JPH1070267A - Semiconductor device and fabrication thereof - Google Patents

Semiconductor device and fabrication thereof

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Publication number
JPH1070267A
JPH1070267A JP22394396A JP22394396A JPH1070267A JP H1070267 A JPH1070267 A JP H1070267A JP 22394396 A JP22394396 A JP 22394396A JP 22394396 A JP22394396 A JP 22394396A JP H1070267 A JPH1070267 A JP H1070267A
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JP
Japan
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semiconductor substrate
film
gate electrode
width
concentration
Prior art date
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Pending
Application number
JP22394396A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiyuki Watanabe
禎之 渡辺
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH1070267A publication Critical patent/JPH1070267A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To decrease the number of steps by providing a semiconductor substrate, a gate electrode having upper end width shorter than the lower end width formed on the semiconductor substrate through a gate oxide, and a lightly doped region and a heavily doped region formed on the semiconductor substrate and specifying the shape of the gate electrode. SOLUTION: The semiconductor device comprises a semiconductor substrate 11 of silicon, a gate oxide 12 formed on the semiconductor substrate 11, a conductive polysilicon 13 and a tungsten-silicon 14 deposited on the gate oxide 12. The gate oxide 12, the conductive polysilicon 13 and the tungsten-silicon 14 define a gate electrode 15 having upper end width shorter than the lower end width. The semiconductor device further comprises a lightly doped region 16, a heavily doped region 17 and an LDD structure 18 defined by both doped regions 16, 17. Since the gate electrode 15 of the semiconductor device has upper end width shorter than the lower end width, the LDD structure 18 can be formed without forming any sidewall.

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】この発明は、LDD構造を有
する半導体装置および半導体装置の製造方法に係り、特
に、従来より工程数を削減して形成することのできるも
のに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having an LDD structure and a method of manufacturing the semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device which can be formed with a reduced number of steps compared to the conventional one.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は従来のLDD構造を有する半導体
装置の構成を示す断面図である。図において、1は半導
体基板、2は半導体基板1上に形成されたゲート酸化
膜、3、4はこのゲート酸化膜2上に順次積層されたポ
リシリコン膜およびタングステンシリコン膜である。そ
して、これらゲート酸化膜2、ポリシリコン膜3および
タングステンシリコン膜4によりゲート電極5が形成さ
れる。6はゲート電極5の両側壁に形成されたサイドウ
ォール、7は低濃度不純物領域、8は高濃度不純物領
域、9はこれら両不純物領域8、9にて形成されたLD
D構造である。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a sectional view showing a structure of a conventional semiconductor device having an LDD structure. In the figure, 1 is a semiconductor substrate, 2 is a gate oxide film formed on the semiconductor substrate 1, and 3 and 4 are a polysilicon film and a tungsten silicon film sequentially laminated on the gate oxide film 2. Then, a gate electrode 5 is formed by the gate oxide film 2, the polysilicon film 3, and the tungsten silicon film 4. 6 is a side wall formed on both side walls of the gate electrode 5, 7 is a low-concentration impurity region, 8 is a high-concentration impurity region, and 9 is an LD formed by both impurity regions 8 and 9.
It is a D structure.

【0003】次いで、上記のように構成された従来の半
導体装置の製造方法を図3及び図4を用いて説明する。
まず、半導体基板1上面を酸化し、ゲート酸化膜2aを
形成する。次に、ゲート酸化膜2a上に、例えばCVD
法を用いて1000オングストローム程度の厚みのポリ
シリコン膜3aを積層する。次に、例えばPVD法を用
いて1000オングストローム程度の厚みのタングステ
ンシリコン膜4aを積層する。次に、タングステンシリ
コン膜4a上にレジストを塗布し、パターニングしてレ
ジスト膜10を形成する(図4(a))。
Next, a method for manufacturing a conventional semiconductor device having the above-described structure will be described with reference to FIGS.
First, the upper surface of the semiconductor substrate 1 is oxidized to form a gate oxide film 2a. Next, for example, CVD is performed on the gate oxide film 2a.
A polysilicon film 3a having a thickness of about 1000 angstroms is laminated by using the method. Next, a tungsten silicon film 4a having a thickness of about 1000 angstroms is laminated using, for example, a PVD method. Next, a resist is applied on the tungsten silicon film 4a and patterned to form a resist film 10 (FIG. 4A).

【0004】次に、このレジスト膜10をマスクとして
異方性エッチングを行う。この際のエッチングガスの条
件としては、タングステンシリコン膜4aをエッチング
する際には、例えばSF6/Cl/F32(CH22)=
5/110/36にて行われ、また、ポリシリコン膜3
a及びゲート酸化膜2aをエッチングする際には、例え
ばCl2/SF6/F32=21/23/21にて行われ
る。このようにして、ゲート酸化膜2、ポリシリコン膜
3及びタングステンシリコン膜4から成るゲート電極5
が形成される。次に、レジスト膜10を除去する。次
に、ゲート電極5をマスクとして、ゲート電極5の直下
に不純物が注入されない条件にて、半導体基板1への不
純物の注入を行う。ここではリンを70KeVにて2.
5×1013/cm2注入し、低濃度不純物領域7を形成
する(図4(b))。
Next, anisotropic etching is performed using the resist film 10 as a mask. The condition of the etching gas at this time is, for example, when etching the tungsten silicon film 4a, for example, SF 6 / Cl / F 32 (CH 2 F 2 ) =
5/110/36, and the polysilicon film 3
The etching of the gate oxide film 2a and the gate oxide film 2a is performed, for example, at Cl 2 / SF 6 / F 32 = 21/23/21. Thus, the gate electrode 5 composed of the gate oxide film 2, the polysilicon film 3, and the tungsten silicon film 4 is formed.
Is formed. Next, the resist film 10 is removed. Next, using the gate electrode 5 as a mask, the impurity is implanted into the semiconductor substrate 1 under the condition that the impurity is not implanted immediately below the gate electrode 5. Here, phosphorus is applied at 70 KeV.
Implantation of 5 × 10 13 / cm 2 is performed to form the low concentration impurity region 7 (FIG. 4B).

【0005】次に、例えばCVD法を用いて3000オ
ングストローム程度の厚みのTEOS6aを積層する
(図4(c))。次に、このTEOS6aの異方性エッ
チングを行う。この際のエッチングガスの条件としては
例えばCHF3/CF4/Ar=30/3/55にて行わ
れサイドウォール6が形成される(図4(d))。この
際、サイドウォール6の一方の幅h1は0.25〜0.
3ミクロンにて形成されることとなる。
Next, a TEOS 6a having a thickness of about 3000 angstroms is laminated using, for example, a CVD method (FIG. 4C). Next, anisotropic etching of the TEOS 6a is performed. At this time, the conditions of the etching gas are, for example, CHF 3 / CF 4 / Ar = 30/3/55 to form the sidewall 6 (FIG. 4D). In this case, width h 1 of one of the side wall 6 is 0.25 to 0.
It will be formed at 3 microns.

【0006】次に、ゲート電極5及びサイドウォール6
をマスクとして、ゲート電極5及びサイドウォール6直
下に不純物が注入されない条件にて、半導体基板1への
不純物の注入を行う。ここでは、ヒ素を40KeVにて
4×1015/cm2注入し、高濃度不純物領域8を形成
し、低濃度不純物領域7及び高濃度不純物領域8からな
るLDD構造9が形成されることとなる(図3)。
Next, the gate electrode 5 and the side wall 6
Is implanted into the semiconductor substrate 1 under the condition that the impurity is not implanted immediately below the gate electrode 5 and the side wall 6 using the mask as a mask. Here, 4 × 10 15 / cm 2 is implanted with arsenic at 40 KeV to form the high-concentration impurity region 8, and the LDD structure 9 including the low-concentration impurity region 7 and the high-concentration impurity region 8 is formed. (FIG. 3).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置は以
上のように構成されているので、LDD構造9を形成す
るために、TEOS6aを厚く積層し、これをエッチン
グしサイドウォール6を形成し、このサイドウォール6
の形成前及び形成後のそれぞれの形状を利用して、それ
ぞれの不純物の注入を行い、対応しているため、TEO
S6aの積層及びエッチングという工程が必要となる。
また、TEOS6aのエッチングの際に異物が多く発生
するという問題点があった。
Since the conventional semiconductor device is configured as described above, in order to form the LDD structure 9, the TEOS 6a is laminated thickly and etched to form the side wall 6. This sidewall 6
Since each impurity is implanted by using each shape before and after the formation of
A step of stacking and etching S6a is required.
Further, there is a problem that a large amount of foreign matter is generated during the etching of the TEOS 6a.

【0008】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、工程数を削減でき、且つ、異物
発生を低減できるLDD構造を有する半導体装置および
半導体装置の製造方法を得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a semiconductor device having an LDD structure capable of reducing the number of steps and reducing generation of foreign matters, and a method of manufacturing the semiconductor device. With the goal.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項1
の半導体装置は、半導体基板と、半導体基板上にゲート
酸化膜を介して形成され、上端の幅が下端の幅より小さ
く成るゲート電極と、半導体基板の、ゲート電極の上端
の端部に対する位置から外方側に形成された低濃度不純
物領域と、半導体基板の、ゲート電極の下端の端部に対
する位置から外方側に形成され、低濃度不純物領域の第
1の不純物濃度より高い第2の不純物濃度を有する高濃
度不純物領域とを備えたものである。
Means for Solving the Problems Claim 1 according to the present invention.
The semiconductor device includes a semiconductor substrate, a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a gate oxide film, and having an upper end width smaller than a lower end width. A low-concentration impurity region formed on the outer side; and a second impurity formed on the outer side from a position with respect to the lower end of the gate electrode of the semiconductor substrate and higher than the first impurity concentration of the low-concentration impurity region. And a high-concentration impurity region having a high concentration.

【0010】また、この発明に係る請求項2の半導体装
置の製造方法は、半導体基板上に酸化膜を形成し、この
上に導電膜を積層し、導電膜上にレジストを塗布し、パ
ターニングしレジスト膜を形成し、半導体基板の、レジ
スト膜下部に対する位置に、第1の不純物が到達しない
エネルギにて、第1の不純物を注入し、半導体基板の、
レジスト膜の端部に対する位置から外方側に低濃度不純
物領域を形成する。そして、レジスト膜をマスクとし
て、導電膜及び酸化膜を、上端の幅がレジスト膜の幅と
同一幅に、又、下端の幅が上端の幅より大きくなるよう
なエッチング条件にてエッチングし、ゲート電極を形成
し、半導体基板の、ゲート電極下部に対する位置に、第
2の不純物が到達しないエネルギにて、第2の不純物を
注入し、半導体基板の、ゲート電極の端部に対する位置
から外方側に、低濃度不純物領域の第1の不純物濃度よ
り高い第2の不純物濃度を有する高濃度不純物領域を形
成するものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising forming an oxide film on a semiconductor substrate, laminating a conductive film thereon, applying a resist on the conductive film, and patterning. A resist film is formed, and the first impurity is implanted into a position of the semiconductor substrate with respect to a lower portion of the resist film at an energy that does not allow the first impurity to reach the position.
A low-concentration impurity region is formed outward from the position with respect to the end of the resist film. Then, using the resist film as a mask, the conductive film and the oxide film are etched under etching conditions such that the width of the upper end is equal to the width of the resist film, and the width of the lower end is larger than the width of the upper end. An electrode is formed, and a second impurity is implanted into the semiconductor substrate at a position with respect to a lower portion of the gate electrode with an energy that does not reach the second impurity. And forming a high-concentration impurity region having a second impurity concentration higher than the first impurity concentration of the low-concentration impurity region.

【0011】また、この発明に係る請求項3の半導体装
置の製造方法は、請求項2において、エッチング条件
は、異方性エッチングガスと等方性エッチングガスとを
組み合わせることにより設定するものである。
According to a third aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device, the etching conditions are set by combining an anisotropic etching gas and an isotropic etching gas. .

【0012】また、この発明に係る請求項4の半導体装
置の製造方法は、請求項3において、導電膜をタングス
テンシリコン膜にて形成した際、エッチング条件として
のエッチングガス流量比をSF6/Cl2/F32=8/8
0/15〜30としたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the third aspect, when the conductive film is formed of a tungsten silicon film, an etching gas flow ratio as an etching condition is SF 6 / Cl. 2 / F 32 = 8/8
0/15 to 30.

【0013】また、この発明に係る請求項5の半導体装
置の製造方法は、請求項3において、導電膜をポリシリ
コン膜にて形成した際、エッチング条件としてのエッチ
ングガス流量比をHBr/Cl2/O2=50〜100/
35/5としたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the third aspect, when the conductive film is formed of a polysilicon film, the etching gas flow ratio as an etching condition is HBr / Cl 2. / O 2 = 50-100 /
35/5.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1.以下、この発明の実施の形態を図につい
て説明する。図1は実施の形態1のLDD構造を有する
半導体装置の構成を示す断面図である。図において、1
1は例えばシリコンから成る半導体基板、12は半導体
基板11上に形成されたゲート酸化膜、13、14はこ
のゲート酸化膜12上に順次積層された導電膜としての
ポリシリコン膜およびタングステンシリコン膜である。
そして、これらゲート酸化膜12、ポリシリコン膜13
およびタングステンシリコン膜14によりゲート電極1
5が形成される。このゲート電極15は上端の幅が下端
の幅より短く形成されている。16は低濃度不純物領
域、17は高濃度不純物領域、18はこれら両不純物領
域16、17にて形成されたLDD構造である。
Embodiment 1 FIG. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a semiconductor device having an LDD structure according to the first embodiment. In the figure, 1
1 is a semiconductor substrate made of, for example, silicon, 12 is a gate oxide film formed on the semiconductor substrate 11, and 13 and 14 are a polysilicon film and a tungsten silicon film as a conductive film sequentially laminated on the gate oxide film 12. is there.
The gate oxide film 12 and the polysilicon film 13
And the tungsten silicon film 14 to form the gate electrode 1
5 are formed. The gate electrode 15 is formed such that the width of the upper end is shorter than the width of the lower end. 16 is a low-concentration impurity region, 17 is a high-concentration impurity region, and 18 is an LDD structure formed by these two impurity regions 16 and 17.

【0015】次いで、上記のように構成されたこの発明
の実施の形態1の半導体装置の製造方法を図1及び図2
を用いて説明する。まず、半導体基板11上面を酸化
し、ゲート酸化膜12aを形成する。次に、ゲート酸化
膜12a上に、例えばCVD法を用いて1000オング
ストローム程度の厚みのポリシリコン膜13aを積層す
る。次に、例えばPVD法を用いて1000オングスト
ローム程度の厚みのタングステンシリコン膜14aを積
層する。次に、タングステンシリコン膜14a上にレジ
ストを塗布し、パターニングしてレジスト膜19を形成
する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. First, the upper surface of the semiconductor substrate 11 is oxidized to form a gate oxide film 12a. Next, a polysilicon film 13a having a thickness of about 1000 angstroms is laminated on the gate oxide film 12a by using, for example, a CVD method. Next, a tungsten silicon film 14a having a thickness of about 1000 angstroms is laminated using, for example, a PVD method. Next, a resist is applied on the tungsten silicon film 14a and patterned to form a resist film 19.

【0016】次に、半導体基板11の、レジスト膜19
下部に対する位置に、第1の不純物としての例えばリン
が到達しないように(尚、不純物は半導体基板11へ注
入された後、拡散するため、レジスト膜19下部に対す
る位置に若干入り込むこととなる。また、他の不純物に
対しても同様の動作となるため、以下説明は省略す
る)、且つ、半導体基板11の、レジスト膜19の端部
に対する位置より外方側には到達するように注入する。
よって、従来の場合より、ポリシリコン膜13a及びタ
ングステンシリコン膜14aの厚み分を考慮に入れる必
要がある。従来は70KeVにて行っており、半導体基
板11中のリンの投影飛程は855オングストロームで
ある。今回はこれに、上記したポリシリコン膜13a及
びタングステンシリコン膜14aの厚み分を加算した、
2855オングストローム以上の投影飛程を有するエネ
ルギにて注入する必要がある。よって、ここでは、投影
飛程3812オングストロームを有する300KeVに
て注入する。
Next, a resist film 19 on the semiconductor substrate 11 is formed.
In order to prevent, for example, phosphorus as the first impurity from reaching the position on the lower portion (the impurity is diffused after being injected into the semiconductor substrate 11, so that the impurity slightly enters the position on the lower portion of the resist film 19. Since the same operation is performed for other impurities, the description is omitted below). In addition, the impurity is implanted so as to reach the semiconductor substrate 11 outside the position with respect to the end of the resist film 19.
Therefore, it is necessary to take the thickness of the polysilicon film 13a and the tungsten silicon film 14a into consideration as compared with the conventional case. Conventionally, it is performed at 70 KeV, and the projection range of phosphorus in the semiconductor substrate 11 is 855 angstroms. This time, the thickness of the polysilicon film 13a and the thickness of the tungsten silicon film 14a were added to this.
It is necessary to implant with energy having a projection range of 2855 angstroms or more. Therefore, here, implantation is performed at 300 KeV having a projection range of 3812 angstroms.

【0017】次に、半導体基板11のレジスト膜19下
部に対する位置にリンが到達しないためには、上記した
ように、300KeVにてリンの注入を行う場合、30
0KeVに注入した際の、投影飛程の3812オングス
トロームに、標準偏差の1017オングストロームの3
倍(製造上のバラつき等を考慮に入れるため)を加算し
た6863オングストロームの厚みが必要となる。よっ
て、レジスト膜19の厚みは、6863オングストロー
ムの厚みから、ポリシリコン膜13a及びタングステン
シリコン膜14aの厚み分を除く、4863オングスト
ロームの厚み以上にて形成される必要がある。このよう
な条件を設定し、リンを2.5×1013/cm2注入す
ることにより、低濃度不純物領域16が形成される(図
2(a))。
Next, in order to prevent phosphorus from reaching the position of the semiconductor substrate 11 below the resist film 19, as described above, when phosphorus is implanted at 300 KeV, 30
When injected at 0 KeV, the projected range is 3812 Å, and the standard deviation is 1017 Å, 3
A thickness of 6863 angstroms, which is doubled (to take into account manufacturing variations) is required. Therefore, the thickness of the resist film 19 must be equal to or more than 4863 angstroms, excluding the thickness of the polysilicon film 13a and the tungsten silicon film 14a from the thickness of 6863 angstroms. By setting such conditions and implanting 2.5 × 10 13 / cm 2 of phosphorus, the low concentration impurity region 16 is formed (FIG. 2A).

【0018】次に、レジスト膜19をマスクとしてエッ
チングを行う。この際、エッチング条件として異方性エ
ッチングガスと等方性エッチングガスとを組み合わせる
ことにより、上方の幅より下方の幅のが大きくなる形状
にてエッチングされることとなる。例えばタングステン
シリコン膜14aをエッチングする際は、異方性エッチ
ングガスとしてのCl2と、等方性エッチングガスとし
てのF32(CH22)とを組み合わせ、エッチングガス
流量比をSF6/Cl2/F32=8/80/15〜30と
すればよい。ここでは例えば、エッチングガス:S
6:8sccm,Cl2:80sccm,F32:15s
ccm,ガス圧力:0.010Torr,マイクロ波パ
ワー:190mA,RFパワー:15W,冷却ガス流量
(ヘリウムガス):5sccmのエッチング条件にて行
う。
Next, etching is performed using the resist film 19 as a mask. At this time, by combining an anisotropic etching gas and an isotropic etching gas as etching conditions, etching is performed in a shape in which a lower width is larger than an upper width. For example, when etching the tungsten silicon film 14a, Cl 2 as an anisotropic etching gas and F 32 (CH 2 F 2 ) as an isotropic etching gas are combined, and an etching gas flow ratio is SF 6 / Cl 2. 2 / F 32 = 8/80/15 to 30. Here, for example, etching gas: S
F 6 : 8 sccm, Cl 2 : 80 sccm, F 32 : 15 s
Ccm, gas pressure: 0.010 Torr, microwave power: 190 mA, RF power: 15 W, cooling gas flow rate (helium gas): 5 sccm.

【0019】次に、例えばポリシリコン膜13a及びゲ
ート酸化膜12aを上記と同様にエッチングする際は、
異方性エッチングガスとしてのCl2と、等方性エッチ
ングガスとしてのHB2とを組み合わせ、エッチングガ
ス流量比をHBr/Cl2/O2=50〜100/35/
5とすればよい。ここでは例えば、エッチングガス:H
Br:50sccm,Cl2:35sccm,O2:5s
ccm,ガス圧力:0.010Torr,マイクロ波パ
ワー:160mA,RFパワー:25W,冷却ガス流量
(ヘリウムガス):5sccmのエッチング条件にて行
う。
Next, for example, when the polysilicon film 13a and the gate oxide film 12a are etched in the same manner as described above,
And Cl 2 as an anisotropic etching gas, combining the HB 2 as isotropic etching gas, an etching gas flow rate ratio HBr / Cl 2 / O 2 = 50~100 / 35 /
It may be set to 5. Here, for example, etching gas: H
Br: 50 sccm, Cl 2 : 35 sccm, O 2 : 5 s
The etching is performed under the following conditions: ccm, gas pressure: 0.010 Torr, microwave power: 160 mA, RF power: 25 W, and cooling gas flow rate (helium gas): 5 sccm.

【0020】尚、上記したエッチングガス流量比のう
ち、等方性エッチングガスに相当するガスの比率の範囲
は、最小値以下となると、上方の幅と下方の幅との差が
なくなり、また、最大値以上となると、上方の幅と下方
の幅との差が必要以上に大きくなるため、それぞれ設定
されたものである。
When the range of the ratio of the gas corresponding to the isotropic etching gas in the above-mentioned etching gas flow rate ratio is less than the minimum value, the difference between the upper width and the lower width disappears. When the value is equal to or more than the maximum value, the difference between the upper width and the lower width becomes unnecessarily large.

【0021】上記したような条件にてレジスト膜19を
マスクとしてエッチングすることにより、上端の幅が下
端の幅より短くなるゲート電極15が形成される(図2
(b))。このように形成されたゲート電極15の、上
端の幅と下端の幅との一方の差h2は、従来のサイドウ
ォール6の一方の幅h1と同様に、例えば0.25〜
0.3ミクロンにて形成されることとなる。
By etching using the resist film 19 as a mask under the conditions described above, the gate electrode 15 whose upper end width is shorter than the lower end width is formed.
(B)). Of the thus formed gate electrode 15, while the difference h 2 of the width of the lower end of the upper end, as well as the width h 1 of one of the conventional side walls 6, for example, 0.25
It will be formed at 0.3 microns.

【0022】次に、レジスト膜19を除去する。次に、
半導体基板11の、ゲート電極15下部に対する位置
に、第2の不純物としての例えばヒ素が到達しないエネ
ルギ、40KeVにて、4×1015/cm2注入し、高
濃度不純物領域17を形成し、低濃度不純物領域16及
び高濃度不純物領域17からなるLDD構造18が形成
されることとなる(図1)。
Next, the resist film 19 is removed. next,
4 × 10 15 / cm 2 is implanted into the semiconductor substrate 11 at a position below the gate electrode 15 at an energy at which arsenic, for example, as a second impurity does not reach, at 40 KeV to form a high-concentration impurity region 17. As a result, an LDD structure 18 including the high-concentration impurity regions 16 and the high-concentration impurity regions 17 is formed (FIG. 1).

【0023】上記のように構成された実施の形態1の半
導体装置は、ゲート電極15の上端の幅が下端の幅より
小さく形成されているので、従来の場合のようにサイド
ウォール6を形成することなく、LDD構造18を形成
できる。よって、工程数を削減でき、且つ、異物発生を
低減することができる。
In the semiconductor device of the first embodiment configured as described above, since the width of the upper end of the gate electrode 15 is formed smaller than the width of the lower end, the sidewall 6 is formed as in the conventional case. Without this, the LDD structure 18 can be formed. Therefore, the number of steps can be reduced, and the generation of foreign substances can be reduced.

【0024】尚、上記実施の形態1ではゲート電極15
の導電膜を2層にて形成する例を示したがこれに限られ
ることはなく、1層でも、また、3層以上のものでも、
それぞれの膜に対したエッチング条件、すなわち、上端
の幅がレジスト膜の幅と同一で、且つ、上端の幅が下端
の幅より短くなる条件にて設定すれば、同様に形成でき
ることは言うまでもない。
In the first embodiment, the gate electrode 15
Although an example in which the conductive film is formed in two layers has been described, the present invention is not limited to this.
It is needless to say that the film can be similarly formed by setting the etching conditions for each film, that is, the conditions such that the upper end width is the same as the width of the resist film and the upper end width is shorter than the lower end width.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1によ
れば、半導体基板と、半導体基板上にゲート酸化膜を介
して形成され、上端の幅が下端の幅より小さく成るゲー
ト電極と、半導体基板の、ゲート電極の上端の端部に対
する位置から外方側に形成された低濃度不純物領域と、
半導体基板の、ゲート電極の下端の端部に対する位置か
ら外方側に形成され、低濃度不純物領域の第1の不純物
濃度より高い第2の不純物濃度を有する高濃度不純物領
域とを備えたので、ゲート電極の形状を利用することに
より、低濃度不純物領域及び高濃度不純物領域をLDD
構造に形成することができる半導体装置を提供すること
が可能となる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, a semiconductor substrate and a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a gate oxide film and having an upper end width smaller than a lower end width are provided. A low-concentration impurity region formed outward from a position of the semiconductor substrate relative to an end of the upper end of the gate electrode;
And a high-concentration impurity region having a second impurity concentration higher than the first impurity concentration of the low-concentration impurity region, the semiconductor substrate being formed outward from a position with respect to the lower end of the gate electrode. By utilizing the shape of the gate electrode, the low concentration impurity region and the high concentration
A semiconductor device that can be formed into a structure can be provided.

【0026】また、この発明の請求項2によれば、半導
体基板上に酸化膜を形成し、この上に導電膜を積層し、
導電膜上にレジストを塗布し、パターニングしレジスト
膜を形成し、半導体基板の、レジスト膜下部に対する位
置に、第1の不純物が到達しないエネルギにて、第1の
不純物を注入し、半導体基板の、レジスト膜の端部に対
する位置から外方側に低濃度不純物領域を形成する。そ
して、レジスト膜をマスクとして、導電膜及び酸化膜
を、上端の幅がレジスト膜の幅と同一幅に、又、下端の
幅が上端の幅より大きくなるようなエッチング条件にて
エッチングし、ゲート電極を形成し、半導体基板の、ゲ
ート電極下部に対する位置に、第2の不純物が到達しな
いエネルギにて、第2の不純物を注入し、半導体基板
の、ゲート電極の端部に対する位置から外方側に、低濃
度不純物領域の第1の不純物濃度より高い第2の不純物
濃度を有する高濃度不純物領域を形成するので、ゲート
電極の形状を利用することにより、低濃度不純物領域及
び高濃度不純物領域をLDD構造に形成することができ
る半導体装置の製造方法を提供することが可能となる。
According to a second aspect of the present invention, an oxide film is formed on a semiconductor substrate, and a conductive film is laminated thereon.
A resist is applied on the conductive film, patterned to form a resist film, and the first impurity is implanted into the semiconductor substrate at a position below the resist film with energy that does not reach the first impurity. Then, a low-concentration impurity region is formed outward from the position with respect to the end of the resist film. Then, using the resist film as a mask, the conductive film and the oxide film are etched under etching conditions such that the width of the upper end is equal to the width of the resist film, and the width of the lower end is larger than the width of the upper end. An electrode is formed, and a second impurity is implanted into the semiconductor substrate at a position with respect to a lower portion of the gate electrode with an energy that does not reach the second impurity. Forming a high-concentration impurity region having a second impurity concentration higher than the first impurity concentration of the low-concentration impurity region. Therefore, by utilizing the shape of the gate electrode, the low-concentration impurity region and the high-concentration impurity region can be formed. It is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device which can be formed into an LDD structure.

【0027】また、この発明の請求項3によれば、請求
項2において、エッチング条件は、異方性エッチングガ
スと等方性エッチングガスとを組み合わせることにより
設定するので、ゲート電極の上端の幅が下端の幅より小
さくなるように形成することを、容易に調整することが
できる半導体装置の製造方法を提供することが可能とな
る。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the etching condition is set by combining an anisotropic etching gas and an isotropic etching gas, so that the width of the upper end of the gate electrode is set. It is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device, which can easily adjust the formation of the semiconductor device so as to be smaller than the width of the lower end.

【0028】また、この発明の請求項4によれば、請求
項3において、導電膜をタングステンシリコン膜にて形
成した際、エッチング条件としてのエッチングガス流量
比をSF6/Cl2/F32=8/80/15〜30とした
ので、上端の幅が下端の幅より小さくなるゲート電極を
確実に形成することができる半導体装置の製造方法を提
供することが可能となる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, when the conductive film is formed of a tungsten silicon film, the etching gas flow ratio as an etching condition is SF 6 / Cl 2 / F 32 = Since the ratio is set to 8/80/15 to 30, it is possible to provide a method of manufacturing a semiconductor device in which a gate electrode having an upper end width smaller than a lower end width can be formed reliably.

【0029】また、この発明の請求項5によれば、請求
項3において、導電膜をポリシリコン膜にて形成した
際、エッチング条件としてのエッチングガス流量比をH
Br/Cl2/O2=50〜100/35/5としたの
で、上端の幅が下端の幅より小さくなるゲート電極を確
実に形成することができる半導体装置の製造方法を提供
することが可能となる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the third aspect, when the conductive film is formed of a polysilicon film, the etching gas flow rate ratio as an etching condition is H.
Since Br / Cl 2 / O 2 = 50 to 100/35/5, it is possible to provide a method of manufacturing a semiconductor device that can reliably form a gate electrode having an upper end width smaller than a lower end width. Becomes

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

【図1】 この発明の実施の形態1における半導体装置
の構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view illustrating a configuration of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention;

【図2】 図1に示した半導体装置の製造方法を示す断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG.

【図3】 従来の半導体装置の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional semiconductor device.

【図4】 図3に示した半導体装置の製造方法を示す断
面図である。
FIG. 4 is a sectional view illustrating the method of manufacturing the semiconductor device illustrated in FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 半導体基板、12 ゲート酸化膜、13 ポリシ
リコン膜、14 タングステンシリコン膜、15 ゲー
ト電極、16 低濃度不純物領域、17 高濃度不純物
領域、18 LDD構造、19 レジスト膜。
Reference Signs List 11 semiconductor substrate, 12 gate oxide film, 13 polysilicon film, 14 tungsten silicon film, 15 gate electrode, 16 low concentration impurity region, 17 high concentration impurity region, 18 LDD structure, 19 resist film.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板と、上記半導体基板上にゲー
ト酸化膜を介して形成され、上端の幅が下端の幅より小
さく成るゲート電極と、上記半導体基板の、上記ゲート
電極の上端の端部に対する位置から外方側に形成された
低濃度不純物領域と、上記半導体基板の、上記ゲート電
極の下端の端部に対する位置から外方側に形成され、上
記低濃度不純物領域の第1の不純物濃度より高い第2の
不純物濃度を有する高濃度不純物領域とを備えたことを
特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate, a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a gate oxide film, and having an upper end width smaller than a lower end width; and an upper end end of the gate electrode of the semiconductor substrate. A low-concentration impurity region formed outward from a position with respect to the first region, and a first impurity concentration of the low-concentration impurity region formed outward from a position with respect to an end of a lower end of the gate electrode of the semiconductor substrate. A high-concentration impurity region having a higher second impurity concentration.
【請求項2】 半導体基板上に酸化膜を形成し、この上
に導電膜を積層する工程と、上記導電膜上にレジストを
塗布し、パターニングしレジスト膜を形成する工程と、
上記半導体基板の、上記レジスト膜下部に対する位置
に、第1の不純物が到達しないエネルギにて、上記第1
の不純物を注入し、上記半導体基板の、上記レジスト膜
の端部に対する位置から外方側に低濃度不純物領域を形
成する工程と、上記レジスト膜をマスクとして、上記導
電膜及び上記酸化膜を、上端の幅が上記レジスト膜の幅
と同一幅に、又、下端の幅が上記上端の幅より大きくな
るようなエッチング条件にてエッチングし、ゲート電極
を形成する工程と、上記半導体基板の、上記ゲート電極
下部に対する位置に、第2の不純物が到達しないエネル
ギにて、上記第2の不純物を注入し、上記半導体基板
の、上記ゲート電極の端部に対する位置から外方側に、
上記低濃度不純物領域の第1の不純物濃度より高い第2
の不純物濃度を有する高濃度不純物領域を形成する工程
とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A step of forming an oxide film on a semiconductor substrate and laminating a conductive film thereon, a step of applying a resist on the conductive film and patterning the same to form a resist film,
The energy of the first impurity does not reach the position of the semiconductor substrate below the resist film.
Implanting impurities, forming a low-concentration impurity region outward from the position of the semiconductor substrate with respect to the end of the resist film, using the resist film as a mask, the conductive film and the oxide film, A step of forming a gate electrode by etching under an etching condition such that the width of the upper end is the same as the width of the resist film, and the width of the lower end is larger than the width of the upper end; The second impurity is implanted at an energy at which the second impurity does not reach the position with respect to the lower portion of the gate electrode, and the semiconductor substrate is positioned outward from the position with respect to the end of the gate electrode.
A second impurity concentration higher than the first impurity concentration in the low concentration impurity region;
Forming a high-concentration impurity region having a high impurity concentration.
【請求項3】 エッチング条件は、異方性エッチングガ
スと等方性エッチングガスとを組み合わせることにより
設定することを特徴とする請求項2記載の半導体装置の
製造方法。
3. The method according to claim 2, wherein the etching conditions are set by combining an anisotropic etching gas and an isotropic etching gas.
【請求項4】 導電膜をタングステンシリコン膜にて形
成した際、エッチング条件としてのエッチングガス流量
比をSF6/Cl2/F32=8/80/15〜30とした
ことを特徴とする請求項3記載の半導体装置の製造方
法。
4. The method according to claim 1, wherein when the conductive film is formed of a tungsten silicon film, an etching gas flow ratio as an etching condition is SF 6 / Cl 2 / F 32 = 8/80/15 to 30. Item 4. The method for manufacturing a semiconductor device according to Item 3.
【請求項5】 導電膜をポリシリコン膜にて形成した
際、エッチング条件としてのエッチングガス流量比をH
Br/Cl2/O2=50〜100/35/5としたこと
を特徴とする請求項3記載の半導体装置の製造方法。
5. When the conductive film is formed of a polysilicon film, an etching gas flow rate ratio as an etching condition is H.
Br / Cl 2 / O 2 = 50~100 / 35/5 and to a method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein a was.
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US6974972B1 (en) 1999-10-21 2005-12-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Thin-film transistor, and liquid crystal display device using the same

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