JPS6074681A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS6074681A
JPS6074681A JP58182708A JP18270883A JPS6074681A JP S6074681 A JPS6074681 A JP S6074681A JP 58182708 A JP58182708 A JP 58182708A JP 18270883 A JP18270883 A JP 18270883A JP S6074681 A JPS6074681 A JP S6074681A
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JP
Japan
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oxide film
film
entire surface
electrode
doped
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JP58182708A
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English (en)
Inventor
Kazuyoshi Shinada
品田 一義
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にソース、ド
レイン領域に低濃度不純物領域を有するMO8半導体装
置の製造方法に係る。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来のMOS )ランジスタの製造方法を第1図を参照
して説明する。すなわち、P−型シリコン基板1上にノ
々ターニングによりダート酸化膜2を介してダート電極
3を形成した後、ダート電極3をマスクとして例えば八
8を高ドーズイオン注入し、つづいて熱処理を行なうこ
とによりN十型ソース領域4及びN+型ドレイン領域5
を形成する。
このようにして形成されるN+型ドレイン領域5は高濃
度の拡散層であるため、その近傍には電界が集中し、正
孔と電子の対が生成する。この結果、基板電位が上昇し
てバイポーラアクションをもたらしたシ、ホットエレク
トロンがダート酸化膜2中に注入をれてvth異常を起
こす等トランジスタの不安定性が増大する。更に、高集
積MOSデバイスにおいてはチャネル長が短かくな9、
前記電界集中によシ空乏層が拡がシショートチャネル効
果が無視できなく々る。
そこで、ドレイン領域をチャネル領域近傍の低濃度不純
物領域とこれに隣接する高濃度不純物領域とで構成し、
電界集中を抑制したいわゆるLDD (Lightly
 Doped Drain )構造のMOSトランジス
タが提案されている。
このLDD構造のMOS )ランジスタは例えば第2′
図(、)〜(c)に示す如き方法によシ製造される。
まず、P−型シリコン基板lJ上にパターニングにより
ケ゛−ト酸化膜12を介してケ゛−ト電極13を形成し
た後、ダート電極13をマスクとして例えはAsを低ド
ーズ量でイオン注入する(第2図(a)図示)。次に、
ダート電極13を傑うようにホトレジスト・母ターン1
4を形成した後、ホトレジストノリ−ン14をマスクと
してAsを高ドーズ量でイオン注入する(同図(b)図
示〕。
つづいて、ホトレノストパターン14を除去した後、熱
処理を行ない、チャネル領域近傍の低濃度(N−型)不
純物領域15a、15gとこれらに隣接する高濃度(N
+型)不純物領域15b。
16bとからなるソース、ドレイン領域15゜16を形
成する(同図(c)図示)。
しかしながら、上述した従来の方法では通常のMOS 
fロセスに比べて不純物ドーピング工程及びホトリソグ
ラフィ工程がそれぞれ1回づつ加わることになり工程が
煩雑化するという一点がある。
9N明の目的〕 本発明は上記欠点を解消するためになされたものであシ
、簡便な工程で少なくともドレイン領域のチャネル領域
近傍の部分が低濃度不純物領域で構成されたMO8半導
体装置を製造し得る方法を提供しようとするものである
〔発明の概要〕
本発明の半導体装置の製造方法は第1導電型(例えばP
型)の半導体基板の素子領域上にダート絶縁膜を介して
ダート電極を形成し、全面に第2導篭型の不純物をドー
プした酸化膜(例えばAs ドーゾト酸化膜)を堆積し
た後、該酸化膜上に部分的に(例えばダート電極側壁の
酸化膜除去後のダート電極側壁の位置あるいはダート電
極の両側方のうちいずれか一方側に)窒化膜を残存させ
、更に酸素雰囲気中で熱処理して酸化膜から基板中に不
純物を拡散させて第2導電型のソース、ドレイン領域を
形成することを特徴とするものである。
こうした方法によれば、AIは酸素雰囲気中で5− の熱処理の際、窒化膜の残存している箇所ではあまり拡
散しないが、窒化膜の残存していない箇所では酸化膜一
基板界面での新たな酸化膜の生成により効率よく拡散す
るので、セル7アラインでドレイン領域のチャネル領域
近傍の部分を低濃度不純物領域とすることができる。し
たがって、通常のMO8プロセスに比べて少なくともイ
オン注入工程を省略した簡便な工程で、ドレイン領域近
傍のチャネル領域での電界集中を抑制してトランジスタ
の不安定性を減少することができる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を第3図(a)〜(f)及び第4
図(a)〜(C) を参照して説明する。
実施例1 まず、比抵抗10〜20Ω−鋸のP−型シリコン基板2
1表面に通常の選択酸化技術を用い、厚さ1.0μmの
フィールド酸化膜22を形成する。
次に、フィールド酸化膜22によって囲まれた素子領域
表面に厚さ500Xの熱酸化膜を形成6− し、全面にρ8=200/口、厚さ0.4μmの多結晶
シリコン膜を堆積した後、これらを反応性イオンエツチ
ング(RIE )法により順次・ぐターニングして素子
領域上にダート酸化膜23を介してダート電極24を形
成する(第3図(、)図示)。
次いで、スノヤッタ法にて全面に厚さ0.25μmのA
8ドーゾト酸化膜(As濃度5 X 10” on−’
 )25を堆積する。この際、r−上電極24の側壁に
おいてはAsドープト酸化膜25の膜厚は約500Xと
薄くなる(同図(b)図示)。つづいて、NH4F’中
に10秒間浸し、前記Aaドープト酸化膜25のケ゛−
ト電極24側壁の薄い部分のみをエツチング除去する。
この際、平坦面上には厚さ0.2μmのAsドープト酸
化膜25がそのまま残存する。つづいて、LPCVD法
にて全面に厚さ0.2μmの窒化膜26を堆積する(同
図(c)図示)。
次いで、RIE法により前記窒化膜26をエツチングし
、ダート電極24の側壁にのみ残存窒化膜26’ 、 
26’ f形成する。つづいて、酸素雰囲気中にて10
00℃で30分間熱拡散を行なう。
この際、残存窒化膜26’ 、 26’に覆われていな
い部分ではAsドープト酸化膜25と基板2ノとの界面
に新たに酸化膜が形成されることにより、AsがAsド
ープト酸化膜25から基板2ノ中に効率よく拡散される
が残存窒化膜26’ 、 26’に榎われている部分で
はAsはそれほど拡散されない。
この結果、チャネル領域近傍のρ、=700シロ、xj
 = 0.2 μmのN″″型不純物領域27m 、2
8*とこれらの領域に隣接するρ=300/口、xJ=
0.4μmのN+型不純物領域21b、28bとからな
るソース、ドレイン領域27.28が形成される(同図
(d)図示)。
次いで、前記残存嘘化膜26’ 、 26’及びAsド
ドート酸化膜25tl−RTE法あるいはウェットエツ
チングにより順次エツチング除去した後、熱酸化により
ケ゛−ト電極24表面及び露出した基板21表面を厚さ
500Xの熱酸化膜29に変換する(同図(、)図示)
。つづいて、全面に厚さ0.5μmのCVD酸化膜30
を堆積した後、コンタクトホール31,31を開孔する
。つづいて、隼夕面に厚さ1.0μmのAt−81膜を
堆積した後、パターニングしてソース電極32及びドレ
イン電極33を形成し、LDD構造のMOSトランジス
タを製造する(同図(f)図示)。
しかして上述した方法によれば、第3図(b)の工程で
ス・母ツタ法により全面にAsドープト酸化膜25を堆
積した後、同図(c)の工程でAsドープト酸化膜25
のゲート電極24側壁の薄い部分のみをエツチング除去
し、更に全面に窒化膜26を堆積し、次いで同図(d)
の工程で反応性イオンエツチング法によF)l’−)電
極24側壁に残存窒化膜26’ 、 26’を形成した
後、酸素雰囲気中で熱処理することによfiN″″型不
純物領域27*、28m1N+型不純物領域27 b、
28bとからなるソース、ドレイン領域27.28を形
成することができる。すなわち、通常のMOSプロセス
にホトリソグラフィ工程及びイオン注入工程を追加する
ことなく、セルファラインでLDD構造を形成すること
ができる。したがって、簡便な工程でドレイン領域28
近傍のチャネル9− 1脩4における電界集中を抑制して、バイポーラアクシ
ョンやvthの変動を防止することによりトランジスタ
の不安定性を減少することができ、素子の微細化を達成
することができる。
実施例2 まず、P−型シリコン基板51表面にフィールド酸化膜
52を形成した後、フィールド酸化膜52に囲まれた素
子領域上にダート酸化膜53を介してダート電極54を
形成する。次に、全面にAsドープト酸化膜55を堆積
し、更に全面に窒化膜56を堆積する(第4図(a)図
示)。次いで、ホトリソグラフィにより窒化膜56を選
択的にエツチングし、ダート電極54の両側方のうち一
方側に窒化膜パターン56′を残存させる。つづいて、
酸素雰囲気中で熱処理を行ない、Asドープト酸化膜5
5から基板51中にAs+を拡散させる。この際、窒化
膜/4’ターン56′の存在する箇所ではAaはあまり
拡散しないが、窒化膜パターン56′の存在しない箇所
ではAmは効率よく拡散する。この結果、N+型ソース
領域5710− 及びN−型ドレイン領域58が形成される(同図(b)
図示)。次いで、前記窒化膜パターン56′及びAsド
ープト酸化膜55を順次エツチング除去した後、熱酸化
を行ない、ダート電極54表面及び露出した基板5ノ弐
面を熱酸化膜59に変換する。つづいて、°全面にCV
D酸化gtieo*堆積した後、コンタクトホール61
.61を開孔する。つづいて、全面にAt−8+膜を堆
積した後、A?ターニングしてソース電極62及びドレ
イン電極63を形成し、MOSトランジスタを製造する
(同図(e)図示)。
しかして上述した方法によれば、通常のMOSプロセス
に比べてホトリソグラフィ工程は1回増えるものの、イ
オン注入工程を省略した比較的簡便な工程によりセルフ
ァラインでN+型ソース領域57及びN−型ドレイン領
域58を形成することができ、ドレイン領域58近傍の
チャネル領域における電界集中を抑制してトランジスタ
の不安定性を減少することができる。しかも、通常のL
DD構造のMOS )ランジスタと異なりソース領域5
7側には低濃度不純物領域が形成されないのでソース抵
抗を無視することができ、ソース側の増幅率の向上にと
って有利となる。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く本発明の半導体装置の製造方法によれ
ば、簡便な工程で少なくともドレイン領域のチャネル近
傍の部分が低濃度不純物領域で構成されたMOS半導体
装置を製造することができ、トランジスタの不安定性を
減少し、ひいては素子の微細化を達成し得る等顕著な効
果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
の実施例1におけるLDD構造のMOS トランジスタ
の製造方法を示す断面図、第4図(、)〜(c)は本発
明の実施例2におけるMOS )ランジスタの製造方法
を示す断面図である。 21.51・・・P−型シリコン基板、22 、52・
・・フィールド酸化膜、23.53・・・ダート酸化膜
、24.54・・・ダート電極、25.55・・・A8
ドーゾト酸化膜、26.56・・・窒化膜、26′・・
・残存窒化膜、56′・・・窒化膜・母ターン、27・
・・ソース領域、28・・・ドレイン領域、27 a 
、 28a・・・N−型不純物領域、27b 、28b
・・・N+型不純物領域、29 、59−・・熱酸化膜
、g o 、 60 ・−・CVD酸化膜、3ノ、6ノ
・・・コンタクトホール、32゜62・・・ソース電極
、33.63・・・ドレイン電極、57・・・N+型ソ
ース領域、58・・・N−型ドレイン領域。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦13− 2 づ 0

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1導電型の半導体基板の素子領域上にダート絶
    縁膜を介してf−)電極を形成する工程と、全面に第2
    導電型の不純物をドープした酸化膜を堆積する工程と、
    該酸化膜上に部分的に窒化膜を残存させる工程と、酸素
    雰囲気中で熱処理して前記酸化膜から基板中に不純物を
    拡散させ、第2導電型のソース、ドレイン領域を形成す
    る工程とを具備したことを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
  2. (2) ソノ9ツタ法により全面に第2導電型の不純物
    をドープした酸化膜を堆積し、該酸化膜のダート電極側
    壁の部分をエツチング除去した後、全面に窒化膜を堆積
    し、異方性エツチングにより前記ゲート′電極側壁にお
    いて、前記酸化膜上に窒化膜を残存させることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造方法
  3. (3)全面に第2導電型の不純物をP−グした酸化膜を
    堆積し、更に全面に窒化膜を堆積した後、ダート電極の
    両側方のうちいずれか一方側の酸化膜上に窒化膜を残存
    させることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半
    導体装置の製造方法。
  4. (4)第2導電型の不純物をドープした酸化膜がAmド
    ープト酸化膜であることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項乃至第3項いずれか記載の半導体装置の製造方法。
JP58182708A 1983-09-30 1983-09-30 半導体装置の製造方法 Pending JPS6074681A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0358430A (ja) * 1989-07-27 1991-03-13 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
US5518945A (en) * 1995-05-05 1996-05-21 International Business Machines Corporation Method of making a diffused lightly doped drain device with built in etch stop

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0358430A (ja) * 1989-07-27 1991-03-13 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
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