JP2003224208A - Semiconductor device and its fabricating method - Google Patents

Semiconductor device and its fabricating method

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JP2003224208A
JP2003224208A JP2002022806A JP2002022806A JP2003224208A JP 2003224208 A JP2003224208 A JP 2003224208A JP 2002022806 A JP2002022806 A JP 2002022806A JP 2002022806 A JP2002022806 A JP 2002022806A JP 2003224208 A JP2003224208 A JP 2003224208A
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JP
Japan
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metal silicide
layer
silicide layer
forming
semiconductor device
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JP2002022806A
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Japanese (ja)
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Yasunori Sogo
康則 十河
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a highly reliable DRAM hybrid semiconductor device in which a good metal silicide layer capable of suppressing junction leak and channel leak of a transistor is formed on a lightly doped diffusion layer of the source-drain region at a DRAM part, and wiring resistance and contact resistance are reduced by increasing the area of the metal silicide layer. <P>SOLUTION: After a thin oxide film sidewall 15 is formed on the sidewall of the gate electrode 13 and before a nitride film sidewall 16 is formed on the outside thereof, a silicon epi-layer 18a is formed and then a metal silicide layer 18 is formed from the silicon epi-layer 18a by a salicide method. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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】この発明は、半導体装置およ
びその製造方法に関し、特に、DRAM部およびロジッ
ク部が同一半導体基板上に形成されたDRAM混載半導
体装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a DRAM-embedded semiconductor device having a DRAM section and a logic section formed on the same semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】DRAM部およびロジック部が同一半導
体基板上に形成された従来のDRAM混載半導体装置に
おける、DRAM部の構造を図9に示す断面図を用いて
以下に説明する。図において、1は半導体基板(以下、
基板1と称す)、2は素子間を分離するための分離絶縁
膜、3は基板1上にゲート絶縁膜4を介して形成された
ゲート電極、5はゲート電極4の側壁に形成された窒化
膜サイドウォール、6はソース・ドレイン領域となる低
濃度拡散層、6aは低濃度拡散層6上に形成されたCoSi
から成る金属シリサイド層、7は層間酸化膜、8は層間
酸化膜7に設けられたコンタクトホール8aを埋め込ん
で形成されたプラグ電極、9は窒化膜、10は酸化膜、
11はTi膜11aおよびRu膜11bから成るキャパシタ
の下部電極、12は絶縁膜、13はキャパシタの上部電
極、14は酸化膜、15はWプラグ、16はビット線で
ある。
2. Description of the Related Art A structure of a DRAM part in a conventional DRAM mixed semiconductor device in which a DRAM part and a logic part are formed on the same semiconductor substrate will be described below with reference to a sectional view shown in FIG. In the figure, 1 is a semiconductor substrate (hereinafter,
(Referred to as substrate 1), 2 is an isolation insulating film for separating elements, 3 is a gate electrode formed on the substrate 1 via a gate insulating film 4, and 5 is a nitride formed on the side wall of the gate electrode 4. A film sidewall, 6 is a low concentration diffusion layer serving as a source / drain region, and 6a is CoSi formed on the low concentration diffusion layer 6.
A metal silicide layer made of, 7 is an interlayer oxide film, 8 is a plug electrode formed by filling a contact hole 8a provided in the interlayer oxide film 7, 9 is a nitride film, 10 is an oxide film,
Reference numeral 11 is a lower electrode of the capacitor formed of the Ti film 11a and Ru film 11b, 12 is an insulating film, 13 is an upper electrode of the capacitor, 14 is an oxide film, 15 is a W plug, and 16 is a bit line.

【0003】図に示すように、DRAMメモリアレイ部
では、ショートチャネル効果の抑制とドレイン電界の緩
和のため、ソース・ドレイン領域は低濃度拡散層6が用
いられる。また低濃度拡散層6表面にサリサイドにより
金属シリサイド層6aを形成することにより、配線抵抗
の低減、コンタクト抵抗の低減を図り、高速動作を可能
にする。また、DRAMメモリアレイ部の分離絶縁膜2
にて囲まれる活性領域はロジック部に比して遙かに微細
であり、ゲート電極3側壁の窒化膜サイドウォール5を
用いて、セルフアラインによりコンタクトホール8aを
開口する。これにより、微細な領域にも信頼性良く低濃
度拡散層6表面の金属シリサイド層6aに到達するコン
タクトホール8aが開口できる。さらにこの窒化膜サイ
ドウォール5は、低濃度拡散層6表面の金属シリサイド
層6aとゲート電極3とを絶縁する働きも有する。
As shown in the figure, in the DRAM memory array portion, a low concentration diffusion layer 6 is used in the source / drain regions in order to suppress the short channel effect and relax the drain electric field. Further, by forming the metal silicide layer 6a on the surface of the low concentration diffusion layer 6 by salicide, the wiring resistance and the contact resistance are reduced, and high-speed operation is enabled. In addition, the isolation insulating film 2 of the DRAM memory array section
The active region surrounded by is much finer than the logic region, and the contact hole 8a is opened by self-alignment using the nitride film sidewall 5 on the sidewall of the gate electrode 3. As a result, the contact hole 8a reaching the metal silicide layer 6a on the surface of the low-concentration diffusion layer 6 can be opened in a fine region with high reliability. Further, the nitride film side wall 5 also has a function of insulating the metal silicide layer 6a on the surface of the low concentration diffusion layer 6 from the gate electrode 3.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで金属シリサイ
ド層6aはモホロジを良好にするために、ある程度の厚
い膜厚が必要である。しかしながら、図9に示す従来の
半導体装置では、低濃度拡散層6は浅く形成されるもの
で、金属シリサイド層6aを厚くすると接合リークが発
生する懸念がある。逆に低濃度拡散層6の深さを深くす
ると、トランジスタのチャネルリークが増大し、信頼性
が劣化するという問題点があった。また、ゲート電極3
側壁に窒化膜サイドウォール5が形成されているため、
DRAMメモリアレイ部の微細な活性領域内の金属シリ
サイド層6aの形成領域はさらに微細領域となり、配線
抵抗の低減およびコンタクト抵抗の低減の効果を十分に
得ることが困難であった。
By the way, the metal silicide layer 6a needs to have a certain thick film thickness in order to improve the morphology. However, in the conventional semiconductor device shown in FIG. 9, the low-concentration diffusion layer 6 is formed shallowly, and there is a concern that junction leakage may occur if the metal silicide layer 6a is thickened. On the contrary, if the low-concentration diffusion layer 6 is deepened, there is a problem that channel leak of the transistor increases and reliability deteriorates. In addition, the gate electrode 3
Since the nitride film side wall 5 is formed on the side wall,
The formation region of the metal silicide layer 6a in the fine active region of the DRAM memory array portion becomes a further fine region, and it is difficult to sufficiently obtain the effect of reducing the wiring resistance and the contact resistance.

【0005】この発明は、上記のような問題点を解消す
るために成されたものであって、DRAM部において、
接合リークおよびトランジスタのチャネルリークを抑制
できる、良好な金属シリサイド層を低濃度拡散層上に形
成すると共に、この金属シリサイド層の面積を増大させ
て、配線抵抗の低減およびコンタクト抵抗の低減を図
り、高速で信頼性の高いDRAM混載半導体装置を得る
ことを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and in the DRAM part,
A good metal silicide layer that can suppress junction leakage and transistor channel leakage is formed on the low-concentration diffusion layer, and the area of this metal silicide layer is increased to reduce wiring resistance and contact resistance. It is an object to obtain a high-speed and highly reliable DRAM embedded semiconductor device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項1
記載の半導体装置は、DRAM部およびロジック部が同
一半導体基板上に形成され、上記DRAM部およびロジ
ック部のトランジスタのソース・ドレイン領域となる拡
散層表面に金属シリサイド層が形成されたDRAM混載
半導体装置であって、上記金属シリサイド層が、上記拡
散層上に形成されたシリコンエピタキシャル成長層をサ
リサイドによりシリサイド化したものであり、上記トラ
ンジスタのゲート電極側面には、薄い絶縁膜サイドウォ
ールとその外側に形成された窒化膜サイドウォールが設
けられ、上記金属シリサイド層が上記ゲート電極の絶縁
膜サイドウォールの外側に該絶縁膜サイドウォールに隣
接して配設され、上記窒化膜サイドウォールが上記金属
シリサイド層上に形成されているものである。
[Means for Solving the Problems] Claim 1 according to the present invention
The semiconductor device described above is a DRAM-embedded semiconductor device in which a DRAM part and a logic part are formed on the same semiconductor substrate, and a metal silicide layer is formed on the surface of a diffusion layer serving as a source / drain region of a transistor in the DRAM part and the logic part. The metal silicide layer is a silicon epitaxial growth layer formed on the diffusion layer, which is silicided by salicide. A nitride film sidewall is provided, the metal silicide layer is provided outside the insulating film sidewall of the gate electrode and adjacent to the insulating film sidewall, and the nitride film sidewall is on the metal silicide layer. It is formed in.

【0007】この発明に係る請求項2記載の半導体装置
は、請求項1において、金属シリサイド層が、コバル
ト、チタンあるいはニッケルのシリサイド層である。
According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first aspect, the metal silicide layer is a silicide layer of cobalt, titanium or nickel.

【0008】この発明に係る請求項3記載の半導体装置
は、請求項1または2において、半導体基板上にトラン
ジスタを覆う層間酸化膜が形成され、該層間酸化膜に拡
散層上の金属シリサイド層に到達するように設けられた
コンタクトホールが、DRAM部において、ゲート電極
の窒化膜サイドウォールを用いたセルフアライン開口で
ある。
A semiconductor device according to a third aspect of the present invention is the semiconductor device according to the first or second aspect, wherein an interlayer oxide film covering the transistor is formed on the semiconductor substrate, and the interlayer oxide film has a metal silicide layer on the diffusion layer. The contact hole provided so as to reach is a self-aligned opening using the nitride film sidewall of the gate electrode in the DRAM portion.

【0009】この発明に係る請求項4記載の半導体装置
の製造方法は、半導体基板上にゲート電極を形成する工
程と、上記ゲート電極側壁に絶縁膜サイドウォールをL
DD領域形成のための通常の厚みよりも薄く形成する工
程と、上記ゲート電極の両側にソース・ドレイン領域と
なる拡散層を形成する工程と、上記半導体基板表面にエ
ピタキシャル成長法によりシリコンを成長させて、上記
ゲート電極の絶縁膜サイドウォールの外側に隣接してシ
リコンエピタキシャル成長層を形成する工程と、上記絶
縁膜サイドウォールが形成された上記ゲート電極に、さ
らにLDD領域形成のための窒化膜サイドウォールを形
成する工程と、全面に金属膜を形成した後、サリサイド
法により上記シリコンエピタキシャル成長層および上記
金属膜を金属シリサイド層に変成する工程と、を備えた
ものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor device, a step of forming a gate electrode on a semiconductor substrate, and an insulating film sidewall L on the sidewall of the gate electrode are provided.
A step of forming a thinner thickness than a normal thickness for forming a DD region, a step of forming diffusion layers to be source / drain regions on both sides of the gate electrode, and growing silicon on the surface of the semiconductor substrate by an epitaxial growth method. A step of forming a silicon epitaxial growth layer adjacent to the outside of the insulating film side wall of the gate electrode, and further forming a nitride film side wall for forming an LDD region on the gate electrode on which the insulating film side wall is formed. And a step of forming a metal film on the entire surface and then converting the silicon epitaxial growth layer and the metal film into a metal silicide layer by a salicide method.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態1を図について説明する。図1は、この発明
の実施の形態1による半導体装置の構造を示す断面図
で、DRAM部およびロジック部が同一半導体基板上に
形成されたDRAM混載半導体装置の構造を示すもので
ある。図において、11は半導体基板(以下、基板11
と称す)、12は素子間を分離するための分離絶縁膜、
13は基板11上にゲート絶縁膜14を介して形成され
たゲート電極、15はゲート電極14の側壁に形成され
た薄い酸化膜サイドウォール、16は酸化膜サイドウォ
ール15の外側に形成された窒化膜サイドウォール、1
7a、17bはソース・ドレイン領域となる低濃度拡散
層、高濃度拡散層で、DRAM部では低濃度拡散層17
aのみ形成される。また、18はソース・ドレイン領域
17a、17b上に形成されたCoSiから成る金属シリサ
イド層、19は層間酸化膜、20は層間酸化膜19に金
属シリサイド層18に到達するように設けられたコンタ
クトホールで、特にDRAM部では窒化膜サイドウォー
ル16を用いてセルフアライン開口される。また、21
a、21bはそれぞれDRAM部、ロジック部のコンタ
クトホール20を埋め込んで形成されたプラグ電極、2
2は窒化膜、23は酸化膜、24はTi膜24aおよびRu
膜24bから成るキャパシタの下部電極、25は絶縁
膜、26はキャパシタの上部電極、27は酸化膜、28
はプラグ電極21a、21bに達するように形成された
開口部28aを埋め込んで形成されたWプラグ、29
a、29bは、Wプラグ28およびプラグ電極21a、
21bを介して金属シリサイド層18に接続するように
形成された金属配線層で、特に29aはDRAM部にお
けるビット線である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a sectional view showing a structure of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, and shows a structure of a DRAM embedded semiconductor device in which a DRAM portion and a logic portion are formed on the same semiconductor substrate. In the figure, 11 is a semiconductor substrate (hereinafter referred to as substrate 11
, 12 is an isolation insulating film for separating the elements,
Reference numeral 13 is a gate electrode formed on the substrate 11 via the gate insulating film 14, 15 is a thin oxide film side wall formed on the side wall of the gate electrode 14, and 16 is nitridation formed outside the oxide film side wall 15. Membrane sidewall, 1
Reference numerals 7a and 17b denote a low concentration diffusion layer and a high concentration diffusion layer which will be the source / drain regions.
Only a is formed. Further, 18 is a metal silicide layer made of CoSi formed on the source / drain regions 17a and 17b, 19 is an interlayer oxide film, and 20 is a contact hole provided in the interlayer oxide film 19 so as to reach the metal silicide layer 18. In particular, in the DRAM part, the self-aligned opening is performed using the nitride film side wall 16. Also, 21
a and 21b are plug electrodes formed by burying the contact holes 20 in the DRAM part and the logic part, and 2
2 is a nitride film, 23 is an oxide film, 24 is a Ti film 24a and Ru
A lower electrode of the capacitor composed of the film 24b, 25 an insulating film, 26 an upper electrode of the capacitor, 27 an oxide film, 28
Is a W plug formed by filling an opening 28a formed so as to reach the plug electrodes 21a and 21b, 29
a and 29b are the W plug 28 and the plug electrode 21a,
A metal wiring layer formed so as to be connected to the metal silicide layer 18 via 21b, and particularly 29a is a bit line in the DRAM portion.

【0011】このように構成される半導体装置の製造方
法を図2〜図8に基づいて以下に説明する。まず、シリ
コン単結晶から成る基板11に素子分離のための分離絶
縁膜12を形成した後、ゲート酸化膜13を形成し、導
電性ポリシリコン膜、高融点金属膜、窒化膜を順次堆積
した後、パターニングして、基板11上にゲート酸化膜
13を介してゲート電極14のパターンを形成する。続
いて、TEOS膜15aを10nmを越えない膜厚で全
面に形成した後(図2)、TEOS膜15aを異方性エ
ッチングしてゲート電極側壁に薄い酸化膜サイドウォー
ル15を形成すると共に、基板11のシリコン面を露出
させる。なお酸化膜サイドウォール15は、通常のLD
D領域の形成のためのサイドウォールの厚さよりも、薄
く形成するものである(図3)。次に、超高圧CVDに
より、選択的にシリコンをエピタキシャル成長させ、酸
化膜サイドウォール15の外側に隣接してシリコンエピ
層18aを形成する。このとき、分離絶縁膜12上およ
びゲート電極13の窒化膜上には、シリコンエピ層18
aは形成されない。この後、イオン注入により、ソース
・ドレイン領域となる低濃度拡散層17aをシリコンエ
ピ層18a下層に形成する(図4)。
A method of manufacturing a semiconductor device having such a structure will be described below with reference to FIGS. First, after forming an isolation insulating film 12 for element isolation on a substrate 11 made of silicon single crystal, a gate oxide film 13 is formed, and a conductive polysilicon film, a refractory metal film, and a nitride film are sequentially deposited. Then, patterning is performed to form a pattern of the gate electrode 14 on the substrate 11 via the gate oxide film 13. Subsequently, a TEOS film 15a is formed on the entire surface with a film thickness not exceeding 10 nm (FIG. 2), and then the TEOS film 15a is anisotropically etched to form a thin oxide film side wall 15 on the side wall of the gate electrode and the substrate. The silicon surface of 11 is exposed. The oxide film side wall 15 is a normal LD.
It is formed to be thinner than the thickness of the sidewall for forming the D region (FIG. 3). Next, silicon is selectively epitaxially grown by ultra-high pressure CVD to form a silicon epi layer 18a adjacent to the outside of the oxide film sidewall 15. At this time, the silicon epi layer 18 is formed on the isolation insulating film 12 and the nitride film of the gate electrode 13.
a is not formed. After that, a low concentration diffusion layer 17a to be the source / drain region is formed in the lower layer of the silicon epi layer 18a by ion implantation (FIG. 4).

【0012】次に、全面に窒化膜を堆積した後、異方性
エッチングしてゲート電極側壁の酸化膜サイドウォール
15の外側にさらに窒化膜サイドウォール16を形成す
る。この窒化膜サイドウォール16は酸化膜サイドウォ
ール15の外側であって、シリコンエピ層18a上に形
成される。この後、ロジック部において、イオン注入に
より高濃度拡散層17bを形成し、LDD構造のソース
・ドレイン領域17a、17bを形成する(図5)。次
に、全面に金属膜としてのCo膜を形成した後、サリサイ
ド法によりCoSiから成る金属シリサイド層18を形成す
る。すなわち、熱処理によりCo膜をシリコンエピ層18
aと反応させてCoSiに変成し、その後未反応のCo膜を除
去する。これによりシリコンエピ層18aとその上に形
成されたCo膜とを選択的に金属シリサイド層18に変成
する。このとき、金属シリサイド層18はシリコンエピ
層18aとその上に形成されたCo膜とを反応させて形成
するため、シリコンエピ層18a下層の拡散層17a、
17bまで金属シリサイド層18の形成が進行しない。
また、金属シリサイド層18は酸化膜サイドウォール1
5によってゲート電極13と絶縁される(図6)。
Next, after depositing a nitride film on the entire surface, anisotropic etching is performed to further form a nitride film sidewall 16 outside the oxide film sidewall 15 on the side wall of the gate electrode. The nitride film side wall 16 is formed outside the oxide film side wall 15 and on the silicon epi layer 18a. After that, in the logic portion, the high concentration diffusion layer 17b is formed by ion implantation to form the source / drain regions 17a and 17b of the LDD structure (FIG. 5). Next, after forming a Co film as a metal film on the entire surface, a metal silicide layer 18 made of CoSi is formed by a salicide method. That is, the Co film is changed to the silicon epilayer 18 by heat treatment.
It reacts with a and is transformed into CoSi, and then the unreacted Co film is removed. As a result, the silicon epitaxial layer 18a and the Co film formed thereon are selectively transformed into the metal silicide layer 18. At this time, since the metal silicide layer 18 is formed by reacting the silicon epi layer 18a with the Co film formed thereon, the diffusion layer 17a below the silicon epi layer 18a,
The formation of the metal silicide layer 18 does not proceed up to 17b.
Further, the metal silicide layer 18 is the oxide film side wall 1.
It is insulated from the gate electrode 13 by 5 (FIG. 6).

【0013】次に、層間酸化膜19を堆積して、この層
間酸化膜19の所定の領域に、ソース・ドレイン領域1
7a、17b上の金属シリサイド層18に達するコンタ
クトホール20を開口する。このとき、DRAM部にお
いては、微細な領域にコンタクトホール20を開口する
必要があり、窒化膜サイドウォール16を用いたセルフ
アライン開口とする。この後、TiN膜等のバリアメタル
をスパッタ法により40〜50nmの膜厚でコンタクト
ホール20を埋め込むように堆積し、バリアメタルから
成るプラグ電極21a、21bを形成する。次に、窒化
膜22、酸化膜23を順次堆積し、開口部30を設け
て、スパッタ法によりTi膜24aを蒸着し、続いてCV
D法によりRu膜24bを堆積し、パターニングしてキャ
パシタの下部電極24を形成する(図7)。
Next, an interlayer oxide film 19 is deposited, and the source / drain region 1 is formed in a predetermined region of the interlayer oxide film 19.
A contact hole 20 reaching the metal silicide layer 18 on 7a and 17b is opened. At this time, in the DRAM part, it is necessary to open the contact hole 20 in a fine region, and the self-aligned opening using the nitride film sidewall 16 is performed. After that, a barrier metal such as a TiN film is deposited by a sputtering method so as to fill the contact hole 20 with a film thickness of 40 to 50 nm to form plug electrodes 21a and 21b made of the barrier metal. Next, a nitride film 22 and an oxide film 23 are sequentially deposited, an opening 30 is provided, and a Ti film 24a is vapor-deposited by a sputtering method, followed by CV.
The Ru film 24b is deposited by the D method and patterned to form the lower electrode 24 of the capacitor (FIG. 7).

【0014】この後、CVD法によりTa膜を堆積した
後、RTAにより酸化させてTaOから成る絶縁膜2
5を形成する。続いて、CVD法によりRu膜を堆積し、
パターニングしてキャパシタの上部電極26を形成する
(図8)。次に、層間酸化膜27を形成し、ビット線2
9aおよび金属配線層29bの形成のための開口部28
aをプラグ電極21a、21bに達するように形成し、
この開口部28aを埋め込んでWプラグ28を形成す
る。さらに、全面に金属膜を形成してパターニングする
ことにより、Wプラグ28およびプラグ電極21a、2
1bを介して金属シリサイド層18に接続するビット線
29aおよび金属配線層29bを形成する(図1参
照)。この後、所定の処理を施して、半導体装置を完成
する。
After that, a Ta film is deposited by the CVD method and then oxidized by RTA to form an insulating film 2 made of Ta 2 O 5.
5 is formed. Subsequently, a Ru film is deposited by the CVD method,
The upper electrode 26 of the capacitor is formed by patterning (FIG. 8). Next, the interlayer oxide film 27 is formed, and the bit line 2
Opening 28 for forming 9a and metal wiring layer 29b
a is formed so as to reach the plug electrodes 21a and 21b,
The W plug 28 is formed by filling the opening 28a. Further, by forming a metal film on the entire surface and patterning it, the W plug 28 and the plug electrodes 21a, 2
A bit line 29a and a metal wiring layer 29b connected to the metal silicide layer 18 via 1b are formed (see FIG. 1). After that, predetermined processing is performed to complete the semiconductor device.

【0015】この実施の形態では、ゲート電極13の側
壁の酸化膜サイドウォール15を形成した後で、その外
側に窒化膜サイドウォール16を形成する前にシリコン
エピ層18aの形成を行う。このため、シリコンエピ層
18aからサリサイド法により変成された金属シリサイ
ド層18は、LDD領域形成のための窒化膜サイドウォ
ール16の外側に形成する従来の場合よりも面積が増大
し、配線抵抗およびコンタクト抵抗の低減が効果的に促
進できる。また、基板11上にシリコンエピ層18aを
成長させて、それをシリサイド化して金属シリサイド層
18とするため、シリコンエピ層18a下層の拡散層1
7a、17bまで金属シリサイド層18の形成が進行し
ない。このため、接合リークを発生することなく、低濃
度拡散層17aの深さを深くしてトランジスタのチャネ
ルリークの増大を招くこともなく、良好な特性の信頼性
の高い半導体装置が得られる。また、金属シリサイド層
18は酸化膜サイドウォール15によってゲート電極1
3と信頼性良く絶縁される。
In this embodiment, the silicon epitaxial layer 18a is formed after forming the oxide film sidewall 15 on the side wall of the gate electrode 13 and before forming the nitride film sidewall 16 on the outside thereof. Therefore, the metal silicide layer 18 transformed from the silicon epi layer 18a by the salicide method has a larger area than the conventional case where it is formed outside the nitride film side wall 16 for forming the LDD region, and the wiring resistance and the contact are reduced. The reduction of resistance can be effectively promoted. Further, since the silicon epi layer 18a is grown on the substrate 11 and silicidized into the metal silicide layer 18, the diffusion layer 1 below the silicon epi layer 18a is formed.
The formation of the metal silicide layer 18 does not proceed to 7a and 17b. Therefore, a junction leak does not occur, the depth of the low-concentration diffusion layer 17a is deepened, and the channel leak of the transistor does not increase, and a highly reliable semiconductor device with good characteristics can be obtained. Further, the metal silicide layer 18 is formed by the oxide film side wall 15 on the gate electrode 1.
Insulated with 3 reliability.

【0016】ところで、DRAM部では、微細な領域に
コンタクトホール20の形成を行う必要があり、窒化膜
サイドウォール16を用いたセルフアライン開口とする
が、コンタクトホール径が0.2μmより小さくなる
と、通常のプラグ電極形成に用いるWの埋め込みが良好
に行えない。このため、上述したように、バリアメタル
のみでプラグ電極21a、21bを形成する。このた
め、コンタクト抵抗が高くなり、特に、DRAM部で
は、ソース・ドレイン領域が低濃度拡散層17aのみで
構成されるため、ソース・ドレイン抵抗も高い。この実
施の形態では、低濃度拡散層17a上に形成される金属
シリサイド層18を、従来よりも広く形成できるため、
特に抵抗の上昇が懸念されるDRAM部の低濃度拡散層
17aにおいて、配線抵抗およびコンタクト抵抗の低減
が効果的に促進できる。
By the way, in the DRAM portion, it is necessary to form the contact hole 20 in a fine region, and the self-aligned opening is formed by using the nitride film side wall 16. However, when the contact hole diameter is smaller than 0.2 μm, It is not possible to satisfactorily embed W used for usual plug electrode formation. Therefore, as described above, the plug electrodes 21a and 21b are formed of only the barrier metal. For this reason, the contact resistance becomes high, and especially in the DRAM part, the source / drain regions are composed of only the low-concentration diffusion layer 17a, so that the source / drain resistance is also high. In this embodiment, since the metal silicide layer 18 formed on the low-concentration diffusion layer 17a can be formed wider than the conventional one,
In particular, in the low-concentration diffusion layer 17a in the DRAM portion where the increase in resistance is concerned, reduction of wiring resistance and contact resistance can be effectively promoted.

【0017】なお、上記実施の形態では、金属シリサイ
ド層18にCoSiを用いたが、Ti、あるいはNiをシリサイ
ド化したものを用いても良く、サリサイド法により同様
に形成でき、同様の効果を得ることができる。また、酸
化膜サイドウォール15は、他の絶縁膜によるサイドウ
ォールであっても良い。
Although CoSi is used for the metal silicide layer 18 in the above-mentioned embodiment, a silicide of Ti or Ni may be used and can be similarly formed by the salicide method, and the same effect can be obtained. be able to. Further, the oxide film side wall 15 may be a side wall made of another insulating film.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る請求項1記
載の半導体装置は、DRAM部およびロジック部が同一
半導体基板上に形成され、上記DRAM部およびロジッ
ク部のトランジスタのソース・ドレイン領域となる拡散
層表面に金属シリサイド層が形成されたDRAM混載半
導体装置であって、上記金属シリサイド層が、上記拡散
層上に形成されたシリコンエピタキシャル成長層をサリ
サイドによりシリサイド化したものであり、上記トラン
ジスタのゲート電極側面には、薄い絶縁膜サイドウォー
ルとその外側に形成された窒化膜サイドウォールが設け
られ、上記金属シリサイド層が上記ゲート電極の絶縁膜
サイドウォールの外側に該絶縁膜サイドウォールに隣接
して配設され、上記窒化膜サイドウォールが上記金属シ
リサイド層上に形成されているため、金属シリサイド層
の面積を増大でき、配線抵抗およびコンタクト抵抗の低
減が効果的に促進できると共に、金属シリサイド層が下
層の拡散層領域まで進行して形成されないため、接合リ
ークおよびトランジスタのチャネルリークを抑制し、良
好な特性の信頼性の高い半導体装置が得られる。
As described above, in the semiconductor device according to the first aspect of the present invention, the DRAM section and the logic section are formed on the same semiconductor substrate, and the source and drain regions of the transistors in the DRAM section and the logic section are formed. And a metal silicide layer formed on the surface of the diffusion layer, wherein the metal silicide layer is obtained by siliciding a silicon epitaxial growth layer formed on the diffusion layer by salicide. A thin insulating film sidewall and a nitride film sidewall formed outside thereof are provided on the side surface of the gate electrode, and the metal silicide layer is adjacent to the insulating film sidewall outside the insulating film sidewall of the gate electrode. And the nitride film sidewall is formed on the metal silicide layer. Therefore, the area of the metal silicide layer can be increased, the reduction of the wiring resistance and the contact resistance can be effectively promoted, and the metal silicide layer does not proceed to the diffusion layer region of the lower layer to be formed. It is possible to obtain a highly reliable semiconductor device having excellent characteristics by suppressing the channel leakage of the.

【0019】またこの発明に係る請求項2記載の半導体
装置は、請求項1において、金属シリサイド層が、コバ
ルト、チタンあるいはニッケルのシリサイド層であるた
め、信頼性の高い金属シリサイド層がサリサイドにより
確実に形成できて、請求項1に係る効果が確実に得られ
る。
The semiconductor device according to a second aspect of the present invention is the semiconductor device according to the first aspect, wherein the metal silicide layer is a silicide layer of cobalt, titanium or nickel. Can be formed, and the effect according to claim 1 can be reliably obtained.

【0020】またこの発明に係る請求項3記載の半導体
装置は、請求項1または2において、半導体基板上にト
ランジスタを覆う層間酸化膜が形成され、該層間酸化膜
に拡散層上の金属シリサイド層に到達するように設けら
れたコンタクトホールが、DRAM部において、ゲート
電極の窒化膜サイドウォールを用いたセルフアライン開
口であるため、微細な領域に信頼性良くコンタクトホー
ルが開口できて微細化が促進できると共に、金属シリサ
イド層の面積を増大できることにより、配線抵抗および
コンタクト抵抗の微細化による上昇が抑制できる。
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first or second aspect, an interlayer oxide film covering the transistor is formed on the semiconductor substrate, and the metal oxide layer on the diffusion layer is formed in the interlayer oxide film. Since the contact hole provided to reach to is a self-aligned opening using the nitride film side wall of the gate electrode in the DRAM part, the contact hole can be opened in a fine region with high reliability and miniaturization is promoted. In addition to being able to increase the area of the metal silicide layer, it is possible to suppress an increase in wiring resistance and contact resistance due to miniaturization.

【0021】またこの発明に係る請求項4記載の半導体
装置の製造方法は、半導体基板上にゲート電極を形成す
る工程と、上記ゲート電極側壁に絶縁膜サイドウォール
をLDD領域形成のための通常の厚みよりも薄く形成す
る工程と、上記ゲート電極の両側にソース・ドレイン領
域となる拡散層を形成する工程と、上記半導体基板表面
にエピタキシャル成長法によりシリコンを成長させて、
上記ゲート電極の絶縁膜サイドウォールの外側に隣接し
てシリコンエピタキシャル成長層を形成する工程と、上
記絶縁膜サイドウォールが形成された上記ゲート電極
に、さらにLDD領域形成のための窒化膜サイドウォー
ルを形成する工程と、全面に金属膜を形成した後、サリ
サイド法により上記シリコンエピタキシャル成長層およ
び上記金属膜を金属シリサイド層に変成する工程と、を
備えたため、金属シリサイド層の面積を容易に増大でき
て、配線抵抗およびコンタクト抵抗の低減が効果的に促
進できると共に、金属シリサイド層が下層の拡散層領域
まで進行して形成されないため、接合リークおよびトラ
ンジスタのチャネルリークを抑制し、良好な特性の信頼
性の高い半導体装置が容易で確実に得られる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, wherein a step of forming a gate electrode on a semiconductor substrate and a step of forming an insulating film side wall on the side wall of the gate electrode for forming an LDD region are performed normally. A step of forming thinner than the thickness, a step of forming diffusion layers to be source / drain regions on both sides of the gate electrode, and growing silicon on the surface of the semiconductor substrate by an epitaxial growth method,
Forming a silicon epitaxial growth layer adjacent to the outside of the insulating film side wall of the gate electrode; and forming a nitride film side wall for forming an LDD region on the gate electrode on which the insulating film side wall is formed. And a step of forming a metal film on the entire surface and then transforming the silicon epitaxial growth layer and the metal film into a metal silicide layer by a salicide method, so that the area of the metal silicide layer can be easily increased, Reduction of wiring resistance and contact resistance can be effectively promoted, and since the metal silicide layer does not progress to the lower diffusion layer region to be formed, junction leakage and transistor channel leakage are suppressed, and reliability of good characteristics is improved. A high semiconductor device can be obtained easily and surely.

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

【図1】 この発明の実施の形態1による半導体装置の
構造を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1による半導体装置の
製造方法の一工程を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a step in the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態1による半導体装置の
製造方法の一工程を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross sectional view showing a step in the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態1による半導体装置の
製造方法の一工程を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step in the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態1による半導体装置の
製造方法の一工程を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross sectional view showing a step in the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態1による半導体装置の
製造方法の一工程を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a step in the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施の形態1による半導体装置の
製造方法の一工程を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a step in the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態1による半導体装置の
製造方法の一工程を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross sectional view showing a step in the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図9】 従来の半導体装置の構造を示す断面図であ
る。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 半導体基板、13 ゲート電極、15 酸化膜サ
イドウォール、16 窒化膜サイドウォール、17a
低濃度拡散層、17b 高濃度拡散層、18 金属シリ
サイド層、18a シリコンエピ層、19 層間酸化
膜、20 コンタクトホール。
11 semiconductor substrate, 13 gate electrode, 15 oxide film sidewall, 16 nitride film sidewall, 17a
Low-concentration diffusion layer, 17b high-concentration diffusion layer, 18 metal silicide layer, 18a silicon epitaxial layer, 19 interlayer oxide film, 20 contact holes.

フロントページの続き Fターム(参考) 5F048 AB01 AB03 AC01 BA01 BB05 BF03 BF06 BF11 BF16 BG12 DA23 5F083 AD10 AD24 AD49 GA02 JA06 JA19 JA32 JA35 JA38 JA39 JA40 JA53 MA05 MA06 MA17 MA20 PR25 PR29 PR34 PR43 PR45 PR53 PR55 ZA11 Continued front page    F term (reference) 5F048 AB01 AB03 AC01 BA01 BB05                       BF03 BF06 BF11 BF16 BG12                       DA23                 5F083 AD10 AD24 AD49 GA02 JA06                       JA19 JA32 JA35 JA38 JA39                       JA40 JA53 MA05 MA06 MA17                       MA20 PR25 PR29 PR34 PR43                       PR45 PR53 PR55 ZA11

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 DRAM部およびロジック部が同一半導
体基板上に形成され、上記DRAM部およびロジック部
のトランジスタのソース・ドレイン領域となる拡散層表
面に金属シリサイド層が形成されたDRAM混載半導体
装置において、上記金属シリサイド層が、上記拡散層上
に形成されたシリコンエピタキシャル成長層をサリサイ
ドによりシリサイド化したものであり、上記トランジス
タのゲート電極側面には、薄い絶縁膜サイドウォールと
その外側に形成された窒化膜サイドウォールが設けら
れ、上記金属シリサイド層が上記ゲート電極の絶縁膜サ
イドウォールの外側に該絶縁膜サイドウォールに隣接し
て配設され、上記窒化膜サイドウォールが上記金属シリ
サイド層上に形成されていることを特徴とする半導体装
置。
1. A DRAM-embedded semiconductor device in which a DRAM section and a logic section are formed on the same semiconductor substrate, and a metal silicide layer is formed on the surface of a diffusion layer serving as a source / drain region of a transistor in the DRAM section and the logic section. The metal silicide layer is obtained by siliciding a silicon epitaxial growth layer formed on the diffusion layer by salicide. A film sidewall is provided, the metal silicide layer is provided outside the insulating film sidewall of the gate electrode and adjacent to the insulating film sidewall, and the nitride film sidewall is formed on the metal silicide layer. A semiconductor device characterized in that.
【請求項2】 金属シリサイド層が、コバルト、チタン
あるいはニッケルのシリサイド層であることを特徴とす
る請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the metal silicide layer is a silicide layer of cobalt, titanium or nickel.
【請求項3】 半導体基板上にトランジスタを覆う層間
酸化膜が形成され、該層間酸化膜に拡散層上の金属シリ
サイド層に到達するように設けられたコンタクトホール
が、DRAM部において、ゲート電極の窒化膜サイドウ
ォールを用いたセルフアライン開口であることを特徴と
する請求項1または2記載の半導体装置。
3. An interlayer oxide film covering a transistor is formed on a semiconductor substrate, and a contact hole is formed in the interlayer oxide film so as to reach a metal silicide layer on a diffusion layer. 3. The semiconductor device according to claim 1, which is a self-aligned opening using a nitride film sidewall.
【請求項4】 半導体基板上にゲート電極を形成する工
程と、上記ゲート電極側壁に絶縁膜サイドウォールをL
DD領域形成のための通常の厚みよりも薄く形成する工
程と、上記ゲート電極の両側にソース・ドレイン領域と
なる拡散層を形成する工程と、上記半導体基板表面にエ
ピタキシャル成長法によりシリコンを成長させて、上記
ゲート電極の絶縁膜サイドウォールの外側に隣接してシ
リコンエピタキシャル成長層を形成する工程と、上記絶
縁膜サイドウォールが形成された上記ゲート電極に、さ
らにLDD領域形成のための窒化膜サイドウォールを形
成する工程と、全面に金属膜を形成した後、サリサイド
法により上記シリコンエピタキシャル成長層および上記
金属膜を金属シリサイド層に変成する工程と、を備えた
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. A step of forming a gate electrode on a semiconductor substrate, and an insulating film sidewall L on the sidewall of the gate electrode.
A step of forming a thinner thickness than a normal thickness for forming a DD region, a step of forming diffusion layers to be source / drain regions on both sides of the gate electrode, and growing silicon on the surface of the semiconductor substrate by an epitaxial growth method. A step of forming a silicon epitaxial growth layer adjacent to the outside of the insulating film side wall of the gate electrode, and further forming a nitride film side wall for forming an LDD region on the gate electrode on which the insulating film side wall is formed. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a forming step; and a step of forming a metal film on the entire surface and then converting the silicon epitaxial growth layer and the metal film into a metal silicide layer by a salicide method.
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