JP3203845B2 - Method of forming gate electrode - Google Patents
Method of forming gate electrodeInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板上に形成さ
れたゲート電極及びその形成方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gate electrode formed on a semiconductor substrate and a method for forming the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】各種半導体装置においては、ゲート電極
を有する複数の半導体素子が同一半導体基板上に形成さ
れている。ゲート電極は、通常フォトリソグラフィ技術
によって形成される。半導体装置の集積化が進むに従
い、各半導体素子の寸法が小さくなるに従い、ゲート電
極の寸法も小さくなっており、現状では、デザインルー
ルとして0.35μmルールが適用されつつある。従っ
て、微細なゲート電極を形成するためのフォトリソグラ
フィ技術におけるパターン解像度を、このような半導体
素子の微細化に対応させる必要がある。そのために、フ
ォトリソグラフィ技術において、半導体基板上あるいは
半導体素子上に形成すべきパターンの最小寸法より短波
長の光源が用いられている。2. Description of the Related Art In various semiconductor devices, a plurality of semiconductor elements having a gate electrode are formed on the same semiconductor substrate. The gate electrode is usually formed by a photolithography technique. As the integration of a semiconductor device progresses, the size of a gate electrode also decreases as the size of each semiconductor element decreases. At present, the 0.35 μm rule is being applied as a design rule. Therefore, it is necessary to make the pattern resolution in the photolithography technique for forming a fine gate electrode correspond to such miniaturization of a semiconductor element. Therefore, in photolithography technology, a light source having a wavelength shorter than the minimum dimension of a pattern to be formed on a semiconductor substrate or a semiconductor element is used.
【0003】一般に、フォトリソグラフィ技術において
は、フォトマスクを用いてパターンの形成を行う。とこ
ろが、半導体基板上あるいは半導体素子上に形成すべき
パターンの寸法が小さくなる結果、使用される光源の波
長が短くなるに従い、光の波動的性質が顕著に現れる。
そのため、光の回折や定在波効果と呼ばれる光の干渉に
よって、フォトマスクに形成されたマスクパターンの形
状どうりには半導体基板上あるいは半導体素子上にパタ
ーンが形成されないという問題を生じる。Generally, in photolithography, a pattern is formed using a photomask. However, as the size of a pattern to be formed on a semiconductor substrate or a semiconductor element becomes smaller, the wave nature of light becomes more conspicuous as the wavelength of a light source used becomes shorter.
Therefore, there arises a problem that a pattern of a mask pattern formed on a photomask is not formed on a semiconductor substrate or a semiconductor element due to light interference called light diffraction or standing wave effect.
【0004】この問題を解決する一手段に位相シフト法
がある。この位相シフト法にて用いられるフォトマスク
には、マスクパターンの近傍に透過光の位相を変化させ
る位相シフターと呼ばれるパターンが形成されている。
そして、マスクパターンを透過する光と位相シフターを
透過する光とは、例えば180度位相がずれるように、
位相シフターが構成されている。マスクパターンを透過
した光と位相シフターを透過した光とが干渉することに
よって、マスクパターンの形状どうりの微細なパターン
を半導体基板上あるいは半導体素子上に形成することが
できるとされている。One means for solving this problem is a phase shift method. In a photomask used in this phase shift method, a pattern called a phase shifter for changing the phase of transmitted light is formed near the mask pattern.
Then, the light transmitted through the mask pattern and the light transmitted through the phase shifter are shifted in phase by, for example, 180 degrees.
A phase shifter is configured. By interfering light transmitted through the mask pattern and light transmitted through the phase shifter, a fine pattern having a shape similar to the shape of the mask pattern can be formed on a semiconductor substrate or a semiconductor element.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フォト
マスクの作製時、十分なコンピュータシミュレーション
を実施しなければ、目的とするマスクパターン及び位相
シフターを形成できず、フォトマスクの作製コストが高
く及び作製時間が長いという問題を有する。更に、マス
クパターンの他に位相シフターを形成しなければならな
いので、フォトマスクの作製工程が複雑になる。However, the target mask pattern and the phase shifter cannot be formed unless a sufficient computer simulation is carried out during the production of the photomask, and the production cost of the photomask is high and the production time is high. Has the problem of being long. Further, since a phase shifter must be formed in addition to the mask pattern, the manufacturing process of the photomask is complicated.
【0006】また、半導体基板上あるいは半導体素子上
に形成すべきパターンの形状によっては、位相シフター
が形成できない場合があり、更には、マスクパターンに
対する位相シフターの大きさを最適化できない場合もあ
る。Further, depending on the shape of a pattern to be formed on a semiconductor substrate or a semiconductor element, a phase shifter cannot be formed in some cases, and further, the size of the phase shifter for a mask pattern cannot be optimized.
【0007】一方、微細なパターン形成のための別の手
段としてX線リソグラフィ技術があるが、X線を収束さ
せるレンズ材料や感光材料などが未開発である。また、
大規模なX線発生装置が必要なためコストがかかり過ぎ
るといった問題がある。On the other hand, there is an X-ray lithography technique as another means for forming a fine pattern, but a lens material and a photosensitive material for converging X-rays have not been developed. Also,
There is a problem that the cost is too high because a large-scale X-ray generator is required.
【0008】微細なパターン形成のための更に別の技術
として電子線描画による電子線リソグラフィ技術がある
が、半導体基板上あるいは半導体素子上に形成された感
光材料上に数百万以上の微細なパターンを直接描画しな
ければならず、描画に長時間を要し、スループットが低
いという問題がある。As another technique for forming a fine pattern, there is an electron beam lithography technique based on electron beam lithography. However, on a photosensitive material formed on a semiconductor substrate or a semiconductor element, more than a few million fine patterns are formed. Has to be drawn directly, which requires a long time for drawing, and has a problem of low throughput.
【0009】以上のように、現状の微細パターン形成技
術には種々の問題があり、現状のフォトリソグラフィ技
術によって微細なゲート電極を形成する方法が望まれて
いる。As described above, the current fine pattern forming technology has various problems, and a method for forming a fine gate electrode by the current photolithography technology is desired.
【0010】従って、本発明の目的は、従来の半導体装
置の製造装置を大きく変えることなく且つ量産に適して
おり、しかも通常のフォトリソグラフィ技術を用いた微
細なゲート電極の形成方法及び微細なゲート電極を提供
することにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of forming a fine gate electrode using a general photolithography technique, which is suitable for mass production without largely changing a conventional semiconductor device manufacturing apparatus, and a fine gate. It is to provide an electrode.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明のゲート電極の形成方法は、(イ)半導体基
板上に開口部形成層を形成した後、半導体基板のゲート
電極形成予定領域の上に位置する開口部形成層に開口部
を形成する工程と、(ロ)開口部の側壁にサイドスペー
サを形成して、開口部の底部に位置する半導体基板の一
部分をサイドスペーサによって被覆する工程と、(ハ)
開口部内にゲート電極材料を埋め込み、ゲート電極部分
を形成する工程と、(ニ)開口部形成層を除去する工
程、から成ることを特徴とする。According to the present invention, there is provided a method for forming a gate electrode, comprising the steps of: (a) forming an opening forming layer on a semiconductor substrate and then forming a gate electrode on the semiconductor substrate; Forming an opening in the opening forming layer located above the region, and (b) forming a side spacer on the side wall of the opening and covering a portion of the semiconductor substrate located at the bottom of the opening with the side spacer. And (c)
The method comprises the steps of: burying a gate electrode material in an opening to form a gate electrode portion; and (d) removing an opening forming layer.
【0012】本発明のゲート電極の形成方法において
は、開口部形成層及びサイドスペーサを、例えばLP−
CVD法によるSiO2、PSG、BSG、BPSG、
Si3N4等の各種絶縁材料から構成することができる。
ゲート電極材料はシリコン系材料から成ることが好まし
い。また、前記工程(イ)における開口部形成層への開
口部の形成を、例えば、開口部形成層上にレジスト層を
形成した後、フォトマスクを用いてフォトリソグラフィ
技術によりパターニングされたレジスト層を形成し、次
いで、レジスト層をマスクとして開口部形成層をエッチ
ングすることにより行い、前記工程(ニ)における開口
部形成層の除去を、例えば、レジスト層を形成した後、
前記工程(イ)で用いたフォトマスクとは逆のパターン
を有するフォトマスクを用いてフォトリソグラフィ技術
によりパターニングされたレジスト層を形成し、次い
で、レジスト層をマスクとして開口部形成層をエッチン
グすることにより行うことができる。更には、前記工程
(ロ)と(ハ)の間において、開口部の底部に露出した
半導体基板上にゲート酸化膜を形成してもよい。In the method of forming a gate electrode according to the present invention, the opening forming layer and the side spacer are formed by, for example, LP-
SiO 2 , PSG, BSG, BPSG by CVD method,
It can be made of various insulating materials such as Si 3 N 4 .
The gate electrode material is preferably made of a silicon-based material. Further, the formation of the opening in the opening forming layer in the step (a) may be performed, for example, by forming a resist layer on the opening forming layer, and then forming a resist layer patterned by photolithography using a photomask. The opening is then formed by etching the opening forming layer using the resist layer as a mask. The removal of the opening forming layer in the step (d) is performed, for example, after forming the resist layer,
Forming a resist layer patterned by photolithography using a photomask having a pattern opposite to that of the photomask used in the step (a), and then etching the opening forming layer using the resist layer as a mask; Can be performed. Further, between the steps (b) and (c), a gate oxide film may be formed on the semiconductor substrate exposed at the bottom of the opening.
【0013】開口部形成層の除去は、異方性エッチング
にて行うことが望ましい。It is desirable to remove the opening forming layer by anisotropic etching.
【0014】更に、上記の目的を達成するための本発明
のゲート電極は、ゲート電極材料から成るゲート電極部
分と、ゲート電極部分の側壁に形成されたサイドスペー
サから成り、ゲート電極部分の上部の水平方向断面の大
きさが、ゲート電極部分の下部の水平方向断面の大きさ
よりも大きいことを特徴とする。According to another aspect of the present invention, there is provided a gate electrode including a gate electrode portion made of a gate electrode material and side spacers formed on side walls of the gate electrode portion. The size of the horizontal section is larger than the size of the horizontal section below the gate electrode portion.
【0015】本発明のゲート電極においては、ゲート電
極材料はシリコン系材料から成ることが好ましい。ま
た、サイドスペーサは、例えばLP−CVD法によるS
iO2、PSG、BSG、BPSG、Si3N4等の各種
絶縁材料から構成することができる。In the gate electrode of the present invention, the gate electrode material is preferably made of a silicon-based material. The side spacer is made of, for example, S-LP by the LP-CVD method.
It can be made of various insulating materials such as iO 2 , PSG, BSG, BPSG, and Si 3 N 4 .
【0016】[0016]
【作用】本発明のゲート電極の形成方法においては、従
来のフォトリソグラフィ技術によって開口部を形成す
る。そして、開口部の側壁にサイドスペーサを形成する
ので、ゲート電極材料を埋め込むことにより形成されそ
して実質的にゲート電極として機能するゲート電極部分
の大きさを、開口部の大きさよりも小さくすることがで
きる。即ち、従来のフォトリソグラフィ技術によって、
微細なゲート電極を形成することができる。According to the method of forming a gate electrode of the present invention, an opening is formed by a conventional photolithography technique. Then, since the side spacer is formed on the side wall of the opening, the size of the gate electrode portion formed by embedding the gate electrode material and substantially functioning as the gate electrode can be made smaller than the size of the opening. it can. That is, by the conventional photolithography technology,
A fine gate electrode can be formed.
【0017】[0017]
【実施例】以下、図面を参照して、本発明を実施例に基
づき説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.
【0018】先ず、シリコン半導体基板10上に開口部
形成層14を形成した後、半導体基板のゲート電極形成
予定領域の上に位置する開口部形成層14に開口部18
を形成する。First, after forming the opening forming layer 14 on the silicon semiconductor substrate 10, the opening 18 is formed in the opening forming layer 14 located above the gate electrode forming region of the semiconductor substrate.
To form
【0019】そのために、従来の方法によってシリコン
半導体基板10に素子分離領域12を形成した後、例え
ばLP−CVD法によってSiO2から成り200nm
程度の厚さの開口部形成層14を全面に堆積させる(図
1の(A)参照)。For this purpose, after an element isolation region 12 is formed in a silicon semiconductor substrate 10 by a conventional method, the device isolation region 12 is made of SiO 2 by, for example, LP-CVD, and is formed to a thickness of 200 nm.
An opening forming layer 14 having a thickness of about the same thickness is deposited on the entire surface (see FIG. 1A).
【0020】次に、全面にレジスト層を塗布した後、第
1のフォトマスクを用いてフォトリソグラフィ技術によ
って、パターニングされたレジスト層16を形成する
(図1の(B)参照)。尚、本実施例においては、ポジ
型レジスト材料を使用し、第1のフォトマスクには、ゲ
ート電極形成予定領域の上方に位置するレジスト層に光
が照射されるようなマスクパターンが形成されている。
尚、ネガ型レジスト材料を使用する場合には、第1のフ
ォトマスクには、ゲート電極形成予定領域以外の領域の
上方に位置するレジスト層に光が照射されるようなマス
クパターンを形成する。形成すべきゲート電極の長さに
相当するレジスト層16のパターン間隔幅Lを、0.5
〜0.35μmとすることができる。Next, after a resist layer is applied to the entire surface, a patterned resist layer 16 is formed by photolithography using a first photomask (see FIG. 1B). In this embodiment, a positive resist material is used, and a mask pattern is formed on the first photomask so that light is applied to the resist layer located above the region where the gate electrode is to be formed. I have.
When a negative resist material is used, a mask pattern is formed on the first photomask so that light is applied to a resist layer located above a region other than a region where a gate electrode is to be formed. The pattern interval width L of the resist layer 16 corresponding to the length of the gate electrode to be formed is 0.5
〜0.35 μm.
【0021】次いで、従来の気相エッチング技術を用い
て、レジスト層16をマスクとして開口部形成層14を
エッチングして開口部18を形成した後、レジスト層1
6を除去する(図1の(C)参照)。Next, the opening 18 is formed by etching the opening forming layer 14 using the resist layer 16 as a mask by using a conventional vapor phase etching technique.
6 is removed (see FIG. 1C).
【0022】次に、開口部18の側壁にサイドスペーサ
22を形成して、開口部18の底部に位置する半導体基
板の一部分をサイドスペーサ22によって被覆する。Next, a side spacer 22 is formed on the side wall of the opening 18, and a part of the semiconductor substrate located at the bottom of the opening 18 is covered with the side spacer 22.
【0023】即ち、先ず、全面に、例えばLP−CVD
法によってSiO2から成り200nm程度の厚さのサ
イドスペーサ形成層20を堆積させる(図1の(D)参
照)。その後、通常の気相異方性エッチング技術によっ
てサイドスペーサ形成層20をエッチングし、サイドス
ペーサ形成層からサイドスペーサ22を形成する(図2
の(A)参照)。開口部18の底部におけるサイドスペ
ーサ22の厚さを0.1μmとした。尚、気相異方性エ
ッチング技術によりサイドスペーサ形成層20をエッチ
ングすることによってサイドスペーサ22を形成したと
き、開口部18のエッジ部18A近傍のサイドスペーサ
22の厚さは、開口部18の底部におけるサイドスペー
サ22の厚さよりも薄くなる。サイドスペーサ22は、
エッチング時間を調整することによって、所望の厚さに
制御することができる。ここでは、半導体基板10の表
面に至るまでサイドスペーサ形成層をエッチングするの
に要する時間の1.1倍程度の時間、サイドスペーサ形
成層20をエッチングした。こうして、開口部18の底
部に位置する半導体基板の一部分はサイドスペーサ22
によって被覆される。That is, first, for example, LP-CVD
A side spacer forming layer 20 made of SiO 2 and having a thickness of about 200 nm is deposited by a method (see FIG. 1D). Thereafter, the side spacer forming layer 20 is etched by a normal vapor phase anisotropic etching technique, and the side spacer 22 is formed from the side spacer forming layer (FIG. 2).
(A)). The thickness of the side spacer 22 at the bottom of the opening 18 was 0.1 μm. When the side spacer 22 is formed by etching the side spacer forming layer 20 by the vapor phase anisotropic etching technique, the thickness of the side spacer 22 near the edge 18 </ b> A of the opening 18 is lower than the bottom of the opening 18. Is thinner than the thickness of the side spacer 22 in FIG. The side spacer 22
The desired thickness can be controlled by adjusting the etching time. Here, 1.1 times the time of the time required to etch the side spacer layer up to the surface of the semiconductor substrate 10, side spacer type
The formed layer 20 was etched. Thus, a portion of the semiconductor substrate located at the bottom of the opening 18 is
Covered by
【0024】次いで、開口部18の底部に露出した半導
体基板の上に熱酸化によってSiO2から成り厚さ8〜
10nmのゲート酸化膜24を形成する。Next, the semiconductor substrate exposed at the bottom of the opening 18 is made of SiO 2 by thermal oxidation to a thickness of 8 to 8 mm.
A 10 nm gate oxide film 24 is formed.
【0025】その後、開口部18内にゲート電極材料を
埋め込み、ゲート電極部分26を形成する。具体的に
は、従来のLP−CVD法にて、全面に100nm程度
の厚さのリンドープト・アモルファスシリコン層28を
堆積させ、次いで、全面に100nm程度の厚さのタン
グステンシリサイド層30を堆積させる(図2の(B)
参照)。本実施例においては、ゲート電極材料は、リン
ドープト・アモルファスシリコン及びタングステンシリ
サイドのシリコン系材料から成る。尚、リンドープト・
アモルファスシリコン中には、リンが1〜2重量%含有
されている。リンドープト・アモルファスシリコンの代
わりに、リンドープト・ポリシリコンや、ボロン又はヒ
素をドーピングしたアモルファスシリコン又はポリシリ
コンを用いることができる。Thereafter, a gate electrode material is buried in the opening 18 to form a gate electrode portion 26. Specifically, a phosphorus-doped amorphous silicon layer 28 having a thickness of about 100 nm is deposited on the entire surface by a conventional LP-CVD method, and then a tungsten silicide layer 30 having a thickness of about 100 nm is deposited on the entire surface ( FIG. 2 (B)
reference). In this embodiment, the gate electrode material is made of a silicon-based material such as phosphorus-doped amorphous silicon and tungsten silicide. In addition, phosphorus doped
The amorphous silicon contains 1 to 2% by weight of phosphorus. Instead of phosphorus-doped amorphous silicon, phosphorus-doped polysilicon or amorphous silicon or polysilicon doped with boron or arsenic can be used.
【0026】次に、開口部形成層14を除去する。即
ち、全面にレジスト層を塗布した後、第2のフォトマス
クを用いてフォトリソグラフィ技術によって、パターニ
ングされたレジスト層32を形成する(図2の(C)参
照)。尚、本実施例においては、ポジ型レジスト材料を
使用し、第2のフォトマスクには、ゲート電極形成予定
領域以外の領域の上方に位置するレジスト層に光が照射
されるようなマスクパターンが形成されている。尚、ネ
ガ型レジスト材料を使用した場合、第2のフォトマスク
には、ゲート電極形成予定領域の上方に位置するレジス
ト層に光が照射されるようなマスクパターンが形成され
ている。Next, the opening forming layer 14 is removed. That is, after a resist layer is applied on the entire surface, a patterned resist layer 32 is formed by a photolithography technique using a second photomask (see FIG. 2C). In the present embodiment, a positive resist material is used, and the second photomask is provided with a mask pattern that irradiates light to a resist layer located above a region other than a region where a gate electrode is to be formed. Is formed. When a negative resist material is used, a mask pattern is formed on the second photomask so that the resist layer located above the region where the gate electrode is to be formed is irradiated with light.
【0027】次いで、従来の気相エッチング技術を用い
て、レジスト層32をマスクとしてタングステンシリサ
イド層30、リンドープト・アモルファスシリコン層2
8及び開口部形成層14を除去した後、レジスト層32
を除去する(図2の(D)参照)。即ち、異方性エッチ
ングにより開口部形成層14まで、選択的に全面エッチ
ングする。これによって、ゲート電極材料から成るゲー
ト電極部分26、及びゲート電極部分の側壁に形成され
たサイドスペーサ22から成るゲート電極が形成され
る。このゲート電極においては、サイドスペーサ22の
垂直方向断面形状の影響を受ける結果、ゲート電極部分
の上部の水平方向断面の大きさが、ゲート電極部分の下
部の水平方向断面の大きさよりも大きい。Next, the tungsten silicide layer 30, the phosphorus-doped amorphous silicon layer 2 and the
8 and the opening forming layer 14, the resist layer 32 is removed.
(See FIG. 2D). That is, the entire surface is selectively etched to the opening forming layer 14 by anisotropic etching. Thus, a gate electrode including the gate electrode portion 26 made of the gate electrode material and the side spacer 22 formed on the side wall of the gate electrode portion is formed. In the gate electrode, as a result of being affected by the vertical cross-sectional shape of the side spacer 22, the size of the horizontal cross section of the upper portion of the gate electrode portion is larger than the size of the horizontal cross section of the lower portion of the gate electrode portion.
【0028】形成すべきゲート電極の長さに相当するレ
ジスト層16のパターン間隔幅Lを例えば0.5μm又
は0.35μmとし、しかも開口部18の底部における
サイドスペーサ22の厚さを例えば0.1μmとした場
合、ゲート電極のゲート長は0.3μm又は0.15μ
mとなる。The pattern interval width L of the resist layer 16 corresponding to the length of the gate electrode to be formed is, for example, 0.5 μm or 0.35 μm, and the thickness of the side spacer 22 at the bottom of the opening 18 is, for example, 0.1 μm. When it is 1 μm, the gate length of the gate electrode is 0.3 μm or 0.15 μm.
m.
【0029】以上、本発明を好ましい実施例に基づき説
明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではな
い。素子分離領域を形成した半導体基板の上にSiO2
から成るゲート酸化膜を形成した後、SiO2とは異な
る絶縁材料から成る開口部形成層及びサイドスペーサ形
成層を用いて、上記の実施例に基づきゲート電極を形成
することができる。但し、この場合、実施例にて説明し
たゲート酸化膜の形成工程は不要である。Although the present invention has been described based on the preferred embodiment, the present invention is not limited to this embodiment. SiO 2 is formed on a semiconductor substrate on which an element isolation region is formed.
After the formation of the gate oxide film made of SiO 2 , the gate electrode can be formed based on the above embodiment using the opening forming layer and the side spacer forming layer made of an insulating material different from SiO 2 . However, in this case, the step of forming the gate oxide film described in the embodiment is unnecessary.
【0030】実施例において説明した数値、開口部形成
層やサイドスペーサ形成層の形成方法、ゲート電極材料
の種類や埋め込み方法は例示であり、適宜変更すること
ができる。一例として、SiO2から成る開口部形成層
やサイドスペーサ形成層をTEOS系ガスを用いて形成
することができる。The numerical values, the method of forming the opening forming layer and the side spacer forming layer, the type of the gate electrode material and the embedding method described in the embodiment are merely examples, and can be changed as appropriate. As an example, an opening forming layer and a side spacer forming layer made of SiO 2 can be formed using a TEOS-based gas.
【0031】実施例においては、シリコン半導体基板1
0の表面にゲート電極を形成する方法を例にとり説明し
たが、本発明のゲート電極の形成方法及びゲート電極
は、他の半導体基板、例えばGaAs基板に対しても適
用することができる。例えばトップゲート型薄膜トラン
ジスタを作製する場合には、ゲート電極はポリシリコン
層の上に形成される場合がある。従って、かかるポリシ
リコン層も本発明における半導体基板に包含される。In the embodiment, the silicon semiconductor substrate 1
Although the method of forming a gate electrode on the surface of the substrate 0 has been described as an example, the method of forming a gate electrode and the gate electrode of the present invention can be applied to another semiconductor substrate, for example, a GaAs substrate. For example, when manufacturing a top gate thin film transistor, a gate electrode may be formed on a polysilicon layer in some cases. Therefore, such a polysilicon layer is also included in the semiconductor substrate of the present invention.
【0032】[0032]
【発明の効果】本発明によれば、通常のフォトリソグラ
フィ技術を用いて、微細なゲート電極を形成することが
できる。フォトマスクのマスクパターンの寸法は、ゲー
ト電極に要求される寸法よりも大きくすることができ、
フォトマスクの製作費用や製作時間が増加することがな
い。しかも、従来の半導体装置の製造装置を大きく変え
ることなく且つ量産に適しており、半導体装置の製造コ
ストの増加を招くことがない。According to the present invention, a fine gate electrode can be formed by using a normal photolithography technique. The dimensions of the mask pattern of the photomask can be larger than the dimensions required for the gate electrode,
There is no increase in the production cost and production time of the photomask. Moreover, the present invention is suitable for mass production without largely changing the conventional semiconductor device manufacturing apparatus, and does not cause an increase in semiconductor device manufacturing cost.
【図1】本発明のゲート電極の形成方法を説明するため
の模式的な一部断面図である。FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view illustrating a method for forming a gate electrode according to the present invention.
【図2】図1に引き続き、本発明のゲート電極の形成方
法を説明するための模式的な一部断面図である。FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view following FIG. 1 for explaining a method of forming a gate electrode of the present invention.
10 半導体基板 12 素子分離領域 14 開口部形成層 16 レジスト層 18 開口部 20 サイドスペーサ形成層 22 サイドスペーサ 24 ゲート酸化膜 26 ゲート電極部分 28,30 ゲート電極材料の層 32 レジスト層 Reference Signs List 10 semiconductor substrate 12 element isolation region 14 opening forming layer 16 resist layer 18 opening 20 side spacer forming layer 22 side spacer 24 gate oxide film 26 gate electrode portion 28, 30 layer of gate electrode material 32 resist layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/78 H01L 21/336 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 29/78 H01L 21/336
Claims (2)
した後、半導体基板のゲート電極形成予定領域の上に位
置する開口部形成層に開口部を形成する工程と、 (ロ)該開口部の側壁にサイドスペーサを形成して、開
口部の底部に位置する半導体基板の一部分をサイドスペ
ーサによって被覆する工程と、 (ハ)該開口部内にゲート電極材料を埋め込み、ゲート
電極部分を形成する工程と、 (ニ)前記開口部形成層を除去する工程、 から成り、 前記工程(イ)における開口部形成層への開口部の形成
は、開口部形成層上にレジスト層を形成した後、フォト
マスクを用いてフォトリソグラフィ技術によりパターニ
ングされたレジスト層を形成し、次いで、該レジスト層
をマスクとして開口部形成層をエッチングすることによ
り行われ、 前記工程(ニ)における開口部形成層の除去は、レジス
ト層を形成した後、前記工程(イ)で用いたフォトマス
クとは逆のパターンを有するフォトマスクを用いてフォ
トリソグラフィ技術によりパターニングされたレジスト
層を形成し、次いで、該レジスト層をマスクとして開口
部形成層をエッチングすることにより行われる ことを特
徴とするゲート電極の形成方法。(A) forming an opening in the opening forming layer located above the region where the gate electrode is to be formed on the semiconductor substrate after forming the opening forming layer on the semiconductor substrate; Forming a side spacer on the side wall of the opening and covering a portion of the semiconductor substrate located at the bottom of the opening with the side spacer; (c) embedding a gate electrode material in the opening and forming the gate electrode portion forming, (d) removing said opening forming layer, Ri consists, formation of the openings of the opening-forming layer in the step (a)
After forming a resist layer on the opening forming layer,
Using a photolithography technique with a mask,
Forming a coated resist layer, and then forming the resist layer
Is used to etch the opening forming layer.
The removal of the opening forming layer in the step (d) is performed by a resist
After the formation of the photomask, the photomask used in the step (a) is used.
Using a photomask having a pattern opposite to that of the
Resist patterned by photolithography
Layer, and then opening using the resist layer as a mask.
A method for forming a gate electrode, which is performed by etching a portion forming layer .
ことを特徴とする請求項1に記載のゲート電極の形成方
法。 2. A method of forming a gate electrode according to claim 1 gate electrode material, characterized in that it consists of silicon material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35656192A JP3203845B2 (en) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | Method of forming gate electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35656192A JP3203845B2 (en) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | Method of forming gate electrode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06196691A JPH06196691A (en) | 1994-07-15 |
| JP3203845B2 true JP3203845B2 (en) | 2001-08-27 |
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ID=18449646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP35656192A Expired - Fee Related JP3203845B2 (en) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | Method of forming gate electrode |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3203845B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1992
- 1992-12-22 JP JP35656192A patent/JP3203845B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH06196691A (en) | 1994-07-15 |
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