JP2629663B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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岳 安藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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MOSトランジスタの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図11〜15は、“IEDM 1987 Technica
l Digest,P.32-P.35”に開示された従来のMOSトラン
ジスタの製造方法を示す断面図である。
【0003】まず、図11に示すように、シリコン基板
1の表面領域にフィールド酸化膜2を形成し、シリコン
基板1の表面上にゲート酸化膜5を介して多結晶シリコ
ンのゲート電極6を形成する。ゲート電極6の頂部には
窒化膜14を介して、ヒ素をドープした多結晶シリコン
15を形成しておく。その後シリコン基板1の表面領域
にゲート電極6を挟んでソース・ドレイン8を形成し、
ゲート電極6の側面に酸化膜の側壁9を形成した後、ソ
ース・ドレイン8の領域でシリコン基板1の表面を露出
させる。
【0004】次に、図12に示すように、ノンドープ多
結晶シリコン16を全面に披着させ、熱処理を行って、
ゲート電極6の上部付近にのみ、多結晶シリコン15か
ら多結晶シリコン16にヒ素を拡散させる。この後多結
晶シリコン16を一様にエッチングすると、ノンドープ
領域に比べてヒ素が拡散した領域ではエッチング速度が
速いため、図13に示すように、ゲート電極6の上部付
近でのみ多結晶シリコン16を除去することができる。
このとき窒化膜14はエッチングのストッパーとして働
く。
【0005】次に、図14に示すように、多結晶シリコ
ン16をパターニングして他の素子と分離し、多結晶シ
リコン16の中にソース・ドレイン8と同じ導電型の不
純物を導入した後、図15に示すように、全面を層間絶
縁膜11で被い、コンタクトホール17を開口し、アル
ミ配線13を形成する。
【0006】このようにして形成したMOSトランジス
タでは、ソース・ドレイン8がフィールド酸化膜2の上
に延長しており、フィールド酸化膜2の上にコンタクト
ホールを配置することができる。従って、その分ソース
・ドレインの平面積を縮小することが可能になり、接合
容量を低減できるという利点がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来のM
OSトランジスタの製造方法では、ノンドープ領域とヒ
素が拡散した領域とのエッチング速度の違いを利用して
ゲート電極6の上部付近でのみ、多結晶シリコンを除去
するという方法を採用しているため、ソースとドレイン
とを分離する上での制御性が悪く、リークやショートを
生じやすいという問題がある。
【0008】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
ので、ソース・ドレインの平面積が小さく接合容量の小
さいMOSトランジスタを、リークやショートを生じに
くくして安定して製造することができる半導体装置の製
造方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、半導体基板の表面領域に形成された素子
分離絶縁膜と、前記半導体基板の表面上にゲート酸化膜
を介して形成されたゲート電極と、このゲート電極の側
面に形成された絶縁膜の側壁と、前記半導体基板の表面
領域に前記ゲート電極を挟んで形成され且つ前記素子分
離絶縁膜上に延長されたソースおよびドレインとを備え
た半導体装置の製造方法において、前記素子分離絶縁膜
上の前記ソースおよびドレインの延長領域に予め第1の
半導体層または金属層を形成する工程と、前記第1の半
導体層または金属層の上と前記半導体基板の表面領域の
前記ソースおよびドレインの上に同時に、選択的に第2
の半導体層または金属層を形成し、これらを接続させる
工程とを有するようにした。
【0010】また、前記第1の半導体層または金属層の
上と前記半導体基板の表面領域の前記ソースおよびドレ
インの上に同時に、選択的に前記第2の半導体層または
金属層を形成する方法として、選択化学気相成長法を用
いることとした。
【0011】
【作用】本発明は以上の方法によって、選択化学気相成
長方法を用いることによりソースおよびドレインをフィ
ールド酸化膜の上に延長させ、ソースとドレインが分離
されるようにする。
【0012】
【実施例】以下本発明を図面に基づいて説明する。
【0013】図1〜5は、本発明の一実施例のMOSト
ランジスタの製造方法を示す断面図である。
【0014】まず、図1に示すように、シリコン基板1
の表面領域にフィールド酸化膜2を形成し、フィールド
酸化膜2の上に酸化膜3を介してノンドープ多結晶シリ
コン層4を形成する。
【0015】次に、図2に示すように、フィールド酸化
膜2と多結晶シリコン層4の形成領域を除いて、シリコ
ン基板1の表面を露出させ、図3に示すように、シリコ
ン基板1の表面上にゲート酸化膜5を介してゲート電極
6を形成する。ゲート電極6の頂部には酸化膜7を形成
しておく。その後シリコン基板1の表面領域にゲート電
極6を挟んでソース・ドレイン8を形成し、ゲート電極
6の側面に酸化膜の側壁9を形成した後、ソース・ドレ
イン8の領域でシリコン基板1の表面を露出させる。
【0016】次に、図4に示すように、ノンドープ多結
晶シリコン層4とソース・ドレイン8の上に同時に、選
択化学気相成長法によりノンドープシリコン層10を形
成し、ノンドープシリコン層10の中にソース・ドレイ
ン8と同じ導電型の不純物を導入して、これらを接続さ
せる。
【0017】最後に、図5に示すように、全面を層間絶
縁膜11で被い、コンタクトホール12を開口し、アル
ミ配線13を形成する。
【0018】図6〜10は、本発明の別の実施例のMO
Sトランジスタの製造方法を示す断面図である。
【0019】まず、図6に示すように、シリコン基板1
の表面領域にフィールド酸化膜2を形成し、シリコン基
板1の表面上に、ゲート酸化膜5を介して多結晶シリコ
ンのゲート電極6を形成する。ゲート電極6の頂部には
酸化膜7を形成しておく。その後シリコン基板1の表面
領域にゲート電極6を挟んでソース・ドレイン8を形成
し、ゲート電極6の側面に酸化膜の側壁9を形成する。
【0020】次に図7に示すように、フィールド酸化膜
2の上に酸化膜3を介して、ノンドープ多結晶シリコン
層4を形成する。さらに図8に示すように、ソース・ド
レイン8の領域でシリコン基板1の表面を露出させ、図
9に示すように、ノンドープ多結晶シリコン層4とソー
ス・ドレイン8の上に同時に、選択化学気相成長法によ
りノンドープシリコン層10を形成し、ノンドープシリ
コン層10の中にソース・ドレイン8と同じ導電型の不
純物を導入して、これらを接続させる。
【0021】最後に、図10に示すように、全面を層間
絶縁膜11で被い、コンタクトホール12を開口し、ア
ルミ配線13を形成する。
【0022】以上説明したMOSトランジスタの製造法
では、選択化学気相成長方法を用いてソース・ドレイン
8をフィールド酸化膜2の上に延長させるため、ソース
とドレインの分離が容易となる。従って、ソース・ドレ
インの平面積が小さく接合容量の小さいMOSトランジ
スタを、リークやショートを生じることなく、安定して
製造することが可能になる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ソース・ドレインの平面積が小さく接合容量の小さいM
OSトランジスタを、リークやショートを生じにくくし
て安定して製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のMOSトランジスタの製造
方法を示す断面図である。
【図2】本発明の一実施例のMOSトランジスタの製造
方法を示す断面図であり、図1に続く工程を示す。
【図3】本発明の一実施例のMOSトランジスタの製造
方法を示す断面図であり、図2に続く工程を示す。
【図4】本発明の一実施例のMOSトランジスタの製造
方法を示す断面図であり、図3に続く工程を示す。
【図5】本発明の一実施例のMOSトランジスタの製造
方法を示す断面図であり、図4に続く工程を示す。
【図6】本発明の別の実施例のMOSトランジスタの製
造方法を示す断面図である。
【図7】本発明の別の実施例のMOSトランジスタの製
造方法を示す断面図であり、図6に続く工程を示す。
【図8】本発明の別の実施例のMOSトランジスタの製
造方法を示す断面図であり、図7に続く工程を示す。
【図9】本発明の別の実施例のMOSトランジスタの製
造方法を示す断面図であり、図8に続く工程を示す。
【図10】本発明の別の実施例のMOSトランジスタの
製造方法を示す断面図であり、図9に続く工程を示す。
【図11】従来のMOSトランジスタの製造方法を示す
断面図である。
【図12】従来のMOSトランジスタの製造方法を示す
断面図であり、図11に続く工程を示す。
【図13】従来のMOSトランジスタの製造方法を示す
断面図であり、図12に続く工程を示す。
【図14】従来のMOSトランジスタの製造方法を示す
断面図であり、図13に続く工程を示す。
【図15】従来のMOSトランジスタの製造方法を示す
断面図であり、図14に続く工程を示す。
【符号の説明】
1 シリコン基板 2 フィールド酸化膜 3 酸化膜 4 多結晶シリコン層 5 ゲート酸化膜 6 ゲート電極 7 酸化膜 8 ソース・ドレイン 9 側壁 10 シリコン層 11 層間絶縁膜 12 コンタクトホール 13 アルミ配線 14 窒化膜 15 多結晶シリコン 16 多結晶シリコン 17 コンタクトホール

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の表面領域に形成された素子
    分離絶縁膜と、前記半導体基板の表面上にゲート酸化膜
    を介して形成されたゲート電極と、該ゲート電極の側面
    に形成された絶縁膜の側壁と、前記半導体基板の表面領
    域に前記ゲート電極を挟んで形成され且つ前記素子分離
    絶縁膜上に延長されたソースおよびドレインとを備えた
    半導体装置の製造方法において、 前記素子分離絶縁膜上の前記ソースおよびドレインの延
    長領域に予め第1の半導体層または金属層を形成する工
    程と、前記第1の半導体層または金属層の上と前記半導
    体基板の表面領域の前記ソースおよびドレインの上に同
    時に、選択的に第2の半導体層または金属層を形成し、
    これらを接続させる工程とを有することを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記第1の半導体層または金属層の上と
    前記半導体基板の表面領域の前記ソースおよびドレイン
    の上に同時に、選択的に前記第2の半導体層または金属
    層を形成する方法として、選択化学気相成長法を用いる
    ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方
    法。
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