JPS60224275A - 絶縁基板mis型電界効果トランジスタの製造方法 - Google Patents

絶縁基板mis型電界効果トランジスタの製造方法

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JPS60224275A
JPS60224275A JP7950384A JP7950384A JPS60224275A JP S60224275 A JPS60224275 A JP S60224275A JP 7950384 A JP7950384 A JP 7950384A JP 7950384 A JP7950384 A JP 7950384A JP S60224275 A JPS60224275 A JP S60224275A
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JP
Japan
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silicon
point metal
melting
field effect
effect transistor
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Pending
Application number
JP7950384A
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English (en)
Inventor
Hisashi Mizumura
水村 壽
Eiji Nagasawa
長澤 英二
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/49Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
    • H01L29/4908Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET for thin film semiconductor, e.g. gate of TFT
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78651Silicon transistors

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はM I 8 (Metal−Insulate
r−Be−miconductor)型電界効果トラン
ジスタ(以降はMI8 FET)の製造方法に関し、特
に絶縁性透明基板を用いたMI8 ’ PETのソース
、ドレイン、ゲート各電極上にシリサイドを形成して低
抵抗化する方法に関する。
(従来技術とその問題点) 従来高性能MI8 FETにおいては、ゲート電極とソ
ース・ドレイン電極が自己整合的に形成できるため、ポ
リシリコンをゲート電極材料として使用したものが一般
的である。この構造では、ソース、ドレイン、ゲート各
電極の抵抗が素子のダイナミ、りな特性に対して問題と
なる。一般的なプロセス工程ではソース、ドレイン電極
のシート抵抗はn+の場合十数Ω/口、p十で1000
/口前後、ポリシリコンはn+で加〜(9)Ω/口、p
+で200〜300Ω/口程度となる。この抵抗を下げ
る一方法として各電極をシリサイド化して低抵抗化をは
かることが行われている。シリサイド化に関してはこれ
を均一に行うために、高融点金属を付着後高融点金属−
シリコン界面に不純物をイオン注入して界面を混合させ
た後、低温で熱処理してシリサイド化するITM法(1
ion implantationthrough m
e t a l f i 1m法)が良い。I’I’M
法は例えばB、Nagasawa etal、@A 8
elf −Aligred Mo−8i1icido 
Formation JJAPVol 22. A I
 、 Jan、1983 PPL57〜L59に記載さ
れている。
この方法では例えばシリコン(8i)上fこチタン(T
i)を厚さ約400大蒸着し、8iイオンをF3MeV
で5X10CIIl イオノ注入し、約550℃で20
分程度熱処理してシリサイド化すること−こより約10
070程度のシート抵抗が得られ、この後残ったチタン
をエッチ除去しざらに800℃程度の熱処理をすること
により約3Ω/口程度まで低下する。
このITM法ではゲートポリシリコンの側壁を垂直に近
い形状壷こすればメタルが付いていても注入イオンによ
る界面混合がなく、低温の熱処理ではシリサイド化しに
くいためゲート電極と、ソース・ドレイン電極が自己整
合的にシリサイド化できることが特徴である。
しかし8iイオン、Arイオンなど比較的軽いイオンで
界面混合する時は充分な混合が行えず、多少高い温度の
熱処理が必要となる。このためゲートポリ8iの側壁に
おいてもシリサイド化が発生しゲート電極、ソース・ド
レインを極間の短絡が起る。これを防ぐためゲート側壁
に酸化膜、窒化膜などの絶縁物を形成することが行われ
る。
絶縁性基板上の半導体を用いたMI8 FETは接合容
量、配線容量が少く、各素子間の分離が完全であること
などの特徴をもち、高速・高密度な集積回路への応用と
いう点から注目されている。
この素子へ前記したシリサイド化技術を適用することは
、より高性能なデバイスを形成するうえで重要である。
第1図(a) 〜(e)の例は、808 (Silic
on 0n8apph i r e)を用いたMI8 
F’B’l’に上記シリサイド化を適用する時、従来と
同様の技術で行う場合の工程を示す模式的断面図である
。同図(a)は通常の80Sの工程でゲート電極とソー
ス・ドレイン拡散層を形成したトランジスタの断面を示
し、同図Φ)は、全面にOVD法によりシリコン窒化膜
を付けたもの、同図(C)はΦ)の試料を上面よりドラ
イエッチし、ゲートポリシリコンを極4の側壁にのみ前
記窒化膜を残したものを示す。単結晶シリコンは島状ζ
こ加工する際ヒドラジン等で異方性工、チングを行なっ
ているので端部は約54°のテーパーが付いており窒化
膜は残らない、同図(d)は上面にTi膜を蒸着し8i
イオンを80 K e Vの加速エネルギーで5×10
c1rL イオノ注入する工程を示す。同図(e)はイ
オン注入後550℃で加分間アニールし、次いで未反応
のTiをエツチング除去した後の断面を示す。島状シリ
コン端のテーパ一部は平坦部に比べてイオンが入りtこ
<<、界面混合が充分lこ行なわれないため熱反応によ
るシリサイド化が異常に進みサファイア基板上にのび出
してしまう。この辺の事情を第2図の部分断面斜視図を
用いて詳細に示す。図中1はサファイア基板、2は島状
シリコン(トランジスタを構成する)、3はゲート絶縁
膜、4はゲートポリシリコン電極、11はゲート側壁に
形成された絶縁膜、31,32はITM法によりて形成
された、それぞれゲート電極上及びソース・ドレイン拡
散層上のシリサイド層、おは島状シリコンのテーパ一部
に異常lこ成長した熱反応によるシリサイド層、箕はシ
リサイド層おがゲート側壁の絶縁膜11の下にもぐりこ
んでサファイア−ゲートポリシリコン界面にくい込んだ
ものをそれぞれ示している。このシリサイド層あが原因
となりてゲート電極とソース・ドレイン電極の短絡が発
生する。
(発明の目的) 本発明は上記したゲート電極と、ソース・ドレイン電極
間の短絡を防止し、高信頼、高性能な絶縁基板MI8F
ETを形成しつる方法を提供することを目的とする。
(発明の構成) 本発明によれば絶縁性透明基板上のシリコン結晶を用い
て形成するMI8fi電界効果トランジス夕の製造方法
において、島状シリコンのトランジスタ領域、ゲート電
極、ソース・ドレイン拡散層を形成した後、全面にネガ
型フォト・レジストを付着し裏面から露光現像しその上
面lこ高融点金属を全面に付着し次いで核レジストを剥
離する工程と、非ドーパントイオンをイオン注入して高
融点金属とシリコンの界面を混合し、次いで熱アニール
することlこより高融点金属とシリコンが接触した部分
のシリコンをシリサイド化する工程を含むことを特徴と
する絶縁基板MIS型電界効果トランジスタの製造方法
を得る。
(実施例) 次に第3図に示す実施例iこ基づいて本発明の詳細な説
明する。本実施例では基板はSO8で単結晶Siのエビ
厚は0.4μmのものを用いており同図(a)〜(f)
は実施例の工程を説明するための模式的断面図である。
第3図(a)は従来と同様の工程でゲート電極4、ソー
ス・ドレイン拡散層2を形成したFBTの断面で図中3
はゲート酸化膜、lはサファイア基板、11はゲート電
極側壁iこ形成したシリコン酸化膜を示す。次いで同図
Φ)薔こ示すごとくネガ型のフォト・レジスト41を厚
さ約1μm付着する。この後裏面より露光して現像する
。この時露光量を表面から露光する時の適正量の約3倍
程度とすることで、同図(C)に示すように島状シリコ
ンをこオーパラ、プしてレジストを残すことができる。
この状態で真空蒸着法によりTi−t−厚さ約400A
蒸着する(同図@))。この後レジストを剥離すること
により、同図(e顧ように島状シリコンの上面のみにT
iが残る。この後8iイオンを園KeVで5×1015
a′イオン注入シHx中550℃で加分熱処理してシリ
サイド化し、残りのTiをエツチング除去する(同図(
f))。
以上の説明はSO8基板でエビ厚0.4μmのものを用
いてきたが、他のエビ厚のものでも可能であり、また金
属も他の高融点金属、例えはMOlW、Ptなどでも良
く、さらに808基板ではなくSOI (5ilico
n on In5ulator)例えば石英基板上に成
長した8i結晶を用いた場合にも適用可能である。
(発明の効果) 以上の工程により島状シリコンのテーパ部におけるシリ
サイドの異常成長を防ぐことができ、ゲート電極とソー
ス・ドレイン拡散層の短絡は防止できる。シリサイド化
によりゲート電極、ソース・ドレインの抵抗は下がり、
高性能MI8 FETが高信頼で得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(e)はSO8基板を用いたMI8 F
B’Iに従来の方法でITM法によるシリサイド化を行
う時の工程を示す模式的断面図である。 第2図は第1図に示した工程で形成されるMISFET
の部分断面斜視図であり、ゲート電極、ソース・ドレイ
ン電極間の短絡の状態を示している。 第3図(a)〜(f)は本発明によるITMシリサイド
化を適用して808基板にMIS型FETを形成する工
程を示す模式的断面図である。 図中1は8apphire 基板、2はトランジスタを
構成する島状シリコン、3はゲート酸化膜、4はゲート
・ポリシリコン電極、11はOVD法によるSiO2,
21はチタン、31はゲート電極上のシリサイド層、3
2はソースドレイン拡散ノー上のシリサイド層、33は
島状シリコン端テーパ一部ζこ異常に成長した熱反応に
よるシリサイド層、あはシリサイド層おがゲートポリシ
リコン電極とサファイア基板界面にくい込んだ部分、4
1はネガ型フォト・レジストをそれぞれ示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 絶縁性透明基板上のシリコン結晶を用いて形成するMI
    a型電界効果トランジスタの製造方法において、島状シ
    リコンのトランジスタ領域、ゲート電極、ソース・ドレ
    イン電極を形成した後、全面にネガ型フォトレジストを
    付着し裏面から露光現像し、その上面lこ高融点金属を
    全面に付着し次いで該レジストを剥離する工程と、非ド
    ーパントイオンをイオン注入して高融点金属とシリコン
    の界面を混合し次いで熱アニールすることにより高融点
    金属とシリコンが接触した部分のシリコンをシリサイド
    化する工程を含むことを特徴とする絶縁基板MIS型電
    界効果トランジスタの製造方法。
JP7950384A 1984-04-20 1984-04-20 絶縁基板mis型電界効果トランジスタの製造方法 Pending JPS60224275A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02148865A (ja) * 1988-07-08 1990-06-07 Texas Instr Inc <Ti> ボディノードとソースノード間接続を含む絶縁物上シリコントランジスタ
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