JP4241288B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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この発明は、半導体装置およびその製造方法に関し、特に、シリサイド膜を有するゲート電極を含む半導体装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor device including a gate electrode having a silicide film and a manufacturing method thereof.

従来、LSI(大規模集積回路)の分野では、素子の微細化、高密度化、高速化および低消費電力化が進んでいる。   Conventionally, in the field of LSI (Large Scale Integrated Circuit), miniaturization, high density, high speed and low power consumption of elements have been advanced.

素子の微細化を図る際には、微細化した場合に抵抗が増加するのを抑制するために、MOSトランジスタのゲート電極およびソース/ドレイン領域や、配線の抵抗を低減する必要がある。ゲート電極およびソース/ドレイン領域や、配線の抵抗を低減する1つの方法として、ゲート電極および配線を構成するポリシリコン層上とシリコン基板のソース/ドレイン領域上とに、シリサイド膜を形成する方法が知られている。このシリサイドは、シリコンと金属との化合物であり、シリコンに比べて低い抵抗値を有するので、ポリシリコンからなるゲート電極および配線や、シリコン基板からなるソース/ドレイン領域の抵抗を低減することができる。   When miniaturizing an element, it is necessary to reduce the resistance of a gate electrode and a source / drain region of a MOS transistor and wiring in order to suppress an increase in resistance when the element is miniaturized. One method of reducing the resistance of the gate electrode and the source / drain region and the wiring is to form a silicide film on the polysilicon layer constituting the gate electrode and the wiring and on the source / drain region of the silicon substrate. Are known. Since this silicide is a compound of silicon and metal and has a lower resistance value than silicon, the resistance of the gate electrode and wiring made of polysilicon and the source / drain region made of a silicon substrate can be reduced. .

従来、シリサイド膜を形成する方法として、ゲート電極を構成するポリシリコン層上と、シリコン基板の表面に位置するソース/ドレイン領域上とに、自己整合的にシリサイド膜を形成するサリサイド(Self Alighned Silicide)プロセスが開発されている(たとえば、特許文献1参照)。このサリサイドプロセスは、同一の工程で、ゲート電極およびソース/ドレイン領域をシリサイド化することができるので、製造工程数および製造コストを低減することができる。このため、MOSトランジスタの製造プロセスに広く採用されている。
特開2000−22150号公報
Conventionally, as a method for forming a silicide film, a salicide (Self-Aligned Silicide) film is formed on a polysilicon layer constituting a gate electrode and a source / drain region located on the surface of a silicon substrate in a self-aligning manner. ) Processes have been developed (see, for example, Patent Document 1). In this salicide process, the gate electrode and the source / drain regions can be silicided in the same process, so that the number of manufacturing steps and manufacturing cost can be reduced. For this reason, it is widely adopted in the manufacturing process of MOS transistors.
JP 2000-22150 A

上記した従来のサリサイドプロセスを用いて形成したMOSトランジスタを含む構造では、シリサイド膜により抵抗の低減を図ることができるため、微細化した場合にも抵抗が増加するのを抑制することができる。しかしながら、微細化した場合に、MOSトランジスタのゲート電極と、ゲート電極に隣接する配線との間の距離が小さくなるので、ゲート電極と配線との容量が大きくなるという問題点があった。ここで、ゲート電極と配線との中心間距離が同じ場合には、ゲート電極および配線の線幅を小さくする方が、ゲート電極の側面と配線の側面との距離が大きくなるので、ゲート電極と配線との間の容量を小さくすることができる。しかしながら、ゲート電極や配線の線幅を小さくしすぎると、シリサイド膜の幅も小さくなりすぎるため、シリサイド膜の細線効果により抵抗が急激に大きくなるという問題点があった。   In the structure including the MOS transistor formed by using the above-described conventional salicide process, the resistance can be reduced by the silicide film, so that an increase in resistance can be suppressed even when the structure is miniaturized. However, when miniaturization is performed, the distance between the gate electrode of the MOS transistor and the wiring adjacent to the gate electrode is reduced, which causes a problem that the capacitance between the gate electrode and the wiring is increased. Here, when the distance between the centers of the gate electrode and the wiring is the same, the distance between the side surface of the gate electrode and the side surface of the wiring becomes larger when the line width of the gate electrode and the wiring is reduced. The capacity between the wiring and the wiring can be reduced. However, if the line width of the gate electrode or the wiring is made too small, the width of the silicide film becomes too small, so that there is a problem that the resistance rapidly increases due to the fine line effect of the silicide film.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、
この発明の1つの目的は、シリサイド膜の細線効果を抑制しながら、容量の増大を抑制することが可能な半導体装置を提供することである。
The present invention has been made to solve the above problems,
One object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of suppressing an increase in capacitance while suppressing a thin line effect of a silicide film.

この発明のもう1つの目的は、シリサイド膜の細線効果を抑制しながら、容量の増大を抑制することが可能な半導体装置の製造方法を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of suppressing an increase in capacitance while suppressing a thin line effect of a silicide film.

課題を解決するための手段および発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

上記目的を達成するために、この発明の第1の局面による半導体装置は、半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成され、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有するとともに、ゲート電極として機能する第1シリコン層と、第1シリコン層の上に形成され、ゲート電極として機能する第1シリサイド膜とを備えている。   In order to achieve the above object, a semiconductor device according to a first aspect of the present invention is formed on a semiconductor substrate via a gate insulating film, and has an upper and lower width larger than that of the central portion, and a gate. A first silicon layer functioning as an electrode and a first silicide film formed on the first silicon layer and functioning as a gate electrode are provided.

この第1の局面による半導体装置では、上記のように、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有するとともに、ゲート電極として機能する第1シリコン層を形成することによって、幅の小さい中央部によりゲート電極の中央部と隣接する配線との間の距離が大きくなるので、その分、ゲート電極と配線との容量を低減することができる。また、中央部を上部よりも幅を小さくすることによって、容量を低減するために中央部の幅を小さくした場合にも、上部(上面)の幅が小さくなるのが防止される。これにより、第1シリコン層の上に形成される第1シリサイド膜の幅が小さくなるのを防止することができるので、シリサイド膜の細線効果を低減することができる。その結果、シリサイド膜の細線効果を抑制しながら、容量の増大を抑制することができる。また、ゲート電極を上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状に形成することによって、ゲート電極をマスクとしてイオン注入する際に、第1シリコン層の上部および下部がマスク部分となるので、第1シリコン層の上部のみがマスクになる場合に比べて、半導体基板のゲート電極の下方の領域に不純物がイオン注入されるのをより抑制することができる。これにより、イオン注入プロファイルの制御性を向上させることができる。   In the semiconductor device according to the first aspect, as described above, the width of the upper and lower portions is larger than that of the central portion, and the first silicon layer that functions as the gate electrode is formed, thereby reducing the width of the central portion. Since the distance between the central portion of the gate electrode and the adjacent wiring is increased by the portion, the capacitance between the gate electrode and the wiring can be reduced correspondingly. Further, by reducing the width of the central portion from the upper portion, even when the width of the central portion is reduced in order to reduce the capacity, the width of the upper portion (upper surface) is prevented from being reduced. As a result, the width of the first silicide film formed on the first silicon layer can be prevented from being reduced, and the thin line effect of the silicide film can be reduced. As a result, it is possible to suppress an increase in capacitance while suppressing the fine line effect of the silicide film. Further, by forming the gate electrode in a shape where the width of the upper and lower portions is larger than that of the central portion, the upper and lower portions of the first silicon layer become mask portions when ion implantation is performed using the gate electrode as a mask. Compared with the case where only the upper part of one silicon layer serves as a mask, it is possible to further suppress the ion implantation of impurities into the region below the gate electrode of the semiconductor substrate. Thereby, the controllability of the ion implantation profile can be improved.

上記第1の局面による半導体装置において、好ましくは、ゲート電極として機能する第1シリコン層は、逆メサ形状の上部と、順メサ形状の下部とを含む。このように逆メサ形状の上部と順メサ形状の下部とを有する形状は、エッチングを用いて容易に形成することができるので、上部および下部の幅が中央部よりも大きいゲート電極を容易に形成することができる。   In the semiconductor device according to the first aspect, the first silicon layer functioning as a gate electrode preferably includes an upper part having an inverted mesa shape and a lower part having a forward mesa shape. Since the shape having the upper part of the reverse mesa shape and the lower part of the forward mesa shape can be easily formed by etching, a gate electrode whose upper and lower widths are larger than the central part can be easily formed. can do.

上記の構成において、好ましくは、ゲート電極と所定の間隔を隔てて形成され、かつ、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有するとともに、配線として機能する第2シリコン層と、第2シリコン層の上に形成され、配線として機能する第2シリサイド膜とをさらに備える。このように構成すれば、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有する第2シリコン層を含む配線と、上記した上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有する第1シリコン層を含むゲート電極とによって、配線の中央部とゲート電極の中央部との距離をより大きくすることができるので、配線とゲート電極との間の容量をより低減することができる。   In the above configuration, preferably, the second silicon layer is formed with a predetermined distance from the gate electrode, and the upper and lower widths are larger than the central portion, and the second silicon layer functions as a wiring. And a second silicide film formed on the silicon layer and functioning as a wiring. If comprised in this way, the wiring containing the 2nd silicon layer which has a shape where the width | variety of an upper part and a lower part is larger than a center part, and the above-mentioned 1st silicon layer which has a shape whose width | variety of an upper part and a lower part is larger than a center part Since the distance between the central portion of the wiring and the central portion of the gate electrode can be further increased by the gate electrode including, the capacitance between the wiring and the gate electrode can be further reduced.

上記第1の局面による半導体装置において、好ましくは、ゲート電極と所定の間隔を隔てて形成され、かつ、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有するとともに、ゲート電極として機能する第2シリコン層と、第2シリコン層の上に形成され、ゲート電極として機能する第2シリサイド膜とをさらに備える。このように構成すれば、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有する第2シリコン層を含む一方のゲート電極と、上記した上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有する第1シリコン層を含む他方のゲート電極とによって、2つのゲート電極の中央部間の距離をより大きくすることができるので、2つのゲート電極間の容量をより低減することができる。   In the semiconductor device according to the first aspect, preferably, a second electrode that is formed at a predetermined interval from the gate electrode, has a shape in which the width of the upper and lower portions is larger than that of the central portion, and functions as the gate electrode. The semiconductor device further includes a silicon layer and a second silicide film formed on the second silicon layer and functioning as a gate electrode. If comprised in this way, one gate electrode containing the 2nd silicon layer which has the shape where the width | variety of an upper part and a lower part is larger than a center part, and the above-mentioned 1st shape which has a shape whose width | variety of an upper part and a lower part is larger than a center part. Since the distance between the center portions of the two gate electrodes can be increased by the other gate electrode including one silicon layer, the capacitance between the two gate electrodes can be further reduced.

上記の場合、好ましくは、第1シリコン層および第2シリコン層は、同一のシリコン層からなる。このように構成すれば、同一のエッチング工程で、第1シリコン層および第2シリコン層をエッチングすることができるので、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有するゲート電極として機能する第1シリコン層および配線またはゲート電極として機能する第2シリコン層を同時に形成することができる。その結果、製造プロセスを簡略化することができる。   In the above case, preferably, the first silicon layer and the second silicon layer are made of the same silicon layer. With this configuration, the first silicon layer and the second silicon layer can be etched in the same etching step, so that the upper and lower widths function as gate electrodes having a shape larger than that of the central portion. One silicon layer and a second silicon layer functioning as a wiring or gate electrode can be formed simultaneously. As a result, the manufacturing process can be simplified.

この発明の第2の局面による半導体装置は、半導体基板と、半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成され、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有するとともに、単一の金属層からなるゲート電極とを備えている。   A semiconductor device according to a second aspect of the present invention is formed on a semiconductor substrate and a gate insulating film on the semiconductor substrate, and has a shape in which the upper and lower widths are larger than the central portion, and a single metal layer A gate electrode.

この第2の局面による半導体装置では、上記のように、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有するとともに、単一の金属層からなるゲート電極を形成することによって、幅の小さい中央部によりゲート電極の中央部と隣接する配線との間の距離が大きくなるので、その分、ゲート電極と配線との容量を低減することができる。また、ゲート電極を上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状に形成することによって、ゲート電極をマスクとしてイオン注入する際に、第1シリコン層の上部および下部がマスク部分となるので、第1シリコン層の上部のみがマスクになる場合に比べて、半導体基板のゲート電極の下方の領域に不純物がイオン注入されるのをより抑制することができる。これにより、イオン注入プロファイルの制御性を向上させることができる。   In the semiconductor device according to the second aspect, as described above, the width of the upper portion and the lower portion is larger than that of the central portion, and the gate electrode made of a single metal layer is formed, thereby reducing the width of the central portion. Since the distance between the central portion of the gate electrode and the adjacent wiring is increased by the portion, the capacitance between the gate electrode and the wiring can be reduced correspondingly. Further, by forming the gate electrode in a shape where the width of the upper and lower portions is larger than that of the central portion, the upper and lower portions of the first silicon layer become mask portions when ion implantation is performed using the gate electrode as a mask. Compared with the case where only the upper part of one silicon layer serves as a mask, it is possible to further suppress the ion implantation of impurities into the region below the gate electrode of the semiconductor substrate. Thereby, the controllability of the ion implantation profile can be improved.

この発明の第3の局面による半導体装置は、半導体基板上に形成され、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有する第1導電層と、半導体基板上に第1導電層と所定の間隔を隔てて形成され、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有する第2導電層とを備えている。   A semiconductor device according to a third aspect of the present invention is formed on a semiconductor substrate, and has a first conductive layer having a shape in which the widths of the upper and lower portions are larger than the central portion, the first conductive layer on the semiconductor substrate, and a predetermined width And a second conductive layer having a shape in which the width of the upper part and the lower part is larger than that of the central part.

この第3の局面による半導体装置では、上記のように、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有する第1導電層および第2導電層を所定の間隔を隔てて形成することによって、幅の小さい中央部により第1導電層の中央部と隣接する第2導電層の中央部との間の距離が大きくなるので、その分、第1導電層と第2導電層との間の容量を低減することができる。   In the semiconductor device according to the third aspect, as described above, by forming the first conductive layer and the second conductive layer having a shape in which the width of the upper part and the lower part is larger than that of the central part with a predetermined interval therebetween, Since the distance between the central portion of the first conductive layer and the central portion of the second conductive layer adjacent to the central portion having the small width increases, the capacitance between the first conductive layer and the second conductive layer is increased accordingly. Can be reduced.

この場合、好ましくは、第1導電層および第2導電層は、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有するシリコン層と、シリコン層の上に形成されたシリサイド膜とを含む。このように構成すれば、中央部を上部よりも幅を小さくすることによって、容量を低減するために中央部の幅を小さくした場合にも、上部(上面)の幅が小さくなるのが防止される。これにより、シリコン層の上に形成されるシリサイド膜の幅が小さくなるのを防止することができるので、シリサイド膜の細線効果を低減することができる。その結果、シリサイド膜の細線効果を抑制しながら、容量の増大を抑制することができる。   In this case, preferably, the first conductive layer and the second conductive layer include a silicon layer having a shape in which the upper and lower widths are larger than the central portion, and a silicide film formed on the silicon layer. With this configuration, the width of the upper part (upper surface) is prevented from being reduced even when the width of the central part is reduced in order to reduce the capacity by making the central part smaller than the upper part. The As a result, the width of the silicide film formed on the silicon layer can be prevented from being reduced, and the thin line effect of the silicide film can be reduced. As a result, it is possible to suppress an increase in capacitance while suppressing the fine line effect of the silicide film.

この発明の第4の局面による半導体装置の製造方法は、半導体層上にゲート絶縁膜を介して、第1シリコン層を形成する工程と、第1シリコン層上にエッチングマスクを形成する工程と、エッチングマスクをマスクとして、第1シリコン層をエッチングすることによって、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有するゲート電極として機能する第1シリコン層を形成する工程と、第1シリコン層の上に、ゲート電極として機能する第1シリサイド膜を形成する工程とを備えている。   A method of manufacturing a semiconductor device according to a fourth aspect of the present invention includes a step of forming a first silicon layer on a semiconductor layer via a gate insulating film, a step of forming an etching mask on the first silicon layer, Etching the first silicon layer using the etching mask as a mask to form a first silicon layer that functions as a gate electrode having a shape in which the width of the upper and lower portions is larger than that of the central portion; and And a step of forming a first silicide film functioning as a gate electrode.

この第4の局面による半導体装置の製造方法は、上記のように、第1シリコン層をエッチングすることにより、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有するゲート電極として機能する第1シリコン層を形成することによって、幅の小さい中央部によりゲート電極の中央部と隣接する配線との間の距離が大きくなるので、その分、ゲート電極と配線との間の容量を低減することができる。また、中央部を上部よりも幅を小さくすることによって、容量を低減するために中央部の幅を小さくした場合にも、上部(上面)の幅が小さくなるのが防止される。これにより、第1シリコン層の上に形成される第1シリサイド膜の幅が小さくなるのを防止することができるので、シリサイド膜の細線効果を低減することができる。その結果、シリサイド膜の細線効果を抑制しながら、容量の増大を抑制することができる。また、ゲート電極を上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状に形成することによって、後の工程において、ゲート電極をマスクとしてイオン注入する際に、第1シリコン層の上部および下部がマスク部分となるので、第1シリコン層の上部のみがマスクになる場合に比べて、半導体基板のゲート電極の下方の領域に不純物がイオン注入されるのをより抑制することができる。これにより、イオン注入プロファイルの制御性を向上させることができる。   As described above, the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth aspect is characterized in that the first silicon layer functions as a gate electrode having an upper and lower width larger than the central portion by etching the first silicon layer. By forming the layer, the distance between the central portion of the gate electrode and the adjacent wiring is increased by the central portion having a small width, and accordingly, the capacitance between the gate electrode and the wiring can be reduced. . Further, by reducing the width of the central portion from the upper portion, even when the width of the central portion is reduced in order to reduce the capacity, the width of the upper portion (upper surface) is prevented from being reduced. As a result, the width of the first silicide film formed on the first silicon layer can be prevented from being reduced, and the thin line effect of the silicide film can be reduced. As a result, it is possible to suppress an increase in capacitance while suppressing the fine line effect of the silicide film. In addition, by forming the gate electrode in a shape in which the width of the upper and lower portions is larger than that of the central portion, in the subsequent process, when ion implantation is performed using the gate electrode as a mask, the upper and lower portions of the first silicon layer are mask portions. Therefore, compared to the case where only the upper part of the first silicon layer is used as a mask, it is possible to further suppress the ion implantation of impurities into the region below the gate electrode of the semiconductor substrate. Thereby, the controllability of the ion implantation profile can be improved.

上記第4の局面において、好ましくは、ゲート電極を形成する工程は、Cl、OおよびHBrを含むエッチングガスを用いて第1シリコン層を逆メサ形状にドライエッチングする第1エッチング工程と、第1エッチング工程の後、OおよびHBrを含むエッチングガスを用いて第1シリコン層を順メサ形状にドライエッチングする第2エッチング工程とを含む。このように構成すれば、容易に、逆メサ形状の上部と順メサ形状の下部とを有する第1シリコン層を形成することができる。 In the fourth aspect, preferably, the step of forming the gate electrode includes a first etching step of dry-etching the first silicon layer into a reverse mesa shape using an etching gas containing Cl 2 , O 2, and HBr; After the first etching step, a second etching step of dry-etching the first silicon layer into a normal mesa shape using an etching gas containing O 2 and HBr is included. If comprised in this way, the 1st silicon layer which has the upper part of a reverse mesa shape and the lower part of a forward mesa shape can be formed easily.

上記第4の局面による半導体装置の製造方法において、好ましくは、半導体層上にゲート電極と所定の間隔を隔てて第2シリコン層を形成する工程と、第2シリコン層上にエッチングマスクを形成する工程と、エッチングマスクをマスクとして、第2シリコン層をエッチングすることによって、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有する配線またはゲート電極として機能する第2シリコン層を形成する工程と、第2シリコン層の上に、配線またはゲート電極として機能する第2シリサイド膜を形成する工程とをさらに備える。このように構成すれば、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有する第2シリコン層を含む配線またはゲート電極と、上記した上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有する第1シリコン層を含むゲート電極とによって、配線またはゲート電極の中央部とゲート電極の中央部との距離をより大きくすることができるので、配線とゲート電極との間の容量、または、2つのゲート電極間の容量を低減することができる。   In the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth aspect, preferably, a step of forming a second silicon layer on the semiconductor layer with a predetermined distance from the gate electrode, and an etching mask on the second silicon layer are formed. Forming a second silicon layer that functions as a wiring or gate electrode having a shape in which the width of the upper and lower portions is larger than that of the central portion by etching the second silicon layer using the etching mask as a mask; Forming a second silicide film functioning as a wiring or a gate electrode on the second silicon layer. If comprised in this way, the wiring or gate electrode containing the 2nd silicon layer which has a shape where the width | variety of an upper part and a lower part is larger than a center part, and the above-mentioned 1st shape which has a shape where the width | variety of an upper part and a lower part is larger than a center part. Since the distance between the central portion of the wiring or the gate electrode and the central portion of the gate electrode can be further increased by the gate electrode including one silicon layer, the capacitance between the wiring and the gate electrode, or two gates The capacity between the electrodes can be reduced.

この場合、第1シリコン層および第2シリコン層は、同一のシリコン層をパターニングすることにより形成する。このように構成すれば、同一のエッチング工程で、第1シリコン層および第2シリコン層をエッチングすることによりパターニングすることができるので、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有する第1シリコン層および第2シリコン層を同時に形成することができる。その結果、製造プロセスを簡略化することができる。   In this case, the first silicon layer and the second silicon layer are formed by patterning the same silicon layer. If comprised in this way, since it can pattern by etching a 1st silicon layer and a 2nd silicon layer by the same etching process, the width | variety of an upper part and a lower part has a shape larger than a center part. The silicon layer and the second silicon layer can be formed simultaneously. As a result, the manufacturing process can be simplified.

なお、上記の局面において、以下のような構成も考えられる。たとえば、上記第1の局面による半導体装置において、好ましくは、第1シリコン層は、ポリシリコン層からなる下層と、アモルファスシリコン層からなる上層とを含む。このように構成すれば、アモルファス材料のエッチングにより露出された表面は良好な面粗度を有するので、アモルファスシリコン層を良好な面粗度を有する表面になるようにエッチングすることができる。このため、アモルファスシリコン層に続いてポリシリコン層をエッチングすれば、ポリシリコン層のエッチングにより露出された表面も、良好な面粗度にすることができる。これにより、ゲート電極の線幅の精度を向上させることができる。   In addition, in the above aspect, the following configuration is also conceivable. For example, in the semiconductor device according to the first aspect, preferably, the first silicon layer includes a lower layer made of a polysilicon layer and an upper layer made of an amorphous silicon layer. If comprised in this way, since the surface exposed by the etching of the amorphous material has a good surface roughness, the amorphous silicon layer can be etched to a surface having a good surface roughness. For this reason, if the polysilicon layer is etched subsequent to the amorphous silicon layer, the surface exposed by the etching of the polysilicon layer can also have good surface roughness. Thereby, the accuracy of the line width of the gate electrode can be improved.

なお、上記第1の局面による半導体装置において、第1シリコン層の下部の幅は、第1シリコン層の上部の幅よりも小さくてもよい。   In the semiconductor device according to the first aspect, the lower width of the first silicon layer may be smaller than the upper width of the first silicon layer.

上記第2シリコン層を有する半導体装置において、好ましくは、第2シリコン層は、ポリシリコン層からなる下層と、アモルファスシリコン層からなる上層とを含む。このように構成すれば、アモルファス材料のエッチングにより露出された表面は良好な面粗度を有するので、アモルファスシリコン層を良好な面粗度を有する表面になるようにエッチングすることができる。このため、アモルファスシリコン層に続いてポリシリコン層をエッチングすれば、ポリシリコン層のエッチングにより露出された表面も、良好な面粗度にすることができる。これにより、配線の線幅の精度を向上させることができる。   In the semiconductor device having the second silicon layer, the second silicon layer preferably includes a lower layer made of a polysilicon layer and an upper layer made of an amorphous silicon layer. If comprised in this way, since the surface exposed by the etching of the amorphous material has a good surface roughness, the amorphous silicon layer can be etched to a surface having a good surface roughness. For this reason, if the polysilicon layer is etched subsequent to the amorphous silicon layer, the surface exposed by the etching of the polysilicon layer can also have good surface roughness. Thereby, the accuracy of the line width of the wiring can be improved.

なお、上記第2シリコン層を有する半導体装置において、第2シリコン層の下部の幅は、第2シリコン層の上部の幅よりも小さくてもよい。   In the semiconductor device having the second silicon layer, the lower width of the second silicon layer may be smaller than the upper width of the second silicon layer.

上記第2のシリコン層を形成する工程を含む半導体装置の製造方法において、好ましくは、第2シリコン層は、ポリシリコン層からなる下層と、アモルファスシリコン層からなる上層とを含む。このように構成すれば、アモルファス材料のエッチングにより露出された表面は良好な面粗度を有するので、アモルファスシリコン層を良好な面粗度を有する表面になるようにエッチングすることができる。このため、アモルファスシリコン層に続いてポリシリコン層をエッチングすれば、ポリシリコン層のエッチングにより露出された表面も、良好な面粗度にすることができる。これにより、配線またはゲート電極の線幅の精度を向上させることができる。   In the method for manufacturing a semiconductor device including the step of forming the second silicon layer, the second silicon layer preferably includes a lower layer made of a polysilicon layer and an upper layer made of an amorphous silicon layer. If comprised in this way, since the surface exposed by the etching of the amorphous material has a good surface roughness, the amorphous silicon layer can be etched to a surface having a good surface roughness. For this reason, if the polysilicon layer is etched subsequent to the amorphous silicon layer, the surface exposed by the etching of the polysilicon layer can also have good surface roughness. Thereby, the accuracy of the line width of the wiring or the gate electrode can be improved.

なお、上記第2のシリコン層を形成する工程を含む半導体装置の製造方法において、第2シリコン層の下部の幅は、第2シリコン層の上部の幅よりも小さくてもよい。   In the method for manufacturing a semiconductor device including the step of forming the second silicon layer, the lower width of the second silicon layer may be smaller than the upper width of the second silicon layer.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。     Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態による半導体装置を示した断面図である。まず、図1を参照して、本実施形態による半導体装置の構造について説明する。   FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. First, the structure of the semiconductor device according to the present embodiment will be explained with reference to FIG.

本実施形態による半導体装置では、図1に示すように、シリコン基板1の主表面上の所定領域に、隣接する素子形成領域(活性領域)間を分離するためのSTI(Shallow Trench Isolation)構造を有する素子分離2が形成されている。なお、シリコン基板1は、本発明の「半導体基板」の一例である。この素子分離2の上面は、シリコン基板1の上面よりもステップ状に高くなるように形成されている。また、シリコン基板1の素子分離2によって囲まれた活性領域には、チャネル領域を挟むように、1対のn型のソース/ドレイン領域3が形成されている。このソース/ドレイン領域3は、低濃度領域3aと高濃度領域3bとからなるLDD(Lightly Doped Drain)構造を有する。そして、ソース/ドレイン領域3間のチャネル領域上には、約2nmの膜厚を有するSiOからなるゲート絶縁膜4が形成されている。また、ソース/ドレイン領域3の高濃度領域3b上には、CoSiからなるシリサイド膜5cが形成されている。 In the semiconductor device according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, an STI (Shallow Trench Isolation) structure for separating adjacent element formation regions (active regions) into a predetermined region on the main surface of the silicon substrate 1 is provided. The element isolation 2 is formed. The silicon substrate 1 is an example of the “semiconductor substrate” in the present invention. The upper surface of the element isolation 2 is formed to be stepped higher than the upper surface of the silicon substrate 1. In the active region surrounded by the element isolation 2 of the silicon substrate 1, a pair of n-type source / drain regions 3 are formed so as to sandwich the channel region. The source / drain region 3 has an LDD (Lightly Doped Drain) structure composed of a low concentration region 3a and a high concentration region 3b. A gate insulating film 4 made of SiO 2 having a thickness of about 2 nm is formed on the channel region between the source / drain regions 3. A silicide film 5 c made of CoSi 2 is formed on the high concentration region 3 b of the source / drain region 3.

また、ゲート絶縁膜4の上面上には、約100nmの膜厚を有するリンがドープされたポリシリコン層7aが形成されている。ポリシリコン層7a上には、約100nmの膜厚を有するリンがドープされたアモルファスシリコン層8aが形成されている。また、アモルファスシリコン層8aの上面上には、CoSiからなるシリサイド膜5aが形成されている。そして、ポリシリコン層7aとアモルファスシリコン層8aとシリサイド膜5aとによって、ゲート電極6が構成されている。なお、1対のソース/ドレイン領域3と、ゲート絶縁膜4と、ゲート電極6とによって、nチャネルMOSトランジスタが構成されている。なお、ポリシリコン層7aおよびアモルファスシリコン層8aは、本発明の「第1シリコン層」の一例であり、シリサイド膜5aは、本発明の「第1シリサイド膜」の一例である。 Further, on the upper surface of the gate insulating film 4, a polysilicon layer 7a doped with phosphorus having a thickness of about 100 nm is formed. On the polysilicon layer 7a, an amorphous silicon layer 8a doped with phosphorus having a thickness of about 100 nm is formed. A silicide film 5a made of CoSi 2 is formed on the upper surface of the amorphous silicon layer 8a. The gate electrode 6 is constituted by the polysilicon layer 7a, the amorphous silicon layer 8a, and the silicide film 5a. The pair of source / drain regions 3, gate insulating film 4, and gate electrode 6 constitute an n-channel MOS transistor. The polysilicon layer 7a and the amorphous silicon layer 8a are examples of the “first silicon layer” in the present invention, and the silicide film 5a is an example of the “first silicide film” in the present invention.

ここで、本実施形態では、ゲート電極6は、順メサ形状の下部6aと逆メサ形状の上部6bとを有するとともに、下部6aの幅W1および上部6bの幅W2よりも小さい幅W3を有するくびれ部6cを含む。なお、くびれ部6cは、本発明の「中央部」の一例である。また、くびれ部6cの最細部は、ポリシリコン層7aの上面から下方に向かって約70nmの位置に形成されている。このため、ゲート電極6の下部6aの幅W1は、上部6bの幅W2よりも小さくなるように形成されている。   Here, in the present embodiment, the gate electrode 6 has a forward mesa-shaped lower part 6a and a reverse mesa-shaped upper part 6b, and a constriction having a width W3 smaller than the width W1 of the lower part 6a and the width W2 of the upper part 6b. Part 6c is included. The constricted portion 6c is an example of the “central portion” in the present invention. Further, the narrowest part 6c is formed at a position of about 70 nm downward from the upper surface of the polysilicon layer 7a. Therefore, the width W1 of the lower portion 6a of the gate electrode 6 is formed to be smaller than the width W2 of the upper portion 6b.

また、素子分離2の上面上には、約100nmの膜厚を有するリンがドープされたポリシリコン層7bが形成されている。ポリシリコン層7b上には、約100nmの膜厚を有するリンがドープされたアモルファスシリコン層8bが形成されている。また、アモルファスシリコン層8bの上面上には、CoSiからなるシリサイド膜5b形成されている。そして、ポリシリコン層7bとアモルファスシリコン層8bとシリサイド膜5bとによって、配線9が構成されている。なお、ポリシリコン層7bおよびアモルファスシリコン層8bは、本発明の「第2シリコン層」の一例であり、シリサイド膜5bは、本発明の「第2シリサイド膜」の一例である。 Further, a phosphorus-doped polysilicon layer 7b having a thickness of about 100 nm is formed on the upper surface of the element isolation 2. An amorphous silicon layer 8b doped with phosphorus having a thickness of about 100 nm is formed on the polysilicon layer 7b. A silicide film 5b made of CoSi 2 is formed on the upper surface of the amorphous silicon layer 8b. A wiring 9 is constituted by the polysilicon layer 7b, the amorphous silicon layer 8b, and the silicide film 5b. The polysilicon layer 7b and the amorphous silicon layer 8b are examples of the “second silicon layer” in the present invention, and the silicide film 5b is an example of the “second silicide film” in the present invention.

また、本実施形態では、配線9は、順メサ形状の下部9aと逆メサ形状の上部9bとを有するとともに、下部9aの幅W1および上部9bの幅W2よりも小さい幅W3を有するくびれ部9cを含む。なお、くびれ部9cは、本発明の「中央部」の一例である。また、くびれ部9cの最細部は、ポリシリコン層7bの上面から下方に向かって約70nmの位置に形成されている。このため、配線9の下部9aの幅W1は、上部9bの幅W2よりも小さくなるように形成されている。   In the present embodiment, the wiring 9 has a forward mesa-shaped lower portion 9a and an inverted mesa-shaped upper portion 9b, and a constricted portion 9c having a width W1 smaller than the width W1 of the lower portion 9a and the width W2 of the upper portion 9b. including. The constricted portion 9c is an example of the “central portion” in the present invention. Further, the narrowest part 9c is formed at a position of about 70 nm downward from the upper surface of the polysilicon layer 7b. For this reason, the width W1 of the lower part 9a of the wiring 9 is formed to be smaller than the width W2 of the upper part 9b.

また、本実施形態では、ゲート電極6を構成するポリシリコン層7aおよび配線9を構成するポリシリコン層7bは、同一のポリシリコン層から形成されている。また、ゲート電極6を構成するアモルファスシリコン層8aおよび配線9を構成するアモルファスシリコン層8bは、同一のアモルファスシリコン層から形成されている。   In the present embodiment, the polysilicon layer 7a constituting the gate electrode 6 and the polysilicon layer 7b constituting the wiring 9 are formed from the same polysilicon layer. The amorphous silicon layer 8a constituting the gate electrode 6 and the amorphous silicon layer 8b constituting the wiring 9 are formed from the same amorphous silicon layer.

そして、ゲート電極6および配線9の両側面上には、それぞれ、ゲート電極6および配線9のくびれ部6cおよび9cを埋めるように、SiOからなる第1サイドウォール膜10aおよび10bが形成されている。第1サイドウォール膜10aおよび10bの両側面上には、約30nmの膜厚を有するSiからなる第2サイドウォール膜11aおよび11bが形成されている。 Then, on both side surfaces of the gate electrode 6 and the wiring 9, first sidewall films 10a and 10b made of SiO 2 are formed so as to fill the constricted portions 6c and 9c of the gate electrode 6 and the wiring 9, respectively. Yes. On both side surfaces of the first sidewall films 10a and 10b, second sidewall films 11a and 11b made of Si 3 N 4 having a thickness of about 30 nm are formed.

本実施形態では、上記のように、順メサ形状の下部6aと逆メサ形状の上部6bとを有するとともに、下部6aの幅W1および上部6bの幅W2よりも小さい幅W3を有するくびれ部6cを含むゲート電極6を形成することによって、小さい幅W3を有するくびれ部6cによりゲート電極6と隣接する配線9との間の距離が大きくなるので、その分、ゲート電極6と配線9との間の容量を低減することができる。また、ゲート電極6の上部6bの幅W2を下部6aの幅W1よりも大きくすることによって、容量を低減するために小さい幅W3を有するくびれ部6cを形成した場合にも、ゲート電極6の上部6bを構成するシリサイド膜5aの幅が小さくなるのを防止することができるので、シリサイド膜5aの細線効果を低減することができる。その結果、シリサイド膜5aの細線効果を抑制しながら、容量の増大を抑制することができる。また、ゲート電極6を構成するポリシリコン層7aおよびアモルファスシリコン層8aをマスクとしてイオン注入する際に、斜め方向からリンがイオン注入されたとしても、順メサ形状の下部6aおよび逆メサ形状の上部6bがマスク部分となるので、逆メサ形状の上部6bのみがマスクになる場合に比べて、シリコン基板1のゲート電極6の下方の領域にリンがイオン注入されるのをより抑制することができる。これにより、イオン注入プロファイルの制御性を向上させることができる。また、ソース/ドレイン領域3間の距離(チャネル長)が大きくなるのを抑制することができるので、その分、動作速度が速くなる。   In the present embodiment, as described above, the constricted portion 6c having the lower portion 6a having the forward mesa shape and the upper portion 6b having the reverse mesa shape and having the width W3 smaller than the width W1 of the lower portion 6a and the width W2 of the upper portion 6b. By forming the included gate electrode 6, the distance between the gate electrode 6 and the adjacent wiring 9 is increased by the constricted portion 6c having a small width W3. The capacity can be reduced. Even when the constricted portion 6c having a small width W3 is formed in order to reduce the capacitance by making the width W2 of the upper portion 6b of the gate electrode 6 larger than the width W1 of the lower portion 6a, the upper portion of the gate electrode 6 can be reduced. Since it is possible to prevent the width of the silicide film 5a constituting 6b from being reduced, the fine line effect of the silicide film 5a can be reduced. As a result, an increase in capacitance can be suppressed while suppressing the fine line effect of the silicide film 5a. Further, when ions are implanted using the polysilicon layer 7a and the amorphous silicon layer 8a constituting the gate electrode 6 as a mask, even if phosphorus is ion-implanted from an oblique direction, the forward mesa-shaped lower portion 6a and the inverted mesa-shaped upper portion Since 6b serves as a mask portion, it is possible to further suppress phosphorus from being ion-implanted into a region below the gate electrode 6 of the silicon substrate 1 as compared with a case where only the inverted mesa-shaped upper portion 6b serves as a mask. . Thereby, the controllability of the ion implantation profile can be improved. Further, since it is possible to suppress an increase in the distance (channel length) between the source / drain regions 3, the operation speed is increased accordingly.

また、本実施形態では、上記のように、下部9aの幅W1および上部9bの幅W2よりも小さい幅W3を有するくびれ部9cを含む配線9を形成することによって、ゲート電極6と配線9との間の距離をより大きくすることができるので、ゲート電極6と配線9との間の容量をより低減することができる。また、配線9の上部9bの幅W2を下部9aの幅W1よりも大きくすることによって、容量を低減するために小さい幅W3を有するくびれ部9cを形成した場合にも、配線9の上部9bを構成するシリサイド膜5bの幅が小さくなるのを防止することができるので、シリサイド膜5bの細線効果を低減することができる。   In this embodiment, as described above, the gate electrode 6 and the wiring 9 are formed by forming the wiring 9 including the constricted portion 9c having the width W3 smaller than the width W1 of the lower portion 9a and the width W2 of the upper portion 9b. Therefore, the capacitance between the gate electrode 6 and the wiring 9 can be further reduced. Even when the constricted portion 9c having a small width W3 is formed in order to reduce the capacitance by making the width W2 of the upper portion 9b of the wiring 9 larger than the width W1 of the lower portion 9a, the upper portion 9b of the wiring 9 is reduced. Since the width of the silicide film 5b to be formed can be prevented from being reduced, the fine line effect of the silicide film 5b can be reduced.

また、本実施形態では、上記のように、ゲート電極6を構成するポリシリコン層7aおよび配線9を構成するポリシリコン層7bを、同一のポリシリコン層から形成するとともに、ゲート電極6を構成するアモルファスシリコン層8aおよび配線9を構成するアモルファスシリコン層8bを、同一のアモルファスシリコン層から形成することによって、ゲート電極6を構成するポリシリコン層7aおよびアモルファスシリコン層8aと、配線9を構成するポリシリコン層7bおよびアモルファスシリコン層8bとを同一のエッチング工程でエッチングすることができる。これにより、ゲート電極6および配線9を同時に形成することができるので、製造プロセスを簡略化することができる。   In the present embodiment, as described above, the polysilicon layer 7a constituting the gate electrode 6 and the polysilicon layer 7b constituting the wiring 9 are formed from the same polysilicon layer, and the gate electrode 6 is constituted. By forming the amorphous silicon layer 8a and the amorphous silicon layer 8b constituting the wiring 9 from the same amorphous silicon layer, the polysilicon layer 7a and the amorphous silicon layer 8a constituting the gate electrode 6 and the polysilicon constituting the wiring 9 are formed. The silicon layer 7b and the amorphous silicon layer 8b can be etched in the same etching process. Thereby, since the gate electrode 6 and the wiring 9 can be formed simultaneously, the manufacturing process can be simplified.

また、本実施形態では、上記のように、ゲート電極6を、ポリシリコン層7aとアモルファスシリコン層8aとを含む構造にすることによって、アモルファス材料のエッチングにより露出された表面は良好な面粗度を有するので、アモルファスシリコン層8aを良好な面粗度を有する表面になるようにエッチングすることができる。このため、アモルファスシリコン層8aに続いてポリシリコン層7aをエッチングすれば、ポリシリコン層7aのエッチングにより露出された表面も、良好な面粗度にすることができる。これにより、ゲート電極6の線幅の精度を向上させることができる。また、配線9も、ポリシリコン層7bとアモルファスシリコン層8bとを含む構造を有するので、ゲート電極6と同様に、線幅の精度を向上させることができる。   In the present embodiment, as described above, the gate electrode 6 has a structure including the polysilicon layer 7a and the amorphous silicon layer 8a, so that the surface exposed by etching of the amorphous material has good surface roughness. Therefore, the amorphous silicon layer 8a can be etched so as to have a surface having good surface roughness. Therefore, if the polysilicon layer 7a is etched subsequent to the amorphous silicon layer 8a, the surface exposed by the etching of the polysilicon layer 7a can also have good surface roughness. Thereby, the accuracy of the line width of the gate electrode 6 can be improved. Further, since the wiring 9 also has a structure including the polysilicon layer 7b and the amorphous silicon layer 8b, the line width accuracy can be improved as in the case of the gate electrode 6.

図2〜図9は、本発明の一実施形態による半導体装置の製造プロセスを説明するための断面図である。次に、図1〜図9を参照して、本実施形態による半導体装置の製造プロセスについて説明する。   2 to 9 are cross-sectional views for explaining a semiconductor device manufacturing process according to an embodiment of the present invention. Next, the manufacturing process of the semiconductor device according to the present embodiment will be explained with reference to FIGS.

まず、図2に示すように、シリコン基板1の主面上の所定領域に、素子分離溝を形成した後、その素子分離溝の表面を酸化する。そして、素子分離溝内に絶縁物を埋め込むことによって、活性領域を分離するためのSTI構造を有する素子分離2が形成される。また、シリコン基板1の表面を酸化することによって、約2nmの膜厚を有するSiOからなるゲート絶縁膜4を形成する。そして、素子分離2上およびゲート絶縁膜4上に、約100nmの膜厚を有するとともに、イオン注入によりリンがドープされたポリシリコン層7および約100nmの膜厚を有するとともに、イオン注入によりリンがドープされたアモルファスシリコン層8を順次形成する。なお、ポリシリコン層7およびアモルファスシリコン層8は、本発明の「シリコン層」の一例である。この後、RTA(Rapid Thermal Annealing)技術を用いて、約1000℃の温度条件下で急速熱処理することによって、ポリシリコン層7およびアモルファスシリコン層8にドープされたリンイオンを活性化させる。 First, as shown in FIG. 2, after forming an element isolation groove in a predetermined region on the main surface of the silicon substrate 1, the surface of the element isolation groove is oxidized. Then, an element isolation 2 having an STI structure for isolating the active region is formed by embedding an insulator in the element isolation trench. Further, by oxidizing the surface of the silicon substrate 1, a gate insulating film 4 made of SiO 2 having a thickness of about 2 nm is formed. The element isolation 2 and the gate insulating film 4 have a thickness of about 100 nm, a polysilicon layer 7 doped with phosphorus by ion implantation, and a thickness of about 100 nm. A doped amorphous silicon layer 8 is formed sequentially. The polysilicon layer 7 and the amorphous silicon layer 8 are examples of the “silicon layer” in the present invention. Thereafter, rapid thermal annealing is performed under a temperature condition of about 1000 ° C. using RTA (Rapid Thermal Annealing) technology to activate the phosphorus ions doped in the polysilicon layer 7 and the amorphous silicon layer 8.

次に、図3に示すように、リソグラフィ技術を用いて、アモルファスシリコン層8の所定領域上に、スルホニウム系レジストからなるエッチングマスク12を形成する。   Next, as shown in FIG. 3, an etching mask 12 made of a sulfonium-based resist is formed on a predetermined region of the amorphous silicon layer 8 by using a lithography technique.

次に、エッチングマスク12をマスクとして、アモルファスシリコン層8の上面からのエッチング深さが約170nm(ポリシリコン層7の上面から約70nm)になるように、かつ、アモルファスシリコン層8の上面からポリシリコン層7の途中までの形状が逆メサ形状になるようにエッチングする。この場合のエッチング条件は、誘導結合型プラズマエッチング装置において、圧力:約1.33Pa、上部電極:約300W、下部電極:約40W、基板温度:約65℃、開口率:約50%〜約60%、エッチングガス:Cl(約20sccm)、O(約1sccm)およびHBr(約180sccm)である。このような条件下でエッチングすることによって、図4に示すように、全体が逆メサ形状のアモルファスシリコン層8aおよび8bが形成されるとともに、ポリシリコン層7の途中までの形状が逆メサ形状になる。なお、このエッチング工程は、本発明の「第1エッチング工程」の一例である。 Next, using the etching mask 12 as a mask, the etching depth from the upper surface of the amorphous silicon layer 8 is about 170 nm (about 70 nm from the upper surface of the polysilicon layer 7), and the polycrystal is formed from the upper surface of the amorphous silicon layer 8. Etching is performed so that the shape of the silicon layer 7 up to the middle becomes an inverted mesa shape. Etching conditions in this case are as follows: in an inductively coupled plasma etching apparatus, pressure: about 1.33 Pa, upper electrode: about 300 W, lower electrode: about 40 W, substrate temperature: about 65 ° C., aperture ratio: about 50% to about 60 %, Etching gas: Cl 2 (about 20 sccm), O 2 (about 1 sccm) and HBr (about 180 sccm). By etching under such conditions, amorphous silicon layers 8a and 8b having a reverse mesa shape as a whole are formed as shown in FIG. 4, and the shape up to the middle of the polysilicon layer 7 is changed to a reverse mesa shape. Become. This etching step is an example of the “first etching step” in the present invention.

そして、エッチング条件を変更した後、ポリシリコン層7の途中からの形状が順メサ形状になるようにエッチングを続ける。この場合のエッチング条件は、誘導結合型プラズマエッチング装置において、圧力:約1.995Pa、上部電極:約250W、下部電極:約12W、基板温度:約65℃、開口率:約50%〜約60%、エッチングガス:O(約2sccm)およびHBr(約180sccm)である。このような条件下でエッチングすることによって、容易に、ポリシリコン層7の途中からの形状が逆メサ形状になるように、エッチングすることができる。この後、エッチングマスク12を除去する。なお、このエッチング工程は、本発明の「第2エッチング工程」の一例である。 Then, after changing the etching conditions, the etching is continued so that the shape from the middle of the polysilicon layer 7 becomes a forward mesa shape. The etching conditions in this case are as follows: in an inductively coupled plasma etching apparatus, pressure: about 1.995 Pa, upper electrode: about 250 W, lower electrode: about 12 W, substrate temperature: about 65 ° C., aperture ratio: about 50% to about 60 %, Etching gas: O 2 (about 2 sccm) and HBr (about 180 sccm). By etching under such conditions, it is possible to easily perform etching so that the shape of the polysilicon layer 7 from the middle becomes a reverse mesa shape. Thereafter, the etching mask 12 is removed. This etching step is an example of the “second etching step” in the present invention.

これにより、図5に示すように、ゲート絶縁膜4の所定領域上に、ゲート電極6を構成するポリシリコン層7aおよびアモルファスシリコン層8aが形成される。また、素子分離2の上面上に、ゲート電極6と同様の逆メサ形状および順メサ形状を有する配線9を構成するポリシリコン層7bおよびアモルファスシリコン層8bが形成される。また、ポリシリコン層7aおよび7bの途中からの形状が逆メサ形状になるようにエッチングするので、ポリシリコン層7aおよび7bの下部の幅W1は、アモルファスシリコン層8aおよび8bの幅W2よりも小さくなる。   As a result, a polysilicon layer 7a and an amorphous silicon layer 8a constituting the gate electrode 6 are formed on a predetermined region of the gate insulating film 4 as shown in FIG. Further, on the upper surface of the element isolation 2, a polysilicon layer 7 b and an amorphous silicon layer 8 b constituting the wiring 9 having the reverse mesa shape and the forward mesa shape similar to the gate electrode 6 are formed. Further, since the etching is performed so that the shape of the polysilicon layers 7a and 7b from the middle becomes an inverted mesa shape, the width W1 below the polysilicon layers 7a and 7b is smaller than the width W2 of the amorphous silicon layers 8a and 8b. Become.

次に、本実施形態では、図6に示すように、シリコン基板1に、ポリシリコン層7aおよびアモルファスシリコン層8aをマスクとしてリンをイオン注入することによって、低濃度領域3aを形成する。この際、斜め方向からリンがイオン注入されたとしても、順メサ形状のポリシリコン層7aの下部によって、シリコン基板1のポリシリコン層7aの下方の領域にリンがイオン注入されるのを抑制することができる。   Next, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the low concentration region 3a is formed by ion-implanting phosphorus into the silicon substrate 1 using the polysilicon layer 7a and the amorphous silicon layer 8a as a mask. At this time, even if phosphorus is ion-implanted from an oblique direction, the lower portion of the forward mesa-shaped polysilicon layer 7a prevents phosphorus from being ion-implanted into a region below the polysilicon layer 7a of the silicon substrate 1. be able to.

次に、全面に、約200nmの膜厚を有するSiO膜(図示せず)を堆積した後、そのSiO膜を異方性エッチングすることによって、ポリシリコン層7aおよび7bの両側面上とアモルファスシリコン層8aおよび8bの両側面上とに、それぞれ、SiOからなる第1サイドウォール膜10aおよび10bを形成する。この後、全面に、約150nmの膜厚を有するシリコン窒化膜(Si膜)(図示せず)を形成した後、そのSi膜を異方性エッチングすることによって、図7に示すように、第1サイドウォール膜10aおよび10bの両側面上に、約30nmの膜厚を有するSiからなる第2サイドウォール膜11aおよび11bを形成する。 Next, after depositing a SiO 2 film (not shown) having a thickness of about 200 nm on the entire surface, the SiO 2 film is anisotropically etched to form both sides of the polysilicon layers 7a and 7b. First sidewall films 10a and 10b made of SiO 2 are formed on both side surfaces of the amorphous silicon layers 8a and 8b, respectively. Thereafter, a silicon nitride film (Si 3 N 4 film) (not shown) having a film thickness of about 150 nm is formed on the entire surface, and then the Si 3 N 4 film is anisotropically etched to form FIG. As shown in FIG. 5, second sidewall films 11a and 11b made of Si 3 N 4 having a thickness of about 30 nm are formed on both side surfaces of the first sidewall films 10a and 10b.

次に、図8に示すように、アモルファスシリコン層8aおよび第2サイドウォール膜11aをマスクとして、シリコン基板1にリンをイオン注入することによって、高濃度領域3bを形成する。これにより、低濃度領域3aと高濃度領域3bとからなるLDD構造のn型のソース/ドレイン領域3が形成される。   Next, as shown in FIG. 8, phosphorus is ion-implanted into the silicon substrate 1 using the amorphous silicon layer 8a and the second sidewall film 11a as a mask, thereby forming the high concentration region 3b. As a result, an n-type source / drain region 3 having an LDD structure composed of the low concentration region 3a and the high concentration region 3b is formed.

次に、サリサイドプロセスを行う。すなわち、図9に示すように、スパッタリング法を用いて、シリコン基板1の上面上と、アモルファスシリコン層8aおよび8bの上面上と、第2サイドウォール膜11aおよび11bの両側面上とに、約30nmの膜厚を有するCo膜13を形成する。そして、RTA技術を用いて、約650℃の温度条件下で急速熱処理することによって、アモルファスシリコン層8aおよび8bの上面に位置するSiとCoとを反応させるとともに、シリコン基板1の上面に位置するSiとCoとを反応させる。これにより、アモルファスシリコン層8aおよび8b上に、それぞれ、CoSiからなるシリサイド膜5aおよび5bが自己整合的に形成されるとともに、ソース/ドレイン領域3の高濃度領域3b上に、CoSiからなるシリサイド膜5cが自己整合的に形成される。この後、未反応のCo膜13を選択的に除去する。このようにして、ゲート絶縁膜4の上面上に、図1に示したような、順メサ形状の下部6aおよび逆メサ形状の上部6bを含むくびれ部6cを有するゲート電極6が形成される。また、素子分離2の上面上に、順メサ形状の下部9aおよび逆メサ形状の上部9bを含むくびれ部9cを有する配線9が形成される。これにより、本実施形態によるnチャネルMOSトランジスタを含む半導体装置が形成される。 Next, a salicide process is performed. That is, as shown in FIG. 9, about the upper surface of the silicon substrate 1, the upper surfaces of the amorphous silicon layers 8a and 8b, and the both side surfaces of the second sidewall films 11a and 11b by using a sputtering method. A Co film 13 having a thickness of 30 nm is formed. Then, by performing rapid thermal processing under a temperature condition of about 650 ° C. using the RTA technique, Si and Co located on the upper surfaces of the amorphous silicon layers 8a and 8b are reacted with each other, and are positioned on the upper surface of the silicon substrate 1. Si and Co are reacted. Thus, on the amorphous silicon layer 8a and 8b, respectively, together with silicide films 5a and 5b made of CoSi 2 is formed in a self-aligned manner, on the high concentration region 3b of the source / drain region 3, composed of CoSi 2 Silicide film 5c is formed in a self-aligning manner. Thereafter, the unreacted Co film 13 is selectively removed. In this manner, the gate electrode 6 having the constricted portion 6c including the forward mesa-shaped lower portion 6a and the reverse mesa-shaped upper portion 6b as shown in FIG. 1 is formed on the upper surface of the gate insulating film 4. On the upper surface of the element isolation 2, a wiring 9 having a constricted portion 9 c including a forward mesa-shaped lower part 9 a and a reverse mesa-shaped upper part 9 b is formed. Thereby, the semiconductor device including the n-channel MOS transistor according to the present embodiment is formed.

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

たとえば、上記実施形態では、CoSiからなるシリサイド膜5a、5bおよび5cを形成するようにしたが、本発明はこれに限らず、TiSi、NiSi、WSiおよびPtSiなどからなるシリサイド膜を形成するようにしてもよい。 For example, in the above embodiment, the silicide films 5a, 5b and 5c made of CoSi 2 are formed. However, the present invention is not limited to this, and a silicide film made of TiSi 2 , NiSi, WSi, PtSi 2 or the like is formed. You may make it do.

また、上記実施形態では、Siからなる第2サイドウォール膜11aおよび11bを形成するようにしたが、本発明はこれに限らず、一般的な組成式であるSiを満たすSi以外の組成を有するシリコン窒化膜からなる第2サイドウォール膜を形成するようにしてもよい。また、第2サイドウォール膜として、SiOや他の絶縁材料からなるサイドウォール膜を形成するようにしてもよい。また、SiOからなる第1サイドウォール膜10aおよび10bを形成せずに、第2サイドウォール膜11aおよび11bのみを形成してもよい。 In the above embodiment, the second sidewall films 11a and 11b made of Si 3 N 4 are formed. However, the present invention is not limited to this, and satisfies the general composition formula Si X N Y. A second sidewall film made of a silicon nitride film having a composition other than Si 3 N 4 may be formed. Further, as the second sidewall film, a sidewall film made of SiO 2 or another insulating material may be formed. Alternatively, only the second sidewall films 11a and 11b may be formed without forming the first sidewall films 10a and 10b made of SiO 2 .

また、上記実施形態では、誘導結合型プラズマエッチング装置を用いて、アモルファスシリコン層8およびポリシリコン層7をエッチングするようにしたが、本発明はこれに限らず、電子サイクロトロン共鳴タイプ、容量結合型2周波プラズマタイプおよび表面波プラズマタイプなどの他のプラズマドライエッチング装置を用いてエッチングするようにしてもよい。   In the above embodiment, the amorphous silicon layer 8 and the polysilicon layer 7 are etched using the inductively coupled plasma etching apparatus. However, the present invention is not limited to this, and the electron cyclotron resonance type and the capacitive coupling type are used. You may make it etch using other plasma dry etching apparatuses, such as a 2 frequency plasma type and a surface wave plasma type.

また、上記実施形態では、ゲート絶縁膜4の上面上に、順メサ形状の下部6aおよび逆メサ形状の上部6bを含むくびれ部6cを有するゲート電極6を形成するとともに、ゲート絶縁膜4と所定の間隔を隔てて配置された素子分離2の上面上に、順メサ形状の下部9aおよび逆メサ形状の上部9bを含むくびれ部9cを有する配線9を形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、配線9に代えてゲート電極6を形成するようにしてもよい。具体的には、図10に示す第1変形例のように、活性領域上に、互いに所定の間隔を隔ててゲート絶縁膜4を形成するとともに、その2つのゲート絶縁膜4上に、それぞれ、順メサ形状の下部6aおよび逆メサ形状の上部6bを含むくびれ部6cを有するゲート電極6を形成するようにしてもよい。この場合、2つのゲート電極6間には、低濃度領域3aと高濃度領域3bとからなるLDD構造の共通のn型のソース/ドレイン領域3が形成される。また、2つのゲート電極6を構成する2つのポリシリコン層7aは、同一の層からなり、2つのゲート電極6を構成する2つのアモルファスシリコン層8aは、同一の層からなる。   In the above embodiment, the gate electrode 6 having the constricted portion 6c including the forward mesa-shaped lower portion 6a and the reverse mesa-shaped upper portion 6b is formed on the upper surface of the gate insulating film 4, and the gate insulating film 4 Although an example in which the wiring 9 having the constricted portion 9c including the forward mesa-shaped lower portion 9a and the reverse mesa-shaped upper portion 9b is formed on the upper surface of the element isolation 2 arranged with a spacing of However, the present invention is not limited thereto, and the gate electrode 6 may be formed instead of the wiring 9. Specifically, as in the first modification shown in FIG. 10, the gate insulating film 4 is formed on the active region at a predetermined interval, and on the two gate insulating films 4, respectively. A gate electrode 6 having a constricted portion 6c including a forward mesa-shaped lower portion 6a and an inverted mesa-shaped upper portion 6b may be formed. In this case, a common n-type source / drain region 3 having an LDD structure composed of the low concentration region 3a and the high concentration region 3b is formed between the two gate electrodes 6. The two polysilicon layers 7a constituting the two gate electrodes 6 are made of the same layer, and the two amorphous silicon layers 8a constituting the two gate electrodes 6 are made of the same layer.

また、上記実施形態では、ゲート絶縁膜4の上面上に、順メサ形状の下部6aおよび逆メサ形状の上部6bを含むくびれ部6cを有するゲート電極6を形成するとともに、ゲート絶縁膜4と所定の間隔を隔てて配置された素子分離2の上面上に、順メサ形状の下部9aおよび逆メサ形状の上部9bを含むくびれ部9cを有する配線9を形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、ゲート電極6に代えて配線9を形成するようにしてもよい。具体的には、図11に示す第2変形例のように、活性領域上に、互いに所定の間隔を隔てて素子分離2を形成するとともに、その2つの素子分離2上に、それぞれ、順メサ形状の下部9aおよび逆メサ形状の上部9bを含むくびれ部9cを有する配線9を形成するようにしてもよい。この場合、2つの配線9を構成する2つのポリシリコン層7bは、同一の層からなり、2つの配線9を構成する2つのアモルファスシリコン層8bは、同一の層からなる。   In the above embodiment, the gate electrode 6 having the constricted portion 6c including the forward mesa-shaped lower portion 6a and the reverse mesa-shaped upper portion 6b is formed on the upper surface of the gate insulating film 4, and the gate insulating film 4 Although an example in which the wiring 9 having the constricted portion 9c including the forward mesa-shaped lower portion 9a and the reverse mesa-shaped upper portion 9b is formed on the upper surface of the element isolation 2 arranged with a spacing of Not only this but wiring 9 may be formed instead of gate electrode 6. Specifically, as in the second modification shown in FIG. 11, the element isolation 2 is formed on the active region at a predetermined interval, and the forward mesa is respectively formed on the two element isolations 2. You may make it form the wiring 9 which has the constriction part 9c containing the shape lower part 9a and the reverse mesa-shaped upper part 9b. In this case, the two polysilicon layers 7b constituting the two wirings 9 are made of the same layer, and the two amorphous silicon layers 8b constituting the two wirings 9 are made of the same layer.

また、上記実施形態では、ゲート絶縁膜4の上面上に、ポリシリコン層7a、アモルファスシリコン層8aおよびシリサイド膜5aからなるゲート電極6を形成するとともに、ゲート絶縁膜4と所定の間隔を隔てて配置された素子分離2の上面上に、ポリシリコン層7b、アモルファスシリコン層8bおよびシリサイド膜5bからなる配線9を形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、ゲート電極6および配線9を、図12に示す第3変形例のように、同一のくびれ形状を有する単層の金属層からなるメタルゲート電極16およびメタル配線19に変更してもよい。メタルゲート電極16およびメタル配線19を構成する単層の金属層としては、アルミ(Al)、チタン(Ti)、タングステン(W)、銅(Cu)、これらの酸化物または窒化物からなる金属層が考えられる。この場合にも、くびれ部を含むメタルゲート電極16およびメタル配線19によって、メタルゲート電極16とメタル配線19との間の距離をより大きくすることができるので、メタルゲート電極16とメタル配線19との間の容量をより低減することができる。   In the above embodiment, the gate electrode 6 including the polysilicon layer 7a, the amorphous silicon layer 8a, and the silicide film 5a is formed on the upper surface of the gate insulating film 4, and is spaced from the gate insulating film 4 by a predetermined distance. Although an example in which the wiring 9 composed of the polysilicon layer 7b, the amorphous silicon layer 8b, and the silicide film 5b is formed on the upper surface of the element isolation 2 that has been arranged is shown, the present invention is not limited to this, and the gate electrode 6 and the wiring 9 may be changed to a metal gate electrode 16 and a metal wiring 19 made of a single metal layer having the same constricted shape as in the third modification shown in FIG. As a single metal layer constituting the metal gate electrode 16 and the metal wiring 19, a metal layer made of aluminum (Al), titanium (Ti), tungsten (W), copper (Cu), or an oxide or nitride thereof. Can be considered. Also in this case, the distance between the metal gate electrode 16 and the metal wiring 19 can be further increased by the metal gate electrode 16 and the metal wiring 19 including the constricted portion. The capacity between can be further reduced.

本発明の一実施形態による半導体装置を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the semiconductor device by one Embodiment of this invention. 図1に示した本発明の一実施形態による半導体装置の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor device by one Embodiment of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の一実施形態による半導体装置の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor device by one Embodiment of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の一実施形態による半導体装置の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor device by one Embodiment of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の一実施形態による半導体装置の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor device by one Embodiment of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の一実施形態による半導体装置の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor device by one Embodiment of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の一実施形態による半導体装置の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor device by one Embodiment of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の一実施形態による半導体装置の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor device by one Embodiment of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の一実施形態による半導体装置の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor device by one Embodiment of this invention shown in FIG. 本発明の一実施形態の第1変形例による半導体装置の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor device by the 1st modification of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の第2変形例による半導体装置の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor device by the 2nd modification of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の第3変形例による半導体装置の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor device by the 3rd modification of one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 シリコン基板(半導体基板)
4 ゲート絶縁膜
5a シリサイド膜(第1シリサイド膜)
5b シリサイド膜(第2シリサイド膜)
6 ゲート電極
6a、9a 下部
6b、9b 上部
6c、9c くびれ部(中央部)
7 ポリシリコン層(シリコン層)
7a ポリシリコン層(第1シリコン層)
7b ポリシリコン層(第2シリコン層)
8 アモルファスシリコン層(シリコン層)
8a アモルファスシリコン層(第1シリコン層)
8b アモルファスシリコン層(第2シリコン層)
9 配線
12 エッチングマスク
1 Silicon substrate (semiconductor substrate)
4 Gate insulating film 5a Silicide film (first silicide film)
5b Silicide film (second silicide film)
6 Gate electrode 6a, 9a Lower part 6b, 9b Upper part 6c, 9c Constriction part (central part)
7 Polysilicon layer (silicon layer)
7a Polysilicon layer (first silicon layer)
7b Polysilicon layer (second silicon layer)
8 Amorphous silicon layer (silicon layer)
8a Amorphous silicon layer (first silicon layer)
8b Amorphous silicon layer (second silicon layer)
9 Wiring 12 Etching mask

Claims (9)

半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成され、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有するとともに、ゲート電極として機能する第1シリコン層と、
前記第1シリコン層の上に形成され、前記ゲート電極として機能する第1シリサイド膜と、
前記半導体基板上に前記ゲート電極と所定の間隔を隔てて形成され、かつ、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有するとともに、配線またはゲート電極として機能する第2シリコン層と、
前記第2シリコン層の上に形成され、前記配線またはゲート電極として機能する第2シリサイド膜と、を備え、
前記第1シリコン層および前記第2シリコン層は、それぞれ、順メサ形状部分と、その上の逆メサ形状部分とを有し、前記第1シリコン層の下部と前記第2シリコン層の下部との間隔が、前記第1シリコン層の上部と前記第2シリコン層の上部との間隔よりも大きく形成された、半導体装置。
A first silicon layer formed on a semiconductor substrate via a gate insulating film, having an upper and lower width larger than the central portion, and functioning as a gate electrode;
A first silicide film formed on the first silicon layer and functioning as the gate electrode;
A second silicon layer formed on the semiconductor substrate at a predetermined interval from the gate electrode and having a shape in which the widths of the upper and lower portions are larger than the central portion, and function as a wiring or a gate electrode;
A second silicide film formed on the second silicon layer and functioning as the wiring or gate electrode,
Each of the first silicon layer and the second silicon layer has a forward mesa shape portion and an inverted mesa shape portion on the forward mesa shape portion, and a lower portion of the first silicon layer and a lower portion of the second silicon layer. A semiconductor device, wherein an interval is formed larger than an interval between an upper portion of the first silicon layer and an upper portion of the second silicon layer.
前記第1シリコン層および前記第2シリコン層は、同一のシリコン層からなる、請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1 , wherein the first silicon layer and the second silicon layer are made of the same silicon layer. 半導体基板と、
前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成され、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有するとともに、単一の金属層からなるゲート電極と、
前記半導体基板上に前記ゲート電極と所定の間隔を隔てて形成され、かつ、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有するとともに、単一の金属層からなる配線と、を備え、
前記ゲート電極および前記配線は、それぞれ、順メサ形状部分と、その上の逆メサ形状部分とを有し、前記ゲート電極の下部と前記配線の下部との間隔が、前記ゲート電極の上部と前記配線の上部との間隔よりも大きく形成された、半導体装置。
A semiconductor substrate;
A gate electrode formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film, having a shape in which the width of the upper and lower portions is larger than that of the central portion, and a single metal layer;
The gate electrode is formed on the semiconductor substrate at a predetermined interval and has a shape in which the width of the upper and lower portions is larger than that of the central portion, and includes a wiring made of a single metal layer,
Each of the gate electrode and the wiring has a forward mesa-shaped portion and an inverted mesa-shaped portion above the forward mesa-shaped portion, and an interval between the lower portion of the gate electrode and the lower portion of the wiring is set between the upper portion of the gate electrode and the upper portion of the gate electrode. A semiconductor device formed larger than the distance from the upper part of the wiring.
半導体基板上に形成され、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有する第1導電層と、
前記半導体基板上に前記第1導電層と所定の間隔を隔てて形成され、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有し、前記第1導電層と同一の材料からなる第2導電層と、
を備え、
前記第1導電層および前記第2導電層は、それぞれ、順メサ形状部分と、その上の逆メサ形状部分とを有し、前記第1導電層の下部と前記第2導電層の下部との間隔が、前記第1導電層の上部と前記第2導電層の上部との間隔よりも大きく形成された、半導体装置。
A first conductive layer formed on a semiconductor substrate and having a shape in which upper and lower widths are larger than a central portion;
A second conductive layer formed on the semiconductor substrate at a predetermined interval from the first conductive layer, having an upper and lower width larger than that of the central portion , and made of the same material as the first conductive layer. Layers,
With
Each of the first conductive layer and the second conductive layer has a forward mesa-shaped portion and an inverted mesa-shaped portion thereon, and a lower portion of the first conductive layer and a lower portion of the second conductive layer. A semiconductor device, wherein an interval is formed larger than an interval between an upper portion of the first conductive layer and an upper portion of the second conductive layer.
前記第1導電層および前記第2導電層は、
上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有するシリコン層と、
前記シリコン層の上に形成されたシリサイド膜とを含む、請求項4に記載の半導体装置。
The first conductive layer and the second conductive layer are:
A silicon layer having a shape in which the width of the upper part and the lower part is larger than the central part;
The semiconductor device according to claim 4 , further comprising a silicide film formed on the silicon layer.
半導体層上にゲート絶縁膜を介して、第1シリコン層を形成する第1工程と、
前記第1シリコン層上にエッチングマスクを形成する第2工程と、
前記エッチングマスクをマスクとして、前記第1シリコン層をエッチングすることによって、順メサ形状部分と、その上の逆メサ形状部分とを有し、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有する第1ゲート電極として機能する第1シリコン層を形成する第3工程と、
前記第1シリコン層の上に、前記第1ゲート電極として機能する第1シリサイド膜を形成する第4工程と、
前記半導体層上に前記第1ゲート電極と所定の間隔を隔てて第2シリコン層を形成する第5工程と、
前記第2シリコン層上にエッチングマスクを形成する第6工程と、
前記エッチングマスクをマスクとして、前記第2シリコン層をエッチングすることによって、順メサ形状部分と、その上の逆メサ形状部分とを有し、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有する配線または第2ゲート電極として機能する第2シリコン層を形成する第7工程と、
前記第2シリコン層の上に、前記配線または第2ゲート電極として機能する第2シリサイド膜を形成する第8工程とを備え、
前記第3工程および前記第7工程により、前記第1シリコン層の下部と前記第2シリコン層の下部との間隔が、前記第1シリコン層の上部と前記第2シリコン層の上部との間隔よりも大きく形成している、半導体装置の製造方法。
A first step of forming a first silicon layer on the semiconductor layer via a gate insulating film;
A second step of forming an etching mask on the first silicon layer;
Etching the first silicon layer using the etching mask as a mask has a forward mesa-shaped portion and a reverse mesa-shaped portion above it, and the upper and lower widths are larger than the central portion. A third step of forming a first silicon layer functioning as a first gate electrode;
A fourth step of forming a first silicide film functioning as the first gate electrode on the first silicon layer;
A fifth step of forming a second silicon layer on the semiconductor layer at a predetermined interval from the first gate electrode;
A sixth step of forming an etching mask on the second silicon layer;
Etching the second silicon layer using the etching mask as a mask has a forward mesa-shaped portion and an inverted mesa-shaped portion thereon, and the upper and lower widths are larger than the central portion. A seventh step of forming a second silicon layer functioning as a wiring or a second gate electrode;
On the second silicon layer, Bei example an eighth step of forming a second silicide film functioning as the wiring or the second gate electrode,
According to the third step and the seventh step, an interval between the lower portion of the first silicon layer and the lower portion of the second silicon layer is greater than an interval between the upper portion of the first silicon layer and the upper portion of the second silicon layer. A method for manufacturing a semiconductor device, which is also greatly formed .
前記第3工程は、
Cl、OおよびHBrを含むエッチングガスを用いて前記第1シリコン層を逆メサ形状にドライエッチングする第1エッチング工程と、
前記第1エッチング工程の後、OおよびHBrを含むエッチングガスを用いて前記第1シリコン層を順メサ形状にドライエッチングする第2エッチング工程とを含む、請求項6に記載の半導体装置の製造方法。
The third step includes
A first etching step of dry-etching the first silicon layer into an inverted mesa shape using an etching gas containing Cl 2 , O 2 and HBr;
The semiconductor device manufacturing method according to claim 6 , further comprising a second etching step of dry etching the first silicon layer into a forward mesa shape using an etching gas containing O 2 and HBr after the first etching step. Method.
前記第3工程の前記第1シリコン層および前記第7工程の前記第2シリコン層は、同一のシリコン層をパターニングすることにより形成する、請求項6または7に記載の半導体装置の製造方法。 8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6 , wherein the first silicon layer in the third step and the second silicon layer in the seventh step are formed by patterning the same silicon layer. 半導体層上にゲート絶縁膜を介して、シリコン層を形成する第1工程と、
前記シリコン層上にエッチングマスクを形成する第2工程と、
前記エッチングマスクをマスクとして、前記シリコン層をエッチングすることによって、順メサ形状部分と、その上の逆メサ形状部分とを有し、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有する第1ゲート電極として機能する第1シリコン層と、この第1シリコン層と所定の間隔を隔てた位置に、順メサ形状部分と、その上の逆メサ形状部分とを有し、上部および下部の幅が中央部よりも大きい形状を有する配線または第2ゲート電極として機能する第2シリコン層とを形成する第3工程と、
前記第1シリコン層の上に、前記第1ゲート電極として機能する第1シリサイド膜を形成するとともに、前記第2シリコン層の上に、前記配線または第2ゲート電極として機能する第2シリサイド膜を形成する第4工程と、を備え、
前記第3工程では、前記第1シリコン層の下部と前記第2シリコン層の下部との間隔が、前記第1シリコン層の上部と前記第2シリコン層の上部との間隔よりも大きく形成している、半導体装置の製造方法。
A first step of forming a silicon layer on the semiconductor layer via a gate insulating film;
A second step of forming an etching mask on the silicon layer;
By etching the silicon layer using the etching mask as a mask, a first mesa-shaped portion and a reverse mesa-shaped portion above the first mesa-shaped portion are formed. A first silicon layer functioning as a gate electrode, a forward mesa-shaped portion and a reverse mesa-shaped portion above the first silicon layer at a predetermined distance from each other. A third step of forming a wiring having a shape larger than the central portion or a second silicon layer functioning as a second gate electrode;
A first silicide film functioning as the first gate electrode is formed on the first silicon layer, and a second silicide film functioning as the wiring or the second gate electrode is formed on the second silicon layer. A fourth step of forming,
In the third step, the gap between the lower portion of the first silicon layer and the lower portion of the second silicon layer is formed larger than the gap between the upper portion of the first silicon layer and the upper portion of the second silicon layer. A method for manufacturing a semiconductor device.
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