
1上に、ドレイン電極上コンタクト孔15は多結晶シリ
コン膜8上に設けられている。
【0012】図2(a)〜(c)の主要工程縦断面図を
用いて、本実施例を説明する。P型単結晶シリコン基体
1上にゲート絶縁膜2,多結晶シリコン膜を順次成長
し、シリコン酸化膜4をマスクに多結晶シリコン膜をパ
ターニングして、多結晶シリコンのゲート電極3を形成
する。シリコン酸化膜4と多結晶シリコンのゲート電極
3とをマスクにして将来ソース,ドレインとなる領域に
n型不純物であるリンを5×1013/cm2 ,50ke
Vの加速エネルギーでイオン打ち込みしてn- 型不純物
領域5を形成し、図2(a)を得る。
【0013】次いで全面に1000オングストロームの
厚さのCVDシリコン酸化膜6を成長した後フォトレジ
ストでソース領域を覆い、異方性のエッチングによりC
VDシリコン酸化膜6を1000オングストロームだけ
エッチバックすると、ドレイン領域のシリコン基体表面
が露出すると同時にドレイン領域側のゲート電極側壁に
CVDシリコン酸化膜のサイドウォール7が形成され
る。フォトレジストを除去した後、2000オングスト
ロームの厚さに多結晶シリコン膜8を成長し、全面にn
型不純物であるヒ素を1×1016/cm2 ,50keV
の加速エネルギーでイオン打ち込みする。その後CVD
シリコン酸化膜9をマスクにして、多結晶シリコン膜8
を所望の電極形状にパターニングして図2(b)を得
る。
【0014】次いで1000オングストロームの厚さの
CVDシリコン酸化膜を成長した後、異方性エッチング
により1000オングストローム厚のCVDシリコン酸
化膜とソース領域上に残されていたシリコン酸化膜6を
エッチバックすると、ソース領域のシリコン基体表面が
露出すると同時にソース領域側のゲート電極側壁にCV
Dシリコン酸化膜のサイドウォール10が形成される。
その後2000オングストロームの厚さにタングステン
シリサイド膜11を成長し、全面にn型不純物であるリ
ンを1×1016/cm2 ,50keVの加速エネルギー
でイオン打ち込みする。その後900℃の窒素雰囲気中
で熱処理を行うと、多結晶シリコン膜8からヒ素が、ま
たタングステンシリサイド膜11からリンがシリコン基
体中へ拡散しその拡散係数の違いによりドレイン領域に
ヒ素による浅いn+ 型不純物領域12,ソース領域にリ
ンによる深いn+ 型不純物領域13が形成される。その
後タングステンシリサイド膜11を所望の電極形状にパ
ターニングして図2(c)を得る。
【0015】次いで層間絶縁膜14を成長し、ドレイン
電極上のコンタクト孔15,ソース電極上のコンタクト
孔16を開孔し、アルミニウム配線17を形成して図1
の装置を完成させる。
【0016】本実施例によれば、ソース電極上のコンタ
クト孔16をゲート電極3上にオーバーラップして開孔
することができる。したがって、通常のPR技術に必要
な目合せ余裕が不要となり高集積化に適する。また、ソ
ース電極ひき出し用のタングステンシリサイド膜11と
ドレイン電極ひき出し用多結晶シリコン膜8は独立した
層であり、相互にシリコン酸化膜で絶縁されているから
互いの配置関係に制限はない。したがってゲート電極3
の幅(チャネル長)は、ソース,ドレイン上の導電層の
存在によって制限されることはない。
【0017】本実施例においては、ソース,ドレイン電
極ひき出し用の第1および第2の導電層として多結晶シ
リコン膜とタングステンシリサイド膜を用いたがこの導
電層としては場合に応じて任意の選択が可能である。n
+ 拡散層を形成するための不純物として、ヒ素とリンを
用いたが、ヒ素のみあるいはリンのみでも実現できる。
また、本実施例ではNチャネル型のMOSトランジスタ
の製造方法について記したが、Pチャネル型,CMOS
型の装置に関しても本発明は適用され得る。
【0018】図3は本発明の第2の実施例による半導体
装置の縦断面図である。
【0019】本実施例は、ソース,ドレインに深いn+
型不純物領域を有するNチャネル型MOSトランジスタ
Q1と第1の実施例で説明したNチャネル型MOSトラ
ンジスタQ2を同一基体上に作製するものである。製造
方法および各部名称の詳細は第1の実施例において図
1,図2で説明したものと同じであるから省略する。
【0020】MOSトランジスタQ1においてはソー
ス,ドレイン拡散層表面全面に接するようにタングステ
ンシリサイド膜11と深いn+ 型不純物領域13を形成
する。MOSトランジスタQ2においてはソース側に表
面全面に接するようにタングステンシリサイド膜11と
深いn+ 型不純物領域13を形成し、ドレイン側に表面
全面に接するように多結晶シリコン膜8と浅いn+ 型不
純物領域12を形成する。
【0021】本実施例によれば、大規模集積回路におい
て、外部とのインターフェース等の高い接合耐圧を必要
とする部分をMOSトランジスタQ1で構成し、LSI
内部の高集積化が必要な部分をドレイン耐圧は低いが微
細化に適したMOSトランジスタQ2で構成することが
できる。MOSトランジスタQ1は直接外部電源で駆動
され、MOSトランジスタQ2は降圧された内部低電圧
で駆動される。
【0022】ソース,ドレイン拡散層表面に接するよう
に配置する導電層とn+ 型不純物領域の深さの組み合せ
方は、本実施例に限定されるものでなく目的に応じてい
く通りも考えられる。そのような組合せに関しては本発
明の骨子を逸脱しない範囲で適宜選択できる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明の製造方法
は、同一基体上に形成された複数個のMOS型トランジ
スタのソース,ドレイン電極ひき出し用に2種類の別層
の導電材料を用いることによって、一層のみの導電材料
をひき出し電極として用いる場合に比較して (1)同一層のひき出し電極相互の間隔が微細加工の制
限となって装置の小型化を防げる不都合がない。すなわ
ち従来よりも小型の半導体装置を実現できる。
【0024】(2)2種類の導電層からの不純物拡散に
よってソース,ドレイン拡散層の形成を行うことがで
き、同一基体上に容易に深さの異なる拡散層を実現でき
る。という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第1の実施例による半導体装置の縦断面
図。
【図2】本発明の第1の実施例の製造方法を示す主要工
程断面図。
【図3】本発明の第2の実施例による半導体装置の縦断
面図。
【図4】従来装置の縦断面図。
【符号の説明】
1 P型単結晶シリコン基体 2 ゲート絶縁膜 3 多結晶シリコンのゲート電極 5 n- 型不純物領域 7,10 シリコン酸化膜のサイドウォール 8 電極ひき出し用多結晶シリコン膜 11 電極ひき出し用タングステンシリサイド膜 12 浅いn+ 型不純物領域 13 深いn+ 型不純物領域 14 層間絶縁膜 15,16 コンタクト孔 17 アルミニウム配線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一導電型半導体基体上にゲート電極を挟
    んでソース、ドレイン拡散層を有するMOS型トランジ
    スタの製造方法において、前記ソース拡散層上に第1の
    不純物を含む第1の導電材料膜を形成する工程と、前記
    ドレイン拡散層上に第2の不純物を含み前記第1の導電
    材料膜と異なる材質の第2の導電材料膜を形成する工程
    と、前記第1の導電材料膜および前記第2の導電材料膜
    から前記第1および第2の不純物をそれぞれ前記ソース
    および前記ドレイン拡散層中に拡散させる加熱工程とを
    含み、前記第1の不純物は、前記第2の不純物よりも深
    く拡散されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP623497A 1997-01-17 1997-01-17 半導体装置の製造方法 Pending JPH09205206A (ja)

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19991019