JPS6173378A - 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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JPS6173378A
JPS6173378A JP59194599A JP19459984A JPS6173378A JP S6173378 A JPS6173378 A JP S6173378A JP 59194599 A JP59194599 A JP 59194599A JP 19459984 A JP19459984 A JP 19459984A JP S6173378 A JPS6173378 A JP S6173378A
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JP
Japan
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film
gate
opening
diffusion hole
silicon nitride
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Pending
Application number
JP59194599A
Other languages
English (en)
Inventor
Junichi Okano
岡野 順市
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS6173378A publication Critical patent/JPS6173378A/ja
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/80FETs having rectifying junction gate electrodes
    • H10D30/83FETs having PN junction gate electrodes

Landscapes

  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (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1 この発明は半導体装置の製造方法に関し、特に、高い相
互コンダクタンスを有するメツジノグー1〜構造のPチ
ャンネル接合形電界効果1−ランジスタ等の半導体装置
を窒化シリコンIIs!によるセルファライン方式でI
!IJ造するのに好適イ゛1半)“9体装置)“J貴方
法に関するものである。
U発明の技術的i′¥射1 メツシュゲート構造のPチレンネル接合形電ワJ効果ト
ランジスタ(以下にはPチVンネル、ノーFETと略記
する)はグー1〜長及びユニット寸法が小さいため、ゲ
ート、ソース及びドレインの各領域の形成工程ではレル
ファライン(自己+jH−@合10によるパターニング
技術が利用されている。
第3図(a )乃至第3図(「)は、従来It 、b 
、I”tているゲート並びにソース及びドレインの各領
域の形成工程の概略を断面図どして示した乙の【ある。
従来の製造方法では、まず第3図(a )に示ずように
、N型の半導体基板1 (Si )の表面に気相成長さ
せたP型の高抵抗層2(エピタキシャル層)の上に、酸
化11Q3 (S + 02 )及び窒化シリコン膜4
 (Si 3 Nm >をこの順に堆積ざ「た後、第3
図(b ’)に示すように、窒化シリコン膜4に公知の
フォトエツチング等によってゲート拡散孔4a並びにソ
ース拡散孔4b及びドレイン拡散孔4Cを選択開口する
。 そして、窒化シリコン股4の、ゲート拡散孔4aを
マスクとしてウォッシュアウトエツチングを行って第3
図(C)に示すように酸化膜3に該窒化シリコン膜4の
ゲート拡散孔4aと同じ大きさのゲート拡散孔3aを間
口して高抵抗層2を該ゲート拡散孔3a内に露出させる
続いて第3図(d )に示すように窒化シリコン膜4上
にCVD法によって燐シリケートガラス膜5(以下には
PSGIIQと略記する)を堆積させた後、全体を加熱
し、該PSGl!J5を燐の固体拡散源として燐を該高
抵抗層2内に拡散させてN型高濃度層のゲート拡散領域
6を形成する。
次にP S G 8115をフォトエツチングして窒化
シリコン膜4のソース拡散孔4b及びドレイン拡散孔4
Cの各々の上にPSGSbO2口を形成した後、窒化シ
リコン模4をマスクとしてつAツシュアウトエッチング
により酸化11’23にソース拡散孔3b及びドレイン
拡散孔3Cを1?110し、それぞれの拡散孔内に高抵
抗層2を露出させる。 ついで第3図(0)に示すよう
に、パッシベーション膜を兼ねるボロンドープトポリシ
リコン膜7(以下にはBPSIluと略記する)をPS
QIP25の十から所要厚さに被着させ、8PS模7を
ソース拡散孔3b及びドレイン拡散孔3C内の高抵抗層
2の表面にも堆積させる。 ついで全体を加熱して該B
PSFJ7をほう素(B)の固体拡散源としてほう素を
該高抵抗層2内に拡散させることにより、P!!!高淵
度層のソース拡散領域8とドレイン拡散領域9とを該高
抵抗層2内に形成する。 そして最後に該BPSgI7
をフォトエツチングして配線パターンの溝78を形成し
た後、該8PS膜7の上に配線形成とパッシベーション
を行って素子形成を終了する。
[背景技術の問題点] ところが、前記のごとき従来方法で製造されたPチャン
ネルJ−FETには耐圧(ゲート・ドレイン間電圧V 
coo )不良となるものがかなりあり、問題となって
いた。 そこで本発明者等がその原因について調査した
ところ、次のような現象がその原因となっていることが
わかった。 以下に、従来方法に存する問題点について
説明する。
前記のごとき従来の製造方法では、酸化膜3にゲート拡
散孔3aを開口するため該酸化膜3をウォッシュアウト
エツチングをする工程で、該酸化膜3がサイドエッヂさ
れて該酸化膜3のゲート拡散孔3aは窒化シリコン膜4
のゲート拡散孔4aよりも大きくなり、その結果、第4
図に示すように窒化シリコン膜4のゲート拡散孔の孔縁
が酸化膜3のゲート拡散孔に対してオーバーハング4d
となる。 このため、元来が段差被覆性の悪いPSGS
bO2化シリコン膜4の上から堆積させると、該オーバ
ーハング4dの箇所でPSGSbO2切れを起こし、ゲ
ート拡散孔内に露出する高抵抗層2の上に被着されたP
SG膜5Aと窒化シリコン膜4上に被着されたPSG膜
5Bとの間に間隙が生じる。 従ってPSG膜5上に1
3PS膜7を被着させると、第4図に示すようにPSG
模の不連続部の間隙に入り込んだBPS膜7が高抵抗層
内のゲート拡散領域6と接触するため、ソース拡散領域
とドレイン拡散領域とを形成する工程においてBPS膜
7がゲート拡散領域6に突き夫け、その結果、BPS膜
7を介してゲート拡散領域とドレイン拡散領域とが短絡
して耐圧不良を生じることが判明した。
このような現象の発生を防止するためには、たとえば、
窒化シリコン膜、P S G MA及びB P S I
I!a等を使用しない製造方法も考えられるが、窒化シ
リコン膜はよく知られているように重金底等による汚染
を防止する機能を有するとともに半導体装置の低周波雑
音を低減させる効果があり、また、BPS膜も酸化膜中
のNaイオン等の動きを抑制する効果を有しているため
、窒化シリコン膜及びB P S IIIを用いない方
法では、酸化膜中のNaイオンや表面準位などの影響に
より反転層が出来A5すくなり、リーク電流や低周波雑
音の多いJ−FETが製造されることになる。
[発明の目的] この発明の目的は、前記のごとき現象の発生を防止して
従来の半導体装置よりも耐圧が高い半導体装置を得るこ
とのできる、半導体装置の製造方法を提供することであ
る。
[発明の概要] この発明による製造方法の特徴は、窒化シリコン膜及び
B P S fluを使用して従来のPチャンネルJ−
FETの特性を維持させる一方、BF3膜のグー1〜拡
散領域への突抜けを未然に防止して従来品よりも耐圧の
大きなPチャンネルJ−FETを実現できることにある
。 以下の実施例に示すこの発明による製造方法におい
ては、ゲート拡散孔の形成に先立って酸化膜に予め該ゲ
ート拡散孔よりも大きな開口を形成した後、該酸化膜上
に窒化シリコン膜を堆積するとともに該窒化シリコン摸
で該間口を埋め、ついで該開口内の窒化シリコン膜に該
開口よりも小さなゲート拡散孔を形成すると同時にセル
ファライン方式のソース拡散孔及びドレイン拡散孔を形
成し、該ゲート拡散孔を通して半導体基板内に不純物導
入を行うことにJ、リゲート拡散領域を形成することを
特徴とする。 この発明の製造方法によれば、ゲート拡
散孔の形成時に酸化膜のウォッシュアウトが生じないた
め、ゲート拡散孔において窒化シリコン股のオーバーハ
ング及びPSG膜の段切れが生ぜず、従って、BF3膜
のゲート拡散領域への突扱けが生じる恐れは全くない。
[発明の実施例] 本発明の製造方法をメツシュグー1〜描造のPチャンネ
ルJ−FETの製造に適用した場合を第1図(a )乃
至第1図(e )を参照して説明する。
PチャンネルJ−FETの製造に適用した場合の本発明
の製造方法にiBいては、まず、N+型の半導体基板1
の表面に気相成長させたP型の高抵抗層2に、酸化膜3
 (Si O2)を形成した後、第1図(a)に示すよ
うに該酸化膜のゲート拡散領域形成予定位置に所定のゲ
ート拡散孔よりも大ぎな開口3Aをあける。
次に、該開口3Aを含めて酸化膜3の全面に第1図(b
)に示すように窒化シリコン膜4を被着ざぜて該開口内
の高抵抗層2の表面をも窒化シリコン膜4で被覆した後
、該開口3A内の窒化シリコン膜に該開口3Aよりも小
さな所定のゲート拡散孔4Aを開口する。 また、同時
に、ゲート拡散孔4Aとセルファラインさせるためのソ
ース拡散孔4b及びドレイン拡散孔4Cを、この窒化シ
リコン膜4に開口する。
ついで窒化シリコン膜4の上に第1図(C)に示すよう
にPSG膜5を被若さばて窒化シリコン膜4のゲート拡
散孔4A及びソース拡散孔4b並びにドレイン拡散孔4
CをPSG膜5で埋めた後、全体を加熱してPSG膜5
中の燐を高抵抗層2中に拡散させることにより第1図(
d )に示づ′ようにN型車ill a Fiのゲート
拡散領域6を形成する。
次に窒化シリコン膜4のソース拡散孔41)とドレイン
拡散孔4Cの上のPSG膜5を選択開口し、窒化シリコ
ン膜4をマスクとして酸化膜3にソース拡散孔3b及び
ドレイン拡散孔3Cを第1図(d )に示すように開口
する。
ついで、PSG膜5の上からBPS膜7を第1図(e)
に示すようにJrt積させてソース拡散孔3b及びドレ
イン拡散孔3Cの中の高抵抗層2の表面に被着させた後
、全体を加熱して13 P S IEI! 7中のほう
素を該高抵抗層2中に拡散ざヒることによりP型高溌度
層のソース拡rIi領域8及びドレイン拡散領[9を形
成する。 そして、更にBF3膜をフォトエツチングし
て配線用の:i67 aを形成した後、配線形成と最終
保護膜形成とを行って素子形成工程を終了する。
前記のごとき工程で製造されたP ’f−1−ンネルJ
−FETのゲートの近1力を拡大して示したのが第2図
である。 この図から明らかなように、本発明製造方法
で製造されたPチャンネルJ−FETのゲート部分にお
いては、酸化膜3の間口部に窒化シリコン膜4がオーバ
ーハングしていないためPSGSbO2切れが生じてお
らず、・従って、BPS膜7がゲート拡散領域6に接触
する現象が防止され、BPS膜7はPSGSbO2って
ゲート拡散領域6からは完全に絶縁された状態となって
いる。
それ故、本発明製造方法で製造されたPチャンネルJ−
FETではゲート・ドレイン間の短絡が生じる恐れがな
く、従って、従来品よりも耐圧が大きく且つ歩留りのよ
いPチャンネルJ−FETとなる。
なお、前記実施例ではPチャンネルJ−FETについて
本発明製造方法を適用した場合を示したが、本発明が他
の形式及び構造の半導体装置にも適用できることは当然
である。
[発明の効果] 従来の製造方法では、ゲート拡散孔の形成において酸化
膜をその上の窒化シリコン膜をマスクとしてウォッシュ
アウトエツチングしているため窒化シリコン膜のオーバ
ーハングに基因するPSG膜の段切れが発生し、その結
果、ゲート拡散領域へのBF3膜の突抜けによって耐圧
不良が生じやすかったが、本発明製造方法では、半導体
基板1−に被着させた窒化シリコン膜にゲート拡散孔を
開口するのでゲート拡散孔に窒化シリコン膜のオーバー
ハングが生じることは全くなく、従ってそれに基因する
ゲート拡散領域へのBPS股の突抜りも生じる恐れがな
いため、従来品にくらべて耐圧が会く、また、耐圧不良
の発生率ら著しく少ない、高歩留り且つ高信頼性の半導
体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a )乃至第1図(e )は本発明製造方法の
一実施例の工程を示す断面図、第2図は第1図(e )
の■の部分の拡大図、第3図(a )乃至第3図(f 
)は従来の製造方法の工程を示1断面図、第4図は第3
図(「)の■の部分の拡大図である。 1・・・半導体基板、 2・・・高抵抗層、 3・・・
酸化膜、 4・・・窒化シリコン膜、 5・・・PSG
膜、6・・・ゲート拡散領域、 7・・・BF3膜、 
8・・・ソース拡散領域、 9・・・ドレイン拡散領域
。 第1 図 第1図 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 窒化シリコン膜によるソース・ゲート・ドレイン整
    合方式を用いた接合形電界効果トランジスタを製造する
    にあたり、 第一の導電型の半導体基板上に形成した第二の導電型の
    高抵抗層の上に酸化膜を形成する工程と、該酸化膜の所
    定の位置に所定の拡散孔よりも大きな開口を形成する工
    程と、該開口内に露出した該高抵抗層の面と該酸化膜の
    上に窒化シリコン膜を形成する工程と、該開口上の該窒
    化シリコン膜に該開口よりも小さい所定の大きさのゲー
    ト拡散孔を形成する工程と、該ゲート拡散孔内に露出し
    た該高抵抗層の面と該窒化シリコン膜の上に不純物含有
    膜を形成した後に該不純物含有膜中の不純物を該拡散孔
    を通して該高抵抗層内に拡散させて該高抵抗層内に所定
    のゲート拡散領域を形成する工程とを含む半導体装置の
    製造方法。
JP59194599A 1984-09-19 1984-09-19 半導体装置の製造方法 Pending JPS6173378A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS636879A (ja) * 1986-06-26 1988-01-12 Nec Corp 接合型電界効果トランジスタの製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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