JPH11111981A - 半導体デバイス及びその製造方法 - Google Patents

半導体デバイス及びその製造方法

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JPH11111981A
JPH11111981A JP10034553A JP3455398A JPH11111981A JP H11111981 A JPH11111981 A JP H11111981A JP 10034553 A JP10034553 A JP 10034553A JP 3455398 A JP3455398 A JP 3455398A JP H11111981 A JPH11111981 A JP H11111981A
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region
forming
semiconductor device
isolation
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Shiku Yun Kan
カン・シク・ユン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 デバイスの設計の余裕度を高め且つ高集積化
を図ることができる半導体デバイス及びその製造方法を
提供すること。 【解決手段】 基板の活性領域をフィールド領域から立
ち上がる台状に形成させ、その台状の表面にゲート電極
を形成させ、そのゲート電極の両側から立ち上がり部の
側面にかけて不純物領域を形成させた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスに
関し、特にデバイスの設計の余裕度を高め且つ集積度を
高めることができる半導体デバイス及びその製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体デバイスの高集積化が要
求され、そのための様々な方法が提案されている。これ
ら方法の中でも特にゲート電極の幅を減少させる方法が
注目されている。しかし、ゲート電極の幅を減少させる
方法は、パンチスルー現象を防止し難く、さらに短チャ
ネル効果が発生して信頼性ある素子を製造し難い。この
ため、設計の余裕度を高め且つデバイスの集積度を高め
得る方法が要求されている。
【0003】以下、添付図面に基づき従来の半導体デバ
イス及びその製造方法を説明する。図1aは従来の半導
体デバイスの平面図であり、図1bは図1aのI−I線
上の断面図である。従来の半導体デバイスは、図1a、
bに示すように、半導体基板1のフィールド領域に浅い
トレンチを絶縁材で充填した隔離部2が形成されてい
る。この隔離部2で隔離された活性領域に一方向にゲー
ト酸化膜3、ゲート電極4が積層されて形成され、ゲー
ト電極4の側面に沿って一定の厚さに側壁スペーサ6が
形成されている。半導体基板1の側壁スペーサ6の下に
は低濃度不純物領域5が形成されており、それらの外側
にソース領域7a、ドレイン領域7bが形成されてい
る。さらに、ゲート電極4の上とソース領域7a及びド
レイン領域7bの表面にシリサイド層8aが形成されて
いる。
【0004】かかる構成を有する従来の半導体デバイス
の製造方法を以下に説明する。図2は図1aのI−I線
上の従来の半導体デバイスの製造方法を示す断面図であ
る。まず、図2aに示すように、活性領域とフィールド
領域を決めた後、フィールド領域の半導体基板1に浅い
トレンチ領域を形成し、そこに酸化膜を塗布してから研
磨工程で平坦化させて隔離部2を形成する。全面に熱酸
化工程で薄い酸化膜を形成し、酸化膜上にポリシリコン
層を塗布し、ゲート形成マスクを用いてポリシリコンと
酸化膜を異方性エッチングしてゲート酸化膜3、ゲート
電極4を形成する。このとき、デバイスの集積度を高め
るためにゲート電極4の幅を一般的なゲート電極よりも
小さく形成する。
【0005】図2bに示すように、ゲート電極4をマス
クに用いてゲート電極4の両側の活性領域に低濃度不純
物イオンの注入を施して低濃度不純物領域5を形成す
る。この後、全面に気相成長法で酸化膜又は窒化膜を堆
積した後、異方性エッチングでゲート電極4を囲むよう
側壁スペーサ6を形成する。図2cに示すように、側壁
スペーサ6及びゲート電極4をマスクにしてゲート電極
4の両側の活性領域に不純物イオンを注入してソース領
域7aとドレイン領域7bを形成する。その後、全面に
シリコン層と反応してシリサイドを形成可能な金属層8
を堆積する。例えば、Ti、Co、Mo、Ni等のよう
な金属を堆積する。図2dに示すように、熱工程を施し
てソース領域7a及びドレイン領域7bの表面、及びゲ
ート電極4の表面にシリサイド層8aを形成する。この
後、シリサイド層8aが形成されなかった金属層8を除
去する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来の半導体デ
バイス及びその製造方法は以下の問題があった。ゲート
電極の幅を減少させてデバイスを高集積するとき、ゲー
ト電極の幅を強いて減少させると、短チャネル効果が大
きくなって信頼性あるデバイスを製造し難くなる。本発
明は、上記のような問題点を解決するためになされたも
のであり、デバイスの設計の余裕度を高め且つ高集積化
を図ることができる半導体デバイス及びその製造方法を
提供することが目的である。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の半導体デバイスは、基板の活性領域をフィ
ールド領域から立ち上がる台状に形成させ、その台状の
表面にゲート電極を形成させ、そのゲート電極の両側か
ら立ち上がり部の側面にかけて不純物領域を形成させた
ことを特徴とする。
【0008】さらに、本発明の半導体デバイスの製造方
法は、基板に活性領域とフィールド領域を定め、フィー
ルド領域にトレンチを形成させてそのトレンチを絶縁材
で充填して隔離部を形成させ、活性領域のゲート絶縁膜
の上にゲート電極を形成し、ゲート電極の側面に側壁ス
ペーサを形成するとともに、隔離部を所定の深さにエッ
チングし、ゲート電極の両側に隔離部に達するように不
純物領域を形成することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明実施形
態の半導体デバイス及びその製造方法を説明する。図3
aは第1実施形態の半導体デバイスの平面図であり、図
3bは図3aのII−II線上の断面図であり、図4は図3
aのII−II線上の第1実施形態の製造方法を示す図であ
り、図5は第2実施形態の半導体デバイスの製造方法を
示す同じ位置での断面図である。第1実施形態は、図3
a、図3bに示すように、半導体基板21のフィールド
領域に隔離部22が形成されている。この隔離部22
は、半導体基板21のゲート電極が形成された箇所より
一段低い箇所に形成されている。すなわち、本実施形態
においてはフィールド領域と活性領域とに段差を設けて
いる。活性領域が上でフィールド領域が下である。半導
体基板から立ち上がっている立ち上がり部である活性領
域の表面にゲート電極24が一方方向に形成されてい
る。そのゲート電極24の幅は立ち上がり部の幅より狭
く形成されている。ゲート電極24の側面には絶縁物か
らなる側壁スペーサ26が形成されている。四角の台状
に立ち上がっている立ち上り部の幅は、このゲート電極
と側壁スペーサ26を形成させた幅より広くされ、側壁
スペーサ26の部分の外側から立ち上がり部の側面にか
けての部分を本実施形態ではソース領域27a、ドレイ
ン領域27bとしている。側壁スペーサ26の下には低
濃度不純物領域25を形成させている。ゲート電極24
の表面、及び側壁スペーサ26と隔離部22との間の露
出されたソース領域27a及びドレイン領域27b上に
シリサイド層28aが形成されている。すなわち、本実
施形態においてはフィールド領域から四角の台状に立ち
上がっている活性領域の立ち上がっている側面から表面
の側壁スペーサが形成されている部分までをソース、ド
レイン領域として利用している。
【0010】かかる構成を有する本発明の第1実施形態
の半導体デバイスの製造方法を図4aに示す。基板21
に活性領域とフィールド領域を定め、フィールド領域に
隔離用の浅いトレンチを形成した後、トレンチ内に酸化
膜を堆積してから平坦化させて、すなわちトレンチを酸
化膜で充填して隔離部22を形成する。この隔離部22
は窒化膜を堆積して形成してもよい。次に、薄い酸化膜
23とポリシリコン層24を順次堆積した後、ゲート形
成マスクを用いてポリシリコン層24と酸化膜23とを
異方性エッチングしてゲート酸化膜23の上にゲート電
極24を形成する。
【0011】ゲート電極24の両側の半導体基板21に
低濃度不純物イオンを注入して低濃度不純物領域25を
形成する。この後、半導体基板21に酸化膜又は窒化膜
を堆積し、異方性エッチングでゲート電極24の両側に
側壁スペーサ26を形成する。この側壁スペーサ26を
形成するときのエッチングで同時に隔離部22に堆積さ
せた酸化膜又は窒化膜を所定の深さだけエッチングす
る。したがって、図4bに示すように、フィールド領域
(隔離部22)から四角の台状に立ち上がった活性領域
が形成される。その台状の立ち上り部の角の部分が露出
されている。このように同時にエッチングする場合に
は、側壁スペーサ26と隔離部22の絶縁物とは同じ物
質で形成されなければならない。上記のように隔離部2
2のエッチングを側壁スペーサ26の形成とは別に形成
してもよい。すなわち、半導体基板21上に酸化膜又は
窒化膜を堆積した後、異方性エッチングでゲート電極2
4の側面に側壁スペーサ26を形成した後、隔離部22
を所定の深さにエッチングして半導体基板21の台状の
立ち上がり部の側面が露出されるようにする。この場合
には、側壁スペーサ26の形成物質と隔離領域22の形
成物質とは互いに異なる。例えば、側壁スペーサ26が
窒化膜であり、隔離部22が酸化膜である場合、酸化膜
の一部を湿式エッチングで除去することもできる。
【0012】半導体基板の立ち上がり部の露出されてい
る部分の表面にn型の不純物イオンを傾斜させて注入
し、この後熱拡散工程でソース領域27a、ドレイン領
域27bを形成する。従って、本実施形態においてはソ
ース、ドレイン領域はL字状に形成される。このよう
に、隔離部22に充填した絶縁材をエッチングすること
で立ち上がった台状の部分の角の部分にL字状にソース
領域27aとドレイン領域27bを形成すると、ゲート
電極24の幅を減少させなくても、ソース領域27a、
ドレイン領域27bの幅を減少させることになり、全体
の幅が小さくなり、デバイスの集積度を高めることがで
きる。図4cに示すように、半導体基板21にシリコン
と反応してシリサイド層を形成可能な金属層8を堆積す
る。例えば、Ti、Co、Mo、Ni等のような金属を
蒸着する。この後、図4dに示すように、熱工程で金属
層8に接するゲート電極24の表面、且つソース領域2
7a及びドレイン領域27bの表面にシリサイド層28
aを形成する。この後、シリサイド層28aが形成され
ない金属層28を除去する。
【0013】次は、本発明の第2実施形態の半導体デバ
イスの製造方法を説明する。図5aに示すように、フィ
ールド領域に浅いトレンチを形成した後、トレンチ内に
酸化膜を堆積してから平坦化させて隔離部22を形成す
る。この隔離部22は窒化膜で形成してもよい。次に、
酸化膜、ポリシリコン層を順次堆積した後、ゲート形成
マスクを用いてポリシリコン層と酸化膜を異方性エッチ
ングしてゲート酸化膜23、ゲート電極24が積層され
るようにする。この後、トレンチ隔離部22の所定領域
を除去して基板21に台状の立ち上がり部を形成する。
【0014】図5bに示すように、イオンを注入して立
ち上がり部表面にLDD構造を形成させてから基板21
に酸化膜又は窒化膜を堆積した後、異方性エッチングで
ゲート電極24の両側面に側壁スペーサ26を形成す
る。この後、図5c、図5dに示す方法はそれぞれ図4
c、図4dに示す本発明の第1実施形態の方法と同様で
ある。
【0015】
【発明の効果】上述したような本発明の半導体デバイス
は、活性領域をフィールド領域から立ち上がる立ち上が
り部として形成し、その立ち上がり部の表面にゲート電
極を形成させ、そのゲート電極の外側から立ち上がり部
の側面にかけてソース、ドレイン領域としたので、ゲー
ト電極の大きさを変えずに全体の幅を狭くすることがで
きるので、短チャネル効果の発生無しにレイアウト上の
チップサイズを減少させることができる。また、不純物
領域の表面にシリサイド層を形成することによりソース
領域及びドレイン領域の抵抗を小さくすることができ
る。不純物領域を傾斜イオン注入で形成すると、隔離部
がエッチングされてL字状に形成された面にイオンを均
一に注入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の半導体デバイスの平面図(a)とI−
I線上の断面図(b)。
【図2】 図1aのI−I線上での従来の半導体デバイ
スの製造方法を示す図。
【図3】 本発明実施形態の半導体デバイスの平面図
(a)とaのII−II線上の断面図(b)。
【図4】 図3aのII−II線上での第1実施形態の半導
体デバイスの製造方法を示す図。
【図5】 図3aのII−II線上での第2実施形態の半導
体デバイスの製造方法を示す図。
【符号の説明】
21 半導体基板 22 隔離部 23 ゲート酸化膜 24 ゲート電極 25 LDD領域 26 側壁スペーサ 27a ソース領域 27b ドレイン領域 28 金属層 28a シリサイド層 29 コンタクト領域

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板の活性領域をフィールド領域から立
    ち上がる台状に形成させ、その台状の表面にゲート電極
    を形成させ、そのゲート電極の両側から台状の立ち上が
    り部の側面にかけて不純物領域を形成させたことを特徴
    とする半導体デバイス。
  2. 【請求項2】 ゲート電極の表面及び不純物領域上に形
    成されたシリサイド層をさらに備えることを特徴とする
    請求項1記載の半導体デバイス。
  3. 【請求項3】 活性領域とフィールド領域を定め、フィ
    ールド領域にトレンチを形成させ、絶縁材で充填して隔
    離部を形成する工程と、 活性領域にゲート電極を形成する工程と、 ゲート電極の側面に側壁スペーサを形成するとともに、
    隔離部を所定の深さにエッチングする工程と、 側壁スペーサを形成させたゲート電極の両側から隔離部
    に達する部分に不純物領域を形成する工程とを備えるこ
    とを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
  4. 【請求項4】 活性領域とフィールド領域を定め、フィ
    ールド領域にトレンチを形成させ、絶縁材で充填して隔
    離部を形成する工程と、 活性領域にゲート電極を形成する工程と、 ゲート電極の側面に側壁スペーサを形成する工程と、 隔離部を所定の深さにエッチングする工程と、 側壁スペーサを形成させたゲート電極の両側から隔離部
    に達する部分に不純物領域を形成する工程とを備えるこ
    とを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
  5. 【請求項5】 ゲート電極の表面及び不純物領域上にシ
    リサイド層を形成する工程をさらに備えることを特徴と
    する請求項3、4いずれかに記載の半導体デバイスの製
    造方法。
  6. 【請求項6】 不純物領域は傾斜イオン注入で形成させ
    ることを特徴とする請求項3、4いずれかに記載の半導
    体デバイスの製造方法。
JP10034553A 1997-09-24 1998-02-17 半導体デバイス及びその製造方法 Pending JPH11111981A (ja)

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