JPS5895814A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は絶縁膜上に単結晶又は大きな粒径をもったシ
リコン層を形成し、これに半導体装置を杉j戊するにあ
たっての製造方法の改良に関する。
リコン層を形成し、これに半導体装置を杉j戊するにあ
たっての製造方法の改良に関する。
従来この櫨の製造方法によって形成された半導体装置と
しては第1図に示すものかあった。第1図において(1
)は石英ガラス基板、(2)はシリコン窒化1、(3)
はレーザーで再結晶化されたシリコンl−114)(5
)はそれぞれソース・ドレイン領域、(6)l−1tゲ
ートのポリシリコン、(7)はゲート酸化膜、(8ンは
層間絶縁膜、(9)はアルミ配線、(10)は横方向の
分離を行う厚い酸化膜である。表r&′i保護暎は省略
した1基板が石英ガラスである他Vi通常のN型のM
O,Sトランジスタであるっ 次に製造方法について説明する。第2図はこの種従来装
置を製造する工程を示す所面図である。
しては第1図に示すものかあった。第1図において(1
)は石英ガラス基板、(2)はシリコン窒化1、(3)
はレーザーで再結晶化されたシリコンl−114)(5
)はそれぞれソース・ドレイン領域、(6)l−1tゲ
ートのポリシリコン、(7)はゲート酸化膜、(8ンは
層間絶縁膜、(9)はアルミ配線、(10)は横方向の
分離を行う厚い酸化膜である。表r&′i保護暎は省略
した1基板が石英ガラスである他Vi通常のN型のM
O,Sトランジスタであるっ 次に製造方法について説明する。第2図はこの種従来装
置を製造する工程を示す所面図である。
第2図fa)において出発材料としてクエーハ形状の石
英ガラス1ζLPCV D (減圧CVfi)で10(
Jld 6度のシリコン窒化膜(2)が形成され、第2
図(b)のごとくなる。この窒化膜(2) V′iレー
デ−照射によってポリシリコンを溶融させる際のレーザ
ーパワーに対するマージンを趨加矛せる:、:にLPC
VDで50001のポリシリコン13慢1成される。そ
の後このポリシリコン層(3)の表面に950 ’C酸
化ふんい気で500!の酸化膜(21)を杉成しその上
部にLPGVDで1oooXのシリコン窒化膜(22)
を形成する。
英ガラス1ζLPCV D (減圧CVfi)で10(
Jld 6度のシリコン窒化膜(2)が形成され、第2
図(b)のごとくなる。この窒化膜(2) V′iレー
デ−照射によってポリシリコンを溶融させる際のレーザ
ーパワーに対するマージンを趨加矛せる:、:にLPC
VDで50001のポリシリコン13慢1成される。そ
の後このポリシリコン層(3)の表面に950 ’C酸
化ふんい気で500!の酸化膜(21)を杉成しその上
部にLPGVDで1oooXのシリコン窒化膜(22)
を形成する。
これにレジスト(23)を塗布し、写真製版とそれに続
くエツチングで((1)図のごとくフィールドとなる部
分の酸化+fi (21)が4出させられる。パターン
化されたシリコン窒化膜(22) kマスクとして95
0℃酸化ふんい気で9ないし10Q間酸化することにょ
Ill 、(8)図のように厚い酸化膜(1o)が形成
されてポリシリコンが島状に孤立した状態が形成される
〕第2図(f)ではこれに連続発蛋のレーザー光(24
)が照射さハ、ポリシリコンは溶融して再結晶化する。
くエツチングで((1)図のごとくフィールドとなる部
分の酸化+fi (21)が4出させられる。パターン
化されたシリコン窒化膜(22) kマスクとして95
0℃酸化ふんい気で9ないし10Q間酸化することにょ
Ill 、(8)図のように厚い酸化膜(1o)が形成
されてポリシリコンが島状に孤立した状態が形成される
〕第2図(f)ではこれに連続発蛋のレーザー光(24
)が照射さハ、ポリシリコンは溶融して再結晶化する。
この時レーザーの粂件によって単結晶化あるいは大きな
粒径をもつ多結晶層となるかや・決定されるっこれに以
下、通常のMOsトランジスタの形成方法をとり、第2
図(h) K示すようなポリシリコンゲート(6)を有
するMOSトランジスタが杉戎される。
粒径をもつ多結晶層となるかや・決定されるっこれに以
下、通常のMOsトランジスタの形成方法をとり、第2
図(h) K示すようなポリシリコンゲート(6)を有
するMOSトランジスタが杉戎される。
従来の装置は以上のように横1反されているのでトラン
ジスタを動作させるにあたり、ゲートにトランジスタの
チャネル金4通させる極性の電圧をかけ之場合はシリコ
ン基板に形成されたトランジスタと特性は変わらないが
、チャネルが讐aLない程度の電圧をゲートにかけ、ト
ランジスタI。
ジスタを動作させるにあたり、ゲートにトランジスタの
チャネル金4通させる極性の電圧をかけ之場合はシリコ
ン基板に形成されたトランジスタと特性は変わらないが
、チャネルが讐aLない程度の電圧をゲートにかけ、ト
ランジスタI。
B′ド状懇に直きたい場合、窒1ヒ模(2)とシリコン
層(3)の界面に界面電荷が多数発生し、このため、こ
の界面のシリコン層側に若干電流を流すチャネルか形成
されることがあり、OFF状態のもれ′#L流のレベル
は比較的高いものであった。従970F’)l’抵抗力
・上がらず、装置の信頼性に著しい影響を与えることが
多かった。
層(3)の界面に界面電荷が多数発生し、このため、こ
の界面のシリコン層側に若干電流を流すチャネルか形成
されることがあり、OFF状態のもれ′#L流のレベル
は比較的高いものであった。従970F’)l’抵抗力
・上がらず、装置の信頼性に著しい影響を与えることが
多かった。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので窒化膜(2)にあらかじめイオン圧
入を行いポリシリコンが形成された後に発生する界面’
a荀全全減少せOFF状態でもれ′電流のレベルを低く
押えることにより高い信頼性金もった装置を提供するこ
とを目的としている。
めになされたもので窒化膜(2)にあらかじめイオン圧
入を行いポリシリコンが形成された後に発生する界面’
a荀全全減少せOFF状態でもれ′電流のレベルを低く
押えることにより高い信頼性金もった装置を提供するこ
とを目的としている。
以ト、この発明方法の一実施例を第3図について説明す
る。第3図(a)、(kl)でけ従来と同じく石英ガラ
ス基板(1)にLPGVDでシリコン窒化膜(2)がl
杉1戊されている。次に第3図(C)に示すようにシリ
コン窒化膜(2)の表面にポロン(31)(Il−30
Kev、5×ltl /mm大人る。この後は従来方
法と+g!!!作刀法は同じである。すなわち第3図(
d)ではLPCVi)によるポリシリコン(3) 5o
ouXがボロンイオンの注入されたシリコン窒化膜(2
)上に形成されたことを示す。ド威酸化(950℃酸化
ふんい気で5uoi )LPCVDによる窒化膜形成(
H+uuX)写真製版によるバターニング、エンチング
4uで、図(θ)の形状となるっここで(21)は下敷
酸化膜(22)は窒化膜(23)はレジストを示す。窒
化+1a (22)をマスクにしてフィールド酸化を行
えば第3図(f)の形状に小すように厚い酸化膜(10
)が形成される。これに従来と同じくレーザー照射(2
4)を行ってシリコンI―(3)を再結晶化する。この
後はゲート酸化(950℃酸化ふんい気20分)で、1
o(Jo′A程度の酸化膜(7)を杉1戊しポリシリコ
ンゲート(6) In間絶縁rm (8)、コンタクト
与真設置反を重子でアルミr1己保(9)を行うと第3
図(h)に/バす表面保護?していないMOS)クノジ
スタの納本的な断面rもつ/ヒ素子が形成されるっこの
製造プロセス中の熱処理で窒化hIA(2)に注入され
たポロンの一部分はシリコンm (3)へ拡散し、シリ
コン層(3)ノ)窒化模(2)との介面近くを比較的強
くP型にドーグする、こl)之めこの唄域は反転しにく
くなるっまた圧入し、tボロンそのものが窒化]莫べ (2)とシリコン層(3)の界面の重荷となる雰き準位
?誦r rcめ、シリコンI@# (3)の窒化幌(2
)との界面側でははとんど電流が流れないっ従ってシリ
コン11 (3)の衣血間、すなわちゲート直下のチャ
ネル頭載がゲート電圧金低くしてOFF状態とした時電
流を非常に流しにくければOFF時の抵抗は非常に高く
することができる。これは!R遺ガ法のところで述べな
かったが、現在分類ともいうべきチャネルドープイオン
注入金用いれば比較的簡単に実現できる。
る。第3図(a)、(kl)でけ従来と同じく石英ガラ
ス基板(1)にLPGVDでシリコン窒化膜(2)がl
杉1戊されている。次に第3図(C)に示すようにシリ
コン窒化膜(2)の表面にポロン(31)(Il−30
Kev、5×ltl /mm大人る。この後は従来方
法と+g!!!作刀法は同じである。すなわち第3図(
d)ではLPCVi)によるポリシリコン(3) 5o
ouXがボロンイオンの注入されたシリコン窒化膜(2
)上に形成されたことを示す。ド威酸化(950℃酸化
ふんい気で5uoi )LPCVDによる窒化膜形成(
H+uuX)写真製版によるバターニング、エンチング
4uで、図(θ)の形状となるっここで(21)は下敷
酸化膜(22)は窒化膜(23)はレジストを示す。窒
化+1a (22)をマスクにしてフィールド酸化を行
えば第3図(f)の形状に小すように厚い酸化膜(10
)が形成される。これに従来と同じくレーザー照射(2
4)を行ってシリコンI―(3)を再結晶化する。この
後はゲート酸化(950℃酸化ふんい気20分)で、1
o(Jo′A程度の酸化膜(7)を杉1戊しポリシリコ
ンゲート(6) In間絶縁rm (8)、コンタクト
与真設置反を重子でアルミr1己保(9)を行うと第3
図(h)に/バす表面保護?していないMOS)クノジ
スタの納本的な断面rもつ/ヒ素子が形成されるっこの
製造プロセス中の熱処理で窒化hIA(2)に注入され
たポロンの一部分はシリコンm (3)へ拡散し、シリ
コン層(3)ノ)窒化模(2)との介面近くを比較的強
くP型にドーグする、こl)之めこの唄域は反転しにく
くなるっまた圧入し、tボロンそのものが窒化]莫べ (2)とシリコン層(3)の界面の重荷となる雰き準位
?誦r rcめ、シリコンI@# (3)の窒化幌(2
)との界面側でははとんど電流が流れないっ従ってシリ
コン11 (3)の衣血間、すなわちゲート直下のチャ
ネル頭載がゲート電圧金低くしてOFF状態とした時電
流を非常に流しにくければOFF時の抵抗は非常に高く
することができる。これは!R遺ガ法のところで述べな
かったが、現在分類ともいうべきチャネルドープイオン
注入金用いれば比較的簡単に実現できる。
なお上記実施例ではボロン?圧入し、Nチャネル型MO
Sとして説明したがリシ、砒累を注入すれば、Pチャネ
ル型、1之は両者の混在するCMOSでも、使用が可能
であることはいうま−Cもlいつ ま之シリコン窒化模へのイオン狂人を説明したが、原理
的vc i−tシリコン酸化膜、石−A:基檄′\直接
イオン圧入しても回じであるっ 以上のようにこの発明によれば、絶縁基板EK形1戊し
たシリコン層V(おけるMOSトランジスタのいわゆる
パックチャネル全消却することができ装置の1d禎性が
哨り鍋梢度のものが得られる効果かあるっ
Sとして説明したがリシ、砒累を注入すれば、Pチャネ
ル型、1之は両者の混在するCMOSでも、使用が可能
であることはいうま−Cもlいつ ま之シリコン窒化模へのイオン狂人を説明したが、原理
的vc i−tシリコン酸化膜、石−A:基檄′\直接
イオン圧入しても回じであるっ 以上のようにこの発明によれば、絶縁基板EK形1戊し
たシリコン層V(おけるMOSトランジスタのいわゆる
パックチャネル全消却することができ装置の1d禎性が
哨り鍋梢度のものが得られる効果かあるっ
渠1図は従来方法によって形成された絶縁極依f (1
’) M OS トランジスタノ断面図、第21ACa
) 〜(I’m)は従来の絶縁基板上のMOS)ランジ
スタのd4工程を説明するための、断面図、第3図(a
)〜(h)はこの発明方法にひける絶縁基愼上のMOS
トランジスタの製造工程を示す断面図である。 図中(1)石英基板、(2)シリコン窒化模、(3)多
結晶シリコン)−1(4) yl OS )フンジスク
Qでるーけるソース領域、 +5)ドレイン唄域、(6
)ゲートの多結晶シリコ4ン、(7)グ°−ト酸化I縞
、(8)I−聞納縁膜、(9)アルシミ配娠、(1(1
) フィールド酸化膜、(21) F敷酸化模、(22
) ’4化模、(23)レジスト、(24)レーザー光
照射(連続発振のArレーザー光を走査しながら照射す
る。) 代 理 人 葛 野 イH−第1図 第2図 、−4 (θ) □、−7 1 (b) −−−−−−1 一゛−1 一=−−−−1 (e) 第2図 (チ) (h) 第:3図 ・′l ・−−−1 1 一゛−1 (e) 一ハ ニゝ3 1−71
’) M OS トランジスタノ断面図、第21ACa
) 〜(I’m)は従来の絶縁基板上のMOS)ランジ
スタのd4工程を説明するための、断面図、第3図(a
)〜(h)はこの発明方法にひける絶縁基愼上のMOS
トランジスタの製造工程を示す断面図である。 図中(1)石英基板、(2)シリコン窒化模、(3)多
結晶シリコン)−1(4) yl OS )フンジスク
Qでるーけるソース領域、 +5)ドレイン唄域、(6
)ゲートの多結晶シリコ4ン、(7)グ°−ト酸化I縞
、(8)I−聞納縁膜、(9)アルシミ配娠、(1(1
) フィールド酸化膜、(21) F敷酸化模、(22
) ’4化模、(23)レジスト、(24)レーザー光
照射(連続発振のArレーザー光を走査しながら照射す
る。) 代 理 人 葛 野 イH−第1図 第2図 、−4 (θ) □、−7 1 (b) −−−−−−1 一゛−1 一=−−−−1 (e) 第2図 (チ) (h) 第:3図 ・′l ・−−−1 1 一゛−1 (e) 一ハ ニゝ3 1−71
Claims (7)
- (1)シリコン基板に形成された絶縁IWI上又は絶縁
物よりなる基板にシリコン窒化膜全形成する工程、E記
シリコン窒化膜に不純物をイオン注入する工程、上記不
純物の圧入されたシリコン窒化膜−Eにアモルファス又
は多結晶シリコン層金形成する工程、レーデ−又は電子
線等のエネルギー線を照射して前記アモルファス又は、
多結晶のシリコン層を溶融せしめ単結晶または大きな粒
径をもったシリコンI−に変化させる工@を含む半導体
装置の製造方法っ - (2) ff人するイオンはボロンとし、注入するエネ
ルギーを5 k8V以上5tFke V以下とすること
を特徴とする特許 置の製造方法。 - (3) 2人イオンはリンとし、注入するエネルギーを
5 kelV以上、5gkey以ドとすることを特徴と
するI:、記特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の
製造方法っ - (4)注入するイオンは砒素とし注入するエネルギーを
5に07以上1(J□に8V以丁とすることを#j徴と
する上記特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造
方法。 - (5)シリコン基板に形成された絶縁層上、又は絶縁物
よりなる基板に不純物をイオン注入する工程、北記絶縁
層上またll−を絶縁物よりなる基板にアモルファス又
は多結晶シリコン層を形成する工程、レーザー又は電子
線寺のエネルギー線を照射してgN記アモルファス又は
多結晶のシリコン層を溶融せしめ単結晶または大きな粒
径をもったシリコンl―に変化させる工程を含む半導体
装置の製造方法。 - (6)注入するイオンはボロンとし、注入するエネルギ
ーを5 key以上5(JklllV以下とすることを
特徴とする上記特許請求の範囲第5項に記載の半導体装
置の製造方法。 - (7)注入するイオンはリンとし、注入するエネルギー
を5に07以上50kev以ドとすること金t#徴とす
る1記特許請求の範囲第5項に記載の半導体装置の製造
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56194711A JPS5895814A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56194711A JPS5895814A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5895814A true JPS5895814A (ja) | 1983-06-07 |
Family
ID=16328975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56194711A Pending JPS5895814A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5895814A (ja) |
Cited By (9)
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---|---|---|---|---|
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JPS62179715A (ja) * | 1986-02-04 | 1987-08-06 | Nec Corp | Soi結晶製造方法 |
JPS6319810A (ja) * | 1986-07-14 | 1988-01-27 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体装置の製造方法 |
JPH0818065A (ja) * | 1995-07-03 | 1996-01-19 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法 |
US5913112A (en) * | 1991-03-06 | 1999-06-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing an insulated gate field effect semiconductor device having an offset region and/or lightly doped region |
USRE36314E (en) * | 1991-03-06 | 1999-09-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Insulated gate field effect semiconductor devices having a LDD region and an anodic oxide film of a gate electrode |
US6555843B1 (en) | 1991-05-16 | 2003-04-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for forming the same |
US6867431B2 (en) | 1993-09-20 | 2005-03-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
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-
1981
- 1981-11-30 JP JP56194711A patent/JPS5895814A/ja active Pending
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