JPH09162392A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH09162392A
JPH09162392A JP7318098A JP31809895A JPH09162392A JP H09162392 A JPH09162392 A JP H09162392A JP 7318098 A JP7318098 A JP 7318098A JP 31809895 A JP31809895 A JP 31809895A JP H09162392 A JPH09162392 A JP H09162392A
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JP
Japan
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silicide layer
layer
semiconductor device
insulator
insulating film
Prior art date
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Application number
JP7318098A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeo Nakayama
武雄 中山
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the stress at the time of forming a silicide layer by preventing a buried element separating insulation film from making direct contact with the silicide later. SOLUTION: Insulator 9 is formed on the side wall of a buried insulation film 2 prior to forming a silicide layer 7. The silicide layer 7 is formed from the exposed part not covered with an insulation films 6 and 9 on a diffusion layer 5. The silicide layer 7 is prevented from making contact with the buried insulation film 2 by suitably setting the width (w) of the insulator 9. The depth (s) of the silicide layer 7 in the horizontal direction can be set smaller than the width (w) of the insulator 9, by setting the width (w) of the insulator 9 thicker than the depth (t) of the silicide layer 7 in the vertical direction, and the silicide layer 7 is prevented from making contact with the buried insulation film 2. Thus, when high melting point metal reacts to silicon, the insulation layer 7 does not hinder the growth of the silicide layer 7, and the stress can be reduced.

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、絶縁膜の埋め込み
による素子分離領域を有する半導体装置において、素子
領域上にシリサイド膜が形成されている半導体装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having an element isolation region formed by embedding an insulating film, in which a silicide film is formed on the element region.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の高集積化に伴い、素子分離
領域の微細化は避けることができない。半導体基板に溝
を形成し、この溝に絶縁膜を埋め込む、いわゆる埋め込
み素子分離構造は、微細化しても素子間の分離耐圧が劣
化しないため、次世代の素子分離技術として有望であ
る。
2. Description of the Related Art With the high integration of semiconductor devices, miniaturization of element isolation regions cannot be avoided. A so-called embedded element isolation structure in which a groove is formed in a semiconductor substrate and an insulating film is embedded in the groove is promising as a next-generation element isolation technology because the isolation breakdown voltage between elements does not deteriorate even when miniaturized.

【0003】一方、半導体素子の微細化により、拡散層
の深さが浅くなるため、拡散層領域のシ−ト抵抗は増加
する傾向がある。このため、この拡散層抵抗に起因する
寄生抵抗が無視できなくなり、半導体素子の性能を著し
く劣化させるという問題がある。
On the other hand, due to the miniaturization of semiconductor elements, the depth of the diffusion layer becomes shallower, so that the sheet resistance of the diffusion layer region tends to increase. Therefore, the parasitic resistance due to the diffusion layer resistance cannot be ignored, and there is a problem that the performance of the semiconductor element is significantly deteriorated.

【0004】この問題を解決する方法として、例えばT
iSix 、WSix 等の高融点金属のシリサイド膜を拡
散層上に形成して、拡散層領域のシ−ト抵抗を低減する
方法がある。
As a method for solving this problem, for example, T
i Si x, and a silicide film of high melting point metal such as WSi x is formed on the diffusion layer, sheet of the diffusion layer region - there is a method of reducing the sheet resistance.

【0005】図11の(a)に、従来の埋め込み素子分
離およびシリサイド拡散層を使用したMOSトランジス
タの断面図を示す。半導体基板1と、半導体基板1に絶
縁膜を埋め込むことにより形成された素子分離領域2
と、ゲ−ト絶縁膜3と、ゲ−ト電極4と、ソ−スおよび
ドレイン領域を構成する拡散層5とによりMOSトラン
ジスタが構成され、また、拡散層5上にはシリサイド層
7が形成されて拡散層5の抵抗を低減している。この従
来例では、さらにゲ−ト電極4上にもシリサイド層8が
形成され、ゲ−ト電極4の抵抗を低減している。また、
シリサイド層7とシリサイド層8は、ゲ−ト電極4の側
壁に形成された絶縁膜6により分離されている。
FIG. 11A is a sectional view of a conventional MOS transistor using a buried element isolation and a silicide diffusion layer. A semiconductor substrate 1 and an element isolation region 2 formed by embedding an insulating film in the semiconductor substrate 1.
, A gate insulating film 3, a gate electrode 4, and a diffusion layer 5 that constitutes a source and drain region form a MOS transistor, and a silicide layer 7 is formed on the diffusion layer 5. As a result, the resistance of the diffusion layer 5 is reduced. In this conventional example, the silicide layer 8 is further formed on the gate electrode 4 to reduce the resistance of the gate electrode 4. Also,
The silicide layer 7 and the silicide layer 8 are separated by the insulating film 6 formed on the side wall of the gate electrode 4.

【0006】図11の(b)は、図11の(a)の円で
囲まれた部分の拡大図である。この図に示すように、こ
のような従来の半導体装置では、図中A点において、シ
リサイド層7と埋め込み素子分離領域2と基板1の3者
が同時に接触している。
FIG. 11 (b) is an enlarged view of a portion surrounded by a circle in FIG. 11 (a). As shown in this figure, in such a conventional semiconductor device, at point A in the figure, the silicide layer 7, the buried element isolation region 2, and the substrate 1 are in contact at the same time.

【0007】一般に、シリサイド層7は、高融点金属膜
をシリコン基板上に堆積した後に熱処理を行い、高融点
金属とシリコンを反応させることにより、形成する。こ
のため、図11の(b)にA点として示すように、埋め
込み素子分離領域の縁部に沿って反応が進行すると、シ
リサイド層7が絶縁層2の方向へ成長することができな
いために、この部分に非常に大きいストレスが生じる。
さらに、溝の側面は溝を形成する時のエッチングによる
損傷を受けているため、基板1に欠陥が発生するおそれ
が大きいという問題があった。
In general, the silicide layer 7 is formed by depositing a refractory metal film on a silicon substrate and then performing heat treatment to react the refractory metal with silicon. Therefore, as indicated by a point A in FIG. 11B, when the reaction proceeds along the edge of the buried element isolation region, the silicide layer 7 cannot grow in the direction of the insulating layer 2. A great deal of stress occurs in this area.
Further, since the side surface of the groove is damaged by etching when forming the groove, there is a problem that a defect is likely to occur in the substrate 1.

【0008】また、シリサイド層7を形成するための熱
処理に限らず、シリサイド膜7が形成された後の熱処理
によっても、シリサイド層7中の高融点金属と基板1中
のシリコンが反応してあらたなシリサイド層が形成され
るため、この時にストレスが生じて、欠陥が発生する可
能性がある。
The refractory metal in the silicide layer 7 reacts with the silicon in the substrate 1 not only by the heat treatment for forming the silicide layer 7 but also by the heat treatment after the formation of the silicide film 7. Since a different silicide layer is formed, stress may occur at this time and defects may occur.

【0009】このような欠陥は、拡散層5から基板1へ
のリ−ク電流を増大させ、集積回路の消費電流を増加さ
せたり、半導体記憶素子の記憶デ−タを破壊する等、様
々な問題を誘発する。
Such defects cause various leak currents from the diffusion layer 5 to the substrate 1, increase current consumption of the integrated circuit, destroy storage data of the semiconductor memory element, and so on. Induce problems.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の半
導体装置では、素子分離領域と素子領域の界面におい
て、埋め込み素子分離絶縁膜2と高融点金属シリサイド
膜7とシリコン基板1とが接触するために、高融点金属
とシリコンとが反応してシリサイド層を形成する時に生
じるストレスにより、結晶欠陥が発生しやすいという問
題があった。
As described above, in the conventional semiconductor device, the buried element isolation insulating film 2, the refractory metal silicide film 7 and the silicon substrate 1 are in contact with each other at the interface between the element isolation regions. Therefore, there is a problem that crystal defects are likely to occur due to stress generated when the refractory metal and silicon react to form a silicide layer.

【0011】本発明の目的は、埋め込み素子分離領域と
シリサイド層を具備する半導体装置において、結晶欠陥
の発生を抑制する構造を有する半導体装置を提供するこ
とである。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a buried element isolation region and a silicide layer, which has a structure for suppressing the generation of crystal defects.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明による半導体装置は、埋め込み
素子分離絶縁膜とシリサイド層とが直接接触しないよう
に構成することが特徴である。
In order to solve the above problems and achieve the object, the semiconductor device according to the present invention is characterized in that the buried element isolation insulating film and the silicide layer are not in direct contact with each other. .

【0013】すなわち、半導体基板に形成された溝に埋
め込まれた絶縁層と、前記半導体基板上の一部に形成さ
れたシリサイド層とを有する半導体装置において、前記
シリサイド層は前記溝の側面において前記絶縁層と直接
接触しないように形成されていることを特徴とする。
That is, in a semiconductor device having an insulating layer embedded in a groove formed in a semiconductor substrate and a silicide layer formed in a part of the semiconductor substrate, the silicide layer is formed on the side surface of the groove. It is characterized in that it is formed so as not to come into direct contact with the insulating layer.

【0014】また、本発明による半導体装置は、半導体
基板に形成された溝に埋め込まれた絶縁層と、前記半導
体基板上の一部に形成されたシリサイド層とを有する半
導体装置において、前記半導体基板上に前記絶縁層に隣
接して形成された絶縁体を具備し、それによって前記絶
縁層と前記シリサイド層とが前記溝の側面において直接
接触することを阻止されていることを特徴とする。
A semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device having an insulating layer embedded in a groove formed in a semiconductor substrate and a silicide layer formed in a part of the semiconductor substrate, wherein the semiconductor substrate An insulating material is formed on the insulating layer so as to be adjacent to the insulating layer, thereby preventing the insulating layer and the silicide layer from directly contacting each other on the side surface of the groove.

【0015】さらに、本発明による半導体装置は、半導
体基板に形成された溝に埋め込まれた絶縁層と、前記半
導体基板上にゲ−ト絶縁膜を介して形成されたゲ−ト電
極と前記半導体基板に形成された拡散層とにより構成さ
れるMOSFETとを具備し、前記ゲ−ト電極の側面に
形成された側壁絶縁膜と、前記拡散層上に形成されたシ
リサイド層と有する半導体装置において、前記半導体基
板上に前記絶縁層に隣接して形成された絶縁体を具備
し、それによって前記絶縁層と前記シリサイド層とが直
接接触することを阻止されていることを特徴とする。
Further, in the semiconductor device according to the present invention, an insulating layer embedded in a groove formed in a semiconductor substrate, a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film, and the semiconductor. A semiconductor device comprising: a MOSFET composed of a diffusion layer formed on a substrate; a sidewall insulating film formed on a side surface of the gate electrode; and a silicide layer formed on the diffusion layer. The semiconductor device further includes an insulator formed on the semiconductor substrate adjacent to the insulating layer, which prevents direct contact between the insulating layer and the silicide layer.

【0016】このように、本発明の半導体装置によれ
ば、溝に埋め込まれた絶縁層とシリサイド層とが溝の側
面において直接接触しない構造であるため、シリサイド
層中の高融点金属と基板中のシリコンとの反応によりシ
リサイドが形成される時に、溝の側面においてストレス
が生じ、結晶欠陥が発生することを防止することができ
る。
As described above, according to the semiconductor device of the present invention, since the insulating layer buried in the groove and the silicide layer are not in direct contact with each other on the side surface of the groove, the refractory metal in the silicide layer and the substrate It is possible to prevent stress from being generated on the side surface of the groove and crystal defects when the silicide is formed by the reaction with the silicon.

【0017】また、本発明の半導体装置は、半導体基板
上に絶縁層に隣接して絶縁体が形成されていることによ
り、絶縁体上にはシリサイド層が形成されないことを利
用して、シリサイド層と絶縁層とが直接接触することを
防止することができる。
Further, the semiconductor device of the present invention utilizes the fact that the insulating layer is formed on the semiconductor substrate adjacent to the insulating layer so that the silicide layer is not formed on the insulating layer. It is possible to prevent direct contact between the insulating layer and the insulating layer.

【0018】さらに、本発明の半導体装置は、拡散層上
にシリサイド層を有し、溝に埋め込まれた絶縁層により
素子分離領域が構成されるMOSFETの絶縁層に隣接
して絶縁体が形成されていることにより、溝に埋め込ま
れた絶縁層とシリサイド層とが溝の側面において直接接
触しない構造であるため、シリサイド層中の高融点金属
と基板中のシリコンとの反応によりシリサイドが形成さ
れる時に、溝の側面においてストレスが生じ、結晶欠陥
が発生することを防止することができる。
Further, the semiconductor device of the present invention has a silicide layer on the diffusion layer, and an insulator is formed adjacent to the insulation layer of the MOSFET in which the element isolation region is constituted by the insulation layer buried in the groove. Since the insulating layer and the silicide layer embedded in the groove do not directly contact each other on the side surface of the groove, the silicide is formed by the reaction between the refractory metal in the silicide layer and the silicon in the substrate. At times, stress is prevented from occurring on the side surface of the groove, and crystal defects can be prevented from occurring.

【0019】また、ゲ−ト電極の側面に形成された前記
側壁絶縁膜と、前記絶縁層に隣接して形成された絶縁体
とが、同一の材料により形成される場合には、ゲ−ト電
極の側面にシリサイド層が形成されることを防止すると
同時に、絶縁層に接してシリサイド層が形成されること
を防止することができる。このため、シリサイド層と絶
縁層とが直接接触することを防止し、ストレスによる結
晶欠陥の発生を防止することができる。
When the side wall insulating film formed on the side surface of the gate electrode and the insulator formed adjacent to the insulating layer are made of the same material, the gate is formed. It is possible to prevent the formation of the silicide layer on the side surface of the electrode and at the same time prevent the formation of the silicide layer in contact with the insulating layer. Therefore, it is possible to prevent the silicide layer and the insulating layer from directly contacting each other, and to prevent the occurrence of crystal defects due to stress.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1の(a)は、本発明に
よる半導体装置の構造を示す断面図である。従来と同様
に、半導体基板1と、半導体基板1に絶縁膜を埋め込む
ことにより形成された素子分離領域2と、ゲ−ト絶縁膜
3と、ゲ−ト電極4と、ソ−スおよびドレイン領域を構
成する拡散層5と、拡散層5上に形成されたシリサイド
層7と、ゲ−ト電極4上に形成されたシリサイド層8
と、ゲ−ト電極4の側壁に形成された絶縁膜6によりM
OSトランジスタが構成される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A is a sectional view showing the structure of a semiconductor device according to the present invention. As in the conventional case, the semiconductor substrate 1, the element isolation region 2 formed by embedding an insulating film in the semiconductor substrate 1, the gate insulating film 3, the gate electrode 4, the source and drain regions. , A silicide layer 7 formed on the diffusion layer 5, and a silicide layer 8 formed on the gate electrode 4.
And the insulating film 6 formed on the side wall of the gate electrode 4 causes M
An OS transistor is configured.

【0021】図1の(b)は、図1の(a)のBの部分
の拡大図である。この図に示すように、本実施の形態で
は、従来と異なり、埋め込み絶縁膜2の側壁に絶縁体9
が形成され、シリサイド層7と埋め込み絶縁膜2とが直
接接触しない構造となっている。
FIG. 1 (b) is an enlarged view of the portion B of FIG. 1 (a). As shown in this figure, in the present embodiment, unlike the conventional case, the insulator 9 is provided on the sidewall of the buried insulating film 2.
Is formed so that the silicide layer 7 and the buried insulating film 2 do not come into direct contact with each other.

【0022】このような構造は、絶縁膜上にはシリサイ
ド層が形成されないことを利用して、シリサイド層7を
形成する前に、埋め込み絶縁膜2の側壁に絶縁体9を形
成しておくことにより実現することができる。
In such a structure, the insulator 9 is formed on the side wall of the buried insulating film 2 before forming the silicide layer 7 by utilizing the fact that the silicide layer is not formed on the insulating film. Can be realized by

【0023】以下、上記の本発明による半導体装置の構
造を製造する方法について説明する。図2乃至図10
は、本発明による半導体装置の製造方法を説明する工程
断面図である。
A method of manufacturing the above-described semiconductor device structure according to the present invention will be described below. 2 to 10
FIG. 7A is a process sectional view illustrating the manufacturing method of the semiconductor device according to the invention;

【0024】例えばp型シリコン基板1上に、例えば温
度950℃の水素燃焼酸化法により、例えば厚さ50n
mの酸化膜(SiO2 )11を形成し、続けて例えば膜
厚150nmの多結晶シリコン膜12を堆積する(図
2)。
On the p-type silicon substrate 1, for example, by a hydrogen combustion oxidation method at a temperature of 950 ° C., for example, a thickness of 50 n is obtained.
An oxide film (SiO 2 ) 11 having a thickness of m is formed, and then a polycrystalline silicon film 12 having a film thickness of, for example, 150 nm is deposited (FIG. 2).

【0025】次に、通常のリソグラフィ−法と例えばR
IE(反応性イオンエッチング)法等のエッチング技術
を用いて、素子分離形成予定領域の多結晶シリコン膜1
2と酸化膜11とシリコン基板1の一部を除去する(図
3)。
Next, the usual lithography method and, for example, R
By using an etching technique such as an IE (Reactive Ion Etching) method, the polycrystalline silicon film 1 in the element isolation formation planned region 1
2, the oxide film 11 and a part of the silicon substrate 1 are removed (FIG. 3).

【0026】この後、例えば酸化膜(SiO2 )等の素
子分離用の絶縁膜2を堆積する(図4)。次に、例えば
多結晶シリコン膜13を200nm堆積した後に、通常
のリソグラフィ−法と例えばRIE法等のエッチング技
術を用いて、幅の広い素子分離領域上を除いて多結晶シ
リコン膜13を除去する(図5)。
After that, an insulating film 2 for element isolation such as an oxide film (SiO 2 ) is deposited (FIG. 4). Next, for example, after depositing the polycrystalline silicon film 13 to a thickness of 200 nm, the polycrystalline silicon film 13 is removed except for a wide element isolation region by using a normal lithography method and an etching technique such as an RIE method. (Fig. 5).

【0027】さらに、例えばCMP(化学機械的研磨)
法を用いて、酸化膜2を研磨して多結晶シリコン膜12
の表面を露出し、素子分離領域に酸化膜2を残存させ
る。この時、多結晶シリコン膜12および13の研磨率
が酸化膜2の研磨率に比べて小さくなるような条件で研
磨を行い、オ−バ−エッチングにより基板1が研磨され
ることを防止する。(図6)。
Further, for example, CMP (chemical mechanical polishing)
Method, the oxide film 2 is polished to remove the polycrystalline silicon film 12
The surface of the is exposed and the oxide film 2 is left in the element isolation region. At this time, polishing is performed under the condition that the polishing rates of the polycrystalline silicon films 12 and 13 are smaller than the polishing rate of the oxide film 2 to prevent the substrate 1 from being polished by overetching. (FIG. 6).

【0028】次に、例えば化学的気相エッチング技術を
用いて、残存する多結晶シリコン膜12および13と素
子形成領域上の酸化膜11を除去し、埋め込み素子分離
が完成する(図7)。
Next, the remaining polycrystalline silicon films 12 and 13 and the oxide film 11 on the device forming region are removed by using, for example, a chemical vapor etching technique to complete the buried device isolation (FIG. 7).

【0029】この後、基板1上に、例えば熱酸化法によ
り、例えば10nmの膜厚を有するゲ−ト酸化膜3を形
成し、続けて例えば化学的気相成長法により厚さ200
nmの多結晶シリコン膜を堆積する。さらに、通常のリ
ソグラフィ−法と例えばRIE法等のエッチング技術を
用いて、ゲ−ト電極部分以外の多結晶シリコン膜を除去
して、ゲ−ト電極4を形成する(図8)。
After that, a gate oxide film 3 having a film thickness of, for example, 10 nm is formed on the substrate 1 by, for example, a thermal oxidation method, and subsequently, a thickness of 200 is obtained by, for example, a chemical vapor deposition method.
nm polycrystal silicon film is deposited. Further, the gate electrode 4 is formed by removing the polycrystalline silicon film other than the gate electrode portion by using a usual lithography method and an etching technique such as RIE method (FIG. 8).

【0030】次に、例えばヒ素(As)を加速電圧60
keV、ド−ズ量5×1015cm-2でイオン注入するこ
とにより、不純物を基板1およびゲ−ト電極4に添加す
る。このように基板1中に拡散層5を形成した後、例え
ば窒化膜(SiN)14を堆積する(図9)。
Next, for example, arsenic (As) is added to the acceleration voltage 60.
Impurities are added to the substrate 1 and the gate electrode 4 by ion implantation with keV and a dose amount of 5 × 10 15 cm −2 . After forming the diffusion layer 5 in the substrate 1 in this way, for example, a nitride film (SiN) 14 is deposited (FIG. 9).

【0031】次に、例えばRIE法等の異方性エッチン
グ技術を用いて、SiN膜14をエッチングしてゲ−ト
電極4と基板1の表面を露出し、ゲ−ト電極4の側壁に
SiN膜14を残存させて側壁絶縁膜6を形成する。こ
の時、従来と異なり、エッチング時間を適宜調節するこ
とにより、埋め込み絶縁膜2の側壁部分にもSiN膜1
4を残存させて側壁絶縁体9を形成する(図10)。
Next, the SiN film 14 is etched by using an anisotropic etching technique such as RIE to expose the surface of the gate electrode 4 and the substrate 1, and SiN is formed on the side wall of the gate electrode 4. The film 14 is left and the sidewall insulating film 6 is formed. At this time, unlike the prior art, by appropriately adjusting the etching time, the SiN film 1 is also formed on the sidewall portion of the buried insulating film 2.
4 is left and the side wall insulator 9 is formed (FIG. 10).

【0032】このように、埋め込み絶縁膜2の側壁部分
にSiN膜14を残存させることにより、埋め込み絶縁
膜2に対して自己整合的に側壁絶縁体9を形成するため
に、埋め込み絶縁膜2を基板1の表面より突出させてお
く必要がある。
In this way, by leaving the SiN film 14 on the sidewall portion of the buried insulating film 2, the buried insulating film 2 is formed in order to form the sidewall insulator 9 in a self-aligned manner with respect to the buried insulating film 2. It is necessary to project it from the surface of the substrate 1.

【0033】この後、例えばスパッタリング技術により
例えばチタン(Ti)等の高融点金属膜を堆積する。さ
らに例えばRTA(Rappid Thermal Anneal)技術を用い
て、例えば温度950℃で30秒の熱処理を行うことに
より、拡散層領域5のSiとこの拡散層領域5上に堆積
されたTiとを反応させて、例えば深さ0.05〜0.
2μm程度のシリサイド(TiSix )層7を形成す
る。この時、予めゲ−ト電極4の上面を露出しておくこ
とにより、ゲ−ト電極4のSiとゲ−ト電極4上に堆積
されたTiとを反応させて、シリサイド層8をシリサイ
ド層7と同時に形成する。
After that, a refractory metal film such as titanium (Ti) is deposited by, for example, a sputtering technique. Further, by using, for example, RTA (Rappid Thermal Anneal) technology, heat treatment is performed at a temperature of 950 ° C. for 30 seconds to react Si in the diffusion layer region 5 with Ti deposited on the diffusion layer region 5. , Depth of 0.05 to 0.
Forming a 2μm about silicide (TiSi x) layer 7. At this time, by exposing the upper surface of the gate electrode 4 in advance, the Si of the gate electrode 4 and the Ti deposited on the gate electrode 4 are caused to react with each other so that the silicide layer 8 becomes a silicide layer. Formed at the same time as 7.

【0034】ここで、絶縁膜とTiは反応しないため、
シリサイド層7の形成は、拡散層5において絶縁膜6お
よび9に覆われずに露出している部分から進行する。こ
のため、絶縁体9の幅wを適宜設定することにより、シ
リサイド層7と埋め込み絶縁膜2とが接触しないように
することができる。
Here, since the insulating film does not react with Ti,
The formation of the silicide layer 7 proceeds from the exposed portion of the diffusion layer 5 which is not covered with the insulating films 6 and 9. Therefore, by appropriately setting the width w of the insulator 9, it is possible to prevent the silicide layer 7 and the buried insulating film 2 from coming into contact with each other.

【0035】ただし、図1の(b)に示すように、シリ
サイド層7の形成は、一般に絶縁膜に覆われていない領
域を深さ方向に進行するだけでなく、絶縁膜の下方に侵
入するように横方向へも進行する。この横方向の進行深
さsは縦方向の深さtに比べて小さいことが一般に知ら
れているが、その深さの比(s/t)は熱処理時間等の
シリサイド層7を形成する条件に依存し、一義的には決
定されない。
However, as shown in FIG. 1B, the formation of the silicide layer 7 not only advances in the depth direction in a region not covered with the insulating film but also penetrates below the insulating film. It also progresses laterally. It is generally known that the depth of travel s in the horizontal direction is smaller than the depth of t in the vertical direction, but the depth ratio (s / t) depends on the heat treatment time and other conditions for forming the silicide layer 7. Depends on and is not uniquely determined.

【0036】したがって、シリサイド層7の縦方向の深
さtより厚くなるように絶縁体9の幅wを設定すること
により、シリサイド層7の横方向の深さsを絶縁体9の
幅wよりも小さくすることができるため、シリサイド層
7と埋め込み絶縁膜2とが接触しないようにすることが
できる。この絶縁体9の幅wは、例えばSiN14の堆
積膜厚とそのエッチング条件等により調節することがで
きる。
Therefore, by setting the width w of the insulator 9 to be thicker than the depth t of the silicide layer 7 in the vertical direction, the depth s of the silicide layer 7 in the horizontal direction is set to be larger than the width w of the insulator 9. Since it can be made smaller, it is possible to prevent the silicide layer 7 and the buried insulating film 2 from coming into contact with each other. The width w of the insulator 9 can be adjusted by, for example, the deposited film thickness of SiN 14 and its etching conditions.

【0037】また、エッチング後の絶縁体9の高さh
は、絶縁体9が埋め込み絶縁膜2に隣接して必ず存在す
れば特に制限はない。ただし、上記にような異方性エッ
チング法による側壁形成技術を用いた場合には、一般に
残存する側壁の高さhは幅wより大きい。エッチングが
進行し、高さhが幅wと等しくなった後は、さらなるエ
ッチングによる高さhの減少と同時に幅wも減少してし
まう。このようにして、高さhは例えば幅w以上に形成
される。
Also, the height h of the insulator 9 after etching
Is not particularly limited as long as the insulator 9 always exists adjacent to the buried insulating film 2. However, when the sidewall forming technique by the anisotropic etching method as described above is used, the height h of the remaining sidewall is generally larger than the width w. After the etching progresses and the height h becomes equal to the width w, the width w is reduced at the same time as the height h is reduced by further etching. In this way, the height h is formed to be, for example, the width w or more.

【0038】また、側壁絶縁体9の高さhは、突出した
埋め込み絶縁膜2の基板表面からの高さh2 と絶縁体9
のエッチング量に依存し、オ−バ−エッチング等によ
り、一般に埋め込み絶縁膜2の高さh2 より小さくな
る。このため、絶縁体9の高さhの上限は埋め込み絶縁
膜2の高さh2 となり、この埋め込み絶縁膜2の高さh
2は、例えばゲ−ト電極4を加工する時の、リソグラフ
ィ−法の焦点深度、または、エッチング残り等の要請に
より制限される。このため、側壁絶縁体9の高さhは、
例えばゲ−ト電極4の高さと同程度の高さまでの範囲と
なる。
The height h of the side wall insulator 9 is the height h 2 of the protruding embedded insulating film 2 from the substrate surface and the height h 2 of the insulator 9.
The height h 2 of the buried insulating film 2 is generally smaller than the height h 2 of the buried insulating film 2 due to over etching or the like. Therefore, the upper limit of the height h of the insulator 9 is buried height h 2 next to the insulating film 2, the height h of the buried insulating film 2
2 is limited, for example, by the depth of focus of the lithography method when processing the gate electrode 4, or the etching residue. Therefore, the height h of the sidewall insulator 9 is
For example, the height is approximately the same as the height of the gate electrode 4.

【0039】次に、例えば硫酸と加酸化水素水を用い
て、未反応のTi膜を除去して、TiSix 膜のみを残
存させ、拡散層5上のシリサイド層7およびゲ−ト電極
4上のシリサイド層8を形成する(図1)。
Next, for example using sulfuric acid and pressurized hydrogen peroxide water, to remove the unreacted Ti film, is left only TiSi x film, the silicide layer 7 and the gate of the diffusion layer 5 - gate electrode 4 above To form a silicide layer 8 (FIG. 1).

【0040】以降は、通常の技術を用いて、層間絶縁膜
を形成し、接続孔を開口し、例えばAlとSiとCuの
合金等の金属配線膜を加工して、配線を形成する。この
ように、本実施の形態では、絶縁膜上にシリサイド層が
形成されないことを利用して、埋め込み絶縁膜2の側面
に形成された絶縁体9により、シリサイド層7と埋め込
み絶縁膜2が直接接触しない構造とすることができるた
め、高融点金属とシリコンが反応する時に、シリサイド
層7の成長が絶縁層2により妨害されないため、ストレ
スを低減することができる。また、溝の側面はエッチン
グによる損傷を受けているため欠陥が発生しやすいが、
このような領域においてシリサイド膜7が形成されない
ようにすることにより、ストレスの発生を抑制して、欠
陥の発生を防止し、リ−ク電流を低減することができ
る。
After that, an interlayer insulating film is formed, a connection hole is opened, and a metal wiring film of, for example, an alloy of Al, Si, and Cu is processed to form a wiring by using a normal technique. As described above, in the present embodiment, the silicide layer 7 and the buried insulating film 2 are directly connected to each other by the insulator 9 formed on the side surface of the buried insulating film 2 by utilizing the fact that the silicide layer is not formed on the insulating film. Since the structure does not contact, the growth of the silicide layer 7 is not disturbed by the insulating layer 2 when the refractory metal reacts with silicon, so that the stress can be reduced. Also, since the side surface of the groove is damaged by etching, defects are likely to occur,
By preventing the silicide film 7 from being formed in such a region, it is possible to suppress the generation of stress, prevent the generation of defects, and reduce the leak current.

【0041】また、本実施の形態による半導体装置の製
造方法では、埋め込み絶縁膜2を基板表面より突出する
ように形成することにより、突出した埋め込み絶縁膜2
の側面に側壁絶縁体9を自己整合的に形成することがで
きる。
In the method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment, the embedded insulating film 2 is formed so as to project from the surface of the substrate, so that the projected embedded insulating film 2 is formed.
The side wall insulator 9 can be formed on the side surface of the self-alignment.

【0042】このため、絶縁体9を形成するためのリソ
グラフィ−工程を必要としないことにより、リソグラフ
ィ−法の合わせ精度等に影響されずに、微細な半導体素
子を形成することができる。
Therefore, since the lithography process for forming the insulator 9 is not required, a fine semiconductor element can be formed without being affected by the alignment accuracy of the lithography method.

【0043】また、側壁絶縁体9の幅wを、絶縁膜の堆
積膜厚により設定することができ、リソグラフィ−法を
用いた加工を必要としないため、リソグラフィ−法の加
工寸法に影響されずに、微細な半導体素子を形成するこ
とができる。
Further, since the width w of the sidewall insulator 9 can be set by the deposited film thickness of the insulating film and does not require the processing using the lithography method, it is not affected by the processing size of the lithography method. In addition, a fine semiconductor element can be formed.

【0044】さらに、本実施の形態のように、埋め込み
絶縁膜2を基板表面より突出させることにより、ゲ−ト
電極4の側面に側壁絶縁膜6を形成する工程と同時に側
壁絶縁体9を形成することができるため、従来に比べて
工程を追加することなく、容易に本発明の構造を実現す
ることができる。
Further, as in the present embodiment, the embedded insulating film 2 is projected from the surface of the substrate, so that the sidewall insulating film 9 is formed at the same time as the step of forming the sidewall insulating film 6 on the side surface of the gate electrode 4. Therefore, it is possible to easily realize the structure of the present invention without adding any steps as compared with the related art.

【0045】ただし、絶縁体9の形成方法は、上記実施
の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の
形態では、埋め込み絶縁膜2は基板1の表面より突出し
て形成されているが、基板1の表面と同じ高さ、または
基板1の表面より低い位置までしか埋め込まれていない
形状とすることも可能である。
However, the method of forming the insulator 9 is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, the buried insulating film 2 is formed so as to project from the surface of the substrate 1, but the buried insulating film 2 is buried only at the same height as the surface of the substrate 1 or at a position lower than the surface of the substrate 1. It is also possible to

【0046】また、上記実施の形態では、溝に絶縁膜の
みが埋め込まれているが、溝の側面に形成された絶縁膜
を介して例えば多結晶シリコン膜等の半導体膜、または
導電膜が埋め込まれている場合にも、本発明を適用する
ことが可能である。また、上記実施の形態では、溝に埋
め込まれた絶縁膜は素子分離領域を構成したが、例えば
絶縁膜を介して埋め込まれた導電膜が電極を構成する場
合にも、本発明を適用することが可能である。
Further, in the above embodiment, only the insulating film is buried in the groove, but a semiconductor film such as a polycrystalline silicon film or a conductive film is buried through the insulating film formed on the side surface of the groove. The present invention can be applied even in the case where it is provided. Further, in the above-described embodiment, the insulating film embedded in the groove constitutes the element isolation region, but the present invention is also applicable to the case where the conductive film embedded via the insulating film constitutes the electrode, for example. Is possible.

【0047】いずれの場合においても、溝の側面に形成
されている絶縁層2に隣接するように、半導体基板1上
に絶縁体9が形成されて、この絶縁体9によりシリサイ
ド層7と絶縁層2とが溝の側面において直接接触するこ
とを阻止される構造であればよい。
In either case, the insulator 9 is formed on the semiconductor substrate 1 so as to be adjacent to the insulating layer 2 formed on the side surface of the groove, and the silicide layer 7 and the insulating layer are formed by the insulator 9. Any structure may be used as long as it is prevented from directly contacting with the side surface of the groove.

【0048】なお、上記実施の形態では、SiNにより
側壁絶縁体9を形成したが、例えばSiO2 等の酸化
膜、またはPSG等の不純物を含有するSiO2 等の酸
化膜、さらに他の絶縁膜を用いることが可能である。
[0048] In the above embodiment has formed the sidewall insulator 9 by SiN, for example, an oxide film such as SiO 2 containing oxide film or impurities such as PSG, such as SiO 2, yet another insulating film Can be used.

【0049】また、上記実施の形態では、シリサイド層
7、8としてTiSix を用いたが、MoSix 、WS
x 、CoSix 、NiSix 等の他のシリサイド材料
を用いることも可能である。
Although TiSi x is used as the silicide layers 7 and 8 in the above embodiment, MoSi x and WS are used.
i x, CoSi x, it is also possible to use other silicide material such as NiSi x.

【0050】また、上記実施の形態では、Ti膜14を
堆積し、拡散層5中のシリコンとTiとの反応によりシ
リサイド層7を形成したが、例えば選択CVD法を用い
て、拡散層5上に選択的に例えばTiSix 等のシリサ
イドを堆積することも可能である。この場合、シリサイ
ド層7を形成する時点では、前述のようなTiとSiと
の反応が起こらないため、結晶欠陥の発生は少ないが、
その後の熱工程によりシリサイド層7中の高融点金属と
基板中のシリコンが反応するため、結晶欠陥が発生す
る。このため、本発明による構造を用いて、シリサイド
層7と埋め込み絶縁膜2とが直接接しない構造とするこ
とにより、前述の実施の形態と同様の効果を得ることが
できる。
In the above-described embodiment, the Ti film 14 is deposited and the silicide layer 7 is formed by the reaction between silicon and Ti in the diffusion layer 5. However, the selective CVD method is used to form the silicide layer 7 on the diffusion layer 5. it is also possible to deposit a silicide such as selectively e.g. TiSi x to. In this case, at the time of forming the silicide layer 7, since the reaction between Ti and Si as described above does not occur, crystal defects are less likely to occur,
The refractory metal in the silicide layer 7 reacts with the silicon in the substrate in the subsequent heat step, so that a crystal defect occurs. Therefore, by using the structure according to the present invention so that the silicide layer 7 and the buried insulating film 2 do not come into direct contact with each other, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上のように本発明による半導体装置で
は、埋め込み素子分離とシリサイド層を具備し、結晶欠
陥の発生を抑制することができる。
As described above, the semiconductor device according to the present invention includes the buried element isolation and the silicide layer, and can suppress the generation of crystal defects.

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

【図1】本発明による半導体装置の構造を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】本発明による半導体装置の製造方法を示す工程
断面図。
FIG. 2 is a process sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図3】本発明による半導体装置の製造方法を示す工程
断面図。
3A to 3D are process cross-sectional views showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図4】本発明による半導体装置の製造方法を示す工程
断面図。
FIG. 4 is a process cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図5】本発明による半導体装置の製造方法を示す工程
断面図。
FIG. 5 is a process cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図6】本発明による半導体装置の製造方法を示す工程
断面図。
FIG. 6 is a process cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図7】本発明による半導体装置の製造方法を示す工程
断面図。
FIG. 7 is a process cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図8】本発明による半導体装置の製造方法を示す工程
断面図。
FIG. 8 is a process cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図9】本発明による半導体装置の製造方法を示す工程
断面図。
FIG. 9 is a process cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図10】本発明による半導体装置の製造方法を示す工
程断面図。
FIG. 10 is a process cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図11】従来の半導体装置を示す断面図。FIG. 11 is a sectional view showing a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基板、2…埋め込み絶縁膜、3…ゲ−ト絶縁
膜、4…ゲ−ト電極、5…拡散層、6、9…側壁絶縁
膜、7、8…シリサイド層、11…酸化膜、12、13
…多結晶シリコン膜、14…Ti
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 2 ... Embedded insulating film, 3 ... Gate insulating film, 4 ... Gate electrode, 5 ... Diffusion layer, 6, 9 ... Side wall insulating film, 7, 8 ... Silicide layer, 11 ... Oxide film , 12, 13
... Polycrystalline silicon film, 14 ... Ti

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板に形成された溝に埋め込まれ
た絶縁層と、前記半導体基板上の一部に形成されたシリ
サイド層とを有する半導体装置において、前記シリサイ
ド層は前記溝の側面において前記絶縁層と直接接触しな
いように形成されていることを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device having an insulating layer embedded in a groove formed in a semiconductor substrate and a silicide layer formed in a part of the semiconductor substrate, wherein the silicide layer is formed on the side surface of the groove. A semiconductor device, which is formed so as not to come into direct contact with an insulating layer.
【請求項2】 半導体基板に形成された溝に埋め込まれ
た絶縁層と、前記半導体基板上の一部に形成されたシリ
サイド層とを有する半導体装置において、前記半導体基
板上に前記絶縁層に隣接して形成された絶縁体を具備
し、それによって前記絶縁層と前記シリサイド層とが前
記溝の側面において直接接触することを阻止されている
ことを特徴とする半導体装置。
2. A semiconductor device having an insulating layer buried in a groove formed in a semiconductor substrate and a silicide layer formed in a part of the semiconductor substrate, the insulating layer being adjacent to the insulating layer on the semiconductor substrate. A semiconductor device comprising an insulator formed as described above, which prevents the insulating layer and the silicide layer from directly contacting each other on the side surface of the groove.
【請求項3】 半導体基板に形成された溝に埋め込まれ
た絶縁層と、前記半導体基板上にゲ−ト絶縁膜を介して
形成されたゲ−ト電極と前記半導体基板に形成された拡
散層とにより構成されるMOSFETとを具備し、前記
ゲ−ト電極の側面に形成された側壁絶縁膜と、前記拡散
層上に形成されたシリサイド層と有する半導体装置にお
いて、前記半導体基板上に前記絶縁層に隣接して形成さ
れた絶縁体を具備し、それによって前記絶縁層と前記シ
リサイド層とが直接接触することを阻止されていること
を特徴とする半導体装置。
3. An insulating layer embedded in a groove formed in a semiconductor substrate, a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film, and a diffusion layer formed on the semiconductor substrate. A semiconductor device having a side wall insulating film formed on a side surface of the gate electrode and a silicide layer formed on the diffusion layer. A semiconductor device comprising an insulator formed adjacent to a layer, which prevents direct contact between the insulating layer and the silicide layer.
【請求項4】 前記ゲ−ト電極の側面に形成された前記
側壁絶縁膜と、前記絶縁層に隣接して形成された絶縁体
とは、同一の材料により形成される請求項1乃至3記載
の半導体装置。
4. The sidewall insulating film formed on the side surface of the gate electrode and the insulator formed adjacent to the insulating layer are made of the same material. Semiconductor device.
【請求項5】 前記絶縁体は、SiNである請求項1乃
至4記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the insulator is SiN.
【請求項6】 前記絶縁体は、SiO2 または不純物を
含有するSiO2 である請求項1乃至4記載の半導体装
置。
Wherein said insulator is a semiconductor device of claims 1 to 4, wherein the SiO 2 containing SiO 2 or impurities.
【請求項7】 前記シリサイド層は、TiSix 、Mo
Six 、WSix 、CoSix 、NiSix からなるグ
ル−プのいずれか1つにより形成される請求項1乃至5
記載の半導体装置。
7. The silicide layer is made of TiSi x , Mo.
Si x, WSi x, CoSi x , consisting of NiSi x Group - claims 1 to 5 is formed by any one of up
13. The semiconductor device according to claim 1.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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