JPH0287631A - Manufacture of mis field-effect transistor - Google Patents

Manufacture of mis field-effect transistor

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JPH0287631A
JPH0287631A JP24030088A JP24030088A JPH0287631A JP H0287631 A JPH0287631 A JP H0287631A JP 24030088 A JP24030088 A JP 24030088A JP 24030088 A JP24030088 A JP 24030088A JP H0287631 A JPH0287631 A JP H0287631A
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
electrode layer
gate electrode
mask
forming
Prior art date
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Pending
Application number
JP24030088A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukio Okazaki
幸夫 岡崎
Toshio Kobayashi
敏夫 小林
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NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP24030088A priority Critical patent/JPH0287631A/en
Publication of JPH0287631A publication Critical patent/JPH0287631A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To manufacture this transistor whose gate breakdown strength is high, with a good yield and easily by a method wherein a second gate electrode layer, a source electrode layer and a drain electrode layer are formed on a first gate electrode layer, an ion-implanted region for source use and an ion- implanted region for drain use. CONSTITUTION:By an ion implantation treatment of an n-type impurity into a semiconductor substrate 1 by making use of a mask layer 22 and insulating layers 23, 24, a source region 10 and a drain region 11, both of an n-type, are formed, inside the semiconductor substrate 1 from its surface side, in both positions sandwiching a gate electrode layer 5. Then, the mask layer 22 is removed from the upper part of the gate electrode layer 5; after that, a agate electrode layer 12, a source electrode layer 13 and a drain electrode layer 14 are formed on the gate electrode layer 5, the source region 10 and the drain region 11, respectively.

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法に関す
る。 【従来の技術] 従来、第2図を伴って次に述べるMIS型電界効果トラ
ンジスタの製法が提案されている。 1なわち、例えば単結晶3iでなり且つ例えばn型を有
する半導体基板1を予め用意する(第2図A)。 そして、その半導体基板1上に、例えばSO2でなる比
較的薄い絶縁層2と、例えば多結晶Siまたはアモルフ
ァスSiでなる導電性層3とをそれらの順に順次形成す
る(第2図B)。 次に、導電性層3上に、例えばフォトレジストでなるマ
スク層4を、上方からみて、導電性層3を2分するよう
に、形成する(第2図C)。 次に、導電性層3に対するマスク層4をマスクとするエ
ツチング処理によって、IJ導電性層から1、マスク層
4下におけるゲート電極層5を形成する(第2図D)。 次に、ゲート電極層5上からマスク層4を除去する(第
2図E)。 次に、絶縁層2上に、例えばSiO2でなる比較的厚い
絶縁層6を、ゲート電極層5を覆って堆積法によって、
形成する(第2図F)。 次に、絶縁層6及び2に対する反応性イオンエツチング
処理によって、絶縁層6から、ゲート電極層5の相対向
する側面上に、それぞれ延長している絶縁層7及び8を
形成するとともに、絶縁F12から、ゲート電極層5及
び絶縁層6及び7下におけるゲート絶縁層9を形成ザる
(第2図G)。 次に、半導体基板1に対し、ゲート電極層5及び絶縁層
7及び8をマスクとするn型不純物のイオン打込処理時 その上面側から、ゲート電極層5を挟んだ両位置におい
て、ともにn型を有するソース領域10及びドレイン領
域11を形成する(第2図H)この場合、ソース領域1
0及びドレイン領域11を、イオン打込処理時またはそ
の後の半導体基板1に対する加熱処理を施すことによっ
て、活性化されているものとして得るか、またはそのよ
うな加熱処理を施さずに、実質的に活性化されていなも
のとして得る。 次に、グー1〜電極層5、ソース領域10及びドレイン
領域11上に、ゲート電極層12、ソース電極層13及
びドレイン電極層14をそれぞれ形成する(第2図■)
。 この場合、ゲート電極層12、ソース電極層13及びド
レイン電極層14を、ゲート電極層5、ソース領域10
及びドレイン領域11上に、それぞれ例えばタングステ
ン、モリブデンなどの金属を選択的に堆積させることに
よって、ともに上述した金属でなる金属層として得るか
、または、ゲート電極FJ5、ソース領域10及びドレ
イン領域11上に連続して、上述した金属を堆積させ、
次で熱処理を施すことによって、金属堆積層のゲート電
極層5、ソース領域10及びドレイン領域11上の領域
をシリ丈イド化させ、次に、金属堆積層の絶縁層7及び
8上の領域をエツチング処理によって除去することによ
って、上述した金属のシリサイド化された金属シリサイ
ド層として1qる。 また、ゲート電極層12、ソース電極層13及びドレイ
ン電極層14を、ソース領域10及びドレイン領域11
が活性化されている状態から、上述した金WrS層とし
て形成する場合は、金属層の形成時及び形成後のいずれ
においても、半導体V板1に対する熱処理を特段にmず
必要がなく、また、ゲート電極層12、ソース電極層1
3及びドレイン電極層14を、ソース領域10及びドレ
イン領域11が活性化されている状態から、上述した金
属シリサイド層として形成ηる場合は、その金属シリサ
イド層の形成時、半導体基板1に対する熱処理を施して
いるので、金属シリサイド層の形成時及び形成後のいず
れにおいても、半導体基板1に対する熱処理を特段に施
す必要がないが、ゲート電極層12、ソース電極層13
及びドレイン電極層14を、ソ−ス領域10及びドレイ
ン領域11が活性化されていない状態から、上述した金
属層として形成する場合、その金flliflの形成時
に、半導体基板1に対する熱処理を施してa3 <こと
によって、または、金rA層を形成して後、半導体基板
1に対づ−る熱処理を施すことによって、ソース領域1
0及びドレイン領域11を活性化されているものとして
得る。 以上が、従来提案されているMIS型電界効果トランジ
スタの製法である。 第2図に示す従来のMIS型電界効果トランジスタの製
法記よって製造されるMIS型電界効果トランジスタ(
第2図1)は、MIS型電界効果トランジスタとしての
機能を呈することは明らかであるが、ソース領域10及
びドレイン領域11が、半導体基板1に対するゲート電
極層5だけをマスクとするのではなく、ゲート電極層5
の相対向する側面に形成された絶縁層7及び8を含めた
ゲート電極層5及び絶縁層7及び8をマスクとするn型
不純物のイオン打込処理によって形成されているので、
ソース領域10及びドレイン領域11が、それらの相対
向1′る側端をグー1〜電極層5の相対向する側面下よ
りも内側に不必要に延長させることなしに形成されてい
る。 このため、MISIJ電界効果トランジスタとしての機
能を良好な特性で呈する。 また、第2図で上述したMIS型電界効果トランジスタ
の製法によれば、ソース領域10及びドレイン領域11
を、上述したように、それらの相対向する側端がゲート
電極層5の相対向する側面下J:りも内側に不必要に延
長することなしに形成Jることができるので、MIS型
電界効果トランジスタを、良好な特性を有するものとし
て製造することができる。 【発明が解決しようとする課題1 しかしながら、第2図に示す従来のMIS型電界効果ト
ランジスタの製法の場合、ゲート電極層5にピンホール
を有している場合、イオン打込によって処理に用いてい
るイオンまたはそのラジカルが、グー1へ電極層5のピ
ンホールを通って、絶縁層2のゲート電極層5下の領域
を照射し、このため、ゲート絶縁層9が、ピンホールや
、脆弱点を右するしのとして形成され、よって、ゲート
絶縁層9が低い耐圧しか有しないものとして形成される
、というおそれを有していIC0 従って、MIS型電界効果1〜ランジスタが、グー1〜
耐圧の低いものとして製造されるおイれを有していた。 また、半導体す板1に対するゲート電極層5及び絶縁層
7及び8をマスクとするn型不純物のイオン打込処理に
よって、半導体基板1内に、その上面側から、ソース領
域10及びドレイン領域11をを形成する工程(第2図
H)の後、ゲート電極層5、ソース領域10及びドレイ
ン領域11上に、ゲート電極層12、ソース電極層13
及びドレイン電極層14をそれぞれ形成する工程(第2
図■)にJ3いて、絶縁層7上に、ゲート電極層12及
びソース電極層13の材料でなる層が、ゲート電極層1
2及びソース電極vU13間にそれらを短絡するように
延長して形成されるとともに、絶縁層8上にも、ゲート
電極層12及びドレイン電極層14の材料でなる層が、
ゲート電極層12及びドレイン電極層14間にそれらを
短絡するように延長して形成される、というおそれを有
していた。 従って、MIS型電界効果トランジスタが、M[S型電
界効果トランジスタとしての機能を有しないものとして
製造される、というおそれを右していた。 よって、本発明は上述した欠点のない、新規なMIS型
電界効果トランジスタを提案せんとするものである。 (課題を解決覆るだめの手段] 本発明によるMIS型電界効果トランジスタの製法は、
次に述べる工程を有する。 すなわち、■第1の導電型を有する半導体基板上に、比
較的薄い第1の絶縁層と、導電性病と、窒化物層とをそ
れらの順に順次形成する工程と、■上記窒化物層上に、
第1のマスク層を形成する工程と、■上記窒化物層に対
する上記第1のマスク層をマスクとした第1のエツチン
グ処理によって、上記窒化物から、上記第1のマスク層
下における第2のマスク層を形成する工程と、■上記導
電性層に対する上記第1及び第2のマスク層をマスクと
する第2のエツチング処理によって、上記導電性層から
、上記第2のマスク層下における第1のゲート電極層を
形成する工程と、■上記第2のマスク層上から、上記第
7のマスク層を除去して後、上記第7のゲート電極層に
対する上記第2のマスク層をマスクとする熱処理によっ
て、上記第1のゲート電極層の相対向する側面上に、第
2及び第3の絶縁層を形成する工程と、■上記半導体基
板に対する上記第2のマスク層、上記第2、第3、第5
及び第6の絶縁層をマスクとする第1の導電型とは逆の
第2の導電型を与える不純物のイオン打込処理によって
、上記半導体基板内に、その上面側から、上記第1のゲ
ート電極層を挟んだ両位置において、第1の導電型を有
するソース領域及びドレイン領域を形成する工程と、■
上記第1のゲート電極層上から、上記第2のマスク層を
除去して後、上記M1のゲート電極層、上記ソース用イ
オン打込領域及びドレイン用イオン打込領域上に、第2
のゲート電極層、ソース電極層及びドレイン電極層をそ
れぞれ形成する工程とを有する。 【作用・効果J 本発明によるMIS型電界効果トランジスタの製法によ
って製造されるMIS’!電界効果トランジスタは、第
2図で上述した従来のMIS型電界効果トランジスタの
製法によって製造されるMIS型電界効果トランジスタ
の場合と同様に、MrS型電界効果トランジスタとして
の機能を呈することは明らかであり、また、ソース領域
及びドレイン領域が第2図で上述した従来のMIS型電
界効果1〜ランジスタの製法の場合に準じて形成される
ので、ソース領域及びドレイン領域が、それらの相対向
する側端をゲート電極層の相対向する側面下よりも内側
に不必要に延長させることなしに形成されているので、
MIS型電界効果トランジスタとしての機能を良好な特
性で呈する。 また、本発明によるMIS型電界効果トランジスタの製
法によれば、第2図で上述した従来のMIS型電界効果
トランジスタの製法の場合と同様に、ソース領域及びド
レイン領域を、上述したように、それらの相対向する側
端がゲート電極層の相対向する側面下よりも内側に不必
要に延長することなしに、形成することができるので、
MIS型電界効果トランジスタを、良好な特性を有する
ものとして製造することができる。 しかしながら、本発明によるMIS型電界効果トランジ
スタの製法の場合、ゲルト電極層にピンホールを有する
場合でも、打込処理に用いているイオンまたはそのラジ
カルによって、第1の絶縁層が照射されないので、ゲー
ト絶縁層が、第2図で上述した従来のMrS型電界効果
トランジスタの場合に比し、高い耐圧を有するものとし
て形成される。 従って、1Vlrs型電界効果トランジスタを、ゲート
耐圧の高いものとして製造することができる。 また、本発明によるMIS型電界効果トランジスタの製
法によれば、半導体基板内に、ソース領域及びドレイン
領域を形成して後、ゲート電極、ソース領域及びドレイ
ン領域上に1、ゲート電極層、ソース電極層及びドレイ
ン電極層をそれぞれ形成する工程において、それらゲー
ト電極層、ソース電極層及びドレイン電極層が、ゲート
電極層及びソース電極層間、及びゲート電極層及びドレ
イン?12i層間を短絡して形成されるおそれが、第2
図で上述した従来のMIS型電界効果トランジスタの製
法の場合に比し格段的に少なく、よって、MIS型電界
効果トランジスタを歩留り良く、容易に製j’li V
ることかできる。〔実施例1] 次に、第1図を伴って本願第1番目の発明によるMI’
S型電界効果1〜ランジスタの製法の実施例を述べよう
。 第1図において、第2図との対応部分には同一符号を付
して詳細説明を省略する。 第1図に示す本願第1番目の発明によるMIS型電界効
果トランジスタの製法は、次に述べる順次の工程を有す
る。 すなわち、第2図で上述した従来のMfS型電界効果1
〜ランジスタの製法の場合と同様に、例えば単結晶Si
でなり且つ例えばn型を有する半導体基板1を予め用意
する(第1図A)。 そして、その半導体基板1上に、例えばSO2でなる比
較的薄い絶縁層2と、例えば多結品Siまたはアモルフ
ァス3iでなる導電性層3と、例えば窒化シリコンでな
る窒化物層21どをそれらの順に順次形成する(第1図
B)。 次に、窒化物層21上に、例えばフォトレジストでなる
マスク層4を、上方からみて、導電性層3を2分するよ
うに、形成する(第1図C)次に、窒化物層21に対す
るマスク層4をマスクとするエツチング処理によって、
窒化物層21から、マスク層4下における他のマスク層
22を形成する(第1図D)。 次に、導電性層3に対するマスク層4及び22をマスク
とするエツチング処理によって、導電性層3から1、マ
スク層22下におけるゲート電極層5を形成する(第1
図E)。 次に、ゲート電極層5上からマスク層4を除去する(第
1図F)。 次に、ゲート電極層5に対するマスク層22をマスクと
する熱処理によって、ゲート電極層5の相対向する側面
上に、絶縁層23及び24を形成する。(第1図G) 次に、半導体基板1に対する、マスク層22及び絶縁層
23及び24をマスクとするn型不純物のイオン打込処
理によって、半導体基板1内に、その上面側から、ゲー
ト電極層5を挟んだ両位置において、ともにn型を有す
るソース領域10及びドレイン領域11を形成するく第
1図1−1 >。 この場合、ソース領域10及びドレイン領域11を、イ
オン打込処理時またはその後の半導体基板1に対ザる加
熱処理を施すことによって、活性化されているものとし
て得るか、またはそのような加熱処理を施さずに、実質
的に活性化されていないものとして得る。 次に、グーl−電極層5上からマスク層22を除去して
後、ゲート電極層5、ソース領域10及びドレイン領域
11上に、ゲート電極層12、ソース電極層13及びド
レイン電極層14をそれぞれ形成する(第1図J)。 この場合、ゲート電極層12、ソース電極層13及びド
レイン電極層14を、ゲート電極層5、ソース領域10
及びドレイン領域11上に、それぞれ例えばタングステ
ン、モリブデンなどの金属を選択的に堆積させることに
よって、ともに上述した金属てなる金属層として得るか
、または、ゲート電極層5、ソース領域10及びドレイ
ン領I411上に連続して、上述した金属を堆積させ、
次で熱処理を施すことによって、金属堆積層のグー1へ
電極層5、ソースダiiI!10及びドレイン領域11
上の領域をシリサイド化さぼ、次に、金属1「積層の絶
縁層7及び8上の領域をエツチング処理によって除去す
ることによって、上述した金属のシリサイド化された金
属シリサイド層として得る。 また、ゲート電極層12、ソース電極層13及びドレイ
ン電極層14を、ソース領域10及びドレイン領域11
が活性化されている状態から、上述した金属層として形
成する場合は、金属層の形成時及び形成後のいずれにお
いても、半導体IS板1に対する熱処理を特段に施す必
要がなく、また、ゲート電i層12、ソース電極層13
及びドレイン電極層14を、ソース領域10及びドレイ
ン領域11が活性化されている状態から、上述した金属
シリサイド層として形成する場合は、その金属シリサイ
ド層の形成時、半導体基板1に対する熱処理を施してい
るので、金属シリサイド層の形成時及び形成後のいずれ
においても、半導体基板1に対する熱処理を特段に施す
必要がないが、ゲート電極層12、ソース電極層13及
びドレイン電極層14を、ソース領域10及びドレイン
領域11が活性化されていない状態から、上述した金属
層として形成する場合、その金属層の形成時に、半導体
基板1に対する熱処理を施しておくことによって、また
は、金属層を形成して後、半導体基板1に対する熱処理
を施すことによって、ソース領域10及びドレイン領域
11を活性化されているしのとして17る。 以上が、本発明によるMIS型電界効果トランジスタの
製法の実施例である。 このような本発明によるMIS型電界効果1−ランジス
タの製法の実施例によれば、【作用・効果)の項で述べ
たところから明らかであるので、詳細説明を省略するが
、(作用・効果1の項で述べた優れた作用効果が1qら
れる。 なお、本発明によるMIS型電界効果1〜ランジスタの
製法の場合、絶縁層23及び24の形成時、その厚さを
所望に応じて厚く形成することができるので、ゲート電
極層12、ソース電極層13及びドレイン電極層14を
、短絡するおそれイヱく、より容易に形成することがで
きる。 なお、上述においては、本発明によるMIS型電界効果
トランジスタの1つの実施例を示したに過ぎず、本発明
精神を脱することなしに、種々の変型、変更をなし得る
であろう。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for manufacturing an MIS field effect transistor. [Prior Art] Conventionally, a method for manufacturing an MIS field effect transistor has been proposed as described below with reference to FIG. 1. That is, a semiconductor substrate 1 made of, for example, a single crystal 3i and having, for example, n-type is prepared in advance (FIG. 2A). Then, a relatively thin insulating layer 2 made of, for example, SO2 and a conductive layer 3 made of, for example, polycrystalline Si or amorphous Si are sequentially formed on the semiconductor substrate 1 (FIG. 2B). Next, a mask layer 4 made of, for example, photoresist is formed on the conductive layer 3 so as to divide the conductive layer 3 into two when viewed from above (FIG. 2C). Next, by etching the conductive layer 3 using the mask layer 4 as a mask, a gate electrode layer 5 is formed from the IJ conductive layer 1 and below the mask layer 4 (FIG. 2D). Next, mask layer 4 is removed from above gate electrode layer 5 (FIG. 2E). Next, a relatively thick insulating layer 6 made of, for example, SiO2 is deposited on the insulating layer 2, covering the gate electrode layer 5.
form (Fig. 2F). Next, by performing a reactive ion etching process on the insulating layers 6 and 2, insulating layers 7 and 8 are formed extending from the insulating layer 6 onto opposing side surfaces of the gate electrode layer 5, respectively, and the insulating layers 7 and 8 are Then, a gate insulating layer 9 under the gate electrode layer 5 and insulating layers 6 and 7 is formed (FIG. 2G). Next, during ion implantation of n-type impurities into the semiconductor substrate 1 using the gate electrode layer 5 and the insulating layers 7 and 8 as masks, both n-type Forming a source region 10 and a drain region 11 having a mold (FIG. 2H) In this case, the source region 1
0 and the drain region 11 can be obtained as activated ones by performing a heat treatment on the semiconductor substrate 1 during or after the ion implantation process, or can be obtained as activated ones without performing such a heat treatment. Obtained as unactivated. Next, a gate electrode layer 12, a source electrode layer 13, and a drain electrode layer 14 are formed on the electrode layers 1 to 5, the source region 10, and the drain region 11, respectively (Fig. 2).
. In this case, the gate electrode layer 12, the source electrode layer 13, and the drain electrode layer 14 are replaced by the gate electrode layer 5, the source region 10,
By selectively depositing a metal such as tungsten or molybdenum on the gate electrode FJ5, the source region 10, and the drain region 11, a metal layer made of the above-mentioned metals can be obtained. successively depositing the above-mentioned metal,
Next, by performing heat treatment, the regions of the metal deposited layer on the gate electrode layer 5, the source region 10, and the drain region 11 are made into silicides, and then the regions of the metal deposited layer on the insulating layers 7 and 8 are made into silicides. By removing it by an etching process, a metal silicide layer 1q is formed by siliciding the above-mentioned metal. Further, the gate electrode layer 12, the source electrode layer 13, and the drain electrode layer 14 are connected to the source region 10 and the drain region 11.
When forming the above-mentioned gold WrS layer from an activated state, there is no particular need for heat treatment of the semiconductor V-plate 1 both during and after the formation of the metal layer, and Gate electrode layer 12, source electrode layer 1
3 and the drain electrode layer 14 are formed as the metal silicide layer described above in a state where the source region 10 and the drain region 11 are activated, heat treatment of the semiconductor substrate 1 is performed when forming the metal silicide layer. Since the metal silicide layer is formed, there is no need to perform any special heat treatment on the semiconductor substrate 1 either during or after the formation of the metal silicide layer.
When the drain electrode layer 14 is formed as the above-mentioned metal layer from a state where the source region 10 and the drain region 11 are not activated, heat treatment is performed on the semiconductor substrate 1 at the time of forming the gold flifl. The source region 1
0 and the drain region 11 are obtained as activated. The above is the conventionally proposed method for manufacturing MIS field effect transistors. MIS type field effect transistor manufactured by the conventional MIS type field effect transistor manufacturing method shown in FIG.
It is clear that the device shown in FIG. 2 (1) functions as a MIS field effect transistor, but the source region 10 and drain region 11 do not use only the gate electrode layer 5 as a mask for the semiconductor substrate 1; Gate electrode layer 5
It is formed by ion implantation of n-type impurities using the gate electrode layer 5 and the insulating layers 7 and 8 as masks, including the insulating layers 7 and 8 formed on opposite sides of the
The source region 10 and the drain region 11 are formed without unnecessarily extending their opposing side ends 1' further inward than below the opposing sides of the electrode layers 1 to 5. Therefore, it functions as a MISIJ field effect transistor with good characteristics. Further, according to the manufacturing method of the MIS type field effect transistor described above in FIG. 2, the source region 10 and the drain region 11
As described above, the opposing side edges of the gate electrode layer 5 can be formed under the opposing sides of the gate electrode layer 5 without unnecessarily extending inward. Effect transistors can be manufactured with good properties. Problem to be Solved by the Invention 1 However, in the case of the conventional manufacturing method of the MIS type field effect transistor shown in FIG. The ions or their radicals pass through the pinholes in the electrode layer 5 to the goo 1 and irradiate the area under the gate electrode layer 5 of the insulating layer 2, so that the gate insulating layer 9 is exposed to pinholes and weak points. Therefore, there is a risk that the gate insulating layer 9 will be formed as having only a low breakdown voltage.
It had a hole that was manufactured with low pressure resistance. Further, by ion implanting n-type impurities into the semiconductor substrate 1 using the gate electrode layer 5 and the insulating layers 7 and 8 as masks, a source region 10 and a drain region 11 are formed into the semiconductor substrate 1 from the upper surface side. After the step of forming (FIG. 2H), a gate electrode layer 12, a source electrode layer 13 are formed on the gate electrode layer 5, the source region 10, and the drain region 11.
and the step of forming the drain electrode layer 14 (second
In Figure ■), a layer made of the material of the gate electrode layer 12 and the source electrode layer 13 is formed on the insulating layer 7.
2 and the source electrode vU13 to short-circuit them, and also on the insulating layer 8, a layer made of the material of the gate electrode layer 12 and the drain electrode layer 14,
There was a fear that the gate electrode layer 12 and the drain electrode layer 14 would be formed in an extended manner so as to short-circuit them. Therefore, there is a fear that MIS type field effect transistors will be manufactured without the function of M[S type field effect transistors. Therefore, the present invention aims to propose a novel MIS type field effect transistor that does not have the above-mentioned drawbacks. (Means for solving the problem) The method for manufacturing the MIS field effect transistor according to the present invention is as follows:
It has the steps described below. That is, (1) forming a relatively thin first insulating layer, a conductive layer, and a nitride layer in that order on a semiconductor substrate having a first conductivity type; ,
A step of forming a first mask layer; and (2) a first etching process for the nitride layer using the first mask layer as a mask, from the nitride to a second etching layer under the first mask layer. A step of forming a mask layer; and (2) a second etching process for the conductive layer using the first and second mask layers as masks, from the conductive layer to the first layer under the second mask layer. (1) removing the seventh mask layer from above the second mask layer, and then using the second mask layer as a mask for the seventh gate electrode layer; forming second and third insulating layers on opposing side surfaces of the first gate electrode layer by heat treatment; (i) forming the second mask layer on the semiconductor substrate; , 5th
and an impurity ion implantation process that gives a second conductivity type opposite to the first conductivity type, using the sixth insulating layer as a mask, into the semiconductor substrate from the upper surface side of the first gate. forming a source region and a drain region having a first conductivity type at both positions sandwiching the electrode layer;
After removing the second mask layer from above the first gate electrode layer, a second mask layer is formed on the M1 gate electrode layer, the source ion implantation region, and the drain ion implantation region.
forming a gate electrode layer, a source electrode layer, and a drain electrode layer, respectively. [Operation/Effect J] MIS' manufactured by the method for manufacturing an MIS type field effect transistor according to the present invention! It is clear that the field effect transistor functions as a MrS type field effect transistor, as in the case of the MIS type field effect transistor manufactured by the conventional MIS type field effect transistor manufacturing method described above in FIG. In addition, since the source region and the drain region are formed according to the conventional MIS type field effect 1 to transistor manufacturing method described above in FIG. The gate electrode layer is formed without unnecessarily extending further inward than below the opposing sides of the gate electrode layer.
It functions as a MIS field effect transistor with good characteristics. Further, according to the method for manufacturing an MIS type field effect transistor according to the present invention, as in the case of the method for manufacturing the conventional MIS type field effect transistor described above in FIG. The opposing side edges of the gate electrode layer can be formed without unnecessarily extending further inward than below the opposing sides of the gate electrode layer.
MIS type field effect transistors can be manufactured with good characteristics. However, in the method for manufacturing an MIS field effect transistor according to the present invention, even if the gel electrode layer has a pinhole, the first insulating layer is not irradiated with the ions or their radicals used in the implantation process, so the gate The insulating layer is formed to have a higher breakdown voltage than that of the conventional MrS field effect transistor described above in FIG. Therefore, a 1Vlrs type field effect transistor can be manufactured with a high gate breakdown voltage. Further, according to the method for manufacturing an MIS field effect transistor according to the present invention, after forming a source region and a drain region in a semiconductor substrate, a layer 1 is formed on the gate electrode, the source region, and the drain region. In the step of forming the gate electrode layer and the drain electrode layer, the gate electrode layer, the source electrode layer, and the drain electrode layer are formed between the gate electrode layer and the source electrode layer, and between the gate electrode layer and the drain electrode layer. There is a risk of short-circuiting between the 12i layers.
This is much less than the conventional manufacturing method of MIS type field effect transistors described above in the figure, and therefore MIS type field effect transistors can be easily manufactured with high yield.
I can do that. [Example 1] Next, MI' according to the first invention of the present application with reference to FIG.
An example of the manufacturing method of S-type field effect 1 - transistor will be described. In FIG. 1, parts corresponding to those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The method for manufacturing the MIS field effect transistor according to the first invention of the present application shown in FIG. 1 includes the following sequential steps. That is, the conventional MfS type field effect 1 described above in FIG.
~Similar to the manufacturing method of transistors, for example, single crystal Si
A semiconductor substrate 1 having, for example, n-type is prepared in advance (FIG. 1A). Then, on the semiconductor substrate 1, a relatively thin insulating layer 2 made of, for example, SO2, a conductive layer 3 made of, for example, polycrystalline Si or amorphous 3i, and a nitride layer 21 made of, for example, silicon nitride, are formed. They are formed one after another (FIG. 1B). Next, a mask layer 4 made of, for example, photoresist is formed on the nitride layer 21 so as to divide the conductive layer 3 into two when viewed from above (FIG. 1C). By etching using the mask layer 4 as a mask,
From the nitride layer 21 a further mask layer 22 under the mask layer 4 is formed (FIG. 1D). Next, by etching the conductive layer 3 using the mask layers 4 and 22 as masks, the conductive layer 3 to 1 and the gate electrode layer 5 under the mask layer 22 are formed (first
Figure E). Next, mask layer 4 is removed from above gate electrode layer 5 (FIG. 1F). Next, insulating layers 23 and 24 are formed on opposing side surfaces of the gate electrode layer 5 by heat treatment using the mask layer 22 as a mask. (FIG. 1G) Next, by ion-implanting n-type impurities into the semiconductor substrate 1 using the mask layer 22 and the insulating layers 23 and 24 as masks, a gate electrode is implanted into the semiconductor substrate 1 from the upper surface side. A source region 10 and a drain region 11, both of n-type, are formed at both positions with the layer 5 in between. In this case, the source region 10 and the drain region 11 are obtained as activated ones by subjecting the semiconductor substrate 1 to heat treatment during or after the ion implantation process, or by such heat treatment. It is obtained as a substantially unactivated product without any treatment. Next, after removing the mask layer 22 from above the glue electrode layer 5, the gate electrode layer 12, the source electrode layer 13, and the drain electrode layer 14 are formed on the gate electrode layer 5, the source region 10, and the drain region 11. (Fig. 1J). In this case, the gate electrode layer 12, the source electrode layer 13, and the drain electrode layer 14 are replaced by the gate electrode layer 5, the source region 10,
By selectively depositing a metal such as tungsten or molybdenum on the gate electrode layer 5, the source region 10, and the drain region 11, the gate electrode layer 5, the source region 10, and the drain region I411 can be obtained by selectively depositing a metal such as tungsten or molybdenum on the gate electrode layer 5, the source region 10, and the drain region I411. successively depositing the metal described above,
Next, heat treatment is applied to the metal deposited layer 1, electrode layer 5, source die iii! 10 and drain region 11
The upper region is silicided, and then the region on the insulating layers 7 and 8 of the metal 1 stack is removed by etching to obtain a metal silicide layer in which the above-mentioned metal is silicided. The electrode layer 12, the source electrode layer 13, and the drain electrode layer 14 are connected to the source region 10 and the drain region 11.
When forming the above-mentioned metal layer from an activated state, there is no need to perform special heat treatment on the semiconductor IS board 1 both during and after the formation of the metal layer, and the gate voltage i layer 12, source electrode layer 13
When the drain electrode layer 14 is formed as the metal silicide layer described above in a state where the source region 10 and drain region 11 are activated, heat treatment is performed on the semiconductor substrate 1 when forming the metal silicide layer. Therefore, there is no need to perform special heat treatment on the semiconductor substrate 1 both during and after the formation of the metal silicide layer. When the drain region 11 is formed as the above-mentioned metal layer from an unactivated state, the semiconductor substrate 1 may be subjected to heat treatment at the time of forming the metal layer, or after the metal layer is formed. By performing heat treatment on the semiconductor substrate 1, the source region 10 and the drain region 11 are activated. The above is an embodiment of the method for manufacturing an MIS field effect transistor according to the present invention. According to the embodiment of the method for manufacturing the MIS type field effect 1-transistor according to the present invention, it is clear from what has been described in the [Operations and Effects] section, so detailed explanation will be omitted, but (Operations and Effects) The excellent effects described in section 1 are obtained by 1q.In the case of the manufacturing method of MIS type field effect 1 to transistor according to the present invention, when forming the insulating layers 23 and 24, the thickness can be increased as desired. Therefore, the gate electrode layer 12, the source electrode layer 13, and the drain electrode layer 14 can be formed more easily without the risk of short-circuiting. This is merely one embodiment of an effect transistor, and various modifications and changes may be made without departing from the spirit of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本願第1番目の発明によるMIS型電界効果
トランジスタの製法の実施例を示す順次の工程における
路線的断面図である。 第3図は、従来のMIS型電界効果トランジスタの製法
を示す順次の工程における路線的断面図である。 1・・・・・・・・・半導体基板 2・・・・・・・・・絶縁層 3・・・・・・・・・導電性層 4・・・・・・・・・マスク層 5・・・・・・・・・ゲート電極層 6・・・・・・・・・絶縁層 7・・・・・・・・・絶縁層 8・・・・・・・・・絶縁層 9・・・・・・・・・ゲート絶縁層 10・・・・・・・・・ソース電極層 11・・・・・・・・・ドレイン領域 12・・・・・・・・・ゲート電極層 13・・・・・・・・・ソース電極層 14・・・・・・・・・ドレイン電Fi層21・・・・
・・・・・窒化物層 22・・・・・・・・・マスク層 23、24 ・・・・・・・・・絶縁層 第1図
FIG. 1 is a line cross-sectional view of sequential steps showing an embodiment of a method for manufacturing a MIS type field effect transistor according to the first invention of the present application. FIG. 3 is a cross-sectional view showing sequential steps in a conventional MIS field effect transistor manufacturing method. 1... Semiconductor substrate 2... Insulating layer 3... Conductive layer 4... Mask layer 5 ......Gate electrode layer 6...Insulating layer 7...Insulating layer 8...Insulating layer 9 ......Gate insulating layer 10...Source electrode layer 11...Drain region 12...Gate electrode layer 13 ......Source electrode layer 14...Drain electrode Fi layer 21...
...Nitride layer 22 ...Mask layers 23, 24 ...Insulating layer Fig. 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、第1の導電型を有する半導体基板上に、比較的薄い
第1の絶縁層と、導電性層と、窒化物層とをそれらの順
に順次形成する工程と、上記窒化物層上に、第1のマス
ク層を形成 する工程と、 上記窒化物層に対する上記第1のマスク層 をマスクとした第1のエッチング処理によつて、上記窒
化物から、上記第1のマスク層下における第2のマスク
層を形成する工程と、上記導電性層に対する上記第1及
び第2の マスク層をマスクとする第2のエッチング処理によって
、上記導電性層から、上記第2のマスク層下における第
1のゲート電極層を形成する工程と、 上記第2のマスク層上から、上記第1のマ スク層を除去して後、上記第1のゲート電極層に対する
上記第2のマスク層をマスクとする熱処理によって、上
記第1のゲート電極層の相対向する側面上に、第2及び
第3の絶縁層を形成する工程と、 上記半導体基板に対する上記第2のマスク 層、上記第2及び第3の絶縁層をマスクとする第1の導
電型とは逆の第2の導電型を与える不純物のイオン打込
処理によって、上記半導体基板内に、その上面側から、
上記第1のゲート電極層を挟んだ両位置において、第1
の導電型を有するソース領域及びドレイン領域を形成す
る工程と、 上記第1のゲート電極胴上から、上記第2 のマスク層を除去して後、上記第1のゲート電極層、上
記ソース用イオン打込領域及びドレイン用イオン打込領
域上に、第2のゲート電極層、ソース電極層及びドレイ
ン電極層をそれぞれ形成する工程とを有することを特徴
とするMIS型電界効果トランジスタの製法。
[Claims] 1. A step of sequentially forming a relatively thin first insulating layer, a conductive layer, and a nitride layer in that order on a semiconductor substrate having a first conductivity type; A step of forming a first mask layer on the nitride layer, and a first etching treatment of the nitride layer using the first mask layer as a mask, from the nitride to the first mask layer. The second mask layer is removed from the conductive layer by a step of forming a second mask layer under the mask layer, and a second etching treatment for the conductive layer using the first and second mask layers as masks. forming a first gate electrode layer under the mask layer; and after removing the first mask layer from above the second mask layer, applying the second mask to the first gate electrode layer; forming second and third insulating layers on opposing side surfaces of the first gate electrode layer by heat treatment using the layers as masks; By ion implantation of an impurity that provides a second conductivity type opposite to the first conductivity type using the second and third insulating layers as masks, from the upper surface side of the semiconductor substrate,
At both positions sandwiching the first gate electrode layer, the first
forming a source region and a drain region having a conductivity type of; and after removing the second mask layer from above the first gate electrode body, forming the first gate electrode layer and the source ion. A method for manufacturing an MIS field effect transistor, comprising the steps of forming a second gate electrode layer, a source electrode layer, and a drain electrode layer on the implantation region and the drain ion implantation region, respectively.
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