JPH0730110A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH0730110A JPH0730110A JP17405293A JP17405293A JPH0730110A JP H0730110 A JPH0730110 A JP H0730110A JP 17405293 A JP17405293 A JP 17405293A JP 17405293 A JP17405293 A JP 17405293A JP H0730110 A JPH0730110 A JP H0730110A
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- conductive
- semiconductor device
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 MOS型トランジスタの集積度を高めること
ができる半導体装置及びその製造方法を提供することを
目的とする。 【構成】 半導体基板1にゲート酸化膜21 〜24 及び
14が形成され、これらのゲート酸化膜に帯状の薄膜形
成層を形成し、薄膜形成層を覆うように導電性のポリシ
リコン層を形成した後、エッチバックして、導電性スペ
ーサ11a,11bを形成し、その後、帯状の薄膜形成
層を除去して、同様な方法によって導電性スペーサ15
a,15bを形成し、導電性スペーサ11a,15a及
び11b,15bをマスクとするセルフアライメント法
によってソース・ドレイン拡散層16を形成する半導体
装置及びその製造方法である。
ができる半導体装置及びその製造方法を提供することを
目的とする。 【構成】 半導体基板1にゲート酸化膜21 〜24 及び
14が形成され、これらのゲート酸化膜に帯状の薄膜形
成層を形成し、薄膜形成層を覆うように導電性のポリシ
リコン層を形成した後、エッチバックして、導電性スペ
ーサ11a,11bを形成し、その後、帯状の薄膜形成
層を除去して、同様な方法によって導電性スペーサ15
a,15bを形成し、導電性スペーサ11a,15a及
び11b,15bをマスクとするセルフアライメント法
によってソース・ドレイン拡散層16を形成する半導体
装置及びその製造方法である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、導電性スペーサを用い
てMOS型トランジスタを微細化して集積した半導体装
置及びその製造方法に関するものである。
てMOS型トランジスタを微細化して集積した半導体装
置及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、MOSトランジスタは、スケーリ
ング則が成立する範囲で素子寸法を縮小することによっ
て、集積度を高めることができる。素子の微細化が可能
であれば、集積度を上げることができるが、露光技術や
エッチング技術等によって決定される設計ルールによっ
て、自己整合技術を用いたとしてもMOSトランジスタ
の微細化に限界がある。従って、集積度をより一層高め
ようとすると、製造装置の性能の向上を待つ必要があ
り、その開発には時間と経費が掛かる。
ング則が成立する範囲で素子寸法を縮小することによっ
て、集積度を高めることができる。素子の微細化が可能
であれば、集積度を上げることができるが、露光技術や
エッチング技術等によって決定される設計ルールによっ
て、自己整合技術を用いたとしてもMOSトランジスタ
の微細化に限界がある。従って、集積度をより一層高め
ようとすると、製造装置の性能の向上を待つ必要があ
り、その開発には時間と経費が掛かる。
【0003】従来のMOSトランジスタの製造方法につ
いて、その一例を図12を参照して説明する。図12
(a)に示すように、半導体基板1にゲート酸化膜であ
る熱酸化膜2が形成され、その熱酸化膜2を覆うように
導電性のポリシリコン層3が形成され、ポリシリコン層
3にレジスト膜を全面に被着してパターニングしてレジ
ストマスク4を形成する。続いて、図12(b)に示す
ように、レジストマスク4によりポリシリコン層3を選
択的にエッチングしてゲート電極となる導電層31 ,3
2 を形成する。導電層31 ,32 の表面には、必要に応
じて窒化シリコン膜等の耐酸性薄膜が被着されている。
その後、導電層31 ,32 をマスクとする自己整合法
(セルフアライメント法)によって、ドーパントをイオ
ン注入してシャロー拡散層6を形成する。
いて、その一例を図12を参照して説明する。図12
(a)に示すように、半導体基板1にゲート酸化膜であ
る熱酸化膜2が形成され、その熱酸化膜2を覆うように
導電性のポリシリコン層3が形成され、ポリシリコン層
3にレジスト膜を全面に被着してパターニングしてレジ
ストマスク4を形成する。続いて、図12(b)に示す
ように、レジストマスク4によりポリシリコン層3を選
択的にエッチングしてゲート電極となる導電層31 ,3
2 を形成する。導電層31 ,32 の表面には、必要に応
じて窒化シリコン膜等の耐酸性薄膜が被着されている。
その後、導電層31 ,32 をマスクとする自己整合法
(セルフアライメント法)によって、ドーパントをイオ
ン注入してシャロー拡散層6を形成する。
【0004】続いて、図12(c)に示すように、導電
層31 ,32 を覆って二酸化シリコン層5を形成する。
二酸化シリコン層5をエッチバックして図12(d)に
示すように、スペーサ酸化膜5a,5bを形成する。そ
の後、導電層31 ,32 とスペーサ酸化膜5a,5bを
マスクとしてドーパントを半導体基板1にイオン注入し
てソース・ドレイン拡散層7を形成する。尚、図12
は、LDD(Lightly Doped Drain)型MOSトランジス
タであり、対称な構造となっており、片側だけにスペー
サ酸化膜を形成することによって、非対称な構造を有す
るMOSトランジスタを形成することができる。
層31 ,32 を覆って二酸化シリコン層5を形成する。
二酸化シリコン層5をエッチバックして図12(d)に
示すように、スペーサ酸化膜5a,5bを形成する。そ
の後、導電層31 ,32 とスペーサ酸化膜5a,5bを
マスクとしてドーパントを半導体基板1にイオン注入し
てソース・ドレイン拡散層7を形成する。尚、図12
は、LDD(Lightly Doped Drain)型MOSトランジス
タであり、対称な構造となっており、片側だけにスペー
サ酸化膜を形成することによって、非対称な構造を有す
るMOSトランジスタを形成することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のMOSトランジ
スタは、露光精度やエッチング精度によって素子の微細
化が達成し得る限界がある。この製造限界を克服する方
法として、図12に示すように、一回のホトマスク工程
で加工形成されたレジストマスク4を用いて、導電層3
1 ,32 を形成し、この導電層31 ,32 の幅Lが限界
値に設定され、導電層31 ,32 を用いてセルフアライ
メント法により、シャロー拡散層6が形成される。更
に、導電層31 ,32 の両側にスペーサ酸化膜5a,5
bを形成して、ソース・ドレイン拡散層7をセルフアラ
イメント法によって形成し、露光精度等に依存すること
なく、微細化する方法がなされている。しかしながら、
上記の例で示したように、ゲート電極である導電層
31 ,32のチャネル幅Lは、露光精度やエッチング精
度に基づく設計ルールによって規制されており、チャネ
ル幅Lはこれ以上狭くすることができない。即ち、セル
フアライメント法を用いて素子の微細化を図ったとして
も微細化には限界があり、集積度をより一層高めようと
すると、製造装置及び製造技術の開発を待たねばならな
く、容易に微細化が達成できない問題がある。
スタは、露光精度やエッチング精度によって素子の微細
化が達成し得る限界がある。この製造限界を克服する方
法として、図12に示すように、一回のホトマスク工程
で加工形成されたレジストマスク4を用いて、導電層3
1 ,32 を形成し、この導電層31 ,32 の幅Lが限界
値に設定され、導電層31 ,32 を用いてセルフアライ
メント法により、シャロー拡散層6が形成される。更
に、導電層31 ,32 の両側にスペーサ酸化膜5a,5
bを形成して、ソース・ドレイン拡散層7をセルフアラ
イメント法によって形成し、露光精度等に依存すること
なく、微細化する方法がなされている。しかしながら、
上記の例で示したように、ゲート電極である導電層
31 ,32のチャネル幅Lは、露光精度やエッチング精
度に基づく設計ルールによって規制されており、チャネ
ル幅Lはこれ以上狭くすることができない。即ち、セル
フアライメント法を用いて素子の微細化を図ったとして
も微細化には限界があり、集積度をより一層高めようと
すると、製造装置及び製造技術の開発を待たねばならな
く、容易に微細化が達成できない問題がある。
【0006】本発明は、上述のような問題点に鑑みなさ
れたものであって、MOS型トランジスタの集積度を一
層高めることができる半導体装置及びその製造方法を提
供するものである。
れたものであって、MOS型トランジスタの集積度を一
層高めることができる半導体装置及びその製造方法を提
供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述のような課題を達成
する為に、本発明の半導体装置は、ソース・ドレイン拡
散層を備え、前記半導体装置のゲート電極又はフローテ
ィングゲートが導電性スペーサからなることを特徴とす
るものである。又、この導電性スペーサは、互いに接す
る第1と第2の導電性スペーサから構成してもよく、第
1と第2の導電性スペーサが導電性のサイドウォールと
酸化膜で形成してもよい。更に、本発明の半導体装置
は、ソース・ドレイン拡散層を備え、第1と第2の導電
性スペーサの下層にそれぞれ形成される第1と第2のゲ
ート酸化膜の膜厚が異なることを特徴とするものであ
る。更に、本発明の半導体装置は、ソース・ドレイン拡
散層を備え、ゲート電極又はフローティングゲートを形
成する互いに接する第1と第2の導電性スペーサと、前
記第1と第2の導電性スペーサの円弧状部にそれぞれ形
成された第3と第4のスペーサを形成したことを特徴と
するものである。
する為に、本発明の半導体装置は、ソース・ドレイン拡
散層を備え、前記半導体装置のゲート電極又はフローテ
ィングゲートが導電性スペーサからなることを特徴とす
るものである。又、この導電性スペーサは、互いに接す
る第1と第2の導電性スペーサから構成してもよく、第
1と第2の導電性スペーサが導電性のサイドウォールと
酸化膜で形成してもよい。更に、本発明の半導体装置
は、ソース・ドレイン拡散層を備え、第1と第2の導電
性スペーサの下層にそれぞれ形成される第1と第2のゲ
ート酸化膜の膜厚が異なることを特徴とするものであ
る。更に、本発明の半導体装置は、ソース・ドレイン拡
散層を備え、ゲート電極又はフローティングゲートを形
成する互いに接する第1と第2の導電性スペーサと、前
記第1と第2の導電性スペーサの円弧状部にそれぞれ形
成された第3と第4のスペーサを形成したことを特徴と
するものである。
【0008】又、本発明の半導体装置は、ソース・ドレ
イン拡散層を備え、半導体基板の表面に形成されたゲー
ト酸化膜と、前記ゲート酸化膜に接するフローティング
ゲートとなる互いに接する第1と第2の導電性スペーサ
と、前記第1と第2の導電性スペーサのアスペクト比を
低下させる為の平坦化処理層と、前記平坦化処理層と前
記第1と第2の導電性スペーサを覆う絶縁膜と、前記絶
縁膜に形成された制御ゲート層とを有することを特徴と
するものである。
イン拡散層を備え、半導体基板の表面に形成されたゲー
ト酸化膜と、前記ゲート酸化膜に接するフローティング
ゲートとなる互いに接する第1と第2の導電性スペーサ
と、前記第1と第2の導電性スペーサのアスペクト比を
低下させる為の平坦化処理層と、前記平坦化処理層と前
記第1と第2の導電性スペーサを覆う絶縁膜と、前記絶
縁膜に形成された制御ゲート層とを有することを特徴と
するものである。
【0009】又、本発明の半導体装置の製造方法は、半
導体基板の表面に形成された第1のゲート酸化膜に、矩
形状の薄膜形成層を形成し、前記矩形状の薄膜形成層の
両側端に第1の導電性スペーサを形成し、前記矩形状の
薄膜形成層を除去した後、第2のゲート酸化膜を形成
し、前記第1の導電性スペーサの側壁に第2の導電性ス
ペーサを形成し、前記第1と第2の導電性スペーサをマ
スクとしてソース・ドレイン拡散層を形成することを特
徴とするものである。
導体基板の表面に形成された第1のゲート酸化膜に、矩
形状の薄膜形成層を形成し、前記矩形状の薄膜形成層の
両側端に第1の導電性スペーサを形成し、前記矩形状の
薄膜形成層を除去した後、第2のゲート酸化膜を形成
し、前記第1の導電性スペーサの側壁に第2の導電性ス
ペーサを形成し、前記第1と第2の導電性スペーサをマ
スクとしてソース・ドレイン拡散層を形成することを特
徴とするものである。
【0010】又、本発明の半導体装置の製造方法は、半
導体基板の表面にゲート酸化膜となる熱酸化膜を形成す
る熱酸化工程と、前記熱酸化膜に低温による薄膜形成層
を形成する工程と、前記薄膜形成層を選択的にエッチン
グして素子間隔を設定するパターニング工程と、パター
ニングされた前記薄膜形成層を覆う第1の導電層を堆積
する工程と、前記第1の導電層をエッチングして前記薄
膜形成層の側壁に導電性スペーサを形成する工程と、前
記薄膜形成層の全てを除去するか、又は、前記導電性ス
ペーサの側壁に前記気相成長層の一部を残すエッチング
工程と、前記エッチング工程で形成された導電性スペー
サ等をマスクとしてソース・ドレイン拡散層を形成する
工程と、を含むことを特徴とするものである。
導体基板の表面にゲート酸化膜となる熱酸化膜を形成す
る熱酸化工程と、前記熱酸化膜に低温による薄膜形成層
を形成する工程と、前記薄膜形成層を選択的にエッチン
グして素子間隔を設定するパターニング工程と、パター
ニングされた前記薄膜形成層を覆う第1の導電層を堆積
する工程と、前記第1の導電層をエッチングして前記薄
膜形成層の側壁に導電性スペーサを形成する工程と、前
記薄膜形成層の全てを除去するか、又は、前記導電性ス
ペーサの側壁に前記気相成長層の一部を残すエッチング
工程と、前記エッチング工程で形成された導電性スペー
サ等をマスクとしてソース・ドレイン拡散層を形成する
工程と、を含むことを特徴とするものである。
【0011】又、本発明の半導体装置の製造方法は、半
導体基板の表面に第1のゲート酸化膜となる熱拡散層を
形成する工程と、前記熱拡散層を覆う窒化膜等の保護膜
を形成する工程と、前記保護膜に薄膜形成層を形成する
工程と、前記薄膜形成層を選択的にエッチングして素子
間隔を設定するパターニング工程と、パターニングされ
た前記薄膜形成層を覆う第1の導電層を堆積する工程
と、前記第1の導電層をエッチングして前記薄膜形成層
の両側壁に第1の導電性スペーサを形成する工程と、前
記薄膜形成層とその下層の前記保護膜と前記熱酸化膜を
除去して前記半導体基板の表面を露出する工程と、前記
表面の露出した半導体基板に第2のゲート酸化膜となる
熱酸化膜を形成する工程と、前記第1の導電性スペーサ
を覆う第2の導電層を堆積する工程と、前記第2の導電
層をエッチングして前記第1の導電性スペーサの側壁に
第2の導電性スペーサを形成する工程と、前記第1と第
2の導電性スペーサをマスクとしてソース・ドレイン拡
散層を形成する拡散工程と、を含むことを特徴とするも
のである。
導体基板の表面に第1のゲート酸化膜となる熱拡散層を
形成する工程と、前記熱拡散層を覆う窒化膜等の保護膜
を形成する工程と、前記保護膜に薄膜形成層を形成する
工程と、前記薄膜形成層を選択的にエッチングして素子
間隔を設定するパターニング工程と、パターニングされ
た前記薄膜形成層を覆う第1の導電層を堆積する工程
と、前記第1の導電層をエッチングして前記薄膜形成層
の両側壁に第1の導電性スペーサを形成する工程と、前
記薄膜形成層とその下層の前記保護膜と前記熱酸化膜を
除去して前記半導体基板の表面を露出する工程と、前記
表面の露出した半導体基板に第2のゲート酸化膜となる
熱酸化膜を形成する工程と、前記第1の導電性スペーサ
を覆う第2の導電層を堆積する工程と、前記第2の導電
層をエッチングして前記第1の導電性スペーサの側壁に
第2の導電性スペーサを形成する工程と、前記第1と第
2の導電性スペーサをマスクとしてソース・ドレイン拡
散層を形成する拡散工程と、を含むことを特徴とするも
のである。
【0012】又、本発明の半導体装置の製造方法は、半
導体基板の表面にゲート酸化膜となる熱酸化膜を形成す
る工程と、前記熱酸化膜を覆う窒化膜等の保護膜を形成
する工程と、前記保護膜に薄膜形成層を堆積する工程
と、前記薄膜形成層を選択的にエッチングして素子間隔
を設定するパターニング工程と、パターニングされた前
記薄膜形成層を覆う第1の導電層を堆積する工程と、前
記第1の導電層をエッチングして前記薄膜形成層の両側
壁に第1の導電性スペーサを形成する工程と、前記薄膜
形成層とその下層の前記保護膜と前記ゲート酸化膜を除
去して前記半導体基板の表面を露出するエッチング工程
と、前記表面の露出した半導体基板に第2のゲート酸化
膜となる熱酸化膜を形成する工程と、前記第1の導電性
スペーサを覆う第2の導電層を堆積する工程と、前記第
2の導電層をエッチングして前記第1の導電性スペーサ
の側壁に第2の導電性スペーサを形成する工程と、前記
第1と第2の導電性スペーサをマスクとしてドーパント
をイオン注入してソース・ドレイン拡散層を形成する拡
散工程と、前記第1と第2の導電性スペーサのアスペク
ト比を低下させる平坦化処理工程と、前記平坦化処理工
程の後に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層を覆う導
電層をパターニングして制御ゲート層を形成するエッチ
グ工程と、を含むことを特徴とするものである。
導体基板の表面にゲート酸化膜となる熱酸化膜を形成す
る工程と、前記熱酸化膜を覆う窒化膜等の保護膜を形成
する工程と、前記保護膜に薄膜形成層を堆積する工程
と、前記薄膜形成層を選択的にエッチングして素子間隔
を設定するパターニング工程と、パターニングされた前
記薄膜形成層を覆う第1の導電層を堆積する工程と、前
記第1の導電層をエッチングして前記薄膜形成層の両側
壁に第1の導電性スペーサを形成する工程と、前記薄膜
形成層とその下層の前記保護膜と前記ゲート酸化膜を除
去して前記半導体基板の表面を露出するエッチング工程
と、前記表面の露出した半導体基板に第2のゲート酸化
膜となる熱酸化膜を形成する工程と、前記第1の導電性
スペーサを覆う第2の導電層を堆積する工程と、前記第
2の導電層をエッチングして前記第1の導電性スペーサ
の側壁に第2の導電性スペーサを形成する工程と、前記
第1と第2の導電性スペーサをマスクとしてドーパント
をイオン注入してソース・ドレイン拡散層を形成する拡
散工程と、前記第1と第2の導電性スペーサのアスペク
ト比を低下させる平坦化処理工程と、前記平坦化処理工
程の後に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層を覆う導
電層をパターニングして制御ゲート層を形成するエッチ
グ工程と、を含むことを特徴とするものである。
【0013】
【作用】上述のような手段により、本発明の半導体装置
は、パターニングされた気相成長層等の薄膜形成層の側
壁に導電性スペーサを形成し、この導電性スペーサをM
OS型トランジスタのゲート電極或いはフローティング
ゲートとしたものであり、半導体製造装置の露光精度等
によって設定された設計ルールに規制されることなく、
素子寸法を小さくして、半導体装置の集積度を高めるこ
とができる。又、本発明の半導体装置の製造方法は、パ
ターニングされた気相成長層等の薄膜形成層の側壁に形
成した導電性スペーサをMOS型トランジスタのゲート
電極或いはフローティングゲートとし、且つ、この導電
性スペーサをマスクとするセルフアランメント法によっ
てソース・ドレイン拡散層を形成する製造方法であり、
設計ルールで規制されることなくゲート幅を狭く形成で
きるので、素子寸法を小さく形成できるものである。
は、パターニングされた気相成長層等の薄膜形成層の側
壁に導電性スペーサを形成し、この導電性スペーサをM
OS型トランジスタのゲート電極或いはフローティング
ゲートとしたものであり、半導体製造装置の露光精度等
によって設定された設計ルールに規制されることなく、
素子寸法を小さくして、半導体装置の集積度を高めるこ
とができる。又、本発明の半導体装置の製造方法は、パ
ターニングされた気相成長層等の薄膜形成層の側壁に形
成した導電性スペーサをMOS型トランジスタのゲート
電極或いはフローティングゲートとし、且つ、この導電
性スペーサをマスクとするセルフアランメント法によっ
てソース・ドレイン拡散層を形成する製造方法であり、
設計ルールで規制されることなくゲート幅を狭く形成で
きるので、素子寸法を小さく形成できるものである。
【0014】更に、平坦化処理工程によって導電性スペ
ーサのアスペクト比を低下させ、フローティングゲート
を備える半導体装置を製造方法によれば、不揮発性半導
体記憶素子を集積した半導体装置の集積度を一層高める
ことができるものである。又、本発明の半導体装置及び
その製造方法によれば、二つの導電性スペーサを用い
て、ゲート電極或いはフローティングゲートを形成した
場合には、ゲート酸化膜の膜厚や導電性スペーサの左右
の幅をそれぞれ変えることができるので、非対称な形状
による多様な特性を有するMOS型トランジスタを形成
することができるものである。又、第1と第2の導電性
スペーサの直下のゲート酸化膜の厚さを異ならせること
によって、ゲート酸化膜と基板間の容量を異ならせるこ
とができる。
ーサのアスペクト比を低下させ、フローティングゲート
を備える半導体装置を製造方法によれば、不揮発性半導
体記憶素子を集積した半導体装置の集積度を一層高める
ことができるものである。又、本発明の半導体装置及び
その製造方法によれば、二つの導電性スペーサを用い
て、ゲート電極或いはフローティングゲートを形成した
場合には、ゲート酸化膜の膜厚や導電性スペーサの左右
の幅をそれぞれ変えることができるので、非対称な形状
による多様な特性を有するMOS型トランジスタを形成
することができるものである。又、第1と第2の導電性
スペーサの直下のゲート酸化膜の厚さを異ならせること
によって、ゲート酸化膜と基板間の容量を異ならせるこ
とができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明に係る半導体装置及びその製造
方法について、図面を参照して説明する。図1乃至図3
は、本発明に係る半導体装置の製造工程を示しており、
その一実施例を示す断面図である。図1(a)に示すよ
うに、半導体基板1を熱酸化することによって、その表
面に第1のゲート酸化膜となる約200Åの厚さの熱酸
化膜2を形成する。熱酸化膜2の保護膜として、気相成
長法(CVD法)による200Å以下の厚さのシリコン
窒化膜(Si3 N4 )8を形成する。更に、350℃程
度の低温による減圧(LP)CVD法により、シリコン
酸化膜等のLTO膜(Low Temperature Oxid)を堆積す
る。気相成長層であるLTO膜3は、その厚さを300
0Å以下とすることが望ましい。更に、LTO膜3にレ
ジスト膜を全面に被着してパターニングし、レジストマ
スク10を形成する。このレジストマスクの幅L1 は、
製造装置の最小解像寸法に設定するのが理想的である
が、多少の余裕を与えてもよい。
方法について、図面を参照して説明する。図1乃至図3
は、本発明に係る半導体装置の製造工程を示しており、
その一実施例を示す断面図である。図1(a)に示すよ
うに、半導体基板1を熱酸化することによって、その表
面に第1のゲート酸化膜となる約200Åの厚さの熱酸
化膜2を形成する。熱酸化膜2の保護膜として、気相成
長法(CVD法)による200Å以下の厚さのシリコン
窒化膜(Si3 N4 )8を形成する。更に、350℃程
度の低温による減圧(LP)CVD法により、シリコン
酸化膜等のLTO膜(Low Temperature Oxid)を堆積す
る。気相成長層であるLTO膜3は、その厚さを300
0Å以下とすることが望ましい。更に、LTO膜3にレ
ジスト膜を全面に被着してパターニングし、レジストマ
スク10を形成する。このレジストマスクの幅L1 は、
製造装置の最小解像寸法に設定するのが理想的である
が、多少の余裕を与えてもよい。
【0016】次に、図1(b)に示すように、パターニ
ングされたレジストマスク10により、LTO膜3をR
IE(Reacting Ion Etching)法等によってエッチング
して半導体基板面に帯状或いは矩形状のLTO膜91 ,
92 が形成される。LTO膜91 ,92 の直下にはRI
E法又はCDE(Chemical Dry Etching)法によってパ
ターニングされたシリコン窒化膜81 ,82 が形成され
る。その後、図1(c)に示すように、導電性のポリシ
リコン層11をCVD法によって堆積し、図1(d)に
示すように、ポリシリコン層11をRIE法による等方
向性エッチングによってエッチバックして導電性スペー
サ11a,11bを形成する。
ングされたレジストマスク10により、LTO膜3をR
IE(Reacting Ion Etching)法等によってエッチング
して半導体基板面に帯状或いは矩形状のLTO膜91 ,
92 が形成される。LTO膜91 ,92 の直下にはRI
E法又はCDE(Chemical Dry Etching)法によってパ
ターニングされたシリコン窒化膜81 ,82 が形成され
る。その後、図1(c)に示すように、導電性のポリシ
リコン層11をCVD法によって堆積し、図1(d)に
示すように、ポリシリコン層11をRIE法による等方
向性エッチングによってエッチバックして導電性スペー
サ11a,11bを形成する。
【0017】図1(d)に続く、図2(a)は、レジス
ト膜を全面に被着した後、パターニングしてレジストマ
スク12を形成し、レジストマスク12から露出するL
TO膜91 ,92 をRIE法によってエッチングする工
程であり、その後、レジストマスク12を除去する。続
いて、図2(b)に示すように、200Å以下の厚さの
シリコン窒化膜13をCVD法によって導電性スペーサ
11a,11bをを覆うように形成する。その後、図2
(c)に示すように、RIE法又はCDE法によってシ
リコン窒化膜13をエッチバックして導電性スペーサ1
1a,11bの側壁にシリコン窒化膜131 ,132 を
形成する。続いて、図2(d)に示すように、導電性ス
ペーサ11a、11bとシリコン窒化膜131 ,132
をマスクとし、セルフアライメント法によって露出する
熱酸化膜2を除去してゲート酸化膜21 乃至24 を形成
する。
ト膜を全面に被着した後、パターニングしてレジストマ
スク12を形成し、レジストマスク12から露出するL
TO膜91 ,92 をRIE法によってエッチングする工
程であり、その後、レジストマスク12を除去する。続
いて、図2(b)に示すように、200Å以下の厚さの
シリコン窒化膜13をCVD法によって導電性スペーサ
11a,11bをを覆うように形成する。その後、図2
(c)に示すように、RIE法又はCDE法によってシ
リコン窒化膜13をエッチバックして導電性スペーサ1
1a,11bの側壁にシリコン窒化膜131 ,132 を
形成する。続いて、図2(d)に示すように、導電性ス
ペーサ11a、11bとシリコン窒化膜131 ,132
をマスクとし、セルフアライメント法によって露出する
熱酸化膜2を除去してゲート酸化膜21 乃至24 を形成
する。
【0018】図2(d)の製造工程に続く図3(a)
は、熱酸化工程によって半導体基板1の露呈面に第2の
ゲート酸化膜となる熱酸化膜14を形成する工程であ
る。この熱酸化工程で導電性スペーサ11a,11bの
表面にも熱酸化膜が形成される。熱酸化膜14の厚さは
熱酸化膜2より薄い約120Åの厚さに形成される。図
3(b)に示すように、シリコン窒化膜131 ,132
が除去された後に、導電性スペーサ11a,11bを覆
うように導電性のポリシリコン層15がLPCVD法に
よって被着される。続いて、図3(c)に示すように、
ポリシリコン層15をRIE法によってエッチバック
し、導電性スペーサ11a,11bの側壁に導電性スペ
ーサ15a,15bが形成される。その後、図3(d)
に示すように、導電性スペーサ11a,15a及び11
b,15bをマスクとするセルフアライメント法によっ
て、ドーパントをイオン注入して、ソース・ドレイン拡
散層16を形成する。導電性スペーサ15a,15bの
露呈面には酸化膜が形成される。その後、パッシベーシ
ョン膜等が形成され導電性スペーサをゲート電極とする
半導体装置が形成される。
は、熱酸化工程によって半導体基板1の露呈面に第2の
ゲート酸化膜となる熱酸化膜14を形成する工程であ
る。この熱酸化工程で導電性スペーサ11a,11bの
表面にも熱酸化膜が形成される。熱酸化膜14の厚さは
熱酸化膜2より薄い約120Åの厚さに形成される。図
3(b)に示すように、シリコン窒化膜131 ,132
が除去された後に、導電性スペーサ11a,11bを覆
うように導電性のポリシリコン層15がLPCVD法に
よって被着される。続いて、図3(c)に示すように、
ポリシリコン層15をRIE法によってエッチバック
し、導電性スペーサ11a,11bの側壁に導電性スペ
ーサ15a,15bが形成される。その後、図3(d)
に示すように、導電性スペーサ11a,15a及び11
b,15bをマスクとするセルフアライメント法によっ
て、ドーパントをイオン注入して、ソース・ドレイン拡
散層16を形成する。導電性スペーサ15a,15bの
露呈面には酸化膜が形成される。その後、パッシベーシ
ョン膜等が形成され導電性スペーサをゲート電極とする
半導体装置が形成される。
【0019】上述のような製造工程によって導電性スペ
ーサ11a,15a及び11b,15bをそれぞれゲー
ト電極とするMOS型トランジスタ、所謂、スペーサ・
ゲート・トランジスタが形成される。このMOS型トラ
ンジスタは、最小解像寸法Lに隣接する二つの素子が形
成されることになり、従来の素子寸法の半分のサイズの
素子が形成される。又、導電性スペーサ11a,15a
の幅の大小によって非対称なMOSトランジスタや、そ
れぞれの導電性スペーサの幅を等しくすれば対称なMO
Sトランジスタを形成することができる。
ーサ11a,15a及び11b,15bをそれぞれゲー
ト電極とするMOS型トランジスタ、所謂、スペーサ・
ゲート・トランジスタが形成される。このMOS型トラ
ンジスタは、最小解像寸法Lに隣接する二つの素子が形
成されることになり、従来の素子寸法の半分のサイズの
素子が形成される。又、導電性スペーサ11a,15a
の幅の大小によって非対称なMOSトランジスタや、そ
れぞれの導電性スペーサの幅を等しくすれば対称なMO
Sトランジスタを形成することができる。
【0020】次に、本発明の他の実施例について、図4
に基づいて説明する。図4(a)は、図2(a)に続く
製造工程を示す断面図であり、LTO膜を除去した後に
レジストマスクを除去して、図4(b)に示すように、
RIE法又はCDE法によってシリコン窒化膜81 ,8
2 を除去する。図4(c)に示すように、導電性スペー
サ11a,11bを覆うように導電性のポリシリコン層
15をCVD法によって被着する。その後、図4(d)
に示すように、ポリシリコン層15をRIE法によって
エッチバックして導電性スペーサ11a,11bのそれ
ぞれの側壁に導電性スペーサ15a,15bを形成す
る。続いて、図4(e)に示すように、導電性スペーサ
11a,15a及び11b,15bをマスクとするセル
フアライメント法によって、ドーパントをイオン注入し
てソース・ドレイン拡散層16を形成する。このような
製造工程は、最初に形成された熱酸化膜2をゲート酸化
膜とするものであり、熱酸化膜2を覆うシリコン窒化膜
の厚さを比較的厚く形成して、熱酸化膜2の保護膜とし
ており、導電性スペーサ11a,15a及び11b,1
5bをゲート電極とするスペーサ・ゲート・トランジス
タが形成される。
に基づいて説明する。図4(a)は、図2(a)に続く
製造工程を示す断面図であり、LTO膜を除去した後に
レジストマスクを除去して、図4(b)に示すように、
RIE法又はCDE法によってシリコン窒化膜81 ,8
2 を除去する。図4(c)に示すように、導電性スペー
サ11a,11bを覆うように導電性のポリシリコン層
15をCVD法によって被着する。その後、図4(d)
に示すように、ポリシリコン層15をRIE法によって
エッチバックして導電性スペーサ11a,11bのそれ
ぞれの側壁に導電性スペーサ15a,15bを形成す
る。続いて、図4(e)に示すように、導電性スペーサ
11a,15a及び11b,15bをマスクとするセル
フアライメント法によって、ドーパントをイオン注入し
てソース・ドレイン拡散層16を形成する。このような
製造工程は、最初に形成された熱酸化膜2をゲート酸化
膜とするものであり、熱酸化膜2を覆うシリコン窒化膜
の厚さを比較的厚く形成して、熱酸化膜2の保護膜とし
ており、導電性スペーサ11a,15a及び11b,1
5bをゲート電極とするスペーサ・ゲート・トランジス
タが形成される。
【0021】次に、本発明の他の実施例について、図5
に基づいて説明する。図1乃至図3の製造工程と略同様
な製造工程であるが、熱酸化膜2の上には、保護膜とし
てのシリコン窒化膜を形成することなく、LTO膜等を
形成し、第1の導電性スペーサ11a,11bのみをゲ
ート電極として用いている。図5(a)に示すように、
レジスト膜をパターニングしてレジストマスク12を形
成してその開口部からLTO膜91 ,92 を露出させた
後に、図5(b)に示すように、RIE法によってLT
O膜91 ,92 を除去する。図5(c)に示すように、
導電性スペーサ11a,11bをマスクとするセルフア
ライメント法によって、ドーパントをイオン注入して、
ソース・ドレイン拡散層16を形成する。導電性スペー
サ11a,11bの表面には拡散工程と同時に酸化膜が
形成される。尚、図5の実施例では、熱酸化膜2に窒化
膜等の保護膜が除かれているが、保護膜を形成した後に
LTO膜を堆積してもよいことは明らかである。
に基づいて説明する。図1乃至図3の製造工程と略同様
な製造工程であるが、熱酸化膜2の上には、保護膜とし
てのシリコン窒化膜を形成することなく、LTO膜等を
形成し、第1の導電性スペーサ11a,11bのみをゲ
ート電極として用いている。図5(a)に示すように、
レジスト膜をパターニングしてレジストマスク12を形
成してその開口部からLTO膜91 ,92 を露出させた
後に、図5(b)に示すように、RIE法によってLT
O膜91 ,92 を除去する。図5(c)に示すように、
導電性スペーサ11a,11bをマスクとするセルフア
ライメント法によって、ドーパントをイオン注入して、
ソース・ドレイン拡散層16を形成する。導電性スペー
サ11a,11bの表面には拡散工程と同時に酸化膜が
形成される。尚、図5の実施例では、熱酸化膜2に窒化
膜等の保護膜が除かれているが、保護膜を形成した後に
LTO膜を堆積してもよいことは明らかである。
【0022】次に、本発明の他の実施例について、図6
に基づいて説明する。図5の実施例と同様な製造工程で
あるが、LTO層91 ,92 を導電性ポリシリコン層と
したものである。図6(a)に示すように、レジスト膜
をパターニングしてレジストマスク12を形成し、その
レジストマスク12の開口部から導電性ポリシリコン層
91 ′,92 ′が選択的に露出している。図6(b)に
示すように、レジストマスク12から露出する導電性の
ポリシリコン層91 ′,92 ′を除去することによっ
て、導電性スペーサ11a,11bの側壁に導電性ポリ
シリコン層9a,9bが形成される。その後、図6
(c)に示すように、導電性スペーサ11a,11b及
び導電性のポリシリコン層9a,9bをマスクとするセ
ルフアライメト法により、ドーパントをイオン注入する
ことによってソース・ドレイン拡散層16が形成され
る。この拡散工程で導電性スペーサ11a,11bと導
電性ポリシリコン層9a,9bの表面に熱酸化膜が形成
される。この実施例の場合は、素子間隔Lを最小解像寸
法に設定すればよく、この半導体装置では、導電性スペ
ーサ11aと導電性ポリシリコン層9aをゲート電極と
するものである。
に基づいて説明する。図5の実施例と同様な製造工程で
あるが、LTO層91 ,92 を導電性ポリシリコン層と
したものである。図6(a)に示すように、レジスト膜
をパターニングしてレジストマスク12を形成し、その
レジストマスク12の開口部から導電性ポリシリコン層
91 ′,92 ′が選択的に露出している。図6(b)に
示すように、レジストマスク12から露出する導電性の
ポリシリコン層91 ′,92 ′を除去することによっ
て、導電性スペーサ11a,11bの側壁に導電性ポリ
シリコン層9a,9bが形成される。その後、図6
(c)に示すように、導電性スペーサ11a,11b及
び導電性のポリシリコン層9a,9bをマスクとするセ
ルフアライメト法により、ドーパントをイオン注入する
ことによってソース・ドレイン拡散層16が形成され
る。この拡散工程で導電性スペーサ11a,11bと導
電性ポリシリコン層9a,9bの表面に熱酸化膜が形成
される。この実施例の場合は、素子間隔Lを最小解像寸
法に設定すればよく、この半導体装置では、導電性スペ
ーサ11aと導電性ポリシリコン層9aをゲート電極と
するものである。
【0023】次に、本発明の他の実施例について、図7
に基づき説明する。図7は、フローティングゲートを備
えるMOS型トランジスタであり、導電性スペーサのア
スペクト比を低下させる平坦化処理工程を経て制御ゲー
ト層が形成されている。図7(a)は、図1乃至図3,
図4或いは図6の実施例に続く製造工程を示しており、
半導体基板1には、ゲート酸化膜2が比較的厚く形成さ
れるとともに、ゲート酸化膜2の厚さより薄いゲート酸
化膜14が形成されている。これらのゲート酸化膜2,
14の上に導電性スペーサ20が形成されている。導電
性スペーサ20は、上記実施例のような一つの導電性ス
ペーサや導電性スペーサと導電性ポリシリコン層とによ
るもの或いは一つの導電性スペーサによる導電層であっ
て、この導電層をフローティングゲートとするものであ
る。このような導電性スペーサ20をマスクとしてドー
パントをイオン注入してソース・ドレイン拡散層16が
形成される。導電性スペーサ20の表面には、拡散工程
でシリコン酸化膜20aが形成されている。
に基づき説明する。図7は、フローティングゲートを備
えるMOS型トランジスタであり、導電性スペーサのア
スペクト比を低下させる平坦化処理工程を経て制御ゲー
ト層が形成されている。図7(a)は、図1乃至図3,
図4或いは図6の実施例に続く製造工程を示しており、
半導体基板1には、ゲート酸化膜2が比較的厚く形成さ
れるとともに、ゲート酸化膜2の厚さより薄いゲート酸
化膜14が形成されている。これらのゲート酸化膜2,
14の上に導電性スペーサ20が形成されている。導電
性スペーサ20は、上記実施例のような一つの導電性ス
ペーサや導電性スペーサと導電性ポリシリコン層とによ
るもの或いは一つの導電性スペーサによる導電層であっ
て、この導電層をフローティングゲートとするものであ
る。このような導電性スペーサ20をマスクとしてドー
パントをイオン注入してソース・ドレイン拡散層16が
形成される。導電性スペーサ20の表面には、拡散工程
でシリコン酸化膜20aが形成されている。
【0024】図7(b)に示すように、導電性スペーサ
20を覆うようにLTO層17を形成する。その後、図
7(c)に示すように、平坦化処理の為にSOG(Spin
-on-Glass)層18を形成する。続いて、図7(d)に示
すように、SOG層18をRIE法によってエッチバッ
クする。導電性スペーサ20の表面に形成された酸化膜
20aを希釈したフッ化水素水で除去する。希フッ化水
素水は、ポリシリコン層に対し高い選択比でシリコン酸
化膜20aをエッチングする。シリコン酸化膜20aが
除去されるので導電性スペーサ20の先端は削られる。
平坦化処理によってSOG層の残渣18aが形成される
が、残らないようにすることが望ましい。その後、図7
(e)に示すように、導電性スペーサ20を覆うように
ONO膜19を被着した後、導電性のポリサンド層21
を被着し、ポリサイド層21をパターニングして制御ゲ
ート層が形成される。図7に示すように、この導電性ス
ペーサ20に絶縁膜を形成し、その絶縁膜上にポリサイ
ド層等の導電層を形成することにより、フローティング
ゲート及び制御ゲートを備える不揮発性半導体記憶素子
が形成される。このようなスペーサ・ゲート・トランジ
スタは、EPROM或いはフラッシュEEPROMとし
て用いることができる。
20を覆うようにLTO層17を形成する。その後、図
7(c)に示すように、平坦化処理の為にSOG(Spin
-on-Glass)層18を形成する。続いて、図7(d)に示
すように、SOG層18をRIE法によってエッチバッ
クする。導電性スペーサ20の表面に形成された酸化膜
20aを希釈したフッ化水素水で除去する。希フッ化水
素水は、ポリシリコン層に対し高い選択比でシリコン酸
化膜20aをエッチングする。シリコン酸化膜20aが
除去されるので導電性スペーサ20の先端は削られる。
平坦化処理によってSOG層の残渣18aが形成される
が、残らないようにすることが望ましい。その後、図7
(e)に示すように、導電性スペーサ20を覆うように
ONO膜19を被着した後、導電性のポリサンド層21
を被着し、ポリサイド層21をパターニングして制御ゲ
ート層が形成される。図7に示すように、この導電性ス
ペーサ20に絶縁膜を形成し、その絶縁膜上にポリサイ
ド層等の導電層を形成することにより、フローティング
ゲート及び制御ゲートを備える不揮発性半導体記憶素子
が形成される。このようなスペーサ・ゲート・トランジ
スタは、EPROM或いはフラッシュEEPROMとし
て用いることができる。
【0025】上述のようなスペーサ・ゲート・トランジ
スタは、図8の断面図に示すように、16D がドレイン
拡散層であり、16S がソース拡散層が形成されてい
る。例えば、片側のゲート膜厚を厚くし、ソースを接地
し、ドレインに電圧を印加し、ゲート電圧を印加する
と、ドレイン側にチャネルができ難く、空乏層aが形成
され、ソース側に偏ったチャネルbが形成される。所
謂、ダイオード構造を有するMOSトランジスタが形成
される。又、ゲート電極の膜厚を厚くすることができる
ので、ゲート電極の抵抗を低くすることができる。尚、
ゲート酸化膜の膜厚を等しくすることによって、左右対
称なMOS型トランジスタを形成することができる。
スタは、図8の断面図に示すように、16D がドレイン
拡散層であり、16S がソース拡散層が形成されてい
る。例えば、片側のゲート膜厚を厚くし、ソースを接地
し、ドレインに電圧を印加し、ゲート電圧を印加する
と、ドレイン側にチャネルができ難く、空乏層aが形成
され、ソース側に偏ったチャネルbが形成される。所
謂、ダイオード構造を有するMOSトランジスタが形成
される。又、ゲート電極の膜厚を厚くすることができる
ので、ゲート電極の抵抗を低くすることができる。尚、
ゲート酸化膜の膜厚を等しくすることによって、左右対
称なMOS型トランジスタを形成することができる。
【0026】無論、ソース・ドレイン拡散層は、図9
(a)に示すように、導電性スペーサ20をマスクとし
て半導体基板に対して垂直にドーパントが入射されるよ
うにしてもよいが、図9(b)に示すように、斜めにド
ーパントがイオン注入することによって、ソース・ドレ
イン拡散層がチャネルの内部まで深く形成し、チャネル
幅を狭くすることもできる。又、一方のみを斜めにドー
パントをイオン注入することによっても、非対称なMO
S型トランジスタを形成することができる。又、図9
(c),(d)に示すように、ドーパントを斜めに打ち
込むことによって、オフセット領域が形成されるので、
これによりオフセット・ゲート型トランジスタ或いはオ
フセット・ゲート型フラッシュ・メモリセルを形成する
ことができる。
(a)に示すように、導電性スペーサ20をマスクとし
て半導体基板に対して垂直にドーパントが入射されるよ
うにしてもよいが、図9(b)に示すように、斜めにド
ーパントがイオン注入することによって、ソース・ドレ
イン拡散層がチャネルの内部まで深く形成し、チャネル
幅を狭くすることもできる。又、一方のみを斜めにドー
パントをイオン注入することによっても、非対称なMO
S型トランジスタを形成することができる。又、図9
(c),(d)に示すように、ドーパントを斜めに打ち
込むことによって、オフセット領域が形成されるので、
これによりオフセット・ゲート型トランジスタ或いはオ
フセット・ゲート型フラッシュ・メモリセルを形成する
ことができる。
【0027】次に、本発明の他の実施例であり、LDD
(Lightly Doped Drain)構造のMOSトランジスタにつ
いて、図10に基づいて説明する。図10(a)に示す
ように、導電性スペーサ20をマスクとしてドーパント
をイオン注入してシャロー拡散層22を形成し、その
後、図10(b)に示すように、ポリシリコン層22を
形成する。図10(c)に示すように、ポリシリコン層
22をRIE法によってエッチバックして、導電性スペ
ーサ20の円弧状部に第2のスペーサ22a,22bを
形成する。その後、導電性スペーサ20と第2のスペー
サ22a,22bをマスクとしてソース・ドレイン拡散
層16D,16Sを形成することによって、LDD構造の
MOSトランジスタが形成される。無論、導電性スペー
サ20とスペーサ22a,22bの上に制御ゲートを形
成することによって、フローティングゲートを有するM
OS型トランジスタを形成することができる。無論、図
5に示すような片側のみの導電性スペーサを形成し、こ
の導電性スペーサの円弧状部に導電性スペーサを形成し
てゲート電極或いはフローティングゲートとしてもよ
い。
(Lightly Doped Drain)構造のMOSトランジスタにつ
いて、図10に基づいて説明する。図10(a)に示す
ように、導電性スペーサ20をマスクとしてドーパント
をイオン注入してシャロー拡散層22を形成し、その
後、図10(b)に示すように、ポリシリコン層22を
形成する。図10(c)に示すように、ポリシリコン層
22をRIE法によってエッチバックして、導電性スペ
ーサ20の円弧状部に第2のスペーサ22a,22bを
形成する。その後、導電性スペーサ20と第2のスペー
サ22a,22bをマスクとしてソース・ドレイン拡散
層16D,16Sを形成することによって、LDD構造の
MOSトランジスタが形成される。無論、導電性スペー
サ20とスペーサ22a,22bの上に制御ゲートを形
成することによって、フローティングゲートを有するM
OS型トランジスタを形成することができる。無論、図
5に示すような片側のみの導電性スペーサを形成し、こ
の導電性スペーサの円弧状部に導電性スペーサを形成し
てゲート電極或いはフローティングゲートとしてもよ
い。
【0028】更に、図11は、導電性スペーサとして、
導電性を有するサイドウォールと酸化膜で形成した実施
例を示している。図11(a)は、半導体基板に比較的
厚いゲート酸化膜となる熱酸化膜が形成され、矩形状或
いは短冊状のLTO膜9が形成され、その側壁に導電性
を有するサイドウォール酸化膜23が形成された後、ポ
リシリコン層24を堆積する。その後、図11(b)に
示すように、ポリシリコン層24をRIE法によってエ
ッチバックして、サイドウォール・ポリシリコン層24
aを形成する。続いて、図11(c)に示すように、L
TO膜9を除去して、再び、ゲート酸化膜14を形成し
て、導電性のサイドウォール・スペーサ酸化膜23bと
サイドウォール・ポリシリコン層24bを形成する。こ
のようにサイドウォール・スペーサ酸化膜23a,23
bを導電性スペーサとするスペーサ・ゲート・トランジ
スタを形成することができる。
導電性を有するサイドウォールと酸化膜で形成した実施
例を示している。図11(a)は、半導体基板に比較的
厚いゲート酸化膜となる熱酸化膜が形成され、矩形状或
いは短冊状のLTO膜9が形成され、その側壁に導電性
を有するサイドウォール酸化膜23が形成された後、ポ
リシリコン層24を堆積する。その後、図11(b)に
示すように、ポリシリコン層24をRIE法によってエ
ッチバックして、サイドウォール・ポリシリコン層24
aを形成する。続いて、図11(c)に示すように、L
TO膜9を除去して、再び、ゲート酸化膜14を形成し
て、導電性のサイドウォール・スペーサ酸化膜23bと
サイドウォール・ポリシリコン層24bを形成する。こ
のようにサイドウォール・スペーサ酸化膜23a,23
bを導電性スペーサとするスペーサ・ゲート・トランジ
スタを形成することができる。
【0029】無論、上記実施例のLTO膜は、実施例に
限定することなく、800℃以下の温度による気相成長
層(HTO,High Temperation Oxide) や、プラズマC
VDやスパッタ法による薄膜、TEOS(トリ・エチレ
ン・オルソ・シリケート)或いはO3 - TEOS(テト
ラエトキシシラン)系等による種々の薄膜形成層を用い
ることができる。又、HTO膜を除く、LTO膜、プラ
ズマCVD、スパッタ法、TEOS(トリ・エチレン・
オルソ・シリケート)或いはO3 - TEOS(テトラエ
トキシシラン)系等による薄膜形成層を用いた方がウエ
ット・エッチング時に、熱酸化膜との間で比較的高い選
択比(エッチングレート)が得られる。即ち、除去した
いLTO膜等の酸化膜を速く除去して、横方向エッチン
グを少なくすることができる。又、低温による薄膜形成
層とすることにより、ゲート酸化膜等のシリコン窒化膜
等の保護膜を形成することなく、次工程を行うことも可
能である。HTO膜の場合には、ゲート酸化膜を破損す
るおそれがあるので、窒化膜等の厚さを厚くして十分な
保護を施す必要がある。
限定することなく、800℃以下の温度による気相成長
層(HTO,High Temperation Oxide) や、プラズマC
VDやスパッタ法による薄膜、TEOS(トリ・エチレ
ン・オルソ・シリケート)或いはO3 - TEOS(テト
ラエトキシシラン)系等による種々の薄膜形成層を用い
ることができる。又、HTO膜を除く、LTO膜、プラ
ズマCVD、スパッタ法、TEOS(トリ・エチレン・
オルソ・シリケート)或いはO3 - TEOS(テトラエ
トキシシラン)系等による薄膜形成層を用いた方がウエ
ット・エッチング時に、熱酸化膜との間で比較的高い選
択比(エッチングレート)が得られる。即ち、除去した
いLTO膜等の酸化膜を速く除去して、横方向エッチン
グを少なくすることができる。又、低温による薄膜形成
層とすることにより、ゲート酸化膜等のシリコン窒化膜
等の保護膜を形成することなく、次工程を行うことも可
能である。HTO膜の場合には、ゲート酸化膜を破損す
るおそれがあるので、窒化膜等の厚さを厚くして十分な
保護を施す必要がある。
【0030】本発明の半導体装置は、MOS型トランジ
スタのゲート電極或いはフローティングゲートとし、上
記のような種々な形態の導電性スペーサを用いたスペー
サ・ゲート・トランジスタであり、本発明の半導体装置
の製造方法によれば、設計ルールによって規制されるこ
となく、MOS型トランジスタのゲート幅を、従来のゲ
ート電極の幅より狭い幅とすることができる。即ち、上
記実施例で示した距離Lが従来のゲート幅Lと同一であ
るとするならば、従来のMOSトランジスタのおおよそ
半分の寸法の素子を形成することができる。無論、素子
間距離Lは、従来のMOSトランジスタのゲート幅Lに
限定するものではないことはいうまでもない。又、本発
明によるスペーサ・ゲート・トランジスタと従来のMO
Sトランジスタを混在して半導体装置を形成してもよい
ことは明らかである。
スタのゲート電極或いはフローティングゲートとし、上
記のような種々な形態の導電性スペーサを用いたスペー
サ・ゲート・トランジスタであり、本発明の半導体装置
の製造方法によれば、設計ルールによって規制されるこ
となく、MOS型トランジスタのゲート幅を、従来のゲ
ート電極の幅より狭い幅とすることができる。即ち、上
記実施例で示した距離Lが従来のゲート幅Lと同一であ
るとするならば、従来のMOSトランジスタのおおよそ
半分の寸法の素子を形成することができる。無論、素子
間距離Lは、従来のMOSトランジスタのゲート幅Lに
限定するものではないことはいうまでもない。又、本発
明によるスペーサ・ゲート・トランジスタと従来のMO
Sトランジスタを混在して半導体装置を形成してもよい
ことは明らかである。
【0031】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、MOS
型トランジスタのゲート電極又はフローティングゲート
を、導電性スペーサや導電性のサイドウオール酸化膜に
よって形成した、所謂、スペーサ・ゲート・トランジス
タであり、設計ルールによる配線幅より狭いゲート幅の
MOS型トランジスタが容易に形成できる利点がある。
従って、既存の半導体製造装置によって、設計ルールに
規制されることなく、半導体装置の集積度を飛躍的に高
めることができる効果を奏するものである。又、本発明
によれば、従来のMOS型トランジスタの略半分の素子
寸法にすることができるので、半導体記憶装置や不揮発
性半導体記憶装置の記憶素子として用いれば、記憶素子
の集積度を飛躍的に高めることができる効果を奏するも
のである。
型トランジスタのゲート電極又はフローティングゲート
を、導電性スペーサや導電性のサイドウオール酸化膜に
よって形成した、所謂、スペーサ・ゲート・トランジス
タであり、設計ルールによる配線幅より狭いゲート幅の
MOS型トランジスタが容易に形成できる利点がある。
従って、既存の半導体製造装置によって、設計ルールに
規制されることなく、半導体装置の集積度を飛躍的に高
めることができる効果を奏するものである。又、本発明
によれば、従来のMOS型トランジスタの略半分の素子
寸法にすることができるので、半導体記憶装置や不揮発
性半導体記憶装置の記憶素子として用いれば、記憶素子
の集積度を飛躍的に高めることができる効果を奏するも
のである。
【0032】又、本発明によれば、二つの導電性スペー
サを用いたゲート電極であるとすると、一方の導電性ス
ペーサ直下のゲート酸化膜の膜厚を厚くし、他方の膜厚
を薄くすることができるので、ゲート電極の抵抗値は低
下し、高い周波数特性を有するMOSトランジスタを形
成することができる利点がある。更に、導電性スペーサ
の幅を調整して、オフセット部を容易に形成できるの
で、ダイオード型のMOSトランジスタが容易に形成で
きる。即ち、素子寸法の小さく、且つ、対称又は非対称
なMOS型トランジスタやLDD構造のMOSトランジ
スタが容易に形成することができる効果を奏するもので
ある。
サを用いたゲート電極であるとすると、一方の導電性ス
ペーサ直下のゲート酸化膜の膜厚を厚くし、他方の膜厚
を薄くすることができるので、ゲート電極の抵抗値は低
下し、高い周波数特性を有するMOSトランジスタを形
成することができる利点がある。更に、導電性スペーサ
の幅を調整して、オフセット部を容易に形成できるの
で、ダイオード型のMOSトランジスタが容易に形成で
きる。即ち、素子寸法の小さく、且つ、対称又は非対称
なMOS型トランジスタやLDD構造のMOSトランジ
スタが容易に形成することができる効果を奏するもので
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)乃至(d)は、本発明に係る半導体装置
の製造方法の一実施例の断面図である。
の製造方法の一実施例の断面図である。
【図2】(a)乃至(d)は、図1(d)に続く、製造
工程を示す断面図である。
工程を示す断面図である。
【図3】(a)乃至(d)は、図2(d)に続く、製造
工程を示す断面図である。
工程を示す断面図である。
【図4】(a)乃至(e)は、本発明に係る半導体装置
の製造方法の他の実施例を示す断面図である。
の製造方法の他の実施例を示す断面図である。
【図5】(a)乃至(c)は、本発明に係る半導体装置
の製造方法の他の実施例を示す断面図である。
の製造方法の他の実施例を示す断面図である。
【図6】(a)乃至(c)は、本発明に係る半導体装置
の製造方法の他の実施例を示す断面図である。
の製造方法の他の実施例を示す断面図である。
【図7】(a)乃至(e)は、本発明に係る半導体装置
の製造方法の他の実施例を示す断面図である。
の製造方法の他の実施例を示す断面図である。
【図8】スペーサ・ゲート・トランジスタを説明する為
の断面図である。
の断面図である。
【図9】ソース・ドレイン拡散層を形成する方法を示す
為の図である。
為の図である。
【図10】(a)乃至(c)は、本発明に係る半導体装
置の製造方法の他の実施例であるLDD構造のスペーサ
・ゲート・トランジスタを示す断面図である。
置の製造方法の他の実施例であるLDD構造のスペーサ
・ゲート・トランジスタを示す断面図である。
【図11】(a)乃至(c)は、本発明に係る半導体装
置の製造方法の他の実施例であるサイドウォール構造の
スペーサ・ゲート・トランジスタを示す断面図である。
置の製造方法の他の実施例であるサイドウォール構造の
スペーサ・ゲート・トランジスタを示す断面図である。
【図12】(a)乃至(d)は、従来の半導体装置の製
造方法を説明する為の製造工程を示す断面図である。
造方法を説明する為の製造工程を示す断面図である。
1 半導体基板 2 熱酸化膜 8,81 ,82 シリコン窒化膜 9,91 ,92 LTO膜(薄膜形成層) 10,12 レジストマスク 11 ポリシリコン層 11a,11b 導電性スペーサ 13,131 ,132 シリコン窒化膜 14 熱酸化膜 15 導電性のポリシリコン層 15a,15b 導電性スペーサ 16 ソース・ドレイン拡散層 16D ドレイン拡散層 16S ソース拡散層 17 LTO膜 18 SOG膜 19 ONO膜 20 導電性スペーサ 20a 熱酸化膜 21 ポリサイド層 22 シャロー拡散層 23a,23b サイドウォール・スペーサ酸化膜 24a,24b サイドウォール・ポリシリコン層
───────────────────────────────────────────────────── 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 29/792
Claims (10)
- 【請求項1】 ソース・ドレイン拡散層を備える半導体
装置に於いて、 前記半導体装置のゲート電極又はフローティングゲート
が導電性スペーサからなることを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項2】 ソース・ドレイン拡散層を備える半導体
装置に於いて、 前記半導体装置のゲート電極又はフローティングゲート
が互いに接する第1と第2の導電性スペーサからなるこ
とを特徴とする半導体装置。 - 【請求項3】 前記第1と第2の導電性スペーサが導電
性のサイドウォールと酸化膜からなることを特徴とする
請求項2に記載の半導体装置。 - 【請求項4】 ソース・ドレイン拡散層を備える半導体
装置に於いて、 前記半導体装置のゲート電極又はフローティングゲート
が互いに接する第1と第2の導電性スペーサと、前記第
1と第2の導電性スペーサの円弧状部にそれぞれ形成さ
れた第3と第4のスペーサとからなることを特徴とする
半導体装置。 - 【請求項5】 ソース・ドレイン拡散層を備える半導体
装置に於いて、 半導体基板の表面に形成されたゲート酸化膜と、前記ゲ
ート酸化膜上に互いに接する第1と第2の導電性スペー
サからなるフローティングゲートと、前記第1と第2の
導電性スペーサのアスペクト比を低下させる平坦化処理
層と、前記平坦化処理層と前記第1と第2の導電性スペ
ーサを覆う絶縁膜と、前記絶縁膜に形成された制御ゲー
ト層とからなることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項6】 前記第1と第2の導電性スペーサの下層
にそれぞれ形成された第1と第2のゲート酸化膜の膜厚
が異なることを特徴とする請求項2に記載の半導体装
置。 - 【請求項7】 半導体装置の製造方法に於いて、 半導体基板の表面に形成された第1のゲート酸化膜に、
矩形状の薄膜形成層を形成し、前記矩形状の薄膜形成層
の両側端に第1の導電性スペーサを形成し、前記矩形状
の薄膜形成層を除去した後、第2のゲート酸化膜を形成
し、前記第1の導電性スペーサの側壁に第2の導電性ス
ペーサを形成し、前記第1と第2の導電性スペーサをマ
スクとしてソース・ドレイン拡散層を形成することを特
徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項8】 半導体装置の製造方法に於いて、 半導体基板の表面にゲート酸化膜となる熱酸化膜を形成
する熱酸化工程と、 前記熱酸化膜に低温による薄膜形成層を形成する工程
と、 前記薄膜形成層を選択的にエッチングして素子間隔を設
定するパターニング工程と、 パターニングされた前記薄膜形成層を覆う第1の導電層
を堆積する工程と、 前記第1の導電層をエッチングして前記薄膜形成層の側
壁に導電性スペーサを形成する工程と、 前記薄膜形成層の全てを除去するか、又は、前記導電性
スペーサの側壁に前記気相成長層の一部を残すエッチン
グ工程と、 前記エッチング工程で形成された導電性スペーサ等をマ
スクとしてソース・ドレイン拡散層を形成する工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項9】 半導体装置の製造方法に於いて、 半導体基板の表面に第1のゲート酸化膜となる熱拡散層
を形成する工程と、 前記熱拡散層を覆う窒化膜等の保護膜を形成する工程
と、 前記保護膜に薄膜形成層を形成する工程と、 前記薄膜形成層を選択的にエッチングして素子間隔を設
定するパターニング工程と、 パターニングされた前記薄膜形成層を覆う第1の導電層
を堆積する工程と、 前記第1の導電層をエッチングして前記薄膜形成層の両
側壁に第1の導電性スペーサを形成する工程と、 前記薄膜形成層とその下層の前記保護膜と前記熱酸化膜
を除去して前記半導体基板の表面を露出する工程と、 前記表面の露出した半導体基板に第2のゲート酸化膜と
なる熱酸化膜を形成する工程と、 前記第1の導電性スペーサを覆う第2の導電層を堆積す
る工程と、 前記第2の導電層をエッチングして前記第1の導電性ス
ペーサの側壁に第2の導電性スペーサを形成する工程
と、 前記第1と第2の導電性スペーサをマスクとしてソース
・ドレイン拡散層を形成する拡散工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項10】 半導体装置の製造方法に於いて、 半導体基板の表面にゲート酸化膜となる熱酸化膜を形成
する工程と、 前記熱酸化膜を覆う窒化膜等の保護膜を形成する工程
と、 前記保護膜に薄膜形成層を堆積する工程と、 前記薄膜形成層を選択的にエッチングして素子間隔を設
定するパターニング工程と、 パターニングされた前記薄膜形成層を覆う第1の導電層
を堆積する工程と、 前記第1の導電層をエッチングして前記薄膜形成層の両
側壁に第1の導電性スペーサを形成する工程と、 前記薄膜形成層とその下層の前記保護膜と前記ゲート酸
化膜を除去して前記半導体基板の表面を露出するエッチ
ング工程と、 前記表面の露出した半導体基板に第2のゲート酸化膜と
なる熱酸化膜を形成する工程と、 前記第1の導電性スペーサを覆う第2の導電層を堆積す
る工程と、 前記第2の導電層をエッチングして前記第1の導電性ス
ペーサの側壁に第2の導電性スペーサを形成する工程
と、 前記第1と第2の導電性スペーサをマスクとしてドーパ
ントをイオン注入してソース・ドレイン拡散層を形成す
る拡散工程と、 前記第1と第2の導電性スペーサのアスペクト比を低下
させる平坦化処理工程と、 前記平坦化処理工程の後に絶縁層を形成する工程と、 前記絶縁層を覆う導電層をパターニングして制御ゲート
層を形成するエッチグ工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17405293A JPH0730110A (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17405293A JPH0730110A (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0730110A true JPH0730110A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15971783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17405293A Withdrawn JPH0730110A (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0730110A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000004194A (ko) * | 1998-06-30 | 2000-01-25 | 윤종용 | 반도체 메모리 소자 및 그의 제조방법 |
| KR20000065395A (ko) * | 1999-04-02 | 2000-11-15 | 김영환 | 단전자 트랜지스터의 제조 방법 |
| JP2005086209A (ja) * | 2003-09-09 | 2005-03-31 | Samsung Electronics Co Ltd | ローカルsonos型メモリ素子及びその製造方法 |
| JP2005086205A (ja) * | 2003-09-09 | 2005-03-31 | Samsung Electronics Co Ltd | スプリットゲート型メモリ素子及びその製造方法 |
| JP2007165862A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-28 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2010199300A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Toshiba Corp | マルチドットフラッシュメモリ及びその製造方法 |
| JP2010267964A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 非対称型半導体デバイス及び製造方法 |
| JP2012204583A (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | トンネルトランジスタの製造方法 |
| US20250183035A1 (en) * | 2023-12-05 | 2025-06-05 | Semiconductor Components Industries, Llc | Methods for manufacturing power semiconductor devices and power semicondudctor structures |
-
1993
- 1993-07-14 JP JP17405293A patent/JPH0730110A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000004194A (ko) * | 1998-06-30 | 2000-01-25 | 윤종용 | 반도체 메모리 소자 및 그의 제조방법 |
| KR20000065395A (ko) * | 1999-04-02 | 2000-11-15 | 김영환 | 단전자 트랜지스터의 제조 방법 |
| JP2005086209A (ja) * | 2003-09-09 | 2005-03-31 | Samsung Electronics Co Ltd | ローカルsonos型メモリ素子及びその製造方法 |
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| JP2007165862A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-28 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2010199300A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Toshiba Corp | マルチドットフラッシュメモリ及びその製造方法 |
| US8456908B2 (en) | 2009-02-25 | 2013-06-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Multi-dot flash memory and method of manufacturing the same |
| JP2010267964A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 非対称型半導体デバイス及び製造方法 |
| JP2012204583A (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | トンネルトランジスタの製造方法 |
| US20250183035A1 (en) * | 2023-12-05 | 2025-06-05 | Semiconductor Components Industries, Llc | Methods for manufacturing power semiconductor devices and power semicondudctor structures |
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|---|---|---|---|
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