JP2003224264A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and its manufacturing method

Info

Publication number
JP2003224264A
JP2003224264A JP2002020763A JP2002020763A JP2003224264A JP 2003224264 A JP2003224264 A JP 2003224264A JP 2002020763 A JP2002020763 A JP 2002020763A JP 2002020763 A JP2002020763 A JP 2002020763A JP 2003224264 A JP2003224264 A JP 2003224264A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate electrode
film
conductor
cover
mos transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2002020763A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Kaida
昌宏 甲斐田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2002020763A priority Critical patent/JP2003224264A/en
Publication of JP2003224264A publication Critical patent/JP2003224264A/en
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device that has a gate electrode having a width narrower than the minimum width formable by the patterning technology and an LDD structure the side wall thickness of which can be changed as the size of the gate electrode is reduced, and to provide a method of manufacturing the device. <P>SOLUTION: After a gate electrode forming film and a gate electrode cover film are formed on a semiconductor substrate, the gate electrode is formed by etching the gate electrode forming film by anisotropic etching and by using a gate electrode cover formed by patterning the gate electrode cover film as a mask. Then the width of the gate electrode is made narrower than that of the gate electrode cover by etching the side face of the gate electrode by isotropic etching. Thereafter, a side wall film is formed and a side wall which is made thicker by the amount of the protrusion of the protruded section of the gate electrode cover from the narrowed gate electrode is formed by etching the side wall film by anisotropic etching. <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】本発明は、半導体装置及びそ
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 semiconductor device and its manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置においては、高集積化
及び高性能化の要望にともなって、半導体装置の基体で
ある半導体基板に形成する素子を微細加工により小型化
すること、及び、素子特性を向上させることが望まれて
いる。
2. Description of the Related Art In recent years, with the demand for higher integration and higher performance in semiconductor devices, miniaturization of elements formed on a semiconductor substrate, which is the base of semiconductor devices, by microfabrication, and element characteristics. Is desired to be improved.

【0003】特に、半導体基板にMOSトランジスタを
形成する場合には、同MOSトランジスタのゲート電極
の電極幅寸法を小さくすることによって、ソース・ドレ
イン間隔を小さくしてMOSトランジスタのスイッチン
グ作動速度を向上させることができるとともに、MOS
トランジスタ自体を小型化して集積度を向上させること
ができる。従って、ゲート電極の電極幅寸法を小さくす
ることは、微細加工技術の開発において特に重視されて
いる。
In particular, when a MOS transistor is formed on a semiconductor substrate, the electrode-width dimension of the gate electrode of the MOS transistor is reduced to reduce the source-drain distance and improve the switching operation speed of the MOS transistor. MOS can be done
The transistor itself can be downsized and the degree of integration can be improved. Therefore, reducing the electrode width of the gate electrode is particularly important in the development of fine processing technology.

【0004】そのMOSトランジスタのゲート電極の形
成は、従来、次のように行なっている。まず、図12
(a)に示すように、MOSトランジスタを形成する半
導体基板100の表面にゲート酸化膜110を成膜し、同ゲー
ト酸化膜110の上面にポリシリコン膜120を成膜し、さら
に、同ポリシリコン膜120の上面にタングステンシリサ
イド膜130を成膜する。そして、タングステンシリサイ
ド膜130の上面にレジスト140を塗布する。
Conventionally, the formation of the gate electrode of the MOS transistor is performed as follows. First, FIG.
As shown in (a), a gate oxide film 110 is formed on the surface of a semiconductor substrate 100 forming a MOS transistor, a polysilicon film 120 is formed on the upper surface of the gate oxide film 110, and further, a polysilicon film 120 is formed. A tungsten silicide film 130 is formed on the upper surface of the film 120. Then, a resist 140 is applied on the upper surface of the tungsten silicide film 130.

【0005】次いで、レジスト140に所要パターンの露
光を行なってパターンニングし、図12(b)に示すよ
うに、レジスト140によるマスク140'を形成する。
Next, the resist 140 is exposed to a desired pattern and patterned to form a mask 140 'made of the resist 140, as shown in FIG.

【0006】次いで、図12(c)に示すように、異方
性のドライエッチングによってマスク140'の非配設部分
におけるタングステンシリサイド膜130及びポリシリコ
ン膜120をエッチングし、マスク140'の配設部分にのみ
タングステンシリサイド膜13 0及びポリシリコン膜120
を残存させる。
Next, as shown in FIG. 12C, the tungsten silicide film 130 and the polysilicon film 120 in the non-arranged portion of the mask 140 'are etched by anisotropic dry etching to dispose the mask 140'. Tungsten silicide film 130 and polysilicon film 120
To remain.

【0007】その後、アッシング及びウエットクリーニ
ングを行ない、図12(d)に示すように、マスク140'
を除去してゲート電極150を形成している。
After that, ashing and wet cleaning are performed, and as shown in FIG.
Are removed to form the gate electrode 150.

【0008】さらに、昨今、MOSトランジスタの小型
化にともなってMOSトランジスタのドレイン近傍にお
いて発生するホットキャリアの発生を抑止するために、
LDD(Light Doped Drain)構造を採用することが多
く、ゲート電極150のソース側及びドレイン側の側面に
二酸化ケイ素(SiO2)あるいは窒化ケイ素(Si
N)などからなるサイドウォール160'を形成することが
ある。
Furthermore, in order to suppress the generation of hot carriers generated in the vicinity of the drain of the MOS transistor with the recent miniaturization of the MOS transistor,
An LDD (Light Doped Drain) structure is often adopted, and silicon dioxide (SiO 2 ) or silicon nitride (Si) is formed on the side surfaces of the source side and the drain side of the gate electrode 150.
The sidewall 160 ′ made of N) or the like may be formed.

【0009】LDD構造を形成する場合には、上述した
ようにゲート電極150を形成した後、同ゲート電極150両
側のソース領域及びドレイン領域に所要の不純物を浅く
注入し、次いで、サイドウォール160'を形成すべく、図
12(e)に示すように、ゲート電極150を形成してい
る半導体基板100上面に、熱酸化法やCVD法等を用い
てサイドウォール160'となるサイドウォール膜160を成
膜する。同サイドウォール膜160には、二酸化ケイ素膜
あるいは窒化ケイ素膜などを用いている。
In the case of forming the LDD structure, after forming the gate electrode 150 as described above, necessary impurities are shallowly implanted into the source region and the drain region on both sides of the gate electrode 150, and then the sidewall 160 '. 12E, a side wall film 160 to be a side wall 160 ′ is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 100 on which the gate electrode 150 is formed by using a thermal oxidation method, a CVD method, or the like. Form a film. As the sidewall film 160, a silicon dioxide film or a silicon nitride film is used.

【0010】サイドウォール膜160の成膜後、異方性の
ドライエッチングによってゲート電極150上面のサイド
ウォール膜160が全て除去されるまで半導体基板100を一
様にエッチングすることにより、図12(f)に示すよ
うに、ゲート電極150の側壁部分にのみサイドウォール
膜160を残存させてサイドウォール160'としている。
After forming the side wall film 160, the semiconductor substrate 100 is uniformly etched by anisotropic dry etching until the side wall film 160 on the upper surface of the gate electrode 150 is completely removed. ), The sidewall film 160 is left only on the sidewall portion of the gate electrode 150 to form the sidewall 160 '.

【0011】サイドウォール160'の形成後、MOSトラ
ンジスタのソース領域及びドレイン領域に、今度は不純
物を深く注入することにより、サイドウォール160'の下
側部分に、不純物を浅く注入しているエクステンション
領域を設けたLDD構造を形成している。
After forming the side wall 160 ', the source region and the drain region of the MOS transistor are deeply implanted with an impurity this time, so that the lower region of the side wall 160' is shallowly implanted with the impurity. To form an LDD structure.

【0012】ここで、サイドウォール160'は、通常、C
VD法等により全体に均一に成膜したサイドウォール膜
160を、異方性のドライエッチングによってエッチング
して形成しているため、サイドウォール160'の厚みは、
成膜したサイドウォール膜160の膜厚と略一となってい
る。
Here, the side wall 160 'is usually C
Sidewall film formed uniformly by VD method etc.
Since 160 is formed by etching by anisotropic dry etching, the thickness of the sidewall 160 'is
It is almost equal to the film thickness of the formed side wall film 160.

【0013】従って、半導体基板100に形成した複数の
MOSトランジスタにサイドウォール160'をそれぞれ形
成した場合、サイドウォール160'の厚みは全てのMOS
トランジスタで同一の厚みとなっている。
Therefore, when the sidewalls 160 'are formed on a plurality of MOS transistors formed on the semiconductor substrate 100, the thickness of the sidewalls 160' is equal to that of all the MOS transistors.
The transistors have the same thickness.

【0014】MOSトランジスタは上記の方法で形成し
ている。そして、半導体装置の高集積化及び高性能化の
要望に応えるべくMOSトランジスタのゲート電極の電
極幅寸法を小さくするには、レジストのパターンニング
においてゲート電極部分のマスクの幅寸法を小さくする
必要があり、微細なパターンニングを可能とするレジス
トや、露光の光源を用いることによりマスクの幅寸法を
より小さくしている。
The MOS transistor is formed by the above method. In order to reduce the electrode width of the gate electrode of the MOS transistor in order to meet the demand for higher integration and higher performance of the semiconductor device, it is necessary to reduce the width of the mask in the gate electrode portion in resist patterning. Therefore, the width dimension of the mask is further reduced by using a resist that enables fine patterning and a light source for exposure.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現状の
利用可能なマスク形成技術では、MOSトランジスタの
ソース・ドレイン間隔を狭めるべくゲート電極の電極幅
寸法を細小化するためのレジストの幅寸法設定に限界が
あるため、ゲート電極幅寸法のさらなる細小化ができな
かった。
However, in the currently available mask forming technology, there is a limit to the width setting of the resist for reducing the electrode width of the gate electrode in order to narrow the source-drain distance of the MOS transistor. Therefore, the gate electrode width cannot be further reduced.

【0016】また、MOSトランジスタのゲート電極を
LDD構造により形成した場合は、PチャンネルMOS
トランジスタや、NチャンネルMOSトランジスタなど
の種類にかかわらず、全てのMOSトランジスタのゲー
ト電極に形成したサイドウォールは、全体的に略均等な
厚みとなるようにしか形成できなかった。
Further, when the gate electrode of the MOS transistor is formed by the LDD structure, a P channel MOS
Regardless of the type of transistor, N-channel MOS transistor, etc., the sidewalls formed on the gate electrodes of all MOS transistors could only be formed to have a substantially uniform thickness as a whole.

【0017】従って、MOSトランジスタごとにサイド
ウォールの厚みを変化させ、所望する特性を有するよう
にMOSトランジスタごとの調整を行なうことができ
ず、例えばCMOSトランジスタのようにPチャンネル
MOSトランジスタとNチャンネルMOSトランジスタ
とを組み合わせて構成した複合体のMOSトランジスタ
においては、特性を向上させることができなかった。
Therefore, the thickness of the sidewall cannot be changed for each MOS transistor to adjust each MOS transistor so as to have desired characteristics. For example, a P channel MOS transistor and an N channel MOS transistor such as a CMOS transistor cannot be adjusted. In the composite MOS transistor configured by combining with the transistor, the characteristics could not be improved.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決すべ
く、本発明の半導体装置は、半導体基板上に成膜した通
電性を有する導通体形成膜の上面に導通体カバー膜を成
膜し、同導通体カバー膜をパターンニングして形成した
導通体カバーをマスクとして導通体形成膜をエッチング
することにより導通体を形成した半導体装置であって、
導通体は、パターンニング形成した導通体カバーよりも
細幅とした。
In order to solve the above problems, in the semiconductor device of the present invention, a conductor cover film is formed on the upper surface of an electrically conductive conductor forming film formed on a semiconductor substrate. A semiconductor device having a conductor formed by etching the conductor forming film using the conductor cover formed by patterning the conductor cover film as a mask,
The conductor has a width smaller than that of the conductor cover formed by patterning.

【0019】また、導通体は、MOSトランジスタのゲ
ート電極であること、さらに、ゲート電極の側面には、
下部を膨出状としたサイドウォールを形成したことにも
特徴を有するものである。
Further, the conductive body is the gate electrode of the MOS transistor, and further, on the side surface of the gate electrode,
It is also characterized in that the sidewall having a bulged lower portion is formed.

【0020】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体基板上に成膜した通電性を有する導通体形成膜の
上面に導通体カバー膜を成膜し、同導通体カバー膜をパ
ターンニングして導通体カバーを形成し、同導通体カバ
ーをマスクとして異方性エッチングにより導通体形成膜
をエッチングして導通体を形成した後、さらに、等方性
エッチングにより導通体側面をエッチングすることによ
り、導通体を導通体カバーよりも細幅とした。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is
A conductor cover film is formed on the upper surface of a conductive body forming film formed on a semiconductor substrate, the conductor cover film is patterned to form a conductor cover, and the conductor cover is masked. As described above, the conductor forming film was etched by anisotropic etching to form a conductor, and then the conductor side surface was further etched by isotropic etching to make the conductor narrower than the conductor cover.

【0021】さらに、導通体は、MOSトランジスタの
ゲート電極であることにも特徴を有するものである。
Further, the conductor is also characterized in that it is a gate electrode of a MOS transistor.

【0022】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
MOSトランジスタを有する半導体装置の製造方法であ
って、半導体基板上に成膜したゲート電極形成膜の上面
にゲート電極カバー膜を成膜し、同ゲート電極カバー膜
をパターンニングしてゲート電極カバーを形成し、同ゲ
ート電極カバーをマスクとして異方性エッチングにより
ゲート電極形成膜をエッチングしてMOSトランジスタ
のゲート電極を形成した後、さらに、等方性エッチング
によりゲート電極側面をエッチングしてゲート電極カバ
ーの側縁に突出部を形成し、その後、MOSトランジス
タのソース領域及びドレイン領域に不純物を注入した後
に半導体基板上面にサイドウォール膜を成膜し、異方性
エッチングによってゲート電極カバーをサイドウォール
膜から露出させるまでエッチングすることによりサイド
ウォールを形成した後、前記ソース領域及び前記ドレイ
ン領域に不純物を先の不純物よりも深く注入してLDD
構造を形成することとした。
The semiconductor device manufacturing method of the present invention is
A method of manufacturing a semiconductor device having a MOS transistor, comprising: forming a gate electrode cover film on an upper surface of a gate electrode forming film formed on a semiconductor substrate; and patterning the gate electrode cover film to form a gate electrode cover. After forming and etching the gate electrode forming film by anisotropic etching using the same gate electrode cover as a mask to form the gate electrode of the MOS transistor, the side surface of the gate electrode is further etched by isotropic etching to form the gate electrode cover. A protrusion is formed on the side edge of the MOS transistor, and then a sidewall film is formed on the upper surface of the semiconductor substrate after implanting impurities into the source region and the drain region of the MOS transistor, and the gate electrode cover is covered with the sidewall film by anisotropic etching. To form sidewalls by etching until exposed After, the source region and LDD injected deeper than the impurity ahead of impurity into the drain region
It was decided to form the structure.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】本発明の半導体装置及びその製造
方法は、半導体基板上に導通体を形成するにあたって、
まず、半導体基板上に通電体となる導通性を有する導通
体形成膜を成膜し、次いで、同導通体形成膜の上面に導
通体カバー膜を成膜し、さらに、同導通体カバー膜をパ
ターニングすることによって導通体カバーを形成し、そ
して、同導通体カバーをマスクとして導通体形成膜のエ
ッチングを行なうことにより、導通体カバーよりも細幅
とした導通体を形成するものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the present invention include the steps of forming a conductor on a semiconductor substrate.
First, a conductive body forming film having conductivity, which serves as a current carrying body, is formed on a semiconductor substrate, then a conductive body cover film is formed on the upper surface of the conductive body forming film, and then the conductive body cover film is formed. The conductor cover is formed by patterning, and the conductor forming film is etched by using the conductor cover as a mask to form a conductor having a width narrower than that of the conductor cover.

【0024】特に、導通体形成膜のエッチングは、第1
段階として異方性のエッチングにて行ない、次いで、第
2段階として等方性のエッチングを行なうことにより、
導通体を導通体カバーよりも細幅としている。
Particularly, the etching of the conductor forming film is performed by the first
By performing anisotropic etching as a step, and then performing isotropic etching as a second step,
The conductor is made narrower than the conductor cover.

【0025】より具体的には、導通体はMOSトランジ
スタのゲート電極であり、同ゲート電極を形成するにあ
たって、まず、半導体基板上に導通体形成膜に相当する
ゲート電極形成膜を成膜し、次いで、同ゲート電極形成
膜の上面に導通体カバー膜に相当するゲート電極カバー
膜を成膜し、さらに、同ゲート電極カバー膜をパターニ
ングすることによって導通体カバーに相当するゲート電
極カバーを形成する。
More specifically, the conductor is a gate electrode of a MOS transistor, and in forming the gate electrode, first, a gate electrode forming film corresponding to a conductor forming film is formed on a semiconductor substrate, Next, a gate electrode cover film corresponding to the conductor cover film is formed on the upper surface of the gate electrode forming film, and the gate electrode cover film is patterned to form a gate electrode cover corresponding to the conductor cover. .

【0026】そして、ゲート電極カバーを、ゲート電極
を形成すべくエッチングするゲート電極形成膜のマスク
とし、まず第1段階として異方性エッチングを行なうこ
とによりゲート電極形成膜をエッチングし、ゲート電極
カバーと同幅としたMOSトランジスタのゲート電極を
形成する。
Then, the gate electrode cover is used as a mask for the gate electrode forming film to be etched to form the gate electrode. First, anisotropic etching is performed as a first step to etch the gate electrode forming film to thereby etch the gate electrode cover. A gate electrode of a MOS transistor having the same width as that of is formed.

【0027】次いで、第2段階として等方性エッチング
を行なうことによりゲート電極カバー下方のゲート電極
側面をエッチングして、ゲート電極をゲート電極カバー
よりも細幅とする。
Then, as a second step, isotropic etching is performed to etch the side surface of the gate electrode below the gate electrode cover to make the gate electrode narrower than the gate electrode cover.

【0028】特に、ゲート電極カバーの幅寸法が、従来
のパターンニング技術で可能な最小の幅寸法となってい
る場合に、ゲート電極の幅寸法は、パターンニングの技
術限界よりもさらに細小とすることができる。従って、
MOSトランジスタのソース・ドレイン間隔をさらに小
さくすることができ、スイッチング反応性を向上させる
ことができるので、MOSトランジスタの特性を向上さ
せることができる。
In particular, when the width dimension of the gate electrode cover is the minimum width dimension possible by the conventional patterning technique, the width dimension of the gate electrode is made smaller than the technical limit of patterning. be able to. Therefore,
The source-drain distance of the MOS transistor can be further reduced, and the switching reactivity can be improved, so that the characteristics of the MOS transistor can be improved.

【0029】また、上記のゲート電極にサイドウォール
を配設してLDD構造を形成する場合には、ゲート電極
カバーよりも細幅にゲート電極をエッチングした後、M
OSトランジスタのドレイン領域及びソース領域に所要
の不純物を浅く注入してエクステンション領域を形成
し、次いで、半導体基板上面にサイドウォール膜を成膜
する。
When a sidewall is provided on the gate electrode to form an LDD structure, the gate electrode is etched to be narrower than the gate electrode cover, and then M
A required impurity is shallowly implanted into the drain region and the source region of the OS transistor to form an extension region, and then a sidewall film is formed on the upper surface of the semiconductor substrate.

【0030】その後、半導体基板上面に一様の厚さで成
膜したサイドウォール膜を異方性エッチングによってエ
ッチングして、ゲート電極カバーをサイドウォール膜か
ら露出させる一方で、ゲート電極側面にはサイドウォー
ル膜を残存させてサイドウォールを形成する。
After that, the sidewall film formed to have a uniform thickness on the upper surface of the semiconductor substrate is etched by anisotropic etching to expose the gate electrode cover from the sidewall film, while the side surface of the gate electrode is covered. Sidewalls are formed by leaving the wall film.

【0031】なお、上記したように等方性エッチングに
よりゲート電極側面をエッチングしたことにより、ゲー
ト電極カバー側縁にはゲート電極よりも突出した突出部
が形成される。
By etching the side surface of the gate electrode by isotropic etching as described above, a protruding portion protruding from the gate electrode is formed on the side edge of the gate electrode cover.

【0032】そして、サイドウォール膜を成膜した際に
は、同突出部の側面部分にも他の領域と同じ厚みのサイ
ドウォール膜が成膜され、ゲート電極上端には、突出部
の突出寸法分だけ膨出した膨出部が形成される。
When the side wall film is formed, the side wall film having the same thickness as the other regions is formed on the side surface portion of the protruding portion, and the protruding size of the protruding portion is formed on the upper end of the gate electrode. A bulge portion that bulges by the amount is formed.

【0033】従って、この状態でサイドウォール膜を異
方性のドライエッチングによってエッチングした場合、
同膨出部が膨出部直下方のサイドウォール膜に対するマ
スクとなることによって、エッチングにともなって膨出
部直下方にはサイドウォール膜を残存させることによ
り、サイドウォール下部は突出寸法分だけ膨出状として
太幅とすることができる。
Therefore, when the sidewall film is etched by anisotropic dry etching in this state,
The bulging portion serves as a mask for the sidewall film immediately below the bulging portion, and the sidewall film remains just below the bulging portion due to etching. It can have a wide width as a card.

【0034】上記のサイドウォールの形成後、MOSト
ランジスタのドレイン領域及びソース領域に所要の不純
物を、先のエクステンション領域形成用の注入深さより
も今度は深く注入してコンタクト領域を形成することに
より、LDD構造を形成する。
After the formation of the above sidewalls, required impurities are implanted into the drain region and the source region of the MOS transistor deeper than the implantation depth for forming the extension region to form the contact region. Form an LDD structure.

【0035】ゲート電極幅を細幅としてMOSトランジ
スタのソース・ドレイン間隔を小さくする一方で、サイ
ドウォール下部を膨出状として太幅としたことにより、
エクステンション領域を大きくすることができ、MOS
トランジスタのスイッチング反応速度を高めながらホッ
トキャリアの生起を抑止できるので、MOSトランジス
タの特性を向上させることができる。
By narrowing the width of the gate electrode to reduce the source-drain distance of the MOS transistor, the lower side wall is swollen to have a large width.
The extension area can be increased and the MOS
Since the generation of hot carriers can be suppressed while increasing the switching reaction speed of the transistor, the characteristics of the MOS transistor can be improved.

【0036】また、サイドウォール膜の成膜前に、等方
性のドライエッチングを行なってゲート電極カバー側縁
に突出部を形成したゲート電極と、適宜のカバー被膜で
被覆しておくことによって等方性のドライエッチングを
行なわず、ゲート電極カバー側縁に突出部を形成しない
ゲート電極とを同一半導体基板上に形成しておくことに
より、サイドウォール膜の成膜、及び、同サイドウォー
ル膜のエッチングにともなって形成したサイドウォール
の厚みを、ゲート電極カバー側縁の突出部の有り無しで
異ならせることができる。
Further, before the formation of the sidewall film, isotropic dry etching is performed to form a projection on the side edge of the gate electrode cover and the gate electrode is covered with an appropriate cover film. By forming the side wall film and the side wall film by forming the gate electrode not forming the protrusion on the side edge of the gate electrode cover on the same semiconductor substrate without performing anisotropic dry etching. The thickness of the sidewall formed by the etching can be made different with or without the protruding portion on the side edge of the gate electrode cover.

【0037】従って、半導体基板上に形成したMOSト
ランジスタの種類に応じて望ましい厚みのサイドウォー
ルを有するゲート電極を形成することができるので、個
々のMOSトランジスタにおいて望ましいエクステンシ
ョン領域を設けたLDD構造を形成することができ、M
OSトランジスタの特性を向上させることができる。
Therefore, it is possible to form a gate electrode having a side wall with a desired thickness according to the type of MOS transistor formed on a semiconductor substrate, so that an LDD structure in which a desired extension region is provided in each MOS transistor is formed. Can, M
The characteristics of the OS transistor can be improved.

【0038】特に、PチャンネルMOSトランジスタ
は、サイドウォールの厚みによって規制されるエクステ
ンション領域の大きさが、MOSトランジスタのソース
・ドレイン間を流れる電流に、NチャンネルMOSトラ
ンジスタよりも大きく影響を与えるため、半導体基板に
CMOSトランジスタのようにPチャンネルMOSトラ
ンジスタとNチャンネルMOSトランジスタとを形成す
る場合には、PチャンネルMOSトランジスタとNチャ
ンネルMOSトランジスタとでサイドウォールの厚みを
異ならせることにより、それぞれのしきい値電圧やソー
ス・ドレイン電流を別々に設定して、CMOSトランジ
スタの特性を極めて向上させることができる。
Particularly, in the P-channel MOS transistor, the size of the extension region regulated by the thickness of the sidewall has a greater effect on the current flowing between the source and drain of the MOS transistor than in the N-channel MOS transistor. When a P-channel MOS transistor and an N-channel MOS transistor such as a CMOS transistor are formed on a semiconductor substrate, the thresholds of the P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor are made different by making them different from each other. By setting the value voltage and the source / drain current separately, the characteristics of the CMOS transistor can be extremely improved.

【0039】以下において、図1〜9に示すMOSトラ
ンジスタのゲート電極の製造工程説明図に基づいて、本
発明の実施の形態をさらに詳説する。なお、図1〜9は
ゲート電極の製造工程を模式的に示しているものであ
り、説明の便宜上、一部簡略化している。
Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the manufacturing process explanatory diagrams of the gate electrode of the MOS transistor shown in FIGS. 1 to 9 schematically show the manufacturing process of the gate electrode, and are partially simplified for convenience of explanation.

【0040】まず、シリコン基板からなる半導体基板1
には、同半導体基板1上に形成する個々の素子を互いに
電気的に絶縁すべく、所用の位置に酸化分離膜(図示せ
ず)を配設し、次いで、図1に示すように、半導体基板
1の表面にゲート酸化膜2を成膜し、同ゲート酸化膜2
の上面にCVD(Chemical Vapor Deposition)法によ
りポリシリコン膜3を成膜し、さらに、同ポリシリコン
膜3の上面に同じくCVD法によりタングステンシリサ
イド膜4を成膜する。
First, the semiconductor substrate 1 made of a silicon substrate
Is provided with an oxide separation film (not shown) at a required position in order to electrically insulate the individual elements formed on the semiconductor substrate 1 from each other. Then, as shown in FIG. The gate oxide film 2 is formed on the surface of the substrate 1, and the gate oxide film 2 is formed.
A polysilicon film 3 is formed on the upper surface of the polysilicon film 3 by the CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and a tungsten silicide film 4 is also formed on the upper surface of the polysilicon film 3 by the CVD method.

【0041】ここで、ポリシリコン膜3及びタングステ
ンシリサイド膜4がゲート電極形成膜であり、場合によ
ってはポリシリコン膜3とタングステンシリサイド膜4
との積層構造とするのではなく、ポリシリコン膜3だけ
で形成してもよいし、あるいは、タングステンシリサイ
ド膜4以外の適宜の膜を用いてゲート電極形成膜として
もよい。また、ゲート電極形成膜を後述するようにゲー
ト電極とした際におけるゲート電極の配線抵抗を低減さ
せるべく、ポリシリコン膜3にリンを添加したり、タン
グステンシリサイド膜4の上面にさらに各種金属シリサ
イド膜を成膜したりしてもよい。
Here, the polysilicon film 3 and the tungsten silicide film 4 are gate electrode forming films, and in some cases, the polysilicon film 3 and the tungsten silicide film 4 are formed.
The gate electrode forming film may be formed only by the polysilicon film 3, or may be formed by using an appropriate film other than the tungsten silicide film 4 instead of the laminated structure. Further, phosphorus is added to the polysilicon film 3 or various metal silicide films are further formed on the upper surface of the tungsten silicide film 4 in order to reduce the wiring resistance of the gate electrode when the gate electrode forming film is used as a gate electrode as described later. May be formed into a film.

【0042】タングステンシリサイド膜4の成膜後、同
タングステンシリサイド膜4の上面にゲート電極カバー
膜5を成膜する。ゲート電極カバー膜5には、ゲート電
極形成膜であるポリシリコン膜3やタングステンシリサ
イド膜4に対して、ドライエッチングにおける選択比の
高い素材を用いることが望ましく、二酸化ケイ素膜ある
いは窒化ケイ素膜などが望ましい。ここでは、二酸化ケ
イ素膜を用いており、二酸化ケイ素膜をCVD法により
成膜している。
After forming the tungsten silicide film 4, a gate electrode cover film 5 is formed on the upper surface of the tungsten silicide film 4. For the gate electrode cover film 5, it is desirable to use a material having a high selection ratio in dry etching with respect to the polysilicon film 3 and the tungsten silicide film 4 which are gate electrode forming films, such as a silicon dioxide film or a silicon nitride film. desirable. Here, a silicon dioxide film is used, and the silicon dioxide film is formed by the CVD method.

【0043】ゲート電極カバー膜5の成膜後、同ゲート
電極カバー膜5をパターンニングするために、ゲート電
極カバー膜5上面にレジスト6を塗布する。レジスト6
の塗布後、所要パターンにおける露光を行なってパター
ンニングし、図2に示すように、レジストマスク6'を形
成する。
After forming the gate electrode cover film 5, a resist 6 is applied on the upper surface of the gate electrode cover film 5 in order to pattern the gate electrode cover film 5. Resist 6
After the application, the desired pattern is exposed to perform patterning to form a resist mask 6'as shown in FIG.

【0044】なお、ゲート電極カバー膜5の上面にレジ
スト6を直接塗布するのではなく、ゲート電極カバー膜
5の上面にBARC(Bottom Anti Reflective Coat)
と呼ばれる反射防止膜を成膜した後、レジスト6を塗布
し、レジスト6のパターンニング性を向上させるべく構
成してもよい。
The resist 6 is not directly applied to the upper surface of the gate electrode cover film 5, but the BARC (Bottom Anti Reflective Coat) is applied to the upper surface of the gate electrode cover film 5.
A resist 6 may be applied after forming an antireflection film called as, to improve the patterning property of the resist 6.

【0045】また、MOSトランジスタのゲート電極は
上記したように細小化が要求されるため、レジストマス
ク6'のパターンニングにおいても微細なパターンニング
を行なうべく、露光に用いる光源には、波長365nm
のI線や、波長248nmのエキシマレーザーなどの波
長の短い光を照射可能とした光源を用いている。
Since the gate electrode of the MOS transistor is required to be miniaturized as described above, the light source used for exposure has a wavelength of 365 nm in order to perform fine patterning also in the patterning of the resist mask 6 '.
A light source capable of irradiating a short wavelength light such as an I line or an excimer laser having a wavelength of 248 nm is used.

【0046】レジストマスク6'の形成後、ゲート電極カ
バー膜5をエッチングすることにより、また、BARC
を用いた場合には同時にBARCもあわせてエッチング
することにより、図3に示すように、レジストマスク6'
の配設パターンと同一パターンとしたゲート電極カバー
5'を形成する。ゲート電極カバー膜5のエッチングは、
ゲート電極カバー膜5をエッチング可能とするエッチン
グ条件での異方性のドライエッチングとしている。従っ
て、ゲート電極カバー5'は、レジストマスク6'と同一幅
寸法となっている。
After the formation of the resist mask 6 ', the gate electrode cover film 5 is etched to remove the BARC.
When BARC is used, BARC is also etched at the same time, so that as shown in FIG.
Gate electrode cover with the same pattern as the arrangement pattern of
Form 5 '. The etching of the gate electrode cover film 5 is
Anisotropic dry etching is performed under the etching conditions that enable the gate electrode cover film 5 to be etched. Therefore, the gate electrode cover 5'has the same width dimension as the resist mask 6 '.

【0047】ゲート電極カバー5'の形成後、アッシング
及びウエットクリーニングを行なうことにより、図4に
示すように、レジストマスク6'、及び、BARCを用い
た場合にはレジストマスク6'とともにBARCを除去す
る。本実施の形態では、ゲート電極カバー5'は、上記し
たようにゲート電極カバー膜5上面に形成したレジスト
マスク6'を利用してドライエッチングを行なうことによ
りパターンニングしているが、ゲート電極カバー5'のパ
ターンニングはこの形態に限定するものではなく、適宜
のパターンニング方法を用いてもよい。
After the gate electrode cover 5'is formed, ashing and wet cleaning are performed to remove the resist mask 6'and the BARC together with the resist mask 6'when the BARC is used, as shown in FIG. To do. In the present embodiment, the gate electrode cover 5'is patterned by dry etching using the resist mask 6'formed on the upper surface of the gate electrode cover film 5 as described above. The patterning of 5 ′ is not limited to this form, and an appropriate patterning method may be used.

【0048】レジストマスク6'を除去した後、ゲート電
極カバー5'をマスクとして異方性のドライエッチングに
よりタングステンシリサイド膜4及びポリシリコン膜3
をエッチングし、図5に示すように、ゲート電極カバー
5'の配設部分にのみタングステンシリサイド膜4及びポ
リシリコン膜3を残存させて、ゲート電極7を形成す
る。
After removing the resist mask 6 ', the tungsten silicide film 4 and the polysilicon film 3 are anisotropically dry-etched using the gate electrode cover 5'as a mask.
Etching the gate electrode cover as shown in FIG.
The gate electrode 7 is formed by leaving the tungsten silicide film 4 and the polysilicon film 3 only in the portion where 5'is provided.

【0049】異方性のドライエッチングによってタング
ステンシリサイド膜4及びポリシリコン膜3をエッチン
グすることにより、タングステンシリサイド膜4及びポ
リシリコン膜3はそれぞれゲート電極カバー5'と同一幅
寸法となる。
By etching the tungsten silicide film 4 and the polysilicon film 3 by anisotropic dry etching, the tungsten silicide film 4 and the polysilicon film 3 have the same width as the gate electrode cover 5 '.

【0050】異方性のドライエッチングによるゲート電
極7の形成においては、微細なパターンの高精度でのエ
ッチングが要求されるため、ドライエッチング装置には
高密度プラズマを発生可能とした装置を用いることが望
ましい。これに該当する装置としては、例えば、RIE
(Reactive Ion Etch)、MRIE(Magnetron Reactiv
e Ion Etch)、ICP(Inductive Coupled Plasma)、
ECR(Electron Cyclotron Resonance)等が知られて
いる。
In the formation of the gate electrode 7 by anisotropic dry etching, it is necessary to etch a fine pattern with high accuracy. Therefore, a dry etching apparatus capable of generating high density plasma should be used. Is desirable. As an apparatus corresponding to this, for example, RIE
(Reactive Ion Etch), MRIE (Magnetron Reactiv
e Ion Etch), ICP (Inductive Coupled Plasma),
ECR (Electron Cyclotron Resonance) and the like are known.

【0051】異方性のドライエッチングによりタングス
テンシリサイド膜4及びポリシリコン膜3をエッチング
した後、後述するLDD構造におけるサイドウォールの
厚みをMOSトランジスタごとに異ならせたい場合に
は、サイドウォールの厚みを厚くする必要のないMOS
トランジスタのゲート電極7に、図6に示すように、カ
バー用レジスト8を被覆する。
After etching the tungsten silicide film 4 and the polysilicon film 3 by anisotropic dry etching, if it is desired to make the thickness of the sidewall in the LDD structure, which will be described later, different for each MOS transistor, the thickness of the sidewall is changed. MOS that does not need to be thick
The gate electrode 7 of the transistor is covered with a cover resist 8 as shown in FIG.

【0052】同カバー用レジスト8の被覆は、まず、ゲ
ート電極7を形成した半導体基板1の上面にレジストを
塗布し、カバー用レジスト8による被覆を行なうゲート
電極7部分のレジストのみを残存させるようにレジスト
をパターンニングすることにより行なう。
To cover the resist 8 for the cover, first, a resist is applied to the upper surface of the semiconductor substrate 1 on which the gate electrode 7 is formed, and only the resist on the portion of the gate electrode 7 to be covered with the resist 8 for the cover is left. By patterning a resist on the substrate.

【0053】所要のゲート電極7のカバー用レジスト8
による被覆を行なった後、カバー用レジスト8で被覆し
ていないゲート電極7に対して、ゲート電極カバー5'を
マスクとして等方性のドライエッチングを行ない、タン
グステンシリサイド膜4及びポリシリコン膜3をさらに
エッチングする。
A required resist 8 for covering the gate electrode 7.
Then, isotropic dry etching is performed on the gate electrode 7 not covered with the cover resist 8 using the gate electrode cover 5 ′ as a mask to remove the tungsten silicide film 4 and the polysilicon film 3. Further etching.

【0054】ここでも高精度でのエッチングが要求され
るため、ドライエッチング装置には高密度プラズマを発
生可能とした装置を用いることが望ましく、かつ、等方
性のエッチングを可能としたドライエッチング装置を用
いている。
Since high precision etching is also required here, it is desirable to use an apparatus capable of generating high-density plasma as the dry etching apparatus, and a dry etching apparatus capable of isotropic etching. Is used.

【0055】エッチングにおいて、ゲート電極カバー5'
は、タングステンシリサイド膜4及びポリシリコン膜3
よりもエッチング選択比が高いため、タングステンシリ
サイド膜4及びポリシリコン膜3を選択的にエッチング
することができる。
In etching, the gate electrode cover 5 '
Is a tungsten silicide film 4 and a polysilicon film 3
Since the etching selection ratio is higher than that, the tungsten silicide film 4 and the polysilicon film 3 can be selectively etched.

【0056】しかも、等方性のエッチングを行なうこと
により、タングステンシリサイド膜4とポリシリコン膜
3とにより形成したゲート電極7の側面のみをエッチン
グすることとなり、図7に示すように、ゲート電極7の
側面のエッチングにともなって同ゲート電極をゲート電
極カバー5'よりも細幅とすることができる。
Moreover, by performing isotropic etching, only the side surface of the gate electrode 7 formed by the tungsten silicide film 4 and the polysilicon film 3 is etched, and as shown in FIG. The gate electrode can be made narrower than the gate electrode cover 5 ′ due to the etching of the side surface of the gate electrode.

【0057】すなわち、レジストマスク6'の形成におけ
る最小幅寸法よりも、ゲート電極の幅寸法をさらに小さ
くすることができる。ゲート電極カバー5'の幅寸法より
も細幅としたゲート電極を、同様に細幅としていないゲ
ート電極7と区別すべく、以下においては細幅状ゲート
電極7'と呼ぶ。
That is, the width of the gate electrode can be made smaller than the minimum width of the resist mask 6 '. A gate electrode having a width smaller than the width of the gate electrode cover 5'is hereinafter referred to as a narrow gate electrode 7 ', in order to distinguish it from the gate electrode 7 which is not narrow.

【0058】細幅状ゲート電極7'はゲート電極カバー5'
よりも細幅となっているため、同細幅状ゲート電極7'に
載設しているゲート電極カバー5'の側縁には、細幅状ゲ
ート電極7'より突出した突出部9,9を形成することがで
きる。
The narrow gate electrode 7 ′ is the gate electrode cover 5 ′.
Since the width is narrower than that of the narrow gate electrode 7 ′, the side edges of the gate electrode cover 5 ′ mounted on the narrow gate electrode 7 ′ have protrusions 9 and 9 protruding from the narrow gate electrode 7 ′. Can be formed.

【0059】また、細幅状ゲート電極7'をゲート電極と
するMOSトランジスタでは、ソース・ドレイン間隔を
小さくすることができるので、MOSトランジスタのス
イッチング作動速度を向上させることができる。
Further, in the MOS transistor using the narrow gate electrode 7'as a gate electrode, the source-drain interval can be reduced, so that the switching operation speed of the MOS transistor can be improved.

【0060】上記のように形成した細幅状ゲート電極7'
を有するMOSトランジスタにLDD構造を採用する場
合、さらに、以下の製造工程によってLDD構造を形成
している。
Narrow width gate electrode 7'formed as described above
When the LDD structure is adopted for the MOS transistor having the above, the LDD structure is further formed by the following manufacturing process.

【0061】まず、サイドウォールの厚みを厚く形成す
る必要がないためにカバー用レジスト8の被覆を行なっ
たゲート電極7のカバー用レジスト8を除去する。同カ
バー用レジスト8の除去は、アッシング及びウエットク
リーニングにより行なっている。カバー用レジスト8に
より被覆されたゲート電極7では、カバー用レジスト8
によって上記した等方性のドライエッチングの際にエッ
チングされないので、ゲート電極7の幅寸法はゲート電
極カバー5'の幅寸法と略一となっている。
First, the cover resist 8 of the gate electrode 7 covered with the cover resist 8 is removed because it is not necessary to form the side wall thickly. The cover resist 8 is removed by ashing and wet cleaning. In the gate electrode 7 covered with the cover resist 8, the cover resist 8
Therefore, the width dimension of the gate electrode 7 is substantially equal to the width dimension of the gate electrode cover 5'because it is not etched during the above-mentioned isotropic dry etching.

【0062】カバー用レジスト8の除去後、図10
(a)及び図11(a)に示すように、MOSトランジ
スタのドレイン領域及びソース領域に所要の不純物を浅
く注入してエクステンション領域10を形成する。
After removing the resist 8 for the cover, FIG.
As shown in FIGS. 11A and 11A, required impurities are shallowly implanted into the drain region and the source region of the MOS transistor to form the extension region 10.

【0063】エクステンション領域10の形成後、図8に
示すように、ゲート電極7及び細幅状ゲート電極7'を形
成した半導体基板1の上面にサイドウォール膜11を成膜
する。サイドウォール膜11は二酸化ケイ素膜あるいは窒
化ケイ素膜などであればよく、熱酸化法やCVD法等を
用いて成膜している。
After forming the extension region 10, as shown in FIG. 8, a sidewall film 11 is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 1 on which the gate electrode 7 and the narrow gate electrode 7'are formed. The sidewall film 11 may be a silicon dioxide film, a silicon nitride film, or the like, and is formed by using a thermal oxidation method, a CVD method, or the like.

【0064】熱酸化法やCVD法等を用いてサイドウォ
ール膜11を成膜することにより、サイドウォール膜10は
半導体基板1上に均等に成膜される。従って、細幅状ゲ
ート電極7'に載設しているゲート電極カバー5'側縁の突
出部9,9側面部分にもサイドウォール膜11を均等に成膜
することができ、細幅状ゲート電極7'上端には、突出部
9,9の突出寸法分だけ外側方に膨出した膨出部12,12を形
成することができる。
By forming the sidewall film 11 by using the thermal oxidation method, the CVD method, or the like, the sidewall film 10 is evenly formed on the semiconductor substrate 1. Therefore, the side wall film 11 can be evenly formed on the side portions of the protruding portions 9 and 9 on the side edges of the gate electrode cover 5 ′ mounted on the narrow gate electrode 7 ′. At the top of the electrode 7 ', there is a protrusion
It is possible to form the bulged portions 12 and 12 that bulge outward by the amount corresponding to the protruding dimension of 9,9.

【0065】サイドウォール膜11の成膜後、同サイドウ
ォール膜11をエッチングする条件で、サイドウォール膜
11の異方性のドライエッチングを行なうことにより、図
9に示すように、ゲート電極7及び細幅状ゲート電極7'
の側面にサイドウォール11',11'を形成する。
After forming the side wall film 11, the side wall film 11 is etched under the condition that the side wall film 11 is etched.
By performing anisotropic dry etching of 11, as shown in FIG. 9, the gate electrode 7 and the narrow gate electrode 7 ′ are formed.
Side walls 11 'and 11' are formed on the side surfaces of the.

【0066】この異方性のドライエッチングの際に、細
幅状ゲート電極7'上端の膨出部12,12が、膨出部12,12直
下方に位置するサイドウォール膜11のマスクとなるの
で、エッチングにともなって膨出部12,12直下方にはサ
イドウォール膜11を残存させることができる。従って、
ドライエッチングによって、サイドウォール11',11'下
部には、突出部9,9の突出寸法分だけ膨出して太幅とな
った太幅部13,13を形成することができる。
During this anisotropic dry etching, the bulging portions 12, 12 at the upper end of the narrow gate electrode 7 ′ serve as a mask for the sidewall film 11 located immediately below the bulging portions 12, 12. Therefore, the sidewall film 11 can be left immediately below the bulges 12 and 12 due to the etching. Therefore,
By the dry etching, the wide width portions 13 and 13 can be formed in the lower portions of the sidewalls 11 ′ and 11 ′ by bulging by the protrusion size of the protrusions 9 and 9 to have a large width.

【0067】すなわち、サイドウォール膜11の膜厚寸法
をTとし、突出部9,9の突出寸法をαとした場合、太幅
部13,13の幅寸法はT+αとすることができ、突出部9,9
を形成していないゲート電極7におけるサイドウォール
11',11'の厚みと比較して、細幅状ゲート電極7'のサイ
ドウォール11',11'の厚みをαだけ厚く形成することが
できる。
That is, when the film thickness dimension of the sidewall film 11 is T and the protrusion dimension of the protruding portions 9 and 9 is α, the width dimension of the wide width portions 13 and 13 can be T + α. 9,9
Side wall in the gate electrode 7 not formed
It is possible to form the sidewalls 11 ′, 11 ′ of the narrow gate electrode 7 ′ thicker by α than the thicknesses of 11 ′, 11 ′.

【0068】従って、図9に示すように、同一の半導体
基板1上に、厚みTのサイドウォール11'と、厚みT+
αのサイドウォール11'とを同時に形成することができ
る。
Therefore, as shown in FIG. 9, on the same semiconductor substrate 1, the sidewalls 11 'having a thickness T and the thickness T + are formed.
The α side wall 11 ′ can be formed at the same time.

【0069】異方性のドライエッチングは、ゲート電極
7及び細幅状ゲート電極7'の上面に載設したゲート電極
カバー5'上のサイドウォール膜11が除去された時点で終
了させ、サイドウォール膜11からゲート電極カバー5'を
露出させている。
The anisotropic dry etching is terminated when the sidewall film 11 on the gate electrode cover 5'mounted on the upper surfaces of the gate electrode 7 and the narrow gate electrode 7'is removed, and the sidewall is etched. The gate electrode cover 5 ′ is exposed from the film 11.

【0070】サイドウォール11'の形成後、図10
(b)および図11(b)に示すように、MOSトラン
ジスタのドレイン領域及びソース領域に、所要の不純物
を今度は深く注入してコンタクト領域14を形成し、LD
D構造を形成している。
After formation of the sidewalls 11 ', FIG.
As shown in FIG. 11B and FIG. 11B, required impurities are now deeply implanted into the drain region and the source region of the MOS transistor to form the contact region 14, and the LD
It forms a D structure.

【0071】このとき、図10(b)および図11
(b)に示すように、サイドウォール11',11'を厚くし
た細幅状ゲート電極7'のエクステンション領域の幅を、
サイドウォール11',11'を厚くしなかったゲート電極7
のエクステンション領域の幅よりもαだけ大きく形成す
ることができる。
At this time, FIG. 10 (b) and FIG.
As shown in (b), the width of the extension region of the narrow gate electrode 7'where the side walls 11 ', 11' are thickened is
Gate electrode 7 without thickening the sidewalls 11 ', 11'
Can be formed larger than the width of the extension region by α.

【0072】特に、細幅状ゲート電極7'を有するMOS
トランジスタでは、ソース側のエクステンション領域
と、ドレイン側のエクステンション領域との間を、ゲー
ト電極7の場合よりも狭くすることができるので、細幅
状ゲート電極7'を有するMOSトランジスタと、ゲート
電極7を有するMOSトランジスタとで、しきい値電圧
及びソース・ドレイン電流を異ならせることができる。
In particular, a MOS having a narrow gate electrode 7 '.
In the transistor, the distance between the extension region on the source side and the extension region on the drain side can be made narrower than in the case of the gate electrode 7. Therefore, the MOS transistor having the narrow gate electrode 7 ′ and the gate electrode 7 The threshold voltage and the source / drain current can be made different from those of the MOS transistor having the above.

【0073】すなわち、ゲート電極7を細幅としてサイ
ドウォール11'の厚みを調整することによって、MOS
トランジスタごとの特性を調整することができ、しか
も、上記の方法により、同一半導体基板1上でサイドウ
ォール11'厚みの異なるMOSトランジスタを同時に形
成し、特性の異なるMOSトランジスタの同時形成を容
易に行なうことができる。
That is, by adjusting the thickness of the side wall 11 'by making the gate electrode 7 thin, the MOS
The characteristics of each transistor can be adjusted, and moreover, by the above method, the MOS transistors having different thicknesses of the sidewalls 11 'can be simultaneously formed on the same semiconductor substrate 1, and the MOS transistors having different characteristics can be easily formed simultaneously. be able to.

【0074】従って、CMOSトランジスタのように、
PチャンネルMOSトランジスタとNチャンネルMOS
トランジスタとを組み合わせて構成したMOSトランジ
スタなどの場合、PチャンネルMOSトランジスタと、
NチャンネルMOSトランジスタとで別々にサードウォ
ール厚みを調整することにより望ましい特性とすること
ができるので、その複合体であるCMOSトランジスタ
の特性を向上させることができる。
Therefore, like a CMOS transistor,
P-channel MOS transistor and N-channel MOS
In the case of a MOS transistor or the like configured by combining a transistor, a P-channel MOS transistor,
Since the desired characteristics can be obtained by adjusting the thickness of the third wall separately for the N-channel MOS transistor, the characteristics of the CMOS transistor which is a composite thereof can be improved.

【0075】[0075]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、導通体を
パターンニング形成した導通体カバーよりも細幅とした
ことによって、パターンニングにより形成可能な最小寸
法よりもさらに細幅とした導通体を形成できる。
According to the first aspect of the present invention, since the conductor is made narrower than the conductor cover formed by patterning, the conductor is made narrower than the minimum size that can be formed by patterning. Can form the body.

【0076】請求項2記載の発明によれば、導通体をM
OSトランジスタのゲート電極としたことによって、ゲ
ート電極をさらに細小化することができるので、同ゲー
ト電極を有するMOSトランジスタのソース・ドレイン
間隔をより小さくすることができ、同MOSトランジス
タのスイッチング反応速度をさらに向上させることがで
きる。
According to the invention of claim 2, the conductor is M
By using the gate electrode of the OS transistor, the gate electrode can be further miniaturized, so that the source-drain interval of the MOS transistor having the same gate electrode can be made smaller and the switching reaction speed of the MOS transistor can be reduced. It can be further improved.

【0077】請求項3記載の発明によれば、ゲート電極
の側面に下部を膨出状としたサイドウォールを形成した
ことによって、同サイドウォールを具備するMOSトラ
ンジスタのゲート電極をLDD構造とした場合に、LD
D構造のエクステンション領域を大きくすることができ
るので、ホットキャリアの抑制効果を向上させることが
でき、MOSトランジスタの特性を向上させることがで
きる。
According to the third aspect of the present invention, the sidewall having a bulged lower portion is formed on the side surface of the gate electrode, so that the gate electrode of the MOS transistor having the sidewall has the LDD structure. And LD
Since the extension region of the D structure can be enlarged, the effect of suppressing hot carriers can be improved and the characteristics of the MOS transistor can be improved.

【0078】請求項4記載の発明によれば、導通体カバ
ー膜をパターンニングして形成した導通体カバーをマス
クとして、異方性エッチングにより導通体形成膜をエッ
チングして導通体を形成した後、さらに、等方性エッチ
ングにより導通体側面をエッチングすることによって、
パターンニングにより形成可能な最小寸法よりもさらに
細幅とした導通体を形成できる。
According to the fourth aspect of the invention, the conductor forming film is etched by anisotropic etching using the conductor cover formed by patterning the conductor cover film as a mask to form the conductor. , Furthermore, by etching the conductor side surface by isotropic etching,
A conductor having a width narrower than the minimum size that can be formed by patterning can be formed.

【0079】請求項5記載の発明によれば、導通体をM
OSトランジスタのゲート電極とすることによって、ゲ
ート電極をさらに細小化することができるので、同ゲー
ト電極を有するMOSトランジスタのソース・ドレイン
間隔をより小さくすることができ、同MOSトランジス
タのスイッチング反応速度をさらに向上させることがで
きる。
According to the invention of claim 5, the conductor is M
By using the gate electrode of the OS transistor, the gate electrode can be further miniaturized, so that the source-drain interval of the MOS transistor having the gate electrode can be made smaller, and the switching reaction speed of the MOS transistor can be reduced. It can be further improved.

【0080】請求項6記載の発明によれば、等方性エッ
チングによりゲート電極側面をエッチングしてゲート電
極カバーの側縁に突出部を形成したことよって、突出部
の有り無し、さらには、突出部の突出量に応じてLDD
構造のサイドウォール厚みを調整することができる。こ
れにより、サイドウォール厚みの調整にともなって、サ
イドウォール厚みの異なるMOSトランジスタ間でしき
い値電圧やソース・ドレイン間電流などのMOSトラン
ジスタ特性を異ならせることができる。従って、例えば
CMOSトランジスタのように異なるMOSトランジス
タの複合体からなるトランジスタにおいて、それぞれの
MOSトランジスタごとにサイドウォール厚みを調整し
て特性調整を行なうことにより、その複合体であるCM
OSトランジスタの特性を向上させることができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the side surface of the gate electrode is etched by isotropic etching to form the protruding portion on the side edge of the gate electrode cover. LDD according to the amount of protrusion
The sidewall thickness of the structure can be adjusted. As a result, the MOS transistor characteristics such as the threshold voltage and the source / drain current can be made different between the MOS transistors having different side wall thicknesses by adjusting the side wall thicknesses. Therefore, in a transistor formed of a composite of different MOS transistors such as a CMOS transistor, by adjusting the characteristics of the sidewall by adjusting the sidewall thickness, the composite CM can be obtained.
The characteristics of the OS transistor can be improved.

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

【図1】本発明に係る半導体装置に形成したMOSトラ
ンジスタのゲート電極形成工程を説明する説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a step of forming a gate electrode of a MOS transistor formed in a semiconductor device according to the present invention.

【図2】本発明に係る半導体装置に形成したMOSトラ
ンジスタのゲート電極形成工程を説明する説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a step of forming a gate electrode of a MOS transistor formed in a semiconductor device according to the present invention.

【図3】本発明に係る半導体装置に形成したMOSトラ
ンジスタのゲート電極形成工程を説明する説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a step of forming a gate electrode of a MOS transistor formed in the semiconductor device according to the present invention.

【図4】本発明に係る半導体装置に形成したMOSトラ
ンジスタのゲート電極形成工程を説明する説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a step of forming a gate electrode of a MOS transistor formed in the semiconductor device according to the present invention.

【図5】本発明に係る半導体装置に形成したMOSトラ
ンジスタのゲート電極形成工程を説明する説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a step of forming a gate electrode of a MOS transistor formed in the semiconductor device according to the present invention.

【図6】本発明に係る半導体装置に形成したMOSトラ
ンジスタのゲート電極形成工程を説明する説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a step of forming a gate electrode of a MOS transistor formed in the semiconductor device according to the present invention.

【図7】本発明に係る半導体装置に形成したMOSトラ
ンジスタのゲート電極形成工程を説明する説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a step of forming a gate electrode of a MOS transistor formed in the semiconductor device according to the present invention.

【図8】本発明に係る半導体装置に形成したMOSトラ
ンジスタのゲート電極形成工程を説明する説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a step of forming a gate electrode of a MOS transistor formed in the semiconductor device according to the present invention.

【図9】本発明に係る半導体装置に形成したMOSトラ
ンジスタのゲート電極形成工程を説明する説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a step of forming a gate electrode of a MOS transistor formed in the semiconductor device according to the present invention.

【図10】ゲート電極部分を細幅としたMOSトランジ
スタにおけるLDD構造のゲート電極近傍の構造説明図
である。
FIG. 10 is a structural explanatory diagram in the vicinity of a gate electrode of an LDD structure in a MOS transistor having a narrow gate electrode portion.

【図11】ゲート電極部分を細幅としないMOSトラン
ジスタにおけるLDD構造のゲート電極近傍の構造説明
図である。
FIG. 11 is a structural explanatory view in the vicinity of a gate electrode of an LDD structure in a MOS transistor in which a gate electrode portion is not narrow.

【図12】従来のMOSトランジスタのゲート電極形成
方法を説明する説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a conventional method of forming a gate electrode of a MOS transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 ゲート酸化膜 3 ポリシリコン膜 4 タングステンシリサイド膜 5 ゲート電極カバー膜 5' ゲート電極カバー 6 レジスト 6' レジストマスク 7 ゲート電極 7' 細幅状ゲート電極 8 カバー用レジスト 9 突出部 10 エクステンション領域 11 サイドウォール膜 11' サイドウォール 12 膨出部 13 太幅部 14 コンタクト領域 1 Semiconductor substrate 2 Gate oxide film 3 Polysilicon film 4 Tungsten silicide film 5 Gate electrode cover film 5'gate electrode cover 6 resist 6'resist mask 7 Gate electrode 7'narrow gate electrode 8 Cover resist 9 Projection 10 Extension area 11 Sidewall film 11 'sidewall 12 Bulging part 13 Wide part 14 Contact area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M104 AA01 BB01 BB40 CC05 DD43 DD64 DD65 DD66 DD67 DD91 EE03 EE05 EE09 EE16 EE17 FF14 GG09 HH14 5F048 AA01 AA08 AC01 AC03 BB03 BB05 BB08 BB12 BB15 BC06 DA25 DA27 5F140 AA00 AA01 AA23 AA39 AB03 BA01 BF01 BF04 BF11 BF18 BG08 BG12 BG14 BG20 BG22 BG28 BG38 BG45 BG49 BG52 BG53 BH15 BK01 CE13    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 4M104 AA01 BB01 BB40 CC05 DD43                       DD64 DD65 DD66 DD67 DD91                       EE03 EE05 EE09 EE16 EE17                       FF14 GG09 HH14                 5F048 AA01 AA08 AC01 AC03 BB03                       BB05 BB08 BB12 BB15 BC06                       DA25 DA27                 5F140 AA00 AA01 AA23 AA39 AB03                       BA01 BF01 BF04 BF11 BF18                       BG08 BG12 BG14 BG20 BG22                       BG28 BG38 BG45 BG49 BG52                       BG53 BH15 BK01 CE13

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に成膜した通電性を有する
導通体形成膜の上面に導通体カバー膜を成膜し、同導通
体カバー膜をパターンニングして形成した導通体カバー
をマスクとして導通体形成膜をエッチングすることによ
り導通体を形成した半導体装置であって、 導通体は、パターンニング形成した導通体カバーよりも
細幅としていることを特徴とする半導体装置。
1. A conductor cover film is formed on an upper surface of an electrically conductive conductor forming film formed on a semiconductor substrate, and the conductor cover film is patterned to form a conductor cover as a mask. A semiconductor device having a conductor formed by etching a conductor forming film, wherein the conductor has a width narrower than that of a conductor cover formed by patterning.
【請求項2】 導通体は、MOSトランジスタのゲート
電極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 conductor is a gate electrode of a MOS transistor.
【請求項3】 ゲート電極の側面には、下部を膨出状と
したサイドウォールを形成したことを特徴とする請求項
2記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein a sidewall having a bulged lower portion is formed on a side surface of the gate electrode.
【請求項4】 半導体基板上に成膜した通電性を有する
導通体形成膜の上面に導通体カバー膜を成膜し、同導通
体カバー膜をパターンニングして導通体カバーを形成
し、同導通体カバーをマスクとして異方性エッチングに
より導通体形成膜をエッチングして導通体を形成した
後、さらに、等方性エッチングにより導通体側面をエッ
チングすることにより、導通体を導通体カバーよりも細
幅としていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. A conductor cover film is formed on an upper surface of a conductor forming film having electrical conductivity formed on a semiconductor substrate, and the conductor cover film is patterned to form a conductor cover. After the conductor forming film is formed by etching the conductor forming film by anisotropic etching using the conductor cover as a mask, the conductor side surface is further etched by isotropic etching, so that the conductor is made more conductive than the conductor cover. A method of manufacturing a semiconductor device having a narrow width.
【請求項5】 導通体は、MOSトランジスタのゲート
電極であることを特徴とする請求項4記載の半導体装置
の製造方法。
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the conductor is a gate electrode of a MOS transistor.
【請求項6】 MOSトランジスタを有する半導体装置
の製造方法であって、 半導体基板上に成膜したゲート電極形成膜の上面にゲー
ト電極カバー膜を成膜し、同ゲート電極カバー膜をパタ
ーンニングしてゲート電極カバーを形成し、同ゲート電
極カバーをマスクとして異方性エッチングによりゲート
電極形成膜をエッチングしてMOSトランジスタのゲー
ト電極を形成した後、さらに、等方性エッチングにより
ゲート電極側面をエッチングしてゲート電極カバーの側
縁に突出部を形成し、その後、MOSトランジスタのソ
ース領域及びドレイン領域に不純物を注入した後に半導
体基板上面にサイドウォール膜を成膜し、異方性エッチ
ングによってゲート電極カバーをサイドウォール膜から
露出させるまでエッチングすることによりサイドウォー
ルを形成した後、前記ソース領域及び前記ドレイン領域
に不純物を先の不純物よりも深く注入してLDD(Ligh
t Doped Drain)構造を形成することを特徴とする半導
体装置の製造方法。
6. A method of manufacturing a semiconductor device having a MOS transistor, comprising: forming a gate electrode cover film on an upper surface of a gate electrode forming film formed on a semiconductor substrate; and patterning the gate electrode cover film. To form a gate electrode cover, the gate electrode cover is used as a mask to etch the gate electrode forming film by anisotropic etching to form the gate electrode of the MOS transistor, and then the side surface of the gate electrode is further etched by isotropic etching. Then, a protrusion is formed on the side edge of the gate electrode cover, and then a sidewall film is formed on the upper surface of the semiconductor substrate after implanting impurities into the source region and the drain region of the MOS transistor, and the gate electrode is formed by anisotropic etching. By etching the cover until it is exposed from the sidewall film, After forming the Lumpur, the source region and impurities are implanted deeper than the previous impurities LDD to the drain region (Ligh
t Doped Drain) structure is formed.
JP2002020763A 2002-01-29 2002-01-29 Semiconductor device and its manufacturing method Abandoned JP2003224264A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002020763A JP2003224264A (en) 2002-01-29 2002-01-29 Semiconductor device and its manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002020763A JP2003224264A (en) 2002-01-29 2002-01-29 Semiconductor device and its manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003224264A true JP2003224264A (en) 2003-08-08

Family

ID=27744172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002020763A Abandoned JP2003224264A (en) 2002-01-29 2002-01-29 Semiconductor device and its manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003224264A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005021267A1 (en) * 2003-08-28 2005-03-10 Sony Corporation Liquid discharge head, liquid discharge device, and method for manufacturing liquid discharge head
JP2007294836A (en) * 2006-03-27 2007-11-08 Yamaha Corp Manufacturing method of insulating gate field effect transistor
JP2008541446A (en) * 2005-05-11 2008-11-20 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド Manufacturing method of SOI device
US20170213830A1 (en) * 2013-05-23 2017-07-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Tuning Tensile Strain on FinFET

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005021267A1 (en) * 2003-08-28 2005-03-10 Sony Corporation Liquid discharge head, liquid discharge device, and method for manufacturing liquid discharge head
JP2005067163A (en) * 2003-08-28 2005-03-17 Sony Corp Liquid ejection head, liquid ejector, and process for manufacturing liquid ejection head
JP2008541446A (en) * 2005-05-11 2008-11-20 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド Manufacturing method of SOI device
JP2007294836A (en) * 2006-03-27 2007-11-08 Yamaha Corp Manufacturing method of insulating gate field effect transistor
JP4725451B2 (en) * 2006-03-27 2011-07-13 ヤマハ株式会社 Insulated gate field effect transistor manufacturing method
US20170213830A1 (en) * 2013-05-23 2017-07-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Tuning Tensile Strain on FinFET
US10453842B2 (en) * 2013-05-23 2019-10-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Tuning tensile strain on FinFET
US11075201B2 (en) 2013-05-23 2021-07-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Tuning tensile strain on FinFET

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110062512A1 (en) Nonplanar device with thinned lower body portion and method of fabrication
US20050127459A1 (en) Novel gate structure and method of forming the gate dielectric with mini-spacer
US6951783B2 (en) Confined spacers for double gate transistor semiconductor fabrication process
JP2004235231A (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP2847490B2 (en) Method for manufacturing transistor
JP2007036116A (en) Semiconductor device manufacturing method
CN109830438B (en) Semiconductor device and method of forming the same
JP2007096060A (en) Semiconductor and its manufacturing method
TW202139263A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2003224264A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JPH11191622A (en) Fabrication of semiconductor device
JP2001284445A (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor
US6255182B1 (en) Method of forming a gate structure of a transistor by means of scalable spacer technology
KR100343471B1 (en) Method for fabricating a semiconductor
KR100477535B1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
KR100596802B1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
KR100629691B1 (en) Method for fabricating semiconductor device
JP2003209249A (en) Method of manufacturing short channel transistor of semiconductor device
JP2000077659A (en) Semiconductor element
KR100314151B1 (en) A method for forming a transistor of semiconductor device
CN106257648B (en) Method for forming semiconductor device
KR100960932B1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
JP2004228231A (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2003332567A (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR100485933B1 (en) Method for manufacturing nano-gate semiconductor

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20040817

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041019

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060630

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060704

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20060901