JPH0332030A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0332030A JPH0332030A JP16775489A JP16775489A JPH0332030A JP H0332030 A JPH0332030 A JP H0332030A JP 16775489 A JP16775489 A JP 16775489A JP 16775489 A JP16775489 A JP 16775489A JP H0332030 A JPH0332030 A JP H0332030A
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Landscapes
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (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。
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L D D (Lightly Doped
Drain)構造を持つ絶縁ゲート型主にMOSトラン
ジスタとその集積回路の製造方法に関する。
Drain)構造を持つ絶縁ゲート型主にMOSトラン
ジスタとその集積回路の製造方法に関する。
一導電型半導体領域上にゲート絶縁膜を堆積後、ゲート
電極膜とその上のキャップ絶II!膜を2層堆積し、選
択的にエツチングしてゲート電極を形成する。逆導電型
イオンを前記一導電型領域内に注大して低不純物密度ソ
ース・ドレイン領域を設けて、さらにSi薄膜を全面に
堆積して、異方性エッチでゲート電極の側面に沿ってS
iスペーサを設ける。再び逆導電型イオン注入を行って
高不純物密度ソース・ドレイン領域を設ける工程とから
なるLDD−MOSの製造方法である。Siスペーサを
酸化してスペーサ幅を調整できると共に、ゲート電極膜
としてポリイミドも使用できる。
電極膜とその上のキャップ絶II!膜を2層堆積し、選
択的にエツチングしてゲート電極を形成する。逆導電型
イオンを前記一導電型領域内に注大して低不純物密度ソ
ース・ドレイン領域を設けて、さらにSi薄膜を全面に
堆積して、異方性エッチでゲート電極の側面に沿ってS
iスペーサを設ける。再び逆導電型イオン注入を行って
高不純物密度ソース・ドレイン領域を設ける工程とから
なるLDD−MOSの製造方法である。Siスペーサを
酸化してスペーサ幅を調整できると共に、ゲート電極膜
としてポリイミドも使用できる。
LDD構造は、トランジスタが微細化した場合に問題と
なる熱電子による信頼性悪化を防止する点で有効である
。LDD−MOSの一般的製造方法は、多結晶Siでゲ
ート電極を形成後低不純物密度のソース・ドレイン9N
域をイオン注入で設け、通常SingでゲートTi極側
面にスペーサを作って再びイオン注入で高不純物密度の
ソース・ドレイン領域を形成するものである。多結晶S
iの下は通常ゲート酸化膜やフィールド酸化膜でスペー
サと同質の膜から成る。スペーサ形成は酸化膜をCVD
で堆積後、異方性エッチによる全面エンチバ7りによっ
て行う、従って、エツチングの終点検出は困難であり、
その結果ゲート酸化膜やフィールド酸化膜も薄くなって
しまう問題がある。さらにスペーサの幅の制御も難しく
、結果的にトランジスタ特性および集積回路特性の再現
性が乏しくなってしまう、ゲート電極がシリサイドと多
結晶Siから成るポリサイドの場合、上記の酸化工程や
5iftスペーサ形成工程で誘起される応力のためシリ
サイドが剥がれやすい問題もあり、LDD−MOSは製
造しにくかった。
なる熱電子による信頼性悪化を防止する点で有効である
。LDD−MOSの一般的製造方法は、多結晶Siでゲ
ート電極を形成後低不純物密度のソース・ドレイン9N
域をイオン注入で設け、通常SingでゲートTi極側
面にスペーサを作って再びイオン注入で高不純物密度の
ソース・ドレイン領域を形成するものである。多結晶S
iの下は通常ゲート酸化膜やフィールド酸化膜でスペー
サと同質の膜から成る。スペーサ形成は酸化膜をCVD
で堆積後、異方性エッチによる全面エンチバ7りによっ
て行う、従って、エツチングの終点検出は困難であり、
その結果ゲート酸化膜やフィールド酸化膜も薄くなって
しまう問題がある。さらにスペーサの幅の制御も難しく
、結果的にトランジスタ特性および集積回路特性の再現
性が乏しくなってしまう、ゲート電極がシリサイドと多
結晶Siから成るポリサイドの場合、上記の酸化工程や
5iftスペーサ形成工程で誘起される応力のためシリ
サイドが剥がれやすい問題もあり、LDD−MOSは製
造しにくかった。
本発明は叙上の問題を解決すべくなされ、’、1177
1性のよいLDD−MOSの製造方法を提供するもので
ある。
1性のよいLDD−MOSの製造方法を提供するもので
ある。
C!!IBを解決するための手段〕
本発明によるLDD−MOSの製造方法は、導電型半導
体領域上にゲート酸化膜を堆積後ゲート電極i1Mにキ
ャップ絶縁膜の2N膜を堆積・選択的エソチしてゲート
電極を形成し、該電極をマスクに逆導電型イオンを前記
一導電型領域内に注入して低不純物密度ソース・ドレイ
ンg域(LDD)を設ける工程と、5iil膜を全面に
堆積した後、Si異方性エッチでゲート電極の側面に沿
ってSiスペーサを設ける工程と、前記ゲート電極とS
iスペーサをマスクにして逆導電型イオンを前記一導電
型領域内に注入して高不純物密度ソース・ドレイン領域
を設ける工程とから戊る。さらにSiスペーサを酸化し
てスペーサ幅をtM整できると共に、ゲート電極膜とし
てポリサイドも使用しやすい。
体領域上にゲート酸化膜を堆積後ゲート電極i1Mにキ
ャップ絶縁膜の2N膜を堆積・選択的エソチしてゲート
電極を形成し、該電極をマスクに逆導電型イオンを前記
一導電型領域内に注入して低不純物密度ソース・ドレイ
ンg域(LDD)を設ける工程と、5iil膜を全面に
堆積した後、Si異方性エッチでゲート電極の側面に沿
ってSiスペーサを設ける工程と、前記ゲート電極とS
iスペーサをマスクにして逆導電型イオンを前記一導電
型領域内に注入して高不純物密度ソース・ドレイン領域
を設ける工程とから戊る。さらにSiスペーサを酸化し
てスペーサ幅をtM整できると共に、ゲート電極膜とし
てポリサイドも使用しやすい。
Si異方性エッチは酸化膜に対して選択比を10以上容
易にとれる上に、終点検出も行えるのでスペーサ幅も制
御しやすい、さらに、基板と同材料のスペーサであるた
め応力が小さくできる。さらに、このSiスペーサを酸
化することにより、スペーサの幅がほぼSi膜厚からそ
の2倍の間で制御できる。
易にとれる上に、終点検出も行えるのでスペーサ幅も制
御しやすい、さらに、基板と同材料のスペーサであるた
め応力が小さくできる。さらに、このSiスペーサを酸
化することにより、スペーサの幅がほぼSi膜厚からそ
の2倍の間で制御できる。
一方、ゲート電極をポリサイドにする場合、ポリサイド
の上はキャップ絶縁膜で側面にSiスペーサで被われる
ために酸化の影響を受けに<<、剥がれにくいことにな
る。
の上はキャップ絶縁膜で側面にSiスペーサで被われる
ために酸化の影響を受けに<<、剥がれにくいことにな
る。
(実施例〕
以下に図面を用いて本発明を詳述する。
[11実施例1 (第1図)
第1図(alは、例えばp型Si基板1に通常の選択酸
化法でフィールド酸化膜9を設け、さらにゲート酸化膜
2を形成後、多結晶Siでゲート電極3を選択エッチに
よって作成した断面であり、通常のMOS)ランジスタ
の製造と同様である6第1図Talでは、さらにゲート
電極3をマスクにして、例えばリンやヒ素などn型イオ
ンを注入してnソース・ドレイン領域11.12を設け
ている。但し、本発明では多結晶Siであるゲート電極
膜3の上にさらにキャップ絶縁膜4を堆積し、同時に選
択エッチしている。キャップ絶縁膜4には数1000人
の酸化膜を用い、反応性イオンエッチ(RI B)でゲ
−ト電極膜3と同時もしくは異なった装置で選択エッチ
される。第1図(blでは、5ifilPJ 5として
多結晶Siを全面に堆積しているasi薄膜5の抵抗率
は問わないが、酸化速度が速い膜が望ましく例えばn0
多結晶を用い、厚みはLDD形成時のスペ−サ幅の半分
より厚く、典型的には1000〜4000人で、目的に
よって選ばれる。第1図fclは、Si薄膜5を異方性
エッチしてSiスペーサ51.52を設けた状態を示す
、異方性エンチは通常の方法、例えば四塩化炭素系やC
F、CI、 (、,1は整数)系のガスを用いたRI
Eが利用できる。酸化膜に対する選択比はIO以上とれ
るのでスペーサ51.52形成時のゲート酸化膜2や酸
化膜9の膜減りは少ない利点があるし、終点検出も容易
である。この後、実施−例2で述べるようにSiスペー
サ51.52を酸化してスペーサの幅を調整できるが、
本実施例ではこのv74整工程のない場合を説明する。
化法でフィールド酸化膜9を設け、さらにゲート酸化膜
2を形成後、多結晶Siでゲート電極3を選択エッチに
よって作成した断面であり、通常のMOS)ランジスタ
の製造と同様である6第1図Talでは、さらにゲート
電極3をマスクにして、例えばリンやヒ素などn型イオ
ンを注入してnソース・ドレイン領域11.12を設け
ている。但し、本発明では多結晶Siであるゲート電極
膜3の上にさらにキャップ絶縁膜4を堆積し、同時に選
択エッチしている。キャップ絶縁膜4には数1000人
の酸化膜を用い、反応性イオンエッチ(RI B)でゲ
−ト電極膜3と同時もしくは異なった装置で選択エッチ
される。第1図(blでは、5ifilPJ 5として
多結晶Siを全面に堆積しているasi薄膜5の抵抗率
は問わないが、酸化速度が速い膜が望ましく例えばn0
多結晶を用い、厚みはLDD形成時のスペ−サ幅の半分
より厚く、典型的には1000〜4000人で、目的に
よって選ばれる。第1図fclは、Si薄膜5を異方性
エッチしてSiスペーサ51.52を設けた状態を示す
、異方性エンチは通常の方法、例えば四塩化炭素系やC
F、CI、 (、,1は整数)系のガスを用いたRI
Eが利用できる。酸化膜に対する選択比はIO以上とれ
るのでスペーサ51.52形成時のゲート酸化膜2や酸
化膜9の膜減りは少ない利点があるし、終点検出も容易
である。この後、実施−例2で述べるようにSiスペー
サ51.52を酸化してスペーサの幅を調整できるが、
本実施例ではこのv74整工程のない場合を説明する。
第1図+d+は、Siスペーサ51.52をマスクにn
°ソース・ドレイン領域21.22を形成した断面であ
る。第1図ta+は、完成断面を示し、第1図fdlの
後に眉間絶縁膜8を堆積し、コンタクトホールを開孔し
て金属配線31゜32を行っている0図では示さないが
、ゲートを極3へのコンタクトはキャップ絶縁膜4をも
開孔して行う、Siスペーサ51.52の存在によって
寄生容量が増加するが、問題になる場合には第1図fc
)または第1図!d+の工程の後、Siスペーサ51.
52を酸化することで対応できる。
°ソース・ドレイン領域21.22を形成した断面であ
る。第1図ta+は、完成断面を示し、第1図fdlの
後に眉間絶縁膜8を堆積し、コンタクトホールを開孔し
て金属配線31゜32を行っている0図では示さないが
、ゲートを極3へのコンタクトはキャップ絶縁膜4をも
開孔して行う、Siスペーサ51.52の存在によって
寄生容量が増加するが、問題になる場合には第1図fc
)または第1図!d+の工程の後、Siスペーサ51.
52を酸化することで対応できる。
(2)実施例2(第2図)
第2図では、本発明をポリサイド・ゲートに応用した例
と、Siスペーサを酸化してスペーサ幅を!l11整す
る例で両者は互いに独立した例ではあるが、同時に説明
する。第2図(alは、第1図(C1と同様の工程で形
成された断面である。但し、ゲート電極膜は、多結晶S
iH3とシリサイド膜6との2層構造となっている。シ
リサイドrfJ6には例えばCVDやスバフタによる1
1Siに、 MOS1xなどが用いられる。第2図(b
lは、Siスペーサ51.52の一部を酸化して、Si
n@in@スペーサ幅34を設けて、n’7−ス・ドレ
イン領域21.22を形成している。Siスペーサ51
.52の酸化により、スペーサ幅は酸化膜厚の約半分広
くできる。従って、Siスペーサの幅は所定のスペース
幅の約半分以上あれば、酸化工程で所定のスペーサ幅に
制御できることを示す、また、従来の方法によるSin
、スペーサでは、スペーサ幅はゲート1!1極の厚みと
スペーサ用Si0g膜の厚みでほぼ一義的に決まってし
まうが、本発明によれば、スペーサ幅は自由に制御でき
るaSiスペーサの酸化とn9ソース・ドレイン形成用
イオン注入を段階的に行えば、LDD幅の異なる多種の
MOSを集積できることになる。ゲート電極がポリサイ
ドの場合でも、キャップ絶縁膜4の存在によってSiス
ペーサ51.52の酸化による剥がれも防止できる。
と、Siスペーサを酸化してスペーサ幅を!l11整す
る例で両者は互いに独立した例ではあるが、同時に説明
する。第2図(alは、第1図(C1と同様の工程で形
成された断面である。但し、ゲート電極膜は、多結晶S
iH3とシリサイド膜6との2層構造となっている。シ
リサイドrfJ6には例えばCVDやスバフタによる1
1Siに、 MOS1xなどが用いられる。第2図(b
lは、Siスペーサ51.52の一部を酸化して、Si
n@in@スペーサ幅34を設けて、n’7−ス・ドレ
イン領域21.22を形成している。Siスペーサ51
.52の酸化により、スペーサ幅は酸化膜厚の約半分広
くできる。従って、Siスペーサの幅は所定のスペース
幅の約半分以上あれば、酸化工程で所定のスペーサ幅に
制御できることを示す、また、従来の方法によるSin
、スペーサでは、スペーサ幅はゲート1!1極の厚みと
スペーサ用Si0g膜の厚みでほぼ一義的に決まってし
まうが、本発明によれば、スペーサ幅は自由に制御でき
るaSiスペーサの酸化とn9ソース・ドレイン形成用
イオン注入を段階的に行えば、LDD幅の異なる多種の
MOSを集積できることになる。ゲート電極がポリサイ
ドの場合でも、キャップ絶縁膜4の存在によってSiス
ペーサ51.52の酸化による剥がれも防止できる。
以上のように、本発明によれば従来のエツチング技術で
容易に(11制御性・再現性のよい、+21 L DD
幅が容易に調整できるLDD−MOS、−船釣にいえば
LDD型絶縁ゲート型トランジスタが製造できる。また
、本発明は多結晶とシリサイドとの2層構造いわゆるポ
リサイドにも適用できて、ポリサイドの従来の問題も改
善できる利点も有す。
容易に(11制御性・再現性のよい、+21 L DD
幅が容易に調整できるLDD−MOS、−船釣にいえば
LDD型絶縁ゲート型トランジスタが製造できる。また
、本発明は多結晶とシリサイドとの2層構造いわゆるポ
リサイドにも適用できて、ポリサイドの従来の問題も改
善できる利点も有す。
主にポリサイドを例に述べたが、本発明はWや問などの
高融点金属やそのシリサイドのみのゲート電極構造およ
び多結晶Siとの2層構造にも適用される。主にNMO
3で実施例を説明したが、勿論PMO5にも0MO3に
も応用できる0本発明は、1.5μ以下のゲート長さを
持つ微細MOSトランジスタとその集積回路の製造だけ
でなく高耐圧MOSの製造にも特に有効である。
高融点金属やそのシリサイドのみのゲート電極構造およ
び多結晶Siとの2層構造にも適用される。主にNMO
3で実施例を説明したが、勿論PMO5にも0MO3に
も応用できる0本発明は、1.5μ以下のゲート長さを
持つ微細MOSトランジスタとその集積回路の製造だけ
でなく高耐圧MOSの製造にも特に有効である。
第1図は本発明によるLDD−MOSの製造工程に沿っ
た断面図、第2図は本発明の他の実施例による製造工程
断面図である。 ■・・・p −5i基板 2・・・ゲート酸化膜 3・・・多結晶ゲート電極 5・・・Si薄膜 6・・ ・シリサイド膜 9・・・フィールド酸化膜 11、12・・・n−ソース・ドレイン領域21、22
・・・n1ソース・ドレイン領域51、52・・・Si
スペーサ 53、54・・・酸化膜 以上
た断面図、第2図は本発明の他の実施例による製造工程
断面図である。 ■・・・p −5i基板 2・・・ゲート酸化膜 3・・・多結晶ゲート電極 5・・・Si薄膜 6・・ ・シリサイド膜 9・・・フィールド酸化膜 11、12・・・n−ソース・ドレイン領域21、22
・・・n1ソース・ドレイン領域51、52・・・Si
スペーサ 53、54・・・酸化膜 以上
Claims (3)
- (1)LDD構造を有する絶縁ゲート型トランジスタの
製造方法において、 前記トランジスタを形成すべき一導電型半導体領域上に
ゲート絶縁膜を堆積後、ゲート電極膜およびキャップ絶
縁膜を堆積する第1工程と、前記キャップ絶縁膜および
ゲート電極膜を選択的にエッチングしてゲート電極を形
成し、該電極をマスクに逆導電型イオンを前記一導電型
領域内に注入して低不純物密度ソース・ドレイン領域を
設ける第2工程と、 Si薄膜を全面に堆積した後、異方性エッチを該薄膜に
施して前記ゲート電極の側面に沿ってSiスペーサを設
ける第3工程と、 前記ゲート電極とSiスペーサをマスクにして逆導電型
イオンを前記一導電型領域内に注入して高不純物密度ソ
ース・ドレイン領域を設ける第4工程とからなる半導体
装置の製造方法。 - (2)前記第3工程の後、前記Siスペーサの少なくと
も一部を酸化してスペーサの一部と成しスペーサの幅を
制御した後、前記第4工程を行うことを特徴とする請求
項1記載の半導体装置の製造方法。 - (3)前記ゲート電極膜が多結晶Si膜とその上の高融
点金属膜もしくは高融点金属のシリサイド膜から成って
いることを特徴とする請求項1または1記載の半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16775489A JPH0332030A (ja) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16775489A JPH0332030A (ja) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0332030A true JPH0332030A (ja) | 1991-02-12 |
Family
ID=15855478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16775489A Pending JPH0332030A (ja) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0332030A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0669229A (ja) * | 1991-04-10 | 1994-03-11 | Samsung Electron Co Ltd | Gold構造を有する半導体素子の製造方法 |
| EP1089344A3 (en) * | 1999-09-29 | 2003-07-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Insulated gate field effect transistor and method of fabricating the same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6312217A (ja) * | 1986-07-03 | 1988-01-19 | 井関農機株式会社 | ハ−ベスタ−等の緊急停止装置 |
| JPS63217664A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-09 | Fujitsu Ltd | Misfet及びその製造方法 |
| JPH01149449A (ja) * | 1987-12-04 | 1989-06-12 | Fujitsu Ltd | Cmos半導体装置及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-06-29 JP JP16775489A patent/JPH0332030A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| JPS6312217A (ja) * | 1986-07-03 | 1988-01-19 | 井関農機株式会社 | ハ−ベスタ−等の緊急停止装置 |
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