JPS62250673A - 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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- JPS62250673A JPS62250673A JP9357086A JP9357086A JPS62250673A JP S62250673 A JPS62250673 A JP S62250673A JP 9357086 A JP9357086 A JP 9357086A JP 9357086 A JP9357086 A JP 9357086A JP S62250673 A JPS62250673 A JP S62250673A
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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】
【産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特にL D
D (L ightly D oped D ra
in)構造のMOSFETの製造方法に関する。
D (L ightly D oped D ra
in)構造のMOSFETの製造方法に関する。
近年、半導体装置の高集積化への傾向は強まる一方であ
り、1つの半導体チップ上に数百刃側以上の素子が集積
せしめられるまでにいたっている。
り、1つの半導体チップ上に数百刃側以上の素子が集積
せしめられるまでにいたっている。
ところで、半導体集積回路における高集積化は素子の微
細化によって実現される。
細化によって実現される。
MO8電界効果型トランジスタ(MOSFET)におい
ては、微細化によってゲート長が短くなることによりさ
まざまな問題が生じている。
ては、微細化によってゲート長が短くなることによりさ
まざまな問題が生じている。
中でもドレイン近傍での高電界によるホットエレクトロ
ンの問題は、各方面で精力的に研究がなされている。
ンの問題は、各方面で精力的に研究がなされている。
その1つの対策として、ドレイン領域を低濃度(n−)
領域と高濃度領域(n )との2重構造とし、ドレイ
ン近傍の電界を弱めることによりホットエレクトロン効
果を抑制するLDD(Lightly 旦oped
D rain)構造が提案されている。
領域と高濃度領域(n )との2重構造とし、ドレイ
ン近傍の電界を弱めることによりホットエレクトロン効
果を抑制するLDD(Lightly 旦oped
D rain)構造が提案されている。
例えば、素子分離用のフィールド酸化膜(図示せず)に
囲まれたP型のシリコン基板1(の素子形成領域)上に
ゲート酸化膜2を形成した後、高濃度にリンドープした
ポリシリコン膜を成膜し、パターニングしてゲート電極
3を形成する。
囲まれたP型のシリコン基板1(の素子形成領域)上に
ゲート酸化膜2を形成した後、高濃度にリンドープした
ポリシリコン膜を成膜し、パターニングしてゲート電極
3を形成する。
この後、該ゲート電極3をマスクとしてリン(P )
イオンを注入し、ソース・ドレイン領域4.5に浅い低
濃度のn−拡散層4a、5aを形成する。(第2図(a
)) 続いて、第2図(b)に示す如く、CVD法により基板
表面全体に酸化シリコン膜6′を堆積する。
イオンを注入し、ソース・ドレイン領域4.5に浅い低
濃度のn−拡散層4a、5aを形成する。(第2図(a
)) 続いて、第2図(b)に示す如く、CVD法により基板
表面全体に酸化シリコン膜6′を堆積する。
そして、第2図(C)に示す如くフレオン系ガスを用い
た反応性イオンエツチングで垂直方向にのみ異方的にエ
ツチングし、ゲート電極3の側壁の酸化シリコン膜のみ
を残留せしめ、スペーサ6を形成する。
た反応性イオンエツチングで垂直方向にのみ異方的にエ
ツチングし、ゲート電極3の側壁の酸化シリコン膜のみ
を残留せしめ、スペーサ6を形成する。
この後、第2図(d)に示す如く、砒素イオンをイオン
注入し、ソース・ドレイン領域に深い高濃度のn 拡散
層4b、5bを形成する。
注入し、ソース・ドレイン領域に深い高濃度のn 拡散
層4b、5bを形成する。
このようにして、低濃度領域と高濃度領域との2重構造
の拡散層をもつソース・ドレイン領域4゜5が形成され
る。
の拡散層をもつソース・ドレイン領域4゜5が形成され
る。
かかる方法では、第3図に示すように、ゲート電極形成
時のポリシリコンのエツチング角度φによって、スペー
サの厚さくW、W’ )は大きく左右される。また、ス
ペーサとなる酸化シリコン膜の成膜時における酸化シリ
コン膜の厚さとポリシリコン層の厚さとの比にもスペー
サの厚さは影響されるため、各工程には厳しいプロセス
条件が要求される。また、反応性イオンエツチング工程
においては、スペーサの厚さがエツチング時間すなわち
オーバーエッチ量に大きく依存する。
時のポリシリコンのエツチング角度φによって、スペー
サの厚さくW、W’ )は大きく左右される。また、ス
ペーサとなる酸化シリコン膜の成膜時における酸化シリ
コン膜の厚さとポリシリコン層の厚さとの比にもスペー
サの厚さは影響されるため、各工程には厳しいプロセス
条件が要求される。また、反応性イオンエツチング工程
においては、スペーサの厚さがエツチング時間すなわち
オーバーエッチ量に大きく依存する。
以上のような理由により、再現性良くLDD構造のMO
SFETを得るのは極めて困難な状態にあった。
SFETを得るのは極めて困難な状態にあった。
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので容易に制御性
良く、LDD構造のMOSFETを提供することを目的
とする。
良く、LDD構造のMOSFETを提供することを目的
とする。
そこで、本発明では、LDD構造のMOS F ETを
形成するに際し、ゲート電極側壁に形成され深い高濃度
の拡散層の形成にマスクとして用いられるスペーサとし
て、選択的気相成長法(選択CVD法)によって形成さ
れる高融点金属膜を用いるようにしている。
形成するに際し、ゲート電極側壁に形成され深い高濃度
の拡散層の形成にマスクとして用いられるスペーサとし
て、選択的気相成長法(選択CVD法)によって形成さ
れる高融点金属膜を用いるようにしている。
すなわち、本発明では、ゲート電極をマスクとしてイオ
ン注入を行ない浅い低濃度の不純物拡散層を形成した後
、選択CVD法によりゲート電極の側壁にのみ選択的に
高融点金属膜を成長せしめ、これをスペーサとして用い
るわけである。
ン注入を行ない浅い低濃度の不純物拡散層を形成した後
、選択CVD法によりゲート電極の側壁にのみ選択的に
高融点金属膜を成長せしめ、これをスペーサとして用い
るわけである。
このようにして形成されるスペーサは、選択CVD工程
における膜の均一性に依存するのみであり、容易に厚さ
を制御することができる。
における膜の均一性に依存するのみであり、容易に厚さ
を制御することができる。
また、高融点金属の選択CVD法によって形成される選
択成長膜の膜厚は条件により飽和するため、所望の膜厚
を得るのに適した条件を用いれば、着膜時間を十分に長
くすることにより、膜厚はすべて均一となる。
択成長膜の膜厚は条件により飽和するため、所望の膜厚
を得るのに適した条件を用いれば、着膜時間を十分に長
くすることにより、膜厚はすべて均一となる。
更に、ゲート電極のエツジの傾きφにもほとんど依存す
ることなく、スペーサの厚さを制御することができる。
ることなく、スペーサの厚さを制御することができる。
このようにして、極めて容易に再現性良<LDD構造の
MOSFETを提供することが可能となる。
MOSFETを提供することが可能となる。
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に
説明する。
説明する。
第1図(a)乃至(b)は本発明実施例のMOSFET
の製造工程を示す図である。
の製造工程を示す図である。
まず、(10G)P型のシリコン基板11内に素子分離
用のフィールド酸化膜(図示せず)を形成し素子形成領
域を形成した後、この領域内に、膜厚350Aのゲート
酸化膜12を形成する。更に、この上層に、減圧CVD
法により高濃度にリンドープされたポリシリコン層13
(ρ−15Ω/口)を膜厚3000〜3500人となる
ように成長させる。続いて、減圧CVD法により、膜厚
350人の酸化シリコン膜14を形成する。(第1図(
a)) そして、通常のホトリソグラフィーにより、レジストパ
ターン(図示せず)を形成し、これをマスクとして、反
応性イオンエツチングにより、前記酸化シリコン膜14
およびポリシリコン層13′をパターニングし、ゲート
電極13を形成する。このとき反応ガスとしては、テト
ラフルオルメタン(フレオン)(CF4)十水素(N2
)の混合ガスおよびフルオルクロルメタン(CC、Q2
F2)ガスを用いた。
用のフィールド酸化膜(図示せず)を形成し素子形成領
域を形成した後、この領域内に、膜厚350Aのゲート
酸化膜12を形成する。更に、この上層に、減圧CVD
法により高濃度にリンドープされたポリシリコン層13
(ρ−15Ω/口)を膜厚3000〜3500人となる
ように成長させる。続いて、減圧CVD法により、膜厚
350人の酸化シリコン膜14を形成する。(第1図(
a)) そして、通常のホトリソグラフィーにより、レジストパ
ターン(図示せず)を形成し、これをマスクとして、反
応性イオンエツチングにより、前記酸化シリコン膜14
およびポリシリコン層13′をパターニングし、ゲート
電極13を形成する。このとき反応ガスとしては、テト
ラフルオルメタン(フレオン)(CF4)十水素(N2
)の混合ガスおよびフルオルクロルメタン(CC、Q2
F2)ガスを用いた。
そして第1図(b)に示す如くこのゲート電極をマスク
として、P+イオンをパワー32keV。
として、P+イオンをパワー32keV。
ドーズ量1. 4 X 10131/c−でイオン注入
し、低濃度にリンドープされた(n−)拡散層15a。
し、低濃度にリンドープされた(n−)拡散層15a。
16aを形成する。
続いて、第1図(C)に示す如く、クリーニングにより
、ゲート電極側壁に成長した薄い自然酸化膜を除去した
後、減圧CVD法によりスペーサとして2500人のタ
ングステン(W)膜17をゲート電極の側壁にのみ選択
的に成長させる。
、ゲート電極側壁に成長した薄い自然酸化膜を除去した
後、減圧CVD法によりスペーサとして2500人のタ
ングステン(W)膜17をゲート電極の側壁にのみ選択
的に成長させる。
このとき、成長条件は、六弗化タングステン(WFa)
20SCCM、水素(N2)180SCCM、圧力20
P 1温度450℃とした。
20SCCM、水素(N2)180SCCM、圧力20
P 1温度450℃とした。
そして、このタングステン膜17およびゲート電極をマ
スクとして、砒素イオンをパワー40keV、 ドー
ス量5X10151/cdでイオン注入する。
スクとして、砒素イオンをパワー40keV、 ドー
ス量5X10151/cdでイオン注入する。
最後に、塩化水素(Hi )及び塩素((1!2 )ガ
スを用いたドライエツチングあるいは塩酸処理により該
タングステン膜17を除去した後、窒素(N2)雰囲気
中で950℃10分のアニール後、950℃20分の熱
酸化により、深い高濃度(n+)拡散層15b、16b
を活性化すると共に、ゲート電極の周囲に酸化膜18を
形成する。
スを用いたドライエツチングあるいは塩酸処理により該
タングステン膜17を除去した後、窒素(N2)雰囲気
中で950℃10分のアニール後、950℃20分の熱
酸化により、深い高濃度(n+)拡散層15b、16b
を活性化すると共に、ゲート電極の周囲に酸化膜18を
形成する。
(第1図(d))
このようにしてLDD構造のMOSFETが再現性良く
極めて容易に形成される。
極めて容易に形成される。
この後、通常のプロセスにより、層間絶縁膜の形成、ソ
ース・ドレイン領域15.16およびゲート電極へのコ
ンタクトの形成および所望の配線パターンの形成を経て
デバイスとして完成される。
ース・ドレイン領域15.16およびゲート電極へのコ
ンタクトの形成および所望の配線パターンの形成を経て
デバイスとして完成される。
なお、実施例においては、スペーサとして、タングステ
ン膜を用いたが、モリブデン(MO)、チタン(Ti)
等の高融点金属の他、ゲート金属に対して選択的に成長
可能であってかつイオン注入に際してマスク作用をもつ
物質であれば他の物質でも良いことはいうまでもない。
ン膜を用いたが、モリブデン(MO)、チタン(Ti)
等の高融点金属の他、ゲート金属に対して選択的に成長
可能であってかつイオン注入に際してマスク作用をもつ
物質であれば他の物質でも良いことはいうまでもない。
また、実施例においては、P型基板を用いたNMOSに
ついて示したが、0MO8のように井戸型領域(WeL
L)内に形成する場合、あるいはPMOSのように出発
材料としてN型基板を用いた場合等にも適用可能である
ことはいうまでもない。
ついて示したが、0MO8のように井戸型領域(WeL
L)内に形成する場合、あるいはPMOSのように出発
材料としてN型基板を用いた場合等にも適用可能である
ことはいうまでもない。
以上説明してきたように、本発明の方法によれば、LD
D構造のMOSFETを形成するに際し、浅い、低濃度
の不純物拡散層の形成後、選択CVD法によりゲート電
極側壁に高融点金属膜を形成し、これをスペーサとして
、イオン注入法により深い、高濃度の不純物拡散層を形
成するようにしているため、スペーサの膜厚を極めて容
易に制御することができ、再現性良く信頼性の高いMO
SFETを得ることが可能となる。
D構造のMOSFETを形成するに際し、浅い、低濃度
の不純物拡散層の形成後、選択CVD法によりゲート電
極側壁に高融点金属膜を形成し、これをスペーサとして
、イオン注入法により深い、高濃度の不純物拡散層を形
成するようにしているため、スペーサの膜厚を極めて容
易に制御することができ、再現性良く信頼性の高いMO
SFETを得ることが可能となる。
第1図(a)乃至(d)は、本発明実施例のMOSFE
Tの製造工程図、第2図(a)乃至(d)は従来例のM
OSFETの製造工程図、第3図は従来例における、ゲ
ート電極のエツジに対するスペーサの厚さの依存性を示
す図である。 1.11・・・シリコン基板、2.12・・・ゲート酸
化膜、3,13・・・ゲート電極、4,15・・・ソー
ス領域、5.16・・・ ドレイン領域、4a、5a。 15a、16a・・・(浅い)低濃度のn−拡散層、4
b、5b、15b、16b・・・(深い)高濃度のn
拡散層、6・・・酸化シリコン膜(スペーサ)、14・
・・酸化シリコン膜、17・・・タングステン膜(スペ
ーサ)。
Tの製造工程図、第2図(a)乃至(d)は従来例のM
OSFETの製造工程図、第3図は従来例における、ゲ
ート電極のエツジに対するスペーサの厚さの依存性を示
す図である。 1.11・・・シリコン基板、2.12・・・ゲート酸
化膜、3,13・・・ゲート電極、4,15・・・ソー
ス領域、5.16・・・ ドレイン領域、4a、5a。 15a、16a・・・(浅い)低濃度のn−拡散層、4
b、5b、15b、16b・・・(深い)高濃度のn
拡散層、6・・・酸化シリコン膜(スペーサ)、14・
・・酸化シリコン膜、17・・・タングステン膜(スペ
ーサ)。
Claims (2)
- (1)ゲート電極をマスクとして、不純物導入により浅
い不純物層を形成する第1の工程と、不純物導入により
深い不純物層を形成する第2の工程とを含むLDD構造
のMOSFETの製造方法において 前記第2の工程が、選択CVD法によりゲート電極側壁
にスペーサ層としての薄膜を成長せしめ、前記ゲート電
極と該薄膜とをマスクとして不純物導入を行なう工程で
あることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - (2)前記ゲート電極はポリシリコン層からなり、前記
薄膜は高融点金属膜であることを特徴とする特許請求の
範囲第(1)項記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9357086A JPS62250673A (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9357086A JPS62250673A (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62250673A true JPS62250673A (ja) | 1987-10-31 |
Family
ID=14085913
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9357086A Pending JPS62250673A (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62250673A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01223768A (ja) * | 1988-03-03 | 1989-09-06 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
US5547885A (en) * | 1990-04-03 | 1996-08-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of making asymmetric LDD transistor |
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1986
- 1986-04-23 JP JP9357086A patent/JPS62250673A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH01223768A (ja) * | 1988-03-03 | 1989-09-06 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
US5547885A (en) * | 1990-04-03 | 1996-08-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of making asymmetric LDD transistor |
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