JPS6362271A - Manufacture of mis field-effect transistor - Google Patents
Manufacture of mis field-effect transistorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はMIS型電界効果トランジスタの製造方法に関
し、%にセルファラインでソース・ドレイン領域にコン
タクトを設けることのできるMIS型電界効果トランジ
スタの製造方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for manufacturing an MIS type field effect transistor, and relates to a method for manufacturing an MIS type field effect transistor in which contacts can be provided in the source and drain regions using a self-line. Regarding the method.
従来、MIS型電界効果トランジスタのソース・ドレイ
ンに対するコンタクトはゲート電極形成のレジストマス
クとは別個のレジストマスクによってパターニングして
形成されている。Conventionally, contacts to the source and drain of a MIS field effect transistor are formed by patterning using a resist mask separate from the resist mask for forming the gate electrode.
上述した従来のコンタクト形成方法は、レジストマスク
間の位置合わせ精度の余裕確保のために、ゲートとコン
タクトとの間の距離をある程度以下に小さくできない。In the conventional contact forming method described above, the distance between the gate and the contact cannot be reduced below a certain level in order to ensure a margin in alignment accuracy between the resist masks.
また、コンタクト部の面積はリソグラフィー技術によっ
て制限されていである面積以下にはできない。よって従
来のコンタクト形成法においてはMIS型電界効果トラ
ンジスタの微細化が妨げられていた。加えて、ソースφ
ドレイン拡散層はコンタクト部の面積に相応した面積を
要する。したがってこのソース・ドレイン拡散層に伴う
寄生容量のために動作スピードが劣化していた。Further, the area of the contact portion is limited by lithography technology and cannot be reduced below a certain area. Therefore, conventional contact forming methods have hindered miniaturization of MIS field effect transistors. In addition, source φ
The drain diffusion layer requires an area corresponding to the area of the contact portion. Therefore, the operating speed has been degraded due to the parasitic capacitance associated with this source/drain diffusion layer.
本発明のMIS型電界効果トランジスタの製造方法は、
一導電型シリコン基板の一生面に形成されたMIS型電
界効果トランジスタのソース・ドレイン領域にコンタク
トを設けるにあたシ、ゲート電極を形成する工程と、シ
リコン窒化膜を被着する工程と薄膜を被着し該薄膜を反
応性イオンエツチングして側壁を形成する工程と該側壁
をマスクとして前記シリコン窒化膜をエツチングする工
程とエツチングされずに残った前記シリコン窒化膜をマ
スクとして熱酸化を行う工程と前記シリコン窒化膜をエ
ツチングで除去する工程とを有する0〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。The method for manufacturing a MIS field effect transistor of the present invention includes:
In order to provide contacts to the source/drain regions of a MIS field effect transistor formed on the entire surface of a silicon substrate of one conductivity type, there are a process of forming a gate electrode, a process of depositing a silicon nitride film, and a process of depositing a thin film. A step of forming a sidewall by reactive ion etching the deposited thin film, a step of etching the silicon nitride film using the sidewall as a mask, and a step of thermally oxidizing the silicon nitride film remaining without being etched as a mask. and a step of removing the silicon nitride film by etching 0 [Example] Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図ta)〜(g)は本発明の第1の実施例の説明の
ために工程順にした断面図である。FIGS. 1(a) to 1(g) are sectional views taken in the order of steps to explain the first embodiment of the present invention.
本発明の第1の実施例のnチャンネルMIS型電界効果
トランジスタは次の工程によシ製造する事ができる。The n-channel MIS type field effect transistor according to the first embodiment of the present invention can be manufactured by the following steps.
まずp型シリコン単結晶基板101の上に酸化膜による
素子分離領域102を設け、素子領域上にゲート酸化膜
103を設ける〔第1図(a)〕。次にリングラフィ技
術を用いてポリシリコンから成るゲート電極104を設
け、n型の不純物をイオン注入してソース・ドレイン領
域105を得る〔第1図(b)〕。次にシリコン酸化膜
を気相成長によって400OA堆積させ反応性イオンエ
ツチングを行うとゲート電極の側面にシリコン酸化膜の
側壁106が残る〔第1図(C)〕。次に100OAの
ポリシリコン膜107.50OAのシリコン窒化膜10
8をこの順に堆積し、シリコン酸化膜を気相成長によっ
て400OA堆積させ反応性イオンエツチングを行う。First, an element isolation region 102 made of an oxide film is provided on a p-type silicon single crystal substrate 101, and a gate oxide film 103 is provided on the element region [FIG. 1(a)]. Next, a gate electrode 104 made of polysilicon is provided using a phosphorography technique, and an n-type impurity is ion-implanted to obtain a source/drain region 105 [FIG. 1(b)]. Next, a silicon oxide film of 400 OA is deposited by vapor phase growth and reactive ion etching is performed, leaving sidewalls 106 of the silicon oxide film on the side surfaces of the gate electrode [FIG. 1(C)]. Next, 100 OA polysilicon film 107.50 OA silicon nitride film 10
8 are deposited in this order, a silicon oxide film of 400 OA is deposited by vapor phase growth, and reactive ion etching is performed.
その結果第1図1dlの様なシリコンは化膜の側壁10
9を得る。次にシリコン酸化膜の側壁109をマスクに
してシリコン窒化膜108をエツチングし、その後シリ
コン酸化膜の側壁109をエツチングで除去する〔第1
図(e)〕。次に第1図+e)で残されたシリコン窒化
111110をマスクとしてポリシリコン膜107を熱
酸化する。As a result, as shown in FIG.
Get 9. Next, the silicon nitride film 108 is etched using the side wall 109 of the silicon oxide film as a mask, and then the side wall 109 of the silicon oxide film is removed by etching.
Figure (e)]. Next, the polysilicon film 107 is thermally oxidized using the silicon nitride layer 111110 left in FIG. 1+e) as a mask.
続いてシリコン窒化膜110とその下のポリシリコン膜
を順にエツチングすれば第1図げ)K示す様なシリコン
酸化膜の形状を得る。第1図げ)においてゲート電極は
シリコン酸化膜で絶縁されておシ、ゲート電極を絶縁し
ているシリコン酸化膜に隣接したソース・ドレイン上の
領域はポリシリコンが酸化された厚いシリコン酸化膜が
ないので、この領域にコンタクトを開孔する事ができる
。したがってアルミ配線111を設ければ、MIS型電
界効果トランジスタを得る〔第1図(g)〕。Subsequently, the silicon nitride film 110 and the underlying polysilicon film are sequentially etched to obtain the shape of the silicon oxide film as shown in FIG. In Figure 1), the gate electrode is insulated with a silicon oxide film, and the regions on the source and drain adjacent to the silicon oxide film insulating the gate electrode are covered with a thick silicon oxide film made by oxidizing polysilicon. Since there is no contact hole in this area, a contact can be drilled in this area. Therefore, by providing the aluminum wiring 111, a MIS type field effect transistor can be obtained [FIG. 1(g)].
第2図ta)〜(g)は本発明の第2の実施例のnチャ
ンネルMIS型電界効果トランジスタの製造方法を工程
順に示した断面図である。FIGS. 2(a) to 2(g) are cross-sectional views showing a method for manufacturing an n-channel MIS type field effect transistor according to a second embodiment of the present invention in order of steps.
第1の実施例と同様の工程によって第1図(C)と同様
の構造をp型シリ、コン単結晶基板201の上に得る。A structure similar to that shown in FIG. 1C is obtained on a p-type silicon single crystal substrate 201 by the same steps as in the first embodiment.
次にゲート電極のポリシリコンを500A酸化した後、
シリコン窒化膜207を50OA堆積し、ポリシリコン
膜を500A堆積し、反応性イオンエツチングを行って
ポリシリコンの側壁208を得る〔第2図(a)〕。次
VCn型不純物のイオン注入を行う。このイオン注入の
利点はシリコン基板のp型不縄物を補償し、ソース・ド
レイン拡散層の下の空乏層幅を広げ寄生容量を小さくす
ることにある。次に前記のポリシリコンの側壁208を
マスクにシリコン窒化膜207をエツチングし、その後
ポリシリコンの側壁208をエツチングで除去する。次
に残されたシリコン窒化膜をマスクに熱酸化を行うと、
第2図(C)の酸化膜の形状を得る。次にポリシリコン
膜を600OA堆積し、その表面を500Affi酸化
する。この酸化膜、ポリシリコン膜の2層膜をゲート端
から1.5μmの間隔をおいて第2図(d)の様にエツ
チングで窓をあける。Next, after oxidizing the polysilicon of the gate electrode at 500A,
A silicon nitride film 207 of 50 OA is deposited, a polysilicon film of 500 Å is deposited, and reactive ion etching is performed to obtain polysilicon side walls 208 [FIG. 2(a)]. Next, ion implantation of VCn type impurities is performed. The advantage of this ion implantation is that it compensates for p-type impurities in the silicon substrate, widens the width of the depletion layer under the source/drain diffusion layer, and reduces parasitic capacitance. Next, the silicon nitride film 207 is etched using the polysilicon sidewall 208 as a mask, and then the polysilicon sidewall 208 is removed by etching. Next, thermal oxidation is performed using the remaining silicon nitride film as a mask.
The shape of the oxide film shown in FIG. 2(C) is obtained. Next, a polysilicon film of 600 OA is deposited, and its surface is oxidized to 500 OA. Windows are etched in this two-layer film of oxide film and polysilicon film at a distance of 1.5 μm from the gate edge as shown in FIG. 2(d).
このエツチングは露光されたレジストマスクを用いる。This etching uses an exposed resist mask.
次にゲート9411面のシリコン酸化膜に隣接し/ζシ
リコン窒化膜によって熱酸化からマスクされていた領域
をコンタクト開孔部とするため、シリコン酸化膜をエツ
チングしてシリコン基板を蕗元させる。その後ポリシリ
コン膜213を7000!堆積し、第2図(e)の様な
加工形状となる。次にポリシリコン膜をエッチパックし
、シリコン酸化膜212が露出した時点でエツチングを
終了させる。Next, in order to form a contact opening in a region adjacent to the silicon oxide film on the gate 9411 surface and masked from thermal oxidation by the ζ silicon nitride film, the silicon oxide film is etched to cover the silicon substrate. After that, the polysilicon film 213 was deposited at 7000! It accumulates and becomes a processed shape as shown in FIG. 2(e). Next, the polysilicon film is etched and packed, and the etching is finished when the silicon oxide film 212 is exposed.
次にn型不純物をイオン注入し、ポリシリコン膜をlQ
”cIL−”程度にドープする〔第2図げ)〕。次に例
えばタングステン膜をスパッタで100 !基板全面に
被着し、熱処理によってシリサイド化を行う。続いて未
反応のタングステンをエツチングで除去すればシリサイ
ド層216を得る。次にレジストマスクをパターニング
してエツチングによって配線に不要なポリシリコンシリ
サイドの2層膜を除去する〔第2図(g)〕。以上の工
程によってソース・ドレインからセルファラインのコン
タクトを介してポリシリコン・シリサイド層の配線が外
部にひき出される。Next, n-type impurity ions are implanted to form the polysilicon film with lQ
Dope to the extent of "cIL-" [see Figure 2]. Next, for example, a tungsten film is sputtered to a thickness of 100! It is deposited on the entire surface of the substrate and silicided by heat treatment. Subsequently, unreacted tungsten is removed by etching to obtain a silicide layer 216. Next, the resist mask is patterned and the two-layer film of polysilicon silicide unnecessary for the wiring is removed by etching [FIG. 2(g)]. Through the above steps, the wiring of the polysilicon silicide layer is drawn out from the source/drain through the contacts of the self-line.
以上説明したように本発明は、ソース・ドレイン領域に
対してセルフ・アラインでコンタクトを設けることによ
シ、従来の方法よりMIS型電界効果トランジスタの素
子面積を小さくすることができる。この効果は、ゲート
とコンタクトの間の距離についてリングラフィ技術の限
界からくる余裕をとらなくてよいことから生じる。さら
にコンタクトの面積もリングラフィ技術によって制限さ
れず、本発明のMIS型電界効果トランジスタの製造法
においては側壁の幅によって決まる。したがってコンタ
クト面積も縮小化され、MIS型電界効果トランジスタ
の素子面積を小さくするととに寄与する。As described above, the present invention allows the element area of a MIS field effect transistor to be made smaller than the conventional method by providing contacts to the source and drain regions in a self-aligned manner. This effect arises from the fact that the distance between the gate and the contact does not have to be lenient due to the limitations of phosphorography techniques. Further, the area of the contact is not limited by the phosphorography technique, but is determined by the width of the sidewall in the method of manufacturing the MIS field effect transistor of the present invention. Therefore, the contact area is also reduced, which contributes to reducing the element area of the MIS field effect transistor.
加えて、本発明のMIS型電界効果トランジスタの製造
方法においては、スルフ−アラインでコンタクトを設け
ることによって、ソース・ドレイン拡散層の面積が小さ
くなっているのでそれに伴なう畜生容量も小さくなって
いる。したがって本発明の方法で製造されたMIa型電
界効果トランジスタを含む回路のスイッチング時間が短
かくなる効果がある。In addition, in the method for manufacturing an MIS field effect transistor of the present invention, by providing contacts in sulfur alignment, the area of the source/drain diffusion layer is reduced, and the associated capacitance is also reduced. There is. Therefore, there is an effect that the switching time of a circuit including an MIa field effect transistor manufactured by the method of the present invention is shortened.
第1図tal〜(g)は本発明の第1の実施例のMIS
型電界効果トランジスタの製造法を工程順に示した断面
図、第2図(a)〜(g)は本発明の第2の実施例のM
IS型電界効果トランジスタの製造法を工程順に示した
断面図である。
101・・・・・・p型シリコン単結晶基板、1o2・
・・・・・素子分離領域、103・・・・・・ゲート酸
化膜、1o4・・・・・・ケート電極、105・旧・・
ソース・ドレイン領域、106・・・・・・シリコン酸
化膜の側壁、107・・・・・・ポリシリコン膜、10
8・・・・・・シリコン窒化膜、109・・・・・・シ
リコンば化膜の側壁、110・・団・シリコン窒化膜、
111・・団・アルミ配庫、201・・・・・・p型シ
リコン単結晶基板、202・・・・・・素子分離領域、
203・・・・・・ゲート酸化膜、204・旧・・ゲー
ト電極、205・・・・・・n型不純物拡散層、206
・・・・・・シリコン酸化膜の側壁、207・・・・・
・シリコン窒化膜、208・・・・・・ポリシリコンの
側壁、2o9・・・・・・n型不純物イオン注入、21
0・・・・・・n型不純物がイオン注入される領域、2
11・・団・ポリシリコン[,212・・・・・・シリ
コン酸化膜、213・・・01.ポリシリコン膜、21
4・旧・・n型不純物イオン注入、215・・・・・・
ポリシリコンg、zls・旧・・シリサイド層。
代理人 弁理士 内 原 晋2 ゛パ第 7図
躬 / 図
消Z図
第 ZI¥1FIG. 1 tal to (g) is the MIS of the first embodiment of the present invention.
FIGS. 2(a) to 2(g) are cross-sectional views illustrating the manufacturing method of a type field effect transistor in the order of steps, and FIGS.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of an IS type field effect transistor in order of steps. 101...P-type silicon single crystal substrate, 1o2.
...Element isolation region, 103...Gate oxide film, 1o4...Cate electrode, 105. Old...
Source/drain region, 106... Side wall of silicon oxide film, 107... Polysilicon film, 10
8... Silicon nitride film, 109... Side wall of silicon nitride film, 110... Group silicon nitride film,
111... group aluminum storage, 201... p-type silicon single crystal substrate, 202... element isolation region,
203... Gate oxide film, 204 Old... Gate electrode, 205... N-type impurity diffusion layer, 206
...Side wall of silicon oxide film, 207...
・Silicon nitride film, 208... Polysilicon side wall, 2o9... N-type impurity ion implantation, 21
0...Region where n-type impurities are ion-implanted, 2
11...Group polysilicon [,212...Silicon oxide film, 213...01. Polysilicon film, 21
4. Old... n-type impurity ion implantation, 215...
Polysilicon g, zls, old...silicide layer. Agent: Susumu Uchihara, Patent Attorney 2 ゛Pa No. 7 躬 / Illustrated Z zu No. ZI ¥1
Claims (2)
着する工程と薄膜を被着し該薄膜を反応性イオンエッチ
ングして側壁を形成する工程と該側壁をマスクとして前
記シリコン窒化膜をエッチングする工程とエッチングさ
れずに残った前記シリコン窒化膜をマスクとして熱酸化
を行う工程と前記シリコン窒化膜をエッチングで除去す
る工程とを有する事を特徴とするMIS型電界効果トラ
ンジスタの製造方法。(1) A step of forming a gate electrode, a step of depositing a silicon nitride film, a step of depositing a thin film and performing reactive ion etching on the thin film to form a sidewall, and etching the silicon nitride film using the sidewall as a mask. A method for manufacturing an MIS type field effect transistor, comprising the steps of: performing thermal oxidation using the silicon nitride film remaining unetched as a mask; and removing the silicon nitride film by etching.
たシリコン薄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MIS型電界効果トランジスタの製造方法
。(2) The method for manufacturing an MIS field effect transistor according to claim 1, wherein the silicon substrate of one conductivity type is a silicon thin film insulated from the substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20710986A JPS6362271A (en) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | Manufacture of mis field-effect transistor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20710986A JPS6362271A (en) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | Manufacture of mis field-effect transistor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6362271A true JPS6362271A (en) | 1988-03-18 |
Family
ID=16534346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20710986A Pending JPS6362271A (en) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | Manufacture of mis field-effect transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6362271A (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60178666A (en) * | 1984-02-27 | 1985-09-12 | Hitachi Ltd | Semiconductor device and manufacture thereof |
-
1986
- 1986-09-02 JP JP20710986A patent/JPS6362271A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60178666A (en) * | 1984-02-27 | 1985-09-12 | Hitachi Ltd | Semiconductor device and manufacture thereof |
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