JPH08255766A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
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- JPH08255766A JPH08255766A JP5843495A JP5843495A JPH08255766A JP H08255766 A JPH08255766 A JP H08255766A JP 5843495 A JP5843495 A JP 5843495A JP 5843495 A JP5843495 A JP 5843495A JP H08255766 A JPH08255766 A JP H08255766A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特にサリサイドプロセスに適用される半導体装置
の製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of manufacturing a semiconductor device applied to a salicide process.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体素子の微細化を達成する重要なプ
ロセスの一つに、ゲート上とソース・ドレイン(以下、
S/Dと記す)拡散層上とを自己整合的にシリサイド化
する、いわゆるサリサイドプロセスがある。2. Description of the Related Art One of the important processes for achieving miniaturization of semiconductor devices is on the gate and source / drain (hereinafter, referred to as
There is a so-called salicide process of forming a silicide on the diffusion layer in a self-aligned manner (referred to as S / D).
【0003】従来のサリサイドプロセスでは、まず図3
(a)に示すように、シリコン(Si)基板50上に、
ゲート酸化膜51とポリシリコン(Poly−Si)層52
とを順次積層してなるゲート53を形成する。この後、
ゲート53を覆う状態でSi基板50上に酸化シリコン
(SiO2 )(図示せず)を堆積し、続いてRIEによ
るエッチバックによってゲート53の側壁部にSiO2
からなるサイドウォール54を形成する。そしてイオン
注入法によって、Si基板50におけるサイドウォール
54の両側位置に、S/D拡散層55を形成する。In the conventional salicide process, first, referring to FIG.
As shown in (a), on a silicon (Si) substrate 50,
Gate oxide film 51 and polysilicon (Poly-Si) layer 52
A gate 53 is formed by sequentially stacking and. After this,
Depositing a silicon oxide on the Si substrate 50 in the state of covering the gate 53 (SiO 2) (not shown), followed by SiO 2 on the side wall of the gate 53 by an etch-back by RIE
A sidewall 54 made of is formed. Then, the S / D diffusion layers 55 are formed on both sides of the sidewall 54 of the Si substrate 50 by the ion implantation method.
【0004】次に図3(b)に示すように、Poly−Si
層52上およびサイドウォール54の表面を覆う状態で
Si基板50上にチタン(Ti)層57を形成し、続い
て第1回目の加熱処理(アニール処理)を行う。これに
より、Poly−Si層52とTi層57、S/D拡散層5
5位置のSi基板50とTi層57とをそれぞれシリサ
イド化反応させ、Poly−Si層52上、つまりゲート5
3上とS/D拡散層55上とにチタンシリサイド(Ti
Si2 )からなるサリサイド層58を形成する。Next, as shown in FIG. 3B, Poly-Si
A titanium (Ti) layer 57 is formed on the Si substrate 50 in a state of covering the surface of the layer 52 and the sidewalls 54, and then a first heat treatment (annealing treatment) is performed. As a result, the Poly-Si layer 52, the Ti layer 57, the S / D diffusion layer 5
The Si substrate 50 and the Ti layer 57 at the 5th position are silicidized to each other, and the poly-Si layer 52, that is, the gate 5 is formed.
3 and the S / D diffusion layer 55 on the titanium silicide (Ti
A salicide layer 58 made of Si 2 ) is formed.
【0005】そして図3(c)に示すように、サイドウ
ォール54表面上のTi層57を選択的にエッチングし
て除去し、第2回目の加熱処理を行ってサリサイド層5
8を低抵抗化する。この後は、通常の層間絶縁膜(図示
せず)形成等の工程を行う。Then, as shown in FIG. 3C, the Ti layer 57 on the surface of the sidewall 54 is selectively etched and removed, and a second heat treatment is performed to perform salicide layer 5 removal.
8 to lower the resistance. After that, a usual process such as formation of an interlayer insulating film (not shown) is performed.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
半導体装置の製造方法では、シリサイド化反応のための
熱処理の際、図4(a)中矢印で示すように、サイドウ
ォール54表面に形成されたTi層57がPoly−Si層
52のSiやSi基板50のSiを吸収してサイドウォ
ール54表面上にもサリサイド層58が形成される、い
わゆるサリサイド層58の這い上がりと呼ばれる現象が
発生する。However, in the above-described method for manufacturing a semiconductor device, during the heat treatment for the silicidation reaction, it is formed on the surface of the sidewall 54 as shown by the arrow in FIG. 4 (a). A phenomenon called so-called creeping up of the salicide layer 58 occurs in which the Ti layer 57 absorbs Si of the Poly-Si layer 52 and Si of the Si substrate 50 to form the salicide layer 58 on the surface of the sidewall 54.
【0007】ゲート53とS/D拡散層55位置のSi
基板50とは、サイドウォール54の外表面分隔たって
いるだけでそれらの間の距離が短いため、このような這
い上がりが起きると、図4(b)に示すようにSi基板
50上のサリサイド層58とPoly−Si層52上のサリ
サイド層58とが連続してしまい、その後のTi層57
のエッチング工程でもその連続したサリサイド層58が
除去されずに残って、半導体装置の作動時にPoly−Si
層52とS/D拡散層55とがショートするおそれがあ
る。本発明は上記課題を解決するためになされたもので
あり、熱処理時のサリサイド層の這い上がりによるゲー
トと拡散層とのショートを防止することができる半導体
装置の製造方法を提供することを目的としている。Si at the position of the gate 53 and the S / D diffusion layer 55
Since the substrate 50 is separated from the outer surface of the sidewall 54 by a short distance, and when such creeping occurs, the salicide layer on the Si substrate 50 is formed as shown in FIG. 4B. 58 and the salicide layer 58 on the Poly-Si layer 52 are continuous, and the Ti layer 57 after that.
In the etching process, the continuous salicide layer 58 remains without being removed, and the Poly-Si layer is not removed during operation of the semiconductor device.
The layer 52 and the S / D diffusion layer 55 may be short-circuited. The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of preventing a short circuit between a gate and a diffusion layer due to creeping up of a salicide layer during heat treatment. There is.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法では、まず第1工程にて、シリコン系材料からな
る基体表面にシリコン系材料層とオフセット膜とを順次
積層した後、この積層体をゲートにパターン化する。次
いで第2工程にて、ゲートを覆う状態で基体上にオフセ
ット膜とはエッチング速度の異なる絶縁材料の層を形成
した後、エッチングによってゲートの側壁部に上記絶縁
材料からなるサイドウォールを形成する。続いて第3工
程にて、基体におけるサイドウォールの両側の位置にそ
れぞれソース・ドレイン拡散層を形成し、第4工程にて
エッチングによってオフセット膜を除去する。第5工程
にて、サイドウォール表面とシリコン系材料層上とを覆
う状態でソース・ドレイン拡散層位置の基体上に高融点
金属の層または高融点金属化合物の層を形成した後、ソ
ース・ドレイン拡散層位置の基体、シリコン系材料層の
それぞれと高融点金属の層または高融点金属化合物の層
とをシリサイド化反応させる。そして第6工程にて、第
5工程でシリサイド化反応させなかった高融点金属の層
または高融点金属化合物の層を除去し半導体装置を得
る。In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, first, in a first step, a silicon-based material layer and an offset film are sequentially laminated on the surface of a substrate made of a silicon-based material, and then this lamination is performed. Pattern the body into a gate. Next, in a second step, a layer of an insulating material having a different etching rate from the offset film is formed on the substrate so as to cover the gate, and then a sidewall made of the above insulating material is formed on the side wall of the gate by etching. Subsequently, in a third step, source / drain diffusion layers are formed at positions on both sides of the side wall of the substrate, and the offset film is removed by etching in a fourth step. In the fifth step, after forming a refractory metal layer or refractory metal compound layer on the substrate at the source / drain diffusion layer position in a state of covering the sidewall surface and the silicon-based material layer, the source / drain is formed. The silicidation reaction is performed between the substrate at the position of the diffusion layer and the silicon-based material layer and the layer of the refractory metal or the layer of the refractory metal compound. Then, in a sixth step, the layer of the refractory metal or the layer of the refractory metal compound which has not undergone the silicidation reaction in the fifth step is removed to obtain a semiconductor device.
【0009】なおこの方法では、高融点金属の層または
高融点金属化合物の層を形成する際、サイドウォールの
上端部に、高融点金属または高融点金属化合物からなり
かつ外側に膨出する膨出部を形成することが好ましい。According to this method, when forming the layer of the refractory metal or the layer of the refractory metal compound, the bulge which is made of the refractory metal or the refractory metal compound and bulges outward at the upper end of the sidewall. It is preferable to form a part.
【0010】[0010]
【作用】本発明では、シリコン系材料層上にオフセット
膜を形成することによりゲートを高くしているので、ゲ
ートの側壁部にサイドウォールがシリコン系材料層より
高く形成される。しかもオフセット膜を除去するため、
従来に比べてサイドウォールの表面積が増加する。つま
り、シリコン系材料層から拡散層位置の基体までの距離
が、サイドウォールが高くなった分にさらにオフセット
膜が除去された部分の高さが加わって長くなる。よって
基体、シリコン系材料層のそれぞれと高融点金属層とを
シリサイド化反応させるための熱処理を行った際に、形
成されたサリサイド層の這い上がり現象が発生しても、
基体上のサリサイド層とシリコン系材料層上のサリサイ
ド層とが連続することが防止される。In the present invention, since the gate is raised by forming the offset film on the silicon-based material layer, the sidewall is formed higher than the silicon-based material layer on the side wall of the gate. Moreover, in order to remove the offset film,
The surface area of the sidewall is increased as compared with the conventional case. That is, the distance from the silicon-based material layer to the substrate at the diffusion layer position becomes longer because the height of the sidewall is increased and the height of the portion where the offset film is removed is added. Therefore, even if a creeping phenomenon of the formed salicide layer occurs when heat treatment for silicidizing the substrate and the silicon-based material layer with the refractory metal layer occurs,
The salicide layer on the substrate and the salicide layer on the silicon-based material layer are prevented from being continuous with each other.
【0011】またサイドウォールの上端部に、高融点金
属または高融点金属化合物からなりかつ外側に膨出す
る、高融点金属または高融点金属化合物の体積が大きい
膨出部を形成すると、たとえサイドウォールのオフセッ
ト膜除去部分に形成された高融点金属層がシリコン系材
料層のシリコンを多く吸収しても、このシリコンは膨出
部の高融点金属または高融点金属化合物と反応して消費
されてしまう。よって、サリサイド層の這い上がりが膨
出部でくい止められる。Further, if a bulging portion made of a high melting point metal or a high melting point metal compound and bulging outward and having a large volume of the high melting point metal or the high melting point metal compound is formed at the upper end portion of the sidewall, even if the sidewall is formed, Even if the refractory metal layer formed in the offset film removed portion of the device absorbs a large amount of silicon in the silicon-based material layer, this silicon reacts with the refractory metal or refractory metal compound in the bulge and is consumed. . Therefore, the creeping up of the salicide layer is stopped by the bulging portion.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明の半導体装置の製造方法の実施
例を図面に基づいて説明する。図1(a)〜(g)は本
発明の一実施例を工程順に示す説明図である。ここでは
本発明における基体としてシリコン(Si)基板を用
い、まず図1(a)に示す第1工程にて、熱酸化法によ
り、シリコン基板1表面にゲート酸化膜2を形成する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A to 1G are explanatory views showing an embodiment of the present invention in the order of steps. Here, a silicon (Si) substrate is used as a substrate in the present invention. First, in the first step shown in FIG. 1A, the gate oxide film 2 is formed on the surface of the silicon substrate 1 by the thermal oxidation method.
【0013】続いてCVD法によって、Si基板1上に
ゲート酸化膜2を介して、本発明のシリコン系材料層と
なるポリシリコン(Poly−Si)層3と、フォスフォシ
リケートガラス(PSG)からなるオフセット膜4とを
順次積層する。このとき、Poly−Si層3の膜厚は10
0〜200nm、オフセット膜4の膜厚は200nm程
度にする。Then, by a CVD method, a polysilicon (Poly-Si) layer 3 to be a silicon-based material layer of the present invention and a phosphosilicate glass (PSG) are formed on the Si substrate 1 via the gate oxide film 2. And the offset film 4 to be sequentially laminated. At this time, the film thickness of the Poly-Si layer 3 is 10
The thickness of the offset film 4 is set to about 200 nm.
【0014】次いで、オフセット膜4上にレジストパタ
ーン(図示せず)を形成した後、レジストパターンをマ
スクにしたエッチングによってオフセット膜4、Poly−
Si層3をゲート5のパターンに形成する。そしてイオ
ン注入法によって、Si基板1にLDD(Lightly-Dope
d Drain)拡散層6を形成する。Next, after forming a resist pattern (not shown) on the offset film 4, the offset film 4 and the Poly- film are formed by etching using the resist pattern as a mask.
The Si layer 3 is formed in the pattern of the gate 5. Then, the LDD (Lightly-Dope) is formed on the Si substrate 1 by the ion implantation method.
d Drain) The diffusion layer 6 is formed.
【0015】次に第2工程にて、CVD法により、絶縁
材料からなる層(図示せず)をゲート5を覆う状態でS
i基板1上に形成する。ここでは上記絶縁材料からなる
層として、後述する希釈したフッ酸を用いたウエットエ
ッチングにおいてオフセット膜4のエッチング速度(3
0nm/分)とは異なるエッチング速度の酸化シリコン
(SiO2 )層(エッチング速度:10nm/分)を形
成する。次いでRIEによるエッチバックによって、図
1(b)に示すように、ゲート5の側壁部にSiO2 か
らなりかつ高さが300〜400nm程度のサイドウォ
ール7を形成する。Next, in a second step, S is performed by a CVD method with a layer (not shown) made of an insulating material covering the gate 5.
It is formed on the i substrate 1. Here, as the layer made of the insulating material, the etching rate (3%) of the offset film 4 in wet etching using diluted hydrofluoric acid described later is used.
A silicon oxide (SiO 2 ) layer (etching rate: 10 nm / min) having an etching rate different from 0 nm / min) is formed. Next, as shown in FIG. 1B, a sidewall 7 made of SiO 2 and having a height of about 300 to 400 nm is formed on the sidewall of the gate 5 by etching back by RIE.
【0016】次に図1(c)に示す第3工程にて、イオ
ン注入法により、Si基板1におけるサイドウォール7
の両側位置に、ソース・ドレイン(以下、S/Dと記
す)拡散層8を形成する。なお、このとき、Si基板1
のサイドウォール7の直下の箇所にはイオンが注入され
ないため、最終的にその箇所がLDD拡散層6になる。
続いて図1(d)に示す第4工程にて、希釈したフッ酸
を用いたウエットエッチングにより、オフセット膜4を
選択的に除去する。Next, in the third step shown in FIG. 1C, the sidewall 7 on the Si substrate 1 is formed by ion implantation.
Source / drain (hereinafter referred to as S / D) diffusion layers 8 are formed on both sides of the. At this time, the Si substrate 1
Ions are not implanted into the portion immediately below the side wall 7 of the above, so that the portion finally becomes the LDD diffusion layer 6.
Subsequently, in a fourth step shown in FIG. 1D, the offset film 4 is selectively removed by wet etching using diluted hydrofluoric acid.
【0017】その後、図1(e)に示す第5工程にて、
CVD法またはスパッタリング法により、サイドウォー
ル7表面とPoly−Si層3上とを覆う状態でSi基板1
上に、例えばチタン(Ti)からなる高融点金属層9を
形成する。このとき同時に、サイドウォール7の上端部
に外側に膨出するようにTiからなる膨出部9aを形成
する。スパッタリング法、CVD法によって高融点金属
層9および膨出部9aを形成する場合のそれぞれの条件
例を以下に示す。Then, in the fifth step shown in FIG. 1 (e),
The Si substrate 1 is covered with the surface of the side wall 7 and the top of the Poly-Si layer 3 by the CVD method or the sputtering method.
A refractory metal layer 9 made of, for example, titanium (Ti) is formed thereon. At the same time, a bulging portion 9a made of Ti is formed at the upper end of the sidewall 7 so as to bulge outward. Examples of respective conditions when the refractory metal layer 9 and the bulging portion 9a are formed by the sputtering method and the CVD method are shown below.
【0018】スパッタリング法; スパッタリングガス:アルゴン(Ar)ガス ガス流量 :0.4Pa スパッタリング電力:5kW Si基板温度 :200℃ CVD法; 反応ガス :TiCl4 /H2 /Ar ガス流量 :TiCl4 /H2 /Ar=3/10
0/170sccm マイクロ波パワー:2.8kW Si基板温度 :460℃Sputtering method: Sputtering gas: Argon (Ar) gas Gas flow rate: 0.4 Pa Sputtering power: 5 kW Si substrate temperature: 200 ° C. CVD method; Reaction gas: TiCl 4 / H 2 / Ar gas flow rate: TiCl 4 / H 2 / Ar = 3/10
0 / 170sccm Microwave power: 2.8kW Si substrate temperature: 460 ° C
【0019】続いて窒素雰囲気中、650℃で30秒程
度の熱処理(アニール処理)を行って、図1(f)に示
すように、S/D拡散層7位置のSi基板1、Poly−S
i層3のそれぞれと高融点金属層9とをシリサイド化反
応させる。これによりPoly−Si層3上、つまりゲート
5上と、S/D拡散層8上とにチタンシリサイド(Ti
Si2 )からなるサリサイド層10が形成される。Then, a heat treatment (annealing treatment) is performed at 650 ° C. for about 30 seconds in a nitrogen atmosphere, and as shown in FIG. 1 (f), the Si substrate 1 at the position of the S / D diffusion layer 7, Poly-S.
Each of the i layers 3 and the refractory metal layer 9 are silicidized. As a result, titanium silicide (Ti) is formed on the Poly-Si layer 3, that is, on the gate 5 and on the S / D diffusion layer 8.
The salicide layer 10 made of Si 2 ) is formed.
【0020】そして図1(g)に示す第6工程にて、ア
ンモニア過水(NH3 :H2 O2 :H2 O=1:2:
7)を用いたウエットエッチングにより、シリサイド化
反応させなかったサイドウォール7表面上の高融点金属
層9を選択的に除去し、続いて窒素雰囲気中、800℃
で30秒程度のアニール処理を行ってサリサイド層10
を低抵抗化する。Then, in a sixth step shown in FIG. 1 (g), ammonia-hydrogen peroxide mixture (NH 3 : H 2 O 2 : H 2 O = 1: 2:
By wet etching using 7), the refractory metal layer 9 on the surface of the side wall 7 which has not undergone the silicidation reaction is selectively removed, and then in a nitrogen atmosphere at 800 ° C.
The salicide layer 10 is annealed for about 30 seconds.
To lower the resistance.
【0021】上記した半導体装置の製造方法では、Poly
−Si層3上にオフセット膜4を形成することによりゲ
ート5を高くしているので、ゲート5の側壁部にサイド
ウォール7がPoly−Si層3より高く形成される。しか
もオフセット膜4を選択的に除去するため、サイドウォ
ール7の表面積が増加する。すなわち図2の要部拡大図
に示すように、Poly−Si層3からS/D拡散層8位置
のSi基板1までの距離が、図3に示した従来例に比べ
てサイドウォール7が高くなった分にさらにオフセット
膜4が除去された立ち上がり部分aの高さが加わって長
くなる。In the method of manufacturing a semiconductor device described above, the Poly
Since the gate 5 is raised by forming the offset film 4 on the -Si layer 3, the sidewall 7 is formed higher than the Poly-Si layer 3 on the side wall of the gate 5. Moreover, since the offset film 4 is selectively removed, the surface area of the sidewall 7 increases. That is, as shown in the enlarged view of the main part of FIG. 2, the distance from the Poly-Si layer 3 to the Si substrate 1 at the position of the S / D diffusion layer 8 is higher in the sidewall 7 than in the conventional example shown in FIG. In addition, the height of the rising portion a from which the offset film 4 is removed is further added to increase the length.
【0022】よって、Si基板1、Poly−Si層3のそ
れぞれと高融点金属層9とをシリサイド化反応させるた
めの熱処理を行った際に、形成されたサリサイド層10
の這い上がり現象が発生しても、Si基板1上のサリサ
イド層10とPoly−Si層3上のサリサイド層10とが
連続してしまうことが防止される。このため、サイドウ
ォール7表面上の未反応高融点金属層9のエッチング除
去工程後においては、Si基板1上のサリサイド層10
とPoly−Si層3上のサリサイド層10とが完全に分離
するので、半導体装置の作動時におけるPoly−Si層3
とS/D拡散層8とのショートが防止される。Therefore, the salicide layer 10 formed when the heat treatment for siliciding the Si substrate 1 and the Poly-Si layer 3 with the refractory metal layer 9 is performed.
Even if the creeping phenomenon occurs, the salicide layer 10 on the Si substrate 1 and the salicide layer 10 on the Poly-Si layer 3 are prevented from being continuous with each other. Therefore, after the step of removing the unreacted refractory metal layer 9 on the surface of the sidewall 7 by etching, the salicide layer 10 on the Si substrate 1 is removed.
Since the salicide layer 10 on the Poly-Si layer 3 is completely separated, the Poly-Si layer 3 at the time of operating the semiconductor device.
And the S / D diffusion layer 8 are prevented from being short-circuited.
【0023】またサイドウォール7に形成される高融点
金属層9は、サイドウォール7の立ち上がり部分aにお
いて特に薄く形成されることから、その立ち上がり部分
aの高融点金属層9がPoly−Si層3から吸収するSi
も少ないため、サリサイド層10の這い上がりの度合い
が少ない。さらにサイドウォール7の上端部に、Tiの
体積が大きい膨出部9aを形成するので、たとえ立ち上
がり部分aの高融点金属層9がPoly−Si層3のSiを
多く吸収しても、このSiは膨出部9aのTiと反応し
て消費されてしまう。よって、サリサイド層10の這い
上がりが膨出部9aでくい止められる。Since the refractory metal layer 9 formed on the sidewall 7 is formed particularly thin at the rising portion a of the sidewall 7, the refractory metal layer 9 at the rising portion a is the Poly-Si layer 3. Si absorbed from
Therefore, the degree of creeping up of the salicide layer 10 is small. Further, since the bulging portion 9a having a large volume of Ti is formed at the upper end portion of the sidewall 7, even if the refractory metal layer 9 at the rising portion a absorbs a large amount of Si of the Poly-Si layer 3, this Si Is consumed by reacting with Ti in the bulging portion 9a. Therefore, the creeping up of the salicide layer 10 is stopped by the bulging portion 9a.
【0024】したがって本実施例によれば、Si基板1
上のサリサイド層10とPoly−Si層3上のサリサイド
層10とが這い上がりによって連続することが防止され
ることから、半導体装置の作動時におけるゲート5とS
/D拡散層8とのショートを確実に防止できるので、電
気的性能が高い微細な半導体装置を製造することができ
る。Therefore, according to this embodiment, the Si substrate 1
Since the salicide layer 10 on the upper side and the salicide layer 10 on the Poly-Si layer 3 are prevented from continuing due to the creeping up, the gate 5 and the S 5 at the time of operation of the semiconductor device are prevented.
Since a short circuit with the / D diffusion layer 8 can be surely prevented, a fine semiconductor device having high electrical performance can be manufactured.
【0025】なお、上記実施例では、本発明の高融点金
属がTiからなる場合について説明したが、その他の高
融点金属を用いることもできる。また、高融点金属に替
えて例えばTix N yなどの高融点金属化合物を用いる
こともでき、この場合にも上記実施例と同様の効果を得
ることができる。In the above embodiments, the case where the refractory metal of the present invention is made of Ti has been described, but other refractory metals can be used. Further, instead of the refractory metal, a refractory metal compound such as Ti x N y can be used, and in this case, the same effect as that of the above embodiment can be obtained.
【0026】また上記実施例では、本発明におけるオフ
セット膜がPSGからなり、かつサイドウォールがSi
O2 からなる場合について述べたが、オフセット膜に対
してサイドウォールのエッチング速度が異なれば、つま
りオフセット膜とサイドウォールとのエッチング選択比
がとれればこの組合せに限定されない。例えばオフセッ
ト膜をPSG、サイドウォールを窒化シリコン(Si
N)で形成することができ、またオフセット膜をSiO
2 、サイドウォールをSiNで形成することができる。
さらに上記実施例では、ウエットエッチングによってオ
フセット膜4を除去したが、オフセット膜4が選択的に
除去されればドライエッチングによって除去してもよ
い。In the above embodiment, the offset film of the present invention is made of PSG and the sidewall is made of Si.
The case of O 2 has been described, but the combination is not limited to this combination as long as the etching rate of the sidewall is different from that of the offset film, that is, the etching selection ratio between the offset film and the sidewall can be obtained. For example, the offset film is PSG, the sidewall is silicon nitride (Si
N) and the offset film is formed of SiO.
2. The sidewall can be formed of SiN.
Further, although the offset film 4 is removed by wet etching in the above-mentioned embodiment, it may be removed by dry etching if the offset film 4 is selectively removed.
【0027】[0027]
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
の製造方法では、ゲートの側壁部にシリコン系材料層よ
り高いサイドウォールを形成しかつオフセット膜を除去
して、シリコン系材料層からソース・ドレイン拡散層位
置の基体までの距離を、サイドウォールを高くした分に
さらにオフセット膜が除去された部分の高さを加えて長
く形成している。よってシリサイド化反応させるための
熱処理を行った際に、形成されたサリサイド層の這い上
がり現象が発生しても、基体上のサリサイド層とシリコ
ン系材料層上のサリサイド層とが連続することが防止さ
れるので、ゲートとソース・ドレイン拡散層とのショー
トの発生のない半導体装置を得ることができる。As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the sidewall higher than the silicon-based material layer is formed on the side wall of the gate, and the offset film is removed to remove the source from the silicon-based material layer. The distance to the substrate at the drain diffusion layer position is made longer by adding the height of the portion where the offset film is removed to the height of the sidewall. Therefore, even if the formed salicide layer creeps up during the heat treatment for the silicidation reaction, the salicide layer on the substrate and the salicide layer on the silicon-based material layer are prevented from being continuous with each other. Therefore, it is possible to obtain a semiconductor device in which a short circuit between the gate and the source / drain diffusion layer does not occur.
【0028】またサイドウォールの上端部に、高融点金
属または高融点金属化合物からなるこれらの体積の大き
い膨出部を形成すると、サイドウォールのオフセット膜
除去部分に形成された高融点金属層がたとえシリコン系
材料層のシリコンを多く吸収しても、このシリコンは膨
出部の高融点金属または高融点金属化合物と反応して消
費されてしまうため、サリサイド層の這い上がりを膨出
部で確実にくい止めることができる。したがって本発明
によれば、電気的性能が高い微細な半導体装置を製造す
ることができる。Further, when a bulging portion having a large volume made of a refractory metal or a refractory metal compound is formed at the upper end portion of the sidewall, the refractory metal layer formed at the offset film removed portion of the sidewall is not formed. Even if a large amount of silicon in the silicon-based material layer is absorbed, this silicon reacts with the refractory metal or refractory metal compound in the bulging portion and is consumed, so the creeping up of the salicide layer can be reliably performed in the bulging portion. Can be stopped. Therefore, according to the present invention, a fine semiconductor device having high electrical performance can be manufactured.
【図1】(a)〜(g)は本発明の一実施例を工程順に
示す説明図である。1A to 1G are explanatory views showing an embodiment of the present invention in the order of steps.
【図2】サリサイド層の這い上がり状態を示す要部拡大
図である。FIG. 2 is an enlarged view of an essential part showing a crawled state of a salicide layer.
【図3】(a)〜(c)は従来のサリサイドプロセスを
工程順に示す説明図である。3A to 3C are explanatory views showing a conventional salicide process in the order of steps.
【図4】サリサイド層の這い上がり現象を説明する図で
ある。FIG. 4 is a diagram illustrating a creeping phenomenon of a salicide layer.
1 Si基板(基体) 3 Poly−Si層(シリ
コン系材料層) 4 オフセット膜 5 ゲート 7 サイドウォール 8 S/D拡散層 9 高融点金属層 9a 膨出部 10 サリサイド層1 Si Substrate (Base) 3 Poly-Si Layer (Silicon Material Layer) 4 Offset Film 5 Gate 7 Sidewall 8 S / D Diffusion Layer 9 Refractory Metal Layer 9a Swelling Part 10 Salicide Layer
Claims (2)
リコン系材料層とオフセット膜とを順次積層した後、こ
の積層体をゲートにパターン化する第1工程と、 前記オフセット膜とはエッチング速度の異なる絶縁材料
の層を前記ゲートを覆う状態で前記基体上に形成した
後、エッチングによってゲートの側壁部に前記絶縁材料
からなるサイドウォールを形成する第2工程と、 前記基体における前記サイドウォールの両側位置にそれ
ぞれソース・ドレイン拡散層を形成する第3工程と、 エッチングによって前記オフセット膜を除去する第4工
程と、 前記サイドウォール表面と前記シリコン系材料層上とを
覆う状態で前記ソース・ドレイン拡散層位置の基体上に
高融点金属の層または高融点金属化合物の層を形成した
後、前記ソース・ドレイン拡散層位置の基体、前記シリ
コン系材料層のそれぞれと前記高融点金属の層または高
融点金属化合物の層とをシリサイド化反応させる第5工
程と、 該第5工程でシリサイド化反応させなかった高融点金属
の層または高融点金属化合物の層を除去する第6工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。1. A first step of sequentially stacking a silicon-based material layer and an offset film on a surface of a substrate made of a silicon-based material, and then patterning the stacked body into a gate, wherein the offset film has a different etching rate. A second step of forming a layer of a different insulating material on the base so as to cover the gate, and then forming a sidewall made of the insulating material on a side wall portion of the gate by etching; and both sides of the side wall of the base. Third step of forming source / drain diffusion layers at respective positions, fourth step of removing the offset film by etching, and the source / drain diffusion in a state of covering the sidewall surface and the silicon-based material layer. After forming a layer of refractory metal or a layer of refractory metal compound on the substrate at the layer position, the source / drain A fifth step of performing a silicidation reaction between the substrate at the scattered layer position, the silicon-based material layer, and the layer of the high-melting point metal or the layer of the high-melting point metal compound, and a high step that does not cause the silicidation reaction in the fifth step. And a sixth step of removing the layer of the melting point metal or the layer of the refractory metal compound.
合物の層を形成する際、前記サイドウォールの上端部
に、前記高融点金属または前記高融点金属化合物からな
りかつ外側に膨出してなる膨出部を形成することを特徴
とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。2. When the layer of refractory metal or the layer of refractory metal compound is formed, the sidewall is made of the refractory metal or refractory metal compound and bulges outward. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the bulge portion is formed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5843495A JPH08255766A (en) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP5843495A JPH08255766A (en) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08255766A true JPH08255766A (en) | 1996-10-01 |
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ID=13084294
Family Applications (1)
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JP5843495A Pending JPH08255766A (en) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08255766A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US6724057B2 (en) | 1999-12-14 | 2004-04-20 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor device with reduced short circuiting between gate electrode and source/drain region |
JP2014220496A (en) * | 2013-05-07 | 2014-11-20 | アイメックImec | Method for providing gate metal layer of transistor device, and associated transistor |
-
1995
- 1995-03-17 JP JP5843495A patent/JPH08255766A/en active Pending
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