JPH08236480A - Smiconductor device and its manufacture - Google Patents

Smiconductor device and its manufacture

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Publication number
JPH08236480A
JPH08236480A JP35008395A JP35008395A JPH08236480A JP H08236480 A JPH08236480 A JP H08236480A JP 35008395 A JP35008395 A JP 35008395A JP 35008395 A JP35008395 A JP 35008395A JP H08236480 A JPH08236480 A JP H08236480A
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JP
Japan
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insulating film
film
conductor
semiconductor device
semiconductor substrate
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Pending
Application number
JP35008395A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyasu Yasuda
広安 保田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Abstract

PURPOSE: To reduce the manufacturing cost of a semiconductor device by utilizing a silicon nitride film which is used as a protective film of implanting ions for preventing the silicification performed for reducing the resistance of a diffusion layer having a shallow junction from being obstructed by the knock-on phenomenon of oxygen for an element structure also. CONSTITUTION: A process for forming side walls from a silicon oxide film is omitted from a semiconductor manufacturing process by working a silicon nitride film 111 used as a protective film of implanting ions into substrate sections 102 and 103 and gate polysilicon 106 to the side walls 111. When baron is diffused in the polysiilicon 106, therefore, the boron can be prevented from punching through a gate oxide film 105, because the diffusion of the boron is suppressed by the knock-on of nitrogen.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に関し、特に、導電体又は拡散層上に金属シ
リサイド膜を備えた半導体装置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 a method for manufacturing the same, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device having a metal silicide film on a conductor or a diffusion layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】SLIの集積度を上げるためには、ソー
ス/ドレイン領域の不純物拡散層の接合深さを浅くする
必要がある。しかしながら、拡散層の厚さを薄くする
と、拡散層の抵抗値が大きくなり、半導体の動作速度が
低下するという問題がある。そこで、以下に述べるよう
な方法によって半導体装置が製造されていた。
2. Description of the Related Art In order to increase the integration degree of SLI, it is necessary to reduce the junction depth of the impurity diffusion layers in the source / drain regions. However, when the thickness of the diffusion layer is reduced, the resistance value of the diffusion layer increases and the operation speed of the semiconductor decreases. Therefore, a semiconductor device has been manufactured by the method described below.

【0003】まず、P型シリコン基板上に素子分離領域
を形成し、該素子分離領域に囲まれた該基板上にゲート
酸化膜及び多結晶シリコンからなるゲート電極を順次形
成する。次に、該基板内にN型不純物を軽く注入した
後、該基板の全面にシリコン酸化膜を形成し、このシリ
コン酸化膜を異方性エッチングすることにより、ゲート
電極の側壁にサイドウォール酸化膜を形成する。さら
に、該基板内にN型不純物を高エネルギーでイオン注入
することにより、LDD(lightly doped drain )構造
のMOSFETを形成する。その後、該基板の全面に金
属膜を形成し、熱処理によって、不純物拡散層とゲート
電極の上に金属シリサイド膜をそれぞれ形成する。しか
る後、シリサイド化されなかった部分の金属膜を除去す
る。以上の工程によって、金属シリサイド膜によりソー
ス/ドレイン抵抗を下げたMOSFETが製造されてい
た。
First, an element isolation region is formed on a P-type silicon substrate, and a gate oxide film and a gate electrode made of polycrystalline silicon are sequentially formed on the substrate surrounded by the element isolation region. Next, after lightly injecting N-type impurities into the substrate, a silicon oxide film is formed on the entire surface of the substrate, and the silicon oxide film is anisotropically etched to form a sidewall oxide film on the sidewall of the gate electrode. To form. Further, an N-type impurity is ion-implanted into the substrate at high energy to form a MOSFET having an LDD (lightly doped drain) structure. Then, a metal film is formed on the entire surface of the substrate, and a metal silicide film is formed on the impurity diffusion layer and the gate electrode by heat treatment. After that, the metal film in the portion which is not silicided is removed. Through the above steps, the MOSFET in which the source / drain resistance is reduced by the metal silicide film is manufactured.

【0004】一方、シリコン基板にイオン注入を行う場
合、基板表面の面荒れや、チャネリングによる注入プロ
ファイル異常を防止するため、基板表面に保護膜として
シリコン酸化膜を形成し、このシリコン酸化膜を通して
不純物のイオン注入を行っていた。しかしながら、酸化
膜を通してイオン注入を行うと、注入イオンとの衝突に
よって酸素がシリコン基板中に導入され、いわゆるノッ
クオンという現象が生じる。このノックオンされる酸素
の割合は、砒素などの質量の大きい不純物をイオン注入
する場合に大きくなる。そして、このノックオン現象の
ために、イオン注入により形成された不純物拡散層上に
金属シリサイド層を形成する際、シリコン基板中に導入
された酸素によってシリサイド化が抑制され、その結
果、形成される金属シリサイド層の厚さが薄くなって、
ソース/ドレイン領域の抵抗を低減することが困難にな
るという問題があった。この問題は、砒素のイオン注入
を行ったN型不純物拡散層において特に顕著であった。
On the other hand, when ion implantation is performed on a silicon substrate, a silicon oxide film is formed as a protective film on the substrate surface to prevent surface roughness of the substrate surface and abnormal implantation profile due to channeling, and impurities are introduced through this silicon oxide film. I was performing ion implantation. However, when the ion implantation is performed through the oxide film, oxygen is introduced into the silicon substrate by collision with the implanted ions, so that a phenomenon called knock-on occurs. The proportion of oxygen that is knocked on becomes large when ions of a large mass of impurities such as arsenic are implanted. Due to this knock-on phenomenon, when a metal silicide layer is formed on the impurity diffusion layer formed by ion implantation, silicidation is suppressed by oxygen introduced into the silicon substrate, and as a result, the formed metal is formed. The thickness of the silicide layer becomes thin,
There is a problem that it is difficult to reduce the resistance of the source / drain regions. This problem was particularly remarkable in the N-type impurity diffusion layer in which arsenic was ion-implanted.

【0005】また、上記製造方法によりP型MOSFE
Tを製造する場合に、ゲート電極となるポリシリコン膜
に不純物としてボロンが注入されることがあるが、ボロ
ンは拡散係数が大きいので、ゲート電極中のボロンがゲ
ート酸化膜を突き抜けて基板のチャンネル領域に拡散
し、MOSFETのしきい値電圧をバラつかせるという
問題が知られている。
Further, according to the above manufacturing method, P-type MOSFE
When manufacturing T, boron is sometimes injected as an impurity into the polysilicon film that becomes the gate electrode. However, since boron has a large diffusion coefficient, boron in the gate electrode penetrates through the gate oxide film and becomes a channel of the substrate. There is a known problem that the threshold voltage of the MOSFET is diffused by diffusing into the region.

【0006】そこで、特開昭64−760号公報におい
て、シリコン基板中に酸素イオンを導入させることなく
イオン注入による基板表面の面荒れを防止する製造方法
が開示されている。即ち、サイドウォール酸化膜を形成
した後に、該基板全面にシリコン窒化膜を形成し、この
シリコン窒化膜を介して該基板内に不純物を高エネルギ
ーで注入することにより、不純物拡散層を形成する。こ
の方法によれば、ノックオンによって、酸素ではなく窒
素がシリコン基板及びゲート電極に導入されるので、シ
リサイド化が抑制されることがない。
In view of this, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-760 discloses a manufacturing method for preventing surface roughness of a substrate surface due to ion implantation without introducing oxygen ions into the silicon substrate. That is, after forming the sidewall oxide film, a silicon nitride film is formed on the entire surface of the substrate, and impurities are injected into the substrate through the silicon nitride film with high energy to form an impurity diffusion layer. According to this method, since not nitrogen but nitrogen is introduced into the silicon substrate and the gate electrode by knock-on, silicidation is not suppressed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記製
造方法によれば、シリコン酸化膜を異方性エッチングし
てゲート電極の側壁にサイドウォール酸化膜を形成する
工程の後にシリコン基板全面にシリコン窒化膜を形成す
る工程と、不純物を高エネルギーで注入する工程の後に
保護膜として用いたシリコン窒化膜を熱リン酸で除去す
る工程とを必要とし、半導体装置の製造方法を複雑なも
のとしてしまうという問題があった。半導体装置の製造
においては同一物を大量に製造するため、1つの製造工
程の増減といえどもその製造コストに大きな影響を与
え、極めて重大な問題であると言える。
However, according to the above manufacturing method, the silicon nitride film is formed on the entire surface of the silicon substrate after the step of anisotropically etching the silicon oxide film to form the sidewall oxide film on the side wall of the gate electrode. And a step of removing the silicon nitride film used as the protective film with hot phosphoric acid after the step of implanting impurities with high energy, which complicates the manufacturing method of the semiconductor device. was there. In the manufacture of semiconductor devices, since the same product is manufactured in a large amount, even if one manufacturing process is increased or decreased, the manufacturing cost is greatly affected, which is a very serious problem.

【0008】そこで、本発明の目的は、半導体装置の製
造工程を複雑にすることなく、低い抵抗値を有する十分
な厚さの金属シリサイド層を不純物拡散層又は電極上に
備えた半導体装置及びその製造方法を提供することであ
る。
Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device in which a metal silicide layer having a low resistance value and having a sufficient thickness is provided on an impurity diffusion layer or an electrode without complicating the manufacturing process of the semiconductor device and the semiconductor device. It is to provide a manufacturing method.

【0009】さらに、本発明のもう1つの目的は、電極
中のボロンの格差を低減した半導体装置及びその製造方
法を提供することである。
Further, another object of the present invention is to provide a semiconductor device in which the difference in boron in the electrodes is reduced and a method for manufacturing the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の観点に係
る半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板上にパ
ターン形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上
にパターン形成されたゲート電極と、少なくとも前記ゲ
ート電極の両側の前記半導体基板内に形成された、不純
物及び窒素を含む不純物拡散層と、前記ゲート電極の側
壁に形成された、窒化膜を含むサイドウォール絶縁膜
と、少なくとも前記不純物拡散層上に形成された金属シ
リサイド膜とを含む。
A semiconductor device according to a first aspect of the present invention is a semiconductor substrate, a gate insulating film patterned on the semiconductor substrate, and a pattern formed on the gate insulating film. A gate electrode, an impurity diffusion layer containing impurities and nitrogen formed in the semiconductor substrate at least on both sides of the gate electrode, and a sidewall insulating film containing a nitride film formed on the sidewall of the gate electrode, At least a metal silicide film formed on the impurity diffusion layer is included.

【0011】本発明の第2の観点に係る半導体装置は、
半導体基板と、前記半導体基板に形成された第1の導電
型の不純物を含有する第1のウェル領域及び第2の導電
型の不純物を含有する第2のウェル領域と、前記第1の
ウェル領域上に形成された第1のゲート絶縁膜及び前記
第2のウェル領域上に形成された第2のゲート絶縁膜
と、前記第1、第2のゲート絶縁膜上にそれぞれ形成さ
れた第1、第2のゲート電極と、前記第1のゲート電極
の両側の前記第1のウェル領域内に形成された、第1の
導電型の不純物及び窒素を含む第1の不純物拡散層と、
前記第2のゲート電極の両側の前記第2のウェル領域内
に形成された、第2の導電型の不純物及び窒素を含む第
2の不純物拡散層と、前記第1、第2のゲート電極の側
壁にそれぞれ形成された、窒化膜を含むサイドウォール
絶縁膜と、少なくとも前記第1、第2の不純物拡散層上
にそれぞれ形成された金属シリサイド膜とを含む。
A semiconductor device according to a second aspect of the present invention is
A semiconductor substrate, a first well region containing an impurity of a first conductivity type and a second well region containing an impurity of a second conductivity type formed in the semiconductor substrate, and the first well region. A first gate insulating film formed on the first gate insulating film, a second gate insulating film formed on the second well region, and a first gate insulating film formed on the first and second gate insulating films, A second gate electrode, a first impurity diffusion layer formed in the first well region on both sides of the first gate electrode, and containing a first conductivity type impurity and nitrogen,
A second impurity diffusion layer containing a second conductivity type impurity and nitrogen formed in the second well region on both sides of the second gate electrode; and the first and second gate electrodes. It includes a sidewall insulating film including a nitride film formed on each sidewall, and a metal silicide film formed on at least the first and second impurity diffusion layers.

【0012】本発明の第3の観点に係る半導体装置は、
半導体基板と、前記半導体基板上にパターン形成された
絶縁膜と、前記絶縁膜上にパターン形成された、窒素を
含む導電体と、前記導電体の側壁に形成された、窒化膜
を含むサイドウォール絶縁膜と、少なくとも前記導電体
上に形成された金属シリサイド膜とを含む。
A semiconductor device according to a third aspect of the present invention is
A semiconductor substrate, an insulating film patterned on the semiconductor substrate, a conductor containing nitrogen patterned on the insulating film, and a sidewall containing a nitride film formed on a sidewall of the conductor. It includes an insulating film and at least a metal silicide film formed on the conductor.

【0013】本発明の第4の観点に係る半導体装置は、
半導体基板と、前記半導体基板上にパターン形成された
絶縁膜と、前記絶縁膜上にパターン形成された導電体
と、少なくとも前記導電体の両側の前記半導体基板内に
形成された、不純物及び窒素を含む不純物拡散層と、前
記導電体の側壁に形成された、窒化膜を含むサイドウォ
ール絶縁膜と、少なくとも前記不純物拡散層上に形成さ
れた金属シリサイド膜とを含む。
A semiconductor device according to a fourth aspect of the present invention is
A semiconductor substrate; an insulating film patterned on the semiconductor substrate; a conductor patterned on the insulating film; and impurities and nitrogen formed in at least the semiconductor substrate on both sides of the conductor. The semiconductor device includes an impurity diffusion layer including a sidewall insulating film including a nitride film, which is formed on a sidewall of the conductor, and a metal silicide film formed at least on the impurity diffusion layer.

【0014】本発明の第1の観点に係る半導体装置の製
造方法は、半導体基板上にゲート絶縁膜を、さらに前記
ゲート絶縁膜上にゲート電極を、順次パターン形成する
第1の工程と、前記ゲート絶縁膜と前記ゲート電極が形
成された前記半導体基板全面に窒化膜を含む絶縁膜を形
成した後、前記絶縁膜を通して、少なくとも前記ゲート
電極の両側の前記半導体基板内に不純物をイオン注入す
ると共に、前記窒化膜の窒素を少なくとも前記ゲート電
極の両側の前記半導体基板内に導入する第2の工程と、
前記絶縁膜をエッチングして、前記ゲート電極の側壁に
前記窒化膜を含むサイドウォール絶縁膜を形成し、前記
サイドウォール絶縁膜の外側の前記半導体基板を露出さ
せる第3の工程と、前記ゲート絶縁膜と前記ゲート電極
と前記サイドウォール絶縁膜が形成された前記半導体基
板全面に金属膜を形成した後、前記半導体基板の熱処理
を行い、少なくとも前記サイドウォール絶縁膜の外側の
前記半導体基板上に金属シリサイド膜を形成する第4の
工程と、シリサイド化しなかった部分の前記金属膜を除
去する第5の工程とを含む。
A method of manufacturing a semiconductor device according to a first aspect of the present invention includes a first step of sequentially forming a gate insulating film on a semiconductor substrate and a gate electrode on the gate insulating film, and After forming an insulating film including a nitride film on the entire surface of the semiconductor substrate on which the gate insulating film and the gate electrode are formed, impurities are ion-implanted into the semiconductor substrate at least on both sides of the gate electrode through the insulating film. A second step of introducing nitrogen of the nitride film into the semiconductor substrate at least on both sides of the gate electrode,
A third step of etching the insulating film to form a sidewall insulating film including the nitride film on a sidewall of the gate electrode and exposing the semiconductor substrate outside the sidewall insulating film; After forming a metal film on the entire surface of the semiconductor substrate on which the film, the gate electrode, and the sidewall insulating film are formed, heat treatment is performed on the semiconductor substrate, and at least the metal on the semiconductor substrate outside the sidewall insulating film is formed. It includes a fourth step of forming a silicide film and a fifth step of removing a portion of the metal film that has not been silicidized.

【0015】本発明の第2の観点に係る半導体装置の製
造方法は、半導体基板の第1の領域に第1の導電型の不
純物を含有する第1のウェルを形成し、前記第1の領域
と異なる前記半導体基板の第2の領域に第2の導電型の
不純物を含有する第2のウェルを形成する第1の工程
と、前記第1のウェル上に第1のゲート絶縁膜を形成す
るとともに、前記第2のウェル上に第2のゲート絶縁膜
を形成し、前記第1、第2のゲート絶縁膜上にそれぞれ
第1、第2のゲート電極を、順次パターン形成する第2
の工程と、前記第1、第2のゲート絶縁膜と前記第1、
第2のゲート電極が形成された前記第1、第2のウェル
全面に窒化膜を含む絶縁膜を形成する第3の工程と、前
記絶縁膜を通して、前記第1の領域の前記第1のゲート
電極の両側の第1のウェル内に第1の不純物をイオン注
入すると共に、前記窒化膜の窒素を少なくとも前記第1
のゲート電極の両側の前記第1のウェル内に導入する第
4の工程と、前記絶縁膜を通して、前記第2の領域の前
記第2のゲート電極の両側の第2のウェル内に第2の不
純物をイオン注入すると共に、前記窒化膜の窒素を少な
くとも前記第2のゲート電極の両側の前記第2のウェル
内に導入する第5の工程と、前記絶縁膜をエッチングし
て、前記第1、第2のゲート電極の側壁に前記絶縁膜か
らなるサイドウォール絶縁膜をそれぞれ形成し、前記サ
イドウォール絶縁膜の外側の前記第1、第2のウェルを
露出させる第6の工程と、前記第1、第2のゲート絶縁
膜と前記第1、第2のゲート電極と前記サイドウォール
絶縁膜が形成された前記第1、第2のウェル全面に金属
膜を形成した後、前記半導体基板に熱処理を施すことに
より、少なくとも前記サイドウォール絶縁膜の外側の前
記第1、第2のウェル上に金属シリサイド膜をそれぞれ
形成する第7の工程と、シリサイド化しなかった部分の
前記金属膜を除去する第8の工程とを含む。
In a method of manufacturing a semiconductor device according to a second aspect of the present invention, a first well containing an impurity of a first conductivity type is formed in a first region of a semiconductor substrate, and the first region is formed. A first step of forming a second well containing an impurity of a second conductivity type in a second region of the semiconductor substrate different from the above, and forming a first gate insulating film on the first well. A second gate insulating film is formed on the second well, and first and second gate electrodes are sequentially formed on the first and second gate insulating films by patterning.
Step, and the first and second gate insulating films and the first,
A third step of forming an insulating film including a nitride film on the entire surfaces of the first and second wells in which a second gate electrode is formed, and the first gate in the first region through the insulating film. The first impurity is ion-implanted into the first wells on both sides of the electrode, and at least the nitrogen of the nitride film is at least the first impurity
A fourth step of introducing into the first well on both sides of the gate electrode, and a second step in the second well on both sides of the second gate electrode in the second region through the insulating film. A fifth step of ion-implanting impurities and introducing nitrogen of the nitride film into at least the second wells on both sides of the second gate electrode; and etching the insulating film to form the first, A sixth step of forming a sidewall insulating film made of the insulating film on a sidewall of the second gate electrode and exposing the first and second wells outside the sidewall insulating film; Forming a metal film on the entire surface of the first and second wells on which the second gate insulating film and the first and second gate electrodes and the sidewall insulating film are formed, and then heat treating the semiconductor substrate. By giving at least The method further includes a seventh step of forming metal silicide films on the first and second wells outside the sidewall insulating film, and an eighth step of removing the metal film in the non-silicided portions. .

【0016】本発明の第3の観点に係る半導体装置の製
造方法は、半導体基板上に第1の絶縁膜を形成し、さら
に前記第1の絶縁膜上に導電体をパターン形成する第1
の工程と、前記第1の絶縁膜と前記導電体が形成された
前記半導体基板全面に窒化膜を含む第2の絶縁膜を形成
した後、前記第2の絶縁膜を通して前記導電体内に不純
物をイオン注入すると共に、前記窒化膜の窒素を前記導
電体内に導入する第2の工程と、前記第2の絶縁膜をエ
ッチングして、前記導電体の側壁に前記第2の絶縁膜か
らなるサイドウォール絶縁膜を形成する第3の工程と、
少なくとも前記導電体上に金属シリサイド膜を形成する
第4の工程とを含む。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device in which a first insulating film is formed on a semiconductor substrate, and a conductor is patterned on the first insulating film.
And forming a second insulating film including a nitride film on the entire surface of the semiconductor substrate on which the first insulating film and the conductor have been formed, and then introducing impurities into the conductor through the second insulating film. A second step of implanting nitrogen of the nitride film into the conductor while ion-implanting, and etching the second insulating film to form a sidewall of the conductor on the side wall of the second insulating film. A third step of forming an insulating film,
And a fourth step of forming a metal silicide film on at least the conductor.

【0017】本発明の第4の観点に係る半導体装置の製
造方法は、半導体基板上に第1の絶縁膜を形成し、前記
第1の絶縁膜上に導電体をパターン形成する第1の工程
と、前記第1の絶縁膜と前記導電体が形成された前記半
導体基板全面に窒化膜を含む第2の絶縁膜を形成した
後、前記第2の絶縁膜を通して、少なくとも前記導電体
の両側の前記半導体基板内に不純物をイオン注入すると
共に、前記窒化膜の窒素を前記導電体の両側の前記半導
体基板内に導入する第2の工程と、前記第2の絶縁膜を
エッチングして、前記導電体の側壁に前記第2の絶縁膜
からなるサイドウォール絶縁膜を形成し、前記サイドウ
ォール絶縁膜の外側の前記半導体基板を露出させる第3
の工程と、少なくとも前記サイドウォール絶縁膜の外側
の前記半導体基板上に金属シリサイド膜を形成する第4
の工程とを含む。
In a method of manufacturing a semiconductor device according to a fourth aspect of the present invention, a first step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate and patterning a conductor on the first insulating film. A second insulating film including a nitride film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate on which the first insulating film and the conductor are formed, and then, at least on both sides of the conductor through the second insulating film. A second step of implanting impurities into the semiconductor substrate and introducing nitrogen of the nitride film into the semiconductor substrate on both sides of the conductor, and etching the second insulating film A sidewall insulating film made of the second insulating film is formed on a sidewall of the body, and the semiconductor substrate outside the sidewall insulating film is exposed.
And the step of forming a metal silicide film on the semiconductor substrate at least outside the sidewall insulating film.
And the process of.

【0018】本発明の第5の観点に係る半導体装置の製
造方法は、半導体基板上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜
上に導電体を形成した後、前記導電体をパターン形成す
る工程と、前記導電体内に少なくともボロンと窒素を注
入する工程と、少なくとも前記導電体上に金属シリサイ
ド膜を形成する工程とを含む。
A method of manufacturing a semiconductor device according to a fifth aspect of the present invention comprises the steps of forming an insulating film on a semiconductor substrate, forming a conductor on the insulating film, and then patterning the conductor. , Implanting at least boron and nitrogen into the conductor, and forming at least a metal silicide film on the conductor.

【0019】本発明によれば、イオン注入の保護膜とし
て窒化膜を用い、その窒化膜の一部を導電体のサイドウ
ォールとしても使用することにより、不純物拡散層又は
導電体のシリサイド化が抑制されることのない半導体装
置を、比較的簡単な製造方法で製造することが可能とな
る。また、導電体として用いられるポリシリコン等の低
抵抗化のために不純物としてボロンを注入した場合に、
導電体のシリサイド化の抑制を防止すると共に、導電体
中のボロンの拡散を低減した半導体装置を比較的簡単な
製造方法で製造することが可能となる。
According to the present invention, a nitride film is used as a protective film for ion implantation, and a part of the nitride film is also used as a sidewall of a conductor, so that silicidation of the impurity diffusion layer or the conductor is suppressed. It is possible to manufacture a semiconductor device that is not subject to a relatively simple manufacturing method. Also, when boron is implanted as an impurity to reduce the resistance of polysilicon or the like used as a conductor,
It is possible to manufacture a semiconductor device in which suppression of silicidation of a conductor is suppressed and diffusion of boron in the conductor is reduced by a relatively simple manufacturing method.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態につき図
面を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0021】まず、本発明をCMOSデバイスに適用し
た第1実施形態につき、図1〜図2を参照して説明す
る。
First, a first embodiment in which the present invention is applied to a CMOS device will be described with reference to FIGS.

【0022】まず、図1(a)に示すように、P型シリ
コン基板101にNウェル102及びPウェル108を
夫々形成し、フィールド酸化膜104を、例えば選択酸
化(LOCOS)法により形成する。
First, as shown in FIG. 1A, an N well 102 and a P well 108 are formed in a P type silicon substrate 101, and a field oxide film 104 is formed by, for example, a selective oxidation (LOCOS) method.

【0023】次に、図1(b)に示すように、熱酸化法
により厚さ5〜20nm程度のシリコン酸化膜105を
Nウェル102及びPウェル103上に夫々形成した
後、その上に、化学気相成長(CVD)法により厚さ1
00〜300nmのノンドープの多結晶シリコン膜10
6を堆積させる。そして、N型の不純物を多結晶シリコ
ン膜106にイオン注入して、熱処理を施し、多結晶シ
リコン膜106を低抵抗化した後、フォトリソグラフィ
技術によるパターニングを行い、Nウェル102及びP
ウェル103上に夫々多結晶シリコン膜106からなる
ゲートポリシリコン膜106を形成する。また、ゲート
ポリシリコン膜106直下以外のシリコン酸化膜105
を除去する。
Next, as shown in FIG. 1B, a silicon oxide film 105 having a thickness of about 5 to 20 nm is formed on the N well 102 and the P well 103, respectively, by a thermal oxidation method, and then formed thereon. Thickness 1 by chemical vapor deposition (CVD) method
Non-doped polycrystalline silicon film 10 having a thickness of 0 to 300 nm
6 is deposited. Then, N type impurities are ion-implanted into the polycrystalline silicon film 106, heat treatment is performed to reduce the resistance of the polycrystalline silicon film 106, and then patterning is performed by a photolithography technique to form the N well 102 and the P well.
A gate polysilicon film 106 made of a polycrystalline silicon film 106 is formed on each well 103. In addition, the silicon oxide film 105 other than directly under the gate polysilicon film 106
Is removed.

【0024】次に、図1(c)に示すように、Nウェル
102側をフォトレジスト107でマスクした状態で、
Pウェル103側に、40keVのエネルギー、2×1
13/cm2 のドース量でリンをイオン注入し、熱処理
を施して、NMOSFETのソース/ドレインのN-
域108を形成する。
Next, as shown in FIG. 1C, with the N well 102 side being masked with a photoresist 107,
Energy of 40 keV on the P-well 103 side, 2 × 1
Phosphorus is ion-implanted at a dose of 0 13 / cm 2 and heat treatment is performed to form N regions 108 of the source / drain of the NMOSFET.

【0025】次に、図1(d)に示すように、フォトレ
ジスト017を除去した後、今度はPウェル103側を
フォトレジスト110でマスクする。そして、この状態
で、Nウェル102側に、15keVのエネルギー、2
×1013/cm2 のドース量でボロンをイオン注入し、
熱処理を施して、PMOSFETのソース/ドレインの
- 領域109を形成する。
Next, as shown in FIG. 1D, after removing the photoresist 017, the P well 103 side is masked with the photoresist 110 this time. Then, in this state, the energy of 15 keV, 2
Boron is ion-implanted at a dose of × 10 13 / cm 2 ,
A heat treatment is performed to form source / drain P regions 109 of the PMOSFET.

【0026】次に、図2(a)に示すように、フォトレ
ジスト110を除去した後、CVD法によって、基板全
面に厚さ100〜300nm程度のシリコン窒化膜11
1を形成する。尚、基板表面が既に自然酸化等により酸
化されている場合には、この酸化膜の上にシリコン窒化
膜111が形成されることになるが、この酸化膜の厚さ
がシリコン窒化膜111に対して比較的薄い場合には、
後に述べるチタンのシリサイド化に大きな影響を与える
ものではない。
Next, as shown in FIG. 2A, after removing the photoresist 110, a silicon nitride film 11 having a thickness of about 100 to 300 nm is formed on the entire surface of the substrate by the CVD method.
1 is formed. When the surface of the substrate is already oxidized by natural oxidation or the like, the silicon nitride film 111 is formed on this oxide film, but the thickness of this oxide film is smaller than that of the silicon nitride film 111. If it is relatively thin,
It does not significantly affect the silicidation of titanium described later.

【0027】しかる後、Nウェル102側をフォトレジ
スト112でマスクし、この状態で、Pウェル103側
に、30〜100keVのエネルギー、5×1014〜1
×1016/cm2 程度のドーズ量で砒素をイオン注入す
る。この時、砒素は、シリコン酸化膜111を通してP
ウェル103内にイオン注入される。そして、熱処理を
施し、NMOSFETのソース/ドレインのN+ 領域1
13を形成する。
Thereafter, the N well 102 side is masked with a photoresist 112, and in this state, the P well 103 side is subjected to an energy of 30 to 100 keV, 5 × 10 14 to 1
Arsenic is ion-implanted at a dose of about 10 16 / cm 2 . At this time, arsenic is transferred to the P through the silicon oxide film 111.
Ions are implanted into the well 103. Then, heat treatment is applied to the N + region 1 of the source / drain of NMOSFET.
13 is formed.

【0028】次に、図2(b)に示すように、フォトレ
ジスト112を除去した後、今度は、Pウェル103側
をフォトレジスト114でマスクする。そして、この状
態で、Nウェル102側に、20〜90keVのエネル
ギー、1×1014〜5×1016/cm2 のドーズ量でB
2 をイオン注入し、熱処理を施して、PMOSFET
のソース/ドレインのP+ 領域115を形成する。この
時も、BF2 は、シリコン窒化膜111を通してNウェ
ル102内にイオン注入される。
Next, as shown in FIG. 2B, after removing the photoresist 112, the P well 103 side is masked with the photoresist 114 this time. Then, in this state, B on the N well 102 side at an energy of 20 to 90 keV and a dose amount of 1 × 10 14 to 5 × 10 16 / cm 2.
F 2 is ion-implanted, heat-treated, PMOSFET
Source / drain P + regions 115 are formed. Also at this time, BF 2 is ion-implanted into the N well 102 through the silicon nitride film 111.

【0029】次に、図2(c)に示すように、フォトレ
ジスト114を除去した後、シリコン窒化膜111を、
異方性エッチング技術によって、各ゲートポリシリコン
膜103の側壁にのみ残るようにエッチングし、それ以
外の部分のシリコン窒化膜111を除去する。これによ
り、各ゲートポリシリコン膜106の側壁にシリコン窒
化膜111からなるサイドウォール絶縁膜111が形成
される。しかる後、スパッタ法によって全面にチタン膜
116を膜厚40nm程度に堆積する。
Next, as shown in FIG. 2C, after removing the photoresist 114, the silicon nitride film 111 is removed.
Etching is performed by an anisotropic etching technique so that only the side wall of each gate polysilicon film 103 remains, and the silicon nitride film 111 in other portions is removed. As a result, the sidewall insulating film 111 made of the silicon nitride film 111 is formed on the sidewall of each gate polysilicon film 106. After that, a titanium film 116 is deposited on the entire surface by sputtering to have a film thickness of about 40 nm.

【0030】次に、図2(d)に示すように、基板10
1を400〜900℃の温度で5〜60秒間熱処理する
ことにより、ゲートポリシリコン膜106及び拡散層1
13、115上にのみ自己整合的にチタンシリサイド膜
117を形成する。そして、シリサイド化せずに残った
チタン膜116及びシリサイド以外の反応生成物をアン
モニア/過酸化水素/水の混合液、又はフッ酸を含む液
体により除去する。これにより、サイドウォール絶縁膜
111上のチタン膜116が除去されて、ゲートポリシ
リコン膜106とその両側のチタンシリサイド膜117
とが互いに絶縁分離される。
Next, as shown in FIG. 2D, the substrate 10
1 is heat-treated at a temperature of 400 to 900 ° C. for 5 to 60 seconds, so that the gate polysilicon film 106 and the diffusion layer 1 are formed.
The titanium silicide film 117 is formed in self-alignment only on the layers 13 and 115. Then, the titanium film 116 remaining without silicidation and the reaction products other than the silicide are removed by a mixed liquid of ammonia / hydrogen peroxide / water or a liquid containing hydrofluoric acid. As a result, the titanium film 116 on the sidewall insulating film 111 is removed, and the gate polysilicon film 106 and the titanium silicide films 117 on both sides thereof are removed.
And are isolated from each other.

【0031】この後、図示の如く、全面に層間絶縁膜1
18を形成し、その層間絶縁膜118にコンタクトホー
ル119を形成してアルミニウム(Al)記録層120
を形成する。
Thereafter, as shown in the figure, the interlayer insulating film 1 is formed on the entire surface.
18 is formed, a contact hole 119 is formed in the interlayer insulating film 118, and an aluminum (Al) recording layer 120 is formed.
To form.

【0032】以上に説明した製造方法によれば、Nウェ
ル102の不純物拡散層113及びPウェル103の不
純物拡散層115を夫々形成する際、シリコン窒化膜1
11をイオン注入の保護膜として用いているので、イオ
ン注入による基板表面の面荒れやチャネリングによる注
入プロファイル異常を防止できるとともに、ノックオン
によって酸素だけではなく窒素が夫々基板内に導入され
るので、後のチタンのシリサイド化が抑制されることが
ない。従って、各拡散層113、115上に充分な厚さ
のチタンシリサイド膜117が得られ、この結果、各M
OSFETのソース/ドレインの接合深さを小さくした
場合でも、その抵抗を小さくすることができて、各素子
の動作速度の低下を防止することができる。
According to the manufacturing method described above, when the impurity diffusion layer 113 of the N well 102 and the impurity diffusion layer 115 of the P well 103 are respectively formed, the silicon nitride film 1 is formed.
Since 11 is used as a protective film for ion implantation, surface roughness of the substrate surface due to ion implantation and abnormal implantation profile due to channeling can be prevented, and not only oxygen but also nitrogen is introduced into the substrate by knock-on. The silicidation of titanium is not suppressed. Therefore, a titanium silicide film 117 having a sufficient thickness can be obtained on each of the diffusion layers 113 and 115. As a result, each M
Even when the source / drain junction depth of the OSFET is reduced, its resistance can be reduced, and a reduction in the operating speed of each element can be prevented.

【0033】しかも、そのイオン注入の保護膜として用
いたシリコン窒化膜111を異方性エッチングして、ゲ
ートポリシリコン膜106のサイドウォール絶縁膜とす
るので、従来のようにシリコン酸化膜のサイドウォール
絶縁膜を別個に形成する必要がなく、製造工程数を増加
させないですむ。
Moreover, since the silicon nitride film 111 used as the protective film for the ion implantation is anisotropically etched to form the sidewall insulating film of the gate polysilicon film 106, the sidewall of the silicon oxide film is formed as in the conventional case. It is not necessary to separately form an insulating film, and the number of manufacturing steps does not need to be increased.

【0034】尚、第1の実施形態においては、CMOS
デバイスに適用するために、シリコン基板上にP型ウェ
ルとN型ウェルを形成したが、通常のMOSデバイスに
適用する場合には、シリコン基板上に直接フィールド酸
化膜、及び、ゲート酸化膜となるシリコン酸化膜を形成
する。
In the first embodiment, the CMOS
A P-type well and an N-type well are formed on a silicon substrate for application to a device, but when applied to a normal MOS device, they are a field oxide film and a gate oxide film directly on the silicon substrate. A silicon oxide film is formed.

【0035】また、上述の実施形態では、NMOSFE
T及びPMOSFETのソース/ドレインに夫々N-
域108及びP- 領域109を設けてLDD構造とした
が、イオン注入後の熱処理による不純物の横方向拡散が
問題となる場合には、それらを設けなくてもよい。
Further, in the above embodiment, the NMOSFE
The source / drain of the T and PMOSFETs are provided with N regions 108 and P regions 109, respectively, to form an LDD structure. However, if lateral diffusion of impurities due to heat treatment after ion implantation poses a problem, they are not provided. May be.

【0036】更に、上述の実施形態では、不純物拡散層
113を形成するためのイオン注入の後及び不純物拡散
層115を形成するためのイオン注入の後に夫々熱処理
を行って不純物を活性化したが、不純物拡散層113を
形成するためのイオン注入の直後には活性化のための熱
処理を行わず、不純物拡散層115を形成するためのイ
オン注入を行った後に、例えば、850℃の温度で30
分間のN2 アニールを施し、両不純物拡散層113及び
115の不純物を同時に活性化させるようにしてもよ
い。
Further, in the above-described embodiment, the heat treatment is performed after the ion implantation for forming the impurity diffusion layer 113 and after the ion implantation for forming the impurity diffusion layer 115 to activate the impurities. Immediately after the ion implantation for forming the impurity diffusion layer 113, the heat treatment for activation is not performed, and after the ion implantation for forming the impurity diffusion layer 115 is performed, for example, at a temperature of 850 ° C., 30
It is also possible to perform N 2 annealing for a minute to activate the impurities in both impurity diffusion layers 113 and 115 at the same time.

【0037】また、上述の実施形態では、ゲートポリシ
リコン膜106を形成する際、ノンドープの多結晶シリ
コン膜106を全面に形成し、その多結晶シリコン膜1
08にN型の不純物をイオン注入して低抵抗化した後、
それをゲート電極のパターンに加工したが、N型不純物
のイオン注入を行わすにリン拡散を用いても良い。さら
に、多結晶シリコン膜106をゲート電極のパターンに
加工し、各ウェル102、103の不純物拡散層11
3、115を形成する時に、同時に、シリコン窒化膜1
11を通して各ゲートポリシリコン膜106に夫々の導
電型の不純物をイオン注入し、それにより、夫々のゲー
トポリシリコン膜106を低抵抗化するようにしてもよ
い。その場合には、各ゲートポリシリコン膜106への
イオン注入の際にシリコン窒化膜111が保護膜として
作用し、ノックオンによって窒素が夫々のゲートポリシ
リコン膜106内に導入されるので、後にゲートポリシ
リコン膜106上にチタンシリサイド膜117を形成す
る際のシリサイド化が抑制されることがなく、充分な膜
厚のチタンシリサイド膜117がゲートポリシリコン膜
106の上に形成されて、ゲート電極が低抵抗化され
る。いずれにしても、不純物拡散層又はゲート電極中の
窒素濃度は、1018〜1021/cm3 が適している。
Further, in the above-described embodiment, when the gate polysilicon film 106 is formed, the non-doped polycrystalline silicon film 106 is formed on the entire surface, and the polycrystalline silicon film 1 is formed.
After ion-implanting N-type impurities into 08 to reduce the resistance,
Although it was processed into a pattern of a gate electrode, phosphorus diffusion may be used for ion implantation of N-type impurities. Further, the polycrystalline silicon film 106 is processed into a pattern of a gate electrode, and the impurity diffusion layer 11 of each well 102, 103 is processed.
Simultaneously with the formation of 3, 115, the silicon nitride film 1
It is also possible to ion-implant each conductivity type impurity into each gate polysilicon film 106 through 11 and thereby reduce the resistance of each gate polysilicon film 106. In that case, the silicon nitride film 111 acts as a protective film at the time of ion implantation into each gate polysilicon film 106, and nitrogen is introduced into each gate polysilicon film 106 by knock-on. The silicidation at the time of forming the titanium silicide film 117 on the silicon film 106 is not suppressed, the titanium silicide film 117 having a sufficient thickness is formed on the gate polysilicon film 106, and the gate electrode is low. Be made resistant. In any case, the nitrogen concentration in the impurity diffusion layer or the gate electrode is preferably 10 18 to 10 21 / cm 3 .

【0038】上記チタンシリサイド膜117の形成にお
いては、残ったチタン膜を除去した後、600〜110
0℃の温度で5〜60秒間の熱処理を再度行い、チタン
シリサイド膜117を更に低抵抗化するようにしてもよ
い。さらにシリサイドを形成する金属としは、チタン
(Ti)の替わりに、モリブデン(Mo)、タングステ
ン(W)、タンクル(Ta)、コバルト(Co)等の高
融点金属を使用してもよい。
In the formation of the titanium silicide film 117, 600-110 after removing the remaining titanium film
The titanium silicide film 117 may be further reduced in resistance by performing heat treatment again at a temperature of 0 ° C. for 5 to 60 seconds. Further, as the metal forming the silicide, a refractory metal such as molybdenum (Mo), tungsten (W), tankle (Ta), or cobalt (Co) may be used instead of titanium (Ti).

【0039】一般に、基板内にP型不純物拡散層を形成
するためにボロンを用いると、ボロンの拡散係数が大き
いために、イオン注入後に行う熱処理によってシリコン
基板内に深く拡散し、その結果、浅い接合を得ることが
困難であったが、上述の実施形態のようにシリコン窒化
膜111をイオン注入の保護膜として用いると、ノック
オンによって基板内に導入される窒素がボロンの拡散を
抑制するので、不純物としてボロンを用いても浅い接合
を形成することが容易である。
In general, when boron is used to form a P-type impurity diffusion layer in a substrate, since the diffusion coefficient of boron is large, it is deeply diffused in a silicon substrate by a heat treatment performed after ion implantation, and as a result, it is shallow. Although it was difficult to obtain a junction, when the silicon nitride film 111 is used as a protective film for ion implantation as in the above-described embodiment, nitrogen introduced into the substrate by knock-on suppresses diffusion of boron. Even if boron is used as an impurity, it is easy to form a shallow junction.

【0040】本発明の第2の実施形態は、フィールドシ
ールド電極を有するデバイスに本発明を適用したもので
ある。近年の半導体装置の高集積化に伴い、LOCOS
法に代わってフィールドシールド分離法が注目されてい
る。このフィールドシールド分離法は、素子分離領域に
フィールドシールド絶縁膜を介して形成されたフィール
ドシールド電極の電位を固定電位とすることにより、素
子分離を行うものである。この第2の実施形態につき、
図3〜図4を参照して説明する。
The second embodiment of the present invention is an application of the present invention to a device having a field shield electrode. With the recent increase in integration of semiconductor devices, LOCOS
The field shield separation method is attracting attention instead of the law. In this field shield isolation method, element isolation is performed by setting the potential of the field shield electrode formed in the element isolation region via the field shield insulating film to a fixed potential. For this second embodiment,
This will be described with reference to FIGS.

【0041】まず、図3(a)に示すように、シリコン
基板201上に熱酸化法によってシリコン酸化膜202
を形成し、その上にCVD法によってノンドープの多結
晶シリコン膜を形成した後、この多結晶シリコン膜を選
択的にエッチングしてフィールドシールド電極203の
形状に加工する。
First, as shown in FIG. 3A, a silicon oxide film 202 is formed on a silicon substrate 201 by a thermal oxidation method.
Is formed and a non-doped polycrystalline silicon film is formed thereon by the CVD method, and then this polycrystalline silicon film is selectively etched to be processed into the shape of the field shield electrode 203.

【0042】次に、図3(b)に示すように、CDV法
によって、基板全面にシリコン酸化膜204を形成する
Next, as shown in FIG. 3B, a silicon oxide film 204 is formed on the entire surface of the substrate by the CDV method.

【0043】次に、図3(c)に示すように、RIE法
等によって異方性エッチングを行うことにより、シリコ
ン酸化膜204がフィールドシールド電極203の側壁
部のみに残るようにシリコン酸化膜202と204を選
択的に除去して、フィールドシールド電極203の側面
にサイドウォール酸化膜204を形成する。
Next, as shown in FIG. 3C, anisotropic etching is performed by the RIE method or the like so that the silicon oxide film 204 is left only on the side wall of the field shield electrode 203. And 204 are selectively removed to form a sidewall oxide film 204 on the side surface of the field shield electrode 203.

【0044】次に、図3(d)に示すように、シリコン
基板201上に熱酸化法によってシリコン酸化膜205
を形成する。このとき、シールド電極203の上面にも
熱酸化膜220が形成される。しかる後、基板全面にC
VD法によってノンドープの多結晶シリコン膜206を
形成する。
Next, as shown in FIG. 3D, a silicon oxide film 205 is formed on the silicon substrate 201 by a thermal oxidation method.
To form. At this time, the thermal oxide film 220 is also formed on the upper surface of the shield electrode 203. After that, C on the entire surface of the substrate
A non-doped polycrystalline silicon film 206 is formed by the VD method.

【0045】次に、図4(a)に示すように、RIE等
の方法でシリコン酸化膜205と多結晶シリコン膜20
6を選択的にエッチングし、ゲート酸化膜205とゲー
ト電極206を形成する。このとき、シールド電極20
3の上面の熱酸化膜220もエッチングにより除去す
る。
Next, as shown in FIG. 4A, the silicon oxide film 205 and the polycrystalline silicon film 20 are formed by a method such as RIE.
6 is selectively etched to form a gate oxide film 205 and a gate electrode 206. At this time, the shield electrode 20
The thermal oxide film 220 on the upper surface of 3 is also removed by etching.

【0046】次に、図4(b)に示すように、基板全面
にCVD法によって厚さ100〜300nm程度のシリ
コン窒化膜207を形成し、このシリコン窒化膜207
を介してシリコン基板201、フィールドシールド電極
203、ゲート電極206内に不純物イオンを注入し
て、基板内に不純物拡散層208を形成すると共に、フ
ィールドシールド電極203とゲート電極206を低抵
抗化する。
Next, as shown in FIG. 4B, a silicon nitride film 207 having a thickness of about 100 to 300 nm is formed on the entire surface of the substrate by the CVD method, and this silicon nitride film 207 is formed.
Impurity ions are implanted into the silicon substrate 201, the field shield electrode 203, and the gate electrode 206 through the via to form an impurity diffusion layer 208 in the substrate and reduce the resistance of the field shield electrode 203 and the gate electrode 206.

【0047】次に、図4(c)に示すように、RIE法
等によってシリコン窒化膜207に異方性エッチングを
施すことにより、フィールドシールド電極203とゲー
ト電極206の側壁部のみにサイドウォール窒化膜20
7を形成する。
Next, as shown in FIG. 4C, the silicon nitride film 207 is anisotropically etched by the RIE method or the like, so that only the sidewall portions of the field shield electrode 203 and the gate electrode 206 are sidewall nitrided. Membrane 20
Form 7.

【0048】次に、図4(d)に示すように、基板全面
にスパッタ法によってチタン膜を膜厚40nm程度に堆
積した後、基板を400〜900℃の温度で5〜60秒
間熱処理することにより、不純物拡散層208、フィー
ルドシールド電極203、ゲート電極206の上のみに
自己整合的にチタンシリサイド膜209を形成する。し
かる後、シリサイド化せずに残ったチタン膜やシリサイ
ド以外の反応生成物は洗浄により除去する。
Next, as shown in FIG. 4D, after depositing a titanium film to a thickness of about 40 nm on the entire surface of the substrate by a sputtering method, the substrate is heat-treated at a temperature of 400 to 900 ° C. for 5 to 60 seconds. Thus, the titanium silicide film 209 is formed in a self-aligned manner only on the impurity diffusion layer 208, the field shield electrode 203, and the gate electrode 206. Then, the titanium film remaining without silicidation and reaction products other than silicide are removed by cleaning.

【0049】さらに、基板全面に層間絶縁膜210を形
成し、この層間絶縁膜210にコンタクトホール211
を形成した後、コンタクトホール211の底面において
チタンシリサイド膜209と接触するアルミニウム配線
層212を形成する。
Further, an interlayer insulating film 210 is formed on the entire surface of the substrate, and a contact hole 211 is formed in the interlayer insulating film 210.
Then, an aluminum wiring layer 212 that contacts the titanium silicide film 209 is formed on the bottom surface of the contact hole 211.

【0050】以上に説明した製造方法によれば、フィー
ルドシールド電極203への不純物イオン注入の際にシ
リコン窒化膜207が保護膜として作用し、ノックオン
によって窒素がフィールドシールド電極203内に導入
されるので、後にフィールドシールド電極203上にチ
タンシリサイド膜209を形成する際のシリサイド化が
抑制されることがなく、十分な膜厚のチタンシリサイド
膜209がフィールドシールド電極203、ゲート電極
206、不純物拡散層208の上に形成されて、これら
が低抵抗化される。
According to the manufacturing method described above, the silicon nitride film 207 acts as a protective film when impurity ions are implanted into the field shield electrode 203, and nitrogen is introduced into the field shield electrode 203 by knock-on. The silicidation when the titanium silicide film 209 is later formed on the field shield electrode 203 is not suppressed, and the titanium silicide film 209 having a sufficient thickness is used as the field shield electrode 203, the gate electrode 206, and the impurity diffusion layer 208. Are formed on top of them to reduce their resistance.

【0051】本実施形態においても、不純物拡散層20
8を形成するためにボロンを用いることがあるが、その
場合にはノックオンによって基板内に導入される窒素が
ボロンの拡散を抑制するので、MOSトランジスタのし
きい値電圧の変動を押さえ、不純物拡散層における浅い
接合を形成することが容易である。
Also in this embodiment, the impurity diffusion layer 20 is used.
Boron is sometimes used to form No. 8, but in that case, the nitrogen introduced into the substrate by knock-on suppresses the diffusion of boron, so that the fluctuation of the threshold voltage of the MOS transistor is suppressed and the impurity diffusion is performed. It is easy to form shallow junctions in layers.

【0052】このボロンの拡散を抑制する効果は、窒化
膜を介して電極やソース/ドレイン領域に不純物を注入
する場合に限らず、電極やソース/ドレイン領域に直接
窒素を注入する場合にも達成される。即ち、図4(b)
において、シリコン窒化膜207を形成せずにシリコン
基板201、フィールドシールド電極203、ゲート電
極206内に直接ボロンと窒素を注入し、図4(c)に
示すサイドウォール窒化膜207を形成する工程を省略
して図4(d)に示すようにシリコン基板201、フィ
ールドシールド電極203、ゲート電極206に金属シ
リサイド膜を形成しても、同様の効果が達成される。
The effect of suppressing the diffusion of boron is achieved not only when the impurities are implanted into the electrodes and the source / drain regions via the nitride film but also when the nitrogen is directly implanted into the electrodes and the source / drain regions. To be done. That is, FIG. 4 (b)
4B, a step of directly implanting boron and nitrogen into the silicon substrate 201, the field shield electrode 203, and the gate electrode 206 without forming the silicon nitride film 207 to form the sidewall nitride film 207 shown in FIG. 4C. Even if the metal silicide film is formed on the silicon substrate 201, the field shield electrode 203, and the gate electrode 206 as shown in FIG. 4D, the same effect can be achieved.

【0053】次に、半導体装置内部の配線に適用した本
発明の第3実施形態について、図5〜図6を参照して説
明する。本実施形態においては、半導体装置は、各々が
1つのMOSトランジスタと1つのキャパシタとを含む
複数のメモリセルと、該メモリセルを駆動するための周
辺回路とを有する。
Next, a third embodiment of the present invention applied to wiring inside a semiconductor device will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the semiconductor device has a plurality of memory cells each including one MOS transistor and one capacitor, and a peripheral circuit for driving the memory cells.

【0054】図5(a)において、301は半導体基板
であり、素子分離領域302を隔てて、メモリセル形成
領域A(左側)と周辺回路形成領域B(右側)とを有す
る。第1又は第2の実施形態で述べた方法により、半導
体基板301の左側には、ゲート酸化膜303、ゲート
電極304、サイドウォール絶縁膜305、不純物拡散
層306を形成する。これらは、マトリクス状に配列さ
れた複数のMOSトランジスタの1つを構成する。同様
に、半導体基板301の右側には、ゲート酸化膜32
3、ゲート電極324、サイドウォール絶縁膜325、
不純物拡散層326を形成する。これらは、周辺回路の
複数のMOSトランジスタの1つを構成する。これらの
2種類のMOSトランジスタは、望ましくは同時に形成
される。
In FIG. 5A, a semiconductor substrate 301 has a memory cell formation region A (left side) and a peripheral circuit formation region B (right side) with an element isolation region 302 therebetween. The gate oxide film 303, the gate electrode 304, the sidewall insulating film 305, and the impurity diffusion layer 306 are formed on the left side of the semiconductor substrate 301 by the method described in the first or second embodiment. These form one of a plurality of MOS transistors arranged in a matrix. Similarly, on the right side of the semiconductor substrate 301, the gate oxide film 32 is formed.
3, gate electrode 324, sidewall insulating film 325,
The impurity diffusion layer 326 is formed. These form one of a plurality of MOS transistors of the peripheral circuit. These two types of MOS transistors are preferably formed simultaneously.

【0055】次に、図5(b)に示すように、ゲート電
極304と324の上に絶縁膜307と327をそれぞ
れパターン形成した後、キャパシタの下部電極308と
なる不純物を含有した多結晶シリコン膜、誘電体膜30
9、キャパシタの上部電極310となる不純物を含有し
た多結晶シリコン膜を順次パターン形成する。このキャ
パシタの下部電極308は、メモリセル領域の対応する
MOSトランジスタの不純物拡散層306の一方に接続
されている。その後、基板全面にBPSG(boron phos
phor silicon glass)膜等の絶縁膜311を形成し、こ
の絶縁膜311にコンタクトホール312、313、3
32、333を開口する。さらに、メモリセル領域のM
OSトランジスタの不純物拡散層306の他方と周辺回
路形成領域のMOSトランジスタの不純物拡散層326
の一方とを接続する配線(ビット線)314や、その他
の配線315、335となるノンドープの多結晶シリコ
ンをパターン形成する。
Next, as shown in FIG. 5B, insulating films 307 and 327 are patterned on the gate electrodes 304 and 324, respectively, and then polycrystalline silicon containing impurities to be the lower electrode 308 of the capacitor is formed. Film, dielectric film 30
9. A polycrystalline silicon film containing impurities to be the upper electrode 310 of the capacitor is sequentially patterned. The lower electrode 308 of this capacitor is connected to one of the impurity diffusion layers 306 of the corresponding MOS transistor in the memory cell region. After that, BPSG (boron phos
an insulating film 311 such as a phor silicon glass) film is formed, and contact holes 312, 313, 3 are formed in the insulating film 311.
32 and 333 are opened. Furthermore, M in the memory cell area
The other impurity diffusion layer 306 of the OS transistor and the impurity diffusion layer 326 of the MOS transistor in the peripheral circuit formation region
The non-doped polycrystalline silicon to be the wiring (bit line) 314 connecting to one of the wirings and the other wirings 315 and 335 is patterned.

【0056】次に、図6(a)に示すように、CVD法
によって、基板全面に厚さ100〜300nm程度のシ
リコン窒化膜316を形成した後、このシリコン窒化膜
316を介して記録層に不純物を注入して、配線層を低
抵抗化する。この時、シリコン窒化膜316内の窒素
も、配線層にノックオンされる。配線層に注入される不
純物としてボロンを用いる場合には、ノックオンによっ
て基板内に導入される窒素が配線層内のボロンの拡散を
抑制するので、不純物拡散層306や326に浅い接合
を形成することが容易である。さらに、基板全面に絶縁
膜316を形成し、この絶縁膜316に形成されたコン
タクトホール(図示せず)を介して、配線334が例え
ば電源電圧(VDD)に、配線314が電圧VDD/2に接
続される。ここで、シリコン窒化膜316を形成せず
に、配線層内に直接ボロンと窒素を注入しても良い。
Next, as shown in FIG. 6A, a silicon nitride film 316 having a thickness of about 100 to 300 nm is formed on the entire surface of the substrate by the CVD method, and then a recording layer is formed via the silicon nitride film 316. Impurities are injected to reduce the resistance of the wiring layer. At this time, nitrogen in the silicon nitride film 316 is also knocked on to the wiring layer. When boron is used as the impurity implanted in the wiring layer, since nitrogen introduced into the substrate by knock-on suppresses the diffusion of boron in the wiring layer, a shallow junction should be formed in the impurity diffusion layers 306 and 326. Is easy. Further, an insulating film 316 is formed on the entire surface of the substrate, and the wiring 334 is connected to, for example, the power supply voltage (V DD ), and the wiring 314 is supplied to the voltage V DD / through a contact hole (not shown) formed in the insulating film 316. Connected to 2. Here, boron and nitrogen may be directly injected into the wiring layer without forming the silicon nitride film 316.

【0057】次に、図6(b)に示すように、上記シリ
コン窒化膜を選択的に除去して、配線314、315、
335の側壁部のみにサイドウォール窒化膜316を形
成する。この工程は、シリコン窒化膜316を形成しな
い場合には省略する。さらに、基板全面にスパッタ法に
よってチタン膜を膜厚40nm程度に堆積した後、基板
を400〜900℃の温度で5〜60秒間熱処理するこ
とにより、配線314、315、335の上のみに自己
整合的にチタンシリサイド膜317を形成する。これに
より、配線314、315、335を低抵抗化すること
ができる。シリサイド化せずに残ったチタン膜やシリサ
イド以外の反応生成物は洗浄により除去する。さらに、
基板全面に層間絶縁膜318を形成し、この層間絶縁膜
318に形成されたコンタクトホール(図示せず)を介
して、例えば、配線335が電源電圧(VDD)に、配線
315が電圧VDD/2に接続される。
Next, as shown in FIG. 6B, the silicon nitride film is selectively removed to form wirings 314, 315, and
A sidewall nitride film 316 is formed only on the sidewall of 335. This step is omitted when the silicon nitride film 316 is not formed. Further, after depositing a titanium film with a thickness of about 40 nm on the entire surface of the substrate by a sputtering method, the substrate is heat-treated at a temperature of 400 to 900 ° C. for 5 to 60 seconds to self-align only on the wirings 314, 315, and 335. Then, a titanium silicide film 317 is formed. Thereby, the resistance of the wirings 314, 315, and 335 can be reduced. The titanium film remaining without silicidation and reaction products other than silicide are removed by cleaning. further,
An interlayer insulating film 318 is formed on the entire surface of the substrate, and for example, the wiring 335 is connected to the power supply voltage (V DD ) and the wiring 315 is connected to the voltage V DD through a contact hole (not shown) formed in the interlayer insulating film 318. / 2 is connected.

【0058】以上述べたように、本発明によれば、低抵
抗浅接合を形成することができる充分な厚さの金属シリ
サイド層を備えた半導体装置を比較的少ない工程数で製
造することができて、その製造コストが低減する。ま
た、不純物としてボロンを用いた場合でも、導電体内の
ボロン拡散を抑制して、MOSトランジスタのしきい値
電圧の変動を押さえることができる。
As described above, according to the present invention, a semiconductor device having a metal silicide layer having a sufficient thickness capable of forming a low resistance shallow junction can be manufactured with a relatively small number of steps. Therefore, the manufacturing cost is reduced. Further, even when boron is used as the impurity, it is possible to suppress the diffusion of boron in the conductor and suppress the fluctuation of the threshold voltage of the MOS transistor.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明によれば、低抵抗な浅接合を形成
することができる充分な厚さの金属シリサイド層を備え
た半導体装置を比較的少ない工程数で製造することがで
きて、その製造コストが低減する。
According to the present invention, a semiconductor device having a metal silicide layer having a sufficient thickness capable of forming a low-resistance shallow junction can be manufactured in a relatively small number of steps. Manufacturing cost is reduced.

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

【図1】本発明の第1の実施形態によるCMOSデバイ
スの製造方法を工程順に示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a CMOS device according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図2】本発明の第1の実施形態によるCMOSデバイ
スの製造方法を工程順に示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the CMOS device according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図3】本発明の第2の実施形態による半導体装置の製
造方法を工程順に示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention in the order of steps.

【図4】本発明の第2の実施形態による半導体装置の製
造方法を工程順に示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention in the order of steps.

【図5】本発明の第3の実施形態による半導体装置の製
造方法を工程順に示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention in the order of steps.

【図6】本発明の第3の実施形態による半導体装置の製
造方法を工程順に示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention in the order of steps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 P型シリコン基板 102 Nウェル 103 Pウェル 104 フィールド酸化膜 105 ゲート酸化膜 106 ゲートポリシリコン膜 108 N- 領域 109 P- 領域 111 シリコン窒化膜 113 N+ 領域 115 P+ 領域 116 チタン膜 117 チタンシリサイド層101 P-type silicon substrate 102 N-well 103 P-well 104 Field oxide film 105 Gate oxide film 106 Gate polysilicon film 108 N - region 109 P - region 111 Silicon nitride film 113 N + region 115 P + region 116 Titanium film 117 Titanium silicide layer

Claims (33)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板と、 前記半導体基板上にパターン形成されたゲート絶縁膜
と、 前記ゲート絶縁膜上にパターン形成されたゲート電極
と、 少なくとも前記ゲート電極の両側の前記半導体基板内に
形成された、不純物及び窒素を含む不純物拡散層と、 前記ゲート電極の側壁に形成された、窒化膜を含むサイ
ドウォール絶縁膜と、 少なくとも前記不純物拡散層上に形成された金属シリサ
イド膜とを含む半導体装置。
1. A semiconductor substrate, a gate insulating film patterned on the semiconductor substrate, a gate electrode patterned on the gate insulating film, and formed in the semiconductor substrate at least on both sides of the gate electrode. A semiconductor including an impurity diffusion layer containing impurities and nitrogen, a sidewall insulating film including a nitride film formed on a sidewall of the gate electrode, and a metal silicide film formed on at least the impurity diffusion layer. apparatus.
【請求項2】 半導体基板と、 前記半導体基板に形成された第1の導電型の不純物を含
有する第1のウェル領域及び第2の導電型の不純物を含
有する第2のウェル領域と、 前記第1のウェル領域上に形成された第1のゲート絶縁
膜及び前記第2のウェル領域上に形成された第2のゲー
ト絶縁膜と、 前記第1、第2のゲート絶縁膜上にそれぞれ形成された
第1、第2のゲート電極と、 前記第1のゲート電極の両側の前記第1のウェル領域内
に形成された、第1の導電型の不純物及び窒素を含む第
1の不純物拡散層と、 前記第2のゲート電極の両側の前記第2のウェル領域内
に形成された、第2の導電型の不純物及び窒素を含む第
2の不純物拡散層と、 前記第1、第2のゲート電極の側壁にそれぞれ形成され
た、窒化膜を含むサイドウォール絶縁膜と、 少なくとも前記第1、第2の不純物拡散層上にそれぞれ
形成された金属シリサイド膜とを含む半導体装置。
2. A semiconductor substrate, a first well region containing an impurity of a first conductivity type and a second well region containing an impurity of a second conductivity type formed in the semiconductor substrate, A first gate insulating film formed on a first well region, a second gate insulating film formed on the second well region, and formed on the first and second gate insulating films, respectively. First and second gate electrodes, and a first impurity diffusion layer containing nitrogen of the first conductivity type and nitrogen formed in the first well region on both sides of the first gate electrode. A second impurity diffusion layer containing a second conductivity type impurity and nitrogen formed in the second well region on both sides of the second gate electrode; and the first and second gates. The sidewalls including the nitride film formed on the sidewalls of the electrodes are isolated. A semiconductor device comprising an edge film and a metal silicide film formed on at least the first and second impurity diffusion layers.
【請求項3】 半導体基板と、 前記半導体基板上にパターン形成された絶縁膜と、 前記絶縁膜上にパターン形成された、窒素を含む導電体
と、 前記導電体の側壁に形成された、窒化膜を含むサイドウ
ォール絶縁膜と、 少なくとも前記導電体上に形成された金属シリサイド膜
とを含む半導体装置。
3. A semiconductor substrate, an insulating film patterned on the semiconductor substrate, a conductor including nitrogen patterned on the insulating film, and a nitride formed on a sidewall of the conductor. A semiconductor device including: a sidewall insulating film including a film; and a metal silicide film formed on at least the conductor.
【請求項4】 半導体基板と、 前記半導体基板上にパターン形成された絶縁膜と、 前記絶縁膜上にパターン形成された導電体と、 少なくとも前記導電体の両側の前記半導体基板内に形成
された、不純物及び窒素を含む不純物拡散層と、 前記導電体の側壁に形成された、窒化膜を含むサイドウ
ォール絶縁膜と、 少なくとも前記不純物拡散層上に形成された金属シリサ
イド膜とを含む半導体装置。
4. A semiconductor substrate, an insulating film patterned on the semiconductor substrate, a conductor patterned on the insulating film, and formed on at least both sides of the conductor in the semiconductor substrate. A semiconductor device comprising: an impurity diffusion layer containing impurities and nitrogen; a sidewall insulating film containing a nitride film formed on a sidewall of the conductor; and a metal silicide film formed on at least the impurity diffusion layer.
【請求項5】 前記導電体が窒素を含み、 前記導電体上に金属シリサイド膜が形成されている請求
項4に記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the conductor contains nitrogen, and a metal silicide film is formed on the conductor.
【請求項6】 前記導電体がフィールドシールド電極で
ある請求項3又は4に記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 3, wherein the conductor is a field shield electrode.
【請求項7】 前記導電体が配線に用いられている請求
項3に記載の半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 3, wherein the conductor is used for wiring.
【請求項8】 各々がMOSトランジスタとキャパシタ
を有する複数のメモリセルを含み、 前記導電体が、前記複数のメモリセルの一部を選択する
ための配線に用いられている請求項3に記載の半導体装
置。
8. The memory cell according to claim 3, further comprising a plurality of memory cells each having a MOS transistor and a capacitor, wherein the conductor is used as a wiring for selecting a part of the plurality of memory cells. Semiconductor device.
【請求項9】 前記窒化膜の膜厚が100〜300nm
である請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体装
置。
9. The film thickness of the nitride film is 100 to 300 nm.
The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a semiconductor device.
【請求項10】 前記半導体基板がシリコン基板であ
り、前記窒化膜がシリコン窒化膜である請求項1〜4の
いずれか1項に記載の半導体装置。
10. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is a silicon substrate, and the nitride film is a silicon nitride film.
【請求項11】 前記金属シリサイド膜が、チタン、モ
リブデン、タングステン、タンタル及びコバルトからな
る群より選択された少なくともいずれか1つのシリサイ
ド膜である請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体
装置。
11. The semiconductor according to claim 1, wherein the metal silicide film is at least one silicide film selected from the group consisting of titanium, molybdenum, tungsten, tantalum, and cobalt. apparatus.
【請求項12】 前記不純物拡散層が、1018〜1021
/cm3 の窒素を含む請求項1、2又は4のいずれか1
項に記載の半導体装置。
12. The impurity diffusion layer comprises 10 18 to 10 21.
/ Cm containing 3 nitrogen claim 1, 2 or any one of the 4
The semiconductor device according to the item.
【請求項13】 前記導電体が、1018〜1021/cm
3 の窒素を含む請求項3に記載の半導体装置。
13. The conductor is 10 18 to 10 21 / cm.
The semiconductor device according to claim 3, comprising 3 nitrogen.
【請求項14】 半導体基板上にゲート絶縁膜を、さら
に前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を、順次パターン形
成する第1の工程と、 前記ゲート絶縁膜と前記ゲート電極が形成された前記半
導体基板全面に窒化膜を含む絶縁膜を形成した後、前記
絶縁膜を通して、少なくとも前記ゲート電極の両側の前
記半導体基板内に不純物をイオン注入すると共に、前記
窒化膜の窒素を少なくとも前記ゲート電極の両側の前記
半導体基板内に導入する第2の工程と、 前記絶縁膜をエッチングして、前記ゲート電極の側壁に
前記窒化膜を含むサイドウォール絶縁膜を形成し、前記
サイドウォール絶縁膜の外側の前記半導体基板を露出さ
せる第3の工程と、 前記ゲート絶縁膜と前記ゲート電極と前記サイドウォー
ル絶縁膜が形成された前記半導体基板全面に金属膜を形
成した後、前記半導体基板の熱処理を行い、少なくとも
前記サイドウォール絶縁膜の外側の前記半導体基板上に
金属シリサイド膜を形成する第4の工程と、 シリサイド化しなかった部分の前記金属膜を除去する第
5の工程とを含む半導体装置の製造方法。
14. A first step of sequentially forming a gate insulating film on a semiconductor substrate and a gate electrode on the gate insulating film, and the semiconductor substrate on which the gate insulating film and the gate electrode are formed. After forming an insulating film including a nitride film on the entire surface, impurities are ion-implanted into the semiconductor substrate at least on both sides of the gate electrode through the insulating film, and nitrogen in the nitride film is deposited on at least both sides of the gate electrode. A second step of introducing into the semiconductor substrate; and etching the insulating film to form a sidewall insulating film including the nitride film on a sidewall of the gate electrode, and the semiconductor outside the sidewall insulating film. A third step of exposing the substrate, and gold on the entire surface of the semiconductor substrate on which the gate insulating film, the gate electrode, and the sidewall insulating film are formed. After forming the metal film, heat-treating the semiconductor substrate to form a metal silicide film on the semiconductor substrate at least outside the sidewall insulating film; and a part of the metal film not silicified. And a fifth step of removing the semiconductor device.
【請求項15】 半導体基板の第1の領域に第1の導電
型の不純物を含有する第1のウェルを形成し、前記第1
の領域と異なる前記半導体基板の第2の領域に第2の導
電型の不純物を含有する第2のウェルを形成する第1の
工程と、 前記第1のウェル上に第1のゲート絶縁膜を形成すると
ともに、前記第2のウェル上に第2のゲート絶縁膜を形
成し、前記第1、第2のゲート絶縁膜上にそれぞれ第
1、第2のゲート電極を、順次パターン形成する第2の
工程と、 前記第1、第2のゲート絶縁膜と前記第1、第2のゲー
ト電極が形成された前記第1、第2のウェル全面に窒化
膜を含む絶縁膜を形成する第3の工程と、 前記絶縁膜を通して、前記第1の領域の前記第1のゲー
ト電極の両側の第1のウェル内に第1の不純物をイオン
注入すると共に、前記窒化膜の窒素を少なくとも前記第
1のゲート電極の両側の前記第1のウェル内に導入する
第4の工程と、 前記絶縁膜を通して、前記第2の領域の前記第2のゲー
ト電極の両側の第2のウェル内に第2の不純物をイオン
注入すると共に、前記窒化膜の窒素を少なくとも前記第
2のゲート電極の両側の前記第2のウェル内に導入する
第5の工程と、 前記絶縁膜をエッチングして、前記第1、第2のゲート
電極の側壁に前記絶縁膜からなるサイドウォール絶縁膜
をそれぞれ形成し、前記サイドウォール絶縁膜の外側の
前記第1、第2のウェルを露出させる第6の工程と、 前記第1、第2のゲート絶縁膜と前記第1、第2のゲー
ト電極と前記サイドウォール絶縁膜が形成された前記第
1、第2のウェル全面に金属膜を形成した後、前記半導
体基板に熱処理を施すことにより、少なくとも前記サイ
ドウォール絶縁膜の外側の前記第1、第2のウェル上に
金属シリサイド膜をそれぞれ形成する第7の工程と、 シリサイド化しなかった部分の前記金属膜を除去する第
8の工程とを含む半導体装置の製造方法。
15. A first well containing an impurity of a first conductivity type is formed in a first region of a semiconductor substrate, and the first well is formed.
A second step of forming a second well containing an impurity of a second conductivity type in a second region of the semiconductor substrate different from the first region, and forming a first gate insulating film on the first well. A second gate insulating film is formed on the second well, and a first gate electrode and a second gate electrode are sequentially formed on the first and second gate insulating films, respectively. And a third step of forming an insulating film including a nitride film on the entire surfaces of the first and second wells in which the first and second gate insulating films and the first and second gate electrodes are formed. A step of implanting a first impurity into the first wells on both sides of the first gate electrode in the first region through the insulating film, and at least nitrogen of the nitride film at least in the first region; A fourth step of introducing into the first well on both sides of the gate electrode, A second impurity is ion-implanted into the second wells on both sides of the second gate electrode in the second region through the insulating film, and nitrogen in the nitride film is formed at least in the second gate electrode. A fifth step of introducing into the second wells on both sides, and the insulating film is etched to form sidewall insulating films made of the insulating film on the sidewalls of the first and second gate electrodes, respectively. A sixth step of exposing the first and second wells outside the sidewall insulating film, the first and second gate insulating films, the first and second gate electrodes, and the sidewall A metal film is formed on the entire surface of the first and second wells in which an insulating film is formed, and then the semiconductor substrate is subjected to heat treatment to at least the first and second wells outside the sidewall insulating film. above The method of manufacturing a semiconductor device including a seventh step of forming the genus silicide film, respectively, and an eighth step of removing the metal film in a portion which was not silicided.
【請求項16】 半導体基板上に第1の絶縁膜を形成
し、さらに前記第1の絶縁膜上に導電体をパターン形成
する第1の工程と、 前記第1の絶縁膜と前記導電体が形成された前記半導体
基板全面に窒化膜を含む第2の絶縁膜を形成した後、前
記第2の絶縁膜を通して前記導電体内に不純物をイオン
注入すると共に、前記窒化膜の窒素を前記導電体内に導
入する第2の工程と、 前記第2の絶縁膜をエッチングして、前記導電体の側壁
に前記第2の絶縁膜からなるサイドウォール絶縁膜を形
成する第3の工程と、 少なくとも前記導電体上に金属シリサイド膜を形成する
第4の工程とを含む半導体装置の製造方法。
16. A first step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate and further patterning a conductor on the first insulating film; and a step of forming the first insulating film and the conductor. After forming a second insulating film including a nitride film on the entire surface of the formed semiconductor substrate, impurities are ion-implanted into the conductor through the second insulating film, and nitrogen in the nitride film is introduced into the conductor. A second step of introducing, a third step of etching the second insulating film to form a sidewall insulating film made of the second insulating film on a sidewall of the conductor, at least the conductor And a fourth step of forming a metal silicide film thereon.
【請求項17】 半導体基板上に第1の絶縁膜を形成
し、前記第1の絶縁膜上に導電体をパターン形成する第
1の工程と、 前記第1の絶縁膜と前記導電体が形成された前記半導体
基板全面に窒化膜を含む第2の絶縁膜を形成した後、前
記第2の絶縁膜を通して、少なくとも前記導電体の両側
の前記半導体基板内に不純物をイオン注入すると共に、
前記窒化膜の窒素を前記導電体の両側の前記半導体基板
内に導入する第2の工程と、 前記第2の絶縁膜をエッチングして、前記導電体の側壁
に前記第2の絶縁膜からなるサイドウォール絶縁膜を形
成し、前記サイドウォール絶縁膜の外側の前記半導体基
板を露出させる第3の工程と、 少なくとも前記サイドウォール絶縁膜の外側の前記半導
体基板上に金属シリサイド膜を形成する第4の工程とを
含む半導体装置の製造方法。
17. A first step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate and patterning a conductor on the first insulating film; and forming the first insulating film and the conductor. A second insulating film including a nitride film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate, and impurities are ion-implanted into the semiconductor substrate at least on both sides of the conductor through the second insulating film.
A second step of introducing nitrogen of the nitride film into the semiconductor substrate on both sides of the conductor; and etching the second insulating film to form a sidewall of the conductor with the second insulating film. A third step of forming a sidewall insulating film and exposing the semiconductor substrate outside the sidewall insulating film; and a fourth step of forming a metal silicide film on the semiconductor substrate at least outside the sidewall insulating film. And a method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項18】 前記第2の工程が、前記窒化膜を通し
て前記導電体に前記不純物をイオン注入すると共に、前
記窒化膜の窒素を前記導電体内に導入する工程を含んで
いる請求項17に記載の半導体装置の製造方法。
18. The method according to claim 17, wherein the second step includes a step of ion-implanting the impurities into the conductor through the nitride film and introducing nitrogen of the nitride film into the conductor. Of manufacturing a semiconductor device of.
【請求項19】 前記導電体がフィールドシールド電極
である請求項16又は17に記載の半導体装置の製造方
法。
19. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 16, wherein the conductor is a field shield electrode.
【請求項20】 前記導電体が配線に用いられる請求項
16に記載の半導体装置の製造方法。
20. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 16, wherein the conductor is used for wiring.
【請求項21】 各々がMOSトランジスタとキャパシ
タを有する複数のメモリセルを含み、 前記導電体が、前記複数のメモリセルの一部を選択する
ための配線に用いられる請求項16に記載の半導体装置
の製造方法。
21. The semiconductor device according to claim 16, further comprising a plurality of memory cells each having a MOS transistor and a capacitor, wherein said conductor is used for a wiring for selecting a part of said plurality of memory cells. Manufacturing method.
【請求項22】 前記窒化膜の膜厚が100〜300n
mである請求項14〜17のいずれか1項に記載の半導
体装置の製造方法。
22. The film thickness of the nitride film is 100 to 300 n.
18. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 14, wherein m is m.
【請求項23】 前記半導体基板がシリコン基板であ
り、前記窒化膜がシリコン窒化膜である請求項14〜1
7のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
23. The semiconductor substrate is a silicon substrate, and the nitride film is a silicon nitride film.
8. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of items 7.
【請求項24】 前記金属シリサイド膜が、チタン、モ
リブデン、タングステン、タンタル及びコバルトからな
る群より選択された少なくともいずれか1つのシリサイ
ド膜である請求項14〜17のいずれか1項に記載の半
導体装置の製造方法。
24. The semiconductor according to claim 14, wherein the metal silicide film is at least one silicide film selected from the group consisting of titanium, molybdenum, tungsten, tantalum, and cobalt. Device manufacturing method.
【請求項25】 前記不純物拡散層が、1018〜1021
/cm3 の窒素を含む請求項14、15又は17のいず
れか1項に記載の半導体装置の製造方法。
25. The impurity diffusion layer comprises 10 18 to 10 21.
18. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 14, wherein the semiconductor device contains nitrogen in an amount of / cm 3 .
【請求項26】 前記導電体が、1018〜1021/cm
3 の窒素を含む請求項16に記載の半導体装置の製造方
法。
26. The conductor is 10 18 to 10 21 / cm.
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 16, wherein the semiconductor device contains 3 nitrogen.
【請求項27】 前記熱処理を、400〜900℃の温
度で5〜60秒間行う請求項14又は15に記載の半導
体装置の製造方法。
27. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 14, wherein the heat treatment is performed at a temperature of 400 to 900 ° C. for 5 to 60 seconds.
【請求項28】 前記金属シリサイド膜に600〜11
00℃の温度で5〜60秒間の熱処理を施す工程をさら
に含む請求項14又は15に記載の半導体装置の製造方
法。
28. The metal silicide film has a thickness of 600-11.
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 14, further comprising a step of performing heat treatment at a temperature of 00 ° C. for 5 to 60 seconds.
【請求項29】 半導体基板上に絶縁膜を形成し、前記
絶縁膜上に導電体を形成した後、前記導電体をパターン
形成する工程と、 前記導電体内に少なくともボロンと窒素を注入する工程
と、 少なくとも前記導電体上に金属シリサイド膜を形成する
工程とを含む半導体装置の製造方法。
29. A step of forming an insulating film on a semiconductor substrate, forming a conductor on the insulating film, and then patterning the conductor; and a step of implanting at least boron and nitrogen into the conductor. And at least forming a metal silicide film on the conductor.
【請求項30】 前記導電体がフィールドシールド電極
である請求項29に記載の半導体装置の製造方法。
30. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 29, wherein the conductor is a field shield electrode.
【請求項31】 各々がMOSトランジスタとキャパシ
タを有する複数のメモリセルを含み、 前記導電体が、前記複数のメモリセルの一部を選択する
ための配線に用いられる請求項29に記載の半導体装置
の製造方法。
31. The semiconductor device according to claim 29, comprising a plurality of memory cells each having a MOS transistor and a capacitor, wherein the conductor is used for a wiring for selecting a part of the plurality of memory cells. Manufacturing method.
【請求項32】 前記第1の導電型の不純物が、N型と
P型の内の1つの不純物であり、 前記第2の導電型の不純物が、N型とP型の内の他の不
純物である請求項2に記載の半導体装置。
32. The impurity of the first conductivity type is one impurity of N type and P type, and the impurity of the second conductivity type is another impurity of N type and P type. The semiconductor device according to claim 2, wherein
【請求項33】 前記第1の導電型の不純物が、N型と
P型の内の1つの不純物であり、 前記第2の導電型の不純物が、N型とP型の内の他の不
純物である請求項15に記載の半導体装置の製造方法。
33. The impurity of the first conductivity type is one impurity of N-type and P-type, and the impurity of the second conductivity type is another impurity of N-type and P-type. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 15, wherein
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JP2006108251A (en) * 2004-10-01 2006-04-20 Rohm Co Ltd Manufacturing method of semiconductor device

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