JP2005101652A - Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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匡宏 吉田
Shunichi Tokifuji
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device equipped with FET having high hot carrier resistance. <P>SOLUTION: A semiconductor device 100 is provided with a silicon substrate 102 and a MOSFET 110 formed in the substrate 102. In the device 100, sidewalls 122 for a SAC, which is constituted of a silicon nitride film, are respectively formed on the side parts of a gate electrode 116 of the MOSFET 110 and a diffusion inhibition film 126 to inhibit hydrogen or nitrogen contained in the sidewalls 122 from diffusing to the side of the substrate 102 is formed between the sidewalls 122 and the substrate 102. Accordingly, in the device 100, the diffusion of the hydrogen or the nitrogen to the side of the substrate 102 is suppressed or prevented by the film 126, generation of a trap-interfacial level under the sidewalls 122 is suppressed, and the hot carrier resistance of the MOSFET 110 is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は,半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device.

LSI(Large Scale Integrated Circuit)中に形成されるMOSFET(Metal−Oxide Semiconductor Feild−Effect−Transistor)は,微細加工技術の進展に伴い,小型化の一途を辿っている。特に,DRAM(Dinamic Random Access Memory)のメモリセルに適用されるMOSFETのサイズは,世代ごとに40%ずつ縮小している。一方で,MOSFETではゲート電極とコンタクトホールとの間にアライメントの余裕をとる必要がある。この結果,現在では,コンタクトホールの孔径と,ゲート電極とコンタクトホールとの間のアライメント余裕とを,適度に確保することが極めて難しくなってきている。   MOSFETs (Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect-Transistors) formed in LSIs (Large Scale Integrated Circuits) are being miniaturized with the progress of microfabrication technology. In particular, the size of a MOSFET applied to a DRAM (Dynamic Random Access Memory) memory cell is reduced by 40% for each generation. On the other hand, in the MOSFET, it is necessary to provide an alignment margin between the gate electrode and the contact hole. As a result, at present, it has become extremely difficult to appropriately secure the hole diameter of the contact hole and the alignment margin between the gate electrode and the contact hole.

従来,かかる問題の解決策として,SAC(Self Aligined Contact)技術が提案されている。SAC技術にはゲート電極とコンタクトホールとの間のアライメントの余裕が不要であるため,現在ではSAC技術を用いたMOSFETが主流となっている。
なお,以上の事情については,例えば”K.P.Lee他著「A Process Technology for 1 Giga−Bit DRAM」,IEDM Tech.Dig.,pp907−910,1995”に記載されている。
Conventionally, SAC (Self-Aligned Contact) technology has been proposed as a solution to such a problem. Since the SAC technology does not require an alignment margin between the gate electrode and the contact hole, MOSFETs using the SAC technology are mainly used at present.
Regarding the above circumstances, for example, “K. P. Lee et al.,“ A Process Technology for 1 Giga-Bit DRAM ”, IEDM Tech. Dig. , Pp907-910, 1995 ".

従来,SACのプロセスとしては,酸化シリコンと窒化シリコンとの高いエッチング選択比を利用するSiN−SW方式が一般化している。ここで,SiN−SW方式とは,窒化シリコンから構成されるサイドウォール(SW)でゲート電極を覆い,当該サイドウォールをエッチングストッパ膜としてコンタクトホールを形成する方式である。   Conventionally, as a SAC process, a SiN-SW method using a high etching selectivity between silicon oxide and silicon nitride has been generalized. Here, the SiN-SW method is a method in which a gate electrode is covered with a sidewall (SW) made of silicon nitride, and a contact hole is formed using the sidewall as an etching stopper film.

以下,図23を参照しながら,従来のSiN−SW方式のSACプロセスについて説明する。なお,図23には,SiN−SW方式のSAC技術を用いて製造される従来のMOSFET800の断面構造を概略的に示す。   Hereinafter, a conventional SiN-SW SAC process will be described with reference to FIG. FIG. 23 schematically shows a cross-sectional structure of a conventional MOSFET 800 manufactured using SiN-SW SAC technology.

MOSFET800の製造方法では,シリコン基板802上にゲート酸化膜824とゲート電極816とを順次形成する。ここで,ゲート酸化膜824は,シリコン基板802表面全体に略均一な膜厚で形成される。次に,ゲート電極816上に窒化シリコンから構成されるキャップ膜820を形成する。次に,ゲート電極816側部のゲート酸化膜824上に窒化シリコンから構成されるサイドウォール822を形成する。サイドウォール822は,約720℃程度の温度条件のLP−CVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)とRIE(Reactive Ion Etching)のエッチバックとにより形成される。結果として,窒化シリコンから構成されるサイドウォール822およびキャップ膜820によって,ゲート電極816が完全に覆われる。   In the method for manufacturing MOSFET 800, a gate oxide film 824 and a gate electrode 816 are sequentially formed on a silicon substrate 802. Here, the gate oxide film 824 is formed with a substantially uniform film thickness on the entire surface of the silicon substrate 802. Next, a cap film 820 made of silicon nitride is formed on the gate electrode 816. Next, a sidewall 822 made of silicon nitride is formed on the gate oxide film 824 on the side of the gate electrode 816. The sidewalls 822 are formed by LP-CVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) under a temperature condition of about 720 ° C. and RIE (Reactive Ion Etching) etch back. As a result, the gate electrode 816 is completely covered by the sidewall 822 and the cap film 820 made of silicon nitride.

しかしながら,上記従来のMOSFET800は,酸化シリコンから構成されるサイドウォールを有するコンベンショナルなMOSFETと比較して,ホットキャリア信頼性が低い。   However, the conventional MOSFET 800 has lower hot carrier reliability than a conventional MOSFET having a sidewall made of silicon oxide.

ホットキャリアレス試験を行うと,コンベンショナルなMOSFETの場合では,ストレス初期において,大きくMOSFETの特性(IDs.GM)が劣化する。かかる事情については,例えば”Y.Sambonsugi他著「Hot−Carrier Degradiation Mechanism and Promising Device Design of nMOSFETs with Nitride Sidewall Spacer」,IRPS,pp184−188,1998”に記載されている。   When the hot carrierless test is performed, in the case of a conventional MOSFET, the characteristics (IDs.GM) of the MOSFET are greatly deteriorated in the initial stage of stress. Such a circumstance is described in, for example, “Y-Sambongi et al.,“ Hot-Carrier Degradation Mechanism and Providing Device Design of nMOSFETs with Nitride Sidespace ”, 18:18, p.

また,MOSFETの近傍に窒化シリコン膜が存在する場合,ゲート電圧がソース/ドレイン間電圧の1/2より低いストレス条件において,MOSFETの特性の劣化が大きくなる。かかる事情については,例えば”S.Tokitoh他著「Enhancement of Hot−Carrier Induced Degradiation under Low Gate Voltage Stress due to Hydrogen for NMOSFETs with SiN Films」,IRPS,pp307−311,1997”に記載されている。   Further, when a silicon nitride film is present in the vicinity of the MOSFET, the characteristics of the MOSFET are greatly deteriorated under a stress condition in which the gate voltage is lower than 1/2 of the source / drain voltage. This situation is described in, for example, “S. Tokyoh et al.,“ Enhancement of Hot-Carrier Induced Degradation under Low Gate Voltage Stress due to Hydrogen for NMOSFETs p. 3 ”.

この原因としては,ゲート電極を窒化シリコンで覆った構造ではサイドウォール下領域のホットキャリア耐性がゲート電極下領域のそれと比べ極めて低くなっていることが考えられる。ホットキャリア耐性の低いサイドウォール下にドレイン近傍で発生するホットキャリアの一部が注入されると,ストレス印加時にMOSFETの特性が大きく劣化するのである。   This may be because the hot carrier resistance in the region under the sidewall is extremely lower than that in the region under the gate electrode in the structure in which the gate electrode is covered with silicon nitride. If some of the hot carriers generated near the drain are injected under the sidewall having low hot carrier resistance, the characteristics of the MOSFET are greatly deteriorated when stress is applied.

また,ゲート電極下のゲート酸化膜も,ソース領域/ドレイン領域を活性化するためのアニールによるサイドウォール中の水素の拡散によって,界面順位が発生し易い状態となっている。結果として,ゲート酸化膜近傍にトラップが発生し,MOSFETの特性が大きく劣化する可能性がある。   Further, the gate oxide film under the gate electrode is also in a state where the interface order is likely to be generated due to the diffusion of hydrogen in the sidewall by annealing for activating the source region / drain region. As a result, traps are generated in the vicinity of the gate oxide film, and the characteristics of the MOSFET may be greatly deteriorated.

以上説明したように,上記従来のMOSFETでは,ホットキャリア対策が不十分な構成でゲート電極を窒化シリコンで覆う構造の採用によりホットキャリア耐性が低くなり,MOSFETの特性の劣化が起こり易くなっている。
本発明は,従来の半導体装置および半導体装置の製造方法が有する上記その他の問題点に鑑みてなされたものである。
As described above, the conventional MOSFET has a structure in which the gate electrode is covered with silicon nitride with a configuration in which countermeasures against hot carriers are insufficient, so that the resistance to hot carriers is lowered and the characteristics of the MOSFET are easily deteriorated. .
The present invention has been made in view of the above-described other problems of conventional semiconductor devices and semiconductor device manufacturing methods.

上記課題を解決するために,本願にかかる発明は,半導体基板と半導体基板上に形成されるFETとを備える半導体装置において,以下の構成を採用する。
FETのゲート電極側部に形成され窒素とシリコンとを組成中に主として含むSACのためのサイドウォールと,サイドウォールと半導体基板との間に形成されサイドウォールに含まれる元素の半導体基板側への拡散を抑止する拡散抑止膜と,を備える構成を採用する。
In order to solve the above problems, the invention according to the present application employs the following configuration in a semiconductor device including a semiconductor substrate and an FET formed on the semiconductor substrate.
A side wall for SAC formed mainly on the gate electrode side of the FET and mainly containing nitrogen and silicon in the composition, and an element formed between the side wall and the semiconductor substrate and contained in the side wall toward the semiconductor substrate side A configuration including a diffusion suppression film that suppresses diffusion is employed.

ここで,拡散抑止膜の膜厚は元素の拡散が拡散抑止膜と半導体基板との境界部付近まで達しない程度の大きさに設定される構成を採用することができる。さらに,拡散抑止膜はCVDにより形成される構成を採用することができる。さらにまた,拡散抑止膜は半導体基板表面の熱酸化により形成される構成を採用することができる。さらに,ゲート電極側面に熱酸化により形成される酸化壁を備える構成を採用することができる。さらにまた,拡散抑止膜は酸化シリコン膜である構成を採用することができる。さらに,元素には水素が含まれる構成を採用することができる。さらにまた,元素には窒素が含まれる構成を採用することができる。   Here, it is possible to adopt a configuration in which the film thickness of the diffusion suppression film is set to such a size that the diffusion of the element does not reach the vicinity of the boundary between the diffusion suppression film and the semiconductor substrate. Furthermore, a structure formed by CVD can be employed as the diffusion suppression film. Furthermore, the diffusion prevention film can be configured to be formed by thermal oxidation of the semiconductor substrate surface. Furthermore, a configuration including an oxidation wall formed by thermal oxidation on the side surface of the gate electrode can be employed. Furthermore, a configuration in which the diffusion suppression film is a silicon oxide film can be employed. Further, a configuration in which hydrogen is contained in the element can be employed. Furthermore, a configuration in which nitrogen is contained in the element can be employed.

FETのゲート電極側部に形成され窒素とシリコンとを組成中に主として含み850℃以上のLP−CVDにより形成されるSACのためのサイドウォールを備える構成を採用する。   A configuration is adopted that includes a sidewall for SAC formed on the side of the gate electrode of the FET and mainly containing nitrogen and silicon in the composition and formed by LP-CVD at 850 ° C. or higher.

さらに,FETのゲート電極側部に形成され窒素とシリコンとを組成中に主として含むSACのためのサイドウォールを備え,サイドウォールは,2以上の層から構成されその最下層が850℃以上のLP−CVDにより形成される構成を採用する。   In addition, a sidewall for SAC formed mainly on the gate electrode side of the FET and containing mainly nitrogen and silicon in the composition is provided. The sidewall is composed of two or more layers, and the lowermost layer is an LP having an upper layer of 850 ° C. or more. -The structure formed by CVD is adopted.

さらにまた,FETはLDD構造のものであり,FETのLDD部は相互に注入エネルギが異なる2度以上のイオン注入により形成される構成を採用する。   Furthermore, the FET has an LDD structure, and the LDD portion of the FET adopts a structure formed by ion implantation of two or more times with different implantation energies.

また,上記課題を解決するために,本願にかかる発明は,半導体基板と半導体基板上に形成されるFETとを備える半導体装置の製造方法において,以下の構成を採用する。   In order to solve the above problems, the invention according to the present application employs the following configuration in a method of manufacturing a semiconductor device including a semiconductor substrate and an FET formed on the semiconductor substrate.

窒素とシリコンとを組成中に主として含むSACのためのサイドウォールをFETのゲート電極側部に形成するサイドウォール形成工程と,サイドウォール形成工程の前に行われサイドウォールに含まれる元素の半導体基板側への拡散を抑止する拡散抑止膜をサイドウォールの形成予定部分に形成する拡散抑止膜形成工程と,を含む構成を採用する。ここで,拡散抑止膜はCVDにより形成される構成を採用することができる。さらに,拡散抑止膜は半導体基板表面の熱酸化により形成される構成を採用することができる。   Side wall forming step for forming side wall for SAC mainly including nitrogen and silicon in composition on side of gate electrode of FET, and semiconductor substrate of element contained in side wall before the side wall forming step And a diffusion suppression film forming step of forming a diffusion suppression film for suppressing side diffusion at a portion where the sidewall is to be formed. Here, the structure formed by CVD can be employ | adopted for a diffusion suppression film | membrane. Further, the diffusion suppressing film can be formed by thermal oxidation of the semiconductor substrate surface.

また,窒素とシリコンとを組成中に主として含むSACのためのサイドウォールをFETのゲート電極側部に形成するサイドウォール形成工程と,サイドウォール形成工程の後に行われサイドウォールに含まれる元素の半導体基板側への拡散を抑止する拡散抑止膜をサイドウォールと半導体基板との間に形成する拡散抑止膜形成工程と,を含む構成を採用する。ここで,拡散抑止膜は半導体基板表面の熱酸化により形成される構成を採用することができる。   Further, a side wall forming step for forming a side wall for SAC mainly containing nitrogen and silicon in the composition on the side of the gate electrode of the FET, and a semiconductor of an element contained in the side wall after the side wall forming step A structure including a diffusion suppression film forming step of forming a diffusion suppression film for suppressing diffusion to the substrate side between the sidewall and the semiconductor substrate is adopted. Here, a structure formed by thermal oxidation of the surface of the semiconductor substrate can be adopted as the diffusion suppression film.

また,窒素とシリコンとを組成中に主として含むSACのためのサイドウォールをFETのゲート電極側部に形成するサイドウォール形成工程と,FETとサイドウォールとを被覆しBPSGから構成される層間絶縁膜を半導体基板上に形成する層間絶縁膜形成工程と,層間絶縁膜が形成されたウェハを熱処理することによりサイドウォールに含まれる元素の半導体基板側への拡散を抑止する拡散抑止膜をサイドウォールと半導体基板との間に形成する拡散抑止膜形成工程と,を含む構成を採用する。   Further, a sidewall forming step for forming a sidewall for SAC mainly containing nitrogen and silicon in the composition on the side of the gate electrode of the FET, and an interlayer insulating film made of BPSG covering the FET and the sidewall Forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate, and forming a diffusion inhibiting film for suppressing diffusion of elements contained in the sidewall into the semiconductor substrate side by heat-treating the wafer on which the interlayer insulating film is formed. And a diffusion suppression film forming step formed between the semiconductor substrate and the semiconductor substrate.

なお,以上の構成では,サイドウォール形成工程の前に,半導体基板上に少なくともサイドウォールの形成予定部分とゲート電極の形成予定部分とを被覆するゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程と,ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成するゲート電極形成工程と,を含み,拡散抑止膜はサイドウォールの形成予定部分を被覆するゲート絶縁膜を厚膜化することにより形成される構成を採用することができる。   In the above configuration, before the sidewall forming step, a gate insulating film forming step for forming a gate insulating film covering at least a portion where the sidewall is to be formed and a portion where the gate electrode is to be formed on the semiconductor substrate; A gate electrode forming step of forming a gate electrode on the gate insulating film, and adopting a configuration in which the diffusion suppression film is formed by increasing the thickness of the gate insulating film covering the portion where the sidewall is to be formed Can do.

また,窒素とシリコンとを組成中に主として含むSACのためのサイドウォールをFETのゲート電極側部に形成するサイドウォール形成工程と,サイドウォールに含まれる元素が半導体基板表面に拡散した場合に半導体基板表面を熱酸化する熱酸化工程と,を含む構成を採用する。   Further, a side wall forming step for forming a side wall for SAC mainly containing nitrogen and silicon in the composition on the side of the gate electrode of the FET, and when an element contained in the side wall diffuses on the surface of the semiconductor substrate, the semiconductor And a thermal oxidation process that thermally oxidizes the substrate surface.

さらに,半導体基板表面にゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程と,ゲート絶縁膜上にFETのゲート電極を形成するゲート電極形成工程と,窒素とシリコンとを組成中に主として含むSACのためのサイドウォールをFETのゲート電極側部に形成するサイドウォール形成工程と,サイドウォールに含まれる元素がゲート酸化膜を介して半導体基板表面に拡散した場合にゲート絶縁膜と半導体基板とを熱酸化する熱酸化工程と,を含む構成を採用する。   Furthermore, for the gate insulating film forming step for forming the gate insulating film on the surface of the semiconductor substrate, the gate electrode forming step for forming the gate electrode of the FET on the gate insulating film, and the SAC mainly containing nitrogen and silicon in the composition. Forming a sidewall on the side of the gate electrode of the FET, and thermally oxidizing the gate insulating film and the semiconductor substrate when elements contained in the sidewall diffuse to the semiconductor substrate surface through the gate oxide film And a thermal oxidation process.

以上の構成では,元素には水素が含まれる構成を採用することができる。さらに,元素には窒素が含まれる構成を採用することができる。   In the above configuration, a configuration in which hydrogen is included in the element can be employed. Furthermore, a configuration in which nitrogen is contained in the element can be employed.

850℃以上のLP−CVDにより窒素とシリコンとを組成中に主として含みFETのゲート電極上面および側面を被覆する膜を形成する工程と,RIEにより当該膜をエッチバックすることにより窒化シリコンから構成されるSACのためのサイドウォールをゲート電極側部に形成するサイドウォール形成工程と,を含む構成を採用する。   It is composed of silicon nitride by forming a film mainly containing nitrogen and silicon in the composition by LP-CVD at 850 ° C. or higher and covering the top and side surfaces of the gate electrode of the FET, and etching back the film by RIE. And a sidewall forming step of forming a sidewall for SAC on the side of the gate electrode.

さらに,850℃以上のLP−CVDにより窒素とシリコンとを主として含みFETのゲート電極上面および側面を被覆する第1の膜を形成する工程と,第1の膜上に窒素とシリコンとを主として含む第2の膜を形成する工程と,RIEにより第1および第2の膜をエッチバックすることにより窒素とシリコンとを主として含むSACのためのサイドウォールをゲート電極側部に形成する工程と,を含む構成を採用する。   Furthermore, a step of forming a first film mainly containing nitrogen and silicon by LP-CVD at 850 ° C. or higher and covering the upper surface and side surfaces of the gate electrode of the FET, and mainly containing nitrogen and silicon on the first film A step of forming a second film, and a step of forming a sidewall for SAC mainly containing nitrogen and silicon on the side of the gate electrode by etching back the first and second films by RIE. Adopt a configuration that includes.

さらにまた,FETがLDD構造のものであり,FETのLDD部は相互に注入エネルギが異なる2以上のイオン注入により形成される構成を採用する。   Furthermore, the FET has an LDD structure, and the LDD portion of the FET adopts a configuration formed by two or more ion implantations having different implantation energies.

以上の構成を有する本願にかかる発明は,次記第1〜第4の観点の少なくともいずれかにより,半導体基板表面付近でのトラップないし界面準位の発生を抑制し,FETのホットキャリア耐性を向上させることができる。
第1の観点:サイドウォールと半導体基板との間にサイドウォールから半導体基板側への元素(例えば水素や窒素等)の拡散を抑止する拡散抑止膜を形成する。
第2の観点:熱酸化により,水素や窒素が拡散している可能性がある半導体基板表面付近を酸化する。
(3)第3の観点:サイドウォールの材料を高温雰囲気下で成膜することにより,サイドウォールから放出される水素の量,少なくともサイドウォールから半導体基板側に放出される水素の量を低減する。
(4)第4の観点:注入エネルギが相互に異なる複数回のイオン注入でLDD部を形成することにより,ホットキャリアの発生位置を半導体基板の深部に移動させる。
The invention according to the present invention having the above-described configuration improves the hot carrier resistance of the FET by suppressing the generation of traps or interface states near the surface of the semiconductor substrate by at least one of the following first to fourth aspects. Can be made.
First aspect: A diffusion suppression film that suppresses diffusion of an element (for example, hydrogen or nitrogen) from the sidewall to the semiconductor substrate is formed between the sidewall and the semiconductor substrate.
Second viewpoint: The vicinity of the surface of the semiconductor substrate where hydrogen or nitrogen may be diffused is oxidized by thermal oxidation.
(3) Third aspect: By forming the sidewall material in a high temperature atmosphere, the amount of hydrogen released from the sidewall, at least the amount of hydrogen released from the sidewall to the semiconductor substrate side is reduced. .
(4) Fourth aspect: The hot carrier generation position is moved to the deep part of the semiconductor substrate by forming the LDD part by multiple ion implantations with different implantation energies.

なお,後述の各実施形態では,主に,FETとしてLDD構造を有するMOSFETを例示し,半導体基板としてシリコン基板を例示し,ゲート絶縁膜として酸化シリコンから構成されるものを例示し,拡散抑止膜として酸化シリコンから構成されるものを例示し,ゲート電極として所定不純物がドープされたポリシリコンから構成されるものを例示し,サイドウォールとして窒化シリコンから構成されるものを例示する。   In each of the embodiments described later, a MOSFET having an LDD structure is mainly exemplified as an FET, a silicon substrate is exemplified as a semiconductor substrate, and a gate insulating film made of silicon oxide is exemplified as a diffusion suppression film. As an example, the gate electrode is composed of polysilicon doped with a predetermined impurity, and the sidewall is composed of silicon nitride.

本発明によれば,ホットキャリア耐性が高いMOSFETを備える半導体装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a semiconductor device provided with MOSFET with high hot carrier tolerance can be provided.

以下に添付図面を参照しながら,本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお,本明細書及び図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

(第1実施形態)
図1〜図3を参照しながら,第1実施形態について説明する。ここで,図1は,本実施形態にかかる半導体装置100の要部構成を説明するための概略的な断面図である。図2は,本実施形態にかかる半導体装置の製造方法150を説明するための概略的な流れ図である。図3は,図2による説明を補足するための概略的な断面図である。
(First embodiment)
The first embodiment will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a main configuration of the semiconductor device 100 according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic flowchart for explaining the semiconductor device manufacturing method 150 according to the present embodiment. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for supplementing the explanation of FIG.

本実施形態では,サイドウォールに含まれる水素や窒素のシリコン基板への拡散を拡散防止膜によって抑制ないし防止する。
図1に示すように,半導体装置100は,シリコン基板102と層間絶縁膜104とMOSFET110とを備えている。半導体装置100において,MOSFET110は,シリコン基板102上に形成される。層間絶縁膜104は,シリコン基板102上に積層され,MOSFET110を被覆する。なお,層間絶縁膜104は,所定の絶縁材料,例えば酸化シリコンから構成される。
In this embodiment, diffusion of hydrogen or nitrogen contained in the sidewall into the silicon substrate is suppressed or prevented by the diffusion prevention film.
As shown in FIG. 1, the semiconductor device 100 includes a silicon substrate 102, an interlayer insulating film 104, and a MOSFET 110. In the semiconductor device 100, the MOSFET 110 is formed on the silicon substrate 102. The interlayer insulating film 104 is laminated on the silicon substrate 102 and covers the MOSFET 110. The interlayer insulating film 104 is made of a predetermined insulating material such as silicon oxide.

MOSFET110は,ソース領域112とドレイン領域114とゲート電極116とチャネル領域118とを備えている。ここで,ソース領域112はLDD部112aを備えており,ドレイン領域114はLDD部114aを備えている。MOSFET110において,ソース領域112とドレイン領域114とチャネル領域118とはシリコン基板102に含まれる。ゲート電極116はシリコン基板102上に設けられる。ソース領域112とドレイン領域114とは,ゲート電極116の相互に対向する2辺の近傍に形成される。チャネル領域118は,ゲート電極116下,すなわちソース領域112とドレイン領域114との間に形成される。   The MOSFET 110 includes a source region 112, a drain region 114, a gate electrode 116, and a channel region 118. Here, the source region 112 includes an LDD portion 112a, and the drain region 114 includes an LDD portion 114a. In the MOSFET 110, the source region 112, the drain region 114, and the channel region 118 are included in the silicon substrate 102. The gate electrode 116 is provided on the silicon substrate 102. The source region 112 and the drain region 114 are formed in the vicinity of two sides of the gate electrode 116 facing each other. The channel region 118 is formed under the gate electrode 116, that is, between the source region 112 and the drain region 114.

ソース領域112とドレイン領域114とは,所定の導電性半導体,例えば所定不純物がドープされたシリコンから構成され,相互に同一の導電性を有する。ゲート電極116は,所定の導電材料,例えば所定不純物がドープされたポリシリコンから構成される。チャネル領域118は,所定の導電性半導体,例えば所定不純物がドープされたシリコンから構成される。なお,MOSFET110がエンハンストメント形の場合,チャネル領域118は,ソース領域112およびドレイン領域114と逆の導電性を持つ。対して,MOSFET110がデプレション形の場合,チャネル領域118は,ソース領域112およびドレイン領域114と同一の導電性を持つ。   The source region 112 and the drain region 114 are made of a predetermined conductive semiconductor, for example, silicon doped with a predetermined impurity, and have the same conductivity. The gate electrode 116 is made of a predetermined conductive material, for example, polysilicon doped with a predetermined impurity. The channel region 118 is made of a predetermined conductive semiconductor, for example, silicon doped with a predetermined impurity. When the MOSFET 110 is an enhancement type, the channel region 118 has conductivity opposite to that of the source region 112 and the drain region 114. On the other hand, when MOSFET 110 is a depletion type, channel region 118 has the same conductivity as source region 112 and drain region 114.

さらに,MOSFET110は,キャップ膜120とサイドウォール122とを備えている。MOSFET110において,キャップ膜120は,ゲート電極116上面に形成される。サイドウォール122は,ゲート電極116側部のシリコン基板102上に形成されて,ゲート電極116側面を被覆する。したがって,MOSFET110では,ソース領域112およびドレイン領域114のゲート電極116近傍がサイドウォール122により被覆される。キャップ膜120およびサイドウォール122は,層間絶縁膜104とは異なる材料から構成される。キャップ膜120およびサイドウォール122は,例えば,窒化シリコンから構成される。   Further, the MOSFET 110 includes a cap film 120 and sidewalls 122. In the MOSFET 110, the cap film 120 is formed on the upper surface of the gate electrode 116. The sidewall 122 is formed on the silicon substrate 102 on the side of the gate electrode 116 and covers the side surface of the gate electrode 116. Therefore, in the MOSFET 110, the vicinity of the gate electrode 116 in the source region 112 and the drain region 114 is covered with the sidewall 122. The cap film 120 and the sidewall 122 are made of a material different from that of the interlayer insulating film 104. The cap film 120 and the sidewall 122 are made of, for example, silicon nitride.

さらに,MOSFET110は,ゲート酸化膜124と拡散抑止膜126とを備えている。MOSFET110において,ゲート酸化膜124と拡散抑止膜126とは,シリコン基板102表面に形成される。ゲート酸化膜124は,ゲート電極116下に形成され,拡散抑止膜126は,サイドウォール下に形成される。すなわち,ゲート酸化膜124は,ゲート電極116とチャネル領域118との間に形成され,拡散抑止膜126は,サイドウォール122とソース領域112との間およびサイドウォール122とドレイン領域114との間に形成される。   The MOSFET 110 further includes a gate oxide film 124 and a diffusion suppression film 126. In the MOSFET 110, the gate oxide film 124 and the diffusion suppression film 126 are formed on the surface of the silicon substrate 102. The gate oxide film 124 is formed under the gate electrode 116, and the diffusion suppression film 126 is formed under the sidewall. That is, the gate oxide film 124 is formed between the gate electrode 116 and the channel region 118, and the diffusion suppression film 126 is formed between the sidewall 122 and the source region 112 and between the sidewall 122 and the drain region 114. It is formed.

拡散抑止膜126は,サイドウォール122に含まれる水素や窒素のシリコン基板102への拡散を抑止する。本実施形態において,かかる拡散抑止膜126は,サイドウォール122内の水素や窒素が拡散しても当該水素や窒素がシリコン基板102との境界部付近まで達しない程度の膜厚を有する。ここで,拡散抑止膜126の膜厚は,サイドウォール122の幅を特に考慮して設計される。
なお,本実施形態において,拡散抑止膜126は,所定の絶縁材料,例えば酸化シリコンから構成される。
The diffusion suppression film 126 suppresses diffusion of hydrogen and nitrogen contained in the sidewall 122 into the silicon substrate 102. In this embodiment, the diffusion suppressing film 126 has such a thickness that hydrogen or nitrogen in the sidewall 122 does not reach the vicinity of the boundary with the silicon substrate 102 even if hydrogen or nitrogen diffuses. Here, the thickness of the diffusion suppression film 126 is designed in consideration of the width of the sidewall 122 in particular.
In the present embodiment, the diffusion suppression film 126 is made of a predetermined insulating material such as silicon oxide.

さらに,半導体装置100は,SAC技術により形成される第1コンタクトホール106aと第1コンタクトホール106a内に埋め込み形成される第1埋込配線108aとを備えている。第1コンタクトホール106aは,キャップ膜120,サイドウォール122と層間絶縁膜104とのエッチングレートの差を利用して形成される。第1コンタクトホール106aは,層間絶縁膜104を貫通し,その底部にソース領域112表面またはドレイン領域114表面を露出させる。第1埋込配線108aは,第1コンタクトホール106a底部においてソース領域112またはドレイン領域114と接触接続される。   Furthermore, the semiconductor device 100 includes a first contact hole 106a formed by SAC technology and a first embedded wiring 108a embedded in the first contact hole 106a. The first contact hole 106 a is formed by utilizing the etching rate difference between the cap film 120, the sidewall 122, and the interlayer insulating film 104. The first contact hole 106a penetrates the interlayer insulating film 104 and exposes the surface of the source region 112 or the drain region 114 at the bottom thereof. The first buried wiring 108a is contact-connected to the source region 112 or the drain region 114 at the bottom of the first contact hole 106a.

さらに,半導体装置100は,第2コンタクトホール106bと第2コンタクトホール106b内に埋め込み形成される第2埋込配線108bとを備えている。第2コンタクトホール106bは,層間絶縁膜104を貫通し,その底部にゲート電極116表面を露出させる。第2埋込配線108bは,第2コンタクトホール106b底部においてゲート電極116と接触接続される。   Further, the semiconductor device 100 includes a second contact hole 106b and a second embedded wiring 108b that is embedded in the second contact hole 106b. The second contact hole 106b penetrates the interlayer insulating film 104 and exposes the surface of the gate electrode 116 at the bottom. The second buried wiring 108b is contact-connected to the gate electrode 116 at the bottom of the second contact hole 106b.

半導体装置100において,ソース領域112とドレイン領域114とゲート電極116とは,それぞれ半導体装置100に備えられる他の構成要素に接続される。例えば,半導体装置100が半導体メモリでありMOSFET110がメモリセルのトランジスタである場合には,ソース領域112が第1埋込配線108aを介してビットラインに接続され,ドレイン領域114が他の第1埋込配線108aを介してストレージキャパシタに接続され,ゲート電極116が第2埋込配線108bを介してワードラインに接続される。   In the semiconductor device 100, the source region 112, the drain region 114, and the gate electrode 116 are connected to other components provided in the semiconductor device 100, respectively. For example, when the semiconductor device 100 is a semiconductor memory and the MOSFET 110 is a memory cell transistor, the source region 112 is connected to the bit line via the first buried wiring 108a, and the drain region 114 is another first buried region. The storage electrode is connected to the storage capacitor through the buried wiring 108a, and the gate electrode 116 is connected to the word line through the second buried wiring 108b.

次に,図2および図3を参照しながら,半導体装置100に適用可能な本実施形態にかかる半導体装置の製造方法150について説明する。図2に示すように,製造方法150は,少なくとも工程S1〜工程S8を含む。製造方法150において,工程S1〜工程S8は,この順に実施される。   Next, a semiconductor device manufacturing method 150 according to the present embodiment applicable to the semiconductor device 100 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, the manufacturing method 150 includes at least steps S1 to S8. In the manufacturing method 150, steps S1 to S8 are performed in this order.

工程S1では,ゲート酸化膜124が形成される。ゲート酸化膜124は,シリコン基板102表面全体に形成される。ゲート酸化膜124は,例えば,シリコン基板102表面を酸化処理することにより,形成することができる。   In step S1, a gate oxide film 124 is formed. The gate oxide film 124 is formed on the entire surface of the silicon substrate 102. The gate oxide film 124 can be formed, for example, by oxidizing the surface of the silicon substrate 102.

工程S2では,ゲート電極116およびキャップ膜120が形成される。ゲート電極116は,チャネル領域118形成予定部分のゲート酸化膜124上に形成される。キャップ膜120は,ゲート電極116上に形成される。工程S2において,ゲート電極116とキャップ膜120とは,例えば,まず図3(a)に示すようにゲート電極116の材料膜とキャップ膜120の材料膜とを順次成膜し,次に図3(b)に示すようにフォトリソグラフィとエッチングとにより当該材料膜をパターニングすることにより,形成することができる。   In step S2, the gate electrode 116 and the cap film 120 are formed. The gate electrode 116 is formed on the gate oxide film 124 where the channel region 118 is to be formed. The cap film 120 is formed on the gate electrode 116. In step S2, the gate electrode 116 and the cap film 120 are formed, for example, by sequentially forming the material film of the gate electrode 116 and the material film of the cap film 120 as shown in FIG. As shown in (b), it can be formed by patterning the material film by photolithography and etching.

工程S3では,LDD部112a,114aを形成する。LDD部112a,114aは,例えばキャップ膜120をマスクとするイオン注入により,形成することができる。   In step S3, LDD portions 112a and 114a are formed. The LDD portions 112a and 114a can be formed by ion implantation using the cap film 120 as a mask, for example.

工程S4では,拡散抑止膜126が形成される。拡散抑止膜126は,少なくともゲート電極124側部のサイドウォール122形成予定部分に形成される。拡散抑止膜126は,例えば図3(c)に示すようにCVDにおいて成膜レートをコントロールしつつ該当部分のゲート酸化膜124を厚膜化することにより,形成することができる。結果として,拡散抑止膜126は,ゲート酸化膜124より大きい膜厚を有するようになる。拡散抑止膜126の膜厚は,例えばゲート酸化膜124のそれの2倍以上とすることができる。なお,拡散抑止膜126の膜厚は,例えば10μm〜20μm(100オングストローム〜200オングストローム)とすることができる。   In step S4, the diffusion suppression film 126 is formed. The diffusion suppression film 126 is formed at least at a portion where the sidewall 122 is to be formed on the side of the gate electrode 124. For example, as shown in FIG. 3C, the diffusion suppression film 126 can be formed by increasing the thickness of the corresponding gate oxide film 124 while controlling the film formation rate in CVD. As a result, the diffusion suppression film 126 has a thickness larger than that of the gate oxide film 124. The film thickness of the diffusion suppression film 126 can be set to be twice or more that of the gate oxide film 124, for example. The film thickness of the diffusion suppressing film 126 can be set to, for example, 10 μm to 20 μm (100 Å to 200 Å).

工程S5では,サイドウォール122が形成される。サイドウォール122は,ゲート電極116側部の拡散抑止膜126上に形成される。サイドウォール122は,例えば,まずLP−CVDにより所定の厚さの窒化シリコン膜をウェハ全面に形成し次に当該窒化シリコン膜に対しRIEによるエッチバックを行うことによって,形成することができる。なお,上記サイドウォール122となる窒化シリコン膜の厚さは,例えば100μm〜200μm(1000オングストローム〜2000オングストローム)とすることができる。   In step S5, the sidewall 122 is formed. The sidewall 122 is formed on the diffusion suppression film 126 on the side of the gate electrode 116. The sidewall 122 can be formed, for example, by first forming a silicon nitride film with a predetermined thickness on the entire surface of the wafer by LP-CVD, and then performing etch back by RIE on the silicon nitride film. The thickness of the silicon nitride film used as the sidewall 122 can be set to, for example, 100 μm to 200 μm (1000 Å to 2000 Å).

工程S6では,ソース領域112およびドレイン領域114が形成される。結果として,シリコン基板102上にFET110が形成される。なお,ソース領域112およびドレイン領域114は,例えば,まずサイドウォール122をスペーサとするイオン注入を行い次にアニールによる活性化を行うことにより,形成することができる。   In step S6, the source region 112 and the drain region 114 are formed. As a result, the FET 110 is formed on the silicon substrate 102. The source region 112 and the drain region 114 can be formed, for example, by first performing ion implantation using the sidewall 122 as a spacer and then performing activation by annealing.

工程S7では,層間絶縁膜104が形成される。層間絶縁膜104は,MOSFET110を被覆するようにシリコン基板102上に積層される。層間絶縁膜104は,例えばCVDにより形成することができる。層間絶縁膜104は,サイドウォール122およびキャップ膜120と異なる絶縁材料,例えば酸化シリコンから構成される。   In step S7, an interlayer insulating film 104 is formed. The interlayer insulating film 104 is laminated on the silicon substrate 102 so as to cover the MOSFET 110. The interlayer insulating film 104 can be formed by, for example, CVD. The interlayer insulating film 104 is made of an insulating material different from that of the sidewalls 122 and the cap film 120, for example, silicon oxide.

工程S8では,第1コンタクトホール106aが形成される。第1コンタクトホール106aは,SAC技術を用いてエッチングにより層間絶縁膜104に形成される。すなわち,第1コンタクトホール106aは,層間絶縁膜104とサイドウォール122,キャップ膜120とのエッチングレートの差を利用して,所定のソース領域112上またはドレイン領域114上に形成される。   In step S8, the first contact hole 106a is formed. The first contact hole 106a is formed in the interlayer insulating film 104 by etching using SAC technology. That is, the first contact hole 106 a is formed on the predetermined source region 112 or the drain region 114 using the difference in etching rate between the interlayer insulating film 104, the sidewall 122, and the cap film 120.

なお,製造方法150は,工程S1〜工程S8以外にも,第1埋込配線108aの形成工程,第2コンタクトホール106bの形成工程,第2埋め込む配線108bの形成工程,その他の工程を含む。しかし,それらについては,詳細な説明を省略する。   In addition to the steps S1 to S8, the manufacturing method 150 includes a process for forming the first embedded wiring 108a, a process for forming the second contact hole 106b, a process for forming the second embedded wiring 108b, and other processes. However, detailed explanations thereof are omitted.

以上説明したように,本実施形態にかかる半導体装置では,サイドウォール下に酸化シリコンから構成される拡散抑止膜が存在する。拡散抑止膜126は,サイドウォール122に含まれる水素や窒素のシリコン基板102側への拡散を抑止する。   As described above, in the semiconductor device according to the present embodiment, the diffusion suppression film made of silicon oxide exists under the sidewall. The diffusion suppression film 126 suppresses diffusion of hydrogen and nitrogen contained in the sidewall 122 to the silicon substrate 102 side.

したがって,本実施形態によれば,シリコン基板表面には,良質なシリコン/酸化シリコン界面が形成され,ホットキャリアのトラップが発生し易いシリコン/窒化シリコン界面は形成されない。結果として,本実施形態によれば,サイドウォール下におけるトラップ,界面準位の発生の抑制が可能となり,MOSFETのホットキャリア耐性を向上させることができる。   Therefore, according to the present embodiment, a high-quality silicon / silicon oxide interface is formed on the surface of the silicon substrate, and a silicon / silicon nitride interface that easily traps hot carriers is not formed. As a result, according to the present embodiment, it is possible to suppress the generation of traps and interface states under the sidewall, and the hot carrier resistance of the MOSFET can be improved.

さらに,本実施形態にかかる半導体装置の製造方法では,ゲート電極のパターニング後に,酸化膜CVDの条件をチューニングして拡散抑止膜を形成することができる。さらに,本実施形態にかかる半導体装置の製造方法では,熱酸化によらずに拡散抑止膜を形成することができるため,プロセス温度を低温化することができる。したがって,本実施形態によれば,拡散抑止膜の膜厚が高精度で制御可能となり,MOSFETの特性を制御し易くなる。   Furthermore, in the semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment, after the gate electrode is patterned, the conditions for the oxide film CVD can be tuned to form the diffusion suppression film. Furthermore, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, since the diffusion suppression film can be formed without using thermal oxidation, the process temperature can be lowered. Therefore, according to the present embodiment, the thickness of the diffusion suppression film can be controlled with high accuracy, and the characteristics of the MOSFET can be easily controlled.

(第2実施形態)
図4〜図6を参照しながら,第2実施形態について説明する。ここで,図4は,本実施形態にかかる半導体装置200の要部構成を説明するための概略的な断面図である。図5は,本実施形態にかかる半導体装置の製造方法250を説明するための概略的な流れ図である。図6は,図5による説明を補足するための概略的な断面図である。
(Second Embodiment)
The second embodiment will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining a main configuration of the semiconductor device 200 according to the present embodiment. FIG. 5 is a schematic flowchart for explaining the semiconductor device manufacturing method 250 according to the present embodiment. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for supplementing the explanation of FIG.

本実施形態では,サイドウォールに含まれる水素および窒素のシリコン基板側への拡散を拡散抑止膜によって抑制ないし防止する。
図4に示すように,本実施形態にかかる半導体装置200は,酸化壁216aを有する点で,図1に示す上記第1実施形態にかかる半導体装置100と相違する。半導体装置200は,他の構成において,図1に示す半導体装置100と実質的に共通する。
In the present embodiment, diffusion of hydrogen and nitrogen contained in the sidewall to the silicon substrate side is suppressed or prevented by the diffusion suppression film.
As shown in FIG. 4, the semiconductor device 200 according to the present embodiment is different from the semiconductor device 100 according to the first embodiment shown in FIG. 1 in that it has an oxidation wall 216a. The semiconductor device 200 is substantially in common with the semiconductor device 100 shown in FIG.

半導体装置200において,酸化壁216aは,ゲート電極216側面が酸化されることにより,ゲート電極216側面に形成される。酸化壁216aは,例えば酸化シリコンから構成される。   In the semiconductor device 200, the oxidation wall 216 a is formed on the side surface of the gate electrode 216 by oxidizing the side surface of the gate electrode 216. The oxide wall 216a is made of, for example, silicon oxide.

次に,図5および図6を参照しながら,半導体装置200に適用可能な本実施形態にかかる半導体装置の製造方法250について説明する。図5に示すように,本実施形態にかかる製造方法250は,少なくとも工程S11〜工程S18を含む。製造方法250において,工程S11〜工程S18は,この順に実施される。   Next, a semiconductor device manufacturing method 250 according to this embodiment applicable to the semiconductor device 200 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 5, the manufacturing method 250 according to the present embodiment includes at least steps S11 to S18. In the manufacturing method 250, step S11 to step S18 are performed in this order.

製造方法250において,工程S11〜工程S13,工程S15〜工程S18は,それぞれ,図2に示す上記第1実施形態にかかる製造方法150の対応工程と実質的に同一である。ここで,工程S11は工程S1に対応し,工程S12は工程S2に対応し,工程S13は工程S3に対応し,工程S15は工程S5に対応し,工程S16は工程S6に対応し,工程S17は工程S7に対応し,工程S18は工程S8に対応する。   In the manufacturing method 250, steps S11 to S13 and steps S15 to S18 are substantially the same as the corresponding steps of the manufacturing method 150 according to the first embodiment shown in FIG. Here, step S11 corresponds to step S1, step S12 corresponds to step S2, step S13 corresponds to step S3, step S15 corresponds to step S5, step S16 corresponds to step S6, and step S17. Corresponds to step S7, and step S18 corresponds to step S8.

製造方法250において,工程S14では,図6(a)に示す状態のウェハが熱酸化処理される。結果として,図6(b)に示すように,ゲート電極216側部のシリコン基板202表面が酸化されて当該部分のゲート絶縁膜224が厚膜化することにより,拡散抑止膜226が形成される。同時に,ゲート電極216側面が酸化され,当該ゲート電極216側面に酸化壁216aが形成される。なお,工程S14の熱酸化処理は,例えば,約850℃の酸素雰囲気中で行われる。   In the manufacturing method 250, in step S14, the wafer in the state shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 6B, the surface of the silicon substrate 202 on the side of the gate electrode 216 is oxidized to increase the thickness of the gate insulating film 224, thereby forming a diffusion suppression film 226. . At the same time, the side surface of the gate electrode 216 is oxidized, and an oxidation wall 216a is formed on the side surface of the gate electrode 216. The thermal oxidation process in step S14 is performed in an oxygen atmosphere at about 850 ° C., for example.

以上説明した半導体装置200の製造方法では,図6(c)に示すように,工程S6において,サイドウォール222下に拡散抑止膜226が存在する。したがって,ソース領域212およびドレイン領域214を活性化するためにアニールを行った場合にも,拡散抑止膜226により,サイドウォール222に含まれる水素や窒素のシリコン基板202への拡散が抑制ないし防止される。結果として,サイドウォール222下におけるトラップの発生が防止され,製造されるMOSFET210に特性の劣化が生じづらくなる。   In the method for manufacturing the semiconductor device 200 described above, as shown in FIG. 6C, the diffusion suppression film 226 exists under the sidewall 222 in step S6. Therefore, even when annealing is performed to activate the source region 212 and the drain region 214, the diffusion suppression film 226 suppresses or prevents diffusion of hydrogen or nitrogen contained in the sidewall 222 into the silicon substrate 202. The As a result, the occurrence of traps under the side wall 222 is prevented, and it is difficult for the manufactured MOSFET 210 to deteriorate in characteristics.

本実施形態にかかる製造方法250は,工程S11〜工程S18以外にも,第1埋込配線の形成工程,第2コンタクトホールの形成工程,第2埋め込む配線の形成工程,その他の工程を含む。しかし,それらについては,詳細な説明を省略する。   The manufacturing method 250 according to the present embodiment includes, in addition to steps S11 to S18, a first embedded wiring forming step, a second contact hole forming step, a second embedded wiring forming step, and other steps. However, detailed explanations thereof are omitted.

以上説明したように,本実施形態にかかる半導体装置では,サイドウォール下に酸化シリコンから構成される拡散抑止膜が存在する。したがって,シリコン基板表面には,良質なシリコン/酸化シリコン界面が形成され,ホットキャリアのトラップが発生し易いシリコン/窒化シリコン界面は形成されない。結果として,本実施形態によれば,サイドウォール下におけるトラップ,界面準位の発生の抑制が可能となり,MOSFETのホットキャリア耐性を向上させることができる。   As described above, in the semiconductor device according to the present embodiment, the diffusion suppression film made of silicon oxide exists under the sidewall. Therefore, a high-quality silicon / silicon oxide interface is formed on the surface of the silicon substrate, and a silicon / silicon nitride interface that easily traps hot carriers is not formed. As a result, according to the present embodiment, it is possible to suppress the generation of traps and interface states under the sidewall, and the hot carrier resistance of the MOSFET can be improved.

(第3実施形態)
図7〜図9を参照しながら,第3実施形態について説明する。ここで,図7は,本実施形態にかかる半導体装置300の要部構成を説明するための概略的な断面図である。図8は,本実施形態にかかる半導体装置の製造方法350を説明するための概略的な流れ図である。図9は,図8による説明を補足するための概略的な断面図である。
(Third embodiment)
The third embodiment will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining a main configuration of the semiconductor device 300 according to the present embodiment. FIG. 8 is a schematic flowchart for explaining the semiconductor device manufacturing method 350 according to the present embodiment. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for supplementing the explanation of FIG.

本実施形態では,サイドウォールに含まれる水素および窒素のシリコン基板側への拡散を拡散抑止膜により抑制する。また,本実施形態では,水素や窒素が拡散したゲート酸化膜,シリコン基板を熱酸化することにより,シリコン基板表面付近でのトラップ,界面準位の発生を抑制する。   In the present embodiment, diffusion of hydrogen and nitrogen contained in the sidewall to the silicon substrate side is suppressed by the diffusion suppression film. Further, in this embodiment, the generation of traps and interface states near the surface of the silicon substrate is suppressed by thermally oxidizing the gate oxide film and the silicon substrate in which hydrogen and nitrogen are diffused.

図7に示すように,本実施形態にかかる半導体装置300は,構造的には,図1に示す上記第1実施形態にかかる半導体装置100と略同一である。しかし,半導体装置300は,その製造方法において,図1に示す上記第1実施形態にかかる半導体装置100と相違する。   As shown in FIG. 7, the semiconductor device 300 according to the present embodiment is structurally substantially the same as the semiconductor device 100 according to the first embodiment shown in FIG. However, the semiconductor device 300 differs from the semiconductor device 100 according to the first embodiment shown in FIG.

図8および図9を参照しながら,半導体装置300に適用可能な本実施形態にかかる製造方法350について説明する。図8に示すように,本実施形態にかかる製造方法350は,少なくとも工程S21〜工程S28を含む。製造方法350において,工程S21〜工程S28は,この順に実施される。   A manufacturing method 350 according to the present embodiment applicable to the semiconductor device 300 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 8, the manufacturing method 350 according to the present embodiment includes at least steps S21 to S28. In the manufacturing method 350, step S21 to step S28 are performed in this order.

製造方法350において,工程S21〜工程S23,工程S26〜工程S28は,それぞれ,図2に示す上記第1実施形態にかかる製造方法150の対応工程と実質的に同一である。ここで,工程S21は工程S1に対応し,工程S22は工程S2に対応し,工程S23は工程S3に対応し,工程S26は工程S6に対応し,工程S27は工程S7に対応し,工程S28は工程S8に対応する。   In the manufacturing method 350, steps S21 to S23 and steps S26 to S28 are substantially the same as the corresponding steps of the manufacturing method 150 according to the first embodiment shown in FIG. Here, step S21 corresponds to step S1, step S22 corresponds to step S2, step S23 corresponds to step S3, step S26 corresponds to step S6, step S27 corresponds to step S7, and step S28. Corresponds to step S8.

製造方法350において,工程S23の終了時には,図9(a)に示す状態のウェハが形成される。図9(b)に示すように,工程S24では,かかるウェハ上にサイドウォール322が形成される。サイドウォール322は,ゲート電極316側部のゲート酸化膜324上に形成される。サイドウォール322は,例えば,まずLP−CVDにより所定の厚さの窒化シリコン膜をウェハ全面に形成し次に当該窒化シリコン膜に対しRIEによるエッチバックを行うことによって,形成することができる。なお,上記サイドウォール322となる窒化シリコン膜の厚さは,例えば100μm〜200μm(1000オングストローム〜2000オングストローム)とすることができる。   In the manufacturing method 350, at the end of step S23, a wafer in the state shown in FIG. 9A is formed. As shown in FIG. 9B, in step S24, sidewalls 322 are formed on the wafer. The side wall 322 is formed on the gate oxide film 324 on the side of the gate electrode 316. The sidewall 322 can be formed, for example, by first forming a silicon nitride film having a predetermined thickness on the entire wafer surface by LP-CVD and then performing RIE etch back on the silicon nitride film. Note that the thickness of the silicon nitride film to be the sidewall 322 can be, for example, 100 μm to 200 μm (1000 Å to 2000 Å).

図9(c)に示すように,工程S25では,サイドウォール322下に拡散抑止膜326が形成される。拡散抑止膜326は,図9(b)に示すウェハを熱酸化処理しサイドウォール322下のゲート酸化膜324を厚膜化することにより,形成される。   As shown in FIG. 9C, in step S25, a diffusion suppression film 326 is formed under the sidewall 322. The diffusion suppressing film 326 is formed by thermally oxidizing the wafer shown in FIG. 9B to increase the thickness of the gate oxide film 324 under the sidewall 322.

かかる熱酸化処理において,サイドウォール322下のゲート酸化膜324の厚膜化は,サイドウォール322のエッジ部分322aから始まり,次第にゲート電極316付近にまで拡がる。上記熱酸化処理では,さらに,拡散抑止膜326の形成過程で,サイドウォール322から水素や窒素が拡散したシリコン基板302表面およびゲート酸化膜324が酸化される。上記熱酸化処理は,例えば約850℃の酸素雰囲気中で行われる。   In this thermal oxidation treatment, the thickening of the gate oxide film 324 under the sidewall 322 starts from the edge portion 322a of the sidewall 322 and gradually extends to the vicinity of the gate electrode 316. In the thermal oxidation process, the surface of the silicon substrate 302 and the gate oxide film 324 in which hydrogen and nitrogen are diffused from the sidewalls 322 are further oxidized in the formation process of the diffusion suppressing film 326. The thermal oxidation treatment is performed in an oxygen atmosphere at about 850 ° C., for example.

本実施形態にかかる製造方法350は,工程S21〜工程S28以外にも,第1埋込配線の形成工程,第2コンタクトホールの形成工程,第2埋め込む配線の形成工程,その他の工程を含む。しかし,それらについては,詳細な説明を省略する。   The manufacturing method 350 according to the present embodiment includes a first embedded wiring forming process, a second contact hole forming process, a second embedded wiring forming process, and other processes in addition to the processes S21 to S28. However, detailed explanations thereof are omitted.

以上説明した本実施形態にかかる半導体装置では,サイドウォール下に酸化シリコンから構成される拡散抑止膜が存在する。拡散抑止膜は,サイドウォールから半導体基板側への水素や窒素の拡散を抑止する。   In the semiconductor device according to the present embodiment described above, the diffusion suppression film made of silicon oxide exists under the sidewall. The diffusion suppression film suppresses diffusion of hydrogen and nitrogen from the sidewall to the semiconductor substrate side.

したがって,シリコン基板表面には,良質なシリコン/酸化シリコン界面が形成され,ホットキャリアのトラップが発生し易いシリコン/窒化シリコン界面は形成されない。結果として,本実施形態によれば,サイドウォール下におけるトラップ,界面準位の発生の抑制が可能となり,MOSFETのホットキャリア耐性を向上させることができる。   Therefore, a high-quality silicon / silicon oxide interface is formed on the surface of the silicon substrate, and a silicon / silicon nitride interface that easily traps hot carriers is not formed. As a result, according to the present embodiment, it is possible to suppress the generation of traps and interface states under the sidewall, and the hot carrier resistance of the MOSFET can be improved.

さらに,本実施形態では,サイドウォール形成後に,拡散抑止膜の形成時の熱酸化処理により,サイドウォールからゲート酸化膜に拡散した水素を還元することができる。したがって,本実施形態は,サイドウォール下およびゲート酸化膜の膜質改善効果が上記第1,第2実施形態よりも高い。   Furthermore, in the present embodiment, after the sidewall is formed, hydrogen diffused from the sidewall to the gate oxide film can be reduced by the thermal oxidation process at the time of forming the diffusion suppression film. Therefore, the present embodiment has a higher effect of improving the film quality under the sidewall and the gate oxide film than the first and second embodiments.

さらにまた,本実施形態では,サイドウォール形成後の熱酸化処理により拡散抑止膜が形成されるため,当該熱酸化処理によるゲート電極側面の酸化が生じない。したがって,本実施形態によれば,ゲート電極のシート抵抗の変動を抑制することができる。   Furthermore, in this embodiment, since the diffusion suppression film is formed by the thermal oxidation process after the sidewall formation, the side surface of the gate electrode is not oxidized by the thermal oxidation process. Therefore, according to the present embodiment, fluctuations in the sheet resistance of the gate electrode can be suppressed.

(第4実施形態)
図10〜図12を参照しながら,第4実施形態について説明する。ここで,図10は,本実施形態にかかる半導体装置400の要部構成を説明するための概略的な断面図である。図11は,本実施形態にかかる半導体装置の製造方法450を説明するための概略的な流れ図である。図12は,図11による説明を補足するための概略的な断面図である。
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 10 is a schematic cross-sectional view for explaining a main configuration of the semiconductor device 400 according to the present embodiment. FIG. 11 is a schematic flowchart for explaining the semiconductor device manufacturing method 450 according to the present embodiment. FIG. 12 is a schematic cross-sectional view for supplementing the explanation of FIG.

本実施形態では,サイドウォールに含まれる水素および窒素のシリコン基板側への拡散を拡散抑止膜により抑制する。また,本実施形態では,水素や窒素が拡散したゲート酸化膜,シリコン基板を熱酸化することにより,シリコン基板表面付近でのトラップ,界面準位の発生を抑制する。   In the present embodiment, diffusion of hydrogen and nitrogen contained in the sidewall to the silicon substrate side is suppressed by the diffusion suppression film. Further, in this embodiment, the generation of traps and interface states near the surface of the silicon substrate is suppressed by thermally oxidizing the gate oxide film and the silicon substrate in which hydrogen and nitrogen are diffused.

図10に示すように,本実施形態にかかる半導体装置400は,拡散防止膜の代わりに拡散抑止膜を有する点で,図7に示す上記第3実施形態にかかる半導体装置300と相違する。さらに,半導体装置400は,層間絶縁膜がBPSG(Boro−Phospho Silicate Glass)から構成される点で,図7に示す半導体装置300と相違する。半導体装置300は,他の構成において,図7に示す半導体装置300と実質的に共通する。   As shown in FIG. 10, the semiconductor device 400 according to the present embodiment is different from the semiconductor device 300 according to the third embodiment shown in FIG. 7 in that it has a diffusion suppressing film instead of the diffusion preventing film. Furthermore, the semiconductor device 400 is different from the semiconductor device 300 shown in FIG. 7 in that the interlayer insulating film is made of BPSG (Boro-Phospho Silicate Glass). The semiconductor device 300 is substantially in common with the semiconductor device 300 shown in FIG. 7 in other configurations.

次に,図11および図12を参照しながら,半導体装置400に適用可能な本実施形態にかかる半導体装置の製造方法450について説明する。図11に示すように,本実施形態にかかる製造方法450は,少なくとも工程S31〜S38を含む。製造方法450において,工程S31〜S38は,この順に実施される。   Next, a semiconductor device manufacturing method 450 according to this embodiment applicable to the semiconductor device 400 will be described with reference to FIGS. 11 and 12. As shown in FIG. 11, the manufacturing method 450 according to the present embodiment includes at least steps S31 to S38. In the manufacturing method 450, steps S31 to S38 are performed in this order.

製造方法450において,工程S31〜工程S34,工程S38は,それぞれ,図8に示す上記第3実施形態にかかる製造方法350の対応工程と実質的に同一である。ここで,工程S31は工程S21に対応し,工程S32は工程S22に対応し,工程S33は工程S23に対応し,工程S34は工程S24に対応し,工程S38は工程S28に対応する。   In the manufacturing method 450, steps S31 to S34 and step S38 are substantially the same as the corresponding steps of the manufacturing method 350 according to the third embodiment shown in FIG. Here, step S31 corresponds to step S21, step S32 corresponds to step S22, step S33 corresponds to step S23, step S34 corresponds to step S24, and step S38 corresponds to step S28.

製造方法450において,工程S35では,図12(a)に示すように,ソース領域412およびドレイン領域414が形成される。結果として,シリコン基板402上にFET410が形成される。なお,ソース領域412およびドレイン領域414は,例えば,まずサイドウォール422をスペーサとするイオン注入を行い次にアニールによる活性化を行うことにより,形成することができる。   In the manufacturing method 450, in step S35, a source region 412 and a drain region 414 are formed as shown in FIG. As a result, the FET 410 is formed on the silicon substrate 402. The source region 412 and the drain region 414 can be formed, for example, by first performing ion implantation using the sidewall 422 as a spacer and then performing activation by annealing.

工程S36では,図12(b)に示すように,層間絶縁膜404が形成される。本実施形態において,層間絶縁膜404はBPSGから構成される。層間絶縁膜404は,MOSFET410を被覆するようにシリコン基板402上に積層される。工程S36において,層間絶縁膜404は,例えばCVDにより形成することができる。工程S36において,層間絶縁膜404の層厚は,例えば300μm〜500μm(3000オングストローム〜5000オングストローム)とすることができる。   In step S36, an interlayer insulating film 404 is formed as shown in FIG. In this embodiment, the interlayer insulating film 404 is made of BPSG. The interlayer insulating film 404 is laminated on the silicon substrate 402 so as to cover the MOSFET 410. In step S36, the interlayer insulating film 404 can be formed by, for example, CVD. In step S36, the interlayer insulating film 404 can have a layer thickness of, for example, 300 μm to 500 μm (3000 Å to 5000 Å).

工程S37では,図12(c)に示すように,拡散抑止膜426が形成される。拡散抑止膜426は,図12(b)に示す状態のウェハを熱処理しサイドウォール422下のシリコン基板402表面を熱酸化することにより,形成することができる。かかる工程S37において,サイドウォール422下のゲート酸化膜424の熱酸化は,サイドウォール422のエッジ部分422aから始まり,次第にゲート電極416付近にまで拡がる。なお,工程S37における熱処理は,例えば約850℃の酸素雰囲気中で行われる。   In step S37, as shown in FIG. 12C, a diffusion suppression film 426 is formed. The diffusion suppression film 426 can be formed by heat-treating the wafer in the state shown in FIG. 12B and thermally oxidizing the surface of the silicon substrate 402 under the sidewall 422. In this step S37, the thermal oxidation of the gate oxide film 424 under the sidewall 422 starts from the edge portion 422a of the sidewall 422 and gradually extends to the vicinity of the gate electrode 416. The heat treatment in step S37 is performed in an oxygen atmosphere at about 850 ° C., for example.

本実施形態では,工程S37前には,サイドウォール422下に拡散抑止膜426が存在しない。したがって,サイドウォール422に含まれる水素や窒素がゲート酸化膜424を介してシリコン基板402側に拡散し易い。しかし,その様に水素や窒素が拡散しても,工程S37における拡散抑止膜426の形成過程でゲート酸化膜424およびシリコン基板402表面が酸化される。結果として,製造方法450では,サイドウォール422下におけるトラップの発生が防止され,製造されるMOSFET410に特性の劣化が生じづらくなる。   In this embodiment, the diffusion suppression film 426 does not exist under the sidewall 422 before step S37. Therefore, hydrogen and nitrogen contained in the sidewall 422 are easily diffused to the silicon substrate 402 side through the gate oxide film 424. However, even if hydrogen and nitrogen are diffused in this way, the surfaces of the gate oxide film 424 and the silicon substrate 402 are oxidized in the formation process of the diffusion suppression film 426 in step S37. As a result, in the manufacturing method 450, the generation of traps under the sidewall 422 is prevented, and it is difficult for the manufactured MOSFET 410 to deteriorate in characteristics.

本実施形態にかかる製造方法450は,工程S31〜工程S38以外にも,第1埋込配線の形成工程,第2コンタクトホールの形成工程,第2埋め込む配線の形成工程,その他の工程を含む。しかし,それらについては,詳細な説明を省略する。   The manufacturing method 450 according to the present embodiment includes, in addition to steps S31 to S38, a first embedded wiring forming step, a second contact hole forming step, a second embedded wiring forming step, and other steps. However, detailed explanations thereof are omitted.

以上説明した本実施形態によれば,サイドウォールから一旦拡散した水素や窒素が拡散抑止膜の形成により酸素に置き換えられる。結果として,本実施形態によれば,サイドウォール下におけるトラップ,界面準位の発生の抑制が可能となり,MOSFETのホットキャリア耐性を向上させることができる。   According to the present embodiment described above, hydrogen or nitrogen once diffused from the side wall is replaced with oxygen by forming the diffusion suppression film. As a result, according to the present embodiment, it is possible to suppress the generation of traps and interface states under the sidewall, and the hot carrier resistance of the MOSFET can be improved.

さらに,本実施形態では,サイドウォール形成後の熱処理により拡散抑止膜が形成されるため,当該熱処理によるゲート電極側面の酸化が生じない。したがって,本実施形態によれば,ゲート電極のシート抵抗の変動を抑制することができる。   Furthermore, in this embodiment, since the diffusion suppression film is formed by the heat treatment after the sidewall formation, the side surface of the gate electrode is not oxidized by the heat treatment. Therefore, according to the present embodiment, fluctuations in the sheet resistance of the gate electrode can be suppressed.

さらにまた,本実施形態によれば,拡散抑止膜の形成フローと層間絶縁膜の平坦化のためのBPSGフローとを単一の工程で実施することができる。したがって,本実施形態によれば,工程の簡略化を図ることができる。   Furthermore, according to the present embodiment, the diffusion control film formation flow and the BPSG flow for planarizing the interlayer insulating film can be performed in a single step. Therefore, according to this embodiment, the process can be simplified.

(第5実施形態)
図13〜図15を参照しながら,第5実施形態について説明する。ここで,図13は,本実施形態にかかる半導体装置500の要部構成を説明するための概略的な断面図である。図14は,本実施形態にかかる半導体装置の製造方法550を説明するための概略的な流れ図である。図15は,図14による説明を補足するための概略的な断面図である。
(Fifth embodiment)
The fifth embodiment will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 13 is a schematic cross-sectional view for explaining a main configuration of the semiconductor device 500 according to the present embodiment. FIG. 14 is a schematic flowchart for explaining the semiconductor device manufacturing method 550 according to the present embodiment. FIG. 15 is a schematic cross-sectional view for supplementing the explanation of FIG.

本実施形態では,サイドウォールを高温雰囲気下で形成することにより,サイドウォールから放出される水素の量を全体的に低減する。
図13に示すように,本実施形態にかかる半導体装置500は,拡散防止膜を有さない点で,図1に示す上記第1実施形態にかかる半導体装置100と相違する。さらに,半導体装置500は,サイドウォール522の形成方法に本実施形態にかかる特徴を有する。半導体装置500は,他の構成において,図1に示す半導体装置100と実質的に共通する。
In this embodiment, the amount of hydrogen released from the sidewall is reduced overall by forming the sidewall in a high temperature atmosphere.
As shown in FIG. 13, the semiconductor device 500 according to this embodiment is different from the semiconductor device 100 according to the first embodiment shown in FIG. 1 in that it does not have a diffusion prevention film. Further, the semiconductor device 500 has a feature according to the present embodiment in the method of forming the sidewall 522. The semiconductor device 500 is substantially in common with the semiconductor device 100 shown in FIG.

図14および図15を参照しながら,半導体装置500に適用可能な半導体装置の製造方法550について説明する。図14に示すように,製造方法550は,少なくとも工程S41〜工程S47を含む。製造方法550において,工程S41〜工程S47は,この順に実施される。   A semiconductor device manufacturing method 550 that can be applied to the semiconductor device 500 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 14, the manufacturing method 550 includes at least steps S41 to S47. In the manufacturing method 550, steps S41 to S47 are performed in this order.

製造方法550において,工程S41〜工程S43,工程S45〜工程S47は,それぞれ,図2に示す上記第1実施形態にかかる製造方法150の対応工程と実質的に同一である。ここで,工程S41は工程S1に対応し,工程S42は工程S2に対応し,工程S43は工程S3に対応し,工程S45は工程S6に対応し,工程S46は工程S7に対応し,工程S47は工程S8に対応する。   In the manufacturing method 550, steps S41 to S43 and steps S45 to S47 are substantially the same as the corresponding steps of the manufacturing method 150 according to the first embodiment shown in FIG. Here, step S41 corresponds to step S1, step S42 corresponds to step S2, step S43 corresponds to step S3, step S45 corresponds to step S6, step S46 corresponds to step S7, and step S47. Corresponds to step S8.

製造方法550では,工程S43の終了時に,図15(a)に示す状態のウェハが形成される。工程S44では,図15(b)に示すように,かかるウェハ上にサイドウォール522が形成される。工程S44において,サイドウォール522は,まずLP−CVDにより所定の厚さの窒化シリコン膜をウェハ全面に形成し次に当該窒化シリコン膜に対しRIEによるエッチバックを行うことによって,形成される。   In the manufacturing method 550, a wafer shown in FIG. 15A is formed at the end of step S43. In step S44, as shown in FIG. 15B, sidewalls 522 are formed on the wafer. In step S44, the sidewall 522 is formed by first forming a silicon nitride film having a predetermined thickness on the entire surface of the wafer by LP-CVD, and then performing etch back by RIE on the silicon nitride film.

本実施形態では,工程S44のLP−CVDは,約850℃以上(特に850℃〜900℃)の高温雰囲気で行われる。製造方法550では,工程S44において約850℃以上の温度条件でLP−CVDにより窒化シリコンを成膜することにより,後の工程でサイドウォール522から放出される水素の量を低減すことができる。したがって,サイドウォール522からゲート酸化膜524を介してシリコン基板502に拡散する水素の量が低減し,シリコン基板502表面付近でのトラップの発生が抑制される。   In the present embodiment, the LP-CVD in step S44 is performed in a high temperature atmosphere of about 850 ° C. or higher (especially 850 ° C. to 900 ° C.). In the manufacturing method 550, the amount of hydrogen released from the sidewall 522 in a later step can be reduced by forming a silicon nitride film by LP-CVD at a temperature of about 850 ° C. or higher in step S44. Therefore, the amount of hydrogen diffused from the sidewall 522 to the silicon substrate 502 via the gate oxide film 524 is reduced, and the generation of traps near the surface of the silicon substrate 502 is suppressed.

なお,一般的なLP−CVDは,約780℃程度の温度条件で実施される。約850℃以上の温度条件は,一般的なLP−CVD装置の炉心の耐熱限界を越える。   Note that general LP-CVD is performed under a temperature condition of about 780 ° C. The temperature condition of about 850 ° C. or more exceeds the heat resistance limit of the core of a general LP-CVD apparatus.

本実施形態にかかる製造方法550は,工程S41〜工程S47以外にも,第1埋込配線の形成工程,第2コンタクトホールの形成工程,第2埋め込む配線の形成工程,その他の工程を含む。しかし,それらについては,詳細な説明を省略する。   The manufacturing method 550 according to the present embodiment includes, in addition to steps S41 to S47, a first buried wiring forming step, a second contact hole forming step, a second buried wiring forming step, and other steps. However, detailed explanations thereof are omitted.

以上説明したように,本実施形態によれば,CVD過程で乖離した水素がシリコン基板表面のシリコン/窒化シリコン界面に到達しづらくなる。発明者等の知見によれば,当該水素の量は,約780℃の温度条件でサイドウォール形成のためのLP−CVDを行った場合の1/3程度に低減することができる。   As described above, according to this embodiment, it is difficult for hydrogen separated in the CVD process to reach the silicon / silicon nitride interface on the surface of the silicon substrate. According to the knowledge of the inventors, the amount of hydrogen can be reduced to about 1/3 of the case where LP-CVD for forming a sidewall is performed at a temperature condition of about 780 ° C.

したがって,本実施形態によれば,シリコン/窒化シリコン界面でのトラップの発生が抑制され,さらにサイドウォール中の水素のゲート酸化膜,シリコン基板への拡散が抑制される。結果として,本実施形態によれば,MOSFETのホットキャリア耐性を向上させることができる。   Therefore, according to the present embodiment, generation of traps at the silicon / silicon nitride interface is suppressed, and further, diffusion of hydrogen in the sidewall into the gate oxide film and the silicon substrate is suppressed. As a result, according to the present embodiment, the hot carrier resistance of the MOSFET can be improved.

(第6実施形態)
図16〜図18を参照しながら,第6実施形態について説明する。ここで,図16は,本実施形態にかかる半導体装置600の要部構成を説明するための概略的な断面図である。図17は,本実施形態にかかる半導体装置の製造方法650を説明するための概略的な流れ図である。図18は,図17による説明を補足するための概略的な断面図である。
(Sixth embodiment)
The sixth embodiment will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 16 is a schematic cross-sectional view for explaining a main configuration of the semiconductor device 600 according to the present embodiment. FIG. 17 is a schematic flowchart for explaining the semiconductor device manufacturing method 650 according to the present embodiment. FIG. 18 is a schematic cross-sectional view for supplementing the explanation of FIG.

本実施形態では,サイドウォールを複数層から構成しその最下層の成膜を高温雰囲気下で行うことにより,サイドウォールからその下方に放出される水素の量を低減する。
図16に示すように,本実施形態にかかる半導体装置600は,サイドウォールの構成が,図13に示す上記第5実施形態にかかる半導体装置500と相違する。半導体装置600は,他の構成において,図13に示す半導体装置500と実質的に共通する。
In this embodiment, the amount of hydrogen released downward from the sidewall is reduced by forming the sidewall from a plurality of layers and forming the lowermost layer in a high temperature atmosphere.
As shown in FIG. 16, the semiconductor device 600 according to the present embodiment is different from the semiconductor device 500 according to the fifth embodiment shown in FIG. The semiconductor device 600 is substantially in common with the semiconductor device 500 shown in FIG. 13 in other configurations.

半導体装置600において,サイドウォール622は,シリコン基板602側に形成される第1膜622aと,第1膜622a上に形成される第2膜622bと,を備えている。第1膜622aは例えば850℃〜900℃程度の高温雰囲気下でLP−CVDにより形成されたものであり,第2膜622bは例えば780℃程度の一般的な温度条件下でLP−CVDにより形成されたものである。   In the semiconductor device 600, the sidewall 622 includes a first film 622a formed on the silicon substrate 602 side and a second film 622b formed on the first film 622a. The first film 622a is formed by LP-CVD in a high temperature atmosphere of about 850 ° C. to 900 ° C., for example, and the second film 622b is formed by LP-CVD under a general temperature condition of about 780 ° C., for example. It has been done.

図17および図18を参照しながら,半導体装置600に適用可能な本実施形態にかかる半導体装置の製造方法650について説明する。図17に示すように,本実施形態にかかる製造方法650は,少なくとも工程S51〜工程S57を含む。製造方法650では,工程S51〜工程S57は,この順に実施される。   A semiconductor device manufacturing method 650 according to the present embodiment that can be applied to the semiconductor device 600 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 17, the manufacturing method 650 according to this embodiment includes at least steps S51 to S57. In the manufacturing method 650, step S51 to step S57 are performed in this order.

製造方法650において,工程S51〜工程S53,工程S54〜工程S57は,それぞれ,図14に示す上記第5実施形態にかかる製造方法550の対応工程と実質的に同一である。ここで,工程S51は工程S41に対応し,工程S52は工程S42に対応し,工程S53は工程S43に対応し,工程S55は工程S45に対応し,工程S56は工程S46に対応し,工程S57は工程S47に対応する。   In the manufacturing method 650, steps S51 to S53 and steps S54 to S57 are substantially the same as the corresponding steps of the manufacturing method 550 according to the fifth embodiment shown in FIG. Here, step S51 corresponds to step S41, step S52 corresponds to step S42, step S53 corresponds to step S43, step S55 corresponds to step S45, step S56 corresponds to step S46, and step S57. Corresponds to step S47.

製造方法650において,工程S54は以下のように実施される。まず,図18(a)に示すように,約850℃以上の高温雰囲気でLP−CVDによりウェハ表面全体に第1の窒化シリコン膜622a’が形成される。次に,図18(b)に示すように,約780℃の通常の温度条件下でLP−CVDにより第1の窒化シリコン膜622a’上に第2の窒化シリコン膜622b’が形成される。次に,図18(c)に示すように,第1の窒化シリコン膜622a’および第2の窒化シリコン膜622b’に対しRIEによるエッチバックを行う。   In the manufacturing method 650, step S54 is performed as follows. First, as shown in FIG. 18A, a first silicon nitride film 622a 'is formed on the entire wafer surface by LP-CVD in a high temperature atmosphere of about 850 ° C. or higher. Next, as shown in FIG. 18B, a second silicon nitride film 622b 'is formed on the first silicon nitride film 622a' by LP-CVD under a normal temperature condition of about 780 ° C. Next, as shown in FIG. 18C, the first silicon nitride film 622a 'and the second silicon nitride film 622b' are etched back by RIE.

結果として,ゲート電極616側部にサイドウォール622が形成される。ここで,上記エッチバック後にゲート電極616側部に残留する第1の窒化シリコン膜622a’が第1膜622aとなり,上記エッチバック後にゲート電極616側部に残留する第2の窒化シリコン膜622b’が第2膜622bとなる。   As a result, a sidewall 622 is formed on the side of the gate electrode 616. Here, the first silicon nitride film 622a ′ remaining on the side of the gate electrode 616 after the etch back becomes the first film 622a, and the second silicon nitride film 622b ′ remaining on the side of the gate electrode 616 after the etch back. Becomes the second film 622b.

なお,本実施形態では,第1の窒化シリコン膜622a’の膜厚を例えば20μm〜40μm(200オングストローム〜400オングストローム)とし,第2の窒化シリコン膜622b’の膜厚を例えば80μm〜160μm(800オングストローム〜1600オングストローム)とすることができる。   In the present embodiment, the thickness of the first silicon nitride film 622a ′ is, for example, 20 μm to 40 μm (200 Å to 400 Å), and the thickness of the second silicon nitride film 622b ′ is, for example, 80 μm to 160 μm (800 Angstrom to 1600 angstrom).

本実施形態にかかる製造方法650は,工程S51〜工程S57以外にも,第1埋込配線の形成工程,第2コンタクトホールの形成工程,第2埋め込む配線の形成工程,その他の工程を含む。しかし,それらについては,詳細な説明を省略する。   The manufacturing method 650 according to the present embodiment includes, in addition to steps S51 to S57, a first buried wiring forming step, a second contact hole forming step, a second buried wiring forming step, and other steps. However, detailed explanations thereof are omitted.

以上説明したように,本実施形態によれば,第1の窒化シリコン膜により,第2の窒化シリコン膜の形成過程で乖離した水素がシリコン基板表面のシリコン/窒化シリコン界面に到達しづらくなる。したがって,本実施形態によれば,上記第6実施形態以上にシリコン/窒化シリコン界面でのトラップの発生が抑制され,さらにサイドウォール中の水素のゲート酸化膜,シリコン基板への拡散が抑制される。結果として,本実施形態によれば,MOSFETのホットキャリア耐性を向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the first silicon nitride film makes it difficult for hydrogen deviated in the formation process of the second silicon nitride film to reach the silicon / silicon nitride interface on the silicon substrate surface. Therefore, according to the present embodiment, generation of traps at the silicon / silicon nitride interface is suppressed more than in the sixth embodiment, and further, diffusion of hydrogen in the sidewall into the gate oxide film and the silicon substrate is suppressed. . As a result, according to the present embodiment, the hot carrier resistance of the MOSFET can be improved.

(第7実施形態)
図19〜図22を参照しながら,第7実施形態について説明する。ここで,図19は,本実施形態にかかる半導体装置700の要部構成を説明するための概略的な断面図である。図20は,本実施形態にかかる半導体装置の製造方法750を説明するための概略的な流れ図である。図21は,図20による説明を補足するための概略的な断面図である。図22は,半導体装置700のLDD部712a,714aの不純物プロファイルを示す概略的な図である。
(Seventh embodiment)
The seventh embodiment will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 19 is a schematic cross-sectional view for explaining a main configuration of the semiconductor device 700 according to the present embodiment. FIG. 20 is a schematic flowchart for explaining the semiconductor device manufacturing method 750 according to the present embodiment. FIG. 21 is a schematic cross-sectional view for supplementing the explanation of FIG. FIG. 22 is a schematic diagram showing impurity profiles of the LDD portions 712a and 714a of the semiconductor device 700.

本実施形態では,LDD部を複数回のイオン注入で形成することにより,ホットキャリアの発生位置をトラップないし界面準位の発生位置から離れた半導体基板の深部に移動させる。
図19に示すように,本実施形態にかかる半導体装置700は,拡散防止膜を有さない点で,図1に示す上記第1実施形態にかかる半導体装置100と相違する。さらに,半導体装置700は,LDD部の構成が,図1に示す半導体装置100と相違する。半導体装置700は,他の構成において,図1に示す半導体装置100と実質的に共通する。
In this embodiment, the LDD portion is formed by ion implantation a plurality of times, thereby moving the hot carrier generation position to a deep portion of the semiconductor substrate away from the trap or interface state generation position.
As shown in FIG. 19, the semiconductor device 700 according to the present embodiment is different from the semiconductor device 100 according to the first embodiment shown in FIG. 1 in that it does not have a diffusion prevention film. Further, the semiconductor device 700 is different from the semiconductor device 100 shown in FIG. The semiconductor device 700 is substantially in common with the semiconductor device 100 shown in FIG.

半導体装置700において,LDD部712aは,シリコン基板702表面付近に形成される浅い部分712a1と,浅い部分712a1下に形成される深い部分712a2と,から構成される。また,LDD部714aは,シリコン基板702表面付近に形成される浅い部分714a1と,浅い部分714a1下に形成される深い部分714a2と,から構成される。   In the semiconductor device 700, the LDD portion 712a includes a shallow portion 712a1 formed near the surface of the silicon substrate 702 and a deep portion 712a2 formed below the shallow portion 712a1. The LDD portion 714a includes a shallow portion 714a1 formed near the surface of the silicon substrate 702 and a deep portion 714a2 formed under the shallow portion 714a1.

次に,図20〜図22を参照しながら,半導体装置700に適用可能な本実施形態にかかる製造方法750について説明する。図20に示すように,製造方法750は,少なくとも工程S61〜工程S67を含む。製造方法750において,工程S61〜工程S67は,この順に実施される。   Next, a manufacturing method 750 according to the present embodiment applicable to the semiconductor device 700 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 20, the manufacturing method 750 includes at least steps S61 to S67. In the manufacturing method 750, steps S61 to S67 are performed in this order.

製造方法750において,工程S61,工程S62,工程S64〜工程S67は,それぞれ,図2に示す上記第1実施形態にかかる製造方法150の対応工程と実質的に同一である。ここで,工程S61は工程S1に対応し,工程S62は工程S2に対応し,工程S64は工程S5に対応し,工程S65は工程S6に対応し,工程S66は工程S7に対応し,工程S67は工程S8に対応する。   In the manufacturing method 750, steps S61, S62, and S64 to S67 are substantially the same as the corresponding steps of the manufacturing method 150 according to the first embodiment shown in FIG. Here, step S61 corresponds to step S1, step S62 corresponds to step S2, step S64 corresponds to step S5, step S65 corresponds to step S6, step S66 corresponds to step S7, and step S67. Corresponds to step S8.

製造方法750において,工程S63では,注入エネルギの相互に異なる2度のイオン注入によりLDD部712が形成される。工程S63において,1度目のイオン注入では,例えば図21(a)に示すように浅い部分712a1,714a1が形成され,2度目のイオン注入では,例えば図21(b)に示すように深い部分712a2,714a2が形成される。   In the manufacturing method 750, in step S63, the LDD portion 712 is formed by two ion implantations having different implantation energies. In step S63, shallow portions 712a1 and 714a1 are formed in the first ion implantation, for example, as shown in FIG. 21A, and deep portions 712a2 are formed in the second ion implantation, for example, as shown in FIG. 21B. , 714a2 are formed.

なお,本実施形態では,1度目のイオン注入では,例えば,不純物としてリンを用い注入エネルギを約20KeVに設定することができる。また,2度目のイオン注入では,例えば,不純物としてリンを用い注入エネルギを約70KeVに設定することができる。   In the present embodiment, in the first ion implantation, for example, phosphorus is used as an impurity, and the implantation energy can be set to about 20 KeV. In the second ion implantation, for example, phosphorus is used as an impurity, and the implantation energy can be set to about 70 KeV.

結果として,本実施形態にかかるLDD部712a,714aは,図22に示すような深さ方向の不純物プロファイルを持つこととなる。なお,図22には,LDD部712a,714aとの比較のために,1度のイオン注入により形成した一般的なLDD部の不純物プロファイルも示してある。   As a result, the LDD portions 712a and 714a according to this embodiment have an impurity profile in the depth direction as shown in FIG. FIG. 22 also shows an impurity profile of a general LDD portion formed by one ion implantation for comparison with the LDD portions 712a and 714a.

図22に示すように,LDD部712a,714aでは,一般的なLDD部と比べて,不純物濃度のピークが深くなる。したがって,本実施形態では,一般的なLDD部を有する構成と比べて,ホットキャリアの発生位置が半導体基板の深部に移動することとなる。   As shown in FIG. 22, the LDD parts 712a and 714a have deeper impurity concentration peaks than the general LDD part. Therefore, in the present embodiment, the hot carrier generation position moves to a deep part of the semiconductor substrate as compared with a configuration having a general LDD part.

本実施形態にかかる製造方法750は,工程S61〜工程S67以外にも,第1埋込配線の形成工程,第2コンタクトホールの形成工程,第2埋め込む配線の形成工程,その他の工程を含む。しかし,それらについては,詳細な説明を省略する。   The manufacturing method 750 according to the present embodiment includes, in addition to steps S61 to S67, a first buried wiring forming step, a second contact hole forming step, a second buried wiring forming step, and other steps. However, detailed explanations thereof are omitted.

以上説明したように本実施形態によれば,LDD部を2度のイオン注入で形成することにより,ホットキャリア発生位置近傍における電界集中が緩和される。したがって,ホットキャリアの発生確率が低下するとともに,ホットキャリアの発生位置が通常よりも深くなる。   As described above, according to the present embodiment, the electric field concentration in the vicinity of the hot carrier generation position is alleviated by forming the LDD portion by two ion implantations. Therefore, the generation probability of hot carriers is lowered and the generation position of hot carriers becomes deeper than usual.

よって,本実施形態では,シリコン基板表面付近に形成されるシリコン/窒化シリコン界面へ到達するホットキャリアの数が減少し,シリコン/窒化シリコン界面でのホットキャリアトラップの確率が低下する。結果として,本実施形態によれば,MOSFETのホットキャリア耐性を向上させることができる。   Therefore, in the present embodiment, the number of hot carriers reaching the silicon / silicon nitride interface formed near the silicon substrate surface is reduced, and the probability of hot carrier trapping at the silicon / silicon nitride interface is reduced. As a result, according to the present embodiment, the hot carrier resistance of the MOSFET can be improved.

さらに,本実施形態では,2度のイオン注入のうち一方は,注入エネルギを低く抑えることができる。したがって,本実施形態によれば,MOSFETの電流特性を維持したまま,ホットキャリア耐性を改善することができる。   Furthermore, in this embodiment, one of the two ion implantations can keep the implantation energy low. Therefore, according to the present embodiment, hot carrier resistance can be improved while maintaining the current characteristics of the MOSFET.

以上,本発明に係る好適な実施の形態について説明したが,本発明はかかる構成に限定されない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された技術思想の範囲内において,各種の修正例及び変更例を想定しうるものであり,それら修正例及び変更例についても本発明の技術範囲に包含されるものと了解される。   The preferred embodiment according to the present invention has been described above, but the present invention is not limited to such a configuration. A person skilled in the art can assume various modifications and changes within the scope of the technical idea described in the claims, and these modifications and changes are also within the technical scope of the present invention. It is understood that it will be included.

例えば,上記実施形態では,酸化シリコンから構成されるゲート絶縁膜を備える半導体装置およびその製造方法例に挙げて説明したが,本発明はかかる構成に限定されない。本発明は,他の様々な絶縁材料,例えば酸化アルミニウムや酸化ストロンチウム等から構成されるゲート絶縁膜を備える半導体装置およびその製造方法に対しても適用することができる。   For example, in the above embodiment, the semiconductor device including the gate insulating film made of silicon oxide and the method for manufacturing the semiconductor device have been described, but the present invention is not limited to such a configuration. The present invention can also be applied to a semiconductor device including a gate insulating film made of various other insulating materials such as aluminum oxide and strontium oxide, and a manufacturing method thereof.

上記実施形態では,酸化シリコンから構成される酸化抑止膜を備える半導体装置およびその製造方法を例に挙げて説明したが,本発明はかかる構成に限定されない。本発明は,他の様々な絶縁材料,例えば酸化アルミニウムや酸化ストロンチウム等から構成される酸化抑止膜を備える半導体装置およびその製造方法に対しても適用することができる。   In the above embodiment, the semiconductor device including the oxidation inhibiting film made of silicon oxide and the manufacturing method thereof have been described as examples. However, the present invention is not limited to such a configuration. The present invention can also be applied to a semiconductor device including an oxidation inhibiting film made of various other insulating materials such as aluminum oxide and strontium oxide, and a manufacturing method thereof.

上記実施形態では,窒化シリコンから構成されるキャップ膜を備える半導体装置およびその製造方法を例に挙げて説明したが,本発明はかかる構成に限定されない。本発明は,他の様々な絶縁材料,例えば酸化アルミニウムや酸化ストロンチウム等から構成される酸化抑止膜を備える半導体装置およびその製造方法に対しても適用することができる。本発明において,キャップ膜の材料は,層間絶縁膜の材料と異なる絶縁材料であればよい。   In the above embodiment, the semiconductor device including the cap film made of silicon nitride and the manufacturing method thereof have been described as examples. However, the present invention is not limited to such a configuration. The present invention can also be applied to a semiconductor device including an oxidation inhibiting film made of various other insulating materials such as aluminum oxide and strontium oxide, and a manufacturing method thereof. In the present invention, the material of the cap film may be an insulating material different from the material of the interlayer insulating film.

上記実施形態では,所定不純物がドープされたポリシリコンから構成されるゲート電極を備える半導体装置およびその製造方法を例に挙げて説明したが,本発明はかかる構成に限定されない。本発明は,他の様々な導電材料,例えば,所定不純物をドープしたシリコン,多結晶シリコン,金属シリサイド,金属,或いはそれらの積層体等から構成されるゲート電極を備える半導体装置およびその製造方法に対しても適用することができる。   In the above embodiment, the semiconductor device including the gate electrode made of polysilicon doped with the predetermined impurity and the manufacturing method thereof have been described as examples. However, the present invention is not limited to such a configuration. The present invention relates to a semiconductor device including a gate electrode composed of various other conductive materials, for example, silicon doped with a predetermined impurity, polycrystalline silicon, metal silicide, metal, or a laminate thereof, and a method of manufacturing the same. It can also be applied to.

上記実施形態では,酸化シリコンから構成される層間絶縁膜を備える半導体装置およびその製造方法を例に挙げて説明したが,本発明はかかる構成に限定されない。本発明は,他の様々な絶縁材料から構成される層間絶縁膜を備える半導体装置およびその製造方法に対しても適用することができる。なお,層間絶縁膜は,サイドウォールと異なるエッチングレートを有する材料から構成することが好適である。   In the above embodiment, the semiconductor device including the interlayer insulating film made of silicon oxide and the manufacturing method thereof have been described as examples, but the present invention is not limited to such a configuration. The present invention can also be applied to a semiconductor device including an interlayer insulating film made of various other insulating materials and a method for manufacturing the same. Note that the interlayer insulating film is preferably made of a material having an etching rate different from that of the sidewall.

上記実施形態では,半導体基板としてシリコン基板を適用した半導体装置およびその製造方法を例に挙げて説明したが,本発明はかかる構成に限定されない。本発明は,他の様々な半導体基板,例えば,ガリウムヒ素(GaAs)基板その他の半導体基板を適用した半導体装置およびその製造方法に対しても適用することができる。   In the above embodiment, the semiconductor device using a silicon substrate as a semiconductor substrate and the manufacturing method thereof have been described as examples. However, the present invention is not limited to such a configuration. The present invention can also be applied to a semiconductor device to which various other semiconductor substrates, for example, a gallium arsenide (GaAs) substrate and other semiconductor substrates are applied, and a manufacturing method thereof.

上記実施形態では,LDD構造のFETを備える半導体装置およびその製造方法を例に挙げて説明したが,本発明はかかる構成に限定されない。本発明は,LDD構造を有さないFETを備える半導体装置およびその製造方法に対しても適用することができる。   In the above-described embodiment, the semiconductor device including the FET having the LDD structure and the manufacturing method thereof have been described as examples. However, the present invention is not limited to such a configuration. The present invention can also be applied to a semiconductor device including an FET having no LDD structure and a manufacturing method thereof.

上記実施形態では,SAC技術によるコンタクトホールがソース領域112上およびドレイン領域上の双方に形成される半導体装置およびその製造方法を例に挙げて説明したが,本発明はかかる構成に限定されない。本発明は,他の様々な構成,例えば,SAC技術によるコンタクトホールがドレイン領域上にのみ形成される構成,或いはSAC技術によるコンタクトホールがソース領域上にのみ形成される構成等を有する半導体装置およびその製造方法に対しても適用することができる。   In the above embodiment, the semiconductor device in which the contact hole by the SAC technique is formed on both the source region 112 and the drain region and the manufacturing method thereof are described as examples. However, the present invention is not limited to such a configuration. The present invention provides various other configurations, for example, a semiconductor device having a configuration in which a contact hole by SAC technology is formed only on the drain region, or a configuration in which a contact hole by SAC technology is formed only on the source region, and the like The present invention can also be applied to the manufacturing method.

上記実施形態では,絶縁ゲート形のFETを例に挙げて説明したが,本発明はかかる構成に限定されない。本発明は,他の様々なFET,例えば接合ゲート形のFETやショットキー障壁形のFET等に対しても適用することができる。   In the above embodiment, the insulated gate FET has been described as an example, but the present invention is not limited to such a configuration. The present invention can also be applied to various other FETs such as a junction gate type FET and a Schottky barrier type FET.

本発明は,FETを備える様々な半導体装置およびその製造方法,例えば,FETを備える増幅回路,FETを備える高周波回路,FETを備える低周波回路,FETを備えるディジタル回路,FETを備えるアナログ回路,或いはそれらを組み合わせた回路等に対して適用することができる。なお,本発明は,LSIなどのゲート電極とコンタクトホールとの間にアライメント余裕が確保しづらい集積度が高い半導体装置およびその製造方法に適用すると効果的である。   The present invention provides various semiconductor devices including FETs and manufacturing methods thereof, for example, amplifier circuits including FETs, high-frequency circuits including FETs, low-frequency circuits including FETs, digital circuits including FETs, analog circuits including FETs, or The present invention can be applied to a circuit combining them. The present invention is effective when applied to a semiconductor device having a high degree of integration in which it is difficult to secure an alignment margin between a gate electrode such as an LSI and a contact hole, and a manufacturing method thereof.

以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された範疇内において,各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

本発明は,半導体装置および半導体装置の製造方法に適用可能である。   The present invention is applicable to a semiconductor device and a semiconductor device manufacturing method.

発明を適用可能な半導体装置の要部構成を説明するための概略的な断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the principal part structure of the semiconductor device which can apply invention. 本発明を適用可能な半導体装置の製造方法を説明するための概略的な流れ図である。6 is a schematic flowchart for explaining a method of manufacturing a semiconductor device to which the present invention is applicable. 図2による説明を補足するための概略的な断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for supplementing the explanation according to FIG. 2. 本発明を適用可能な他の半導体装置の要部構成を説明するための概略的な断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the principal part structure of the other semiconductor device which can apply this invention. 本発明を適用可能な他の半導体装置の製造方法を説明するための概略的な流れ図である。It is a schematic flowchart for demonstrating the manufacturing method of the other semiconductor device which can apply this invention. 図5による説明を補足するための概略的な断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for supplementing the explanation according to FIG. 5. 本発明を適用可能な他の半導体装置の要部構成を説明するための概略的な断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the principal part structure of the other semiconductor device which can apply this invention. 本発明を適用可能な他の半導体装置の製造方法を説明するための概略的な流れ図である。It is a schematic flowchart for demonstrating the manufacturing method of the other semiconductor device which can apply this invention. 図8による説明を補足するための概略的な断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for supplementing the explanation according to FIG. 8. 本発明を適用可能な他の半導体装置の要部構成を説明するための概略的な断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the principal part structure of the other semiconductor device which can apply this invention. 本発明を適用可能な他の半導体装置の製造方法を説明するための概略的な流れ図である。It is a schematic flowchart for demonstrating the manufacturing method of the other semiconductor device which can apply this invention. 図11による説明を補足するための概略的な断面図である。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view for supplementing the explanation according to FIG. 11. 本発明を適用可能な他の半導体装置の要部構成を説明するための概略的な断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the principal part structure of the other semiconductor device which can apply this invention. 本発明を適用可能な他の半導体装置の製造方法を説明するための概略的な流れ図である。It is a schematic flowchart for demonstrating the manufacturing method of the other semiconductor device which can apply this invention. 図14による説明を補足するための概略的な断面図である。It is a schematic sectional drawing for supplementing description by FIG. 本発明を適用可能な他の半導体装置の要部構成を説明するための概略的な断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the principal part structure of the other semiconductor device which can apply this invention. 本発明を適用可能な他の半導体装置の製造方法を説明するための概略的な流れ図である。It is a schematic flowchart for demonstrating the manufacturing method of the other semiconductor device which can apply this invention. 図17による説明を補足するための概略的な断面図である。FIG. 18 is a schematic cross-sectional view for supplementing the description according to FIG. 17. 本発明を適用可能な他の半導体装置の要部構成を説明するための概略的な断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the principal part structure of the other semiconductor device which can apply this invention. 本発明を適用可能な他の半導体装置の製造方法を説明するための概略的な流れ図である。It is a schematic flowchart for demonstrating the manufacturing method of the other semiconductor device which can apply this invention. 図14による説明を補足するための概略的な断面図である。It is a schematic sectional drawing for supplementing description by FIG. 図19に示す半導体装置のLDD部の不純物プロファイルを示す概略的な図である。FIG. 20 is a schematic diagram showing an impurity profile of an LDD portion of the semiconductor device shown in FIG. 19. 従来の半導体装置を説明するための概略的な断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the conventional semiconductor device.

符号の説明Explanation of symbols

100 半導体装置
110 MOSFET
102 シリコン基板
104 層間絶縁膜
116 ゲート電極
122 サイドウォール
522 サイドウォール
622 サイドウォール
124 ゲート酸化膜
126 拡散抑止膜
712a LDD部
714a LDD部
100 Semiconductor device 110 MOSFET
102 Silicon substrate 104 Interlayer insulating film 116 Gate electrode 122 Side wall 522 Side wall 622 Side wall 124 Gate oxide film 126 Diffusion suppression film 712a LDD part 714a LDD part

Claims (6)

半導体基板と前記半導体基板上に形成されるFETとを備える半導体装置であって:
前記FETのゲート電極側部に形成され窒素とシリコンとを組成中に主として含み850℃以上のLP−CVD(Low Plessure CVD)により形成されるSACのためのサイドウォールを備えることを特徴とする,半導体装置。
A semiconductor device comprising a semiconductor substrate and an FET formed on the semiconductor substrate:
A side wall for SAC, which is formed on the side of the gate electrode of the FET and mainly contains nitrogen and silicon in the composition and is formed by LP-CVD (Low Pressure CVD) at 850 ° C. or higher, Semiconductor device.
半導体基板と前記半導体基板上に形成されるFETとを備える半導体装置であって:
前記FETのゲート電極側部に形成され窒素とシリコンとを組成中に主として含むSACのためのサイドウォールを備え;
前記サイドウォールは,2以上の層から構成され,その最下層が850℃以上のLP−CVDにより形成される;
ことを特徴とする,半導体装置。
A semiconductor device comprising a semiconductor substrate and an FET formed on the semiconductor substrate:
A sidewall for the SAC formed on the side of the gate electrode of the FET and mainly containing nitrogen and silicon in the composition;
The sidewall is composed of two or more layers, and the lowermost layer is formed by LP-CVD at 850 ° C. or higher;
A semiconductor device characterized by that.
半導体基板と前記半導体基板上に形成されるLDD構造のFETとを備える半導体装置であって:
前記FETのLDD部は,相互に注入エネルギが異なる2度以上のイオン注入により形成されることを特徴とする,半導体装置。
A semiconductor device comprising a semiconductor substrate and an LDD-structured FET formed on the semiconductor substrate:
The semiconductor device according to claim 1, wherein the LDD portion of the FET is formed by ion implantation of two or more times having different implantation energies.
半導体基板と前記半導体基板上に形成されるFETとを備える半導体装置の製造方法であって:
850℃以上のLP−CVDにより窒素とシリコンとを組成中に主として含み前記FETのゲート電極上面および側面を被覆する膜を形成する工程と;
RIEにより前記膜をエッチバックすることにより窒素とシリコンとを組成中に主として含むSACのためのサイドウォールを前記ゲート電極側部に形成するサイドウォール形成工程と;
を含むことを特徴とする,半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device comprising a semiconductor substrate and an FET formed on the semiconductor substrate, comprising:
Forming a film mainly containing nitrogen and silicon in the composition by LP-CVD at 850 ° C. or higher and covering the upper and side surfaces of the gate electrode of the FET;
Forming a sidewall for SAC mainly containing nitrogen and silicon in the composition by etching back the film by RIE on the side of the gate electrode;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
半導体基板と前記半導体基板上に形成されるFETとを備える半導体装置の製造方法であって:
850℃以上のLP−CVDにより窒素とシリコンとを組成中に主として含み前記FETのゲート電極上面および側面を被覆する第1の膜を形成する工程と;
前記第1の膜上に窒素とシリコンとを組成中に主として含む第2の膜を形成する工程と;
RIEにより前記第1および第2の膜をエッチバックすることにより窒素とシリコンとを組成中に主として含むSACのためのサイドウォールを前記ゲート電極側部に形成するサイドウォール形成工程と;
を含むことを特徴とする,半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device comprising a semiconductor substrate and an FET formed on the semiconductor substrate, comprising:
Forming a first film mainly containing nitrogen and silicon in the composition by LP-CVD at 850 ° C. or higher and covering the upper and side surfaces of the gate electrode of the FET;
Forming a second film mainly containing nitrogen and silicon in the composition on the first film;
Forming a sidewall for SAC mainly containing nitrogen and silicon in the composition by etching back the first and second films by RIE on the side of the gate electrode;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
半導体基板と前記半導体基板上に形成されるLDD構造のFETとを備える半導体装置の製造方法であって:
前記FETのLDD部は,相互に注入エネルギが異なる2以上のイオン注入により形成されることを特徴とする,半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device comprising a semiconductor substrate and an LDD-structured FET formed on the semiconductor substrate:
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the LDD portion of the FET is formed by two or more ion implantations having mutually different implantation energies.
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