JPH07202016A - nチャネルとpチャネルの両方のトランジスタを有する集積回路の形成方法 - Google Patents

nチャネルとpチャネルの両方のトランジスタを有する集積回路の形成方法

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JPH07202016A
JPH07202016A JP6319367A JP31936794A JPH07202016A JP H07202016 A JPH07202016 A JP H07202016A JP 6319367 A JP6319367 A JP 6319367A JP 31936794 A JP31936794 A JP 31936794A JP H07202016 A JPH07202016 A JP H07202016A
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channel
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Kuo-Hua Lee
リー クオ−フア
Chun-Ting Liu
リウ チュン−ティング
Ruichen Liu
リウ ルイチェン
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 浅いソース/ドレイン領域を有する電界効果
型トランジスタの製造方法を提供することである。 【構成】 nチャネルとpチャネルの電界効果型トラン
ジスタの両方を有する集積回路は、基板に第1導電型と
第2導電型の複数の領域を形成し、第1および第2の電
界効果型トランジスタのゲート構造が形成される。少な
くとも一つの電界効果型トランジスタは、第1、およ
び、第2の導電型の各領域に形成される。ドーパント注
入層が形成され、第1導電型の第1ドーパントのブラン
ケット注入が行われる。表面はマスク層15でマスクさ
れて、前記第2導電型の領域をカバーし、第2導電型の
第2ドーパントをブランケット注入する。その後、この
構造体を加熱して、ドーパントをドーパント注入層から
拡散させて、前記第1と第2の電界効果型トランジスタ
のソース/ドレイン領域を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電界効果型トランジス
タに関し、特に、ケイ化物層からのドーパントの拡散に
より形成される電界効果型トランジスタに関する。
【0002】
【従来技術の説明】集積回路がより複雑になるにつれ
て、電界効果型トランジスタのような個別の素子は、よ
り小さくなり、さらに、密着して配置されるようにな
る。このように素子が小さくなることは、回路の複雑性
が増すだけでなく、新たな製造技術、および、新規の素
子が必要となっている。
【0003】このような例として、電界効果型トランジ
スタのソース領域とドレイン領域を別個に電気的に接触
させる必要がある。これは、このトランジスタの上に誘
電体層を堆積し、この誘電体層をパターン化して、ウィ
ンドゥを形成し、そこからソース/ドレイン領域を露出
させて、その後、このウィンドゥ内に金属を堆積するこ
とによって行われる。この典型的な金属としては、アル
ミである。しかし、アルミは、シリコン基板内に拡散し
やすく、あるいは、スパイクとして侵入する傾向があ
る。このような拡散は、好ましいものではない。拡散を
バリアする層が、このようなスパイクを防止するために
堆積される。このようなバリア層の材料をウィンドゥ内
に堆積することは、ウィンドゥの底部近傍でカバレッジ
が不十分となることがある。時に、この誘電体性のウィ
ンドゥは、ソース/ドレイン領域に対し、正確に配置す
る必要がある。
【0004】このようなウィンドゥに必要とされる整合
の正確さを必要としない画期的なデザインが、米国特許
第4,844,776号、および、米国特許第4,92
2,311号に開示されている。これらの特許は、通
常、折り込まれた拡張ウィンドゥを有する電界効果型ト
ランジスタ(folded extended window field effect tr
ansistor:FEWMOS)と称する素子とその製造方法
について開示している。その一実施例としては、導電材
料の層、例えば、TiNの層をトランジスタ素子(ゲー
ト電極の上部に絶縁層を有する)が形成された後、ブラ
ンケット堆積させている。当然のことながら、これには
WSi2が用いられている。この導電性材料の層は、パ
ターン化されて、ウィンドゥパッドを形成し、このウィ
ンドゥパッドは、ソース/ドレイン領域の少なくとも一
部をカバーしている。このウィンドゥパッドは、ソース
/ドレイン領域よりも大きくてもよいが、ただし、この
ウィンドゥパッドは、ゲート電極の上部では互いに接触
してはならず、かつ、ソース/ドレイン領域に隣接する
フィールド酸化物領域の上にも延びてもよい。このウィ
ンドゥパッドは、エッチストップ層として機能し、それ
により、誘電体内のウィンドゥがエッチングされるとき
に、ソース/ドレイン領域内にエッチングされるのを阻
止している。
【0005】ドーパントを基板内に注入して、ソース/
ドレイン領域を形成しなければならない。これは、イオ
ン注入によって行われる。浅い接合(shallow junctio
n)を形成することにより、強化される様々な半導体素
子の特性がある。すなわち、この浅い接合は、極めて浅
いソース/ドレイン領域を意味する。この浅い領域は、
イオン注入で形成することは難しいが、また同時に、平
滑な表面を維持して、接合界面の粗さを回避している。
一実施例においては、FEWMOSは、ポリサイド(po
lycide)をウィンドゥパッド層の材料として用いること
が教示されている。このソース/ドレイン領域は、イオ
ン注入ポリシリコンからの熱駆動により形成される。金
属が堆積され、サリサイドが形成される。しかし、この
サリサイドのポリシリコンは、接合面が粗くなる傾向が
ある。さらに、個別のイオン注入が、nチャネルトラン
ジスタ、および、pチャネルトランジスタを形成する際
に必要である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、浅い
ソース/ドレイン領域を有する電界効果型トランジスタ
の製造方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】nチャネルとpチャネル
の電界効果型トランジスタの両方を有する集積回路は、
基板に第1導電型と第2導電型の複数の領域を形成し、
第1および第2の電界効果型トランジスタのゲート構造
を形成する。電界効果型トランジスタは、第1と、第2
の導電型の各領域に形成される。ドーパント注入層が形
成され、第1導電型の第1ドーパントのブランケット注
入が行われる。表面はマスクされて、前記第2導電型の
領域をカバーし、第2導電型の第2ドーパントをブラン
ケット注入する。その後、この構造体を加熱して、ドー
パントをドーパント注入層から拡散させて、前記第1と
第2の電界効果型トランジスタのソース/ドレイン領域
を形成する。一実施例においては、このドーパント注入
層は、タングステンケイ化物のようなケイ化物である。
また、第1ドーパントは、ボロンである。他の実施例に
おいては、この第2ドーパントはリンで、ケイ化物はタ
ングステンケイ化物である。
【0008】
【実施例】図1は、基板1の上にn型領域3とp型領域
5が形成され、その間にフィールド酸化物領域7が形成
されている。また、p型領域5とn型領域3の上に、ゲ
ート9とゲート11が形成されている。このゲート9と
ゲート11は、それぞれ、導電層91と導電層111と
を有する。この導電層91と導電層111は、ポリシリ
コンから形成される。また、このゲート9とゲート11
は、誘電体側壁93と誘電体側壁113、誘電体トップ
層95と誘電体トップ層115とをそれぞれ有する。こ
こでは、図面を明瞭にするために、ゲート酸化物は記載
されていない。用語「基板」とは、他の層をその上に堆
積するための材料を意味しており、この基板は、一般的
にシリコンウェハである。
【0009】これらの構造体は、当業者には公知であ
り、これに関しては、米国特許第4,435,986号
を参照されたい。従来の堆積とリソグラフパターン技術
が用いられており、この誘電体は、一般的にシリコン酸
化物である。
【0010】ケイ化物層13が、ゲート11に示された
構造体の表面上に形成され、ボロン、すなわち、第1の
導電型の第1ドーパントとして注入される。この構造体
を図2に示し、イオン注入は矢印で表している。このイ
オン注入のエネルギーは、ケイ化物層13を貫通しない
程度に選択されている。代表的なケイ化物は、WSi2
である。このケイ化物は、均一に堆積されて、基板表面
に対し、その損傷を最小にしている。このケイ化物層1
3は、ドーパント注入層とも称する。
【0011】マスク層15が、n型領域3の領域をカバ
ーするようにフォトレジストをパターン化することによ
り形成される。この構造体が図3に示される。矢印で示
すように、リンが第2の導電型の第2ドーパントとして
注入される。しかし、n型領域3は、パターン化された
レジストによって遮蔽されて、リンはp型領域5の上の
ケイ化物層13にのみ注入される。この注入エネルギー
は、ケイ化物層13を貫通しない程度に選択される。こ
のマスク層15は、その後、除去される。一般的なイオ
ン注入ドーズ量は、ボロンに対しては3×1015で、リ
ンに対しては5×1015である。
【0012】その後、ランディングパッドが形成され、
この構造体を、ケイ化物層13から充分な拡散が行われ
る時間と温度で加熱して、トランジスタのソース/ドレ
イン領域17を形成する。nチャネルトランジスタにお
いては、リンは拡散するが、ボロンは拡散しない。pチ
ャネルトランジスタにおいては、ボロンのみが拡散す
る。したがって、nチャネルトランジスタとpチャネル
トランジスタの両方が形成される。このランディングパ
ッド層をパターン化して、ゲート9とゲート11の上、
および、フィールド酸化物領域7の上で不連続性を形成
する。
【0013】上記の説明においては、nチャネルトラン
ジスタとpトランジスタの両方がケイ化物層からの拡散
により形成されるが、従来のプロセスに必要とされる2
回のマスクではなく、本発明は、1回のマスクのみが必
要である。
【0014】また、この実施例においては、リンを高濃
度で注入している。すなわち、ボロンの濃度の約2倍で
注入しているが、これは、本発明の実施に対し好ましい
プロセスである。
【0015】また、本発明の変形例として、ポリシリコ
ンをドーパント注入層として用いることもできる。
【0016】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は、nチャネ
ルとpチャネルのトランジスタを形成する際に、1回の
マスクでもって形成でき、その製造プロセスが単純とな
る利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造プロセスの第1プロセスにおける
集積回路の部分断面図。
【図2】本発明の製造プロセスの第2プロセスにおける
集積回路の部分断面図。
【図3】本発明の製造プロセスの第3プロセスにおける
集積回路の部分断面図。
【図4】本発明の製造プロセスの第4プロセスにおける
集積回路の部分断面図。
【符号の説明】
1 基板 3 n型領域 5 p型領域 7 フィールド酸化物領域 9、11 ゲート 13 ケイ化物層 15 マスク層 17 ソース/ドレイン領域 91、111 導電層 93、113 誘電体側壁 95、115 誘電体トップ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/78 9170−4M H01L 27/08 321 N 7514−4M 29/78 301 S (72)発明者 チュン−ティング リウ アメリカ合衆国、18106 ペンシルベニア、 レハイ カウンティー、ウエスコスビル、 ボギー アベニュー 1475 (72)発明者 ルイチェン リウ アメリカ合衆国、07060 ニュージャージ ー、サマセット カウンティー、ワレン、 ノースリッジ ウエイ 4

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)基板(1)に第1導電型の領域
    (3)と第2導電型の領域(5)を形成するステップ
    (図1)と、 (B)前記各領域(3,5)の上に、ゲート構造体(1
    1,9)を形成するステップ(図1)と、 (C)前記領域(3、5)の上に、ドーパント注入層
    (13)を形成するステップ(図2)と、 (D)前記領域(3、5)の上の前記ドーパント注入層
    (13)に、第1の導電型の第1ドーパントをブランケ
    ット注入するステップ(図2)と、 (E)第2導電型の領域(3)をマスク層(15)でマ
    スクするステップ(図3)と、 (F)前記ドーパント注入層(13)のマスクされない
    領域に、第2導電型の第2ドーパントをブランケット注
    入するステップ(図3)と、 (G)ソース/ドレイン領域(17)を形成するため
    に、前記ドーパント注入層(13)から前記ドーパント
    を拡散させるために、前記ステップにより得られた構造
    体を加熱するステップとからなることを特徴とするnチ
    ャネルとpチャネルの両方のトランジスタを有する集積
    回路の形成方法。
  2. 【請求項2】 前記第1ドーパントは、ボロンであるこ
    とを特徴とする請求項1の方法。
  3. 【請求項3】 前記第2ドーパントは、リンであること
    を特徴とする請求項2の方法。
  4. 【請求項4】 前記第2ドーパントは、前記第1ドーパ
    ントの約2倍のドーズ量でもって注入することを特徴と
    する請求項3の方法。
  5. 【請求項5】 前記ドーパント注入層(13)は、ケイ
    化物層であることを特徴とする請求項1の方法。
  6. 【請求項6】 前記ケイ化物は、タングステンケイ化物
    であることを特徴とする請求項5の方法。
JP6319367A 1993-12-01 1994-11-30 nチャネルとpチャネルの両方のトランジスタを有する集積回路の形成方法 Pending JPH07202016A (ja)

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US160701 1993-12-01

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