JP3429208B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP3429208B2
JP3429208B2 JP32766798A JP32766798A JP3429208B2 JP 3429208 B2 JP3429208 B2 JP 3429208B2 JP 32766798 A JP32766798 A JP 32766798A JP 32766798 A JP32766798 A JP 32766798A JP 3429208 B2 JP3429208 B2 JP 3429208B2
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film
insulating film
semiconductor device
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gate polysilicon
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に係り、特に、膜厚が均一で低い抵抗のシリサイド
膜を有するMOS型トランジスタの製造方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor equipment, and more particularly to a manufacturing method of a MOS transistor having a silicide film of the film thickness is less uniform resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、特開平9−23008号公報に示すようなもの
があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique in such a field,
For example, there is one as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 9-23008.

【0003】半導体素子の微細化により、LSIの高集
積、高速化が進んでいる。一方、この半導体素子の微細
化のために、ゲート、ソース、ドレイン抵抗の増大が問
題となっている。
Due to the miniaturization of semiconductor elements, high integration and high speed of LSI have been advanced. On the other hand, due to the miniaturization of this semiconductor element, an increase in gate, source, and drain resistance has become a problem.

【0004】そこで、この問題を解決するために、ゲー
ト、ソース、ドレインを同時に低抵抗化できる、いわゆ
るサリサイドプロセスが注目されている。
Therefore, in order to solve this problem, attention has been paid to a so-called salicide process which can simultaneously reduce the resistance of the gate, the source and the drain.

【0005】しかしながら、過度のサイドウォール形成
のためのエッチングや、素子の微細化に伴うサイドウォ
ールの薄膜化により、ゲート上のシリサイドとソース、
ドレイン上のシリサイドが短絡してしまうという欠点が
あった。
However, due to excessive etching for forming the side wall and thinning of the side wall due to miniaturization of the element, silicide and source on the gate,
There is a drawback that the silicide on the drain is short-circuited.

【0006】そこで、その問題を解決するために、以下
に示すサリサイドプロセスが考えられた。
Therefore, in order to solve the problem, the following salicide process has been considered.

【0007】図6はかかる従来の半導体装置の製造工程
断面図であり、サリサイドプロセスを説明する。
FIG. 6 is a sectional view of the manufacturing process of such a conventional semiconductor device, and the salicide process will be described.

【0008】(1)まず、図6(a)に示すように、既
知の技術を用いて、Si(100)基板11にLOCO
S法により、400nmのフィールド酸化膜12を形成
してアクティブ領域を区画する。次に、アクティブ領域
を熱酸化して16nmのゲート酸化膜13を形成してか
ら、300nmのポリシリコン膜を堆積し、900℃の
PoCl3 の雰囲気でポリシリコン膜ヘリンを拡散させ
る。さらに200nmのPSG膜を堆積してから、これ
らポリシリコン膜、PSG膜をゲート配線のパターンに
加工し、PSG膜21、ポリシリコン膜14を形成す
る。
(1) First, as shown in FIG. 6 (a), LOCO is formed on a Si (100) substrate 11 by using a known technique.
A 400 nm field oxide film 12 is formed by the S method to partition the active region. Next, the active region is thermally oxidized to form a gate oxide film 13 having a thickness of 16 nm, a polysilicon film having a thickness of 300 nm is deposited, and the polysilicon film helin is diffused in a PoCl 3 atmosphere at 900 ° C. Further, a PSG film having a thickness of 200 nm is deposited, and then these polysilicon film and PSG film are processed into a pattern of a gate wiring to form a PSG film 21 and a polysilicon film 14.

【0009】次に、これらPSG膜21、ポリシリコン
膜14、およびシリコン酸化膜12をマスクにして、P
+ イオンを30keVの加速エネルギー及び2×1013
cm-2のドーズ量でSi基板11にイオン注入してLD
D層としてのN- 拡散層15を形成する。
Next, using the PSG film 21, the polysilicon film 14, and the silicon oxide film 12 as a mask, P
+ Ions with an acceleration energy of 30 keV and 2 × 10 13
LD by implanting ions into the Si substrate 11 at a dose of cm -2
An N diffusion layer 15 as a D layer is formed.

【0010】(2)次に、図6(b)に示すように、2
20nmのシリコン窒化膜をCVD法でSi基板11上
の全面に堆積させ、PSG膜21の上面およびN- 拡散
層15の表面が完全に露出するまでシリコン窒化膜22
の全面をエッチバックして、このシリコン窒化膜22か
ら成る側壁をポリシリコン膜14及びPSG膜21の側
面に形成する。
(2) Next, as shown in FIG.
A 20 nm silicon nitride film is deposited on the entire surface of the Si substrate 11 by the CVD method, and the silicon nitride film 22 is formed until the upper surface of the PSG film 21 and the surface of the N diffusion layer 15 are completely exposed.
Is etched back to form side walls of the silicon nitride film 22 on the side surfaces of the polysilicon film 14 and the PSG film 21.

【0011】(3)次に、図6(c)に示すように、S
i基板11を希釈フッ酸溶液中に浸すことにより、ポリ
シリコン膜14上のPSG膜21を選択的に除去して、
ポリシリコン膜14の上面を露出させる。希釈フッ酸溶
液によるPSG膜21のエッチング速度は、熱酸化で形
成したシリコン酸化膜12に比べて10倍近くも速く、
シリコン窒化膜22やポリシリコン膜14に比べると1
00倍以上も速いので、上述のようにPSG膜21を選
択的に除去することができる。
(3) Next, as shown in FIG.
The PSG film 21 on the polysilicon film 14 is selectively removed by immersing the i substrate 11 in a dilute hydrofluoric acid solution,
The upper surface of the polysilicon film 14 is exposed. The etching rate of the PSG film 21 with the diluted hydrofluoric acid solution is about 10 times faster than that of the silicon oxide film 12 formed by thermal oxidation.
1 compared to the silicon nitride film 22 and the polysilicon film 14.
Since it is more than 00 times faster, the PSG film 21 can be selectively removed as described above.

【0012】その後、ポリシリコン膜14、シリコン窒
化膜22およびシリコン酸化膜12をマスクにして、A
+ イオンを50keVの加速エネルギー及び3×10
15cm-2のドーズ量でSi基板11にイオン注入し、窒
素雰囲気中で1050℃、10秒間の高速アニールを行
って、ソース・ドレイン拡散層としてのN+ 拡散層17
を形成する。
After that, using the polysilicon film 14, the silicon nitride film 22 and the silicon oxide film 12 as a mask, A
Accelerating energy of s + ions at 50 keV and 3 × 10
Ions are implanted into the Si substrate 11 with a dose amount of 15 cm −2 , and rapid annealing is performed in a nitrogen atmosphere at 1050 ° C. for 10 seconds to form an N + diffusion layer 17 as a source / drain diffusion layer.
To form.

【0013】(4)次に、膜厚が30nmのTi膜をS
i基板11上の全面に堆積させる。そして、窒素雰囲気
中で600℃、30秒間の高速アニールを行い、シリコ
ン酸化膜12及びシリコン窒化膜22から露出している
ポリシリコン膜14の上面及びN+ 拡散層17の表面と
Ti膜とを反応させて、TiSi2 膜を形成する。その
後、シリコン酸化膜12及びシリコン窒化膜22上に未
反応のまま残っているTi膜をアンモニア過水で選択的
に除去し、再び窒素中で800℃、30秒間の高速アニ
ールを行って、図6(d)に示すように、ポリシリコン
膜14の上面及びN+ 拡散層17の表面に低抵抗のTi
Si2 膜23を形成する。
(4) Next, a Ti film with a thickness of 30 nm is added to the S film.
It is deposited on the entire surface of the i substrate 11. Then, high-speed annealing at 600 ° C. for 30 seconds is performed in a nitrogen atmosphere to remove the upper surface of the polysilicon film 14 exposed from the silicon oxide film 12 and the silicon nitride film 22, the surface of the N + diffusion layer 17, and the Ti film. The reaction is performed to form a TiSi 2 film. After that, the Ti film remaining unreacted on the silicon oxide film 12 and the silicon nitride film 22 is selectively removed with ammonia hydrogen peroxide, and high-speed annealing is performed again in nitrogen at 800 ° C. for 30 seconds. As shown in FIG. 6D, Ti having a low resistance is formed on the upper surface of the polysilicon film 14 and the surface of the N + diffusion layer 17.
The Si 2 film 23 is formed.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の製造方法では、サイドウォールとゲートポリシ
リコン界面においてシリサイド化が阻害され、均一なシ
リサイドが形成されないという欠点があった(特開平7
−45823号公報参照)。
However, the above-described conventional manufacturing method has a drawback that silicidation is hindered at the interface between the sidewall and the gate polysilicon, and uniform silicide is not formed (Japanese Patent Laid-Open No. 7-27242).
No. 45823).

【0015】本発明は、上記問題点を除去し、シリサイ
ドの薄膜化が防止され、膜厚が均一になり、低抵抗なシ
リサイドを形成することができる半導体装置及びその製
造方法を提供することを目的とする。
The present invention eliminates the above-mentioned problems, and provides a semiconductor device and a method of manufacturing the same, which can prevent the thinning of the silicide, form a uniform film thickness, and form a low-resistance silicide. To aim.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔〕半導体装置の製造方法において、第1の絶縁膜を
マスクとしてゲートポリシリコン膜をエッチングする工
程と、前記ゲートポリシリコン膜の側面に熱酸化により
形成された第2の絶縁膜を形成する工程と、CVD法に
より堆積された第3の絶縁膜によりサイドウォールを形
成する工程と、前記マスクの第1の絶縁膜のすべてと前
記ゲートポリシリコン膜の側面の第2の絶縁膜の上部を
ウエットエッチングにより選択的に除去する工程と、金
属膜を堆積した後に熱処理を行うことにより、ゲートポ
リシリコン膜の表面とソース・ドレイン拡散層の表面に
シリサイドを形成する工程とを施すようにしたものであ
る。
In order to achieve the above object, the present invention provides: [ 1 ] In a method of manufacturing a semiconductor device, a step of etching a gate polysilicon film using a first insulating film as a mask; By thermal oxidation on the side surface of the gate polysilicon film
The step of forming the formed second insulating film and the CVD method
A step of forming a side wall by a third insulating film deposited by the above method, and a step of forming all of the first insulating film of the mask and an upper part of the second insulating film on the side surface of the gate polysilicon film.
A step of selectively removing by wet etching and a step of forming a silicide on the surface of the gate polysilicon film and the surface of the source / drain diffusion layer by performing heat treatment after depositing the metal film Is.

【0017】〔〕上記〔〕記載の半導体装置の製造
方法において、前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜
をシリコン酸化膜とし、前記第3の絶縁膜をシリコン窒
化膜とする。
[ 2 ] In the method of manufacturing a semiconductor device according to [ 1 ], the first insulating film and the second insulating film are silicon oxide films, and the third insulating film is a silicon nitride film. .

【0018】〔〕上記〔〕記載の半導体装置の製造
方法において、前記第1の絶縁膜はPSG膜、BSG膜
又はBPSG膜、前記第2の絶縁膜は熱酸化膜、前記第
3の絶縁膜はNSG膜である。
[ 3 ] In the method of manufacturing a semiconductor device according to [ 1 ], the first insulating film is a PSG film, a BSG film or a BPSG film, the second insulating film is a thermal oxide film, and the third insulating film is a third oxide film. The insulating film is an NSG film.

【0019】〔4〕半導体装置の製造方法において、ゲ
ートポリシリコン膜をエッチングした後、このゲートポ
リシリコン膜の側面と上面に熱酸化により形成された第
1の絶縁膜を形成する工程と、CVD法により堆積され
た第2の絶縁膜によりサイドウォールを形成する工程
と、前記サイドウォール形成のとき前記ゲートポリシリ
コン膜上面の第1の絶縁膜はウエットエッチングにより
除去、前記ゲートポリシリコン膜の側面の第1の絶縁
膜のみ残す工程と、前記ゲートポリシリコン膜の側面の
第1の絶縁膜の上部を選択的に除去する工程と、金属膜
を堆積した後に熱処理を行うことより、ゲートポリシリ
コン膜の表面とソース・ドレイン拡散層表面にシリサイ
ドを形成する工程とを施すようにしたものである。
[4] In the method of manufacturing a semiconductor device, after the gate polysilicon film is etched, a step of forming a first insulating film formed by thermal oxidation on a side surface and an upper surface of the gate polysilicon film, and CVD. A step of forming a sidewall by a second insulating film deposited by a method, and when forming the sidewall, the first insulating film on the upper surface of the gate polysilicon film is removed by wet etching to remove the gate polysilicon film. By leaving only the first insulating film on the side surface, selectively removing the upper portion of the first insulating film on the side surface of the gate polysilicon film, and performing heat treatment after depositing the metal film, The step of forming silicide on the surface of the silicon film and the surface of the source / drain diffusion layer is performed.

【0020】〔〕上記〔〕記載の半導体装置の製造
方法において、前記第1の絶縁膜はシリコン酸化膜、前
記第2の絶縁膜はシリコン窒化膜である。
[ 5 ] In the method of manufacturing a semiconductor device according to [ 4 ], the first insulating film is a silicon oxide film and the second insulating film is a silicon nitride film.

【0021】〔〕上記〔〕記載の半導体装置の製造
方法において、前記第1の絶縁膜はPSG膜、BSG膜
又はBPSG膜、前記第2の絶縁膜はNSG膜である。
[ 6 ] In the method of manufacturing a semiconductor device according to [ 4 ] above, the first insulating film is a PSG film, a BSG film or a BPSG film, and the second insulating film is an NSG film.

【0022】〔〕上記〔〕又は〔〕記載の半導体
装置の製造方法において、金属の堆積に、金属粒子の直
進性の高いスパッタ法を用いるようにしたものである。
[ 7 ] In the method for manufacturing a semiconductor device according to [ 1 ] or [ 4 ], a metal particle is deposited by a sputtering method which has a high rectilinear property of metal particles.

【0023】〔〕上記〔〕記載の半導体装置の製造
方法において、前記直進性の高いスパッタ法として、コ
リメートスパッタ又はロングスロースパッタ法を用いる
ようにしたものである。
[ 8 ] In the method of manufacturing a semiconductor device according to the above [ 7 ], a collimated sputtering method or a long throw sputtering method is used as the sputtering method having high straightness.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below.

【0025】図1は本発明の第1実施例を示すサリサイ
ドプロセスを説明するための図であり、断面図をもって
概略的に示した工程図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a salicide process showing a first embodiment of the present invention, and is a process diagram schematically showing a sectional view.

【0026】(1)まず、図1(a)に示すように、既
知の技術を用いて、Si(100)基板101にLOC
OS法により400nmのフィールド酸化膜102を形
成してアクティブ領域を区画する。
(1) First, as shown in FIG. 1A, the LOC is formed on the Si (100) substrate 101 using a known technique.
A 400 nm field oxide film 102 is formed by the OS method to partition the active region.

【0027】次に、アクティブ領域を熱酸化して16n
mのゲート酸化膜103を形成してから300nmのポ
リシリコン膜を堆積する。さらに200nmのPSG膜
を堆積してから、これらのポリシリコン膜、PSG膜を
ゲート配線のパターンに加工し、ポリシリコン膜10
4、PSG膜105を形成する。次に、熱酸化により3
0nmのシリコン酸化膜106をゲート側面に形成す
る。
Next, the active region is thermally oxidized to 16n.
m gate oxide film 103 is formed, and then a 300 nm polysilicon film is deposited. Further, after depositing a PSG film having a thickness of 200 nm, these polysilicon film and PSG film are processed into a gate wiring pattern, and then the polysilicon film 10 is formed.
4. The PSG film 105 is formed. Then, 3 by thermal oxidation
A 0 nm silicon oxide film 106 is formed on the side surface of the gate.

【0028】次いで、これらのPSG膜105、ポリシ
リコン膜104及びシリコン酸化膜106をマスクにし
てP+ イオンを30keVの加速エネルギー及び2×1
13cm-2のドーズ量でSi基板101にイオン注入し
て、LDD層としてのN- 拡散層107を形成する。
Then, with the PSG film 105, the polysilicon film 104 and the silicon oxide film 106 as a mask, P + ions are accelerated with an acceleration energy of 30 keV and 2 × 1.
Ions are implanted into the Si substrate 101 at a dose of 0 13 cm −2 to form an N diffusion layer 107 as an LDD layer.

【0029】(2)次に、図1(b)に示すように、2
20nmのシリコン窒化膜をCVD法でSi基板101
上の全面に堆積させ、次に、PSG膜105の上面及び
-拡散層107の表面が完全に露出するまでシリコン
窒化膜の全面をエッチバックして、このシリコン窒化膜
からなるサイドウォール108をポリシリコン膜104
およびPSG膜105の側面に形成する。
(2) Next, as shown in FIG.
A 20 nm silicon nitride film is formed on the Si substrate 101 by the CVD method.
Then, the entire surface of the silicon nitride film is etched back until the upper surface of the PSG film 105 and the surface of the N diffusion layer 107 are completely exposed, and the sidewalls 108 made of this silicon nitride film are formed. Polysilicon film 104
And on the side surface of the PSG film 105.

【0030】(3)次に、図1(c)に示すように、S
i基板101を希釈フッ酸溶液中に浸すことにより、ポ
リシリコン膜104上のPSG膜105を選択的に除去
して、ポリシリコン膜104の上面を露出させ、さらに
ウエットエッチを継続してポリシリコン膜104の側面
に形成したシリコン酸化膜106の上部も除去して、ポ
リシリコン膜104の上部の両端を露出させる。
(3) Next, as shown in FIG.
The PSG film 105 on the polysilicon film 104 is selectively removed by immersing the i substrate 101 in a dilute hydrofluoric acid solution to expose the upper surface of the polysilicon film 104, and wet etching is continued to continue the polysilicon etching. The upper part of the silicon oxide film 106 formed on the side surface of the film 104 is also removed to expose both ends of the upper part of the polysilicon film 104.

【0031】希釈フッ酸溶液によるPSG膜105のエ
ッチング速度は、熱酸化で形成したフィールド酸化膜1
02、シリコン酸化膜106に比べて10倍近くも速
く、サイドウォール(シリコン窒化膜)108やポリシ
リコン膜104に比べると100倍以上も速いので、上
述のようにPSG膜105を選択的に除去することがで
き、また、シリコン酸化膜106の全てではなく上部の
みを除去することができる。シリコン酸化膜106の上
部を300Å除去させるとすると、5%HF溶液ではP
SG膜105を除去後、引き続き約1分間のウエットエ
ッチング処理を行えばよい。
The etching rate of the PSG film 105 with the diluted hydrofluoric acid solution is the same as that of the field oxide film 1 formed by thermal oxidation.
02, which is nearly 10 times faster than the silicon oxide film 106 and 100 times faster than the sidewall (silicon nitride film) 108 and the polysilicon film 104. Therefore, the PSG film 105 is selectively removed as described above. In addition, only the upper portion of the silicon oxide film 106 can be removed instead of the entire portion. Assuming that the upper part of the silicon oxide film 106 is removed by 300 Å, the P content of the 5% HF solution becomes P.
After removing the SG film 105, a wet etching process may be continuously performed for about 1 minute.

【0032】(4)その後、図1(d)に示すように、
As+ イオンを50keVの加速エネルギー及び3×1
15cm-2のドーズ量でポリシリコン膜104とSi基
板101にイオン注入し、窒素雰囲気中で1050℃、
10秒間の高速アニールを行って、ゲートポリシリコン
膜109、ソース・ドレイン拡散層(N+ 拡散層)11
0を形成する。
(4) Then, as shown in FIG.
As + ions with acceleration energy of 50 keV and 3 × 1
Ions are implanted into the polysilicon film 104 and the Si substrate 101 at a dose amount of 0 15 cm -2 , and at 1050 ° C. in a nitrogen atmosphere,
High-speed annealing for 10 seconds is performed to form the gate polysilicon film 109, the source / drain diffusion layer (N + diffusion layer) 11
Form 0.

【0033】(5)次に、図1(e)に示すように、3
0nmのTi膜をSi基板101上の全面に堆積させ
る。そして、窒素雰囲気中で600℃、30秒間の高速
アニールを行い、フィールド酸化膜102及びサイドウ
ォール108から露出しているゲートポリシリコン膜1
09の上面及びソース・ドレイン拡散層110の表面と
Ti膜を反応させて、TiSi2 膜を形成する。
(5) Next, as shown in FIG.
A 0 nm Ti film is deposited on the entire surface of the Si substrate 101. Then, high-speed annealing is performed at 600 ° C. for 30 seconds in a nitrogen atmosphere to expose the gate polysilicon film 1 exposed from the field oxide film 102 and the sidewall 108.
The upper surface of 09 and the surface of the source / drain diffusion layer 110 are reacted with the Ti film to form a TiSi 2 film.

【0034】(6)その後、フィールド酸化膜102及
びサイドウォール108上に未反応のまま残っているT
i膜をアンモニア過水で選択的に除去し、再び窒素中で
800℃、30秒間の高速アニールを行って、ゲートポ
リシリコン膜109の上面及びN+ 拡散層110の表面
に低抵抗のTiSi2 膜111を形成する。
(6) After that, T which remains unreacted on the field oxide film 102 and the sidewall 108.
The i film is selectively removed with ammonia-hydrogen peroxide mixture, and high-speed annealing is performed again in nitrogen at 800 ° C. for 30 seconds to form TiSi 2 having low resistance on the upper surface of the gate polysilicon film 109 and the surface of the N + diffusion layer 110. The film 111 is formed.

【0035】上記工程において、特徴的なのは、ゲート
ポリシリコン膜109上部の両端部がサイドウォール1
08と接しないで露出していることである。このためゲ
ートポリシリコン膜109上部の両端部においてTiS
2 膜111が薄膜化しなくなり、TiSi2 膜111
が均一に形成されるので低抵抗になる。
In the above process, it is characteristic that both end portions above the gate polysilicon film 109 are sidewalls 1.
It is exposed without touching 08. Therefore, TiS is formed on both ends of the upper portion of the gate polysilicon film 109.
Since the i 2 film 111 is not thinned, the TiSi 2 film 111
Are uniformly formed, resulting in low resistance.

【0036】また、ゲートポリシリコン膜109上部よ
りサイドウォール108上部が高く、かつ、ゲートポリ
シリコン膜109とサイドウォール108間に溝が形成
されているので、シリサイドのオーバーグロースによる
ゲートとソース、ドレイン間の短絡の心配がなくなる。
Further, since the upper portion of the sidewall 108 is higher than the upper portion of the gate polysilicon film 109 and the groove is formed between the gate polysilicon film 109 and the sidewall 108, the gate, the source and the drain due to the overgrowth of the silicide. There is no need to worry about short circuits between them.

【0037】このように第1実施例によれば、ゲートポ
リシリコン膜上部の両端部におけるシリサイドの薄膜化
を防止することができるので、膜厚が均一になり、低抵
抗なシリサイドを形成することが可能となる。
As described above, according to the first embodiment, it is possible to prevent thinning of the silicide at both ends of the upper portion of the gate polysilicon film, so that the film thickness becomes uniform and low resistance silicide is formed. Is possible.

【0038】また、シリサイドのオーバーグロースによ
るゲートとソース、ドレイン間の短絡の心配がなくな
る。
Further, there is no fear of a short circuit between the gate, the source and the drain due to the overgrowth of the silicide.

【0039】なお、上記実施例では、Tiシリサイドを
例にとり説明したが、これはCoシリサイドでもNiシ
リサイドでも構わない。また、ゲートエッチングマスク
としてのPSG膜を他の酸化膜としても構わない。
In the above embodiment, Ti silicide is taken as an example, but it may be Co silicide or Ni silicide. Further, the PSG film as the gate etching mask may be another oxide film.

【0040】更に、ゲートポリシリコン部のシリサイド
膜の形成を図2を用いて詳細に説明する。
Further, formation of the silicide film in the gate polysilicon portion will be described in detail with reference to FIG.

【0041】図2は本発明の第2実施例を示すゲートポ
リシリコン部のシリサイド膜の形成プロセスを説明する
ための図であり、断面図をもって概略的に示した工程図
である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a process of forming a silicide film of a gate polysilicon portion showing a second embodiment of the present invention, and is a process diagram schematically showing with a sectional view.

【0042】この実施例においては、図1に示した第1
実施例のポリシリコン膜104、シリコン窒化膜(側
壁)108、ゲートポリシリコン側面酸化膜106、T
iSi2 膜111の高さを、それぞれHg、Hsw、H
s、Htsとするとき、Hg>Hs、Hsw>Hs、H
ts≧Hg−Hsとなっている構造が特徴である。
In this embodiment, the first shown in FIG.
In the embodiment, the polysilicon film 104, the silicon nitride film (side wall) 108, the gate polysilicon side oxide film 106, T
The height of the iSi 2 film 111 is set to Hg, Hsw, and H, respectively.
s, Hts, Hg> Hs, Hsw> Hs, H
The structure is characterized by ts ≧ Hg−Hs.

【0043】このように第2実施例によれば、ゲートポ
リシリコン膜109上部とサイドウォール108が空間
的に分離されているので、続くシリサイド形成時にゲー
トポリシリコン膜109上部の両端部において、シリサ
イドが薄膜化しなくなり、シリサイドが均一に形成され
るので低抵抗になる。さらに、ゲートポリシリコン膜1
09とサイドウォール108間に溝が形成されているの
で、TiSi2 膜111のオーバーグロースによるゲー
トとソース、ドレイン間の短絡の心配がなくなる。
As described above, according to the second embodiment, since the upper portion of the gate polysilicon film 109 and the sidewall 108 are spatially separated, the silicide is formed at both ends of the upper portion of the gate polysilicon film 109 during the subsequent silicide formation. Is not thinned and silicide is uniformly formed, resulting in low resistance. Further, the gate polysilicon film 1
Since the groove is formed between the 09 and the side wall 108, there is no fear of a short circuit between the gate and the source / drain due to overgrowth of the TiSi 2 film 111.

【0044】なお、この実施例では、シリコン窒化膜か
らなるサイドウォールについて説明したが、これはシリ
コン酸化膜でも構わない。
In this embodiment, the sidewall made of the silicon nitride film has been described, but it may be a silicon oxide film.

【0045】次に、本発明の第3実施例について説明す
る。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

【0046】この実施例では、メタルのスパッタ工程以
外は第1実施例と同様である。つまり、この実施例で
は、金属の堆積に、金属粒子の直進性の高いスパッタ法
を用いる。例えば、金属の成膜にコリメートスパッタま
たはロングスロースパッタを用いて、シリサイドの薄膜
化を防ぎ、低抵抗なTiSi2 膜を形成するものとす
る。つまり、第1実施例に示す、図1(e)工程におけ
るTiの成膜に、コリメートスパッタまたはロングスロ
ースパッタを用いて、シリサイドの薄膜化を防ぎ、低抵
抗なTiSi2 膜を得ることができる。
This embodiment is the same as the first embodiment except for the metal sputtering step. That is, in this embodiment, the metal deposition is performed by the sputtering method in which the metal particles are highly straightforward. For example, collimated sputtering or long throw sputtering is used for forming a metal film to prevent thinning of silicide and form a TiSi 2 film having low resistance. That is, collimating sputtering or long throw sputtering is used for forming Ti in the step (e) of FIG. 1 shown in the first embodiment to prevent silicide thinning and obtain a TiSi 2 film having low resistance. .

【0047】このように第3実施例によれば、Tiの成
膜にコリメートスパッタまたはロングスロースパッタを
用いるようにしたので、ステップカバレッジが向上す
る。したがって、ゲートポリシリコン膜上に成膜された
メタルの薄膜化を防ぐことができるので、従来よりも、
低抵抗なTiSi2 膜を形成することが可能となる。
As described above, according to the third embodiment, since the collimated sputtering or the long throw sputtering is used for forming the Ti film, the step coverage is improved. Therefore, since it is possible to prevent thinning of the metal formed on the gate polysilicon film,
It becomes possible to form a TiSi 2 film having a low resistance.

【0048】また、この実施例では、Tiシリサイドを
例にとり説明したが、これはCoシリサイドでもNiシ
リサイドでも構わない。
In this embodiment, Ti silicide has been described as an example, but it may be Co silicide or Ni silicide.

【0049】次に、本発明の第4実施例について説明す
る。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

【0050】図3は本発明の第4実施例を示すサリサイ
ドプロセスを説明するための図であり、断面図をもって
概略的に示した工程図である。
FIG. 3 is a view for explaining a salicide process showing a fourth embodiment of the present invention, and is a process drawing schematically showing a sectional view.

【0051】(1)まず、図3(a)に示すように、既
知の技術を用いて、Si(100)基板201にLOC
OS法により400nmのフィールド酸化膜202を形
成してアクティブ領域を区画する。次に、アクティブ領
域を熱酸化して16nmのゲート酸化膜203を形成し
てから300nmのポリシリコン膜を堆積する。さらに
200nmのPSG膜を堆積してから、これらのポリシ
リコン膜、PSG膜をゲート配線のパターンに加工し、
ポリシリコン膜204、PSG膜205を形成する。
(1) First, as shown in FIG. 3A, the LOC is formed on the Si (100) substrate 201 by using a known technique.
A 400 nm field oxide film 202 is formed by the OS method to partition the active region. Next, the active region is thermally oxidized to form a 16 nm gate oxide film 203, and then a 300 nm polysilicon film is deposited. Further, after depositing a PSG film of 200 nm, these polysilicon film and PSG film are processed into a gate wiring pattern,
A polysilicon film 204 and a PSG film 205 are formed.

【0052】次に、熱酸化により30nmのシリコン酸
化膜206をゲート側面に形成する。これらのPSG膜
205、ポリシリコン膜204及びシリコン酸化膜20
6をマスクにしてP+ イオンを30keVの加速エネル
ギー及び2×1013cm-2のドーズ量でSi基板201
にイオン注入して、LDD層としてのN- 拡散層207
を形成する。
Next, a 30 nm silicon oxide film 206 is formed on the side surface of the gate by thermal oxidation. These PSG film 205, polysilicon film 204 and silicon oxide film 20
6 is used as a mask and the Si substrate 201 is irradiated with P + ions at an acceleration energy of 30 keV and a dose amount of 2 × 10 13 cm -2.
Is ion-implanted into the N diffusion layer 207 as an LDD layer.
To form.

【0053】(2)次いで、220nmのNSG膜(ノ
ンドープ酸化膜)をCVD法でSi基板201上の全面
に堆積させ、図3(b)に示すように、PSG膜205
の上面およびN- 拡散層207の表面が完全に露出する
までNSG膜の全面をエッチバックして、このNSG膜
からなるサイドウォール208をポリシリコン膜204
及びPSG膜205の側面に形成する。
(2) Next, a 220 nm NSG film (non-doped oxide film) is deposited on the entire surface of the Si substrate 201 by the CVD method, and as shown in FIG.
Of the NSG film is etched back until the upper surface of the NSG film and the surface of the N - diffusion layer 207 are completely exposed.
And on the side surface of the PSG film 205.

【0054】(3)次に、図3(c)に示すように、S
i基板201を希釈フッ酸溶液中に浸すことにより、ポ
リシリコン膜204上のPSG膜205を選択的に除去
してポリシリコン膜204の上面を露出させ、さらにウ
エットエッチを継続してポリシリコン膜204の側面に
形成したシリコン酸化膜206の上部も除去して、ポリ
シリコン膜204上部の両端を露出させる。
(3) Next, as shown in FIG.
By immersing the i substrate 201 in a dilute hydrofluoric acid solution, the PSG film 205 on the polysilicon film 204 is selectively removed to expose the upper surface of the polysilicon film 204, and wet etching is continued to continue the polysilicon film. The upper portion of the silicon oxide film 206 formed on the side surface of the 204 is also removed to expose both ends of the upper portion of the polysilicon film 204.

【0055】希釈フッ酸溶液によるPSG膜205のエ
ッチング速度は、熱酸化で形成したシリコン酸化膜20
6やNSG膜208に比べて10倍近くも速く、ポリシ
リコン膜204に比べると100倍以上も速いので、上
述のようにPSG膜205を選択的に除去することがで
き、また、シリコン酸化膜206の全てではなく上部の
みを除去することができる。シリコン酸化膜206の上
部を300Å除去させるとすると、5%HF溶液ではP
SG膜205除去後引き続き約1分間のウエットエッチ
ング処理を行えばよい。
The etching rate of the PSG film 205 with the diluted hydrofluoric acid solution is the same as that of the silicon oxide film 20 formed by thermal oxidation.
6 and the NSG film 208 are nearly 10 times faster and 100 times faster than the polysilicon film 204, the PSG film 205 can be selectively removed as described above, and the silicon oxide film can be removed. Only the top, but not all of 206, can be removed. Assuming that the upper portion of the silicon oxide film 206 is removed by 300 Å, the 5% HF solution causes P
After removing the SG film 205, a wet etching process may be continuously performed for about 1 minute.

【0056】(4)その後、図3(d)に示すように、
As+ イオンを50keVの加速エネルギー及び3×1
15cm-2のドーズ量でポリシリコン膜204とSi基
板201にイオン注入し、窒素雰囲気中で1050℃、
10秒間の高速アニールを行って、ゲートポリシリコン
膜209、ソース・ドレイン拡散層(N+ 拡散層)21
0を形成する。
(4) Then, as shown in FIG.
As + ions with acceleration energy of 50 keV and 3 × 1
Ion implantation is performed on the polysilicon film 204 and the Si substrate 201 at a dose of 0 15 cm -2 , and the ion implantation is performed at 1050 ° C. in a nitrogen atmosphere.
A rapid anneal for 10 seconds is performed to form a gate polysilicon film 209 and a source / drain diffusion layer (N + diffusion layer) 21.
Form 0.

【0057】(5)次に、図3(e)に示すように、3
0nmのTi膜をSi基板201上の全面に堆積させ
る。そして、窒素雰囲気中で600℃、30秒間の高速
アニールを行い、シリコン酸化膜202及びNSG膜か
らなるサイドウォール208から露出しているゲートポ
リシリコン膜209の上面及びソース・ドレイン拡散層
210の表面とTi膜と反応させて、TiSi2 膜を形
成する。
(5) Next, as shown in FIG.
A 0 nm Ti film is deposited on the entire surface of the Si substrate 201. Then, high-speed annealing is performed at 600 ° C. for 30 seconds in a nitrogen atmosphere, and the upper surface of the gate polysilicon film 209 and the surface of the source / drain diffusion layer 210 exposed from the sidewall 208 formed of the silicon oxide film 202 and the NSG film. Is reacted with the Ti film to form a TiSi 2 film.

【0058】(6)その後、フィールド酸化膜202及
びNSG膜からなるサイドウォール208上に未反応の
まま残っているTi膜をアンモニア過水で選択的に除去
し、再び窒素中で800℃、30秒間の高速アニールを
行ってゲートポリシリコン膜209の上面およびソース
・ドレイン拡散層210の表面に低抵抗のTiSi2
211を形成する。
(6) After that, the Ti film remaining unreacted on the side wall 208 formed of the field oxide film 202 and the NSG film is selectively removed by ammonia hydrogen peroxide, and again in nitrogen at 800 ° C. and 30 ° C. A high-speed annealing is performed for a second to form a low-resistance TiSi 2 film 211 on the upper surface of the gate polysilicon film 209 and the surface of the source / drain diffusion layer 210.

【0059】第4実施例の上記工程において特徴的なの
は、ゲートポリシリコン膜209上部の両端部がサイド
ウォール208と接しないで露出していることである。
このためゲートポリシリコン膜209上部の両端部にお
いてTiSi2 膜211が薄膜化しなくなり、TiSi
2 膜211が均一に形成されるので低抵抗になる。
What is characteristic of the above-described steps of the fourth embodiment is that both ends of the upper portion of the gate polysilicon film 209 are exposed without coming into contact with the sidewalls 208.
Therefore, the TiSi 2 film 211 is not thinned at both ends above the gate polysilicon film 209, and the TiSi 2 film 211 is not thinned.
Since the two films 211 are uniformly formed, the resistance becomes low.

【0060】また、ゲートポリシリコン膜209上部よ
りサイドウォール208上部が高く、かつ、ゲートポリ
シリコン膜209とサイドウォール208間に溝が形成
されているので、シリサイドのオーバーグロースによる
ゲートとソース、ドレイン間の短絡の心配がなくなる。
Further, since the upper portion of the sidewall 208 is higher than the upper portion of the gate polysilicon film 209 and the groove is formed between the gate polysilicon film 209 and the sidewall 208, the gate, the source and the drain due to the overgrowth of the silicide. There is no need to worry about short circuits between them.

【0061】このように第4実施例によれば、ゲートポ
リシリコン膜上部の両端部におけるシリサイドの薄膜化
を防止することができるので、膜厚が均一になり、低抵
抗なシリサイドを形成することが可能となる。
As described above, according to the fourth embodiment, it is possible to prevent the thinning of the silicide at both ends of the upper portion of the gate polysilicon film, so that the film thickness becomes uniform and the low resistance silicide is formed. Is possible.

【0062】また、シリサイドのオーバーグロースによ
るゲートとソース、ドレイン間の短絡の心配がなくな
る。
Further, there is no fear of a short circuit between the gate, the source and the drain due to the overgrowth of the silicide.

【0063】さらに、サイドウォールを酸化膜としたこ
とにより、窒化膜と違い水素の拡散による閾値電圧の変
動の心配がなくなる。
Furthermore, since the side wall is made of an oxide film, unlike the nitride film, there is no fear of fluctuation of the threshold voltage due to diffusion of hydrogen.

【0064】なお、上記実施例では、Tiシリサイドを
例にとり説明したが、これはCoシリサイドでもNiシ
リサイドでも構わない。また、ゲートエッチングマスク
としてのPSG膜は他の酸化膜でも構わない。
In the above embodiment, Ti silicide has been described as an example, but it may be Co silicide or Ni silicide. Further, the PSG film as the gate etching mask may be another oxide film.

【0065】次に、本発明の第5実施例について説明す
る。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.

【0066】図4は本発明の第5実施例を示すサリサイ
ドプロセスを説明するための図であり、断面図をもって
概略的に示した工程図である。
FIG. 4 is a view for explaining a salicide process showing a fifth embodiment of the present invention, and is a process drawing schematically showing a sectional view.

【0067】(1)まず、図4(a)に示すように、既
知の技術を用いて、Si(100)基板301にLOC
OS法により400nmのフィールド酸化膜302を形
成してアクティブ領域を区画する。
(1) First, as shown in FIG. 4A, the LOC is formed on the Si (100) substrate 301 by using a known technique.
A 400 nm field oxide film 302 is formed by the OS method to partition the active region.

【0068】次に、アクティブ領域を熱酸化して16n
mのゲート酸化膜303を形成してから300nmのポ
リシリコン膜を堆積する。さらにポリシリコン膜をゲー
ト配線のパターンに加工し、ポリシリコン膜304を形
成する。次に、熱酸化により30nmのシリコン酸化膜
305をポリシリコン膜304の全面、つまり、上面及
び側面に形成する。
Next, the active region is thermally oxidized to 16n.
m gate oxide film 303 is formed, and then a 300 nm polysilicon film is deposited. Further, the polysilicon film is processed into a gate wiring pattern to form a polysilicon film 304. Then, a 30 nm-thickness silicon oxide film 305 is formed on the entire surface of the polysilicon film 304, that is, on the upper surface and the side surface by thermal oxidation.

【0069】次に、これらのポリシリコン膜304及び
シリコン酸化膜305をマスクにして、P+ イオンを3
0keVの加速エネルギー及び2×1013cm-2のドー
ズ量でSi基板301にイオン注入して、LDD層とし
てのN- 拡散層306を形成する。
Next, using the polysilicon film 304 and the silicon oxide film 305 as masks, P + ions of 3
Ions are implanted into the Si substrate 301 with an acceleration energy of 0 keV and a dose amount of 2 × 10 13 cm −2 to form an N diffusion layer 306 as an LDD layer.

【0070】(2)次に、図4(b)に示すように、2
20nmのシリコン窒化膜をCVD法でSi基板301
上の全面に堆積させ、N- 拡散層306の表面が完全に
露出するまでシリコン窒化膜の全面をエッチバックし
て、このシリコン窒化膜から成るサイドウォール307
をポリシリコン膜304の側面に形成する。
(2) Next, as shown in FIG.
Si substrate 301 with 20 nm silicon nitride film by CVD method
The silicon nitride film is deposited on the entire upper surface, and the entire surface of the silicon nitride film is etched back until the surface of the N diffusion layer 306 is completely exposed.
Are formed on the side surfaces of the polysilicon film 304.

【0071】(3)次に、図4(c)に示すように、S
i基板301を希釈フッ酸溶液中に浸すことにより、ポ
リシリコン膜304の側面に形成したシリコン酸化膜3
05の上部を除去してポリシリコン膜304上部の両端
を露出させる。
(3) Next, as shown in FIG.
The silicon oxide film 3 formed on the side surface of the polysilicon film 304 by immersing the i-substrate 301 in a dilute hydrofluoric acid solution
The upper part of 05 is removed to expose both ends of the upper part of the polysilicon film 304.

【0072】希釈フッ酸溶液によるシリコン酸化膜30
5のエッチング速度は、サイドウォール(シリコン窒化
膜)307に比べると10倍近くも速いので、上述のよ
うにシリコン酸化膜305の上部を選択的に除去するこ
とができる。シリコン酸化膜305の上部を300Å除
去させるとすると、5%HF溶液では約1分間のウエッ
トエッチング処理を行えばよい。
Silicon oxide film 30 formed by dilute hydrofluoric acid solution
Since the etching rate of No. 5 is about 10 times faster than that of the sidewall (silicon nitride film) 307, the upper portion of the silicon oxide film 305 can be selectively removed as described above. If the upper part of the silicon oxide film 305 is to be removed by 300 Å, a 5% HF solution may be subjected to wet etching for about 1 minute.

【0073】(4)その後、図4(d)に示すように、
As+ イオンを50keVの加速エネルギーおよび3×
1015cm-2のドーズ量でポリシリコン膜304とSi
基板301にイオン注入し、窒素雰囲気中で1050
℃、10秒間の高速アニールを行って、ゲートポリシリ
コン膜308、ソース・ドレイン拡散層(N+ 拡散層)
309を形成する。
(4) Then, as shown in FIG.
As + ions with an acceleration energy of 50 keV and 3 ×
Polysilicon film 304 and Si at a dose of 10 15 cm -2
Ion implantation is performed on the substrate 301, and 1050 is performed in a nitrogen atmosphere.
The gate polysilicon film 308 and the source / drain diffusion layer (N + diffusion layer) are subjected to high-speed annealing at 10 ° C. for 10 seconds.
309 is formed.

【0074】(5)次に、図4(e)に示すように、3
0nmのTi膜をSi基板301上の全面に堆積させ
る。そして、窒素雰囲気中で600℃、30秒間の高速
アニールを行い、シリコン酸化膜305及びサイドウォ
ール(シリコン窒化膜)307から露出しているゲート
ポリシリコン膜308の上面及びN+ 拡散層309の表
面とTi膜と反応させて、TiSi2 膜を形成する。
(5) Next, as shown in FIG.
A 0 nm Ti film is deposited on the entire surface of the Si substrate 301. Then, high-speed annealing is performed at 600 ° C. for 30 seconds in a nitrogen atmosphere, and the upper surface of the gate polysilicon film 308 exposed from the silicon oxide film 305 and the sidewall (silicon nitride film) 307 and the surface of the N + diffusion layer 309 are exposed. Is reacted with the Ti film to form a TiSi 2 film.

【0075】(6)その後、フィールド酸化膜302及
びサイドウォール(シリコン窒化膜)307上に未反応
のまま残っているTi膜をアンモニア過水で選択的に除
去し、再び窒素中で800℃、30秒間の高速アニール
を行って、ゲートポリシリコン膜308の上面およびN
+ 拡散層309の表面に低抵抗のTiSi2 膜310を
形成する。
(6) After that, the Ti film remaining unreacted on the field oxide film 302 and the side wall (silicon nitride film) 307 is selectively removed with ammonia hydrogen peroxide, and again in nitrogen at 800 ° C. A high-speed anneal for 30 seconds is performed, and the upper surface of the gate polysilicon film 308 and N
A low resistance TiSi 2 film 310 is formed on the surface of the + diffusion layer 309.

【0076】この実施例の上記工程において特徴的なの
は、ゲートポリシリコン膜308上部の両端部がサイド
ウォール307と接しないで露出していることである。
このため、ゲートポリシリコン膜308上部の両端部に
おいてTiSi2 膜310が薄膜化しなくなり、TiS
2 膜310が均一に形成されるので低抵抗になる。
What is characteristic of the above steps of this embodiment is that both ends of the upper portion of the gate polysilicon film 308 are exposed without coming into contact with the sidewalls 307.
Therefore, the TiSi 2 film 310 is not thinned at both ends above the gate polysilicon film 308, and the TiS 2 film 310 is not thinned.
Since the i 2 film 310 is uniformly formed, the resistance becomes low.

【0077】また、ゲートポリシリコン膜308とサイ
ドウォール307間に溝が形成されているので、シリサ
イドのオーバーグロースによるゲートどソース、ドレイ
ン間の短絡の心配がなくなる。
Further, since the groove is formed between the gate polysilicon film 308 and the sidewall 307, there is no fear of short circuit between the gate and the source / drain due to overgrowth of the silicide.

【0078】このように第5実施例によれば、ゲートポ
リシリコン膜上部の両端部におけるシリサイドの薄膜化
を防止することができるので、膜厚が均一になり、低抵
抗なシリサイドを形成することが可能となる。
As described above, according to the fifth embodiment, it is possible to prevent the silicide from being thinned at both ends of the upper portion of the gate polysilicon film, so that the silicide having a uniform thickness and low resistance can be formed. Is possible.

【0079】また、シリサイドのオーバーグロースによ
るゲートとソース、ドレイン間の短絡の心配がなくな
る。ゲートエッチングマスクとしての酸化膜を堆積して
いないので工程が簡単になる。
Further, there is no fear of a short circuit between the gate and the source / drain due to the overgrowth of the silicide. Since no oxide film is deposited as a gate etching mask, the process is simplified.

【0080】なお、この実施例において、Tiシリサイ
ドを例にとり説明したが、これはCoシリサイドでもN
iシリサイドでも構わない。
In this embodiment, Ti silicide has been described as an example.
i-silicide may be used.

【0081】次に、本発明の第6実施例について説明す
る。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.

【0082】図5は本発明の第6実施例を示すサリサイ
ドプロセスを説明するための図であり、断面図をもって
概略的に示した工程図である。
FIG. 5 is a view for explaining a salicide process showing a sixth embodiment of the present invention, and is a process drawing schematically showing a sectional view.

【0083】(1)まず、図5(a)に示すように、既
知の技術を用いて、Si(100)基板401にLOC
OS法により400nmのフィールド酸化膜402を形
成してアクティブ領域を区画する。
(1) First, as shown in FIG. 5A, the LOC is formed on the Si (100) substrate 401 by using a known technique.
A 400 nm field oxide film 402 is formed by the OS method to partition the active region.

【0084】次に、アクティブ領域を熱酸化して16n
mのゲート酸化膜403を形成してから300nmのポ
リシリコン膜を堆積し、ゲート配線のパターンに加工す
る。次に、CVD法により30nmのPSG膜405
を、ゲートとなるポリシリコン膜404の全面、つま
り、上面及び側面に形成する。
Next, the active region is thermally oxidized to 16n.
After forming the gate oxide film 403 of m, a polysilicon film of 300 nm is deposited and processed into a gate wiring pattern. Next, a 30 nm PSG film 405 is formed by the CVD method.
Are formed on the entire surface of the polysilicon film 404 to be the gate, that is, on the upper surface and side surfaces.

【0085】(2)次に、図5(b)に示すように、こ
れらのポリシリコン膜404及びPSG膜405をマス
クにして、P+ イオンを30keVの加速エネルギー及
び2×1013cm-2のドーズ量でSi基板401にイオ
ン注入して、LDD層としてのN- 拡散層406を形成
する。次に、220nmのNSG膜をCVD法でSi基
板401上の全面に堆積させ、N- 拡散層406の表面
が完全に露出するまでNSG膜の全面をエッチバックし
て、このNSG膜から成るサイドウォール407をポリ
シリコン膜404の側面に形成する。
(2) Next, as shown in FIG. 5B, using the polysilicon film 404 and the PSG film 405 as a mask, the P + ions are accelerated with an energy of 30 keV and 2 × 10 13 cm -2. Ions are implanted into the Si substrate 401 with a dose of 2 to form an N diffusion layer 406 as an LDD layer. Next, a 220 nm NSG film is deposited on the entire surface of the Si substrate 401 by a CVD method, and the entire surface of the NSG film is etched back until the surface of the N diffusion layer 406 is completely exposed. A wall 407 is formed on the side surface of the polysilicon film 404.

【0086】(3)次いで、図5(c)に示すように、
Si基板401を希釈フッ酸溶液中に浸すこにより、ポ
リシリコン膜404の側面に形成したPSG膜405の
上部を除去してポリシリコン膜404上部の両端を露出
させる。希釈フッ酸溶液によるPSG膜405のエッチ
ング速度は、NSG膜から成るサイドウォール407に
比べて10倍近くも速いので、上述のようにPSG膜4
05の上部を選択的に除去することができる。シリコン
膜405の上部を300Å除去させるとすると、1%H
F溶液では約10秒間のウエットエッチング処理を行え
ばよい。
(3) Then, as shown in FIG.
By immersing the Si substrate 401 in a dilute hydrofluoric acid solution, the upper portion of the PSG film 405 formed on the side surface of the polysilicon film 404 is removed to expose both ends of the upper portion of the polysilicon film 404. Since the etching rate of the PSG film 405 with the diluted hydrofluoric acid solution is about 10 times faster than that of the sidewall 407 made of the NSG film, the PSG film 4 is not processed as described above.
The upper part of 05 can be selectively removed. If the upper part of the silicon film 405 is to be removed by 300Å, 1% H
The F solution may be subjected to wet etching for about 10 seconds.

【0087】(4)その後、図5(d)に示すように、
As+ イオンを50keVの加速エネルギーおよび3×
1015cm-2のドーズ量で、ポリシリコン膜404とS
i基板401にイオン注入し、窒素雰囲気中で1050
℃、10秒間の高速アニールを行って、ゲートポリシリ
コン膜408、ソース・ドレイン拡散層(N+ 拡散層)
409を形成する。
(4) Then, as shown in FIG.
As + ions with an acceleration energy of 50 keV and 3 ×
With a dose amount of 10 15 cm -2, the polysilicon film 404 and S
Ion implantation is performed on the i substrate 401, and 1050 is performed in a nitrogen atmosphere.
High-speed annealing at 10 ° C. for 10 seconds is performed to form gate polysilicon film 408, source / drain diffusion layer (N + diffusion layer)
409 is formed.

【0088】(5)次に、図5(e)に示すように、3
0nmのTi膜をSi基板401上の全面に堆積させ
る。そして、窒素雰囲気中で600℃、30秒間の高速
アニールを行い、シリコン酸化膜405及びNSG膜か
ら成るサイドウォール407から露出しているゲートポ
リシリコン膜408の上面及びソース・ドレイン拡散層
409の表面とTi膜と反応させて、TiSi2 膜を形
成する。
(5) Next, as shown in FIG.
A 0 nm Ti film is deposited on the entire surface of the Si substrate 401. Then, high-speed annealing is performed at 600 ° C. for 30 seconds in a nitrogen atmosphere, and the upper surface of the gate polysilicon film 408 and the surface of the source / drain diffusion layer 409 exposed from the sidewalls 407 made of the silicon oxide film 405 and the NSG film. Is reacted with the Ti film to form a TiSi 2 film.

【0089】(6)その後、フィールド酸化膜402及
びNSG膜から成るサイドウォール407上に未反応の
まま残っているTi膜をアンモニア過水で選択的に除去
し、再び窒素中で800℃、30秒間の高速アニールを
行って、ゲートポリシリコン膜408の上面及びソース
・ドレイン拡散層409の表面に低抵抗のTiSi2
410を形成する。
(6) After that, the Ti film remaining unreacted on the side wall 407 made of the field oxide film 402 and the NSG film is selectively removed with ammonia hydrogen peroxide, and again in nitrogen at 800 ° C. and 30 ° C. High-speed annealing is performed for a second to form a low resistance TiSi 2 film 410 on the upper surface of the gate polysilicon film 408 and the surface of the source / drain diffusion layer 409.

【0090】第6実施例の上記工程において特徴的なの
は、ゲートポリシリコン膜408上部の両端部がサイド
ウォール407と接しないで露出していることである。
このためゲートポリシリコン膜408上部の両端部にお
いてTiSi2 膜410が薄膜化しなくなり、TiSi
2 膜410が均一に形成されるので低抵抗になる。
What is characteristic of the above-mentioned process of the sixth embodiment is that both ends of the upper portion of the gate polysilicon film 408 are exposed without coming into contact with the sidewalls 407.
As a result, the TiSi 2 film 410 is not thinned at both ends above the gate polysilicon film 408.
Since the two films 410 are uniformly formed, the resistance becomes low.

【0091】また、ゲートポリシリコン膜408とサイ
ドウォール407間に溝が形成されているので、シリサ
イドのオーバーグロースによるゲートとソース、ドレイ
ン間の短絡の心配がなくなる。
Further, since the groove is formed between the gate polysilicon film 408 and the sidewall 407, there is no fear of short circuit between the gate and the source / drain due to the overgrowth of the silicide.

【0092】このように第6実施例によれば、ゲートポ
リシリコン膜上部の両端部におけるシリサイドの薄膜化
が防止されるために、膜厚が均一になり、低抵抗なシリ
サイドを形成することが可能となる。
As described above, according to the sixth embodiment, since the thinning of the silicide is prevented at both ends of the upper portion of the gate polysilicon film, the film thickness becomes uniform and the low resistance silicide can be formed. It will be possible.

【0093】また、シリサイドのオーバーグロースによ
るゲートとソース、ドレイン間の短絡の心配がなくな
る。
Further, there is no fear of a short circuit between the gate and the source / drain due to the overgrowth of the silicide.

【0094】さらに、ゲートエッチングマスクとしての
酸化膜を堆積していないので工程が簡単になる。
Further, since the oxide film as the gate etching mask is not deposited, the process is simplified.

【0095】また、サイドウォールをNSG膜としたこ
とにより、窒化膜と違い水素の拡散による閾値電圧の変
動の心配がなくなる。
Further, by using the NSG film as the sidewall, unlike the nitride film, there is no fear of fluctuation of the threshold voltage due to diffusion of hydrogen.

【0096】なお、上記実施例によれば、Tiシリサイ
ドを例にとり説明したが、これはCoシリサイドでもN
iシリサイドでも構わない。
According to the above-described embodiment, Ti silicide has been described as an example.
i-silicide may be used.

【0097】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and these modifications are not excluded from the scope of the present invention.

【0098】[0098]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、次のような効果を奏することができる。
As described in detail above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

【0099】(A)ゲートポリシリコン膜上部の両端部
におけるシリサイドの薄膜化を防止することができるの
で、膜厚が均一になり、低抵抗なシリサイドを形成する
ことが可能となる。
(A) Since it is possible to prevent the thinning of the silicide at both ends of the upper portion of the gate polysilicon film, the film thickness becomes uniform, and it is possible to form the silicide having a low resistance.

【0100】(B)シリサイドのオーバーグロースによ
るゲートとソース、ドレイン間の短絡の心配がなくな
る。
(B) There is no fear of a short circuit between the gate and the source / drain due to the overgrowth of the silicide.

【0101】(C)Tiの成膜にコリメートスパッタま
たはロングスロースパッタを用いるようにした場合に
は、ステップカバレッジが向上する。
(C) When collimated sputtering or long throw sputtering is used for forming the Ti film, the step coverage is improved.

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

【図1】本発明の第1実施例を示すサリサイドプロセス
を説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a salicide process showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例を示すゲートポリシリコン
部のシリサイド膜の形成プロセスを説明するための図で
ある。
FIG. 2 is a diagram for explaining a process of forming a silicide film in a gate polysilicon portion showing a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第4実施例を示すサリサイドプロセス
を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a salicide process showing a fourth embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第5実施例を示すサリサイドプロセス
を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a salicide process showing a fifth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第6実施例を示すサリサイドプロセス
を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a salicide process showing a sixth embodiment of the present invention.

【図6】従来の半導体装置の製造工程断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a manufacturing process of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,201,301,401 Si(100)基
板 102,202,302,402 フィールド酸化膜 103,203,303,403 ゲート酸化膜 104,204,304,404 ポリシリコン膜 105,205,405 PSG膜 106,206,305 シリコン酸化膜 107,207,306,406 N- 拡散層 108,208,307,407 サイドウォール 109,209,308,408 ゲートポリシリコ
ン膜 110,210,309,409 ソース・ドレイン
拡散層(N+ 拡散層) 111,211,310,410 TiSi2 膜(シ
リサイド膜)
101, 201, 301, 401 Si (100) substrate 102, 202, 302, 402 Field oxide film 103, 203, 303, 403 Gate oxide film 104, 204, 304, 404 Polysilicon film 105, 205, 405 PSG film 106 , 206, 305 Silicon oxide films 107, 207, 306, 406 N - diffusion layers 108, 208, 307, 407 Side walls 109, 209, 308, 408 Gate polysilicon films 110, 210, 309, 409 Source / drain diffusion layers (N + diffusion layer) 111, 211, 310, 410 TiSi 2 film (silicide film)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(a)第1の絶縁膜をマスクとしてゲート
ポリシリコン膜をエッチングする工程と、 (b)前記ゲートポリシリコン膜の側面に熱酸化により
形成された第2の絶縁膜を形成する工程と、 (c)CVD法により堆積された第3の絶縁膜によりサ
イドウォールを形成する工程と、 (d)前記マスクの第1の絶縁膜のすべてと前記ゲート
ポリシリコン膜の側面の第2の絶縁膜の上部をウエット
エッチングにより選択的に除去する工程と、 (e)金属膜を堆積した後に熱処理を行うことにより、
ゲートポリシリコン膜の表面とソース・ドレイン拡散層
の表面にシリサイドを形成する工程とを施すことを特徴
とする半導体装置の製造方法。
1. A step of: (a) etching the gate polysilicon film using the first insulating film as a mask; and (b) thermally oxidizing the side surfaces of the gate polysilicon film.
Forming a second insulating film formed, (c) forming a sidewall by a third insulating film deposited by CVD, (d) all of the first insulating layer of the mask And wet the upper part of the second insulating film on the side surface of the gate polysilicon film.
A step of selectively removing by etching, and (e) heat treatment after depositing the metal film,
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a silicide on a surface of a gate polysilicon film and a surface of a source / drain diffusion layer.
【請求項2】 請求項記載の半導体装置の製造方法に
おいて、前記第1の絶縁膜及び第2の絶縁膜をシリコン
酸化膜とし、前記第3の絶縁膜をシリコン窒化膜とする
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1 , wherein the first insulating film and the second insulating film are silicon oxide films, and the third insulating film is a silicon nitride film. And a method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項3】 請求項記載の半導体装置の製造方法に
おいて、前記第1の絶縁膜はPSG膜、BSG膜又はB
PSG膜、前記第2の絶縁膜は熱酸化膜、前記第3の絶
縁膜はNSG膜であることを特徴とする半導体装置の製
造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 , wherein the first insulating film is a PSG film, a BSG film or B.
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a PSG film, the second insulating film is a thermal oxide film, and the third insulating film is an NSG film.
【請求項4】 半導体装置の製造方法において、 (a)ゲートポリシリコン膜をエッチングした後、該ゲ
ートポリシリコン膜の側面と上面に熱酸化により形成さ
れた第1の絶縁膜を形成する工程と、 (b)CVD法により堆積された第2の絶縁膜によりサ
イドウォールを形成する工程と、 (c)前記サイドウォール形成のとき前記ゲートポリシ
リコン膜上面の第1の絶縁膜はウエットエッチングによ
り除去、前記ゲートポリシリコン膜の側面の第1の絶
縁膜のみ残す工程と、 (d)前記ゲートポリシリコン膜の側面の第1の絶縁膜
の上部をウエットエッチングにより選択的に除去する工
程と、 (e)金属膜を堆積した後に熱処理を行うことより、ゲ
ートポリシリコン膜の表面とソース・ドレイン拡散層表
面にシリサイドを形成する工程とを施すことを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
4. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: (a) etching a gate polysilicon film, and then forming a first insulating film formed by thermal oxidation on a side surface and an upper surface of the gate polysilicon film. , (B) a step of forming a sidewall by a second insulating film deposited by a CVD method, and (c) removing the first insulating film on the upper surface of the gate polysilicon film by wet etching when the sidewall is formed. Then , a step of leaving only the first insulating film on the side surface of the gate polysilicon film, and (d) a step of selectively removing the upper portion of the first insulating film on the side surface of the gate polysilicon film by wet etching, (E) A step of forming silicide on the surface of the gate polysilicon film and the surface of the source / drain diffusion layer by performing heat treatment after depositing the metal film. The method of manufacturing a semiconductor device characterized by subjecting.
【請求項5】 請求項記載の半導体装置の製造方法に
おいて、前記第1の絶縁膜はシリコン酸化膜、前記第2
の絶縁膜はシリコン窒化膜であることを特徴とする半導
体装置の製造方法。
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4 , wherein the first insulating film is a silicon oxide film, and the second insulating film is a silicon oxide film.
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the insulating film is a silicon nitride film.
【請求項6】 請求項記載の半導体装置の製造方法に
おいて、前記第1の絶縁膜はPSG膜、BSG膜又はB
PSG膜、前記第2の絶縁膜はNSG膜であることを特
徴とする半導体装置の製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4 , wherein the first insulating film is a PSG film, a BSG film or B.
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the PSG film and the second insulating film are NSG films.
【請求項7】 請求項又は記載の半導体装置の製造
方法において、金属の堆積に、金属粒子の直進性の高い
スパッタ法を用いることを特徴とする半導体装置の製造
方法。
7. The method of claim 1 or 4 The method for manufacturing a semiconductor device according to the metal deposition, a method of manufacturing a semiconductor device, which comprises using a straight highly sputtering of the metal particles.
【請求項8】 請求項記載の半導体装置の製造方法に
おいて、前記直進性の高いスパッタ法として、コリメー
トスパッタ又はロングスロースパッタ法を用いることを
特徴とする半導体装置の製造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7 , wherein a collimated sputtering or a long throw sputtering method is used as the sputtering method having high straightness.
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