JPS62283667A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPS62283667A
JPS62283667A JP12663586A JP12663586A JPS62283667A JP S62283667 A JPS62283667 A JP S62283667A JP 12663586 A JP12663586 A JP 12663586A JP 12663586 A JP12663586 A JP 12663586A JP S62283667 A JPS62283667 A JP S62283667A
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JP
Japan
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layer
mask
semiconductor substrate
impurity
polycrystalline silicon
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JP12663586A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Yoshida
正之 吉田
Naoki Ikeda
直樹 池田
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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 JPS62283667A publication Critical patent/JPS62283667A/en
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Abstract

PURPOSE:To accurately position a low density layer in a semiconductor layer by patterning a polycrystalline layer to form a gate electrode, and then silicifying it. CONSTITUTION:A field oxide film 12 is formed on a P<+> type single crystal silicon substrate 11, and a gate oxide film 13 is formed on an element region. Then, a polycrystalline silicon layer 14 is deposited on the whole surface, a phosphorus is thermally diffused, and a gate electrode is formed with a photoresist 15 as a mask. Then, with the photoresist 15 as a mask phosphorus is ion implanted to an element region, the photoresist 15 is separated, and heat treated. Then, P<-> type regions 16a, 16b are formed. Then, after a titanium layer 17 is then formed on the whole surface, it is annealed. Then, a titanium silicide layer 18 is formed. Thereafter, when it is treated with aqueous solution of H2O2, only unreacted layer 17 is removed. Then, with a gate eleotrode 19 as a mask arsenic ions are implanted to an element region, heat treated to form N<+> type regions 20a, 20b. Thus, a low density layer is formed at an accurate position to accelerate the operating speed.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、 MO8型電界効果トランジスタ(MOS
 Ff? )のドレイン領域近傍に改良を施すための半
導体装置の製造方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] 3. Detailed Description of the Invention [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) This invention provides an MO8 type field effect transistor (MOS).
Ff? ) relates to a method of manufacturing a semiconductor device for improving the vicinity of the drain region.

(従来の技術) 周仰の如< 、 M)S FETにおいては素子の微細
化に伴なってドレイン領域近傍の電界が強くなシ、ホッ
ト中、 +77が発生して素子特性に悪影響を及ぼす。
(Prior Art) In S FETs, as devices become smaller, the electric field near the drain region becomes stronger, and +77 occurs during hot conditions, which adversely affects device characteristics.

そこで、このような電界を緩和するためLDD (Li
ghtly Doped Drain )技術が用いら
れる。
Therefore, in order to alleviate such electric field, LDD (Li
ghtly Doped Drain) technique is used.

この技術は、チャネル領域近傍のドレイン領域に低濃度
の不純物拡散層を形成し、空乏層をドレイン領域側に伸
ばすことにより電界集中を緩和するものである。このよ
うなLDD構造のMOS FITは、一般にr−ト’[
極側壁に810□スペーサを形成する技術(例えばIE
DM Technical Digest 、 198
3、P 392〜P 395 、”OPTIMIZED
 AND RELIABIJLDD 5TRUCTUR
E  F’OR1umNMO8FET  8ASF:J
D 0NSUBSTRATE CURRENT ANA
LYSIS”に記載)あるいはゲート多結晶シリコン層
の等方性エツチングによるオーバーエツチング技術(I
EEE TRANSACTIONSON ELECTR
ON DEVICES、 VOL 、 ED−27、N
o、 8 。
This technique alleviates electric field concentration by forming a low concentration impurity diffusion layer in the drain region near the channel region and extending the depletion layer toward the drain region. A MOS FIT with such an LDD structure is generally r-t'[
Techniques for forming 810□ spacers on the polar sidewalls (e.g. IE
DM Technical Digest, 198
3, P 392-P 395, “OPTIMIZED
AND RELIABJLDD 5TRUCTUR
E F'OR1umNMO8FET 8ASF:J
D 0NSUBSTRATE CURRENT ANA
LYSIS) or an overetching technique using isotropic etching of the gate polysilicon layer (I
EEE TRANSACTIONSON ELECTR
ON DEVICE, VOL, ED-27, N
o, 8.

AUGUST l 980 、 Pi 359〜P 1
367 、”Dssignand Character
istics of the Lightly Dop
edDrain −3ourcs (LDD ) In
5ulated Gate f’i*ld −Effe
ct Tran31stor”に記載)を用いている。
AUGUST I 980, Pi 359~P 1
367, “Dssign and Character
istics of the Lightly Dop
edDrain-3ourcs (LDD) In
5ulated Gate f'i*ld -Effe
ct Tran31stor”).

また、IEDMTechnical Digest、 
1982− P718〜P 721 、 ” A HA
LE’ MICRON MOSFET [JSING 
DOUBLEIMPLANTED LDD”やIEDM
 Tschnical Digest、1985−P4
8〜P 51 、 ” HOT −ELECTRON 
DEGRADATIONIN SUBMICRON V
LSll等にも上記LDD構造のMDs rrが記載さ
れている。
Also, IEDM Technical Digest,
1982-P718-P721, "AHA
LE' MICRON MOSFET [JSING
DOUBLE IMPLANTED LDD” and IEDM
Tschnical Digest, 1985-P4
8~P51, ”HOT-ELECTRON
DEGRADATIONIN SUBMICRON V
The MDs rr of the above-mentioned LDD structure is also described in LSll, etc.

ところで、上述したようにLDD構造のMOS FET
では、ドレイン側に低濃度の不純物拡散層を形成するこ
とで電界を緩和している。しかしながら、素子の微細化
に伴なって、ソース、ドレイン領域間の・臂ンチスルー
を防ぐためやしきい値制御等の理由によシ基板濃度を高
くする必要がある。このため、ドレイン領域端のチャネ
ル方向に伸びる空乏層が小さくなシ、やはシミ界集中を
招く。その結果、この電界集中によりキャリアが加速さ
れ、インパクトイオン化等によりホットキャリアが発生
する。特にNチャネル型MO8FETでは、ホールが基
板中を流れて基板電位の変動の原因となυ、一方エレク
トロンはデート絶縁膜中に注入され、エレクトロントラ
ップやSt −5in2界面準位生成によシしきい値の
変動及び相互コンダクタンスの減少を引き起こす。
By the way, as mentioned above, the LDD structure MOS FET
In this case, the electric field is relaxed by forming a low concentration impurity diffusion layer on the drain side. However, with the miniaturization of devices, it is necessary to increase the substrate concentration for reasons such as preventing trench-through between the source and drain regions and controlling the threshold value. For this reason, the depletion layer extending in the channel direction at the end of the drain region becomes small, causing field concentration. As a result, carriers are accelerated by this electric field concentration, and hot carriers are generated by impact ionization or the like. In particular, in the N-channel MO8FET, holes flow through the substrate and cause fluctuations in the substrate potential, whereas electrons are injected into the date insulating film and cause electron traps and generation of St-5in2 interface states. causing a change in value and a decrease in transconductance.

また、ドレイン領域が高濃度の基板に囲まれているため
ドレイン領域と基板との空乏層が伸びず容量が増大する
。その結果、この容量は寄生容量となり、素子の高速動
・作化を妨げる。
Furthermore, since the drain region is surrounded by a highly doped substrate, the depletion layer between the drain region and the substrate does not grow, increasing the capacitance. As a result, this capacitance becomes a parasitic capacitance, which impedes high-speed operation and operation of the element.

更に、 StO□の側壁やデート多結晶シリコン層のオ
ーバーエツチングを用いてLDD構造を形成した場合、
加工の制御性が悪く、低濃度層(N一層)の寸法等の製
造ばらつきが素子特性に悪影響を及ぼす。
Furthermore, when an LDD structure is formed using overetching of the sidewalls of StO□ and the date polycrystalline silicon layer,
Processing controllability is poor, and manufacturing variations in dimensions of the low concentration layer (N single layer), etc., adversely affect device characteristics.

また、上述した製造方法はいずれもほぼ最終的なゲート
電極をマスクにしてN一層形成のためのイオン注入を行
なうので、ゲート電極とN一層とのオーバーラツプが非
常に少ない。特にプロセス温度の低温化が図られている
今日では、N一層はほとんど広がらず、オーバーラッグ
は無いと言っても良い。このようにオーバーラツプ量が
少ないと、動作時に酸化膜中にトラップされたエレクト
ロンによりその領域の抵抗値が増大してしまい、素子の
信頼性上都合が悪い。
Furthermore, in all of the above-mentioned manufacturing methods, ions are implanted to form a single N layer using almost the final gate electrode as a mask, so there is very little overlap between the gate electrode and the single N layer. Particularly in today's world where process temperatures are being lowered, the N layer hardly spreads, and it can be said that there is no overlapping. If the amount of overlap is small in this way, electrons trapped in the oxide film during operation will increase the resistance value in that region, which is disadvantageous in terms of device reliability.

(発明が解決しようとする問題点) 上述したように、従来の半導体装置の製造方法では、寄
生容量の増大により動作速度が低下し。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional method of manufacturing a semiconductor device, the operating speed decreases due to an increase in parasitic capacitance.

低濃度層の製造ばらつきが素子特性に悪影響を及ぼすと
ともに、ゲートと低濃度層とのオーバーラツプ量が少な
くなりて素子の信頼性が低下する欠点がある。
Manufacturing variations in the low concentration layer have a negative effect on device characteristics, and the overlap between the gate and the low concentration layer decreases, resulting in a decrease in device reliability.

従って、この発明は上記の欠点を除去するためのもので
、低濃度層を正確な位置に自己整合的に形成できるとと
もに、ドレイン領域と半導体基板との寄生容量を低減し
て動作速度の高速化が図れ、しかもLDD構造を制御性
良く且つ高信頼性を持たせて形成できる半導体装置の製
造方法を提供することを目的としている。
Therefore, the present invention is intended to eliminate the above-mentioned drawbacks. It is possible to form a low concentration layer in a self-aligned manner at an accurate position, and to reduce the parasitic capacitance between the drain region and the semiconductor substrate, thereby increasing the operating speed. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device, which can form an LDD structure with good controllability and high reliability.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) この発明においては、上記の目的を達成するために、半
導体基板上にy−ト酸化膜を介して多結晶シリコン層を
形成し、この多結晶シリコン層をノ9ターニングした後
、このパターニングの際に用いたマスクあるいは上記パ
ターニングした多結晶シリコン層をマスクとして上記半
導体基板に不純物を導入する。そして、上記・ぐターニ
ングした多結晶シリコン層をシリサイド化し、このシリ
サイド化によって形成されたシリサイド層をマスクにし
て上記半導体基板に再び不純物を導入するようにしてい
る。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention forms a polycrystalline silicon layer on a semiconductor substrate via a y-tooxide film, and After the polycrystalline silicon layer is patterned, impurities are introduced into the semiconductor substrate using the mask used in this patterning or the patterned polycrystalline silicon layer as a mask. Then, the turned polycrystalline silicon layer is silicided, and impurities are reintroduced into the semiconductor substrate using the silicide layer formed by this siliciding as a mask.

(作用) 上記のような製造工程において、多結晶シリコン層をパ
ターニングしてゲート電極を形成した後、シリサイド化
を行なうことによシr−ト電極の表面にシリサイド層が
形成されてデート電極が大きくなることを利用して、高
濃度のNWンソー、ドレイン領域と高濃度のP中型半導
体基板との間に低挾度のP一層、あるいはN一層を自己
整合的に形成するようにしている。
(Function) In the above manufacturing process, after patterning the polycrystalline silicon layer to form a gate electrode, silicidation is performed to form a silicide layer on the surface of the gate electrode and form a date electrode. Taking advantage of this increase in size, one layer of P or one layer of N with low spacing is formed in a self-aligned manner between the high concentration NW drain region and the high concentration P medium-sized semiconductor substrate.

(実施例) 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。まず、第1図(&)に示すように不純物濃度が2
XLOan  OP 型単結晶シリコン基板11の表面
に、シリコン窒化膜を用いた選択酸化法によシフイール
ド酸化gi 12を形成し、このフィールド酸化膜12
で囲まれた基板1ノの素子領域に厚さ150Xのデート
酸化膜13を形成する。次に、全面に厚さ5000にの
多結晶シリコン層14を堆積形成し、リンを熱拡散して
抵抗値を下げる。その後、フォトレゾスト15をマスク
にして上記多結晶シリコン層14に対して反応性イオン
エツチング(RIE )を行ない、ゲート電極を形成す
る。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. First, as shown in Figure 1 (&), the impurity concentration is 2.
A field oxide gi 12 is formed on the surface of the XLOan OP type single crystal silicon substrate 11 by a selective oxidation method using a silicon nitride film.
A date oxide film 13 with a thickness of 150× is formed in the element region of the substrate 1 surrounded by . Next, a polycrystalline silicon layer 14 with a thickness of 5000 mm is deposited on the entire surface, and phosphorus is thermally diffused to lower the resistance value. Thereafter, reactive ion etching (RIE) is performed on the polycrystalline silicon layer 14 using the photoresist 15 as a mask to form a gate electrode.

次に、上記フォトレノスト15をマスクにして、(ある
いはパターニングされた上記多結晶シリコン層14t−
マスクにして)素子領域にリンを加速電圧100 k@
V 、  ドーズ量2×10 備 および加速電圧20
0kaV、  ドーズ量2 X I 012cm−2の
条件で2段イオン注入する。その後、フォトレノスト1
5を剥離して熱処理を施す。これによって、第1図(b
)に示すように、ピーク濃度が半導体基板11の不純物
濃度より低いP−型領域16 m 、16bが形成され
る。
Next, using the photorenost 15 as a mask (or the patterned polycrystalline silicon layer 14t-
(using a mask) to accelerate phosphorus in the element region at a voltage of 100 k@
V, dose amount 2×10 and acceleration voltage 20
Two-stage ion implantation is performed under the conditions of 0 kaV and a dose of 2×I 012 cm−2. After that, Photorenost 1
5 is peeled off and heat treated. As a result, Figure 1 (b
), P-type regions 16 m and 16 b whose peak concentration is lower than the impurity concentration of the semiconductor substrate 11 are formed.

次に、第1図(C)に示す如く半導体基板11の全面に
ス・々ツタ法により厚さ100OXのチタン層17を形
成する。この後、750℃でアニールを行なうと、多結
晶シリコン層14とチタン層17とが接している領域で
のみ選択的にシリサイド化が起こり、第1図(d)に示
すようなチタンシリサイド層18が100OXの厚さで
形成される。
Next, as shown in FIG. 1(C), a titanium layer 17 having a thickness of 100× is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 11 by a sputtering method. After this, when annealing is performed at 750° C., silicidation occurs selectively only in the region where the polycrystalline silicon layer 14 and the titanium layer 17 are in contact, and the titanium silicide layer 18 as shown in FIG. is formed with a thickness of 100OX.

その後、上記半導体基板1zf7icH2o2系の水溶
液で処理すると、第1図(−)に示すように未反応のチ
タン層17のみが選択的に除去される。この際、多結晶
シリコン層14とチタン層17との界面でシリサイド化
が起こっているので、未反応の多結晶シリコン層14と
チタンシリサイド層18とを合わせたff−)電極19
は、前述したP−領域16m 、 16bを形成する際
にリンのイオン注入のマスクとして用いたフォトレゾス
ト15よ)も大きく(幅広く)なりている。
Thereafter, when the semiconductor substrate 1zf7icH2o2-based aqueous solution is treated, only the unreacted titanium layer 17 is selectively removed, as shown in FIG. 1 (-). At this time, since silicidation occurs at the interface between the polycrystalline silicon layer 14 and the titanium silicide layer 17, the ff-) electrode 19 is a combination of the unreacted polycrystalline silicon layer 14 and the titanium silicide layer 18.
The photoresist layer 15 used as a mask for phosphorus ion implantation when forming the P- regions 16m and 16b described above is also larger (wider).

次に、上記デート電極19をマスクとして素子領域に砒
素を加速電圧40 keV 、  ドーズ量5 X I
 015art 2の条件でイオン注入する。そして、
熱処理を行なって第1図(f)に示すようなソース。
Next, using the date electrode 19 as a mask, arsenic was applied to the element region at an acceleration voltage of 40 keV and a dose of 5×I.
Ion implantation is performed under the conditions of 015art 2. and,
A sauce as shown in FIG. 1(f) after heat treatment.

ドレイン領域としてのN+領域20a、20bを形成す
る。
N+ regions 20a and 20b are formed as drain regions.

次に、全面に・イツシペーシ、ン膜としての5i02膜
を形成し、ソース、ドレイン領域およびr−ト電極上J
sto2膜を選択的に除去してコンタクトホールを形成
した後、アルミ配線を施してNチャネルfiMO8)ラ
ンノスタを形成する。
Next, a 5i02 film is formed on the entire surface as an irradiation film, and a JO2 film is formed on the source, drain region and r-t electrode.
After selectively removing the sto2 film to form a contact hole, aluminum wiring is provided to form an N-channel fiMO8) runnostar.

このような製造方法によれば、ソース、ドレイン領域2
0th、20bt−P−領域16a、16bの表面領域
に設けるので、空乏層は半導体基板lJ側にかなシ伸び
、ドレイン領域20bと基板11との間の寄生容量を低
減できる。従って、動作速度の高速化が図れる。また、
前記P−領領域6h、16bは多結晶シリコン層14を
エツチド ングする際に用いた7オトレゾス/15をマスクとして
基板11にリンをイオン注入することによって形成し、
且つドレイン領域20bとしてのN中領域もr−ト電極
19をマスクにして砒素をイオン注入することによって
形成するため、ドレイン領域20bt−P−領域16b
に対して制御性良く形成できる。
According to such a manufacturing method, the source and drain regions 2
Since it is provided in the surface region of the 0th and 20bt-P- regions 16a and 16b, the depletion layer extends substantially toward the semiconductor substrate lJ side, and the parasitic capacitance between the drain region 20b and the substrate 11 can be reduced. Therefore, the operating speed can be increased. Also,
The P- regions 6h and 16b are formed by ion-implanting phosphorus into the substrate 11 using 7 Otres/15 used as a mask when etching the polycrystalline silicon layer 14,
In addition, since the N medium region as the drain region 20b is also formed by ion-implanting arsenic using the r-to electrode 19 as a mask, the drain region 20bt-P- region 16b
can be formed with good controllability.

次に、上述したNチャネル型MO8FETの作用を従来
のものと比較しつつ第2図(a) 、 (b)を参照し
て説明する。ここで、(a)図は従来、(b)図はこの
発明の場合を示しており、ドレイン領域20b近傍の空
乏層の伸びを表わすために、ドレイン領域20b及びデ
ート電極19に5v、ソース領域20&及び基板11に
Ovを印加している。従来の場合は、半導体基板1ノの
不純物濃度が高いためドレイン領域20bの空乏層はあ
まシ伸びない。これに対し、この発明によって形成され
るMOS FETは、ドレイン領域20&が低濃度の不
純物層(P一層)内に設けられているため、空乏層21
は基板1ノ側にかなり伸びる。また、チャネル表面には
、ゲート電圧(5v)によって誘起される反転層22が
形成される。更に、ピンチオフ点23の電位(ピンチオ
フ電圧V、)はその下の不純物濃度によって影響され、
従来の場合ではV、が低く、この発明の場合はV、は高
くなる。そして、ドレイン領域20bには5vがかかつ
ているため、表面の空乏層22のピンチオフ点23とド
レイン領域20bとの間にかかる電界はこの発明の場合
の方が小さくなる。
Next, the operation of the above-mentioned N-channel type MO8FET will be explained while comparing it with the conventional one with reference to FIGS. 2(a) and 2(b). Here, (a) shows the conventional case, and (b) shows the case of the present invention. Ov is applied to 20& and the substrate 11. In the conventional case, since the impurity concentration in the semiconductor substrate 1 is high, the depletion layer in the drain region 20b does not grow slowly. On the other hand, in the MOS FET formed according to the present invention, since the drain region 20 & is provided in the low concentration impurity layer (P layer), the depletion layer 21
extends considerably toward the board 1 side. Furthermore, an inversion layer 22 induced by the gate voltage (5V) is formed on the channel surface. Furthermore, the potential at the pinch-off point 23 (pinch-off voltage V,) is influenced by the impurity concentration below it,
In the conventional case, V is low, and in the case of the present invention, V is high. Since 5V is applied to the drain region 20b, the electric field applied between the pinch-off point 23 of the depletion layer 22 on the surface and the drain region 20b is smaller in the case of the present invention.

また、この発明の場合、ドレイン領域近傍が低濃度とな
りているため、チャネル側に空乏層21が伸びやすく表
面の空乏層の幅が大きくなシ、両端にかかる電界はさら
に小さくなる。更に、反転層22中をソース領域20a
からドレイン領域20bに向けて走ってきた電子は表面
の空乏層21中の電界によって加速され、インパクトイ
オン化によってホットキャリアを生成する。しかるに、
この発明では、空乏層21中の電界が小さいため、イン
パクトイオン化を起こしにくく高信頼性の素子が得られ
る。
In addition, in the case of the present invention, since the concentration near the drain region is low, the depletion layer 21 tends to extend toward the channel side, and the width of the depletion layer at the surface is wide, further reducing the electric field applied to both ends. Furthermore, the source region 20a is formed in the inversion layer 22.
Electrons running toward the drain region 20b are accelerated by the electric field in the depletion layer 21 on the surface, and generate hot carriers by impact ionization. However,
In the present invention, since the electric field in the depletion layer 21 is small, a highly reliable element that is unlikely to cause impact ionization can be obtained.

第3図(荀〜(f)はそれぞれ、この発明の他の実施例
を示すもので、上述した製造方法を利用してLDD構造
のMOS FETを形成する際の製造工程を順次示して
いる。
FIGS. 3(f) to 3(f) respectively show other embodiments of the present invention, and sequentially show manufacturing steps when forming an LDD structure MOS FET using the above-described manufacturing method.

まず、(=)図に示す如く、不純物濃度が2刈0160
−3のP型巣結晶シリコン基板24の表面に、シリコン
窒化膜を用いた選択酸化法を用いてフィールド酸化膜2
5を形成した後、このフィールド酸化膜25で囲まれた
基板11の素子領域に厚さ150Xのデート酸化膜26
を形成する。次に、全面に厚さ5000にの多結晶シリ
コン層27を堆積形成し、リンを熱拡散して抵抗値を下
げる。その後。
First, as shown in the (=) figure, the impurity concentration is 0160
A field oxide film 2 is formed on the surface of the P-type nest crystal silicon substrate 24 of No. 3 by using a selective oxidation method using a silicon nitride film.
5, a date oxide film 26 with a thickness of 150× is formed in the element region of the substrate 11 surrounded by the field oxide film 25.
form. Next, a polycrystalline silicon layer 27 with a thickness of 5000 mm is deposited on the entire surface, and phosphorus is thermally diffused to lower the resistance value. after that.

7オトレノスト28をマスクにして上記多結晶シリコン
層27の反応性イオンエツチング(RIP )を行なっ
てデート電極を形成する。
7 Using the otrenost 28 as a mask, the polycrystalline silicon layer 27 is subjected to reactive ion etching (RIP) to form a date electrode.

次に、上記フォトレゾスト2B(1)るいは上記多結晶
シリコン層27)をマスクにして、素子領域にリンを加
速電圧60keV、ドーズ量4X10”cvT 2の条
件でイオン注入した後、フォトレゾスト28を剥離して
熱処理し、(b)図に示すような表面濃度が5 X 1
018apt−3のN−領域29s、29bを形成する
Next, using the photoresist 2B (1) or the polycrystalline silicon layer 27) as a mask, ions of phosphorus are implanted into the element region at an acceleration voltage of 60 keV and a dose of 4×10"cvT 2, and then the photoresist 28 is peeled off. (b) The surface concentration is 5×1 as shown in the figure.
018apt-3 N- regions 29s and 29b are formed.

その後、(c)図に示すように、半導体基板24の全面
にス・母ツタ法によシ厚さ1000Xのチタン層30を
形成する。この後、750℃でアニールを行なうと、多
結晶シリコン層27とチタン層30とが接している領域
でのみ選択的にシリサイド化が起こり、(d)図に示す
ようなチタンシリサイド層31が100OXの厚さで形
成される。
Thereafter, as shown in FIG. 3(c), a titanium layer 30 having a thickness of 1000× is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 24 by the sintering method. After that, when annealing is performed at 750°C, silicidation occurs selectively only in the region where the polycrystalline silicon layer 27 and the titanium layer 30 are in contact, and the titanium silicide layer 31 as shown in FIG. It is formed with a thickness of .

その後、上記半導体基板24をH20□系の水溶液で処
理すると、(e)図に示すように未反応のチタン層30
のみが選択的に除去されケ°−ト電極32が形成される
Thereafter, when the semiconductor substrate 24 is treated with an H20□-based aqueous solution, the unreacted titanium layer 30 is removed as shown in FIG.
The gate electrode 32 is selectively removed to form the gate electrode 32.

次に、上記y−ト電極32をマスクとして素子領域に砒
素を加速電圧40に・V、ドーズ量5X1015c1t
V2の条件でイオン注入する。そして、熱処理を行なっ
て(f)図に示すようなソース、ドレイン領域としての
N十領域33A、33bt−形成する。
Next, using the Y-toe electrode 32 as a mask, arsenic is applied to the element region at an accelerating voltage of 40V and a dose of 5X1015c1t.
Ion implantation is performed under the condition of V2. Then, heat treatment is performed to form N+ regions 33A and 33bt- as source and drain regions as shown in FIG.

次に、全面に/4ツシペーシ、ンM、!:L−(のSi
O□膜を形成し、ソース、ドレイン領域およびデート電
極上の8102Kを選択的に除去してコンタクトホール
を形成した後、アルミ配線を施してNチャネル型MOS
トランゾスタを形成する。
Next, cover the entire surface with /4 tushipeshi, nM,! :L-(Si
After forming an O□ film and selectively removing 8102K on the source, drain region and date electrode to form a contact hole, aluminum wiring is applied and an N-channel MOS is formed.
Form a transost.

このような製造方法によれば、LDD構造におけるソー
ス、ドレイン領域間の間隔(チャネル長)の制御性が良
くなり、トランノスタ特性の安定化が図れる。すなわち
、従来のようにRIP法を用いてデート側壁にのみSi
O,膜を残存させる方法では、SlO□票のデポジシ、
ン形成時におけるSiO2のステツブカバレージ及びR
IE時の条件の変動によって容易に側壁幅が変化し、チ
ャネル長を変化させることになる。これに対し、上述し
た製造方法では、多結晶シリコン層のシリサイプ−ジョ
ン(シリサイド化)を用いているので、反応時の温度制
御のみで正確にチタンシリサイド層の膜厚を制御できる
。さらに、シリサイド層と未反応の多結晶シリコン層と
が合わさってゲート電極となるので、N −領域とはオ
フセットにならない。LDDトランジスタの信頼性はデ
ート電極とN−領域とのオーバーラフfj1と密接に関
係すると言われており、上述した実施例を用いることに
よりオーバーラフfiの大きい、換言すれば藁信頼性を
有する素子を形成できる。
According to such a manufacturing method, the distance between the source and drain regions (channel length) in the LDD structure can be better controlled, and the transnostar characteristics can be stabilized. In other words, Si is applied only to the date side wall using the conventional RIP method.
In the method of leaving the O, film, a deposit of SlO□,
Step coverage and R of SiO2 during formation of
The sidewall width easily changes due to variations in the conditions during IE, resulting in a change in the channel length. In contrast, in the above-described manufacturing method, since silicidation of the polycrystalline silicon layer is used, the thickness of the titanium silicide layer can be accurately controlled only by controlling the temperature during reaction. Furthermore, since the silicide layer and the unreacted polycrystalline silicon layer together form the gate electrode, there is no offset from the N − region. It is said that the reliability of an LDD transistor is closely related to the overrough fj1 between the date electrode and the N-region, and by using the above-mentioned embodiments, it is possible to create an element with a large overrough fi, in other words, a device with straw reliability. can be formed.

なお、上記各実施例ではチタン層をシリサイデージ、ン
したが、モリブデン、タングステン等の他の金属を用い
たシリサイプ−ジョンでも良い。
In each of the above embodiments, the titanium layer is formed by silicidation, but silicidation using other metals such as molybdenum or tungsten may be used.

また、前記第1の実施例に従ってP−領域を形成した後
、ゲート電極をマスクにしてN一層を形成し、さらにゲ
ート側壁に5102等のスペーサを形成してN一層の外
側にN 層を形成しても良い。
Further, after forming the P- region according to the first embodiment, a single layer of N is formed using the gate electrode as a mask, and a spacer such as 5102 is formed on the side wall of the gate, and an N layer is formed outside the single layer of N. You may do so.

さらに、上述した実施例ではNチャネル型MO8FET
の製造方法について説明したが、同様にしてPチャネル
凰MO3FETも形成でき、0MO8構成とすることも
可能である。
Furthermore, in the embodiment described above, an N-channel type MO8FET
Although the manufacturing method has been described, a P-channel MO3FET can also be formed in the same manner, and it is also possible to have an 0MO8 configuration.

[発明の効果コ 以上説明したようにこの発明によれば、低濃度層を正確
な位置に自己整合的に形成できるとともに、ドレイン領
域と半導体基板との寄生容量を低減して動作速度の高速
化が図れ、しかもLDD構造を制御性良く且つ高信頼性
を持たせて形成できる半導体装置の製造方法が得られる
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, a low concentration layer can be formed in a self-aligned manner at an accurate position, and the parasitic capacitance between the drain region and the semiconductor substrate can be reduced to increase the operating speed. A method for manufacturing a semiconductor device can be obtained in which the LDD structure can be formed with good controllability and high reliability.

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

第1図はこの発明の一実施例に係わる半導体装置の製造
方法について説明するための図、第2図は上記第1図に
示した製造方法によって形成した半導体装置の特性と従
来の製造方法によって形成した半導体装置の特性とを比
較して説明するための図、第3図はこの発明の他の実施
例について説明するための図である。 11・・・半導体基板、13・・・デート酸化膜、14
・・・多結晶シリコン層、15・・・フォトレノスト(
マスク)、16h、16b・・・P−型領域、18・・
・チタンシリサイド層、20a、20b・・・N 型領
域。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第3図 第3図
FIG. 1 is a diagram for explaining the manufacturing method of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the characteristics of the semiconductor device formed by the manufacturing method shown in FIG. 1 above and the conventional manufacturing method. FIG. 3 is a diagram for explaining and comparing the characteristics of the formed semiconductor device, and FIG. 3 is a diagram for explaining another embodiment of the present invention. 11... Semiconductor substrate, 13... Date oxide film, 14
... Polycrystalline silicon layer, 15... Photorenost (
mask), 16h, 16b...P-type region, 18...
-Titanium silicide layer, 20a, 20b...N type region. Applicant's Representative Patent Attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 3 Figure 3

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板上にゲート酸化膜を介して多結晶シリ
コン層を形成する工程と、この多結晶シリコン層をパタ
ーニングする工程と、このパターニングの際に用いたマ
スクあるいは上記パターニングした多結晶シリコン層を
マスクとして上記半導体基板に不純物を導入する第1の
不純物導入工程と、上記パターニングした多結晶シリコ
ン層の少なくとも側壁部をシリサイド化する工程と、こ
のシリサイド化によって形成されたシリサイド層をマス
クにして上記半導体基板に不純物を導入する第2の不純
物導入工程とを具備することを特徴とする半導体装置の
製造方法。
(1) A step of forming a polycrystalline silicon layer on a semiconductor substrate via a gate oxide film, a step of patterning this polycrystalline silicon layer, and a mask used for this patterning or the patterned polycrystalline silicon layer. a first impurity introduction step of introducing an impurity into the semiconductor substrate using as a mask, a step of siliciding at least a side wall portion of the patterned polycrystalline silicon layer, and a step of using the silicide layer formed by this silicidation as a mask. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a second impurity introduction step of introducing an impurity into the semiconductor substrate.
(2)前記半導体基板は第1導電型であり、前記第1、
第2の不純物導入工程で前記半導体基板に導入する不純
物は第2導電型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。
(2) the semiconductor substrate is of a first conductivity type;
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the impurity introduced into the semiconductor substrate in the second impurity introduction step is of a second conductivity type.
(3)前記半導体基板は第1導電型であり、前記第1の
不純物導入工程で前記半導体基板に導入する不純物は第
2導電型で且つこの不純物の導入によって形成される不
純物拡散層の不純物濃度は前記半導体基板の濃度より低
い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。
(3) The semiconductor substrate is of a first conductivity type, and the impurity introduced into the semiconductor substrate in the first impurity introduction step is of a second conductivity type, and the impurity concentration of the impurity diffusion layer formed by the introduction of this impurity is 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein: is lower than the concentration of the semiconductor substrate.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5283181A (en) * 1975-12-31 1977-07-11 Ibm Insulated gate fet transistor device
JPS56137675A (en) * 1980-03-31 1981-10-27 Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai Semiconductor device and manufacture thereof
JPS59121878A (en) * 1982-12-28 1984-07-14 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device

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