JP2009158710A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Mikio Tsujiuchi
幹夫 辻内
Toshiaki Iwamatsu
俊明 岩松
Takashi Ipposhi
隆志 一法師
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a semiconductor device including a transistor which is formed in an SOI layer of an SOI substrate and has excellent transistor characteristics even when the SOI layer is isolated by an element isolation region. <P>SOLUTION: A polysilicon gate 11g, which is formed even on a silicon oxide film 9 and subjected to planarization processing and patterning processing, is silicide-processed from its surface to obtain a silicide region 18g. The silicide region 18g is formed extending from the surface of the polysilicon gate 11g along the depth, so the polysilicon gate 11g is all the silicide region 18g on the silicon oxide film 9. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、SOI基板上に形成されるトランジスタを含む半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device including a transistor formed over an SOI substrate.

図71〜図85はSOI基板上に形成されるMOSトランジスタを含む半導体装置の従来の製造方法を示す断面図である。以下、これらの図を参照して従来の半導体装置の製造方法を説明する。   71 to 85 are cross-sectional views showing a conventional manufacturing method of a semiconductor device including a MOS transistor formed on an SOI substrate. Hereinafter, a conventional method for manufacturing a semiconductor device will be described with reference to these drawings.

まず、図71に示すように、シリコン支持基板101、埋め込み酸化膜102、SOI層103から構成されるSOI基板のSOI層103上に、シリコン酸化膜104、シリコン窒化膜105を順次成膜する。その後、全面にレジスト膜を塗布し、写真製版技術(フォトリソグラフィー)によりトレンチ形成用のレジストパターン106を形成する。   First, as shown in FIG. 71, a silicon oxide film 104 and a silicon nitride film 105 are sequentially formed on an SOI layer 103 of an SOI substrate including a silicon support substrate 101, a buried oxide film 102, and an SOI layer 103. Thereafter, a resist film is applied over the entire surface, and a resist pattern 106 for forming a trench is formed by photolithography (photolithography).

次に、図72に示すように、トレンチ形成用のレジストパターン106(図72では図示せず)をマスクとしてシリコン窒化膜105、シリコン酸化膜104、及びSOI層103に対するエッチングを行いトレンチ開口部107を形成する。この時、トレンチ開口部107の底面下にSOI層103の一部である残存SOI層103aが残るように行う(パーシャルトレンチ分離)。   Next, as shown in FIG. 72, the silicon nitride film 105, the silicon oxide film 104, and the SOI layer 103 are etched by using a resist pattern 106 for trench formation (not shown in FIG. 72) as a mask to perform trench opening 107. Form. At this time, the remaining SOI layer 103a which is a part of the SOI layer 103 is left below the bottom surface of the trench opening 107 (partial trench isolation).

その後、図73に示すように、トレンチ内壁の酸化(膜厚:50nm以下)を行い、トレンチ開口部107におけるSOI層103の側面、及び残存SOI層103aの表面上に酸化膜108を形成する。この後、必要であれば写真工程とエッチング工程を追加し、埋め込み酸化膜102に到達するまで内壁酸化膜である酸化膜108及び残存SOI層103aをエッチングして完全分離部用の開口部を形成しても良い。   Thereafter, as shown in FIG. 73, the inner wall of the trench is oxidized (film thickness: 50 nm or less) to form an oxide film 108 on the side surface of the SOI layer 103 in the trench opening 107 and on the surface of the remaining SOI layer 103a. Thereafter, if necessary, a photographic process and an etching process are added, and the oxide film 108 as the inner wall oxide film and the remaining SOI layer 103a are etched until the buried oxide film 102 is reached, thereby forming an opening for a complete separation portion. You may do it.

続いて、図74に示すように、全面にシリコン酸化膜109を形成し、500℃〜1300℃のアニール処理により焼き締めを行う。なお、このアニールは省略しても良い。   Subsequently, as shown in FIG. 74, a silicon oxide film 109 is formed on the entire surface, and baking is performed by annealing at 500 ° C. to 1300 ° C. This annealing may be omitted.

そして、平坦化のために前処理として全面にレジスト膜を塗布し、フォトリソグラフィーによりエッチング用レジストパターンを形成しエッチングする。この前処理はシリコン酸化膜109のパターンが比較的大きく形成されている大面積部分(CMP(Chemical Mechanical Polishing))処理されにくい)のみを選択的に予めエッチングするために行われる。   Then, as a pretreatment for planarization, a resist film is applied on the entire surface, an etching resist pattern is formed by photolithography, and etching is performed. This pre-processing is performed to selectively pre-etch only a large area portion (difficult to perform CMP (Chemical Mechanical Polishing)) where the pattern of the silicon oxide film 109 is formed relatively large.

その後、図75に示すように、シリコン窒化膜105をストッパーとしてシリコン酸化膜109に対しCMP処理を施し、シリコン酸化膜109を平坦化する。   Thereafter, as shown in FIG. 75, the silicon oxide film 109 is subjected to a CMP process using the silicon nitride film 105 as a stopper, and the silicon oxide film 109 is planarized.

次に、図76に示すように、シリコン窒化膜105を除去後にSOI層103に対するチャネル領域形成目的の不純物注入を行った後、シリコン酸化膜104を除去する。   Next, as shown in FIG. 76, after removing the silicon nitride film 105, impurity implantation for channel region formation is performed on the SOI layer 103, and then the silicon oxide film 104 is removed.

続いて、図77に示すように、SOI層103上にゲート絶縁膜110を形成し、全面にゲート電極用のポリシリコン膜111を形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 77, a gate insulating film 110 is formed on the SOI layer 103, and a polysilicon film 111 for a gate electrode is formed on the entire surface.

そして、フォトリソグラフィーによりエッチング用のレジストパターン(図示せず)を形成し、図78に示すように、当該レジストパターンをマスクとしたエッチングによりパターニングを行いポリシリコンゲート111gを得た後、さらに、図79に示すように、ゲート絶縁膜110に対するパターニングを行いゲート絶縁膜110gを得る。   Then, a resist pattern (not shown) for etching is formed by photolithography, and as shown in FIG. 78, patterning is performed by etching using the resist pattern as a mask to obtain a polysilicon gate 111g. As shown in 79, the gate insulating film 110 is patterned to obtain a gate insulating film 110g.

その後、図80に示すように、ポリシリコンゲート111gの側面にシリコン酸化膜スペーサ112を形成する。続いて、ポリシリコンゲート111g及びシリコン酸化膜112をマスクとしてSOI層3に対してExt部用不純物113及びポケット用不純物114を順次注入,拡散してExt部(エクステンション領域)及びPck部(ポケット領域)を得る。   Thereafter, as shown in FIG. 80, a silicon oxide film spacer 112 is formed on the side surface of the polysilicon gate 111g. Subsequently, using the polysilicon gate 111g and the silicon oxide film 112 as a mask, the Ext portion impurity 113 and the pocket impurity 114 are sequentially implanted and diffused into the SOI layer 3 to diffuse the Ext portion (extension region) and the Pck portion (pocket region). )

次に、図81に示すように、シリコン酸化膜112の側面に、サイドウォール用シリコン酸化膜115及びサイドウォール用シリコン窒化膜116を順次形成する。サイドウォール用シリコン酸化膜115及びサイドウォール用シリコン窒化膜116によってサイドウォール部が構成される。続いて、ポリシリコンゲート111g、シリコン酸化膜112及び上記サイドウォール部をマスクとして、S/D部用不純物117を注入,拡散してS/D部(ソース・ドレイン領域)を得る。この際、Ext部及びPck部も確定する。なお、説明の都合上、S/D部、Ext部及びPck部のSOI層3内における正確な形成位置の図示を省略している。以降の図も同様である。   Next, as shown in FIG. 81, a sidewall silicon oxide film 115 and a sidewall silicon nitride film 116 are sequentially formed on the side surface of the silicon oxide film 112. A sidewall portion is constituted by the sidewall silicon oxide film 115 and the sidewall silicon nitride film 116. Subsequently, using the polysilicon gate 111g, the silicon oxide film 112, and the sidewall portion as a mask, an S / D portion impurity 117 is implanted and diffused to obtain an S / D portion (source / drain region). At this time, the Ext part and the Pck part are also determined. For the convenience of explanation, illustration of accurate formation positions in the SOI layer 3 of the S / D portion, the Ext portion, and the Pck portion is omitted. The same applies to the subsequent figures.

その後、図82に示すように、アニール処理を行った後に低抵抗化のためにS/D部の表面内及び表面上、並びにポリシリコンゲート11gの表面内及び表面上にシリサイド領域118s並びにシリサイド領域118gを形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 82, silicide regions 118s and silicide regions are formed in and on the surface of the S / D portion and on the surface and on the surface of the polysilicon gate 11g in order to reduce resistance after annealing. 118g is formed.

続いて、図83に示すように、全面にライナー窒化膜119及び層間絶縁膜120を成膜し、CMP処理により層間絶縁膜120の平坦化を行う。   Subsequently, as shown in FIG. 83, a liner nitride film 119 and an interlayer insulating film 120 are formed on the entire surface, and the interlayer insulating film 120 is planarized by CMP treatment.

そして、フォトリソグラフィーによりエッチング用レジストパターン(図示せず)を形成し、エッチングによるコンタクトホール形成後、図84に示すように、当該コンタクトホール内にコンタクトプラグ121を形成する。   Then, an etching resist pattern (not shown) is formed by photolithography, and after contact holes are formed by etching, contact plugs 121 are formed in the contact holes as shown in FIG.

最後に、全面に金属層を形成し、フォトリソグラフィーによりエッチング用レジストパターン(図示せず)を形成した後、図85に示すように、当該レジストパターンをマスクとして金属配線122をパターニングする。   Finally, a metal layer is formed on the entire surface, an etching resist pattern (not shown) is formed by photolithography, and then the metal wiring 122 is patterned using the resist pattern as a mask, as shown in FIG.

なお、SOI基板上において素子分離を行いながらMOSトランジスタを形成する半導体装置の製造方法は例えば特許文献1に開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a semiconductor device in which a MOS transistor is formed while element isolation is performed on an SOI substrate.

特開2003−115592号公報JP 2003-115592 A

上述したように、従来の半導体装置の製造方法によって、SOI基板上にMOSトランジスタを有する半導体装置を製造していた。   As described above, a semiconductor device having a MOS transistor on an SOI substrate is manufactured by a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

図86〜図88は従来の半導体装置の製造方法による問題点を説明するための説明図である。図86に示すように、分離酸化膜であるシリコン酸化膜109はSOI層103の表面から段差st19分、突出して形成されているため、ポリシリコン膜111において、シリコン酸化膜109上とSOI層103(ゲート絶縁膜110)上との間に段差st11(SOI層103の表面からのシリコン酸化膜109の突き出した高さ)が形成される結果、ポリシリコン膜111はゲート絶縁膜110上において凹部を有することになる。   86 to 88 are explanatory views for explaining problems caused by a conventional method for manufacturing a semiconductor device. As shown in FIG. 86, the silicon oxide film 109, which is an isolation oxide film, is formed so as to protrude from the surface of the SOI layer 103 by a step of st19. Therefore, in the polysilicon film 111, on the silicon oxide film 109 and the SOI layer 103. As a result of the formation of the step st11 (the protruding height of the silicon oxide film 109 from the surface of the SOI layer 103) between the gate insulating film 110 and the gate insulating film 110, the polysilicon film 111 has a recess on the gate insulating film 110. Will have.

このように、段差st11(st19)に起因する凹部を有するポリシリコン膜111上に反射防止防止膜として粘性の低い有機BARCを塗布すると、ポリシリコン膜111の凹部に有機BARC領域123が溜まる。すなわち、局所的に有機BARC領域123が存在することになる。   As described above, when an organic BARC having a low viscosity is applied as an antireflection film on the polysilicon film 111 having the recess due to the step st11 (st19), the organic BARC region 123 is accumulated in the recess of the polysilicon film 111. That is, the organic BARC region 123 exists locally.

したがって、レジスト124のパターニング時において、有機BARC領域123の影響によりその寸法および形状にバラツキが生じてしまうため、レジスト124をマスクとしてパターニングされるポリシリコンゲート111gのパターン精度を劣化させるという第1の問題点があった。   Therefore, when the resist 124 is patterned, the size and shape of the resist 124 vary due to the influence of the organic BARC region 123. Therefore, the pattern accuracy of the polysilicon gate 111g patterned using the resist 124 as a mask is degraded. There was a problem.

加えて、レジスト124によってポリシリコン膜111をパターニングする際、上部に有機BARC領域123を有する分、ポリシリコン膜111に対するパターニング精度が劣化しポリシリコンゲート111gの形状にバラツキが生じるという第2の問題点があった。   In addition, when the polysilicon film 111 is patterned with the resist 124, the second problem that the patterning accuracy for the polysilicon film 111 deteriorates and the shape of the polysilicon gate 111g varies due to the organic BARC region 123 on the upper side. There was a point.

また、図87及び図88に示すように、ポリシリコン膜111を成膜した際に段差st11が高いと分離エッジゲート領域125におけるポリシリコン膜111の膜厚tbが他の領域の膜厚taより厚くなる。なお、図87のC−C断面が図88となる。その結果、ポリシリコンゲート111gを得るためのエッチング後に分離エッジゲート領域125のゲート寸法が設計時より太くなる結果、MOSトランジスタの動作特性を劣化させてしまうという第3の問題点があった。   Also, as shown in FIGS. 87 and 88, when the level difference st11 is high when the polysilicon film 111 is formed, the film thickness tb of the polysilicon film 111 in the isolation edge gate region 125 is larger than the film thickness ta in other regions. Become thicker. In addition, the CC cross section of FIG. 87 becomes FIG. As a result, after the etching for obtaining the polysilicon gate 111g, the gate size of the isolation edge gate region 125 becomes thicker than that at the time of design, resulting in a third problem that the operating characteristics of the MOS transistor are deteriorated.

この発明は上記第1〜第3の問題点を解決するためになされたもので、SOI基板におけるSOI層を素子分離領域によって分離しても、SOI層に形成されるトランジスタとして良好なトランジスタ特性を有するトランジスタを含む半導体装置の製造方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above first to third problems. Even if the SOI layer in the SOI substrate is separated by the element isolation region, the transistor characteristics are excellent as a transistor formed in the SOI layer. An object is to obtain a method for manufacturing a semiconductor device including a transistor having the transistor.

この発明の一実施の形態によれば、ゲート材料として形成されたポリシリコン膜の表面からCMP処理を施し、ポリシリコン膜の表面を平坦化する。そして、ポリシリコン膜をパターニングして、一部が部分分離領域を構成するシリコン酸化膜上に存在するポリシリコンゲートを得る。その後、ポリシリコンゲートを表面からシリサイド化してシリサイド領域を形成する。この際、シリサイド領域は、シリコン酸化膜上においてポリシリコンゲートの全領域に形成される。   According to one embodiment of the present invention, the CMP process is performed from the surface of the polysilicon film formed as the gate material to flatten the surface of the polysilicon film. Then, the polysilicon film is patterned to obtain a polysilicon gate partly existing on the silicon oxide film constituting the partial isolation region. Thereafter, the polysilicon gate is silicided from the surface to form a silicide region. At this time, the silicide region is formed in the entire region of the polysilicon gate on the silicon oxide film.

この実施の形態によれば、シリコン酸化膜上のポリシリコンゲートを全てシリサイド領域によって形成することにより、シリコン酸化膜下の残存SOI層を介した良好なボディ電位固定が行え、その結果、トランジスタ特性が良好なトランジスタを得ることができる効果を奏する。   According to this embodiment, all the polysilicon gates on the silicon oxide film are formed by the silicide region, so that the good body potential can be fixed through the remaining SOI layer below the silicon oxide film. However, there is an effect that a good transistor can be obtained.

<実施の形態1>
(製造処理工程全般)
図1〜図15はこの発明の実施の形態1であるSOI基板上に形成されるMOSトランジスタを含む半導体装置の製造方法を示す断面図である。以下、これらの図を参照して実施の形態の製造処理内容を説明する。
<Embodiment 1>
(General manufacturing process)
1 to 15 are sectional views showing a method for manufacturing a semiconductor device including a MOS transistor formed on an SOI substrate according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, the manufacturing process contents of the embodiment will be described with reference to these drawings.

まず、図1に示すように、シリコン支持基板1、埋め込み酸化膜2、SOI層3から構成されるSOI基板のSOI層3上に、シリコン酸化膜4、シリコン窒化膜5を順次成膜する。その後、全面にレジスト膜を塗布し、フォトリソグラフィーによりトレンチ形成用のレジストパターン6を形成する。   First, as shown in FIG. 1, a silicon oxide film 4 and a silicon nitride film 5 are sequentially formed on an SOI layer 3 of an SOI substrate including a silicon support substrate 1, a buried oxide film 2, and an SOI layer 3. Thereafter, a resist film is applied to the entire surface, and a resist pattern 6 for forming a trench is formed by photolithography.

次に、図2に示すように、トレンチ形成用のレジストパターン6をマスクとしてシリコン窒化膜5、シリコン酸化膜4、及びSOI層3に対するエッチングを行いトレンチ開口部7を形成する。この時、トレンチ開口部7の底面下にSOI層3の一部である残存SOI層3aが残るように行う(パーシャルトレンチ分離)。   Next, as shown in FIG. 2, the silicon nitride film 5, the silicon oxide film 4 and the SOI layer 3 are etched using the resist pattern 6 for trench formation as a mask to form a trench opening 7. At this time, the remaining SOI layer 3a which is a part of the SOI layer 3 is left below the bottom surface of the trench opening 7 (partial trench isolation).

その後、図3に示すように、トレンチ内壁の酸化(膜厚:50nm以下)を行い、トレンチ開口部7におけるSOI層3の側面、及び残存SOI層3aの表面上に酸化膜8を形成する。この後、必要であれば写真工程とエッチング工程を追加し、埋め込み酸化膜2に到達するまで内壁酸化膜である酸化膜8及び残存SOI層3aをエッチングして完全分離部を形成しても良い。   Thereafter, as shown in FIG. 3, the inner wall of the trench is oxidized (film thickness: 50 nm or less), and an oxide film 8 is formed on the side surface of the SOI layer 3 in the trench opening 7 and on the surface of the remaining SOI layer 3a. Thereafter, if necessary, a photographic process and an etching process may be added, and the oxide film 8 as the inner wall oxide film and the remaining SOI layer 3a may be etched until the buried oxide film 2 is reached to form a complete separation portion. .

続いて、図4に示すように、全面にシリコン酸化膜9を形成し、500℃〜1300℃のアニール処理により焼き締めを行う。なお、このアニールは省略しても良い。   Subsequently, as shown in FIG. 4, a silicon oxide film 9 is formed on the entire surface, and baking is performed by annealing at 500 ° C. to 1300 ° C. This annealing may be omitted.

そして、平坦化のための前処理として全面にレジスト膜を塗布し、フォトリソグラフィーによりエッチング用レジストパターンを形成しエッチングする。この前処理はシリコン酸化膜9のパターンが比較的大きく形成されている大面積部分(CMP処理されにくい)のみを選択的に予めエッチングするために行われる。   Then, as a pretreatment for planarization, a resist film is applied on the entire surface, an etching resist pattern is formed by photolithography, and etching is performed. This pretreatment is performed in order to selectively pre-etch only a large area portion (which is difficult to undergo CMP treatment) where the pattern of the silicon oxide film 9 is formed relatively large.

その後、図5に示すように、シリコン窒化膜5をストッパーとしてシリコン酸化膜9に対しCMP処理を施し、シリコン酸化膜9を平坦化する。その結果、残存したシリコン酸化膜9(酸化膜8)が部分絶縁膜となる。そして、シリコン酸化膜9下の残存SOI層3aとシリコン酸化膜9とにより素子分離用の部分分離領域を形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 5, the silicon oxide film 9 is subjected to a CMP process using the silicon nitride film 5 as a stopper, and the silicon oxide film 9 is planarized. As a result, the remaining silicon oxide film 9 (oxide film 8) becomes a partial insulating film. Then, a partial isolation region for element isolation is formed by the remaining SOI layer 3a under the silicon oxide film 9 and the silicon oxide film 9.

次に、図6に示すように、シリコン窒化膜5を除去し、その後にSOI層3に対するチャネル領域形成目的の不純物注入を行い、その後シリコン酸化膜4を除去する。図6に示すように、シリコン酸化膜9はSOI層3の表面から段差st9(所定段差)分、突出して形成されることになる。   Next, as shown in FIG. 6, the silicon nitride film 5 is removed, and then an impurity implantation for forming a channel region is performed on the SOI layer 3, and then the silicon oxide film 4 is removed. As shown in FIG. 6, the silicon oxide film 9 is formed to protrude from the surface of the SOI layer 3 by a step st9 (predetermined step).

続いて、図7に示すように、SOI層3上にシリコン酸化膜等のゲート絶縁膜10を形成し、全面にゲート電極用のポリシリコン膜11を形成する。この際、ポリシリコン膜11は、後に詳述するポリシリコン膜11に対する平坦化処理によって、SOI層3上及びシリコン酸化膜9上との間に表面に段差が生じることなく平坦に形成される。   Subsequently, as shown in FIG. 7, a gate insulating film 10 such as a silicon oxide film is formed on the SOI layer 3, and a polysilicon film 11 for a gate electrode is formed on the entire surface. At this time, the polysilicon film 11 is formed flat without any step on the surface between the SOI layer 3 and the silicon oxide film 9 by a planarization process on the polysilicon film 11 described in detail later.

そして、フォトリソグラフィーによりエッチング用のレジストパターン(図示せず)を形成し、図8に示すように、当該レジストパターンをマスクとしたエッチングによりパターニングを行いポリシリコンゲート11gを得た後、さらに、図9に示すように、ゲート絶縁膜10に対するパターニングを行いゲート絶縁膜10gを得る。   Then, a resist pattern (not shown) for etching is formed by photolithography, and patterning is performed by etching using the resist pattern as a mask to obtain a polysilicon gate 11g, as shown in FIG. As shown in FIG. 9, the gate insulating film 10 is patterned to obtain a gate insulating film 10g.

その後、図10に示すように、ポリシリコンゲート11gの側面にシリコン酸化膜スペーサ12を形成する。続いて、ポリシリコンゲート11g及びシリコン酸化膜12をマスクとしてSOI層3に対してExt部用不純物13及びポケット用不純物14を順次注入,拡散してExt部及びPck部を得る。   Thereafter, as shown in FIG. 10, a silicon oxide film spacer 12 is formed on the side surface of the polysilicon gate 11g. Subsequently, using the polysilicon gate 11g and the silicon oxide film 12 as a mask, the Ext portion impurity 13 and the pocket impurity 14 are sequentially implanted and diffused into the SOI layer 3 to obtain an Ext portion and a Pck portion.

次に、図11に示すように、シリコン酸化膜12の側面に、サイドウォール用シリコン酸化膜15及びサイドウォール用シリコン窒化膜16を順次形成する。サイドウォール用シリコン酸化膜15及びサイドウォール用シリコン窒化膜16によってサイドウォール部が構成される。続いて、ポリシリコンゲート11g、シリコン酸化膜12及び上記サイドウォール部をマスクとして、S/D部用不純物17を注入,拡散してS/D部(ソース・ドレイン領域)を得る。この際、Ext部及びPck部も確定する。なお、説明の都合上、S/D部、Ext部及びPck部のSOI層3内における正確な形成位置の図示を省略している。以降の図も同様である。   Next, as shown in FIG. 11, a sidewall silicon oxide film 15 and a sidewall silicon nitride film 16 are sequentially formed on the side surface of the silicon oxide film 12. A sidewall portion is constituted by the sidewall silicon oxide film 15 and the sidewall silicon nitride film 16. Subsequently, using the polysilicon gate 11g, the silicon oxide film 12 and the sidewall portion as a mask, an S / D portion impurity 17 is implanted and diffused to obtain an S / D portion (source / drain region). At this time, the Ext part and the Pck part are also determined. For the convenience of explanation, illustration of accurate formation positions in the SOI layer 3 of the S / D portion, the Ext portion, and the Pck portion is omitted. The same applies to the subsequent figures.

その後、図12に示すように、アニール処理を行った後に低抵抗化のためにS/D部の表面内及び表面上、並びにポリシリコンゲート1gの表面内及び表面上にシリサイド領域18s並びにシリサイド領域18gを形成する。シリサイド領域18g及びシリサイド領域18sはポリシリコン膜11及びS/D部の表面から内部にかけてシリサイド化することによって形成される。   Thereafter, as shown in FIG. 12, silicide regions 18s and silicide regions are formed in and on the surface of the S / D portion and in the surface and on the surface of the polysilicon gate 1g in order to reduce the resistance after annealing. 18 g is formed. The silicide region 18g and the silicide region 18s are formed by silicidation from the surface to the inside of the polysilicon film 11 and the S / D part.

その結果、S/D部(シリサイド領域18s)、Ext部、ゲート絶縁膜10g、ポリシリコンゲート11g(シリサイド領域18g)を主要部としたMOSトランジスタが完成する。このMOSトランジスタはシリコン酸化膜9(酸化膜8)及びその下方の残存SOI層3aからなる部分分離領域によって素子分離される。   As a result, a MOS transistor having the S / D portion (silicide region 18s), the Ext portion, the gate insulating film 10g, and the polysilicon gate 11g (silicide region 18g) as main parts is completed. This MOS transistor is isolated by a partial isolation region composed of a silicon oxide film 9 (oxide film 8) and a remaining SOI layer 3a below the silicon oxide film 9.

なお、シリサイド領域18gは、後に説明するように、シリコン酸化膜9上においてシリコン酸化膜9に到達する深さで形成される。その結果、シリサイド領域18gは、シリコン酸化膜9上においてポリシリコンゲート11gの全領域に形成されることになる。   The silicide region 18g is formed on the silicon oxide film 9 at a depth reaching the silicon oxide film 9, as will be described later. As a result, the silicide region 18g is formed in the entire region of the polysilicon gate 11g on the silicon oxide film 9.

続いて、図13に示すように、全面にライナー窒化膜19及び層間絶縁膜20を順次成膜し、CMP処理により層間絶縁膜20の平坦化を行う。   Subsequently, as shown in FIG. 13, a liner nitride film 19 and an interlayer insulating film 20 are sequentially formed on the entire surface, and the interlayer insulating film 20 is planarized by CMP processing.

そして、フォトリソグラフィーによりエッチング用レジストパターン(図示せず)を形成し、エッチングによるコンタクトホール形成後、図14に示すように、当該コンタクトホール内にコンタクトプラグ21を形成する。   Then, an etching resist pattern (not shown) is formed by photolithography, and after contact holes are formed by etching, contact plugs 21 are formed in the contact holes as shown in FIG.

最後に、全面に金属層を形成し、フォトリソグラフィーによりエッチング用レジストパターン(図示せず)を形成した後、図15に示すように、当該レジストパターンをマスクとして金属配線22をパターニングする。   Finally, a metal layer is formed on the entire surface, an etching resist pattern (not shown) is formed by photolithography, and then the metal wiring 22 is patterned using the resist pattern as a mask as shown in FIG.

(ポリシリコン膜11に対する平坦化処理)
図16〜図20は、実施の形態1におけるポリシリコン膜11に対する平坦化処理の製造工程(以下、「ポリシリコン平坦化処理」と略記する場合あり)を示す断面図である。これらの図は、図1〜図15で示した全般工程における図7〜図9に示した工程に相当する。以下、図16〜図20を参照して実施の形態1のポリシリコン平坦化処理内容を説明する。
(Planarization process for the polysilicon film 11)
16 to 20 are cross-sectional views showing a manufacturing process of planarization processing for the polysilicon film 11 according to the first embodiment (hereinafter sometimes abbreviated as “polysilicon planarization processing”). These drawings correspond to the steps shown in FIGS. 7 to 9 in the general steps shown in FIGS. The details of the polysilicon planarization process according to the first embodiment will be described below with reference to FIGS.

まず、図16に示すように、全面にポリシリコン膜11((第1の)ゲート電極材料層)を、シリコン酸化膜9の段差st9、かつ目標膜厚より厚い膜厚で形成する。この際、シリコン酸化膜9の段差st9を反映してSOI層3上とシリコン酸化膜9上との間に段差st1が形成される。   First, as shown in FIG. 16, a polysilicon film 11 ((first) gate electrode material layer) is formed on the entire surface with a step st9 of the silicon oxide film 9 and a thickness larger than the target thickness. At this time, a step st1 is formed between the SOI layer 3 and the silicon oxide film 9 reflecting the step st9 of the silicon oxide film 9.

そして、図17に示すように、ポリシリコン膜11に対し所定時間なされる時間決めCMP処理を施すことにより、ポリシリコン膜11の表面を平坦化して段差st1をなくす。   Then, as shown in FIG. 17, the polysilicon film 11 is subjected to a CMP process for a predetermined time, thereby planarizing the surface of the polysilicon film 11 and eliminating the step st1.

この際、シリコン酸化膜9上のポリシリコン膜11が全て除去されず、かつポリシリコン膜11を目標膜厚とする時間に上記所定時間を設定することにより、目標膜厚でかつ平坦化されたポリシリコン膜11を得ることができる。   At this time, the polysilicon film 11 on the silicon oxide film 9 is not completely removed, and the predetermined time is set as the time for setting the polysilicon film 11 as the target film thickness. A polysilicon film 11 can be obtained.

なお、CMP処理後にゲート絶縁膜10上及びシリコン酸化膜9上それぞれのポリシリコン膜11の膜厚を測定することによりポリシリコン膜11が目標膜厚に達したか否かを確認することが望ましい。   Note that it is desirable to confirm whether or not the polysilicon film 11 has reached the target film thickness by measuring the film thicknesses of the polysilicon film 11 on the gate insulating film 10 and the silicon oxide film 9 after the CMP process. .

次に、図18に示すように、ポリシリコン膜11にゲート注入用不純物31を注入し、ポリシリコン膜11を所定の導電型にする。なお、ゲート注入用不純物31はMOS種別(PMOS,NMOS)によって適宜決定される。   Next, as shown in FIG. 18, an impurity 31 for gate injection is implanted into the polysilicon film 11 to make the polysilicon film 11 have a predetermined conductivity type. Note that the gate implantation impurity 31 is appropriately determined depending on the MOS type (PMOS, NMOS).

次に、図19に示すように、表面が平坦化されたポリシリコン膜11上にレジスト32を塗布し、パターニングする。   Next, as shown in FIG. 19, a resist 32 is applied on the polysilicon film 11 whose surface is flattened and patterned.

そして、図20に示すように、パターニングされたレジスト32(図20では図示せず)をマスクとしてポリシリコン膜11及びゲート絶縁膜10を順次エッチングして、ポリシリコンゲート11g及びゲート絶縁膜10gを得る。   Then, as shown in FIG. 20, using the patterned resist 32 (not shown in FIG. 20) as a mask, the polysilicon film 11 and the gate insulating film 10 are sequentially etched to form the polysilicon gate 11g and the gate insulating film 10g. obtain.

図21は実施の形態1の半導体装置の製造方法で製造される半導体装置の平面構成を示す平面図である。同図に示すように、所定間隔毎にシリコン酸化膜9が図中横断して形成されることにより、シリコン酸化膜9,9間のSOI層3が外部から素子分離される。なお、実際には同様にして所定間隔毎にシリコン酸化膜9が図中縦断して形成されているが、説明の都合上、図示を省略している。   FIG. 21 is a plan view showing a planar configuration of a semiconductor device manufactured by the semiconductor device manufacturing method of the first embodiment. As shown in the figure, the silicon oxide film 9 is formed across the figure at predetermined intervals, thereby isolating the SOI layer 3 between the silicon oxide films 9 and 9 from the outside. In practice, the silicon oxide film 9 is vertically formed in the drawing at predetermined intervals in the same manner, but the illustration is omitted for convenience of explanation.

一方、シリコン酸化膜9及びSOI層3を図中縦断してポリシリコンゲート11gが形成される。図21のA−A断面が図20となる。また、図21のB−B断面が図9となる。なお、図9は図21ではB−B断面の延長線上にシリコン酸化膜9が存在する場合を示している。   On the other hand, the silicon oxide film 9 and the SOI layer 3 are vertically cut in the drawing to form a polysilicon gate 11g. The AA cross section of FIG. 21 becomes FIG. Moreover, the BB cross section of FIG. 21 becomes FIG. FIG. 9 shows the case where the silicon oxide film 9 exists on the extended line of the BB cross section in FIG.

このように、実施の形態1によるポリシリコン平坦化処理によってポリシリコン膜11の表面を平坦化することができる。したがって、凹み部に反射防止膜となる有機BARC等の異物も溜まることがない結果、上述した第1及び第2の問題点が生じないため、ポリシリコンゲート形成用のレジスト(図19のレジスト32相当)パターニング時の寸法および形状バラツキは生じることなく、ポリシリコンゲート11gのパターン精度の向上を図ることができる。   Thus, the surface of the polysilicon film 11 can be planarized by the polysilicon planarization process according to the first embodiment. Therefore, since the foreign matter such as organic BARC which becomes an antireflection film does not accumulate in the recess, the first and second problems described above do not occur, so that the resist for forming the polysilicon gate (resist 32 in FIG. 19). Equivalent) The pattern accuracy of the polysilicon gate 11g can be improved without causing variations in dimensions and shape during patterning.

さらに、分離エッジゲート領域におけるポリシリコン膜11の膜厚が他の領域の膜厚より厚くなることがなく上述した第3の問題点が生じないため、当該レジストを用いたゲートエッチング後の分離エッジ部の太りも含めた、ポリシリコンゲート11gの寸法バラツキおよび形状バラツキ(図87及び図88参照)を低減することができる。   Further, since the polysilicon film 11 in the isolation edge gate region is not thicker than other regions and the above third problem does not occur, the isolation edge after gate etching using the resist is not caused. It is possible to reduce the size variation and shape variation (see FIGS. 87 and 88) of the polysilicon gate 11g including the thickness of the portion.

このように、実施の形態1によるポリシリコン平坦化処理によって、良好なトランジスタ特性を有するMOSトランジスタを得ることができる。   Thus, a MOS transistor having good transistor characteristics can be obtained by the polysilicon planarization process according to the first embodiment.

図22はポリシリコンゲート11gを得た後の、ポリシリコンゲート11gの平面形状を模式的に示す平面図である。同図に示すように、ポリシリコン膜11を上述したポリシリコン平坦化処理により平坦化した結果、シリコン酸化膜9上のポリシリコン膜11の膜厚が他の領域より薄くなるため、分離領域上ゲート近傍領域30は早くエッチング除去されていまい、先細りの平面形状となる傾向がある。   FIG. 22 is a plan view schematically showing the planar shape of the polysilicon gate 11g after obtaining the polysilicon gate 11g. As shown in the figure, as a result of planarizing the polysilicon film 11 by the above-described polysilicon planarization process, the thickness of the polysilicon film 11 on the silicon oxide film 9 becomes thinner than other regions. The gate vicinity region 30 is not etched quickly and tends to have a tapered planar shape.

(シリサイド領域18gの形成処理)
図23は図1〜図15で示した全般処理における図12で示したシリサイド領域の形成工程を示す他の断面を示す断面図である。この断面は図21のA−A断面に相当する。
(Process for forming silicide region 18g)
FIG. 23 is a cross-sectional view showing another cross-section showing the formation process of the silicide region shown in FIG. 12 in the general processing shown in FIGS. This section corresponds to the section AA in FIG.

同図に示すように、シリサイド領域18gはポリシリコンゲート11gの表面から深さ方向に延びて形成されており、シリコン酸化膜9上においては全面がシリサイド領域18gとなる。   As shown in the figure, the silicide region 18g is formed extending in the depth direction from the surface of the polysilicon gate 11g, and the entire surface of the silicon oxide film 9 becomes the silicide region 18g.

図24はボディ電位固定部を含めた断面構造を示す断面図である。同図に示すように、部分絶縁膜であるシリコン酸化膜9下に形成される残存SOI層3aに隣接してボディ固定領域3bが設けられる。このボディ固定領域3bの上層部にボディコンタクト領域3cが形成される。このボディコンタクト領域3cに所定のボディ電位が付与されることにより、ボディ固定領域3b、残存SOI層3aを介してポリシリコンゲート11g下のSOI層3であるボディ領域のボディ電位を設定することができる。   FIG. 24 is a sectional view showing a sectional structure including the body potential fixing portion. As shown in the figure, a body fixing region 3b is provided adjacent to the remaining SOI layer 3a formed under the silicon oxide film 9 which is a partial insulating film. Body contact region 3c is formed in the upper layer portion of body fixing region 3b. By applying a predetermined body potential to body contact region 3c, the body potential of the body region which is SOI layer 3 under polysilicon gate 11g can be set via body fixing region 3b and remaining SOI layer 3a. it can.

このように、部分分離領域を構成する残存SOI層3aはボディ電位設定用の電気的接続手段として重要な役割を果たしている。しかし、ポリシリコンゲート11gにゲート電圧が印加され、残存SOI層3aにおいて空乏化が起こると、高抵抗化するためボディ電位設定に支障を来すことになる。   Thus, the remaining SOI layer 3a constituting the partial isolation region plays an important role as an electrical connection means for setting the body potential. However, when a gate voltage is applied to the polysilicon gate 11g and depletion occurs in the remaining SOI layer 3a, the resistance is increased and the body potential setting is hindered.

したがって、ポリシリコンゲート11g下の部分絶縁膜(シリコン酸化膜9)にかかる電圧VSは小さい方が望ましい。一般に部分絶縁膜にかかる電圧VBは、ゲート電圧をVG、フラットバンド電圧をVFBとすると、以下の式(1)で決定する。
VB=VG+VFB…(1)
Therefore, it is desirable that the voltage VS applied to the partial insulating film (silicon oxide film 9) under the polysilicon gate 11g is small. Generally, the voltage VB applied to the partial insulating film is determined by the following formula (1), where the gate voltage is VG and the flat band voltage is VFB.
VB = VG + VFB (1)

一方、フラットバンド電圧VFBは、実施の形態1のように分離部上がすべてシリサイド領域18gとなっている場合(第1のフラットバンド電圧VFB1)と、分離部上の一部にポリシリコンが残存している場合(第2のフラットバンド電圧VFB2)とで異なる。   On the other hand, in the flat band voltage VFB, when the isolation region is entirely the silicide region 18g as in the first embodiment (first flat band voltage VFB1), polysilicon remains in a part of the isolation region. (Second flat band voltage VFB2).

シリサイドの仕事関数はミッドギャップ付近(0.46eV)であり、ポリシリコンより小さいため、第1のフラットバンド電圧VFB1は第2のフラットバンド電圧VFB2より小さい。よって、式(1)から明らかなように、部分絶縁膜にかかる電圧VBを抑えることにより、残存SOI層3aの空乏層幅を小さくし、残存SOI層3aの高抵抗化を効果的に抑えることができる効果を奏する。   Since the work function of silicide is near the mid gap (0.46 eV) and smaller than polysilicon, the first flat band voltage VFB1 is smaller than the second flat band voltage VFB2. Therefore, as apparent from the equation (1), by suppressing the voltage VB applied to the partial insulating film, the depletion layer width of the remaining SOI layer 3a is reduced, and the increase in resistance of the remaining SOI layer 3a is effectively suppressed. There is an effect that can.

その結果、実施の形態1の半導体装置の製造方法によって、部分絶縁膜であるシリコン酸化膜9上のポリシリコンゲート11gを全てシリサイド領域18gによって形成することにより、良好なボディ電位固定が行えることにより、トランジスタ特性が良好なMOSトランジスタを得ることができる効果を奏する。   As a result, by forming the polysilicon gate 11g on the silicon oxide film 9 which is a partial insulating film by the silicide region 18g by the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment, it is possible to achieve good body potential fixation. There is an effect that a MOS transistor having good transistor characteristics can be obtained.

図25はシリサイド領域18s及び18gを得た後の平面構造を示す平面図である。同図に示すように、SOI層3の表面内はシリサイド領域18sが形成され、ポリシリコンゲート11gの表面内はシリサイド領域18gが形成される。そして、シリサイド領域18g(ポリシリコンゲート11g)の周囲にシリコン酸化膜12が形成され、シリコン酸化膜12の周囲にサイドウォール用シリコン窒化膜16(サイドウォール用シリコン酸化膜15)が形成される。   FIG. 25 is a plan view showing a planar structure after obtaining the silicide regions 18s and 18g. As shown in the figure, a silicide region 18s is formed in the surface of the SOI layer 3, and a silicide region 18g is formed in the surface of the polysilicon gate 11g. Then, a silicon oxide film 12 is formed around the silicide region 18g (polysilicon gate 11g), and a sidewall silicon nitride film 16 (sidewall silicon oxide film 15) is formed around the silicon oxide film 12.

<実施の形態2>
(ポリシリコン平坦化処理)
図26〜図30は、実施の形態2の半導体装置の製造方法におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。これらの図は実施の形態1で示した全般工程における図7〜図9に示した工程に相当する。以下、図26〜図30を参照して実施の形態2のポリシリコン平坦化処理内容を説明する。
<Embodiment 2>
(Polysilicon planarization)
26 to 30 are cross-sectional views showing a polysilicon planarization process in the method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment. These drawings correspond to the steps shown in FIGS. 7 to 9 in the general steps shown in the first embodiment. The contents of the polysilicon planarization process according to the second embodiment will be described below with reference to FIGS.

まず、図26に示すように、全面にポリシリコン膜11を形成する。この際、段差st9を反映してSOI層3上とシリコン酸化膜9上との間に段差st2が形成される。なお、ポリシリコン膜11はシリコン酸化膜9の段差st9より厚い膜厚で形成される。   First, as shown in FIG. 26, a polysilicon film 11 is formed on the entire surface. At this time, a step st2 is formed between the SOI layer 3 and the silicon oxide film 9 reflecting the step st9. The polysilicon film 11 is formed with a thickness larger than the step st9 of the silicon oxide film 9.

そして、図27に示すように、ポリシリコン膜11に対する時間決めCMP処理を所定時間行うことにより、ポリシリコン膜11の表面を平坦化して段差st2をなくす。なお、上記所定時間はシリコン酸化膜9上のポリシリコン膜11が全て除去されない時間に設定される。   Then, as shown in FIG. 27, the time-determined CMP process for the polysilicon film 11 is performed for a predetermined time, thereby flattening the surface of the polysilicon film 11 and eliminating the step st2. The predetermined time is set to a time during which all the polysilicon film 11 on the silicon oxide film 9 is not removed.

次に、図28に示すように、ポリシリコン膜11上にさらに追加ポリシリコン層23(第2のゲート電極材料層)を堆積する。なお、追加ポリシリコン層23の膜厚は、ポリシリコン膜11と追加ポリシリコン層23の膜厚の和が目標膜厚になる膜厚に設定される。その後、ゲート注入用不純物31を注入し、ポリシリコン膜11及び追加ポリシリコン層23を所定の導電型にする。   Next, as shown in FIG. 28, an additional polysilicon layer 23 (second gate electrode material layer) is further deposited on the polysilicon film 11. The film thickness of the additional polysilicon layer 23 is set to a film thickness that makes the target film thickness the sum of the film thicknesses of the polysilicon film 11 and the additional polysilicon layer 23. Thereafter, an impurity 31 for gate implantation is implanted to make the polysilicon film 11 and the additional polysilicon layer 23 have a predetermined conductivity type.

なお、CMP処理後の追加ポリシリコン層23の形成前に、ゲート絶縁膜10上及びシリコン酸化膜9上それぞれのポリシリコン膜11の膜厚を測定し、上記目標膜厚を達成すべく測定結果に基づき追加ポリシリコン層23の膜厚を決定することが望ましい。   Before forming the additional polysilicon layer 23 after the CMP process, the film thicknesses of the polysilicon films 11 on the gate insulating film 10 and the silicon oxide film 9 are measured, and the measurement result is achieved to achieve the target film thickness. It is desirable to determine the thickness of the additional polysilicon layer 23 based on the above.

次に、図29に示すように、追加ポリシリコン層23上にレジスト32を塗布し、パターニングする。   Next, as shown in FIG. 29, a resist 32 is applied on the additional polysilicon layer 23 and patterned.

そして、図30に示すように、パターニングされたレジスト32(図30では図示せず)をマスクとしてポリシリコン膜11、追加ポリシリコン層23及びゲート絶縁膜10をエッチングして、ポリシリコンゲート11g及びゲート絶縁膜10gを得る。   Then, as shown in FIG. 30, the polysilicon film 11, the additional polysilicon layer 23, and the gate insulating film 10 are etched using the patterned resist 32 (not shown in FIG. 30) as a mask, so that the polysilicon gate 11g and A gate insulating film 10g is obtained.

なお、図26〜図30で示した断面構造は、実施の形態1で示した図21のA−A断面に相当する。   The cross-sectional structures shown in FIGS. 26 to 30 correspond to the AA cross section of FIG. 21 shown in the first embodiment.

(効果)
このように、実施の形態2によるポリシリコン平坦化処理によってポリシリコン膜11の表面を平坦化することにより、実施の形態1と同様、良好なトランジスタ特性を有するMOSトランジスタを得ることができる。
(effect)
As described above, by planarizing the surface of the polysilicon film 11 by the polysilicon planarization process according to the second embodiment, a MOS transistor having good transistor characteristics can be obtained as in the first embodiment.

また、ポリシリコン膜11に対するCMP処理後に追加ポリシリコン層23を堆積するため、CMP処理によるポリシリコン膜11の膜厚減少を補いながら、所望の目標膜厚を達成することができる。この際、CMP処理後のポリシリコン膜11の膜厚を測定することにより、目標膜厚を満足させる追加ポリシリコン層23の膜厚を正確に認識することができる。   Further, since the additional polysilicon layer 23 is deposited after the CMP process on the polysilicon film 11, a desired target film thickness can be achieved while compensating for the decrease in the film thickness of the polysilicon film 11 due to the CMP process. At this time, by measuring the film thickness of the polysilicon film 11 after the CMP process, the film thickness of the additional polysilicon layer 23 that satisfies the target film thickness can be accurately recognized.

なお、実施の形態2の半導体装置の製造方法においても、実施の形態1と同様、シリサイド領域18gはシリコン酸化膜9上においてポリシリコン領域を存在させることなく形成される。したがって、実施の形態2の半導体装置の製造方法によって、実施の形態1と同様、良好なボディ電位固定が行えることにより、トランジスタ特性が良好なMOSトランジスタを得ることができる。   In the method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment, the silicide region 18g is formed on the silicon oxide film 9 without the polysilicon region, as in the first embodiment. Therefore, by the method for manufacturing the semiconductor device of the second embodiment, a good body potential can be fixed as in the first embodiment, so that a MOS transistor having good transistor characteristics can be obtained.

また、実施の形態2の半導体装置の製造方法で製造される、ポリシリコン膜11は分離領域上ゲート近傍領域30において先細りの平面形状となる傾向がある(図22参照)。   Further, the polysilicon film 11 manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device of the second embodiment tends to have a tapered planar shape in the gate region 30 near the isolation region (see FIG. 22).

<実施の形態3>
(ポリシリコン平坦化処理)
図31〜図35は、実施の形態3の半導体装置の製造方法におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。これらの図は実施の形態1で示した全般工程における図7〜図9に示した工程に相当する。以下、図31〜図35を参照して実施の形態3のポリシリコン平坦化処理内容を説明する。
<Embodiment 3>
(Polysilicon planarization)
31 to 35 are cross-sectional views showing a polysilicon planarization process in the semiconductor device manufacturing method of the third embodiment. These drawings correspond to the steps shown in FIGS. 7 to 9 in the general steps shown in the first embodiment. The details of the polysilicon planarization process according to the third embodiment will be described below with reference to FIGS.

まず、図31に示すように、全面にポリシリコン膜11を形成する。この際、段差st9を反映してSOI層3上とシリコン酸化膜9上との間に段差st2が形成される。なお、ポリシリコン膜11はシリコン酸化膜9の段差st9より厚い膜厚で形成される。   First, as shown in FIG. 31, a polysilicon film 11 is formed on the entire surface. At this time, a step st2 is formed between the SOI layer 3 and the silicon oxide film 9 reflecting the step st9. The polysilicon film 11 is formed with a thickness larger than the step st9 of the silicon oxide film 9.

そして、図32に示すように、ポリシリコン膜11に対するCMP処理をシリコン酸化膜9をストッパー(シリコン酸化膜9によって終端を検知)として行うことにより、ポリシリコン膜11の表面をシリコン酸化膜9の形成高さで平坦化して段差st2をなくす。   Then, as shown in FIG. 32, the CMP process for the polysilicon film 11 is performed using the silicon oxide film 9 as a stopper (the termination is detected by the silicon oxide film 9), so that the surface of the polysilicon film 11 is covered with the silicon oxide film 9. The level difference st2 is eliminated by flattening at the formation height.

次に、図33に示すように、ポリシリコン膜11上にさらに追加ポリシリコン層23を堆積する。なお、追加ポリシリコン層23の膜厚は、ポリシリコン膜11と追加ポリシリコン層23の膜厚の和が目標膜厚になる膜厚に設定される。その後、ゲート注入用不純物31を注入し、ポリシリコン膜11及び追加ポリシリコン層23を所定の導電型にする。   Next, as shown in FIG. 33, an additional polysilicon layer 23 is further deposited on the polysilicon film 11. The film thickness of the additional polysilicon layer 23 is set to a film thickness at which the sum of the film thicknesses of the polysilicon film 11 and the additional polysilicon layer 23 becomes a target film thickness. Thereafter, an impurity 31 for gate implantation is implanted to make the polysilicon film 11 and the additional polysilicon layer 23 have a predetermined conductivity type.

なお、CMP処理後の追加ポリシリコン層23の形成前に、ゲート絶縁膜10上のポリシリコン膜11の膜厚を測定し、測定結果に基づき追加ポリシリコン層23の膜厚を決定することが望ましい。   Before forming the additional polysilicon layer 23 after the CMP process, the thickness of the polysilicon film 11 on the gate insulating film 10 is measured, and the thickness of the additional polysilicon layer 23 is determined based on the measurement result. desirable.

次に、図34に示すように、追加ポリシリコン層23上にレジスト32を塗布し、パターニングする。   Next, as shown in FIG. 34, a resist 32 is applied on the additional polysilicon layer 23 and patterned.

そして、図35に示すように、パターニングされたレジスト32(図35では図示せず)をマスクとしてポリシリコン膜11、追加ポリシリコン層23及びゲート絶縁膜10をエッチングして、ポリシリコンゲート11g及びゲート絶縁膜10gを得る。   Then, as shown in FIG. 35, the polysilicon film 11, the additional polysilicon layer 23, and the gate insulating film 10 are etched using the patterned resist 32 (not shown in FIG. 35) as a mask, so that the polysilicon gate 11g and A gate insulating film 10g is obtained.

なお、図31〜図35で示した断面構造は、実施の形態1で示した図21のA−A断面に相当する。   The cross-sectional structure shown in FIGS. 31 to 35 corresponds to the AA cross section of FIG. 21 shown in the first embodiment.

(効果)
このように、実施の形態3によるポリシリコン平坦化処理によってポリシリコン膜11の表面を平坦化することにより、実施の形態1と同様、良好なトランジスタ特性を有するMOSトランジスタを得ることができる。
(effect)
As described above, by planarizing the surface of the polysilicon film 11 by the polysilicon planarization process according to the third embodiment, a MOS transistor having good transistor characteristics can be obtained as in the first embodiment.

さらに、実施の形態3の半導体装置の製造方法においては、ポリシリコン膜11の平坦化をシリコン酸化膜9をストッパーしたストッパー留めCMP処理で行うため、CMP処理時の削り量を制御性良く行うことができる。その結果、追加ポリシリコン層23の堆積は膜厚制御性良く行えるため、最終的に得られるポリシリコン膜11及び追加ポリシリコン層23の合成膜厚制御を容易に行うことができるという効果を奏する。   Furthermore, in the method of manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment, since the polysilicon film 11 is planarized by the stopper CMP process using the silicon oxide film 9 as a stopper, the amount of cutting during the CMP process is performed with good controllability. Can do. As a result, since the additional polysilicon layer 23 can be deposited with good film thickness controllability, the resultant film thickness of the finally obtained polysilicon film 11 and additional polysilicon layer 23 can be easily controlled. .

なお、実施の形態3の半導体装置の製造方法においても、実施の形態1と同様、シリサイド領域18gはシリコン酸化膜9上においてポリシリコン領域を存在させることなく形成される。したがって、実施の形態3の半導体装置の製造方法によって、実施の形態1と同様、良好なボディ電位固定が行えることにより、トランジスタ特性が良好なMOSトランジスタを得ることができる。   In the method of manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment, the silicide region 18g is formed on the silicon oxide film 9 without the polysilicon region as in the first embodiment. Therefore, by the method for manufacturing the semiconductor device of the third embodiment, a good body potential can be fixed as in the first embodiment, so that a MOS transistor having good transistor characteristics can be obtained.

また、実施の形態3の半導体装置の製造方法で製造される、ポリシリコン膜11は分離領域上ゲート近傍領域30において先細りの平面形状となる傾向がある(図22参照)。   Further, the polysilicon film 11 manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device of the third embodiment tends to have a tapered planar shape in the gate region 30 near the isolation region (see FIG. 22).

<実施の形態4>
(ポリシリコン平坦化処理)
図36〜図40は、実施の形態4の半導体装置の製造方法におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。これらの図は実施の形態1で示した全般工程における図7〜図9に示した工程に相当する。以下、図36〜図40を参照して実施の形態4のポリシリコン平坦化処理内容を説明する。
<Embodiment 4>
(Polysilicon planarization)
36 to 40 are cross-sectional views showing a polysilicon planarization process in the semiconductor device manufacturing method of the fourth embodiment. These drawings correspond to the steps shown in FIGS. 7 to 9 in the general steps shown in the first embodiment. The details of the polysilicon planarization process according to the fourth embodiment will be described below with reference to FIGS.

まず、図36に示すように、全面にポリシリコン(第1の材質)よりなるポリシリコン膜11を形成する。この際、段差st9を反映してSOI層3上とシリコン酸化膜9上との間に段差st3が形成される。ポリシリコン膜11はシリコン酸化膜9の段差st9より厚い膜厚で形成される。   First, as shown in FIG. 36, a polysilicon film 11 made of polysilicon (first material) is formed on the entire surface. At this time, a step st3 is formed between the SOI layer 3 and the silicon oxide film 9 reflecting the step st9. The polysilicon film 11 is formed thicker than the step st9 of the silicon oxide film 9.

そして、図37に示すように、段差st3に起因するポリシリコン膜11の凹み部をレジスト27(埋め込み領域)で埋め込む。レジスト27は一般的なレジスト材料の有する材質(第2の材質)を有している。なお、レジスト27として有機BARCを用いても良い。   Then, as shown in FIG. 37, the concave portion of the polysilicon film 11 caused by the step st3 is embedded with a resist 27 (embedded region). The resist 27 has a material (second material) that a general resist material has. Note that organic BARC may be used as the resist 27.

次に、図38に示すように、ポリシリコン膜11の表面から、レジスト27の膜厚分の深さの領域を除去対象ポリシリコン領域11rとする。そして、レジスト27及び除去対象ポリシリコン領域11rをドライエッチングにより表面から深さ方向にかけて除去する。   Next, as shown in FIG. 38, a region having a depth corresponding to the thickness of the resist 27 from the surface of the polysilicon film 11 is set as a removal target polysilicon region 11r. Then, the resist 27 and the removal target polysilicon region 11r are removed from the surface to the depth direction by dry etching.

ドライエッチングとして、スパッタ法を用いる等、レジスト27及び除去対象ポリシリコン領域11r間の選択比が小さいエッチングを行うことにより、レジスト27及び除去対象ポリシリコン領域11rを同時に同程度の深さで除去することができる。その結果、残存したポリシリコン膜11の表面を平坦化することができる。   As the dry etching, the resist 27 and the removal target polysilicon region 11r are simultaneously removed at the same depth by performing etching with a small selection ratio between the resist 27 and the removal target polysilicon region 11r, such as using a sputtering method. be able to. As a result, the surface of the remaining polysilicon film 11 can be planarized.

なお、レジスト27及び除去対象ポリシリコン領域11rの除去後にゲート絶縁膜10上及びシリコン酸化膜9上それぞれのポリシリコン膜11の膜厚を測定することによりポリシリコン膜11が目標膜厚に達したか否かを確認することが望ましい。   The polysilicon film 11 reached the target film thickness by measuring the thickness of the polysilicon film 11 on the gate insulating film 10 and the silicon oxide film 9 after the removal of the resist 27 and the target polysilicon region 11r. It is desirable to check whether or not.

次に、図39に示すように、レジスト27及び除去対象ポリシリコン領域11rの除去後のポリシリコン膜11に対し、ゲート注入用不純物31を注入し、ポリシリコン膜11を所定の導電型にする。   Next, as shown in FIG. 39, a gate implantation impurity 31 is implanted into the polysilicon film 11 after the removal of the resist 27 and the removal target polysilicon region 11r, so that the polysilicon film 11 has a predetermined conductivity type. .

次に、図40に示すように、パターニングされたレジスト(図40では図示せず)をマスクとしてポリシリコン膜11及びゲート絶縁膜10をエッチングして、ポリシリコンゲート11g及びゲート絶縁膜10gを得る。   Next, as shown in FIG. 40, the polysilicon film 11 and the gate insulating film 10 are etched using a patterned resist (not shown in FIG. 40) as a mask to obtain a polysilicon gate 11g and a gate insulating film 10g. .

なお、図36〜図40で示した断面構造は、実施の形態1で示した図21のA−A断面に相当する。   The cross-sectional structure shown in FIGS. 36 to 40 corresponds to the AA cross section of FIG. 21 shown in the first embodiment.

(効果)
このように、実施の形態4によるポリシリコン平坦化処理によってポリシリコン膜11の表面を平坦化することにより、実施の形態1と同様、良好なトランジスタ特性を有するMOSトランジスタを得ることができる。
(effect)
As described above, by planarizing the surface of the polysilicon film 11 by the polysilicon planarization process according to the fourth embodiment, a MOS transistor having good transistor characteristics can be obtained as in the first embodiment.

なお、実施の形態4の半導体装置の製造方法においても、実施の形態1と同様、シリサイド領域18gはシリコン酸化膜9上においてポリシリコン領域を存在させることなく形成される。したがって、実施の形態4の半導体装置の製造方法によって、実施の形態1と同様、良好なボディ電位固定が行えることにより、トランジスタ特性が良好なMOSトランジスタを得ることができる。   In the method of manufacturing the semiconductor device according to the fourth embodiment, the silicide region 18g is formed on the silicon oxide film 9 without the polysilicon region, as in the first embodiment. Therefore, by the method for manufacturing a semiconductor device of the fourth embodiment, a good body potential can be fixed as in the first embodiment, so that a MOS transistor having good transistor characteristics can be obtained.

また、実施の形態4の半導体装置の製造方法で製造される、ポリシリコン膜11は分離領域上ゲート近傍領域30において先細りの平面形状となる傾向がある(図22参照)。   Further, the polysilicon film 11 manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device of the fourth embodiment tends to have a tapered planar shape in the gate region 30 near the isolation region (see FIG. 22).

<実施の形態5>
(ポリシリコン平坦化処理)
図41〜図45は、実施の形態5の半導体装置の製造方法におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。これらの図は実施の形態1で示した全般工程における図7〜図9に示した工程に相当する。以下、図41〜図45を参照して実施の形態5のポリシリコン平坦化処理内容を説明する。
<Embodiment 5>
(Polysilicon planarization)
41 to 45 are cross-sectional views showing a polysilicon planarization process in the semiconductor device manufacturing method of the fifth embodiment. These drawings correspond to the steps shown in FIGS. 7 to 9 in the general steps shown in the first embodiment. The details of the polysilicon planarization process according to the fifth embodiment will be described below with reference to FIGS.

まず、図41に示すように、全面にポリシリコン(第1の材質)からなるポリシリコン膜11を形成する。この際、段差st9を反映してSOI層3上とシリコン酸化膜9上との間に段差st3が形成される。なお、ポリシリコン膜11は段差st9より厚い膜厚で形成される。   First, as shown in FIG. 41, a polysilicon film 11 made of polysilicon (first material) is formed on the entire surface. At this time, a step st3 is formed between the SOI layer 3 and the silicon oxide film 9 reflecting the step st9. Note that the polysilicon film 11 is formed to be thicker than the step st9.

そして、図42に示すように、段差st3に起因するポリシリコン膜11の凹み部をレジスト27で埋め込む。レジスト27は一般的なレジスト材料の有する材質(第2の材質)を有している。なお、レジスト27として有機BARCを用いても良い。   Then, as shown in FIG. 42, the recess of the polysilicon film 11 caused by the step st3 is filled with a resist 27. The resist 27 has a material (second material) that a general resist material has. Note that organic BARC may be used as the resist 27.

次に、図43に示すように、ポリシリコン膜11におけるポリシリコン膜11の凹み分、すなわち、レジスト27の膜厚に対応する形成高さに存在する部分をアモルファス化対象ポリシリコン領域11aとする。そして、レジスト27及びアモルファス化対象ポリシリコン領域11aにSiやGeを低エネルギーで注入し、アモルファス化対象ポリシリコン領域11aをアモルファス化する(第4の材質に変化させる)。   Next, as shown in FIG. 43, the recess portion of the polysilicon film 11 in the polysilicon film 11, that is, the portion existing at the formation height corresponding to the film thickness of the resist 27 is defined as the amorphization target polysilicon region 11a. . Then, Si or Ge is implanted into the resist 27 and the amorphization target polysilicon region 11a with low energy, and the amorphization target polysilicon region 11a is amorphized (changed to a fourth material).

なお、アモルファス化対象ポリシリコン領域11aはSi等の注入エネルギーを調整することにより形成深さをレジスト27の底面と同程度にすることができる。   Note that the amorphization target polysilicon region 11 a can be formed at the same depth as the bottom surface of the resist 27 by adjusting the implantation energy of Si or the like.

次に、図44に示すように、レジスト27を除去し、さらに、アルカリ水溶液に浸漬させる等によりアモルファス化したアモルファス化対象ポリシリコン領域11aを除去する。ポリシリコン膜11において、アモルファス化したアモルファス化対象ポリシリコン領域11aとアモルファス化していない領域とは材質が異なり、アルカリ水溶液に対するエッチングレートは大きく異なるため、アモルファス化対象ポリシリコン領域11aのみを選択的に除去することができる。   Next, as shown in FIG. 44, the resist 27 is removed, and the amorphized polysilicon region 11a that has been amorphized by immersing in an alkaline aqueous solution or the like is removed. In the polysilicon film 11, since the amorphous region to be amorphousized 11a and the non-amorphous region are made of different materials and the etching rate with respect to the alkaline aqueous solution is greatly different, only the amorphous region to be amorphous region 11a is selectively selected. Can be removed.

図43及び図44で示す工程において、アモルファス化対象ポリシリコン領域11aの形成深さをレジスト27の底面と同程度にして、レジスト27及びアモルファス化対象ポリシリコン領域11aをそれぞれ選択的に精度良く除去することができる。その結果、レジスト27及びアモルファス化対象ポリシリコン領域11a除去後のポリシリコン膜11の表面を精度良く平坦化することができる。   43 and 44, the formation depth of the amorphization target polysilicon region 11a is set to the same level as the bottom surface of the resist 27, and the resist 27 and the amorphization target polysilicon region 11a are each selectively removed with high accuracy. can do. As a result, the surface of the polysilicon film 11 after removing the resist 27 and the amorphization target polysilicon region 11a can be flattened with high accuracy.

なお、レジスト27及びアモルファス化対象ポリシリコン領域11aの除去後にゲート絶縁膜10上及びシリコン酸化膜9上それぞれのポリシリコン膜11の膜厚を測定することによりポリシリコン膜11が目標膜厚に達したか否かを確認することが望ましい。   The polysilicon film 11 reaches the target film thickness by measuring the film thicknesses of the polysilicon film 11 on the gate insulating film 10 and on the silicon oxide film 9 after removing the resist 27 and the amorphization target polysilicon region 11a. It is desirable to confirm whether or not

その後、レジスト27及びアモルファス化対象ポリシリコン領域11aの除去後のポリシリコン膜11に対し、ゲート注入用不純物31を注入し、ポリシリコン膜11を所定の導電型にする。   Thereafter, an impurity 31 for gate injection is implanted into the polysilicon film 11 after the removal of the resist 27 and the amorphization target polysilicon region 11a, so that the polysilicon film 11 has a predetermined conductivity type.

次に、図45に示すように、パターニングされたレジスト(図45では図示せず)をマスクとしてポリシリコン膜11及びゲート絶縁膜10をエッチングして、ポリシリコンゲート11g及びゲート絶縁膜10gを得る。   Next, as shown in FIG. 45, the polysilicon film 11 and the gate insulating film 10 are etched using a patterned resist (not shown in FIG. 45) as a mask to obtain the polysilicon gate 11g and the gate insulating film 10g. .

なお、図41〜図45で示した断面構造は、実施の形態1で示した図21のA−A断面に相当する。   The cross-sectional structure shown in FIGS. 41 to 45 corresponds to the AA cross section of FIG. 21 shown in the first embodiment.

(効果)
このように、実施の形態5によるポリシリコン平坦化処理によってポリシリコン膜11の表面を平坦化することにより、実施の形態1と同様、良好なトランジスタ特性を有するMOSトランジスタを得ることができる。
(effect)
In this way, by planarizing the surface of the polysilicon film 11 by the polysilicon planarization process according to the fifth embodiment, a MOS transistor having good transistor characteristics can be obtained as in the first embodiment.

なお、実施の形態5の半導体装置の製造方法においても、実施の形態1と同様、シリサイド領域18gはシリコン酸化膜9上においてポリシリコン領域を存在させることなく形成される。したがって、実施の形態5の半導体装置の製造方法によって、実施の形態1と同様、良好なボディ電位固定が行えることにより、トランジスタ特性が良好なMOSトランジスタを得ることができる。   In the method of manufacturing the semiconductor device according to the fifth embodiment, the silicide region 18g is formed on the silicon oxide film 9 without the polysilicon region, as in the first embodiment. Therefore, by the method for manufacturing the semiconductor device of the fifth embodiment, a good body potential can be fixed as in the first embodiment, so that a MOS transistor having good transistor characteristics can be obtained.

また、実施の形態5の半導体装置の製造方法で製造される、ポリシリコン膜11は分離領域上ゲート近傍領域30において先細りの平面形状となる傾向がある(図22参照)。   Further, the polysilicon film 11 manufactured by the semiconductor device manufacturing method of the fifth embodiment tends to have a tapered planar shape in the gate vicinity region 30 on the isolation region (see FIG. 22).

<実施の形態6>
(ポリシリコン平坦化処理)
図46〜図50は、実施の形態6の半導体装置の製造方法におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。これらの図は実施の形態1で示した全般工程における図7〜図9に示した工程に相当する。以下、図46〜図50を参照して実施の形態5のポリシリコン平坦化処理内容を説明する。
<Embodiment 6>
(Polysilicon planarization)
46 to 50 are cross-sectional views showing a polysilicon planarization process in the semiconductor device manufacturing method of the sixth embodiment. These drawings correspond to the steps shown in FIGS. 7 to 9 in the general steps shown in the first embodiment. The details of the polysilicon planarization process of the fifth embodiment will be described below with reference to FIGS.

まず、図46に示すように、全面にポリシリコン膜11を形成する。この際、段差st9を反映してSOI層3上とシリコン酸化膜9上との間に段差st2が形成される。なお、ポリシリコン膜11は段差st9より厚い膜厚で形成される。   First, as shown in FIG. 46, a polysilicon film 11 is formed on the entire surface. At this time, a step st2 is formed between the SOI layer 3 and the silicon oxide film 9 reflecting the step st9. Note that the polysilicon film 11 is formed to be thicker than the step st9.

そして、図47に示すように、ポリシリコン膜11に対する400℃〜1300℃の高温下で水素アニール処理を行い、ポリシリコン膜11の表面を平坦化して段差st2を少なくすることができる。   As shown in FIG. 47, the polysilicon film 11 can be subjected to hydrogen annealing at a high temperature of 400 ° C. to 1300 ° C. to flatten the surface of the polysilicon film 11 and reduce the step st2.

なお、水素アニール処理後にゲート絶縁膜10上及びシリコン酸化膜9上それぞれのポリシリコン膜11の膜厚を測定することによりポリシリコン膜11が目標膜厚に達したか否かを確認することが望ましい。   Note that it is possible to confirm whether or not the polysilicon film 11 has reached the target film thickness by measuring the film thicknesses of the polysilicon film 11 on the gate insulating film 10 and the silicon oxide film 9 after the hydrogen annealing treatment. desirable.

次に、図48に示すように、ゲート注入用不純物31を注入し、ポリシリコン膜11を所定の導電型にする。   Next, as shown in FIG. 48, an impurity 31 for gate implantation is implanted to make the polysilicon film 11 have a predetermined conductivity type.

続いて、図49に示すように、ポリシリコン膜11上にレジスト32を塗布し、パターニングする。   Subsequently, as shown in FIG. 49, a resist 32 is applied on the polysilicon film 11 and patterned.

そして、図50に示すように、パターニングされたレジスト32(図50では図示せず)をマスクとしてポリシリコン膜11及びゲート絶縁膜10をエッチングして、ポリシリコンゲート11g及びゲート絶縁膜10gを得る。   Then, as shown in FIG. 50, the polysilicon film 11 and the gate insulating film 10 are etched using the patterned resist 32 (not shown in FIG. 50) as a mask to obtain the polysilicon gate 11g and the gate insulating film 10g. .

なお、図46〜図50で示した断面構造は、実施の形態1で示した図21のA−A断面に相当する。   46 to 50 correspond to the AA cross section of FIG. 21 shown in the first embodiment.

(効果)
このように、実施の形態6によるポリシリコン平坦化処理によってポリシリコン膜11の表面を平坦化することにより、実施の形態1と同様、良好なトランジスタ特性を有するMOSトランジスタを得ることができる。
(effect)
In this way, by planarizing the surface of the polysilicon film 11 by the polysilicon planarization process according to the sixth embodiment, a MOS transistor having good transistor characteristics can be obtained as in the first embodiment.

なお、実施の形態6の半導体装置の製造方法においても、実施の形態1と同様、シリサイド領域18gはシリコン酸化膜9上においてポリシリコン領域を存在させることなく形成される。したがって、実施の形態6の半導体装置の製造方法によって、実施の形態1と同様、良好なボディ電位固定が行えることにより、トランジスタ特性が良好なMOSトランジスタを得ることができる。   In the method of manufacturing the semiconductor device according to the sixth embodiment, the silicide region 18g is formed on the silicon oxide film 9 without the polysilicon region as in the first embodiment. Therefore, by the method for manufacturing the semiconductor device of the sixth embodiment, a good body potential can be fixed as in the first embodiment, so that a MOS transistor having good transistor characteristics can be obtained.

また、実施の形態6の半導体装置の製造方法で製造される、ポリシリコン膜11は分離領域上ゲート近傍領域30において先細りの平面形状となる傾向がある(図22参照)。   Further, the polysilicon film 11 manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device of the sixth embodiment tends to have a tapered planar shape in the gate region 30 near the isolation region (see FIG. 22).

<実施の形態7>
(ポリシリコン平坦化処理)
図51〜図55は、実施の形態7の半導体装置の製造方法におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。これらの図は実施の形態1で示した全般工程における図7〜図9に示した工程に相当する。以下、図51〜図55を参照して実施の形態7のポリシリコン平坦化処理内容を説明する。
<Embodiment 7>
(Polysilicon planarization)
51 to 55 are cross-sectional views showing a polysilicon planarization process in the semiconductor device manufacturing method of the seventh embodiment. These drawings correspond to the steps shown in FIGS. 7 to 9 in the general steps shown in the first embodiment. The details of the polysilicon planarization process according to the seventh embodiment will be described below with reference to FIGS.

まず、図51に示すように、全面にポリシリコン膜11を形成する。この際、段差st9を反映してSOI層3上とシリコン酸化膜9上との間に段差st2が形成される。なお、ポリシリコン膜11は段差st9より厚い膜厚で形成される。   First, as shown in FIG. 51, a polysilicon film 11 is formed on the entire surface. At this time, a step st2 is formed between the SOI layer 3 and the silicon oxide film 9 reflecting the step st9. Note that the polysilicon film 11 is formed to be thicker than the step st9.

そして、図52に示すように、ポリシリコン膜11の上層部であるアモルファス化対象ポリシリコン領域11aに対し、SiやGeを低エネルギーで注入し、アモルファス化対象ポリシリコン領域11aをアモルファス化する。   Then, as shown in FIG. 52, Si or Ge is implanted with low energy into the amorphization target polysilicon region 11a, which is the upper layer portion of the polysilicon film 11, to amorphize the amorphization target polysilicon region 11a.

その後、図53に示すように、400℃〜1300℃の高温下で水素アニール処理を行い、ポリシリコン膜11(11a)の表面を平坦化して段差st2を少なくする。この際、アモルファス化したアモルファス化対象ポリシリコン領域11aが再びポリシリコン化する。その後、ゲート注入用不純物31を注入し、アモルファス化対象ポリシリコン領域11aが再びポリシリコン化したポリシリコン膜11を所定の導電型にする。   Thereafter, as shown in FIG. 53, hydrogen annealing is performed at a high temperature of 400 ° C. to 1300 ° C. to flatten the surface of the polysilicon film 11 (11a) and reduce the level difference st2. At this time, the amorphized target polysilicon region 11a is converted into polysilicon again. Thereafter, an impurity 31 for gate implantation is implanted to make the polysilicon film 11 in which the amorphization target polysilicon region 11a is again polysilicon into a predetermined conductivity type.

なお、水素アニール処理後にゲート絶縁膜10上及びシリコン酸化膜9上それぞれのポリシリコン膜11の膜厚を測定することによりポリシリコン膜11が目標膜厚に達したか否かを確認することが望ましい。   Note that it is possible to confirm whether or not the polysilicon film 11 has reached the target film thickness by measuring the film thicknesses of the polysilicon film 11 on the gate insulating film 10 and the silicon oxide film 9 after the hydrogen annealing treatment. desirable.

次に、図54に示すように、ポリシリコン膜11上にレジスト32を塗布し、パターニングする。   Next, as shown in FIG. 54, a resist 32 is applied on the polysilicon film 11 and patterned.

そして、図55に示すように、パターニングされたレジスト32(図55では図示せず)をマスクとしてポリシリコン膜11及びゲート絶縁膜10をエッチングして、ポリシリコンゲート11g及びゲート絶縁膜10gを得る。   Then, as shown in FIG. 55, the polysilicon film 11 and the gate insulating film 10 are etched using the patterned resist 32 (not shown in FIG. 55) as a mask to obtain the polysilicon gate 11g and the gate insulating film 10g. .

なお、図51〜図55で示した断面構造は、実施の形態1で示した図21のA−A断面に相当する。   The cross-sectional structures shown in FIGS. 51 to 55 correspond to the AA cross section of FIG. 21 shown in the first embodiment.

(効果)
このように、実施の形態7によるポリシリコン平坦化処理によってポリシリコン膜11の表面を平坦化することにより、実施の形態1と同様、良好なトランジスタ特性を有するMOSトランジスタを得ることができる。
(effect)
Thus, by planarizing the surface of the polysilicon film 11 by the polysilicon planarization process according to the seventh embodiment, a MOS transistor having good transistor characteristics can be obtained as in the first embodiment.

さらに、実施の形態7では、ポリシリコン膜11の上層部であるアモルファス化対象ポリシリコン領域11aをアモルファス化した後に、水素アニールを行っているため、より不安定な状態で水素アニールが行われることになる結果、実施の形態6の場合より、ポリシリコン膜11の表面の平坦度を高めることができる。   Furthermore, in the seventh embodiment, hydrogen annealing is performed after the amorphization target polysilicon region 11a, which is the upper layer portion of the polysilicon film 11, is made amorphous, so that hydrogen annealing is performed in a more unstable state. As a result, the flatness of the surface of the polysilicon film 11 can be increased as compared with the case of the sixth embodiment.

なお、実施の形態7の半導体装置の製造方法においても、実施の形態1と同様、シリサイド領域18gはシリコン酸化膜9上においてポリシリコン領域を存在させることなく形成される。したがって、実施の形態7の半導体装置の製造方法によって、実施の形態1と同様、良好なボディ電位固定が行えることにより、トランジスタ特性が良好なMOSトランジスタを得ることができる。   In the method of manufacturing the semiconductor device according to the seventh embodiment, the silicide region 18g is formed on the silicon oxide film 9 without the polysilicon region as in the first embodiment. Therefore, by the method of manufacturing the semiconductor device of the seventh embodiment, a good body potential can be fixed as in the first embodiment, so that a MOS transistor having good transistor characteristics can be obtained.

また、実施の形態7の半導体装置の製造方法で製造される、ポリシリコン膜11は分離領域上ゲート近傍領域30において先細りの平面形状となる傾向がある(図22参照)。   Further, the polysilicon film 11 manufactured by the semiconductor device manufacturing method of the seventh embodiment tends to have a tapered planar shape in the gate region 30 near the isolation region (see FIG. 22).

<実施の形態8>
(ポリシリコン平坦化処理)
図56〜図60は、実施の形態8の半導体装置の製造方法におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。これらの図は実施の形態1で示した全般工程における図7〜図9に示した工程に相当する。以下、図56〜図60を参照して実施の形態8のポリシリコン平坦化処理内容を説明する。
<Eighth embodiment>
(Polysilicon planarization)
56 to 60 are cross-sectional views showing a polysilicon planarization process in the semiconductor device manufacturing method according to the eighth embodiment. These drawings correspond to the steps shown in FIGS. 7 to 9 in the general steps shown in the first embodiment. The contents of the polysilicon planarization process according to the eighth embodiment will be described below with reference to FIGS.

まず、図56に示すように、全面にアモルファスシリコン層24(アモルファス化ゲート電極材料層)を形成する。この際、段差st9を反映してSOI層3上とシリコン酸化膜9上との間に段差st2が形成される。なお、アモルファスシリコン層24は段差st9より厚い膜厚で形成さる。   First, as shown in FIG. 56, an amorphous silicon layer 24 (amorphized gate electrode material layer) is formed on the entire surface. At this time, a step st2 is formed between the SOI layer 3 and the silicon oxide film 9 reflecting the step st9. Note that the amorphous silicon layer 24 is formed with a thickness greater than that of the step st9.

そして、図57に示すように、アモルファスシリコン層24に対し400℃〜1300℃の高温下で水素アニール処理を行い、ポリシリコン膜11(アモルファスシリコン層24)の表面を平坦化して段差st2を少なくする。この際、アモルファスシリコン層24はポリシリコン化してポリシリコン膜11(結晶化ゲート電極材料層)となる。   Then, as shown in FIG. 57, the amorphous silicon layer 24 is subjected to hydrogen annealing at a high temperature of 400 ° C. to 1300 ° C. to flatten the surface of the polysilicon film 11 (amorphous silicon layer 24) and reduce the level difference st2. To do. At this time, the amorphous silicon layer 24 is turned into polysilicon to form the polysilicon film 11 (crystallized gate electrode material layer).

その後、図58に示すように、ゲート注入用不純物31を注入し、ポリシリコン膜11を所定の導電型にする。   Thereafter, as shown in FIG. 58, an impurity 31 for gate implantation is implanted to make the polysilicon film 11 have a predetermined conductivity type.

次に、図59に示すように、ポリシリコン膜11上にレジスト32を塗布し、パターニングする。   Next, as shown in FIG. 59, a resist 32 is applied on the polysilicon film 11 and patterned.

そして、図60に示すように、パターニングされたレジスト32(図60では図示せず)をマスクとしてポリシリコン膜11及びゲート絶縁膜10をエッチングして、ポリシリコンゲート11g及びゲート絶縁膜10gを得る。   Then, as shown in FIG. 60, the polysilicon film 11 and the gate insulating film 10 are etched using the patterned resist 32 (not shown in FIG. 60) as a mask to obtain the polysilicon gate 11g and the gate insulating film 10g. .

なお、図56〜図60で示した断面構造は、実施の形態1で示した図21のA−A断面に相当する。   The cross-sectional structures shown in FIGS. 56 to 60 correspond to the AA cross section of FIG. 21 shown in the first embodiment.

(効果)
このように、実施の形態8によるポリシリコン平坦化処理によってポリシリコン膜11の表面を平坦化することにより、実施の形態1と同様、良好なトランジスタ特性を有するMOSトランジスタを得ることができる。
(effect)
As described above, by planarizing the surface of the polysilicon film 11 by the polysilicon planarization process according to the eighth embodiment, a MOS transistor having good transistor characteristics can be obtained as in the first embodiment.

さらに、実施の形態8では、ポリシリコン膜11よりも不安定な層であるアモルファスシリコン層24に対し水素アニールを行っているため、実施の形態6の場合より、ポリシリコン膜11の表面の平坦度を高めることができる。   Furthermore, in the eighth embodiment, hydrogen annealing is performed on the amorphous silicon layer 24, which is a more unstable layer than the polysilicon film 11, so that the surface of the polysilicon film 11 is flatter than that in the sixth embodiment. The degree can be increased.

なお、実施の形態8の半導体装置の製造方法においても、実施の形態1と同様、シリサイド領域18gはシリコン酸化膜9上においてポリシリコン領域を存在させることなく形成される。したがって、実施の形態8の半導体装置の製造方法によって、実施の形態1と同様、良好なボディ電位固定が行えることにより、トランジスタ特性が良好なMOSトランジスタを得ることができる。   In the semiconductor device manufacturing method according to the eighth embodiment, the silicide region 18g is formed on the silicon oxide film 9 without the polysilicon region, as in the first embodiment. Therefore, by the method for manufacturing the semiconductor device of the eighth embodiment, a good body potential can be fixed as in the first embodiment, so that a MOS transistor having good transistor characteristics can be obtained.

また、実施の形態8の半導体装置の製造方法で製造される、ポリシリコン膜11は分離領域上ゲート近傍領域30において先細りの平面形状となる傾向がある(図22参照)。   Further, the polysilicon film 11 manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device of the eighth embodiment tends to have a tapered planar shape in the gate region 30 near the isolation region (see FIG. 22).

<実施の形態9>
(ポリシリコン平坦化処理)
図61〜図65は、実施の形態9の半導体装置の製造方法におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。これらの図は実施の形態1で示した全般工程における図7〜図9に示した工程に相当する。以下、図61〜図65を参照して実施の形態9のポリシリコン平坦化処理内容を説明する。
<Embodiment 9>
(Polysilicon planarization)
61 to 65 are cross-sectional views showing a polysilicon planarization process in the semiconductor device manufacturing method according to the ninth embodiment. These drawings correspond to the steps shown in FIGS. 7 to 9 in the general steps shown in the first embodiment. The details of the polysilicon planarization process according to the ninth embodiment will be described below with reference to FIGS.

まず、図61に示すように、全面にポリシリコン(第1の材質)からなるポリシリコン膜11を形成する。この際、段差st9を反映してSOI層3上とシリコン酸化膜9上との間に段差st2が形成される。なお、ポリシリコン膜11は段差st9より厚い膜厚で形成する。   First, as shown in FIG. 61, a polysilicon film 11 made of polysilicon (first material) is formed on the entire surface. At this time, a step st2 is formed between the SOI layer 3 and the silicon oxide film 9 reflecting the step st9. The polysilicon film 11 is formed with a film thickness thicker than the step st9.

そして、図62に示すように、液体酸化膜であるポリシラザン(SOG(Spin On Glass);第2の材質)を塗布することにより、段差st2に起因するポリシリコン膜11の凹み部をポリシラザン領域25で埋め込む。   Then, as shown in FIG. 62, polysilazane (SOG (Spin On Glass); second material), which is a liquid oxide film, is applied so that the depressions in the polysilicon film 11 resulting from the step st2 are removed from the polysilazane region 25. Embed with

次に、図63に示すように、1000℃以下のアニール処理のを行いポリシラザン領域25を酸化し、ポリシラザンからシリコン酸化膜(第3の材質)に変化させてシリコン酸化領域25oを得る。一方、ポリシリコン膜11のうち、ポリシリコン膜11の凹み分、すなわち、シリコン酸化領域25oの膜厚に対応する部分を除去対象ポリシリコン領域11rとする。   Next, as shown in FIG. 63, annealing at 1000 ° C. or lower is performed to oxidize the polysilazane region 25 and change the polysilazane into a silicon oxide film (third material) to obtain a silicon oxide region 25o. On the other hand, the portion of the polysilicon film 11 corresponding to the recess of the polysilicon film 11, that is, the thickness corresponding to the film thickness of the silicon oxide region 25o is defined as the removal target polysilicon region 11r.

そして、シリコン酸化領域25o及び除去対象ポリシリコン領域11rをドライエッチングにより除去することにより、残存したポリシリコン膜11の表面を平坦化する。なお、シリコン酸化領域25oと除去対象ポリシリコン領域11rとは共にSiを材質としている点で共通しているため、選択比(エッチングレート)が無いドライエッチングを容易に行えるため、残存したポリシリコン膜11の表面を精度良く平坦化することができる。   Then, the surface of the remaining polysilicon film 11 is planarized by removing the silicon oxide region 25o and the removal target polysilicon region 11r by dry etching. Since the silicon oxide region 25o and the removal target polysilicon region 11r are common in that Si is used as a material, dry etching without a selection ratio (etching rate) can be easily performed, so that the remaining polysilicon film 11 surfaces can be flattened with high accuracy.

次に、図64に示すように、表面が平坦化したポリシリコン膜11に対し、ゲート注入用不純物31を注入し、ポリシリコン膜11を所定の導電型にする。   Next, as shown in FIG. 64, an impurity 31 for gate injection is implanted into the polysilicon film 11 whose surface is flattened to make the polysilicon film 11 have a predetermined conductivity type.

次に、図65に示すように、パターニングされたレジスト(図65では図示せず)をマスクとしてポリシリコン膜11及びゲート絶縁膜10をエッチングして、ポリシリコンゲート11g及びゲート絶縁膜10gを得る。   Next, as shown in FIG. 65, the polysilicon film 11 and the gate insulating film 10 are etched using a patterned resist (not shown in FIG. 65) as a mask to obtain a polysilicon gate 11g and a gate insulating film 10g. .

なお、図61〜図65で示した断面構造は、実施の形態1で示した図21のA−A断面に相当する。   The cross-sectional structures shown in FIGS. 61 to 65 correspond to the AA cross section of FIG. 21 shown in the first embodiment.

(効果)
このように、実施の形態9によるポリシリコン平坦化処理によってポリシリコン膜11の表面を平坦化することにより、実施の形態1と同様、良好なトランジスタ特性を有するMOSトランジスタを得ることができる。
(effect)
In this way, by planarizing the surface of the polysilicon film 11 by the polysilicon planarization process according to the ninth embodiment, a MOS transistor having good transistor characteristics can be obtained as in the first embodiment.

なお、実施の形態9の半導体装置の製造方法においても、実施の形態1と同様、シリサイド領域18gはシリコン酸化膜9上においてポリシリコン領域を存在させることなく形成される。したがって、実施の形態9の半導体装置の製造方法によって、実施の形態1と同様、良好なボディ電位固定が行えることにより、トランジスタ特性が良好なMOSトランジスタを得ることができる。   In the semiconductor device manufacturing method according to the ninth embodiment, the silicide region 18g is formed on the silicon oxide film 9 without the polysilicon region, as in the first embodiment. Therefore, by the method for manufacturing the semiconductor device of the ninth embodiment, a good body potential can be fixed as in the first embodiment, so that a MOS transistor having good transistor characteristics can be obtained.

また、実施の形態9の半導体装置の製造方法で製造される、ポリシリコン膜11は分離領域上ゲート近傍領域30において先細りの平面形状となる傾向がある(図22参照)。   Further, the polysilicon film 11 manufactured by the semiconductor device manufacturing method of the ninth embodiment tends to have a tapered planar shape in the gate region 30 near the isolation region (see FIG. 22).

<実施の形態10>
(ポリシリコン平坦化処理)
図66〜図70は、実施の形態10の半導体装置の製造方法におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。これらの図は実施の形態1で示した全般工程における図7〜図9に示した工程に相当する。以下、図66〜図70を参照して実施の形態10のポリシリコン平坦化処理内容を説明する。
<Embodiment 10>
(Polysilicon planarization)
66 to 70 are cross-sectional views showing a polysilicon planarization process in the semiconductor device manufacturing method of the tenth embodiment. These drawings correspond to the steps shown in FIGS. 7 to 9 in the general steps shown in the first embodiment. The contents of the polysilicon planarization process according to the tenth embodiment will be described below with reference to FIGS.

まず、図66に示すように、全面にポリシリコン膜11を形成する。この際、段差st9を反映してSOI層3上とシリコン酸化膜9上との間に段差st2が形成される。なお、ポリシリコン膜11は段差st9より厚い膜厚で形成される。   First, as shown in FIG. 66, a polysilicon film 11 is formed on the entire surface. At this time, a step st2 is formed between the SOI layer 3 and the silicon oxide film 9 reflecting the step st9. Note that the polysilicon film 11 is formed to be thicker than the step st9.

そして、図67に示すように、液体Siを塗布することにより、段差st2に起因するポリシリコン膜11の凹み部を液体シリコン領域26(埋め込み領域)で埋め込む。   Then, as shown in FIG. 67, by applying liquid Si, the recessed portion of the polysilicon film 11 resulting from the step st2 is embedded in the liquid silicon region 26 (embedded region).

なお、液体Siについては、シクロペンタシラン(CPS)とポリシランを混合し有機溶剤にとかしたもの等が考えられる。また、液体Siについての詳細は、例えば、文献「液体プロセスによるシリコン膜の形成とトランジスタの作成(Solution-Processed Silicon Films and Transistors) 松木安生他,P16-22 JSR TECHNICAL REVIEW No.114/2007」に開示されている。   In addition, about liquid Si, what mixed cyclopentasilane (CPS) and polysilane and dissolved in the organic solvent etc. can be considered. Details of liquid Si can be found in, for example, the document “Solution-Processed Silicon Films and Transistors, Yasuo Matsuki et al., P16-22 JSR TECHNICAL REVIEW No. 114/2007”. It is disclosed.

次に、図68に示すように、1000℃以下のアニール処理を行い液体シリコン領域26をポリシリコン化して、固体化したポリシリコン化領域26pを得る。その結果、ポリシリコン膜11及びポリシリコン化領域26pからなる合成ポリシリコン膜28の表面は精度良く平坦化されることになる。その後、合成ポリシリコン膜28に対し、ゲート注入用不純物31を注入し、ポリシリコン化領域26p及びポリシリコン膜11を所定の導電型にする。   Next, as shown in FIG. 68, annealing at 1000 ° C. or lower is performed to convert the liquid silicon region 26 into polysilicon, thereby obtaining a solidified polysiliconized region 26p. As a result, the surface of the synthetic polysilicon film 28 composed of the polysilicon film 11 and the polysiliconized region 26p is flattened with high accuracy. Thereafter, a gate implantation impurity 31 is implanted into the synthetic polysilicon film 28 to make the polysiliconized region 26p and the polysilicon film 11 have a predetermined conductivity type.

なお、ポリシリコン化に代えて、液体シリコン領域26をアモルファス化(エキシマレーザを照射することにより結晶の粒径を変えることも可能)して固体化したアモルファス化領域にする方法を用いても良い。   Instead of forming polysilicon, a method may be used in which the liquid silicon region 26 is amorphized (the crystal grain size can be changed by irradiating an excimer laser) to obtain a solidified amorphous region. .

その後、図69に示すように、合成ポリシリコン膜28上にレジスト32を塗布しパターニングする。   Thereafter, as shown in FIG. 69, a resist 32 is applied on the synthetic polysilicon film 28 and patterned.

次に、図70に示すように、パターニングされたレジスト(図70では図示せず)をマスクとして合成ポリシリコン膜28及びゲート絶縁膜10をエッチングして、ポリシリコンゲート11g及びゲート絶縁膜10gを得る。   Next, as shown in FIG. 70, the synthetic polysilicon film 28 and the gate insulating film 10 are etched using the patterned resist (not shown in FIG. 70) as a mask to form the polysilicon gate 11g and the gate insulating film 10g. obtain.

なお、図66〜図70で示した断面構造は、実施の形態1で示した図21のA−A断面に相当する。   The cross-sectional structures shown in FIGS. 66 to 70 correspond to the AA cross section of FIG. 21 shown in the first embodiment.

(効果)
このように、実施の形態10によるポリシリコン平坦化処理によってポリシリコン膜11の表面を平坦化することにより、実施の形態1と同様、良好なトランジスタ特性を有するMOSトランジスタを得ることができる。
(effect)
In this way, by planarizing the surface of the polysilicon film 11 by the polysilicon planarization process according to the tenth embodiment, a MOS transistor having good transistor characteristics can be obtained as in the first embodiment.

なお、実施の形態10の半導体装置の製造方法においても、実施の形態1と同様、シリサイド領域18gはシリコン酸化膜9上においてポリシリコン領域を存在させることなく形成される。したがって、実施の形態10の半導体装置の製造方法によって、実施の形態1と同様、良好なボディ電位固定が行えることにより、トランジスタ特性が良好なMOSトランジスタを得ることができる。   In the semiconductor device manufacturing method according to the tenth embodiment, the silicide region 18g is formed on the silicon oxide film 9 without the polysilicon region, as in the first embodiment. Therefore, by the method for manufacturing the semiconductor device of the tenth embodiment, a good body potential can be fixed as in the first embodiment, so that a MOS transistor having good transistor characteristics can be obtained.

また、実施の形態10の半導体装置の製造方法で製造される、ポリシリコン膜11は分離領域上ゲート近傍領域30において先細りの平面形状となる傾向がある(図22参照)。   Further, the polysilicon film 11 manufactured by the semiconductor device manufacturing method of the tenth embodiment tends to have a tapered planar shape in the gate region 30 near the isolation region (see FIG. 22).

この発明の実施の形態1である半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the general process of the manufacturing method of the semiconductor device which is Embodiment 1 of this invention. 実施の形態1の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a general process of the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 実施の形態1の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a general process of the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 実施の形態1の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a general process of the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 実施の形態1の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a general process of the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 実施の形態1の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a general process of the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 実施の形態1の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a general process of the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 実施の形態1の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a general process of the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 実施の形態1の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a general process of the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 実施の形態1の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a general process of the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 実施の形態1の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a general process of the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 実施の形態1の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a general process of the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 実施の形態1の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a general process of the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 実施の形態1の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a general process of the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 実施の形態1の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a general process of the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 実施の形態1におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。3 is a cross-sectional view showing a polysilicon planarization process in the first embodiment. FIG. 実施の形態1におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。3 is a cross-sectional view showing a polysilicon planarization process in the first embodiment. FIG. 実施の形態1におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。3 is a cross-sectional view showing a polysilicon planarization process in the first embodiment. FIG. 実施の形態1におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。3 is a cross-sectional view showing a polysilicon planarization process in the first embodiment. FIG. 実施の形態1におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。3 is a cross-sectional view showing a polysilicon planarization process in the first embodiment. FIG. 実施の形態1の半導体装置の製造方法で製造される半導体装置の平面構成を示す平面図である。3 is a plan view showing a planar configuration of the semiconductor device manufactured by the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. FIG. 実施の形態1の半導体装置の製造方法でポリシリコンゲートを得た後の平面形状を模式的に示す平面図である。6 is a plan view schematically showing a planar shape after obtaining a polysilicon gate by the method for manufacturing a semiconductor device of the first embodiment; FIG. 図12で示したシリサイド領域の形成工程を示す他の断面を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing another cross-section showing the silicide region forming step shown in FIG. 12. 実施の形態1の半導体装置の製造方法で製造されるボディ電位固定部を含めた断面構造を示す断面図である。4 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure including a body potential fixing portion manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device of the first embodiment. FIG. 図12で示したシリサイド領域の形成工程後の平面構造を示す平面図である。FIG. 13 is a plan view showing a planar structure after a silicide region forming step shown in FIG. 12. 実施の形態2におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a polysilicon planarization process in the second embodiment. 実施の形態2におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a polysilicon planarization process in the second embodiment. 実施の形態2におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a polysilicon planarization process in the second embodiment. 実施の形態2におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a polysilicon planarization process in the second embodiment. 実施の形態2におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a polysilicon planarization process in the second embodiment. 実施の形態3におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a polysilicon planarization process in the third embodiment. 実施の形態3におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a polysilicon planarization process in the third embodiment. 実施の形態3におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a polysilicon planarization process in the third embodiment. 実施の形態3におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a polysilicon planarization process in the third embodiment. 実施の形態3におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a polysilicon planarization process in the third embodiment. 実施の形態4におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a polysilicon planarization process in the fourth embodiment. 実施の形態4におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a polysilicon planarization process in the fourth embodiment. 実施の形態4におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a polysilicon planarization process in the fourth embodiment. 実施の形態4におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a polysilicon planarization process in the fourth embodiment. 実施の形態4におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a polysilicon planarization process in the fourth embodiment. 実施の形態5におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 5. FIG. 実施の形態5におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 5. FIG. 実施の形態5におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 5. FIG. 実施の形態5におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 5. FIG. 実施の形態5におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 5. FIG. 実施の形態6におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 6. FIG. 実施の形態6におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 6. FIG. 実施の形態6におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 6. FIG. 実施の形態6におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 6. FIG. 実施の形態6におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 6. FIG. 実施の形態7におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 7. FIG. 実施の形態7におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 7. FIG. 実施の形態7におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 7. FIG. 実施の形態7におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 7. FIG. 実施の形態7におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 7. FIG. 実施の形態8におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 8. FIG. 実施の形態8におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 8. FIG. 実施の形態8におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 8. FIG. 実施の形態8におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 8. FIG. 実施の形態8におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 8. FIG. 実施の形態9におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 9. FIG. 実施の形態9におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 9. FIG. 実施の形態9におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 9. FIG. 実施の形態9におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 9. FIG. 実施の形態9におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 9. FIG. 実施の形態10におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 10. FIG. 実施の形態10におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 10. FIG. 実施の形態10におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 10. FIG. 実施の形態10におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 10. FIG. 実施の形態10におけるポリシリコン平坦化処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polysilicon planarization process in Embodiment 10. FIG. 従来の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the general process of the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the general process of the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the general process of the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the general process of the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the general process of the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the general process of the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the general process of the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the general process of the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the general process of the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the general process of the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the general process of the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the general process of the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the general process of the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the general process of the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法の全般処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the general process of the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法による問題点を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the problem by the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法による問題点を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the problem by the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法による問題点を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the problem by the manufacturing method of the conventional semiconductor device.

符号の説明Explanation of symbols

1 シリコン支持基板、2 埋め込み酸化膜、3 SOI層、4,9 シリコン酸化膜、5 シリコン窒化膜、6 レジストパターン、7 トレンチ開口部、8 酸化膜、10,10g ゲート絶縁膜、11 ポリシリコン膜、11g ポリシリコンゲート、12 シリコン酸化膜、13 Ext部用不純物、14 ポケット用不純物、15 サイドウォール用シリコン酸化膜、16 サイドウォール用シリコン窒化膜、17 S/D部用不純物、18g,18s シリサイド領域、19 ライナー窒化膜、20 層間絶縁膜、21 コンタクトプラグ、22 金属配線層、23 追加ポリシリコン層、24 アモルファスシリコン層、25 ポリシラザン領域、25o シリコン酸化領域、26 液体シリコン領域、26p ポリシリコン化領域、27 レジスト、28 合成ポリシリコン膜。   1 silicon support substrate, 2 buried oxide film, 3 SOI layer, 4,9 silicon oxide film, 5 silicon nitride film, 6 resist pattern, 7 trench opening, 8 oxide film, 10, 10 g gate insulating film, 11 polysilicon film 11g polysilicon gate, 12 silicon oxide film, 13 ext portion impurity, 14 pocket impurity, 15 side wall silicon oxide film, 16 side wall silicon nitride film, 17 S / D portion impurity, 18g, 18s silicide Region, 19 liner nitride film, 20 interlayer insulation film, 21 contact plug, 22 metal wiring layer, 23 additional polysilicon layer, 24 amorphous silicon layer, 25 polysilazane region, 25o silicon oxide region, 26 liquid silicon region, 26p polysiliconization Area, 27 Regis G. 28 Synthetic polysilicon film.

Claims (13)

半導体支持基板、埋め込み絶縁膜及びSOI層からなるSOI基板に形成されるトランジスタを含む半導体装置の製造方法であって、
前記トランジスタは部分分離領域によって素子分離され、前記部分分離領域は、前記SOI層の上層部に設けられた部分絶縁膜と前記部分絶縁膜下の前記SOI層の一部である残存SOI層とからなり、前記部分絶縁膜は前記SOI層の表面から所定段差突出して形成され、
前記トランジスタにおけるゲート電極の形成工程は、
(a) 前記部分絶縁膜上を含む全面にシリコンを含む第1のゲート電極材料層を前記所定段差以上の膜厚で形成するステップと、
(b) 前記第1のゲート電極材料層の表面からCMP処理を施し、前記第1のゲート電極材料層の表面を平坦化するステップと、
(c) 前記第1のゲート電極材料層をパターニングして前記ゲート電極を得るステップと、
(d) 前記ゲート電極を表面からシリサイド化してシリサイド領域を形成するステップと含み、
前記シリサイド領域は、前記部分絶縁膜上において前記ゲート電極の全領域に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 including a transistor formed on an SOI substrate including a semiconductor support substrate, a buried insulating film, and an SOI layer,
The transistor is isolated by a partial isolation region, and the partial isolation region includes a partial insulating film provided in an upper layer portion of the SOI layer and a remaining SOI layer that is a part of the SOI layer under the partial insulating film. The partial insulating film is formed to protrude from the surface of the SOI layer by a predetermined step,
The step of forming a gate electrode in the transistor includes
(a) forming a first gate electrode material layer containing silicon on the entire surface including on the partial insulating film with a film thickness equal to or larger than the predetermined step;
(b) performing a CMP process from the surface of the first gate electrode material layer to planarize the surface of the first gate electrode material layer;
(c) patterning the first gate electrode material layer to obtain the gate electrode;
(d) siliciding the gate electrode from the surface to form a silicide region,
The silicide region is formed in the entire region of the gate electrode on the partial insulating film,
A method for manufacturing a semiconductor device.
請求項1記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ステップ(b) で実行されるCMP処理は、予め定められた時間なされる時間決めCMP処理を含む、
半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1,
The CMP process executed in step (b) includes a timed CMP process that is performed for a predetermined time.
A method for manufacturing a semiconductor device.
請求項1記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ステップ(b) で実行されるCMP処理は、前記部分絶縁膜をストッパーとして行うストッパー留めCMP処理を含む、
半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1,
The CMP process performed in the step (b) includes a stopper CMP process using the partial insulating film as a stopper.
A method for manufacturing a semiconductor device.
請求項1ないし請求項3のうち、いずれか1項に記載の半導体装置の製造方法であって、
(e) 前記ステップ(b) 後、前記ステップ(c) 前に実行され、前記第1のゲート電極材料層上に第2のゲート電極材料層を形成するステップをさらに備え、
前記ステップ(c) は、
前記第1のゲート電極材料層に加え、前記第2のゲート電極材料層をパターニングして前記ゲート電極を得るステップを含む、
半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3,
(e) after the step (b) and before the step (c), further comprising the step of forming a second gate electrode material layer on the first gate electrode material layer,
Step (c)
Patterning the second gate electrode material layer in addition to the first gate electrode material layer to obtain the gate electrode;
A method for manufacturing a semiconductor device.
半導体支持基板、埋め込み絶縁膜及びSOI層からなるSOI基板に形成されるトランジスタを含む半導体装置の製造方法であって、
前記トランジスタは部分分離領域によって素子分離され、前記部分分離領域は、前記SOI層の上層部に設けられた部分絶縁膜と前記部分絶縁膜下の前記SOI層の一部である残存SOI層とからなり、前記部分絶縁膜は前記SOI層の表面から所定段差突出して形成され、
前記トランジスタにおけるゲート電極の形成工程は、
(a) 前記部分絶縁膜上を含む全面に第1の材質を有するゲート電極材料層を、前記所定段差以上の膜厚で形成するステップを備え、前記SOI層上に形成される前記ゲート電極材料層は前記所定段差を反映して凹みを有し、
(b) 前記ゲート電極材料層の前記凹み部に第2の材質を有する埋め込み領域を形成するステップと、
(c) 前記埋め込み領域及び前記ゲート電極材料層を表面から深さ方向にかけて除去し、前記ゲート電極材料層のみを残存させるステップと、
(d) 前記ゲート電極材料層をパターニングして前記ゲート電極を得るステップとをさらに備える、
半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device including a transistor formed on an SOI substrate including a semiconductor support substrate, a buried insulating film, and an SOI layer,
The transistor is isolated by a partial isolation region, and the partial isolation region includes a partial insulating film provided in an upper layer portion of the SOI layer and a remaining SOI layer that is a part of the SOI layer under the partial insulating film. The partial insulating film is formed to protrude from the surface of the SOI layer by a predetermined step,
The step of forming a gate electrode in the transistor includes
(a) The gate electrode material formed on the SOI layer, comprising a step of forming a gate electrode material layer having a first material on the entire surface including the partial insulating film with a film thickness equal to or greater than the predetermined step. The layer has a recess reflecting the predetermined step,
(b) forming a buried region having a second material in the recess of the gate electrode material layer;
(c) removing the buried region and the gate electrode material layer from the surface in the depth direction, leaving only the gate electrode material layer;
(d) patterning the gate electrode material layer to obtain the gate electrode,
A method for manufacturing a semiconductor device.
請求項5記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ステップ(c) は、
前記第1及び前記第2の材質間の選択比が小さいエッチング処理を前記埋め込み領域及び前記ゲート電極材料層に対して行う処理を含む、
半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5,
Step (c)
A process of performing an etching process on the buried region and the gate electrode material layer with a small selectivity between the first and second materials;
A method for manufacturing a semiconductor device.
請求項6記載の半導体装置の製造方法であって、
(e) 前記ステップ(b) 後、前記ステップ(c) 前に実行され、前記埋め込み領域の前記第2の材質を、前記第1の材質とその成分が一部共通する第3の材質に変化させるステップをさらに備える、
半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6,
(e) After the step (b) and before the step (c), the second material of the embedded region is changed to a third material that is partially in common with the first material. Further comprising the step of:
A method for manufacturing a semiconductor device.
請求項5記載の半導体装置の製造方法であって、
(e) 前記ステップ(b) 後、前記ステップ(c) 前に実行され、前記ゲート電極材料層のうち前記埋め込み領域に対応する形成高さに存在する除去対象領域を、前記第1の材質とは異なる第4の材質に変化させるステップとをさらに備え、
前記ステップ(c) は、
(c-1) 前記埋め込み領域を選択的に除去するステップと、
(c-2) 前記ステップ(e) の実行後に前記第3の材料に変化された除去対象領域を選択的に除去するステップとを含む、
半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5,
(e) After the step (b) and before the step (c), a removal target region existing at a formation height corresponding to the buried region in the gate electrode material layer is defined as the first material. Further comprising a step of changing to a different fourth material,
Step (c)
(c-1) selectively removing the embedded region;
(c-2) selectively removing the region to be removed that has been changed to the third material after the execution of the step (e),
A method for manufacturing a semiconductor device.
半導体支持基板、埋め込み絶縁膜及びSOI層からなるSOI基板に形成されるトランジスタを含む半導体装置の製造方法であって、
前記トランジスタは、部分分離領域によって素子分離され、前記部分分離領域は、前記SOI層の上層部に設けられた部分絶縁膜と前記部分絶縁膜下の前記SOI層の一部である残存SOI層とからなり、前記部分絶縁膜は前記SOI層の表面から所定段差突出して形成され、
前記トランジスタにおけるゲート電極の形成工程は、
(a) 前記部分絶縁膜上を含む全面にゲート電極材料層を、前記所定段差以上の膜厚で形成するステップと、
(b) 前記ゲート電極材料層に対し400℃以上の高温アニール処理を行い、前記ゲート電極材料層の表面を平坦化するステップと、
(c) 前記ゲート電極材料層をパターニングして前記ゲート電極を得るステップとを備える、
半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device including a transistor formed on an SOI substrate including a semiconductor support substrate, a buried insulating film, and an SOI layer,
The transistor is element-isolated by a partial isolation region, and the partial isolation region includes a partial insulating film provided in an upper layer portion of the SOI layer and a remaining SOI layer that is a part of the SOI layer under the partial insulating film. The partial insulating film is formed to protrude from the surface of the SOI layer by a predetermined step,
The step of forming a gate electrode in the transistor includes
(a) forming a gate electrode material layer on the entire surface including on the partial insulating film with a film thickness equal to or greater than the predetermined step;
(b) performing a high temperature annealing process on the gate electrode material layer at 400 ° C. or higher to flatten the surface of the gate electrode material layer;
(c) patterning the gate electrode material layer to obtain the gate electrode,
A method for manufacturing a semiconductor device.
請求項9記載の半導体装置の製造方法であって、
(d) 前記ステップ(a) 後、前記ステップ(b) 前に実行され、前記ゲート電極材料層の上層部をアモルファス化するステップをさらに備える、
半導体装置の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 9, comprising:
(d) After the step (a), before the step (b), further comprising the step of amorphizing the upper layer portion of the gate electrode material layer,
A method for manufacturing a semiconductor device.
請求項9記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ステップ(a) で形成される前記ゲート電極材料層はアモルファス化したアモルファスゲート電極材料層を含み、
前記ステップ(b) 処理後の前記ゲート電極材料層は、前記アモルファスゲート電極材料層が結晶化された結晶化ゲート電極材料層を含む、
半導体装置の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 9, comprising:
The gate electrode material layer formed in the step (a) includes an amorphous gate electrode material layer that has been made amorphous.
The gate electrode material layer after the step (b) treatment includes a crystallized gate electrode material layer obtained by crystallizing the amorphous gate electrode material layer,
A method for manufacturing a semiconductor device.
半導体支持基板、埋め込み絶縁膜及びSOI層からなるSOI基板に形成されるトランジスタを含む半導体装置の製造方法であって、
前記トランジスタは部分分離領域によって素子分離され、前記部分分離領域は、前記SOI層の上層部に設けられた部分絶縁膜と前記部分絶縁膜下の前記SOI層の一部である残存SOI層とからなり、前記部分絶縁膜は前記SOI層の表面から所定段差突出して形成され、
前記トランジスタにおけるゲート電極の形成工程は、
(a) 前記部分絶縁膜上を含む全面にポリシリコンからなるゲート電極材料層を、前記所定段差以上の膜厚で形成するステップを備え、前記SOI層上に形成される前記ゲート電極材料層は前記所定段差を反映して凹みを有し、
(b) 前記ゲート電極材料層の前記凹み部に液体シリコンからなる埋め込み領域を形成して、前記埋め込み領域を含む前記ゲート電極材料層の表面を平坦化するステップと、
(c) 前記埋め込み領域に対し熱処理を行い、前記埋め込み領域を固体化するステップとをさらに備え、前記ゲート電極材料層と前記埋め込み領域によって合成ポリシリコン膜が形成され、
(d) 前記合成ポリシリコン膜をパターニングして前記ゲート電極を得るステップをさらに備える、
半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device including a transistor formed on an SOI substrate including a semiconductor support substrate, a buried insulating film, and an SOI layer,
The transistor is isolated by a partial isolation region, and the partial isolation region includes a partial insulating film provided in an upper layer portion of the SOI layer and a remaining SOI layer that is a part of the SOI layer under the partial insulating film. The partial insulating film is formed to protrude from the surface of the SOI layer by a predetermined step,
The step of forming a gate electrode in the transistor includes
(a) forming a gate electrode material layer made of polysilicon on the entire surface including on the partial insulating film with a film thickness equal to or larger than the predetermined step, and the gate electrode material layer formed on the SOI layer includes: Reflecting the predetermined step, and having a dent,
(b) forming a buried region made of liquid silicon in the recess of the gate electrode material layer, and planarizing the surface of the gate electrode material layer including the buried region;
(c) heat-treating the buried region to solidify the buried region, and a synthetic polysilicon film is formed by the gate electrode material layer and the buried region,
(d) further comprising the step of patterning the synthetic polysilicon film to obtain the gate electrode;
A method for manufacturing a semiconductor device.
請求項5ないし請求項12のうち、いずれか1項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ゲート電極は表面からシリサイド化可能であり、
(f) 前記ゲート電極を表面からシリサイド化してシリサイド領域を形成するステップと含み、
前記シリサイド領域は、前記部分絶縁膜上において前記ゲート電極の全領域に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 according to any one of claims 5 to 12,
The gate electrode can be silicided from the surface;
(f) siliciding the gate electrode from the surface to form a silicide region,
The silicide region is formed in the entire region of the gate electrode on the partial insulating film,
A method for manufacturing a semiconductor device.
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JP2003243415A (en) * 2002-02-18 2003-08-29 Nec Corp Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2007005575A (en) * 2005-06-24 2007-01-11 Renesas Technology Corp Semiconductor device and its manufacturing method

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