JPH11135787A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH11135787A
JPH11135787A JP30128297A JP30128297A JPH11135787A JP H11135787 A JPH11135787 A JP H11135787A JP 30128297 A JP30128297 A JP 30128297A JP 30128297 A JP30128297 A JP 30128297A JP H11135787 A JPH11135787 A JP H11135787A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide film
semiconductor substrate
gate electrode
type
sidewall oxide
Prior art date
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Pending
Application number
JP30128297A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshimitsu Taniguchi
敏光 谷口
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP30128297A priority Critical patent/JPH11135787A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゲート電極の側壁酸化膜形成のための異方
性エッチングによる半導体基板の結晶欠陥の発生状況
を、電気的に評価可能な半導体装置を提供する。 【解決手段】 一導電型の半導体基板11上にゲート
絶縁膜を介してゲート電極13と、該ゲート電極13の
両側面に設けた側壁酸化膜15と、ゲート電極13に対
してセルフアラインで形成した浅い反対導電型の低濃度
拡散層14と、側壁酸化膜15に対して離隔して配置し
た深い反対導電型の高濃度拡散層17とを備え、側壁酸
化膜15のエッチングによる形成に際して生じる結晶欠
陥層を評価可能とした。

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に係り、
特に微細構造のLDDトランジスタのサイドウォール
(側壁酸化膜)形成に伴う結晶欠陥の評価に好適なテス
ト用の半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】LDDトランジスタは、例えばP型の半
導体基板に絶縁膜を介して、ポリシリコンからなるゲー
ト電極を設け、そのゲート電極に対してセルフアライン
でN−型の低濃度拡散層を設け、更にゲート電極の側面
に側壁酸化膜を設け、これをマスクとしてN+型の高濃
度拡散層を形成した構造のトランジスタである。この形
式のトランジスタは低濃度拡散層により短チャネル効果
を防止でき、且つ高濃度拡散層により良好なオーミック
接触が得られるので、0.5μ以下の微細なゲート長を
有するMOSFETに好適である。
【0003】次に図2にLDDトランジスタの製造工程
の概略を示す。例えばP型の半導体基板11を準備し、
トランジスタのセル部分のゲート絶縁膜となる薄い酸化
膜を形成した後に、ポリシリコン膜を全面に堆積し、パ
ターニングによりゲート電極13を形成する。そしてゲ
ート電極13をマスクとしてセルフアラインでN−型の
浅い低濃度拡散層14を形成する。この段階を図2
(A)に示す。
【0004】次にCVDにより厚い酸化膜を基板11の
全面に堆積し、異方性エッチングにより堆積した酸化膜
をエッチングし、ゲート電極13の側面に側壁酸化膜1
5を形成する。その異方性エッチングは、横方向に対し
て縦方向に高い速度の選択的エッチングであり、通常、
反応性イオンエッチング(RIE)方式が用いられる。
即ち、プラズマ中に形成されるイオンで、酸化膜を叩き
飛ばしながらエッチングが進行するので、側壁酸化膜の
エッチングの終了後に、半導体基板11の表面が露出
し、更に半導体基板11の表面が僅かにエッチングされ
るため、半導体基板11の表面に結晶欠陥層であるダメ
ージ層16が形成される。この段階を図2(B)に示
す。
【0005】更に、側壁酸化膜15をマスクとして、N
型不純物をイオン注入し、深いN型高濃度拡散層17を
形成する。これにより、LDDトランジスタのゲート電
極及びソース・ドレイン拡散領域が形成される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したようにLDD
トランジスタの製造工程において、ゲート電極の側面の
側壁酸化膜部分は、厚い酸化膜を異方性エッチングによ
り当該部分のみを残して、その他の酸化膜部分をエッチ
ング除去することで形成する。この段階で、酸化膜のエ
ッチングの終了時に、半導体基板がエッチングされ、結
晶欠陥層であるダメージ層が形成されることは上述した
通りである。この側壁酸化膜形成のための異方性エッチ
ングの条件を検討する上で、半導体基板の表面に形成さ
れる結晶欠陥層の存在は重要で、この結晶欠陥層がなる
べく形成されないようなエッチング条件を見出す必要が
あり、結晶欠陥層の存在を評価することが必要になる。
【0007】しかしながら、従来、この異方性エッチン
グによって生じるダメージ層の評価方法としては、例え
ば特殊な薬液を用いて結晶欠陥を目視可能な状態に顕在
化させ、その状態を走査型電子顕微鏡等用いて観察する
ものがある。この方法によれば、結晶欠陥の有無、或い
は、その多い少ないは判定可能であるが、この結晶欠陥
の電気的な特性、例えばリーク電流にどのように関係す
るかについては評価することが不可能である。
【0008】又、図2(C)に示すように、側壁酸化膜
を設けたLDDトランジスタを形成し、P型の半導体基
板11とN型のソース・ドレイン拡散層との間に形成さ
れるPN接合のリーク電流を測定することは可能であ
る。しかしながら、異方性エッチングによるダメージ層
16は、高濃度拡散層17の内部に形成されるため、こ
のPN接合のリーク電流を測定しても、ダメージ層16
の影響は殆ど現れない。
【0009】本発明は上述した事情に鑑みて為されたも
ので、ゲート電極の側壁酸化膜形成のための異方性エッ
チングによる半導体基板の結晶欠陥の発生状況を、電気
的に評価可能な半導体装置を提供することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
一導電型の半導体基板上にゲート絶縁膜を介してゲート
電極と、該ゲート電極の両側面に設けた側壁酸化膜と、
前記ゲート電極に対してセルフアラインで形成した浅い
反対導電型の低濃度拡散層と、前記側壁酸化膜に対して
離隔して配置した深い反対導電型の高濃度拡散層とを備
え、前記側壁酸化膜のエッチングによる形成に際して生
じる結晶欠陥層を評価可能としたことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図1を参照しながら説明する。図1はこの評価用デ
バイスの構造を示す。例えばP型の半導体基板上にゲー
ト絶縁膜12を介してポリシリコン等のゲート電極13
を備え、そしてゲート電極13の側面に側壁酸化膜15
を備え、ゲート電極13に対してセルフアラインで形成
した浅いN−型の低濃度拡散層14を備えた構造は、従
来のLDDトランジスタの構造と同じである。この評価
用デバイスの従来のLDDトランジスタと異なっている
点は、N+型の高濃度拡散層17を側壁酸化膜15に対
して、距離Aだけ離隔して配置した点にある。
【0012】これにより、側壁酸化膜15と高濃度拡散
層17との間の区間Aについては、ダメージ層16が深
い高濃度拡散層17に内包されず、浅いN−型の低濃度
拡散層14と半導体基板11のP型層とのPN接合面の
近傍に存在することになる。このため、N型拡散層1
6,17に接続した電極18に正電圧を与え、半導体基
板11のP型層に接続した図示しない電極より負電圧を
与えることで、PN接合が逆バイアス状態となり、ここ
に空乏層が広がり、結晶欠陥が存在すると、リーク電流
が流れる。従って、これにより側壁酸化膜15の形成に
際して異方性エッチングにより生じた、半導体基板11
内部の結晶欠陥のリーク電流の電気的特性を測定するこ
とが可能である。
【0013】次にこの評価用デバイスの製造工程につい
て、その概要を示す。半導体基板11に薄いゲート絶縁
膜を形成し、その上にポリシリコン膜を堆積し、パター
ニングによりゲート絶縁膜12及びゲート電極13を形
成する。そして、半導体基板11がP型であれば、N−
型の浅い拡散層をゲート電極13をマスクとしてセルフ
アラインでイオン注入等により形成する。次に、半導体
基板11の全面に厚い酸化膜をCVD等により堆積し、
反応性イオンエッチング(RIE)により異方性エッチ
ングを行う。このエッチングを半導体基板11の表面が
露出するところまで行うことで、ゲート電極13の側面
に側壁酸化膜15が形成される。この際、半導体基板1
1の酸化膜のエッチング終了の時点で、きっちりエッチ
ングを停止することができないので、オーバエッチによ
り半導体基板11が露出して、イオンに叩かれる。これ
により結晶欠陥が生じ、ダメージ層16が形成される。
【0014】次に、側壁酸化膜15に対して離隔して深
いN+型の拡散層17を、例えばレジストマスクによる
イオン注入で形成する。そして半導体基板全面に絶縁膜
19を堆積し、コンタクト開口を形成し、アルミ等によ
る金属配線層を形成することで、この評価用デバイスが
完成する。この評価用デバイスは、半導体ウエハの全面
にマトリスクス状に形成して、結晶欠陥評価用のウエハ
としても良いが、TEGパターンとしてはんどうたいウ
エハの要部に配置して、通常のデバイスのチップと共に
製造して、評価するようにしても良い。これにより半導
体ウエハの全面における結晶欠陥の存在によるダメージ
層のリーク電流の多点評価ができる。
【0015】尚、上述した実施の形態においては、Nチ
ャネル型のLDDトランジスタの例について述べたが、
Pチャネル型のLDDトランジスタについても同様に適
用できることは勿論である。又、上述した実施形態の半
導体基板は、P型又はN型のウエルであってもよく、こ
のウェル内に配置されるLDDトランジスタにおいても
同様に評価可能であることは勿論である。
【0016】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の評価用
デバイスは、ゲート電極側面の側壁酸化膜から離隔した
位置に、深い高濃度拡散層を配置したものである。これ
により、低濃度拡散層のPN接合付近に、異方性エッチ
ングによりダメージ層が形成され、このダメージ層によ
り生じるリーク電流を高い検出感度で検出することが出
来る。従って、側壁酸化膜を形成するための異方性エッ
チングのエッチング条件と、これに対応したダメージ層
に生じるリーク電流との相関を明確化することが出来
る。このような電気的な測定により、異方性エッチング
によるダメージ層の電気的特性に及ぼす影響を評価でき
る。このため、異方性エッチングの条件の変更等による
LDDトランジスタのLSI等の特性に及ぼす影響が予
測可能となり、その品質向上に寄与することができる。
【0017】また、ウエハの各部にこの評価用デバイス
を配置することで、ウエハ上の多点測定が可能となり、
あるエッチング条件におけるウエハ上のリーク電流の分
布等の評価ができる。これにより、例えばエッチング時
のウエハの配置等の細かな工程管理条件の設定が可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の評価用デバイスの断面
図。
【図2】LDDトランジスタの製造工程の概要を示す断
面図。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一導電型の半導体基板上にゲート絶縁膜
    を介してゲート電極と、該ゲート電極の両側面に設けた
    側壁酸化膜と、前記ゲート電極に対してセルフアライン
    で形成した浅い反対導電型の低濃度拡散層と、前記側壁
    酸化膜に対して離隔して配置した深い反対導電型の高濃
    度拡散層とを備え、前記側壁酸化膜のエッチングによる
    形成に際して生じる結晶欠陥層を評価可能としたことを
    特徴とする半導体装置。
JP30128297A 1997-10-31 1997-10-31 半導体装置 Pending JPH11135787A (ja)

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JP30128297A JPH11135787A (ja) 1997-10-31 1997-10-31 半導体装置

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JP30128297A JPH11135787A (ja) 1997-10-31 1997-10-31 半導体装置

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JP30128297A Pending JPH11135787A (ja) 1997-10-31 1997-10-31 半導体装置

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