JP2000174270A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JP2000174270A
JP2000174270A JP10348044A JP34804498A JP2000174270A JP 2000174270 A JP2000174270 A JP 2000174270A JP 10348044 A JP10348044 A JP 10348044A JP 34804498 A JP34804498 A JP 34804498A JP 2000174270 A JP2000174270 A JP 2000174270A
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JP
Japan
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diffusion layer
impurity diffusion
semiconductor substrate
impurity
film
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JP10348044A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Noda
泰史 野田
Hiroyuki Umimoto
博之 海本
Shinji Odanaka
紳二 小田中
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the parastic resistance of an impurity diffusion layer and reduce the depth thereof. SOLUTION: A gate oxide film 601 and a gate electrode 602 are formed on a P-type semiconductor substrate 600 in sequence, and an oxide film 603 is formed on the entire surface of the semiconductor 600. After a sidewall 604 is formed on both side surfaces of the gate electrode 602, an N-type impurity is applied thereto through ion implantation by using the gate electrode 602 and sidewall 604 as a mask, and the entire substrate is heated so as to form an N-type first impurity diffusion layer 605. The oxide film 603 exposing over the semiconductor substrate 600 is removed, and a silicide film 607 is formed on the surfaces of the gate electrode 602 and first impurity diffusion layer 605, and then the sidewall 604 is removed. An N-type impurity is applied through ion implantation by using the gate electrode 602 as a mask, and the entire substrate is heated so as to form an N-type second impurity diffusion layer 608 in a shallower area than the first impurity diffusion layer 605.

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、半導体装置及びそ
の製造方法に関し、特に、集積回路の超高集積化を図り
つつ、高速化及び低消費電力化を実現するMOS型半導
体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a MOS type semiconductor device which realizes high speed and low power consumption while achieving ultra-high integration of an integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】集積回路の超高集積化に伴って、MOS
型トランジスタの微細化が要請されている。MOS型ト
ランジスタの微細化を実現するためには、短チャネル効
果を抑制しなければならないが、そのためには、MOS
型トランジスタにおける不純物拡散層の深さを浅くする
必要がある。
2. Description of the Related Art With the ultra-high integration of integrated circuits, MOS
There is a demand for miniaturization of type transistors. In order to realize the miniaturization of the MOS transistor, it is necessary to suppress the short channel effect.
It is necessary to reduce the depth of the impurity diffusion layer in the type transistor.

【0003】以下、従来のMOS型半導体装置の製造方
法について、図14(a)〜(c)及び図15(a)、
(b)を参照しながら説明する。
[0003] Hereinafter, a method of manufacturing a conventional MOS type semiconductor device will be described with reference to FIGS. 14 (a) to 14 (c) and 15 (a).
This will be described with reference to FIG.

【0004】まず、図14(a)に示すように、第1導
電型の半導体基板10の上に、ゲート絶縁膜11及びゲ
ート電極12を順次形成する。
First, as shown in FIG. 14A, a gate insulating film 11 and a gate electrode 12 are sequentially formed on a semiconductor substrate 10 of a first conductivity type.

【0005】次に、図14(b)に示すように、ゲート
電極12をマスクとして半導体基板10に対して第2導
電型の不純物をイオン注入して、第1の不純物層13A
を形成する。
Next, as shown in FIG. 14B, a second conductivity type impurity is ion-implanted into the semiconductor substrate 10 using the gate electrode 12 as a mask to form a first impurity layer 13A.
To form

【0006】次に、約700℃の温度下で半導体基板1
0の上に全面に亘って窒化膜を堆積した後、該窒化膜に
対して異方性エッチングを行なって、図14(c)に示
すように、ゲート電極12の両側面にサイドウォール1
4を形成する。
Next, at a temperature of about 700.degree.
After a nitride film is deposited over the entire surface of the gate electrode 12, anisotropic etching is performed on the nitride film to form sidewalls 1 on both side surfaces of the gate electrode 12, as shown in FIG.
4 is formed.

【0007】次に、図15(a)に示すように、ゲート
電極12及びサイドウォール14をマスクとして半導体
基板10に対して第2導電型の不純物をイオン注入し
て、第1の不純物層13Aよりも深い領域に第2導電型
の第2の不純物層15Aを形成する。その後、約900
〜1000℃の温度下で約10秒の短時間の熱処理を行
なうことにより第1の不純物層13A及び第2の不純物
層15Aを活性化して、第1の不純物拡散層13及び第
2の不純物拡散層15を形成する(図15(b)を参
照)。
Next, as shown in FIG. 15A, a second conductivity type impurity is ion-implanted into the semiconductor substrate 10 by using the gate electrode 12 and the side wall 14 as a mask to form a first impurity layer 13A. A second impurity layer 15A of the second conductivity type is formed in a deeper region. After that, about 900
The first impurity layer 13A and the second impurity layer 15A are activated by performing a short-time heat treatment at a temperature of about 1000 ° C. for about 10 seconds, so that the first impurity diffusion layer 13 and the second impurity diffusion The layer 15 is formed (see FIG. 15B).

【0008】次に、半導体基板10の上に全面に亘って
例えばスパッタリング法により約10nmの膜厚を有す
るコバルト膜を堆積した後、約20nmの膜厚を有する
チタンナイトライド膜をさらに堆積し、その後、約55
0℃の温度下で約10秒の熱処理を行なう。次に、半導
体基板10の上に存在するチタンナイトライド膜、及び
サイドウォール14の上に存在する未反応のコバルト膜
を硫酸過酸化水素水等のエッチング液を用いて選択的に
除去した後、約800℃の温度下で約10秒の熱処理を
行なって、図15(b)に示すように、ゲート電極12
及びソース・ドレイン領域の各表面部に約30nmの膜
厚を有するコバルトシリサイド膜16を自己整合的に形
成する。
Next, after depositing a cobalt film having a thickness of about 10 nm over the entire surface of the semiconductor substrate 10 by, for example, a sputtering method, a titanium nitride film having a thickness of about 20 nm is further deposited. Then, about 55
A heat treatment is performed at a temperature of 0 ° C. for about 10 seconds. Next, after selectively removing the titanium nitride film present on the semiconductor substrate 10 and the unreacted cobalt film present on the sidewalls 14 using an etching solution such as sulfuric acid and hydrogen peroxide solution, A heat treatment is performed at a temperature of about 800 ° C. for about 10 seconds, and as shown in FIG.
A cobalt silicide film 16 having a thickness of about 30 nm is formed in a self-aligned manner on each surface of the source / drain regions.

【0009】尚、サイドウォールの形成に窒化膜を用い
たが、これに代えて、酸化膜を用いてもよく、シリサイ
ド膜の形成にコバルト膜を用いたが、これに代えて、チ
タン膜を用いてもよい。
Although the nitride film is used for forming the side wall, an oxide film may be used instead of the nitride film, and the cobalt film is used for forming the silicide film. May be used.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のMO
S型半導体装置の製造方法においては、不純物拡散層の
深さを浅くするため、不純物をイオン注入する際の注入
エネルギーを小さくすると共に、不純物拡散層の深さが
浅くなることに帰因する寄生抵抗の増大を抑制するべ
く、不純物をイオン注入する際の注入ドーズ量を高くす
る傾向にある。
By the way, the conventional MO
In the manufacturing method of the S-type semiconductor device, the depth of the impurity diffusion layer is made shallow, so that the implantation energy at the time of impurity ion implantation is reduced, and the parasitic energy resulting from the shallow depth of the impurity diffusion layer is reduced. In order to suppress an increase in resistance, the implantation dose at the time of ion implantation of impurities tends to be increased.

【0011】しかしながら、不純物の注入エネルギーを
小さくすると共に注入ドーズ量を高くするに伴って、不
純物拡散層の深さを設計通りに浅くできなかったり、不
純物拡散層の寄生抵抗の増大を抑制できなかったりする
問題が生じてきている。
However, as the implantation energy of the impurity is reduced and the implantation dose is increased, the depth of the impurity diffusion layer cannot be reduced as designed or the increase in the parasitic resistance of the impurity diffusion layer cannot be suppressed. Problems have arisen.

【0012】前記に鑑み、本発明は、不純物拡散層の寄
生抵抗の増大を抑制しつつ不純物拡散層の深さを浅くす
ることを目的とする。
In view of the foregoing, it is an object of the present invention to reduce the depth of an impurity diffusion layer while suppressing an increase in parasitic resistance of the impurity diffusion layer.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本件発明者は、不純物の
注入エネルギーを小さくすると共に注入ドーズ量を高く
するに伴って、不純物拡散層の深さを設計通りに浅くで
きなかったり、不純物拡散層の寄生抵抗の増大を抑制で
きなかったりする原因について検討するため、不純物拡
散層の不純物濃度分布について調べた。
According to the present invention, as the impurity implantation energy is reduced and the implantation dose is increased, the depth of the impurity diffusion layer cannot be reduced as designed, or the impurity diffusion layer cannot be reduced. In order to investigate the cause of an increase in the parasitic resistance of the semiconductor device, the impurity concentration distribution of the impurity diffusion layer was examined.

【0014】以下、その結果について、図16及び図1
7(a)、(b)を参照しながら説明する。
The results will be described below with reference to FIGS.
7 (a) and 7 (b).

【0015】図16は、従来のMOS型半導体装置の断
面構造を示しており、図15(a)に示した従来のMO
S型半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図と同一
の部材には同一の符号を付すことにより説明を省略す
る。
FIG. 16 shows a cross-sectional structure of a conventional MOS type semiconductor device, and the conventional MO type semiconductor device shown in FIG.
The same members as those in the cross-sectional view showing one step in the method of manufacturing the S-type semiconductor device are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0016】図17(a)は、図16に示す第1の不純
物拡散層13における基板深さ方向(図16のX−X方
向)の不純物濃度分布を示しており、図17(b)は、
第1の不純物拡散層13における基板主面方向(図16
のY−Y方向)の不純物濃度分布を示している。尚、図
17(a)及び(b)において、不純物濃度を示す縦軸
は不純物濃度CA の対数logCA を表している。
FIG. 17A shows an impurity concentration distribution in the substrate depth direction (XX direction in FIG. 16) in the first impurity diffusion layer 13 shown in FIG. 16, and FIG. ,
The direction of the main surface of the substrate in the first impurity diffusion layer 13 (FIG. 16)
(Y-Y direction). Note that in FIGS. 17 (a) and 17 (b), the vertical axis showing the impurity concentration represents the logarithm log C A of the impurity concentration C A.

【0017】図17(a)に示すように、第1の不純物
拡散層13における基板深さ方向の不純物濃度分布の特
徴は、深さに対する不純物濃度の変化の割合、つまりグ
ラフの傾きが急峻ではなく、深さが深くなるに伴ってグ
ラフの傾きが小さくなる裾広がり的な分布を有するこ
と、及びトランジスタの実際の動作に寄与しない不純物
濃度分布の領域を示す不活性領域(逆に、活性化領域は
トランジスタの実際の動作に寄与する不純物濃度分布の
領域を示す)が大きい、すなわち不純物のイオン注入量
に対して熱処理により活性化される不純物の量の割合
(以下、活性化率と称する)が低いことである。このた
め、不純物が深い位置まで分布することになるので、不
純物拡散層の深さが深くなり、また、不純物拡散層の活
性化濃度が全体的に低下する共に不純物の活性化率が低
いので、不純物拡散層の寄生抵抗が増大する。
As shown in FIG. 17A, the characteristic of the impurity concentration distribution in the substrate depth direction in the first impurity diffusion layer 13 is that the rate of change of the impurity concentration with respect to the depth, that is, the gradient of the graph is steep. In other words, the graph has a flared distribution in which the slope of the graph decreases as the depth increases, and an inactive region (inversely, an activation region) indicating an impurity concentration distribution region that does not contribute to the actual operation of the transistor. The region indicates a region of an impurity concentration distribution that contributes to the actual operation of the transistor), that is, the ratio of the amount of impurities activated by the heat treatment to the amount of ion implantation of impurities (hereinafter, referred to as an activation rate). Is low. For this reason, the impurities are distributed to a deep position, so that the depth of the impurity diffusion layer is deep, and the activation concentration of the impurity diffusion layer is reduced overall and the activation rate of the impurity is low. The parasitic resistance of the impurity diffusion layer increases.

【0018】さて、本件発明者は、前記の不純物濃度分
布が生じる原因について、さらに検討を加えた。その結
果、第1の不純物層13Aを形成した後に行なわれるサ
イドウォール14を形成するための低温熱処理等によ
り、不純物の増速拡散が生じるため、不純物が深い位置
まで移動して不純物濃度分布が裾広がりな分布になると
共に不純物の活性化率が低下することが判明した。
The present inventor has further studied the cause of the above-mentioned impurity concentration distribution. As a result, the low-temperature heat treatment or the like for forming the sidewalls 14 performed after the formation of the first impurity layer 13A causes accelerated diffusion of the impurity, so that the impurity moves to a deep position and the impurity concentration distribution is reduced. It has been found that the distribution becomes wider and the activation rate of impurities decreases.

【0019】具体的には、例えば、100nmのサイズ
を有するCMOSトランジスタにおいては、不純物拡散
層における半導体基板のチャネル領域に隣接する部分の
深さとして20〜30nmが要求されている一方、サイ
ドウォール形成時の低温熱処理により不純物の増速拡散
が生じて不純物が数十nm移動するため、目標とする浅
い不純物拡散層を形成することができない。
More specifically, for example, in a CMOS transistor having a size of 100 nm, a depth of a portion adjacent to a channel region of a semiconductor substrate in an impurity diffusion layer is required to be 20 to 30 nm, while a sidewall is formed. The low-temperature heat treatment causes accelerated diffusion of the impurities and moves the impurities by several tens of nm, so that a target shallow impurity diffusion layer cannot be formed.

【0020】本発明は、前記の知見に基づいてなされた
ものであって、不純物拡散層の活性化濃度が基板深さ方
向及び基板主面方向の全領域に亘って所定の活性化濃度
よりも高く設定されると共に、不純物拡散層における半
導体基板との接合部領域が急峻な不純物濃度の勾配を有
することを実現するものである。
The present invention has been made based on the above findings, and the activation concentration of the impurity diffusion layer is lower than the predetermined activation concentration over the entire region in the substrate depth direction and the substrate main surface direction. It is set high and realizes that the junction region between the impurity diffusion layer and the semiconductor substrate has a steep impurity concentration gradient.

【0021】具体的には、本発明に係る半導体装置は、
第1導電型の半導体基板の主面上にゲート絶縁膜を介し
て形成されたゲート電極と、半導体基板のソース・ドレ
イン領域に形成された第2導電型の第1の不純物拡散層
と、半導体基板における第1の不純物拡散層よりもチャ
ネル領域に近い領域に形成され、第1の不純物拡散層よ
りも浅い第2導電型の第2の不純物拡散層とを備え、第
2の不純物拡散層の活性化濃度は、基板深さ方向及び基
板主面方向に亘って所定の活性化濃度よりも高く設定さ
れていると共に、第2の不純物拡散層における半導体基
板との接合部領域は急峻な不純物濃度の勾配を有してい
る。ここに、急峻な不純物濃度の勾配とは、具体的には
106 (atom/cm3 )/μm以上の勾配を意味す
る。
Specifically, the semiconductor device according to the present invention comprises:
A gate electrode formed on a main surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type via a gate insulating film, a first impurity diffusion layer of a second conductivity type formed in a source / drain region of the semiconductor substrate; A second impurity diffusion layer of a second conductivity type formed in a region of the substrate closer to the channel region than the first impurity diffusion layer and shallower than the first impurity diffusion layer; The activation concentration is set higher than a predetermined activation concentration in the substrate depth direction and the substrate main surface direction, and the junction region between the second impurity diffusion layer and the semiconductor substrate has a steep impurity concentration. It has a gradient of Here, the steep impurity concentration gradient specifically means a gradient of 10 6 (atom / cm 3 ) / μm or more.

【0022】本発明に係る半導体装置によると、第2の
不純物拡散層の活性化濃度が基板深さ方向及び基板主面
方向に亘って所定の活性化濃度よりも高く設定されてい
ると共に、第2の不純物拡散層における半導体基板との
接合部領域が急峻な不純物濃度の勾配を有しているた
め、第2の不純物拡散層の寄生抵抗の増大を抑制しつつ
第2の不純物拡散層の深さを浅くすることができる。
According to the semiconductor device of the present invention, the activation concentration of the second impurity diffusion layer is set higher than the predetermined activation concentration in the substrate depth direction and the substrate main surface direction. Since the junction region between the second impurity diffusion layer and the semiconductor substrate has a steep impurity concentration gradient, the depth of the second impurity diffusion layer is reduced while suppressing an increase in the parasitic resistance of the second impurity diffusion layer. Can be made shallower.

【0023】本発明に係る第1の半導体装置の製造方法
は、第1導電型の半導体基板の上にゲート絶縁膜を介し
てゲート電極を選択的に形成するゲート電極形成工程
と、半導体基板の上に全面に亘って酸化膜を堆積する酸
化膜堆積工程と、半導体基板に対して、ゲート電極をマ
スクとして第2導電型の不純物をイオン注入することに
より、第2導電型の不純物拡散層を形成する不純物拡散
層形成工程とを備えている。
According to the first method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, there is provided a gate electrode forming step of selectively forming a gate electrode on a first conductivity type semiconductor substrate via a gate insulating film; An oxide film deposition step of depositing an oxide film over the entire surface, and ion implantation of a second conductivity type impurity into the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask to form a second conductivity type impurity diffusion layer. Forming an impurity diffusion layer.

【0024】第1の半導体装置の製造方法によると、ゲ
ート電極を形成した後に半導体基板の上に全面に亘って
酸化膜を堆積し、その後、不純物拡散層を形成するため
の不純物のイオン注入を行なうため、不純物の注入され
る深さを浅くすることができると共に不純物のゲート電
極の下側への回り込みを抑制できる。
According to the first method of manufacturing a semiconductor device, an oxide film is deposited over the entire surface of a semiconductor substrate after forming a gate electrode, and then ion implantation of impurities for forming an impurity diffusion layer is performed. Therefore, the depth at which the impurity is implanted can be reduced, and the impurity can be prevented from sneaking under the gate electrode.

【0025】第1の半導体装置の製造方法において、不
純物拡散層形成工程は、不純物のイオン注入工程の後
に、半導体基板を約100℃/secの昇温レートで約
1000〜1050℃の温度に加熱した後、該温度下で
約10秒間保持する熱処理工程を有していることが好ま
しい。
In the first method for fabricating a semiconductor device, in the impurity diffusion layer forming step, after the impurity ion implantation step, the semiconductor substrate is heated to a temperature of about 1000 to 1050 ° C. at a rate of about 100 ° C./sec. After the heat treatment, it is preferable to have a heat treatment step of keeping the temperature for about 10 seconds.

【0026】本発明に係る第2の半導体装置の製造方法
は、第1導電型の半導体基板の上にゲート絶縁膜を介し
てゲート電極を選択的に形成するゲート電極形成工程
と、半導体基板の上に全面に亘って酸化膜を堆積する酸
化膜堆積工程と、ゲート電極の両側面にサイドウォール
を形成するサイドウォール形成工程と、半導体基板に対
して、ゲート電極及びサイドウォールをマスクとして第
2導電型の不純物をイオン注入することにより、第2導
電型の第1の不純物拡散層を形成する第1の不純物拡散
層形成工程と、サイドウォールを除去した後、半導体基
板に対して、ゲート電極をマスクとして第2導電型の不
純物をイオン注入することにより、第1の不純物拡散層
よりも浅い領域に第2導電型の第2の不純物拡散層を形
成する第2の不純物拡散層形成工程とを備えている。
According to a second method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, there is provided a gate electrode forming step of selectively forming a gate electrode on a first conductivity type semiconductor substrate via a gate insulating film; An oxide film deposition process of depositing an oxide film over the entire surface, a sidewall formation process of forming sidewalls on both side surfaces of the gate electrode, and a second process using a gate electrode and sidewalls as a mask with respect to the semiconductor substrate. A first impurity diffusion layer forming step of forming a first impurity diffusion layer of a second conductivity type by ion-implanting a conductivity type impurity, and removing the side wall; Ion implantation of impurities of the second conductivity type using the mask as a mask to form a second impurity diffusion layer of the second conductivity type in a region shallower than the first impurity diffusion layer. And a goldenrod forming step.

【0027】第2の半導体装置の製造方法によると、サ
イドウォールを除去することにより該サイドウォールの
下の酸化膜を露出させ、その後、第2の不純物拡散層を
形成するための不純物のイオン注入を行なうため、半導
体基板における酸化膜の下側に不純物が注入される深さ
を浅くすることができると共に不純物のゲート電極の下
側への回り込みを抑制できる。
According to the second method for fabricating a semiconductor device, the side wall is removed to expose the oxide film below the side wall, and thereafter, ion implantation of impurities for forming the second impurity diffusion layer is performed. Is performed, the depth at which the impurity is implanted below the oxide film in the semiconductor substrate can be reduced, and the sneak of the impurity under the gate electrode can be suppressed.

【0028】また、第2の半導体装置の製造方法による
と、サイドウォールの形成後に第2の不純物拡散層を形
成するため、サイドウォールを形成するための低温熱処
理により第2の不純物拡散層において不純物の増速拡散
が生じることを防ぐことができる。
According to the second method for manufacturing a semiconductor device, since the second impurity diffusion layer is formed after the formation of the sidewall, the impurity in the second impurity diffusion layer is formed by a low-temperature heat treatment for forming the sidewall. Can be prevented from occurring.

【0029】第2の半導体装置の製造方法において、第
1の不純物拡散層形成工程及び第2の不純物拡散層形成
工程のうちの少なくとも1つの工程は、不純物のイオン
注入工程の後に、半導体基板を約100℃/secの昇
温レートで約1000〜1050℃の温度に加熱した
後、該温度下で約10秒間保持する熱処理工程を有して
いることが好ましい。
In the second method for manufacturing a semiconductor device, at least one of the first impurity diffusion layer forming step and the second impurity diffusion layer forming step includes the step of: It is preferable to have a heat treatment step of heating to a temperature of about 1000 to 1050 ° C. at a temperature increasing rate of about 100 ° C./sec and holding the temperature for about 10 seconds.

【0030】第2の半導体装置の製造方法において、第
2の不純物拡散層形成工程は、高ドーズ量で不純物をイ
オン注入する工程を含むことが好ましい。
In the second method for fabricating a semiconductor device, the second impurity diffusion layer forming step preferably includes a step of ion-implanting impurities at a high dose.

【0031】第2の半導体装置の製造方法において、第
2の不純物拡散層形成工程の後に、半導体基板の上に露
出する酸化膜を除去する酸化膜除去工程と、ゲート電極
の両側面にサイドウォールを再び形成するサイドウォー
ル再形成工程と、半導体基板の上に全面に亘って金属膜
を堆積した後、熱処理により金属膜と半導体基板とを反
応させて、半導体基板のソース・ドレイン領域の表面部
にシリサイド膜を自己整合的に形成するシリサイド化工
程とをさらに備えていることが好ましい。
In the second method of manufacturing a semiconductor device, after the second impurity diffusion layer forming step, an oxide film removing step of removing an oxide film exposed on the semiconductor substrate, and sidewalls on both side surfaces of the gate electrode are provided. And forming a metal film over the entire surface of the semiconductor substrate, and then reacting the metal film with the semiconductor substrate by heat treatment to form a surface portion of the source / drain region of the semiconductor substrate. And a silicidation step of forming a silicide film in a self-aligned manner.

【0032】第2の半導体装置の製造方法において、第
1の不純物拡散層形成工程と第2の不純物拡散層形成工
程との間に、半導体基板の上に露出する酸化膜を除去す
る酸化膜除去工程と、半導体基板の上に全面に亘って金
属膜を堆積した後、熱処理により金属膜と半導体基板と
を反応させて、半導体基板のソース・ドレイン領域の表
面部にシリサイド膜を自己整合的に形成するシリサイド
化工程とをさらに備えていることが好ましい。
In the second method of manufacturing a semiconductor device, between the first impurity diffusion layer forming step and the second impurity diffusion layer forming step, an oxide film exposed on the semiconductor substrate is removed. After depositing a metal film over the entire surface of the semiconductor substrate, the metal film and the semiconductor substrate are reacted by heat treatment, and a silicide film is self-aligned on the surface of the source / drain region of the semiconductor substrate. It is preferable that the method further includes a silicidation step of forming.

【0033】第2の半導体装置の製造方法のシリサイド
化工程において堆積する金属膜は、チタン膜又はコバル
ト膜であることが好ましい。
The metal film deposited in the silicidation step of the second method for manufacturing a semiconductor device is preferably a titanium film or a cobalt film.

【0034】第2の半導体装置の製造方法のシリサイド
化工程において堆積する金属膜は、チタン膜とコバルト
膜との積層膜又はチタンとコバルトとの合金膜であるこ
とが好ましい。
The metal film deposited in the silicidation step of the second method for manufacturing a semiconductor device is preferably a laminated film of a titanium film and a cobalt film or an alloy film of titanium and cobalt.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態)以下、本発明
の第1の実施形態に係る半導体装置について、図1及び
図2(a)、(b)を参照しながら説明する。
(First Embodiment) A semiconductor device according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2A and 2B.

【0036】図1は、第1の実施形態に係る半導体装置
の断面構造を示している。
FIG. 1 shows a sectional structure of the semiconductor device according to the first embodiment.

【0037】図1に示すように、P型の半導体基板10
0の主面上にはゲート酸化膜101を介して例えばポリ
メタル膜又はポリシリコン膜からなるゲート電極102
が選択的に形成されている。半導体基板100における
ソース・ドレイン領域にN型の第1の不純物拡散層10
3が形成されていると共に、半導体基板100における
第1の不純物拡散層103よりもチャネル領域に近い領
域に、第1の不純物拡散層103よりも浅いN型の第2
の不純物拡散層104が形成されている。
As shown in FIG. 1, a P-type semiconductor substrate 10
A gate electrode 102 made of, for example, a polymetal film or a polysilicon film is formed on the main surface of
Are selectively formed. N-type first impurity diffusion layer 10 is formed in the source / drain region of semiconductor substrate 100.
3 is formed, and a second N-type shallower than the first impurity diffusion layer 103 is formed in a region of the semiconductor substrate 100 closer to the channel region than the first impurity diffusion layer 103.
Impurity diffusion layer 104 is formed.

【0038】図2(a)は、図1に示す第2の不純物拡
散層104における基板深さ方向(図1のA−A方向)
の不純物濃度分布を示しており、図2(b)は、第2の
不純物拡散層104における基板主面方向(図1のB−
B方向)の不純物濃度分布を示している。尚、図2
(a)及び(b)において、不純物濃度を示す縦軸は不
純物濃度CA の対数logCA を表している。
FIG. 2A shows the substrate depth direction (the AA direction in FIG. 1) in the second impurity diffusion layer 104 shown in FIG.
FIG. 2B shows the impurity concentration distribution of the second impurity diffusion layer 104 in the direction of the main surface of the substrate (B-B in FIG. 1).
(B direction). FIG.
In (a) and (b), the vertical axis showing the impurity concentration represents the logarithm log C A of the impurity concentration C A.

【0039】図2(a)及び(b)に示すように、第2
の不純物拡散層104の不純物濃度分布の特徴は、不純
物濃度が基板深さ方向及び基板主面方向に亘って所定の
活性化濃度よりも高いこと、第2の不純物拡散層104
における半導体基板100との接合部領域が急峻な不純
物濃度の勾配、具体的には106 (atom/cm3
/μm以上の勾配を有していること、及び活性化領域に
比べて不活性領域が小さくて不純物の活性化率が高いこ
とである。尚、ここで、所定の活性化濃度とは、半導体
装置が設計通りの性能を発揮するために不純物拡散層が
有するべき活性化濃度のことをいう。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the second
The feature of the impurity concentration distribution of the impurity diffusion layer 104 is that the impurity concentration is higher than a predetermined activation concentration in the substrate depth direction and the substrate main surface direction.
Of the impurity concentration in the junction region with the semiconductor substrate 100 at a steep slope, specifically, 10 6 (atom / cm 3 )
/ Μm or more, and the inactive region is smaller and the impurity activation rate is higher than the activated region. Here, the predetermined activation concentration refers to the activation concentration that the impurity diffusion layer should have in order for the semiconductor device to exhibit the designed performance.

【0040】第1の実施形態によると、第2の不純物拡
散層104の不純物濃度が基板深さ方向及び基板主面方
向に亘って所定の活性化濃度よりも高く設定されている
共に、第2の不純物拡散層104における半導体基板1
00との接合部領域が急峻な不純物濃度の勾配を有して
いるため、第2の不純物拡散層104の寄生抵抗の増大
を抑制しつつ第2の不純物拡散層104の深さを浅くす
ることができる。
According to the first embodiment, the impurity concentration of the second impurity diffusion layer 104 is set higher than the predetermined activation concentration in the substrate depth direction and the substrate main surface direction. Substrate 1 in impurity diffusion layer 104 of FIG.
Since the junction region with the second impurity diffusion layer has a steep impurity concentration gradient, the depth of the second impurity diffusion layer 104 is reduced while suppressing an increase in the parasitic resistance of the second impurity diffusion layer 104. Can be.

【0041】尚、第1の実施形態において、P型の半導
体基板100を用いたが、これに代えて、N型の半導体
基板を用いても同等の効果が得られる。
Although the P-type semiconductor substrate 100 is used in the first embodiment, an equivalent effect can be obtained by using an N-type semiconductor substrate instead.

【0042】(第2の実施形態)以下、本発明の第2の
実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図3
(a)〜(c)及び図4を参照しながら説明する。
(Second Embodiment) Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to (a) to (c) and FIG.

【0043】図3(a)〜(c)は、第2の実施形態に
係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図であ
り、図4は、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方
法に用いられる不純物の活性化熱処理における温度変化
を示す図である。
FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views showing respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment. FIG. 4 is a sectional view showing the semiconductor device according to the second embodiment. FIG. 7 is a diagram showing a temperature change in an impurity activation heat treatment used in the manufacturing method.

【0044】まず、図3(a)に示すように、P型の半
導体基板200の上に、例えば約5nmの膜厚を有する
ゲート酸化膜201、及び例えば多結晶シリコン膜から
なり、約250nmの膜厚を有するゲート電極202を
順次形成し、その後、半導体基板200の上に全面に亘
って、例えば約10nmの膜厚を有する酸化膜203を
形成する。
First, as shown in FIG. 3A, a gate oxide film 201 having a thickness of, for example, about 5 nm and a polycrystalline silicon film, for example, are formed on a P-type semiconductor substrate 200. A gate electrode 202 having a thickness is sequentially formed, and then an oxide film 203 having a thickness of, for example, about 10 nm is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 200.

【0045】次に、図3(b)に示すように、ゲート電
極202をマスクとして半導体基板200に対して、N
型の不純物、例えばAsイオンを10KeVの注入エネ
ルギー及び3×1014cm-2のドーズ量で注入た後、半
導体基板200を例えば図4に示すように約100℃/
secの昇温レートで約1025℃の温度に加熱し、そ
の後、該温度下で約10秒間保持する熱処理によりN型
の第1の不純物拡散層204を形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, the semiconductor substrate 200 is
After implanting impurities of the type, for example, As ions at an implantation energy of 10 KeV and a dose of 3 × 10 14 cm −2 , the semiconductor substrate 200 is, for example, about 100 ° C. /
The substrate is heated to a temperature of about 1025 ° C. at a rate of temperature increase of sec, and then the n-type first impurity diffusion layer 204 is formed by a heat treatment held at the temperature for about 10 seconds.

【0046】次に、半導体基板200の上に全面に亘っ
て例えば約50nmの膜厚を有するシリコン窒化膜を堆
積した後、該シリコン窒化膜に対して垂直方向に強い異
方性エッチングを行なって、図3(c)に示すように、
ゲート電極202の両側面にサイドウォール205を形
成する。このとき、ゲート電極202の表面及びソース
・ドレイン領域の表面に露出する酸化膜203をエッチ
ングにより除去する。次に、ゲート電極202及びサイ
ドウォール205をマスクとして半導体基板200に対
して、N型の不純物、例えばAsイオンを30KeVの
注入エネルギー及び3×1015cm-2のドーズ量で注入
した後、半導体基板200を例えば図4に示すように約
100℃/secの昇温レートで約1025℃の温度に
加熱し、その後、該温度下で約10秒間保持する熱処理
により、第1の不純物拡散層204よりも深い領域にN
型の第2の不純物拡散層206を形成する。
Next, after depositing a silicon nitride film having a thickness of, for example, about 50 nm over the entire surface of the semiconductor substrate 200, the silicon nitride film is subjected to strong anisotropic etching in the vertical direction. , As shown in FIG.
Sidewalls 205 are formed on both side surfaces of the gate electrode 202. At this time, the oxide film 203 exposed on the surface of the gate electrode 202 and the surface of the source / drain regions is removed by etching. Next, an N-type impurity, for example, As ion is implanted into the semiconductor substrate 200 using the gate electrode 202 and the sidewall 205 as a mask at an implantation energy of 30 KeV and a dose of 3 × 10 15 cm −2. For example, as shown in FIG. 4, the substrate 200 is heated to a temperature of about 1025 ° C. at a rate of about 100 ° C./sec, and thereafter, the first impurity diffusion layer 204 is heat-treated at the temperature for about 10 seconds. N in deeper area
A second impurity diffusion layer 206 is formed.

【0047】第2の実施形態によると、ゲート電極20
2を形成した後に半導体基板200の上に全面に亘って
酸化膜203を形成し、その後、半導体基板200に対
してイオン注入を行なうため、半導体基板200に不純
物が注入される深さを浅くすることができると共に不純
物のゲート電極202の下側への回り込みを抑制できる
ので、チャネル長の減少を防ぎつつ第1の不純物拡散層
204の深さを浅くすることができる。
According to the second embodiment, the gate electrode 20
2 is formed, an oxide film 203 is formed over the entire surface of the semiconductor substrate 200, and thereafter, the depth at which impurities are implanted into the semiconductor substrate 200 is reduced to perform ion implantation into the semiconductor substrate 200. In addition, since the impurity can be prevented from sneaking into the lower side of the gate electrode 202, the depth of the first impurity diffusion layer 204 can be reduced while preventing a decrease in channel length.

【0048】また、第2の実施形態によると、イオン注
入した不純物を活性化するための熱処理の昇温レートを
約100℃/secの高昇温レートにするため、イオン
注入による半導体基板のダメージの回復を早めて増速拡
散を抑制することができると共に、イオン注入した不純
物を活性化するための熱処理を1000℃以上の高温で
行なうため、不純物の固溶限界を上げてクラスタ化を抑
制することができる。このため、不純物が深い位置まで
移動することを防止できると共に不純物の活性化率を向
上させることができるので、第1の不純物拡散層204
又は第2の不純物拡散層206の不純物濃度が、基板深
さ方向及び基板主面方向に亘って所定の活性化濃度より
も高くなるようにすることができる共に、第1の不純物
拡散層204又は第2の不純物拡散層206における半
導体基板200との接合部領域が急峻な不純物濃度の勾
配、具体的には106 (atom/cm3 )/μm以上
の勾配を有するようにすることができる。その結果、第
1の不純物拡散層204又は第2の不純物拡散層206
の寄生抵抗の増大を抑制しつつ第1の不純物拡散層20
4又は第2の不純物拡散層206の深さを浅くすること
ができる。
According to the second embodiment, the heat treatment rate for activating the ion-implanted impurities is set to a high rate of about 100 ° C./sec. It is possible to suppress the accelerated diffusion by accelerating the recovery and to perform the heat treatment for activating the ion-implanted impurities at a high temperature of 1000 ° C. or higher, so that the solid solution limit of the impurities is increased to suppress the clustering. Can be. Therefore, the impurity can be prevented from moving to a deep position and the activation rate of the impurity can be improved, so that the first impurity diffusion layer 204 can be prevented.
Alternatively, the impurity concentration of the second impurity diffusion layer 206 can be set higher than a predetermined activation concentration in the substrate depth direction and the substrate main surface direction, and the first impurity diffusion layer 204 or The junction region between the second impurity diffusion layer 206 and the semiconductor substrate 200 can have a steep impurity concentration gradient, specifically, a gradient of 10 6 (atom / cm 3 ) / μm or more. As a result, the first impurity diffusion layer 204 or the second impurity diffusion layer 206
Impurity diffusion layer 20 while suppressing an increase in parasitic resistance of
The depth of the fourth or second impurity diffusion layer 206 can be reduced.

【0049】尚、第2の実施形態において、ゲート電極
202を形成するために多結晶シリコン膜を用いたが、
これに代えて、ポリメタル膜を用いてもよい。
In the second embodiment, a polycrystalline silicon film is used to form the gate electrode 202.
Instead, a polymetal film may be used.

【0050】また、第2の実施形態において、P型の半
導体基板200を用いたが、これに代えて、N型の半導
体基板を用いても同等の効果が得られる。
Although the P-type semiconductor substrate 200 is used in the second embodiment, an equivalent effect can be obtained by using an N-type semiconductor substrate instead.

【0051】(第3の実施形態)以下、本発明の第3の
実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図5
(a)〜(d)を参照しながら説明する。
(Third Embodiment) Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to (a) to (d).

【0052】図5(a)〜(d)は、第3の実施形態に
係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図であ
る。
FIGS. 5A to 5D are cross-sectional views showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment.

【0053】まず、図5(a)に示すように、P型の半
導体基板300の上に、例えば約5nmの膜厚を有する
ゲート酸化膜301、及び例えば多結晶シリコン膜から
なり、約250nmの膜厚を有するゲート電極302を
順次形成し、その後、半導体基板300の上に全面に亘
って、例えば約10nmの膜厚を有する酸化膜303を
形成する。
First, as shown in FIG. 5A, a gate oxide film 301 having a thickness of, for example, about 5 nm and a polysilicon film, for example, having a thickness of about 5 nm, are formed on a P-type semiconductor substrate 300. A gate electrode 302 having a thickness is sequentially formed, and thereafter, an oxide film 303 having a thickness of, for example, about 10 nm is formed over the entire surface of the semiconductor substrate 300.

【0054】次に、半導体基板300の上に全面に亘っ
て例えば約50nmの膜厚を有するシリコン窒化膜を堆
積した後、該シリコン窒化膜に対して垂直方向に強い異
方性エッチングを行なって、図5(b)に示すように、
ゲート電極302の両側面にサイドウォール304を形
成する。このとき、ゲート電極302の表面及びソース
・ドレイン領域の表面に露出する酸化膜303をエッチ
ングにより除去する。
Next, after a silicon nitride film having a thickness of, for example, about 50 nm is deposited over the entire surface of the semiconductor substrate 300, strong anisotropic etching is performed on the silicon nitride film in the vertical direction. , As shown in FIG.
Sidewalls 304 are formed on both side surfaces of the gate electrode 302. At this time, the oxide film 303 exposed on the surface of the gate electrode 302 and the surface of the source / drain regions is removed by etching.

【0055】次に、図5(c)に示すように、ゲート電
極302及びサイドウォール304をマスクとして半導
体基板300に対して、N型の不純物、例えばAsイオ
ンを30KeVの注入エネルギー及び3×1015cm-2
のドーズ量で注入した後、半導体基板300を約100
℃/secの昇温レートで約1025℃の温度に加熱
し、その後、該温度下で約10秒間保持する熱処理によ
りN型の第1の不純物拡散層305を形成する。
Next, as shown in FIG. 5C, an N-type impurity, for example, As ion is implanted into the semiconductor substrate 300 with an implantation energy of 30 KeV and 3 × 10 3 using the gate electrode 302 and the sidewall 304 as a mask. 15 cm -2
After the implantation at a dose of
The substrate is heated to a temperature of about 1025 ° C. at a rate of temperature rise of about 10 ° C./sec, and thereafter, an N-type first impurity diffusion layer 305 is formed by a heat treatment held at the temperature for about 10 seconds.

【0056】次に、図5(d)に示すように、フッ酸及
び熱リン酸等のエッチング液を用いてサイドウォール3
04を除去した後、ゲート電極302をマスクとして半
導体基板300に対して、N型の不純物、例えばAsイ
オンを10KeVの注入エネルギー及び3×1014cm
-2のドーズ量で注入する。次に、半導体基板300を約
100℃/secの昇温レートで約1025℃の温度に
加熱し、その後、該温度下で約10秒間保持する熱処理
により、第1の不純物拡散層305よりも浅い領域にN
型の第2の不純物拡散層306を形成する。
Next, as shown in FIG. 5D, the side wall 3 is etched using an etching solution such as hydrofluoric acid and hot phosphoric acid.
After removing 04, an N-type impurity, for example, As ion is implanted into the semiconductor substrate 300 using the gate electrode 302 as a mask at an implantation energy of 10 KeV and 3 × 10 14 cm.
Inject at a dose of -2 . Next, the semiconductor substrate 300 is heated to a temperature of about 1025 ° C. at a rate of about 100 ° C./sec, and thereafter, is heat-treated at the temperature for about 10 seconds to be shallower than the first impurity diffusion layer 305. N in area
A second impurity diffusion layer 306 of a mold is formed.

【0057】第3の実施形態によると、サイドウォール
304を除去することにより該サイドウォール304の
下の酸化膜303を露出させ、その後、第2の不純物拡
散層306を形成するため半導体基板300に対してイ
オン注入を行なうため、半導体基板300における酸化
膜303の下側に不純物が注入される深さを浅くするこ
とができると共に不純物のゲート電極302の下側への
回り込みを抑制できるので、チャネル長の減少を防ぎつ
つ第2の不純物拡散層306の深さを浅くすることがで
きる。
According to the third embodiment, the oxide film 303 under the sidewall 304 is exposed by removing the sidewall 304, and then the semiconductor substrate 300 is formed to form the second impurity diffusion layer 306. Since ion implantation is performed on the semiconductor substrate 300, the depth of the impurity implanted below the oxide film 303 in the semiconductor substrate 300 can be reduced, and the impurity can be prevented from flowing under the gate electrode 302. The depth of the second impurity diffusion layer 306 can be reduced while preventing a decrease in length.

【0058】また、第3の実施形態によると、サイドウ
ォール304の形成後に第2の不純物拡散層306を形
成するため、サイドウォール304を形成するための低
温熱処理により第2の不純物拡散層306において不純
物の増速拡散が生じることを防ぐことができるので、第
2の不純物拡散層306の深さをイオン注入により不純
物が注入された深さのまま浅く保つことができる。
According to the third embodiment, since the second impurity diffusion layer 306 is formed after the formation of the side wall 304, the second impurity diffusion layer 306 is formed by a low-temperature heat treatment for forming the side wall 304. Since the accelerated diffusion of the impurity can be prevented, the depth of the second impurity diffusion layer 306 can be kept shallow at the depth at which the impurity is implanted by ion implantation.

【0059】また、第3の実施形態によると、イオン注
入した不純物を活性化するための熱処理の昇温レートを
約100℃/secの高昇温レートにするため、イオン
注入による半導体基板のダメージの回復を早めて増速拡
散を抑制することができると共に、イオン注入した不純
物を活性化するための熱処理を1000℃以上の高温で
行なうため、不純物の固溶限界を上げてクラスタ化を抑
制することができる。このため、不純物が深い位置まで
移動することを防止できると共に不純物の活性化率を向
上させることができるので、第1の不純物拡散層305
又は第2の不純物拡散層306の不純物濃度が、基板深
さ方向及び基板主面方向に亘って所定の活性化濃度より
も高くなるようにすることができる共に、第1の不純物
拡散層305又は第2の不純物拡散層306における半
導体基板300との接合部領域が急峻な不純物濃度の勾
配、具体的には106 (atom/cm3 )/μm以上
の勾配を有するようにすることができる。その結果、第
1の不純物拡散層305又は第2の不純物拡散層306
の寄生抵抗の増大を抑制しつつ第1の不純物拡散層30
5又は第2の不純物拡散層306の深さを浅くすること
ができる。
Further, according to the third embodiment, the heat treatment rate for activating the ion-implanted impurities is set to a high rate of about 100 ° C./sec. It is possible to suppress the accelerated diffusion by accelerating the recovery and to perform the heat treatment for activating the ion-implanted impurities at a high temperature of 1000 ° C. or higher, so that the solid solution limit of the impurities is increased to suppress the clustering. Can be. Therefore, the impurity can be prevented from moving to a deep position and the activation rate of the impurity can be improved, so that the first impurity diffusion layer 305 can be formed.
Alternatively, the impurity concentration of the second impurity diffusion layer 306 can be higher than a predetermined activation concentration in the substrate depth direction and the substrate main surface direction, and the first impurity diffusion layer 305 or The junction region between the second impurity diffusion layer 306 and the semiconductor substrate 300 can have a steep impurity concentration gradient, specifically, a gradient of 10 6 (atom / cm 3 ) / μm or more. As a result, the first impurity diffusion layer 305 or the second impurity diffusion layer 306
Impurity diffusion layer 30 while suppressing an increase in parasitic resistance of
The depth of the fifth or second impurity diffusion layer 306 can be reduced.

【0060】尚、第3の実施形態において、ゲート電極
302を形成するために多結晶シリコン膜を用いたが、
これに代えて、ポリメタル膜を用いてもよい。
In the third embodiment, a polycrystalline silicon film is used to form the gate electrode 302.
Instead, a polymetal film may be used.

【0061】また、第3の実施形態において、イオン注
入した不純物を活性化するための熱処理を第1の不純物
拡散層305の形成時及び第2の不純物拡散層306の
形成時の2度行なったが、これに代えて、第2の不純物
拡散層306の形成時に1度だけ行なってもよい。
In the third embodiment, the heat treatment for activating the ion-implanted impurities is performed twice when forming the first impurity diffusion layer 305 and when forming the second impurity diffusion layer 306. Alternatively, it may be performed only once when forming the second impurity diffusion layer 306.

【0062】また、第3の実施形態において、P型の半
導体基板300を用いたが、これに代えて、N型の半導
体基板を用いても同等の効果が得られる。
Although the P-type semiconductor substrate 300 is used in the third embodiment, an equivalent effect can be obtained by using an N-type semiconductor substrate instead.

【0063】(第4の実施形態)以下、本発明の第4の
実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図6
(a)〜(c)及び図7(a)〜(c)を参照しながら
説明する。
(Fourth Embodiment) Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to (a) to (c) and FIGS. 7 (a) to (c).

【0064】図6(a)〜(c)及び図7(a)〜
(c)は、第4の実施形態に係る半導体装置の製造方法
の各工程を示す断面図であり、図6(a)〜(c)及び
図7(a)に示す製造方法の各工程は、図5(a)〜
(d)に示す第3の実施形態に係る半導体装置の製造方
法の各工程と同一である。
FIGS. 6A to 6C and FIGS.
6C is a cross-sectional view illustrating each step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment, and each step of the manufacturing method illustrated in FIGS. 6A to 6C and FIG. , FIG.
This is the same as each step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment shown in FIG.

【0065】まず、図6(a)に示すように、P型の半
導体基板400の上に、例えば約5nmの膜厚を有する
ゲート酸化膜401、及び例えば多結晶シリコン膜から
なり、約250nmの膜厚を有するゲート電極402を
順次形成し、その後、半導体基板400の上に全面に亘
って、例えば約10nmの膜厚を有する酸化膜403を
形成する。
First, as shown in FIG. 6A, a gate oxide film 401 having a thickness of, for example, about 5 nm and a polysilicon film, for example, having a thickness of about 5 nm are formed on a P-type semiconductor substrate 400. A gate electrode 402 having a thickness is sequentially formed, and an oxide film 403 having a thickness of, for example, about 10 nm is formed over the entire surface of the semiconductor substrate 400.

【0066】次に、半導体基板400の上に全面に亘っ
て例えば約50nmの膜厚を有するシリコン窒化膜を堆
積した後、該シリコン窒化膜に対して垂直方向に強い異
方性エッチングを行なって、図6(b)に示すように、
ゲート電極402の両側面に第1のサイドウォール40
4を形成する。このとき、ゲート電極402の表面及び
ソース・ドレイン領域の表面に露出する酸化膜403を
エッチングにより除去する。
Next, after depositing a silicon nitride film having a thickness of, for example, about 50 nm over the entire surface of the semiconductor substrate 400, the silicon nitride film is subjected to strong anisotropic etching in the vertical direction. As shown in FIG.
The first sidewall 40 is provided on both side surfaces of the gate electrode 402.
4 is formed. At this time, the oxide film 403 exposed on the surface of the gate electrode 402 and the surfaces of the source / drain regions is removed by etching.

【0067】次に、図6(c)に示すように、ゲート電
極402及び第1のサイドウォール404をマスクとし
て半導体基板400に対して、N型の不純物、例えばA
sイオンを30KeVの注入エネルギー及び3×1015
cm-2のドーズ量で注入した後、半導体基板400を約
100℃/secの昇温レートで約1025℃の温度に
加熱し、その後、該温度下で約10秒間保持する熱処理
によりN型の第1の不純物拡散層405を形成する。
Next, as shown in FIG. 6C, an N-type impurity such as A is added to the semiconductor substrate 400 using the gate electrode 402 and the first sidewall 404 as a mask.
The implantation energy of s ions is 30 KeV and 3 × 10 15
After the implantation at a dose of cm −2 , the semiconductor substrate 400 is heated to a temperature of about 1025 ° C. at a rate of about 100 ° C./sec, and then N-type is heat-treated at a temperature of about 1025 ° C. A first impurity diffusion layer 405 is formed.

【0068】次に、図7(a)に示すように、フッ酸及
び熱リン酸等のエッチング液を用いて第1のサイドウォ
ール404を除去した後、ゲート電極402をマスクと
して半導体基板400に対して、N型の不純物、例えば
Asイオンを10KeVの注入エネルギー及び3×10
14cm-2のドーズ量で注入する。次に、半導体基板40
0を約100℃/secの昇温レートで約1025℃の
温度に加熱した後、該温度下で約10秒時間保持する熱
処理により、第1の不純物拡散層405よりも浅い領域
にN型の第2の不純物拡散層406を形成する。
Next, as shown in FIG. 7A, after removing the first side wall 404 using an etching solution such as hydrofluoric acid and hot phosphoric acid, the semiconductor substrate 400 is formed using the gate electrode 402 as a mask. On the other hand, an N-type impurity such as As ions is implanted at an implantation energy of 10 KeV and 3 × 10
Implant at a dose of 14 cm -2 . Next, the semiconductor substrate 40
0 is heated to a temperature of about 1025 ° C. at a rate of about 100 ° C./sec, and then is heat-treated at the temperature for about 10 seconds to form an N-type region in a region shallower than the first impurity diffusion layer 405. A second impurity diffusion layer 406 is formed.

【0069】次に、半導体基板400の上に全面に亘っ
て例えば約50nmの膜厚を有するシリコン窒化膜を堆
積した後、該シリコン窒化膜に対して垂直方向に強い異
方性エッチングを行なって、図7(b)に示すように、
ゲート電極402の両側面に第2のサイドウォール40
7を形成する。
Next, after depositing a silicon nitride film having a thickness of, for example, about 50 nm over the entire surface of the semiconductor substrate 400, the silicon nitride film is subjected to strong anisotropic etching in the vertical direction. , As shown in FIG.
The second sidewall 40 is provided on both side surfaces of the gate electrode 402.
7 is formed.

【0070】次に、半導体基板400の上に全面に亘っ
て例えばスパッタリング法により約30nmの膜厚を有
するチタン膜を堆積した後、約680℃の温度下で約1
0秒の熱処理を行なう。次に、第2のサイドウォール4
07の上に存在する未反応のチタン膜を硫酸過酸化水素
水等のエッチング液を用いて選択的に除去した後、約9
00℃の温度下で約10秒の熱処理を行なって、図7
(c)に示すように、ゲート電極402及びソース・ド
レイン領域の表面部に約50nmの膜厚を有するシリサ
イド膜408を自己整合的に形成する。
Next, after a titanium film having a thickness of about 30 nm is deposited over the entire surface of the semiconductor substrate 400 by, for example, a sputtering method, the titanium film is deposited at a temperature of about 680 ° C. for about 1 hour.
A 0 second heat treatment is performed. Next, the second sidewall 4
After selectively removing the unreacted titanium film present on the substrate 07 using an etching solution such as sulfuric acid and hydrogen peroxide, about 9
By performing a heat treatment at a temperature of 00 ° C. for about 10 seconds, FIG.
As shown in (c), a silicide film 408 having a thickness of about 50 nm is formed in a self-alignment manner on the surface of the gate electrode 402 and the source / drain regions.

【0071】第4の実施形態によると、第1のサイドウ
ォール404を除去することにより該第1のサイドウォ
ール404の下の酸化膜403を露出させ、その後、第
2の不純物拡散層406を形成するため半導体基板40
0に対してイオン注入を行なうため、半導体基板400
における酸化膜403の下側に不純物が注入される深さ
を浅くすることができると共に不純物のゲート電極40
2の下側への回り込みを抑制できるので、チャネル長の
減少を防ぎつつ第2の不純物拡散層406の深さを浅く
することができる。
According to the fourth embodiment, the oxide film 403 under the first sidewall 404 is exposed by removing the first sidewall 404, and then the second impurity diffusion layer 406 is formed. Semiconductor substrate 40
0, the semiconductor substrate 400
The depth at which impurities are implanted below oxide film 403 can be reduced, and impurity gate electrode 40 can be formed.
2 can be suppressed from going down, so that the depth of the second impurity diffusion layer 406 can be reduced while preventing a decrease in channel length.

【0072】また、第4の実施形態によると、第1のサ
イドウォール404の形成後に第2の不純物拡散層40
6を形成するため、第1のサイドウォール404を形成
するための低温熱処理により不純物の増速拡散が生じる
ことを防ぐことができるので、第2の不純物拡散層40
6の深さをイオン注入により不純物が注入された深さの
まま浅く保つことができる。
According to the fourth embodiment, the second impurity diffusion layer 40 is formed after the first side wall 404 is formed.
6, the impurity can be prevented from being accelerated and diffused by the low-temperature heat treatment for forming the first sidewall 404, and thus the second impurity diffusion layer 40 can be formed.
6 can be kept shallow at the depth at which the impurities are implanted by ion implantation.

【0073】また、第4の実施形態によると、イオン注
入した不純物を活性化するための熱処理の昇温レートを
約100℃/secの高昇温レートにするため、イオン
注入による半導体基板のダメージの回復を早めて増速拡
散を抑制することができると共に、イオン注入した不純
物を活性化するための熱処理を1000℃以上の高温で
行なうため、不純物の固溶限界を上げてクラスタ化を抑
制することができる。このため、不純物が深い位置まで
移動することを防止できると共に不純物の活性化率を向
上させることができるので、第1の不純物拡散層405
又は第2の不純物拡散層406の不純物濃度が、基板深
さ方向及び基板主面方向に亘って所定の活性化濃度より
も高くなるようにすることができる共に、第1の不純物
拡散層405又は第2の不純物拡散層406における半
導体基板400との接合部領域が急峻な不純物濃度の勾
配、具体的には106 (atom/cm3 )/μm以上
の勾配を有するようにすることができる。その結果、第
1の不純物拡散層405又は第2の不純物拡散層406
の寄生抵抗の増大を抑制しつつ第1の不純物拡散層40
5又は第2の不純物拡散層406の深さを浅くすること
ができる。
According to the fourth embodiment, the heat treatment rate for activating the ion-implanted impurities is set to a high rate of about 100 ° C./sec. It is possible to suppress the accelerated diffusion by accelerating the recovery and to perform the heat treatment for activating the ion-implanted impurities at a high temperature of 1000 ° C. or higher, so that the solid solution limit of the impurities is increased to suppress the clustering. Can be. Therefore, the impurity can be prevented from moving to a deep position and the activation rate of the impurity can be improved, so that the first impurity diffusion layer 405 can be formed.
Alternatively, the impurity concentration of the second impurity diffusion layer 406 can be higher than a predetermined activation concentration in the substrate depth direction and the substrate main surface direction, and the first impurity diffusion layer 405 or The junction region between the second impurity diffusion layer 406 and the semiconductor substrate 400 can have a steep impurity concentration gradient, specifically, a gradient of 10 6 (atom / cm 3 ) / μm or more. As a result, the first impurity diffusion layer 405 or the second impurity diffusion layer 406
Impurity diffusion layer 40 while suppressing an increase in parasitic resistance of
The depth of the fifth or second impurity diffusion layer 406 can be reduced.

【0074】また、第4の実施形態によると、ゲート電
極402及びソース・ドレイン領域の各表面部にシリサ
イド膜408が形成されるので、ゲート電極402及び
ソース・ドレイン領域の抵抗を低減することができる。
According to the fourth embodiment, since the silicide film 408 is formed on each surface of the gate electrode 402 and the source / drain region, the resistance of the gate electrode 402 and the source / drain region can be reduced. it can.

【0075】尚、第4の実施形態において、ゲート電極
402を形成するために多結晶シリコン膜を用いたが、
これに代えて、ポリメタル膜を用いてもよい。
In the fourth embodiment, a polycrystalline silicon film is used to form the gate electrode 402.
Instead, a polymetal film may be used.

【0076】また、第4の実施形態において、イオン注
入した不純物を活性化するための熱処理を第1の不純物
拡散層405の形成時及び第2の不純物拡散層406の
形成時の2度行なったが、これに代えて、第2の不純物
拡散層406の形成時に1度だけ行なってもよい。
In the fourth embodiment, the heat treatment for activating the ion-implanted impurities is performed twice when forming the first impurity diffusion layer 405 and when forming the second impurity diffusion layer 406. Alternatively, it may be performed only once when forming the second impurity diffusion layer 406.

【0077】また、第4の実施形態において、シリサイ
ド膜408の形成にチタン膜を用いたが、これに代え
て、コバルト膜を用いてもよい。
In the fourth embodiment, a titanium film is used for forming the silicide film 408, but a cobalt film may be used instead.

【0078】また、第4の実施形態において、P型の半
導体基板400を用いたが、これに代えて、N型の半導
体基板を用いても同等の効果が得られる。
Although the P-type semiconductor substrate 400 is used in the fourth embodiment, an equivalent effect can be obtained by using an N-type semiconductor substrate instead.

【0079】(第5の実施形態)以下、本発明の第5の
実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図8
(a)〜(c)及び図9(a)、(b)を参照しながら
説明する。
(Fifth Embodiment) Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to (a) to (c) and FIGS. 9 (a) and 9 (b).

【0080】図8(a)〜(c)及び図9(a)、
(b)は、第5の実施形態に係る半導体装置の製造方法
の各工程を示す断面図であり、図8(a)〜(c)に示
す製造方法の各工程は、図5(a)〜(c)に示す第3
の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程と同一
である。
FIGS. 8 (a) to 8 (c) and 9 (a),
8B is a cross-sectional view illustrating each step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the fifth embodiment, and each step of the manufacturing method illustrated in FIGS. 8A to 8C is illustrated in FIG. The third shown in (c)
This is the same as each step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment.

【0081】まず、図8(a)に示すように、P型の半
導体基板500の上に、例えば約5nmの膜厚を有する
ゲート酸化膜501、及び例えば多結晶シリコン膜から
なり、約250nmの膜厚を有するゲート電極502を
順次形成し、その後、半導体基板500の上に全面に亘
って、例えば約10nmの膜厚を有する酸化膜503を
形成する。
First, as shown in FIG. 8A, on a P-type semiconductor substrate 500, a gate oxide film 501 having a thickness of, for example, about 5 nm, and a polycrystalline silicon film, for example, are formed. A gate electrode 502 having a thickness is sequentially formed, and then an oxide film 503 having a thickness of, for example, about 10 nm is formed over the entire surface of the semiconductor substrate 500.

【0082】次に、半導体基板500の上に全面に亘っ
て例えば約50nmの膜厚を有するシリコン窒化膜を堆
積した後、該シリコン窒化膜に対して垂直方向に強い異
方性エッチングを行なって、図8(b)に示すように、
ゲート電極502の両側面にサイドウォール504を形
成する。このとき、ゲート電極502の表面及びソース
・ドレイン領域の表面に露出する酸化膜503をエッチ
ングにより除去する。
Next, after a silicon nitride film having a thickness of, for example, about 50 nm is deposited over the entire surface of the semiconductor substrate 500, strong anisotropic etching is performed on the silicon nitride film in the vertical direction. As shown in FIG.
Side walls 504 are formed on both side surfaces of the gate electrode 502. At this time, the oxide film 503 exposed on the surface of the gate electrode 502 and the surface of the source / drain regions is removed by etching.

【0083】次に、図8(c)に示すように、ゲート電
極502及びサイドウォール504をマスクとして半導
体基板500に対して、N型の不純物、例えばAsイオ
ンを30KeVの注入エネルギー及び3×1015cm-2
のドーズ量で注入した後、半導体基板500を約100
℃/secの昇温レートで約1025℃の温度に加熱
し、その後、該温度下で約10秒間保持する熱処理によ
りN型の第1の不純物拡散層505を形成する。
Next, as shown in FIG. 8C, an N-type impurity, for example, As ion is implanted into the semiconductor substrate 500 at an implantation energy of 30 KeV and a dose of 3 × 10 5 using the gate electrode 502 and the sidewall 504 as a mask. 15 cm -2
After the implantation at a dose of
The substrate is heated to a temperature of about 1025 ° C. at a rate of temperature rise of about 10 ° C./sec, and thereafter, an N-type first impurity diffusion layer 505 is formed by a heat treatment held at the temperature for about 10 seconds.

【0084】次に、ゲート電極502の表面及び第1の
不純物拡散層505の表面に露出する酸化膜503を異
方性エッチングにより完全に除去した後、半導体基板5
00の上に全面に亘って例えばスパッタリング法により
約30nmの膜厚を有するチタン膜を堆積し、その後、
約680℃の温度下で約10秒の熱処理を行なう。次
に、サイドウォール504の上に存在する未反応のチタ
ン膜を硫酸過酸化水素水等のエッチング液を用いて選択
的に除去した後、約900℃の温度下で約10秒の熱処
理を行なって、図9(a)に示すように、ゲート電極5
02及び第1の不純物拡散層505の表面部に約50n
mの膜厚を有するシリサイド膜506を自己整合的に形
成する。
Next, the oxide film 503 exposed on the surface of the gate electrode 502 and the surface of the first impurity diffusion layer 505 is completely removed by anisotropic etching.
A titanium film having a thickness of about 30 nm is deposited over the entire surface of the metal layer 00 by, for example, a sputtering method.
A heat treatment is performed at a temperature of about 680 ° C. for about 10 seconds. Next, after the unreacted titanium film present on the sidewall 504 is selectively removed using an etching solution such as aqueous sulfuric acid and hydrogen peroxide, a heat treatment is performed at a temperature of about 900 ° C. for about 10 seconds. Then, as shown in FIG.
02 and the surface of the first impurity diffusion layer 505
A silicide film 506 having a thickness of m is formed in a self-aligned manner.

【0085】次に、図9(b)に示すように、フッ酸及
び熱リン酸等のエッチング液を用いてサイドウォール5
04を除去した後、ゲート電極502をマスクとして半
導体基板500に対して、N型の不純物、例えばAsイ
オンを10KeVの注入エネルギー及び3×1014cm
-2のドーズ量で注入する。次に、半導体基板500を約
100℃/secの昇温レートで約1025℃の温度に
加熱した後、該温度下で約10秒間保持する熱処理によ
り、第1の不純物拡散層505よりも浅い領域にN型の
第2の不純物拡散層507を形成する。
Next, as shown in FIG. 9B, the side walls 5 are etched using an etching solution such as hydrofluoric acid and hot phosphoric acid.
After removing 04, an N-type impurity, for example, As ion is implanted into the semiconductor substrate 500 using the gate electrode 502 as a mask at an implantation energy of 10 KeV and 3 × 10 14 cm.
Inject at a dose of -2 . Next, after the semiconductor substrate 500 is heated to a temperature of about 1025 ° C. at a rate of about 100 ° C./sec, a region shallower than the first impurity diffusion layer 505 is formed by a heat treatment held at the temperature for about 10 seconds. Then, an N-type second impurity diffusion layer 507 is formed.

【0086】第5の実施形態によると、サイドウォール
504を除去することにより該サイドウォール504の
下の酸化膜503を露出させ、その後、第2の不純物拡
散層507を形成するため半導体基板500に対してイ
オン注入を行なうため、半導体基板500における酸化
膜503の下側に不純物が注入される深さを浅くするこ
とができると共に不純物のゲート電極502の下側への
回り込みを抑制できるので、チャネル長の減少を防ぎつ
つ第2の不純物拡散層507の深さを浅くすることがで
きる。
According to the fifth embodiment, the side wall 504 is removed to expose the oxide film 503 under the side wall 504, and then the semiconductor substrate 500 is formed to form the second impurity diffusion layer 507. On the other hand, since the ion implantation is performed, the depth of the impurity implanted below the oxide film 503 in the semiconductor substrate 500 can be reduced, and the impurity can be prevented from flowing under the gate electrode 502. The depth of the second impurity diffusion layer 507 can be reduced while preventing a decrease in length.

【0087】また、第5の実施形態によると、サイドウ
ォール504又はシリサイド膜506の形成後に第2の
不純物拡散層507を形成するため、サイドウォール5
04又はシリサイド膜506を形成するための低温熱処
理により不純物の増速拡散が生じることを防ぐことがで
きるので、第2の不純物拡散層507の深さをイオン注
入により不純物が注入された深さのまま浅く保つことが
できる。
According to the fifth embodiment, the second impurity diffusion layer 507 is formed after the formation of the side wall 504 or the silicide film 506.
04 or the low-temperature heat treatment for forming the silicide film 506 can prevent the accelerated diffusion of impurities from occurring, so that the depth of the second impurity diffusion layer 507 is set to the depth at which the impurities are implanted by ion implantation. It can be kept shallow.

【0088】また、第5の実施形態によると、イオン注
入した不純物を活性化するための熱処理の昇温レートを
約100℃/secの高昇温レートにするため、イオン
注入による半導体基板のダメージの回復を早めて増速拡
散を抑制することができると共に、イオン注入した不純
物を活性化するための熱処理を1000℃以上の高温で
行なうため、不純物の固溶限界を上げてクラスタ化を抑
制することができる。このため、不純物が深い位置まで
移動することを防止できると共に不純物の活性化率を向
上させることができるので、第1の不純物拡散層505
又は第2の不純物拡散層507の不純物濃度が基板深さ
方向及び基板主面方向に亘って所定の活性化濃度を有す
るようにすることができる共に、第1の不純物拡散層5
05又は第2の不純物拡散層507における半導体基板
500との接合部領域が急峻な不純物濃度の勾配、具体
的には106 (atom/cm3 )/μm以上の勾配を
有するようにすることができる。その結果、第1の不純
物拡散層505又は第2の不純物拡散層507の寄生抵
抗の増大を抑制しつつ第1の不純物拡散層505又は第
2の不純物拡散層507の深さを浅くすることができ
る。
According to the fifth embodiment, the heat treatment rate for activating the ion-implanted impurities is set to a high rate of about 100 ° C./sec. It is possible to suppress the accelerated diffusion by accelerating the recovery and to perform the heat treatment for activating the ion-implanted impurities at a high temperature of 1000 ° C. or higher, so that the solid solution limit of the impurities is increased to suppress the clustering. Can be. Therefore, the impurity can be prevented from moving to a deep position and the activation rate of the impurity can be improved, so that the first impurity diffusion layer 505 can be prevented.
Alternatively, the impurity concentration of the second impurity diffusion layer 507 can be set to have a predetermined activation concentration in the substrate depth direction and the substrate main surface direction, and the first impurity diffusion layer 5
05 or the second impurity diffusion layer 507 in the junction region with the semiconductor substrate 500 may have a steep impurity concentration gradient, specifically, a gradient of 10 6 (atom / cm 3 ) / μm or more. it can. As a result, it is possible to reduce the depth of the first impurity diffusion layer 505 or the second impurity diffusion layer 507 while suppressing an increase in the parasitic resistance of the first impurity diffusion layer 505 or the second impurity diffusion layer 507. it can.

【0089】また、第5の実施形態によると、ゲート電
極502及びソース・ドレイン領域の各表面部にシリサ
イド膜506が形成されるので、ゲート電極502及び
ソース・ドレイン領域の抵抗を低減することができる。
According to the fifth embodiment, since the silicide film 506 is formed on each surface of the gate electrode 502 and the source / drain region, the resistance of the gate electrode 502 and the source / drain region can be reduced. it can.

【0090】尚、第5の実施形態において、第2の不純
物拡散層507を形成するためのAsイオンの注入を行
なった後に、Bイオンを30KeVの注入エネルギー及
び1×1013cm-2のドーズ量で注入してもよい。この
ようにすると、第2の不純物拡散層507の下側に短チ
ャネル効果を抑制するポケット領域を自己整合的に容易
に形成できる。
In the fifth embodiment, after As ions are implanted to form the second impurity diffusion layer 507, B ions are implanted at an energy of 30 KeV and a dose of 1 × 10 13 cm −2 . It may be injected in an amount. In this way, a pocket region for suppressing the short channel effect can be easily formed below the second impurity diffusion layer 507 in a self-aligned manner.

【0091】また、第5の実施形態において、ゲート電
極502を形成するために多結晶シリコン膜を用いた
が、これに代えて、ポリメタル膜を用いてもよい。
In the fifth embodiment, a polycrystalline silicon film is used to form the gate electrode 502, but a polymetal film may be used instead.

【0092】また、第5の実施形態において、イオン注
入した不純物を活性化するための熱処理を第1の不純物
拡散層505の形成時及び第2の不純物拡散層507の
形成時の2度行なったが、これに代えて、第2の不純物
拡散層507の形成時に1度だけ行なってもよい。
In the fifth embodiment, the heat treatment for activating the ion-implanted impurities is performed twice when forming the first impurity diffusion layer 505 and when forming the second impurity diffusion layer 507. Alternatively, it may be performed only once when the second impurity diffusion layer 507 is formed.

【0093】また、第5の実施形態において、シリサイ
ド膜506の形成にチタン膜を用いたが、これに代え
て、コバルト膜を用いてもよい。
In the fifth embodiment, a titanium film is used for forming the silicide film 506, but a cobalt film may be used instead.

【0094】また、第5の実施形態において、P型の半
導体基板500を用いたが、これに代えて、N型の半導
体基板を用いても同等の効果が得られる。
Although the P-type semiconductor substrate 500 is used in the fifth embodiment, an equivalent effect can be obtained by using an N-type semiconductor substrate instead.

【0095】(第6の実施形態)以下、本発明の第6の
実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図10
(a)〜(c)及び図11(a)〜(c)を参照しなが
ら説明する。
(Sixth Embodiment) Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to (a) to (c) and FIGS. 11 (a) to (c).

【0096】図10(a)〜(c)及び図11(a)〜
(c)は、第6の実施形態に係る半導体装置の製造方法
の各工程を示す断面図であり、図10(a)〜(c)に
示す製造方法の各工程は、図5(a)〜(c)に示す第
3の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程と同
一である。
FIGS. 10 (a) to 10 (c) and FIGS.
10C is a cross-sectional view illustrating each step of the manufacturing method of the semiconductor device according to the sixth embodiment, and each step of the manufacturing method illustrated in FIGS. 10A to 10C is illustrated in FIG. This is the same as each step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment shown in FIGS.

【0097】まず、図10(a)に示すように、P型の
半導体基板600の上に、例えば約5nmの膜厚を有す
るゲート酸化膜601、及び例えば多結晶シリコン膜か
らなり、約250nmの膜厚を有するゲート電極602
を順次形成し、その後、半導体基板600の上に全面に
亘って、例えば約10nmの膜厚を有する酸化膜603
を形成する。
First, as shown in FIG. 10A, a gate oxide film 601 having a thickness of, for example, about 5 nm and a polysilicon film, for example, having a thickness of about 5 nm are formed on a P-type semiconductor substrate 600. Gate electrode 602 having thickness
Are sequentially formed, and thereafter, an oxide film 603 having a thickness of, for example, about 10 nm is formed over the entire surface of the semiconductor substrate 600.
To form

【0098】次に、半導体基板600の上に全面に亘っ
て例えば約50nmの膜厚を有するシリコン窒化膜を堆
積した後、該シリコン窒化膜に対して垂直方向に強い異
方性エッチングを行なって、図10(b)に示すよう
に、ゲート電極602の両側面にサイドウォール604
を形成する。このとき、ゲート電極602の表面及びソ
ース・ドレイン領域の表面に露出する酸化膜603をエ
ッチングにより除去する。
Next, after depositing a silicon nitride film having a thickness of, for example, about 50 nm over the entire surface of the semiconductor substrate 600, the silicon nitride film is subjected to strong anisotropic etching in the vertical direction. As shown in FIG. 10B, sidewalls 604 are formed on both side surfaces of the gate electrode 602.
To form At this time, the oxide film 603 exposed on the surface of the gate electrode 602 and the surfaces of the source / drain regions is removed by etching.

【0099】次に、図10(c)に示すように、ゲート
電極602及びサイドウォール604をマスクとして半
導体基板600に対して、N型の不純物、例えばAsイ
オンを30KeVの注入エネルギー及び3×1015cm
-2のドーズ量で注入した後、半導体基板600を約10
0℃/secの昇温レートで約1025℃の温度に加熱
し、その後、該温度下で約10秒間保持する熱処理によ
りN型の第1の不純物拡散層605を形成する。
Next, as shown in FIG. 10C, an N-type impurity, for example, As ion is implanted into the semiconductor substrate 600 using the gate electrode 602 and the side wall 604 as a mask at an implantation energy of 30 KeV and 3 × 10 3. 15 cm
After the implantation at a dose of -2 , the semiconductor substrate 600 is
The substrate is heated to a temperature of about 1025 ° C. at a temperature increase rate of 0 ° C./sec, and thereafter, an N-type first impurity diffusion layer 605 is formed by a heat treatment held at the temperature for about 10 seconds.

【0100】次に、ゲート電極602の表面及び第1の
不純物拡散層605の表面に露出する酸化膜603を異
方性エッチングにより完全に除去した後、図11(a)
に示すように、半導体基板600の上に全面に亘って例
えばスパッタリング法により約30nmの膜厚を有する
チタン膜及びコバルト膜の積層膜606を堆積する。
Next, after completely removing the oxide film 603 exposed on the surface of the gate electrode 602 and the surface of the first impurity diffusion layer 605 by anisotropic etching, FIG.
As shown in FIG. 7, a laminated film 606 of a titanium film and a cobalt film having a thickness of about 30 nm is deposited over the entire surface of the semiconductor substrate 600 by, for example, a sputtering method.

【0101】次に、約680℃の温度下で約10秒の熱
処理を行なった後、サイドウォール604の上に存在す
る未反応の積層膜606を硫酸過酸化水素水等のエッチ
ング液を用いて選択的に除去し、その後、約900℃の
温度下で約10秒の熱処理を行なって、図11(b)に
示すように、ゲート電極602及び第1の不純物拡散層
605の表面部に約50nmの膜厚を有するシリサイド
膜607を自己整合的に形成する。
Next, after performing a heat treatment at a temperature of about 680 ° C. for about 10 seconds, the unreacted laminated film 606 present on the side wall 604 is etched using an etching solution such as sulfuric acid and hydrogen peroxide. Then, a heat treatment is performed at a temperature of about 900 ° C. for about 10 seconds, so that the surface of the gate electrode 602 and the first impurity diffusion layer 605 is formed as shown in FIG. A silicide film 607 having a thickness of 50 nm is formed in a self-aligned manner.

【0102】次に、図11(c)に示すように、フッ酸
及び熱リン酸等のエッチング液を用いてサイドウォール
604を除去した後、ゲート電極602をマスクとして
半導体基板600に対して、N型の不純物、例えばAs
イオンを10KeVの注入エネルギー及び3×1014
-2のドーズ量で注入する。次に、半導体基板600を
約100℃/secの昇温レートで約1025℃の温度
に加熱した後、該温度下で約10秒間保持する熱処理に
より、第1の不純物拡散層605よりも浅い領域にN型
の第2の不純物拡散層608を形成する。
Next, as shown in FIG. 11C, after removing the sidewalls 604 using an etching solution such as hydrofluoric acid and hot phosphoric acid, the semiconductor substrate 600 is removed from the semiconductor substrate 600 using the gate electrode 602 as a mask. N-type impurities, for example, As
The ions are implanted at an energy of 10 KeV and 3 × 10 14 c
Implant at a dose of m- 2 . Next, the semiconductor substrate 600 is heated to a temperature of about 1025 ° C. at a rate of about 100 ° C./sec, and then is heat-treated at the temperature for about 10 seconds to form a region shallower than the first impurity diffusion layer 605. Then, an N-type second impurity diffusion layer 608 is formed.

【0103】第6の実施形態によると、サイドウォール
604を除去することにより該サイドウォール604の
下の酸化膜603を露出させ、その後、第2の不純物拡
散層608を形成するため半導体基板600に対してイ
オン注入を行なうため、半導体基板600における酸化
膜603の下側に不純物が注入される深さを浅くするこ
とができると共に不純物のゲート電極602の下側への
回り込みを抑制できるので、チャネル長の減少を防ぎつ
つ第2の不純物拡散層608の深さを浅くすることがで
きる。
According to the sixth embodiment, the oxide film 603 under the sidewall 604 is exposed by removing the sidewall 604, and then the semiconductor substrate 600 is formed to form the second impurity diffusion layer 608. On the other hand, since the ion implantation is performed, the depth of the impurity implanted below the oxide film 603 in the semiconductor substrate 600 can be reduced, and the sneak of the impurity under the gate electrode 602 can be suppressed. The depth of the second impurity diffusion layer 608 can be reduced while preventing a decrease in length.

【0104】また、第6の実施形態によると、サイドウ
ォール604又はシリサイド膜607の形成後に第2の
不純物拡散層608を形成するため、サイドウォール6
04又はシリサイド膜607を形成するための低温熱処
理により不純物の増速拡散が生じることを防ぐことがで
きるので、第2の不純物拡散層608の深さをイオン注
入により不純物が注入された深さのまま浅く保つことが
できる。
According to the sixth embodiment, the second impurity diffusion layer 608 is formed after the formation of the side wall 604 or the silicide film 607.
04 or the low-temperature heat treatment for forming the silicide film 607 can be prevented from causing accelerated diffusion of impurities. Therefore, the depth of the second impurity diffusion layer 608 is set to the depth at which the impurities are implanted by ion implantation. It can be kept shallow.

【0105】また、第6の実施形態によると、イオン注
入した不純物を活性化するための熱処理の昇温レートを
約100℃/secの高昇温レートにするため、イオン
注入による半導体基板のダメージの回復を早めて増速拡
散を抑制することができると共に、イオン注入した不純
物を活性化するための熱処理を1000℃以上の高温で
行なうため、不純物の固溶限界を上げてクラスタ化を抑
制することができる。このため、不純物が深い位置まで
移動することを防止できると共に不純物の活性化率を向
上させることができるので、第1の不純物拡散層605
又は第2の不純物拡散層608の不純物濃度が基板深さ
方向及び基板主面方向に亘って所定の活性化濃度よりも
高くなるようにすることができる共に、第1の不純物拡
散層605又は第2の不純物拡散層608における半導
体基板600との接合部領域が急峻な不純物濃度の勾
配、具体的には106 (atom/cm3 )/μm以上
の勾配を有するようにすることができる。その結果、第
1の不純物拡散層605又は第2の不純物拡散層608
の寄生抵抗の増大を抑制しつつ第1の不純物拡散層60
5又は第2の不純物拡散層608の深さを浅くすること
ができる。
According to the sixth embodiment, the heat treatment rate for activating the ion-implanted impurities is set to a high rate of about 100 ° C./sec. It is possible to suppress the accelerated diffusion by accelerating the recovery and to perform the heat treatment for activating the ion-implanted impurities at a high temperature of 1000 ° C. or higher, so that the solid solution limit of the impurities is increased to suppress the clustering. Can be. For this reason, the impurity can be prevented from moving to a deep position and the activation rate of the impurity can be improved, so that the first impurity diffusion layer 605 can be formed.
Alternatively, the impurity concentration of the second impurity diffusion layer 608 can be higher than a predetermined activation concentration in the substrate depth direction and the substrate main surface direction, and the first impurity diffusion layer 605 or the second The junction region between the second impurity diffusion layer 608 and the semiconductor substrate 600 can have a steep impurity concentration gradient, specifically, a gradient of 10 6 (atom / cm 3 ) / μm or more. As a result, the first impurity diffusion layer 605 or the second impurity diffusion layer 608
Impurity diffusion layer 60 while suppressing an increase in parasitic resistance of
The depth of the fifth or second impurity diffusion layer 608 can be reduced.

【0106】また、第6の実施形態によると、ゲート電
極602及びソース・ドレイン領域の各表面部にシリサ
イド膜607が形成されるので、ゲート電極602及び
ソース・ドレイン領域の抵抗を低減することができる。
また、シリサイド膜607の形成にチタン膜及びコバル
ト膜の積層膜を用いることによりシリサイド膜607の
耐熱性が向上するので、後に行なう第2の不純物拡散層
608を形成するための活性化熱処理等に対するシリサ
イド膜607の信頼性が向上する。
According to the sixth embodiment, since the silicide film 607 is formed on each surface of the gate electrode 602 and the source / drain region, the resistance of the gate electrode 602 and the source / drain region can be reduced. it can.
Further, since the heat resistance of the silicide film 607 is improved by using a stacked film of a titanium film and a cobalt film for forming the silicide film 607, the heat treatment for activation heat for forming the second impurity diffusion layer 608 to be performed later is performed. The reliability of the silicide film 607 is improved.

【0107】尚、第6の実施形態において、第2の不純
物拡散層608を形成するためのAsイオンの注入を行
なった後に、Bイオンを30KeVの注入エネルギー及
び1×1013cm-2のドーズ量で注入してもよい。この
ようにすると、第2の不純物拡散層608の下側に短チ
ャネル効果を抑制するポケット領域を自己整合的に容易
に形成できる。
In the sixth embodiment, after As ions for forming the second impurity diffusion layer 608 are implanted, B ions are implanted at an energy of 30 KeV and a dose of 1 × 10 13 cm −2 . It may be injected in an amount. In this manner, a pocket region for suppressing the short channel effect can be easily formed below the second impurity diffusion layer 608 in a self-aligned manner.

【0108】また、第6の実施形態において、ゲート電
極602を形成するために多結晶シリコン膜を用いた
が、これに代えて、ポリメタル膜を用いてもよい。
In the sixth embodiment, a polycrystalline silicon film is used to form the gate electrode 602, but a polymetal film may be used instead.

【0109】また、第6の実施形態において、イオン注
入した不純物を活性化するための熱処理を第1の不純物
拡散層605の形成時及び第2の不純物拡散層608の
形成時の2度行なったが、これに代えて、第2の不純物
拡散層608の形成時に1度だけ行なってもよい。
In the sixth embodiment, the heat treatment for activating the ion-implanted impurities is performed twice when forming the first impurity diffusion layer 605 and when forming the second impurity diffusion layer 608. Alternatively, it may be performed only once when forming the second impurity diffusion layer 608.

【0110】また、第6の実施形態において、シリサイ
ド膜607の形成にチタン膜及びコバルト膜の積層膜6
06を用いたが、これに代えて、チタン及びコバルトの
合金膜を用いてもよい。
In the sixth embodiment, the formation of the silicide film 607 is performed by using the laminated film 6 of the titanium film and the cobalt film.
Although 06 was used, an alloy film of titanium and cobalt may be used instead.

【0111】また、第6の実施形態において、P型の半
導体基板600を用いたが、これに代えて、N型の半導
体基板を用いても同等の効果が得られる。
Although the P-type semiconductor substrate 600 is used in the sixth embodiment, the same effect can be obtained by using an N-type semiconductor substrate instead.

【0112】(第7の実施形態)以下、本発明の第7の
実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図12
(a)〜(c)及び図13(a)〜(c)を参照しなが
ら説明する。
(Seventh Embodiment) Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to (a) to (c) and FIGS. 13 (a) to (c).

【0113】図12(a)〜(c)及び図13(a)〜
(c)は、第7の実施形態に係る半導体装置の製造方法
の各工程を示す断面図であり、図12(a)〜(c)及
び図13(a)、(b)に示す製造方法の各工程は、図
10(a)〜(c)及び図11(a)、(b)に示す第
6の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程と同
一である。
FIGS. 12 (a) to 12 (c) and FIGS.
12C is a cross-sectional view illustrating each step of the manufacturing method of the semiconductor device according to the seventh embodiment, and is a manufacturing method illustrated in FIGS. 12A to 12C and FIGS. 13A and 13B. Are the same as the respective steps of the method for manufacturing the semiconductor device according to the sixth embodiment shown in FIGS. 10A to 10C and FIGS. 11A and 11B.

【0114】まず、図12(a)に示すように、P型の
半導体基板700の上に、例えば約5nmの膜厚を有す
るゲート酸化膜701、及び例えば多結晶シリコン膜か
らなり、約250nmの膜厚を有するゲート電極702
を順次形成し、その後、半導体基板700の上に全面に
亘って、例えば約10nmの膜厚を有する酸化膜703
を形成する。
First, as shown in FIG. 12A, a gate oxide film 701 having a thickness of, for example, about 5 nm, and a polycrystalline silicon film, for example, are formed on a P-type semiconductor substrate 700 to a thickness of about 250 nm. Gate electrode 702 having thickness
Are sequentially formed, and then over the entire surface of the semiconductor substrate 700, an oxide film 703 having a thickness of, for example, about 10 nm.
To form

【0115】次に、半導体基板700の上に全面に亘っ
て例えば約50nmの膜厚を有するシリコン窒化膜を堆
積した後、該シリコン窒化膜に対して垂直方向に強い異
方性エッチングを行なって、図12(b)に示すよう
に、ゲート電極702の両側面にサイドウォール704
を形成する。このとき、ゲート電極702の表面及びソ
ース・ドレイン領域の表面に露出する酸化膜703をエ
ッチングにより除去する。
Next, a silicon nitride film having a thickness of, for example, about 50 nm is deposited over the entire surface of the semiconductor substrate 700, and then the silicon nitride film is subjected to strong anisotropic etching in the vertical direction. As shown in FIG. 12B, sidewalls 704 are provided on both side surfaces of the gate electrode 702.
To form At this time, the oxide film 703 exposed on the surface of the gate electrode 702 and the surface of the source / drain regions is removed by etching.

【0116】次に、図12(c)に示すように、ゲート
電極702及びサイドウォール704をマスクとして半
導体基板700に対して、N型の不純物、例えばAsイ
オンを30KeVの注入エネルギー及び3×1015cm
-2のドーズ量で注入した後、半導体基板700を約10
0℃/secの昇温レートで約1025℃の温度に加熱
し、その後、該温度下で約10秒間保持する熱処理によ
りN型の第1の不純物拡散層705を形成する。
Next, as shown in FIG. 12C, an N-type impurity, for example, As ion is implanted into the semiconductor substrate 700 using the gate electrode 702 and the sidewall 704 as a mask at an implantation energy of 30 KeV and 3 × 10 3. 15 cm
After the implantation at a dose of -2 , the semiconductor substrate 700 is
The substrate is heated to a temperature of about 1025 ° C. at a temperature increase rate of 0 ° C./sec, and thereafter, an N-type first impurity diffusion layer 705 is formed by a heat treatment held at the temperature for about 10 seconds.

【0117】次に、ゲート電極702の表面及び第1の
不純物拡散層705の表面に露出する酸化膜703を異
方性エッチングにより完全に除去した後、図13(a)
に示すように、半導体基板700の上に全面に亘って例
えばスパッタリング法により約30nmの膜厚を有する
チタン膜及びコバルト膜の積層膜706を堆積する。
Next, after completely removing the oxide film 703 exposed on the surface of the gate electrode 702 and the surface of the first impurity diffusion layer 705 by anisotropic etching, FIG.
As shown in (1), a laminated film 706 of a titanium film and a cobalt film having a thickness of about 30 nm is deposited over the entire surface of the semiconductor substrate 700 by, for example, a sputtering method.

【0118】次に、約680℃の温度下で約10秒の熱
処理を行なった後、サイドウォール704の上に存在す
る未反応の積層膜706を硫酸過酸化水素水等のエッチ
ング液を用いて選択的に除去し、その後、約900℃の
温度下で約10秒の熱処理を行なって、図13(b)に
示すように、ゲート電極702及び第1の不純物拡散層
705の表面部に約50nmの膜厚を有するシリサイド
膜707を自己整合的に形成する。
Next, after performing a heat treatment at a temperature of about 680 ° C. for about 10 seconds, the unreacted laminated film 706 existing on the side wall 704 is etched using an etching solution such as sulfuric acid and hydrogen peroxide. Then, a heat treatment is performed at a temperature of about 900 ° C. for about 10 seconds, so that a surface of the gate electrode 702 and the first impurity diffusion layer 705 is formed as shown in FIG. A silicide film 707 having a thickness of 50 nm is formed in a self-aligned manner.

【0119】次に、図13(c)に示すように、フッ酸
及び熱リン酸等のエッチング液を用いてサイドウォール
704を除去した後、ゲート電極702をマスクとして
半導体基板700に対して、N型の不純物、例えばAs
イオンを10KeVの注入エネルギー及び5×1015
-2の高ドーズ量で注入することにより、第1の不純物
拡散層705よりも浅い領域にN型の第2の不純物拡散
層708を形成する。
Next, as shown in FIG. 13C, after removing the side wall 704 using an etching solution such as hydrofluoric acid and hot phosphoric acid, the semiconductor substrate 700 is removed from the semiconductor substrate 700 using the gate electrode 702 as a mask. N-type impurities, for example, As
The ions are implanted with 10 KeV implantation energy and 5 × 10 15 c
By implanting at a high dose of m −2, an N-type second impurity diffusion layer 708 is formed in a region shallower than the first impurity diffusion layer 705.

【0120】第7の実施形態によると、サイドウォール
704を除去することにより該サイドウォール704の
下の酸化膜703を露出させ、その後、第2の不純物拡
散層708を形成するため半導体基板700に対してイ
オン注入を行なうため、半導体基板700における酸化
膜703の下側に不純物が注入される深さを浅くするこ
とができると共に不純物のゲート電極702の下側への
回り込みを抑制できるので、チャネル長の減少を防ぎつ
つ第2の不純物拡散層708の深さを浅くすることがで
きる。
According to the seventh embodiment, the oxide film 703 under the side wall 704 is exposed by removing the side wall 704, and then the semiconductor substrate 700 is formed to form the second impurity diffusion layer 708. On the other hand, since the ion implantation is performed, the depth of the impurity implanted below the oxide film 703 in the semiconductor substrate 700 can be reduced, and the sneak of the impurity under the gate electrode 702 can be suppressed. The depth of the second impurity diffusion layer 708 can be reduced while preventing a decrease in length.

【0121】また、第7の実施形態によると、サイドウ
ォール704又はシリサイド膜707の形成後に第2の
不純物拡散層708を形成するため、サイドウォール7
04又はシリサイド膜707を形成するための低温熱処
理により不純物の増速拡散が生じることを防ぐことがで
きるので、第2の不純物拡散層708の深さをイオン注
入により不純物が注入された深さのまま浅く保つことが
できる。
According to the seventh embodiment, the second impurity diffusion layer 708 is formed after the formation of the side wall 704 or the silicide film 707.
04 or the low-temperature heat treatment for forming the silicide film 707 can be prevented from causing accelerated diffusion of impurities. Therefore, the depth of the second impurity diffusion layer 708 is set to the depth at which the impurities are implanted by ion implantation. It can be kept shallow.

【0122】また、第7の実施形態によると、イオン注
入した不純物を活性化するための熱処理の昇温レートを
約100℃/secの高昇温レートにするため、イオン
注入による半導体基板のダメージの回復を早めて増速拡
散を抑制することができると共に、イオン注入した不純
物を活性化するための熱処理を1000℃以上の高温で
行なうため、不純物の固溶限界を上げてクラスタ化を抑
制することができる。このため、不純物が深い位置まで
移動することを防止できると共に不純物の活性化率を向
上させることができるので、第1の不純物拡散層705
の不純物濃度が基板深さ方向及び基板主面方向に亘って
所定の活性化濃度よりも高くなるようにすることができ
る共に、第1の不純物拡散層705における半導体基板
700との接合部領域が急峻な不純物濃度の勾配、具体
的には106 atom/cm3 μm以上の勾配を有する
ようにすることができる。その結果、第1の不純物拡散
層705の寄生抵抗の増大を抑制しつつ第1の不純物拡
散層705の深さを浅くすることができる。
Further, according to the seventh embodiment, the heat treatment rate for activating the implanted impurities is set to a high rate of about 100 ° C./sec. It is possible to suppress the accelerated diffusion by accelerating the recovery and to perform the heat treatment for activating the ion-implanted impurities at a high temperature of 1000 ° C. or higher, so that the solid solution limit of the impurities is increased to suppress the clustering. Can be. Therefore, the impurity can be prevented from moving to a deep position and the activation rate of the impurity can be improved, so that the first impurity diffusion layer 705 is formed.
Can be made higher than a predetermined activation concentration in the substrate depth direction and the substrate main surface direction, and the junction region between the first impurity diffusion layer 705 and the semiconductor substrate 700 is reduced. A steep impurity concentration gradient, specifically, a gradient of 10 6 atom / cm 3 μm or more can be provided. As a result, the depth of the first impurity diffusion layer 705 can be reduced while suppressing an increase in the parasitic resistance of the first impurity diffusion layer 705.

【0123】また、第7の実施形態によると、ゲート電
極702及びソース・ドレイン領域の各表面部にシリサ
イド膜707が形成されるので、ゲート電極702及び
ソース・ドレイン領域の抵抗を低減することができると
共に、シリサイド膜707の形成にチタン膜及びコバル
ト膜の積層膜を用いているので、シリサイド膜707の
耐熱性が向上する。
According to the seventh embodiment, since the silicide film 707 is formed on each surface of the gate electrode 702 and the source / drain regions, the resistance of the gate electrode 702 and the source / drain regions can be reduced. In addition, since the stacked film of the titanium film and the cobalt film is used for forming the silicide film 707, the heat resistance of the silicide film 707 is improved.

【0124】さらに、第7の実施形態によると、第2の
不純物拡散層708を形成するための不純物のイオン注
入を高ドーズ量で行なうため、不純物の活性化熱処理を
行なうことなく第2の不純物拡散層708の不純物の活
性化濃度を高くすることができるので、第2の不純物拡
散層708の寄生抵抗の増大を抑制しつつ第2の不純物
拡散層708の深さを浅くすることができると共に工程
を簡単化できる。また、シリサイド膜707に高温の活
性化熱処理が加わることを防ぐことができるので、シリ
サイド膜707の信頼性が向上する。
Further, according to the seventh embodiment, since the ion implantation of the impurity for forming the second impurity diffusion layer 708 is performed at a high dose, the second impurity is implanted without performing the heat treatment for activating the impurity. Since the activation concentration of the impurity in the diffusion layer 708 can be increased, the depth of the second impurity diffusion layer 708 can be reduced while suppressing an increase in the parasitic resistance of the second impurity diffusion layer 708. The process can be simplified. Further, since high-temperature activation heat treatment can be prevented from being applied to the silicide film 707, the reliability of the silicide film 707 is improved.

【0125】尚、第7の実施形態において、第2の不純
物拡散層708を形成するためのAsイオンの注入を行
なった後に、Bイオンを30KeVの注入エネルギー及
び1×1013cm-2のドーズ量で注入してもよい。この
ようにすると、第2の不純物拡散層708の下側に短チ
ャネル効果を抑制するポケット領域を自己整合的に容易
に形成できる。
In the seventh embodiment, after As ions are implanted to form the second impurity diffusion layer 708, B ions are implanted at an energy of 30 KeV and a dose of 1 × 10 13 cm −2 . It may be injected in an amount. In this way, a pocket region for suppressing the short channel effect can be easily formed below the second impurity diffusion layer 708 in a self-aligned manner.

【0126】また、第7の実施形態において、ゲート電
極702を形成するために多結晶シリコン膜を用いた
が、これに代えて、ポリメタル膜を用いてもよい。
In the seventh embodiment, a polycrystalline silicon film is used to form the gate electrode 702, but a polymetal film may be used instead.

【0127】また、第7の実施形態において、シリサイ
ド膜707の形成にチタン膜及びコバルト膜の積層膜7
06を用いたが、これに代えて、チタン及びコバルトの
合金膜又はアルゴン・チタンをスパッタした後に堆積し
たチタン膜を用いてもよい。
In the seventh embodiment, the formation of the silicide film 707 is performed by using a laminated film 7 of a titanium film and a cobalt film.
Although 06 was used, an alloy film of titanium and cobalt or a titanium film deposited after sputtering of argon / titanium may be used instead.

【0128】また、第7の実施形態において、シリサイ
ド膜707を形成したが、これに代えて、ポリサイド膜
を形成してもよい。
Although the silicide film 707 is formed in the seventh embodiment, a polycide film may be formed instead.

【0129】また、第7の実施形態において、P型の半
導体基板700を用いたが、これに代えて、N型の半導
体基板を用いても同等の効果が得られる。
Although the P-type semiconductor substrate 700 is used in the seventh embodiment, the same effect can be obtained by using an N-type semiconductor substrate instead.

【0130】[0130]

【発明の効果】本発明に係る半導体装置によると、第2
の不純物拡散層の活性化濃度が基板深さ方向及び基板主
面方向に亘って所定の活性化濃度よりも高く設定されて
いると共に、第2の不純物拡散層における半導体基板と
の接合部領域が急峻な不純物濃度の勾配を有しているた
め、第2の不純物拡散層の寄生抵抗の増大を抑制しつつ
第2の不純物拡散層の深さを浅くすることができる。
According to the semiconductor device of the present invention, the second
The activation concentration of the impurity diffusion layer is set to be higher than a predetermined activation concentration in the substrate depth direction and the substrate main surface direction, and the junction region between the second impurity diffusion layer and the semiconductor substrate is formed. Because of the steep impurity concentration gradient, the depth of the second impurity diffusion layer can be reduced while suppressing an increase in the parasitic resistance of the second impurity diffusion layer.

【0131】本発明の第1の半導体装置の製造方法によ
ると、ゲート電極を形成した後に半導体基板の上に全面
に亘って酸化膜を堆積し、その後、不純物拡散層を形成
するための不純物のイオン注入を行なうため、不純物の
注入される深さを浅くすることができると共に不純物の
ゲート電極の下側への回り込みを抑制できるので、チャ
ネル長の減少を防ぎつつ不純物拡散層の深さを浅くする
ことができる。
According to the first method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, after forming a gate electrode, an oxide film is deposited over the entire surface of a semiconductor substrate, and then an impurity film for forming an impurity diffusion layer is formed. Since the ion implantation is performed, the depth at which the impurity is implanted can be reduced, and the impurity can be prevented from sneaking under the gate electrode. Therefore, the depth of the impurity diffusion layer can be reduced while preventing a decrease in channel length. can do.

【0132】第1の半導体装置の製造方法において、不
純物拡散層形成工程が、不純物のイオン注入工程の後
に、半導体基板を約100℃/secの昇温レートで約
1000〜1050℃の温度に加熱した後、該温度下で
約10秒間保持する熱処理工程を有していると、イオン
注入した不純物を活性化するための熱処理の昇温レート
が約100℃/secの高昇温レートであるため、イオ
ン注入による半導体基板のダメージの回復を早めて増速
拡散を抑制することができると共に、イオン注入した不
純物を活性化するための熱処理を1000℃以上の高温
で行なうため、不純物の固溶限界を上げてクラスタ化を
抑制することができる。このため、不純物が深い位置ま
で移動することを防止できると共に不純物の活性化率を
向上させることができるので、不純物拡散層の不純物濃
度が基板深さ方向及び基板主面方向に亘って所定の活性
化濃度よりも高くなるようにすることができる共に、不
純物拡散層における半導体基板との接合部領域が急峻な
不純物濃度の勾配、具体的には106 (atom/cm
3 )/μm以上の勾配を有するようにすることができ
る。その結果、不純物拡散層の寄生抵抗の増大を抑制し
つつ不純物拡散層の深さを浅くすることができる。
In the first method for fabricating a semiconductor device, the impurity diffusion layer forming step comprises heating the semiconductor substrate to a temperature of about 1000 to 1050 ° C. at a rate of about 100 ° C./sec after the impurity ion implantation step. After that, if there is a heat treatment step of maintaining the temperature for about 10 seconds, the rate of heat treatment for activating the ion-implanted impurities is a high rate of about 100 ° C./sec. Accelerated diffusion can be suppressed by accelerating the recovery of damage to the semiconductor substrate due to ion implantation, and the heat treatment for activating the ion-implanted impurities is performed at a high temperature of 1000 ° C. or more, so that the solid solubility limit of the impurities is reduced. To suppress clustering. Therefore, it is possible to prevent the impurity from moving to a deep position and to improve the activation rate of the impurity, so that the impurity concentration of the impurity diffusion layer can be increased to a predetermined level in the substrate depth direction and the substrate main surface direction. And the junction region between the impurity diffusion layer and the semiconductor substrate has a steep impurity concentration gradient, specifically 10 6 (atom / cm 2).
3 ) It can have a gradient of / μm or more. As a result, the depth of the impurity diffusion layer can be reduced while suppressing an increase in the parasitic resistance of the impurity diffusion layer.

【0133】本発明の第2の半導体装置の製造方法によ
ると、サイドウォールを除去することにより該サイドウ
ォールの下の酸化膜を露出させ、その後、第2の不純物
拡散層を形成するための不純物のイオン注入を行なうた
め、半導体基板における酸化膜の下側に不純物が注入さ
れる深さを浅くすることができると共に不純物のゲート
電極の下側への回り込みを抑制できるので、チャネル長
の減少を防ぎつつ第2の不純物拡散層の深さを浅くする
ことができる。
According to the second method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the oxide film under the sidewall is exposed by removing the sidewall, and then the impurity for forming the second impurity diffusion layer is removed. Ion implantation can reduce the depth at which impurities are implanted below the oxide film in the semiconductor substrate, and can also suppress the impurity from flowing under the gate electrode, thereby reducing the channel length. The depth of the second impurity diffusion layer can be reduced while preventing it.

【0134】また、第2の半導体装置の製造方法による
と、サイドウォールの形成後に第2の不純物拡散層を形
成するため、サイドウォールを形成するための低温熱処
理により第2の不純物拡散層において不純物の増速拡散
が生じることを防ぐことができるので、第2の不純物拡
散層の深さをイオン注入により不純物が注入された深さ
のまま浅く保つことができる。
According to the second method for manufacturing a semiconductor device, since the second impurity diffusion layer is formed after the formation of the sidewall, the impurity in the second impurity diffusion layer is formed by a low-temperature heat treatment for forming the sidewall. Can be prevented from occurring, and the depth of the second impurity diffusion layer can be kept shallow at the depth at which the impurities are implanted by ion implantation.

【0135】第2の半導体装置の製造方法において、第
1の不純物拡散層形成工程及び第2の不純物拡散層形成
工程のうちの少なくとも1つの工程が、不純物のイオン
注入工程の後に、半導体基板を約100℃/secの昇
温レートで約1000〜1050℃の温度に加熱した
後、該温度下で約10秒間保持する熱処理工程を有して
いると、イオン注入した不純物を活性化するための熱処
理の昇温レートが約100℃/secの高昇温レートで
あるため、イオン注入による半導体基板のダメージの回
復を早めて増速拡散を抑制することができると共に、イ
オン注入した不純物を活性化するための熱処理を100
0℃以上の高温で行なうため、不純物の固溶限界を上げ
てクラスタ化を抑制することができる。このため、不純
物が深い位置まで移動することを防止できると共に不純
物の活性化率を向上させることができるので、第1の不
純物拡散層又は第2の不純物拡散層の不純物濃度が基板
深さ方向及び基板主面方向に亘って所定の活性化濃度よ
りも高くなるようにすることができる共に、第1の不純
物拡散層又は第2の不純物拡散層における半導体基板と
の接合部領域が急峻な不純物濃度の勾配、具体的には1
6 (atom/cm3 )/μm以上の勾配を有するよ
うにすることができるので、第1の不純物拡散層又は第
2の不純物拡散層の寄生抵抗の増大を抑制しつつ第1の
不純物拡散層又は第2の不純物拡散層の深さを浅くする
ことができる。
In the second method for manufacturing a semiconductor device, at least one of the first impurity diffusion layer forming step and the second impurity diffusion layer forming step includes the step of implanting the semiconductor substrate after the impurity ion implantation step. If a heat treatment step of heating to a temperature of about 1000 to 1050 ° C. at a rate of about 100 ° C./sec and maintaining the temperature at that temperature for about 10 seconds is included, it is necessary to activate the ion-implanted impurities. Since the temperature rise rate of the heat treatment is a high temperature rise rate of about 100 ° C./sec, the recovery of damage to the semiconductor substrate due to the ion implantation can be accelerated to suppress the accelerated diffusion and activate the ion implanted impurities. Heat treatment for 100
Since the treatment is performed at a high temperature of 0 ° C. or more, clustering can be suppressed by increasing the solid solution limit of impurities. For this reason, the impurity can be prevented from moving to a deep position and the activation rate of the impurity can be improved, so that the impurity concentration of the first impurity diffusion layer or the second impurity diffusion layer is increased in the substrate depth direction and in the substrate depth direction. The activation concentration can be higher than a predetermined activation concentration in the direction of the main surface of the substrate, and the junction region of the first impurity diffusion layer or the second impurity diffusion layer with the semiconductor substrate has a steep impurity concentration. Gradient, specifically 1
Since the first impurity diffusion layer can have a gradient of not less than 0 6 (atom / cm 3 ) / μm, the first impurity diffusion can be performed while suppressing an increase in the parasitic resistance of the first impurity diffusion layer or the second impurity diffusion layer. The depth of the layer or the second impurity diffusion layer can be reduced.

【0136】第2の半導体装置の製造方法において、第
2の不純物拡散層形成工程が、高ドーズ量で不純物をイ
オン注入する工程を含むと、不純物の活性化熱処理を行
なうことなく第2の不純物拡散層の不純物の活性化濃度
を高くすることができるので、第2の不純物拡散層の寄
生抵抗の増大を抑制しつつ第2の不純物拡散層の深さを
浅くすることができると共に工程を簡単化でき、また、
他の部材に熱処理が加わることによる信頼性の低下を防
止できる。
In the second method for fabricating a semiconductor device, when the step of forming the second impurity diffusion layer includes the step of ion-implanting the impurity at a high dose, the second impurity diffusion layer can be formed without performing the impurity activation heat treatment. Since the activation concentration of the impurity in the diffusion layer can be increased, the depth of the second impurity diffusion layer can be reduced while suppressing an increase in the parasitic resistance of the second impurity diffusion layer, and the process can be simplified. Can be
It is possible to prevent a decrease in reliability due to heat treatment applied to other members.

【0137】第2の半導体装置の製造方法において、第
2の不純物拡散層形成工程の後に、半導体基板のソース
・ドレイン領域の表面部にシリサイド膜を形成するシリ
サイド化工程をさらに備えていると、ソース・ドレイン
領域の抵抗を低減することができる。
The method for manufacturing a second semiconductor device may further include, after the second impurity diffusion layer forming step, a silicidation step of forming a silicide film on the surface of the source / drain region of the semiconductor substrate. The resistance of the source / drain regions can be reduced.

【0138】第2の半導体装置の製造方法において、第
1の不純物拡散層形成工程と第2の不純物拡散層形成工
程との間に、半導体基板のソース・ドレイン領域の表面
部にシリサイド膜を形成するシリサイド化工程をさらに
備えていると、ソース・ドレイン領域の抵抗を低減する
ことができると共に、シリサイド膜の形成後に第2の不
純物拡散層を形成するため、シリサイド膜を形成するた
めの低温熱処理により不純物の増速拡散が生じることを
防ぐことができるので、第2の不純物拡散層の深さをイ
オン注入により不純物が注入された深さのまま浅く保つ
ことができる。
In the second method for manufacturing a semiconductor device, a silicide film is formed on the surface of the source / drain region of the semiconductor substrate between the first impurity diffusion layer forming step and the second impurity diffusion layer forming step. If the method further includes a silicidation step, the resistance of the source / drain regions can be reduced, and the low-temperature heat treatment for forming the silicide film is performed because the second impurity diffusion layer is formed after the silicide film is formed. This can prevent the accelerated diffusion of impurities from occurring, so that the depth of the second impurity diffusion layer can be kept shallow at the depth at which the impurities are implanted by ion implantation.

【0139】第2の半導体装置の製造方法のシリサイド
化工程において堆積する金属膜が、チタン膜又はコバル
ト膜であると、半導体基板のソース・ドレイン領域の表
面部にシリサイド膜を確実に形成することができる。
When the metal film deposited in the silicidation step of the second method for manufacturing a semiconductor device is a titanium film or a cobalt film, the silicide film is surely formed on the surface of the source / drain region of the semiconductor substrate. Can be.

【0140】第2の半導体装置の製造方法のシリサイド
化工程において堆積する金属膜が、チタン膜とコバルト
膜との積層膜又はチタンとコバルトとの合金膜である
と、半導体基板のソース・ドレイン領域の表面部に形成
されるシリサイド膜の耐熱性が向上するので、後に行な
う第2の不純物拡散層を形成するための活性化熱処理等
に対するシリサイド膜の信頼性が向上する。
If the metal film deposited in the silicidation step of the second semiconductor device manufacturing method is a laminated film of a titanium film and a cobalt film or an alloy film of titanium and cobalt, the source / drain region of the semiconductor substrate Since the heat resistance of the silicide film formed on the surface portion is improved, the reliability of the silicide film with respect to activation heat treatment for forming a second impurity diffusion layer to be performed later is improved.

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

【図1】第1の実施形態に係る半導体装置の断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a first embodiment.

【図2】(a)は第1の実施形態に係る半導体装置の不
純物拡散層における基板深さ方向の不純物濃度分布を示
す図であり、(b)は第1の実施形態に係る半導体装置
の不純物拡散層における基板主面方向の不純物濃度分布
を示す図である。
FIG. 2A is a diagram illustrating an impurity concentration distribution in a substrate depth direction in an impurity diffusion layer of the semiconductor device according to the first embodiment, and FIG. 2B is a diagram illustrating an impurity concentration distribution of the semiconductor device according to the first embodiment; FIG. 4 is a diagram showing an impurity concentration distribution in a direction of a main surface of a substrate in an impurity diffusion layer.

【図3】(a)〜(c)は、第2の実施形態に係る半導
体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment.

【図4】第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法に
用いられる不純物の活性化熱処理における温度変化を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a temperature change in an impurity activation heat treatment used in a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment.

【図5】(a)〜(d)は、第3の実施形態に係る半導
体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 5A to 5D are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment.

【図6】(a)〜(c)は、第4の実施形態に係る半導
体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 6A to 6C are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment.

【図7】(a)〜(c)は、第4の実施形態に係る半導
体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 7A to 7C are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment.

【図8】(a)〜(c)は、第5の実施形態に係る半導
体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 8A to 8C are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a fifth embodiment.

【図9】(a)、(b)は、第5の実施形態に係る半導
体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a fifth embodiment.

【図10】(a)〜(c)は、第6の実施形態に係る半
導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 10A to 10C are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a sixth embodiment.

【図11】(a)〜(c)は、第6の実施形態に係る半
導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 11A to 11C are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a sixth embodiment.

【図12】(a)〜(c)は、第7の実施形態に係る半
導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 12A to 12C are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a seventh embodiment.

【図13】(a)〜(c)は、第7の実施形態に係る半
導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 13A to 13C are cross-sectional views illustrating steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a seventh embodiment.

【図14】(a)〜(c)は、従来の半導体装置の製造
方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 14A to 14C are cross-sectional views illustrating respective steps of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図15】(a)、(b)は、従来の半導体装置の製造
方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 15A and 15B are cross-sectional views showing steps of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図16】従来の半導体装置の断面図である。FIG. 16 is a sectional view of a conventional semiconductor device.

【図17】(a)は従来の半導体装置の不純物拡散層に
おける基板深さ方向の不純物濃度分布を示す図であり、
(b)は従来の半導体装置の不純物拡散層における基板
主面方向の不純物濃度分布を示す図である。
FIG. 17A is a diagram showing an impurity concentration distribution in a substrate depth direction in an impurity diffusion layer of a conventional semiconductor device;
FIG. 3B is a diagram showing an impurity concentration distribution in a main surface direction of a substrate in an impurity diffusion layer of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 半導体基板 101 ゲート酸化膜 102 ゲート電極 103 第1の不純物拡散層 104 第2の不純物拡散層 200 半導体基板 201 ゲート酸化膜 202 ゲート電極 203 酸化膜 204 第1の不純物拡散層 205 サイドウォール 206 第2の不純物拡散層 300 半導体基板 301 ゲート酸化膜 302 ゲート電極 303 酸化膜 304 サイドウォール 305 第1の不純物拡散層 306 第2の不純物拡散層 400 半導体基板 401 ゲート酸化膜 402 ゲート電極 403 酸化膜 404 第1のサイドウォール 405 第1の不純物拡散層 406 第2の不純物拡散層 407 第2のサイドウォール 408 シリサイド膜 500 半導体基板 501 ゲート酸化膜 502 ゲート電極 503 酸化膜 504 サイドウォール 505 第1の不純物拡散層 506 シリサイド膜 507 第2の不純物拡散層 600 半導体基板 601 ゲート酸化膜 602 ゲート電極 603 酸化膜 604 サイドウォール 605 第1の不純物拡散層 606 チタン膜及びコバルト膜の積層膜 607 シリサイド膜 608 第2の不純物拡散層 700 半導体基板 701 ゲート酸化膜 702 ゲート電極 703 酸化膜 704 サイドウォール 705 第1の不純物拡散層 706 チタン膜及びコバルト膜の積層膜 707 シリサイド膜 708 第2の不純物拡散層 REFERENCE SIGNS LIST 100 semiconductor substrate 101 gate oxide film 102 gate electrode 103 first impurity diffused layer 104 second impurity diffused layer 200 semiconductor substrate 201 gate oxide film 202 gate electrode 203 oxide film 204 first impurity diffused layer 205 sidewall 206 second Impurity diffusion layer 300 semiconductor substrate 301 gate oxide film 302 gate electrode 303 oxide film 304 sidewall 305 first impurity diffusion layer 306 second impurity diffusion layer 400 semiconductor substrate 401 gate oxide film 402 gate electrode 403 oxide film 404 first Side wall 405 first impurity diffusion layer 406 second impurity diffusion layer 407 second side wall 408 silicide film 500 semiconductor substrate 501 gate oxide film 502 gate electrode 503 oxide film 504 side wall 5 5 First impurity diffusion layer 506 Silicide film 507 Second impurity diffusion layer 600 Semiconductor substrate 601 Gate oxide film 602 Gate electrode 603 Oxide film 604 Side wall 605 First impurity diffusion layer 606 Laminated film of titanium film and cobalt film 607 Silicide film 608 Second impurity diffusion layer 700 Semiconductor substrate 701 Gate oxide film 702 Gate electrode 703 Oxide film 704 Sidewall 705 First impurity diffusion layer 706 Stacked film of titanium film and cobalt film 707 Silicide film 708 Second impurity diffusion layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小田中 紳二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5F040 DA01 DA02 DA13 EC07 EC13 EF02 EH02 EM01 FA07 FA10 FB02 FC11 FC21 FC22  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued from the front page (72) Inventor Shinji Odanaka 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F-term (reference) 5F040 DA01 DA02 DA13 EC07 EC13 EF02 EH02 EM01 FA07 FA10 FB02 FC11 FC21 FC22

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型の半導体基板の主面上にゲー
ト絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、 前記半導体基板のソース・ドレイン領域に形成された第
2導電型の第1の不純物拡散層と、 前記半導体基板における前記第1の不純物拡散層よりも
チャネル領域に近い領域に形成され、前記第1の不純物
拡散層よりも浅い第2導電型の第2の不純物拡散層とを
備え、 前記第2の不純物拡散層の活性化濃度は、基板深さ方向
及び基板主面方向に亘って所定の活性化濃度よりも高く
設定されていると共に、前記第2の不純物拡散層におけ
る前記半導体基板との接合部領域は急峻な不純物濃度の
勾配を有していることを特徴とする半導体装置。
1. A gate electrode formed on a main surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type via a gate insulating film, and a first electrode of a second conductivity type formed in a source / drain region of the semiconductor substrate. An impurity diffusion layer, and a second conductivity type second impurity diffusion layer formed in a region of the semiconductor substrate closer to the channel region than the first impurity diffusion layer and shallower than the first impurity diffusion layer. The activation concentration of the second impurity diffusion layer is set higher than a predetermined activation concentration in a substrate depth direction and a main surface direction of the substrate, and the activation concentration in the second impurity diffusion layer is A semiconductor device, wherein a junction region with a semiconductor substrate has a steep impurity concentration gradient.
【請求項2】 第1導電型の半導体基板の上にゲート絶
縁膜を介してゲート電極を選択的に形成するゲート電極
形成工程と、 前記半導体基板の上に全面に亘って酸化膜を堆積する酸
化膜堆積工程と、 前記半導体基板に対して、前記ゲート電極をマスクとし
て第2導電型の不純物をイオン注入することにより、第
2導電型の不純物拡散層を形成する不純物拡散層形成工
程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方
法。
2. A gate electrode forming step of selectively forming a gate electrode on a first conductivity type semiconductor substrate via a gate insulating film, and depositing an oxide film over the entire surface of the semiconductor substrate. An oxide film deposition step, and an impurity diffusion layer forming step of forming a second conductivity type impurity diffusion layer by ion-implanting a second conductivity type impurity into the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項3】 前記不純物拡散層形成工程は、不純物の
イオン注入工程の後に、前記半導体基板を約100℃/
secの昇温レートで約1000〜1050℃の温度に
加熱した後、該温度下で約10秒間保持する熱処理工程
を有していることを特徴とする請求項2に記載の半導体
装置の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the impurity diffusion layer forming step comprises:
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, further comprising a heat treatment step of heating to a temperature of about 1000 to 1050 [deg.] C. at a heating rate of sec and holding the temperature for about 10 seconds. .
【請求項4】 第1導電型の半導体基板の上にゲート絶
縁膜を介してゲート電極を選択的に形成するゲート電極
形成工程と、 前記半導体基板の上に全面に亘って酸化膜を堆積する酸
化膜堆積工程と、 前記ゲート電極の両側面にサイドウォールを形成するサ
イドウォール形成工程と、 前記半導体基板に対して、前記ゲート電極及びサイドウ
ォールをマスクとして第2導電型の不純物をイオン注入
することにより、第2導電型の第1の不純物拡散層を形
成する第1の不純物拡散層形成工程と、 前記サイドウォールを除去した後、前記半導体基板に対
して、前記ゲート電極をマスクとして第2導電型の不純
物をイオン注入することにより、前記第1の不純物拡散
層よりも浅い領域に、第2導電型の第2の不純物拡散層
を形成する第2の不純物拡散層形成工程とを備えている
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. A gate electrode forming step of selectively forming a gate electrode on a semiconductor substrate of a first conductivity type via a gate insulating film, and depositing an oxide film over the entire surface of the semiconductor substrate. An oxide film depositing step; a side wall forming step of forming side walls on both side surfaces of the gate electrode; and ion implantation of a second conductivity type impurity into the semiconductor substrate using the gate electrode and the side wall as a mask. Thereby, a first impurity diffusion layer forming step of forming a first impurity diffusion layer of a second conductivity type, and after removing the sidewall, a second impurity diffusion layer is formed on the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask. A second impurity diffusion layer for forming a second impurity diffusion layer of a second conductivity type in a region shallower than the first impurity diffusion layer by ion-implanting impurities of a conductivity type; The method of manufacturing a semiconductor device characterized by and a forming process.
【請求項5】 前記第1の不純物拡散層形成工程及び第
2の不純物拡散層形成工程のうちの少なくとも1つの工
程は、不純物のイオン注入工程の後に、前記半導体基板
を約100℃/secの昇温レートで約1000〜10
50℃の温度に加熱した後、該温度下で約10秒間保持
する熱処理工程を有していることを特徴とする請求項4
に記載の半導体装置の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein at least one of the first impurity diffusion layer forming step and the second impurity diffusion layer forming step includes the step of: implanting the semiconductor substrate at about 100 ° C./sec after the impurity ion implantation step. About 1000 to 10 at heating rate
5. The method according to claim 4, further comprising a heat treatment step of heating to a temperature of 50 [deg.] C. and maintaining the temperature for about 10 seconds.
13. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 5.
【請求項6】 前記第2の不純物拡散層形成工程は、高
ドーズ量で不純物をイオン注入する工程を含むことを特
徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
6. The method according to claim 4, wherein the step of forming the second impurity diffusion layer includes a step of ion-implanting impurities at a high dose.
【請求項7】 前記第2の不純物拡散層形成工程の後
に、 前記半導体基板の上に露出する前記酸化膜を除去する酸
化膜除去工程と、 前記ゲート電極の両側面にサイドウォールを再び形成す
るサイドウォール再形成工程と、 前記半導体基板の上に全面に亘って金属膜を堆積した
後、熱処理により前記金属膜と前記半導体基板とを反応
させて、前記半導体基板のソース・ドレイン領域の表面
部にシリサイド膜を自己整合的に形成するシリサイド化
工程とをさらに備えていることを特徴とする請求項4に
記載の半導体装置の製造方法。
7. An oxide film removing step of removing the oxide film exposed on the semiconductor substrate after the second impurity diffusion layer forming step; and forming sidewalls on both side surfaces of the gate electrode again. A sidewall reforming step, and after depositing a metal film over the entire surface of the semiconductor substrate, causing the metal film and the semiconductor substrate to react with each other by a heat treatment, thereby forming a surface portion of a source / drain region of the semiconductor substrate. 5. The method according to claim 4, further comprising a silicidation step of forming a silicide film in a self-aligned manner.
【請求項8】 前記第1の不純物拡散層形成工程と前記
第2の不純物拡散層形成工程との間に、 前記半導体基板の上に露出する前記酸化膜を除去する酸
化膜除去工程と、 前記半導体基板の上に全面に亘って金属膜を堆積した
後、熱処理により前記金属膜と前記半導体基板とを反応
させて、前記半導体基板のソース・ドレイン領域の表面
部にシリサイド膜を自己整合的に形成するシリサイド化
工程とをさらに備えていることを特徴とする請求項4に
記載の半導体装置の製造方法。
8. An oxide film removing step for removing the oxide film exposed on the semiconductor substrate, between the first impurity diffusion layer forming step and the second impurity diffusion layer forming step. After depositing a metal film over the entire surface of the semiconductor substrate, the metal film and the semiconductor substrate are reacted by heat treatment, and a silicide film is self-aligned on the surface of the source / drain region of the semiconductor substrate. 5. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, further comprising a step of forming a silicide.
【請求項9】 前記シリサイド化工程において堆積する
金属膜は、チタン膜又はコバルト膜であることを特徴と
する請求項7又は8に記載の半導体装置の製造方法。
9. The method according to claim 7, wherein the metal film deposited in the silicidation step is a titanium film or a cobalt film.
【請求項10】 前記シリサイド化工程において堆積す
る金属膜は、チタン膜とコバルト膜との積層膜又はチタ
ンとコバルトとの合金膜であることを特徴とする請求項
7又は8に記載の半導体装置の製造方法。
10. The semiconductor device according to claim 7, wherein the metal film deposited in the silicidation step is a laminated film of a titanium film and a cobalt film or an alloy film of titanium and cobalt. Manufacturing method.
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