JPS61260676A - 絶縁ゲ−ト型半導体装置の製造方法 - Google Patents

絶縁ゲ−ト型半導体装置の製造方法

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JPS61260676A
JPS61260676A JP60102905A JP10290585A JPS61260676A JP S61260676 A JPS61260676 A JP S61260676A JP 60102905 A JP60102905 A JP 60102905A JP 10290585 A JP10290585 A JP 10290585A JP S61260676 A JPS61260676 A JP S61260676A
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JP
Japan
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drain
polycrystalline silicon
oxide film
groove
low
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JP60102905A
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English (en)
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Kazuo Kunimasa
国政 一男
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NEC Corp
Original Assignee
NEC 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
    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/113Isolations within a component, i.e. internal isolations
    • H10D62/115Dielectric isolations, e.g. air gaps
    • H10D62/116Dielectric isolations, e.g. air gaps adjoining the input or output regions of field-effect devices, e.g. adjoining source or drain regions
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/01Manufacture or treatment
    • H10D30/021Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET]
    • H10D30/0221Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] having asymmetry in the channel direction, e.g. lateral high-voltage MISFETs having drain offset region or extended-drain MOSFETs [EDMOS]
    • 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]
    • H10D30/601Insulated-gate field-effect transistors [IGFET] having lightly-doped drain or source extensions, e.g. LDD IGFETs or DDD IGFETs 
    • H10D30/603Insulated-gate field-effect transistors [IGFET] having lightly-doped drain or source extensions, e.g. LDD IGFETs or DDD IGFETs  having asymmetry in the channel direction, e.g. lateral high-voltage MISFETs having drain offset region or extended drain IGFETs [EDMOS]

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は絶縁ゲート型半導体装置の製造方法に関し、特
に高耐圧化を目的とした低濃度ドレインを有する半導体
装置の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(以下、MOSFE
Tと称する)の高耐圧化を図るために低濃度ドレイン構
造が採用されており、しか本この低濃度ドレインとゲー
ト電極との寄生容量を減らすために選択酸化法(LOC
O8法)Kよシ形成したフィールド酸化膜を低濃度ドレ
イン上に配設した構成が採用されている。
この従来のMOSFETを第2図囚〜(Qの工程に基づ
いて説明する。
先ず、P型半導体基板210所定位置にN型不+N物(
7’cと、tばstp+)を低磯度(〜I QI”c+
y+−りでイオン注入[7た後、第3図(5)のように
窒化膜22をマスクとしてイオン注入層上に10μm程
度の厚いフィールド酸化膜23を形成する。このとき、
イオン注入層のN型不純物が活性化され、低濃度ドレイ
ン24が形成される。しかる後、同図tB)のように多
結晶シリコンを堆積しかつこれをパターニングしてゲー
ト電極25を形成する。そして、このゲート電極25お
よびフィード酸化膜23を利用した自己整合(セルファ
ライン)によって高淑度のN型不純物を拡散し、同図(
0のようにN型窩濃度ソース26およびドレイン27を
形成する。
図中、28は層間絶縁膜としてのPEG膜、29゜30
は夫々ソース電極、ドレイン電極である。
この低濃度ドレインMO8FETによれば、ゲート電極
25と為濃度ドレイン27との間に長さLの低濃度ドレ
イン24が介在されているために、ケート電極25下に
おけるドレイン電界集中を緩和し、耐圧(BVD8 )
の向上を図ることができる。
また、実効的ガゲート長は、低濃度ドレイン24上に形
成したフィールド鹸化膜23のエツジで自己整合するこ
とができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来のMOSFETでは、低濃度ドレイン24
上に形成するフィールド酸化膜23をLOCO8法によ
って形成しているため、先にイオン注入されているN型
不純物がこのLOGO8酸化工程でフィールド酸化膜2
3中へ拡散され、低濃度ドレインの濃度が不均一なもの
になシ易い。そして、不純物濃度の不均一化によってそ
の拡散深さも一様でなくなシ、これによル低濃度ドレイ
ンのピンチ抵抗、ゲート長史にはドレイン耐圧のはらつ
きが太きくなυ、MOSFETの信頼性が低下される。
また、フィールド酸化膜23の端部にバーズビークが生
じて酸化膜の両端が本来の位置、【シも両側に夫々1μ
m程度広がシ易く、このため低良度ドレイン24の前述
した長さを2〜3μm以下にすることは難かしく、素子
の微細化に不利になるという問題もある。
〔問題点を解決するだめの手段〕
本発明は以上の問題点を解消するために、半導体基板の
所定の領域に、他の導電型の不純物のイオン注入および
その活性化によって低濃度ドレインを形成し、かつこの
低濃度ドレイン上に異方性エツチングによシ溝を形成し
、この溝を絶縁物又は絶縁分離した多結晶シリコンで埋
めて絶縁領域を形成する工程を含むものである。
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図囚〜0)は本発明の製造方法を工程順に示す図で
あシ、先ず同図(5)のように、一の導電型(たとえは
P型)のシリコン基板10表面にシリコン酸化膜2を形
成した後に、所定の領域に他の導電型の不純物(たとえ
ばリン!lp)を低濃度(〜l Ou an−” )で
イオン注入し、熱処理で活性化してN型の低濃度ドレイ
ン3を形成する。次いで、前記シリコン酸化膜2をバタ
ーニングして低濃度ドレイン3上を開口し、これをマス
クとし九RIB(反応性イオンエツチング)法によって
、同図(Blのように低濃度ドレイン3上に深さおよび
幅が夫々1μm程度のに4を形成する。
続いて、前記シリコン酸化膜2を除去した後、同図(q
のように改めて全面に100OA程度の薄いシリコン酸
化膜5を形成する。このとき、前記溝4の内面にもシリ
コン酸化膜5が形成される。その上で、同図(Dのよう
に、CVD法やスパッタ法によシ全面に多結晶シリコン
層6を1μm程度堆積し、さらにその上にレジスト7を
塗布して表面を平担化する。そして、これをシリコン基
板1の表面が妬呈されるまでRI E法によυエッチバ
ックすれば、同図(Qのように、溝4の中にのみ多結晶
シリコン6が残存される。その後、表面酸化を行なって
100OA程度のシリコン酸化膜8を形成し、多結晶シ
・リコン6を絶縁領域として板うと共に、−力ではこれ
をゲート絶縁膜として構成する。
以下、多結晶シリコンで同図(jのようにゲート電極9
を形成し、更にN型不純物を高濃度に導入。
拡散することによシ同図(Glのように高濃度のソース
10およびドレイン11を形成する。壕だ、その上にP
SG膜1膜管2成し、ソース電極13゜ドレイン1!極
14を常法によって形成すれば、同図(qのM OS 
F E ’]’が完成できる。
したがって、このような方法で構成されたMO8F E
 Tは低振度ドレイン3を形成するための工程に際して
LOCO8法による厚い酸化膜を形成してい力いため、
低濃度ドレイン3の不純物濃度やその深さが不均一にな
ることはなく、ドレインピンチ抵抗、ゲート長およびM
O8F’ETのドレイン耐圧の均一化を図ることができ
る。
1だ、低娘度ドレイン3上に形成する絶縁領域の形成工
程では、溝4を異方性の高いHIE法でエツチングして
いるため、tk4の横方向への不要な広がりは殆んどな
く、低濃度ドレイン3のゲート・高濃度ドレイン間の長
さり、を2μm以下にすることが可能であシ、素子の微
細化に有効である。
また、これによシ低濃度ドレイン3とゲート(実効ゲー
ト)9とのオーバラップを1μm以下にすることもでき
、ゲート・ドレイン間の浮遊容量を低減して高速化も達
成できる。
さらに、低濃度ドレイン3上の絶縁領域は、堆積した多
結晶シリコン層6をエッチバックして溝4内に残す方法
で形成しているので、シリコン基板1の表面と平担に形
成でき、上層の配線の段切れの防止やパッジページ日ン
のステップカバレッジ性に有効である。
とζで、前記溝4内に埋設する材料として、たとえはC
VD法による酸化シリコンを用いてもよいO また、本発明はPチャネルMO8FETfiいし相補型
MO8FETにも同様に適用できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、低濃度ドレインの形成を
その上の絶縁領域よシも先に行なっているので、LOC
O8法による厚い酸化膜の形成が原因とされる不純物濃
度やその深さの不均一が生じることがなく、ドレインピ
ンチ抵抗、ゲート長およびドレイン耐圧の均一および安
定化が達成できる。また、絶縁領域を構成する溝を異方
性エツチングによシ形成しているので溝の広がシは少な
く、素子の微細化を図ることができる。さらに、絶縁領
域の上面を連数表面と平担に形成できるので、上層配線
の段切れや上層膜のステップカバレッジを良好なものに
できる郷の効果がある。
【図面の簡単な説明】
泥1図(5)〜に〕は本発明方法を説明するための各工
程の断面図、第2図(A)〜(Qは従来方法を説明する
ための各工程の断面図である。 1・・・・・・シリコン基板、2・・・・・・シリコン
&(IJ、3・・・・・・低濃度ドレイン、4・・・・
・・溝、5・・・・・・シリコン酸化膜、6・・・・・
・多結晶シリコン、7・・・・・・レジスト、8・・・
・・・シリコン酸化膜、9・・・・・・ゲート電極、1
0・・・・・・高濃度ソース、11・・・・・・高濃度
ドレイン、12・・・・・・PEG膜、13・・・・・
・ソース電極、14・・・・・・ドレイン電極、21・
・・・・・シリコン基板、23・・・・・・フィールド
酸化膜、24・・・・・・低濃度ドレイン、25・・・
・・・ゲート電極、26・・・・・・ソース、27・・
・・・・ドレイン。 26−・−ソーλ 27−−−−Fルイン

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一の導電型の半導体基板の所定領域に他の導電型の
    不純物をイオン注入しかつ活性化して低濃度ドレインを
    形成する工程と、この低濃度ドレイン上に異方性エッチ
    ング法により溝を形成する工程と、この溝内に絶縁物又
    は多結晶シリコンを前記低濃度ドレインとは絶縁状態で
    埋設する工程と、前記溝に一端が掛かるようにゲート電
    極を形成する工程と、他の導電型の不純物を導入して高
    濃度のソースおよびドレインを形成する工程とを備える
    絶縁ゲート型半導体装置の製造方法。 2、溝の内面を酸化した後に多結晶シリコンを堆積し、
    その上にレジストを塗布し、その後これらをエッチバッ
    クして溝内にのみ多結晶シリコンを残し、かつその表面
    を酸化して溝内への多結晶シリコンの埋設を行なってな
    る特許請求の範囲第1項記載の絶縁ゲート型半導体装置
    の製造方法。
JP60102905A 1985-05-15 1985-05-15 絶縁ゲ−ト型半導体装置の製造方法 Pending JPS61260676A (ja)

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Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6730961B2 (en) 2001-12-18 2004-05-04 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device
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