JP2005136366A

Manufacturing method of transistor for semiconductor element

Abstract

Problem to be solved.To provide a transistor manufacturing method of a semiconductor element capable of forming a trench type gate, reducing a source / drain resistance and a gate resistance without an additional step, and efficiently adjusting a short channel effect.

Solution.In a method for manufacturing a transistor of a semiconductor element, a step of forming an LDD ion injection region by ion injection after depositing a first insulating film on a semiconductor substrate, and a step of patterning the first insulating film and then the substrate. A step of forming a trench by carving, a step of forming a trench gate by flattening after depositing a second insulating film and a conductor on the substrate on which the trench is formed, and a substrate on which the trench gate is formed. After the photoresist is vapor-deposited and patterned, the photoresist is used as a mask for ion injection to form a source / drain region, and the photoresist is removed to remove the first insulating film. [Selection diagram] Fig. 2g

JP2005136366A, drawing sheet 1
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31 claims: 3 independent, 28 dependent

  1. 1
    半導体素子のトランジスタ製造方法において、 半導体基板の上部に第1絶縁膜を蒸着した後に、イオン注入でLDDイオン注入領域を形成する段階と;前記第1絶縁膜をパターニングした後、前記基板を蝕刻し、トレンチを形成する段階と;前記トレンチが形成された前記基板に第2絶縁膜と導電体とを蒸着した後に平坦化し、トレンチゲートを形成する段階と;前記トレンチゲートが形成された前記基板にフォトレジストを蒸着し、パターニングした後、前記フォトレジストをマスクとしてイオン注入し、ソース/ドレイン領域を形成する段階と;前記フォトレジストを除去し、前記第1絶縁膜を除去する段階と;を含むことを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  2. 2
    請求項1に記載の製造方法において、 前記第1絶縁膜を除去する段階以後に熱処理段階をさらに含むことを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  3. 3
    請求項1に記載の製造方法において、 前記第1絶縁膜は前記LDD及びソース/ドレイン領域を形成するためのイオン注入時、前記基板に対する緩衝膜であることを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  4. 4
    請求項1に記載の製造方法において、 前記第1絶縁膜は窒化物、タンタリウム系酸化物、チタニウム系酸化物及びハフニウム系酸化物のうち、いずれか一つであることを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  5. 5
    請求項1に記載の製造方法において、 前記導電体はタングステン系、チタニウム系及びタンタリウム系金属化合物のうち、いずれか一つであることを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  6. 6
    請求項1に記載の製造方法において、 前記LDDイオン注入領域を形成するためのイオン注入エネルギは30乃至80keVであることを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  7. 7
    請求項1に記載の製造方法において、 前記ソース/ドレイン領域を形成するためのイオン注入のエネルギは5乃至60keVであることを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  8. 8
    請求項1に記載の製造方法において、 前記トレンチを形成するための蝕刻は乾燥式蝕刻で、5乃至30 ゚の角度を持つ傾斜蝕刻であることを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  9. 9
    請求項1に記載の製造方法において、 前記トレンチを形成するための蝕刻は全面蝕刻方法で、化学乾燥式蝕刻を利用することを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  10. 10
    請求項9に記載の製造方法において、 前記化学乾燥式蝕刻でトレンチの下部コーナをラウンドになるように形成することを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  11. 11
    請求項1に記載の製造方法において、 前記平坦化は前記第1絶縁膜を蝕刻整地層として利用するCMP工程であることを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  12. 12
    請求項1に記載の製造方法において、 前記第1絶縁膜は燐酸溶液を利用した湿式蝕刻で除去することを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  13. 13
    半導体素子のトランジスタ製造方法において、 基板にイオン注入し、LDD領域を形成する段階と;前記基板に第1絶縁膜を形成する段階と;前記第1絶縁膜をパターンニングした後、前記基板を蝕刻し、トレンチを形成する段階と;前記トレンチが形成された前記基板に第2絶縁膜と導電体とを全面蒸着した後、平坦化してトレンチゲートを形成する段階と;前記第1絶縁膜を蝕刻してスペーサを形成する段階と;前記スペーサ及び前記ゲートをイオン注入マスクとして、前記基板にイオン注入してソース/ドレイン領域を形成する段階と;を含むことを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  14. 14
    請求項13に記載の製造方法において、 前記ソース/ドレイン領域を形成する段階以後に熱処理段階をさらに含むことを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  15. 15
    請求項13に記載の製造方法において、 前記第1絶縁膜は酸化膜、または窒化膜であることを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  16. 16
    請求項13に記載の製造方法において、 前記導電体はポリシリコン、タングステン系金属化合物、チタニウム系金属化合物及びタンタリウム系金属化合物のうち、いずれか一つであることを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  17. 17
    請求項13に記載の製造方法において、 前記LDDイオン注入領域を形成するためのイオン注入エネルギは10乃至80keVであることを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  18. 18
    請求項13に記載の製造方法において、 前記ソース/ドレイン領域を形成するためのイオン注入のエネルギは10乃至100keVであることを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  19. 19
    請求項13に記載の製造方法において、 前記トレンチを形成するための蝕刻は乾燥式蝕刻であることを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  20. 20
    請求項13に記載の製造方法において、 前記トレンチを形成するための蝕刻は傾斜蝕刻を利用した乾燥式蝕刻と化学乾燥式蝕刻とを利用することを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  21. 21
    請求項20に記載の製造方法において、 前記化学乾燥式蝕刻はトレンチの下部コーナをラウンドになるように形成することを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  22. 22
    請求項20に記載の製造方法において、 前記化学乾燥式蝕刻はCF 4 /0 2 、またはCHF 3 /0 2 を利用することを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  23. 23
    請求項13に記載の製造方法において、 前記平坦化は前記第1絶縁膜を蝕刻整地層として利用するCMP工程であることを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  24. 24
    半導体素子のトランジスタ製造方法において、 シリコン基板の上部に第1絶縁膜を蒸着した後にイオン注入工程によりLDD領域を形成する段階と;前記第1絶縁膜をパターンニングした後、前記基板を蝕刻してトレンチを形成する段階と;前記トレンチが形成された前記基板に第2絶縁膜と第1導電体とを蒸着した後に平坦化してトレンチゲートを形成する段階と;前記トレンチゲートが形成された基板上に第2導電体を蒸着し、前記第2導電体及び前記第1絶縁膜をパターンニングする段階と;前記第2導電体をマスクとしてイオン注入し、ソース/ドレイン領域を形成する段階と;を含むことを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  25. 25
    請求項24に記載の製造方法において、 前記第1絶縁膜は前記LDD領域を形成するためのイオン注入時、前記基板に対する緩衝膜であることを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  26. 26
    請求項24に記載の製造方法において、 前記第1絶縁膜は窒化膜であることを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  27. 27
    請求項24に記載の製造方法において、 前記第1導電体はポリシリコンで、前記第2導電体はタングステン系、チタニウム系及びタンタリウム系金属化合物のうち、いずれか一つであることを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  28. 28
    請求項24に記載の製造方法において、 前記LDD領域を形成するためのイオン注入エネルギは5乃至60keVであることを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  29. 29
    請求項24に記載の製造方法において、 前記ソース/ドレイン領域を形成するためのイオン注入のエネルギは30乃至80keVであることを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  30. 30
    請求項24に記載の製造方法において、 前記平坦化工程はCMP工程であることを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
  31. 31
    請求項24に記載の製造方法において、 前記CMP工程時、前記第1絶縁膜を蝕刻整地層として利用することを特徴とする半導体素子のトランジスタ製造方法。
Independent claims31