JPS6324643A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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。

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関し、特に多結晶シリ
コン膜上に形成する絶縁膜の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に半導体装置では、半導体基板の絶縁膜上に形成し
た多結晶シリコン膜と、この上に形成する導電性の膜と
の間の絶縁膜を図るために、多結晶シリコン膜上に絶縁
膜を形成する必要がある。

このため、従来では多結晶シリコン膜を所定パターンに
形成した後に、この多結晶シリコンパターンの表面を酸
化処理してシリコン酸化膜を形成し、このシリコン酸化
膜を絶縁膜として構成する方法が探られている。

例えば、第３図はその一例を示しており、半導体基板１
１の表面に設けた絶縁膜１２上に所要パターンに多結晶
シリコンパターン１３を形成し、この多結晶シリコンパ
ターン１３を酸化させることにより絶１＆［１４を形成
している。そして、この絶縁膜１４上には、第４図のよ
うに上側配線としての導電性膜１５を形成し、この導電
性膜１５と多結晶シリコンパターン１３とを電気的に絶
縁させている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の製造方法では、半導体基板１１上の絶縁
膜１２と多結晶シリコンパターン１３との接触部分の酸
化速度が他の部分に比較して遅（なることが知られてい
る。このため多結晶シリコンパターン１３の表面に成長
される絶縁膜１４としてのシリコン酸化膜は、第３図の
ように多結晶シリコンパターン１３の両側下部１４ａに
おいて極めて薄いものとなり、場合によってはこの部分
に膜が成長されずに多結晶シリコンパターン１３の被覆
が不能になることがある。

このような被覆不良が生じると、第４図のように多結晶
シリコンパターン１３の露呈部、即ち部分１４ａにおい
て上側の導電性膜１５が直接多結晶シリコンパターン１
３に接触し、これにより両者が電気的に導通して短絡し
、半導体装置の製造歩留及び品質の低下を招くことにな
る。

また、このように多結晶シリコンパターン１３の両側下
部において絶縁膜１４の薄い部分が生じていると、この
多結晶シリコンパターン１３を利用して不純物の拡散し
或いはイオン注入を行うと、第５図のように半導体基板
１１に形成される不純物層１９が多結晶シリコンパター
ン１３の下側にまで回り込む量が大きくなる。このため
、多結晶シリコンパターン１３をＭＯＳ）ランジスタの
ゲート電極として構成する場合には、実効ゲート長ｌ、
が設計値よりも小さくなり、縮小化した高密度の半導体
装置の製造の障害になっている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の半導体装置の製造方法は上記問題を解消し、上
側配線との短絡を防止する一方で不純物層の回り込み防
止を図り、設計通りの半導体装置を高歩留、高品質に製
造することを可能とするものである。

本発明の半導体装置の製造方法は、下地絶縁膜上に多結
晶シリコン膜を形成しかつこれを所要パターンに形成す
る工程と、この上に塗布液を高速回転塗布して前記多結
晶シリコンパターンの側面にのみ塗布液を塗布しかつこ
れを固化させて略テーパ状の固化膜を形成する工程と、
この上に前記多結晶シリコンパターンを覆う絶縁膜を形
成する工程とを含んでいる。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明の一実施例を製造工程順
に説明するための断面図である。

先ず、第１図（ａ）のようにシリコン等の半導体基板１
の表面に下地となるシリコン酸化膜等の絶縁膜２を成長
させ、この上に多結晶シリコン膜３をＣＶＤ法により形
成する。そして、この多結晶シリコン膜３上にフォトレ
ジスト膜６を所要パターンに形成する。

次いで、このフォトレジスト膜６をマスクにして前記多
結晶シリコン膜３を選択エツチングし、同図（ｂ）のよ
うに所要パターンに形成する。前記フォトレジスト膜６
を除去した後、例えばシリカ系を主成分とする塗布液を
高速回転により塗布する。この高速回転塗布により、塗
布液は表面凹凸の段差の急峻な部分にのみ付着され、前
記多結晶シリコンパターン３の側面に塗布される。その
後、この塗布液を高温処理により固化させると、多結晶
シリコンパターン３の側面の上部から下部へすそを引く
ように略テーパ状をした固化膜７が形成される。

しかる後、酸化処理又は気相成長処理により、同図（Ｃ
）のように前記多結晶シリコンパターン３及び固化膜７
上にシリコン酸化膜８を形成し、次いでこのシリコン酸
化膜８を異方性エツチング処理する。これにより、同図
（ｄ）のように前記多結晶シリコンパターン３及び固化
膜７の側面には厚いシリコン酸化膜の壁８ａが残り、他
の部分は極めて薄い膜８ｂとして残され或いは除去され
る。

この上で、同図（ｅ）のように改めて全面にシリコン酸
化膜４を形成し、更にこの上に上側配線としての多結晶
シリコン膜５を形成しかつこれを所要パターンに形成し
、２層構造の配線を完成する。

この工程によれば、多結晶シリコンパターン３の側面に
シリカ系を主成分とする材料で固化膜７を形成し、更に
この上にシリコン酸化膜の壁８ａを形成しているので、
その後におけるシリコン酸化膜４の形成に際しては多結
晶シリコンパターン３と下地絶縁膜２との接触部におい
てシリコン酸化膜４の成長速度が低下されることはなく
、略均−な厚さに形成できる。したがって、この部分に
おいて多結晶シリコンパターン３が上側配線としての多
結晶シリコン膜５に電気的に導通されることもなく、両
者間での短絡を防止できる。

一方、第１図（ｂ）又は（ｄ）の状態に形成された時点
で半導体基板１に対して不純物の導入を行うと、固化膜
７或いはシリコン酸化膜の壁８ａの存在によって横方向
の寸法をかせぐことができるので、第２図のように半導
体基板１に形成される不純物層９が多結晶シリコンパタ
ーン３の下側にまで回り込むことを防止できる。このた
め、多結晶シリコンパターン３をＭＯＳ）ランジスタの
ゲート電極として構成する場合には、ゲート電極長に対
する所要の実効ゲート長１１を確保でき、縮小化した高
密度の半導体装置の製造を実現できる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
場合によっては固化膜を形成した後にシリコン酸化膜の
壁を形成することなく直接絶縁膜を形成し、この上に上
側配線を形成するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、所要パターンに形成した
多結晶シリコン膜上に塗布液を高速回転塗布し、多結晶
シリコンパターンの側面にのみ塗布液を塗布しかつこれ
を固化させて略テーパ状の固化膜を形成し、この上に前
記多結晶シリコンパターンを覆う絶縁膜を形成する工程
を含んでいるので、多結晶シリコンパターンの側面下部
における絶縁膜の被覆不良が生じることがなく、多結晶
シリコンパターンと上側配線との電気的導通を防止して
半導体装置の製造歩留及び品質の向上を達成できる。ま
た、多結晶シリコンパターンの側面に固化膜を形成した
後に不純物の導入を行うことにより、多結晶シリコンパ
ターンの下側への不純物層の回り込みを防止でき、十分
な不純物層寸法を確保して高密度の素子の形成を実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明の一実施例を工程順に説
明するための断面図、第２図は本発明の詳細な説明する
ための断面図、第３図は従来の製造方法を説明するため
の断面図、第４図は従来の問題点を説明するための断面
図、第５図は従来の他の問題点を説明するための断面図
である。 １．１１・・・半導体基板、２，１２・・・絶縁膜、３
゜１３・・・多結晶シリコン膜（多結晶シリコンパター
ン）、４．１４・・・絶縁膜（シリコン酸化膜）、５゜
１５・・・上側配線（導電性膜）、６・・・フォトレジ
スト膜、７・・・固化膜（塗布膜）、８・・・シリコン
酸化膜、８ａ・・・壁、９．１９・・・不純物層。 代理人　弁理士　　鈴　木　章　夫　　。 第３図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）下地絶縁膜上に多結晶シリコン膜を形成しかつこ
   れを所要パターンに形成する工程と、この上に塗布液を
   高速回転塗布して前記多結晶シリコンパターンの側面に
   のみ塗布液を塗布しかつこれを固化させて略テーパ状の
   固化膜を形成する工程と、この上に前記多結晶シリコン
   パターンを覆う絶縁膜を形成する工程とを含むことを特
   徴とする半導体装置の製造方法。
2. （２）塗布液にシリカ系を主成分とする液を用い、多結
   晶シリコンパターンの側面に略テーパ状に塗布しかつ固
   化させてなる特許請求の範囲第１項記載の半導体装置の
   製造方法。