JPS61156885A - 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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- JPS61156885A JPS61156885A JP59276363A JP27636384A JPS61156885A JP S61156885 A JPS61156885 A JP S61156885A JP 59276363 A JP59276363 A JP 59276363A JP 27636384 A JP27636384 A JP 27636384A JP S61156885 A JPS61156885 A JP S61156885A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/80—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
- H10D62/83—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group IV materials, e.g. B-doped Si or undoped Ge
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
- H10D64/60—Electrodes characterised by their materials
- H10D64/62—Electrodes ohmically coupled to a semiconductor
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
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- H10D64/66—Electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator, e.g. MIS electrodes
- H10D64/68—Electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator, e.g. MIS electrodes characterised by the insulator, e.g. by the gate insulator
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は3次元集積回路等に能動素子として利用される
多結晶絶縁ゲート電界効果トランジスタの構造および製
造方法に関するものである。
多結晶絶縁ゲート電界効果トランジスタの構造および製
造方法に関するものである。
集積回路は通常、単結晶半導体基板の表面に各種の素子
を2次元的に配置して形成されるが、近年、より高密度
の集積を実現する方法として3次元配置が考えられてい
る。その場合、第2層目以上の素子形成層は多結晶シリ
コン(以下、ポリSi)層或いはアモルファスシリコン
層を単結晶化したものを利用することが考えられている
が、ポリSiのままでトランジスタ等の素子を形成する
ことが出来れば、工程数が減少するばかりでなく、単結
晶化のための熱処理による既成素子の損傷も避けられる
といった利点が生ずる。
を2次元的に配置して形成されるが、近年、より高密度
の集積を実現する方法として3次元配置が考えられてい
る。その場合、第2層目以上の素子形成層は多結晶シリ
コン(以下、ポリSi)層或いはアモルファスシリコン
層を単結晶化したものを利用することが考えられている
が、ポリSiのままでトランジスタ等の素子を形成する
ことが出来れば、工程数が減少するばかりでなく、単結
晶化のための熱処理による既成素子の損傷も避けられる
といった利点が生ずる。
ポリSi層に形成した場合に実用可能な特性を得る見込
のある能動素子としては、絶縁ゲート電界効果トランジ
スタが殆ど唯一のものであるが、斯種素子にも良好なゲ
ート絶縁膜の形成や、ソース、ドレイン間のリーク抑止
等、解決すべき問題が多く残されている。なお、以下の
本明細書ではポリSi層に形成した絶縁ゲート電界効果
トランジスタをポリSiトランジスタと称する。
のある能動素子としては、絶縁ゲート電界効果トランジ
スタが殆ど唯一のものであるが、斯種素子にも良好なゲ
ート絶縁膜の形成や、ソース、ドレイン間のリーク抑止
等、解決すべき問題が多く残されている。なお、以下の
本明細書ではポリSi層に形成した絶縁ゲート電界効果
トランジスタをポリSiトランジスタと称する。
従来提案されているポリSi)ランジスタの構造は、通
常のMOS)ランジスタの単結晶シリコン領域をポリS
tで代替したものである。従ってその形成に於いては、
ゲート絶縁膜はポリSi層の表面を熱酸化して形成し、
ソース/ドレイン領域は反対導電型の不純物を拡散して
形成することが行われる。
常のMOS)ランジスタの単結晶シリコン領域をポリS
tで代替したものである。従ってその形成に於いては、
ゲート絶縁膜はポリSi層の表面を熱酸化して形成し、
ソース/ドレイン領域は反対導電型の不純物を拡散して
形成することが行われる。
ポリSiを熱酸化して得たStow皮膜は、単結晶シリ
コンを熱酸化したものと異なってリークが多く、ゲート
絶縁膜の通常の膜厚である数百人程度の厚みでは絶縁耐
圧が低くて実用に耐えるものにはならない。
コンを熱酸化したものと異なってリークが多く、ゲート
絶縁膜の通常の膜厚である数百人程度の厚みでは絶縁耐
圧が低くて実用に耐えるものにはならない。
ソース/ドレイン領域の形成に熱拡散を利用したのでは
、結晶粒界を通じての拡散が優先するので、′ai紺な
数値で拡散距離を制御することが不可能である。これは
イオン注入後の7ニールでも同じ事情にあり、トランジ
スタの寸法を縮小する上で大きな障害となっている。
、結晶粒界を通じての拡散が優先するので、′ai紺な
数値で拡散距離を制御することが不可能である。これは
イオン注入後の7ニールでも同じ事情にあり、トランジ
スタの寸法を縮小する上で大きな障害となっている。
上記問題点は、特許請求の範囲に記された本発明の装置
或いは方法によって解決されるものであるが、本発明は
後出の実施例に従って要約すると、5iNX皮膜を熱酸
化して緻密なS i Oを皮膜を形成してこれをゲート
絶縁膜とし、6弗化タングステンとシリコンの反応によ
って多結晶シリコン表面にタングステン層を形成した後
、イオン注入を施シテソース/ドレイン領域を浅く形成
することで、微細パターンのトランジスタを実現したも
のである。
或いは方法によって解決されるものであるが、本発明は
後出の実施例に従って要約すると、5iNX皮膜を熱酸
化して緻密なS i Oを皮膜を形成してこれをゲート
絶縁膜とし、6弗化タングステンとシリコンの反応によ
って多結晶シリコン表面にタングステン層を形成した後
、イオン注入を施シテソース/ドレイン領域を浅く形成
することで、微細パターンのトランジスタを実現したも
のである。
本発明に於いては、ゲート絶縁膜にリークが無く、ソー
ス/ドレインが極めて浅く形成されることから、特性の
優れた微細なポリSiトランジスタが実現する。
ス/ドレインが極めて浅く形成されることから、特性の
優れた微細なポリSiトランジスタが実現する。
第1図は本発明の第1の実施例の工程を示す断面図で、
以下、該図面を参照しながら本実施例を説明する。
以下、該図面を参照しながら本実施例を説明する。
先ず、基板1の上に約4000人の厚さにp型不純物を
含むポリSi層2を堆積する。基板の表面は単結晶シリ
コンであってもよいし、形成された各種の素子を被覆す
る絶縁皮膜であってもよい。
含むポリSi層2を堆積する。基板の表面は単結晶シリ
コンであってもよいし、形成された各種の素子を被覆す
る絶縁皮膜であってもよい。
ポ’J S iの堆積には化学気相成長法(CVD法)
或いはスパッタリング等種々の方法が利用出来る。
或いはスパッタリング等種々の方法が利用出来る。
不純物濃度は形成せんとするトランジスタの特性に応じ
て適宜選択されるが、例えばシート抵抗で100Ω/口
である。
て適宜選択されるが、例えばシート抵抗で100Ω/口
である。
ポリSi層上に通常のCVD法或いはプラズマCVD法
によって500人のSiN、膜3を被着する。fa1図
には此の状態が示されている。
によって500人のSiN、膜3を被着する。fa1図
には此の状態が示されている。
次いで、該SiN、膜を熱酸化してSi0g皮膜4に変
換し、ポリSiゲート電極5を形成する((b)図)。
換し、ポリSiゲート電極5を形成する((b)図)。
全面をSing膜6で被覆し、ソース/ドレイン領域に
窓を開け、6弗化タングステンとシリコンの反応によっ
て多結晶シリコン表面にタングステン原子を析出させる
。この反応は次のようなものである。
窓を開け、6弗化タングステンとシリコンの反応によっ
て多結晶シリコン表面にタングステン原子を析出させる
。この反応は次のようなものである。
WF6+S i−+W+SiF4
ここで析出したタングステン原子層はポリSi表面との
間にオーミック或いは弱い整流性の接触を形成する。厚
さは1000人或いはそれ以上が必要であるが、上記反
応による堆積は初めだけとし、後は WF&+3H2→W+6HF なる反応によって、より速やかな堆積を進行させてもよ
い((C)図)。
間にオーミック或いは弱い整流性の接触を形成する。厚
さは1000人或いはそれ以上が必要であるが、上記反
応による堆積は初めだけとし、後は WF&+3H2→W+6HF なる反応によって、より速やかな堆積を進行させてもよ
い((C)図)。
本実施例ではこのあと(d1図に示す如く、Asのイオ
ン注入を行ってタングステン層の下にソース/ドレイン
領域8を形成する((e)図)。この時の加速電圧はご
く低いものとし、Asイオンの分布中心がポリSi層と
タングステン層の界面近傍になるように設定する。
ン注入を行ってタングステン層の下にソース/ドレイン
領域8を形成する((e)図)。この時の加速電圧はご
く低いものとし、Asイオンの分布中心がポリSi層と
タングステン層の界面近傍になるように設定する。
本実施例では、ポリSi層と反対導電型のソース/ドレ
イン領域を形成したが、このような領域を形成すること
なく、タングステン電極を形成しただけの構造のものも
、電界効果トランジスタとして動作させることが出来る
。これは、単結晶に形成したメタルSDトランジスタと
呼ばれるものに対応する。この場合、nチャネルのトラ
ンジスタを形成する時にはn型のポリSi層を使用する
ことになり、また、動作モードはデプリーション型とな
る。
イン領域を形成したが、このような領域を形成すること
なく、タングステン電極を形成しただけの構造のものも
、電界効果トランジスタとして動作させることが出来る
。これは、単結晶に形成したメタルSDトランジスタと
呼ばれるものに対応する。この場合、nチャネルのトラ
ンジスタを形成する時にはn型のポリSi層を使用する
ことになり、また、動作モードはデプリーション型とな
る。
最後にソース、ドレインの接続配線9を形成して、ポリ
Siトランジスタの形成工程が終了する。
Siトランジスタの形成工程が終了する。
この配線導体は上記の如きWF6の還元にょるWであっ
てもよく、Ti、A1等であっても良い。
てもよく、Ti、A1等であっても良い。
第2図は本発明の第2の実施例を示す断面図で、以下、
該図面を参照しながら本実施例を説明する。
該図面を参照しながら本実施例を説明する。
本実施例ではゲート電極5はポリSi層2の下方に存在
する層1の中に設けられる。このゲート電極は単結晶に
形成された拡散領域であってもよく、絶縁層に埋め込ま
れたドープトポリSiの如き導体層であってもよい。そ
の上に第1の実施例に於けると同様、5iNX膜を熱酸
化してS i Oz膜4を形成し、更にポリSi層2を
堆積する。該ボ’J S 4層の抵抗率や厚みは第1の
実施例と同じでよいが、nチャネルのトランジスタを形
成する場合にはn型の不純物を添加したものとする((
a)図)。
する層1の中に設けられる。このゲート電極は単結晶に
形成された拡散領域であってもよく、絶縁層に埋め込ま
れたドープトポリSiの如き導体層であってもよい。そ
の上に第1の実施例に於けると同様、5iNX膜を熱酸
化してS i Oz膜4を形成し、更にポリSi層2を
堆積する。該ボ’J S 4層の抵抗率や厚みは第1の
実施例と同じでよいが、nチャネルのトランジスタを形
成する場合にはn型の不純物を添加したものとする((
a)図)。
以下tb1図に示す如く、S i Oz膜6を被着して
窓を開け、タングステンのコンタクト層7と接続配線9
を、第1の実施例と同じ方法で形成して、本実施例のポ
リSiトランジスタが出来上がる。本実施例のトランジ
スタは、第1の実施例に於いてイオン注入を実施しない
ものに相当し、動作モードはデプリーション型である。
窓を開け、タングステンのコンタクト層7と接続配線9
を、第1の実施例と同じ方法で形成して、本実施例のポ
リSiトランジスタが出来上がる。本実施例のトランジ
スタは、第1の実施例に於いてイオン注入を実施しない
ものに相当し、動作モードはデプリーション型である。
本発明のポリSi)ランジスタでは、不純物の熱拡散が
僅かしか行われないが或いは全く行われないので、ソー
ス、ドレイン間の距離を小とすることが可能であり、ゲ
ート絶縁膜の耐圧が優れているので、素子の特性が良好
である。
僅かしか行われないが或いは全く行われないので、ソー
ス、ドレイン間の距離を小とすることが可能であり、ゲ
ート絶縁膜の耐圧が優れているので、素子の特性が良好
である。
第1図、第2図は夫々本発明の第1、第2の実施例の製
造工程を示す断面図であって、図に於いて 1は基板 2はポリSi層 3は5iNX膜 5はゲート電極 6はSiO□膜 7はタングステン層 8はソース/ドレイン領域 9は配線導体である。 拳1凹 木?唖 (12) ・ ぐ
造工程を示す断面図であって、図に於いて 1は基板 2はポリSi層 3は5iNX膜 5はゲート電極 6はSiO□膜 7はタングステン層 8はソース/ドレイン領域 9は配線導体である。 拳1凹 木?唖 (12) ・ ぐ
Claims (8)
- (1)多結晶シリコン層の表面又は該多結晶シリコン層
と基板との界面にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形
成され、該ゲート領域に隣接する多結晶シリコン領域の
表面に、オーミック或いは略オーミックな特性を持つ金
属電極が形成されていることを特徴とする多結晶半導体
装置。 - (2)前記ゲート絶縁膜及びゲート電極は多結晶シリコ
ン層の表面側に形成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の多結晶半導体装置。 - (3)前記ゲート絶縁膜及びゲート電極は多結晶シリコ
ン層と単結晶シリコン基板の界面に形成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の多結晶半導体
装置。 - (4)前記オーミック或いは略オーミックな特性を持つ
金属電極の材料がタングステンシリサイドであることを
特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項に記載の半
導体装置。 - (5)多結晶シリコン層の表面又は該多結晶シリコン層
と基板との界面にゲート絶縁膜及びゲート電極を形成す
る工程と、該ゲート領域に隣接する多結晶シリコン領域
の表面に選択的に高融点金属のシリサイドを形成する工
程とを含むことを特徴とする多結晶半導体装置の製造方
法。 - (6)前記ゲート領域に隣接する多結晶シリコン領域の
表面に選択的に高融点金属のシリサイドを形成する工程
を実施した後、前記多結晶シリコン層とは反対の導電型
の不純物をイオン注入する工程とを含むことを特徴とす
る特許請求の範囲第5項記載の多結晶半導体装置の製造
方法。 - (7)前記多結晶シリコン層の表面にゲート絶縁膜を形
成する工程が、前記多結晶シリコン層の表面に化学気相
成長法によって堆積した窒化シリコンを熱酸化して二酸
化シリコン皮膜を形成するものであることを特徴とする
特許請求の範囲第5項乃至第6項に記載の多結晶半導体
装置の製造方法。 - (8)前記多結晶シリコン領域の表面に選択的に高融点
金属のシリサイドを形成する工程が、6弗化タングステ
ンとシリコンの反応によって前記多結晶シリコン領域の
表面にタングステン原子を析出する工程を含むものであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第5項乃至第7項に
記載の多結晶半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59276363A JPS61156885A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59276363A JPS61156885A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61156885A true JPS61156885A (ja) | 1986-07-16 |
JPH0466108B2 JPH0466108B2 (ja) | 1992-10-22 |
Family
ID=17568381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59276363A Granted JPS61156885A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61156885A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH029136A (ja) * | 1988-03-22 | 1990-01-12 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 薄膜電界効果トランジスタの製造方法 |
JPH0284768A (ja) * | 1988-09-21 | 1990-03-26 | Nec Corp | 固体撮像素子の製造方法 |
US5561075A (en) * | 1991-05-08 | 1996-10-01 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing an active matrix panel |
-
1984
- 1984-12-28 JP JP59276363A patent/JPS61156885A/ja active Granted
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH029136A (ja) * | 1988-03-22 | 1990-01-12 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 薄膜電界効果トランジスタの製造方法 |
JPH0284768A (ja) * | 1988-09-21 | 1990-03-26 | Nec Corp | 固体撮像素子の製造方法 |
US5561075A (en) * | 1991-05-08 | 1996-10-01 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing an active matrix panel |
US5583366A (en) * | 1991-05-08 | 1996-12-10 | Seiko Epson Corporation | Active matrix panel |
US5814539A (en) * | 1991-05-08 | 1998-09-29 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing an active matrix panel |
US6136625A (en) * | 1991-05-08 | 2000-10-24 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing an active matrix panel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0466108B2 (ja) | 1992-10-22 |
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