JPH1098008A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH1098008A
JPH1098008A JP27165296A JP27165296A JPH1098008A JP H1098008 A JPH1098008 A JP H1098008A JP 27165296 A JP27165296 A JP 27165296A JP 27165296 A JP27165296 A JP 27165296A JP H1098008 A JPH1098008 A JP H1098008A
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JP
Japan
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semiconductor substrate
groove
impurity diffusion
diffusion layer
contact hole
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Withdrawn
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JP27165296A
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English (en)
Inventor
Kazuhisa Sasaki
和久 佐々木
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】微細化されてもコンタクト抵抗が低く、不純物
拡散層と半導体基板との間の電流リークも少ない半導体
装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】Si基板11に達するコンタクト孔23を
形成した後、コンタクト孔23を介して不純物拡散層2
4を形成し、不純物拡散層24の濃度が最も高い深さに
まで達する溝25を形成する。このため、コンタクト孔
23に臨むSi基板11の露出面積が広くなるとともに
不純物拡散層24の濃度が溝25の底面で最も高くて、
コンタクト抵抗が低い。しかも、溝25の深さは10〜
20nmと浅いので、溝25を形成する際にSi基板1
1に与える損傷も少ない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板に達す
るコンタクト孔を半導体基板上の絶縁膜に有する半導体
装置及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】コンタクト孔を介して配線を半導体基板
に接続させる場合は、配線と半導体基板との接触面積つ
まりコンタクト孔の底面積を大きくすれば、配線と半導
体基板とのコンタクト抵抗が低くなり、動作が高速で且
つ消費電力が少ない半導体装置を得ることができる。し
かし、半導体装置の微細化に伴ってコンタクト孔も微細
化されているので、コンタクト孔の底面積も縮小されて
コンタクト抵抗が高くなってきている。
【0003】そこで、半導体基板上の絶縁膜にコンタク
ト孔を形成した後、引き続き、深さが100〜500n
m程度の溝を半導体基板に形成し、コンタクト孔に臨む
半導体基板の露出面積を広くすることによって、コンタ
クト孔が微細化されても配線と半導体基板との接触面積
の減少を防止する構成が提案されている(例えば、特開
平2−10771号公報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、コンタクト
抵抗は一般に次の式で与えられる。 ρC ∝exp〔{2(εS * 1/2 φB }/(hND 1/2 )〕 … ρC :コンタクト抵抗率 ND :半導体基板の表面における不純物濃度 φB :ショットキーバリアの高さ 式から明らかな様に、半導体基板の表面における不純
物濃度が高ければコンタクト抵抗が低い。
【0005】しかし、上述の構成のように100〜50
0nm程度もの深い溝を半導体基板に形成すると、一般
に、不純物拡散層の濃度が最も高い部分よりも溝の底面
の方が深くなる。このため、溝を形成することによっ
て、コンタクト孔に臨む半導体基板の露出面積を広くし
ても、コンタクト抵抗を必ずしも十分には低くすること
ができなくて、動作が高速で且つ消費電力が少ない半導
体装置を提供することが困難であった。
【0006】しかも、上述の構成のように100〜50
0nm程度もの深い溝を半導体基板に形成すると、この
溝を形成する際に半導体基板に与える損傷が大きくて、
不純物拡散層と半導体基板との間の電流リークを増大さ
せてしまう。このため、上述の構成では、特性の優れた
半導体装置を提供することも困難であった。
【0007】そこで、本発明の目的は、微細化されても
コンタクト抵抗が低いために動作が高速で且つ消費電力
が少なく、不純物拡散層と半導体基板との間の電流リー
クが少ないために特性も優れた半導体装置及びその製造
方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
の製造方法は、半導体基板に達するコンタクト孔を前記
半導体基板上の絶縁膜に形成する工程と、前記コンタク
ト孔を介して前記半導体基板に不純物を導入する工程
と、前記不純物を活性化させるための熱処理を行う工程
と、前記コンタクト孔に連通し且つ前記不純物が最も高
い濃度を有している深さにまで達する溝を前記半導体基
板に形成する工程とを具備している。
【0009】本発明の一態様では、前記深さが10〜2
0nmである。
【0010】本発明の一態様では、前記熱処理の温度が
850〜950℃である。
【0011】本発明の一態様では、前記溝の形成を前記
熱処理の後に行う。
【0012】本発明の一態様では、前記熱処理を前記溝
の形成の後に行う。
【0013】本発明による半導体装置は、半導体基板に
達するコンタクト孔が前記半導体基板上の絶縁膜に設け
られており、前記コンタクト孔に連通した溝が前記半導
体基板に設けられており、前記溝の底面における濃度が
最も高い不純物拡散層が前記半導体基板に設けられてい
る。
【0014】本発明の一態様では、前記溝の深さが10
〜20nmである。
【0015】
【作用】本発明による半導体装置及びその製造方法で
は、コンタクト孔に連通する溝を半導体基板に設けて、
コンタクト孔に臨む半導体基板の露出面積を広くすると
ともにコンタクト孔に臨む不純物拡散層の濃度を溝の底
面において最も高くしているので、微細化されてもコン
タクト抵抗を低くすることができる。
【0016】また、溝の深さを10〜20nmと浅くす
れば、この溝を形成する際に半導体基板に与える損傷が
少ないので、不純物拡散層と半導体基板との間の電流リ
ークを少なくすることができる。
【0017】また、不純物拡散層を形成する不純物を活
性化させるための熱処理を行った後に、溝を形成すれ
ば、不純物拡散層の濃度プロファイルを安定させること
ができて、不純物拡散層の濃度の最も高い位置が底面に
なる溝を安定的に形成することができる。
【0018】また、溝を形成した後に、不純物拡散層を
形成する不純物を活性化させるための熱処理を行えば、
溝を形成する際に半導体基板に与えた損傷を熱処理で回
復させることができるので、不純物拡散層と半導体基板
との間の電流リークを更に少なくすることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、nチャネルMOSトランジ
スタ及びその製造方法に本発明を適用した実施形態につ
き図1〜図3を参照しながら説明する。
【0020】まず、本発明の第1の実施の形態を説明す
るが、図2(a)に示すように、半導体Si基板11の
表面にLOCOS法でSiO2 膜12を選択的に形成し
て、素子分離領域を区画する。
【0021】その後、SiO2 膜12をマスクにして1
5keV程度の加速エネルギー及び2×1012/cm2
程度のドーズ量でホウ素(B)をイオン注入して、トラ
ンジスタの閾値電圧を制御するための不純物拡散層13
をSi基板11の素子活性領域に形成する。そして、ド
ライ雰囲気中における800℃程度の温度の熱酸化で、
膜厚が13nm程度のSiO2 膜14をゲート酸化膜と
して素子活性領域の表面に形成する。
【0022】次に、図2(b)に示すように、膜厚が3
00nm程度の多結晶Si膜15をCVD法で堆積さ
せ、ゲート電極のパターンのレジスト(図示せず)を多
結晶Si膜15上に形成する。そして、CH2 2 とC
2 とを1:2.5程度の流量比及び10mTorr程度の
ガス圧力で供給し、高周波電極に30W程度の電力を供
給して、レジストをマスクにして多結晶Si膜15をエ
ッチングする。
【0023】その後、SiO2 膜12及び多結晶Si膜
15をマスクにして15keV程度の加速エネルギー及
び2×1012/cm2 程度のドーズ量でリン(P)をイ
オン注入して、LDD構造用の低濃度の不純物拡散層1
6をSi基板11の素子活性領域に形成する。
【0024】そして、SiO2 膜17をCVD法で堆積
させ、CHF3 とCF4 とArとを1:2:40程度の
流量比及び1.6Torr程度のガス圧力で供給し、高周波
電極に300W程度の電力を供給して、SiO2 膜17
の全面を異方性エッチングすることによって、このSi
2 膜17からなる側壁を多結晶Si膜15の側面に形
成する。
【0025】次に、図2(c)に示すように、膜厚が2
0nm程度のSiO2 膜18をCVD法で堆積させ、S
iO2 膜12、17及び多結晶Si膜15をマスクにし
て50keV程度の加速エネルギー及び5×1015/c
2 程度のドーズ量でヒ素(As)をイオン注入して、
ソース/ドレインとしての不純物拡散層21をSi基板
11の素子活性領域に形成する。そして、膜厚が600
nm程度で且つ6.2重量%ずつのホウ素(B)及びリ
ン(P)を含有したBPSG膜22をCVD法で堆積さ
せる。
【0026】その後、CHF3 とCF4 とArとを1:
1:13程度の流量比及び0.5Torr程度のガス圧力で
供給して、不純物拡散層21に達するコンタクト孔23
をBPSG膜22及びSiO2 膜18に形成する。そし
て、BPSG膜22をマスクにして30keV程度の加
速エネルギー及び4×1015/cm2 程度のドーズ量で
リン(P)をイオン注入して、不純物拡散層24を不純
物拡散層21中に形成する。
【0027】その後、850〜950℃程度のアニール
を行って、不純物拡散層24中のリン(P)を活性化さ
せる。このアニール後には、不純物拡散層24の濃度プ
ロファイルは図3に示すようになっており、不純物拡散
層24が最も高い濃度を有している位置はSi基板11
の表面から10〜20nm程度の深さである。
【0028】次に、図1に示すように、CH2 2 とC
2 とを1:2.5程度の流量比及び10mTorr程度の
ガス圧力で供給し、高周波電極に30W態度の電力を供
給して、BPSG膜22をマスクにしてSi基板11を
10〜20nm程度だけエッチングする。この結果、コ
ンタクト孔23に連通した溝25がSi基板11に形成
される。
【0029】なお、図3に示したように、不純物拡散層
24が最も高い濃度を有している位置はSi基板11の
表面から10〜20nm程度の深さであり、また、溝2
5の深さが10〜20nm程度であるので、不純物拡散
層24の濃度は溝25の底部で最も高い。その後、コン
タクト孔23及び溝25を介して不純物拡散層24に接
続するAl系合金の金属配線26を形成し、更に、不図
示の保護膜等を形成して、nチャネルMOSトランジス
タ27を完成させる。
【0030】次に、本発明の第2の実施の形態を説明す
る。
【0031】上述の第1の実施の形態では、不純物拡散
層24中のリン(P)を活性化させるアニールを行った
後に溝25を形成したが、この第2の実施の形態では、
溝25を形成した後に不純物拡散層24中のリン(P)
を活性化させるアニールを行う。それ以外の構成は、上
述の第1の実施の形態と実質的に同じである。この第2
の実施の形態では、溝25を形成した際にSi基板11
に生じた損傷をもアニールで同時に回復させることがで
きる。
【0032】なお、以上に説明した実施の形態では、溝
25の深さを10〜20nm程度にしたが、溝25の深
さは不純物拡散層24の濃度プロファイルに伴って変更
することができる、また、上述の実施の形態は、nチャ
ネルMOSトランジスタ及びその製造方法に本発明を適
用したものであるが、pチャネルMOSトランジスタ及
びその製造方法やMOSトランジスタ以外の半導体装置
及びその製造方法にも本発明を適用することができる。
【0033】
【発明の効果】本発明による半導体装置及びその製造方
法では、微細化されてもコンタクト抵抗を低くすること
ができるので、動作が高速で且つ消費電力が少ない半導
体装置を提供することができる。
【0034】また、溝の深さを10〜20nmと浅くす
れば、不純物拡散層と半導体基板との間の電流リークを
少なくすることができるので、特性の優れた半導体装置
を提供することができる。
【0035】また、不純物拡散層を形成する不純物を活
性化させるための熱処理を行った後に、溝を形成すれ
ば、不純物拡散層の濃度の最も高い位置が底面になる溝
を安定的に形成することができるので、動作が高速で且
つ消費電力が少ない半導体装置を高い歩留りで製造する
ことができる。
【0036】また、溝を形成した後に、不純物拡散層を
形成する不純物を活性化させるための熱処理を行えば、
不純物拡散層と半導体基板との間の電流リークを更に少
なくすることができるので、特性の優れた半導体装置を
製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態によるnチャネルMOS
トランジスタを示す側断面図である。
【図2】本発明の一実施の形態によるnチャネルMOS
トランジスタ製造方法を工程順に示す側断面図である。
【図3】コンタクト孔からのイオン注入で形成した不純
物拡散層の濃度プロファイルを示すグラフである。
【符号の説明】
11 Si基板(半導体基板) 18 SiO2 膜(絶縁膜) 22 BPSG膜(絶縁膜) 23 コンタクト孔 24 不純物拡散層 25 溝

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板に達するコンタクト孔を前記
    半導体基板上の絶縁膜に形成する工程と、 前記コンタクト孔を介して前記半導体基板に不純物を導
    入する工程と、 前記不純物を活性化させるための熱処理を行う工程と、 前記コンタクト孔に連通し且つ前記不純物が最も高い濃
    度を有している深さにまで達する溝を前記半導体基板に
    形成する工程とを具備することを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記深さが10〜20nmであることを
    特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記熱処理の温度が850〜950℃で
    あることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造
    方法。
  4. 【請求項4】 前記溝の形成を前記熱処理の後に行うこ
    とを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記熱処理を前記溝の形成の後に行うこ
    とを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 半導体基板に達するコンタクト孔が前記
    半導体基板上の絶縁膜に設けられており、 前記コンタクト孔に連通した溝が前記半導体基板に設け
    られており、 前記溝の底面における濃度が最も高い不純物拡散層が前
    記半導体基板に設けられていることを特徴とする半導体
    装置。
  7. 【請求項7】 前記溝の深さが10〜20nmであるこ
    とを特徴とする請求項6記載の半導体装置。
JP27165296A 1996-09-20 1996-09-20 半導体装置及びその製造方法 Withdrawn JPH1098008A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005129696A (ja) * 2003-10-23 2005-05-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP2007088432A (ja) * 2005-08-23 2007-04-05 Semiconductor Energy Lab Co Ltd トランジスタ、並びにそれを用いた表示装置、電子機器、及び半導体装置
JP2011023735A (ja) * 2010-09-08 2011-02-03 Panasonic Corp 半導体装置及びその製造方法
US8435892B2 (en) 2005-08-23 2013-05-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing semiconductor device comprising the step of doping semiconductor film through contact hole

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005129696A (ja) * 2003-10-23 2005-05-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP2007088432A (ja) * 2005-08-23 2007-04-05 Semiconductor Energy Lab Co Ltd トランジスタ、並びにそれを用いた表示装置、電子機器、及び半導体装置
US8435892B2 (en) 2005-08-23 2013-05-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing semiconductor device comprising the step of doping semiconductor film through contact hole
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