JPH0281439A - 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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Publication number
JPH0281439A
JPH0281439A JP23321888A JP23321888A JPH0281439A JP H0281439 A JPH0281439 A JP H0281439A JP 23321888 A JP23321888 A JP 23321888A JP 23321888 A JP23321888 A JP 23321888A JP H0281439 A JPH0281439 A JP H0281439A
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JP
Japan
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gate electrode
forming
polycrystalline silicon
insulating film
conductive layer
Prior art date
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Application number
JP23321888A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyotaka Watabe
毅代登 渡部
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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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〕 この発明は半導体装置の製造方法に関し、特にLigh
tly Doped Drain  (以下LDDと称
す)構造の絶縁ゲート(MOS)電界効果半導体装置の
製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
第2図(al〜(flは従来の半導体装置の製造工程を
示す断面図である。図において、1はp型シリコン基板
、2はフィールド酸化膜、3はゲート電極、4はゲート
絶縁膜、5は絶縁膜、6.6aは多結晶シリコンフィル
ム、7.7aは熱酸化膜、8aはn−型ソース領域、8
bはn°型ソース領域、9aはn−型ドレイン領域、9
bはn゛型トドレイン領域10はCVD酸化膜、11a
、11bはコンタクトホール、12はアルミ配線層であ
る。
次に製造方法について説明する。
p型シリコン基板1の主面上に選択的にフィールド酸化
膜2を形成した後、フィールド酸化膜2に囲まれた領域
にゲート絶縁膜となるべき酸化膜を堆積し、その上にゲ
ート電極となるべき多結晶シリコンを堆積し、パターン
ニングによりゲート電極3を形成する。次にゲート電極
3をマスクとして余分な酸化膜を除去し、ゲート絶縁膜
4を形成する。そしてゲート電極3とゲート絶縁膜4を
マスクにして比較的低濃度(1016〜10 ”cm−
’)の砒素またはリンをイオン注入する(第2図(a)
)。
次に厚さ400人の絶縁膜5をゲート電極3と基板1の
表面に形成し、その上に基板全体を覆うように多結晶シ
リコンフィルム6を0.5μmの厚さで形成する。この
多結晶シリコンフィルム6の厚みはソース・ドレインn
−61域8a、9aの幅を決定する重要な因子である。
多結晶シリコンフィルム6はゲート電極3の形に対して
良いステップカバレッジを持つので事実上垂直な壁が得
られる0次に熱酸化膜7を多結晶シリコンフィルム6の
上に500人の厚みで形成する。この酸化膜7もまた、
ソース・ドレインn−1f、5域8a、9aの幅を決定
する重要な因子である(第2図(b))。
次に熱酸化膜7を、ゲート電極3の形に対応する多結晶
シリコンフィルム6の側壁上にのみ残るように、異方性
エツチングにより除去する(第2図(C))。
次に熱酸化膜の残部7aをマスクにして多結晶シリコン
フィルム6を異方性エツチングし、ゲート電極3の側壁
上にのみ残るようにする。この時熱酸化1!J7aは多
結晶シリコンフィルム6のサイドエツチングを防ぐので
、多結晶シリコンフィルムの残部6aの幅は実際には多
結晶シリコンフィルム6の膜厚とほぼ同じになる。ゲー
ト電極3と多結晶シリコンフィルム6aをマスクとして
今度ハ比較的高曙度(10”〜10 ”am−’)の砒
素あるいはリンをイオン注入する(第2図(d))。
次に多結晶シリコンフィルム6aをフロサン系ガス、ハ
ロゲン系ガス、あるいはアルカリ液(例KOH)で等方
性エツチングにより除去する。この時熱酸化膜7aもリ
フトオフされる。その後、2度のイオン注入によって生
じた層に熱処理を施して活性化させる。すなわちn−型
ソース領域8aと、隣接するnゝ型ソース領域8b、n
−型ドレイン領域9aと、隣接するn゛型トドレイン領
域9b形成する(第4図(e))。
最後にCVD酸化膜10を基板全面に堆積し、コンタク
トホールIla、llbを開孔し、全面にアルミを堆積
後、例えばフォトレジストを用いてアルミ配線層12を
形成する。以上のようにしてLDD構造を持つMO3半
導体装置が完成する(第2図(f))。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の半導体装置の製造方法では、LDD構造を得るた
めのイオン注入用マスクとしてゲート側壁部に形成され
た多結晶シリコンフィルムを除去してしまうために、素
子完成時には、ゲート側壁部は絶縁膜のみで形成されて
いる。このためMO3FET動作中にホットキャリアが
ドレイン側のゲート側壁の絶縁膜に注入され、これによ
り低濃度n型(n−型)領域が空乏化し、このn−型領
域の抵抗が上昇し、MOSFETのトランスコンダクタ
ンスが劣化するという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ホントキャリアがゲート側壁部に注入されて
もトランスコンダクタンスの低下のないMO3電界効果
半導体装置を得る製造方法を提供することを目的とする
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る半導体装置の製造方法では、LDD構造
を得るためのイオン注入用マスクの一部であるゲート電
極側壁の部材に多結晶シリコンあるいは高融点金属また
はそのシリサイドを用い、さらにこれをゲート電極側壁
に残すようにしたものである。
〔作用〕
この発明においては、ゲート”を極側壁部に多結晶シリ
コンあるいは高融点金属またはそのシリサイドを残すよ
うにしたので、MOSFETの動作中にホントキャリア
の注入があってもドレイン電極から引き抜くことができ
、トランスコンダクタンスの低下を防ぐことができる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図(a)、 (b)、 (C1,(d)、 (e)
はこの発明の一実施例による半導体装置の製造工程を示
す断面図であり、第1図(d)゛ は第1図+d)の装
置を上から見た平面図である。図において、第2図と同
一符号は同一部分を示し、13はフォトレジストである
次に製造方法について説明する。
p型シリコン基板1の主面上に選択的にフィールド酸化
膜2を形成した後、フィールド酸化膜に囲まれた領域に
ゲート絶縁膜となるべき酸化膜を形成し、その上にゲー
ト電極となるべき多結晶シリコンを堆積し、パターンニ
ングによりゲート電極3を形成する。ゲート電極3をマ
スクにして余分な酸化膜、を除去し、ゲート絶縁膜4を
形成する。
そしてゲート電極3とゲート絶縁膜4をマスクにして比
較的低濃度(10”〜10 ”cm−”)の砒素または
リンをイオン注入する(第1図(a))。
次に厚さ400人の絶縁膜5をゲート電極3と基板1の
表面に形成し、その上に基板全体を覆うように多結晶シ
リコンフィルム6を0.5μmの厚さで形成する。この
多結晶シリコンフィルム6の厚みはソース・ドレインn
−jI域8 a、9 aの幅を決定する重要な因子であ
る。多結晶シリコンフィルム6はゲート電極3の形に対
して良いステップカバレッジを持つので事実上垂直な壁
が得られる(第1図(b))。
次に多結晶シリコンフィルム6を、ゲート電極3の側壁
上にのみ残るように異方性エツチングで除去する。ゲー
ト電極3と多結晶シリコンフィルムの残部6aをマスク
として今度は比較的高濃度(l O”〜10 ”am−
’)の砒素あるいはリンをイオン注入する。次にソース
・ドレインの短絡防止のためにフォトレジスト13をマ
スクとして、ソース・ドレイン領域上を除くフィールド
酸化膜2上のゲート電極側壁上の多結晶シリコンフィル
ム6a(第1図(d)゛斜線部)をフロリン系ガス、ハ
ロゲン系ガスあるいはアルカリ液(例KOH)で等方性
エツチングにより除去する。
その後、2度のイオン注入によって生じた層に熱処理を
施して活性化し、n−型ソース領域8aとn°°ソース
領域8b、n−型ドレイン領域9aとn°型トドレイン
領域9b形成する。次に基板全面にCVD酸化膜10を
堆積し、ゲート側壁部の多結晶シリコンフィルム6aと
n9型ソース領域8b及びn゛型ドレイン領域9bを共
通とするコンタクトホール11a、11bを開孔し、そ
の上にアルミを堆積し、フォトレジストを用いてアルミ
配線層12を形成する(第1図(e))。このようにし
てLDD構造を持つMO3型半導体装置が完成する。
このように本実施例では、LDD構造を得るためのイオ
ン注入用マスクとしてゲート電極3の側壁に形成された
多結晶シリコンフィルム6aをソース・ドレイン領域上
に残すようにしたので、MO5FET動作中にホットキ
ャリアがドレイン側のゲート側壁部に注入されても、ド
レイン電極がら引き抜くことができるので、n−型領域
の抵抗が上昇することがなく、トランスコンダクタンス
の劣化を防ぐことができる。
なお上記の実施例では、ゲート側壁部に残す部材6a及
びゲート電極3に多結晶シリコンを用いたが、高融点金
属やそのシリサイドである導電体層を用いてもよい。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、LDD構造形成のため
のイオン注入用マスクであるゲート電極側壁の多結晶シ
リコンフィルムをドレイン電極とすることで、ゲート電
極側壁部にホットキャリアが注入されてもこれを引き抜
くことができ、MOSFETのトランスコンダクタンス
の劣化を防止する効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(al、 (b)、 (C1,(dl、 +e)
は本発明の一実施例による半導体装置の製造方法を示す
断面図、第1図(d)° は第1図(dlの装置を上か
ら見た平面図、第2図(al〜(f)は従来の半導体装
置の製造方法を示す断面図である。 図において、lはp型シリコン基板、2はフィールド酸
化膜、3はゲート電極、4はゲート絶縁膜、5は熱酸化
膜、6,6aは多結晶シリコンフィルム、7,7aは熱
酸化膜、8aはn−型ソース領域、8bはn゛型ソース
領域、9aはn−型ドレイン領域、9bはn°型トドレ
イン領域lOはCVD酸化膜、lla、llbはコンタ
クトホール(シェアドコンタクト)12はアルミ配線、
13はフォトレジストである。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1導電型半導体基板上に、第1の絶縁膜及び第
    1の導電層からなるゲート電極を形成する第1の工程と
    、 該ゲート電極をマスクとして、上記半導体基板内に第2
    導電型の低濃度不純物ドープ領域を形成する第2の工程
    と、 上記ゲート電極及び上記不純物ドープ領域上に第2の絶
    縁膜を形成する第3の工程と、 全面に第2の導電層を形成し、異方性エッチングにより
    、該第2の導電層を上記ゲート電極側壁にのみ残して他
    の部分は除去する第4の工程と、上記ゲート電極及び上
    記第2の導電層をマスクとして、上記半導体基板内に第
    2導電型の高濃度不純物ドープ領域を形成する第5の工
    程と、上記第2の導電層の一部を選択的に除去する第6
    の工程と、 全面に第3の絶縁膜を形成し、該絶縁膜を貫通し上記不
    純物ドープ領域と上記第2の導電層を共通とするコンタ
    クトホールを開孔する第7の工程と、 全面に金属膜を形成し、パターンニングによってソース
    ・ドレイン配線を形成する第8の工程からなることを特
    徴とする半導体装置の製造方法。
JP23321888A 1988-08-31 1988-09-16 半導体装置の製造方法 Pending JPH0281439A (ja)

Priority Applications (3)

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JP23321888A JPH0281439A (ja) 1988-09-16 1988-09-16 半導体装置の製造方法
US07/399,947 US5146291A (en) 1988-08-31 1989-08-31 MIS device having lightly doped drain structure
US07/896,535 US5217913A (en) 1988-08-31 1992-06-09 Method of manufacturing an MIS device having lightly doped drain structure and conductive sidewall spacers

Applications Claiming Priority (1)

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JP23321888A JPH0281439A (ja) 1988-09-16 1988-09-16 半導体装置の製造方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04177828A (ja) * 1990-11-13 1992-06-25 Nec Yamaguchi Ltd 半導体装置の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04177828A (ja) * 1990-11-13 1992-06-25 Nec Yamaguchi Ltd 半導体装置の製造方法

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