JP3203733B2 - MOSIC and its manufacturing method - Google Patents
MOSIC and its manufacturing methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、MOSIC(集積回
路)及びその製造方法に係り、特にリング状あるいは弧
状ゲート電極のMOSFETによりICを構成したMO
SIC及びその製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a MOSIC (integrated circuit) and a method of manufacturing the same, and more particularly to an MOIC comprising a ring-shaped or arc-shaped gate electrode MOSFET.
The present invention relates to an SIC and a method for manufacturing the SIC.
【0002】[0002]
【従来の技術】図6及び図7は、MOSICの1つであ
るMOSFET(電界効果トランジスタ)の従来の製造
方法を説明するための前半及び後半工程断面図である。2. Description of the Related Art FIGS. 6 and 7 are sectional views of a first half and a second half of a process for explaining a conventional method of manufacturing a MOSFET (field effect transistor) which is one of MOSICs.
【0003】図6及び図7にその製造工程を示したMO
SFETは、ゲートとチャネルが直交する構造を有す
る。ゲートとチャネルが直交する従来のMOSFETの
製造は、まず図6(a)に示すように、シリコン基板1
上に熱酸化によりゲート酸化膜(SiO2)2を形成
し、更にゲート酸化膜2上にCVD法により、ゲート電
極となるポリシリコン(poly−Si)膜3、そして
SiO2膜4を順次形成し、次に図6(b)に示すよう
に、RIE(反応性イオンエッチング)によってSiO
2膜4、そしてpoly−Si膜3を順次パターニング
して、SiO2膜パターン4a、そしてゲート電極3a
を形成する。FIGS. 6 and 7 show an MO showing the manufacturing process.
The SFET has a structure in which the gate and the channel are orthogonal. In manufacturing a conventional MOSFET in which a gate and a channel are orthogonal to each other, first, as shown in FIG.
A gate oxide film (SiO 2 ) 2 is formed thereon by thermal oxidation, and a polysilicon (poly-Si) film 3 serving as a gate electrode and a SiO 2 film 4 are sequentially formed on the gate oxide film 2 by a CVD method. Then, as shown in FIG. 6B, SiO 2 is formed by RIE (reactive ion etching).
2 film 4 and poly-Si film 3 are sequentially patterned to form a SiO 2 film pattern 4a and a gate electrode 3a.
To form
【0004】次に、全面にSiO2をCVD法により堆
積した後、異方性エッチングによりエッチバックを行っ
て、図6(c)に示すように、ゲート電極3aの側壁に
SiO2サイドウォール6を形成する。Next, after depositing SiO 2 on the entire surface by the CVD method, etch back is performed by anisotropic etching, and as shown in FIG. 6C, the SiO 2 side wall 6 is formed on the side wall of the gate electrode 3a. To form
【0005】次に、図7(a)に示すように、第2層電
極を形成するためにポリシリコン(poly−Si)を
全面に堆積して、第2poly−Si膜8を形成する。
その後、図7(b)に示すように、第2poly−Si
膜8の不要部をRIEによりパターニング除去して、第
2層電極8a,8bを形成する。図8は図7(b)の要
部斜視図を示す。Next, as shown in FIG. 7A, polysilicon (poly-Si) is deposited on the entire surface to form a second layer electrode, and a second poly-Si film 8 is formed.
Thereafter, as shown in FIG. 7B, the second poly-Si
Unnecessary portions of the film 8 are removed by patterning by RIE to form second layer electrodes 8a and 8b. FIG. 8 is a perspective view of a main part of FIG.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記RIEによる第2
層電極(poly−Si)8a,8bへのパターニング
工程で、SiO2サイドウォール6面上に、図8に示し
たようなpoly−Siエッチング残膜9が存在する
と、その残膜によりソース電極とドレイン電極間にショ
ート不良が発生する。従って、そのpoly−Siの膜
をサイドウォール面上に残さないようにする必要があ
り、充分に除去するためには数百%のオーバーエッチン
グを必要とする。しかしながら、このオーバーエッチン
グは、平坦部分のレジストの残膜が消失する前に停止し
なければならない。SUMMARY OF THE INVENTION
Layer electrode (poly-Si) 8a, in the patterning step to 8b, the SiO 2 sidewalls 6 on the surfaces of, when the poly-Si etching residual film 9 as shown in FIG. 8 are present, the source electrode by the remaining film A short circuit occurs between the drain electrodes. Therefore, it is necessary to prevent the poly-Si film from being left on the side wall surface, and several hundred percent over-etching is required to sufficiently remove the poly-Si film. However, this over-etching must be stopped before the residual resist film on the flat portion disappears.
【0007】このように、サイドウォール面にpoly
−Siの残膜を生ぜず、しかも平坦部分のレジスト膜を
消失させないプロセスマージンは狭い。As described above, the side wall surface is made of poly.
The process margin is small because no residual film of -Si is generated and the resist film in the flat portion is not lost.
【0008】そこで本発明は、ゲート電極側壁にpol
y−Siを残しても動作可能で、しかも集積度を向上さ
せたMOSIC及びその製造方法を提供することを目的
とする。Accordingly, the present invention provides a method of forming a pol
It is an object of the present invention to provide a MOSIC that can operate even when y-Si is left and has an improved degree of integration, and a method for manufacturing the same.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上述の課題は、シリコン
基板と、このシリコン基板上に設けられた所定の厚みの
リング状のゲート酸化膜と、このゲート酸化上に設けら
れた第1のポリシリコン膜から成るリング状ゲート電極
と、この リング状ゲート電極の上部に設けられた絶縁
膜と、この絶縁膜を含みリング状ゲート電極の側壁に設
けられた絶縁膜サイドウォールと、この絶縁膜サイドウ
ォールによって素子分離されるリング状ゲート電極の内
側でシリコン基板に接合された第1の電極と、絶縁膜サ
イドウォールによって素子分離されるリング状ゲート電
極の外側でシリコン基板に接合された第2の電極とを備
え、第1の電極はドレイン電極又はソース電極であり、
第2の電極はソース電極又はドレイン電極であり、第1
及び第2の電極は、絶縁膜及び絶縁膜サイドウォールに
よって素子分離されるリング状ゲート電極を有したシリ
コン基板の全面に、第2のポリシリコン膜が形成された
後にエッチバックされ、該エッチバック後の第2のポリ
シリコン膜上にパターニングされた第3のポリシリコン
膜から成ることを特徴とする第1のMOSICによって
解決される。SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned problem is solved by silicon.
Substrate and a predetermined thickness provided on the silicon substrate.
A ring-shaped gate oxide film and a gate oxide
Ring-shaped gate electrode made of first polysilicon film
And the insulation provided on top of this ring-shaped gate electrode
Film and a side wall of the ring-shaped gate electrode including the insulating film.
The insulating film sidewall and the insulating film sidewall
Of the ring-shaped gate electrode separated by
A first electrode bonded to the silicon substrate on the side, and an insulating film
Ring-shaped gate electrode separated by
A second electrode bonded to the silicon substrate outside the pole.
First, the first electrode is a drain electrode or a source electrode,
The second electrode is a source electrode or a drain electrode, and the first electrode
And the second electrode is formed on the insulating film and the insulating film sidewall.
Therefore, the silicon having a ring-shaped gate
A second polysilicon film was formed on the entire surface of the substrate.
After the etch back, the second poly after the etch back
Third polysilicon patterned on a silicon film
The problem is solved by a first MOSIC, which is made of a film .
【0010】本発明に係る第2のMOSICは、シリコ
ン基板と、このシリコン基板上に設けられた所定の厚み
の複数の弧状のゲート酸化膜と、このゲート酸化上に設
けられた第1のポリシリコン膜から成る弧状ゲート電極
と、この弧状ゲート電極の上部に設けられた絶縁膜と、
この絶縁膜を含み弧状ゲート電極の側壁に設けられた絶
縁膜サイドウォールと、この絶縁膜サイドウォールによ
って素子分離される弧状ゲート電極の内側でシリコン基
板に接合された複数の第1の電極と、絶縁膜サイドウォ
ールによって素子分離される弧状ゲート電極の外側でシ
リコン基板に接合された第2の電極とを備え、第1の電
極はソース電極であり、第2の電極はドレイン電極であ
り、第1の電極及び第2の電極は絶縁膜及び絶縁膜サイ
ドウォールによって素子分離される弧状ゲート電極を有
したシリコン基板の全面に、第2のポリシリコン膜が形
成された後にエッチバックされ、該エッチバック後の第
2のポリシリコン膜上にパターニングされた第3のポリ
シリコン膜から成ることを特徴とするものである。 [0010] The second MOSIC according to the present invention is a silicon MOSIC.
Substrate and a predetermined thickness provided on the silicon substrate.
A plurality of arc-shaped gate oxide films and a gate oxide
Arc-shaped gate electrode made of a first polysilicon film
And an insulating film provided on the arc-shaped gate electrode;
Insulation provided on the side wall of the arc-shaped gate electrode including this insulating film
The edge film sidewall and the insulating film sidewall
Silicon base inside the arcuate gate electrode
A plurality of first electrodes joined to the plate and an insulating film side wall;
Outside the arc-shaped gate electrode separated by
A second electrode joined to the recon substrate, and the first electrode
The pole is a source electrode and the second electrode is a drain electrode.
The first electrode and the second electrode are an insulating film and an insulating film size.
With an arc-shaped gate electrode separated by a
A second polysilicon film is formed on the entire surface of the silicon substrate.
After being formed, it is etched back.
Third poly patterned on the second polysilicon film
It is made of a silicon film.
【0011】本発明に係るMOSICの製造方法は、シ
リコン基板上にゲート酸化膜、第1のポリシリコン膜及
び絶縁膜を順次形成する工程と、この絶縁膜と第1のポ
リシリコン膜をパターニングして該絶縁膜と第1のポリ
シリコン膜からなるリング又は弧状のゲート電極を形成
する工程と、この絶縁膜を含み第1のポリシリコン膜の
側壁に絶縁膜サイドウォールを形成する工程と、このゲ
ート電極及び絶縁膜サイドウォールの下部以外のゲート
酸化膜を除去してこのシリコン基板表面を露出する工程
と、このシリコン基板の全面に第2のポリシリコン膜を
形成した後に、該ポリシリコン膜をエッチバックする工
程と、更に、この第2のポリシリコン膜をエッチバック
された前記シリコン基板の全面に第3のポリシリコン膜
を形成した後に該第3のポリシリコン膜をパターニグし
てソース電極及びドレイン電極を形成する工程とを含む
ことを特徴とするものである。[0011] Production method of MOSIC according to the present invention, a gate oxide film on a silicon substrate, the first polysilicon film 及
Sequentially forming a fine insulating film, the step of forming the insulating film and the first port <br/> Rishirikon insulating film film patterning the ring or arcuate gate electrode composed of the first polysilicon film When a step of forming a sidewall insulating film sidewall of the first polysilicon film including the insulating film, the gate
Gates other than gate electrode and insulating film sidewall
Step of exposing the silicon substrate surface by removing the oxide film
If, after forming the second polysilicon film on the entire surface of the silicon substrate, a step of etching back the polysilicon film, further etching back the second polysilicon film
The polysilicon film of the third and Patanigu after been formed a third polysilicon film on the entire surface of the silicon substrate
To and forming a source electrode and a drain electrode Te is characterized in.
【0012】[0012]
【作用】本発明の第1のMOSICによれば、第1のポ
リシリコン膜から成るリング状ゲート電極の内側及び外
側でシリコン基板に接合された第1及び第2の電極を備
え、この第1の電極及び第2の電極は、絶縁膜サイドウ
ォールによって素子分離されるリング状の第1のポリシ
リコン膜(ゲート電極)を有したシリコン基板の全面
に、第2のポリシリコン膜が形成された後にエッチバッ
クされ、このエッチバック後の第2のポリシリコン膜上
にパターニングされた第3のポリシリコン膜から成るも
のである。 従って、絶縁膜サイドウォールの脇に傾斜を
有した第2のポリシリコン膜を残す構造を採ることがで
きるので、MOSICのソース電極及びドレイン電極を
1回のポリシリコン膜を形成してパターニングする場合
に比べて、これらの電極のセルフアラインコンタクトの
エッチング条件のマージンを広くすることができる。し
かも、セルフアラインコンタクトを活用してMOSIC
の集積度を高めることができるばかりか、MOSICの
微細縮小化に伴う配線パターンの平坦化を図ることがで
きる。 According to the first MOSIC of the present invention , the first MOSIC is provided.
Inside and outside of a ring-shaped gate electrode composed of a silicon film
First and second electrodes joined to the silicon substrate on the side
The first electrode and the second electrode are formed by insulating film sidewalls.
Ring-shaped first policy separated by
The entire surface of a silicon substrate with a recon film (gate electrode)
After the second polysilicon film is formed,
On the second polysilicon film after this etch back.
Made of a third polysilicon film patterned
It is. Therefore, there is a slope beside the insulating film sidewall.
It is possible to adopt a structure that leaves the second polysilicon film
Therefore, the source and drain electrodes of the MOSIC can be
When forming and patterning a single polysilicon film
In comparison with the above, the margin of the etching conditions for the self-aligned contact of these electrodes can be made wider . In addition, MOSIC utilizing self-aligned contacts
In addition to increasing the integration of
Wiring patterns can be flattened due to miniaturization.
Wear.
【0013】また、本発明の第2のMOSICによれ
ば、複数のFETを組合せる場合に第1のMOSICの
構造を適用できるので、弧状ゲート電極の内側のみなら
ず、外側のソース電極/ドレイン電極もセルフアライン
コンタクトのエッチング条件のマージンを広くすること
ができる。本発明のMOSICの製造方法によれば、ソ
ース電極及びドレイン電極を1回のポリシリコン膜を形
成してパターニングする場合に比べて、セルフアライン
コンタクトのエッチング条件のマージンを広くすること
ができる。しかも、セルフアラインコンタクトを活用し
てMOSICの集積度を高めることができるばかりか、
MOSICの微細縮小化に伴う配線パターンの平坦化を
図ることができる。Further , according to the second MOSIC of the present invention ,
For example, when combining a plurality of FETs, the first MOSIC
Since the structure can be applied, if only inside the arcuate gate electrode
No external source / drain electrodes are self-aligned
Widening the margin of contact etching conditions
Can be. According to the MOSIC manufacturing method of the present invention,
The source and drain electrodes are formed as a single polysilicon film
Self-alignment compared to patterning and patterning
Widening the margin of contact etching conditions
Can be. Moreover, utilizing self-aligned contacts
Not only can increase the degree of integration of MOSIC,
Wiring pattern flattening due to miniaturization of MOSIC
Can be planned .
【0014】[0014]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0015】図1は、本発明に係るリング状ゲート電極
を有するMOSFET(MOSIC)の一実施例を示す
図であり、特に図1(a)は上面図であり、図1(b)
は図1(a)のA1−A2断面図である。FIG. 1 is a view showing one embodiment of a MOSFET (MOSIC) having a ring-shaped gate electrode according to the present invention. FIG. 1A is a top view, and FIG.
FIG. 2 is a sectional view taken along line A1-A2 of FIG.
【0016】図1(a)及び図1(b)に示すように、
本実施例は円柱状ドレイン電極18a、リング状(中抜
き円柱状)ソース電極18b及びポリシリコンゲート電
極13aをその主要構成としており、ポリシリコンゲー
ト電極13a及びその上のSiO2膜パターン14aの
両側壁にはSiO2サイドウォール16が設けられ、更
にそのSiO2サイドウォール16の側面にはシリコン
基板11のソース領域とソース電極18b及びシリコン
基板11のドレイン領域とドレイン電極18aとをそれ
ぞれセルフアラインコンタクトするポリシリコン(po
ly−Si)膜17aが設けられている。As shown in FIGS. 1A and 1B,
This embodiment has a cylindrical drain electrode 18a, a ring-shaped (hollow cylindrical) source electrode 18b and a polysilicon gate electrode 13a as its main components, and is formed on both sides of the polysilicon gate electrode 13a and the SiO 2 film pattern 14a thereon. A SiO 2 sidewall 16 is provided on the wall, and a source region and a source electrode 18b of the silicon substrate 11 and a drain region and a drain electrode 18a of the silicon substrate 11 are respectively self-aligned on side surfaces of the SiO 2 sidewall 16. Polysilicon (po
ly-Si) film 17a.
【0017】上記図1の如く構成されたMOSFET
は、SiO2サイドウォール16側面にpoly−Si
の残膜が存在しても問題にならず、エッチング条件のマ
ージンを広くとることができる。The MOSFET configured as shown in FIG.
Is poly-Si on the side surface of the SiO 2 side wall 16.
Is not a problem even if the remaining film is present, and the margin of the etching condition can be widened.
【0018】図2及び図3は、図1に示した本発明に係
るリング状ゲート電極を有するMOSFETを製造する
方法を説明するためのそれぞれ前半工程断面図(斜視図
含む)及び後半工程断面図を示す。FIGS. 2 and 3 are a first half process sectional view (including a perspective view) and a second half process sectional view, respectively, for explaining the method of manufacturing the MOSFET having the ring-shaped gate electrode according to the present invention shown in FIG. Is shown.
【0019】本発明に係るMOSFETは、まず図2
(a)及びその断面図である図2(b)に示すように、
シリコン基板11を通常の熱酸化することにより、厚さ
7nmのSiO2からなるゲート酸化膜12を形成した
後、CVD(化学気相成長)法により厚さ20nmのポ
リシリコン(poly−Si)及び厚さ20nmのSi
O2を堆積し、リソグラフィー技術により内径約0.35
μm、開孔20を有する外径約0.80μmのリング
(弧)状のレジストパターン(図示せず)を形成した
後、RIEによりSiO2とpoly−Siを順次リン
グ状にエッチングして、SiO2膜パターン14a及び
ポリシリコンゲート電極13aを形成し、その後レジス
トパターンを除去する。RIEで用いたエッチングガス
は、SiO2をエッチングする場合は水素を添加したフ
レオン(CF4)を用い、一方poly−Siをエッチ
ングする場合は酸素を添加したフレオンを用いるので同
一エッチング装置で行うことができる。First, the MOSFET according to the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2A and FIG.
After a silicon substrate 11 is subjected to ordinary thermal oxidation to form a gate oxide film 12 made of SiO 2 having a thickness of 7 nm, polysilicon (poly-Si) having a thickness of 20 nm is formed by a CVD (chemical vapor deposition) method. 20 nm thick Si
O 2 is deposited, and the inner diameter is about 0.35 by lithography.
After forming a ring-shaped (arc) -shaped resist pattern (not shown) having an outer diameter of about 0.80 μm and an opening 20, SiO 2 and poly-Si are sequentially etched by RIE into a ring shape, A two- layer pattern 14a and a polysilicon gate electrode 13a are formed, and then the resist pattern is removed. The etching gas used in the RIE is Freon (CF 4 ) to which hydrogen is added when etching SiO 2 , while Freon to which oxygen is added is used when etching poly-Si. Can be.
【0020】次に、図2(c)に示すように、全面(ポ
リシリコンゲート電極側壁面も含めて)に、CVD法に
よりSiO2を15nmの厚さに堆積した後、フレオン
系のガスを用いてRIEによるエッチバックを行い、S
iO2を20nm除去してSiO2サイドウォール16を
リング状ゲートの外周面、内周面に形成する。このRI
Eによるエッチバックの際に、poly−Siゲート電
極13a及びSiO 2サイドウォール16の下のSiO2
(ゲート絶縁膜12a)を残した状態で前に形成された
ゲート酸化膜12は略除去される。Next, as shown in FIG.
(Including the side wall surface of the silicon gate electrode)
More SiOTwoIs deposited to a thickness of 15 nm and then freon
Etchback by RIE using a system gas
iOTwoTo remove 20 nmTwoSide wall 16
It is formed on the outer peripheral surface and inner peripheral surface of the ring gate. This RI
E during the etch-back by poly-Si gate
Pole 13a and SiO TwoSiO under sidewall 16Two
(Gate insulating film 12a)
Gate oxide film 12 is substantially removed.
【0021】次に、約1%の希フッ酸(HF)で自然酸
化膜を除去した後、図3(a)に示すように、CVD法
によりポリシリコン(poly−Si)を堆積して、S
iO 2膜パターン14a上方に25nmの厚さのポリシ
リコン膜17を形成する。Next, about 1% of dilute hydrofluoric acid (HF) is used for natural acid.
After the oxide film is removed, as shown in FIG.
Polysilicon (poly-Si) is deposited by
iO TwoA 25 nm thick policy is formed above the film pattern 14a.
A recon film 17 is formed.
【0022】次に、上述したポリシリコン膜17を上方
からの異方性エッチング(RIEによるエッチバック)
により、約35nmの厚さだけ除去する(図3
(b))。Next, the polysilicon film 17 is anisotropically etched from above (etch back by RIE).
To remove a thickness of about 35 nm (FIG. 3
(B)).
【0023】次に、CVD法によりポリシリコンを20
nmの厚さに堆積した後、リソグラフィー技術及びRI
Eによりリング中央部にドレイン電極(poly−S
i)18a及び外周円状にソース電極(poly−S
i)18bに形成する。Next, polysilicon is deposited by CVD method.
lithography techniques and RI
The drain electrode (poly-S
i) 18a and a source electrode (poly-S
i) Form on 18b.
【0024】上記図3(b)で説明したこのポリシリコ
ン膜17のエッチバックでは、SiO2サイドウォール
16の側面にポリシリコン膜17aが残存するが、本実
施例ではゲート電極が弧状になっているので、ソース
(S)/ドレイン(D)の各領域にショートは発生しな
い。In the etching back of the polysilicon film 17 described with reference to FIG. 3B, the polysilicon film 17a remains on the side surface of the SiO 2 side wall 16, but in this embodiment, the gate electrode has an arc shape. Therefore, no short circuit occurs in each of the source (S) / drain (D) regions.
【0025】図4は、本発明に係る弧状ゲート電極を有
するMOSFETの他の実施例のパターンを説明するた
めの上面図であり、図5はそのパターンの等価回路図で
ある。FIG. 4 is a top view for explaining a pattern of another embodiment of a MOSFET having an arc-shaped gate electrode according to the present invention, and FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the pattern.
【0026】まず、図4にはFETが4つ、すなわち
(1)〜(4)が並列に形成されており、ソース(S)
電極はFET(1)〜(4)に対して共通電極となって
おり、FET(1)〜(4)その夫々のFETにはゲー
ト電極(G1)、ドレイン電極(D1)、ゲート電極
(G2)、ドレイン電極(D2)、ゲート電極(G
3)、ドレイン電極(D3)、そしてゲート電極(G
4)、ドレイン電極(D4)から形成され、ドレイン電
極(D1〜D4)とソース電極(S)がそれぞれセルフ
アラインコンタクトされており、ゲート電極(G1〜G
4)は通常のコンタクトになっている。First, in FIG. 4, four FETs, ie, (1) to (4) are formed in parallel, and the source (S)
The electrodes serve as common electrodes for the FETs (1) to (4). Each of the FETs (1) to (4) has a gate electrode (G1), a drain electrode (D1), and a gate electrode (G2). ), Drain electrode (D2), gate electrode (G
3), drain electrode (D3), and gate electrode (G
4) a drain electrode (D4), the drain electrode (D1 to D4) and the source electrode (S) are each in self-aligned contact, and the gate electrode (G1 to G
4) is a normal contact.
【0027】図5には、上記説明したSを共通とした4
つのFETが並列に形成された等価回路となっている。FIG. 5 shows a case where the above-mentioned S is common.
One FET is an equivalent circuit formed in parallel.
【0028】図4に示したパターンは、ソース(S)を
囲む4つのFETであったが、FETの数には限定され
ず、FETが3つ、5つ、・・・等、複数であってもよ
く、その他FET2つとダミーパターンでも実現可能で
ある。Although the pattern shown in FIG. 4 has four FETs surrounding the source (S), the number of FETs is not limited, and a plurality of FETs such as three, five,. Alternatively, the present invention can be realized with two FETs and a dummy pattern.
【0029】[0029]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第1のM
OSICによれば、第1のポリシリコン膜から成るリン
グ状ゲート電極の内側及び外側でシリコン基板に接合さ
れた第1及び第2の電極を備え、この第1の電極及び第
2の電極は、絶縁膜サイドウォールによって素子分離さ
れるリング状の第1のポリシリコン膜(ゲート電極)を
有したシリコン基板の全面に、第2のポリシリコン膜が
形成された後にエッチバックされ、このエッチバック後
の第2のポリシリコン膜上にパターニングされた第3の
ポリシリコン膜から成るものである。 この構成によっ
て、絶縁膜サイドウォールの脇に傾斜を有した第2のポ
リシリコン膜を残す構造を採ることができるので、MO
SICのソース電極及びドレイン電極を1回のポリシリ
コン膜を形成してパターニングする場合に比べて、これ
らの電極のセルフアラインコンタクトのエッチング条件
のマージンを広くすることができる。しかも、セルフア
ラインコンタクトを活用してMOSICの集積度を高め
ることができるばかりか、MOSICの微細縮小化に伴
う配線パターンの平坦化を図ることができる。 また、本
発明の第2のMOSICによれば、複数のFETを組合
せる場合に第1のMOSICの構造を適用できるので、
弧状ゲート電極の内側のみならず、外側のソース電極/
ドレイン電極もセルフアラインコンタクトのエッチング
条件のマージンを広くすることができる。 本発明のMO
SICの製造方法によれば、第1のポリシリコン膜から
成るリング状ゲート電極と、このリング又は弧状のゲー
ト電極の少なくともポリシリコン膜の側壁に形成された
絶縁膜サイドウォールとを有するシリコン基板の全面に
第2のポリシリコン膜を形成し、その後、第2のポリシ
リコン膜をエッチバックし、この第2のポリシリコン膜
をエッチバックされたシリコン基板の全面に更に、第3
のポリシリコン膜を形成し、その後、第3のポリシリコ
ン膜をパターニングしてソース電極及びドレイン電極を
形成するようになされる。この構成によって、これらの
電極を1回のポリシリコン膜を形成してパターニングす
る場合に比べて、セルフアラインコンタクトのエッチン
グ条件のマージン を広くすることができる。しかも、セ
ルフアラインコンタクトを活用してMOSICの集積度
を高めることができるばかりか、MOSICの微細縮小
化に伴う配線パターンの平坦化を図ることができる。 As described above , the first M of the present invention is used.
According to the OSIC, the phosphorus made of the first polysilicon film is used.
To the silicon substrate inside and outside the gate electrode
A first electrode and a second electrode.
The two electrodes are separated by an insulating film sidewall.
Ring-shaped first polysilicon film (gate electrode)
A second polysilicon film is formed on the entire surface of the silicon substrate
After formed and etched back, after this etch back
Of the third patterned on the second polysilicon film
It is made of a polysilicon film. With this configuration
A second port having a slope beside the insulating film sidewall.
Since it is possible to adopt a structure that leaves the silicon film, MO
The source and drain electrodes of the SIC are
Compared to the case of forming and patterning a capacitor film,
Ru can be widened the margin of etching conditions for self-aligned contacts et electrodes. Moreover, not only can the integration degree of the MOSIC be increased by utilizing the self-aligned contact, but also with the miniaturization of the MOSIC.
The wiring pattern can be flattened. Also book
According to the second MOSIC of the invention, a plurality of FETs are combined.
Since the structure of the first MOSIC can be applied when
Not only inside the arc-shaped gate electrode but also outside the source electrode /
Drain electrode is also self-aligned contact etching
The condition margin can be widened. MO of the present invention
According to the SIC manufacturing method, the first polysilicon film
Ring-shaped gate electrode and a ring-shaped or arc-shaped gate
At least on the side wall of the polysilicon film of the gate electrode
On the entire surface of a silicon substrate having an insulating film sidewall
Forming a second polysilicon film, and then forming a second polysilicon film;
Etch back the silicon film to form a second polysilicon film
Is further applied to the entire surface of the etched silicon substrate.
Polysilicon film, and then a third polysilicon film
Pattern the source and drain electrodes
It is made to form. This configuration allows these
Pattern the electrodes by forming a polysilicon film once
Compared to self-aligned contact
It is possible to increase the margin of the switching condition . Moreover,
Utilization of ru-a-line contacts for MOSIC integration
Not only can be improved, but also the MOSIC
It is possible to achieve a flattened wiring pattern as a result.
【図1】本発明に係るリング状ゲート電極を有するMO
SFET(MOSIC)の一実施例を示す図である。FIG. 1 shows an MO having a ring-shaped gate electrode according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an SFET (MOSIC).
【図2】本発明に係るリング状ゲート電極を有するMO
SFET(MOSIC)の前半工程図である。FIG. 2 shows an MO having a ring-shaped gate electrode according to the present invention.
It is a first half process figure of SFET (MOSIC).
【図3】本発明に係るリング状ゲート電極を有するMO
SFET(MOSIC)の後半工程図である。FIG. 3 shows an MO having a ring-shaped gate electrode according to the present invention.
It is a latter half process drawing of SFET (MOSIC).
【図4】本発明に係る弧状ゲート電極を有するMOSF
ETの他の実施例のパターンを示す図である。FIG. 4 shows a MOSF having an arcuate gate electrode according to the present invention.
It is a figure showing the pattern of other examples of ET.
【図5】図4に示したMOSFETパターンの等価回路
図である。5 is an equivalent circuit diagram of the MOSFET pattern shown in FIG.
【図6】MOSFETの従来の製造方法を説明するため
の前半工程図である。FIG. 6 is a first half process diagram illustrating a conventional method for manufacturing a MOSFET.
【図7】MOSFETの従来の製造方法を説明するため
の後半工程図である。FIG. 7 is a latter half process chart for describing a conventional method for manufacturing a MOSFET.
【図8】図7(b)の要部斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of a main part of FIG. 7 (b).
1,11 シリコン基板 2,12,12a ゲート酸化膜 3,17,17a ポリシリコン(poly−Si)膜 3a,13a ポリシリコンゲート電極 4 SiO2膜 4a,14a SiO2膜パターン 6,16 SiO2サイドウォール 8 第2ポリシリコン(poly−Si)膜 8a,8b 第2層電極 9 poly−Siエッチング残膜 18a ドレイン電極(poly−Si) 18b ソース電極(poly−Si) 20 開孔1,11 silicon substrate 2,12,12a gate oxide film 3,17,17a polysilicon (poly-Si) film 3a, 13a polysilicon gate electrode 4 SiO 2 film 4a, 14a SiO 2 film pattern 6,16 SiO 2 side Wall 8 Second polysilicon (poly-Si) film 8a, 8b Second layer electrode 9 Poly-Si etching remaining film 18a Drain electrode (poly-Si) 18b Source electrode (poly-Si) 20 Opening
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/78 H01L 21/336 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 29/78 H01L 21/336
Claims (3)
のゲート酸化膜と、 前記ゲート酸化上に設けられた第1のポリシリコン膜か
ら成るリング状ゲート電極と、 前記リング状ゲート電極の上部に設けられた絶縁膜と、 前記絶縁膜を含みリング状ゲート電極の側壁に設けられ
た絶縁膜サイドウォールと、 前記絶縁膜サイドウォールによって素子分離されるリン
グ状ゲート電極の内側で前記シリコン基板に接合された
第1の電極と、 前記絶縁膜サイドウォールによって素子分離されるリン
グ状ゲート電極の外側で前記シリコン基板に接合された
第2の電極とを備え、 前記第1の電極はドレイン電極又はソース電極であり、
前記第2の電極はソース電極又はドレイン電極であり、 前記第1及び第2の電極は、 前記絶縁膜及び絶縁膜サイドウォールによって素子分離
されるリング状ゲート電極を有したシリコン基板の全面
に、第2のポリシリコン膜が形成された後にエッチバッ
クされ、該エッチバック後の前記第2のポリシリコン膜
上にパターニングされた第3のポリシリコン膜から成る
ことを特徴とするMOSIC。A silicon substrate having a predetermined thickness provided on the silicon substrate;
A gate oxide film and a first polysilicon film provided on the gate oxide film
A ring-shaped gate electrode, an insulating film provided on the ring-shaped gate electrode, and a sidewall provided on the ring-shaped gate electrode including the insulating film.
Insulating film sidewalls and phosphorus separated by the insulating film sidewalls.
Bonded to the silicon substrate inside the gate electrode
A first electrode and phosphorus separated by the insulating film sidewall;
Bonded to the silicon substrate outside the gate electrode
A second electrode, wherein the first electrode is a drain electrode or a source electrode,
The second electrode is a source electrode or a drain electrode, and the first and second electrodes are separated by the insulating film and the insulating film sidewall.
Of silicon substrate with ring-shaped gate electrode
After the second polysilicon film is formed,
And the second polysilicon film after the etch back.
A MOSIC comprising a third polysilicon film patterned thereon.
状のゲート酸化膜と、 前記ゲート酸化上に設けられた第1のポリシリコン膜か
ら成る弧状ゲート電極と、 前記弧状ゲート電極の上部に設けられた絶縁膜と、 前記絶縁膜を含み弧状ゲート電極の側壁に設けられた絶
縁膜サイドウォールと、 前記絶縁膜サイドウォールによって素子分離される弧状
ゲート電極の内側で前記シリコン基板に接合された複数
の第1の電極と、 前記絶縁膜サイドウォールによって素子分離される弧状
ゲート電極の外側で前 記シリコン基板に接合された第2
の電極とを備え、 前記第1の電極はソース電極であり、前記第2の電極は
ドレイン電極であり、 前記第1の電極及び第2の電極は、 前記絶縁膜及び絶縁膜サイドウォールによって素子分離
される弧状ゲート電極を有したシリコン基板の全面に、
第2のポリシリコン膜が形成された後にエッチバックさ
れ、該エッチバック後の前記第2のポリシリコン膜上に
パターニングされた第3のポリシリコン膜から成る こと
を特徴とするMOSIC。2. A silicon substrate and a plurality of arcs of a predetermined thickness provided on the silicon substrate.
Gate oxide film and a first polysilicon film provided on the gate oxide film.
An arc-shaped gate electrode, an insulating film provided on the arc-shaped gate electrode, and an insulating film provided on the side wall of the arc-shaped gate electrode including the insulating film.
An edge film sidewall and an arc shape element-isolated by the insulating film sidewall
A plurality of parts joined to the silicon substrate inside the gate electrode
And an arc-shaped element separated by the insulating film sidewall.
Second joined before Symbol silicon substrate outside of the gate electrode
And a electrode, the first electrode is a source electrode, the second electrode
A drain electrode, wherein the first electrode and the second electrode are separated from each other by the insulating film and the insulating film sidewall;
Over the entire surface of the silicon substrate having the arc-shaped gate electrode
After the second polysilicon film is formed,
On the second polysilicon film after the etch back.
A MOSIC comprising a patterned third polysilicon film .
ポリシリコン膜及び絶縁膜を順次形成する工程と、 前記絶縁膜と第1のポリシリコン膜をパターニングして
該絶縁膜と第1のポリシリコン膜からなるリング又は弧
状のゲート電極を形成する工程と、 前記絶縁膜を含み前記第1のポリシリコン膜の側壁に絶
縁膜サイドウォールを形成する工程と、 前記ゲート電極及び絶縁膜サイドウォールの下部以外の
ゲート酸化膜を除去して 前記シリコン基板表面を露出す
る工程と、前記シリコン基板の 全面に第2のポリシリコン膜を形成
した後に、該ポリシリコン膜をエッチバックする工程
と、 更に、前記第2のポリシリコン膜をエッチバックされた
前記シリコン基板の全面に第3のポリシリコン膜を形成
した後に該第3のポリシリコン膜をパターニグしてソー
ス電極及びドレイン電極を形成する工程と、 を含むことを特徴とするMOSICの製造方法。3. A silicon substrate on a gate oxide film, and forming first <br/> polysilicon film and the insulating film sequentially, the insulating film by patterning the insulating film and the first polysilicon film And a ring or arc made of the first polysilicon film
Forming a Jo gate electrode, forming an insulating film sidewall on the sidewall of the first polysilicon film includes the insulating film, other than the lower portion of the gate electrode and the insulating film sidewall
A step of exposing the silicon substrate surface by removing the gate oxide film, after forming a second polysilicon film on the entire surface of the silicon substrate, the step of etching back the polysilicon film
And the second polysilicon film is etched back.
And characterized in that it comprises the steps of by Patanigu polysilicon film of the third forming a source <br/> source electrode and a drain electrode after forming a third polysilicon film on the entire surface of the silicon substrate Of manufacturing MOSIC.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02275192A JP3203733B2 (en) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | MOSIC and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
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|---|---|
| JPH05218406A JPH05218406A (en) | 1993-08-27 |
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| US20090218627A1 (en) * | 2008-02-28 | 2009-09-03 | International Business Machines Corporation | Field effect device structure including self-aligned spacer shaped contact |
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1992
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