JPH07115194A - Manufacture of semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Manufacture of semiconductor integrated circuit device

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Publication number
JPH07115194A
JPH07115194A JP25810493A JP25810493A JPH07115194A JP H07115194 A JPH07115194 A JP H07115194A JP 25810493 A JP25810493 A JP 25810493A JP 25810493 A JP25810493 A JP 25810493A JP H07115194 A JPH07115194 A JP H07115194A
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JP
Japan
Prior art keywords
film
gate electrode
forming
oxidation resistant
resistant film
Prior art date
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Pending
Application number
JP25810493A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Chikako Sano
知加子 佐野
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP25810493A priority Critical patent/JPH07115194A/en
Publication of JPH07115194A publication Critical patent/JPH07115194A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the oxidation-resistance of the high melting point metal silicide film of a gate electrode by a method wherein a part of an oxidation- resistant film is formed on the surface of the high melting point metal silicide of the gate electrode and then processes such as a heat treatment for forming source and drain regions, etc., are carried out. CONSTITUTION:A gate electrode 5 is formed on a gate insulating film 4 formed on the active region of a p-type semiconductor substrate l. Then low concentration n-type impurities 6n are introduced into the active region of the substrate 1 with the electrode 5 and a field insulating film 2 as a mask. After an oxidation-resistant film 70 is formed over the whole surface of the substrate 1, the film 70 is subjected to anisotropic etching to the extent not reading the full film thickness and a part 71 of the film 70 is left on the top surface of the electrode 5. After a mask 10 is formed on the film 71, an-isotropic etching is performed again to the extent corresponding to the remaining thickness of the electrode 5. The mask 10 is removed and, after high impurity concentration n-type semiconductor regions 9 are formed in source and drain forming regions, the film 71 is removed.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置に
関し、特に、絶縁ゲート型電界効果トランジスタを有す
る半導体集積回路装置に適用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a technique effectively applied to a semiconductor integrated circuit device having an insulated gate field effect transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】IC、LSI等の半導体集積回路装置に
搭載されたMOSFET(Metal Oxide Semicondu
ctor Field Effect Transistor )は、多結晶珪素
膜上に高融点金属珪化膜を積層した複合膜がゲート電極
材料として使用される。高融点金属珪化膜としてはWS
i、MoSi、TiSi等のいずれかが使用される。高
融点金属珪化膜は、多結晶珪素膜の単層のゲート電極に
比べて抵抗が小さく、MOSFETのスイッチング速度
の高速化が図れる。
2. Description of the Related Art MOSFETs (Metal Oxide Semiconductors) mounted on semiconductor integrated circuit devices such as ICs and LSIs
In the ctor Field Effect Transistor, a composite film in which a refractory metal silicide film is laminated on a polycrystalline silicon film is used as a gate electrode material. WS as a high melting point metal silicide film
Any one of i, MoSi, TiSi, etc. is used. The refractory metal silicide film has a smaller resistance than a single-layer gate electrode of a polycrystalline silicon film, and can speed up the switching speed of the MOSFET.

【0003】また、前記MOSFETは、高集積化に伴
う短チャネル効果の防止を目的として、所謂LDD(L
ightly Doped Drain)構造が採用される。
Further, the above-mentioned MOSFET is a so-called LDD (L) for the purpose of preventing a short channel effect due to high integration.
ightly Doped Drain) structure is adopted.

【0004】このLDD構造を採用するMOSFETの
製造方法について、図7乃至図10に示す。
A manufacturing method of a MOSFET adopting this LDD structure is shown in FIGS.

【0005】まず、図7に示すように、p型半導体基板
1の主面の活性領域上にゲート絶縁膜4を形成し、この
ゲート絶縁膜4上にゲート電極5を形成する。前記半導
体基板1の活性領域は、半導体基板1の非活性領域に形
成されたフィールド絶縁膜2及びp型チャネルストッパ
領域3で周囲が囲まれ、規定される。前記ゲート絶縁膜
4は熱酸化法で形成した酸化珪素膜が使用される。ゲー
ト電極5は、多結晶珪素膜5A上に高融点金属珪化膜5
B、例えばWSi膜を積層した複合膜で形成される。
First, as shown in FIG. 7, a gate insulating film 4 is formed on the active region of the main surface of the p-type semiconductor substrate 1, and a gate electrode 5 is formed on the gate insulating film 4. The active region of the semiconductor substrate 1 is defined by being surrounded by the field insulating film 2 and the p-type channel stopper region 3 formed in the inactive region of the semiconductor substrate 1. A silicon oxide film formed by a thermal oxidation method is used as the gate insulating film 4. The gate electrode 5 comprises a refractory metal silicide film 5 on the polycrystalline silicon film 5A.
B, for example, a composite film in which WSi films are laminated.

【0006】次に、図8に示すように、ゲート電極5及
びフィールド絶縁膜2をマスクの主体として使用し、半
導体基板1の主面の活性領域にLDD構造を形成する低
濃度のn型不純物6nを導入する。n型不純物6nは、
イオン打込み法により、半導体基板1の主面部に絶縁膜
(ゲート絶縁膜4と同一工程で形成される絶縁膜)を通
して導入される。このn型不純物6nはゲート電極5に
対して自己整合で導入される。
Next, as shown in FIG. 8, the gate electrode 5 and the field insulating film 2 are used as a main body of a mask, and a low concentration n-type impurity for forming an LDD structure in the active region of the main surface of the semiconductor substrate 1. Introduce 6n. The n-type impurity 6n is
It is introduced into the main surface portion of the semiconductor substrate 1 by an ion implantation method through an insulating film (an insulating film formed in the same step as the gate insulating film 4). The n-type impurity 6n is introduced in self alignment with the gate electrode 5.

【0007】次に、図9に示すように、前記ゲート電極
5の側壁にサイドウォールスペーサ7を形成する。この
サイドウォールスペーサ7は、CVD法で酸化珪素膜を
堆積し、この堆積された膜厚に相当する分、酸化珪素膜
の全面に異方性エッチングを施すことにより形成され
る。サイドウォールスペーサ7はゲート電極5に対して
自己整合で形成される。なお、前記n型不純物6nは酸
化珪素膜を形成する際の加熱などにより若干引き伸ばし
拡散が施され、低濃度のn型半導体領域6が形成され
る。
Next, as shown in FIG. 9, a sidewall spacer 7 is formed on the sidewall of the gate electrode 5. The sidewall spacer 7 is formed by depositing a silicon oxide film by a CVD method and anisotropically etching the entire surface of the silicon oxide film by an amount corresponding to the deposited film thickness. The sidewall spacer 7 is formed in self-alignment with the gate electrode 5. The n-type impurity 6n is slightly expanded and diffused by heating or the like when forming the silicon oxide film to form the low-concentration n-type semiconductor region 6.

【0008】次に、図10に示すように、半導体基板1
の主面部に高濃度のn型半導体領域9が形成され、n型
半導体領域6及び9を有するソース領域、ドレイン領域
のそれぞれが形成される。前記高濃度のn型半導体領域
9は、ゲート電極5、フィールド絶縁膜2及びサイドウ
ォールスペーサ7をマスクの主体として使用し、イオン
打込み法によりn型不純物を導入し、形成される。n型
不純物の導入は、汚染防止、ダメージ防止等を目的とし
て、高温度熱酸化法又は高温度堆積法により予め形成さ
れた酸化珪素膜8を通して行われる。
Next, as shown in FIG. 10, the semiconductor substrate 1
A high-concentration n-type semiconductor region 9 is formed on the main surface portion of, and a source region and a drain region having the n-type semiconductor regions 6 and 9 are formed. The high-concentration n-type semiconductor region 9 is formed by using the gate electrode 5, the field insulating film 2 and the sidewall spacers 7 as a main mask and introducing an n-type impurity by an ion implantation method. The introduction of the n-type impurities is performed through the silicon oxide film 8 previously formed by the high temperature thermal oxidation method or the high temperature deposition method for the purpose of preventing contamination, preventing damage, and the like.

【0009】前記ソース領域及びドレイン領域が形成さ
れると、LDD構造を採用するMOSFETが完成す
る。
When the source region and the drain region are formed, the MOSFET adopting the LDD structure is completed.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記L
DD構造を採用するMOSFETは下記の点が配慮され
ていない。
However, the above-mentioned L
The following points are not taken into consideration in the MOSFET adopting the DD structure.

【0011】(1)前記MOSFETのゲート電極5に
採用された高融点金属珪化膜5Bは、熱処理、熱酸化処
理などによって組成変化を生じる性質がある。特に、ゲ
ート電極5の形成後、サイドウォールスペーサ7の酸化
珪素膜を形成する工程は高温度の加熱処理を伴うので、
高融点金属珪化膜5Bは非晶質(アモルファス)状態か
ら結晶化が起こる。このとき、高融点金属珪化膜5Bは
耐酸化性が急激に弱くなり、高融点金属珪化膜5Bの表
面層に異常酸化に伴う酸化物膜が生成される。
(1) The refractory metal silicide film 5B used for the gate electrode 5 of the MOSFET has a property that its composition is changed by heat treatment, thermal oxidation treatment or the like. In particular, since the step of forming the silicon oxide film of the sidewall spacers 7 after the formation of the gate electrode 5 is accompanied by heat treatment at high temperature,
The refractory metal silicide film 5B is crystallized from an amorphous state. At this time, the oxidation resistance of the refractory metal silicide film 5B is suddenly weakened, and an oxide film is formed on the surface layer of the refractory metal silicide film 5B due to abnormal oxidation.

【0012】また、サイドウォールスペーサ7の形成後
は、ゲート電極5上の酸化珪素膜が完全に除去されるの
で、高融点金属珪化膜5Bの表面が露出される。この露
出された高融点金属珪化膜5Bの表面は、前記酸化珪素
膜8を形成する高温度の加熱処理雰囲気や高温度の酸化
処理雰囲気にさらされる。このため、前述と同様に、高
融点金属珪化膜5Bの表面層に異常酸化に伴う酸化物膜
が生成され、最悪の場合、前記酸化物膜が剥離する。
Further, since the silicon oxide film on the gate electrode 5 is completely removed after the formation of the sidewall spacers 7, the surface of the refractory metal silicide film 5B is exposed. The exposed surface of the refractory metal silicide film 5B is exposed to a high temperature heat treatment atmosphere for forming the silicon oxide film 8 or a high temperature oxidation treatment atmosphere. Therefore, similarly to the above, an oxide film is generated due to abnormal oxidation on the surface layer of the refractory metal silicide film 5B, and in the worst case, the oxide film is peeled off.

【0013】(2)また、前記サイドウォールスペーサ
7の形成工程においては、酸化珪素膜に異方性エッチン
グを施す際にオーバエッチングが行われる。ところが、
サイドウォールスペーサ7を形成する酸化珪素膜、半導
体基板1の主面の活性領域に形成された絶縁膜(酸化珪
素膜)のそれぞれはいずれも同一絶縁材料であるので、
エッチング選択比が確保できない。併せて、これらの酸
化珪素膜、珪素(半導体基板1)のそれぞれの間にエッ
チング選択比が充分に確保できない。このため、半導体
基板1の活性領域(ソース領域及びドレイン領域の形成
領域)は異常にオーバエッチングされる。
(2) In the step of forming the side wall spacer 7, over-etching is performed when anisotropically etching the silicon oxide film. However,
Since the silicon oxide film forming the sidewall spacers 7 and the insulating film (silicon oxide film) formed in the active region of the main surface of the semiconductor substrate 1 are the same insulating material,
The etching selectivity cannot be secured. At the same time, a sufficient etching selectivity cannot be secured between each of these silicon oxide film and silicon (semiconductor substrate 1). Therefore, the active region of the semiconductor substrate 1 (region where the source region and the drain region are formed) is abnormally over-etched.

【0014】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、半導体集積回路装
置のLDD構造を採用するMISFET(Metal Ins
ulator Semiconductor Field Effect Transisto
r )において、下記目的(1)乃至目的(3)を達成す
る。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a MISFET (Metal Ins) adopting the LDD structure of a semiconductor integrated circuit device.
ulator Semiconductor Field Effect Transisto
In r), the following objects (1) to (3) are achieved.

【0015】(1)ゲート電極の高融点金属珪化膜の耐
酸化性を向上する。
(1) The oxidation resistance of the refractory metal silicide film of the gate electrode is improved.

【0016】(2)サイドウォールスペーサの形成の際
のオーバエッチングを低減する。
(2) Over-etching at the time of forming the sidewall spacer is reduced.

【0017】(3)製造工程数を削減する。(3) The number of manufacturing steps is reduced.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、 (1)本発明は、MISFETを備えた半導体集積回路
装置の製造方法において、第1導電型半導体領域の主面
上のゲート電極形成領域に、ゲート絶縁膜を介して、少
なくとも高融点金属珪化膜を有するゲート電極を形成す
る工程と、前記ゲート電極上を含む、前記半導体領域の
主面上の全面に、前記ゲート絶縁膜に対してエッチング
選択比を確保できる、耐酸化性被膜を形成する工程と、
この形成された耐酸化性被膜の膜厚に相当する分、前記
耐酸化性被膜の全面に異方性エッチングを施し、前記ゲ
ート電極の上面に前記耐酸化性被膜の一部を残置すると
ともに、前記ゲート電極の側壁に前記耐酸化性被膜のサ
イドウォールスペーサを形成する工程と、前記ゲート電
極及びサイドウォールスペーサをマスクとして使用し、
前記半導体領域の主面部に第2導電型不純物を導入し、
この不純物を活性化し、ソース領域及びドレイン領域を
形成し、MISFETを形成する工程とを備えたことを
特徴とする。
In order to achieve such an object, (1) the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a MISFET, wherein the main surface of the first conductivity type semiconductor region is formed. Forming a gate electrode having at least a refractory metal silicide film in the gate electrode forming region via a gate insulating film; and forming the gate insulating film over the entire main surface of the semiconductor region including the gate electrode. A step of forming an oxidation resistant film capable of ensuring an etching selection ratio with respect to the film,
An amount corresponding to the thickness of the formed oxidation resistant film is anisotropically etched on the entire surface of the oxidation resistant film, and a part of the oxidation resistant film is left on the upper surface of the gate electrode, Forming a sidewall spacer of the oxidation resistant film on the sidewall of the gate electrode, and using the gate electrode and the sidewall spacer as a mask,
Introducing a second conductivity type impurity into the main surface of the semiconductor region,
A step of activating this impurity, forming a source region and a drain region, and forming a MISFET.

【0019】(2)また、本発明は、前記ゲート電極を
形成する工程が、高融点金属珪化膜の単層又は多結晶珪
素膜上に高融点金属珪化膜を積層した複合膜を形成する
工程であり、前記ゲート絶縁膜を形成する工程が、酸化
珪素膜を形成する工程であり、前記耐酸化性被膜を形成
する工程が、窒化珪素膜を形成する工程であることを特
徴とする。
(2) Further, in the present invention, the step of forming the gate electrode is a step of forming a composite film in which a refractory metal silicide film is laminated on a single layer of a refractory metal silicide film or a polycrystalline silicon film. The step of forming the gate insulating film is a step of forming a silicon oxide film, and the step of forming the oxidation resistant film is a step of forming a silicon nitride film.

【0020】(3)また、本発明は、前記ゲート電極の
上面に残置された耐酸化性被膜、サイドウォールスペー
サのそれぞれを形成する工程が、前記耐酸化性被膜の全
面に異方性エッチングを施し、前記ゲート電極の上面に
前記耐酸化性被膜の一部が残置された状態で、前記ゲー
ト電極上に残置された耐酸化性被膜の一部を介してエッ
チングマスクを形成し、前記エッチングマスクを使用
し、再度、耐酸化性被膜の全面に異方性エッチングを施
し、前記ゲート電極の上面に前記耐酸化性被膜の一部が
エッチングされないで残置されるとともに、前記ゲート
電極の側壁に前記サイドウォールスペーサを形成する工
程であることを特徴とする。
(3) Further, in the present invention, the step of forming each of the oxidation resistant coating and the sidewall spacer left on the upper surface of the gate electrode is performed by anisotropic etching on the entire surface of the oxidation resistant coating. And a part of the oxidation resistant film is left on the upper surface of the gate electrode, and an etching mask is formed through a part of the oxidation resistant film left on the gate electrode. Again, the entire surface of the oxidation resistant film is subjected to anisotropic etching, and a part of the oxidation resistant film is left unetched on the upper surface of the gate electrode, and the side wall of the gate electrode It is characterized in that it is a step of forming a sidewall spacer.

【0021】[0021]

【作用】本発明は、下記の作用(1)乃至作用(3)が
得られる。
The present invention provides the following actions (1) to (3).

【0022】(1)前記LDD構造を採用するMISF
ETにおいて、ゲート電極の高融点金属珪化膜の表面上
に耐酸化性被膜の一部を形成し、この後にソース領域及
びドレイン領域の形成を行う熱処理などの工程を行うの
で、前記高融点金属珪化膜の表面部分に酸化物が生成さ
れることを防止、又この酸化物の剥離を防止できる。
(1) MISF adopting the LDD structure
In ET, since a part of the oxidation resistant film is formed on the surface of the refractory metal silicide film of the gate electrode, and then a step such as heat treatment for forming the source region and the drain region is performed, the refractory metal silicide film is formed. It is possible to prevent oxides from being generated on the surface portion of the film and to prevent the oxides from peeling off.

【0023】(2)前記サイドウォールスペーサがゲー
ト絶縁膜に対してエッチング選択比を確保できる耐酸化
性被膜で形成されるので、サイドウォールスペーサの形
成時、ゲート絶縁膜がエッチングストッパ膜として働
き、半導体領域(半導体基板)のオーバエッチングを低
減できる。
(2) Since the sidewall spacers are formed of an oxidation resistant film capable of ensuring an etching selection ratio with respect to the gate insulating film, the gate insulating film functions as an etching stopper film when the sidewall spacers are formed, Overetching of the semiconductor region (semiconductor substrate) can be reduced.

【0024】(3)前記耐酸化性被膜を形成する工程は
サイドウォールスペーサを形成する工程の一部と兼用で
きるので、この兼用した工程に相当する分、製造工程数
を削減できる。
(3) Since the step of forming the oxidation resistant film can also be used as a part of the step of forming the sidewall spacers, the number of manufacturing steps can be reduced by the amount corresponding to this combined step.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について、図面
に基づき説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0026】本発明の一実施例であるMISFETを備
えた半導体集積回路装置の要部の製造方法について、図
1乃至図6(各工程毎における要部断面図)に示す。
A method of manufacturing a main part of a semiconductor integrated circuit device having a MISFET according to an embodiment of the present invention will be shown in FIGS. 1 to 6 (cross-sectional views of main parts in each step).

【0027】まず、図1に示すように、単結晶珪素から
なるp型半導体基板(又はウエル領域)1の主面の活性
領域上にゲート絶縁膜4を形成し、このゲート絶縁膜4
上にゲート電極5を形成する。前記半導体基板1の活性
領域は、半導体基板1の非活性領域に形成されたフィー
ルド絶縁膜2及びp型チャネルストッパ領域3で周囲が
囲まれ、規定される。
First, as shown in FIG. 1, a gate insulating film 4 is formed on the active region of the main surface of a p-type semiconductor substrate (or well region) 1 made of single crystal silicon, and the gate insulating film 4 is formed.
The gate electrode 5 is formed on top. The active region of the semiconductor substrate 1 is defined by being surrounded by the field insulating film 2 and the p-type channel stopper region 3 formed in the inactive region of the semiconductor substrate 1.

【0028】前記ゲート絶縁膜4は熱酸化法で形成した
酸化珪素膜が使用される。例えば、0. 5μm製造プロ
セスを採用する場合(MISFETのゲート長寸法が
0. 5μmの場合)、ゲート絶縁膜4は10〜15nm
程度の膜厚で形成される。
As the gate insulating film 4, a silicon oxide film formed by a thermal oxidation method is used. For example, when the 0.5 μm manufacturing process is adopted (when the gate length of the MISFET is 0.5 μm), the gate insulating film 4 has a thickness of 10 to 15 nm.
It is formed with a film thickness of about.

【0029】ゲート電極5は多結晶珪素膜5A上に高融
点金属珪化膜5Bを積層した複合膜で形成される。多結
晶珪素膜5Aは、例えば、SiH2 Cl2 を原料ガスと
する低温低圧CVD(LPCVD)法で堆積され、15
0nmの膜厚で形成される。多結晶珪素膜5Aは、堆積
後に抵抗値を低減するn型不純物、例えばPが導入さ
れ、800℃、2時間の活性化のための熱処理が行われ
る。
The gate electrode 5 is formed of a composite film in which a refractory metal silicide film 5B is laminated on a polycrystalline silicon film 5A. The polycrystalline silicon film 5A is deposited by, for example, a low temperature low pressure CVD (LPCVD) method using SiH 2 Cl 2 as a source gas.
It is formed with a film thickness of 0 nm. After the deposition, the polycrystalline silicon film 5A is introduced with an n-type impurity that reduces the resistance value, for example, P, and is heat-treated for activation at 800 ° C. for 2 hours.

【0030】前記高融点金属珪化膜5Bは、本実施例に
おいて、WSi膜が使用される。高融点金属珪化膜5B
は、基本的にはMoSi、TiSi等のいずれかを使用
してもよい。高融点金属珪化膜5Bは、CVD法又はス
パッタ法で堆積され、150nmの膜厚で形成される。
As the refractory metal silicide film 5B, a WSi film is used in this embodiment. Refractory metal silicide film 5B
Basically, any of MoSi, TiSi and the like may be used. The refractory metal silicide film 5B is deposited by the CVD method or the sputtering method to have a film thickness of 150 nm.

【0031】前記ゲート電極5は、多結晶珪素膜5A、
高融点金属珪化膜5Bのそれぞれを堆積した後に、フォ
トリソグラフィ技術及び異方性エッチング技術を使用
し、パターンニングされる。
The gate electrode 5 is a polycrystalline silicon film 5A,
After depositing each of the refractory metal silicide films 5B, patterning is performed using photolithography technology and anisotropic etching technology.

【0032】次に、図2に示すように、ゲート電極5及
びフィールド絶縁膜2をマスクの主体として使用し、半
導体基板1の主面の活性領域にLDD構造を形成する低
濃度のn型不純物6nを導入する。n型不純物6nは、
イオン打込み法により、半導体基板1の主面部に絶縁膜
(ゲート絶縁膜4と同一工程で形成される絶縁膜)を通
して導入される。このn型不純物6nはゲート電極5に
対して自己整合で導入される。
Next, as shown in FIG. 2, the gate electrode 5 and the field insulating film 2 are used as a main body of a mask, and a low concentration n-type impurity that forms an LDD structure in the active region of the main surface of the semiconductor substrate 1. Introduce 6n. The n-type impurity 6n is
It is introduced into the main surface portion of the semiconductor substrate 1 by an ion implantation method through an insulating film (an insulating film formed in the same step as the gate insulating film 4). The n-type impurity 6n is introduced in self alignment with the gate electrode 5.

【0033】次に、図3に示すように、前記ゲート電極
5上を含む、半導体基板1の全面に耐酸化性被膜70を
形成する。耐酸化性被膜70は、耐酸化性を有し、かつ
ゲート絶縁膜4(酸化珪素膜)に対してエッチング選択
比を確保できる膜、本実施例においては窒化珪素膜で形
成される。この窒化珪素膜は、例えば、SiH2 Cl2
及びNH3 を原料ガスとするLPCVD法で堆積され、
150nmのほぼ均一な膜厚で形成される。
Next, as shown in FIG. 3, an oxidation resistant film 70 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 including the gate electrode 5. The oxidation resistant film 70 is formed of a film having oxidation resistance and capable of ensuring an etching selection ratio with respect to the gate insulating film 4 (silicon oxide film), which is a silicon nitride film in this embodiment. This silicon nitride film is, for example, SiH 2 Cl 2
And deposited by LPCVD using NH 3 as source gas,
It is formed with a substantially uniform film thickness of 150 nm.

【0034】次に、前記耐酸化性被膜70の堆積された
膜厚に相当する分に達しない程度に、耐酸化性被膜70
の全面に異方性エッチングを施し、前記ゲート電極5の
上面に耐酸化性被膜70の膜厚方向の一部71を残置す
る。この残置された一部の耐酸化性被膜71は、耐酸化
性つまり酸素の通り抜けが阻止できる程度の膜厚、具体
的には10nm程度の膜厚で形成される。この段階にお
いては、サイドウォールスペーサ(72)がほぼ完成状
態にある。また、ソース領域、ドレイン領域のそれぞれ
の形成領域上及びフィールド絶縁膜3上には耐酸化性被
膜70の一部が残置される。
Next, the oxidation resistant coating 70 is provided to the extent that it does not reach the thickness corresponding to the deposited thickness of the oxidation resistant coating 70.
Is subjected to anisotropic etching to leave a part 71 of the oxidation resistant film 70 in the film thickness direction on the upper surface of the gate electrode 5. The remaining part of the oxidation resistant coating 71 is formed to have a film thickness such that the oxidation resistance, that is, the passage of oxygen can be prevented, specifically, a film thickness of about 10 nm. At this stage, the sidewall spacers (72) are almost finished. Further, a part of the oxidation resistant film 70 is left on the respective formation regions of the source region and the drain region and on the field insulating film 3.

【0035】次に、図4に示すように、前記残置された
耐酸化性被膜71上、つまりゲート電極5上にエッチン
グマスク10を形成する。エッチングマスク10は、ゲ
ート電極5上の耐酸化性被膜71の膜厚がこれ以上のエ
ッチングにより減少されないことを目的として形成され
る。エッチングマスク10は、例えばフォトリソグラフ
ィ技術で形成された感光性樹脂膜で形成される。
Next, as shown in FIG. 4, an etching mask 10 is formed on the remaining oxidation resistant film 71, that is, on the gate electrode 5. The etching mask 10 is formed for the purpose of preventing the thickness of the oxidation resistant film 71 on the gate electrode 5 from being reduced by further etching. The etching mask 10 is formed of, for example, a photosensitive resin film formed by a photolithography technique.

【0036】次に、前記エッチングマスク10を使用
し、最終的に耐酸化性被膜70の堆積された膜厚に相当
する分、再度、耐酸化性被膜70の全面に異方性エッチ
ングを施す。この結果、前記ゲート電極5の側壁に耐酸
化性被膜70からなるサイドウォールスペーサ72が形
成される。このとき、ゲート電極5上の耐酸化性被膜7
1はエッチングマスク10によって残置される。また、
ソース領域、ドレイン領域のそれぞれの形成領域におい
ては、耐酸化性被膜70の異方性エッチングに際して酸
化珪素膜(ゲート絶縁膜4と同一工程で形成される絶縁
膜)がエッチングストッパ膜として作用するので、半導
体基板1の活性領域のオーバエッチングを減少できる。
前記サイドウォールスペーサ72はゲート電極5に対し
て自己整合で形成される。なお、前記n型不純物6nは
耐酸化性被膜70を形成する際の加熱などにより若干引
き伸ばし拡散が施され、低濃度のn型半導体領域6が形
成される。
Next, the etching mask 10 is used, and anisotropic etching is performed again on the entire surface of the oxidation resistant coating 70 by an amount corresponding to the finally deposited film thickness of the oxidation resistant coating 70. As a result, sidewall spacers 72 made of the oxidation resistant coating 70 are formed on the sidewalls of the gate electrode 5. At this time, the oxidation resistant film 7 on the gate electrode 5
1 is left by the etching mask 10. Also,
In each of the formation regions of the source region and the drain region, the silicon oxide film (the insulating film formed in the same step as the gate insulating film 4) acts as an etching stopper film when the oxidation resistant coating 70 is anisotropically etched. , Over-etching of the active region of the semiconductor substrate 1 can be reduced.
The sidewall spacer 72 is formed in self alignment with the gate electrode 5. The n-type impurities 6n are slightly stretched and diffused by heating or the like when forming the oxidation resistant film 70 to form the low-concentration n-type semiconductor region 6.

【0037】次に、前記エッチングマスク10を除去す
る。そして、図5に示すように、半導体基板1の主面部
であって、ソース領域、ドレイン領域のそれぞれの形成
領域に高濃度のn型半導体領域9を形成する。n型半導
体領域9は、ゲート電極5、フィールド絶縁膜2及びサ
イドウォールスペーサ72をマスクの主体として使用
し、イオン打込み法によりn型不純物を導入し、形成さ
れる。n型不純物は高温度熱処理で引き伸ばし拡散が施
される。このとき、ゲート電極5の高融点金属珪化膜5
Bは、上面が耐酸化性被膜71で、側壁がサイドウォー
ルスペーサ72で各々被覆されているので、耐酸化性が
極めて良好になる。
Next, the etching mask 10 is removed. Then, as shown in FIG. 5, a high-concentration n-type semiconductor region 9 is formed in the main surface portion of the semiconductor substrate 1 in each of the source region and drain region formation regions. The n-type semiconductor region 9 is formed by using the gate electrode 5, the field insulating film 2 and the sidewall spacer 72 as a main mask and introducing an n-type impurity by an ion implantation method. The n-type impurities are stretched and diffused by high temperature heat treatment. At this time, the refractory metal silicide film 5 of the gate electrode 5
Since the upper surface of B is coated with the oxidation resistant coating 71 and the side walls thereof are coated with the sidewall spacers 72, the oxidation resistance becomes extremely good.

【0038】また、ソース領域、ドレイン領域のそれぞ
れの形成領域にはエッチングストッパ膜として使用した
酸化珪素膜(4)が残置され、この残置された酸化珪素
膜を通してn型不純物が導入される。したがって、n型
不純物の導入に際して、汚染防止、ダメージ防止等を目
的とした酸化珪素膜の形成を廃止でき、併せて高温度処
理や高温度熱酸化処理を廃止できる。
Further, the silicon oxide film (4) used as the etching stopper film is left in the formation regions of the source region and the drain region, and n-type impurities are introduced through the left silicon oxide film. Therefore, when the n-type impurities are introduced, the formation of the silicon oxide film for the purpose of preventing pollution, preventing damage, etc. can be eliminated, and the high temperature treatment and the high temperature thermal oxidation treatment can be eliminated.

【0039】前記高濃度のn型半導体領域9が形成され
ると、低濃度のn型半導体領域6を有するソース領域、
ドレイン領域のそれぞれが形成され、結果的にLDD構
造を採用するMISFETが完成する。
When the high-concentration n-type semiconductor region 9 is formed, the source region having the low-concentration n-type semiconductor region 6 is formed,
Each of the drain regions is formed, and as a result, the MISFET adopting the LDD structure is completed.

【0040】次に、図6に示すように、前記ゲート電極
5上の耐酸化性被膜71を除去し、この後、図示しない
が、層間絶縁膜、接続孔、アルミニウム合金配線のそれ
ぞれを順次形成する。なお、前記耐酸化性被膜71は、
前記接続孔を形成する際に、併せて接続孔の形状におい
て除去してもよい。
Next, as shown in FIG. 6, the oxidation resistant film 71 on the gate electrode 5 is removed, and thereafter, although not shown, an interlayer insulating film, a connection hole, and an aluminum alloy wiring are sequentially formed. To do. The oxidation resistant coating 71 is
When forming the connection hole, the shape of the connection hole may be removed together.

【0041】以上説明したように、本実施例によれば、
前記LDD構造を採用するMISFETにおいて、ゲー
ト電極5の高融点金属珪化膜5Bの表面上に耐酸化性被
膜70の一部71を形成し、この後にソース領域及びド
レイン領域の形成を行う熱処理などの工程を行うので、
前記高融点金属珪化膜5Bの表面部分に酸化物が生成さ
れることを防止、又はこの酸化物の剥離を防止できる。
As described above, according to this embodiment,
In the MISFET adopting the LDD structure, a part 71 of the oxidation resistant coating 70 is formed on the surface of the refractory metal silicide film 5B of the gate electrode 5, and then a heat treatment for forming a source region and a drain region is performed. Because the process is performed
It is possible to prevent an oxide from being generated on the surface portion of the refractory metal silicide film 5B or to prevent the oxide from peeling off.

【0042】また、前記サイドウォールスペーサ72が
ゲート絶縁膜4に対してエッチング選択比を確保できる
耐酸化性被膜70で形成されるので、サイドウォールス
ペーサ72の形成時、ゲート絶縁膜4がエッチングスト
ッパ膜として働き、半導体領域9(半導体基板1)のオ
ーバエッチングを低減できる。
Further, since the side wall spacers 72 are formed of the oxidation resistant film 70 capable of ensuring the etching selection ratio with respect to the gate insulating film 4, the gate insulating film 4 is etched by the etching stopper when the side wall spacers 72 are formed. It functions as a film and can reduce over-etching of the semiconductor region 9 (semiconductor substrate 1).

【0043】また、前記耐酸化性被膜71を形成する工
程はサイドウォールスペーサ72を形成する工程の一部
と兼用できるので、この兼用した工程に相当する分、製
造工程数を削減できる。
Further, since the step of forming the oxidation resistant film 71 can also be used as a part of the step of forming the sidewall spacer 72, the number of manufacturing steps can be reduced by the amount corresponding to this combined step.

【0044】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種
々変更できる。例えば、本発明は、nチャネルMISF
ETに適用したが、pチャネルMISFET或いは相補
型のMISFETのいずれにも適用できる。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, but various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the present invention provides an n-channel MISF.
Although it is applied to the ET, it can be applied to either the p-channel MISFET or the complementary MISFET.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、半導体
集積回路装置のLDD構造を採用するMISFETにお
いて、下記効果(1)乃至効果(3)が得られる。 (1)ゲート電極の高融点金属珪化膜の耐酸化性を向上
できる。 (2)サイドウォールスペーサの形成の際のオーバエッ
チングを低減できる。
As described above, according to the present invention, the following effects (1) to (3) can be obtained in the MISFET adopting the LDD structure of the semiconductor integrated circuit device. (1) The oxidation resistance of the refractory metal silicide film of the gate electrode can be improved. (2) Over-etching at the time of forming the sidewall spacer can be reduced.

【0046】(3)製造工程数を削減できる。(3) The number of manufacturing steps can be reduced.

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

【図1】本発明の一実施例であるMISFETを備えた
半導体集積回路装置の第1工程における要部断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view of essential parts in a first step of a semiconductor integrated circuit device including a MISFET that is an embodiment of the present invention.

【図2】第2工程における要部断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part in a second step.

【図3】第3工程における要部断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of main parts in a third step.

【図4】第4工程における要部断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of main parts in a fourth step.

【図5】第5工程における要部断面図である。FIG. 5 is a main-portion cross-sectional view in a fifth step.

【図6】第6工程における要部断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a key part in a sixth step.

【図7】従来のMOSFETを備えた半導体集積回路装
置の第1工程における要部断面図である。
FIG. 7 is a main-portion cross-sectional view of a semiconductor integrated circuit device including a conventional MOSFET in a first step.

【図8】第2工程における要部断面図である。FIG. 8 is a main-portion cross-sectional view in the second step.

【図9】第3工程における要部断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of main parts in a third step.

【図10】第4工程における要部断面図である。FIG. 10 is a sectional view of a key portion in a fourth step.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 4 ゲート絶縁膜 5 ゲート電極 5A 多結晶珪素膜 5B 高融点金属珪化膜 6,9 半導体領域 70,71 耐酸化性被膜 72 サイドウォールスペーサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 4 Gate insulating film 5 Gate electrode 5A Polycrystalline silicon film 5B Refractory metal silicide film 6,9 Semiconductor region 70,71 Oxidation resistant film 72 Sidewall spacer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁ゲート型電界効果トランジスタを備
えた半導体集積回路装置の製造方法において、 第1導電型半導体領域の主面上のゲート電極形成領域
に、ゲート絶縁膜を介して、少なくとも高融点金属珪化
膜を有するゲート電極を形成する工程と、 前記ゲート電極上を含む、前記半導体領域の主面上の全
面に、前記ゲート絶縁膜に対してエッチング選択比を確
保できる、耐酸化性被膜を形成する工程と、 この形成された耐酸化性被膜の膜厚に相当する分、前記
耐酸化性被膜の全面に異方性エッチングを施し、前記ゲ
ート電極の上面に前記耐酸化性被膜の一部を残置すると
ともに、前記ゲート電極の側壁に前記耐酸化性被膜のサ
イドウォールスペーサを形成する工程と、 前記ゲート電極及びサイドウォールスペーサをマスクと
して使用し、前記半導体領域の主面部に第2導電型不純
物を導入し、この不純物を活性化し、ソース領域及びド
レイン領域を形成し、絶縁ゲート型電界効果トランジス
タを形成する工程とを備えたことを特徴とする半導体集
積回路装置の製造方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having an insulated gate field effect transistor, comprising: a gate electrode formation region on a main surface of a first conductivity type semiconductor region; A step of forming a gate electrode having a metal silicide film, and an oxidation resistant film capable of ensuring an etching selection ratio with respect to the gate insulating film, over the entire main surface of the semiconductor region including on the gate electrode. The step of forming and the amount of film thickness of the formed oxidation resistant film is anisotropically etched on the entire surface of the oxidation resistant film, and a part of the oxidation resistant film is formed on the upper surface of the gate electrode. And forming a sidewall spacer of the oxidation resistant film on the side wall of the gate electrode, and using the gate electrode and the sidewall spacer as a mask Introducing a second conductivity type impurity into the main surface of the semiconductor region, activating the impurity, forming a source region and a drain region, and forming an insulated gate field effect transistor. Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device.
【請求項2】 前記請求項1に記載される、 前記ゲート電極を形成する工程は、高融点金属珪化膜の
単層、又は多結晶珪素膜上に高融点金属珪化膜を積層し
た複合膜を形成する工程であり、 前記ゲート絶縁膜を形成する工程は、酸化珪素膜を形成
する工程であり、 前記耐酸化性被膜を形成する工程は、窒化珪素膜を形成
する工程であることを特徴とする半導体集積回路装置の
製造方法。
2. The step of forming the gate electrode according to claim 1, wherein the step of forming the gate electrode is a single layer of a refractory metal silicide film or a composite film in which a refractory metal silicide film is laminated on a polycrystalline silicon film. A step of forming the gate insulating film, a step of forming a silicon oxide film, and a step of forming the oxidation resistant film is a step of forming a silicon nitride film. Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device.
【請求項3】 前記請求項1又は請求項2に記載され
る、 前記ゲート電極の上面に残置された耐酸化性被膜、サイ
ドウォールスペーサのそれぞれを形成する工程は、 前記耐酸化性被膜の全面に異方性エッチングを施し、前
記ゲート電極の上面に前記耐酸化性被膜の一部が残置さ
れた状態で、前記ゲート電極上に残置された耐酸化性被
膜の一部を介してエッチングマスクを形成し、 前記エッチングマスクを使用し、再度、耐酸化性被膜の
全面に異方性エッチングを施し、前記ゲート電極の上面
に前記耐酸化性被膜の一部がエッチングされないで残置
されるとともに、前記ゲート電極の側壁に前記サイドウ
ォールスペーサを形成する工程であることを特徴とする
半導体集積回路装置の製造方法。
3. The step of forming each of the oxidation resistant coating and the sidewall spacer left on the upper surface of the gate electrode according to claim 1 or 2, wherein the entire surface of the oxidation resistant coating is formed. Anisotropic etching is performed on the top surface of the gate electrode, and a part of the oxidation resistant film is left on the upper surface of the gate electrode, and an etching mask is formed through a part of the oxidation resistant film left on the gate electrode. Formed, using the etching mask, anisotropic etching is performed again on the entire surface of the oxidation resistant film, and a part of the oxidation resistant film is left unetched on the upper surface of the gate electrode, and A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising the step of forming the sidewall spacer on a sidewall of a gate electrode.
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EP1020922A2 (en) * 1998-12-28 2000-07-19 Infineon Technologies North America Corp. Insulated gate field effect transistor and method of manufacture thereof

Cited By (2)

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EP1020922A3 (en) * 1998-12-28 2001-08-08 Infineon Technologies North America Corp. Insulated gate field effect transistor and method of manufacture thereof

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