JP2007141889A - Semiconductor device and its fabrication process - Google Patents

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健治 川井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a process for fabricating a semiconductor device having a P-channel field effect transistor and an N-channel field effect transistor in which performance of these field effect transistors can be enhanced easily. <P>SOLUTION: A sequential laminate of gate insulating films 11 and 21, polysilicon electrodes 63a and 63b, and gap films 65a and 65b is formed on a semiconductor substrate 10 for every field effect transistor to be formed, and then sidewall spacers 17 and 27 are formed on the opposite side faces of each polysilicon electrode in the linewidth direction directly or through offset spacer films 15 and 25. An interlayer insulating film 73a having an upper surface located on a plane including the upper surface of each cap film is formed and then these cap films are removed to expose the upper surface of each polysilicon electrode. A first metal layer 75a or a second metal layer 79 are then formed thereon and underlying polysilicon electrodes are silicificated entirely by that metal layer to form a gate electrode composed of silicide of different metals. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、Pチャネル電界効果トランジスタとNチャネル電界効果トランジスタとを備え、これらのトランジスタのゲート電極全体が互いに異なる金属のシリサイドからなる半導体装置、およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device including a P-channel field effect transistor and an N-channel field effect transistor, the gate electrodes of which are made of different metal silicides, and a method for manufacturing the same.

半導体集積回路での回路素子の集積密度は増加の一途を辿っており、高集積化に伴って個々の回路素子の高性能化および微細化も図られている。半導体集積回路で多用される電界効果トランジスタも例外ではなく、その高性能化および微細化が進められている。   The integration density of circuit elements in a semiconductor integrated circuit has been steadily increasing, and higher performance and miniaturization of individual circuit elements have been achieved with higher integration. Field effect transistors frequently used in semiconductor integrated circuits are no exception, and their performance and miniaturization are being promoted.

高性能で微細な電界効果トランジスタを得るにあたっては、通常、ポリシリコン(不純物をドープしたもの)よりも導電性の高い材料、例えば金属や金属シリサイドによってゲート電極が形成される。ただし、微細な金属製のゲート電極を形成するためには、金属膜の選択的なエッチングや洗浄等、シリコンの微細化技術では対応が困難な課題を克服しなければならない。一方、微細な金属シリサイド製のゲート電極は、微細なポリシリコン電極を形成した後にこのポリシリコン電極上またはこのポリシリコン電極の周囲に所定の金属層を形成し、これらポリシリコン電極と金属層とを熱処理により反応させることで形成することができるので、従来の技術の延長線上にあるといえる。このため、高性能で微細な電界効果トランジスタを得るにあたっては、金属製のゲート電極よりも金属シリサイド製のゲート電極の方が多用される。   In obtaining a high-performance and fine field-effect transistor, the gate electrode is usually formed of a material having higher conductivity than polysilicon (impurities doped), for example, metal or metal silicide. However, in order to form a fine metal gate electrode, it is necessary to overcome problems that are difficult to deal with by silicon miniaturization techniques such as selective etching and cleaning of a metal film. On the other hand, the fine metal silicide gate electrode is formed by forming a predetermined metal layer on or around the polysilicon electrode after forming the fine polysilicon electrode. It can be said that it is on the extension of the conventional technique. For this reason, in obtaining a high-performance and fine field-effect transistor, a metal silicide gate electrode is used more frequently than a metal gate electrode.

半導体集積回路に使用される電界効果トランジスタにはPチャネル電界効果トランジスタとNチャネル電界効果トランジスタとがあり、これらの電界効果トランジスタに望まれる閾値電圧(Vth)は互いに異なる。高性能の電界効果トランジスタを得るためには、その閾値電圧(Vth)が所望の範囲内になるように制御することが必要となる。 Field effect transistors used in semiconductor integrated circuits include P-channel field effect transistors and N-channel field effect transistors, and threshold voltages (V th ) desired for these field effect transistors are different from each other. In order to obtain a high-performance field effect transistor, it is necessary to control the threshold voltage (V th ) to be within a desired range.

例えばポリシリコン製のゲート電極を備えた電界効果トランジスタの閾値電圧(Vth)は、ゲート電極材料のポリシリコンにドープする不純物の種類やそのドーズ量、あるいは不純物を活性化する際の熱処理条件等を適宜選定することによって制御可能である。これに対し、金属シリサイド製のゲート電極を備えた電界効果トランジスタの閾値電圧(Vth)は、ゲート電極材料であるポリシリコンの導電性を制御しても制御することは困難であり、この閾値電圧(Vth)を制御するためには、金属シリサイド製のゲート電極での金属元素(ケイ素を除く。以下同じ。)の含有率や、金属シリサイドを構成する金属元素の種類を適宜選定することが必要となる。 For example, the threshold voltage (V th ) of a field effect transistor having a polysilicon gate electrode is determined depending on the type and dose of impurities doped into polysilicon as a gate electrode material, heat treatment conditions for activating the impurities, etc. It is controllable by selecting suitably. On the other hand, it is difficult to control the threshold voltage (V th ) of a field effect transistor having a gate electrode made of metal silicide even if the conductivity of polysilicon as a gate electrode material is controlled. In order to control the voltage (V th ), the content of the metal element (excluding silicon; the same shall apply hereinafter) in the metal silicide gate electrode and the type of metal element constituting the metal silicide are appropriately selected. Is required.

金属シリサイドを構成する金属元素の種類を適宜選定することによってPチャネル電界効果トランジスタおよびNチャネル電界効果トランジスタそれぞれの閾値電圧(Vth)を制御する場合、一般に、Pチャネル電界効果トランジスタのゲート電極には仕事関数の大きい金属のシリサイドが用いられ、Nチャネル電界効果トランジスタのゲート電極には仕事関数の小さい金属のシリサイドが用いられる。互いに異なる金属のシリサイドによってゲート電極が形成されたPチャネル電界効果トランジスタとNチャネル電界効果トランジスタとを有する半導体装置を製造する方法としては、例えば特許文献1に記載された発明の製造方法が知られている。 When the threshold voltage (V th ) of each of the P-channel field effect transistor and the N-channel field effect transistor is controlled by appropriately selecting the type of metal element constituting the metal silicide, generally, the gate electrode of the P-channel field effect transistor is used. A metal silicide having a high work function is used, and a metal silicide having a low work function is used for the gate electrode of the N-channel field effect transistor. As a method for manufacturing a semiconductor device having a P-channel field effect transistor and an N-channel field effect transistor having gate electrodes formed of different metal silicides, for example, the manufacturing method of the invention described in Patent Document 1 is known. ing.

この発明の半導体装置の製造方法では、まず、半導体基板におけるPチャネル電界効果トランジスタおよびNチャネル電界効果トランジスタそれぞれのゲート電極の形成領域にダミー電極を形成する。これらのダミー電極は、該ダミー電極の上面を含む平面に上面が位置する層間絶縁膜を形成した後に除去される。これにより層間絶縁膜で囲まれた凹部が半導体基板上に形成されるので、凹部の底に露出している半導体基板表面にゲート絶縁膜となる電気絶縁膜を成膜する。このとき、凹部の内壁にも上記の電気絶縁膜が成膜される。各凹部内にポリシリコンを堆積させてポリシリコン電極を形成した後、半導体基板にソース領域およびドレイン領域を形成し、さらに、個々のポリシリコン電極上に互いに異なる種類の金属層を形成する。この後、熱処理を施して各ポリシリコン電極とその上の金属層とを反応させることによりポリシリコン電極をシリサイド化して、互いに異なる金属のシリサイドからなるゲート電極を得る。   In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, first, dummy electrodes are formed in the gate electrode formation regions of the P-channel field-effect transistor and the N-channel field-effect transistor in the semiconductor substrate. These dummy electrodes are removed after an interlayer insulating film having an upper surface located on a plane including the upper surface of the dummy electrode is formed. As a result, a recess surrounded by the interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate. Therefore, an electrical insulating film to be a gate insulating film is formed on the surface of the semiconductor substrate exposed at the bottom of the recess. At this time, the electrical insulating film is also formed on the inner wall of the recess. After polysilicon is deposited in each recess to form a polysilicon electrode, a source region and a drain region are formed on the semiconductor substrate, and different types of metal layers are formed on the individual polysilicon electrodes. Thereafter, heat treatment is performed to cause each polysilicon electrode to react with the metal layer thereon, thereby silicidizing the polysilicon electrode to obtain gate electrodes made of different metal silicides.

特開2004−158593号公報JP 2004-158593 A

特許文献1に記載された発明の製造方法では、ゲート絶縁膜の形成時に上記凹部の内壁にもゲート絶縁膜と同一組成の電気絶縁膜がゲート絶縁膜に連なって一緒に形成されるので、最終的に得られる電界効果トランジスタではゲート電極の線幅方向側面に該電気絶縁膜が位置することになり、次のような不具合が生じる。   In the manufacturing method of the invention described in Patent Document 1, since the electric insulating film having the same composition as the gate insulating film is formed on the inner wall of the concave portion together with the gate insulating film when the gate insulating film is formed. In the field effect transistor obtained by the process, the electrical insulating film is positioned on the side surface in the line width direction of the gate electrode, and the following problems occur.

すなわち、近年では、高性能で微細な電界効果トランジスタを得るための一法として、シリコン酸化物よりも誘電率が高い高誘電率誘電体によってゲート絶縁膜を形成することが提案されているわけであるが、この高誘電率誘電体膜がゲート電極の線幅方向側面にも形成されていると、ゲート電極とソース領域との間のフリンジ容量、およびゲート電極とドレイン領域との間のフリンジ容量がそれぞれ大きくなり易い。そして、これらフリンジ容量が増大すると、動作速度が速い高性能の電界効果トランジスタを得難くなる。   That is, in recent years, as one method for obtaining a high-performance and fine field-effect transistor, it has been proposed to form a gate insulating film with a high dielectric constant dielectric having a dielectric constant higher than that of silicon oxide. However, if this high dielectric constant dielectric film is also formed on the side surface in the line width direction of the gate electrode, the fringe capacitance between the gate electrode and the source region, and the fringe capacitance between the gate electrode and the drain region. Each tends to be large. When these fringe capacities increase, it becomes difficult to obtain a high-performance field effect transistor having a high operating speed.

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、Pチャネル電界効果トランジスタとNチャネル電界効果トランジスタとを有し、これらの電界効果トランジスタそれぞれの高性能化を図り易い半導体装置およびその製造方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and has a P-channel field-effect transistor and an N-channel field-effect transistor, and a semiconductor device and a method of manufacturing the same that can easily improve the performance of each of these field-effect transistors The purpose is to obtain.

上記の目的を達成するこの発明の半導体装置は、半導体基板と、この半導体基板上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成されたPチャネル電界効果トランジスタと、前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成されたNチャネル電界効果トランジスタとを備えた半導体装置であって、Pチャネル電界効果トランジスタのゲート電極全体が第1の金属のシリサイドからなると共に、Nチャネル電界効果トランジスタのゲート電極全体が第1の金属よりも仕事関数が小さい第2の金属のシリサイドからなり、これらゲート電極それぞれの線幅方向両側面に、ゲート絶縁膜に接して形成されたシリコン系絶縁膜からなるオフセットスペーサ膜を介して、または直接、サイドウォールスペーサが形成されていることを特徴とするものである。   A semiconductor device of the present invention that achieves the above object includes a semiconductor substrate, a P-channel field effect transistor having a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film, and a gate insulating film on the semiconductor substrate. And an N-channel field effect transistor having a gate electrode formed therebetween, wherein the entire gate electrode of the P-channel field effect transistor is made of a first metal silicide and the gate of the N-channel field effect transistor. The entire electrode is made of a silicide of a second metal having a work function smaller than that of the first metal, and an offset made of a silicon-based insulating film formed in contact with the gate insulating film on both side surfaces in the line width direction of each of the gate electrodes. A sidewall spacer is formed through a spacer film or directly. It is.

また、上記の目的を達成するこの発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板と、この半導体基板上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成されたPチャネル電界効果トランジスタと、前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成されたNチャネル電界効果トランジスタとを備えた半導体装置の製造方法であって、Pチャネル電界効果トランジスタに対応する第1素子領域とNチャネル電界効果トランジスタに対応する第2素子領域とが形成され、かつこれら第1素子領域および第2素子領域をそれぞれ局所的に露出させる所定パターンの素子分離膜が形成された半導体基板上に、第1素子領域の露出面を覆う第1電気絶縁膜を介して、Pチャネル電界効果トランジスタのチャネル領域となる領域上に配置されてPチャネル電界効果トランジスタのゲート電極の元となる第1ポリシリコン電極、および第1ポリシリコン電極上に位置する第1キャップ膜を形成すると共に、第2素子領域の露出面を覆う第2電気絶縁膜を介して、Nチャネル電界効果トランジスタのチャネル領域となる領域上に配置されてNチャネル電界効果トランジスタのゲート電極の元となる第2ポリシリコン電極、および第2ポリシリコン電極上に位置する第2キャップ膜を形成する電極−キャップ膜形成工程と、第1電気絶縁膜および第2電気絶縁膜をそれぞれパターニングして、第1ポリシリコン電極および第2ポリシリコン電極それぞれの下にゲート絶縁膜を形成するパターニング工程と、第1ポリシリコン電極および第2ポリシリコン電極それぞれの線幅方向両側面に、ゲート絶縁膜に接して形成されたシリコン系絶縁膜からなるオフセットスペーサ膜を介して、または直接、サイドウォールスペーサを形成するサイドウォールスペーサ形成工程と、記第1キャップ膜および第2キャップ膜それぞれの上面を含む平面に上面が位置する層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、第1キャップ膜および前記第2キャップ膜をそれぞれ除去した後、第1ポリシリコン電極上には第1の金属からなる第1金属層を形成し、第2ポリシリコン電極上には第1の金属よりも仕事関数が小さい第2の金属からなる第2金属層を形成する金属層形成工程と、第1金属層と第1ポリシリコン電極とを反応させて第1ポリシリコン電極全体を第1の金属によりシリサイド化すると共に、第2金属層と第2ポリシリコン電極とを反応させて第2ポリシリコン電極全体を第2の金属によりシリサイド化するシリサイド化工程と、を含むことを特徴とするものである。   A method of manufacturing a semiconductor device of the present invention that achieves the above object includes a semiconductor substrate, a P-channel field effect transistor having a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film, and the semiconductor substrate. A method for manufacturing a semiconductor device comprising an N channel field effect transistor having a gate electrode formed on a gate insulating film on the first element region corresponding to the P channel field effect transistor and the N channel field effect transistor. A corresponding second element region is formed, and the first element region is exposed on a semiconductor substrate on which an element isolation film having a predetermined pattern for locally exposing the first element region and the second element region is formed. P channel disposed on a region to be a channel region of a P channel field effect transistor through a first electrical insulating film covering the surface Forming a first polysilicon electrode serving as a gate electrode of the field effect transistor and a first cap film located on the first polysilicon electrode, and a second electrical insulating film covering the exposed surface of the second element region; A second polysilicon electrode disposed on a region to be a channel region of the N-channel field effect transistor and serving as a source of a gate electrode of the N-channel field effect transistor, and a second cap positioned on the second polysilicon electrode Electrode-cap film forming step for forming a film, and patterning the first and second electrical insulating films to form gate insulating films under the first and second polysilicon electrodes, respectively. A gate insulating film is formed on both side surfaces in the line width direction of the patterning step and each of the first polysilicon electrode and the second polysilicon electrode. A side wall spacer forming step of forming a side wall spacer directly through an offset spacer film made of a silicon-based insulating film formed in contact with, and a plane including the upper surfaces of the first cap film and the second cap film An interlayer insulating film forming step of forming an interlayer insulating film having an upper surface positioned on the first cap film, and after removing the first cap film and the second cap film, a first metal made of a first metal is formed on the first polysilicon electrode. Forming a metal layer, and forming a second metal layer made of a second metal having a work function smaller than that of the first metal on the second polysilicon electrode, and the first metal layer and the first metal layer The entire first polysilicon electrode is silicided with the first metal by reacting with the polysilicon electrode, and the second metal layer and the second polysilicon electrode are reacted to form the second. And a silicidation step of siliciding the entire polysilicon electrode with a second metal.

この発明の半導体装置では、Pチャネル電界効果トランジスタにおけるゲート電極とNチャネル電界効果トランジスタにおけるゲート電極とが互いに異なる金属のシリサイドによって形成されるので、これらの電界効果トランジスタの閾値電圧を所望の値に制御し易い。また、各ゲート電極の線幅方向両側面に、ゲート絶縁膜との間に界面を有するシリコン系絶縁膜からなるオフセットスペーサ膜を介して、または直接、サイドウォールスペーサが形成されているので、たとえ高誘電率誘電体によってゲート絶縁膜を形成する場合でも、ゲート電極とソース領域との間のフリンジ容量の増大、およびゲート電極とドレイン領域との間のフリンジ容量の増大を抑え易い。また、この発明の半導体装置の製造方法によれば、上述した発明の半導体装置を得ることができる。   In the semiconductor device of the present invention, the gate electrode in the P-channel field effect transistor and the gate electrode in the N-channel field effect transistor are formed of different metal silicides, so that the threshold voltage of these field effect transistors is set to a desired value. Easy to control. Further, sidewall spacers are formed on both side surfaces in the line width direction of each gate electrode via an offset spacer film made of a silicon-based insulating film having an interface with the gate insulating film, or directly. Even when the gate insulating film is formed of a high dielectric constant dielectric, it is easy to suppress an increase in the fringe capacitance between the gate electrode and the source region and an increase in the fringe capacitance between the gate electrode and the drain region. Moreover, according to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the semiconductor device of the above-described invention can be obtained.

したがって、これらの発明によれば、高性能のPチャネル電界効果トランジスタおよびNチャネル電界効果トランジスタを備えた半導体装置を得易くなり、結果として、高性能の電子機器を得易くなる。   Therefore, according to these inventions, it is easy to obtain a semiconductor device including a high-performance P-channel field effect transistor and an N-channel field effect transistor, and as a result, it is easy to obtain a high-performance electronic device.

以下、この発明の半導体装置およびその製造方法それぞれの実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。   Embodiments of a semiconductor device and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. These inventions are not limited to the embodiments described below.

図1は、この発明の半導体装置の一例を概略的に示す断面図である。同図に示す半導体装置50は、半導体基板10に形成されたCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ40を備えており、このCMOSトランジスタ40はPチャネル電界効果トランジスタ20とNチャネル電界効果トランジスタ30とを有している。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of the semiconductor device of the present invention. A semiconductor device 50 shown in the figure includes a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) transistor 40 formed on a semiconductor substrate 10, and the CMOS transistor 40 includes a P-channel field effect transistor 20 and an N-channel field effect transistor 30. Have.

半導体基板10は、P型シリコン基板1に所定の素子領域を形成したものであり、Pチャネル電界効果トランジスタ20に対応する第1素子領域R1 にはN型ウェル4が形成され、Nチャネル電界効果トランジスタ30に対応する第2素子領域R2 にはP型ウェル8が形成されている。N型ウェル4にはP+ 型不純物拡散領域からなるソース領域2sとドレイン領域2dとが所定の間隔の下に形成されている。ソース領域2sにおけるドレイン領域2d側の端部、およびドレイン領域2dにおけるソース領域2s側の端部には、それぞれ、P型不純物拡散領域からなるエクステンション部ex1 が形成されている。一方、P型ウェル8にはN+ 型不純物拡散領域からなるソース領域6sとドレイン領域6dとが所定の間隔の下に形成されている。ソース領域6sにおけるドレイン領域6d側の端部、およびドレイン領域6dにおけるソース領域6s側の端部には、それぞれ、N型不純物拡散領域からなるエクステンション部ex2 が形成されている。 The semiconductor substrate 10 is obtained by forming a predetermined element region on the P-type silicon substrate 1, and an N-type well 4 is formed in the first element region R 1 corresponding to the P-channel field effect transistor 20. A P-type well 8 is formed in the second element region R 2 corresponding to the effect transistor 30. In the N-type well 4, a source region 2s and a drain region 2d made of a P + -type impurity diffusion region are formed at a predetermined interval. An extension portion ex 1 composed of a P-type impurity diffusion region is formed at each end of the source region 2s on the drain region 2d side and each end of the drain region 2d on the source region 2s side. On the other hand, in the P-type well 8, a source region 6s and a drain region 6d made of an N + -type impurity diffusion region are formed at a predetermined interval. Extension portions ex 2 each including an N-type impurity diffusion region are formed at the end of the source region 6s on the drain region 6d side and the end of the drain region 6d on the source region 6s side, respectively.

なお、「P型」、「P+ 型」、「N型」、および「N+ 型」は、それぞれ半導体の導電型を表している。「P+ 型」でのP型不純物(アクセプタ)濃度は「P型」でのP型不純物濃度よりも高く、「N+ 型」でのN型不純物(ドナー)濃度は「N型」でのN型不純物濃度よりも高い。 “P-type”, “P + -type”, “N-type”, and “N + -type” represent semiconductor conductivity types, respectively. P-type impurity (acceptor) concentration in the "P + -type" is higher than the P-type impurity concentration in the "P-type", N-type impurity (donor) concentration in the "N + type" is in the "N-type" It is higher than the N-type impurity concentration.

上述のPチャネル電界効果トランジスタ20とNチャネル電界効果トランジスタ30とは、シリコン酸化物等からなる素子分離膜9によって互いに電気的に分離されている。同様に、CMOSトランジスタ40は、半導体基板10に形成されている他の素子(図示せず。)から素子分離膜9によって電気的に分離されている。   The P-channel field effect transistor 20 and the N-channel field effect transistor 30 are electrically isolated from each other by an element isolation film 9 made of silicon oxide or the like. Similarly, the CMOS transistor 40 is electrically isolated from the other elements (not shown) formed on the semiconductor substrate 10 by the element isolation film 9.

Pチャネル電界効果トランジスタ20は、ソース領域2sと、ドレイン領域2dと、エクステンション部ex1 と、N型ウェル4のうちで各エクステンション部ex1 の間に位置するチャネル領域2cと、このチャネル領域2c上にゲート絶縁膜11を介して配置された金属シリサイド製のゲート電極13とを有している。 P-channel field effect transistor 20 has a source region 2s, and a drain region 2d, an extension unit ex 1, the channel region 2c located between the extension portions ex 1 among the N-type well 4, the channel region 2c A gate electrode 13 made of metal silicide is disposed above the gate insulating film 11.

ゲート絶縁膜11は、例えばシリコン酸化物、シリコン酸窒化物、または高誘電率誘電体(酸化ハフニウム、ハフニウムシリケート、窒素ドープ酸化ハフニウム、窒素ドープハフニウムシリケート等)等によって形成される。また、ゲート電極13はニッケル(Ni)、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)、ルテニウム(Ru)、タングステン(W)等、仕事関数の大きい金属のシリサイド(硅化物)によって全体が形成される。   The gate insulating film 11 is formed of, for example, silicon oxide, silicon oxynitride, or a high dielectric constant dielectric (hafnium oxide, hafnium silicate, nitrogen-doped hafnium oxide, nitrogen-doped hafnium silicate, or the like). The gate electrode 13 is a silicide of a metal having a high work function such as nickel (Ni), platinum (Pt), iridium (Ir), palladium (Pd), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), tungsten (W), etc. The whole is formed by the hatching).

ゲート電極13の線幅方向両側面には、オフセットスペーサ膜15が形成され、これらのオフセットスペーサ膜15の線幅方向側面には、それぞれ、サイドウォールスペーサ17が形成されている。各オフセットスペーサ膜15は、後述するエクステンション注入後の不純物の活性化に伴う拡散によってソース/ドレイン間がパンチスルー(ソース/ドレイン間の距離の縮少)してしまうことを防止するものであり、ゲート絶縁膜11に接して形成されたシリコン系絶縁膜、例えばシリコン酸化膜等からなる。これらのオフセットスペーサ膜15の膜厚は、例えば10nm程度以下の範囲内で適宜選定可能である。また、個々のサイドウォールスペーサ17は、オフセットスペーサ膜15上に配置された第1サイドウォール17aと、この第1サイドウォール17a上に配置された第2サイドウォール17bとの2層構造を有している。第1サイドウォール17aは例えばシリコン酸化物によって形成され、第2サイドウォール17bは例えばシリコン窒化物によって形成される。これらのサイドウォールスペーサ17の膜厚(ゲート電極13の側面上での総膜厚)は、例えば50nm程度以下の範囲内で適宜選定可能である。   Offset spacer films 15 are formed on both side surfaces of the gate electrode 13 in the line width direction, and side wall spacers 17 are formed on side surfaces of these offset spacer films 15 in the line width direction. Each offset spacer film 15 prevents punch-through (reduction in the distance between the source and drain) between the source and drain due to diffusion accompanying activation of impurities after extension implantation described later. A silicon-based insulating film formed in contact with the gate insulating film 11, such as a silicon oxide film, is formed. The thickness of these offset spacer films 15 can be appropriately selected within a range of, for example, about 10 nm or less. Each side wall spacer 17 has a two-layer structure of a first side wall 17a disposed on the offset spacer film 15 and a second side wall 17b disposed on the first side wall 17a. ing. The first sidewall 17a is made of, for example, silicon oxide, and the second sidewall 17b is made of, for example, silicon nitride. The thickness of these sidewall spacers 17 (total thickness on the side surface of the gate electrode 13) can be appropriately selected within a range of, for example, about 50 nm or less.

一方、Nチャネル電界効果トランジスタ30は、ソース領域6sと、ドレイン領域6dと、エクステンション部ex2 と、P型ウェル8のうちで各エクステンション部ex2 の間に位置するチャネル領域6cと、このチャネル領域6c上にゲート絶縁膜21を介して配置されたゲート電極23とを有している。 On the other hand, N-channel field effect transistor 30 has a source region 6s, and a drain region 6d, an extension unit ex 2, a channel region 6c located between the extension portions ex 2 among P type well 8, this channel A gate electrode 23 is provided on the region 6c with a gate insulating film 21 interposed therebetween.

ゲート絶縁膜21は、Pチャネル電界効果トランジスタ20におけるのと同様に、例えばシリコン酸化物、シリコン酸窒化物、または高誘電率誘電体(酸化ハフニウム、ハフニウムシリケート、窒素ドープ酸化ハフニウム、窒素ドープハフニウムシリケート等)等によって形成される。また、ゲート電極23は、上述したゲート電極13とは異なる金属のシリサイド、具体的にはハフニウム(Hf)、イッテルビウム(Yb)、エルビウム(Er)、ジルコニウム(Zr)等、ゲート電極13に含有されている金属(金属元素)よりも仕事関数が小さい金属のシリサイドによって全体が形成される。   The gate insulating film 21 is formed of, for example, silicon oxide, silicon oxynitride, or a high dielectric constant dielectric (hafnium oxide, hafnium silicate, nitrogen-doped hafnium oxide, nitrogen-doped hafnium silicate, as in the P-channel field effect transistor 20. Etc.). The gate electrode 23 is contained in the gate electrode 13 such as a metal silicide different from the gate electrode 13 described above, specifically, hafnium (Hf), ytterbium (Yb), erbium (Er), zirconium (Zr), or the like. The whole is formed by a metal silicide having a work function smaller than that of the metal (metal element).

ゲート電極23の線幅方向両側面には、シリコン酸化膜等のシリコン系絶縁膜からなるオフセットスペーサ膜25が形成され、これらのオフセットスペーサ膜25の線幅方向側面には、それぞれ、サイドウォールスペーサ27が形成されている。各オフセットスペーサ膜25は、後述するエクステンション注入後の不純物の活性化に伴う拡散によってソース/ドレイン間がパンチスルー(ソース/ドレイン間の距離の縮少)してしまうことを防止するものであり、ゲート絶縁膜21に接して形成される。これらのオフセットスペーサ膜25の膜厚は、例えば10nm程度以下の範囲内で適宜選定可能である。また、個々のサイドウォールスペーサ27は、オフセットスペーサ膜25上に配置された第1サイドウォール27aと、この第1サイドウォール27a上に配置された第2サイドウォール27bとの2層構造を有している。上述したPチャネル電界効果トランジスタ20におけるサイドウォールスペーサ17と同様に、第1サイドウォール27aは例えばシリコン酸化物によって形成され、第2サイドウォール17bは例えばシリコン窒化物によって形成される。これらのサイドウォールスペーサ27の膜厚(ゲート電極23の側面上での総膜厚)は、例えば50nm程度以下の範囲内で適宜選定可能である。   Offset spacer films 25 made of a silicon-based insulating film such as a silicon oxide film are formed on both side surfaces in the line width direction of the gate electrode 23. Side wall spacers are formed on side surfaces in the line width direction of these offset spacer films 25, respectively. 27 is formed. Each offset spacer film 25 prevents punch-through (reduction in the distance between the source / drain) between the source and drain due to diffusion accompanying activation of impurities after extension implantation described later. It is formed in contact with the gate insulating film 21. The thickness of these offset spacer films 25 can be appropriately selected within a range of about 10 nm or less, for example. Each side wall spacer 27 has a two-layer structure of a first side wall 27a disposed on the offset spacer film 25 and a second side wall 27b disposed on the first side wall 27a. ing. Similar to the sidewall spacer 17 in the P-channel field effect transistor 20 described above, the first sidewall 27a is formed of, for example, silicon oxide, and the second sidewall 17b is formed of, for example, silicon nitride. The film thickness of these sidewall spacers 27 (total film thickness on the side surface of the gate electrode 23) can be appropriately selected within a range of, for example, about 50 nm or less.

各電界効果トランジスタ20,30におけるサイドウォールスペーサ17,27の外側には、ソース領域2s,6sおよびドレイン領域2d,6dを覆うようにして第1層間絶縁膜42が設けられており、この第1層間絶縁膜42および各ゲート電極13,23を覆うようにして第2層間絶縁膜44が設けられている。第1層間絶縁膜42および第2層間絶縁膜44には、これらの層間絶縁膜42,44を貫通してソース領域2s、ドレイン領域2d、ドレイン領域6d、またはソース領域6sに一端が接するコンタクトプラグ46が必要数形成されている。そして、各コンタクトプラグ46の他端には、それぞれ、所定の上部配線48が接続されている。図1においては、4本のコンタクトプラグ46と、4本の上部配線48とが現れている。   A first interlayer insulating film 42 is provided outside the sidewall spacers 17 and 27 in the field effect transistors 20 and 30 so as to cover the source regions 2s and 6s and the drain regions 2d and 6d. A second interlayer insulating film 44 is provided so as to cover the interlayer insulating film 42 and the gate electrodes 13 and 23. The first interlayer insulating film 42 and the second interlayer insulating film 44 are contact plugs penetrating the interlayer insulating films 42 and 44 and having one end in contact with the source region 2s, the drain region 2d, the drain region 6d, or the source region 6s. The required number 46 is formed. A predetermined upper wiring 48 is connected to the other end of each contact plug 46. In FIG. 1, four contact plugs 46 and four upper wirings 48 appear.

以上説明した構造を有するCMOSトランジスタ40では、Pチャネル電界効果トランジスタ20のゲート電極13とNチャネル電界効果トランジスタ30のゲート電極23とが互いに異なる金属のシリサイドによって形成されているので、各ゲート電極13,23に含有させる金属元素を適宜選定することにより、Pチャネル電界効果トランジスタ20およびNチャネル電界効果トランジスタ30それぞれの閾値電圧(Vth)を所望の値に容易に制御することができる。また、たとえ高誘電率誘電体によってゲート絶縁膜11,21を形成する場合でも、ゲート電極13,23の側面にはオフセットスペーサ膜17,27が形成されるので、ゲート電極13とソース領域2sとの間のフリンジ容量、ゲート電極13とドレイン領域2dとの間のフリンジ容量、ゲート電極23とソース領域6sとの間のフリンジ容量、およびゲート電極23とドレイン領域6dとの間のフリンジ容量をそれぞれ小さな値に抑え易い。 In the CMOS transistor 40 having the structure described above, the gate electrode 13 of the P-channel field effect transistor 20 and the gate electrode 23 of the N-channel field effect transistor 30 are formed of different metal silicides. , 23, the threshold voltage (V th ) of each of the P-channel field effect transistor 20 and the N-channel field effect transistor 30 can be easily controlled to a desired value. Further, even when the gate insulating films 11 and 21 are formed of a high dielectric constant dielectric, since the offset spacer films 17 and 27 are formed on the side surfaces of the gate electrodes 13 and 23, the gate electrode 13 and the source region 2s Fringe capacitance between the gate electrode 13 and the drain region 2d, fringe capacitance between the gate electrode 23 and the source region 6s, and fringe capacitance between the gate electrode 23 and the drain region 6d, respectively. Easy to keep small values.

したがって、上述のCMOSトランジスタ40では、Pチャネル電界効果トランジスタ20およびNチャネル電界効果トランジスタ30それぞれの高性能化を図り易く、結果として、CMOSトランジスタ40を備えた半導体装置50全体の高性能化も図り易い。   Therefore, in the above-described CMOS transistor 40, it is easy to improve the performance of each of the P-channel field effect transistor 20 and the N-channel field effect transistor 30, and as a result, the overall performance of the semiconductor device 50 including the CMOS transistor 40 is also improved. easy.

なお、上述した各オフセットスペーサ膜15,25は省略することができる。各オフセットスペーサ膜15,25を省略した場合には、ゲート電極13,23それぞれの線幅方向両側面に直接サイドウォールスペーサ17,27が形成される。また、図1に示したP型シリコン基板1に代えてN型シリコン基板を用いることも可能である。さらに、電界効果トランジスタに対応する個々の素子領域には必ずウェルを形成しなければならないというものではなく、P型ポリシリコン基板を用いたときにはP型ウェルの形成を省略することも可能であり、N型ポリシリコン基板を用いたときにはN型ウェルの形成を省略することも可能である。   The offset spacer films 15 and 25 described above can be omitted. When the offset spacer films 15 and 25 are omitted, the side wall spacers 17 and 27 are directly formed on both side surfaces of the gate electrodes 13 and 23 in the line width direction. Further, it is possible to use an N-type silicon substrate instead of the P-type silicon substrate 1 shown in FIG. Furthermore, it is not always necessary to form a well in each element region corresponding to the field effect transistor. When a P-type polysilicon substrate is used, the formation of the P-type well can be omitted. When an N-type polysilicon substrate is used, the formation of the N-type well can be omitted.

上述した半導体装置50は、この発明の製造方法(半導体装置の製造方法)によって得ることができる。この製造方法は、前述したように、電極−キャップ膜形成工程、パターニング工程、サイドウォールスペーサ形成工程、層間絶縁膜形成工程、金属層形成工程、およびシリサイド化工程を含んでいる。以下、図1で用いた参照符号を適宜引用して、工程毎に詳述する。   The semiconductor device 50 described above can be obtained by the manufacturing method (semiconductor device manufacturing method) of the present invention. As described above, this manufacturing method includes an electrode-cap film forming process, a patterning process, a sidewall spacer forming process, an interlayer insulating film forming process, a metal layer forming process, and a silicidation process. Hereinafter, the reference numerals used in FIG.

(電極−キャップ膜形成工程)
電極−キャップ膜形成工程では、Pチャネル電界効果トランジスタに対応する第1素子領域とNチャネル電界効果トランジスタに対応する第2素子領域とが形成され、かつ第1素子領域および第2素子領域をそれぞれ局所的に露出させる所定パターンの素子分離膜が形成された半導体基板上に、第1素子領域の露出面を覆う第1電気絶縁膜を介して、Pチャネル電界効果トランジスタのチャネル領域となる領域上に配置されてPチャネル電界効果トランジスタのゲート電極の元となる第1ポリシリコン電極、および第1ポリシリコン電極上に位置する第1キャップ膜を形成する。また、第2素子領域の露出面を覆う第2電気絶縁膜を介して、Nチャネル電界効果トランジスタのチャネル領域となる領域上に配置されてNチャネル電界効果トランジスタのゲート電極の元となる第2ポリシリコン電極、および第2ポリシリコン電極上に位置する第2キャップ膜とを形成する。
(Electrode-cap film forming process)
In the electrode-cap film forming step, a first element region corresponding to the P-channel field effect transistor and a second element region corresponding to the N-channel field effect transistor are formed, and the first element region and the second element region are respectively formed. On a region to be a channel region of a P-channel field effect transistor on a semiconductor substrate on which an element isolation film having a predetermined pattern to be locally exposed is formed via a first electric insulating film covering an exposed surface of the first element region And a first polysilicon electrode serving as a source of the gate electrode of the P-channel field effect transistor and a first cap film located on the first polysilicon electrode are formed. In addition, a second electrode serving as the source of the gate electrode of the N-channel field effect transistor is disposed on the region serving as the channel region of the N-channel field effect transistor via the second electrical insulating film covering the exposed surface of the second element region. A polysilicon electrode and a second cap film located on the second polysilicon electrode are formed.

これら第1ポリシリコン電極、第1キャップ膜、第2ポリシリコン電極、および第2キャップ膜を形成するためには、まず、上述の半導体基板に上記第1電気絶縁膜および第2電気絶縁膜が形成され、さらに、これらの電気絶縁膜と上記の素子分離膜とを覆うポリシリコン膜、および該ポリシリコン膜を覆う無機膜が形成された基材を自ら作製するか、または、この基材を購入する。   In order to form the first polysilicon electrode, the first cap film, the second polysilicon electrode, and the second cap film, first, the first electrical insulating film and the second electrical insulating film are formed on the semiconductor substrate. Further, a base material on which the polysilicon film that covers these electrical insulating films and the element isolation film, and the inorganic film that covers the polysilicon film is formed, or the base material is formed. Buy.

図2は、上記の基材の一例を概略的に示す断面図である。同図に示す基材BMでは、半導体基板10A上に上記の第1電気絶縁膜61a、第2電気絶縁膜61b、ポリシリコン膜63、および無機膜65が形成されている。半導体基板10Aは、Pチャネル電界効果トランジスタに対応する第1素子領域R1 とNチャネル電界効果トランジスタに対応する第2素子領域R2 とをP型シリコン基板1に形成し、さらに、これらの素子領域R1 ,R2 の各々を局所的に露出させる所定パターンの素子分離膜9を形成したものである。第1素子領域R1 にはN型ウェル4が形成されており、第2素子領域R2 にはP型ウェル8が形成されている。素子分離膜9は、例えばLOCOS(Local Oxidation of Silicon)やSTI(Shallow Trench Isolation)等の方法によって形成される。 FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of the base material. In the base material BM shown in the figure, the first electric insulating film 61a, the second electric insulating film 61b, the polysilicon film 63, and the inorganic film 65 are formed on the semiconductor substrate 10A. The semiconductor substrate 10A has a first element region R 1 corresponding to a P-channel field effect transistor and a second element region R 2 corresponding to an N-channel field effect transistor formed on a P-type silicon substrate 1, and these elements A device isolation film 9 having a predetermined pattern for locally exposing each of the regions R 1 and R 2 is formed. An N-type well 4 is formed in the first element region R 1 , and a P-type well 8 is formed in the second element region R 2 . The element isolation film 9 is formed by a method such as LOCOS (Local Oxidation of Silicon) or STI (Shallow Trench Isolation).

なお、P型シリコン基板1に代えてN型シリコン基板を用いることも可能である。また、個々の素子領域R1 ,R2 には必ずウェルを形成しなければならないというものではなく、P型ポリシリコン基板を用いたときにはP型ウェルの形成を省略することも可能であり、N型ポリシリコン基板を用いたときにはN型ウェルの形成を省略することも可能である。 It is also possible to use an N-type silicon substrate instead of the P-type silicon substrate 1. In addition, it is not always necessary to form a well in each of the element regions R 1 and R 2. When a P-type polysilicon substrate is used, the formation of the P-type well can be omitted. When the type polysilicon substrate is used, the formation of the N type well can be omitted.

第1電気絶縁膜61aは、第1素子領域R1 の露出面を覆うようにしてP型シリコン基板1上に形成されており、第2電気絶縁膜61bは、第2素子領域R2 の露出面を覆うようにしてP型シリコン基板1上に形成されている。第1電気絶縁膜61aはゲート絶縁膜11(図1参照)の元となる膜であり、第2電気絶縁膜61bはゲート絶縁膜21(図1参照)の元となる膜である。これらの電気絶縁膜61a,61bは、シリコン酸化物、シリコン酸窒化物、高誘電率誘電体(酸化ハフニウム、ハフニウムシリケート、窒素ドープ酸化ハフニウム、窒素ドープハフニウムシリケート等)等によって形成される。各電気絶縁膜61a,61bを形成するにあたっては、その組成に応じて、熱酸化法、物理的気相蒸着法(PVD法)、化学的気相蒸着法(CVD法)等が適宜適用される。 The first electrically insulating film 61a is to cover the first exposed surface of the device region R 1 is formed on a P-type silicon substrate 1, the second electrical insulating film 61b is exposed in the second element region R 2 It is formed on a P-type silicon substrate 1 so as to cover the surface. The first electrical insulating film 61a is a film that becomes the source of the gate insulating film 11 (see FIG. 1), and the second electrical insulating film 61b is a film that becomes the source of the gate insulating film 21 (see FIG. 1). These electrical insulating films 61a and 61b are formed of silicon oxide, silicon oxynitride, high dielectric constant dielectric (hafnium oxide, hafnium silicate, nitrogen-doped hafnium oxide, nitrogen-doped hafnium silicate, or the like). In forming each of the electric insulating films 61a and 61b, a thermal oxidation method, a physical vapor deposition method (PVD method), a chemical vapor deposition method (CVD method), or the like is appropriately applied depending on the composition. .

ポリシリコン膜63は、上述した第1ポリシリコン電極および第2ポリシリコン電極の元となる膜であり、例えばCVD法によってアンドープのポリシリコンを素子分離膜9上および電気絶縁膜61a,61b上に堆積させることで、または不純物(ドーパント)が添加されたポリシリコンを堆積させることで形成される。また、無機膜65は、上述した第1キャップ膜および第2キャップ膜(後述する層間絶縁膜形成工程でストッパ膜として機能する膜)の元となる膜であり、例えばPVD法またはCVD法によってポリシリコン膜63上にシリコン窒化物等を堆積させることで形成される。   The polysilicon film 63 is a film that becomes the source of the first polysilicon electrode and the second polysilicon electrode described above. For example, undoped polysilicon is deposited on the element isolation film 9 and the electrical insulating films 61a and 61b by the CVD method. It is formed by depositing or by depositing polysilicon to which an impurity (dopant) is added. In addition, the inorganic film 65 is a film that is a source of the above-described first cap film and second cap film (a film that functions as a stopper film in an interlayer insulating film forming step described later). It is formed by depositing silicon nitride or the like on the silicon film 63.

必要に応じて、N型ウェル4のうちでPチャネル電界効果トランジスタ20のチャネル領域2c(図1参照)に対応する箇所、およびP型ウェル8のうちでNチャネル電界効果トランジスタ30のチャネル領域6c(図1参照)に対応する箇所に、電気絶縁膜61aまたは電気絶縁膜61bを介して不純物(ドーパント)をドープして、そのチャネルプロファイルを制御してもよい。同様に、イオン注入法や固相拡散法を利用してポリシリコン膜63に不純物(ドーパント)をドープして、その導電性を制御してもよい。   If necessary, the portion corresponding to the channel region 2c (see FIG. 1) of the P-channel field effect transistor 20 in the N-type well 4 and the channel region 6c of the N-channel field-effect transistor 30 in the P-type well 8 are used. A channel profile may be controlled by doping a portion corresponding to (see FIG. 1) with an impurity (dopant) via the electric insulating film 61a or the electric insulating film 61b. Similarly, the conductivity may be controlled by doping the polysilicon film 63 with an impurity (dopant) using an ion implantation method or a solid phase diffusion method.

前述した第1ポリシリコン電極とその上の第1キャップ膜、および第2ポリシリコン電極とその上の第2キャップ膜は、上述した無機膜65およびポリシリコン膜63をパターニングすることで形成される。第1ポリシリコン電極は、チャネル領域2c(図1参照)に対応する領域上に配置され、第2ポリシリコン電極は、チャネル領域6c(図1参照)に対応する領域上に配置される。   The first polysilicon electrode and the first cap film thereon, and the second polysilicon electrode and the second cap film thereon are formed by patterning the inorganic film 65 and the polysilicon film 63 described above. . The first polysilicon electrode is disposed on a region corresponding to the channel region 2c (see FIG. 1), and the second polysilicon electrode is disposed on a region corresponding to the channel region 6c (see FIG. 1).

このときのパターニングは、例えば、無機膜65上にフォトレジスト層を形成し、該フォトレジスト層をフォトリソグラフィー法によりパターニングして所定形状のレジストパターンを形成した後、このレジストパターンをエッチングマスクとして用いて無機膜65およびポリシリコン膜63を順次エッチングすることで行うことができる。また、上記のレジストパターンをエッチングマスクとして用いて無機膜65をエッチングして第1キャップ膜および第2キャップ膜を形成した後、これら第1キャップ膜および第2キャップ膜をエッチングマスクとして用いてポリシリコン膜63をエッチングすることでも行うことができる。   The patterning at this time is, for example, forming a photoresist layer on the inorganic film 65, patterning the photoresist layer by a photolithography method to form a resist pattern of a predetermined shape, and then using this resist pattern as an etching mask Then, the inorganic film 65 and the polysilicon film 63 can be etched sequentially. Further, the inorganic film 65 is etched using the resist pattern as an etching mask to form a first cap film and a second cap film, and then the first cap film and the second cap film are used as an etching mask to form a polycrystal. It can also be performed by etching the silicon film 63.

図3−1は、無機膜65上に形成されるフォトレジスト層67の一例を概略的に示す断面図であり、図3−2はフォトレジスト層67をパターニングすることによって無機膜65上に形成されるレジストパターン67pの一例を概略的に示す断面図である。そして、図3−3は、レジストパターン67pをエッチングマスクとして用いて無機膜65およびポリシリコン膜63を順次エッチングすることで形成される第1ポリシリコン電極63a、第1キャップ膜65a、第2ポリシリコン電極63b、および第2キャップ膜65bそれぞれの一例を概略的に示す断面図である。P型シリコン基板1を基準にした第1ポリシリコン電極63aおよび第2ポリシリコン電極63bそれぞれの高さは互いに実質的に同じであり、P型シリコン基板1を基準にした第1キャップ膜65aおよび第2キャップ膜65bそれぞれの高さも互いに実質的に同じである。第1キャップ膜65aの上面と第2キャップ膜65bの上面とは、実質的に同一の平面上に位置している。   FIG. 3A is a cross-sectional view schematically showing an example of a photoresist layer 67 formed on the inorganic film 65, and FIG. 3B is formed on the inorganic film 65 by patterning the photoresist layer 67. It is sectional drawing which shows roughly an example of the resist pattern 67p used. FIG. 3C shows the first polysilicon electrode 63a, the first cap film 65a, and the second poly-silicon formed by sequentially etching the inorganic film 65 and the polysilicon film 63 using the resist pattern 67p as an etching mask. It is sectional drawing which shows roughly an example of each of the silicon electrode 63b and the 2nd cap film 65b. The heights of the first polysilicon electrode 63a and the second polysilicon electrode 63b with respect to the P-type silicon substrate 1 are substantially the same, and the first cap film 65a with respect to the P-type silicon substrate 1 and The heights of the second cap films 65b are also substantially the same. The upper surface of the first cap film 65a and the upper surface of the second cap film 65b are located on substantially the same plane.

無機膜65をウェットエッチングによりパターニングする場合に用いるエッチャントは、この無機膜65の組成に応じて適宜選択される。無機膜65がシリコン窒化物からなる場合には、例えば熱リン酸等をエッチャントして用いることができる。また、ポリシリコン膜63をウェットエッチングによりパターニングする場合には、例えばアンモニア過水やフッ硝酸等をエッチャントして用いることができる。そして、無機膜65およびポリシリコン膜63をそれぞれドライエッチングによりパターニングする場合には、例えば塩素および臭化水素(HBr)の少なくとも一方を含むガス等のエッチングガスを用いることができる。なお、レジストパターン67pは、フォトリソグラフィー法以外のリソグラフィー法、例えば電子線リソグラフィー法やX線リソグラフィー法を利用して形成することも可能である。   The etchant used when patterning the inorganic film 65 by wet etching is appropriately selected according to the composition of the inorganic film 65. When the inorganic film 65 is made of silicon nitride, for example, hot phosphoric acid or the like can be used as an etchant. Further, when patterning the polysilicon film 63 by wet etching, for example, ammonia perwater, hydrofluoric acid, or the like can be used as an etchant. When the inorganic film 65 and the polysilicon film 63 are patterned by dry etching, for example, an etching gas such as a gas containing at least one of chlorine and hydrogen bromide (HBr) can be used. Note that the resist pattern 67p can also be formed by using a lithography method other than the photolithography method, for example, an electron beam lithography method or an X-ray lithography method.

(パターニング工程)
パターニング工程では、上述した各電気絶縁膜をパターニングして、第1ポリシリコン電極および第2ポリシリコン電極それぞれの下にゲート絶縁膜を形成する。ゲート電極の線幅方向両側にオフセットスペーサ膜が形成された電界効果トランジスタを形成しようとする場合には、上記の電気絶縁膜をパターニングするのに先立って、オフセットスペーサ膜の元となるシリコン系絶縁膜を成膜することが好ましい。
(Patterning process)
In the patterning step, each of the above-described electrical insulating films is patterned to form a gate insulating film under each of the first polysilicon electrode and the second polysilicon electrode. In the case of forming a field effect transistor in which offset spacer films are formed on both sides of the gate electrode in the line width direction, prior to patterning the above-described electric insulating film, silicon-based insulation that is the source of the offset spacer film is used. It is preferable to form a film.

図4−1は、上記のシリコン系絶縁膜の一例を概略的に示す断面図である。同図に示すシリコン系絶縁膜69は、第1ポリシリコン電極63a、第2ポリシリコン電極63b、電気絶縁膜61a,61b、および素子分離膜9を覆うようにして成膜されている。このシリコン系絶縁膜69としては、シリコン酸化物、シリコン酸窒化物、シリコン窒化物等のシリコン系絶縁物からなるものが用いられる。   FIG. 4A is a cross-sectional view schematically showing an example of the silicon-based insulating film. The silicon-based insulating film 69 shown in the figure is formed so as to cover the first polysilicon electrode 63a, the second polysilicon electrode 63b, the electric insulating films 61a and 61b, and the element isolation film 9. The silicon insulating film 69 is made of a silicon insulating material such as silicon oxide, silicon oxynitride, or silicon nitride.

図4−2は、上述した電気絶縁膜61a,61bをパターニングすることで形成されるゲート絶縁膜の一例を概略的に示す断面図である。同図に示すように、第1ポリシリコン電極63aの下にはゲート絶縁膜11が形成され、第2ポリシリコン電極63bの下にゲート絶縁膜21が形成される。ゲート絶縁膜11は電気絶縁膜61aをパターニングすることで形成されたものであり、ゲート絶縁膜21は電気絶縁膜61bをパターニングすることで形成されたものである。   FIG. 4B is a cross-sectional view schematically showing an example of the gate insulating film formed by patterning the above-described electrical insulating films 61a and 61b. As shown in the figure, the gate insulating film 11 is formed under the first polysilicon electrode 63a, and the gate insulating film 21 is formed under the second polysilicon electrode 63b. The gate insulating film 11 is formed by patterning the electric insulating film 61a, and the gate insulating film 21 is formed by patterning the electric insulating film 61b.

上述したシリコン系絶縁膜69を成膜した場合には、オフセットスペーサ膜とゲート絶縁膜とを同一のエッチング工程で形成することが可能である。第1ポリシリコン電極63aと第1キャップ膜65aとの積層物、および第2ポリシリコン電極63bと第2キャップ膜65bとの積層物それぞれの側面(線幅方向の両側面を含む。)に、シリコン系絶縁膜69からオフセットスペーサ膜15またはオフセットスペーサ膜25が形成される。各オフセットスペーサ膜15,25は、対応するゲート絶縁膜11,21に接している。なお、電気絶縁膜61a,61bおよびシリコン系絶縁膜69のパターニングは、例えば、エッチングマスクを用いることなくこれらの膜61a,61b,69にドライエッチングを施すことにより行うことができる。   When the silicon-based insulating film 69 described above is formed, the offset spacer film and the gate insulating film can be formed by the same etching process. On the side surfaces (including both side surfaces in the line width direction) of the stack of the first polysilicon electrode 63a and the first cap film 65a and the stack of the second polysilicon electrode 63b and the second cap film 65b. The offset spacer film 15 or the offset spacer film 25 is formed from the silicon-based insulating film 69. Each offset spacer film 15, 25 is in contact with the corresponding gate insulating film 11, 21. The patterning of the electrical insulating films 61a and 61b and the silicon-based insulating film 69 can be performed, for example, by performing dry etching on these films 61a, 61b, and 69 without using an etching mask.

LDD(Lightly Doped Drain)構造のソース領域およびドレイン領域を備えた電界効果トランジスタを形成しようとする場合には、上述したオフセットスペーサ膜15,25およびゲート絶縁膜11,21を形成した後に、P型シリコン基板1に不純物をドープして(エクステンション注入とその後の活性化とを行って)、不純物のドーズ量が少なく、不純物の注入深さも浅い不純物拡散領域を形成することが好ましい。Pチャネル電界効果トランジスタに対応する不純物拡散領域は、平面視したときにポリシリコン電極63aを挟んで互いに対向するようにしてP型シリコン基板1に形成され、Nチャネル電界効果トランジスタに対応する不純物拡散領域は、平面視したときにポリシリコン電極63bを挟んで互いに対向するようにしてP型シリコン基板1に形成される。   When a field effect transistor having a source region and a drain region having an LDD (Lightly Doped Drain) structure is to be formed, after the above-described offset spacer films 15 and 25 and gate insulating films 11 and 21 are formed, a P-type transistor is formed. It is preferable to dope impurities into the silicon substrate 1 (by performing extension implantation and subsequent activation) to form an impurity diffusion region with a small impurity dose and a shallow impurity implantation depth. Impurity diffusion regions corresponding to the P-channel field effect transistor are formed in the P-type silicon substrate 1 so as to face each other across the polysilicon electrode 63a when viewed in plan, and the impurity diffusion region corresponding to the N-channel field effect transistor The regions are formed in the P-type silicon substrate 1 so as to face each other across the polysilicon electrode 63b when viewed in plan.

図5は、上述の不純物拡散領域の一例を概略的に示す断面図である。同図に示すように、P型シリコン基板1に形成されているN型ウェル4のうちで、平面視したときに第1ポリシリコン電極63aの線幅方向側方(図5での右側および左側)に位置する各領域には、不純物のドーズ量が少なく、不純物の注入深さも浅いP型不純物拡散領域LD1 が形成されている。また、P型シリコン基板1に形成されているP型ウェル8のうちで、平面視したときに第2ポリシリコン電極63bの線幅方向側方(図5での右側および左側)に位置する各領域には、不純物のドーズ量が少なく、不純物の注入深さも浅いN型不純物拡散領域LD2 が形成されている。P型不純物拡散領域LD1 は、図1に示したエクステンション部ex1 の元となり、N型不純物拡散領域LD2 は、図1に示したエクステンション部ex2 の元となる。 FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an example of the impurity diffusion region. As shown in the figure, among the N-type wells 4 formed on the P-type silicon substrate 1, when viewed in plan, the first polysilicon electrode 63a is lateral to the line width direction (the right and left sides in FIG. 5). ), A P-type impurity diffusion region LD 1 having a small impurity dose and a shallow impurity implantation depth is formed. Each of the P-type wells 8 formed on the P-type silicon substrate 1 is located on the side of the second polysilicon electrode 63b in the line width direction (on the right side and the left side in FIG. 5) when viewed in plan. In the region, an N-type impurity diffusion region LD 2 having a small impurity dose and a shallow impurity implantation depth is formed. The P-type impurity diffusion region LD 1 is the source of the extension portion ex 1 shown in FIG. 1, and the N-type impurity diffusion region LD 2 is the source of the extension portion ex 2 shown in FIG.

(サイドウォールスペーサ形成工程)
サイドウォールスペーサ形成工程では、第1ポリシリコン電極および第2ポリシリコン電極それぞれの線幅方向両側面に、前述したオフセットスペーサ膜を介して、または直接、サイドウォールスペーサを形成する。このサイドウォールスペーサは、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物等によって形成され、その層構造は単層構造とすることもできるし、厚さ方向に2層以上が積層された積層構造とすることもできる。サイドウォールスペーサは、例えば、その元となる膜を成膜した後に該膜をエッチバックすることによって形成される。
(Sidewall spacer formation process)
In the side wall spacer forming step, the side wall spacers are formed on the both sides in the line width direction of each of the first polysilicon electrode and the second polysilicon electrode via the offset spacer film described above or directly. The sidewall spacer is formed of, for example, silicon oxide or silicon nitride, and the layer structure can be a single layer structure, or a stacked structure in which two or more layers are stacked in the thickness direction. You can also. The sidewall spacer is formed by, for example, etching back the film after forming the film as a base.

図6−1は、積層構造のサイドウォールスペーサを形成する際に成膜される積層膜の一例を概略的に示す断面図である。同図に示す積層膜71は、第1キャップ膜65a,65b、オフセットスペーサ膜15,25、不純物拡散領域LD1 ,LD2 、および素子分離膜9を覆うようにして成膜された第1スペーサ膜71aと、この第1スペーサ膜71aを覆うようにして成膜された第2スペーサ膜71bとを有している。第1スペーサ膜71aは例えばシリコン酸化物からなり、第2スペーサ膜71bは例えばシリコン窒化物からなる。 FIG. 6A is a cross-sectional view schematically illustrating an example of a stacked film formed when forming a sidewall spacer having a stacked structure. The laminated film 71 shown in the figure is a first spacer formed so as to cover the first cap films 65a and 65b, the offset spacer films 15 and 25, the impurity diffusion regions LD 1 and LD 2 , and the element isolation film 9. A film 71a and a second spacer film 71b formed so as to cover the first spacer film 71a are provided. The first spacer film 71a is made of, for example, silicon oxide, and the second spacer film 71b is made of, for example, silicon nitride.

図6−2は、積層構造のサイドウォールスペーサの一例を概略的に示す断面図である。同図に示すサイドウォールスペーサ17,27は、上述した積層膜71をエッチバックすることによって形成されたものである。個々のサイドウォールスペーサ17はオフセットスペーサ膜15の外側に形成されており、個々のサイドウォールスペーサ27はオフセットスペーサ膜25の外側に形成されている。各サイドウォールスペーサ17は、オフセットスペーサ膜15上に配置された第1サイドウォール17aと、この第1サイドウォール17a上に配置された第2サイドウォール17bとの2層構造を有している。同様に、各サイドウォールスペーサ27は、オフセットスペーサ膜25上に配置された第1サイドウォール27aと、この第1サイドウォール27a上に配置された第2サイドウォール27bとの2層構造を有している。   FIG. 6B is a cross-sectional view schematically illustrating an example of a sidewall spacer having a stacked structure. The side wall spacers 17 and 27 shown in the figure are formed by etching back the laminated film 71 described above. Each sidewall spacer 17 is formed outside the offset spacer film 15, and each sidewall spacer 27 is formed outside the offset spacer film 25. Each side wall spacer 17 has a two-layer structure of a first side wall 17a disposed on the offset spacer film 15 and a second side wall 17b disposed on the first side wall 17a. Similarly, each sidewall spacer 27 has a two-layer structure including a first sidewall 27a disposed on the offset spacer film 25 and a second sidewall 27b disposed on the first sidewall 27a. ing.

各電界効果トランジスタに対応するソース領域およびドレイン領域は、サイドウォールスペーサを形成した後に形成する。これらのソース領域およびドレイン領域は、例えば次のようにして形成することができる。まず、N型ウェル4のうちでPチャネル電界効果トランジスタのソース領域およびドレイン領域それぞれに対応する領域に、例えば所定形状のイオン注入マスクを用いたイオン注入法によりにドナーをイオン注入して、不純物添加領域を形成する。また、P型ウェル8のうちでNチャネル電界効果トランジスタのソース領域およびドレイン領域それぞれに対応する領域に、例えば所定形状のイオン注入マスクを用いたイオン注入によりアクセプタをイオン注入して、不純物添加領域を形成する。その後、これらの不純物添加領域に不純物活性化のための熱処理を施すことにより、必要個の不純物拡散領域(ソース領域およびドレイン領域)を一度に形成する。   The source region and the drain region corresponding to each field effect transistor are formed after the sidewall spacer is formed. These source region and drain region can be formed as follows, for example. First, a donor is ion-implanted into a region corresponding to each of the source region and the drain region of the P-channel field effect transistor in the N-type well 4 by an ion implantation method using an ion implantation mask having a predetermined shape, for example. An addition region is formed. In addition, an acceptor is ion-implanted into a region corresponding to each of the source region and the drain region of the N-channel field effect transistor in the P-type well 8 by, for example, ion implantation using an ion implantation mask having a predetermined shape, so that the impurity-added region Form. Thereafter, heat treatment for impurity activation is performed on these impurity-added regions, thereby forming necessary impurity diffusion regions (source region and drain region) at a time.

各不純物拡散領域における不純物のドーズ量は、前述した不純物拡散領域LD1 ,LD2 での不純物のドーズ量よりも多い。また、これらの不純物拡散領域における不純物の注入深さは、前述した不純物拡散領域LD1 ,LD2 での不純物の注入深さよりも深い。P型シリコン基板1にこれらのソース領域およびドレイン領域まで形成することにより、このP型シリコン基板1が図1に示した半導体基板10となる。 The impurity dose in each impurity diffusion region is larger than the impurity dose in the impurity diffusion regions LD 1 and LD 2 described above. The impurity implantation depth in these impurity diffusion regions is deeper than the impurity implantation depth in the impurity diffusion regions LD 1 and LD 2 described above. By forming the source region and the drain region on the P-type silicon substrate 1, the P-type silicon substrate 1 becomes the semiconductor substrate 10 shown in FIG.

図7は、上述したソース領域およびドレイン領域それぞれの一例を概略的に示す断面図である。同図に示すように、N型ウェル4には、平面視したときに第1ポリシリコン電極63aを挟んで互いに対向するようにしてソース領域2sとドレイン領域2dとが形成され、P型ウェル8には、平面視したときに第2ポリシリコン電極63bを挟んで互いに対向するようにしてドレイン領域6dとソース領域6sとが形成される。   FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an example of each of the source region and the drain region described above. As shown in the figure, a source region 2s and a drain region 2d are formed in the N-type well 4 so as to face each other across the first polysilicon electrode 63a when seen in a plan view. The drain region 6d and the source region 6s are formed so as to face each other across the second polysilicon electrode 63b when seen in a plan view.

上記のソース領域2sにおけるドレイン領域2d側の端部は、ソース領域2s側のサイドウォールスペーサ17の下方にまで達しており、この端部よりもドレイン領域2d側には不純物拡散領域LD1 (図6−2参照)の一部からなるエクステンション部ex1 が連なっている。また、ドレイン領域2dにおけるソース領域2s側の端部は、ドレイン領域2d側のサイドウォールスペーサ17の下方にまで達しており、この端部よりもソース領域2s側には不純物拡散領域LD1 (図6−2参照)の一部からなるエクステンション部ex1 が連なっている。ソース領域2s側のエクステンション部ex1 とドレイン領域2d側のエクステンション部ex1 との間の領域が、チャネル領域2cとなる。 The end of the source region 2s on the drain region 2d side reaches below the side wall spacer 17 on the source region 2s side, and the impurity diffusion region LD 1 (see FIG. extension unit ex 1 consisting of a part of the 6-2 references) are continuous. Further, the end of the drain region 2d on the source region 2s side reaches below the side wall spacer 17 on the drain region 2d side, and the impurity diffusion region LD 1 (see FIG. extension unit ex 1 consisting of a part of the 6-2 references) are continuous. Region between the extension part ex 1 of the extension portion ex 1 and drain region 2d side of the source region 2s side, a channel region 2c.

同様に、上記のドレイン領域6dにおけるソース領域6s側の端部は、ドレイン領域6d側のサイドウォールスペーサ27の下方にまで達しており、この端部よりもソース領域6s側には不純物拡散領域LD2 (図6−2参照)の一部からなるエクステンション部ex2 が連なっている。また、ソース領域6sにおけるドレイン領域6d側の端部は、ソース領域6s側のサイドウォールスペーサ27の下方にまで達しており、この端部よりもドレイン領域6d側には不純物拡散領域LD2 (図6−2参照)の一部からなるエクステンション部ex2 が連なっている。ドレイン領域6d側のエクステンション部ex2 とソース領域6s側のエクステンション部ex2 との間の領域が、チャネル領域6cとなる。 Similarly, the end of the drain region 6d on the source region 6s side reaches below the sidewall spacer 27 on the drain region 6d side, and the impurity diffusion region LD is closer to the source region 6s than this end. 2 is an extension part ex 2 consisting of a part of (see Figure 6-2) are continuous. Further, the end of the source region 6s on the drain region 6d side reaches to the lower side of the sidewall spacer 27 on the source region 6s side, and the impurity diffusion region LD 2 (see FIG. extension unit ex 2 consisting of a part of the 6-2 references) are continuous. Region between the extension part ex 2 of the extension portion of the drain region 6d side ex 2 and the source region 6s side, a channel region 6c.

(層間絶縁膜形成工程)
層間絶縁膜形成工程では、第1キャップ膜および第2キャップ膜それぞれの上面を含む平面に上面が位置する層間絶縁膜(図1に示した第1層間絶縁膜42の元となる層間絶縁膜)を形成する。この層間絶縁膜は、例えば、P型シリコン基板1において第1ポリシリコン電極63aおよび第2ポリシリコン電極63bが形成されている側の全面にCVD法等によって厚肉の絶縁膜を形成した後、この絶縁膜をCMP(Chemical Mechanical Polishing)等の方法で薄肉化することにより形成される。層間絶縁膜は、後述するシリサイド化工程で熱処理に曝されるので、このときに変形したり成分がP型シリコン基板1に拡散したりしない無機材料、例えばUSG(Un-doped Silicate Glass)等によって形成することが好ましい。
(Interlayer insulation film formation process)
In the interlayer insulating film forming step, an interlayer insulating film whose upper surface is located on a plane including the upper surfaces of the first cap film and the second cap film (interlayer insulating film serving as a source of the first interlayer insulating film 42 shown in FIG. 1) Form. This interlayer insulating film is formed, for example, by forming a thick insulating film on the entire surface of the P-type silicon substrate 1 on the side where the first polysilicon electrode 63a and the second polysilicon electrode 63b are formed by CVD or the like. The insulating film is formed by thinning it by a method such as CMP (Chemical Mechanical Polishing). Since the interlayer insulating film is exposed to a heat treatment in a silicidation process to be described later, the interlayer insulating film is made of an inorganic material that does not deform or diffuse into the P-type silicon substrate 1, for example, USG (Un-doped Silicate Glass). It is preferable to form.

図8−1は、上述した厚肉の絶縁膜の一例を概略的に示す断面図である。同図に示すように、この絶縁膜73は、第1キャップ膜65aおよび第2キャップ膜65bを覆うようにして、P型シリコン基板1において第1ポリシリコン電極63aおよび第2ポリシリコン電極63bが形成されている側の全面に形成される。   FIG. 8A is a cross-sectional view schematically illustrating an example of the above-described thick insulating film. As shown in the figure, the insulating film 73 covers the first cap film 65a and the second cap film 65b so that the first polysilicon electrode 63a and the second polysilicon electrode 63b are formed on the P-type silicon substrate 1. It is formed on the entire surface on the side where it is formed.

図8−2は、上記の層間絶縁膜の一例を概略的に示す断面図である。同図に示す層間絶縁膜73aは、図8−1に示した絶縁膜73をCMP等の方法で薄肉化することによって形成されたものであり、その上面は、第1キャップ膜65aおよび第2キャップ膜65bそれぞれの上面を含む平面に位置している。第1キャップ膜65aおよび第2キャップ膜65bは、絶縁膜73をCMP等の方法で薄肉化する際のストッパ膜として機能する。   FIG. 8-2 is a sectional view schematically showing an example of the interlayer insulating film. The interlayer insulating film 73a shown in the figure is formed by thinning the insulating film 73 shown in FIG. 8A by a method such as CMP, and the upper surface thereof has the first cap film 65a and the second cap film 65a. The cap film 65b is located on a plane including the upper surface. The first cap film 65a and the second cap film 65b function as stopper films when the insulating film 73 is thinned by a method such as CMP.

(金属層形成工程)
金属層形成工程では、第1キャップ膜および第2キャップ膜をそれぞれ除去した後、第1ポリシリコン電極上には第1の金属からなる第1金属層を形成し、第2ポリシリコン電極上には第1の金属よりも仕事関数が小さい第2の金属からなる第2金属層を形成する。各キャップ膜の除去は、例えばウェットエッチングによって行うことができる。各キャップ膜がシリコン窒化物によって形成されている場合、エッチャントしては例えば熱リン酸を用いることができる。
(Metal layer forming process)
In the metal layer forming step, after removing the first cap film and the second cap film, a first metal layer made of the first metal is formed on the first polysilicon electrode, and the second polysilicon electrode is formed on the first polysilicon electrode. Forms a second metal layer made of a second metal having a work function lower than that of the first metal. Each cap film can be removed by wet etching, for example. When each cap film is formed of silicon nitride, for example, hot phosphoric acid can be used as an etchant.

各キャップ膜を除去することにより、第1ポリシリコン電極および第2ポリシリコン電極それぞれの上方に凹部が形成されるので、第1ポリシリコン電極の上方に形成された凹部を埋めるようにして上記第1金属層を形成し、第2ポリシリコン電極の上方に形成された凹部を埋めるようにして上記第2金属層を形成する。これら第1金属層および第2金属層は、例えばPVD法により形成することができる。各金属層の厚さは、第1ポリシリコン電極全体または第2ポリシリコン電極全体をシリサイド化することができるように、各ポリシリコン電極の膜厚および線幅に応じて適宜選定される。なお、第1金属層と第2金属層との形成順序は、どちらが先であってもよい。以下、図9−1〜図9−5を参照して、第1金属層および第2金属層の形成手順について、第1金属層を第2金属層よりも先に形成する場合を例にとり、具体的に説明する。   By removing each cap film, a recess is formed above each of the first polysilicon electrode and the second polysilicon electrode. Therefore, the recess is formed so as to fill the recess formed above the first polysilicon electrode. One metal layer is formed, and the second metal layer is formed so as to fill a recess formed above the second polysilicon electrode. These first metal layer and second metal layer can be formed by, for example, a PVD method. The thickness of each metal layer is appropriately selected according to the thickness and line width of each polysilicon electrode so that the entire first polysilicon electrode or the entire second polysilicon electrode can be silicided. Note that either the first metal layer or the second metal layer may be formed first. Hereinafter, with reference to FIGS. 9-1 to 9-5, the first metal layer and the second metal layer are formed by taking a case where the first metal layer is formed before the second metal layer as an example. This will be specifically described.

図9−1は、第1キャップ膜および第2キャップ膜をそれぞれ除去することによって第1ポリシリコン電極上および第2ポリシリコン電極上に形成される凹部の一例を概略的に示す断面図である。同図に示すように、第1ポリシリコン電極63a上には、第1キャップ膜65a(図8−2参照)の輪郭形状に対応した形状の凹部C1 が形成され、第2ポリシリコン電極63b上には、第2キャップ膜65b(図8−2参照)の輪郭形状に対応した形状の凹部C2 が形成される。 FIG. 9A is a cross-sectional view schematically showing an example of a recess formed on the first polysilicon electrode and the second polysilicon electrode by removing the first cap film and the second cap film, respectively. . As shown in the figure, a recess C 1 having a shape corresponding to the contour shape of the first cap film 65a (see FIG. 8-2) is formed on the first polysilicon electrode 63a, and the second polysilicon electrode 63b. A recess C 2 having a shape corresponding to the contour shape of the second cap film 65b (see FIG. 8-2) is formed on the top.

第1ポリシリコン電極63a上に第1金属層を形成するにあたっては、例えばPVD法により、上記の凹部C1 ,C2 を埋めるようにして各ポリシリコン電極63a,63b上および層間絶縁膜73a上に第1の金属を堆積させて導電層を形成し、その後、この導電層のうちで第2ポリシリコン電極63b上およびその周辺に位置する領域を除去する。このとき、第1ポリシリコン電極63a上およびその周辺では導電層上に所定形状のレジストパターンを設け、このレジストパターンをエッチングマスクとして用いてエッチング処理を施すことにより、第2ポリシリコン電極63b上およびその周辺の導電層を選択的に除去する。第1の金属の具体例については、図1に示した半導体装置50におけるゲート電極13についての説明の中で既に例示したので、ここではその説明を省略する。 In forming the first metal layer on the first polysilicon electrode 63a, for example, by the PVD method, on the polysilicon electrodes 63a and 63b and the interlayer insulating film 73a so as to fill the recesses C 1 and C 2. Then, a first metal is deposited to form a conductive layer, and then a region of the conductive layer located on and around the second polysilicon electrode 63b is removed. At this time, a resist pattern having a predetermined shape is provided on the conductive layer on and around the first polysilicon electrode 63a, and an etching process is performed using the resist pattern as an etching mask, so that the second polysilicon electrode 63b and The conductive layer around it is selectively removed. Since the specific example of the first metal has already been exemplified in the description of the gate electrode 13 in the semiconductor device 50 shown in FIG. 1, the description thereof is omitted here.

図9−2は、上記の凹部C1 ,C2 を埋めるようにして各ポリシリコン電極63a,63b上および層間絶縁膜73a上に第1の金属を堆積させることで形成される導電層の一例を概略的に示す断面図である。同図に示す導電層75は、各ポリシリコン電極63a,63b上および層間絶縁膜73a上に第1の金属を等方的に堆積することで形成されており、第1ポリシリコン電極63a上から第2ポリシリコン電極63b上および層間絶縁膜73a上に亘っている。 FIG. 9-2 shows an example of a conductive layer formed by depositing a first metal on the polysilicon electrodes 63a and 63b and the interlayer insulating film 73a so as to fill the recesses C 1 and C 2. FIG. The conductive layer 75 shown in the figure is formed by isotropically depositing a first metal on each of the polysilicon electrodes 63a and 63b and the interlayer insulating film 73a, and from above the first polysilicon electrode 63a. It extends over the second polysilicon electrode 63b and the interlayer insulating film 73a.

図9−3は、第2ポリシリコン電極上およびその周辺の導電層を選択的に除去する際に上記の導電層上に形成されるレジストパターンの一例を概略的に示す断面図である。同図に示すように、レジストパターン77は、第1ポリシリコン電極63a上およびその周辺では導電層75を覆い、第2ポリシリコン電極63b上およびその周辺では導電層75を露出させるようにして、導電層75上に形成される。   FIG. 9-3 is a cross-sectional view schematically showing an example of a resist pattern formed on the conductive layer when the conductive layer on and around the second polysilicon electrode is selectively removed. As shown in the figure, the resist pattern 77 covers the conductive layer 75 on and around the first polysilicon electrode 63a, and exposes the conductive layer 75 on and around the second polysilicon electrode 63b. Formed on the conductive layer 75.

図9−4は、第1ポリシリコン電極63a上に形成される第1金属層の一例を概略的に示す断面図である。同図に示す第1金属層75aは、上記のレジストパターン77をエッチングマスクとして用いたエッチング処理により導電層75をパターニングすることで形成されたものであり、第1ポリシリコン電極63a上およびその周辺に形成されている。第2ポリシリコン電極63bの上面およびその周辺は、第1金属層75aによって覆われることなく露出している。レジストパターン77(図9−4参照)は、第1金属層75aの形成後に剥離される。   FIG. 9-4 is a cross-sectional view schematically showing an example of the first metal layer formed on the first polysilicon electrode 63a. The first metal layer 75a shown in the figure is formed by patterning the conductive layer 75 by an etching process using the resist pattern 77 as an etching mask. The first metal layer 75a is formed on and around the first polysilicon electrode 63a. Is formed. The upper surface of the second polysilicon electrode 63b and its periphery are exposed without being covered with the first metal layer 75a. The resist pattern 77 (see FIG. 9-4) is peeled off after the formation of the first metal layer 75a.

図9−5は、第2ポリシリコン電極上に形成される第2金属層の一例を概略的に示す断面図である。同図に示す第2金属層79は、第2ポリシリコン電極63b上の凹部C2 を埋めるようにして、例えばPVD法により、第2ポリシリコン電極63b上から層間絶縁膜73a上および第1金属層75a上に亘って形成されている。第2の金属の具体例については、図1に示した半導体装置50におけるゲート電極23についての説明の中で既に例示したので、ここではその説明を省略する。 FIG. 9-5 is a cross-sectional view schematically showing an example of the second metal layer formed on the second polysilicon electrode. The second metal layer 79 shown in the figure, so as to fill the recess C 2 on the second polysilicon electrode 63b, for example, by PVD, on the interlayer insulating film 73a from the second polysilicon electrode 63b and the first metal It is formed over the layer 75a. A specific example of the second metal has already been exemplified in the description of the gate electrode 23 in the semiconductor device 50 illustrated in FIG. 1, and thus the description thereof is omitted here.

(シリサイド化工程)
シリサイド化工程では、上述した第1金属層と第1ポリシリコン電極とを反応させて第1ポリシリコン電極全体を第1の金属によりシリサイド化すると共に、第2金属層と第2ポリシリコン電極とを反応させて第2ポリシリコン電極全体を第2の金属によりシリサイド化する。
(Silicidation process)
In the silicidation step, the first metal layer and the first polysilicon electrode described above are reacted to silicide the entire first polysilicon electrode with the first metal, and the second metal layer, the second polysilicon electrode, To cause the entire second polysilicon electrode to be silicided with the second metal.

第1ポリシリコン電極63aおよび第2ポリシリコン電極63bのシリサイド化は、例えば、第1金属層75aおよび第2金属層79を形成した半導体基板10を不活性ガス雰囲気中で数百℃〜900℃程度にまで加熱することで行われる。シリサイド化のための処理時間は、第1ポリシリコン電極63aおよび第2ポリシリコン電極63bそれぞれの膜厚、第1金属層75aおよび第2金属層79それぞれの組成、処理温度等に応じて適宜選定される。シリサイド化を行った後、残余の金属層を例えばエッチングにより除去する。   The silicidation of the first polysilicon electrode 63a and the second polysilicon electrode 63b is performed, for example, by using the semiconductor substrate 10 on which the first metal layer 75a and the second metal layer 79 are formed in an inert gas atmosphere at several hundred to 900 ° C. This is done by heating to the extent. The processing time for silicidation is appropriately selected according to the thickness of each of the first polysilicon electrode 63a and the second polysilicon electrode 63b, the composition of each of the first metal layer 75a and the second metal layer 79, the processing temperature, and the like. Is done. After silicidation, the remaining metal layer is removed by etching, for example.

図10は、上述したシリサイド化により形成されるゲート電極それぞれの一例を概略的に示す断面図である。同図に示すゲート電極13は、Pチャネル電界効果トランジスタ20(図1参照)に対応するゲート電極であり、前述した第1ポリシリコン電極63a全体を第1の金属でシリサイド化することで形成されている。また、ゲート電極23は、Nチャネル電界効果トランジスタ30(図1参照)に対応するゲート電極であり、前述した第2ポリシリコン電極63b全体を第2の金属でシリサイド化することで形成されている。   FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing an example of each gate electrode formed by silicidation described above. The gate electrode 13 shown in the figure is a gate electrode corresponding to the P-channel field effect transistor 20 (see FIG. 1), and is formed by siliciding the entire first polysilicon electrode 63a with the first metal. ing. The gate electrode 23 is a gate electrode corresponding to the N-channel field effect transistor 30 (see FIG. 1), and is formed by siliciding the entire second polysilicon electrode 63b with the second metal. .

図1に示した半導体装置50は、上述のようにしてシリサイド化工程まで行った後に所望の有機材料または無機材料で第2層間絶縁膜44(図1参照)の元となる絶縁層を形成し、この絶縁層と前述した層間絶縁膜73aとの所定箇所に所定本数のコンタクトプラグ46(図1参照)を形成してから各コンタクトプラグに上部配線48(図1参照)を接続することにより、得ることができる。   In the semiconductor device 50 shown in FIG. 1, after performing the silicidation process as described above, an insulating layer serving as a base of the second interlayer insulating film 44 (see FIG. 1) is formed of a desired organic material or inorganic material. By forming a predetermined number of contact plugs 46 (see FIG. 1) at predetermined locations between the insulating layer and the interlayer insulating film 73a, the upper wiring 48 (see FIG. 1) is connected to each contact plug. Obtainable.

第2層間絶縁膜44の元となる絶縁層を形成するにあたっては、その材料に応じて、スピンコート法やCVD法等を適用することができる。また、各コンタクトプラグ46は、例えば、第2層間絶縁膜44の元となる絶縁層と層間絶縁膜73aとの所定箇所に異方性エッチングによりコンタクトホールを形成し、各コンタクトホール内にタングステンやタングステン−アルミニウム合金等の導電性材料を蒸着法により堆積させた後、上記の絶縁層上に堆積した余剰の導電性材料を除去することによって形成することができる。層間絶縁膜73aに上記のコンタクトホールを形成することにより、図1に示した第1層間絶縁膜42が得られ、第2層間絶縁膜44の元となる前述の絶縁層に上記のコンタクトホールを形成することにより、図1に示した第2層間絶縁膜44が得られる。各上部配線48は、例えば、各コンタクトプラグ46の形成後に第2層間絶縁膜44上に導電膜を形成し、この導電膜上に所定形状のエッチングマスクを形成した後に該導電膜をエッチングすることによって形成することができる。上部配線48としてダマシン配線を用いることも可能である。   In forming the insulating layer that is the source of the second interlayer insulating film 44, a spin coating method, a CVD method, or the like can be applied depending on the material. Each contact plug 46 is formed, for example, by forming a contact hole by anisotropic etching at a predetermined location between the insulating layer that is the source of the second interlayer insulating film 44 and the interlayer insulating film 73a. It can be formed by depositing a conductive material such as a tungsten-aluminum alloy by an evaporation method and then removing the excess conductive material deposited on the insulating layer. By forming the contact hole in the interlayer insulating film 73a, the first interlayer insulating film 42 shown in FIG. 1 is obtained, and the contact hole is formed in the insulating layer that is the basis of the second interlayer insulating film 44. By forming, the second interlayer insulating film 44 shown in FIG. 1 is obtained. Each upper wiring 48 is formed, for example, by forming a conductive film on the second interlayer insulating film 44 after forming each contact plug 46 and forming an etching mask of a predetermined shape on the conductive film and then etching the conductive film. Can be formed. It is also possible to use damascene wiring as the upper wiring 48.

なお、この発明の半導体装置はPチャネル電界効果トランジスタとNチャネル電界効果トランジスタとを有するものであればよく、これらPチャネル電界効果トランジスタとNチャネル電界効果トランジスタとはCMOSトランジスタを構成していてもよいし、構成していなくてもよい。同様に、この発明の半導体装置の製造方法は、Pチャネル電界効果トランジスタとNチャネル電界効果トランジスタとを有する半導体装置の製造に適用することができるものであり、Pチャネル電界効果トランジスタとNチャネル電界効果トランジスタとはCMOSトランジスタを構成していてもよいし、構成していなくてもよい。上述した実施の形態以外にも種々の変形、修飾、組合せ等が可能である。   The semiconductor device of the present invention only needs to have a P-channel field effect transistor and an N-channel field effect transistor, and these P-channel field effect transistor and N-channel field effect transistor may constitute a CMOS transistor. It does not have to be configured. Similarly, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention can be applied to the manufacture of a semiconductor device having a P-channel field effect transistor and an N-channel field effect transistor. The effect transistor may or may not constitute a CMOS transistor. Various modifications, modifications, combinations, and the like are possible in addition to the above-described embodiments.

この発明の半導体装置の一例を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly an example of the semiconductor device of this invention. この発明の半導体装置の製造方法における電極−キャップ膜形成工程で第1ポリシリコン電極、第1キャップ膜、第2ポリシリコン電極、および第2キャップ膜を形成する際に用いられる基材の一例を概略的に示す断面図である。An example of a substrate used when forming the first polysilicon electrode, the first cap film, the second polysilicon electrode, and the second cap film in the electrode-cap film forming step in the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention. It is sectional drawing shown roughly. この発明の半導体装置の製造方法における電極−キャップ膜形成工程で無機膜上に形成されるフォトレジスト層の一例を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly an example of the photoresist layer formed on an inorganic film at the electrode-cap film formation process in the manufacturing method of the semiconductor device of this invention. この発明の半導体装置の製造方法における電極−キャップ膜形成工程で無機膜上に形成されるレジストパターンの一例を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly an example of the resist pattern formed on an inorganic film at the electrode-cap film formation process in the manufacturing method of the semiconductor device of this invention. この発明の半導体装置の製造方法における電極−キャップ膜形成工程で形成される第1ポリシリコン電極、第1キャップ膜、第2ポリシリコン電極、および第2キャップ膜それぞれの一例を概略的に示す断面図である。Section which shows roughly an example of each of the 1st polysilicon electrode, the 1st cap film, the 2nd polysilicon electrode, and the 2nd cap film which are formed at the electrode-cap film formation process in the manufacturing method of the semiconductor device of this invention FIG. この発明の半導体装置の製造方法におけるパターニング工程で必要に応じて形成されるオフセットスペーサ膜の元となるシリコン系絶縁膜の一例を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly an example of the silicon-type insulating film used as the origin of the offset spacer film | membrane formed as needed at the patterning process in the manufacturing method of the semiconductor device of this invention. この発明の半導体装置の製造方法におけるパターニング工程で形成されるゲート絶縁膜の一例を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly an example of the gate insulating film formed at the patterning process in the manufacturing method of the semiconductor device of this invention. この発明の半導体装置の製造方法におけるパターニング工程からサイドウォールスペーサ形成工程に移行する間に必要に応じて形成される不純物拡散領域の一例を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly an example of the impurity diffusion area | region formed as needed during transfer from the patterning process in the manufacturing method of the semiconductor device of this invention to a sidewall spacer formation process. この発明の半導体装置の製造方法におけるサイドウォールスペーサ形成工程で積層構造のサイドウォールスペーサを形成する際に成膜される積層膜の一例を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly an example of the laminated film formed when forming the side wall spacer of laminated structure in the side wall spacer formation process in the manufacturing method of the semiconductor device of this invention. この発明の半導体装置の製造方法におけるサイドウォールスペーサ形成工程で形成されるサイドウォールスペーサのうちの積層構造のサイドウォールスペーサの一例を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly an example of the side wall spacer of the laminated structure among the side wall spacers formed at the side wall spacer formation process in the manufacturing method of the semiconductor device of this invention. この発明の半導体装置の製造方法におけるサイドウォールスペーサ形成工程から層間絶縁膜形成工程に移行する間に形成されるソース領域およびドレイン領域それぞれの一例を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly an example of each of the source region and drain region which are formed during the transition from the sidewall spacer forming step to the interlayer insulating film forming step in the semiconductor device manufacturing method of the present invention. この発明の半導体装置の製造方法における層間絶縁膜形成工程で形成される層間絶縁膜の元となる厚肉の絶縁膜の一例を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly an example of the thick insulation film used as the origin of the interlayer insulation film formed at the interlayer insulation film formation process in the manufacturing method of the semiconductor device of this invention. この発明の半導体装置の製造方法における層間絶縁膜形成工程で形成される層間絶縁膜の一例を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly an example of the interlayer insulation film formed at the interlayer insulation film formation process in the manufacturing method of the semiconductor device of this invention. この発明の半導体装置の製造方法における金属層形成工程で第1キャップ膜および第2キャップ膜をそれぞれ除去することによって形成される凹部の一例を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly an example of the recessed part formed by each removing a 1st cap film and a 2nd cap film at the metal layer formation process in the manufacturing method of the semiconductor device of this invention. この発明の半導体装置の製造方法における金属層形成工程で第1金属層を形成する際に第1ポリシリコン電極上から第2ポリシリコン電極上および層間絶縁膜上に亘って形成される導電層の一例を概略的に示す断面図である。The conductive layer formed over the first polysilicon electrode, the second polysilicon electrode and the interlayer insulating film when the first metal layer is formed in the metal layer forming step in the semiconductor device manufacturing method of the present invention. It is sectional drawing which shows an example schematically. この発明の半導体装置の製造方法における金属層形成工程で第1金属層を形成する際に使用されるレジストパターンの一例を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly an example of the resist pattern used when forming a 1st metal layer at the metal layer formation process in the manufacturing method of the semiconductor device of this invention. この発明の半導体装置の製造方法における金属層形成工程で第1ポリシリコン電極上に形成される第1金属層の一例を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly an example of the 1st metal layer formed on a 1st polysilicon electrode at the metal layer formation process in the manufacturing method of the semiconductor device of this invention. この発明の半導体装置の製造方法における金属層形成工程で第2ポリシリコン電極上に形成される第2金属層の一例を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly an example of the 2nd metal layer formed on a 2nd polysilicon electrode at the metal layer formation process in the manufacturing method of the semiconductor device of this invention. この発明の半導体装置の製造方法におけるシリサイド化工程で形成されるゲート電極それぞれの一例を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly an example of each gate electrode formed at the silicidation process in the manufacturing method of the semiconductor device of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

2c Pチャネル電界効果トランジスタのチャネル領域
6c Nチャネル電界効果トランジスタのチャネル領域
9 素子分離膜
10 半導体基板
11,21 ゲート絶縁膜
13,23 ゲート電極
15,25 オフセットスペーサ膜
17,27 サイドウォールスペーサ
20 Pチャネル電界効果トランジスタ
30 Nチャネル電界効果トランジスタ
50 半導体装置
61a 第1電気絶縁膜
61b 第2電気絶縁膜
63a 第1ポリシリコン電極
63b 第2ポリシリコン電極
65a 第1キャップ膜
65b 第2キャップ膜
73a 層間絶縁膜
75a 第1金属層
79 第2金属層
1 第1素子領域
2 第2素子領域
2c Channel region of P-channel field effect transistor 6c Channel region of N-channel field effect transistor 9 Element isolation film 10 Semiconductor substrate 11, 21 Gate insulating film 13, 23 Gate electrode 15, 25 Offset spacer film 17, 27 Side wall spacer 20 P Channel field effect transistor 30 N channel field effect transistor 50 Semiconductor device 61a First electrical insulating film 61b Second electrical insulating film 63a First polysilicon electrode 63b Second polysilicon electrode 65a First cap film 65b Second cap film 73a Interlayer insulation Film 75a first metal layer 79 second metal layer R 1 first element region R 2 second element region

Claims (2)

半導体基板と、該半導体基板上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成されたPチャネル電界効果トランジスタと、前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成されたNチャネル電界効果トランジスタとを備えた半導体装置であって、
前記Pチャネル電界効果トランジスタのゲート電極全体が第1の金属のシリサイドからなると共に、前記Nチャネル電界効果トランジスタのゲート電極全体が前記第1の金属よりも仕事関数が小さい第2の金属のシリサイドからなり、該ゲート電極それぞれの線幅方向両側面に、前記ゲート絶縁膜に接して形成されたシリコン系絶縁膜からなるオフセットスペーサ膜を介して、または直接、サイドウォールスペーサが形成されていることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate, a P-channel field effect transistor having a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film, and an N-channel field effect transistor having a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film A semiconductor device comprising:
The whole gate electrode of the P-channel field effect transistor is made of a first metal silicide, and the whole gate electrode of the N-channel field effect transistor is made of a second metal silicide having a work function smaller than that of the first metal. Side wall spacers are formed on both side surfaces in the line width direction of each gate electrode via offset spacer films made of a silicon-based insulating film formed in contact with the gate insulating film or directly. A featured semiconductor device.
半導体基板と、該半導体基板上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成されたPチャネル電界効果トランジスタと、前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成されたNチャネル電界効果トランジスタとを備えた半導体装置の製造方法であって、
前記Pチャネル電界効果トランジスタに対応する第1素子領域と前記Nチャネル電界効果トランジスタに対応する第2素子領域とが形成され、かつ該第1素子領域および第2素子領域をそれぞれ局所的に露出させる所定パターンの素子分離膜が形成された半導体基板上に、前記第1素子領域の露出面を覆う第1電気絶縁膜を介して、前記Pチャネル電界効果トランジスタのチャネル領域となる領域上に配置されて前記Pチャネル電界効果トランジスタのゲート電極の元となる第1ポリシリコン電極、および該第1ポリシリコン電極上に位置する第1キャップ膜を形成すると共に、前記第2素子領域の露出面を覆う第2電気絶縁膜を介して、前記Nチャネル電界効果トランジスタのチャネル領域となる領域上に配置されて前記Nチャネル電界効果トランジスタのゲート電極の元となる第2ポリシリコン電極、および該第2ポリシリコン電極上に位置する第2キャップ膜を形成する電極−キャップ膜形成工程と、
前記第1電気絶縁膜および前記第2電気絶縁膜をそれぞれパターニングして、前記第1ポリシリコン電極および前記第2ポリシリコン電極それぞれの下にゲート絶縁膜を形成するパターニング工程と、
前記第1ポリシリコン電極および前記第2ポリシリコン電極それぞれの線幅方向両側面に、前記ゲート絶縁膜に接して形成されたシリコン系絶縁膜からなるオフセットスペーサ膜を介して、または直接、サイドウォールスペーサを形成するサイドウォールスペーサ形成工程と、
前記第1キャップ膜および前記第2キャップ膜それぞれの上面を含む平面に上面が位置する層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、
前記第1キャップ膜および前記第2キャップ膜をそれぞれ除去した後、前記第1ポリシリコン電極上には第1の金属からなる第1金属層を形成し、前記第2ポリシリコン電極上には前記第1の金属よりも仕事関数が小さい第2の金属からなる第2金属層を形成する金属層形成工程と、
前記第1金属層と前記第1ポリシリコン電極とを反応させて前記第1ポリシリコン電極全体を前記第1の金属によりシリサイド化すると共に、前記第2金属層と前記第2ポリシリコン電極とを反応させて前記第2ポリシリコン電極全体を前記第2の金属によりシリサイド化するシリサイド化工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A semiconductor substrate, a P-channel field effect transistor having a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film, and an N-channel field effect transistor having a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film A method of manufacturing a semiconductor device comprising:
A first element region corresponding to the P channel field effect transistor and a second element region corresponding to the N channel field effect transistor are formed, and the first element region and the second element region are locally exposed, respectively. A semiconductor substrate on which an element isolation film having a predetermined pattern is formed is disposed on a region to be a channel region of the P-channel field effect transistor via a first electric insulating film covering an exposed surface of the first element region. Forming a first polysilicon electrode serving as a gate electrode of the P-channel field effect transistor and a first cap film located on the first polysilicon electrode, and covering an exposed surface of the second element region The N channel field effect is disposed on a region to be a channel region of the N channel field effect transistor through a second electrical insulating film. A cap film formation process, - electrodes the underlying second polysilicon electrode of the gate electrode, and forming a second cap layer located on the second polysilicon electrode of the transistor
Patterning the first electrical insulating film and the second electrical insulating film, respectively, to form a gate insulating film under each of the first polysilicon electrode and the second polysilicon electrode; and
The sidewalls of the first polysilicon electrode and the second polysilicon electrode on both side surfaces in the line width direction via offset spacer films made of a silicon-based insulating film formed in contact with the gate insulating film, or directly A sidewall spacer forming step of forming a spacer;
An interlayer insulating film forming step of forming an interlayer insulating film having an upper surface located on a plane including the upper surfaces of the first cap film and the second cap film;
After removing each of the first cap film and the second cap film, a first metal layer made of a first metal is formed on the first polysilicon electrode, and the first polysilicon layer is formed on the second polysilicon electrode. A metal layer forming step of forming a second metal layer made of a second metal having a work function smaller than that of the first metal;
The first metal layer and the first polysilicon electrode are reacted to silicide the entire first polysilicon electrode with the first metal, and the second metal layer and the second polysilicon electrode are A silicidation step of reacting and siliciding the entire second polysilicon electrode with the second metal;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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