JPH07288327A - Sram負荷tftの形成方法 - Google Patents

Sram負荷tftの形成方法

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JPH07288327A
JPH07288327A JP6078254A JP7825494A JPH07288327A JP H07288327 A JPH07288327 A JP H07288327A JP 6078254 A JP6078254 A JP 6078254A JP 7825494 A JP7825494 A JP 7825494A JP H07288327 A JPH07288327 A JP H07288327A
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JP
Japan
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film
forming
polysilicon film
hydrogen supply
polysilicon
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Application number
JP6078254A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadayuki Kimura
忠之 木村
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 SRAM負荷TFTのチャネル領域を確実に
水素化し、工程数を増やすことなくLDD構造を形成す
る方法を提供する。 【構成】 ポリシリコン膜14上にSiON:H系の水
素供給膜15を形成し、この水素供給膜15の側壁をテ
ーパ面15Aに形成することにより、LDD領域のイオ
ン注入をセルフアラインで行うことができるようにな
る。また、水素供給膜15から直接ポリシリコン膜14
のチャネル領域14Cへ水素を拡散させることができる
ため、チャネル領域14Cの水素化を確実に行うことが
可能となる。このため、TFT特性の劣化を防止する効
果を奏する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、SRAM負荷TFT
の形成方法に関し、さらに詳しくは、ポリシリコン膜の
チャネル領域の水素化を図り、特性劣化を防止したSR
AMの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
SRAM(static random access memory)のメモリセ
ルには従来用いられてきた高抵抗ポリシリコン負荷型メ
モリセル(高抵抗負荷型セル)に変えて、ポリシリコン
TFT(thin film transistor)負荷メモリセルが採用
されている。これは、ポリシリコンTFT負荷型セルが
今後の微細プロセス技術を用いた高集積CMOS SR
AMにおいて、優れた情報保持特性、強いソフトエラー
耐性、優れた低電圧動作特性、及び超低待機電流特性を
実現するために不可欠なメモリセル技術と考えられてい
るからである。
【0003】SRAMの負荷素子としてのTFTは、ボ
トムゲート型であり、図4に示すように、ゲート1の上
にポリシリコン膜2が形成され。このポリシリコン膜2
のチャネル上方にビット線(Al配線)3が走るように
設計されている。このビット線3(特にAlの下地のバ
リアメタル)があるためその遮蔽効果によって、その後
プラズマCVDによって形成されるシリコンナイトライ
ド(以下P−SiNという)のシンター工程において、
P−SiNから脱離する水素がTFTチャネルに入り込
む割合が少なくなり、ポリシリコン中のトラップを不活
性化することができずTFT特性を劣化させる問題があ
った。このようなTFT特性の劣化は、BT変動に対し
ては有効であるが、64MSRAM世代では、電源電圧
が2.5Vと小さくなり、BT特性の劣化は情報保持特
性や、セルの安定性を劣化させてしまうため、大きな問
題となっていた。
【0004】この発明が解決しようとする課題は、低い
電源電圧に対してTFT特性の改善が行えるSRAM負
荷TFTの形成方法を得るには、どのような手段を講じ
ればよいかという点にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、半
導体基体上にゲート電極を形成した後、該ゲート電極上
にゲート酸化膜を介してポリシリコン膜を形成し、該ポ
リシリコン膜にソース・ドレインを形成した後、層間絶
縁膜を介して該ポリシリコン膜のチャネル領域上にメタ
ル配線を形成するSRAM負荷TFTの形成方法におい
て、前記ポリシリコン膜を形成した後、該ポリシリコン
膜上にSiON:H系の水素供給膜を形成し、該水素供
給膜上にレジストをパターニングしてこのレジストをエ
ッチングマスクとして用いて、該ポリシリコン膜が露出
するまで、該水素供給膜を側壁がテーパ状となるように
等方性エッチングし、該レジストを注入マスクとして不
純物をイオン注入して該ポリシリコン膜にソース・ドレ
インを形成し、次に該レジストを除去した後にイオン注
入を行って、該ポリシリコン膜にLDD領域を形成する
ことを、その解決手段としている。また、前記等方性エ
ッチングはウェットエッチングであり、前記LDD領域
を形成した後、アニールを行うことを特徴とする。
【0006】
【作用】この発明においては、ポリシリコン膜にイオン
注入をするための注入マスクを形成するのに、1回のリ
ソグラフィー工程を行えばよく、工程を増やすことなく
イオン注入が行えると共に、水素供給膜の側壁にテーパ
部を形成しておくため、このテーパ部からポリシリコン
膜にLDD領域を形成するためのイオン注入が可能とな
る。このようなLDD構造とすることにより、リーク電
流やオン電流を、単なるオフセット構造に比べて改善す
る作用がある。また、ポリシリコン膜のチャネル上に直
接水素供給源があるため、SRAMで問題になる、ビッ
ト線による水素化阻害作用があるのにかかわらず、特性
劣化を防止する作用を奏する。
【0007】
【実施例】以下、この発明に係るSRAM負荷TFTの
形成方法の詳細を図面に示す実施例に基づいて説明す
る。なお、図1〜図3は、本発明の実施例に係るTFT
及びその上方のビット線等の形成工程を示す要部断面図
である。
【0008】まず、本実施例では、図1(A)に示すよ
うに、半導体基板にSRAMを構成する所定の素子を作
り込んで絶縁膜等を形成した基体11の上にP型のポリ
シリコン膜を例えば50nmの膜厚に堆積させた後、こ
のポリシリコン膜をパターニングしてゲート電極12を
形成する。次に、LP−CVD法にてTEOS膜を全面
に堆積させてゲート酸化膜13を形成する。なお、本実
施例では、このゲート酸化膜13の膜厚を40nmに設
定した。次に、同図(A)に示すように、全面にポリシ
リコン膜14を膜厚が30nm程度になるように形成す
る。このポリシリコン膜14は、550℃の条件で形成
したアモルファスシリコンを600℃,30時間の条件
で固相成長させてポリシリコンに結晶化したものであ
る。そして、このポリシリコン膜14を従来と同様の形
状(図4のポリシリコン膜2と同様の形状)にパターニ
ングする。その後、SiH4とN2OとをCVDガスとし
て用いるプラズマCVD法により、SiON:H系の水
素供給膜15を全面に形成する。この水素供給膜15
は、堆積温度が300〜350℃の条件で膜厚100n
m程度に堆積させる。
【0009】次に、水素供給膜15の上にレジストを塗
布し、露光・現像を行って、図1(B)に示すようなレ
ジストマスク16をパターニングする。なお、このレジ
ストマスク16はポリシリコン膜14にソース・ドレイ
ンを形成するためのイオン注入のマスクとなるものであ
り、ゲート電極12の上方に位置するように形成する。
その後、ウェットエッチング(例えば、水:フッ酸=2
00:5のライトエッチ)を行って、図1(B)に示す
ように、レジストマスク16の下に水素供給膜15がア
ンダーカットを生じるように形成する。このように加工
された水素供給膜15の側壁は、同図(B)に示すよう
にテーパ面15Aとなる。この水素供給膜15の断面は
略台形状となり、この台形の下底の長さはレジストマス
ク16の幅寸法と等しくなるように設定する。続いて、
図1(C)に示すように、レジストマスク16を注入マ
スクとして用いて、ポリシリコン膜14に二フッ化ホウ
素(BF2)をイオン注入してソース・ドレイン領域1
4Aを形成する。このイオン注入の条件は、注入エネル
ギーが20KeVで、ドーズ量が1×1015/cm2
なるように設定した。次に、図2(A)に示すように、
レジストマスク16を剥離した後、再度BF2のイオン
注入を行い、LDD領域14Bを形成する。このイオン
注入は、LDD領域を形成する目的で行うため、ソース
・ドレイン領域14Aのイオン注入のドーズ量より低く
設定する(1×1013/cm2)。なお、注入エネルギ
ーは、20KeVで同様である。本実施例では、1回の
リソグラフィー工程だけでLDD領域14Bがセルフア
ラインに形成できる。これは、水素供給膜15の側壁が
テーパ面15Aであるため膜厚が薄くなっており、注入
イオンが通過できるからである。このため、LDD長の
変動がなく、特性のバラツキを未然に防止することがで
きる。また、工程数が少なくてよいため、コストを低減
することが可能となる。
【0010】次に、400℃,60分のアニールを行
い、水素供給膜15中から水素を解離させ、この水素を
ポリシリコン膜14のチャネル領域14C中へ拡散させ
ることにより、図2(B)に示したように、チャネル領
域14Cの水素化を実現させることができる。
【0011】次に、図3(A)に示すように、全面にS
iO2でなる層間絶縁膜17をCVD法にて堆積させ
る。そして、この層間絶縁膜17上にTi/TiON系
の積層膜でなるバリアメタル膜18を例えばスパッタ法
にて形成し、その上にAl−1%Si膜19を形成し、
パターニングを行ってポリシリコン膜14のチャネル領
域14Cの上方に位置するビット線20を形成する。そ
の後、図3(B)に示すように、全面にP−SiN膜2
1をプラズマCVD法にて堆積させる。なお、このP−
SiN膜21は、SiN:Hのかたちで水素を含み、シ
ンターを行うことによって、この水素が拡散するが、チ
ャネル領域14C上にビット線20があるためチャネル
領域14Cへの水素の侵入が阻止される。しかし、チャ
ネル領域14Cは、すでに水素化してあるため、水素の
侵入がビット線20に阻害されてもTFT特性に与える
影響は小さい。
【0012】以上、実施例について説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、構成の要旨に付随す
る各種の変更が可能である。
【0013】例えば、上記実施例では、水素供給膜15
をウェットエッチングしてテーパ面15Aを形成した
が、等方性エッチングであれば、例えば四フッ化炭素
(CF4)等をエッチングガスとして用いるドライエッ
チングを行ってもよい。また、本実施例では、水素供給
膜15を残したまま層間絶縁膜17を堆積したが、この
水素供給膜15を除去した後に層間絶縁膜17を堆積し
ても勿論よい。
【0014】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、SRAM負荷TFTのLDD構造が1回の
リソグラフィー工程で可能であるため、LDD長のバラ
ツキを抑えることができる。このため、TFT特性のバ
ラツキの小さいSRAM負荷TFTの作製を可能にする
効果がある。また、TFTチャネルを確実に水素化する
ことができるため、SRAMで問題となるTFTチャネ
ル上のビット線による水素化阻害効果を防止することが
でき、TFT特性の劣化を防止する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)〜(C)は本発明の実施例を示す工程断
面図。
【図2】(A)及び(B)は本発明の実施例を示す工程
断面図。
【図3】(A)及び(B)は本発明の実施例を示す工程
断面図。
【図4】SRAMセルパターンを示す説明図。
【符号の説明】
11…基体 12…ゲート電極 13…ゲート酸化膜 14…ポリシリコン膜 14A…ソース・ドレイン領域 14B…LDD領域 14C…チャネル領域 15…水素供給膜 15A…テーパ面 16…レジストマスク 17…層間絶縁膜 18…バリアメタル膜 19…Al−1%Si膜 20…ビット線 21…P−SiN膜
───────────────────────────────────────────────────── 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 27/11 9056−4M H01L 29/78 311 N 9056−4M 311 P

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基体上にゲート電極を形成した
    後、該ゲート電極上にゲート酸化膜を介してポリシリコ
    ン膜を形成し、該ポリシリコン膜にソース・ドレインを
    形成した後、層間絶縁膜を介して該ポリシリコン膜のチ
    ャネル領域上にメタル配線を形成するSRAM負荷TF
    Tの形成方法において、 前記ポリシリコン膜を形成した後、該ポリシリコン膜上
    にSiON:H系の水素供給膜を形成し、該水素供給膜
    上にレジストをパターニングしてこのレジストをエッチ
    ングマスクとして用いて、該ポリシリコン膜が露出する
    まで、該水素供給膜を側壁がテーパ状となるように等方
    性エッチングし、該レジストを注入マスクとして不純物
    をイオン注入して該ポリシリコン膜にソース・ドレイン
    を形成し、次に該レジストを除去した後にイオン注入を
    行って、該ポリシリコン膜にLDD領域を形成すること
    を特徴とするSRAM負荷TFTの形成方法。
  2. 【請求項2】 前記等方性エッチングはウェットエッチ
    ングである請求項1記載のSRAM負荷TFTの形成方
    法。
  3. 【請求項3】 前記LDD領域を形成した後、アニール
    を行う請求項1記載のSRAM負荷TFTの形成方法。
JP6078254A 1994-04-18 1994-04-18 Sram負荷tftの形成方法 Pending JPH07288327A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001015701A (ja) * 1999-07-02 2001-01-19 Matsushita Electronics Industry Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2002141513A (ja) * 2000-11-07 2002-05-17 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置およびその作製方法

Cited By (2)

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