JP2003100748A - Polycide wiring, method of forming the same, and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Polycide wiring, method of forming the same, and method of manufacturing semiconductor device

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JP2003100748A
JP2003100748A JP2001286544A JP2001286544A JP2003100748A JP 2003100748 A JP2003100748 A JP 2003100748A JP 2001286544 A JP2001286544 A JP 2001286544A JP 2001286544 A JP2001286544 A JP 2001286544A JP 2003100748 A JP2003100748 A JP 2003100748A
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Japan
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silicon film
film
type impurity
wiring
boundary
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JP2001286544A
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Japanese (ja)
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Tsuneo Ochi
庸夫 越智
Yoshitaka Kimura
吉孝 木村
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Kawasaki Microelectronics Inc
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Kawasaki Microelectronics Inc
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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reinforce a predetermined region near the boundary between a P-type polysilicon film and an N-type polysilicon film by a minimum space to prevent breaking and high resistance of polycide wiring. SOLUTION: First N-type impurity of a first dosage is introduced on the entire surface of a silicon film deposited on a semiconductor substrate via an insulating film, and second N-type impurity of a second dosage is introduced on a first area of the silicon film while a second area is masked. Subsequently, in a connection region including the boundary between the first and second areas, patterning is performed on the silicon film so as to have a width wider than areas on the both sides. Then, P-type impurity of a third dosage larger than the first dosage is introduced only on the second area of the silicon film, high melting point metal film is deposited on the silicon film to form a silicide film, and thus the polycide wiring is formed.

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、半導体装置で用い
られるポリサイド配線およびその形成方法、ならびに、
このポリサイド配線を使用して構成される半導体装置の
製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polycide wiring used in a semiconductor device and a method for forming the same, and
The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device configured using this polycide wiring.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の微細化が進み、例えばデザ
インルール0.3μm程度以下の製造プロセスによって
製造される半導体装置では、一般的に、CMOS(相補
型金属酸化膜半導体)回路を構成するPチャネルMOS
トランジスタのゲート電極をP型ポリシリコン膜で、同
NチャネルMOSトランジスタのゲート電極をN型ポリ
シリコン膜で形成したデュアルゲート(異極ゲート)構
造とする技術が用いられている。
2. Description of the Related Art As semiconductor devices are miniaturized, for example, in a semiconductor device manufactured by a manufacturing process with a design rule of about 0.3 μm or less, in general, P which constitutes a CMOS (complementary metal oxide semiconductor) circuit is used. Channel MOS
A technique is used in which the gate electrode of the transistor is a P-type polysilicon film and the gate electrode of the same N-channel MOS transistor is a dual gate (heteropolar gate) structure formed of an N-type polysilicon film.

【0003】この、ゲート電極を形成するポリシリコン
膜は、ゲート電極を他の素子と接続する配線を形成する
ためにも利用される。特に、組となってCMOS回路を
構成するPチャネルMOSトランジスタのゲート電極と
NチャネルMOSトランジスタのゲート電極とを互いに
接続する配線として多用される。
The polysilicon film forming the gate electrode is also used for forming a wiring for connecting the gate electrode to another element. In particular, it is often used as a wiring for connecting the gate electrode of a P-channel MOS transistor and the gate electrode of an N-channel MOS transistor that form a CMOS circuit as a set to each other.

【0004】P型ポリシリコン膜およびN型ポリシリコ
ン膜は配線材料としてはいずれも高抵抗であるため、一
般的に、その上層にシリサイドを形成して抵抗値を低減
する工夫がなされている。すなわち、デュアルゲート構
造のCMOS回路では、極性の異なるP型ポリシリコン
配線とN型ポリシリコン配線が同層のポリシリコン膜で
連続的に形成され、その上層にシリサイド膜が形成され
たポリサイド配線が利用される。
Since the P-type polysilicon film and the N-type polysilicon film both have high resistance as wiring materials, generally, a device is formed to form a silicide on the wiring layer to reduce the resistance value. That is, in a CMOS circuit having a dual gate structure, a P-type polysilicon wiring and an N-type polysilicon wiring having different polarities are continuously formed of the same layer polysilicon film, and a polycide wiring having a silicide film formed thereon is formed. Used.

【0005】このデュアルゲート構造を採用する半導体
装置では、P型ポリシリコン配線とN型ポリシリコン配
線との境界の領域においてP/N接合が形成される。上
記のシリサイド膜は、このP/N接合をショートして、
P型ポリシリコン配線とN型ポリシリコン配線との間の
抵抗を低減するためにも有用である。
In the semiconductor device adopting this dual gate structure, a P / N junction is formed in the region of the boundary between the P-type polysilicon wiring and the N-type polysilicon wiring. The above silicide film short-circuits this P / N junction,
It is also useful for reducing the resistance between the P-type polysilicon wiring and the N-type polysilicon wiring.

【0006】ところが、この境界領域において上層のシ
リサイド膜が断線し、ポリサイド配線が高抵抗化すると
いう問題があった。ポリサイド配線が高抵抗化すると周
波数特性が劣化し、例えば図10のグラフに一例を示す
ように、周波数をある程度下げれば動作するが、実動作
時の高い周波数では動作しないという周波数依存性の不
良、いわゆるディレイフォールトが発生する。
However, there is a problem that the silicide film in the upper layer is broken in this boundary region and the resistance of the polycide wiring is increased. When the resistance of the polycide wiring becomes high, the frequency characteristic deteriorates. For example, as shown in an example in the graph of FIG. 10, it operates if the frequency is lowered to some extent, but it does not operate at a high frequency during actual operation, which has poor frequency dependence. So-called delay fault occurs.

【0007】図10に示すグラフは、14MHzで動作
すべき製品の歩留りを表したもので、その横軸は動作周
波数、縦軸は良品もしくは不良品の個数である。右端の
データは、14MHzの速度で動作(パス)した良品が
665個中412個あることを表す。また、右から2番
目のデータは、14MHzでは動作しない(フェイル)
が、12MHzでは動作する不良品が13個あることを
表す。以下同様であり、左端のデータは、動作周波数を
下げても全く動作しない不良品が96個あることを表
す。
The graph shown in FIG. 10 shows the yield of products to be operated at 14 MHz, the horizontal axis thereof is the operating frequency, and the vertical axis is the number of non-defective or defective products. The data on the right end shows that there are 412 good products out of 665 that have operated (passed) at a speed of 14 MHz. Also, the second data from the right does not work at 14 MHz (fail)
Indicates that there are 13 defective products that operate at 12 MHz. The same applies to the following, and the data on the left end indicates that there are 96 defective products that do not operate at all even if the operating frequency is lowered.

【0008】ここで、デュアルゲート構造の半導体装置
の従来技術としては、例えば特開2001−77210
号、特開2001−57391号、特開平5−7504
5号等がある。
Here, as a conventional technique of a semiconductor device having a dual gate structure, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-77210 is used.
JP-A-2001-57391, JP-A-5-7504
There is No. 5, etc.

【0009】特開2001−77210号は、P型導電
層からなる第1の部分とN型導電層からなる第2の部分
との境界にある高抵抗部分を全て含む領域の電極の幅
を、高抵抗部分を含まない領域よりも大きくするように
したものである。これにより、同公報によれば、大幅な
回路面積の増大を招くことなく、シリコンゲート電極表
面上に形成した金属シリサイド層の断線を抑制すること
ができ、この断線による回路不良を防止できるとしてい
る。
In Japanese Patent Laid-Open No. 2001-77210, the width of the electrode in the region including all the high resistance portions at the boundary between the first portion made of the P-type conductive layer and the second portion made of the N-type conductive layer is The area is made larger than the area not including the high resistance portion. As a result, according to the publication, it is possible to suppress the disconnection of the metal silicide layer formed on the surface of the silicon gate electrode without causing a large increase in the circuit area, and prevent the circuit failure due to this disconnection. .

【0010】特開2001−57391号は、N型不純
物が導入された領域とP型不純物が導入された領域との
間のつなぎ領域の不純物濃度を1×1020cm-3以上と
したり、つなぎ領域の幅をN型不純物が導入された領域
の幅またはP型不純物が導入された領域の幅と比べて太
くするようにしたものである。これにより、同公報によ
れば、つなぎ領域の導電膜の抵抗率を低減することがで
き、チタンシリサイド膜が完全に断線する確率を低減で
きるとしている。
In Japanese Patent Laid-Open No. 2001-57391, the impurity concentration of the connecting region between the region in which the N-type impurity is introduced and the region in which the P-type impurity is introduced is set to 1 × 10 20 cm −3 or more, or the connection is made. The width of the region is made thicker than the width of the region in which the N-type impurity is introduced or the width of the region in which the P-type impurity is introduced. As a result, according to the publication, the resistivity of the conductive film in the connecting region can be reduced, and the probability that the titanium silicide film will be completely broken can be reduced.

【0011】また、特開平5−75045号は、シリコ
ン基板にNウエルおよびPウエルを形成した後、ゲート
酸化膜およびポリシリコン膜を成長し、リンをイオン注
入し、熱処理してN型ポリシリコン膜を形成し、ゲート
電極を形成し、Pウエルをマスクして、ボロンをイオン
注入してP型ポリシリコン膜を形成するようにしたもの
である。これにより、同公報によれば、CMOS集積回
路のリーク電流を大幅に低減し、信頼性の高いCMOS
集積回路が得られるとしている。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 75045/1993, after forming an N well and a P well on a silicon substrate, a gate oxide film and a polysilicon film are grown, phosphorus is ion-implanted, and a heat treatment is performed to form an N-type polysilicon. A film is formed, a gate electrode is formed, the P well is masked, and boron is ion-implanted to form a P-type polysilicon film. As a result, according to the publication, the leakage current of the CMOS integrated circuit is significantly reduced, and the highly reliable CMOS is provided.
It is said that an integrated circuit will be obtained.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開2001
−57391号や特開2001−77210号で提案さ
れた対策のみでは、微細化がさらに進んだ場合には、ポ
リサイド配線の高抵抗化を十分に抑制することはできな
いことが本発明者の検討によって明らかになった。
However, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-2001
According to the study by the present inventors, it is impossible to sufficiently suppress the increase in the resistance of the polycide wiring when the miniaturization is further advanced only by the measures proposed in JP-57391 or JP 2001-77210. It was revealed.

【0013】なお、特開平5−75045号は、CMO
S集積回路のリーク電流を防止することを目的とするも
のであり、当然のことながら、境界付近の領域での断線
や高抵抗化を防止するという効果を得ることはできな
い。
Incidentally, JP-A-5-75045 discloses a CMO.
The purpose is to prevent the leakage current of the S integrated circuit, and naturally, it is not possible to obtain the effect of preventing the disconnection or the high resistance in the region near the boundary.

【0014】本発明の目的は、前記従来技術に基づく問
題点を解消し、P型ポリシリコン配線とN型ポリシリコ
ン配線との境界付近の所定領域を最小限のスペースで補
強し、その断線や高抵抗化を防止することができるポリ
サイド配線およびその形成方法ならびに半導体装置の製
造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to eliminate the problems based on the above-mentioned prior art, to reinforce a predetermined region near the boundary between the P-type polysilicon wiring and the N-type polysilicon wiring with a minimum space, and to prevent disconnection or It is an object of the present invention to provide a polycide wiring capable of preventing an increase in resistance, a method for forming the same, and a method for manufacturing a semiconductor device.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、半導体装置のポリサイド配線であって、
長さ方向の第1の部分および該第1の部分に境界を介し
てつながる第2の部分を有するシリコン膜と、前記シリ
コン膜の第1および第2の部分の上に積層されたシリサ
イド膜とを有し、前記シリコン膜の第1の部分にはN型
不純物が含まれ、前記シリコン膜の第2の部分には少な
くともP型不純物が含まれ、前記シリコン膜の第1の部
分と第2の部分との間には前記N型不純物とP型不純物
とが相互に拡散した相互拡散領域が存在し、前記シリコ
ン膜の第1の部分の前記相互拡散領域を除く部分の前記
N型不純物が第1の濃度を有し、前記シリコン膜の第2
の部分の前記相互拡散領域を除く部分の前記P型不純物
が第2の濃度を有し、前記シリコン膜の第2の部分の前
記相互拡散領域を除く部分にはさらに、前記第1および
第2の濃度よりも低い第3の濃度のN型不純物が含ま
れ、前記境界を含む接続部分において、その両側に比較
して大きな幅を有することを特徴とするポリサイド配線
を提供するものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a polycide wiring for a semiconductor device,
A silicon film having a first part in the length direction and a second part connected to the first part via a boundary; and a silicide film laminated on the first and second parts of the silicon film. The first portion of the silicon film contains an N-type impurity, the second portion of the silicon film contains at least a P-type impurity, and the first portion of the silicon film and the second portion of the silicon film include Exists in the inter-diffusion region where the N-type impurity and the P-type impurity are mutually diffused, and the N-type impurity in a portion of the first portion of the silicon film excluding the inter-diffusion region is A second concentration of the silicon film having a first concentration
Of the P-type impurity having a second concentration in a portion of the silicon film excluding the inter-diffusion region, and the first and second portions of the second portion of the silicon film excluding the inter-diffusion region. The third aspect of the present invention is to provide a polycide wiring characterized in that it includes an N-type impurity having a third concentration lower than the concentration of, and has a larger width at both sides of the connection portion including the boundary.

【0016】ここで、前記第3の濃度が5×1018cm
-3以上であるのが好ましい。
Here, the third concentration is 5 × 10 18 cm
It is preferably −3 or more.

【0017】また、本発明は、半導体装置のポリサイド
配線の形成方法であって、半導体基板上に絶縁膜を介し
てシリコン膜を堆積する工程と、前記シリコン膜の全面
に第1のドーズ量の第1のN型不純物を導入する工程
と、前記シリコン膜の第2の部分を覆うマスクを形成
し、該第2の部分に対して境界を接して反対側の第1の
部分に第2のドーズ量の第2のN型不純物を導入する工
程と、前記N型不純物を導入したシリコン膜を、前記境
界を跨いで前記第1の部分から前記第2の部分に接続さ
れる配線の形状にパターニングする工程と、前記パター
ニングの前または後の前記シリコン膜の前記第2の部分
のみに、前記第1のドーズ量よりも大きな第3のドーズ
量のP型不純物を導入する工程と、前記パターニングし
たシリコン膜上に高融点金属膜を堆積し、該シリコン膜
と高融点金属膜とを反応させてシリサイド膜を形成する
工程とを有し、前記配線の形状が、前記境界を含む接続
領域において、その両側の領域に比較して大きな幅を有
することを特徴とするポリサイド配線の形成方法を提供
する。
Further, the present invention is a method for forming a polycide wiring of a semiconductor device, comprising a step of depositing a silicon film on a semiconductor substrate via an insulating film, and a step of applying a first dose amount over the entire surface of the silicon film. A step of introducing a first N-type impurity, a mask covering the second portion of the silicon film is formed, and a second portion is formed on the first portion on the opposite side so as to contact the boundary of the second portion. A step of introducing a dose of the second N-type impurity, and a step of forming the N-type impurity-introduced silicon film into a shape of a wiring connected to the second portion from the first portion across the boundary. Patterning; introducing a P-type impurity having a third dose amount larger than the first dose amount into only the second portion of the silicon film before or after the patterning; High melting rate on the formed silicon film A step of depositing a metal film and reacting the silicon film with the refractory metal film to form a silicide film, wherein the shape of the wiring is in a connecting region including the boundary, compared with regions on both sides thereof. And a method of forming a polycide wiring having a large width.

【0018】ここで、前記P型不純物の導入を前記パタ
ーニングの後で、かつ、前記高融点金属膜の堆積の前に
行うのが好ましい。また、前記第1のドーズ量が1×1
14cm-2以上であるのが好ましい。
Here, it is preferable that the introduction of the P-type impurity is performed after the patterning and before the deposition of the refractory metal film. Also, the first dose amount is 1 × 1
It is preferably 0 14 cm -2 or more.

【0019】また、本発明は、半導体装置のポリサイド
配線の製造方法であって、半導体基板上に絶縁膜を介し
てシリコン膜を堆積する工程と、前記シリコン膜の第2
の部分および、該第2の部分につながる第1の部分の該
第2の部分との境界付近の所定領域を覆うマスクを形成
し、該第1の部分の該マスクによって覆われていない部
分にN型不純物を導入する工程と、前記N型の不純物を
導入したシリコン膜を、前記境界を跨いで前記第1の部
分から前記第2の部分につながる配線の形状にパターニ
ングする工程と、前記パターニングの前かもしくは後の
前記シリコン膜の前記第2の部分にP型不純物を導入す
る工程と、前記パターニングを行い、前記P型不純物を
導入したシリコン膜上に高融点金属膜を堆積し、該シリ
コン膜と高融点金属膜とを反応させ、シリサイド膜を形
成する工程と有し、前記配線の形状が、前記境界を含む
接続領域において、その両側の領域に比較して大きな幅
を有することを特徴とするポリサイド配線の形成方法を
提供する。
Further, the present invention is a method for manufacturing a polycide wiring of a semiconductor device, comprising the steps of depositing a silicon film on a semiconductor substrate via an insulating film, and the second step of forming the silicon film.
And a mask that covers a predetermined region near the boundary between the first part connected to the second part and the second part, and the part of the first part that is not covered by the mask is formed. Introducing an N-type impurity, patterning the silicon film into which the N-type impurity is introduced into a shape of a wiring extending from the first portion to the second portion across the boundary, and patterning Before or after the step of introducing a P-type impurity into the second portion of the silicon film, and performing the patterning, depositing a refractory metal film on the silicon film into which the P-type impurity has been introduced, And a step of reacting a silicon film with a refractory metal film to form a silicide film, wherein the shape of the wiring has a larger width in a connection region including the boundary as compared with regions on both sides thereof. Special Method for forming a polycide interconnection to.

【0020】ここで、前記P型不純物の導入を前記パタ
ーニングの後に行うのが好ましい。
Here, it is preferable to introduce the P-type impurities after the patterning.

【0021】また、本発明は、ポリサイド配線を有する
半導体装置の製造方法であって、半導体基板上に絶縁膜
を介してシリコン膜を堆積する工程と、前記シリコン膜
の全面に第1のドーズ量のN型不純物を導入する工程
と、前記シリコン膜の第2の部分を覆うマスクを形成
し、該第2の部分に対して境界を接して反対側の第1の
部分に第2のドーズ量の第2のN型不純物を導入する工
程と、前記N型の不純物を導入したシリコン膜を、前記
境界を跨いで前記第1の部分から前記第2の部分につな
がる配線の形状にパターニングする工程と、前記パター
ニングの前または後の前記シリコン膜の前記第2の部分
のみに、前記第1のドーズ量よりも大きな第3のドーズ
量のP型不純物を導入する工程と、前記パターニングし
たシリコン膜上に高融点金属膜を堆積し、該シリコン膜
と高融点金属膜とを反応させ、シリサイド膜を形成する
工程とを含み、前記半導体装置の製造工程終了後に、前
記シリコン膜中の前記境界付近にP/N接合が形成さ
れ、前記配線の形状が、該P/N接合が形成される位置
を含む接続領域において、その両側の領域に比較して大
きな幅を有することを特徴とするポリサイド配線を有す
る半導体装置の製造方法を提供する。
Further, the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device having a polycide wiring, comprising a step of depositing a silicon film on a semiconductor substrate via an insulating film, and a first dose amount over the entire surface of the silicon film. The step of introducing the N-type impurity, and a mask for covering the second portion of the silicon film is formed, and a second dose amount is applied to the first portion on the opposite side of the second portion with the boundary in contact. Second step of introducing the N-type impurity, and patterning the N-type impurity-introduced silicon film into a shape of a wiring extending from the first portion to the second portion across the boundary. And a step of introducing a P-type impurity having a third dose amount larger than the first dose amount into only the second portion of the silicon film before or after the patterning, and the patterned silicon film. High melting on top A step of depositing a metal film, reacting the silicon film with the refractory metal film to form a silicide film, and after the manufacturing process of the semiconductor device is completed, P / N near the boundary in the silicon film. A semiconductor device having a polycide wiring in which a junction is formed and the shape of the wiring has a larger width in a connection region including a position where the P / N junction is formed as compared with regions on both sides thereof. A method for manufacturing the same is provided.

【0022】また、本発明は、ポリサイド配線を有する
半導体装置の製造方法であって、半導体基板上に絶縁膜
を介してシリコン膜を堆積する工程と、前記シリコン膜
の第2の部分および、該第2の部分につながる第1の部
分の該第2の部分との境界付近の所定領域を覆うマスク
を形成し、該第1の部分の該マスクによって覆われてい
ない部分にN型不純物を導入する工程と、前記N型の不
純物を導入したシリコン膜を、前記境界を跨いで前記第
1の部分から前記第2の部分につながる配線の形状にパ
ターニングする工程と、前記パターニングの前かもしく
は後の前記シリコン膜の前記第2の部分にP型不純物を
導入する工程と、前記パターニングを行い、前記P型不
純物を導入したシリコン膜上に高融点金属膜を堆積し、
該シリコン膜と該高融点金属膜とを反応させ、シリサイ
ド膜を形成する工程とを含み、前記半導体装置の製造工
程終了後に、前記シリコン膜中の前記境界付近にP/N
接合が形成され、前記配線の形状が、該P/N接合が形
成される位置を含む接続領域において、その両側の領域
に比較して大きな幅を有することを特徴とするポリサイ
ド配線を有する半導体装置の製造方法を提供する。
The present invention is also a method of manufacturing a semiconductor device having polycide wiring, comprising the steps of depositing a silicon film on a semiconductor substrate via an insulating film, the second portion of the silicon film, and A mask is formed to cover a predetermined region near the boundary of the first portion connected to the second portion with the second portion, and an N-type impurity is introduced into a portion of the first portion not covered by the mask. And a step of patterning the N-type impurity-introduced silicon film into a shape of a wiring extending from the first portion to the second portion across the boundary, and before or after the patterning. The step of introducing a P-type impurity into the second portion of the silicon film and the patterning, and depositing a refractory metal film on the silicon film into which the P-type impurity is introduced,
A step of reacting the silicon film with the refractory metal film to form a silicide film, and after the manufacturing process of the semiconductor device is completed, P / N is formed near the boundary in the silicon film.
A semiconductor device having a polycide wiring in which a junction is formed and the shape of the wiring has a larger width in a connection region including a position where the P / N junction is formed as compared with regions on both sides thereof. A method for manufacturing the same is provided.

【0023】ここで、前記所定領域の前記ポリサイド配
線の長さ方向の寸法を、前記境界から前記P/N接合が
形成される位置までの距離が、該寸法がゼロの場合の1
/2以下になるように設定するのが好ましい。
Here, the lengthwise dimension of the polycide wiring in the predetermined region is set to 1 when the distance from the boundary to the position where the P / N junction is formed is zero.
It is preferable to set it to be / 2 or less.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下に、添付の図面に示す好適実
施例に基づいて、本発明のポリサイド配線およびその形
成方法ならびに半導体装置の製造方法を詳細に説明す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The polycide wiring, the method for forming the same, and the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described below in detail with reference to the preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

【0025】図1〜4は、本発明の半導体装置の製造方
法の各工程を表す一実施例の断面図である。図1(a)
〜(d)、図2(e)〜(g)、図3(h)〜(j)お
よび図4(k)〜(m)は、CMOS回路を構成するP
チャネルMOSトランジスタおよびNチャネルMOSト
ランジスタを同一半導体基板上に形成する一連の製造工
程を表す断面図である。図中右側の部分はPチャネルM
OSトランジスタ(Pch Tr)が形成されるPチャ
ネル領域、左側の部分は、NチャネルMOSトランジス
タ(Nch Tr)が形成されるNチャネル領域であ
る。
1 to 4 are sectional views of an embodiment showing each step of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. Figure 1 (a)
-(D), FIG. 2 (e)-(g), FIG. 3 (h)-(j), and FIG. 4 (k)-(m) are P which comprises a CMOS circuit.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a series of manufacturing steps for forming a channel MOS transistor and an N-channel MOS transistor on the same semiconductor substrate. The right part of the figure is the P channel M
The P channel region in which the OS transistor (Pch Tr) is formed, and the left portion is the N channel region in which the N channel MOS transistor (Nch Tr) is formed.

【0026】本発明のポリサイド配線を使用して構成さ
れるデュアルゲート構造のCMOS回路が形成される半
導体装置10を製造するに際し、まず、熱酸化により、
半導体基板12の表面に酸化シリコン膜14を形成し、
CVD(化学気相成長)法により、酸化シリコン膜14
の上層に窒化シリコン膜16を堆積する。そして、フォ
トリソグラフィー技術により、窒化シリコン膜16の上
に、活性領域形成用マスクを用いてフォトレジスト18
をパターニングする(図1(a))。
In manufacturing the semiconductor device 10 in which the CMOS circuit having the dual gate structure constituted by using the polycide wiring of the present invention is formed, first, by thermal oxidation,
Forming a silicon oxide film 14 on the surface of the semiconductor substrate 12;
The silicon oxide film 14 is formed by the CVD (chemical vapor deposition) method.
A silicon nitride film 16 is deposited on the upper layer. Then, by a photolithography technique, a photoresist 18 is formed on the silicon nitride film 16 by using an active region forming mask.
Is patterned (FIG. 1A).

【0027】続いて、フォトレジスト18をマスクとし
て、窒化シリコン膜16、酸化シリコン膜14および半
導体基板12を順次エッチングして素子分離用の溝を形
成し、CVD法により、半導体基板12の全面に酸化シ
リコン膜を堆積し、CMP(化学的機械的研磨)法によ
り、酸化シリコン膜の表面を研磨して平坦化する。これ
により、素子分離用の溝内には酸化シリコン膜が埋め込
まれ、素子分離領域20が形成される(図1(b))。
この素子分離領域20の間の活性領域が、トランジスタ
を形成するために利用される。
Then, using the photoresist 18 as a mask, the silicon nitride film 16, the silicon oxide film 14 and the semiconductor substrate 12 are sequentially etched to form a groove for element isolation, and the entire surface of the semiconductor substrate 12 is formed by the CVD method. A silicon oxide film is deposited, and the surface of the silicon oxide film is polished and flattened by a CMP (chemical mechanical polishing) method. As a result, the silicon oxide film is embedded in the trench for element isolation, and the element isolation region 20 is formed (FIG. 1B).
The active region between the element isolation regions 20 is used to form a transistor.

【0028】続いて、Nチャネル領域をフォトレジスト
22でマスクし、PチャネルMOSトランジスタが形成
される活性領域にN型不純物、例えばリン(P+ )をイ
オン注入してNウエル24を形成する(図1(c))。
Subsequently, the N-channel region is masked with a photoresist 22 and an N-type impurity such as phosphorus (P + ) is ion-implanted into an active region where a P-channel MOS transistor is formed to form an N well 24 ( FIG. 1 (c)).

【0029】同じようにして、Pチャネル領域をフォト
レジスト26でマスクし、NチャネルMOSトランジス
タが形成される活性領域にP型不純物、例えばボロン
(B+)を注入してPウエル28を形成する(図1
(d))。
Similarly, the P-channel region is masked by the photoresist 26, and P-type impurities such as boron (B + ) are implanted into the active region where the N-channel MOS transistor is formed to form the P well 28. (Fig. 1
(D)).

【0030】続いて、熱酸化により、Pウエル28およ
びNウエル24の表面にゲート絶縁膜32を形成する。
その後、CVD法により、ゲート絶縁膜32の表面全面
にシリコン膜、本実施例の場合にはポリシリコン膜34
を堆積する(図2(e))。
Subsequently, a gate insulating film 32 is formed on the surfaces of the P well 28 and the N well 24 by thermal oxidation.
After that, a silicon film is formed on the entire surface of the gate insulating film 32 by the CVD method, and in this embodiment, a polysilicon film 34 is formed.
Are deposited (FIG. 2E).

【0031】ここで、ポリシリコン膜34の全面にN型
不純物、例えばリン(P+ )を注入(ブランケットイオ
ン注入)する(図2(f))。これにより、ポリシリコ
ン膜34全面にN型不純物が導入され、ノンドープ領域
が存在しないN型ポリシリコン膜となる。
Here, N-type impurities such as phosphorus (P + ) are implanted (blanket ion implantation) on the entire surface of the polysilicon film 34 (FIG. 2F). As a result, N-type impurities are introduced into the entire surface of the polysilicon film 34, and the N-type polysilicon film having no non-doped region is formed.

【0032】N型不純物注入のドーズ量は、ポリシリコ
ン膜34の厚さ方向に均一に拡散した場合に1×1018
cm-3以上、好ましくは5×1018cm-3以上、さらに
好ましくは1×1019cm-3以上となるように設定する
のが好ましい。例えば、ポリシリコン膜34の膜厚が2
00〜300nmの場合、20〜40KeV、2〜5×
1014cm-2の範囲の条件が適当である。
The dose amount of the N-type impurity implantation is 1 × 10 18 when the polysilicon film 34 is uniformly diffused in the thickness direction.
It is preferable to set it to be cm −3 or more, preferably 5 × 10 18 cm −3 or more, and more preferably 1 × 10 19 cm −3 or more. For example, if the thickness of the polysilicon film 34 is 2
In the case of 00 to 300 nm, 20 to 40 KeV, 2 to 5 ×
Conditions in the range of 10 14 cm -2 are suitable.

【0033】さらに、ポリシリコン膜34をNチャネル
MOSトランジスタのゲート電極として使用した場合の
空乏化を防ぐために、Pチャネル領域をフォトレジスト
36でマスクし、例えば注入エネルギー=20〜40K
eV、ドーズ量=3〜5×1015cm-3の条件で、Nチ
ャネル領域のポリシリコン膜34の全面に、前述のブラ
ンケットイオン注入により導入されたものと同じN型不
純物、すなわち、本実施例の場合にはリン(P+ )を導
入する(図2(g))。その後、例えば800℃、30
分の熱処理を行って、注入したN型不純物を活性化させ
るとともに、ポリシリコン膜34の膜厚方向に拡散させ
る。
Further, in order to prevent depletion when the polysilicon film 34 is used as a gate electrode of an N-channel MOS transistor, the P-channel region is masked with a photoresist 36, for example, implantation energy = 20-40K.
Under the conditions of eV and dose = 3 to 5 × 10 15 cm −3 , the same N-type impurities as those introduced by the blanket ion implantation, that is, the present embodiment, are applied to the entire surface of the polysilicon film 34 in the N channel region. In the case of the example, phosphorus (P + ) is introduced (FIG. 2 (g)). Then, for example, 800 ℃, 30
Heat treatment is performed for a minute to activate the implanted N-type impurities and diffuse them in the thickness direction of the polysilicon film 34.

【0034】このように、ポリシリコン膜34の全面に
N型不純物を導入し、ポリシリコン膜34にノンドープ
領域が存在しないようにする工程を有する製造方法を、
以下、ブランケット法と呼ぶ。ブランケット法によって
デュアルゲート構造のCMOS半導体装置を製造する場
合には、後から述べるように、ポリシリコン膜のPチャ
ネル領域の部分に、ブランケットで導入したN型不純物
のドーズ量よりも大きなドーズ量のP型不純物を導入
し、P型に反転する。従って、ブランケットで導入する
N型不純物のドーズ量は、P型不純物の導入による極性
反転が可能な範囲とする。
As described above, a manufacturing method including a step of introducing an N-type impurity into the entire surface of the polysilicon film 34 so that the non-doped region does not exist in the polysilicon film 34,
Hereinafter, this is called the blanket method. When a dual gate structure CMOS semiconductor device is manufactured by the blanket method, as will be described later, a dose amount larger than the dose amount of the N-type impurity introduced by the blanket is applied to the P channel region of the polysilicon film. A P-type impurity is introduced to invert to P-type. Therefore, the dose amount of the N-type impurity introduced by the blanket is within a range in which the polarity can be inverted by introducing the P-type impurity.

【0035】これに対して、例えば前述の特開2001
−77210号には、ポリシリコン膜のNチャネル領域
の部分にはN型不純物を、Pチャネル領域の部分にはP
型不純物をそれぞれ注入する、デュアルゲート構造のC
MOS半導体装置の製造方法が開示されている。このよ
うに、ポリシリコン膜全面へのN型不純物の導入を行わ
ない製造方法を、以下、通常法と呼ぶ。
On the other hand, for example, the above-mentioned Japanese Unexamined Patent Publication 2001
No. 77210, N-type impurities are added to the N channel region of the polysilicon film and P is added to the P channel region.
C with a dual gate structure, in which each type impurity is implanted
A method of manufacturing a MOS semiconductor device is disclosed. The manufacturing method in which the N-type impurity is not introduced into the entire surface of the polysilicon film in this manner is hereinafter referred to as a normal method.

【0036】続いて、ポリシリコン膜34の上に、ゲー
ト電極用マスクを用いてフォトレジスト(図示省略)を
パターニングし、このフォトレジストをマスクとしてポ
リシリコン膜34をエッチングし、ポリシリコン配線3
8を形成(パターニング)する(図3(h))。
Subsequently, a photoresist (not shown) is patterned on the polysilicon film 34 by using a gate electrode mask, and the polysilicon film 34 is etched by using this photoresist as a mask to form the polysilicon wiring 3
8 is formed (patterned) (FIG. 3 (h)).

【0037】ここで、組となってCMOS回路を構成す
るPチャネルおよびNチャネルMOSトランジスタのゲ
ート電極同士は、このゲート電極を構成するポリシリコ
ン膜と同層のポリシリコン膜34によって構成されるポ
リシリコン配線38により連続的に接続された形状に形
成される。すなわち図3(h)の中央部には、Nチャネ
ル領域とPチャネル領域との境界を越えて紙面に水平な
方向に延び、左側のNチャネルMOSトランジスタのゲ
ート電極と右側のPチャネルトランジスタのゲート電極
とを接続するポリシリコン配線38が示されている。
Here, the gate electrodes of the P-channel and N-channel MOS transistors that form a CMOS circuit as a set are formed by a polysilicon film 34 that is the same layer as the polysilicon film that forms this gate electrode. The silicon wires 38 are formed into a shape that is continuously connected. That is, in the center of FIG. 3H, the gate electrode of the N-channel MOS transistor on the left side and the gate of the P-channel transistor on the right side extend in the horizontal direction across the boundary between the N-channel region and the P-channel region. Polysilicon wiring 38 connecting to the electrodes is shown.

【0038】一方、図3(h)の左右両端部にはそれぞ
れ、紙面に垂直な方向に延びて、別のNチャネルMOS
トランジスタおよびPチャネルMOSトランジスタのゲ
ートを構成するポリシリコン配線38が示されている。
On the other hand, the left and right ends of FIG. 3 (h) respectively extend in the direction perpendicular to the plane of the drawing to form another N-channel MOS.
Polysilicon wiring 38 forming the gates of the transistor and P-channel MOS transistor is shown.

【0039】続いて、Pチャネル領域をマスクし、Nチ
ャネル領域にN型不純物、本実施例の場合にはリン(P
+ )をイオン注入して、LDD(Lightly-doped drain
)領域40を形成する(図3(i))。この時同時
に、Nチャネル領域のポリシリコン配線38にもリンが
イオン注入される。ただし、この工程で導入されるリン
のドーズ量は、パターニング前にポリシリコン膜34に
導入されたリンのドーズ量に比較して小さく、ポリシリ
コン膜中の不純物濃度分布に対する影響は小さい。
Subsequently, the P channel region is masked, and the N channel region is doped with N-type impurities. In the case of this embodiment, phosphorus (P
+ ) Is ion-implanted and LDD (Lightly-doped drain
) Region 40 is formed (FIG. 3 (i)). At this time, phosphorus is also ion-implanted into the polysilicon wiring 38 in the N-channel region at the same time. However, the dose amount of phosphorus introduced in this step is smaller than the dose amount of phosphorus introduced into the polysilicon film 34 before patterning, and the influence on the impurity concentration distribution in the polysilicon film is small.

【0040】同じようにして、Nチャネル領域をマスク
し、Pチャネル領域にP型不純物、例えばボロン
(B+ )をイオン注入してLDD領域46を形成する
(図3(j))。同じく、この時同時に、Pチャネル領
域のポリシリコン配線38にはボロンがイオン注入され
る。この工程で導入されるボロンのドーズ量も、後述す
るソース、ドレイン領域形成工程でポリシリコン配線3
8に導入されるP型不純物のドーズ量に比較して小さ
い。従って、この工程でのボロン導入が、製造工程終了
後のポリシリコン膜中の不純物濃度分布に対して与える
影響は小さい。
Similarly, the N-channel region is masked and a P-type impurity such as boron (B + ) is ion-implanted into the P-channel region to form the LDD region 46 (FIG. 3 (j)). Similarly, at this time, boron is ion-implanted into the polysilicon wiring 38 in the P-channel region at the same time. The dose of boron introduced in this step is also the same as that of the polysilicon wiring 3 in the source / drain region forming step described later.
It is smaller than the dose amount of the P-type impurity introduced in FIG. Therefore, the introduction of boron in this process has a small effect on the impurity concentration distribution in the polysilicon film after the manufacturing process is completed.

【0041】続いて、CVD法により、全面に酸化シリ
コン膜もしくは窒化シリコン膜を堆積し、これをエッチ
バックして、ポリシリコン配線38の側壁にスペーサ5
0を形成する。そして、Pチャネル領域をフォトレジス
ト52でマスクし、Nチャネル領域にN型不純物、例え
ばヒ素(As+ )をイオン注入して、NチャネルMOS
トランジスタのソース領域およびドレイン領域54を形
成する(図4(k))。この時同時に、Nチャネル領域
のポリシリコン配線38にもヒ素がイオン注入される。
Then, a silicon oxide film or a silicon nitride film is deposited on the entire surface by the CVD method, and this is etched back to form spacers 5 on the sidewalls of the polysilicon wiring 38.
Form 0. Then, the P-channel region is masked with the photoresist 52, N-type impurities such as arsenic (As + ) are ion-implanted into the N-channel region, and the N-channel MOS is formed.
The source and drain regions 54 of the transistor are formed (FIG. 4 (k)). At this time, arsenic is also ion-implanted into the polysilicon wiring 38 in the N-channel region at the same time.

【0042】ただし、ヒ素の注入はポリシリコン配線を
構成するポリシリコン膜34の表面近傍のみに行われ
る。また、これ以降に行われる熱工程における拡散も小
さく、表面付近にとどまる。この、ポリシリコン膜34
の表面近傍の部分は、後述するサリサイド工程において
シリサイド膜に変化する。従って、この工程でポリシリ
コン配線中に導入されるヒ素の、製造工程終了後のポリ
シリコン膜中の不純物濃度分布に対して与える影響は小
さい。
However, arsenic is implanted only in the vicinity of the surface of the polysilicon film 34 forming the polysilicon wiring. Further, the diffusion in the thermal process performed thereafter is small and stays near the surface. This polysilicon film 34
The portion in the vicinity of the surface of is converted into a silicide film in a salicide process described later. Therefore, the influence of arsenic introduced into the polysilicon wiring in this process on the impurity concentration distribution in the polysilicon film after the manufacturing process is small.

【0043】同じようにして、Nチャネル領域をフォト
レジスト56でマスクし、Pチャネル領域にP型不純
物、例えばボロン(B+ )をイオン注入して、Pチャネ
ル領域のソース領域およびドレイン領域58を形成する
(図4(l))。この時同時に、Pチャネル領域のポリ
シリコン配線38にもボロンがイオン注入される。注入
条件は、例えば5〜15KeV,3〜4×1015cm-2
とする。そして、例えば1000℃、20秒の熱処理を
行い、注入したP型不純物を活性化する。
Similarly, the N-channel region is masked with the photoresist 56, and P-type impurities such as boron (B + ) are ion-implanted into the P-channel region to form the source region and the drain region 58 of the P-channel region. (FIG. 4 (l)). At this time, at the same time, boron ions are also implanted into the polysilicon wiring 38 in the P channel region. The implantation conditions are, for example, 5 to 15 KeV and 3 to 4 × 10 15 cm -2.
And Then, for example, heat treatment is performed at 1000 ° C. for 20 seconds to activate the implanted P-type impurities.

【0044】ポリシリコン配線38に対するP型不純物
のドーズ量は、図2(f)に示すポリシリコン膜34へ
のブランケットイオン注入工程時のN型不純物のドーズ
量よりも多く、例えば1×1015cm-2以上であるのが
好ましい。上記のPチャネルMOSトランジスタのソー
ス領域およびドレイン領域を形成するためのP型不純物
のイオン注入条件は、この条件を満たし、従って、ソー
ス、ドレイン領域形成のためのイオン注入工程におい
て、同時に、ポリシリコン配線へのP型不純物導入を行
うことができる。
The dose amount of the P-type impurity with respect to the polysilicon wiring 38 is larger than the dose amount of the N-type impurity at the time of the blanket ion implantation step into the polysilicon film 34 shown in FIG. 2F, for example, 1 × 10 15 It is preferably cm −2 or more. The ion implantation conditions of the P-type impurity for forming the source region and the drain region of the P channel MOS transistor described above satisfy this condition, and therefore, in the ion implantation process for forming the source and drain regions, the polysilicon is simultaneously formed. P-type impurities can be introduced into the wiring.

【0045】この工程で導入されたP型不純物が、上記
の活性化のための熱処理によってポリシリコン膜の膜厚
方向にほぼ均一に拡散し、活性化することにより、ポリ
シリコン膜34のPチャネル領域の部分が、N型からP
型に反転する。
The P-type impurity introduced in this step is diffused almost uniformly in the film thickness direction of the polysilicon film by the heat treatment for activation and activated, whereby the P channel of the polysilicon film 34 is activated. The part of the region is from N type to P
Flip to mold.

【0046】一方、Nチャネル領域の部分は、パターニ
ング前に注入されたN型不純物により、N型のままであ
る。そしてこの、P型の部分とN型の部分との境界領域
には、P/N接合が形成されるとともに、導入されたP
型およびN型不純物が導入後に行われる熱工程(熱処理
工程、および、CVD工程等の、半導体基板が高温に加
熱される工程)において相互に拡散することによって、
相互拡散領域が形成される。
On the other hand, the portion of the N channel region remains N type due to the N type impurities implanted before the patterning. A P / N junction is formed in the boundary region between the P-type portion and the N-type portion, and the introduced P
By mutually diffusing in the heat step (heat treatment step and step such as CVD step where the semiconductor substrate is heated to a high temperature) performed after the introduction of the n-type and n-type impurities,
A mutual diffusion region is formed.

【0047】なお、ここで説明したブランケット法を用
いた場合、Nチャネル領域のポリシリコン配線の相互拡
散領域を除く部分のN型不純物の濃度を第1の濃度と
し、Pチャネル領域のポリシリコン配線の相互拡散領域
を除く部分のP型不純物の濃度を第2の濃度とすると、
Pチャネル領域のポリシリコン配線の相互拡散領域を除
く部分には、さらに、第1および第2の濃度よりも低い
第3の濃度のN型不純物、すなわち、図2(f)に示す
工程において、ポリシリコン膜34の全面にイオン注入
されたN型不純物が含まれていることになる。
When the blanket method described here is used, the concentration of the N-type impurity in the portion of the N-channel region other than the interdiffusion region of the polysilicon wiring is set to the first concentration, and the polysilicon wiring of the P-channel region is used. If the concentration of the P-type impurity in the portion excluding the mutual diffusion region of is the second concentration,
In a portion of the P channel region excluding the interdiffusion region of the polysilicon wiring, an N-type impurity having a third concentration lower than the first and second concentrations, that is, in the step shown in FIG. The entire surface of the polysilicon film 34 contains the ion-implanted N-type impurities.

【0048】続いて、半導体装置の製造工程は、ポリシ
リコン配線上およびソース、ドレイン領域上に自己整合
的にシリサイド膜を形成するための、サリサイド工程に
進む。まず、シリサイド化の反応を促進するために、例
えばヒ素(As)、シリコン(Si)、アルゴン(A
r)等をイオン注入してポリシリコン膜34の表面をア
モルファス化する。
Subsequently, the manufacturing process of the semiconductor device proceeds to a salicide process for forming a silicide film on the polysilicon wiring and on the source and drain regions in a self-aligned manner. First, in order to accelerate the silicidation reaction, for example, arsenic (As), silicon (Si), argon (A
r) or the like is ion-implanted to amorphize the surface of the polysilicon film 34.

【0049】これは、従来より一般的に行われている工
程であり、本発明で実施するポリシリコン膜34へのリ
ン等のN型不純物のブランケットイオン注入とは目的が
全く異なるものである。すなわち、ポリシリコン膜34
へのブランケットイオン注入では、全体を確実にN型半
導体にすることを目的としているため、N型不純物であ
るリンがポリシリコン膜34全体に拡散されるようなイ
オン注入エネルギーおよび熱拡散が要求される。
This is a process that has been generally carried out conventionally, and its purpose is completely different from the blanket ion implantation of N-type impurities such as phosphorus into the polysilicon film 34 carried out in the present invention. That is, the polysilicon film 34
The purpose of the blanket ion implantation is to ensure that the whole is an N-type semiconductor. Therefore, ion implantation energy and thermal diffusion are required so that phosphorus, which is an N-type impurity, is diffused throughout the polysilicon film 34. It

【0050】これに対して、アモルファス化のためのイ
オン注入では、ポリシリコン膜34の表面のみをアモル
ファス化するため、例えばヒ素のような重い元素のイオ
ンを低い加速エネルギーで、ポリシリコン膜34の表面
近傍にのみ注入する。従って、この工程で注入されたヒ
素は、後述するシリサイド化反応によってシリサイド膜
中に吸収され、製造工程終了時のポリシリコン膜中の不
純物濃度分布に対してほとんど影響を与えない。
On the other hand, in the ion implantation for amorphization, since only the surface of the polysilicon film 34 is amorphized, ions of a heavy element such as arsenic are deposited at low acceleration energy in the polysilicon film 34. Inject only near the surface. Therefore, the arsenic implanted in this process is absorbed in the silicide film by the silicidation reaction described later, and has almost no effect on the impurity concentration distribution in the polysilicon film at the end of the manufacturing process.

【0051】続いて、スパッタリング法により、例えば
Ti(チタン)等の高融点金属膜を半導体基板12上に
堆積する。そして、熱処理により、ポリシリコン膜34
およびソース、ドレイン領域に露出したシリコン基板と
高融点金属膜とを反応させて、ポリシリコン配線38な
らびにNチャネルおよびPチャネルMOSトランジスタ
のソースおよびドレイン領域54,58の表面にシリサ
イド膜60を形成する(図4(m))。そして、未反応
の高融点金属膜を除去する。これにより、下層のポリシ
リコン膜34と上層のシリサイド膜60とからなる本発
明のポリサイド配線が形成される。
Then, a refractory metal film such as Ti (titanium) is deposited on the semiconductor substrate 12 by the sputtering method. Then, by heat treatment, the polysilicon film 34
The silicon substrate exposed in the source and drain regions and the refractory metal film are reacted with each other to form a silicide film 60 on the surfaces of the polysilicon wiring 38 and the source and drain regions 54 and 58 of the N-channel and P-channel MOS transistors. (FIG. 4 (m)). Then, the unreacted refractory metal film is removed. As a result, the polycide wiring of the present invention including the lower polysilicon film 34 and the upper silicide film 60 is formed.

【0052】以上の工程で、ゲートおよびソース、ドレ
イン領域がシリサイド化されたデュアルゲート構造のP
チャネルおよびNチャネルMOSトランジスタと、その
MOSトランジスタのゲート電極を構成するとともに、
その間を相互に接続するポリサイド配線が形成される。
この後さらに、配線形成等の工程が行われて半導体装置
が完成される。その製造工程は従来通りであるから、こ
こでは、その説明を省略する。また、上記各工程におい
て、同様の結果を得るために、別の手段を用いて各工程
を実施してもよい。
Through the above steps, the P of the dual gate structure in which the gate, source and drain regions are silicided
A channel and an N-channel MOS transistor and a gate electrode of the MOS transistor are formed, and
Polycide wiring is formed to connect the two to each other.
After this, steps such as wiring formation are further performed to complete the semiconductor device. Since the manufacturing process is the same as the conventional one, the description thereof is omitted here. In addition, in each of the above steps, each step may be performed by using another means in order to obtain the same result.

【0053】以上説明したように、本発明の半導体装置
の製造方法においては、ポリサイド配線を形成するポリ
シリコン膜中へのイオン注入による不純物導入、およ
び、その不純物を活性化させ、拡散させる熱工程が、繰
り返して行われる。このような不純物導入および熱工程
によって、完成した半導体装置のポリサイド配線を構成
するポリシリコン膜中の不純物濃度分布が決定される。
As described above, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the thermal step of introducing impurities into the polysilicon film forming the polycide wiring by ion implantation and activating and diffusing the impurities. Is repeated. The impurity concentration distribution in the polysilicon film forming the polycide wiring of the completed semiconductor device is determined by such impurity introduction and heat treatment.

【0054】しかし、以上で説明したブランケット法を
用いた場合に不純物濃度分布を主として決定するのは、
図2(f)、(g)において行われる、ポリシリコン膜
34全体へのブランケットのN型不純物導入およびNチ
ャネル領域の部分へのN型不純物の導入と、その後の活
性化のための熱処理、ならびに、図4(l)においてソ
ース、ドレイン領域形成を兼ねて行われるP型不純物の
導入と、その後の活性化のための熱処理である。
However, the impurity concentration distribution is mainly determined when the blanket method described above is used.
2F and 2G, a blanket N-type impurity is introduced into the entire polysilicon film 34, an N-type impurity is introduced into a portion of the N-channel region, and a heat treatment is performed thereafter for activation. In addition, in FIG. 4 (l), it is a heat treatment for introducing a P-type impurity, which is also performed to form the source and drain regions, and for subsequent activation.

【0055】そして、図4(l)の工程までで形成され
たポリシリコン膜中の不純物分布は、図4(m)のサリ
サイド工程後、もしくは、半導体装置の完成後において
も、ほぼそのまま保たれる。
The impurity distribution in the polysilicon film formed up to the step of FIG. 4 (l) is kept almost the same even after the salicide step of FIG. 4 (m) or after the completion of the semiconductor device. Be done.

【0056】従って、上記の工程の条件、例えば、イオ
ン注入ドーズ量や熱処理の温度および時間によって、ポ
リシリコン膜中の不純物濃度分布は変化する。もちろ
ん、ブランケット法ではなく通常法を使用した場合に
は、不純物分布は大きく変化する。
Therefore, the impurity concentration distribution in the polysilicon film changes depending on the conditions of the above steps, for example, the ion implantation dose amount and the temperature and time of the heat treatment. Of course, when the normal method is used instead of the blanket method, the impurity distribution changes greatly.

【0057】また、Nチャネル領域もしくはPチャネル
領域に選択的に不純物を導入するために使用するマスク
の、境界付近でのレイアウトを変更することによっても
不純物分布は変化する。すなわち、例えば、図2(g)
におけるN型不純物導入や図3(j)におけるP型不純
物導入の少なくとも一方を、それぞれ、Nチャネル領域
およびPチャネル領域の全面に行うのではなく、一部分
にのみ行うことも可能である。特に、Nチャネル領域と
Pチャネル領域との間の境界領域において、どの範囲の
位置にN型もしくはP型の不純物を導入するかによっ
て、不純物分布は変化する。後述のように、これらの工
程条件やマスクレイアウトを変更して、不純物濃度分布
を変化させることにより、ポリサイド配線の高抵抗化発
生の状況が異なることが明らかになっている。
The impurity distribution is also changed by changing the layout of the mask used for selectively introducing impurities into the N-channel region or P-channel region near the boundary. That is, for example, in FIG.
It is also possible to introduce at least one of the N-type impurity introduction in (1) and the P-type impurity introduction in FIG. 3 (j) into only a part of the entire surface of the N-channel region and the P-channel region, respectively. Particularly, in the boundary region between the N-channel region and the P-channel region, the impurity distribution changes depending on the position of the range where the N-type or P-type impurity is introduced. As will be described later, it has been clarified that by changing these process conditions and the mask layout to change the impurity concentration distribution, the state of occurrence of high resistance of the polycide wiring is different.

【0058】なお、ここで説明した例では、ポリシリコ
ン膜34へのN型不純物導入を、全面へのブランケット
の導入と、それに続いて行うNチャネル領域への選択的
な導入とに分けて行った。そして、その合計のドーズ量
が、Nチャネル領域のポリシリコン膜に導入されるよう
にした。2回の導入に分けずに、合計のドーズ量で全面
に導入することも可能である。
In the example described here, the introduction of the N-type impurity into the polysilicon film 34 is divided into the introduction of the blanket over the entire surface and the subsequent selective introduction into the N-channel region. It was Then, the total dose amount is introduced into the polysilicon film in the N channel region. It is also possible to introduce into the entire surface with a total dose amount without dividing into two introductions.

【0059】しかしその場合には、Pチャネル領域のポ
リシリコン膜34をP型に反転させるため、後から行う
P型不純物の導入量を増大させることが必要になる。こ
れによってイオン注入装置の負荷が増大するという問題
がある。
In that case, however, since the polysilicon film 34 in the P channel region is inverted to P type, it is necessary to increase the amount of P type impurities introduced later. This causes a problem that the load of the ion implanter increases.

【0060】また、ここで説明した例のように、ソー
ス、ドレイン領域形成のためのP型不純物導入と兼ねて
ポリシリコン膜のPチャネル領域へのP型不純物導入を
行う場合には、P型不純物注入の条件変更は困難であ
る。従って、2回に分けて導入を行うことが好ましい。
なお2回に分ける場合に、ブランケットの導入とNチャ
ネル領域への導入とのいずれを先に行うことも可能であ
る。
When the P-type impurity is introduced into the P-channel region of the polysilicon film also as the P-type impurity for forming the source / drain regions as in the example described here, the P-type impurity is introduced. It is difficult to change the conditions for impurity implantation. Therefore, it is preferable to carry out the introduction in two steps.
When divided into two times, it is possible to carry out either the introduction of the blanket or the introduction into the N channel region first.

【0061】ここで説明した例では、ポリシリコン膜へ
のN型不純物の導入後に、活性化のための熱処理工程を
設けた。しかし、この熱処理は、他の工程において行う
ことも可能である。例えば、パターニング後に行うスペ
ーサ50形成のためのCVD工程の条件を適切に設定す
ることによって行うことも可能である。P型不純物導入
後に行う活性化のための熱処理についても同様である。
In the example described here, a heat treatment step for activation is provided after the introduction of the N-type impurity into the polysilicon film. However, this heat treatment can also be performed in another step. For example, it can be performed by appropriately setting the condition of the CVD process for forming the spacer 50 after the patterning. The same applies to the heat treatment for activation performed after introducing the P-type impurity.

【0062】また、ここで示した例では、ブランケット
でのN型不純物導入と、Nチャネル領域へのN型不純物
導入とで、同一の不純物、すなわちリンを使用した。こ
れは本発明の製造方法にとって本質ではない。しかし、
製造工程の単純化のためには、同一の不純物を採用する
ことが好ましい。
Further, in the example shown here, the same impurity, that is, phosphorus is used for introducing the N-type impurity into the blanket and introducing the N-type impurity into the N-channel region. This is not essential to the manufacturing method of the present invention. But,
To simplify the manufacturing process, it is preferable to use the same impurities.

【0063】ここで説明した例ではまた、Pチャネル領
域のポリシリコン膜中へのP型不純物の導入を、ポリシ
リコン膜のパターニングを行った後に、PチャネルMO
Sトランジスタのソース、ドレイン領域形成のためのP
型不純物導入工程において行った。これは、製造工程の
短縮のためには好ましい方法である。
In the example described here, the P-channel MO is also introduced after introducing the P-type impurity into the polysilicon film in the P-channel region and patterning the polysilicon film.
P for forming the source and drain regions of the S transistor
It was performed in the step of introducing the type impurities. This is the preferred method for shortening the manufacturing process.

【0064】しかし、例えば前述の特開2001−77
210号に記載されたように、パターニングの前にP型
不純物の導入を行うことも可能である。パターニングの
前後に分けて導入を行うことも可能である。さらに、こ
こで説明した例では、サリサイド工程のための高融点金
属膜堆積の前にポリシリコン膜へのP型不純物導入を行
ったが、高融点金属膜堆積の後に導入を行うことも可能
である。
However, for example, the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 2001-77
It is also possible to introduce P-type impurities before patterning, as described in No. 210. It is also possible to perform the introduction separately before and after patterning. Furthermore, in the example described here, the P-type impurity is introduced into the polysilicon film before the high melting point metal film is deposited for the salicide process, but it is also possible to introduce it after the high melting point metal film is deposited. is there.

【0065】次に、以上で説明したブランケット法およ
び通常法を適用して、本発明のポリサイド配線が形成さ
れた半導体装置の具体例を挙げて説明する。
Next, the blanket method and the ordinary method described above are applied to explain a specific example of the semiconductor device having the polycide wiring of the present invention.

【0066】(実施例1)ブランケット法および通常法
を使用し、後で示すA,B,CおよびDの4タイプのマ
スクレイアウトで形成した、図5に示すTEG(テスト
エレメントグループ)62を1つのモジュールとして、
このモジュールを660個搭載したデュアルゲート構造
の半導体装置をそれぞれ試作し、その特性を測定した。
その測定結果を図7に示す。
(Example 1) A TEG (test element group) 62 shown in FIG. 5, which was formed by a blanket method and a normal method and was formed by four types of mask layouts A, B, C and D shown later, was used. As one module,
Prototypes of dual gate semiconductor devices each having 660 of this module mounted were measured and their characteristics were measured.
The measurement result is shown in FIG.

【0067】通常法で製造する場合には、具体的には、
前述のブランケット法におけるブランケットでのポリシ
リコン膜へのN型不純物導入を行わず、ブランケット法
におけるブランケットでの導入とNチャネル領域への導
入との合計のドーズ量で、Nチャネル領域へのN型不純
物の導入を行った。それ以外の工程は、前述のブランケ
ット法の場合と同様に行った。
In the case of production by the usual method, specifically,
Without introducing the N-type impurity into the polysilicon film in the blanket in the blanket method described above, the N-type impurity in the N-channel region is obtained by the total dose amount of the blanket introduction and the N-channel region introduction in the blanket method. Impurities were introduced. The other steps were performed in the same manner as in the blanket method described above.

【0068】図5に示すTEG62は、図中中央部にお
いて、左右方向に延在するPチャネル領域の活性領域6
4およびNチャネル領域の活性領域66が上下方向に交
互に配置され、これらの活性領域64および66の上層
を通過するように、上下方向に延在するデュアルゲート
構造のポリサイド配線68が左右方向に複数本配置され
ている。これら複数本のポリサイド配線68は、上下方
向の端部で互いに隣接するポリサイド配線68同士が接
続されて連続的に形成された1本のポリサイド配線とさ
れている。ポリサイド配線の線幅は0.24μmとし
た。
The TEG 62 shown in FIG. 5 has an active region 6 of the P-channel region extending in the left-right direction in the central portion of the drawing.
The active regions 66 of the 4 and N channel regions are alternately arranged in the vertical direction, and the polycide wiring 68 of the dual gate structure extending in the vertical direction extends in the horizontal direction so as to pass through the upper layer of these active regions 64 and 66. Multiple lines are arranged. The plurality of polycide wirings 68 are one polycide wiring continuously formed by connecting the polycide wirings 68 adjacent to each other at the ends in the vertical direction. The line width of the polycide wiring was 0.24 μm.

【0069】ポリサイド配線68は、前述の通りデュア
ルゲート構造であり、図示していないが、下層のポリシ
リコン膜と、その上層に形成されたシリサイド膜とによ
り構成されている。このポリシリコン膜は、Pチャネル
領域の活性領域64の上を通過する部分はP型、Nチャ
ネル領域の活性領域66の上を通過する部分はN型の極
性を有している。これらのP型ポリシリコン膜とN型ポ
リシリコン膜は、同層のポリシリコン膜によって連続的
に形成されている。
The polycide wiring 68 has a dual gate structure as described above, and is composed of a lower polysilicon film and a silicide film formed above it, although not shown. In this polysilicon film, a portion passing over the active region 64 of the P channel region has P type polarity, and a portion passing over the active region 66 of the N channel region has N type polarity. These P-type polysilicon film and N-type polysilicon film are continuously formed by the same-layer polysilicon film.

【0070】このポリサイド配線68の長さ方向には、
P型の部分およびN型の部分と、その間の境界領域と
が、極めて多数直列に形成されている。このため、その
抵抗値を測定することにより、境界領域における抵抗異
常(抵抗増大)発生を極めて高い感度で検出することが
できる。実際、このようにきわめて多数の境界領域が直
列に接続されたTEGにおいてのみ、検知可能な確率で
抵抗異常が観察されたことから、境界領域で異常が発生
することは確認された。
In the length direction of the polycide wiring 68,
An extremely large number of P-type portions and N-type portions and boundary regions between them are formed in series. Therefore, by measuring the resistance value, the occurrence of resistance abnormality (resistance increase) in the boundary region can be detected with extremely high sensitivity. In fact, it was confirmed that anomalies occur in the boundary regions because resistance anomalies were observed with a detectable probability only in TEGs in which a very large number of boundary regions were connected in series.

【0071】ただし、発明者による観察では、抵抗異常
を示すポリサイド配線においても、明確なシリサイド膜
の断線を観察することはできなかった。例えば、境界領
域におけるポリシリコン膜中の不純物分布の不連続性に
より、シリサイド化反応が不均一に進行し、明確な断線
には到らない、より微細な形状異常が発生することによ
り、抵抗異常が発生している可能性が考えられる。
However, in the observation by the inventor, it was not possible to observe a clear disconnection of the silicide film even in the polycide wiring exhibiting abnormal resistance. For example, due to the discontinuity of the impurity distribution in the polysilicon film in the boundary region, the silicidation reaction proceeds nonuniformly, and a finer shape abnormality that does not lead to a clear disconnection occurs, resulting in a resistance abnormality. May have occurred.

【0072】前記のA,B,C,Dの4タイプは、それ
ぞれ図6に示すようなレイアウトのマスクを使用して形
成される。
The four types A, B, C, and D described above are formed by using a mask having a layout as shown in FIG.

【0073】図6には、Nチャネル領域の活性領域のマ
スクパターン66、Pチャネル領域の活性領域のマスク
パターン64(この両者を合成して、活性領域用マスク
が作成される)、Nウエルマスクパターン70,P型ソ
ース、ドレイン領域形成用に使われるP+ 領域マスクパ
ターン72,および、ポリシリコン膜のパターニングに
使用されるゲートマスクパターン68が示されている。
In FIG. 6, a mask pattern 66 for the active region of the N-channel region, a mask pattern 64 for the active region of the P-channel region (these are combined to form a mask for the active region), and an N-well mask. A pattern 70, a P + region mask pattern 72 used for forming P-type source and drain regions, and a gate mask pattern 68 used for patterning a polysilicon film are shown.

【0074】Pウエルマスクは、Nウエルマスクパター
ン70を反転することによって、P型ソース、ドレイン
領域形成用のイオン注入に使われるN+ 領域マスクは、
+領域マスクパターンを反転することによって、それ
ぞれ作成される。従って、N + 領域とP+ 領域とは、図
において、P+ 領域マスクパターン72の上側の境界線
を境界として上下に隣り合う。ここでは、この境界の上
側がNチャネル領域、下側がPチャネル領域である。
The P well mask is an N well mask pattern.
By reversing the transistor 70, P-type source and drain
N used for ion implantation for region formation+The area mask is
P+It by inverting the area mask pattern
Each is created. Therefore, N +Area and P+Area is a figure
At P+Upper boundary of the area mask pattern 72
They are adjacent to each other at the boundaries. Here above this border
The side is the N channel region, and the lower side is the P channel region.

【0075】図6で示したのはTEG62を構成する一
つの繰り返し単位の範囲の部分のみである。図では省略
されているが、実際のマスクでは、Pチャネル領域とN
チャネル領域とが上下に交互に繰り返して配置される。
また、図の横方向には、NチャネルおよびPチャネルの
活性領域66,64、P+ 領域72およびPウエル領域
70が長く延びて形成される。そして、複数のゲートパ
ターンが一定間隔で繰り返して配置される。
FIG. 6 shows only a portion within the range of one repeating unit constituting TEG62. Although omitted in the figure, in the actual mask, the P channel region and N
The channel regions and the channel regions are alternately and vertically arranged.
Further, in the lateral direction of the figure, N channel and P channel active regions 66, 64, P + region 72 and P well region 70 are formed extending long. Then, a plurality of gate patterns are repeatedly arranged at regular intervals.

【0076】本実施例における半導体装置の製造におい
て、ポリシリコン膜のNチャネル領域の部分へのN型不
純物の注入には、Pウエルマスクを使用した。すなわ
ち、図6において示されているNウエルマスクパターン
70の外側の部分のポリシリコン膜に、N型不純物の導
入が行われる。
In the manufacture of the semiconductor device in this example, a P well mask was used for implanting N type impurities into the N channel region of the polysilicon film. That is, N-type impurities are introduced into the polysilicon film outside the N-well mask pattern 70 shown in FIG.

【0077】図6に示されたように、ゲートパターンは
Pチャネル領域とNチャネル領域との境界線に対して垂
直に、上下方向に延びている。従って、境界線に対して
垂直な方向に延びるポリサイド配線が形成される。
As shown in FIG. 6, the gate pattern extends vertically with respect to the boundary between the P-channel region and the N-channel region. Therefore, the polycide wiring extending in the direction perpendicular to the boundary line is formed.

【0078】タイプAは標準のパターンである。この場
合、Pウエルマスクパターン70の上側の境界線は、P
+ 領域マスクパターン72の上側の境界線と一致してい
る。従って、ポリシリコン膜へのN型不純物の注入は、
Pチャネル領域のみをおおうマスクを使用して、Nチャ
ネル領域全体に行われる。
Type A is a standard pattern. In this case, the upper boundary of the P well mask pattern 70 is P
It coincides with the upper boundary line of the + region mask pattern 72. Therefore, the implantation of N-type impurities into the polysilicon film is
Performed on the entire N-channel region using a mask that covers only the P-channel region.

【0079】一方、P型ソース、ドレイン領域形成のた
めの注入における、パターン後のポリシリコン膜へのP
型不純物の注入は、Nチャネル領域のみをおおうマスク
を使用して、Pチャネル領域全体に行われる。従って、
このN型不純物が注入される領域とP型不純物が注入さ
れる領域とは、共通の境界線を接して上下に隣り合い、
マスク合わせずれがない場合には、その間に重なりや隙
間は発生しない。
On the other hand, in the implantation for forming the P-type source / drain regions, P to the polysilicon film after patterning is performed.
The implantation of the type impurities is performed on the entire P channel region by using a mask covering only the N channel region. Therefore,
The region into which the N-type impurity is implanted and the region into which the P-type impurity is implanted are vertically adjacent to each other with a common boundary line in contact,
If there is no mask misalignment, no overlap or gap occurs between them.

【0080】タイプBは、Pウエルマスクパターンの上
側の境界線を、P+ 領域の上側の境界線(Pチャネル領
域とNチャネル領域との間の境界)を基準にして、上側
(Nチャネル領域側)に0.3μmずらしたものであ
る。この場合、ポリシリコン膜へのN型不純物注入は、
Pチャネル領域のみではなく、Nチャネル領域内の、P
チャネル領域とNチャネル領域との間の境界の近傍の、
上下方向、すなわち、ポリサイド配線の長さ方向に0.
3μmの部分(所定領域)をおおった状態で行われる。
これにより、N型不純物導入位置の調整が行われる。す
なわち、境界近傍の0.3μmの部分のポリシリコン膜
には、N型不純物の注入が行われない。ブランケット法
の場合には、この0.3μmの所定領域には、ブランケ
ット注入によるN型不純物導入のみが行われる。
In the type B, the upper boundary line of the P well mask pattern is based on the upper boundary line of the P + region (the boundary between the P channel region and the N channel region) and the upper side (N channel region). It is shifted by 0.3 μm from the side). In this case, the N-type impurity implantation into the polysilicon film is
Not only in the P channel region, but in P in the N channel region
Near the boundary between the channel region and the N channel region,
0 in the vertical direction, that is, in the length direction of the polycide wiring.
It is performed in a state of covering a 3 μm portion (predetermined region).
As a result, the N-type impurity introduction position is adjusted. That is, N-type impurities are not implanted into the polysilicon film in the 0.3 μm portion near the boundary. In the case of the blanket method, only N-type impurities are introduced into the predetermined region of 0.3 μm by blanket implantation.

【0081】タイプC,Dは、それぞれ、タイプA,B
において、Pチャネル領域とNチャネル領域との境界付
近の所定領域のゲートパターン68の幅を大きくしたも
のである。このように幅を広くした部分を、以下、ポリ
パッチ74と呼ぶ。
Types C and D are of types A and B, respectively.
In the above, the width of the gate pattern 68 in the predetermined region near the boundary between the P channel region and the N channel region is increased. Such a widened portion is hereinafter referred to as a polypatch 74.

【0082】なお、図6に示すように、ポリパッチ74
の形状は正方形であり、そのサイズが0.4μm×0.
4μmのものと、0.3μm×0.3μmのものの2種
類を試作した。ポリパッチ追加前のゲートパターン68
の幅は0.24μmであり、左右方向に均等に幅を広げ
た。すなわち、ポリパッチの寸法が0.4μm×0.4
μmの場合には、追加前の約1.7倍に、0.3μm×
0.3μmの場合には約1.3倍に、広げた。縦方向に
は、ポリパッチ74の中心がPチャネル領域とNチャネ
ル領域との境界に一致するように配置した。
Incidentally, as shown in FIG.
Has a square shape, and its size is 0.4 μm × 0.
Two types were manufactured, one of 4 μm and one of 0.3 μm × 0.3 μm. Gate pattern 68 before adding polypatch
Has a width of 0.24 μm, and the width is evenly widened in the left-right direction. That is, the size of the polypatch is 0.4 μm × 0.4
In the case of μm, it is about 1.7 times that before addition, 0.3 μm ×
In the case of 0.3 μm, it was expanded about 1.3 times. In the vertical direction, the polypatch 74 is arranged so that the center thereof coincides with the boundary between the P-channel region and the N-channel region.

【0083】図7の表において、A,B,CおよびDは
図6に示すタイプA,B,CおよびDを表す。また、プ
ロセス条件1は通常法により、プロセス条件2は、ブラ
ンケット法により製造したものである。
In the table of FIG. 7, A, B, C and D represent the types A, B, C and D shown in FIG. Further, the process condition 1 is manufactured by the normal method, and the process condition 2 is manufactured by the blanket method.

【0084】図7の測定結果により以下のことがわか
る。
The following can be seen from the measurement results of FIG.

【0085】1.製造プロセスによる改善 まず、プロセス1(通常法)に比較して、プロセス2
(ブランケット法)が優れている。例えば、タイプA同
士で比較すると、従来法の不良数が116個であるのに
対してブランケット法では77個に減少した。
1. Improvement by manufacturing process First, compared to process 1 (normal method), process 2
(Blanket method) is excellent. For example, comparing types A with each other, the number of defects in the conventional method was 116, whereas the number in the blanket method was reduced to 77.

【0086】2.マスクレイアウトによる改善 標準のAタイプに比較して、ポリパッチを追加したC
が、そしてさらに、ポリパッチ追加に加えてN型不純物
を導入する位置の調整を行ったDが優れている。例えば
通常法で製造した場合には、タイプCでは72個、タイ
プDでは66個まで不良数が減少した。
2. Improvement by mask layout Compared with standard A type, C with polypatch added
However, in addition to the addition of the polypatch, D in which the position for introducing the N-type impurity is adjusted is excellent. For example, when manufactured by the normal method, the number of defects was reduced to 72 in the type C and 66 in the type D.

【0087】3.相乗効果 プロセスの改善とマスクレイアウトの改善との相乗効果
によって、さらに顕著に不良数が減少する。すなわち、
ブランケット法(プロセス2)とポリパッチ(C)との
組み合わせによって23個に、さらにN型不純物導入位
置の調整との組み合わせ(D)において2個にまで不良
数が減少した。
3. The synergistic effect of improving the synergistic process and improving the mask layout further significantly reduces the number of defects. That is,
The number of defects was reduced to 23 by the combination of the blanket method (Process 2) and the polypatch (C), and further to 2 by the combination (D) with the adjustment of the N-type impurity introduction position.

【0088】ブランケット法による改善が得られる原因
としては、ポリシリコン膜にノンドープ領域が残ること
が確実に防止でき、境界付近での不均一なシリサイド化
反応の進行を抑制できることが考えられる。また、ポリ
シリコン膜全面に一定濃度以上のN型不純物を、もしく
は同一のN型不純物(具体的にはリン)を導入してから
活性化のための熱処理を行うため、この熱処理における
結晶成長が均一に進行し、ポリシリコン膜の結晶粒径分
布の均一化がはかれることも原因の一つとして考えられ
る。
It is considered that the reason why the improvement by the blanket method is obtained is that it is possible to surely prevent the non-doped region from remaining in the polysilicon film, and to suppress the progress of the non-uniform silicidation reaction near the boundary. Further, since the heat treatment for activation is performed after introducing the N-type impurity of a certain concentration or more or the same N-type impurity (specifically, phosphorus) over the entire surface of the polysilicon film, the crystal growth in this heat treatment is It can be considered that one of the causes is that the process proceeds uniformly and the crystal grain size distribution of the polysilicon film is made uniform.

【0089】ポリパッチ追加の効果は前述の特開200
1−77210号に説明されている。ポリパッチとN型
不純物注入範囲の調整との組み合わせによる効果の原因
については後述する。
The effect of adding a polypatch is as described in the above-mentioned JP-A-200
1-77210. The cause of the effect of the combination of the polypatch and the adjustment of the N-type impurity implantation range will be described later.

【0090】なお、ポリパッチ74のサイズが0.4μ
m×0.4μmの場合と、0.3μm×0.3μmの場
合で改善効果に大きな違いは認められなかった。しか
し、さまざま行った実験結果を考慮すると、境界領域の
ポリサイド配線の幅を、他の部分(MOSトランジスタ
のゲート電極として使用される部分)の幅に比較して、
少なくとも1.2倍以上、好ましくは1.5倍以上に、
さらに可能な場合には2倍以上に大きくする寸法のポリ
パッチを採用することが好ましい。
The size of the polypatch 74 is 0.4 μ.
No significant difference was observed in the improvement effect between the case of m × 0.4 μm and the case of 0.3 μm × 0.3 μm. However, considering the results of various experiments, the width of the polycide wiring in the boundary region is compared with the widths of other parts (the part used as the gate electrode of the MOS transistor),
At least 1.2 times or more, preferably 1.5 times or more,
Further, if possible, it is preferable to adopt a polypatch having a size which is doubled or more.

【0091】なお、ポリパッチの形状が正方形に限られ
ないことは言うまでもない。ポリサイド配線の長さ方向
のポリパッチの位置および寸法は、境界付近のポリシリ
コン膜中に形成される高抵抗領域が、マスク合わせずれ
や製造プロセスのばらつきが発生した場合にも確実にポ
リパッチの部分に含まれるように設定することが好まし
い。この点についても後述する。
Needless to say, the shape of the polypatch is not limited to the square. The position and dimensions of the polycide in the length direction of the polycide wiring ensure that the high-resistivity region formed in the polysilicon film near the boundary will be in the polypatch part even if mask misalignment or manufacturing process variations occur. It is preferable to set it to be included. This point will also be described later.

【0092】次に、ポリサイド配線を構成するポリシリ
コン膜中の不純物濃度分布、特にNチャネル領域とPチ
ャネル領域との境界付近に形成されるP/N接合および
高抵抗領域と、ポリパッチとの位置関係について考察す
る。
Next, the impurity concentration distribution in the polysilicon film forming the polycide wiring, especially the positions of the P / N junction and the high resistance region formed near the boundary between the N channel region and the P channel region, and the position of the poly patch. Consider relationships.

【0093】図8および図9は、製造工程終了後のポリ
サイド配線のポリシリコン膜中の不純物濃度プロファイ
ルのシミュレーション結果を表す一実施例のグラフであ
る。横軸はポリサイド配線の長さ方向の位置、縦軸は不
純物の濃度を表す。なお、これらのグラフは、通常法に
よって製造した場合の例である。
FIG. 8 and FIG. 9 are graphs of an example showing the simulation result of the impurity concentration profile in the polysilicon film of the polycide wiring after the manufacturing process is completed. The horizontal axis represents the position in the length direction of the polycide wiring, and the vertical axis represents the impurity concentration. In addition, these graphs are examples in the case of manufacturing by a normal method.

【0094】グラフには、ネット(正味)のドーピング
量とトータルのドーピング量が示されている。トータル
ドーピング量は、導入されたP型不純物とN型不純物の
合計の濃度、ネットドーピング量は、導入されたP型不
純物の濃度とN型不純物の濃度との差の絶対値である。
図中の横軸1μmの位置がマスク上のPチャネル領域と
Nチャネル領域との境界位置であり、図中左側がNチャ
ネル領域、右側がPチャネル領域である。ここで、ネッ
トのドーピング量の谷間は相互拡散領域に相当し、その
谷底の位置がP/N接合の位置に対応する。谷底付近で
ネットドーピング量が極端に(例えば1×1018cm-3
程度にまで)低下した領域が高抵抗領域である。
The graph shows the net (net) doping amount and the total doping amount. The total doping amount is the total concentration of the introduced P-type impurities and the N-type impurities, and the net doping amount is the absolute value of the difference between the concentration of the introduced P-type impurities and the concentration of the N-type impurities.
The position of 1 μm on the horizontal axis in the figure is the boundary position between the P channel region and the N channel region on the mask, the left side in the figure is the N channel region, and the right side is the P channel region. Here, the valley of the doping amount of the net corresponds to the mutual diffusion region, and the position of the bottom of the valley corresponds to the position of the P / N junction. The amount of net doping is extremely high near the valley bottom (for example, 1 × 10 18 cm −3).
The region that has decreased (to a certain extent) is the high resistance region.

【0095】まず、図8のグラフに示すのは、タイプC
の場合についてのシミュレーション結果である。この場
合、横軸の1μmの位置を境界として、ポリシリコン膜
へのN型不純物の導入がその左側に、パターニング後の
ポリシリコン膜へのP型不純物の導入がその右側に行わ
れる。また、ポリパッチは0.8〜1.2μmの範囲に
形成される。
First, the type C is shown in the graph of FIG.
It is a simulation result about the case of. In this case, the N-type impurity is introduced into the polysilicon film on the left side thereof and the P-type impurity is introduced into the polysilicon film after patterning on the right side thereof with a position of 1 μm on the horizontal axis as a boundary. The polypatch is formed in the range of 0.8 to 1.2 μm.

【0096】シミュレーション結果から、P/N接合の
位置は、マスク上の境界である1μmの位置から右側、
すなわちPチャネル領域側に約0.16μmずれた位置
に形成されることがわかる。前述のように、通常法で
は、まずポリシリコン膜のNチャネル領域の部分にN型
不純物を導入し、Pチャネル領域の部分へのP型不純物
の導入を行う前に、N型不純物活性化のための熱処理を
行う。この熱処理の際にN型不純物がPチャネル領域方
向、すなわち図の右方向に拡散するため、このようなP
/N接合位置のシフトが発生したと考えられる。
From the simulation result, the position of the P / N junction was found to be on the right side from the position of 1 μm which is the boundary on the mask,
That is, it can be seen that it is formed at a position displaced by about 0.16 μm on the P channel region side. As described above, in the normal method, first, the N-type impurity is introduced into the N-channel region of the polysilicon film, and the N-type impurity activation is performed before the P-type impurity is introduced into the P-channel region. Heat treatment is performed. During this heat treatment, the N-type impurity diffuses in the P channel region direction, that is, in the right direction in the figure, so that such P
It is considered that the shift of the / N junction position occurred.

【0097】図示した場合ではまだ、P/N接合位置は
ポリパッチを設けた0.8〜1.2μmの範囲にとどま
っている。しかし、プロセス条件の変動やマスク合わせ
ずれ発生の可能性を考慮すると余裕はない。
In the illustrated case, the P / N junction position is still within the range of 0.8 to 1.2 μm where the polypatch is provided. However, there is no room in consideration of the fluctuation of process conditions and the possibility of mask misalignment.

【0098】一方、図9のグラフに示すのは、タイプD
の場合についてのシミュレーション結果である。この場
合にも、図8の場合と同様のP/N接合位置の右側(P
チャネル領域側)へのシフトは見られる。しかしシフト
の距離は約0.05μmと、図9の場合の約1/3以下
に抑制されている。この場合には、プロセス条件の変動
やマスク合わせずれ発生の可能性を考慮しても、高抵抗
領域はポリパッチの範囲内にとどまる。
On the other hand, the graph of FIG. 9 shows that type D
It is a simulation result about the case of. Also in this case, the same as in the case of FIG.
A shift to the channel region side) is seen. However, the shift distance is about 0.05 μm, which is suppressed to about 1/3 or less of the case of FIG. In this case, the high resistance region remains within the range of the polypatch even if the change in process conditions and the possibility of mask misalignment occur.

【0099】タイプDの場合、ポリシリコン膜へのP型
不純物の導入は、図8に示したタイプCの場合と同様
に、図の1μmの位置の右側に行われる。しかしN型不
純物の導入は、図の1μmの位置から左側へ0.3μm
の範囲には行われず、0.7μmの位置から左側のみに
行われる。このため、熱処理によるN型不純物のPチャ
ネル領域内への拡散が抑制され、この結果、P/N接合
位置のシフトが抑制されたと考えられる。
In the case of type D, the introduction of P-type impurities into the polysilicon film is performed on the right side of the position of 1 μm in the figure, as in the case of type C shown in FIG. However, the introduction of N-type impurities is 0.3 μm to the left from the 1 μm position in the figure.
Is not performed in the range of, but only on the left side from the position of 0.7 μm. Therefore, it is considered that the diffusion of the N-type impurities into the P channel region due to the heat treatment was suppressed, and as a result, the shift of the P / N junction position was suppressed.

【0100】このように、P/N接合位置シフトの抑制
により、高抵抗領域が確実にポリパッチ内にとどまるこ
とが、図7に示されたように、ポリパッチの追加とN型
不純物導入位置の調整とを組み合わせたタイプDにおい
て特に大きな効果が得られた原因であると解釈できる。
As described above, by suppressing the P / N junction position shift, the high resistance region is surely retained in the poly patch. As shown in FIG. 7, addition of the poly patch and adjustment of the N-type impurity introduction position are performed. It can be interpreted that this is the reason why a particularly large effect is obtained in the type D in which

【0101】これらの結果から、P型およびN型不純物
導入のためのマスクの境界位置にポリパッチを配置して
も、実際のP/N接合の位置は、マスク上の境界位置か
らシフトするため、高抵抗領域をポリパッチでカバーし
きれない場合があるということが分かる。これに対し
て、例えばタイプDのように、ポリシリコン膜への不純
物導入を行う位置を調整することにより、P/N接合位
置のシフトを抑制し、高抵抗領域をポリパッチ内にとど
めることが可能になることがわかった。
From these results, even if the polypatch is arranged at the boundary position of the mask for introducing the P-type and N-type impurities, the actual position of the P / N junction shifts from the boundary position on the mask. It can be seen that the high resistance region may not be completely covered with the polypatch. On the other hand, like the type D, by adjusting the position where impurities are introduced into the polysilicon film, it is possible to suppress the shift of the P / N junction position and keep the high resistance region within the polypatch. I found out.

【0102】もちろん、ポリサイド配線の長さ方向のポ
リパッチの寸法を大きくすれば、P/N接合位置のシフ
ト量が大きくても、高抵抗領域をポリパッチ内にとどめ
ることは可能である。しかし、ポリパッチの長さ方向の
寸法の拡大は、半導体装置の微細化のためには好ましく
ない。従って、タイプDのようにマスクレイアウトの工
夫によってP/N位置のシフトを抑制するか、もしく
は、シフト量に応じてポリパッチの位置を調整すること
により、ポリパッチの長さ方向の寸法を大きくすること
なく高抵抗領域をポリパッチ内にとどめるようにするこ
とが好ましい。
Of course, if the dimension of the polycide in the length direction of the polycide wiring is increased, it is possible to keep the high resistance region within the polypatch even if the shift amount of the P / N junction position is large. However, enlargement of the dimension of the polypatch in the lengthwise direction is not preferable for miniaturization of the semiconductor device. Therefore, the size of the polypatch in the lengthwise direction is increased by suppressing the shift of the P / N position by devising the mask layout as in the type D, or adjusting the position of the polypatch according to the shift amount. Instead, it is preferable to keep the high resistance region within the polypatch.

【0103】なお、ここで示した例では、N型不純物の
Pチャネル領域方向への拡散によってP/N接合位置の
シフトが発生した。このため、タイプDのマスクレイア
ウトを使用して、境界付近の所定領域にN型不純物の導
入を行わないことによって、シフトを抑制することがで
きた。しかし、P/N接合位置シフトの発生方向および
距離は、半導体装置製造に使用するプロセスのフローお
よび条件によって異なる。従って、使用するプロセスフ
ローおよび条件に応じて、適切なシフト抑制対策、具体
的には、不純物導入位置の調整方法、および不純物導入
のために使用するマスクのレイアウトを選択することが
好ましい。
In the example shown here, the P / N junction position was shifted due to the diffusion of the N-type impurity toward the P channel region. Therefore, the shift can be suppressed by using the type D mask layout and not introducing the N-type impurity into the predetermined region near the boundary. However, the generation direction and distance of the P / N junction position shift differ depending on the flow and conditions of the process used for manufacturing the semiconductor device. Therefore, it is preferable to select an appropriate shift suppression measure, specifically, a method of adjusting the impurity introduction position, and a layout of a mask used for introducing impurities according to the process flow and conditions to be used.

【0104】ここで例としたタイプDでは、境界付近の
0.3μmの所定領域にN型不純物の導入を行わないこ
とにより、P/N接合位置のシフトを、タイプCの場
合、すなわち、N型不純物の導入を行わない所定領域を
設けず、不純物導入位置の調整を行わない場合の約1/
3に抑制することができた。一般的には、不純物導入位
置の調整を行わない場合に比較して、P/N接合位置の
シフトを1/2以下に抑制できるように所定領域の寸法
を設定すれば、顕著な効果を得ることができる。
In the type D exemplified here, the P / N junction position is shifted in the case of the type C, that is, N by not introducing the N-type impurity into the predetermined region of 0.3 μm near the boundary. Approximately 1 / third compared with the case where the prescribed region where the impurity is not introduced is not provided and the impurity introduction position is not adjusted
Could be suppressed to 3. Generally, a remarkable effect can be obtained by setting the size of the predetermined region so that the shift of the P / N junction position can be suppressed to 1/2 or less as compared with the case where the impurity introduction position is not adjusted. be able to.

【0105】なお、上記グラフの例では、ポリシリコン
膜に対するブランケットイオン注入を行っていない場合
の例であるが、ブランケットイオン注入を行った場合に
も同様のことが言えるのは当然である。
In the example of the above graph, the blanket ion implantation is not performed on the polysilicon film, but the same can be said when blanket ion implantation is performed.

【0106】以上の実験結果を総合すると、まず、ポリ
シリコン膜に対してブランケットの不純物導入を行うこ
とにより顕著な改善効果を得ることができる。また、P
チャネル領域とNチャネル領域の境界位置にポリパッチ
を付加したり、さらに、これに加えて、P/N接合位置
のシフトを抑制し、高抵抗領域がポリパッチ内にとどま
るように、ポリシリコン膜への不純物導入位置を調整す
ることが好ましい。
Summarizing the above experimental results, first, a significant improvement effect can be obtained by introducing a blanket impurity into the polysilicon film. Also, P
A polypatch is added to the boundary position between the channel region and the N-channel region, and in addition to this, the shift of the P / N junction position is suppressed so that the high resistance region remains in the polypatch. It is preferable to adjust the impurity introduction position.

【0107】そして、このブランケットの不純物導入
を、ポリパッチ、もしくはポリパッチおよび不純物導入
位置調整と組み合わせることにより、さらに顕著な相乗
効果を得ることができる。
By combining the impurity introduction of the blanket with the polypatch, or the polypatch and the impurity introduction position adjustment, a more remarkable synergistic effect can be obtained.

【0108】本発明のポリサイド配線およびその形成方
法ならびに半導体装置の製造方法は、基本的に以上のよ
うなものである。以上、本発明のポリサイド配線および
その形成方法ならびに半導体装置の製造方法について詳
細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、本
発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変
更をしてもよいのはもちろんである。
The polycide wiring, the method for forming the same, and the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention are basically as described above. The polycide wiring, the method for forming the same, and the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention have been described above in detail. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and changes are made without departing from the spirit of the present invention. Of course you can

【0109】例えば、本発明のポリサイド配線は、組と
なってCMOS回路を構成するPチャネルMOSトラン
ジスタとNチャネルMOSトランジスタのゲート電極間
を相互に接続するための用途に限定されず、半導体装置
で用いられるさまざまな配線として使用可能である。
For example, the polycide wiring of the present invention is not limited to the application for mutually connecting the gate electrodes of the P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor forming a CMOS circuit as a set, and is not limited to a semiconductor device. It can be used as various wirings used.

【0110】[0110]

【発明の効果】以上詳細に説明した様に、本発明によれ
ば、半導体装置で用いられるポリサイド配線の断線や高
抵抗化を抑制することができ、このポリサイド配線を用
いて構成される半導体装置において、そのポリサイド配
線の断線や高抵抗化を抑制することができ、製品の歩留
りを向上させることができる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to prevent the polycide wiring used in a semiconductor device from breaking or having a high resistance, and to configure a semiconductor device using this polycide wiring. In the above, the disconnection of the polycide wiring and the increase in resistance can be suppressed, and the product yield can be improved.

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

【図1】 (a)〜(d)は、本発明の半導体装置の製
造方法の各工程を表す一実施例の断面図である。
1A to 1D are cross-sectional views of an embodiment showing each step of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図2】 (e)〜(g)は、図1(d)に続く、本発
明の半導体装置の製造方法の各工程を表す一実施例の断
面図である。
2 (e) to 2 (g) are cross-sectional views of an example showing each step of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, following FIG. 1 (d).

【図3】 (h)〜(j)は、図2(g)に続く、本発
明の半導体装置の製造方法の各工程を表す一実施例の断
面図である。
3 (h) to 3 (j) are cross-sectional views of an example showing each step of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, following FIG. 2 (g).

【図4】 (k)〜(m)は、図3(j)に続く、本発
明の半導体装置の製造方法の各工程を表す一実施例の断
面図である。
4 (k) to (m) are cross-sectional views of an example showing each step of the manufacturing method of the semiconductor device of the present invention, following FIG. 3 (j).

【図5】 TEGの一実施例のレイアウト図である。FIG. 5 is a layout diagram of an example of a TEG.

【図6】 TEG内の4タイプのマスクレイアウトを示
すレイアウト図である。
FIG. 6 is a layout diagram showing four types of mask layouts in a TEG.

【図7】 TEGの測定結果を表す一実施例の表であ
る。
FIG. 7 is a table of an example showing the measurement results of TEG.

【図8】 ゲート電極のポリシリコン配線のP/N接合
付近の不純物プロファイルを表す一実施例のグラフであ
る。
FIG. 8 is a graph of an example showing an impurity profile in the vicinity of a P / N junction of a polysilicon wiring of a gate electrode.

【図9】 ゲート電極のポリシリコン配線のP/N接合
付近の不純物プロファイルを表す別の実施例のグラフで
ある。
FIG. 9 is a graph of another example showing the impurity profile in the vicinity of the P / N junction of the polysilicon wiring of the gate electrode.

【図10】 従来公知の製造プロセスにより製造された
半導体装置の歩留りを表す一例のグラフである。
FIG. 10 is an example graph showing a yield of a semiconductor device manufactured by a conventionally known manufacturing process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半導体装置 12 半導体基板 14 酸化シリコン膜 16 窒化シリコン膜 18,22,26,36,42,48,52,56 フ
ォトレジスト 20 素子分離領域 24,70 Nウエル 28 Pウエル 32 ゲート絶縁膜 34 ポリシリコン膜 38 ポリシリコン配線 40,46 LDD領域 54,58 ソースおよびドレイン領域 60 シリサイド膜 62 TEG 64 Pチャネル領域の活性領域 66 Nチャネル領域の活性領域 68 ポリサイド配線 72 P+ 領域
10 semiconductor device 12 semiconductor substrate 14 silicon oxide film 16 silicon nitride film 18, 22, 26, 36, 42, 48, 52, 56 photoresist 20 element isolation region 24, 70 N well 28 P well 32 gate insulating film 34 polysilicon Film 38 Polysilicon wiring 40, 46 LDD regions 54, 58 Source and drain regions 60 Silicide film 62 TEG 64 P channel region active region 66 N channel region active region 68 Polycide wiring 72 P + region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 吉孝 千葉県千葉市美浜区中瀬一丁目3番地 川 崎マイクロエレクトロニクス株式会社幕張 本社内 Fターム(参考) 4M104 AA01 BB01 BB37 BB40 CC05 DD04 DD26 DD37 DD43 DD78 DD84 DD89 FF14 GG09 GG10 GG14 HH14 HH16 5F033 HH04 HH27 LL04 LL08 MM07 PP06 PP15 QQ08 QQ09 QQ31 QQ58 QQ59 QQ61 QQ65 QQ70 QQ73 QQ79 RR04 RR06 SS11 TT08 VV06 XX03 XX10 XX15 5F048 AA07 AC03 BA01 BB06 BB07 BB08 BB12 BC06 BD04 BE03 BF03 BF06 BG14 DA25 DA27   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yoshitaka Kimura             3-3 Nakase Nakase, Mihama-ku, Chiba-shi, Chiba             Saki Microelectronics Co., Ltd. Makuhari             Head office F-term (reference) 4M104 AA01 BB01 BB37 BB40 CC05                       DD04 DD26 DD37 DD43 DD78                       DD84 DD89 FF14 GG09 GG10                       GG14 HH14 HH16                 5F033 HH04 HH27 LL04 LL08 MM07                       PP06 PP15 QQ08 QQ09 QQ31                       QQ58 QQ59 QQ61 QQ65 QQ70                       QQ73 QQ79 RR04 RR06 SS11                       TT08 VV06 XX03 XX10 XX15                 5F048 AA07 AC03 BA01 BB06 BB07                       BB08 BB12 BC06 BD04 BE03                       BF03 BF06 BG14 DA25 DA27

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体装置のポリサイド配線であって、 長さ方向の第1の部分および該第1の部分に境界を介し
てつながる第2の部分を有するシリコン膜と、前記シリ
コン膜の第1および第2の部分の上に積層されたシリサ
イド膜とを有し、 前記シリコン膜の第1の部分にはN型不純物が含まれ、 前記シリコン膜の第2の部分には少なくともP型不純物
が含まれ、 前記シリコン膜の第1の部分と第2の部分との間には前
記N型不純物とP型不純物とが相互に拡散した相互拡散
領域が存在し、 前記シリコン膜の第1の部分の前記相互拡散領域を除く
部分の前記N型不純物が第1の濃度を有し、 前記シリコン膜の第2の部分の前記相互拡散領域を除く
部分の前記P型不純物が第2の濃度を有し、 前記シリコン膜の第2の部分の前記相互拡散領域を除く
部分にはさらに、前記第1および第2の濃度よりも低い
第3の濃度のN型不純物が含まれ、 前記境界を含む接続部分において、その両側に比較して
大きな幅を有することを特徴とするポリサイド配線。
1. A polycide wiring of a semiconductor device, comprising a silicon film having a first portion in a length direction and a second portion connected to the first portion via a boundary, and a first portion of the silicon film. And a silicide film laminated on the second portion, the first portion of the silicon film contains N-type impurities, and the second portion of the silicon film contains at least P-type impurities. An interdiffusion region in which the N-type impurity and the P-type impurity are mutually diffused is present between the first portion and the second portion of the silicon film, and the first portion of the silicon film is included. Has a first concentration in the portion excluding the mutual diffusion region, and has a second concentration in the portion except the mutual diffusion region in the second portion of the silicon film having the second concentration. The interdiffusion region of the second portion of the silicon film In addition, the portion other than the portion further contains an N-type impurity having a third concentration lower than the first and second concentrations, and the connecting portion including the boundary has a larger width than both sides thereof. Characteristic polycide wiring.
【請求項2】前記第3の濃度が5×1018cm-3以上で
あることを特徴とする請求項1に記載のポリサイド配
線。
2. The polycide wiring according to claim 1, wherein the third concentration is 5 × 10 18 cm −3 or more.
【請求項3】半導体装置のポリサイド配線の形成方法で
あって、 半導体基板上に絶縁膜を介してシリコン膜を堆積する工
程と、 前記シリコン膜の全面に第1のドーズ量の第1のN型不
純物を導入する工程と、前記シリコン膜の第2の部分を
覆うマスクを形成し、該第2の部分に対して境界を接し
て反対側の第1の部分に第2のドーズ量の第2のN型不
純物を導入する工程と、 前記N型不純物を導入したシリコン膜を、前記境界を跨
いで前記第1の部分から前記第2の部分に接続される配
線の形状にパターニングする工程と、 前記パターニングの前または後の前記シリコン膜の前記
第2の部分のみに、前記第1のドーズ量よりも大きな第
3のドーズ量のP型不純物を導入する工程と、 前記パターニングしたシリコン膜上に高融点金属膜を堆
積し、該シリコン膜と高融点金属膜とを反応させてシリ
サイド膜を形成する工程とを有し、 前記配線の形状が、前記境界を含む接続領域において、
その両側の領域に比較して大きな幅を有することを特徴
とするポリサイド配線の形成方法。
3. A method of forming a polycide wiring of a semiconductor device, which comprises depositing a silicon film on a semiconductor substrate via an insulating film, and a first dose of a first N film on the entire surface of the silicon film. A step of introducing a type impurity, a mask covering the second portion of the silicon film is formed, and a boundary of the second portion is in contact with the first portion on the opposite side to a second portion having a second dose amount. 2. Introducing an N-type impurity, and patterning the N-type impurity-introduced silicon film into a shape of a wiring that is connected to the second portion from the first portion across the boundary. A step of introducing a P-type impurity having a third dose amount larger than the first dose amount into only the second portion of the silicon film before or after the patterning, and on the patterned silicon film A high melting point metal film And, by reacting the silicon film and the refractory metal film and forming a silicide film, the shape of the wiring in the connection area including the boundary,
A method for forming polycide wiring, which has a larger width than the regions on both sides thereof.
【請求項4】前記P型不純物の導入を前記パターニング
の後で、かつ、前記高融点金属膜の堆積の前に行うこと
を特徴とする請求項3に記載のポリサイド配線の形成方
法。
4. The method for forming a polycide wiring according to claim 3, wherein the introduction of the P-type impurity is performed after the patterning and before the deposition of the refractory metal film.
【請求項5】前記第1のドーズ量が1×1014cm-2
上であることを特徴とする請求項3または4に記載のポ
リサイド配線の形成方法。
5. The method for forming a polycide wiring according to claim 3, wherein the first dose amount is 1 × 10 14 cm −2 or more.
【請求項6】半導体装置のポリサイド配線の製造方法で
あって、 半導体基板上に絶縁膜を介してシリコン膜を堆積する工
程と、 前記シリコン膜の第2の部分および、該第2の部分につ
ながる第1の部分の該第2の部分との境界付近の所定領
域を覆うマスクを形成し、該第1の部分の該マスクによ
って覆われていない部分にN型不純物を導入する工程
と、 前記N型の不純物を導入したシリコン膜を、前記境界を
跨いで前記第1の部分から前記第2の部分につながる配
線の形状にパターニングする工程と、 前記パターニングの前かもしくは後の前記シリコン膜の
前記第2の部分にP型不純物を導入する工程と、 前記パターニングを行い、前記P型不純物を導入したシ
リコン膜上に高融点金属膜を堆積し、該シリコン膜と高
融点金属膜とを反応させ、シリサイド膜を形成する工程
と有し、 前記配線の形状が、前記境界を含む接続領域において、
その両側の領域に比較して大きな幅を有することを特徴
とするポリサイド配線の形成方法。
6. A method of manufacturing a polycide wiring of a semiconductor device, which comprises depositing a silicon film on a semiconductor substrate with an insulating film interposed between the second part of the silicon film and the second part. Forming a mask covering a predetermined region in the vicinity of a boundary between the first portion and the second portion, and introducing an N-type impurity into a portion of the first portion which is not covered by the mask; Patterning a silicon film into which an N-type impurity has been introduced into a shape of a wiring extending from the first portion to the second portion across the boundary; and Introducing a P-type impurity into the second portion, performing the patterning, depositing a refractory metal film on the silicon film into which the P-type impurity is introduced, and reacting the silicon film with the refractory metal film. So has a step of forming a silicide film, the shape of the wiring in the connection area including the boundary,
A method for forming polycide wiring, which has a larger width than the regions on both sides thereof.
【請求項7】前記P型不純物の導入を前記パターニング
の後に行うことを特徴とする請求項6に記載のポリサイ
ド配線の形成方法。
7. The method for forming a polycide wiring according to claim 6, wherein the P-type impurity is introduced after the patterning.
【請求項8】ポリサイド配線を有する半導体装置の製造
方法であって、 半導体基板上に絶縁膜を介してシリコン膜を堆積する工
程と、 前記シリコン膜の全面に第1のドーズ量のN型不純物を
導入する工程と、 前記シリコン膜の第2の部分を覆うマスクを形成し、該
第2の部分に対して境界を接して反対側の第1の部分に
第2のドーズ量の第2のN型不純物を導入する工程と、 前記N型の不純物を導入したシリコン膜を、前記境界を
跨いで前記第1の部分から前記第2の部分につながる配
線の形状にパターニングする工程と、 前記パターニングの前または後の前記シリコン膜の前記
第2の部分のみに、前記第1のドーズ量よりも大きな第
3のドーズ量のP型不純物を導入する工程と、 前記パターニングしたシリコン膜上に高融点金属膜を堆
積し、該シリコン膜と高融点金属膜とを反応させ、シリ
サイド膜を形成する工程とを含み、 前記半導体装置の製造工程終了後に、前記シリコン膜中
の前記境界付近にP/N接合が形成され、前記配線の形
状が、該P/N接合が形成される位置を含む接続領域に
おいて、その両側の領域に比較して大きな幅を有するこ
とを特徴とするポリサイド配線を有する半導体装置の製
造方法。
8. A method of manufacturing a semiconductor device having polycide wiring, comprising: depositing a silicon film on a semiconductor substrate with an insulating film interposed therebetween; and a first dose of N-type impurities on the entire surface of the silicon film. And a mask for covering the second portion of the silicon film is formed, and a second dose of a second dose is applied to the first portion on the opposite side with the boundary being in contact with the second portion. Introducing an N-type impurity; patterning the N-type impurity-introduced silicon film into a shape of a wiring extending from the first portion to the second portion across the boundary; Before or after the step of introducing a P-type impurity of a third dose amount larger than the first dose amount into only the second portion of the silicon film, and a high melting point on the patterned silicon film. Metal film stack And a step of reacting the silicon film with the refractory metal film to form a silicide film. After the manufacturing process of the semiconductor device is completed, a P / N junction is formed in the silicon film near the boundary. A method for manufacturing a semiconductor device having a polycide wiring, wherein the shape of the wiring has a larger width in a connection region including a position where the P / N junction is formed than in regions on both sides thereof.
【請求項9】ポリサイド配線を有する半導体装置の製造
方法であって、 半導体基板上に絶縁膜を介してシリコン膜を堆積する工
程と、 前記シリコン膜の第2の部分および、該第2の部分につ
ながる第1の部分の該第2の部分との境界付近の所定領
域を覆うマスクを形成し、該第1の部分の該マスクによ
って覆われていない部分にN型不純物を導入する工程
と、 前記N型の不純物を導入したシリコン膜を、前記境界を
跨いで前記第1の部分から前記第2の部分につながる配
線の形状にパターニングする工程と、 前記パターニングの前かもしくは後の前記シリコン膜の
前記第2の部分にP型不純物を導入する工程と、 前記パターニングを行い、前記P型不純物を導入したシ
リコン膜上に高融点金属膜を堆積し、該シリコン膜と該
高融点金属膜とを反応させ、シリサイド膜を形成する工
程とを含み、 前記半導体装置の製造工程終了後に、前記シリコン膜中
の前記境界付近にP/N接合が形成され、前記配線の形
状が、該P/N接合が形成される位置を含む接続領域に
おいて、その両側の領域に比較して大きな幅を有するこ
とを特徴とするポリサイド配線を有する半導体装置の製
造方法。
9. A method of manufacturing a semiconductor device having polycide wiring, comprising: depositing a silicon film on a semiconductor substrate via an insulating film; a second portion of the silicon film; and the second portion. Forming a mask covering a predetermined region in the vicinity of a boundary between the first portion and the second portion connected to the first portion, and introducing an N-type impurity into a portion of the first portion not covered by the mask. Patterning the silicon film into which the N-type impurity has been introduced into a shape of a wiring extending from the first portion to the second portion across the boundary; and the silicon film before or after the patterning. A step of introducing a P-type impurity into the second portion of the above, and the patterning is performed to deposit a refractory metal film on the silicon film into which the P-type impurity has been introduced. To form a silicide film, and after the manufacturing process of the semiconductor device is completed, a P / N junction is formed near the boundary in the silicon film, and the shape of the wiring is the P / N. A method of manufacturing a semiconductor device having a polycide wiring, which has a larger width in a connection region including a position where a junction is formed than in regions on both sides of the connection region.
【請求項10】前記所定領域の前記ポリサイド配線の長
さ方向の寸法を、前記境界から前記P/N接合が形成さ
れる位置までの距離が、該寸法がゼロの場合の1/2以
下になるように設定することを特徴とする請求項9に記
載のポリサイド配線を有する半導体装置の製造方法。
10. A lengthwise dimension of the polycide wiring in the predetermined region is set to be 1/2 or less of a distance from the boundary to a position where the P / N junction is formed when the dimension is zero. 10. The method for manufacturing a semiconductor device having polycide wiring according to claim 9, wherein the setting is made as follows.
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US8043912B2 (en) 2004-09-17 2011-10-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Manufacturing method of a semiconductor device having polycide wiring layer

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