JP2001185722A - Method of manufacturing semiconductor integrated circuit apparatus - Google Patents

Method of manufacturing semiconductor integrated circuit apparatus

Info

Publication number
JP2001185722A
JP2001185722A JP36648799A JP36648799A JP2001185722A JP 2001185722 A JP2001185722 A JP 2001185722A JP 36648799 A JP36648799 A JP 36648799A JP 36648799 A JP36648799 A JP 36648799A JP 2001185722 A JP2001185722 A JP 2001185722A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
film
gate electrode
gate
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP36648799A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Ogasawara
誠 小笠原
Nobuyoshi Kashu
信義 夏秋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP36648799A priority Critical patent/JP2001185722A/en
Publication of JP2001185722A publication Critical patent/JP2001185722A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To secure the reliability of a MISFET in which a gate insulating film is composed of an insulating film other than silicon oxide. SOLUTION: Only the gate insulating film 4 under a narrowed gate electrode 10 (polycrystalline silicon film 5) is made to function as the insulating film by narrowing the gate electrode 10 (polycrystalline silicon film 5), after thinly removing the side wall of the polycrystalline silicon film 5 that comprises part of the gate electrode 10, without making the gate insulating film 4 at the side- wall edge of the gate electrode 10 that is damaged by etching when the gate is manufactured function as an insulating film.

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、半導体集積回路装
置の製造技術に関し、特に、ゲート絶縁膜を酸化シリコ
ン以外の絶縁膜で構成したMISFET(Metal Insulat
or SemiconductorField Effect Transistor)を有する半
導体集積回路装置の製造に適用して有効な技術に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technology for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, and more particularly, to a MISFET (Metal Inslat) in which a gate insulating film is formed of an insulating film other than silicon oxide.
The present invention relates to a technology which is effective when applied to the manufacture of a semiconductor integrated circuit device having a semiconductor field effect transistor (or semiconductor field effect transistor).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のゲート加工プロセスの概略は、次
の通りである。まず、半導体基板(以下、単に基板とい
う)を熱酸化してその表面にゲート酸化膜を形成する。
次に、上記ゲート酸化膜上にゲート電極材料を堆積した
後、フォトレジスト膜をマスクにしたドライエッチング
でゲート電極材料をパターニングすることにより、ゲー
ト電極を形成する。
2. Description of the Related Art An outline of a conventional gate processing process is as follows. First, a semiconductor substrate (hereinafter, simply referred to as a substrate) is thermally oxidized to form a gate oxide film on its surface.
Next, after depositing a gate electrode material on the gate oxide film, the gate electrode is formed by patterning the gate electrode material by dry etching using a photoresist film as a mask.

【0003】その後、上記フォトレジスト膜をアッシン
グ(灰化)処理で除去し、さらにフッ酸などのエッチン
グ液を使ったウェットエッチングで基板表面に残ったド
ライエッチング残渣やアッシング残渣を除去する。
[0003] Thereafter, the photoresist film is removed by ashing (ashing), and dry etching residues and ashing residues remaining on the substrate surface are removed by wet etching using an etching solution such as hydrofluoric acid.

【0004】ところが、上記のエッチングを行うと、ゲ
ート電極で覆われていない領域のゲート酸化膜が削られ
ると共に、ゲート電極の側壁端部のゲート酸化膜も等方
的にエッチングされてアンダーカットが生じる。そのた
め、そのままではゲート電極の耐圧が低下するなどの不
具合が生じることから、アンダーカットされたゲート電
極側壁端部のプロファイルを改善するために、基板をも
う一度熱酸化してその表面に酸化膜を形成する処理(以
下、ライト酸化処理という)が行なわれる。
However, when the above-described etching is performed, the gate oxide film in a region not covered with the gate electrode is shaved, and the gate oxide film on the side wall edge of the gate electrode is also isotropically etched to form an undercut. Occurs. As a result, problems such as a decrease in the withstand voltage of the gate electrode may occur, and the substrate is thermally oxidized again to form an oxide film on the surface in order to improve the profile of the undercut side wall of the gate electrode. (Hereinafter referred to as a light oxidation process).

【0005】例えば特開平7−94716号公報は、基
板上にゲート酸化膜を介してゲート電極を形成した後、
還元性気体(水素)と酸化性気体(水蒸気)とを窒素で
希釈した雰囲気中でライト酸化を行う技術を開示してい
る。
[0005] For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-94716 discloses that after forming a gate electrode on a substrate via a gate oxide film,
A technique for performing light oxidation in an atmosphere in which a reducing gas (hydrogen) and an oxidizing gas (steam) is diluted with nitrogen is disclosed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】MISFETの高速
化、高性能化を実現するためには、MISFETの微細
化に比例してゲート酸化膜を薄膜化する必要があり、例
えばゲート長が0.2μm以下のMISFETでは、5
nmより薄い膜厚のゲート酸化膜が要求される。
In order to realize a high-speed and high-performance MISFET, it is necessary to reduce the thickness of the gate oxide film in proportion to the miniaturization of the MISFET. In the following MISFET, 5
A gate oxide film having a thickness smaller than nm is required.

【0007】しかし、ゲート酸化膜の膜厚を5nmより
も薄くすると、直接トンネル電流の発生やストレス起因
のホットキャリアなどによる絶縁耐圧の低下が顕在化す
る。この絶縁耐圧の低下を回避する対策としては、酸化
シリコンよりも誘電率が大きい窒化シリコンや酸化タン
タルなどを使用することによって、ゲート絶縁膜の実効
膜厚を大きくする選択肢が考えられる。
[0007] However, when the thickness of the gate oxide film is thinner than 5 nm, a reduction in the withstand voltage due to the generation of direct tunnel current or hot carriers due to stress becomes apparent. As a countermeasure for avoiding the decrease in the dielectric strength, there is an option to increase the effective thickness of the gate insulating film by using silicon nitride, tantalum oxide, or the like having a higher dielectric constant than silicon oxide.

【0008】ところが、酸化シリコン以外の材料でゲー
ト絶縁膜を構成した場合には、前述したライト酸化処理
によってゲート電極側壁端部のプロファイルを改善する
ことができなくなる。また、仮に酸化シリコン以外の材
料を何らかの方法で酸化しても、そのような酸化膜では
ゲート絶縁膜のリーク電流を低減したり、信頼性を確保
したりすることができない。
However, when the gate insulating film is formed of a material other than silicon oxide, the profile of the edge of the side wall of the gate electrode cannot be improved by the above-described light oxidation process. Further, even if a material other than silicon oxide is oxidized by any method, such an oxide film cannot reduce the leak current of the gate insulating film or ensure the reliability.

【0009】本発明の目的は、ゲート絶縁膜を酸化シリ
コン以外の絶縁膜で構成したMISFETの信頼性を確
保することのできる技術を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a technique capable of securing the reliability of a MISFET in which a gate insulating film is formed of an insulating film other than silicon oxide.

【0010】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0012】(1)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、以下の工程を含んでいる; (a)半導体基板の主面上に第1絶縁膜からなるゲート
絶縁膜を形成した後、前記ゲート絶縁膜上に第1導電膜
を形成する工程、(b)フォトレジスト膜をマスクにし
たドライエッチングで前記第1導電膜をパターニングす
ることによって、ゲート電極を形成する工程、(c)前
記ゲート電極の側壁の前記第1導電膜を除去することに
よって、前記ゲート電極を細線化する工程。
(1) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes the following steps: (a) After forming a gate insulating film made of a first insulating film on a main surface of a semiconductor substrate, Forming a first conductive film on the gate insulating film, (b) forming a gate electrode by patterning the first conductive film by dry etching using a photoresist film as a mask, and (c) forming a gate electrode. A step of thinning the gate electrode by removing the first conductive film on a side wall of the gate electrode.

【0013】(2)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、以下の工程を含んでいる; (a)半導体基板の主面上に第1絶縁膜からなるゲート
絶縁膜を形成した後、前記ゲート絶縁膜上に第1導電膜
を形成する工程、(b)フォトレジスト膜をマスクにし
たドライエッチングで前記第1導電膜をパターニングす
ることによって、ゲート電極を形成する工程、(c)前
記ゲート電極の側壁端部の前記ゲート絶縁膜を除去する
工程、(d)前記半導体基板の主面上に第2絶縁膜を形
成することによって、前記(c)工程で除去された前記
ゲート絶縁膜の膜厚を回復させる工程。
(2) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes the following steps: (a) After forming a gate insulating film made of a first insulating film on a main surface of a semiconductor substrate, Forming a first conductive film on the gate insulating film, (b) forming a gate electrode by patterning the first conductive film by dry etching using a photoresist film as a mask, and (c) forming a gate electrode. Removing the gate insulating film at the end of the side wall of the gate electrode; (d) forming a second insulating film on the main surface of the semiconductor substrate, thereby removing the gate insulating film in the step (c). Recovering the thickness of the film.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一の機能を有する部材には同
一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。ま
た、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一
または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments, members having the same functions are denoted by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted. In the following embodiments, the description of the same or similar parts will not be repeated in principle except when necessary.

【0015】(実施の形態1)本実施形態によるMIS
FETの製造方法を図1〜図7に従って工程順に説明す
る。
(Embodiment 1) MIS according to the present embodiment
The method of manufacturing the FET will be described in the order of steps with reference to FIGS.

【0016】まず、図1に示すように、例えば比抵抗が
10Ωcm程度のp型の単結晶シリコンからなる基板1の
素子分離領域に素子分離溝2を形成し、続いて基板1に
p型不純物(ホウ素)をイオン注入してp型ウエル3を
形成した後、基板1上に膜厚4nm程度の窒化シリコン
膜(第1絶縁膜)からなるゲート絶縁膜4を堆積する。
この窒化シリコン膜はCVD法で堆積してもよいが、例
えばモノシランと窒素とをプラズマ中で放電させるJV
D法(IEEE ED45,p680参照)で堆積することに
より、リーク電流のより少ないゲート絶縁膜4が得られ
る。
First, as shown in FIG. 1, an element isolation groove 2 is formed in an element isolation region of a substrate 1 made of, for example, p-type single crystal silicon having a specific resistance of about 10 Ωcm. After ion implantation of (boron) to form the p-type well 3, a gate insulating film 4 made of a silicon nitride film (first insulating film) having a thickness of about 4 nm is deposited on the substrate 1.
This silicon nitride film may be deposited by a CVD method. For example, JV in which monosilane and nitrogen are discharged in plasma.
By depositing by the method D (see IEEE ED45, p680), a gate insulating film 4 with less leakage current can be obtained.

【0017】次に、図2に示すように、ゲート絶縁膜4
の上部にCVD法で膜厚90〜100nm程度の多結晶
シリコン膜(第1導電膜)5を堆積した後、多結晶シリ
コン膜5の上部にスパッタリング法で膜厚5nm程度の
WN(窒化タングステン)膜6と膜厚50nm程度のW
(タングステン)膜7とを堆積し、さらにW膜7の上部
にCVD法で膜厚200nm程度の窒化シリコン膜13
を堆積する。多結晶シリコン膜5には、ゲート電極の空
乏化を抑えるために約2×1020cm-3のリンをドープ
する。
Next, as shown in FIG.
A polycrystalline silicon film (first conductive film) 5 having a thickness of about 90 to 100 nm is deposited on the upper portion of the polycrystalline silicon film 5 by a CVD method, and a WN (tungsten nitride) film having a thickness of about 5 nm is formed on the polycrystalline silicon film 5 by a sputtering method. Film 6 and W having a thickness of about 50 nm
(Tungsten) film 7 and a silicon nitride film 13 having a thickness of about 200 nm on the W film 7 by CVD.
Is deposited. The polycrystalline silicon film 5 is doped with about 2 × 10 20 cm −3 of phosphorus to suppress depletion of the gate electrode.

【0018】次に、図3に示すように、フォトレジスト
膜9をマスクにしたドライエッチングで窒化シリコン膜
8をパターニングし、続いてフォトレジスト膜9を除去
した後、図4に示すように、窒化シリコン膜8をマスク
にしたドライエッチングでW膜7、WN膜6および多結
晶シリコン膜5をパターニングすることによって、ゲー
ト長が0.13μm程度のゲート電極10を形成する。
その後、基板1をウェットエッチングすることによっ
て、基板1(ゲート絶縁膜4)の表面に残ったドライエ
ッチング残渣などを除去する。
Next, as shown in FIG. 3, the silicon nitride film 8 is patterned by dry etching using the photoresist film 9 as a mask, and after the photoresist film 9 is removed, as shown in FIG. By patterning the W film 7, the WN film 6, and the polycrystalline silicon film 5 by dry etching using the silicon nitride film 8 as a mask, a gate electrode 10 having a gate length of about 0.13 μm is formed.
Thereafter, the substrate 1 is wet-etched to remove dry etching residues and the like remaining on the surface of the substrate 1 (gate insulating film 4).

【0019】上記のエッチング(ドライエッチングおよ
びウェットエッチング)を行うと、ゲート電極10の下
部以外の領域のゲート絶縁膜4もある程度削られ、薄い
膜厚のゲート絶縁膜4aになる。また、ゲート電極10
の側壁端部のゲート絶縁膜4にエッチングの損傷が生じ
るため、そのままではゲート電極10の耐圧が低下した
り、ゲート絶縁膜4のリーク電流が増加したりするなど
の不具合が生じる。
When the above-mentioned etching (dry etching and wet etching) is performed, the gate insulating film 4 in a region other than the lower portion of the gate electrode 10 is also shaved to some extent, and becomes a thin gate insulating film 4a. In addition, the gate electrode 10
Since the gate insulating film 4 at the end of the side wall is damaged by etching, problems such as a decrease in the breakdown voltage of the gate electrode 10 and an increase in the leak current of the gate insulating film 4 occur.

【0020】そこで本実施形態では、図5に示すよう
に、ゲート電極10の一部を構成する多結晶シリコン膜
5の側壁を薄く除去することによって、ゲート電極10
(多結晶シリコン膜5)を細線化する。これにより、細
線化された多結晶シリコン膜5の側壁端部よりも外側の
損傷を受けたゲート絶縁膜4(矢印で示す箇所)が実質
的にゲート絶縁膜として機能せず、細線化された多結晶
シリコン膜5の下部の損傷を受けていないゲート絶縁膜
4のみが実質的にゲート絶縁膜として機能するようにな
る。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the side wall of the polycrystalline silicon film 5 forming a part of the gate electrode 10 is thinly removed to thereby form the gate electrode 10.
(Polycrystalline silicon film 5) is thinned. As a result, the damaged gate insulating film 4 (the location indicated by the arrow) outside the side wall end of the thinned polycrystalline silicon film 5 does not substantially function as the gate insulating film, but is thinned. Only the undamaged gate insulating film 4 under the polycrystalline silicon film 5 substantially functions as a gate insulating film.

【0021】多結晶シリコン膜5の側壁を薄く除去する
には、例えば硝酸(HNO3)とフッ酸(HF)との混
合液からなるエッチング液を用いて基板1の表面をウェ
ットエッチングすればよい。前述したゲート加工時のエ
ッチングによるゲート絶縁膜4の損傷は、ゲート電極1
0の側壁端部から数nm程度の範囲内に生じるため、多
結晶シリコン膜5の側壁の除去量も数nm程度でよく、
この程度の除去量では、ゲート長の寸法変動によるMI
SFETの特性劣化が生じることはない。
In order to remove the side wall of the polycrystalline silicon film 5 thinly, the surface of the substrate 1 may be wet-etched using an etching solution composed of, for example, a mixed solution of nitric acid (HNO 3 ) and hydrofluoric acid (HF). . The damage of the gate insulating film 4 due to the etching during the gate processing described above is caused by the gate electrode 1
0, the removal amount of the side wall of the polycrystalline silicon film 5 may be of the order of several nm.
With this amount of removal, MI due to dimensional variation in gate length
There is no deterioration of the characteristics of the SFET.

【0022】なおここでは、ゲート電極10の一部を構
成する多結晶シリコン膜5の側壁のみを薄く除去した
が、ゲート電極10の他の一部を構成するWN膜6やW
膜7の側壁を多結晶シリコン膜5と共に薄く除去しても
支障はない。
Here, only the side wall of the polycrystalline silicon film 5 forming a part of the gate electrode 10 is thinly removed, but the WN film 6 and the WN film forming the other part of the gate electrode 10 are removed.
There is no problem even if the side wall of the film 7 is thinly removed together with the polycrystalline silicon film 5.

【0023】次に、図6に示すように、基板1(p型ウ
エル3)に約1×1014cm-2のn型不純物(例えばヒ
素)をイオン注入することによって、ゲート電極10の
両側のp型ウエル3に低不純物濃度のn-型半導体領域
11を形成する。前述したように、多結晶シリコン膜5
の側壁の削れ量は僅かであるため、このn-型半導体領
域11とゲート電極10との間にオフセットが生じるこ
とはない。
Next, as shown in FIG. 6, about 1 × 10 14 cm −2 of n-type impurities (for example, arsenic) are ion-implanted into the substrate 1 (p-type well 3) to thereby form a gate electrode 10 on both sides. The n -type semiconductor region 11 having a low impurity concentration is formed in the p-type well 3. As described above, the polycrystalline silicon film 5
Since the amount of side wall shaving is small, no offset occurs between n type semiconductor region 11 and gate electrode 10.

【0024】次に、図7に示すように、基板1上にCV
D法で堆積した窒化シリコン膜を異方的にドライエッチ
ングしてゲート電極10の側壁に膜厚80nm程度のサ
イドウォールスペーサ12を形成する。その後、基板1
(p型ウエル3)に約2×1015cm-2のn型不純物
(例えばヒ素)をイオン注入し、ゲート電極10の両側
のp型ウエル3に高不純物濃度のn+型半導体領域13
(ソース、ドレイン)を形成することにより、nチャネ
ル型のMISFETQnが完成する。
Next, as shown in FIG.
The silicon nitride film deposited by the method D is anisotropically dry-etched to form a sidewall spacer 12 having a thickness of about 80 nm on the side wall of the gate electrode 10. Then, the substrate 1
(P-type well 3) is ion-implanted with an n-type impurity (for example, arsenic) of about 2 × 10 15 cm −2 , and a high impurity concentration n + -type semiconductor region 13 is formed in the p-type well 3 on both sides of the gate electrode 10.
By forming the (source, drain), an n-channel type MISFET Qn is completed.

【0025】(実施の形態2)本実施形態によるMIS
FETの製造方法を図8〜図11に従って工程順に説明
する。
(Embodiment 2) MIS according to the present embodiment
The method of manufacturing the FET will be described in the order of steps with reference to FIGS.

【0026】まず、図8に示すように、前記実施の形態
1と同様の方法で基板1上に窒化シリコン膜からなるゲ
ート絶縁膜4を堆積した後、ゲート絶縁膜4上に堆積し
た多結晶シリコン膜5、WN膜6、W膜7および窒化シ
リコン膜13をパターニングすることによってゲート電
極10を形成する。その後、基板1をウェットエッチン
グすることによって、基板1(ゲート絶縁膜4)の表面
に残ったドライエッチング残渣などを除去する。ここま
での工程は前記実施の形態1と同じである。
First, as shown in FIG. 8, a gate insulating film 4 made of a silicon nitride film is deposited on a substrate 1 in the same manner as in the first embodiment, and then a polycrystalline film deposited on the gate insulating film 4 is formed. The gate electrode 10 is formed by patterning the silicon film 5, the WN film 6, the W film 7, and the silicon nitride film 13. Thereafter, the substrate 1 is wet-etched to remove dry etching residues and the like remaining on the surface of the substrate 1 (gate insulating film 4). The steps so far are the same as those in the first embodiment.

【0027】上記のエッチングを行うと、ゲート電極1
0の下部以外の領域のゲート絶縁膜4もある程度削ら
れ、薄い膜厚のゲート絶縁膜4aになる。また、ゲート
電極10の側壁端部のゲート絶縁膜4にエッチングの損
傷が生じるため、そのままではゲート電極10の耐圧が
低下したり、ゲート絶縁膜4のリーク電流が増加したり
するなどの不具合が生じる。
When the above etching is performed, the gate electrode 1
The gate insulating film 4 in a region other than the region below the zero is also cut to some extent, and becomes a thin gate insulating film 4a. In addition, since etching damage occurs in the gate insulating film 4 at the side wall end portion of the gate electrode 10, problems such as a decrease in breakdown voltage of the gate electrode 10 and an increase in leak current of the gate insulating film 4 are caused. Occurs.

【0028】そこで本実施形態では、まず図9に示すよ
うに、熱リン酸などのエッチング液を使って、ゲート電
極10の側壁端部の損傷を受けたゲート絶縁膜4を除去
する。ゲート絶縁膜4の損傷は、ゲート電極10の側壁
端部から数nm程度の範囲内で生じるため、ゲート絶縁
膜4の除去量は数nm程度でよい。これにより、ゲート
電極10の下部に損傷を受けていないゲート絶縁膜4の
みが残る。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, the damaged gate insulating film 4 at the side wall end of the gate electrode 10 is removed using an etching solution such as hot phosphoric acid. Since the damage to the gate insulating film 4 occurs within a range of about several nm from the end of the side wall of the gate electrode 10, the removal amount of the gate insulating film 4 may be about several nm. As a result, only the undamaged gate insulating film 4 remains under the gate electrode 10.

【0029】次に、図10に示すように、基板1上に数
nm程度の膜厚の窒化シリコン膜15を堆積する。これ
により、上記のエッチングで除去したゲート絶縁膜4の
膜厚にほぼ相当する膜厚の窒化シリコン膜15がゲート
電極10の側壁端部にも堆積される、この領域のゲート
絶縁膜4の膜厚がエッチング前の膜厚まで回復する。こ
の窒化シリコン膜15はCVD法で堆積してもよいが、
リーク電流のより少ない膜が得られる前記のJVD法で
堆積する。
Next, as shown in FIG. 10, a silicon nitride film 15 having a thickness of about several nm is deposited on the substrate 1. As a result, a silicon nitride film 15 having a thickness substantially equivalent to the thickness of the gate insulating film 4 removed by the above-mentioned etching is deposited also on the side wall edge of the gate electrode 10. The thickness recovers to the thickness before etching. This silicon nitride film 15 may be deposited by a CVD method,
The film is deposited by the above-described JVD method which can obtain a film having a smaller leak current.

【0030】その後、図11に示すように、前記実施の
形態1と同様の方法でゲート電極10の側壁にサイドウ
ォールスペーサ12を形成した後、基板1(p型ウエル
3)に約2×1015cm-2のn型不純物(例えばヒ素)
をイオン注入し、ゲート電極10の両側のp型ウエル3
に高不純物濃度のn+型半導体領域13(ソース、ドレ
イン)を形成することにより、nチャネル型のMISF
ETQnが完成する。
Thereafter, as shown in FIG. 11, after a sidewall spacer 12 is formed on the side wall of the gate electrode 10 in the same manner as in the first embodiment, about 2 × 10 5 15 cm -2 n-type impurity (for example, arsenic)
Is implanted into the p-type wells 3 on both sides of the gate electrode 10.
Forming an n + -type semiconductor region 13 (source and drain) with a high impurity concentration in
ETQn is completed.

【0031】以上、本発明者によってなされた発明をそ
の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前
記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもな
い。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment, the invention is not limited to the embodiment, and various modifications may be made without departing from the gist of the invention. It goes without saying that it is possible.

【0032】前記実施の形態では、nチャネル型MIS
FETの製造に適用した場合について説明したが、pチ
ャネル型MISFETの製造に適用できることはもちろ
んである。また、前記実施の形態では、ゲート絶縁膜を
窒化シリコンで構成した場合について説明したが、例え
ば酸化タンタル(Ta25)膜や酸化チタン(Ti
2)膜などのような、酸化シリコンより誘電率が高い
絶縁材料で構成した場合にも適用することができる。
In the above embodiment, the n-channel MIS
The case where the present invention is applied to the manufacture of an FET has been described.
Needless to say, it can be applied to the production of a channel type MISFET.
It is. In the above embodiment, the gate insulating film is
Although the case of silicon nitride was explained,
If tantalum oxide (TaTwoOFive) Film and titanium oxide (Ti
O Two) Higher dielectric constant than silicon oxide, such as film
The present invention can also be applied to a case where an insulating material is used.

【0033】[0033]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以
下のとおりである。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0034】本発明によれば、MISFETのゲート絶
縁膜を酸化シリコン以外の絶縁材料で構成した場合にお
いても、ゲート加工時にゲート電極の側壁端部に生じる
ゲート絶縁膜の欠陥を確実に修復することができるの
で、酸化シリコンよりも誘電率が高い絶縁材料をゲート
絶縁膜に適用することが容易になり、微細化されたMI
SFETの高速化、高性能化を推進することができる。
According to the present invention, even when the gate insulating film of the MISFET is formed of an insulating material other than silicon oxide, the defect of the gate insulating film generated at the end of the side wall of the gate electrode during the gate processing can be reliably repaired. , It is easy to apply an insulating material having a higher dielectric constant than silicon oxide to the gate insulating film.
Higher speed and higher performance of the SFET can be promoted.

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

【図1】本発明の実施形態1であるMISFETの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 1 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate, illustrating a method for manufacturing a MISFET according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態1であるMISFETの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 2 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the MISFET according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施形態1であるMISFETの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the MISFET according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施形態1であるMISFETの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the MISFET according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施形態1であるMISFETの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the MISFET according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施形態1であるMISFETの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 6 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the MISFET according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施形態1であるMISFETの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 7 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the MISFET according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施形態2であるMISFETの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 8 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the MISFET according to the second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施形態2であるMISFETの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 9 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the MISFET according to the second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施形態2であるMISFETの製
造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 10 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the MISFET according to the second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施形態2であるMISFETの製
造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 11 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the MISFET according to the second embodiment of the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 素子分離溝 3 p型ウエル 4 ゲート絶縁膜 4a ゲート絶縁膜 5 多結晶シリコン膜 6 WN膜 7 W膜 8 窒化シリコン膜 9 フォトレジスト膜 10 ゲート電極 11 n-型半導体領域 12 サイドウォールスペーサ 13 n+型半導体領域(ソース、ドレイン) Qn nチャネル型MISFETREFERENCE SIGNS LIST 1 semiconductor substrate 2 element isolation groove 3 p-type well 4 gate insulating film 4 a gate insulating film 5 polycrystalline silicon film 6 WN film 7 W film 8 silicon nitride film 9 photoresist film 10 gate electrode 11 n - type semiconductor region 12 sidewall Spacer 13 n + type semiconductor region (source, drain) Qn n channel type MISFET

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M104 AA01 BB01 BB40 CC05 DD04 DD37 DD43 DD55 DD64 DD65 DD91 EE03 EE06 EE09 EE14 EE17 FF13 GG09 5F040 DC01 EC02 EC04 EC07 ED03 ED04 EF02 EK05 FA03 FA07 FA17 FA18 FA19 FB02 FB04 FC00  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page F-term (reference) 4M104 AA01 BB01 BB40 CC05 DD04 DD37 DD43 DD55 DD64 DD65 DD91 EE03 EE06 EE09 EE14 EE17 FF13 GG09 5F040 DC01 EC02 EC04 EC07 ED03 ED04 EF02 EK05 FA03 FA07 FA17 FA18 FA19 FB03

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 以下の工程を含む半導体集積回路装置の
製造方法; (a)半導体基板の主面上に第1絶縁膜からなるゲート
絶縁膜を形成した後、前記ゲート絶縁膜上に第1導電膜
を形成する工程、(b)フォトレジスト膜をマスクにし
たドライエッチングで前記第1導電膜をパターニングす
ることによって、ゲート電極を形成する工程、(c)前
記ゲート電極の側壁の前記第1導電膜を除去することに
よって、前記ゲート電極を細線化する工程。
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device including the following steps: (a) forming a gate insulating film made of a first insulating film on a main surface of a semiconductor substrate, and then forming a first insulating film on the gate insulating film; Forming a conductive film, (b) forming a gate electrode by patterning the first conductive film by dry etching using a photoresist film as a mask, and (c) forming a first electrode on a side wall of the gate electrode. A step of thinning the gate electrode by removing the conductive film.
【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記第1絶縁膜は、酸化シリコン以外
の絶縁材料からなることを特徴とする半導体集積回路装
置の製造方法。
2. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said first insulating film is made of an insulating material other than silicon oxide.
【請求項3】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記第1絶縁膜は、酸化シリコンより
も誘電率が高い絶縁材料からなることを特徴とする半導
体集積回路装置の製造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said first insulating film is made of an insulating material having a higher dielectric constant than silicon oxide. .
【請求項4】 請求項1、2または3記載の半導体集積
回路装置の製造方法において、前記ゲート電極の細線化
は、前記ゲート電極を構成する前記導電膜をウェットエ
ッチングすることによって行うことを特徴とする半導体
集積回路装置の製造方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the thinning of the gate electrode is performed by wet-etching the conductive film forming the gate electrode. Of manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項5】 以下の工程を含む半導体集積回路装置の
製造方法; (a)半導体基板の主面上に第1絶縁膜からなるゲート
絶縁膜を形成した後、前記ゲート絶縁膜上に第1導電膜
を形成する工程、(b)フォトレジスト膜をマスクにし
たドライエッチングで前記第1導電膜をパターニングす
ることによって、ゲート電極を形成する工程、(c)前
記ゲート電極の側壁端部の前記ゲート絶縁膜を除去する
工程、(d)前記半導体基板の主面上に第2絶縁膜を形
成することによって、前記(c)工程で除去された前記
ゲート絶縁膜の膜厚を回復させる工程。
5. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising the steps of: (a) forming a gate insulating film made of a first insulating film on a main surface of a semiconductor substrate and then forming a first insulating film on the gate insulating film; (B) forming a gate electrode by patterning the first conductive film by dry etching using a photoresist film as a mask, and (c) forming a gate electrode on the side wall edge of the gate electrode. Removing the gate insulating film, and (d) recovering the thickness of the gate insulating film removed in the step (c) by forming a second insulating film on the main surface of the semiconductor substrate.
【請求項6】 請求項5記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記第1絶縁膜は、酸化シリコン以外
の絶縁材料からなることを特徴とする半導体集積回路装
置の製造方法。
6. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 5, wherein said first insulating film is made of an insulating material other than silicon oxide.
【請求項7】 請求項5記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記第1絶縁膜は、酸化シリコンより
も誘電率が高い絶縁材料からなることを特徴とする半導
体集積回路装置の製造方法。
7. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 5, wherein said first insulating film is made of an insulating material having a higher dielectric constant than silicon oxide. .
JP36648799A 1999-12-24 1999-12-24 Method of manufacturing semiconductor integrated circuit apparatus Pending JP2001185722A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP36648799A JP2001185722A (en) 1999-12-24 1999-12-24 Method of manufacturing semiconductor integrated circuit apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP36648799A JP2001185722A (en) 1999-12-24 1999-12-24 Method of manufacturing semiconductor integrated circuit apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001185722A true JP2001185722A (en) 2001-07-06

Family

ID=18486909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP36648799A Pending JP2001185722A (en) 1999-12-24 1999-12-24 Method of manufacturing semiconductor integrated circuit apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001185722A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007042964A (en) * 2005-08-05 2007-02-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and method of manufacturing same
JP2008235448A (en) * 2007-03-19 2008-10-02 Oki Electric Ind Co Ltd Manufacturing method for semiconductor device
KR101024251B1 (en) * 2003-12-30 2011-03-29 주식회사 하이닉스반도체 Method for forming gate electrode in semiconductor device
KR101087139B1 (en) 2008-12-18 2011-11-25 한국전자통신연구원 Method for fabricating trench gate double diffused MOS device having super junction structure
WO2014119596A1 (en) * 2013-02-01 2014-08-07 ピーエスフォー ルクスコ エスエイアールエル Semiconductor device and method for manufacturing same
CN113644121A (en) * 2021-08-04 2021-11-12 福建省晋华集成电路有限公司 Semiconductor device and method for manufacturing the same

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101024251B1 (en) * 2003-12-30 2011-03-29 주식회사 하이닉스반도체 Method for forming gate electrode in semiconductor device
JP2007042964A (en) * 2005-08-05 2007-02-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and method of manufacturing same
JP2008235448A (en) * 2007-03-19 2008-10-02 Oki Electric Ind Co Ltd Manufacturing method for semiconductor device
KR101087139B1 (en) 2008-12-18 2011-11-25 한국전자통신연구원 Method for fabricating trench gate double diffused MOS device having super junction structure
WO2014119596A1 (en) * 2013-02-01 2014-08-07 ピーエスフォー ルクスコ エスエイアールエル Semiconductor device and method for manufacturing same
CN113644121A (en) * 2021-08-04 2021-11-12 福建省晋华集成电路有限公司 Semiconductor device and method for manufacturing the same
CN113644121B (en) * 2021-08-04 2023-05-26 福建省晋华集成电路有限公司 Semiconductor device and method for manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001060630A (en) Manufacture of semiconductor device
US6734114B2 (en) Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device
JP2002231821A (en) Method for manufacturing semiconductor device and semiconductor device
JP2001185722A (en) Method of manufacturing semiconductor integrated circuit apparatus
JP3098942B2 (en) Method for manufacturing MOS transistor
JPH1140538A (en) Manufacture of semiconductor device
JP4082280B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2001176983A (en) Semiconductor device and producing method therefor
JP2952570B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3277434B2 (en) Method for manufacturing transistor
JPH10214794A (en) Fabrication of semiconductor device
KR100399911B1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP3439415B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH0828501B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2000077429A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH02153534A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0521455A (en) Manufacture of semiconductor integrated circuit device
JP2002368007A (en) Metal oxide film semiconductor manufacturing method
JPH07122628A (en) Fabrication of semiconductor device
JP2705583B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
CN115732412A (en) Method for manufacturing semiconductor structure
JP3055614B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device manufactured by the method
JPH0239439A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH11102960A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH06188259A (en) Manufacture of semiconductor device