JPH07226506A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPH07226506A
JPH07226506A JP1563794A JP1563794A JPH07226506A JP H07226506 A JPH07226506 A JP H07226506A JP 1563794 A JP1563794 A JP 1563794A JP 1563794 A JP1563794 A JP 1563794A JP H07226506 A JPH07226506 A JP H07226506A
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JP
Japan
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film
source
electrode
drain
semiconductor substrate
Prior art date
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Withdrawn
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JP1563794A
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Japanese (ja)
Inventor
Manabu Kojima
学 児島
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent the generation of the operation delay of an insulated-gate type semiconductor device, which is miniaturized, by a method wherein the gap parts between source and drain electrodes and a first field oxide film are filled with a second field oxide film. CONSTITUTION:n<+> source and drain regions 8S and 8D, which respectively come into contact to the bottoms, of source and drain electrodes 7S and 7D formed by a solid-phase diffusion of impurities from the electrodes 7S and 7D and self-align, are provided in a p-type Si substrate 1 directly under the electrodes 7S and 7D. Moreover, the peripheries of the electrodes 7S and 7D are covered with a second field SiO2 film 9 formed on an element region 2 and a silicified layer 10 consisting of TiSi2 is formed on the surface parts of the electrodes 7S and 7D. Thereby, an interfacial area between the regions 8S and 8D is reduced and a sheet resistivity of each of the regions 8S and 8D is also reduced. As a result, the operation delay of an insulated-gate type semiconductor device is also never actualized.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置及びその製造
方法、特に絶縁ゲート型の半導体装置及びその製造方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and its manufacturing method, and more particularly to an insulated gate type semiconductor device and its manufacturing method.

【0002】絶縁ゲート型半導体素子の例えばMOSF
ETにおいては、高集積化に伴う素子の微細化によっ
て、寄生容量や寄生抵抗に起因した素子性能の劣化が問
題になっており、寄生容量や寄生抵抗を減少させる技術
の開発が望まれている。
Insulated gate type semiconductor devices such as MOSF
In ET, deterioration of element performance due to parasitic capacitance and parasitic resistance has become a problem due to miniaturization of elements due to high integration, and development of a technique for reducing parasitic capacitance and parasitic resistance is desired. .

【0003】[0003]

【従来の技術】微細化されるMOSFETにおいては、
短チャネル効果による素子性能の劣化を抑制するため
に、ソース及びドレインの接合はますます浅くなってい
る。
2. Description of the Related Art In miniaturized MOSFETs,
The source and drain junctions are becoming shallower in order to suppress degradation of device performance due to the short channel effect.

【0004】そのために、ソース及びドレイン領域のシ
ート抵抗が増大して動作速度が低下するが、従来この動
作速度の低下を防止する手段としてソース・ドレイン領
域をシリサイドで裏打ち(ソース・ドレイン領域の表面
にシリサイド層を形成する)して、ソース・ドレイン領
域のシート抵抗値の上昇を抑える方法が一般的に用いら
れている。
For this reason, the sheet resistance of the source and drain regions increases and the operating speed decreases. Conventionally, the source / drain regions are lined with a silicide (the surface of the source / drain regions) as a means for preventing the decrease in the operating speed. In general, a silicide layer is formed on the substrate) to suppress an increase in the sheet resistance value of the source / drain regions.

【0005】このようなMOSFETを示したのが図6
の模式断面図である。図中の、51は例えばp型シリコン
(Si)基板、52は素子領域、53はフィールド酸化シリコン
(SiO2)膜、54はゲートSiO2膜、55はポリSiやポリサイド
等からなるゲート電極、56S は低濃度(n- 型) ソース
領域、56D は低濃度(n- 型)ドレイン領域、57は絶縁
膜サイドウォール、58S は高濃度(n+ 型)ソース領
域、58Dは高濃度(n+ 型)ドレイン領域、59は例えば
チタンシリサイド(TiSi2) からなるシリサイド化層、60
は層間絶縁膜、61S はソースコンタクト窓、61D はドレ
インコンタクト窓、62S はソース電極配線、62D はドレ
イン電極配線を示す。
FIG. 6 shows such a MOSFET.
FIG. In the figure, 51 is, for example, p-type silicon
(Si) substrate, 52 is element region, 53 is field silicon oxide
(SiO 2 ) film, 54 a gate SiO 2 film, 55 a gate electrode made of poly-Si or polycide, 56S a low concentration (n type) source region, 56D a low concentration (n type) drain region, 57 Is an insulating film sidewall, 58S is a high-concentration (n + type) source region, 58D is a high-concentration (n + type) drain region, 59 is a silicidation layer made of, for example, titanium silicide (TiSi 2 ), 60
Is an interlayer insulating film, 61S is a source contact window, 61D is a drain contact window, 62S is a source electrode wiring, and 62D is a drain electrode wiring.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図6に示すようなソー
ス及びドレイン領域58S 、58D の表面にシリサイド化層
59を形成する従来の構造においては、ソース及びドレイ
ン領域58S 、58D の接合が一層薄くなった場合、ソー
ス、ドレイン領域58S 、58D 表面のシリサイド化が接合
を突き破って進行して素子特性が劣化したり、また前記
接合破壊を防止するためにシリサイド化層59が薄くなっ
てソース、ドレイン領域58S 、58D のシート抵抗を十分
に低下できず素子の動作遅延を招くという問題があっ
た。
A silicide layer is formed on the surface of the source and drain regions 58S and 58D as shown in FIG.
In the conventional structure for forming 59, when the junction between the source and drain regions 58S and 58D becomes thinner, the silicidation of the surface of the source and drain regions 58S and 58D breaks through the junction and the device characteristics deteriorate. In addition, the silicide layer 59 is thinned to prevent the junction breakdown, and the sheet resistance of the source / drain regions 58S and 58D cannot be sufficiently reduced, which causes a delay in the operation of the device.

【0007】また、ソース、ドレイン領域58S 、58D と
電極配線62S 、62D とのコンタクト(コンタクト窓61S
、61D による)がそれらの領域の上部でとられるため
に、ソース、ドレイン領域58S 、58D の面積が大きくな
り、それに伴う接合容量の増加によって動作速度が低下
し、特に高集積・大規模化に伴う消費電力の増大を抑制
する目的や、電池動作を目的にする電源電圧の低電圧化
に伴い上記接合容量は一層増大して、動作遅延に対する
影響が一層大きくなるという問題もあった。
Further, the contact between the source / drain regions 58S and 58D and the electrode wirings 62S and 62D (contact window 61S).
, 61D) is taken on top of these regions, the area of the source / drain regions 58S, 58D becomes large, and the operating speed decreases due to the increase in the junction capacitance, resulting in especially high integration and large scale. There is also a problem that the junction capacitance is further increased and the influence on the operation delay is further increased along with the purpose of suppressing an increase in power consumption accompanying it and the lowering of the power supply voltage for the purpose of battery operation.

【0008】そこで本発明は、ソース及びドレイン領域
を浅く且つ小接合面積に形成し、しかも該ソース及びド
レイン領域のシート抵抗を減少させることが可能な絶縁
ゲート型半導体装置の構造及びその製造方法を提供し、
微細化される絶縁ゲート型半導体装置の動作遅延を防止
することを目的とする。
Therefore, the present invention provides a structure of an insulated gate semiconductor device capable of forming the source and drain regions shallow and having a small junction area and reducing the sheet resistance of the source and drain regions, and a method of manufacturing the same. Offer to,
It is an object of the present invention to prevent an operation delay of a miniaturized insulated gate semiconductor device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題の解決は、絶縁
ゲート型の半導体装置であって、一導電型半導体基板の
第1のフィールド酸化膜で画定された素子領域上にゲー
ト絶縁膜を介して配設されたゲート電極と、該ゲート電
極のゲート長方向の両側面のそれぞれに絶縁膜を介して
沿い、且つ底面を該半導体基板面に接するサイドウォー
ル状部、及び該サイドウォール状部の一部から底面を該
半導体基板面に接して該素子領域上へ延伸せしめられて
いる該サイドウォール状部と一体の電極引出し部を有す
る反対導電型シリコンのソース電極及びドレイン電極
と、該ソース及びドレイン電極直下の該半導体基板内に
該ソース及びドレイン電極の底面に接し且つ整合して形
成された反対導電型のソース及びドレイン領域とを有
し、且つ第ソース及びドレイン電極と該第1のフィール
ド酸化膜との間隙部が第2のフィールド酸化膜で満たさ
れている本発明による半導体装置、若しくは、上記半導
体装置であって、更に前記ゲート電極、ソース電極及び
ドレイン電極の表面にシリサイド化層が形成されている
本発明による半導体装置、若しくは、一導電型半導体基
板の第1のフィールド酸化膜で画定された素子領域上に
ゲート絶縁膜を形成した後、該ゲート絶縁膜上に、第1
のシリコンからなり上面に第1の耐酸化膜を有するゲー
ト電極を形成する工程、次いで、該ゲート電極の両側面
に、それぞれの側面を覆う絶縁膜サイドウォールを形成
する工程、次いで、該半導体基板上に第2のシリコン膜
と第2の耐酸化膜を順に形成した後、該第2の耐酸化膜
と第2のシリコン膜を一括エッチングして、該半導体基
板上に該素子領域上を選択的に覆い且つ上部に第2の耐
酸化膜を有する第2のシリコン膜パターンを形成する工
程、次いで、ソース及びドレイン電極の引出し部に対応
するパターン形状を有するマスク材パターンを介し、該
第2の耐酸化膜及びその下部の第2のシリコン膜パター
ンを一括エッチングし、該ゲート電極の両側面部に、該
絶縁膜サイドウォールを介してサイドウォール状に被着
し、且つ底面が該半導体基板面に接する該第2のシリコ
ンによるソース及びドレイン電極のサイドウォール状部
と、該サイドウォール状部の一部から該素子領域上に底
面を該半導体基板面に接して引出され上部に第2の耐酸
化膜を有する該第2のシリコンによるソース及びドレイ
ン電極の電極引出し部とを形成する工程、次いで、該ソ
ース及びドレイン電極のサイドウォール状部の表面と該
電極引出し部の側面に第3の耐酸化膜サイドウォールを
形成する工程、該第1の耐酸化膜、第2の耐酸化膜及び
第3の耐酸化膜サイドウォールをマスクにして選択酸化
を行い、該ソース及びドレイン電極のサイドウォール状
部及び電極引出し部と第1のフィールド酸化膜との間に
表出する半導体基板面に第2のフィールド酸化膜を形成
する工程を有する本発明による半導体装置の製造方法、
若しくは、上記半導体装置の製造方法であって、前記第
2のフィールド酸化膜を形成する工程の後に、該第1及
び第2のフィールド酸化膜をマスクにし該ソース及びド
レイン電極のサイドウォール状部及び電極引出し部に反
対導電型不純物をイオン注入する工程、熱処理により該
イオン注入不純物を該ソース及びドレイン電極内に再分
布させ、且つ該半導体基板内に固相拡散させて該ソース
及びドレイン電極直下の半導体基板面に該ソース及びド
レイン電極の底面に自己整合する反対導電型のソース及
びドレイン領域を形成する工程を有する本発明による半
導体装置の製造方法、若しくは、上記半導体装置の製造
方法であって、 前記第2のフィールド酸化膜を形成し
た後、前記第1、第2の耐酸化膜及び第3の耐酸化膜サ
イドウォールを除去して該ソース電極とドレイン電極の
表面を露出させる工程、次いで、該ソース及びドレイン
電極上に高融点金属膜を堆積し、次いで熱処理を行って
該ソース電極とドレイン電極の表面部を選択的にシリサ
イド化する工程を有する本発明による半導体装置の製造
方法によって達成される。
A solution to the above problems is an insulated gate type semiconductor device, in which a gate insulating film is provided on an element region defined by a first field oxide film of a one conductivity type semiconductor substrate. Of the gate electrode, the side wall-shaped portion of which the bottom surface is in contact with the surface of the semiconductor substrate, and the side wall-shaped portion of the side surface of the gate electrode which contacts the both sides of the gate electrode in the gate length direction with an insulating film interposed therebetween. A source electrode and a drain electrode of opposite conductivity type silicon having an electrode lead-out portion which is integral with the sidewall-shaped portion and extends from a part of the bottom surface to the semiconductor substrate surface and extends above the element region; A source and drain region of opposite conductivity type formed in contact with and aligned with the bottom surface of the source and drain electrodes in the semiconductor substrate immediately below the drain electrode, and A semiconductor device according to the present invention, wherein the gap between the rain electrode and the first field oxide film is filled with a second field oxide film, or the semiconductor device, further comprising the gate electrode, the source electrode and the drain. A semiconductor device according to the present invention in which a silicidation layer is formed on the surface of an electrode, or a gate insulating film is formed on an element region defined by a first field oxide film of a one conductivity type semiconductor substrate, and then the gate is formed. On the insulating film,
Forming a gate electrode made of silicon and having a first oxidation resistant film on its upper surface, then forming insulating film sidewalls on both side surfaces of the gate electrode so as to cover respective side surfaces, and then the semiconductor substrate After forming a second silicon film and a second oxidation resistant film in this order on the semiconductor substrate, the second oxidation resistant film and the second silicon film are collectively etched to select the element region on the semiconductor substrate. Step of forming a second silicon film pattern having a second oxidation resistant film on the upper surface of the mask material pattern, and then using a mask material pattern having a pattern shape corresponding to the lead-out portions of the source and drain electrodes. Of the oxidation resistant film and the second silicon film pattern thereunder are collectively etched, and are deposited on both side surfaces of the gate electrode in a sidewall shape through the insulating film sidewall, and the bottom surface is The sidewall-shaped portions of the source and drain electrodes made of the second silicon which are in contact with the surface of the conductor substrate, and the bottom surface of the sidewall of the element region that is in contact with the semiconductor substrate surface and is exposed above the element region from a part of the sidewall-shaped portions. A step of forming an electrode lead-out portion of the source and drain electrodes made of the second silicon having a second oxidation resistant film, and then forming a side surface of the side wall-like portion of the source and drain electrode and a side surface of the electrode lead-out portion. 3 step of forming an oxidation resistant film side wall, selective oxidation is performed by using the first oxidation resistant film, the second oxidation resistant film and the third oxidation resistant film sidewall as a mask, and the source and drain electrodes of The semiconductor according to the present invention, which has a step of forming a second field oxide film on the surface of the semiconductor substrate exposed between the sidewall-shaped portion and the electrode lead-out portion and the first field oxide film. A method of manufacturing of the device,
Alternatively, in the method of manufacturing a semiconductor device described above, after the step of forming the second field oxide film, the sidewall-shaped portions of the source and drain electrodes and the first and second field oxide films are used as masks. A step of ion-implanting an impurity of opposite conductivity type into the electrode lead-out portion, and the ion-implanted impurity is redistributed in the source and drain electrodes by heat treatment, and solid-phase diffused in the semiconductor substrate to directly under the source and drain electrodes. A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, comprising the step of forming source and drain regions of opposite conductivity type self-aligned with the bottom surface of the source and drain electrodes on the surface of a semiconductor substrate, or a method of manufacturing the semiconductor device, After forming the second field oxide film, the first, second oxidation resistant film and the third oxidation resistant film sidewall are removed. Exposing the surface of the source and drain electrodes, then depositing a refractory metal film on the source and drain electrodes, and then performing heat treatment to selectively expose the surface portions of the source and drain electrodes. This is achieved by the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, which has a step of silicidation.

【0010】[0010]

【作用】以下に図1を用いて本発明の原理を説明する。
同図に示されるように本発明に係る絶縁ゲート型半導体
装置においては、多結晶Siからなるソース電極7S及びド
レイン電極7Dが、最小限必要な配線コンタクト部(電極
引出し部)7Sc 、7Dc を除いてゲート電極5のゲート長
方向の側面に沿い、絶縁膜サイドウォール6を介してサ
イドウォール状(7Ss 、7Ds はサイドウォール状部)に
極めて狭い半導体基板(Si基板)1との接触面積で形成
される。そしてソース領域8Sとドレイン領域8Dが、前記
ソース電極7S及びドレイン電極7Dからの不純物の固相拡
散により該ソース電極7S及びドレイン電極7D直下の半導
体基板1内に上記ソース電極7S及びドレイン電極7Dの底
面に自己整合してチャネル領域13に沿い極めて狭い接合
面積で形成されるので、接合容量を極度に小さく形成す
ることができる。
The principle of the present invention will be described below with reference to FIG.
As shown in the figure, in the insulated gate semiconductor device according to the present invention, the source electrode 7S and the drain electrode 7D made of polycrystalline Si have the minimum required wiring contact parts (electrode lead-out parts) 7Sc, 7Dc. Is formed along the side surface of the gate electrode 5 in the gate length direction with a very narrow contact area with the semiconductor substrate (Si substrate) 1 in a sidewall shape (7Ss, 7Ds is a sidewall portion) through the insulating film sidewall 6. To be done. Then, the source region 8S and the drain region 8D are separated into the source electrode 7S and the drain electrode 7D in the semiconductor substrate 1 immediately below the source electrode 7S and the drain electrode 7D by solid phase diffusion of impurities from the source electrode 7S and the drain electrode 7D. Since it is self-aligned with the bottom surface and formed along the channel region 13 with a very small junction area, the junction capacitance can be made extremely small.

【0011】また、本発明においては、ソース電極7Sと
ドレイン電極7Dの周辺部にそれらの電極を画定する第2
のフィールド絶縁膜9が設けられ、これによってソース
電極7S及びドレイン電極7Dの表面部を選択的にシリサイ
ド化(10はシリサイド化層)することを可能にしてい
る。そして、ソース電極7S及びドレイン電極7Dの表面部
にシリサイド化層10を形成することによって前記のよう
に幅の狭いサイドウォール状(7Ss 、7Ds はサイドウォ
ール状部)にソース電極7S及びドレイン電極7Dを長く形
成しても十分に低い電極の配線抵抗即ちその直下部のソ
ース及びドレイン領域8S及び8Dのシート抵抗が得られ
る。
Further, according to the present invention, the source electrode 7S and the drain electrode 7D are surrounded by a second electrode which is defined around the second electrode.
The field insulating film 9 is provided, which makes it possible to selectively silicify the surface portions of the source electrode 7S and the drain electrode 7D (10 is a silicidation layer). Then, by forming the silicidation layer 10 on the surface portions of the source electrode 7S and the drain electrode 7D, the source electrode 7S and the drain electrode 7D are formed into the narrow sidewall shape (7Ss and 7Ds are the sidewall portions) as described above. Even if formed to be long, a sufficiently low wiring resistance of the electrodes, that is, sheet resistance of the source and drain regions 8S and 8D immediately thereunder can be obtained.

【0012】従って本発明によれば、極めて小さい接合
容量を有し且つ動作抵抗の小さい絶縁ゲート型半導体装
置が形成でき、絶縁ゲート型半導体素子が微細化されソ
ース及びドレインの接合が浅く形成されるLSI等の動
作遅延は防止される。
Therefore, according to the present invention, an insulated gate semiconductor device having an extremely small junction capacitance and a small operating resistance can be formed, and the insulated gate semiconductor element is miniaturized to form a shallow source / drain junction. The operation delay of the LSI or the like is prevented.

【0013】[0013]

【実施例】以下本発明を、図示実施例により具体的に説
明する。図1は本発明に係る半導体装置の一実施例の模
式図で、(a) は平面図、(b) はA−A′断面図、(c) は
B−B′断面図、(d) はC−C′断面図である。また、
図2及び図3は本発明に係る半導体装置の製造方法の一
実施例の工程平面図、図4及び図5は上記工程平面図に
対応する工程断面図である。全図を通じ同一対象物は同
一符合で示す。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to illustrated examples. FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of a semiconductor device according to the present invention. (A) is a plan view, (b) is a sectional view taken along line AA ', (c) is a sectional view taken along line BB', (d). Is a sectional view taken along line CC ′. Also,
2 and 3 are process plan views of an embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, and FIGS. 4 and 5 are process cross-sectional views corresponding to the process plan views. The same object is denoted by the same reference numeral throughout the drawings.

【0014】本発明に係る半導体装置であるMOSFE
Tの一実施例を示す図1において、1はp型Si基板、2
は素子領域、3は第1のフィールドSiO2膜、4はゲート
SiO2膜、5はn+ 型多結晶Siゲート電極、5cは同電極の
配線コンタクト部、6はSiO2膜サイドウォール、7Sはn
+ 型多結晶Siソース電極、7Ss は同電極のサイドウォー
ル状部、7Sc は同電極の電極引出し部、7Dはn+ 型多結
晶Siドレイン電極、7Ds は同電極のサイドウォール状
部、7Dc は同電極の電極引出し部、8Sはn+ 型ソース領
域、8Dはn+ 型ドレイン領域、9は第2のフィールドSi
O2膜、10はシリサイド化層(TiSi2層)、11は層間絶縁
膜、12G 、12S 、12D は配線コンタクト窓を示す。
MOSFE which is a semiconductor device according to the present invention
In FIG. 1 showing one embodiment of T, 1 is a p-type Si substrate, 2
Is an element region, 3 is a first field SiO 2 film, 4 is a gate
SiO 2 film, 5 is an n + -type polycrystalline Si gate electrode, 5c is a wiring contact portion of the electrode, 6 is a SiO 2 film sidewall, and 7S is n
+ Type polycrystalline Si source electrode, 7Ss is the side wall portion of the electrode, 7Sc is the electrode lead-out portion of the electrode, 7D is n + type polycrystalline Si drain electrode, 7Ds is the side wall portion of the electrode, and 7Dc is An electrode lead-out portion of the same electrode, 8S is an n + type source region, 8D is an n + type drain region, and 9 is a second field Si.
An O 2 film, 10 is a silicidation layer (TiSi 2 layer), 11 is an interlayer insulating film, and 12G, 12S, and 12D are wiring contact windows.

【0015】この図のように本発明に係るMOSFET
においては、例えばp型Si基板1の第1のフィールドSi
O2膜3で画定された素子領域2上に、通常通りゲートSi
O2膜を介し同素子領域2を横切って例えばn+ 型の多結
晶Siゲート電極5が延在配設される。そして、そのゲー
ト電極5のゲート長方向の両側面に、それぞれ絶縁膜で
あるSiO2膜サイドウォール6を介し該ゲート電極5の延
在方向に沿って、底面が素子領域2に表出する前記Si基
板1面に直に接するソースn+ 型多結晶Siソース電極7S
及びn+ 型多結晶Siドレイン電極7Dのサイドウォール状
部7Ss と7Ds が配設され、該サイドウォール状部7Ss と
7Ds の一部に配線コンタクトに必要な最小限の面積を有
し、且つ底面が同Si基板1面に直に接する該サイドウォ
ール状部7Ss 及び7Ds と一体構造の該ソース電極7S及び
ドレイン電極7Dの電極引出し部7Sc 及び7Dc が素子領域
2内に設けられる。
As shown in this figure, the MOSFET according to the present invention
In the first field Si of the p-type Si substrate 1,
On the device region 2 defined by the O 2 film 3, the gate Si is normally formed.
For example, an n + -type polycrystalline Si gate electrode 5 is provided so as to extend across the same element region 2 via the O 2 film. Then, the bottom surface is exposed to the element region 2 on both side surfaces of the gate electrode 5 in the gate length direction along the extending direction of the gate electrode 5 via the SiO 2 film sidewall 6 which is an insulating film. Source n + type polycrystalline Si source electrode 7S in direct contact with the surface of Si substrate 7S
And the sidewall-shaped portions 7Ss and 7Ds of the n + -type polycrystalline Si drain electrode 7D are provided, and the sidewall-shaped portions 7Ss and
The source electrode 7S and the drain electrode 7D which have a minimum area necessary for wiring contact in a part of 7Ds, and whose bottom surface is in direct contact with the surface of the Si substrate 1 are integrally formed with the sidewall-shaped portions 7Ss and 7Ds. The electrode lead-out portions 7Sc and 7Dc are provided in the element region 2.

【0016】また、前記ソース電極7Sとドレイン電極7D
直下のp型Si基板1内には、同ソース電極7Sとドレイン
電極7Dからの不純物の固相拡散で形成された同ソース電
極及びドレイン電極の底面にそれぞれ接し且つ自己整合
するn+ 型のソース領域8Sとドレイン領域8Dを有し、更
に前記ソース電極7S及びドレイン電極7Dの周囲は素子領
域2上に選択的に形成された第2のフィールドSiO2膜9
によって覆われ、上記ソース電極7S及びドレイン電極7D
の表面部に例えばTiSi2 からなるシリサイド化層10が形
成された構造を有する。
Further, the source electrode 7S and the drain electrode 7D
In the p-type Si substrate 1 immediately below, an n + -type source which is formed by solid phase diffusion of impurities from the source electrode 7S and the drain electrode 7D and is in contact with the bottom surfaces of the source electrode and the drain electrode and which is self-aligned A second field SiO 2 film 9 having a region 8S and a drain region 8D, and the periphery of the source electrode 7S and the drain electrode 7D is selectively formed on the device region 2.
Covered by the above source electrode 7S and drain electrode 7D
Has a structure in which a silicidation layer 10 made of, for example, TiSi 2 is formed on the surface of the.

【0017】このような構造を有するMOSFETにお
いては、ゲート幅(チャネル幅)はソース及びドレイン
電極7S及び7Dのサイドウォール状部7Ss 及び7Ds に自己
整合してゲート電極5に沿って長く形成される上記サイ
ドウォール状部7Ss 及び7Ds直下のソース領域8S及び8D
によって大きく保たれるので大きな電流駆動能力が得ら
れると同時に、ソース及びドレイン領域8S及び8Dの接合
面積も大幅に縮小されるので接合容量に起因する動作遅
延の問題は大幅に軽減する。また、本発明の構造におい
ては図示のように、ソース及びドレイン電極7S及び7Dが
細いサイドウォール状部7Ss 及び7Ds によって長く形成
されるが、これらの電極7S、7Dの表面部にはシリサイド
化層10が形成され、更には上記低抵抗配線の裏打ちによ
ってソース及びドレイン領域8S、8Dのシート抵抗も減少
するので、動作抵抗の増大に起因する動作遅延が顕現化
することもない。
In the MOSFET having such a structure, the gate width (channel width) is formed along the gate electrode 5 in a self-aligned manner with the sidewall-shaped portions 7Ss and 7Ds of the source and drain electrodes 7S and 7D. Source regions 8S and 8D immediately below the sidewall-shaped portions 7Ss and 7Ds
Since a large current drivability can be obtained because of the large current holding capacity, the junction area of the source and drain regions 8S and 8D is also greatly reduced, so that the problem of operation delay due to the junction capacitance is greatly reduced. Further, in the structure of the present invention, as shown in the figure, the source and drain electrodes 7S and 7D are formed long by the thin sidewall-shaped portions 7Ss and 7Ds, but the silicided layer is formed on the surface portions of these electrodes 7S and 7D. Since the sheet resistance of the source and drain regions 8S and 8D is also reduced by forming 10 and the lining of the low resistance wiring, the operation delay due to the increase of the operation resistance is not actualized.

【0018】上記のような効果を生ずる本発明に係るM
OSFETは例えば以下に図2、図3の工程平面図及び
図4、図5の工程断面図を参照して述べる一実施例のよ
うな工程により製造される。
The M according to the present invention which produces the above effects
The OSFET is manufactured, for example, by a process such as one embodiment described below with reference to the process plan views of FIGS. 2 and 3 and the process sectional views of FIGS.

【0019】図2(a) 、図4(a) 参照 即ち、通常通り、例えばp型Si基板1表面に選択酸化手
段(LOCOS法)により、所定の面積の素子領域2を画定す
る第1のフィールトSiO2膜3を形成し、次いで素子領域
2上に熱酸化により厚さ例えば80Å程度のゲートSiO2
4を形成した後、この基板上に化学気相成長(CVD)
手段により厚さ例えば2000Å程度の第1の多結晶Si膜を
形成し、次いでこの第1の多結晶Si膜にn型不純物を高
濃度に導入して導電性を付与した後、次いでこの第1の
多結晶Si膜上にCVD手段により第1の耐酸化膜である
厚さ1000Å程度の第1の窒化シリコン(Si3N4) 膜13を形
成し、次いで通常のフオトリソグラフィー手段と異方性
のドライエッチング手段であるリアクティブイオンエッ
チング(RIE) 処理を用いて前記第1のSi3N4 膜13及び第
1多結晶Si膜を一括パターニングすることによって、前
記ゲートSiO2膜4を介して素子領域2上を横切る、上部
に第1のSi3N4 膜13を有する多結晶Siゲート電極5を形
成する。なお、上記RIE 処理において、Si3N4 膜に対し
ては例えば4弗化炭素(CF4) 等の弗素(F) 系ガスが、ま
た多結晶Siに対しては例えば4塩化炭素(CCl4)等の塩素
(Cl)系のガスがそれぞれエッチングガスとして用いられ
る。
2 (a) and 4 (a) That is, as usual, for example, the first region for defining the element region 2 of a predetermined area is defined on the surface of the p-type Si substrate 1 by the selective oxidation means (LOCOS method). A field SiO 2 film 3 is formed, and then a gate SiO 2 film 4 having a thickness of, for example, about 80 Å is formed on the element region 2 by thermal oxidation, and then chemical vapor deposition (CVD) is performed on this substrate.
A first polycrystalline Si film having a thickness of, for example, about 2000 Å is formed by means, and then an n-type impurity is introduced to this first polycrystalline Si film at a high concentration to impart conductivity, and then the first polycrystalline Si film is formed. A first silicon nitride (Si 3 N 4 ) film 13 having a thickness of about 1000 Å which is a first oxidation resistant film is formed on the polycrystalline Si film of No. 1 by CVD means, and then an ordinary photolithography means and anisotropy are used. by collectively patterning the first Si 3 N 4 film 13 and the first polycrystalline Si film by using a reactive ion etching (RIE) process is a dry etching means, through the gate SiO 2 film 4 A polycrystalline Si gate electrode 5 having a first Si 3 N 4 film 13 is formed on the device region 2 so as to cross the device region 2. In the RIE process, a fluorine (F) -based gas such as carbon tetrafluoride (CF 4 ) is used for the Si 3 N 4 film, and carbon tetrachloride (CCl 4 ) is used for the polycrystalline Si. ) Chlorine
A (Cl) -based gas is used as an etching gas.

【0020】図2(b) 、図4(b) 参照 次いで、上記基板上にCVD手段により厚さ例えば1000
Å程度のSiO2膜を堆積し、次いで F系のガスである例え
ば3弗化メタン(CHF3)をエッチングガスに用いるRIE 処
理により全面エッチングを行い前記ゲート電極5及びそ
の上部の第1のSi3N4 膜13の側面に選択的に厚さ1000Å
程度のSiO2膜サイドウォール6を残留形成させる。な
お、上記RIE 処理において表出するゲートSiO2膜4は完
全に除去する。
2 (b) and 4 (b). Then, a thickness of, for example, 1000 is formed on the substrate by CVD means.
A SiO 2 film of about Å is deposited, and then the entire surface is etched by the RIE process using F-based gas such as methane trifluoride (CHF 3 ) as an etching gas, and the gate electrode 5 and the first Si on the upper surface thereof are etched. 1000 N Å selectively on the side of 3 N 4 membrane 13
The SiO 2 film side wall 6 having a thickness of about 5 is left. The gate SiO 2 film 4 exposed in the RIE process is completely removed.

【0021】図2(c) 、図4(c) 参照 次いで、上記基板上にCVD手段により例えば厚さ2000
Å程度のノンドープの第2の多結晶Si膜を形成し、次い
でその上に第2の耐酸化マスクになる厚さ1000Å程度の
第2のSi3N4 膜を形成し、次いで上記第2のSi3N4 膜と
第2の多結晶Si膜を同一マスクを介し異方性及び等方性
エッチング手段により一括パターニングして、素子領域
2の上部を選択的に覆い、且つ上部に第2のSi3N4 膜16
を有する第2の多結晶Si膜パターン15を形成する。ここ
では等方性エッチング手段を用いることによって、素子
領域2の外側に堆積されている第2の多結晶Si膜は段差
部にサイドウォール状の残渣を残すことなく完全に除去
される。
2 (c) and 4 (c). Then, a CVD method is performed to form a film having a thickness of 2000, for example.
A non-doped second polycrystalline Si film having a thickness of about Å is formed, and then a second Si 3 N 4 film having a thickness of about 1000 Å that serves as a second oxidation-resistant mask is formed on the second Si 3 N 4 film. The Si 3 N 4 film and the second polycrystalline Si film are collectively patterned by anisotropic and isotropic etching means through the same mask to selectively cover the upper part of the device region 2 and to form the second Si 3 N 4 film 16
A second polycrystalline Si film pattern 15 having is formed. Here, by using the isotropic etching means, the second polycrystalline Si film deposited on the outside of the element region 2 is completely removed without leaving a sidewall-like residue in the step portion.

【0022】なお、上記等方性のエッチング手段には例
えばウエットエッチング法を用い、第2のSi3N4 膜のエ
ッチングに際しては燐酸(HPO4)煮沸法が、また第2の多
結晶Si膜のエッチングに際しては弗硝酸系の液による浸
漬エッチング法がそれぞれ用いられる。
A wet etching method, for example, is used as the isotropic etching means, a phosphoric acid (HPO 4 ) boiling method is used for etching the second Si 3 N 4 film, and a second polycrystalline Si film is used. For the etching, the immersion etching method using a fluorinated nitric acid-based solution is used.

【0023】図2(d) 、図4(d) 参照 次いで、上記第2のSi3N4 膜16を別のマスクに整合し
例えばF 系のガスによるドライエッチング手段によりパ
ターニングして第2の多結晶Si膜パターン15上に、ソー
ス及びドレインの電極引出し部に対応する領域上を選択
的に覆う第2のSi3N4 膜パターン16S 及び16D を形成す
る。
Referring to FIGS. 2D and 4D, the second Si 3 N 4 film 16 is then aligned with another mask.
For example, the second Si 3 N 4 film is selectively patterned on the second polycrystalline Si film pattern 15 by dry etching using F 2 gas to selectively cover the regions corresponding to the electrode lead-out portions of the source and drain. Patterns 16S and 16D are formed.

【0024】図2(e) 、図4(e) 参照 次いで、上記第2のSi3N4 膜パターン16S 、16P をマス
クにし、Cl系のガスによるRIE 処理を行って第2の多結
晶Si膜パターン15の表出部を選択的にエッチング除去
し、前記SiO2膜サイドウォール6を有するゲート電極5
の両側面に厚さ2000Å程度の第2の多結晶Siサイドウォ
ール15Ss及び15Dsを形成させると共に、前記第2のSi3N
4 膜パターン16S 、16P の下部に上記それぞれのSiサイ
ドウォールと一体の電極引出し部15Sc及び15Dcを残留さ
せる。
2 (e) and 4 (e). Then, using the second Si 3 N 4 film patterns 16S and 16P as a mask, a RIE process using a Cl-based gas is performed to perform a second polycrystalline Si process. The exposed portion of the film pattern 15 is selectively removed by etching, and the gate electrode 5 having the SiO 2 film sidewall 6 is formed.
Second polycrystalline Si sidewalls 15Ss and 15Ds having a thickness of about 2000 Å are formed on both side surfaces of the second Si 3 N layer.
The electrode lead-out portions 15Sc and 15Dc integrated with the respective Si sidewalls are left under the four film patterns 16S and 16P.

【0025】図3(a) 、図5(a) 参照 次いで、上記基板上にCVD法により耐酸化膜である厚
さ1000Å程度の第3のSi3N4 膜を形成し、次いでこの第
3のSi3N4 膜を F系のガスによるRIE 処理により全面エ
ッチングし、前記第2の多結晶Siサイドウォール15Ss、
15Dsの表面及び前記電極引出し部15Sc、15Dcの側面に第
3のSi3N4 膜サイドウォール17を残留形成させ、このSi
3N4 膜サイドウォール17によってそれらの面を覆う。
3 (a) and 5 (a), a third Si 3 N 4 film having a thickness of about 1000Å which is an oxidation resistant film is formed on the substrate by the CVD method, and then this third film is formed. Si 3 N 4 film is completely etched by RIE treatment with F type gas, and the second polycrystalline Si side wall 15Ss,
A third Si 3 N 4 film sidewall 17 is left on the surface of 15Ds and the side surfaces of the electrode lead-out portions 15Sc and 15Dc.
A 3 N 4 film sidewall 17 covers those surfaces.

【0026】図3(b) 、図5(b) 参照 次いで、前記第1のSi3N4 膜13、第2のSi3N4 膜パター
ン16S 、16P 及び第3のSi3N4 膜サイドウォール17をマ
スクにして選択酸化を行い、素子領域2内の前記第2の
多結晶Siサイドウォール15Ss、15Dsと第2の多結晶Siの
電極引出し部15Sc、15Dcの周囲に表出するSi基板1面に
第2のフィールドSiO2膜9を形成する。
3B and 5B, the first Si 3 N 4 film 13, the second Si 3 N 4 film patterns 16S and 16P, and the third Si 3 N 4 film side are then formed. Si substrate exposed around the second polycrystalline Si sidewalls 15Ss, 15Ds and the second polycrystalline Si electrode lead-out portions 15Sc, 15Dc in the element region 2 by performing selective oxidation using the wall 17 as a mask. A second field SiO 2 film 9 is formed on one surface.

【0027】図3(c) 、図5(c) 参照 次いで、第2のフィールドSiO2膜9を素子領域2面を覆
うマスクにし、第2の多結晶Siのサイドウォール15Ss、
15Ds及び電極引出し部15Sc、15Dc内に選択的にn型不純
物の例えば砒素(As)を 1.0×1015cm-2程度の高ドーズ量
でイオン注入し、次いで 950℃程度の温度で上記砒素を
活性化し多結晶Siのサイドウォール15Ss、15Ds及び電極
引出し部15Sc、15Dcに均一に再分布させ、且つ上記サイ
ドウォール15Ss、15Ds及び電極引出し部15Sc、15Dc直下
の基板内に固相拡散させて、前記サイドウォール及び電
極引出し部の底面に接し且つ自己整合する例えば1000Å
程度の浅いn+ 型ソース領域8S及びn+ 型ドレイン領域
8Dを形成する。
Next, referring to FIGS. 3C and 5C, the second field SiO 2 film 9 is used as a mask to cover the surface of the element region 2 and the second polysilicon side wall 15Ss,
For example, n-type impurities such as arsenic (As) are selectively ion-implanted into the 15Ds and the electrode lead-out portions 15Sc, 15Dc at a high dose of about 1.0 × 10 15 cm -2 , and then the arsenic is heated at a temperature of about 950 ° C. Activated polycrystalline Si sidewalls 15Ss, 15Ds and the electrode lead-out portions 15Sc, 15Dc are uniformly redistributed, and the sidewalls 15Ss, 15Ds and electrode lead-out portions 15Sc, 15Dc are solid-phase diffused in the substrate immediately below, It is in contact with the bottom surface of the side wall and the electrode lead-out portion and self-aligns, for example, 1000Å
Shallow n + type source region 8S and n + type drain region
Form 8D.

【0028】この工程により、多結晶Siのサイドウォー
ル15Ss、15Ds及び電極引出し部15Sc、15Dcは導電性が付
与されてサイドウォール状部7Ss と電極引出し部7Sc か
らなるソース電極7S及びサイドウォール状部7Ds と電極
引出し部7Dc からなるドレイン電極7Dになる。
By this step, the polycrystalline Si sidewalls 15Ss, 15Ds and the electrode lead-out portions 15Sc, 15Dc are made conductive and the source electrode 7S and the sidewall-like portion 7Ss and the electrode lead-out portion 7Sc are provided. The drain electrode 7D is composed of 7Ds and the electrode lead-out portion 7Dc.

【0029】なお、上記イオン注入において、ゲート電
極5内にもAsが注入されるが、これはゲート電極5の配
線抵抗を一層下げる効果を生ずるのでさしつかえない。 図3(d) 、図5(d) 参照 次いで、多結晶Siからなるソース電極7Sとドレイン電極
7Dの表面を覆う第3のSi3N4 膜サイドウォール17及びゲ
ート電極5の上面を覆う第1のSi3N4 膜13を、CF4 等に
よるドライエッチング或いは燐酸煮沸処理等により除去
した後、スパッタ手段によりこの基板上に例えば厚さ 5
00Å程度のチタン(Ti)膜を被着し、次いで例えば窒素(N
2)中で 800℃、30sec 程度のアニール処理を行い上記Ti
膜に接するソース電極7S、ドレイン電極7Dの表面部及び
ゲート電極5の上面部に選択的に厚さ(深さ)600 〜70
0 Å程度のシリサイド化層(TiSi2 層)10を形成し、次
いで例えばアンモニア(NH4OH) と過酸化水素(H2O2)と水
(H2O) との混液によるウェットエッチングにより上記シ
リサイド化に寄与しなかった未反応のTi膜を選択的に除
去し、図示のように、特にゲート電極5の側面に沿って
形成されたサイドウォール状部7Ss とその一部からの電
極引出し部7Sc からなり表面部に厚さ(深さ)600 〜70
0 Å程度のTiSi2 からなるシリサイド化層10を有する多
結晶Siソース電極7S及び上記に対向する側のゲート電極
5の側面に沿って形成されたサイドウォール状部7Ds と
その一部からの電極引出し部7Dc からなり表面部に厚さ
(深さ)600 〜700 Å程度のTiSi2 からなるシリサイド
化層10を有する多結晶Siソース電極7Dを有し、それらソ
ース電極7Sとドレイン電極7D直下のp型Si基板1内にそ
れらソース電極7S及びドレイン電極7Dにオーミックに接
触し、それらソース電極7S及びドレイン電極7Dの底面に
それぞれ自己整合する浅いn+ 型のソース領域8S及びド
レイン領域8Dを有するMOSFETが形成される。
In the above-mentioned ion implantation, As is also implanted into the gate electrode 5, but this does not matter since it has the effect of further reducing the wiring resistance of the gate electrode 5. See FIG. 3 (d) and FIG. 5 (d) Next, the source electrode 7S and the drain electrode made of polycrystalline Si
After removing the third Si 3 N 4 film side wall 17 that covers the surface of 7D and the first Si 3 N 4 film 13 that covers the upper surface of the gate electrode 5 by dry etching using CF 4 or the like or phosphoric acid boiling treatment , A thickness of 5
A titanium (Ti) film of about 00Å is deposited, and then, for example, nitrogen (N)
2 ) Anneal at 800 ℃ for 30sec in the above Ti
The thickness (depth) 600 to 70 is selectively applied to the surface portions of the source electrode 7S and the drain electrode 7D and the upper surface portion of the gate electrode 5 which are in contact with the film.
A silicidation layer (TiSi 2 layer) 10 of about 0 Å is formed, and then, for example, ammonia (NH 4 OH), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and water.
The unreacted Ti film that did not contribute to silicidation was selectively removed by wet etching with a mixed solution of (H 2 O), and as shown in the figure, the side formed especially along the side surface of the gate electrode 5. It consists of the wall-shaped part 7Ss and the electrode lead-out part 7Sc from part of it, and the thickness (depth) of the surface is 600 to 70.
A polycrystalline Si source electrode 7S having a silicidation layer 10 made of TiSi 2 of about 0 Å, a sidewall-like portion 7Ds formed along the side surface of the gate electrode 5 on the side opposite to the above, and an electrode from a part thereof It has a polycrystalline Si source electrode 7D having a silicided layer 10 made of TiSi 2 and having a thickness (depth) of about 600 to 700 Å on the surface made up of the lead-out portion 7Dc. The source electrode 7S and the drain electrode 7D are directly underneath. The p-type Si substrate 1 has a shallow n + -type source region 8S and a drain region 8D which are in ohmic contact with the source electrode 7S and the drain electrode 7D and self-align with the bottom surfaces of the source electrode 7S and the drain electrode 7D, respectively. A MOSFET is formed.

【0030】なお、上記製造方法において、多結晶Siソ
ース電極及びドレイン電極表面部をシリサイド化する際
には、上記チタンの他に、クロム、タングステン、タン
タル等の高融点金属も用いられる。
In the above manufacturing method, when the surface portions of the polycrystalline Si source electrode and drain electrode are silicided, refractory metals such as chromium, tungsten and tantalum are used in addition to titanium.

【0031】図1参照 そして以後、通常通り上記基板上に層間絶縁膜11を形成
し、それぞれの電極へのコンタクト窓12G 、12S 、12D
等を形成し、前記層間絶縁膜11上に前記コンタクト12G
、12S 、12D 等においてゲート電極5、ソース電極7
S、ドレイン電極7D等に接続する図示しないアルミニウ
ム等の配線を形成し、本発明に係るMOS型の半導体装
置が完成する。
Then, as shown in FIG. 1, thereafter, an interlayer insulating film 11 is formed on the substrate as usual, and contact windows 12G, 12S, 12D to the respective electrodes are formed.
Etc., and the contact 12G is formed on the interlayer insulating film 11.
, 12S, 12D, etc., gate electrode 5 and source electrode 7
A wiring such as aluminum (not shown) connected to the S and drain electrodes 7D and the like is formed, and the MOS type semiconductor device according to the present invention is completed.

【0032】上記実施例に示したような本発明による方
法で製造される本発明に係るMOSFETは、図1を参
照して前述したように、ソース領域8S及びドレイン領域
8Dが、ソース及びドレイン電極7S及び7Dのサイドウォー
ル状部7Ss 及び7Ds に自己整合してゲート電極5に沿っ
て長く形成されるので、ソース、ドレイン領域8S、8Dの
総面積即ち総接合面積が大幅に縮小されるにも係わら
ず、大きなチャネル幅が得られる。従って大きな電流駆
動能力を維持したままで寄生容量を減少させて素子動作
の遅延を大幅に減少させることができる。また、上記の
ように浅いソース領域8S及びドレイン領域8Dがゲート電
極5に沿って細長く形成されるが、これらソース領域8S
及びドレイン領域8Dの上部には表面部にシリサイド化層
10を有して低抵抗化されているソース電極7S及びドレイ
ン電極7Dのサイドウォール状部7Ss及び7Ds が配設され
ていて、これらサイドウォール状部によってソース及び
ドレイン領域8S及び8Dが裏打ちされた構造になるため、
ソース及びドレイン領域8S及び8Dのシート抵抗が増大す
ることはなく、該シート抵抗の増大に起因する動作遅延
は回避される。
The MOSFET according to the present invention manufactured by the method according to the present invention as shown in the above embodiment has the source region 8S and the drain region as described above with reference to FIG.
8D is self-aligned with the sidewall-shaped portions 7Ss and 7Ds of the source and drain electrodes 7S and 7D and is formed long along the gate electrode 5, so that the total area of the source and drain regions 8S and 8D, that is, the total junction area is A large channel width is obtained despite a significant reduction. Therefore, it is possible to significantly reduce the delay of the element operation by reducing the parasitic capacitance while maintaining the large current driving capability. In addition, the shallow source region 8S and drain region 8D are formed along the gate electrode 5 to be elongated as described above.
And a silicide layer on the surface on the drain region 8D.
The sidewall-shaped portions 7Ss and 7Ds of the source electrode 7S and the drain electrode 7D, which have a low resistance with 10, are provided, and the source-drain regions 8S and 8D are lined by these sidewall-shaped portions. Because it becomes a structure,
The sheet resistance of the source and drain regions 8S and 8D does not increase, and the operation delay due to the increase of the sheet resistance is avoided.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば微
細化される絶縁ゲート型半導体素子の電流駆動能力を低
下させず、且つシート抵抗を増大させずにソース、ドレ
イン領域の接合容量を大幅に減少させることができる。
As described above, according to the present invention, the junction capacitance of the source and drain regions can be increased without decreasing the current driving capability of the miniaturized insulated gate semiconductor device and increasing the sheet resistance. Can be significantly reduced.

【0034】従って本発明は、LSI等の微細化、且つ
高集積化される絶縁ゲート型半導体装置の駆動能力の低
下及び寄生容量に起因する動作遅延の防止に寄与すると
ころが大きい。
Therefore, the present invention largely contributes to the miniaturization of LSIs and the like, and the reduction of the driving ability of the highly integrated insulated gate semiconductor device and the prevention of the operation delay due to the parasitic capacitance.

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

【図1】 本発明に係る半導体装置の一実施例の模式図FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】 本発明に係る製造方法の一実施例の工程平面
図(その1)
FIG. 2 is a process plan view (1) of an embodiment of a manufacturing method according to the present invention.

【図3】 本発明に係る製造方法の一実施例の工程平面
図(その2)
FIG. 3 is a process plan view of an embodiment of a manufacturing method according to the present invention (No. 2)

【図4】 本発明に係る製造方法の一実施例の工程断面
図(その1)
FIG. 4 is a process sectional view (1) of an embodiment of a manufacturing method according to the present invention.

【図5】 本発明に係る製造方法の一実施例の工程断面
図(その2)
FIG. 5 is a process sectional view of an example of the manufacturing method according to the present invention (No. 2)

【図6】 従来のMOSFETの模式断面図FIG. 6 is a schematic sectional view of a conventional MOSFET.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p型Si基板 2 素子領域 3 第1のフィールドSiO2膜 4 ゲートSiO2膜 5 n+ 型多結晶Siゲート電極 5C ゲート電極の配線コンタクト部 6 SiO2膜サイドウォール 7S n+ 型多結晶Siソース電極 7Ss ソース電極のサイドウォール状部 7Sc ソース電極の電極引出し部 7D n+ 型多結晶Siドレイン電極 7Ds ドレイン電極のサイドウォール状部 7Dc ドレイン電極の電極引出し部 8S n+ 型ソース領域 8D n+ 型ドレイン領域 9 第2のフィールドSiO2膜 10 シリサイド化層(TiSi2層) 11 層間絶縁膜 12G 、12S 、12D 配線コンタクト窓1 p-type Si substrate 2 element region 3 first field SiO 2 film 4 gate SiO 2 film 5 n + type polycrystalline Si gate electrode 5C gate electrode wiring contact 6 SiO 2 film side wall 7S n + type polycrystalline Si Source electrode 7Ss Source electrode sidewall portion 7Sc Source electrode electrode lead portion 7D n + type polycrystalline Si drain electrode 7Ds Drain electrode sidewall portion 7Dc Drain electrode electrode lead portion 8S n + type source region 8D n + Type drain region 9 Second field SiO 2 film 10 Silicide layer (TiSi 2 layer) 11 Interlayer insulating film 12G, 12S, 12D Wiring contact window

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁ゲート型の半導体装置であって、 一導電型半導体基板(1) の第1のフィールド酸化膜(3)
で画定された素子領域(2) 上にゲート絶縁膜(4) を介し
て配設されたゲート電極(5) と、 該ゲート電極(5) のゲート長方向の両側面のそれぞれに
絶縁膜(6) を介して沿い、且つ底面を該半導体基板(1)
面に接するサイドウォール状部(7Ss、7Ds)、及び該サイ
ドウォール状部(7Ss、7Ds)の一部から底面を該半導体基
板(1) 面に接して該素子領域(2) 上へ延伸せしめられて
いる該サイドウォール状部(7Ss、7Ds)と一体の電極引出
し部(7Sc、7Dc)を有する反対導電型シリコンのソース電
極(7S)及びドレイン電極(7D)と、 該ソース及びドレイン電極(7S 、7D) 直下の該半導体基
板(1) 内に該ソース及びドレイン電極(7S 、7D) の底面
に接し且つ整合して形成された反対導電型のソース及び
ドレイン領域(8S 、8D) とを有し、 且つ第ソース及びドレイン電極(7S 、7D) と該第1のフ
ィールド酸化膜(3) との間隙部が第2のフィールド酸化
膜(9) で満たされていることを特徴とする半導体装置。
1. An insulated gate semiconductor device, comprising: a first field oxide film (3) of a one conductivity type semiconductor substrate (1).
A gate electrode (5) provided on the device region (2) defined by the gate insulating film (4), and an insulating film (5) on each side of the gate electrode (5) in the gate length direction. 6) the semiconductor substrate (1)
The side wall-like portion (7Ss, 7Ds) in contact with the surface, and the bottom surface from a part of the side wall-like portion (7Ss, 7Ds) are in contact with the surface of the semiconductor substrate (1) and extend onto the element region (2). Source electrode (7S) and drain electrode (7D) of opposite conductivity type having electrode lead-out portions (7Sc, 7Dc) integrated with the sidewall-shaped portions (7Ss, 7Ds), and the source and drain electrodes (7D). 7S, 7D) a source and drain region (8S, 8D) of opposite conductivity type formed in contact with and aligned with the bottom surface of the source and drain electrodes (7S, 7D) in the semiconductor substrate (1) immediately below. A semiconductor characterized in that the gap between the first source and drain electrodes (7S, 7D) and the first field oxide film (3) is filled with the second field oxide film (9). apparatus.
【請求項2】 前記ゲート電極(5) 、ソース電極(7S)及
びドレイン電極(7D)の表面にシリサイド化層(10)が形成
されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装
置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a silicidation layer (10) is formed on the surfaces of the gate electrode (5), the source electrode (7S) and the drain electrode (7D).
【請求項3】 一導電型半導体基板の第1のフィールド
酸化膜で画定された素子領域上にゲート絶縁膜を形成し
た後、該ゲート絶縁膜上に、第1のシリコンからなり上
面に第1の耐酸化膜を有するゲート電極を形成する工
程、 次いで、該ゲート電極の両側面に、それぞれの側面を覆
う絶縁膜サイドウォールを形成する工程、 次いで、該半導体基板上に第2のシリコン膜と第2の耐
酸化膜を順に形成した後、該第2の耐酸化膜と第2のシ
リコン膜を一括エッチングして、該半導体基板上に該素
子領域上を選択的に覆い且つ上部に第2の耐酸化膜を有
する第2のシリコン膜パターンを形成する工程、 次いで、ソース及びドレイン電極の引出し部に対応する
パターン形状を有するマスク材パターンを介し、該第2
の耐酸化膜及びその下部の第2のシリコン膜パターンを
一括エッチングし、該ゲート電極の両側面部に、該絶縁
膜サイドウォールを介してサイドウォール状に被着し且
つ底面が該半導体基板面に接する該第2のシリコンによ
るソース及びドレイン電極のサイドウォール状部と、該
サイドウォール状部の一部から該素子領域上に底面を該
半導体基板面に接して引出された上部に第2の耐酸化膜
を有する該第2のシリコンによるソース及びドレイン電
極の電極引出し部とを形成する工程、 次いで、該ソース及びドレイン電極のサイドウォール状
部の表面と該電極引出し部の側面に第3の耐酸化膜サイ
ドウォールを形成する工程、 該第1の耐酸化膜、第2の耐酸化膜及び第3の耐酸化膜
サイドウォールをマスクにして選択酸化を行い、該ソー
ス及びドレイン電極のサイドウォール状部及び電極引出
し部と第1のフィールド酸化膜との間に表出する半導体
基板面に第2のフィールド酸化膜を形成する工程を有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. A gate insulating film is formed on a device region defined by a first field oxide film of a one-conductivity-type semiconductor substrate, and then a first silicon film is formed on the gate insulating film and is made of a first silicon. Forming a gate electrode having an oxidation resistant film, then forming insulating film sidewalls on both side surfaces of the gate electrode so as to cover respective side surfaces, and then forming a second silicon film on the semiconductor substrate. After the second oxidation resistant film is sequentially formed, the second oxidation resistant film and the second silicon film are collectively etched to selectively cover the element region on the semiconductor substrate and to form the second upper film on the semiconductor substrate. A step of forming a second silicon film pattern having an oxidation resistant film, and a second mask film pattern having a pattern shape corresponding to the lead-out portions of the source and drain electrodes.
The oxidation resistant film and the second silicon film pattern thereunder are collectively etched, and are deposited on both side surfaces of the gate electrode in a sidewall shape through the insulating film sidewalls, and the bottom surface is the semiconductor substrate surface. Second sidewalls of the source and drain electrodes that are in contact with the second silicon, and second sidewalls of the sidewalls of the sidewalls that are in contact with the semiconductor substrate surface and have a second acid resistance A step of forming an electrode lead-out portion of the source and drain electrodes made of the second silicon having an oxide film, and then a third acid-resistant layer on the surface of the sidewall-like portion of the source and drain electrodes and the side surface of the electrode lead-out portion. A step of forming an oxide film side wall, selective oxidation is performed using the first oxidation resistant film, the second oxidation resistant film and the third oxidation resistant film sidewall as a mask, Manufacture of a semiconductor device, comprising a step of forming a second field oxide film on a semiconductor substrate surface exposed between the first field oxide film and the sidewall-shaped part of the drain electrode and the electrode extraction part. Method.
【請求項4】 前記請求項3記載の半導体装置の製造方
法であって、 前記第2のフィールド酸化膜を形成する工程の後に、該
第1及び第2のフィールド酸化膜をマスクにし該ソース
及びドレイン電極のサイドウォール状部及び電極引出し
部に反対導電型不純物をイオン注入する工程、 熱処理により該イオン注入不純物を該ソース及びドレイ
ン電極内に再分布させ且つ該半導体基板内に固相拡散さ
せて、該ソース及びドレイン電極直下の半導体基板面に
該ソース及びドレイン電極の底面に自己整合する反対導
電型のソース及びドレイン領域を形成する工程を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein after the step of forming the second field oxide film, the first and second field oxide films are used as masks and the source and A step of ion-implanting an impurity of opposite conductivity type into the sidewall-shaped part of the drain electrode and the electrode lead-out part, redistribute the ion-implanted impurity into the source and drain electrodes by heat treatment, and perform solid phase diffusion into the semiconductor substrate. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a source / drain region of opposite conductivity type self-aligning with a bottom surface of the source / drain electrode on a surface of the semiconductor substrate immediately below the source / drain electrode.
【請求項5】 前記請求項3または4記載の半導体装置
の製造方法であって、 前記第2のフィールド酸化膜を形成した後、前記第1、
第2の耐酸化膜及び第3の耐酸化膜サイドウォールを除
去して該ソース電極とドレイン電極の表面を露出させる
工程、 次いで、該ソース及びドレイン電極上に高融点金属膜を
堆積し、次いで熱処理を行って該ソース電極とドレイン
電極の表面部を選択的にシリサイド化する工程を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein after forming the second field oxide film, the first,
A step of removing the second oxidation resistant film and the third oxidation resistant film side wall to expose the surfaces of the source electrode and the drain electrode, and then depositing a refractory metal film on the source and drain electrodes, and A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a step of performing heat treatment to selectively silicify the surface portions of the source electrode and the drain electrode.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100347539B1 (en) * 1999-12-28 2002-08-07 주식회사 하이닉스반도체 Method of manufacturing a flash memory cell
US7320909B2 (en) 2003-02-03 2008-01-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of fabricating integrated circuit devices having contact holes exposing gate electrodes in active regions

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