JPH0779101B2 - 半導体装置の製法 - Google Patents

半導体装置の製法

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JPH0779101B2
JPH0779101B2 JP1128652A JP12865289A JPH0779101B2 JP H0779101 B2 JPH0779101 B2 JP H0779101B2 JP 1128652 A JP1128652 A JP 1128652A JP 12865289 A JP12865289 A JP 12865289A JP H0779101 B2 JPH0779101 B2 JP H0779101B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、半導体のエッチングの際にスペーサが適正に
除去され半導体基板およびゲートへの損傷を防止するよ
うにした半導体装置の製法および該製法による半導体装
置に関するものである。
(従来の技術) 一般にMOS型トランジスタのLDD構造を形成するために非
ドープのポリシリコン・スペーサを用いるのが普通であ
る。すなわちポリシリコンのゲートを形成してから後酸
化を行ない、低濃度の不純物を注入した後、酸化膜上に
ポリシリコンを堆積させる。
第3図は、上述した従来技術の製造工程による半導体装
置を示す。同図において、半導体基板4に低濃度の電極
領域3が形成され、半導体基板4上にゲート酸化膜2を
介してポリシリコンゲート5が形成され、ポリシリコン
・スペーサ1が酸化膜2上に形成されている。
このように形成した上記ポリシリコンをRIE法によりエ
ッチングして第4図に示すような非ドープのポリシリコ
ン・スペーサ1を形成する。そして高濃度の不純物を注
入した後にCDE(ケミカル・ドライ・エッチング)法に
より更にエッチングしてLDD構造を形成するようにして
いる。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、従来の製法においては非ドープのポリシ
リコンのみでスペーサ1を形成しているために、該スペ
ーサ1をCDE法でエッチングする際に、SiO2とのエッチ
ング速度の差があまり生ぜず、その結果、スペーサ1の
十分なる除去がうまくゆかない。すなわち、ポリシリコ
ン・スペーサ1を完全に除去しようとして、時間をかけ
てエッチングすると第5図に示すように後酸化膜2まで
も剥離してしまい、保護酸化膜に損傷部2′が生じた
り、あるいはポリシリコン・ゲート5に達するようなエ
ッチングが行なわれたりして該ゲート5まで損傷する結
果となる。
一方、上記のような事態を回避しようとしてエッチング
時間を短くすると、第6図に示すようにスペーサ1が残
ってしまうので、これが浮遊ゲートとして働き、トラン
ジスタ特性に悪影響を与えることになる。このことは、
特にポリシリコンゲート5の形状が逆テーパ状になって
いるような場合に顕著でありスペーサが、より残りやす
い。
したがって、実際上は、前記スペーサ1を完全に除去す
るためにエッチング時間を長くとって酸化膜2を保護す
るためのマージンをできるだけ小さくしているのが現状
である。また、ポリシリコンスペーサ1のエッチングの
際、ゲートの後酸化膜と同時にフィールド酸化膜までエ
ッチングしてしまうために設計段階で、プロセスマージ
ンを含めてフィールド領域のマージンが必要となり、バ
ーズービークと共に高集積化において重要な問題となっ
ている。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、
その目的は、エッチングの際、スペーサを完全に除去す
ると共に、ゲートおよび半導体基板の損傷を防止するこ
とができる半導体装置の製法および該製法による半導体
装置を提供することである。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明の特徴は、MOS型トランジスタのLDD構造を形成す
るために、ポリシリコン・スペーサにP(リン)をイオ
ン注入してドープし、CDEのエッチングの際に、スペー
サのエッチング速度を大きくしている。また、後酸化処
理を異なる条件で2回行なって後酸化膜を増大させてい
る。
(作用) リン(P)をポリシリコンにドープして形成されたスペ
ーサは非ドープのポリシリコン・スペーサと比較して約
2倍程度、エッチング速度を速くすることができる。し
たがって、この2倍分だけSiO2よりポリシリコンのエッ
チングを速くすることができるので後酸化膜を損傷せず
に、ポリシリコン・スペーサを除去できる。
(実施例) 第1図は本発明による半導体装置の製法の一実施例を示
す。
第1図において、まず、高濃度の不純物による電極領域
を形成するためのポリシリコン・スペーサ101の形成工
程を説明する。
第1図において半導体基板107上の酸化膜105にポリシリ
コンを堆積させる点は第3図において参照番号1で示し
たものと同じである。その後、本発明においては、ポリ
シリコン堆積後、P(リン)をイオン注入によりドープ
し、更にN2アニーリングすなわち熱処理することによっ
てPを拡散させる(熱拡散)。次いでRIEによりエッチ
ングして第1図に示す如くに、Pをドープしたポリシリ
コン・スペーサ101を形成する。この場合、Nチャンネ
ルトランジスタであれば、後酸化膜105を形成した後で
Pをイオン注入によりドープして低濃度電極領域104を
形成してからPドープしたポリシリコン・スペーサ101
を形成する。次いでAsをイオン注入によりドープして高
濃度電極領域103を形成してLDD構造ができ上がる。した
がって後にポリシリコン・スペーサを除去する際に、P
ドープのポリシリコン・スペーサは非ドープのポリシリ
コン・スペーサと比較して、約2倍近くエッチング速度
が向上する。したがって後酸化膜105およびフィールド
酸化膜106が剥離される程度は約1/2に減少しうる。
第2図は本発明による別の実施例を示す。同図におい
て、Pドープしたポリシリコン・スペーサ101を形成す
る上で、後酸化処理を2回行なって、後酸化膜を第1後
酸化膜105および第2後酸化膜105′からなる二重の構造
にしている。そして第1後酸化膜105はバーズービーク
防止のため900℃でドライO2を用い密な酸化膜とし、第
2後酸化膜105′はポリシリコンゲート周辺の酸化膜の
厚さを増大するために850℃のBOX酸化を行なう。したが
って、ポリシリコンの膜厚が同じであっても、プロセス
マージンが大幅に向上すると共に、スペーサ形成におけ
るエッチングによる半導体基板への損傷も低減できる。
なお、上記の実施例においてポリシリコン・スペーサに
Pをドープする方法としてイオン注入とN2アニーリング
する場合を例にとって説明したが、別の方法としてPOCl
3を用いたリン拡散でもよい。また、上記別の実施例に
おける後酸化処理は2回に分けて行っていたが、連続し
て行なってもよい。
[発明の効果] 以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明に
よる半導体装置の製法においては、ポリシリコンのスペ
ーサにリンをドープし、かつ熱拡散することによって、
従来による非ドープのポリシリコンのスペーサと比較し
て約2倍のエッチング速度で上記スペーサを除去でき
る。したがって後酸化膜あるいはフィールド酸化膜の剥
離損傷の程度も従来のものと比して約1/2に抑えること
ができる。その結果、プロセス(工程)マージンが増大
するので歩留りが向上する。
また、フィールド酸化膜がエッチングによる損傷から保
護されるので、設計ルールも高密度化可能となり高密度
集積化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による半導体装置の第1実施例の工程断
面図、 第2図は本発明による半導体装置の第2実施例の工程断
面図、 第3図は従来技術による製法でポリシリコン・スペーサ
を形成した場合の工程断面図、 第4図は第3図の前記スペーサをエッチングした後の工
程断面図、 第5図は第4図の前記スペーサをエッチングにより除去
した後の後酸化膜が損傷を受けている場合の工程断面
図、 第6図は第4図の前記スペーサをエッチングにより除去
しようとしたが一部残ってしまった場合の工程断面図で
ある。 101…Pドープしたポリシリコン・スペーサ 102…ポリシリコンゲート 103…高濃度の電極領域 104…低濃度の電極領域 105…酸化膜 106…フィールド酸化膜 107…半導体基板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】次の各工程を少なく共含む、LDD構造を有
    する半導体装置の製法。 (イ)半導体基板の上にゲート酸化膜およびその上に第
    1のポリシリコンを堆積し、該第1のポリシリコンを所
    定のパターンに加工しゲート電極を形成する第1の工程 (ロ)該第1の工程の後で、該第1のポリシリコンおよ
    び該半導体基板の上に後酸化膜を形成する第2の工程 (ハ)該第2の工程の後に、該後酸化膜の上からイオン
    注入を行ない、ゲート電極が形成されていない該半導体
    基体の領域に、LDD電極領域の低濃度領域部分を形成す
    る第3の工程 (ニ)該第3の工程の後に、該後酸化膜の上に第2のポ
    リシリコンを堆積し、この第2のポリシリコンの全面に
    不純物を拡散させる第4の工程 (ホ)該第4の工程の後に指向性エッチングにより、該
    第2のポリシリコンの所定の部分のみ除去し、該第1の
    工程で形成したゲート電極の側壁部分のみに該第2のポ
    リシリコンよりなるポリシリコンスペーサを形成し、該
    ポリシリコンスペーサをマスクとしてイオン注入を行な
    いLDD電極領域の高濃度領域部分を形成する第5の工程 (ヘ)該第5の工程の後に、該ポリシリコンスペーサを
    等方的なエッチングにより除去する第6の工程
  2. 【請求項2】前記第2の工程における後酸化膜は、2回
    の異なる条件の酸化処理によって形成された2層構造で
    あることを特徴とする請求項(1)記載の半導体装置の
    製法。
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