JPH03160728A - トランジスタの製造方法 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 本発明はトランジスタの製造方法、より詳しくは、低濃
度ドレイン（ＬＤＤ）構造型トランジスタの製造方法に
関する。

（口）従来の技術 ＬＤＤ構造型トランジスタ自体は、例えば、日経ＢＰ社
１９８９午１月１４日発行ｒＶＬｓＩ製造技術」第２２
頁〜第２３頁にも示されている様に既に知られており、
斯るトランジスタの製造方法においては、通常、ゲート
電極をマスクとするイオン注入により少なくとも低濃度
のドレインを形成した後、前記ゲート電極の少なくとも
前記ドレイン側の側部に側壁スペーサを設け、斯る側壁
スペーサ付きゲート電極をマスクとするイオン注入によ
り、前記ドレインを少なくともそのゲート電極側の端部
を除いて高濃度にする工程が含まれる。

そして、前記側壁スペーサ形戊のために従来は、低濃度
ドレイン形成後のゲート電極の周囲を含んで半導体基板
上全面に化学気相蒸着（ＣＶＤ）法によりシリコン酸化
膜を約１０００人厚みで堆積し、次いで反応性イオンエ
ッチング（ＲＩＥ）等の異方性エッチングにより、ゲー
ト電極の少なくともドレイン側の側部に前記シリコン酸
化膜を残し、これを側壁スペーサとするものであった。

（ハ）考案が解決しようとする課趙 しかし、前記側壁スペーサの形或の際のエノチングは高
精度に行われねばならず、たとえばオーバーエソチング
状態になれば、ゲート電極や基板にもエノチングが進ん
でしまう。更に、ゲート電極下のゲート酸化膜をドレイ
ン上にも延在させておき、ドレイン形戊時のイオン注入
が、この延花酸化膜を介して行われる形態の場合、斯る
延在酸化膜上にも堆積される側壁スペーサ用酸化膜を、
前記延在酸化膜のみを残してエンチング除去する作業も
煩雑である。

従って、本発明はこの様な欠点をなくした、新規な製造
方法を提供するものである。

（二）課題を解決するための手段 本発明の方法は，ＬＤＤＨ４造型トランジスタの製造に
おいて、前記側壁スペーサは、前記ゲート電極の少なく
とも前記ドレイン側の側部の表面層に酸素イオンを注入
し、次いで熱処理することにより形成されることを特徴
とする。

（ホ〉作用 本発明によれば、酸素イオン注入と熱処理によりシリコ
ン酸化膜が形戊され、それが側壁スペーサとなる。従っ
て、従来の如き、側壁スペーサ形或のための、不要酸化
膜のエッチング除去工程が必要とされない。

（へ）実施例 第１図乃至第７図は、本発明の実施例方法を工程順に示
している。

第１図に示す工程では，Ｐ型シリコン基板（１）の表面
に、通常の手法により分離用の厚膜シリコン酸化膜（２
）と３００人厚みの薄嘆シリコン酸化膜（３）とが形或
される。後者の酸化膜（３）は、後工程で形成されるゲ
ート電極の下に位置するゲート酸化膜部分（３ａ）と、
延在酸化膜部分（３ｂ）とがらなる。

第２図に示す工程では、各酸化膜（２）（３）上全面に
、減圧ＣＶＤ法により、４０００人厚みの多結晶シリコ
ン膜（４）が堆積され、更に、ゲート電極形凌位置に、
バターニングされたレジスト（５）が形戊される。尚多
結晶シリコン膜（４〉には、Ｐ（燐）添加により導電性
が付与される。

第３図に示す工程では、ＲＩＨにより多結晶シリコン膜
（４）の異方性エッチングが行われ、レジスト（５）の
直下に多結晶シリコン膜が残され、それがゲート電極（
４ａ）となる。

第４図に示す工程では、前工程のレジスト（５）が除去
され、ついで、燐イオン（６）が基板上から延在酸化膜
（３ｂ）を通して、低濃度に注入される。

このとき、ゲート電極（４ａ）がマスクとなり、基板表
面に低濃度ドレイン（７）と低濃度ソース（８）が形成
される。イオン注入条件は、イオン種１１ｐ、注入エネ
ルギ６０ＫｅＶ、ドーズ量ＩＸＩＯ”／ｃｍ２である。

第５図に示す工程では、酸素イオン（９）が基板上から
注入される。このときの注入は、ゲート電極（４ａ）の
、ドレイン（７）及びソース（８）側の各側部に向うべ
く、ゲート電極（４ａ）を中心にその左右の斜ぬ上方か
ら行われ、この結果、ゲート電極（４ａ）の両側部を含
む全面の表面層に酸素イオンが注入される。イオン注入
条件は、イオン種目０”注入エネルギ３２ＫｅＶ、ドー
ズ量Ｉ　Ｘ　１　０　”／ｃｍ”であり、注入深さは約
５００人である。

第６図に示す工程では、ゲート電極（４ａ）を含む基板
全体に熱処理が施され、これにより前工程の酸素イオン
注入部がシリコン酸化物層（１０）に変わる。このとき
、斯る酸化により、当初のゲート電極（４ａ）の体積が
若干膨張する結果、酸化部分を含むゲート電極（４ａ）
の両側部間距離Ｗは、当初のそれより約１０００人増加
し、特に、ドレイン側のゲート電極側部の酸化物層部分
（１０ａ）が側壁スペーサとして用いられる。

本工程における熱処理は、窒素雰囲気中での、９００℃
、３０分の加熱条件で行われる。このとき、第４図にお
ける注入イオンに対するアニール効果も生じる。

第７図に示す工程では、砒素イオン（１１）が基板上か
ら延在酸化膜（３ｂ）を介して注入され、次いで通常の
熱処理が施される。このとき、酸化物層（Ｈｌ）付のゲ
ート電極（４ａ）がマスクとなり、高濃度のドレイン（
ｌ２）及びソース（１３）が形戊される。

従って、既に形戊されていた低濃度のドレイン（７）と
ソース（８）とは高濃度状態となるが、側壁スペーサの
作用をなす酸化物層部分（１０ａ）の存在により、高濃
度ドレイン（１２）のゲート電極側端部（７ａ）は低濃
度のま・残り、ＬＤＤ構造となる。

尚、本実施例では、ゲー１ｔＭ（４ａ）の両側部に酸化
物層があるので、同様に、高ｌ農度ソース（１３）のゲ
ート電極側端部（８ａ）も低濃度のま・残ることとなる
。イオン注入条件は、イオン種”Ａｓ”、注入エルギ８
０ＫｅＶ、ドーズ１５　Ｘ　１　０　”／ｃｍ’である
。

この後、ソース、ドレインコンタクトや、配線、パッシ
ベーシ３等、周知の工程を経て、トランジスタが完戊さ
れる。

本実施例にあっては、側壁スペーサを溝戊するシリコン
酸化物層（１０）はゲート電極（４ａ）の両側部に設け
られたが、少なくとも、ドレイン側の側部にのみ用けら
れて良い。

又、本実施例にあっては、高濃度のソース、ドレイン作
戒のためのイオン注入は、延在酸化膜（３ｂ）を通して
行われたが、斯る酸化膜は事前に除去されても良い。

（ト）発明の効果 本発明によれば、側壁スペーサを用いたＬＤ１）Ｉｌｌ
造型トランジスタの９１遺方法において、そのｆｆｌｌ
”ｆスペーサの形戊のために、従来の如きエッチング処
理が必要とされず、従って、従来のエンチング処理に伴
う高精度作業から解放される。又本発明は、従来のエッ
チング工程に代えて、イオン注入と熟処理工程を含むも
のであり、斯る工程自体、エッチング工程に比べ、簡眼
なものである。

更に、通常、多結晶シリコンゲート電極の二ノチング形
戊工程において、その高段差部にエッチング残渣が生じ
やすく、配線間のリーク不良の原因となるが、本発明に
よれば、斯る残渣が存在しても、それは、．側壁スペー
サ形戊時の酸素イオン１ｔ人と、熱処理により、同様に
シリコン酸化物となるので問題はない。

４，

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は、 本発明の実施例方法を説 明するための工程別断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ゲート電極をマスクとするイオン注入により少な
   くとも低濃度のドレインを形成した後、前記ゲート電極
   の少なくとも前記ドレイン側の側部に側壁スペーサを設
   け、斯る側壁スペーサ付きゲート電極をマスクとするイ
   オン注入により、前記ドレインを少なくともそのゲート
   電極側の端部を除いて高濃度にする工程を含む低濃度ド
   レイン構造型トランジスタの製造方法において、前記側
   壁スペーサは、前記ゲート電極の少なくとも前記ドレイ
   ン側の側部の表面層に酸素イオンを注入し、次いで熱処
   理することにより形成されることを特徴とするトランジ
   スタの製造方法。