JP3492973B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP3492973B2 JP2000095748A JP2000095748A JP3492973B2 JP 3492973 B2 JP3492973 B2 JP 3492973B2 JP 2000095748 A JP2000095748 A JP 2000095748A JP 2000095748 A JP2000095748 A JP 2000095748A JP 3492973 B2 JP3492973 B2 JP 3492973B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に関し、特に、ゲート絶縁膜と半導体基板との界面よ
りも上方に積み上げられたエレベーテッド・ソース/ド
レイン拡散層を有するMOS 型の半導体装置の製造方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device.
In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a MOS type semiconductor device having an elevated source / drain diffusion layer stacked above an interface between a gate insulating film and a semiconductor substrate.
Concerned.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、コンピュータや通信機器の中枢部
分には、多数のトランジスタや抵抗等を半導体基板上に
集積した集積回路が広く用いられている。この種の集積
回路の設計ルールは、素子の高集積化に伴って年々縮小
する傾向にある。
2. Description of the Related Art In recent years, integrated circuits in which a large number of transistors, resistors and the like are integrated on a semiconductor substrate have been widely used in central parts of computers and communication equipment. The design rule of this kind of integrated circuit tends to be reduced year by year as the device is highly integrated.

【0003】MOS型集積回路では、ゲート長の縮小に
伴う短チャネル効果を抑制するため、拡散層深さを浅く
することが要求され、その一方で、拡散層深さが浅くな
ることによる抵抗の増大を防止する必要がある。
In the MOS type integrated circuit, in order to suppress the short channel effect due to the reduction of the gate length, it is required to make the depth of the diffusion layer shallow. On the other hand, the resistance of the resistance due to the shallow depth of the diffusion layer is required. It is necessary to prevent the increase.

【0004】拡散層深さを浅くしつつ、拡散層抵抗を低
く保つ方法として、ソース/ドレイン領域のみを上方に
持ち上げたエレベーテッド・ソース/ドレイン構造と、
シリコンと金属との化合物であるシリサイドが自己整合
的に形成されたサリサイドとを組み合わせる製法が有効
であるとされている。
As a method of keeping the diffusion layer resistance low while making the diffusion layer depth shallow, an elevated source / drain structure in which only the source / drain regions are lifted upward,
It is said that a manufacturing method in which silicide, which is a compound of silicon and a metal, is combined with salicide formed in a self-aligned manner is effective.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】エレベーテッド・ソー
ス/ドレイン構造を形成する技術は、これまでにもいく
つかの手法で試みられている。例えば、ソース/ドレイ
ン部分のみを単結晶シリコン膜で選択的に形成する方法
として、気相エピタキシャル成長によるものや、アモル
ファスシリコンを堆積した後固相エピタキシャル成長さ
せ、インプラ工程により不純物をドーピングする方法な
どが提案されている。
The technique for forming an elevated source / drain structure has been attempted by several methods so far. For example, as a method of selectively forming only the source / drain portions with a single crystal silicon film, a method of vapor phase epitaxial growth, a method of depositing amorphous silicon and then solid phase epitaxial growth, and doping impurities by an implantation process are proposed. Has been done.

【0006】しかしながら、従来提案された手法では、
選択成長性やアモルファスシリコンの選択除去性に劣っ
ており、また、ドーピングした不純物の活性化アニール
や結晶性回復アニールにより拡散層深さが深くなるな
ど、種々の問題が生じている。
However, in the conventionally proposed methods,
There are various problems such as inferior selective growth property and selective removal property of amorphous silicon, and deepening of diffusion layer depth due to activation annealing of doped impurities and crystallinity recovery annealing.

【0007】また、拡散層を形成する手法として、予め
拡散層深さだけ半導体基板をエッチングした後に拡散層
を形成する方法(特開平11-186542)、アモルファスシリ
コンを堆積して選択固相成長させた領域をシリサイド化
させた後、導電型不純物をインプラする方法(特開平7-2
2338)、ソース/ドレイン部分にだけ選択的にアモルフ
ァスシリコンを堆積させる方法(特開平9-82957)などが
提案されている。
As a method of forming a diffusion layer, a method of forming a diffusion layer after etching a semiconductor substrate to the depth of the diffusion layer in advance (Japanese Patent Laid-Open No. 11-186542), depositing amorphous silicon and performing selective solid phase growth Method of implanting conductivity type impurities after silicidizing the exposed region (Japanese Patent Laid-Open No. 7-2
2338), a method of selectively depositing amorphous silicon only on the source / drain portions (Japanese Patent Laid-Open No. 9-82957) and the like have been proposed.

【0008】しかしながら、これらの従来の拡散層形成
手法では、半導体基板面のエッチング量によっては短チ
ャネル効果が起こるおそれがある。また、インプラで不
純物を導入すると、その後にアニール工程を行わなけれ
ばならず、拡散層厚さを浅くできない。さらに、選択エ
ッチングの精度を高くできないため、ソース/ドレイン
領域を所望の形状・サイズに形成できない等の問題があ
る。
However, in these conventional diffusion layer forming methods, a short channel effect may occur depending on the etching amount of the semiconductor substrate surface. Further, if impurities are introduced by implantation, an annealing step must be performed after that, and the diffusion layer cannot be made thin. Further, since the precision of the selective etching cannot be increased, there is a problem that the source / drain regions cannot be formed into a desired shape / size.

【0009】また、固相成長によりエレベーテッド・ソ
ース/ドレイン拡散層を形成する場合、ゲート酸化膜近
傍や素子分離近傍で(111)-facetを生じてしまい、拡散
層上面をシリサイド化する際にpn接合からの距離が短く
なってしまい、リークが起こりやすくなる。さらに、ゲ
ート直下の不純物濃度が低下して拡散層抵抗が増大して
しまう等の問題が生じる。
When the elevated source / drain diffusion layer is formed by solid phase growth, (111) -facet is generated in the vicinity of the gate oxide film and the element isolation, and the upper surface of the diffusion layer is silicidized. The distance from the pn junction becomes short, and leakage easily occurs. Further, there arises a problem that the impurity concentration immediately below the gate is reduced and the diffusion layer resistance is increased.

【0010】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、半導体基板中に浅い拡散層を
形成でき、かつ拡散層抵抗を低減できる半導体装置およ
びその製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a semiconductor device capable of forming a shallow diffusion layer in a semiconductor substrate and reducing the resistance of the diffusion layer, and a manufacturing method thereof. To do.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、半導体基板上に形成されたMOS型
トランジスタを有する半導体装置の製造方法において、
半導体基板の上面に、導電型不純物が含まれたアモルフ
ァスシリコン膜を堆積する工程と、半導体基板の結晶方
位を受け継ぎながらアモルファスシリコン膜を固相エピ
タキシャル成長させて、ゲート絶縁膜と半導体基板との
界面よりもソース/ドレイン領域の上面の方が高い位置
にあるエレベーテッド・ソース/ドレイン拡散層を形成
する工程と、エレベーテッド・ソース/ドレイン拡散層
をそれぞれ有するn型MOSトランジスタとp型MOS
トランジスタとで構成されるCMOSを形成する工程
と、を備え、n型MOSトランジスタとp型MOSトラ
ンジスタとの一方にアモルファスシリコン膜を形成する
に先立ち、n型MOSトランジスタ領域及びp型MOS
トランジスタ領域を覆う炭素のマスク材を形成し、アモ
ルファスシリコン膜を形成するMOSトランジスタ領域
上の炭素マスク材をエッチング除去して、n型MOSト
ランジスタと前記p型MOSトランジスタの他方のMO
Sトランジスタ領域を被覆する炭素マスクを形成するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device having a MOS transistor formed on a semiconductor substrate,
The step of depositing an amorphous silicon film containing conductive impurities on the upper surface of the semiconductor substrate, and the solid-phase epitaxial growth of the amorphous silicon film while inheriting the crystal orientation of the semiconductor substrate from the interface between the gate insulating film and the semiconductor substrate. A step of forming an elevated source / drain diffusion layer in which the upper surface of the source / drain region is higher, and an n-type MOS transistor and a p-type MOS each having an elevated source / drain diffusion layer
And a step of forming a CMOS including a transistor, and before forming an amorphous silicon film on one of the n-type MOS transistor and the p-type MOS transistor, an n-type MOS transistor region and a p-type MOS transistor are formed.
A carbon mask material covering the transistor region is formed, and the carbon mask material on the MOS transistor region forming the amorphous silicon film is removed by etching to remove the other MO of the n-type MOS transistor and the p-type MOS transistor.
Provided is a method for manufacturing a semiconductor device, which comprises forming a carbon mask covering an S transistor region.

【0012】本発明では、ソース/ドレイン領域を固相
エピタキシャル成長により形成し、n型MOSトランジ
スタとp型MOSトランジスタでソース/ドレイン領域
の形状や厚さを個別に設定できるため、ソース/ドレイ
ン領域を低抵抗化できるとともに、寄生容量も低減でき
る。また、固相エピタキシャル成長によりエレベーテッ
ド・ソース/ドレイン拡散層を形成するため、接合深さ
を浅くでき、短チャネル効果を抑制できる。また、拡散
層を厚く形成できるため、低抵抗化が図れる。
In the present invention, the source / drain regions are formed by solid phase epitaxial growth, and the shape and thickness of the source / drain regions can be set individually for the n-type MOS transistor and the p-type MOS transistor. The resistance can be reduced and the parasitic capacitance can be reduced. Further, since the elevated source / drain diffusion layers are formed by solid phase epitaxial growth, the junction depth can be made shallow and the short channel effect can be suppressed. Further, since the diffusion layer can be formed thick, the resistance can be reduced.

【0013】[0013]

【0014】本発明では、n型MOSトランジスタとp
型MOSトランジスタを形成する際のマスク材料として
炭素を用いるため、選択エッチングの精度を向上させる
ことができる。
In the present invention, an n-type MOS transistor and a p-type
Since carbon is used as a mask material when forming the type MOS transistor, the precision of selective etching can be improved.

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【0018】[0018]

【0019】本発明では、単結晶化していないアモルフ
ァスシリコンまたは多結晶シリコンをウェットエッチン
グにより除去するため、簡易な手法で選択エッチングの
精度を向上させることができる。
In the present invention, amorphous silicon or polycrystalline silicon which is not single-crystallized is removed by wet etching, so that the precision of selective etching can be improved by a simple method.

【0020】[0020]

【0021】本発明では、エレベーテッド・ソース/ド
レイン領域の上面をシリサイド化するため、シリサイド
界面とpn接合との距離を離すことができ、リークを低
減でき、かつ、シリサイドの使用により低抵抗化も図れ
る。
In the present invention, since the upper surfaces of the elevated source / drain regions are silicidized, the distance between the silicide interface and the pn junction can be increased, leakage can be reduced, and the use of silicide can reduce the resistance. Can be achieved.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体装置お
よびその製造方法について、図面を参照しながら具体的
に説明する。以下では、半導体装置としてMOSトランジ
スタを製造する場合について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. Hereinafter, a case of manufacturing a MOS transistor as a semiconductor device will be described.

【0023】 (参考例1) 図1〜図4は本発明の参考例1であるMOSトランジスタの
製造工程を示す断面図である。まず、図1(a)に示すよう
に周知の方法で、半導体基板101上の素子分離領域102で
分離された領域にゲート絶縁膜103を形成し、上面が絶
縁性物質105(例えば、シリコン窒化膜)で覆われたゲ
ート電極104を形成する。
Reference Example 1 FIGS. 1 to 4 are sectional views showing steps of manufacturing a MOS transistor according to Reference Example 1 of the present invention. First, as shown in FIG. 1 (a), a gate insulating film 103 is formed in a region isolated by an element isolation region 102 on a semiconductor substrate 101 by a known method, and an upper surface of the insulating material 105 (for example, silicon nitride) is formed. A gate electrode 104 covered with a film is formed.

【0024】次に、CVD(Chemical Vapor Deposition)装
置を用いることにより、ゲート電極104の側壁となる物
質106、例えばシリコン窒化膜を堆積させる(図1
(b))。なお、このゲート電極の側壁に使用される物質
はシリコン窒化物に限るものではない。また、堆積装置
もCVD装置に限るものではなく、スパッタ装置、蒸着装
置などを用いてもよい。
Next, by using a CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus, a substance 106 which becomes a side wall of the gate electrode 104, for example, a silicon nitride film is deposited (FIG. 1).
(b)). The material used for the sidewall of the gate electrode is not limited to silicon nitride. Further, the deposition device is not limited to the CVD device, and a sputtering device, a vapor deposition device or the like may be used.

【0025】次に、プラズマによるエッチング装置とし
て、例えばRIE(Reactive Ion Etching)装置を用いてエ
ッチングを行い、図1(c)のようにゲート側壁106を形成
する。なお、ゲート側壁材料を堆積する前に、ゲート電
極を酸化しておいてもよい。以下では、電極側壁を酸化
した場合も含めて説明するが、図1では、この酸化膜は
省略している。
Next, as a plasma etching apparatus, for example, a RIE (Reactive Ion Etching) apparatus is used to perform etching to form the gate sidewall 106 as shown in FIG. 1 (c). Note that the gate electrode may be oxidized before depositing the gate sidewall material. In the following, the case where the side wall of the electrode is oxidized will be described, but this oxide film is omitted in FIG.

【0026】次に、図1(d)に示すように、片方のMOS領
域をマスクするマスク材107として、例えばシリコン窒
化膜をCVD装置で堆積させる。このマスク材に使用する
物質はシリコン窒化物には限定されない。また、堆積装
置もCVD装置に限るものではなく、スパッタ装置、蒸着
装置などを用いてもよい。
Next, as shown in FIG. 1D, for example, a silicon nitride film is deposited by a CVD device as a mask material 107 for masking one MOS region. The material used for the mask material is not limited to silicon nitride. Further, the deposition device is not limited to the CVD device, and a sputtering device, a vapor deposition device or the like may be used.

【0027】次に、リソグラフィ工程を行い、NF3ガス3
0sccmとCl2ガス60sccmの流量でプラズマエッチングを行
い、マスク材107のうちnMOS領域をゲート絶縁膜、ゲー
ト側壁および素子分離領域に対して選択性よくエッチン
グする(図1(e))。
Next, a lithographic process is performed to remove NF 3 gas 3
Plasma etching is performed at a flow rate of 0 sccm and 60 sccm of Cl 2 gas to etch the nMOS region of the mask material 107 with high selectivity with respect to the gate insulating film, the gate sidewall, and the element isolation region (FIG. 1 (e)).

【0028】次に、nMOSのソース/ドレイン領域上のゲ
ート絶縁膜103を希フッ酸処理し、nMOSのソース/ドレ
イン領域の表面を露出させる(図2(a))。次に、水素
を含むガスで基板表面を処理した後、LPCVD装置を用い
てシリコン系のガス、例えばシラン(SiH4)とin-situでP
H3ガスを流し、リンを含むアモルファスシリコン108を3
00nm堆積させる(図2(b))。
Next, the gate insulating film 103 on the source / drain region of the nMOS is subjected to a dilute hydrofluoric acid treatment to expose the surface of the source / drain region of the nMOS (FIG. 2 (a)). Next, after treating the surface of the substrate with a gas containing hydrogen, an in-situ P-type plasma treatment with a silicon-based gas such as silane (SiH 4 ) is performed using an LPCVD apparatus.
Amorphous silicon 108 containing phosphorus is flushed with H 3 gas.
It is deposited to a thickness of 00 nm (Fig. 2 (b)).

【0029】次に、500℃から850℃の間でアニールを行
い、半導体基板を種部としてソース/ドレイン領域上の
アモルファスシリコン108を選択的に固相エピタキシャ
ル成長させる。これにより、図2(c)に示すように、pMOS
形成領域には固相エピタキシャル成長膜109が形成さ
れ、nMOS形成領域にはアモルファスシリコン膜110が形
成される。
Next, annealing is performed at a temperature of 500 ° C. to 850 ° C. to selectively perform solid phase epitaxial growth of the amorphous silicon 108 on the source / drain regions using the semiconductor substrate as a seed portion. As a result, as shown in Fig. 2 (c), the pMOS
The solid phase epitaxial growth film 109 is formed in the formation region, and the amorphous silicon film 110 is formed in the nMOS formation region.

【0030】次に、フッ酸:硝酸:純水=1:50:75の
組成比のエッチング液で10分間、ウェットエッチング処
理し、アモルファスシリコン膜110を固相エピタキシャ
ル成長膜109に対して選択性良くエッチングする(図2
(d))。
Next, wet etching is performed for 10 minutes with an etching solution having a composition ratio of hydrofluoric acid: nitric acid: pure water = 1: 50: 75, and the amorphous silicon film 110 is selected with respect to the solid phase epitaxial growth film 109 with good selectivity. Etching (Fig. 2
(d)).

【0031】次に、NF3ガス30sccm,Cl2ガス60sccmの流
量でプラズマエッチングを行い、マスク材を選択性良く
エッチングする(図3(a))。なお、エッチング前に固相成
長膜109を酸化しておく方が望ましい。以下では、固相
成長膜を酸化した場合も含めて説明する。この酸化膜は
図示されていない。
Next, plasma etching is performed at a flow rate of 30 sccm of NF 3 gas and 60 sccm of Cl 2 gas to etch the mask material with good selectivity (FIG. 3 (a)). It is desirable to oxidize the solid phase growth film 109 before etching. Hereinafter, the case where the solid phase growth film is oxidized will be described. This oxide film is not shown.

【0032】図3(b)以降ではpMOSを形成するが、pMOSも
nMOSと同様の手順で形成される。
Although a pMOS is formed in FIG. 3B and subsequent figures, the pMOS is also formed.
It is formed in the same procedure as nMOS.

【0033】まず、シリコン窒化膜112をCVD装置で堆積
させた後(図3(b))にリソグラフィ工程を行い、シリコ
ン窒化膜112中のpMOS領域をNF3ガス30sccm,Cl2ガス60sc
cmの流量でプラズマエッチングして選択性良くエッチン
グする(図3(c))。
First, a silicon nitride film 112 is deposited by a CVD apparatus (FIG. 3 (b)), and then a lithography process is performed to change the pMOS region in the silicon nitride film 112 to NF 3 gas 30sccm, Cl 2 gas 60sc.
Plasma etching is performed at a flow rate of cm to achieve high selectivity (Fig. 3 (c)).

【0034】次に、pMOSのソース/ドレイン領域上の酸
化膜103を希フッ酸処理し、pMOSのソース/ドレイン領
域の表面を露出させる。次に、基板表面を水素を含むガ
スで処理した後(図3(d))、LPCVD装置を用いてシリコ
ン系のガス、例えばシラン(SiH4)とin-situでB2H6ガス
を流して、ボロンを含むアモルファスシリコン113を堆
積させる(図4(a))。
Next, the oxide film 103 on the source / drain regions of the pMOS is treated with dilute hydrofluoric acid to expose the surface of the source / drain regions of the pMOS. Next, after the substrate surface is treated with a gas containing hydrogen (Fig. 3 (d)), a silicon-based gas such as silane (SiH 4 ) and B 2 H 6 gas are flown in-situ using an LPCVD device. Then, amorphous silicon 113 containing boron is deposited (FIG. 4 (a)).

【0035】次に、図4(b)に示すように500℃から850℃
の間でアニールを行うことにより、半導体基板を種部と
してソース/ドレイン領域上のアモルファスシリコンを
選択的に固相エピタキシャル成長させる。これにより、
固相エピタキシャル成長膜114とアモルファスシリコン
膜115とが隣接して形成される。
Next, as shown in FIG. 4 (b), 500 ° C. to 850 ° C.
By annealing between the two, amorphous silicon on the source / drain regions is selectively solid-phase epitaxially grown using the semiconductor substrate as a seed portion. This allows
The solid phase epitaxial growth film 114 and the amorphous silicon film 115 are formed adjacent to each other.

【0036】次に、フッ酸:硝酸:純水=1:50:75の
組成のエッチング液で12分間、ウェットエッチング処理
し、アモルファスシリコン膜115を固相エピタキシャル
成長膜114に対して選択性良くエッチングする(図4
(c))。
Next, a wet etching process is performed for 12 minutes with an etching solution having a composition of hydrofluoric acid: nitric acid: pure water = 1: 50: 75 to etch the amorphous silicon film 115 with respect to the solid phase epitaxial growth film 114 with good selectivity. Yes (Fig. 4
(c)).

【0037】次に、NF3ガス30sccm,Cl2ガス60sccmの流
量でシリコン窒化膜112に対してプラズマエッチングを
行い、選択性良くエッチングする(図4(d))。なお、エッ
チング前に固相成長膜114を酸化しておく方が望まし
い。以下、固相成長膜を酸化した場合も含めて説明する
が、この酸化膜は図示されていない。
Next, plasma etching is performed on the silicon nitride film 112 at a flow rate of 30 sccm of NF 3 gas and 60 sccm of Cl 2 gas to etch with good selectivity (FIG. 4 (d)). It is desirable to oxidize the solid phase growth film 114 before etching. Hereinafter, the case where the solid phase growth film is oxidized will be described, but this oxide film is not shown.

【0038】以上の工程により形成されたソース/ドレ
イン領域は、nMOSとpMOSとで互いに異なる形状にするこ
とができる。また、nMOSとpMOSの固相成長膜厚もそれぞ
れ個別に設定することができる。
The source / drain regions formed by the above steps can have different shapes for nMOS and pMOS. Also, the solid phase growth film thickness of nMOS and pMOS can be set individually.

【0039】なお、図1〜図4では、nMOS領域を先に形
成した後にpMOS領域を形成する例を示しているが、pMOS
領域を形成した後にnMOS領域を形成しても良い。
Although FIGS. 1 to 4 show an example in which the pMOS region is formed after the nMOS region is formed first, the pMOS region is formed.
The nMOS region may be formed after forming the region.

【0040】また、図1〜図4では、ゲート側壁を形成す
る例を説明したが、ゲート側壁を形成しない構造も考え
られる。例えば、図5〜図8はゲート側壁を形成しない場
合の半導体装置の製造工程を示す断面図である。図5(a)
では、上面が絶縁性物質205(例えばシリコン窒化膜)
で覆われたゲート電極204を形成した後、図5(b)のよう
にゲート側壁を酸化して酸化膜206を形成する。その後
は図1〜図4と同様の工程を行い、最終的に図8(d)のよう
な形状の半導体装置が得られる。
Further, although the example in which the gate side wall is formed has been described with reference to FIGS. 1 to 4, a structure in which the gate side wall is not formed is also conceivable. For example, FIGS. 5 to 8 are cross-sectional views showing a manufacturing process of a semiconductor device when the gate sidewall is not formed. Figure 5 (a)
Then, the upper surface is an insulating material 205 (for example, a silicon nitride film)
After the gate electrode 204 covered with is formed, the gate sidewall is oxidized to form an oxide film 206 as shown in FIG. 5B. Thereafter, the same steps as those in FIGS. 1 to 4 are performed, and finally a semiconductor device having a shape as shown in FIG. 8D is obtained.

【0041】なお、図5〜図8において、符号201は半
導体基板、符号202は素子分離領域、符号203はゲート絶
縁膜、符号204はゲート電極、符号205は絶縁性物質、符
号206はゲート絶縁膜、符号207はマスク材、符号208は
アモルファスシリコン、符号209は固相エピタキシャル
成長膜、符号210はアモルファスシリコン膜、符号212は
シリコン窒化膜、符号214は固相エピタキシャル成長
膜、符号215はアモルファスシリコン膜をそれぞれ示し
ている。
5 to 8, reference numeral 201 is a semiconductor substrate, reference numeral 202 is an element isolation region, reference numeral 203 is a gate insulating film, reference numeral 204 is a gate electrode, reference numeral 205 is an insulating material, and reference numeral 206 is gate insulating. A film, reference numeral 207 is a mask material, reference numeral 208 is amorphous silicon, reference numeral 209 is a solid phase epitaxial growth film, reference numeral 210 is an amorphous silicon film, reference numeral 212 is a silicon nitride film, reference numeral 214 is a solid phase epitaxial growth film, and reference numeral 215 is an amorphous silicon film. Are shown respectively.

【0042】上述した図1〜図4に示すMOSトランジス
タと図5〜図8に示すMOSトランジスタでは、ゲート電
極104,204の上面を絶縁性物質105,205で覆う例について
説明したが、ゲート電極の上面を絶縁性物質で覆わない
ようにしてもよい。例えば、図9〜図12はソース/ドレ
イン領域を希フッ酸処理したときにゲート電極上面の酸
化膜を除去する例を示している。
In the MOS transistors shown in FIGS. 1 to 4 and the MOS transistors shown in FIGS. 5 to 8 described above, an example in which the upper surfaces of the gate electrodes 104 and 204 are covered with the insulating material 105 and 205 has been described. It may not be covered with a substance. For example, FIGS. 9 to 12 show an example in which the oxide film on the upper surface of the gate electrode is removed when the source / drain regions are treated with dilute hydrofluoric acid.

【0043】図9〜図12において、符号301は半導体基
板、符号302は素子分離領域、符号303はゲート絶縁膜、
符号304はゲート電極、符号305は絶縁性物質、符号306
はゲート側壁、符号307はマスク材、符号308はアモルフ
ァスシリコン、符号309は固相エピタキシャル成長膜、
符号310はアモルファスシリコン膜、符号312はシリコン
窒化膜、符号314は固相エピタキシャル成長膜、符号315
はアモルファスシリコン膜に、符号316,317は多結晶シ
リコンをそれぞれ示している。
9 to 12, reference numeral 301 is a semiconductor substrate, reference numeral 302 is an element isolation region, reference numeral 303 is a gate insulating film,
Reference numeral 304 is a gate electrode, reference numeral 305 is an insulating material, reference numeral 306
Is a gate side wall, 307 is a mask material, 308 is amorphous silicon, 309 is a solid phase epitaxial growth film,
Reference numeral 310 is an amorphous silicon film, reference numeral 312 is a silicon nitride film, reference numeral 314 is a solid phase epitaxial growth film, reference numeral 315.
Indicates an amorphous silicon film, and symbols 316 and 317 indicate polycrystalline silicon.

【0044】一方、図13〜図16は、図13(b)でプラズマ
エッチング処理を行った場合、もしくは、図13(c)およ
び図15(c)でプラズマエッチング処理と希フッ酸処理の
少なくとも一方を行うことにより、ゲート電極上面の酸
化膜を取り除く例を示している。これらの場合、ゲート
電極上に多結晶シリコン316、317および416、417が形成
される場合がある。
On the other hand, FIGS. 13 to 16 show at least the plasma etching treatment and the dilute hydrofluoric acid treatment in FIG. 13 (b), or in the plasma etching treatment in FIG. 13 (c) and FIG. 15 (c). An example is shown in which the oxide film on the upper surface of the gate electrode is removed by performing one. In these cases, polycrystalline silicon 316, 317 and 416, 417 may be formed on the gate electrode.

【0045】図13〜図16において、符号401は半導体基
板、符号402は素子分離領域、符号403はゲート絶縁膜、
符号404はゲート電極、符号405は絶縁性物質、符号406
はゲート側壁、符号407はマスク材、符号408はアモルフ
ァスシリコン、符号409は固相エピタキシャル成長膜、
符号410はアモルファスシリコン膜、符号412はシリコン
窒化膜、符号414は固相エピタキシャル成長膜、符号415
はアモルファスシリコン膜に、符号416,417は多結晶シ
リコンをそれぞれ示している。
13 to 16, reference numeral 401 is a semiconductor substrate, reference numeral 402 is an element isolation region, reference numeral 403 is a gate insulating film,
Reference numeral 404 is a gate electrode, reference numeral 405 is an insulating material, reference numeral 406.
Is a gate sidewall, reference numeral 407 is a mask material, reference numeral 408 is amorphous silicon, reference numeral 409 is a solid phase epitaxial growth film,
Reference numeral 410 is an amorphous silicon film, reference numeral 412 is a silicon nitride film, reference numeral 414 is a solid phase epitaxial growth film, reference numeral 415.
Indicates an amorphous silicon film, and reference numerals 416 and 417 indicate polycrystalline silicon.

【0046】 また、固相エピタキシャル成長を行わせ
る場合に、固相成長後のアモルファスシリコン膜110、1
15、210、215、310、315、および410、415は、少なくと
もその一部が多結晶化していてもよい。例えば、固相成
長時に850℃程度の高温アニールを行うと、該アモルフ
ァス領域の一部が多結晶化するが、その場合にも本参考
は適用可能である。
When performing solid phase epitaxial growth, the amorphous silicon films 110, 1 after solid phase growth are used.
At least a part of 15, 210, 215, 310, 315, and 410, 415 may be polycrystallized. For example, when the high-temperature annealing at about 850 ° C. at the time of solid-phase growth, a part of the amorphous region is polycrystalline, also this reference in that case
Examples are applicable.

【0047】また、図1〜図16では、半導体基板に最も
距離的に近い固相エピタキシャル成長膜(以下、第1の
固相成長膜と呼ぶ)の形状がpMOSとnMOSで異なる例につ
いて説明したが、第1の固相成長膜の形状はpMOSとnMOS
で同じで、その上面に形成される第2の固相成長膜の形
状がpMOSとnMOSで異なる場合を含むものとする。
In addition, in FIGS. 1 to 16, an example has been described in which the shape of the solid phase epitaxial growth film closest to the semiconductor substrate in distance (hereinafter referred to as the first solid phase growth film) differs between pMOS and nMOS. , The shape of the first solid phase growth film is pMOS and nMOS
And the shape of the second solid phase growth film formed on the upper surface is different between pMOS and nMOS.

【0048】例えば、図17〜図20は図1と同様の工程に
より第1の固相成長膜509を形成した後、再び図1と同様
の工程を経てゲートサイドウオール510および形状のそ
れぞれ異なる第2の固相成長膜511、512を形成する例を
示している。図17〜図20の製法で半導体装置を製造した
場合も、pMOSとnMOSを別形状にすることができる。ま
た、図19および図20では、ゲート電極上にも固相成長さ
せることができる。
For example, in FIGS. 17 to 20, after the first solid phase growth film 509 is formed by the same process as in FIG. 1, the same process as in FIG. An example of forming the solid phase growth films 511 and 512 of 2 is shown. Also when the semiconductor device is manufactured by the manufacturing method of FIGS. 17 to 20, the pMOS and the nMOS can have different shapes. Further, in FIGS. 19 and 20, solid phase growth can also be performed on the gate electrode.

【0049】図17〜図20の符号509,609,709,811は第1
の固相成長膜、符号511,512,611,612,711,712,811,812
は第2の固相成長膜を示している。また、図17は図1〜
図4に対応するMOSトランジスタ、図18は図5〜図8に
対応するMOSトランジスタ、図19は図9〜図12に対応
するMOSトランジスタ、図20は図13〜図16に対応する
MOSトランジスタである。
Reference numerals 509, 609, 709, 811 in FIGS. 17 to 20 denote the first.
Solid-state growth film of 511,512,611,612,711,712,811,812
Indicates the second solid phase growth film. In addition, FIG. 17 shows FIG.
4 is a MOS transistor, FIG. 18 is a MOS transistor corresponding to FIGS. 5 to 8, FIG. 19 is a MOS transistor corresponding to FIGS. 9 to 12, and FIG. 20 is a MOS transistor corresponding to FIGS. 13 to 16. is there.

【0050】なお、ソース/ドレイン領域上に固相エピ
タキシャル成長膜を形成した後の形状は、図4(d)、図8
(d)、図12(d)、図16(d)、図17(b)、図18(b)、図19(b)、
図20(b)に図示したものに限定されない。例えば、nMOS
とpMOSの固相エピタキシャル成長膜の形状は、少なくと
もそのどちらか一方はfacetの起因がゲート絶縁膜、ゲ
ート電極酸化膜、ゲートサイドウオールのどの位置にあ
ってもかまわない。
The shape after the solid phase epitaxial growth film is formed on the source / drain regions is as shown in FIGS.
(d), FIG. 12 (d), FIG. 16 (d), FIG. 17 (b), FIG. 18 (b), FIG. 19 (b),
It is not limited to the one shown in FIG. For example, nMOS
As for the shape of the solid-phase epitaxial growth film of pMOS and pMOS, at least one of them may have facet at any position of the gate insulating film, the gate electrode oxide film, and the gate sidewall.

【0051】 また、nMOSを形成する工程は、本参考例
のようにPH3を含むガスを流してリンを含むアモルファ
スシリコンを堆積させる場合だけではなく、AsH3を含む
ガスを流してAsを含むアモルファスシリコンを堆積させ
てnMOS領域を形成する場合、PH3とAsH3を両方含むガス
を流してPおよびAsを含むアモルファスシリコンを堆積
させる場合など、一般にV族の原子を含むガスを複数種
混ぜてV族原子がアモルファスシリコン中に含まれる形
でnMOS領域を形成する場合なども含まれる。
Further, the process of forming the nMOS is not limited to the case of flowing the gas containing PH 3 to deposit the amorphous silicon containing phosphorus as in the present reference example , and the gas containing AsH 3 is also passed. In general, a gas containing a group V atom, such as a case where amorphous silicon containing As is deposited to form an nMOS region, or a gas containing both PH 3 and AsH 3 is flown to deposit amorphous silicon containing P and As. It also includes a case where the nMOS region is formed such that a group V atom is contained in the amorphous silicon by mixing a plurality of kinds of.

【0052】 また、本参考例のゲート絶縁膜はSiO2
外の材料でもよく、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜
や高誘電体膜、例えばTi、Zr、Ta、Alを含んだ酸化膜、
及び、これらの積層膜などでも構わない。
The gate insulating film of this reference example may be made of a material other than SiO 2 , and may be a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or a high dielectric film, such as an oxide film containing Ti, Zr, Ta, or Al.
Also, a laminated film of these may be used.

【0053】 また、ソース、ドレイン領域の形状は、
拡散層抵抗やゲート-ソース/ドレイン間容量に影響す
るため、nMOS、pMOSそれぞれ別個に最適な形状に設定す
るのが望ましい。通常のように、不純物を含んでいない
アモルファスシリコンの固相成長後に不純物のインプラ
工程を行う場合と異なり、本参考例ではソース/ドレイ
ンの形状を基板垂直方向、水平方向の固相成長膜厚や固
相成長の形状も含めてnMOS、pMOSで独立に形成できるた
め、ソース/ドレイン部分の抵抗とゲートとソース/ド
レイン部分で生じる寄生容量をnMOSとpMOSで個別に最適
なものを形成できる。
The shapes of the source and drain regions are
Since it affects the diffusion layer resistance and the gate-source / drain capacitance, it is desirable to set the nMOS and pMOS separately to the optimum shape. Unlike the usual case where the impurity implantation process is performed after solid phase growth of amorphous silicon containing no impurities, in this reference example , the shape of the source / drain is defined by the solid phase growth film thickness in the substrate vertical direction and the horizontal direction. Since the nMOS and pMOS can be independently formed including the shape of solid phase growth, it is possible to form the optimum resistance of the source / drain portion and the parasitic capacitance generated in the gate and the source / drain portion separately for the nMOS and pMOS.

【0054】 (参考例2参考例2 の製造工程は参考例 1と同様であるが、エレベ
ーテッド・ソース/ドレイン拡散層の半導体基板と接す
る箇所の周辺領域が半導体基板の<010>方向を向くよう
にしている。これにより、素子分離領域やゲート絶縁膜
のサイドウォールと接しながら固相成長しやすくなり、
ゲート電極周辺の固相成長膜厚が従来の構造(エレベー
テッド・ソース/ドレイン拡散層の半導体基板と接する
箇所の周辺領域が半導体基板の<011>方向を向いている
構造)に比べて、拡散層を厚くできる。
[0054] (Reference Example 2) Step of Reference Example 2 is similar to Example 1, the peripheral region of the portion in contact with the semiconductor substrate of the elevated source / drain diffusion layer of the semiconductor substrate <010> direction I try to face it. This facilitates solid phase growth while contacting the element isolation region and the sidewall of the gate insulating film,
Compared to the conventional structure (solid-phase-grown film thickness around the gate electrode) (structure where the peripheral region of the elevated source / drain diffusion layer in contact with the semiconductor substrate faces the <011> direction of the semiconductor substrate) The layers can be thick.

【0055】 (参考例3) 本発明の参考例3であるMOSトランジスタは、半導体基
板中の導電型不純物濃度が補誤差関数で表されることを
特徴とする。
[0055] The MOS transistor is a reference Example 3 (Reference Example 3) The present invention is characterized in that conductive impurity concentration in the semiconductor substrate is represented by complementary error function.

【0056】 参考例3の製造工程は第1および参考例
2とほぼ同じであるが、導電型不純物を固相成長させた
後にアニール工程が付加されている。例えば、導電型ア
モルファスシリコンを堆積させるチャンバーと同じチャ
ンバー内で、供給するガスを不活性ガスに変えて750℃
程度でアニールして不純物を拡散させる。
The manufacturing process of the reference example 3 is almost the same as that of the first and reference examples 2, but an annealing process is added after the solid-phase growth of the conductivity type impurity. For example, in the same chamber where conductive amorphous silicon is deposited, change the gas to be supplied to an inert gas at 750 ° C.
Anneal to some extent to diffuse impurities.

【0057】導電型不純物を含んだ膜に対して比較的高
温で固相成長を行うと、不純物が電気的に活性な位置を
占めながら固相成長していくが、例えば600℃程度以下
の比較的低温で固相成長させると、固相成長中の不純物
再分布はほとんど起こらない。このため、拡散層を形成
するにはアニール工程が必要になるが、導電型不純物は
固相拡散するため、半導体基板中の導電型不純物濃度は
補誤差関数で表される分布を持つ。これはインプラによ
る正規分布で表される濃度分布と異なるものである。
When solid phase growth is performed at a relatively high temperature on a film containing conductive impurities, solid phase growth occurs while the impurities occupy electrically active positions. When solid-phase growth is performed at a relatively low temperature, redistribution of impurities during solid-phase growth hardly occurs. For this reason, an annealing step is required to form the diffusion layer, but since the conductive type impurities diffuse in the solid phase, the conductive type impurity concentration in the semiconductor substrate has a distribution represented by a complementary error function. This is different from the concentration distribution represented by the normal distribution by implantation.

【0058】この補誤差関数は固相拡散に起因するもの
であり、リン以外の砒素やボロンなどの他の導電型不純
物を用いる場合でも、半導体基板中の深さ方向の不純物
濃度が補誤差関数によって表されるソース/ドレイン領
域を形成することができる。
This complementary error function is due to solid phase diffusion, and even when other conductivity type impurities such as arsenic and boron other than phosphorus are used, the impurity concentration in the depth direction in the semiconductor substrate is the complementary error function. Source / drain regions represented by

【0059】インプラによって導電型不純物を導入する
と、格子空孔が大量に生成され、この空孔による増速拡
散によって拡散層深さが深くなってしまうが、インプラ
で導入されない導電型不純物を含む膜から固相拡散した
拡散層は、その拡散層厚さを浅く形成できる。
When the conductivity type impurities are introduced by the implantation, a large number of lattice vacancies are generated and the diffusion layer is deepened by the accelerated diffusion due to the vacancies, but the film containing the conduction type impurities not introduced by the implantation. The solid-phase diffused diffusion layer can form a shallow diffusion layer.

【0060】 上述した参考例2および参考例3では、
pMOSとnMOSのいずれか一方のみを有するMOSトランジ
スタにも適用可能であり、さらに、本参考例をCMOSに適
用する場合、nMOSとpMOSの少なくとも一方が、本参考例
の構造を備えていればよい。
In Reference Example 2 and Reference Example 3 described above,
It is also applicable to a MOS transistor having only one of pMOS and nMOS, and when this reference example is applied to CMOS, at least one of the nMOS and pMOS has the structure of this reference example. If you have.

【0061】 (参考例4) 本発明の参考例4であるMOSトランジスタは、導電型不
純物を含むアモルファスシリコン膜の固相エピタキシャ
ル成長により形成されたエレベーテッド・ソース/ドレ
インを有する点に特徴がある。
[0061] MOS transistor is a reference Example 4 (Reference Example 4) The present invention is characterized in that it has a solid phase epitaxial growth elevated source / drain formed by an amorphous silicon film containing a conductive type impurities.

【0062】 図21(a)〜図22(c)は参考例4の製造工程
を示す断面図である。まず、図21(a)に示すように、
考例1〜参考例3と同様に、半導体基板901上に、素子
分離領域902、ゲート絶縁膜903、および上部が絶縁性物
質905例えばシリコン窒化膜で覆われたゲート電極904を
形成する。望ましくはゲート電極904を酸化して不図示
の酸化膜を形成した後、ゲート電極904の上面に絶縁性
物質906、例えばシリコン窒化膜を例えばCVD装置で堆積
させる。なお、CVD装置の代わりに、スパッタ装置や蒸
着装置を用いてゲート電極904の上面に絶縁性物質906を
堆積させてもよい。
21A to 22C are cross-sectional views showing the manufacturing process of Reference Example 4 . First, as shown in FIG. 21 (a), ginseng
Similar to the first to third reference examples , the element isolation region 902, the gate insulating film 903, and the gate electrode 904 whose upper portion is covered with the insulating material 905 such as a silicon nitride film are formed on the semiconductor substrate 901. Preferably, the gate electrode 904 is oxidized to form an oxide film (not shown), and then an insulating material 906, for example, a silicon nitride film is deposited on the upper surface of the gate electrode 904 by, for example, a CVD device. Note that the insulating material 906 may be deposited on the upper surface of the gate electrode 904 using a sputtering device or a vapor deposition device instead of the CVD device.

【0063】次に、プラズマを用いたエッチング方法、
例えばRIE(Reactive Ion Etching)で加工し、ゲート側
壁906を形成する。
Next, an etching method using plasma,
For example, the gate sidewall 906 is formed by processing by RIE (Reactive Ion Etching).

【0064】次に、例えば希フッ酸を用いて、酸化膜90
3のソース/ドレイン領域を露出させる処理を行い、半
導体基板901のソース/ドレイン領域の表面を露出させ
る(図22(a))。次に、水素を含むガスで処理した後、LPC
VD装置を用いてシリコン系のガス、例えばシラン(SiH4)
とin-situで導電型不純物原子を含むガスを流し、導電
型原子を含むアモルファスシリコン907を堆積させる
(図22(b))。
Next, the oxide film 90 is formed by using, for example, dilute hydrofluoric acid.
A process of exposing the source / drain region 3 is performed to expose the surface of the source / drain region of the semiconductor substrate 901 (FIG. 22 (a)). Next, after treating with a gas containing hydrogen, LPC
Silicon-based gas, such as silane (SiH 4 ) using a VD device
And a gas containing conductivity type impurity atoms is caused to flow in-situ to deposit amorphous silicon 907 containing conductivity type atoms (FIG. 22 (b)).

【0065】更に、図22(c)に示すように500℃から850
℃の間でアニールを行うことにより、半導体基板を種部
としてソース/ドレイン領域上のアモルファスシリコン
を選択的に固相エピタキシャル成長(909)させる。
Further, as shown in FIG. 22 (c), from 500 ° C. to 850
By performing annealing at a temperature of ℃, amorphous silicon on the source / drain regions is selectively subjected to solid phase epitaxial growth (909) using the semiconductor substrate as a seed portion.

【0066】ここで、固相成長層の形成は、導電型不純
物を含むアモルファスシリコンの堆積と固相エピタキシ
ャル成長を複数回行って形成する場合やガス流量を調節
して膜中の導電型不純物濃度が不均一の場合も含まれ
る。
Here, the solid phase growth layer is formed by depositing amorphous silicon containing conductive impurities and forming solid phase epitaxial growth a plurality of times, or by adjusting the gas flow rate so that the concentration of the conductive impurity in the film is controlled. It also includes the case of non-uniformity.

【0067】 本参考例では、ゲート側壁906を形成す
る場合を示したが、図23および図24に示すように、ゲー
ト電極を加工し(図23(a))、ゲート電極側壁を酸化した
後(図23(b))に、図21(b)のようなゲート側壁形成工程を
行う前に、ゲート絶縁膜を除去する工程(図23(c))を
行ってもよい。このような製法により、半導体基板中の
拡散層深さを深くすることなくゲート絶縁膜下の拡散層
領域を高濃度にできる。
In this reference example , the case where the gate side wall 906 is formed is shown. However, as shown in FIGS. 23 and 24, after the gate electrode is processed (FIG. 23 (a)), the gate electrode side wall is oxidized. A step of removing the gate insulating film (FIG. 23 (c)) may be performed before the step of forming the gate sidewall shown in FIG. 21 (b) is performed (FIG. 23 (b)). By such a manufacturing method, the diffusion layer region under the gate insulating film can have a high concentration without increasing the depth of the diffusion layer in the semiconductor substrate.

【0068】なお、図23および図24において、符号1001
は半導体基板、符号1002は素子分離領域、符号1003はゲ
ート絶縁膜、符号1004はゲート電極、符号1005,1006は
絶縁性物質、符号1007はアモルファスシリコンをそれぞ
れ示している。
23 and 24, reference numeral 1001
Is a semiconductor substrate, reference numeral 1002 is an element isolation region, reference numeral 1003 is a gate insulating film, reference numeral 1004 is a gate electrode, reference numerals 1005 and 1006 are insulating materials, and reference numeral 1007 is amorphous silicon.

【0069】 また、上述した参考例4では、ゲート電
極の上面に絶縁性の物質を形成する例について説明した
が、図21〜図22と図23〜図24に対応してそれぞれ図25〜
図26と図27のように、アモルファスシリコン堆積時にゲ
ート電極上に絶縁性の物質を形成しなくてもよい。ただ
し、この場合、ゲート電極上で多結晶シリコンに固相成
長する場合がある。
In addition, in Reference Example 4 described above, an example in which an insulating material is formed on the upper surface of the gate electrode has been described, but FIGS. 25 to 25 are respectively corresponding to FIGS. 21 to 22 and 23 to 24.
As shown in FIGS. 26 and 27, it is not necessary to form an insulating material on the gate electrode when depositing amorphous silicon. However, in this case, solid-phase growth of polycrystalline silicon may occur on the gate electrode.

【0070】なお、図25〜図27に示す各符号の下二桁
は、図21〜図24に示す各符号の下二桁に対応している。
The last two digits of each reference numeral shown in FIGS. 25 to 27 correspond to the last two digits of each reference numeral shown in FIGS. 21 to 24.

【0071】 導電型原子を含むガスは、nMOS形成時に
はP原子、As原子およびV族原子のいずれか、またはこれ
らの複数種を含むガスであり、具体的には例えばPH3、A
sH3などのガスである。pMOS形成時にはB原子およびIII
族原子のいずれか、またはこれらの複数種を含むガスで
あり、具体的には例えばB2H6などのガスである。また、
CMOSを形成する場合、参考例1と同様の工程によっても
実現できる。
The gas containing a conductivity type atom is a gas containing any one of a P atom, an As atom, and a V group atom or a plurality of these atoms at the time of forming an nMOS, and specifically, for example, PH 3 , A
It is a gas such as sH 3 . B atom and III during pMOS formation
It is a gas containing any one of group atoms or a plurality of these atoms, and specifically, a gas such as B 2 H 6 . Also,
When forming a CMOS, it can be realized by the same process as in Reference Example 1.

【0072】 (参考例5) 図28は本発明の参考例5であるMOSトランジスタの製造
工程を示す断面図を示す。本参考例は、参考例4と同様
の手順を経て、図28(a)に示すように、ソース/ドレイ
ン領域上に固相成長した導電型不純物を含む単結晶領域
1309を形成する。導電型不純物を含むアモルファスシリ
コンの堆積温度が比較的低温、例えば525℃程度の場
合、不純物を活性化させるためにさらにアニール工程が
必要となる。
Reference Example 5 FIG. 28 is a sectional view showing a manufacturing process of a MOS transistor according to Reference Example 5 of the present invention. In this reference example , as shown in FIG. 28 (a), the single crystal region containing the conductive type impurity which is solid-phase grown on the source / drain regions is performed through the same procedure as in the reference example 4.
Form 1309. When the deposition temperature of the amorphous silicon containing the conductivity type impurities is relatively low, for example, about 525 ° C., an additional annealing step is required to activate the impurities.

【0073】例えば、導電型不純物を含むアモルファス
シリコンを堆積した後、500℃から850℃の間でアニール
を行うことにより、半導体基板を種部としてソース/ド
レイン領域上のアモルファスシリコンを選択的に固相エ
ピタキシャル成長させたエレベーテッド・ソース/ドレ
イン拡散層に、続いてRTA(rapid thermal annealing)工
程を行い、エレベーテッド・ソース/ドレイン拡散層の
不純物を活性化させる。
For example, after depositing amorphous silicon containing conductive impurities, annealing is performed at 500 ° C. to 850 ° C. to selectively solidify the amorphous silicon on the source / drain regions using the semiconductor substrate as a seed portion. The elevated source / drain diffusion layers grown by phase epitaxial growth are subsequently subjected to an RTA (rapid thermal annealing) process to activate impurities in the elevated source / drain diffusion layers.

【0074】 本参考例では、不純物の活性化にRTAを
用いたが、活性化アニールはこれに限るものではない。
また、固相成長および活性化アニールを少なくともどち
らか一方が複数回繰り返される場合も含むものとする。
In this reference example , RTA was used to activate the impurities, but the activation annealing is not limited to this.
Moreover, the case where at least one of solid phase growth and activation annealing is repeated a plurality of times is also included.

【0075】 また、本参考例では、単結晶に固相成長
していない領域の除去工程の前に活性化アニールを行う
場合について説明したが (図28(a)(b))、図28(c)(d)に
示すように、単結晶に固相成長していない領域の除去工
程の後に活性化アニールを行ってもよい。
Further, in this reference example , the case where the activation annealing is performed before the removal step of the region where the solid phase growth is not performed on the single crystal has been described (FIGS. 28 (a) (b)) and FIG. As shown in c) and (d), activation annealing may be performed after the step of removing the region where solid phase growth is not performed on the single crystal.

【0076】 (参考例6参考例6 は、参考例5におけるアニール工程において、
導電型不純物を含むアモルファスシリコン膜を堆積する
チャンバーと同一チャンバー内で前記アモルファスシリ
コン膜の固相エピタキシャル成長を行うものである。
Reference Example 6 Reference example 6 is the same as the reference example 5 except that
Solid phase epitaxial growth of the amorphous silicon film is performed in the same chamber as the chamber for depositing the amorphous silicon film containing conductive impurities.

【0077】例えば、ソース/ドレイン領域の半導体基
板を露出させた状態で、LPCVD炉で600℃で20秒間、シリ
コンを含むガスと導電型不純物を含むガスを同時に流し
て、導電型不純物を含むアモルファスシリコンを堆積さ
せ、その後、供給するガスを不活性ガスである窒素に換
えて約2分間アニールを行うことによって、250nm程度の
膜厚のエレベーテッド・ソース/ドレインが得られる。
For example, with the semiconductor substrate in the source / drain regions exposed, a gas containing silicon and a gas containing conductive impurities are simultaneously flown in an LPCVD furnace at 600 ° C. for 20 seconds to form an amorphous material containing conductive impurities. An elevated source / drain having a film thickness of about 250 nm is obtained by depositing silicon and then changing the supplied gas to nitrogen which is an inert gas and performing annealing for about 2 minutes.

【0078】 本参考例は、大気中にさらすことなく、
特に、室温まで落すことなくアモルファスシリコンを固
相成長させることができるため、固相成長膜の結晶性を
良好にすることができ、エレベーテッド・ソース/ドレ
イン拡散層の抵抗を低減できる。また、本参考例では、
アニール工程を600℃で行っているが、アニール温度は6
00℃に限定されず、更に同一チャンバー内のRTA装置等
を用いてアニールを行ってもよい。
In this reference example , without exposing to the atmosphere,
In particular, since amorphous silicon can be solid-phase grown without dropping to room temperature, the crystallinity of the solid-phase growth film can be improved and the resistance of the elevated source / drain diffusion layer can be reduced. Also, in this reference example ,
The annealing process is performed at 600 ℃, but the annealing temperature is 6
The temperature is not limited to 00 ° C., and annealing may be performed using an RTA device or the like in the same chamber.

【0079】 (参考例7) 図29は本発明の参考例7であるMOSトランジスタの製造
工程を示す断面図である。本参考例は、参考例4〜参考
例6で説明した工程を経て、図29(a)のように固相成長
した半導体装置において、単結晶に固相成長していない
領域1410を除去する点に特徴がある。
Reference Example 7 FIG. 29 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a MOS transistor according to Reference Example 7 of the present invention. This reference example is reference examples 4 to
A feature of the semiconductor device, which has undergone the steps described in Example 6 and is solid-phase grown as shown in FIG. 29 (a), is that the region 1410 that has not been solid-phase grown on a single crystal is removed.

【0080】固相エピタキシャル成長膜1409とアモルフ
ァスシリコン膜1410を有する半導体装置において、例え
ばフッ酸:硝酸:純水=1:50:75の組成のエッチング
液で10分間、ウェットエッチング処理し、アモルファス
シリコン膜1410を固相エピタキシャル成長膜1409に対し
て選択性良くエッチングする(図29(b))。
In the semiconductor device having the solid phase epitaxial growth film 1409 and the amorphous silicon film 1410, for example, wet etching treatment is performed for 10 minutes with an etching solution having a composition of hydrofluoric acid: nitric acid: pure water = 1: 50: 75 to obtain an amorphous silicon film. 1410 is etched with good selectivity to the solid phase epitaxial growth film 1409 (FIG. 29 (b)).

【0081】また、固相エピタキシャル成長層1409の形
成は、導電型不純物を含むアモルファスシリコンの堆積
工程、固相エピタキシャル成長工程、単結晶化していな
い領域のエッチング工程を組み合わせて複数回行って形
成する場合も含まれる。
The solid phase epitaxial growth layer 1409 may be formed by combining the amorphous silicon containing conductivity type impurities, the solid phase epitaxial growth step, and the etching step of the non-single-crystallized region a plurality of times. included.

【0082】また、固相エピタキシャル成長層は、固相
成長後のアモルファス領域1410が多結晶化している場合
も含まれる。例えば850℃程度の高温アニールを行った
場合などに該アモルファス領域は多結晶化する。
The solid phase epitaxial growth layer also includes the case where the amorphous region 1410 after solid phase growth is polycrystallized. For example, the amorphous region is polycrystallized when high-temperature annealing at about 850 ° C. is performed.

【0083】 さらに、本参考例では、単結晶化してい
ないアモルファスシリコンまたは多結晶シリコンをウエ
ットエッチングによって除去しているが、除去方法はウ
エットエッチングに限るものではなく、プラズマによる
エッチング方法を含めて他のドライエッチングも含まれ
る。
Furthermore, in this reference example , amorphous silicon or polycrystalline silicon that has not been single-crystallized is removed by wet etching. However, the removing method is not limited to wet etching, and other methods including plasma etching are also applicable. Dry etching is also included.

【0084】 (参考例8参考例8 は、参考例7の選択エッチング工程がウェット
エッチングによるものである。本出願人の実験により、
ウエットエッチングのエッチャントとして、フッ酸と硝
酸が含まれたエッチャントを用いた場合に、選択的に固
相成長していない領域を効率よく除去できることがわか
った。例えば、フッ酸:硝酸:純水=1:50:75のエッ
チャントで10分間エッチング処理した場合、アモルファ
スシリコン/単結晶シリコンの選択比が20以上とれるこ
とがわかった。
Reference Example 8 In Reference Example 8 , the selective etching step of Reference Example 7 is wet etching. According to the applicant's experiment,
It was found that the region where solid phase growth is not selectively performed can be efficiently removed when an etchant containing hydrofluoric acid and nitric acid is used as an etchant for wet etching. For example, it was found that the selection ratio of amorphous silicon / single crystal silicon could be 20 or more when etching was performed for 10 minutes with an etchant of hydrofluoric acid: nitric acid: pure water = 1: 50: 75.

【0085】全面に導電型不純物を含むアモルファスシ
リコンを堆積させ、固相成長させた場合、固相成長後に
素子分離上およびゲート側壁上で単結晶化していない領
域を除去する工程が必要となるが、この除去工程がウェ
ットエッチングによるものである。
When amorphous silicon containing conductive impurities is deposited on the entire surface and solid phase growth is performed, a step of removing the non-single-crystallized region on the element isolation and the gate side wall is required after solid phase growth. This removal step is based on wet etching.

【0086】 なお、上述した参考例では、ウェットエ
ッチングのエッチャントとして、フッ酸と硝酸を含むも
のを例示したが、エッチャントの材料は上述したものに
限定されない。
In the above-mentioned reference example , as an etchant for wet etching, one containing hydrofluoric acid and nitric acid was illustrated, but the material of the etchant is not limited to the above.

【0087】 (参考例9参考例9 は、ウェットエッチングのエッチャントとし
て、フッ酸、硝酸および純水の混合液を用いる点に特徴
がある。
Reference Example 9 Reference Example 9 is characterized in that a mixed solution of hydrofluoric acid, nitric acid and pure water is used as an etchant for wet etching.

【0088】本出願人の実験により、ウエットエッチン
グのエッチャントとして、フッ酸、硝酸および純水が含
まれたエッチャントを用いた場合に、選択的に固相成長
していない領域を効率よく除去できることがわかった。
このエッチャントは、LSI産業初期の頃からシリコン基
板の鏡面処理やエッチピット形成に用いられてきたが、
アモルファスシリコン、単結晶シリコン、シリコン窒化
膜、およびシリコン酸化膜を含めた絶縁性物質などが混
在する系で、アモルファスシリコンを選択的にエッチン
グする手法は従来提案されていない。
According to the experiments of the present applicant, when an etchant containing hydrofluoric acid, nitric acid and pure water is used as an etchant for wet etching, it is possible to efficiently remove a region where solid phase growth is not selectively performed. all right.
This etchant has been used for mirror surface treatment of silicon substrates and formation of etch pits since the early LSI industry.
A method of selectively etching amorphous silicon in a system in which an insulating material such as amorphous silicon, single crystal silicon, a silicon nitride film, and a silicon oxide film is mixed has not been conventionally proposed.

【0089】特に、アモルファスシリコンが1×1019/cm
3以上の高濃度の導電型不純物を含む場合の最適なエッ
チャントが知られていなかった。
Particularly, amorphous silicon is 1 × 10 19 / cm
The optimum etchant containing a high concentration of conductive impurities of 3 or more has not been known.

【0090】本出願人の実験によれば、アモルファスシ
リコン中に、例えばリンが1×1019/cm3以上含まれた場
合に、アモルファスシリコン、単結晶シリコン、シリコ
ン酸化膜、シリコン窒化膜の混在する系において、例え
ばフッ酸(50%):硝酸(70%):純水=1:50:75のエッ
チャントで10分エッチング処理すると、アモルファスシ
リコンのエッチング速度が他の物質に比べて20以上であ
り、選択比が20以上とれることがわかった。
According to the experiment of the applicant, when amorphous silicon contains phosphorus of 1 × 10 19 / cm 3 or more, amorphous silicon, single crystal silicon, silicon oxide film, and silicon nitride film are mixed. In this system, when etching is performed for 10 minutes with an etchant of hydrofluoric acid (50%): nitric acid (70%): pure water = 1: 50: 75, the etching rate of amorphous silicon is 20 or more compared to other substances. It was found that the selection ratio could be 20 or more.

【0091】フッ酸と硝酸による単結晶シリコンのエッ
チング機構は、硝酸による酸化過程とフッ酸によるその
除去過程によるものと考えられていたが、拡散層に用い
ることを想定して高濃度に導電型不純物を含むアモルフ
ァスシリコンのエッチングおよびその機構については明
らかではなく、固相成長し高濃度に導電型不純物を含ん
だ単結晶シリコンと前記アモルファスシリコンの間で20
以上も選択比がとれることは本出願人の実験によっては
じめて明らかとなった。
It was thought that the etching mechanism of single crystal silicon by hydrofluoric acid and nitric acid was due to the oxidation process by nitric acid and its removal process by hydrofluoric acid. Etching of amorphous silicon containing impurities and its mechanism are not clear, and there is a 20% difference between single-crystal silicon containing solid-phase growth and high concentration of conductive impurities and the amorphous silicon.
It was clarified for the first time that the selection ratio can be obtained by the experiment of the applicant.

【0092】 なお、本参考例では組成比がフッ酸(50
%):硝酸(70%):純水=1:50:75の場合について説明
したが、組成比は上記の比率には限定されない。
In the present reference example , the composition ratio is hydrofluoric acid (50
%): Nitric acid (70%): pure water = 1:50:75 has been described, but the composition ratio is not limited to the above ratio.

【0093】 (参考例10参考例10 は、ウェットエッチングのエッチャントとし
て、フッ酸、硝酸および酢酸の混合液を用いるものであ
る。
Reference Example 10 Reference Example 10 uses a mixed solution of hydrofluoric acid, nitric acid, and acetic acid as an etchant for wet etching.

【0094】本出願人の実験により、アモルファスシリ
コン中に、例えばリンが1×1019/cm 3以上含まれている
場合に、アモルファスシリコン、単結晶シリコン、シリ
コン酸化膜、シリコン窒化膜の混在する系において、例
えばフッ酸(50%):硝酸(70%):酢酸=1:50:75のエ
ッチャントで5分エッチング処理した場合、アモルファ
スシリコンのエッチング速度が他の物質に比べて20以上
であり、選択比が20以上とれることが明らかとなった。
According to the experiment of the applicant, the amorphous silicon
For example, phosphorus is 1 × 10 in the con19/cm 3Included above
In case of amorphous silicon, single crystal silicon, silicon
Example in a system in which con oxide film and silicon nitride film are mixed
For example, hydrofluoric acid (50%): nitric acid (70%): acetic acid = 1:50:75
Amorpha after etching for 5 minutes
The etching rate of silicon is 20 or more compared to other materials
It is clear that the selection ratio can be 20 or more.

【0095】 (参考例11参考例11 は、フッ酸/硝酸のモル比が2/9以下である
点に特徴がある。
Reference Example 11 Reference Example 11 is characterized in that the hydrofluoric acid / nitric acid molar ratio is 2/9 or less.

【0096】フッ酸、硝酸の混合液による単結晶シリコ
ンのエッチングの化学式は 3Si+4HNO3+18HF→3H2SiF6+4NO+8H2O であると考えられている。
The chemical formula for etching single crystal silicon with a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid is considered to be 3Si + 4HNO 3 + 18HF → 3H 2 SiF 6 + 4NO + 8H 2 O.

【0097】本発明者は様様な実験によりフッ酸/硝酸
のモル比が2/9以下である場合に、1×1019/cm3以上の高
濃度の導電型不純物を含むアモルファスシリコン、単結
晶シリコン、およびシリコン窒化膜、シリコン酸化膜を
含めた絶縁性物質などが混在する系においてアモルファ
スシリコンを選択的に除去できることを見出した。例え
ば、フッ酸:硝酸:純水=1:50:75の組成のエッチン
グ液を用いた場合、20以上の選択比をもってアモルファ
スシリコンを除去できる。
According to the same experiment, the inventor of the present invention, when the hydrofluoric acid / nitric acid molar ratio was 2/9 or less, amorphous silicon containing a high concentration of conductive impurities of 1 × 10 19 / cm 3 or more, single crystal It has been found that amorphous silicon can be selectively removed in a system in which silicon and an insulating material including a silicon nitride film and a silicon oxide film are mixed. For example, when an etching solution having a composition of hydrofluoric acid: nitric acid: pure water = 1: 50: 75 is used, amorphous silicon can be removed with a selection ratio of 20 or more.

【0098】 図30は、本発明の参考例11で用いるエ
ッチング溶液の3元組成比を示す図である。通常用いら
れるフッ酸は50%のもの、硝酸は70%のものであるが、選
択的にアモルファスシリコンを良好にエッチングできる
範囲は、図30の斜線部分の組成比であることが本出願人
の実験によりわかった。したがって、エッチャントとし
ては、図30の斜線部分の組成比を選択するのが望まし
い。
FIG. 30 is a diagram showing the ternary composition ratio of the etching solution used in Reference Example 11 of the present invention. Normally used hydrofluoric acid is 50% and nitric acid is 70%, but the range in which the amorphous silicon can be selectively etched well is that the composition ratio of the hatched portion in FIG. It turned out by experiment. Therefore, it is desirable to select the composition ratio of the shaded portion in FIG. 30 as the etchant.

【0099】 (参考例12参考例12 は、参考例7の選択エッチング工程が酸化工
程およびその除去工程によるものである。導電型不純物
を含むアモルファスシリコンをLPCVD炉で堆積した後、5
00℃〜850℃の間でソース/ドレイン領域を単結晶に固
相成長させ、酸素を含む雰囲気中で、絶縁膜上に残存す
るアモルファスシリコンを酸化し、希フッ酸処理によっ
てソース/ドレイン領域の酸化膜を除去する。これによ
り、比較的容易に選択エッチングを行うことができる。
Reference Example 12 In Reference Example 12 , the selective etching step of Reference Example 7 includes an oxidizing step and a removing step thereof. After depositing amorphous silicon containing conductive impurities in the LPCVD furnace,
The source / drain regions are solid-phase grown into a single crystal between 00 ° C and 850 ° C, the amorphous silicon remaining on the insulating film is oxidized in an atmosphere containing oxygen, and the source / drain regions of the source / drain regions are processed by diluted hydrofluoric acid treatment. The oxide film is removed. Thereby, selective etching can be performed relatively easily.

【0100】 (第1の実施形態) 図31および図32は、本発明の 1 の実施形態であるMOSト
ランジスタの製造工程を示す断面図である。本実施形態
は、参考例1〜参考例12においてCMOSを形成する際の
マスク材料として炭素を用いる点に特徴がある。例え
ば、参考例1と同様に、図31(a)のようにゲート電極領
域が作成された半導体基板に、例えばスパッタ装置を用
いて全面に炭素膜1507を形成する。
[0100] (First Embodiment) FIGS. 31 and 32 are sectional views showing a manufacturing process of the MOS transistor is a first embodiment of the present invention. The present embodiment is characterized in that carbon is used as a mask material when forming a CMOS in Reference Examples 1 to 12 . For example, as in the case of Reference Example 1 , a carbon film 1507 is formed on the entire surface of a semiconductor substrate having a gate electrode region formed as shown in FIG.

【0101】次に、リソグラフィ工程を行い(図31
(b))、固相成長想定領域、この場合はnMOS領域をプラズ
マを用いたエッチング装置によってシリコン酸化膜に対
して選択性良くエッチングを行い、図31(c)のような形
状に加工する。但し、レジストは過酸化水素を含有する
溶液によって除去する。
Then, a lithography process is performed (see FIG.
(b)), the solid phase growth assumed region, in this case the nMOS region, is etched with high selectivity to the silicon oxide film by an etching device using plasma, and processed into a shape as shown in FIG. 31 (c). However, the resist is removed with a solution containing hydrogen peroxide.

【0102】図31(d)のように固相成長工程を行い、不
図示の固相成長膜を酸化した後、プラズマエッチングに
より、炭素膜1507を除去する(図31(e))。
A solid phase growth step is performed as shown in FIG. 31 (d) to oxidize a solid phase growth film (not shown), and then the carbon film 1507 is removed by plasma etching (FIG. 31 (e)).

【0103】 次に、pMOS領域についても上記と同様の
工程を行い、炭素膜1512を形成した後(図32(a))、参考
例1同様、エレベーテッド・ソース/ドレイン構造を得
る(図32(d))。
Next, the same steps as described above are performed for the pMOS region to form the carbon film 1512 (FIG. 32 (a)), and then the reference.
As in Example 1 , an elevated source / drain structure is obtained (FIG. 32 (d)).

【0104】ただし、上述した炭素マスク材料は、nMOS
とpMOSの少なくともいずれか一方を形成する際に利用す
ればよい。
However, the above-mentioned carbon mask material is nMOS.
It may be used when forming at least one of a pMOS and a pMOS.

【0105】 (第2の実施形態) 図33は、本発明の 2 の実施形態であるMOSトランジスタ
の製造工程を示す断面図である。参考例1〜参考例1
2、第 1 の実施形態により形成されたエレベーテッド・
ソース/ドレイン構造(図33(a))において、高融点金属
膜であるチタン1612を堆積させる。600℃、20秒程度、
熱処理しチタンシリサイド膜1613を形成し、硫酸を基本
とする溶液で未反応のチタンを選択的に除去する。
[0105] (Second Embodiment) FIG. 33 is a sectional view showing a manufacturing process of the MOS transistor which is a second embodiment of the present invention. Reference Example 1 to Reference Example 1
2. Elevated device formed according to the first embodiment
In the source / drain structure (FIG. 33A), titanium 1612 which is a refractory metal film is deposited. 600 ℃, 20 seconds,
Heat treatment is performed to form a titanium silicide film 1613, and unreacted titanium is selectively removed with a sulfuric acid-based solution.

【0106】本発明のシリサイドは、チタンシリサイド
に限るものではなく、上記堆積工程においてチタンのか
わりにCo、Ni、Zr、V、Hfを堆積させてシリサイドを形
成してもよい。ゲート電極が露出している場合は、この
ゲート電極も含めてシリサイド化された場合についても
本発明は適用可能である。
The silicide of the present invention is not limited to titanium silicide, but Co, Ni, Zr, V, and Hf may be deposited instead of titanium in the deposition step to form the silicide. When the gate electrode is exposed, the present invention can be applied to the case where the gate electrode is also silicidized.

【0107】エレベーテッド・ソース/ドレインに対し
てのシリサイドは、シリサイド界面がpn接合から離れて
いることからリークの低減が図れ、シリサイドの特徴で
あるソース/ドレインにおける低抵抗化も達成できるた
め、電気的特性がよくなる。
In the silicide for the elevated source / drain, since the silicide interface is separated from the pn junction, leakage can be reduced, and the low resistance in the source / drain, which is a characteristic of the silicide, can be achieved. The electrical characteristics are improved.

【0108】[0108]

【発明の効果】 以上詳細に説明したように、本発明に
よれば、固相エピタキシャル成長によりソース/ドレイ
ン領域を形成し、n型MOSトランジスタとp型MOS
トランジスタでソース/ドレイン領域の形状や厚さを個
別に設定できるようにしたため、ソース/ドレイン領域
を低抵抗化できるとともに、寄生容量も低減でき、電気
的特性に優れた半導体装置が得られ、マスク材料として
炭素を用いるため、選択的なエッチングを精度よく行う
ことができる。
As described in detail above, according to the present invention, the n-type MOS transistor and the p-type MOS transistor are formed by forming the source / drain regions by solid phase epitaxial growth.
Since you as the shape and thickness of the source / drain regions can be set individually by the transistors, together with possible reduce the resistance of the source / drain regions, the parasitic capacitance can be reduced, a semiconductor device having excellent electrical characteristics can give et al is, As mask material
Since carbon is used, selective etching is performed accurately
be able to.

【0109】[0109]

【0110】[0110]

【0111】[0111]

【0112】[0112]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】参考例1の製造工程を示す断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of Reference Example 1 .

【図2】図1に続く製造工程を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing a manufacturing process that follows FIG. 1;

【図3】図2に続く製造工程を示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing a manufacturing process that follows FIG. 2;

【図4】図3に続く製造工程を示す断面図。FIG. 4 is a sectional view showing a manufacturing process that follows FIG. 3;

【図5】ゲート側壁を形成しない場合の製造工程を示す
断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing process when a gate sidewall is not formed.

【図6】図5に続く製造工程を示す断面図。FIG. 6 is a sectional view showing a manufacturing process that follows FIG. 5;

【図7】図6に続く製造工程を示す断面図。FIG. 7 is a sectional view showing a manufacturing process that follows FIG. 6;

【図8】図7に続く製造工程を示す断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view showing the manufacturing process following FIG.

【図9】ゲート電極上面を絶縁性物質で覆わない場合の
製造工程を示す断面図。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a manufacturing process when the upper surface of the gate electrode is not covered with an insulating material.

【図10】図9に続くゲート電極上面を絶縁性物質で覆
わない場合の製造工程を示す断面図。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process when the upper surface of the gate electrode is not covered with an insulating material, following FIG. 9;

【図11】図10に続くゲート電極上面を絶縁性物質で
覆わない場合の製造工程を示す断面図。
11 is a cross-sectional view showing the manufacturing process when the upper surface of the gate electrode is not covered with an insulating material, following FIG. 10;

【図12】図11に続くゲート電極上面を絶縁性物質で
覆わない場合の製造工程を示す断面図。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the manufacturing process when the upper surface of the gate electrode is not covered with an insulating material, following FIG. 11;

【図13】プラズマエッチング処理によりゲート電極上
面の酸化膜を除去する場合の製造工程を示す断面図。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing the manufacturing process when the oxide film on the upper surface of the gate electrode is removed by plasma etching.

【図14】図13に続く製造工程を示す断面図。FIG. 14 is a sectional view showing a manufacturing process that follows FIG. 13;

【図15】図14に続く製造工程を示す断面図。FIG. 15 is a sectional view showing the manufacturing process that follows FIG. 14;

【図16】図15に続く製造工程を示す断面図。16 is a sectional view showing a manufacturing process that follows FIG. 15;

【図17】第2の固相成長層を形成する場合の製造工程
を示す断面図。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a manufacturing process when a second solid phase growth layer is formed.

【図18】図17に続く製造工程を示す断面図。FIG. 18 is a sectional view showing the manufacturing process that follows FIG. 17;

【図19】図18に続く製造工程を示す断面図。FIG. 19 is a sectional view showing a manufacturing process that follows FIG. 18;

【図20】図19に続く製造工程を示す断面図。20 is a sectional view showing a manufacturing process that follows FIG. 19; FIG.

【図21】参考例4の製造工程を示す断面図。FIG. 21 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of Reference Example 4 .

【図22】図21に続く製造工程を示す断面図。22 is a sectional view showing the manufacturing process that follows FIG. 21. FIG.

【図23】ゲート側壁形成工程の前にゲート絶縁膜を除
去する製造工程を示す断面図。
FIG. 23 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of removing the gate insulating film before the gate sidewall forming process.

【図24】図23に続く製造工程を示す断面図。FIG. 24 is a cross-sectional view showing the manufacturing process that follows FIG. 23.

【図25】ゲート電極上に絶縁性物質を形成しない場合
の製造工程を示す断面図。
FIG. 25 is a cross-sectional view showing the manufacturing process when an insulating material is not formed on the gate electrode.

【図26】図25に続く製造工程を示す断面図。FIG. 26 is a cross-sectional view showing the manufacturing process that follows FIG. 25.

【図27】ゲート電極上に絶縁性物質を形成しない場合
の製造工程を示す断面図。
FIG. 27 is a cross-sectional view showing the manufacturing process when an insulating material is not formed on the gate electrode.

【図28】参考例5であるMOSトランジスタの製造工程
を示す断面図。
FIG. 28 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the MOS transistor according to the fifth reference example .

【図29】参考例7の製造工程を示す断面図。29 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of Reference Example 7. FIG.

【図30】参考例11で用いるエッチング溶液の3次元
組成比を示す図。
FIG. 30 is a diagram showing a three-dimensional composition ratio of the etching solution used in Reference Example 11 .

【図31】本発明の第1の実施形態の製造工程を示す断
面図。
FIG. 31 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment of the present invention.

【図32】図31に続く製造工程を示す断面図。32 is a sectional view showing the manufacturing process that follows FIG. 31. FIG.

【図33】本発明の第2の実施形態の製造工程を示す断
面図。
FIG. 33 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 半導体基板 102 素子分離領域 103 ゲート絶縁膜 104 ゲート電極 105 絶縁性物質 106 ゲート側壁 107 マスク材 108 アモルファスシリコン 109 エピタキシャル成長膜 110 アモルファスシリコン膜 112 シリコン窒化膜 113 アモルファスシリコン 114 固相エピタキシャル成長膜 115 アモルファスシリコン膜 101 semiconductor substrate 102 element isolation region 103 gate insulating film 104 gate electrode 105 Insulating material 106 gate sidewall 107 Mask material 108 amorphous silicon 109 Epitaxial growth film 110 amorphous silicon film 112 Silicon nitride film 113 amorphous silicon 114 Solid phase epitaxial growth film 115 Amorphous silicon film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 29/78 (56)参考文献 特開 平9−148535(JP,A) 特開 平8−18049(JP,A) 特開 平8−153688(JP,A) 特開 平4−167529(JP,A) 特開 平10−12879(JP,A) 特開 平8−167718(JP,A) 特開 平8−37300(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/085 - 27/092 H01L 21/8234 - 21/8238 H01L 29/78 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01L 29/78 (56) References JP-A-9-148535 (JP, A) JP-A-8-18049 (JP, A) Special Kaihei 8-153688 (JP, A) JP 4-167529 (JP, A) JP 10-12879 (JP, A) JP 8-167718 (JP, A) JP 8-37300 ( JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 27/085-27/092 H01L 21/8234-21/8238 H01L 29/78

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体基板上に形成されたMOS型トラン
ジスタを有する半導体装置の製造方法において、 前記半導体基板の上面に、導電型不純物が含まれたアモ
ルファスシリコン膜を堆積する工程と、 前記半導体基板の結晶方位を受け継ぎながら前記アモル
ファスシリコン膜を固相エピタキシャル成長させて、ゲ
ート絶縁膜と半導体基板との界面よりもソース/ドレイ
ン領域の上面の方が高い位置にあるエレベーテッド・ソ
ース/ドレイン拡散層を形成する工程と、 前記エレベーテッド・ソース/ドレイン拡散層をそれぞ
れ有するn型MOSトランジスタとp型MOSトランジ
スタとで構成されるCMOSを形成する工程と、を備
え、 前記n型MOSトランジスタと前記p型MOSトランジ
スタとの一方に前記アモルファスシリコン膜を形成する
に先立ち、前記n型MOSトランジスタ領域及びp型M
OSトランジスタ領域を覆う炭素のマスク材を形成し、
前記アモルファスシリコン膜を形成するMOSトランジ
スタ領域上の前記炭素マスク材をエッチング除去して、
前記n型MOSトランジスタと前記p型MOSトランジ
スタの他方のMOSトランジスタ領域を被覆する炭素マ
スクを形成することを特徴とする半導体装置の製造方
法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device having a MOS transistor formed on a semiconductor substrate, the method comprising: depositing an amorphous silicon film containing conductive impurities on an upper surface of the semiconductor substrate; The amorphous silicon film is grown by solid phase epitaxial growth while inheriting the crystal orientation of the source / drain diffusion layer so that the upper surface of the source / drain region is higher than the interface between the gate insulating film and the semiconductor substrate. And a step of forming a CMOS composed of an n-type MOS transistor and a p-type MOS transistor each having the elevated source / drain diffusion layers, the n-type MOS transistor and the p-type Form the amorphous silicon film on one side of the MOS transistor Prior to forming, the n-type MOS transistor region and p-type M
Forming a carbon mask material covering the OS transistor region,
Etching away the carbon mask material over the MOS transistor region forming the amorphous silicon film,
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising forming a carbon mask covering the other MOS transistor region of the n-type MOS transistor and the p-type MOS transistor.
【請求項2】 前記n型MOSトランジスタおよび前記p
型MOSトランジスタの各エレベーテッド・ソース/ド
レイン拡散層の形状および厚さをそれぞれ個別に設定す
ることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造
方法。
2. The n-type MOS transistor and the p-type
Elevated source / source of MOS transistor
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the shape and the thickness of the rain diffusion layer are individually set.
【請求項3】単結晶化していないアモルファスシリコン
または多結晶シリコンをウェットエッチングにより選択
的に除去する工程を備えることを特徴とする請求項1ま
たは2に記載の半導体装置の製造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of selectively removing amorphous silicon or polycrystalline silicon which has not been single-crystallized by wet etching.
【請求項4】前記エレベーテッド・ソース/ドレイン拡
散層の上面に高融点金属層を形成する工程と、熱処理に
より前記高融点金属層を高融点シリサイド層に変換する
工程と、を備えることを特徴とする請求項1及至3のい
ずれかに記載の半導体装置の製造方法。
4. A step of forming a refractory metal layer on the upper surface of the elevated source / drain diffusion layer, and a step of converting the refractory metal layer into a refractory silicide layer by heat treatment. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10351008B4 (en) * 2003-10-31 2008-07-10 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale A method of fabricating transistors having elevated drain and source regions of different height and a semiconductor device
KR100663358B1 (en) * 2005-02-24 2007-01-02 삼성전자주식회사 Phase change memory devices employing cell diodes and methods of fabricating the same
US20060252191A1 (en) * 2005-05-03 2006-11-09 Advanced Micro Devices, Inc. Methodology for deposition of doped SEG for raised source/drain regions
JP4774882B2 (en) * 2005-09-20 2011-09-14 ソニー株式会社 Insulated gate field effect transistor and manufacturing method thereof
JP4770353B2 (en) * 2005-09-20 2011-09-14 ソニー株式会社 Manufacturing method of semiconductor device
US7718500B2 (en) 2005-12-16 2010-05-18 Chartered Semiconductor Manufacturing, Ltd Formation of raised source/drain structures in NFET with embedded SiGe in PFET
US8278176B2 (en) 2006-06-07 2012-10-02 Asm America, Inc. Selective epitaxial formation of semiconductor films
JP4631833B2 (en) 2006-09-04 2011-02-16 ソニー株式会社 Semiconductor device
US8809170B2 (en) 2011-05-19 2014-08-19 Asm America Inc. High throughput cyclical epitaxial deposition and etch process
JP2013258188A (en) * 2012-06-11 2013-12-26 Hitachi Kokusai Electric Inc Method for processing substrate, method for manufacturing semiconductor device, and substrate processing device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2983611B2 (en) * 1990-10-31 1999-11-29 三洋電機株式会社 Method for manufacturing semiconductor device
JPH0818049A (en) * 1994-07-04 1996-01-19 Sanyo Electric Co Ltd Manufacture of semiconductor device
JPH0837300A (en) * 1994-07-22 1996-02-06 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
JP3761918B2 (en) * 1994-09-13 2006-03-29 株式会社東芝 Manufacturing method of semiconductor device
JP2964925B2 (en) * 1994-10-12 1999-10-18 日本電気株式会社 Method of manufacturing complementary MIS type FET
JPH09148535A (en) * 1995-11-22 1997-06-06 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor storage device
JP2894283B2 (en) * 1996-06-27 1999-05-24 日本電気株式会社 Method for manufacturing semiconductor device

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