JPS60132373A - 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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JPS60132373A
JPS60132373A JP24051283A JP24051283A JPS60132373A JP S60132373 A JPS60132373 A JP S60132373A JP 24051283 A JP24051283 A JP 24051283A JP 24051283 A JP24051283 A JP 24051283A JP S60132373 A JPS60132373 A JP S60132373A
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JP
Japan
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polysilicon
layer
wiring layer
arsenic
diffusion layer
Prior art date
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Pending
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JP24051283A
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English (en)
Inventor
Akira Morikuri
森栗 章
Naoko Tamanoi
玉野井 直子
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.)
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Publication date
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Publication of JPS60132373A publication Critical patent/JPS60132373A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (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】 〔発明の技術分野」 この発明は、例えばシリコングー1− MOS 型トラ
ンジスタにおいて、半導体基板に形成される不純物拡散
層に対してダイレクトコンタクト全形成する際に使用さ
れる半導体装置の製造方法に関する。
〔発明の技術的背景〕
一般に、シリコンゲートMO8型トランジスタのドレイ
ン領域またはソース領域となる、半導体基板面に形成さ
れた不純物拡散層に対して、ダイレクトコンタクト全形
成するには、例えば第1図に示すような工程金紗て形成
される。すなわち、まず第1図(5))に示すように、
P型半導体基板11の表面には、約700Xのシリコン
酸化膜(S102)I2を選択的に形成し、このシリコ
ン酸化膜Z2以外の領域には、シリコン屋化膜(S15
N4)Z2atl−マスクにして約1μmの絶縁酸化膜
13f形成する。ここで、MOS)ラル ンジスタのチャネXとなる領域には、予め、不純物イオ
ン等全注入し、しきい値電圧を制御する。次に、第1図
(B)に示すように、シリコン酸化膜12k、MOSト
ランジスタのド1/イン形成領域またはソース形成領域
のダイレクトコンタクト領域に対応してエツチング除去
し、約4000Xのポリシリコン配@層(多結晶シリコ
ン)14を形成する。
この場合、このポリシリコン配線層14には、オキシ塩
化リン(poct、 )雰囲気中成てリン全注入し、配
線としての低抵抗金得るもので、この際、リンはポリシ
リコン配線層14f介して半導体−)k根11面に躍」
達すると共に、長時間(例えば数10分〜白数十分)の
高温(ioo。
C)熱処理によって深く浸透し、ダイレクトコンタクト
用のN型拡散層15を形成する。。
そして、第1図(C)に示すように、ポリシリコン配線
層z4@7択的にパターニングし、ポリシリコングー)
Z(li”ii影形成る。この後、第1図■)に下すよ
うに、シリコン酸化膜12をドレイン形成領域とソース
形成領域とに対応してエツチング除去し、ダート酸化膜
17を形成すると共に、ドレイン領域とソース領域とし
てのN型拡政層IB、19を、不純物拡散等により形成
する。これによシ、ダイレクトコンタクト用のN型拡散
層15には、例えば、ドレイン領域としてのN型拡散層
I8が直接接続するような形で形成される。この後、第
1図@)に示すように、半導体基板Lユの表面全体に、
CVD法等による絶縁保護膜20全形成し、そして、こ
の絶縁保獲膜20には、例えばソース領域としてのN型
拡散層19に対応してコンタクトホールを形成し、アル
ミニウム配線層2Zf形成する。
〔背景技術の問題点」 しかしこのような製造工程によp1ダイレクトコンタク
ト構造のMo8 )ランジスタ全形成したのでは、ポリ
シリコン配線層I4の低抵抗化に伴なう、リンの長時間
に渡る熱拡散により、ダイレクトコンタクト用のN型拡
散層15f形成しているので、このコンタクト用の拡散
層I5は、縦方向および横方向共に非常に深く拡散され
るようになる。この場合、最適なパターン設計がなされ
ていないと、上記コンタクト用の拡散層15は、ポリシ
リコンダート16の直下まで到達する状態となり、Mo
Sトランジスタの電気的特性を劣化させてしまう。
すなわち、例えばダイレクトコンタクト用の拡散J脅1
5がポリシリコンゲート16厘丁まで到達しないように
設計すると、ダイレクトコンタクトに要する領域が、半
導体示板II面に大きく広がるようになり、微細化が困
難になると共に、より以上の高集積度化が不ロJ能にな
る。
〔発明の目的」 この発明は上記のような問題点に鑑みなされたもので、
例えはポリシリコン配線層の低抵抗化と共にダイレクト
コンタクト用の拡散層全形成するような場合でも、ゲー
ト石−卜まで拡散層が伸びること々く、素子の微細化が
可能になる半導体装置の製造方法を提供することを目的
とする。
し発明の概要」 すなわちこの/+へ明に係る半導体装置の製造方法は、
半岑体基板面のダイレクトコンタクト領域に対応して拡
散係数の少ないヒ素を含んだポリシリコン配線層全形成
し、このポリシリコン配線層の表面にさらにヒ累を含ん
だポリシリコン層全積層形成し、この後熱酸化を施すこ
とによシ上記ポリシリコン配線層を低抵抗化すると同時
にダイレクトコンタクト領域にヒ素による拡散層全形成
するようにしたものである。
〔発明の実施例」 以下図面によシこの発明の一実施例を説明する。
第2図は例えばNMo8 )ランジスタを形成する場合
の製造工程を示すもので、甘ず、同図(5)に示すよう
に、P型のシリコン半導体基板ヨの表面には、シリコン
酸化膜C3lO2)22’c形成する。このシリコン酸
化膜22の表面にはシリコン窒化膜(5t3N4) 2
2 aを積層形成し、このシリコン窒化膜22afマス
クとして約1μmのフィールド酸化膜23を形成する。
次に、第2図(B)に示すように、上記シリコン窒化膜
22 a f CDE (Chemical Dry 
Ktching )により除去した後、高温酸化雰囲気
によシ約500Xの新たなシリコン酸化膜24を形成す
る。そして、この新たなシリコン酸化膜24を、フォト
エツチング工程によシ範囲Aで示すような、ダイレクト
コンタクト領域に対応してエツチング除去する。ここで
、MOSトランジスタのチャネルとなる領域には、予め
不純物イオンを注入し、MOSのしきい値電圧全制御す
る。
この後、第2図(C)に示すように、上記ダイレクトコ
ンタクト領域Ai含む半導体基板1」上のシリコン酸化
膜24およびフィールド鹸化膜23の表面には、ポリシ
リコン配線層25とヒ累を含む第1ポリシリコン膜(A
DS : As Dopedpoly S+ ) 26
とを積層して形成し、高温酸化雰囲気中にてADSドラ
イブイン(2段拡散)を施す。これにより、ポリシリコ
ン配線層25中にヒ累(As)全拡散する。そして、上
記酸化雰囲気により生じたiilポリシリコン膜2膜圧
6わるシリコン1ツ化膜を、第2図υ)に示すようにエ
ツチング除去し、次に、フォトエツチング工程により、
ヒ素を拡散したポリシリコン配線層25を選択的にエツ
チングしてポリシリコンゲート卜27を形成する。
そして次に、第2図(E)に示すように、上記ポリシリ
コンゲート27をマスクとして、シリコン酸化膜24全
エツチング除去し、ダート酸化FA281c形成する。
ここで、MOSトランジスタのドレイン領域およびソー
ス領域となる半導体基板21面は、露出状態となる。セ
して、この露出領域を営むポリシリコン配線層25およ
びポリシリコンゲート27の表面には、ヒ累全含む第2
ポリシリコン膜(ADS : As Doped po
lySl) 29全形成し、高温酸化雰囲気中にてAD
Sドライブイン1r:施す。これによp1ポリシリコン
配線層25中に2度目のヒ素拡散を施し、低抵抗死金図
ると共に、半導体基板21面のドレイン、ソース領域お
よびダイレクトコンタクト領域Aに対してN型拡散層3
0.31および32を形成する。
そして、この後、2回目のADSドライブインによシ生
じた、第2ポリシリコン膜29に代わるシリコン酸化M
k除去し、第2図(F’)に示すように、絶縁保護膜3
3を形成する。この絶縁保護膜33には、フォトエツチ
ング工程によシ選択的にコンタクトホールを形成し、ア
ルミニウム配線層34を形成する。ここで、1000C
におけるヒ素(As )とリン(P)との拡散係数は下
記のとおりである。
ヒ素(As) 1.02X10 μ/minリ ン (
P ) 7. 5 0 X l 0 μ /minすな
わちこのような製造工程においては、拡散係数の低いヒ
素を含む第1ポリシリコン膜26によるADSドライブ
インによシ、ポリシリコン配線層25中にヒ累全拡敵し
、さらに、同様にしてヒ累全含む第2ポリシリコン膜2
9によるADSドライブインにより、ポリシリコン配線
層25中に2度目のヒ素拡散を施すようにしたので、予
めヒ素を葛′んだポリシリコン配線層25にさらにヒ累
が拡散されるようにな9、非常に低抵抗化した配線層が
得られるようになる。また、これと同時に、ポリシリコ
ン配線層25に予め含まれていたヒ素r1半導体基板2
1面のダイレクトコンタクト領域に対し5 して拡散さ
−するようにしたので、従来例で述べたようなリン(P
、)による拡散層15vC比収して、拡赦深さの極めて
少ないダイレクトコンタクト用の拡散層32が形成され
るようになる。これは、まず、従来例の場合によるリン
と、この央〃也例による場合のヒ累との拡散係数の違い
によるもので、このヒ素による拡散層32はリンによる
拡散層I5に比較して約7分の工程度の拡散深避で形成
されるようになる。これにより、後工程での熱処理によ
っても、拡散j% 32の伸ひは最少限に抑えられるよ
うになpl例えばドレイン領域となるN型拡散層30金
包囲してポリシリコンゲート27@下まで到達するよう
なことはない。
したがって、ポリシリコン配線J曽の充分な低抵抗化を
図った場合でも、ダイレクトコンタクト用の拡散層25
がダート直下前で伸びることなく、電気的特性の劣化を
防止することができ、しかも、微細化した最適なパター
ン設計を施すことが百丁能となる。
尚、上記実施例では、ヒ素を含む第2ポリシリコン膜2
9によるヒ素拡散により、ドレイン領域およびソース領
域に対応するN型拡散層30.31f形成すると共に、
ダイレクトコンタクト領域に対応する拡散層32全形成
しているが、」二目己第2ポリシリコン膜29をポリシ
リコン配線層25とポリシリコンゲート27の表面にの
み形成し、ソース、ドレイン領域に対しする拡散層30
.31は、N+イオンの注入により形成してもよい。こ
の場合、上記第2ポリシリコン膜29によるヒ素拡散に
比較して、熱処理を施す時間が短縮されるので、ダイレ
クトコンタクト用の拡散層32の呻びは、さらに抑えら
れるようVこなる。
し発明の効果」 以上のようにこの発明によれば、例えば、ポリシリコン
配線層の低抵抗化と共にダイレクトコンタクト用の拡散
贋金形成する場合でも、上韻拡欣層がケ゛−ト直下まで
伸びることなく、素子、の微細化が可能とな9、より商
集@度化した半導体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(N乃至(F2)はそれぞれ従来の半導体装置の
製造工程を示す断面構成図、第2図(A)乃至(1’)
はそれぞれこの発明の一実施例に係る半導体装置置の製
造工程金示す断面構成図である。 2I・・・P成牛得体基板、22・・・シリコン酸化I
niL,’2a・・・シリコン室化膜、、? s・・フ
ィールド酸化膜、24・・ダート酸化膜用シリコン酸化
膜、25・・・ポリシリコン配線層、26・・・第1ポ
リシリコン膜(ADS)、27 ・ポリシリコンゲート
、28・・・ダート酸化膜、29・・・第2ポリシリコ
ン膜( ADS )、3θ,31 ・・ソース,ドレイ
ンN型拡散層、32・・・ダイレクトコンタクト用N型
拡散層、33・・・絶縁保護膜、34・・アルミニウム
配線層。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1 図 (A) (B) (C) L 第1図 第2図 (A) (B)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ソース拡散層およびドレイン拡散層が形成される半導体
    基板の表面にダイレクトコンタクト構造を形成する半導
    体装置の製造方法において、上記ソース拡散層もしくは
    ドレイン拡散層が形成される領域に隣接する半導体基板
    の表面にヒ累を含むポリシリコン配線層を形成する手段
    と、このヒ素ヲ宮むポリシリコン配線層の表面にヒ素を
    含むポリシリコン膜を積層形成する手段と、リコン配線
    層直下の半導体基板の表面にヒ累による拡散層を形成す
    る手段と全具備したことを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
JP24051283A 1983-12-20 1983-12-20 半導体装置の製造方法 Pending JPS60132373A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0328819A2 (en) * 1987-12-04 1989-08-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Making of doped regions using phosphorus and arsenic

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0328819A2 (en) * 1987-12-04 1989-08-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Making of doped regions using phosphorus and arsenic
EP1011129A2 (en) * 1987-12-04 2000-06-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for manufacturing semiconductor device
EP1011129A3 (en) * 1987-12-04 2000-12-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for manufacturing semiconductor device

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