JPS61156884A - 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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JPS61156884A
JPS61156884A JP59276185A JP27618584A JPS61156884A JP S61156884 A JPS61156884 A JP S61156884A JP 59276185 A JP59276185 A JP 59276185A JP 27618584 A JP27618584 A JP 27618584A JP S61156884 A JPS61156884 A JP S61156884A
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JP
Japan
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oxidation
forming
region
silicon layer
extraction electrode
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JP59276185A
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English (en)
Inventor
Shoji Ariizumi
有泉 昇次
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/20Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions 
    • H10D64/23Electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. sources, drains, anodes or cathodes
    • H10D64/251Source or drain electrodes for field-effect devices
    • H10D64/258Source or drain electrodes for field-effect devices characterised by the relative positions of the source or drain electrodes with respect to the gate electrode
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/20Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions 
    • H10D64/23Electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. sources, drains, anodes or cathodes
    • H10D64/251Source or drain electrodes for field-effect devices

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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

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、特にソースまた
はドレイン領域の引出し電極の形成に改良を加えたMO
8型トランジスタに係わる。
〔発明の技術的背景〕
周知の如く、MO8型トランジスタのソース(又はドレ
イン)領域の取出し電極を形成する場合、集積度を挙げ
る一つの方向として、引出し電極を上記MOSトランジ
スタのゲート電極上に延在した2nd多結晶シリコンで
形成する方法が提案されている(特願昭58−7502
6>。即ち、この方法は、ドレイン(ソース)取出し電
極を取出すコンタクトホールをゲート電極の上方に位置
さぜる結果、ドレイン領域を小さく形成でき集積度の向
上を可能ならしめている。以下、MO8型トランジスタ
の製造プロセスを第3図(a)〜(d)を参照して説明
する。
まず、比抵抗が1ないし50ΩフのP型シリコン基板1
1を容易し、この後にフィールド領域となる部分にP型
の不純物を選択的に例えばイオン・インプランテーショ
ン技術によって導入し、次に選択酸化技術によってフィ
ールド領域に厚さ約6000人のフィールド酸化膜12
を選択的に形成して素子分離を施す。つづいて、ドライ
酸化もしくは塩酸酸化により素子領域の基板11の表面
上に厚さ500人程0のゲート酸化膜13を形成し、こ
の後例えば気相成長層等により全面に厚さ4000人程
度0第1層目の多結晶シリコン層14を堆積する(第3
図(a)図示)。なお、上記多結晶シリコン層14はP
型もしくはN型の不純物が導入されており、低抵抗化さ
れている。また、ここまでの工程によりフィールド酸化
膜12の下部には反転防止膜15が形成される。
次に、P E P (P hoto  E nQraV
inQ  p rOcess)技術により第1層目の多
結晶シリコン層14をバターニングしてゲート電極であ
るワード線16を形成した。つづいて、このワド線16
及び前記フィールド酸化11112を不純物拡散用もし
くはインプランテーション用マスクとして用いてヒ素を
表面濃度1013〜102o/cttt2となるように
拡散もしくはドーズ11.5X10”(:II4程度の
インプランテーションでMOS トランジスタのソース
、ドレインとなるN+型領領域1718を形成する。更
に、1000℃程度の温度でドライ酸化を行なって素子
領域全面にシリコン酸化119を形成し、この後CVD
 (Chemical vapoer Deoosit
ion )法により低温酸化1!20を2000〜30
00人程度の厚みに全面に形成する(第3図(b)図示
)、ここまでの工程により、ゲート電極としてのワード
線16はN+型領領域1718をまたぐように構成され
ている。
次に、PEP技術により上記低温酸化−膜20を選択的
に除去してN+型領領域18表面に通じるコンタクトホ
ール21を所定位置に開口する。次に、全面に第2層目
の多結晶シリコン層(図示せず)を例えば気相成長法に
よって厚さ3000人はど堆積形成した後、これをPE
P技術によりバターニングして取出し電極22を形成す
る(第3図(C)図示)。この第2層目の多結晶シリコ
ン層はリンやヒ素等の不純物がドープされたいわゆるド
ープド多結晶シリコンを用いて構成してもよく、あるい
は不純物がドープされていないいわゆるアンド−ブト多
結晶シリコン層を形成した後にヒ素をインプランテーシ
ョンにより導入するようにしてもよい。
次に、全面にCVDvxによって10000人程度0厚
みの低温酸化膜23を堆積し、更にPEP技術によって
このfi!23に前記取出し電極22の表面に通じるコ
ンタクトホール24を開口する。
つづいて、全面に例えば真空蒸着法等によってアルミニ
ウム層を堆積し、更にこれをPEP技術によって所定の
バターニングを施、シてデータ線25を形成する(第3
図(d)図示)。この後は全面に図示しない保護膜を被
着形成して完成する。
〔発明の技術的背景〕
しかしながら、従来技術によれば、取出し電極線22を
形成する際、電極材料である多結晶シリコン層14をレ
ジスト(PEP技術により)をマスクとしてエツチング
すると、マスク合せズレが発生して、第4図に示すよう
にドレイン又はソー  スとなるN+型領領域18一部
がエツチングされる事があり、ジャンクションリークや
ジャンクション破壊の原因となる。このことは、素子の
微細化が進むと、浅いジャンクションを使うためより厳
しくなる。ところで、これを防ぐため、第5図に示す如
く取出し電極22の合せ余裕Aを十分に取ると、取出し
電極22のパターンが大きくなり、高密度化に逆行する
また、従来技術によれば、配線層部は段差の大きな部分
なので、RI E (Riactive I on  
Etchino)によるバターニングも難しく、化学的
なエツチングを行なうとパターン変換差を小さく押える
のが難しく微細・化、高密度化の限界が生じる。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、取出し電極
材エツチング時の下層への悪影響を回避し信頼性を向上
させるとともに、取出し電極形成時にフィールド領域の
一部となる絶縁膜も同時に形成してゆるやかな段差構造
を得ることのできる半導体装置の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、非単結晶シリコン層上に形成した耐酸化性膜
をマスクとして酸化することにより、従来の如くエツチ
ング技術を用いずにソース領域またはドレイン領域に接
続する取出し電極を形成するもので、これによりソース
領域等を損傷することもなく、また取出し電極に対して
なだらかな段差構造を構成して取出し電極の段切れの防
止も可能となるものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図(a)〜(e)を参照
して説明する。
実施例1 (1)、まず、例えばP型のシリコン基板31の表面に
選択酸化によりフィールド酸化膜32を形成した。つづ
いて、熱酸化によりフィールド酸化膜32で囲まれた基
板(素子領域)33に酸化膜(図示せず)を形成した。
次いで、前記酸化膜上にCVD法゛によりリンを含有し
た多結晶シリコン層を形成しくこの場合アンドープ多結
晶シリコン層を形成した後リンを拡散してもよい)、引
きつづきPEP技術によりバターニングを行なうことに
より多結晶シリコンからなるゲート電極34を形成した
。しかる債、このゲート電極34をマスクとして前記酸
化膜を選択的にエツチング除去しゲート酸化膜35を形
成した。更に、同ゲート電極34をマスクとして素子領
域33にn型不純物例えばヒ素をイオン注入し、N+型
のソース領域36、ドレイン領域37を形成した(第1
図(a)図示)。
(2)、次に、CVD法により基板全面に低温酸化膜を
3000人程度形成するか又は高温の酸化性雰囲気中で
酸化を行ない絶縁11138を形成した。
つづいて、PEPにより絶縁膜38にミ後工程で形成す
る取出しN極とドレイン領域37を接続するだめのコン
タクトホール39を形成した(第1図(b)図示)。更
に、全面に取出し電極材として多結晶シリコン層40を
形成した後、イオン注入又は不純物拡散等によりこの多
結晶シリコン層40を低抵抗化した。しかる後、全面に
CVD法により耐酸化性膜として厚さ1000人のシリ
コン窒化膜を形成し、バターニングを行なって取出し電
極形成予定部に対応する多結晶シリコン層40上にシリ
コン窒化膜パターン41を形成したく第1図(C)図示
)。
(3)0次に羊”Z”に)”m”;;’Mパターン41
をマスクとして例えば900〜1000℃で熱酸化を行
なった。その結果、窒化膜パターン41下の多結晶シリ
コン層40は酸化されずに取出し電極42となり、また
その他の領域の多結晶シリコン層40は酸化されて酸化
膜43となった。つづいて、前記窒化膜パターン41を
剥離した。次いで、全面にAffiを蒸着した後、バタ
ーニングすることにより、前記取出し電極42を介して
ドレイン領域37と電気的に接続するA2配線44を形
成し、MO8型トランジスタを製造した(第1図(e)
図示)。
しかして、実施例1によれば、以下に示す効果を有する
■、ドレイン領[37と電気的に接続する取出  ′し
電極42を、コンタクトホール39が開口された絶縁膜
38の取出し電極形成予定部上にシリコン窒化膜パター
ン41を形成し後、己れをマスクとして熱酸化を行なう
ことにより形成するため、従来の如く取出し電極材のバ
ターニング時のエツチングに起因する基板表面のソース
(またはドレイン)領域のの一部をエツチングすること
を回避できる。
■、■と同様な理由により、ドレイン領域37(ソース
領域も同様)のエツチングを防ぐためパターン上の余裕
を考慮する必要がなくなり、素子の高密度化を実現する
とともに高い信頼性が得られる。
■、第1図(C)の工程で、熱酸化時に取出し電極42
を形成すると同時に、窒化膜パターン41下を除く領域
に酸化11143を形成できるため、取出し電極42周
辺部をなだらかな段差構造にできる。
■、■と同様な理由により、窒化膜パターン41を剥離
することによって自動的にへ2配線4とのコンタクト部
が得られので、2nd多結晶シリコンからなる取出し電
極42がコンタクト部と同一レベルとなり、もってコン
タクト部がドレイン領域37に対してセルフラインとな
る、いわゆるセルファラインコンタクト構造となり高密
度化が一層進む。
実施例2 本実施例は、前述した実施例1と第1図(a)〜(d)
の工程まで同じであるので、それ以後の工程のみを第2
図を参照して説明する。
まず、シリコン窒化膜パターン41を剥離した後、全面
にCVD酸化膜51を形成した。つづいて、取出し電極
42に対応するCVD酸化膜51にコンタクトホール5
2を形成した。次いで、全面にA℃を蒸着し、パターニ
ングを行ない、取出し電!fA42を介してドレイン領
域37に電気的に接続するAJ2配線53を形成し、M
O8型トランジスタを形成したく第2図図示)。
なお、上記実施例では、耐酸化性膜パターンとしてシリ
コン窒化膜パターンを用いたが、これに限定されるもの
ではない。
また、上記実施例では、P型のシリコン基板を用いNチ
ャネルの場合について述べたが、これに限らず、例えば
P型のシリコン基板の表面にPウェルを形成し、このウ
ェルにNチャネルのトランジスタを形成した相補型(C
)MoSトランジスタの場合でもよい。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く本発明によれば、取出し電極材エツチ
ング時の下層への悪影響を回避し信頼性を向上させると
ともに、取出し電極形成時にフィールド領域の一部とな
る絶縁膜も同時に形成してゆるやかな段差構造を得、素
子の高密度化も達成できる半導体装置の製造方法を提供
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(e)は本発明の実施例1に係るMO8
型トランジスタの製造方法を工程順に示す断面図、第2
図は本発明の実施例2に係るMO8型トランジスタの製
造方法を説明するための断面図、第3図(a)〜(d)
は従来のMO8型トランジスタの製造f法を工程順に示
す断面図、第4図及び第5図は夫々従来のMO8型トラ
ンジスタの欠点を説明するための断面図である。 31・・・P型のシリコン基板、32・・・フィールド
酸化膜、33・・・素子領域、34・・・ゲート電極、
35・・・ゲート酸化膜、36・・・N+型のソース領
域、37・・・N“型のドレイン領域、38・・・絶縁
膜、39.52・・・コンタクトホール、40・・・多
結晶シリコン層、41・・・シリコン窒化膜パターン(
耐酸化性膜パターン)、42・・・取出し電極、43・
・・酸化膜、44.53・・・A2配線、51・・・C
VD酸化酸化比願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第1図 (e) 第2図 第3図 ■4図 第5図 手続補正書 昭和 6[有]、2.完了日 特許庁長官  志 賀   学  殿 1、事件の表示 特願昭59−276185号 2、発明の名称 半導体装置の製造方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 (307)株式会社 東芝 4、代理人 5、自発補正 7、補正の内容 (1)特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 2、特許請求の範囲 (1)第1導電型の半導体基板の表面にフィールド酸化
膜を形成する工程と、このフィールド酸化膜で囲まれた
素子領域に第2導電型のソース、ドレイン領域を形成す
る工程と、全面に絶縁膜を形成する工程と、前記ソース
領域もしくはドレイン領域の一部に対応する絶縁膜を選
択的に除去しコンタクトホールを形成する工程と、全面
に非単結晶シリコン層を形成する工程と、取出し電極形
成予定部に対応する前記非単結晶シリコン層上に耐酸化
性膜パターンを形成する工程と、この耐酸化性膜パター
ンをマスクとしてy−ト電極上に延在する取出し電極を
形成する工程とを具備することを特徴とする半導体装置
の製造方法。 (2)非単結晶シリコン層として多結晶シリコン層を用
い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)耐酸化性膜パターンとしてシリコン窒化膜パター
ンを用い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。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、第1導電型の半導体基板の表面にフィールド酸
    化膜を形成する工程と、このフィールド酸化膜で囲まれ
    た素子領域に第2導電型のソース、ドレイン領域を形成
    する工程と、全面に絶縁膜を形成する工程と、前記ソー
    ス領域もしくはドレイン領域の一部に対応する絶縁膜を
    選択的に除去しコンタクトホールを形成する工程と、全
    面に非単結晶シリコン層を形成する工程と、取出し電極
    形成予定部に対応する前記非単結晶シリコン層上に耐酸
    化性膜パターンを形成する工程と、この耐酸化性膜パタ
    ーンをマスクとしてゲート電極上に延在する取出し電極
    を形成する工程とを具備することを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
  2. (2)、非単結晶シリコン層として多結晶シリコン層を
    用い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。 (2)、耐酸化性膜パターンとしてシリコン窒化膜パタ
    ーンを用い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。
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