JP2009277961A - Method of manufacturing cmis transistor - Google Patents

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真介 坂下
Jiro Yoshigami
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a CMIS transistor, capable of preventing composition of a silicide layer from varying on the PMIS transistor side and the NMIS transistor side, and also capable of preventing the gate shapes of the transistors from becoming unstable. <P>SOLUTION: A gate insulating film 103, N-metal 104, and poly-crystalline silicon 106 are laminated in this order to form a first gate structure G1. The gate insulating film 103, the poly-crystalline silicon 106 are laminated in this order to form a second structure G2. The top surfaces of the semiconductor substrate 101 on both sides of the respective gate structures G1, G2 are turned into silicide with the first and second gate structures masked. Also, the poly-crystalline silicon 106 composing the first and second gate structures G1, G2 are turned into silicide. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、半導体基板1にPMISトランジスタとNMISトランジスタとが形成されたCMISトランジスタの製造方法に係る発明である。   The present invention relates to a method for manufacturing a CMIS transistor in which a PMIS transistor and an NMIS transistor are formed on a semiconductor substrate 1.

MISトランジスタのゲート電極に多結晶シリコンを用いる場合には、ゲート空乏化現象により、実効的なゲート絶縁膜厚を増加させる。当該実効的なゲート絶縁膜の増加は、トランジスタの性能向上を妨げる。上記ゲート空乏化を抑えてMISトランジスタの性能向上を図るには、ゲート電極材料として、多結晶シリコンの代わりに、金属やシリサイド材料を用いる。特に、ゲート多結晶シリコンを全てシリサイド化するフルシリサイド(FUSI:Fully Silicide)ゲート構造が有効である。当該FUSI化ゲート構造は、従来のトランジスタ作製フローとの整合性が良く、上記ゲート空乏化抑制に対しても効果的である。   When polycrystalline silicon is used for the gate electrode of the MIS transistor, the effective gate insulating film thickness is increased due to the gate depletion phenomenon. The increase in the effective gate insulating film hinders improvement in transistor performance. In order to suppress the gate depletion and improve the performance of the MIS transistor, a metal or silicide material is used as the gate electrode material instead of polycrystalline silicon. In particular, a full silicide (FUSI) gate structure in which all of the gate polycrystalline silicon is silicided is effective. The FUSI gate structure has good consistency with the conventional transistor fabrication flow, and is effective for suppressing the gate depletion.

FUSIゲート構造を有するトランジスタにおいて、ゲート絶縁膜として高誘電率(high−k)絶縁膜(たとえばHfSiONなど)を用いる場合には、シリサイドの組成を変えて閾値電圧Vthを制御する手法が提唱されている(たとえば、非特許文献1)。   In a transistor having a FUSI gate structure, when a high dielectric constant (high-k) insulating film (for example, HfSiON) is used as a gate insulating film, a method of changing the silicide composition to control the threshold voltage Vth has been proposed. (For example, Non-Patent Document 1).

シリサイド金属材料としてニッケルを用いたとする。この場合、NiSi(ニッケルモノシリサイド)よりもニッケル含有率が高いNi3Si(トリニッケルシリサイド)から成るFUSIゲートの実効仕事関数は、NiSiから成るFUSIゲートの実効仕事関数と比べて約0.35eV程度高い。上記非特許文献1では、前記シリサイド組成に応じて実行仕事関数が変化する現象を利用している。具体的に、NMISトランジスタには、NiSiをFUSIゲート材料として用いる。また、PMISトランジスタには、Ni3Si等のNi含有率の高いニッケルシリサイドをFUSIゲート材料として用いる。これにより、当該非特許文献1では、低閾値電圧Vthデバイスを実現することができると提唱している。 It is assumed that nickel is used as the silicide metal material. In this case, the effective work function of the FUSI gate made of Ni 3 Si (trinickel silicide) having a higher nickel content than NiSi (nickel monosilicide) is about 0.35 eV compared to the effective work function of the FUSI gate made of NiSi. About high. In the said nonpatent literature 1, the phenomenon in which an effective work function changes according to the said silicide composition is utilized. Specifically, NiSi is used as the FUSI gate material for the NMIS transistor. For the PMIS transistor, nickel silicide having a high Ni content such as Ni 3 Si is used as the FUSI gate material. Thereby, the said nonpatent literature 1 proposes that a low threshold voltage Vth device is realizable.

上記シリサイド相制御したFUSIゲート電極を形成する方法としては、たとえば次のような製造方法が挙げられる。つまり、PMISトランジスタ側およびNMISトランジスタ側の両ゲート構造において、同じ膜厚である多結晶シリコン膜を形成する。その後、たとえばPMISトランジスタ側の多結晶シリコン膜の膜厚を削減(薄膜化)する。そして、PMISトランジスタ側およびNMISトランジスタ側の両ゲート構造において、多結晶シリコン膜を各々シリサイド化する。   As a method of forming the silicide phase controlled FUSI gate electrode, for example, the following manufacturing method can be cited. That is, a polycrystalline silicon film having the same film thickness is formed in both gate structures on the PMIS transistor side and the NMIS transistor side. Thereafter, for example, the thickness of the polycrystalline silicon film on the PMIS transistor side is reduced (thinned). Then, the polysilicon film is silicided in both gate structures on the PMIS transistor side and the NMIS transistor side.

当該製造方法により、NMISトランジスタ側では、シリサイド金属含有量の少ないフルシリサイド層が形成される。他方、PMISトランジスタ側では、シリサイド金属含有量の多いフルシリサイド層が形成される。当該製造方法を採用した場合には、PMISトランジスタ側とNMISトランジスタ側とで、組成の異なるFUSIゲート構造を同時に形成できるという利点がある。   By this manufacturing method, a full silicide layer having a low silicide metal content is formed on the NMIS transistor side. On the other hand, on the PMIS transistor side, a full silicide layer having a high silicide metal content is formed. When this manufacturing method is adopted, there is an advantage that FUSI gate structures having different compositions can be formed simultaneously on the PMIS transistor side and the NMIS transistor side.

K.Takahashi et al.,IEDM2004 Tech.Dig.,pp91K. Takahashi et al. , IEDM 2004 Tech. Dig. , Pp91

しかし、上記例示した製造方法の場合には、以下のような問題点が生じる。   However, in the case of the manufacturing method exemplified above, the following problems occur.

第一の問題としてに、フルシリサイド層の組成のバラツキが挙げられる。   The first problem is variation in the composition of the full silicide layer.

NMISトランジスタ側にシリサイド金属含有量の少ないフルシリサイド層を形成する際、ゲート長の大きさ違いにより、形成されるフルシリサイド層の組成が異なることが懸念される。たとえばゲート長=1μm程度の場合では、多結晶シリコンゲート露出面積が大きい。したがって、この場合では、シリサイド化金属と多結晶シリコンは理想的な状態(シリサイド化金属とシリコンが1対1に反応が進んでいく状態)で反応する。   When forming a full silicide layer with a low silicide metal content on the NMIS transistor side, there is a concern that the composition of the formed full silicide layer varies depending on the gate length. For example, when the gate length is about 1 μm, the exposed area of the polycrystalline silicon gate is large. Therefore, in this case, the silicide metal and the polycrystalline silicon react in an ideal state (a state in which the reaction between the silicide metal and silicon proceeds one-to-one).

一方、たとえばゲート長=40nm程度の場合では、多結晶シリコンゲート露出面積が小さい。したがって、この場合では、ゲート中央部に比べてゲートエッジ部におけるシリサイド化金属の拡散量が相対的に多くなる。よって、所望の組成に比べてシリサイド化金属含有量の多いフルシリサイド相が、形成される可能性が高くなる。   On the other hand, for example, when the gate length is about 40 nm, the exposed area of the polycrystalline silicon gate is small. Therefore, in this case, the amount of diffusion of the metal silicide in the gate edge portion is relatively larger than that in the gate central portion. Therefore, there is a high possibility that a full silicide phase having a high silicidation metal content as compared with a desired composition is formed.

このように、ゲート長に依存して、フルシリサイド相が異なったトランジスタが形成される。フルシリサイド層の組成のバラツキは、閾値電圧のバラツキを発生させる要因となる。   Thus, transistors having different full silicide phases are formed depending on the gate length. Variation in the composition of the full silicide layer is a factor that causes variation in threshold voltage.

第二の問題として、トランジスタのゲート形状の不安定化が挙げられる。   The second problem is the instability of the gate shape of the transistor.

PMISトランジスタおよびNMISトランジスタにおいて、フルシリサイドゲートを同じNi体積膜厚、同じシリサイド化熱処理条件で形成する場合を想定する。この場合には、シリサイド金属含有量の多いPMISトランジスタ側の多結晶シリコンゲートは、予め薄膜化する必要がある。具体的に、シリサイド化金属堆積前に、PMISトランジスタ側において多結晶シリコンゲート電極のみを、既存のウェットエッチ処理やドライエッチ処理によりエッチバックする手法が必要である。   In the PMIS transistor and the NMIS transistor, it is assumed that the full silicide gate is formed under the same Ni volume film thickness and the same silicidation heat treatment conditions. In this case, the polycrystalline silicon gate on the PMIS transistor side having a high silicide metal content needs to be thinned in advance. Specifically, a technique for etching back only the polycrystalline silicon gate electrode on the PMIS transistor side by the existing wet etching process or dry etching process is necessary before silicidation metal deposition.

しかし、上記手法では、PMISトランジスタ側とNMISトランジスタ側とで、ゲート高さが大きく異なるという不具合が起こる。たとえば、多結晶シリコンの初期膜厚が100nmの場合、PMISトランジスタ側の多結晶シリコンを35nm程度までエッチバックする。これにより、PMISトランジスタ側では、シリサイド化金属含有率の高いフルシリサイドゲートが形成される。しかし、NMISトランジスタ側のゲート構造と比べて、約60nm以上の高さバラツキが発生し、トランジスタのゲート形状が不安定なものとなる。   However, the above technique has a problem that the gate height is greatly different between the PMIS transistor side and the NMIS transistor side. For example, when the initial film thickness of the polycrystalline silicon is 100 nm, the polycrystalline silicon on the PMIS transistor side is etched back to about 35 nm. As a result, a full silicide gate having a high silicidation metal content is formed on the PMIS transistor side. However, as compared with the gate structure on the NMIS transistor side, the height variation of about 60 nm or more occurs, and the gate shape of the transistor becomes unstable.

そこで、本発明は、PMISトランジスタ側とNMISトランジスタ側とでシリサイド層の組成のバラツキを防止でき、またトランジスタのゲート形状の不安定化を防止できる、CMISトランジスタの製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a CMIS transistor, which can prevent variations in the composition of the silicide layer between the PMIS transistor side and the NMIS transistor side, and can prevent instability of the gate shape of the transistor. To do.

本発明に係る1の実施の形態においては、ゲート絶縁膜と金属膜と半導体膜とが当該順に積層した第一のゲート構造を形成する。さらに、ゲート絶縁膜と半導体膜とが当該順に積層した第二のゲート構造を形成する。そして、第一のゲート構造および第二のゲート構造をマスクした状態で、各ゲート構造の両脇における半導体基板上を、低抵抗化させる。そして、第一のゲート構造を構成する半導体膜および第二のゲート構造を構成する半導体膜を低抵抗化させる。   In one embodiment of the present invention, a first gate structure in which a gate insulating film, a metal film, and a semiconductor film are stacked in this order is formed. Further, a second gate structure in which the gate insulating film and the semiconductor film are stacked in this order is formed. Then, the resistance on the semiconductor substrate on both sides of each gate structure is reduced in a state where the first gate structure and the second gate structure are masked. Then, the resistance of the semiconductor film constituting the first gate structure and the semiconductor film constituting the second gate structure is reduced.

上記実施の形態によれば、たとえばPMISトランジスタ側とNMISトランジスタ側とでシリサイド層の組成のバラツキを防止でき、またトランジスタのゲート形状の不安定化を防止できる。   According to the above embodiment, for example, variations in the composition of the silicide layer can be prevented between the PMIS transistor side and the NMIS transistor side, and instability of the gate shape of the transistor can be prevented.

また、活性領域の低抵抗化と半導体膜の低抵抗化とを、別工程で行うことにより、半導体膜の低抵抗化の制御も容易に成る。   In addition, by reducing the resistance of the active region and the resistance of the semiconductor film in separate steps, it is easy to control the reduction of the resistance of the semiconductor film.

以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.

<実施の形態1>
本実施の形態に係るCMIS(Complementary Metal Insulation Semiconductor)トランジスタの製造方法を、工程断面図を用いて説明する。
<Embodiment 1>
A manufacturing method of a CMIS (Complementary Metal Insulation Semiconductor) transistor according to this embodiment will be described with reference to process cross-sectional views.

まず、図1に示すように、第一の領域S10と第二の領域S20とを有する半導体基板101を用意する。半導体基板101は、たとえば、シリコンの(100)面をエピタキシャル成長させることにより形成される。   First, as shown in FIG. 1, a semiconductor substrate 101 having a first region S10 and a second region S20 is prepared. The semiconductor substrate 101 is formed, for example, by epitaxially growing a (100) plane of silicon.

ここで、第一の領域S10の半導体基板101の上面内には、第一の導電型の第一のMISトランジスタが形成される。第二の領域S20の半導体基板101の上面内には、第二の導電型の第二のMISトランジスタが形成される。本実施の形態では、第一の導電型は、「N型」とする。また、第二の導電型は、「P型」とする。したがって、本実施の形態では、第一のMISトランジスタはNMISトランジスタであり、第二のMISトランジスタはPMISトランジスタである。   Here, a first MIS transistor of the first conductivity type is formed in the upper surface of the semiconductor substrate 101 in the first region S10. A second MIS transistor of the second conductivity type is formed in the upper surface of the semiconductor substrate 101 in the second region S20. In the present embodiment, the first conductivity type is “N type”. The second conductivity type is “P type”. Therefore, in the present embodiment, the first MIS transistor is an NMIS transistor, and the second MIS transistor is a PMIS transistor.

また、NMISトランジスタとPMISトランジスタとは、分離酸化膜(STI:Shallow Trench Isolation)102により、電気的に分離されている。当該分離酸化膜102は、半導体基板101に対する部分的エッチング、酸化膜の堆積、および平坦化処理を組み合わせることにより、半導体基板101の表面内に形成される。   Further, the NMIS transistor and the PMIS transistor are electrically separated by an isolation oxide film (STI: Shallow Trench Isolation) 102. The isolation oxide film 102 is formed in the surface of the semiconductor substrate 101 by combining partial etching, oxide film deposition, and planarization treatment on the semiconductor substrate 101.

また、通常の各導電型のイオン注入処理により、半導体基板101内には、N型のウエル領域およびP型のウエル領域が形成される(図1では図示せず)。   Further, an N-type well region and a P-type well region are formed in the semiconductor substrate 101 by a normal ion implantation process of each conductivity type (not shown in FIG. 1).

次に、第一の領域S10の半導体基板101上に、ゲート絶縁膜103と金属膜104と半導体膜106とが当該順に積層した積層構造である、第一のゲート構造G1を形成する。また、第二の領域S20記半導体基板101上に、ゲート絶縁膜103と半導体膜106とが当該順に積層した積層構造である、第二のゲート構造G2を形成する。   Next, a first gate structure G1 is formed on the semiconductor substrate 101 in the first region S10, which is a stacked structure in which the gate insulating film 103, the metal film 104, and the semiconductor film 106 are stacked in this order. Further, a second gate structure G2 having a stacked structure in which the gate insulating film 103 and the semiconductor film 106 are stacked in this order is formed on the semiconductor substrate 101 in the second region S20.

ここで、第一のゲート構造G1は、NMISトランジスタの構成要素である。また、第二のゲート構造G2は、PMISトランジスタの構成要素である。後述において、具体的な第一のゲート構造G1および第二のゲート構造G2の製造方法を、図2から図5を用いて説明する。   Here, the first gate structure G1 is a component of the NMIS transistor. The second gate structure G2 is a component of the PMIS transistor. In the following, a specific method for manufacturing the first gate structure G1 and the second gate structure G2 will be described with reference to FIGS.

まず、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等により、第一の領域S10および第二の領域S20の半導体基板101の上面に、ゲート絶縁膜103を形成する(図2)。ゲート絶縁膜103として、たとえばハフニウムシリケイト膜(HfSiOまたはHfSiON)などを採用できる。   First, the gate insulating film 103 is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 101 in the first region S10 and the second region S20 by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or the like (FIG. 2). As the gate insulating film 103, for example, a hafnium silicate film (HfSiO or HfSiON) can be employed.

次に、たとえばCVD法により、図2に示すように、ゲート絶縁膜103上に金属膜104を形成する。本実施の形態では、金属膜104は、N型の仕事関数を有する金属である。以後、本実施の形態では、金属膜104をN−metal104と称する。   Next, as shown in FIG. 2, a metal film 104 is formed on the gate insulating film 103 by, eg, CVD. In the present embodiment, the metal film 104 is a metal having an N-type work function. Hereinafter, the metal film 104 is referred to as N-metal 104 in the present embodiment.

ここで、N型の仕事関数を有する金属とは、シリコンの伝導帯(Conduction Band:Ec=4.05eV)端近傍のエネルギーに相当する仕事関数を有する材料のことである。具体的には、N型の仕事関数を有する金属とは、その仕事関数値が4.05±0.3eVの範囲ある材料のことを指す。当該N−metal104の材料として、たとえば、Ta系化合物(Ta、TaN、TaC、TaSiN等)やHf系化合物(Hf、HfN、HfC、HfSiN等)が挙げられる。なお、当該N−metal104の膜厚は、5〜30nm程度の範囲内が好ましく、たとえば10nm程度とする。   Here, the metal having an N-type work function is a material having a work function corresponding to energy in the vicinity of the conduction band (Ec = 4.05 eV) end of silicon. Specifically, a metal having an N-type work function refers to a material having a work function value in the range of 4.05 ± 0.3 eV. Examples of the material of the N-metal 104 include Ta compounds (Ta, TaN, TaC, TaSiN, etc.) and Hf compounds (Hf, HfN, HfC, HfSiN, etc.). The film thickness of the N-metal 104 is preferably in the range of about 5 to 30 nm, for example, about 10 nm.

次に、N−metal104上に、レジスト105を形成する。その後、通常のリソグラフィ工程により、レジスト105をパターニングする。ここで、図3に示すように、パターニング後のレジスト105は、第一の領域S10にのみ残存する。換言すれば、第二の領域S20のレジスト105は除去される。次に、パターニング後のレジスト105をマスクとして使用して、N−metal104に対してウェットエッチ等を施す。これにより、図3に示すように、第二の領域S20に形成されていたN−metal104が除去される。   Next, a resist 105 is formed on the N-metal 104. Thereafter, the resist 105 is patterned by a normal lithography process. Here, as shown in FIG. 3, the patterned resist 105 remains only in the first region S10. In other words, the resist 105 in the second region S20 is removed. Next, wet etching or the like is performed on the N-metal 104 using the patterned resist 105 as a mask. Thereby, as shown in FIG. 3, the N-metal 104 formed in the second region S20 is removed.

第一の領域S10からレジスト105を除去した後、CVD法等により、N−metal104上およびゲート絶縁膜103上に、シリコン膜(半導体膜と把握できる)106を成膜する(図4)。シリコン膜106は、成膜時には、多結晶状でもアモルファス状でも良い。シリコン膜106は、この後に行われる活性化熱処理により、多結晶シリコン膜106となる。ここで、シリコン膜106の膜厚は、たとえば100nm程度とする。   After removing the resist 105 from the first region S10, a silicon film (which can be grasped as a semiconductor film) 106 is formed on the N-metal 104 and the gate insulating film 103 by CVD or the like (FIG. 4). The silicon film 106 may be polycrystalline or amorphous at the time of film formation. The silicon film 106 becomes the polycrystalline silicon film 106 by the activation heat treatment performed later. Here, the film thickness of the silicon film 106 is, for example, about 100 nm.

次に、図4に示すように、シリコン膜106上に、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等のゲートハードマスク107を形成する。後述するように、ソース・ドレイン領域のシリサイド化工程後に、別途、多結晶シリコン膜106をフルシリサイド化させる。当該ソース・ドレイン領域のシリサイド化工程において、多結晶シリコン膜106がシリサイド化されないように、当該ゲートハードマスク107は、多結晶シリコン膜106の保護膜として機能する。   Next, as shown in FIG. 4, a gate hard mask 107 such as a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed on the silicon film 106. As will be described later, after the silicidation process of the source / drain regions, the polycrystalline silicon film 106 is separately fully silicided. The gate hard mask 107 functions as a protective film for the polycrystalline silicon film 106 so that the polycrystalline silicon film 106 is not silicided in the silicidation process of the source / drain regions.

なお、図4から分かるように、シリコン膜106およびゲートハードマスク107は、第一の領域S10および第二の領域S20の両方に形成されている。   As can be seen from FIG. 4, the silicon film 106 and the gate hard mask 107 are formed in both the first region S10 and the second region S20.

次に、ゲート絶縁膜103、N−metal104、シリコン膜106およびゲートハードマスク107に対して、ドライエッチング、ウェットエッチング等を施す。これにより、図5に示すように、第一の領域S10の半導体基板101上には、第一のゲート構造G1が形成され、第二の領域S20の半導体基板101上には、第二のゲート構造G2が形成される。   Next, dry etching, wet etching, or the like is performed on the gate insulating film 103, the N-metal 104, the silicon film 106, and the gate hard mask 107. Thereby, as shown in FIG. 5, the first gate structure G1 is formed on the semiconductor substrate 101 in the first region S10, and the second gate is formed on the semiconductor substrate 101 in the second region S20. Structure G2 is formed.

ここで、第一のゲート構造G1は、ゲート絶縁膜103、N−metal104およびシリコン膜106とが当該順に積層された積層構造である(図5)。他方、第二のゲート構造G2は、ゲート絶縁膜103およびシリコン膜106とが当該順に積層された積層構造である(図5)。また、第一のゲート構造G1上および第二のゲート構造G2上には、各々ゲートハードマスク107が形成されている(図5)。   Here, the first gate structure G1 is a stacked structure in which the gate insulating film 103, the N-metal 104, and the silicon film 106 are stacked in this order (FIG. 5). On the other hand, the second gate structure G2 is a stacked structure in which the gate insulating film 103 and the silicon film 106 are stacked in this order (FIG. 5). A gate hard mask 107 is formed on each of the first gate structure G1 and the second gate structure G2 (FIG. 5).

次に、第二の領域S20をマスクし、第一のゲート構造G1の両脇における半導体基板101に対して、N型の不純物イオンを注入する。当該イオン注入により、第一のゲート構造G1の両脇における半導体基板101には、比較的浅い不純物イオン注入領域108が形成される(図6)。   Next, the second region S20 is masked, and N-type impurity ions are implanted into the semiconductor substrate 101 on both sides of the first gate structure G1. By the ion implantation, a relatively shallow impurity ion implantation region 108 is formed in the semiconductor substrate 101 on both sides of the first gate structure G1 (FIG. 6).

他方、第一の領域S10をマスクして、第二のゲート構造G2の両脇における半導体基板101に対して、P型の不純物イオンを注入する。当該イオン注入により、第二のゲート構造G2の両脇における半導体基板101には、比較的浅い不純物イオン注入領域109が形成される(図6)。   On the other hand, with the first region S10 masked, P-type impurity ions are implanted into the semiconductor substrate 101 on both sides of the second gate structure G2. By this ion implantation, a relatively shallow impurity ion implantation region 109 is formed in the semiconductor substrate 101 on both sides of the second gate structure G2 (FIG. 6).

次に、第一のゲート構造G1および第二のゲート構造G2を覆うように、半導体基板101上に、シリコン酸化膜110およびシリコン窒化膜111を当該順に成膜する。その後、シリコン酸化膜110およびシリコン窒化膜111に対して、異方性エッチング処理を実施する。これにより、図7に示すように、第一のゲート構造G1の両側面および第二のゲート構造G2両側面には、積層構造のサイドウォール膜110,111が形成される。   Next, a silicon oxide film 110 and a silicon nitride film 111 are formed in this order on the semiconductor substrate 101 so as to cover the first gate structure G1 and the second gate structure G2. Thereafter, an anisotropic etching process is performed on the silicon oxide film 110 and the silicon nitride film 111. Thereby, as shown in FIG. 7, sidewall films 110 and 111 having a laminated structure are formed on both side surfaces of the first gate structure G1 and both side surfaces of the second gate structure G2.

次に、第二の領域S20をマスクし、第一のゲート構造G1の両脇における半導体基板101に対して、N型の不純物イオンを再び注入する。当該イオン注入により、第一のゲート構造G1の両脇における半導体基板101には、比較的深い不純物イオン注入領域112が形成される(図8)。   Next, the second region S20 is masked, and N-type impurity ions are implanted again into the semiconductor substrate 101 on both sides of the first gate structure G1. By the ion implantation, a relatively deep impurity ion implantation region 112 is formed in the semiconductor substrate 101 on both sides of the first gate structure G1 (FIG. 8).

他方、第一の領域S10をマスクして、第二のゲート構造G2の両脇における半導体基板101に対して、P型の不純物イオンを再び注入する。当該イオン注入により、第二のゲート構造G2の両脇における半導体基板101には、比較的深い不純物イオン注入領域113が形成される(図8)。   On the other hand, with the first region S10 masked, P-type impurity ions are implanted again into the semiconductor substrate 101 on both sides of the second gate structure G2. By the ion implantation, a relatively deep impurity ion implantation region 113 is formed in the semiconductor substrate 101 on both sides of the second gate structure G2 (FIG. 8).

次に、不純物イオン注入領域108,109,112,113を活性化するために、図8に示した構造体に対して、熱処理を施す。これにより、第一のゲート構造G1の両脇における半導体基板101の表面内には、NMISトランジスタを構成するソース・ドレイン領域108,112が形成される。他方、第二のゲート構造G2の両脇における半導体基板101の表面内には、PMISトランジスタを構成するソース・ドレイン領域109,113が形成される。なお、活性化のための熱処理により、シリコン膜106は多結晶シリコン106となる。   Next, in order to activate the impurity ion implantation regions 108, 109, 112, and 113, the structure shown in FIG. 8 is subjected to heat treatment. As a result, source / drain regions 108 and 112 constituting the NMIS transistor are formed in the surface of the semiconductor substrate 101 on both sides of the first gate structure G1. On the other hand, source / drain regions 109 and 113 constituting the PMIS transistor are formed in the surface of the semiconductor substrate 101 on both sides of the second gate structure G2. Note that the silicon film 106 becomes polycrystalline silicon 106 by heat treatment for activation.

次に、第一のゲート構造G1および第二のゲート構造G2をマスクした状態で、ソース・ドレイン領域108,109,112,113を低抵抗化させる工程を実施する。   Next, with the first gate structure G1 and the second gate structure G2 masked, a step of reducing the resistance of the source / drain regions 108, 109, 112, 113 is performed.

具体的に、第一のゲート構造G1および第二のゲート構造G2を覆うように、半導体基板101上に、ニッケル膜を成膜する。そして、シリサイド化(低抵抗化と把握できる)処理を実施する。その後、未反応のニッケル膜を除去する。以上により、図9に示すように、ソース・ドレイン領域108,109,112,113の表面内には、ニッケルシリサイド114が形成される。つまり、当該ニッケルシリサイド114の形成により、第一のゲート構造G1の両脇における半導体基板101の上面および第二のゲート構造G2の両脇における半導体基板101の上面は、低抵抗化される。   Specifically, a nickel film is formed on the semiconductor substrate 101 so as to cover the first gate structure G1 and the second gate structure G2. Then, silicidation processing (which can be understood as low resistance) is performed. Thereafter, the unreacted nickel film is removed. As a result, as shown in FIG. 9, nickel silicide 114 is formed in the surface of the source / drain regions 108, 109, 112, 113. That is, the formation of the nickel silicide 114 reduces the resistance of the upper surface of the semiconductor substrate 101 on both sides of the first gate structure G1 and the upper surface of the semiconductor substrate 101 on both sides of the second gate structure G2.

ここで、第一のゲート構造G1および第二のゲート構造G2の上面には、各々ゲートハードマスク107が形成されている。また、第一のゲート構造G1および第二のゲート構造G2の両側面には、各々サイドウォール膜110,111が形成されている。したがって、ゲートハードマスク107およびサイドウォール膜110,111はキャップ層として機能し、多結晶シリコン膜106はシリサイド化されない。   Here, gate hard masks 107 are respectively formed on the upper surfaces of the first gate structure G1 and the second gate structure G2. In addition, sidewall films 110 and 111 are formed on both side surfaces of the first gate structure G1 and the second gate structure G2, respectively. Therefore, the gate hard mask 107 and the sidewall films 110 and 111 function as a cap layer, and the polycrystalline silicon film 106 is not silicided.

次に、第一のゲート構造G1および第二のゲート構造G2を覆うように、半導体基板101上に、層間ライナー膜115および層間絶縁膜116を当該順に形成する(図10)。   Next, an interlayer liner film 115 and an interlayer insulating film 116 are formed in this order on the semiconductor substrate 101 so as to cover the first gate structure G1 and the second gate structure G2 (FIG. 10).

次に、第一のゲート電極G1を構成する多結晶シリコン膜106の上面、および第二のゲート電極G2を構成する多結晶シリコン膜106の上面を露出させる。その後、前記各多結晶シリコン膜(上述したように、半導体膜と把握できる)106を低抵抗化させる処理を実施する。   Next, the upper surface of the polycrystalline silicon film 106 constituting the first gate electrode G1 and the upper surface of the polycrystalline silicon film 106 constituting the second gate electrode G2 are exposed. Thereafter, a process for reducing the resistance of each of the polycrystalline silicon films 106 (which can be grasped as a semiconductor film as described above) is performed.

具体的に、露出している各多結晶シリコン膜106の上面に、シリサイド化金属(たとえば、Ni等)を堆積する。その後、当該シリサイド化金属堆積後の半導体基板101に対して、熱処理を施す。これにより、各多結晶シリコン膜106をフルシリサイド化(低抵抗化と把握できる)される。つまり、図11に示すように、第一のゲート構造G1は、ゲート絶縁膜103、N−metal104およびフルシリサイド膜117の積層構造となり、第二のゲート構造G2は、ゲート絶縁膜103およびフルシリサイド膜117の積層構造となる。   Specifically, a silicide metal (for example, Ni) is deposited on the exposed upper surface of each polycrystalline silicon film 106. Thereafter, heat treatment is performed on the semiconductor substrate 101 after the silicidation metal deposition. Thereby, each polycrystalline silicon film 106 is fully silicided (it can be grasped as low resistance). That is, as shown in FIG. 11, the first gate structure G1 has a stacked structure of the gate insulating film 103, the N-metal 104, and the full silicide film 117, and the second gate structure G2 has the gate insulating film 103 and the full silicide film. A laminated structure of the film 117 is obtained.

なお、上記シリサイド化金属としては、Ni以外に、Pt、Ti、Co、Hf、Ta、Yb、Er、およびAlなどが挙げられ、これらのいずれか一つ以上を含むことが望ましい。   In addition to Ni, examples of the silicide metal include Pt, Ti, Co, Hf, Ta, Yb, Er, and Al. Desirably, any one or more of these is included.

ここで、N−metal104の膜厚が5nm以上あれば、当該N−metal104は上記所望の仕事関数を示す。N−metal104が当該所望の仕事関数を有すれば、NMISトランジスタは、所望の閾値電圧動作が可能となる。このため、N−metal104の上層の組成は閾値電圧制御には関わらず、フルシリサイド膜117の組成を所望の組成に制御する必要が無い。つまり、第一のゲート構造G1を構成するフルシリサイド膜117と第二のゲート構造G2を構成するフルシリサイド膜117とは、共に同じ組成であっても良い。   Here, if the film thickness of the N-metal 104 is 5 nm or more, the N-metal 104 indicates the desired work function. If the N-metal 104 has the desired work function, the NMIS transistor can perform a desired threshold voltage operation. For this reason, the composition of the upper layer of the N-metal 104 does not need to be controlled to a desired composition regardless of the threshold voltage control. That is, the full silicide film 117 constituting the first gate structure G1 and the full silicide film 117 constituting the second gate structure G2 may both have the same composition.

背景技術で説明した方法では、NMISトランジスタ側とPMISトランジスタ側で、組成の異なるシリサイド膜を形成する必要がある。そのため、NMISトランジスタ側の多結晶シリコン膜の膜厚とPMIS多結晶シリコン膜の膜厚とを、異ならせる処理が必要であった。   In the method described in the background art, it is necessary to form silicide films having different compositions on the NMIS transistor side and the PMIS transistor side. Therefore, it is necessary to perform a process for making the thickness of the polycrystalline silicon film on the NMIS transistor side different from the thickness of the PMIS polycrystalline silicon film.

しかし、本実施の形態に係る方法では、上記の通り、NMISトランジスタ側とPMISトランジスタ側とで、フルシリサイド膜117の組成を作り分ける必要が無い。つまり、NMISトランジスタ側とPMISトランジスタ側とで、フルシリサイド膜117の組成が同じであっても良い。このため、背景技術で説明したような、他方のMISトランジスタを構成する多結晶シリコン膜を、選択的にエッチングする必要も無い。   However, in the method according to the present embodiment, as described above, it is not necessary to make the composition of the full silicide film 117 separately on the NMIS transistor side and the PMIS transistor side. That is, the composition of the full silicide film 117 may be the same on the NMIS transistor side and the PMIS transistor side. Therefore, there is no need to selectively etch the polycrystalline silicon film constituting the other MIS transistor as described in the background art.

なお、フルシリサイド膜117の形成に際して、ソース・ドレイン領域のニッケルシリサイド114は、層間絶縁膜116により覆われている。したがって、当該フルシリサイド膜117の形成により、当該ニッケルシリサイド114が、再シリサイド化されたり、エッチングダメージを受けたりすることを防止できる。よって、所望のデバイス特性を維持できる。   When the full silicide film 117 is formed, the nickel silicide 114 in the source / drain region is covered with the interlayer insulating film 116. Therefore, the formation of the full silicide film 117 can prevent the nickel silicide 114 from being resilicided or subjected to etching damage. Therefore, desired device characteristics can be maintained.

また、上記フルシリサイド膜117の形成に際して、シリサイド化金属膜厚、シリサイド化熱処理条件、熱処理を施すタイミング、未反応シリサイド化金属除去のタイミング等を制御する。これにより、第一のゲート構造G1および第二のゲート構造G2を構成するフルシリサイド膜117を、シリサイド金属含有量の多いフルシリサイドとすることできる。シリサイド金属含有量の多いフルシリサイドとは、Ni3Si、Ni31Si12、およびNi2Siのいずれかの組成を有するフルシリサイド膜である。 In forming the full silicide film 117, the thickness of the silicide metal film, the silicidation heat treatment conditions, the timing of the heat treatment, the timing of removing the unreacted silicidation metal, and the like are controlled. Thereby, the full silicide film 117 constituting the first gate structure G1 and the second gate structure G2 can be a full silicide with a high silicide metal content. Full silicide with a high silicide metal content is a full silicide film having a composition of Ni 3 Si, Ni 31 Si 12 , or Ni 2 Si.

たとえば、50nmの膜厚を有する多結晶シリコン膜106に対して、シリサイド金属膜として、Ni膜を70nm以上の膜厚で堆積する。その後、Ni膜形成後の半導体基板101に対して1回目の熱処理を施す。ここで、当該1回目の熱処理は、400℃以下、30秒程度の条件で実施される。当該1回目の熱処理により、多結晶シリコン膜106とNi膜を反応させる。次に未反応Ni膜のみを選択ウェットエッチングにより除去する。その後、半導体基板101に対して2回目の熱処理を施す。当該2回目の熱処理は、500℃、30秒程度の条件で実施される。以上の形成条件により、シリサイド金属含有量の多いNiフルシリサイド層(この場合、Ni31Si12層)が形成される。 For example, a Ni film is deposited to a thickness of 70 nm or more as a silicide metal film on the polycrystalline silicon film 106 having a thickness of 50 nm. Thereafter, the first heat treatment is performed on the semiconductor substrate 101 after the Ni film is formed. Here, the first heat treatment is performed under conditions of 400 ° C. or lower and about 30 seconds. The polycrystalline silicon film 106 and the Ni film are reacted by the first heat treatment. Next, only the unreacted Ni film is removed by selective wet etching. Thereafter, the semiconductor substrate 101 is subjected to a second heat treatment. The second heat treatment is performed at 500 ° C. for about 30 seconds. Under the above formation conditions, a Ni full silicide layer (in this case, Ni 31 Si 12 layer) having a high silicide metal content is formed.

このように、少なくともPMISトランジスタを構成する第二のゲート構造G2において、フルシリサイド膜117をシリサイド金属含有量の多いフルシリサイドとする。これにより、PMISトランジスタ側においても、所望の閾値電圧動作が可能となる。   Thus, at least in the second gate structure G2 constituting the PMIS transistor, the full silicide film 117 is made of full silicide with a high silicide metal content. Thereby, a desired threshold voltage operation can be performed also on the PMIS transistor side.

上記フルシリサイド膜117形成後、層間絶縁膜を積み増しし、CMP(Chemical Mechanical Polishing)処理による平坦化、コンタクトプラグ形成等のフローを経て、通常のバックエンドフローを実施する。以上により、CMISトランジスタが完成する。   After the formation of the full silicide film 117, an interlayer insulating film is stacked, and a normal back-end flow is performed through a flow of flattening by CMP (Chemical Mechanical Polishing) processing, contact plug formation, and the like. Thus, the CMIS transistor is completed.

ところで、上記非特許文献1では、前記シリサイド組成に応じて実行仕事関数が変化する現象を利用している。具体的に、NMISトランジスタには、NiSiをFUSIゲート材料として用いる。また、PMISトランジスタには、Ni3Si等のNi含有率の高いニッケルシリサイドをFUSIゲート材料として用いる。これにより、当該非特許文献1では、低閾値電圧Vthデバイスを実現することができると提唱している。 By the way, in the said nonpatent literature 1, the phenomenon in which an effective work function changes according to the said silicide composition is utilized. Specifically, NiSi is used as the FUSI gate material for the NMIS transistor. For the PMIS transistor, nickel silicide having a high Ni content such as Ni 3 Si is used as the FUSI gate material. Thereby, the said nonpatent literature 1 proposes that a low threshold voltage Vth device is realizable.

上記シリサイド相制御したFUSIゲート電極を形成する方法としては、たとえば次のような製造方法が挙げられる。   As a method of forming the silicide phase controlled FUSI gate electrode, for example, the following manufacturing method can be cited.

つまり、PMISトランジスタ側およびNMISトランジスタ側の両ゲート構造において、同じ膜厚である多結晶シリコン膜1004,1005を形成する(図12)。その後、NMISトランジスタ側の多結晶シリコン膜1004をレジスト1016で覆い、PMISトランジスタ側の多結晶シリコン膜1005の膜厚を削減(薄膜化)する(図13)。そして、PMISトランジスタ側およびNMISトランジスタ側の両ゲート構造において、多結晶シリコン膜を各々シリサイド化する(図14)。   That is, the polycrystalline silicon films 1004 and 1005 having the same film thickness are formed in both gate structures on the PMIS transistor side and the NMIS transistor side (FIG. 12). Thereafter, the polycrystalline silicon film 1004 on the NMIS transistor side is covered with a resist 1016, and the thickness of the polycrystalline silicon film 1005 on the PMIS transistor side is reduced (thinned) (FIG. 13). Then, the polysilicon film is silicided in both gate structures on the PMIS transistor side and the NMIS transistor side (FIG. 14).

当該製造方法により、NMISトランジスタ側では、シリサイド金属含有量の少ないフルシリサイド膜1018が形成される。他方、PMISトランジスタ側では、シリサイド金属含有量の多いフルシリサイド膜1019が形成される。当該製造方法を採用した場合には、PMISトランジスタ側とNMISトランジスタ側とで、組成の異なるFUSIゲート構造を同時に形成される。   By this manufacturing method, a full silicide film 1018 having a low silicide metal content is formed on the NMIS transistor side. On the other hand, on the PMIS transistor side, a full silicide film 1019 having a high silicide metal content is formed. When this manufacturing method is adopted, FUSI gate structures having different compositions are formed simultaneously on the PMIS transistor side and the NMIS transistor side.

本実施の形態に係るCMISトランジスタの製造方法では、第一のゲート構造G1側には、ゲート絶縁膜103と多結晶シリコン膜106との間に、N−metal104を形成する工程を含んでいる。   The manufacturing method of the CMIS transistor according to the present embodiment includes a step of forming N-metal 104 between the gate insulating film 103 and the polycrystalline silicon film 106 on the first gate structure G1 side.

したがって、NMISトランジスタ側とPMISトランジスタ側とで、フルシリサイド膜117の組成を作り分ける必要がなくなる。よって、多結晶シリコン膜106の低抵抗化(シリサイド化)処理前に、第一のゲート構造G1側と第二のゲート構造G2側とで、多結晶シリコン膜106の膜厚を異ならせる処理も不要となる。また、N−metal104の存在により、多結晶シリコン膜106の低抵抗化(シリサイド化)処理に際して、半導体基板101側からの拡散を考慮する必要がなくなる。したがって、フルシリサイド膜117の形成制御を容易にコントロールできる。   Therefore, it is not necessary to make the composition of the full silicide film 117 separately on the NMIS transistor side and the PMIS transistor side. Therefore, before the resistance reduction (silicidation) process of the polycrystalline silicon film 106, the process of changing the thickness of the polycrystalline silicon film 106 between the first gate structure G1 side and the second gate structure G2 side is also possible. It becomes unnecessary. In addition, the presence of the N-metal 104 eliminates the need to consider diffusion from the semiconductor substrate 101 side in the process of reducing the resistance (silicidation) of the polycrystalline silicon film 106. Therefore, the formation control of the full silicide film 117 can be easily controlled.

なお、たとえば、NMISトランジスタ側とPMISトランジスタ側とで、同時に組成の異なるフルシリサイド膜を形成するとする。この場合、組成を安定形成できるプロセスウィンドウが狭いために、フルシリサイド組成のバラツキが問題視される。たとえば、NMISトランジスタ側において金属含有率の少ないフルシリサイド膜を形成しようとしても、局所的にNi反応量の多い箇所が現れ、シリサイド金属含有率の多いフルシリサイド相が形成されるという不具合が起こる。また逆に、P型のトランジスタ側において金属含有率の多いフルシリサイドゲートを形成しようとしても、局所的にNi反応量の少ない箇所が現れ、シリサイド金属含有率の少ないフルシリサイド相が形成されるという不具合が起こる。   For example, it is assumed that full silicide films having different compositions are formed simultaneously on the NMIS transistor side and the PMIS transistor side. In this case, since the process window in which the composition can be stably formed is narrow, the variation in the full silicide composition is regarded as a problem. For example, even if an attempt is made to form a full silicide film having a low metal content on the NMIS transistor side, a location where a large amount of Ni reaction appears locally and a full silicide phase having a high silicide metal content is formed. Conversely, even if an attempt is made to form a full silicide gate with a high metal content on the P-type transistor side, a portion with a small amount of Ni reaction appears locally and a full silicide phase with a low content of silicide metal is formed. A malfunction occurs.

上記のように、本実施の形態では、NMISトランジスタ側とPMISトランジスタ側とで、フルシリサイド膜117の組成を作り分ける必要がなくなる。したがって、NMISトランジスタ側とPMISトランジスタ側とで、フルシリサイド膜117の形成に際して、同熱処理条件、同シリコン/シリサイド金属膜厚により、同一組成を作ることが可能となる。このため、プロセス制御ウィンドウは広がり、フルシリサイド膜117の組成のバラツキを防止できる。   As described above, in the present embodiment, it is not necessary to make the composition of the full silicide film 117 separately on the NMIS transistor side and the PMIS transistor side. Therefore, when the full silicide film 117 is formed on the NMIS transistor side and the PMIS transistor side, the same composition can be made by the same heat treatment conditions and the same silicon / silicide metal film thickness. For this reason, the process control window is widened, and variations in the composition of the full silicide film 117 can be prevented.

また、第一のゲート構造G1側と第二のゲート構造G2側とで、多結晶シリコン膜106の膜厚を異ならせる処理が必要な場合には、既存のサイドウォール110,111やオフセットスペーサ、および層間絶縁膜等もエッチングされることになる。これにより、Ni堆積前のゲート形状が悪化する、或いは、ソース・ドレイン領域108,109,112,113に形成されているNiシリサイド等が露出、変質する恐れ等がある。   Further, when it is necessary to make the thickness of the polycrystalline silicon film 106 different between the first gate structure G1 side and the second gate structure G2 side, the existing sidewalls 110 and 111, offset spacers, The interlayer insulating film and the like are also etched. As a result, the gate shape before Ni deposition may deteriorate, or Ni silicide or the like formed in the source / drain regions 108, 109, 112, 113 may be exposed and deteriorated.

本実施の形態では、上記の通り、第一のゲート構造G1側と第二のゲート構造G2側とで、多結晶シリコン膜106の膜厚を異ならせる処理も不要である。したがって、MISトランジスタのゲート形状不安定化を防止することができる。   In the present embodiment, as described above, there is no need to perform the process of making the thickness of the polycrystalline silicon film 106 different between the first gate structure G1 side and the second gate structure G2 side. Therefore, instability of the gate shape of the MIS transistor can be prevented.

以上の観点より、本実施の形態に係る製造方法により、良好な特性を有するデュアルメタルゲートデバイス(CMISデバイス)を容易に作成することが可能となる。   From the above viewpoints, the manufacturing method according to the present embodiment makes it possible to easily create a dual metal gate device (CMIS device) having good characteristics.

また、本実施の形態に係るCMISトランジスタの製造方法では、ニッケルシリサイド114の形成処理と、フルシリサイド膜117の形成処理とを、各々別のシリサイド工程にて実施している。特に、ニッケルシリサイド114の形成処理後に、フルシリサイド膜117の形成を行っている。   In the CMIS transistor manufacturing method according to the present embodiment, the nickel silicide 114 forming process and the full silicide film 117 forming process are performed in separate silicide processes. In particular, after the formation process of the nickel silicide 114, the full silicide film 117 is formed.

したがって、ソース・ドレイン領域108,109,112,113の低抵抗化と、フルシリサイド膜117を有するゲート構造G1,G2の閾値制御とを、同時に満たすことが可能である。また、ニッケルシリサイド114の形成処理の際に、多結晶シリコン膜106の一部をシリサイド化する場合よりも、上記別工程を採用する方が、フルシリサイド膜117の形成制御も容易に成る。   Therefore, it is possible to simultaneously satisfy the reduction in resistance of the source / drain regions 108, 109, 112, and 113 and the threshold control of the gate structures G1 and G2 having the full silicide film 117. In addition, when forming the nickel silicide 114, the formation of the full silicide film 117 can be controlled more easily by adopting the above-mentioned separate process than when a part of the polycrystalline silicon film 106 is silicided.

また、本実施の形態に係るCMISトランジスタの製造方法では、金属膜104として、N−metal104を一層だけを形成している。したがって、金属膜104が複層である場合よりも、本実施の形態に係る方法の方が、より容易に、金属膜104のパターニングができる。つまり、本実施の形態に係る方法の方が、より容易に、第一のゲート構造G1を形成できる。   In the CMIS transistor manufacturing method according to the present embodiment, only one layer of N-metal 104 is formed as the metal film 104. Therefore, the metal film 104 can be patterned more easily by the method according to the present embodiment than when the metal film 104 is a multilayer. That is, the first gate structure G1 can be formed more easily by the method according to the present embodiment.

また、本実施の形態に係るCMISトランジスタの製造方法では、各多結晶シリコン膜106を、フルシリサイド化させている。したがって、ゲート構造G1,G2の全体低抵抗化を図ることができる。   In the CMIS transistor manufacturing method according to the present embodiment, each polycrystalline silicon film 106 is fully silicided. Therefore, the overall resistance of the gate structures G1 and G2 can be reduced.

また、本実施の形態に係るCMISトランジスタの製造方法では、金属膜104は、N型の仕事関数を有するN−metal(Ta化合物またはHf化合物)104である。NMISトランジスタは、所望の閾値電圧動作が可能となる。   In the CMIS transistor manufacturing method according to the present embodiment, the metal film 104 is an N-metal (Ta compound or Hf compound) 104 having an N-type work function. The NMIS transistor can perform a desired threshold voltage operation.

また、本実施の形態に係るCMISトランジスタの製造方法では、5〜30nm程度の膜厚のN−metal104を形成している。したがって、N−metal104が有する仕事関数を4.05±0.3eVの範囲とすることができる。これにより、NMISトランジスタは、所望の閾値電圧動作が可能となる。   In the CMIS transistor manufacturing method according to the present embodiment, the N-metal 104 having a thickness of about 5 to 30 nm is formed. Therefore, the work function of the N-metal 104 can be in the range of 4.05 ± 0.3 eV. As a result, the NMIS transistor can perform a desired threshold voltage operation.

また、本実施の形態に係るCMISトランジスタの製造方法では、第二のゲート構造G2を構成する多結晶シリコン膜106を、Ni3Si、Ni31Si12、およびNi2Siのいずれかの組成に、シリサイド化させている。したがって、PMISトランジスタは、所望の閾値電圧動作が可能となる。 In the CMIS transistor manufacturing method according to the present embodiment, the polycrystalline silicon film 106 constituting the second gate structure G2 is made to have any composition of Ni 3 Si, Ni 31 Si 12 , and Ni 2 Si. , Silicidation. Therefore, the PMIS transistor can perform a desired threshold voltage operation.

また、本実施の形態に係るCMISトランジスタの製造方法では、多結晶シリコン膜106を、Ni、Pt、Ti、Co、Hf、Ta、Yb、Er、およびAlのうち、少なくとも1以上を含む金属を用いて、フルシリサイド化している。したがって、容易に、フルシリサイド膜117を形成することができる。   In the CMIS transistor manufacturing method according to the present embodiment, the polycrystalline silicon film 106 is made of a metal containing at least one of Ni, Pt, Ti, Co, Hf, Ta, Yb, Er, and Al. It is fully silicided. Therefore, the full silicide film 117 can be easily formed.

なお、本実施の形態1では、半導体膜106として、多結晶シリコン膜106を用いた場合について記した。しかし、半導体膜106として、ゲルマニウム膜やシリコンゲルマニウム膜を用いても良い。この場合、低抵抗化処理により、半導体膜106は、フルジャーマナイトゲート等となる。   In the first embodiment, the case where the polycrystalline silicon film 106 is used as the semiconductor film 106 is described. However, a germanium film or a silicon germanium film may be used as the semiconductor film 106. In this case, the semiconductor film 106 becomes a full germanite gate or the like by the low resistance treatment.

このように、半導体膜106として、ゲルマニウム膜やシリコンゲルマニウム膜を用いることにより、低抵抗化後のゲート電極の仕事関数制御範囲が、多結晶シリコン膜を採用したときと比べて変化する。したがって、デバイスの仕様に応じて、材料を変えることにより所望の閾値電圧を有するデバイスが実現できる。   Thus, by using a germanium film or a silicon germanium film as the semiconductor film 106, the work function control range of the gate electrode after the resistance reduction is changed as compared with the case where the polycrystalline silicon film is employed. Therefore, a device having a desired threshold voltage can be realized by changing the material according to the specification of the device.

<実施の形態2>
本実施の形態に係るCMISトランジスタの製造方法を、工程断面図を用いて説明する。
<Embodiment 2>
A method for manufacturing the CMIS transistor according to this embodiment will be described with reference to process cross-sectional views.

まず、図15に示すように、第一の領域S30と第二の領域S40とを有する半導体基板201を用意する。半導体基板201は、たとえば、シリコンの(100)面をエピタキシャル成長させることにより形成される。   First, as shown in FIG. 15, a semiconductor substrate 201 having a first region S30 and a second region S40 is prepared. The semiconductor substrate 201 is formed, for example, by epitaxially growing a (100) plane of silicon.

ここで、第一の領域S30の半導体基板201の上面内には、第一の導電型の第一のMISトランジスタが形成される。第二の領域S40の半導体基板201の上面内には、第二の導電型の第二のMISトランジスタが形成される。本実施の形態では、第一の導電型は、「P型」とする。また、第二の導電型は、「N型」とする。したがって、本実施の形態では、第一のMISトランジスタはPMISトランジスタであり、第二のMISトランジスタはNMISトランジスタである。   Here, a first MIS transistor of the first conductivity type is formed in the upper surface of the semiconductor substrate 201 in the first region S30. A second MIS transistor of the second conductivity type is formed in the upper surface of the semiconductor substrate 201 in the second region S40. In the present embodiment, the first conductivity type is “P-type”. The second conductivity type is “N type”. Therefore, in the present embodiment, the first MIS transistor is a PMIS transistor, and the second MIS transistor is an NMIS transistor.

また、NMISトランジスタとPMISトランジスタとは、半導体基板202の表面内に形成された分離酸化膜202により、電気的に分離されている。当該分離酸化膜202の形成方法は、実施の形態1で説明した分離酸化膜102の形成方法と同じである。   Further, the NMIS transistor and the PMIS transistor are electrically separated by an isolation oxide film 202 formed in the surface of the semiconductor substrate 202. The method for forming the isolation oxide film 202 is the same as the method for forming the isolation oxide film 102 described in the first embodiment.

また、通常の各導電型のイオン注入処理により、半導体基板201内には、N型のウエル領域およびP型のウエル領域が形成される(図15では図示せず)。   Further, an N-type well region and a P-type well region are formed in the semiconductor substrate 201 by a normal ion implantation process of each conductivity type (not shown in FIG. 15).

次に、第一の領域S30の半導体基板201上に、ゲート絶縁膜203と金属膜204と半導体膜206とが当該順に積層した積層構造である、第一のゲート構造G11を形成する。また、第二の領域S40記半導体基板201上に、ゲート絶縁膜203と半導体膜206とが当該順に積層した積層構造である、第二のゲート構造G12を形成する。   Next, a first gate structure G11 having a stacked structure in which a gate insulating film 203, a metal film 204, and a semiconductor film 206 are stacked in this order is formed on the semiconductor substrate 201 in the first region S30. Further, a second gate structure G12 having a stacked structure in which the gate insulating film 203 and the semiconductor film 206 are stacked in this order is formed on the semiconductor substrate 201 in the second region S40.

ここで、第一のゲート構造G11は、PMISトランジスタの構成要素である。また、第二のゲート構造G12は、NMISトランジスタの構成要素である。後述において、具体的な第一のゲート構造G11および第二のゲート構造G12の製造方法を、図16から図19を用いて説明する。   Here, the first gate structure G11 is a component of the PMIS transistor. The second gate structure G12 is a component of the NMIS transistor. In the following, a specific method for manufacturing the first gate structure G11 and the second gate structure G12 will be described with reference to FIGS.

まず、CVD法等により、第一の領域S30および第二の領域S40の半導体基板201の上面に、ゲート絶縁膜203を形成する(図16)。ゲート絶縁膜203として、たとえばハフニウムシリケイト膜(HfSiOまたはHfSiON)などを採用できる。   First, the gate insulating film 203 is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 201 in the first region S30 and the second region S40 by CVD or the like (FIG. 16). As the gate insulating film 203, for example, a hafnium silicate film (HfSiO or HfSiON) can be employed.

次に、たとえばCVD法により、図16に示すように、ゲート絶縁膜203上に金属膜204を形成する。本実施の形態では、金属膜204は、P型の仕事関数を有する金属である。以後、本実施の形態では、金属膜204をP−metal204と称する。   Next, as shown in FIG. 16, a metal film 204 is formed on the gate insulating film 203 by, eg, CVD. In the present embodiment, the metal film 204 is a metal having a P-type work function. Hereinafter, the metal film 204 is referred to as P-metal 204 in the present embodiment.

ここで、P型の仕事関数を有する金属とは、シリコンの価電子帯(Valence Band:Ev=5.12eV)端近傍のエネルギーに相当する仕事関数を有する材料のことである。具体的には、P型の仕事関数を有する金属とは、その仕事関数値が5.17±0.3eVの範囲ある材料のことを指す。当該P−metal204の材料として、たとえば、Ti系化合物(TiN、TiAlN等)、W系化合物(W、WN等)、Ru系化合物(Ru、RuO2等)およびPt系化合物等が挙げられる。なお、当該P−metal204の膜厚は、5〜30nm程度の範囲内が好ましく、たとえば10nm程度とする。 Here, the metal having a P-type work function is a material having a work function corresponding to energy in the vicinity of the valence band (Ev = 5.12 eV) edge of silicon. Specifically, a metal having a P-type work function refers to a material having a work function value in the range of 5.17 ± 0.3 eV. Examples of the material of the P-metal 204 include Ti compounds (TiN, TiAlN, etc.), W compounds (W, WN, etc.), Ru compounds (Ru, RuO 2 etc.), Pt compounds, and the like. The film thickness of the P-metal 204 is preferably in the range of about 5 to 30 nm, for example, about 10 nm.

次に、P−metal204上に、レジスト205を形成する。その後、通常のリソグラフィ工程により、レジスト205をパターニングする。ここで、図17に示すように、パターニング後のレジスト205は、第一の領域S30にのみ残存する。換言すれば、第二の領域S40のレジスト205は除去される。次に、パターニング後のレジスト205をマスクとして使用して、P−metal204に対してウェットエッチ等を施す。これにより、図17に示すように、第二の領域S40に形成されていたP−metal204が除去される。   Next, a resist 205 is formed on the P-metal 204. Thereafter, the resist 205 is patterned by a normal lithography process. Here, as shown in FIG. 17, the patterned resist 205 remains only in the first region S30. In other words, the resist 205 in the second region S40 is removed. Next, wet etching or the like is performed on the P-metal 204 using the patterned resist 205 as a mask. As a result, as shown in FIG. 17, the P-metal 204 formed in the second region S40 is removed.

第一の領域S30からレジスト205を除去した後、CVD法等により、P−metal204上およびゲート絶縁膜203上に、シリコン膜(半導体膜と把握できる)206を成膜する(図18)。シリコン膜206は、成膜時には、多結晶状でもアモルファス状でも良い。シリコン膜206は、この後に行われる活性化熱処理により、多結晶シリコン膜206となる。ここで、シリコン膜206の膜厚は、たとえば100nm程度とする。   After removing the resist 205 from the first region S30, a silicon film (which can be grasped as a semiconductor film) 206 is formed on the P-metal 204 and the gate insulating film 203 by CVD or the like (FIG. 18). The silicon film 206 may be polycrystalline or amorphous at the time of film formation. The silicon film 206 becomes the polycrystalline silicon film 206 by the activation heat treatment performed later. Here, the film thickness of the silicon film 206 is about 100 nm, for example.

次に、図18に示すように、シリコン膜206上に、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等のゲートハードマスク207を形成する。後述するように、ソース・ドレイン領域のシリサイド化工程後に、別途、多結晶シリコン膜206をフルシリサイド化させる。当該ソース・ドレイン領域のシリサイド化工程において、多結晶シリコン膜206がシリサイド化されないように、当該ゲートハードマスク207は、多結晶シリコン膜206の保護膜として機能する。   Next, as shown in FIG. 18, a gate hard mask 207 such as a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed on the silicon film 206. As will be described later, after the silicidation process of the source / drain regions, the polycrystalline silicon film 206 is separately fully silicided. The gate hard mask 207 functions as a protective film for the polycrystalline silicon film 206 so that the polycrystalline silicon film 206 is not silicided in the silicidation process of the source / drain regions.

なお、図18から分かるように、シリコン膜206およびゲートハードマスク207は、第一の領域S30および第二の領域S40の両方に形成されている。   As can be seen from FIG. 18, the silicon film 206 and the gate hard mask 207 are formed in both the first region S30 and the second region S40.

次に、ゲート絶縁膜203、P−metal204、シリコン膜206およびゲートハードマスク207に対して、ドライエッチング、ウェットエッチング等を施す。これにより、図19に示すように、第一の領域S30の半導体基板201上には、第一のゲート構造G11が形成され、第二の領域S40の半導体基板201上には、第二のゲート構造G2が形成される。   Next, dry etching, wet etching, or the like is performed on the gate insulating film 203, the P-metal 204, the silicon film 206, and the gate hard mask 207. Accordingly, as shown in FIG. 19, the first gate structure G11 is formed on the semiconductor substrate 201 in the first region S30, and the second gate is formed on the semiconductor substrate 201 in the second region S40. Structure G2 is formed.

ここで、第一のゲート構造G11は、ゲート絶縁膜203、P−metal204およびシリコン膜206とが当該順に積層された積層構造である(図19)。他方、第二のゲート構造G12は、ゲート絶縁膜203およびシリコン膜206とが当該順に積層された積層構造である(図19)。また、第一のゲート構造G11上および第二のゲート構造G12上には、各々ゲートハードマスク207が形成されている(図19)。   Here, the first gate structure G11 is a stacked structure in which the gate insulating film 203, the P-metal 204, and the silicon film 206 are stacked in this order (FIG. 19). On the other hand, the second gate structure G12 is a stacked structure in which a gate insulating film 203 and a silicon film 206 are stacked in this order (FIG. 19). A gate hard mask 207 is formed on each of the first gate structure G11 and the second gate structure G12 (FIG. 19).

次に、第二の領域S40をマスクし、第一のゲート構造G11の両脇における半導体基板201に対して、P型の不純物イオンを注入する。当該イオン注入により、第一のゲート構造G11の両脇における半導体基板201には、比較的浅い不純物イオン注入領域208が形成される(図20)。   Next, the second region S40 is masked, and P-type impurity ions are implanted into the semiconductor substrate 201 on both sides of the first gate structure G11. By the ion implantation, a relatively shallow impurity ion implantation region 208 is formed in the semiconductor substrate 201 on both sides of the first gate structure G11 (FIG. 20).

他方、第一の領域S30をマスクして、第二のゲート構造G12の両脇における半導体基板201に対して、N型の不純物イオンを注入する。当該イオン注入により、第二のゲート構造G12の両脇における半導体基板201には、比較的浅い不純物イオン注入領域209が形成される(図20)。   On the other hand, masking the first region S30, N-type impurity ions are implanted into the semiconductor substrate 201 on both sides of the second gate structure G12. By the ion implantation, a relatively shallow impurity ion implantation region 209 is formed in the semiconductor substrate 201 on both sides of the second gate structure G12 (FIG. 20).

次に、第一のゲート構造G11および第二のゲート構造G12を覆うように、半導体基板201上に、シリコン酸化膜210およびシリコン窒化膜211を当該順に成膜する。その後、シリコン酸化膜210およびシリコン窒化膜211に対して、異方性エッチング処理を実施する。これにより、図21に示すように、第一のゲート構造G11の両側面および第二のゲート構造G12両側面には、積層構造のサイドウォール膜210,211が形成される。   Next, a silicon oxide film 210 and a silicon nitride film 211 are formed in this order on the semiconductor substrate 201 so as to cover the first gate structure G11 and the second gate structure G12. Thereafter, anisotropic etching is performed on the silicon oxide film 210 and the silicon nitride film 211. As a result, as shown in FIG. 21, sidewall films 210 and 211 having a laminated structure are formed on both side surfaces of the first gate structure G11 and both side surfaces of the second gate structure G12.

次に、第二の領域S40をマスクし、第一のゲート構造G11の両脇における半導体基板201に対して、P型の不純物イオンを再び注入する。当該イオン注入により、第一のゲート構造G11の両脇における半導体基板201には、比較的深い不純物イオン注入領域212が形成される(図22)。   Next, the second region S40 is masked, and P-type impurity ions are implanted again into the semiconductor substrate 201 on both sides of the first gate structure G11. By the ion implantation, a relatively deep impurity ion implantation region 212 is formed in the semiconductor substrate 201 on both sides of the first gate structure G11 (FIG. 22).

他方、第一の領域S30をマスクして、第二のゲート構造G12の両脇における半導体基板201に対して、N型の不純物イオンを再び注入する。当該イオン注入により、第二のゲート構造G12の両脇における半導体基板201には、比較的深い不純物イオン注入領域213が形成される(図22)。   On the other hand, the first region S30 is masked, and N-type impurity ions are again implanted into the semiconductor substrate 201 on both sides of the second gate structure G12. By the ion implantation, relatively deep impurity ion implantation regions 213 are formed in the semiconductor substrate 201 on both sides of the second gate structure G12 (FIG. 22).

次に、不純物イオン注入領域208,209,212,213を活性化するために、図22に示した構造体に対して、熱処理を施す。これにより、第一のゲート構造G11の両脇における半導体基板201の表面内には、PMISトランジスタを構成するソース・ドレイン領域208,212が形成される。他方、第二のゲート構造G12の両脇における半導体基板201の表面内には、NMISトランジスタを構成するソース・ドレイン領域209,213が形成される。なお、活性化のための熱処理により、シリコン膜206は多結晶シリコン206となる。   Next, in order to activate the impurity ion implantation regions 208, 209, 212, and 213, the structure shown in FIG. 22 is subjected to heat treatment. Thus, source / drain regions 208 and 212 constituting the PMIS transistor are formed in the surface of the semiconductor substrate 201 on both sides of the first gate structure G11. On the other hand, source / drain regions 209 and 213 constituting the NMIS transistor are formed in the surface of the semiconductor substrate 201 on both sides of the second gate structure G12. Note that the silicon film 206 becomes polycrystalline silicon 206 by heat treatment for activation.

次に、第一のゲート構造G11および第二のゲート構造G12をマスクした状態で、ソース・ドレイン領域208,209,212,213を低抵抗化させる工程を実施する。   Next, a process of reducing the resistance of the source / drain regions 208, 209, 212, and 213 is performed in a state where the first gate structure G11 and the second gate structure G12 are masked.

具体的に、第一のゲート構造G11および第二のゲート構造G12を覆うように、半導体基板201上に、ニッケル膜を成膜する。そして、シリサイド化(低抵抗化と把握できる)処理を実施する。その後、未反応のニッケル膜を除去する。以上により、図23に示すように、ソース・ドレイン領域208,209,212,213の表面内には、ニッケルシリサイド214が形成される。つまり、当該ニッケルシリサイド214の形成により、第一のゲート構造G11の両脇における半導体基板201の上面および第二のゲート構造G12の両脇における半導体基板201の上面は、低抵抗化される。   Specifically, a nickel film is formed on the semiconductor substrate 201 so as to cover the first gate structure G11 and the second gate structure G12. Then, silicidation processing (which can be understood as low resistance) is performed. Thereafter, the unreacted nickel film is removed. As a result, as shown in FIG. 23, nickel silicide 214 is formed in the surfaces of the source / drain regions 208, 209, 212, and 213. That is, the formation of the nickel silicide 214 reduces the resistance of the upper surface of the semiconductor substrate 201 on both sides of the first gate structure G11 and the upper surface of the semiconductor substrate 201 on both sides of the second gate structure G12.

ここで、第一のゲート構造G11および第二のゲート構造G12の上面には、各々ゲートハードマスク207が形成されている。また、第一のゲート構造G11および第二のゲート構造G12の両側面には、各々サイドウォール膜210,211が形成されている。したがって、ゲートハードマスク207およびサイドウォール膜210,211はキャップ層として機能し、多結晶シリコン膜206はシリサイド化されない。   Here, gate hard masks 207 are respectively formed on the upper surfaces of the first gate structure G11 and the second gate structure G12. Further, sidewall films 210 and 211 are formed on both side surfaces of the first gate structure G11 and the second gate structure G12, respectively. Therefore, the gate hard mask 207 and the sidewall films 210 and 211 function as a cap layer, and the polycrystalline silicon film 206 is not silicided.

次に、第一のゲート構造G11および第二のゲート構造G12を覆うように、半導体基板201上に、層間ライナー膜215および層間絶縁膜216を当該順に形成する(図24)。   Next, an interlayer liner film 215 and an interlayer insulating film 216 are formed in this order on the semiconductor substrate 201 so as to cover the first gate structure G11 and the second gate structure G12 (FIG. 24).

次に、第一のゲート電極G11を構成する多結晶シリコン膜206の上面、および第二のゲート電極G12を構成する多結晶シリコン膜206の上面を露出させる。その後、前記各多結晶シリコン膜(上述したように、半導体膜と把握できる)206を低抵抗化させる処理を実施する。   Next, the upper surface of the polycrystalline silicon film 206 constituting the first gate electrode G11 and the upper surface of the polycrystalline silicon film 206 constituting the second gate electrode G12 are exposed. Thereafter, a process for reducing the resistance of each of the polycrystalline silicon films 206 (which can be grasped as a semiconductor film as described above) is performed.

具体的に、露出している各多結晶シリコン膜206の上面に、シリサイド化金属(たとえば、Ni等)を堆積する。その後、当該シリサイド化金属堆積後の半導体基板201に対して、熱処理を施す。これにより、各多結晶シリコン膜206をフルシリサイド化(低抵抗化と把握できる)される。つまり、図25に示すように、第一のゲート構造G11は、ゲート絶縁膜203、P−metal204およびフルシリサイド膜217の積層構造となり、第二のゲート構造G12は、ゲート絶縁膜203およびフルシリサイド膜217の積層構造となる。   Specifically, a silicide metal (for example, Ni) is deposited on the exposed upper surface of each polycrystalline silicon film 206. Thereafter, a heat treatment is performed on the semiconductor substrate 201 after the silicidation metal deposition. Thereby, each polycrystalline silicon film 206 is fully silicided (it can be grasped as low resistance). That is, as shown in FIG. 25, the first gate structure G11 has a stacked structure of the gate insulating film 203, the P-metal 204, and the full silicide film 217, and the second gate structure G12 has the gate insulating film 203 and the full silicide film. A laminated structure of the film 217 is obtained.

なお、上記シリサイド化金属としては、Ni以外に、Pt、Ti、Co、Hf、Ta、Yb、Er、およびAlなどが挙げられ、これらのいずれか一つ以上を含むことが望ましい。   In addition to Ni, examples of the silicide metal include Pt, Ti, Co, Hf, Ta, Yb, Er, and Al. Desirably, any one or more of these is included.

ここで、P−metal204の膜厚が5nm以上あれば、当該P−metal204は上記所望の仕事関数を示す。P−metal204が当該所望の仕事関数を有すれば、PMISトランジスタは、所望の閾値電圧動作が可能となる。このため、P−metal204の上層の組成は閾値電圧制御には関わらず、フルシリサイド膜217の組成を所望の組成に制御する必要が無い。つまり、第一のゲート構造G11を構成するフルシリサイド膜217と第二のゲート構造G12を構成するフルシリサイド膜217とは、共に同じ組成であっても良い。   Here, if the film thickness of the P-metal 204 is 5 nm or more, the P-metal 204 indicates the desired work function. If the P-metal 204 has the desired work function, the PMIS transistor can perform a desired threshold voltage operation. For this reason, the composition of the upper layer of the P-metal 204 is not required to control the composition of the full silicide film 217 to a desired composition regardless of the threshold voltage control. That is, the full silicide film 217 constituting the first gate structure G11 and the full silicide film 217 constituting the second gate structure G12 may both have the same composition.

背景技術で説明した方法では、NMISトランジスタ側とPMISトランジスタ側で、組成の異なるシリサイド膜を形成する必要がある。そのため、NMISトランジスタ側の多結晶シリコン膜の膜厚とPMIS多結晶シリコン膜の膜厚とを、異ならせる処理が必要であった。   In the method described in the background art, it is necessary to form silicide films having different compositions on the NMIS transistor side and the PMIS transistor side. Therefore, it is necessary to perform a process for making the thickness of the polycrystalline silicon film on the NMIS transistor side different from the thickness of the PMIS polycrystalline silicon film.

しかし、本実施の形態に係る方法では、上記の通り、NMISトランジスタ側とPMISトランジスタ側とで、フルシリサイド膜217の組成を作り分ける必要が無い。つまり、NMISトランジスタ側とPMISトランジスタ側とで、フルシリサイド膜217の組成が同じであっても良い。このため、背景技術で説明したような、他方のMISトランジスタを構成する多結晶シリコン膜を、選択的にエッチングする必要も無い。   However, in the method according to the present embodiment, as described above, it is not necessary to make the composition of the full silicide film 217 separately on the NMIS transistor side and the PMIS transistor side. That is, the composition of the full silicide film 217 may be the same on the NMIS transistor side and the PMIS transistor side. Therefore, there is no need to selectively etch the polycrystalline silicon film constituting the other MIS transistor as described in the background art.

なお、フルシリサイド膜217の形成に際して、ニッケルシリサイド214は、層間絶縁膜216により覆われている。したがって、当該フルシリサイド膜217の形成により、当該ニッケルシリサイド214が、再シリサイド化されたり、エッチングダメージを受けたりすることを防止できる。よって、所望のデバイス特性を維持できる。   In forming the full silicide film 217, the nickel silicide 214 is covered with the interlayer insulating film 216. Therefore, the formation of the full silicide film 217 can prevent the nickel silicide 214 from being resilicided or suffering from etching damage. Therefore, desired device characteristics can be maintained.

また、上記フルシリサイド膜217の形成に際して、シリサイド化金属膜厚、シリサイド化熱処理条件、熱処理を施すタイミング、未反応シリサイド化金属除去のタイミング等を制御する。これにより、第一のゲート構造G11および第二のゲート構造G12を構成するフルシリサイド膜217を、シリサイド金属含有量の少ないフルシリサイドとすることできる。シリサイド金属含有量の少ないフルシリサイドとは、NiSiまたはNiSi2等の組成を有するフルシリサイド膜である。 In forming the full silicide film 217, the thickness of the silicide metal film, the silicidation heat treatment conditions, the timing of the heat treatment, the timing of removing the unreacted silicidation metal, and the like are controlled. Thereby, the full silicide film 217 constituting the first gate structure G11 and the second gate structure G12 can be made into a full silicide with a low silicide metal content. The full silicide with a low silicide metal content is a full silicide film having a composition such as NiSi or NiSi 2 .

たとえば、50nmの膜厚を有する多結晶シリコン膜206に対して、シリサイド金属膜として、Ni膜を30nm以上の膜厚で堆積する。その後、Ni膜形成後の半導体基板201に対して1回目の熱処理を施す。ここで、当該1回目の熱処理は、400℃以下、30秒程度の条件で実施される。当該1回目の熱処理により、多結晶シリコン膜206とNi膜を反応させる。次に未反応Ni膜のみを選択ウェットエッチングにより除去する。その後、半導体基板201に対して2回目の熱処理を施す。当該2回目の熱処理は、500℃、30秒程度の条件で実施される。以上の形成条件により、シリサイド金属含有量の少ないNiフルシリサイド層(この場合、NiSi層)が形成される。   For example, a Ni film is deposited with a thickness of 30 nm or more as a silicide metal film on the polycrystalline silicon film 206 having a thickness of 50 nm. Thereafter, the first heat treatment is performed on the semiconductor substrate 201 after the Ni film is formed. Here, the first heat treatment is performed under conditions of 400 ° C. or lower and about 30 seconds. The polycrystalline silicon film 206 and the Ni film are reacted by the first heat treatment. Next, only the unreacted Ni film is removed by selective wet etching. Thereafter, the semiconductor substrate 201 is subjected to a second heat treatment. The second heat treatment is performed at 500 ° C. for about 30 seconds. Under the above formation conditions, a Ni full silicide layer (in this case, a NiSi layer) having a low silicide metal content is formed.

このように、少なくともNMISトランジスタを構成する第二のゲート構造G12において、フルシリサイド膜217をシリサイド金属含有量の少ないフルシリサイドとする。これにより、NMISトランジスタ側においても、所望の閾値電圧動作が可能となる。   Thus, at least in the second gate structure G12 constituting the NMIS transistor, the full silicide film 217 is made of full silicide with a low silicide metal content. Thereby, a desired threshold voltage operation can be performed also on the NMIS transistor side.

上記フルシリサイド膜217形成後、層間絶縁膜を積み増しし、CMP処理による平坦化、コンタクトプラグ形成等のフローを経て、通常のバックエンドフローを実施する。以上により、CMISトランジスタが完成する。   After the formation of the full silicide film 217, an interlayer insulating film is stacked, and a normal back-end flow is performed through a flow such as planarization by CMP processing and contact plug formation. Thus, the CMIS transistor is completed.

本実施の形態に係るCMISトランジスタの製造方法では、第一のゲート構造G11側には、ゲート絶縁膜203と多結晶シリコン膜206との間に、P−metal204を形成する工程を含んでいる。   The manufacturing method of the CMIS transistor according to the present embodiment includes a step of forming P-metal 204 between the gate insulating film 203 and the polycrystalline silicon film 206 on the first gate structure G11 side.

したがって、NMISトランジスタ側とPMISトランジスタ側とで、フルシリサイド膜217の組成を作り分ける必要がなくなる。よって、多結晶シリコン膜206の低抵抗化(シリサイド化)処理前に、第一のゲート構造G11側と第二のゲート構造G12側とで、多結晶シリコン膜206の膜厚を異ならせる処理も不要となる。また、P−metal204の存在により、多結晶シリコン膜206の低抵抗化(シリサイド化)処理に際して、半導体基板201側からの拡散を考慮する必要がなくなる。したがって、フルシリサイド膜217の形成制御を容易にコントロールできる。   Therefore, it is not necessary to make the composition of the full silicide film 217 separately on the NMIS transistor side and the PMIS transistor side. Therefore, before the resistance of the polycrystalline silicon film 206 is reduced (silicidation), the thickness of the polycrystalline silicon film 206 is different between the first gate structure G11 side and the second gate structure G12 side. It becomes unnecessary. Further, the presence of the P-metal 204 eliminates the need to consider diffusion from the semiconductor substrate 201 side when the resistance of the polycrystalline silicon film 206 is reduced (silicidation). Therefore, the formation control of the full silicide film 217 can be easily controlled.

上記のように、本実施の形態では、NMISトランジスタ側とPMISトランジスタ側とで、フルシリサイド膜217の組成を作り分ける必要がなくなる。したがって、NMISトランジスタ側とPMISトランジスタ側とで、フルシリサイド膜217の形成に際して、同熱処理条件、同シリコン/シリサイド金属膜厚により、同一組成を作ることが可能となる。このため、プロセス制御ウィンドウは広がり、フルシリサイド膜217の組成のバラツキを防止できる。   As described above, in the present embodiment, it is not necessary to make the composition of the full silicide film 217 separately on the NMIS transistor side and the PMIS transistor side. Therefore, when the full silicide film 217 is formed on the NMIS transistor side and the PMIS transistor side, the same composition can be produced by the same heat treatment conditions and the same silicon / silicide metal film thickness. For this reason, the process control window is widened, and variations in the composition of the full silicide film 217 can be prevented.

本実施の形態では、上記の通り、第一のゲート構造G11側と第二のゲート構造G12側とで、多結晶シリコン膜206の膜厚を異ならせる処理も不要である。したがって、MISトランジスタのゲート形状不安定化を防止することができる。   In the present embodiment, as described above, there is no need to perform the process of making the thickness of the polycrystalline silicon film 206 different between the first gate structure G11 side and the second gate structure G12 side. Therefore, instability of the gate shape of the MIS transistor can be prevented.

以上の観点より、本実施の形態に係る製造方法により、良好な特性を有するデュアルメタルゲートデバイス(CMISデバイス)を容易に作成することが可能となる。   From the above viewpoints, the manufacturing method according to the present embodiment makes it possible to easily create a dual metal gate device (CMIS device) having good characteristics.

また、本実施の形態に係るCMISトランジスタの製造方法では、ニッケルシリサイド214の形成処理と、フルシリサイド膜217の形成処理とを、各々別のシリサイド工程にて実施している。特に、ニッケルシリサイド214の形成処理後に、フルシリサイド膜217の形成を行っている。   In the CMIS transistor manufacturing method according to the present embodiment, the nickel silicide 214 formation process and the full silicide film 217 formation process are performed in separate silicide processes. In particular, the full silicide film 217 is formed after the nickel silicide 214 formation process.

したがって、ソース・ドレイン領域208,209,212,213の低抵抗化と、フルシリサイド膜217を有するゲート構造G11,G12の閾値制御とを、同時に満たすことが可能である。また、ニッケルシリサイド214の形成処理の際に、多結晶シリコン膜206の一部をシリサイド化する場合よりも、上記別工程を採用する方が、フルシリサイド膜217の形成制御も容易に成る。   Therefore, it is possible to simultaneously satisfy the reduction in resistance of the source / drain regions 208, 209, 212, and 213 and the threshold control of the gate structures G11 and G12 having the full silicide film 217. In addition, when forming the nickel silicide 214, it is easier to control the formation of the full silicide film 217 by adopting the above-described separate process than when part of the polycrystalline silicon film 206 is silicided.

また、本実施の形態に係るCMISトランジスタの製造方法では、金属膜204として、P−metal204を一層だけを形成している。したがって、金属膜204が複層である場合よりも、本実施の形態に係る方法の方が、より容易に、金属膜204のパターニングができる。つまり、本実施の形態に係る方法の方が、より容易に、第一のゲート構造G11を形成できる。   In the CMIS transistor manufacturing method according to the present embodiment, only one layer of P-metal 204 is formed as the metal film 204. Therefore, the metal film 204 can be patterned more easily by the method according to the present embodiment than when the metal film 204 is a multilayer. That is, the first gate structure G11 can be formed more easily by the method according to the present embodiment.

また、本実施の形態に係るCMISトランジスタの製造方法では、各多結晶シリコン膜206を、フルシリサイド化させている。したがって、ゲート構造G11,G12の全体低抵抗化を図ることができる。   In the CMIS transistor manufacturing method according to the present embodiment, each polysilicon film 206 is fully silicided. Therefore, the overall resistance of the gate structures G11 and G12 can be reduced.

また、本実施の形態に係るCMISトランジスタの製造方法では、金属膜204は、P型の仕事関数を有するP−metal(Ti化合物、W化合物、Ru化合物、およびPt化合物)204である。PMISトランジスタは、所望の閾値電圧動作が可能となる。   In the CMIS transistor manufacturing method according to the present embodiment, the metal film 204 is P-metal (Ti compound, W compound, Ru compound, and Pt compound) 204 having a P-type work function. The PMIS transistor can perform a desired threshold voltage operation.

また、本実施の形態に係るCMISトランジスタの製造方法では、5〜30nm程度の膜厚のP−metal204を形成している。したがって、P−metal204が有する仕事関数を5.17±0.3eVの範囲とすることができる。これにより、PMISトランジスタは、所望の閾値電圧動作が可能となる。   Further, in the method for manufacturing the CMIS transistor according to the present embodiment, the P-metal 204 having a film thickness of about 5 to 30 nm is formed. Therefore, the work function of the P-metal 204 can be in the range of 5.17 ± 0.3 eV. As a result, the PMIS transistor can perform a desired threshold voltage operation.

また、本実施の形態に係るCMISトランジスタの製造方法では、第二のゲート構造G12を構成する多結晶シリコン膜206を、NiSiまたはNiSi2の組成に、シリサイド化させている。したがって、NMISトランジスタは、所望の閾値電圧動作が可能となる。 In the CMIS transistor manufacturing method according to the present embodiment, the polycrystalline silicon film 206 constituting the second gate structure G12 is silicided with a composition of NiSi or NiSi 2 . Therefore, the NMIS transistor can perform a desired threshold voltage operation.

また、本実施の形態に係るCMISトランジスタの製造方法では、多結晶シリコン膜206を、Ni、Pt、Ti、Co、Hf、Ta、Yb、Er、およびAlのうち、少なくとも1以上を含む金属を用いて、フルシリサイド化している。したがって、容易に、フルシリサイド膜217を形成することができる。   In the CMIS transistor manufacturing method according to the present embodiment, the polycrystalline silicon film 206 is made of a metal containing at least one or more of Ni, Pt, Ti, Co, Hf, Ta, Yb, Er, and Al. It is fully silicided. Therefore, the full silicide film 217 can be easily formed.

なお、本実施の形態2では、半導体膜206として、多結晶シリコン膜206を用いた場合について記した。しかし、半導体膜206として、ゲルマニウム膜やシリコンゲルマニウム膜を用いても良い。この場合、低抵抗化処理により、半導体膜206は、フルジャーマナイトゲート等となる。   In the second embodiment, the case where the polycrystalline silicon film 206 is used as the semiconductor film 206 is described. However, a germanium film or a silicon germanium film may be used as the semiconductor film 206. In this case, the semiconductor film 206 becomes a full germanite gate or the like by the low resistance treatment.

このように、半導体膜206として、ゲルマニウム膜やシリコンゲルマニウム膜を用いることにより、低抵抗化後のゲート電極の仕事関数制御範囲が、多結晶シリコン膜を採用したときと比べて変化する。したがって、デバイスの仕様に応じて、材料を変えることにより所望の閾値電圧を有するデバイスが実現できる。   Thus, by using a germanium film or a silicon germanium film as the semiconductor film 206, the work function control range of the gate electrode after the resistance reduction is changed as compared with the case where the polycrystalline silicon film is employed. Therefore, a device having a desired threshold voltage can be realized by changing the material according to the specification of the device.

<実施の形態3>
本実施の形態に係るCMISトランジスタの製造方法を、工程断面図を用いて説明する。
<Embodiment 3>
A method for manufacturing the CMIS transistor according to this embodiment will be described with reference to process cross-sectional views.

図1から図10までの工程は、実施の形態1と同様である。したがって、これらの工程の詳細な説明は、ここでは省略する。   The steps from FIG. 1 to FIG. 10 are the same as those in the first embodiment. Therefore, detailed description of these steps is omitted here.

ここで、本実施の形態では、実施の形態1と同様に、第一の領域S10の半導体基板101の上面内には、第一の導電型の第一のMISトランジスタが形成される。第二の領域S20の半導体基板101の上面内には、第二の導電型の第二のMISトランジスタが形成される。本実施の形態では、第一の導電型は、「N型」とする。また、第二の導電型は、「P型」とする。したがって、本実施の形態では、実施の形態1と同様に、第一のMISトランジスタはNMISトランジスタであり、第二のMISトランジスタはPMISトランジスタである。   Here, in the present embodiment, as in the first embodiment, the first MIS transistor of the first conductivity type is formed in the upper surface of the semiconductor substrate 101 in the first region S10. A second MIS transistor of the second conductivity type is formed in the upper surface of the semiconductor substrate 101 in the second region S20. In the present embodiment, the first conductivity type is “N type”. The second conductivity type is “P type”. Therefore, in the present embodiment, as in the first embodiment, the first MIS transistor is an NMIS transistor, and the second MIS transistor is a PMIS transistor.

次に、図10の構成において、第一のゲート電極G1を構成する多結晶シリコン膜106の上面、および第二のゲート電極G2を構成する多結晶シリコン膜106の上面を露出させる。次に、第二の領域S20をレジストとマスクする。そして、第一のゲート構造G1を構成する多結晶シリコン膜106に対して、たとえば窒素、酸素、燐等の少なくとも1種類以上をイオン注入によりドーピングする。   Next, in the configuration of FIG. 10, the upper surface of the polycrystalline silicon film 106 constituting the first gate electrode G1 and the upper surface of the polycrystalline silicon film 106 constituting the second gate electrode G2 are exposed. Next, the second region S20 is masked with a resist. Then, the polycrystalline silicon film 106 constituting the first gate structure G1 is doped with at least one or more of nitrogen, oxygen, phosphorus, etc. by ion implantation.

当該イオン注入により、図26に示すように、第一のゲート構造G1を構成する多結晶シリコン膜106aが形成される。後に実施される多結晶シリコン膜106aのシリサイド化工程において、当該多結晶シリコン膜106aは、シリサイド金属の半導体基板101方向への拡散を抑制する機能を有する。具体的に、シリサイド金属のN−metal104膜への侵入を抑制できる。なお、図26は、第二の領域S20に形成されていたレジストマスク除去後の構成を示している。   By the ion implantation, as shown in FIG. 26, a polycrystalline silicon film 106a constituting the first gate structure G1 is formed. In the silicidation process of the polycrystalline silicon film 106a performed later, the polycrystalline silicon film 106a has a function of suppressing diffusion of silicide metal in the direction of the semiconductor substrate 101. Specifically, entry of silicide metal into the N-metal 104 film can be suppressed. FIG. 26 shows the configuration after removing the resist mask formed in the second region S20.

その後、多結晶シリコン膜(上述したように、半導体膜と把握できる)106,106aを低抵抗化させる処理を実施する。   Thereafter, a process for reducing the resistance of the polycrystalline silicon films 106 and 106a (which can be grasped as semiconductor films as described above) is performed.

具体的に、露出している各多結晶シリコン膜106,106aの上面に、シリサイド化金属(たとえば、Ni等)を堆積する。その後、当該シリサイド化金属堆積後の半導体基板101に対して、熱処理を施す。これにより、各多結晶シリコン膜106,106aをシリサイド化(低抵抗化と把握できる)される。   Specifically, a silicide metal (for example, Ni) is deposited on the exposed upper surfaces of the polycrystalline silicon films 106 and 106a. Thereafter, heat treatment is performed on the semiconductor substrate 101 after the silicidation metal deposition. Thereby, the polycrystalline silicon films 106 and 106a are silicided (it can be grasped as low resistance).

ここで、多結晶シリコン106aはシリサイド金属の拡散を抑制する。したがって、第一のゲート電極G1側においては、多結晶シリコン106aはすべてシリサイド化されない。つまり、図27に示すように、第一のゲート構造G1は、ゲート絶縁膜103、N−metal104、不純物イオンが注入された多結晶ポリシリコン膜106aおよびシリサイド膜117の積層構造となる。なお、第二のゲート構造G2は、ゲート絶縁膜103およびフルシリサイド膜117の積層構造となる。   Here, the polycrystalline silicon 106a suppresses diffusion of silicide metal. Therefore, all of the polycrystalline silicon 106a is not silicided on the first gate electrode G1 side. That is, as shown in FIG. 27, the first gate structure G1 has a laminated structure of the gate insulating film 103, the N-metal 104, the polycrystalline polysilicon film 106a into which impurity ions are implanted, and the silicide film 117. The second gate structure G2 is a stacked structure of the gate insulating film 103 and the full silicide film 117.

また、上記シリサイド化金属としては、Ni以外に、Pt、Ti、Co、Hf、Ta、Yb、Er、およびAlなどが挙げられ、これらのいずれか一つ以上を含むことが望ましい。   In addition to Ni, examples of the silicide metal include Pt, Ti, Co, Hf, Ta, Yb, Er, and Al, and it is preferable that any one or more of these be included.

多結晶シリコン膜106aが形成される場合においても、N−metal104の膜厚が5nm以上であれば、NMISトランジスタは所望の仕事関数を示す。したがって、当該N−metal104の上層の電極構造に関わらず、NMISトランジスタは、所望の閾値電圧動作が可能である。このため、N−metal104の上層の組成は閾値電圧制御には関わらず、シリサイド膜117の組成を所望の組成に制御する必要が無い。つまり、第一のゲート構造G1を構成するシリサイド膜117と第二のゲート構造G2を構成するフルシリサイド膜117とは、共に同じ組成であっても良い。   Even when the polycrystalline silicon film 106a is formed, the NMIS transistor exhibits a desired work function if the film thickness of the N-metal 104 is 5 nm or more. Therefore, the NMIS transistor can perform a desired threshold voltage operation regardless of the electrode structure of the upper layer of the N-metal 104. For this reason, the composition of the upper layer of the N-metal 104 is not required to control the composition of the silicide film 117 to a desired composition regardless of the threshold voltage control. That is, the silicide film 117 constituting the first gate structure G1 and the full silicide film 117 constituting the second gate structure G2 may both have the same composition.

なお、シリサイド膜117の形成に際して、ニッケルシリサイド114は、層間絶縁膜116により覆われている。したがって、当該シリサイド膜117の形成により、当該ニッケルシリサイド114が、再シリサイド化されたり、エッチングダメージを受けたりすることを防止できる。よって、所望のデバイス特性を維持できる。   When forming the silicide film 117, the nickel silicide 114 is covered with the interlayer insulating film 116. Therefore, the formation of the silicide film 117 can prevent the nickel silicide 114 from being resilicided or damaged by etching. Therefore, desired device characteristics can be maintained.

また、上記シリサイド膜117の形成に際して、シリサイド化金属膜厚、シリサイド化熱処理条件、熱処理を施すタイミング、未反応シリサイド化金属除去のタイミング等を制御する(形成条件の一例は、実施の形態1で説明した通りである)。これにより、第一のゲート構造G1および第二のゲート構造G2を構成するシリサイド膜117を、シリサイド金属含有量の多いフルシリサイドとすることできる。シリサイド金属含有量の多いシリサイドとは、Ni3Si、Ni31Si12、およびNi2Siのいずれかの組成を有するシリサイド膜である。 Further, when the silicide film 117 is formed, the thickness of the silicide metal film, the silicidation heat treatment conditions, the timing of the heat treatment, the timing of removing the unreacted silicidation metal, and the like are controlled (an example of the formation conditions is the first embodiment). As explained). Thereby, the silicide film 117 constituting the first gate structure G1 and the second gate structure G2 can be a full silicide with a high silicide metal content. A silicide having a high silicide metal content is a silicide film having any composition of Ni 3 Si, Ni 31 Si 12 , and Ni 2 Si.

このように、少なくともPMISトランジスタを構成する第二のゲート構造G2において、フルシリサイド膜117をシリサイド金属含有量の多いフルシリサイドとする。これにより、PMISトランジスタ側においても、所望の閾値電圧動作が可能となる。   Thus, at least in the second gate structure G2 constituting the PMIS transistor, the full silicide film 117 is made of full silicide with a high silicide metal content. Thereby, a desired threshold voltage operation can be performed also on the PMIS transistor side.

上記シリサイド膜117形成後、層間絶縁膜を積み増しし、CMP処理による平坦化、コンタクトプラグ形成等のフローを経て、通常のバックエンドフローを実施する。以上により、CMISトランジスタが完成する。   After the formation of the silicide film 117, an interlayer insulating film is stacked, and a normal back-end flow is performed through a flow such as planarization by CMP processing and contact plug formation. Thus, the CMIS transistor is completed.

本実施の形態では上記工程が実施されるので、実施の形態1で説明した効果に加えて、次のような効果も有する。   In the present embodiment, since the above steps are performed, in addition to the effects described in the first embodiment, the following effects are also obtained.

具体的に、本実施の形態では、第一のゲート構造G1を構成する多結晶シリコン106のシリサイド化前に、当該多結晶シリコン106に対して、燐、砒素、および酸素のうち、少なくとも1つをイオン注入している。   Specifically, in the present embodiment, before siliciding the polycrystalline silicon 106 constituting the first gate structure G1, at least one of phosphorus, arsenic, and oxygen is formed on the polycrystalline silicon 106. Ion implantation.

したがって、当該イオン注入された多結晶シリコン膜106aの形成により、多結晶シリコン膜106aのシリサイド化の際に、シリサイド金属の半導体基板101方向への拡散を抑制できる。具体的に、N−metal104へのシリサイド金属の侵入を抑制できる。これにより、NMISトランジスタ側において、仕事関数を変化させる等の影響がなくなり、安定したCMISデバイスが実現可能となる。   Accordingly, the formation of the ion-implanted polycrystalline silicon film 106a can suppress diffusion of silicide metal toward the semiconductor substrate 101 when the polycrystalline silicon film 106a is silicided. Specifically, intrusion of silicide metal into the N-metal 104 can be suppressed. Thereby, there is no influence such as changing the work function on the NMIS transistor side, and a stable CMIS device can be realized.

なお、当該イオン注入処理を施すことにより、第一のゲート構造G1は、ゲート絶縁膜103、N−metal104、不純物イオンが注入された多結晶ポリシリコン膜106aおよびシリサイド膜117が当該順に積層した、積層構造となる。   By performing the ion implantation process, the first gate structure G1 includes a gate insulating film 103, an N-metal 104, a polycrystalline polysilicon film 106a into which impurity ions are implanted, and a silicide film 117, which are stacked in this order. It becomes a laminated structure.

また、半導体膜106として、多結晶シリコンの代わりに、ゲルマニウム膜やシリコンゲルマニウム膜を用いても良い。この場合、低抵抗化処理により、半導体膜106は、ジャーマナイトゲート等となる。   As the semiconductor film 106, a germanium film or a silicon germanium film may be used instead of polycrystalline silicon. In this case, the semiconductor film 106 becomes a germanite gate or the like by the resistance reduction treatment.

<実施の形態4>
本実施の形態に係るCMISトランジスタの製造方法を、工程断面図を用いて説明する。
<Embodiment 4>
A method for manufacturing the CMIS transistor according to this embodiment will be described with reference to process cross-sectional views.

図15から図24までの工程は、実施の形態2と同様である。したがって、これらの工程の詳細な説明は、ここでは省略する。   The steps from FIG. 15 to FIG. 24 are the same as those in the second embodiment. Therefore, detailed description of these steps is omitted here.

ここで、本実施の形態では、実施の形態2と同様に、第一の領域S30の半導体基板201の上面内には、第一の導電型の第一のMISトランジスタが形成される。第二の領域S40の半導体基板201の上面内には、第二の導電型の第二のMISトランジスタが形成される。本実施の形態では、第一の導電型は、「P型」とする。また、第二の導電型は、「N型」とする。したがって、本実施の形態では、実施の形態2と同様に、第一のMISトランジスタはPMISトランジスタであり、第二のMISトランジスタはNMISトランジスタである。   Here, in the present embodiment, as in the second embodiment, a first MIS transistor of the first conductivity type is formed in the upper surface of the semiconductor substrate 201 in the first region S30. A second MIS transistor of the second conductivity type is formed in the upper surface of the semiconductor substrate 201 in the second region S40. In the present embodiment, the first conductivity type is “P-type”. The second conductivity type is “N type”. Therefore, in the present embodiment, as in the second embodiment, the first MIS transistor is a PMIS transistor, and the second MIS transistor is an NMIS transistor.

次に、図24の構成において、第一のゲート電極G11を構成する多結晶シリコン膜206の上面、および第二のゲート電極G12を構成する多結晶シリコン膜206の上面を露出させる。次に、第二の領域S40をレジストとマスクする。そして、第一のゲート構造G11を構成する多結晶シリコン膜206に対して、たとえば窒素、酸素、燐等の少なくとも1種類以上をイオン注入によりドーピングする。   Next, in the configuration of FIG. 24, the upper surface of the polycrystalline silicon film 206 constituting the first gate electrode G11 and the upper surface of the polycrystalline silicon film 206 constituting the second gate electrode G12 are exposed. Next, the second region S40 is masked with a resist. The polycrystalline silicon film 206 constituting the first gate structure G11 is doped with at least one of nitrogen, oxygen, phosphorus, etc. by ion implantation.

当該イオン注入により、図28に示すように、第一のゲート構造G11を構成する多結晶シリコン膜206aが形成される。後に実施される多結晶シリコン膜206aのシリサイド化工程において、当該多結晶シリコン膜206aは、シリサイド金属の半導体基板201方向への拡散を抑制する機能を有する。具体的に、シリサイド金属のP−metal204膜への侵入を抑制できる。なお、図28は、第二の領域S40に形成されていたレジストマスク除去後の構成を示している。   By the ion implantation, as shown in FIG. 28, a polycrystalline silicon film 206a constituting the first gate structure G11 is formed. In the silicidation step of the polycrystalline silicon film 206a performed later, the polycrystalline silicon film 206a has a function of suppressing diffusion of silicide metal in the direction of the semiconductor substrate 201. Specifically, entry of silicide metal into the P-metal 204 film can be suppressed. FIG. 28 shows the configuration after removing the resist mask formed in the second region S40.

その後、多結晶シリコン膜(上述したように、半導体膜と把握できる)206,206aを低抵抗化させる処理を実施する。   Thereafter, a process for reducing the resistance of the polycrystalline silicon films 206 and 206a (which can be grasped as semiconductor films as described above) is performed.

具体的に、露出している各多結晶シリコン膜206,206aの上面に、シリサイド化金属(たとえば、Ni等)を堆積する。その後、当該シリサイド化金属堆積後の半導体基板201に対して、熱処理を施す。これにより、各多結晶シリコン膜206,206aをシリサイド化(低抵抗化と把握できる)される。   Specifically, a silicide metal (for example, Ni or the like) is deposited on the exposed upper surfaces of the polycrystalline silicon films 206 and 206a. Thereafter, a heat treatment is performed on the semiconductor substrate 201 after the silicidation metal deposition. Thereby, the polycrystalline silicon films 206 and 206a are silicided (it can be grasped as low resistance).

ここで、多結晶シリコン206aはシリサイド金属の拡散を抑制する。したがって、第一のゲート電極G11側においては、多結晶シリコン206aはすべてシリサイド化されない。つまり、図29に示すように、第一のゲート構造G11は、ゲート絶縁膜203、P−metal204、不純物イオンが注入された多結晶ポリシリコン膜206aおよびシリサイド膜217の積層構造となる。なお、第二のゲート構造G12は、ゲート絶縁膜203およびフルシリサイド膜217の積層構造となる。   Here, the polycrystalline silicon 206a suppresses diffusion of silicide metal. Therefore, all of the polycrystalline silicon 206a is not silicided on the first gate electrode G11 side. That is, as shown in FIG. 29, the first gate structure G11 has a stacked structure of the gate insulating film 203, the P-metal 204, the polycrystalline polysilicon film 206a into which impurity ions are implanted, and the silicide film 217. The second gate structure G12 has a stacked structure of the gate insulating film 203 and the full silicide film 217.

また、上記シリサイド化金属としては、Ni以外に、Pt、Ti、Co、Hf、Ta、Yb、Er、およびAlなどが挙げられ、これらのいずれか一つ以上を含むことが望ましい。   In addition to Ni, examples of the silicide metal include Pt, Ti, Co, Hf, Ta, Yb, Er, and Al, and it is preferable that any one or more of these be included.

多結晶シリコン膜206aが形成される場合においても、P−metal204の膜厚が5nm以上であれば、PMISトランジスタは所望の仕事関数を示す。したがって、当該P−metal204の上層の電極構造に関わらず、PMISトランジスタは、所望の閾値電圧動作が可能である。このため、P−metal204の上層の組成は閾値電圧制御には関わらず、シリサイド膜217の組成を所望の組成に制御する必要が無い。つまり、第一のゲート構造G11を構成するシリサイド膜217と第二のゲート構造G12を構成するシリサイド膜217とは、共に同じ組成であっても良い。   Even when the polycrystalline silicon film 206a is formed, the PMIS transistor exhibits a desired work function if the thickness of the P-metal 204 is 5 nm or more. Therefore, regardless of the electrode structure of the upper layer of the P-metal 204, the PMIS transistor can perform a desired threshold voltage operation. For this reason, the composition of the upper layer of the P-metal 204 is not required to control the composition of the silicide film 217 to a desired composition regardless of the threshold voltage control. That is, the silicide film 217 constituting the first gate structure G11 and the silicide film 217 constituting the second gate structure G12 may both have the same composition.

なお、シリサイド膜217の形成に際して、ニッケルシリサイド214は、層間絶縁膜216により覆われている。したがって、当該シリサイド膜217の形成により、当該ニッケルシリサイド214が、再シリサイド化されたり、エッチングダメージを受けたりすることを防止できる。よって、所望のデバイス特性を維持できる。   Note that when the silicide film 217 is formed, the nickel silicide 214 is covered with the interlayer insulating film 216. Therefore, the formation of the silicide film 217 can prevent the nickel silicide 214 from being re-silicided or subjected to etching damage. Therefore, desired device characteristics can be maintained.

また、上記シリサイド膜217の形成に際して、シリサイド化金属膜厚、シリサイド化熱処理条件、熱処理を施すタイミング、未反応シリサイド化金属除去のタイミング等を制御する。これにより、第一のゲート構造G11および第二のゲート構造G12を構成するシリサイド膜217を、シリサイド金属含有量の少ないフルシリサイドとすることできる。シリサイド金属含有量の少ないシリサイドとは、NiSiまたはNiSi2等の組成を有するシリサイド膜である。 In forming the silicide film 217, the thickness of the silicide metal film, the silicidation heat treatment conditions, the timing of the heat treatment, the timing of removing the unreacted silicidation metal, and the like are controlled. As a result, the silicide film 217 constituting the first gate structure G11 and the second gate structure G12 can be a full silicide with a low silicide metal content. A silicide having a low silicide metal content is a silicide film having a composition such as NiSi or NiSi 2 .

このように、少なくともNMISトランジスタを構成する第二のゲート構造G12において、フルシリサイド膜217をシリサイド金属含有量の少ないフルシリサイドとする。これにより、NMISトランジスタ側においても、所望の閾値電圧動作が可能となる。   Thus, at least in the second gate structure G12 constituting the NMIS transistor, the full silicide film 217 is made of full silicide with a low silicide metal content. Thereby, a desired threshold voltage operation can be performed also on the NMIS transistor side.

上記シリサイド膜217形成後、層間絶縁膜を積み増しし、CMP処理による平坦化、コンタクトプラグ形成等のフローを経て、通常のバックエンドフローを実施する。以上により、CMISトランジスタが完成する。   After the formation of the silicide film 217, an interlayer insulating film is stacked, and a normal back-end flow is performed through a flow such as planarization by CMP processing and contact plug formation. Thus, the CMIS transistor is completed.

本実施の形態では上記工程が実施されるので、実施の形態2で説明した効果に加えて、次のような効果も有する。   In the present embodiment, since the above steps are performed, in addition to the effects described in the second embodiment, the following effects are also obtained.

具体的に、本実施の形態では、第一のゲート構造G11を構成する多結晶シリコン206のシリサイド化前に、当該多結晶シリコン206に対して、燐、砒素、および酸素のうち、少なくとも1つをイオン注入している。   Specifically, in the present embodiment, before siliciding the polycrystalline silicon 206 constituting the first gate structure G11, at least one of phosphorus, arsenic, and oxygen is formed on the polycrystalline silicon 206. Ion implantation.

したがって、当該イオン注入された多結晶シリコン膜206aの形成により、多結晶シリコン膜206aのシリサイド化の際に、シリサイド金属の半導体基板201方向への拡散を抑制できる。具体的に、P−metal204へのシリサイド金属の侵入を抑制できる。これにより、PMISトランジスタ側において、仕事関数を変化させる等の影響がなくなり、安定したCMISデバイスが実現可能となる。   Accordingly, the formation of the ion-implanted polycrystalline silicon film 206a can suppress diffusion of silicide metal in the direction of the semiconductor substrate 201 when the polycrystalline silicon film 206a is silicided. Specifically, intrusion of silicide metal into the P-metal 204 can be suppressed. Thereby, there is no influence such as changing the work function on the PMIS transistor side, and a stable CMIS device can be realized.

なお、当該イオン注入処理を施すことにより、第一のゲート構造G11は、ゲート絶縁膜203、P−metal204、不純物イオンが注入された多結晶ポリシリコン膜206aおよびシリサイド膜217が当該順に積層した、積層構造となる。   By performing the ion implantation process, the first gate structure G11 includes a gate insulating film 203, a P-metal 204, a polycrystalline polysilicon film 206a into which impurity ions are implanted, and a silicide film 217, which are stacked in this order. It becomes a laminated structure.

また、半導体膜206として、多結晶シリコンの代わりに、ゲルマニウム膜やシリコンゲルマニウム膜を用いても良い。この場合、低抵抗化処理により、半導体膜206は、ジャーマナイトゲート等となる。   Further, as the semiconductor film 206, a germanium film or a silicon germanium film may be used instead of polycrystalline silicon. In this case, the semiconductor film 206 becomes a germanite gate or the like by the low resistance treatment.

<実施の形態5>
本実施の形態に係るCMISトランジスタの製造方法は、実施の形態1に係るCMISトランジスタの製造方法の応用形態である。本実施の形態に係る製造方法を、工程断面図を用いて説明する。
<Embodiment 5>
The CMIS transistor manufacturing method according to the present embodiment is an application of the CMIS transistor manufacturing method according to the first embodiment. A manufacturing method according to the present embodiment will be described with reference to process cross-sectional views.

図1に示した半導体基板101を用意する。実施の形態1で説明したように、第一の領域S10には、NMISトランジスタが形成され、第二の領域S20には、PMISトランジスタが形成される。イオン注入処理により、半導体基板101内には、N型のウエル領域およびP型のウエル領域が形成される(図1では図示せず)。   The semiconductor substrate 101 shown in FIG. 1 is prepared. As described in the first embodiment, the NMIS transistor is formed in the first region S10, and the PMIS transistor is formed in the second region S20. By the ion implantation process, an N-type well region and a P-type well region are formed in the semiconductor substrate 101 (not shown in FIG. 1).

次に、第一の領域S10の半導体基板101上に、ゲート絶縁膜103と金属膜(N−metal)104と上層金属膜404と半導体膜(多結晶シリコン膜)106とが当該順に積層した積層構造である、第一のゲート構造G31を形成する。また、第二の領域S20記半導体基板101上に、ゲート絶縁膜103と半導体膜(多結晶シリコン膜)106とが当該順に積層した積層構造である、第二のゲート構造G2を形成する。   Next, a stack in which a gate insulating film 103, a metal film (N-metal) 104, an upper metal film 404, and a semiconductor film (polycrystalline silicon film) 106 are stacked in this order on the semiconductor substrate 101 in the first region S10. A first gate structure G31, which is a structure, is formed. In addition, a second gate structure G2 having a stacked structure in which a gate insulating film 103 and a semiconductor film (polycrystalline silicon film) 106 are stacked in this order is formed on the semiconductor substrate 101 in the second region S20.

ここで、第一のゲート構造G31は、NMISトランジスタの構成要素である。また、第二のゲート構造G2は、PMISトランジスタの構成要素である。後述において、具体的な第一のゲート構造G31および第二のゲート構造G2の製造方法を、図30から図33を用いて説明する。   Here, the first gate structure G31 is a component of the NMIS transistor. The second gate structure G2 is a component of the PMIS transistor. In the following, a specific method for manufacturing the first gate structure G31 and the second gate structure G2 will be described with reference to FIGS.

まず、実施の形態1で説明したように、第一の領域S10および第二の領域S20の半導体基板101上に、ハフニウムシリケイト膜から成るゲート絶縁膜103を形成する(図30)。次に、実施の形態1と同様に、ゲート絶縁膜103上にN−metal104を形成する(図30)。N−metal104の膜厚は、5nm〜30nm程度であり、たとえば10nmである。   First, as described in the first embodiment, the gate insulating film 103 made of a hafnium silicate film is formed on the semiconductor substrate 101 in the first region S10 and the second region S20 (FIG. 30). Next, as in Embodiment 1, N-metal 104 is formed on the gate insulating film 103 (FIG. 30). The film thickness of N-metal 104 is about 5 nm to 30 nm, for example, 10 nm.

次に、本実施の形態では、N−metal104上に、上層金属膜404を形成する(図30)。当該上層金属膜404は、N−metal104の酸化防止膜として機能する。当該機能を有する上層金属膜404として、たとえばTiN、TaN、およびHfNのいずれかが適している。   Next, in this embodiment, an upper metal film 404 is formed on the N-metal 104 (FIG. 30). The upper metal film 404 functions as an antioxidant film for the N-metal 104. For example, any one of TiN, TaN, and HfN is suitable as the upper metal film 404 having the function.

次に、上層金属膜404上に、所定のパターンのレジスト105を形成する(図31)。図31に示すように、パターニング後のレジスト105は、第一の領域S10にのみ残存する。次に、パターニング後のレジスト105をマスクとして使用して、上層金属膜404およびN−metal104に対してウェットエッチ等を施す。これにより、図31に示すように、第二の領域S20に形成されていた、上層金属膜404およびN−metal104が除去される。   Next, a resist 105 having a predetermined pattern is formed on the upper metal film 404 (FIG. 31). As shown in FIG. 31, the patterned resist 105 remains only in the first region S10. Next, using the patterned resist 105 as a mask, wet etching or the like is performed on the upper metal film 404 and the N-metal 104. Thereby, as shown in FIG. 31, the upper metal film 404 and the N-metal 104 formed in the second region S20 are removed.

第一の領域S10からレジスト105を除去した後、上層金属膜404上およびゲート絶縁膜103上に、実施の形態1で示したシリコン膜106を成膜する(図32)。次に、図32に示すように、多結晶シリコン膜106上に、実施の形態1で示したゲートハードマスク107を形成する。なお、図32から分かるように、多結晶シリコン膜106およびゲートハードマスク107は、第一の領域S10および第二の領域S20の両方に形成されている。   After removing the resist 105 from the first region S10, the silicon film 106 described in Embodiment 1 is formed over the upper metal film 404 and the gate insulating film 103 (FIG. 32). Next, as shown in FIG. 32, the gate hard mask 107 shown in the first embodiment is formed on the polycrystalline silicon film 106. As can be seen from FIG. 32, the polycrystalline silicon film 106 and the gate hard mask 107 are formed in both the first region S10 and the second region S20.

次に、ゲート絶縁膜103、N−metal104、上層金属膜404、多結晶シリコン膜106およびゲートハードマスク107に対して、ドライエッチング、ウェットエッチング等を施す。これにより、図33に示すように、第一の領域S10の半導体基板101上には、第一のゲート構造G31が形成され、第二の領域S20の半導体基板101上には、第二のゲート構造G2が形成される。   Next, dry etching, wet etching, or the like is performed on the gate insulating film 103, the N-metal 104, the upper metal film 404, the polycrystalline silicon film 106, and the gate hard mask 107. Thus, as shown in FIG. 33, the first gate structure G31 is formed on the semiconductor substrate 101 in the first region S10, and the second gate is formed on the semiconductor substrate 101 in the second region S20. Structure G2 is formed.

ここで、第一のゲート構造G31は、ゲート絶縁膜103、N−metal104、上層金属膜404および多結晶シリコン膜106とが当該順に積層された積層構造である(図33)。他方、第二のゲート構造G2は、ゲート絶縁膜103および多結晶シリコン膜106とが当該順に積層された積層構造である(図33)。また、第一のゲート構造G31上および第二のゲート構造G2上には、各々ゲートハードマスク107が形成されている(図33)。   Here, the first gate structure G31 is a stacked structure in which the gate insulating film 103, the N-metal 104, the upper metal film 404, and the polycrystalline silicon film 106 are stacked in this order (FIG. 33). On the other hand, the second gate structure G2 is a stacked structure in which the gate insulating film 103 and the polycrystalline silicon film 106 are stacked in this order (FIG. 33). A gate hard mask 107 is formed on each of the first gate structure G31 and the second gate structure G2 (FIG. 33).

以後、実施の形態1と同様に、ソース・ドレイン領域108,112,109,113の形成、サイドウォール膜110,111の形成、ニッケルシリサイド114形成、層間ライナー膜115と層間絶縁膜116の形成、および多結晶シリコン膜106のフルシリサイド化処理等を実施する。   Thereafter, as in the first embodiment, formation of source / drain regions 108, 112, 109, 113, formation of sidewall films 110, 111, formation of nickel silicide 114, formation of interlayer liner film 115 and interlayer insulating film 116, Further, a full silicidation process or the like of the polycrystalline silicon film 106 is performed.

これにより、図34に示す構造が形成される。図34に示すように、第一のゲート構造G31は、ゲート絶縁膜103、N−metal104、上層金属膜404およびフルシリサイド膜117の積層構造となり、第二のゲート構造G2は、ゲート絶縁膜103およびフルシリサイド膜117の積層構造となる。なお、実施の形態1で説明したように、第二のゲート構造G2を構成するフルシリサイド膜117は、シリサイド金属含有量の多いフルシリサイドである。   Thereby, the structure shown in FIG. 34 is formed. As shown in FIG. 34, the first gate structure G31 has a stacked structure of the gate insulating film 103, the N-metal 104, the upper metal film 404, and the full silicide film 117, and the second gate structure G2 has the gate insulating film 103. In addition, a stacked structure of the full silicide film 117 is obtained. As described in the first embodiment, the full silicide film 117 constituting the second gate structure G2 is full silicide having a high silicide metal content.

上記フルシリサイド膜117形成後、層間絶縁膜を積み増しし、CMP処理による平坦化、コンタクトプラグ形成等のフローを経て、通常のバックエンドフローを実施する。以上により、CMISトランジスタが完成する。   After the formation of the full silicide film 117, an interlayer insulating film is stacked, and a normal back-end flow is performed through a flow such as planarization by CMP processing and contact plug formation. Thus, the CMIS transistor is completed.

本実施の形態では上記工程が実施されるので、実施の形態1で説明した効果に加えて、次のような効果も有する。   In the present embodiment, since the above steps are performed, in addition to the effects described in the first embodiment, the following effects are also obtained.

具体的に、本実施の形態では、ゲート絶縁膜103、N−metal104、上層金属膜404、および多結晶シリコン膜106(後に、フルシリサイド膜117となる)とが当該順に積層した積層構造である、第一のゲート構造G31を形成する工程を含んでいる。ここで、上層金属膜404は、TiN、TaN、およびHfNのいずれかである。   Specifically, in this embodiment mode, the gate insulating film 103, the N-metal 104, the upper metal film 404, and the polycrystalline silicon film 106 (which later becomes the full silicide film 117) are stacked in that order. And a step of forming the first gate structure G31. Here, the upper metal film 404 is one of TiN, TaN, and HfN.

したがって、N−metal104上に上層金属膜404が形成されているので、多結晶シリコン106のフルシリサイド化処理の際に、シリサイド金属がN−metal104中に侵入することを抑制できる。さらに、上層金属膜404は、TiN、TaN、およびHfN等であるので、N−metal104の酸化防止層として機能する。よって、N−metal104がウェハプロセス中に変質することを防止できる。以上により、安定したデバイス特性が実現できる。   Therefore, since the upper metal film 404 is formed on the N-metal 104, it is possible to prevent the silicide metal from entering the N-metal 104 when the polycrystalline silicon 106 is fully silicided. Furthermore, since the upper metal film 404 is made of TiN, TaN, HfN, or the like, it functions as an anti-oxidation layer for the N-metal 104. Therefore, the N-metal 104 can be prevented from being deteriorated during the wafer process. As described above, stable device characteristics can be realized.

また、半導体膜106として、多結晶シリコンの代わりに、ゲルマニウム膜やシリコンゲルマニウム膜を用いても良い。この場合、低抵抗化処理により、半導体膜106は、フルジャーマナイトゲート等となる。   As the semiconductor film 106, a germanium film or a silicon germanium film may be used instead of polycrystalline silicon. In this case, the semiconductor film 106 becomes a full germanite gate or the like by the low resistance treatment.

<実施の形態6>
本実施の形態に係るCMISトランジスタの製造方法は、実施の形態2に係るCMISトランジスタの製造方法の応用形態である。本実施の形態に係る製造方法を、工程断面図を用いて説明する。
<Embodiment 6>
The CMIS transistor manufacturing method according to the present embodiment is an application of the CMIS transistor manufacturing method according to the second embodiment. A manufacturing method according to the present embodiment will be described with reference to process cross-sectional views.

図15に示した半導体基板201を用意する。実施の形態2で説明したように、第一の領域S30には、PMISトランジスタが形成され、第二の領域S40には、NMISトランジスタが形成される。イオン注入処理により、半導体基板201内には、N型のウエル領域およびP型のウエル領域が形成される(図15では図示せず)。   A semiconductor substrate 201 shown in FIG. 15 is prepared. As described in the second embodiment, the PMIS transistor is formed in the first region S30, and the NMIS transistor is formed in the second region S40. By the ion implantation process, an N-type well region and a P-type well region are formed in the semiconductor substrate 201 (not shown in FIG. 15).

次に、第一の領域S30の半導体基板201上に、ゲート絶縁膜203と金属膜(P−metal)204と上層金属膜504と半導体膜(多結晶シリコン膜)206とが当該順に積層した積層構造である、第一のゲート構造G41を形成する。また、第二の領域S40記半導体基板201上に、ゲート絶縁膜203と半導体膜(多結晶シリコン膜)206とが当該順に積層した積層構造である、第二のゲート構造G12を形成する。   Next, a stack in which a gate insulating film 203, a metal film (P-metal) 204, an upper metal film 504, and a semiconductor film (polycrystalline silicon film) 206 are stacked in this order on the semiconductor substrate 201 in the first region S30. A first gate structure G41, which is a structure, is formed. In addition, a second gate structure G12 having a stacked structure in which a gate insulating film 203 and a semiconductor film (polycrystalline silicon film) 206 are stacked in this order is formed on the semiconductor substrate 201 in the second region S40.

ここで、第一のゲート構造G41は、PMISトランジスタの構成要素である。また、第二のゲート構造G12は、NMISトランジスタの構成要素である。後述において、具体的な第一のゲート構造G41および第二のゲート構造G12の製造方法を、図35から図38を用いて説明する。   Here, the first gate structure G41 is a component of the PMIS transistor. The second gate structure G12 is a component of the NMIS transistor. In the following, a specific method for manufacturing the first gate structure G41 and the second gate structure G12 will be described with reference to FIGS.

まず、実施の形態2で説明したように、第一の領域S30および第二の領域S40の半導体基板201上に、ハフニウムシリケイト膜から成るゲート絶縁膜203を形成する(図35)。次に、実施の形態2と同様に、ゲート絶縁膜203上にP−metal204を形成する(図35)。P−metal204の膜厚は、5nm〜30nm程度であり、たとえば10nmである。   First, as described in the second embodiment, the gate insulating film 203 made of a hafnium silicate film is formed on the semiconductor substrate 201 in the first region S30 and the second region S40 (FIG. 35). Next, as in the second embodiment, P-metal 204 is formed on the gate insulating film 203 (FIG. 35). The film thickness of P-metal 204 is about 5 nm to 30 nm, for example, 10 nm.

次に、本実施の形態では、P−metal204上に、上層金属膜504を形成する(図35)。当該上層金属膜504は、P−metal204の酸化防止膜として機能する。当該機能を有する上層金属膜504として、たとえばTiN、TaN、およびHfNのいずれかが適している。   Next, in this embodiment, an upper metal film 504 is formed on the P-metal 204 (FIG. 35). The upper metal film 504 functions as an antioxidant film for P-metal 204. For example, any one of TiN, TaN, and HfN is suitable as the upper metal film 504 having the function.

次に、上層金属膜504上に、所定のパターンのレジスト205を形成する(図36)。図36に示すように、パターニング後のレジスト205は、第一の領域S30にのみ残存する。次に、パターニング後のレジスト205をマスクとして使用して、上層金属膜504およびP−metal204に対してウェットエッチ等を施す。これにより、図36に示すように、第二の領域S40に形成されていた、上層金属膜504およびP−metal204が除去される。   Next, a resist 205 having a predetermined pattern is formed on the upper metal film 504 (FIG. 36). As shown in FIG. 36, the patterned resist 205 remains only in the first region S30. Next, using the patterned resist 205 as a mask, wet etching or the like is performed on the upper metal film 504 and the P-metal 204. Thereby, as shown in FIG. 36, the upper metal film 504 and the P-metal 204 formed in the second region S40 are removed.

第一の領域S30からレジスト205を除去した後、上層金属膜504上およびゲート絶縁膜203上に、実施の形態2で示した多結晶シリコン膜206を成膜する(図37)。次に、図37に示すように、多結晶シリコン膜206上に、実施の形態2で示したゲートハードマスク207を形成する。なお、図37から分かるように、多結晶シリコン膜206およびゲートハードマスク207は、第一の領域S30および第二の領域S40の両方に形成されている。   After removing the resist 205 from the first region S30, the polycrystalline silicon film 206 shown in Embodiment Mode 2 is formed on the upper metal film 504 and the gate insulating film 203 (FIG. 37). Next, as shown in FIG. 37, the gate hard mask 207 shown in the second embodiment is formed on the polycrystalline silicon film 206. As can be seen from FIG. 37, the polycrystalline silicon film 206 and the gate hard mask 207 are formed in both the first region S30 and the second region S40.

次に、ゲート絶縁膜203、P−metal204、上層金属膜504、多結晶シリコン膜206およびゲートハードマスク207に対して、ドライエッチング、ウェットエッチング等を施す。これにより、図38に示すように、第一の領域S30の半導体基板201上には、第一のゲート構造G41が形成され、第二の領域S40の半導体基板201上には、第二のゲート構造G12が形成される。   Next, dry etching, wet etching, or the like is performed on the gate insulating film 203, the P-metal 204, the upper metal film 504, the polycrystalline silicon film 206, and the gate hard mask 207. As a result, as shown in FIG. 38, the first gate structure G41 is formed on the semiconductor substrate 201 in the first region S30, and the second gate is formed on the semiconductor substrate 201 in the second region S40. Structure G12 is formed.

ここで、第一のゲート構造G41は、ゲート絶縁膜203、P−metal204、上層金属膜504および多結晶シリコン膜206とが当該順に積層された積層構造である(図38)。他方、第二のゲート構造G12は、ゲート絶縁膜203および多結晶シリコン膜206とが当該順に積層された積層構造である(図38)。また、第一のゲート構造G41上および第二のゲート構造G12上には、各々ゲートハードマスク207が形成されている(図38)。   Here, the first gate structure G41 is a stacked structure in which the gate insulating film 203, the P-metal 204, the upper metal film 504, and the polycrystalline silicon film 206 are stacked in this order (FIG. 38). On the other hand, the second gate structure G12 is a laminated structure in which the gate insulating film 203 and the polycrystalline silicon film 206 are laminated in this order (FIG. 38). A gate hard mask 207 is formed on each of the first gate structure G41 and the second gate structure G12 (FIG. 38).

以後、実施の形態2と同様に、ソース・ドレイン領域208,212,209,213の形成、サイドウォール膜210,211の形成、ニッケルシリサイド214形成、層間ライナー膜215と層間絶縁膜216の形成、および多結晶シリコン膜206のフルシリサイド化処理等を実施する。   Thereafter, as in the second embodiment, formation of source / drain regions 208, 212, 209, 213, formation of sidewall films 210, 211, formation of nickel silicide 214, formation of interlayer liner film 215 and interlayer insulating film 216, Further, a full silicidation process or the like of the polycrystalline silicon film 206 is performed.

これにより、図39に示す構造が形成される。図39に示すように、第一のゲート構造G41は、ゲート絶縁膜203、P−metal204、上層金属膜504およびフルシリサイド膜217の積層構造となり、第二のゲート構造G12は、ゲート絶縁膜203およびフルシリサイド膜217の積層構造となる。なお、実施の形態2で説明したように、第二のゲート構造G12を構成するフルシリサイド膜217は、シリサイド金属含有量の少ないフルシリサイドである。   Thereby, the structure shown in FIG. 39 is formed. As shown in FIG. 39, the first gate structure G41 has a stacked structure of the gate insulating film 203, the P-metal 204, the upper metal film 504, and the full silicide film 217, and the second gate structure G12 has the gate insulating film 203. Further, a laminated structure of the full silicide film 217 is obtained. As described in the second embodiment, the full silicide film 217 constituting the second gate structure G12 is a full silicide with a low silicide metal content.

上記フルシリサイド膜217形成後、層間絶縁膜を積み増しし、CMP処理による平坦化、コンタクトプラグ形成等のフローを経て、通常のバックエンドフローを実施する。以上により、CMISトランジスタが完成する。   After the formation of the full silicide film 217, an interlayer insulating film is stacked, and a normal back-end flow is performed through a flow such as planarization by CMP processing and contact plug formation. Thus, the CMIS transistor is completed.

本実施の形態では上記工程が実施されるので、実施の形態2で説明した効果に加えて、次のような効果も有する。   In the present embodiment, since the above steps are performed, in addition to the effects described in the second embodiment, the following effects are also obtained.

具体的に、本実施の形態では、ゲート絶縁膜203、P−metal204、上層金属膜504、および多結晶シリコン膜206(後に、フルシリサイド膜217となる)とが当該順に積層した積層構造である、第一のゲート構造G41を形成する工程を含んでいる。ここで、上層金属膜504は、TiN、TaN、およびHfNのいずれかである。   Specifically, in this embodiment mode, the gate insulating film 203, the P-metal 204, the upper metal film 504, and the polycrystalline silicon film 206 (which later becomes the full silicide film 217) are stacked in that order. And a step of forming the first gate structure G41. Here, the upper metal film 504 is any one of TiN, TaN, and HfN.

したがって、P−metal204上に上層金属膜504が形成されているので、多結晶シリコン206のフルシリサイド化処理の際に、シリサイド金属がP−metal204中に侵入することを抑制できる。さらに、上層金属膜504は、TiN、TaN、およびHfN等であるので、P−metal204の酸化防止層として機能する。よって、P−metal204がウェハプロセス中に変質することを防止できる。以上により、安定したデバイス特性が実現できる。   Therefore, since the upper metal film 504 is formed on the P-metal 204, it is possible to suppress the silicide metal from entering the P-metal 204 when the polycrystalline silicon 206 is fully silicided. Furthermore, since the upper metal film 504 is made of TiN, TaN, HfN, or the like, it functions as an antioxidant layer for the P-metal 204. Therefore, the P-metal 204 can be prevented from being deteriorated during the wafer process. As described above, stable device characteristics can be realized.

また、半導体膜206として、多結晶シリコンの代わりに、ゲルマニウム膜やシリコンゲルマニウム膜を用いても良い。この場合、低抵抗化処理により、半導体膜206は、フルジャーマナイトゲート等となる。   Further, as the semiconductor film 206, a germanium film or a silicon germanium film may be used instead of polycrystalline silicon. In this case, the semiconductor film 206 becomes a full germanite gate or the like by the low resistance treatment.

上記各実施の形態に記載のCMISトランジスタの形成方法は、45nmノード以降のシリコン半導体集積回路製品の全てが対象となる。特に、トランジスタの電流駆動能力の向上が望まれるものに適する。具体的に、本発明は、高速動作を求められるロジック回路の製造方法に適する。   The method for forming the CMIS transistor described in each of the above embodiments is applied to all silicon semiconductor integrated circuit products after the 45 nm node. In particular, it is suitable for a transistor in which improvement of the current drive capability of the transistor is desired. Specifically, the present invention is suitable for a logic circuit manufacturing method that requires high-speed operation.

実施の形態1に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。8 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。8 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。8 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。8 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。8 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。8 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。8 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。8 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。8 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。8 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。8 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the first embodiment. FIG. 従来技術に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。It is process sectional drawing explaining the manufacturing method of the CMIS transistor which concerns on a prior art. 従来技術に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。It is process sectional drawing explaining the manufacturing method of the CMIS transistor which concerns on a prior art. 従来技術に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。It is process sectional drawing explaining the manufacturing method of the CMIS transistor which concerns on a prior art. 実施の形態2に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。11 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the second embodiment. FIG. 実施の形態2に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。11 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the second embodiment. FIG. 実施の形態2に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。11 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the second embodiment. FIG. 実施の形態2に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。11 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the second embodiment. FIG. 実施の形態2に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。11 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the second embodiment. FIG. 実施の形態2に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。11 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the second embodiment. FIG. 実施の形態2に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。11 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the second embodiment. FIG. 実施の形態2に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。11 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the second embodiment. FIG. 実施の形態2に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。11 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the second embodiment. FIG. 実施の形態2に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。11 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the second embodiment. FIG. 実施の形態2に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。11 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the second embodiment. FIG. 実施の形態3に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。10 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the third embodiment. FIG. 実施の形態3に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。10 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the CMIS transistor according to the third embodiment. FIG. 実施の形態4に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。It is process sectional drawing explaining the manufacturing method of the CMIS transistor which concerns on Embodiment 4. FIG. 実施の形態4に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。It is process sectional drawing explaining the manufacturing method of the CMIS transistor which concerns on Embodiment 4. FIG. 実施の形態5に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。It is process sectional drawing explaining the manufacturing method of the CMIS transistor which concerns on Embodiment 5. FIG. 実施の形態5に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。It is process sectional drawing explaining the manufacturing method of the CMIS transistor which concerns on Embodiment 5. FIG. 実施の形態5に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。It is process sectional drawing explaining the manufacturing method of the CMIS transistor which concerns on Embodiment 5. FIG. 実施の形態5に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。It is process sectional drawing explaining the manufacturing method of the CMIS transistor which concerns on Embodiment 5. FIG. 実施の形態5に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。It is process sectional drawing explaining the manufacturing method of the CMIS transistor which concerns on Embodiment 5. FIG. 実施の形態6に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。It is process sectional drawing explaining the manufacturing method of the CMIS transistor which concerns on Embodiment 6. FIG. 実施の形態6に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。It is process sectional drawing explaining the manufacturing method of the CMIS transistor which concerns on Embodiment 6. FIG. 実施の形態6に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。It is process sectional drawing explaining the manufacturing method of the CMIS transistor which concerns on Embodiment 6. FIG. 実施の形態6に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。It is process sectional drawing explaining the manufacturing method of the CMIS transistor which concerns on Embodiment 6. FIG. 実施の形態6に係るCMISトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。It is process sectional drawing explaining the manufacturing method of the CMIS transistor which concerns on Embodiment 6. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

101,201 半導体基板、103,203 ゲート絶縁膜、104 金属膜(N−metal)、106,206 多結晶シリコン(半導体膜)、106a,206a イオン注入された多結晶シリコン、114,214 ニッケルシリサイド、117,217 フルシリサイド膜(シリサイド膜)、204 金属膜(P−metal)、404,504 上層金属膜、G1,G11 第一のゲート構造、G2,G12 第二のゲート構造、S10,S30 第一の領域、S20,S40 第二の領域。   101, 201 Semiconductor substrate, 103, 203 Gate insulating film, 104 Metal film (N-metal), 106, 206 Polycrystalline silicon (semiconductor film), 106a, 206a Ion-implanted polycrystalline silicon, 114, 214 Nickel silicide, 117, 217 Full silicide film (silicide film), 204 metal film (P-metal), 404, 504 upper metal film, G1, G11 first gate structure, G2, G12 second gate structure, S10, S30 first Area S20, S40 second area.

Claims (19)

(A)第一の導電型の第一のトランジスタが形成される第一の領域と、第二の導電型の第二のトランジスタが形成される第二の領域とを、有する半導体基板を用意する工程と、
(B)前記第一の領域の前記半導体基板上に、ゲート絶縁膜と金属膜と半導体膜とが当該順に積層した積層構造であり、前記第一のトランジスタを構成する第一のゲート構造を形成する工程と、
(C)前記第二の領域の前記半導体基板上に、ゲート絶縁膜と半導体膜とが当該順に積層した積層構造であり、前記第二のトランジスタを構成する第二のゲート構造を形成する工程と、
(D)前記第一のゲート構造および前記第二のゲート構造をマスクした状態で、前記第一のゲート構造の両脇における前記半導体基板上および前記第二のゲート構造の両脇における前記半導体基板上を、低抵抗化させる工程と、
(E)前記第一のゲート構造を構成する前記半導体膜および前記第二のゲート構造を構成する前記半導体膜を低抵抗化させる工程とを、備えている、
ことを特徴とするCMISトランジスタの製造方法。
(A) A semiconductor substrate having a first region where a first transistor of the first conductivity type is formed and a second region where a second transistor of the second conductivity type is formed is prepared. Process,
(B) On the semiconductor substrate in the first region, a gate insulating film, a metal film, and a semiconductor film are stacked in that order, and a first gate structure constituting the first transistor is formed. And a process of
(C) a step of forming a second gate structure constituting the second transistor, wherein the gate insulating film and the semiconductor film are stacked in that order on the semiconductor substrate in the second region; ,
(D) The semiconductor substrate on both sides of the first gate structure and on both sides of the second gate structure with the first gate structure and the second gate structure masked The process of reducing the resistance on the top,
(E) reducing the resistance of the semiconductor film constituting the first gate structure and the semiconductor film constituting the second gate structure,
A method of manufacturing a CMIS transistor.
前記半導体膜は、
多結晶シリコン膜である、
ことを特徴とする請求項1に記載のCMISトランジスタの製造方法。
The semiconductor film is
A polycrystalline silicon film,
The method for producing a CMIS transistor according to claim 1.
前記工程(E)は、
各前記多結晶シリコン膜を、フルシリサイド化させる工程である、
ことを特徴とする請求項2に記載のCMISトランジスタの製造方法。
The step (E)
Each of the polycrystalline silicon films is a step of full silicidation.
The method for producing a CMIS transistor according to claim 2.
前記半導体膜は、
ゲルマニウム膜である、
ことを特徴とする請求項1に記載のCMISトランジスタの製造方法。
The semiconductor film is
A germanium film,
The method for producing a CMIS transistor according to claim 1.
前記半導体膜は、
シリコンゲルマニウム膜である、
ことを特徴とする請求項1に記載のCMISトランジスタの製造方法。
The semiconductor film is
A silicon germanium film,
The method for producing a CMIS transistor according to claim 1.
前記工程(E)は、
各前記半導体膜全体を、低抵抗化させる工程である、
ことを特徴とする請求項4または請求項5に記載のCMISトランジスタの製造方法。
The step (E)
Each of the semiconductor films is a step of reducing resistance.
A method for manufacturing a CMIS transistor according to claim 4 or 5, wherein
前記第一のトランジスタは、
N型トランジスタであり、
前記金属膜は、
N型の仕事関数を有する金属である、
ことを特徴とする請求項1に記載のCMISトランジスタの製造方法。
The first transistor is:
An N-type transistor,
The metal film is
A metal having an N-type work function,
The method for producing a CMIS transistor according to claim 1.
前記金属膜は、
Ta化合物またはHf化合物である、
ことを特徴とする請求項7に記載のCMISトランジスタの製造方法。
The metal film is
A Ta compound or an Hf compound,
The method for producing a CMIS transistor according to claim 7.
前記第二のトランジスタは、
P型トランジスタであり、
前記工程(E)は、
前記第二のゲート構造を構成する前記半導体膜を、Ni3Si、Ni31Si12、およびNi2Siのいずれかの組成に、シリサイド化させる工程である、
ことを特徴とする請求項7に記載のCMISトランジスタの製造方法。
The second transistor is
A P-type transistor,
The step (E)
The step of siliciding the semiconductor film constituting the second gate structure into any composition of Ni 3 Si, Ni 31 Si 12 , and Ni 2 Si;
The method for producing a CMIS transistor according to claim 7.
前記第一のトランジスタは、
P型トランジスタであり、
前記金属膜は、
P型の仕事関数を有する金属である、
ことを特徴とする請求項1に記載のCMISトランジスタの製造方法。
The first transistor is:
A P-type transistor,
The metal film is
A metal having a P-type work function,
The method for producing a CMIS transistor according to claim 1.
前記金属膜は、
Ti化合物、W化合物、Ru化合物、およびPt化合物のいずれかである、
ことを特徴とする請求項10に記載のCMISトランジスタの製造方法。
The metal film is
Any one of a Ti compound, a W compound, a Ru compound, and a Pt compound,
The method for producing a CMIS transistor according to claim 10.
前記第二のトランジスタは、
N型トランジスタであり、
前記工程(E)は、
前記第一のゲート構造を構成する前記半導体膜を、NiSiまたはNiSi2の組成に、シリサイド化させる工程である、
ことを特徴とする請求項10に記載のCMISトランジスタの製造方法。
The second transistor is
An N-type transistor,
The step (E)
A step of siliciding the semiconductor film constituting the first gate structure into a composition of NiSi or NiSi 2 ;
The method for producing a CMIS transistor according to claim 10.
前記工程(E)は、
前記工程(D)の後に、実施する、
ことを特徴とする請求項1に記載のCMISトランジスタの製造方法。
The step (E)
After the step (D),
The method for producing a CMIS transistor according to claim 1.
前記工程(E)は、
Ni、Pt、Ti、Co、Hf、Ta、Yb、Er、およびAlのうち、少なくとも1以上を含む金属を用いたシリサイド化工程である、
ことを特徴とする請求項1に記載のCMISトランジスタの製造方法。
The step (E)
It is a silicidation process using a metal containing at least one or more of Ni, Pt, Ti, Co, Hf, Ta, Yb, Er, and Al.
The method for producing a CMIS transistor according to claim 1.
前記金属膜の膜厚は、
5〜30nmである、
ことを特徴とする請求項7または請求項10に記載のCMISトランジスタの製造方法。
The thickness of the metal film is
5-30 nm,
The method for producing a CMIS transistor according to claim 7 or 10, wherein:
(F)前記工程(E)の前に、前記第一のゲート構造を構成する前記多結晶シリコン膜に対して、イオン注入処理を行う工程を、さらに備えている、
ことを特徴とする請求項2に記載のCMISトランジスタの製造方法。
(F) before the step (E), further comprising a step of performing an ion implantation process on the polycrystalline silicon film constituting the first gate structure.
The method for producing a CMIS transistor according to claim 2.
前記工程(F)は、
燐、砒素、および酸素のうち、少なくとも1つを注入する工程である、
ことを特徴とする請求項16に記載のCMISトランジスタの製造方法。
The step (F)
Injecting at least one of phosphorus, arsenic, and oxygen,
The method for producing a CMIS transistor according to claim 16.
前記工程(B)は、
前記ゲート絶縁膜と前記金属膜と上層金属膜と前記半導体膜とが当該順に積層した積層構造である、前記第一のゲート構造を形成する工程である、
ことを特徴とする請求項1に記載のCMISトランジスタの製造方法。
The step (B)
The step of forming the first gate structure is a stacked structure in which the gate insulating film, the metal film, the upper metal film, and the semiconductor film are stacked in this order.
The method for producing a CMIS transistor according to claim 1.
前記上層金属膜は、
TiN、TaN、およびHfNのいずれかである、
ことを特徴とする請求項18に記載のCMISトランジスタの製造方法。
The upper metal film is
Any of TiN, TaN, and HfN,
The method for producing a CMIS transistor according to claim 18.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011089663A1 (en) * 2010-01-21 2011-07-28 パナソニック株式会社 Semiconductor device and method of manufacturing thereof
WO2016208553A1 (en) * 2015-06-26 2016-12-29 国立大学法人東京工業大学 Production method for semiconductor device electrode
WO2016208704A1 (en) * 2015-06-26 2016-12-29 国立大学法人東京工業大学 Silicide alloy film for semiconductor device electrode, and production method for silicide alloy film
US9627402B2 (en) 2015-02-11 2017-04-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device and method for manufacturing the same

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011089663A1 (en) * 2010-01-21 2011-07-28 パナソニック株式会社 Semiconductor device and method of manufacturing thereof
JP2011151166A (en) * 2010-01-21 2011-08-04 Panasonic Corp Semiconductor device and method of manufacturing the same
US9627402B2 (en) 2015-02-11 2017-04-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device and method for manufacturing the same
WO2016208553A1 (en) * 2015-06-26 2016-12-29 国立大学法人東京工業大学 Production method for semiconductor device electrode
WO2016208704A1 (en) * 2015-06-26 2016-12-29 国立大学法人東京工業大学 Silicide alloy film for semiconductor device electrode, and production method for silicide alloy film
JP2017017050A (en) * 2015-06-26 2017-01-19 国立大学法人東京工業大学 Manufacturing method for semiconductor device electrode
TWI609415B (en) * 2015-06-26 2017-12-21 國立大學法人東京工業大學 Method for manufacturing a semiconductor device electrode
KR20180005208A (en) * 2015-06-26 2018-01-15 고쿠리츠다이가쿠호진 토쿄고교 다이가꾸 Method of manufacturing a silicide alloy film and a silicide alloy film for a semiconductor device electrode
JPWO2016208704A1 (en) * 2015-06-26 2018-04-12 国立大学法人東京工業大学 Silicide alloy film for semiconductor device electrode and method of manufacturing silicide alloy film
US10246770B2 (en) 2015-06-26 2019-04-02 Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. Silicide alloy film for semiconductor device electrode, and production method for silicide alloy film
KR102012118B1 (en) 2015-06-26 2019-08-19 고쿠리츠다이가쿠호진 토쿄고교 다이가꾸 Manufacturing method of silicide alloy film and silicide alloy film for semiconductor device electrode

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