JPH0730103A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH0730103A
JPH0730103A JP16793193A JP16793193A JPH0730103A JP H0730103 A JPH0730103 A JP H0730103A JP 16793193 A JP16793193 A JP 16793193A JP 16793193 A JP16793193 A JP 16793193A JP H0730103 A JPH0730103 A JP H0730103A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide film
semiconductor substrate
semiconductor device
gate electrode
gate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP16793193A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Matsukawa
直樹 松川
Makoto Mizuno
真 水野
Katsuhiro Shimazu
勝広 島津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP16793193A priority Critical patent/JPH0730103A/ja
Publication of JPH0730103A publication Critical patent/JPH0730103A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゲート電極の側面にサイドウォールを形成す
る際に、サイドウォール端部周辺やフィールド酸化膜端
部の周辺に発生する応力を緩和し、接合リークの発生を
抑制した半導体装置の製造方法を提供する。 【構成】 半導体基板1上に、ゲート酸化膜3を介して
ゲート電極4を形成した後、全面にシリコン酸化膜7を
堆積し、次いで、半導体基板1の削れ深さが、200Å
以下となる範囲内で、シリコン酸化膜7にエッチバック
を行いサイドウォール8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、半導体装置の製造方法
に係り、特に、MOS(Metal Oxide Semi-conductor
)トランジスタ構造を備えた半導体装置の製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、半導体装置の微細化及び高集
積化に伴い、半導体装置のゲート長が短くなってきてい
る。このゲート長が短くなると、同じ書き込み電圧でも
書き込み時のゲートの電界が極めて高くなり、そこを通
るキャリアが高いエネルギーを得て、衝突電離が起こる
ようになる。これは、ホットキャリア現象と呼ばれ、M
OSトランジスタの特性劣化を引き起こしていた。
【0003】そこで、近年では、ソース領域及びドレイ
ン領域の端部での空乏層内の電界を弱めることで、ホッ
トキャリア現象を抑制するLDD構造を備えたMOS型
トランジスタが採用されている。このLDD構造を備え
たMOSトランジスタは、一般的に、以下の方法で形成
される。
【0004】半導体基板(シリコン基板)上に、ゲート
酸化膜を介してゲート電極を形成した後、当該ゲート電
極をマスクとして、シリコン基板に低濃度の不純物をイ
オン注入し、ソース及びドレインのゲート電極側端部
に、低濃度不純物拡散層を形成する。次に、全面に、サ
イドウォール形成材料として、シリコン酸化膜をCVD
法により堆積した後、半導体基板のソース領域及びドレ
イン領域に対応する部分が露出するまで、当該シリコン
酸化膜をエッチバックし、前記ゲート電極の側面に、サ
イドウォールを形成する。
【0005】次いで、800〜900℃程度の酸素雰囲
気または水蒸気雰囲気で、酸化を行い、全面に、高濃度
不純物拡散層形成のためのイオン注入用シリコン酸化膜
として、熱酸化膜を形成する。次に、この熱酸化膜を、
ソース及びドレインを形成するために行う高濃度不純物
のイオン注入用シリコン酸化膜とし、ゲート電極及びサ
イドウォールをマスクとして、シリコン基板に高濃度不
純物をイオン注入し、この部分に高濃度不純物拡散層を
形成する。このイオン注入により、半導体基板のソース
領域及びドレイン領域に対応する部分は、非晶質(アモ
ルファス)化される。
【0006】次いで、全面に、層間絶縁膜を形成した
後、当該層間絶縁膜の平坦化と、ソース領域及びドレイ
ン領域の結晶回復活性化を行うための熱処理を行う。次
に、前記層間絶縁膜の所望位置にコンタクト孔を開口
し、配線材料膜をスパッタして、前記コンタクト孔を埋
め込むと共に、金属配線膜を形成する。次いで、金属配
線膜をパターニングした後、全面に、最終保護膜を形成
して、LDD構造を有するMOS型半導体装置を完成す
る。
【0007】このLDD構造を有するMOSトランジス
タを備えた半導体装置は、ソース領域の端部及びドレイ
ン領域の端部に、低濃度不純物拡散層が形成された構造
を有している。そして、この低濃度不純物拡散層によ
り、この部分での電場が弱められて、ホットキャリアの
注入が抑制され、素子寿命が向上するという利点を備え
ている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記L
DD構造を有するMOSトランジスタを備えた半導体装
置の製造方法では、ゲート電極の側面にサイドウォール
を形成する際に行うエッチバックの際に、半導体基板の
ソース領域及びドレイン領域に対応する部分が、オーバ
ーエッチングされて大幅に削れてしまう。このため、サ
イドウォール端部の周辺や、フィールド酸化膜(素子分
離用酸化膜)端部の周辺に、比較的大きな応力が生じ
る。従って、半導体基板のソース領域及びドレイン領域
に、高濃度不純物をイオン注入した際に形成される非晶
質層に結晶欠陥を発生させる。このため、接合リーク
(ジャンクションリーク)が生じるという問題があっ
た。
【0009】本発明は、このような従来の問題点を解決
することを課題とするものであり、ゲート電極の側面に
サイドウォールを形成する際に、サイドウォール端部周
辺やフィールド酸化膜端部の周辺に発生する応力を緩和
し、接合リークの発生を抑制した半導体装置の製造方法
を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、半導体基板上にゲート酸化膜を介してゲ
ート電極を形成した後、全面に堆積したサイドウォール
形成材料を当該半導体基板が露出するまでエッチバック
して、前記ゲート電極の側面にサイドウォールを形成す
る半導体装置の製造方法において、前記エッチバック
は、前記露出した半導体基板の削れ深さが、200Å以
下となる範囲内で行うことを特徴とする半導体装置の製
造方法を提供するものである。
【0011】
【作用】本発明によれば、ゲート電極の側面にサイドウ
ォールを形成する際に行うエッチバックを、前記半導体
基板の削れ深さが、200Å以下となる範囲内で行うた
め、サイドウォール端部の周辺やフィールド酸化膜端部
の周辺に発生する応力が緩和される。このため、半導体
基板のソース領域及びドレイン領域に、高濃度不純物を
イオン注入した際に形成される非晶質層に結晶欠陥が発
生することが抑制される。
【0012】
【実施例】次に、本発明に係る一実施例について、図面
を参照して説明する。図1ないし図5は、本発明の一実
施例に係る半導体装置の製造工程の一部を示す部分断面
図である。図1に示す工程では、半導体基板1に選択酸
化を行い、素子分離領域にフィールド酸化膜2を形成す
る。次に、全面に、150Å程度の膜厚のゲート酸化膜
3を形成する。次いで、ゲート酸化膜3上に、3500
Å程度の膜厚で多結晶シリコン膜を堆積した後、これを
パターニングしてゲート電極4を形成する。
【0013】次に、ゲート電極4をマスクとして、半導
体基板1に、加速電圧=50KeV、注入量=2×10
13cm-2で、リン(P)をイオン注入し、低濃度不純物
領域5及び6を形成する。次いで、図2に示す工程で
は、ソースガスとして、モノシラン(SiH4 )と亜酸
化窒素(N2 O)からなる混合ガスを用い、温度=82
5℃、圧力=100Paの条件でCVD(Chemical Vap
or Deposition )法を行い、図1に示す工程で得たゲー
ト酸化膜3上及びゲート電極4の表面に、膜厚が220
0Å程度のシリコン酸化膜7を堆積する。
【0014】次に、図3に示す工程では、図2に示す工
程で得たシリコン酸化膜7に、半導体基板1のソース領
域及びドレイン領域と対応する部分が露出するまでエッ
チバック(反応性イオンエッチング)を行い、ゲート電
極4の側面に、シリコン酸化膜7からなるサイドウォー
ル8を形成する。この時、前記エッチバックは、特に図
6に示すように、露出した半導体基板1の削れ深さdが
200Å以下となるように終点制御を行った。
【0015】なお、前記エッチバックは、四フッ化炭素
(CF4 )=10sccm、三フッ化メタン(CH
F3 )=30sccm、アルゴン(Ar)=1000s
ccm、圧力=2Torr、RFパワー=300W、の
条件で行った。この時、シリコン酸化膜7に対するエッ
チングレート=3000Å/min、半導体基板(シリ
コン)1に対するエッチングレート=300Å/min
であった。そして、前記エッチバックの終点制御は、シ
リコン酸化膜7のエッチバック中に生成される一酸化炭
素(CO)の発光波長(4825Å)をモニタし、発光
強度低下開始時間を半導体基板1のオーバーエッチング
時間(削れ時間)として、半導体基板1に対するエッチ
ングレートから半導体基板1の削れ深さdを求めること
で行った。
【0016】次に、図4に示す工程では、図3に示す工
程で得た半導体基板1を、900℃の酸素(O2 )ガス
雰囲気で酸化処理し、露出されたソース領域及びドレイ
ン領域上及びゲート電極4上に、膜厚が100Å程度の
シリコン酸化膜13を形成する。次いで、ゲート電極
4、サイドウォール8をマスクとし、半導体基板1に、
加速電圧=40KeV、注入量=3×1013cm-2で、
ヒ素(As)をイオン注入し、高濃度不純物領域9及び
11を形成する。このようにして、低濃度不純物領域5
及び高濃度不純物領域9からなるソース10、低濃度不
純物領域6及び高濃度不純物領域11からなるドレイン
12を形成した。
【0017】次に、図5に示す工程では、図4に示す工
程で得た半導体基板1の全面に、層間絶縁膜14を形成
する。次に、層間絶縁膜14の平坦化と、ソース10及
びドレイン12の活性化を兼ねた800℃、15分間の
熱処理を行う。その後、コンタクト孔の開口、金属配線
の形成等、所望の工程を行い、LDD構造を有するMO
Sトランジスタを備えた半導体装置を完成する。
【0018】次に、実施例1の図3に示す工程で、サイ
ドウォール8を形成するためのエッチバックの際に、露
出する半導体基板1の削れ深さdが、表1に示す値とな
るように制御する他は、実施例1に示す製造工程に準じ
て、7種類の半導体装置を製造した。但し、ゲート長=
0.8μm、ゲート幅=16μmとした。次に、各々の
半導体装置について、接合リーク不良発生率を以下に示
す方法で評価した。
【0019】各半導体装置のドレイン12に、7Vの電
圧を印加(逆バイアス印加)し、ドレイン12と半導体
基板1とのリーク電流(接合リーク電流)を測定し、リ
ーク電流値が15pAを越えたものを不良と判定した。
この結果を表1に示す。
【0020】
【表1】
【0021】表1から、半導体基板1の削れ深さdが、
200Å以下である半導体装置は、接合リーク不良が全
く無く、良好な結果が得られた。これは、サイドウォー
ル8の形成により、サイドウォール8の端部周辺や、フ
ィールド酸化膜2の端部周辺に発生する応力が緩和され
たため、ソース10及びドレイン12に、高濃度不純物
をイオン注入した際に形成される非晶質層に、結晶欠陥
が発生することが抑制されたためである。
【0022】一方、半導体基板1の削れ深さdが、20
0Åを越えた半導体装置は、接合リーク不良が発生した
ことが確認された。これは、半導体基板1が一定の深さ
(200Å)を越えてオーバーエッチングされると、サ
イドウォール8の端部周辺やフィールド酸化膜2の端部
周辺に、大きな応力が生じ、ソース10及びドレイン1
2に、高濃度不純物をイオン注入した際に形成される非
晶質層に結晶欠陥を発生させるためである。
【0023】なお、本実施例では、ソース10及びドレ
イン12を形成する際に、P、Asをイオン注入した
が、これに限らず、他のn型不純物をイオン注入しても
よい。また、イオン注入の際の注入量及び加速電圧等
は、所望により決定してよい。また、本実施例では、n
チャネル型のLDD構造のMOSトランジスタを備えた
半導体装置を製造する場合について説明したが、本発明
は、pチャネル型のLDD構造のMOSトランジスタを
備えた半導体装置を製造する場合にも応用できることは
勿論である。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体装置の製造方法によれば、ゲート電極の側面にサイド
ウォールを形成する際に行うエッチバックを、前記半導
体基板の削れ深さが、200Å以下となる範囲内で行う
ため、サイドウォール端部の周辺やフィールド酸化膜端
部の周辺に発生する応力を緩和することができる。この
ため、半導体基板のソース領域及びドレイン領域に、高
濃度不純物をイオン注入した際に形成される非晶質層
に、結晶欠陥が発生することを抑制することができる。
この結果、接合リーク不良の発生を防止でき、高性能で
信頼性に優れた半導体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例にかかる半導体装置の製造工
程の一部を示す部分断面図である。
【図2】本発明の一実施例にかかる半導体装置の製造工
程の一部を示す部分断面図である。
【図3】本発明の一実施例にかかる半導体装置の製造工
程の一部を示す部分断面図である。
【図4】本発明の一実施例にかかる半導体装置の製造工
程の一部を示す部分断面図である。
【図5】本発明の一実施例にかかる半導体装置の製造工
程の一部を示す部分断面図である。
【図6】本発明の一実施例にかかる半導体装置の製造工
程の一部を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
1 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 低濃度不純物領域 6 低濃度不純物領域 7 シリコン酸化膜 8 サイドウォール 9 高濃度不純物領域 10 ソース 11 高濃度不純物領域 12 ドレイン 13 シリコン酸化膜 14 層間絶縁膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上にゲート酸化膜を介してゲ
    ート電極を形成した後、全面に堆積したサイドウォール
    形成材料を当該半導体基板が露出するまでエッチバック
    して、前記ゲート電極の側面にサイドウォールを形成す
    る半導体装置の製造方法において、 前記エッチバックは、前記露出した半導体基板の削れ深
    さが、200Å以下となる範囲内で行うことを特徴とす
    る半導体装置の製造方法。
JP16793193A 1993-07-07 1993-07-07 半導体装置の製造方法 Pending JPH0730103A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16793193A JPH0730103A (ja) 1993-07-07 1993-07-07 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16793193A JPH0730103A (ja) 1993-07-07 1993-07-07 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0730103A true JPH0730103A (ja) 1995-01-31

Family

ID=15858718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16793193A Pending JPH0730103A (ja) 1993-07-07 1993-07-07 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0730103A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004303918A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法および半導体装置
JP2006196735A (ja) * 2005-01-14 2006-07-27 Yamaha Corp サイドスペーサ形成法
US8191593B2 (en) 2005-05-13 2012-06-05 Diversey, Inc. Non-slipping wheel

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004303918A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法および半導体装置
JP2006196735A (ja) * 2005-01-14 2006-07-27 Yamaha Corp サイドスペーサ形成法
US8191593B2 (en) 2005-05-13 2012-06-05 Diversey, Inc. Non-slipping wheel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6541823B1 (en) Semiconductor device including multiple field effect transistors and manufacturing method thereof
JPS6231506B2 (ja)
US5762813A (en) Method for fabricating semiconductor device
US6582998B2 (en) Method for fabricating nonvolatile semiconductor memory device
JP4093855B2 (ja) 半導体素子の製造方法
KR100460066B1 (ko) 반도체소자의 제조방법
US6441444B1 (en) Semiconductor device having a nitride barrier for preventing formation of structural defects
JP2679579B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US6107173A (en) Method of manufacturing semiconductor device
KR100223736B1 (ko) 반도체 소자 제조 방법
JPS6252950B2 (ja)
JPH05243575A (ja) 薄膜トランジスタおよびその製造方法
US20050245015A1 (en) Method for manufacturing a semiconductor device having a dual-gate structure
KR100899567B1 (ko) 텅스텐막을 포함하는 게이트전극을 구비한 반도체 소자의제조 방법
US5391509A (en) Method of manufacturing a semiconductor device forming a high concentration impurity region through a CVD insulating film
JPH07176742A (ja) 半導体装置の製造方法及び半導体装置
JP3397804B2 (ja) 不揮発性メモリの製造方法
US6309939B1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
JP3716007B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP3419956B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS63244884A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2000294536A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0298173A (ja) 半導体記憶装置の製造方法
JPH08204186A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0320908B2 (ja)