JP5162935B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP5162935B2
JP5162935B2 JP2007082332A JP2007082332A JP5162935B2 JP 5162935 B2 JP5162935 B2 JP 5162935B2 JP 2007082332 A JP2007082332 A JP 2007082332A JP 2007082332 A JP2007082332 A JP 2007082332A JP 5162935 B2 JP5162935 B2 JP 5162935B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resistance element
polysilicon
film
impurity
gate electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007082332A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008244124A5 (en
JP2008244124A (en
Inventor
哲一 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Semiconductor Ltd
Original Assignee
Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Semiconductor Ltd filed Critical Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority to JP2007082332A priority Critical patent/JP5162935B2/en
Publication of JP2008244124A publication Critical patent/JP2008244124A/en
Publication of JP2008244124A5 publication Critical patent/JP2008244124A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5162935B2 publication Critical patent/JP5162935B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.

従来、ポリシリコン膜からなるポリシリコン抵抗素子を有する半導体装置の製造方法において、ゲート電極やポリシリコン抵抗素子等への不純物注入は、リンイオン(P+)を
用いて行う。そして、ゲート電極やポリシリコン抵抗素子等に注入した不純物を活性化させるため、ゲート電極やポリシリコン抵抗素子等に対して熱処理を行う。以下、不純物を活性化させるための熱処理を不純物活性化熱処理という。また、シリサイド形成技術を用いて、不純物活性化熱処理を行ったゲート電極やポリシリコン抵抗素子等にシリサイドを形成する。
特開2006−40947号公報 特開2006−80218号公報
Conventionally, in a method of manufacturing a semiconductor device having a polysilicon resistance element made of a polysilicon film, impurity implantation into a gate electrode, a polysilicon resistance element, or the like is performed using phosphorus ions (P + ). Then, heat treatment is performed on the gate electrode, the polysilicon resistance element, etc. in order to activate the impurities implanted into the gate electrode, the polysilicon resistance element, etc. Hereinafter, the heat treatment for activating the impurities is referred to as impurity activation heat treatment. Further, silicide is formed on the gate electrode, the polysilicon resistance element, or the like that has been subjected to impurity activation heat treatment by using a silicide formation technique.
JP 2006-40947 A JP 2006-80218 A

しかし、不純物を活性化させるための熱処理を行った場合、リンイオンが外方拡散(アウトディフュージョン)され、ポリシリコン抵抗素子の不純物濃度が変動していた。また、ポリシリコン抵抗素子(特に電極引き出し領域)への不純物注入は、ポリシリコン成膜時に行うのみであり、ポリシリコン抵抗素子の不純物濃度の変動が生じていた。ここで、電極引き出し領域は、ポリシリコン抵抗素子に設けられた所定領域であり、引き出し電極とポリシリコン抵抗素子とを電気的に接続するための領域である。そして、シリサイド形成技術により、電極引き出し領域にシリサイドを形成した場合、電極引き出し領域に形成されたシリサイドとポリシリコンとの接触界面の不純物濃度のバラツキが大きくなる。その結果、電極引き出し領域におけるシリサイドとポリシリコンとの接触界面で生じる接触抵抗値のバラツキが大きくなり、デバイス特性が不安定となる問題が生じていた。本発明は、ポリシリコン抵抗素子内の不純物濃度の変動を抑制することを目的とする。   However, when heat treatment for activating the impurities is performed, phosphorous ions are diffused outward (out-diffusion), and the impurity concentration of the polysilicon resistance element fluctuates. Further, the impurity implantation into the polysilicon resistance element (particularly the electrode lead-out region) is only performed at the time of polysilicon film formation, and the impurity concentration of the polysilicon resistance element fluctuates. Here, the electrode lead-out region is a predetermined region provided in the polysilicon resistance element, and is a region for electrically connecting the lead-out electrode and the polysilicon resistance element. When silicide is formed in the electrode extraction region by the silicide formation technique, the variation in the impurity concentration at the contact interface between the silicide formed in the electrode extraction region and polysilicon increases. As a result, there has been a problem that variations in the contact resistance value generated at the contact interface between the silicide and the polysilicon in the electrode lead-out region become large and the device characteristics become unstable. An object of the present invention is to suppress a variation in impurity concentration in a polysilicon resistance element.

本発明は前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明の半導体装置の製造方法は、
基板にポリシリコン膜を成膜する工程と、
前記ポリシリコン膜に所定のパターンを形成する前に前記ポリシリコン膜に不純物を注入する第1注入工程と、
前記ポリシリコン膜上に第1の拡散防止膜を成膜する工程と、
前記ポリシリコン膜に注入した前記不純物を活性化させるための熱処理を行う工程と、を備える。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems. That is, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes:
Forming a polysilicon film on the substrate;
A first implantation step of implanting impurities into the polysilicon film before forming a predetermined pattern in the polysilicon film;
Forming a first diffusion barrier film on the polysilicon film;
And a step of performing a heat treatment for activating the impurities implanted into the polysilicon film.

本発明の半導体装置の製造方法によれば、所定のパターンを形成する前のポリシリコン膜に不純物を注入し、そのポリシリコン膜上に第1の拡散防止膜を成膜する。ポリシリコン膜は第1の拡散防止膜が成膜されているため、熱処理によって生じるポリシリコン膜中の不純物の外方拡散が抑制される。したがって、ポリシリコン膜に所定のパターンを形成する前段階で、熱処理によって生じるポリシリコン膜中の不純物の外方拡散を抑制することが可能となる。その結果、ポリシリコン膜中の不純物濃度の変動を抑制することが可能となる。   According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, impurities are implanted into the polysilicon film before the predetermined pattern is formed, and the first diffusion prevention film is formed on the polysilicon film. Since the first diffusion preventing film is formed on the polysilicon film, outward diffusion of impurities in the polysilicon film caused by heat treatment is suppressed. Therefore, it is possible to suppress the outward diffusion of impurities in the polysilicon film caused by the heat treatment before the predetermined pattern is formed in the polysilicon film. As a result, it is possible to suppress fluctuations in the impurity concentration in the polysilicon film.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、前記第1の拡散防止膜を除去し、前記ポリシ
リコン膜に所定のパターンを形成することによりゲート電極と抵抗素子とを形成する工程を更に備えてもよい。本発明の半導体装置の製造方法によれば、ポリシリコン膜に所定のパターンを形成することで、ポリシリコン膜中の不純物濃度の変動が抑制されたゲート電極と抵抗素子とを作製すること可能となる。
The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention further includes a step of forming a gate electrode and a resistance element by removing the first diffusion prevention film and forming a predetermined pattern on the polysilicon film. Also good. According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, it is possible to produce a gate electrode and a resistance element in which variation in impurity concentration in the polysilicon film is suppressed by forming a predetermined pattern in the polysilicon film. Become.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、
前記基板はソース/ドレイン領域を含み、
前記ソース/ドレイン領域および前記抵抗素子に前記不純物を注入する第2注入工程と、
前記ソース/ドレイン領域の表面と前記抵抗素子の表面とに第2の拡散防止膜を成膜する工程と、
前記ソース/ドレイン領域と前記抵抗素子とに注入した前記不純物を活性化するための熱処理を行う工程と、を更に備えてもよい。
In addition, a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes:
The substrate includes source / drain regions;
A second implantation step of implanting the impurity into the source / drain regions and the resistance element;
Forming a second diffusion barrier film on the surface of the source / drain region and the surface of the resistance element;
And a step of performing a heat treatment for activating the impurities implanted into the source / drain regions and the resistance element.

本発明の半導体装置の製造方法によれば、抵抗素子に不純物を注入し、その抵抗素子の表面に第2の拡散防止膜を成膜する。抵抗素子は第2の拡散防止膜が成膜されているため、熱処理によって生じる抵抗素子内の不純物の外方拡散を抑制することが可能となる。その結果、抵抗素子内の不純物濃度の変動を抑制することが可能となる。   According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, an impurity is implanted into a resistance element, and a second diffusion prevention film is formed on the surface of the resistance element. Since the resistance element is formed with the second diffusion prevention film, it is possible to suppress outward diffusion of impurities in the resistance element caused by heat treatment. As a result, it is possible to suppress fluctuations in the impurity concentration in the resistance element.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、
前記第2注入工程が、
前記ゲート電極の表面、前記ソース/ドレイン領域の表面および前記抵抗素子の表面を酸化膜で被覆する工程と、
前記抵抗素子を被覆する前記酸化膜上に、所定位置を開口したレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして前記所定位置下方の前記酸化膜を除去することにより、前記抵抗素子に電極引き出し部を形成するとともに、前記ソース/ドレイン領域の表面を被覆する酸化膜を除去する工程と、
前記ソース/ドレイン領域と前記電極引き出し部とに前記不純物を注入する工程とを含むものでもよい。
In addition, a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes:
The second injection step includes
Covering the surface of the gate electrode, the surface of the source / drain region and the surface of the resistance element with an oxide film;
Forming a resist pattern having an opening at a predetermined position on the oxide film covering the resistance element;
Removing the oxide film below the predetermined position using the resist pattern as a mask to form an electrode lead portion in the resistance element and removing the oxide film covering the surface of the source / drain region;
A step of injecting the impurity into the source / drain region and the electrode lead portion.

本発明の半導体装置の製造方法によれば、抵抗素子の電極引き出し部に不純物を注入し、その抵抗素子の表面に第2の拡散防止膜を成膜する。抵抗素子の電極引き出し部は第2の拡散防止膜が成膜されているため、熱処理によって生じる電極引き出し部周辺の不純物の外方拡散を抑制することが可能となる。その結果、電極引き出し部周辺の不純物濃度の変動を抑制することが可能となる。   According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, impurities are implanted into the electrode lead portion of the resistance element, and the second diffusion prevention film is formed on the surface of the resistance element. Since the electrode lead-out portion of the resistance element is formed with the second diffusion prevention film, it is possible to suppress the outward diffusion of impurities around the electrode lead-out portion caused by the heat treatment. As a result, it is possible to suppress fluctuations in the impurity concentration around the electrode lead portion.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、
前記第2注入工程が、
前記ゲート電極の表面、前記ソース/ドレイン領域の表面および前記抵抗素子の表面を酸化膜で被覆する工程と、
前記抵抗素子を被覆する前記酸化膜上に、所定位置を開口したレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして前記所定位置下方の前記酸化膜を除去することにより、前記抵抗素子に電極引き出し部を形成するとともに前記抵抗素子の側面にサイドウォールを形成し、前記ゲート電極上面を被覆する前記酸化膜を除去することにより、前記ゲート電極の側面にサイドウォールを形成し、前記ソース/ドレイン領域の表面を被覆する前記酸化膜を除去する工程と、
前記ソース/ドレイン領域と前記電極引き出し部とに前記不純物を注入する工程とを含むものでもよい。
In addition, a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes:
The second injection step includes
Covering the surface of the gate electrode, the surface of the source / drain region and the surface of the resistance element with an oxide film;
Forming a resist pattern having an opening at a predetermined position on the oxide film covering the resistance element;
By removing the oxide film below the predetermined position using the resist pattern as a mask, an electrode lead portion is formed in the resistance element, a side wall is formed on a side surface of the resistance element, and an upper surface of the gate electrode is covered. Removing the oxide film, forming a sidewall on the side surface of the gate electrode, and removing the oxide film covering the surface of the source / drain region;
A step of injecting the impurity into the source / drain region and the electrode lead portion.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、前記第2注入工程が、前記ソース/ドレイン領域に前記不純物を注入すると同時に、前記抵抗素子に前記不純物を注入してもよい。本発明の半導体装置の製造方法によれば、ソース/ドレイン領域に不純物を注入すると同時に、抵抗素子に不純物を注入する。したがって、ソース/ドレイン領域に不純物を注入することと、抵抗素子に不純物を注入することとを別個に行う必要がなく、工程の簡略化が可能となる。   In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the second implantation step may inject the impurity into the resistance element simultaneously with the implantation of the impurity into the source / drain region. According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, impurities are implanted into the resistance elements at the same time as the impurities are implanted into the source / drain regions. Therefore, it is not necessary to separately implant the impurity into the source / drain region and to implant the impurity into the resistance element, and the process can be simplified.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、
前記第2の拡散防止膜を除去し、前記ゲート電極上と前記ソース/ドレイン領域上と前記抵抗素子上とを金属で成膜する工程と、
前記基板を熱処理することにより、前記ゲート電極と前記ソース/ドレイン領域と前記抵抗素子とにシリサイドを形成する工程と、を更に備えてもよい。
In addition, a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes:
Removing the second diffusion barrier film and forming a metal film on the gate electrode, the source / drain region, and the resistance element;
The method may further comprise a step of forming silicide on the gate electrode, the source / drain region, and the resistance element by heat-treating the substrate.

本発明の半導体装置の製造方法によれば、基板を熱処理することにより、ゲート電極とソース/ドレイン領域と抵抗素子とにシリサイドを形成する。抵抗素子内の不純物濃度の変動が抑制されているため、抵抗素子に形成されたシリサイドと抵抗素子内のポリシリコンとの接触界面の抵抗を安定化させることが可能となる。   According to the semiconductor device manufacturing method of the present invention, silicide is formed in the gate electrode, the source / drain region, and the resistance element by heat-treating the substrate. Since the fluctuation of the impurity concentration in the resistance element is suppressed, it is possible to stabilize the resistance at the contact interface between the silicide formed in the resistance element and the polysilicon in the resistance element.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、前記不純物が、ヒ素イオンであってもよい。さらに、また、本発明の半導体装置の製造方法は、前記金属が、コバルトであってもよい。   In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the impurity may be arsenic ions. Furthermore, in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the metal may be cobalt.

本発明によれば、ポリシリコン抵抗素子内の不純物濃度の変動を抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress the fluctuation of the impurity concentration in the polysilicon resistance element.

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成には限定されない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The configuration of the following embodiment is an exemplification, and the present invention is not limited to the configuration of the embodiment.

図1から図11を参照して、本実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について説明する。図1から図11の各図は、本実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。   With reference to FIGS. 1 to 11, the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present embodiment will be described. Each of FIGS. 1 to 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the present embodiment.

まず、図1に示すように、シリコン基板1上に、素子分離膜2を形成する。例えばLOCOS(Local Oxidation of Silicon)法又はトレンチアイソレーション法により、素子分離膜2を形成する。次に、シリコン基板1に対してイオン注入(不純物注入)を行い、シリコン基板1にN型トランジスタ領域(N型ソース/ドレイン領域)3及びP型トランジスタ領域(P型ソース/ドレイン領域)4を形成する。本実施形態では、シリコン基板1にホウ素イオン(B+)を注入することによりN型トランジスタ領域3を形成し、シリ
コン基板1にリンイオン(P+)を注入することによりP型トランジスタ領域4を形成す
る。
First, as shown in FIG. 1, an element isolation film 2 is formed on a silicon substrate 1. For example, the element isolation film 2 is formed by a LOCOS (Local Oxidation of Silicon) method or a trench isolation method. Next, ion implantation (impurity implantation) is performed on the silicon substrate 1, and an N-type transistor region (N-type source / drain region) 3 and a P-type transistor region (P-type source / drain region) 4 are formed on the silicon substrate 1. Form. In the present embodiment, an N-type transistor region 3 is formed by implanting boron ions (B + ) into the silicon substrate 1, and a P-type transistor region 4 is formed by implanting phosphorus ions (P + ) into the silicon substrate 1. To do.

そして、シリコン基板1のN型トランジスタ領域3上及びP型トランジスタ領域4上にゲート酸化膜5を形成する。例えば、熱酸化法を用いて、シリコン基板1のN型トランジスタ領域3上及びP型トランジスタ領域4上にゲート酸化膜5を成長させる。   Then, a gate oxide film 5 is formed on the N-type transistor region 3 and the P-type transistor region 4 of the silicon substrate 1. For example, the gate oxide film 5 is grown on the N-type transistor region 3 and the P-type transistor region 4 of the silicon substrate 1 by using a thermal oxidation method.

次に、素子分離膜2上及びゲート酸化膜5上にポリシリコン膜6を形成する。例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いて、シランガスを窒素中で熱分解させ、
ポリシリコン膜6を成長させる。
Next, a polysilicon film 6 is formed on the element isolation film 2 and the gate oxide film 5. For example, using CVD (Chemical Vapor Deposition) method, silane gas is thermally decomposed in nitrogen,
A polysilicon film 6 is grown.

そして、図2に示すように、ポリシリコン膜6上にレジスト(レジストパターン)7を形成し、ポリシリコン膜6にイオン注入を行う。この場合、レジスト7は、P型トランジスタ領域4の垂直方向上に形成される。すなわち、P型トランジスタ領域4の垂直方向上に形成されたポリシリコン膜6へのイオン注入を防ぐためのレジスト7が形成される。また、本実施形態では、ポリシリコン膜6に注入するイオンとしてN型不純物であるヒ素イオン(As+)を使用する。 Then, as shown in FIG. 2, a resist (resist pattern) 7 is formed on the polysilicon film 6, and ion implantation is performed on the polysilicon film 6. In this case, the resist 7 is formed in the vertical direction of the P-type transistor region 4. That is, a resist 7 for preventing ion implantation into the polysilicon film 6 formed in the vertical direction of the P-type transistor region 4 is formed. In this embodiment, arsenic ions (As + ) that are N-type impurities are used as ions to be implanted into the polysilicon film 6.

次に、図3に示すように、ポリシリコン膜6上にシリコン酸化膜(SiO2)8(第1
の拡散防止膜に相当)を形成する。この場合、CVD法等を用いた低温成膜により、シリコン酸化膜8を形成する。そして、ポリシリコン膜6に対して不純物活性化熱処理を行う。具体的には、シリコン基板1を加熱することにより、不純物活性化熱処理を行う。
Next, as shown in FIG. 3, on the polysilicon film 6, a silicon oxide film (SiO 2 ) 8 (first
Equivalent to a diffusion barrier film). In this case, the silicon oxide film 8 is formed by low-temperature film formation using a CVD method or the like. Then, impurity activation heat treatment is performed on the polysilicon film 6. Specifically, impurity activation heat treatment is performed by heating the silicon substrate 1.

次に、図4に示すようにゲート電極9A、ゲート電極9B及びポリシリコン抵抗素子10を形成する。具体的には、フッ化水素(溶液)によりシリコン酸化膜8を除去する。そして、フォトリソグラフィ及びドライエッチングによりポリシリコン膜6にパターニングを行い、所望の形状のゲート電極9A、ゲート電極9B及びポリシリコン抵抗素子10を形成する。ゲート電極9Aは、N型トランジスタ領域3上に形成されたゲート酸化膜5上に形成される。ゲート電極9Bは、P型トランジスタ領域4上に形成されたゲート酸化膜5上に形成される。ポリシリコン抵抗素子10は、素子分離膜2上に形成される。この場合、図4に示すように、N型トランジスタ領域3とP型トランジスタ領域4とを分離するための素子分離膜2とは異なる素子分離膜2上にポリシリコン抵抗素子10を形成する。   Next, as shown in FIG. 4, the gate electrode 9A, the gate electrode 9B, and the polysilicon resistance element 10 are formed. Specifically, the silicon oxide film 8 is removed with hydrogen fluoride (solution). Then, patterning is performed on the polysilicon film 6 by photolithography and dry etching to form gate electrodes 9A, 9B, and polysilicon resistance elements 10 having desired shapes. The gate electrode 9A is formed on the gate oxide film 5 formed on the N-type transistor region 3. The gate electrode 9B is formed on the gate oxide film 5 formed on the P-type transistor region 4. The polysilicon resistance element 10 is formed on the element isolation film 2. In this case, as shown in FIG. 4, the polysilicon resistance element 10 is formed on the element isolation film 2 different from the element isolation film 2 for isolating the N-type transistor area 3 and the P-type transistor area 4.

そして、図5に示すように、N型トランジスタ領域3にN型LDD(lightly doped drain)領域20を形成し、P型トランジスタ領域4にP型LDD(lightly doped drain)領域21を形成する。具体的には、フォトリソグラフィにより、N型トランジスタ領域3以外をレジスト(図示せず)で覆い、N型トランジスタ領域3に低濃度のリンイオンを注入する。この場合、N型トランジスタ領域3の浅い部分にリンイオンを注入することにより、N型トランジスタ領域3の浅い部分にN型LDD領域20が形成される。このとき、ゲート電極9Aがイオン注入のマスクの役割を果たすため、N型LDD領域20はゲート電極9Aと自己整合的に形成される。   Then, as shown in FIG. 5, an N-type LDD (lightly doped drain) region 20 is formed in the N-type transistor region 3, and a P-type LDD (lightly doped drain) region 21 is formed in the P-type transistor region 4. Specifically, by photolithography, other than the N-type transistor region 3 is covered with a resist (not shown), and low-concentration phosphorus ions are implanted into the N-type transistor region 3. In this case, by implanting phosphorus ions into the shallow portion of the N-type transistor region 3, the N-type LDD region 20 is formed in the shallow portion of the N-type transistor region 3. At this time, since the gate electrode 9A serves as a mask for ion implantation, the N-type LDD region 20 is formed in a self-aligned manner with the gate electrode 9A.

また、フォトリソグラフィにより、P型トランジスタ領域4以外をレジスト(図示せず)で覆い、P型トランジスタ領域4に低濃度のホウ素イオンを注入する。この場合、P型トランジスタ領域4の浅い部分にホウ素イオンを注入することにより、P型トランジスタ領域4の浅い部分にP型LDD領域21が形成される。このとき、ゲート電極9Bがイオン注入のマスクの役割を果たすため、P型LDD領域21はゲート電極9Bと自己整合的に形成される。   Further, by photolithography, other than the P-type transistor region 4 is covered with a resist (not shown), and low-concentration boron ions are implanted into the P-type transistor region 4. In this case, boron ions are implanted into a shallow portion of the P-type transistor region 4, thereby forming a P-type LDD region 21 in the shallow portion of the P-type transistor region 4. At this time, since the gate electrode 9B serves as a mask for ion implantation, the P-type LDD region 21 is formed in a self-aligned manner with the gate electrode 9B.

次に、CVD法により、ゲート電極9A、ゲート電極9B及びポリシリコン抵抗素子10を含むシリコン基板1全面を覆うようにサイドウォール用酸化膜(図示せず)を成膜する。そして、図6に示すように、ポリシリコン抵抗素子10上に抵抗素子酸化膜31を形成するために、ポリシリコン抵抗素子10上に成膜されたサイドウォール用酸化膜上にレジスト(レジストパターン)22を形成し、異方性エッチングを行う。異方性エッチングを行った場合、ゲート電極9Aの側面、ゲート電極9Bの側面及びポリシリコン抵抗素子10の側面にサイドウォール30が形成される。   Next, a sidewall oxide film (not shown) is formed by CVD so as to cover the entire surface of the silicon substrate 1 including the gate electrode 9A, the gate electrode 9B, and the polysilicon resistance element 10. Then, as shown in FIG. 6, in order to form the resistance element oxide film 31 on the polysilicon resistance element 10, a resist (resist pattern) is formed on the sidewall oxide film formed on the polysilicon resistance element 10. 22 is formed and anisotropic etching is performed. When anisotropic etching is performed, sidewalls 30 are formed on the side surface of the gate electrode 9A, the side surface of the gate electrode 9B, and the side surface of the polysilicon resistance element 10.

このとき、レジスト22をマスクとしてポリシリコン抵抗素子10上に抵抗素子酸化膜31及び電極引き出し形成部32が形成される。すなわち、図6に示すように、抵抗素子
酸化膜31の一部が除去されて電極引き出し形成部32が開口する。電極引き出し形成部32は、ポリシリコン抵抗素子10の上面部分のうち、引き出し電極が接続される部分である。そのため、電極引き出し形成部32上には抵抗素子酸化膜31を形成しない。なお、電極引き出し形成部32は、ポリシリコン抵抗素子10の上面の任意の位置に形成される。
At this time, the resistor element oxide film 31 and the electrode lead-out forming portion 32 are formed on the polysilicon resistor element 10 using the resist 22 as a mask. That is, as shown in FIG. 6, a part of the resistance element oxide film 31 is removed, and the electrode lead-out forming portion 32 is opened. The electrode lead forming portion 32 is a portion to which the lead electrode is connected in the upper surface portion of the polysilicon resistance element 10. Therefore, the resistance element oxide film 31 is not formed on the electrode lead forming portion 32. The electrode lead forming portion 32 is formed at an arbitrary position on the upper surface of the polysilicon resistance element 10.

そして、図7に示すように、フォトリソグラフィにより、N型トランジスタ領域3及びポリシリコン抵抗素子10にイオン注入を行うためのレジスト(レジストパターン)40を形成する。すなわち、N型トランジスタ領域3及びポリシリコン抵抗素子10以外をレジスト40で覆う。次に、N型トランジスタ領域3及びポリシリコン抵抗素子10に高濃度のヒ素イオンを注入する。P型トランジスタ領域4の垂直方向上に形成されたレジスト40により、P型トランジスタ領域4には、ヒ素イオンは注入されない。   Then, as shown in FIG. 7, a resist (resist pattern) 40 for ion implantation is formed in the N-type transistor region 3 and the polysilicon resistance element 10 by photolithography. That is, the resist 40 covers the areas other than the N-type transistor region 3 and the polysilicon resistance element 10. Next, high-concentration arsenic ions are implanted into the N-type transistor region 3 and the polysilicon resistance element 10. Arsenic ions are not implanted into the P-type transistor region 4 due to the resist 40 formed in the vertical direction of the P-type transistor region 4.

N型トランジスタ領域3の深い部分まで高濃度のヒ素イオンを注入することにより、N型トランジスタ領域3の深い部分までN型高濃度領域41が形成される。このとき、ゲート電極9Aの側面に形成されたサイドウォール30がイオン注入のマスクの役割を果たすため、N型高濃度領域41はゲート電極9Aの側面に形成されたサイドウォール30と自己整合的に形成される。   By implanting high-concentration arsenic ions into a deep portion of the N-type transistor region 3, an N-type high-concentration region 41 is formed up to a deep portion of the N-type transistor region 3. At this time, since the sidewall 30 formed on the side surface of the gate electrode 9A serves as a mask for ion implantation, the N-type high concentration region 41 is self-aligned with the sidewall 30 formed on the side surface of the gate electrode 9A. It is formed.

また、ポリシリコン抵抗素子10上に形成された抵抗素子酸化膜31により、電極引き出し形成部32以外からはポリシリコン抵抗素子10内部にヒ素イオンは注入されない。本実施形態に係る半導体装置及びその製造方法では、ポリシリコン抵抗素子10上に形成された抵抗素子酸化膜31内部でヒ素イオンが止まるようにヒ素イオンの注入エネルギーを制御する。そのため、抵抗素子酸化膜31直下のポリシリコン抵抗素子10内部にはヒ素イオンは注入されない。   Further, arsenic ions are not implanted into the polysilicon resistor element 10 except from the electrode lead-out forming portion 32 by the resistor element oxide film 31 formed on the polysilicon resistor element 10. In the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, the arsenic ion implantation energy is controlled so that the arsenic ions stop inside the resistance element oxide film 31 formed on the polysilicon resistance element 10. Therefore, arsenic ions are not implanted into the polysilicon resistance element 10 immediately below the resistance element oxide film 31.

一方、電極引き出し形成部32上に抵抗素子酸化膜31は形成されていない。そのため、電極引き出し形成部32からポリシリコン抵抗素子10内部にヒ素イオンが注入される。その結果、電極引き出し形成部32の直下及びその周辺に、N型不純物領域42が形成される。このとき、ポリシリコン抵抗素子10上に形成された抵抗素子酸化膜31がイオン注入のマスクの役割を果たすため、N型不純物領域42はポリシリコン抵抗素子10上に形成された抵抗素子酸化膜31と自己整合的に形成される。   On the other hand, the resistive element oxide film 31 is not formed on the electrode lead forming portion 32. Therefore, arsenic ions are implanted into the polysilicon resistance element 10 from the electrode lead forming portion 32. As a result, an N-type impurity region 42 is formed immediately below and around the electrode lead forming portion 32. At this time, since the resistor element oxide film 31 formed on the polysilicon resistor element 10 serves as a mask for ion implantation, the N-type impurity region 42 is formed in the resistor element oxide film 31 formed on the polysilicon resistor element 10. And self-aligned.

次に、図8に示すように、フォトリソグラフィにより、P型トランジスタ領域4にイオン注入を行うためのレジスト(レジストパターン)50を形成する。すなわち、P型トランジスタ領域4以外をレジスト50で覆う。次に、P型トランジスタ領域4に高濃度のホウ素イオンを注入する。N型トランジスタ領域3の垂直方向上に形成されたレジスト50により、N型トランジスタ領域3には、ホウ素イオンは注入されない。ポリシリコン抵抗素子10の垂直方向上に形成されたレジスト50により、ポリシリコン抵抗素子10には、ホウ素イオンは注入されない。   Next, as shown in FIG. 8, a resist (resist pattern) 50 for performing ion implantation into the P-type transistor region 4 is formed by photolithography. That is, the resist 50 is covered except for the P-type transistor region 4. Next, high-concentration boron ions are implanted into the P-type transistor region 4. Boron ions are not implanted into the N-type transistor region 3 by the resist 50 formed in the vertical direction of the N-type transistor region 3. Boron ions are not implanted into the polysilicon resistance element 10 by the resist 50 formed in the vertical direction of the polysilicon resistance element 10.

そして、P型トランジスタ領域4の深い部分まで高濃度のホウ素イオンを注入することにより、P型トランジスタ領域4の深い部分までP型高濃度領域51が形成される。このとき、ゲート電極9Bの側面に形成されたサイドウォール30がイオン注入のマスクの役割を果たすため、P型高濃度領域51はゲート電極9Bの側面に形成されたサイドウォール30と自己整合的に形成される。   Then, by implanting high-concentration boron ions into a deep portion of the P-type transistor region 4, a P-type high concentration region 51 is formed up to a deep portion of the P-type transistor region 4. At this time, since the sidewall 30 formed on the side surface of the gate electrode 9B serves as a mask for ion implantation, the P-type high concentration region 51 is self-aligned with the sidewall 30 formed on the side surface of the gate electrode 9B. It is formed.

次に、図9に示すように、N型トランジスタ領域3、P型トランジスタ領域4及びポリシリコン抵抗素子10を含むシリコン基板1全面にシリコン酸化膜60を成膜する。この場合、シリコン酸化膜60は、CVD法等による低温成膜で形成する。そして、N型トラ
ンジスタ領域3、P型トランジスタ領域4及びポリシリコン抵抗素子10に対して、不純物活性化熱処理を行う。具体的には、シリコン基板1を加熱することにより、N型LDD領域20、N型高濃度領域41、P型LDD領域21、P型高濃度領域51、ゲート電極9A、ゲート電極9B及びN型不純物領域42に対して、不純物活性化熱処理を行う。
Next, as shown in FIG. 9, a silicon oxide film 60 is formed on the entire surface of the silicon substrate 1 including the N-type transistor region 3, the P-type transistor region 4, and the polysilicon resistance element 10. In this case, the silicon oxide film 60 is formed by low-temperature film formation by a CVD method or the like. Then, impurity activation heat treatment is performed on the N-type transistor region 3, the P-type transistor region 4, and the polysilicon resistance element 10. Specifically, by heating the silicon substrate 1, the N-type LDD region 20, the N-type high concentration region 41, the P-type LDD region 21, the P-type high concentration region 51, the gate electrode 9A, the gate electrode 9B, and the N-type Impurity activation heat treatment is performed on the impurity region 42.

次に、フッ化水素(溶液)により、シリコン酸化膜60及びゲート酸化膜5を除去する。この場合、フッ化水素の濃度を調整することにより、フッ化水素によりサイドウォール30及び抵抗素子酸化膜31が除去されないようにする。   Next, the silicon oxide film 60 and the gate oxide film 5 are removed with hydrogen fluoride (solution). In this case, the sidewall 30 and the resistance element oxide film 31 are prevented from being removed by hydrogen fluoride by adjusting the concentration of hydrogen fluoride.

そして、図10に示すように、N型高濃度領域41、ゲート電極9A、P型高濃度領域51、ゲート電極9B及びN型不純物領域42に、シリサイド70を形成する。具体的には、N型高濃度領域41上、ゲート電極9A上、P型高濃度領域51上、ゲート電極9B上及びN型不純物領域42上に、コバルトを成膜し、シリコン基板1に対して熱処理を行う。熱処理を行うことにより、コバルトとケイ素とが化合されて、シリサイド70が形成される。   Then, as shown in FIG. 10, silicide 70 is formed in the N-type high concentration region 41, the gate electrode 9A, the P-type high concentration region 51, the gate electrode 9B, and the N-type impurity region 42. Specifically, cobalt is deposited on the N-type high concentration region 41, the gate electrode 9 A, the P-type high concentration region 51, the gate electrode 9 B, and the N-type impurity region 42, and is applied to the silicon substrate 1. Heat treatment. By performing the heat treatment, cobalt and silicon are combined to form silicide 70.

次に、CVD法により、シリコン基板1上に素子層間絶縁膜80を形成する。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより素子層間絶縁膜80にコンタクトホールを形成した後、引き出し電極81を形成する。図11に引き出し電極81を形成した後の半導体装置の断面図を示す。   Next, an element interlayer insulating film 80 is formed on the silicon substrate 1 by a CVD method. Then, after forming a contact hole in the element interlayer insulating film 80 by photolithography and etching, an extraction electrode 81 is formed. FIG. 11 shows a cross-sectional view of the semiconductor device after the extraction electrode 81 is formed.

本実施形態に係る半導体装置及びその製造方法では、シリコン基板1にN型トランジスタ領域3及びP型トランジスタ領域4を形成する例を説明しているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、シリコン基板1にN型トランジスタ領域3のみを形成してもよいし、シリコン基板1にP型トランジスタ領域4のみを形成してもよい。   In the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, an example in which the N-type transistor region 3 and the P-type transistor region 4 are formed on the silicon substrate 1 has been described, but the present invention is not limited to this. That is, only the N-type transistor region 3 may be formed on the silicon substrate 1 or only the P-type transistor region 4 may be formed on the silicon substrate 1.

本実施形態に係る半導体装置及びその製造方法では、図2を用いて説明したように、ポリシリコン膜6に注入する不純物はヒ素イオンである。また、図3を用いて説明したように、ポリシリコン膜6上にシリコン酸化膜8を形成した後、ポリシリコン膜6に対して不純物活性化熱処理を行う。このような処理を行うことにより、不純物としてリンイオンを注入したポリシリコン膜6に対して不純物活性化熱処理を行った場合と比較して、不純物がポリシリコン膜6の外に放出されるのを低減することができる。すなわち、ポリシリコン膜6に注入された不純物の外方拡散を抑制することできる。   In the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to this embodiment, as described with reference to FIG. 2, the impurity implanted into the polysilicon film 6 is arsenic ions. As described with reference to FIG. 3, after the silicon oxide film 8 is formed on the polysilicon film 6, impurity activation heat treatment is performed on the polysilicon film 6. By performing such a process, the amount of impurities released from the polysilicon film 6 is reduced as compared with the case where the impurity activation heat treatment is performed on the polysilicon film 6 into which phosphorus ions are implanted as impurities. can do. That is, outward diffusion of impurities implanted into the polysilicon film 6 can be suppressed.

ここで、不純物としてヒ素イオンを注入したポリシリコン膜6上にシリコン酸化膜8を形成し、ポリシリコン膜6に対して不純物活性化熱処理を行った場合と、不純物としてリンイオンを注入したポリシリコン膜6に対して不純物活性化熱処理を行った場合との相違について説明する。   Here, a silicon oxide film 8 is formed on the polysilicon film 6 implanted with arsenic ions as impurities, and an impurity activation heat treatment is performed on the polysilicon film 6, and a polysilicon film implanted with phosphorus ions as impurities. The difference from the case where the impurity activation heat treatment is performed on 6 will be described.

図12(a)は、不純物としてリンイオンを注入したポリシリコン膜6に対して不純物活性化熱処理を行った場合の説明図である。ポリシリコン膜6にリンイオンを注入し、不純物活性化熱処理を行った場合、ポリシリコン膜6中のリンイオンの外方拡散が発生することにより、ポリシリコン膜6中の不純物濃度が変動する。   FIG. 12A is an explanatory diagram when impurity activation heat treatment is performed on the polysilicon film 6 in which phosphorus ions are implanted as impurities. When phosphorus ions are implanted into the polysilicon film 6 and impurity activation heat treatment is performed, the out-diffusion of phosphorus ions in the polysilicon film 6 occurs, so that the impurity concentration in the polysilicon film 6 varies.

図12(b)は、不純物としてヒ素イオンを注入したポリシリコン膜6上にシリコン酸化膜8を形成し、ポリシリコン膜6に対して不純物活性化熱処理を行った場合の説明図である。ポリシリコン膜6にヒ素イオンを注入し、不純物活性化熱処理を行った場合、外方拡散を抑制できる。ヒ素イオンは、リンイオンよりも質量が大きいため、ポリシリコン膜6の外に放出されるヒ素イオンの量が減少し、外方拡散が抑制される。また、ポリシリコン膜6上にシリコン酸化膜8を形成し、不純物活性化熱処理を行った場合、リンイオンが
ポリシリコン膜6の外に放出されるのをシリコン酸化膜8が防止するため、外方拡散が抑制される。したがって、ポリシリコン膜6中の不純物濃度の変動が抑制される。
FIG. 12B is an explanatory diagram when the silicon oxide film 8 is formed on the polysilicon film 6 into which arsenic ions are implanted as impurities, and the impurity activating heat treatment is performed on the polysilicon film 6. When arsenic ions are implanted into the polysilicon film 6 and impurity activation heat treatment is performed, outward diffusion can be suppressed. Since arsenic ions have a larger mass than phosphorous ions, the amount of arsenic ions released out of the polysilicon film 6 is reduced, and outward diffusion is suppressed. Further, when the silicon oxide film 8 is formed on the polysilicon film 6 and the impurity activation heat treatment is performed, the silicon oxide film 8 prevents the phosphorus ions from being released out of the polysilicon film 6. Diffusion is suppressed. Therefore, the fluctuation of the impurity concentration in the polysilicon film 6 is suppressed.

本実施形態に係る半導体装置及びその製造方法では、図7を用いて説明したように、ポリシリコン抵抗素子10にN型不純物領域42を形成するために注入する不純物はヒ素イオンである。また、図9を用いて説明したように、N型不純物領域42上にシリコン酸化膜60を形成した後、N型不純物領域42に対して不純物活性化熱処理を行う。このような処理を行うことにより、不純物としてリンイオンを注入したポリシリコン抵抗素子10に対して不純物活性化熱処理を行った場合と比較して、ポリシリコン抵抗素子10に注入された不純物の外方拡散を抑制することができる。   In the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to this embodiment, as described with reference to FIG. 7, the impurity implanted to form the N-type impurity region 42 in the polysilicon resistance element 10 is arsenic ions. As described with reference to FIG. 9, after forming the silicon oxide film 60 on the N-type impurity region 42, the N-type impurity region 42 is subjected to impurity activation heat treatment. By performing such a process, the out-diffusion of the impurity implanted into the polysilicon resistance element 10 is compared with the case where the impurity activation heat treatment is performed on the polysilicon resistance element 10 implanted with phosphorus ions as impurities. Can be suppressed.

ここで、不純物としてヒ素イオンを注入したポリシリコン抵抗素子10上にシリコン酸化膜60を形成し、ポリシリコン抵抗素子10に対して不純物活性化熱処理を行った場合と、不純物としてリンイオンを注入したポリシリコン抵抗素子10に対して不純物活性化熱処理を行った場合との相違について説明する。   Here, a silicon oxide film 60 is formed on the polysilicon resistor element 10 implanted with arsenic ions as impurities, and an impurity activation heat treatment is performed on the polysilicon resistor element 10, and a polycrystal in which phosphorus ions are implanted as impurities. A difference from the case where the impurity activation heat treatment is performed on the silicon resistance element 10 will be described.

本実施形態に係る半導体装置及びその製造方法では、図7を用いて説明したように、電極引き出し形成部32からポリシリコン抵抗素子10内部にヒ素イオンを注入する。図13は、図7を用いて説明したポリシリコン抵抗素子10の詳細な説明図である。図13に示すように、電極引き出し形成部32からポリシリコン抵抗素子10内部にヒ素イオンが注入された場合、電極引き出し形成部32の直下及びその周辺にN型不純物領域42が形成される。   In the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to this embodiment, arsenic ions are implanted into the polysilicon resistance element 10 from the electrode lead-out forming portion 32 as described with reference to FIG. FIG. 13 is a detailed explanatory view of the polysilicon resistance element 10 described with reference to FIG. As shown in FIG. 13, when arsenic ions are implanted into the polysilicon resistance element 10 from the electrode lead forming portion 32, an N-type impurity region 42 is formed immediately below and around the electrode lead forming portion 32.

また、図14は、図9を用いて説明したポリシリコン抵抗素子10の詳細な説明図である。すなわち、図14は、ポリシリコン抵抗素子10にヒ素イオンを注入し、ポリシリコン抵抗素子10にシリコン酸化膜60を形成した後、ポリシリコン抵抗素子10に対して不純物活性化熱処理を行った場合の説明図である。ポリシリコン抵抗素子10にヒ素イオンを注入し、ポリシリコン抵抗素子10に対して不純物活性化熱処理を行った場合、外方拡散を抑制できる。ヒ素イオンは、リンイオンよりも質量が大きいため、ポリシリコン抵抗素子10の外に放出されるヒ素イオンの量が減少し、外方拡散が抑制される。また、ポリシリコン抵抗素子10上にシリコン酸化膜60を形成し、ポリシリコン抵抗素子10に対して不純物活性化熱処理を行った場合、リンイオンがポリシリコン抵抗素子10の外に放出されるのをシリコン酸化膜60が防止するため、外方拡散が抑制される。したがって、ポリシリコン抵抗素子10中の不純物濃度の変動が抑制される。   FIG. 14 is a detailed explanatory view of the polysilicon resistance element 10 described with reference to FIG. That is, FIG. 14 shows a case where arsenic ions are implanted into the polysilicon resistance element 10 to form a silicon oxide film 60 on the polysilicon resistance element 10 and then an impurity activation heat treatment is performed on the polysilicon resistance element 10. It is explanatory drawing. When arsenic ions are implanted into the polysilicon resistance element 10 and impurity activation heat treatment is performed on the polysilicon resistance element 10, outward diffusion can be suppressed. Since arsenic ions have a mass larger than that of phosphorus ions, the amount of arsenic ions released out of the polysilicon resistance element 10 is reduced, and outward diffusion is suppressed. In addition, when a silicon oxide film 60 is formed on the polysilicon resistor element 10 and impurity activation heat treatment is performed on the polysilicon resistor element 10, phosphorus ions are released from the polysilicon resistor element 10. Since the oxide film 60 prevents, outward diffusion is suppressed. Therefore, the fluctuation of the impurity concentration in the polysilicon resistance element 10 is suppressed.

本実施形態に係る半導体装置及びその製造方法では、図10を用いて説明したように、ポリシリコン抵抗素子10のN型不純物領域42上にコバルトを成膜して熱処理を行うことにより、ポリシリコン抵抗素子10のN型不純物領域42にシリサイド70を形成する。本実施形態に係る半導体装置及びその製造方法では、ポリシリコン抵抗素子10にヒ素イオンを注入し、ポリシリコン抵抗素子10上にシリコン酸化膜60を形成した後にポリシリコン抵抗素子10に対して不純物活性化熱処理を行う。このような処理により、ポリシリコン抵抗素子10のN型不純物領域42中の不純物濃度の変動が抑制される。したがって、ポリシリコン抵抗素子10のN型不純物領域42にシリサイド70を形成した場合、シリサイド70とポリシリコンとの接触界面の抵抗を安定化させることができる。   In the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, as described with reference to FIG. 10, the polysilicon is formed on the N-type impurity region 42 of the polysilicon resistance element 10 and heat treatment is performed. Silicide 70 is formed in N-type impurity region 42 of resistance element 10. In the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, arsenic ions are implanted into the polysilicon resistor element 10 and the silicon oxide film 60 is formed on the polysilicon resistor element 10. A heat treatment is performed. By such processing, fluctuations in the impurity concentration in the N-type impurity region 42 of the polysilicon resistance element 10 are suppressed. Therefore, when the silicide 70 is formed in the N-type impurity region 42 of the polysilicon resistance element 10, the resistance at the contact interface between the silicide 70 and the polysilicon can be stabilized.

図15は、図10を用いて説明したポリシリコン抵抗素子10の詳細な説明図であり、ポリシリコン抵抗素子10のシリサイド70とポリシリコン90との境界の拡大図である。例えば、シリサイド70とポリシリコン90との境界Aと、シリサイド70とポリシリコン90との境界Bとでは、シリサイド70とポリシリコン90との接触界面の抵抗はほぼ同じである。これは、ポリシリコン抵抗素子10の深さによって、ポリシリコン抵抗素
子10内のヒ素イオン濃度の変動があまりないためである。図16に、ポリシリコン抵抗素子10の深さと、ポリシリコン抵抗素子10内のヒ素イオン濃度との関係を示す。図16に示すように、ポリシリコン抵抗素子10の深さが異なっても、ポリシリコン抵抗素子10内のヒ素イオン濃度はほぼ一定である。
FIG. 15 is a detailed explanatory diagram of the polysilicon resistance element 10 described with reference to FIG. 10, and is an enlarged view of the boundary between the silicide 70 and the polysilicon 90 of the polysilicon resistance element 10. For example, the resistance at the contact interface between the silicide 70 and the polysilicon 90 is substantially the same at the boundary A between the silicide 70 and the polysilicon 90 and at the boundary B between the silicide 70 and the polysilicon 90. This is because the arsenic ion concentration in the polysilicon resistance element 10 does not vary greatly depending on the depth of the polysilicon resistance element 10. FIG. 16 shows the relationship between the depth of the polysilicon resistance element 10 and the arsenic ion concentration in the polysilicon resistance element 10. As shown in FIG. 16, the arsenic ion concentration in the polysilicon resistor element 10 is substantially constant even when the depth of the polysilicon resistor element 10 is different.

本実施形態に係る半導体装置及びその製造方法では、ポリシリコン抵抗素子10のポリシリコン90と、ポリシリコン抵抗素子10に形成されたシリサイド70との接触界面の抵抗を安定化させることができる。そのため、安定したデバイス特性を提供することが可能となる。   In the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, the resistance at the contact interface between the polysilicon 90 of the polysilicon resistance element 10 and the silicide 70 formed in the polysilicon resistance element 10 can be stabilized. Therefore, it is possible to provide stable device characteristics.

一方、ポリシリコン抵抗素子10に不純物としてリンイオンを注入し、ポリシリコン抵抗素子10上にシリコン酸化膜60を形成せずに不純物活性化熱処理を行った場合、ポリシリコン抵抗素子10中のリンイオンの外方拡散により、ポリシリコン抵抗素子10中の不純物濃度が変動する。図17は、ポリシリコン抵抗素子10に不純物としてリンイオンを注入し、ポリシリコン抵抗素子10上にシリコン酸化膜60を形成せずに不純物活性化熱処理を行った場合の説明図である。図17に示すように、ポリシリコン抵抗素子10上にシリコン酸化膜60が形成されていないため、ポリシリコン抵抗素子10中のリンイオンの外方拡散が抑制されず、ポリシリコン抵抗素子10中の不純物濃度が変動する。そして、不純物濃度が変動したポリシリコン抵抗素子10にシリサイド70を形成した場合、シリサイド70とポリシリコン90との接触界面の抵抗が変動する。   On the other hand, when phosphorus ions are implanted as impurities into the polysilicon resistance element 10 and an impurity activation heat treatment is performed without forming the silicon oxide film 60 on the polysilicon resistance element 10, Due to the diffusion, the impurity concentration in the polysilicon resistance element 10 varies. FIG. 17 is an explanatory diagram when impurity activation is performed without implanting phosphorus ions as impurities into the polysilicon resistance element 10 and forming the silicon oxide film 60 on the polysilicon resistance element 10. As shown in FIG. 17, since the silicon oxide film 60 is not formed on the polysilicon resistor element 10, the outward diffusion of phosphorus ions in the polysilicon resistor element 10 is not suppressed, and the impurities in the polysilicon resistor element 10 Concentration varies. When the silicide 70 is formed in the polysilicon resistance element 10 with the impurity concentration varied, the resistance at the contact interface between the silicide 70 and the polysilicon 90 varies.

図18に、不純物濃度が変動したポリシリコン抵抗素子10のシリサイド70とポリシリコン90との境界の拡大図を示す。例えば、シリサイド70とポリシリコン90との境界Cと、シリサイド70とポリシリコン90との境界Dとでは、シリサイド70とポリシリコン90との接触界面の抵抗は異なる。これは、不純物濃度が変動したポリシリコン抵抗素子10の深さによって、ポリシリコン抵抗素子10内のリンイオン濃度に変動が生じているためである。図19に、不純物濃度が変動したポリシリコン抵抗素子10の深さと、不純物濃度が変動したポリシリコン抵抗素子10内のリンイオン濃度との関係を示す。図19に示すように、不純物濃度が変動したポリシリコン抵抗素子10の深さによって、不純物濃度が変化したポリシリコン抵抗素子10内のリンイオン濃度が異なっている。   FIG. 18 is an enlarged view of the boundary between the silicide 70 and the polysilicon 90 of the polysilicon resistance element 10 in which the impurity concentration varies. For example, the resistance at the contact interface between the silicide 70 and the polysilicon 90 is different between the boundary C between the silicide 70 and the polysilicon 90 and the boundary D between the silicide 70 and the polysilicon 90. This is because the phosphorus ion concentration in the polysilicon resistance element 10 varies due to the depth of the polysilicon resistance element 10 in which the impurity concentration varies. FIG. 19 shows the relationship between the depth of the polysilicon resistor element 10 whose impurity concentration has changed and the phosphorus ion concentration in the polysilicon resistor element 10 whose impurity concentration has changed. As shown in FIG. 19, the phosphorus ion concentration in the polysilicon resistor element 10 with the changed impurity concentration varies depending on the depth of the polysilicon resistor element 10 with the changed impurity concentration.

本実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on this embodiment. (a)は、不純物としてリンイオンを注入したポリシリコン膜6に対して不純物活性化熱処理を行った場合の説明図、(b)は、不純物としてヒ素イオンを注入したポリシリコン膜6上にシリコン酸化膜8を形成し、ポリシリコン膜6に対して不純物活性化熱処理を行った場合の説明図である。(A) is explanatory drawing at the time of performing impurity activation heat processing with respect to the polysilicon film 6 which implanted phosphorus ion as an impurity, (b) is silicon oxide on the polysilicon film 6 which implanted arsenic ion as an impurity. FIG. 10 is an explanatory diagram when a film 8 is formed and impurity activation heat treatment is performed on the polysilicon film 6. 図7を用いて説明したポリシリコン抵抗素子10の詳細な説明図である。FIG. 8 is a detailed explanatory diagram of the polysilicon resistance element 10 described with reference to FIG. 7. ポリシリコン抵抗素子10にヒ素イオンを注入し、ポリシリコン抵抗素子10(ポリシリコン膜6)にシリコン酸化膜60を形成した後、ポリシリコン抵抗素子10に対して不純物活性化熱処理を行った場合の説明図である。When arsenic ions are implanted into the polysilicon resistance element 10 and the silicon oxide film 60 is formed on the polysilicon resistance element 10 (polysilicon film 6), an impurity activation heat treatment is performed on the polysilicon resistance element 10. It is explanatory drawing. 図10を用いて説明したポリシリコン抵抗素子10の詳細な説明図である。FIG. 11 is a detailed explanatory diagram of the polysilicon resistance element 10 described with reference to FIG. 10. ポリシリコン抵抗素子10のN型不純物領域42の深さと、ポリシリコン抵抗素子10内のヒ素イオン濃度との関係を示す図である。4 is a diagram showing the relationship between the depth of an N-type impurity region 42 of the polysilicon resistance element 10 and the arsenic ion concentration in the polysilicon resistance element 10. FIG. ポリシリコン抵抗素子10に不純物としてリンイオンを注入し、ポリシリコン抵抗素子10上にシリコン酸化膜60を形成せずに不純物活性化熱処理を行った場合の説明図である。7 is an explanatory diagram when impurity activation heat treatment is performed without implanting phosphorus ions as impurities into the polysilicon resistance element 10 and forming the silicon oxide film 60 on the polysilicon resistance element 10; FIG. 不純物濃度が変動したポリシリコン抵抗素子10のシリサイド70とポリシリコンとの境界の拡大図である。4 is an enlarged view of a boundary between a silicide 70 and polysilicon of the polysilicon resistance element 10 in which the impurity concentration varies. FIG. 不純物濃度が変動したポリシリコン抵抗素子10の深さと、不純物濃度が変動したポリシリコン抵抗素子10内のリンイオン濃度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the depth of the polysilicon resistance element 10 in which impurity concentration changed, and the phosphorus ion density | concentration in the polysilicon resistance element 10 in which impurity concentration changed.

符号の説明Explanation of symbols

1 シリコン基板
2 素子分離膜
3 N型トランジスタ領域
4 P型トランジスタ領域
5 ゲート酸化膜
6 ポリシリコン膜
7 レジスト
8 酸化膜
9A、9B ゲート電極
10 ポリシリコン抵抗素子
20 N型LDD領域
21 P型LDD領域
22 レジスト
30 サイドウォール
31 抵抗素子酸化膜
32 電極引き出し形成部
40 レジスト
41 N型高濃度領域
42 N型不純物領域
50 レジスト
51 P型高濃度領域
60 シリコン酸化膜
70 シリサイド
80 素子層間絶縁膜
81 引き出し電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 2 Element isolation film 3 N-type transistor area 4 P-type transistor area 5 Gate oxide film 6 Polysilicon film 7 Resist 8 Oxide films 9A and 9B Gate electrode 10 Polysilicon resistance element 20 N-type LDD area 21 P-type LDD area 22 Resist 30 Side wall 31 Resistance element oxide film 32 Electrode lead formation part 40 Resist 41 N-type high concentration region 42 N-type impurity region 50 Resist 51 P-type high concentration region 60 Silicon oxide film 70 Silicide 80 Element interlayer insulating film 81 Lead electrode

Claims (4)

基板にポリシリコン膜を成膜する工程と、
前記ポリシリコン膜に第1不純物を注入する第1注入工程と、
前記第1注入工程の後、前記ポリシリコン膜上に第1の拡散防止膜を成膜する工程と、
前記第1の拡散防止膜を成膜する工程の後、前記ポリシリコン膜に注入した前記第1不純物を活性化させるための第1熱処理を行う工程と、
前記第1熱処理を行う工程の後、前記第1の拡散防止膜を除去し、前記ポリシリコン膜をエッチングすることによりゲート電極と抵抗素子とを形成する工程と、
前記基板、前記ゲート電極及び前記抵抗素子を酸化膜で被覆する工程と、
前記抵抗素子を被覆する前記酸化膜上にレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして前記酸化膜をエッチングすることにより、前記ゲート電極の側壁にサイドウォールを形成するとともに、前記抵抗素子の一部を覆い前記抵抗素子の他の一部を露出させるように前記酸化膜を残存させる工程と、
前記ゲート電極及び前記サイドウォールをマスクとして前記基板に第2不純物を注入してソース/ドレイン領域を形成するとともに、残存する前記酸化膜をマスクとして前記抵抗素子の前記他の一部に前記第2不純物を注入して電極引き出し部を形成する第2注入工程と、
前記第2注入工程の後、前記ゲート電極、前記ソース/ドレイン領域、前記抵抗素子及び残存する前記酸化膜の上に第2の拡散防止膜を成膜する工程と、
前記第2の拡散防止膜を成膜する工程の後、前記ゲート電極、前記ソース/ドレイン領域及び前記抵抗素子の前記他の一部に注入した前記第2不純物を活性化するための第2熱処理を行う工程と、
前記第2熱処理を行う工程の後、前記電極引き出し部に接する引き出し電極を形成する工程と、
を備える半導体装置の製造方法。
Forming a polysilicon film on the substrate;
A first implantation step of implanting a first impurity into the polysilicon film;
After the first implantation step, forming a first diffusion barrier film on the polysilicon film;
Performing a first heat treatment for activating the first impurity implanted in the polysilicon film after the step of forming the first diffusion barrier film ;
After the step of performing the first heat treatment, removing the first diffusion barrier film and etching the polysilicon film to form a gate electrode and a resistance element;
Coating the substrate, the gate electrode and the resistance element with an oxide film;
Forming a resist pattern on the oxide film covering the resistance element;
Etching the oxide film using the resist pattern as a mask forms a sidewall on the side wall of the gate electrode, covers a part of the resistance element, and exposes another part of the resistance element. A step of leaving an oxide film;
Using the gate electrode and the sidewall as a mask, a second impurity is implanted into the substrate to form a source / drain region, and the remaining oxide film is used as a mask to the second part of the resistance element. A second implantation step of implanting impurities to form an electrode lead portion;
After the second implantation step, forming a second diffusion barrier film on the gate electrode, the source / drain region, the resistance element, and the remaining oxide film;
After the step of forming the second diffusion barrier film, a second heat treatment for activating the second impurity implanted into the gate electrode, the source / drain region, and the other part of the resistance element. A process of performing
After the step of performing the second heat treatment, forming a lead electrode in contact with the electrode lead portion;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
前記第2注入工程の後、前記第2の拡散防止膜を除去し、前記ゲート電極上と前記ソース/ドレイン領域上と前記抵抗素子上と金属成膜する工程と、
前記金属を成膜する工程の後、前記基板を熱処理することにより、前記ゲート電極と前記ソース/ドレイン領域と前記抵抗素子とにシリサイドを形成する工程と、
を更に備える請求項に記載の半導体装置の製造方法。
After the second implantation step, a step of the second diffusion preventing film is removed, forming a metal and on the gate electrode and the source / drain regions on the on the resistive element,
Forming a silicide on the gate electrode, the source / drain region, and the resistance element by heat-treating the substrate after forming the metal ;
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1 , further comprising:
前記金属は、コバルトである請求項2に記載の半導体装置の製造方法。The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the metal is cobalt. 前記第1不純物及び前記第2不純物は、ヒ素イオンである請求項1から3の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the first impurity and the second impurity are arsenic ions. 5.
JP2007082332A 2007-03-27 2007-03-27 Manufacturing method of semiconductor device Expired - Fee Related JP5162935B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007082332A JP5162935B2 (en) 2007-03-27 2007-03-27 Manufacturing method of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007082332A JP5162935B2 (en) 2007-03-27 2007-03-27 Manufacturing method of semiconductor device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2008244124A JP2008244124A (en) 2008-10-09
JP2008244124A5 JP2008244124A5 (en) 2010-01-21
JP5162935B2 true JP5162935B2 (en) 2013-03-13

Family

ID=39915101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007082332A Expired - Fee Related JP5162935B2 (en) 2007-03-27 2007-03-27 Manufacturing method of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5162935B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5354160B2 (en) * 2008-10-16 2013-11-27 セイコーエプソン株式会社 Manufacturing method of semiconductor device
JP5601026B2 (en) 2010-05-21 2014-10-08 富士通セミコンダクター株式会社 Manufacturing method of semiconductor device
JP5850671B2 (en) * 2011-08-15 2016-02-03 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05275619A (en) * 1992-03-24 1993-10-22 Sony Corp Manufacture of semiconductor device
JP2000031295A (en) * 1998-07-13 2000-01-28 Toshiba Corp Semiconductor integrated circuit and manufacture thereof
JP2003086701A (en) * 2001-09-14 2003-03-20 Ricoh Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP4786126B2 (en) * 2003-06-04 2011-10-05 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Manufacturing method of semiconductor device
JP2005259997A (en) * 2004-03-11 2005-09-22 Nippon Precision Circuits Inc Semiconductor device and manufacturing method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008244124A (en) 2008-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2022031913A (en) Drift region injection self-aligned with field relaxation oxide with sidewall dielectric
US20060131656A1 (en) CMOS semiconductor devices having elevated source and drain regions and methods of fabricating the same
KR20040019913A (en) Semiconductor device and manufacturing mehtod thereof
EP1403915B1 (en) Method for fabricating a MOS transistor
US8044470B2 (en) Semiconductor device and method of fabricating the same
JP2004289152A (en) Production method of semiconductor device for preventing outward diffusion of carbon in wafer having carbon-containing region
KR100861835B1 (en) Method for fabricating semiconductor for a dual gate cmos
JP2008520115A (en) System and method for improving dopant profile in CMOS transistors
JP5162935B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP5292878B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
US6245603B1 (en) Manufacturing method for semiconductor device
KR100271265B1 (en) Self-aligned pocl3 process flow for submicron microelectronics applications using amorphized polysilicon
JP5135920B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP4559938B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
KR100588658B1 (en) Method for manufacturing mos transistor
JP2002543609A (en) Method of manufacturing shallow junction semiconductor device
JPH07283400A (en) Semiconductor device and its manufacture
KR101673920B1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
US7271414B2 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
KR19980081779A (en) MOOS transistor and its manufacturing method
KR100705233B1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
KR100770537B1 (en) Semiconductor device and method of fabricating thereof
KR100497221B1 (en) Method For Manufacturing Semiconductor Devices
JP2004022720A (en) Semiconductor device
KR101150462B1 (en) Method for manufacturing semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20080729

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091202

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20091202

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120828

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120829

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121029

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121120

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121203

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151228

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5162935

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees