JP2702576B2 - Method for manufacturing field effect semiconductor device - Google Patents
Method for manufacturing field effect semiconductor deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体装置の製造方法に関し、特に集積回
路用の電界効果型トランジスタ素子により構成される電
界効果型半導体装置の製造方法に係わるものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of manufacturing a field effect semiconductor device including a field effect transistor element for an integrated circuit. is there.
シリコン半導体を用いた電界効果型素子、例えば、い
わゆるMOSトランジスタ等による集積回路の分野では、
構成素子の微細化が大きく進展し、サブミクロンの領域
において研究開発がおこなわれている。MOS等の素子の
微細化のために種々の構造、製造方法上の改良がなされ
てきたが、この微細化による高性能化,高機能化に相反
して、短チャンネル効果,ホットキャリア効果等の影響
による信頼性の悪化が観測され、MOSを用いた装置の電
源電圧の低下を強いられている。In the field of an integrated circuit using a field effect element using a silicon semiconductor, for example, a so-called MOS transistor,
The miniaturization of constituent elements has been greatly advanced, and research and development are being performed in the submicron region. Various structures and manufacturing methods have been improved in order to miniaturize devices such as MOS. However, in contrast to the high performance and high function due to the miniaturization, short channel effect, hot carrier effect, etc. Deterioration of reliability due to the influence has been observed, and the power supply voltage of the device using the MOS has been forced to decrease.
このような状況において新しい構造のデバイスの研究
が進められているが、例えば、MOSトランジスタに供給
する電源電圧を大きくとれる素子構造とその製造方法を
報告したものとして、GOLD(gate−drain overlapped L
DD)〔井沢 他、1987年インターナショナル エレクト
ロン デバイスミーティング テクニカルダイジェスト
オブ ペーパーズ 38頁−41頁〕がある。Under such circumstances, research on a device having a new structure is being promoted. For example, as a report on an element structure capable of obtaining a large power supply voltage to be supplied to a MOS transistor and a method of manufacturing the same, a GOLD (gate-drain overlapped LLD) has been reported.
DD) [Izawa et al., 1987 International Electron Device Meeting Technical Digest of Papers, pp. 38-41].
従来のMOS技術の背景を理解するにあたり、このGOLD
について説明する。To understand the background of conventional MOS technology, this GOLD
Will be described.
第5図(a)〜(d)は従来のMOSトランジスタの主
要部の製造方法を説明する工程断面図である。第5図
(a)に示すように、p型シリコン単結晶の半導体層10
0上には、ゲート酸化膜112と、薄い下層のポリシリコン
膜120と、厚い上層のポリシリコン膜150と、シリコン酸
化膜160とが順次形成された多層膜のゲート形成予定部
A上に、レジストパターン170が通常のホトリソ工程に
よって形成される。薄いポリシリコン膜120と厚いポリ
シリコン膜150との界面には、膜厚0.5〜1nmの自然酸化
膜(図示せず)が形成されている。5 (a) to 5 (d) are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a main part of a conventional MOS transistor. As shown in FIG. 5A, a semiconductor layer 10 of p-type silicon single crystal is formed.
On top of the above, a gate oxide film 112, a thin lower polysilicon film 120, a thick upper polysilicon film 150, and a silicon oxide film 160 are sequentially formed on a gate formation scheduled portion A of a multilayer film. A resist pattern 170 is formed by a normal photolithography process. At the interface between the thin polysilicon film 120 and the thick polysilicon film 150, a natural oxide film (not shown) having a thickness of 0.5 to 1 nm is formed.
次に第5図(b)に示すように、レジストパターン17
0をマスクにしてシリコン酸化膜パターン160Aを形成し
た後、さらにこのシリコン酸化膜パターン160Aをマスク
としてこのシリコン酸化膜パターン160Aに対して選択比
の高いドライエッチングによって厚い上層のポリシリコ
ン膜150をエッチングする。この時、薄い下層のポリシ
リコン膜120の表面にある自然酸化膜がエッチングのス
トッパとして使用され、ポリシリコン膜150が等方的な
形状でエッチングされ、ポリシリコン膜パターン150Bが
形成される。そして、このシリコン酸化膜パターン160
A,ポリシリコン膜パターン150Bをマスクにして、リンを
半導体層100に対してほぼ垂直(Z方向)にイオン注入
することによって、p型シリコン単結晶の半導体層100
中にソースおよびドレインとなるn型の半導体領域200
X,200Yが形成される。Next, as shown in FIG.
After forming the silicon oxide film pattern 160A using 0 as a mask, the thick upper polysilicon film 150 is etched by dry etching having a high selectivity with respect to the silicon oxide film pattern 160A using the silicon oxide film pattern 160A as a mask. I do. At this time, the natural oxide film on the surface of the thin lower polysilicon film 120 is used as an etching stopper, and the polysilicon film 150 is etched in an isotropic shape to form a polysilicon film pattern 150B. Then, the silicon oxide film pattern 160
A, phosphorus is ion-implanted substantially perpendicularly (in the Z direction) to the semiconductor layer 100 using the polysilicon film pattern 150B as a mask, thereby forming the semiconductor layer 100 of p-type silicon single crystal.
N-type semiconductor region 200 serving as a source and a drain therein
X, 200Y is formed.
次に第5図(c)に示すように、シリコン酸化膜パタ
ーン160A,ポリシリコン膜パターン150Bの側面にシリコ
ン酸化膜210X,210Yを異方性のエッチングにて選択的に
残置させる。そして、これらのシリコン酸化膜210X,210
Yをマスクにして薄いポリシリコン膜120をエッチングし
て、実質的にゲート電極となるポリシリコン膜パターン
120Bを形成する。そして最後に、第5図(d)に示すよ
うに、残置させたシリコン酸化膜210X,210Yをマスクと
して、高濃度のヒ素を半導体層100に対してほぼ垂直
(Z方向)にイオン注入することによってp型シリコン
単結晶の半導体層100中にソースの一部およびドレイン
一部となるn型の半導体領域220X,220Yが形成される。Next, as shown in FIG. 5C, the silicon oxide films 210X and 210Y are selectively left on the side surfaces of the silicon oxide film pattern 160A and the polysilicon film pattern 150B by anisotropic etching. Then, these silicon oxide films 210X, 210
Using the Y as a mask, the thin polysilicon film 120 is etched to form a polysilicon film pattern substantially serving as a gate electrode.
Form 120B. Finally, as shown in FIG. 5D, high-concentration arsenic is ion-implanted substantially perpendicularly (in the Z direction) to the semiconductor layer 100 using the remaining silicon oxide films 210X and 210Y as a mask. As a result, n-type semiconductor regions 220X and 220Y serving as part of the source and part of the drain are formed in the semiconductor layer 100 of the p-type silicon single crystal.
このような工程で製造された従来のMOSトランジスタ
の特徴として次のようなものがある。The characteristics of the conventional MOS transistor manufactured in such a process include the following.
ゲート電極用のポリシリコン膜パターン120Bに対し
て、ドレインの端部のn型の半導体領域200Yがオーバー
ラップ(0.2ミクロン以上)しており、このオーバーラ
ップにより、ドレイン端部に印加された電界が、通常の
方法により形成されたMOS素子(例えば、LDD〔lightly
doped drain〕構造MOS)に較べて小さくなるので、GOLD
のドレイン端部でのホットキャリアの発生が抑えられ、
優れた信頼性が得られている。また、チャンネル長を小
さくするにつれて、しきい値電圧(Vt)が低下する、い
わゆる短チャンネル効果が小さいので、従来のMOSにく
らべて、実効チャンネル長の小さいMOSが実現できる。
このようにチャンネル長を小さくできるので、相互コン
ダクタンス(gm)が大きく、駆動力のあるMOSトランジ
スタが得られている。The n-type semiconductor region 200Y at the end of the drain overlaps the polysilicon film pattern 120B for the gate electrode (0.2 μm or more), and the electric field applied to the end of the drain is reduced due to this overlap. MOS devices formed by a usual method (for example, LDD [lightly
doped drain] structure MOS).
The generation of hot carriers at the drain end of
Excellent reliability has been obtained. Further, as the channel length is reduced, the threshold voltage (Vt) is reduced, that is, the so-called short channel effect is small. Therefore, a MOS having an effective channel length smaller than that of a conventional MOS can be realized.
Since the channel length can be reduced in this way, a MOS transistor having a large transconductance (gm) and a driving force is obtained.
しかしながら、このような方法で製造されたGOLDのMO
Sトランジスタには、以下に示すような問題点がある。However, MO of GOLD manufactured in this way
The S transistor has the following problems.
(1) 第5図(c),(d)で示されたゲート電極と
なるポリシリコン膜パターン120Bのゲート長が、通常最
小寸法で加工されるシリコン酸化膜パターン160Aの長さ
よりも残置された形状、すなわちサイドウォールと呼ば
れるシリコン酸化膜210X,210Yの厚みだけ長くなるの
で、従来のMOSのゲート長よりも大きくなり、集積度が
悪くなる。(1) The gate length of the polysilicon film pattern 120B serving as the gate electrode shown in FIGS. 5 (c) and 5 (d) is left longer than the length of the silicon oxide film pattern 160A normally processed with the minimum dimension. Since the length is increased by the shape, that is, the thickness of the silicon oxide films 210X and 210Y called side walls, it becomes larger than the gate length of the conventional MOS, and the degree of integration is reduced.
(2) 第5図(b)に示す工程において、ポリシリコ
ン膜150をエッチングする際、極めて膜厚の薄い自然酸
化膜をエッチングのストッパとして用いているので、厚
い上層のポリシリコン膜150のエッチングにおいて、大
きな(数百倍以上)エッチング選択比のある特殊なドラ
イエッチングのエッチャントが必要であるが、現状で
は、自然酸化膜等に対して、ポリシリコン膜150に数百
倍の大きな選択比のあるエッチッャトは、等方性のエッ
チングになりやすいため、上部ポリシリコン膜パターン
150Bに細りが起こり、その結果配線抵抗が大きくなり、
ゲートへの高速の信号入力応答が悪くなる。(2) In the step shown in FIG. 5B, when the polysilicon film 150 is etched, a very thin natural oxide film is used as an etching stopper, so that the thick upper polysilicon film 150 is etched. Requires a special dry etching etchant having a large (several hundred times or more) etching selectivity, but at present, the polysilicon film 150 has a large selectivity several hundred times higher than that of a native oxide film or the like. Some etches are prone to isotropic etching, so the upper polysilicon film pattern
Thinning occurs in 150B, resulting in increased wiring resistance,
High-speed signal input response to the gate is poor.
また、上部ポリシリコン膜パターン150Bに細りが起こ
ると、酸化膜パターン160Aがオーバーハングになるの
で、ポリシリコン膜パターン150Bの側面に残置させたシ
リコン酸化膜210X,210Yのカバレッジ形状が悪くなる。
さらにこのシリコン酸化膜210X,210Yをゲート電極とな
る下部ポリシリコン膜120Aのエッチングマスクとして用
いるので、ゲート幅のバラツキの原因になりやすい。Also, if the upper polysilicon film pattern 150B becomes thinner, the oxide film pattern 160A overhangs, and the coverage shape of the silicon oxide films 210X and 210Y left on the side surfaces of the polysilicon film pattern 150B deteriorates.
Further, since the silicon oxide films 210X and 210Y are used as an etching mask for the lower polysilicon film 120A serving as a gate electrode, it is likely to cause a variation in gate width.
また1nm程度の薄い自然酸化膜のかわりに、3nm以上の
厚い酸化膜を用いると、上層のポリシリコン膜150から
下層のポリシリコン膜120への電気的接続が困難にな
る。When a thick oxide film of 3 nm or more is used instead of a thin native oxide film of about 1 nm, it becomes difficult to electrically connect the upper polysilicon film 150 to the lower polysilicon film 120.
この発明の目的は、上記問題点に鑑み、ゲート電極の
配線抵抗を低減し、かつ小形化することにより、高性能
化かつ高集積化することのできる電界効果型半導体装置
の製造方法を提供するものである。In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a field-effect semiconductor device capable of achieving high performance and high integration by reducing and miniaturizing the wiring resistance of a gate electrode. Things.
請求項(1)記載の電界効果型半導体装置の製造方法
は、第1導電型の半導体層の上にゲート用の第1の絶縁
膜を形成する工程と、前記ゲート用の第1の絶縁膜上に
ゲート電極となる第1の導電膜を形成する工程と、前記
第1の導電膜上に第2の導電膜を形成する工程と、前記
第2の導電膜を配線形状にエッチングする工程と、前記
配線形状の第2の導電膜をマスクとして用いる斜方向イ
オン注入法により、第2導電型の不純物を前記第1の導
電膜を透過させて、前記第1の導電型の半導体層中のソ
ース側およびドレイン側のゲート電極形成予定部の直下
に注入して、ソースとなる第2導電型の第1の半導体領
域とドレインとなる第2導電型の第2の半導体領域とを
形成する工程と、前記配線形状の第2の導電膜の側面に
第2の絶縁膜を残置させる工程と、前記残置させた第2
の絶縁膜と前記配線形状の第2の導電膜とをマスクとし
て用いて前記第1の導電膜を配線形状に形成する工程
と、前記残置させた第2の絶縁膜と前記配線形状の第2
の導電膜をマスクとして用いるイオン注入法により、第
2導電型の不純物を前記第1導電型の半導体層中のソー
ス側およびドレイン側に注入して、ソースの一部となる
第2導電型の第3の半導体領域とドレインの一部となる
第2導電型の第4の半導体領域とを形成する工程とを含
むものである。The method of manufacturing a field-effect semiconductor device according to claim 1, wherein a first insulating film for a gate is formed on the semiconductor layer of the first conductivity type, and the first insulating film for the gate is formed. Forming a first conductive film serving as a gate electrode thereon, forming a second conductive film on the first conductive film, and etching the second conductive film into a wiring shape; An oblique ion implantation method using the wiring-shaped second conductive film as a mask to allow the second conductive type impurity to pass through the first conductive film so that the impurity in the first conductive type semiconductor layer is removed. A step of forming a second conductive type first semiconductor region serving as a source and a second conductive type second semiconductor region serving as a drain by injecting the semiconductor layer directly below a portion where a gate electrode is to be formed on the source side and the drain side; And leaving a second insulating film on a side surface of the second conductive film having the wiring shape. A step of, second obtained by the leaving
Forming the first conductive film in a wiring shape using the insulating film and the second conductive film in the wiring shape as a mask; and forming the remaining second insulating film and the second conductive film in the wiring shape.
An impurity of the second conductivity type is implanted into the source side and the drain side in the semiconductor layer of the first conductivity type by an ion implantation method using the conductive film as a mask, and the second conductivity type impurity serving as a part of the source is implanted. Forming a third semiconductor region and a fourth semiconductor region of the second conductivity type that becomes a part of the drain.
請求項(2)記載の電界効果型半導体装置の製造方法
は、第1導電型の半導体層の上にゲート用の第1の絶縁
膜を形成する工程と、前記ゲート用の第1の絶縁膜の上
にゲート電極となる第1の導電膜を形成する工程と、前
記第1の導電膜の上に第2の導電膜を形成する工程と、
前記第2の導電膜を配線形状にエッチングする工程と、
前記配線形状の第2の導電膜をマスクとして用いるほぼ
垂直に近いイオン注入法により、第2導電型の不純物を
前記第1の導電膜を透過させて、前記第1の導電型の半
導体層中のソース側のゲート電極形成予定部の直下に注
入して、ソースとなる第2導電型の第1の半導体領域を
形成する工程と、前記配線形状の第2の導電膜をマスク
として用いる斜方向イオン注入法により、第2導電型の
不純物を前記第1の導電膜を透過させて、前記第1の導
電型の半導体層中のドレイン側のゲート電極形成予定部
の直下に注入して、ドレインとなる第2導電型の第2の
半導体領域を形成する工程と、前記配線形状の第2の導
電膜の側面に第2の絶縁膜を残置させる工程と、前記残
置させた第2の絶縁膜と前記配線形状の第2の導電膜と
をマスクとして用いて前記第1の導電膜を配線形状に形
成する工程と、前記残置させた第2の絶縁膜と前記配線
形状の第2の導電膜とをマスクとして用いるイオン注入
法により、第2導電型の不純物を前記第1導電型の半導
体層中のソース側およびドレイン側に注入して、ソース
の一部となる第2導電型の第3の半導体領域とドレイン
の一部となる第2導電型の第4の半導体領域とを形成す
る工程とを含むものである。The method of manufacturing a field-effect semiconductor device according to claim 2, wherein a first insulating film for a gate is formed on the semiconductor layer of the first conductivity type, and the first insulating film for the gate is formed. Forming a first conductive film serving as a gate electrode on the first conductive film, forming a second conductive film on the first conductive film,
Etching the second conductive film into a wiring shape;
An impurity of a second conductivity type is transmitted through the first conductive film by a nearly vertical ion implantation method using the wiring-shaped second conductive film as a mask, so that the first conductive type semiconductor layer is formed. Forming a first semiconductor region of the second conductivity type serving as a source by injecting directly below a portion where a gate electrode is to be formed on the source side, and obliquely using the wiring-shaped second conductive film as a mask. An impurity of the second conductivity type is transmitted through the first conductive film by an ion implantation method, and is implanted into the semiconductor layer of the first conductivity type immediately below a portion where a gate electrode is to be formed on the drain side. Forming a second semiconductor region of a second conductivity type, forming a second insulating film on a side surface of the wiring-shaped second conductive film, and forming the remaining second insulating film. And the second conductive film having the wiring shape as a mask. Forming the first conductive film into a wiring shape by ion implantation using the remaining second insulating film and the second conductive film having the wiring shape as masks. Impurities are implanted into the source and drain sides of the semiconductor layer of the first conductivity type to form a third semiconductor region of the second conductivity type that becomes part of the source and a second conductivity type that becomes part of the drain. And forming a fourth semiconductor region.
請求項(3)記載の電界効果型半導体装置の製造方法
は、第1導電型の半導体層の上にゲート用の第1の絶縁
膜を形成する工程と、前記ゲート用の第1の絶縁膜の上
にゲート電極となる第1の導電膜を形成する工程と、前
記第1の導電膜の上に第2の導電膜を形成する工程と、
前記第2の導電膜を配線形状にエッチングする工程と、
前記配線形状の第2の導電膜をマスクとして用いる斜方
向イオン注入法により、第2導電型の不純物を前記第1
の導電膜を透過させて、前記第1の導電型の半導体層中
のドレイン側のゲート電極形成予定部の直下に選択的に
注入して、ドレインとなる第2導電型の第2の半導体領
域を形成する工程と、前記配線形状の第2の導電膜の側
面に第2の導電膜を残置させる工程と、前記残置させた
第2の絶縁膜と、前記配線形状の第2の導電膜をマスク
として用い、前記第1の導電膜を配線形状に形成する工
程と、前記残置させた第2の絶縁膜と前記配線形状の第
2の導電膜とをマスクとして用いるイオン注入法によ
り、第2導電型の不純物を前記第1導電型の半導体層中
のソース側およびドレイン側に注入して、ソースとなる
第2導電型の第3の半導体領域とドレインの一部となる
第2導電型の第4の半導体領域とを形成する工程とを含
むものである。The method for manufacturing a field-effect semiconductor device according to claim 3, wherein a first insulating film for a gate is formed on the semiconductor layer of the first conductivity type, and the first insulating film for the gate is formed. Forming a first conductive film serving as a gate electrode on the first conductive film, forming a second conductive film on the first conductive film,
Etching the second conductive film into a wiring shape;
The oblique ion implantation method using the wiring-shaped second conductive film as a mask is used to remove the second conductive type impurity from the first conductive type.
Through the conductive film, and selectively implanted immediately below the portion where the gate electrode is to be formed on the drain side in the semiconductor layer of the first conductive type, thereby forming a second semiconductor region of the second conductive type serving as a drain. Forming, forming a second conductive film on the side surface of the wiring-shaped second conductive film, forming the remaining second insulating film and the wiring-shaped second conductive film. A step of forming the first conductive film into a wiring shape using the mask as a mask, and a second ion implantation method using the remaining second insulating film and the second conductive film having the wiring shape as a mask. A conductivity type impurity is implanted into the source side and the drain side in the first conductivity type semiconductor layer, and a second conductivity type third semiconductor region serving as a source and a second conductivity type serving as a part of the drain are provided. And forming a fourth semiconductor region.
請求項(4)記載の電界効果型半導体装置の製造方法
は、請求項(1),(2)または(3)記載の電界効果
型半導体装置の製造方法において、第1の導電膜として
非単結晶半導体膜を用いることを特徴とする。The method for manufacturing a field-effect semiconductor device according to claim 4 is the method for manufacturing a field-effect semiconductor device according to claim 1, 2, or 3, wherein the first conductive film is non-single-layered. It is characterized by using a crystalline semiconductor film.
請求項(5)記載の電界効果型半導体装置の製造方法
は、請求項(1),(2),(3)または(4)記載の
電界効果型半導体装置の製造方法において、第2の導電
膜として、金属あるいは金属化合物を用いることを特徴
とする。The method of manufacturing a field-effect semiconductor device according to claim 5 is the method of manufacturing a field-effect semiconductor device according to claim 1, 2, 3, or 4. It is characterized in that a metal or a metal compound is used as the film.
この発明の電界効果型半導体装置の製造方法によれ
ば、ドレインとなる第2導電型の第2の半導体領域を斜
方向イオン注入法により形成するため、ゲートとドレイ
ンがオーバーラップしやすくなり、このため、このオー
バーラップ量を制御するために残置させた第2の絶縁膜
(サイドウォール)の形状を小さくできる。According to the method for manufacturing a field-effect semiconductor device of the present invention, the second semiconductor region of the second conductivity type serving as the drain is formed by oblique ion implantation, so that the gate and the drain are likely to overlap. Therefore, the shape of the second insulating film (sidewall) left to control the amount of overlap can be reduced.
請求項(2),(3)記載の電界効果型半導体装置の
製造方法によれば、ドレインとなる第2導電型の第2の
半導体領域を斜方向イオン注入法により形成し、ソース
となる第2導電型の第1の半導体領域をほぼ垂直に近い
イオン注入法により形成するため、ドレインとなる第2
導電型の第2の半導体領域をゲート電極に充分にオーバ
ーラップさせることができ、またソースとなる第1の半
導体領域を小さな寸法で形成することができる。According to the method of manufacturing a field-effect semiconductor device described in claims (2) and (3), the second semiconductor region of the second conductivity type serving as the drain is formed by oblique ion implantation, and the second semiconductor region serving as the source is formed. Since the two-conductivity-type first semiconductor region is formed by a nearly vertical ion implantation method, the second semiconductor region serving as a drain is formed.
The conductive second semiconductor region can sufficiently overlap the gate electrode, and the source first semiconductor region can be formed with a small size.
請求項(4),(5)記載の電界効果型半導体装置の
製造方法によれば、第1の導電膜と第2の導電膜の組合
せを任意に選ぶことにより、エッチング選択比の悪い異
方性のドライエッチングでも、上層の第2の導電膜のエ
ッチングが容易となる。According to the method of manufacturing a field-effect semiconductor device according to claims (4) and (5), by arbitrarily selecting a combination of the first conductive film and the second conductive film, an anisotropic material having a poor etching selectivity can be obtained. Even in the case of dry etching, it is easy to etch the upper second conductive film.
請求項(5)記載の電界効果型半導体装置の製造方法
によれば、第1の導電膜と第2の導電膜の組合せを任意
に選ぶことにより、特に上層の第2の導電膜として、ポ
リシリコン、アモルファスシリコン等の非単結晶性の半
導体膜以外にタングステン、モリブデン等の金属膜また
はタングステンシリサイド、モリブデンシリサイド等の
金属化合物等を用いることにより、ゲートの配線抵抗を
充分に下げることができる。According to the method of manufacturing a field-effect semiconductor device according to claim (5), by arbitrarily selecting a combination of the first conductive film and the second conductive film, the upper conductive film can be made of poly-silicon. By using a metal film such as tungsten or molybdenum or a metal compound such as tungsten silicide or molybdenum silicide in addition to a non-single crystalline semiconductor film such as silicon or amorphous silicon, the wiring resistance of the gate can be sufficiently reduced.
第1図(a),(b),(c),(d),(e),
(f),(g)はこの発明の第1の実施例のNチャンネ
ルMOSトランジスタの主要部の製造方法を説明するため
の工程断面図である。1 (a), (b), (c), (d), (e),
FIGS. 7F and 7G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a main part of the N-channel MOS transistor according to the first embodiment of the present invention.
第1図(a)に示すように、p型のシリコン単結晶の
半導体層100(または基板)上に、素子分離用の膜厚500
nmの酸化膜110と、第1の絶縁膜となる膜厚約10〜30nm
のゲート酸化膜112と、第1の導電膜となる膜厚50〜150
nmのポリシリコン膜120と、第2の導電膜となる膜厚200
〜300nmのポリシリコン膜150と、膜厚約200nmのシリコ
ン酸化膜160とを順次形成したのち、ゲート形成予定部
A上に、0.5〜0.8ミクロン幅の配線形状のレジストパタ
ーン170を形成する。As shown in FIG. 1A, a film thickness 500 for element isolation is formed on a semiconductor layer 100 (or substrate) of p-type silicon single crystal.
oxide film 110 having a thickness of about 10 to 30 nm as a first insulating film.
Gate oxide film 112 and a film thickness of 50 to 150 to be the first conductive film.
nm polysilicon film 120 and a second conductive film thickness of 200
After a polysilicon film 150 having a thickness of about 300 nm and a silicon oxide film 160 having a thickness of about 200 nm are sequentially formed, a resist pattern 170 having a wiring shape having a width of 0.5 to 0.8 μm is formed on a gate formation scheduled portion A.
次に第1図(b)に示すように、レジストパターン17
0をマスクとしてシリコン酸化膜160を異方性のリアクテ
ィブ・イオンエッチングでエッチングし、配線形状のシ
リコン酸化膜パターン160Aを形成し、さらに、等方性の
エッチングにて、選択的に第2の導電膜となる非単結晶
性のポリシリコン膜150をエッチングし、配線形状のポ
リシリコン膜パターン150Aを形成する。なおこの時、エ
ッチングのストッパとして、非常に薄い自然酸化膜(図
示せず)を用いた。そしてさらに、レジストパターン17
0を除去してから、例えば、半導体層100の主平面にたい
して垂直な面を0度の基準面とした時、基準面から10度
以上(20〜40度)の注入角度で、ドレイン側(X方向)
からドーズ量5×1012〜1×1015cm-2のリンの斜方向イ
オン注入を行い、p型シリコン単結晶の半導体層100中
にソースの一部となるn型の半導体領域200A、ドレイン
となるn型の半導体領域200Bを形成する。なおリンのイ
オン注入をする際には、レジストパターン170は必ずし
も除去しなくてもよい。Next, as shown in FIG.
The silicon oxide film 160 is etched by anisotropic reactive ion etching using 0 as a mask to form a wiring-shaped silicon oxide film pattern 160A, and is selectively etched by isotropic etching. The non-single-crystal polysilicon film 150 serving as a conductive film is etched to form a wiring-shaped polysilicon film pattern 150A. At this time, a very thin natural oxide film (not shown) was used as an etching stopper. And furthermore, the resist pattern 17
After removing 0, for example, when a plane perpendicular to the main plane of the semiconductor layer 100 is set as a 0-degree reference plane, an injection angle of 10 degrees or more (20 to 40 degrees) from the reference plane and the drain side (X direction)
Oblique ion implantation of phosphorus at a dose of 5 × 10 12 to 1 × 10 15 cm -2 from the n-type semiconductor region 200A to be a part of the source and the drain in the p-type silicon single crystal semiconductor layer 100 An n-type semiconductor region 200B is formed. Note that the resist pattern 170 does not necessarily need to be removed when phosphorus ions are implanted.
次に第1図(c)に示すように、第1図(b)と同様
に、ソース側(Y方向)からドーズ量5×1012〜1×10
15cm-2のリンの斜方向イオン注入を行い、p型のシリコ
ン単結晶の半導体層100中にソースの一部となるn型の
半導体領域200E(第1の半導体領域)、ドレインとなる
n型の半導体領域200F(第2の半導体領域)を形成す
る。Next, as shown in FIG. 1C, similarly to FIG. 1B, the dose amount is 5 × 10 12 to 1 × 10 2 from the source side (Y direction).
An oblique ion implantation of phosphorus of 15 cm -2 is performed, and an n-type semiconductor region 200E (first semiconductor region) serving as a part of a source and an n-type semiconductor serving as a drain are introduced into the p-type silicon single crystal semiconductor layer 100. A type semiconductor region 200F (second semiconductor region) is formed.
次に第1図(d)に示すように、全面に膜厚100〜200
nmのシリコン酸化膜210を堆積する。Next, as shown in FIG.
A silicon oxide film 210 of nm is deposited.
次に第1図(e)に示すように、シリコン酸化膜210
を異方性のリアクティブ・イオンエッチングによって全
面にエッチングして、シリコン酸化膜パターン160A,150
Aの側面にサイドウォールとなるシリコン酸化膜210A,21
0B(第2の絶縁膜)を残置させる。そしてさらにこのシ
リコン酸化膜210A,210B等をマスクとしてポリシリコン
膜120をエッチングして、実質的にゲート電極となる配
線形状のポリシリコン膜パターン120Aを形成する。Next, as shown in FIG. 1E, the silicon oxide film 210 is formed.
Is etched over the entire surface by anisotropic reactive ion etching to form silicon oxide film patterns 160A and 150A.
Silicon oxide films 210A and 21 to be sidewalls on the side of A
0B (second insulating film) is left. Further, the polysilicon film 120 is etched using the silicon oxide films 210A, 210B and the like as a mask to form a wiring-shaped polysilicon film pattern 120A substantially serving as a gate electrode.
次に第1図(f)に示すように、ほぼ垂直に近い(Z
方向、例えば半導体層100の主平面に対して10度未満の
注入角度)イオン注入法により、ドーズ量2〜9×1015
cm-2のヒ素を注入して、p型のシリコン単結晶の半導体
層100中にソースの一部となるn型の半導体領域220A
(第3の半導体領域)、ドレインの一部となるn型の半
導体領域220B(第4の半導体領域)を形成する。この
際、ドレインの端部に、実質的なドレインとなるn型の
半導体領域200Fが残置され、さらに、ソースとなるn型
の半導体領域200Eが残置される。Next, as shown in FIG.
Direction, for example by less than 10 degrees angle of implantation) ion implantation to the main plane of the semiconductor layer 100, a dose of 2 to 9 × 10 15
By implanting arsenic of cm −2, an n-type semiconductor region 220A serving as a part of the source is formed in the p-type silicon single crystal semiconductor layer 100.
(Third semiconductor region) and an n-type semiconductor region 220B (Fourth semiconductor region) to be a part of the drain are formed. At this time, an n-type semiconductor region 200F substantially serving as a drain is left at the end of the drain, and an n-type semiconductor region 200E serving as a source is left.
次に第1図(g)に示すように、全面に絶縁用のシリ
コン酸化膜300を堆積したのち、通常の製造方法に従っ
て、ソース,ドレイン等のコンタクトの開口を形成し、
さらに、ソースのアルミニウム金属電極310A、ドレイン
のアルミニウム金属電極310B等を形成する。Next, as shown in FIG. 1 (g), after an insulating silicon oxide film 300 is deposited on the entire surface, contact openings such as a source and a drain are formed according to a normal manufacturing method.
Further, a source aluminum metal electrode 310A, a drain aluminum metal electrode 310B, and the like are formed.
このような方法で製造されたMOSトランジスタは、ゲ
ート電極用のポリシリコン膜パターン120Aに対して、ド
レインの端部のn型の半導体領域200Dが、充分にオーバ
ーラップ(0.2ミクロン以上)しており、このオーバー
ラップにより、ドレイン端部に印加された電界が、通常
の方法により形成されたMOS素子に較べて小さくなるの
で、ドレイン端部でのホットキャリアの発生が抑えら
れ、優れた信頼性が得られる。また、製造方法の大きな
特徴としては、斜方向イオン注入を用いてドレインを形
成したので、通常のGOLDの製造方法に比べて、ゲートに
対するドレインのオーバーラップを大きくすることがで
きるので、サイドウォールとなるシリコン酸化膜210A,2
10Bの膜厚を両側で、従来のものと比較して合計約0.2ミ
クロン減少することができ、トランジスタの寸法を小さ
くすることができ、集積度を改善できた。In the MOS transistor manufactured by such a method, the n-type semiconductor region 200D at the end of the drain sufficiently overlaps (0.2 μm or more) with the polysilicon film pattern 120A for the gate electrode. Due to this overlap, the electric field applied to the drain end is smaller than that of a MOS element formed by a normal method, so that the generation of hot carriers at the drain end is suppressed, and excellent reliability is achieved. can get. Another major feature of the manufacturing method is that the drain is formed by oblique ion implantation, so that the overlap of the drain with the gate can be increased as compared with the normal GOLD manufacturing method. Silicon oxide film 210A, 2
The film thickness of 10B was reduced by about 0.2 μm in total on both sides as compared with the conventional one, the size of the transistor could be reduced, and the integration degree could be improved.
なお、第1の実施例において、種々の製造上の拡張、
変化が考えられる。例えば、p型シリコン単結晶の半導
体層100はp型シリコン基板の他に、p型のウエル領域
が考えられる。また第1の実施例では、MOSゲートの反
転(しきい値)電圧を制御するためのp型のシリコン単
結晶半導体層100へのイオン注入を省略しているが、必
要とあれば採用できる。またシリコン酸化膜パターン16
0Aは、ゲート部の段差を大きくしているため、第1図
(b),(c)に示すようなリンを斜方イオン注入する
際には、必ずしもなくてもよいが、リンのイオンがポリ
シリコン膜パターン150Aを、いわゆるチャネリング現象
により、突き抜ける可能性があるのでシリコン酸化膜パ
ターン160Aを形成しておくほうが好ましい。また、第1
図(f)に示す工程においてソースおよびドレインの一
部となるn型の半導体領域220A(第3の半導体領域)お
よびn型の半導体領域220B(第4の半導体領域)をヒ素
のイオン注入にて形成する際に、ポリシリコン膜120
(第1の導電膜)をエッチングしてから注入している
が、場合によってサイドウォールとなるシリコン酸化膜
210A,210Bを形成しポリシリコン膜120をエッチングする
前にポリシリコン膜120を透過させたイオン注入によっ
て、n型の半導体領域220A(第3の半導体領域),n型の
半導体領域220B(第4の半導体領域)を形成してもよ
い。In the first embodiment, various manufacturing extensions,
Change is possible. For example, the p-type silicon single crystal semiconductor layer 100 may be a p-type well region in addition to the p-type silicon substrate. Further, in the first embodiment, the ion implantation into the p-type silicon single crystal semiconductor layer 100 for controlling the inversion (threshold) voltage of the MOS gate is omitted, but it can be adopted if necessary. The silicon oxide film pattern 16
In the case of 0A, since the step of the gate portion is increased, it is not always necessary to perform the oblique ion implantation of phosphorus as shown in FIGS. 1 (b) and 1 (c). Since there is a possibility that the polysilicon film pattern 150A may penetrate due to a so-called channeling phenomenon, it is preferable to form the silicon oxide film pattern 160A. Also, the first
In the step shown in FIG. 2F, the n-type semiconductor region 220A (third semiconductor region) and the n-type semiconductor region 220B (fourth semiconductor region), which become part of the source and the drain, are implanted with arsenic ions. When forming, the polysilicon film 120
The (first conductive film) is implanted after etching, but in some cases, a silicon oxide film serving as a sidewall
Before the formation of 210A and 210B and etching of the polysilicon film 120, the n-type semiconductor region 220A (third semiconductor region) and the n-type semiconductor region 220B (fourth Semiconductor region) may be formed.
第2図(a),(b),(c),(d),(e),
(f),(g)はこの発明の第2の実施例のNチャンネ
ルMOSトランジスタの主要部の製造方法を説明するため
の工程断面図である。2 (a), (b), (c), (d), (e),
(F), (g) is a process sectional view for explaining a method of manufacturing the main part of the N-channel MOS transistor according to the second embodiment of the present invention.
第2図(a)に示すように、p型シリコン単結晶の半
導体層100(または基板)上に、素子分離用の膜厚約500
nmの酸化膜110と、第1の絶縁膜となる膜厚約10〜30nm
のゲート酸化膜112と、第1の導電膜となる膜厚50〜150
nmのポリシリコン膜120と、第2の導電膜となる膜厚200
〜300nmのタングステンシリサイド(WSi2)膜152と、膜
厚約200nmのシリコン酸化膜160とを順次形成した後、ゲ
ート形成予定部A上に、0.5〜0.8ミクロン幅の配線形状
のレジストパターン170を形成する。As shown in FIG. 2A, a film thickness of about 500 for element isolation is formed on a p-type silicon single crystal semiconductor layer 100 (or substrate).
oxide film 110 having a thickness of about 10 to 30 nm as a first insulating film.
Gate oxide film 112 and a film thickness of 50 to 150 to be the first conductive film.
nm polysilicon film 120 and a second conductive film thickness of 200
After sequentially forming a tungsten silicide (WSi 2 ) film 152 having a thickness of about 300 nm and a silicon oxide film 160 having a thickness of about 200 nm, a resist pattern 170 having a wiring shape having a width of 0.5 to 0.8 μm is formed on a gate formation expected portion A. Form.
次に第2図(b)に示すように、レジストパターン17
0をマスクとしてシリコン酸化膜160を異方性のエッチン
グでエッチングし、配線形状のシリコン酸化膜パターン
160Aを形成し、さらに、選択的に第2の導電膜となるタ
ングステンシリサイド膜152を異方性のエッチングにて
エッチングし、配線形状のタングステンシリサイド膜パ
ターン152Aを形成する。そしてさらに、レジストパター
ン170を除去してから、ドレイン側(X方向)からドー
ズ量5×1012〜1×1015cm-2のリンの斜方向イオン注入
(例えば、半導体層100の主平面に対して垂直な面を0
度の基準面とした時、基準面から10度以上(20〜40度)
の注入角度)を行い、p型シリコン単結晶の半導体層10
0中にソースの一部となるn型の半導体領域200A、ドレ
インとなるn型の半導体領域200Bを形成する。なおリン
を斜方向イオン注入する際には、レジストパターン170
は必ずしも除去しなくてもよい。Next, as shown in FIG.
The silicon oxide film 160 is anisotropically etched using 0 as a mask to form a wiring-shaped silicon oxide film pattern.
160A is formed, and the tungsten silicide film 152 to be a second conductive film is selectively etched by anisotropic etching to form a wiring-shaped tungsten silicide film pattern 152A. Further, after the resist pattern 170 is further removed, oblique ion implantation of phosphorus at a dose of 5 × 10 12 to 1 × 10 15 cm −2 from the drain side (X direction) (for example, in the main plane of the semiconductor layer 100). 0 perpendicular to the plane
10 degrees or more from the reference plane (20-40 degrees)
Implantation angle) to form a semiconductor layer 10 of p-type silicon single crystal.
An n-type semiconductor region 200A serving as a part of the source and an n-type semiconductor region 200B serving as the drain are formed in 0. When obliquely implanting phosphorus, the resist pattern 170
Need not necessarily be removed.
次に第2図(c)に示すように、第2図(b)と同様
に、ソース側(Y方向)からドーズ量5×1012〜1×10
15cm-2のリンの斜方向イオン注入を行い、p型のシリコ
ン単結晶の半導体層100中にソースとなるn型の半導体
領域200E(第1の半導体領域)、ドレインとなるn型の
半導体領域200F(第2の半導体領域)を形成する。Next, as shown in FIG. 2 (c), similarly to FIG. 2 (b), the dose amount is 5 × 10 12 to 1 × 10 2 from the source side (Y direction).
An oblique ion implantation of phosphorus of 15 cm -2 is performed, and an n-type semiconductor region 200E (first semiconductor region) serving as a source and an n-type semiconductor serving as a drain are introduced into the p-type silicon single crystal semiconductor layer 100. A region 200F (second semiconductor region) is formed.
次に第2図(d)に示すように、全面に膜厚100〜200
nmのシリコン酸化膜210を堆積する。Next, as shown in FIG.
A silicon oxide film 210 of nm is deposited.
次に第2図(e)に示すように、シリコン酸化膜210
を異方性のリアクティブ・イオンエッチングによって全
面エッチングして、配線形状のシリコン酸化膜パターン
160A,およびタングステンシリサイド膜パターン152Aの
側面にサイドウォールとなるシリコン酸化膜210A,210B
(第2の絶縁膜)を残置させる。さらにこのシリコン酸
化膜210A,210B等をマスクとしてポリシリコン膜120をエ
ッチングして、実質的にゲート電極となる配線形状のポ
リシリコン膜パターン120Aを形成する。Next, as shown in FIG.
Is etched over the entire surface by anisotropic reactive ion etching.
160A, and silicon oxide films 210A and 210B serving as sidewalls on the side surfaces of the tungsten silicide film pattern 152A.
(The second insulating film) is left. Further, the polysilicon film 120 is etched using the silicon oxide films 210A, 210B and the like as a mask to form a wiring-shaped polysilicon film pattern 120A substantially serving as a gate electrode.
次に第2図(f)に示すように、ほぼ垂直に近い(Z
方向、例えば半導体層100の主平面に対して10度未満の
注入角度)イオン注入法により、ドーズ量2〜9×1015
cm-2のヒ素を注入して、p型のシリコン単結晶の半導体
層100中にソースの一部となるn型の半導体領域220A
(第3の半導体領域)、ドレインの一部となるn型の半
導体領域220B(第4の半導体領域)を形成する。このと
き、ドレインの端部に、実質的なドレインとなるn型の
半導体領域220Fが残置され、さらに、ソースとなるn型
の半導体領域200Eが残置される。Next, as shown in FIG.
Direction, for example by less than 10 degrees angle of implantation) ion implantation to the main plane of the semiconductor layer 100, a dose of 2 to 9 × 10 15
By implanting arsenic of cm −2, an n-type semiconductor region 220A serving as a part of the source is formed in the p-type silicon single crystal semiconductor layer 100.
(Third semiconductor region) and an n-type semiconductor region 220B (Fourth semiconductor region) to be a part of the drain are formed. At this time, an n-type semiconductor region 220F substantially serving as a drain is left at the end of the drain, and an n-type semiconductor region 200E serving as a source is left.
次に第2図(g)に示すように、全面に絶縁用のシリ
コン酸化膜300を堆積したのち、通常の製造方法に従っ
て、ソース,ドレイン等のコンタクトの開口を形成し、
さらに、ソースのアルミニウム金属電極310A、ドレイン
のアルミニウム金属電極310B等を形成する。Next, as shown in FIG. 2 (g), after an insulating silicon oxide film 300 is deposited on the entire surface, contact openings such as a source and a drain are formed in accordance with a normal manufacturing method.
Further, a source aluminum metal electrode 310A, a drain aluminum metal electrode 310B, and the like are formed.
このような方法で製造されたMOSトランジスタは、ゲ
ート電極用のポリシリコン膜パターン120Aに対して、ド
レインの端部が、充分にオーバーラップ(0.2ミクロン
以上)しており、このオーバーラップにより、ドレイン
端部に印加された電界が、通常の方法により形成された
MOS素子に較べて小さくなるので、ドレイン端部でのホ
ットキャリアの発生が抑えられ、優れた信頼性が得られ
る。また、異方性のドライエッチングにより、電気抵抗
の小さなタングステンシリサイド膜152(第2の導電
膜)をエッチングできたので、カバレッジ形状が良好
で、パターンの細りの無い配線電気抵抗が非常に小さい
ゲート電極が得られる。なお第2図(b),(c)にお
いて、リンの斜方向イオン注入をおこなっているが、イ
オンが透過するポリシリコン膜120(第1の導電膜)の
かわりに非晶質(アモルファス)シリコンを用いると、
いわゆるチャネリング現象をより防止できるので好まし
い。In the MOS transistor manufactured by such a method, the end of the drain is sufficiently overlapped (0.2 μm or more) with the polysilicon film pattern 120A for the gate electrode. The electric field applied to the edge was formed by the usual method
Since the size is smaller than that of the MOS element, generation of hot carriers at the end of the drain is suppressed, and excellent reliability is obtained. In addition, since the tungsten silicide film 152 (second conductive film) having a small electric resistance can be etched by anisotropic dry etching, a gate having a good coverage shape and a very small wiring electric resistance without a thin pattern can be obtained. An electrode is obtained. 2 (b) and 2 (c), oblique ion implantation of phosphorus is performed, but instead of the polysilicon film 120 (first conductive film) through which ions pass, amorphous silicon is used. With,
This is preferable because a so-called channeling phenomenon can be further prevented.
なおシリコン酸化膜パターン160Aは、必ずしもなくて
もよいが、リンのイオンがタングステンシリサイド膜パ
ターン152Aを、いわゆるチャネリング現象により、突き
抜ける可能性があるのでシリコン酸化膜パターン160Aを
形成しておくほうが好ましい。The silicon oxide film pattern 160A is not always necessary, but it is preferable to form the silicon oxide film pattern 160A because phosphorus ions may penetrate the tungsten silicide film pattern 152A due to a so-called channeling phenomenon.
第3図(a),(b),(c),(d),(e),
(f),(g)はこの発明の第3の実施例のNチャンネ
ルMOSトランジスタの主要部の製造方法を説明するため
の工程断面図である。3 (a), (b), (c), (d), (e),
(F), (g) is a process sectional view for explaining a method of manufacturing the main part of the N-channel MOS transistor according to the third embodiment of the present invention.
第3図(a)に示すように、p型シリコン単結晶の半
導体層100(または基板)上に、素子分離用の膜厚約500
nmの酸化膜110と、第1の絶縁膜となる膜厚約10〜30nm
のゲート酸化膜112と、第1の導電膜となる膜厚50〜150
nmのポリシリコン膜120と、第2の導電膜となる膜厚200
〜300nmのタングステンシリサイド(WSi2)膜152と、膜
厚約200nmのシリコン酸化膜160とを順次形成した後、ゲ
ート形成予定部A上に、0.5〜0.8ミクロン幅の配線形状
のレジストパターン170を形成する。As shown in FIG. 3A, a film thickness of about 500 for element isolation is formed on a semiconductor layer 100 (or substrate) of p-type silicon single crystal.
oxide film 110 having a thickness of about 10 to 30 nm as a first insulating film.
Gate oxide film 112 and a film thickness of 50 to 150 to be the first conductive film.
nm polysilicon film 120 and a second conductive film thickness of 200
After sequentially forming a tungsten silicide (WSi 2 ) film 152 having a thickness of about 300 nm and a silicon oxide film 160 having a thickness of about 200 nm, a resist pattern 170 having a wiring shape having a width of 0.5 to 0.8 μm is formed on a gate formation expected portion A. Form.
次に第3図(b)に示すように、レジストパターン17
0をマスクとしてシリコン酸化膜160を異方性のエッチン
グでエッチングし、配線形状のシリコン酸化膜パターン
160Aを形成し、さらに、選択的に第2の導電膜となるタ
ングステンシリサイド膜152をエッチングし、配線形状
のタングステンシリサイド膜パターン152Aを形成する。
そしてさらに、レジストパターン170を除去してから、
ドレイン側(X方向)からドーズ量5×1012〜1×1015
cm-2のリンの斜方向イオン注入(例えば、シリコン単結
晶半導体層100の主平面にたいして垂直な面を0度の基
準面とした時、基準面から10度以上(20〜40度)の注入
角度)を行い、p型シリコン単結晶の半導体層100中に
ソースの一部となるn型の半導体領域200A、ドレインと
なるn型の半導体領域200Bを形成する。なおリンを斜方
向イオン注入する際には、レジストパターン170は必ず
しも除去しなくてもよい。Next, as shown in FIG.
The silicon oxide film 160 is anisotropically etched using 0 as a mask to form a wiring-shaped silicon oxide film pattern.
160A is formed, and the tungsten silicide film 152 serving as the second conductive film is selectively etched to form a wiring-shaped tungsten silicide film pattern 152A.
And further, after removing the resist pattern 170,
Dose amount 5 × 10 12 -1 × 10 15 from drain side (X direction)
Oblique ion implantation of phosphorus of cm -2 (for example, when a plane perpendicular to the main plane of the silicon single crystal semiconductor layer 100 is set as a reference plane of 0 degree, implantation of 10 degrees or more (20 to 40 degrees) from the reference plane) Angle) is performed to form an n-type semiconductor region 200A serving as a part of the source and an n-type semiconductor region 200B serving as the drain in the p-type silicon single crystal semiconductor layer 100. Note that, when phosphorus is ion-implanted in the oblique direction, the resist pattern 170 does not necessarily have to be removed.
次に第3図(c)に示すように、ほぼ垂直に近い注入
角度(Z方向)で、ドーズ量5×1012〜1×1015cm-2の
リンのイオン注入を行い、p型のシリコン単結晶の半導
体層100中にソースとなるn型の半導体領域200G(体1
の半導体領域)、ドレインとなるn型の半導体領域200F
(第2の半導体領域)を形成する。Next, as shown in FIG. 3 (c), phosphorus ion implantation at a dose of 5 × 10 12 to 1 × 10 15 cm −2 is performed at an implantation angle (Z direction) almost perpendicular to the p-type. An n-type semiconductor region 200G (body 1) serving as a source is formed in a silicon single crystal semiconductor layer 100.
Semiconductor region 200F), n-type semiconductor region 200F serving as a drain
(A second semiconductor region) is formed.
なお第3図(c)に示すソースとなるn型の半導体領
域200G(第1の半導体領域)とドレインとなるn型の半
導体領域200F(第2の半導体領域)とを形成した後に、
前記第3図(b)に示すソースの一部となるn型の半導
体領域200Aとドレインとなるn型の半導体領域200Bとを
形成してもよい。After forming an n-type semiconductor region 200G (first semiconductor region) serving as a source and an n-type semiconductor region 200F (second semiconductor region) serving as a drain shown in FIG.
An n-type semiconductor region 200A serving as a part of the source and an n-type semiconductor region 200B serving as the drain shown in FIG. 3B may be formed.
次に第3図(d)に示すように、全面に100〜200nmの
シリコン酸化膜210を堆積する。Next, as shown in FIG. 3D, a silicon oxide film 210 of 100 to 200 nm is deposited on the entire surface.
次に第3図(e)に示すように、シリコン酸化膜210
を異方性のリアクティブ・イオンエッチングにて全面エ
ッチングして、配線形状のシリコン酸化膜パターン160
A,タングステンシリサイド膜パターン152Aの側面にサイ
ドウォールとなるシリコン酸化膜210A,210B(第2の絶
縁膜)を残置させる。さらにこのシリコン酸化膜210A,2
10B等をマスクとしてポリシリコン膜120をエッチングし
て、実質的にゲート電極となる配線形状のポリシリコン
膜パターン120Aを形成する。Next, as shown in FIG.
Is etched over the entire surface by anisotropic reactive ion etching to form a wiring-shaped silicon oxide film pattern 160.
A, Silicon oxide films 210A and 210B (second insulating films) serving as sidewalls are left on the side surfaces of the tungsten silicide film pattern 152A. Furthermore, this silicon oxide film 210A, 2
The polysilicon film 120 is etched using 10B or the like as a mask to form a wiring-shaped polysilicon film pattern 120A substantially serving as a gate electrode.
次に第3図(f)に示すように、ほぼ垂直(Z方向)
に近い注入角度のイオン注入方により、ドーズ量2〜9
×1015cm-2のヒ素を注入して、p型のシリコン単結晶の
半導体層100中にソースの一部となるn型の半導体領域2
20A(第3の半導体領域)、ドレインの一部となるn型
の半導体領域220B(第4の半導体領域)を形成する。こ
のとき、ドレインの端部に、実質的なドレインとなるn
型の半導体領域200Fがゲート電極となるポリシリコン膜
パターン120Aに対して充分にオーバーラップして残置さ
れ、さらに、ソースとなるn型の半導体領域200Gが、わ
ずかに残置される。Next, as shown in FIG. 3 (f), almost vertical (Z direction)
Dose of 2 to 9 depending on the ion implantation method at an implantation angle close to
By implanting arsenic of × 10 15 cm −2, the n-type semiconductor region 2 serving as a part of the source is introduced into the p-type silicon single crystal semiconductor layer 100.
20A (third semiconductor region) and an n-type semiconductor region 220B (fourth semiconductor region) to be a part of the drain are formed. At this time, the end of the drain is substantially n
The semiconductor region 200F of the type is left to sufficiently overlap with the polysilicon film pattern 120A serving as the gate electrode, and the n-type semiconductor region 200G serving as the source is slightly left.
次に第3図(g)に示すように、全面に絶縁用のシリ
コン酸化膜300を堆積したのち、通常の製造の方法に従
って、ソース,ドレイン等のコンタクトの開口を形成
し、さらに、ソースのアルミニウム金属電極310A、ドレ
インのアルミニウム金属電極310B等を形成する。Next, as shown in FIG. 3 (g), after an insulating silicon oxide film 300 is deposited on the entire surface, openings for contacts such as a source and a drain are formed in accordance with a normal manufacturing method. An aluminum metal electrode 310A, a drain aluminum metal electrode 310B, and the like are formed.
このような方法で製造されたMOSトランジスタは、ゲ
ート電極用のポリシリコン膜パターン120Aに対して、ド
レインの端部(半導体領域200F)が、充分にオーバーラ
ップしており、このオーバーラップにより、ドレイン端
部に印加された電界が、通常の方法により形成されたMO
S素子に較べて小さくなるので、ドレイン端部でのホッ
トキャリアの発生が抑えられ、優れた信頼性が得られ
る。また、異方性のドライエッチングにより上層の第2
の導電膜である抵抗の小さなタングステンシリサイド膜
152をエッチングできるので、カバレッジ形状の良好
で、パターンの細りの無い配線電気抵抗の非常に小さい
ゲート電極が得られる。さらに、ソースとなる半導体領
域200G(第1の半導体領域)をほぼ垂直に近い注入角度
のイオン注入法によって形成することにより、第3図
(f),(g)に示すソースとなるn型の半導体領域20
0G(第1の半導体領域)を小さな寸法で形成できるので
ソース抵抗の小さい良好なMOSトランジスタを得られ
る。なお第3図(c)において、リンのイオン注入をお
こなっているが、イオンが透過するポリシリコン膜120
(第1の導電膜)のかわりに非晶質(アモルファス)シ
リコン膜を用いると、いわゆるチャネリング現象を防止
できるので好ましい。In the MOS transistor manufactured by such a method, the end of the drain (semiconductor region 200F) sufficiently overlaps with the polysilicon film pattern 120A for the gate electrode. The electric field applied to the edge is the MO formed by the usual method.
Since the size is smaller than that of the S element, generation of hot carriers at the end of the drain is suppressed, and excellent reliability is obtained. The second layer of the upper layer is formed by anisotropic dry etching.
Tungsten silicide film with low resistance, which is a conductive film
Since 152 can be etched, a gate electrode having a good coverage shape and a very small wiring electric resistance without a narrow pattern can be obtained. Further, by forming the semiconductor region 200G (first semiconductor region) serving as a source by an ion implantation method at an implantation angle nearly perpendicular to the n-type, the source region shown in FIGS. 3 (f) and 3 (g) is formed. Semiconductor area 20
Since 0G (first semiconductor region) can be formed with a small size, a good MOS transistor having a small source resistance can be obtained. In FIG. 3C, phosphorus ions are implanted, but the polysilicon film 120 through which the ions pass is used.
It is preferable to use an amorphous silicon film instead of the (first conductive film) because a so-called channeling phenomenon can be prevented.
なおシリコン酸化膜パターン160Aは、必ずしもなくて
もよいが、リンのイオンがタングステンシリサイド膜パ
ターン152Aを、いわゆるチャネリング現象により、突き
抜ける可能性があるのでシリコン酸化膜パターン160Aを
形成しておくほうが好ましい。The silicon oxide film pattern 160A is not always necessary, but it is preferable to form the silicon oxide film pattern 160A because phosphorus ions may penetrate the tungsten silicide film pattern 152A due to a so-called channeling phenomenon.
第4図(a),(b),(c),(d),(e),
(f)はこの発明の第4の実施例のNチャンネルMOSト
ランジスタの主要部の製造方法を説明するための工程断
面図である。4 (a), (b), (c), (d), (e),
(F) is a process sectional view illustrating a method for manufacturing the main part of the N-channel MOS transistor according to the fourth embodiment of the present invention.
第4図(a)に示されているように、p型シリコン単
結晶の半導体層100(または基板)上に、素子分離用の
膜厚約500nmの酸化膜110と、第1の絶縁膜となる膜厚約
10〜30nmのゲート酸化膜112と、第1の導電膜となる膜
厚50〜150nmのポリシリコン膜120と、第2の導電膜とな
る膜厚200〜300nmのタングステンシリサイド(WSi2)膜
152と、膜厚約200nmのシリコン酸化膜160とを順次形成
した後、ゲート形成予定部A上に、0.5〜0.8ミクロン幅
の配線形状のレジストパターン170を形成する。As shown in FIG. 4A, an oxide film 110 having a thickness of about 500 nm for element isolation, a first insulating film, and a semiconductor layer 100 (or substrate) of p-type silicon single crystal are formed. About film thickness
A gate oxide film 112 having a thickness of 10 to 30 nm, a polysilicon film 120 having a thickness of 50 to 150 nm serving as a first conductive film, and a tungsten silicide (WSi 2 ) film having a thickness of 200 to 300 nm serving as a second conductive film
After sequentially forming a silicon oxide film 160 and a silicon oxide film 160 having a thickness of about 200 nm, a resist pattern 170 in the form of a wiring having a width of 0.5 to 0.8 μm is formed on the portion A where the gate is to be formed.
次に第4図(b)に示すように、レジストパターン17
0をマスクとしてシリコン酸化膜160を異方性のエッチン
グでエッチングし、配線形状のシリコン酸化膜パターン
160Aを形成し、さらに、選択的に第2の導電膜となるタ
ングステンシリサイド膜152をエッチングし、配線形状
のタングステンシリサイド膜パターン152Aを形成する。
さらに、レジストパターン170を除去してから、通常の
ホトリソ工程によりソース電極形成予定部B側にレジス
トパターン180を形成した後、例えば、半導体層100の主
平面に対して垂直な面を0度の基準面とした時、基準面
から10度以上(20〜40度)の注入角度で、ドレイン側
(X方向)からドーズ量5×1012〜1×1015cm-2のリン
の斜方向イオン注入を行い、p型のシリコン単結晶の半
導体層100中に、ドレインとなるn型の半導体領域200B
(第2の半導体領域)を形成する。このような斜方向イ
オン注入により、ゲート電極の一部となるタングステン
シリサイド膜パターン152Aのドレイン側のゲート電極端
部の直下に、ゲート電極に対して大きくオーバーラップ
したドレインとなるn型の半導体領域200B(第2の半導
体領域)が形成される。Next, as shown in FIG.
The silicon oxide film 160 is anisotropically etched using 0 as a mask to form a wiring-shaped silicon oxide film pattern.
160A is formed, and the tungsten silicide film 152 serving as the second conductive film is selectively etched to form a wiring-shaped tungsten silicide film pattern 152A.
Further, after the resist pattern 170 is removed, a resist pattern 180 is formed on the source electrode formation scheduled portion B side by a normal photolithography process, and for example, a plane perpendicular to the main plane of the semiconductor layer 100 is set to 0 degree. As a reference plane, at an implantation angle of 10 degrees or more (20 to 40 degrees) from the reference plane, an oblique ion of phosphorus with a dose of 5 × 10 12 to 1 × 10 15 cm -2 from the drain side (X direction). Implantation is performed to form an n-type semiconductor region 200B serving as a drain in the p-type silicon single crystal semiconductor layer 100.
(A second semiconductor region) is formed. By such oblique ion implantation, an n-type semiconductor region serving as a drain which is greatly overlapped with the gate electrode is provided immediately below the drain-side gate electrode end of the tungsten silicide film pattern 152A which becomes a part of the gate electrode. 200B (second semiconductor region) is formed.
次に第4図(c)に示すように、レジストパターン18
0を除去したのち、全面に膜厚100〜200nmのシリコン酸
化膜210を堆積する。Next, as shown in FIG.
After removing 0, a silicon oxide film 210 having a thickness of 100 to 200 nm is deposited on the entire surface.
次に第4図(d)に示すように、シリコン酸化膜210
を異方性のリアクティブ・イオンエッチングによって全
面エッチングして、配線形状のシリコン酸化膜パターン
160A,タングステンシリサイド膜パターン152Aの側面に
サイドウォールとなるシリコン酸化膜210A,210B(第2
の絶縁膜)を残置させる。さらにこのシリコン酸化膜21
0A,210B等をマスクとしてポリシリコン膜120をエッチン
グして、実質的にゲート電極となる配線形状のポリシリ
コン膜パターン120Aを形成する。Next, as shown in FIG. 4D, the silicon oxide film 210 is formed.
Is etched over the entire surface by anisotropic reactive ion etching.
160A, the silicon oxide films 210A and 210B (second
Is left behind. Furthermore, this silicon oxide film 21
The polysilicon film 120 is etched using the masks 0A, 210B and the like to form a wiring-shaped polysilicon film pattern 120A substantially serving as a gate electrode.
次に第4図(e)に示すように、ほぼ垂直(Z方向)
に近い注入角度のイオン注入方により、ドーズ量2〜9
×1015cm-2のヒ素を注入して、p型シリコン単結晶の半
導体層100中にソースとなるn型の半導体領域220A(第
3の半導体領域)、ドレインの一部となるn型の半導体
領域220B(第4の半導体領域)を形成する。このとき、
ドレインの端部に、実質的なドレインとなるn型の半導
体領域200Bが、ゲート電極となるポリシリコン膜パター
ン120Aに充分にオーバーラップして残置される。Next, as shown in FIG. 4 (e), almost vertical (Z direction)
Dose of 2 to 9 depending on the ion implantation method at an implantation angle close to
By implanting arsenic of × 10 15 cm −2 , an n-type semiconductor region 220A (third semiconductor region) serving as a source and an n-type semiconductor region serving as a part of a drain are introduced into the p-type silicon single crystal semiconductor layer 100. A semiconductor region 220B (fourth semiconductor region) is formed. At this time,
At the end of the drain, an n-type semiconductor region 200B substantially serving as a drain is left sufficiently overlapping with the polysilicon film pattern 120A serving as a gate electrode.
次に第4図(f)に示すように、全面に絶縁用のシリ
コン酸化膜300を堆積したのち、通常の製造方法に従っ
て、ソース,ドレイン等のコンタクトの開口を形成し、
さらに、ソースのアルミニウム金属電極310A、ドレイン
のアルミニウム金属電極310B等を形成する。Next, as shown in FIG. 4 (f), after an insulating silicon oxide film 300 is deposited on the entire surface, openings for contacts such as a source and a drain are formed according to a normal manufacturing method.
Further, a source aluminum metal electrode 310A, a drain aluminum metal electrode 310B, and the like are formed.
このような方法で製造されたMOSトランジスタは、ド
レインとなるn型の半導体領域200B(第2の半導体領
域)とソースとなるn型の半導体領域220A(第3の半導
体領域)との間をチャンネル部として用いることを特徴
とし、ゲート電極用のポリシリコン膜パターン120Aに対
して、ドレインの端部(n型の半導体領域200B)が、充
分にオーバーラップしており、このオーバーラップによ
り、ドレイン端部でのホットキャリアの発生が抑えら
れ、優れた信頼性が得られる。なお、この第4の実施例
では、ドレインの端部に実質的なドレインとなるn型の
半導体領域200Bが残置されたが、先述のこの発明の第1
〜3の実施例のようなソースとなるn型の半導体領域20
0Eおよびn型の半導体領域200G(第1の半導体領域)を
形成しなかたったため、ソース抵抗の小さな、したがっ
て電源駆動力のある良好なMOSトランジスタを形成する
ことができる。またシリコン酸化膜パターン160Aは、必
ずしもなくてもよいが、リンのイオンがタングステンシ
リサイド膜パターン152Aを、いわゆるチャネリング現象
により、突き抜ける可能性があるのでシリコン酸化膜パ
ターン160Aを形成しておくほうが好ましい。A MOS transistor manufactured by such a method has a channel between an n-type semiconductor region 200B (second semiconductor region) serving as a drain and an n-type semiconductor region 220A (third semiconductor region) serving as a source. The end of the drain (the n-type semiconductor region 200B) sufficiently overlaps the polysilicon film pattern 120A for the gate electrode. Generation of hot carriers in the part is suppressed, and excellent reliability is obtained. In the fourth embodiment, the n-type semiconductor region 200B serving as a substantial drain is left at the end of the drain.
N-type semiconductor region 20 serving as a source as in the third to third embodiments.
Since the 0E and n-type semiconductor regions 200G (first semiconductor regions) were not formed, a good MOS transistor having a small source resistance and therefore a power supply driving capability can be formed. The silicon oxide film pattern 160A is not necessarily required, but it is preferable to form the silicon oxide film pattern 160A because phosphorus ions may penetrate the tungsten silicide film pattern 152A due to a so-called channeling phenomenon.
なおこの発明の実施例において、NチャンネルMOSト
ランジスタの製造方法について述べたが、pとnの不純
物を入れ換えることにより、pチャンネルMOSにも適用
でき、さらにC−MOS等にも適用できる。In the embodiment of the present invention, a method of manufacturing an N-channel MOS transistor has been described. However, the present invention can be applied to a p-channel MOS by exchanging p and n impurities, and further to a C-MOS or the like.
この発明の電界効果型半導体装置の製造方法によれ
ば、ドレインとなる第2導電型の第2の半導体領域を斜
方向イオン注入法により形成するため、ゲートとドレイ
ンがオーバーラップしやすくなり、このため、このオー
バーラップ量を制御するために残置させた第2の絶縁膜
(サイドウォール)の膜厚を小さくできる。その結果ゲ
ート電極(配線形状の第1の導電膜)のゲート長を小さ
くでき、電界効果型半導体装置の集積度を改善できる。According to the method for manufacturing a field-effect semiconductor device of the present invention, the second semiconductor region of the second conductivity type serving as the drain is formed by oblique ion implantation, so that the gate and the drain are likely to overlap. Therefore, the thickness of the second insulating film (sidewall) left to control the amount of overlap can be reduced. As a result, the gate length of the gate electrode (the first conductive film having a wiring shape) can be reduced, and the degree of integration of the field-effect semiconductor device can be improved.
請求項(2),(3)記載の電界効果型半導体装置の
製造方法によれば、ドレインとなる第2導電型の第2の
半導体領域を斜方向イオン注入法により形成し、ソース
となる第2導電型の第1の半導体領域をほぼ垂直に近い
イオン注入法により形成するため、ドレインとなる第2
導電型の第2の半導体領域をゲート電極に充分にオーバ
ーラップさせることができ、ソースとなる第1の半導体
領域を小さな寸法で形成することができる。その結果、
ゲート長の小さなゲート電極を形成することができるの
で、電界効果型トランジスタの集積度を改善でき、また
ソース抵抗の小さい良好な電界効果型半導体装置を製造
することができる。According to the method of manufacturing a field-effect semiconductor device described in claims (2) and (3), the second semiconductor region of the second conductivity type serving as the drain is formed by oblique ion implantation, and the second semiconductor region serving as the source is formed. Since the two-conductivity-type first semiconductor region is formed by a nearly vertical ion implantation method, the second semiconductor region serving as a drain is formed.
The conductive second semiconductor region can sufficiently overlap the gate electrode, and the first semiconductor region serving as a source can be formed with a small size. as a result,
Since a gate electrode with a small gate length can be formed, the degree of integration of a field-effect transistor can be improved, and a favorable field-effect semiconductor device with a small source resistance can be manufactured.
請求項(3),(4)記載の電界効果型半導体装置の
製造方法によれば、第1の導電膜と第2の導電膜の組合
せを任意に選ぶことにより、エッチング選択比の悪い異
方性のドライエッチングでも、上層の第2の導電膜のエ
ッチングが容易となり、したがってカバレッジ形状の良
好で、パターンの細りの無い配線電気抵抗の小さいゲー
ト電極を形成することができる。According to the method of manufacturing a field-effect semiconductor device according to claims (3) and (4), by arbitrarily selecting a combination of the first conductive film and the second conductive film, an anisotropic material having a poor etching selectivity can be obtained. Even in the dry etching, the upper layer of the second conductive film can be easily etched, so that a gate electrode having a good coverage shape and a small wiring electric resistance without a narrow pattern can be formed.
請求項(5)記載の電界効果型半導体装置の製造方法
によれば、第1の導電膜と第2の導電膜の組合せを任意
に選ぶことにより、特に上層の第2の導電膜として、ポ
リシリコン,アモルファスシリコン等の非単結晶性の半
導体膜以外にタングステン,モリブデン等の金属膜また
はタングステンシリサイド,モリブデンシリサイド等の
金属化合物を用いることにより、ゲートの配線抵抗を充
分に下げた電界効果型半導体装置を製造することができ
る。According to the method of manufacturing a field-effect semiconductor device according to claim (5), by arbitrarily selecting a combination of the first conductive film and the second conductive film, the upper conductive film can be made of poly-silicon. A field-effect semiconductor in which gate wiring resistance is sufficiently reduced by using a metal film such as tungsten or molybdenum or a metal compound such as tungsten silicide or molybdenum silicide in addition to a non-single-crystal semiconductor film such as silicon or amorphous silicon. The device can be manufactured.
第1図(a),(b),(c),(d),(e),
(f),(g)はこの発明の第1の実施例のNチャンネ
ルMOSトランジスタの主要部の製造方法を説明するため
の工程断面図、第2図(a),(b),(c),
(d),(e),(f),(g)はこの発明の第2の実
施例のNチャンネルMOSトランジスタの主要部の製造方
法を説明するための工程断面図、第3図(a),
(b),(c),(d),(e),(f),(g)はこ
の発明の第3の実施例のNチャンネルMOSトランジスタ
の主要部の製造方法を説明するための工程断面図、第4
図(a),(b),(c),(d),(e),(f)は
この発明の第4の実施例のNチャンネルMOSトランジス
タの主要部の製造方法を説明するための工程断面図、第
5図(a),(b),(c),(d)は従来のMOSトラ
ンジスタの主要部の製造方法を説明する工程断面図であ
る。 100……半導体層、112……ゲート酸化膜(第1の絶縁
膜)、120……ポリシリコン膜(第1の導電膜)、150…
…ポリシリコン膜(第2の導電膜)、200E,200G……n
型の半導体領域(第1の半導体領域)、200F……n型の
半導体領域(第2の半導体領域)、200A……n型の半導
体領域(第2の半導体領域)、200B……n型の半導体領
域(第2の半導体領域)、210A,210B……シリコン酸化
膜(第2の絶縁膜)、300……シリコン酸化膜、A……
ゲート電極形成予定部1 (a), (b), (c), (d), (e),
FIGS. 2 (f) and 2 (g) are process cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a main part of the N-channel MOS transistor according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 (a), 2 (b) and 2 (c). ,
(D), (e), (f), and (g) are process cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a main part of the N-channel MOS transistor according to the second embodiment of the present invention, and FIG. ,
(B), (c), (d), (e), (f), and (g) are process cross-sections for explaining a method of manufacturing a main part of the N-channel MOS transistor according to the third embodiment of the present invention. Figure, 4th
FIGS. 7A, 7B, 7C, 7D, 7E, and 7F are views for explaining a method of manufacturing a main part of an N-channel MOS transistor according to a fourth embodiment of the present invention. 5 (a), 5 (b), 5 (c) and 5 (d) are cross-sectional views for explaining steps in a method for manufacturing a main part of a conventional MOS transistor. 100 semiconductor layer, 112 gate oxide film (first insulating film), 120 polysilicon film (first conductive film), 150
... Polysilicon film (second conductive film), 200E, 200G ... n
... N-type semiconductor region (second semiconductor region), 200A... N-type semiconductor region (second semiconductor region), 200B... N-type semiconductor region (first semiconductor region) Semiconductor region (second semiconductor region), 210A, 210B ... silicon oxide film (second insulating film), 300 ... silicon oxide film, A ...
Planned gate electrode formation
Claims (5)
1の絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート用の第1の絶
縁膜上にゲート電極となる第1の導電膜を形成する工程
と、前記第1の導電膜上に第2の導電膜を形成する工程
と、前記第2の導電膜を配線形状にエッチングする工程
と、前記配線形状の第2の導電膜をマスクとして用いる
斜方向イオン注入法により、第2導電型の不純物を前記
第1の導電膜を透過させて、前記第1の導電型の半導体
層中のソース側およびドレイン側のゲート電極形成予定
部の直下に注入して、ソースとなる第2導電型の第1の
半導体領域とドレインとなる第2導電型の第2の半導体
領域とを形成する工程と、前記配線形状の第2の導電膜
の側面に第2の絶縁膜を残置させる工程と、前記残置さ
せた第2の絶縁膜と前記配線形状の第2の導電膜とをマ
スクとして用いて前記第1の導電膜を配線形状に形成す
る工程と、前記残置させた第2の絶縁膜と前記配線形状
の第2の導電膜をマスクとして用いるイオン注入法によ
り、第2導電型の不純物を前記第1導電型の半導体層中
のソース側およびドレイン側に注入して、ソースの一部
となる第2導電型の第3の半導体領域とドレインの一部
となる第2導電型の第4の半導体領域とを形成する工程
とを含む電界効果型半導体装置の製造方法。A step of forming a first insulating film for a gate on a semiconductor layer of a first conductivity type; and forming a first conductive film serving as a gate electrode on the first insulating film for a gate. Forming, forming a second conductive film on the first conductive film, etching the second conductive film into a wiring shape, and masking the wiring-shaped second conductive film as a mask The second conductive type impurity is transmitted through the first conductive film by the oblique ion implantation method used as the gate electrode, so that the gate electrode forming portions on the source side and the drain side in the first conductive type semiconductor layer are formed. Implanting directly below to form a first semiconductor region of the second conductivity type serving as a source and a second semiconductor region of the second conductivity type serving as a drain; Leaving a second insulating film on a side surface, and leaving the second insulating film Forming the first conductive film in a wiring shape using the wiring-shaped second conductive film as a mask; and forming the remaining second insulating film and the wiring-shaped second conductive film in the wiring shape. An impurity of the second conductivity type is implanted into the source and drain sides of the semiconductor layer of the first conductivity type by an ion implantation method used as a mask, so that a third semiconductor of the second conductivity type which becomes a part of the source is formed. Forming a region and a second conductive type fourth semiconductor region to be a part of the drain.
1の絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート用の第1の絶
縁膜の上にゲート電極となる第1の導電膜を形成する工
程と、前記第1の導電膜の上に第2の導電膜を形成する
工程と、前記第2の導電膜を配線形状にエッチングする
工程と、前記配線形状の第2の導電膜をマスクとして用
いるほぼ垂直に近いイオン注入法により、第2導電型の
不純物を前記第1の導電膜を透過させて、前記第1の導
電型の半導体層中のソース側のゲート電極形成予定部の
直下に注入して、ソースとなる第2導電型の第1の半導
体領域を形成する工程と、前記配線形状の第2の導電膜
をマスクとして用いる斜方向イオン注入法により、第2
導電型の不純物を前記第1の導電膜を透過させて、前記
第1の導電型の半導体層中のドレイン側のゲート電極形
成予定部の直下に注入して、ドレインとなる第2導電型
の第2の半導体領域を形成する工程と、前記配線形状の
第2の導電膜の側面に第2の絶縁膜を残置させる工程
と、前記残置させた第2の絶縁膜と前記配線形状の第2
の導電膜とをマスクとして用いて前記第1の導電膜を配
線形状に形成する工程と、前記残置させた第2の絶縁膜
と前記配線形状の第2の導電膜とをマスクとして用いる
イオン注入法により、第2導電型の不純物を前記第1導
電型の半導体層中のソース側およびドレイン側に注入し
て、ソースの一部となる第2導電型の第3の半導体領域
とドレインの一部となる第2導電型の第4の半導体領域
とを形成する工程とを含む電界効果型半導体装置の製造
方法。2. A step of forming a first insulating film for a gate on a semiconductor layer of a first conductivity type, and a first conductive film serving as a gate electrode on the first insulating film for a gate. Forming, forming a second conductive film on the first conductive film, etching the second conductive film into a wiring shape, and forming the wiring-shaped second conductive film A second conductivity type impurity is transmitted through the first conductive film by a nearly vertical ion implantation method using a mask as a mask, and a source-side gate electrode formation portion in the first conductivity type semiconductor layer is formed. A first semiconductor region of the second conductivity type serving as a source by implanting the second conductive film as a source, and oblique ion implantation using the second conductive film having the wiring shape as a mask.
An impurity of a conductivity type is transmitted through the first conductive film and is implanted into the semiconductor layer of the first conductivity type immediately below a portion where a gate electrode is to be formed on a drain side, and a second conductivity type of a drain is formed. Forming a second semiconductor region; leaving a second insulating film on a side surface of the wiring-shaped second conductive film;
Forming the first conductive film into a wiring shape by using the conductive film as a mask, and ion implantation using the remaining second insulating film and the second conductive film in the wiring shape as a mask A second conductivity type impurity is implanted into the source side and the drain side in the first conductivity type semiconductor layer by a method, and the second conductivity type third semiconductor region, which is a part of the source, and one of the drains. Forming a fourth semiconductor region of the second conductivity type, which is a part of the semiconductor device.
1の絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート用の第1の絶
縁膜の上にゲート電極となる第1の導電膜を形成する工
程と、前記第1の導電膜の上に第2の導電膜を形成する
工程と、前記第2の導電膜を配線形状にエッチングする
工程と、前記配線形状の第2の導電膜をマスクとして用
いる斜方向イオン注入法により、第2導電型の不純物を
前記第1の導電膜を透過させて、前記第1の導電型の半
導体層中のドレイン側のゲート電極形成予定部の直下に
選択的に注入して、ドレインとなる第2導電型の第2の
半導体領域を形成する工程と、前記配線形状の第2の導
電膜の側面に第2の導電膜を残置させる工程と、前記残
置させた第2の絶縁膜と前記配線形状の第2の導電膜を
マスクとして用い、前記第1の導電膜を配線形状に形成
する工程と、前記残置させた第2の絶縁膜と前記配線形
状の第2の導電膜とをマスクとして用いるイオン注入法
により、第2導電型の不純物を前記第1導電型の半導体
層中のソース側およびドレイン側に注入して、ソースと
なる第2導電型の第3の半導体領域とドレインの一部と
なる第2導電型の第4の半導体領域とを形成する工程と
を含む電界効果型半導体装置の製造方法。3. A step of forming a first insulating film for a gate on a semiconductor layer of a first conductivity type, and a first conductive film serving as a gate electrode on the first insulating film for a gate. Forming, forming a second conductive film on the first conductive film, etching the second conductive film into a wiring shape, and forming the wiring-shaped second conductive film A second conductive type impurity is transmitted through the first conductive film by an oblique ion implantation method using a mask as a mask, and a portion of the semiconductor layer of the first conductive type immediately below a portion where a gate electrode is to be formed on the drain side is formed. Forming a second semiconductor region of a second conductivity type to be a drain, leaving a second conductive film on a side surface of the second conductive film having the wiring shape, The remaining second insulating film and the second conductive film having the wiring shape are used as masks. A step of forming the first conductive film into a wiring shape and an ion implantation method using the remaining second insulating film and the wiring-shaped second conductive film as masks to form a second conductive impurity. Is implanted into the source and drain sides of the semiconductor layer of the first conductivity type, and the third semiconductor region of the second conductivity type as the source and the fourth semiconductor of the second conductivity type as a part of the drain Forming a region and a step of forming a region.
いることを特徴とする請求項(1),(2)または
(3)記載の電界効果型半導体装置の製造方法。4. A method for manufacturing a field-effect semiconductor device according to claim 1, wherein a non-single-crystal semiconductor film is used as the first conductive film.
合物を用いることを特徴とする請求項(1),(2),
(3)または(4)記載の電界効果型半導体装置の製造
方法。5. The method according to claim 1, wherein a metal or a metal compound is used as the second conductive film.
(3) The method for manufacturing a field-effect semiconductor device according to (4).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1333796A JP2702576B2 (en) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | Method for manufacturing field effect semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1333796A JP2702576B2 (en) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | Method for manufacturing field effect semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03194936A JPH03194936A (en) | 1991-08-26 |
| JP2702576B2 true JP2702576B2 (en) | 1998-01-21 |
Family
ID=18270055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1333796A Expired - Lifetime JP2702576B2 (en) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | Method for manufacturing field effect semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2702576B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5258319A (en) * | 1988-02-19 | 1993-11-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing a MOS type field effect transistor using an oblique ion implantation step |
-
1989
- 1989-12-22 JP JP1333796A patent/JP2702576B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03194936A (en) | 1991-08-26 |
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