JPS5917538B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPS5917538B2 JPS5917538B2 JP53072516A JP7251678A JPS5917538B2 JP S5917538 B2 JPS5917538 B2 JP S5917538B2 JP 53072516 A JP53072516 A JP 53072516A JP 7251678 A JP7251678 A JP 7251678A JP S5917538 B2 JPS5917538 B2 JP S5917538B2
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- JP
- Japan
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- polycrystalline silicon
- silicon layer
- oxide film
- film
- layer
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体装置の製造方法に関し、高密度MOSI
C等において、コンタクトのセルフアライン化と、表面
の平坦化を実現させるために、コンタクト部および多結
晶シリコン配線を除いた部分に薄い多結晶シリコン層を
残し、その薄い多結晶シリコン層を酸化するにあたつて
、薄い多結晶シリコン層の厚さの不均一を少なくし、厚
さの不均一の故に薄い多結晶シリコン層で酸化されずに
残ヌ る部分を無くしようとするものである。
C等において、コンタクトのセルフアライン化と、表面
の平坦化を実現させるために、コンタクト部および多結
晶シリコン配線を除いた部分に薄い多結晶シリコン層を
残し、その薄い多結晶シリコン層を酸化するにあたつて
、薄い多結晶シリコン層の厚さの不均一を少なくし、厚
さの不均一の故に薄い多結晶シリコン層で酸化されずに
残ヌ る部分を無くしようとするものである。
従来MOSIC等においてコンタクトのセルフアライン
化と表面の平坦化を実現させる方法として、例えば特願
昭50−36588号のように、多結晶シリコン層を形
成した上にシリコンナイトライ゛0 ド膜を設け、しか
る後シリコンナイトライド膜と多結晶シリコン層の一部
をエッチングして該部分の多結晶シリコン層を薄い層に
形成レ この薄い多結晶シリコン層を酸化して酸化膜に
することにより表面を平坦化し、酸化後シリコンナイト
ライ゛5 ド膜を除去し、セルフアライン化されたコン
タクトを得る方法が知られている。ここで問題になるの
はフィールド酸化膜を選択酸化法等で形成しても第1図
に模式的に示すようにフィールド酸化膜12とゲート酸
化膜13との境界にいわゆるバー’0 ドヘツド11と
称される段差が生ずることである。例えば埋込型フィー
ルド酸化膜12を7500A。
化と表面の平坦化を実現させる方法として、例えば特願
昭50−36588号のように、多結晶シリコン層を形
成した上にシリコンナイトライ゛0 ド膜を設け、しか
る後シリコンナイトライド膜と多結晶シリコン層の一部
をエッチングして該部分の多結晶シリコン層を薄い層に
形成レ この薄い多結晶シリコン層を酸化して酸化膜に
することにより表面を平坦化し、酸化後シリコンナイト
ライ゛5 ド膜を除去し、セルフアライン化されたコン
タクトを得る方法が知られている。ここで問題になるの
はフィールド酸化膜を選択酸化法等で形成しても第1図
に模式的に示すようにフィールド酸化膜12とゲート酸
化膜13との境界にいわゆるバー’0 ドヘツド11と
称される段差が生ずることである。例えば埋込型フィー
ルド酸化膜12を7500A。
とすれば、パートヘッド11の高さは約2500A程度
である。
である。
このような段差がある場合、多結晶シリコン層14をシ
ラン等の熱分解法(例えば’5650℃、5%SiH4
/95%N2の条件)で堆積させると、第1図aに示す
ようにパートヘッド11の段差部で多結晶シリコン層1
4が横方向もほぼ同じ厚さに堆積されて盛上る。次に第
1図bに示す如く、多結晶シリコン層14の一部を薄く
’o する場合、例えばCF4ガス雰囲気中での反応性
スパッタエッチング等によ〜りほぼ垂直に多結晶シリコ
ンをエッチングした場合、垂直方向に同じだけ多結晶シ
リコン層14をエッチングするから、薄い多結晶シリコ
ン層14′ としては第1図cにi5示す如く薄い部分
tlと段差部に残されたやや厚い部分を2とを有するこ
とになる。この薄くした多結晶シリコン層14’を酸化
する場合、厚い部分T2を酸化するために余分の熱処理
を要し、またこのとき配線として用いるシリコン層も必
要以上に酸化され、配線部分の厚さが薄くなり、好まし
くない。また例えばケミカルエツチング等のあまり方向
性のないエツチングを行なつた場合ゲート電極等がサイ
ドエツチされ、微少なゲート長を精度良く形成すること
が困難となる。従つて第2図のような薄い多結晶シリコ
ン層14″を堆積させることができれば、パートヘッド
11等の段差があつても多結晶シリコンの厚さはほぼ均
一になる。以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する0本実施例では第3図a−1に示されるnチヤンネ
ルシリコンゲートMOSトランジスタを製造する工程で
考えることにする。
ラン等の熱分解法(例えば’5650℃、5%SiH4
/95%N2の条件)で堆積させると、第1図aに示す
ようにパートヘッド11の段差部で多結晶シリコン層1
4が横方向もほぼ同じ厚さに堆積されて盛上る。次に第
1図bに示す如く、多結晶シリコン層14の一部を薄く
’o する場合、例えばCF4ガス雰囲気中での反応性
スパッタエッチング等によ〜りほぼ垂直に多結晶シリコ
ンをエッチングした場合、垂直方向に同じだけ多結晶シ
リコン層14をエッチングするから、薄い多結晶シリコ
ン層14′ としては第1図cにi5示す如く薄い部分
tlと段差部に残されたやや厚い部分を2とを有するこ
とになる。この薄くした多結晶シリコン層14’を酸化
する場合、厚い部分T2を酸化するために余分の熱処理
を要し、またこのとき配線として用いるシリコン層も必
要以上に酸化され、配線部分の厚さが薄くなり、好まし
くない。また例えばケミカルエツチング等のあまり方向
性のないエツチングを行なつた場合ゲート電極等がサイ
ドエツチされ、微少なゲート長を精度良く形成すること
が困難となる。従つて第2図のような薄い多結晶シリコ
ン層14″を堆積させることができれば、パートヘッド
11等の段差があつても多結晶シリコンの厚さはほぼ均
一になる。以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する0本実施例では第3図a−1に示されるnチヤンネ
ルシリコンゲートMOSトランジスタを製造する工程で
考えることにする。
第3図AVc訃いて21はP型シリコン半導体基板であ
る。
る。
先づ半導体基板21に耐酸化性膜であるシリコンナイト
ライド膜22をSiH4とNHのCVD法により厚さ約
1000λ形成ム フイールド部となる部分のシリコン
ナイトライド膜22jを感光性樹脂をマスクに用いて部
分的に露光させ、不要部分の樹脂を取り去つて形成した
パターンをマスクとしてエツチングし、窓明けをする(
以下感光性樹脂を用いてマスクとなるパターン形成する
工程をフオトリソ工程という)。次いで窓明けされたシ
リコンナイトライド製22をマスクとして半導体基板2
1の一部を、第3図aのように約3600Aエツチング
する。次いでシリコンを湿酸素中で酸化し、フイールド
酸化膜23を厚さ約7500A形成する。このときいわ
ゆるパートヘッド231が第3図bのように厚さ約〜2
500Aの高さで形成される。
ライド膜22をSiH4とNHのCVD法により厚さ約
1000λ形成ム フイールド部となる部分のシリコン
ナイトライド膜22jを感光性樹脂をマスクに用いて部
分的に露光させ、不要部分の樹脂を取り去つて形成した
パターンをマスクとしてエツチングし、窓明けをする(
以下感光性樹脂を用いてマスクとなるパターン形成する
工程をフオトリソ工程という)。次いで窓明けされたシ
リコンナイトライド製22をマスクとして半導体基板2
1の一部を、第3図aのように約3600Aエツチング
する。次いでシリコンを湿酸素中で酸化し、フイールド
酸化膜23を厚さ約7500A形成する。このときいわ
ゆるパートヘッド231が第3図bのように厚さ約〜2
500Aの高さで形成される。
次にシリコンナイトランド膜22を除去し、更に酸化を
行ないゲート酸化膜24を形成する。このときゲート酸
化膜23はほぼ平坦な高さになつているが、パート〜ヘ
ツド231により約2500Aの段差が生じている。
行ないゲート酸化膜24を形成する。このときゲート酸
化膜23はほぼ平坦な高さになつているが、パート〜ヘ
ツド231により約2500Aの段差が生じている。
次にフオトリソ工程によりソース、ドレインのコンタク
トとなるべき所に窓明けし、ゲート酸化膜24をエツチ
ングして窓25を形成する。このときゲートとなる部分
より大きなゲート酸化膜24を残すようにする。次に第
3図CVc訃いて全面に第1の多結晶シリコン層27を
SiH4の熱分解法により厚さ約〜1500A成長させ
る。
トとなるべき所に窓明けし、ゲート酸化膜24をエツチ
ングして窓25を形成する。このときゲートとなる部分
より大きなゲート酸化膜24を残すようにする。次に第
3図CVc訃いて全面に第1の多結晶シリコン層27を
SiH4の熱分解法により厚さ約〜1500A成長させ
る。
第1の多結晶シリコン層27はあらかじめn型不純物を
ドーブさせて成長さぜるが、勿論成長させた後で不純物
を拡散させても良い。31はn型拡散層を示す。
ドーブさせて成長さぜるが、勿論成長させた後で不純物
を拡散させても良い。31はn型拡散層を示す。
次に全面にCVD酸化膜28を厚さ約1000A形成す
る。このとき多結晶シリコン層27を一部酸化して酸化
膜としてもよい。そしてフオトリン工程とエッチング1
こより第3図cに示すように窓29,30を形成する0
次に第3図dにおいて全面に第2の多結晶シリコン層3
2を厚さ約2500Aで、n型不純物をドーブさせて成
長させ、次に全面にシリコンナイトライド膜33を厚さ
1000A成長させ、更にその上にCVD酸化膜34を
厚さ約3000A成長させる。
る。このとき多結晶シリコン層27を一部酸化して酸化
膜としてもよい。そしてフオトリン工程とエッチング1
こより第3図cに示すように窓29,30を形成する0
次に第3図dにおいて全面に第2の多結晶シリコン層3
2を厚さ約2500Aで、n型不純物をドーブさせて成
長させ、次に全面にシリコンナイトライド膜33を厚さ
1000A成長させ、更にその上にCVD酸化膜34を
厚さ約3000A成長させる。
次に第3図EK}いてフオトリソ工程によりCVD膜3
4をエツチングし、このCVD酸化膜34をマスクとし
てシリコンナイトライト膜33を熱リン酸でエツチング
する。
4をエツチングし、このCVD酸化膜34をマスクとし
てシリコンナイトライト膜33を熱リン酸でエツチング
する。
次いでエツチングされたCVD酸化膜34訃よびシリコ
ンナイトライド膜33をマスクとして・・ロゲン化炭化
水素CF2Cノ,ガス雰囲気中での反応性スパツタエツ
チングにより第2の多結晶シリコン層32をエツチング
する。前記反応性スパツタエツチングではハロゲン化炭
化水素CF2Cノ,の圧力0.1T0rΔ高周波電力4
00Wの条件で、かつ各種膜のエツチング速度は多結晶
シリコン膜32に対してはほぼ2300A/Min..
CVD酸化膜34に対して〜はほぼ200A/Minl
シリコンナイトライド膜33に対してはほぼ500A/
Minであつたので、エツチングのストツパ一としてC
VD酸化膜28が十分使用できる。
ンナイトライド膜33をマスクとして・・ロゲン化炭化
水素CF2Cノ,ガス雰囲気中での反応性スパツタエツ
チングにより第2の多結晶シリコン層32をエツチング
する。前記反応性スパツタエツチングではハロゲン化炭
化水素CF2Cノ,の圧力0.1T0rΔ高周波電力4
00Wの条件で、かつ各種膜のエツチング速度は多結晶
シリコン膜32に対してはほぼ2300A/Min..
CVD酸化膜34に対して〜はほぼ200A/Minl
シリコンナイトライド膜33に対してはほぼ500A/
Minであつたので、エツチングのストツパ一としてC
VD酸化膜28が十分使用できる。
このとき多結晶シリコン32に対して1.5倍程度のオ
ーバーエツチを行なえば、パートヘッド部の多結晶シリ
コン32を第1の多結晶シリコン層27に影響を与える
ことなしに完全にエツチングでき、サイドエツチも少な
くなる。な訃多結晶シリコン層322,323は窓29
,30を通して第1の多結晶シリコン層27と接続され
ている〇次に第3図f′VC訃いて露出しているCVD
膜28をエツチングし、イオン注入法によりリンイオン
P÷を注入する。
ーバーエツチを行なえば、パートヘッド部の多結晶シリ
コン32を第1の多結晶シリコン層27に影響を与える
ことなしに完全にエツチングでき、サイドエツチも少な
くなる。な訃多結晶シリコン層322,323は窓29
,30を通して第1の多結晶シリコン層27と接続され
ている〇次に第3図f′VC訃いて露出しているCVD
膜28をエツチングし、イオン注入法によりリンイオン
P÷を注入する。
このときソース、ドレイン領域35,36の作成のため
、第1の多結晶シリコン膜27とゲート酸化膜24を通
してリンイオンP+が注入され、かつゲート領域には注
入されないような適当な加速電圧を選ぶ。この場合例え
ば250KVの加速電圧で〜2×1014at0me/
dの条件で行なう。次に第3図GVc}いてCVD酸化
膜34を除去し、さらにコンタクトとなるべき場所33
1,332,333以外のシリコンナイトライド膜33
をフオトリソ工程とエツチングにより選択的に除去する
。
、第1の多結晶シリコン膜27とゲート酸化膜24を通
してリンイオンP+が注入され、かつゲート領域には注
入されないような適当な加速電圧を選ぶ。この場合例え
ば250KVの加速電圧で〜2×1014at0me/
dの条件で行なう。次に第3図GVc}いてCVD酸化
膜34を除去し、さらにコンタクトとなるべき場所33
1,332,333以外のシリコンナイトライド膜33
をフオトリソ工程とエツチングにより選択的に除去する
。
次に第3図HVC,}いて露出している部分の第1の多
結晶シリコン層27を酸化工程により酸化膜に変換し、
同時に露出している部分の第2の多結晶シリコン層32
に酸化膜を形成する。このとき第1の多結晶シリコンよ
りの拡散層311訃よびイオン注入による拡散層351
,361が形成される。次に第3図1に}いて、残つた
シリコンナイトライド膜331,332,333を選択
的に除去し、金属配線とのコンタクト部を露出さぜ、ア
ルミニウムを蒸着レフオトリソ工程訃よびエツチングに
より電極配線37を形成する。
結晶シリコン層27を酸化工程により酸化膜に変換し、
同時に露出している部分の第2の多結晶シリコン層32
に酸化膜を形成する。このとき第1の多結晶シリコンよ
りの拡散層311訃よびイオン注入による拡散層351
,361が形成される。次に第3図1に}いて、残つた
シリコンナイトライド膜331,332,333を選択
的に除去し、金属配線とのコンタクト部を露出さぜ、ア
ルミニウムを蒸着レフオトリソ工程訃よびエツチングに
より電極配線37を形成する。
以上本発明によれば、第1の半導体層の上に形二成され
る絶縁層がストツパ一の役目を果すため、高密化1Cに
必要なコンタクトのセルフアライン化と表面の平坦化を
実現させるときに問題となる半導体層間の段差を小さく
するために形成される薄い半導体層の厚さの不均一を少
なくすることが 二でき、従つてこれを酸化する場合に
酸化されずに残る部分がなくなる。
る絶縁層がストツパ一の役目を果すため、高密化1Cに
必要なコンタクトのセルフアライン化と表面の平坦化を
実現させるときに問題となる半導体層間の段差を小さく
するために形成される薄い半導体層の厚さの不均一を少
なくすることが 二でき、従つてこれを酸化する場合に
酸化されずに残る部分がなくなる。
高密度化を実現するためには微少寸法を用いなければな
らず、そのために段差が小さくなることが必要であり、
本発明により従来ネツクとなつていたパートヘッド附近
の段差による半導体層の厚さの不均一を少なくでき、そ
のためサイドエツチの少ない微少寸法パターンを精度よ
く実現することができる。
らず、そのために段差が小さくなることが必要であり、
本発明により従来ネツクとなつていたパートヘッド附近
の段差による半導体層の厚さの不均一を少なくでき、そ
のためサイドエツチの少ない微少寸法パターンを精度よ
く実現することができる。
第1図a−cは従来の半導体装置の製造工程の一部模式
図であり、aは多結晶シリコンを堆積したときの断面図
、bは堆積した多結晶シリコンを一部薄くしたときの斜
視図、cはBf)A−A断面図、第2図は表面に段差が
ある場合、薄い多結晶シリコンを均一に堆積させたとき
の模式図、第3図a−1は本発明の一実施例を示すMO
Sトランジスタの製造工程断面図である。 21・・・・・・半導体基板、23・・・・・・フイー
ルド酸化膜、231・・・・・・パートヘッド、24・
・・・・・ゲート酸化膜、27・・・・・・第1の多結
晶シリコン層、28・・・・・・CVD酸化膜、32・
・・・・・第2の多結晶シリコン層、33・・・・・・
シリコンナイトライド膜、34・・・・・・CVD酸化
膜。
図であり、aは多結晶シリコンを堆積したときの断面図
、bは堆積した多結晶シリコンを一部薄くしたときの斜
視図、cはBf)A−A断面図、第2図は表面に段差が
ある場合、薄い多結晶シリコンを均一に堆積させたとき
の模式図、第3図a−1は本発明の一実施例を示すMO
Sトランジスタの製造工程断面図である。 21・・・・・・半導体基板、23・・・・・・フイー
ルド酸化膜、231・・・・・・パートヘッド、24・
・・・・・ゲート酸化膜、27・・・・・・第1の多結
晶シリコン層、28・・・・・・CVD酸化膜、32・
・・・・・第2の多結晶シリコン層、33・・・・・・
シリコンナイトライド膜、34・・・・・・CVD酸化
膜。
Claims (1)
- 1 半導体基板の一主面上に低抵抗率の第1の半導体層
を設け、その上に一部窓明けされた絶縁層を形成し、更
にその上に低抵抗率の第2の半導体層を形成する積層膜
形成の工程と、該積層膜上に第1の半導体層を絶縁層に
変換させるときのマスクとなる耐変換膜を設ける工程と
、該耐変換膜の所定個所を選択的に除去する工程と、前
記所定個所に対応する第2の半導体層の所定部を前記絶
縁層をエッチングのストッパーとして選択的に除去する
工程と、前記所定部に露出した絶縁層を選択的に除去す
る工程と、前記選択的に除去された第2の半導体層の所
定部を通して前記第1の半導体層の少なくとも一部を絶
縁層に変換させる工程と、前記耐変換膜を除去する工程
とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53072516A JPS5917538B2 (ja) | 1978-06-14 | 1978-06-14 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53072516A JPS5917538B2 (ja) | 1978-06-14 | 1978-06-14 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54162982A JPS54162982A (en) | 1979-12-25 |
| JPS5917538B2 true JPS5917538B2 (ja) | 1984-04-21 |
Family
ID=13491570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53072516A Expired JPS5917538B2 (ja) | 1978-06-14 | 1978-06-14 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5917538B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5893369A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-03 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JP2771903B2 (ja) * | 1990-03-05 | 1998-07-02 | 富士通株式会社 | 高耐圧mosトランジスタ及びその製造方法、及び半導体装置及びその製造方法 |
-
1978
- 1978-06-14 JP JP53072516A patent/JPS5917538B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54162982A (en) | 1979-12-25 |
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