JP2000216376A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JP2000216376A
JP2000216376A JP11011687A JP1168799A JP2000216376A JP 2000216376 A JP2000216376 A JP 2000216376A JP 11011687 A JP11011687 A JP 11011687A JP 1168799 A JP1168799 A JP 1168799A JP 2000216376 A JP2000216376 A JP 2000216376A
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JP
Japan
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gate electrode
island
shaped
shaped gate
metal silicide
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Application number
JP11011687A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Konishi
淳一 小西
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent concentration of currents at the end of a gate electrode. SOLUTION: A gate electrode 9a and, along the gate electrode 9a a plurality of island-shaped gate electrodes 9b formed in the same process as the gate electrode 9a are made on a silicon substrate 1 via a gate oxide film 7. Oxide film sidewalls 11 are made at the sidewalls of the gate oxide film 7, the gate electrode 9a, and the island-shaped gate electrode 9b. A diffused layer 13 is formed in a silicon substrate 1. Titanium silicide layers 15a and 15b are made on the surface of the silicon substrate 1 on the diffused layer 13, the topside of the gate electrode 9a, and the topside of the island-shaped gate electrode 9b. A field width x' between the gate electrode 8a and the island-shaped gate electrode 9b and the field width x' between the island-shaped gate electrodes are 0.3 μm, and the titanium silicide layer 15a in the region produces thin line effect, so that the resistance value in the diffused layer region adjacent to the gate electrode 9a rises.

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、少なくとも拡散層上に金属シ
リサイド層を有する半導体装置及びその製造方法に関す
るものである。
The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor device having a metal silicide layer at least on a diffusion layer and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、サリサイド(self-aligned-silic
ide)プロセスを施してゲート電極上及び拡散層上に金
属シリサイドを形成したMOSFETでは、サリサイド
プロセスを施していないMOSFETに比較して、ES
D(Electro-Static Discharge)耐性が著しく劣化する
ことが一般に知られている。この原因として、サリサイ
ドプロセスを経たMOSFETの拡散層領域はその抵抗
値が低く、静電気による放電電流が拡散層、特にドレイ
ン拡散層に流れた場合、ゲート電極端部に電流の集中が
生じ、ゲート電極端部のゲート絶縁膜に局所的な熱破壊
が生じることがあげられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, salicide (self-aligned-silic
ide) In the MOSFET in which the metal silicide is formed on the gate electrode and the diffusion layer by performing the process, the ES is lower than the MOSFET in which the salicide process is not performed.
It is generally known that D (Electro-Static Discharge) resistance is significantly deteriorated. The reason for this is that the diffusion layer region of the MOSFET that has undergone the salicide process has a low resistance value, and when a discharge current due to static electricity flows into the diffusion layer, particularly the drain diffusion layer, the current concentrates at the end of the gate electrode and the gate electrode Local thermal destruction may occur in the extreme part of the gate insulating film.

【0003】このESD耐性が劣化する問題に対して、
特開平5−3173号公報や特開平8−279565号
公報、特開平10−70266号公報などには、シリサ
イド層を形成する前に、MOSFETのゲート電極近傍
の拡散層上に、シリコン酸化膜を堆積することにより、
ゲート電極近傍の拡散層上にシリサイド層を形成させな
いようにし、ゲート電極端部に電流の集中が生じないよ
うにする方法が提案されている(従来技術1)。
[0003] To solve the problem that the ESD resistance deteriorates,
JP-A-5-3173, JP-A-8-279565 and JP-A-10-70266 disclose that a silicon oxide film is formed on a diffusion layer near a gate electrode of a MOSFET before forming a silicide layer. By depositing
A method has been proposed in which a silicide layer is not formed on a diffusion layer in the vicinity of a gate electrode so that current does not concentrate at an end of the gate electrode (prior art 1).

【0004】ESD耐性の劣化を防止する他の方法とし
て、特開平9−260590号公報には、拡散層上のシ
リサイド層とゲート電極側壁のサイドウォールとの間に
間隔を設けて、MOSFETのPN接合部とシリサイド
層との間隔を広くすることにより、ゲート電極端部に電
流の集中が生じないようにする方法が提案されている
(従来技術2)。ESD耐性の劣化を防止するさらに他
の方法として、特開平9−306998号公報には、ド
レイン拡散層領域上に島状にポリシリコンパターンを形
成した後、ドレイン拡散層を形成し、ドレイン拡散層領
域の抵抗値を上昇させることにより、電流の集中を防止
する方法が提案されている(従来技術3)。
As another method for preventing the deterioration of the ESD resistance, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 9-260590 discloses a method in which a gap is provided between a silicide layer on a diffusion layer and a sidewall of a gate electrode, and a PN of a MOSFET is provided. A method has been proposed in which the gap between the junction and the silicide layer is widened so that current concentration does not occur at the end of the gate electrode (prior art 2). As another method for preventing the deterioration of the ESD resistance, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-306998 discloses that a drain diffusion layer is formed after forming a polysilicon pattern in an island shape on a drain diffusion layer region. There has been proposed a method of preventing concentration of current by increasing the resistance value of a region (prior art 3).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来技術1では、ES
D耐性を向上させる必要のある、例えばI/Oセルなど
のMOSFETのゲート電極近傍の拡散層上にシリコン
酸化膜を残留させ、その他のMOSFETにはシリコン
酸化膜が残留しないようにするため、フォトリソグラフ
ィ技術及びエッチング法により、形成領域を選択してシ
リコン酸化膜を形成する必要がある。したがって、その
製造工期は通常の製造工期に対して長くかかってしまう
という問題があった。
In the prior art 1, the ES
In order to leave a silicon oxide film on a diffusion layer near the gate electrode of a MOSFET such as an I / O cell for which the D resistance needs to be improved, and to prevent the silicon oxide film from remaining in other MOSFETs, It is necessary to select a formation region and form a silicon oxide film by a lithography technique and an etching method. Therefore, there is a problem that the manufacturing period is longer than a normal manufacturing period.

【0006】従来技術2では、金属シリサイド層形成後
にLDD( Lightly doped drain)拡散層形成用の高濃
度不純物イオン注入を行なう必要があるので、金属シリ
サイド層がアモルファス化して、金属シリサイド層によ
る低抵抗化を必要とする領域の抵抗値が上昇してしまう
おそれがある。従来技術3では、ドレイン拡散層領域の
抵抗値は上昇するが、ゲート電極端部に隣接する拡散層
上には低抵抗のシリサイド層が形成され、その程度は小
さいが、ゲート電極端部に電流の集中が生じるので、ゲ
ート絶縁膜の破壊が生じるおそれがある。
In the prior art 2, since it is necessary to perform high-concentration impurity ion implantation for forming a lightly doped drain (LDD) diffusion layer after the formation of the metal silicide layer, the metal silicide layer becomes amorphous, and the resistance of the metal silicide layer is reduced. There is a possibility that the resistance value of the region that needs to be changed may increase. In the prior art 3, although the resistance value of the drain diffusion layer region increases, a low-resistance silicide layer is formed on the diffusion layer adjacent to the end of the gate electrode. Concentration may occur, and the gate insulating film may be broken.

【0007】そこで本発明は、ゲート電極に隣接する拡
散層領域の抵抗値を十分高い値にし、ゲート電極端部へ
の電流の集中を防止した半導体装置を提供することを目
的とするものである。本発明はまた、そのような半導体
装置を、製造工期を増加させることなく、製造する方法
を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a semiconductor device in which the resistance value of a diffusion layer region adjacent to a gate electrode is set to a sufficiently high value to prevent current from concentrating on an end of the gate electrode. . Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing such a semiconductor device without increasing the manufacturing period.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は、第1の導電型のシリコン基板上に、ゲート絶縁膜を
介して、帯状のゲート電極、及びそのゲート電極から所
定の距離だけ離れ、かつ各々の間隔も所定の距離だけ離
れて複数の島状ゲート電極が形成され、ゲート電極領域
及び島状ゲート電極領域を除くシリコン基板には第2の
導電型の拡散層が形成され、少なくとも拡散層上に金属
シリサイドが形成されており、ゲート電極、島状ゲート
電極間の金属シリサイド形成領域の幅寸法及び隣接する
島状ゲート電極間の金属シリサイド形成領域の幅寸法
は、その金属シリサイド形成領域上に形成された金属シ
リサイドがシリサイドの細線効果を生じる寸法となって
いるものである。
A semiconductor device according to the present invention is provided on a silicon substrate of a first conductivity type via a gate insulating film, a strip-shaped gate electrode, and a predetermined distance from the gate electrode. A plurality of island-shaped gate electrodes are formed at a predetermined distance from each other, and a diffusion layer of the second conductivity type is formed on the silicon substrate excluding the gate electrode region and the island-shaped gate electrode region. The metal silicide is formed on the layer, and the width of the metal silicide formation region between the gate electrode and the island-like gate electrode and the width of the metal silicide formation region between the adjacent island-like gate electrodes are determined by the metal silicide formation region. The metal silicide formed thereon has such a size as to cause the fine wire effect of the silicide.

【0009】シリサイド層の細線効果とは、シリサイド
層が形成された領域の幅(以下フィールド幅という)が
ある寸法より狭くなるとシリサイド層のシート抵抗値が
上昇する現象のことである。図1は、素子分離酸化膜
(LOCOS)により画定される活性領域に形成したチ
タン(Ti)シリサイド層の細線効果を表すグラフであ
る。横軸はフィールド幅(μm)、縦軸はシート抵抗値
Rs(Ω/□)を表す。ここでは、チタンを500Åの
膜厚で活性領域上に堆積した後、ランプアニール温度が
725℃のサリサイド処理を施してチタンシリサイド層
を形成した。
The thin line effect of the silicide layer is a phenomenon in which the sheet resistance of the silicide layer increases when the width of the region where the silicide layer is formed (hereinafter referred to as field width) becomes smaller than a certain dimension. FIG. 1 is a graph showing a thin line effect of a titanium (Ti) silicide layer formed in an active region defined by a device isolation oxide film (LOCOS). The horizontal axis represents the field width (μm), and the vertical axis represents the sheet resistance value Rs (Ω / □). Here, after titanium was deposited on the active region to a thickness of 500 °, a salicide treatment at a lamp annealing temperature of 725 ° C. was performed to form a titanium silicide layer.

【0010】図1から、上記の条件で形成したチタンシ
リサイド層では、フィールド幅が0.4μmになるとシ
ート抵抗値が上昇し始め、細くなるにともなってシート
抵抗値が上昇することが分かる。細線効果が生じ始める
フィールド幅の寸法は、金属の種類や膜厚の変更、ラン
プアニール温度の変更又はアモルファス化によるシリコ
ン基板表面の改質などにより変動する。
FIG. 1 shows that, in the titanium silicide layer formed under the above conditions, the sheet resistance starts to increase when the field width becomes 0.4 μm, and the sheet resistance increases as the field width becomes smaller. The dimension of the field width at which the thin line effect starts to occur varies depending on the type of metal and the film thickness, the lamp annealing temperature, or the reforming of the silicon substrate surface by amorphization.

【0011】このシリサイドの細線効果はデバイスの微
細化を制限する要因であるが、本発明では、この現象を
ゲート電極端部への電流の集中を防止するのに利用す
る。すなわち、金属シリサイド層の形成によるESD耐
性の劣化が危惧されるゲート電極近傍の拡散層領域上
に、シリサイドの細線効果が生じる程度のフィールド幅
をもって複数の島状ゲート電極を形成し、その拡散層領
域の抵抗値を上昇させる。その結果、ゲート電極端部へ
の電流の集中が生じず、ESD耐性の劣化を抑制するこ
とができる。
The thin line effect of silicide is a factor that limits the miniaturization of the device. In the present invention, this phenomenon is used to prevent the current from being concentrated on the edge of the gate electrode. That is, a plurality of island-shaped gate electrodes are formed on the diffusion layer region near the gate electrode where the ESD resistance is likely to be degraded due to the formation of the metal silicide layer, with a field width such that the thin line effect of silicide occurs. To increase the resistance value. As a result, current does not concentrate on the end of the gate electrode, and deterioration of the ESD resistance can be suppressed.

【0012】本発明の半導体装置の製造方法は、以下の
(A)から(E)の工程を含むものである。 (A)第1の導電型のシリコン基板上に、ゲート絶縁膜
を形成する工程、(B)ゲート絶縁膜上に、ポリシリコ
ン膜を堆積した後、ゲート絶縁膜及びポリシリコン膜を
パターニングし、ゲート電極、島状ゲート電極間及び隣
接する島状ゲート電極間のシリコン基板上に後述の工程
により形成される金属シリサイドが細線効果を生じるゲ
ート電極、島状ゲート電極間の距離及び隣接する島状ゲ
ート電極間の距離をもってゲート電極及び島状ゲート電
極を形成する工程、(C)ゲート電極及び島状ゲート電
極の側壁にサイドウォールを形成する工程、(D)ゲー
ト電極、島状ゲート電極及びサイドウォールをマスクと
して、シリコン基板に第2の導電型の拡散層を形成する
工程、(E)ゲート電極、島状ゲート電極及び拡散層上
に金属シリサイドを形成する工程。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes the following steps (A) to (E). (A) a step of forming a gate insulating film on a silicon substrate of the first conductivity type; (B) depositing a polysilicon film on the gate insulating film, and patterning the gate insulating film and the polysilicon film; A gate electrode, an island-like gate electrode, and a metal silicide formed by a process described later on a silicon substrate between adjacent gate-like gate electrodes and between adjacent island-like gate electrodes cause a thin line effect. Forming a gate electrode and an island-shaped gate electrode with a distance between the gate electrodes, (C) forming a sidewall on the side wall of the gate electrode and the island-shaped gate electrode, (D) forming the gate electrode, the island-shaped gate electrode and the side Forming a second conductivity type diffusion layer on the silicon substrate using the wall as a mask; (E) forming a metal silicide on the gate electrode, the island-like gate electrode and the diffusion layer Forming.

【0013】本発明にかかる半導体装置の製造方法で
は、ゲート電極のパターニング時に島状ゲート電極も同
時にパターニングし、ゲート電極、島状ゲート電極間の
距離及び隣接する島状ゲート電極間の距離を制御するこ
とにより、ゲート電極に隣接する拡散層上に形成される
金属シリサイド層の抵抗値を上昇させるので、島状ゲー
ト電極を形成するための工程を別途設ける必要がないた
めに製造工期を増加させることなく、ゲート電極に隣接
する拡散層領域の抵抗値を十分高い値にすることができ
る。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the island-shaped gate electrode is simultaneously patterned when the gate electrode is patterned, and the distance between the gate electrode and the island-shaped gate electrode and the distance between adjacent island-shaped gate electrodes are controlled. By doing so, the resistance value of the metal silicide layer formed on the diffusion layer adjacent to the gate electrode is increased, so that there is no need to provide a separate step for forming the island-shaped gate electrode, thereby increasing the manufacturing period. Without this, the resistance value of the diffusion layer region adjacent to the gate electrode can be made sufficiently high.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明にかかる半導体装置の金属
シリサイドの好ましい一例はチタンシリサイドであっ
て、ゲート電極、島状ゲート電極間の金属シリサイド形
成領域の幅寸法及び隣接する島状ゲート電極間の金属シ
リサイド形成領域の幅寸法は0.5〜0.1μmである
ことが好ましい。その結果、上記のチタンシリサイド形
成領域において、シリサイドの細線効果を生じさせるこ
とができ、ゲート電極に隣接する拡散層領域の抵抗値を
上昇させることができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred example of a metal silicide of a semiconductor device according to the present invention is titanium silicide. The width of a metal silicide formation region between a gate electrode and an island-like gate electrode and the distance between adjacent island-like gate electrodes are different. The width dimension of the metal silicide formation region is preferably 0.5 to 0.1 μm. As a result, a thin line effect of silicide can be generated in the titanium silicide formation region, and the resistance value of the diffusion layer region adjacent to the gate electrode can be increased.

【0015】[0015]

【実施例】図2(A)〜(C)及び図3(D)〜(F)
は、本発明の半導体装置の一実施例をその製造方法とと
もに示す平面図(左図)並びにその平面図のA−A’位
置及びB−B’位置での断面図(右図)である。まず、
本発明にかかる半導体装置の構造を図3(F)を参照し
て説明する。シリコン基板1上に、選択酸化法により膜
厚が4000Åの素子分離酸化膜3が形成されている。
素子分離酸化膜3の開口部に位置する活性領域5のシリ
コン基板1上には、膜厚が80Åのゲート酸化膜7を介
して、膜厚が2500Åのポリシリコンからなる帯状の
ゲート電極9a、及びゲート電極9aに沿って複数の島
状ゲート電極9bが形成されている。ゲート電極9aと
島状ゲート電極9b間の距離、及び島状ゲート電極9
b,9b間の距離は距離xだけ離れており、距離xは例
えば0.6μmである。島状ゲート電極9bのゲート電
極9aと直交する方向の寸法yは例えば1.0μmであ
る。ゲート酸化膜7、ゲート電極9a及び島状ゲート電
極9bの側壁には、シリコン基板1表面における膜厚が
例えば0.15μmの酸化膜サイドウォール11が形成
されており、サイドウォール11,11間のフィールド
幅(距離x’)は例えば0.3μmである。
2 (A) to 2 (C) and 3 (D) to 3 (F).
FIG. 1 is a plan view (left view) showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention together with a manufacturing method thereof, and a cross-sectional view at the AA ′ position and BB ′ position (right view) of the plan view. First,
The structure of the semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIG. An element isolation oxide film 3 having a thickness of 4000 ° is formed on a silicon substrate 1 by a selective oxidation method.
On the silicon substrate 1 in the active region 5 located at the opening of the element isolation oxide film 3, a band-shaped gate electrode 9a made of polysilicon having a thickness of 2500 ° is interposed via a gate oxide film 7 having a thickness of 80 °. A plurality of island-shaped gate electrodes 9b are formed along the gate electrodes 9a. The distance between the gate electrode 9a and the island-shaped gate electrode 9b, and the distance between the island-shaped gate electrode 9
The distance between b and 9b is a distance x, and the distance x is, for example, 0.6 μm. The dimension y of the island-shaped gate electrode 9b in the direction orthogonal to the gate electrode 9a is, for example, 1.0 μm. On the side walls of the gate oxide film 7, the gate electrode 9a, and the island-shaped gate electrode 9b, an oxide film sidewall 11 having a thickness of, for example, 0.15 μm on the surface of the silicon substrate 1 is formed. The field width (distance x ′) is, for example, 0.3 μm.

【0016】活性領域5のシリコン基板1には、ゲート
電極9a、島状ゲート電極9b及びサイドウォール11
が形成されている領域を除いて、拡散層13が形成され
ている。拡散層13上のシリコン基板1表面、ゲート電
極9a上面及び島状ゲート電極9b上面にチタンシリサ
イド層15a,15bが形成されている。チタンシリサ
イド層15aと15bは同じ材質からなるものである
が、ここでは、ゲート電極9a、島状ゲート電極9b間
の拡散層13上及び島状ゲート電極9b,9b間の拡散
層13上に形成されたチタンシリサイド層を15aと
し、それ以外のチタンシリサイド層を15bとする。
The gate electrode 9a, the island-shaped gate electrode 9b, and the side wall 11
The diffusion layer 13 is formed except for the region where is formed. Titanium silicide layers 15a and 15b are formed on the surface of the silicon substrate 1, the upper surface of the gate electrode 9a, and the upper surface of the island-shaped gate electrode 9b on the diffusion layer 13. The titanium silicide layers 15a and 15b are made of the same material, but are formed on the diffusion layer 13 between the gate electrodes 9a and the island-shaped gate electrodes 9b and on the diffusion layer 13 between the island-shaped gate electrodes 9b and 9b. The titanium silicide layer thus obtained is referred to as 15a, and the other titanium silicide layers are referred to as 15b.

【0017】シリコン基板1全面を被う層間絶縁膜17
が形成されており、その層間絶縁膜17に、拡散層13
上のチタンシリサイド層15bに到達する貫通穴や、ゲ
ート電極9a上のチタンシリサイド層15bに到達する
貫通穴(図示略)からなるコンタクトホール19が複数
形成されている。図には表されていないが、メタル配線
がコンタクトホール19を介して接続されている。
Interlayer insulating film 17 covering the entire surface of silicon substrate 1
Is formed, and the diffusion layer 13 is formed on the interlayer insulating film 17.
A plurality of contact holes 19 are formed, including through holes reaching the upper titanium silicide layer 15b and through holes (not shown) reaching the titanium silicide layer 15b on the gate electrode 9a. Although not shown in the figure, a metal wiring is connected via a contact hole 19.

【0018】この実施例では、ゲート電極9a、島状ゲ
ート電極9b間のフィールド幅及び島状ゲート電極9
b,9b間のフィールド幅は0.3μmであり、それら
の領域に形成されたチタンシリサイド層15aは細線効
果を生じるので、ゲート電極9aに隣接する拡散層領域
の抵抗値を上昇させることができ、ゲート電極9a端部
への電流の集中を防止することができる。
In this embodiment, the field width between the gate electrode 9a and the island-shaped
The field width between b and 9b is 0.3 μm, and the titanium silicide layer 15a formed in those regions produces a thin wire effect, so that the resistance value of the diffusion layer region adjacent to the gate electrode 9a can be increased. In addition, it is possible to prevent the current from concentrating on the end of the gate electrode 9a.

【0019】島状ゲート電極9bの寸法yは、細線効果
を生じるチタンシリサイド層19aの面積を左右するも
のであり、寸法yが長すぎるとシート抵抗値が高い領域
が多くなるのでトランジスタの駆動能力が低下し、短す
ぎるとシート抵抗値が低くなるのでESD耐性の向上が
望めなくなる。この寸法yは、トランジスタ特性とES
D耐性の相互関係のバランスの取れたところを実験的に
求めて決定することが好ましい。シリサイド層の細線効
果が生じ始める寸法は、金属の種類や膜厚の変更、ラン
プアニール温度の変更又はアモルファス化によるシリコ
ン基板表面の改質などにより変動するので、フィールド
幅x’はこの実施例に示したものに限定されるものでは
なく、細線効果が生じる寸法であればよい。
The dimension y of the island-shaped gate electrode 9b determines the area of the titanium silicide layer 19a that produces the thin line effect. If the dimension y is too long, the region having a high sheet resistance increases, so that the driving capability of the transistor is increased. If it is too short, the sheet resistance value will be low, so that improvement in ESD resistance cannot be expected. This dimension y depends on the transistor characteristics and ES
It is preferable to experimentally determine and determine a well-balanced relationship between the D tolerances. Since the size at which the thin line effect of the silicide layer starts to occur varies due to a change in the type and thickness of the metal, a change in the lamp annealing temperature, or a modification of the surface of the silicon substrate due to the amorphization, the field width x ′ is set in this embodiment. It is not limited to the illustrated one, but may be any dimension as long as a thin line effect is generated.

【0020】次に、この半導体装置の製造方法の一実施
例を図2及び図3を参照して説明する。 (A)シリコン基板1上に、選択酸化法により素子分離
酸化膜3を形成し、その素子分離酸化膜3の開口部から
なる活性領域5を形成する。この実施例では素子分離酸
化膜3の膜厚は4000Åであるが、3000〜600
0Åの範囲内で形成することが好ましい。
Next, one embodiment of a method of manufacturing the semiconductor device will be described with reference to FIGS. (A) An element isolation oxide film 3 is formed on a silicon substrate 1 by a selective oxidation method, and an active region 5 including an opening of the element isolation oxide film 3 is formed. In this embodiment, the element isolation oxide film 3 has a thickness of 4000
It is preferable to form it within the range of 0 °.

【0021】(B)活性領域5のシリコン基板1上にゲ
ート酸化膜7を80Åの膜厚で形成した後、その上にポ
リシリコン膜を2500Åの膜厚で堆積する。そして、
フォトリソグラフィ技術及びエッチング法により、ポリ
シリコン膜及びゲート酸化膜7をパターニングしてゲー
ト電極9a及び島状ゲート電極9bを形成する。この実
施例では距離xは0.6μmであり、寸法yは1.0μ
mである。ゲート電極9a及び島状ゲート電極9b用の
ポリシリコン膜の膜厚は1000〜3000Åの範囲内
であることが好ましい。
(B) After forming a gate oxide film 7 with a thickness of 80 ° on the silicon substrate 1 in the active region 5, a polysilicon film is deposited thereon with a thickness of 2500 °. And
The gate electrode 9a and the island-shaped gate electrode 9b are formed by patterning the polysilicon film and the gate oxide film 7 by photolithography and etching. In this embodiment, the distance x is 0.6 μm and the dimension y is 1.0 μm.
m. The thickness of the polysilicon film for the gate electrode 9a and the island-shaped gate electrode 9b is preferably in the range of 1000 to 3000 °.

【0022】(C)シリコン基板1上に、CVD法によ
りシリコン酸化膜を例えば1500Åの膜厚で堆積した
後、そのシリコン酸化膜をエッチバックしてゲート電極
9a、島状ゲート電極9b及びゲート酸化膜7の側壁に
サイドウォール11を形成する。サイドウォール11の
膜厚は、シリコン酸化膜の堆積膜厚とほぼ同じになるの
で、1500Å、すなわち0.15μmに形成され、距
離xだけ開口していたゲート電極9a、島状ゲート電極
9b間及び島状ゲート電極9b,9b間は、両側からサ
イドウォール11の膜厚の寸法だけ狭まり、フィールド
幅x’は約0.3μmになる。
(C) After a silicon oxide film is deposited on the silicon substrate 1 to a thickness of, for example, 1500 ° by the CVD method, the silicon oxide film is etched back to form the gate electrode 9a, the island-shaped gate electrode 9b and the gate oxide. A side wall 11 is formed on the side wall of the film 7. Since the film thickness of the sidewall 11 is almost the same as the deposited film thickness of the silicon oxide film, it is formed at 1500 °, that is, 0.15 μm, and is formed between the gate electrode 9a and the island-shaped gate electrode 9b that are opened by the distance x. The distance between the island-shaped gate electrodes 9b, 9b is reduced from both sides by the dimension of the thickness of the sidewall 11, and the field width x 'is about 0.3 μm.

【0023】(D)イオン注入法により、ゲート電極9
a、島状ゲート電極9b及びサイドウォール11をマス
クにして、シリコン基板1にMOSFETのソース領域
及びドレイン領域を形成するための不純物注入を行な
う。NMOSFETでは、例えば50keV、3×10
15cm-2の条件でヒ素を注入する。その後、拡散炉内で
850℃、30分程度の熱処理を行ない、不純物を活性
化させて拡散層13を形成する。
(D) The gate electrode 9 is formed by ion implantation.
a, impurity implantation for forming a source region and a drain region of a MOSFET is performed on the silicon substrate 1 using the island-shaped gate electrode 9b and the side wall 11 as a mask. For NMOSFET, for example, 50 keV, 3 × 10
Arsenic is implanted under the condition of 15 cm -2 . After that, a heat treatment is performed at 850 ° C. for about 30 minutes in a diffusion furnace to activate the impurities and form the diffusion layer 13.

【0024】(E)シリコン基板1上全面にチタンを4
00Åの膜厚で堆積した後、ランプアニールにより不活
性ガス雰囲気中で600〜800℃の熱処理を施し、ゲ
ート電極9a上面、島状ゲート電極9b上面及び露出し
たシリコン基板1の表面にチタンシリサイド層13a,
13bを形成する。その後、アンモニアと過酸化水素水
の混合液により、素子分離酸化膜3上及びサイドウォー
ル11上の未反応のチタンを選択的に除去する。シリコ
ン基板1上に成膜するチタンの膜厚は200〜600Å
の範囲内であることが好ましい。 (F)シリコン基板1上に層間絶縁膜17を形成し、層
間絶縁膜17にコンタクトホール19を形成した後、通
常のLSI製造工程の配線形成工程に従いメタル配線を
形成する。
(E) Titanium is coated on the entire surface of the silicon substrate 1
After the film is deposited to a thickness of 00 °, a heat treatment at 600 to 800 ° C. is performed in an inert gas atmosphere by lamp annealing, and a titanium silicide layer is formed on the upper surface of the gate electrode 9a, the upper surface of the island-like gate electrode 9b and the exposed surface of the silicon substrate 1. 13a,
13b is formed. After that, unreacted titanium on the element isolation oxide film 3 and the sidewalls 11 is selectively removed with a mixed solution of ammonia and hydrogen peroxide solution. The thickness of the titanium film formed on the silicon substrate 1 is 200 to 600 °
Is preferably within the range. (F) After forming an interlayer insulating film 17 on the silicon substrate 1 and forming a contact hole 19 in the interlayer insulating film 17, a metal wiring is formed according to a wiring forming step in a normal LSI manufacturing process.

【0025】この実施例では、ゲート電極9aに隣接す
る拡散層13上のチタンシリサイド層15aに細線効果
を生じさせることにより、ゲート電極9aに隣接する拡
散層領域の抵抗値を上昇させるために、島状ゲート電極
9bをゲート電極9aの周辺に形成して、島状ゲート電
極9bをゲート電極9aと同じ写真製版工程及びエッチ
ング工程により形成しているので、製造工期を増加させ
ずにゲート電極9a端部への電流の集中を防止すること
ができる。
In this embodiment, the thin line effect is generated in the titanium silicide layer 15a on the diffusion layer 13 adjacent to the gate electrode 9a to increase the resistance of the diffusion layer region adjacent to the gate electrode 9a. Since the island-shaped gate electrode 9b is formed around the gate electrode 9a and the island-shaped gate electrode 9b is formed by the same photolithography process and etching process as the gate electrode 9a, the gate electrode 9a can be formed without increasing the manufacturing period. Concentration of current at the end can be prevented.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明による半導体装置では、シリサイ
ド層形成によるESD耐性の劣化が危惧されるゲート電
極に隣接する拡散層領域上に、シリサイドの細線効果が
生じる程度のフィールド幅を持って複数の島状ゲート電
極を形成し、その領域における必要以上の低抵抗化を抑
制するようにしたので、ゲート電極端部に電流集中が生
じず、ESD耐性の劣化を抑制することができる。さら
に、本発明にかかる半導体装置の製造方法では、ゲート
電極のパターニング時に島状ゲート電極も同時にパター
ニングし、ゲート電極、島状ゲート電極間の距離及び隣
接する島状ゲート電極間の距離を制御することにより、
ゲート電極に隣接する拡散層上に形成される金属シリサ
イド層の抵抗値を上昇させるようにしたので、製造工期
を増加させることなく、ゲート電極に隣接する拡散層領
域の抵抗値を十分高い値にすることができる。
In the semiconductor device according to the present invention, a plurality of islands are formed on the diffusion layer region adjacent to the gate electrode where the ESD resistance due to the formation of the silicide layer is feared, with a field width of such an extent that the thin line effect of silicide occurs. Since the gate electrode is formed so as to suppress an unnecessarily low resistance in that region, current concentration does not occur at the end of the gate electrode, and deterioration of ESD resistance can be suppressed. Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the island-shaped gate electrode is simultaneously patterned when the gate electrode is patterned, and the distance between the gate electrode and the island-shaped gate electrode and the distance between adjacent island-shaped gate electrodes are controlled. By doing
Since the resistance value of the metal silicide layer formed on the diffusion layer adjacent to the gate electrode is increased, the resistance value of the diffusion layer region adjacent to the gate electrode can be set to a sufficiently high value without increasing the manufacturing period. can do.

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

【図1】 活性領域上に形成したチタンシリサイド層の
細線効果を表すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing a thin line effect of a titanium silicide layer formed on an active region.

【図2】 半導体装置の製造方法一実施例の前半を示す
平面図(左図)並びにその平面図のA−A’位置及びB
−B’位置での断面図(右図)である。
FIG. 2 is a plan view (left figure) showing the first half of a semiconductor device manufacturing method according to an embodiment, and positions AA ′ and B in the plan view.
It is sectional drawing (right figure) in the -B 'position.

【図3】 同実施例の後半とともに半導体装置の一実施
例を示す平面図(左図)並びにその平面図のA−A’位
置及びB−B’位置での断面図(右図)である。
FIG. 3 is a plan view (left diagram) showing an embodiment of the semiconductor device together with the latter half of the same embodiment, and a cross-sectional view (right diagram) taken along positions AA ′ and BB ′ of the plan view. .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 3 素子分離酸化膜 5 活性領域 7 ゲート酸化膜 9a ゲート電極 9b 島状ゲート電極 11 サイドウォール 13 拡散層 15a,15b チタンシリサイド層 17 層間絶縁膜 19 コンタクトホール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 3 Element isolation oxide film 5 Active region 7 Gate oxide film 9a Gate electrode 9b Island-like gate electrode 11 Side wall 13 Diffusion layer 15a, 15b Titanium silicide layer 17 Interlayer insulating film 19 Contact hole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 27/088 Fターム(参考) 4M104 AA01 BB01 BB25 CC01 CC05 DD04 DD79 DD84 DD88 DD89 FF14 GG09 5F038 BH02 BH07 BH13 5F040 DA00 DA25 DB01 DB10 DC01 EC04 EC07 EC13 EC21 EH02 EK01 FA03 FA05 FA19 FC19 5F048 AB06 AB07 AC01 AC10 BA01 BB02 BB05 BB08 BB12 BG12 CC01 CC03 CC09 CC18 DA25──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 27/088 F term (Reference) 4M104 AA01 BB01 BB25 CC01 CC05 DD04 DD79 DD84 DD88 DD89 FF14 GG09 5F038 BH02 BH07 BH13 5F040 DA00 DA25 DB01 DB10 DC01 EC04 EC07 EC13 EC21 EH02 EK01 FA03 FA05 FA19 FC19 5F048 AB06 AB07 AC01 AC10 BA01 BB02 BB05 BB08 BB12 BG12 CC01 CC03 CC09 CC18 DA25

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の導電型のシリコン基板上に、ゲー
ト絶縁膜を介して、帯状のゲート電極、及び前記ゲート
電極から所定の距離だけ離れ、かつ各々の間隔も所定の
距離だけ離れて複数の島状ゲート電極が形成され、前記
ゲート電極領域及び前記島状ゲート電極領域を除くシリ
コン基板には第2の導電型の拡散層が形成され、少なく
とも前記拡散層上に金属シリサイドが形成されており、
前記ゲート電極、前記島状ゲート電極間の金属シリサイ
ド形成領域の幅寸法及び隣接する前記島状ゲート電極間
の金属シリサイド形成領域の幅寸法は、その金属シリサ
イド形成領域上に形成された金属シリサイドがシリサイ
ドの細線効果を生じる寸法であることを特徴とする半導
体装置。
1. A band-shaped gate electrode and a predetermined distance from a gate electrode on a silicon substrate of a first conductivity type with a gate insulating film interposed therebetween, and the respective spaces are also separated by a predetermined distance. A plurality of island-shaped gate electrodes are formed, a diffusion layer of a second conductivity type is formed on the silicon substrate excluding the gate electrode region and the island-shaped gate electrode region, and a metal silicide is formed on at least the diffusion layer. And
The width dimension of the metal silicide formation region between the gate electrode and the island-shaped gate electrode and the width dimension of the metal silicide formation region between the adjacent island-shaped gate electrodes are such that the metal silicide formed on the metal silicide formation region is A semiconductor device having a size that produces a thin wire effect of silicide.
【請求項2】 前記金属シリサイドはチタンシリサイド
であって、前記ゲート電極、前記島状ゲート電極間のチ
タンシリサイド形成領域の幅寸法及び隣接する前記島状
ゲート電極間のチタンシリサイド形成領域の幅寸法は
0.5〜0.1μmである請求項1に記載の半導体装
置。
2. The method according to claim 1, wherein the metal silicide is titanium silicide, and a width of a titanium silicide formation region between the gate electrode and the island gate electrode and a width of a titanium silicide formation region between the adjacent island gate electrodes. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein is 0.5 to 0.1 μm. 3.
【請求項3】 以下の(A)から(E)の工程を含むこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 (A)第1の導電型のシリコン基板上に、ゲート絶縁膜
を形成する工程、(B)前記ゲート絶縁膜上に、ポリシ
リコン膜を堆積した後、前記ポリシリコン膜及び前記ゲ
ート絶縁膜をパターニングし、ゲート電極、島状ゲート
電極間及び隣接する島状ゲート電極間のシリコン基板上
に後述の工程により形成される金属シリサイドが細線効
果を生じる、ゲート電極、島状ゲート電極間の幅寸法及
び隣接する島状ゲート電極間の幅寸法をもって、ゲート
電極及びそのゲート電極の周辺に島状ゲート電極を形成
する工程、(C)前記ゲート電極及び前記島状ゲート電
極の側壁に絶縁膜サイドウォールを形成する工程、
(D)前記ゲート電極、前記島状ゲート電極及び前記サ
イドウォールをマスクとして、前記シリコン基板に第2
の導電型の拡散層を形成する工程、(E)前記ゲート電
極、前記島状ゲート電極及び前記拡散層上に金属シリサ
イドを形成する工程。
3. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the following steps (A) to (E). (A) a step of forming a gate insulating film on a silicon substrate of a first conductivity type; and (B) depositing a polysilicon film on the gate insulating film, and then removing the polysilicon film and the gate insulating film. The width dimension between the gate electrode and the island-shaped gate electrode, in which the metal silicide formed by patterning is formed on the silicon substrate between the gate electrode and the island-shaped gate electrode and between the adjacent island-shaped gate electrodes by a later-described process causes a fine wire effect. Forming a gate electrode and an island-shaped gate electrode around the gate electrode with a width dimension between adjacent island-shaped gate electrodes; and (C) forming an insulating film sidewall on a side wall of the gate electrode and the island-shaped gate electrode. Forming a,
(D) using the gate electrode, the island-shaped gate electrode, and the sidewalls as a mask,
(E) forming a metal silicide on the gate electrode, the island-shaped gate electrode, and the diffusion layer.
【請求項4】 前記金属シリサイドはチタンシリサイド
であって、前記サイドウォール同士の間の距離が0.5
〜0.1μmである請求項3に記載の半導体装置の製造
方法。
4. The method according to claim 1, wherein the metal silicide is titanium silicide, and a distance between the sidewalls is 0.5.
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the thickness is from 0.1 μm to 0.1 μm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007234642A (en) * 2006-02-27 2007-09-13 Mitsumi Electric Co Ltd Electrostatic discharge protection element

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