JP3144509B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JP3144509B2 JP29970492A JP29970492A JP3144509B2 JP 3144509 B2 JP3144509 B2 JP 3144509B2 JP 29970492 A JP29970492 A JP 29970492A JP 29970492 A JP29970492 A JP 29970492A JP 3144509 B2 JP3144509 B2 JP 3144509B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置の製造方
法に関するものであり、特に製造工程の簡略化および素
子の信頼性向上に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のMOSFET1の製造方法を図
5,図6を用いて説明する。まず、基板内に設けられた
N形シリコンウエル2内に、LOCOS法を用いて素子
分離領域及び素子形成領域を形成する。その後、前記素
子形成領域に、P型の不純物であるボロンイオンを打込
むため、第一のイオン注入を行なう。これにより、チャ
ネル領域10の特性が決定される(図5A)。
【0003】つぎに、シリコン酸化膜88を酸化形成
し、その上に、化学気相成長法(CVD)を用いて、ポ
リサイド55をデポジションする(図5B)。その後、
パターニングしてゲート電極5およびゲート酸化膜8を
形成する(図5C)。つぎに、図6Aに示すように、ゲ
ート電極5をマスクとして、第二のイオン注入を行な
い、N形シリコンウエル2の表面にP型の不純物である
ボロンイオンを打込む。これにより、ともにP型のソー
ス4およびドレイン3が形成される。
【0004】つぎに、N形シリコンウエル2の表面に、
減圧化学気相成長法(LPCVD)を用いて、層間絶縁
膜28を形成する(図6B)。その後、フォトレジスト
を塗布してパターンニングし、コンタクトホールを開口
し、コンタクトホールに、アルミでドレイン3、ソース
4、ゲート5の各々のコンタクトを配線して、MOSF
ET1が完成する(図6C)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなMOSFET1の製造方法には、次のような問題
があった。ソース4、ドレイン3、およびチャネル領域
10の形成工程にて計2回のイオン注入工程が必要であ
り、工程が複雑であった。また、第二のイオン注入を行
なった際、イオンの突き抜けによりゲート酸化膜8が劣
化する。したがって、素子の信頼性を低下させるおそれ
があった。
【0006】この発明は、上記のような問題点を解決
し、信頼性が高く、かつ工程の簡略化を図ることができ
る半導体装置およびその製造方法を提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1にかかる半導体
装置の製造方法は、半導体基板内の第1導電型の領域を
第1の絶縁膜で覆う第1の工程、第1の第1の絶縁膜の
一部をエッチングにより取り除いた後、半導体基板表面
を結晶成長または非結晶成長させ、取り除かれた部分に
第1のマスク部を半導体基板から突出するように形成す
るとともに、第1の絶縁膜と第1のマスク部の境界近傍
付近に、半導体基板への不純物注入効率が周囲よりも高
くできる効率透過部を形成する第2の工程、半導体基板
上から不純物注入を行ない、前記第1導電型の領域内の
基板表面に、層厚の薄い第2導電型低濃度領域および前
記低濃度領域を挟み込む層厚の厚い第2導電型高濃度領
域を形成する第3の工程、前記第1のマスク部を取り除
く第4の工程、制御電極絶縁膜上に制御電極が設けられ
た積層を、前記層厚の薄い低濃度領域上に形成する第5
の工程、を備えたことを特徴とする。
【0008】請求項2にかかる半導体装置の製造方法に
おいては、前記第2の工程における第1の絶縁膜の一部
を取り除くエッチングについては等方性エッチングを用
いるとともに、効率透過部の形成については、エッチン
グ工程により取り除かれた部分に、第1の絶縁膜とわず
かに重なるか又は重ならないように第1のマスク部を形
成することを特徴とする。
【0009】
【作用】請求項1にかかる半導体装置の製造方法おいて
は、第3の工程で、一回の不純物注入を行なうことによ
り、層厚の薄い第2導電型低濃度領域および前記低濃度
領域を挟み込む層厚の厚い第2導電型高濃度領域を形成
することができる。また、その後、第5の工程で、制御
電極絶縁膜上に制御電極が設けられた積層を、前記層厚
の薄い低濃度領域上に形成する。したがって、注入した
不純物が制御電極絶縁膜を突き抜けることがない。
【0010】請求項2にかかる半導体装置の製造方法に
おいては、前記第2の工程における第1の絶縁膜の一部
を取り除くエッチングについては等方性エッチングを用
いるとともに、効率透過部の形成については、エッチン
グ工程により取り除かれた部分に、第1の絶縁膜とわず
かに重なるか又は重ならないように第1のマスク部を形
成する。
【0011】したがって、効率透過部を容易に形成する
ことができる。
【0012】
【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。まず、図4Aに示すように、LOCOS法により素
子分離領域及び素子形成領域を形成した後、第1導電型
の領域であるシリコンウエル2(N形)の表面に、第1
の絶縁膜である第1シリコン酸化膜26を形成する。本
実施例においては減圧化学気相成長(LPCVD)を用
い、SiH4とN2Oで850℃で熱分解することにより形成し
た。その後、フォトレジスト6を塗布した後、パターン
ニングする(図4B)。フッ酸を用いて等方性エッチン
グを行い(図4C)、開口部28を形成し(図4D)、
フォトレジスト6を取り除く。
【0013】つぎに、図1Aに示すように、開口部28
に第1のマスク部であるマスク23をシリコンウエル2
から突出するよう形成する。本実施例においては、SiH4
とHCl用いた減圧化学気相成長法により、エピタキシャ
ル成長(結晶成長)させることにより、マスク23を形
成した。
【0014】なお、本実施例においては、上記エピタキ
シャル成長は、マスク23が、第1シリコン酸化膜26
に接触した段階で中止したが、マスク23が、第1シリ
コン酸化膜26とわずかに重なるか又は重ならないよう
成長させた段階で中止してもよい。
【0015】つぎに、図1Bに示すように、マスク2
3、および第1シリコン酸化膜26の全面に、不純物で
あるボロンイオンを打込む。打込まれたボロンイオン
は、第1シリコン酸化膜26の膜厚が厚い部分Tについ
ては、第1シリコン酸化膜26にトラップされ、シリコ
ンウエル2内にほとんど注入されない。これに対し、効
率透過部である膜厚が薄い部分Sについては、第1シリ
コン酸化膜26にトラップされないため、ボロンイオン
が多く注入される。また、マスク23で覆われた部分に
ついては、マスク23でトラップされながらシリコンウ
エル2内に注入される。しかし、膜厚が薄い部分Sに比
べると、マスク23でトラップされる分だけ、注入され
る濃度は薄く、かつ基板表面からの深さも浅くなる。
【0016】このように、一度のイオン注入により、層
厚の薄い第2導電型低濃度領域であるチャネル領域10
およびチャネル領域10を挟み込むように形成されてい
る層厚の厚い第2導電型高濃度領域であるドレイン3、
およびソース4を形成することができる。
【0017】また、本実施例においては、第1シリコン
酸化膜26の膜厚が薄い部分Sは、マスク23との境界
近傍付近では膜厚が薄く、遠ざかると膜厚が厚くなるよ
う形成されている。したがってボロンイオンを打込むこ
とにより、層厚の薄い第2導電型低濃度領域であるチャ
ネル領域10およびチャネル領域10を挟み込むように
形成されている層厚の厚い第2導電型高濃度領域である
ドレイン3、およびソース4が自動的に形成される。
【0018】その後、打込んだボロンをアニールにより
活性化させた後、図1Cに示すように、マスク23をケ
ミカルドライエッチング(CDE)法で除去する。
【0019】つぎに、図1Dに示すように、シリコンウ
エル2全面にシリコン酸化膜およびポリシリコン層を形
成した後、フォトレジストを用いてエッチングし、ゲー
ト酸化膜8およびゲート電極5を形成する。このように
して、制御電極絶縁膜であるゲート酸化膜8上に制御電
極であるゲート電極5が設けられた積層が、層厚の薄い
第2導電型低濃度領域であるチャネル領域10上に形成
される。
【0020】このように、チャネル領域10、ドレイン
3、およびソース4を形成した後、ゲート酸化膜8およ
びゲート電極5を形成することにより、ゲート酸化膜8
の劣化を防止できる。
【0021】つぎに、図2に示すように、減圧化学気相
成長法を用い、第2シリコン酸化膜27を形成する。本
実施例においては、TEOS(テトラエトオキシシラ
ン)を用いたCVD法で形成した。その後、ソース4、
ドレイン3およびゲート電極5用のコンタクトホールを
形成した後、コンタクト20a,20b,20cを形成し
て、MOSFET21が完成する。
【0022】なお、本実施例においては、エピタキシャ
ル成長させることによりマスク23を形成したが、マス
ク23を多結晶シリコンで形成してもよい。さらに、マ
スク23を単結晶または、多結晶シリコンで形成するの
ではなく、非結晶性のアモルファスシリコンでマスク2
3を形成してもよい。
【0023】また、本実施例においては、効率透過部の
形成は、第1シリコン酸化膜26を等方性エッチングす
ることにより行った。しかし、第1シリコン酸化膜26
とマスク23の境界近傍付近に、半導体基板へのイオン
注入効率が周囲よりも高くなるよう形成できればどのよ
うなものであってもよい。たとえば、図3Aに示すよう
に、第1シリコン酸化膜26とマスク23が、わずかに
重ならないようにして効率透過部を形成してもよい。ま
た、図3Bに示すようにマスク23の端部が薄くなるよ
う形成してもよく、図3Cに示すように第1シリコン酸
化膜26の1部が薄くなるよう形成してもよい。
【0024】なお、本実施例においては、MOSFET
21は、デプレッション型FETとして説明したが、M
OSFET21がエンハンスメント型FETであっても
よい。この場合、製造方法としては、マスク23の厚み
を厚くして、チャネル領域10のイオン濃度を調整する
ようにすればよい。
【0025】
【発明の効果】請求項1にかかる半導体装置の製造方法
おいては、第3の工程で、一回の不純物注入を行なうこ
とにより、層厚の薄い第2導電型低濃度領域および前記
低濃度領域を挟み込む層厚の厚い第2導電型高濃度領域
を形成することができる。これにより、マスクの回数を
減らすことができ、工程が簡略化できる。また、その
後、第5の工程で、制御電極絶縁膜上に制御電極が設け
られた積層を、前記層厚の薄い低濃度領域上に形成す
る。したがって、注入した不純物が制御電極絶縁膜を突
き抜けることがない。これにより、制御電極下部の制御
電極絶縁膜の劣化を防止できる。
【0026】すなわち、信頼性が高くかつ工程の簡略化
を図ることができる半導体装置の製造方法を提供するこ
とができる。
【0027】請求項2にかかる半導体装置の製造方法に
おいては、前記第2の工程における第1の絶縁膜の一部
を取り除くエッチングについては等方性エッチングを用
いるとともに、効率透過部の形成については、エッチン
グ工程により取り除かれた部分に、第1の絶縁膜とわず
かに重なるか又は重ならないように第1のマスク部を形
成する。
【0028】したがって、効率透過部を容易に形成する
ことができ、さらに工程を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】MOSFET21の製造工程を示す図である。
【図2】MOSFET21を示す図である。
【図3】MOSFET21の効率透過部の形状の一例を
示す図である。
【図4】MOSFET21の製造工程において、等方性
エッチングによって開口部28が形成される工程を示す
図である。
【図5】従来のMOSFET1の製造工程を示す図であ
る。
【図6】従来のMOSFET1の製造工程を示す図であ
る。
【符号の説明】
2・・・シリコンウエル 3・・・ドレイン 4・・・ソース 5・・・ゲート電極 8・・・ゲート酸化膜 23・・・マスク 26・・・第1シリコン酸化膜

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板内の第1導電型の領域を第1の
    絶縁膜で覆う第1の工程、 第1の絶縁膜の一部をエッチングにより取り除いた後、
    半導体基板表面を結晶成長または非結晶成長させ、取り
    除かれた部分に第1のマスク部を半導体基板から突出す
    るように形成するとともに、第1の絶縁膜と第1のマス
    ク部の境界近傍付近に、半導体基板への不純物注入効率
    が周囲よりも高くできる効率透過部を形成する第2の工
    程、 半導体基板上から不純物注入を行ない、前記第1導電型
    の領域内の基板表面に、層厚の薄い第2導電型低濃度領
    域および前記低濃度領域を挟み込む層厚の厚い第2導電
    型高濃度領域を形成する第3の工程、 前記第1のマスク部を取り除く第4の工程、 制御電極絶縁膜上に制御電極が設けられた積層を、前記
    層厚の薄い低濃度領域上に形成する第5の工程、を備え
    たことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】請求項1の半導体装置の製造方法におい
    て、 前記第2の工程における第1の絶縁膜の一部を取り除く
    エッチングについては等方性エッチングを用いるととも
    に、効率透過部の形成については、エッチング工程によ
    り取り除かれた部分に、第1の絶縁膜とわずかに重なる
    か又は重ならないように第1のマスク部を形成すること
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
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