JPS62281462A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents
Semiconductor device and its manufacturing methodInfo
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- JPS62281462A JPS62281462A JP61124811A JP12481186A JPS62281462A JP S62281462 A JPS62281462 A JP S62281462A JP 61124811 A JP61124811 A JP 61124811A JP 12481186 A JP12481186 A JP 12481186A JP S62281462 A JPS62281462 A JP S62281462A
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10D84/83—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components of only insulated-gate FETs [IGFET]
- H10D84/85—Complementary IGFETs, e.g. CMOS
- H10D84/858—Complementary IGFETs, e.g. CMOS comprising a P-type well but not an N-type well
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
3、発明の詳細な説明
〔概要〕
本発明の半導体装置は、nチャネルME S FETの
ゲート電極はNyIi多結晶半導体膜とこの上に形成さ
れた高融点金属膜からなり、pチャネルMI S FE
Tのゲート電極はP型多結品半導体膜とこの上に形成さ
れた高融点金属膜:膜からなることを特徴としている。[Detailed Description of the Invention] 3. Detailed Description of the Invention [Summary] In the semiconductor device of the present invention, the gate electrode of an n-channel ME S FET is made of a NyIi polycrystalline semiconductor film and a high melting point metal film formed thereon. p channel MI S FE
The gate electrode of T is characterized by being composed of a P-type multicrystalline semiconductor film and a high melting point metal film formed thereon.
これにより同じ闇値電圧であっても、より高濃度の半導
体基板やウェル領域を使用することができるので、パン
チスルー電圧が高くなり、ショートチャネル化が可能と
なる。As a result, even if the dark value voltage is the same, a higher concentration semiconductor substrate and well region can be used, so the punch-through voltage becomes higher and a short channel can be realized.
またnチャネルFETのゲート電極とpチャネルのゲー
ト厄極はゲート電極部の高融点金属により接続されるの
で、従来のように、PJ!!多結晶半導体膜のゲート電
極部とN型多結晶半導体膜のゲート電極部とを接続する
ための特別のコンタクト部を設ける必要がない、このた
め高集積化が可1@となる。Also, since the gate electrode of the n-channel FET and the gate electrode of the p-channel are connected by the high melting point metal of the gate electrode part, PJ! ! There is no need to provide a special contact part for connecting the gate electrode part of the polycrystalline semiconductor film and the gate electrode part of the N-type polycrystalline semiconductor film, and therefore high integration is possible.
本発明の半導体装置を製造する方法として三種類が提案
されている。第1の製造方法は高融点金属膜を形成する
前に多結晶半導体膜中に選択的にN型不純物とP型不純
物を導入してN型多結晶半導体膜とP型多結品半導体膜
とを形成し、その後該高融点金属膜および多結晶半導体
膜をパターニングして各FETのゲート電極を形成する
ことを特徴としている。Three methods have been proposed for manufacturing the semiconductor device of the present invention. The first manufacturing method is to selectively introduce N-type impurities and P-type impurities into a polycrystalline semiconductor film before forming a high-melting point metal film, thereby forming an N-type polycrystalline semiconductor film and a P-type polycrystalline semiconductor film. The method is characterized in that the refractory metal film and the polycrystalline semiconductor film are then patterned to form the gate electrode of each FET.
第2の製造方法は、多結晶半導体膜および高融点金属膜
を形成した後に選択的にN5!不純物とP型不純物を該
多結晶半導体膜に導入してN型多結晶半導体膜とP型缶
結晶半導体膜とを形成し。The second manufacturing method selectively uses N5! after forming a polycrystalline semiconductor film and a high melting point metal film. Impurities and P-type impurities are introduced into the polycrystalline semiconductor film to form an N-type polycrystalline semiconductor film and a P-type can crystalline semiconductor film.
その後該高融点金屈膜および多結晶半導体膜をパターニ
ングして各FETのゲート電極を形成することを特徴と
している。The method is characterized in that the high melting point gold film and the polycrystalline semiconductor film are then patterned to form gate electrodes of each FET.
第3の製造方法は、多結晶半導体膜および高融点金属膜
を形成した後にパターニングして予め各FETのゲート
電極を形成しておき、その後nチャネルMISFET側
にはN型不純物を注入してN型多結晶半導体膜および高
融点金属膜からなるゲート電極とN5のソース・ドレイ
ン不純物領域を自己整合的に形成し、一方pチャネルM
ISFET側にはP型不純物を注入してP型多結品半導
体膜および高融点金属膜からなるゲート電極とP型のソ
ース・ドレイン不純物領域を自己整合的に形成すること
を特徴としている。In the third manufacturing method, a polycrystalline semiconductor film and a high melting point metal film are formed and then patterned to form the gate electrode of each FET in advance, and then an N-type impurity is implanted into the n-channel MISFET side. A gate electrode made of a type polycrystalline semiconductor film and a high melting point metal film and an N5 source/drain impurity region are formed in a self-aligned manner, while a p-channel M
A feature is that P-type impurities are implanted on the ISFET side to form a gate electrode made of a P-type multicrystalline semiconductor film and a high-melting point metal film and P-type source/drain impurity regions in a self-aligned manner.
第1〜第3のいずれの製造方法によっても本発明の半導
体装置を製造することができるが。The semiconductor device of the present invention can be manufactured by any of the first to third manufacturing methods.
第1.第2の製造方法によればゲート電極部の多結晶半
導体膜のN型化又はPy!!L化とソース舎ドレイン不
純物領域の形成は別の工程で行われるものであるから、
不純物の濃度や不純物領域の深さを制御し易いという利
点がある。一方第3の製造方法によればゲート電極部の
多結晶半導体膜のN型化又はP型化とソース・ドレイン
不純物領域の形成は同時に行われるものであるから、よ
り工程が短くなるという利点がある。1st. According to the second manufacturing method, the polycrystalline semiconductor film of the gate electrode portion is changed to N type or Py! ! Since L formation and formation of the source and drain impurity regions are performed in separate steps,
This has the advantage that it is easy to control the impurity concentration and the depth of the impurity region. On the other hand, according to the third manufacturing method, converting the polycrystalline semiconductor film in the gate electrode portion to N-type or P-type and forming the source/drain impurity regions are performed at the same time, which has the advantage of shorter process steps. be.
本発明は半導体装置およびその製造方法に関するもので
あり、更に詳しく言えばCMISFETの電極構造およ
びその製造方法に関するものである。The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more specifically, to an electrode structure of a CMISFET and a method of manufacturing the same.
第4図は従来例に係る半導体装置のCMOS構造の断面
図である。lはN型Sl基板であり、該基板上にpチャ
ネルFET8が形成されている。FIG. 4 is a sectional view of a CMOS structure of a conventional semiconductor device. 1 is an N-type Sl substrate, on which a p-channel FET 8 is formed.
2はN型St基板1内に形成されたPウェル領域であり
、該Pウェル領域2上にnチャネルFET9が形成され
ている。2 is a P-well region formed in the N-type St substrate 1, and an n-channel FET 9 is formed on the P-well region 2.
なお3はフィールドS+(hl!l、 4は層間絶縁膜
。Note that 3 is the field S+ (hl!l), and 4 is the interlayer insulating film.
5はゲート51021P!である。5 is gate 51021P! It is.
ところでpチャネルFET8のショートチャネル化を図
る場合、そのゲート電極としてP5!多結晶Si ゲー
ト電極6が用いられる。これはゲート電極をP型化する
ことによってpチャネルFET8の閾値電圧をより低く
する(デプリーション側にする)ことができるので、同
じ閾値電圧を得る場合でもより不純物濃度の高いN型5
1基板1を用いることができるからである。このためソ
ース・ドレイン間のパンチスルー電圧は高くなるので、
ショートチャネル化が可能となり高速のPチャネルFE
Tを形成することができる。By the way, when trying to make the p-channel FET 8 a short channel, use P5! as its gate electrode. A polycrystalline Si gate electrode 6 is used. This is because the threshold voltage of the p-channel FET 8 can be made lower (to the depletion side) by making the gate electrode P-type, so even if the same threshold voltage is obtained, the N-type 5 with a higher impurity concentration
This is because one substrate 1 can be used. For this reason, the punch-through voltage between the source and drain increases, so
High-speed P-channel FE that enables short channelization
T can be formed.
同様にnチャネルFET9のショートチャネル化を図る
場合、そのゲート電極としてn型多結晶S1ゲート電極
7が用いられる。この場合にはPウェル領域2の不純物
濃度を高くしてパンチスルー電圧を高くすることができ
る。Similarly, when short channeling the n-channel FET 9, the n-type polycrystalline S1 gate electrode 7 is used as its gate electrode. In this case, the punch-through voltage can be increased by increasing the impurity concentration in the P-well region 2.
ところでpチャネルFET8とnチャネルFET9とに
よって0MO3FETを形成する場合、FET8のゲー
ト電極6とFET9のゲート電極7とを電気的に接続し
なければならないが。By the way, when forming an OMO3FET by p-channel FET8 and n-channel FET9, the gate electrode 6 of FET8 and the gate electrode 7 of FET9 must be electrically connected.
それらのゲート電極の不純物の型が異っているので、そ
のままの状態ではP−N接合が生じて不都合である。こ
のためゲート電極6とゲート電極7とを電気的に接続す
るためのA1層を設けてこれを解決するが、接続のため
のコンタクト領域を設けなければならないので、集植度
が低下するという問題がある。Since the impurity types of these gate electrodes are different, if left as is, a PN junction will occur, which is disadvantageous. To solve this problem, an A1 layer is provided to electrically connect the gate electrode 6 and the gate electrode 7, but since a contact area for the connection must be provided, the degree of implantation is reduced. There is.
本発明はかかる従来例の問題点に鑑みて創作されたもの
であり、ショートチャネルおよびゲート電極の抵抗の低
下により高速化を可能とし、かつ高集積化を可能とする
半導体装置およびその製造方法の提供を目的とする。The present invention has been created in view of the problems of the prior art, and provides a semiconductor device and a method for manufacturing the same that enable high speed and high integration by reducing the resistance of a short channel and gate electrode. For the purpose of providing.
本発明の半導体装置は、nチャネルMISFETのゲー
ト電極はN型多結晶半導体膜とこの上に形成された高融
点金属膜からなり、pチャネルMISFETのゲート電
極はP型多結品半導体膜とこの上に形成された高融点金
属膜からなることを特徴とする。In the semiconductor device of the present invention, the gate electrode of the n-channel MISFET is composed of an N-type polycrystalline semiconductor film and a high-melting point metal film formed thereon, and the gate electrode of the p-channel MISFET is composed of a P-type polycrystalline semiconductor film and a high-melting point metal film formed thereon. It is characterized by consisting of a high melting point metal film formed on top.
本発明の第1の半導体装置の製造方法は、ゲート’il
t極用の多結晶半導体膜を形成する工程と、前記多結晶
半導体膜中に選択的にN型不純物と、P型不純物を導入
してN型領域部とP型領域部を形成する工程と、石記多
結晶半導体膜上に高融点金属膜を形成する工程と、前記
高融点金属膜および多結晶半導体膜をパターニングして
部分的に除去することにより、NJfi多結晶半導体膜
とこの上に形成される高融点金属膜からなるnチャネル
MI S FETのゲート電極と、P型多結晶半導体膜
とこの上に形成される高融点金属膜からなるpチャネル
MI 5FETのゲート電極を形成する工程とを少なく
とも有することを特徴とする。The first method of manufacturing a semiconductor device of the present invention includes gate 'il
a step of forming a polycrystalline semiconductor film for a t-electrode; and a step of selectively introducing an N-type impurity and a P-type impurity into the polycrystalline semiconductor film to form an N-type region and a P-type region. , by forming a high melting point metal film on the Seki polycrystalline semiconductor film, and patterning and partially removing the high melting point metal film and the polycrystalline semiconductor film, the NJfi polycrystalline semiconductor film and the above are formed. A step of forming a gate electrode of an n-channel MI S FET made of a high-melting point metal film to be formed, and a gate electrode of a p-channel MI 5FET made of a P-type polycrystalline semiconductor film and a high-melting point metal film formed thereon. It is characterized by having at least the following.
本発明の第2の半導体装置の製造方法はゲート電極用の
多結晶半導体膜を形成する工程と、前記多結晶半導体膜
上に高融点金属膜を形成する工程と、前記高融点金属膜
の上から前記多結晶半導体膜中に選択的にN型不純物と
P型不純物を導入してN型領域部とP5領域部とを形成
する工程と、前記高融点金属膜および多結晶半導体膜を
パターニングして部分的に除去することにより、N型多
結晶半導体膜とこの上に形成される高融点金属膜からな
る1チャネルMZ S FETのゲート電極と、P型多
結晶半導体膜とこの上に形成される高融点金属膜からな
るPチャネルMI S FETのゲート電極を形成する
工程とを少なくとも有することを特徴とする。A second method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes the steps of forming a polycrystalline semiconductor film for a gate electrode, forming a high melting point metal film on the polycrystalline semiconductor film, and forming a high melting point metal film on the high melting point metal film. a step of selectively introducing an N-type impurity and a P-type impurity into the polycrystalline semiconductor film to form an N-type region and a P5 region, and patterning the high-melting point metal film and the polycrystalline semiconductor film. By partially removing the N-type polycrystalline semiconductor film and the refractory metal film formed thereon, the gate electrode of the one-channel MZ S FET, which is made up of the N-type polycrystalline semiconductor film and the refractory metal film formed thereon, and the P-type polycrystalline semiconductor film and the refractory metal film formed thereon are removed. The method is characterized in that it includes at least a step of forming a gate electrode of a P-channel MI S FET made of a high melting point metal film.
本9.1月の第3のt導体装置の製造方法はゲート電極
用の多結晶半導体)漠を形成する工程と、前記多結晶半
導体膜上に高融点金属膜を形成する工程と、前記高融点
金属膜および多結晶半導体1模をパターニングして部分
的に除去することによりゲート電極を形成する工程と、
nチャネルMISFETを形成する側には前記高融点金
属膜の上方からN型不純物を注入することにより該nチ
ャネルMISFETのゲート電極部の多結晶半導体膜を
N型化するとともに、同時に自己整合的にN型のソース
・ドレイン不純物領域を形成する工程と、PチャネルM
ISFETを形成する側には前記高融点金属膜のと方か
らP型不純物を注入することにより該pチャネルMIS
FETのゲート電極部の多結晶半導体膜をP型化すると
ともに、同時に自己整合的にP型のソース・ドレイン不
純物領域を形成する工程とを少なくとも有することを特
徴とする。The third method for manufacturing a t-conductor device in January of this September includes a step of forming a polycrystalline semiconductor film for a gate electrode, a step of forming a high melting point metal film on the polycrystalline semiconductor film, and a step of forming a high melting point metal film on the polycrystalline semiconductor film. forming a gate electrode by patterning and partially removing the melting point metal film and the polycrystalline semiconductor 1 pattern;
On the side where the n-channel MISFET is to be formed, an N-type impurity is implanted from above the high melting point metal film to make the polycrystalline semiconductor film of the gate electrode part of the n-channel MISFET N-type, and at the same time, it is self-aligned. Step of forming N-type source/drain impurity regions and P-channel M
By injecting P-type impurities from both sides of the refractory metal film to the side where the ISFET is to be formed, the p-channel MIS
The method is characterized by at least the step of converting the polycrystalline semiconductor film of the gate electrode portion of the FET into P-type and simultaneously forming P-type source/drain impurity regions in a self-aligned manner.
未発明の半導体装置はnチャンネルMISFETのゲー
ト電極はN型多結晶半導体膜を有し。In the uninvented semiconductor device, the gate electrode of the n-channel MISFET has an N-type polycrystalline semiconductor film.
pチャネルMISFETのゲート電極はP型多結品半導
体膜を有しているので、高濃度の半導体基板やウェル領
域を使用してパンチスルー電圧を高くすることができる
とともにこれにより、ショートチャネル化が回部となる
。Since the gate electrode of the p-channel MISFET has a P-type multi-crystalline semiconductor film, it is possible to increase the punch-through voltage by using a highly doped semiconductor substrate or well region, and this also prevents short channel formation. It becomes the turning part.
また各FETのゲート電極は同一の高融点金属膜を有す
るように構成しているので、CMO5構成とする場合こ
れらをそのまま接続することができる。すなわち従来の
ようにN型多結晶半導体膜とP型多結晶半導体膜を接続
するためのコンタクト領域を設ける必要がないので、高
集植化が可スtとなる。Furthermore, since the gate electrodes of each FET are configured to have the same high-melting point metal film, they can be connected as is in the case of a CMO5 configuration. That is, it is not necessary to provide a contact region for connecting an N-type polycrystalline semiconductor film and a P-type polycrystalline semiconductor film as in the conventional case, so that high-density planting becomes possible.
本発明の第1.第2の半導体装置の製造方法によればゲ
ート電極部の多結晶半導体膜のN5化又はP型化とソー
ス・ドレイン領域の形成は別の工程で行われるので、そ
れぞれの濃度や深さを制御し易い。The first aspect of the present invention. According to the second semiconductor device manufacturing method, converting the polycrystalline semiconductor film in the gate electrode portion to N5 or P type and forming the source/drain regions are performed in separate steps, so the concentration and depth of each are controlled. Easy to do.
4:発明の:53の半導体装置の製造方法によればゲー
ト電極部の多結晶半導体膜のN型化又はP型化とソース
・ドレイン領域の形成は同時に行われるので工程がより
等巾となる。4: According to the method for manufacturing a semiconductor device of invention No. 53, converting the polycrystalline semiconductor film in the gate electrode portion to N-type or P-type and forming the source/drain regions are performed at the same time, so that the steps are more uniform in width. .
次に図を参照しながら本発明の実施例について説明する
。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の発明の半導体装置の製造方法の実施例)第1図
は第1の発1Jの半導体装置の製造方法を説明する図で
ある。なお本発明と特に関係のないチャンネルストッパ
ー等については省略している。(Embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the first invention) FIG. 1 is a diagram illustrating the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment 1J. Note that channel stoppers and the like that are not particularly related to the present invention are omitted.
(+、 )同図(a)は周知のプロセスにより形成され
る)h導体装置の断面図であり、lはN型Sl基板、2
はフィールドSi o2膜、5は薄いゲート5102膜
、IOはその上に形成される多結晶S1膜である。(+,) Figure (a) is a sectional view of an h conductor device (formed by a well-known process), l is an N-type Sl substrate, 2
5 is a field SiO2 film, 5 is a thin gate 5102 film, and IO is a polycrystalline S1 film formed thereon.
(2)次にレジスト膜11を全面に被若した後に。(2) Next, after coating the entire surface with the resist film 11.
該レジスト膜のパターニンを行うが、レジストが除去さ
れる領域は所定のゲート電極の領域よりもやや広めであ
る。The resist film is patterned, and the region from which the resist is removed is slightly wider than the predetermined gate electrode region.
次いでリンイオン(Po)を注入する。これにより多結
晶S+Ii!JllにN型領域12が形成される(同図
(b))。Next, phosphorus ions (Po) are implanted. As a result, polycrystalline S+Ii! An N-type region 12 is formed in Jll (FIG. 2(b)).
(3)次にレジスト膜11を全面除去した後に別のレジ
スト膜13を全面に被若し、パターニングを行う、この
場合もレジスト膜が除去される領域は所定のゲート電極
の領域よりもやや広めである。(3) Next, after the resist film 11 is completely removed, another resist film 13 is coated on the entire surface and patterned. In this case as well, the area from which the resist film is removed is slightly wider than the predetermined gate electrode area. It is.
次いでポロンイオン(Bo)を注入する。これにより多
結晶S、[10にP型領域が形成される(同図(c))
。Next, poron ions (Bo) are implanted. As a result, a P-type region is formed in the polycrystalline S, [10 (FIG. 1(c)).
.
(0次にレジスト)模13を全面除去した後に1例えば
スパッタ技術によりT、1fi15を被着する(同図(
d))、なおTi膜のほかMO膜やW膜などの他の高融
点金属膜であってもよい。(0th order resist) After removing the pattern 13 on the entire surface, 1, for example, T, 1fi 15 is deposited by sputtering technique (the same figure (
d)) In addition to the Ti film, other high melting point metal films such as an MO film or a W film may be used.
(5)次にレジスト膜16を被着した後に該レジスト膜
のパターニングを行う(同図(e))。(5) Next, after the resist film 16 is deposited, the resist film is patterned (FIG. 4(e)).
(6)次に該レジスト膜16をマスクとしてT1膜15
および多結晶Si膜10をエツチングする(同図(f)
)。(6) Next, using the resist film 16 as a mask, the T1 film 15 is
and etching the polycrystalline Si film 10 ((f) in the same figure).
).
(7)次にレジスト膜16を全面除去した後に別のレジ
スト膜17を被若し、該レジスト膜17のパターニング
を行う、さらにレジスト膜17をマスクとしてヒ素イオ
ン(As゛)を打ち込む(同図(g))。(7) Next, after removing the entire surface of the resist film 16, another resist film 17 is covered, and the resist film 17 is patterned. Furthermore, arsenic ions (As) are implanted using the resist film 17 as a mask (see FIG. (g)).
(8)次にレジスト膜17を全面除去した後に別のレジ
スト膜18を被着し、該レジスト膜のパターニングを行
う、さらにレジスト膜18をマスクとしてポロンイオン
(B゛)を打ち込む(同図(h) ) 。(8) Next, after removing the entire surface of the resist film 17, another resist film 18 is deposited, and this resist film is patterned. Furthermore, poron ions (B) are implanted using the resist film 18 as a mask (see FIG. h) ).
(9)次にレジスト膜18を全面除去した後に熱処理を
施すことにより、打ち込んだイオン(B・ 。(9) Next, after the resist film 18 is completely removed, heat treatment is performed to implant ions (B.
As・)を活性化してnチャネルFETのソース・ドレ
イン25とpチャネルFETのソース・ドレイン26を
形成する(同図(i))。As.) is activated to form the source/drain 25 of the n-channel FET and the source/drain 26 of the p-channel FET ((i) in the same figure).
その後、周知の工程により居間絶縁膜や配線層のA交な
どが形成されて所定のFETが完成する。Thereafter, a living room insulating film, A-crossings of wiring layers, etc. are formed by well-known steps, and a predetermined FET is completed.
このようにしてゲート電極がN型領域の多結晶Sl 膜
12とTi 膜15からなるnチャネルFETとゲート
電極がP要領域の多結晶S1膜14とTi膜15からな
るPチャネルFETを形成することができる。In this way, an n-channel FET whose gate electrode is composed of the polycrystalline Sl film 12 and Ti film 15 in the N-type region, and a P-channel FET whose gate electrode is composed of the polycrystalline S1 film 14 and Ti film 15 in the P-type region are formed. be able to.
すなわちnチャネルFETに関して言えば、多結晶Si
膜をN型化することによって仕事関数がシフトする分だ
けPウェル領域2の不純物濃度を高くすることができる
。これによりソース・ドレイン間のパンチスルー電圧を
高くすることができるので、よりショートチャネル化し
てnチャネルFETの高速化を図ることができる。In other words, when it comes to n-channel FETs, polycrystalline Si
By making the film N-type, the impurity concentration in the P well region 2 can be increased by the amount that the work function is shifted. As a result, the punch-through voltage between the source and drain can be increased, so that the channel can be made shorter and the speed of the n-channel FET can be increased.
同様に、pチャネルFETについても、多結晶SUMを
P型化することによって仕事関数がシフトする分だけN
型S1基板1の不純物濃度を高くすることができる。こ
れによりソース拳ドレイン間のパンチスルー電圧を高く
することができるので、よりショートチャネル化してP
チャネルFETの高速化を図ることができる。Similarly, for p-channel FETs, N
The impurity concentration of type S1 substrate 1 can be increased. This makes it possible to increase the punch-through voltage between the source and drain, making the channel more short and connecting the P
The speed of the channel FET can be increased.
またnチャネルFETとpチャネルFETのゲート同士
を接続して0MO3構造とする場合には、Ti膜isを
介してnチャネルFETのN型領域(多結晶S1膜)1
2とpチャネルFETのP型(多結晶5illlJ)1
4とを接続することができるので、従来のような特別な
コンタクト領域を形成する必要はない、これにより高集
積化することができる。In addition, when connecting the gates of an n-channel FET and a p-channel FET to form an 0MO3 structure, the N-type region (polycrystalline S1 film) 1 of the n-channel FET is
2 and p-channel FET P type (polycrystalline 5illlJ) 1
4 can be connected to each other, there is no need to form a special contact region as in the conventional case, and thus high integration can be achieved.
(第2の発明の半導体装lの製造方法の実施例)第2図
は第2の発IJIの半導体装置の製造方法を説明する図
である。なお第1の発明の製造方法と共通する工程につ
いては第1図を参照する。(Embodiment of the method for manufacturing the semiconductor device 1 of the second invention) FIG. 2 is a diagram illustrating the method for manufacturing the semiconductor device 1 of the second invention. Note that FIG. 1 is referred to for the steps common to the manufacturing method of the first invention.
(1)第1図(a)で示す工程の後、多結晶S1膜10
の上にT1膜15を形成する0次いでレジスト膜20を
全面に被着した後、該レジスト膜20をパターニングす
る。その後、第2図(a)の示すように、リンイオン(
P゛)を”rtg15を介して打ち込み、多結晶Si膜
10にN型領域12を形成する。(1) After the process shown in FIG. 1(a), the polycrystalline S1 film 10
A T1 film 15 is then formed on the entire surface, and then a resist film 20 is deposited on the entire surface, and then the resist film 20 is patterned. After that, as shown in FIG. 2(a), phosphorus ions (
P') is implanted through the rtg15 to form an N-type region 12 in the polycrystalline Si film 10.
(2)次にレジス)!I20を全面除去した後に、別の
レジスト膜21を被着し、該レジスト膜21のパターニ
ングを行う、その後、第2図(b)に示すように、ボロ
ンイオン(B゛)をTI膜15を介して打ち込み、多結
晶S1膜ioにP壁領域14を形成する。(2) Next, Regis)! After removing I20 from the entire surface, another resist film 21 is deposited and patterned. Then, as shown in FIG. 2(b), boron ions (B) are applied to the TI film 15. to form a P-wall region 14 in the polycrystalline S1 film io.
この後の工程は第1図(d)〜(i)と同様であるので
説明は省略する。The subsequent steps are the same as those shown in FIGS. 1(d) to (i), so their explanation will be omitted.
このように第2の発明の製造方法によっても本発明の実
施例に係る半導体装置(第1図(i))を形成する。こ
とができる。In this manner, the semiconductor device (FIG. 1(i)) according to the embodiment of the present invention is also formed by the manufacturing method of the second invention. be able to.
(第3の発明の半導体装置の製造方法の実施例)第3図
は第3の発明の半導体装置の製造方法を説明する図であ
る。なお第1の発明の製造方法と共通する工程において
は第1図を参照する。(Embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the third invention) FIG. 3 is a diagram illustrating the method for manufacturing a semiconductor device according to the third invention. Note that FIG. 1 is referred to for the steps common to the manufacturing method of the first invention.
(1)第1図(a)で示す工程の後、多結品Sil漠1
0の上にT、膜15を形成し、さらにレジスト!I!2
2を全面に被着した後に該レジスト+1!fi 22の
パターニングを行う(第3図(a))。(1) After the process shown in FIG.
0, a T film 15 is formed, and then a resist! I! 2
After applying 2 on the entire surface, the resist +1! Patterning of fi 22 is performed (FIG. 3(a)).
(2)次にレジスト膜22をマスクとしてTi MI5
および多結晶Si膜lOをエツチングする(第3図(b
))。(2) Next, using the resist film 22 as a mask, Ti MI5
and etching the polycrystalline Si film IO (Fig. 3(b)
)).
(3)次にレジスト膜22を全面除去した後に別のレジ
スト膜23を被着し、さらに該レジスト膜23のパター
ニングを行う0次いで該レジスト膜23をマスクとして
リンイオン(P゛)を打ち込む、このとき、リンイオン
はT、1115を介して多結晶Sr膜10に、およびP
ウェル領域2の表面に注入される(第3図(c))。(3) Next, after removing the entire surface of the resist film 22, another resist film 23 is deposited, and this resist film 23 is further patterned.Next, phosphorus ions (P) are implanted using the resist film 23 as a mask. At this time, phosphorus ions enter the polycrystalline Sr film 10 via T, 1115, and P
It is injected into the surface of the well region 2 (FIG. 3(c)).
(4)次にレジスト膜23を全面除去した後に別のレジ
スト膜24を被若し、さらにレジスト膜24のパターニ
ングを行う1次いで該レジスト膜24をマスクとしてポ
ロンイオン(Bo)を打ち込む(同図(d))、このと
きポロンイオンはT1膜15を介して多結晶S1膜10
に、およびN型S1基板1の表面に注入される。(4) Next, after removing the entire surface of the resist film 23, another resist film 24 is covered, and the resist film 24 is further patterned.Next, poron ions (Bo) are implanted using the resist film 24 as a mask (the same figure). (d)) At this time, poron ions pass through the T1 film 15 to the polycrystalline S1 film 10.
and into the surface of the N-type S1 substrate 1.
(5)その後レジスト膜24を除去し、ざらに熱処理を
施すことにより注入されたイオン(P・ 。(5) After that, the resist film 24 is removed and a rough heat treatment is performed to remove the implanted ions (P.
B=)を活性化して各FETのソース・ドレインを形成
し、第1図(i)に示すような半導体装置を形成するこ
とができる。By activating B=) and forming the source and drain of each FET, a semiconductor device as shown in FIG. 1(i) can be formed.
なお第3の発明の半導体装置の製造方法によれば、ゲー
ト電極の多結晶SI膜10に不純物を注入する工程とソ
ース・ドレインを形成する工程とを兼ねるものであるか
ら、工程が短くなるという利点がある。According to the method for manufacturing a semiconductor device according to the third aspect of the invention, the process is shortened because the process of injecting impurities into the polycrystalline SI film 10 of the gate electrode and the process of forming the source/drain are both performed. There are advantages.
以上説明したように、本発明の半導体装lはnチャネル
MISFETのゲート電極にはN型多結品半導体膜が、
またpチャネルMISFETのゲート電極にはP型多結
晶半導体膜が形成されているのでショートチャネル化が
可能であり、従って高速動作が可能となる。またそれぞ
れのゲート電極には高融点全屈膜が形成されているので
、CMIS構造とする場合、特別なコンタクト領域を設
けることなく、オーミ7りなコンタクトが可f@となり
、高集積化を図ることができる。As explained above, in the semiconductor device l of the present invention, the gate electrode of the n-channel MISFET has an N-type multi-crystalline semiconductor film.
Furthermore, since a P-type polycrystalline semiconductor film is formed on the gate electrode of the p-channel MISFET, short channeling is possible, and therefore high-speed operation is possible. In addition, since each gate electrode is formed with a high-melting-point full-reflection film, when creating a CMIS structure, ohmic contact can be made without providing a special contact area, allowing for high integration. Can be done.
また本発明の第1.第2の半導体装置の製造方法により
本発明の半導体装置を作成することができる。In addition, the first aspect of the present invention. The semiconductor device of the present invention can be manufactured by the second semiconductor device manufacturing method.
同様に、本発明の第3の半導体装置の製造方法により本
発明の半導体装置を作成することができるが、特にこの
方法によれば製造工程の短縮化を図ることができる。Similarly, the semiconductor device of the present invention can be manufactured by the third semiconductor device manufacturing method of the present invention, and in particular, the manufacturing process can be shortened by this method.
第1図は第1の本発明の半導体装置の製造方法を説明す
る図(なお第1図(i)は本発明の実施例に係る半導体
装置の断面図である。)、第2図は第2の本発明の半導
体装置の製造方法を説明する図、
f53図は第3の本発明の半導体装tの製造方法を説明
する図、
第4図は従来例の半導体装置の断面図である。
(符号の説明)
■・・・N型Si基板。
2・・・Pウェル領域。
3・・−フィールドs、o2膜、
5・・・ゲート5iOzll≦1.
10・−・多結晶Si[,
11,13,16,17,18,20,21゜22.2
3.24・・・レジスト膜、
12・−・N型領域(多結晶Si膜)、14・・・P要
領域(多結晶Si膜)、15・・・T、膜。
25.26・・・ソース会ドレイン領域。FIG. 1 is a diagram illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention (FIG. 1(i) is a cross-sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention), and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device. FIG. (Explanation of symbols) ■...N-type Si substrate. 2...P well region. 3...-field s, O2 film, 5... gate 5iOzll≦1. 10... Polycrystalline Si [, 11, 13, 16, 17, 18, 20, 21° 22.2
3.24...Resist film, 12...N type region (polycrystalline Si film), 14...P required region (polycrystalline Si film), 15...T, film. 25.26... Source drain region.
Claims (5)
晶半導体膜と、この上に形成された高融点金属膜からな
り、pチャネルMISFETのゲート電極はP型多結晶
半導体膜とこの上に形成された高融点金属膜からなるこ
とを特徴とする半導体装置。(1) The gate electrode of an n-channel MISFET consists of an N-type polycrystalline semiconductor film and a high-melting point metal film formed on this, and the gate electrode of a p-channel MISFET consists of a P-type polycrystalline semiconductor film and a high-melting point metal film formed on this. A semiconductor device comprising a high melting point metal film.
ずれかであることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載の半導体装置。(2) The semiconductor device according to claim 1, wherein the high melting point metal film is made of Ti, Mo, or W.
、 前記多結晶半導体膜中に選択的にN型不純物と、P型不
純物を導入してN型領域部とP型領域部を形成する工程
と、 前記多結晶半導体膜上に高融点金属膜を形成する工程と
、 前記高融点金属膜および多結晶半導体膜をパターニング
して部分的に除去することにより、N型多結晶半導体膜
とこの上に形成される高融点金属膜からなるnチャネル
MISFETのゲート電極と、P型多結晶半導体膜とこ
の上に形成される高融点金属膜からなるpチャネルMI
SFETのゲート電極を形成する工程とを少なくとも有
することを特徴とする半導体装置の製造方法。(3) Forming a polycrystalline semiconductor film for a gate electrode, and selectively introducing an N-type impurity and a P-type impurity into the polycrystalline semiconductor film to form an N-type region and a P-type region. forming a high melting point metal film on the polycrystalline semiconductor film; and patterning and partially removing the high melting point metal film and the polycrystalline semiconductor film to form an N-type polycrystalline semiconductor film. A gate electrode of an n-channel MISFET made of a high-melting point metal film formed on this, a p-channel MISFET made of a P-type polycrystalline semiconductor film and a high-melting point metal film formed on this.
1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising at least a step of forming a gate electrode of an SFET.
、 前記多結晶半導体膜上に高融点金属膜を形成する工程と
、 前記高融点金属膜の上から前記多結晶半導体膜中に選択
的にN型不純物とP型不純物を導入してN型領域部とP
型領域部とを形成する工程と、前記高融点金属膜および
多結晶半導体膜をパターニングして部分的に除去するこ
とにより、N型多結晶半導体膜とこの上に形成される高
融点金属膜からなるnチャネルMISFETのゲート電
極と、P型多結晶半導体膜とこの上に形成される高融点
金属膜からなるpチャネルMISFETのゲート電極を
形成する工程とを少なくとも有することを特徴とする半
導体装置の製造方法。(4) forming a polycrystalline semiconductor film for a gate electrode; forming a high melting point metal film on the polycrystalline semiconductor film; N-type impurities and P-type impurities are introduced into the N-type region and P-type impurities.
By forming a type region portion and patterning and partially removing the high melting point metal film and the polycrystalline semiconductor film, the N-type polycrystalline semiconductor film and the high melting point metal film formed thereon are separated. A semiconductor device comprising at least a step of forming a gate electrode of an n-channel MISFET consisting of a P-type polycrystalline semiconductor film and a refractory metal film formed thereon. Production method.
、 前記多結晶半導体膜上に高融点金属膜を形成する工程と
、 前記高融点金属膜および多結晶半導体膜をパターニング
して部分的に除去することによりゲート電極を形成する
工程と、 nチャネルMISFETを形成する側には前記高融点金
属膜の上方からN型不純物を注入することにより該nチ
ャネルMISFETのゲート電極部の多結晶半導体膜を
N型化するとともに、同時に自己整合的にN型のソース
・ドレイン不純物領域を形成する工程と、 pチャネルMISFETを形成する側には前記高融点金
属膜の上方からP型不純物を注入することにより該pチ
ャネルMISFETのゲート電極部の多結晶半導体膜を
P型化するとともに、同時に自己整合的にP型のソース
・ドレイン不純物領域を形成する工程とを少なくとも有
することを特徴とする半導体装置の製造方法。(5) forming a polycrystalline semiconductor film for a gate electrode; forming a high melting point metal film on the polycrystalline semiconductor film; and partially patterning the high melting point metal film and the polycrystalline semiconductor film. forming a gate electrode by removing the polycrystalline semiconductor of the gate electrode portion of the n-channel MISFET by injecting an N-type impurity from above the high melting point metal film on the side where the n-channel MISFET is to be formed; A process of converting the film to N-type and simultaneously forming N-type source/drain impurity regions in a self-aligned manner, and implanting P-type impurities from above the high melting point metal film to the side where the p-channel MISFET is to be formed. A semiconductor device comprising at least the step of converting a polycrystalline semiconductor film in a gate electrode portion of the p-channel MISFET into a P-type, and simultaneously forming P-type source/drain impurity regions in a self-aligned manner. manufacturing method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61124811A JPS62281462A (en) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | Semiconductor device and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP61124811A JPS62281462A (en) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | Semiconductor device and its manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62281462A true JPS62281462A (en) | 1987-12-07 |
Family
ID=14894704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61124811A Pending JPS62281462A (en) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | Semiconductor device and its manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62281462A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996032747A1 (en) * | 1995-04-12 | 1996-10-17 | National Semiconductor Corporation | Structure and fabrication of mosfet having multi-part channel |
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-
1986
- 1986-05-30 JP JP61124811A patent/JPS62281462A/en active Pending
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