JPS595624A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS595624A JPS595624A JP11471682A JP11471682A JPS595624A JP S595624 A JPS595624 A JP S595624A JP 11471682 A JP11471682 A JP 11471682A JP 11471682 A JP11471682 A JP 11471682A JP S595624 A JPS595624 A JP S595624A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（１）発明の技術分野
本発明は半導体装置の製造方法にかかり、特にＡ文マス
クを用いてイオン注入部へのレーザアニールを行う半導
体装置の製造方法に関する。
クを用いてイオン注入部へのレーザアニールを行う半導
体装置の製造方法に関する。
（２）技術の背景
近年、例えば電卓、デジタル腕時計、各種家庭用電気機
器、自動車等の日常生活に広汎に使用され始めている各
種］Ｃは、最近の製造技術の発展によるコストダウン、
高密度化、高性能化等によりますますその用途が広がっ
てきている。
器、自動車等の日常生活に広汎に使用され始めている各
種］Ｃは、最近の製造技術の発展によるコストダウン、
高密度化、高性能化等によりますますその用途が広がっ
てきている。
これら製造技術の発展により、前述の高密度化半導体装
置の各種開発が行われてきており、さらにまた同時に高
性能化の要請も一層高まってきている。
置の各種開発が行われてきており、さらにまた同時に高
性能化の要請も一層高まってきている。
（３）従来技術と問題点
従来ＭＯ３集積回路の製作工程として代表的な方法とし
ては、例えばＡ又−ゲート構造、３ｉ−ゲート構造が標
準的である。
ては、例えばＡ又−ゲート構造、３ｉ−ゲート構造が標
準的である。
前者の製造工程は、第１図（８）乃至（ｄｌの如くまず
フィールド反転防止層（囲路）を形成後にＰ型半導体基
板１に酸化膜例えばＳ １ｏ２２を所定の厚さに形成す
る。ソース、ドレイン領域形成のため５ｉＯ２２に穴を
開ける。次に、５ｉＯ２２をマスクにしてｎ型不純物３
の拡散を行う。（同図（ａ））次に半導体形成領域から
５ｉ０２２の厚い酸化膜を除去し新たに薄いゲート酸化
膜４を成長する。
フィールド反転防止層（囲路）を形成後にＰ型半導体基
板１に酸化膜例えばＳ １ｏ２２を所定の厚さに形成す
る。ソース、ドレイン領域形成のため５ｉＯ２２に穴を
開ける。次に、５ｉＯ２２をマスクにしてｎ型不純物３
の拡散を行う。（同図（ａ））次に半導体形成領域から
５ｉ０２２の厚い酸化膜を除去し新たに薄いゲート酸化
膜４を成長する。
（同図（ｂ））
さらにソース、ドレインとなる領域に穴開けを行う。（
同図（Ｃ）） 次に金属薄膜（Ａ文）５を蒸着し、バターニングを行い
ソース６、ゲート７、ドレイン８の電極を形成する。（
同図（ｄ）） 後者の製造工程は、第２図（ａｌ乃至Ｔｄｌの如くまず
フィールド反転防止層（囲路）を形成し基板１′上に酸
化膜５ｔＯ２２′を形成しトランジスタ領域の部分は除
去し５ｉＯ２２′をマスクとして窓開けを行った後薄い
ゲート酸化膜４′を成長させる。（同図（ａ）） その後、多結晶シリコン９を用いてゲート部分を形成す
る。（同図（ｂ）） 次に多結晶シリコン９よりなるゲート部分をマスクにし
て薄い酸化膜を除去し上から例えばｎ型不純物のイオン
注入若しくは拡散を行う。そしてこのｎ型不純物による
ソース、ドレイン領域３′を形成させる。（同図（Ｃ）
） 次に例えば気相成長法で厚い酸化膜１０を成長させソー
ス、ドレインの電極用の穴を開ける。
同図（Ｃ）） 次に金属薄膜（Ａ文）５を蒸着し、バターニングを行い
ソース６、ゲート７、ドレイン８の電極を形成する。（
同図（ｄ）） 後者の製造工程は、第２図（ａｌ乃至Ｔｄｌの如くまず
フィールド反転防止層（囲路）を形成し基板１′上に酸
化膜５ｔＯ２２′を形成しトランジスタ領域の部分は除
去し５ｉＯ２２′をマスクとして窓開けを行った後薄い
ゲート酸化膜４′を成長させる。（同図（ａ）） その後、多結晶シリコン９を用いてゲート部分を形成す
る。（同図（ｂ）） 次に多結晶シリコン９よりなるゲート部分をマスクにし
て薄い酸化膜を除去し上から例えばｎ型不純物のイオン
注入若しくは拡散を行う。そしてこのｎ型不純物による
ソース、ドレイン領域３′を形成させる。（同図（Ｃ）
） 次に例えば気相成長法で厚い酸化膜１０を成長させソー
ス、ドレインの電極用の穴を開ける。
（同図（ｄ））
その上に例えばＡ交１１の金属蒸着を行い、パターニン
グしてソース、ドレイン電極１２．１３以上、Ａ又−ゲ
ート、Ｓｔ−ゲートともに何れも欠点を有している。す
なわち前者はＡ文電極がソース、ドレインの形成に必要
な高温処理に耐えないので、Ｓｔゲート構造の場合のよ
うな自己整合でのソース、ドレインの形成が困難なため
にソース、ドレインのｎ型領域にオーバラップするゲー
ト電極部領域３１．３２は例えば約１．５μｍ程度の位
置合せ余裕分だけ幅広に形成される必要があるため半導
体装置の高密度化には不適である。
グしてソース、ドレイン電極１２．１３以上、Ａ又−ゲ
ート、Ｓｔ−ゲートともに何れも欠点を有している。す
なわち前者はＡ文電極がソース、ドレインの形成に必要
な高温処理に耐えないので、Ｓｔゲート構造の場合のよ
うな自己整合でのソース、ドレインの形成が困難なため
にソース、ドレインのｎ型領域にオーバラップするゲー
ト電極部領域３１．３２は例えば約１．５μｍ程度の位
置合せ余裕分だけ幅広に形成される必要があるため半導
体装置の高密度化には不適である。
また、後者は第２図ｔｅｌに示すようにソース、トレイ
ンの領域にオーバラップするゲート電極領域Ｓ１．Ｓ２
は例えば約０．５μｍ程度で高密度には適するもののゲ
ート部に多結晶シリコンを用いであるので高抵抗性を有
するため動作速度が遅いという欠点を有している。
ンの領域にオーバラップするゲート電極領域Ｓ１．Ｓ２
は例えば約０．５μｍ程度で高密度には適するもののゲ
ート部に多結晶シリコンを用いであるので高抵抗性を有
するため動作速度が遅いという欠点を有している。
上記第２図の従来例のように多結晶シリコンをゲートマ
スクとして用いたたときに生ずる高抵抗性を除去するた
めに第１図に示すようにＡ文をマスクとすることが考え
られる。この場合にソース。
スクとして用いたたときに生ずる高抵抗性を除去するた
めに第１図に示すようにＡ文をマスクとすることが考え
られる。この場合にソース。
ドレインのｎ型拡散層を作るためにイオン注入を行った
後にレーザアニールを行うとＡ文に対するレーザ光の反
射率が高いために、シリコン部分の熱の発生は大きくＡ
又電極部分の熱の発生は小さくできる。しかし、この際
に、例えばＡ又マスクの長手方向に対してレーザ光を蛇
行するように照射するとＡ又マスクパターンの辺をレー
ザ光が照射時間が長いため、シリコン部分で発生した熱
が熱伝導により人文部分へ伝わるために、Ａ又パターン
の辺が熔は出してパターンの形状が崩れたり、極端な場
合にはゲートと基板間に短絡のおこることがあった。上
衣乙の問題はＡ又パターン幅が４μｍ以上であるときは
顕著ではないが、それより細幅のパターンでは大きな問
題となることが判った。
後にレーザアニールを行うとＡ文に対するレーザ光の反
射率が高いために、シリコン部分の熱の発生は大きくＡ
又電極部分の熱の発生は小さくできる。しかし、この際
に、例えばＡ又マスクの長手方向に対してレーザ光を蛇
行するように照射するとＡ又マスクパターンの辺をレー
ザ光が照射時間が長いため、シリコン部分で発生した熱
が熱伝導により人文部分へ伝わるために、Ａ又パターン
の辺が熔は出してパターンの形状が崩れたり、極端な場
合にはゲートと基板間に短絡のおこることがあった。上
衣乙の問題はＡ又パターン幅が４μｍ以上であるときは
顕著ではないが、それより細幅のパターンでは大きな問
題となることが判った。
（４）発明の目的
本発明は上記欠点に鑑み、幅４μｍ以下のアルミニウム
パターンよりなるマスク性を要求される部分に対し損傷
を与えることなく、レーザ光を走査し照射することによ
って、イオン注入層に受けたダメージに効果的なアニー
ルを行う方法を提供することを目的とする。
パターンよりなるマスク性を要求される部分に対し損傷
を与えることなく、レーザ光を走査し照射することによ
って、イオン注入層に受けたダメージに効果的なアニー
ルを行う方法を提供することを目的とする。
（５）発明の構成
本発明の上記目的とするところは、 マスクとする細長
いアルミニウム（Ａ又）パターンを基体上に形成し、該
Ａ文パターンの長手方向に対し直交してレーザ光を走査
し照射して基体ヘアニールを施すことを特徴とする半導
体装置の製造方法を提供することによって達成される。
いアルミニウム（Ａ又）パターンを基体上に形成し、該
Ａ文パターンの長手方向に対し直交してレーザ光を走査
し照射して基体ヘアニールを施すことを特徴とする半導
体装置の製造方法を提供することによって達成される。
（６）発明の実施例
以下本発明の実施例について図面と共に説明する。
第３図（ａｌ乃至（８１は本発明のＭＯ３半導体装置の
製造工程図である。
製造工程図である。
Ｐ型基板１′上にフィールド反転防止層（囲路）を形成
の後、トランジスタ領域１４の例えば５ｉ０２からなる
厚い酸化膜２′を除去し、そこに例えば５ｉ０２からな
る薄いゲート酸化膜４′を再度成長させる。（同図（ａ
ｌ ） 次に本発明の特徴とするレーザアニールに対する保護を
兼ねたＡ文膜をゲート部１５に形成し、ゲート電極１５
′を作る。（同図（ｂ））このＡ文をマスクとして薄い
ＳｉＯ２の酸化膜４′を除去する。この領域に例えば
自己整合で上からイオン注入を行ってソース、ドレイン
のイオン注入層３′を形成する。（同図（Ｃ））ここで
、イオン注入時の損傷を除去するために例えば出力０．
３５Ｗ 、パルス５ Ｋ Ｈｚ、 ２０μ／ ５ｔｅｐ
で窩部にてＹＡＧ （イツトリウム・アルミニウム・ガ
ーネット）レーザによりトランジスタ領域１４全体に亘
り、第４図に示すようにゲート電極１５′の長手方向の
辺と直交する方向に連続的に走査１８する。この場合ゲ
ート電極パターンが第４図のようにＬ字状に折れ曲って
いるような場合は短辺１５ａが４μｍ以上であれば長手
方向に沿って走査しても特に問題なくアニールすること
ができる。すなわち、４μｍ以上の太いパターンの場合
には、長手方向に沿って走査してもシリコン部分より伝
わる熱が長手方向だけでなく、短手方向にもかなりの大
きさで拡散するため、Ａ文パクーンの端部の温度上昇が
抑えられるためである。
の後、トランジスタ領域１４の例えば５ｉ０２からなる
厚い酸化膜２′を除去し、そこに例えば５ｉ０２からな
る薄いゲート酸化膜４′を再度成長させる。（同図（ａ
ｌ ） 次に本発明の特徴とするレーザアニールに対する保護を
兼ねたＡ文膜をゲート部１５に形成し、ゲート電極１５
′を作る。（同図（ｂ））このＡ文をマスクとして薄い
ＳｉＯ２の酸化膜４′を除去する。この領域に例えば
自己整合で上からイオン注入を行ってソース、ドレイン
のイオン注入層３′を形成する。（同図（Ｃ））ここで
、イオン注入時の損傷を除去するために例えば出力０．
３５Ｗ 、パルス５ Ｋ Ｈｚ、 ２０μ／ ５ｔｅｐ
で窩部にてＹＡＧ （イツトリウム・アルミニウム・ガ
ーネット）レーザによりトランジスタ領域１４全体に亘
り、第４図に示すようにゲート電極１５′の長手方向の
辺と直交する方向に連続的に走査１８する。この場合ゲ
ート電極パターンが第４図のようにＬ字状に折れ曲って
いるような場合は短辺１５ａが４μｍ以上であれば長手
方向に沿って走査しても特に問題なくアニールすること
ができる。すなわち、４μｍ以上の太いパターンの場合
には、長手方向に沿って走査してもシリコン部分より伝
わる熱が長手方向だけでなく、短手方向にもかなりの大
きさで拡散するため、Ａ文パクーンの端部の温度上昇が
抑えられるためである。
なお、この場合Ａ又保護１！ｔ１５′は表面が人文によ
って形成されており、レーザ光を反射するためレーザ光
線から保護されている。従ってＡ支保護膜１５′下部の
ゲート領域はかかるレーザ光線の影響は何等受けること
がないが、残りの領域すなわちソース、ドレインとなる
イオン注入層３′はレーザ光線の照射を受けてアニール
される。通常注入イオンは、その運動エネルギーを失う
前に格子の原子と衝突してその原子を格子点から移動さ
せる。この結果、多くの空位が生じて非晶質層等に変化
する。従って、イオン注入後にアニールを行って再び結
晶構造を持つようにすることが必要となる。アニールに
よりイオン注入層のソース。
って形成されており、レーザ光を反射するためレーザ光
線から保護されている。従ってＡ支保護膜１５′下部の
ゲート領域はかかるレーザ光線の影響は何等受けること
がないが、残りの領域すなわちソース、ドレインとなる
イオン注入層３′はレーザ光線の照射を受けてアニール
される。通常注入イオンは、その運動エネルギーを失う
前に格子の原子と衝突してその原子を格子点から移動さ
せる。この結果、多くの空位が生じて非晶質層等に変化
する。従って、イオン注入後にアニールを行って再び結
晶構造を持つようにすることが必要となる。アニールに
よりイオン注入層のソース。
ドレイン両部の比抵抗は低減されトランジスタとしての
動作機能が回復される。次に気相成長法で例えば３ｉ０
２の厚い酸化膜１０′を成長させソース１６．ドレイン
１７用の穴開けを行う。（同図（ｄ）） この上に例えばＡ又により金属蒸着を行い、パターニン
グしてソース、ドレインの電極１２′。
動作機能が回復される。次に気相成長法で例えば３ｉ０
２の厚い酸化膜１０′を成長させソース１６．ドレイン
１７用の穴開けを行う。（同図（ｄ）） この上に例えばＡ又により金属蒸着を行い、パターニン
グしてソース、ドレインの電極１２′。
１３′を作る。（同図（ｅ））
すなわち本発明によれば半導体基板１゛上のフィールド
反転層内のトランジスタ領域１４にソース、ドレインと
なるイオン注入層３′が設けられ、また中央部には絶縁
層４′が形成され、さらにその上に本発明の特徴であり
レーザアニールの際の保護膜となるゲート部のＡ支保護
膜１５′が設けられ、レーザアニールに際するレーザ光
の照射をＡ支保護膜１５′の長辺とほぼ直交する方向に
行うのでＡ支保護膜１５′の辺が受けとるレーザパワー
は少ないのでこの辺部分が熔けてしまうことがなく、一
方ではソース、ドレイン領域には有効なレーザアニール
を行えるだけのレーザパワーを与えることができる。
反転層内のトランジスタ領域１４にソース、ドレインと
なるイオン注入層３′が設けられ、また中央部には絶縁
層４′が形成され、さらにその上に本発明の特徴であり
レーザアニールの際の保護膜となるゲート部のＡ支保護
膜１５′が設けられ、レーザアニールに際するレーザ光
の照射をＡ支保護膜１５′の長辺とほぼ直交する方向に
行うのでＡ支保護膜１５′の辺が受けとるレーザパワー
は少ないのでこの辺部分が熔けてしまうことがなく、一
方ではソース、ドレイン領域には有効なレーザアニール
を行えるだけのレーザパワーを与えることができる。
上述の如く本発明は、ＭＯ３半導体装置でのレーザアニ
ールに実施した場合を説明したが、上記以外においても
Ａ又のマスキングにて選択的にレーザ照射を行う場合
であれば何れの用途でも使用可能である。
ールに実施した場合を説明したが、上記以外においても
Ａ又のマスキングにて選択的にレーザ照射を行う場合
であれば何れの用途でも使用可能である。
（７）発明の効果
本発明は例えば半導体装置製造工程において、Ａ又金属
薄膜を選択マスクとして用いて、該Ａ又金属薄膜パター
ンに対して９０′前後をなす角度でレーザ光の走査を行
い照射させることにより、良好な自己整合が可能となり
ゲート−ソース及びゲート−ドレイン間のオーバラップ
領域Ｓ１及びＳ２を短縮できるためトランジスタの高密
度化が可能となり、結局ゲート幅を短くすることが可能
であり、またゲート部に電気伝導性の高いＡ文を使用し
であるためにゲート部の抵抗を低くおさえることができ
、更にＡ文金属薄膜パターンに沿ってレーザアニールす
る場合に比べ、より強いレーザパワーを照射してもＡ文
金属薄膜パターンに変化をおこさせないので、ソース、
ドレインの抵抗をより小さくすることができ、従ってト
ランジスタとしての動作速度を高めることが可能となる
特徴を有する。
薄膜を選択マスクとして用いて、該Ａ又金属薄膜パター
ンに対して９０′前後をなす角度でレーザ光の走査を行
い照射させることにより、良好な自己整合が可能となり
ゲート−ソース及びゲート−ドレイン間のオーバラップ
領域Ｓ１及びＳ２を短縮できるためトランジスタの高密
度化が可能となり、結局ゲート幅を短くすることが可能
であり、またゲート部に電気伝導性の高いＡ文を使用し
であるためにゲート部の抵抗を低くおさえることができ
、更にＡ文金属薄膜パターンに沿ってレーザアニールす
る場合に比べ、より強いレーザパワーを照射してもＡ文
金属薄膜パターンに変化をおこさせないので、ソース、
ドレインの抵抗をより小さくすることができ、従ってト
ランジスタとしての動作速度を高めることが可能となる
特徴を有する。
第１図（ａ）乃至（ｄ）は従来のアルミニウムゲート構
造のＭＯ３半導体装置の製造工程図、第２図（ａｌ乃至
（ｅ）は同じ〈従来のシリコンゲート構造のＭＯ３集積
装置の製造工程図、第３図（ａｌ乃至（ｅ）は本発明の
半導体を取り入れたＭＯ３半導体装置の工程図、第４図
は本発明のＡ文マスク上の走査方法を説明する路線図で
ある。 １．１′・・・Ｐ型基板、 ３・・・イオン注入層（ガ
ス拡散層）、 ４．４′・・・ゲート酸化膜、 ５・
・・金属薄膜、 ６，１６・・・ソース、 ７・・・
ゲート、 ８．１７・・・ドレイン、 ９・・・多
結晶シリコン、 １２・・・ソース電極、 １３・
・・ドレイン電極、 １４・・・トランジスタ領域、
１５′・・・Ａ文ゲート電極。 夙 ２Ｉ２Ｉｌ 第 ３ 図 −１８ ） 〉 ）
造のＭＯ３半導体装置の製造工程図、第２図（ａｌ乃至
（ｅ）は同じ〈従来のシリコンゲート構造のＭＯ３集積
装置の製造工程図、第３図（ａｌ乃至（ｅ）は本発明の
半導体を取り入れたＭＯ３半導体装置の工程図、第４図
は本発明のＡ文マスク上の走査方法を説明する路線図で
ある。 １．１′・・・Ｐ型基板、 ３・・・イオン注入層（ガ
ス拡散層）、 ４．４′・・・ゲート酸化膜、 ５・
・・金属薄膜、 ６，１６・・・ソース、 ７・・・
ゲート、 ８．１７・・・ドレイン、 ９・・・多
結晶シリコン、 １２・・・ソース電極、 １３・
・・ドレイン電極、 １４・・・トランジスタ領域、
１５′・・・Ａ文ゲート電極。 夙 ２Ｉ２Ｉｌ 第 ３ 図 −１８ ） 〉 ）
Claims (1)
- マスクとする細長いアルミニウム（Ａ又）パターンを基
体上に形成し、該Ａ文パターンの長手方向に対し直交し
てレーザ光を走査し照射して基体ヘアニールを施すこと
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 |
|---|---|---|---|
| JP11471682A JPS595624A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11471682A JPS595624A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS595624A true JPS595624A (ja) | 1984-01-12 |
Family
ID=14644828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11471682A Pending JPS595624A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS595624A (ja) |
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-
1982
- 1982-07-01 JP JP11471682A patent/JPS595624A/ja active Pending
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