JP3311125B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP3311125B2 JP31530793A JP31530793A JP3311125B2 JP 3311125 B2 JP3311125 B2 JP 3311125B2 JP 31530793 A JP31530793 A JP 31530793A JP 31530793 A JP31530793 A JP 31530793A JP 3311125 B2 JP3311125 B2 JP 3311125B2
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体装置の製造方法について、
図2を用いて説明する。この方法は、ソース・ドレイン
領域にシリサイド膜を自己整合的に形成するものであ
る。
2. Description of the Related Art Regarding a conventional method of manufacturing a semiconductor device,
This will be described with reference to FIG. In this method, a silicide film is formed in a source / drain region in a self-aligned manner.

【0003】図2(a)に示されたように、p型半導体
基板の表面において、素子分離領域にフィールド酸化膜
202が形成され、素子領域にゲート酸化膜203が形
成される。ゲート酸化膜203上に多結晶シリコンが堆
積され、パターニングが行われてゲート電極204が形
成される。
As shown in FIG. 2A, on a surface of a p-type semiconductor substrate, a field oxide film 202 is formed in an element isolation region, and a gate oxide film 203 is formed in an element region. Polycrystalline silicon is deposited on the gate oxide film 203, and is patterned to form a gate electrode 204.

【0004】表面全体にシリコン酸化膜又はシリコン窒
化膜が堆積され、反応性イオンエッチングが行われて、
図2(b)のようにゲート電極204の側面に側壁20
5が形成される。
[0004] A silicon oxide film or silicon nitride film is deposited on the entire surface, and reactive ion etching is performed.
As shown in FIG. 2B, the side wall 20 is formed on the side surface of the gate electrode 204.
5 are formed.

【0005】図2(c)のように、チタン(Ti )等の
高融点金属がスパッタリングされて金属膜210が形成
される。
As shown in FIG. 2C, a metal film 210 is formed by sputtering a refractory metal such as titanium (Ti).

【0006】この後、熱処理が行われて半導体基板20
1の表面と接触している金属膜210がシリサイド化さ
れ、図2(d)のように、ソース・ドレイン領域に自己
整合的にシリサイド膜206が形成される。シリサイド
化されなかった金属膜210は、硫酸(H2 SO4 )等
により除去される。
After that, a heat treatment is performed to
2 is silicided, and a silicide film 206 is formed in the source / drain region in a self-aligned manner as shown in FIG. The metal film 210 that has not been silicided is removed with sulfuric acid (H 2 SO 4 ) or the like.

【0007】図2(e)のように層間絶縁膜207が形
成され、コンタクトホール209が開孔された後、アル
ミニウム(Al)等の金属が堆積されてパターニングが
行われ、配線層208が形成される。
As shown in FIG. 2E, after an interlayer insulating film 207 is formed and a contact hole 209 is opened, a metal such as aluminum (Al) is deposited and patterned to form a wiring layer 208. Is done.

【0008】しかし、このような従来の製造方法には次
のような問題があった。
However, such a conventional manufacturing method has the following problems.

【0009】コンタクトホール209を開孔する時マス
ク合わせずれを考慮し、図2(e)に示されたように素
子形成領域に寸法X及びYの余裕をもたせる必要があ
る。この結果、面積が増加し高集積化が妨げられてい
た。
When the contact hole 209 is opened, it is necessary to allow a margin of the dimensions X and Y in the element formation region as shown in FIG. As a result, the area has increased, and high integration has been hindered.

【0010】また、従来はソース・ドレイン領域に自己
整合的にシリサイド膜を形成するためには、上述のよう
にゲート電極204の側面に側壁205を持つLDD構
造にしなければならなかった。
Conventionally, in order to form a silicide film in a source / drain region in a self-aligned manner, an LDD structure having the side wall 205 on the side surface of the gate electrode 204 has to be used as described above.

【0011】次に、従来の他の製造方法について図3を
参照して説明する。この方法はソース・ドレイン領域に
配線層を直接接続するもので、ダイレクトコンタクトと
称されている。上述した方法と同様な工程を経て、図3
(a)のようにp型半導体基板301上にフィールド酸
化膜302とゲート酸化膜303が形成される。この
後、多結晶シリコン膜304が堆積される。
Next, another conventional manufacturing method will be described with reference to FIG. This method connects a wiring layer directly to the source / drain regions, and is called a direct contact. Through the same steps as in the method described above, FIG.
A field oxide film 302 and a gate oxide film 303 are formed on a p-type semiconductor substrate 301 as shown in FIG. Thereafter, a polycrystalline silicon film 304 is deposited.

【0012】図3(b)のように、レジストが塗布され
コンタクトホール309の部分が除去されたレジスト膜
305が形成され、このレジスト膜305をマスクとし
てエッチングが行われて、コンタクトホール309部の
多結晶シリコン膜304が除去される。この後、フッ化
アンモニウム(NH4 F)によりコンタクトホール30
9部に露出したゲート酸化膜303が除去される。これ
により、コンタクトホール309が開孔される。
As shown in FIG. 3B, a resist film 305 is formed by applying a resist and removing a portion of the contact hole 309, and etching is performed using the resist film 305 as a mask. The polycrystalline silicon film 304 is removed. Thereafter, the contact hole 30 is formed by ammonium fluoride (NH 4 F).
The gate oxide film 303 exposed in the ninth portion is removed. Thereby, the contact hole 309 is opened.

【0013】レジスト膜305が除去された後、図3
(c)のように多結晶シリコン膜310が全体に堆積さ
れる。多結晶シリコン膜304及び310にリンが拡散
される。多結晶シリコン膜310に拡散されたリンが、
コンタクトホール309の下部に拡散されて、ソース・
ドレイン領域に相当するn+ 型拡散層306が形成され
る。このn+ 型拡散層306は、リンイオン(P+ )の
注入により形成される場合もある。
After the resist film 305 is removed, FIG.
As shown in (c), a polycrystalline silicon film 310 is deposited on the whole. Phosphorus is diffused into polycrystalline silicon films 304 and 310. Phosphorus diffused into the polycrystalline silicon film 310
The source is diffused below the contact hole 309,
An n + -type diffusion layer 306 corresponding to the drain region is formed. This n + type diffusion layer 306 may be formed by implantation of phosphorus ions (P + ).

【0014】図3(d)のように、レジスト膜311を
マスクとして多結晶シリコン膜304及び310にエッ
チングが行われる。これにより、隣接したトランジスタ
のゲート電極312と自己のトランジスタのn+ 型拡散
層306とが直接接続された構造となる。
As shown in FIG. 3D, the polysilicon films 304 and 310 are etched using the resist film 311 as a mask. Thus, a structure is obtained in which the gate electrode 312 of the adjacent transistor is directly connected to the n + -type diffusion layer 306 of the own transistor.

【0015】しかし、この従来の製造方法には次のよう
な問題があった。
However, the conventional manufacturing method has the following problems.

【0016】ゲート酸化膜303を除去する時のマスク
と、ゲート電極312,313を形成する時のマスクと
の間には、合わせずれが存在する。さらに、自己のトラ
ンジスタのゲート電極313と、自己のトランジスタの
+ 型拡散層306とは分離した構造にしなければなら
ない。
There is a misalignment between the mask for removing the gate oxide film 303 and the mask for forming the gate electrodes 312 and 313. Further, the gate electrode 313 of the own transistor and the n + -type diffusion layer 306 of the own transistor must have a separated structure.

【0017】そこで、図3(d)に示されるように、ゲ
ート電極312,313を形成する時のレジスト膜31
1には,ゲート酸化膜303が存在せず半導体基板30
1の表面が露出した部分が存在する。この結果、ゲート
電極形成時のエッチングにより、n+ 型拡散層306の
一部が削られることになる。これにより、ソース・ドレ
イン領域の抵抗値が増加する。
Therefore, as shown in FIG. 3D, when forming the gate electrodes 312 and 313, the resist film 31 is formed.
1 has no gate oxide film 303 and has no semiconductor substrate 30.
1 has a portion where the surface is exposed. As a result, a part of the n + -type diffusion layer 306 is cut off by the etching at the time of forming the gate electrode. Thereby, the resistance value of the source / drain region increases.

【0018】さらに、削られた領域にリンイオン
(P+ )が注入されてn+ 型拡散層307が形成される
が、削られた分だけ深さが深くなり、動作速度の低下と
いったトランジスタ特性の低下を招く。
Further, phosphorus ions (P.sup. + ) Are implanted into the shaved region to form an n.sup. + Type diffusion layer 307. However, the depth becomes deeper by the shaved area, and the transistor characteristics such as a decrease in operation speed are reduced. Causes a decline.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、図2
に示された従来の製造方法には、トランジスタの寸法が
大きく、またLDD構造のトランジスタ以外には適用す
ることができないという問題があった。
As described above, FIG.
The conventional manufacturing method described in (1) has a problem that the dimensions of the transistor are large and that the method cannot be applied to transistors other than those having the LDD structure.

【0020】さらに、図3に示された従来の製造方法に
は、ソース・ドレイン領域の抵抗値が増加し、またソー
ス・ドレイン領域が深く形成されトランジスタ特性が低
下するという問題があった。
Further, the conventional manufacturing method shown in FIG. 3 has a problem that the resistance value of the source / drain region is increased, and the source / drain region is formed deeply, thereby deteriorating the transistor characteristics.

【0021】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、マスク合わせの余裕が大きく、ソース・ドレイン領
域が低抵抗で、トランジスタ特性の低下を防止し、さら
にLDD構造以外のトランジスタにも適用が可能な半導
体装置の製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, has a large margin for mask alignment, has low resistance in the source and drain regions, prevents deterioration of transistor characteristics, and is applicable to transistors other than the LDD structure. It is an object of the present invention to provide a possible method for manufacturing a semiconductor device.

【0022】本発明の半導体装置の製造方法は、一導電
型半導体基板の表面に素子分離を行って素子領域及び素
子分離領域を形成する工程と、前記素子領域上にゲート
酸化膜を形成する工程と、前記ゲート酸化膜上及び前記
素子分離領域上にゲート電極を形成する工程と、窒化性
雰囲気中で前記ゲート電極の表面に窒化膜を形成する工
程と、前記ゲート酸化膜のうち前記ゲート電極で覆われ
ていない部分を除去し、この部分の前記半導体基板の表
面を露出する工程と、表面全体に高融点金属膜を形成す
る工程と、前記高融点金属膜に熱処理を行い、この高融
点金属膜のうち前記半導体基板の表面と接触している部
分をシリサイド化させてシリサイド膜を形成する工程
と、前記高融点金属膜のうち、シリサイド化されなかっ
た部分を除去する工程と、表面全体に導電性材料を堆積
してパターニングを行い、前記素子分離領域上の前記ゲ
ート電極上を前記窒化膜が介在した状態で跨いで異なる
前記素子領域におけるそれぞれの前記半導体基板の表面
の間を前記半導体基板の表面に形成された前記シリサイ
ド膜が介在した状態で接続するパターンを含む第1の配
線層を形成する工程と、層間絶縁膜を形成し、前記シリ
サイド膜上にコンタクトホールを開孔する工程と、表面
全体に導電性材料を堆積してパターニングを行い、前記
コンタクトホールにおいて前記第1の配線層の表面及び
前記シリサイド膜の表面と接触する第2の配線層を形成
する工程とを備えたことを特徴とする。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of forming an element region and an element isolation region by performing element separation on a surface of a semiconductor substrate of one conductivity type, and a step of forming a gate oxide film on the element region Forming a gate electrode on the gate oxide film and the device isolation region; forming a nitride film on the surface of the gate electrode in a nitriding atmosphere; Removing a portion that is not covered with the above, exposing the surface of the semiconductor substrate in this portion, forming a high melting point metal film on the entire surface, and performing a heat treatment on the high melting point metal film, Forming a silicide film by silicidizing a portion of the metal film that is in contact with the surface of the semiconductor substrate; and removing a non-silicided portion of the high melting point metal film. And patterning by depositing a conductive material on the entire surface, and straddling the gate electrode on the element isolation region with the nitride film interposed in the different element regions and the surfaces of the respective semiconductor substrates in different element regions. Forming a first wiring layer including a pattern for connecting the semiconductor device with the silicide film formed on the surface of the semiconductor substrate therebetween, forming an interlayer insulating film, and forming a contact hole on the silicide film. A step of forming a hole and a step of depositing a conductive material over the entire surface and performing patterning to form a second wiring layer in contact with the surface of the first wiring layer and the surface of the silicide film in the contact hole And characterized in that:

【0023】[0023]

【作用】ゲート電極の側面に側壁を持たない構造のトラ
ンジスタに対しても、ソース・ドレイン領域にシリサイ
ド膜を自己整合的に形成することができる。逆導電型拡
散層と第2の配線層とのコンタクトをとる場合、第1の
配線層が間に介在していることによりマスク合わせずれ
に対する余裕が大きく、トランジスタの面積の縮小に寄
与する。ゲート電極と第2の配線層とを異なる層で形成
するため、配線の自由度が高い。半導体基板の表面がエ
ッチングにより削られる虞れがなく、この部分の抵抗値
が増加せず、トランジスタ特性の低下が防止される。
The silicide film can be formed in the source / drain region in a self-aligned manner even for a transistor having a structure having no side wall on the side surface of the gate electrode. When a contact is made between the opposite conductivity type diffusion layer and the second wiring layer, the interposition of the first wiring layer provides a large margin for mask misalignment, which contributes to a reduction in transistor area. Since the gate electrode and the second wiring layer are formed in different layers, the degree of freedom of wiring is high. There is no danger that the surface of the semiconductor substrate will be shaved by etching, the resistance value of this portion will not increase, and deterioration of transistor characteristics will be prevented.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図1に、本実施例による半導体装置の製
造方法を工程別に示す。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment step by step.

【0025】図2を用いて説明した従来の方法と同様
に、先ず図1(a)に示されるようにp型半導体基板1
01上にフィールド酸化膜102、ゲート酸化膜103
及び多結晶シリコンから成るゲート電極104が形成さ
れる。また、フィールド酸化膜102上にも同一又は他
のトランジスタのゲート電極105が存在する。
As in the conventional method described with reference to FIG. 2, first, as shown in FIG.
01, a field oxide film 102 and a gate oxide film 103
And a gate electrode 104 made of polycrystalline silicon is formed. Also, the gate electrode 105 of the same or another transistor exists on the field oxide film 102.

【0026】ゲート電極104が窒化されるように、窒
素(N2 )又はアンモニア(NH3)雰囲気中で摂氏9
00度の温度で熱処理が行われる。これにより、図1
(b)に示されるようにゲート電極104の表面及び側
面のみにシリコン窒化膜106が形成される。
In a nitrogen (N 2 ) or ammonia (NH 3 ) atmosphere, the temperature is set to 9 degrees Celsius so that the gate electrode 104 is nitrided.
Heat treatment is performed at a temperature of 00 degrees. As a result, FIG.
As shown in (b), a silicon nitride film 106 is formed only on the surface and side surface of the gate electrode 104.

【0027】図1(c)のように、フッ化アンモニウム
(NH4 F)でエッチングが行われて、半導体基板10
1の表面とシリコン窒化膜106とが溶解せずに、表面
が露出しているつまり、ゲート電極のない部分のゲート
酸化膜103のみが溶解し除去される。このエッチング
工程は、ソース・ドレイン領域上のゲート酸化膜103
が完全に除去されるまで行われる。また、この工程でフ
ィールド酸化膜102も若干除去されるが、予め厚く形
成しておくことで問題は生じない。
As shown in FIG. 1C, the semiconductor substrate 10 is etched with ammonium fluoride (NH 4 F).
1 and the silicon nitride film 106 are not dissolved, but the surface is exposed. That is, only the gate oxide film 103 in a portion without a gate electrode is dissolved and removed. In this etching step, the gate oxide film 103 on the source / drain region is
Until completely removed. In this step, the field oxide film 102 is also slightly removed. However, no problem occurs if the field oxide film 102 is formed thick in advance.

【0028】図1(d)のように、全面にチタン(Ti
)が約500オングストロームの膜厚にスパッタリン
グされてチタン膜107が形成される。
As shown in FIG. 1D, titanium (Ti)
) Is sputtered to a thickness of about 500 Å to form a titanium film 107.

【0029】真空又は不活性ガス雰囲気中で、摂氏60
0度の温度で熱処理が行われる。これにより、半導体基
板101と直接接触しているチタン膜107はシリサイ
ド反応を起こし、図1(e)のようにチタンシリサイド
(Ti Si 2 )膜108が形成される。
In a vacuum or inert gas atmosphere,
Heat treatment is performed at a temperature of 0 degrees. As a result, the titanium film 107 in direct contact with the semiconductor substrate 101 causes a silicide reaction, and a titanium silicide (TiSi 2 ) film 108 is formed as shown in FIG.

【0030】硫酸(H2 SO4 )等によりエッチングが
行われ、図1(f)に示されるように、チタンシリサイ
ド膜108とフィールド酸化膜102は除去されずに、
未反応のチタン膜107のみが除去される。
Etching is performed with sulfuric acid (H 2 SO 4 ) or the like, and as shown in FIG. 1F, the titanium silicide film 108 and the field oxide film 102 are not removed.
Only the unreacted titanium film 107 is removed.

【0031】多結晶シリコンが約1000オングストロ
ームの厚さで堆積され、パターニングが行われて図1
(g)のように多結晶シリコン膜109が形成される。
この多結晶シリコン膜109は、チタン(Ti )やタン
グステン(W)等の高融点金属を用いて金属膜を替わり
に形成してもよい。この場合には、すでに形成してある
チタンシリサイド膜108及びシリコン酸化膜とのエッ
チングの選択比が十分あるものがのぞましい。多結晶シ
リコンで膜109を形成した場合には、通常のエッチン
グで十分な選択比が得られる。
Polycrystalline silicon is deposited to a thickness of about 1000 angstroms, patterned, and
A polycrystalline silicon film 109 is formed as shown in FIG.
This polycrystalline silicon film 109 may be formed by using a high melting point metal such as titanium (Ti) or tungsten (W) instead of a metal film. In this case, it is preferable that the etching selectivity with the already formed titanium silicide film 108 and silicon oxide film is sufficient. When the film 109 is formed of polycrystalline silicon, a sufficient selectivity can be obtained by ordinary etching.

【0032】図1(h)のように、CVD法により30
00オングストロームの膜厚でシリコン酸化膜が堆積さ
れて層間絶縁膜111が形成される。多結晶シリコン膜
109及び/又はチタンシリサイド膜108と接続すべ
き箇所にコンタクトホール112が開孔される。アルミ
ニウム等の金属がスパッタリングにより堆積された後、
パターニングが行われて配線層113が形成される。
As shown in FIG. 1H, 30
A silicon oxide film is deposited to a thickness of 00 Å to form an interlayer insulating film 111. A contact hole 112 is formed at a position where the contact hole 112 is to be connected to the polycrystalline silicon film 109 and / or the titanium silicide film 108. After metal such as aluminum is deposited by sputtering,
The wiring layer 113 is formed by patterning.

【0033】ここで、ソース・ドレイン領域に相当する
+ 型拡散層110を形成するためのイオン注入は、上
述した図1(a)〜(f)のいずれの工程の後に行って
もよい。
Here, the ion implantation for forming the n + type diffusion layer 110 corresponding to the source / drain regions may be performed after any of the above-described steps of FIGS.

【0034】但し、図1(c)における工程と図1
(d)における工程の間でイオン注入をする場合には、
以下の点を考慮する必要がある。即ち、図1(c)の工
程の後にn+ 型拡散層110が形成されると、図1
(d)に示される工程でチタン膜205が形成されシリ
サイド化が行われるときに、n+ 型拡散層110中の不
純物がチタンシリサイド膜107に吸い出される。これ
により、n+ 型拡散層110の不純物濃度が低下するお
それがある。
However, the process shown in FIG.
When ion implantation is performed during the step (d),
The following points need to be considered. That is, when the n + type diffusion layer 110 is formed after the step of FIG.
When the titanium film 205 is formed and silicidation is performed in the step shown in FIG. 4D, impurities in the n + type diffusion layer 110 are sucked out by the titanium silicide film 107. Thereby, the impurity concentration of the n + type diffusion layer 110 may be reduced.

【0035】また、図1(a)に示された工程の直後に
イオン注入を行いn+ 型拡散層110を形成する場合に
は、図1(b)の工程において窒化雰囲気中でn+ 型拡
散層110の表面が窒化される虞れがあることを考慮し
なければならない。この工程は不可能というわけではな
いが、本発明でソースドレインのイオン注入はゲート電
極形成直後が望ましい。
[0035] In the case of forming the n + -type diffusion layer 110 by ion implantation immediately after the indicated step in FIG. 1 (a), the n + type in a nitriding atmosphere in the step shown in FIG. 1 (b) It is necessary to consider that the surface of the diffusion layer 110 may be nitrided. This step is not impossible, but in the present invention, ion implantation of the source / drain is desirable immediately after the formation of the gate electrode.

【0036】図2に示された従来の製造方法では、ドレ
イン・ソース領域とコンタクトをとるためのコンタクト
ホール209を形成する時に、マスク合わせずれに対す
る余裕が小さい。この結果、素子面積の増大を招いてい
た。これに対し、本実施例においてn+ 型拡散層110
と配線層113とのコンタクトをとる場合、間に多結晶
シリコン膜109が介在することにより、マスク合わせ
ずれに対する余裕が大きい。この多結晶シリコン膜10
9は、フィールド酸化膜102上に存在してもよく、n
+ 型拡散層110の大きさに影響を及ぼさない。このた
め、素子面積を縮小することができる。
In the conventional manufacturing method shown in FIG. 2, when forming a contact hole 209 for making a contact with the drain / source region, a margin for mask misalignment is small. As a result, the element area is increased. In contrast, in this embodiment, the n + type diffusion layer 110
In the case where contact is made between the semiconductor device and the wiring layer 113, the polycrystalline silicon film 109 intervenes therebetween, so that there is a large margin for mask misalignment. This polycrystalline silicon film 10
9 may be present on the field oxide film 102 and n
The size of the + type diffusion layer 110 is not affected. For this reason, the element area can be reduced.

【0037】また、図2に示された従来の方法はLDD
構造を持つトランジスタにのみ適用することができる。
しかし、本実施例の製造方法はこのような制約はなく、
LDD構造の側壁を持たないトランジスタに対しても、
ソース・ドレイン領域にシリサイド膜を自己整合的に形
成することが可能である。又、LDD側壁が窒化シリコ
ンで形成されているならば本発明をLDD構造のトラン
ジスタに適用しても問題はない。
Also, the conventional method shown in FIG.
It can be applied only to a transistor having a structure.
However, the manufacturing method of the present embodiment does not have such restrictions,
For transistors without LDD structure sidewalls,
It is possible to form a silicide film in the source / drain region in a self-aligned manner. If the LDD side wall is formed of silicon nitride, there is no problem even if the present invention is applied to a transistor having an LDD structure.

【0038】図3に示された従来の製造方法は、自己の
トランジスタのゲート電極313及とn+ 型拡散層30
6とが同じ層で形成されている。このため、両者を分離
する必要上配線の自由度が低い。また、図3(d)に示
されたようにn+ 型拡散層306の一部が削られ、ソー
ス・ドレイン領域の抵抗が高くなる。
The conventional manufacturing method shown in FIG. 3 uses the gate electrode 313 of its own transistor and the n + type diffusion layer 30.
6 are formed in the same layer. For this reason, the degree of freedom of wiring is low due to the necessity of separating them. Further, as shown in FIG. 3D, a part of the n + -type diffusion layer 306 is removed, and the resistance of the source / drain region increases.

【0039】これに対し、本実施例ではゲート電極10
4と配線層113とは異なる層から成り分離した構造と
なっており、高い配線の自由度が得られる。また、ゲー
ト電極104は表面にシリコン窒化膜106が形成され
て絶縁されている。このため、ソース・ドレイン領域と
コンタクトをとった配線層113とゲート電極104と
を交差して配線することができ、より高い配線の自由度
が得られる。さらに、n+ 型拡散層110の表面が削ら
れることはなく、ソース・ドレイン領域のシート抵抗は
低い。
On the other hand, in this embodiment, the gate electrode 10
4 and the wiring layer 113 are formed of different layers and have a separated structure, so that a high degree of freedom in wiring can be obtained. The gate electrode 104 is insulated by forming a silicon nitride film 106 on the surface. For this reason, the wiring layer 113 in contact with the source / drain region and the gate electrode 104 can be wired so as to intersect with each other, and higher wiring flexibility is obtained. Further, the surface of n + type diffusion layer 110 is not shaved, and the sheet resistance of the source / drain regions is low.

【0040】また、従来のようにn+ 型拡散層306の
一部が削られて深い領域にまで拡散層を形成すると、動
作速度が低下しトランジスタ特性が低下するが、本実施
例ではこのような事態が回避される。
Further, when a part of the n + type diffusion layer 306 is cut away to form a deep diffusion region as in the prior art, the operation speed is reduced and the transistor characteristics are reduced. Is avoided.

【0041】さらに、本実施例によればn+ 型拡散層1
10の表面にチタンシリサイド膜108が形成されてお
り、低いコンタクト抵抗が得られる。また、多結晶シリ
コン膜109はn+ 型拡散層110とチタンシリサイド
膜108を介して電気的に接続されている。このため、
多結晶シリコン膜109の導電型はn+ 型拡散層110
と異なるp型であってもよい。逆に多結晶シリコンがp
型で拡散層がn型でも良いし、さらに同じ型でも問題は
ない。また、配線層113のパターニングは1回で足り
るため、工程数の削減に寄与する。
Further, according to the present embodiment, the n + type diffusion layer 1
Since the titanium silicide film 108 is formed on the surface of the substrate 10, a low contact resistance can be obtained. The polycrystalline silicon film 109 is electrically connected to the n + -type diffusion layer 110 via the titanium silicide film 108. For this reason,
The conductivity type of the polycrystalline silicon film 109 is an n + type diffusion layer 110.
May be different from the p-type. Conversely, polycrystalline silicon is p
There is no problem if the diffusion layer is of the n-type or the same type. Further, since the patterning of the wiring layer 113 is sufficient only once, it contributes to the reduction in the number of steps.

【0042】上述した実施例は一例であり、本発明を限
定するものではない。例えば、実施例において示された
導電型を全て反転したものに対しても、本発明を同様に
適用することができる。また、図1(d)におけるチタ
ン膜107は、シリサイドを形成することのできる高融
点金属であればよい。従って、例えばコバルト(CO
やモリブデン(MO )、タングステン(W)等を用いて
もよい。
The above embodiment is merely an example and does not limit the present invention. For example, the present invention can be similarly applied to the case where all the conductivity types shown in the embodiments are inverted. Further, the titanium film 107 in FIG. 1D may be a high melting point metal capable of forming silicide. Therefore, for example, cobalt ( CO )
Alternatively, molybdenum ( MO ), tungsten (W), or the like may be used.

【0043】また、図1(g)において示された多結晶
シリコン膜109は、金属で形成してもよい。但し、金
属を用いる場合には、その後の平坦化を行う工程におけ
る熱処理に耐え得るように、高融点金属を用いるのが望
ましい。
The polycrystalline silicon film 109 shown in FIG. 1G may be formed of a metal. However, when a metal is used, it is preferable to use a high-melting-point metal so as to withstand heat treatment in a subsequent step of flattening.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置の製造方法によれば、ゲート電極の側面に側壁を持た
ない構造のトランジスタに対してもソース・ドレイン領
域にシリサイド膜を自己整合的に形成することができ、
ソース・ドレイン領域と第2の配線層との間にコンタク
トをとる場合にもソース・ドレイン領域と接触している
第1の配線層が間に介在しているため、マスク合わせず
れに対する余裕が大きくトランジスタの面積の縮小に寄
与する。また、ゲート電極と第1、第2の配線層とを異
なる層で形成するため、両者をエッチングにより分離す
る必要がなく高い配線の自由度が得られる。さらに、ソ
ース・ドレイン領域の表面がエッチングにより削られる
虞れがなく、この部分の抵抗値の増加及びトランジスタ
特性の低下が防止される。
As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a self-aligned silicide film is formed in a source / drain region even for a transistor having no side wall on the side surface of a gate electrode. Can be formed into
Even when a contact is made between the source / drain region and the second wiring layer, the first wiring layer in contact with the source / drain region is interposed therebetween, so that there is a large margin for mask misalignment. This contributes to a reduction in the area of the transistor. Further, since the gate electrode and the first and second wiring layers are formed in different layers, there is no need to separate them by etching, and a high degree of freedom in wiring can be obtained. Further, there is no possibility that the surface of the source / drain region is cut by etching, so that an increase in the resistance value in this portion and a decrease in transistor characteristics are prevented.

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

【図1】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法
を工程別に示した素子断面図。
FIG. 1 is an element cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention for each process.

【図2】従来の半導体装置の製造方法を工程別に示した
素子断面図。
FIG. 2 is an element cross-sectional view showing a conventional method of manufacturing a semiconductor device for each process.

【図3】従来の他の半導体装置の製造方法を工程別に示
した素子断面図。
FIG. 3 is an element cross-sectional view showing another conventional method of manufacturing a semiconductor device for each process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 p型半導体基板 102 フィールド酸化膜 103,103a ゲート酸化膜 104,105 ゲート電極 106 シリコン窒化膜 107 チタン膜 108 チタンシリサイド膜 109 多結晶シリコン膜 110 n+ 型拡散層 111 層間絶縁膜 112 コンタクトホール 113 配線層Reference Signs List 101 p-type semiconductor substrate 102 field oxide film 103, 103a gate oxide film 104, 105 gate electrode 106 silicon nitride film 107 titanium film 108 titanium silicide film 109 polycrystalline silicon film 110 n + type diffusion layer 111 interlayer insulating film 112 contact hole 113 Wiring layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−99775(JP,A) 特開 昭64−4069(JP,A) 特開 平2−82639(JP,A) 特開 平5−82470(JP,A) 特表 平5−503189(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/8234 H01L 27/088 H01L 29/78 H01L 21/336 H01L 21/28 301 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-57-99775 (JP, A) JP-A-64-4069 (JP, A) JP-A-2-82639 (JP, A) JP-A-5-99 82470 (JP, A) Special Table Hei 5-503189 (JP, A) (58) Fields studied (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/8234 H01L 27/088 H01L 29/78 H01L 21/336 H01L 21/28 301

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】一導電型半導体基板の表面に素子分離を行
って素子領域及び素子分離領域を形成する工程と、 前記素子領域上にゲート酸化膜を形成する工程と、 前記ゲート酸化膜上及び前記素子分離領域上にゲート電
極を形成する工程と、 窒化性雰囲気中で前記ゲート電極の表面に窒化膜を形成
する工程と、 前記ゲート酸化膜のうち前記ゲート電極で覆われていな
い部分を除去し、この部分の前記半導体基板の表面を露
出する工程と、 表面全体に高融点金属膜を形成する工程と、 前記高融点金属膜に熱処理を行い、この高融点金属膜の
うち前記半導体基板の表面と接触している部分をシリサ
イド化させてシリサイド膜を形成する工程と、 前記高融点金属膜のうち、シリサイド化されなかった部
分を除去する工程と、 表面全体に導電性材料を堆積してパターニングを行い、
前記素子分離領域上の前記ゲート電極上を前記窒化膜が
介在した状態で跨いで異なる前記素子領域におけるそれ
ぞれの前記半導体基板の表面の間を前記半導体基板の表
面に形成された前記シリサイド膜が介在した状態で接続
するパターンを含む第1の配線層を形成する工程と、 層間絶縁膜を形成し、前記シリサイド膜上にコンタクト
ホールを開孔する工程と、 表面全体に導電性材料を堆積してパターニングを行い、
前記コンタクトホールにおいて前記第1の配線層の表面
及び前記シリサイド膜の表面と接触する第2の配線層を
形成する工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の
製造方法。
A step of forming an element region and an element isolation region by performing element isolation on a surface of the one conductivity type semiconductor substrate; a step of forming a gate oxide film on the element region; Forming a gate electrode on the device isolation region; forming a nitride film on the surface of the gate electrode in a nitriding atmosphere; removing a portion of the gate oxide film that is not covered with the gate electrode A step of exposing the surface of the semiconductor substrate in this portion; a step of forming a refractory metal film on the entire surface; and performing a heat treatment on the refractory metal film. Forming a silicide film by silicidizing a portion in contact with the surface; removing a non-silicided portion of the refractory metal film; Deposited to perform patterning,
The silicide film formed on the surface of the semiconductor substrate is interposed between the surfaces of the semiconductor substrates in the different element regions while straddling the gate electrode on the element isolation region with the nitride film interposed. Forming a first wiring layer including a pattern to be connected in a state of being connected, forming an interlayer insulating film, forming a contact hole on the silicide film, and depositing a conductive material on the entire surface. Perform patterning,
Forming a second wiring layer in contact with the surface of the first wiring layer and the surface of the silicide film in the contact hole.
【請求項2】前記高融点金属膜がチタン、タングステ
ン、モリブデン又はコバルトのいずれかであることを特
徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein said high melting point metal film is made of any one of titanium, tungsten, molybdenum and cobalt.
【請求項3】前記ゲート酸化膜上に前記ゲート電極を形
成する工程の後に、前記半導体基板の素子領域表面部分
に不純物を導入する工程をさらに備えることを特徴とす
る請求項1記載の半導体装置の製造方法。
3. The semiconductor device according to claim 1, further comprising, after the step of forming the gate electrode on the gate oxide film, a step of introducing an impurity into an element region surface portion of the semiconductor substrate. Manufacturing method.
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