JPS6051277B2 - Manufacturing method of MOS type semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of MOS type semiconductor device

Info

Publication number
JPS6051277B2
JPS6051277B2 JP8669176A JP8669176A JPS6051277B2 JP S6051277 B2 JPS6051277 B2 JP S6051277B2 JP 8669176 A JP8669176 A JP 8669176A JP 8669176 A JP8669176 A JP 8669176A JP S6051277 B2 JPS6051277 B2 JP S6051277B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
polycrystalline silicon
oxide film
semiconductor substrate
gate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP8669176A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5312278A (en
Inventor
賢造 畑田
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP8669176A priority Critical patent/JPS6051277B2/en
Publication of JPS5312278A publication Critical patent/JPS5312278A/en
Publication of JPS6051277B2 publication Critical patent/JPS6051277B2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はMOS型半導体装置の製造方法に関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method of manufacturing a MOS type semiconductor device.

従来のシリコンゲートPチャンネルMOS型半導体装
置の製造方法はつぎのとおりである。
A conventional method for manufacturing a silicon gate P-channel MOS type semiconductor device is as follows.

まず第1図aのように比抵抗4〜5ΩαのN型半導体基
板1に熱酸化法もしくはCVD法により厚さ約5000
ΛのSiO。膜2を設ける。つぎに感光性樹脂を用いて
光蝕刻法により第1図をのようにパターン3を形成する
。このパターン3は、ゲート領域およびソース、ドレイ
ン領域を形成するために、その面積が選ばれている。つ
ぎに第1図cのようにパターン3の部分にSiO2膜4
を500〜2000Λの厚さに形成する。そして、基板
1の主面に多結晶シリコン膜5を第1図dのように厚さ
5000〜8000八に形成しさらにマスク膜体6を積
層する。このマスク膜体6の材質は、多結晶シリコン膜
5の蝕刻方法によつて適切に選ばれる。つぎに第1図e
のように、マスク膜体6を用いて多結晶シリコン膜5を
蝕刻し、ゲート領域上の多結晶シリコン膜5およびマス
ク膜体6を残して不要部分を除去する。つぎに第1図f
のようにゲート領域上のマスク膜体6を除去して、残つ
た多結晶シリコン膜5をマスクとしてSiO2膜4を除
去する。そして、そこへP型不純物を拡散すると、ソー
ス領域7a、ドレイン領域7bが形成される。このとき
、多結晶シリコン膜5にもP型不純物が拡散される。つ
ぎに基板1の主面にSiO2膜8を800〜1000A
の厚さに形成し、第1図gのように光蝕刻法によリソー
ス領域の電極窓9a1ドレイン領域の電極窓9bおよび
ゲート領域の電極窓10を形成する。つぎに、アルミニ
ュウム膜をスパッタ法等により5000A〜8000A
の厚さに形成し光蝕刻法により第1図hのようにソース
電極11a1ドレイン電極11bおよびゲート電極12
を形成する。このようにしてMOS型半導体装置が製造
される。ところがこのようにして製造されるMOS型半
導体装置は、その素子表面に大きな段差が生ずるため、
高密度化が阻害されるという欠点があつた。また、この
段差による電極11a,11b,12の断線を防ぐため
に、電極11a,11b,12を構成するアルミニュウ
ム膜の厚さを大きくするためコストが高くなるという問
題も生じた。したがつて、この発明の目的は、高密度化
ができかつコストの安いMOS型半導体装置の製造方法
を提供することである。この発明のMOS型半導体装置
の製造方法の一実施例を第2図に示す。
First, as shown in FIG.
ΛSiO. A membrane 2 is provided. Next, a pattern 3 is formed as shown in FIG. 1 by photolithography using a photosensitive resin. The area of this pattern 3 is selected in order to form a gate region and source and drain regions. Next, as shown in FIG.
is formed to a thickness of 500 to 2000Λ. Then, a polycrystalline silicon film 5 is formed on the main surface of the substrate 1 to a thickness of 5000 to 8000 cm, as shown in FIG. 1d, and a mask film 6 is further laminated thereon. The material of this mask film body 6 is appropriately selected depending on the etching method of the polycrystalline silicon film 5. Next, Figure 1 e
The polycrystalline silicon film 5 is etched using the mask film body 6, and unnecessary portions are removed, leaving the polycrystalline silicon film 5 and the mask film body 6 on the gate region. Next, Figure 1 f
The mask film body 6 on the gate region is removed, and the SiO2 film 4 is removed using the remaining polycrystalline silicon film 5 as a mask. Then, by diffusing P-type impurities therein, a source region 7a and a drain region 7b are formed. At this time, the P-type impurity is also diffused into the polycrystalline silicon film 5. Next, a SiO2 film 8 is deposited on the main surface of the substrate 1 at a temperature of 800 to 1000A.
The electrode window 9a in the resource region, the electrode window 9b in the drain region, and the electrode window 10 in the gate region are formed by photolithography as shown in FIG. 1g. Next, an aluminum film of 5000A to 8000A is applied using a sputtering method or the like.
The source electrode 11a, the drain electrode 11b and the gate electrode 12 are formed to a thickness of
form. In this way, a MOS type semiconductor device is manufactured. However, the MOS type semiconductor device manufactured in this way has a large step difference on the element surface.
The drawback was that high density was inhibited. Furthermore, in order to prevent disconnection of the electrodes 11a, 11b, 12 due to the step difference, the thickness of the aluminum film constituting the electrodes 11a, 11b, 12 is increased, resulting in an increase in cost. Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a MOS type semiconductor device that can achieve high density and is inexpensive. An embodiment of the method for manufacturing a MOS type semiconductor device according to the present invention is shown in FIG.

すなわち、4〜5Ωαの比抵抗をもつN型半導体基板2
0の主面上に熱酸化法もしくはCVD法によつてSlO
2膜21を2000.〜5000Aの厚さに形成する。
このSjO2膜21にさらにP型もしくはN型不純物を
もつドープドシリコン酸化膜22を積層する。ドープド
シリコン酸化中の不純物は、SiO2膜21によつて基
板20への拡散が規制される。ついでさらに感光性樹、
脂23をスピンナ法等によつて塗布する。この感光性樹
脂23は、ネガ型もしくはポジ型のどちらでもよい。そ
してゲート領域に相当する感光性樹脂23の部分に孔2
4を設ける(第2図a)。つぎに、この感光性樹脂23
をマスクとしてドープ・ドシリコン酸化膜22、SiO
2膜21を唾系の腐蝕液で腐蝕するとともに基板20を
CF4のプラズマ雰囲気もしくはHF系の腐蝕液で腐蝕
して深さ6000A(基板20の主面から)の凹部25
aを設け、この凹部25aに熱酸化法によりゲート酸化
膜25bを厚さ500〜2000Aに形成する(第2図
b)。つぎに、多結晶シリコン膜26を厚さ6000A
に積層する。その結果、凹部25a内に多結晶シリコン
膜26が入り込み凹部25aが埋められる(第2図c)
。ついで熱処理を行なうことにより前記ドープドシリコ
ン酸化膜22の不純物は基板20主面上の多結晶シリコ
ン層26に拡散されるが、凹部25a内の多結晶シリコ
ン層26にはノ拡散されないから、不純物濃度によつて
選択性を有する腐蝕液に浸す事によつて基板20主面上
の多結晶シリコン層26を除去することができる。また
、ドープドシリコン酸化膜22およびSiO2膜21も
HF系の液で処理して除去することによ・り半導体基板
20に埋設され周囲にゲート部のSiO2膜25を有す
る多結晶シリコン膜26が得られる(第2図d)。つぎ
に、再度多結晶シリコン膜27を基板20の主面上に5
000〜10000Aの厚さに形成し、その上に例えば
CVD法により゛SlO2膜28を2000〜8000
Aの厚さに形成する。つぎに、ゲート部およびソース、
ドレイン領域に対応するSiO2膜28の部分を光蝕刻
法により窓あけし、このSlO2膜28をマスクとして
P型不純物を拡散することにより、ソース領域29、ド
レイン領域30が形成される(第2図e)。この場合、
P型の不純物は、SlO2膜28て覆われていない多結
晶シリコン膜27の部分および凹部25a内の多結晶シ
リコン膜26にも拡散されるため、それらの抵抗率が低
下する。つぎに、SiO2膜28を除去してシリコン窒
化膜31を1000A〜8000Aの厚さに形成し(第
2図f)、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極に相
当するシリコン窒化膜31の部分を残して不要部分を除
去する。そして、残つたシリコン窒化膜32a,32b
,32cをマスクとして多結晶シリコン膜27の表面を
一定の深さにエッチングする(第2図g)。なお、前記
シリコン窒化膜31の除去は、感光性樹脂、SjO2膜
、多結晶シリコン膜をマスクとしてH3PO,系の腐蝕
液を用いても良いし、CF4のプラズマ雰囲気で除去し
ても良い。また、多結晶シリコン膜27の表面のエッチ
ングは、これを次工程て選択酸化するときに膜厚か増加
するために、予めエッチングにより膜厚を増加分だけ薄
くしておくものである。つぎに、シリコン窒化膜32a
〜32cをマスクとして酸化性の高温雰囲気によつて処
理することにより、シリコン窒化膜32a〜32cで覆
われていない多結晶シリコン膜27が選択酸化されSi
O2膜33が形成されてその膜厚が増加する。ついでシ
リコン窒化膜32a〜32cを除去すると、平坦な素子
表面が形成される。つぎに、ソース電極、ドレイン電極
およびゲート電極に対応する多結晶シリコン膜27a,
27b,27cにそれぞれソース電極34a1ドレイン
電極34bおよびゲート電極34cを装着する。そして
、素子表面の保護膜35を形成することによりMOS型
半導体装置が完成する(第2図h)。なお保護膜35は
、CVD法によるSlO2膜によつて構成される。この
ように、この実施例によれば、パターン形成工程が平坦
な状態で行なわれるため、微細パターンの形成が可能と
なるとともに、素子表面が平坦化されているため、高密
度化が可能となる。
That is, the N-type semiconductor substrate 2 has a specific resistance of 4 to 5 Ωα.
0 by thermal oxidation method or CVD method.
2 membranes 21 to 2000. Formed to a thickness of ~5000A.
A doped silicon oxide film 22 containing P-type or N-type impurities is further laminated on this SjO2 film 21. The impurities in the doped silicon oxidation are restricted from diffusing into the substrate 20 by the SiO2 film 21. Next, photosensitive trees,
Grease 23 is applied by a spinner method or the like. This photosensitive resin 23 may be either negative type or positive type. Then, a hole 2 is formed in a portion of the photosensitive resin 23 corresponding to the gate region.
4 (Figure 2a). Next, this photosensitive resin 23
Doped silicon oxide film 22, SiO
2 film 21 is etched with a saliva-based etchant, and the substrate 20 is etched with a CF4 plasma atmosphere or an HF-based etchant to form a recess 25 with a depth of 6000 A (from the main surface of the substrate 20).
A gate oxide film 25b is formed in this recess 25a to a thickness of 500 to 2000 Å by thermal oxidation (FIG. 2b). Next, a polycrystalline silicon film 26 is formed to a thickness of 6000 Å.
layered on. As a result, the polycrystalline silicon film 26 enters into the recess 25a and fills the recess 25a (FIG. 2c).
. Then, by performing heat treatment, the impurities in the doped silicon oxide film 22 are diffused into the polycrystalline silicon layer 26 on the main surface of the substrate 20, but are not diffused into the polycrystalline silicon layer 26 in the recess 25a. The polycrystalline silicon layer 26 on the main surface of the substrate 20 can be removed by immersion in an etchant having selectivity depending on the concentration. In addition, the doped silicon oxide film 22 and the SiO2 film 21 are also treated with an HF-based liquid and removed, thereby forming a polycrystalline silicon film 26 buried in the semiconductor substrate 20 and having the SiO2 film 25 of the gate portion around it. (Fig. 2d). Next, a polycrystalline silicon film 27 is again deposited on the main surface of the substrate 20.
000 to 10,000 Å thick, and on top of that, a ``SlO2 film 28 with a thickness of 2,000 to 8,000 Å is formed by, for example, the CVD method.
Form to thickness A. Next, the gate section and source,
A source region 29 and a drain region 30 are formed by making a window in the portion of the SiO2 film 28 corresponding to the drain region by photoetching and diffusing P-type impurities using the SiO2 film 28 as a mask (Fig. 2). e). in this case,
The P-type impurity is also diffused into the portion of the polycrystalline silicon film 27 not covered by the SlO2 film 28 and into the polycrystalline silicon film 26 within the recess 25a, so that the resistivity thereof decreases. Next, the SiO2 film 28 is removed and a silicon nitride film 31 is formed to a thickness of 1000A to 8000A (FIG. 2f), leaving portions of the silicon nitride film 31 corresponding to the source electrode, drain electrode, and gate electrode. Remove unnecessary parts. Then, the remaining silicon nitride films 32a and 32b
, 32c as a mask, the surface of the polycrystalline silicon film 27 is etched to a certain depth (FIG. 2g). Note that the silicon nitride film 31 may be removed using a photosensitive resin, SjO2 film, or polycrystalline silicon film as a mask using an H3PO or etchant, or may be removed in a CF4 plasma atmosphere. Furthermore, since the surface of the polycrystalline silicon film 27 is etched to increase its thickness when it is selectively oxidized in the next step, the film thickness is previously etched to be thinned by the increased thickness. Next, silicon nitride film 32a
32c as a mask, the polycrystalline silicon film 27 not covered with the silicon nitride films 32a to 32c is selectively oxidized and becomes Si.
An O2 film 33 is formed and its film thickness increases. When the silicon nitride films 32a to 32c are then removed, a flat device surface is formed. Next, a polycrystalline silicon film 27a corresponding to the source electrode, drain electrode and gate electrode,
A source electrode 34a, a drain electrode 34b, and a gate electrode 34c are attached to 27b and 27c, respectively. A MOS type semiconductor device is then completed by forming a protective film 35 on the surface of the element (FIG. 2h). Note that the protective film 35 is composed of an SlO2 film formed by the CVD method. As described above, according to this embodiment, since the pattern forming process is performed in a flat state, it is possible to form a fine pattern, and since the element surface is flattened, it is possible to increase the density. .

また、ゲート部を先に形成し、その後ソース、ドレイン
領域を形成するためセルフアライン拡散が可能となると
ともにゲート部が基板20内に埋設され不純物濃度がチ
ャンネル近傍で高くなり耐圧が高くなる。そのためショ
ートチャンネル構造にすることがきる。この発明の製造
方法の他の実施例を第3図に示す。
Furthermore, since the gate portion is formed first and then the source and drain regions are formed, self-aligned diffusion is possible, and the gate portion is buried in the substrate 20, so that the impurity concentration is high near the channel and the breakdown voltage is increased. Therefore, a short channel structure can be achieved. Another embodiment of the manufacturing method of this invention is shown in FIG.

すなわち、比抵抗4〜5Ω礪のN型半導体基板40にシ
リコン窒化膜41を1000A〜8000Aの厚さに設
け、光蝕刻法あるいはCF4によるプラズマ雰囲気によ
つてゲート部およびソース、ドレイン領域に対応するシ
リコン窒化膜41のみを残して他を除去する(第3図a
)。なお、前記工程において、シリコン窒化膜41と半
導体基板40との間にSiO2膜を設けてシリコン窒化
膜41を形成した際に、半導体基板40の表面の歪を除
去する工程を設けても良い。つぎに、このシリコン窒化
膜41をマスクとして半導体基板40の一部を除去し、
選択酸化すると第3図bのようになる。この選択酸化に
よつて形成されたSiO2膜42は、後述するドープト
酸化膜の不純物を半導体基板40に拡散させないための
選択マスク材であるから、1000A〜8000Aの厚
さがあれば良い。ついてシリコン窒化膜41を除去し、
不純物を有するドープドシリコン酸化膜43を厚さ20
00A〜10000Aに形成し、さらに感光性樹脂44
を積層し、この感光性樹脂44に孔45を設けてHF系
の液に浸すと、前記ドープドシリコン酸化膜43を孔4
5と同じ大きさに除去できる。ついでこれをHF系の溶
液もしくはCF4のプラズマ雰囲気で処理すると、半導
体基板40の凹部46が深さ6500Aに形成される。
ついで熱酸化法によりゲート酸化膜47を凹部46に厚
さ500〜2000Aに形成する(第3図d)。つぎに
多結晶シリコン膜48を前記凹部46の深さと同一の厚
さの6500人で形成すると、凹部46が多結晶シリコ
ン膜48によつて埋められる(第3図e)。そして、さ
らに熱処理を加えることにより、ドープドシリコン酸化
膜43の不純物が半導体基板40へ拡散されソース領域
49、ドレイン領域50が形成される。このとき不純物
が同時に多結晶シリコン層48にも拡散されるから不純
物濃度差を利用して基板40上の多結晶シリコン膜48
を除去すると、凹部46内の多結晶シリコン膜48は残
留する。その後ドープドシリコン酸化膜43を除去し多
結晶シリコン層51を厚さ4000〜10000Aに形
成する(第3図f)。その上にシリコン窒化膜52を1
000A〜8000Aの厚さで形成し、ソース、ドレイ
ン電極およびゲート電極に対応するシリコン窒化膜52
の部分52a〜52cのみを残し、これをマスクとして
前記多結晶シリコン膜51の表面を一定の深さにエッチ
ングする(第3図g)。なお、第3図fの工程において
、多結晶シリコン膜51を形成した後、P型の不純物を
全面に拡散すると、多結晶シリコン膜51とゲート部の
多結晶シリコン膜48にもP型の不純物が拡散される。
つぎに、多結晶シリコン膜51を選択酸化すると、シリ
コン窒化膜52a〜52cに覆われている部分以外は、
全てSiO2膜53が形成される。つぎに、ソース電極
、ドレイン電極およびゲート電極に対応する多結晶シリ
コン膜51a,51b,51cにそれぞれソース電極5
4a1ドレイン電極54bおよびゲート電極54cを装
着する。ついで素子表面の保護膜55を形成することに
よりMOS型半導体装置が完成する(第3図b)。この
実施例も前述の実施例と同様の作用効果をもつ。この発
明の製造方法のさらに他の実施例を第4図に示す。すな
わち、比抵抗4〜5ΩCmの半導体基板60に熱酸化法
もしくはCVD法によりSlO2膜61を設け、ゲート
部およびソース、ドレイン領域を光蝕刻法によつて窓を
けし、不純物を有するドープドシリコン酸化膜62を全
面に形成する(第4図a)。ついで感光性樹脂63″を
マスクにしてゲート部の孔64を半導体基板60に設け
る(第4図b)。つぎにこの感光性樹脂63″を除去し
孔64にゲート酸化膜65を500A〜2000Aの厚
さ形成する(第4図c)。そして多結晶シリコン層63
を形成、熱処理すると、ドープドシリコン酸化膜62の
不純物は半導体基板60へ拡散されソース領域66とド
レイン領域67が形成される(第4図d)。このとき同
時に、多結晶シリコン層63にも不純物が拡散されるか
ら不純物濃度の差を用いて選択エッチングし、ドープド
シリコン酸化膜62上の多結晶シリコン層63を除去し
SlO2膜61およびドープドシリコン酸化膜62を除
去すると、ゲート部の多結晶シリコン膜63は孔64に
残るため、表面が平坦になる。つぎに、多結晶シリコン
層68を形成し(第4図e)、さらにSiO2膜69を
設け、ゲート部およびソース、ドレイン領域に対応する
SiO2膜69の部分を窓あけしP型の不純物を拡散す
ると、多結晶シリコン層63,68に不純物が拡散され
る(第4図f)。なお、前記SiO2膜69は、前記多
結晶シリコン層68の一部を熱酸化する事によつて形成
しても良いし、CVD法等によつて設けても良い。つぎ
に、SiO2膜69を除去し、ソース、ドレインおよび
ゲート電極に対応する多結晶シリコン膜68の部分にシ
リコン窒化膜70a〜70cを選択的に形成し、これら
をマスクとして多結晶シリコン膜68の表面を一定の深
さエッチングする(第4図g)。そしてシリコン窒化膜
70a〜70cで覆われていない多結晶シリコン膜68
を選択酸化してSiO2膜71を形成する。つぎにシリ
コン窒化膜70a〜70cを除き、そこにソース電極7
2a1ドレイン電極72bおよび一ゲート電極72cを
装着したのち、これらを覆つて保護膜73を形成するこ
とによりMOS型半導体装置が完成する(第4図h)。
この実施例も前述の実施例と同様な作用効果をもつ。な
お、実施例では各電極を基素子表面に装着し−ているが
、各電極を第5図のようにして素子内に埋設して多層配
線できるようにしてもよい。
That is, a silicon nitride film 41 with a thickness of 1000 to 8000 A is provided on an N-type semiconductor substrate 40 with a specific resistance of 4 to 5 Ω, and the gate portion, source, and drain regions are formed by photolithography or a plasma atmosphere using CF4. Only the silicon nitride film 41 is left and the rest is removed (FIG. 3a)
). Note that in the above step, when the silicon nitride film 41 is formed by providing an SiO2 film between the silicon nitride film 41 and the semiconductor substrate 40, a step may be provided to remove the strain on the surface of the semiconductor substrate 40. Next, a part of the semiconductor substrate 40 is removed using this silicon nitride film 41 as a mask,
When selective oxidation is performed, the result is as shown in FIG. 3b. The SiO2 film 42 formed by this selective oxidation is a selective mask material for preventing the impurities of the doped oxide film described later from diffusing into the semiconductor substrate 40, so it only needs to have a thickness of 1000 Å to 8000 Å. Then, the silicon nitride film 41 is removed,
A doped silicon oxide film 43 containing impurities is formed to a thickness of 20 mm.
00A to 10000A, and then photosensitive resin 44
When the photosensitive resin 44 is formed with holes 45 and immersed in an HF-based liquid, the doped silicon oxide film 43 is formed into holes 4.
It can be removed to the same size as 5. When this is then treated with an HF-based solution or a CF4 plasma atmosphere, a recess 46 in the semiconductor substrate 40 is formed to a depth of 6500A.
Next, a gate oxide film 47 is formed in the recess 46 to a thickness of 500 to 2000 Å by thermal oxidation (FIG. 3d). Next, when a polycrystalline silicon film 48 is formed with a thickness of 6,500 layers to have the same thickness as the depth of the recess 46, the recess 46 is filled with the polycrystalline silicon film 48 (FIG. 3e). Then, by further applying heat treatment, the impurities in the doped silicon oxide film 43 are diffused into the semiconductor substrate 40, and a source region 49 and a drain region 50 are formed. At this time, since the impurities are also diffused into the polycrystalline silicon layer 48 at the same time, the polycrystalline silicon film 48 on the substrate 40 is
When the polycrystalline silicon film 48 is removed, the polycrystalline silicon film 48 within the recess 46 remains. Thereafter, the doped silicon oxide film 43 is removed and a polycrystalline silicon layer 51 is formed to a thickness of 4000 to 10000 Å (FIG. 3f). On top of that, a silicon nitride film 52 is deposited.
A silicon nitride film 52 is formed with a thickness of 000A to 8000A and corresponds to the source, drain electrode, and gate electrode.
Using these as a mask, the surface of the polycrystalline silicon film 51 is etched to a certain depth, leaving only the portions 52a to 52c (FIG. 3g). In addition, in the step of FIG. 3f, when P-type impurities are diffused over the entire surface after forming the polycrystalline silicon film 51, P-type impurities are also formed in the polycrystalline silicon film 51 and the polycrystalline silicon film 48 in the gate area. is spread.
Next, when the polycrystalline silicon film 51 is selectively oxidized, the parts other than those covered with the silicon nitride films 52a to 52c are
A SiO2 film 53 is formed on all of them. Next, source electrodes 51a, 51b, and 51c are respectively placed on the polycrystalline silicon films 51a, 51b, and 51c corresponding to the source electrode, drain electrode, and gate electrode.
4a1 drain electrode 54b and gate electrode 54c are attached. A MOS type semiconductor device is then completed by forming a protective film 55 on the surface of the element (FIG. 3b). This embodiment also has the same effects as the previous embodiment. Still another embodiment of the manufacturing method of the present invention is shown in FIG. That is, an SlO2 film 61 is provided on a semiconductor substrate 60 with a specific resistance of 4 to 5 ΩCm by thermal oxidation or CVD, windows are formed in the gate portion, source and drain regions by photoetching, and doped silicon oxide containing impurities is formed. A film 62 is formed over the entire surface (FIG. 4a). Next, using the photosensitive resin 63'' as a mask, a hole 64 for a gate portion is provided in the semiconductor substrate 60 (FIG. 4b). Next, this photosensitive resin 63'' is removed and a gate oxide film 65 is formed in the hole 64 with a thickness of 500A to 2000A. (Fig. 4c). and polycrystalline silicon layer 63
When formed and heat-treated, impurities in the doped silicon oxide film 62 are diffused into the semiconductor substrate 60, forming a source region 66 and a drain region 67 (FIG. 4d). At the same time, since the impurity is also diffused into the polycrystalline silicon layer 63, selective etching is performed using the difference in impurity concentration to remove the polycrystalline silicon layer 63 on the doped silicon oxide film 62 and remove the doped silicon layer 63 and the doped silicon layer 63. When the silicon oxide film 62 is removed, the polycrystalline silicon film 63 in the gate portion remains in the hole 64, so that the surface becomes flat. Next, a polycrystalline silicon layer 68 is formed (FIG. 4e), and an SiO2 film 69 is further provided, and a window is opened in the SiO2 film 69 corresponding to the gate, source, and drain regions, and P-type impurities are diffused. Then, impurities are diffused into the polycrystalline silicon layers 63 and 68 (FIG. 4f). Note that the SiO2 film 69 may be formed by thermally oxidizing a portion of the polycrystalline silicon layer 68, or may be provided by a CVD method or the like. Next, the SiO2 film 69 is removed, and silicon nitride films 70a to 70c are selectively formed on the portions of the polycrystalline silicon film 68 corresponding to the source, drain, and gate electrodes, and these are used as masks to form the polycrystalline silicon film 68. The surface is etched to a certain depth (Fig. 4g). And polycrystalline silicon film 68 not covered with silicon nitride films 70a to 70c.
is selectively oxidized to form a SiO2 film 71. Next, the silicon nitride films 70a to 70c are removed, and the source electrode 7 is placed thereon.
After attaching the 2a1 drain electrode 72b and the 1 gate electrode 72c, a protective film 73 is formed to cover them, thereby completing a MOS type semiconductor device (FIG. 4h).
This embodiment also has the same effects as the previous embodiment. In the embodiment, each electrode is attached to the surface of the base element, but each electrode may be embedded within the element as shown in FIG. 5 to enable multilayer wiring.

すなわち、第5図aにおいて、80は基板、81はゲー
ト酸化膜、82はゲート多結晶シリコン、83はソース
領域、84はドレイン領域、85a〜85cはそれぞれ
ソース、ドレインおよびゲート電極に対応する不純物を
含む多結晶シリコン膜85の部分、86は多結晶シリコ
ン膜85が選択酸化されて形成されたSlO2膜、87
は感光性樹脂である。この感光性樹脂87を用いて各電
極に対応する多結晶シリコン膜の部分85a〜85cが
光蝕刻される。そして、蒸着法等によりアルミニュウム
膜88を形成し(第5図b)、ついで感光性・樹脂87
を溶解する溶剤に素子を浸漬すると、樹脂87が除去さ
れるため、ソース電極89、ドレイン電極90およびゲ
ート電極91が素子内に埋設される(第5図c)。第6
図は各電極を素子内に埋設する他の例である。すなわち
、第6図aにおいて、91は基板、92はゲート酸化膜
、93はゲート多結晶シリコン、94はソース領域、9
5はドレイン領域、96は不純物を含む多結晶シリコン
膜、97,98,99はそれぞれソース、ドレインおよ
びゲート電極に対応する多結晶シリコン膜96の部分9
6a〜96cに形成されたシリコン窒化膜である。これ
らの窒化膜97〜99を用いて多結晶シリコン膜96を
選択酸化すると、シリコン窒化膜97〜99によつて覆
われていない多結晶シリコン膜96の部分が酸化されて
SlO。膜100になり体積膨脹する(第6図b)。つ
いでSiO2膜100上に感光性樹脂101を形成し、
さらにアルミニュウム膜102を積層蒸着する(第6図
c)。つぎに感光性樹脂101を溶解除去すると、ソー
ス電極103、ドレイン電極104およびゲート電極1
05が素子内に埋設される(第6図d)。また、実施例
はソース、ドレイン領域への不純物拡散は、ゲート部の
形成後に行なつているが、第7図の参考例(実施例では
ない)のように、それらへの拡散をゲート部の形成前に
行なつてもよい。すなわち、半導体基板111上にシリ
コン酸化膜112を設け、ゲート部およびソース・ドレ
イン領域に相当する部分を窓あけしてパターン113を
形成し、そこへP型の不純物を拡散すると、半導体基板
111にP型の拡散層114が形成される(第7図a)
。ついで新たにシリコン酸化膜115を形成しゲート部
に相当する部分を窓あけし、さらにシリコン酸化膜11
5をマスクとして凹部116を形成する。この凹部11
6の深さは、凹部116の底面でチヤンネルを形成でき
るように選ばれる。ついで凹部116にゲート酸化膜1
17を形成し(第7図b)、多結晶シリコン膜118を
さらに積層する。これ以後の工程は前述の実施例と同様
に行なわれる。以上のように、この発明のMOS型半導
体装置の製造方法は、一方の導電型の半導体基板主面に
不純物を含むシリコン酸化膜を形成したのち凹部を形成
する凹部形成工程と、ついで前記凹部周縁の半導体基板
の部分を酸化してゲート酸化膜を形成するゲート酸化膜
形成工程と、ついで前記シリコン酸化膜上および前記凹
部内に第1の多結晶シリコン膜を積層する第1の積層工
程と、ついて前記シリコン酸化膜の不純物を前記半導体
主面上の前記第1の多結晶シリコン膜に拡散する拡散工
程と、ついで前記不純物が拡散された前記第1の多結晶
シリコン膜を選択的に除去したのち前記シリコン酸化膜
を除去して前記半導体基板主面を露呈する工程と、つい
て前記半導体基板上に第2の多結晶シリコン膜を積層す
る第2の積層工程と、ついで前記第2の多結晶シリコン
膜を介し前記ゲート酸化膜両側の前記半導体基板の部分
に他方の導電型の不純物を拡散してソース、ドレイン領
域を形成するとともに前記凹部内に残つた第1の多結晶
シリコン膜に不純物を拡散する不純物拡散工程と、つい
で前記第2の多結晶シリコン膜を介して前記ソース、ド
レイン領域および前記凹部内に残つた第1の多結晶シリ
コン膜にソース、ドレインおよびゲート電極をそれぞれ
配設する電極配設工程とを含むため、高密度化ができか
つコストの安いMOS型半導体装置を実現することがて
きる。
That is, in FIG. 5a, 80 is a substrate, 81 is a gate oxide film, 82 is a gate polycrystalline silicon, 83 is a source region, 84 is a drain region, and 85a to 85c are impurities corresponding to the source, drain, and gate electrodes, respectively. 86 is an SlO2 film formed by selectively oxidizing the polycrystalline silicon film 85, 87
is a photosensitive resin. Using this photosensitive resin 87, portions 85a to 85c of the polycrystalline silicon film corresponding to each electrode are photoetched. Then, an aluminum film 88 is formed by a vapor deposition method (Fig. 5b), and then a photosensitive resin 87 is formed.
When the device is immersed in a solvent that dissolves the resin 87, the source electrode 89, drain electrode 90, and gate electrode 91 are buried in the device (FIG. 5c). 6th
The figure shows another example in which each electrode is embedded within the element. That is, in FIG. 6a, 91 is a substrate, 92 is a gate oxide film, 93 is a gate polycrystalline silicon, 94 is a source region, 9
5 is a drain region, 96 is a polycrystalline silicon film containing impurities, and 97, 98, and 99 are portions 9 of the polycrystalline silicon film 96 corresponding to source, drain, and gate electrodes, respectively.
This is a silicon nitride film formed in 6a to 96c. When polycrystalline silicon film 96 is selectively oxidized using these nitride films 97 to 99, portions of polycrystalline silicon film 96 not covered by silicon nitride films 97 to 99 are oxidized to form SlO. It becomes a membrane 100 and expands in volume (FIG. 6b). Next, a photosensitive resin 101 is formed on the SiO2 film 100,
Furthermore, an aluminum film 102 is deposited in layers (FIG. 6c). Next, when the photosensitive resin 101 is dissolved and removed, the source electrode 103, the drain electrode 104 and the gate electrode 1 are removed.
05 is embedded in the element (FIG. 6d). In addition, in the example, impurity diffusion into the source and drain regions is performed after the formation of the gate portion, but as in the reference example (not the example) shown in FIG. It may also be done before formation. That is, a silicon oxide film 112 is provided on a semiconductor substrate 111, a pattern 113 is formed by opening a window in a portion corresponding to a gate portion and a source/drain region, and a P-type impurity is diffused into the pattern 113. A P-type diffusion layer 114 is formed (FIG. 7a)
. Next, a new silicon oxide film 115 is formed, a window is opened in the part corresponding to the gate part, and the silicon oxide film 115 is further formed.
A recess 116 is formed using 5 as a mask. This recess 11
The depth of 6 is chosen so that a channel can be formed at the bottom of the recess 116. Then, a gate oxide film 1 is formed in the recess 116.
17 (FIG. 7b), and a polycrystalline silicon film 118 is further laminated. The subsequent steps are performed in the same manner as in the previous embodiment. As described above, the method for manufacturing a MOS type semiconductor device of the present invention includes the steps of forming a recess after forming a silicon oxide film containing impurities on the main surface of a semiconductor substrate of one conductivity type, and then forming a recess around the periphery of the recess. a gate oxide film forming step of oxidizing a portion of the semiconductor substrate to form a gate oxide film; a first lamination step of laminating a first polycrystalline silicon film on the silicon oxide film and in the recess; Thereafter, a diffusion step was performed to diffuse impurities in the silicon oxide film into the first polycrystalline silicon film on the semiconductor main surface, and then the first polycrystalline silicon film into which the impurities were diffused was selectively removed. Thereafter, a step of removing the silicon oxide film to expose the main surface of the semiconductor substrate, a second lamination step of laminating a second polycrystalline silicon film on the semiconductor substrate, and then a step of laminating the second polycrystalline silicon film on the semiconductor substrate; Impurities of the other conductivity type are diffused into the portions of the semiconductor substrate on both sides of the gate oxide film through the silicon film to form source and drain regions, and the impurities are doped into the first polycrystalline silicon film remaining in the recess. a step of diffusing impurities, and then providing source, drain, and gate electrodes in the source, drain region, and the first polycrystalline silicon film remaining in the recess through the second polycrystalline silicon film, respectively. Since the method includes an electrode arrangement step, it is possible to realize a MOS type semiconductor device that can achieve high density and is low in cost.

また、前記拡散工程を、前記半導体基板主面にマスク部
材を設け、このマスク部材により前記シリコン膜の不純
物の前記半導体基板主面への拡散を規制するようにした
ときは、不純物拡散が容易になる。
Further, when the diffusion step is performed by providing a mask member on the main surface of the semiconductor substrate and using this mask member to restrict diffusion of impurities of the silicon film to the main surface of the semiconductor substrate, impurity diffusion can be easily performed. Become.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来例の欠点を説明する説明図、第2図はこの
発明の一実施例の工程説明図、第3図は他の実施例の工
程説明図、第4図はさらに他の実施例の工程説明図、第
5図は他の実施例の工程説明図、第6図はさらに他の実
施例の工程説明図、第7図は参考例の工程説明図である
。 20・・・・・半導体基板、22・・・・・・ドープド
シリコン酸化膜、25a・・・・・・凹部、25b・・
・・・・ゲート酸化膜、26・・・・・・多結晶シリコ
ン膜、29・・・・・ソース領域、30・・・・・・ド
レイン領域、34a・・・・・ソース電極、34b・・
・・・・ドレイン電極、34c・・・・・・ゲート電極
Fig. 1 is an explanatory diagram explaining the drawbacks of the conventional example, Fig. 2 is an explanatory diagram of the process of one embodiment of the present invention, Fig. 3 is an explanatory diagram of the process of another embodiment, and Fig. 4 is an explanatory diagram of the process of one embodiment of the present invention. FIG. 5 is a process explanatory diagram of another example, FIG. 6 is a process explanatory diagram of yet another embodiment, and FIG. 7 is a process explanatory diagram of a reference example. 20... Semiconductor substrate, 22... Doped silicon oxide film, 25a... Concave portion, 25b...
... Gate oxide film, 26 ... Polycrystalline silicon film, 29 ... Source region, 30 ... Drain region, 34a ... Source electrode, 34b.・
...Drain electrode, 34c...Gate electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一方の導電型の半導体基板主面に不純物を含むシリ
コン酸化膜を形成したのち凹部を形成する凹部形成工程
と、ついで前記凹部周縁の半導体基板の部分を酸化して
ゲート酸化膜を形成するゲート酸化膜形成工程と、つい
で前記シリコン酸化膜上および前記凹部内に第1の多結
晶シリコン膜を積層する第1の積層工程と、ついで前記
シリコン酸化膜の不純物を前記半導体主面上の前記第1
の多結晶シリコン膜に拡散する拡散工程と、ついで前記
不純物が拡散された前記第1の多結晶シリコン膜を選択
的に除去したのち前記シリコン酸化膜を除去して前記半
導体基板主面を露呈する工程と、ついで前記半導体基板
上に第2の多結晶シリコン膜を積層する第2の積層工程
と、ついで前記第2の多結晶シリコン膜を介し前記ゲー
ト酸化膜両側の前記半導体基板の部分に他方の導電型の
不純物を拡散してソース、ドレイン領域を形成するとと
もに前記凹部内に残つた第1の多結晶シリコン膜に不純
物を拡散する不純物拡散工程と、ついで前記第2の多結
晶シリコン膜を介して前記ソース、ドレイン領域および
前記凹部内に残つた第1の多結晶シリコン膜にソース、
ドレインおよびゲート電極をそれぞれ配設する電極配設
工程とを含むMOS型半導体装置の製造方法。 2 前記一方の導電型の半導体基板主面に不純物を含む
シリコン酸化膜を形成する前に前記一方の導電型の半導
体基板主面に前記シリコン酸化膜の不純物の前記半導体
基板主面への拡散を規制するマスク部材を積層すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のMOS型半導
体装置の製造方法。 3 前記不純物拡散工程と前記電極配設工程との間にソ
ース、ドレインおよびゲート電極を配設する第2の多結
晶シリコン膜の部分を残して他の部分を酸化してシリコ
ン酸化膜にする酸化工程を含む特許請求の範囲第1項記
載のMOS型半導体装置の製造方法。
[Claims] 1. A recess forming step in which a silicon oxide film containing impurities is formed on the main surface of a semiconductor substrate of one conductivity type, and then a recess is formed, and then a portion of the semiconductor substrate around the recess is oxidized to form a gate. A gate oxide film forming step of forming an oxide film, a first stacking step of stacking a first polycrystalline silicon film on the silicon oxide film and in the recess, and then a step of removing impurities from the silicon oxide film from the semiconductor layer. the first on the main surface
a diffusion step of diffusing the impurity into the polycrystalline silicon film, and then selectively removing the first polycrystalline silicon film into which the impurity has been diffused, and then removing the silicon oxide film to expose the main surface of the semiconductor substrate. a second stacking step of stacking a second polycrystalline silicon film on the semiconductor substrate; an impurity diffusion step of diffusing an impurity of a conductivity type to form source and drain regions and also diffusing the impurity into the first polycrystalline silicon film remaining in the recess, and then forming the second polycrystalline silicon film. A source,
1. A method for manufacturing a MOS semiconductor device, including an electrode disposing step of disposing a drain electrode and a gate electrode, respectively. 2. Before forming a silicon oxide film containing impurities on the main surface of the semiconductor substrate of the one conductivity type, diffusion of impurities in the silicon oxide film to the main surface of the semiconductor substrate is performed on the main surface of the semiconductor substrate of the one conductivity type. A method of manufacturing a MOS type semiconductor device according to claim 1, characterized in that mask members for regulating are laminated. 3. Between the impurity diffusion step and the electrode provision step, leave a portion of the second polycrystalline silicon film where the source, drain, and gate electrodes are provided, and oxidize the other portion to form a silicon oxide film. A method for manufacturing a MOS type semiconductor device according to claim 1, including the step of:
JP8669176A 1976-07-20 1976-07-20 Manufacturing method of MOS type semiconductor device Expired JPS6051277B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8669176A JPS6051277B2 (en) 1976-07-20 1976-07-20 Manufacturing method of MOS type semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8669176A JPS6051277B2 (en) 1976-07-20 1976-07-20 Manufacturing method of MOS type semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5312278A JPS5312278A (en) 1978-02-03
JPS6051277B2 true JPS6051277B2 (en) 1985-11-13

Family

ID=13893984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8669176A Expired JPS6051277B2 (en) 1976-07-20 1976-07-20 Manufacturing method of MOS type semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6051277B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5546676U (en) * 1978-09-22 1980-03-27
JPS6112031A (en) * 1984-06-27 1986-01-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Manufacture of semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5312278A (en) 1978-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6055988B2 (en) Manufacturing method for semiconductor devices
JPS6051277B2 (en) Manufacturing method of MOS type semiconductor device
JPS6286838A (en) Manufacture of integrated circuit
JPH098135A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS61182267A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS6242382B2 (en)
JP2672596B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2820432B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH04112532A (en) Manufacture of semiconductor integrated circuit
JP3850933B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JPS6051276B2 (en) Manufacturing method of MOS type semiconductor device
JPH06232394A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS5951152B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP2727557B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2551028B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPS6160578B2 (en)
JPS62242335A (en) Formation of element isolating region of semiconductor integrated circuit
JPH01223741A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPS58180061A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS62190879A (en) Manufacture of mis semiconductor device
JPS5963740A (en) Semiconductor integrated circuit device
JPH09167840A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH046828A (en) Formation method of interconnection
JPH03280550A (en) Manufacture of integrated circuit device
JPS5986254A (en) Semiconductor device and manufacture thereof