JP2000031295A - 半導体集積回路及びその製造方法 - Google Patents

半導体集積回路及びその製造方法

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JP2000031295A
JP2000031295A JP10197636A JP19763698A JP2000031295A JP 2000031295 A JP2000031295 A JP 2000031295A JP 10197636 A JP10197636 A JP 10197636A JP 19763698 A JP19763698 A JP 19763698A JP 2000031295 A JP2000031295 A JP 2000031295A
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region
salicide
integrated circuit
resistance
semiconductor
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JP10197636A
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English (en)
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Teruo Uemura
輝雄 植村
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Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 サリサイド構造を有するMISFETの回路動作速
度を高速化し、抵抗素子の集積化を向上できる半導体集
積回路を提供する。製造工程数が削減できる半導体集積
回路の製造方法を提供する。 【解決手段】 半導体集積回路30において、MISFETT
rnはサリサイド層7Cを有する動作領域7及びサリサ
イド層6Bを有するゲート電極6で構成される。MISFET
Trpも同様にサリサイド構造で構成される。抵抗素子
Rnは表面上にサリサイド層が形成されていない抵抗部
10で構成され、抵抗素子Rpは同様にサリサイド層が
形成されていない抵抗部11で構成される。抵抗部10
表面上、抵抗部11表面上には製造プロセスにおいてサ
リサイド防止マスクが形成される。LDDを採用するMISFE
TTrn、Trpにおいては、サイドウォールスペーサ
9Sを形成する工程と同一工程でサリサイド防止マスク
が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路及び
その製造方法に関する。特に本発明は、サリサイド技術
が適用されたトランジスタ及び抵抗素子が同一基板に混
在する半導体集積回路及びその製造方法に関する。さら
に詳細には、本発明は、アナログデジタルラダー抵抗部
と少なくともその周囲にトランジスタで構築された回路
とを搭載した半導体集積回路及びその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Fi
eld Effect Transistor)で構築される回路の動作速度
の高速化にはサリサイド技術が有効である。サリサイド
技術は、MOSFETのソース領域及びドレイン領域として使
用される動作領域上とゲート電極上との双方にサリサイ
ド層を同時に形成できる。サリサイド層は動作領域又は
ゲート電極の珪素と高融点金属との化合物である高融点
金属シリサイドで形成され、この高融点金属シリサイド
の比抵抗値は珪素の比抵抗値に比べて1桁程度低い。す
なわち、MOSFETにおいて動作領域やゲート電極に流れる
信号伝達速度が高速化できる。
【0003】最近開発されるマイクロコンピュータの大
半は、実装面積を縮小するために、アナログ信号をデジ
タル信号に変換するアナログデジタルコンバータ回路を
搭載する。アナログデジタルコンバータ回路には複数の
抵抗素子を電気的に直列に接続したアナログデジタルラ
ダー抵抗部を備える。これらの抵抗素子は、通常、マイ
クロコンピュータに搭載された回路を構築するMOSFETの
製造方法を利用して形成される。
【0004】すなわち、マイクロコンピュータの製造プ
ロセスにおいて、抵抗素子の抵抗部はMOSFETの動作領域
(半導体領域又は拡散層領域)と同一製造工程で形成さ
れる。また、抵抗素子の抵抗部はMOSFETのゲート電極と
同一製造工程で形成される。このように構成されるマイ
クロコンピュータにおいては、実質的に製造工程を増加
することなく抵抗素子が形成でき、アナログデジタルコ
ンバータ回路が1つの半導体基板に混在できる特徴があ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述のマイクロコンピ
ュータにおいては、以下の点について配慮がなされてい
ない。
【0006】(1)マイクロコンピュータの製造プロセ
スにおいて、アナログデジタルラダー抵抗部の抵抗素子
がMOSFETの動作領域又はゲート電極を利用して形成され
る。抵抗素子の抵抗部の構造はMOSFETの動作領域又はゲ
ート電極の構造と同一になる。すなわち、MOSFETにサリ
サイド技術が適用されると、抵抗素子の抵抗部は動作領
域上又はゲート電極上にサリサイド層を備えた構造で形
成される。このため、抵抗素子の抵抗値が低くなり、高
抵抗値を得るには抵抗素子を半導体基板上に引き回す必
要が生じ、抵抗素子の占有面積が増大するので、マイク
ロコンピュータの集積化が実現できない。
【0007】(2)抵抗素子の抵抗長が長くなると、寄
生容量が増加し信号伝達速度が遅くなり、またノイズが
乗りやすくなり、また消費電力が増大し、また抵抗値に
ばらつきが生じやすい。このため、抵抗素子の電気的特
性が劣化し、アナログデジタルコンバータ回路の性能が
劣化する。
【0008】(3)最適な電気的特性を得るために、MO
SFETの製造工程とは別途独立に抵抗素子を形成する場合
には、製造工程数が増大する。マイクロコンピュータに
おいて、製造工程数の増大は製造上の歩留まりを低下さ
せる。また、製造工程数の増大は製造コストを増大す
る。
【0009】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものである。従って、本発明の目的は、トランジスタ
の回路動作の高速化を実現しつつ、抵抗素子の占有面積
を減少して集積化を実現できる半導体集積回路を提供す
ることである。
【0010】さらに、本発明の目的は、上記目的を達成
しつつ、抵抗素子の抵抗長の増加に起因する信号速度の
低下、消費電力の増大、抵抗値のばらつき等を防止でき
る半導体集積回路を提供することである。
【0011】さらに、本発明の目的は、特にサリサイド
技術が適用されるトランジスタと抵抗素子とが同一半導
体基板に混在する半導体集積回路において上記目的を達
成することである。さらに詳細には、本発明の目的は、
アナログデジタルラダー抵抗部を構築する抵抗素子とア
ナログデジタルラダー抵抗部の周囲に配設された回路を
構築する絶縁ゲート型電界効果トランジスタとが同一半
導体基板に混在する半導体集積回路において上記目的を
達成することである。
【0012】さらに、本発明の目的は、上記目的を達成
するための製造工程数を削減できる半導体集積回路の製
造方法を提供することである。本発明の目的は、特に絶
縁ゲート型電界効果トランジスタにLDD(Lightly Doped
Drain)構造が採用される場合に効率よく製造工程数が
削減できる半導体集積回路の製造方法を提供することで
ある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明の第1の特徴は、半導体集積回路におい
て、半導体表面にサリサイド層を形成した動作領域及び
電極を有するトランジスタと、抵抗部と、この抵抗部の
一端側及び他端側にそれぞれ電気的に接続された接続部
とを備えた抵抗素子と、上記接続部のみに設けられたト
ランジスタの動作領域又は電極の半導体と同一のサリサ
イド構造とを備えたことである。
【0014】トランジスタは絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタであることが好ましい。この場合、トランジス
タの動作領域はソース領域又ドレイン領域、電極はゲー
ト電極になる。動作領域は単結晶珪素基板の表面部分に
形成された半導体領域であり、電極は多結晶珪素膜であ
る。サリサイド層にはチタンシリサイド層、コバルトシ
リサイド層、タングステンシリサイド層、モリブデンシ
リサイド層、タンタルシリサイド層のいずれかが実用的
に使用できる。抵抗素子の少なくとも抵抗部は絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタの動作領域(ソース領域又は
ドレイン領域)と同一構造の半導体領域又は電極(ゲー
ト電極)と同一構造の多結晶珪素膜で形成される。同一
構造とは、製造プロセス的に表現すれば、同一製造工程
で形成されることである。
【0015】抵抗素子は抵抗部とこの抵抗部の一端側及
び他端側にそれぞれ電気的に接続された接続部とを備
え、抵抗素子の接続部上にはサリサイド層が形成され、
抵抗部上にはサリサイド層が形成されていない、ことが
好ましい。抵抗素子の接続部には配線が電気的に接続さ
れ、この抵抗素子の接続部における抵抗値がサリサイド
層により減少でき、信号伝達速度が高速化できる。
【0016】抵抗素子はアナログデジタルラダー抵抗部
を構築することが好ましい。アナログデジタルラダー抵
抗部は複数の抵抗素子が電気的に直列に接続されてお
り、半導体集積回路におけるアナログデジタルラダー抵
抗部の占有率が大きい。トランジスタはアナログデジタ
ルラダー抵抗部の周囲に配設された回路、少なくともア
ナログ信号をデジタル信号に変換するための回路を構築
する。
【0017】このように構成される半導体集積回路にお
いては、半導体とこの半導体に比べてシート抵抗値が小
さなサリサイド層とでトランジスタの動作領域及び電極
が形成できるので、トランジスタにおいて回路動作信号
の伝達速度が向上でき、半導体集積回路の回路動作速度
の高速化が実現できる。さらに、サリサイド層が形成さ
れない半導体で抵抗素子が構築でき、抵抗素子の抵抗値
を高く設定しても抵抗素子の占有面積が減少できるの
で、半導体集積回路の集積化が実現できる。
【0018】この発明の第2の特徴は、絶縁ゲート型電
界効果トランジスタのソース領域又はドレイン領域とし
て使用される動作領域及びゲート電極を形成するととも
に、動作領域又はゲート電極と同一製造工程で抵抗素子
の抵抗部を形成する工程と、動作領域とゲート電極との
間にサリサイド層の形成を防止する第1サリサイド防止
マスクを形成するとともに、第1サリサイド防止マスク
と同一製造工程で抵抗素子の抵抗部上に第2サリサイド
防止マスクを形成する工程と、動作領域上及びゲート電
極上にサリサイド層を形成するとともに、抵抗素子の抵
抗部には第2サリサイド防止マスクでサリサイド層の形
成を防止する工程とを備えた半導体集積回路の製造方法
であることである。
【0019】このような半導体集積回路の製造方法にお
いては、絶縁ゲート型電界効果トランジスタの動作領域
又はゲート電極を形成する工程を利用して抵抗素子の抵
抗部が形成できるので、製造工程数が削減できる。さら
に、絶縁ゲート型電界効果トランジスタの動作領域とゲ
ート電極との間のサリサイド層の形成を防止する(双方
の間の短絡を防止する)第1サリサイド防止マスクを形
成する工程を利用して抵抗素子の抵抗部上に第2サリサ
イド防止マスクが形成できる。この第2サリサイド防止
マスクにより抵抗素子の抵抗部上にはサリサイド層が形
成されない。従って、第2サリサイド防止マスクを別途
独立に形成する工程が省略できるので、半導体集積回路
の製造工程数が削減できる。
【0020】さらに、半導体集積回路の製造方法におい
ては、第1サリサイド防止マスクを形成する工程が絶縁
ゲート型電界効果トランジスタの動作領域のチャネル形
成領域側に低不純物濃度領域を形成するサイドウォール
スペーサを形成する工程である、ことが好ましい。すな
わち、絶縁ゲート型電界効果トランジスタにはLDD構造
が採用され、LDD構造を形成するサイドウォールスペー
サを形成する工程が基本的に半導体集積回路の製造プロ
セスに組み込まれているので、サイドウォールスペーサ
を形成する工程を利用して第1及び第2サリサイド防止
マスクが形成できる。従って、サイドウォールスペーサ
を形成する製造マスクに第1サリサイド防止マスク(こ
れは実質的にサイドウォールスペーサとなる)及び第2
サリサイド防止マスクのパターンを追加するだけで、別
途独立にマスクを形成する必要がなくなるので、半導体
集積回路の製造工程数が大幅に削減できる。
【0021】
【発明の実施の形態】(第1の実施の形態) <半導体集積回路の回路構成>以下、本発明の第1の実
施の形態について図面を参照し説明する。図2は本発明
の第1の実施の形態に係る半導体集積回路のブロック回
路図である。図2に示すように、本実施の形態に係る半
導体集積回路30はマイクロコンピュータ(CPU)であ
り、この半導体集積回路30はアナログデジタルコンバ
ータ回路31、中央演算処理ユニット回路(ALU)3
2、ランダムアクセスメモリ回路(RAM)33、リード
オンリーメモリ回路(ROM)34、レジスタ回路35を
同一基板上に備える。
【0022】アナログデジタルコンバータ回路31は、
アナログデジタルラダー抵抗部310、デコーダ回路3
11、アナログ信号入力回路312、比較回路313を
備え構築される。
【0023】アナログデジタルラダー抵抗部310は、
回路動作電源Vccと回路基準電源Vssとの間に配設され、
電気的に直列に接続された複数の抵抗素子Rで構成され
る。複数の抵抗素子Rの各々の抵抗値は本実施の形態に
おいて数十Ω/□〜数百Ω/□に設定され、抵抗素子R
は比較回路313に供給する比較基準電位を回路動作電
源Vccから生成する。デコーダ回路311は複数の抵抗
素子Rの配列に対応して配列された複数のスイッチング
MISFETTrで形成される。スイッチングMISFETTrは、
直列接続された抵抗素子R間に電気的に接続され、比較
基準電位の取り出しを行う。デコーダ回路311はアナ
ログデジタルラダー抵抗部310で生成された比較基準
電位を比較回路313に出力する。
【0024】アナログ信号入力回路312には半導体集
積回路30の外部からアナログ信号が入力される。この
アナログ信号入力回路312に入力されたアナログ信号
は比較回路313に出力される。
【0025】比較回路313は、アナログ信号入力回路
312から出力されたアナログ信号とアナログデジタル
ラダー抵抗部310からデコーダ回路311を通して出
力された比較基準電位とにより、アナログ信号をデジタ
ル信号に変換する。比較回路313で変換されたデジタ
ル信号はレジスタ回路35に出力される。デジタル信号
は、中央演算処理ユニット回路32により演算処理が行
われ、またランダムアクセスメモリ回路33やリードオ
ンリーメモリ回路34に記憶される。
【0026】<半導体集積回路の断面構成>次に、前述
の半導体集積回路30の断面構造について説明する。図
1は半導体集積回路30の要部縦断面構造図ある。本実
施の形態に係る半導体集積回路30は単結晶珪素からな
る低不純物濃度に設定されたp型半導体基板1を主体に
構成される。図1中、右側は、アナログデジタルラダー
抵抗部310等を構築する抵抗素子Rが配置される抵抗
素子形成領域RAを示す。図中、左側は、アナログデジ
タルコンバータ回路31のデコーダ回路311、アナロ
グ信号入力回路312、比較回路313、又は中央演算
処理ユニット回路32、ランダムアクセスメモリ回路3
3、リードオンリーメモリ回路34のそれぞれを構築す
るMISFETTrが配置されるトランジスタ形成領域TrA
を示す。本実施の形態において、トランジスタ形成領域
TrAには相補型MISFETが配設される。
【0027】図1中、左側に示すように、トランジスタ
形成領域TrAにおいて半導体基板1の素子分離領域2
で周囲を囲まれた領域内にはnチャネルMISFETTrn及
びpチャネルMISFETTrpが配設される。素子分離領域
2は本実施の形態においてSTI(Shallow Trench Isolat
ion)構造で形成される。すなわち、STI構造を採用する
素子分離領域2は、半導体基板1表面から深さ方向に向
かって形成されたトレンチ(溝)2Aと、トレンチ2A
内部に埋設され表面が平坦化された埋設絶縁体2Bとで
形成される。トレンチ2Aは占有面積が減少できるRIE
等の異方性エッチングで形成される。埋設絶縁体2B
は、例えばCVD法でトレンチ2A内部が完全に埋め込ま
れる程度の膜厚を有する酸化珪素膜を半導体基板1上に
堆積し、基板全面研磨で余分な酸化珪素膜を除去するこ
とにより形成される。
【0028】nチャネルMISFETTrnは、半導体基板1
の主面部に形成され低不純物濃度に設定されたp型ウエ
ル領域3に配設され、チャネル形成領域、ソース領域及
びドレイン領域として使用される一対の動作領域7、ゲ
ート絶縁膜5、ゲート電極6を備え構築される。チャネ
ル形成領域はp型ウエル領域3で形成される。
【0029】本実施の形態に係るnチャネルMISFETTr
nには、LDD構造が採用され、かつサリサイド構造が採
用される。従って、動作領域7はチャネル形成領域側に
配設され低不純物濃度に設定されたn型半導体領域(LDD
部)7A、高不純物濃度に設定されたn型半導体領域7
B及びこのn型半導体領域7B表面上に形成されたサリ
サイド層7Cを備えて構成される。サリサイド層7C
は、本実施の形態において、高融点金属に属するチタン
(Ti)と珪素(Si)との化合物であるチタンシリサイド
(TiSi2)層で形成される。なお、サリサイド層7Cに
おいては、これに限定されず、コバルトシリサイド(Co
Si2)層、タングステンシリサイド(WSi2)層、モリブ
デンシリサイド(MoSi2)層、タンタルシリサイド(TaS
i2)層のいずれかが実用的に使用できる。
【0030】ゲート絶縁膜5は、p型ウエル領域3表面
上に形成され、例えば酸化珪素膜で形成される。なお、
ゲート絶縁膜5においては、酸化珪素膜と窒化珪素膜と
を重ね合わせた複合膜、オキシナイトライド膜のいずれ
かが実用的に使用できる。
【0031】ゲート電極6は、ゲート絶縁膜5表面上に
形成され、本実施の形態において多結晶珪素膜6A及び
この多結晶珪素膜6A上に配設されたサリサイド層6B
で形成される。ゲート電極6はいわゆるポリサイド構造
になる。多結晶珪素膜6Aには抵抗値を調節する(低減
する)不純物が高不純物濃度にドープされる。サリサイ
ド層6Bは、半導体領域7を構築するサリサイド層7C
と同一の高融点金属シリサイドで形成され、かつ後述す
るがサリサイド層7Cと同一の製造工程により形成され
る。
【0032】ゲート電極6側壁、詳細にはゲート電極6
の多結晶珪素膜6Aの側壁にはサイドウォールスペーサ
9Sが形成される。このサイドウォールスペーサ9S
は、動作領域7のLDD部として使用される半導体領域7
Aを形成する目的として配設される。さらに、サイドウ
ォールスペーサ9Sは、動作領域7のサリサイド層7C
とゲート電極6のサリサイド層6Bとの間の電気的な短
絡を防止するためのサリサイド防止マスクとしても使用
される。
【0033】このように形成されるnチャネルMISFETT
rnの動作領域7には配線16が電気的に接続される。
図示しないが、ゲート電極6も同様に配線16が接続さ
れる。配線16は、層間絶縁膜15上に形成され、この
層間絶縁膜15に形成された接続孔(符号は付けな
い。)を通して動作領域7やゲート電極6に接続され
る。配線16は本実施の形態においてアルミニウム合金
膜を主体に構成される。層間絶縁膜15は例えばBPSG膜
で形成される。配線16上には保護膜17が形成され
る。
【0034】pチャネルMISFETTrpは、半導体基板1
の主面部に形成され低不純物濃度に設定されたn型ウエ
ル領域4に配設され、チャネル形成領域、ソース領域及
びドレイン領域として使用される一対の動作領域8、ゲ
ート絶縁膜5、ゲート電極6を備え構築される。チャネ
ル形成領域はn型ウエル領域4で形成される。
【0035】本実施の形態に係るpチャネルMISFETTr
pには、同様にLDD構造が採用され、かつサリサイド構
造が採用される。従って、動作領域8はチャネル形成領
域側に配設され低不純物濃度に設定されたp型半導体領
域(LDD部)8A、高不純物濃度に設定されたp型半導体
領域8B及びこのp型半導体領域8B表面上に形成され
たサリサイド層8Cを備えて構成される。サリサイド層
8Cは、nチャネルMISFETTrnの動作領域7のサリサ
イド層7Cと同一の高融点金属シリサイド層で形成さ
れ、かつサリサイド層7Cと同一の製造工程で形成され
る。
【0036】ゲート絶縁膜5は、n型ウエル領域4表面
上に形成され、例えばnチャネルMISFETTrnのゲート
絶縁膜5と同一の酸化珪素膜で形成され、かつ同一の製
造工程で形成される。
【0037】ゲート電極6は、ゲート絶縁膜5表面上に
形成され、例えばnチャネルMISFETTrnのゲート電極
6と同一の多結晶珪素膜6A及びサリサイド層6Bで形
成され、かつ同一の製造工程で形成される。
【0038】ゲート電極6側壁にはnチャネルMISFETT
rnと同様にサイドウォールスペーサ9Sが形成され
る。このサイドウォールスペーサ9Sは、動作領域8の
LDD部として使用される半導体領域8Aを形成する目的
として配設される。さらに、サイドウォールスペーサ9
Sは、動作領域8のサリサイド層8Cとゲート電極6の
サリサイド層6Bとの間の電気的な短絡を防止するため
のサリサイド防止マスクとしても使用される。
【0039】このように形成されるpチャネルMISFETT
rpの動作領域8には配線16が電気的に接続され、図
示しないがゲート電極6も同様に配線16が接続され
る。
【0040】図1中、右側に示すように、抵抗素子形成
領域RAにおいて半導体基板1の素子分離領域2で周囲
を囲まれた領域内には2種類の抵抗素子Rn及びRpが
配設される。素子分離領域2は前述のトランジスタ形成
領域TrAに形成された素子分離領域2と同一の構造で
構成される。
【0041】抵抗素子Rnは、p型ウエル領域3に形成
され、抵抗部10と、この抵抗部10の一端側、他端側
にそれぞれ電気的に接続された一対の接続部7とを備え
構築される。この抵抗素子Rnの抵抗部10は、高抵抗
値に設定するために、低不純物濃度に設定されたn型半
導体領域で形成される。本実施の形態において、抵抗素
子Rnの抵抗値を最適に設定するために、抵抗部10は
nチャネルMISFETTrnの動作領域7とは別に独立に形
成される。接続部7は高不純物濃度に設定されたn型半
導体領域7Bとこのn型半導体領域7B表面上に形成さ
れたサリサイド層7Cとで形成される。本実施の形態に
おいて、接続部7の半導体領域7BはnチャネルMISFET
Trnの半導体領域7Bと同一の構造で、接続部7のサ
リサイド層7CはnチャネルMISFETTrnのサリサイド
層7Cと同一の構造でそれぞれ形成される。抵抗素子R
nにおいては、高抵抗値を得るために、基本的には抵抗
部10表面上にはサリサイド層が形成されない。抵抗素
子Rnの接続部7には配線16が電気的に接続され、接
続部7には配線16との間の接続抵抗値を減少するため
にサリサイド層7Cが形成される。
【0042】同様に、抵抗素子Rpは、n型ウエル領域
4に形成され、抵抗部11と、この抵抗部11の一端
側、他端側にそれぞれ電気的に接続された一対の接続部
8とを備え構築される。この抵抗素子Rpの抵抗部11
は、高抵抗値に設定するために、低不純物濃度に設定さ
れたp型半導体領域で形成される。本実施の形態におい
て、抵抗素子Rpの抵抗値を最適に設定するために、抵
抗部11はpチャネルMISFETTrpの動作領域8とは別
に独立に形成される。接続部8は高不純物濃度に設定さ
れたp型半導体領域8Bとこのp型半導体領域8B表面上
に形成されたサリサイド層8Cとで形成される。本実施
の形態において、接続部8の半導体領域8Bはpチャネ
ルMISFETTrpの半導体領域8Bと同一の構造で、接続
部8のサリサイド層8CはpチャネルMISFETTrpのサ
リサイド層8Cと同一の構造でそれぞれ形成される。抵
抗素子Rpにおいては、高抵抗値を得るために、基本的
には抵抗部11表面上にはサリサイド層が形成されな
い。抵抗素子Rpの接続部8には配線16が電気的に接
続される。
【0043】<半導体集積回路の製造方法>次に、半導
体集積回路30の製造方法について説明する。図3
(A)乃至図10(P)は製造方法を各製造工程毎に説
明するための半導体集積回路30の工程縦断面構造図で
ある。
【0044】(1)まず、単結晶珪素からなり低不純物
濃度に設定されたp型半導体基板1を準備する(図3
(A)参照)。この後、図示しないが、半導体基板1表
面上に素子分離領域2を形成する各種処理を行うために
バッファ膜を形成する。このバッファ膜には例えば酸化
珪素膜が使用され、この酸化珪素膜は例えば熱酸化法で
形成する。
【0045】(2)図3(A)に示すように、半導体基
板1表面部にSTI構造を採用する素子分離領域2を形成
する。素子分領域2は、その領域が開口されたマスクを
バッファ膜表面上に形成し、マスクを用いて半導体基板
1表面部にトレンチ2Aを形成し、マスクを除去した
後、トレンチ2A内部に埋設絶縁体2Bを埋め込むこと
で形成される。マスクは例えばフォトリソグラフィ技術
で形成し、トレンチ2AはRIE等の異方性エッチングに
より形成する。埋設絶縁体2Bは、CVD法で酸化珪素膜
を堆積し、この酸化珪素膜を基板全面研磨、例えばCMP
(Chemical Machine Polish)法で後退させることによ
り、トレンチ2A内部にのみ形成される。素子分離領域
2を形成した後、半導体基板1表面上に形成したバッフ
ァ膜は除去される。
【0046】(3)図3(B)に示すように、半導体基
板1表面上の全面に新たにバッファ膜20を形成する。
バッファ膜20は不純物ドープで生じる半導体基板1表
面部のダメージを防止する。バッファ膜20は例えば熱
酸化法で形成した酸化珪素膜を使用し、この酸化珪素膜
は数十nmの膜厚で形成される。
【0047】(4)図4(C)に示すように、トランジ
スタ形成領域TrA、抵抗素子形成領域RAのそれぞれ
において、半導体基板1表面部にp型ウエル領域3を形
成する。p型ウエル領域3は、この領域が開口されたマ
スクを使用し、イオン打込み法によりp型不純物をバッ
ファ膜20を通して半導体基板1表面部に注入すること
で形成される。図示しないが、p型ウエル領域3を形成
するp型不純物の注入に前後してnチャネルMISFETTrn
の閾値電圧を調節する不純物が注入される。マスクには
例えばフォトリソグラフィ技術で形成されたレジストマ
スクが使用される。
【0048】(5)図4(D)に示すように、トランジ
スタ形成領域TrA、抵抗素子形成領域RAのそれぞれ
において、半導体基板1表面部にn型ウエル領域4を形
成する。n型ウエル領域4は、この領域が開口されたマ
スクを使用し、イオン打込み法によりn型不純物をバッ
ファ膜20を通して半導体基板1表面部に注入すること
で形成される。図示しないが、n型ウエル領域4を形成
するn型不純物の注入に前後してpチャネルMISFETTrp
の閾値電圧を調節する不純物が注入される。マスクには
例えばフォトリソグラフィ技術で形成されたレジストマ
スクが使用される。この後、バッファ膜20は除去され
る。この除去にはNH4Fが使用される。
【0049】(6)図5(E)に示すように、半導体基
板1表面上であってn型ウエル領域3、p型ウエル領域4
のそれぞれの表面上にゲート絶縁膜5を形成する。ゲー
ト絶縁膜5には例えば熱酸化法で形成した酸化珪素膜が
使用され、この酸化珪素膜は4〜10nmの膜厚で形成さ
れる。
【0050】(7)図5(F)に示すように、ゲート絶
縁膜5表面上の全面に多結晶珪素膜6Aを形成する。多
結晶珪素膜6Aは、例えばCVD法で堆積し、250〜350n
mの膜厚で形成する。
【0051】(8)図6(G)に示すように、多結晶珪
素膜6Aにパターンニングを行い、トランジスタ形成領
域TrAにおいてゲート電極6を構築する多結晶珪素膜
6Aを形成する。パターンニングは、フォトリソグラフ
ィ技術で形成されたマスクを使用し、RIE等の異方性エ
ッチングにより行われる。
【0052】この後、既に注入された不純物を活性化す
るために、熱処理(アニール)を行う。熱処理は800〜9
00℃の高温度で行われる。
【0053】(9)図6(H)に示すように、LDD構造
を採用するMISFETを構築するために、トランジスタ形成
領域TrAにおいてp型ウエル領域3表面部分に低不純
物濃度のn型半導体領域7Aを形成し、n型ウエル領域4
表面部分に低不純物濃度のp型半導体領域8Aを形成す
る。n型半導体領域7Aは、例えばイオン打込み法によ
り1014atoms/cm2程度の不純物濃度で砒素(As)を注入
することにより形成される。同様に、p型半導体領域8
Aは、例えばイオン打込み法により1014atoms/cm2程度
の不純物濃度で硼素(B)を注入することにより形成さ
れる。
【0054】(10)図7(I)に示すように、抵抗素
子Rn、Rpのそれぞれを構築するために、抵抗素子形
成領域RAにおいてp型ウエル領域3表面部分に抵抗部
10を形成し、n型ウエル領域4表面部分に抵抗部11
を形成する。抵抗部10は低不純物濃度に設定されたn
型半導体領域で形成され、このn型半導体領域はイオン
打込み法により1014〜1015atoms/cm2程度の不純物濃度
で砒素を注入することにより形成される。抵抗部11は
低不純物濃度に設定されたp型半導体領域で形成され、
このp型半導体領域はイオン打込み法により1014〜1015a
toms/cm2程度の不純物濃度で硼素を注入することにより
形成される。
【0055】(11)図7(J)に示すように、半導体
基板1全面に酸化珪素膜(符号は付けない。)、窒化珪
素膜9のそれぞれを順次形成する。酸化珪素膜は、その
上層に形成された窒化珪素膜9のパターンニングの際に
エッチングストッパ層として使用され、例えばCVD法で
堆積される。窒化珪素膜9は、LDD構造を採用するMISFE
Tのサイドウォールスペーサ及びサリサイド層を形成し
ないためのサリサイド防止マスクを形成し、例えばスパ
ッタ法で堆積する。
【0056】(12)抵抗素子形成領域RAの抵抗素子
Rnの抵抗部10上、抵抗素子Rpの抵抗部11上のそ
れぞれにおいて窒化珪素膜9上にエッチングマスク9P
を形成する(図8(K)参照)。エッチングマスク9P
は平坦部分におけるサリサイド防止マスクのパターンニ
ングに必要である。エッチングマスク9Pは例えばフォ
トリソグラフィ技術で形成したレジスト膜を使用する。
【0057】(13)図8(K)に示すように、エッチ
ングマスク9Pを使用しつつ、半導体基板1全面にRIE
等の異方性エッチングを行い、窒化珪素膜9をパターン
ニングし、トランジスタ形成領域TrAにおいてサイド
ウォールスペーサ9Sを形成するとともに抵抗素子形成
領域RAにおいてサリサイド防止マスク9Sを形成す
る。サイドウォールスペーサ9Sはゲート電極6を構築
する多結晶珪素膜6Aの側壁にこの多結晶珪素膜6Aに
対して自己整合で形成される。さらに、サイドウォール
スペーサ9Sは、ソース領域とゲート電極との間並びに
ドレイン領域とゲート電極との間にサリサイド層が形成
されることを防止するサリサイド防止マスク(9M)と
して兼用される。
【0058】(14)図8(L)に示すように、トラン
ジスタ形成領域TrAのnチャネルMISFETTrn形成領
域においてウエル領域3表面部分に高不純物濃度のn型
半導体領域7Bを形成し、引き続きpチャネルMISFETT
rp形成領域においてウエル領域4表面部分に高不純物
濃度のp型半導体領域8Bを形成する。さらに、前述の
半導体領域7Bを形成する工程と同一製造工程で、抵抗
素子形成領域RAの抵抗素子Rn形成領域において高不
純物濃度のn型半導体領域7Bを形成し、半導体領域8
Bを形成する工程と同一製造工程で、抵抗素子Rp形成
領域において高不純物濃度のp型半導体領域8Bを形成
する。半導体領域7Bは抵抗素子Rnの接続部7を構築
する。半導体領域8Bは抵抗素子Rpの接続部8を構築
する。
【0059】トランジスタ形成領域TrAにおいて半導
体領域7B、8Bのそれぞれはサイドウォールスペーサ
(サリサイド防止マスク)9Sを不純物注入マスクとし
て使用し形成される。半導体領域7BはnチャネルMISFE
TTrnのソース領域又はドレイン領域を構築する。半
導体領域8BはpチャネルMISFETTrpのソース領域又
はドレイン領域を構築する。抵抗素子形成領域RAにお
いて半導体領域7B、8Bはいずれもサリサイド防止マ
スク9Mを不純物注入マスクとして使用し形成される。
半導体領域7Bは抵抗素子Rnの接続部、半導体領域8
Bは抵抗素子Rpの接続部のそれぞれを構築する。
【0060】半導体領域7Bは、イオン打込み法により
1×1015〜5×1015atoms/cm2程度の不純物濃度で砒素を
注入することにより形成される。半導体領域8Bは、イ
オン打込み法により1×1015〜5×1015atoms/cm2程度の
不純物濃度でフッ化硼素(BF2)を注入することにより
形成される。注入された砒素、フッ化硼素はそれぞれ熱
処理により活性化される。この熱処理は900〜1000℃程
度の高温度で行われる。
【0061】半導体領域7Bを形成する工程が終了した
時点で、サリサイド化前におけるnチャネルMISFETTr
n、抵抗素子Rnのそれぞれが完成する。同様に、半導
体領域8Bを形成する工程が終了した時点で、サリサイ
ド化前におけるpチャネルMISFETTrp、抵抗素子Rp
のそれぞれが完成する。
【0062】(15)次に、サリサイド化処理を行う。
まず、図9(M)に示すように、MISFETのソース領域、
ドレイン領域、ゲート電極に相当する半導体領域7B、
8B、多結晶珪素膜6Aのそれぞれの表面上のゲート絶
縁膜5を除去し、各サリサイド化を行う表面を露出させ
る。ゲート絶縁膜5は例えばNH4Fにより除去する。
【0063】(16)図9(N)に示すように、トラン
ジスタ形成領域TrAにおいて、nチャネルMISFETTr
nの半導体領域7B表面上にサリサイド層7C、多結晶
珪素膜6A表面上にサリサイド層6B、pチャネルMISFE
TTrpの半導体領域8B表面上にサリサイド層8C、
多結晶珪素膜6A表面上にサリサイド層6Bのそれぞれ
を形成する。サリサイド層7C、8Cのそれぞれとサリ
サイド層6Bとの間はサイドウォールスペーサ9Sがサ
リサイド防止マスクとして機能するので短絡しない。さ
らに、抵抗素子形成領域RAにおいて、抵抗素子Rnの
接続部7の半導体領域7B表面上にサリサイド層7C、
抵抗素子Rpの接続部8の半導体領域8B表面上に半導
体領域8Cのそれぞれを形成する。抵抗素子Rnの抵抗
部10、抵抗素子Rpの抵抗部11においては、それぞ
れの表面上にサリサイド防止マスク9Mが形成されてい
るので、サリサイド層は形成されない。前述のサリサイ
ド層7C、6B、8Cはいずれも同一製造工程で形成さ
れる。
【0064】すなわち、まず、ゲート絶縁膜5が取り除
かれた半導体領域7B、8B、多結晶珪素膜6Aのそれ
ぞれの表面部分に例えば砒素をイオン打込み法で注入
し、砒素が注入された各表面部分を非晶質化する。次
に、チタン(Ti)膜、窒化チタン(TiN)膜のそれぞれ
を順次積層し、サリサイド化熱処理を行う。このサリサ
イド化熱処理により、半導体領域7Bの珪素とチタンと
の反応でチタンシリサイド(TiSi2)からなるサリサイ
ド層7Cが形成される。同様に、半導体領域8Bの珪素
とチタンとの反応でチタンシリサイドからなるサリサイ
ド層8Cが形成される。さらに、多結晶珪素膜6Aの珪
素とチタンとの反応でチタンシリサイドからなるサリサ
イド層6Bが形成される。
【0065】チタン膜は、チタンシリサイド膜を形成す
るために、例えばスパッタ法により20〜50nmの膜厚で
形成する。窒化チタン膜は、半導体領域7B、8B、多
結晶珪素膜6Aのそれぞれに注入された不純物のアウト
ディフュージョンを防止するために、例えばスパッタ法
により数十nmの膜厚で形成する。サリサイド化熱処理
は約700℃程度の温度で行われる。
【0066】サリサイド層7C及び6Bの形成により、
半導体領域7A、7B及びサリサイド層7Cからなる動
作領域7と、多結晶珪素膜6A及びサリサイド層6Bか
らなるゲート電極6とを有するnチャネルMISFETTrn
が完成する。同様に、サリサイド層8C及び6Bの形成
により、半導体領域8A、8B及びサリサイド層8Cか
らなる動作領域8と、多結晶珪素膜6A及びサリサイド
層6Bからなるゲート電極6とを有するpチャネルMISFE
TTrpが完成する。さらに、サリサイド層7Cの形成
により、半導体領域7B及びサリサイド層7Cからなる
接続部7と、表面にサリサイド層が形成されていない抵
抗部10とを有する抵抗素子Rnが完成する。同様に、
サリサイド層8Cの形成により、半導体領域8B及びサ
リサイド層8Cからなる接続部8と、表面にサリサイド
層が形成されていない抵抗部11とを有する抵抗素子R
pが完成する。
【0067】サリサイド層の形成に寄与しない余分なチ
タン膜、窒化チタン膜は例えばSHによりエッチングされ
除去される。
【0068】(17)図10(O)に示すように、抵抗
素子形成領域RAにおいて、サリサイド防止マスク9M
を除去する。サリサイド防止マスク9Mは、フォトリソ
グラフィ技術及びエッチング技術により除去される。
【0069】(18)図10(P)に示すように、層間
絶縁膜15、接続孔、配線16のそれぞれを順次形成す
る。層間絶縁膜15には例えばBPSG膜が使用され、BPSG
膜はCVD法により形成される。接続孔は、フォトリソグ
ラフィ技術で形成したマスクを使用し、RIE等の異方性
エッチングにより形成される。配線16には例えばアル
ミニウム合金膜を主体とした複合膜が使用され、この複
合膜はスパッタ法で堆積された後にパターンニングされ
る。
【0070】(19)前述の図1に示すように、配線1
6上に保護膜17を形成することにより、本実施の形態
に係る半導体集積回路30が完成する。
【0071】このように構成される半導体集積回路30
においては、半導体領域(半導体、詳細には単結晶珪
素)7Bとそれよりもシート抵抗値が小さいサリサイド
層7Cとで動作領域7が形成でき、さらに多結晶珪素膜
(半導体)6Aとそれよりもシート抵抗値が小さいサリ
サイド層6Bとでゲート電極6が形成できるので、nチ
ャネルMISFETTrnにおいて回路動作信号の信号伝達速
度が向上でき、回路動作速度の高速化が実現できる。同
様に、半導体領域8Bとそれよりもシート抵抗値が小さ
いサリサイド層8Cとで動作領域8が形成でき、さらに
多結晶珪素膜6Aとそれよりもシート抵抗値が小さいサ
リサイド層6Bとでゲート電極6が形成できるので、p
チャネルMISFETTrpにおいて回路動作信号の信号伝達
速度が向上でき、回路動作速度の高速化が実現できる。
この効果に加えて、サリサイド層が形成されない抵抗部
(半導体)10又は11で抵抗素子Rn又はRpが構築
でき、抵抗素子Rn又はRpの抵抗値を高く設定しても
抵抗素子Rn又はRpの占有面積が減少できる。従っ
て、半導体集積回路30の集積化が実現できる。
【0072】さらに、半導体集積回路30の製造方法に
おいては、nチャネルMISFETTrnの動作領域7(又はp
チャネルMISFETTrpの動作領域8)とゲート電極6と
の間のサリサイド層の形成を防止する(双方の間の短絡
を防止する)サイドウォールスペーサ(サリサイド防止
マスク)9Sを形成する工程を利用して抵抗素子Rn又
はRpの抵抗部10又は11上にサリサイド防止マスク
9Mが形成できる。サリサイド防止マスク9Mを別途独
立に形成する工程が省略できるので、半導体集積回路3
0の製造工程数が削減できる。
【0073】さらに、半導体集積回路30の製造方法に
おいては、nチャネルMISFETTrn又はpチャネルMISFET
TrpにLDD構造が採用され、LDD構造を形成するサイド
ウォールスペーサ9Sを形成する工程が基本的に製造プ
ロセスに組み込まれているので、サイドウォールスペー
サ9Sを形成する工程を利用してサリサイド防止マスク
9Mが形成できる。従って、サイドウォールスペーサ9
Sを形成する製造マスクにサリサイド防止マスク9Mの
パターンを追加するだけで、別途独立にマスクを形成す
る必要がなくなるので、半導体集積回路30の製造工程
数が大幅に削減できる。
【0074】(第2の実施の形態)前述の第1の実施の
形態に係る半導体集積回路30は抵抗素子形成領域RA
においてサリサイド防止マスク9Mは残存させていた
が、本実施の形態に係る半導体集積回路30はサリサイ
ド防止マスク9Mをそのまま残存させる。
【0075】<半導体集積回路の断面構成>図11は本
発明の第2の実施の形態に係る半導体集積回路30の要
部縦断面構造図ある。図11に示すように、本実施の形
態に係る半導体集積回路30は抵抗素子形成領域RAに
おいて抵抗素子Rnの抵抗部10上、抵抗素子Rpの抵
抗部11上にはサリサイド防止マスク9Mを残存させ
る。
【0076】<半導体集積回路の製造方法>次に、半導
体集積回路30の製造方法について説明する。図12
(A)及び図12(B)は製造方法を各製造工程毎に説
明するための半導体集積回路30の工程縦断面構造図で
ある。
【0077】(1)前述の第1の実施の形態に係る半導
体集積回路30の製造方法において図9(N)に示す工
程と同様に、図12(A)に示すように、サリサイド化
処理を行い、トランジスタ形成領域TrAにサリサイド
層7C、8C及び6Bを形成するとともに、抵抗素子形
成領域RAにサリサイド層7C及び8Cを形成する。す
なわち、トランジスタ形成領域TrAにおいては、サリ
サイド層7Cを含む動作領域7及びサリサイド層6Bを
含むゲート電極6が形成され、nチャネルMISFETTrn
が完成する。同様に、サリサイド層8Cを含む動作領域
8及びサリサイド層6Bを含むゲート電極6が形成さ
れ、pチャネルMISFETTrpが完成する。抵抗素子形成
領域RAにおいては、サリサイド層7Cを含む接続部7
及び抵抗部10を有する抵抗素子Rnが、サリサイド層
8Cを含む接続部8及び抵抗部11を有する抵抗素子R
pがそれぞれ完成する。
【0078】トランジスタ形成領域TrAにおいて、動
作領域7のサリサイド層7Cとゲート電極6のサリサイ
ド層6Bとの間、動作領域8のサリサイド層8Cとゲー
ト電極6のサリサイド層6Bとの間のそれぞれの短絡防
止にはサイドウォールスペーサ9Sが使用される。抵抗
素子形成領域RAにおいて抵抗部10、11のそれぞれ
の表面上へのサリサイド層の形成防止にはサリサイド防
止マスク9Mが形成される。
【0079】(2)図12(B)に示すように、前述の
抵抗素子形成領域RAに形成されているサリサイド防止
マスク9Mはそのまま残存させた状態で、層間絶縁膜1
5、接続孔、配線16のそれぞれを順次形成する。
【0080】(3)この後、前述の図11に示す保護膜
17を形成することにより、本実施の形態に係る半導体
集積回路30は完成する。
【0081】このような半導体集積回路30の製造方法
においては、抵抗素子形成領域RAに形成されたサリサ
イド防止マスク9Mを除去する工程が省略できるので、
製造工程数が削減できる。
【0082】(第3の実施の形態)本実施の形態は、半
導体集積回路30において、MISFETTrの動作領域の半
導体領域を形成する工程を利用して抵抗素子Rの抵抗部
を形成する場合を説明する。さらに、本実施の形態は、
MISFETTrのゲート絶縁膜5を形成する工程を利用して
抵抗素子Rの抵抗部表面上にサリサイド防止マスクを形
成する場合を説明する。
【0083】<半導体集積回路の断面構成>図13は本
発明の第3の実施の形態に係る半導体集積回路30の要
部縦断面構造図ある。図13に示すように、本実施の形
態に係る半導体集積回路30において、抵抗素子形成領
域RAの抵抗素子Rnは高不純物濃度に設定されたn型
半導体領域を主体とした抵抗部7Bを備える。抵抗部7
Bは、トランジスタ形成領域TrAのnチャネルMISFET
Trnの動作領域7を構築する半導体領域7Bと実質的
に同一構造(製造プロセス的には同一製造工程)で形成
される。同様に、抵抗素子Rpは高不純物濃度に設定さ
れたp型半導体領域を主体とした抵抗部8Bを備える。
抵抗部8Bは、pチャネルMISFETTrpの動作領域8を
構築する半導体領域8Bと実質的に同一構造(製造プロ
セス的には同一製造工程)で形成される。
【0084】抵抗素子Rnの抵抗部7B表面上、抵抗素
子Rpの抵抗部8B表面上にはいずれもサリサイド層が
形成されない。このサリサイド層の形成防止にはサリサ
イド防止マスク5Mが使用される。サリサイド防止マス
ク5Mは、nチャネルMISFETTrn、pチャネルMISFETT
rpのそれぞれのゲート絶縁膜5と同一構造(製造プロ
セス的には同一製造工程)で形成される。
【0085】<半導体集積回路の製造方法>次に、半導
体集積回路30の製造方法について説明する。図14
(A)乃至図16(F)は製造方法を各製造工程毎に説
明するための半導体集積回路30の工程縦断面構造図で
ある。
【0086】(1)前述の第1の実施の形態に係る半導
体集積回路30の製造方法において図5(E)に示す工
程と同様に半導体基板1表面上の全域にゲート絶縁膜5
を形成する。このゲート絶縁膜5はトランジスタ形成領
域TrAにおいてMISFETのゲート絶縁膜5として形成さ
れ、抵抗素子形成領域RAにおいては後工程でサリサイ
ド防止マスク5Mとして使用される。
【0087】(2)前述の図5(F)及び図6(G)に
示すように、トランジスタ形成領域TrAにおいてゲー
ト電極6を構築する多結晶珪素膜6Aをゲート絶縁膜5
表面上に形成する。
【0088】(3)図14(A)に示すように、LDD構
造を採用するMISFETを構築するために、トランジスタ形
成領域TrAにおいてp型ウエル領域3表面部分に低不
純物濃度のn型半導体領域7Aを形成し、n型ウエル領域
4表面部分に低不純物濃度のp型半導体領域8Aを形成
する。n型半導体領域7Aは、例えばイオン打込み法に
より1014atoms/cm2程度の不純物濃度で砒素を注入する
ことにより形成される。同様に、p型半導体領域8A
は、例えばイオン打込み法により1014atoms/cm2程度の
不純物濃度で硼素を注入することにより形成される。
【0089】このとき、半導体領域7Aを形成する工程
と同一工程において、抵抗素子形成領域RAのp型ウエ
ル領域3表面部分に低不純物濃度のn型半導体領域7A
を形成し、n型ウエル領域4表面部分に低不純物濃度のp
型半導体領域8Aを形成する。半導体領域7Aは抵抗素
子Rnの抵抗部7Bを構築し、半導体領域8Aは抵抗素
子Rpの抵抗部8Bを構築する。
【0090】(4)図14(B)に示すように、半導体
基板1全面に酸化珪素膜(符号は付けない。)、窒化珪
素膜9のそれぞれを順次形成する。窒化珪素膜9は、LD
D構造を採用するMISFETのサイドウォールスペーサ(及
びサリサイド防止マスク)9Sを形成するために形成さ
れ、例えばスパッタ法で堆積される。
【0091】(5)図15C)に示すように、半導体基
板1全面にRIE等の異方性エッチングを行い、窒化珪素
膜9をパターンニングし、トランジスタ形成領域TrA
においてサイドウォールスペーサ9Sを形成する。サイ
ドウォールスペーサ9Sはゲート電極6を構築する多結
晶珪素膜6Aの側壁にこの多結晶珪素膜6Aに対して自
己整合で形成される。サイドウォールスペーサ9Sは、
ソース領域とゲート電極との間並びにドレイン領域とゲ
ート電極との間にサリサイド層が形成されることを防止
するサリサイド防止マスク(9M)として兼用される。
【0092】(6)図15(D)に示すように、トラン
ジスタ形成領域TrAのnチャネルMISFETTrn形成領
域においてウエル領域3表面部分に高不純物濃度のn型
半導体領域7Bを形成し、引き続きpチャネルMISFETT
rp形成領域においてウエル領域4表面部分に高不純物
濃度のp型半導体領域8Bを形成する。さらに、前述の
半導体領域7Bを形成する工程と同一製造工程で、抵抗
素子形成領域RAの抵抗素子Rn形成領域において高不
純物濃度のn型半導体領域7Bを形成し、半導体領域8
Bを形成する工程と同一製造工程で、抵抗素子Rp形成
領域において高不純物濃度のp型半導体領域8Bを形成
する。半導体領域7Bは抵抗素子Rnの接続部7を構築
しかつ抵抗部7Bを構築する。半導体領域8Bは抵抗素
子Rpの接続部8を構築し抵抗部7Bを構築する。
【0093】トランジスタ形成領域TrAにおいて半導
体領域7B、8Bのそれぞれはサイドウォールスペーサ
(サリサイド防止マスク)9Sを不純物注入マスクとし
て使用し形成される。半導体領域7BはnチャネルMISFE
TTrnのソース領域又はドレイン領域を構築する。半
導体領域8BはpチャネルMISFETTrpのソース領域又
はドレイン領域として使用される。抵抗素子形成領域R
Aにおいて半導体領域7Bは抵抗素子Rnの全域に形成
され、半導体領域8Bは抵抗素子Rpの全域に形成され
る。
【0094】半導体領域7Bは、イオン打込み法により
1×1015〜5×1015atoms/cm2程度の不純物濃度で砒素を
注入することにより形成される。半導体領域8Bは、イ
オン打込み法により1×1015〜5×1015atoms/cm2程度の
不純物濃度でフッ化硼素(BF2)を注入することにより
形成される。注入された砒素、フッ化硼素はそれぞれ熱
処理により活性化される。この熱処理は900〜1000℃程
度の高温度で行われる。
【0095】半導体領域7Bを形成する工程が終了した
時点で、サリサイド化前におけるnチャネルMISFETTr
n、抵抗素子Rnのそれぞれが完成する。同様に、半導
体領域8Bを形成する工程が終了した時点で、サリサイ
ド化前におけるpチャネルMISFETTrp、抵抗素子Rp
のそれぞれが完成する。
【0096】(7)次に、サリサイド化処理を行う。ま
ず、図16(E)に示すように、MISFETのソース領域、
ドレイン領域、ゲート電極に相当する半導体領域7B、
8B、多結晶珪素膜6Aのそれぞれの表面上のゲート絶
縁膜5を除去し、各サリサイド化を行う表面を露出させ
る。
【0097】さらに、抵抗素子形成領域RAにおいて
は、抵抗素子Rnの接続部7を構築する半導体領域7B
表面上、抵抗素子Rpの接続部8を構築する半導体領域
8B表面上のゲート絶縁膜5を除去し各サリサイド化を
行う表面を露出させるとともに、抵抗部7B表面上のゲ
ート絶縁膜5、抵抗部8B表面上のゲート絶縁膜5のそ
れぞれによりサリサイド防止マスク5Mを形成する。
【0098】トランジスタ形成領域TrAにおけるゲー
ト絶縁膜5の除去、抵抗素子形成領域RAにおけるゲー
ト絶縁膜5の除去、並びにサリサイド防止マスク5Mの
形成は、例えばNH4Fにより行われ、同一工程で行われ
る。抵抗素子形成領域RAにおけるゲート絶縁膜5の除
去並びにサリサイド防止マスク5Mの形成には、同図1
6(E)に示すエッチングマスク5Pが使用される。エ
ッチングマスク5Pには例えばフォトリソグラフィ技術
で形成されたレジストマスクが使用される。エッチング
マスク5Pはゲート絶縁膜5の除去並びにサリサイド防
止マスク5Mの形成が終了した後に除去される。
【0099】(8)図16(F)に示すように、トラン
ジスタ形成領域TrAにおいて、nチャネルMISFETTr
nの半導体領域7B表面上にサリサイド層7C、多結晶
珪素膜6A表面上にサリサイド層6B、pチャネルMISFE
TTrpの半導体領域8B表面上にサリサイド層8C、
多結晶珪素膜6A表面上にサリサイド層6Bのそれぞれ
を形成する。サリサイド層7C、8Cのそれぞれとサリ
サイド層6Bとの間はサイドウォールスペーサ9Sがサ
リサイド防止マスクとして機能するので短絡しない。さ
らに、抵抗素子形成領域RAにおいて、抵抗素子Rnの
接続部7の半導体領域7B表面上にサリサイド層7C、
抵抗素子Rpの接続部8の半導体領域8B表面上に半導
体領域8Cのそれぞれを形成する。抵抗素子Rnの抵抗
部7B、抵抗素子Rpの抵抗部8Bにおいては、それぞ
れの表面上にサリサイド防止マスク5Mが形成されてい
るので、サリサイド層は形成されない。前述のサリサイ
ド層7C、6B、8Cはいずれも同一製造工程で形成さ
れる。このサリサイド層7C、6B、8Cの形成方法
は、前述の第1の実施の形態に係る半導体集積回路30
の製造方法において説明したので、この実施の形態での
説明は省略する。
【0100】サリサイド層7C及び6Bの形成により、
半導体領域7A、7B及びサリサイド層7Cからなる動
作領域7と、多結晶珪素膜6A及びサリサイド層6Bか
らなるゲート電極6とを有するnチャネルMISFETTrn
が完成する。同様に、サリサイド層8C及び6Bの形成
により、半導体領域8A、8B及びサリサイド層8Cか
らなる動作領域8と、多結晶珪素膜6A及びサリサイド
層6Bからなるゲート電極6とを有するpチャネルMISFE
TTrpが完成する。さらに、サリサイド層7Cの形成
により、半導体領域7B及びサリサイド層7Cからなる
接続部7と、表面にサリサイド層が形成されていない抵
抗部7Bとを有する抵抗素子Rnが完成する。同様に、
サリサイド層8Cの形成により、半導体領域8B及びサ
リサイド層8Cからなる接続部8と、表面にサリサイド
層が形成されていない抵抗部8Bとを有する抵抗素子R
pが完成する。
【0101】(9)前述の第1の実施の形態に係る半導
体集積回路30の製造方法において図10(P)に示す
工程と同様に、層間絶縁膜15、接続孔、配線16のそ
れぞれを順次形成する。
【0102】(10)そして、前述の図13に示すよう
に、配線16上に保護膜17を形成することにより、本
実施の形態に係る半導体集積回路30が完成する。
【0103】このような半導体集積回路30の製造方法
においては、nチャネルMISFETTrnの動作領域7の半
導体領域7B(及び半導体領域7A)を形成する工程を
利用して抵抗素子Rnの抵抗部7Bが形成できるので、
製造工程数が削減できる。同様に、pチャネルMISFETT
rpの動作領域8の半導体領域8B(及び半導体領域8
A)を形成する工程を利用して抵抗素子Rpの抵抗部8
Bが形成できるので、製造工程数が削減できる。従っ
て、前述の第1の実施の形態に係る半導体集積回路30
で得られる効果に加えて、より一層製造工程数が削減で
きる。
【0104】さらに、nチャネルMISFETTrn、pチャネ
ルMISFETTrpのそれぞれのゲート絶縁膜5を形成する
工程でサリサイド防止マスク5Mが形成できるので、こ
のサリサイド防止マスク5Mを別途独立に形成する場合
に比べて、半導体集積回路30の製造工程数が削減でき
る。
【0105】(第4の実施の形態)本実施の形態は、半
導体集積回路30に搭載された抵抗素子Rを多結晶珪素
膜で形成する場合を説明する。
【0106】<半導体集積回路の断面構成>図17は本
発明の第4の実施の形態に係る半導体集積回路30の要
部縦断面構造図ある。図17に示すように、本実施の形
態に係る半導体集積回路30において、抵抗素子形成領
域RAの抵抗素子Rは、素子分離領域2上に配設され、
抵抗部6Aと、その一端側及び他端側にそれぞれ電気的
に接続された接続部6とを備え構築される。
【0107】抵抗部6Aは多結晶珪素膜で形成され、こ
の多結晶珪素膜はトランジスタ形成領域TrAのnチャ
ネルMISFETTrn又はpチャネルMISFETTrpのゲート
電極6を構築する多結晶珪素膜6Aと実質的に同一構造
(製造プロセス的には同一製造工程)で形成される。抵
抗部6A表面上にはサリサイド防止マスク9Mが形成さ
れており、サリサイド層は形成されない。
【0108】接続部6は多結晶珪素膜6A及びその表面
上に形成されたサリサイド層6Bで形成される。すなわ
ち、この接続部6の構造はnチャネルMISFETTrn又はp
チャネルMISFETTrpのゲート電極6と実質的に同一構
造(製造プロセス的には同一製造工程)で形成される。
接続部6には配線16が電気的に接続される。
【0109】<半導体集積回路の製造方法>次に、半導
体集積回路30の製造方法について説明する。図18
(A)乃至図20(F)は製造方法を各製造工程毎に説
明するための半導体集積回路30の工程縦断面構造図で
ある。
【0110】(1)前述の第1の実施の形態に係る半導
体集積回路30の製造方法において図5(E)に示す工
程と同様に半導体基板1表面上の全域にゲート絶縁膜5
を形成する。そして、図5(F)及び図6(G)に示す
ように、トランジスタ形成領域TrAにおいてゲート電
極6を構築する多結晶珪素膜6Aをゲート絶縁膜5表面
上に形成する。このとき、抵抗素子形成領域RAにおい
ては、ゲート電極6を構築する多結晶珪素膜6Aと同一
製造工程で抵抗素子Rを形成する多結晶珪素膜6Aを形
成する(図18(A)参照)。
【0111】(2)図18(A)に示すように、LDD構
造を採用するMISFETを構築するために、トランジスタ形
成領域TrAにおいてp型ウエル領域3表面部分に低不
純物濃度のn型半導体領域7Aを形成し、n型ウエル領域
4表面部分に低不純物濃度のp型半導体領域8Aを形成
する。n型半導体領域7Aは、例えばイオン打込み法に
より1014atoms/cm2程度の不純物濃度で砒素を注入する
ことにより形成される。同様に、p型半導体領域8A
は、例えばイオン打込み法により1014atoms/cm2程度の
不純物濃度で硼素を注入することにより形成される。
【0112】(3)図18(B)に示すように、抵抗素
子形成領域RAにおいて、多結晶珪素膜6Aに抵抗値を
設定する不純物を注入し、抵抗素子Rの抵抗部6Aを形
成する。不純物の注入においてはトランジスタ形成領域
TrAがマスク6Pで覆われ、イオン打込み法により抵
抗素子形成領域RAの多結晶珪素膜6Aにのみ選択的に
不純物が注入される。マスク6Pには例えばフォトリソ
グラフィ技術で形成されたレジストマスクが使用され、
不純物には例えば砒素が使用される。
【0113】(4)図19(C)に示すように、半導体
基板1全面に酸化珪素膜(符号は付けない。)、窒化珪
素膜9のそれぞれを順次形成する。窒化珪素膜9は、LD
D構造を採用するMISFETのサイドウォールスペーサ(及
びサリサイド防止マスク)9Sを形成するために形成さ
れ、例えばスパッタ法で堆積される。さらに、窒化珪素
膜9は、抵抗素子Rの抵抗部6A表面上にサリサイド層
を形成しないためのサリサイド防止マスク9Mを形成す
るために形成される。
【0114】(5)図19(D)に示すように、半導体
基板1全面にRIE等の異方性エッチングを行い、窒化珪
素膜9をパターンニングし、トランジスタ形成領域Tr
Aにおいてサイドウォールスペーサ9Sを形成する。サ
イドウォールスペーサ9Sはゲート電極6を構築する多
結晶珪素膜6Aの側壁にこの多結晶珪素膜6Aに対して
自己整合で形成される。サイドウォールスペーサ9S
は、ソース領域とゲート電極との間並びにドレイン領域
とゲート電極との間にサリサイド層が形成されることを
防止するサリサイド防止マスク(9M)として兼用され
る。
【0115】さらに、抵抗素子形成領域RAにおいて
は、窒化珪素膜9によりサリサイド防止マスク9Mが形
成される。このサリサイド防止マスク9Mはその表面上
に形成されたエッチングマスク9Pによりパターンニン
グされる。
【0116】(6)図20(E)に示すように、トラン
ジスタ形成領域TrAのnチャネルMISFETTrn形成領
域においてウエル領域3表面部分に高不純物濃度のn型
半導体領域7Bを形成し、引き続きpチャネルMISFETT
rp形成領域においてウエル領域4表面部分に高不純物
濃度のp型半導体領域8Bを形成する。さらに、必要に
応じて前述の半導体領域7Bを形成する工程と同一製造
工程で、抵抗素子形成領域RAにおいて抵抗素子Rの接
続部6に高不純物濃度のn型半導体領域7B(又はp型半
導体領域8B)を形成してもよい。
【0117】トランジスタ形成領域TrAにおいて半導
体領域7B、8Bのそれぞれはサイドウォールスペーサ
(サリサイド防止マスク)9Sを不純物導入マスクとし
て使用し形成される。半導体領域7BはnチャネルMISFE
TTrnのソース領域又はドレイン領域を構築する。半
導体領域8BはpチャネルMISFETTrpのソース領域又
はドレイン領域として使用される。
【0118】半導体領域7Bを形成する工程が終了した
時点で、サリサイド化前におけるnチャネルMISFETTr
n、抵抗素子Rnのそれぞれが完成する。同様に、半導
体領域8Bを形成する工程が終了した時点で、サリサイ
ド化前におけるpチャネルMISFETTrp、抵抗素子Rの
それぞれが完成する。
【0119】(7)次に、サリサイド化処理を行う。ま
ず、前述の第1の実施の形態に係る半導体集積回路30
の製造方法において図9(M)に示す工程と同様に、MI
SFETのソース領域、ドレイン領域、ゲート電極に相当す
る半導体領域7B、8B、多結晶珪素膜6Aのそれぞれ
の表面上のゲート絶縁膜5を除去し、各サリサイド化を
行う表面を露出させる。
【0120】さらに、抵抗素子形成領域RAにおいて
は、抵抗素子Rの接続部6を構築する多結晶珪素膜6A
表面上の酸化珪素膜を除去しサリサイド化を行う表面を
露出させる。
【0121】トランジスタ形成領域TrAにおけるゲー
ト絶縁膜5の除去並びに抵抗素子形成領域RAにおける
酸化珪素膜の除去は、例えばNH4Fにより行われ、同一工
程で行われる。
【0122】(8)図20(F)に示すように、トラン
ジスタ形成領域TrAにおいて、nチャネルMISFETTr
nの半導体領域7B表面上にサリサイド層7C、多結晶
珪素膜6A表面上にサリサイド層6B、pチャネルMISFE
TTrpの半導体領域8B表面上にサリサイド層8C、
多結晶珪素膜6A表面上にサリサイド層6Bのそれぞれ
を形成する。サリサイド層7C、8Cのそれぞれとサリ
サイド層6Bとの間はサイドウォールスペーサ9Sがサ
リサイド防止マスクとして機能するので短絡しない。さ
らに、抵抗素子形成領域RAにおいて、抵抗素子Rの接
続部6の多結晶珪素膜6A表面上にサリサイド層6Bを
形成する。抵抗素子Rの抵抗部6A表面上にはサリサイ
ド防止マスク9Mが形成されているので、サリサイド層
は形成されない。前述のサリサイド層7C、6B、8C
はいずれも同一製造工程で形成される。このサリサイド
層7C、6B、8Cの形成方法は、前述の第1の実施の
形態に係る半導体集積回路30の製造方法において説明
したので、この実施の形態での説明は省略する。
【0123】サリサイド層7C及び6Bの形成により、
半導体領域7A、7B及びサリサイド層7Cからなる動
作領域7と、多結晶珪素膜6A及びサリサイド層6Bか
らなるゲート電極6とを有するnチャネルMISFETTrn
が完成する。同様に、サリサイド層8C及び6Bの形成
により、半導体領域8A、8B及びサリサイド層8Cか
らなる動作領域8と、多結晶珪素膜6A及びサリサイド
層6Bからなるゲート電極6とを有するpチャネルMISFE
TTrpが完成する。さらに、サリサイド層6Bの形成
により、多結晶珪素膜6A及びサリサイド層6Bからな
る接続部6と、表面にサリサイド層が形成されていない
抵抗部6Aとを有する抵抗素子Rが完成する。
【0124】(9)前述の第1の実施の形態に係る半導
体集積回路30の製造方法において図10(P)に示す
工程と同様に、層間絶縁膜15、接続孔、配線16のそ
れぞれを順次形成する。
【0125】(10)そして、前述の図17に示すよう
に、配線16上に保護膜17を形成することにより、本
実施の形態に係る半導体集積回路30が完成する。
【0126】このような半導体集積回路30の製造方法
においては、nチャネルMISFETTrn(又はpチャネルMI
SFETTrp)のゲート電極6の多結晶珪素膜6Aを形成
する工程を利用して抵抗素子Rの抵抗部6Aが形成で
き、ゲート電極6の多結晶珪素膜6A及びサリサイド層
6Bを形成する工程を利用して抵抗素子Rの接続部6が
形成できるので、製造工程数が削減できる。従って、前
述の第1の実施の形態に係る半導体集積回路30で得ら
れる効果に加えて、より一層製造工程数が削減できる。
【0127】なお、本発明は前述の実施の形態に限定さ
れない。本発明は、基本的にはサリサイド構造を有する
MISFETと抵抗素子とを備えていればよく、抵抗素子とし
て例えば静電気破壊防止回路の抵抗素子にも適用でき
る。
【0128】
【発明の効果】本発明は、トランジスタの回路動作の高
速化を実現しつつ、抵抗素子の占有面積を減少して集積
化を実現できる半導体集積回路を提供できる。
【0129】さらに、本発明は、抵抗素子の抵抗長の増
加に起因する信号速度の低下、消費電力の増大、抵抗値
のばらつき等を防止できる半導体集積回路を提供でき
る。
【0130】さらに、本発明は、特にサリサイド技術が
適用されるトランジスタと抵抗素子とが同一半導体基板
に混在する半導体集積回路において上記効果が得られ
る。さらに、本発明は、アナログデジタルラダー抵抗部
を構築する抵抗素子とアナログデジタルラダー抵抗部の
周囲に配設された回路を構築する絶縁ゲート型電界効果
トランジスタとが同一半導体基板に混在する半導体集積
回路において上記効果が得られる。
【0131】さらに、本発明は、製造工程数を削減でき
る半導体集積回路の製造方法を提供できる。本発明は、
特にMISFETにLDD構造が採用される場合に効率よく製造
工程数が削減できる半導体集積回路の製造方法を提供で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る半導体集積回
路の要部縦断面構造図である。
【図2】第1の実施の形態に係る半導体集積回路のブロ
ック回路図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係る製造方法を各
製造工程毎に説明するための半導体集積回路の工程縦断
面構造図である(その1)。
【図4】本発明の第1の実施の形態に係る製造方法を各
製造工程毎に説明するための半導体集積回路の工程縦断
面構造図である(その2)。
【図5】本発明の第1の実施の形態に係る製造方法を各
製造工程毎に説明するための半導体集積回路の工程縦断
面構造図である(その3)。
【図6】本発明の第1の実施の形態に係る製造方法を各
製造工程毎に説明するための半導体集積回路の工程縦断
面構造図である(その4)。
【図7】本発明の第1の実施の形態に係る製造方法を各
製造工程毎に説明するための半導体集積回路の工程縦断
面構造図である(その5)。
【図8】本発明の第1の実施の形態に係る製造方法を各
製造工程毎に説明するための半導体集積回路の工程縦断
面構造図である(その6)。
【図9】本発明の第1の実施の形態に係る製造方法を各
製造工程毎に説明するための半導体集積回路の工程縦断
面構造図である(その7)。
【図10】本発明の第1の実施の形態に係る製造方法を
各製造工程毎に説明するための半導体集積回路の工程縦
断面構造図である(その8)。
【図11】本発明の第2の実施の形態に係る半導体集積
回路の要部縦断面構造図である。
【図12】本発明の第2の実施の形態に係る製造方法を
各製造工程毎に説明するための半導体集積回路の工程縦
断面構造図である。
【図13】本発明の第3の実施の形態に係る半導体集積
回路30の要部縦断面構造図ある。
【図14】本発明の第3の実施の形態に係る製造方法を
各製造工程毎に説明するための半導体集積回路の工程縦
断面構造図である(その1)。
【図15】本発明の第3の実施の形態に係る製造方法を
各製造工程毎に説明するための半導体集積回路の工程縦
断面構造図である(その2)。
【図16】本発明の第3の実施の形態に係る製造方法を
各製造工程毎に説明するための半導体集積回路の工程縦
断面構造図である(その3)。
【図17】本発明の第4の実施の形態に係る半導体集積
回路30の要部縦断面構造図である。
【図18】本発明の第4の実施の形態に係る製造方法を
各製造工程毎に説明するための半導体集積回路の工程縦
断面構造図である(その1)。
【図19】本発明の第4の実施の形態に係る製造方法を
各製造工程毎に説明するための半導体集積回路の工程縦
断面構造図である(その2)。
【図20】本発明の第4の実施の形態に係る製造方法を
各製造工程毎に説明するための半導体集積回路の工程縦
断面構造図である(その3)。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 素子分離領域 3,4 ウエル領域 5 ゲート絶縁膜 5M,9M サリサイド防止マスク 6 ゲート電極又は接続部 6A 多結晶珪素膜又は抵抗部 6B,7C,8C サリサイド層 7,8 動作領域又は接続部 7A,7B,8A,8B 半導体領域 9S サイドウォールスペーサ又はサリサイド防止マス
ク 10,11 抵抗部 30 半導体集積回路 31 アナログデジタルコンバータ回路 310 アナログデジタルラダー抵抗部 311 デコーダ回路 312 アナログ信号入力回路 313 比較回路 TrA トランジスタ形成領域 Trn,Trp MISFET RA 抵抗素子形成領域 R,Rn,Rp 抵抗素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F038 AR02 AR08 AR16 AR21 CD18 CD19 DF03 DF04 DF05 DF12 EZ13 EZ20 5F048 AA01 AA09 AB03 AB10 AC03 AC10 BA01 BB05 BB08 BC06 BD04 BE03 BF03 BF06 BF11 BG13 DA25

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体表面にサリサイド層を形成した動
    作領域及び電極を有するトランジスタと、 抵抗部と、この抵抗部の一端側及び他端側にそれぞれ電
    気的に接続された接続部とを備えた抵抗素子と、 前記接続部のみに設けられた前記トランジスタの動作領
    域又は電極の半導体と同一のサリサイド構造と、 を備えたことを特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 前記トランジスタは絶縁ゲート型電界効
    果トランジスタであり、 前記動作領域はソース領域又ドレイン領域であり、 前記電極はゲート電極であることを特徴とする請求項1
    に記載の半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 前記動作領域は単結晶珪素で形成された
    半導体領域であり、 前記電極は多結晶珪素膜であり、 前記サリサイド層はチタンシリサイド層、コバルトシリ
    サイド層、タングステンシリサイド層、モリブデンシリ
    サイド層、タンタルシリサイド層のいずれかであり、 前記抵抗素子は前記動作領域と同一構造の半導体領域又
    は電極と同一構造の多結晶珪素膜で形成されたことを特
    徴とする請求項2に記載の半導体集積回路。
  4. 【請求項4】 前記抵抗素子はアナログデジタルラダー
    抵抗部を構築し、 前記トランジスタはアナログデジタルラダー抵抗部の周
    囲に配設された回路を構築したことを特徴とする請求項
    1乃至請求項3のいずれか1に記載の半導体集積回路。
  5. 【請求項5】 絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソ
    ース領域又はドレイン領域として使用される動作領域及
    びゲート電極を形成するとともに、前記動作領域又はゲ
    ート電極と同一製造工程で抵抗素子の抵抗部を形成する
    工程と、 前記動作領域とゲート電極との間にサリサイド層の形成
    を防止する第1サリサイド防止マスクを形成するととも
    に、前記第1サリサイド防止マスクと同一製造工程で前
    記抵抗素子の抵抗部上に第2サリサイド防止マスクを形
    成する工程と、 前記動作領域上及びゲート電極上にサリサイド層を形成
    するとともに、前記抵抗素子の抵抗部には前記第2サリ
    サイド防止マスクでサリサイド層の形成を防止する工程
    とを備えたことを特徴とする半導体集積回路の製造方
    法。
  6. 【請求項6】 前記第1サリサイド防止マスクを形成す
    る工程は、 前記動作領域のチャネル形成領域側に低不純物濃度領域
    を形成するサイドウォールスペーサを形成する工程であ
    ることを特徴とする請求項5に記載の半導体集積回路の
    製造方法。
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