JPS58137262A - 静電誘導半導体装置の製造方法 - Google Patents

静電誘導半導体装置の製造方法

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JPS58137262A
JPS58137262A JP1944682A JP1944682A JPS58137262A JP S58137262 A JPS58137262 A JP S58137262A JP 1944682 A JP1944682 A JP 1944682A JP 1944682 A JP1944682 A JP 1944682A JP S58137262 A JPS58137262 A JP S58137262A
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JP
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film
mask layer
nitride film
semiconductor device
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JP1944682A
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English (en)
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Masafumi Shinpo
新保 雅文
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Seiko Instruments Inc
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Seiko Instruments Inc
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/7722Field effect transistors using static field induced regions, e.g. SIT, PBT

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  • Computer Hardware Design (AREA)
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  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、静電誘導半導体装置すなわち静電誘導トラン
ジスタ(BIT)、SITサイリヌタ、BSIT、それ
らを含む集積回路等の製造方法に関するものである。
高周波もしくは高速度化、低消費電力化のgI!求に対
しS工τは最4有望なトランジスタの1つであるが、さ
らにそれらの要求に応えるためKti微細化もしくはス
ケールダウンが1つの方法である。
しかし、微細化に伴い、BITのゲートスペース(チャ
ンネル幅)も減少する必要があり、その狭いゲートスペ
ース内にソースまたはドレイン勢の主電極を形成する九
めKは、精密な位置と寸法制御をもつ九加工法を用いな
ければならない、その加工法の一例が、縮少ステップ・
アンド・リピート転写技術であシ、電子ビーム露光法で
あるが、いずれも装置は高価である。
本発明は、これらの情況に鑑みなされたもので、ゲート
スペース内のチャンネル領域表面の主電S慣域を自己整
合的に、しかも微細に形成できる静電誘導半導体装置の
製造方法を提供するものである。本発BA&Cおける製
造方法は、チャンネル領域の表面に少なく共窒化模と際
化膜から成る多層薄膜を堆積し、ゲート領域の形状で島
択的に除去されたマスク層によって前記酸化膜をオーバ
ーエッチした螢、マスク層を用いて方向性のめるイオン
注入法で不純物を添加してゲート領域を形成し、しかる
後少なく共表面主電極領域上の窒化膜を残すぺ〈他の豪
化模及び窒化膜を選択除去し選択酸化及び窒化膜エッチ
によって表面主電極領域形成用開孔を設けるものである
・ 本発明の製造方法によれば、いかに狭いゲート・スペー
ス内にも主電極領域が自己整合的に形成され、しかもゲ
ート領域と主電極領域の間にチャンネル領域の一部であ
る低不純物密度領域を介在させることができるので低容
量化、高耐圧化がはかれる利点がある。また、ゲート領
域形成にはそれなりの微細加工を必要とするが、主電極
領域形成は精密な位置制御は要求されない利点がるり、
前述の様な高価な装置は必らずしも必要ない。
以下に図面を用いて本発明を具体的にかつ詳細に説明す
る。第1図(、)〜(戯は本発明による製造方法を倒立
型dITを例にとったときの各工程における断面図であ
る。第1図(st)には、81基板もしくは場込み層で
あるnソース領域12上KSi エピタキシャル成長で
n−チャンネル領域13を形成し、下層から単化瞑6、
窒イヒvJ47、単化lIBの多層薄膜を堆積した後、
通常の転写工程で有機レジスト層9をゲート領域部を除
いてコートした断面を示す。有機レジスト層9は、酸化
@8のオーバー・エッチ及びイオン注入におけるマλり
層となる様、種類及び厚みが設定されている。また、最
下層廖化模6は金緩和のために堆積した本ので本発′#
4に必らずしも必要ではなく、例えば300〜800!
 の厚みt一本つ、また、窒化II7はP型不純物のイ
オン注入のときイオンが充分貫通し、かつ遺択豪化時の
マスクとなる厚みを有し、飼えば500〜2000Xの
厚みを有する。最上層の酸化@aは、cvp法、熱酸化
法等で通常堆積され、例えば1000〜5oooXの厚
みをもつが、オーバエッチされてサイドエッチされやす
いリン等の不純物を添加されていることも一方法である
。域1図(b) Kは、レジスト層9をマスクして際化
物8をオーバーエッチし九稜、レジスト層、9の開孔部
からボロン等のイオンをチャンネル領域13内に注入し
てP+ゲート領域14を形成し光断面を示す。
イオン注入は極めて良好な方向性をもつので、はぼレジ
スト層9の開孔通りの形状でP”ff−)領域14が設
けられる。イオンビーム24の加速電圧は平均飛穐距離
Rpが酸化@6と窒化@7の厚みの和以上1cなる如く
選択され、ボロンの場合通常100 KeV以上であれ
ば充分であシ、ドーズ量も例えば10”、z−”以上の
中〜高ドーズ量が選ばれる。
単化I!8のオーバーエッチは、将来のドレイン領域の
位置形状をほぼ決めるために行ない、■i系エツチャプ
ラズマエッチを用いた等方性エッチまたはRI]Bの如
き異方性エッチ後の等方性エッチによってレジスト層9
にオーバーハングを般社る。オーバー・ハングまたはサ
イト・エッチ量は、所望の寸法に選択できるが、例えば
ゲート・スペ−スが2μmのとき(L5μm程度に選ば
れる。ま7t、この工1は、後述のPffll不純物イ
オン注入しPゲート領械14形成*に?’rなっても効
果がある。
第1図(C)では、レジスト層9を除去した後、新らた
にレジスト層19で少なく共ドレイン領域予定部分上の
膠化l[8をカバーし、他の膠化I[8を除去し九工程
の断面を示す。レジスト層19の位置合わせは答量であ
シ、ゲート開孔の幅の学会とサイド・エッチ量を見込ん
だ位置精度があれば充分で、通常のUVコンタクト転写
法の±0.5μ講で充分である。しかる後、残つ九酸化
lI8をマスクにして窒化膜を選択エッチし、この膠化
@8も除去し丸断面が第1図(Qである。膠化1[8の
エッチの際、最下層単化@6もエッチされ、必要に応じ
ナイドエッチすれば、ドレイン領域形成用開孔はLシ狭
くできる4m111 @(e)は、電化117をマスク
に選択膠化嚢16を形成し、同時にP1ゲート領域14
の不純物も活性化、拡散lIiを自己整合的に除去して
ドレイン領域形成用開孔を設け、n+ドレイン領域11
を設は九−が第1図(幻である。この例ではn+si多
結晶層21による直接コンタクトを設けている。さらK
Pゲート領域14上、必要に応じ多結晶層21上酸化1
[26にコンタクトを開孔し、金眞電極1.4を設けて
第19(ωの如く完成する。
以上の様に1本発明の製造方法によれば、原理的にいか
に狭いゲート・スペース内にもnトレイン領域11が自
己整合的に、しかも1)”ff−)領域14と離れて形
成できるので、低容量・高耐圧化が達成でき、素子微細
化による高周波または高速度化・低消費電力化の効果を
一層向上するものである。
第2図(a)〜(、i)には、本発明による他の実施例
を説明する丸めの工程断面図が示されている。第ス図(
a)には、選択酸化f陽極際化法による絶**化@60
を設ける際の電化@7が残された状態を示す。次に、第
2図(b)の如くその上Ell化@8、多結晶ヤ非晶質
のSi薄@10を堆積し、所定の開孔を有するレジスト
層9をコートする。しかる螢、レジスト層9をマスクに
81薄@10をRIRj(反応性イオン・エッチ)の如
きサイド・エッチの少ない方法で選択エッチし、さらに
この8i薄@10をマスクの1部として用いて膠化II
8を勢力性エッチを含む方法でオーバー・エッチする。
11211(Q)K、その状態を示す、この状態で、8
1薄礁10をマスク層としてp型不純物をイオン注入し
てp型領域を形成することができるが、第2図(11)
の様に、81薄l[10の少なく共端部を熱酸化するこ
とKよって次のイオン注入に対するマスク層開孔輻を膠
化l[18によってより狭めることができる。よに速く
熱謙化される様、si薄@10にリン、ヒ素の如@nW
1不純物を添加しておくことも本発明の効果がよシ大き
いものとなる。この様にしてボロンイオンビ[−ム24
を照射すれば、p+ゲート領域14、他のp1城(IF
IIえば−pシンジエクタ領域)15がよシ黴細な幅に
形成できる。
この螢は、膠化@1$、s1薄@10を全部もしくは必
l!に応じ部分的に除去するととにより、91図で説明
し九実施例と同様に行なえるので説明を省く。この実施
PIKよれば、6エテのp+ゲート領域の面積がより小
さくでき、かつ第1図の実施例と同様の効果があるので
、なお一層の容量の低減が行なえる利点がある。
以上説明した様に1本発明による製造方法は81Tの微
細化に対応しやすいので、今昔のV;L8 を化におい
ても有効な方法である。また、本方法では、n+ドレイ
ン領域だけでなく他のn41IL域を表面に形成できる
ので、例えばn+ソソー電極領域、/(イポーラトラン
ジスタのn”zミッタ領域、pチャンネルSIテやFI
Tのn”y−)領域等も同時にセルファライン的に形成
でき、かつ、p+領領域p+ゲート領域と同時に形成で
き、素子混在化、他トランジスタへの応用も容易である
。本発明を、nチャンネル、倒立gIBエテについて説
明してきたが、nチャンネルへも、正立型にも適用でき
ることはいうまでもなく、同様なゲート構造を有する他
の静電誘導半導体装置にも有効である。また、本発明は
、他のトランジスタ例えばM工8トランジスタ?S工丁
のソース・ドレインに対するゲート絶縁膜の自己整合に
も応用できるので、S工!の工秦的重畳性と相まって非
常に効果的である・
【図面の簡単な説明】
請IIg(a)〜ωは、本発明による製造方法例をS工
〒を例にとって説明する九めの一連の工S*断面図、 1112図(1)〜(cl)は、本発明の他の実施例を
1!b型SエテT、+に適用し喪ときの工程断面図であ
る。 11.12・・・・・・n+主電極領域、15・・・・
・・n−領ヤ/ネル領域、14・・・・” p  ゲー
ト領域 6、8.16.26.60・・・・・・膠化膜、7・・
・・・・窒化膜、 9.19・・・・・・レジスト層、 10・・・・・・81薄−1 以  上 出願人 株式会社 掘二精工舎 代理人 弁理士 最 上   務 II  図 〜13 〜12 l−/2 〜12 IWJ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)−導電型低不純物密度チャンネル領域の表面に少
    なく共下層よ多音化膜と酸化l[ニジ成る多層薄膜を堆
    積する工1と、前記多層薄膜上Kll化模エッチ及びイ
    オン注入に対してマスク効果を有するマスク層をゲート
    領域の所望の形状部を除いて堆積する工程と、前記マス
    ク層を用いて前記多層薄膜中の命上層際化−をオーバー
    エッチし、前記マスク層にオーバーハングを設けるニー
    と、前記マスク層を用いて逆導電型不純物イオンを前記
    チャンネル領域中に選択的にイオン注入して逆導電型ゲ
    ート領域を設ける工程と、前記マスク層を除去し、さら
    に少なくとも前記ゲー゛ト領域に囲まれるべき主電極領
    域形成予定部分上に残った前記多層薄膜中の鼾上層際化
    膜を残して窒化膜を露出する工程と、少なく共前記予定
    部分以外の前記窒化膜を除去し、選択酸化する工程と、
    前記窒化膜を除去して開孔を設け、前記予定部分に一導
    電型主電極領域を設ける工程より成る静電誘導半導体装
    置の製造方法。
  2. (2)  前記マスク層が有機レジスト層である仁とを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の静電誘導半導体
    装置の製造方法。
  3. (3)  前記マスク層の少なく共一部がシリコン薄膜
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の静
    電誘導半導体装置の製造方法。 (41111記シリコン薄1[Kオーバーハングを設け
    た後、熱陣化工程Ktって前記シタコン薄膜の少なくと
    も端部に際化膜を形成し、骸際化模も前記マスク層の一
    部として用いて、平面積の減少した前記ゲート領域を設
    けることを特徴とする特許請求の範I8i第3項記載の
    静電誘導半導体装置の製造方法。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5279668A (en) * 1975-12-03 1977-07-04 Western Electric Co Method of producing semiconductor device
JPS5643766A (en) * 1979-09-17 1981-04-22 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5279668A (en) * 1975-12-03 1977-07-04 Western Electric Co Method of producing semiconductor device
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