JPS6235570A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
Manufacture of semiconductor deviceInfo
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- JPS6235570A JPS6235570A JP17455285A JP17455285A JPS6235570A JP S6235570 A JPS6235570 A JP S6235570A JP 17455285 A JP17455285 A JP 17455285A JP 17455285 A JP17455285 A JP 17455285A JP S6235570 A JPS6235570 A JP S6235570A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
FETの製造方法であって、パターン側壁(サイドフォ
ール)O8! I N4膜領域をソース、ドレインのコ
ンタクト領域とし、さらにサイドフォールS*0゜膜に
よりゲート領域をセルファラインで形成する。[Detailed Description of the Invention] [Summary] A method for manufacturing an FET, in which a pattern side wall (side fall) O8! The IN4 film region is used as source and drain contact regions, and the gate region is formed in a self-lined manner using the sidefall S*0° film.
それにより、極微細なソース、ドレイン及びゲート領域
の形成を可能にする。This makes it possible to form extremely fine source, drain, and gate regions.
本発明は電界効果型半導体装置(FET)の製造方法に
係り、特にそれを小型化するのC二有用な半導体装置の
製造方法に関する。The present invention relates to a method of manufacturing a field effect semiconductor device (FET), and more particularly to a method of manufacturing a semiconductor device useful for miniaturizing the field effect semiconductor device (FET).
従来のFETの典型的な例を第2図に表わしてあり、2
1はp−8iの基板、22はフィールド絶縁膜、23は
ゲート酸化膜(Sin、)であり、その上にゲート電極
25(ポリシリコン)を設けた後、ソース26.ドレイ
ン27の九 層をイオン注入し、層間絶縁膜(Sio、
又はPEGなど)24をつけて、コンタクト・ホールを
パターニングし、ソース、ドレイン、ゲートの各電極2
B 、 29 、50を形成するためCA1等の蒸着を
行ない、その後、パターニングして各電極を形成してい
る。A typical example of a conventional FET is shown in Figure 2.
1 is a p-8i substrate, 22 is a field insulating film, 23 is a gate oxide film (Sin), and after providing a gate electrode 25 (polysilicon) thereon, a source 26 . The ninth layer of the drain 27 is ion-implanted, and an interlayer insulating film (SIO,
(or PEG, etc.) 24, pattern the contact holes, and connect the source, drain, and gate electrodes 2.
In order to form B, 29, and 50, CA1 and the like are deposited, and then patterned to form each electrode.
FETにおいては、チャネル長を短かくすることC;よ
って利得を上げることができ、さら1;寄生容量を低減
することによって動作速度の改善が可能であり、MO8
型FETでは、ドレインの接合面積を低減することが有
効である。In FETs, by shortening the channel length, the gain can be increased; furthermore, by reducing the parasitic capacitance, the operating speed can be improved, and MO8
In type FETs, it is effective to reduce the drain junction area.
ところが、上述のように、従来においては、ゲ−) 2
5 、コンタクト・ホール、引出し電極28〜50の形
成のため(e三回のホトリソグラフィ等によるパターニ
ングが必要であり、その都度位置合せt#するため、位
置合せ余裕を成る程度大きくしなければならない。その
ため、素子の寸法を小型化するのに限度があり、動作の
高速化が制限される欠点がある。However, as mentioned above, in the past, game) 2
5. For the formation of contact holes and extraction electrodes 28 to 50 (e, patterning by photolithography, etc. is required three times, and alignment is performed each time, so the alignment margin must be as large as possible. Therefore, there is a limit to reducing the size of the element, and there is a drawback that increasing the speed of operation is limited.
本発明は、ゲート電極となる部分の側壁に異方性エツチ
ングを利用して絶縁膜8を残すようにしく第1図(3)
参照)、これtマスクに用いて選択酸、化しく第1図m
l参照)、側壁の絶縁膜8を除去した部分から、ソース
及びドレイン用の不純物の導入を行ない(第1図(イ)
の14)、それにより微小なソース及びドレイン領域の
形成を行なう。さらに、ゲート電極も、ソース及びドレ
イン(二対する電極11S、11D(第1図(イ)参照
)の形成後(:、そのサイドに前記と同様C二絶縁膜1
2を残丁ようにし、これをマスクにして、ゲート形成部
のパターンtエツチングして狭小なるゲート形成用の半
導体表面を露出せしめ、顔部にゲート電極を形成するこ
とで、微小なるゲート構造全形成する(第1図向)。The present invention uses anisotropic etching to leave an insulating film 8 on the sidewall of the portion that will become the gate electrode.
), this mask is used as a selective acid, as shown in Figure 1.
(see Figure 1(A)), impurities for source and drain are introduced from the portion where the insulating film 8 on the sidewall has been removed (see Figure 1(A)).
14), thereby forming minute source and drain regions. Further, the gate electrode is also formed after forming the source and drain (two paired electrodes 11S and 11D (see FIG. 1(a))).
2 as a remaining sheet, and using this as a mask, etching the pattern of the gate formation part to expose the narrow semiconductor surface for gate formation, and forming the gate electrode on the face, the entire minute gate structure is etched. Form (direction 1).
上記C;よれば、半導体装置の電極引出し面積の低減化
、たとえばMO8型FET cあってはソース、ドレイ
ン領域を極限にまで狭小化でき、またゲート長の微小化
も可能になる。According to C; above, it is possible to reduce the area of the electrodes of a semiconductor device, for example, the source and drain regions of an MO8 type FET c can be made extremely narrow, and the gate length can also be miniaturized.
第1図に本発明のMO8型FETの製造工程を示してあ
り、以下これを説明する。FIG. 1 shows the manufacturing process of the MO8 type FET of the present invention, which will be explained below.
第1図(イ)参照
■ 1は、半導体基板でp型Siの(100)面を用い
ており、MO8型トランジスタのチャネル領域となる。Refer to FIG. 1(A). 1 is a semiconductor substrate using a (100) plane of p-type Si, which becomes a channel region of an MO8 type transistor.
2は、通常の選択酸化法(二より形成した熱酸化膜(S
in、)である。2 is a thermal oxide film (S
in, ).
第1図(ロ)参照
■ 3は、第1の絶縁膜で、熱酸化法を適用し500A
程度に形成されたSin、である。その上+;、CVD
法により1500 A程度のS i 、 N、膜(第2
の絶縁膜)4を形成し、その上にCVD法で6000
A程度の第3の絶縁膜のSin、膜5を形成している。Refer to Figure 1 (b) ■ 3 is the first insulating film, which was heated to 500A by applying thermal oxidation method.
Sin, which was formed to a certain degree. Besides, CVD
S i , N, film (second
6000 insulating film) 4 is formed by CVD method.
The third insulating film 5 is made of Sin and has a thickness of approximately A.
第11!1(C)参照
■ 6はレジストパターンである。このレジストパター
ンをマスクとして、RIE法により5,4゜5の膜ヲエ
ッチングする。その後レジストパターン6を除去する。See No. 11!1 (C) ■ 6 is a resist pattern. Using this resist pattern as a mask, a 5.4.degree. 5 film is etched by RIE. After that, the resist pattern 6 is removed.
第1因0参照
■ その後、全面に:500OA程度のSL 3 N4
膜7(第4の絶縁膜)を形成する。Refer to 1st cause 0■ Then, on the entire surface: SL 3 N4 of about 500OA
A film 7 (fourth insulating film) is formed.
第1図(ホ)参照
■ 第4の絶縁膜のS z a N4膜7をRIE (
リアクティブイオンエツチング)法でエツチングし、側
壁に5i3N48を残す。Refer to FIG. 1 (e) ■ RIE the S z a N4 film 7 of the fourth insulation film (
Etching is performed using a reactive ion etching method to leave 5i3N48 on the side walls.
第1図n参照
■ 基板1乞酸化し、3000 A程度のSin、膜9
を形成する。Refer to Figure 1n ■ Substrate 1 is oxidized, and the film 9 is made of about 3000 A of Sin.
form.
第1図(G)参照
■ 側壁のSi3N、膜8tエツチングし、ソース及び
ドレインのコンタクト領域となる基板Stt表出する。Refer to FIG. 1(G). 2) Etch the Si3N film on the side wall and expose the substrate Stt, which will become the source and drain contact regions.
このコンタクト領域10の幅は0.3μ扉程度となる。The width of this contact region 10 is approximately 0.3 μm.
第1図(ロ)参照
■ 全面にドープド・ポリシリコン11(AJ ドー
プ)を形成する。或いは11ヲドープド・シリナイドと
しても良い。Refer to FIG. 1(b) ■ Doped polysilicon 11 (AJ doped) is formed on the entire surface. Alternatively, 11-doped silinide may be used.
第1図(I)参照
■ ドープド・ポリシリコン11ヲバイアス・スパッタ
又はレジスト塗布後RIE (エッチバック法)でエツ
チングし、凸部のみエツチングTるようにして、表面の
平坦化を行なう。Refer to FIG. 1(I). After bias sputtering or resist coating, the doped polysilicon 11 is etched by RIE (etch-back method) to planarize the surface by etching only the convex portions.
第1図(め参照
@ S’Oz膜5tエツtングし、ドープド・ポリシ
リコン11の側壁1;SiO暑膜12をRIE法(二よ
り残す。このSin、膜12の幅は0.5μm程度であ
る。Figure 1 (See @ S'Oz film 5t is etched, and the side wall 1 of the doped polysilicon 11 is left; the SiO hot film 12 is left by RIE method (2). The width of this Si film 12 is about 0.5 μm. It is.
第1図(5)参照
■ 熱酸化(二より、ドープド・ポリシリコン11の表
面を酸化する。形成された酸化膜15は眉間絶縁膜とな
る。その際、加熱工程でAJがコンタクト領域10(二
拡散し、?形のソース及びドレイン領域14S及び14
Dが形成される。Refer to FIG. 1 (5) ■ Thermal oxidation (Secondly, the surface of the doped polysilicon 11 is oxidized. The formed oxide film 15 becomes an insulating film between the eyebrows. At that time, during the heating process, AJ is exposed to the contact region 10 ( Two diffused, ?-shaped source and drain regions 14S and 14
D is formed.
第1図Φ)参照
@ Si、N4膜4が露出している領域fRIEでエ
ツチングし、さら1;下地の5iOt5’にウェット(
HF系)法でエツチングする。Refer to Fig. 1 Φ) @ Etch the area where the Si, N4 film 4 is exposed using fRIE, and then wet the underlying 5iOt 5' (1).
Etching using HF-based method.
■ その後、表出した基板Si上にゲート酸化膜15
’Y 300 A程度の厚み:;熱酸化で形成し、その
上:;ゲート電極161に形成する。■ After that, the gate oxide film 15 is placed on the exposed substrate Si.
A thickness of approximately Y 300 A is formed by thermal oxidation, and the gate electrode 161 is formed thereon.
以上の工程によれば、1枚のマスク(及び位置合せ)で
、微細なソース、ドレイン及びゲートが形成できる。そ
して、その精度は、側壁に残T[の幅で決めることがで
き、それは略、RIE前に付着する膜厚で決定でき、十
分微細に精度良く形成できる。ゲートの寸法は、ソース
、ドレインのコンタクト形成時のゲート形成用領域の幅
(ソース、ドレイン電極間隔)がホトリソゲラブイの限
度内の1μmとすると、第1図■)で形成されるゲート
長はさらにせまくなり、例えば0.4μm(二形成でき
る。According to the above steps, a fine source, drain, and gate can be formed using one mask (and alignment). The accuracy can be determined by the width of the remaining T[ on the sidewall, which can be approximately determined by the thickness of the film deposited before RIE, and can be formed sufficiently finely and precisely. Regarding the dimensions of the gate, if the width of the gate formation region (distance between source and drain electrodes) when forming source and drain contacts is 1 μm, which is within the limit of photolithography, the length of the gate formed as shown in Figure 1 (■) will be even narrower. For example, 0.4 μm (two layers can be formed).
本発明によれば、パターン側壁のサイドウオール絶縁膜
領域をソース及びドレインのコンタクト領域とし、さら
1ニゲート領域もポリシリコン電画のサイドウオールの
酸化膜を利用してセルファラインで形成することができ
、ソース、ドレイン及びゲートとも極少な半導体装置が
提供可能である。According to the present invention, the sidewall insulating film region on the sidewall of the pattern can be used as the source and drain contact region, and the first gate region can also be formed by self-line using the oxide film of the sidewall of the polysilicon electrode. , it is possible to provide a semiconductor device with a very small number of sources, drains, and gates.
それは、ホトリソグラフィ1:よるバターニングは1回
だけで良く、位置合せ余裕が従来より少なくできること
にもとづく。This is based on the fact that patterning using photolithography 1 only needs to be performed once, and the alignment margin can be reduced compared to the conventional method.
その結果、ソース、ドレインの寄生容量が小さくでき、
またゲート長を短かく形成することが可能となり、高速
、高性能な電界効果型半導体装置が提供できる。As a result, the parasitic capacitance of the source and drain can be reduced.
Further, it becomes possible to form a short gate length, and a high-speed, high-performance field-effect semiconductor device can be provided.
1111図(8)〜(hは本発明の実施例の工程図。
第2因は従来例の素子断面図である。
主な符号
1・・・半導体基板
2・・・5i01幌
3・・・第1の絶縁膜(Sin、)
4−@ 2 O絶縁膜<si、7v4)5・・・第3の
絶縁膜(S z (Jt )8・・・側壁に残ったSi
、N、 (サイドウオールの3i、N、)
12・・・側壁(二残ったSin、 (サイドウオー
ルのSin、)
14S、14D・・・ソース、ドレイン16・・・ゲー
ト電極
特肝出願人 富士通株式会社1111 (8) to (h are process diagrams of the embodiment of the present invention. The second factor is a cross-sectional view of the element of the conventional example. Main symbols 1...Semiconductor substrate 2...5i01 Top 3... First insulating film (Sin,) 4-@2O insulating film<si, 7v4)5...Third insulating film (Sz(Jt)8...Si remaining on the side wall
, N, (Sidewall 3i, N,) 12... Sidewall (2 remaining Sin, (Sidewall Sin,) 14S, 14D... Source, drain 16... Gate electrode special liver applicant Fujitsu Co., Ltd.
Claims (1)
法、 (a)半導体基板上に第1の絶縁膜、第2の絶縁膜及び
第3の絶縁膜を順に形成する工程、 (b)該第1乃至第3の絶縁膜を選択的に除去して半導
体表面を表出する工程、 (c)上記(b)により得られた半導体基板に第4の絶
縁膜を形成し、異方性エッチングにより前記第1乃至第
3の絶縁膜のパターンサイドに該第4の絶縁膜を残す工
程、 (d)半導体基板を酸化する工程、 (e)第4の絶縁膜をエッチングし、半導体基板を表出
する工程、 (f)第1の導電膜を形成し、半導体基板と電気的接触
をとる工程、 (g)第3の絶縁膜をエッチングする工程、(h)上記
(g)で得られる半導体基板に第5の絶縁膜を形成し、
異方性エッチングにより第1の導電膜の側壁に第5の絶
縁膜を残す工程、 (i)第1の導電膜の表面を酸化する工程、(j)第1
及び第2の絶縁膜をエッチングし、半導体基板を表出す
る工程、 (k)半導体基板の表出面を酸化する工程、(l)上記
(k)により形成された酸化膜上に第2の導電膜を形成
する工程。[Claims] A method for manufacturing a semiconductor device, characterized by including the following steps: (a) forming a first insulating film, a second insulating film, and a third insulating film in order on a semiconductor substrate; (b) selectively removing the first to third insulating films to expose the semiconductor surface; (c) forming a fourth insulating film on the semiconductor substrate obtained in (b) above; forming and leaving the fourth insulating film on the pattern side of the first to third insulating films by anisotropic etching, (d) oxidizing the semiconductor substrate, (e) forming the fourth insulating film. etching to expose the semiconductor substrate; (f) forming a first conductive film and making electrical contact with the semiconductor substrate; (g) etching the third insulating film; (h) the above. Forming a fifth insulating film on the semiconductor substrate obtained in (g),
a step of leaving a fifth insulating film on the sidewall of the first conductive film by anisotropic etching; (i) a step of oxidizing the surface of the first conductive film; (j) a step of oxidizing the first conductive film;
and etching the second insulating film to expose the semiconductor substrate, (k) oxidizing the exposed surface of the semiconductor substrate, (l) etching a second conductive film on the oxide film formed in (k) above. The process of forming a film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17455285A JPS6235570A (en) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17455285A JPS6235570A (en) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6235570A true JPS6235570A (en) | 1987-02-16 |
Family
ID=15980550
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17455285A Pending JPS6235570A (en) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6235570A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5270232A (en) * | 1991-09-13 | 1993-12-14 | Hitachi, Ltd. | Process for fabricating field effect transistor |
US5298443A (en) * | 1991-10-10 | 1994-03-29 | Goldstar Electron Co., Ltd. | Process for forming a MOSFET |
-
1985
- 1985-08-08 JP JP17455285A patent/JPS6235570A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5270232A (en) * | 1991-09-13 | 1993-12-14 | Hitachi, Ltd. | Process for fabricating field effect transistor |
US5298443A (en) * | 1991-10-10 | 1994-03-29 | Goldstar Electron Co., Ltd. | Process for forming a MOSFET |
US5834816A (en) * | 1991-10-10 | 1998-11-10 | Goldstar Electron Co., Ltd. | MOSFET having tapered gate electrode |
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