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JP2886858B2 - Integrated circuit - Google Patents
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JP2886858B2 - Integrated circuit - Google Patents

Integrated circuit

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JP2886858B2
JP2886858B2 JP62200727A JP20072787A JP2886858B2 JP 2886858 B2 JP2886858 B2 JP 2886858B2 JP 62200727 A JP62200727 A JP 62200727A JP 20072787 A JP20072787 A JP 20072787A JP 2886858 B2 JP2886858 B2 JP 2886858B2
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、集積回路に関するもので、特に、CMOS(相
補型金属酸化物半導体)集積回路に関するものである。 [従来の技術] 従来のバルク(一体型)CMOSデバイスにおいては,デ
バイスの微小化を図る上での主たる制約のひとつは,ラ
ッチアップを回避することにある.ここに「ラッチアッ
プ」というのは,P+型ソース/ドレーン領域と,N型タン
ク領域と,P型ウエルと,N-型ソース/ドレーン領域によ
って画定されるPNPN型サイリスタに自己保持電流が流れ
ることをいう.このようなラッチアップを回避するため
には,当該デバイスの最小寸法の多数倍に相当するP+
領域とN+型領域との間の最小分離間隔を特定することが
必要である.例えば1ミクロンルールのCMOSデバイスの
場合は,P+型領域とN+型領域との間の分離間隔のデザイ
ンルールは5ミクロンまたはそれ以上となることがあ
る.このように大きな分離間隔は,VLSI形式のCMOSの画
面利用効率上,大きな制約となっている. P+型領域とN+型領域との間の分離間隔についての必要
条件を軽減すべく示唆されてきた方法のひとつとして,C
MOSを構成する2種類のトランジスタの一方もしくは双
方の活性領域を,再結晶化ポリシリコン中に形成する方
法がある.しかしながら,そのようなデバイスは再現性
をもって製造するのがまことに困難であり,とくにその
製造には数多くの標準外難工程を必要とし,またチャン
ネル領域におけるキャリアの移動度も一定しないという
問題がある. CMOSデバイスを開発する上で,集積密度と動作速度の
ほかに第3の基準として,単発性事象攪乱(SEU=Singl
e Event Upset)現象に対する抵抗力がある.すなわ
ち,集積回路はたえずある一定のバックグラウンド放射
線レベルにさらされており,回路の微小化が進むほど,
多くの従来のプロセスはアルファ粒子により生じた浮遊
キャリアの影響を受けやすくなる.かくてシリコン基板
に射突したアルファ粒子は典型的には複数の電子−正孔
対を開放し,そのために,いったんそのような事態が発
生すると,能動デバイスのソース/ドレーン接合近傍に
おける電界により,回路の接続点における電気的状態を
反転させてしまうのに充分な電荷が集結されるとがあ
る.このようにして単発性の事象攪乱により論理回路に
電気的エラーが導入される可能性が生ずることとなる. [発明が解決しようとする問題点] 発明の目的 本発明は新規なデバイス構造およびその製作方法を提
供するものであり,従来の技術をもってしては満足され
なかった要件を満たそうとするものである.とくに本発
明は,動作速度が高く,洩れ電流が少なく,上記のよう
な単発性事象攪乱に対する抵抗力があり,しかもP+型領
域とN+型領域との間の分離間隔を,従来可能であったよ
りも狭い間隔とすることの可能なCMOSデバイスを提供す
るものである. かくて本発明は,結晶性チャンネル領域と,酸化物に
よりほぼ完全に分離されたソースおよびドレーン領域を
有する絶縁ゲート型電界効果トランジスタを提供するも
のである.これら酸化物により分離された「ソース/ド
レーン」領域を形成するにあたっては,まずシリコン中
にエッチングにより凹陥部を形成し,かくて形成した凹
陥部を酸化物により被覆した後,ポリシリコンにより再
充填する.ついで短期間の等方性エッチ処理を行なった
後,ポリシリコンのフィラメント部を被着形成し,さら
に当該能動デバイスにおいて酸化物により分離されたソ
ース/ドレーン領域とチャンネル領域との間を電気的に
接触させる.なお,ゲート領域上に側壁窒化物フィラメ
ント部を形成することにより,シリコンエッチ工程を自
己整合工程とすることも可能となる. 上記「ソース/ドレーン」領域中の不純物は,チャン
ネル領域近傍において結晶シリコンと接触する微小領域
を介して外方に拡散して,きわめて微小な拡散領域を形
成し,これらの拡散領域が電気的にソース/ドレーン領
域としてはたらくこととなる. なお,ここで以下の記載に用いる用語について若干説
明しておく.すなわち,まず本発明の記載の実施例にお
いて,ゲート領域と自己整合し(殆んど)酸化物により
包囲された高濃度ドープ領域は,トランジスタ構造(特
にトランジスタの水平方向図)においては従来のMOSデ
バイスのソース/ドレーン領域と殆んど同等の地位をし
めるものであり,このため,こうし構造はこれをとくに
カギ括弧つきで「ソース/ドレーン」領域と称すること
とする.ただし,この「ソース/ドレーン」領域は電気
的に有効なソース/ドレーン領域ではなく,酸化物によ
り包囲された高濃度ドープ領域から多数キャリアがチャ
ンネル領域に直接注入されることはあり得ない.ここに
いう,電気的に有効なソース/ドレーン領域とは,酸化
物により分離された高濃度ドープポリシリコン領域がチ
ャンネル領域の近傍で結晶シリコンと相隣る微小領域内
の外方拡散により形成された比較的微小な拡散領域のこ
とである.また以下の説明においては,本発明によるデ
バイスにおける上記新規な「ソース/ドレーン」構造に
ついては,説明を明確にするため,これをソース/ドレ
ーンコンタクト領域と呼びならわすこととするが,ただ
しこうしたソース/ドレーンコンタクト領域は,単にコ
ンタクトとして機能するのみならず,導電性の拡散部を
構成する等,他の目的にもかなうものである.なお,こ
れらソース/ドレーンコンタクト領域に対する電気的接
触は,従来のMOSデバイスのソース/ドレーン領域の場
合と同等の方法で行なわれる. かくて本発明によるデバイスにおいては,P+型領域と
N+型領域との間の真の分離間隔は,たがいに相隣りかつ
陥入したソース/ドレーン領域間の最短距離により決定
されるのではなく,一方のトランジスタのチャンネル領
域の端縁における微小なP+型拡散領域から,陥入したP+
ソース/ドレーンコンタクト領域の下部,フィールド酸
化物層の下部,および陥入したN+型ソース/ドレーン領
域を経て,NMOSデバイスのチャンネル領域の端縁におけ
る微小なN型外方拡散領域に至る道路に沿う最小距離に
より決定されることとなるのである.このことはすなわ
ち,P+型領域とN+型領域との間の有効な分離間隔が,回
路設計時のレイアウトから視認されるよりも,はるかに
大きなものとなるということにほかならない.事実,本
発明による集積回路においては,P+−N+分離領域は,こ
れを別個のデザインルールとして例外化することが可能
でさえある. さらに本発明の利点は,単発的な事象攪乱状態変化に
対する抵抗力があることにある.すなわち,本発明によ
るデバイスにおいては,ソース/ドレーン接合がほぼ完
全に酸化物により分離されているために,電荷を集める
ことのできるデバイスあたりの面積が,従来のデバイス
にくらべてきわめて小さくなっている.このことはすな
わち,生成された電荷が集結されるのに充分遊離な位置
にいて生じ,電気的接続点における状態を攪乱させるこ
ととなる単一粒子の吸収分が実質的により少ないという
ことである. さらに本発明の利点は,キャリア移動度の制御を良好
に行なうことが可能であることにある.すなわち,多く
のSOI(シリコン・オン・インシュレータ)デバイスの
製作技術においては,蒸着し,アニールしたシリコン中
に能動デバイスのチャンネル領域を形成しているもので
あるため,その結果としてキャリアの移動度が低く,あ
るいは再現性を欠くものとなる.そうした従来の製作技
術とは異って,本発明によるデバイスにおけるチャンネ
ル領域は,成長法により形成され,高濃度イオン注入に
起因する損傷にさらされたことのないバルクシリコン中
に形成され,したがってキャリアの移動度が高く,しか
も成長形成された結晶シリコンの欠陥密度が低いことか
ら,SOIデバイスの種々の利点の多くを活かしつつも,な
おかつ本発明に特有の良好なトランジスタ特性が得られ
ることとなる. さらに本発明は,電気的活性をもったソース/ドレー
ン接合における不純物分布曲線をかなり鋭い曲りの物理
的構造としたデバイスを提供するものである.しかしな
がら,これらの拡散領域は(従来の方法においては,注
入したままの状態にあるソース/ドレーン注入不純物に
より形成された拡散ソース領域とは異なり)コンパクト
ソースからの外方拡散により形成されるものであるか
ら,一定の拡張長さ(使用するプロセス条件全体の熱的
特性によって定まる の積分値で表わされる)あたりの不純物の発散度は従来
の場合よりも大きな値となり,その結果,当然ながら傾
斜をもったドレーン効果が得られることとなる.さらに
所望ならば,本発明におけるデバイスのソース/ドレー
ンコンタクト領域およびソース/ドレーン拡散領域を形
成するにあたっては,これを低濃度ドレーン(LDD)イ
オン注入方式と併用して行なうこととしてもよく,その
場合は,イオン注入工程はこれをゲートの側壁フィラメ
ント部の被着形成およびシリコン凹陥部のエッチ形成工
程に先立って行なうようにする.あるいはまた,所望な
らば本発明におけるデバイスのソース/ドレーンコンタ
クト領域およびソース/ドレーン拡散領域の形成は,2種
類のN型不純物物質(例えばリンおよびヒ素の両者)を
用いてこれを行なって,選択的(differential)外方拡
散による傾斜不純物濃度分布が得られるようにしてもよ
い.かくて本発明のさらなる利点は,直列抵抗をデバイ
スの電気的特性に導入することなく,熱電子効果を最小
限とすることができることにある. さらに本発明の利点は,ソース/ドレーンコンタクト
領域にエッチ形成した凹陥部にきわめて高濃度の値スト
ップ形成用イオン注入を付加的に行なうことができる点
であり,これにより,分離効果をさらに向上させること
が可能となる.なおこの場合のフィールド分離は等方性
分離ではなく,ソース/ドレーンコンタクト領域下部に
生ずる寄生ないし洩れ電流通路は付加的なイオン注入に
より,より好適にこれを制御することが可能であるが,
その他の方向に生ずるこのような通路は制御されない.
ゲートラインがモート(活性デバイス領域)からフィー
ルド分離領域と交又するゲート領域の側部においては,
ソース/ドレーン外方拡散領域はほぼフィールド分離領
域の端縁部にまで延びており,このため,前記ゲート領
域の幅部に端を発する寄生ないし洩れ電流通路は,一般
には他の洩れ電気通路の場合ほど好適には前記付加的イ
オン注入により制御されない.ひるがえって,上述のよ
うなフィールド分離効果の向上は,単にタンク領域間
(すなわちPMOSデバイス領域とNMOSデバイス領域との
間)で得られるばかりでなく,モート間(すなわち,あ
るNMOSデバイス領域と,これらNMOSデバイス領域と相隣
るNMOSデバイス領域間)でも得られるのである.いずれ
の場合においても,ソース/ドレーンコンタクト領域下
部の埋込み酸化物層がフィールド分離領域の延長部とし
たはたらくこととなるため,シリコン中の活性拡散領域
の間の間隔は同等のパターン化規模とした場合にくらべ
て増大することとなる.さらに,該埋込み酸化物層下部
のシリコン中にきわめて高濃度のチャンネルストップ用
イオン注入を追加的に行なうことにより,回り込みの問
題を生じさせることなく,分離効果をさらに向上させる
ことが可能である. 本発明に用いるのに好ましいフィールド分離方式は,
必ずしもLOCOS法(選択酸化法)である必要はなく,MFFF
R法(またはSWAMI法=側壁マスクアイソレーション法)
その他,ほぼ垂直の側壁をもったフィールド分離領域を
形成する各種の分離方法を用いることも可能である.ま
た,本発明による製作プロセスを自己整合プロセスとし
た場合には,酸化物層により分離されたソース/ドレー
ンコンタクト領域の表面を取り囲む導電性リング状部が
形成されることとなり,当該ソース/ドレーンコンタク
ト領域が活性デバイスチャンネル領域の端縁部以外の部
位で基板と電気的に結合されるのを防ぐためには,フィ
ールド分離領域にテーパ度の高い端縁部を形成すること
のない分離技術を使用するのが好ましい.かくて,ソー
ス/ドレーンコンタクト領域が該チャンネル領域の近傍
においてシリコンと接触することを可能とする等方性酸
化物エッチ処理は,該ソース/ドレーンコンタクト領域
がフィールド酸化物領域下部においてシリコンと接触し
うるほど深くまでは行なわないようにする.このような
制約は,使用するフィールド分離法がフィールド酸化物
領域とシリコンの横方向界面に相当の急峻度をもった斜
面を形成するような分離法(例えば上記MFFFR法ないしS
WAMI法など)である場合は,重要なプロセス上の制約と
はならないこともあるが,その他のフィールド分離法を
使用する場合はには,上記のような制約を考慮に入れる
必要がある.なお使用するフィールド分離技術は,少な
くとも若干は陥入したフィールド分離領域を形成するよ
うなものとすべきであり,例えば直接モート分離法など
はLOCOS法にくらべて実質的にあまり好ましくはない. さらに本発明の利点は,前記ラッチアップ傾向を低減
させるにあたって,ソース/ドレーン接合をそのほぼ全
面積にわたって酸化物により効果的に基板から分離して
いるため,酸化物により分離されたソース/ドレーンコ
ンタクト領域がチャンネル領域と境界を接するきわめて
微小な,電気的に有効な活性ソース/ドレーン領域にお
いてしか,(電荷注入による接合バリアの低下に起因す
る)電流再生作用が生起しえないという点である.すな
わち,寄生サイリスタにおけるこのソース/ドレーン接
合は,当該サイリスタにおける他の接合からより遠くに
離れているのみならず,後者の接合よりも小さいため
に,当該寄生サイリスタの電流利得をさらに低下させる
こととなって好適である.こうした利点は,他の観点か
らすれば,有効なモート領域(活性デバイス領域)が,
ここで与えられたパターンでは減少しているので,ラッ
チアップ傾向を低減させることができるということでも
ある. さらに本発明のきわめて重要な利点は,短チャンネル
効果が低減されることにある.本発明によるデバイスに
おいて短チャンネル効果を決定する接合深さは,酸化物
により分離されたソース/ドレーンコンタクト領域をバ
ルクシリコンと結合させるのに用いるアンダーカットの
程度と,当該バルクシリコン中への外方拡散の拡散長 の積分値とにより定まる.本発明においては,この拡散
深さを,他の点では同等としたデバイスにおける典型的
な値である0.15ないし0.25ミクロンにくらべて,わずか
0.1ミクロンに減少させることを可能とするものであ
る.本発明においてはこのように接合深さが減少される
ために,サブスレショルド洩れ電流やスレショルド電圧
Vtの変移,ドレーンに起因するバリヤの低下,あるいは
電流増倍現象やパンチスルー現象等,各種の好ましから
ぬ短チャンネル効果を軽減させることが可能となる.と
くにドレーンに起因するバリアの低下やパンチスルー現
象については,衝撃イオン化により発生した少数キャリ
アがドレーン領域近傍に集結するのを埋込み酸化物層に
より阻止し,またソース/ドレーン境界領域(電気的に
有効なソース/ドレーン領域およびソース/ドレーンコ
ンタクト領域の双方を含む)の大部分に沿って電界強度
を低下させるために,上記バリアの低下やパンチスルー
現象は著しく低減されることとなる.さらに本発明の点
は,「ソース/ドレーン」領域のシート抵抗が減少する
ことである.すなわち本発明は,ソース/ドレーンコン
タクト領域の深さおよびチャンネル領域のコンダクタン
スと関連する有効接合深さをそれぞれ独立に制御するこ
とが可能であるという点で,従来の技術とは異なるもの
である.かくて薄膜のシート抵抗は,抵抗率ρを該薄膜
の厚みで割算した値に等しくなる.この場合,シリコン
の抵抗率は不純物の導入によっては一定の値以上に増大
させることは不可能であるから,従来技術におけるソー
ス/ドレーン拡散領域のシート抵抗は(シリサイドや自
己整合タングステンその他の表面短絡層による影響を無
視すれば)ソース/ドレーン領域の深さを大きくするこ
とによってのみ,減少させることが可能である.しかし
ながら,ソース/ドレーン領域の深さを増大させること
には多くの副次的な作用がともない,しかもそれら副次
作用の多くが好ましからぬものである.かくて上記利点
を活用するひとつの方法は,酸化物により分離されたソ
ース/ドレーンコンタクト領域の深さを通常のCMOSの場
合にくらべて増大させることにより,ソース/ドレーン
シート抵抗を低減させることである.さらにソース/ド
レーンコンタクト領域は,きわめて高濃度のイオン注入
を用いることにより,飽和レベルまでドープすることが
でき,このことはすなわち,これらの接合の抵抗につい
ては,同等の規模とした通常のデバイスの場合よりも,
これをはるかに小さくすることが可能であるということ
である.このことはさらに,当該デバイス動作速度が向
上し,またソース/ドレーン領域の相互配線部としての
効用も向上するということでもある. なお本発明はその一実施態様としてCMOSデバイスを想
定しているものではあるが本発明はこれをNMOSデバイス
に用いてもよく,あるいは場合によってはPMOSに適用す
ることも可能である. さらに本発明の利点は,当該発明を通常の自己整合直
接反応シリサイド化プロセスと併用してゲート領域およ
びソース/ドレーンコンタクト領域の表面をシリサイド
化したり,所望ならばチタン窒化物により周辺配線部を
形成することができることにある. 事実,本発明はシリサイド化や周辺配線部を形成する
プロセスなど,シリコンから不純物を吸収することの可
能な表面層を形成するプロセスとの関連において,とく
に有利である.(例えば,これは直接反応TiSi2/TiNシ
リサイド化/周辺配線部形成プロセスについての潜在的
な問題である.)この種のプロセスを使用する場合,従
来はそうした不純物の吸収(およびシリサイド化反応に
よるシリコンの消費)によってソース/ドレーン拡散領
域がより浅くなって,その結果,スパイク(コンタクト
から下層の基板への短絡)が発生するほど当該ソース/
ドレーン拡散領域が浅くなることがある.上記のような
従来のプロセスについての他の潜在的な問題は,接触抵
抗についての問題であり,シリサイドによってソース/
ドレーン領域における不純物が過度に不足すると,固有
接触抵抗の低いオーム接触部を形成することが困難とな
る.上記従来のプロセスについてのさらに他の潜在的な
問題は,ゲート領域にもっとも近いシリサイドのコーナ
ー部で過度の電圧降下が生じた場合,当該個所における
熱電子の生成である.本発明の実施例においては,ソー
ス/ドレーンコンタクト領域の深さを同等の最小横方向
寸法とした通常のソース/ドレーン拡散領域の深さより
もはるかに大きな値とすることが可能であるため,ソー
ス/ドレーンイオン注入段階において不純物の注入総量
を大きくすることができ,これにより不純物の不足に対
抗することが可能となる.さらに,ポリシリコンの拡散
性が結晶性シリコンのそれにくらべて格段に高いため,
ソース/ドレーンコンタクト領域内部においては不純物
濃度はより容易に平衡に達し,そのため局部的な不純物
の不足により接触抵抗が高くなることも回避される.か
くて本発明は,シリサイド化や周辺配線部を形成するプ
ロセスなど,シリコンから不純物を吸収することの可能
な表面層を形成するプロセスと併用した場合,スパイク
発生に対する抵抗力が向上し,固有接触抵抗が改善さ
れ,さらに,ホットキャリア効果に対する抵抗力が向上
するという利点が得られることとなる. さらに本発明の利点は,ソース/ドレーン領域の寄生
容量が(与えられた寸法と深さに対して)従来用いられ
てきたソース/ドレーン領域の場合にくらべて低減さ
れ,このように寄生容量が低減される結果,本発明によ
るデバイスを内蔵する回路の動作速度を高めることが可
能となることもあることにある. 本発明の他の実施態様においては,酸化物により分離
されたソース/ドレーンコンタクト領域にはポリシリコ
ンをまったく使用せず,金属材料によりこれを形成する
ようにする.この場合は,酸化物層により絶縁された凹
陥部の形成後,当該金属材料を(好ましくはコンフォー
マルに)被着形成し,平坦化して該ソース/ドレーンコ
ンタクト凹陥部の表面を充填する.ついで酸化物層のア
ンダーカットを行なった後,コンフォーマルなポリシリ
コン層を被着形成して該酸化物層により分離されたソー
ス/ドレーンコンタクト領域を基板に対して電気的に結
合させることとする. [問題点を解決しようとするための手段] このような目的を達成すべく本発明は、絶縁ゲート電
界効果トランジスタ活性デバイスを具備し、さらに、第
1の導電型の単結晶半導体上部を有する基板と、複数の
活性デバイス領域を取り囲んで該複数の活性デバイス領
域を画定する複数のフィールド分離領域と、複数のトラ
ンジスタであって、該複数のトランジスタがそれぞれ、
a)ゲートラインであって、活性デバイス領域を横断し
て該ゲートラインの下にトランジスタチャンネルを画定
し、かつ該トランジスタチャンネルから絶縁された前記
ゲートラインと、b)前記ゲートラインの両側に設けら
れた複数のソース/ドレーンコンタクト領域であって、
該ソース/ドレーンコンタクト領域のそれぞれが、前
記基板に陥入され、かつ第2の導電型の不純物でドープ
された半導体材料部と、該半導体材料部の下に設けら
れた部分を有し、かつ前記半導体材料部と前記基板との
間に設けられた上方に延びた部分を有する誘電体層と、
前記半導体材料部と前記基板との間であって前記誘電
体層の前記上方に延びた部分の上に設けられた第1の部
分を有し、かつ前記半導体材料部と前記トランジスタチ
ャンネルとの間の前記基板上に設けられた第2の部分を
有する、前記半導体材料部と接触した半導体コネクタ
と、を有する、前記複数のソース/ドレーンコンタクト
領域とを含む、前記複数のトランジスタと、前記複数の
トランジスタチャンネルのうち対応する一つのトランジ
スタチャンネルによって互いに離された複数のソース拡
散領域および複数のドレーン拡散領域であって、前記各
ソース拡散領域および前記各ドレーン拡散領域が、前記
半導体材料部と反対側で前記複数の半導体コネクタの一
つの前記第1および第2の部分と接触し、かつ前記第2
の導電型の不純物でドープされた、前記複数のソース拡
散領域および前記複数のドレーン拡散領域と、を具備す
ることを特徴とする集積回路を提供するものである。 [実施例] 以下,図面を参照して本発明の実施例につき,その製
作方法および使用の態様を説明する.ただし本発明の適
用範囲は多岐にわたるものであって,以下記載する実施
例は本発明を実施する際の単なる具体的な一態様にすぎ
ないものであり,本発明の要旨を限定するものではな
い. 以下の記載においては本発明の一実施例としてMOSデ
バイスの製作方法につき記載することとし,またその製
作に用いるプロセスフローにはMFFFR法すなわちSWAMI法
(側壁マスク絶縁法)を用いるものとして記載を進める
が,他の方法を用いてもよいことは言うまでもない. ・本発明においては,まず第1図に示すように,P+型基
板10上にP-型エピタキシャル層12を有するエピタキシャ
ルシリコンウエハ中に不純物を注入して押し込むことに
より,N型ウエル14およびP型ウエル16を形成する.つい
で窒化物/酸化物誘電体層をパターン化してエッチする
ことにより,活性デバイス領域(モート領域)18のみを
被覆する. いうまでもなく,上記基板10は必ずしもエピタキシャ
ルである必要はなく,また必ずしもシリコンである必要
もなく,要は結晶性半導体表面部を有するものであれば
よい.すなわち,例えば代りに,SOI(シリコン・オン・
インシュレータ)構造を用いて,その結晶性半導体表面
部分を埋込み誘電体層により完全に分離するようにして
もよい.あるいはまた,シリコンほど好ましくはない
が,シリコン/ゲルマニウム構造その他の半導体構造を
用いることとしてもよい.同様に,上記N型ウエル14お
よびP型ウエル16からなるCMOSウエル構造についても,
必ずしもこれを後述するようないわゆる「ツインタブ」
プロセス(N型ウエル14すなわちPMOSデバイス領域と,P
型ウエル16すなわちNMOSデバイス領域に対して別々にイ
オン注入を行なうことによりドープするプロセス)によ
り製作する必要はなく,そうしたプロセスほど好ましく
はないが,上記以外のウエル構造を用いたプロセスによ
ることとしてもよい. ・次の時点におけるプロセスフローはLOCOS法(選択酸
化法)によるフィールド分離方法とは若干異なったもの
であり,前記窒化物/酸化物誘電体層のエッチ反応がシ
リコン上で停止した後,窒化物層をパターン化するのに
使用したフォトレジストマスクが残存している間にシリ
コンのエッチ処理を行なって,基板10(より正確にはそ
のエピタキシャル層12)の一部が例えば深さ2000オング
ストロームにエッチ除去されるようにする.ついで新た
な窒化物層を被着形成した後,短期間のエッチバック処
理を行なって,たった今エッチ形成されたシリコンの凹
陥部の側壁(のみ)に該窒化物層を残留させる.上記諸
工程により,フィールド酸化物層20を成長させた場合の
横方向回り込みが低減されることとなり,そうした処理
工程を行なわない場合にくらべて,上記フィールド酸化
物層の凹陥部は基板中により深く陥入することとなる. なお,さきに述べたように,フィールド絶縁方法とし
ては上記以外の手法を用いることとしてもよく,また前
記フィールド絶縁誘電体層20も必ずしもこれを酸化物と
する必要はないが,ただし該層20についてはこれを酸化
物層とするのが好ましくはある. ・ついで,上記フォトレジストマスクをそのまま使用し
て,チャンネルストップ形成用イオン注入を行なう.こ
のためには,例えば注入エネルギを100keVとし,ドーズ
量を3×1012atoms/cm2としてボロンの無差別注入を行
なう.このように付加的なイオン注入を行なうことによ
って,厚いフィールド部の寄生トランジスタのスレショ
ルド電圧が増大することとなり,上記フィールド酸化物
層20下部における洩れ電流の生成が防止される一助とな
る. ・ついで上記フィールド酸化物層20を,例えば水蒸気中
において温度900℃で厚み約8000オングストロームに成
長させる. ・次にダミイゲート酸化物層を成長させて除去した後,
ゲート酸化物層22を例えばO2とHClの混合雰囲気中にお
いて,温度950℃で厚みが250オングストロームとなるよ
うに成長させる.ついでポリシリコン層24を(例えば厚
みが4500オングストロームとなるように)被着形成して
(例えばPOCl3により)ドープする.しかる後,保護層2
6(例えば厚みが2000オングストロームのTEOS酸化物
〔テトラエチルオルトシリケートの分解〕によるLPCVD
蒸着酸化物〕とするが,この層26には窒化物又は窒化物
/酸化物の複合層を用いた方が有利な場合もある)を前
記ポリシリコン層24上に被着して,引き続くエッチ処理
工程から上記ポリシリコン層24を保護する.ついでフォ
トレジスト層28をパターン化して前記ポリシリコン層24
(この層は後でゲートとなるのみならず,ゲートレベル
における相互配線層ともなる)の所定のパターンを画定
する.第1図はかくして得られた構造を示すものであ
る. なお,ゲートを構成する誘電体構造としては,上記構
成ほど好ましくはないがそれ以外のものを用いた多層誘
電体層や,二酸化シリコン以外の誘電体材料からなる誘
電体層等を有する絶縁ゲート電界効果トランジスタを構
成するようにしてもよい. さらに,上記ポリシリコン層24は必ずしもこれを多結
晶シリコンからなるものとする必要はなく,それほど好
ましくはないが,該層24はこれを多層構造としたり,該
多層構造と組み合せ,あるいはそれの代りに,金属シリ
サイドまたは高融点金属材料を含む構造を用いることと
してもよい. ・ついで前記酸化物(または窒化物)の保護層26に対し
てエッチ処理を施し,このエッチ処理工程に引き続い
て,上記フォトレジスト層28が残存している間にシリコ
ンエッチ工程を行なって,前記ポリシリコン層24を所望
のパターンにエッチする.さらに必要に応じて,この時
点でリーチスルーイオン注入(ポリシリコン層24を介し
て基板内部に達するイオン注入方式で,例えば上記フォ
トレジスト層を前記NMOS領域ないしP型ウエル16のみを
露出させるようにパターン化して,注入エネルギを80ke
V,ドーズ量を1×1013atoms/cm2として行なう)を施す
ことにより,当該NMOSデバイスにLDD領域〔低濃度ドレ
ーン領域〕を形成するようにしてもよい. ・ついで前記ポリシリコン層24上に,例えば厚みが2000
オングストロームの窒化物層30をコンフォーマルに(例
えばLPCVD=化学蒸着法)を用いて蒸着する等により被
着形成した後,該窒化物層30をエッチバックすることに
より,フィラメント部(第3図,同じく符号30で示す)
を残留させる.第2図はかくて得られた構造を示すもの
である. なお,上記窒化物層30は必ずしも窒化シリコンからな
るものである必要はないが,ゲート誘電体層を後続する
酸化工程から保全する上では,窒化シリコンとするのが
とくに好ましい.ただし非シリコン系の誘電体物質を用
いることも可能であり,あるいは(あまり好ましくはな
いが)上記フィラメント部は,単純にこれを酸化物によ
り形成するようにしても差支えない. ・ついで露出したシリコン部に対して,例えば深さ5000
オングストロームまでエッチ処理を施す.ただし,前記
フィールド酸化物層20,保護層26および側壁窒化物フィ
ラメント部30等により,シリコンはソース/ドレーンコ
ンタクト領域の所望の個所のみが露出されているため,
上記エッチ工程はパターン化をともなわないエッチ処理
工程とするのが好ましい.この自己整合エッチ処理によ
り,第3図に示すようにチャンネル領域33の近傍に凹陥
部32がエッチ形成されることとなる. 上記エッチ工程のエッチ深さはさして厳密なものとす
る必要はないが,ただしソース/ドレーンコンタクト領
域の深さがフィールド絶縁領域20の厚みの3分の2以上
となるようにするのが好ましいが,これは必須の要件で
はない.なお,ソース/ドレーンコンタクト領域の厚み
を大きくすれば,当該エッチ工程における所要エッチ時
間が長くはなるが,その他の点でプロセスに甚大な支障
をもたらすことはない.逆に該領域の厚みを小さくすれ
ばP+型領域とN+型領域との間の通路が短縮されることと
なって,本発明の利点の一部が減殺されすることとな
る.かくて本発明においては前記ソース/ドレーンコン
タクトの深さはこれを溝部38の深さの2倍以上とするの
が望ましい.ただしこのような深さ関係をあえて遵守し
なくとも,本発明の利点の一部はそれなりに温存される
が,そうした実施の態様はあまり好ましいものではな
い. ・上記のようにしてシリコンのエッチ処理を行なった
後,誘電体層35(好ましくは酸化物層とする)を形成し
て,上記シリコンの凹陥部32を被覆する.このために
は,例えばまず厚みが250オングストロームの酸化物膜
を成長させた後,厚みが1500オングストロームの酸化物
層を被着形成する.このように,厚い酸化物層を被着形
成するのに先立って厚みが250オングストロームの酸化
物膜を成長させることにより,より良好な界面状態を得
ることが可能となる.ただしこのようにする代りに成長
法による誘電体の方が好ましい場合には,それのみで厚
みが1500オングストロームとなる誘電体を成長させるよ
うにすることもできる. なお,上記工程において(本例におけるように)成長
法による誘電体ではなく蒸着による誘電体を用いた場合
には,前記側壁誘電体フィラメント部30は耐酸化性の誘
電体により形成する必要がなく,このため例えば窒化物
ではなく酸化物により形成することも可能となる. ・この時点で,必要に応じて付加的なチャンネルストッ
プ形成のためのイオン注入を行なって,誘電体35(第3
図)の下部に(さきにフィールド酸化物層20の下部に形
成したチャンネルストップ領域21に追加して)チャンネ
ルストップ領域34を形成する.このためには例えば,注
入エネルギを100keV,ドーズ量を2×1012atoms/cm2とし
てボロンのイオン注入を無差別イオン注入として行なう
か,あるいはマスクを追加形成してNMOSデバイス領域す
なわち前記P型ウエル16のみを注入イオンに対して露出
させることにより,注入エネルギを100keV,ドーズ量を
1×1013atoms/cm2としたボロンによる高濃度のイオン
注入を行なうようにしてもよい.第3図はかくて得られ
た構造を示すものである. ・次に前記凹陥部32の再充填を行なう.このためには,
例えば厚みが5000オングストロームのアモルファスシリ
コン層をコンフォーマルに被着形成した後,フォトレジ
ストを用いたエッチバックにより平坦化処理を行なうこ
とにより,半導体材料部36が前記ゲート酸化物層22と実
質的に同一平面となのようにする.(なおこの再充填工
程では,上記アモルファスシリコンの代りにポリシリコ
ンを用いることとしてもよい.)この工程により第4図
に示す構造が得られる. なお,場合によっては上述のように半導体材料部36を
もとの基板表面の平面まで平坦化することは行なわなく
ともよい.すなわち,上記の代りにシリコンの被着深さ
およびそのエッチバック深さを変更して,半導体材料部
36の表面がゲート酸化物層22の表面よりも高くなるよう
にする.このような実施の態様シタ場合は,プロセスに
よっては,該半導体材料部36を取り囲む前記溝部38がフ
ィールド酸化物層20の端縁近傍において基板と直接接触
する危険が低減されるという利点が得られることとな
る.(むろん,前記誘電体層35のエッチバックを行う酸
化物エッチバック工程は,これを充分長時間にわたって
行なうことにより,半導体材料部36とチャンネル領域33
近傍のシリコンとの間に接触(および相互拡散)状態が
得られるように,該エッチバック工程を続けることが必
要である.)例えば,前記フィールド酸化物層20として
これをLOCOS法により形成した場合,その上面が前記側
壁フィラメント部30の表面よりも傾斜することとなっ
て,そのためにフィールド酸化物層20の近傍の基板10を
露出させるべく等方的にエッチ除去するのに必要な前記
誘電体層35の長さが,ゲート領域24の近傍の基板10を露
出させるべくエッチ除去するのに必要な該誘電体層35の
長さよりも大きな長さとなることがあり得る.さらにま
た,フィールド酸化物層20が酸化物エッチに対する負荷
としてはたらいて,そのために前記誘電体層35がゲート
領域24の近傍においてフィールド酸化物層20の近傍より
も急速に実際に侵食されることもありうる.なお場合に
よっては,上述の再充填工程においては前記凹陥部32は
これをシリコンによらず金属材料により再充填すること
としてもよく,この場合は,例えば当該金属材料を厚み
が5000オングストロームとなるように化学蒸着法により
被着形成した後,フォトレジストを用いたエッチバック
による平坦化を行なうようにすればよい. ・かくて次に酸化物エッチ工程を行うことにより,ソー
ス/ドレーンコンタクト凹陥部32を被覆している前記誘
電体層35をエッチバックして,半導体材料部36の端縁の
周囲に溝部38(第5A図)を形成する.このエッチ工程と
しては,好ましくは例えば10%のHFによる短期間のウェ
ットエッチを用いるものとする.ついでポリシリコン
(または場合によってはアモルファスシリコン)の薄い
層(半導体コネクタ)40をコンフォーマルに被着形成し
て,上記溝部38を再充填する.これにより第5A図に示す
構造が得られることとなる.なお第5B図は,該構造にお
けるゲート領域24と半導体材料部36との間の境界近傍の
部分を拡大して示したものである. ・ついで上記薄いポリシリコン層40をエッチバックし
て,前記溝部38のみにシリコンを残留させる.(このエ
ッチバック処理は,好ましくは例えばピロカテコールKO
HまたはKOH水溶液による短時間ウエットエッチにより行
なうが,所望ならばプラズマエッチ法を用いて行なって
もよい.)つづいて前記窒化物側壁フィラメント部30を
例えばH3PO4によるウエットエッチングにより除去す
る.(このウエットエッチ処理は信頼性向上のために行
なうものであるが,あまり好ましくはないが,所望なら
ば該処理を省略して,前記窒化物側壁フィラメント部30
はこれをそのまま残存させることとしてもよい.)つい
で好ましくは酸化物側壁部42を形成することにより,ト
ポグラフィ(平面構成)を良好にし,またシリサイド化
を行なう場合にはゲートからソース/ドレーン領域に至
る短絡の発生を防止し,あわせて,引き続いて行なわれ
るソース/ドレーンドープ用イオン注入に際してのマス
クを形成する.以上の工程により,第6図に示す構造が
得られることとなる.なお,上記ポリシリコン層40の被
着厚みおよびエッチバック後の厚みを変更することによ
り,上記酸化物側壁部42は半導体材料部36の形成位置を
画定した前記窒化物側壁フィラメント部30よりも,その
幅を小さくすることが可能である.このようにした場合
には,前記半導体材料部36をドープする注入イオンの一
部は,該半導体材料部36と前記ゲート領域24との間のシ
リコンにも衝突することとなり,このことはすなわち,
上記酸化物側壁部42のフィラメント部の幅を小さくする
ことにより,電気的に有効なソース/ドレーン領域44の
不純物濃度を高めることができるということであり,さ
らには,この電気的に有効なソース/ドレーン領域44の
不純物濃度のプロファイルを調節することが可能である
ということにほかならない.このことは,場合によって
は,ホットキャリア効果を回避することと直列抵抗を低
減させることとの間の妥協策をより精巧なものとする上
で有効である.ただし製造上の管理体制を向上させ,か
つパンチスルー現象に対する抵抗力が劣化するのを回避
するためには,前記酸化物側壁42によるフィラメント部
の幅を充分に大きくして,その高濃度不純物によって,
高濃度の不純物が基板内に入り込まないようにするの
が,もっとも好ましい. ・つぎに,例えば注入エネルギを150keVとし,ドーズ量
を3×1015atoms/cm2としてヒ素を前記NMOSデバイス領
域すなわちP型ウエル16に,また注入エネルギを20keV
とし,ドーズ量を5×1015atoms/cm2としてボロンを前
記PMOSデバイス領域すなわちN型ウエル14に注入するマ
スク工程を2回にわたって行なうことによって,P+型お
よびN+型のソース/ドレーン不純物を上記NMOSデバイス
領域およびPMOSデバイス領域にそれぞれ導入する.これ
ら2回に及ぶイオン注入により,前記半導体材料部36を
ドープし,引き続いてアニール処理(例えばアルゴンの
雰囲気中において900℃で65分間行なう等とする)を施
すことにより,不純物の外方拡散をうながして溝部38中
にシリコンをドープさせ,前記電気的に有効なソース/
ドレーン領域44を形成する.この場合,所望ならば露出
シリコン領域の全面(すなわち,半導体材料部36および
ゲート領域24)に自己整合シリサイド領域を公知の方法
により形成することとしてもよい.(このためには,例
えばチタンを厚みが2000オングストロームとなるように
全面的に被着形成した後,窒素ガス雰囲気中で675℃に
加熱してシリサイド化反応を行なわせ,しかる後基板シ
リコン〔このシリコンは窒素含有化合物をすでに形成し
ているはずである〕の上部にはなかったチタンのパター
ン化およびエッチ処理を行なって周辺の相互配線部を画
定する等とし,)さらに800℃に加熱してシリサイドの
アニーリングを行なってそのシート抵抗を低減させるよ
うにする.(なおこの場合,半導体材料部36は通常のソ
ース/ドレーン拡散領域よりも深くまで形成されている
ため,それらの領域は通常の場合にくらべて注入イオン
の総ドーズ量の保持量が大きく,不純物がシリサイド中
に析出することにより,不純物濃度が稀薄化する恐れは
まずない.)第7図は以上の処理工程により得られた構
造を示すものである. ・かくて当該プロセスは層間誘電体層の被着形成,コン
タクトホールのエッチ形成,金属材料の被着およびその
エッチ処理,ならびに保護用皮膜の被着およびそのエッ
チ処理等,通常行なわれる工程を行なうことをもって終
了することとなる. なお,第8図は上述のようにして製作された本発明に
よる半導体集積回路構造を示す平面図である. [発明の効果] 以上に述べたように,本発明による集積回路はその半
導体材料部36が誘電体層35により完全に絶縁されてお
り,これらの半導体材料部36は,シリコンのエッチング
を施すことにより凹陥部を形成して,エッチ領域を酸化
物により被覆し,ポリシリコンにより前記凹陥部を充填
し,短期間の等方性エッチ処理を行なった後,ポリシリ
コンのフィラメント部を被着し,さらに酸化物により絶
縁された半導体材料部36と活性デバイスのチャンネル領
域33との間を接触させ,しかる後,この接触領域の微小
な領域を介して外方拡散させることにより,シリコン中
に微小な拡散領域44を形成して,これらの微小な拡散領
域44が電気的に有効なソース/ドレーン領域としてはた
らくようにしたものであり,さらにゲート上部に側壁窒
化物のフィラメント部30を形成することにより,シリコ
ンエッチング工程を自己整合工程とすることができる. かくて本発明は前述のように下記のような効果を発揮
するものである. 1.有効なP+−N+分離間隔が回路設計時のレイアウトから
視認されるよりも,はるかに大きいため,ラッチアップ
傾向が低減されること,事実,本発明による集積回路に
おいては,P+−N+分離間隔はこれを別個のデザインルー
ルとして例外化することが可能である. 2.単発的な事象攪乱に対する抵抗力があること. 3.キャリア移動度の制御をきわめて良好に行なうことが
可能であること. 4.直列抵抗をデバイスの電気的特性に付加することな
く,熱電子効果を最小限とすることができること. 5.ソース/ドレーンコンタクト領域直下の基板中に付加
的なチャンネルストップ領域を追加形成することによ
り,必要に応じて分離効果をさらに向上させることが可
能であること.このような分離効果の向上は,単にタン
ク領域間(すなわちPMOSデバイス領域と隣接するNMOSデ
バイス領域との間)で得られるばかりでなく,モート間
(すなわち,あるNMOSデバイス領域とこれら領域と相隣
るNMOSデバイス領域間)でも得られる. 6.本発明はLOCOS法やMFFFR法(SWAMI法)その他など,
各種のフィールド分離技術を用いて実施しうるものであ
ること. 7.前記ラッチアップ傾向はさらに,電流再生作用を微小
領域に限定することにより低減させることができるこ
と. 8.短チャンネル効果が低減されること. 9.「ソース/ドレーン」領域のシート抵抗が従来の場合
よりも小さいため,従来にくらべて良好な拡散相互配線
領域が得られること. 10.従来の自己整合直接反応シリサイド化プロセスまた
は直接反応金属被覆プロセスを本発明による製作方法と
組み合わせて用いることができること. 11.ソース/ドレーン領域の寄生容量が低減され,その
結果,本発明によるデバイスを内蔵する回路の動作速度
を高めることが可能となること. 12.本発明をシリサイド化プロセスや周辺配線層形成プ
ロセスなど,シリコンから不純物を吸収しうる表面層を
形成することの可能なプロセスと組み合せることによ
り,接合スパイクに対する抵抗力が向上するという利点
が得られること. 13.本発明をシリサイド化プロセスや周辺配線層形成プ
ロセスなど,シリコンから不純物を吸収しうる表面層を
形成することの可能なプロセスと組み合せることによ
り,固有接触抵抗が向上するという利点が得られるこ
と. 14.本発明をシリサイド化プロセスや周辺配線層形成プ
ロセスなど,シリコンから不純物を吸収しうる表面層を
形成することの可能なプロセスと組み合せることによ
り,ホットキャリア効果に対する抵抗力が向上するとい
う利点が得られること. 以上の説明に関連してさらに以下の項を開示する. (1)絶縁ゲート電界効果トランジスタ活性デバイスを
有し、さらに、 ・単結晶半導体の上部を有する基板と、 ・複数の活性デバイス領域を取り囲んで該複数の活性デ
バイス領域を画定するフィールド分離領域と、 ・所定の箇所において前記活性デバイス領域を横断して
それらの箇所の下部にトランジスタのチャンネル領域を
画定し、かつ該トランジスタチャンネル領域から絶縁さ
れた複数本の導電性ゲートラインと、 ・複数のソース/ドレーンコンタクト領域とからなり、 ・前記複数のソース/ドレーンコンタクト領域の各々
は、前記基板内に陥入しかつ誘電体層により該基板から
部分的に分離された導電性材料部を有し、 ・前記ソース/ドレーンコンタクト領域のうち若干の上
方部分が前記チャンネル領域のうち相隣るものと不純物
の外方拡散部により電気的に結合されていることを特徴
とする集積回路。 (2)前記ソース/ドレーンコンタクト領域は前記チャ
ンネル領域のうちそれぞれ相隣るものに不純物の外方拡
散部により電気的に結合されようにし,その際,該不純
物の外方拡散部の接合深さが前記基板中における前記ソ
ース/ドレーンコンタクト領域の深さの2分の1以下と
なるようにしてなる前記第1項に記載の集積回路. (3)前記ソース/ドレーンコンタクト領域が前記基板
の表面と実質的に同一の平面上に表面を有するようにし
てなる前記第1項に記載の集積回路. (4)前記ソース/ドレーンコンタクト領域が前記基板
の表面よりも実質的に上方の平面上に表面を有するよう
にしてなる前記第1項に記載の集積回路. (5)前記ゲートラインは横方向に前記絶縁されたソー
ス/ドレーンコンタクト領域から側壁誘電体フィラメン
ト部により分離されているとともに,該絶縁されたソー
ス/ドレーンコンタクト領域が前記基板と結合された部
位の近傍における前記外方拡散部は前記誘電体フィラメ
ント部の幅とほぼひとしい幅としてなる前記第1項に記
載の集積回路. (6)前記ソース/ドレーンコンタクト領域のあるもの
を前記チャンネル領域のうちそれぞれ相隣るものと電気
的に結合させる前記不純物の外方拡散部は1000オングス
トロームないしそれ以下の最大深さ(該外方拡散部を取
り囲む接合部により与えられる)を有するようにしてな
る前記第1項に記載の集積回路. (7)前記絶縁されたソース/ドレーンコンタクト領域
を取り囲む前記誘電体は2酸化シリコンからなるように
してなる前記第1項に記載の集積回路. (8)前記ソース/ドレーンコンタクト領域のうちの少
なくともあるものの下部における前記基板がより高い不
純物濃度を有し,この不純物は前記それぞれ絶縁された
ソース/ドレーンコンタクト領域の近傍における前記不
純物拡散部とは伝導型が逆であるようにしてなる前記第
1項に記載の集積回路. (9)当該集積回路はNMOSデバイスおよびPMOSデバイス
を含むものであり,前記より高い不純物濃度が前記NMOS
デバイスの下部に偏在するようにしてなる前記第8項に
記載の集積回路. (10)前記フィールド絶縁領域は前記基板中において,
該基板がより高い不純物濃度を有する個所の上部にある
とともに,該不純物により前記フィラメント部絶縁領域
の下部にチャンネルストップ領域が画定され,さらに前
記ソース/ドレーンコンタクト領域下部のより高い不純
物濃度が前記チャンネルストップ領域の不純物濃度より
も高くなるようにしてなる前記第1項に記載の集積回
路. (11)前記ソース/ドレーンコンタクト領域は前記フィ
ールド絶縁領域の深さの3分の2以上の深さを有するよ
うにしてなる前記第1項に記載の集積回路. (12)前記絶縁されたソース/ドレーンコンタクト領域
は実質的に不純物導入ポリシリコンにより充填されてい
るようにしてなる前記第1項に記載の集積回路. (13)前記ソース/ドレーンコンタクト領域は実質的に
高融点金属材料により充填されているようにしてなる前
記第1項に記載の集積回路. (14)当該集積回路はNMOSデバイスおよびPMOSデバイス
を含むものであり,これらNMOSデバイスおよびPMOSデバ
イス間のフィールド絶縁領域を介しての最小分離間隔は
NMOSデバイスどうし間のフィールド絶縁領域を介しての
最小分離間隔の2分の3よりも大きくはないようにして
なる前記第1項に記載の集積回路. (15)前記半導体は実質的にシリコンからなるようにし
てなる前記第1項に記載の集積回路. (16)前記ソース/ドレーンコンタクト領域は前記導電
性ゲートラインの最小幅の20%ないし80%の範囲内に深
さを有するようにしてなる前記第1項に記載の集積回
路. (17)前記ソース/ドレーンコンタクト領域は前記導電
性ゲートラインの最小幅の20%ないし80%の範囲内の深
さを有するとともに,該深さが2000オングストロームな
いし5000オングストロームの範囲内にあるようにしてな
る前記第1項に記載の集積回路. (18)絶縁ゲート電界効果トランジスタ活性デバイスを
有し,さらに ・単結晶半導体の上部を有する基板と, ・複数の活性デバイス領域を取り囲んでこれらを画定す
るフィールド酸化物領域と, ・前記活性デバイス上の所定の個所において該領域を横
断してそれらの個所の下部にトランジスタのチャンネル
領域を画定するとともに,これらのトランジスタチャン
ネル領域から絶縁され,さらに多結晶物質,主として多
結晶シリコンからなる複数本のゲートラインと, ・複数のソース/ドレーンコンタクト領域とからなり, ・これらのソース/ドレーンコンタクト領域の各々は,
前記基板内に陥入しかつ誘電体層により該基板から部分
的に絶縁された導電性材料部を有し, ・前記ソース/ドレーンコンタクト領域のうち若干の上
方部分が前記チャンネル領域のうち相隣るものと不純物
の外方拡散部により電気的に結合されていることを特徴
とする集積回路. (19)前記ソース/ドレーンコンタクト領域は前記チャ
ンネル領域のうちそれぞれ相隣るものに不純物の外方拡
散部により電気的に結合されようにし,その際,該不純
物の外方拡散部の接合深さが前記基板中における前記ソ
ース/ドレーンコンタクト領域の深さの2分の1以下と
なるようにしてなる前記第18項に記載の集積回路. (20)前記ソース/ドレーンコンタクト領域が前記基板
の表面と実質的に同一の平面上に表面を有するようにし
てなる前記第18項に記載の集積回路. (21)前記ソース/ドレーンコンタクト領域が前記基板
の表面よりも実質的に上方の平面上に表面を有するよう
にしてなる前記第18項に記載の集積回路. (22)前記ゲートラインは横方向に前記絶縁されたソー
ス/ドレーンコンタクト領域から側壁誘電体フィラメン
ト部により分離されているとともに,該絶縁されたソー
ス/ドレーンコンタクト領域が前記基板と結合された部
位の近傍における前記不純物の外方拡散部は前記誘電体
フィラメント部の幅とほぼひとしい幅としてなる前記第
18項に記載の集積回路. (23)前記ソース/ドレーンコンタクト領域のあるもの
を前記チャンネル領域のうちそれぞれ相隣るものと電気
的に結合させる前記不純物の外方拡散部は1000オングス
トロームないしそれ以下の最大深さ(該外方拡散部を取
り囲む接合部により与えられる)を有するようにしてな
る前記第18項に記載の集積回路. (24)前記絶縁されたソース/ドレーンコンタクト領域
を取り囲む前記誘電体は2酸化シリコンからなるように
してなる前記第18項に記載の集積回路. (25)前記ソース/ドレーンコンタクト領域のうちの少
なくともあるものの下部における前記基板がより高い不
純物濃度を有し,この不純物は前記それぞれの絶縁され
たソース/ドレーンコンタクト領域の近傍における前記
不純物拡散部とは伝導型が逆であるようにしてなる前記
第18項に記載の集積回路. (26)当該集積回路はNMOSデバイスおよびPMOSデバイス
を含むものであり,前記より高い不純物濃度が前記NMOS
デバイスの下部に偏在するようにしてなる前記第25項に
記載の集積回路. (27)前記フィールド絶縁領域は前記基板中において,
該基板がより高い不純物濃度を有する個所の上部にある
とともに,該不純物により前記フィラメント部絶縁領域
の下部にチャンネルストップ領域が画定され,さらに前
記ソース/ドレーンコンタクト領域下部のより高い不純
物濃度が前記チャンネルストップ領域の不純物濃度より
も高くなるようにしてなる前記第18項に記載の集積回
路. (28)前記ソース/ドレーンコンタクト領域は前記フィ
ールド絶縁領域の深さの3分の2以上の深さを有するよ
うにしてなる前記第18項に記載の集積回路. (29)前記絶縁されたソース/ドレーンコンタクト領域
は実質的に不純物導入ポリシリコンにより充填されてい
るようにしてなる前記第18項に記載の集積回路. (30)前記ソース/ドレーンコンタクト領域は実質的に
高融点金属材料により充填されているようにしてなる前
記第18項に記載の集積回路. (31)当該集積回路はNMOSデバイスおよびPMOSデバイス
を含むものであり,これらNMOSデバイスおよびPMOSデバ
イス間のフィールド絶縁領域を介しての最小分離間隔は
NMOSデバイスどうし間のフィールド絶縁領域を介しての
最小分離間隔の2分の3よりも大きくはないようにして
なる前記第18項に記載の集積回路. (32)前記ソース/ドレーンコンタクト領域は前記導電
性ゲートラインの最小幅の20%ないし80%の範囲内の深
さを有するようにしてなる前記第18項に記載の集積回
路. (33)前記ソース/ドレーンコンタクト領域は前記導電
性ゲートラインの最小幅の20%ないし80%の範囲内の深
さを有するとともに,該深さが2000オングストロームな
いし5000オングストロームの範囲内にあるようにしてな
る前記第18項に記載の集積回路. (34)絶縁ゲート電界効果トランジスタ活性デバイスを
有し,さらに ・単結晶半導体の上部を有する基板と, ・複数の活性デバイス領域を取り囲んでこれらを画定す
るフィールド酸化物領域と, ・前記活性デバイス上の所定の個所において該領域を横
断してそれらの個所の下部にトランジスタのチャンネル
領域を画定するとともに,これらのトランジスタチャン
ネル領域から絶縁され,さらに多結晶物質,主として多
結晶シリコンからなる複数本のゲートラインと, ・複数のソース/ドレーンコンタクト領域とからなり, ・これらのソース/ドレーンコンタクト領域の各々は,1
×1018以上の濃度のドープされ,前記基板内に陥入し,
かつ誘電体層により該基板から部分的に絶縁された多結
晶シリコン部を有し, ・前記ソース/ドレーンコンタクト領域のうち若干の上
方部分が前記チャンネル領域のうち相隣るものと不純物
の外方拡散部により電気的に結合され,これら不純物の
外方拡散部は1000オングストロームないしそれ以下でか
つ前記基板中における前記ソース/ドレーンコンタクト
領域の深さの2分の1以下である最大深さ(該外方拡散
部を取り囲む接合部により与えられる)を有しているこ
とを特徴とする集積回路. (35)前記ソース/ドレーンコンタクト領域が前記基板
の表面と実質的に同一の平面上に表面を有するようにし
てなる前記第34項に記載の集積回路. (36)前記ソース/ドレーンコンタクト領域が前記基板
の表面よりも実質的に上方の平面上に表面を有するよう
にしてなる前記第34項に記載の集積回路. (37)前記ゲートラインは横方向に前記絶縁されたソー
ス/ドレーンコンタクト領域から側壁誘電体フィラメン
ト部により分離されているとともに,該絶縁されたソー
ス/ドレーンコンタクト領域が前記基板と結合された部
位の近傍における前記不純物の外方拡散部は前記誘電体
フィラメント部の幅とほぼひとしい幅としてなる前記第
34項に記載の集積回路. (38)前記絶縁されたソース/ドレーンコンタクト領域
を取り囲む前記誘電体は2酸化シリコンからなるように
してなる前記第34項に記載の集積回路. (39)前記ソース/ドレーンコンタクト領域のうちの少
なくともあるものの下部における前記基板がより高い不
純物濃度を有し,この不純物は前記それぞれ絶縁された
ソース/ドレーンコンタクト領域の近傍における前記不
純物拡散部とは伝導型が逆であるようにしてなる前記第
34項に記載の集積回路. (40)当該集積回路はNMOSデバイスおよびPMOSデバイス
を含むものであり,前記より高い不純物濃度が前記NMOS
デバイスの下部に偏在するようにしてなる前記第39項に
記載の集積回路. (41)前記フィールド絶縁領域は前記基板中において,
該基板がより高い不純物濃度を有する個所の上部にある
とともに,該不純物により前記フィラメント部絶縁領域
の下部にチャンネルストップ領域が画定され,さらに前
記ソース/ドレーンコンタクト領域下部のより高い不純
物濃度が前記チャンネルストップ領域の不純物濃度より
も高くなるようにしてなる前記第34項に記載の集積回
路. (42)前記ソース/ドレーンコンタクト領域は前記フィ
ールド絶縁領域の深さの3分の2以上の深さを有するよ
うにしてなる前記第34項に記載の集積回路. (43)当該集積回路はNMOSデバイスおよびPMOSデバイス
を含むものであり,これらNMOSデバイスおよびPMOSデバ
イス間のフィールド絶縁領域を介しての最小分離間隔は
NMOSデバイスどうし間のフィールド絶縁領域を介しての
最小分離間隔の2分の3よりも大きくはないようにして
なる前記第34項に記載の集積回路. (44)前記ソース/ドレーンコンタクト領域は前記導電
性ゲートラインの最小幅の20%ないし80%の範囲内の深
さを有するようにしてなる前記第34項に記載の集積回
路. (45)前記ソース/ドレーンコンタクト領域は前記導電
性ゲートラインの最小幅の20%ないし80%の範囲内の深
さを有するとともに,該深さが2000オングストロームな
いし5000オングストロームの範囲内にあるようにしてな
る前記第34項に記載の集積回路. (46)集積回路を作製するにあたって、 (a)単結晶半導体の上部を有する基板を用意し、 (b)前記単結晶半導体の上部の所定の箇所に複数のフ
ィールド分離領域を形成して、該フィールド分離領域の
間に活性デバイス領域を画定し、 (c)前記活性デバイス領域の所定の箇所を含む所定の
箇所の上部において前記活性デバイス領域の各々の一部
にトランジスタのチャンネル領域を画定する複数本の絶
縁されたゲートラインを形成し、 (d)前記ゲートライン上に側壁フィラメント部を形成
し、 (e)前記単結晶半導体の上部のうち、前記ゲートライ
ンによっても、前記フィールド分離領域によっても、ま
た前記ゲートライン上の前記側壁フィラメント部によっ
ても被覆されていない複数の領域をほぼ所定の深さまで
エッチ処理することにより、ソース/ドレーンコンタク
ト凹陥部を形成し、 (f)前記凹陥部の底部および側壁上に誘電体層をコン
フォーマルに形成し、 (g)前記ソース/ドレーンコンタクト凹陥部を導電性
材料により充填し、 (h)前記コンフォーマルに形成された誘電体層を前記
ソース/ドレーンコンタクト凹陥部の周囲からエッチバ
ックすることにより、前記ソース/ドレーンコンタクト
凹陥部の表面を取り囲む溝部を形成するとともに、前記
溝部に導電性材料のフィラメントを再充填し, (i)前記基板を加熱して前記分離されたソース/ドレ
ーンコンタクト領域から不純物を外方拡散させることに
より、前記ソース/ドレーンコンタクト領域を前記トラ
ンジスタチャンネル領域のうち対応するものと結合させ
る複数のソース/ドレーン拡散部を形成するようにした
ことを特徴とする集積回路の製作方法。 (47)(j)前記ソース/ドレーンコンタクト凹陥部を
導電性材料により充填する工程(g)においてはきわめ
て低濃度にドープされた導電性材料を用いることとし,
さらに上記工程に引き続いて, (k)前記PMOS活性デバイス領域における前記ソース/
ドレーンコンタクト領域にP型不純物を導入するととも
に前記NMOS活性デバイス領域における前記ソース/ドレ
ーンコンタクト領域にN型不純物を導入するようにして
なる前記第46項に記載の集積回路の製作方法. (48)前記導電性ゲートラインを形成する工程(c)に
おいてはまず主としてポリシリコンからなりかつ保護用
誘電体層により被覆された導電部を形成するようにして
なる前記第46項に記載の集積回路の製作方法. (49)前記導電性ゲートラインを形成する工程(c)に
おいてはまず主としてポリシリコン/シリサイドサンド
イッチ構造からなりかつ保護用誘電体層により被覆され
た導電部を形成するようにしてなる前記第46項に記載の
集積回路の製作方法. (50)前記保護用誘電体層は窒化シリコンからなるもの
とし,前記絶縁されたソース/ドレーンコンタクト領域
を取り囲む前記電体層を等方性エッチバックする工程に
おいてはこの保護用誘電体層はこれを除去せず,さらに
該絶縁されたソース/ドレーンコンタクト領域を取り囲
む前記電体層は主としてこをシリコン酸化物からなるも
のとしてなる前記第49項に記載の集積回路の製作方法. (51)前記ソース/ドレーンコンタクト凹陥部を導電性
材料により充填する工程(g)においては該ソース/ド
レーンコンタクト凹陥部を金属材料により充填するよう
にしてなる前記第46項に記載の集積回路の製作方法. (52)前記金属材料はタングステン,モリブデン,タン
タル,ニオビウム,コロンビウム,パラヂウムおよびプ
ラチナ形金属等のうちから適宜選択して用いるようにし
てなる前記第51項に記載の集積回路の製作方法. 以上本発明の実施例につき記載してきたが,本発明に
よる集積回路およびそのの製作方法は,記載の実施例に
対して適宜追加ないし変更を行なって実施してもよいこ
とはいうまでもない.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial applications]   The present invention relates to integrated circuits, and more particularly to CMOS (phase-change memory).
(Complementary metal oxide semiconductor) integrated circuit. [Conventional technology]   In conventional bulk (integrated) CMOS devices,
One of the main limitations in miniaturizing devices is
In order to avoid switch-up. Here, "Latch up
“P” means P+Source / drain regions and N-type
Region, P-type well, and N-Depends on mold source / drain area
Self-holding current flows through the PNPN-type thyristor
That means To avoid such latch-up
Contains P, which is many times the minimum dimension of the device.+Type
Region and N+Identifying the minimum separation between the mold area
is necessary. For example, for a 1 micron rule CMOS device
In case, P+Type region and N+Design of separation interval with mold area
Rules can be 5 microns or more
It is. Such a large separation interval is required for VLSI CMOS images.
This is a major constraint on surface utilization efficiency.   P+Type region and N+Need for separation distance from mold area
One of the methods suggested to reduce the condition is to use C
One or both of the two types of transistors that make up the MOS
Forming the active region in recrystallized polysilicon
There is a law. However, such devices are reproducible
It is very difficult to manufacture with
Manufacturing requires a number of non-standard difficulties and
Carrier mobility in the tunnel region is not constant
There's a problem.   In developing CMOS devices, the integration density and operating speed
Another third criterion is single event disruption (SEU = Singl
e Event Upset). Sand
That is, an integrated circuit is constantly emitting a certain amount of background radiation.
Exposure to the line level, and as circuit miniaturization progresses,
Many conventional processes are suspended by alpha particles
Be more susceptible to careers. Thus silicon substrate
Alpha particles that hit the surface typically have multiple electron-holes
Open the pair, and so once that happens
When it is generated, it becomes near the source / drain junction of the active device.
The electric field at the connection point of the circuit
It is possible that enough charge will be collected to cause the
It is. In this way, a one-shot event disruption
There is a possibility that an electrical error will be introduced. [Problems to be solved by the invention] Purpose of the invention   The present invention provides a novel device structure and a manufacturing method thereof.
Provided by conventional technology.
It tries to meet the requirements that have not been met. Especially
Ming has a high operating speed, low leakage current, and
Are resistant to severe single event disruptions, and+Type
Area and N+Separation space between the mold area was possible
Provide CMOS devices that can be narrower
It is something.   Thus, the present invention relates to a crystalline channel region and an oxide.
More completely isolated source and drain regions
To provide an insulated gate field effect transistor having
It is. The source / dose separated by these oxides
The first step in forming the “lane” region is in silicon.
A recess is formed by etching in the
After the recess is covered with oxide, it is
Fill. Then a short isotropic etch was performed.
After that, a filament portion of polysilicon is deposited and further formed.
In the active device, the source separated by oxide
Between the source / drain area and the channel area
Make contact. Note that the sidewall nitride filaments are placed on the gate region.
Forming the silicon etching process automatically
A self-alignment process is also possible.   The impurities in the “source / drain” area are
Micro-region in contact with crystalline silicon near the tunnel region
Diffuses outward through the
These diffusion regions are electrically connected to the source / drain area.
It will work as an area.   The terms used in the following description are explained briefly.
I will clarify. That is, first, in the embodiment described in the present invention,
Self-aligned with the gate region (almost)
The heavily doped region surrounded by the transistor structure (particularly
(Horizontal view of transistor)
Has almost the same status as the source / drain area of the device.
Therefore, this structure is especially
Named "source / drain" area in brackets
And However, this “source / drain” area is electrically
Oxide rather than effective source / drain region
Majority carriers from the heavily doped region
It cannot be injected directly into the tunnel region. here
The electrically effective source / drain region is an oxide
Heavily doped polysilicon regions separated by
In the micro-region adjacent to the crystalline silicon near the channel region
Is a relatively small diffusion region formed by outward diffusion of
And In the following description, data according to the present invention will be described.
New "source / drain" structure for vice
For the sake of clarity, the source / drain
The contact area is called
However, these source / drain contact areas are simply
In addition to functioning as a contact, conductive diffusion
It serves other purposes, such as composition. In addition,
Electrical connection to these source / drain contact areas
The contact is the field of the source / drain region of the conventional MOS device.
It is performed in the same way as the case.   Thus, in the device according to the invention, P+Type region and
N+The true separation distance from the mold area is adjacent to each other and
Determined by the shortest distance between invaded source / drain regions
The channel area of one transistor
Small P at the edge of the region+P invaded from the diffusion region+
Field acid below source / drain contact area
N in the lower part of the oxide layer+Mold source / drain area
At the edge of the channel region of the NMOS device
The minimum distance along the road leading to the small N-type outward diffusion area
It will be determined more. This thing
Chi, P+Type region and N+The effective separation interval between the
Much more visible than the layout of the road
It is nothing but bigger. Fact, book
In an integrated circuit according to the invention, P+−N+The separation area is
Can be exceptional as a separate design rule
Is even.   Furthermore, an advantage of the present invention is that a single event disturbance state change can be achieved.
Is to resist. That is, according to the present invention,
In some devices, the source / drain junction is almost complete.
Collects charges because they are completely separated by oxides
Area per device that can be
It is extremely small compared to. Do not do this
That is, a position free enough for the generated charges to be collected
And disrupt the state at the electrical connection point.
That the absorption of a single particle is substantially less
That is.   Further, the advantage of the present invention is that good control of carrier mobility is achieved.
Is possible. That is, many
SOI (silicon-on-insulator) devices
In the fabrication technology, the deposited and annealed silicon
Which forms the channel region of the active device
As a result, the carrier mobility is low as a result.
Or it lacks reproducibility. Such conventional production techniques
Unlike the art, the channel in the device according to the invention
Is formed by a growth method, and is used for high-concentration ion implantation.
In bulk silicon that has never been exposed to damage due to
And therefore the carrier mobility is high,
Is the defect density of crystalline silicon grown low?
However, while utilizing many of the various advantages of SOI devices,
In addition, good transistor characteristics unique to the present invention can be obtained.
The Rukoto.   The present invention further provides an electrically active source / drain.
Of the sharp distribution curve of the impurity distribution curve at the junction
This is to provide a device with a static structure. But
However, these diffusion regions are not
Source / drain implanted impurities that remain
Compact (unlike diffused source region formed more)
Is it formed by outdiffusion from the source?
From a certain extended length (thermal
Determined by characteristics Is expressed by the integrated value of
Is larger than in the case of
As a result, an inclined drain effect is obtained. further
If desired, the source / drain of the device in the present invention.
Contact region and source / drain diffusion region
To achieve this, it is necessary to use a low concentration drain (LDD)
It may be performed in combination with the on-injection method.
If this is the case, the ion implantation process
Formation of contact parts and etching of silicon recesses
Make sure to do this before starting. Or, alternatively,
The source / drain contour of the device according to the invention
The source region and the source / drain diffusion region are formed in two types.
N-type impurities (eg, both phosphorus and arsenic)
This is done using a differential outward expansion.
It may be possible to obtain a gradient impurity concentration distribution due to scattering.
Yes. Thus, a further advantage of the present invention is that the series resistance is
Minimizing thermionic effect without introducing into the electrical properties of
It can be limited.   Further advantages of the present invention include source / drain contact
Extremely high concentration value strikes in the recess formed in the region.
That ion implantation for tip formation can be additionally performed
And thereby further improve the separation effect.
Becomes possible. The field separation in this case is isotropic
Not under source / drain contact area
The resulting parasitic or leakage current paths are
It is possible to control this more appropriately,
Such passages occurring in other directions are not controlled.
Gate line feeds from moat (active device area)
On the side of the gate region that crosses the gate isolation region,
Source / drain out-diffusion area is almost field-separated
Extending to the edge of the area, and
Parasitic or leakage current paths originating at the width of the
Preferably, as in the case of other leaking electrical paths, the additional
Not controlled by ON injection. On the contrary,
The improvement of the field separation effect simply depends on the tank area.
(That is, between the PMOS device region and the NMOS device region,
Not only between the moats (ie
NMOS device area and adjacent to these NMOS device areas
Between two NMOS device regions). Either
Even in the case of
Buried oxide layer is an extension of the field isolation region
Active diffusion region in silicon
The interval between
Will increase. Further, the lower part of the buried oxide layer
For extremely high concentration channel stop in silicon
By performing additional ion implantation,
Enhance the separation effect without causing problems
Is possible.   A preferred field separation scheme for use in the present invention is:
It is not necessary to use the LOCOS method (selective oxidation method).
R method (or SWAMI method = sidewall mask isolation method)
In addition, a field isolation region with almost vertical sidewalls
It is also possible to use various separation methods to form. Ma
In addition, the manufacturing process according to the present invention is referred to as a self-alignment process.
Source / drain separated by an oxide layer
Conductive ring surrounding the surface of the contact area
The source / drain contact
Area other than the edge of the active device channel area
In order to prevent electrical coupling with the substrate at
To form a high taper edge in the field separation region
It is preferred to use a separation technique without any. Thus, saw
The drain / drain contact region is near the channel region
Acid that makes it possible to contact silicon at room temperature
A nitride etch is performed on the source / drain contact region.
Contacts the silicon under the field oxide region
Do not go as deep as you can. like this
The restriction is that the field isolation method used is field oxide.
Slope with considerable steepness at the lateral interface between the region and silicon
Separation method that forms a surface (for example, the above-mentioned MFFFR method or S
The WAMI method, etc.)
May not be used, but other field separation methods
If used, take into account the above constraints
There is a need. The field separation technology used is limited.
At least slightly, it will form an indented field isolation region
Such as direct moat separation
Is substantially less preferred than the LOCOS method.   Further, the advantage of the present invention is that the above-mentioned latch-up tendency is reduced.
In doing so, the source / drain junction is almost completely
Effectively separated from substrate by oxide over area
Source / drain capacitor separated by oxide
The contact area borders the channel area
Small, electrically effective active source / drain regions
(Due to the lowering of the junction barrier due to charge injection)
The current regeneration function cannot occur. sand
In other words, this source / drain connection in the parasitic thyristor
If so, move further away from the other junctions in the thyristor.
Not only apart, but also smaller than the latter joint
To further reduce the current gain of the parasitic thyristor
This is especially favorable. Are these benefits another perspective?
In other words, the effective mote area (active device area)
Since the pattern given here is decreasing,
That it can reduce the tendency to
is there.   A further important advantage of the present invention is that short channel
The effect is that the effect is reduced. The device according to the invention
The junction depth that determines the short-channel effect is oxide
The source / drain contact area separated by
Of undercut used to combine with lux silicon
Degree and diffusion length of outdiffusion into the bulk silicon It is determined by the integral of. In the present invention, this diffusion
Typical for devices of otherwise equal depth
0.15 to 0.25 micron
It is possible to reduce to 0.1 microns
It is. In the present invention, the junction depth is thus reduced
Subthreshold leakage current and threshold voltage
Vt shift, reduced barrier due to drain, or
Various factors such as current multiplication and punch-through phenomena
It is possible to reduce the short channel effect. When
In particular, barrier reduction and punch-through due to drain
For elephants, minority carriers generated by impact ionization
Buried oxide layer
And the source / drain interface (electrically
Valid source / drain areas and source / drain ports
Field strength along most of the
To reduce the barrier and punch-through
The phenomenon will be significantly reduced. Further points of the present invention
Reduces sheet resistance in "source / drain" area
That is. That is, the present invention provides a source / drain
Tact region depth and channel region conductor
And the effective junction depth associated with
Is different from the conventional technology in that
. Thus, the sheet resistance of a thin film is defined as the resistivity ρ
It is equal to the value divided by the thickness of. In this case, silicon
Resistivity rises above a certain value by introducing impurities
It is impossible to make
The sheet resistance of the drain / drain diffusion region (silicide or self
No influence from self-aligned tungsten and other surface short-circuit layers
Increase the depth of the source / drain regions
Only with and can it be reduced. However
While increasing the depth of the source / drain regions
Has many side effects, and those side effects
Many of the effects are undesirable. Thus the above advantages
One way to make use of the
Source / drain contact area depth in normal CMOS
Source / drain by increasing
This is to reduce sheet resistance. Source / de
The lane contact area is implanted with a very high concentration of ions.
Doping to the saturation level
And this means that the resistance of these
Therefore, compared to a normal device of the same size,
That it is possible to make this much smaller
. This further increases the operating speed of the device.
And as an interconnect for the source / drain regions
It also means that the utility is improved.   The present invention envisions a CMOS device as one embodiment.
Although it is specified, the present invention calls this an NMOS device
May be used, or in some cases, applied to PMOS.
It is also possible.   Further, the advantage of the present invention is that
Gate area and silicidation process
And silicide surface of source / drain contact area
Or, if desired, peripheral wiring with titanium nitride.
That it can be formed.   In fact, the present invention forms silicidation and peripheral wiring
Can absorb impurities from silicon in processes, etc.
In particular, in connection with the process of forming a functional surface layer,
It is advantageous for (For example, this is a direct reaction TiSiTwo/ TiN
Potential for re-cide / peripheral interconnect formation process
Problem. ) When using this type of process,
In the future, absorption of such impurities (and silicidation
Source / drain diffusion area
The area becomes shallower, resulting in spikes (contact
Source to the underlying substrate), the more the source /
The drain diffusion region may be shallow. As above
Another potential problem with conventional processes is contact resistance.
This is a problem with anti-
If impurities in the drain region are excessively insufficient,
It is difficult to form ohmic contacts with low contact resistance.
It is. Yet another potential alternative to the above traditional process
The problem is the silicide corner closest to the gate area.
If an excessive voltage drop occurs in the
The production of thermoelectrons. In an embodiment of the present invention, the saw
Minimum lateral direction with equivalent depth of drain / drain contact area
Than the normal source / drain diffusion depth
Can be set to a much larger value.
Total amount of impurities implanted during the ion implantation step
Can be increased, which reduces the shortage of impurities.
It is possible to resist. In addition, the diffusion of polysilicon
Since its properties are much higher than that of crystalline silicon,
Impurities inside the source / drain contact area
Concentrations reach equilibrium more easily and therefore local impurities
It is also possible to prevent the contact resistance from increasing due to lack of. Or
Therefore, the present invention provides a process for forming a silicide or forming a peripheral wiring portion.
Possible to absorb impurities from silicon such as process
Spikes when used in conjunction with a process to form
Resistance to occurrence and specific contact resistance
And improved resistance to hot carrier effects
The benefit of doing so.   Further, the advantage of the present invention is that the source / drain region
Capacity is conventionally used (for given dimensions and depth)
Source / drain region
As a result, the parasitic capacitance is reduced as a result of the present invention.
Operation speed of circuits incorporating devices
In some cases.   In another embodiment of the invention, the separation by oxides
Source / drain contact area
This is made of metal material without using any
So that In this case, the concave insulated by the oxide layer
After the formation of the recess, the metal material (preferably,
On the source / drain core
Fill the surface of the contact recess. Next, the oxide layer
After the undercut, a conformal polysilicon
A saw separated by the oxide layer by forming a cone layer
Electrically connect the drain / drain contact area to the substrate.
They will be combined. [Means to solve the problem]   To achieve such an object, the present invention provides an insulated gate electrode.
A field effect transistor active device;
A substrate having a single-conductivity-type single-crystal semiconductor upper portion;
A plurality of active device regions surrounding the active device region;
Multiple field separation areas that define the area and multiple traffic
Wherein the plurality of transistors are each
a) a gate line that traverses the active device area
To define a transistor channel below the gate line
And insulated from the transistor channel
A gate line, b) provided on both sides of the gate line
A plurality of source / drain contact regions,
Each of the source / drain contact regions is
The substrate is indented and doped with impurities of the second conductivity type.
Semiconductor material portion, and provided below the semiconductor material portion.
Having a bent portion, and the semiconductor material portion and the substrate
A dielectric layer having an upwardly extending portion provided therebetween;
The dielectric material between the semiconductor material portion and the substrate;
A first portion provided on the upwardly extending portion of the body layer
The semiconductor material portion and the transistor chip.
A second portion provided on the substrate between the first and second channels.
Semiconductor connector in contact with the semiconductor material portion
The plurality of source / drain contacts comprising:
A plurality of transistors, the plurality of transistors,
One corresponding transistor channel
Multiple source extensions separated from each other by star channels
A diffusion region and a plurality of drain diffusion regions,
The source diffusion region and each of the drain diffusion regions are
One of the plurality of semiconductor connectors on the side opposite to the semiconductor material section.
Contacting the first and second parts and the second
The plurality of source extensions doped with impurities of a conductivity type of
A diffusion region and the plurality of drain diffusion regions.
An integrated circuit is provided. [Example]   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The working method and mode of use will be described. However, the present invention
The scope of use is wide, and
The examples are merely specific embodiments of practicing the invention.
It is not intended to limit the gist of the present invention.
Yes.   In the following description, a MOS device is described as an embodiment of the present invention.
The method of manufacturing the vice shall be described and the
The process flow used for cropping is the MFFFR method, that is, the SWAMI method.
(Wall mask insulation method)
However, it goes without saying that other methods may be used. In the present invention, first, as shown in FIG.+Type base
P on board 10-Having the epitaxial layer 12
Injecting and pushing impurities into the silicon wafer
Thus, an N-type well 14 and a P-type well 16 are formed. About
Pattern and etch nitride / oxide dielectric layer
As a result, only the active device area (moat area) 18
Cover.   Needless to say, the substrate 10 is not necessarily an epitaxy.
Need not be silicon, and need not be silicon
No matter what, if it has a crystalline semiconductor surface part
Good. That is, for example, instead of SOI (silicon-on-
Insulator) structure and its crystalline semiconductor surface
Parts are completely separated by a buried dielectric layer
Is also good. Or also less preferred than silicon
Introduces silicon / germanium and other semiconductor structures
It may be used. Similarly, the N-type wells 14 and
CMOS well structure consisting of P-type well 16 and
The so-called "twin tab", which is necessarily described later
Process (N-type well 14 or PMOS device area
Type well 16, i.e. the NMOS device area
Process of doping by performing on-implantation)
It is not necessary to make
Although there is no
It is also possible to do. ・ The process flow at the next point is the LOCOS method (selective acid
Slightly different from the field separation method
And the etch reaction of the nitride / oxide dielectric layer is
After stopping on the silicon, patterning the nitride layer
While the photoresist mask used remains,
After the etching of the capacitor, the substrate 10 (more precisely,
Part of the epitaxial layer 12) has a depth of, for example, 2000 angstroms.
Let the storm remove the etch. Then new
After a simple nitride layer is deposited, a short etch-back
The silicon recess just formed by etching
The nitride layer is left on the side wall (only) of the depression. Above
Process when the field oxide layer 20 is grown
Lateral wraparound is reduced and such processing
Compared with the case where the process is not performed, the above field oxidation
The concave part of the material layer will be deeper into the substrate.   As mentioned earlier, the field insulation method was used.
Other methods may be used.
The field insulating dielectric layer 20 is not necessarily called oxide.
It is not necessary to oxidize this for layer 20
It is preferable to use a material layer. ・ Use the photoresist mask as it is
Then, ion implantation for channel stop formation is performed. This
To do this, for example, set the implantation energy to 100 keV and
3 × 1012atoms / cmTwoIndiscriminate injection of boron as
Now. By performing additional ion implantation in this manner,
The threshold of the parasitic transistor in the thick field
Field voltage increases, and the field oxide
This helps to prevent generation of leakage current at the bottom of the layer 20.
It is. . Next, the field oxide layer 20 is immersed in, for example, water vapor.
At a temperature of 900 ° C and a thickness of about 8000 Å
Lengthen. ・ Next, after growing and removing the dummy gate oxide layer,
The gate oxide layer 22 may beTwoIn a mixed atmosphere of
And the thickness will be 250 angstroms at 950 ° C
To grow. Then, a polysilicon layer 24 (for example,
(So that only 4500 Angstroms)
Dope (eg with POCl3). After that, the protective layer 2
6 (for example, a TEOS oxide with a thickness of 2000 angstroms
LPCVD by [Decomposition of tetraethyl orthosilicate]
Deposited oxide), but this layer 26 contains nitride or nitride
/ Oxide composite layer may be more advantageous)
Deposition on polysilicon layer 24 and subsequent etch process
The polysilicon layer 24 is protected from the process. Then
The photoresist layer 28 is patterned to form the polysilicon layer 24.
(This layer not only becomes the gate later, but also at the gate level.
A predetermined pattern)
I do. FIG. 1 shows the structure thus obtained.
It is.   The dielectric structure that constitutes the gate is
Less preferred, but multi-layer induction using others
Dielectric layer or dielectric material other than silicon dioxide
Structure of an insulated gate field effect transistor having
May be implemented.   In addition, the polysilicon layer 24 is not necessarily
It does not need to be made of crystalline silicon,
Although not preferred, the layer 24 may have a multilayer structure or
Combined with, or instead of, multilayer structures, metal silicides
Using a structure that includes side or refractory metal materials;
You may. ・ Then, the oxide (or nitride) protective layer 26
After the etching process,
While the photoresist layer 28 remains, silicon
Performing an etching process to form the polysilicon layer 24 as desired.
Etch to the pattern If necessary, at this time
Reach-through ion implantation at the point (via polysilicon layer 24)
Ion implantation method that reaches the inside of the substrate
The photoresist layer is formed by using only the NMOS region or the P-type well 16.
Patterning to expose, implantation energy 80ke
V, dose amount 1 × 1013atoms / cmTwoDo as
As a result, the NMOS device has an LDD region (low concentration drain).
Region). . Then, on the polysilicon layer 24, for example, a thickness of 2000
Angstrom nitride layer 30 conformally (example
For example, by using LPCVD (chemical vapor deposition).
After the deposition, the nitride layer 30 is etched back.
From the filament (Fig. 3, also indicated by the reference numeral 30)
Is left. Figure 2 shows the structure thus obtained
.   The nitride layer 30 is not necessarily made of silicon nitride.
Need not be, but followed by a gate dielectric layer
Silicon nitride should be used for protection from the oxidation process.
Particularly preferred. However, use non-silicon dielectric material
Is possible, or (less preferred)
However, the filament part is simply made of oxide.
It can be formed even if it is formed. . Then, for the exposed silicon part, for example, a depth of 5000
Etch to Angstrom. However,
Field oxide layer 20, protective layer 26 and sidewall nitride
Silicon is source / drain core due to the
Because only the desired part of the contact area is exposed,
The above etching process is an etching process without patterning
Preferably, it is a process. This self-aligned etch process
Therefore, as shown in FIG.
The part 32 is formed by etching.   The etch depth in the above etch process must be strict
It is not necessary, but the source / drain contact area
The depth of the region is two-thirds or more of the thickness of the field insulating region 20
Preferably, this is a mandatory requirement.
There is no. The thickness of the source / drain contact area
Is increased, the required etching time in the etching process
The process will take longer, but will otherwise cause significant disruption to the process.
Does not result in Conversely, reduce the thickness of the area
P+Type region and N+The passage to the mold area is shortened and
As a result, some of the advantages of the present invention will be diminished.
It is. Thus, in the present invention, the source / drain con
The tact depth should be at least twice the depth of the groove 38
Is desirable. However, we have to adhere to such a depth relationship
If not, some of the benefits of the present invention are preserved as such
However, such an implementation is not very favorable.
Yes. ・ Etched silicon as above
Later, a dielectric layer 35 (preferably an oxide layer) is formed.
Then, the concave portion 32 of the silicon is covered. For this
Is, for example, an oxide film with a thickness of 250 angstroms
After growing the oxide, 1500 Å thick oxide
A layer is formed. Thus, a thick oxide layer can be deposited
250 angstrom thick oxidation prior to formation
Better interface state by growing the material film
It becomes possible. But instead of doing this, grow
If the dielectric by the method is preferred,
I will grow a dielectric that will be 1500 angstroms
You can also do it.   In the above process, the growth (as in this example)
When using dielectric by vapor deposition instead of dielectric by method
In this case, the side wall dielectric filament portion 30 has an oxidation resistance.
It is not necessary to form it with an electric conductor.
Instead, it can be made of oxide. • At this point, additional channel storage as needed
By performing ion implantation for forming a pump, the dielectric 35 (third
At the bottom of the figure (formerly at the bottom of the field oxide layer 20)
Channel (in addition to the channel stop area 21)
A stop region 34 is formed. For this, for example,
Input energy 100 keV, dose 2 × 1012atoms / cmTwoage
Perform boron ion implantation as indiscriminate ion implantation
Alternatively, add an additional mask to form the NMOS device area.
That is, only the P-type well 16 is exposed to implanted ions.
The injection energy to 100 keV and the dose to
1 × 1013atoms / cmTwoConcentration of boron ions
An injection may be performed. Figure 3 is thus obtained
This shows the structure that was used. Next, the recess 32 is refilled. To do this,
For example, an amorphous silicon with a thickness of 5000 angstroms
After forming a conformal layer conformally, the photoresist
Perform a flattening process by etching back
As a result, the semiconductor material portion 36 and the gate oxide layer 22
Make it qualitatively the same plane. (Note that this refill
In the process, instead of the above amorphous silicon, polysilico
May be used. FIG. 4
The structure shown in is obtained.   In some cases, as described above,
Do not flatten to the plane of the original substrate surface
May be. That is, instead of the above, the silicon deposition depth
And the etch back depth of the semiconductor material
The surface of 36 is higher than the surface of gate oxide layer 22
To In such an embodiment, the process
Therefore, the groove 38 surrounding the semiconductor material portion 36 is
Direct contact with substrate near edge of field oxide layer 20
The advantage is that the risk of
It is. (Of course, an acid for etching back the dielectric layer 35)
The compound etch-back process takes a long time
By doing so, the semiconductor material portion 36 and the channel region 33
Contact (and interdiffusion) state between silicon and nearby
It is necessary to continue the etch-back process to obtain
It is important. For example, as the field oxide layer 20
When this is formed by the LOCOS method, the upper surface
It will be inclined from the surface of the wall filament part 30
Therefore, the substrate 10 near the field oxide layer 20 is
The necessary to remove isotropically to expose
The length of the dielectric layer 35 exposes the substrate 10 near the gate region 24.
Of the dielectric layer 35 necessary to remove the
It can be longer than the length. Even better
In addition, the field oxide layer 20 causes a load on the oxide etch.
The dielectric layer 35 serves as a gate.
Near the field oxide layer 20 near the region 24
Can also actually erode quickly. In case
Therefore, in the above-described refilling step, the concave portion 32
Refilling this with metal material instead of silicon
In this case, for example, the metal material may have a thickness
Is 5000 Å by chemical vapor deposition.
After deposition, etch back using photoresist
What is necessary is to perform flattening by. . Thus, by performing the oxide etching process,
The drain / drain contact recess 32
The conductor layer 35 is etched back, and the edge of the semiconductor material portion 36 is removed.
A groove 38 (Fig. 5A) is formed around the periphery. This etch process
Short-term wafers, preferably with, for example, 10% HF
ET shall be used. Then polysilicon
(Or possibly amorphous silicon) thin
Layer (semiconductor connector) 40 is conformally deposited and formed.
Then, the groove 38 is refilled. This is shown in Figure 5A.
The structure is obtained. FIG. 5B shows the structure.
Near the boundary between the gate region 24 and the semiconductor material portion 36
The part is shown enlarged. -Then etch back the thin polysilicon layer 40
Thus, silicon is left only in the groove 38. (This d
The touch-back treatment is preferably performed using, for example, pyrocatechol KO.
Short wet etch with H or KOH aqueous solution
No, but if desired, use the plasma etch method.
Is also good. Next, the nitride side wall filament portion 30 is
For example HThreePOFourRemoved by wet etching
It is. (This wet etch is performed to improve reliability.
Yes, but less preferred, if desired
If this process is omitted, the nitride side wall filament portion 30
May be left as is. )
By forming the oxide side wall portion 42, preferably,
Good topography (planar configuration) and silicidation
The gate to the source / drain region.
To prevent the occurrence of short circuits, and
Mass during source / drain doping ion implantation
To form a circle. By the above steps, the structure shown in FIG.
Will be obtained. Note that the polysilicon layer 40 is not covered.
By changing the wearing thickness and the thickness after etch back
In addition, the oxide side wall portion 42 defines the position where the semiconductor material portion 36 is formed.
The nitride side wall filament portion 30 defined
It is possible to reduce the width. If you do this
Is one of the implanted ions for doping the semiconductor material portion 36.
The portion between the semiconductor material portion 36 and the gate region 24
Recon will also collide, which means that
Reduce the width of the filament part of the oxide side wall part 42
As a result, the electrically effective source / drain region 44
This means that the impurity concentration can be increased.
These include this electrically effective source / drain region 44.
It is possible to adjust the profile of impurity concentration
It is nothing less than that. This is sometimes
Avoids the hot carrier effect and lowers the series resistance.
To make the compromise between reducing
Is valid for. However, it is necessary to improve the management system in manufacturing.
To prevent the resistance to punch-through phenomenon from deteriorating
To do this, the filament part by the oxide side wall 42 is required.
Is sufficiently large and the high concentration impurities
To prevent high concentrations of impurities from entering the substrate
Is most preferred. ・ Next, for example, the injection energy is set to 150 keV and the dose is
To 3 × 10Fifteenatoms / cmTwoArsenic as the NMOS device area
Region, that is, the P-type well 16 and the implantation energy is 20 keV.
And the dose is 5 × 10Fifteenatoms / cmTwoIn front of boron as
The mask injected into the PMOS device region, that is, the N-type well 14 is used.
By performing the masking process twice, P+Type
And N+Source / drain impurities of the above NMOS device
Introduce to the region and the PMOS device region respectively. this
The semiconductor material portion 36 by ion implantation twice.
Doping followed by annealing (e.g. argon
In an atmosphere at 900 ° C for 65 minutes).
This promotes the outward diffusion of impurities and
Is doped with silicon, and the electrically effective source /
A drain region 44 is formed. In this case, exposure if desired
The entire surface of the silicon region (ie, semiconductor material portion 36 and
A known method for forming a self-aligned silicide region in the gate region 24)
It may be formed by. (For this, the example
For example, to make titanium 2000 Angstrom thick
After deposition over the entire surface, heat it to 675 ° C in a nitrogen gas atmosphere.
Heat to allow silicidation reaction to take place.
Recon (this silicon has already formed a nitrogen-containing compound
The titanium putter was not at the top
And interconnect processing to define surrounding interconnects.
And then heated to 800 ° C to make the silicide
Annealing to reduce the sheet resistance
Do it. (Note that in this case, the semiconductor material section 36 is
Formed deeper than the source / drain diffusion region
Therefore, these regions are more implanted than normal.
Retention of large total dose of impurities, impurities in silicide
The risk of impurity concentration being reduced by precipitation on
Not at all. FIG. 7 shows the structure obtained by the above processing steps.
It shows the structure. ・ Thus, the process involves deposition of an interlayer dielectric layer,
Tact hole etch formation, metal material deposition and its
Etch treatment, application of a protective film and its etching
End by performing the usual steps such as
Will be completed.   FIG. 8 shows the present invention manufactured as described above.
1 is a plan view showing a semiconductor integrated circuit structure according to the present invention. [The invention's effect]   As described above, the integrated circuit according to the present invention is half that.
When the conductive material portion 36 is completely insulated by the dielectric layer 35,
These semiconductor materials 36 are etched by silicon.
To form a recess and oxidize the etched area
Covering with an object and filling the recess with polysilicon
After a short isotropic etch, the polysilicon
The filament part of the concrete is adhered,
Edged semiconductor material section 36 and active device channel area
Contact with the area 33, and then the minute area of this contact area
Out-diffusion through the active region
A minute diffusion region 44 is formed in the
Region 44 serves as an electrically effective source / drain region
In addition, the side wall was placed above the gate.
By forming the filament part 30 of the silicide,
The etching process can be a self-alignment process.   Thus, the present invention has the following effects as described above.
It is to do. 1. Valid P+−N+Separation interval from layout at circuit design
Latch-up because it is much larger than visible
The tendency is reduced, in fact, the integrated circuit according to the invention
In P+−N+Separation intervals make this a separate design rule.
It is possible to make an exception as a file. 2. Resistant to one-shot event disruption. 3. Extremely good carrier mobility control
It must be possible. 4.Do not add series resistance to the electrical characteristics of the device.
In addition, the thermionic effect can be minimized. 5. Add to the board directly under the source / drain contact area
By forming additional channel stop regions
The separation effect can be further improved if necessary.
Ability. Such improvement of the separation effect is simply
Between the NMOS regions (that is, the NMOS device region adjacent to the PMOS device region).
Between the mote as well as between
(That is, a certain NMOS device region and its neighboring
Between NMOS device regions). 6. The present invention uses the LOCOS method, the MFFFR method (SWAMI method), etc.
It can be implemented using various field separation technologies.
That. 7. The latch-up tendency further reduces the current regeneration effect.
Can be reduced by limiting the area.
When. 8. The short channel effect is reduced. 9. When the sheet resistance in the "source / drain" area is conventional
Better than conventional interconnect wiring
A region must be obtained. 10.Conventional self-aligned direct reaction silicidation process or
Describes a direct reaction metallization process with the fabrication method according to the invention.
Can be used in combination. 11. The parasitic capacitance in the source / drain area is reduced,
As a result, the operating speed of the circuit incorporating the device according to the present invention
Can be increased. 12. The present invention is applied to a silicidation process and a peripheral wiring layer formation process.
Surface layer that can absorb impurities from silicon
By combining with processes that can be formed
And improved resistance to spikes
Is obtained. 13. The present invention is applied to a silicidation process and a peripheral wiring layer forming process.
Surface layer that can absorb impurities from silicon
By combining with processes that can be formed
And the advantage that the specific contact resistance is improved can be obtained.
When. 14. The present invention is applied to a silicidation process and a peripheral wiring layer forming process.
Surface layer that can absorb impurities from silicon
By combining with processes that can be formed
The resistance to the hot carrier effect is improved.
Benefits.   The following section is further disclosed in connection with the above description. (1) Insulated gate field effect transistor active device
Have, and A substrate having an upper portion of a single crystal semiconductor; The plurality of active devices surrounding the plurality of active device regions;
A field separation area defining a vice area; • across the active device area at a given point
At the bottom of those places, the channel area of the transistor
And isolated from the transistor channel region.
A plurality of conductive gate lines, A plurality of source / drain contact areas, .Each of the plurality of source / drain contact regions
Is recessed into said substrate and is separated from said substrate by a dielectric layer.
Having a partially separated conductive material portion, .Slightly above the source / drain contact area
One of the channel regions is adjacent to the other
Is electrically coupled by the outward diffusion
Integrated circuit. (2) the source / drain contact region is
Outward diffusion of impurities into adjacent ones of the channel regions
Electrical connection by means of
The junction depth of the outward diffusion part of the object is
Less than half the depth of the source / drain contact area
The integrated circuit according to claim 1, wherein (3) the source / drain contact region is the substrate
Have a surface substantially flush with the surface of the
2. The integrated circuit according to claim 1, comprising: (4) the source / drain contact region is the substrate
Has a surface on a plane substantially above the surface of the
2. The integrated circuit according to the above item 1, wherein (5) The gate line is horizontally insulated by the saw.
-Drain contact region to sidewall dielectric filament
Separated by the
Where the drain / drain contact region is bonded to the substrate
The out-diffusion portion in the vicinity of the position is the dielectric filament.
Item 1 described above as having a width almost equal to the width of the
Integrated circuit. (6) With the source / drain contact area
And the adjacent ones of the channel regions
1000 Angstroms
Trom or below maximum depth
(Provided by surrounding joints)
2. The integrated circuit according to claim 1, wherein (7) The insulated source / drain contact area
The dielectric surrounding is made of silicon dioxide
2. The integrated circuit according to claim 1, comprising: (8) A small portion of the source / drain contact region
If at least the substrate at the bottom is higher
Having a pure concentration, said impurities being insulated each
The failure in the vicinity of the source / drain contact region
The conductive type is opposite to that of the pure substance diffusion section.
2. The integrated circuit according to item 1. (9) The integrated circuit is an NMOS device and a PMOS device
And the higher impurity concentration is higher than that of the NMOS.
Item 8 described above, which is unevenly distributed at the bottom of the device
The described integrated circuit. (10) The field insulating region is provided in the substrate,
The substrate is at the top where the impurity concentration is higher
And the filament insulating region is formed by the impurities.
A channel stop area is defined at the bottom of
Higher impurity below the source / drain contact area
Substance concentration is higher than the impurity concentration of the channel stop region.
2. The integration circuit according to claim 1, wherein
Road. (11) The source / drain contact region is
Have a depth of at least two-thirds the depth of the field insulating region.
2. The integrated circuit according to claim 1, wherein (12) The isolated source / drain contact area
Is substantially filled with doped polysilicon.
2. The integrated circuit according to the above item 1, wherein (13) The source / drain contact region is substantially
Before being filled with refractory metal material
2. The integrated circuit according to item 1. (14) The integrated circuit is an NMOS device and a PMOS device
These NMOS devices and PMOS devices
The minimum separation between the chairs via the field isolation region is
Through field isolation between NMOS devices
So that it is no larger than three-half of the minimum separation
2. The integrated circuit according to the above item 1. (15) The semiconductor is substantially made of silicon.
2. The integrated circuit according to claim 1, comprising: (16) The source / drain contact region is formed of the conductive material.
Within 20% to 80% of the minimum width of the gate line
2. The integrated circuit according to claim 1, wherein the integrated circuit has
Road. (17) The source / drain contact region is formed of the conductive material.
Within 20% to 80% of the minimum width of the gate line
With a depth of 2000 Angstroms
Make sure it is within 5000 Angstroms.
2. The integrated circuit according to claim 1, wherein (18) Insulated gate field effect transistor active device
Have, and .A substrate having an upper portion of a single crystal semiconductor; .Surrounding and defining multiple active device areas
Field oxide region, -Traverse the area at a predetermined location on the active device
Cut off the transistor channel at the bottom of those places
Define the area and define these transistor channels.
Insulated from the tunnel region, and further polycrystalline material, mainly polycrystalline
A plurality of gate lines made of crystalline silicon, . Consisting of multiple source / drain contact areas, • Each of these source / drain contact areas
Recessed into the substrate and partially separated from the substrate by a dielectric layer
Having electrically insulated conductive material, .Slightly above the source / drain contact area
One of the channel regions is adjacent to the other
Is electrically coupled by the outward diffusion
Integrated circuit. (19) The source / drain contact region is
Outward diffusion of impurities into adjacent ones of the channel regions
Electrical connection by means of
The junction depth of the outward diffusion part of the object is
Less than half the depth of the source / drain contact area
Item 19. The integrated circuit according to Item 18, wherein (20) The source / drain contact region is the substrate
Have a surface substantially flush with the surface of the
19. The integrated circuit according to claim 18, comprising: (21) The source / drain contact region is the substrate
Has a surface on a plane substantially above the surface of the
Item 19. The integrated circuit according to Item 18, wherein (22) The gate line is horizontally insulated by the insulated saw.
-Drain contact region to sidewall dielectric filament
Separated by the
Where the drain / drain contact region is bonded to the substrate
The out-diffusion portion of the impurity in the vicinity of the
The width of the filament portion is almost equal to the width of the filament portion.
19. The integrated circuit according to item 18. (23) With the source / drain contact area
And the adjacent ones of the channel regions
1000 Angstroms
Trom or below maximum depth
(Provided by surrounding joints)
19. The integrated circuit according to claim 18, wherein (24) The isolated source / drain contact area
The dielectric surrounding is made of silicon dioxide
19. The integrated circuit according to claim 18, wherein the integrated circuit comprises: (25) A small portion of the source / drain contact area
If at least the substrate at the bottom is higher
Having a pure concentration, the impurities being
In the vicinity of the source / drain contact region
The conductivity type is opposite to that of the impurity diffusion portion.
Item 19. An integrated circuit according to Item 18. (26) The integrated circuit is an NMOS device and a PMOS device
And the higher impurity concentration is higher than that of the NMOS.
Item 25, which is unevenly distributed at the bottom of the device
The described integrated circuit. (27) The field insulating region is provided in the substrate,
The substrate is at the top where the impurity concentration is higher
And the filament insulating region is formed by the impurities.
A channel stop area is defined at the bottom of
Higher impurity below the source / drain contact area
Substance concentration is higher than the impurity concentration of the channel stop region.
Item 21.
Road. (28) The source / drain contact region is
Have a depth of at least two-thirds the depth of the field insulating region.
19. The integrated circuit according to claim 18, wherein the integrated circuit is configured as follows. (29) The insulated source / drain contact area
Is substantially filled with doped polysilicon.
Item 19. The integrated circuit according to Item 18, wherein (30) The source / drain contact region is substantially
Before being filled with refractory metal material
19. The integrated circuit according to item 18. (31) The integrated circuit is an NMOS device and a PMOS device
These NMOS devices and PMOS devices
The minimum separation between the chairs via the field isolation region is
Through field isolation between NMOS devices
So that it is no larger than three-half of the minimum separation
Item 19. The integrated circuit according to Item 18, wherein (32) The source / drain contact region is formed of the conductive material.
Within 20% to 80% of the minimum width of the gate line
Item 19. The integrated circuit according to Item 18, wherein
Road. (33) The source / drain contact region is formed of the conductive material.
Within 20% to 80% of the minimum width of the gate line
With a depth of 2000 Angstroms
Make sure it is within 5000 Angstroms.
19. The integrated circuit according to claim 18, wherein (34) Insulated gate field effect transistor active device
Have, and .A substrate having an upper portion of a single crystal semiconductor; .Surrounding and defining multiple active device areas
Field oxide region, -Traverse the area at a predetermined location on the active device
Cut off the transistor channel at the bottom of those places
Define the area and define these transistor channels.
Insulated from the tunnel region, and further polycrystalline material, mainly polycrystalline
A plurality of gate lines made of crystalline silicon, . Consisting of multiple source / drain contact areas, .Each of these source / drain contact areas
× 1018Doped in the above concentration, invades the substrate,
And partially insulated from the substrate by a dielectric layer
Crystal silicon part, .Slightly above the source / drain contact area
One of the channel regions is adjacent to the other
Are electrically coupled by the outward diffusion of
Outer diffusion is less than 1000 Angstroms or less
Source / drain contacts in the substrate
A maximum depth that is less than half the depth of the region (the outdiffusion
(Provided by the joint surrounding the part)
An integrated circuit characterized by: (35) The source / drain contact region is the substrate
Have a surface substantially flush with the surface of the
35. The integrated circuit according to the above item 34, comprising: (36) The source / drain contact region is provided on the substrate.
Has a surface on a plane substantially above the surface of the
35. The integrated circuit according to the above item 34, wherein: (37) The gate line is horizontally insulated by the insulated saw.
-Drain contact region to sidewall dielectric filament
Separated by the
Where the drain / drain contact region is bonded to the substrate
The out-diffusion portion of the impurity in the vicinity of the
The width of the filament portion is almost equal to the width of the filament portion.
34. An integrated circuit according to item 34. (38) The isolated source / drain contact area
The dielectric surrounding is made of silicon dioxide
35. The integrated circuit according to the above item 34, comprising: (39) A small portion of the source / drain contact area
If at least the substrate at the bottom is higher
Having a pure concentration, said impurities being insulated each
The failure in the vicinity of the source / drain contact region
The conductive type is opposite to that of the pure substance diffusion section.
34. An integrated circuit according to item 34. (40) The integrated circuit is an NMOS device and a PMOS device
And the higher impurity concentration is higher than that of the NMOS.
Item 39, which is unevenly distributed at the bottom of the device
The described integrated circuit. (41) The field insulating region is provided in the substrate,
The substrate is at the top where the impurity concentration is higher
And the filament insulating region is formed by the impurities.
A channel stop area is defined at the bottom of
Higher impurity below the source / drain contact area
Substance concentration is higher than the impurity concentration of the channel stop region.
35.The integration circuit according to claim 34, wherein
Road. (42) The source / drain contact region is
Have a depth of at least two-thirds the depth of the field insulating region.
35. The integrated circuit according to claim 34, wherein (43) The integrated circuit is an NMOS device and a PMOS device
These NMOS devices and PMOS devices
The minimum separation between the chairs via the field isolation region is
Through field isolation between NMOS devices
So that it is no larger than three-half of the minimum separation
35. The integrated circuit according to the above item 34. (44) the source / drain contact region is the conductive
Within 20% to 80% of the minimum width of the gate line
35. The integration circuit according to claim 34, wherein
Road. (45) the source / drain contact region is the conductive
Within 20% to 80% of the minimum width of the gate line
With a depth of 2000 Angstroms
Make sure it is within 5000 Angstroms.
35. The integrated circuit according to claim 34, wherein (46) When manufacturing integrated circuits, (A) preparing a substrate having an upper portion of a single crystal semiconductor, (B) A plurality of flashes are provided at predetermined locations on the single crystal semiconductor.
Forming a field isolation region and forming a field isolation region.
Define an active device area in between, (C) a predetermined region including a predetermined portion of the active device region;
A portion of each of the active device regions above the location
Multiple transistors that define the transistor channel area
Forming an edged gate line, (D) forming a side wall filament portion on the gate line
And (E) the gate line in the upper portion of the single crystal semiconductor;
Or the field separation area, or
The side wall filament part on the gate line
Even uncovered areas to approximately the specified depth
Source / drain contact by etching
Forming a recess (F) A dielectric layer is formed on the bottom and side walls of the recess.
Formally, (G) The source / drain contact recess is made conductive.
Filled with material, (H) forming the conformally formed dielectric layer as described above;
Etch bar around source / drain contact recess
The source / drain contact
Forming a groove surrounding the surface of the recess,
Refill the groove with conductive material filament, (I) heating the substrate to separate the source / drain;
Out diffusion of impurities from the ground contact region.
The source / drain contact region
Combined with the corresponding transistor channel area
Multiple source / drain diffusions are formed
A method for manufacturing an integrated circuit, comprising: (47) (j) The source / drain contact recess is formed
In the step (g) of filling with a conductive material,
To use a conductive material that is lightly doped
Following the above process, (K) the source / source in the PMOS active device area;
Introducing P-type impurities into the drain contact region
The source / drain in the NMOS active device region.
N-type impurities into the contact region
47. The method of manufacturing an integrated circuit according to the above item 46. (48) In the step (c) of forming the conductive gate line,
Firstly made of polysilicon and for protection
To form a conductive part covered by a dielectric layer
47. The method of manufacturing an integrated circuit according to the above item 46. (49) In the step (c) of forming the conductive gate line,
First, polysilicon / silicide sand
Consisting of a switch structure and covered by a protective dielectric layer
The method according to claim 46, wherein the conductive portion is formed.
Manufacturing method of integrated circuit. (50) The protective dielectric layer is made of silicon nitride
And the insulated source / drain contact area
In the step of isotropically etching back the electric body layer surrounding the
In this case, the protective dielectric layer does not remove it,
Surrounding the isolated source / drain contact area
The electric conductor layer is mainly made of silicon oxide.
50. The method of manufacturing an integrated circuit according to the above item 49, wherein: (51) The source / drain contact recess is made conductive.
In the step (g) of filling with the material,
Fill the lane contact recess with metal material
49. The method of manufacturing an integrated circuit according to claim 46, wherein (52) The metal material is tungsten, molybdenum, tan
Tar, niobium, columbium, palladium and
Select and use as appropriate from among metals such as
52. The method of manufacturing an integrated circuit according to the above item 51.   The embodiments of the present invention have been described above.
The integrated circuit and its fabrication method according to
May be added or changed as appropriate.
Needless to say.

【図面の簡単な説明】 第1図,第2図,第4図,第5図,第5A図,第5B図,第
6図および第7図は本発明による集積回路デバイスの製
作プロセスを工程順に示す断面図,第8図は本発明によ
る集積回路デバイスの一部を示す平面図である. 10……P+型基板 12……P-型エピタキシャル層 14……N型ウエル 16……P型ウエル 18……活性デバイス領域(モート領域) 20……フィールド酸化物領域 22……ゲート酸化物層 24……ポリシリコンゲート層 30……窒化物フィラメント部 33……チャンネル領域 35……誘電体層 36……半導体材料部 38……溝 40……ポリシリコン層(またはアモルファスシリコン
層),42……側壁フィラメント部 44……不純物拡散部(有効ソース/ドレーン領域),46
……シリサイド領域.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1, FIG. 2, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 5A, FIG. 5B, FIG. 6, and FIG. FIG. 8 is a plan view showing a part of an integrated circuit device according to the present invention. 10 ...... P + -type substrate 12 ...... P - -type epitaxial layer 14 ...... N-type well 16 ...... P-type well 18 ...... active device region (moat region) 20 ...... field oxide region 22 ...... gate oxide Layer 24 Polysilicon gate layer 30 Nitride filament part 33 Channel region 35 Dielectric layer 36 Semiconductor material part 38 Groove 40 Polysilicon layer (or amorphous silicon layer), 42 ... sidewall filament part 44 ... impurity diffusion part (effective source / drain area), 46
... silicide region.

フロントページの続き (72)発明者 チェ‐チャ ウエイ アメリカ合衆国テキサス州,リチャード ソン エイ ブルトン ベンズ 558 (56)参考文献 特開 昭60−161669(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 27/092 H01L 21/8238 H01L 29/78 H01L 21/336 Continuation of the front page (72) Inventor Che-chaway Richardson Ableton Benz, Texas, USA 558 (56) References JP-A-60-161669 (JP, A) (58) Fields studied (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 27/092 H01L 21/8238 H01L 29/78 H01L 21/336

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.絶縁ゲート電界効果トランジスタ活性デバイスを具
備し、さらに、 ・第1の導電型の単結晶半導体上部を有する基板と、 ・複数の活性デバイス領域を取り囲んで該複数の活性デ
バイス領域を画定する複数のフィールド分離領域と、 ・複数のトランジスタであって、 該複数のトランジスタがそれぞれ、 a)ゲートラインであって、活性デバイス領域を横断し
て該ゲートラインの下にトランジスタチャンネルを画定
し、かつ該トランジスタチャンネルから絶縁された前記
ゲートラインと、 b)前記ゲートラインの両側に設けられた複数のソース
/ドレーンコンタクト領域であって、該複数のソース/
ドレーンコンタクト領域のそれぞれが、 前記基板に陥入され、かつ第2の導電型の不純物でド
ープされた半導体材料部と、 該半導体材料部の下に設けられた部分を有し、かつ前
記半導体材料部と前記基板との間に設けられた上方に延
びた部分を有する誘電体層と、 前記半導体材料部と前記基板との間であって前記誘電
体層の前記上方に延びた部分の上に設けられた第1の部
分を有し、かつ前記半導体材料部と前記トランジスタチ
ャンネルとの間の前記基板上に設けられた第2の部分を
有する、前記半導体材料部と接触した半導体コネクタ
と、 を有する、前記複数のソース/ドレーンコンタクト領域
とを含む、前記複数のトランジスタと、 ・前記複数のトランジスタチャンネルのうち対応する一
つのトランジスタチャンネルによって互いに離された複
数のソース拡散領域および複数のドレーン拡散領域であ
って、前記各ソース拡散領域および前記各ドレーン拡散
領域が、前記半導体材料部と反対側で前記複数の半導体
コネクタの一つの前記第1および第2の部分と接触し、
かつ前記第2の導電型の不純物でドープされた、前記複
数のソース拡散領域および前記複数のドレーン拡散領域
と、 を具備することを特徴とする集積回路。 2.請求項1記載の集積回路であって、 前記半導体コネクタが、前記ソース/ドレーンコンタク
ト領域の前記基板内の1/2以下の深さである接合深さを
有することを特徴とする集積回路。
(57) [Claims] A substrate having an insulated gate field effect transistor active device, further comprising: a first conductivity type single crystal semiconductor top; and a plurality of fields surrounding the plurality of active device regions and defining the plurality of active device regions. An isolation region; and a plurality of transistors, each of the plurality of transistors: a) a gate line, defining a transistor channel across the active device region and below the gate line; and B) a plurality of source / drain contact regions provided on both sides of the gate line, wherein the plurality of source / drain contact regions are provided on both sides of the gate line;
Wherein each of the drain contact regions has a semiconductor material portion indented into the substrate and doped with a second conductivity type impurity, and a portion provided below the semiconductor material portion; A dielectric layer having an upwardly extending portion provided between a portion and the substrate; and a dielectric layer between the semiconductor material portion and the substrate and on the upwardly extending portion of the dielectric layer. A semiconductor connector in contact with the semiconductor material portion, the semiconductor connector having a first portion provided and having a second portion provided on the substrate between the semiconductor material portion and the transistor channel. The plurality of transistors, including the plurality of source / drain contact regions; and each other by a corresponding one of the plurality of transistor channels. A plurality of source diffusion regions and a plurality of drain diffusion regions, wherein each of the source diffusion regions and each of the drain diffusion regions is the first and one of the plurality of semiconductor connectors on a side opposite to the semiconductor material portion. Contact the second part,
An integrated circuit comprising: the plurality of source diffusion regions and the plurality of drain diffusion regions doped with an impurity of the second conductivity type. 2. The integrated circuit according to claim 1, wherein the semiconductor connector has a junction depth that is less than or equal to half the depth of the source / drain contact region in the substrate.
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JPS6163057A (en) * 1984-09-04 1986-04-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Manufacture of misfet

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