JPH0730104A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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Publication number
JPH0730104A
JPH0730104A JP16932693A JP16932693A JPH0730104A JP H0730104 A JPH0730104 A JP H0730104A JP 16932693 A JP16932693 A JP 16932693A JP 16932693 A JP16932693 A JP 16932693A JP H0730104 A JPH0730104 A JP H0730104A
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JP
Japan
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electrode
groove
insulating film
film
silicon film
Prior art date
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Pending
Application number
JP16932693A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Takagi
木 信 一 高
Akira Chokai
海 明 鳥
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP16932693A priority Critical patent/JPH0730104A/en
Publication of JPH0730104A publication Critical patent/JPH0730104A/en
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor device and its manufacturing method which can reduce the dimensions of an element as well as parasitic resistances such as gate resistance, source resistance, drain resistance, and the like. CONSTITUTION:In a minute concave MOSFET, a groove opening becomes extremely narrow. This groove is normally formed by etching. After it is subjected to gate oxidation, polysilicon is deposited to fill the groove. Further, even when the entire surface of the substrate is treated with etchback, if etching conditions are to be selected, only the inside of the groove can be left with polysilicon as the electrode, and, if etching time is properly selected, the upper side of polysilicon can be made lower than the upper end of the periphery of the groove. By making the structure in this way, it is possible to form a sidewall insulating film 9 inside the groove, and with this sidewall insulating film, silicide 12 on the gate electrode 8 can be physically and electrically isolated from silicide 10 and 11 on a source electrode 3 and a drain electrode 4.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は超小型の半導体装置に係
り、特にMOS型電界効果トランジスタ(以下、MOS
FETと言う)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microminiaturized semiconductor device, and more particularly to a MOS field effect transistor (hereinafter referred to as MOS
(Referred to as FET).

【0002】[0002]

【従来の技術】Si MOS集積回路の微細化は、MOS
FETの高駆動力化、及びチャネル効果の抑制の両方を
達成する必要がある。このうち、高駆動力化にはチャネ
ル長の短縮が極めて有効である。しかし、チャネル長が
0.1μm近傍になると、従来のデバイススケーリング
則で用いられていた、基板不純物の高濃度化、ゲート酸
化膜の薄膜化、接合深さの短縮化に物理的な限界がある
ために、短チャネル効果を抑えることが難しくなる。特
に、ソース領域、ドレイン領域には寄生抵抗を低減する
ためにシリサイド等の金属を張り付けることが必須にな
るため、接合深さの短縮が極めて難しくなる。
2. Description of the Related Art Miniaturization of Si MOS integrated circuits is
It is necessary to achieve both high driving force of FET and suppression of channel effect. Among these, shortening the channel length is extremely effective for increasing the driving force. However, when the channel length is close to 0.1 μm, there is a physical limit in increasing the concentration of substrate impurities, thinning the gate oxide film, and shortening the junction depth, which are used in the conventional device scaling law. Therefore, it becomes difficult to suppress the short channel effect. In particular, it is indispensable to attach a metal such as silicide to the source region and the drain region in order to reduce the parasitic resistance, which makes it extremely difficult to reduce the junction depth.

【0003】この難点を克服するために、基板をエッチ
ングして形成された溝の底内部をチャネル領域とするこ
とにより、このチャネル領域をソース領域及びドレイン
領域よりも位置的に低い部分に形成し、チャネル部分か
ら見た実効的接合長さを浅くする、いわゆる、CONC
AVE MOSFETが提案されている。
In order to overcome this difficulty, the inside of the bottom of the groove formed by etching the substrate is used as a channel region, and this channel region is formed at a position lower than the source region and the drain region. , Making the effective junction length seen from the channel shallow, so-called CONC
AVE MOSFETs have been proposed.

【0004】図5はこの種のMOSFETの縦断面図で
ある。同図において、基板半導体1上の素子分離絶縁膜
2で囲まれた領域の中心部が掘下げられており、その底
内部をチャネル領域としてその一方の側部にソース領域
5が、他方の側部にドレイン領域6がそれぞれ形成され
ている。そして、ソース領域5の上面にはソース電極3
が、ドレイン領域6の上面にはドレイン電極4がそれぞ
れ素子分離絶縁膜2に乗上げるように形成されており、
溝の内部にはゲート絶縁膜7を介してゲート電極8が形
成されている。また、ソース電極3、ドレイン電極4及
びゲート電極8上に層間絶縁膜13が積層されると共に、
この層間絶縁膜13に穿設したコンタクト孔を通してソー
ス金属電極14、ドレイン金属電極15及びゲート金属電極
16が導出されている。
FIG. 5 is a vertical sectional view of a MOSFET of this type. In the same figure, the central portion of the region surrounded by the element isolation insulating film 2 on the substrate semiconductor 1 is dug down, and the source region 5 is formed on one side and the other side is formed by using the inside of the bottom as a channel region. The drain regions 6 are formed in the respective regions. The source electrode 3 is formed on the upper surface of the source region 5.
However, the drain electrode 4 is formed on the upper surface of the drain region 6 so as to ride on the element isolation insulating film 2.
A gate electrode 8 is formed inside the groove via a gate insulating film 7. Further, the interlayer insulating film 13 is laminated on the source electrode 3, the drain electrode 4 and the gate electrode 8, and
A source metal electrode 14, a drain metal electrode 15 and a gate metal electrode are provided through contact holes formed in the interlayer insulating film 13.
16 have been derived.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図5に示した従来のM
OSFETは、基板を堀込むことによってチャネル領域
をソース領域及びドレイン領域よりも位置的に低い位置
に形成したので、短チャネル効果の抑制に有効である。
The conventional M shown in FIG.
The OSFET is effective in suppressing the short channel effect because the channel region is formed at a position lower than the source region and the drain region by digging the substrate.

【0006】しかし、この従来のMOSFETにあって
は、溝部(凹部)のチャネル領域を形成した後、リソグ
ラフィー技術によってゲート電極を形成しているため
に、マスク合わせの余裕分だけゲート電極領域がチャネ
ル領域より広くなってしまい、素子面積が大きくなって
しまうという問題があった。
However, in this conventional MOSFET, since the gate electrode is formed by the lithography technique after the channel region of the groove (recess) is formed, the gate electrode region is formed as a channel by the margin for mask alignment. There is a problem that the area becomes larger than the area and the element area becomes large.

【0007】また、これに付随して寄生抵抗を低減する
べく、ソース電極3及びドレイン電極4上にシリサイド
を形成しようとしても、マスク合わせの余裕分に相当す
るソース電極3及びドレイン電極4上にゲート電極8が
置かれているために、シリサイドを形成できないという
問題もあった。
In addition, even if an attempt is made to form a silicide on the source electrode 3 and the drain electrode 4 in order to reduce the parasitic resistance, the source electrode 3 and the drain electrode 4 corresponding to the mask alignment margin are formed. There is also a problem that silicide cannot be formed because the gate electrode 8 is placed.

【0008】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、素子寸法の縮小が可能で、かつ、ゲート
抵抗、ソース抵抗、ドレイン抵抗等の寄生抵抗を低減す
ることが可能な半導体装置及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is possible to reduce the element size and to reduce the parasitic resistance such as the gate resistance, the source resistance, and the drain resistance. An object is to provide an apparatus and a manufacturing method thereof.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の半導体
装置は、表面部にソース領域及びドレイン領域が離隔し
て形成され、これらの領域の中間をチャネル領域とする
基板半導体と、ソース領域に積層されたソース電極及び
ドレイン領域に積層されたドレイン電極と、チャネル領
域を挟んで対向するソース電極及びドレイン電極の各側
面、並びにチャネル領域の表面に連続して形成されたゲ
ート絶縁膜と、表面がソース電極及びドレイン電極のい
ずれの表面よりも低くなるようにソース電極及びドレイ
ン電極間のゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、
ソース電極、ドレイン電極、及びゲート電極の各表面に
形成されたシリサイド膜と、対向するソース電極及びド
レイン電極の各側面に形成され、ゲート電極上のシリサ
イド膜を、ドレイン電極及びゲート電極上の各シリサイ
ド膜から分離する側壁絶縁膜と、を備える。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having a source region and a drain region spaced apart from each other on a surface portion, and a substrate semiconductor having a channel region in the middle of these regions, and a source region. A source electrode and a drain electrode stacked on the drain region, each side surface of the source electrode and the drain electrode facing each other across the channel region, and a gate insulating film formed continuously on the surface of the channel region, A gate electrode formed on the gate insulating film between the source electrode and the drain electrode so that the surface thereof is lower than the surface of either the source electrode or the drain electrode;
The silicide film formed on each surface of the source electrode, the drain electrode, and the gate electrode, and the silicide film formed on each side surface of the source electrode and the drain electrode facing each other, the silicide film on the drain electrode and the gate electrode And a sidewall insulating film separated from the silicide film.

【0010】請求項2に記載の半導体装置の製造方法
は、基板半導体の表面に、不純物を含有する第1のシリ
コン膜を形成する工程と、第1のシリコン膜及び基板半
導体のうち、少なくとも第1のシリコン膜を部分的にエ
ッチングすることにより、底面に基板半導体が露呈し、
かつ、底内部をチャネル領域とする溝を形成する工程
と、溝の内面及び第1のシリコン膜の表面に第1の絶縁
膜を形成する工程と、第1のシリコン膜中の不純物を基
板半導体に拡散させてソース領域及びドレイン領域を形
成する工程と、溝に対応する部位が、この溝の側部の第
1のシリコン膜よりも高くなるように、第1の絶縁膜上
に第2のシリコン膜を堆積する工程と、ゲート電極とし
て溝の内部のみに第2のシリコン膜が残り、かつ、表面
の高さが溝の側部の第1のシリコン膜の表面よりも低く
なるように第2のシリコン膜をエッチバックする工程
と、第2のシリコン膜、及び第1の絶縁膜の各表面に第
2の絶縁膜を形成する工程と、第2の絶縁膜が側壁絶縁
膜として溝の側壁のみに残るようにエッチバックする工
程と、第1のシリコン膜、及び第2のシリコン膜の各表
面にシリサイドを形成するための金属を堆積する工程
と、金属及び第1のシリコン間と、金属及び第2のシリ
コン間とにそれぞれシリサイド反応を起こさせる工程
と、第2の絶縁膜上に形成された未反応金属を除去する
工程と、を有する
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, wherein a step of forming a first silicon film containing impurities on a surface of a substrate semiconductor and at least a first silicon film and a substrate semiconductor are selected. By partially etching the silicon film of No. 1, the substrate semiconductor is exposed on the bottom surface,
In addition, a step of forming a groove having a channel region inside the bottom, a step of forming a first insulating film on the inner surface of the groove and a surface of the first silicon film, and impurities in the first silicon film are used as a substrate semiconductor. Forming a source region and a drain region by diffusing into the second region, and forming a second region on the first insulating film so that the region corresponding to the trench is higher than the first silicon film on the side of the trench. The step of depositing a silicon film, and the second silicon film remains only inside the groove as a gate electrode, and the height of the surface is lower than the surface of the first silicon film on the side of the groove. The step of etching back the second silicon film, the step of forming the second insulating film on each surface of the second silicon film and the first insulating film, and the step of forming the second insulating film as a sidewall insulating film Etching back so that only the side wall remains, and the first silicon And a step of depositing a metal for forming a silicide on each surface of the second silicon film, and a step of causing a silicide reaction between the metal and the first silicon and between the metal and the second silicon, respectively. And removing the unreacted metal formed on the second insulating film.

【0011】[0011]

【作用】チャネル長が0.1μm近傍の極微細のCON
CAVE MOSFETでは、溝部(凹部)の開口が極
めて狭くなる。この溝部は一般にエッチングによって形
成されるが、発明者は、これにゲート酸化を行なった後
に溝が埋まるようにポリシリコンを堆積し、さらに、基
板全面をエッチバックした場合でもエッチング条件を選
ぶならば、ポリシリコンを電極として溝の内部のみに残
すことができ、かつ、エッチング時間を適切に選ぶなら
ば、溝の縁部の上端よりもポリシリコンの上面を低くす
ることができることを確認した。
[Operation] Ultra-fine CON with a channel length of around 0.1 μm
In the CAVE MOSFET, the opening of the groove (recess) is extremely narrow. This groove is generally formed by etching. However, if the inventor chooses etching conditions even if polysilicon is deposited to fill the groove after gate oxidation and the entire surface of the substrate is etched back, It was confirmed that polysilicon can be left only inside the groove as an electrode, and the upper surface of the polysilicon can be made lower than the upper end of the edge of the groove if the etching time is appropriately selected.

【0012】このような構造にすることによって、溝の
内側に側壁絶縁膜を形成することが可能になる。この側
壁絶縁膜は、次の自己整合シリサイド工程(シリサイド
工程)においてゲート電極上のシリサイドと、ソース電
極及びドレイン電極の上の各シリサイドとを物理的、電
気的に分離する役割を果たす。
With such a structure, the sidewall insulating film can be formed inside the groove. This sidewall insulating film plays a role of physically and electrically separating the silicide on the gate electrode from the respective silicides on the source electrode and the drain electrode in the next self-aligned silicide process (silicide process).

【0013】この構造は、基板ウェハーを上から見た
時、ソース電極、ゲート電極及びドレイン電極が重なり
合っているところがなく、リソグラフィ技術を用いた場
合に必要であったマスク合わせの余裕分が不要になり、
素子面積を縮小することができる。
In this structure, when the substrate wafer is viewed from above, the source electrode, the gate electrode, and the drain electrode do not overlap each other, and the margin for mask alignment required when using the lithography technique is unnecessary. Becomes
The element area can be reduced.

【0014】また、この構造によれば、ソース電極及び
ドレイン電極上にそれぞれゲート電極端のぎりぎりまで
シリサイドが形成されるので寄生抵抗を十分に低下させ
ることができる。
Further, according to this structure, since the silicide is formed on the source electrode and the drain electrode to the edge of the gate electrode, the parasitic resistance can be sufficiently reduced.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例によって詳
細に説明する。図1は本発明の一実施例の構成を示すも
ので、(b) は主要部の平面図、(a) はそのX−X矢視断
面図である。図中、図5と同一の符号を付したものはそ
れぞれ同一の要素を示している。
The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 shows a configuration of an embodiment of the present invention, (b) is a plan view of a main part, and (a) is a sectional view taken along line XX. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 5 denote the same elements.

【0016】このMOSFETは、P型の基板半導体1
上に素子分離絶縁膜2が形成されている。素子分離絶縁
膜2で挟まれた中間のチャネル領域が掘下げられて、そ
の一方の側部の上面にはソース電極3として、他方の側
部の上面にはドレイン電極4としてそれぞれ多結晶シリ
コン膜が素子分離絶縁膜2に乗上げて堆積されており、
その基板側には高濃度のn型にドープされたソース領域
5と、ドレイン領域6とが形成されている。さらに、溝
の内部にはゲート絶縁膜7を介して多結晶シリコン層が
形成され、これがMOSFETのゲート電極8になって
いる。このゲート電極8の上面は、溝に隣接するソース
電極3及びドレイン電極4の各上面よりも低く、このゲ
ート電極8の上面にできる溝部の側壁にそれぞれ側壁絶
縁膜9が形成されている。また、側壁絶縁膜9を挟むよ
うに、ソース電極3上にソースシリサイド層10が、ドレ
イン電極4上にドレインシリサイド層11が、ゲート電極
8上にゲートシリサイド層12が形成されている。これら
のシリサイド膜は、例えば、TiSi2 ,NiSi2
CoSi2 等でなっている。さらに、これらのシリサイ
ド膜上に層間絶縁膜13が堆積され、これにソース電極コ
ンタクト孔17、ドレイン電極コンタクト孔18及びゲート
電極コンタクト孔19が穿設され、さらに、これらのコン
タクト孔を貫通するようにソース金属電極14、ドレイン
金属電極15及びゲート金属電極16が設けられている。こ
れにより、図1(b) に示す素子領域22が縮小され、か
つ、ゲート抵抗、ソース抵抗、ドレイン抵抗等の寄生抵
抗を低減したnチャネルMOSFETが得られる。
This MOSFET is a P-type substrate semiconductor 1
The element isolation insulating film 2 is formed thereon. An intermediate channel region sandwiched between the element isolation insulating films 2 is dug down, and a polycrystalline silicon film is formed as a source electrode 3 on the upper surface of one side and a drain electrode 4 on the upper surface of the other side. Deposited on the element isolation insulating film 2,
A heavily doped n-type source region 5 and a drain region 6 are formed on the substrate side. Further, a polycrystalline silicon layer is formed inside the groove via a gate insulating film 7, and this serves as a gate electrode 8 of the MOSFET. The upper surface of the gate electrode 8 is lower than the upper surfaces of the source electrode 3 and the drain electrode 4 adjacent to the groove, and the side wall insulating film 9 is formed on the side wall of the groove formed on the upper surface of the gate electrode 8. Further, a source silicide layer 10 is formed on the source electrode 3, a drain silicide layer 11 is formed on the drain electrode 4, and a gate silicide layer 12 is formed on the gate electrode 8 so as to sandwich the sidewall insulating film 9. These silicide films are made of, for example, TiSi 2 , NiSi 2 ,
It is made of CoSi 2 . Further, an interlayer insulating film 13 is deposited on these silicide films, a source electrode contact hole 17, a drain electrode contact hole 18 and a gate electrode contact hole 19 are formed in the interlayer insulating film 13, and further, these contact holes are penetrated. A source metal electrode 14, a drain metal electrode 15 and a gate metal electrode 16 are provided on the. As a result, an n-channel MOSFET in which the element region 22 shown in FIG. 1B is reduced and the parasitic resistance such as the gate resistance, the source resistance and the drain resistance is reduced can be obtained.

【0017】このnチャネルMOSFETの製造方法を
図2及び図3を用いて説明する。先ず、通常のMOS型
の集積回路と同様に、図2(a) に示した如く、基板半導
体1に素子分離絶縁膜2を形成して素子分離を行なう。
A method of manufacturing this n-channel MOSFET will be described with reference to FIGS. First, as in the case of a normal MOS type integrated circuit, as shown in FIG. 2A, the element isolation insulating film 2 is formed on the substrate semiconductor 1 to perform element isolation.

【0018】次に、図2(b) に示した如く、基板の全表
面に第1の多結晶シリコン層20を、LPCVD法(低圧
気相堆積法)によって、0.1μm程度堆積させ、続い
て、多結晶シリコンのドーピングのために砒素イオンを
20keV,5×1015/cm2 の条件でイオン注入す
る。
Next, as shown in FIG. 2 (b), the first polycrystalline silicon layer 20 is deposited on the entire surface of the substrate by LPCVD (low pressure vapor deposition) to a thickness of about 0.1 μm. Then, arsenic ions are ion-implanted under the conditions of 20 keV and 5 × 10 15 / cm 2 for doping polycrystalline silicon.

【0019】次に、図2(c) に示した如く、チャネル領
域となる部分の多結晶シリコン層20をリソグラフィ技術
によりパターニングし、RIE法(反応性イオンエッチ
ング法)によりエッチングして、溝20a を形成する。こ
の時、基板半導体1をも、最終的な結合深さと同じにな
るまで、すなわち、50〜100nm程度エッチングす
る。これによって、一方の側部の多結晶シリコン層がソ
ース電極3となり、他方の側部の多結晶シリコン層がド
レイン電極4となる。
Next, as shown in FIG. 2 (c), the polycrystalline silicon layer 20 in the portion to be the channel region is patterned by the lithography technique and etched by the RIE method (reactive ion etching method) to form the groove 20a. To form. At this time, the substrate semiconductor 1 is also etched until it becomes the same as the final bond depth, that is, about 50 to 100 nm. As a result, the polycrystalline silicon layer on one side becomes the source electrode 3, and the polycrystalline silicon layer on the other side becomes the drain electrode 4.

【0020】次に、図2(d) に示した如く、熱酸化によ
り5nm程度のゲート絶縁膜7を形成し、続いて、基板
表面全面に第2の多結晶シリコン層21をLPCVD法に
よって、0.3〜0.5μm程度堆積させる。また、熱
酸化時に、砒素イオンが注入されたソース電極3及びド
レイン電極4から、砒素を基板側に拡散させて高不純物
濃度のソース領域5及びドレイン領域6を形成する。な
お、ゲート絶縁膜7は熱酸化法でなくCVD(Chemica
l Vapor Deposition )によって形成することがで
き、さらに、ゲート絶縁膜7としてSiO2 だけでな
く、Si3 4 ,Ta2 5 ,TiSrO3 ,PZT等
の高誘電率膜を用いてもよい。
Next, as shown in FIG. 2 (d), a gate insulating film 7 having a thickness of about 5 nm is formed by thermal oxidation, and then a second polycrystalline silicon layer 21 is formed on the entire surface of the substrate by LPCVD. Deposit about 0.3 to 0.5 μm. Further, at the time of thermal oxidation, arsenic is diffused from the source electrode 3 and the drain electrode 4 in which arsenic ions are implanted to the substrate side to form the source region 5 and the drain region 6 having a high impurity concentration. The gate insulating film 7 is formed by CVD (Chemica) instead of thermal oxidation.
In addition to SiO 2 , a high dielectric constant film such as Si 3 N 4 , Ta 2 O 5 , TiSrO 3 or PZT may be used as the gate insulating film 7.

【0021】次に、図3(a) に示した如く、第2の多結
晶シリコン層21をエッチバックし、溝部のみに残す。す
なわち、ゲート電極8を溝部に埋め込む。ここで、エッ
チング時間を適切に選ぶことによって、第2の多結晶シ
リコン層21の上面を、溝に隣接するソース電極3及びド
レイン電極4の上面より約20〜40nm程度下にくる
ようにエッチングする。
Next, as shown in FIG. 3 (a), the second polycrystalline silicon layer 21 is etched back to leave it only in the groove. That is, the gate electrode 8 is embedded in the groove. Here, by appropriately selecting the etching time, the upper surface of the second polycrystalline silicon layer 21 is etched so as to be below the upper surfaces of the source electrode 3 and the drain electrode 4 adjacent to the groove by about 20 to 40 nm. .

【0022】次に、LPCVD法によって表面部全体に
シリコン窒化膜を堆積した後、エッチバックして、図3
(b) に示した如く、溝の側壁のみにシリコン窒化膜を残
し、側壁絶縁膜9を形成する。
Next, a silicon nitride film is deposited on the entire surface by the LPCVD method and then etched back to form the structure shown in FIG.
As shown in (b), the sidewall insulating film 9 is formed while leaving the silicon nitride film only on the sidewall of the groove.

【0023】次に、図3(c) に示した如く、ウェットエ
ッチングにより、ソース電極3及びドレイン電極4上の
ゲート絶縁膜7を除去し、続いて、スパッタリング法に
より、Tiを20nm堆積した後、800℃程度に急速
加熱を行なって、シリサイドとしてのTiSi2 を形成
する。その後、ウェットエッチングにより、シリコン窒
化膜上のチタン膜を除去する。
Next, as shown in FIG. 3C, the gate insulating film 7 on the source electrode 3 and the drain electrode 4 is removed by wet etching, and subsequently, Ti is deposited to 20 nm by a sputtering method. Then, rapid heating to about 800 ° C. is performed to form TiSi 2 as silicide. Then, the titanium film on the silicon nitride film is removed by wet etching.

【0024】次に、図1(b) に示した如く、層間絶縁膜
を堆積してソース電極コンタクト孔17、ドレイン電極コ
ンタクト孔18、ゲート電極コンタクト孔19を開口した
後、アルミニウムによりソース金属電極14、ドレイン金
属電極15、ゲート金属電極16を形成して、図1(a) に示
すnチャネルMOSFETが得られる。
Next, as shown in FIG. 1B, an interlayer insulating film is deposited to form the source electrode contact hole 17, the drain electrode contact hole 18 and the gate electrode contact hole 19, and then the source metal electrode is made of aluminum. By forming 14, the drain metal electrode 15 and the gate metal electrode 16, the n-channel MOSFET shown in FIG. 1 (a) is obtained.

【0025】なお、上記実施例では、幅が一様のゲート
電極8上の層間絶縁膜13にゲート電極コンタクト孔19を
形成したが、第1の多結晶シリコン層20のパターニング
に際して、図4に示す如く、素子領域22から外れた部位
を広げれば、ゲート電極に対する開口部、すなわち、ゲ
ート電極コンタクト孔19を広げることもできる。
Although the gate electrode contact hole 19 is formed in the interlayer insulating film 13 on the gate electrode 8 having a uniform width in the above-mentioned embodiment, it is shown in FIG. 4 when patterning the first polycrystalline silicon layer 20. As shown in the drawing, if the portion deviating from the element region 22 is expanded, the opening for the gate electrode, that is, the gate electrode contact hole 19 can be expanded.

【0026】また、上記実施例では、nチャネルMOS
FETについて説明したが、pチャネルMOSFETも
上述したと同様にして製造することができる。
In the above embodiment, the n-channel MOS is used.
Although the FET has been described, the p-channel MOSFET can be manufactured in the same manner as described above.

【0027】さらにまた、上記実施例では基板半導体と
して通常シリコンウェハーを用いたが、この代わりにS
OI(Silicon On Insulator)基板を用い、MOS
FETのチヤネル領域を絶縁膜上の薄膜シリコン層内に
形成してもよい。
Furthermore, in the above embodiment, a silicon wafer is usually used as the substrate semiconductor, but instead of this, S
Uses an OI (Silicon On Insulator) substrate and MOS
The channel region of the FET may be formed in the thin film silicon layer on the insulating film.

【0028】さらに、第1のシリコン膜として、単結晶
シリコンを用いてもよい。この場合は基板半導体1上か
ら素子分離絶縁膜2上にかけて非晶質シリコンを堆積
し、固相成長によりこの非晶質シリコン膜を単結晶化す
れば良い。
Further, single crystal silicon may be used as the first silicon film. In this case, amorphous silicon may be deposited from the substrate semiconductor 1 to the element isolation insulating film 2 and the amorphous silicon film may be monocrystallized by solid phase growth.

【0029】また、同様に、第2シリコン膜として単結
晶シリコンを用いてもよい。
Similarly, single crystal silicon may be used as the second silicon film.

【0030】またさらに、上記実施例では、最終的な結
合深さと同じになるまで、基板半導体1をもエッチング
するCONCAVE MOSFETについて説明した
が、基板半導体1の元の表面と溝の底面が一致する構成
のCONCAVE MOSFETにも本発明を適用でき
ることは言うまでもない。
Furthermore, in the above-described embodiment, the CONCAVE MOSFET is described in which the substrate semiconductor 1 is also etched until the final bond depth becomes the same. However, the original surface of the substrate semiconductor 1 and the bottom surface of the groove coincide with each other. It goes without saying that the present invention can be applied to the CONCAVE MOSFET having the configuration.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、本
発明によれば、素子寸法の縮小が可能で、かつ、ゲート
抵抗、ソース抵抗、ドレイン抵抗等の寄生抵抗を低減す
ることが可能な半導体装置及びその製造方法を提供でき
る。
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to reduce the element size and to reduce the parasitic resistance such as the gate resistance, the source resistance and the drain resistance. A device and a manufacturing method thereof can be provided.

【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構成を示
す平面図及び断面図。
FIG. 1 is a plan view and a cross-sectional view showing a configuration of an embodiment of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】本発明に係る半導体装置の製造方法を説明する
ための工程図。
FIG. 2 is a process drawing for explaining the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図3】本発明に係る半導体装置の製造方法を説明する
ための工程図。
FIG. 3 is a process drawing for explaining the manufacturing method of the semiconductor device according to the invention.

【図4】本発明に係る半導体装置の他の実施例の構成を
示す平面図。
FIG. 4 is a plan view showing the configuration of another embodiment of the semiconductor device according to the present invention.

【図5】従来のCONCAVE MOSFETの構成を
示す断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing the structure of a conventional CONCAVE MOSFET.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板半導体 2 素子分離絶縁膜 3 ソース電極 4 ドレイン電極 5 ソース領域 6 ドレイン領域 7 ゲート絶縁膜 8 ゲート電極 9 側壁絶縁膜 10 ソースシリサイド層 11 ドレインシリサイド層 12 ゲートシリサイド層 13 層間絶縁膜 14 ソース金属電極 15 ドレイン金属電極 16 ゲート金属電極 17 ソース電極コンタクト孔 18 ドレイン電極コンタクト孔 19 ゲート電極コンタクト孔 22 素子領域 1 substrate semiconductor 2 element isolation insulating film 3 source electrode 4 drain electrode 5 source region 6 drain region 7 gate insulating film 8 gate electrode 9 sidewall insulating film 10 source silicide layer 11 drain silicide layer 12 gate silicide layer 13 interlayer insulating film 14 source metal Electrode 15 Drain metal electrode 16 Gate metal electrode 17 Source electrode contact hole 18 Drain electrode contact hole 19 Gate electrode contact hole 22 Device area

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】表面部にソース領域及びドレイン領域が離
隔して形成され、これらの領域の中間をチャネル領域と
する基板半導体と、 前記ソース領域に積層されたソース電極及び前記ドレイ
ン領域に積層されたドレイン電極と、 前記チャネル領域を挟んで対向する前記ソース電極及び
ドレイン電極の各側面、並びに前記チャネル領域の表面
に連続して形成されたゲート絶縁膜と、 表面が前記ソース電極及びドレイン電極のいずれの表面
よりも低くなるように前記ソース電極及びドレイン電極
間の前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、 前記ソース電極、ドレイン電極、及びゲート電極の各表
面に形成されたシリサイド膜と、 対向する前記ソース電極及びドレイン電極の各側面に形
成され、前記ゲート電極上のシリサイド膜を、前記ドレ
イン電極及びゲート電極上の各シリサイド膜から分離す
る側壁絶縁膜と、 を備えた半導体装置。
1. A substrate semiconductor having a source region and a drain region spaced apart from each other on a surface portion and having a channel region in the middle of these regions, and a source electrode and a drain region laminated on the source region. A drain electrode, side surfaces of the source electrode and drain electrode facing each other with the channel region sandwiched therebetween, and a gate insulating film formed continuously on the surface of the channel region, and the surface of the source electrode and drain electrode A gate electrode formed on the gate insulating film between the source electrode and the drain electrode so as to be lower than any surface; and a silicide film formed on each surface of the source electrode, the drain electrode, and the gate electrode. , A silicide film formed on each side surface of the source electrode and the drain electrode facing each other and on the gate electrode, A semiconductor device having a sidewall insulating films separated from each silicide films on the drain electrode and the gate electrode.
【請求項2】基板半導体の表面に、不純物を含有する第
1のシリコン膜を形成する工程と、 前記第1のシリコン膜及び前記基板半導体のうち、少な
くとも前記第1のシリコン膜を部分的にエッチングする
ことにより、底面に前記基板半導体が露呈し、かつ、底
内部をチャネル領域とする溝を形成する工程と、 前記溝の内面及び前記第1のシリコン膜の表面に第1の
絶縁膜を形成する工程と、 前記第1のシリコン膜中の不純物を前記基板半導体に拡
散させてソース領域及びドレイン領域を形成する工程
と、 前記溝に対応する部位が、この溝の側部の前記第1のシ
リコン膜よりも高くなるように、前記第1の絶縁膜上に
第2のシリコン膜を堆積する工程と、 ゲート電極として前記溝の内部のみに前記第2のシリコ
ン膜が残り、かつ、表面の高さが前記溝の側部の前記第
1のシリコン膜の表面よりも低くなるように前記第2の
シリコン膜をエッチバックする工程と、 前記第2のシリコン膜、及び前記第1の絶縁膜の各表面
に第2の絶縁膜を形成する工程と、 前記第2の絶縁膜が側壁絶縁膜として溝の側壁のみに残
るようにエッチバックする工程と、 前記第1のシリコン膜、及び前記第2のシリコン膜の各
表面にシリサイドを形成するための金属を堆積する工程
と、 前記金属及び前記第1のシリコン間と、前記金属及び前
記第2のシリコン間とにそれぞれシリサイド反応を起こ
させる工程と、 前記第2の絶縁膜上に形成された未反応金属を除去する
工程と、 を有する半導体装置の製造方法。
2. A step of forming a first silicon film containing an impurity on a surface of a substrate semiconductor, and at least the first silicon film of the first silicon film and the substrate semiconductor is partially formed. A step of exposing the substrate semiconductor to the bottom surface by etching and forming a groove having a channel region inside the bottom; and forming a first insulating film on the inner surface of the groove and the surface of the first silicon film. A step of forming a source region and a drain region by diffusing impurities in the first silicon film into the substrate semiconductor, and a portion corresponding to the groove is the first side portion of the groove. A second silicon film is deposited on the first insulating film so as to be higher than the first silicon film, and the second silicon film remains only inside the groove as a gate electrode, and High Etching back the second silicon film so that it is lower than the surface of the first silicon film on the side of the groove, and each of the second silicon film and the first insulating film. A step of forming a second insulating film on the surface; a step of etching back the second insulating film as a sidewall insulating film so as to remain only on the sidewalls of the trench; the first silicon film; and the second silicon film. Depositing a metal for forming a silicide on each surface of the silicon film, causing a silicide reaction between the metal and the first silicon, and between the metal and the second silicon, respectively. And a step of removing unreacted metal formed on the second insulating film.
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