JPS5917539B2 - 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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JPS5917539B2
JPS5917539B2 JP7251778A JP7251778A JPS5917539B2 JP S5917539 B2 JPS5917539 B2 JP S5917539B2 JP 7251778 A JP7251778 A JP 7251778A JP 7251778 A JP7251778 A JP 7251778A JP S5917539 B2 JPS5917539 B2 JP S5917539B2
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JP
Japan
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polycrystalline silicon
layer
film
oxide film
silicon layer
Prior art date
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Expired
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JP7251778A
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English (en)
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JPS54162983A (en
Inventor
英輔 一戸
大典 石河
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の製造方法に関し、高密度MOSI
C等において、コンタクトのセルフアライン化と、表面
の平坦化を実現させるために、コンタクト部および多結
晶シリコン配線を除いた部分に薄い多結晶シリコン層を
残し、その薄い多結晶シリコン層を酸化するにあたつて
、薄い多結晶シリコン層の厚さの不均一を少なくし、厚
さの不均一の故に薄い多結晶シリコン層で酸化されずに
残る部分を無くしようとするものである。
従来MOSIC等においてコンタクトのセルフアライン
化と表面の平坦化を実現させる方法として、例えば特願
昭50−36588号のように、多結晶シリコン層を形
成した上にシリコンナイトランド膜を設け、しかる後シ
リコンナイトライド膜とフ 多結晶シリコン層の一部を
エッチングして該部分の多結晶シリコン層を薄い層に形
成し、この薄い多結晶シリコン層を酸化して酸化膜にす
ることにより表面を平坦化し、酸化後シリコンナイトラ
イド膜を除去し、セルフアライン化されたコンタクヌ
トを得る方法が知られている。
こゝで問題になるのはフィールド酸化膜を選択酸化法等
で形成しても第1図に模式的に示すようにフィールド酸
化膜12とゲート酸化膜13との境界にいわゆるパート
ヘッド11と称される段差が生ずることである。。ワ
例えば埋込型フィールド酸化膜12を7500A。
とすれば、パートヘッド11の高さは約250OA程度
である。
このような段差がある場合、多結晶シリコン層14をシ
ラン等の熱分解法(例えば650℃、5%SiH4/
95%N2の条件)5 で堆積させると、第1図aに示
すようにパートヘッド11の段差部で多結晶シリコン層
14が横方向もほぼ同じ厚さに堆積されて盛上る。次に
第1図bに示す如く、多結晶シリコン層14の一部を薄
くする場合、例えばCF4ガス雰囲気中で9の反応性ス
パッタエッチング等によりほぼ垂直に多結晶シリコンを
エッチングした場合、垂直方向に同じだけ多結晶シリコ
ン層14をエッチングするから、薄い多結晶シリコン層
14’ としては第1図cに示す如く薄い部分tlと段
差部に残されi5たやや厚い部分を2とを有することに
なる。この薄くした多結晶シリコン層14’ を酸化す
る場合、厚い部分を2を酸化するために余分の熱処理を
要し、またこのとき配線として用いるシリコン層も必要
以上に酸化され、配線部分の厚さが薄くなり好ましくな
い。また例史ばケミカルエツチング等のあまり方向性の
ないエツチングを行なつた場合ゲート電極等がサイドエ
ツチされ、微少なゲート長を精度良く形成することが困
難となる。従つて第2図のような薄い多結晶シリコン層
141を堆積させることができれば、パートヘッド11
等の段差があつても多結晶シリコンの厚さはほぼ均一に
なる。以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する
本実施例では第3図a−一hに示されるnチヤンネルシ
リコンゲートMOSトランジスタを製造する工程で考え
ることにする。第3図aに訃いて21はP型シリコン半
導体基板である。
先づ半導体基板21に耐酸化性膜であるシリコンナイト
ランド膜22をSiH4訳H3のCVD法により厚さ約
1000A形成し、フイールド部となる部分のシリコン
ナイトランド膜22ノを感光性樹脂をマスクに用いて部
分的に露光させ、不要部分の樹脂を取り去つて形成した
パターンをマスクとしてエツチングし、窓明けをする(
以下感光性樹脂を用いてマスクとなるパターン形成する
工程をフオトリソ工程という)。次いで窓明けされたシ
リコンナイトライド膜22をマスクとして半導体基板2
1の一部を、第3図aのように、約3600Aエツチン
グする。次いでシリコン湿酸素中で酸化レフイールド酸
化膜23を厚さ約7500A形成する。このときいわゆ
るパートへツド231が第3図bのように厚さ約250
0Aの高さで形成される。次にシリコンナイトライド膜
22を除去し、更に酸化を行ないゲート酸化膜24を形
成する。このときゲート酸化膜24とフイールド酸化膜
23はほぼ平坦な高さになつているがパートヘッド23
1により約2500Aの段差が生じている。次にフオト
リソ工程によりソース、ドレインのコンタクトとなるべ
き所に窓明けし、ゲート酸化膜24をエツチングして窓
25を形成する。このときゲートとなる部分より大きな
ゲート酸化膜24を残すようにする。次に第3図CVc
}いて全面に第1の多結晶シリコン層27をSiH4の
熱分解法により厚さ約1500A成長させる。
第1の多結晶シリコン層27はあらかじめn型不純物を
ドーブさせて成長させるが、勿論成長させた後で不純物
を拡散させても良い。
32はn型拡散層を示す。
次に全面に導電体層であるモリブチッ膜28を厚さ約1
000Aにスパツタ蒸着させ、その上に全面に第2の多
結晶シリコン層29を厚さ2500Aで、n型不純物を
ドーブさせて成長させる。次に全面にシリコンナイトラ
イド膜30を厚さ約1000A成長させ、更にその上に
CVD酸化膜31を厚さ約3000A成長させる。次に
第3図DVC,}いてフオトリソ工程により、CVD酸
化膜31をエツチングし、このCVD酸化膜34をマス
クとしてシリコンナイトライド膜30を熱リン酸でエツ
チングする。次いでエツチングされたCVD酸化膜31
訃よびシリコンナイトライド膜30をマスクとしてハロ
ゲン化炭化水素CF2Cl2ガス雰囲気中での反応性ス
パツタエツチングにより第2の多結晶シリコン層29を
エツチングする。ハロゲン化炭化水素CF2Cl2の圧
力0.1T0rr1高周波電力400Wの条件での反応
性スパツタエツチングの各種膜のエツチング速度はそれ
ぞれ多結晶シリコン膜29に対してはほぼ2300A/
Min.CVD酸化膜31に対してはほぼ200A/M
inlシリコンナイトライド膜30に対してはほぼ50
0A/Mimモリブデン膜28に対してはほぼ600A
/Minであつたので、エツチングストツパ一としてモ
リブデン膜28が十分使用できる。このとき多結晶シリ
コン29に対して1.5倍程度のオーバーエツチを行な
えばパートヘッド部の多結晶シリコン29を第1の多結
晶シリコン層27に影響を与えることなしに完全にエツ
チングでき、サイドエツチも少なくなる。次に第3図E
K}いて露出しているモリブデン膜28を過酸化水素と
アンモニウムの混液でエツチングし、その後イオン注入
法によりリンイオンp+を注入する。
このときソース、ドレイン領域33,34の作成のため
、第1の多結晶シリコン膜27とゲート酸化膜24を通
してリンイオンP+が注入され、かつゲート領域には注
入されないような適当な加速度電圧を選ぶ。この場合例
えば250Kの加速度電圧で注入量として2×1014
at0mS/dの条件焔なう0次に第3図FK訃いてC
VD酸化膜31を除去し、さらにコンタクトとなるべき
場所301,302,303以外のシリコンナイトライ
ド膜30をフオトリソ工程とエツチングにより選択的に
除去する。
次に第3図GVc訃いて、露出している部分の第1の多
結晶シリコン層27を酸化工程により酸化膜に変換し、
同時に露出している部分の第2の多結晶シリコン層29
に酸化膜を形成する。このとき第1の多結晶シリコンよ
りの拡散層321}よびイオン注入による拡散層331
,341が形成される。次に第3図GK}いて、残つた
シリコンナイトライド膜301,332,333を選択
的に除去し、金属線とのコンタクト部を露出させ、アル
ミニウムを蒸着レフオトリソ工程およびエツチングによ
り電極配線35を形成する。
上記実施例ではシリコンナイトライド膜30にパターン
を形成し、しかる後第2の多結晶シリコン層29をエツ
チングしたが、あらかじめコンタクトとなるべき部分の
シリコンナイトライド膜パターンを形成して後異なるパ
ターンにより第2の多結晶シリコンをエツチングしても
良い。
また第2の多結晶シリコンのエツチングのストツパ一と
してモリブデン膜を用いたが、選択的なエツチングのス
トツバ一となる導電性材料であれば良ぃ。以上本発明に
よれば、第1の半導体層の上に形成される導電体層がス
トツパ一の役目を果すた八高密度1Cに必要なコンタク
トのセルフアライン化と表面の平坦化を実現化させると
きに問題となる半導体層間の段差を小さくするために形
成される薄い半導体層の厚さの不均一を少なくすること
ができ、従つてこれを酸化する場合に酸化されずに残る
部分がなくなる。高密度化を実現するためには微少寸法
を用いなければならず、そのために段差が小さくなるこ
とが必要であり、本発明により従来ネツクとなつていた
パートヘッド附近の段差による半導体層の厚さの不均一
を少なくでき、そのためサイドエツチの少ない微少寸法
パターンを精度よく実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図a−cは従来の半導体装置の製造工程の一部模式
図であり、aは多結晶シリコンを堆積したときの断面図
、bは堆積した多結晶シリコンを一部薄くしたときの斜
視図、cはBf)A−A断面図、第2図は表面に段差が
ある場合、薄い多結晶シリコンを均一に堆積したときの
模式図、第3図a−ー一hは本発明の一実施例を示すM
OSトランジスタの製造工程断面図である。 21・・・・・・半導体基板、23・・・・・・フイー
ルド酸化膜、231・・・・・・パートヘッド、24・
・・・・・ゲート酸化膜、27・・・・・・第1の多結
晶シリコン層、28・・・・・・モリブデン膜、29・
・・・・・第2の多結晶シリコン層、30・・・・・・
シリコンナイトライド膜、31・・・・・・CVD酸化
膜。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 半導体基板の一主面上に低抵抗率の第1の半導体層
    、導電体層および低抵抗率の第2の半導体層の積層膜を
    形成する工程と、該積層膜上に第1の半導体層を絶縁層
    に変換させるときのマスクとなる耐変換膜を設ける工程
    と、該耐変換膜の所定個所を選択的に除去する工程と、
    前記所定個所に対応する第2の半導体層の所定部を、前
    記導電体層をエッチングのストッパーとして選択的に除
    去する工程と、前記所定部に露出した導電体層を選択的
    に除去する工程と、前記選択的に除去された第2の半導
    体層の所定部を通して前記第1の半導体層の少なくとも
    一部を絶縁層に変換させる工程と、前記耐変換膜を除去
    する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
JP7251778A 1978-06-14 1978-06-14 半導体装置の製造方法 Expired JPS5917539B2 (ja)

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