JPH0621458A - 半導体装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置及び半導体装置の製造方法

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JPH0621458A
JPH0621458A JP4175362A JP17536292A JPH0621458A JP H0621458 A JPH0621458 A JP H0621458A JP 4175362 A JP4175362 A JP 4175362A JP 17536292 A JP17536292 A JP 17536292A JP H0621458 A JPH0621458 A JP H0621458A
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JP
Japan
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film
insulating film
polysilicon
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semiconductor
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JP4175362A
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English (en)
Inventor
Izumi Kobayashi
いずみ 小林
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】下ゲート構造のTFTトランジスタにおいて、
チャネル部の膜厚がソース・ドレイン部の膜厚より薄く
形成され、かつゲート電極に対してソース・ドレインが
自己整合的に形成され、かつ、オフセットが自己整合的
に形成される半導体の製造方法。101は半導体基板、
102はシリコン酸化膜、103はポリシリコン膜、1
04はシリコン酸化膜、105はシリコンナイトライ
ド、106はシリコン酸化膜、107はポリシリコン膜
またはアモルファスシリコン、108はポリシリコン酸
化膜、109はアルミ配線である。ゲート膜下部にゲー
ト電極のエッジが存在しない。 【効果】ゲート膜下にエッジが存在しないので、ゲート
耐圧が向上し、信頼性が向上する。またSRAMにTF
Tを用いた場合、TFTのチャネル部の膜厚を薄くする
ことにより待機電流が小さくかつ、特性のばらつきが小
さい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の中でもT
FTトランジスタの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、メモリーの分野で広く使われてい
るSRAMの特徴の一つとして、バッテリーバックアッ
プが可能な低待機時電流があげられる。従来のSRAM
では高抵抗負荷型セルを用いてその負荷となるポリシリ
コンの抵抗値を高くすることにより、待機時電流を低く
抑えてきた。ところが、4MSRAMで1MSRAMと
同程度の待機時電流を要求した場合、セル1個当りの待
機時電流は4分の1とする必要があるが、その場合の供
給電流はセルノードリーク電流と同程度またはそれ以下
となるため、情報保持が難しくなり、データ保持特性の
劣化が起る。
【0003】そこで、高集積化しても待機時電流が低く
かつデータ保持特性も十分なセルとして登場したのが、
pMOS負荷型セルと呼ばれるものである。これは負荷
となるpMOSトランジスタをnMOSトランジスタの
上に積み上げたもので完全cMOS型と比較してもさら
に高集積化がはかれるという利点がある(日経マイクロ
デバイス1991年6月号 P.43,44)。
【0004】このpMOSトランジスタはソース・ドレ
イン・チャネル部を薄膜シリコン層で形成するTFT
(Thin Film Transistor)構造を
取っている。またSRAMにおいてはメモリーセル設計
上の制約等によりゲート電極が下に位置する下ゲート構
造と呼ばれる構造が広く用いられている。
【0005】この下ゲート構造のTFTトランジスタの
製造方法を図2を用いて説明する。
【0006】まず、半導体基板201にCVD法等によ
りシリコン酸化膜202を形成(図2(a))、CVD
法によりポリシリコン膜を形成、不純物を導入後、フォ
トリソグラフィによりポジレジストを用いてエッチング
によりゲート電極203を形成する。(図2(b))次
にCVD法または酸化法によりゲート酸化膜204を形
成後、CVD法等によりポリシリコン膜205を形成
(図2(c))、レジストをマスクに不純物をイオン注
入してソース・ドレイン部206を形成する。(図2
(d))このとき不純物をドープしていない207はチ
ャネル部となる。最後に、全面にシリコン酸化膜208
を形成後、フッ酸またはフッ酸とフッ化アンモニウムに
よるウエットエッチングによりコンタクトの開孔を行い
アルミ配線209を形成する(図2(e))。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このTFT
をSRAMのメモリーセルに用いる場合、まず、TFT
に要求される特性としてオフ電流の低減がある。これは
先にも述べたSRAMの待機時電流に直接効いてくる。
このオフ電流を低減する一つの方法としてはTFTのチ
ャネル部の膜厚を薄くすることが非常に効果的である。
【0008】一方、このTFTのバルク部(ソ−ス・ド
レイン・チャネル部)を配線として使用する場合に、要
求される特性としてはシート抵抗の低減がある。この配
線部の抵抗は回路のスピードさらにはメモリセルの安定
性に効いてくる。配線として使用できるシート抵抗を確
保するためには、不純物濃度を増やす方法もあるが、あ
る程度の膜厚も必要である。また、ソース・ドレイン部
が薄い場合、配線層をつなぐ際のコンタクトの開孔は直
接ドライエッチングは行えないため、下層配線でつなぐ
または図4の説明で述べたようなウエットエッチングで
開孔するという手段をとっていた。
【0009】以上に述べたように、従来技術では、TF
Tのチャネル部は薄く、TFTのソース・ドレイン部は
厚くという膜厚のかね合いで難しい部分があった。
【0010】また、TFTのソース・ドレイン部及びオ
フセット長(ゲート端からソースまたはドレイン端まで
の距離)は、従来、フォト精度及び合わせ精度によりゲ
ート電極からの距離にばらつきが生じていた。
【0011】また、下ゲート構造のTFTトランジスタ
では、ゲート電極のエッヂ部分でゲート膜が破壊しやす
くゲート耐圧が悪く信頼性に問題があった。
【0012】そこで本発明はこのような諸問題を解決す
るもので、その目的とするところはTFTチャネル部を
薄くかつTFTソース・ドレイン部を厚く形成できる下
ゲート構造TFTトランジスタを供給することにある。
【0013】かつ、ソース・ドレイン部及びオフセット
がゲート電極に対し、自己整合的に形成でき、ばらつき
の少ない下ゲート構造TFTトランジスタを供給するこ
とにある。
【0014】かつ、ゲート耐圧がよいすなわち信頼性が
向上したした下ゲート構造TFTトランジスタを供給す
ることにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
下ゲート構造のTFTトランジスタにおいて、チャネル
部の膜厚が薄くソース・ドレイン部の膜厚が厚くかつゲ
ート膜下にゲート電極のエッヂが存在しないことを特徴
とする。
【0016】本発明の半導体装置の製造方法は、下ゲー
ト構造のTFTトランジスタにおいて、半導体基板上に
第1絶縁膜を形成する工程、前記第1絶縁膜上に第1半
導体膜を形成する工程、前記第1半導体膜上に第2絶縁
膜を形成後、所望のパターニングを行う工程、前記パタ
ーニングした第2絶縁膜をマスクに第1半導体膜をパタ
ーニングする工程、前記第1半導体膜のパターニングに
より露出した前記第1絶縁膜上および第2絶縁膜上に第
3絶縁膜を形成する工程、前記第2絶縁膜および前記第
3絶縁膜の一部を除去する工程、前記第1半導体膜およ
び前記第3絶縁膜上に第4絶縁膜を形成後、所望のパタ
ーニングを行う工程、前記第1半導体膜および前記第3
絶縁膜および前記パターニングした第4絶縁膜上に第2
半導体膜を形成する工程、熱処理を行う工程、からなる
ことを特徴とする。
【0017】また、請求項2記載の半導体装置の製造方
法において、熱処理工程でレーザーアニール処理を行う
ことを特徴とする。
【0018】
【実施例】以下、本発明について実施例にもとづき、詳
細に説明する。
【0019】図1は、本発明の実施例を工程順に示す図
である。
【0020】まず、半導体基板101の全面にCVD法
または熱酸化によりシリコン酸化膜102を100〜1
000nm形成した後、LPCVD法によりモノシラン
雰囲気中、600〜640℃でポリシリコン膜103を
20〜300nm形成する。続いて、ポリシリコン膜全
面にP型不純物であるBF2 +またはB+、またはN型不
純物であるP+またはAs+をドーズ量1×1014〜1×
1016、エネルギー30〜120kevでイオン注入ま
たは熱拡散法により不純物を導入後、全面にシリコン酸
化膜104を50〜500nm形成後、レジストを用い
て、フォトリソグラフィ、エッチングによりをパターニ
ングする。(図1(a))次に、シリコン酸化膜104
をマスクにポリシリコン膜103をドライエッチでエッ
チングする。(図1(b))次に、全面にシリコンナイ
トライド105を異方性のP−CVD等のCVD装置に
より形成する。この時、シリコンナイトライド105の
膜厚は、ポリシリコン膜103と同じ膜厚になるように
形成する。(図1(c))次に、フッ酸(1:10)ま
たはフッ酸とフッ化アンモニウムによるウエットエッチ
ングによりシリコン酸化膜104を除去すると同時に、
上部にあるシリコンナイトライド105を同時に除去す
る。(図1(d))次に、CVD法によりシリコン酸化
膜106を10〜100nm形成後、フォトリソグラフ
ィ、エッチングによりをパターニングする。(図1
(e))続いて、LPCVD法によりモノシランまたは
ジシランまたはトリシラン雰囲気中、400〜640℃
でポリシリコン膜またはアモルファスシリコン107を
20〜300nm形成する。(図1(f))その後、熱
アニール(700〜1000℃、30分〜1時間)また
はランプアニール(900〜1100℃、10秒〜30
秒)またはレーザーアニールにより、ポリシリコン膜1
03の不純物をポリシリコン膜107の一部に拡散させ
TFTのソース・ドレイン部を形成後、ポリシリコン酸
化膜108を形成、ウエットまたはドライエッチングに
よりコンタクトを開孔後、アルミ配線109を接続する
(図1(g))。
【0021】上述の工程により出来上がった半導体装置
によれば、チャネル部が薄く形成できるので、 (1)チャネル部ポリシリコン全体に空乏層が広がり移
動度が上がる等の作用により、トランジスタ特性が向上
する。
【0022】また、ソース・ドレイン部が厚く形成でき
るので、 (2)ソース・ドレイン部のシート抵抗が下がるため、
TFTバルク層を配線層とし て使っても電圧が下がら
ない安定なメモリーセルが作れる。
【0023】(3)ソース・ドレイン部に上部配線のた
め、下層に一旦落とす必要がなくなりパタ ーンに余裕
ができ、配線に応用が効く。
【0024】(4)ソース・ドレイン部に上部配線のた
めのコンタクトを開孔する場合にドライエ ッチング処
理も可能となるため、コンタクトまわりのルールに余裕
が出る。といった効果がある。
【0025】また、図1(a)のパターニング寸法を調
節することにより、 (5)ソース・ドレイン部をゲート電極に対して自己整
合的に形成できるので、ばら つきが小さいトランジス
タを形成することが出来る。
【0026】と、同様に、 (6)オフセット長がゲート電極に対して自己整合的に
形成できるので、ばらつきが 小さくかつリーク電流が
小さいトランジスタを形成できる。
【0027】その結果として、 (7)SRAMにTFTを用いた場合、待機時電流が小
さくかつ、ばらつきの小さな ものが作れる。
【0028】また、ポリシリコン103、ポリシリコン
107間の不純物拡散により、ソース・ドレイン部を形
成する際、レーザーアニール処理を行なうことによりシ
リコンの接合部における結晶欠陥を減少できる。その結
果、 (8)リーク電流の少ないすなわちSRAMにしたとき
の待機時電流が少ないTFTを形成することができる。
【0029】また、図1(a)のパターン時にゲート電
極とソース・ドレインの距離を調節することにより、 (9)ソース側、ドレイン側のオフセット長を別個に調
節できる。
【0030】また、図1(c)においてシリコンナイト
ライド105の膜厚をポリシリコン膜103の膜厚と同
じく形成することにより、 (10)段差が少なく平坦化した下ゲート構造のTFT
が形成ができ、 (11)ゲート膜下にエッヂが存在しないので、ゲート
耐圧が向上し、信頼性が向上する。
【0031】なお、本実施例では、TFTチャネル部に
不純物を導入していないが、P型またはN型不純物を導
入しても同様な効果が得られる。
【0032】また、本実施例ではポリシリコン膜の形成
をモノシラン雰囲気中600〜640℃で形成したが、
モノシラン雰囲気中、450〜600℃で形成しても同
様な効果が得られる。またジシラン雰囲気中400〜6
00℃で形成しても同様な効果が得られる。さらに50
0〜900℃の熱処理を施しても同様な効果が得られ
る。
【0033】また、本実施例では、ポリシリコン103
のエッチングマスクとしてシリコン酸化膜104を用い
たが、レジストを用いても同様な効果が得られる。
【0034】また、本実施例でシリコン酸化膜104の
パターニングが通常のフォトで難しい場合はエキシマレ
ーザー露光またはEB露光でパターニングしても同様な
効果が得られる。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、チャネル部が薄くソー
ス・ドレイン部が厚いのでTFT特性が向上しかつソー
ス・ドレイン部の抵抗が小さく配線に自由のきく下ゲー
ト構造TFTが供給できる。
【0036】かつ、ゲート電極に対してソース・ドレイ
ン部およびオフセットが自己整合的に形成できるため特
性にばらつきの少ない半導体装置が提供できる。
【0037】かつ、段差が少なくゲート耐圧が向上した
信頼性の高い下ゲート構造TFTが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明半導体装置の製造方法の一実施例を示
す工程順断面図。
【図2】 従来半導体装置の製造方法の一実施例を示す
工程順断面図。
【符号の説明】
101、201 ・・・半
導体基板 102、104、106、108、202、204、2
08・・・シリコン酸化膜 103、107、203、205 ・・・ポリシ
リコン膜 105 ・・・シリコンナイ
トライド 206 ・・・TFTソース・ド
レイン部 207 ・・・TFTチ
ャネル部 109、209 ・・・ア
ルミ配線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 9056−4M H01L 29/78 311 P

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下ゲート構造のTFTトランジスタにおい
    て、チャネル部の膜厚がソース・ドレイン部の膜厚より
    薄くかつゲート膜下にゲート電極の段差が存在しないこ
    とを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】下ゲート構造のTFTトランジスタにおい
    て、半導体基板上に第1絶縁膜を形成する工程、前記第
    1絶縁膜上に第1半導体膜を形成する工程、前記第1半
    導体膜上に第2絶縁膜を形成後、所望のパターニングを
    行う工程、前記パターニングした第2絶縁膜をマスクに
    第1半導体膜をパターニングする工程、前記第1半導体
    膜のパターニングにより露出した前記第1絶縁膜上およ
    び第2絶縁膜上に第3絶縁膜を形成する工程、前記第2
    絶縁膜および前記第3絶縁膜の一部を除去する工程、前
    記第1半導体膜および前記第3絶縁膜上に第4絶縁膜を
    形成後、所望のパターニングを行う工程、前記第1半導
    体膜および前記第3絶縁膜および前記パターニングした
    第4絶縁膜上に第2半導体膜を形成する工程、熱処理を
    行う工程、からなることを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
  3. 【請求項3】請求項2記載の半導体装置の製造方法にお
    いて、熱処理工程でレーザーアニール処理を行うことを
    特徴とする半導体装置の製造方法。
JP4175362A 1992-07-02 1992-07-02 半導体装置及び半導体装置の製造方法 Pending JPH0621458A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6353507B1 (en) * 1998-12-24 2002-03-05 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Zoom lens systems
JP2007081335A (ja) * 2005-09-16 2007-03-29 Renesas Technology Corp 半導体装置
US7772053B2 (en) 2006-12-15 2010-08-10 Renesas Technology Corp. Method for fabrication of semiconductor device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6353507B1 (en) * 1998-12-24 2002-03-05 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Zoom lens systems
JP2007081335A (ja) * 2005-09-16 2007-03-29 Renesas Technology Corp 半導体装置
US8106449B2 (en) 2005-09-16 2012-01-31 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device
US7772053B2 (en) 2006-12-15 2010-08-10 Renesas Technology Corp. Method for fabrication of semiconductor device

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