JPS62219960A - Manufacture of thin film mos structure semiconductor device - Google Patents

Manufacture of thin film mos structure semiconductor device

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JPS62219960A
JPS62219960A JP6444886A JP6444886A JPS62219960A JP S62219960 A JPS62219960 A JP S62219960A JP 6444886 A JP6444886 A JP 6444886A JP 6444886 A JP6444886 A JP 6444886A JP S62219960 A JPS62219960 A JP S62219960A
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JP
Japan
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film
photoresist
films
source
semiconductor device
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Application number
JP6444886A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuhiko Tsunoda
信彦 角田
Tsutomu Wada
力 和田
Noboru Naito
昇 内藤
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPS62219960A publication Critical patent/JPS62219960A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide the gate electrodes and the Si films of a thin film MOS structure semiconductor device which is composed of an insulating substrate and Si films such as polycrystalline silicon films in a complete parallel arrangement structure in which no difference in level exists by a method wherein the element isolation in the thin film MOS structure semiconductor device is made after gate electrodes, gate insulating films and active regions composed of sources and drains are formed. CONSTITUTION:Gate oxide films covering source and drain forming regions 10 are removed by etching with buffered fluoric acid solution by using a resist pattern 8 as a mask to drill windows in the source and drain regions. Then P<+> ions are activated to form source and drain regions 10. Further, gate electrode patterns are formed. After that, SiO2 gate oxide films 3 are removed and then the Si films 2 immediately under the films 3 are removed by plasma etching with mixed gas of CF4 and H2 and then with CCl2F2 gas respectively by using a composite photoresist pattern as a mask to isolate elements perfectly. After that, the photoresist is removed by ashing and the element isolation process is completed.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、薄膜fl1MOS構造半導体装置の製造法に
関するものであシ、具体的には、TFT CTA(%F
i1m Transistor +薄膜ト2/ジスタノ
の製造法の素子分離工程に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a thin film fl1MOS structure semiconductor device.
The present invention relates to an element isolation step in the manufacturing method of i1m Transistor + thin film 2/distano.

従来の技術 薄膜型MOS構造半導体素子(TPT )の素子間分離
は、基本的には以下の工程で行われる。第3図gに示す
ように絶縁基板上1にポリシリコン等の半導体膜を形成
し、フォトリソグラフィ技術により、ソース・ドレーン
、ゲートよp成る能動領域間の半導体膜をエツチング除
去し、該能動領域のアイランド2′を形成し友後、熱酸
化によルゲート酸化膜3を生成すれば、各能動領域は分
離し得る。
Conventional technology Isolation between elements of a thin film type MOS structure semiconductor element (TPT) is basically performed in the following steps. As shown in FIG. 3g, a semiconductor film such as polysilicon is formed on an insulating substrate 1, and the semiconductor film between the active regions consisting of the source, drain, and gate is removed by etching using photolithography technology. After forming the islands 2', the active regions can be separated by forming a gate oxide film 3 by thermal oxidation.

次いで、ゲート酸化膜上にゲート電極材4i成膜し、フ
ォトリソグラフィで所要の形状にバターニングを行い以
後通常のMOS工程で薄膜温MOB構造半導体素子を完
成する。
Next, a gate electrode material 4i is formed on the gate oxide film, patterned into a desired shape by photolithography, and then a thin film temperature MOB structure semiconductor device is completed by a normal MOS process.

この製法は、処理方法が簡単で工程数が少−ことが特長
であるが、次の欠点を有している。
Although this manufacturing method is characterized by a simple processing method and a small number of steps, it has the following drawbacks.

その1は、アイランド状84基板側面と、絶縁基板表1
面が接触する部分(第3図二のA)で、ゲート酸化膜が
Si不足で薄くなることでらる。このため、TPTの使
用時に、A点近傍のゲート酸化膜の電界強度が局部的に
強くなル、絶縁破壊を起す危険が高くなる。
Part 1 is the side surface of the island-like 84 substrate and the insulated substrate surface 1.
This is because the gate oxide film becomes thinner due to lack of Si in the area where the two surfaces contact each other (A in FIG. 3). Therefore, when using TPT, the electric field strength of the gate oxide film near point A becomes locally strong, increasing the risk of dielectric breakdown.

その2は、表面の段差が著しい几め、以後の工程でフォ
トリソグラフィの精度が低下すること、配線の段差での
短絡、断線の危険が高くなる。
Second, the level difference on the surface is significantly reduced, which reduces the accuracy of photolithography in subsequent steps and increases the risk of short circuits and disconnections due to the level difference in the wiring.

従って、この欠点を排除する九め、一般にはSiウウェ
MOSLSI工程に採用されているLOCO8法に準じ
た素子間分離法(コプレナープロセス)によシ製作され
てしる。
Therefore, in order to eliminate this drawback, it is manufactured by an element isolation method (coplanar process) based on the LOCO8 method, which is generally adopted in the Si substrate MOSLSI process.

第3図すに示し九絶縁基板1の上にポリシリコン等のS
i膜2を堆積する。熱酸化法で薄−8402膜5を形成
した後、CVD法で窒化シリコン膜61、!MO,7t
−順次堆積する。下地のSt 02膜は素子基板S1膜
と窒化シリコン膜が接触することによって発生するトラ
ブルを防止するためである。第3図0に示す如く、フォ
トリソグラフィ技術でフォトレジスト8をバターニング
し先ず上層の!1t(h 7 を部分的に除去しく第3
図g)、更にそれをエッチフグマスクとして窒化シリコ
ン膜6、!402膜5、ポリシリコ/2t−順次エツチ
ング除去して第3図−の構造を得る。この時、基板Si
膜2“を約半分の厚さだけ聰すことがこのプロセスの要
点で、ある。
As shown in FIG.
Deposit i-film 2. After forming a thin -8402 film 5 using a thermal oxidation method, a silicon nitride film 61, ! is formed using a CVD method. MO, 7t
-Sequential deposition. The purpose of the underlying St 02 film is to prevent troubles caused by contact between the element substrate S1 film and the silicon nitride film. As shown in FIG. 30, the photoresist 8 is patterned using photolithography, and the upper layer is first patterned! 1t(h 7 is partially removed and the third
Figure g), and then use it as an etch mask for the silicon nitride film 6! The 402 film 5 and polysilico/2T are sequentially removed by etching to obtain the structure shown in FIG. At this time, the substrate Si
The key to this process is to thicken the membrane 2'' by about half its thickness.

次にSio2膜7t−除去し、熱酸化すると窒化シリコ
ンで保賎されて−ない部分の基板St 2“ゆ完全に酸
化すると、約2倍の厚さになシ、第5図Iに示した構造
となる。
Next, the Sio2 film 7t is removed and thermally oxidized, and the portion of the substrate St2' not protected by silicon nitride is completely oxidized to about twice the thickness, as shown in Figure 5I. It becomes a structure.

窒化シリコン膜6およびその下03h025 t−除去
すると第1図gで示した如(5t(h 9と分離された
Si膜2′の上表面が連続した平坦な素子間分離の構造
が得られる。その後、再度この分離したSi膜2′上に
ゲート酸化膜5t−形成しく第3図h)s次にゲート電
極材4を堆積(第3図s ) L% 7 t hリング
ラフィでパターニングを行−(第5図j、k)、以後通
常のプロセスでMOB構造素子を形成し、最終的に第3
図9の構造となって完了する。
When the silicon nitride film 6 and its lower layer are removed, a flat device isolation structure is obtained in which the upper surface of the Si film 2' separated from the silicon nitride film 6 is continuous, as shown in FIG. 1g. After that, a gate oxide film 5t is again formed on the separated Si film 2', and then a gate electrode material 4 is deposited (Fig. 3s) and patterned by phosphorography. - (Fig. 5 j, k), after that, the MOB structure element is formed by a normal process, and finally the third
The structure shown in FIG. 9 is completed.

以上説明した従来の素子間分離法は工程数が多く、工程
所要時間が長鱒、更に、Fj4基板の約半分の厚さをエ
ツチング時に残すことが要点になっていてエツチングの
制御性が悪く平坦度に変動が生じる欠点を有している。
The conventional device isolation method described above requires a large number of steps and takes a long time.Furthermore, the key point is to leave approximately half the thickness of the Fj4 substrate during etching, resulting in poor etching controllability and flatness. It has the disadvantage that it fluctuates from time to time.

工程所要時間が長くなるのは次の理由による (イ)選択酸化のマスクとして窒化シリコンを堆積する
必要がある。
The process takes a long time because of the following reasons: (a) It is necessary to deposit silicon nitride as a mask for selective oxidation.

(ロ) この窒化シリコンを用−るためSi o、層で
サンドイッチ構造にする必要がある。
(b) Since this silicon nitride is used, it is necessary to form a sandwich structure with SiO layers.

G−1堆積した!1i02.窒化シリコン膜を除去する
必要がある。
G-1 deposited! 1i02. It is necessary to remove the silicon nitride film.

にぶるものである。It's a weak thing.

発明の目的 本発明は以上の欠点を解決するために提案するもので、
その目的とする所は、ゲート電極とアイランド状84基
板の側面での局部的絶縁破壊を防止した構造を有する薄
g聾MOB構造半導体装置の素子間分離を生産性の高、
vh実績のある短所製工程時間で形成する方法を提供す
ることにある。
Purpose of the Invention The present invention is proposed to solve the above-mentioned drawbacks.
The purpose of this is to achieve high productivity isolation between elements of a thin-g deaf MOB structure semiconductor device, which has a structure that prevents local dielectric breakdown on the side surfaces of the gate electrode and the island-like 84 substrate.
vhThe purpose of the present invention is to provide a method that can be formed in a short manufacturing process time.

発明の構成 上記の目的を達成するため、本発明拡絶縁基板上に堆積
されたポリシリコン等のSi膜を用いた薄膜型MOEJ
構造の半導体装置の素子間分離を、ゲート絶縁膜、ゲー
ト電極、およびソース・ドレーンから成る能動領域を形
成した後に実施することを要旨として−る。本発明は、
ゲート電極材としてポリシリコア等の高融点材料のみな
らず、高電導度のμ等低融点材料も使用し得る特徴を有
して−る。従来の各種素子間分離法は、該能動領域を形
成する以前に84774の一部をエツチング除去、aる
−は絶縁物化して能動領域間υ電気的分離を図る製造方
法であるため、その後の能動領域の構造を精度良く、シ
かも欠陥を防ぎ歩留9向上を図る見地から、素子間分離
工程後の素子表面の平坦化を得るため、複雑多岐な工@
を要して−るのに対し、本発明では、表面が平坦な最初
の形状におiて、先ず、該能動領域を形成し、その後に
能動領域間を分離する製造方法でらるため、ゲート電極
と84腹は段差の全くなi完全平行配置構造となシ、ゲ
ート電極と84膜間の局部的絶縁破壊の原因を排除して
−る。しかも、工程所要時間を大幅に短縮し得ることが
従来法と異なる特長でらる。ゲート電極材に低融点金属
を使用する場合は、次の工程に示す過多、絶縁基板上の
ポリシリコン等O8(膜上にゲート絶縁膜を形成する工
程と、フォトリソグラフィでMOs構造素子のソース・
ドレーン領域以外をフォトレジストで被覆する工程と、
このフォトレジストをエツチングマスクとしてソース・
ドレーン領域のゲート絶縁膜の一部ある−は全部をエツ
チング除去して、ソース・ドレーン[域に窓を開ける工
程と、該ソース・トレー7領域の窓を通して不純物を導
入しソース・トレー7を形成する工程と、ゲート絶縁膜
上にゲート電極材を堆積する工程と、この電極材をフォ
トリソグラフィ技術でバターニングする工程と、電極パ
ターンのフォトレジストヲ除去せず、更にその上にフォ
トレジストt−m布し、フォトリソグラフィでソース・
ドレーン領域とゲート電極パターントt−フォトレジス
トで被覆する工程と このフォトレジスト’lエツチングマスクとして、MO
&構造素子を形成して−る領域以外のゲート絶縁膜とそ
の直下O8(膜を完全にエツチング除去し、該素子間を
分離する工1と、フォトレジストを全て除去した後5i
Ozt−全面に堆積する工程とを含むことを特徴とする
、薄膜Hgos構造半導体装置の素子間分離の製造法を
発明の要旨とするものでおる。
Structure of the Invention In order to achieve the above object, the present invention provides a thin film type MOEJ using a Si film such as polysilicon deposited on an expanded insulating substrate.
The gist of the present invention is to perform element isolation of a semiconductor device having a structure after forming an active region consisting of a gate insulating film, a gate electrode, and a source/drain. The present invention
As the gate electrode material, not only high melting point materials such as polysilicore, but also low melting point materials such as μ having high conductivity can be used. In the conventional various element isolation methods, a part of the 84774 is etched away before forming the active region, and a part of the 84774 is made into an insulator to achieve electrical isolation between the active regions. In order to achieve a flattened element surface after the inter-element isolation process, from the viewpoint of improving the yield by preventing defects and improving the precision of the structure of the active region, various complex processes were carried out.
In contrast, the present invention uses a manufacturing method in which the active regions are first formed in an initial shape with a flat surface, and then the active regions are separated. The gate electrode and the film 84 have a completely parallel arrangement structure with no step difference, thereby eliminating the cause of local dielectric breakdown between the gate electrode and the film 84. In addition, a different feature from conventional methods is that the time required for the process can be significantly shortened. When using a low melting point metal for the gate electrode material, it is necessary to use the following process to form a gate insulating film on the polysilicon (O8) film, such as polysilicon, on the insulating substrate, and the process of forming the source layer of the MOS structure element using photolithography.
covering areas other than the drain region with photoresist;
This photoresist is used as an etching mask for the source
A step of etching away some or all of the gate insulating film in the drain region and opening a window in the source/drain region, and forming a source tray 7 by introducing impurities through the window in the source tray 7 region. a step of depositing a gate electrode material on the gate insulating film; a step of patterning this electrode material using photolithography technology; and a step of depositing a photoresist T- m cloth, and source and photolithography.
The drain region and gate electrode pattern are coated with photoresist and this photoresist is used as an etching mask.
& The gate insulating film other than the region where the structural elements are formed and the O8 immediately below it (step 1 to completely remove the film and isolate the elements, and 5i after removing all the photoresist)
The gist of the invention is a method for manufacturing element isolation of a thin film Hgos structure semiconductor device, which is characterized by including a step of depositing on the entire surface.

ゲート電極材にポリシリコア等の高融点材料を使用する
場合は次の工程に示す通シ 絶縁基板上のポリシリーン等0841g上にゲート絶縁
膜を形成する工程と、 ゲート絶縁膜上にポリシリコン等の高融点ゲート電極材
を堆積する工1と、 このゲート電極材をフォトリング2フイ技術でバターニ
ングする工程と、 シオトレジストt−残したゲート電極パターンを不純物
導入のマスクとして、ソース・ドレーン形成の九めの不
純物をセルファラインで導入する工程と。
When using a high-melting point material such as polysilicon for the gate electrode material, the following process involves forming a gate insulating film on polysilicon, etc. Step 1 of depositing a melting point gate electrode material, Step 2 of buttering this gate electrode material using a photo ring 2-fi technique, Step 1 of forming a source/drain using the remaining gate electrode pattern as a mask for impurity introduction. The process of introducing other impurities using Selfa Line.

引き続き再度フォトレジストを全面に塗布し、フォトリ
ソグラフィ技術で、ソース・トレー7を形成する領域と
ゲート電極パターン領域上t7tトレジストで被覆する
工程と、 このフォトレジストパター/l−エッチ/グマスクトシ
て、フォトレジストで被覆されてzなza傘のゲート絶
縁膜と、その直下のSi膜を順次絶縁基板異面が現られ
れるまで完全にエツチング除去する工程と。
Subsequently, the entire surface is coated with photoresist again, and the area where the source tray 7 is to be formed and the gate electrode pattern area are covered with T7T resist using photolithography technology. A step of completely etching away the resist-covered gate insulating film and the Si film immediately below it until a different surface of the insulating substrate is exposed.

エツチングマスクとして用いたフォトレジストを除去す
る工程と、 ソース・ドレーンに導入した不純物の活性化熱処理工程
と、 全面に8402を堆積する工程 と金含むことを特徴とする薄膜製MOB構造半導体装置
の素子間公庫の製造法を発明の要旨とするものである。
A process of removing a photoresist used as an etching mask; a heat treatment process for activating impurities introduced into the source/drain; a process of depositing 8402 on the entire surface; and an element of a thin film MOB structure semiconductor device containing gold. The gist of the invention is a method of manufacturing a treasury.

次に実施例につiて説明する。Next, an example will be explained.

〔実施例1〕 第1図は、薄膜II MO!l構造素子のゲート電極に
低融点金属の、4J t−用いた場合の、本発明による
半導体装置の製造法を工程順に従って示し九実施例であ
る。第1図6に示す絶縁基板(石英製)1VCCVD法
によシボリシリコン膜2を20001Lの膜厚に堆積し
た。次に、900°c 2G分のウェット熱酸化法によ
り1oooXのゲート酸化膜5を形成した(第1図6)
。続いて、フォトリソグラフィ技術により、ゲート酸化
膜50上にMOS構造素子のソース・ドレーンを形成す
る領域10以外の領域にフォトレジストパターン8t−
形成した。(第1図6)レジストパターン8をエツチン
グ用マスクとして、ソース・ドレーン形成領域100部
分を覆っているゲート酸化膜を緩衝弗酸液でエツチング
除去し、第1図dに示す如く、ソース・ドレーン領域に
窓を開けた構造を形成しfc。
[Example 1] Figure 1 shows the thin film II MO! A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention in the case where a low melting point metal, 4Jt-, is used for the gate electrode of an L-structure element is shown in nine embodiments according to the process order. An insulating substrate (made of quartz) shown in FIG. 1 was deposited with a grainy silicon film 2 to a thickness of 20001 L by the VCCVD method. Next, a gate oxide film 5 of 100X was formed by wet thermal oxidation at 900°C for 2G (FIG. 1, 6).
. Subsequently, a photoresist pattern 8t- is formed on the gate oxide film 50 in a region other than the region 10 where the source/drain of the MOS structure element is formed by photolithography.
Formed. (FIG. 1 6) Using the resist pattern 8 as an etching mask, the gate oxide film covering the source/drain forming region 100 is removed by etching with a buffered hydrofluoric acid solution, and as shown in FIG. Form a structure with a window in the area fc.

続いて、エツチング用レジストマスク8をイオン注入の
マスクとして用い、ソース・ドレーンの窓工1Mイオン
CP+) t” 130KaVで5 X 1QVo惰2
注入した。フォトレジスト8を灰化除去し次後、91J
O°C20分の熱処理で注入した?イオンを活性化し、
第1図−に示す如くソース・ドレーン10ヲ形成した。
Next, using the etching resist mask 8 as a mask for ion implantation, the source/drain windows were implanted with 1M ions (CP+)t'' at 130KaV, 5 x 1QVo inert2.
Injected. After removing the photoresist 8 by ashing, 91J
Was it injected by heat treatment at O°C for 20 minutes? Activates ions,
A source/drain 10 was formed as shown in FIG.

次に、ゲート電極材として、AJをスパッタ法によJ 
6000λ堆積し、フォトリソグラフィ技術を用い、燐
酸系エツチング液で選択エツチングを行φゲート電極パ
ターンを第1図Vの4に示す如く形成した。
Next, AJ was used as a gate electrode material by sputtering.
6,000 λ was deposited and selectively etched using a phosphoric acid etching solution using photolithography to form a row φ gate electrode pattern as shown in 4 in FIG. 1V.

第11五に示す如く、ゲート電極パターン上のフォトレ
ジスト8f:残した状態で、更にその上にフォトレジス
トを全面に塗布し、フォトリソグラフィ技術で、MO5
構造素子の能動領域に7オトシジスト8′ヲ形成した。
As shown in No. 115, with the photoresist 8f left on the gate electrode pattern, a photoresist is further coated on the entire surface, and by photolithography technology, MO5
Seven otocysts 8' were formed in the active area of the structural element.

第2図五の平面図でおる第1図Hかられかる通t)、M
OS構造素子領域はフォトレジスト8と8/の合成パタ
ーンで被覆されている。合成フォトレジストパターン上
エツチングマスクとして、まずCF4とH2の混合ガス
を用いたプラズマエツチングで8402 (ゲート酸化
膜3)を除去し、続−て5cx、r、ガスを用いてその
直下のSi膜2t−エツチング除去して、該素子間を完
全に分離した。(第1図1) その後、フォトレジストを灰化除去し、素子間分離工程
を完了する。
From the plan view of Figure 2, Figure 1 H to Rekarutori t), M
The OS structure element area is covered with a composite pattern of photoresists 8 and 8/. As an etching mask on the synthetic photoresist pattern, first 8402 (gate oxide film 3) is removed by plasma etching using a mixed gas of CF4 and H2, and then the Si film 2t immediately below it is removed using 5cx, r, gas. - The elements were completely separated by etching. (FIG. 1) After that, the photoresist is removed by ashing, and the element isolation process is completed.

第1図iのレジスト除去後の立体図jから明らかにわか
るように、ゲートAL電極4はゲート酸化膜31″介し
て基板842と全く平坦な平行配置を形成している。従
って、基板Siの側壁段差での電界集中による局部的絶
縁破壊を完全に防止し危構造となる。
As can be clearly seen from the three-dimensional view j after the resist is removed in FIG. This completely prevents local dielectric breakdown due to electric field concentration at sidewall steps, resulting in a dangerous structure.

以後、通常のプロセスでSt 02膜11ft堆積し、
これにソース、・トレー/及びゲート電極とのコンタク
ト用スルーホールを形成しAn配線12で接続し第1図
kに示すように薄膜型MOB構造半導体装tILを完成
した。
Thereafter, 11ft of St 02 film was deposited using the normal process.
Through holes for contact with the source, tray/gate electrodes were formed in this and connected with An wiring 12 to complete a thin film type MOB structure semiconductor device tIL as shown in FIG. 1k.

この実施例では、ソース・ドレーンl−形成する不純物
(燐)をイオン注入法で導入したが、拡散法等別の方法
でも形成できることは言うまでもない。また、注入不純
物の活性化熱処理等高温処理を終了後ゲート電極を形成
する沈め、μなど低融点金属が使用し得る製造法となっ
ている。
In this embodiment, the impurity (phosphorus) for forming the source/drain l- was introduced by ion implantation, but it goes without saying that other methods such as diffusion can also be used. In addition, the manufacturing method allows the use of low melting point metals such as µ, which forms the gate electrode after high-temperature treatment such as activation heat treatment of implanted impurities.

〔実施例2〕 第2図は、薄膜12MOS構造素子のゲート電極にポリ
シリコンを用いた場合の本発明による半導体装置の製造
法を工程順に従って示した実施例である。第2図Gに示
す絶縁基板(石英製)1上にCVD法によりポリシリコ
ン膜2 t−20001の厚さに堆積した。続いて90
09020分のウェット酸化法により1000λのゲー
ト酸化膜3t−形成し友。(第2図b)次に、ゲート電
極材4としてポリシリコy f CVD法で5000 
Xの膜厚に堆積し、フォトリソグラフィ技術でゲート電
極のフォトレジストパターン(第2図6の8)を形成し
に0 CCfL2F2ガスt−用いたプラズマエツチングでポ
リシリコンゲート電極パターン4を形成した後、第2図
dに示す如く、フォトレジストの被着したゲート電極パ
ターンをイオン注入のマスクとして、セルファラインで
ソース・ドレーン領域を形成するmめ、肘イオ7 f;
 150 KmV (D :L ネにギア5×101s
101個ゲート電極パターン以外O84膜中に注入し次
。続いて、ゲート電極パターン上のフォトレシスト8を
除去せず、更に全面にフォトレジストを塗布し、第3図
−のa/ O如くフォトリソグラフィ技術で、フォトレ
ジストパターンをMol構造素子のソース・ドレーン及
びゲート電極下のチャネル領域上に形成する。第2図f
は第2図−の平面図である。
[Embodiment 2] FIG. 2 is an embodiment showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention in the order of steps when polysilicon is used for the gate electrode of a thin film 12MOS structure element. A polysilicon film 2 was deposited to a thickness of t-20001 on an insulating substrate (made of quartz) 1 shown in FIG. 2G by the CVD method. followed by 90
A gate oxide film 3T of 1000λ was formed using a wet oxidation method for 9020 minutes. (Fig. 2b) Next, as the gate electrode material 4, polysilico y f with a thickness of 5000
After depositing the polysilicon to a film thickness of , As shown in FIG. 2d, using the gate electrode pattern coated with photoresist as a mask for ion implantation, form source/drain regions with self-alignment lines.
150 KmV (D: L gear 5 x 101s
Next, 101 pieces were implanted into the O84 film except for the gate electrode pattern. Next, without removing the photoresist 8 on the gate electrode pattern, a photoresist is applied to the entire surface, and as shown in FIG. and on the channel region under the gate electrode. Figure 2 f
is a plan view of FIG.

フォトレジストパターン8と8′が重複してφる領域が
MOS構造素子のチャネル領域となる。
The region where the photoresist patterns 8 and 8' overlap and have φ becomes the channel region of the MOS structure element.

合成されたフォトレジストパターン8と8/ヲエツチン
グマスクとして、まずCF4とH2の混合ガスを用−た
プラズマエツチングにょJ) 84025 f除去し、
続−てCCjL、JP、ガスを用いてその直下のSi膜
2f:エツチング除去し、第2図Iに示す如く、MO1
l構造能動素子間を完全に分離し次。
The synthesized photoresist patterns 8 and 8 were first removed by plasma etching using a mixed gas of CF4 and H2 as an etching mask.
Subsequently, using CCjL, JP, and gas, the Si film 2f immediately below it is removed by etching, and as shown in FIG.
l structure The active elements are completely separated.

フォトレジストパターンを灰化除去しに後、900°c
 2膜分の熱処理を行い、注入し九燐イオンを活性化さ
せ、ソース・ドレーン領域10i第2図五に示す如く形
成した。以後、StO,膜の堆積以後実施例1と同様の
工程で第2図(に示す構造を完成シタ。ケート電極材に
耐熱性のあるポリシリコンを使用しているため、ゲート
電極を形成してがらも高温処理が可能で、セルファライ
ン法の適用ができる事が実施例1と異なる所でラシ、局
部的絶縁破壊を防止した構造には実施例1の場合と全く
変わシはない。なお上記実施例では、s(膜としてポリ
シリコンを用−、ゲート絶縁膜として熱酸化膜を用−1
ソース・ドレーン形成にイオン注入法を用いて−るが、
本発明の主旨を逸脱しない範囲で、84膜t−GaAa
に、ゲート絶縁膜を窒化シリコンに、或は、9(0,f
t堆積する方法に、ソース・ドレーン形成を熱拡散方法
に等、種々変更、改良を行い得ることは言うまでもない
After removing the photoresist pattern by ashing, heat at 900°C.
Heat treatment was performed for two films, and the implanted nine phosphorus ions were activated to form source/drain regions 10i as shown in FIG. 2-5. Thereafter, after depositing the StO film, the same steps as in Example 1 were carried out to complete the structure shown in Figure 2.Since heat-resistant polysilicon was used as the gate electrode material, the gate electrode was formed. However, the difference from Example 1 is that high temperature treatment is possible and the Selfaline method can be applied, but the structure that prevents local dielectric breakdown is completely the same as Example 1. In the example, s (using polysilicon as the film and using a thermal oxide film as the gate insulating film)
Although ion implantation is used to form source and drain,
Without departing from the spirit of the present invention, 84 films of t-GaAa
In addition, the gate insulating film is made of silicon nitride, or 9(0, f
It goes without saying that various changes and improvements can be made to the T-deposition method, such as changing the source/drain formation to a thermal diffusion method.

また、上記実施例でにソース・ドレインを形成する領域
とゲート電極を形成する領域以外の全てO84膜を除去
しているが、相異るTPTのソース・ドレイン領域を形
成する領域とゲート電極を形成する領域O34膜が不連
続であれば、一部O8(膜を除去してもよ−。
In addition, in the above example, the O84 film is removed in all areas other than the region where the source/drain is formed and the gate electrode, but the region where the source/drain region and the gate electrode are formed of different TPTs are removed. If the region O34 film to be formed is discontinuous, part of the film O8 (film may be removed).

発明の効果 以上のように1本発明によれは、薄gfJMOSj構造
の半導体装置におiて、ゲート電極とSi基板をゲート
酸化膜を介して完全に平坦性を保持した構造の素子間分
離を形成し得えるため、ゲート絶縁膜の局部的耐圧低下
を防止し得る利点がある。、また、基板表面が平坦な初
期の段階に、Mol構造素子のゲート、ソース・ドレー
ンから成る能動領域を形成する次め、加工精度が高−〇
これらの利、点は素子特性の変動をおさえ、歩留〕を高
める効果がある。更に加えて、高電導度の金属材料をゲ
ート電極に使用し得る友め、高速動作の半導体装置に適
用し得る利点かめる。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, in a semiconductor device with a thin gfJMOSj structure, it is possible to achieve isolation between elements in a structure in which the gate electrode and the Si substrate are completely kept flat through the gate oxide film. Since it can be formed, there is an advantage that local reduction in breakdown voltage of the gate insulating film can be prevented. In addition, the active region consisting of the gate, source, and drain of the Mol structure element is formed at an early stage when the substrate surface is flat, and the processing accuracy is high. , yield]. In addition, the use of a highly conductive metal material for the gate electrode has the advantage of being applicable to high-speed semiconductor devices.

以上の利点がある本発明による素子間分離法は。The device isolation method according to the present invention has the above advantages.

従来の方法に比べ、所要工程を大巾に削減し得る製造法
であるため、生産性を高める効果もめる。
Compared to conventional methods, this manufacturing method can greatly reduce the number of steps required, so it is expected to have the effect of increasing productivity.

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

第1図G乃至に工程、たソしHはhの平面図、は本発明
の1実施例による薄膜ff1MOS構造半導体装置の製
造法の工程図を示す。 第2図G乃諭吟程は1本発明の他の実施例による薄膜m
MOS構造半導体装置の製造法の工程図を1 絶縁基板 Z  Si膜(基板Si膜) 2′ 分離されたSi膜 3 ゲート酸化膜 4 ゲート電極(材) 5 下地!1401膜 6 窒化シリコン膜 7 マスク540.腹 8 フォトレジスト 8′2重フォトレジストの上層 9 素子間分離用ポリシリコンの酸化540210  
ソースとドレーン 11  層間8402 12  Aj!電極 特許出願人 日本電信電話株式会社 代理人 弁理士 玉 蟲 久 五 部(りf−z%)0
            、Ω           
  0へ− “0          Φ       &、−■、
C工
FIGS. 1G to 1G are plan views of process lines H and h, respectively, showing process diagrams of a method for manufacturing a thin film FF1MOS structure semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a thin film m according to another embodiment of the present invention.
A process diagram of the manufacturing method of a MOS structure semiconductor device 1 Insulating substrate Z Si film (substrate Si film) 2' Separated Si film 3 Gate oxide film 4 Gate electrode (material) 5 Base! 1401 film 6 Silicon nitride film 7 Mask 540. Belly 8 Photoresist 8' Upper layer of double photoresist 9 Oxidation of polysilicon for isolation between elements 540210
Source and drain 11 Interlayer 8402 12 Aj! Electrode patent applicant Nippon Telegraph and Telephone Co., Ltd. agent Patent attorney Tama Mushi Hisa 5 Department (Ref-z%) 0

To 0 − “0 Φ &, −■,
C engineering

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)絶縁基板上に堆積したSi膜を用いた、薄膜型M
OS構造半導体装置の製造法において、少くともゲート
絶縁膜を形成する工程、ソース・ドレーン形成用不純物
を該Si膜に導入する工程、およびゲート電極を形成す
る工程とを含む処理を経た後、ソース・ドレーンを形成
する領域とゲート電極を形成する領域以外のSi膜を除
去することにより素子間分離を行うことを特徴とする薄
膜型MOS構造半導体装置の製造法
(1) Thin film type M using a Si film deposited on an insulating substrate
In a method for manufacturing an OS structure semiconductor device, after a process including at least a step of forming a gate insulating film, a step of introducing impurities for forming a source/drain into the Si film, and a step of forming a gate electrode, the source・A method for manufacturing a thin-film MOS structure semiconductor device characterized by performing isolation between elements by removing the Si film other than the region where the drain is formed and the region where the gate electrode is formed.
(2)前記Si膜を除去する工程は、 再度フォトレジストをその上に全面塗布し、フォトリソ
グラフィ技術でソース・ドレーン領域とゲート電極パタ
ーン領域上をフォトレジストで被覆する工程と、 該フォトレジストをエッチングマスクとしてフォトレジ
ストで被覆されていない部分のゲート絶縁膜とSi膜を
順次絶縁基板表面が現われるまで完全にエッチング除去
する工程とを順次行うことを特徴とする前記特許請求の
範囲第1項記載の薄膜型MOS構造半導体装置の製造法
(2) The step of removing the Si film includes the steps of: coating the entire surface of the photoresist again and covering the source/drain region and the gate electrode pattern region with the photoresist using photolithography; and removing the photoresist. Claim 1, characterized in that the step of completely etching away portions of the gate insulating film and the Si film not covered with the photoresist as an etching mask until the surface of the insulating substrate appears is performed in sequence. A method for manufacturing a thin film MOS structure semiconductor device.
(3)前記Si膜を除去する工程は、 再度フォトレジストを全面に塗布し、フォトリソグラフ
ィ技術でソース・ドレーンを形成する領域とゲート電極
パターン領域上をフォトレジストで被覆する工程と 該フォトレジストをエッチングマスクとして、フォトレ
ジストで被覆されていない部分のゲート絶縁膜とSi膜
を順次絶縁基板表面が現われるまで完全にエッチング除
去する工程とを順次、行うことを特徴とする前記特許請
求の範囲第1項記載の薄膜型MOS構造半導体装置の製
造法。
(3) The step of removing the Si film includes a step of coating the entire surface with photoresist again, and using photolithography to cover the region where the source/drain will be formed and the gate electrode pattern region with photoresist, and removing the photoresist. Claim 1 characterized in that, as an etching mask, a step of completely etching away portions of the gate insulating film and the Si film that are not covered with the photoresist are sequentially performed until the surface of the insulating substrate appears. A method for manufacturing a thin-film MOS structure semiconductor device as described in 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7488687B2 (en) * 2006-09-12 2009-02-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of forming electrical interconnect structures using polymer residues to increase etching selectivity through dielectric layers
CN110718467A (en) * 2019-09-24 2020-01-21 深圳市华星光电技术有限公司 Manufacturing method of TFT array substrate

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