JPH0258236A - 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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JPH0258236A
JPH0258236A JP63208192A JP20819288A JPH0258236A JP H0258236 A JPH0258236 A JP H0258236A JP 63208192 A JP63208192 A JP 63208192A JP 20819288 A JP20819288 A JP 20819288A JP H0258236 A JPH0258236 A JP H0258236A
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JP
Japan
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film
gate electrode
conductor
insulator sidewall
masks
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JP63208192A
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English (en)
Inventor
Naoki Kasai
直記 笠井
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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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、絶縁ゲート電界効果型トランジスタを含む半
導体装置の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
半導体デバイスの高集積化および高性能化を図るために
、半導体素子の微細化が押し進められている。既に設計
ルールは1ミクロン以下のサブミクロンとなっており、
今後更に微細化が進むことが予想される。サブミクロン
寸法の素子を高精度に加工すること自体も困難になって
いることは言うまでもないが、サブミクロン寸法に形成
された素子の長期信鎖性に問題があることが指摘されて
いる。例えば、ホットキャリヤによる闇値電圧やドレイ
ン電流の変動、あるいはゲート電極直下の高濃度ドレイ
ン領域において生じるバンド間トンネルによるリーク電
流などである。これらの問題点は、電流電圧を5■一定
にしたまま幾何学的な寸法と不純物濃度をスケーリング
したために、ドレイン近傍での高電界によって生しるも
のである。
電源電圧も併せてスケーリングずれば信顛性は保たれる
が、システムの互換性や動作速度の低下といった別の問
題点がある。
高電界効果を緩和する方法の一つに、ライトリ−・ドー
プト・ドレイン構造(LDD)がある。
すなわち、高濃度拡散層に加えて低濃度拡散層を形成し
たドレイン構造とすることでドレイン端での電界を緩和
させ、ホントキャリヤによるデバイス劣化を抑制する方
策である。LDD構造の欠点は、単純に低濃度拡散層領
域を長くして電界を十分に緩和すると、低濃度拡散層領
域における抵抗が増大するために素子の駆動能力が低下
し、デバイスの動作速度が低下してしまうことである。
電界の緩和と素子の駆動能力を両立させる素子構造とし
て、井沢龍−らによって1988年1月25日に電子情
報通信学会技術研究報告87巻No、343の31〜3
6頁に[高耐圧・高速5■動作サブミクロンデバイスG
OLDJと題した発表がある。これによれば第2図に示
す構造のnチャネル電界効果型MOSトランジスタ(n
MO3FET)を製造する方法を提案している。この方
法によれば、第2図(a)に示すように、p形シリコン
基板31上のゲート酸化膜32上に、間に自然酸化薄膜
34を有する2層多結晶シリコン(ポリシリコン)膜を
堆積し、第1 CVD5 i Oz膜36をマスクに第
2多結晶シリコン膜35をエツチングする。この際、自
然酸化薄膜34でエツチングを止めるために高選択性の
条件でエツチングする必要があり、第2図(b)に示す
ように、第1CVDSiOz膜36の両端下において第
2多結晶シリコン膜35がサイドエツチングされる。つ
づいてイオン注入法によって低濃度n膨拡散層37を形
成する。第2図(c)に示すように、再びCVD5 i
 O□膜堆積後、反応性イオンエツチング(RI E)
によってゲート電極パターン側壁にのみ第2CVDSi
Oz膜38を形成し、これをマスクにして第1多結晶シ
リコン改33をエツチングする。第2図(d)に示すよ
うに、イオン注入法によって高濃度n膨拡散層39を形
成した後、800℃ウェット酸化条件で選択的に第1多
結晶シリコン膜330両端を酸化する。多結晶シリコン
膜を酸化して得られたSiO□膜を40で示している。
以上の製造工程を用いると十分に長い低濃度n形拡散N
37がゲート電極両端直下に存在し、高濃度n膨拡散層
39はゲート電極より外側に形成される。その結果、ド
レイン端において横方向電界が緩和されるとともに、低
濃度n膨拡散層37においてはゲート電界によってゲー
ト酸化膜界面にキャリヤが誘起されて抵抗が減少する。
すなわち、電界の緩和と素子の駆動能力を両立させるこ
とが可能となった。
〔発明が解決しようとする課題〕
第2図において説明した半導体装置の製造方法において
は、第2多結晶シリコン膜35をエツチングする際に、
第1多結晶シリコン膜33をエツチングしないためのエ
ンチングストッパーとして極めて薄い自然酸化薄膜34
を用いているために、第1CV D S i Oz膜3
6の両端下に第2多結晶シリコン膜35がサイドエツチ
ングされる。更にゲート電極の微細化を行おうとすると
、第1 CVD5 i O□膜36の幅とサイドエツチ
ング幅が同等あるいはそれ以下になってしまい、第1C
VDSiOz膜36を支えることができなくなる。その
ことを防ぐには第2多結晶シリコン膜35の膜厚を薄く
すればよいが、ゲート電極の抵抗が大きくなってしまい
、デバイス動作速度が低下する。また、ゲート電極とし
ての多結晶シリコンは微細化すると抵抗値の増大が無視
できなくなり、さらに自然酸化薄膜34は薄いとはいう
ものの絶縁層が間に存在するのは高速動作上好ましくな
い。
本発明の目的は、上述のような問題点を解決した半導体
装置の製造方法を提供することにある。
〔課題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、 少なくとも表面にゲート酸化膜を有する第1導電形の半
導体基板上に第1伝導体膜と伝導体バリア膜と第2伝導
体膜を連続して堆積する工程と、マスクパターンを用い
て所望の領域に前記第2伝導体膜からなる上層ゲート電
極を形成し前記上層ゲート電極をマスクに前記第1導電
形の半導体基板上に第2導電形の低濃度拡散層を形成す
る工程と、 前記上層ゲート電極の側壁に第1絶縁体側壁膜を形成し
前記マスクパターンと前記第1絶縁体側壁膜をマスクに
前記伝導体バリア膜と第1伝導体膜をエツチングし下層
ゲート電極を形成する工程と、 前記第1絶縁体側壁膜の外側に第2絶縁体側壁膜を形成
し前記マスクパターンと前記第1絶縁体側壁膜と前記第
2絶縁体側壁膜とをマスクに前記第1導電形の半導体基
板上に第2導電形の高濃度拡散層を形成する工程とを含
むことを特徴としている。
〔作用〕
本発明によれば、上層ゲート電極を反応性イオンエツチ
ングする際に、エツチングストッパーとして適度の選択
比を有し且つサイドエツチングの少ない異方性エンチン
グ条件によって上層ゲート電極を形成し、ゲート長の縮
小に対応することができる。また、高4度拡散層の端の
位置は第2絶縁体側壁膜の厚さによって制御した。また
、バリア膜を用いれば上層ゲート電極と下層ゲート電極
を異なる材料を用いても、ゲート電極形成後の熱処理に
よる相互の反応が防止できるためにゲート電極の仕事関
数は下層ゲート電極によって決まり、抵抗値は上層ゲー
ト電極層によって低減できる。
また、バリア膜が伝導性であるので上層ゲート電極と下
層ゲート電極の間には絶縁膜を必要としないため、動作
上前等問題を生じない。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。
第1図は、本発明の製造方法によるCMOSの製造を説
明するための各工程での断面構造を順を追って示す模式
図である。
まず、第1図(a)に示すように、p形シリコン1Jf
fll上にnウェル2を形成し、後に形成される半導体
素子を誘電体分離するための素子分離5iQ2膜3を形
成し、熱酸化によってゲート酸化膜4を形成する。
次に、第1図(b)に示すように、2000人の多結晶
シリコン膜を堆積した後、イオン注入によってp形シリ
コン基板l上の多結晶シリコン膜にリンを、nウェル2
上の多結晶シリコン膜にホウ素を注入し、それぞれn゛
多多結晶シリコ成膜5p゛多多結晶シリコ模膜6形成す
る。次に、300人の窒化チタン膜7を、つづいて15
00人のタングステン膜8を連続してスパック堆積し、
タングステン膜8上の所望の位置にCVD5 i O□
マスク9を形成する。
次に、第1図(c)に示すように、CVD5 iO□マ
スク9によってタングステン膜8をRIEによってCV
D5iO□マスク9の直下にのみタングステン膜を残し
第2ゲート電極10を形成した後、イオン注入法によっ
て所望の領域に低濃度n膨拡散層11と低濃度p膨拡散
層12を形成する。
次に第1図(d)に示すように、1500人のCVD5
iO□膜を全面に堆積し、RIEによって第2ゲート電
極10の側面にのみ第1cVDsioz側壁膜13を形
成する。次に、CV D S iOzマスク9と第1C
VDSiOz側壁膜13をマスクとして、n゛゛結晶シ
リコン第1ゲート電極14とp゛゛結晶シリコン第1ゲ
ート電極!5をtEによって形成する。
次に、第1図Ce)に示すように、第1 CVD5iO
□側壁膜13を形成した同様の方法によって、第2CV
DSiO□側壁膜16を形成し、イオン注入法によって
所望の領域に高濃度n膨拡1&層17と高濃度p膨拡散
層18を形成すると、低濃度拡散層が第1ゲート電極の
端部直下に存在し、高濃度拡散層が第1ゲート電極の端
より外側に形成されている構造のCMOSが得られる。
最後に第1図(f)に示すように、全面にCVD5iO
,Ji間絶絶縁膜19堆積し、コンタクトホール開口後
アルミニウム配線20を形成する。
以上の実施例では、本発明をCMOSの製造に適用した
場合について説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、nMOsFETやpMOS F ETの製
造にも適用できる。また、第1ゲート電極、伝導性バリ
ア膜及び第2ゲート電極としてそれぞれn +  p 
+多結晶シリコン、窒化チタン膜およびタングステン膜
の組合せを用いたが、物質や膜厚はこれに限定するもの
ではなく、第2ゲート電極は抵抗率の低い材質でバリア
膜に対してエツチング選択比が大きいものであればよく
、伝導性バリア膜は熱処理による第1ゲート電極と第2
ゲート電極の反応を防ぐバリア性があればよく、第1ゲ
ート電極は抵抗率の小さな物質であればよい。また、側
壁絶縁膜としてSiO□膜を用いたが、膜厚や物質はこ
れに限定するものではない。
〔発明の効果〕
本発明の製造方法をとることによって、上層ゲート電極
のサイドエツチングがなくなった。その結果、ドレイン
端において横方向電界が緩和されるとともに、低濃度拡
散層においてはゲート電界によってゲート酸化膜界面に
キャリヤが誘起されて抵抗が減少し、電界の緩和と素子
の駆動能力を両立させることが、ゲート長を更に縮小し
た場合においても可能となった。また、ゲート電極と高
濃度拡散層が重なり合わないために、ゲートとソース・
ドレイン間の寄生容量が低減され動作速度の高速化が図
られるとともに、ゲート電界によるドレイン領域におけ
るバンド間トンネル電流が低減された。また、伝導性バ
リア膜をエツチングストッパーとして用いるため、サイ
ドエツチングを防止でき微細化に対応できた。また、上
層ゲート電極と下層ゲート電極の間には絶縁膜を必要と
しないため、動作上回等問題を生じない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例における半導体装置の断面構
造を順を追って示す模式図、 第2図は、従来例における半導体装置の断面構造を順を
追・って示す模式図である。 l、31・・・p形シリコン基板 2・・・・・nウェル 3 ・ ・ ・ 4.32・ 5 ・ ・ ・ 6 ・ ・ ・ 7 ・ ・ ・ 8 ・ ・ ・ 9 ・ ・ ・ 10・ ・ ・ IL  37・ 12・ ・ ・ 13・ ・ ・ 14・ ・ ・ 15・ ・ ・ ・ 16・ ・ ・ 17、 39・ 18・ ・ ・ 19・ ・ ・ 20・ ・ ・ 素子分離Si0g膜 ゲート酸化膜 n゛多多結晶シリコ腹 膜゛多多結晶シリコ腹 膜化チタン膜 タングステン膜 CVD5iO□マスク 第2ゲート電極 低濃度n膨拡散層 低濃度p膨拡散層 第1cVDsio□側壁膜 n゛゛結晶シリコン第1ゲート 電極 ° p 電極 ・第2CVDSiOz側壁膜 ・高濃度n膨拡散層 ・高濃度p膨拡散層 ・CV D S i Q z層間絶縁膜・アルミニウム
配線 多結晶シリコン第1ゲート 33・ 34・ 35・ 36・ 38・ 40・ 第1多結晶シリコン膜 自然酸化薄膜 第2多結晶シリコン膜 第1 CV D S i Oz膜 第2CVDSi○2膜 多結晶シリコン膜を酸化して得 られたSiO□膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも表面にゲート酸化膜を有する第1導電
    形の半導体基板上に第1伝導体膜と伝導体バリア膜と第
    2伝導体膜を連続して堆積する工程と、 マスクパターンを用いて所望の領域に前記第2伝導体膜
    からなる上層ゲート電極を形成し前記上層ゲート電極を
    マスクに前記第1導電形の半導体基板上に第2導電形の
    低濃度拡散層を形成する工程と、 前記上層ゲート電極の側壁に第1絶縁体側壁膜を形成し
    前記マスクパターンと前記第1絶縁体側壁膜をマスクに
    前記伝導体バリア膜と第1伝導体膜をエッチングし下層
    ゲート電極を形成する工程と、 前記第1絶縁体側壁膜の外側に第2絶縁体側壁膜を形成
    し前記マスクパターンと前記第1絶縁体側壁膜と前記第
    2絶縁体側壁膜とをマスクに前記第1導電形の半導体基
    板上に第2導電形の高濃度拡散層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。
JP63208192A 1988-08-24 1988-08-24 半導体装置の製造方法 Pending JPH0258236A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5102815A (en) * 1990-12-19 1992-04-07 Intel Corporation Method of fabricating a composite inverse T-gate metal oxide semiconductor device
WO2002044745A1 (en) 2000-11-30 2002-06-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Mri apparatus provided with axially stiff suspension elements for the gradient coil system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5102815A (en) * 1990-12-19 1992-04-07 Intel Corporation Method of fabricating a composite inverse T-gate metal oxide semiconductor device
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