JPH0471236A - 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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JPH0471236A
JPH0471236A JP18348190A JP18348190A JPH0471236A JP H0471236 A JPH0471236 A JP H0471236A JP 18348190 A JP18348190 A JP 18348190A JP 18348190 A JP18348190 A JP 18348190A JP H0471236 A JPH0471236 A JP H0471236A
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oxide film
diffusion layer
polycrystalline silicon
gate electrode
semiconductor substrate
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Takaaki Kuwata
孝明 桑田
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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〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にMO8型半
導体装置のソース・ドレイン拡散層及びその引き出し配
線の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来のMO8型半導体装置のソース・ドレイン拡散層及
び上部金属緯線との接続形成方法について図面を参照し
て説明する。
第5図(a)〜(e)は従来の半導体装置の製造方法を
工程順に示した断面図である。第6図は第5図に示した
製造方法によって製造された半導体装置の平面図、第5
図(e)は第6図のD−D′線断面図である。
以下に工程順に説明する。
第5図(a)に示すように、半導体基板1上にフィール
ド酸化膜2、ゲート酸化膜3を形成した後、約2000
人の厚さの多結晶シリコンを成長し、次に約1000人
の厚さの第1の酸化膜5を成長させ、所定のパターンに
多結晶シリコン及び第1の酸化膜5を同時にパターニン
グし、ゲート電極4を形成する1次にそのゲートt[+
4をマスクとして半導体基板と逆導電型の第1の不純物
(P型基板の場合は、例えばリン)をイオン注入し、1
01018a’〜1019CXI−’程度の低濃度拡散
層6を形成する。
第5図(b)に示すように、半導体基板上にCVD法に
より第2の酸化膜7を2000人〜3000人成長させ
る。
第5図(C)に示すように、前記第2の酸化WA7を異
方性エツチングによってエッチバックし、半導体基板表
面を露出させると同時にゲート電極4の側壁部にのみ第
2の酸化膜7を残す0次にゲート$41!4及び第2の
酸化WA7をマスクとして、半導体基板と逆導電型の第
2の不純物(P型基板の場合は例えばヒ素)をイオン注
入し、1020〜11021a″−3程度の高濃度拡散
18を形成する。
次に半導体基板表面上に約1000人のチタン層16を
形成する。
第5図(d)に示すように熱処理を施して露出した半導
体基板表面にチタンシリサイド層17を形成する。未反
応チタンは過酸化水素水でエツチング除去する。
第5図fe)に示すように、層間絶縁[3を形成した後
、前記チタンシリサイド17上にコンタクト孔を開孔す
る1次にタングステン又はタングステンのシリサイド1
4を埋め込んだ後、その上部に金属配線15を形成し、
チタンシリサイド層17と金属配線15との電気的接続
を行なう。
第5図(1B)は従来の製造方法により製造した場合の
最終工程断面図である。
〔発明が解決しようとする課順〕
この従来の製造方法では、コンタクト孔は必ず高濃度拡
り層上に形成されたチタンシリサイド層上に開孔する必
要かある。このなめ、拡散層の面積はコンタクト孔の大
きさと、コンタクト孔端とゲート電極端及びフィールド
幅(拡散層#A)との位置合せマージンを含んだ大きさ
となってしまう。
このため、半導体基板と拡散層との接合容量が大きくな
るという不具合がある。この接合容量は、トランジスタ
の電流駆動能力向上のなめ短ゲート長を実現する場合、
ソース・ドレイン間のパンチスルー防止のために半導体
基板の不純物濃度を高くすると大きくなる。
従って、MOSトランジスタのゲート長を小さくしても
高速動作する集積回路装置が製造できないという不具合
がある。さらに、コンタクト孔を高濃度拡散層上のチタ
ンシリサイド上に形成するため、上に述べた面積が必要
であり、高密度なMOSトランジスタの配置ができない
という不具合がある。
本発明の目的は半導体基板とドレイン拡散層との接合容
量を著しく低減し、集積回路装置の高速動作を可能にす
る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〕
前記目的を達成するため、本発明に係る半導体装置の製
造方法においては、ゲート酸化膜形成工程と、ゲート電
極及び酸化膜形成工程と、低濃度不純物拡散層形成工程
と、基板表面露出工程と、高濃度拡散層形成工程と、不
純物拡散工程と、パターニング工程と、成長工程と、配
線工程とを有する半導体装置の製造方法であって、 ゲート酸化膜形成工程は、一導電型を有する半導体基板
上にフィールド領域及び活性領域を形成し、活性領域上
にゲート酸化膜を形成するものであり、 ゲート電極及び酸化膜形成工程は、ゲート酸化膜上に所
定のパターンでゲート電極及びゲート電極と同一パター
ンの第1の酸化膜を形成するものであり、 低濃度不純物拡散層形成工程は、半導体基板と逆導電型
の第1の不純物を前記ゲート電極をマスクとして、自己
整合的に半導体基板中にイオン注入し、低濃度の不純物
拡散層を形成するものであり、 基板表面露出工程は、第2の酸化膜を半導体基板上に成
長させ、異方性エツチングによって、前記ゲート電tf
i側壁部にのみ第2の酸化膜を残すと同時に、ゲート電
極及びフィールド領域以外の半導体基板表面を露出させ
るものであり、高濃度不純物拡散層形成工程は、半導体
基板と逆導電型の第2の不純物を前記ゲート電極及び側
壁部の第2の酸化膜をマスクとして、自己整合的に半導
体基板中にイオン注入し、高濃度の不純物拡散層を形成
するものであり、 不純物拡散工程は、薄い多結晶シリコン層を成長させた
後、熱処理を施し、高濃度拡散層と接続する前記多結晶
シリコン層中に高濃度換算層から第2の不純物を拡散さ
せるものであり、パターニング工程は、所定の形状に前
記多結晶層シリコン層をパターニングするものであり、
成長工程は、所定の形状にパターニングされた多結晶シ
リコン層上、及び前記多結晶シリコン層が除去されて露
出した高濃度拡散層上にCVD法により高融点金属を選
択的に成長させるものであり、 配線工程は、層間絶縁膜を成長させ、前記高融点金属上
の層間絶縁膜にコンタクト孔を開孔し、上部金属配線と
電気的接続を行なうものである。
また、本発明においてはドーピング工程を含むものであ
り、 該ドーピング工程は、第2の酸化膜を異方性エツチング
によりエツチングし、半導体基板表面を露出させた後、
薄い多結晶シリコン層を成長させ、次に半導体基板と逆
導電型の第2の不純物を前記多結晶シリコンを通してイ
オン注入し、高濃度拡散層を形成すると同時に、多結晶
シリコン中に第2の不純物をドーピングするものである
〔作用〕
MOSトランジスタのソース・ドレインに対して開孔す
るコンタクト孔を、ソース・トレインからフィールド酸
化膜上に引出した高融点金属に対して開孔する。これに
より、ソース・ドレイン拡散層の面積を可及的に極小に
抑えることが可能となる。
〔実施例〕
次に本発明について図面を参照して説明する。
(実施例1) 第1図(a)〜(f)は本発明の半導体装置の製造方法
を工程順に示した断面図である。第2図は第1図に示し
た製造方法によって製造された半導体装置の平面図、第
1図(f)は第2図のA−A′線断面図である。
以下に工程順に説明する。
第1図(a)に示すように、半導体基板1上にフィール
ド酸化膜2、ゲート酸化1!13を形成した後、約20
00人の厚さの多結晶シリコンを成長し、次に約100
0人の厚さの第1の酸化膜5を同時にパターニングし、
ゲート電極4を形成する6次にそのゲート電極4をマス
クとして、半導体基板と逆導電型の第1の不純物(P型
基板の場合は、例えばリン)ライオン注入し、10’ 
”cs−3〜10” >−’程度の低濃度拡散層6を形
成する。
第1図(b)に示すように、半導体基板上にCVD法に
より第2の酸化膜7を2000人〜3000人成長させ
る。
第1図(C)に示すように、前記第2の酸化WA7を異
方性エツチングによってエツチバ・ンクし、半導体基板
表面を露出させると同時にゲート電#!側壁部にのみ第
2の酸化[7を残す、このとき、ゲート電極4上には第
1の酸化膜5が存在するためゲート電極4の表面は露出
しない。
次にゲート電極4及び第2の酸化WA7をマスクとして
、半導体基板と逆導電型の第2の不純物(P型基板の場
合は例えばAs)をイオン注入し、1020〜1021
国4程度の高濃度拡散層8を形成する。
次に薄い多結晶シリコン層(例えば200〜500人)
9を成長させる。
第1図16)に示すように、熱処理(例えば900゛C
20分程度)を施して高濃度拡散層と接続した多結晶シ
リコン層中に第2の不純物を拡散させる。
次に多結晶シリコンを所定の形状にフォトレジスト11
をマスクに異方性エツチングを行なう、このとき、多結
晶シリコン層9の膜厚が薄いため、エツチング時のオー
バーエッチ量を小さく抑えることができ、フォトレジス
ト11がない領域において、高濃度拡散層が大きくエツ
チングされることはない。
薄いシリコン層9はフィールド上及びゲート電極上に任
意にパターニングすることができる。
第1図(e)に示すように、CVD法により薄い多結晶
シリコン層9及び不純物ドーピングされた領域の多結晶
シリコン層10と、露出している高濃度不純物拡散層8
上に選択的に高融点金属(例えばタングステン)12を
約1000〜1500人成長させる。
このとき、高融点金属層の層抵抗は1Ω/口以下となる
第1図Tf)に示すように、層間絶縁11A13を約5
000人成長させ、高融点金属12上にコンタクト孔を
開孔し、次にタングステン又はタングステンのシリサイ
ド14を埋め込んだ後、その上部に金属配!115を形
成し、高融点金属12と金属配線15との電気的接続を
行なう。
第1図(f)は本発明の製造方法により製造した場合の
最終工程断面図である。
(実施例2) 以下に本発明の実施例2について説明する。
本発明の半導体装置の製造方法において、第1図(C)
の工程で、第2の酸化膜7をエッチバックし、ゲート電
極4の則壁部にのみ第2の酸化W:47を残し、かつ半
導体基板表面を露出させた後、薄い多結晶シリコン層(
例えば200〜500人)9を成長させ、半導体基板と
逆導電型の第2の不純物(P型基板の場合、例えばヒ素
)を多結晶シリコン層9を通してイオン注入する。
次に熱処理(例えば900°Cl2O分程度)を行なう
と、第1図+d)と同一の構造を得ることができる。
以下は実施例1で説明した製造方法と同一である。
(実施例3) 以下に本発明の製造方法の応用例を図面を参照して説明
する。
第3図(a) 、 (b)及び第4図(a) 、 (b
)に本発明の製造方法によりI!!遺した半導体装置の
平面図及び断面図を示す。
第3図(a) 、 (b)では、2つのMOS)ランジ
スタが接近して配置されており、異なるトランジスタの
ドレインとソースが近距離にあり、各々のソース・トレ
インに対してコンタクト孔を開孔する場合について示す
本発明の製造方法により多結晶シリコン層9をゲート電
極上の一部にまたがってパターニングし、その上部に高
融点金属12を成長させ、この高融点金属に対して、コ
ンタクト孔を開孔し、上部の金属配線と電気的接続を得
ている。この場合のコンタクト孔は酸化膜を介してゲー
ト″Ijh極上部に存在する高融点金属に対して開孔さ
れている。
第4図(a) 、 (b)では2つのMOSトランジス
タがある程度の距離をもって配置されている場合で、か
つ、向い合って配置された拡散層がともにソースである
場合ついて示す。
本発明の製造方法により、多結晶シリコン層9を向い合
う2つのMOSトランジスタのソースを含むようにパタ
ーニングし、その上部に高融点金属12を成長させ、こ
の高融点金属に対してコンタクト孔を開孔し、上部の金
属配線と電気的接続を得ている。この場合のコンタクト
孔はフィールド酸化股上の高融点金属12に対して開孔
されている。
また、第3図のトランジスタTr2.第4図のトランジ
スタTrl、Tr2のドレインに接続するコンタクト孔
の面積の大部分は、フィールド上に引き出された高融点
金属領域であり、ドレイン拡散層の面積は小さく抑えら
れている。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明の製造方法では、MOSトラ
ンジスタのソース・ドレインに対して開孔するコンタク
ト孔を、ソース・トレインからフィールド酸化膜上に引
き出した高融点金属に対して開孔するため、ソース・ド
レイン拡散層の面積を極小に抑えることができる。従っ
て、半導体基板とドレイン拡散層との接合容量を著しく
低減でき、集積回路装置の高速動作が可能となる。
また、ソース・トレインから引き出しな高融点金属を酸
化膜を介してゲート電極上部にまで形成でき、その領域
の高融点金属上にコンタクト孔を開孔するため、コンタ
クト孔を開孔するなめに必要な面積を拡散層上に設ける
必要がなく、トランジスタの面積を小さくできる。従っ
て、集積回路装置の集積度を向上させることができると
いう効果を有する。
さらに、薄い多結晶シリコンのパターニングを任意に行
なえるため、別々の拡散層を薄い多結晶シリコンを介し
て高融点金属で接続でき、より高密度な素子配置が可能
となる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(f)は本発明の実施例を工程順に示し
た断面図、第2図は本発明の詳細な説明する平面図、第
3図(a)1第4図(a)は本発明を応用したMOSト
ランジスタの配置を説明するための平面図、第3図(b
)は第3図(a)のB−B′線断面図、第4図(b)は
第4図(a)のc−c′線断面図、第5図(a)〜(e
)は従来の製造方法を工程順に示した断面図、第6図は
従来の製造方法を説明するための平面図である。 1・パ・半導体基板    2・・・フィールド酸化膜
3・・・ゲート酸化膜   4・・・ゲート電極5・・
・第1の酸化膜 6・・・低濃度不純物拡散層 7・・・第2の酸化膜 8・・・高濃度不純物拡散層 9・・・多結晶シリコン層 10・・・不純物拡散された多結晶シリコン層11・・
・フォトレジスト  12・・・高融点金属13・・・
層間絶縁膜 14・・・タングステン又はタングステンシリサイド1
5・・・金属配線     16・・・チタン17・・
・チタンシリサイド 特許出願人   日本電気株式会社 第 図 第 3図 (f) 第 図 第 図 (cl) 第 図 (、f) 第 図 (b) (C) 第5図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ゲート酸化膜形成工程と、ゲート電極及び酸化膜
    形成工程と、低濃度不純物拡散層形成工程と、基板表面
    露出工程と、高濃度拡散層形成工程と、不純物拡散工程
    と、パターニング工程と、成長工程と、配線工程とを有
    する半導体装置の製造方法であって、 ゲート酸化膜形成工程は、一導電型を有する半導体基板
    上にフィールド領域及び活性領域を形成し、活性領域上
    にゲート酸化膜を形成するものであり、 ゲート電極及び酸化膜形成工程は、ゲート酸化膜上に所
    定のパターンでゲート電極及びゲート電極と同一パター
    ンの第1の酸化膜を形成するものであり、 低濃度不純物拡散層形成工程は、半導体基板と逆導電型
    の第1の不純物を前記ゲート電極をマスクとして、自己
    整合的に半導体基板中にイオン注入し、低濃度の不純物
    拡散層を形成するものであり、 基板表面露出工程は、第2の酸化膜を半導体基板上に成
    長させ、異方性エッチングによつて、前記ゲート電極側
    壁部にのみ第2の酸化膜を残すと同時に、ゲート電極及
    びフィールド領域以外の半導体基板表面を露出させるも
    のであり、 高濃度不純物拡散層形成工程は、半導体基板と逆導電型
    の第2の不純物を前記ゲート電極及び側壁部の第2の酸
    化膜をマスクとして、自己整合的に半導体基板中にイオ
    ン注入し、高濃度の不純物拡散層を形成するものであり
    、 不純物拡散工程は、薄い多結晶シリコン層を成長させた
    後、熱処理を施し、高濃度拡散層と接続する前記多結晶
    シリコン層中に高濃度拡散層から第2の不純物を拡散さ
    せるものであり、 パターニング工程は、所定の形状に前記多結晶層シリコ
    ン層をパターニングするものであり、成長工程は、所定
    の形状にパターニングされた多結晶シリコン層上、及び
    前記多結晶シリコン層が除去されて露出した高濃度拡散
    層上にCVD法により高融点金属を選択的に成長させる
    ものであり、 配線工程は、層間絶縁膜を成長させ、前記高融点金属上
    の層間絶縁膜にコンタクト孔を開孔し、上部金属配線と
    電気的接続を行なうものであることを特徴とする半導体
    装置の製造方法。
  2. (2)ドーピング工程を含むものであり、 該ドーピング工程は、第2の酸化膜を異方性エッチング
    によりエッチングし、半導体基板表面を露出させた後、
    薄い多結晶シリコン層を成長させ、次に半導体基板と逆
    導電型の第2の不純物を前記多結晶シリコンを通してイ
    オン注入し、高濃度拡散層を形成すると同時に、多結晶
    シリコン中に第2の不純物をドーピングするものである
    ことを特徴とする請求項第(1)項記載の半導体装置の
    製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05267596A (ja) * 1992-03-19 1993-10-15 Fujitsu Ltd Mis集積回路装置
US5523246A (en) * 1995-06-14 1996-06-04 United Microelectronics Corporation Method of fabricating a high-voltage metal-gate CMOS device
US7279218B2 (en) 2004-01-23 2007-10-09 Kobe Steel, Ltd. Coated body having excellent thermal radiation property used for members of electronic device
JP2008120065A (ja) * 2006-10-19 2008-05-29 Hitachi Chem Co Ltd 放熱性フィルム
US7602110B2 (en) 2005-03-23 2009-10-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Heat dissipation unit for a plasma display apparatus

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