JPH1197688A - 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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JPH1197688A
JPH1197688A JP9259649A JP25964997A JPH1197688A JP H1197688 A JPH1197688 A JP H1197688A JP 9259649 A JP9259649 A JP 9259649A JP 25964997 A JP25964997 A JP 25964997A JP H1197688 A JPH1197688 A JP H1197688A
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JP
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film
forming
groove
drain region
etching
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JP9259649A
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English (en)
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So Kurata
創 倉田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置の製造方法に関し、微細MOSト
ランジスタに於ける寄生抵抗の低減と短チャネル効果の
抑止とを両立できるようにする。 【解決手段】 Si半導体基板1に於けるソース領域形
成予定部分並びにドレイン領域形成予定部分に溝1Aを
形成し、溝1Aが埋まるようにBSG膜7を形成し、熱
処理を行なって溝1A内のBSG膜7からSi半導体基
板1中に硼素を固相−固相拡散してp型ソース領域8及
びp型ドレイン領域9を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、短チャネル効果を
抑制した微細MOSトランジスタを含む半導体装置を製
造するのに好適な方法に関する。
【0002】現在に於いても、MOSトランジスタを微
細化することは、集積回路装置の分野では至上命題であ
り、その為に種々な提案がなされ、それなりに効果を奏
しているが、提案のなかには、僅かな改良で更に大きな
効果を得られるものがあり、本発明は、そのような微細
化の為の一手段を開示する。
【0003】
【従来の技術】一般に、微細MOSトランジスタを製造
する場合、ソース領域及びドレイン領域を浅く形成して
短チャネル効果を抑制することが必要があり、その為、
p−MOSトランジスタを製造するには、BSG(bo
rosilicate glass)などからの固相−
固相拡散を利用することが提案されている(要すれば、
「特開平7−226512号公報」、を参照)。
【0004】前記従来の技術に於いては、ゲートの側壁
にBSG膜を用い、そこから硼素を固相−固相拡散して
いるのであるが、その拡散は等方的に起こる為、硼素が
ゲートの下へも回り込み、実効チャネル長を短くしてし
まう。
【0005】このような場合、ソース領域及びドレイン
領域の表面に於ける不純物濃度を高めて寄生抵抗を下げ
ようとすると、短チャネル効果の発生を抑えることがで
きないことになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】微細MOSトランジス
タに於ける寄生抵抗の低減と短チャネル効果の抑止とを
両立できるようにする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明では、固相−固相
拡散を利用する点では従来の技術と変わりないが、ゲー
トの側壁には通常の絶縁膜を用い、また、固相−固相拡
散源の配置構造を改善して課題を解決する。
【0008】即ち、ゲートには、従来と同様、絶縁膜か
らなる側壁を形成するのであるが、その際、絶縁膜の異
方性エッチングのみならず、下地の基板もエッチングし
て溝を形成し、その溝内に不純物含有ガラス膜を埋め込
み、そこから不純物を熱拡散させてソース領域及びドレ
イン領域を形成することが基本になっている。
【0009】前記したところから、本発明に依る半導体
装置の製造方法に於いては、 (1)基板(例えばSi半導体基板1)に於けるソース
領域形成予定部分並びにドレイン領域形成予定部分に溝
(例えば溝1A)を形成する工程と、次いで、前記溝が
埋まるように不純物含有ガラス膜(例えばBSG膜7)
を形成する工程と、次いで、熱処理を行なって前記溝内
の不純物含有ガラス膜からSi半導体基板中に不純物
(硼素)を固相−固相拡散してソース領域(例えばp型
ソース領域8)及びドレイン領域(例えばp型ドレイン
領域9)を形成する工程とが含まれてなることを特徴と
するか、又は、
【0010】(2)前記(1)に於いて、ゲート(例え
ばゲート電極5)の側面に絶縁膜からなるサイド・ウォ
ール(例えばSiO2 からなるサイド・ウォール6)を
形成する為の異方性エッチングを継続して基板に於ける
ソース領域形成予定部分並びにドレイン領域形成予定部
分に溝(例えば溝1A)を形成する工程が含まれてなる
ことを特徴とするか、又は、
【0011】(3)前記(1)或いは(2)に於いて、
ソース領域及びドレイン領域に形成された溝内の側面及
び底面の全面に亙って金属シリサイド膜(例えばチタン
・シリサイド(TiSi2 )膜10)を形成する工程が
含まれてなることを特徴とするか、又は、
【0012】(4)前記(1)乃至(3)の何れか1に
於いて、不純物含有ガラスがBSG或いはPSG或いは
ASGの何れかであることを特徴とする。
【0013】前記手段を採ることに依り、ソース及びド
レインの接合を深くして寄生抵抗を低減させるようにし
ても、実効チャネル長の短縮はゲートに於けるサイド・
ウォールの厚さを調節することで抑止することが可能に
なり、従って、短チャネル効果も抑制することができ
る。
【0014】また、基板に溝をほってから形成したソー
ス領域及びドレイン領域では、その溝の内側、即ち、側
面も底面もシリサイド化されるので、コンタクト抵抗が
低下すると共に電流路がソース領域及びドレイン領域の
深い部分でも流れるから寄生抵抗は大きく低減される。
【0015】このように、固相−固相拡散でソース領域
及びドレイン領域を形成する際の手段に簡単な改変を加
えることで、微細化したMOSトランジスタに於ける電
流駆動能力の向上と短チャネル効果の抑制を同時に達成
することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】図1及び図2は本発明に於ける一
実施の形態を説明する為の工程要所に於けるMOSトラ
ンジスタを含む半導体装置を表す要部切断側面図であ
り、以下、これ等の図を参照しつつ説明する。尚、ここ
では、pチャネルMOSトランジスタを製造する場合を
対象にしている。
【0017】図1(A)参照 1−(1) Si半導体基板1にリソグラフィ技術に於けるレジスト
・プロセス、イオン注入法、熱処理など通常の技法を適
用してn−ウエル2を形成する。
【0018】尚、イオン注入の条件としては、 不純物:燐(P) 不純物ドーズ量:2×1013〔cm-2〕 イオン加速エネルギ:360〔keV〕 である。
【0019】1−(2) イオン注入マスクなどを除去し、次いで、熱酸化法、C
VD(chemical vapor deposit
ion)法、リソグラフィ技術など通常の技法を適用
し、活性領域を覆うSiO2 からなるパッド膜及びSi
3 4 からなる酸化保護膜を形成してから熱酸化を行な
う選択的熱酸化(local oxidation o
f silicon:LOCOS)法を適用することに
依って、厚さが例えば250〔nm〕であるフィールド
絶縁膜3を形成する。
【0020】酸化保護膜を除去してから、イオン注入法
を適用することに依り、ドーズ量を例えば8×10
12〔cm-2〕程度、イオン加速エネルギを160〔ke
V〕として、Asイオンの打ち込みを行ない、pチャネ
ルに於ける不純物濃度調整を行なう。
【0021】1−(3) 改めて熱酸化法を適用することに依り、温度800
〔℃〕、乾性酸化雰囲気中に於いて、厚さが例えば4
〔nm〕であるSiO2 からなるゲート絶縁膜4を形成
する。
【0022】1−(4) CVD法を適用することに依り、厚さが例えば160
〔nm〕である多結晶Si膜を形成する。
【0023】1−(5) リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、エッチ
ング・ガスを例えばHBr系ガスとするドライ・エッチ
ング法を適用することに依り、前記工程1−(4)で形
成した多結晶Si膜のエッチングを行なってゲート電極
5を形成する。
【0024】1−(6) CVD法を適用することに依り、厚さが例えば70〔n
m〕であるSiO2からなる絶縁膜を形成する。
【0025】図1(B)参照 1−(7) エッチング・ガスを例えばCF4 系ガスとするドライ・
エッチング法を適用することに依り、前記工程1−
(6)で形成したSiO2 からなる絶縁膜を異方性エッ
チングしてサイド・ウォール6を形成する。 1−(8) サイド・ウォール6が形成された後、更にエッチングを
継続し、Si半導体基板1のエッチングを行なって、深
さが例えば500〔Å〕の溝1Aを形成する。
【0026】図2(A)参照 2−(1) CVD法を適用することに依り、厚さが例えば200
〔nm〕であるBSG膜7を少なくとも溝1A内が充分
に埋まるように形成する。
【0027】2−(2) RTA(rapid thermal anneal)
法を適用することに依り、温度1000〔℃〕、時間1
0〔秒〕の熱処理を行なって、BSG膜7からSi半導
体基板1に対して硼素を拡散させてp型ソース領域8及
びp型ドレイン領域9を形成する。
【0028】図2(B)参照 2−(3) リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、
エッチング・ガスをCF4 系ガスとするドライ・エッチ
ング法を適用することに依り、BSG膜7のエッチング
を行なって電極コンタクト・ホール7Aを形成する。
【0029】2−(4) スパッタリング法を適用することに依って、厚さを20
〔nm〕〜60〔nm〕の範囲で選択したTi膜を形成
する。尚、Ti膜はCo膜に代替しても良い。
【0030】2−(5) 温度650〔℃〕、時間30〔秒〕の熱処理を行なっ
て、Ti膜のシリサイド化を行なってチタン・シリサイ
ド(TiSi2 )膜10を生成させる。尚、BSG膜7
上に形成されたTi膜はシリサイド化されない。
【0031】2−(6) NH3 溶液に浸漬してシリサイド化されなかったTi膜
を除去してから、真空蒸着法、及び、リソグラフィ技術
を適用して厚さが例えば500〔nm〕のAl膜からな
るソース電極11及びドレイン電極12を形成する。
【0032】本発明に於いては、前記実施の形態に限ら
れることなく、他に多くの改変を実現することができ
る。
【0033】例えば、前記実施の形態では、pチャネル
MOSトランジスタを製造する場合について説明した
が、BSG膜を例えばPSG(phospho−sil
icate glass)膜やASG(arsenos
ilicate glass)膜に代替すれば、nチャ
ネルMOSトランジスタを容易に製造することが可能で
ある。
【0034】また、前記実施の形態では、Si半導体基
板にバルクを用いているが、これはSOI(silic
on on insulator)基板に代替できるこ
とは勿論である。
【0035】
【発明の効果】本発明に依る半導体装置の製造方法に於
いては、基板に於けるソース領域形成予定部分並びにド
レイン領域形成予定部分に溝を形成し、溝が埋まるよう
に不純物含有ガラス膜を形成し、熱処理を行なって前記
溝内の不純物含有ガラス膜からSi半導体基板中に不純
物を固相−固相拡散してソース領域及びドレイン領域を
形成する。
【0036】前記構成を採ることに依り、ソース及びド
レインの接合を深くして寄生抵抗を低減させるようにし
ても、実効チャネル長の短縮はゲートに於けるサイド・
ウォールの厚さを調節することで抑止することが可能に
なり、従って、短チャネル効果も抑制することができ
る。
【0037】また、基板に溝をほってから形成したソー
ス領域及びドレイン領域では、その溝の内側、即ち、側
面も底面もシリサイド化されるので、コンタクト抵抗が
低下すると共に電流路がソース領域及びドレイン領域の
深い部分でも流れるから寄生抵抗は大きく低減される。
【0038】このように、固相−固相拡散でソース領域
及びドレイン領域を形成する際の手段に簡単な改変を加
えることで、微細化したMOSトランジスタに於ける電
流駆動能力の向上と短チャネル効果の抑制を同時に達成
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に於ける一実施の形態を説明する為の工
程要所に於けるMOSトランジスタを含む半導体装置を
表す要部切断側面図である。
【図2】本発明に於ける一実施の形態を説明する為の工
程要所に於けるMOSトランジスタを含む半導体装置を
表す要部切断側面図である。
【符号の説明】
1 Si半導体基板 1A 溝 2 n−ウエル 3 フィールド絶縁膜 4 ゲート絶縁膜 5 ゲート電極 6 サイド・ウォール 7 BSG膜 7A 電極コンタクト・ホール 8 p型ソース領域 9 p型ドレイン領域 10 TiSi2 膜 11 ソース電極 12 ドレイン電極

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板に於けるソース領域形成予定部分並び
    にドレイン領域形成予定部分に溝を形成する工程と、 次いで、前記溝が埋まるように不純物含有ガラス膜を形
    成する工程と、 次いで、熱処理を行なって前記溝内の不純物含有ガラス
    膜からSi半導体基板中に不純物を固相−固相拡散して
    ソース領域及びドレイン領域を形成する工程とが含まれ
    てなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】ゲートの側面に絶縁膜からなるサイド・ウ
    ォールを形成する為の異方性エッチングを継続して基板
    に於けるソース領域形成予定部分並びにドレイン領域形
    成予定部分に溝を形成する工程が含まれてなることを特
    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】ソース領域及びドレイン領域に形成された
    溝内の側面及び底面の全面に亙って金属シリサイド膜を
    形成する工程が含まれてなることを特徴とする請求項1
    或いは請求項2記載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】不純物含有ガラスがBSG或いはPSG或
    いはASGの何れかであることを特徴とする請求項1乃
    至3の何れか1記載の半導体装置の製造方法。
JP9259649A 1997-09-25 1997-09-25 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH1197688A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010002670A (ko) * 1999-06-16 2001-01-15 김영환 반도체 소자 및 그 제조방법
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