JPH01110772A - 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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JPH01110772A
JPH01110772A JP62268735A JP26873587A JPH01110772A JP H01110772 A JPH01110772 A JP H01110772A JP 62268735 A JP62268735 A JP 62268735A JP 26873587 A JP26873587 A JP 26873587A JP H01110772 A JPH01110772 A JP H01110772A
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JP
Japan
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film
conductivity type
polycrystalline
doped
impurity
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Pending
Application number
JP62268735A
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English (en)
Inventor
Takami Makino
牧野 孝実
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

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] 本発明は微細化に適した゛ト導体装置の製造方法、特に
短チャネルMO3FETを製造する方法に関する。
゛詐導体ICにおいて、近時集積度及びその性壱を更に
向、ヒさせるために、微細化に関する技術が種々提案さ
れてきた。
[従来の技術] 特にMOSFETにおいてはS i IIJよりの内相
−固相拡散により浅い接合のソース領域及びトレイン領
域を形成した後、拡散源として使ったSi膜を分離して
、ソース及びドレインの電極として用いる方法や、ソー
ス、ドレイン部に選択的にエビタヤシャルSil模をr
&長し、不純物を導入する表面を実効的に崇とげして不
純物を導入後、該5illQを電極として用いる方法が
提案されている。
第5図は前者の方法により製造された MOSFETのg武断面図、 第6図は後者の方法によりMOSFETの模式断面図で
ある。
図においてlotはP型Si基板、102はN型ソース
領域、103はN型トレイン領域。
104は素子間分離用フィールドSiO2膜、105a
はゲートSiO21)!2.107aは層間SiO2膜
、109aは側壁SiO211u、+10aはN型Si
ソース電極、110cはN型多結晶Si膜ドレイン電極
、illはゲート電極、112はソース電極110aと
ドレイン電1110cとをエアアイソレーションする分
離領域、113はエピタキシャルSiソース電極、11
4はエピタキシャルSiドレイン電極である。
[発明が解決しようとする問題点]。
しかし、第5図における従来方法によると、浅い接合の
ソース領域102とドレイン領域103とをゲート電極
illをマスクとして固相−固相拡散により精度よく位
置決めして形成し拡散源として使った多結晶Si膜をソ
ース電極110d及びドレイン電極110cとして用い
る場合。
ソース電J4i110aとドレイン電極110Cをエア
アイソレーションする為、分離領域112をバターニゲ
により形成する必要がある。このため一定の大きさのゲ
ート電極111が必要となり、微細化のため限界となっ
ていた。
又第6図における他の従来方法によると、ソース及びド
レイン部に選択的にエピタキシャル5iW2を成長しく
113.114) 、不純物を導入する表面を実効的に
崇トげして不純物を導入後、該5iW2をソース屯極1
13及びドレイン電極114 として用いることかでさ
るため、パターニングが不要でかなり微細化の’172
な方法であるが、エビ成長温度が比較的高温でソース領
域102及びドレイン領域+03が深くなること、そし
て選択エビ成長がむずかしいことが聞届であった。
[問題点を解決するためのL段] に記問題点は、第1導電型半導体基板ヒにゲート1絶縁
+12.ゲート電極用導体膜、層間絶縁膜及び第1導電
′型不純物をドープした膜とからなるゲート多層膜を形
成する工程と、該ゲート多層膜の側面に絶縁膜よりなる
側壁を形成する工程と、全面に多結晶Si膜を堆積する
工程と、熱処理をおこない前記第1導電型不純物をドー
プした膜から前記多結晶5iW2に選択的に第1導電型
不純物を導入して部分的に第1導電型領域を形成する工
程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法によ
って解決される。
[作用] 即ち本発明は、固相−固相拡散又は不純物導入半導体基
板表面を崇上げする方法による不純物導入を行い、拡散
源又は該半導体基板表面の崇上げの為に用いた多結晶S
1をパターニングすることなしに、自己整合的に反対導
電形の不純物を導入することにより、分離領域を形成し
て、ソース電極とドレイン電極とに分離することができ
るために、短チャンネル化が達成でき、高集積度化及び
性能の向上を図ることができる。
[実施例] 以下1本発明を図示の一実施例により具体的に説明する
。
第1図(a)〜(f)は本発明の一実施例におけるMO
SFETの製造工程を示す模式断面図である。
まず、同図(a)に示すように、例えばよく知られたL
OGO3によりフィールドS iO,+膜4を素子分離
のために形成したP型Si基板1上にゲートSiO?l
lQ用の100〜300AのSiO211!25と、ゲ
ート電極111(7)厚す3000A t7)ボ’J 
S ill!26 ト、層間S i02膜用の厚す1O
OOA以LノSiO+II!J 7 ト、厚す2000
人のBSGI模8を全面に形成する。
しかる後、ゲート多層11!2(5a〜8a)となる部
分を残し除去し、次いで該ゲート多層膜(5a〜8a)
とフィールドSiO2v4をマスクとして低濃度のリン
をイオン注入等によりP型Si基板1の表面層に導入し
、N型のソース領域2とドレイン領域3とを形成する(
(b)図)、このときゲート電極6aとドレイン領域3
及びソース領域2間で高電圧がかかるので、ゲート絶縁
膜の破壊防止及びドレイン耐圧の向上のためリンは低濃
度にする必要がある。
以上形成した後、更にゲート電極絶縁のための側壁S 
i021漠9aとなるSiO21%J9を、(C)図の
ように形成し、RI E (Reactive Ion
beam Etching)法で、+uSi07脱Si
異方性エツチングして側壁SiO+l199aを形成す
る((d)図)、更にポリ5ift!210 全堆積し
ポ1Jsi膜10を濃度IQ2(1cm二程度N型化す
るためAsのイオン注入を行う((e)図)。
この後熱処理を加え、ソース領域2とドレイン領域3の
リンネ鈍物を活性化するとともに、ポリSil漠10中
の高濃度のAsを固相−固相拡散により側壁5io21
129 aをマスクとしてソース領域2とドレイン領域
3とに導入し、高濃度の電極接触用コンタクト層を形成
する。
又、このとき同時にゲート多層膜」二部のB S G 
II!u 8 aよりポリ5ill!210中にポロン
の外法拡散が起こりポリSiv中のN型不純物を補償し
て選択的にP°分離領域fobが形成される。そしてこ
のことはN型のポリSil漠を自己整合的にソース電極
10aとドレイン電極10bに分離することになる((
f)図)。
又、上記説明中コノタクト層形成ポリSi膜10にドー
プされたAsを固相−固相拡散によりS i )、+i
板1中に導入しなが、(e)図で示すようにポリ5iI
I!21Oをソース領域及びドレイン領域の表面崇上げ
のために用い、該ポリSil模loを通過させてSi基
板l中に導入することもできる。
更に第1図(f)において、N゛型ソース電極10aと
N・型ドレイン屯極10cとをPN接合により分離して
いるP′型分離領域jobを、ドープされた不純物の4
電型の違いによりエツチング速度に差のできるエツチン
グ液に浸すことにより、P゛型分離領域を除去して、第
2図(本発明の別の実施例図)のようにソース電極10
aとドレイン電J4i l Ocとをエアーアイソレー
ションすることもできる。前記エツチング液の一例とし
ては、過11!素酸、リン酸、硝酸、弗酸を適当な比率
で混合したエツチング液がある。
第3図は本発明の別の実施例に係る半導体装置の製造方
法によって製造したMOSFETの模式断面図である。
第3図では、第1図における素子分離のためのフィール
ドSiO711j34のかわりにBSG埋込み層(8b
 、 8 c)を設けて熱処理を加えることにより分子
a領域10dと10eを形成している。これによりソー
ス電極10aとドレイン電極10bとを隣接する素子の
電極から、自己整合的に分離することができる。
ところで、第1の半導体装置の製造方法においY、(e
) 〜(f)図にようにポリ5il1210をN°化し
た後でゲート多層膜を構成するBSGI模8a、I:、
のN°°ポリSiを補償して選択的にP・分離領域lO
bを形成することが困難な場合、つまりBSGII28
aの不純物濃度がN′型ポリSi膜の不純物濃度を完全
に補償しきれない場合には。
第4図に示すように、先ずノンドープのポリSi膜10
をゲート多層膜上のみ選択的のP・化しく(a)図)、
次いで前記ドープされた不純物の導電型の違いによりエ
ツチング速度に差のできるエツチング液により該P°°
離領域lObをエツチングし、ンース゛心極10a、 
 ドレイン領域10cとなる部分をエアアイソレージj
ンしテ残した後に、該部分にASのイオン注入等を行い
N・化する((b)図)ような製造方法とすることも可
能である。
以上説明した半導体装置の製造方法は、それぞれ導電型
を逆転した場合にも成立することはいうまでもない。
又この場合にはBSG膜の変わりにP S G II!
Jを用いeことができる。
[発明の効果] 以1−のように本発明によれば、固相−固相拡1牧の拡
散源あるいは不純物尋人Si基板表面の崇上げのために
用いたポリ5illyJをパターニングすることなしに
自己整合的に反対導電型を導入することにより、分離領
域を形成してソース電極とドレイン電極とに分離するこ
ができるために、チャネル長を短くでき、高集積度化及
び素子性俺の向上に対して効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(f)は本発明の一実施例における製造
工程を示す模式断面図、 第2図は及び第3図は本発明の別の実施例に係る半導体
装置の製造方法により製造したMOSFETの模式断面
図、 第4図(a)及び(b)は本発明の他の実施例における
MOSFETの製造工程の一部を示す模式断面図。 第5図及び第6図は従来方法の問題点を説明するための
MOSFETの模式断面図である。 (符りの説明) 1、lot・・・P型Si基板、 2.102・・・N型ソース領域。 3.103・・・N型ドレイソ領域、 4.104・・・フィールド5102膜、5.7.9・
・・S 1021模。 5a、105a−ゲー)Si02膜、 6、lO・・・多結晶Si膜、 6a、111・・・ゲート電極。 7a、107a−−−層間SiO21模。 8.8 a・−・BSG膜、 8 b 、 8 c・・・BSG埋込み層、9a、10
9a−側壁5iO2JF2゜LOa、Lloa−・・N
°型型詰結晶Siソース電極 job、lod、LOe−−・P・型分離領域、112
・・・エアーアイソレーションによる分離領域、 113・・・N型・エピタキシャルSiソース電極、1
14・・・N型・エピタキシャルSiドレイン電極。 代理人弁理士 井桁 貞−、・+xrD本発明の詳細な
説明図 第 1 図(そのl) 第1図(−F:の2) 本発明の他の実施例説明図 第2図 本発明の他の実施例説明図 第3図 本発明の他の実施例説明図 第4図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1導電型半導体基板上にゲート絶縁膜、ゲート
    電極用導体膜、層間絶縁膜及び第1導電型不純物をドー
    プした膜とからなるゲート多層膜を形成する工程と、 該ゲート多層膜の側面に絶縁膜よりなる側壁を形成する
    工程と、 全面に多結晶Si膜を堆積する工程と、 熱処理をおこない前記第1導電型不純物をドープした膜
    から前記多結晶Si膜に選択的に第1導電型不純物を導
    入して部分的に第1導電型領域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)前記ゲート絶縁膜及び側壁をSiO_2膜とし、
    ゲート電極用導体膜を多結晶Si膜としたことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項に記載の半導体装置の製造方
    法。
  3. (3)前記第1導電型不純物をドープした膜をPSG膜
    としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2
    項記載の半導体装置の製造方法。
  4. (4)前記第1導電型不純物をドープした膜を第1導電
    型多結晶Si膜としたことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項又は第2項記載の半導体装置の製造方法。
  5. (5)前記多結晶Si膜をノンドープ多結晶Si膜とし
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項〜第4項のい
    ずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  6. (6)第1導電型不純物が選択的に導入された、前記多
    結晶Si膜領域のみを導電型によるエッチレートの差を
    利用して除去する工程を含むことを特徴とする特許請求
    の範囲第1項〜第5項のいずれかに記載の半導体装置の
    製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4895107A (en) * 1987-07-06 1990-01-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Photo chemical reaction apparatus
US4950624A (en) * 1986-09-09 1990-08-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of depositing films using photo-CVD with chamber plasma cleaning

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4950624A (en) * 1986-09-09 1990-08-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of depositing films using photo-CVD with chamber plasma cleaning
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