JP2002231938A - Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same

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JP2002231938A
JP2002231938A JP2001022133A JP2001022133A JP2002231938A JP 2002231938 A JP2002231938 A JP 2002231938A JP 2001022133 A JP2001022133 A JP 2001022133A JP 2001022133 A JP2001022133 A JP 2001022133A JP 2002231938 A JP2002231938 A JP 2002231938A
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JP
Japan
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film
sidewall
gate electrode
source
forming
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Application number
JP2001022133A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichiro Mitani
真一郎 三谷
Katsuhiko Ichinose
勝彦 一瀬
Tomohiro Saito
朋広 齊藤
Yohei Yanagida
洋平 柳田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a leakage current of a MISFET and reduce the fringe capacitance between the gate electrode and the source and drain region. SOLUTION: On a side wall of a side wall film 16s which is a silicon oxide film formed on a side wall of a gate electrode G of a MISFET, a side wall film 20s consisting of a silicon nitride film which is hard to etch by a washing liquid for washing before a silicide reaction. Thereafter, washing is conducted before silicide reaction to deposite CoSi2 21a. Consequently, the reduction of a film thickness of the side wall film 20s is made small and the distance between the source and drain region (17) and the CoSi2 21a can be secured, reducing the leakage current. Since the most part of the side wall films (16s, 20s) can be constituted of a silicon oxide film having a low relative permittivity, the fringe capacitance can be reduced.

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
置およびその製造技術に関し、特に、微細なMISFE
T(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Tra
nsistor)を有する半導体集積回路装置に適用して有効
な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and a manufacturing technique thereof, and more particularly, to a fine MISFE.
T (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Tra
The present invention relates to a technology that is effective when applied to a semiconductor integrated circuit device having an nsistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】前記MISFETのソース、ドレイン領
域上には、ソース、ドレイン領域の抵抗を下げ、また、
ソース、ドレイン領域上に形成されるプラグとの接触抵
抗を下げるためにシリサイド層が形成されている。
2. Description of the Related Art On the source and drain regions of the MISFET, the resistance of the source and drain regions is reduced.
A silicide layer is formed to reduce contact resistance with a plug formed on the source and drain regions.

【0003】例えば、1999 Symposium on VLSI Technol
ogy Digest of Technical Papers 5A-1 p.49-50には、
LDD構造のソース、ドレイン領域を形成するための酸
化シリコン膜からなるサイドウォール膜をマスクに、シ
リサイド層を形成する技術が記載されている。
For example, the 1999 Symposium on VLSI Technol
ogy Digest of Technical Papers 5A-1 p.49-50
A technique for forming a silicide layer using a sidewall film made of a silicon oxide film for forming source and drain regions having an LDD structure as a mask is described.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シリサ
イド層を形成する前には、ソース、ドレイン領域上の自
然酸化膜等をフッ酸等を用いて除去するため、この工程
により前記サイドウォール膜の膜厚は薄くなる。その結
果、追って詳細に説明するように、シリサイド層がソー
ス、ドレイン領域の接合部に近接し、また、接合部を突
き抜け、接合リークが増加してしまうという問題が生じ
る。
However, before forming a silicide layer, a natural oxide film or the like on the source and drain regions is removed using hydrofluoric acid or the like. The thickness decreases. As a result, as will be described later in detail, there is a problem that the silicide layer approaches the junction between the source and drain regions, penetrates through the junction, and increases junction leakage.

【0005】一方、サイドウォール膜の膜減りを抑える
ため、サイドウォール膜を窒化シリコン膜を用いて形成
する方法が検討されている。窒化シリコン膜からなるサ
イドウォール膜については、2000 Symposium on VLSI T
echnology Digest of Technical Papers T15-1に、その
記載がある。
On the other hand, in order to suppress the reduction in the thickness of the sidewall film, a method of forming the sidewall film using a silicon nitride film has been studied. For the sidewall film made of silicon nitride film, see 2000 Symposium on VLSI T
This is described in echnology Digest of Technical Papers T15-1.

【0006】しかしながら、窒化シリコン膜の比誘電率
は、酸化シリコン膜の約2倍であるため、サイドウォー
ル膜に窒化シリコン膜を用いた場合、ゲート電極とソー
ス、ドレイン領域とのフリンジキャパシタンスが増加
し、素子性能が低下する。特に、ゲート電極とドレイン
との間は、電気的に逆位相となるので、この間の容量が
大きくなると、信号の伝達速度が小さくなり、スイッチ
ング特性が低下してしまう。
However, since the relative permittivity of the silicon nitride film is about twice that of the silicon oxide film, when the silicon nitride film is used for the sidewall film, the fringe capacitance between the gate electrode and the source and drain regions increases. As a result, the element performance deteriorates. In particular, since the phase between the gate electrode and the drain is electrically opposite to each other, if the capacitance between the gate electrode and the drain increases, the signal transmission speed decreases and the switching characteristics deteriorate.

【0007】本発明の目的は、半導体集積回路装置の動
作速度を確保し、製品不良を低減させることにある。
An object of the present invention is to secure the operation speed of a semiconductor integrated circuit device and reduce product defects.

【0008】本発明の他の目的は、半導体集積回路装置
の消費電流を低減させることにある。
Another object of the present invention is to reduce current consumption of a semiconductor integrated circuit device.

【0009】本発明の前記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 objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0010】[0010]

【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.

【0011】(1)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、(a)シリコン基板上に、ゲート絶縁膜を形成
する工程と、(b)前記ゲート絶縁膜上に導電性膜を形
成し、パターニングすることによってゲート電極を形成
する工程と、(c)前記ゲート電極上を含むシリコン基
板上に酸化シリコン膜を堆積する工程と、(d)前記酸
化シリコン膜を、異方的にエッチングすることにより前
記ゲート電極の側壁に第1のサイドウォール膜を形成す
る工程と、(e)前記シリコン基板、第1のサイドウォ
ール膜およびゲート電極上に、窒化シリコン膜を堆積す
る工程と、(f)前記窒化シリコン膜を、異方的にエッ
チングすることにより前記第2のサイドウォール膜の側
壁に第2のサイドウォール膜を形成する工程と、(g)
前記第2のサイドウォール膜をマスクに前記シリコン基
板中に不純物を注入することによりソース、ドレイン領
域を形成する工程と、(h)前記ソース、ドレイン領域
表面をフッ酸系の洗浄液を用いて洗浄する工程と、
(i)前記ソース、ドレイン領域上に、金属膜を堆積す
る工程と、(j)前記第2のサイドウォール膜をマスク
にシリサイド化反応を起こさせることにより、前記ソー
ス、ドレイン領域と前記金属膜との接触部に金属シリサ
イド層を形成する工程と、(k)未反応の前記金属膜を
除去する工程と、を有する。
(1) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention comprises: (a) forming a gate insulating film on a silicon substrate; and (b) forming a conductive film on the gate insulating film. Forming a gate electrode by patterning, (c) depositing a silicon oxide film on a silicon substrate including the gate electrode, and (d) anisotropically etching the silicon oxide film. (E) depositing a silicon nitride film on the silicon substrate, the first sidewall film, and the gate electrode; and (f) forming a first sidewall film on the sidewall of the gate electrode. Forming a second sidewall film on the side wall of the second sidewall film by anisotropically etching the silicon nitride film; (g)
Forming source and drain regions by injecting impurities into the silicon substrate using the second sidewall film as a mask; and (h) cleaning the surfaces of the source and drain regions using a hydrofluoric acid-based cleaning solution. The process of
(I) depositing a metal film on the source / drain region; and (j) causing a silicidation reaction using the second sidewall film as a mask, thereby forming the source / drain region and the metal film. Forming a metal silicide layer at a contact portion with the metal film, and (k) removing the unreacted metal film.

【0012】このような手段によれば、フッ酸系の洗浄
液による第2のサイドウォール膜の膜減りを防止するこ
とができ、ソース、ドレイン領域と金属シリサイド層と
の距離を確保し、リーク電流を低く抑えることができ
る。また、第1および第2のサイドウォール膜の一部
を、誘電率の低い酸化シリコン膜で占めることができる
ので、ゲート電極とソース、ドレイン領域とのフリンジ
キャパシタンスを低減することができる。
According to such a means, the thickness of the second sidewall film can be prevented from being reduced by a hydrofluoric acid-based cleaning solution, the distance between the source / drain region and the metal silicide layer can be secured, and the leakage current can be reduced. Can be kept low. Further, since a part of the first and second sidewall films can be occupied by the silicon oxide film having a low dielectric constant, the fringe capacitance between the gate electrode and the source / drain regions can be reduced.

【0013】(2)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、酸化シリコン膜からなる第1のサイドウォール
膜を形成した後、この第1のサイドウォール膜をマスク
にソース、ドレイン領域を形成し、第1のサイドウォー
ル膜の側壁に窒化シリコン膜からなる第2のサイドウォ
ール膜を形成し、この第2のサイドウォール膜をマスク
にシリサイド層を形成する。
(2) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, after forming a first sidewall film made of a silicon oxide film, source and drain regions are formed using the first sidewall film as a mask. Then, a second sidewall film made of a silicon nitride film is formed on a side wall of the first sidewall film, and a silicide layer is formed using the second sidewall film as a mask.

【0014】このような手段によれば、フッ酸系の洗浄
液による第2のサイドウォール膜の膜減を防止すること
ができるとともに第2のサイドウォール膜の膜厚に対応
する距離、ソース、ドレイン領域と金属シリサイド層と
を離間することができ、リーク電流を低く抑えることが
できる。また、第1および第2のサイドウォール膜の一
部を、誘電率の低い酸化シリコン膜で占めることができ
るので、ゲート電極とソース、ドレイン領域とのフリン
ジキャパシタンスを低減することができる。
According to such a means, the thickness of the second sidewall film can be prevented from being reduced by the hydrofluoric acid-based cleaning solution, and the distance, source and drain corresponding to the thickness of the second sidewall film can be prevented. The region and the metal silicide layer can be separated from each other, and the leakage current can be suppressed low. Further, since a part of the first and second sidewall films can be occupied by the silicon oxide film having a low dielectric constant, the fringe capacitance between the gate electrode and the source / drain regions can be reduced.

【0015】(3)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、第1の酸化シリコン膜からなる第1のサイドウ
ォール膜を形成した後、この第1のサイドウォール膜を
マスクにソース、ドレイン領域を形成し、第1のサイド
ウォール膜の側壁に第2の酸化シリコン膜からなる第2
のサイドウォール膜を形成し、この第2のサイドウォー
ル膜をマスクにシリサイド層を形成する。
(3) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, after forming a first sidewall film made of a first silicon oxide film, a source and a drain are formed using the first sidewall film as a mask. Forming a region and forming a second silicon oxide film on the side wall of the first side wall film;
Is formed, and a silicide layer is formed using the second sidewall film as a mask.

【0016】このような手段によれば、第2のサイドウ
ォール膜の膜厚に対応する距離、ソース、ドレイン領域
と金属シリサイド層とを離間することができ、リーク電
流を低く抑えることができる。また、第1および第2の
サイドウォール膜全体を、誘電率の低い酸化シリコン膜
で占めることができるので、ゲート電極とソース、ドレ
イン領域とのフリンジキャパシタンスを低減することが
できる。
According to such means, the distance corresponding to the thickness of the second sidewall film, the source and drain regions and the metal silicide layer can be separated, and the leak current can be suppressed low. Further, since the entire first and second sidewall films can be occupied by the silicon oxide film having a low dielectric constant, the fringe capacitance between the gate electrode and the source / drain regions can be reduced.

【0017】(4)本発明の半導体集積回路装置は、
(a)シリコン基板上にゲート絶縁膜を介し形成された
ゲート電極と、(b)前記ゲート電極の両側のシリコン
基板中に形成されたソース、ドレイン領域と、(c)前
記ゲート電極の側壁に形成された第1の絶縁膜からなる
第1のサイドウォール膜と、(d)前記第1のサイドウ
ォール膜の側壁に形成され、第2の絶縁膜からなる第2
のサイドウォール膜と、(e)前記第2のサイドウォー
ル膜をマスクに前記ソース、ドレイン領域上に形成され
た金属シリサイド層と、を有し、(f)前記第1の絶縁
膜は、前記第2の絶縁膜より誘電率が低い。
(4) The semiconductor integrated circuit device of the present invention
(A) a gate electrode formed on a silicon substrate via a gate insulating film, (b) source and drain regions formed in the silicon substrate on both sides of the gate electrode, and (c) side walls of the gate electrode. A first sidewall film formed of the first insulating film formed; and (d) a second sidewall film formed on the side wall of the first sidewall film and formed of the second insulating film.
(E) a metal silicide layer formed on the source and drain regions using the second sidewall film as a mask, and (f) the first insulating film comprises The dielectric constant is lower than that of the second insulating film.

【0018】(5)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、(a)シリコン基板上にゲート絶縁膜を介し形
成されたゲート電極と、(b)前記ゲート電極の側壁に
形成された第1の酸化シリコン膜からなる第1のサイド
ウォール膜と、(c)前記第1のサイドウォール膜をマ
スクに形成されたソース、ドレイン領域と、(d)前記
第1のサイドウォール膜の側壁に形成され、第2の酸化
シリコン膜からなる第2のサイドウォール膜と、(e)
前記第2のサイドウォール膜をマスクに前記ソース、ド
レイン領域上に形成された金属シリサイド層と、を有す
る。
(5) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes: (a) a gate electrode formed on a silicon substrate via a gate insulating film; and (b) a gate electrode formed on a side wall of the gate electrode. A first sidewall film made of one silicon oxide film; (c) a source / drain region formed using the first sidewall film as a mask; and (d) a side wall of the first sidewall film. (E) a second sidewall film formed and made of a second silicon oxide film;
A metal silicide layer formed on the source and drain regions using the second sidewall film as a mask.

【0019】このような手段によれば、ソース、ドレイ
ン領域と金属シリサイド層とが離間されているので、リ
ーク電流を低く抑えることができ、また、第1および第
2のサイドウォール膜の一部もしくは全部を、誘電率の
低い酸化シリコン膜で占めることができるので、ゲート
電極とソース、ドレイン領域とのフリンジキャパシタン
スを低減することができる。
According to such a means, since the source and drain regions and the metal silicide layer are separated from each other, the leak current can be suppressed low, and a part of the first and second sidewall films can be suppressed. Alternatively, since the whole can be occupied by the silicon oxide film having a low dielectric constant, the fringe capacitance between the gate electrode and the source and drain regions can be reduced.

【0020】[0020]

【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。
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.

【0021】(実施の形態1)本実施の形態の半導体集
積回路装置の製造方法を図1〜図7を用いて説明する。
(Embodiment 1) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0022】まず、図1に示すように、シリコン基板1
中に素子分離2を形成する。この素子分離2は、以下の
ように形成する。例えば1〜10Ωcm程度の比抵抗を有
するp型の単結晶シリコンからなるシリコン基板1をエ
ッチングすることにより深さ250nm程度の素子分離溝
を形成する。
First, as shown in FIG.
An element isolation 2 is formed therein. This element isolation 2 is formed as follows. For example, an element isolation groove having a depth of about 250 nm is formed by etching a silicon substrate 1 made of p-type single crystal silicon having a specific resistance of about 1 to 10 Ωcm.

【0023】その後、シリコン基板1を約1000℃で
熱酸化することによって、溝の内壁に膜厚10nm程度の
薄い酸化シリコン膜(図示せず)を形成する。この酸化
シリコン膜は、溝の内壁に生じたドライエッチングのダ
メージを回復すると共に、次の工程で溝の内部に埋め込
まれる酸化シリコン膜5とシリコン基板1との界面準位
を低減するために形成する。
Thereafter, the silicon substrate 1 is thermally oxidized at about 1000 ° C. to form a thin silicon oxide film (not shown) having a thickness of about 10 nm on the inner wall of the groove. The silicon oxide film is formed to recover the damage of the dry etching generated on the inner wall of the groove and to reduce the interface state between the silicon oxide film 5 and the silicon substrate 1 embedded in the groove in the next step. I do.

【0024】次に、溝の内部を含むシリコン基板1上に
CVD(Chemical Vapor deposition)法で膜厚450
〜500nm程度の酸化シリコン膜5を堆積し、化学的機
械研磨(CMP;Chemical Mechanical Polishing)法
で溝の上部の酸化シリコン膜5を研磨し、その表面を平
坦化する。
Next, a film thickness of 450 is formed on the silicon substrate 1 including the inside of the groove by CVD (Chemical Vapor deposition).
A silicon oxide film 5 of about 500 nm is deposited, and the silicon oxide film 5 above the groove is polished by a chemical mechanical polishing (CMP) method to flatten the surface.

【0025】次に、シリコン基板1にp型不純物(ホウ
素)およびn型不純物(例えばリン)をイオン打ち込み
した後、約1000℃の熱処理で上記不純物を拡散させ
ることによって、シリコン基板1にp型ウエル3および
n型ウエル(図示せず)を形成する。
Next, a p-type impurity (boron) and an n-type impurity (for example, phosphorus) are ion-implanted into the silicon substrate 1, and then the impurities are diffused by a heat treatment at about 1000 ° C., so that the p-type impurity is added to the silicon substrate 1. A well 3 and an n-type well (not shown) are formed.

【0026】次に、シリコン基板1のp型ウエル3の主
表面にnチャネル型MISFETを形成する。
Next, an n-channel MISFET is formed on the main surface of the p-type well 3 of the silicon substrate 1.

【0027】まず、図2に示すように、フッ酸系の洗浄
液を用いてシリコン基板1(p型ウエル3)の表面をウ
ェット洗浄した後、約800℃の熱酸化でp型ウエル3
の表面に清浄なゲート酸化膜6(ゲート絶縁膜)を形成
する。
First, as shown in FIG. 2, after the surface of the silicon substrate 1 (p-type well 3) is wet-cleaned using a hydrofluoric acid-based cleaning solution, the p-type well 3 is thermally oxidized at about 800.degree.
A clean gate oxide film 6 (gate insulating film) is formed on the surface of the substrate.

【0028】次に、ゲート酸化膜の上部に膜厚250nm
程度の多結晶シリコン膜9をCVD法で堆積する。次
に、フォトレジスト膜(図示せず)をマスクにして多結
晶シリコン膜9をドライエッチングすることによりゲー
ト電極Gを形成する。
Next, a film thickness of 250 nm is formed on the gate oxide film.
A polycrystalline silicon film 9 is deposited by the CVD method. Next, the gate electrode G is formed by dry-etching the polycrystalline silicon film 9 using a photoresist film (not shown) as a mask.

【0029】次に、図3に示すように、ライト酸化によ
りゲート電極G(多結晶シリコン膜9)の側壁およびシ
リコン基板1上に2nm程度の薄い酸化膜(以下、ライ
ト酸化膜という)11を形成する。このライト酸化膜1
1は、ゲート電極Gのエッチング時に、ゲート酸化膜6
の端部に生じた欠陥を修復するために形成する。
Next, as shown in FIG. 3, a thin oxide film (hereinafter, referred to as a light oxide film) 11 of about 2 nm is formed on the side wall of the gate electrode G (polycrystalline silicon film 9) and the silicon substrate 1 by light oxidation. Form. This light oxide film 1
1 denotes a gate oxide film 6 when the gate electrode G is etched.
It is formed to repair a defect generated at the end of the.

【0030】次に、p型ウエル3上のゲート電極Gの両
側にn型不純物(ヒ素)を10KeVのエネルギーで、
1.0×1015/cm2程度注入した後、950℃で、
1秒間の熱処理を施し、n-型半導体領域13を形成す
る。
Next, an n-type impurity (arsenic) is applied to both sides of the gate electrode G on the p-type well 3 with an energy of 10 KeV.
After injecting about 1.0 × 10 15 / cm 2 , at 950 ° C.,
Heat treatment is performed for one second to form an n type semiconductor region 13.

【0031】次いで、図4に示すように、シリコン基板
1上にLP−CVD(Low Pressure−Chemical Vapor D
eposition)法で膜厚100nm程度の酸化シリコン膜1
6を堆積し、異方的にエッチングすることによって、ゲ
ート電極Gの側壁にサイドウォール膜16s(第1のサ
イドウォール膜)を形成する。このサイドウォール膜1
6sの膜厚は、60nm程度である。ここで、サイドウ
ォール膜の膜厚とは、サイドウォール膜下部のゲート長
方向の厚さをいう。
Next, as shown in FIG. 4, LP-CVD (Low Pressure-Chemical Vapor D)
silicon oxide film 1 with a thickness of about 100 nm by the eposition method
6 is deposited and anisotropically etched to form a sidewall film 16s (first sidewall film) on the side wall of the gate electrode G. This sidewall film 1
The film thickness of 6 s is about 60 nm. Here, the thickness of the sidewall film refers to a thickness in a gate length direction below the sidewall film.

【0032】続いて、図5に示すように、シリコン基板
1、サイドウォール膜16sおよびゲート電極G上に、
LP−CVD法により膜厚15nm程度の窒化シリコン
膜20を堆積し、異方的にエッチングすることによっ
て、ゲート電極G(サイドウォール膜16s)の側壁に
サイドウォール膜20sを形成する。このサイドウォー
ル膜20sの膜厚は、7nm程度である。
Subsequently, as shown in FIG. 5, on the silicon substrate 1, the side wall film 16s and the gate electrode G,
A silicon nitride film 20 having a thickness of about 15 nm is deposited by the LP-CVD method, and is etched anisotropically to form a sidewall film 20s on the sidewall of the gate electrode G (sidewall film 16s). The thickness of the sidewall film 20s is about 7 nm.

【0033】次に、サイドウォール膜20sをマスク
に、p型ウエル3にn型不純物(ヒ素)を50KeVの
エネルギーで、4.0×1015/cm2程度注入し後、
950℃で、1分間の熱処理を施すことによってn+
半導体領域17(ソース、ドレイン領域)を形成する。
また、この際、ゲート電極9Gを構成する多結晶シリコ
ンがn+型となる。
Then, using the side wall film 20s as a mask, an n-type impurity (arsenic) is implanted into the p-type well 3 at an energy of 50 KeV at about 4.0 × 10 15 / cm 2 .
By performing a heat treatment at 950 ° C. for one minute, an n + type semiconductor region 17 (source and drain regions) is formed.
At this time, the polycrystalline silicon forming the gate electrode 9G becomes n + -type.

【0034】次いで、フッ酸系の洗浄液を用いて、シリ
コン基板1の表面を洗浄することにより、シリコン基板
1(n+型半導体領域17)およびゲート電極Gの表面
の自然酸化膜を除去する(シリサイド化前洗浄)。
Next, the surface of the silicon substrate 1 (n + type semiconductor region 17) and the natural oxide film on the surface of the gate electrode G are removed by cleaning the surface of the silicon substrate 1 using a hydrofluoric acid-based cleaning solution ( Cleaning before silicidation).

【0035】次いで、図6に示すように、スパッタ法に
より15nm程度のCo膜21を堆積し、窒素雰囲気
中、500℃で1分間の熱処理を施すことにより、シリ
コン基板1(n+型半導体領域17)とCo膜21との
接触部およびゲート電極GとCo膜21との接触部にお
いてシリサイド化反応(CoSiの生成)をおこさせ
る。
Next, as shown in FIG. 6, a Co film 21 having a thickness of about 15 nm is deposited by a sputtering method, and is subjected to a heat treatment at 500 ° C. for 1 minute in a nitrogen atmosphere to thereby form the silicon substrate 1 (n + type semiconductor region). 17) A silicidation reaction (generation of CoSi) is caused at the contact portion between the Co film 21 and the contact portion between the gate electrode G and the Co film 21.

【0036】次いで、未反応のCo膜を、NH4OHと
22の混合溶液により、エッチングする。なお、この
状態で、シリコン基板1(n+型半導体領域17)およ
びゲート電極G上に残存する層は、CoSi層である。
続いて、窒素雰囲気中、800℃で30秒間の熱処理を
施すことにより、CoSi層を、低抵抗のCoSi2
21aに変換させる(図7)。
Next, the unreacted Co film is etched with a mixed solution of NH 4 OH and H 2 O 2 . In this state, the layer remaining on the silicon substrate 1 (the n + type semiconductor region 17) and the gate electrode G is a CoSi layer.
Subsequently, the CoSi layer is converted into a low-resistance CoSi 2 layer 21a by performing a heat treatment at 800 ° C. for 30 seconds in a nitrogen atmosphere (FIG. 7).

【0037】このように、本実施の形態においては、サ
イドウォール膜16sの側壁に、窒化シリコン膜からな
るサイドウォール膜20sを形成した後、前洗浄を行
い、シリサイド化反応を施したので、ソース、ドレイン
領域(n+型半導体領域17)とCoSi2層21aとの
間を確保することができる。
As described above, in this embodiment, since the sidewall film 20s made of the silicon nitride film is formed on the side wall of the sidewall film 16s, the pre-cleaning is performed, and the silicidation reaction is performed. Between the drain region (n + type semiconductor region 17) and the CoSi 2 layer 21a.

【0038】即ち、サイドウォール膜16sのみの場合
は、図8に示すように、サイドウォール膜の膜厚がシリ
サイド化前洗浄により小さくなってしまう。これは、サ
イドウォール膜16sが、酸化シリコン膜からなり、シ
リコン基板1上の自然酸化膜を除去するためのフッ酸系
の洗浄液によってエッチングされてしまうからである。
その結果、CoSi2層21aが、ソース、ドレイン領
域(n+型半導体領域17)の接合面に近接し(図中の
矢印部)、かかる場所においてリーク電流が生じる。
That is, when only the side wall film 16s is used, as shown in FIG. 8, the thickness of the side wall film is reduced by the cleaning before silicidation. This is because the sidewall film 16s is made of a silicon oxide film and is etched by a hydrofluoric acid-based cleaning solution for removing the natural oxide film on the silicon substrate 1.
As a result, the CoSi 2 layer 21a comes close to the junction surface between the source and drain regions (n + type semiconductor region 17) (arrow portion in the figure), and a leak current occurs at such a location.

【0039】図9は、接合リーク電流とその頻度との関
係を示す図である。酸化シリコン膜でサイドウォール膜
を構成した場合は、グラフ(a1:○)に示すように、
ゲート電極端部での接合リークのばらつきが大きい。こ
れに対し、。窒化シリコン膜と酸化シリコン膜でサイド
ウォール膜を構成した場合は、グラフ(b1:●)に示
すように、ゲート電極電極端部での接合リークのばらつ
きを低減でき、接合リーク電流値[A/length]も小さく
することができた。また、グラフ(a2:△)、(b2
▲)は、ゲート平坦部での接合リーク[A/area]を示
す。この場合も、窒化シリコン膜と酸化シリコン膜でサ
イドウォール膜を構成した場合は、グラフ(b2)に示
すように、接合リークのばらつきを低減できた。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the junction leakage current and its frequency. When the sidewall film is composed of a silicon oxide film, as shown in the graph (a 1 : ○),
The variation in junction leak at the end of the gate electrode is large. On the other hand. When the sidewall film is composed of the silicon nitride film and the silicon oxide film, as shown in the graph (b 1 : ●), it is possible to reduce the variation of the junction leak at the end of the gate electrode, and to obtain the junction leak current value [A / Length] could also be reduced. Also, graphs (a 2 : △), (b 2 :
▲) indicates the junction leak [A / area] at the gate flat portion. Also in this case, when the sidewall film was formed of the silicon nitride film and the silicon oxide film, as shown in the graph (b 2 ), the variation in the junction leak could be reduced.

【0040】また、図10に示すように、サイドウォー
ル膜を窒化シリコン膜で形成した場合(116s)に
は、窒化シリコン膜がフッ酸系の洗浄液によりエッチン
グされ難いため、サイドウォール膜116sの膜減りが
少なく、ソース、ドレイン領域(n+型半導体領域1
7)とCoSi2層21aとの間を確保することができ
る。
Further, as shown in FIG. 10, when the side wall film is formed of a silicon nitride film (116s), the silicon nitride film is hard to be etched by a hydrofluoric acid-based cleaning solution. Source and drain regions (n + type semiconductor region 1
7) and the CoSi 2 layer 21a can be secured.

【0041】しかしながら、酸化シリコン膜の比誘電率
は、約3.9であるのに対し、窒化シリコン膜の比誘電
率は、約7.5と、2倍近くに及ぶ。従って、サイドウ
ォール膜に窒化シリコン膜を用いた場合、ゲート電極と
ソース、ドレイン領域とのフリンジキャパシタンス(C
f)が増加し、信号の遅延時間が大きくなる。
However, while the relative permittivity of the silicon oxide film is about 3.9, the relative permittivity of the silicon nitride film is about 7.5, which is almost double. Therefore, when a silicon nitride film is used for the sidewall film, the fringe capacitance (C) between the gate electrode and the source / drain region is reduced.
f) increases and the signal delay time increases.

【0042】以下に、この遅延時間について、シュミレ
ーションデータに基づき説明する。
The delay time will be described below based on simulation data.

【0043】図11は、フリンジキャパシタンス(C
f)と遅延時間との関係を示す図である。窒化シリコン
膜でサイドウォール膜を構成した場合は、点(a)に示
すように、Cfが、約0.15[fF/μm]、遅延時間
が、約11.8[ps/stage]であるのに対し、窒
化シリコン膜と酸化シリコン膜でサイドウォール膜を構
成した場合は、点(b)に示すように、Cfが、約0.
11[fF/μm]、遅延時間が、約10.8[ps/s
tage]となり、Cfおよび遅延時間ともに、低減す
ることができた。なお、酸化シリコン膜でサイドウォー
ル膜を構成した場合は、Cfが、約0.09[fF/μ
m]、遅延時間が、約10.5[ps/stage]であ
った(点(c))。
FIG. 11 shows the fringe capacitance (C
It is a figure which shows the relationship between f) and delay time. When the side wall film is made of a silicon nitride film, as shown at point (a), Cf is about 0.15 [fF / μm] and the delay time is about 11.8 [ps / stage]. On the other hand, when the side wall film is composed of the silicon nitride film and the silicon oxide film, the Cf is about 0.
11 [fF / μm], delay time is about 10.8 [ps / s]
stage], and both Cf and delay time could be reduced. When the sidewall film is formed of a silicon oxide film, Cf is about 0.09 [fF / μ
m], and the delay time was about 10.5 [ps / stage] (point (c)).

【0044】図12は、インバータを構成するMISF
ETの飽和電流の逆数と遅延時間との関係を示す図であ
る。なお、インバータを構成するMISFETの飽和電
流の逆数とは、nチャネル型MISFETの飽和電流
(Idsatn)の逆数と、pチャネル型MISFETの飽和
電流(Idsatp)の逆数との和(Idsatn-1+Idsatp-1)で
あり、以下、1/Idsatと以下略す。窒化シリコン膜で
サイドウォール膜を構成した場合は、グラフ(a)に示
すように、1/Idsatが、約4.0〜4.3[×10-3μ
m/μA]程度、遅延時間が、約15[ps/stag
e]前後であるのに対し、窒化シリコン膜と酸化シリコ
ン膜でサイドウォール膜を構成した場合は、グラフ
(b)に示すように、1/Idsatが、約3.5〜3.6
[×10-3μm/μA]程度、遅延時間が、約11[ps
/stage]となり、1/Idsatおよび遅延時間とも
に、低減することができた。また、遅延時間は、1/Id
satに比例するので、サイドウォール膜に対する遅延時
間と1/Idsatとの関係を示すと図12中の実線のよう
になる。従って、これらの実線についての同じ1/Idsa
tに対する遅延時間の差が、フリンジキャパシタンスの
影響を示すこととなる。
FIG. 12 shows the MISF constituting the inverter.
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a reciprocal of a saturation current of ET and a delay time. Note that the reciprocal of the saturation current of the MISFET constituting the inverter is the sum of the reciprocal of the saturation current (Idsatn) of the n-channel MISFET and the reciprocal of the saturation current (Idsattp) of the p-channel MISFET (Idsatn −1 + Idsatp −). 1 ), hereafter abbreviated as 1 / Idsat. When the sidewall film is composed of a silicon nitride film, 1 / Idsat is about 4.0 to 4.3 [× 10 −3 μm, as shown in the graph (a).
m / μA] and the delay time is about 15 [ps / stag].
e] In contrast, when the sidewall film is composed of the silicon nitride film and the silicon oxide film, 1 / Idsat is about 3.5 to 3.6 as shown in the graph (b).
[× 10 -3 μm / μA], delay time is about 11 [ps]
/ Stage], and both 1 / Idsat and delay time could be reduced. The delay time is 1 / Id
Since it is proportional to sat, the relationship between the delay time for the sidewall film and 1 / Idsat is shown by the solid line in FIG. Therefore, the same 1 / Idsa for these solid lines
The difference in delay time with respect to t will indicate the effect of fringe capacitance.

【0045】このように、本実施の形態によれば、ゲー
ト電極とソース、ドレイン領域とのフリンジキャパシタ
ンスを低減することができ、また、遅延時間を低減する
ことができる。その結果、このようなMISFETを用
いた回路の動作の高速化を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the fringe capacitance between the gate electrode and the source and drain regions can be reduced, and the delay time can be reduced. As a result, the speed of operation of a circuit using such a MISFET can be increased.

【0046】(実施の形態2)本実施の形態の半導体集
積回路装置の製造方法を図13〜図15を用いて説明す
る。なお、図1〜図4を用いて説明したサイドウォール
膜16sの形成工程までは、実施の形態1の場合と同様
であるためその説明を省略する。
(Embodiment 2) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The steps up to the step of forming the sidewall film 16s described with reference to FIGS. 1 to 4 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0047】まず、実施の形態1で説明した図4に示す
ゲート電極Gの側壁にサイドウォール膜16sが形成さ
れたシリコン基板1を準備する。次いで、図13に示す
ように、サイドウォール膜16sをマスクとして、p型
ウエル3にn型不純物(ヒ素)を50KeVのエネルギ
ーで、4.0×1015/cm2程度注入し後、950℃
で、1分間の熱処理を施すことによってn+型半導体領
域17(ソース、ドレイン領域)を形成する。
First, the silicon substrate 1 in which the sidewall film 16s is formed on the side wall of the gate electrode G shown in FIG. 4 described in the first embodiment is prepared. Next, as shown in FIG. 13, an n-type impurity (arsenic) is implanted into the p-type well 3 at a dose of about 4.0 × 10 15 / cm 2 at an energy of 50 KeV using the sidewall film 16s as a mask.
Then, an n + type semiconductor region 17 (source and drain regions) is formed by performing a heat treatment for one minute.

【0048】次いで、図14に示すように、シリコン基
板1(n+型半導体領域17)、サイドウォール膜16
sおよびゲート電極G上に、LP−CVD法により膜厚
15nm程度の窒化シリコン膜20を堆積し、異方的に
エッチングすることによって、ゲート電極G(サイドウ
ォール膜16s)の側壁にサイドウォール膜20sを形
成する。このサイドウォール膜20sの膜厚は、7nm
程度である。
Next, as shown in FIG. 14, the silicon substrate 1 (n + type semiconductor region 17), the side wall film 16
A silicon nitride film 20 having a thickness of about 15 nm is deposited on the gate electrode G (sidewall film 16s) by LP-CVD on the gate electrode G (sidewall film 16s). 20 s are formed. The thickness of the sidewall film 20s is 7 nm.
It is about.

【0049】次いで、フッ酸系の洗浄液を用いて、シリ
コン基板1の表面を洗浄することにより、シリコン基板
1(n+型半導体領域17)およびゲート電極Gの表面
の自然酸化膜を除去する(シリサイド化前洗浄)。
Next, the surface of the silicon substrate 1 (the n + type semiconductor region 17) and the natural oxide film on the surface of the gate electrode G are removed by cleaning the surface of the silicon substrate 1 using a hydrofluoric acid-based cleaning solution (FIG. 4B). Cleaning before silicidation).

【0050】次いで、スパッタ法により15nm程度の
Co膜21を堆積し、窒素雰囲気中、500℃で1分間
の熱処理を施すことにより、シリコン基板1(n+型半
導体領域17)とCo膜21との接触部およびゲート電
極GとCo膜21との接触部においてシリサイド化反応
(CoSiの生成)をおこさせる。
Next, a Co film 21 having a thickness of about 15 nm is deposited by a sputtering method, and is subjected to a heat treatment at 500 ° C. for 1 minute in a nitrogen atmosphere, so that the silicon substrate 1 (the n + type semiconductor region 17) and the Co film 21 are formed. And a contact portion between the gate electrode G and the Co film 21 causes a silicidation reaction (generation of CoSi).

【0051】次いで、未反応のCo膜を、NH4OHと
22の混合溶液により、エッチングする。なお、この
状態で、シリコン基板1(n+型半導体領域17)およ
びゲート電極G上に残存する層は、CoSi層である。
続いて、窒素雰囲気中、800℃で30秒間の熱処理を
施すことにより、CoSi層を、低抵抗のCoSi2
21aに変換させる(図15)。
Next, the unreacted Co film is etched with a mixed solution of NH 4 OH and H 2 O 2 . In this state, the layer remaining on the silicon substrate 1 (the n + type semiconductor region 17) and the gate electrode G is a CoSi layer.
Subsequently, the CoSi layer is converted into a low-resistance CoSi 2 layer 21a by performing a heat treatment at 800 ° C. for 30 seconds in a nitrogen atmosphere (FIG. 15).

【0052】このように、本実施の形態においては、サ
イドウォール膜16sをマスクにソース、ドレイン領域
(n+型半導体領域17)を形成いた後、サイドウォー
ル膜16sの側壁のサイドウォール膜20sをマスク
に、シリサイド化反応を施したので、ソース、ドレイン
領域(n+型半導体領域17)とCoSi2層21aとの
間を確保することができる。また、サイドウォール膜2
0sを窒化シリコン膜により形成したので、シリサイド
化前洗浄によるサイドウォール膜20sの膜減りを低減
でき、実施の形態1で説明したように、ソース、ドレイ
ン領域(n+型半導体領域17)とCoSi2層21aと
の間を確保することができ、リーク電流を低減できる。
As described above, in the present embodiment, after the source and drain regions (the n + -type semiconductor regions 17) are formed using the side wall film 16s as a mask, the side wall film 20s on the side wall of the side wall film 16s is removed. Since the silicidation reaction is performed on the mask, it is possible to secure a space between the source / drain region (n + type semiconductor region 17) and the CoSi 2 layer 21a. Also, the side wall film 2
Since the formation of the 0s of a silicon nitride film can reduce the film reduction of the side wall film 20s by silicidation before washing, as described in the first embodiment, the source, the drain region (n + -type semiconductor region 17) CoSi The gap between the first and second layers 21a can be secured, and the leak current can be reduced.

【0053】また、サイドウォール膜(16s、20
s)のうち、その大部分を酸化シリコン膜からなるサイ
ドウォール膜16sで構成したので、実施の形態1で説
明したように、ゲート電極とソース、ドレイン領域との
フリンジキャパシタンスを低減することができ、また、
遅延時間を低減することができる。その結果、このよう
なMISFETを用いた回路の動作の高速化を図ること
ができる。
Further, the side wall film (16s, 20
s), most of it is constituted by the sidewall film 16s made of a silicon oxide film, so that the fringe capacitance between the gate electrode and the source / drain region can be reduced as described in the first embodiment. ,Also,
Delay time can be reduced. As a result, the speed of operation of a circuit using such a MISFET can be increased.

【0054】(実施の形態3)本実施の形態の半導体集
積回路装置の製造方法を図16〜図19を用いて説明す
る。なお、図1〜図4を用いて説明したサイドウォール
膜16sの形成工程までは、実施の形態1の場合と同様
であるためその説明を省略する。
(Embodiment 3) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The steps up to the step of forming the sidewall film 16s described with reference to FIGS. 1 to 4 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0055】まず、実施の形態1で説明した図4に示す
ゲート電極Gの側壁にサイドウォール膜16sが形成さ
れたシリコン基板1を準備する。次いで、図16に示す
ように、サイドウォール膜16sをマスクとして、p型
ウエル3にn型不純物(ヒ素)を50KeVのエネルギ
ーで、4.0×1015/cm2程度注入し後、950℃
で、1分間の熱処理を施すことによってn+型半導体領
域17(ソース、ドレイン領域)を形成する。
First, the silicon substrate 1 having the side wall film 16s formed on the side wall of the gate electrode G shown in FIG. 4 described in the first embodiment is prepared. Next, as shown in FIG. 16, n-type impurities (arsenic) are implanted into the p-type well 3 at an energy of 50 KeV at a dose of about 4.0 × 10 15 / cm 2 using the sidewall film 16 s as a mask.
Then, an n + type semiconductor region 17 (source and drain regions) is formed by performing a heat treatment for one minute.

【0056】次いで、図17に示すように、シリコン基
板1(n+型半導体領域17)、サイドウォール膜16
sおよびゲート電極G上に、LP−CVD法により膜厚
50nm程度の酸化シリコン膜220を堆積し、異方的
にエッチングすることによって、ゲート電極G(サイド
ウォール膜16s)の側壁にサイドウォール膜220s
を形成する。このサイドウォール膜220sの膜厚は、
30nm程度である。
Next, as shown in FIG. 17, the silicon substrate 1 (n + type semiconductor region 17), the side wall film 16
A silicon oxide film 220 having a thickness of about 50 nm is deposited on the gate electrode G (sidewall film 16s) by an LP-CVD method and is etched anisotropically. 220s
To form The thickness of the sidewall film 220s is
It is about 30 nm.

【0057】次いで、フッ酸系の洗浄液を用いて、シリ
コン基板1の表面を洗浄することにより、シリコン基板
1(n+型半導体領域17)およびゲート電極Gの表面
の自然酸化膜を除去する(シリサイド化前洗浄)。この
洗浄の際、図18に示すように、サイドウォール膜22
0sの表面がエッチングされ、サイドウォール膜220
sの膜厚は、15nm程度となる。
Next, the surface of the silicon substrate 1 (the n + -type semiconductor region 17) and the natural oxide film on the surface of the gate electrode G are removed by cleaning the surface of the silicon substrate 1 using a hydrofluoric acid-based cleaning solution (see FIG. 4). Cleaning before silicidation). During this cleaning, as shown in FIG.
0s is etched, and the side wall film 220 is etched.
The thickness of s is about 15 nm.

【0058】次いで、スパッタ法により15nm程度の
Co膜21を堆積し、窒素雰囲気中、500℃で1分間
の熱処理を施すことにより、シリコン基板1(n+型半
導体領域17)とCo膜21との接触部およびゲート電
極GとCo膜21との接触部においてシリサイド化反応
(CoSiの生成)をおこさせる。
Then, a Co film 21 having a thickness of about 15 nm is deposited by a sputtering method, and is subjected to a heat treatment at 500 ° C. for 1 minute in a nitrogen atmosphere, so that the silicon substrate 1 (n + type semiconductor region 17) and the Co film 21 are formed. And a contact portion between the gate electrode G and the Co film 21 causes a silicidation reaction (generation of CoSi).

【0059】次いで、未反応のCo膜を、NH4OHと
22の混合溶液により、エッチングする。なお、この
状態で、シリコン基板1(n+型半導体領域17)およ
びゲート電極G上に残存する層は、CoSi層である。
続いて、図19に示すように、窒素雰囲気中、800℃
で30秒間の熱処理を施すことにより、CoSi層を、
低抵抗のCoSi2層21aに変換させる。
Next, the unreacted Co film is etched with a mixed solution of NH 4 OH and H 2 O 2 . In this state, the layer remaining on the silicon substrate 1 (the n + type semiconductor region 17) and the gate electrode G is a CoSi layer.
Subsequently, as shown in FIG.
By applying a heat treatment for 30 seconds at
It is converted to a low-resistance CoSi 2 layer 21a.

【0060】このように、本実施の形態においては、サ
イドウォール膜16sをマスクにソース、ドレイン領域
(n+型半導体領域17)を形成いた後、サイドウォー
ル膜16sの側壁のサイドウォール膜220sをマスク
に、シリサイド化反応を施したので、ソース、ドレイン
領域(n+型半導体領域17)とCoSi2層21aとの
間を確保することができる。また、酸化シリコン膜から
なるサイドウォール膜220sのシリサイド化前洗浄に
よる膜減りを考慮し、洗浄後に所望の膜厚となるよう、
あらかじめ厚くサイドウォール膜220sを形成したの
で、ソース、ドレイン領域(n+型半導体領域17)と
CoSi2層21aとの間を確保することができ、リー
ク電流を低減できる。
As described above, in the present embodiment, after the source and drain regions (the n + type semiconductor regions 17) are formed using the side wall film 16s as a mask, the side wall film 220s on the side wall of the side wall film 16s is formed. Since the silicidation reaction is performed on the mask, it is possible to secure a space between the source / drain region (n + type semiconductor region 17) and the CoSi 2 layer 21a. Also, in consideration of the film reduction due to the cleaning before silicidation of the sidewall film 220s made of the silicon oxide film, the desired thickness is obtained after the cleaning.
Since the sidewall film 220s is formed thick in advance, a space between the source / drain region (the n + type semiconductor region 17) and the CoSi 2 layer 21a can be ensured, and a leak current can be reduced.

【0061】また、サイドウォール膜(16s、220
s)全体を比誘電率の低い酸化シリコン膜で構成したの
で、ゲート電極とソース、ドレイン領域とのフリンジキ
ャパシタンスを低減することができ、また、遅延時間を
低減することができる(図11、点(c)参照)。その
結果、このようなMISFETを用いた回路の動作の高
速化を図ることができる。
The side wall film (16s, 220
s) Since the whole is made of a silicon oxide film having a low relative dielectric constant, the fringe capacitance between the gate electrode and the source / drain region can be reduced, and the delay time can be reduced (see FIG. 11, point). (C)). As a result, the speed of operation of a circuit using such a MISFET can be increased.

【0062】以上、本発明者によってなされた発明を実
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いうまでもない。
特に、前記実施の形態においては、nチャネル型MIS
FETを例に説明したが、pチャネル型MISFET
に、本発明を適用することも可能である。また、前記実
施の形態においては、Co膜を用いてCoSi2層21
aを形成したが、他の金属膜(Ti膜等)を用いて金属
シリサイド層(TiSi層等)を形成してもよい。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment, the invention is not limited to the embodiment and can be variously modified without departing from the gist of the invention. Needless to say,
In particular, in the above embodiment, the n-channel MIS
FET has been described as an example, but p-channel type MISFET
It is also possible to apply the present invention to the above. Further, in the above embodiment, the CoSi 2 layer 21 is formed by using a Co film.
Although a is formed, a metal silicide layer (TiSi layer or the like) may be formed using another metal film (Ti film or the like).

【0063】[0063]

【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.

【0064】MISFETのソース、ドレイン領域とそ
の上部に形成される金属シリサイド層との距離を確保で
き、リーク電流を低く抑えることができる。また、MI
SFETのゲート電極とソース、ドレイン領域との間の
フリンジキャパシタンスを低減することができる。
The distance between the source and drain regions of the MISFET and the metal silicide layer formed thereon can be ensured, and the leakage current can be kept low. Also, MI
Fringe capacitance between the gate electrode of the SFET and the source and drain regions can be reduced.

【0065】その結果、半導体集積回路装置の消費電流
を低減させ、また、動作速度を確保し、製品歩留まりを
向上させることができる。
As a result, the current consumption of the semiconductor integrated circuit device can be reduced, the operating speed can be secured, and the product yield can be improved.

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

【図1】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置の製造方法を示すシリコン基板の要部断面図である。
FIG. 1 is a fragmentary cross-sectional view of a silicon substrate showing a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置の製造方法を示すシリコン基板の要部断面図である。
FIG. 2 is a fragmentary cross-sectional view of the silicon substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置の製造方法を示すシリコン基板の要部断面図である。
FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view of the silicon substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図4】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置の製造方法を示すシリコン基板の要部断面図である。
FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view of the silicon substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図5】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置の製造方法を示すシリコン基板の要部断面図である。
FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view of the silicon substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置の製造方法を示すシリコン基板の要部断面図である。
FIG. 6 is a fragmentary cross-sectional view of the silicon substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図7】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置の製造方法を示すシリコン基板の要部断面図である。
FIG. 7 is a fragmentary cross-sectional view of the silicon substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図8】本発明の効果を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining an effect of the present invention.

【図9】本発明の効果を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the effect of the present invention.

【図10】本発明の効果を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the effect of the present invention.

【図11】本発明の効果を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining an effect of the present invention.

【図12】本発明の効果を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining an effect of the present invention.

【図13】本発明の実施の形態2である半導体集積回路
装置の製造方法を示すシリコン基板の要部断面図であ
る。
FIG. 13 is a fragmentary cross-sectional view of the silicon substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention;

【図14】本発明の実施の形態2である半導体集積回路
装置の製造方法を示すシリコン基板の要部断面図であ
る。
FIG. 14 is a fragmentary cross-sectional view of the silicon substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention;

【図15】本発明の実施の形態2である半導体集積回路
装置の製造方法を示すシリコン基板の要部断面図であ
る。
FIG. 15 is a fragmentary cross-sectional view of the silicon substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention;

【図16】本発明の実施の形態3である半導体集積回路
装置の製造方法を示すシリコン基板の要部断面図であ
る。
FIG. 16 is a fragmentary cross-sectional view of the silicon substrate showing the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment of the present invention;

【図17】本発明の実施の形態3である半導体集積回路
装置の製造方法を示すシリコン基板の要部断面図であ
る。
FIG. 17 is a fragmentary cross-sectional view of the silicon substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment of the present invention;

【図18】本発明の実施の形態3である半導体集積回路
装置の製造方法を示すシリコン基板の要部断面図であ
る。
FIG. 18 is a fragmentary cross-sectional view of the silicon substrate showing the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment of the present invention;

【図19】本発明の実施の形態3である半導体集積回路
装置の製造方法を示すシリコン基板の要部断面図であ
る。
FIG. 19 is a fragmentary cross-sectional view of the silicon substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment of the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 素子分離 3 p型ウエル 5 酸化シリコン膜 6 ゲート酸化膜 9 多結晶シリコン膜 G ゲート電極 11 ライト酸化膜 13 n-型半導体領域 16 酸化シリコン膜 16s サイドウォール膜 17 n+型半導体領域 20 窒化シリコン膜 20s サイドウォール膜 116s サイドウォール膜 220 酸化シリコン膜 220s サイドウォール膜Reference Signs List 1 silicon substrate 2 element isolation 3 p-type well 5 silicon oxide film 6 gate oxide film 9 polycrystalline silicon film G gate electrode 11 light oxide film 13 n - type semiconductor region 16 silicon oxide film 16s sidewall film 17 n + type semiconductor region Reference Signs List 20 silicon nitride film 20 s sidewall film 116 s sidewall film 220 silicon oxide film 220 s sidewall film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 齊藤 朋広 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 柳田 洋平 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 Fターム(参考) 4M104 AA01 BB01 BB20 BB25 CC01 CC05 DD04 DD23 DD37 DD43 DD55 DD64 DD65 DD78 DD84 DD89 EE09 EE12 EE14 EE17 FF14 GG08 HH16 HH18 5F040 DA01 DA02 DA11 DB03 EC01 EC04 EC07 EC13 EF02 EH02 EK05 FA05 FA07 FA10 FB02 FB04 FC10 FC19 FC21 5F048 AC03 BA01 BB05 BB08 BB12 BC06 BE03 BF06 BG01 BG13 DA25  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tomohiro Saito 6-16-16 Shinmachi, Ome-shi, Tokyo Inside the Device Development Center, Hitachi, Ltd. (72) Yohei Yanagita 6--16 Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 3 F-term in Hitachi, Ltd. Device Development Center (Reference) 4M104 AA01 BB01 BB20 BB25 CC01 CC05 DD04 DD23 DD37 DD43 DD55 DD64 DD65 DD78 DD84 DD89 EE09 EE12 EE14 EE17 FF14 GG08 HH16 HH18 5F040 DA01 DA02 DA11 EC03 EC02 EC04 EC02 EK05 FA05 FA07 FA10 FB02 FB04 FC10 FC19 FC21 5F048 AC03 BA01 BB05 BB08 BB12 BC06 BE03 BF06 BG01 BG13 DA25

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)シリコン基板上に、ゲート絶縁膜
を形成する工程と、 (b)前記ゲート絶縁膜上に導電性膜を形成し、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と、 (c)前記ゲート電極上を含むシリコン基板上に酸化シ
リコン膜を堆積する工程と、 (d)前記酸化シリコン膜を、異方的にエッチングする
ことにより前記ゲート電極の側壁に第1のサイドウォー
ル膜を形成する工程と、 (e)前記シリコン基板、第1のサイドウォール膜およ
びゲート電極上に、窒化シリコン膜を堆積する工程と、 (f)前記窒化シリコン膜を、異方的にエッチングする
ことにより前記第1のサイドウォール膜の側壁に第2の
サイドウォール膜を形成する工程と、 (g)前記第2のサイドウォール膜をマスクに前記シリ
コン基板中に不純物を注入することによりソース、ドレ
イン領域を形成する工程と、 (h)前記ソース、ドレイン領域表面をフッ酸系の洗浄
液を用いて洗浄する工程と、 (i)前記ソース、ドレイン領域上に、金属膜を堆積す
る工程と、 (j)前記第2のサイドウォール膜をマスクにシリサイ
ド化反応を起こさせることにより、前記ソース、ドレイ
ン領域と前記金属膜との接触部に金属シリサイド層を形
成する工程と、 (k)未反応の前記金属膜を除去する工程と、を有する
ことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
(A) forming a gate insulating film on a silicon substrate; and (b) forming a conductive film on the gate insulating film and patterning to form a gate electrode. (C) depositing a silicon oxide film on a silicon substrate including on the gate electrode; and (d) anisotropically etching the silicon oxide film to form first sidewalls on sidewalls of the gate electrode. Forming a film; (e) depositing a silicon nitride film on the silicon substrate, the first sidewall film and the gate electrode; and (f) anisotropically etching the silicon nitride film. Forming a second sidewall film on the side wall of the first sidewall film, and (g) forming a second sidewall film on the side wall of the silicon substrate by using the second sidewall film as a mask. A step of forming source and drain regions by injecting a pure substance; (h) a step of cleaning the surface of the source and drain regions using a hydrofluoric acid-based cleaning solution; and (i) a step of cleaning the source and drain regions. Depositing a metal film; and (j) forming a metal silicide layer at a contact portion between the source and drain regions and the metal film by causing a silicidation reaction using the second sidewall film as a mask. And (k) a step of removing the unreacted metal film.
【請求項2】 (a)シリコン基板上に、ゲート絶縁膜
を形成する工程と、 (b)前記ゲート絶縁膜上に導電性膜を形成し、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と、 (c)前記ゲート電極上を含むシリコン基板上に酸化シ
リコン膜を堆積する工程と、 (d)前記酸化シリコン膜を、異方的にエッチングする
ことにより前記ゲート電極の側壁に第1のサイドウォー
ル膜を形成する工程と、 (e)前記第1のサイドウォール膜をマスクに前記シリ
コン基板中に不純物を注入することによりソース、ドレ
イン領域を形成する工程と、 (f)前記ソース、ドレイン領域、第1のサイドウォー
ル膜およびゲート電極上に、窒化シリコン膜を堆積する
工程と、 (g)前記窒化シリコン膜を、異方的にエッチングする
ことにより前記第1のサイドウォール膜の側壁に第2の
サイドウォール膜を形成する工程と、 (h)前記ソース、ドレイン領域表面をフッ酸系の洗浄
液を用いて洗浄する工程と、 (i)前記ソース、ドレイン領域上に、金属膜を堆積す
る工程と、 (j)前記第2のサイドウォール膜をマスクにシリサイ
ド化反応を起こさせることにより、前記ソース、ドレイ
ン領域と前記金属膜との接触部に金属シリサイド層を形
成する工程と、 (k)未反応の前記金属膜を除去する工程と、を有する
ことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
(A) forming a gate insulating film on a silicon substrate; and (b) forming a conductive film on the gate insulating film and patterning to form a gate electrode. (C) depositing a silicon oxide film on a silicon substrate including on the gate electrode; and (d) anisotropically etching the silicon oxide film to form first sidewalls on sidewalls of the gate electrode. Forming a film; (e) forming source and drain regions by implanting impurities into the silicon substrate using the first sidewall film as a mask; (f) forming the source and drain regions; Depositing a silicon nitride film on the first sidewall film and the gate electrode; and (g) etching the silicon nitride film anisotropically. Forming a second sidewall film on the side wall of the first sidewall film; (h) cleaning the surface of the source and drain regions using a hydrofluoric acid-based cleaning solution; Depositing a metal film on the drain region; and A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: a step of forming a silicide layer; and (k) a step of removing the unreacted metal film.
【請求項3】 (a)シリコン基板上に、ゲート絶縁膜
を形成する工程と、 (b)前記ゲート絶縁膜上に導電性膜を形成し、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と、 (c)前記ゲート電極上を含むシリコン基板上に第1の
酸化シリコン膜を堆積する工程と、 (d)前記第1の酸化シリコン膜を、異方的にエッチン
グすることにより前記ゲート電極の側壁に第1のサイド
ウォール膜を形成する工程と、 (e)前記第1のサイドウォール膜をマスクに前記シリ
コン基板中に不純物を注入することによりソース、ドレ
イン領域を形成する工程と、 (f)前記ソース、ドレイン領域、第1のサイドウォー
ル膜およびゲート電極上に、第2の酸化シリコン膜を堆
積する工程と、 (g)前記第2の酸化シリコン膜を、異方的にエッチン
グすることにより前記第1のサイドウォール膜の側壁に
第2のサイドウォール膜を形成する工程と、 (h)前記ソース、ドレイン領域表面をフッ酸系の洗浄
液を用いて洗浄する工程と、 (i)前記ソース、ドレイン領域上に、金属膜を堆積す
る工程と、 (j)前記第2のサイドウォール膜をマスクにシリサイ
ド化反応を起こさせることにより、前記ソース、ドレイ
ン領域と前記金属膜との接触部に金属シリサイド層を形
成する工程と、 (k)未反応の前記金属膜を除去する工程と、を有する
ことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
(A) forming a gate insulating film on a silicon substrate; and (b) forming a conductive film on the gate insulating film and patterning to form a gate electrode. (C) depositing a first silicon oxide film on a silicon substrate including on the gate electrode; and (d) anisotropically etching the first silicon oxide film to form sidewalls of the gate electrode. (E) implanting impurities into the silicon substrate using the first sidewall film as a mask to form source and drain regions; and (f) forming a first sidewall film. Depositing a second silicon oxide film on the source and drain regions, the first sidewall film, and the gate electrode; and (g) etching the second silicon oxide film anisotropically. (H) cleaning the surface of the source and drain regions using a hydrofluoric acid-based cleaning solution; (i) depositing a metal film on the source and drain regions; and (j) causing a silicidation reaction using the second sidewall film as a mask, thereby forming Forming a metal silicide layer at the contact portion of (a); and (k) removing the unreacted metal film.
【請求項4】 (a)シリコン基板上にゲート絶縁膜を
介し形成されたゲート電極と、 (b)前記ゲート電極の両側のシリコン基板中に形成さ
れたソース、ドレイン領域と、 (c)前記ゲート電極の側壁に形成された第1の絶縁膜
からなる第1のサイドウォール膜と、 (d)前記第1のサイドウォール膜の側壁に形成され、
第2の絶縁膜からなる第2のサイドウォール膜と、 (e)前記第2のサイドウォール膜をマスクに前記ソー
ス、ドレイン領域上に形成された金属シリサイド層と、
を有し、 (f)前記第1の絶縁膜は、前記第2の絶縁膜より誘電
率が低いことを特徴とする半導体集積回路装置。
(A) a gate electrode formed on a silicon substrate via a gate insulating film; (b) source and drain regions formed in the silicon substrate on both sides of the gate electrode; A first sidewall film formed of a first insulating film formed on a sidewall of the gate electrode; and (d) formed on a sidewall of the first sidewall film;
(E) a metal silicide layer formed on the source and drain regions using the second sidewall film as a mask;
(F) a semiconductor integrated circuit device, wherein the first insulating film has a lower dielectric constant than the second insulating film.
【請求項5】 (a)シリコン基板上にゲート絶縁膜を
介し形成されたゲート電極と、 (b)前記ゲート電極の側壁に形成された第1の酸化シ
リコン膜からなる第1のサイドウォール膜と、 (c)前記第1のサイドウォール膜をマスクに形成され
たソース、ドレイン領域と、 (d)前記第1のサイドウォール膜の側壁に形成され、
第2の酸化シリコン膜からなる第2のサイドウォール膜
と、 (e)前記第2のサイドウォール膜をマスクに前記ソー
ス、ドレイン領域上に形成された金属シリサイド層と、
を有することを特徴とする半導体集積回路装置。
5. A (a) gate electrode formed on a silicon substrate via a gate insulating film; and (b) a first sidewall film made of a first silicon oxide film formed on a side wall of the gate electrode. (C) source and drain regions formed using the first sidewall film as a mask; and (d) formed on sidewalls of the first sidewall film.
A second sidewall film made of a second silicon oxide film; and (e) a metal silicide layer formed on the source and drain regions using the second sidewall film as a mask;
A semiconductor integrated circuit device comprising:
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