JPH10209438A - Manufacture of mis-type semiconductor device - Google Patents

Manufacture of mis-type semiconductor device

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JPH10209438A
JPH10209438A JP602797A JP602797A JPH10209438A JP H10209438 A JPH10209438 A JP H10209438A JP 602797 A JP602797 A JP 602797A JP 602797 A JP602797 A JP 602797A JP H10209438 A JPH10209438 A JP H10209438A
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JP
Japan
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film
oxide film
silicon layer
polycrystalline silicon
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP602797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Matsuzaki
一夫 松崎
Yoshitomo Hayashi
善智 林
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP602797A priority Critical patent/JPH10209438A/en
Publication of JPH10209438A publication Critical patent/JPH10209438A/en
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve insulation-resistance characteristics and reliability by coating an oxidation-preventive film on a polycrystalline silicon layer which is such a part as to be a gate electrode layer, and allowing other part to be a silicon oxide film through thermal oxidation, for forming an insulating film against a metal wiring. SOLUTION: On a polycrystalline silicon layer 44, a silicon nitride film 55 is deposited by plasma CVD method. Then, the silicon nitride film 55, polycrystalline silicon layer 44, and an oxide film 43 on a p-type wafer 41 are selectively etched to form an opening 45. A phosphorus ion is implanted though the opening 45, and by thermal treatment, an n source region 46 and an n drain region 47 are formed. By thermal oxidation, such polycrystalline silicon layer 44b as part with no silicon nitride film 55 is made to be a thermal oxide film 43b. At the same time, the thermal oxide film 43b is also formed on the surface of exposed n source region 46 and n drain region 47. By this method, the p-type wafer 41 and a metal wiring are insulated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体基板に形成さ
れた集積回路の基本素子であり、金属−絶縁膜−半導体
からなる絶縁ゲート構造を有するMIS型素子およびそ
の製造方法に関する。
The present invention relates to a basic element of an integrated circuit formed on a semiconductor substrate, and more particularly to a MIS element having an insulated gate structure composed of a metal, an insulating film and a semiconductor, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路は、今やあらゆる電子機
器にとって必要不可欠な構成部品となっている。従っ
て、電子機器の進歩に伴い、かかる半導体集積回路に要
求される性能も、機器の小型化に応える高機能化・高集
積化や、機器の電池駆動対応のための低電圧化・低消費
電力化など多岐にわたってきている。
2. Description of the Related Art Semiconductor integrated circuits have become indispensable components for all electronic devices. Therefore, with the advancement of electronic devices, the performance required for such semiconductor integrated circuits is also becoming higher and higher in function and higher in response to the downsizing of the devices, and lowering the voltage and lowering the power consumption in order to respond to battery driving of the devices. It has been diversified.

【0003】図6(a)ないし(e)は、半導体集積回
路の基本単位となるMIS(金属−絶縁膜−半導体)型
素子の一つのMOSFET(金属−酸化膜−半導体構造
の電界効果トランジスタ)の従来の製造方法を説明する
ため、工程順に示した主要工程における断面図である。
現在、半導体集積回路における基本単位となるMOSF
ETの製造方法は、溝(トレンチ)を形成してその溝内
へゲート電極を埋め込んだトレンチ型MOSFETや、
プロセスの手順変更・追加など、若干の変形はあるもの
の、基本的には図6に示すプロセスフローに基づいてい
る。以下、図に従って従来のnチャネル型MOSFET
の製造方法を説明する。
FIGS. 6A to 6E show one MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor) of a MIS (metal-insulator-semiconductor) type element which is a basic unit of a semiconductor integrated circuit. FIGS. 7A to 7C are cross-sectional views in main steps shown in the order of steps for explaining the conventional manufacturing method of FIG.
At present, MOSF is a basic unit in semiconductor integrated circuits.
A method of manufacturing an ET includes a trench MOSFET in which a trench (trench) is formed and a gate electrode is buried in the trench,
Although there are some variations such as a change or addition of a process procedure, the process is basically based on the process flow shown in FIG. Hereinafter, a conventional n-channel MOSFET will be described with reference to FIG.
Will be described.

【0004】(100)面を主面とし、比抵抗が3Ω・
cm、厚さが500μmのp型ウェハ1を前処理により
清浄にした後、熱酸化し、表面に約70nmの薄い酸化
膜3を形成し、次いでその上に減圧CVD法により多結
晶シリコン層4を0.5μm堆積する[図6(a)]。
次に、フォトレジストを塗布し、フォトマスクを用いた
露光、現像等の処理によりパターンを形成し、p型ウェ
ハ1上の多結晶シリコン層4および酸化膜3を選択的に
エッチングして開口5を設ける[同図(b)]。
[0004] The (100) plane is the main surface, and the specific resistance is 3Ω ·
A p-type wafer 1 having a thickness of 500 μm and a thickness of 500 μm is cleaned by pretreatment, and then thermally oxidized to form a thin oxide film 3 having a thickness of about 70 nm on the surface. Is deposited by 0.5 μm [FIG. 6A].
Next, a photoresist is applied, a pattern is formed by processes such as exposure and development using a photomask, and the polycrystalline silicon layer 4 and the oxide film 3 on the p-type wafer 1 are selectively etched to form openings 5. Is provided [FIG. 2 (b)].

【0005】フォトレジストを剥離した後、開口5を通
じて燐イオンの注入をおこない、熱処理して、nソース
領域6、nドレイン領域7を自己整合的に形成する[同
図(c)]。拡散深さは0.25μmである。燐イオン
のドーズ量は1×1016/cm2 である。このとき、多
結晶シリコン層4にもリンイオンの注入をおこない、熱
処理するので、多結晶シリコン層4は十分導電性をもつ
ことになる。
After the photoresist is stripped, phosphorus ions are implanted through the opening 5 and heat-treated to form an n source region 6 and an n drain region 7 in a self-aligned manner (FIG. 1C). The diffusion depth is 0.25 μm. The dose of phosphorus ions is 1 × 10 16 / cm 2 . At this time, phosphorus ions are also implanted into the polycrystalline silicon layer 4 and heat treatment is performed, so that the polycrystalline silicon layer 4 has sufficient conductivity.

【0006】全面にプラズマCVD法により、燐ガラス
膜(PSG膜)8を堆積した後、フォトリソグラフィ技
術を用いてPSG膜8の必要な部分に電気的接続を行う
ためのコンタクト孔9をあける[同図(d)]。スパッ
タ法により全面にAl合金膜10を蒸着した後、フォト
リソグラフィ技術を用いて、nソース領域6に接触する
ソース電極11、nドレイン領域7に接触するドレイン
電極12およびnソース領域6とnドレイン領域7とに
挟まれたp型ウェハ1の表面露出部1aの上の多結晶シ
リコン層4aに接触するゲート電極13およびそれらか
らの配線14を形成する[同図(e)]。nソース領域
6とnドレイン領域7とに挟まれたp型ウェハ1の表面
露出部1aの上の酸化膜3aはゲート酸化膜で、その上
の多結晶シリコン層4aはゲート電極層である。その後
プラズマCVD法により表面を保護する窒化膜を堆積し
て、MOSFETが完成する。
After depositing a phosphor glass film (PSG film) 8 on the entire surface by a plasma CVD method, a contact hole 9 for making an electrical connection to a necessary portion of the PSG film 8 is formed by using a photolithography technique [ FIG. After depositing an Al alloy film 10 on the entire surface by sputtering, the source electrode 11 in contact with the n source region 6, the drain electrode 12 in contact with the n drain region 7, and the n source region 6 and n drain using photolithography technology. A gate electrode 13 is formed in contact with the polycrystalline silicon layer 4a on the surface exposed portion 1a of the p-type wafer 1 sandwiched between the region 7, and a wiring 14 is formed from the gate electrode 13 [FIG. Oxide film 3a on surface exposed portion 1a of p-type wafer 1 sandwiched between n source region 6 and n drain region 7 is a gate oxide film, and polycrystalline silicon layer 4a thereon is a gate electrode layer. Thereafter, a nitride film for protecting the surface is deposited by a plasma CVD method to complete the MOSFET.

【0007】以上がMOS構造形成の基本プロセスであ
り、ゲート酸化膜となる薄い酸化膜2はp型ウェハ1の
上に形成され、またゲート電極層となる多結晶シリコン
層3はその薄い酸化膜2の上に堆積されている。近年、
集積回路の高機能化、高集積化や、高速化、低電圧化、
低消費電力化など、更にはメモリの高密度化の動向があ
り、それらに対応すべく、 微細化の進展に伴うゲート酸化膜の一層の薄膜化と膜
質の向上、 高速駆動のためのゲート電極の低抵抗化などの課題が
生じてきている。
The above is the basic process of forming a MOS structure. A thin oxide film 2 serving as a gate oxide film is formed on a p-type wafer 1, and a polycrystalline silicon layer 3 serving as a gate electrode layer is formed of the thin oxide film. 2 is deposited. recent years,
Higher functionality, higher integration, higher speed, lower voltage,
In order to respond to these trends, such as lower power consumption and higher memory densities, the gate oxide film has been further thinned and improved with the progress of miniaturization, and the gate electrode for high-speed driving There are problems such as low resistance.

【0008】すなわち、のゲート酸化膜の一層の薄膜
化について言えば、近年、このゲート酸化膜は、素子の
微細化や低電圧駆動化に伴って、ますます薄膜化の傾向
にある。例えばパワーMOSFETなどでは、100n
mから50nmへ、コンピュータ用のDRAMでは1メ
ガビット用の30nmから4メガビット用の20nm、
16メガビット用の10nm、更に64メガビット用の
8nmへと薄くなってきている。従来の方法ではゲート
酸化膜形成前のシリコン表面は、各種の前処理法で清浄
にしているとはいっても完全ではなく、またゲート酸化
膜形成前での自然酸化膜の成長もあって、ゲート酸化膜
が薄くなるに従って膜厚の均一性を保つのは困難にな
り、また界面の清浄度の重要性が増す。
In other words, with regard to the further reduction of the thickness of the gate oxide film, in recent years, this gate oxide film has tended to become thinner and thinner as devices have become finer and driven at lower voltages. For example, in a power MOSFET or the like, 100 n
m to 50 nm, for computer DRAM, 30 nm for 1 Mbit to 20 nm for 4 Mbit,
The thickness has been reduced to 10 nm for 16 Mbit and 8 nm for 64 Mbit. In the conventional method, the silicon surface before the gate oxide film is formed is not perfect even though it is cleaned by various pretreatment methods, and the natural oxide film grows before the gate oxide film is formed. As the oxide film becomes thinner, it becomes more difficult to keep the film thickness uniform, and the importance of interface cleanliness increases.

【0009】また、については、従来の方法では多結
晶シリコン層を用いているため不純物をドープして低抵
抗化を図ろうとしても、多結晶シリコン層の粒界が原因
で期待通りの低抵抗化が達成できないという問題があ
る。これに関しては、多結晶シリコン層の代わりに、モ
リブデンやチタン等の金属とシリコンとの化合物である
シリサイドを用いる場合もある。しかるに、シリサイド
形成の場合には、シリコンの金属間化合物であるため、
形成方法によっては金属に起因した不純物がゲート酸化
膜を汚染し、ゲート酸化膜質を劣化させるという問題が
ある。
[0009] Regarding the conventional method, since the polycrystalline silicon layer is used in the conventional method, even if an attempt is made to lower the resistance by doping impurities, the expected low resistance is due to the grain boundary of the polycrystalline silicon layer. There is a problem that can not be achieved. In this regard, a silicide which is a compound of silicon and a metal such as molybdenum or titanium may be used instead of the polycrystalline silicon layer. However, in the case of silicide formation, since it is an intermetallic compound of silicon,
Depending on the formation method, there is a problem that impurities caused by metal contaminate the gate oxide film and deteriorate the quality of the gate oxide film.

【0010】これらの問題に対して先に発明者の一人
は、特開平8−250721において、いわゆるSOI
(シリコンオンインシュレータ)ウェハを使用しての、
半導体基板の内部に形成された埋め込み絶縁層からなる
ゲート絶縁膜と、その絶縁層の上部の単結晶半導体基板
から加工してなるゲート電極とを有するMIS型半導体
装置を提案した。
[0010] To solve these problems, one of the inventors described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-250721 a so-called SOI
(Silicon on insulator) using wafer
A MIS type semiconductor device including a gate insulating film formed of a buried insulating layer formed inside a semiconductor substrate and a gate electrode processed from a single crystal semiconductor substrate on the insulating layer has been proposed.

【0011】そのようにすれば、基板表面を使わないで
ゲート酸化膜およびゲート電極が形成できる。すなわ
ち、シリコン基板内部にゲート酸化膜とシリコンの界面
が形成されるため、自然酸化膜や前処理などに起因した
基板表面に関する問題のない界面が形成できる。また、
ゲート電極は結晶性を保持した、単結晶であるため、従
来技術のような多結晶シリコンの粒界に起因した問題が
なく、低抵抗化が図れる等の利点がある。
In this case, a gate oxide film and a gate electrode can be formed without using the substrate surface. That is, since the interface between the gate oxide film and silicon is formed inside the silicon substrate, a natural oxide film and an interface having no problem with the substrate surface due to pretreatment can be formed. Also,
Since the gate electrode is a single crystal that retains crystallinity, there is no problem due to the grain boundary of polycrystalline silicon as in the prior art, and there are advantages such as low resistance.

【0012】特に、埋め込み絶縁層の下部に位置する結
晶欠陥の少ない単結晶シリコン基板部分に、第二導電型
不純物の導入およびその後の熱処理により、第二導電型
拡散領域が形成されれば、良質な接合が形成され、結晶
欠陥による影響を受けず高耐圧に耐える半導体素子とな
る。図7(a)ないし(e)は、そのようなSOIウェ
ハを使用したMOSFETの製造工程順に示した主要工
程における断面図である。。
In particular, if a second conductivity type diffusion region is formed by introducing a second conductivity type impurity and then performing a heat treatment in a portion of the single crystal silicon substrate having less crystal defects located under the buried insulating layer, A strong junction is formed, and a semiconductor element that can withstand a high withstand voltage without being affected by crystal defects is obtained. FIGS. 7A to 7E are cross-sectional views showing main steps in the order of manufacturing steps of a MOSFET using such an SOI wafer. .

【0013】(100)面を主面とするSOIウェハ2
1のSOI層24にほう素イオン38を注入する[図7
(a)]。SOI層24は後の熱処理により、注入され
たほう素イオンが活性化し、十分導電性をもつことにな
る。単結晶のSOI層24の場合は、多結晶シリコン層
の場合より比抵抗を約一桁小さくできる。SOI層24
表面にフォトレジストを塗布し、フォトマスクを用いた
露光、現像等の処理によりパターンを形成し、SOIウ
ェハ21のSOI層24および埋め込み酸化膜23を選
択的にエッチングして開口25を設ける[同図
(b)]。SOI基板22の比抵抗は3Ω・cm厚さは
500μm、埋め込み酸化膜23の厚さは50nmそし
てSOI層24の厚さは200nmである。
SOI wafer 2 having (100) plane as main surface
Boron ions 38 are implanted into the SOI layer 24 of FIG.
(A)]. The SOI layer 24 is activated by the subsequent heat treatment, so that the implanted boron ions are activated and have sufficient conductivity. In the case of the single crystal SOI layer 24, the specific resistance can be reduced by about one digit compared to the case of the polycrystalline silicon layer. SOI layer 24
A photoresist is applied to the surface, a pattern is formed by a process such as exposure and development using a photomask, and an opening 25 is provided by selectively etching the SOI layer 24 and the buried oxide film 23 of the SOI wafer 21. Fig. (B)]. The specific resistance of the SOI substrate 22 is 3 Ω · cm, the thickness is 500 μm, the thickness of the buried oxide film 23 is 50 nm, and the thickness of the SOI layer 24 is 200 nm.

【0014】次に、フォトレジストを剥離した後、開口
25を通じて燐イオンの注入をおこない、熱処理して、
nソース領域26、nドレイン領域27を自己整合的に
形成する[同図(c)]。拡散深さは0.25μmであ
る。燐イオンのドーズ量は1×1016/cm2 である。
全面にプラズマCVD法により、燐ガラス膜(PSG
膜)28を1μm堆積した後、フォトリソグラフィ技術
を用いてPSG膜28の必要な部分に電気的接続を行う
ためのコンタクト孔29をあける[同図(d)]。
Next, after the photoresist is stripped, phosphorus ions are implanted through the openings 25 and heat-treated.
An n source region 26 and an n drain region 27 are formed in a self-aligned manner (FIG. 3C). The diffusion depth is 0.25 μm. The dose of phosphorus ions is 1 × 10 16 / cm 2 .
A phosphor glass film (PSG) is formed on the entire surface by plasma CVD.
After depositing a film (film) 28 of 1 μm, a contact hole 29 for making an electrical connection to a necessary portion of the PSG film 28 is formed by using a photolithography technique [FIG.

【0015】スパッタ法により全面にAl合金膜30を
1μm蒸着した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、
nソース領域26に接触するソース電極31、nドレイ
ン領域27に接触するドレイン電極32およびnソース
領域26とnドレイン領域27とに挟まれた基板部分2
2の表面露出部22aの上のSOI層24aに接触する
ゲート電極33およびそれらからの配線34を形成する
[同図(e)]。表面露出部22aの上の酸化膜23a
はゲート酸化膜に、その上のSOI層24aはゲート電
極層となる。その後プラズマCVD法により表面を保護
する窒化膜を堆積して、MOSFETが完成する。
After an Al alloy film 30 having a thickness of 1 μm is deposited on the entire surface by a sputtering method, a photolithography technique is used.
Source electrode 31 in contact with n source region 26, drain electrode 32 in contact with n drain region 27, and substrate portion 2 sandwiched between n source region 26 and n drain region 27
A gate electrode 33 that contacts the SOI layer 24a on the second surface exposed portion 22a and a wiring 34 formed therefrom are formed [FIG. Oxide film 23a on surface exposed portion 22a
Is a gate oxide film, and the SOI layer 24a thereon is a gate electrode layer. Thereafter, a nitride film for protecting the surface is deposited by a plasma CVD method to complete the MOSFET.

【0016】なお、SOIウェハの製法としては2種類
の製法が知られている。その一つは酸化膜を介して2枚
のシリコンウェハを張り合わせて、一方のシリコンウェ
ハ面を所望のSOI厚となるまで削り落とす方法であ
り、もう一つの方法はシリコンウェハの表面に酸素をイ
オン注入し、アニールするという方法である。後者の方
法はSIMOX(Separation by Implanted Oxygenの頭
文字より作られた名前)と呼ばれ、そのウェハがSIM
OXウェハとよばれるものである〔泉他:ジャパニーズ
ジャーナルオブアプライドフィジックス、19巻別巻1
9−1、151頁、1980年参照〕。例えば、酸素を
3×1017/cm2 イオン注入し、1330℃で熱処理
して、200nmのSOI層と50nmの埋め込み酸化
膜を形成することができる。
There are two known SOI wafer manufacturing methods. One method is to bond two silicon wafers via an oxide film and scrape off one silicon wafer surface to a desired SOI thickness. Another method is to apply oxygen ions to the surface of the silicon wafer. It is a method of implanting and annealing. The latter method is called SIMOX (name created from the acronym Separation by Implanted Oxygen), and its wafer is SIM
OX wafer [Izumi et al .: Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 19, Volume 1
9-1, page 151, 1980]. For example, oxygen can be implanted at 3 × 10 17 / cm 2 and heat-treated at 1330 ° C. to form a 200 nm SOI layer and a 50 nm buried oxide film.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6、
7に示したような従来のMIS型半導体装置の製造方法
では、ゲート電極層となる部分以外の多結晶シリコン層
或いは単結晶シリコン層は、CVD法によるPSG等の
絶縁膜で覆われてその上の金属配線等と絶縁されている
が、CVD法による絶縁膜は膜質が、例えば熱酸化膜に
比べて劣り、また、厚さの均一性も良くないため、設計
通りの絶縁耐圧が得られず、信頼性も低いという問題が
あった。
However, FIG.
In the conventional method for manufacturing a MIS type semiconductor device as shown in FIG. 7, a polycrystalline silicon layer or a single crystal silicon layer other than a part to be a gate electrode layer is covered with an insulating film such as a PSG by a CVD method. However, the insulating film formed by the CVD method is inferior in film quality to, for example, a thermal oxide film, and has poor uniformity in thickness. However, there is a problem that reliability is low.

【0018】この問題に鑑み本発明の目的は、絶縁耐圧
が高く、信頼性の高いMIS型半導体装置の製造方法を
提供することにある。
In view of this problem, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a highly reliable MIS type semiconductor device having a high withstand voltage.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記の課題解決のため本
発明は、半導体基板の表面上にゲート絶縁膜および該ゲ
ート絶縁膜上に多結晶シリコン層からなるゲート電極層
を有するMIS型半導体装置の製造方法において、半導
体基板の表面上に絶縁膜および多結晶シリコン層を順次
形成する工程と、これら絶縁膜および多結晶シリコン層
の前記ゲート電極層とする部分の多結晶シリコン層上に
酸化防止膜を被覆し、その部分以外の多結晶シリコン層
を熱酸化により酸化シリコン膜とする工程を有するもの
とする。
According to the present invention, there is provided an MIS type semiconductor device having a gate insulating film on a surface of a semiconductor substrate and a gate electrode layer made of a polycrystalline silicon layer on the gate insulating film. Forming the insulating film and the polycrystalline silicon layer on the surface of the semiconductor substrate sequentially, and preventing oxidation on the polycrystalline silicon layer in a portion of the insulating film and the polycrystalline silicon layer to be the gate electrode layer. The method includes a step of coating the film and converting the polycrystalline silicon layer other than that portion into a silicon oxide film by thermal oxidation.

【0020】半導体基板の一方の表面上にゲート絶縁膜
および該ゲート絶縁膜上に単結晶シリコン層からなるゲ
ート電極層を有するMIS型半導体装置の場合は、SO
I基板の一方の表面の前記ゲート電極層とする部分の単
結晶シリコン層上に酸化防止膜を被覆し、その部分以外
の単結晶シリコン層を熱酸化により酸化シリコン膜とす
るものとする。
In the case of a MIS type semiconductor device having a gate insulating film on one surface of a semiconductor substrate and a gate electrode layer made of a single crystal silicon layer on the gate insulating film,
An antioxidant film is coated on a portion of the single crystal silicon layer which is to be the gate electrode layer on one surface of the I-substrate, and the single crystal silicon layer other than the portion is formed into a silicon oxide film by thermal oxidation.

【0021】以上の手段を講じ、ゲート電極層とする部
分以外の多結晶シリコン層または単結晶層を熱酸化によ
り酸化シリコン膜とすることによって、CVD絶縁膜を
使用せずに熱酸化膜を金属配線との絶縁膜とすることが
できる。特に、酸化防止膜を窒化シリコン膜とするもの
とする。窒化シリコン膜は、酸化防止膜としての機能を
もち、しかもプラズマCVD法等により形成できる。
By taking the above measures and converting the polycrystalline silicon layer or the single crystal layer other than the part to be the gate electrode layer into a silicon oxide film by thermal oxidation, the thermal oxide film can be formed without using a CVD insulating film. It can be used as an insulating film with wiring. In particular, it is assumed that the oxidation prevention film is a silicon nitride film. The silicon nitride film has a function as an antioxidant film and can be formed by a plasma CVD method or the like.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。図1および図2は、本
発明にかかる第一のMOSFETの製造方法を説明する
ための、工程順に示した主要工程における断面図であ
る。以下この図に従って説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 and FIG. 2 are cross-sectional views showing the main steps in the order of steps for explaining the method for manufacturing the first MOSFET according to the present invention. Hereinafter, description will be made with reference to FIG.

【0023】(100)面を主面とし、比抵抗が10Ω
・cm、厚さが500μmのp型ウェハ41を前処理に
より清浄にした後、熱酸化し、表面に約0.07μmの
薄い酸化膜43を形成し、次いでその上に減圧CVD法
により多結晶シリコン層44を0.5μm堆積した後、
多結晶シリコン層44に燐イオン56の注入をおこなう
[図1(a)]。
The (100) plane is the main surface and the specific resistance is 10Ω.
A p-type wafer 41 having a thickness of 500 μm and a thickness of 500 μm is cleaned by pretreatment, and then thermally oxidized to form a thin oxide film 43 having a thickness of about 0.07 μm on the surface. After depositing a silicon layer 44 of 0.5 μm,
Phosphorus ions 56 are implanted into the polycrystalline silicon layer 44 (FIG. 1A).

【0024】続いてその多結晶シリコン層44上にプラ
ズマCVD法により窒化シリコン膜55を0.15μm
堆積する[同図(b)]。次に、フォトレジストを塗布
し、フォトマスクを用いた露光、現像等の処理によりパ
ターンを形成し、p型ウェハ41上の、窒化シリコン膜
55、多結晶シリコン層44および酸化膜43を選択的
にエッチングして開口45を設ける[同図(c)]。
Subsequently, a silicon nitride film 55 is formed on the polycrystalline silicon layer 44 by a plasma CVD method to a thickness of 0.15 μm.
It is deposited [FIG. Next, a photoresist is applied, and a pattern is formed by processes such as exposure and development using a photomask. The silicon nitride film 55, the polycrystalline silicon layer 44, and the oxide film 43 on the p-type wafer 41 are selectively formed. An opening 45 is provided by etching [FIG.

【0025】フォトレジストを剥離した後、開口45を
通じて燐イオンの注入をおこない、熱処理して、nソー
ス領域46、nドレイン領域47を自己整合的に形成す
る[同図(d)]。燐イオンのドーズ量は1×1016
cm2 、拡散深さは0.25μmである。またこのと
き、nソース領域46とnドレイン領域47とに挟まれ
たp型ウェハ41の表面露出部41a上の多結晶シリコ
ン層44a上の窒化シリコン膜55aを残し、それ以外
の多結晶シリコン層44b上の窒化シリコン膜は除去し
て、そこにも燐イオンの注入をおこってもよい。熱処理
により多結晶シリコン層44a、44bは1020〜10
21cm-3の不純物濃度となり、ともに十分導電性をもつ
ことになる。
After the photoresist is stripped, phosphorus ions are implanted through the opening 45 and heat-treated to form an n-source region 46 and an n-drain region 47 in a self-aligned manner (FIG. 2D). The dose of phosphorus ions is 1 × 10 16 /
cm 2 and the diffusion depth is 0.25 μm. At this time, the silicon nitride film 55a on the polycrystalline silicon layer 44a on the surface exposed portion 41a of the p-type wafer 41 sandwiched between the n source region 46 and the n drain region 47 is left, and the other polycrystalline silicon layers The silicon nitride film on 44b may be removed, and phosphorus ions may be implanted there. The polycrystalline silicon layers 44a and 44b become 10 20 to 10 by heat treatment.
The impurity concentration becomes 21 cm -3 , and both have sufficient conductivity.

【0026】熱酸化により、窒化シリコン膜55の無い
部分の多結晶シリコン層44bを熱酸化膜43bにする
[同図(e)]。このとき、露出していたnソース領域
46、nドレイン領域47の表面上にも酸化膜が形成さ
れる。フォトリソグラフィ技術を用いて酸化膜43bの
必要な部分に電気的接続を行うためのコンタクト孔49
をあける[図2(a)]。
By thermal oxidation, a portion of the polycrystalline silicon layer 44b where there is no silicon nitride film 55 is converted into a thermal oxide film 43b (FIG. 4E). At this time, an oxide film is also formed on the exposed surfaces of the n source region 46 and the n drain region 47. A contact hole 49 for making an electrical connection to a necessary portion of the oxide film 43b using a photolithography technique.
[FIG. 2 (a)].

【0027】スパッタ法により全面にAl合金膜50を
蒸着した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、nソー
ス領域46に接触するソース電極51、nドレイン領域
47に接触するドレイン電極52およびnソース領域4
6とnドレイン領域47とに挟まれたp型ウェハ41の
表面露出部41aの上の多結晶シリコン層44aに接触
するゲート電極53およびそれらからの配線54を形成
する[同図(b)]。表面露出部41aの上の酸化膜4
3aはゲート酸化膜に、その上の多結晶シリコン層44
aはゲート電極層となる。
After an Al alloy film 50 is deposited on the entire surface by sputtering, the source electrode 51 in contact with the n source region 46, the drain electrode 52 and the n source region 4 in contact with the n drain region 47 are formed by photolithography.
A gate electrode 53 is formed in contact with the polycrystalline silicon layer 44a on the surface exposed portion 41a of the p-type wafer 41 sandwiched between the gate electrode 53 and the n drain region 47, and a wiring 54 is formed therefrom [FIG. . Oxide film 4 on surface exposed portion 41a
3a denotes a gate oxide film and a polycrystalline silicon layer 44 thereon.
a becomes a gate electrode layer.

【0028】図は省略したが、その後プラズマCVD法
により表面を保護する窒化膜を堆積し、外部端子取り出
し用の電極パッド部のみを露出させ、MOS特性を評価
した。このMOSFETの動作は、従来のMOSFET
と同じく、ゲート電極53への正電圧の印加により、ソ
ース電極51、ドレイン電極52間が導通するものであ
り、しきい値電圧VTHの安定したMOS動作が確認され
た。
Although not shown in the figure, a nitride film for protecting the surface was deposited by a plasma CVD method, and only an electrode pad portion for taking out an external terminal was exposed to evaluate MOS characteristics. The operation of this MOSFET is similar to that of a conventional MOSFET.
Similarly to the above, the application of the positive voltage to the gate electrode 53 causes conduction between the source electrode 51 and the drain electrode 52, and a stable MOS operation with the threshold voltage V TH was confirmed.

【0029】このように、本発明の製造方法によれば、
p型ウェハ41と金属配線54との間の絶縁は、熱酸化
膜によってなされ、従来のMOS型半導体装置のような
CVD絶縁膜に起因する耐圧低下や、信頼性不良の問題
が無く、高耐圧、高信頼性のMOS型半導体装置とな
る。従来技術に比較して特に困難な工程もなく、容易に
実施しうるものである。
As described above, according to the production method of the present invention,
The insulation between the p-type wafer 41 and the metal wiring 54 is provided by a thermal oxide film, and there is no problem of reduced withstand voltage or poor reliability due to a CVD insulating film as in a conventional MOS type semiconductor device, and a high withstand voltage. Thus, a highly reliable MOS semiconductor device is obtained. It can be easily implemented without any particularly difficult steps as compared with the prior art.

【0030】図3および図4は、SOIウェハを使用し
た本発明の製造方法にかかるnチャネル型MOSFET
の工程順に示した主要工程における断面図である。以下
この図に従って説明する。(100)面を主面とする比
抵抗3Ω・cm厚さ500μmのp型ウェハ61の一面
に酸素イオン77の注入をおこなう[図3(a)]。注
入の条件は、加速電圧130keV、ドーズ量2×10
17/cm2 である。
FIGS. 3 and 4 show an n-channel MOSFET according to the manufacturing method of the present invention using an SOI wafer.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main step shown in the order of steps. Hereinafter, description will be made with reference to FIG. Oxygen ions 77 are implanted into one surface of a p-type wafer 61 having a specific resistance of 3 Ω · cm and a thickness of 500 μm with the (100) plane as a main surface [FIG. The conditions for the implantation were an acceleration voltage of 130 keV and a dose of 2 × 10
17 / cm 2 .

【0031】このウェハp型61に1330℃、6時間
の熱処理をおこない、埋め込み酸化膜63を有するSO
Iウェハとする[同図(b)]。埋め込み酸化膜63の
厚さは50nmそしてSOI層64の厚さは200nm
である。次に、SOI層64の表面ににほう素イオン7
8の注入をおこなった後、その上にプラズマCVD法に
より窒化シリコン膜75を0.15μm堆積する[同図
(c)]。
This wafer p-type 61 is subjected to a heat treatment at 1330 ° C. for 6 hours to obtain a SO having an embedded oxide film 63.
The wafer is referred to as an I wafer [FIG. The thickness of the buried oxide film 63 is 50 nm and the thickness of the SOI layer 64 is 200 nm.
It is. Next, boron ions 7 are deposited on the surface of the SOI layer 64.
After the implantation of No. 8, a silicon nitride film 75 is deposited thereon by 0.15 μm by plasma CVD [FIG.

【0032】次に、フォトレジストを塗布し、フォトマ
スクを用いた露光、現像等の処理によりパターンを形成
し、窒化シリコン膜75、SOI層64および埋め込み
酸化膜63を選択的にエッチングして、埋め込み酸化膜
63の下の基板部分62に達する開口65を設ける[同
図(d)]。フォトレジストを剥離した後、窒化シリコ
ン膜75を残したまま開口65を通じて燐イオンの注入
をおこない、熱処理して、nソース領域66、nドレイ
ン領域67を自己整合的に形成する[同図(e)]。燐
イオンのドーズ量は1×10 16/cm2 、拡散深さは
0.25μmである。熱処理によりSOI層64a、6
4bは1020〜1021cm-3の不純物濃度となり、とも
に十分導電性をもつことになる。
Next, a photoresist is applied,
Form a pattern by exposure, development, etc. using a mask
And the silicon nitride film 75, the SOI layer 64 and the buried
The oxide film 63 is selectively etched to form a buried oxide film.
An opening 65 is provided to reach the substrate portion 62 below the 63.
Figure (d)]. After removing the photoresist, the silicon nitride
Of phosphorus ions through the opening 65 while leaving the phosphor film 75
Is performed, and heat treatment is performed.
The formation region 67 is formed in a self-aligned manner [FIG. phosphorus
The ion dose is 1 × 10 16/ CmTwo, The diffusion depth is
0.25 μm. SOI layers 64a, 6 by heat treatment
4b is 1020-10twenty onecm-3Impurity concentration
Will have sufficient conductivity.

【0033】nソース領域66、nドレイン領域67に
挟まれた基板部分62の表面露出部62aの上の窒化シ
リコン膜75a以外の窒化シリコン膜を除去し、熱酸化
によって、窒化シリコン膜を除去した部分のSOI層6
4bを酸化膜63bにする[図4(a)]。このとき、
露出していたnソース領域66、nドレイン領域67の
表面上および基板部分62の裏面にも酸化膜が形成され
る。
The silicon nitride film other than the silicon nitride film 75a on the surface exposed portion 62a of the substrate portion 62 sandwiched between the n source region 66 and the n drain region 67 was removed, and the silicon nitride film was removed by thermal oxidation. Part of SOI layer 6
4b is changed to an oxide film 63b [FIG. 4 (a)]. At this time,
An oxide film is also formed on the exposed surfaces of the n source region 66 and the n drain region 67 and on the back surface of the substrate portion 62.

【0034】フォトリソグラフィ技術を用いて酸化膜6
3bの必要な部分に電気的接続を行うためのコンタクト
孔69をあけ、残ったSOI層64a上の窒化シリコン
膜75aを除去する[図4(b)]。スパッタ法により
全面にAl合金膜70を蒸着した後、フォトリソグラフ
ィ技術を用いて、nソース領域66に接触するソース電
極71、nドレイン領域67に接触するドレイン電極7
2および残したSOI層64aに接触するゲート電極7
3およびそれらからの配線74を形成する[同図
(c)]。表面露出部61aの上の酸化膜63aはゲー
ト酸化膜に、その上のSOI層64aはゲート電極層と
なる。
The oxide film 6 is formed by using the photolithography technique.
A contact hole 69 for making electrical connection is formed in a necessary portion of 3b, and the remaining silicon nitride film 75a on the SOI layer 64a is removed [FIG. 4 (b)]. After depositing an Al alloy film 70 over the entire surface by sputtering, the source electrode 71 in contact with the n source region 66 and the drain electrode 7 in contact with the n drain region 67 by using photolithography technology.
2 and gate electrode 7 in contact with remaining SOI layer 64a
3 and the wiring 74 from them are formed [FIG. The oxide film 63a on the surface exposed portion 61a serves as a gate oxide film, and the SOI layer 64a thereon serves as a gate electrode layer.

【0035】図は省略したが、その後プラズマCVD法
により表面を保護する窒化膜を堆積し、外部端子取り出
し用の電極パッド部のみを露出させ、MOS特性を評価
した。このMOSFETの動作は、従来のMOSFET
と同じく、ゲート電極30への正電圧の印加により、ソ
ース電極31、ドレイン電極32間が導通するものであ
り、しきい値電圧VTHの安定したMOS動作が確認され
た。
Although not shown, a nitride film for protecting the surface was deposited by plasma CVD, and only the electrode pads for taking out external terminals were exposed to evaluate the MOS characteristics. The operation of this MOSFET is similar to that of a conventional MOSFET.
Similarly to the above, the application of a positive voltage to the gate electrode 30 causes conduction between the source electrode 31 and the drain electrode 32, and a stable MOS operation with the threshold voltage V TH was confirmed.

【0036】本発明の製造方法によれば、p型ウェハ4
1と金属配線との間の絶縁は、熱酸化膜によってなさ
れ、従来のMOS型半導体装置のようなCVD絶縁膜に
起因する耐圧低下や、信頼性不良の問題が無く、高耐
圧、高信頼性のMOS型半導体装置となる。しかもこの
例では、半導体基板の内部にゲート酸化膜が形成される
ので、自然酸化膜などの影響がなく清浄な界面をもっ
た、膜厚の均一な薄いゲート酸化膜が実現できる。しか
もゲート電極の単結晶化が可能となり、ゲート電極層が
単結晶シリコンのSOI層64から加工されているた
め、燐のイオン注入によって10 -4Ωcmと従来と比較
して約十分の一の低抵抗化されている。ゲート電極にお
ける信号遅延時間は、ゲート電極の抵抗にほぼ比例する
ので、このような抵抗の低減によって、信号遅延時間が
短縮され、動作速度が高速化できる。逆に信号遅延時間
が従来と同じでよければ、ゲート電極層の寸法を一桁縮
小できることになる。
According to the manufacturing method of the present invention, the p-type wafer 4
1 and metal wiring is provided by a thermal oxide film.
To form a CVD insulating film like a conventional MOS type semiconductor device.
There is no problem of reduced withstand voltage and poor reliability due to
A high-voltage, high-reliability MOS semiconductor device is obtained. And this
In the example, a gate oxide film is formed inside a semiconductor substrate
Therefore, it has a clean interface without the influence of natural oxide film etc.
Further, a thin gate oxide film having a uniform thickness can be realized. Only
Also allows single crystallization of the gate electrode, and the gate electrode layer
Processed from the single crystal silicon SOI layer 64
10 by ion implantation of phosphorus -FourΩcm compared with conventional
Then about one tenth of the resistance has been reduced. To the gate electrode
Signal delay time is almost proportional to the resistance of the gate electrode.
Therefore, by reducing such resistance, the signal delay time
It can be shortened and the operating speed can be increased. Conversely, signal delay time
The size of the gate electrode layer by an order of magnitude if
It can be small.

【0037】勿論SOIウェハとしては、貼り合わせに
よって製作したものでもよい。図5は、本発明第二の製
造方法にかかる縦型のnチャネル型MOSFETの要部
断面図であり、埋め込み酸化膜の下に二重の拡散領域を
必要とする場合である。パワーMOSFETやIGBT
(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)のように、ソー
ス、ドレイン領域以外にベース領域に相当する拡散層が
必要な場合には埋め込み酸化膜の下にそのような拡散領
域が必要になる。
Of course, the SOI wafer may be manufactured by bonding. FIG. 5 is a sectional view of a main part of a vertical n-channel MOSFET according to the second manufacturing method of the present invention, in which a double diffusion region is required below a buried oxide film. Power MOSFET and IGBT
When a diffusion layer corresponding to the base region is required in addition to the source and drain regions as in (insulated gate bipolar transistor), such a diffusion region is required below the buried oxide film.

【0038】SOIウェハ81の基板部分82の上の埋
め込み酸化膜83aがゲート酸化膜となり、その上の単
結晶シリコンであるSOI層84がゲート電極層となっ
ている点は、図4(c)と同じであるが、基板部分82
はn型で、そのの表面層には、ゲート電極層を一方のマ
スク端としたほう素と燐のイオン注入および熱処理によ
り、pベース領域99とnソース領域86とが形成され
ている。n+ ドレイン領域87は、基板部分82のnソ
ース領域86と反対側の面に形成されている。そして、
nソース領域86、n+ ドレイン領域87及びゲート電
極層であるSOI層84にに接触してそれぞれソース電
極91、ドレイン電極92およびゲート電極93が設け
られている。94はソース電極91の延長部または配線
部である。
The buried oxide film 83a on the substrate portion 82 of the SOI wafer 81 serves as a gate oxide film, and the SOI layer 84, which is single crystal silicon thereon, serves as a gate electrode layer, as shown in FIG. Same as, but with substrate portion 82
Is an n-type, and a p-base region 99 and an n-source region 86 are formed in the surface layer thereof by ion implantation of boron and phosphorus and heat treatment using the gate electrode layer as one mask end. N + drain region 87 is formed on the surface of substrate portion 82 opposite to n source region 86. And
A source electrode 91, a drain electrode 92, and a gate electrode 93 are provided in contact with the n source region 86, the n + drain region 87, and the SOI layer 84, which is a gate electrode layer, respectively. Reference numeral 94 denotes an extended portion or a wiring portion of the source electrode 91.

【0039】図5のたて型パワーMOSFETは、図
1、2または図3、4の製造方法において、シリコン基
板の導電型を変え、更にパターニングした絶縁膜や多結
晶シリコン層、単結晶シリコン層をマスクにしたp型、
n型不純物の導入および熱処理を二度行って製造できる
ことは容易に理解される。このパワーMOSFETの動
作は、ゲート電極93への正の電圧印加でドレイン電極
92とソース電極91間が導通するものである。すなわ
ち、このパワーMOSFETは、電流が図の下方から上
方へたてに流れる。
The vertical power MOSFET shown in FIG. 5 is different from the manufacturing method shown in FIG. 1, 2 or 3 or 4 in that the conductivity type of the silicon substrate is changed and a patterned insulating film, polycrystalline silicon layer, single crystal silicon layer is further formed. P-type with
It is easily understood that the semiconductor device can be manufactured by performing the n-type impurity introduction and the heat treatment twice. The operation of the power MOSFET is such that conduction between the drain electrode 92 and the source electrode 91 is achieved by applying a positive voltage to the gate electrode 93. That is, in this power MOSFET, a current flows vertically from the bottom to the top in the drawing.

【0040】この例でも、p型ウェハ81と金属配線と
の間の絶縁は、熱酸化膜83bによってなされ、従来の
MOS型半導体装置のようなCVD絶縁膜に起因する耐
圧低下や、信頼性不良の問題が無く、高耐圧、高信頼性
のMOS型半導体装置となる。しかも、図3、4の例と
同じく、ゲート酸化膜はシリコン基板の内部に形成され
た埋め込み酸化膜83であり、界面は極めて清浄に保た
れ、膜厚の均一な薄いゲート酸化膜ができる。そして、
ゲート電極層は単結晶のSOI層84からなるので、不
純物の高濃度のドープが可能であり、従来の多結晶シリ
コン膜では得られなかったようなゲート電極の低抵抗化
が実現できる。
Also in this example, the insulation between the p-type wafer 81 and the metal wiring is provided by the thermal oxide film 83b, and the breakdown voltage and reliability are deteriorated due to the CVD insulating film as in the conventional MOS type semiconductor device. Thus, a MOS type semiconductor device having a high breakdown voltage and a high reliability can be obtained without the problem described above. In addition, as in the examples of FIGS. 3 and 4, the gate oxide film is a buried oxide film 83 formed inside the silicon substrate, the interface is kept extremely clean, and a thin gate oxide film having a uniform thickness can be formed. And
Since the gate electrode layer is made of the single-crystal SOI layer 84, high-concentration doping of impurities is possible, and a reduction in resistance of the gate electrode, which cannot be obtained with a conventional polycrystalline silicon film, can be realized.

【0041】なお、ここでは、nチャネル型MOSFE
TとパワーMOSFETの例だけを述べたが、MOSF
ETが集積化したICも同様であり、また、CMOSに
ついてもパワーMOSFETにおけるベース拡散領域形
成をウェル領域形成に置き換えれば容易に実現できるこ
とは明らかである。また、IGBTについても同様であ
る。
Here, the n-channel type MOSFE
Although only examples of T and power MOSFET have been described, MOSF
The same applies to an IC integrated with ET, and it is apparent that CMOS can be easily realized by replacing the base diffusion region formation in the power MOSFET with the well region formation. The same applies to the IGBT.

【0042】また、本発明の実施例では、ゲート絶縁膜
が酸化膜の例についてのみ述べてきたが、窒化シリコン
膜をゲート絶縁膜として用いたMIS型素子とすること
も可能であることは容易に推察できる。
Further, in the embodiments of the present invention, only an example in which the gate insulating film is an oxide film has been described. However, it is easy to form an MIS type device using a silicon nitride film as the gate insulating film. Can be inferred.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ゲ
ート電極層とする部分の多結晶シリコン層または単結晶
シリコン層上に酸化防止膜を被覆し、その部分以外の多
結晶シリコン層、単結晶シリコン層を熱酸化により酸化
シリコン膜とすることによって、金属配線との絶縁膜が
熱酸化膜となり、高耐圧、高信頼性のMIS型半導体装
置とすることができて、従来のMIS型半導体装置のよ
うなCVD絶縁膜に起因する問題が無くなる。
As described above, according to the present invention, an antioxidant film is coated on a portion of a polycrystalline silicon layer or a monocrystalline silicon layer which is to be a gate electrode layer, and a polycrystalline silicon layer other than that portion is formed. By forming the single crystal silicon layer into a silicon oxide film by thermal oxidation, the insulating film with the metal wiring becomes a thermal oxide film, and a high breakdown voltage and high reliability MIS semiconductor device can be obtained. The problem caused by the CVD insulating film such as a semiconductor device is eliminated.

【0044】本発明はMIS型の集積回路に対しても適
用でき、同様の効果が得られ、MIS型集積回路の高耐
圧化、高信頼性化にも貢献するものである。
The present invention can be applied to a MIS type integrated circuit, and the same effects can be obtained, which contributes to a higher breakdown voltage and higher reliability of the MIS type integrated circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)ないし(e)は本発明第一のMOSFE
Tの製造方法を説明するための主な工程ごとの断面図
FIGS. 1A to 1E show the first MOSFE of the present invention.
Sectional drawing for every main process for explaining the manufacturing method of T

【図2】(a)および(b)は図1(e)に続く本発明
第一のMOSFETの製造方法を説明するための主な工
程ごとの断面図
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views showing main steps for explaining the method for manufacturing the first MOSFET of the present invention following FIG. 1E;

【図3】(a)ないし(e)は本発明第二のMOSFE
Tの製造方法を説明するための主な工程ごとの断面図
3 (a) to 3 (e) show a second MOSFET according to the present invention.
Sectional drawing for every main process for explaining the manufacturing method of T

【図4】(a)ないし(c)は図3(e)に続く本発明
第二のMOSFETの製造方法を説明するための主な工
程ごとの断面図
FIGS. 4 (a) to 4 (c) are cross-sectional views showing main steps for explaining the method for manufacturing the second MOSFET of the present invention following FIG. 3 (e).

【図5】本発明の製造方法にかかる別のMOSFETの
断面図
FIG. 5 is a sectional view of another MOSFET according to the manufacturing method of the present invention.

【図6】(a)ないし(e)は従来のMOSFETの製
造方法を説明するための主な工程ごとの断面図
6 (a) to 6 (e) are cross-sectional views showing main steps for explaining a conventional method for manufacturing a MOSFET.

【図7】(a)ないし(e)は従来の別のMOSFET
の製造方法を説明するための主な工程ごとの断面図
FIGS. 7A to 7E show another conventional MOSFET.
Sectional view for each main process for explaining a method of manufacturing

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、41、61 p型ウェハ 1a、22a、41a、62a 表面露出部 3、3a、43、43a 酸化膜 4、4a、44、44a、44b 多結晶シリコン層 5、25、45、65、85 開口部 6、26、46、66、86 nソース領域 7、27、47、67 nドレイン領域 8、28、68 PSG膜 9、29、49、69 コンタクト孔 10、30、50、70 Al合金膜 11、31、51、71、91 ソース電極 12、32、52、72、92 ドレイン電極 13、33、53、73、93 ゲート電極 14、34、54、74、94 金属配線 21、81 SOIウェハ 22、62、82 基板部分 23、23a、63、63a、83a 埋め込み酸化膜 24、24a、64、64a、64b、84a SOI
層 38、78 ほう素イオン 43b、63b、83b 熱酸化膜 55、55a、75、75a 窒化シリコン膜 56 燐イオン 77 酸素イオン 87 n+ ドレイン領域 99 pベース領域
1, 41, 61 P-type wafer 1a, 22a, 41a, 62a Surface exposed portion 3, 3a, 43, 43a Oxide film 4, 4a, 44, 44a, 44b Polycrystalline silicon layer 5, 25, 45, 65, 85 Opening Part 6, 26, 46, 66, 86 n Source region 7, 27, 47, 67 n Drain region 8, 28, 68 PSG film 9, 29, 49, 69 Contact hole 10, 30, 50, 70 Al alloy film 11 , 31, 51, 71, 91 Source electrode 12, 32, 52, 72, 92 Drain electrode 13, 33, 53, 73, 93 Gate electrode 14, 34, 54, 74, 94 Metal wiring 21, 81 SOI wafer 22, 62, 82 Substrate portion 23, 23a, 63, 63a, 83a Buried oxide film 24, 24a, 64, 64a, 64b, 84a SOI
Layers 38, 78 Boron ions 43b, 63b, 83b Thermal oxide films 55, 55a, 75, 75a Silicon nitride film 56 Phosphorus ions 77 Oxygen ions 87 n + Drain region 99 p Base region

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板の表面上にゲート絶縁膜および
該ゲート絶縁膜上に多結晶シリコン層からなるゲート電
極層を有するMIS型半導体装置の製造方法において、
半導体基板の表面上に絶縁膜および多結晶シリコン層を
順次形成する工程と、これら絶縁膜および多結晶シリコ
ン層の前記ゲート電極層とする部分の多結晶シリコン層
上に酸化防止膜を被覆し、その部分以外の多結晶シリコ
ン層を熱酸化により酸化シリコン膜とする工程を有する
ことを特徴とするMIS型半導体装置の製造方法。
1. A method for manufacturing a MIS type semiconductor device having a gate insulating film on a surface of a semiconductor substrate and a gate electrode layer made of a polycrystalline silicon layer on the gate insulating film,
A step of sequentially forming an insulating film and a polycrystalline silicon layer on the surface of the semiconductor substrate, and covering the portion of the insulating film and the polycrystalline silicon layer which is to be the gate electrode layer with an antioxidant film on the polycrystalline silicon layer; A method for manufacturing a MIS type semiconductor device, comprising a step of converting a polycrystalline silicon layer other than the portion to a silicon oxide film by thermal oxidation.
【請求項2】半導体基板の一方の表面上にゲート絶縁膜
および該ゲート絶縁膜上に単結晶シリコン層からなるゲ
ート電極層を有するMIS型半導体装置の製造方法にお
いて、SOI基板の一方の表面の前記ゲート電極層とす
る部分の単結晶シリコン層上に酸化防止膜を被覆し、そ
の部分以外の単結晶シリコン層を熱酸化により酸化シリ
コン膜とすることを特徴とするMIS型半導体装置の製
造方法。
2. A method of manufacturing a MIS semiconductor device having a gate insulating film on one surface of a semiconductor substrate and a gate electrode layer made of a single crystal silicon layer on the gate insulating film, the method comprising the steps of: A method of manufacturing a MIS type semiconductor device, comprising: coating an antioxidant film on a portion of a single crystal silicon layer to be a gate electrode layer; and forming a silicon oxide film by thermal oxidation on the other portion of the single crystal silicon layer. .
【請求項3】酸化防止膜を窒化シリコン膜とすることを
特徴とする請求項1または2に記載のMIS型半導体装
置の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the oxidation preventing film is a silicon nitride film.
JP602797A 1997-01-17 1997-01-17 Manufacture of mis-type semiconductor device Pending JPH10209438A (en)

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